KR102009338B1

KR102009338B1 - 고효율 리사이클 응축기

Info

Publication number: KR102009338B1
Application number: KR1020190004580A
Authority: KR
Inventors: 장태수
Original assignee: (주)세원글로벌
Priority date: 2019-01-14
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2019-08-12
Anticipated expiration: 2039-01-14

Abstract

본 발명은 고효율 리사이클 응축기에 관한 것으로, 제1,2응축기 및 냉매밸런스탱크를 통해 냉매를 지속적으로 순환시켜 설정된 온도까지 낮춰준 상태에서 수액기를 통한 증발기로의 공급이 이루어지도록 함으로써 증발기의 효율이 향상되도록 하고, 사계절 온도 변화에 따른 응축 온도 및 압력 변화를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 고효율 리사이클 응축기를 제공함에 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명은, 압축기를 통해 압축된 냉매를 공급받아 1차 응축시켜주는 제1응축기; 상기 제1응축기를 통해 응축된 냉매를 저장하고 냉매량이 일정하게 공급되도록 하는 냉매밸런스탱크; 상기 냉매밸런스탱크를 통해 1차적으로 응축된 냉매를 공급받아 2차 응축시켜주는 제2응축기; 상기 냉매밸런스탱크와 제2응축기 사이에 설치되어 제2응축기로 공급되는 냉매의 유량과 압력을 일정하게 유지시켜주는 냉매공급조절부;를 포함하여 구성된 것을 기술적 요지로 한다.

Description

고효율 리사이클 응축기{Recycle condenser of High-efficiency}

본 발명은 고효율 리사이클 응축기에 관한 것으로, 고온의 냉매를 설정 온도까지 계속 순환되도록 하고 고압으로 상승시킨 상태로 수액기를 통해 증발기로 공급되도록 함으로써 증발기의 효율이 향상되도록 하는 고효율 리사이클 응축기에 관한 것이다.

일반적으로 우리나라는 4계절의 온도와 습도 차이가 매우 크고, 특히 최근에는 여름에 무더운 기온이 지속되는 온대성 기후로 변화하는 바, 압축, 응축, 팽창, 증발의 순서로 이루어지는 냉동 사이클에서 공랭식 응축기의 효율이 소비전력에 많은 영향을 미치게 된다.

즉 압축과 응축 조건에 따라 실제 필요한 팽창, 증발의 냉각 효율이 변하게 되는 것이다

한편 응축기는 압축기로부터 압축된 기체를 응축한 후 응축된 냉매를 수액기 혹은 팽창변을 통해 증발기에 바로 공급하여 증발잠열을 이용한 냉각 방식이기 때문에 수시로 냉매의 온도 및 압력이 변화되어 냉매의 응축이 원활하게 이루어지 못하게 되고 이로 인해 팽창 및 증발의 냉각효율이 감소되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 응축기의 효율이 증가되도록 응축기를 제1,2응축기로 구분하고 1차적으로 응축된 냉매를 제2응축기를 통해 재 응축하여 응축률을 높여 줌으로써 냉각 효율이 증대되도록 하였다.

그러나 종래와 같이 응축기를 제1,2응축기로만 단순히 구분하여 냉매를 응축할 경우에도 냉매의 유량이 수시로 변화될 경우에는 냉매의 온도 및 압력 변화 조절이 용이하게 이루어지 못하고 이로 인해 냉각효율이 감소되는 문제점이 있다.

등록특허번호 제10-1438603호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 제1,2응축기와 냉매밸런스탱크 및 냉매공급조절부를 통해 냉매를 지속적으로 순환시켜 설정된 온도까지 낮춰줌과 동시에 일정한 고압이 유지되도록 한 상태에서 수액기를 통한 증발기로의 공급이 이루어지도록 함으로써 증발기의 효율이 향상되도록 하고, 사계절 온도 변화에 따른 응축 온도 및 압력 변화를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 고효율 리사이클 응축기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은, 압축기를 통해 압축된 냉매를 공급받아 1차 응축시켜주는 제1응축기; 상기 제1응축기를 통해 응축된 냉매를 공급받아 저장하고 리사이클하기 위한 냉매량을 일정하게 유지시켜주는 냉매밸런스탱크; 상기 냉매밸런스탱크에서 1차적으로 응축된 냉매를 공급받아 2차 응축시켜주는 제2응축기; 상기 냉매밸런스탱크와 제2응축기 사이에 설치되어 제2응축기로 공급되는 냉매의 유량과 압력을 일정하게 유지시켜주는 냉매공급조절부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 냉매공급조절부는, 상기 냉매밸런스탱크와 제2응축기를 연결하여 냉매의 공급이 이루어지도록 하는 메인유로; 상기 메인유로에서 분기된 후 다시 메인유로에 연결되는 바이패스유로; 상기 메인유로에서 바이패스유로가 분기되는 부분에 설치되어 냉매의 압력이 설정된 압력 이상일 경우에는 메인유로방향으로 개방되어 제2응축기로 냉매가 공급되도록 하고 설정된 압력 이하일 경우에는 바이패스유로 방향으로 개방되는 삼방밸브; 상기 바이패스유로상에 설치되어 냉매의 압력을 설정된 압력 이상으로 증가시켜주는 냉매액펌프; 상기 냉매액펌프의 출구측에 설치되고 제2응축기로 공급되는 냉매의 압력이 적정압력 이하일 경우에는 차단되고 적정압력 이상일 경우에는 개방되어 설정된 압력의 냉매가 제2응축기로 유입되도록 제어하는 압력조절밸브;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 냉매밸런스탱크에 저장되는 냉매가 추가적으로 열교환 될 수 있도록 증발기에서 압축기로 연결되는 냉매가스관은 냉매밸런스탱크를 경유하여 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2응축기는 출구측에서 리턴유로를 통해 냉매밸런스탱크와 연결됨과 동시에 수액기 연결유로를 통해 수액기와 연결되며, 상기 리턴유로상에는 제2응축기를 통해 응축된 냉매의 온도가 설정온도 이상일 경우에는 개방되어 냉매가 냉매밸런스탱크를 통해 재 냉각이 이루어지도록 하고 설정온도 이하일 경우에는 차단되는 리사이클 밸브가 설치되고, 상기 수액기 연결유로상에는 냉매의 온도가 설정온도 이하일 경우에는 개방되어 냉매가 수액기로 공급되도록 하고 설정온도 이상일 경우에는 차단되어 냉매밸런스탱크로 유입되도록 하는 냉동사이클 밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 압축기에서 공급되어 응축기에서 응축되는 고온의 냉매를 응축 설정온도까지 계속 순환시켜 설정된 온도까지 낮춰준 상태로 수액기로 공급되도록 하고, 온도가 저하됨으로써 손실되는 압력을 냉매공급조절부를 이용하여 설정된 압력까지 상승시킨 상태로 순환이 이루어지도록 함으로서 증발기의 효율을 높여 전체적인 냉동시스템의 소비전력을 감소시켜주는 효과가 있다.

또한 증발기에서 압축기로 연결되는 냉매가스관을 상기 냉매밸런스탱크에 경유되도록 배관함으로써 냉매가스관을 통해 흐르는 냉매의 온도보다 상대적으로 높은 냉매밸런스탱크 내부의 냉매가 열교환 되도록 함으로써 추가적인 냉각이 이루어져 제2응축기에서의 응축효과를 높여주는 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 본 발명에 의한 리사이클 응축기를 나타낸 예시도,

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도면에서와 같이 본 발명의 응축기는 압축기(20)를 통해 압축된 고온 고압의 냉매를 공급받아 1차 응축시켜주는 제1응축기(100)와, 상기 제1응축기(100)를 통해 응축된 냉매를 저장하는 냉매밸런스탱크(300)와, 상기 냉매밸런스탱크(300)를 통해 1차적으로 응축된 냉매를 공급받아 2차 응축시켜주는 제2응축기(200)와, 상기 냉매밸런스탱크(300)와 제2응축기(200) 사이에 설치되어 제2응축기(200)로 공급되는 냉매의 유량과 압력을 설정값에 맞게 유지되도록 하는 냉매공급조절부(400)를 포함하여 구성된다.

상기 제1응축기(100)와 제2응축기(200)는 동일한 냉각팬(530)을 통해 작동되어 냉매를 응축시켜주게 된다.

또한 냉각팬(530)의 풍량을 조절하기 위한 풍속센서(510)와 응축되는 냉매의 온도를 측정하기 위한 온도센서(500) 및 온도센서(500)를 통해 측정된 측정값을 통해 냉각팬(530)을 제어하는 팬 제어 컨트롤러(520)를 포함하여 구성된다.

상기 냉매밸런스탱크(300)는 제1응축기(100)를 통해 1차적으로 응축된 냉매를 저장하고 제2응축기(200)로 공급함으로써 제2응축기(200)를 통해 응축하기 위한 냉매량이 일정하게 유지될 수 있도록 구성되는 것이다.

상기 냉매공급조절부(400)는 상기 냉매밸런스탱크(300)와 제2응축기(200)를 연결하여 제2응축기(200)로 냉매가 공급되도록 하는 메인유로(440)와, 상기 메인유로(440)에서 분기된 후 다시 메인유로(440)에 연결되는 바이패스유로(450)와, 상기 메인유로(440)에서 바이패스유로(450)가 분기되는 부분에 설치되어 냉매밸런스탱크(300)에서 제2응축기(200)로 순환되는 냉매의 압력이 설정된 압력 이상일 경우에는 메인유로(440)방향으로 개방되어 제2응축기(200)로 냉매가 공급되도록 하고 설정된 압력 이하일 경우에는 바이패스유로(450) 방향으로 개방되는 삼방밸브(430)와, 상기 바이패스유로(450)상에 설치되어 냉매의 압력을 설정된 이상으로 증가시켜 제2응축기로 공급되도록 하는 냉매액펌프(410)와, 상기 냉매액펌프(410)의 출구측에 설치되고 제2응축기(200)로 공급되는 냉매의 압력이 적정압력 이하일 경우에는 차단되고 적정압력 이상일 경우에는 개방되어 설정된 압력의 냉매가 제2응축기(200)로 유입되도록 제어하는 압력조절밸브(420)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 냉매공급조절부(400)는 냉매밸런스탱크(300)에서 제2응축기(200)로 공급되는 냉매의 압력이 설정된 압력 이상일 경우에는 메인유로(440)를 통해 제2응축기(200)로 냉매가 공급되도록 하고 설정된 압력 이하일 경우에는 바이패스유로(450)를 경유하도록 한 후 냉매액펌프(410)를 통해 설정된 압력까지 상승시킨 상태에서 제2응축기(200)로 공급되도록 함으로써 저온 정압의 냉동 사이클이 이루어지도록 하는 것이다.

한편 본 발명은 상기 증발기(10)에서 압축기(20)를 연결하는 냉매가스관(11)이 상기 냉매밸런스탱크(300)를 경유하여 압축기(20)로 연결하도록 구성된다.

즉 상기 냉매가스관(11)을 통해 증발기(10)에서 압축기(20)로 흐르는 냉매가스는 저온으로 이루어지고 이러한 냉매가스관(11)을 냉매밸런스탱크(300)에 경유되도록 배관함으로써 냉매밸런스탱크(300)로 유입된 고온의 냉매가 저온의 냉매가스관(11)을 통해 열교환이 이루어지게 됨으로써 냉매의 추가적인 냉각이 이루어져 냉매의 냉각 효율이 향상되는 것이다.

한편 상기 제2응축기(200)는 출구측에서 리턴유로(210)를 통해 냉매밸런스탱크(300)와 연결되고 수액기 연결유로(220)를 통해 수액기(40)와 연결된다.

상기 리턴유로(210)에는 제2응축기(200)를 통해 응축된 냉매의 온도에 따라 개폐되어 냉매의 추가적인 응축 리사이클이 이루어지도록 하는 리사이클 밸브(211)가 설치되고, 상기 수액기 연결유로(220)상에는 상기 리사이클 밸브(211)의 개폐상태와 반대로 작동되어 냉매가 적정온도 이하일 경우 수액기(40)로 냉매가 공급되도록 하는 냉동사이클 밸브(221)가 설치된다.

즉 제2응축기(200)를 통해 응축된 냉매의 온도가 설정된 온도보다 높을 경우에는 리사이클 밸브(211)가 개방되어 냉매는 다시 냉매밸런스탱크(300)로 공급되고, 설정된 온도보다 낮을 경우에는 상기 리사이클 밸브(211)는 닫히고 냉동사이클 밸브(221)가 개방되어 수액기(40)로 냉매가 공급되어 냉동사이클이 이루어지게 되는 것이다.

한편 상기 압축기와 제1응축기(100) 사이에는 오일세퍼레이터(30)가 구비되고 상기 오일세퍼레이터(30)에는 압축기오일쿨러(31)가 연결된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 고효율 리사이클 응축기의 작동과정을 설명하면, 압축기(20)를 통해 고온 고압의 냉매가스가 제1응축기(100)로 유입되어 1차적으로 응축이 이루어지고 1차적으로 응축된 냉매는 냉매밸런스탱크(300)로 보내진다.

이후 냉매밸런스탱크(300)의 냉매는 냉매공급조절부(400)를 통해 설정된 압력까지 조절된 상태로 제2응축기(200)로 공급된다.

상기 냉매공급조절부(400)를 통한 냉매의 압력조절 과정을 설명하면, 냉매밸런스탱크(300)의 출구측 압력이 설정된 압력보다 높을 경우에는 삼방밸브(430)를 통해 바이패스유로(450) 방향은 차단한 상태에서 메인유로(440) 방향으로 개방되어 냉매가 메인유로(440)를 통해 제2응축기(200)로 바로 공급된다.

또한 냉매밸런스탱크(300)의 출구측 압력이 설정된 압력보다 낮을 경우에는 삼방밸브(430)의 메인유로(440)측이 차단되고 바이패스유로(450) 방향으로 개방되고 바이패스유로(450) 상에 설치되어 있는 냉매액펌프(410)를 작동하여 냉매의 압력을 설정된 압력까지 증가시켜 주게 된다. 이때 압력조절밸브(420)는 설정된 압력까지 높아질 동안 차단된 상태이다.

이렇게 냉매액펌프(410)를 통해 냉매의 압력이 설정된 압력 이상으로 증가되면 상기 압력조절밸브(420)를 개방하여 제2응축기(200)로 냉매가 공급되도록 한다.

이와 같이 냉매공급조절부(400)는 냉매를 응축함에 따라 냉매의 온도가 저하되는 것을 보상해줌으로써 저온 정압의 냉매사이클이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

한편 제2응축기(200)를 통해 응축된 냉매는 출구측에서의 온도가 설정된 온도 이하일 경우에는 냉동사이클 밸브(221)가 개방되어 수액기(40)로 공급된 후 냉동사이클 상의 증발기(10)로 공급되는 것이다.

한편 제2응축기(200)를 통해 응축된 냉매의 출구측 온도가 설정된 온도 이하일 경우에는 수액기 연결유로(220)에 냉동사이클 밸브(221)가 개방되어 수액기(40)로 공급된 후 냉동사이클 상의 증발기(10)로 공급되는 것이다.

또한 제2응축기(200)를 통해 응축된 냉매의 출구측에서의 온도가 설정된 온도 이상일 경우에는 상기 냉동사이클 밸브(221)는 닫히고 리턴유로(210)상에 설치된 리사이클 밸브(211)가 개방되어 냉매는 다시 냉매밸런스탱크(300)로 보내져 추가적인 순환을 통한 냉각이 이루어질 수 있게 저장되는 것이다.

한편 상기 냉매밸런스탱크(300)에 저장되는 냉매는 냉매밸런스탱크(300)를 경유하도록 배관되고 저온의 냉매가스가 흐르고 있는 냉매가스관(11)을 통해 추가적인 열교환이 이루어지게 되어 냉각 효율이 더욱 향상되는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 압축기(20)에서 공급되어 응축기에서 응축되는 고온의 냉매를 응축 설정온도까지 계속 순환시켜 설정된 온도까지 낮춰준 상태로 수액기(40)로 공급되도록 하고, 온도가 저하됨으로써 손실되는 압력을 냉매액펌프(410)를 이용하여 설정된 압력까지 상승시킨 상태로 순환이 이루어지도록 함으로서 증발기(10)의 효율을 높여 전체적인 냉동시스템의 소비전력을 감소시켜주게 되는 것이다.

또한 증발기(10)에서 압축기(10)로 연결되는 냉매가스관(11)을 상기 냉매밸런스탱크(300)에 경유되도록 배관함으로써 냉매가스관(11)을 통해 흐르는 냉매의 온도보다 상대적으로 높은 냉매밸런스탱크(300) 내부의 냉매가 열교환 되도록 함으로써 추가적인 냉각이 이루어져 제2응축기(200)에서의 응축효과는 높여줄 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(10) : 증발기 (11) : 냉매가스관
(20) : 압축기 (30) : 오일세퍼레이터
(31) : 오일쿨러 (40) : 수액기
(100) : 제1응축기 (200) : 제2응축기
(210) : 리턴유로 (211) : 리사이클 밸브
(220) : 수액기 연결유로 (221) : 냉동사이클 밸브
(300) : 냉매밸런스탱크 (400) : 냉매공급조절부
(410) : 냉매액펌프 (420) : 압력조절밸브
(430) : 삼방밸브 (440) : 메인유로
(450) : 바이패스유로 (500) : 온도센서
(510) : 풍속센서 (520) : 팬 제어 컨트롤러
(540) : 냉각팬

Claims

압축기(20)를 통해 압축된 냉매를 공급받아 1차 응축시켜주는 제1응축기(100);
상기 제1응축기(100)를 통해 응축된 냉매를 공급받아 저장하고 리사이클하기 위한 냉매량을 일정하게 유지시켜주는 냉매밸런스탱크(300);
상기 냉매밸런스탱크(300)에서 1차적으로 응축된 냉매를 공급받아 2차 응축시켜주는 제2응축기(200);
상기 냉매밸런스탱크(300)와 제2응축기(200) 사이에 설치되어 제2응축기(200)로 공급되는 냉매의 유량과 압력을 일정하게 유지시켜주는 냉매공급조절부(400);를 포함하여 구성되고,
상기 냉매밸런스탱크(300)에 저장되는 냉매가 추가적으로 열교환 될 수 있도록 증발기(10)에서 압축기(20)로 연결되는 냉매가스관(11)은 냉매밸런스탱크(300)를 경유하여 연결되는 것을 특징으로 하는 고효율 리사이클 응축기.
제 1 항에 있어서,
상기 냉매공급조절부(400)는,
상기 냉매밸런스탱크(300)와 제2응축기(200)를 연결하여 냉매의 공급이 이루어지도록 하는 메인유로(440);
상기 메인유로(440)에서 분기된 후 다시 메인유로(440)에 연결되는 바이패스유로(450);
상기 메인유로(440)에서 바이패스유로(450)가 분기되는 부분에 설치되어 냉매의 압력이 설정된 압력 이상일 경우에는 메인유로(440)방향으로 개방되어 제2응축기(200)로 냉매가 공급되도록 하고 설정된 압력 이하일 경우에는 바이패스유(450)로 방향으로 개방되는 삼방밸브(430);
상기 바이패스유로(450)상에 설치되어 냉매의 압력을 설정된 압력 이상으로 증가시켜주는 냉매액펌프(410);
상기 냉매액펌프(410)의 출구측에 설치되고 제2응축기(200)로 공급되는 냉매의 압력이 적정압력 이하일 경우에는 차단되고 적정압력 이상일 경우에는 개방되어 설정된 압력의 냉매가 제2응축기(200)로 유입되도록 제어하는 압력조절밸브(420);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고효율 리사이클 응축기.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제2응축기(200)는 출구측에서 리턴유로(210)를 통해 냉매밸런스탱크(300)와 연결됨과 동시에 수액기 연결유로(220)를 통해 수액기(40)와 연결되며,
상기 리턴유로(210)상에는 제2응축기(200)를 통해 응축된 냉매의 온도가 설정온도 이상일 경우에는 개방되어 냉매가 냉매밸런스탱크(300)를 통해 재 냉각이 이루어지도록 하고 설정온도 이하일 경우에는 차단되는 리사이클 밸브(211)가 설치되고,
상기 수액기 연결유로(220)상에는 냉매의 온도가 설정온도 이하일 경우에는 개방되어 냉매가 수액기(40)로 공급되도록 하고 설정온도 이상일 경우에는 차단되어 냉매밸런스탱크(300)로 유입되도록 하는 냉동사이클 밸브(221)가 설치되는 것을 특징으로 하는 고효율 리사이클 응축기.