KR20120114121A

KR20120114121A - 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치

Info

Publication number: KR20120114121A
Application number: KR1020110031929A
Authority: KR
Inventors: 전유신; 정희섭; 김기섭; 서광수
Original assignee: 주식회사 에이치앤이
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2012-10-16
Also published as: KR101246372B1

Abstract

본 발명은 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치에 관한 것이다. 본 발명의 하나의 모습에 따라, 2단 압축 냉장냉동유닛과 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 제어패널유닛을 포함하여 이루어지되, 2단 압축 냉장냉동유닛은: 챔버 내에 설치되고 열교환을 통해 저온저압의 냉매를 증발시키는 증발기; 증발기를 통과한 냉매를 중간압력까지 압축시켜 토출시키는 저단압축기; 중간냉각기로부터 흡입된 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 고단압축기; 고단압축기로부터 토출된 냉매를 응축시켜 중간냉각기로 내보내는 고단응축기; 고단응축기로부터 공급받는 냉매를 팽창시켜 중간냉각기로 공급하는 고단 팽창밸브, 또는 고단응축기로부터 중간냉각기로 공급되는 냉매의 일부를 바이패스시키고 팽창시켜 중간냉각기로 공급하는 과냉각용 바이패스관; 저단압축기로부터 제공된 냉매와 고단 팽창밸브를 통해 유입된 냉매를 혼합시키거나 또는 저단압축기로부터 제공된 냉매와 과냉각용 바이패스관을 통한 냉매의 혼합냉매와 과냉각용 바이패스관을 통하지 않고 고단응축기로부터 유입된 냉매를 열교환시키되, 액상냉매를 증발기용 팽창밸브로 공급하고 가스상 냉매를 고단압축기로 제공하는 중간냉각기; 및 중간냉각기로부터 유입된 냉매를 팽창시켜 증발기로 공급하는 증발기용 팽창밸브; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치가 제안된다.

Description

2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치{AN EXPERIMENTAL AND TRAINING APPARATUS FOR TWO-STAGE COMPRESSION REFRIGERATION}

본 발명은 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치에 관한 것이다. 구체적으로는 냉장냉동분야의 기술자 또는 학생들에게 2단 압축 냉장냉동 시스템의 원리의 이해와 시스템의 실험에 사용되는 교육용 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치에 관한 것이다.

냉장냉동분야에서 예전부터 사용되어온 1단 냉동사이클 시스템에서는 증발온도가 -30℃ 정도 이하가 되면, 증발압력이 너무 낮아져 압축비가 증대하게 된다. 이에 따라, 압축기의 클리어런스에 남아있던 고압의 가스가 흡입방해하여 체적효율이 저하되고, 증발압력이 낮으므로 가스상 냉매의 비체적이 커져 냉매순환량이 감소하고, 또한, 토출가스 온도가 상승하여 윤활유가 열화되기 쉬운 문제가 있다.

이러한 문제 때문에 증발온도가 일정 이하, 예컨대 -30℃ 이하가 되면, 1단 압축을 하지않고, 압축을 2단으로 나누는 2단 압축 방식을 채택하게 된다. 2단 압축을 하면 압축비가 작아져 체적효율의 저하를 막을 수 있고, 1단 압축 후의 토출가스를 냉각하여 다시 압축함으로써 2단 압축 후의 토출가스 온도를 낮게 할 수 있다.

2단 압축 방식의 냉장냉동장치들이 상용되고 있으며, 2단 압축 방식에는 2단 압축 1단 팽창 방식과 2단 압축 2단 팽창 방식이 있다.

2단 압축방식의 냉장냉동장치들이 상용되고 있음에도 불구하고, 교육용이나 실습용 장치가 현재까지 제안되지 않고 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 냉장냉동분야의 기술자 또는 학생들에게 2단 압축 냉장냉동 시스템의 원리의 이해와 시스템의 실험에 사용되는 교육용 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치를 제공하고자 한다.

보다 구체적으로는, 2단 압축 냉장냉동 시스템을 구비한 2단 압축 냉장냉동유닛과 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 제어패널유닛을 포함하도록 하여, 교육용을 보다 손쉽게 2단 압축 냉동시스템을 이해하고 실습할 수 있는 실험실습 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 모습에 따라, 중간냉각기의 온도 또는/및 압력을 손쉽게 조절할 수 있는 교육용 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치를 제공하고자 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 2단 압축 냉장냉동유닛과 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 제어패널유닛을 포함하여 이루어지되, 2단 압축 냉장냉동유닛은: 챔버 내에 설치되고 열교환을 통해 저온저압의 냉매를 증발시키는 증발기; 증발기를 통과한 냉매를 중간압력까지 압축시켜 토출시키는 저단압축기; 중간냉각기로부터 흡입된 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 고단압축기; 고단압축기로부터 토출된 냉매를 응축시켜 중간냉각기로 내보내는 고단응축기; 고단응축기로부터 공급받는 냉매를 팽창시켜 중간냉각기로 공급하는 고단 팽창밸브; 고단 팽창밸브를 통해 유입된 냉매와 저단압축기로부터 제공된 냉매를 혼합시켜 하부의 액상냉매와 상부의 가스상 냉매로 분리시키고, 하부의 액상냉매를 증발기용 팽창밸브로 공급하고 가스상 냉매를 고단압축기로 제공하는 중간냉각기; 및 중간냉각기로부터 유입된 냉매를 팽창시켜 증발기로 공급하는 증발기용 팽창밸브; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치가 제안된다.

바람직하게는, 2단 압축 냉장냉동유닛은, 고단 팽창밸브 전에 고단응축기로부터 공급받는 냉매의 일부를 바이패스시켜, 중간냉각기의 압력을 조절하기 위해 중간냉각기로 공급하는 압력조절 바이패스관을 더 포함한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 2단 압축 냉장냉동유닛과 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 제어패널유닛을 포함하여 이루어지되, 2단 압축 냉장냉동유닛은: 챔버 내에 설치되고 열교환을 통해 저온저압의 냉매를 증발시키는 증발기; 증발기를 통과한 냉매를 중간압력까지 압축시켜 토출시키는 저단압축기; 중간냉각기로부터 흡입된 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 고단압축기; 고단압축기로부터 토출된 냉매를 응축시켜 중간냉각기로 내보내는 고단응축기; 고단응축기로부터 중간냉각기로 공급되는 냉매의 일부를 바이패스시키되, 팽창밸브를 구비하여 바이패스된 냉매를 팽창시켜 중간냉각기로 공급하는 과냉각용 바이패스관; 내부에 고단응축기로부터 바이패스되지 않고 공급된 냉매가 증발기용 팽창밸브로 흐르도록 하는 폐쇄형 내부관을 구비하고, 과냉각용 바이패스관을 통해 유입된 과냉각 팽창된 냉매와 저단압축기로부터 공급받은 냉매와의 혼합냉매에 의해 폐쇄형 내부관을 통해 흐르는 냉매를 냉각시키고, 혼합냉매를 고단압축기로 제공하는 중간냉각기; 및 중간냉각기로부터 유입된 냉매를 팽창시켜 증발기로 공급하는 증발기용 팽창밸브; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치가 제안된다.

바람직하게는, 2단 압축 냉장냉동유닛은, 과냉각용 바이패스관과 별도로 고단측응축기로부터 중간냉각기로 공급되는 냉매의 일부를 바이패스시켜 중간냉각기에서 저단압축기로부터 공급받은 냉매와 혼합되도록 공급하여 중간냉각기의 압력을 조절하는 압력조절 바이패스관을 더 포함한다.

바람직하게, 압력조절 바이패스관은: 가느다란 관 부위를 구비하여 흐르는 냉매의 압력을 강하시켜 중간냉각기의 압력을 낮추도록 조절하는 압력강하용 바이패스관; 및 압력강하용 바이패스관 보다 큰 직경의 관으로 이루어져 중간냉각기의 압력을 높이도록 압력을 조절하는 승압용 바이패스관; 을 구비한다.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 또 하나의 모습에 따르면, 전술한 2단 압축 냉장냉동유닛들은 저단압축기로부터 토출된 냉매를 응축시켜 중간냉각기로 내보내는 저단응축기를 더 포함하여 이루어진다.

바람직하게는, 또한, 전술한 2단 압축 냉장냉동유닛은 저단압축기와 중간냉각기 사이에 설치되되 저단압축기에서 저단응축기로 토출되는 냉매를 바이패스시켜 중간냉각기로 공급하는 저단측 바이패스관을 더 포함한다.

바람직하게는, 또한, 본 발명의 또 하나의 모습에 따르면, 전술한 2단 압축 냉장냉동유닛들은: 증발기와 저단압축기 사이에 설치되되, 증발기로부터 회수되는 냉매 중 증발되지 않은 액상의 냉매를 분리시키고 저단압축기로 기체상의 냉매를 제공하는 어큐멀레이터; 및 고단응축기와 중간냉각기 사이에 설치되되, 고단응축기에서 응축된 냉매를 일시 저장하며 저장된 냉매를 중간냉각기로 제공하는 고단측 수액기; 를 더 포함한다.

또, 바람직하게는, 전술한 2단 압축 냉장냉동유닛은: 저단압축기로부터 토출된 냉매를 응축시켜 중간냉각기로 내보내는 저단응축기; 및 저단응축기와 중간냉각기 사이에 설치되되, 저단응축기에서 응축과정을 거친 냉매를 중간냉각기로 제공하는 저단측 수액기; 를 더 포함한다.

또, 바람직하게는, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 전술한 2단 압축 냉장냉동유닛들은: 저단압축기 및 고단압축기로 유입되는 냉매 및 저단압축기 및 고단압축기에서 토출되는 냉매의 압력을 측정하기 위한 압력센서; 및 챔버 내의 온도를 측정하기 위한 온도센서; 를 구비한다. 더 바람직하게는, 또한, 중간냉각기 내의 온도 또는 압력을 측정하기 위한 중간냉각기 센서가 더 구비된다.

더 바람직하게는, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 전술한 제어패널유닛은: 각종 제어수단에 연결잭이 연결되도록 하는 다수의 연결단자, 과부하 차단기, 연결단자를 통해 연결되는 제어대상을 제어하기 위한 전원공급을 제어하는 전원제어 스위치, 연결단자를 통해 연결되는 제어대상의 작동 여부를 확인할 수 있는 다수의 램프, 연결단자를 통해 연결되는 제어대상을 온-오프 작동시키는 다수의 온-오프 스위치, 연결단자를 통해 연결되는 제어대상의 작동을 제어하기 위한 다수의 릴레이 및 마그네틱 스위치, 그리고 연결단자를 통해 연결되는 제어대상에 대한 압력을 제어하기 위한 압력스위치를 포함하는 작동모듈패널; 및 제어대상이 되는 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들이 도시되되, 연결잭을 통하여 제어대상들 및 다수의 온도 제어수단의 일부와 연결되도록 하는 다수의 연결단자, 그리고 연결단자를 통해 연결되는 제어대상의 온도를 제어하기 위한 다수의 온도 제어수단을 포함하는 그래픽모듈패널; 을 구비한다.

또 바람직하게는, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 제어패널유닛은 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 스위치 및 중간냉각기 내의 온도를 제어할 수 있는 디지털온도계를 구비하고, 디지털온도계에서 설정된 온도에 따라 중간냉각기에서 혼합되는 냉매의 온도를 제어한다.

바람직하게는 또한, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 제어패널유닛은 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 스위치 및 중간냉각기 내의 혼합된 냉매의 압력을 제어할 수 있는 압력제어 컨트롤러를 구비하고, 압력제어 컨트롤러에서 설정된 압력에 따라 중간냉각기에서 고단압축기로 흡입되는 냉매의 양 또는 중간냉각기에서 혼합되도록 고단응축기 측으로부터 유입되는 냉매의 양 또는 압력을 조절하여 중간냉각기 내의 혼합된 냉매의 압력을 제어한다.

게다가, 바람직하게, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 전술한 제어패널유닛들은 외부 컴퓨터와 유선 또는 무선 접속되는 인터페이스를 구비하고, 제어패널유닛에 접속된 외부 컴퓨터에 의해 제어되고, 인터페이스를 통해 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 온도, 압력, 또는 온도와 압력 데이터가 외부 컴퓨터로 제공된다.

비록 본 발명의 바람직한 하나의 모습으로 명시적으로 언급되지 않았더라도, 앞서 언급된 기술적 특징의 가능한 다양한 조합에 따른 본 발명의 실시예들이 당업자에게 자명하게 구현될 수 있다.

본 발명의 모습에 따라, 2단 압축 냉장냉동 시스템을 구비한 2단 압축 냉장냉동유닛과 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 제어패널유닛을 포함하도록 하여, 교육용을 보다 손쉽게 2단 압축 냉동시스템을 이해하고 실습할 수 있는 실험실습 장치를 제공할 수 있게 되었다.

또한, 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 중간냉각기의 온도 또는/및 압력을 손쉽게 조절할 수 있는 교육용 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치를 제공할 수 있게 되었다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 개략적인 블럭구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 개략적인 블럭구성도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 2단 압축 냉장냉동유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 2단 압축 냉장냉동유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 2단 압축 냉장냉동유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 2단 압축 냉장냉동유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 2단 압축 냉장냉동유닛을 나타내는 사진이다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 생략될 수 있다.

구체적인 설명에 앞서, 본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 '직접 연결' 또는 '직접 결합' 등으로 언급되지 않는 이상, 단순히 '연결' 또는 '결합' 등으로 언급된 경우에는 하나의 구성요소가 그 다른 구성요소에 '직접적으로' 연결 또는 결합되어 있을 수 있고, 나아가 그 기재된 설명에 비추어 모순되거나 발명의 개념에 반하지 않는 한 그들 사이에 또 다른 구성요소가 연결 또는 결합되는 형태로도 존재할 수 있다고 이해되어야 한다.

본 명세서에 비록 단수적 표현이 기재되어 있을지라도, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 해석되지 않는 이상 복수의 표현을 포함하는 의미로 사용됨에 유의하여야 한다. 본 명세서에서 '포함하는', '갖는', '구비하는', '포함하여 이루어지는' 등의 기재는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성이 있는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 개략적인 블럭구성도이고, 도 2는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 개략적인 블럭구성도이고, 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 2단 압축 냉장냉동유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 2단 압축 냉장냉동유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 2단 압축 냉장냉동유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 2단 압축 냉장냉동유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치의 2단 압축 냉장냉동유닛을 나타내는 사진이다.

먼저, 도 1, 3 및 5를 참조하여, 본 발명의 하나의 실시예를 살펴본다.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치는 2단 압축 냉장냉동유닛(100)과 2단 압축 냉장냉동유닛(100)의 구성들의 작동을 제어하는 제어패널유닛(300)을 포함하여 이루어진다.

구체적으로, 도 1을 참조하면, 2단 압축 냉장냉동유닛(100)은 증발기(110), 저단압축기(120), 중간냉각기(140), 고단압축기(160), 고단응축기(170), 고단 팽창밸브(190) 및 증발기용 팽창밸브(180)를 포함하여 이루어진다. 본 실시예에서는 도 3에 도시된 저단응축기(130), 어큐멀레이터(230), 저단/고단 수액기(240, 250) 등이 제외된 형태로 설명될 것이다. 또한, 도 5의 압력조절 바이패스관(210) 및 저단측 바이패스관(260) 등도 제외된 형태로 설명될 것이다.

먼저, 도 1, 3 또는 7을 참조하여, 저단측을 살펴보면, 2단 압축 냉장냉동유닛(100)의 증발기(110)는 챔버(109) 내에 설치되고 열교환을 통해 저온저압의 냉매를 증발시킨다. 저단압축기(120)는 증발기(110)를 통과한 냉매를 중간압력까지 압축시켜 토출시킨다. 본 발명에서 중간압력이란 저압과 고압의 2등분 지점 압력이 아니라 저단압축기(120)로 유입되는 냉매의 저압과 고단압축기(160)에서 유출되는 냉매의 고압 사이의 압력을 말한다. 그리고 증발기용 팽창밸브(180)는 중간냉각기(140)로부터 유입된 냉매를 팽창시켜 증발기(110)로 공급한다.

다음으로, 도 1 또는 3을 참조하여, 고단측을 살펴보면, 고단압축기(160)는 중간냉각기(140)로부터 흡입된 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시킨다. 고단응축기(170)는 고단압축기(160)로부터 토출된 냉매를 응축시켜 내보낸다. 고단응축기(170)로부터 공급된 냉매는 고단 팽창밸브(190)를 통해 팽창되고 고단 팽창밸브(190)에서 중간냉각기(140)로 공급한다.

그리고 중간냉각기(140)는 고단 팽창밸브(190)를 통해 유입된 냉매와 저단압축기(120)로부터 제공된 냉매를 혼합시켜 하부의 액상냉매와 상부의 가스상 냉매로 분리시키고, 하부의 액상냉매를 증발기용 팽창밸브(180)로 공급하고 가스상 냉매를 고단압축기(160)로 제공한다. 중간냉각기(140)에서는 저단측의 냉매와 고단측에서 고단 팽창밸브(190)를 거치며 발생된 냉매가 혼합되며, 저단측으로부터 제공되는 냉매보다 과열도를 줄인 상대적 중온중압의 가스상 냉매 상태로 고단측의 고단압축기(160)로 흡입되도록 하여 고단압축기(160)의 소요동력을 줄이고 고단압축기(160)의 압축효율을 높인다. 또한, 중간냉각기(140)에서는 가스상 냉매와 분리된 나머지 혼합 냉매액이 저단측으로부터 제공되는 냉매액보다 과냉각되며, 증발기용 팽창밸브(180)를 통과 시 플래쉬 가스의 발생량을 감소시키도록 한다. 또한, 중간냉각기(140)는 분리된 가스상 냉매를 공급함으로써, 고단압축기(160)에서의 액압축을 방지하는 역할을 수행하기도 한다.

본 실시예에서, 고단 팽창밸브(190)를 통해 1차 팽창되고 다시 증발기용 팽창밸브(180)에서 2차 팽창되는 2단 압축 2단 팽창 구조를 구비하고 있다. 본 실시예에서는 고단 팽창밸브(190)를 통해 중간냉각기(140)로 유입된 팽창된 냉매의 압력에 의해 증발기용 팽창밸브(180)로 토출되는 중간냉각기(140) 하부의 액상냉매의 양을 조절할 수 있다. 중간냉각기(140)에서 증발기용 팽창밸브(180)로 제공되는 냉매의 양이 변하면, 증발기(110)에서 기화되는 냉매의 양이 달라지고 증발량에 따라 증발기(110)가 구비되는 챔버(109) 내의 온도가 변하게 된다. 또한, 본 실시예에서, 고단 팽창밸브(190)를 통해 팽창되는 냉매량이 많으면 중간냉각기(140)에서 혼합되는 냉매의 온도가 내려가 보다 과냉각되고, 과냉각된 냉매가 증발기용 팽창밸브(180)를 거쳐 증발기(110)로 공급되어 증발되므로, 증발기(110)가 구비된 챔버(109) 내의 온도를 더 낮출 수 있게 된다.

본 실시예에서, 도 1을 참조하면, 제어패널유닛(300)은 2단 압축 냉장냉동유닛(100)과 연결되어 사용자의 조작에 따라 냉장냉동 구성기기들의 작동을 제어한다. 예컨대, 저단측 또는/및 고단측 압축기(120, 160)의 작동 또는/및 가동 용량변경이나 고단응축기(170)의 작동 또는/및 가동 용량변경이나 증발기(110)의 작동 또는/및 가동 용량변경 등에 대해 제어할 수 있다. 도 1 및 7을 참조하면, 냉장냉동 구성기기, 예컨대 증발기(110), 저단측/고단측 압축기(120, 160), 중간냉각기(140), 증발기용 팽창밸브(180), 고단 팽창밸브(190), 저단/고단응축기(130, 170) 등은 디지털 온도계(309)의 조작을 통해 제어될 수 있다. 바람직하게, 제어패널유닛(300)은 2단 압축 냉장냉동유닛(100)의 구성기기들의 작동 상태를 알 수 있는 램프(304)나 그래픽패널(300b)을 구비할 수 있다. 또 바람직하게, 제어패널유닛(300)은 2단 압축 냉장냉동유닛(100)의 구성기기의 작동상태 또는/및 가동용량상태에 대하여 압력계 또는/및 온도계 등을 통해 감지된 결과를 2단 압축 냉장냉동유닛(100)으로 제공받아 디스플레이하거나 유선 또는 무선으로 연결된 외부 PC 등의 컴퓨터(도시되지 않음)로 전송할 수 있다.

다음으로, 도 5를 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴본다. 도 5는 도 1 또는/및 도 3에 따른 실시예를 변형시킨 것이다. 다만, 본 실시예에서는 도 1에 도시되지 않은 저단응축기(130), 어큐멀레이터(230), 저단/고단 수액기(240, 250) 등이 제외된 형태로 설명될 것이다. 또한, 도 5의 저단측 바이패스관(260)도 본 실시예에서는 제외된 형태로 설명될 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에서, 2단 압축 냉장냉동유닛은 압력조절 바이패스관(210)을 더 포함한다. 압력조절 바이패스관(210)은 중간냉각기(140)의 압력을 조절하기 위한 것으로, 고단 팽창밸브(190) 전에 고단응축기(170) 측으로부터 공급받는 냉매의 일부를 바이패스시켜 중간냉각기(140)로 공급한다. 실시예에 따라, 압력조절 바이패스관(210)은 중간냉각기(140)의 압력을 올리기 위한 승압용 바이패스관일 수 있다. 압력조절 바이패스관(210)이 승압용으로 사용되는 경우 고단 팽창밸브(190)를 통해 중간냉각기(140)의 압력 강하를 조절하도록 할 수도 있다. 또는 다른 실시예에 따라, 압력조절 바이패스관(210)은, 도시되지 않았으나, 예컨대 도 6에서의 도면부호 220a 및 220b와 같이, 중간냉각기(140)의 압력을 승압시키기 위한 승압용 바이패스관과 중간냉각기(140)의 압력을 강하시키기 위한 압력강하용 바이패스관으로 이루어질 수도 있다. 바람직하게, 도 5에 도시된 바와 같이, 압력조절 바이패스관(210)은 전자밸브(225)를 구비할 수 있다. 전자밸브(225)를 구비하는 경우, 전자밸브(225)의 제어에 따라 바이패스되는 냉매의 양이 조절된다. 바람직하게, 압력조절 바이패스관(210)은 승압을 목적으로 하는 경우, 압력강하를 일으키는 모세관이 아니라 고단응축기(170)로부터 고단 팽창밸브(190)로 연결되는 배관과 압력강하가 발생되지 않을 정도의 직경을 갖는 배관을 사용한다. 본 실시예에 따르면, 압력조절 바이패스관(210)을 통해 공급되는 냉매에 의해 중간냉각기(140) 내부의 압력을 변동시킴으로써, 증발기용 팽창밸브(180)로 공급되는 냉매량을 변동시키게 된다.

다음으로, 도 2, 4 및 6을 참조하여, 본 발명의 다른 하나의 실시예를 살펴본다. 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치는 2단 압축 냉장냉동유닛(100')과 2단 압축 냉장냉동유닛(100')의 구성들의 작동을 제어하는 제어패널유닛(300)을 포함하여 이루어진다.

구체적으로, 도 2 및 4를 참조하면, 2단 압축 냉장냉동유닛(100')은 증발기(110), 저단압축기(120), 중간냉각기(150), 고단압축기(160), 고단응축기(170), 과냉각용 바이패스관(200) 및 증발기용 팽창밸브(180)를 포함하여 이루어진다. 조 2 및 4는 도 1 및 3과 달리 2단 압축 1단 팽창구조를 나타낸다. 본 실시예에서는 도 4에 도시된 저단응축기(130), 어큐멀레이터(230), 저단/고단 수액기(240, 250) 등이 제외된 형태로 설명될 것이다. 또한, 도 6의 승압용 바이패스관(220a)과 압력강하용 바이패스관(220b) 및 저단측 바이패스관(260) 등도 제외된 형태로 설명될 것이다.

증발기(110), 저단압축기(120), 고단압축기(160), 고단응축기(170) 및 증발기용 팽창밸브(180)에 대해서는 앞선 실시예에서의 설명을 참조하도록 하고, 중복되는 설명을 생략하기로 한다. 또한, 제어패널유닛(300)에 대해서도 앞선 실시예에서의 설명을 참조하기로 한다.

도 2 및 4를 참조하면, 본 실시예에서, 과냉각용 바이패스관(200)은 고단응축기(170)로부터 중간냉각기(150)로 공급되는 냉매의 일부를 바이패스시키고, 팽창과정을 거치며 중간냉각기(150)로 공급한다. 과냉각용 바이패스관(200)은 팽창밸브(205)를 구비하여 바이패스되는 냉매를 팽창시킨다.

또한, 중간냉각기(150)는 내부에 과냉각용 바이패스관(200)을 통해 바이패스되지 않고 고단응축기(170)로부터 공급된 냉매가 증발기용 팽창밸브(180)로 흐르도록 하는 폐쇄형 내부관(153)을 구비하고 있다. 중간냉각기(150)에서는 과냉각용 바이패스관(200)을 통해 유입된 과냉각 팽창된 냉매와 저단압축기(120)로부터 공급받은 냉매와의 혼합냉매에 의해 폐쇄형 내부관(153)을 통해 흐르는 냉매가 냉각된다. 중간냉각기(150)는 이러한 혼합냉매를, 보다 구체적으로는 가스상의 혼합냉매를 고단압축기(160)로 제공한다. 중간냉각기(150)에서는 저단측의 냉매와 고단측에서 과냉각용 바이패스관(200)을 통과한 냉매가 혼합되고, 혼합냉매와 과냉각용 바이패스관(200)을 지나지 않고 고단응축기(170) 측으로부터 유입되어 증발기용 팽창밸브(180)로 제공되는 냉매 사이에 열교환이 이루어지며, 혼합냉매는 저단측으로부터 제공되는 냉매보다 과열도를 줄인 상대적 중온중압의 가스상 냉매 상태로 고단측의 고단압축기(160)로 흡입되어 고단압축기(160)의 소요동력을 줄이고 고단압축기(160)의 압축효율을 높인다. 또한, 증발기용 팽창밸브(180)로 제공되는 냉매는 열교환되며 과냉각되므로, 증발기용 팽창밸브(180)를 통과 시 플래쉬 가스의 발생량이 감소시하게 된다.

도 6를 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴본다. 도 6는 도 2 또는/및 도 4에 따른 실시예를 변형시킨 것이다. 다만, 본 실시예에서는 도 2에 도시되지 않은 저단응축기(130), 어큐멀레이터(230), 저단/고단 수액기(240, 250) 등과, 도 6의 저단측 바이패스관(260)이 제외된 형태로 설명될 것이다.

본 실시예에서, 2단 압축 냉장냉동유닛은 압력조절 바이패스관을 더 포함하고 있다. 압력조절 바이패스관, 예컨대 승압용 바이패스관(220a) 또는/및 압력강하용 바이패스관(220b)은 과냉각용 바이패스관(200)과 별도로 고단측응축기(170) 측으로부터 중간냉각기(150)로 공급되는 냉매의 일부를 바이패스시켜 중간냉각기(150)에서 저단압축기(120) 측으로부터 공급받은 냉매와 혼합되도록 공급한다. 압력조절 바이패스관은 바이패스된 냉매와 중간냉각기(150)에서 저단압축기(120) 측으로부터 공급받은 냉매가 혼합되도록 바이패스된 냉매를 공급하여 중간냉각기(150)의 압력을 조절한다.

바람직하게, 하나의 실시예에 따르면, 압력조절 바이패스관은, 도 6에 도시된 바와 같이, 가느다란 관 부위(도시되지 않음)를 구비하여 흐르는 냉매의 압력을 강하시켜 중간냉각기(150)의 압력을 낮추도록 조절하는 압력강하용 바이패스관(220b) 및 압력강하용 바이패스관(220b) 보다 큰 직경의 관으로 이루어져 중간냉각기(150)의 혼합되는 냉매의 압력을 높이도록 압력을 조절하는 승압용 바이패스관(220a)을 구비한다. 모세관을 통과할 때 압력강하가 생기므로, 압력강하용 바이패스관(220b)은 고단응축기(170)로부터 공급받는 냉매의 일부를 바이패스시키고 냉매의 압력 및 온도를 떨어뜨린다. 이에 따라, 중간냉각기(150) 내부의 폐쇄형 내부관(153)을 통해 흐르는 냉매를 보다 더 냉각시키고 증발기용 팽창밸브(180)로 공급한다. 승압용 바이패스관(220a)은 압력강하용 바이패스관(220b) 보다 큰 직경의 관으로 이루어져 있으므로, 압력강하가 일어나지 않고, 중간냉각기(150)로 더 많은 냉매를 공급하게 되어 중간냉각기(150) 내에서 혼합되는 냉매의 압력이 높아지고, 그에 따라 중간냉각기(150)에서 고단압축기(160) 측으로 공급되는 냉매의 양이 증대된다. 바람직하게, 압력조절 바이패스관, 예컨대 승압용 바이패스관(220a) 또는/및 압력강하용 바이패스관(220b)에는 전자밸브(225)가 구비되며, 전자밸브(225)의 제어에 따라 바이패스되는 냉매의 양이 조절된다.

도 3 내지 7을 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴본다.

도 3 내지 7을 참조하면, 전술한 실시예들에서의 2단 압축 냉장냉동유닛은 저단응축기(130)를 더 포함하고 있다. 저단응축기(130) 저단압축기(120)로부터 토출된 냉매를 응축시켜 중간냉각기(140, 150)로 내보낸다. 본 실시예는 도 3 내지 6에 도시된 어큐멀레이터(230), 저단/고단 수액기(240, 250) 등과, 도 5 또는 6에 도시된 의 압력조절 바이패스관(210), 승압용 바이패스관(220a)과 압력강하용 바이패스관(220b), 저단측 바이패스관(260) 등이 제외된 형태로 실시될 수 있고, 전술한 구성들의 일부를 포함하는 형태의 다른 실시예도 가능하다.

또한, 도 5 내지 6을 참조하면, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따라, 2단 압축 냉장냉동유닛은 저단압축기(120)와 중간냉각기(140, 150) 사이에 설치되되 저단압축기(120)에서 저단응축기(130)로 토출되는 냉매를 바이패스시켜 중간냉각기(140, 150)로 공급하는 저단측 바이패스관(260)을 더 포함한다. 저단측 바이패스관(260)은 저단응축기(130)를 작동하지 않고 저단압축기(120)에서 토출되는 냉매를 중간냉각기(140, 150)로 바로 공급하기 위한 것이다. 본 실시예에서는, 비록 도 5 내지 7에 어큐멀레이터(230, 230a, 230b), 저단측 및 고단측 수액기(240, 250)가 도시되었으나, 그들 전부 또는 일부가 생략된 모습으로 구현될 수도 있다. 또한, 도 5 또는 6에 도시된 압력조절 바이패스관(210), 승압용 바이패스관(220a)과 압력강하용 바이패스관(220b)이 제외되거나 또는 포함된 형태로 실시될 수 있다.

바람직하게, 저단측 바이패스관(260)에는 전자밸브(265)가 구비되며, 전자밸브(265)의 제어에 따라 바이패스되는 냉매가 차단되거나 그 양이 조절된다. 또한, 저단측 바이패스관(260)은 저단응축기(130)로부터 중간냉각기(140, 150)로 연결되는 배관과 만나는 지점 근처에 체크밸브(263)를 더 구비하여, 저단측 바이패스관(260) 차단시 저단응축기(130)로부터 중간냉각기(140, 150)로 제공되는 냉매의 역류를 차단한다. 또, 바람직하게는, 저단측 바이패스관(260)이 합체되는 지점 이전에 저단측 수액기(240)로부터 토출되는 냉매량을 조절하는 전자밸브(145)가 설치된다.

또한, 도 3 내지 7을 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴본다.

도 3 내지 7을 참조하면, 전술한 실시예들에서의 2단 압축 냉장냉동유닛은 어큐멀레이터(230, 230a)와 고단측 수액기(250)를 더 포함하고 있다. 본 실시예는 도 3 내지 6에 도시된 저단응축기(130), 저단측 수액기(240)와, 도 5 또는 6에 도시된 의 압력조절 바이패스관(210), 승압용 바이패스관(220a)과 압력강하용 바이패스관(220b), 저단측 바이패스관(260) 등이 제외된 형태로 실시될 수 있고, 전술한 구성들의 일부를 포함하는 형태의 다른 실시예도 가능하다. 도 7은 저단측 수액기가 제외된 형태의 실시예이고, 또한, 고단측에서 중간냉각기(140)와 고단압축기(160) 사이에 어큐멀레이터(230b)가 더 부가된 실시예이다.

도 3 내지 7을 참조하면, 어큐멀레이터(230, 230a)는 증발기(110)와 저단압축기(120) 사이에 설치되며, 증발기(110)로부터 회수되는 냉매 중 증발되지 않은 액상의 냉매를 분리시키고 저단압축기(120)로 기체상의 냉매를 제공한다. 고단측 수액기(250)는 고단응축기(170)와 중간냉각기(140, 150) 사이에 설치되고, 고단응축기(170)에서 응축된 냉매를 일시 저장하며 저장된 냉매를 중간냉각기(140, 150)로 제공한다. 또한, 도 7과 같이 고단측에서 중간냉각기(140)와 고단압축기(160) 사이에 어큐멀레이터(230b)가 더 부가된 형태로도 실시될 수 있다.

또한, 도 3 내지 6을 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴보면, 2단 압축 냉장냉동유닛은 저단응축기(130) 및 저단측 수액기(240)를 더 포함하고 있다. 저단응축기(130)는 저단압축기(120)로부터 토출된 냉매를 응축시켜 중간냉각기(140, 150)로 내보낸다. 저단측 수액기(240)는 저단응축기(130)와 중간냉각기(140, 150) 사이에 설치되고, 저단응축기(130)에서 응축 과정을 거친 냉매를 중간냉각기(140, 150)로 제공한다. 저단측 수액기(240)에서도 응축과정을 거친 냉매가 일시 저장된다. 바람직하게, 본 실시예는, 저단응축기(130)에서 응축과정을 거쳐 저단측 수액기(240)에 일시 저장된 냉매 중 가스상 냉매, 액상냉매 또는 혼합된 냉매를 중간냉각기(140, 150)로 제공할 수 있다.

도 3 내지 6을 참조하면, 바람직하게, 저단측 수액기(240)와 중간냉각기(140, 150), 또는/및 고단측 수액기(250)와 중간냉각기(140, 150) 사이에서는 전자밸브(145, 155)가 구비되며, 전자밸브(145, 155)의 제어에 의해 저단측 또는/및 고단측 수액기(240, 250)에서 토출되는 냉매의 양이 조절되게 된다. 바람직하게, 도 4를 참조하면, 고단측 수액기(250)에서 토출되는 냉매량을 조절하는 전자밸브(155)는 과냉각용 바이패스관(200)이 분기되기 전에 설치된다. 또, 바람직하게는, 도 5 및 6을 참조하면, 고단측 수액기(250)에서 토출되는 냉매량을 조절하는 전자밸브(155)는 압력조절 바이패스관(210), 승압용 바이패스관(220a)과 압력강하용 바이패스관(220b)이 분기되기 전의 지점에 설치될 수 있다.

또한, 도시되지 않았으나, 필터드라이어 또는/및 사이트글라스가 고단측 수액기(250)와 중간냉각기(140, 150) 사이에, 또는 중간냉각기(140, 150)와 증발기용 팽창밸브(180) 사이에 설치될 수 있다.

바람직하게, 도 3 내지 7을 참조하여 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴본다. 도 3 내지 7을 참조하면, 전술한 실시예들에서의 2단 압축 냉장냉동유닛은 저단압축기(120) 및 고단압축기(160)로 유입되는 냉매 및 저단압축기(120) 및 고단압축기(160)에서 토출되는 냉매의 압력을 측정하기 위한 압력센서(120a, 120b, 160a, 160b)를 구비하고 있다. 또한, 증발기(110)를 구비하는 챔버(109) 내의 온도를 측정하기 위한 온도센서(도시되지 않음)를 구비한다. 더 바람직하게, 중간냉각기(140, 150) 내의 온도, 압력, 또는 온도와 압력을 측정하기 위한 중간냉각기 센서가 더 구비된다. 도 7의 도면부호 140a는 중간냉각기의 압력을 나타내는 압력게이지이고, 도시된 바와 달리 디지털 게이지도 가능하다. 또한, 바람직하게는, 압력스위치(121)이 구비되어 저단/고단압축기(120, 160)의 압력을 제어한다. 압력스위치(121)는 바람직하게 고압차단스위치와 저압차단스위치로 이루어지고, 디지털 또는 아날로그 압력스위치로 구성될 수 있다. 중간냉각기(140, 150) 내의 온도, 압력, 또는 온도와 압력을 측정하고, 고단압축기(160)의 흡입량 또는/및 토출압력, 압력조절 바이패스관(210) 또는/및 승압용 바이패스관(220a)과 압력강하용 바이패스관(220b)에서의 전자밸브, 저단측 또는/및 고단측 수액기(240, 250)에서 토출되는 냉매량 조절을 위한 전자밸브 등의 제어를 통해 중간냉각기(140, 150) 내의 온도, 압력, 또는 온도와 압력의 변화와 2단 압축 냉장냉동유닛의 효율의 변화를 관찰할 수 있다.

바람직하게, 도 7을 참조하여 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴본다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따라, 제어패널유닛(300)은 작동모듈패널(300a)과 그래픽모듈패널(300b)을 구비하고 있다. 작동모듈패널(300a)은 각종 제어수단, 예컨대 각종 스위치류, 디지털 온도계(309) 등에 연결잭이 연결되도록 하는 다수의 연결단자(301), 2단 압축 냉장냉동유닛(100, 100')에서의 과부하를 차단하는 과부하 차단기(302), 연결단자(301)를 통해 연결되는 제어대상, 예컨대 도 1 내지 6에서의 증발기(110), 저단/고단압축기(120, 160), 저단/고단응축기(130,170), 중간냉각기(140, 150) 등을 제어하기 위한 제어전원의 공급을 제어하는 전원제어 스위치(303), 연결단자(301)를 통해 연결되는 제어대상의 작동 여부를 확인할 수 있는 다수의 램프(304), 연결단자(301)를 통해 연결되는 제어대상을 온-오프 작동시키는 다수의 온-오프 스위치(305), 연결단자(301)를 통해 연결되는 제어대상의 작동을 제어하기 위한 다수의 릴레이(도시되지 않음) 및 마그네틱 스위치(307), 그리고 연결단자(301)를 통해 연결되는 제어대상에 대한 압력을 제어하기 위한 압력스위치(308)를 포함한다. 압력스위치(308)은 바람직하게 고압 및 저압차단 스위치로 구성될 수 있다. 도 7에 도시된 도면부호 206은 릴레이가 설치되는 릴레이 베이스를 나타낸다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 타이머(310), 열동계전기(311), 전압계(312), 전류계(313) 등이 더 부가될 수 있다. 작동모듈패널(300a)에서 상용전원을 제어용 전원, 예컨대 24V 직류전원으로 변환시켜 전원제어 스위치(303)의 작동을 통해 각종 제어수단으로 제어전원을 공급한다.

그래픽모듈패널(300b)은 제어대상이 되는 2단 압축 냉장냉동유닛(100, 100')의 구성들이 도시되되, 연결잭을 통하여 제어대상들 및 다수의 온도 제어수단, 예컨대 디지털온도계(309)의 일부와 연결되도록 하는 다수의 연결단자(301), 그리고 연결단자(301)를 통해 연결되는 제어대상의 온도를 제어하기 위한 다수의 온도 제어수단, 예컨대 디지털온도계(309)을 포함한다.

더 바람직하게, 도 7을 참조하여 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴보면, 제어패널유닛(300)은 2단 압축 냉장냉동유닛(100, 100')의 구성들의 작동을 제어하는 각종 스위치, 예컨대 전원제어스위치(303), 각종 온-오프 스위치(305), 릴레이 및 마그네틱 스위치(307), 열동계전기(311), 압력스위치(308), 타이머(310) 등을 구비한다. 또한, 중간냉각기(140, 150) 내의 온도를 제어할 수 있는 디지털온도계를 구비한다. 제어패널유닛(300)의 디지털온도계에서 설정된 온도에 따라, 중간냉각기(140, 150)에서 혼합되는 냉매의 온도가 제어된다. 또한, 도 7을 참조하면, 중간냉각기(140, 150) 내의 온도 뿐만 아니라 증발기 챔버(309), 저단/고단압축기(120, 160), 저단/고단응축기(130, 170), 증발기용 팽창밸브(180), 고단팽창밸브(190) 내 또는 그를 통과하는 냉매의 온도를 제어하기 위한 디지털온도계(309)가 구비된다.

또 바람직하게, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 제어패널유닛(300)은 2단 압축 냉장냉동유닛(100, 100')의 구성들의 작동을 제어하는 스위치 및 중간냉각기(140, 150) 내의 혼합된 냉매의 압력을 제어할 수 있는 압력제어 컨트롤러, 예컨대 도 7의 압력스위치(308)를 구비한다. 압력제어 컨트롤러 또는 압력스위치(308), 예컨대 고압/저압차단스위치에서 설정된 압력에 따라 중간냉각기(140, 150)에서 고단압축기(160)로 흡입되는 냉매의 양 또는 중간냉각기(140, 150)에서 혼합되도록 고단응축기(170) 측으로부터 유입되는 냉매의 양 또는 압력을 조절하여 중간냉각기(140, 150) 내의 혼합된 냉매의 압력이 제어된다. 또한, 도 7에 도시된 바를 참조하면, 중간냉각기(140, 150)의 압력을 제어하는 압력스위치(141)가 2단 압축 냉장냉동유닛(100, 100')에 구비될 수 있다. 더 바람직하게, 제어패널유닛(300)은 중간냉각기(140, 150) 내의 온도를 제어할 수 있는 디지털온도계, 예컨대 도 7에서의 그래픽모듈패널(300b)에서 그래픽으로 도시된 증발기 옆은 디지털온도계(309)를 더 구비하여, 디지털온도계에서 설정된 온도 또는/및 압력제어 컨트롤러, 예컨대 압력스위치(309)에서 설정된 압력에 따라, 중간냉각기(140, 150)에서 혼합되는 냉매의 온도 또는/및 압력을 제어한다.

게다가, 바람직하게, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따라, 도시되지 않았으나, 전술한 실시예들에서의 제어패널유닛(300)은 외부 컴퓨터와 유선 또는 무선 접속되는 인터페이스를 구비하고 있다. 또한, 제어패널유닛(300)에 접속된 외부 컴퓨터에 의해 설정 제어된다. 그리고, 인터페이스를 통해 2단 압축 냉장냉동유닛(100, 100')의 구성들의 온도, 압력, 또는 온도와 압력 데이터가 외부 컴퓨터로 제공된다.

이상에서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이므로, 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 한다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들을 포함하고 있다.

100, 100' : 2단 압축 냉장냉동유닛 110 : 증발기
120 : 저단압축기 130 : 저단응축기
140, 150 : 중간냉각기 145, 155, 225, 265 : 전자밸브
160 : 고단압축기 170 : 고단응축기
180 : 증발기용 팽창밸브 190 : 고단 팽창밸브
200 : 과냉각용 바이패스관 205 : 과냉각용 팽창밸브
210 : 압력조절 바이패스관 230, 230b : 어큐멀레이터
240 : 저단측 수액기 250 : 고단측 수액기
260 : 저단측 바이패스관 300 : 제어패널유닛
300a : 작동모듈패널 300b : 그래픽모듈패널

Claims

2단 압축 냉장냉동유닛과 상기 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 제어패널유닛을 포함하여 이루어지되,
상기 2단 압축 냉장냉동유닛은:
챔버 내에 설치되고 열교환을 통해 저온저압의 냉매를 증발시키는 증발기;
상기 증발기를 통과한 냉매를 중간압력까지 압축시켜 중간냉각기로 토출시키는 저단압축기;
중간냉각기로부터 흡입된 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 고단압축기;
상기 고단압축기로부터 토출된 냉매를 응축시켜 내보내는 고단응축기;
상기 고단응축기로부터 공급받는 냉매를 팽창시켜 중간냉각기로 공급하는 고단 팽창밸브;
상기 고단 팽창밸브를 통해 유입된 냉매와 상기 저단압축기로부터 제공된 냉매를 혼합시켜 하부의 액상냉매와 상부의 가스상 냉매로 분리시키고, 상기 하부의 액상냉매를 증발기용 팽창밸브로 공급하고 상기 가스상 냉매를 상기 고단압축기로 제공하는 중간냉각기; 및
상기 중간냉각기로부터 유입된 냉매를 팽창시켜 상기 증발기로 공급하는 증발기용 팽창밸브; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 2단 압축 냉장냉동유닛은,
상기 고단 팽창밸브 전에 상기 고단응축기로부터 공급받는 냉매의 일부를 바이패스시켜, 상기 중간냉각기의 압력을 조절하기 위해 상기 중간냉각기로 공급하는 압력조절 바이패스관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
2단 압축 냉장냉동유닛과 상기 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 제어패널유닛을 포함하여 이루어지되,
상기 2단 압축 냉장냉동유닛은:
챔버 내에 설치되고 열교환을 통해 저온저압의 냉매를 증발시키는 증발기;
상기 증발기를 통과한 냉매를 중간압력까지 압축시켜 중간냉각기로 토출시키는 저단압축기;
중간냉각기로부터 흡입된 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 고단압축기;
상기 고단압축기로부터 토출된 냉매를 응축시켜 내보내는 고단응축기;
상기 고단응축기로부터 중간냉각기로 공급되는 냉매의 일부를 바이패스시키되, 팽창밸브를 구비하여 바이패스된 냉매를 팽창시켜 중간냉각기로 공급하는 과냉각용 바이패스관;
내부에 상기 고단응축기로부터 바이패스되지 않고 공급된 냉매가 증발기용 팽창밸브로 흐르도록 하는 폐쇄형 내부관을 구비하고, 상기 과냉각용 바이패스관을 통해 유입된 과냉각 팽창된 냉매와 상기 저단압축기로부터 공급받은 냉매와의 혼합냉매에 의해 상기 폐쇄형 내부관을 통해 흐르는 냉매를 냉각시키고, 상기 혼합냉매를 상기 고단압축기로 제공하는 중간냉각기; 및
상기 중간냉각기로부터 유입된 냉매를 팽창시켜 상기 증발기로 공급하는 증발기용 팽창밸브; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 2단 압축 냉장냉동유닛은,
상기 과냉각용 바이패스관과 별도로 상기 고단측응축기로부터 상기 중간냉각기로 공급되는 냉매의 일부를 바이패스시켜 상기 중간냉각기에서 상기 저단압축기로부터 공급받은 냉매와 혼합되도록 공급하여 상기 중간냉각기의 압력을 조절하는 압력조절 바이패스관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 압력조절 바이패스관은: 가느다란 관 부위를 구비하여 흐르는 냉매의 압력을 강하시켜 상기 중간냉각기의 압력을 낮추도록 조절하는 압력강하용 바이패스관; 및 상기 압력강하용 바이패스관 보다 큰 직경의 관으로 이루어져 상기 중간냉각기의 압력을 높이도록 압력을 조절하는 승압용 바이패스관; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 1 내지 5 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 2단 압축 냉장냉동유닛은: 상기 저단압축기로부터 토출된 냉매를 응축시켜 상기 중간냉각기로 내보내는 저단응축기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 2단 압축 냉장냉동유닛은 상기 저단압축기와 상기 중간냉각기 사이에 설치되되 상기 저단압축기에서 상기 저단응축기로 토출되는 냉매를 바이패스시켜 상기 중간냉각기로 공급하는 저단측 바이패스관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 1 내지 5 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 2단 압축 냉장냉동유닛은:
상기 증발기와 상기 저단압축기 사이에 설치되되, 상기 증발기로부터 회수되는 냉매 중 증발되지 않은 액상의 냉매를 분리시키고 상기 저단압축기로 기체상의 냉매를 제공하는 어큐멀레이터; 및
상기 고단응축기와 상기 중간냉각기 사이에 설치되되, 상기 고단응축기에서 응축된 냉매를 일시 저장하며 저장된 냉매를 상기 중간냉각기로 제공하는 고단측 수액기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 2단 압축 냉장냉동유닛은: 상기 저단압축기로부터 토출된 냉매를 응축시켜 상기 중간냉각기로 내보내는 저단응축기; 및 상기 저단응축기와 상기 중간냉각기 사이에 설치되되, 저단응축기에서 응축과정을 거친 냉매를 중간냉각기로 제공하는 저단측 수액기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 1 내지 5 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 2단 압축 냉장냉동유닛은: 상기 저단압축기 및 상기 고단압축기로 유입되는 냉매 및 상기 저단압축기 및 상기 고단압축기에서 토출되는 냉매의 압력을 측정하기 위한 압력센서; 상기 챔버 내의 온도를 측정하기 위한 온도센서; 및 상기 중간냉각기 내의 온도 또는 압력을 측정하기 위한 중간냉각기 센서; 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 1 내지 5 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 제어패널유닛은:
각종 제어수단에 연결잭이 연결되도록 하는 다수의 연결단자, 과부하 차단기, 상기 연결단자를 통해 연결되는 제어대상을 제어하기 위한 전원공급을 제어하는 전원제어 스위치, 상기 연결단자를 통해 연결되는 상기 제어대상의 작동 여부를 확인할 수 있는 다수의 램프, 상기 연결단자를 통해 연결되는 상기 제어대상을 온-오프 작동시키는 다수의 온-오프 스위치, 상기 연결단자를 통해 연결되는 상기 제어대상의 작동을 제어하기 위한 다수의 릴레이 및 마그네틱 스위치, 그리고 상기 연결단자를 통해 연결되는 상기 제어대상에 대한 압력을 제어하기 위한 압력스위치를 포함하는 작동모듈패널; 및
상기 제어대상이 되는 상기 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들이 도시되되, 상기 연결잭을 통하여 제어대상들 및 다수의 온도 제어수단의 일부와 연결되도록 하는 다수의 연결단자, 그리고 상기 연결단자를 통해 연결되는 상기 제어대상의 온도를 제어하기 위한 다수의 온도 제어수단을 포함하는 그래픽모듈패널; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 1 내지 5 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 제어패널유닛은 상기 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 스위치 및 상기 중간냉각기 내의 온도를 제어할 수 있는 디지털온도계를 구비하고, 상기 디지털온도계에서 설정된 온도에 따라 상기 중간냉각기에서 혼합되는 냉매의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 1 내지 5 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 제어패널유닛은 상기 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 작동을 제어하는 스위치 및 상기 중간냉각기 내의 혼합된 냉매의 압력을 제어할 수 있는 압력제어 컨트롤러를 구비하고, 상기 압력제어 컨트롤러에서 설정된 압력에 따라 상기 중간냉각기에서 상기 고단압축기로 흡입되는 냉매의 양 또는 상기 중간냉각기에서 혼합되도록 상기 고단응축기 측으로부터 유입되는 냉매의 양 또는 압력을 조절하여 상기 중간냉각기 내의 혼합된 냉매의 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.
청구항 1 내지 5 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 제어패널유닛은 외부 컴퓨터와 유선 또는 무선 접속되는 인터페이스를 구비하고,
상기 제어패널유닛에 접속된 외부 컴퓨터에 의해 제어되고,
상기 인터페이스를 통해 상기 2단 압축 냉장냉동유닛의 구성들의 온도, 압력, 또는 온도와 압력 데이터를 상기 외부 컴퓨터로 제공하는 것을 특징으로 하는 2단 압축 냉장냉동 실험실습 장치.