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다중방향 밸브를 갖는 CO2 냉동 시스템

전문가 제언: ○ 일반적으로 냉각장치, 공기조화기와 같은 냉동시스템은 압축기(compressor)에 의해 고압으로 압축된 냉매가 냉동사이클(refrigeration cycle)을 순환하며 냉각력을 공급한다. 이와 같은 냉동시스템의 운전을 제어하는 방법으로서 압축기 온오프(on-off) 제어방식이 널리 이용된다.

○ 온오프 제어방식의 냉동시스템에서 압축기가 정지하면 운전 상태에서 형성된 압축기 출구의 고압과 입구측 저압은 평형상태를 이룬다. 이 압력 평형상태에서 사이클이 작동하면 압축기는 고압형성을 위해 더 많은 시간동안 작동해야 되고 이는 전력소비를 증가시킨다.

○ 이 발명에 의한 CO2 냉동시스템에는 다중방향밸브(multi-way valve)가 구성된 팽창장치(expansion valve)가 적용된다. 이 결과로 종래의 온오프 제어방식에서 발생되는 압축기 정지 시의 압력 평형현상이 방지된다. 이에 따라 압축기 가동시간이 단축됨으로써 에너지 소비가 줄고 압축기 수명이 연장되는 효과를 얻을 수 있다.

○ 이 발명의 핵심기술은 압축기 오프 시의 압력평형 방지를 위한 ①다중방향밸브, ②복수의 출구포트(outlet port)에 연결된 복수의 모세관(capillary)이 포함된 팽창장치의 구성이다. 이 기술의 활용에 앞서 선행 특허/기술자료 조사가 필요하며 이 결과에 따라 적용 또는 다른 구조로의 변경이 필요하다.

○ 친환경 자연냉매로 주목을 받는 CO2 관련 연구는 국내의 경우, 2000년 전후에 시작됐다. 예로서 ‘환경 친화적 자연냉매 CO2를 적용한 냉난방시스템 개발’ 사업(2001～2011, 산업자원부지원, 17개 산학연기관)이 있다. 한편 동시기에 시작된 팽창장치 관련 연구도 냉동성능과의 영향 중심으로 이뤄져왔다. 현시점 주요 현안인 온실가스 감축을 위해서도 CO2 적용의 에너지 절약형 냉동시스템 개발을 확대할 필요가 있다.

저자: Coca-cola Company
자료유형: 니즈특허정보