KR20120033121A - Air conditioning system using linear expansion device - Google Patents

Air conditioning system using linear expansion device Download PDF

Info

Publication number
KR20120033121A
KR20120033121A KR1020100094723A KR20100094723A KR20120033121A KR 20120033121 A KR20120033121 A KR 20120033121A KR 1020100094723 A KR1020100094723 A KR 1020100094723A KR 20100094723 A KR20100094723 A KR 20100094723A KR 20120033121 A KR20120033121 A KR 20120033121A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
linear expansion
condenser
evaporator
expansion mechanism
Prior art date
Application number
KR1020100094723A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101220374B1 (en
Inventor
오동석
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020100094723A priority Critical patent/KR101220374B1/en
Publication of KR20120033121A publication Critical patent/KR20120033121A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101220374B1 publication Critical patent/KR101220374B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3286—Constructional features
    • B60H2001/3297—Expansion means other than expansion valve

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

PURPOSE: An air conditioning system using a linear expansion device is provided to maximize coefficient of performance(COP) by additionally decreasing dryness and temperatures of refrigerant in an inlet side of the evaporator. CONSTITUTION: An air conditioning system using a linear expansion device comprises a compressor(100), a condenser(200), an expansion valve(300), an evaporator(400), a refrigerant over cooling part(500), and a linear expansion device(600). The compressor compresses refrigerant. The condenser condenses the compressed refrigerant. The expansion valve expands the condensed refrigerant. The evaporator evaporates the expanded refrigerant by exchanging heat with the outdoor air. The refrigerant over cooling part overly cools the refrigerant, flowing into from the expansion valve, by exchanging heat between high temperature refrigerant, flowing into the expansion valve from the condenser, and lower temperature refrigerant, flowing into the compressor from the evaporator. The linear expansion device expands and reduces the refrigerant passing through the condenser in order to cool overly the refrigerant.

Description

선팽창 기구를 이용한 에어컨 시스템{AIR CONDITIONING SYSTEM USING LINEAR EXPANSION DEVICE} Air-conditioning system using linear expansion mechanism {AIR CONDITIONING SYSTEM USING LINEAR EXPANSION DEVICE}

본 발명은 냉매의 과냉을 이용한 에어컨 시스템에 관한 것으로서, 응축기로부터 유출된 냉매를 확대-축소 노즐에 통과시켜 팽창시킴으로써 냉매의 온도를 저하시키는 선팽창 기구를 이용하여 냉매를 이중냉각하는 에어컨 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner system using subcooling of a refrigerant, and more particularly, to an air conditioner system of double cooling a refrigerant by using a linear expansion mechanism that lowers the temperature of the refrigerant by expanding the refrigerant flowing out of the condenser through an expansion-reduction nozzle. .

일반적으로 자동차의 에어컨 시스템은 외부의 온도변화에 관계없이 자동차 실내의 온도를 적당한 온도로 유지하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 하는 것이다.In general, the air conditioning system of a car is to maintain a comfortable indoor environment by maintaining the temperature of the car interior at an appropriate temperature regardless of the external temperature change.

이러한 에어컨 시스템은 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 급속히 팽창시키는 팽창밸브, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 상기 에어컨 시스템이 설치된 실내로 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기 등을 주요한 구성요소로 포함한다.Such an air conditioning system includes a compressor for compressing a refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor, an expansion valve for rapidly expanding the liquefied refrigerant condensed in the condenser, and a refrigerant expanded in the expansion valve while evaporating the refrigerant. The main components include an evaporator for cooling the air blown into the room in which the air conditioning system is installed by using latent heat of evaporation.

상기한 에어컨 시스템은 일반적인 증기압축 냉동 사이클에 따라 작동하는 것으로서, 냉매는 상기 구성원들을 순차적으로 반복 순환하면서 고온 고압의 액체상태에서 저온저압의 기체상태로 연속적으로 상변화되어 냉방과정을 수행하게 된다.The air conditioner system operates according to a general vapor compression refrigeration cycle, and the refrigerant is sequentially phase-changed from a high temperature high pressure liquid state to a low temperature low pressure gas state while repeatedly circulating the members to perform a cooling process.

종래에는 냉방 성능을 향상시키기 위하여 리퀴드 과냉 시스템을 도입하였다.Conventionally, a liquid subcooling system has been introduced to improve cooling performance.

도 1은 종래의 냉매과냉부를 포함하는 에어컨 시스템의 구성도인데, 이는 기본적인 증기압축 냉동 사이클에 냉매과냉부(500)가 추가된 것이다. 1 is a block diagram of a conventional air conditioner system including a refrigerant supercooling unit, which is a refrigerant supercooling unit 500 added to a basic vapor compression refrigeration cycle.

상기 냉매과냉부(500)는 응축기(200)로부터 나오는 고온의 냉매(a)를 증발기(400)로부터 압축기(100)로 유입되는 저온의 냉매와 열교환함으로써 감온감압시켜 증발기(400)의 입출구단의 엔탈피 차를 크게 함으로써 냉방 성능을 향상시킨 것이다. The refrigerant and cooling unit 500 is a high-temperature refrigerant (a) coming from the condenser 200 by heat exchange with the low-temperature refrigerant flowing from the evaporator 400 to the compressor 100 to reduce the temperature to reduce the inlet and outlet of the evaporator 400 The cooling performance was improved by enlarging the enthalpy difference.

그러나, 종래의 차량 에어컨 시스템에서 응축기에서 응축된 냉매를 다시 과냉시키려면 응축기가 한정된 크기로 이루어지는 바, 상기 냉매가 이동하는 배관의 길이의 제약이 발생하며, 냉매를 필요온도로 저감시키기 위한 최소요구 길이를 충족하지 못할 경우에는, 냉매를 필요온도로 저감시키지 못함으로써, 압축기 소요동력 대비 냉방 능력의 계수인 COP(Coefficient Of Performance)가 낮아져 에어컨 시스템의 전체적인 냉각성능 및 효율이 저하되는 문제점도 있다. 뿐만 아니라, 냉매 과냉의 이론적인 효과는 외부기온이 45℃ 조건일 경우, 개발차종의 데이터 상의 주행 구간에서 열교환된 과냉된 냉매의 온도가 통상 55℃ 수준임을 감안하면 추가적으로 배관의 길이를 증대하더라도 냉매의 온도를 낮추기가 어려우며, 냉각 성능의 향상을 위해서는 무한대로 길이를 증대해야 하는 문제점도 내포하고 있다.However, to recool the refrigerant condensed in the condenser in a conventional vehicle air conditioner system, the condenser is of a limited size, which causes a limitation in the length of the pipe through which the refrigerant moves, and the minimum requirement for reducing the refrigerant to the required temperature. If the length is not satisfied, the refrigerant may not be reduced to the required temperature, thereby reducing the COP (Coefficient Of Performance), which is a coefficient of cooling capacity to the compressor power required, thereby lowering the overall cooling performance and efficiency of the air conditioning system. In addition, the theoretical effect of the refrigerant subcooling is that even if the external air temperature is 45 ℃, the temperature of the supercooled refrigerant heat-exchanged in the running section on the data of the development model is usually 55 ℃ level, even if the length of the pipe additionally increases the refrigerant It is difficult to lower the temperature of, and to increase the cooling performance also has the problem that must increase the length to infinity.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 응축기로부터 유출되는 냉매를 선팽창 기구를 통과시킴으로써 냉매의 온도를 저하시키고, 연속하여 냉매과냉부에 통과시킴으로써 냉매를 이중냉각하여 증발기로 유입되는 냉매의 건도 및 온도를 저하시켜 증발기 입출구단의 엔탈피 차를 크게 하여 에어컨 시스템의 냉방 성능을 향상시키고자 하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made in order to solve the above problems, the refrigerant flowing out of the condenser passes through the linear expansion mechanism to lower the temperature of the refrigerant, and continuously passes through the refrigerant and the cooling unit to double cool the refrigerant is introduced into the evaporator The purpose of the present invention is to improve the cooling performance of an air conditioning system by reducing the dryness and temperature of the refrigerant to increase the enthalpy difference between the inlet and outlet of the evaporator.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시예는 냉매를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 상기 팽창된 냉매를 외기와의 열교환을 통해 증발시키는 증발기; 상기 증발기와 압축기를 연결하는 석션 배관과, 상기 석션 배관의 일부에 설치되고 상기 석션 배관을 둘러싸면서 상기 응축기와 팽창밸브를 연결하는 리퀴드 배관을 포함하여 상기 응축기로부터 팽창밸브로 유입되는 고온의 냉매를 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 저온의 냉매와 열교환시켜 팽창밸브로 유입되는 냉매를 과냉시키는 냉매과냉부; 그리고 상기 냉매과냉부와 상기 응축기 사이에 설치되고, 상기 응축기를 통과한 냉매를 확대, 축소시킴으로써 냉매를 과냉시키는 선팽창 기구; 를 포함하는 선팽창 기구를 이용한 에어컨 시스템을 제공한다.Embodiments according to the present invention for achieving the above object is a compressor for compressing a refrigerant; A condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor; An expansion valve for expanding the condensed refrigerant; An evaporator for evaporating the expanded refrigerant through heat exchange with outside air; And a suction pipe connecting the evaporator and the compressor, and a liquid pipe installed in a part of the suction pipe and surrounding the suction pipe to connect the condenser and the expansion valve to the high temperature refrigerant flowing from the condenser to the expansion valve. A refrigerant supercooling unit that supercools the refrigerant flowing into the expansion valve by heat-exchanging with a low temperature refrigerant flowing into the compressor from the evaporator; And a linear expansion mechanism disposed between the coolant and cooling unit and the condenser, the coolant being supercooled by expanding and contracting the coolant passing through the condenser. It provides an air conditioning system using a linear expansion mechanism comprising a.

본 발명의 실시예에 따른 선팽창 기구는, 상기 응축기와 연결되어 상기 응축기로부터 공급되는 냉매를 과냉시키는 선팽창부; 그리고 상기 선팽창부와 응축기 배관이 장착되는 제1장착홀과, 상기 선팽창부와 수직으로 형성되고 석션 배관이 장착되는 제2장착홀과, 상기 제2장착홀의 연장선상에 형성되고, 상기 석션 배관의 외주면에 형성되어 팽창밸브로 연결되는 리퀴드 배관이 장착되는 제3장착홀이 형성된 선팽창 블록을 포함할 수 있다. The linear expansion mechanism according to an embodiment of the present invention, the linear expansion unit connected to the condenser for supercooling the refrigerant supplied from the condenser; And a first mounting hole in which the linear expansion part and the condenser pipe are mounted, a second mounting hole perpendicular to the linear expansion part and mounted with suction pipes, and an extension line of the second mounting hole. It may include a linear expansion block formed on the outer circumferential surface is formed with a third mounting hole for mounting the liquid pipe connected to the expansion valve.

본 발명의 실시예에 따른 선팽창부는, 상기 응축기로부터 유입되는 냉매를 팽창시키는 단면확대부와, 상기 팽창된 냉매의 유속을 증가시키는 단면축소부와, 상기 단면확대부와 상기 단면축소부를 연결하는 경사부를 포함할 수 있다.The linear expansion unit according to the embodiment of the present invention, the cross-sectional expansion portion for expanding the refrigerant flowing from the condenser, the cross-sectional reduction portion for increasing the flow rate of the expanded refrigerant, the inclination connecting the cross-sectional expansion portion and the cross-sectional reduction portion It may include wealth.

본 발명의 실시예에 따른 선팽창 기구는 냉매과냉부에 근접하게 설치되는 것을 특징으로 한다.The linear expansion mechanism according to the embodiment of the present invention is characterized in that it is installed in close proximity to the refrigerant and the cooling unit.

본 발명의 실시예에 따른 냉매과냉부는 일측이 상기 선팽창 기구에 연결되고, 타측은 팽창밸브와 증발기로 분기되는 것을 특징으로 한다.The refrigerant and cooling unit according to an embodiment of the present invention is characterized in that one side is connected to the linear expansion mechanism, the other side is branched to the expansion valve and the evaporator.

본 발명의 실시예에 따른 냉매과냉부를 통과한 냉매는 외기온도보다 낮은 온도인 것을 특징으로 한다.The refrigerant passing through the refrigerant subcooling unit according to an embodiment of the present invention is characterized in that the temperature is lower than the outside temperature.

본 발명의 실시예에 따른 선팽창 기구를 통과한 냉매의 엔탈피는 통과 전후를 통하여 변하지 않는 것을 특징으로 한다.Enthalpy of the refrigerant passing through the linear expansion mechanism according to an embodiment of the present invention is characterized in that it does not change through before and after passage.

상기한 바와 같은 본 발명은 응축기로부터 유출되는 냉매를 선팽창 기구를 통과시켜 과냉시키고, 이후 연속하여 냉매과냉부에 통과시킴으로써 증발기 입구측 냉매의 건도 및 온도를 추가적으로 더 낮게 만들어 증발기의 입출구단의 엔탈피 차를 더욱 크게 하여 COP(Coefficient Of Performance)를 극대화함으로써 에어컨 시스템의 냉방 성능을 향상시키는 효과가 있다. According to the present invention, the refrigerant flowing out of the condenser is cooled by passing through the linear expansion mechanism, and subsequently passed through the refrigerant subcooling unit to further lower the dryness and temperature of the refrigerant at the evaporator inlet, thereby making the difference in enthalpy at the inlet and outlet of the evaporator. By maximizing the COP (Coefficient Of Performance) to maximize the effect of improving the cooling performance of the air conditioning system.

도 1은 종래의 냉매과냉부를 포함하는 에어컨 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선팽창 기구를 포함하는 에어컨 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨 시스템의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 선팽창 기구의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨 시스템과 종래의 에어컨 시스템의 몰리에르선도를 비교한 그래프이다. 1 is a block diagram of a conventional air conditioner system including a refrigerant and a cooling unit.
2 is a block diagram of an air conditioner system including a linear expansion mechanism according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an air conditioner system according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the linear expansion mechanism according to the embodiment of the present invention.
5 is a graph comparing the Moliere diagram of the air conditioner system and the conventional air conditioner system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 종래 기술과 본 발명에 모두 사용되는 구성은 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention, It should be understood that various equivalents and modifications may be present. In addition, the configuration used in both the prior art and the present invention will use the same reference numerals.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선팽창 기구를 포함하는 에어컨 시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨 시스템의 단면도이다. 2 is a block diagram of an air conditioner system including a linear expansion mechanism according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the air conditioner system according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 2를 참조하면, 응축기(200)를 통과한 고온의 냉매가 선팽창 기구(600)를 통과한 후 냉매과냉부(500)에서 열교환을 하게 된다. 이 때의 선팽창 기구(600)는 확대-축소 노즐을 포함하여 구성되는데, 상기 확대-축소 노즐을 통과하는 동안 냉매가 팽창하면서 냉매의 온도와 건도가 낮아진다. 상기 온도와 건도가 낮아진 냉매가 계속하여 냉매과냉부(500)를 통과하게 되는데, 냉매과냉부(500)는 서로 대향하여 흐르는 냉매의 열교환에 의한다. 즉, 선팽창 기구(600)로부터 팽창밸브(300)로 유입되는 고온의 냉매와 증발기(400)로부터 압축기(100)로 유입되는 저온의 냉매가 열교환하여 팽창밸브(300)로 유입되는 냉매의 온도를 저하시키게 된다. 이렇게 하여, 냉매는 선팽창 기구(600)와 냉매과냉부(500)를 통해 2중으로 과냉각 된다. First, referring to FIG. 2, after the high temperature refrigerant passing through the condenser 200 passes through the linear expansion mechanism 600, the refrigerant supercooling unit 500 performs heat exchange. At this time, the linear expansion mechanism 600 includes an enlargement / reduction nozzle, and as the refrigerant expands while passing through the expansion-reduction nozzle, the temperature and dryness of the refrigerant are lowered. The coolant having a lower temperature and dryness continues to pass through the coolant and cooling unit 500. The coolant and cooling unit 500 is caused by heat exchange of the coolant flowing to face each other. That is, the high temperature refrigerant flowing into the expansion valve 300 from the linear expansion mechanism 600 and the low temperature refrigerant flowing into the compressor 100 from the evaporator 400 exchange heat with respect to the temperature of the refrigerant flowing into the expansion valve 300. Will be degraded. In this way, the refrigerant is subcooled to the double via the linear expansion mechanism 600 and the refrigerant subcooling unit 500.

도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 선팽창 기구(600)를 이용한 에어컨 시스템은 일반적인 증기압축 냉동 사이클에서의 응축기, 팽창밸브, 증발기, 압축기의 구성 외에 증발기(400)와 압축기(100)를 연결하는 석션 배관(540)과 상기 석션 배관(540) 일부의 외주면을 둘러싸면서 이중관 구조를 형성하는 리퀴드 배관(520)으로 구성되는 냉매과냉부(500)와, 상기 증발기(400)로부터 압축기(100)로 유입되는 석션 배관(540)의 일부에 장착되면서, 상기 냉매과냉부(500)의 일측에 연결되는 선팽창 기구(600)를 포함하여 구성된다. As can be seen in Figure 3, the air-conditioning system using a linear expansion mechanism 600 according to an exemplary embodiment of the present invention, in addition to the condenser, expansion valve, evaporator, compressor in the general vapor compression refrigeration cycle, the evaporator 400 and the compressor A refrigerant supercooling unit 500 including a suction pipe 540 connecting the 100 and a liquid pipe 520 forming a double pipe structure while surrounding an outer circumferential surface of a part of the suction pipe 540 and the evaporator 400. While mounted to a portion of the suction pipe 540 flowing from the compressor 100, the refrigerant and comprises a linear expansion mechanism 600 connected to one side of the cooling unit (500).

본 발명은 상기와 같은 구성에 의하여 상기 응축기(200)로부터 공급되는 고온고압의 액체냉매를 선팽창 기구(600)에 의해 저온저압의 냉매로 과냉시킨다. 이 후, 상기 1차적으로 과냉된 냉매를 냉매과냉부(500)에 통과시켜 2차적으로 더욱 냉각시킴으로써 증발기(400)로 유입되는 냉매의 엔탈피를 더욱 낮춰 증발기(400)의 입출구단의 엔탈피 차를 크게 함으로써 냉방 성능을 극대화시키도록 한다.According to the present invention, the high temperature and high pressure liquid refrigerant supplied from the condenser 200 is supercooled by the low temperature low pressure refrigerant by the linear expansion mechanism 600. Thereafter, the first subcooled refrigerant is passed through the refrigerant subcooling unit 500 to further cool the secondary to further lower the enthalpy of the refrigerant flowing into the evaporator 400 to reduce the enthalpy difference between the inlet and outlet of the evaporator 400. By making it large, the cooling performance is maximized.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 냉매과냉부(500)에 대해 살펴본다.Hereinafter, the refrigerant and the cooling unit 500 according to the embodiment of the present invention will be described.

상기 냉매과냉부(500)는 증발기(400)에서 압축기(100)로 유입되는 석션 배관(540)과, 상기 석션 배관(540) 일부의 외주면을 둘러싸고, 상기 응축기(200)로부터 유출된 냉매가 유입되는 리퀴드 배관(520)으로 구성된다. 이 때, 상기 석션 배관(540)과 리퀴드 배관(520)은 이중관 구조를 갖는다. 상기 석션 배관(540)은 증발기(400)와 압축기(100)를 연결하는 배관인데, 상기 석션 배관(540)은 후술하는 사각 형상의 선팽창 블록(700)을 관통하여 형성되고, 상기 리퀴드 배관(520)의 일단은 상기 선팽창 블록(700)의 내부에 삽입되고, 타단은 증발기(400)로 뻗어 있는 석션 배관(540)으로부터 팽창밸브(300)로 분기된다. The refrigerant supercooling unit 500 surrounds the suction pipe 540 flowing into the compressor 100 from the evaporator 400 and the outer circumferential surface of a part of the suction pipe 540, and the refrigerant flowing out of the condenser 200 flows in. It consists of a liquid pipe 520 to be. At this time, the suction pipe 540 and the liquid pipe 520 has a double pipe structure. The suction pipe 540 is a pipe connecting the evaporator 400 and the compressor 100. The suction pipe 540 is formed through a linear expansion block 700 having a square shape to be described later, and the liquid pipe 520 One end of the) is inserted into the linear expansion block 700, the other end is branched to the expansion valve 300 from the suction pipe 540 extending to the evaporator 400.

이 때, 상기 석션 배관(540)의 내부에는 증발기(400)로부터 압축기(100)로 유입되는 저온 냉매유로(F2)가 형성되고, 상기 리퀴드 배관(520)의 내부에는 상기 응축기(200)로부터 팽창밸브(300)로 유입되는 고온 냉매유로(F1)가 형성되어 있다. In this case, a low temperature refrigerant flow path F2 flowing into the compressor 100 from the evaporator 400 is formed in the suction pipe 540, and is expanded from the condenser 200 in the liquid pipe 520. The high temperature refrigerant flow path F1 flowing into the valve 300 is formed.

상기의 고온 냉매유로(F1)와 저온 냉매유로(F2)에 흐르는 고온의 냉매와 저온의 냉매는 서로 열교환 한다. 상기와 같이 열교환을 함으로써 압축기(100)로 유입되는 저온 냉매는 승온되고, 고온 냉매는 감온되어 팽창밸브(300)를 통과한 냉매가 증발기(400) 입구측에서 냉매의 온도와 엔탈피를 더욱 작게 함으로써 더욱 냉방 성능을 향상시킬 수 있다.  The high temperature refrigerant and the low temperature refrigerant flowing in the high temperature refrigerant flow path F1 and the low temperature refrigerant flow path F2 exchange with each other. As a result of the heat exchange as described above, the low temperature refrigerant flowing into the compressor 100 is elevated, the high temperature refrigerant is reduced in temperature, and the refrigerant passing through the expansion valve 300 further reduces the temperature and enthalpy of the refrigerant at the inlet side of the evaporator 400. The cooling performance can be further improved.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 선팽창 기구(600)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the linear expansion mechanism 600 according to the embodiment of the present invention will be described.

상기 선팽창 기구(600)는 응축기(200)의 출구에서부터 냉매과냉부(500) 사이에 설치된다. 특히, 주변과의 열교환에 의한 열손실을 최소화하기 위해서는 냉매과냉부(500)에 근접하게 설치하는 것이 바람직하다. 상기 선팽창 기구(600)는 응축기(200)와 연결되어 상기 응축기(200)로부터 공급되는 냉매를 과냉시키기 위한 단면확대부(660), 경사부(620)와 단면축소부(640)를 갖는 깔때기 형상의 선팽창부(610)와 선팽창 블록(700)으로 구성된다. 상기 선팽창 블록(700)은 응축기 배관(220)과 상기 선팽창부(610)가 장착되는 제1장착홀(720)과, 상기 제1장착홀(720)과 수직 형성되고 석션 배관(540)이 장착되는 제2장착홀(740)과, 상기 제2장착홀(740)의 연장선상에 위치하여 상기 석션 배관(540)의 외주면에 형성되어 이중관 구조를 형성하는 리퀴드 배관(520)이 장착되는 제3장착홀(760)이 형성되어 있다.The linear expansion mechanism 600 is installed between the refrigerant and the cooling unit 500 from the outlet of the condenser 200. In particular, in order to minimize heat loss due to heat exchange with the surroundings, it is preferable to install the refrigerant and the cooling unit 500 in close proximity. The linear expansion mechanism 600 is connected to the condenser 200 and has a funnel shape having a cross-sectional enlarged portion 660, an inclined portion 620, and a cross-sectional reduced portion 640 for supercooling the refrigerant supplied from the condenser 200. The linear expansion unit 610 and the linear expansion block 700 of the. The linear expansion block 700 has a first mounting hole 720 in which the condenser pipe 220 and the linear expansion part 610 are mounted, and is formed perpendicular to the first mounting hole 720, and the suction pipe 540 is mounted. A third mounting hole 740 and a liquid pipe 520 disposed on an extension line of the second mounting hole 740 and formed on an outer circumferential surface of the suction pipe 540 to form a double pipe structure. The mounting hole 760 is formed.

이 때, 상기 선팽창부(610)는 응축기(200)로부터 팽창밸브(300)로 뻗은 응축기 배관(220)의 내경과 거의 동일한 크기를 갖는 원통형의 단면확대부(660)와, 상기 단면확대부(600)의 내경보다 작은 내경으로 형성되는 단면축소부(640)와, 상기 단면확대부(660)와 단면축소부(640)를 연결하며, 상기 단면확대부(660)로부터 단면축소부(640)로 갈수록 내경이 작아지게 형성되는 경사부(620)로 이루어진다. At this time, the linear expansion portion 610 is a cylindrical cross-sectional enlarged portion 660 having a size substantially the same as the inner diameter of the condenser pipe 220 extending from the condenser 200 to the expansion valve 300, and the cross-sectional enlarged portion ( A cross-sectional reduction unit 640 formed of an inner diameter smaller than the inner diameter of 600, and the cross-sectional expansion unit 660 and the cross-sectional reduction unit 640, the cross-sectional reduction unit 640 from the cross-sectional expansion unit 660 The inner diameter is made smaller toward the inclined portion 620 is formed.

상기 응축기(200)로부터 응축기 배관(220)으로 공급되는 액체냉매는 상기 단면확대부(660)를 통해 유입되어 상기 단면확대부(660)와 경사부(620)를 순차적으로 통과한 후, 상기 단면축소부(640)를 통해 배출되면서 유속이 증가하게 되고 냉매가 팽창하게 된다. 이 때, 상기 단면확대부(660)은 냉매의 팽창을 원활하게 하기 위한 것이다.The liquid refrigerant supplied from the condenser 200 to the condenser pipe 220 flows through the cross-sectional enlargement part 660 and sequentially passes through the cross-sectional enlargement part 660 and the inclined part 620, and then cross-sections thereof. As it is discharged through the reduction part 640, the flow rate increases and the refrigerant expands. At this time, the cross-sectional expansion portion 660 is for smoothing the expansion of the refrigerant.

상기의 팽창한 냉매는 선팽창부(610) 통과 전후를 통하여 동일한 엔탈피를 가지면서, 냉매의 온도, 건도를 낮추게 된다. 상기의 온도가 낮아진 냉매는 냉매과냉부(500)를 통과하면서 더욱 온도가 낮아지게 된다. The expanded refrigerant has the same enthalpy through before and after passing through the linear expansion portion 610, thereby lowering the temperature and dryness of the refrigerant. The coolant of which the temperature is lowered is further lowered while passing through the coolant and the cooling unit 500.

이 때, 상기 석션 배관(540)에는 저온의 냉매가 흐르고 상기 리퀴드 배관(520)에는 다소 고온의 냉매가 흐르므로 이들 냉매는 서로 열교환을 하게 되고, 리퀴드 배관(520)을 통과하는 냉매는 대향하여 흐르는 저온 냉매에 열을 빼앗겨 2차적으로 냉각된다. At this time, since the low-temperature refrigerant flows through the suction pipe 540 and the high-temperature refrigerant flows through the liquid pipe 520, these refrigerants exchange heat with each other, and the refrigerant passing through the liquid pipe 520 faces each other. Heat is deprived of the flowing low-temperature refrigerant and cooled secondarily.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 냉매의 흐름을 중심으로 설명한다.Hereinafter, the flow of the refrigerant according to the embodiment of the present invention will be described.

먼저, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선팽창 기구를 포함하는 에어컨 시스템의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨 시스템과 종래의 에어컨 시스템의 몰리에르 선도를 비교한 것인데, 이하에서는 이를 바탕으로 설명한다.First, Figure 2 is a block diagram of an air conditioning system including a linear expansion mechanism according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a comparison of the Moliere diagram of the air conditioning system and the conventional air conditioning system according to an embodiment of the present invention, Will be explained based on this.

응축기(200)에서 응축된 냉매는 다소 고온의 냉매(a)인데, 선팽창 기구(600)를 통과하면서 팽창하면서 보다 저온의 냉매(c)가 된다. 이 후, 냉매는 냉매과냉부(500)를 통과하면서 증발기(400)로부터 압축기(500)로 유입되는 저온의 냉매(g)와 열교환을 하게 되어, 보다 저온의 냉매(d)가 된다. 이 때의 냉매의 온도는 외기 온도보다도 더 낮게 된다. 그 이유는 석션 배관(540)을 흐르는 냉매의 온도가 2-3℃정도이므로 외기의 온도가 45℃ 정도라고 할 때, 선팽창 기구(600)에서 1차적으로 냉각된 냉매가 계속하여 냉매과냉부(500)를 통과하면서 열교환함으로써 냉매의 온도가 외기 온도보다 더 낮아질 수 있다. The refrigerant condensed in the condenser 200 is a somewhat hot refrigerant a, which expands while passing through the linear expansion mechanism 600 to become a cooler refrigerant c. Thereafter, the refrigerant exchanges heat with the low temperature refrigerant g flowing into the compressor 500 from the evaporator 400 while passing through the refrigerant and the cooling unit 500, resulting in a cooler refrigerant d. The temperature of the refrigerant at this time becomes lower than the outside air temperature. The reason for this is that the temperature of the refrigerant flowing through the suction pipe 540 is about 2-3 ° C., so when the outside air temperature is about 45 ° C., the refrigerant primarily cooled by the linear expansion mechanism 600 continues to cool the refrigerant and the cooling part ( By heat exchange while passing through 500, the temperature of the refrigerant may be lower than the ambient temperature.

상기 냉매과냉부(500)를 통과한 냉매(d)를 팽창밸브(300)에 통과시키면 더 낮은 온도의 냉매(e)가 된다. 상기 냉매(e)는 냉매과냉부(500)만 있을 때보다 더 낮은 온도와 건도를 갖는다. 뿐만 아니라, 더 낮은 엔탈피를 갖게 된다. 그리하여 냉매(e)가 증발기(400)를 통과할 때는 냉매과냉부(500)만 있는 경우보다 엔탈피 차가 더 크게 된다. 즉, 도 5의 "A"만큼 냉방성능이 증대된다. Passing the coolant (d) having passed through the coolant and the cooling unit (500) through the expansion valve (300) results in a coolant (e) of lower temperature. The refrigerant (e) has a lower temperature and dryness than when only the refrigerant and the cooling unit (500). In addition, it has a lower enthalpy. Thus, when the refrigerant e passes through the evaporator 400, the enthalpy difference becomes larger than when only the refrigerant and the cooling unit 500 are present. That is, the cooling performance is increased by "A" in FIG.

결국, 압축기(100)에 의해 동일한 일을 공급받았지만 증발기(400)를 통과하는 냉매의 엔탈피 차가 더욱 커짐으로써 COP(Coefficient Of Performance)가 커지고 냉방 성능이 향상된다. As a result, although the same work is supplied by the compressor 100, the enthalpy difference of the refrigerant passing through the evaporator 400 is further increased, thereby increasing the COP (Coefficient Of Performance) and improving the cooling performance.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 냉매의 이중냉각을 이용한 에어컨 시스템은, 도시한 바와 같이, 상기 선팽창 기구(600)가 적용되지 않은 종래의 에어컨 시스템에 비해 엔탈피 영역이 증대됨에 따라 냉방성능을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.That is, the air conditioner system using the double cooling of the refrigerant according to the embodiment of the present invention, as shown, as compared to the conventional air conditioner system to which the linear expansion mechanism 600 is not applied as the enthalpy area is increased to improve the cooling performance You will be able to.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 냉매의 이중냉각을 이용한 에어컨 시스템을 적용하면, 응축기(200)와 증발기(400)를 연결하는 배관을 이중관 구조로 형성하고, 압축기(100)측에 장착되는 선팽창 기구(600)를 포함하여 구성함으로써, 응축기(200)로부터 공급되는 고온고압의 액체냉매를 선팽창 기구(600)에 의해 냉매 팽창을 극대화시킬 수 있다. Accordingly, when the air conditioner system using the double cooling of the refrigerant according to the embodiment of the present invention configured as described above is applied, the pipe connecting the condenser 200 and the evaporator 400 is formed in a double pipe structure, the compressor 100 By including the linear expansion mechanism 600 mounted on the side), the high temperature and high pressure liquid refrigerant supplied from the condenser 200 can be maximized by the linear expansion mechanism 600 to expand the refrigerant.

또한, 선팽창 기구(600)를 도입함으로써 에어컨 배관의 길이를 증대시키지 않고도 충분히 냉매를 냉각시킬 수 있다. In addition, by introducing the linear expansion mechanism 600, the refrigerant can be sufficiently cooled without increasing the length of the air conditioner pipe.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated by the limited embodiment and drawing, this invention is not limited by this and is given by the person of ordinary skill in the art to the following, Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

100: 압축기 200: 응축기
220: 응축기 배관 300: 팽창밸브
400: 증발기 500: 냉매과냉부
520: 리퀴드 배관 540: 석션 배관
600: 선팽창 기구 610: 선팽창부
620: 경사부 640: 단면축소부
660: 단면확대부 700: 선팽창 블록
720: 제1장착홀 740: 제2장착홀
760: 제3장착홀 D1: 단면확대부의 내경
D2: 단면축소부의 내경 F1: 고온 냉매유로
F2: 저온 냉매유로100: compressor 200: condenser
220: condenser pipe 300: expansion valve
400: evaporator 500: refrigerant supercooling unit
520: liquid piping 540: suction piping
600: linear expansion mechanism 610: linear expansion
620: inclined portion 640: cross-sectional reduction portion
660: section enlargement 700: linear expansion block
720: first mounting hole 740: second mounting hole
760: 3rd mounting hole D1: inner diameter of end surface enlargement part
D2: Inner diameter of cross-sectional reduction part F1: High temperature refrigerant flow path
F2: Low Temperature Refrigerant Euro

Claims (7)

냉매를 압축시키는 압축기;
상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;
상기 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브;
상기 팽창된 냉매를 외기와의 열교환을 통해 증발시키는 증발기;
상기 증발기와 압축기를 연결하는 석션 배관과, 상기 석션 배관의 일부에 설치되고 상기 석션 배관을 둘러싸면서 상기 응축기와 팽창밸브를 연결하는 리퀴드 배관을 포함하여 상기 응축기로부터 팽창밸브로 유입되는 고온의 냉매를 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 저온의 냉매와 열교환시켜 팽창밸브로 유입되는 냉매를 과냉시키는 냉매과냉부; 그리고
상기 냉매과냉부와 상기 응축기 사이에 설치되고, 상기 응축기를 통과한 냉매를 확대, 축소시킴으로써 냉매를 과냉시키는 선팽창 기구;
를 포함하는 선팽창 기구를 이용한 에어컨 시스템.A compressor for compressing the refrigerant;
A condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor;
An expansion valve for expanding the condensed refrigerant;
An evaporator for evaporating the expanded refrigerant through heat exchange with outside air;
And a suction pipe connecting the evaporator and the compressor, and a liquid pipe installed in a part of the suction pipe and surrounding the suction pipe to connect the condenser and the expansion valve to the high temperature refrigerant flowing from the condenser to the expansion valve. A refrigerant supercooling unit that supercools the refrigerant flowing into the expansion valve by heat-exchanging with a low temperature refrigerant flowing into the compressor from the evaporator; And
A linear expansion mechanism provided between the coolant and cooling unit and the condenser and supercooling the coolant by expanding and contracting the coolant passing through the condenser;
Air conditioning system using a linear expansion mechanism comprising a. 제1항에 있어서,
상기 선팽창 기구는,
상기 응축기와 연결되어 상기 응축기로부터 공급되는 냉매를 과냉시키는 선팽창부; 그리고
상기 선팽창부와 응축기 배관이 장착되는 제1장착홀과, 상기 선팽창부와 수직으로 형성되고 석션 배관이 장착되는 제2장착홀과, 상기 제2장착홀의 연장선상에 형성되고, 상기 석션 배관의 외주면에 형성되어 팽창밸브로 연결되는 리퀴드 배관이 장착되는 제3장착홀이 형성된 선팽창 블록;
을 포함하는 선팽창 기구를 이용한 에어컨 시스템.The method of claim 1,
The linear expansion mechanism,
A linear expansion unit connected to the condenser to supercool the refrigerant supplied from the condenser; And
A first mounting hole in which the linear expansion part and the condenser pipe are mounted, a second mounting hole formed perpendicular to the linear expansion part and mounted with a suction pipe, and formed on an extension line of the second mounting hole, and an outer circumferential surface of the suction pipe A linear expansion block formed at the third expansion hole having a third mounting hole to which the liquid pipe connected to the expansion valve is mounted;
Air conditioning system using a linear expansion mechanism comprising a. 제2항에 있어서,
상기 선팽창부는,
상기 응축기로부터 유입되는 냉매를 팽창시키는 단면확대부와, 상기 팽창된 냉매의 유속을 증가시키는 단면축소부와, 상기 단면확대부와 상기 단면축소부를 연결하는 경사부를 갖는 것을 특징으로 하는 선팽창 기구를 이용한 에어컨 시스템.The method of claim 2,
The linear expansion portion,
Using a linear expansion mechanism having a cross-sectional enlargement portion for expanding the refrigerant flowing from the condenser, a cross-sectional reduction portion for increasing the flow rate of the expanded refrigerant, and an inclined portion connecting the cross-sectional expansion portion and the cross-sectional reduction portion Air conditioning system. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 선팽창 기구는 냉매과냉부에 근접하게 설치되는 것을 특징으로 하는 선팽창 기구를 이용한 에어컨 시스템.The method according to claim 1 or 2,
The linear expansion mechanism is an air conditioner system using a linear expansion mechanism, characterized in that installed near the refrigerant and the cooling unit. 제1항에 있어서,
상기 냉매과냉부는 일측이 상기 선팽창 기구에 연결되고, 타측은 팽창밸브와 증발기로 분기되는 것을 특징으로 하는 선팽창 기구를 이용한 에어컨 시스템.The method of claim 1,
The refrigerant and cooling unit has one side connected to the linear expansion mechanism, the other side is branched into the expansion valve and the evaporator air conditioner system using a linear expansion mechanism. 제1항에 있어서,
상기 냉매과냉부를 통과한 냉매는 외기온도보다 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 선팽창 기구를 이용한 에어컨 시스템.The method of claim 1,
The refrigerant passing through the refrigerant and the cooling unit is a temperature lower than the ambient temperature air conditioner system using a linear expansion mechanism. 제1항에 있어서,
상기 선팽창 기구를 통과한 냉매의 엔탈피는 통과 전후를 통하여 변하지 않는 것을 특징으로 하는 선팽창 기구를 이용한 에어컨 시스템.The method of claim 1,
The enthalpy of the refrigerant passing through the linear expansion mechanism does not change through before and after passage.
KR1020100094723A 2010-09-29 2010-09-29 Air conditioning system using linear expansion device KR101220374B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100094723A KR101220374B1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Air conditioning system using linear expansion device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100094723A KR101220374B1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Air conditioning system using linear expansion device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120033121A true KR20120033121A (en) 2012-04-06
KR101220374B1 KR101220374B1 (en) 2013-01-09

Family

ID=46136021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100094723A KR101220374B1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Air conditioning system using linear expansion device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101220374B1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003071A (en) * 2004-05-20 2006-01-05 Showa Denko Kk Heat exchanger
KR101152435B1 (en) * 2005-05-25 2012-06-01 한라공조주식회사 Hot Air Heat Pump System of Air Cycle
KR100743720B1 (en) * 2005-09-15 2007-07-30 엘지전자 주식회사 Process for sensing badness of LEV in sub-cooling apparatus of multi-type air conditioner
KR20090029891A (en) * 2007-09-19 2009-03-24 한라공조주식회사 Dual pipe type internal heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
KR101220374B1 (en) 2013-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9513034B2 (en) Multi-type air conditioner
JP6715929B2 (en) Refrigeration cycle device and air conditioner including the same
WO2011105270A1 (en) Refrigeration cycle device
KR100195913B1 (en) Multi-room airconditioner
CN114151934B (en) Air conditioner
JP2020020576A (en) Refrigeration cycle device and air conditioner including the same
KR101909531B1 (en) Outdoor unit and Controlling method therefor
KR20090029891A (en) Dual pipe type internal heat exchanger
KR20100096857A (en) Air conditioner
CN113339909B (en) Heat pump air conditioning system
JP2012102992A (en) Parallel flow multi-stage condensation subcooler for outdoor unit
JP2007051788A (en) Refrigerating device
KR101220374B1 (en) Air conditioning system using linear expansion device
KR20100020795A (en) Dual pipe type internal heat exchanger
KR101619182B1 (en) Liquid refrigerant supercooling device for air conditioner system of vehicle
JP2005337577A5 (en)
JP2005337577A (en) Refrigerating device
CN215637633U (en) Outdoor machine of air conditioner
KR101323527B1 (en) Air conditioner
KR101925551B1 (en) Cooling system of air conditioning apparatus for vehicles
KR20140059008A (en) A combined refrigerating and air conditioning system
KR20140111382A (en) Air conditioning system for automotive vehicles
KR20110074069A (en) Refrigerant system
KR101667627B1 (en) Air-conditioning system for vehicles using condensed water
KR101489515B1 (en) Dual air conditioner system for a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151229

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161228

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171227

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181213

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 8