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KR101390989B1 - Hybrid cooling system - Google Patents

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Publication number
KR101390989B1
KR101390989B1 KR1020130161616A KR20130161616A KR101390989B1 KR 101390989 B1 KR101390989 B1 KR 101390989B1 KR 1020130161616 A KR1020130161616 A KR 1020130161616A KR 20130161616 A KR20130161616 A KR 20130161616A KR 101390989 B1 KR101390989 B1 KR 101390989B1
Authority
KR
South Korea
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refrigerant
condenser
compressor
pipe
evaporator
Prior art date
Application number
KR1020130161616A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최광일
Original Assignee
(주)에네스이엔지
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.)
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Publication date
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Abstract

Provided is a hybrid cooling system including a compressor compressing a refrigerant; a condenser having a first inlet port receiving the refrigerant compressed by the compressor through a first connecting pipe; an evaporator having a second inlet port receiving the refrigerant discharged from an outlet of the condenser through a first relay pipe; an expansion valve provided in the first relay pipe; and a refrigerant circulation unit circulating the refrigerant from the compressor to the compressor through the condenser, the expansion valve and the evaporator in a first refrigerant cycle mode and circulating the refrigerant between the condenser and the evaporator, without passing the compressor, in a second refrigerant mode.

Description

하이브리드 냉각시스템{HYBRID COOLING SYSTEM}[0001] HYBRID COOLING SYSTEM [0002]

본 발명은 냉각시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기를 이용한 냉매사이클 방식에서 외기온도가 실내온도보다 낮을 때 실내와 외기온도의 차가설정온도 이하이면, 냉매액펌프를 이용한 냉매사이클 방식을 구동하여 에너지의 절감 효과를 가져올 수 있는 하이브리드 냉각시스템에 관한 것이다. [0001] The present invention relates to a cooling system, and more particularly, to a refrigerant cycle system using a compressor, in which, when a difference between an indoor temperature and an outside temperature is below a set temperature when an outside temperature is lower than an indoor temperature, And more particularly to a hybrid cooling system capable of reducing energy consumption.

일반적으로 사용하는 냉각시스템은 압축기에 전력이 공급되어 냉매를 압축하고, 압축된 냉매는 응축기에서 응축되며, 이후 팽창밸브를 통과한 냉매가 증발기에서 실내의 열을 흡수하는 냉매순환사이클을 수행하도록 되어 있다. 이러한 냉각시스템은 에어컨 등과 같은 냉방장치에 적용된다.In a generally used cooling system, power is supplied to the compressor to compress the refrigerant, the compressed refrigerant is condensed in the condenser, and then the refrigerant passing through the expansion valve performs a refrigerant circulation cycle in which the evaporator absorbs the heat in the room have. Such a cooling system is applied to a cooling apparatus such as an air conditioner.

일반 가정집에 설치된 에어컨은 대부분 여름철에만 사용되지만, 식품이 저장되는 냉동창고나 수천개의 IT장비가 설치된 데이터센터 및 전산실과 같은 장소는 대부분 밀폐된 공간이며 외부온도와 상관없이 내부에서 열이 발생되며, 연중 설정된 온도가 유지되도록 냉각기가 연중 가동된다.Air conditioners installed in ordinary households are mostly used only during the summer season. However, places such as refrigeration warehouses where food is stored and data centers and computer rooms where thousands of IT equipment are installed are mostly enclosed spaces and generate heat internally irrespective of the external temperature, The cooler is running year round to maintain the set temperature throughout the year.

그러나, 외기 온도가 빙점 이하로 떨어지는 겨울에는 여름철 운전에 비해 실외기의 과냉각으로 인한 응축압력이 비정상적으로 낮아짐에 따라 팽창밸브의 팽창량 감소에 따른 증발기에서의 냉각능력이 감소하는 현상이 발생한다. 이러한 냉각능력감소로 인해 전력소모가 증가되고, 증발기 내에서 팽창증발하지 못한 냉매액의 압축기 내 유입으로 액압축 운전이 되어 압축기의 결함이 빈번히 발생하는 문제점이 있다. However, in the winter when the outside air temperature falls below the freezing point, the condensing pressure due to the supercooling of the outdoor unit becomes abnormally lower than that during the summer operation, so that the cooling capacity of the evaporator decreases due to the expansion amount of the expansion valve. This decrease in cooling capacity increases the power consumption and causes a problem in that defects of the compressor frequently occur due to the liquid compression operation due to the inflow of the refrigerant liquid which has not evaporated and evaporated in the evaporator, into the compressor.

대한민국 등록특허 제 10-1105518호에는 친환경 에너지절약 사계절용 냉방시스템이 게시되어 있다. 게시된 냉방시스템은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 급수펌프로 이루어진 냉매사이클에 있어서, 실내에 설치되며 냉수공급관 일측과 연결되어 실내공기를 냉각시키고 냉수배출관으로 냉각수를 배출시키는 내부냉각기와, 실외에 설치되며 상기 내부냉각기와 연동되며 내부냉각기로 냉각수를 공급하는 외부냉각기로 구성되고, 상기 외부냉각 가동시 상기 압축기와 상기 증발기의 가동을 중단한다.Korean Patent No. 10-1105518 discloses a cooling system for environmentally friendly energy saving seasons. The posted cooling system includes an internal cooler installed in a room and connected to one side of a cold water supply pipe to cool indoor air and discharge cooling water to a cold water discharge pipe in a refrigerant cycle comprising a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator, And an external cooler that is interlocked with the internal cooler and supplies the coolant to the internal cooler, and stops the operation of the compressor and the evaporator when the external coolant is operated.

이러한 냉방시스템은 기존의 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 포함한 구성요소에 별도의 외부냉각기를 설치함으로써 설치 및 구조가 복잡하다. Such a cooling system is complicated in installation and structure by installing a separate external cooler in components including conventional compressors, condensers, expansion valves, and evaporators.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외기온도에 따라 냉매순환사이클을 조정하여 에너지 절감효과를 높일 수 있으면서 구조가 단순화되는 하이브리드 냉각시스템을 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a hybrid cooling system in which the structure can be simplified while the energy saving effect can be improved by adjusting the refrigerant circulation cycle according to the outside temperature.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 냉각시스템은 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 상기 냉매를 제1연결관을 통해 제1유입구로 유입받을 수 있도록 접속된 응축기와, 상기 응축기의 출구에서 토출된 상기 냉매를 제1중계관을 통해 제2유입구로 유입받을 수 있도록 접속된 증발기와, 상기 제1중계관 상에 설치된 팽창밸브와, 설정된 제1냉매사이클모드에서는 상기 냉매가 상기 압축기로부터 상기 응축기와 상기 팽창밸브 및 상기 증발기를 거쳐 상기 압축기로 순환되고, 설정된 제2냉매사이클모드에서는 냉매가 상기 압축기를 경유하지 않고 상기 응축기와 상기 증발기 사이를 순환시킬 수 있도록 된 냉매순환전환부를 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hybrid cooling system including a compressor for compressing a refrigerant, a condenser connected to the refrigerant compressed by the compressor to be introduced into a first inlet through a first connection pipe, An expansion valve installed on the first relay tube, and a second expansion valve installed in the first relay refrigerant cycle, wherein the refrigerant is supplied to the compressor through the first relay tube, And a refrigerant circulation switching unit circulated through the condenser, the expansion valve, and the evaporator to the compressor, and capable of circulating the refrigerant between the condenser and the evaporator without passing through the compressor in the set second refrigerant cycle mode do.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 냉매순환전환부는 상기 냉매를 펌핑하는 냉매액펌프와, 상기 압축기와 상기 증발기를 연결하는 제3연결관에서 분기되어 상기 냉매액펌프의 출구에 연결되는 공급관과, 상기 응축기와 상기 팽창밸브 사이의 상기 제1중계관에서 분기되어 상기 냉매액펌프의 입구에 연결되는 유입관과, 상기 증발기의 제2유입구와 상기 응축기의 제1유입구 사이에 연결되는 냉각관과, 상기 냉매가 이송 또는 차단되도록 상기 공급관이 분기되는 상기 제3연결관 지점과 상기 압축기 사이의 상기 제3연결관에 설치되는 제1조절밸브와, 상기 공급관에 설치되어 상기 냉매를 이송 또는 차단되게 하는 제2조절밸브와, 상기 팽창밸브와 상기 유입관 사이의 상기 제1중계관에 설치되어 상기 냉매를 이송 또는 차단되게 하는 제3조절밸브와, 상기 냉각관에 설치되어 상기 냉매를 이송 또는 차단되게 하는 제4조절밸브와, 상기 증발기가 설치되는 실내의 온도를 측정하는 실내온도센서와, 상기 응축기가 설치되는 실외의 온도를 측정하는 실외온도센서와, 상기 냉매액펌프와 상기 제1 내지 4조절밸브의 구동을 제어하고, 상기 실내온도센서와 상기 실외온도센서에서 검출된 온도정보에 의해 실외온도가 실내온도보다 설정온도 이상이면 상기 제1냉매사이클모드를 수행하고, 실외온도가 실내온도보다 설정온도 이하이면 상기 제2냉매사이클모드를 수행하도록 제어하는 제어유닛을 구비한다.According to an aspect of the present invention, the refrigerant circulation switching unit includes a refrigerant liquid pump for pumping the refrigerant, a supply pipe branched from a third connection pipe connecting the compressor and the evaporator and connected to the outlet of the refrigerant liquid pump, An inlet pipe branched from the first relay pipe between the condenser and the expansion valve and connected to the inlet of the refrigerant liquid pump; a cooling pipe connected between a second inlet of the evaporator and a first inlet of the condenser; A first control valve installed in the third connection pipe between the third connection point where the supply pipe is branched so as to transfer or block the refrigerant and the compressor, and a second control valve installed in the supply pipe to transfer or block the refrigerant A third control valve installed in the first relay pipe between the expansion valve and the inlet pipe to allow the refrigerant to be transferred or blocked, An outdoor temperature sensor for measuring the temperature of the outdoor space in which the condenser is installed; a temperature sensor for measuring the outdoor temperature of the outdoor unit; And controls the operation of the refrigerant liquid pump and the first to fourth control valves. When the outdoor temperature is higher than the indoor temperature by the temperature information detected by the indoor temperature sensor and the outdoor temperature sensor, And a control unit for controlling the second refrigerant cycle mode to be performed when the outdoor temperature is lower than the set temperature by the second refrigerant cycle mode.

바람직하게는, 상기 제2냉매사이클모드에서 상기 제어유닛은, 상기 제1 및 제3조절밸브는 폐쇄되고 상기 제2 및 제4조절밸브를 개방되게 상기 제1 내지 4조절밸브를 제어하고, 상기 냉매액펌프를 구동하여 상기 냉매액펌프에서 펌핑된 상기 냉매가 상기 증발기로 유입되어 상기 냉각관을 통해 상기 응축기로 이송되고 다시 상기 냉매액펌프로 들어가는 과정을 반복하도록 제어한다.Preferably, in the second refrigerant cycle mode, the control unit controls the first to fourth control valves such that the first and third control valves are closed and the second and fourth control valves are opened, The refrigerant liquid pump is driven so that the refrigerant pumped in the refrigerant liquid pump flows into the evaporator, is transferred to the condenser through the refrigerant pipe, and then enters the refrigerant liquid pump again.

또한, 상기 제1중계관은 상기 응축기의 제1유입구에 일단이 연결되어 연장된 제2연결관과, 상기 증발기의 제2유입구에 일단이 연결되어 연장된 제4연결관을 구비하고, 상기 제2연결관의 타단과 상기 제4연결관의 타단에 연결되어 상기 냉매를 임시 저장하는 수액기를 더 구비한다.The first relay pipe may include a second connection pipe extended at one end to the first inlet of the condenser and a fourth connection pipe extended at one end to the second inlet of the evaporator, And a receiver connected to the other end of the second connection pipe and the other end of the fourth connection pipe for temporarily storing the refrigerant.

본 발명의 하이브리드 냉각시스템은 실내온도와 외기온도와의 차이에 따라 냉매 순환 사이클을 조정하여 냉방시스템을 효율적으로 운행할 수 있으면서도 구조가 단순화 되는 장점을 제공한다. The hybrid cooling system of the present invention provides an advantage that the cooling system can be efficiently operated by adjusting the refrigerant circulation cycle according to the difference between the room temperature and the outside temperature, and the structure is simplified.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 냉각시스템의 제1냉매사이클모드의 냉매순환상태를 나타내 보인 구성도이고,
도 2는 도 1의 하이브리드 냉각시스템의 제2냉매사이클모드의 냉매순환상태를 나타내 보인 구성도이며,
도 3은 본 발명의 작동과정을 나타내 보인 순서도이다.1 is a view showing a refrigerant circulation state in a first refrigerant cycle mode of a hybrid cooling system according to the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing the refrigerant circulation state in the second refrigerant cycle mode of the hybrid cooling system of FIG. 1,
3 is a flowchart showing the operation of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 냉각시스템(100)의 제1냉매사이클모드의 냉매순환상태를 나타내 보인 구성도이다.1 is a diagram showing a refrigerant circulation state in a first refrigerant cycle mode of a hybrid cooling system 100 according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 냉각시스템(100)은 압축기(11), 응축기(12), 증발기(14), 팽창밸브(13), 냉매순환전환부(300)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a hybrid cooling system 100 according to the present invention includes a compressor 11, a condenser 12, an evaporator 14, an expansion valve 13, and a coolant circulation switching unit 300.

압축기(11)는 냉매를 압축하고, 압축된 냉매를 응축기(12)와 접속된 제1연결관(21)을 통해 응축기(12)로 송출할 수 있도록 되어 있다. The compressor 11 compresses the refrigerant and can send the compressed refrigerant to the condenser 12 via the first connection pipe 21 connected to the condenser 12. [

응축기(12)는 압축기(11)에서 압축된 후 제1연결관(21)을 통해 전송되는 냉매를 제1유입구(12a)로 유입받을 수 있도록 접속되어 있다.The condenser 12 is connected to the first inlet 12a so that the refrigerant, which is compressed in the compressor 11 and then transferred through the first connection pipe 21, can be introduced into the first inlet 12a.

또한 응축기(12)는 출구(12b)를 통해 응축처리된 냉매를 토출한다. Further, the condenser 12 discharges the condensed condensed refrigerant through the outlet 12b.

압축기(11)는 실내 또는 실외에 설치될 수 있으며, 응축기(12)는 실외에 설치되는 것이 바람직하다.The compressor (11) may be installed indoors or outdoors, and the condenser (12) is preferably installed outdoors.

증발기(14)는 응축기(12)의 출구(12b)에서 토출된 냉매를 제1중계관을 통해 제2유입구(14a)로 유입받을 수 있도록 접속되어 있다.The evaporator 14 is connected to allow the refrigerant discharged from the outlet 12b of the condenser 12 to flow into the second inlet 14a through the first relay tube.

여기서, 제1중계관 상에는 수액기(70)가 설치되어 있다. Here, a receiver 70 is installed on the first relay pipe.

제1중계관은 제2연결관(22a)과, 제4연결관(22b)을 구비한다. The first relay pipe has a second connection pipe (22a) and a fourth connection pipe (22b).

제2연결관(22a)은 일단이 응축기(12)의 출구(12b)에 연결되고, 타단이 수액기(70)의 입구(70a)에 연결되어 있다. One end of the second connection pipe 22a is connected to the outlet 12b of the condenser 12 and the other end is connected to the inlet 70a of the receiver 70. [

제4연결관(22b)은 일단이 수액기(70)의 출구(70b)에 연결되고, 타단이 증발기(14)의 제2유입구(14a)에 연결되어 있다.One end of the fourth connection pipe 22b is connected to the outlet 70b of the receiver 70 and the other end is connected to the second inlet 14a of the evaporator 14. [

팽창밸브(13)는 제1중계관 상에 설치되어 있다. The expansion valve 13 is installed on the first relay pipe.

바람직하게는 팽창밸브(13)는 증발기(14)와 수액기(70)를 연결하는 제4연결관(22b) 상에 설치된다. Preferably, the expansion valve 13 is installed on the fourth connecting pipe 22b connecting the evaporator 14 and the receiver 70. [

냉매순환전환부(300)는 설정된 제1냉매사이클모드에서 냉매가 압축기(11), 응축기(12), 팽창밸브(13), 증발기(14) 및 압축기(11)를 다시 경유하면서 순환하도록 하고, 설정된 제2냉매사이클모드에서 냉매가 압축기(11)를 경유하지 않고 응축기(12)와 증발기(14) 및 다시 응축기(12)를 경유하면서 순환하도록 냉매순환 패턴을 조정할 수 있도록 구축되어 있다.The refrigerant circulation switching unit 300 allows the refrigerant to circulate through the compressor 11, the condenser 12, the expansion valve 13, the evaporator 14 and the compressor 11 again in the set first refrigerant cycle mode, The refrigerant circulation pattern can be adjusted so that the refrigerant circulates through the condenser 12, the evaporator 14 and the condenser 12 without passing through the compressor 11 in the set second refrigerant cycle mode.

냉매순환전환부(300)는 냉매액펌프(31), 공급관(32), 유입관(33), 냉각관(34), 제1 내지 제4조절밸브(41)(42)(43)(44), 실내온도센서(51), 실외온도센서(52) 및 제어유닛(60)을 구비한다.The refrigerant circulation switching unit 300 includes a refrigerant liquid pump 31, a supply pipe 32, an inflow pipe 33, a cooling pipe 34, first to fourth control valves 41, 42, 43 and 44 An indoor temperature sensor 51, an outdoor temperature sensor 52 and a control unit 60. [

냉매액펌프(31)는 입구(31a)를 통해 유입된 냉매를 펌핑하여 출구(31b)로 토출한다. 바람직하게 냉매액펌프(31)는 압축기(11)의 성능과 같도록 충분한 용량을 갖는 것을 적용한다.The refrigerant liquid pump 31 pumps the refrigerant introduced through the inlet 31a and discharges the refrigerant to the outlet 31b. Preferably, the refrigerant liquid pump 31 has a capacity sufficient to equal the performance of the compressor 11.

공급관(32)은 냉매가 냉매액펌프(31)의 출구(31b)로부터 토출되어 증발기(14)의 출구(14b)로 이송될 수 있도록 마련된 것으로, 압축기(11)와 증발기(14)를 연결하는 제3연결관(23)에서 분기되어 냉매액펌프(31)의 출구(31b)와 연결되어 있다. The supply pipe 32 is provided so that the refrigerant can be discharged from the outlet 31b of the refrigerant liquid pump 31 and can be transferred to the outlet 14b of the evaporator 14. The supply pipe 32 connects the compressor 11 and the evaporator 14 Branched from the third connection pipe 23 and connected to the outlet 31b of the refrigerant liquid pump 31.

유입관(33)은 냉매가 냉매액펌프(31)의 입구(31a)로 유입될 수 있도록 마련된 것으로, 수액기(70)와 팽창밸브(13) 사이의 제4연결관(22b)에서 분기되어 냉매액펌프(31)의 입구(31a)와 연결되어 있다.The inlet pipe 33 is provided to allow the refrigerant to flow into the inlet 31a of the refrigerant liquid pump 31 and is branched at the fourth connecting pipe 22b between the receiver and the expansion valve 13 And is connected to the inlet 31a of the refrigerant liquid pump 31.

냉각관(34)은 증발기(14)의 제2유입구(14a)로부터 냉매가 응축기(12)로 이송될 수 있게 마련된 것으로, 증발기(14)의 제2유입구(14a)와 응축기(12)의 제1유입구(12a)로 이어지는 제1연결관(12)과 연결되어 있다.The cooling pipe 34 is provided so that the refrigerant can be transferred from the second inlet 14a of the evaporator 14 to the condenser 12 and is supplied to the second inlet 14a of the evaporator 14 and the second inlet 14a of the condenser 12, Is connected to the first connection pipe (12) leading to the first inlet (12a).

제1조절밸브(41)는 압축기(11)로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하여 냉매가 이송 또는 차단되도록 하는 것으로, 압축기(11)의 입구 측에 설치되어 있다. 바람직하게 제1조절밸브(41)는 공급관(32)이 분기되는 지점과 압축기(11) 사이의 제3연결관(23)에 설치된다.The first control valve 41 controls the flow of the refrigerant flowing into the compressor 11 so as to transfer or block the refrigerant. The first control valve 41 is provided at the inlet side of the compressor 11. Preferably, the first control valve 41 is installed in the third connecting pipe 23 between the point where the supply pipe 32 is branched and the compressor 11.

제2조절밸브(42)는 냉매액펌프(31)로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하여 냉매가 이송 또는 차단되도록 하는 것으로, 냉매액펌프(31)의 출구(31b) 측에 설치되어 있다. 바람직하게는 제2조절밸브(42)는 공급관(32)에 설치된다.The second control valve 42 controls the flow of the refrigerant flowing into the refrigerant liquid pump 31 so as to transfer or block the refrigerant and is provided on the outlet 31b side of the refrigerant liquid pump 31. Preferably, the second control valve 42 is installed in the supply pipe 32.

제3조절밸브(43)는 팽창밸브(13)로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하여 냉매가 이송 또는 차단되도록 하는 것으로, 팽창밸브(13)의 입구 측의 제4연결관(22b)에 설치되어 있다. The third control valve 43 controls the flow of the refrigerant flowing into the expansion valve 13 so as to transfer or block the refrigerant. The third control valve 43 is installed in the fourth connection pipe 22b at the inlet side of the expansion valve 13 have.

제4조절밸브(44)는 증발기(14)에서 냉각관(34)을 통해 응축기(12)로 이송되는 냉매의 흐름을 제어하여 냉매가 이송 또는 차단되도록 하는 것으로, 냉각관(34)에 설치되어 있다.The fourth control valve 44 controls the flow of the refrigerant conveyed from the evaporator 14 to the condenser 12 via the cooling pipe 34 so as to transfer or block the refrigerant. The fourth control valve 44 is installed in the cooling pipe 34 have.

바람직하게 제1 내지 제4조절밸브(41)(42)(43)(44)는 제어유닛(60)의 제어신호에 따라 작동하는 전자밸브(솔레노이드밸브)를 적용한다.Preferably, the first to fourth control valves 41, 42, 43 and 44 apply a solenoid valve (solenoid valve) which operates in accordance with the control signal of the control unit 60.

실내온도센서(51)는 실내의 온도를 측정하기 위한 것으로, 증발기(14)가 설치된 실내에 설치되어 있다. 실내온도센서(51)는 증발기(14)에 설치될 수 있음은 물론이다.The room temperature sensor 51 is for measuring the temperature of the room, and is installed in the room where the evaporator 14 is installed. It goes without saying that the indoor temperature sensor 51 may be installed in the evaporator 14.

실외온도센서(52)는 실외의 온도를 측정하기 위한 것으로, 응축기(12)가 설치된 실외에 설치되어 있다. 실외온도센서(52)는 응축기(12)에 설치될 수 있음은 물론이다.The outdoor temperature sensor 52 is for measuring the outdoor temperature and is installed outside the room where the condenser 12 is installed. It goes without saying that the outdoor temperature sensor 52 may be installed in the condenser 12.

제어유닛(60)은 냉매액펌프(31)와 제1 내지 4조절밸브(41)(42)(43)(44)의 구동을 제어하고, 실내온도센서(51)와 실외온도센서(52)에서 검출된 온도정보를 이용하여 제1냉매사이클모드와 제2냉매사이클 모드 중 어느 하나를 수행하도록 제어한다.The control unit 60 controls the driving of the refrigerant liquid pump 31 and the first to fourth control valves 41, 42, 43 and 44 and controls the indoor temperature sensor 51 and the outdoor temperature sensor 52, The first refrigerant cycle mode and the second refrigerant cycle mode using the detected temperature information.

제어유닛(60)은 실내온도센서(51)와 실외온도센서(52)에서 각각 검출된 실내온도와 실외온도로부터 실외온도가 실내온도보다 설정된 온도 이상으로 낮아지는 제1실내외 온도차이조건에 도달하면 도 2에 화살표로 냉매 이동경로를 표시한 바와 같이 제2냉매사이클모드를 수행하도록 제어하고, 제1실내외 온도차이조건에 속하지 않으면 제1냉매사이클모드를 수행하도록 제어한다.When the outdoor temperature reaches the first indoor / outdoor temperature difference condition in which the outdoor temperature is lower than the indoor temperature from the indoor temperature and the outdoor temperature respectively detected by the indoor temperature sensor 51 and the outdoor temperature sensor 52 The second refrigerant cycle mode is controlled to perform the first refrigerant cycle mode as indicated by the arrow in FIG. 2, and the first refrigerant cycle mode is executed if the first refrigerant cycle mode is not included.

제어유닛(60)은 압축기(11)와 냉매액펌프(31), 응축기(12), 증발기(14) 및 제1 내지 제4조절밸브(41)(42)(43)(44), 실내온도센서(51), 실외온도센서(52)와 전기적으로 연결된다. The control unit 60 includes a compressor 11 and a refrigerant liquid pump 31, a condenser 12, an evaporator 14 and first to fourth control valves 41, 42, 43 and 44, The sensor 51 and the outdoor temperature sensor 52 are electrically connected.

여기서 설정온도는 실내온도와 실외온도의 차이를 판단하기 위한 판단값으로서 바람직하게 설정온도는 8℃ 내지 10℃로 설정한다.Here, the set temperature is a determination value for determining the difference between the room temperature and the outdoor temperature, and preferably, the set temperature is set to 8 to 10 占 폚.

일 예로서 설정온도를 10℃로 설정한 경우 제어유닛(60)은 실외온도가 실내온도보다 10℃ 이상 낮을 경우, 제2냉매사이클모드를 수행하고, 실외온도가 실내온도보다 10℃이상 낮지 않을 경우 제1냉매사이클모드를 수행한다. 또한, 제어유닛(60)에 전원을 공급하여 냉방시스템의 가동을 조작하는 조작부(미도시)와 실내와 실외의 온도 및 제1 또는 제2냉매사이클모드의 수행상태를 화면에 표시해주는 표시부(미도시)가 더 구비될 수 있음은 물론이다.As an example, when the set temperature is set to 10 ° C, the control unit 60 performs the second refrigerant cycle mode when the outdoor temperature is lower than the indoor temperature by 10 ° C or more, and when the outdoor temperature is not lower than 10 ° C The first refrigerant cycle mode is performed. In addition, a display unit (not shown) for displaying on the screen the operation status of the indoor and outdoor temperatures and the first or second refrigerant cycle mode by supplying power to the control unit 60 and operating the operation of the cooling system It is needless to say that the present invention is not limited thereto.

냉매순환전환부(300)는 앞서 설명된 냉매순환 사이클에 따라 냉매가 설정된 방향으로만 흐를 수 있도록 제1연결관(21)에 설치되는 제1체크밸브(81)와, 제4연결관(22b)에 설치되는 제2체크밸브(82)를 더 구비할 수 있다. The refrigerant circulation switching unit 300 includes a first check valve 81 installed in the first connection pipe 21 and a fourth connection pipe 22b provided in the fourth connection pipe 22b so that the refrigerant can flow only in a predetermined direction according to the refrigerant circulation cycle, And a second check valve 82 installed in the second check valve 82.

바람직하게 제1체크밸브(81)는 냉매가 압축기(11)에서 응축기(12)로 흐르는 방향으로 설치할 수 있다. 또한, 제2체크밸브(82)는 냉매가 팽창밸브(13)로 흐르는 방향으로 설치할 수 있다.Preferably, the first check valve 81 can be installed in a direction in which the refrigerant flows from the compressor 11 to the condenser 12. The second check valve 82 can be installed in a direction in which the refrigerant flows to the expansion valve 13.

본 발명에 따른 하이브리드 냉각시스템(100)의 작동과정을 도 3을 함께 참조하여 설명한다.The operation of the hybrid cooling system 100 according to the present invention will be described with reference to FIG.

먼저 제어유닛(60)은 조작부의 조작을 통해 실내온도를 설정된 온도로 유지되도록 작동시키는 작동온신호가 수신되는지를 판단한다(단계 410).First, the control unit 60 determines whether an operation-on signal for operating the indoor temperature to be maintained at the set temperature is received through the operation of the operation unit (step 410).

단계 410에서 작동온 신호가 수신된 것으로 판단되면, 제어유닛(60)은 실외온도센서(52)에서 검출된 실외온도 즉 외기온도와 실내온도센서(51)에서 검출된 실내온도정보를 비교하여 실외온도가 실내온도보다 설정된 온도보다 낮아 앞서 설명된 제1실내외 온도차이조건에 해당하는 지를 판단한다(단계 420).The control unit 60 compares the outdoor temperature detected by the outdoor temperature sensor 52, that is, the outdoor temperature with the indoor temperature information detected by the indoor temperature sensor 51, and outputs the outdoor temperature Is less than the set temperature and judges whether it corresponds to the first indoor / outdoor temperature difference condition described above (step 420).

단계 420에서 제1실내외 온도차이 조건에 해당하지 않은 것으로 판단되면 제어유닛(60)은 제1냉매 사이클 모드를 수행하도록 제어대상 요소를 제어한다(단계 430)If it is determined in step 420 that the first indoor / outdoor temperature difference condition is not satisfied, the control unit 60 controls the controlled element to perform the first refrigerant cycle mode (step 430)

즉, 제어유닛(60)은 제1냉매사이클모드 수행시 제1 및 제3조절밸브(41)(43)를 개방하고, 제2 및 제4조절밸브(42)(44)는 폐쇄한다. 그 다음, 제어유닛(60)은 압축기(11)와 응축기(12)와 증발기(14)를 구동시킨다. 이에 따라, 냉매는 압축기(11)에서 제1연결관(21)을 통해 응축기(12)의 제1유입구(12a)로 유입되고, 응축기(12), 수액기(70), 팽창밸브(13), 증발기(14)를 순환하면서 실내를 설정된 온도로 유지한다.That is, the control unit 60 opens the first and third control valves 41 and 43 and closes the second and fourth control valves 42 and 44 in the first refrigerant cycle mode. Then, the control unit 60 drives the compressor 11, the condenser 12, and the evaporator 14. The refrigerant is introduced into the first inlet 12a of the condenser 12 through the first connection pipe 21 in the compressor 11 and flows into the first inlet 12a of the condenser 12 via the condenser 12, the receiver 70, the expansion valve 13, , And the evaporator (14).

이와는 다르게 단계 420에서 제1실내외 온도차이 조건에 해당하는 것으로 판단되면 제어유닛(60)은 제2냉매 사이클 모드를 수행하도록 제어대상 요소를 제어한다(단계 440).Otherwise, if it is determined in step 420 that the first indoor / outdoor temperature difference condition is satisfied, the control unit 60 controls the controlled element to perform the second refrigerant cycle mode (step 440).

즉, 제어유닛(60)은 제2냉매사이클모드 수행시 제1 및 제3조절밸브(41)(43)를 폐쇄하고, 제2 및 제4조절밸브(42)(44)는 개방한다. 그 다음, 제어유닛(60)은 압축기(11)의 구동을 중단하고, 냉매액펌프(31)를 구동시킨다. 이에 따라, 냉매액펌프(31)는 수액기(70)로부터 공급된 냉매를 증발기(14), 응축기(12)를 거쳐 다시 수액기(70)로 돌아와 순환되면서 실외공기로 차가워진 냉매는 실내의 열과 열교환되어 실내의 온도를 적정온도로 유지시킨다. That is, the control unit 60 closes the first and third control valves 41 and 43 and the second and fourth control valves 42 and 44 when the second refrigerant cycle mode is performed. Then, the control unit 60 stops driving the compressor 11 and drives the refrigerant liquid pump 31. [ The refrigerant liquid pump 31 circulates the refrigerant supplied from the receiver 70 through the evaporator 14 and the condenser 12 to the receiver 70 and circulates while being cooled by the outdoor air, Exchanges heat with the heat to maintain the temperature of the room at an appropriate temperature.

이후 제어유닛(60)은 작동을 중지하는 정지신호가 수신되는지를 판단하고(단계 450), 정지신호가 수신되지 않으면 단계 420으로 복귀하고, 정지신호가 수신되면 작동을 종료한다.The control unit 60 then determines whether a stop signal is received to stop the operation (step 450), and returns to step 420 if the stop signal is not received, and terminates the operation when the stop signal is received.

본 발명에 따른 하이브리드 냉각시스템(100)은 압축기(11)와 냉매액펌프(31) 중 어느 하나를 설정모드에 따라 선택적으로 구동함으로써 압축기(11)의 노화를 방지하고, 실외온도가 실내온도 보다 설정된 온도 보다 낮아질 경우 외기의 차가운 온도와 실내의 열을 열교환시켜 에너지 절감 효과를 높인다. 또한, 구조를 단순화시켜 설치비용을 절감하는 효과를 가져온다.The hybrid cooling system 100 according to the present invention can prevent the compressor 11 from aging by selectively driving either the compressor 11 or the refrigerant liquid pump 31 according to the setting mode, When the temperature is lower than the set temperature, heat exchange between the cold temperature of the outside air and the heat of the room increases the energy saving effect. In addition, the structure is simplified and the installation cost is reduced.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

본 발명에 따른 하이브리드 냉각시스템은 데이터 센터, 식품창고 등 일 년 내내 설정된 온도를 유지해야 하는 곳에 적용가능하다.The hybrid cooling system according to the present invention can be applied to a place where the set temperature is maintained throughout the year, such as a data center, a food warehouse, and the like.

100 : 하이브리드 냉각시스템 11 : 압축기
12 : 응축기 13 : 팽창밸브
14 : 증발기 300 : 냉매순환전환부
31 : 냉매액펌프 60 : 제어유닛 100: Hybrid cooling system 11: Compressor
12: condenser 13: expansion valve
14: Evaporator 300: Refrigerant circulation switching unit
31: Refrigerant liquid pump 60: Control unit

Claims (4)

냉매를 압축하는 압축기와;
상기 압축기에서 압축된 상기 냉매를 제1연결관을 통해 제1유입구로 유입받을 수 있도록 접속된 응축기와;
상기 응축기의 출구에서 토출된 상기 냉매를 제1중계관을 통해 제2유입구로 유입받을 수 있도록 접속된 증발기와;
상기 제1중계관 상에 설치된 팽창밸브와;
설정된 제1냉매사이클모드에서는 상기 냉매가 상기 압축기로부터 상기 응축기와 상기 팽창밸브 및 상기 증발기를 거쳐 상기 압축기로 순환되고, 설정된 제2냉매사이클모드에서는 냉매가 상기 압축기를 경유하지 않고 상기 응축기와 상기 증발기 사이를 순환시킬 수 있도록 된 냉매순환전환부;를 구비하고,
상기 냉매순환전환부는
상기 냉매를 펌핑하는 냉매액펌프와;
상기 압축기와 상기 증발기를 연결하는 제3연결관에서 분기되어 상기 냉매액펌프의 출구에 연결되는 공급관과;
상기 응축기와 상기 팽창밸브 사이의 상기 제1중계관에서 분기되어 상기 냉매액펌프의 입구에 연결되는 유입관과;
상기 증발기의 제2유입구와 상기 응축기의 제1유입구 사이에 연결되는 냉각관과;
상기 냉매가 이송 또는 차단되도록 상기 공급관이 분기되는 상기 제3연결관 지점과 상기 압축기 사이의 상기 제3연결관에 설치되는 제1조절밸브와;
상기 공급관에 설치되어 상기 냉매를 이송 또는 차단되게 하는 제2조절밸브와;
상기 팽창밸브와 상기 유입관 사이의 상기 제1중계관에 설치되어 상기 냉매를 이송 또는 차단되게 하는 제3조절밸브와;
상기 냉각관에 설치되어 상기 냉매를 이송 또는 차단되게 하는 제4조절밸브와;
상기 증발기가 설치되는 실내의 온도를 측정하는 실내온도센서와;
상기 응축기가 설치되는 실외의 온도를 측정하는 실외온도센서와;
상기 냉매액펌프와 상기 제1 내지 4조절밸브의 구동을 제어하고, 상기 실내온도센서와 상기 실외온도센서에서 검출된 온도정보를 이용하여 실외온도가 실내온도보다 설정된 온도 이상으로 낮아지는 제1실내외 온도차이조건에 도달하면 상기 제2냉매사이클모드를 수행하도록 제어하고, 상기 제1실내외 온도차이조건에 속하지 않으면 상기 제1냉매사이클모드를 수행하도록 제어하는 제어유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 냉각시스템.A compressor for compressing the refrigerant;
A condenser connected to the refrigerant compressed in the compressor so as to be introduced into the first inlet through the first connection pipe;
An evaporator connected to the second inlet through the first relay tube to discharge the refrigerant discharged from the outlet of the condenser;
An expansion valve installed on the first relay tube;
In the first refrigerant cycle mode, the refrigerant is circulated from the compressor to the compressor through the condenser, the expansion valve, and the evaporator. In the set second refrigerant cycle mode, the refrigerant does not pass through the compressor, And a refrigerant circulation switching unit adapted to circulate the refrigerant,
The refrigerant circulation switching unit
A refrigerant liquid pump for pumping the refrigerant;
A supply pipe branched from a third connection pipe connecting the compressor and the evaporator and connected to an outlet of the refrigerant liquid pump;
An inlet pipe branched from the first relay pipe between the condenser and the expansion valve and connected to an inlet of the refrigerant liquid pump;
A cooling tube connected between a second inlet of the evaporator and a first inlet of the condenser;
A first control valve installed in the third connection pipe between the third connection point where the supply pipe is branched so that the refrigerant is transferred or blocked, and the compressor;
A second control valve installed in the supply pipe to transfer or block the refrigerant;
A third control valve installed in the first relay pipe between the expansion valve and the inflow pipe to transfer or block the refrigerant;
A fourth control valve installed in the cooling pipe to transfer or block the refrigerant;
An indoor temperature sensor for measuring a temperature of a room in which the evaporator is installed;
An outdoor temperature sensor for measuring outdoor temperature where the condenser is installed;
And controls the driving of the refrigerant liquid pump and the first to fourth control valves and controls the operation of the refrigerant pump and the first to fourth control valves by using the temperature information detected by the indoor temperature sensor and the outdoor temperature sensor, And a control unit for controlling the first refrigerant cycle mode to be performed when the temperature difference condition is reached and controlling the first refrigerant cycle mode if the temperature difference condition is not satisfied, Cooling system. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제2냉매사이클모드에서 상기 제어 유닛은,
상기 제1 및 제3조절밸브는 폐쇄되고 상기 제2 및 제4조절밸브를 개방되게 상기 제1 내지 4조절밸브를 제어하고, 상기 냉매액펌프를 구동하여 상기 냉매액펌프에서 펌핑된 상기 냉매가 상기 증발기로 유입되어 상기 냉각관을 통해 상기 응축기로 이송되고 다시 상기 냉매액펌프로 들어가는 과정을 반복하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 냉각시스템.The method according to claim 1,
In the second refrigerant cycle mode,
The first and third control valves are closed and the first to fourth control valves are controlled to open the second and fourth control valves, and the refrigerant liquid pump is driven to cool the refrigerant pumped in the refrigerant liquid pump Wherein the controller controls to repeat the process of flowing into the evaporator, being transferred to the condenser through the cooling pipe, and entering the refrigerant liquid pump again. 제 3항에 있어서,
상기 제1중계관은 상기 응축기의 제1유입구에 일단이 연결되어 연장된 제2연결관과, 상기 증발기의 제2유입구에 일단이 연결되어 연장된 제4연결관을 구비하고,
상기 제2연결관의 타단과 상기 제4연결관의 타단에 연결되어 상기 냉매를 임시 저장하는 수액기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 냉각시스템. The method of claim 3,
Wherein the first relay pipe includes a second connection pipe extended at one end to the first inlet of the condenser and a fourth connection pipe extended at one end to the second inlet of the evaporator,
Further comprising a receiver connected to the other end of the second connection pipe and the other end of the fourth connection pipe for temporarily storing the refrigerant.
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