KR102853067B1 - Refrigeration cycle with free cooling - Google Patents
Refrigeration cycle with free coolingInfo
- Publication number
- KR102853067B1 KR102853067B1 KR1020220111849A KR20220111849A KR102853067B1 KR 102853067 B1 KR102853067 B1 KR 102853067B1 KR 1020220111849 A KR1020220111849 A KR 1020220111849A KR 20220111849 A KR20220111849 A KR 20220111849A KR 102853067 B1 KR102853067 B1 KR 102853067B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- refrigerant
- liquid
- line
- temperature
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
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
- F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
- F25B6/04—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in series
-
- 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
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/31—Expansion valves
- F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
-
- 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
- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
- F25B43/04—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases
- F25B43/043—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases for compression type systems
-
- 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
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
-
- 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
- F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
- F25B5/02—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
-
- 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
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2501—Bypass valves
-
- 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
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2513—Expansion valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
본 발명은 프리쿨링을 겸한 냉동싸이클에 관한 것으로, 냉매순환라인(10)의 도중에 마련된 압축기(1)와, 상기 압축기에서 고온고압으로 압축되어 토출되는 고온고압의 기체냉매를 고온등압의 액체로 만들기 위한 1차 응축기(2a)와, 상기 1차 응축기에서 응축 액화되어 토출되는 고온고압의 액상냉매를 일시 저장하는 수액기(3)와, 상기 수액기에 저장되는 액상냉매를 펌핑하여 팽창밸브측으로 공급하기 위한 냉매유량 증압펌프(4)와, 상기 팽창밸브에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매로 하여금 외부 열교환매체가 가진 열을 빼앗는 열교환작용으로 증발되게 하는 과정에서 주위의 열을 흡수한 후 저온의 기체상태로 변환시키는 메인 증발기(6a)와, 상기 메인 증발기에서 외부 열교환매체와의 열교환작용으로 주위의 열을 빼앗아 증발하는 저온의 기체냉매에 함유되어 있는 엑상냉매는 걸러내고 기체냉매를 압축기로 보내는 액분리기(7)를 형성하고 있도록 구성되어 있으며, 상기 냉매유량 증압펌프(4)에 의해 펌핑되는 액상냉매를 응축 액화하여 수액기(3)에 저장하도록 제1 바이패스라인(8a)이 연결되는 2차 응축기(2b)를 포함하고 있도록 구성되는 냉동싸이클에 있어서,
상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)과 상기 팽창밸브(5)의 입구라인(51)을 연결하는 냉매순환라인(10)에는 제2 전자밸브(9c)가 장설되어 있는 제2 바이패스라인(8b)이 연결되어 있으며, 상기 제2 바이패스라인(8b)은 보조 증발기(6b)의 입구라인(63)에 연결되고, 상기 보조 증발기(6b)의 출구라인(64)은 수액기(3)에 연결되도록 구성하는 수단으로, 상기 냉동싸이클의 압축기(1)를 정지시킨 상태에서 냉매유량 증압펌프(4)를 작동시켜 수액기(4)에 저장되는 액상냉매가 2차 응축기(2b)와 보조 증발기(6b)를 순환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.The present invention relates to a refrigeration cycle with free cooling, comprising: a compressor (1) provided in the middle of a refrigerant circulation line (10); a primary condenser (2a) for converting a high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant compressed at high temperature and high pressure and discharged from the compressor into a high-temperature, isostatically charged liquid; a liquid receiver (3) for temporarily storing the high-temperature, high-pressure liquid refrigerant condensed and liquefied and discharged from the primary condenser; a refrigerant flow booster pump (4) for pumping the liquid refrigerant stored in the liquid receiver and supplying it to an expansion valve; a main evaporator (6a) for causing the refrigerant in a fog state rapidly expanded in the expansion valve to evaporate through a heat exchange action that takes away heat from an external heat exchange medium, thereby absorbing heat from the surroundings in the process and converting it into a low-temperature gaseous state; and a main evaporator (6a) for filtering out the liquid refrigerant contained in the low-temperature gaseous refrigerant that evaporates by taking away heat from the surroundings through a heat exchange action with an external heat exchange medium in the main evaporator and converting the gaseous refrigerant into a gaseous refrigerant. In a refrigeration cycle, which is configured to form a liquid separator (7) that is sent to a compressor, and is configured to include a secondary condenser (2b) to which a first bypass line (8a) is connected so as to condense and liquefy the liquid refrigerant pumped by the refrigerant flow booster pump (4) and store it in a liquid receiver (3),
The invention is characterized in that a second bypass line (8b) having a second solenoid valve (9c) is connected to a refrigerant circulation line (10) connecting the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) and the inlet line (51) of the expansion valve (5), and the second bypass line (8b) is connected to the inlet line (63) of the auxiliary evaporator (6b), and the outlet line (64) of the auxiliary evaporator (6b) is connected to a liquid receiver (3), and the invention is configured such that the refrigerant flow rate booster pump (4) is operated while the compressor (1) of the refrigeration cycle is stopped so that the liquid refrigerant stored in the liquid receiver (4) circulates through the secondary condenser (2b) and the auxiliary evaporator (6b).
Description
본 발명은 프리쿨링을 겸한 냉동싸이클에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평상시 실내를 냉방하고자 할 때에는 압축기의 동력으로 냉매를 순환시키는 냉동싸이클을 이용하여 실내를 적정온도로 냉방할 수 있으며, 외기 온도가 20℃에서 10℃ 이상의 봄·가을의 계절에서는 냉동기 운전과 프리쿨링이 병열로 동시에 냉방할 수 있으며, 외기 온도가 10℃ 이하로 낮은 동절기에는 냉동싸이클의 압축기를 가동시키지 않고 냉매를 순환시키는 냉매액순환펌프를 작동시키는 수단으로, 실내를 적정 온도로 냉방할 수 있도록 함으로써 동절기에는 동력이 많이 소요되는 압축기를 이용하지 않고 적은 동력으로 냉매를 순환시키는 냉매액순환펌프를 가동시켜 실내를 적정 온도로 냉방할 수 있도록 하여 전기에너지를 절약할 수 있도록 구성된 프리쿨링을 겸한 냉동싸이클에 관한 것이다.The present invention relates to a refrigeration cycle with free cooling, and more specifically, to a refrigeration cycle with free cooling, which can cool a room to an appropriate temperature by using a refrigeration cycle that circulates a refrigerant with the power of a compressor when cooling a room in normal times, and can cool the room simultaneously by operating a refrigerator and free cooling in parallel in the spring and fall seasons when the outside temperature is between 20°C and 10°C or higher, and can cool the room to an appropriate temperature by operating a refrigerant liquid circulation pump that circulates a refrigerant without operating the compressor of the refrigeration cycle in the winter season when the outside temperature is below 10°C, thereby saving electric energy by operating a refrigerant liquid circulation pump that circulates a refrigerant with less power without using a compressor that requires a lot of power in the winter season.
일반적인 냉동싸이클은 식품이나 음료 등을 저온에서 장시간 보관하기 위한 냉장고 및 냉동고 또는 높은 외기온에 대하여 실내의 온도를 쾌적하게 유지하는 에어컨 등의 기기에 사용되는 시스템으로 사용되고 있다.A typical refrigeration cycle is used as a system in appliances such as refrigerators and freezers to store food or beverages at low temperatures for long periods of time, or air conditioners to maintain a comfortable indoor temperature against high outdoor temperatures.
또한 종래의 냉동싸이클은 컴퓨터 장비가 설치된 데이터 센터, 반도체 등의 생산 장비가 설치된 크린룸, 제품 생산 공장 작업장, MRI 등 의료장비가 설치된 병원검사실 등의 실내에도 설치되고 있는바, 상기한 각종 장비가 설치되어 있는 실내는 외부 온도와는 다르게 항시 설정된 적정 온도를 유지시키기 위하여 냉동싸이클을 매시간 작동시키도록 구성되어 있다.In addition, conventional refrigeration cycles are installed indoors in data centers with computer equipment, clean rooms with semiconductor and other production equipment, product manufacturing plant workshops, and hospital examination rooms with MRI and other medical equipment. In order to maintain an appropriate temperature at all times, different from the outside temperature, the indoors where the above-mentioned equipment is installed are configured to operate the refrigeration cycle every hour.
그런데, 종래의 냉동싸이클은 외부 온도가 10℃ 이하인 동절기에도 압축기를 구동시켜서 냉매를 순환시키도록 구성되어 있기 때문에 전기 에너지가 많이 소요되는 것이 문제점으로 지적되고 있다.However, the conventional refrigeration cycle is designed to circulate refrigerant by operating the compressor even in winter when the outside temperature is below 10℃, so it is pointed out as a problem that it consumes a lot of electric energy.
또한, 컴퓨터 장비가 설치된 데이터 센터, 반도체 등의 생산 장비가 설치된 크린룸, MRI 등 의료장비가 설치된 병원검사실 등은 별도의 냉각장치를 구비하지 않으면 룸 온도가 고온으로 상승하게 되고, 룸 온도가 각종 장비의 동작 온도 범위를 벗어나게 되면 이들 장비는 정상적으로 작동하지 않기 때문에 장비 자체의 발열부를 냉각 공기 등으로 직접 냉각시키거나 이들 장비가 설치된 룸을 적정 온도로 냉방시켜 주어야 한다.In addition, data centers with computer equipment, clean rooms with production equipment such as semiconductors, and hospital examination rooms with medical equipment such as MRIs will have to have separate cooling devices to ensure that the room temperature rises to high temperatures. If the room temperature exceeds the operating temperature range of the equipment, the equipment will not operate properly. Therefore, the heat-generating parts of the equipment themselves must be cooled directly with cooling air, or the rooms in which the equipment is installed must be cooled to an appropriate temperature.
그래서 종래 외기에 의한 프리쿨링(free cooling)과 압축기를 이용한 냉동싸이클을 선택적으로 사용하는 냉열원 장치가 제안된 바 있다.Therefore, a cooling source device that selectively uses free cooling by external air and a refrigeration cycle using a compressor has been proposed.
그러나 종래 냉열원 장치는 냉동싸이클과 프리쿨링 장치가 상호 기능적으로 결합되지 못하고 각기 독립적으로 구성되어 있고, 또한 선택적으로만 운용되도록 구성되어 있다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.However, the problem with conventional cooling and heat source devices is that the refrigeration cycle and the pre-cooling device are not functionally coupled to each other, but are configured independently, and are configured to be operated only selectively.
본 발명은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 냉동싸이클을 이용하여 적정 온도로 냉방시키고자 하는 실내에 별도의 열교환기(이하 : "보조 증발기")를 증설하는 수단으로, 외기가 높은 하절기에는 기존의 냉동싸이클의 압축기를 구동시켜 압축기의 동력으로 냉매를 순환시켜서 실내를 적정 온도로 냉방시킬 수 있으며, 동절기에 외기가 10℃ 이하로 낮을 때에는 냉동싸이클의 압축기 동력을 이용하지 않고 냉매순환펌프를 가동시키는 방법으로 냉매를 순환시켜 실내를 적정 온도로 냉방시킬 수 있도록 함으로써 동절기에 냉동싸이클을 이용하여 실내를 적정 온도로 냉방시키는데 소요되는 전기에너지를 절감시킬 수 있는 냉동싸이클을 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.The present invention has been proposed to solve various problems appearing in the prior art, and is a means for adding a separate heat exchanger (hereinafter: "auxiliary evaporator") to a room to be cooled to an appropriate temperature using a refrigeration cycle, so that in the summer when the outside air is high, the compressor of the existing refrigeration cycle is driven to circulate the refrigerant with the power of the compressor, thereby cooling the room to an appropriate temperature, and in the winter when the outside air is low at 10℃ or lower, the refrigerant is circulated by driving the refrigeration cycle compressor without using the power of the refrigeration cycle, thereby cooling the room to an appropriate temperature, thereby providing a refrigeration cycle that can save electric energy required to cool the room to an appropriate temperature using a refrigeration cycle in the winter.
본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위ㅎ한 수단으로서,The present invention is a means for pursuing the above-mentioned purpose,
냉매순환라인의 도중에 마련된 압축기와, 상기 압축기에서 고온고압으로 압축되어 토출되는 고온고압의 기체냉매를 고온등압의 액체로 만들기 위한 1차 응축기와, 상기 1차 응축기에서 응축 액화되어 토출되는 고온고압의 액상냉매를 일시 저장하는 수액기와, 상기 수액기에 저장되는 액상냉매를 펌핑하여 팽창밸브측으로 공급하기 위한 냉매유량 증압펌프와, 상기 팽창밸브에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매로 하여금 외부 열교환매체가 가진 열을 빼앗는 열교환작용으로 증발되게 하는 과정에서 주위의 열을 흡수한 후 저온의 기체상태로 변환시키는 메인 증발기와, 상기 메인 증발기에서 외부 열교환매체와의 열교환작용으로 주위의 열을 빼앗아 증발하는 저온의 기체냉매에 함유되어 있는 엑상냉매는 걸러내고 기체냉매를 압축기로 보내는 액분리기를 형성하고 있도록 구성되어 있으며, 상기 냉매유량 증압펌프에 의해 펌핑되는 액상냉매를 응축 액화하여 수액기에 저장하도록 제1 바이패스라인이 연결되는 2차 응축기를 포함하고 있도록 구성되는 냉동싸이클에 있어서,It is configured to form a compressor provided in the middle of a refrigerant circulation line, a primary condenser for converting the high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant compressed at high temperature and high pressure and discharged from the compressor into a high-temperature, isostatically charged liquid, a liquid receiver for temporarily storing the high-temperature, high-pressure liquid refrigerant condensed and liquefied and discharged from the primary condenser, a refrigerant flow booster pump for pumping the liquid refrigerant stored in the liquid receiver and supplying it to the expansion valve side, a main evaporator for causing the refrigerant in a fog state rapidly expanded in the expansion valve to evaporate through a heat exchange action that takes away the heat of an external heat exchange medium, thereby absorbing the heat of the surroundings in the process and converting it into a low-temperature gaseous state, and a liquid separator for filtering out the liquid refrigerant contained in the low-temperature gaseous refrigerant that evaporates by taking away the heat of the surroundings through a heat exchange action with an external heat exchange medium in the main evaporator and sending the gaseous refrigerant to the compressor, and condensing and liquefying the liquid refrigerant pumped by the refrigerant flow booster pump and supplying it to the liquid receiver. In a refrigeration cycle configured to include a secondary condenser to which a first bypass line is connected for storage,
상기 2차 응축기의 출구라인과 상기 팽창밸브의 입구라인을 연결하는 냉매순환라인에는 전자밸브가 장설되어 있는 제2 바이패스라인이 연결되어 있으며, 상기 제2 바이패스라인은 보조 증발기의 입구라인에 연결되고, 상기 보조 증발기의 출구라인은 수액기에 연결되도록 구성하는 수단으로, 상기 냉동싸이클의 압축기를 정지시킨 상태에서 냉매유량 증압펌프를 작동시켜 수액기에 저장되는 액상냉매가 2차 응축기와 보조 증발기를 순환할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.A refrigerant circulation line connecting the outlet line of the secondary condenser and the inlet line of the expansion valve is connected with a second bypass line having an electronic valve installed therein, and the second bypass line is connected to the inlet line of the auxiliary evaporator, and the outlet line of the auxiliary evaporator is connected to a liquid receiver, and the refrigerant flow rate booster pump is operated while the compressor of the refrigeration cycle is stopped so that the liquid refrigerant stored in the liquid receiver can circulate through the secondary condenser and the auxiliary evaporator.
또한, 상기 보조 증발기는 실내에 설치된 하나의 증발기 케이스본체에 메인 증발기와 같이 병설되는 구조로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary evaporator is characterized by having a structure in which it is installed in conjunction with the main evaporator in one evaporator case body installed indoors.
또한, 상기 보조 증발기는 메인 증발기가 설치되어 있는 실내에 함께 설치되어 있되, 상기 메인 증발기와는 일정간격 이격된 위치에 분리되어 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary evaporator is characterized in that it is installed together with the main evaporator in the room where it is installed, but is configured to be separated from the main evaporator at a certain distance.
본 발명에 의하면, 하절기 등에는 냉동싸이클의 메인 증발기와 보조증발기를 동시에 가동시켜서 실내를 적정 온도로 냉방시킬 수 있으므로 실내를 적정 온도로 유지시키기 위한 냉방효율을 향상시키는 효과가 있으며, 또한 외부 온도가 10℃ 이하로 내려가는 동절기에는 냉동싸이클의 압축기를 작동시키는데 소요되는 동력에 비하여 훨씬 적은 동력으로 작동시킬 수 냉매유량 증압펌프를 이용하여 수액기에 저장되는 액상냉매를 2차 응축기와 보조 증발기를 순환시켜 실내를 냉방시킬 수 있으므로 동절기에는 전기에너지가 적게 소요되는 냉매유량 증압펌프를 이용하여 액상냉매를 순환시켜 실내를 적정 온도로 냉방시킬 수 있어 전기에너지를 크게 절약할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, in the summer season, etc., the main evaporator and the auxiliary evaporator of the refrigeration cycle can be operated simultaneously to cool the room to an appropriate temperature, so there is an effect of improving the cooling efficiency for maintaining the room at an appropriate temperature, and in addition, in the winter season when the outside temperature drops below 10℃, the refrigeration cycle compressor can be operated with much less power than the power required to operate the compressor, so that the room can be cooled by circulating the liquid refrigerant stored in the receiver through the secondary condenser and the auxiliary evaporator using a refrigerant flow booster pump that requires less electric energy in the winter, so that the room can be cooled to an appropriate temperature by circulating the liquid refrigerant, so there is an effect of greatly saving electric energy.
도 1은 본 발명의 1차 응축기와 2차 응축기 및 메인 증발기와 보조 증발기가 각각 하나의 케이스본체에 병설된 구조로 구성된 제1 실시예의 냉동싸이클 회로구성도.
도 2는 본 발명의 1차 응축기와 2차 응축기 및 메인 증발기와 보조 증발기가 각각 일정간격으로 분리된 구조로 구성된 제2 실시예의 냉동싸이클 회로구성도.Figure 1 is a refrigeration cycle circuit configuration diagram of the first embodiment of the present invention, in which the primary condenser, the secondary condenser, the main evaporator, and the auxiliary evaporator are each installed in one case body.
Figure 2 is a refrigeration cycle circuit diagram of a second embodiment of the present invention, in which the primary condenser, the secondary condenser, the main evaporator, and the auxiliary evaporator are each configured to be separated at regular intervals.
본 발명에 의한 프리쿨링을 겸한 냉동싸이클에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.A specific embodiment of a refrigeration cycle with precooling according to the present invention is described in detail below with reference to the attached drawings.
도 1의 도시는 본 발명의 제1 실시예의 냉동싸이클 회로구성도를 도시한 것으로, 상기한 제1 실시예의 냉동싸이클은 폐회로를 형성하도록 구성되는 냉매순환라인(10)의 도중에 마련된 압축기(1)의 출구라인(11)은 1차 응축기(2a)의 입구라인(21)에 연결되도록 구성되어 있으며, 상기 1차 응축기(2a)의 출구라인(22)은 수액기(3)의 입구(31)에 연결되도록 구성되어 있다.The city of FIG. 1 illustrates a refrigeration cycle circuit configuration diagram of a first embodiment of the present invention. The refrigeration cycle of the first embodiment is configured such that the outlet line (11) of the compressor (1) provided in the middle of the refrigerant circulation line (10) configured to form a closed circuit is connected to the inlet line (21) of the primary condenser (2a), and the outlet line (22) of the primary condenser (2a) is connected to the inlet (31) of the liquid receiver (3).
상기 제1 실시예의 수액기(3)의 출구(32)는 냉매유량 증압펌프(4)의 입구라인(41)에 연결되고, 상기 냉매유량 증압펌프(4)의 출구라인(42)은 2차 응축기(2b)의 입구라인(23)에 연결되어 있으며, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)은 팽창밸브(5)의 입구라인(51)에 연결되도록 구성되어 있다.The outlet (32) of the receiver (3) of the first embodiment is connected to the inlet line (41) of the refrigerant flow booster pump (4), the outlet line (42) of the refrigerant flow booster pump (4) is connected to the inlet line (23) of the secondary condenser (2b), and the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) is configured to be connected to the inlet line (51) of the expansion valve (5).
상기 제1 실시예의 팽창밸브(5)의 출구라인(52)는 메인 증발기(6a)의 입구라인(61)에 연결되고, 상기 메인 증발기(6a)의 출구라인(62)은 액분리기(7)의 입구(71)에 연결되고, 상기 액분리기(7)의 출구(72)는 압축기(1)의 입구라인(12)에 연결되도록 구성되어 있으며, 상기 팽창밸브(5)의 출구라인(52)은 메인 증발기(6a)의 입구라인(61)에 연결되도록 구성되어 있다.The outlet line (52) of the expansion valve (5) of the first embodiment is connected to the inlet line (61) of the main evaporator (6a), the outlet line (62) of the main evaporator (6a) is connected to the inlet (71) of the liquid separator (7), and the outlet (72) of the liquid separator (7) is configured to be connected to the inlet line (12) of the compressor (1), and the outlet line (52) of the expansion valve (5) is configured to be connected to the inlet line (61) of the main evaporator (6a).
상기 팽창밸브(5)에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매는 출구라인(52)을 통해 메인 증발기(6a)로 공급되며, 상기 메인 증발기(6a)에서 외부의 열교환매체와의 열교환작용으로 증발하게 되는 기체냉매는 출구라인(62)이 연결되어 있는 액분리기(7)의 입구(71)로 유입되어 여과되며, 상기 액분리기(7)를 거친 저온의 기체냉매는 출구(72)가 연결되어 있는 입구라인(12)을 통해 압축기(1)로 유입되어 고온고압으로 압축되어 1차 응축기(2a)로 토출되는 순환작동을 반복 되풀이하게 된다.The refrigerant in a mist state rapidly expanded in the above expansion valve (5) is supplied to the main evaporator (6a) through the outlet line (52), and the gaseous refrigerant that evaporates through heat exchange with an external heat exchange medium in the main evaporator (6a) is introduced into the inlet (71) of the liquid separator (7) to which the outlet line (62) is connected and filtered, and the low-temperature gaseous refrigerant that has passed through the liquid separator (7) is introduced into the compressor (1) through the inlet line (12) to which the outlet (72) is connected, compressed to high temperature and high pressure, and discharged to the primary condenser (2a) in a cyclic operation that is repeated repeatedly.
한편, 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되는 액상냉매는 출구라인(24)으로 토출되어 팽창밸브(5)로 이송 공급되는 동시에 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매의 일부는 제1 바이패스라인(8a)을 통해 수액기(3)에 저장되도록 구성되어 있는데, 상기 제1 바이패스라인(8a)에는 유량조절밸브(9a)가 장설되어 있으며, 상기 유량조절밸브(81)이 개폐작동에 따라 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매의 일부가 수액기(3)에 저장되거나 또는 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매 전체가 팽창밸브(5)측으로 이송되도록 구성되어 있다.Meanwhile, the liquid refrigerant condensed and liquefied in the secondary condenser (2b) is discharged through the outlet line (24) and supplied to the expansion valve (5), and at the same time, a portion of the liquid refrigerant discharged through the outlet line (24) is configured to be stored in the receiver (3) through the first bypass line (8a). A flow rate control valve (9a) is installed in the first bypass line (8a), and depending on the opening and closing operation of the flow rate control valve (81), a portion of the liquid refrigerant discharged through the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) is stored in the receiver (3), or the entire liquid refrigerant discharged through the outlet line (24) is transferred to the expansion valve (5).
또한 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)과 팽창밸브(5)의 입구라인(51)을 연결하는 냉매순환라인(10)에는 액상냉매를 팽창밸브(5)로의 이송을 제어하기 위한는 제1 전자밸브(9b)가 장설되어 있는 제1 바이패스라인(8a)이 연결되어 있으며, 상기 제1 전자밸브(9b)가 개방되어 있을 때에는 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매의 일부가 제1 바이패스라인(8a)를 통해 수액기(3)에 저장되도록 구성되어 있다.In addition, a first bypass line (8a) is connected to the refrigerant circulation line (10) connecting the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) and the inlet line (51) of the expansion valve (5) to control the transfer of liquid refrigerant to the expansion valve (5), and a first solenoid valve (9b) is installed thereon. When the first solenoid valve (9b) is open, a portion of the liquid refrigerant discharged to the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) is stored in the receiver (3) through the first bypass line (8a).
또한 상기 수액기(3)의 입구(31)와 1차 응축기(2a)의 출구라인(22)의 사이에는 수액기(3)에 저장되는 액상냉매의 역류를 방지하기 위한 역류방지용 체크밸브(91)가 장설되어 있으며, 또한 상기 제1 바이패스라인(8a)상에도 수액기(3)에 저장되는 액상냉매의 역류를 방지하기 위한 역류방지용 체크밸브(92)가 장설되어 있다.In addition, a check valve (91) for preventing backflow of the liquid refrigerant stored in the receiver (3) is installed between the inlet (31) of the receiver (3) and the outlet line (22) of the primary condenser (2a), and a check valve (92) for preventing backflow of the liquid refrigerant stored in the receiver (3) is also installed on the first bypass line (8a).
본 발명의 특징은, 상기 메인 증발기(6a)가 설치되는 실내(100)에 보조 증발기(6b)를 함께 설치하는 수단으로, 하절기에는 상기 메인 증발기(6a)와 보조 증발기(6b)를 동시에 작동시켜 실내(100)의 냉방효율을 향상시킬 수 있도록 하는 동시에 동절기에는 상기 보조 증발기(6b)만을 작동시켜서 실내(100)를 냉방할 수 있도록 함으로써 전기에너지를 절악할 수 있도록 한 것에 있다.The feature of the present invention is that it is a means for installing an auxiliary evaporator (6b) together with the main evaporator (6a) in the room (100) where the main evaporator (6a) is installed, so that in the summer, the main evaporator (6a) and the auxiliary evaporator (6b) can be operated simultaneously to improve the cooling efficiency of the room (100), and in the winter, the room (100) can be cooled by operating only the auxiliary evaporator (6b), thereby saving electric energy.
이를 위해, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)과 팽창밸브(5)의 입구라인(51)을 연결하는 냉매순환라인(10)에 제2 바이패스라인(8b)를 연결하는 수단으로, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되어 팽창밸브(5)로 이송 공급되는 액상냉매를 보조 증발기(6b)로 공급할 수 있도록 하였으며, 상기 제2 바이패스라인(8b)에는 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매를 상기 보조 증발기(6b)로 이송 공급되는 것을 제어하기 위한 제2 전자밸브(9c)가 장설되어 있도록 구성하였다.To this end, a second bypass line (8b) is connected to the refrigerant circulation line (10) connecting the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) and the inlet line (51) of the expansion valve (5), so that the liquid refrigerant discharged through the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) and transferred to the expansion valve (5) can be supplied to the auxiliary evaporator (6b), and the second bypass line (8b) is configured to have a second solenoid valve (9c) installed therein to control the transfer and supply of the liquid refrigerant discharged through the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) to the auxiliary evaporator (6b).
또한 상기 보조 증발기(6b)의 입구라인(63)은 제2 전자밸브(9c)가 장설되어 있는 제2 바이패스라인(8b)에 연결되며, 상기 보조 증발기(6b)를 거친 냉매는 출구라인(64)을 통하여 수액기(3)에 저장할 수 있도록 냉매순환라인(10)에 연결되어 있으며, 상기 보조 증발기(6b)의 출구라인(64)과 수액기(3)를 연결하는 냉매순환라인(10)에도 수액기(3)에 저장되는 액상냉매가 역류하지 못하도록 하는 역류방지용 체크밸브(93)가 장설되어 있다.In addition, the inlet line (63) of the auxiliary evaporator (6b) is connected to the second bypass line (8b) in which the second solenoid valve (9c) is installed, and the refrigerant that has passed through the auxiliary evaporator (6b) is connected to the refrigerant circulation line (10) so that it can be stored in the receiver (3) through the outlet line (64), and a check valve (93) for preventing backflow is installed in the refrigerant circulation line (10) that connects the outlet line (64) of the auxiliary evaporator (6b) and the receiver (3) to prevent the liquid refrigerant stored in the receiver (3) from flowing back.
본 발명의 제2 실시예의 냉동싸이클은 제1 실시시예의 냉동싸이클과 비교할 때 1차 응축기(2a)와 2차 응축기(2b)가 서로 분리되어 일정간격으로 이격된 위치에 따로따로 설치되어 있도록 구성된 부분과 상기 메인 증발기(6a)와 보조 증발기(6b)가 하나의 실내(100)에 같이 설치되어 있되, 상기 메인 증발기(6a)와 보조 증발기(6b)는 실내(100)에서 일정간격으로 이격된 위치에 따로따로 설치되어 있도록 구성된 부분이 다를 뿐 그외의 구성은 동일하다. 따라서 상기 제2 실시예의 냉동싸이틀에 대한 구성에 대해서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The refrigeration cycle of the second embodiment of the present invention is different from the refrigeration cycle of the first embodiment in that the primary condenser (2a) and the secondary condenser (2b) are installed separately at positions spaced apart from each other by a certain interval, and the main evaporator (6a) and the auxiliary evaporator (6b) are installed together in one room (100), but the main evaporator (6a) and the auxiliary evaporator (6b) are installed separately at positions spaced apart from each other by a certain interval in the room (100), but the other configurations are the same. Therefore, a detailed description of the configuration of the refrigeration cycle of the second embodiment will be omitted.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1 및 제2 실시예의 냉동싸이클의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the refrigeration cycle of the first and second embodiments of the present invention configured in this manner is described as follows.
본 발명의 제1 및 제2 실시예의 냉동싸이클은 메인 증발기(6a)와 보조 증발기(6b)를 동시에 작동시키는 방법으로 실내(100)를 적정 온도로 냉방할 수 있으며, 또는 상기 메인 증발기(6a) 및 보조 증발기(6b)를 선택하여 냉방할 수 있다.The refrigeration cycle of the first and second embodiments of the present invention can cool the room (100) to an appropriate temperature by operating the main evaporator (6a) and the auxiliary evaporator (6b) simultaneously, or can cool the room by selecting the main evaporator (6a) and the auxiliary evaporator (6b).
먼저, 하절기 등 상기 메인 증발기(6a)와 보조 증발기(6b)를 동시에 작동시키는 방법으로 실내(100)를 냉방하고자 할 때에는 제1 바이패스라인(8a)에 장설되어 있는 냉매유량 제어밸브(9a)와 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)과 팽창밸브(5)의 입구라인(51)을 연결하는 냉매순환라인(10)에 장설되어 있는 제1 전자밸브(9b) 및 제2 바이패스라인(8b)에 장설되어 있는 제2 전자밸브(9c)를 각각 개방시킨 상태에서 압축기(1)를 작동시키게 되면, 상기 압축기(1)에서 고온고압으로 압축되어 토출되는 기체냉매는 1차 응축기(2a)로 공급되며, 상기 1차 응축기(2a)로 공급되는 고온고압의 기체냉매는 외부의 열교환매체와의 열교환작용으로 응축되어 액상냉매로 변환되어 출구라인(22)으로 토출되어 수액기(3)의 입구(31)로 유입되며, 상기 수액기(3)의 입구(31)로 유입 저장되는 액상냉매는 출구(32)를 통해 배출되는데, 이때 냉매유량 증압펌프(4)의 펌핑작동에 의해 수액기(3)의 출구(32)를 통해 배출되는 액상냉매는 상기 냉매유량 증압펌프(4)의 출구라인(42)이 연결되어 있는 2차 응축기(2b)의 입구라인(23)을 통해 상기 2차 응축기(2b)로 유입되어 응축 액화되며, 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되어 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매는 팽창밸브(5)측으로 이송 공급되는데, 이때 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매의 일부는 개방된 유량제어밸브(9a)가 설치되어 있는 제1 바이패스라인(8a)를 통해 수액기(3)측으로 이송되어 저장된다.First, when cooling the room (100) by operating the main evaporator (6a) and the auxiliary evaporator (6b) simultaneously, such as in the summer season, the compressor (1) is operated while the refrigerant flow control valve (9a) installed in the first bypass line (8a) and the first solenoid valve (9b) installed in the refrigerant circulation line (10) connecting the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) and the inlet line (51) of the expansion valve (5) and the second solenoid valve (9c) installed in the second bypass line (8b) are opened, the gaseous refrigerant compressed and discharged at high temperature and high pressure from the compressor (1) is supplied to the primary condenser (2a), and the gaseous refrigerant at high temperature and high pressure supplied to the primary condenser (2a) is condensed by heat exchange with an external heat exchange medium, converted into liquid refrigerant, and discharged through the outlet line (22). The liquid refrigerant flows into the inlet (31) of the receiver (3), and the liquid refrigerant that flows into and is stored in the inlet (31) of the receiver (3) is discharged through the outlet (32). At this time, the liquid refrigerant discharged through the outlet (32) of the receiver (3) by the pumping operation of the refrigerant flow booster pump (4) flows into the secondary condenser (2b) through the inlet line (23) of the secondary condenser (2b) to which the outlet line (42) of the refrigerant flow booster pump (4) is connected, and is condensed and liquefied. The liquid refrigerant that is condensed and liquefied in the secondary condenser (2b) and discharged through the outlet line (24) is transferred and supplied to the expansion valve (5). At this time, a part of the liquid refrigerant discharged through the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) is discharged through the first bypass line (8a) in which an open flow control valve (9a) is installed. It is transferred to the sap collector (3) and stored.
이에 따라 상기 수액기(2)에는 1차 응축기(2a)에서 1차적으로 응축 액화되는 액상냉매와 2차 응축기(2b)에서 2차적으로 응축 액화되는 액상냉매가 혼합 저장되는 상태이므로 상기 수액기(3)에 저장되는 액상냉매는 1차 응축기(2a)에서 응축 액화된 액상냉매보다 더 낮은 온도의 액상냉매가 저장되며, 이같이 상기 수액기(3)에 저장되는 더 낮은 온도의 액상냉매는 냉매유량 증압펌프(4)의 펌핑작동으로 2차 응축기(2b)로 공급되며, 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되어 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매의 일부는 개방된 유량제어밸브(9a)가 장설된 제1 바이패스라인(8a)을 통해 수액기(3)에 저장되지만, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 대부분의 액상냉매는 개방된 제1 전자밸브(9b)를 통과하여 팽창밸브(5)로 이송 공급되며, 상기 팽창밸브(5)에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매는 메인 증발기(6a)로 공급되므로 상기 메인 증발기(6a)는 실내(100)를 적정 온도로 냉방하게 되는데, 이때 제1 전자밸브(9b)가 장설되어 있는 냉매순환라인(10)에 연결된 제2 바이패스라인(8b)에 장설되어 있는 제2 전자밸브(9c)가 개방되어 있을 때에는 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매의 일부가 바이패스라인(8b)를 통해 보조 증발기(6b)에도 공급되는 상태가 되므로 상기 보조 증발기(6b)도 공급되는 액상냉매에 의하여 실내(100)를 냉방하는 작동을 수행하게 된다.Accordingly, since the liquid refrigerant that is condensed and liquefied primarily in the primary condenser (2a) and the liquid refrigerant that is condensed and liquefied secondarily in the secondary condenser (2b) are mixed and stored in the receiver (2), the liquid refrigerant stored in the receiver (3) is a liquid refrigerant having a lower temperature than the liquid refrigerant that is condensed and liquefied in the primary condenser (2a), and the liquid refrigerant having a lower temperature stored in the receiver (3) is supplied to the secondary condenser (2b) by the pumping operation of the refrigerant flow booster pump (4), and a portion of the liquid refrigerant that is condensed and liquefied in the secondary condenser (2b) and discharged to the outlet line (24) is stored in the receiver (3) through the first bypass line (8a) in which the open flow control valve (9a) is installed, but is discharged to the outlet line (24) of the secondary condenser (2b). Most of the discharged liquid refrigerant passes through the opened first solenoid valve (9b) and is supplied to the expansion valve (5), and the refrigerant in a mist state that rapidly expands in the expansion valve (5) is supplied to the main evaporator (6a), so that the main evaporator (6a) cools the room (100) to an appropriate temperature. At this time, when the second solenoid valve (9c) installed in the second bypass line (8b) connected to the refrigerant circulation line (10) in which the first solenoid valve (9b) is installed is open, a portion of the liquid refrigerant discharged to the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) is also supplied to the auxiliary evaporator (6b) through the bypass line (8b), so that the auxiliary evaporator (6b) also performs the operation of cooling the room (100) by the supplied liquid refrigerant.
따라서 상기 메인 증발기(6a)와 보조 증발기(6b)를 동시에 작동시키게 되면 실내(100)를 적정 온도로 냉방하는 냉방효율을 증대시키는 효과를 기대할 수 있게 되므로 하절기에 실내(100)를 적정 온도로 냉방시키고자 할 때에는 메인 증발기(6a)와 보조 증발기(6b)를 동시에 작동시키게 되면 실내(100)를 빠른 시간에 적정 온도로 냉방시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.Therefore, when the main evaporator (6a) and the auxiliary evaporator (6b) are operated simultaneously, the effect of increasing the cooling efficiency for cooling the room (100) to an appropriate temperature can be expected. Therefore, when it is desired to cool the room (100) to an appropriate temperature in the summer, when the main evaporator (6a) and the auxiliary evaporator (6b) are operated simultaneously, there is an effect of cooling the room (100) to an appropriate temperature in a short time.
또한 상기 메인 증발기(6b)만을 작동시켜 실내(100)를 냉방시키고자 할 때에는 상기 제2 바이패스라인(8b)에 장설되어 있는 제2 전자밸브(9c)는 폐쇄작동시키고 유량제어밸브(9a) 및 제1 전자밸브(9b)는 개방작동시킨 상태에서 압축기(1)를 작동시키게 되면 상기 압축기(1)에서 고온고압으로 압축되어 출구라인(11)의 토출되는 고온고압의 기체냉매는 1차 응축기(2a)로 공급되어 외부의 열교환매체와의 열교환작으로 응축 액화되어 출구라인(22)으로 토출되어 수액기(3)에 저장되며, 상기 수액기(3)에 저장되는 액상냉매는 냉매유량 증압펌프(4)에 의해 펌핑되어 2차 응축기(2b)로 공급되며, 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되어 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매의 일부는 제1 바이패스라인(8a)을 통해 수액기(3)에 저장되는 한편, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 대부분의 액상냉매는 팽창밸브(5)로 이송 공급되며, 상기 팽창밸브(5)에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매는 메인 증발기(6a)로 공급되어 외부의 열교환매체와의 열교환작용으로 열을 빼앗아 증발하는 과정에서 열을 흡수하여 주위를 차갑게 냉각시키게 되므로 실내(100)를 냉방하게 되며, 상기 메인 증발기(6a)의 출구라인(62)으로 배출되는 저온의 기체냉매는 액분리기(7)를 거쳐 압축기(1)로 유입되어 고온고압으로 압축되어 1차 응축기(2a)로 토출되는 순환작동을 반복 되풀이 하면서 실내(100)를 냉방하게 된다.In addition, when it is desired to cool the room (100) by operating only the main evaporator (6b), the second solenoid valve (9c) installed in the second bypass line (8b) is closed, and the flow control valve (9a) and the first solenoid valve (9b) are opened and the compressor (1) is operated, the high temperature and high pressure gaseous refrigerant compressed at high temperature and high pressure in the compressor (1) and discharged from the outlet line (11) is supplied to the primary condenser (2a), condensed and liquefied through heat exchange with an external heat exchange medium, discharged to the outlet line (22), and stored in the receiver (3). The liquid refrigerant stored in the receiver (3) is pumped by the refrigerant flow booster pump (4) and supplied to the secondary condenser (2b), and a portion of the liquid refrigerant condensed and liquefied in the secondary condenser (2b) and discharged to the outlet line (24) is supplied to the first Most of the liquid refrigerant that is stored in the receiver (3) through the bypass line (8a) and discharged through the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) is supplied to the expansion valve (5), and the refrigerant in the form of a mist that rapidly expands in the expansion valve (5) is supplied to the main evaporator (6a), where it absorbs heat in the process of evaporation by taking away heat through heat exchange with an external heat exchange medium, thereby cooling the surroundings, thereby cooling the indoor space (100), and the low-temperature gas refrigerant discharged through the outlet line (62) of the main evaporator (6a) passes through the liquid separator (7) and flows into the compressor (1), where it is compressed to a high temperature and high pressure and discharged to the primary condenser (2a), thereby repeating the circular operation to cool the indoor space (100).
다음, 외부 온도가 10℃ 이하인 동절기에 냉동싸이클의 압축기(1)를 작동시키지 않고 상기 압축기(1)보다 훨씬 적은 동력으로 작동시킬 수 있는 냉매유량 증압펌프(4)를 작동시켜 액상냉매를 보조 증발기(6b)로 공급하여 순환시키는 방법으로 실내(100)를 적정 온도로 냉방할 수 있다.Next, in winter when the outside temperature is 10℃ or lower, the compressor (1) of the refrigeration cycle is not operated, and the refrigerant flow booster pump (4) that can be operated with much less power than the compressor (1) is operated to supply and circulate the liquid refrigerant to the auxiliary evaporator (6b), thereby cooling the room (100) to an appropriate temperature.
상기 보조 증발기(6b)를 이용하여 실내(100)를 냉방시키고자 할 때에는 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매의 일부를 수액기(3)에 저장하기 위한 제1 바이패스라인(8a)에 장설되어 있는 유량제어밸브(9a)와, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)과 팽창밸브(5)의 입구라인(51)을 연결하는 냉매순환라인(10)에 장설되어 있는 제1 전자밸브(9b)를 각각 폐쇄작동시키는 반면, 제2 바이패스라인(8b)에 장설되어 있는 제2 전자밸브(9c)를 개방작동시킨 상태에서 냉매유량 증압펌프(4)를 작동시키게 되면, 상기 냉내유량 증압펌프(4)의 펌핑작동에 의해 수액기(3)에 저장되어 있는 액상냉매가 출구(32)를 통해 냉매유량 증압펌프(4)의 입구라인(41)으로 펌핑되어 출구라인(42)으로 배출되어 2차 응축기(2b)로 공급되며, 상기 2차 응축기(2b)에 공급되어 응축 액화되어 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매는 전량 제1 바이패스라인(8b)으로 공급되어 보조 증발기(6b)으로 공급되며, 이와 같이 상기 보조 증발기(6b)로 공급되는 액상냉매는 실내(100)를 냉방한 후 출구라인(64)을 통해 수액기(3)로 저장되며, 상기 냉매유량 증압펌프(4)의 작동에 의하여 수액기(3)에 저장되는 액상냉매는 2차 응축기(2b)와 보조 증발기(6b)를 순환하는 작동을 반복 되풀이하면서 실내(100)를 적정 온도로 냉방하게 된다.When cooling the room (100) using the auxiliary evaporator (6b) above, the flow control valve (9a) installed in the first bypass line (8a) for storing a portion of the liquid refrigerant discharged through the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) in the receiver (3) and the first solenoid valve (9b) installed in the refrigerant circulation line (10) connecting the outlet line (24) of the secondary condenser (2b) and the inlet line (51) of the expansion valve (5) are closed, while the second solenoid valve (9c) installed in the second bypass line (8b) is opened and the refrigerant flow booster pump (4) is operated, so that the liquid refrigerant stored in the receiver (3) is pumped through the outlet (32) by the pumping operation of the cold room flow booster pump (4). The liquid refrigerant is pumped into the inlet line (41) of the booster pump (4) and discharged into the outlet line (42) to be supplied to the secondary condenser (2b). The liquid refrigerant supplied to the secondary condenser (2b), condensed and liquefied, and discharged into the outlet line (24) is entirely supplied to the first bypass line (8b) and supplied to the auxiliary evaporator (6b). The liquid refrigerant supplied to the auxiliary evaporator (6b) in this way cools the room (100) and is then stored in the receiver (3) through the outlet line (64). By the operation of the refrigerant flow booster pump (4), the liquid refrigerant stored in the receiver (3) repeatedly circulates through the secondary condenser (2b) and the auxiliary evaporator (6b) to cool the room (100) to an appropriate temperature.
따라서 동절기에는 많은 동력이 소요되는 압축기(1)를 작동시키지 않고 적은 동력이 소요되는 냉매유량 증압펌프(4)를 작동시키는 방법으로 실내(100)를 적정 온도로 냉방할 수 있으므로 전기에너지를 절약하는 효과를 기대할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, in winter, the indoor space (100) can be cooled to an appropriate temperature by operating the refrigerant flow booster pump (4) that requires less power instead of operating the compressor (1) that requires a lot of power, so the effect of saving electric energy can be expected.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 하절기 등에 실내를 적정 온도로 냉방하기 위하여 냉동싸이클을 운전하고자 할 때에는 외부 온도에 따라 압축기를 가동하여 냉매를 메인 증발기로 공급하는 정상적인 냉동싸이클의 운용 방식으로 실내를 냉방할 수 있을 뿐 아니라 메인 증발기와 보조 증발기 각각으로 냉매를 공급하는 방식으로 실내를 냉방하는 방식으로 냉방효율을 향상시킬 수 있으며, 또한 외부 온도가 10℃ 이하로 내려가는 동절기에는 전기에너지의 동력이 많이 소요되는 압축기를 가동하여 냉매를 메인 증발기로 순한시키지 않고 상기한 압축기에 비하여 전기 에너지의 동력이 적게 소요되는 냉매유량 증압펌프를 가동하여 냉매를 보조 증발기로 순환시키는 방식으로 실내를 적정 온도로 냉방시킬 수 있으므로 동절기에 냉동싸이클을 운전하는데 소요되는 전기에너지를 절약할 수 있어 경제적으로 많은 이득을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present invention can cool a room by operating a normal refrigeration cycle in which a compressor is operated according to the outside temperature to supply refrigerant to the main evaporator when it is desired to operate a refrigeration cycle to cool a room to an appropriate temperature in the summer season, etc., and can also improve cooling efficiency by cooling the room by supplying refrigerant to each of the main evaporator and the auxiliary evaporator, and in addition, in the winter season when the outside temperature drops below 10℃, instead of operating a compressor that requires a lot of electric energy to circulate the refrigerant to the main evaporator, a refrigerant flow booster pump that requires less electric energy than the compressor is operated to circulate the refrigerant to the auxiliary evaporator, thereby cooling the room to an appropriate temperature. Therefore, the electric energy required to operate the refrigeration cycle in the winter season can be saved, which has the effect of allowing for great economic benefits.
1 : 압축기 2a : 1차 응축기
2b : 2차 응축기 3 : 수액기
4 : 냉매유량 증압펌프 5 : 팽창밸브
6 ; 증발기 케이스본체 6a : 메인 증발기
6b : 보조 증발기 7 : 액분리기
8a : 제1 바이패스라인 8b : 제2 바이패스라인
9a : 유량제어밸브 9b, 9c : 제1 및 제2 전자밸브
12, 21, 23, 41, 51, 61, 63 : 입구라인
11, 22, 24, 42, 52, 62, 64 : 출구라인
31, 71 : 입구 32, 72 : 출구
91, 92, 93 : 역류방지용 체크밸브
94 : 스트레이너1: Compressor 2a: Primary condenser
2b: Secondary condenser 3: Liquid receiver
4: Refrigerant flow booster pump 5: Expansion valve
6; Evaporator case body 6a: Main evaporator
6b: Auxiliary evaporator 7: Liquid separator
8a: 1st bypass line 8b: 2nd bypass line
9a: Flow control valve 9b, 9c: First and second solenoid valves
12, 21, 23, 41, 51, 61, 63: Entrance lines
11, 22, 24, 42, 52, 62, 64: Exit lines
31, 71: Entrance 32, 72: Exit
91, 92, 93: Check valve for preventing backflow
94: Strainer
Claims (3)
상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)과 상기 팽창밸브(5)의 입구라인(51)을 연결하는 냉매순환라인(10)에는 제2 전자밸브(9c)가 장설되어 있는 제2 바이패스라인(8b)이 연결되어 있으며, 상기 제2 바이패스라인(8b)은 보조 증발기(6b)의 입구라인(63)에 연결되고, 상기 보조 증발기(6b)의 출구라인(64)은 수액기(3)에 연결되도록 구성하는 수단으로, 상기 냉동싸이클의 압축기(1)를 정지시킨 상태에서 냉매유량 증압펌프(4)를 작동시켜 수액기(3)에 저장되는 액상냉매가 2차 응축기(2b)를 거쳐 제2 바이패스라인(8b)를 통해 보조 증발기(6b)를 순환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 프리쿨링을 겸한 냉동싸이클.It is configured to include a compressor (1) provided in the middle of a refrigerant circulation line (10), a primary condenser (2a) for converting the high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant compressed at high temperature and high pressure and discharged from the compressor into a high-temperature, isostatically charged liquid, a receiver (3) for temporarily storing the high-temperature, high-pressure liquid refrigerant condensed and liquefied and discharged from the primary condenser, a refrigerant flow booster pump (4) for pumping the liquid refrigerant stored in the receiver and supplying it to the expansion valve (5), a main evaporator (6a) for causing the refrigerant in a fog state rapidly expanded in the expansion valve to evaporate through a heat exchange action that takes away the heat of the external heat exchange medium, and then converting it into a low-temperature gaseous state by absorbing the heat of the surroundings, and a liquid separator (7) for filtering out the liquid refrigerant contained in the low-temperature gaseous refrigerant evaporated by taking away the heat of the surroundings through a heat exchange action with an external heat exchange medium in the main evaporator and sending the gaseous refrigerant to the compressor. In a refrigeration cycle, which is configured to include a secondary condenser (2b) to which a first bypass line (8a) is connected so as to condense and liquefy the liquid refrigerant pumped by the refrigerant flow booster pump (4) and store it in a liquid receiver (3),
A refrigeration cycle with free cooling, characterized in that a second bypass line (8b) having a second solenoid valve (9c) is connected to a refrigerant circulation line (10) connecting an outlet line (24) of the secondary condenser (2b) and an inlet line (51) of the expansion valve (5), and the second bypass line (8b) is connected to an inlet line (63) of an auxiliary evaporator (6b), and the outlet line (64) of the auxiliary evaporator (6b) is connected to a liquid receiver (3), and the refrigeration cycle is configured to operate a refrigerant flow booster pump (4) while the compressor (1) of the refrigeration cycle is stopped so that the liquid refrigerant stored in the liquid receiver (3) passes through the secondary condenser (2b) and circulates through the secondary evaporator (6b) through the second bypass line (8b).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220111849A KR102853067B1 (en) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | Refrigeration cycle with free cooling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220111849A KR102853067B1 (en) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | Refrigeration cycle with free cooling |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240033336A KR20240033336A (en) | 2024-03-12 |
| KR102853067B1 true KR102853067B1 (en) | 2025-09-01 |
Family
ID=90300094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220111849A Active KR102853067B1 (en) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | Refrigeration cycle with free cooling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102853067B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200370855Y1 (en) * | 2004-09-21 | 2004-12-23 | (주)세정엔지니어링 | Apparatus for hot-water and cold-water supply |
| KR101181143B1 (en) | 2012-07-18 | 2012-09-14 | 김만호 | Hot water generating apparatus of duality regeratingcycle using overload protection type heatpump |
| KR101660948B1 (en) | 2015-03-31 | 2016-09-29 | (주)주일플랜트 | Hotgas defrosting refrigerating cycle device |
| KR102350303B1 (en) * | 2021-08-10 | 2022-01-17 | 김봉석 | Refrigeration cycle system |
| KR102406775B1 (en) | 2021-10-01 | 2022-06-10 | 김봉석 | Refrigeration cycle system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030018887A (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-06 | 주식회사 신성이엔지 | A small-sized accumulating heat system of refrigerant circulating type |
| KR101429070B1 (en) * | 2012-03-08 | 2014-08-12 | 김봉석 | Freezing cycle of freezing device |
| KR101593481B1 (en) | 2014-03-23 | 2016-02-12 | 권영목 | Economic cooling system utilzing free cooling and refrigerating cycle |
-
2022
- 2022-09-05 KR KR1020220111849A patent/KR102853067B1/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200370855Y1 (en) * | 2004-09-21 | 2004-12-23 | (주)세정엔지니어링 | Apparatus for hot-water and cold-water supply |
| KR101181143B1 (en) | 2012-07-18 | 2012-09-14 | 김만호 | Hot water generating apparatus of duality regeratingcycle using overload protection type heatpump |
| KR101660948B1 (en) | 2015-03-31 | 2016-09-29 | (주)주일플랜트 | Hotgas defrosting refrigerating cycle device |
| KR102350303B1 (en) * | 2021-08-10 | 2022-01-17 | 김봉석 | Refrigeration cycle system |
| KR102406775B1 (en) | 2021-10-01 | 2022-06-10 | 김봉석 | Refrigeration cycle system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20240033336A (en) | 2024-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8631666B2 (en) | Modular CO2 refrigeration system | |
| US20020033024A1 (en) | Utilization of harvest and/or melt water from an ice machine for a refrigerant subcool/precool system and method therefor | |
| KR102477314B1 (en) | A method for reducing the temperature of the coolant in the receiver of the refrigeration cycle system and improving the cooling performance of the evaporator | |
| KR101593481B1 (en) | Economic cooling system utilzing free cooling and refrigerating cycle | |
| US20110167847A1 (en) | Free cooling cascade arrangement for refrigeration system | |
| CN110657597A (en) | Fluorine pump multi-connected refrigeration system and control method thereof | |
| CN108106045A (en) | A kind of air-conditioning refrigerator combined system of central refrigerating split cooling | |
| US20160178244A1 (en) | Carbon Dioxide Based Auxiliary Cooling System | |
| KR20100059170A (en) | Heat pump storage system | |
| EP2584285A1 (en) | Refrigerating air-conditioning device | |
| CN110849044A (en) | Refrigeration system | |
| KR102618118B1 (en) | Liquid refrigerant mild method for supplying low temperature refrigerant to the suction side of the refrigerant liquid pump that circulates the refrigerant in the refrigeration system under increased pressure | |
| CN216673696U (en) | A pump-driven two-phase loop air conditioner backplane cooling system for data centers | |
| CN215675897U (en) | Air conditioning system | |
| CN112629054B (en) | Single-stage and cascade cycle free conversion multi-connection variable temperature cold storage refrigeration system | |
| KR102853067B1 (en) | Refrigeration cycle with free cooling | |
| CN210951940U (en) | Fluorine pump multi-connected refrigeration system | |
| CN211476381U (en) | Refrigeration system | |
| WO2002066908A1 (en) | System and method in which co2 is used for defrost and as refrigerant during stand-still | |
| KR102872051B1 (en) | Unit cooler refrigeration cycle using free-cooling | |
| CN215892817U (en) | Integrated cold station system | |
| JP2017003157A (en) | Refrigeration system | |
| CN117267981A (en) | Gas-liquid hybrid power type heat pipe composite refrigeration system and refrigeration method | |
| CN212987691U (en) | Distributed multi-connected refrigeration house refrigerating system | |
| KR102813932B1 (en) | Refrigeration system with free-cooling |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109 |
|
| PA0201 | Request for examination |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000 |
|
| D13-X000 | Search requested |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000 |
|
| PG1501 | Laying open of application |
St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501 |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |
|
| E13-X000 | Pre-grant limitation requested |
St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| PE0701 | Decision of registration |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701 |
|
| PR0701 | Registration of establishment |
St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701 |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002 Fee payment year number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |
St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601 |