KR20210061281A - 이젝터를 이용한 냉동장치 - Google Patents

이젝터를 이용한 냉동장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210061281A
KR20210061281A KR1020200154025A KR20200154025A KR20210061281A KR 20210061281 A KR20210061281 A KR 20210061281A KR 1020200154025 A KR1020200154025 A KR 1020200154025A KR 20200154025 A KR20200154025 A KR 20200154025A KR 20210061281 A KR20210061281 A KR 20210061281A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
refrigerant
supply unit
ejector
heat supply
Prior art date
Application number
KR1020200154025A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102388766B1 (ko
Inventor
박윤철
고광수
장재철
Original Assignee
제주대학교 산학협력단
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 제주대학교 산학협력단 filed Critical 제주대학교 산학협력단
Publication of KR20210061281A publication Critical patent/KR20210061281A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102388766B1 publication Critical patent/KR102388766B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/08—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using ejectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 냉동차량에 설치되는 이젝터를 이용한 냉동장치에 관한 것으로, 압축기, 응축기, 냉매탱크, 팽창밸브 및 증발기가 배치되어 있는 사이클 라인, 상기 사이클 라인에 배치되어 상기 압축기로 공급되는 냉매의 온도와 압력을 높이는 이젝터, 상기 냉매탱크와 상기 이젝터를 연결하며 상기 냉매탱크에서 분배된 냉매가 유동할 수 있는 분기라인, 상기 증발기와 연결되어 있고 냉매의 온도를 높이는 제1 열공급부, 상기 분기라인에 배치되어 있고 냉매의 온도를 높이는 제2 열공급부 및 상기 응축기와 연결되어 있고 냉매의 온도를 낮추는 냉각수 공급부를 포함한다.
상기 제1 열공급부의 제1 열매체 온도는 10℃ 내지 25℃이고, 상기 제1 열매체의 온도는 상기 증발기로 유입되는 냉매의 온도보다 3℃ 내지 7℃ 높으며, 상기 제2 열공급부의 제2 열매체 온도는 75℃ 내지 90℃일 수 있다.

Description

이젝터를 이용한 냉동장치{Refrigeration device using ejector}
본 발명은 이젝터를 이용한 냉동장치에 관한 것이다.
냉동차량은 육류, 어류, 채소류와 같이 부패하기 쉬운 식품을 냉장하여 수송하는 차량으로 증발, 압축, 응축, 팽창 등의 냉동 사이클(refrigeration cycle)로 이루어진 냉각장치가 장착되어 저장실로 냉기를 보내어 식품을 냉장/냉동시킬 수 있도록 구성되어 있다.
냉동차량에서 냉동 사이클의 압축기를 구동하는데 있어 냉동차량의 엔진을 이용한다. 이로 인해서 냉동차량의 출력저하 및 연비의 감소로 운전비용이 증가하는 문제점이 발생되고 있다. 냉동차량의 출력저하 및 연비저하로 인한 이산화탄소 발생 증가로 인한 환경적인 문제도 동시에 발생하고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0738555호 (2007.07.05.) 대한민국 등록특허 제10-1359932호 (2014.02.03.)
본 발명은 냉동차량의 엔진에서 버려지는 폐열을 활용하여 냉동 시스템의 압축기에서 소비되는 동력을 감소시키는 이젝터를 이용한 냉동장치를 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 이젝터를 이용한 냉동장치는 냉동차량에 설치되는 것으로, 압축기, 응축기, 냉매탱크, 팽창밸브 및 증발기가 배치되어 있는 사이클 라인, 상기 사이클 라인에 배치되어 상기 압축기로 공급되는 냉매의 온도와 압력을 높이는 이젝터, 상기 냉매탱크와 상기 이젝터를 연결하며 상기 냉매탱크에서 분배된 냉매가 유동할 수 있는 분기라인, 상기 증발기와 연결되어 있고 냉매의 온도를 높이는 제1 열공급부, 상기 분기라인에 배치되어 있고 냉매의 온도를 높이는 제2 열공급부 및 상기 응축기와 연결되어 있고 냉매의 온도를 낮추는 냉각수 공급부를 포함한다.
상기 제1 열공급부의 제1 열매체 온도는 10℃ 내지 25℃이고, 상기 제1 열매체의 온도는 상기 증발기로 유입되는 냉매의 온도보다 3℃ 내지 7℃ 높으며, 상기 제2 열공급부의 제2 열매체 온도는 75℃ 내지 90℃일 수 있다.
상기 이젝터의 모티브 배관은 상기 분기라인과 연결되어 있고, 상기 이젝터의 흡입 배관은 상기 증발기와 연결되어 있으며, 상기 이젝터의 디퓨져는 상기 압축기와 연결되어 있으며, 모티브 배관을 통해 유입된 고온고압 기체 상태의 냉매와 흡입 배관을 통해 유입된 저온저압 기체 상태의 냉매는 상기 이젝터의 내부에서 혼합되어 상기 증발기에서 유입되는 냉매보다 고온고압의 기체 상태가 되어 상기 압축기로 토출될 수 있다.
상기 냉각수 공급부, 상기 제1 열공급부 및 상기 제2 열공급부는 각각 입구단과 출구단을 포함하고, 상기 입구단과 상기 출구단에는 각각 유동하는 열매체의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부가 배치되어 있으며, 상기 냉각수 공급부, 상기 제1 열공급부 및 상기 제2 열공급부는 각각 유량계가 설치될 수 있다.
상기 제1 열공급부는 100ℓ의 수조에 2.8kW급의 전기히터를 설치하여 열매체의 온도를 조절하고, 상기 제2 열공급부는 1,000ℓ의 수조에 6kW급의 전기히터를 설치하여 열매체의 온도를 70℃ 내지 90℃ 상승시킬 수 있으며, 상기 냉각수 공급부는 3.7kW의 칠러(Chiller)를 설치하여 열매체의 온도를 유지할 수 있다.
이젝터를 이용한 냉동장치는 상기 분기라인에 배치되어 상기 냉매탱크에서 분기되는 냉매의 유량을 제어하는 유량조절부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 냉매의 온도를 높이기 위하여 제1 열공급부 및 제2 열공급부는 냉동차량의 엔진에서 버려지는 폐열을 이용함으로 안정적인 열원이 공급되는 장점이 있다. 압축기로 공급되는 냉매는 제1 열공급부, 제2 열공급부 및 이젝터에 의해 온도와 압력이 상승한 상태에서 압축기로 공급된다. 이에 압축기는 냉매를 고압고압 기체로 형성하기 위해 소비되는 동력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 압축기의 소비동력을 최소화하므로 출력저하 및 연비의 감소를 예방할 수 있다. 이에 출력저하 및 연비저하로 인한 이산화탄소 발생 증가로 인한 환경적인 문제를 예방하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 이젝터를 이용한 냉동장치를 나타낸 개념도.
도 2는 도 1의 이젝터를 이용한 냉동장치의 증발 온도에 따른 이젝터 냉동 시스템의 냉매 온도 변화를 나타낸 표.
도 3은 도 1의 이젝터를 이용한 냉동장치의 증발기 및 이젝터 모티브 유량에 따른 냉각 용량 및 압축기 전력 소비의 변화를 나타낸 표.
도 4는 도 1의 이젝터를 이용한 냉동장치의 증발 온도에 따른 발전기 용량 및 COP의 변화를 나타낸 표.
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 이젝터를 이용한 냉동장치에 대하여 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 이젝터를 이용한 냉동장치는 냉동차량에 설치되는 것으로, 사이클 라인(1), 이젝터(3), 분기라인(4), 제1 열공급부(5), 제2 열공급부(6) 및 냉각수 공급부(7)를 포함하며 냉동차량의 엔진에서 버려지는 폐열을 활용하여 냉동 시스템의 압축기에서 소비되는 동력을 감소시킨다.
사이클 라인(1)은 양단이 연결되어 폐루프(closed loop)구조를 가지며 냉매가 유동할 수 있다. 사이클 라인(1)에는 압축기(11), 응축기(12), 냉매탱크(2), 팽창밸브(13) 및 증발기(14)가 배치되어 있다. 냉매는 사이클 라인(1)은 유동하면서 냉동차량의 저장실의 온도를 조절한다. 증발기(14)는 저장실에 배치되어 있다. 사이클 라인(1)의 냉매 유동에 따른 작용, 상태변화 등은 공지된 냉동 사이클의 구성과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
냉매탱크(2)에는 응축기(12)에서 액체 상태로 토출 되어진 고온고압의 냉매를 저장할 수 있는 2.85ℓ 용량의 저장공간을 갖는다. 냉매탱크(2)의 사이즈는 지름은 110mm인 원통 형태로 하였으며 높이는 300mm이고 상면, 하면 및 하부측 외부 둘레에 지름이 9.52mm인 배관이 형성되어 있다. 상면의 배관은 응축기(12)와 연결되어 고온고압의 액체 상태 냉매가 냉매탱크(2)로 유입될 수 있다. 외부 둘레의 배관은 팽창밸브(13)와 연결되어 있으며 하면의 배관은 분기라인(4)의 일단이 연결되어 있다. 그러나 냉매의 상태에 따라 상면의 배관은 팽창밸브(13)와 연결될 수 있고 외부 둘레의 배관은 응축기(12)와 연결될 수 있다. 냉매탱크(2)로 유입된 냉매는 팽창밸브(13)와 분기라인(4)으로 유동할 수 있다.
이젝터(3)는 증발기(14)와 압축기(11)의 사이에 배치되어 있다. 이젝터(3)는 고온고압의 기체가 유입되는 모티브(Motive)와 노즐(Nozzle), 저온저압의 기체가 유입되는 흡입부(Suction) 및 고온고압의 기체와 저온저압의 기체가 혼합되는 혼합부(Mixing Chamber), 그리고 혼합된 기체의 압력보상을 위한 디퓨져(Diffuser)로 구성되어 있다.
모티브 배관(31)과 연결된 노즐의 지름은 1㎜ 내지 5.4㎜일 수 있다. 그리고 디퓨져(33)의 길이는 50㎜ 내지 60㎜일 수 있다. 노즐의 지름이 1㎜ 미만인 경우 이젝터 냉동시스템의 성능이 너무 낮게 나타날 수 있다.
이젝터(3)의 모티브 배관(31)은 분기라인(4)의 타단과 연결되어 있으며, 이젝터(3)의 흡입 배관(32)은 증발기(14)와 연결되어 있고, 이젝터(3)의 디퓨져(33)는 증발기(14)의 입구단과 연결되어 있다.
분기라인(4)에는 냉매탱크(2)에서 분기라인(4)으로 유동하는 냉매의 유량을 제어하는 유량조절부(41)가 배치되어 있다. 냉매의 유량은 흡입 배관(32)을 통해 이젝터(3)로 유입되는 저온 저압 기체 상태의 냉매 온도에 따라 달라질 수 있다.
제1 열공급부(5)는 100ℓ의 수조에 2.8kW급의 전기히터를 설치하며, 전기히터는 수조의 열매체가 10℃ 내지 25℃의 온도를 유지하도록 가열한다. 수조와 연결된 제1 열매체 라인(52)은 증발기(14)를 경유한다. 제1 열매체 라인(52)에는 펌프 및 유량계(53)가 설치되어 있다. 그리고 증발기(14)와 연결된 제1 열매체 라인(52)의 입구단과 출구단에는 각각 온도 감지부(54)가 배치되어 있다. 제1 열공급부(5)의 열매체는 증발기(14)를 통과하는 저온저압의 냉매와 열교환하여 냉매의 온도를 높일 수 있다.
제2 열공급부(6)는 1,000ℓ의 수조에 6kW급의 전기히터를 설치하였으며 분기라인(4)에 열교환기(61)를 배치하였다. 열교환기(61)는 판형 열교환기일 수 있다. 전기히터는 수조의 열매체가 75℃ 내지 90℃의 온도를 유지하도록 가열한다. 수조와 연결된 제2 열매체 라인(62)은 열교환기(61)를 경유한다. 제2 열매체 라인(62)에는 펌프 및 유량계(63)가 설치되어 있다. 그리고 열교환기(61)와 연결된 제2 열매체 라인(62)의 입구단과 출구단에는 각각 온도 감지부(64)가 배치되어 있다. 제2 열공급부(6)의 열매체는 냉매탱크(2)에서 분배된 고온고압의 액체 상태의 냉매와 열교환하여 고온고압 액체 상태의 냉매는 고온고압 기체 상태가 될 수 있다.
냉각수 공급부(7)는 3.7kW의 칠러(Chiller)를 설치하여 열매체의 온도를 유지하도록 하였으며, 칠러와 연결된 냉각수 라인(71)은 응축기(12)를 경유한다. 냉각수 라인(71)에는 펌프 및 유량계(72)가 설치되어 있다. 냉각수 라인(71)이 열매체와 응축기(12)의 냉매는 서로 열교환할 수 있다. 응축기(12)를 통과하는 고온고압 기체의 냉매가 고온고압 액체가 될 수 있다. 냉각수 라인(71)에는 펌프 및 유량계가 설치되어 있다. 그리고 응축기(12)와 연결된 냉각수 라인(71)의 입구단과 출구단에는 각각 온도 감지부(73)가 배치되어 있다.
제1 열공급부(5)와 제2 열공급부(6)에 전기히터가 배치되고, 냉각수 공급부(7)에 칠러가 배치된 것으로 하였으나, 제1 열공급부(5)와 제2 열공급부(6)는 냉동차량의 엔진에서 버려지는 폐열을 이용하여 냉매의 온도를 높일 수 있고 냉각수 공급부(7)는 냉동차량의 냉각수를 이용하여 냉매의 온도를 낮출 수 있다.
온도 감지부(54, 64, 73)들은 T-type열전대(Thermocouple)를 포함하며 측정된 온도는 실시간으로 컴퓨터에서 처리할 수 있다.
한편, 응축기(12)와 냉매탱크(2)의 사이, 냉매탱크(2)와 팽창밸브(13)의 사이, 증발기(14)와 이젝터(3)의 사이, 이젝터(3)와 압축기(11)사이의 사이클 라인(1)과 냉매탱크(2)와 제2 열공급부(6)의 사이, 제2 열공급부(6)와 이젝터(3)의 사이의 분기라인(4)에는 압력계(9b)와 온도계(9a)가 각각 배치되어 있다. 압력계와 온도계는 냉동 시스템의 운전환경에 따른 압력 및 시스템의 압력을 측정할 수 있다.
냉동차량의 냉동 사이클에 대해 설명한다.
먼저, 사이클 라인(1)의 냉매는 압축기(11), 응축기(12), 냉매탱크(2), 팽창밸브(13), 증발기(14) 및 이젝터(3)를 경유하면서 유동한다. 유량조절부(41)는 냉매탱크(2)의 고온고압 액체 상태의 냉매가 분기라인(4)으로 유동하지 않도록 차단하고 있다. 사이클이 지속적으로 작동하면서 냉매는 냉동차량의 저장실 온도를 조절한다.
냉동차량의 이젝터를 이용한 사이클에 대해 설명한다.
사이클 라인(1)의 냉동 사이클 지속적으로 압축기(11)로 유입되는 저온저압 기체 상태의 냉매 온도가 설정 값 미만이면 유량조절부(41)는 냉매탱크(2)의 고온고압 액체 상태의 냉매가 분기라인(4)을 유동하도록 제어한다.
냉매탱크(2)의 고온고압 액체 상태의 냉매는 사이클 라인(1)을 따라 팽창밸브(13) 방향으로 유동하고 일부는 분기라인(4)을 따라 제2 열공급부(6)의 방향으로 유동할 수 있다.
냉매탱크(2)에서 팽창밸브(13)의 방향으로 유동한 고온고압 액체 상태의 냉매는 팽창밸브(13)를 경유하면서 저온저압 액체 상태가 될 수 있다. 저온저압 액체 상태의 냉매의 온도는 5℃ 내지 20℃를 유지하면서 증발기(14)를 통과하며 저장실의 온도를 조절한다. 증발기(14)를 통과한 냉매는 저온저압 기체 상태가 되어 흡입 배관(32)을 통해 이젝터(3)의 내부로 유입될 수 있다.
한편, 제1 열공급부(5)에서 증발기(14)로 공급된 열매체의 온도가 증발기(14)로 유입되는 냉매온도보다 높다. 열매체와 냉매의 열교환으로 냉매의 온도는 상승한 상태로 이젝터(3)의 내부로 유입될 수 있다.
분기라인(4)을 유동한 고온고압 액체 상태의 냉매는 제2 열공급부(6)를 경유한다. 제2 열공급부(6)의 열매체 온도는 열교환기(61)를 경유하는 고온고압 액체 상태의 냉매 온도보다 높다. 이에 고온고압 액체 상태의 냉매 온도는 상승할 수 있다. 그리고 고온고압 액체 상태의 냉매는 열교환기(61)를 통과하면서 고온고압 기체가 될 수 있다. 고온고압 기체 상태의 냉매는 모티브 배관(31)으로 유입될 수 있다.
이젝터(3)의 내부에서 모티브 배관(31)을 통해 유입된 고온고압 기체 상태의 냉매와 흡입 배관(32)을 통해 유입된 저온저압 기체 상태의 냉매는 서로 혼합되어 디퓨져(33)를 통해 압축기(11)로 배출될 수 있다.
저온저압 기체 상태의 냉매는 이젝터(3)의 내부로 유입되었을 때 보다 온도가 상승한 상태가 되며 고온고압 기체 상태의 냉매는 이젝터(3)의 내부로 유입되었을 때 보다 온도가 낮아진 상태가 된다. 이에 혼합되어 분출되는 냉매(저온저압 기체 + 고온고압 기체)는 디퓨져(33)에 의해 압력이 상승한 상태로 압축기(11)로 유입되어 고온고압 기체 상태의 냉매가 될 수 있다.
따라서, 냉매의 온도를 높이기 위하여 제1 열공급부 및 제2 열공급부는 냉동차량의 엔진에서 버려지는 폐열을 이용함으로 안정적인 열원이 공급되는 장점이 있다. 압축기로 공급되는 냉매는 제1 열공급부, 제2 열공급부 및 이젝터에 의해 온도와 압력이 상승한 상태에서 압축기로 공급된다. 이에 압축기는 냉매를 고압고압 기체로 형성하기 위해 소비되는 동력을 최소화할 수 있다.
이젝터로 흐르는 냉매의 흐름 순서는 응축기(12)에서 토출된 냉매가 냉매탱크(2)를 거쳐 제2 열공급부(6)로 들어가고, 제2 열공급부(6)에서 열매체와 열 교환된 된 냉매는 모티브 배관(31)으로 흘러가고, 이젝터(3) 내부에서 증발기(14)의 냉매와 혼합되어진 상태에서 디퓨져(33)를 거쳐 압축기로 흐르게 된다. 이런 냉매의 흐름순서에 따른 시스템의 냉매의 온도변화를 도면 도 2에 나타내었다.
먼저, 응축기(12)에서 나온 냉매는 냉매탱크(2)에서 제2 열공급부(6)로 흐르게 되며, 도면 도 2에서 알 수 있듯이 제2 열공급부(6)로 들어가는 냉매의 온도는 응축기(12)에서 토출된 냉매의 온도보다 낮게 나타났다. 제2 열공급부(6)로 들어가는 냉매 온도가 낮은 원인은 유량조절부(41)가 실험조건에 맞는 유량비를 조절하기 위해서 개도가 작아지게 되고, 작아진 개도에 의해서 밸브 내에서 압력강하가 발생되었기 때문이다. 온도가 낮아진 냉매는 제2 열공급부(6)를 통과하면서 제2 열공급부(6)에서 열매체와 열 교환되어 온도가 상승하게 되고, 온도가 상승되어진 냉매는 모티브 배관(31)을 통해 이젝터(3)의 내부에서 증발기(14)에서 토출된 저온의 냉매와 혼합되어 디퓨져(33)를 통해 압축기(11)로 토출된다.
이젝터(3)에서 토출된 냉매온도는 증발기(14)에서 저온의 냉매와 제2 열공급부(6)에서 토출된 고온의 냉매가 혼합되어 짐에 따라서 모티브 배관(31)으로 유입된 냉매온도보다 낮고 증발기(14)의 냉매 온도보다 높은 상태가 된 후, 압축기(11)로 들어가서 압축된 후 다시 응축기(12)로 들어가게 된다.
모티브 배관(31)으로 냉매가 흐르지 않는 구간에는 모티브 배관(31)으로 흐르는 냉매의 온도변화가 없는 반면, 모티브 배관(31)으로 냉매가 흐르는 구간에서는 모티브 배관(31)의 냉매 온도가 상승된다는 것을 확인할 수 있다.
또한, 증발온도 기준으로 15℃일 때 모티브 배관(31)의 냉매 유량은 0.3g/Sec이고, 20℃일 때의 냉매 유량은 0.51g/Sec로써 유량이 증가할수록 제2 열공급부(6)에서 열매체와 열 교환되어지는 열 교환량은 증가되어 모티브 배관(31)으로 유입되는 냉매의 온도도 같이 상승하는 것을 알 수 있었다.
증발온도에 따른 냉동능력 및 소비동력변화를 도면 도 3에 나타내었고, 모티브 배관(31)으로 냉매의 유량이 없는 증발온도 5℃ 및 7℃ 구간에서는 냉동능력 및 소비동력의 변화가 없었다. 이런 현상은 압축기(11)의 용량의 부족으로 증발기(14)로 흐르는 냉매의 유량이 작기 때문이다. 모티브 배관(31)으로 냉매유량이 존재하는 증발온도 15℃ 및 20℃구간에서는 냉동능력과 소비동력의 변화량이 뚜렷하게 나타나고 냉동능력의 변화폭이 압축기 소비동력의 폭보다 더 높게 나타났다.
증발온도에 따른 제2 열공급부(6)에서 공급받는 열량과 COP변화를 도면 도 4에 나타내었다. 도면 도 4에서 COP변화는 증발온도가 낮아짐에 따라서 낮게 나타났고, 증발온도에 따른 COP는 모든 온도조건에서 1보다 작은 값을 보이고 있으며, 제2 열공급부(6)에서 공급받는 열량의 경우는 냉매유량이 존재하는 증발온도 15℃에서는 제2 열공급부(6)에서 공급받는 열량은 45.61W로 나타났고, 이때 유량비(%)는 7.47%로 나타났으며, 증발온도 20℃에서는 제2 열공급부(6)에서 공급받는 열량은 65.86W이며, 유량비는 8.43%로 나타났다.
따라서, 이젝터(3) 최적화를 통해 시스템의 효율향상이 가능하며, 기존 증기 압축식 냉동시스템의 저온에서 COP가 감소하는 것을 극복할 수 있는 장점이 있다.
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: 사이클 라인 11: 압축기
12: 응축기 13: 팽창밸브
14: 증발기 2: 냉매탱크
3: 이젝터 31: 모티브 배관
32: 흡입 배관 33: 디퓨져
4: 분기라인 41: 유량조절부
5: 제1 열공급부 52: 제1 열매체 라인
53, 63, 72: 유량계 54, 64, 73: 온도 감지부
6: 제2 열공급부 61: 열교환기
62: 제2 열매체 라인 7: 냉각수 공급부
71: 냉각수 라인 9a: 온도계
9b: 압력계

Claims (5)

  1. 냉동차량에 설치되는 것으로,
    압축기, 응축기, 냉매탱크, 팽창밸브 및 증발기가 배치되어 있는 사이클 라인,
    상기 사이클 라인에 배치되어 상기 압축기로 공급되는 냉매의 온도와 압력을 높이는 이젝터,
    상기 냉매탱크와 상기 이젝터를 연결하며 상기 냉매탱크에서 분배된 냉매가 유동할 수 있는 분기라인,
    상기 증발기와 연결되어 있고 냉매의 온도를 높이는 제1 열공급부,
    상기 분기라인에 배치되어 있고 냉매의 온도를 높이는 제2 열공급부 및
    상기 응축기와 연결되어 있고 냉매의 온도를 낮추는 냉각수 공급부
    를 포함하며,
    상기 제1 열공급부의 제1 열매체 온도는 10℃ 내지 25℃이고, 상기 제1 열매체의 온도는 상기 증발기로 유입되는 냉매의 온도보다 3℃ 내지 7℃ 높으며, 상기 제2 열공급부의 제2 열매체 온도는 75℃ 내지 90℃인
    이젝터를 이용한 냉동장치.
  2. 제1항에서,
    상기 이젝터의 모티브 배관은 상기 분기라인과 연결되어 있고, 상기 이젝터의 흡입 배관은 상기 증발기와 연결되어 있으며, 상기 이젝터의 디퓨져는 상기 압축기와 연결되어 있으며, 모티브 배관을 통해 유입된 고온고압 기체 상태의 냉매와 흡입 배관을 통해 유입된 저온저압 기체 상태의 냉매는 상기 이젝터의 내부에서 혼합되어 상기 증발기에서 유입되는 냉매보다 고온고압의 기체 상태가 되어 상기 압축기로 토출되는
    이젝터를 이용한 냉동장치.
  3. 제1항에서,
    상기 냉각수 공급부, 상기 제1 열공급부 및 상기 제2 열공급부는 각각 입구단과 출구단을 포함하고, 상기 입구단과 상기 출구단에는 각각 유동하는 열매체의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부가 배치되어 있으며, 상기 냉각수 공급부, 상기 제1 열공급부 및 상기 제2 열공급부는 각각 유량계가 설치되어 있는
    이젝터를 이용한 냉동장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 열공급부는 100ℓ의 수조에 2.8kW급의 전기히터를 설치하여 열매체의 온도를 조절하고, 상기 제2 열공급부는 1,000ℓ의 수조에 6kW급의 전기히터를 설치하여 열매체의 온도를 70℃ 내지 90℃ 상승시킬 수 있으며, 상기 냉각수 공급부는 3.7kW의 칠러(Chiller)를 설치하여 열매체의 온도를 유지하는
    이젝터를 이용한 냉동장치.
  5. 제1항에서,
    상기 분기라인에 배치되어 상기 냉매탱크에서 분기되는 냉매의 유량을 제어하는 유량조절부를 더 포함하는 이젝터를 이용한 냉동장치.
KR1020200154025A 2019-11-18 2020-11-17 이젝터를 이용한 냉동장치 KR102388766B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190147894 2019-11-18
KR20190147894 2019-11-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210061281A true KR20210061281A (ko) 2021-05-27
KR102388766B1 KR102388766B1 (ko) 2022-04-22

Family

ID=76135859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200154025A KR102388766B1 (ko) 2019-11-18 2020-11-17 이젝터를 이용한 냉동장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102388766B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102369304B1 (ko) * 2020-09-08 2022-03-04 제주대학교 산학협력단 이젝터를 이용한 냉동장치의 제어방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100738555B1 (ko) 2005-04-01 2007-07-12 가부시키가이샤 덴소 이젝터식 냉동사이클
KR20110032860A (ko) * 2009-09-24 2011-03-30 이재형 압축기의 폐열을 이용한 냉방장치
KR20110093219A (ko) * 2010-02-12 2011-08-18 한라공조주식회사 배기열 회수 이젝터 공조 시스템
KR101359932B1 (ko) 2013-12-20 2014-02-11 오텍캐리어냉장 유한회사 이젝터를 이용한 냉동탑차의 냉동-냉방 시스템
KR101543732B1 (ko) * 2015-02-17 2015-08-11 (주)테키스트 냉각성능이 향상된 열교환기를 이용한 온도제어장치
JP2019190794A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100738555B1 (ko) 2005-04-01 2007-07-12 가부시키가이샤 덴소 이젝터식 냉동사이클
KR20110032860A (ko) * 2009-09-24 2011-03-30 이재형 압축기의 폐열을 이용한 냉방장치
KR20110093219A (ko) * 2010-02-12 2011-08-18 한라공조주식회사 배기열 회수 이젝터 공조 시스템
KR101359932B1 (ko) 2013-12-20 2014-02-11 오텍캐리어냉장 유한회사 이젝터를 이용한 냉동탑차의 냉동-냉방 시스템
KR101543732B1 (ko) * 2015-02-17 2015-08-11 (주)테키스트 냉각성능이 향상된 열교환기를 이용한 온도제어장치
JP2019190794A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102369304B1 (ko) * 2020-09-08 2022-03-04 제주대학교 산학협력단 이젝터를 이용한 냉동장치의 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102388766B1 (ko) 2022-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920021854A (ko) 공기 예비 냉각 방식 및 장치
CN102102934A (zh) 冰箱及操作控制方法
CN212179341U (zh) 一种水循环式供冷***
CN105509354A (zh) 冷水机组和热泵机组
KR20210061281A (ko) 이젝터를 이용한 냉동장치
KR101629080B1 (ko) 물 가열장치
CN105387644A (zh) 冷水机组及其控制方法
CN206222732U (zh) 制冷装置及卷烟滤棒生产设备
CN102980334A (zh) 用于机动车辆中的制冷回路
CN115060017B (zh) 制冷设备的控制方法、制冷设备及存储介质
KR20050050536A (ko) 히트펌프를 이용한 냉난방시스템
US5247811A (en) Production and heat storage system for low-temperature chilled water
CN106858271B (zh) 一种热泵型低温高湿空气解冻装置
CN205580023U (zh) 带有制冷剂存储容器的变频空调器
CN214841826U (zh) 一种带自然冷却的双效一体式制冷机组
JP5056026B2 (ja) 自動販売機
KR20190026288A (ko) 냉동기 토출 가스에 의한 응축 폐열 회수를 이용한 냉동 시스템
KR102603516B1 (ko) 얼음 생성 장치 및 이의 제어 방법
CN106679211B (zh) 一种室内冷却和造雪二合一***
JP3082975U (ja) 冷凍冷蔵除霜装置
KR102561069B1 (ko) 브라인 칠러 및 이를 포함하는 이산화탄소 복합 사이클 시스템
CN210026187U (zh) 一种模具冻水机
RU2761708C1 (ru) Холодильная установка рефрижераторного контейнера
CN219713716U (zh) 一种用于冰箱的制冷***及冰箱
KR20140060114A (ko) 수공냉 통합식 제빙기

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right