KR20200050504A - 열 구동 냉동 시스템 - Google Patents

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KR20200050504A KR1020180132953A KR20180132953A KR20200050504A KR 20200050504 A KR20200050504 A KR 20200050504A KR 1020180132953 A KR1020180132953 A KR 1020180132953A KR 20180132953 A KR20180132953 A KR 20180132953A KR 20200050504 A KR20200050504 A KR 20200050504A
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Abstract

본 발명은 열 구동 냉동 시스템에 관한 것으로, 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브가 배치되어 있고 유동하는 냉매가 상태변화 할 수 있는 제1 유로부, 순환펌프 및 이젝터가 배치되어 있으며 일단과 타단이 떨어져 상기 제1 유로부와 연결되어 상기 제1 유로부의 액체상태 냉매가 유입되어 유동할 수 있는 제2 유로부, 상기 제2 유로부에 배치되어 있고 외부로부터 열을 공급받아 상기 제2 유로부를 유동하는 액체상태의 냉매를 기체화하는 열교환부, 상기 제1 유로부와 상기 이젝터를 연결하는 제3 유로부 및 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부, 상기 제1 유로부와 상기 제3 유로부를 연결하는 방향제어부를 포함한다.
상기 열교환부를 유동하는 열매체의 온도가 설정 온도 이상이면 상기 압축기는 정지하고, 상기 방향제어부 제어와 상기 순환펌프 구동으로 상기 제1 유로부를 유동하는 냉매는 상기 제2 유로부와 상기 제3 유로부를 유동하며, 상기 제2 유로부를 유동하는 냉매는 상기 열교환부의 열매체와 열교환하여 상기 이젝터로 유입되며, 상기 제3 유로부를 유동하는 냉매는 상기 이젝터로 흡입된다.

Description

열 구동 냉동 시스템{Heat-driven refrigeration unit}
본 발명은 열 구동 냉동 시스템에 관한 것이다.
냉동 사이클(refrigeration cycle)은, 순환하는 냉매가 증발과정(증발기), 압축과정(압축기), 응축과정(응축기) 및 팽창과정(팽창밸브)을 거치는 일련의 과정이다. 냉매는 사이클을 거치는 과정에서 액체에서 기체로, 기체에서 액체로 상태변화를 반복하면서 순환한다.
냉매는 팽창과정을 거치면서 저압/저온의 액체 상태로 증발기로 유입되어 주위로부터 열을 흡수하여 저압/저온의 기체 상태가 된다. 압축기는 저압/저온의 기체 상태의 냉매에 압력을 가하여 고압/고온의 기체 상태 냉매로 변환시킨다.
압축기는 모터, 엔진 따위의 동력 발생장치로부터 동력을 전달받아 작동한다. 이로 인해 압축기 작동 시 동력 발생장치 구동에 따른 소음이 발생하고, 압축기 작동에 따른 에너지 소비율 증가하였다. 이에 자동차의 경우 압축기 작동에 따른 에너지 소비율 증가로 자동차 주행에 따른 출력이 저하되었다.
등록특허 제10-0846730호 (2008.07.10.) 등록특허 제10-1221092호 (2013.01.04.)
본 발명은 냉동 사이클 구동 시 압축기 사용을 최소화하는 열 구동 냉동 시스템을 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 열 구동 냉동 시스템은, 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브가 배치되어 있고 유동하는 냉매가 상태변화 할 수 있는 제1 유로부, 순환펌프 및 이젝터가 배치되어 있으며 일단과 타단이 떨어져 상기 제1 유로부와 연결되어 상기 제1 유로부의 액체상태 냉매가 유입되어 유동할 수 있는 제2 유로부, 상기 제2 유로부에 배치되어 있고 외부로부터 열을 공급받아 상기 제2 유로부를 유동하는 액체상태의 냉매를 기체화하는 열교환부, 상기 제1 유로부와 상기 이젝터를 연결하는 제3 유로부 및 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부, 상기 제1 유로부와 상기 제3 유로부를 연결하는 방향제어부를 포함한다.
상기 열교환부를 유동하는 열매체의 온도가 설정 온도 이상이면 상기 압축기는 정지하고, 상기 방향제어부 제어와 상기 순환펌프 구동으로 상기 제1 유로부를 유동하는 냉매는 상기 제2 유로부와 상기 제3 유로부를 유동하며, 상기 제2 유로부를 유동하는 냉매는 상기 열교환부의 열매체와 열교환하여 상기 이젝터로 유입되며, 상기 제3 유로부를 유동하는 냉매는 상기 이젝터로 흡입될 수 있다.
상기 방향제어부는, 상기 응축기와 상기 팽창밸브 사이에 위치하여 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부 일단을 연결하는 제1 밸브, 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 위치하여 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부 타단을 연결하는 제2 밸브 및 상기 증발기와 상기 압축기 사이에 위치하여 상기 제1 유로부와 상기 제3 유로부를 연결하는 제3 밸브를 포함할 수 있다.
상기 순환펌프는, 상기 제1 밸브와 상기 열교환부 사이에 위치하여 상기 제2 유로부와 연결되어 있으며, 상기 이젝터는 상기 제2 밸브와 상기 열교환부 사이에 위치하여 상기 제2 유로부와 연결될 수 있다.
상기 순환펌프는 마그네틱 펌프를 포함할 수 있다.
상기 이젝터는, 흡인실을 갖는 하우징, 상기 하우징 일측 배치되어 상기 제1 유로부와 상기 흡인실을 연결하며 상기 열교환부를 경유한 냉매를 상기 흡인실로 분사하는 유입부, 상기 하우징에 배치되어 상기 흡인실과 상기 제3 유로부를 연결하는 흡입부 및 상기 하우징 타측에 배치되어 상기 흡인실과 연결되어 있으며 내부 단면적이 변화하고 배출되는 냉매의 압력을 높이는 디퓨져부를 포함한다.
상기 유입부와 상기 흡입부를 통해 상기 흡인실로 냉매는 상기 디퓨져부에서 혼합되어 배출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 설정된 온도 이상의 폐열이 발생하면 압축기 작동을 중지시키고 압축기 보다 에너지 소비율이 작은 순환펌프를 이용하여 냉매를 유동시키므로 압축기 구동에 사용되는 에너지 소비를 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이젝터에서 응축기로 유동하는 냉매를 고압으로 상태변화 시키므로 에너지 소비를 절감하면서 압축기 사용에 따른 효율을 유지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 연비 개선으로 이산화탄소 또한 저감할 수 있으므로 경제활동능력이 높아진다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 열 구동 냉동 시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 도 1의 이젝터를 나타낸 개략도.
도 3은 압축기를 이용한 냉매 흐름을 나타낸 개략도.
도 4는 열교환부를 이용한 냉매 흐름을 나타낸 개략도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 열 구동 냉동 시스템에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 열 구동 냉동 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 이젝터를 나타낸 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 열 구동 냉동 시스템(1)은, 증발기(11), 압축기(12), 응축기(13) 및 팽창밸브(14)가 배치된 제1 유로부(10)와, 순환펌프(21), 열교환부(22) 및 이젝터(23)가 배치되어 있는 제2 유로부(20)와, 제1 유로부(10)와 이젝터(23)를 연결하는 제3 유로부(30) 및 제1 유로부(10)와 제2 유로부(20), 제1 유로부(10)와 제3 유로부(30)를 연결하는 방향제어부(40)를 포함하며, 냉동 사이클 구동 시 압축기(12) 사용을 최소화하여 압축기(12) 구동에 따른 에너지 소비율을 최소화한다.
제1 유로부(10)는 냉매가 유동하는 배관을 포함하며, 증발기(11), 압축기(12), 응축기(13) 및 팽창밸브(14)가 배치되어 있다. 이에 제1 유로부(10)를 유동하는 냉매는 증발기(11), 압축기(12), 응축기(13) 및 팽창밸브(14)를 경유하면서 상태변화를 한다. 한편, 제1 유로부(10)에는 어큐뮬레이터(accumulator), 리시버 드라이어(receiver drier)가 더 배치되어 있다.
이와 같은 증발기(11), 압축기(12), 응축기(13), 팽창밸브(14), 어큐뮬레이터, 리시버 드라이어의 세부 구조는 널리 공지된 냉동 사이클 구성이 적용될 수 있는바, 이하 상세 구조에 대한 설명은 생략한다.
방향제어부(40)는 제1 밸브(41), 제2 밸브(42) 및 제3 밸브(43)를 포함하며 제1 유로부(10)를 유동하는 냉매의 유동방향을 제어한다. 제1 내지 제3 밸브(41, 42, 43)는 공지의 삼방변 밸브를 포함한다. 제1 내지 제3 밸브(41, 42, 43)는 냉매의 유동방향을 제어할 수 있는 것이라면 다양한 밸브가 적용될 수 있다.
제1 밸브(41)는 응축기(13)와 팽창밸브(14) 사이에 위치하여 제1 유로부(10)에 배치되어 있다. 이에 제1 밸브(41)는 응축기(13)에 의해 고압/고온 액체로 상태 변화한 냉매의 유동방향을 제어할 수 있다.
제2 밸브(42)는 압축기(12)와 응축기(13) 사이에 위치하여 제1 유로부(10)에 배치되어 있다. 제2 밸브(42)는 압축기(12)에 의해 고압/고온 기체로 상태 변한 냉매가 응축기(13)방향으로 유동하도록 제어한다. 그러나, 제2 밸브(42)는 압축기(12)와 응축기(13)의 연결을 차단하고 제2 유로부(20)와 응축기(13)를 연결할 수 있다. 이때 압축기(12)에서 고압/고온 기체로 상태 변한 냉매는 응축기(13) 방향으로 유동하지 않는다.
제3 밸브(43)는 증발기(11)와 압축기(12) 사이에 위치하여 제1 유로부(10)에 배치되어 있다. 이에 제3 밸브(43)는 증발기(11)에 의해 저압/저온 기체로 상태 변화한 냉매의 유동방향을 제어할 수 있다. 제3 밸브(43)에는 제3 유로부(30)가 연결되어 있으며, 제3 유로부(30)는 냉매가 유동하는 배관을 포함한다. 제3 밸브(43) 제어로 증발기(11)에서 저압/저온 기체로 상태 변화한 냉매는 압축기(12) 또는 제3 유로부(30) 방향으로 유동할 수 있다.
제1 밸브(41), 제2 밸브(42) 및 제3 밸브(43)는 유로부가 교차하고 있는 부분에위치한다. 그러나 제1 밸브(41), 제2 밸브(42) 및 제3 밸브(43)는 각 유로부에 각기 배치되어 냉매의 유동방향을 제어할 수 있다.
제2 유로부(20)는 냉매가 유동하는 배관을 포함하며, 일단은 제1 밸브(41)와 연결되어 있고 타단은 제2 밸브(42)와 연결되어 있다. 제2 유로부(20)에는 제1 밸브(41)에서 제2 밸브(42) 방향으로 순환펌프(21), 열교환부(22) 및 이젝터(23)가 배치되어 있다.
제2 유로부(20)는 냉매가 유동하는 배관을 포함한다. 제2 유로부(20)에는 제1 밸브(41) 제어로 고압/고온 액체상태의 냉매가 유입되어 유동할 수 있다. 이때, 제1 밸브(41)가 응축기(13)를 제2 유로부(20) 및 팽창밸브(14)를 동시에 연결하여 고압/고온 액체상태의 냉매가 제2 유로부(20) 방향과 팽창밸브(14) 방향으로 동시에 유동할 수 있다. 그러나 제1 밸브(41)가 제2 유로부(20)를 차단하고 응축기(13)와 팽창밸브(14) 만을 연결하여 고압/고온 액체상태의 냉매가 팽창밸브(14) 방향으로만 유동할 수 있도록 할 수 있다.
순환펌프(21)는 압축기(12)가 정지한 상태에서 작동하며, 압축기(12)와 같이 낮은 압력의 냉매를 높은 압력의 냉매로 변환시키지 않는다. 이러한 순환펌프(21)는 제1 밸브(41)가 응축기(13)를 팽창밸브(14)와 제2 유로부(20)를 동시에 연결한 상태에서 고압/고온 액체상태의 냉매가 제2 유로부(20)를 유동할 수 있도록 한다. 이때 이젝터(23)에 의해 고압/고온 액체상태의 냉매는 팽창밸브(14) 방향으로도 유동할 수 있다.
순환펌프(21)는 마그네틱 펌프(magnetic pump)를 포함한다. 마그네틱 펌프는 널리 공지된 구성이 적용될 수 있는바, 상세 구조에 대한 설명은 생략한다.
이와 같은 순환펌프(21) 구동에 필요한 에너지 소비율은 압축기(12) 구동에 필요한 에너지 소비율보다 낮다. 이에 열 구동 냉동 시스템 구동에 필요한 에너지 소비율을 낮출 수 있다. 또한 순환펌프(21) 구동 시 발생하는 소리가 압축기(12)가 구동할 때 발생하는 소리보다 작다. 이에 열 구동 냉동 시스템 구동에 따른 소음 발생을 최소화할 수 있다.
열교환부(22)는 외부로부터 열을 공급받는다. 열교환부(22)를 통해 공급받은 외부 열은 제2 유로부(20)를 유동하는 고압/고온 액체상태의 냉매와 열교환한다. 열교환으로 고압/고온 액체 상태의 냉매는 기화되어 고압/고온 기체로 상태 변화한다.
여기서, 외부로부터 받는 열은 자동차의 엔진에서 발생하는 폐열일 수 있다. 외부로부터 받는 열을 자동차의 엔진에서 발생하는 폐열로 한정하는 것은 아니다. 발전소 폐열, 태양, 풍력 등의 신재생에너지 등에서 발생하는 열일 수도 있다.
이젝터(23)는 하우징(231), 유입부(232), 흡입부(233) 및 디퓨져부(234)를 포함한다.
하우징(231)의 내부에는 흡인실(231a)이 형성되어 있다.
유입부(232)와 흡입부(233)는 서로 수직한 상태에서 하우징(231)에 배치되어 있다. 유입부(232)는 열교환부(22)와 이웃하여 제2 유로부(20)와 연결되어 있으며, 흡입부(233)는 제3 유로부(30)와 연결되어 있다.
유입부(232)는 하우징(231) 일측면 배치되어 있고, 흡입부(233)는 하우징(231)의 원주방향 둘레에 배치되어 있다. 유입부(232)는 적어도 일부분이 흡인실(231a)로 유입되어 있으며 그 단면적이 흡인실(231a)로 유입될수록 감소한다. 여기서, 유입부(232)의 단부(232e) 위치는 흡입부(233)의 수직한 가상의 중심축(233c)을 지난다. 유입부(232)와 흡입부(233)는 흡인실(231a)에서 연결되어 있다.
디퓨져부(234)는 기설정된 길이를 가지며 내부가 길이방향을 따라 관통되어 있고 그 내부에는 일측에서 타측방향으로 단면적이 변화한다. 이에, 디퓨져부(234) 내부는 일측에서 타측방향으로 단면적이 점진적으로 감소하는 감소부, 감소부와 연결되어 있고 단면적 변화가 없는 평행부 및 평행부와 연결되어 있고 일측에서 타측방향으로 단면적이 증가하는 확장부를 포함한다. 확장부는 배출부를 가지며 배출부는 제2 밸브(42)와 연결되어 있다. 이에 이젝터(23)에서 배출된 냉매는 제2 밸브(42) 제어로 응축기(13) 방향으로 유동할 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 참고하여 위에서 설명한 열 구동 냉동 시스템의 작용에 대하여 설명한다.
도 3은 압축기를 이용한 냉매 흐름을 나타낸 개략도이고, 도 4는 열교환부를 이용한 냉매 흐름을 나타낸 개략도이다.
먼저, 도 3을 참고하여 압축기를 이용한 냉매 흐름에 대해 설명한다.
이하, 열 구동 냉동 시스템이 자동차에 설치된 것으로 설명한다. 이에 열교환부(22)에 공급되는 열은 엔진에서 발생한 폐열이다.
제1 밸브(41)는 응축기(13)와 팽창밸브(14)를 연결하고 있고, 제2 밸브(42)는 압축기(12)와 응축기(13)를 연결하고 있으며, 제3 밸브(43)는 증발기(11)와 압축기(12)를 연결하고 있다. 이에 제1 유로부(10)를 유동하는 냉매는 압축기(12), 응축기(13), 팽창밸브(14) 및 증발기(11)를 경유하면서 냉동 사이클을 수행한다. 즉, 자동차가 주행하고 열 구동 냉동 시스템이 작동하면, 압축기(12)는 냉매를 고압/고온 기체 상태의 냉매로, 응축기(13)는 고압/고온 기체 상태의 냉매를 고압/고온 액체 상태의 냉매로, 팽창밸브(14)는 고압/고온 액체 상태의 냉매를 저압/저온 액체 상태의 냉매로, 증발기(11)는 저압/저온 액체 상태의 냉매를 저압/저온 기체 상태의 냉매로 상태변화 시켜 냉동 사이클을 수행한다. 냉동 사이클에 의해 증발기(11)를 지나는 냉매와 자동차 실내로 공급되는 공기가 열교환되어 자동차 실내를 냉방하게 된다.
다음으로, 도 4를 참고하여 열교환부를 이용한 냉매 흐름에 대해 설명한다.
먼저, 도 3의 상태로 자동차가 주행하고, 엔진에서 발생하는 폐열이 설정온도 이상이 되면 압축기(12)의 구동은 정지한다. 그리고 제1 밸브(41), 제2 밸브(42) 및 제3 밸브(43)는 작동하여 냉매의 유동방향을 제어한다. 즉, 제1 밸브(41)는 응축기(13)에 의해 고압/고온 액체로 상태 변화한 냉매가 제2 유로부(20)와 팽창밸브(14) 방향으로 유동하도록 연결한다. 제2 밸브(42)는 압축기(12)와 응축기(13)의 연결을 차단하고 제2 유로부(20)와 응축기(13)를 연결하여 이젝터(23)를 유동한 냉매가 응축기(13) 방향으로 유동하도록 연결한다. 제3 밸브(43)는 증발기(11)와 압축기(12)의 연결을 차단하고 증발기(11)와 제3 유로부(30)를 연결하여 증발기(11)에 의해 저압/저온 기체로 상태 변화한 냉매가 제3 유로부(30)로 유동하도록 연결한다.
압축기(12)가 정지하고 제1 내지 제3 밸브(41, 42, 43) 방향이 제어되면 순환펌프(21)는 작동한다. 순환펌프(21) 작동으로 응축기(13)에서 고압/고온 액체로 상태 변화한 냉매는 제2 유로부(20)로 유입되어 제2 유로부(20)를 따라 유동한다. 고압/고온 액체상태의 냉매는 열교환부(22)를 통과한다. 이때 고압/고온 액체상태의 냉매는 열교환부(22)로 공급된 열매체와 열교환으로 기화되어 고압/고온 기체로 상태 변화한다. 열교환부(22)를 통과하면서 고압/고온 기체상태로 변화한 냉매는 유입부(232)를 통해 흡인실(231a)로 분사된다. 이때 흡인실(231a) 압력이 낮아지게 되면서 제3 유로부(30)의 냉매는 흡입부(233)를 통해 흡인실(231a)로 흡입된다.
이에, 제1 밸브(41)가 응축기(13)를 팽창밸브(14) 및 제2 유로부(20)를 동시에 연결하고 있는 상태에서 순환펌프(21)가 작동하고 있으므로 응축기(13)에 의해 고압/고온 액체로 상태 변화한 냉매는 팽창밸브(14) 방향과 제2 유로부(20) 방향으로 동시에 유동할 수 있다.
한편, 열교환부(22)를 경유하면서 고압/고온 기체로 상태 변화한 냉매와 증발기(11)를 경유하면서 저압/저온 기체로 상태 변화한 냉매는 디퓨져부(234)에서 혼합되어 배출부(234a) 방향으로 유동한다. 이때 디퓨져부(234)의 확장부에 의해 압력이 상승한 상태로 배출된다. 압력 상승으로 배출되는 냉매는 고압/고온 기체상태이다. 배출된 고압/고온 기체상태의 냉매는 제2 밸브(42)를 통해 응축기(13) 방향으로 유동할 수 있다.
이러한, 일련의 과정을 거치면서 냉매는 상태변화하고 냉매가 증발기(11)를 지나면서 자동차 실내로 공급되는 공기와 열교환을 수행하여 냉방을 실시한다.
이에 따라, 자동차에서 설정된 온도 이상의 폐열이 발생하면 압축기 작동을 중지시키고 압축기 보다 에너지 소비율이 작은 순환펌프를 이용하여 냉매를 유동시키고, 이젝터에서 응축기로 유동하는 냉매를 고압으로 상태변화 시킬 수 있다. 이에 압축기 구동을 위해 사용하는 에너지를 소비하지 않으므로 연비를 향상시킬 수 있다.
아울러, 연비 개선으로 이산화탄소 또한 저감할 수 있으므로 경제활동능력이 높아진다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 열 구동 냉동 시스템 10: 제1 유로부
11: 증발기 12: 압축기
13: 응축기 14: 팽창밸브
20: 제2 유로부 21: 순환펌프
22: 열교환부 23: 이젝터
231: 하우징 231a: 흡인실
232: 유입부 233: 흡입부
234: 디퓨져부 30: 제3 유로부
40: 방향제어부 41: 제1 밸브
42: 제2 밸브 43: 제3 밸브

Claims (5)

  1. 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브가 배치되어 있고 유동하는 냉매가 상태변화 할 수 있는 제1 유로부,
    순환펌프 및 이젝터가 배치되어 있으며 일단과 타단이 떨어져 상기 제1 유로부와 연결되어 상기 제1 유로부의 액체상태 냉매가 유입되어 유동할 수 있는 제2 유로부,
    상기 제2 유로부에 배치되어 있고 외부로부터 열을 공급받아 상기 제2 유로부를 유동하는 액체상태의 냉매를 기체화하는 열교환부,
    상기 제1 유로부와 상기 이젝터를 연결하는 제3 유로부 및
    상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부를, 상기 제1 유로부와 상기 제3 유로부를 연결하는 방향제어부
    를 포함하며,
    상기 열교환부를 유동하는 열매체의 온도가 설정 온도 이상이면 상기 압축기는 정지하고, 상기 방향제어부 제어와 상기 순환펌프 구동으로 상기 제1 유로부를 유동하는 냉매는 상기 제2 유로부와 상기 제3 유로부를 유동하며, 상기 제2 유로부를 유동하는 냉매는 상기 열교환부의 열매체와 열교환하여 상기 이젝터로 유입되며, 상기 제3 유로부를 유동하는 냉매는 상기 이젝터로 흡입되는
    열 구동 냉동 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 방향제어부는,
    상기 응축기와 상기 팽창밸브 사이에 위치하여 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부 일단을 연결하는 제1 밸브,
    상기 압축기와 상기 응축기 사이에 위치하여 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부 타단을 연결하는 제2 밸브 및
    상기 증발기와 상기 압축기 사이에 위치하여 상기 제1 유로부와 상기 제3 유로부를 연결하는 제3 밸브
    를 포함하는
    열 구동 냉동 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 순환펌프는,
    상기 제1 밸브와 상기 열교환부 사이에 위치하여 상기 제2 유로부와 연결되어 있으며, 상기 이젝터는 상기 제2 밸브와 상기 열교환부 사이에 위치하여 상기 제2 유로부와 연결되어 있는 열 구동 냉동 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 순환펌프는 마그네틱 펌프를 포함하는 열 구동 냉동 시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 이젝터는,
    흡인실을 갖는 하우징,
    상기 하우징 일측 배치되어 상기 제1 유로부와 상기 흡인실을 연결하며 상기 열교환부를 경유한 냉매를 상기 흡인실로 분사하는 유입부,
    상기 하우징에 배치되어 상기 흡인실과 상기 제3 유로부를 연결하는 흡입부 및
    상기 하우징 타측에 배치되어 상기 흡인실과 연결되어 있으며 내부 단면적이 변화하고 배출되는 냉매의 압력을 높이는 디퓨져부
    를 포함하며,
    상기 유입부와 상기 흡입부를 통해 상기 흡인실로 냉매는 상기 디퓨져부에서 혼합되어 배출되는
    열 구동 냉동 시스템.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005024192A (ja) * 2003-07-03 2005-01-27 Toyota Industries Corp 排熱回収装置
KR100846730B1 (ko) 2005-05-24 2008-07-16 가부시키가이샤 덴소 이젝터 및 이젝터 사이클 장치
KR20100124174A (ko) * 2009-05-18 2010-11-26 신상용 열전모듈이 구비된 차량용 공조장치
KR20110093219A (ko) * 2010-02-12 2011-08-18 한라공조주식회사 배기열 회수 이젝터 공조 시스템
KR101221092B1 (ko) 2011-01-12 2013-01-11 한국에너지기술연구원 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템
JP2016061472A (ja) * 2014-09-17 2016-04-25 シャープ株式会社 冷凍サイクル装置
KR101872667B1 (ko) * 2018-04-14 2018-06-28 주식회사 스탠더드시험연구소 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005024192A (ja) * 2003-07-03 2005-01-27 Toyota Industries Corp 排熱回収装置
KR100846730B1 (ko) 2005-05-24 2008-07-16 가부시키가이샤 덴소 이젝터 및 이젝터 사이클 장치
KR20100124174A (ko) * 2009-05-18 2010-11-26 신상용 열전모듈이 구비된 차량용 공조장치
KR20110093219A (ko) * 2010-02-12 2011-08-18 한라공조주식회사 배기열 회수 이젝터 공조 시스템
KR101221092B1 (ko) 2011-01-12 2013-01-11 한국에너지기술연구원 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템
JP2016061472A (ja) * 2014-09-17 2016-04-25 シャープ株式会社 冷凍サイクル装置
KR101872667B1 (ko) * 2018-04-14 2018-06-28 주식회사 스탠더드시험연구소 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비

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