KR20160099222A - 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템은 천정(1a)을 관통하는 통공(1b)이 형성된 저장고(1); 상기 저장고(1)의 통공(1b)보다 큰 횡단면적을 가지며, 상기 저장고(1)의 통공(1b) 상부에 거치되는 외측 하우징(20); 상기 외측 하우징(20)의 하단부와 접하며, 상기 저장고(1)의 통공(1b)에 삽입되어 상기 통공(1b)을 밀폐하는 밀폐부(15); 상기 외측 하우징(20)과 마주보도록 상기 밀폐부(15) 하부에 고정되는 내측 하우징(10); 상기 내측 하우징(10) 내에 설치되는 증발기(30); 상기 외측 하우징(20) 내에 설치되는 압축기(40); 상기 외측 하우징(20) 내에 설치되는 응축기(50); 상기 내측 하우징(10) 내에 설치되는 팽창밸브(60); 상기 저장고(1)의 천정(1a) 또는 상기 밀폐부(15)에 설치되되 상기 외측 하우징(20)의 내부와 연통되도록 설치되며, 상기 저장고(1) 내부의 찬 공기를 환기시켜 환기되는 상기 저장고(1) 내부공기의 폐열을 이용하여 상기 응축기(50)를 냉각시키는 환기부(70); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

공간활용을 위한 일체형 냉각시스템{Unified Freezing and Refrigerating System for Space Application}
본 발명은 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템에 관한 것으로, 냉각 장치를 저장고의 천정에 설치함으로써 공간활용을 극대화할 수 있도록 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템에 관한 것이다.
일반적으로 냉동 및 냉장고 냉각 시스템은 저장고 내부 저면에 압축기와 응축기가 설치되고, 상기 응축기에서 액화된 냉매는 저장고 내부에 구비된 증발기로 공급되어 상기 증발기에서 냉매가 기체로 변하면서 저장고 내부의 열을 대량으로 흡수하는 과정을 통해 저장고 내부를 냉각시키도록 한다.
이러한 종래의 냉동 및 냉장고 냉각 시스템은 증발기에 의한 저장고 내부의 열 흡수시 온도차에 의해 드레인수가 발생된다. 이러한 드레인수는 배수관을 통하여 저장고 외부로 버려지게 된다.
또한, 저장고 내부의 온도가 낮으면 드레인수의 일부가 증발기 및 냉매배관 외부에서 얼어 결로가 발생되게 되는데 증발기의 효율을 향상시키기 위해서는 이러한 결로를 제거하는 제상을 하여야 한다. 이때, 제상시 발생되는 제상수도 배수관을 통해 저장고 외부로 버려지게 된다.
이와 같이, 발생되는 드레인수 및 제상수를 저장고 외부로 버리기 위한 배수관을 필요로 하며 버려지는 드레인수 및 제상수는 냉각된 상태로 그대로 외부로 버려지게 되므로 에너지 손실이 발생되는 문제점이 있다.
한편, 종래의 냉동 및 냉장고는 압축기, 응축기, 및 증발기가 저장고 본체를 따라 배관된 냉매라인에 의해 서로 연결되어 있으므로 상기 압축기, 응축기 및 증발기 중 어느 하나의 부품을 수리하는 경우에 배관라인 등에 의해 채워진 냉매를 별도의 냉매 회수통으로 회수한 후 고장난 부품을 수리한 후 다시 배관 라인에 냉매를 충진시켜야 하는 불편함이 있으며, 냉매가 순환되는 배관이 외부로 노출되어 부품의 연결부위 손상을 가져오는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 한국등록특허 제10-1402413호(발명의 명칭: 일체형 냉각장치)와 한국등록특허 제10-1419660호(발명의 명칭: 일체형 냉각장치를 포함하는 저장설비)가 개시된 바 있다.
상기 특허들은 냉장 및 냉동 시설에 설치하거나 분리하는 경우에 신속하고 간편하게 작업을 수행하게 하여 저장품의 변질을 방지할 수 있으며, 냉매가 순환되는 배관이 외부로 노출되는 것을 방지하고, 내부의 냉기가 외부로 누설되는 것을 방지하도록 하였다.
이러한 장점에도 불구하고, 발생되는 드레인수 및 제상수를 처리하기 위한 수단이 구비되어 있지 않고, 환기구조에 대한 언급이 전혀 없다.
따라서, 드레인수 및 제상수를 처리하기 위한 방안 및 환기구조에 대한 대책마련이 시급한 실정이다.
또한, 상기 특허들은 저장고의 벽의 내부 및 외부에 설치되므로 저장고의 공간활용도가 적게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 저장고의 내부 및 외부의 공간활용도를 극대화할 수 있도록 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템을 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은 저장고의 환기시에 버려지는 폐열을 이용하여 응축기효율을 향상시켜 전체시스템의 효율을 향상시키도록 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템을 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 수액기겸 응축기의 냉각효율 및 냉매 저장용량을 향상시키기 위하여 응축기 배치시 최적의 경사각으로 배치되도록 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 증발기에서 온도차에 의해 발생되어 외부로 드레인되는 드레인수 및 제상시에 결로로부터 발생되는 제상수를 폐열을 이용하여 증발되도록 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템은, 천정(1a)을 관통하는 통공(1b)이 형성된 저장고(1); 상기 저장고(1)의 통공(1b)보다 큰 횡단면적을 가지며, 상기 저장고(1)의 통공(1b) 상부에 거치되는 외측 하우징(20); 상기 외측 하우징(20)의 하단부와 접하며, 상기 저장고(1)의 통공(1b)에 삽입되어 상기 통공(1b)을 밀폐하는 밀폐부(15); 상기 외측 하우징(20)과 마주보도록 상기 밀폐부(15) 하부에 고정되는 내측 하우징(10); 상기 내측 하우징(10) 내에 설치되며, 냉매의 증발에 의해 상기 저장고(1) 내부의 열을 흡수되도록 하는 증발기(30); 상기 외측 하우징(20) 내에 설치되며, 상기 증발기(30)에서 증발된 냉매를 압축하여 고온 고압의 상태가 되게 하는 압축기(40); 상기 외측 하우징(20) 내에 설치되며, 상기 압축기(40)에서 압축된 고온 고압 상태의 냉매를 응축 액화하여 저온 저압의 상태로 변환시키는 응축기(50); 상기 내측 하우징(10) 내에 설치되며, 상기 응축기(50)에서 변환된 저온 저압 상태의 냉매를 교축작용에 의해 감압시켜 상기 증발기(30)로 보내는 팽창밸브(60); 및 상기 저장고(1) 내부의 찬 공기를 환기시키며, 환기되는 상기 저장고(1) 내부공기의 폐열을 이용하여 상기 외측 하우징(20) 내부에 구비된 상기 응축기(50)를 냉각시켜 상기 응축기(50) 효율을 향상시키도록 상기 저장고(1)의 천정(1a) 또는 상기 밀폐부(15)에 설치되되, 상기 외측 하우징(20)의 내부와 연통되도록 설치되는 환기부(70); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 환기부(70)는, 상기 저장고(1)의 천정(1a) 또는 상기 밀폐부(15)에 설치되어 상기 저장고(1) 내부의 찬 공기를 상기 저장고(1)의 외부로 배출하는 환기팬(71)과, 상기 환기팬(71)의 상부에 위치하고 상기 외측 하우징(20)과 연통되도록 설치되며, 상기 환기팬(71) 작동시 개방되고, 상기 환기팬(71) 정지시 자중에 의해 폐쇄되어 상기 외측 하우징(20) 내부의 공기가 상기 저장고(1) 내부로 역류되는 것을 방지하는 공기배출댐퍼(72)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 환기부(70)는 상기 응축기(50)를 냉각시킬 수 있도록 상기 응축기(50)와 근접하는 외측 하우징(20)에 내부와 연통되도록 설치되거나, 상기 응축기(50)의 하부에 위치하는 상기 외측 하우징(20)에 내부와 연통되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 저장고(1)의 일측 벽에 설치되며, 상기 환기부(70)에 의한 상기 저장고(1) 내부공기 환기시에 상기 저장고(1) 내부에 걸리는 부압에 의해 개방되어 외부의 공기를 상기 저장고(1)로 유입되도록 하며, 상기 저장고(1) 내부에 걸리는 부압 소멸시 자중에 의해 폐쇄되어 상기 저장고(1) 내부의 공기가 상기 저장고(1) 외부로 역류되는 것을 방지하는 공기유입댐퍼(2)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 응축기(50)는 내측 하부로 응축 액화된 저온 저압의 냉매를 저장하여 수액기의 기능을 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 응축기(50)는 경사지게 설치되며, 상기 응축기(50)의 경사각은 30 내지 50도인 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 증발기(30)의 하부에 설치되며 상기 증발기(30) 내외부의 온도차에 의해 발생되는 드레인수를 배수하는 배수부(100); 상기 배수부(100)와 연결되어 드레인수를 상기 저장고(1) 외부로 배수하는 드레인관(110); 상기 배수부(100) 보다 낮게 설치되고 상기 드레인관(110)에 의해 배수되는 드레인수를 집수하는 제 1 집수부(111); 상기 제 1 집수부(111)에 집수된 드레인수를 펌핑하는 드레인펌프(115); 상기 드레인펌프(115)에 의해 펌핑되는 드레인수를 이송하는 이송관(113); 상기 이송관(113)에 의해 이송된 드레인수를 상기 응축기(50)로 분사시켜 냉각시키는 분사노즐(180); 상기 압축기(40)의 하부에 설치되고, 상기 압축기(40)와 상기 응축기(50)를 연결하는 제 1 냉매배관(130)의 일부를 수용하며, 상기 분사노즐(180)에 의해 분사되어 상기 응축기(50)를 냉각시킨 드레인수를 집수하고, 집수된 드레인수를 수용된 상기 제 1 냉매배관(130)과 열교환되도록 하여 증발시키는 제 2 집수부(120);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 응축기(50)과 팽창밸브(60)를 연결하는 제 2 냉매배관(140) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 1 분기관(145) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 응축기(50)에서 응축 액화된 일부의 냉매가 유동되도록 하는 솔레노이드 밸브(200); 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 설치되며, 상기 증발기(30)에 의해 증발된 냉매를 일정범위 내의 압력으로 감압하는 흡입압력 조절밸브(230); 가 더 구비될 수 있다.
이때, 상기 솔레노이드 밸브(200) 후단에 위치하는 상기 제 1 분기관(145) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 솔레노이드 밸브(200)의 개방에 의해 상기 응축기(50)에서 응축 액화된 일부의 냉매가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220);이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 압축기(40)와 응축기(50)를 연결하며 상기 제 2 집수부(120) 후단에 위치하는 제 1 냉매배관(130) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 2 분기관(135) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 유동되도록 하는 솔레노이드 밸브(200); 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 설치되며, 상기 증발기(30)에 의해 증발된 냉매를 일정범위 내의 압력으로 감압하는 흡입압력 조절밸브(230); 가 더 구비될 수 있다.
이때, 상기 솔레노이드 밸브(200) 후단에 위치하는 상기 제 2 분기관(135) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 솔레노이드 밸브(200)의 개방에 의해 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220);이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 응축기(50)과 팽창밸브(60)를 연결하는 제 2 냉매배관(140) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 1 분기관(145) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 응축기(50)에서 응축 액화된 일부의 냉매가 유동되도록 하는 솔레노이드 밸브(200); 상기 솔레노이드 밸브(200) 후단에 설치되며, 상기 제 1 분기관(145) 일부와 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150)의 일부가 수용되어, 상기 제 1 분기관(145) 내에서 유동되는 냉매와 상기 제 3 냉매배관(150) 내에서 유동되는 냉매가 서로 열교환되도록 하는 열교환기(210); 가 더 구비될 수 있다.
이때, 상기 열교환기(210) 후단에 위치하는 상기 제 1 분기관(145) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 열교환기(210)에 의해 열교환된 냉매가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220);이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 압축기(40)와 응축기(50)를 연결하며 상기 제 2 집수부(120) 후단에 위치하는 제 1 냉매배관(130) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 2 분기관(135) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 유동되도록 하는 솔레노이드 밸브(200); 상기 제 2 솔레노이드 밸브(200) 후단에 설치되며, 상기 제 2 분기관(135) 일부와 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150)의 일부가 수용되어, 상기 제 2 분기관(135) 내에서 유동되는 냉매와 상기 제 3 냉매배관(150) 내에서 유동되는 냉매가 서로 열교환되도록 하는 열교환기(210); 가 더 구비될 수 있다.
이때, 상기 열교환기(210) 후단에 위치하는 상기 제 2 분기관(135) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 열교환기(210)에 의해 열교환된 냉매가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220);이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 저장고의 벽의 내부 및 외부에 설치되는 하우징들에 의해 저장고의 공간활용도가 적은 종래의 냉각시스템과는 달리, 하우징들을 천정의 내외측에 구비되게 되므로 저장고의 공간을 적극 활용할 수 있다.
아울러, 본 발명은 저장고의 환기시에 버려지는 폐열을 이용하여 응축기를 냉각시킴으로써 응축기효율을 향상시켜 전체시스템의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 응축기 배치시 최적의 경사각으로 배치되도록 하여 수액기겸 응축기의 냉각효율 및 응축기의 냉매 저장용량을 향상시킬 수 있다. 아울러, 증발기에서 온도차에 의해 발생되어 외부로 드레인되는 드레인수 및 제상시에 결로로부터 발생되는 제상수를 폐열을 이용하여 증발되도록 함으로써 별도의 집수통을 필요로 하지 않아 공간을 활용할 수 있다. 제상시 별도의 전열기구를 이용하지 않고 냉매를 가열하여 핫가스로 순환되도록 하여 제상함으로써 에너지 손실을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템의 내부구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템의 환기시의 작동을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템을 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템을 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템의 제상시의 작동을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템의 내부구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템의 환기시의 작동을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템을 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템을 나타낸 측면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템의 개략적인 구조를 나타낸 도면이고, 도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템의 제상시의 작동을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템은 냉장 및 냉동을 위한 저장고(1)의 내측 및 외측에 설치되어 저장고(1) 내부를 냉각시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템은, 도 1, 도 2 및 도 5 내지 도 9에서와 같이, 가장 기본적인 일반 냉동사이클에 사용되는 증발기(30), 압축기(40), 응축기(50), 팽창밸브(60)를 포함한다.
저장고(1) 내측에는 증발기(30)가 설치되며, 저장고(1) 외측에는 압축기(40)와 응축기(50)가 설치되며, 팽창밸브(60)는 저장고(1) 내측 또는 외측에 설치된다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 상기 저장고(1) 내측에 설치되는 증발기(30)를 수용하는 내측 하우징(10)이 구비되며, 저장고(1) 외측에 설치되는 압축기(40)와 응축기(50)를 수용하는 외측 하우징(20)이 구비된다. 팽창밸브(60)는 내측 하우징(10) 또는 외측 하우징(20)에 구비된다.
상기 저장고(1)에는 천정(1a)을 관통하는 통공(1b)이 형성된다. 상기 통공(1b)에는 후술할 밀폐부(15)가 삽입되어 상기 통공(1b)을 밀폐하게 된다. 상기 밀폐부(15)는 단열재료로 되는 것이 바람직하다.
상기 외측 하우징(20)은 상기 저장고(1)의 통공(1b)보다 큰 횡단면적을 가지며, 도 3 및 도 4에서와 같이, 상기 저장고(1)의 통공(1b) 상부에 거치된다. 상기 내측 하우징(10)은 상기 외측 하우징(20)과 마주보도록 상기 밀폐부(15) 하부에 고정된다.
본 발명은 상기 증발기(30), 압축기(40), 응축기(50), 팽창밸브(60) 및 냉매배관들이 상기 내측 하우징(10) 및 외측 하우징(20) 내부에 수용되도록 하여 외부로 노출되는 것이 방지되어 부품의 연결부위 손상을 방지할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 저장고의 벽의 내부 및 외부에 설치되는 하우징들에 의해 저장고의 공간활용도가 적은 종래의 냉각시스템과는 달리 하우징들을 천정의 내외측에 구비되게 되므로 저장고의 공간을 적극 활용할 수 있다.
도 3 및 도 4에서와 같이, 상기 내측 하우징(10)과 외측 하우징(20)은 서로 밀폐부(15)로 연결되며, 상기 밀폐부(15)는 상기 저장고(1)의 천정(1a)을 관통하여 형성된 통공(1b)에 삽입된다.
상기 내측 하우징(10)이 설치되는 상기 저장고(1)의 천정(1a)에는 도 1 내지 도 2 및 도 6 내지 도 9에서와 같이 저장고(1) 내부 공기를 환기시키는 환기부(70)가 구비될 수 있다. 상기 환기부(70)는, 상기 외측 하우징(20)의 내부와 연통되도록 설치된다.
상기 환기부(70)는 상기 저장고(1)의 천정(1a) 또는 상기 밀폐부(15)에 설치되되 상기 외측 하우징(20)의 내부와 연통되도록 설치되며, 상기 저장고(1) 내부의 찬 공기를 환기시켜 환기되는 상기 저장고(1) 내부공기의 폐열을 이용하여 상기 외측 하우징(20) 내부를 냉각시켜 상기 응축기(50) 효율을 향상시키도록 하는 역할을 한다.
상기 환기부(70)는, 도 1 및 도 2에서와 같이, 환기팬(71)과, 공기배출댐퍼(72)로 이루어진다.
상기 환기팬(71)은 저장고(1)의 천정(1a) 또는 상기 밀폐부(15)에 설치되어 환기시 상기 저장고(1) 내부의 공기를 상기 저장고(1)의 외부로 배출하는 역할을 하며, 상기 저장고(1)의 천정(1a) 또는 상기 밀폐부(15)를 천공하여 설치된다.
상기 공기배출댐퍼(72)는 상기 환기팬(71)의 상부에 위치하고 상기 외측 하우징(20)과 연통되도록 설치되며, 상기 환기팬(71) 작동시 개방되고, 상기 환기팬(71) 정지시 자중에 의해 폐쇄되어 상기 외측 하우징(20) 내부의 공기가 상기 저장고(1) 내부로 역류되는 것을 방지한다.
상기 환기팬(71)은 제어부(80)에 의해 작동제어되며, 저장고(1) 내부의 온도가 너무 낮거나, 저장고(1) 내부의 공기가 탁한 경우에 작동되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 제어부(80)는 상기 증발기(30), 압축기(40), 응축기(50), 팽창밸브(60)의 작동을 제어하며, 저장고(1) 내부의 온도가 설정온도 이하에서 상기 환기팬(71)이 작동되도록 제어한다. 상기 제어부(80)는 상기 저장고(1)의 외벽에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 저장고(1)에 채소 등을 저장하는 경우에는 이산화탄소가 발생되어 상기 저장고(1) 내부의 공기를 탁하게 하므로 상기 저장고(1) 내부에 CO2 감지센서(90)를 구비되도록 하며, 상기 CO2 감지센서(90)에 의해 감지되면 상기 제어부(80)에 의해 상기 환기팬(71)이 작동되도록 한다.
아울러, 상기 제어부(80)는 타이머에 의해 상기 환기팬(71)의 동작시간 및 횟수를 제어할 수 있다.
상기 환기팬(71)은 상기 제어부(80)의 제어신호에 의해 작동되며 상기 저장고(1) 내부의 차가운 공기를 배출한다. 상기 환기팬(71)의 작동에 의해 차가운 공기가 유동되게 되고 유동되는 공기는 일측이 힌지결합된 공기배출댐퍼(72)를 회동시켜 상기 외측 하우징(20) 내부로 배출되게 된다. 상기 환기팬(71)의 작동이 정지되면, 상기 공기배출댐퍼(72)는 자중에 의해 원위치로 회동되어 상기 외측 하우징(20)으로부터 상기 저장고(1)로 공기가 역류되는 것을 방지하게 되며 상기 저장고(1) 내부의 냉장 또는 냉동을 유지할 수 있게 된다.
이때, 배출되는 차가운 공기는 상기 외측 하우징(20) 내부에 수용된 응축기(50)를 냉각시키게 된다. 이와 같이 상기 환기부(70)에 의해 배출되는 폐열을 이용하여 상기 응축기(50)의 효율을 개선함으로써 본 발명에 따른 냉각시스템의 효율을 개선할 수 있게 된다.
환기시 환기팬(71)이 작동되어 상기 공기배출댐퍼(72)가 개방되면, 상기 저장고(1) 내부에는 부압이 걸리게 되는데, 상기 저장고(1)로 상기 저장고(1) 외부의 공기를 유입시켜야 한다.
이를 위하여, 상기 저장고(1)는 저장고(1)의 일측 벽에 설치되며, 상기 환기부(70)에 의한 상기 저장고(1) 내부공기 환기시에, 도 2에서와 같이, 상기 저장고(1) 내부에 걸리는 부압에 의해 개방되어 외부의 공기를 상기 저장고(1)로 유입되도록 하며, 상기 저장고(1) 내부에 걸리는 부압 소멸시 자중에 의해 폐쇄되어 상기 저장고(1) 내부의 공기가 상기 저장고(1) 외부로 역류되는 것을 방지하는 공기유입댐퍼(2)가 더 구비되도록 한다.
환기시 환기팬(71)이 작동되어 상기 공기배출댐퍼(72)가 개방되면, 상기 저장고(1) 내부에는 부압이 걸리게 되며, 저장고(1)의 천정(1a)에 설치된 공기유입댐퍼(2)가 , 도 2에서와 같이, 열리게 되어 저장고(1) 외부로부터 공기가 유입되어 저장고(1) 내부가 환기되게 된다. 이때, 저장고(1) 외부로부터 공기가 유입되면 저장고(1) 내부의 온도가 설정치 이상으로 높아지게 되는데 이를 방지하기 위하여 응축기(50), 팽창밸브(60) 및 증발기(30)는 작동되게 되어 저장고(1) 내부의 온도가 설정범위가 되도록 유지시키게 된다. 상기 공기유입댐퍼(2)도 상기 공기배출댐퍼(72)와 마찬가지로 역류방지기능을 갖는다. 상기 공기유입댐퍼(2)는 저장고(1) 외부로부터 공기가 유입되어 저장고(1) 내부의 압력이 안정되면 자중에 의해 회동되어 폐쇄되게 되며 저장고(1) 내부의 공기가 저장고(1) 외부로 역류되는 것을 방지하게 된다.
상기 환기부(70)의 공기배출댐퍼(72)는 상기 응축기(50)를 냉각시킬 수 있도록 상기 응축기(50)와 근접하는 외측 하우징(20)에 내부와 연통되도록 설치되거나, 상기 응축기(50)의 하부에 위치하는 상기 외측 하우징(20)에 내부와 연통되도록 설치되는 것이 바람직하다.
상기 외측 하우징(20)의 상부에는 후술하겠지만 상기 외측 하우징(20) 내부의 공기를 배출하여 상기 응축기(50)를 냉각시키는 냉각팬(51)이 구비되므로, 상기 환기부(70)의 공기배출댐퍼(72)가 상기 응축기(50)와 근접하는 상기 외측 하우징(20)에 내부와 연통되도록 설치되는 경우, 상기 냉각팬(51)의 배출작동에 의해 상기 환기부(70)에 의해 환기되는 차가운 공기가 상기 응축기(50)와 접촉하는 시간 및 면적이 적게 될 수 있으므로 상기 환기부(70)는, 상기 응축기(50)의 하부에 위치하는 상기 외측 하우징(20)에 내부와 연통되도록 설치하는 것이 좋다.
상기 증발기(30), 압축기(40), 응축기(50), 팽창밸브(60)는 공지된 것으로 이의 작동을 간단하게 살펴보면 다음과 같다.
상기 증발기(30)는 상기 내측 하우징(10) 내에 설치되며, 냉매의 증발에 의해 상기 저장고(1) 내부의 열을 흡수되도록 하는 역할을 한다.
상기 증발기(30)의 일측에는 상기 증발기(30)에 의해 발생된 차가운 공기를 저장고(1) 내측으로 유동시키는 유동팬(31)이 구비된다. 상기 내측 하우징(10)의 측면에는 상기 유동팬(31)에 의해 유동되는 차가운 공기를 저장고(1) 내측으로 이동될 수 있도록 개구부(미도시됨)가 구비된다.
상기 압축기(40)는 상기 외측 하우징(20) 내 하부에 설치되며, 상기 증발기(30)에서 증발된 냉매를 압축하여 고온 고압의 상태가 되게 하는 역할을 한다.
상기 응축기(50)는 상기 외측 하우징(20) 내 상부에 설치되며, 상기 압축기(40)에서 압축된 고온 고압 상태의 냉매를 응축 액화하여 저온 저압의 상태로 변환시키는 역할을 한다. 상기 외측 하우징(20)의 상부에는 응축기(50)의 효율을 향상시키기 위하여 상기 응축기(50)를 냉각시키는 냉각팬(51)이 설치되며, 상기 냉각팬(51)에 의해 배출되는 공기를 대기중으로 방출할 수 있도록 한다.
상기 팽창밸브(60)는 상기 내측 하우징(10) 또는 상기 외측 하우징(20) 내에 설치되며, 상기 응축기(50)에서 변환된 저온 저압 상태의 냉매를 교축작용에 의해 감압시켜 상기 증발기(30)로 보내는 역할을 한다.
상기 증발기(30)에서 내부를 유동하는 냉매를 증발하게 하여 저장고(1) 내부의 열을 냉매가 흡수하게 한다. 상기 증발기(30)에서 열을 흡수한 냉매는 증발기(30) 및 압축기(40) 사이를 연결하는 제 3 냉매배관(150)을 통하여 압축기(40)로 이동한다. 상기 압축기(40)에서는 증발된 냉매를 압축하여 고온 고압의 상태가 되게 하며, 상기 압축기(40)와 응축기(50)를 연결하는 제 1 냉매배관(130)을 통하여 응축기(50)로 이동된다. 상기 응축기(50)에서는 고온 고압 상태의 냉매를 웅축 액화하여 저온 저압의 상태로 변환하게 한다. 저온 저압의 냉매는 상기 응축기(50)과 상기 팽창밸브(60)를 연결하는 제 2 냉매배관(140)을 통해 상기 팽창밸브(60)로 이동된다. 상기 팽창밸브(60)는 상기 응축기(50)에서 응축 액화된 고온ㅇ고압의 액체 냉매를 교축 작용에 의해 증발을 일으킬 수 있는 압력까지 감압해 준다.
상기 증발기(30)는 내부를 유동하는 냉매가 증발하게 하여 저장고(1) 내부의 열을 냉매가 흡수하게 되는데, 이때, 증발기(30) 내외부의 온도차에 의해 증발기(30) 외부에 저온의 수분이 맺혀 흘러내리게 된다. 이 수분을 처리하기 위하여 본 발명은, 도 1 및 도 2에서와 같이, 배수부(100); 드레인관(110), 제 1 집수부(111), 드레인펌프(115), 이송관(113), 분사노즐(180) 및 제 2 집수부(120)가 구비되도록 한다.
상기 배수부(100)는 상기 증발기(30)의 하부에 설치되며 상기 증발기(30) 내외부의 온도차에 의해 발생되는 드레인수를 배수하는 역할을 한다.
상기 드레인관(110)은 상기 배수부(100)와 연결되어 드레인수를 상기 저장고(1) 외부로 배수하는 역할을 한다.
상기 제 1 집수부(111)는 상기 저장고(1) 외부에 설치되며 상기 배수부(100) 보다 낮게 설치되고 상기 드레인관(110)에 의해 배수되는 드레인수를 집수하는 역할을 한다.
상기 드레인펌프(115)는 상기 제 1 집수부(111)에 집수된 드레인수를 펌핑하는 역할을 한다.
상기 이송관(113)은 상기 드레인펌프(115)에 의해 펌핑되는 드레인수를 이송하는 역할을 한다.
상기 분사노즐(180)은 상기 이송관(113)에 의해 이송된 드레인수를 상기 응축기(50)로 분사시켜 냉각시키는 역할을 한다.
상기 제 2 집수부(120)는 상기 압축기(40)의 하부에 설치되고, 상기 압축기(40)와 상기 응축기(50)를 연결하는 제 1 냉매배관(130)의 일부를 수용하며, 상기 분사노즐(180)에 의해 분사되어 상기 응축기(50)를 냉각시킨 드레인수를 집수하고, 집수된 드레인수를 수용된 상기 제 1 냉매배관(130)과 열교환되도록 하여 증발시키는 역할을 한다. 상기 제 2 집수부(120)는 소정 높이를 갖는 판형태로 구비된다.
증발기(30) 내외부의 온도차에 의해 증발기(30) 외부에 저온의 수분이 맺혀 흘러내리는 드레인수는 배수부(100)에 의해 배수되고, 배수된 드레인수는 상기 드레인관(110)에 의해 상기 제 1 집수부(111)로 배수된다. 배수된 드레인수는 드레인펌프(115)에 의해 펌핑되어 이송관(113)을 통해 분사노즐(180)로 이송되고, 분사노즐(180)에 의해 분사되어 상기 응축기(50)를 냉각시키게 되며, 상기 응축기(50)를 냉각시킨 드레인수는 제 2 집수부(120)로 집수된다.
본 발명은 분사노즐(180)에 의해 응축기(50)를 냉각시키게 되므로 응축기의 효율을 높일 수 있게 된다. 이와 같이 저온의 물을 분사시켜 응축기(50)를 냉각시킴으로써 상기 응축기(50)의 효율을 개선하게 되면 본 발명에 따른 냉각시스템의 효율을 개선할 수 있게 된다.
또한, 상기 제 2 집수부(120) 내부에는 상기 압축기(40)와 상기 응축기(50)를 연결하는 제 1 냉매배관(130)의 일부가 배치되는데, 상기 제 1 냉매배관(130)은 상기 압축기(40)에 의해 압축하여 고온 고압의 상태가 된 냉매가 상기 웅축기(50)로 보내지게 되므로, 상기 제 1 냉매배관(130)의 일부가 상기 제 2 집수부(120) 내부에 배치되게 되면, 제 2 집수부(120)로 집수된 드레인수는 고온 고압의 냉매가 유동되는 상기 제 1 냉매배관(130)과 열교환을 하게 되며, 이 열교환을 통해 상기 제 2 집수부(120)로 집수된 드레인수는 증발하게 된다.
이와 같이 본 발명의 냉각시스템은 종래의 냉각시스템과는 달리, 외측 하우징(20) 내부에서 드레인수를 증발시키게 되므로 별도의 드레인수 및 제상수를 집수하는 집수통이 필요 없게 되며, 제 2 집수부(120)가 외측 하우징(20) 내부에 배치되므로 집수통이 차지하는 별도의 공간을 구비하지 않아도 된다.
미설명부호 112는 드레인밸브로서 겨울철과 같이 주위의 온도가 낮아서 상기 응축기(50)를 냉각할 필요가 없을 때 상기 제 1 집수부(111)로 집수된 드레인수를 외부로 배출하도록 하기 위한 것이다.
상기 응축기(50)의 상부, 외측 하우징(20)의 상부에는 상기 외측 하우징(20) 내부의 공기를 배출하여 상기 응축기(50)를 냉각시키는 냉각팬(51)이 구비되며, 상기 냉각팬(51)에 의해 배출되는 공기는 대기중으로 방출된다. 도 1 및 도 2에서는 이해를 돕기 위하여 냉각팬(51)을 응축기(50)의 상부에 도시하였으나 실제 냉각팬(51)의 설치는 외측 하우징(20)의 상부에 설치된다. 이때, 외측 하우징(20) 내부의 공기는 더운 공기이므로 상부로 이동되게 된다. 상기 냉각팬(51)의 냉각효율을 높이기 위해서는 상기 응축기(50)를 도 1 및 도 2에서와 같이 옆으로 뉘여 설치되도록 한다.
상기 응축기(50)는 웅축 액화하여 저온 저압의 상태로 변환되게 되며 변환된 냉매는 상기 응축기(50)의 내측 하부로 저장되어 수액기의 역할도 수행하도록 한다.
이때, 상기 냉각팬(51)의 냉각효율을 고려하고 응축기의 냉매 저장용량을 높이기 위하여 상기 응축기(50)를 옆으로 눕게 하는 각도, 즉, 상기 응축기(50)의 경사각의 제한이 따르게 된다.
본 발명에 의한 응축기(50)의 경사각은 30 내지 50도를 이루도록 하는 것이 바람직하다.
상기 응축기(50)의 경사각이 30도 미만이면, 상기 냉각팬(51)에 의한 상기 응축기(50)의 냉각효율은 좋으나, 응축기의 냉매 저장용량이 적어지게 된다.
상기 응축기(50)의 경사각이 50도를 초과하게 되면, 상기 응축기(50)과 접촉하는 일부의 공기가 상기 냉각팬(51)을 거치지 않고 상부로 이동되므로 상기 냉각팬(51)에 의한 상기 응축기(50)의 냉각효율이 떨어지게 된다.
한편, 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기는 온도차이로 생기는 수분이 얼어서 생기는 결로현상이 발생되게 되는데, 냉각효율을 향상시키기 위하여 이를 제거할 필요가 있다. 이 결로를 제거하는 것을 제상이라고 한다.
본 발명의 제상을 위한 방법은 여러 가지가 있다.
첫 번째 방법은 도 6에서와 같이 솔레노이드 밸브(200)와 흡입압력 조절밸브(230)를 이용한 방법이다.
이를 위하여 제 1 분기관(145)과, 솔레노이드 밸브(200) 및 흡입압력 조절밸브(230)가 구비되도록 한다.
상기 솔레노이드 밸브(200)는 상기 응축기(50)과 팽창밸브(60)를 연결하는 제 2 냉매배관(140) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 1 분기관(145) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 응축기(50)에서 응축 액화된 일부의 냉매가 유동되도록 한다.
상기 흡입압력 조절밸브(230)는 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 설치되며, 상기 증발기(30)에 의해 증발된 냉매를 일정범위 내의 압력으로 감압하는 역할을 한다. 상기 흡입압력 조절밸브(230)는 상기 증발기(30)에 의해 증발된 냉매를 일정범위 내의 압력으로 감압하여 상기 압축기(40)를 보호하는 역할을 한다.
도 5는 저장고(1)의 천정(1a) 내측에 설치되는 내측 하우징(10)을 오른쪽에 도시하였고, 저장고(1)의 천정(1a) 외측에 설치되는 외측 하우징(20)을 왼쪽에 도시한 것으로 도 6과 동일한 것이다.
본 발명의 첫 번째 제상을 위한 장치의 구성과 제상 방법은 다음과 같다.
상기 응축기(50)과 팽창밸브(60)를 연결하는 제 2 냉매배관(140) 상에서 분기되며 상기 증발기(30) 하부에 설치되는 증발기 가열코일관(220)과 연결되는 제 1 분기관(145)에 솔레노이드 밸브(200)를 설치하고, 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 흡입압력 조절밸브(230)를 설치한다.
상기 솔레노이드 밸브(200)는 제상시에 상기 제어부(80)의 제어신호에 의해 개방되며, 상기 응축기(50)에서 웅축 액화된 일부의 냉매가 이동되도록 한다. 이동된 일부의 냉매는 증발기(30)로 내부로 이동되어 상기 증발기(30) 외부를 제상하게 된다.
아울러, 본 발명은 상기 솔레노이드 밸브(200) 후단에 위치하는 상기 제 2 분기관(135) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 열교환기(210)에 의해 열교환된 냉매가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220)이 더 구비된 것이 바람직하다.
상기 솔레노이드 밸브(200)의 개방에 의해 상기 응축기(50)에서 응축 액화된 제 2 분기관(135)상의 일부 냉매는 상기 증발기(30)의 하부에 지그재그 형태로 배치된 상기 증발기 가열코일관(220)을 통과하게 되면서 상기 증발기(30)의 하부를 전체적으로 가열하게 되고, 상기 증발기(30) 내부로 공급되어 상기 증발기(30) 외부를 제상하게 된다.
상기 증발기(30)를 거친 냉매는 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 설치된 흡입압력 조절밸브(230)를 거쳐 감압되어 압축기(40)로 이동된다.
두 번째 방법은 첫 번째 방법과 마찬가지로 솔레노이드 밸브(200)와 흡입압력 조절밸브(230)를 이용한 방법이다.
두 번째 방법은 첫 번째 방법과는 달리 도 7에서와 같이 제 2 분기관(135)상에 솔레노이드 밸브(200)가 구비된다.
상기 압축기(40)와 응축기(50)를 연결하며 상기 제 2 집수부(120) 후단에 위치하는 제 1 냉매배관(130) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 2 분기관(135) 상에 솔레노이드 밸브(200)를 설치하고, 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 흡입압력 조절밸브(230)를 설치한다.
상기 솔레노이드 밸브(200)는 상기 압축기(40)와 응축기(50)를 연결하며 상기 제 2 집수부(120) 후단에 위치하는 제 1 냉매배관(130) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 2 분기관(135) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 유동되도록 한다.
상기 흡입압력 조절밸브(230)는 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 설치되며, 상기 증발기(30)에 의해 증발된 냉매를 일정범위 내의 압력으로 감압하는 역할을 한다.
본 발명의 두 번째 제상을 위한 장치의 구성과 제상 방법은 다음과 같다.
도 7에서와 같이 상기 압축기(40)와 응축기(50)를 연결하며 상기 제 2 집수부(120) 후단에 위치하는 제 1 냉매배관(130) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 2 분기관(135) 상에 솔레노이드 밸브(200)를 설치하고, 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 흡입압력 조절밸브(230)를 설치한다.
상기 솔레노이드 밸브(200)는 제상시에 상기 제어부(80)의 제어신호에 의해 개방되며, 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 이동되도록 한다. 이동된 일부의 냉매는 증발기(30)로 내부로 이동되어 상기 증발기(30) 외부를 제상하게 된다.
이때, 상기 솔레노이드 밸브(200) 후단에 위치하는 상기 제 2 분기관(135) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 솔레노이드 밸브(200)의 개방에 의해 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220)이 더 구비된 것이 바람직하다.
상기 솔레노이드 밸브(200)의 개방에 의해 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 제 2 분기관(135)상의 일부 냉매는 상기 증발기(30)의 하부에 지그재그 형태로 배치된 상기 증발기 가열코일관(220)을 통과하게 되면서 상기 증발기(30)의 하부를 전체적으로 가열하게 되고, 상기 증발기(30) 내부로 공급되어 상기 증발기(30) 외부를 제상하게 된다.
상기 증발기(30)를 거친 냉매는 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 설치된 흡입압력 조절밸브(230)를 거쳐 감압되어 압축기(40)로 이동된다.
세 번째 방법은 도 8에서와 같이 솔레노이드 밸브(200)와 열교환기(210)를 이용한 방법이다.
이를 위하여 제 1 분기관(145)과, 솔레노이드 밸브(200) 및 열교환기(210)가 구비되도록 한다.
상기 솔레노이드 밸브(200)는 상기 응축기(50)과 팽창밸브(60)를 연결하는 제 2 냉매배관(140) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 1 분기관(145) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 응축기(50)에서 응축 액화된 일부의 저온 냉매가 유동되도록 한다.
상기 열교환기(210)는 상기 솔레노이드 밸브(200) 후단에 설치되며, 상기 제 1 분기관(145) 일부와 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하여 고온의 냉매가 유동되는 제 3 냉매배관(150)의 일부가 수용되어 상기 솔레노이드 밸브(200)의 개방에 의해 상기 제 1 분기관(145) 내에서 유동되는 일부의 냉매와 상기 제 3 냉매배관(150) 내에서 유동되는 냉매가 열교환되도록 하여 상기 제 1 분기관(145) 내에서 유동되는 일부의 냉매를 고온의 냉매가 되도록 변환시키는 역할을 한다.
아울러, 본 발명은 상기 열교환기(210) 후단에 위치하는 상기 제 1 분기관(145) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 열교환기(210)에 의해 열교환된 고온의 냉매가 유동되어 상기 증발기(30)의 하부를 가열하는 코일형태의 코일관(220)이 더 구비된 것이 바람직하다. 상기 코일관(220)은 도면에는 코일형태로 도시되지 않았으나 상기 증발기(30) 하부의 가열효율을 높이기 위하여 일반적으로 사용되는 코일형태로 된 것이다.
본 발명의 세 번째 제상을 위한 장치의 구성과 제상 방법은 다음과 같다.
도면에서 도시된 실선 화살표는 냉각을 위한 냉매의 유동을 나타내며 점선 화살표는 일부 냉매의 제상을 위한 유동을 나타낸다.
상기 응축기(50)과 팽창밸브(60)를 연결하는 제 2 냉매배관(140) 상에서 분기되며 상기 증발기(30) 하부에 설치되는 증발기 가열코일관(220)과 연결되는 제 1 분기관(145)에 솔레노이드 밸브(200)와 열교환기(210)를 차례로 설치한다.
상기 솔레노이드 밸브(200)는 제상시에 상기 제어부(80)의 제어신호에 의해 개방되며, 상기 응축기(50)에서 웅축 액화된 일부의 냉매가 이동되도록 한다. 이동된 일부의 냉매는 열교환기(210)를 통해 열교환되고 가열되어 증발기(30)로 내부로 이동된다. 이때, 상기 열교환기(210)로는 상기 증발기(30)로부터 압축기(40)로 이동되는 제 1 냉매배관(130)이 통과되어, 상기 증발기(30)로부터 이동된 고온의 냉매와 상기 응축기(50)에서 웅축 액화된 일부의 냉매가 열교환기(210) 내에서 서로 열교환되어 고온의 냉매로 변환되게 되며, 상기 증발기(30) 내부로 공급되어 상기 증발기(30) 외부를 제상하게 된다.
이때, 상기 열교환기(210) 후단에 위치하는 상기 제 1 분기관(145) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 열교환기(210)에 의해 열교환된 냉매가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220)이 더 구비된 것이 바람직하다.
상기 열교환기(210) 내에서 서로 열교환되어 고온의 냉매로 변환된 제 1 분기관(145)상의 냉매는 상기 증발기(30)의 하부에 지그재그 형태로 배치된 상기 증발기 가열코일관(220)을 통과하게 되면서 상기 증발기(30)의 하부를 전체적으로 가열하게 되고, 상기 증발기(30) 내부로 공급되어 상기 증발기(30) 외부를 제상하게 된다.
네 번째 방법은 세 번째 방법과 마찬가지로 솔레노이드 밸브(200)와 열교환기(210)를 이용한 방법이다.
네 번째 방법은 세 번째 방법과는 달리 도 9에서와 같이 제 2 분기관(135)상에 솔레노이드 밸브(200)가 구비된다.
상기 솔레노이드 밸브(200)는 상기 압축기(40)와 응축기(50)를 연결하며 상기 제 2 집수부(120) 후단에 위치하는 제 1 냉매배관(130) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 2 분기관(135) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 유동되도록 한다.
상기 열교환기(210)는 상기 제 2 솔레노이드 밸브(200) 후단에 설치되며, 상기 제 2 분기관(135) 일부와 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150)의 일부가 수용되어, 상기 제 2 분기관(135) 내에서 유동되는 냉매와 상기 제 3 냉매배관(150) 내에서 유동되는 냉매가 서로 열교환되도록 하는 역할을 한다.
본 발명의 네 번째 제상을 위한 장치의 구성과 제상 방법은 다음과 같다.
상기 압축기(40)와 응축기(50)를 연결하며 상기 제 2 집수부(120) 후단에 위치하는 제 1 냉매배관(130) 상에서 분기되며 상기 증발기(30) 하부에 설치되는 증발기 가열코일관(220)과 연결되는 제 2 분기관(135)에 솔레노이드 밸브(200)와 열교환기(210)를 차례로 설치한다.
상기 솔레노이드 밸브(200)는 제상시에 상기 제어부(80)의 제어신호에 의해 개방되며, 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 이동되도록 한다. 이동된 일부의 냉매는 열교환기(210)를 통해 열교환되고 가열되어 증발기 가열용 코일관(220)으로 이동되어 증발기(30)를 가열시키며 증발기(30)로 내부로 이동된다. 이때, 상기 열교환기(210)로는 상기 증발기(30)로부터 압축기(40)로 이동되는 제 1 냉매배관(130)이 통과되어, 상기 증발기(30)로부터 이동된 고온의 냉매와 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 열교환기(210) 내에서 서로 열교환되어 고온의 냉매로 변환되게 된다. 고온으로 변환된 냉매는 상기 증발기(30)의 하부에 지그재그 형태로 배치된 상기 증발기 가열코일관(220)을 통과하게 되면서 상기 증발기(30)의 하부를 전체적으로 가열하게 되고, 상기 증발기(30) 내부로 공급되어 상기 증발기(30) 외부를 제상하게 된다.
이때, 상기 열교환기(210) 후단에 위치하는 상기 제 2 분기관(135) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 열교환기(210)에 의해 열교환된 냉매가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220)이 더 구비된 것이 바람직하다.
상기 열교환기(210) 내에서 서로 열교환되어 고온의 냉매로 변환된 제 2 분기관(135)상의 냉매는 상기 증발기(30)의 하부에 지그재그 형태로 배치된 상기 증발기 가열코일관(220)을 통과하게 되면서 상기 증발기(30)의 하부를 전체적으로 가열하게 되고, 상기 증발기(30) 내부로 공급되어 상기 증발기(30) 외부를 제상하게 된다.
이와 같이 본 발명의 냉각시스템은 제상시에 고온의 냉매, 즉, 핫가스를 이용하여 제상하게 되므로 별도의 전기에 의해 작동되는 히터코일을 필요로 하지 않는 장점이 있다.
본 발명에 의한 냉각시스템의 제상 제어방식에는 시간에 의한 제상제어방식과 온도설정에 의한 제상제어방식을 동시에 적용한다.
시간에 의한 제상제어는 일당 4회 내지 6회로 설정하며, 제상 동작시간은 20분 내지 30분으로 한다.
온도설정에 의한 제상제어는 제상을 위한 온도를 설정하며, 설정온도범위보다 낮은 경우에 제상 작동이 된다. 이때, 제상 동작시간은 온도조건에 맞게 설정한다.
이와 같이 본 발명은 시간에 의한 제상제어와 온도에 의한 제상제어를 동시에 적용함으로써 항시 증발기 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 냉각시스템을 제어하는 제어부에 의한 각 구성의 작동제어를 살펴보면 [표 1]과 같다.
[표 1] 본 발명의 냉각시스템의 제어부에 의한 작동제어
Figure pat00001
저장고(1) 내부의 온도가 설정치 이상이 되면, 즉, 저장고 내부의 온도가 높으면, 증발기(30), 압축기(40), 응축기(50), 팽창밸브(60)가 작동되며 기본적인 냉장 또는 냉동의 기능을 하게 된다.
저장고(1) 내부의 온도가 설정치 이하가 되면, 즉, 저장고(1) 내부의 온도가 낮으면, 증발기(30) 및 팽창밸브(60)의 작동이 정지되어 저장고(1)의 내부 온도가 설정치가 되도록 높게 한다. 이때, 환기팬(71)은 작동이 정지된다. 하지만, 저장고(1)의 내부 온도가 증발기(30) 및 팽창밸브(60)의 작동 정지에 의해서 저장고(1)의 내부 온도가 설정치가 되도록 높게 되나, 시간이 걸릴 수 있으므로 환기팬(71)을 작동시켜 저장고(1)의 내부 온도가 설정치가 되는 시간을 줄일 수 있다.
저장고(1) 내부의 온도가 너무 낮아 제상온도 설정치 이하가 되면, 저장고(1) 내측에 구비된 증발기(30) 및 냉매배관에 결로가 발생되는데, 이를 제거하기 위한 제상시에는 솔레노이드 밸브(200)가 개방되고 응축기(50)로부터 저온의 냉매가 열교환기(210)를 거쳐 고온의 냉매로 변환되어 증발기(30)로 보내지며 증발기(30) 및 냉매배관에 발생된 결로를 녹이게 된다.
저장고(1) 내부에 이산화탄소가 설정치 이상으로 검출되면 환기팬(71)이 작동되어 저장고 내부의 탁한 공기를 환기시키게 된다. 환기시에는 저장고(1) 내부의 온도가 설정치 이상으로 높아지게 되는데 이를 방지하기 위하여 응축기(50), 팽창밸브(60), 증발기(30)는 작동되어 저장고(1) 내부의 온도가 설정치가 되도록 유지시키게 된다.
미설명부호 240은 공지된 필터드라이어이다. 상기 필터드라이어(240) 후단과 팽창밸브(60) 사이에 액면계를 설치할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 저장고 2: 공기유입댐퍼
10: 내측 하우징 15: 연결부
20: 외측 하우징 30: 증발기
31: 유동팬 40: 압축기
50: 응축기 51: 냉각팬
60: 팽창밸브 70: 환기부
71: 환기팬 72: 공기배출댐퍼
80: 제어부 90: CO2 감지센서
100: 배수부 110: 드레인관
111: 제 1 집수부 112: 드레인밸브
113: 이송관 115: 드레인펌프
120: 제 2 집수부 130: 제 1 냉매배관
140: 제 2 냉매배관 145: 분기관
150: 제 3 냉매배관 180: 분사노즐
200: 솔레노이드 밸브 210: 열교환기
220: 코일관 230: 흡입압력 조절밸브
240: 필터드라이어

Claims (15)

  1. 천정(1a)을 관통하는 통공(1b)이 형성된 저장고(1);
    상기 저장고(1)의 통공(1b)보다 큰 횡단면적을 가지며, 상기 저장고(1)의 통공(1b) 상부에 거치되는 외측 하우징(20);
    상기 외측 하우징(20)의 하단부와 접하며, 상기 저장고(1)의 통공(1b)에 삽입되어 상기 통공(1b)을 밀폐하는 밀폐부(15);
    상기 외측 하우징(20)과 마주보도록 상기 밀폐부(15) 하부에 고정되는 내측 하우징(10);
    상기 내측 하우징(10) 내에 설치되며, 냉매의 증발에 의해 상기 저장고(1) 내부의 열을 흡수되도록 하는 증발기(30);
    상기 외측 하우징(20) 내에 설치되며, 상기 증발기(30)에서 증발된 냉매를 압축하여 고온 고압의 상태가 되게 하는 압축기(40);
    상기 외측 하우징(20) 내에 설치되며, 상기 압축기(40)에서 압축된 고온 고압 상태의 냉매를 응축 액화하여 저온 저압의 상태로 변환시키는 응축기(50);
    상기 내측 하우징(10) 내에 설치되며, 상기 응축기(50)에서 변환된 저온 저압 상태의 냉매를 교축작용에 의해 감압시켜 상기 증발기(30)로 보내는 팽창밸브(60); 및
    상기 저장고(1) 내부의 찬 공기를 환기시키며, 환기되는 상기 저장고(1) 내부공기의 폐열을 이용하여 상기 외측 하우징(20) 내부에 구비된 상기 응축기(50)를 냉각시켜 상기 응축기(50) 효율을 향상시키도록 상기 저장고(1)의 천정(1a) 또는 상기 밀폐부(15)에 설치되되, 상기 외측 하우징(20)의 내부와 연통되도록 설치되는 환기부(70);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 환기부(70)는,
    상기 저장고(1)의 천정(1a) 또는 상기 밀폐부(15)에 설치되어 상기 저장고(1) 내부의 찬 공기를 상기 저장고(1)의 외부로 배출하는 환기팬(71)과,
    상기 환기팬(71)의 상부에 위치하고 상기 외측 하우징(20)과 연통되도록 설치되며, 상기 환기팬(71) 작동시 개방되고, 상기 환기팬(71) 정지시 자중에 의해 폐쇄되어 상기 외측 하우징(20) 내부의 공기가 상기 저장고(1) 내부로 역류되는 것을 방지하는 공기배출댐퍼(72)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 환기부(70)는 상기 응축기(50)를 냉각시킬 수 있도록 상기 응축기(50)와 근접하는 외측 하우징(20)에 내부와 연통되도록 설치되거나, 상기 응축기(50)의 하부에 위치하는 상기 외측 하우징(20)에 내부와 연통되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저장고(1)의 일측 벽에 설치되며, 상기 환기부(70)에 의한 상기 저장고(1) 내부공기 환기시에 상기 저장고(1) 내부에 걸리는 부압에 의해 개방되어 외부의 공기를 상기 저장고(1)로 유입되도록 하며, 상기 저장고(1) 내부에 걸리는 부압 소멸시 자중에 의해 폐쇄되어 상기 저장고(1) 내부의 공기가 상기 저장고(1) 외부로 역류되는 것을 방지하는 공기유입댐퍼(2)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 응축기(50)는 내측 하부로 응축 액화된 저온 저압의 냉매를 저장하여 수액기의 기능을 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 응축기(50)는 경사지게 설치되며, 상기 응축기(50)의 경사각은 30 내지 50도인 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 증발기(30)의 하부에 설치되며 상기 증발기(30) 내외부의 온도차에 의해 발생되는 드레인수를 배수하는 배수부(100);
    상기 배수부(100)와 연결되어 드레인수를 상기 저장고(1) 외부로 배수하는 드레인관(110);
    상기 배수부(100) 보다 낮게 설치되고 상기 드레인관(110)에 의해 배수되는 드레인수를 집수하는 제 1 집수부(111);
    상기 제 1 집수부(111)에 집수된 드레인수를 펌핑하는 드레인펌프(115);
    상기 드레인펌프(115)에 의해 펌핑되는 드레인수를 이송하는 이송관(113);
    상기 이송관(113)에 의해 이송된 드레인수를 상기 응축기(50)로 분사시켜 냉각시키는 분사노즐(180);
    상기 압축기(40)의 하부에 설치되고, 상기 압축기(40)와 상기 응축기(50)를 연결하는 제 1 냉매배관(130)의 일부를 수용하며, 상기 분사노즐(180)에 의해 분사되어 상기 응축기(50)를 냉각시킨 드레인수를 집수하고, 집수된 드레인수를 수용된 상기 제 1 냉매배관(130)과 열교환되도록 하여 증발시키는 제 2 집수부(120);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 응축기(50)과 팽창밸브(60)를 연결하는 제 2 냉매배관(140) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 1 분기관(145) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 응축기(50)에서 응축 액화된 일부의 냉매가 유동되도록 하는 솔레노이드 밸브(200);
    상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 설치되며, 상기 증발기(30)에 의해 증발된 냉매를 일정범위 내의 압력으로 감압하는 흡입압력 조절밸브(230);
    가 더 구비된 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브(200) 후단에 위치하는 상기 제 1 분기관(145) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 솔레노이드 밸브(200)의 개방에 의해 상기 응축기(50)에서 응축 액화된 일부의 냉매가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220);이 더 구비된 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  10. 제 5 항 내지 제 7 항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축기(40)와 응축기(50)를 연결하며 상기 제 2 집수부(120) 후단에 위치하는 제 1 냉매배관(130) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 2 분기관(135) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 유동되도록 하는 솔레노이드 밸브(200);
    상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150) 상에 설치되며, 상기 증발기(30)에 의해 증발된 냉매를 일정범위 내의 압력으로 감압하는 흡입압력 조절밸브(230);
    가 더 구비된 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브(200) 후단에 위치하는 상기 제 2 분기관(135) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 솔레노이드 밸브(200)의 개방에 의해 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220);이 더 구비된 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  12. 제 5 항 내지 제 7 항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 응축기(50)과 팽창밸브(60)를 연결하는 제 2 냉매배관(140) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 1 분기관(145) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 응축기(50)에서 응축 액화된 일부의 냉매가 유동되도록 하는 솔레노이드 밸브(200);
    상기 솔레노이드 밸브(200) 후단에 설치되며, 상기 제 1 분기관(145) 일부와 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150)의 일부가 수용되어, 상기 제 1 분기관(145) 내에서 유동되는 냉매와 상기 제 3 냉매배관(150) 내에서 유동되는 냉매가 서로 열교환되도록 하는 열교환기(210);
    가 더 구비된 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 열교환기(210) 후단에 위치하는 상기 제 1 분기관(145) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 열교환기(210)에 의해 열교환된 냉매가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220);이 더 구비된 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  14. 제 5 항 내지 제 7 항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축기(40)와 응축기(50)를 연결하며 상기 제 2 집수부(120) 후단에 위치하는 제 1 냉매배관(130) 상에서 분기되어 상기 증발기(30)를 연결하는 제 2 분기관(135) 상에 설치되며, 상기 내측 하우징(10)에 수용된 냉매배관 및 증발기에서 온도차이로 발생되는 수분이 얼어서 생기는 결로(結露)를 제거하기 위한 제상시 개방에 의해 상기 제 2 집수부(120)에서 열교환된 냉매의 일부가 유동되도록 하는 솔레노이드 밸브(200);
    상기 제 2 솔레노이드 밸브(200) 후단에 설치되며, 상기 제 2 분기관(135) 일부와 상기 증발기(30)와 상기 압축기(40)를 연결하는 제 3 냉매배관(150)의 일부가 수용되어, 상기 제 2 분기관(135) 내에서 유동되는 냉매와 상기 제 3 냉매배관(150) 내에서 유동되는 냉매가 서로 열교환되도록 하는 열교환기(210);
    가 더 구비된 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 열교환기(210) 후단에 위치하는 상기 제 2 분기관(135) 상에 설치되되, 상기 증발기(30)와 근접하여 설치되며, 상기 열교환기(210)에 의해 열교환된 냉매가 유동되어 상기 증발기(30)를 가열하는 코일형태의 코일관(220);이 더 구비된 것을 특징으로 하는 공간활용을 위한 일체형 냉각시스템.
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