JP2007520678A - 圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム - Google Patents

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Abstract

本発明は圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムに関する。冷媒を断熱状態で膨張させる膨張器、熱交換器を有する室内機、冷媒を断熱状態で圧縮させる圧縮機、および熱交換器を有する室外機を含み、冷媒を循環させることにより、その冷媒の状態変化を利用して選択領域の温度を低下または上昇させるようになったエアコンの冷媒サイクルシステムにおいて、前記圧縮機から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された基準圧力より低い時、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部を再び圧縮機に供給して圧縮させる。これにより、圧縮機から吐き出される冷媒の圧力を正常水準に維持させる優れた効果を有する。

Description

本発明はエアコンの冷媒サイクルシステムに係り、より詳しくは、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部を圧縮機に供給して再び圧縮させることができる、圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムに関するものである。
一般に、エアコンの冷媒サイクルシステムは、冷媒の相変化によって空調領域の熱を吸収して空調領域の外部へ排出させるか、あるいは反対に空調領域の外部から熱を吸収して空調領域に供給するように構成されて冷房または暖房を実行する。
この時、冷房が行われる場合、冷媒は蒸発→圧縮→凝縮→膨張→蒸発の過程を繰り返し、暖房が行われる場合、冷媒は蒸発→膨張→凝縮→圧縮→蒸発の過程を繰り返す。
このようなエアコンの冷媒サイクルシステムは、空調領域(以下、たいてい室内が空調領域になるので、説明の便宜上、空調領域を‘室内’といい、空調領域の外部を‘室外’という)の温度を低めるように構成された冷房システム、空調領域の温度を高めるように構成された暖房システム、および使用者の選択によって空調領域の温度を低めるかまたは高めるように構成された冷暖房システムを含む。
ほとんどの冷媒サイクルシステムは、室内に配置される室内機、室外に配置される室外機、低温低圧の冷媒を吸入して、断熱状態で圧縮して高温高圧の冷媒として吐き出す圧縮機、高温高圧の冷媒を断熱状態で膨張させて低温低圧の冷媒として排出する膨張器、冷媒が所定経路に沿って循環されるように、前記室内機、室外機、圧縮機および膨張器を連結させる配管類、予め選択された所定位置に設けられ、冷媒の温度および圧力などを感知するセンサー類、および前記圧縮機とセンサー類などに電源を供給し、これらセンサー類から情報を受けて圧縮機などの動作を制御する制御部を含む。そして、冷暖房システムは、冷媒の経路を変化させるためのバルブ類をさらに含む。
以下では、冷房システムまたは冷暖房システムによって室内を冷房する場合と、暖房システムまたは冷暖房システムによって室内を暖房する場合についてより詳細に説明する。
まず、冷房の場合、室内機では、低温低圧で流入された液状冷媒が室内で熱を吸収しながら蒸発した後、圧縮機に排出される。圧縮機では、室内機から流入された低温低圧の気状冷媒を圧縮させて高温高圧の気状冷媒として吐き出す。室外機では、圧縮機から吐き出されて高温高圧で流入された気状冷媒が室外で熱を放出しながら高温高圧の液状冷媒に凝縮された後、膨張器に排出される。膨張器では、室外機から流入された高温高圧の液状冷媒を膨張させて低温低圧の液状冷媒として排出させ、前記膨張器から排出された低温低圧の液状冷媒が室内機に流入される循環サイクルを成す。
ついで、暖房の場合、室内機では、高温高圧で流入された気状冷媒が室内で熱を放出しながら高温高圧の液状冷媒に凝縮された後、膨張器に排出される。膨張器では、室内機から流入された高温高圧の液状冷媒を膨張させて低温低圧の液状冷媒として排出させる。室外機では、膨張器から流入された低温低圧の液状冷媒が室外で熱を吸収しながら蒸発した後、圧縮機に排出される。圧縮機では、室外機から流入された低温低圧の気状冷媒を圧縮させて高温高圧の気状冷媒として吐出させ、前記圧縮機から吐き出された高温高圧の気状冷媒が室内機に流入される循環サイクルを成す。
このようなエアコンの冷媒サイクルシステムにおいては、圧縮機に流入される冷媒および圧縮機から排出される冷媒の状態が予め設定された範囲に維持される場合に、圧縮機を損傷させないで最適の冷媒サイクルを成しながら冷房および暖房が正常に実行される。
まず、圧縮機に流入される冷媒の状態は気体と液体が共存する飽和状態より少し昇温した状態にして、気状冷媒のみ存在するようにすることが望ましい。これは、液状冷媒が圧縮機に流入される場合、圧縮機の圧縮能力を低下させることはもちろんのこと、その圧縮機を成す構成部品を損傷させるからである。また、圧縮機に流入される冷媒の状態が気体と液体が共存する飽和状態よりあまり昇温した状態の場合、圧縮機を成す構成部品が劣化して圧縮機の寿命が著しく減少し、さらに圧縮効率を著しく低下させる問題点を有するものである。
このような問題点は、前者の場合、気液分離器で分離された気状冷媒を圧縮機に供給する簡単な方法によって解決することができ、後者の場合、大韓民国特許出願第2000−56277号、同第2000−56278号、同第2000−56279号などに開示されているように、圧縮機に流入される冷媒の温度を低めることによって、圧縮機に流入される冷媒の温度が気体と液体が共存する飽和状態より過度に高くなることを防止して、圧縮機の圧縮負荷を減少させる方法によって解決することができる。
ついで、圧縮機に流入されるかまたは圧縮機から吐き出される冷媒の圧力があまり低い場合、圧縮機の結露現象および冷暖房が正常に実行されないいろいろの問題点が発生するものであるが、このような問題点を解決するための従来の技術は開示されていない。
本発明は前記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、圧縮機から吐き出される冷媒の圧力が予め設定された範囲より低ければ、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部を再び圧縮機に供給して圧縮させることで、圧縮機から吐き出される冷媒の圧力を正常水準に維持させることができるようになった圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを提供することにその目的がある。
前記目的を達成するため、本発明は、冷媒を断熱状態で膨張させる膨張器、熱交換器を有する室内機、冷媒を断熱状態で圧縮させる圧縮機、および熱交換器を有する室外機を含み、冷媒を循環させることにより、その冷媒の状態変化を利用して選択領域の温度を低下または上昇させるようになったエアコンの冷媒サイクルシステムにおいて、前記圧縮機から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された基準圧力より低い時、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部を圧縮機に再び供給して圧縮させることを特徴とする圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを提供する。
また、本発明は、前記室内機または室外機で凝縮された冷媒が熱交換用補助蒸発器を通じて前記膨張器に流入され、前記膨張器に流入される冷媒の一部が補助膨張器で断熱膨張された後、前記熱交換用補助蒸発器を通じて圧縮機に供給される。
また、本発明は、前記室内機または室外機で凝縮された冷媒が熱交換用補助蒸発器を通じて前記膨張器に流入され、前記膨張器に流入される冷媒の一部が補助膨張器で断熱膨張され、前記補助膨張器から排出された冷媒と前記室外機または室内機で蒸発した冷媒が混合されて、前記熱交換用補助蒸発器を通じて圧縮機に供給される。
また、本発明は、前記室内機または室外機で凝縮された冷媒が熱交換用補助蒸発器を通じて前記膨張器に流入され、前記膨張器に流入される冷媒の一部が補助膨張器で断熱膨張され、前記補助膨張器から排出され、前記熱交換用補助蒸発器で熱交換した冷媒と前記室外機または室内機で蒸発した後に前記膨張器で熱交換した冷媒が混合されて前記圧縮機に供給される。
また、本発明は、前記室内機または室外機で凝縮された冷媒が熱交換用補助蒸発器を通じて前記膨張器に流入され、前記膨張器に流入される冷媒の一部が補助膨張器で断熱膨張され、前記補助膨張器から排出された冷媒と前記室外機または室内機で蒸発した後に前記膨張器で熱交換した冷媒が混合されて前記圧縮機に供給される。
また、本発明の熱交換用補助蒸発器は、冷媒の流れに対して複数が直列または並列に連結される。
また、本発明の補助膨張器は、冷媒の流れに対して複数が直列または並列に連結される。
本発明の前記およびほかの目的、特徴および利点は添付図面を参照する以降の詳細な説明からより明らかに理解可能であろう。
以下、本発明を添付図面を参照してより詳細に説明する。
図1は本発明の第1実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを示す。
図1に示すように、第1実施例による冷媒サイクルシステム1は、高温、高圧で流入された冷媒を断熱状態で低温、低圧に膨張させて排出させる膨張器10、熱交換器を内蔵して室内に配置された室内機20、低圧で流入された冷媒を断熱状態で高圧に圧縮させて吐き出す圧縮機30、および熱交換器を内蔵して室外に配置された室外機40を含む。そして、前記圧縮機30の入口と出口にはそれぞれ第1圧縮機配管94と第2圧縮機配管95が連結され、前記第1圧縮機配管94と第2圧縮機配管95には、圧縮機30に流入される冷媒の圧力と圧縮機30から吐き出される冷媒の圧力を感知するための圧力ゲージ97a、97bがそれぞれ設けられる。
また、前記膨張器10、室内機20、圧縮機30、および室外機40は、冷房および暖房のための冷媒循環経路を形成するように、配管およびバルブによって連結されるが、第1冷媒配管93が前記第1圧縮機配管94の室内機20連結部位と圧力ゲージ97a装着部位との間と、前記第2圧縮機配管95の室外機40連結部位と圧力ゲージ97b装着部位との間とを連結するように取り付けられ、第2冷媒配管96が前記第1圧縮機配管94の第2冷媒配管96連結部位と圧力ゲージ97a装着部位との間と、前記第2圧縮機配管95の室外機40連結部位と第2冷媒配管96連結部位との間に設けられる。そして、前記第1冷媒配管93と第2冷媒配管96には、冷媒の流れを開閉するための開閉バルブ93a、96aがそれぞれ設けられ、前記第1圧縮機配管94と第2圧縮機配管95には第1冷媒配管93と第2冷媒配管96の連結部分間に位置されて、冷媒の流れを開閉するための開閉バルブ94a、95aがそれぞれ設けられる。
前記第1実施例の冷媒サイクルシステム1は、圧縮機30から吐き出された冷媒の一部または全部を第2圧縮機配管95の圧力ゲージ97b装着部位と第2冷媒配管96連結部位との間から第1圧縮機配管94の圧力ゲージ97a装着部位と第1冷媒配管93連結部位との間に迂回させて再び圧縮機30に流入させることができるようになった冷媒バイパス配管99を有する。前記冷媒バイパス配管99には、冷媒の流れを開閉させ、必要な場合に冷媒の流量を調節するようになったバイパスバルブ99aが装着され、前記第2圧縮機配管95には、冷媒バイパス配管99連結部位と第2冷媒配管96連結部位との間に、冷媒の流量を調節し、必要な場合、冷媒の流れを開閉することができるようになった流量調節バルブ99bが設けられる。また、前記冷媒バイパス配管99は、圧縮機30に流入される冷媒が冷媒バイパス配管99側に逆流することを遮断するためのチェックバルブ99cを有する。
もちろん、本発明の冷媒サイクルシステム1を制御するための制御部(図示せず)が予め設定された位置、例えば室内機20の内部に設けられる。この制御部は、圧力ゲージ97a、97bなどのようなセンサー類から提供される情報または使用者が入力する情報を受け、圧縮機、室内機と室外機のファンおよびバルブ類などを制御して冷房または暖房を実行するように冷媒を循環させる。
図4は図1に示す本発明の第1実施例に対する変形例を示すが、第1実施例と同一部分についての説明は省略し、異なる部分について説明する。
第1実施例の膨張器10が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の膨張器10A、10Bからなる膨張器組立体10’で取り替えられる。第1実施例の圧縮機30が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の圧縮機30A、30Bからなる圧縮機組立体30’で取り替えられる。
このような構成の冷媒サイクルシステム1’の場合、複数の膨張器10A、10Bからなる膨張器組立体10’と、複数の圧縮機30A、30Bからなる圧縮機組立体30’によって冷媒に対する膨張および圧縮容量を増加させることができるだけでなく、それぞれの膨張器10A、10Bと圧縮機30A、30Bに対する膨張および圧縮負荷を減少させることができて望ましい。
図5は本発明の第2実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを示す。
図5に示すように、第2実施例による冷媒サイクルシステム100も高温、高圧で流入された冷媒を断熱状態で低温、低圧に膨張させて排出させる膨張器110、熱交換器を内蔵して室内に配置された室内機120、低圧で流入された冷媒を断熱状態で高圧に圧縮させて吐き出す圧縮機130、および熱交換器を内蔵して室外に配置された室外機140を含む。そして、前記圧縮機130の入口と出口にはそれぞれ第1圧縮機配管194と第2圧縮機配管195が連結され、前記第1圧縮機配管194と第2圧縮機配管195には、圧縮機130に流入される冷媒の圧力と圧縮機130から吐き出される冷媒の圧力を感知するための圧力ゲージ197a、197bがそれぞれ設けられる。
また、前記膨張器110、室内機120、圧縮機130および室外機140は、冷房および暖房のための冷媒循環経路を形成するように、配管およびバルブによって連結される。第1冷媒配管193が前記第1圧縮機配管194の室内機120連結部位と圧力ゲージ197a装着部位との間と、前記第2圧縮機配管195の室外機140連結部位と圧力ゲージ197b装着部位との間を連結するように設けられ、第2冷媒配管196が前記第1圧縮機配管194の第2冷媒配管196連結部位と圧力ゲージ197a装着部位との間と、前記第2圧縮機配管195の室外機140連結部位と第2冷媒配管196連結部位との間に設けられる。そして、前記第1冷媒配管193と第2冷媒配管196には、冷媒の流れを開閉するための開閉バルブ193a、196aがそれぞれ設けられ、前記第1圧縮機配管194と第2圧縮機配管195には、第1冷媒配管193と第2冷媒配管196が連結された部分間に位置して冷媒の流れを開閉するための開閉バルブ194a、195aがそれぞれ設けられる。
前記第2実施例の冷媒サイクルシステム100も圧縮機130から吐き出された冷媒の一部または全部を第2圧縮機配管195の圧力ゲージ197b装着部位と第2冷媒配管196連結部位との間から第1圧縮機配管194の圧力ゲージ197a装着部位と第1冷媒配管193連結部位との間に迂回させて再び圧縮機130に流入させることができるようになった冷媒バイパス配管199を有する。前記冷媒バイパス配管199には、冷媒の流れを開閉させ、必要な場合、冷媒の流量を調節するようになったバイパスバルブ199aが装着され、前記第2圧縮機配管195には、冷媒バイパス配管199連結部位と第2冷媒配管196連結部位との間に、冷媒の流量を調節し、必要な場合、冷媒の流れを開閉することができるようになった流量調節バルブ199bが設けられる。また、前記冷媒バイパス配管199は、圧縮機130に流入される冷媒が冷媒バイパス配管199側に逆流することを遮断するためのチェックバルブ199cを有する。
前記冷媒サイクルシステム100は、前記膨張器110と室外機140との間および前記膨張器110と室内機120との間に、第1および第2補助蒸発器150、160がそれぞれ配置され、前記第1および第2補助蒸発器150、160のそれぞれは熱交換器152、162が内蔵されてハウジング151、161を有する。前記熱交換器152は膨張器110と室外機140を連結させる冷媒流路を提供し、前記熱交換器162は膨張器110と室内機120を連結させる冷媒流路を提供する。また、前記ハウジング151、161のそれぞれには冷媒流入口153a、163aと冷媒排出路153b、163bを形成し、前記冷媒流入口153a、163aを通じて流入された冷媒が前記熱交換器152、162の外表面と接触しながら所定経路に沿って移動して冷媒排出路153b、163bを通じて排出される構成を有する。
そして、前記膨張器110と第1補助蒸発器150を連結する第1配管154には第1バイパス配管155が分岐され、前記膨張器110と第2補助蒸発器160を連結する第2配管164には第2バイパス配管165が分岐される。前記第1および第2バイパス配管155、165は流量調節バルブ155a、165aを備えて第1および第2補助膨張器171、172の一側にそれぞれ連結され、前記第1および第2補助膨張器171、172の他側は前記第1および第2補助蒸発器150、160の冷媒流入口153a、163aにそれぞれ連結される。
前記第1および第2補助蒸発器150、160の冷媒排出路153b、163bのそれぞれには第1および第2低温冷媒排出配管156、166の一側が連結され、前記第1および第2低温冷媒排出配管156、166の他側は低温冷媒供給配管191の一側に合わせられる。前記低温冷媒供給配管191の他側は第1冷媒配管193の第1圧縮機配管194に連結された部位と開閉バルブ193a設置部位との間に連結される。また、前記第1および第2低温冷媒排出配管156、166の所定位置に開閉バルブ156a、166aが設けられ、前記第1冷媒配管193には、低温冷媒供給配管191と第1圧縮機配管194の連結部位間に開閉バルブ193bが装着される。
図8は図4に示す本発明の第2実施例に対する変形例を示すが、第2実施例と同一部分についての説明は省略し、異なる部分について説明する。
第2実施例の膨張器110が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の膨張器110A、110Bからなる膨張器組立体110’で取り替えられる。第2実施例の圧縮機130が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の圧縮機130A、130Bからなる圧縮機組立体130’で取り替えられる。第2実施例の第1および第2補助蒸発器150、160が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の第1および第2補助蒸発器150A、150B、160A、160Bからなる第1および第2補助蒸発器組立体150’、160’で取り替えられる。第2実施例の第1および第2補助膨張器171、172が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の補助膨張器171A、171B、172A、172Bからなる第1および第2補助膨張器組立体171’、172’で取り替えられる。
前記第1補助蒸発器組立体150’のうち、室外機140に隣接した補助蒸発器150Bに冷媒排出路153b’を形成し、膨張器110’に隣接した補助蒸発器150Aに冷媒流入口153a’を形成する。第2補助蒸発器組立体160’のうち、室内機120に隣接した補助蒸発器160Aに冷媒排出路163b’を形成し、膨張器組立体110’に隣接した補助蒸発器160Bに冷媒流入口163a’を形成する。もちろん、これは冷媒流入口と冷媒排出口の位置を制限しようとするものではなく、ただ例示のためのものである。
このような構成の冷媒サイクルシステム100’の場合、複数の構成要素によって冷媒に対する熱交換、膨張および圧縮容量を一層増加させることができ、これは、冷媒サイクルシステム100’の容量増加が容易であるだけでなく、それぞれの構成要素に対する負荷を減少させることができて望ましい。
そして、第1補助膨張器組立体171’の冷媒排出部には分配器169が設けられて、第1補助蒸発器組立体150’を成す第1補助蒸発器150A、150Bのそれぞれに冷媒を分配するか、あるいは必要によっては選択的に冷媒を供給するようにすることが望ましい。もちろん、第2補助膨張器組立体172’の冷媒排出部にも分配器169が設けられて、第2補助蒸発器組立体160’を成す第2補助蒸発器160A、160Bのそれぞれに冷媒を分配するか、あるいは必要によっては選択的に冷媒を供給するようにすることが望ましい。
これにより、前記分配器169の動作による冷媒の経路に沿って第1補助蒸発器組立体150’および第2補助蒸発器組立体160’から排出されて蒸発器110に流入される冷媒の温度と第1および第2低温冷媒排出配管156、166の冷媒の温度を変化させ、よって多様な条件で冷媒サイクルシステム100’を運用することが可能である。
図9は本発明の第3実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを示す。
図9に示すように、第3実施例による冷媒サイクルシステム200も高温、高圧で流入された冷媒を断熱状態で低温、低圧に膨張させて排出させる膨張器210、熱交換器を内蔵して室内に配置された室内機220、低圧で流入された冷媒を断熱状態で高圧に圧縮させて吐き出す圧縮機230、および熱交換器を内蔵して室外に配置された室外機240を含む。そして、前記圧縮機230の入口と出口にはそれぞれ第1圧縮機配管294と第2圧縮機配管295が連結され、前記第1圧縮機配管294と第2圧縮機配管295には、圧縮機230に流入される冷媒の圧力と圧縮機230から吐き出される冷媒の圧力を感知するための圧力ゲージ297a、297bがそれぞれ設けられる。
前記第3実施例の冷媒サイクルシステム200も圧縮機230から吐き出された冷媒の一部または全部を迂回させて再び圧縮機230に流入させることができるようになった冷媒バイパス配管299を有する。前記冷媒バイパス配管299には、冷媒の流れを開閉させ、必要な場合、冷媒の流量を調節するようになったバイパスバルブ299aが装着され、前記第2圧縮機配管295には、冷媒の流量を調節し、必要な場合、冷媒の流れを開閉することができるようになった流量調節バルブ299bが設けられる。また、前記冷媒バイパス配管299は、圧縮機230に流入される冷媒が冷媒バイパス配管299側に逆流することを遮断するためのチェックバルブ299cを有する。
また、前記膨張器210、室内機220、圧縮機230、および室外機240は、冷房および暖房のための冷媒循環経路を形成するように配管およびバルブによって連結される。前記膨張器210と室外機240との間と前記膨張器210と室内機220との間には第1および第2補助蒸発器250、260がそれぞれ配置され、前記第1および第2補助蒸発器250、260のそれぞれは熱交換器252、262を内蔵したハウジング251、261を有する。前記熱交換器252は膨張器210と室外機240を連結させる冷媒流路を提供し、前記熱交換器262は膨張器210と室内機220を連結させる冷媒流路を提供する。また、前記ハウジング251、261のそれぞれには複数の冷媒流入口253a、253b、263a、263bと一つの冷媒排出路253c、263cを形成し、これらそれぞれの冷媒流入口253a、253b、263a、263bを通じて流入された冷媒が前記熱交換器252、262の外表面と接触しながら所定経路に沿って移動して冷媒排出路253c、263cを通じて排出されるようにする。
前記膨張器210と第1補助蒸発器250を連結する第1配管254には第1バイパス配管255が分岐され、前記膨張器210と第2補助蒸発器260を連結する第2配管264には第2バイパス配管265が分岐される。前記第1および第2バイパス配管255、265は流量調節バルブ255a、265aを備えて第1および第2補助膨張器271、272の一側にそれぞれ連結され、前記第1および第2補助膨張器271、272の他側は前記第1および第2補助蒸発器250、260の冷媒流入口253a、263aにそれぞれ連結される。
前記第1補助蒸発器250と第2補助蒸発器260のほかの冷媒流入口253b、263bには第1および第2高温冷媒流入配管256、266の一側がそれぞれ連結される。前記第1高温冷媒流入配管256の他側は室内機220に連結され、第2高温冷媒流入配管266の他側は前記圧縮機230の冷媒排出口と室外機240を連結している第2圧縮機配管295の所定位置、すなわち室外機240に連結された部位と冷媒バイパス配管299に連結された部位との間に連結される。
前記第1および第2補助蒸発器250、260の冷媒排出路253c、263cのそれぞれには、第1および第2低温冷媒排出配管257、267の一側が連結され、前記第1および第2低温冷媒排出配管257、267の他側は低温冷媒供給配管291の一側に連結されるように合わせられる。前記低温冷媒供給配管291の他側は第1圧縮機配管294に連結される。
前記第1および第2高温冷媒流入配管256、266と第1および第2低温冷媒排出配管257、267のそれぞれは開閉バルブ256a、266a、257a、267aを有する。
前記第2圧縮機配管295には、前記第2高温冷媒流入配管266が連結された部分よりは圧縮機230側に隣接した部分に開閉バルブ295aが装着される。また、前記第2圧縮機配管295の開閉バルブ295aと流量調節バルブ299bとの間で冷媒配管296が分岐され、この冷媒配管296は開閉バルブ296aを備えて前記第1高温冷媒流入配管256の開閉バルブ256aと室内機220との間に連結される。
図12は図8に示す本発明の第3実施例に対する変形例を示すが、第3実施例と同一部分についての説明は省略し、異なる部分について説明する。
第3実施例の膨張器210が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の膨張器210A、210Bからなる膨張器組立体210’で取り替えられる。第3実施例の圧縮機230が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の圧縮機230A、230Bからなる圧縮機組立体230’で取り替えられる。第3実施例の第1および第2補助蒸発器250、260が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の第1および第2補助蒸発器250A、250B、260A、260Bからなる第1および第2補助蒸発器組立体250’、260’で取り替えられる。第3実施例の第1および第2補助膨張器271、272が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の補助膨張器271A、271B、272A、272Bからなる第1および第2補助膨張器組立体271’、272’で取り替えられる。
前記第1補助蒸発器組立体250’のうち、室外機240に隣接した補助蒸発器250Bに冷媒排出路253c’を形成し、膨張器組立体210’に隣接した補助蒸発器250Aに冷媒流入口253a’、253b’を形成する。第2補助蒸発器組立体260’のうち、室内機220に隣接した補助蒸発器260Aに冷媒排出路263c’を形成し、膨張器組立体210’に隣接した補助蒸発器260Bに冷媒流入口263a’、263b’を形成する。もちろん、これは冷媒流入口と冷媒排出口の位置を制限しようとするものではなく、ただ例示のためのものである。
このような構成の冷媒サイクルシステム200’の場合、複数の構成要素によって冷媒に対する熱交換、膨張および圧縮容量を一層増加させることができ、これは冷媒サイクルシステム200’の容量増加が容易であるだけでなく、それぞれの構成要素に対する負荷を減少させることができて望ましい。
そして、第1補助膨張器組立体271’の冷媒排出部には分配器269が設けられて、第1補助蒸発器組立体250’を成す第1補助蒸発器250A、250Bのそれぞれに冷媒を分配するか、あるいは必要によっては選択的に冷媒を供給するようにすることが望ましい。もちろん、第2補助膨張器組立体272’の冷媒排出部にも分配器269が設けられて、第2補助蒸発器組立体260’を成す第2補助蒸発器260A、260Bのそれぞれに冷媒を分配するか、あるいは必要によっては選択的に冷媒を供給するようにすることが望ましい。
これにより、前記分配器269の動作による冷媒の経路に沿って第1補助蒸発器組立体250’および第2補助蒸発器組立体260’から排出されて蒸発器210に流入される冷媒の温度と第1および第2低温冷媒排出配管257、267の冷媒温度を変化させ、よって多様な条件で冷媒サイクルシステム200’を運用することが可能である。
図13は本発明の第4実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを示す。
図13に示すように、第4実施例による冷媒サイクルシステム300も高温、高圧で流入された冷媒を断熱状態で低温、低圧に膨張させて排出させる膨張器310、熱交換器を内蔵して室内に配置された室内機320、低圧で流入された冷媒を断熱状態で高圧に圧縮させて吐き出す圧縮機330、および熱交換器を内蔵して室外に配置された室外機340を含む。そして、前記圧縮機330の入口と出口にはそれぞれ第1圧縮機配管394と第2圧縮機配管395が連結され、前記第1圧縮機配管394と第2圧縮機配管395には圧縮機330に流入される冷媒の圧力と圧縮機330から吐き出される冷媒の圧力を感知するための圧力ゲージ397a、397bがそれぞれ設けられる。
前記第4実施例の冷媒サイクルシステム300も圧縮機330から吐き出された冷媒の一部または全部を迂回させて再び圧縮機330に流入させることができるようになった冷媒バイパス配管399を有する。前記冷媒バイパス配管399には、冷媒の流れを開閉させ、必要な場合、冷媒の流量を調節するようになったバイパスバルブ399aが装着され、前記第2圧縮機配管395には、冷媒の流量を調節し、必要な場合、冷媒の流れを開閉することができるようになった流量調節バルブ399bが設けられる。また、前記冷媒バイパス配管399は圧縮機330に流入される冷媒が冷媒バイパス配管399側に逆流することを遮断するためのチェックバルブ399cを有する。
また、前記膨張器310、室内機320、圧縮機330および室外機340は、冷房および暖房のための冷媒循環経路を形成するように、配管およびバルブによって連結される。前記膨張器310と室外機340との間、および前記膨張器310と室内機320との間には第1および第2補助蒸発器350、360がそれぞれ配置され、前記第1および第2補助蒸発器350、360のそれぞれは熱交換器352、362を内蔵したハウジング351、361を有する。前記熱交換器352は膨張器310と室外機340を連結させる冷媒流路を提供し、前記熱交換器362は膨張器310と室内機320を連結させる冷媒流路を提供する。前記ハウジング351、361のそれぞれには冷媒流入口353a、363aと冷媒排出路353b、363bを形成して、これらそれぞれの冷媒流入口353a、363aを通じて流入された冷媒が前記熱交換器352、362の外表面と接触しながら所定経路に沿って移動して冷媒排出路353b、363bを通じて排出される。
前記膨張器310と第1補助蒸発器350を連結する第1配管354には第1バイパス配管355が分岐され、前記膨張器310と第2補助蒸発器360を連結する第2配管364には第2バイパス配管365が分岐される。前記第1および第2バイパス配管355、365は流量調節バルブ355a、365aを備えて第1および第2補助膨張器371、372の一側にそれぞれ連結され、前記第1および第2補助膨張器371、372の他側は前記第1および第2補助蒸発器350、360の冷媒流入口353a、363aにそれぞれ連結される。
前記第1および第2補助蒸発器350、360の冷媒排出路353b、363bのそれぞれには第1および第2低温冷媒排出配管356、366の一側が連結され、前記第1および第2低温冷媒排出配管356、366の他側は第1および第2連結配管392、393Aを介して低温冷媒供給配管391の一側で合わせられる。前記低温冷媒供給配管391の他側は第1圧縮機配管394を介して圧縮機330の冷媒流入口に連結される。そして、前記第1および第2冷媒配管392、393Aにはそれぞれ開閉バルブ392a、393aを装着する。
前記第2圧縮機配管395には、室外機340が連結された部位と流量調節バルブ399bが設置された部位との間に開閉バルブ395aが設けられ、このような第2圧縮機配管395の開閉バルブ395aの両側に第3および第4連結配管396、389がそれぞれ分岐され、室外機340側に隣接した前記第3連結配管396は開閉バルブ396aを備えて膨張器310の第1冷媒入出口311に連結され、圧縮機330側に隣接した前記第4連結配管389は開閉バルブ389aを備えて室外機320に連結される。
前記第3連結配管396には、開閉バルブ396aが装着された部分と膨張器310に連結された部分との間で第5連結配管398が分岐され、前記第5連結配管398は開閉バルブ398aを備えて前記第1低温冷媒排出配管356と第1連結配管392が連結された部分で合わせられる。前記第4連結配管389には、開閉バルブ389aが装着された部分と室内機320に連結された部分との間で第6連結配管388が分岐され、前記第6連結配管388は開閉バルブ388aを備えて前記膨張器310の第2冷媒入出口312に連結される。前記第6連結配管388には、開閉バルブ388aが装着された部分と膨張器310に連結された部分との間で第7連結配管393Bが分岐され、前記第7連結配管393Bは開閉バルブ393bを備えて前記第2低温冷媒排出配管366と第2連結配管393Aが連結された部分で合わせられる。
図16は図13に示す本発明の第4実施例に対する変形例を示すが、第4実施例と同一部分についての説明は省略し、異なる部分について説明する。
第4実施例の膨張器310が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の膨張器310A、310Bからなる膨張器組立体310’で取り替えられる。第4実施例の圧縮機330が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の圧縮機330A、330Bからなる圧縮機組立体330’で取り替えられる。第4実施例の第1および第2補助蒸発器350360が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の第1および第2補助蒸発器350A、350B、360A、360Bからなる第1および第2補助蒸発器組立体350’、360’で取り替えられる。第4実施例の第1および第2補助膨張器371、372が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の補助膨張器371A、371B、372A、372Bからなる第1および第2補助膨張器組立体371’、372’で取り替えられる。
前記第1補助蒸発器組立体350’のうち、室外機340に隣接した補助蒸発器350Bに冷媒排出路353b’を形成し、膨張器組立体310’に隣接した補助蒸発器350Aに冷媒流入口353a’を形成する。第2補助蒸発器組立体360’のうち、室内機320に隣接した補助蒸発器360Aに冷媒排出路363b’を形成し、膨張器組立体310’に隣接した補助蒸発器360Bに冷媒流入口363a’を形成する。前記膨張器組立体310’のうち、第1補助蒸発器組立体350’に隣接した膨張器310Aに第1冷媒入出口311’を形成し、第2補助蒸発器組立体360’に隣接した膨張器310Bに第2冷媒入出口312’を形成する。もちろん、これは冷媒流入口、冷媒排出路および冷媒入出口の位置を制限しようとするものではなく、ただ例示のためのものである。
このような構成の冷媒サイクルシステム300’の場合、複数の構成要素によって冷媒に対する熱交換、膨張および圧縮容量を一層増加させることができ、これにより、冷媒サイクルシステム300’の容量増加が容易であるだけでなく、それぞれの構成要素に対する負荷を減少させることができて望ましい。
そして、第1補助膨張器組立体371’の冷媒排出部には分配器369が設けられて、第1補助蒸発器組立体350’を成す第1補助蒸発器350A、350Bのそれぞれに冷媒を分配するか、あるいは必要によっては選択的に冷媒を供給するようにすることが望ましい。もちろん、第2補助膨張器組立体372’の冷媒排出部にも分配器369が設けられて、第2補助蒸発器組立体360’を成す第2補助蒸発器360A、360Bのそれぞれに冷媒を分配するか、あるいは必要によっては選択的に冷媒を供給するようにすることが望ましい。
これにより、前記分配器369の動作による冷媒の経路に沿って第1補助蒸発器組立体350’および第2補助蒸発器組立体360’から排出されて蒸発器310に流入される冷媒の温度と第1および第2低温冷媒排出配管356、366の冷媒温度を変化させ、よって多様な条件で冷媒サイクルシステム300’を運用することが可能である。
図17は本発明の第5実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを示す。
図17に示すように、第5実施例による冷媒サイクルシステム400も高温、高圧で流入された冷媒を断熱状態で低温、低圧に膨張させて排出させる膨張器410、熱交換器を内蔵して室内に配置された室内機420、低圧で流入された冷媒を断熱状態で高圧に圧縮させて吐き出す圧縮機430、および熱交換器を内蔵して室外に配置された室外機440を含む。そして、前記圧縮機430の入口と出口にはそれぞれ第1圧縮機配管494と第2圧縮機配管495が連結され、前記第1圧縮機配管494と第2圧縮機配管495には、圧縮機430に流入される冷媒の圧力と圧縮機430から吐き出される冷媒の圧力を感知するための圧力ゲージ497a、497bがそれぞれ設けられる。
前記第5実施例の冷媒サイクルシステム400も圧縮機430から吐き出された冷媒の一部または全部を迂回させて再び圧縮機430に流入させることができるようになった冷媒バイパス配管499を有する。前記冷媒バイパス配管499には、冷媒の流れを開閉させ、必要な場合、冷媒の流量を調節するようになったバイパスバルブ499aが装着され、前記第2圧縮機配管495には、冷媒の流量を調節し、必要な場合、冷媒の流れを開閉することができるようになった流量調節バルブ499bが設けられる。また、前記冷媒バイパス配管499は、圧縮機430に流入される冷媒が冷媒バイパス配管499側に逆流することを遮断するためのチェックバルブ499cを有する。
また、前記膨張器410、室内機420、圧縮機430、および室外機440は、冷房および暖房のための冷媒循環経路を形成するように、配管およびバルブによって連結される。前記膨張器410と室外機440との間、および前記膨張器410と室内機420との間には第1および第2補助蒸発器450、460がそれぞれ配置され、前記第1および第2補助蒸発器450、460のそれぞれは熱交換器452、462を内蔵したハウジング451、461を有する。前記熱交換器452は膨張器410と室外機440を連結させる冷媒流路を提供し、前記熱交換器462は膨張器410と室内機420を連結させる冷媒流路を提供する。また、前記ハウジング451、461のそれぞれには複数の冷媒流入口453a、453b、463a、463bと一つの冷媒排出路453c、463cを形成し、これらそれぞれの冷媒流入口453a、453b、463a、463bを通じて流入された冷媒が前記熱交換器452、462の外表面と接触しながら所定経路に沿って移動して冷媒排出路453c、463cを通じて排出される。
前記膨張器410と第1補助蒸発器450を連結する第1配管454には第1バイパス配管455が分岐され、前記膨張器410と第2補助蒸発器460を連結する第2配管464には第2バイパス配管465が分岐される。前記第1および第2バイパス配管455、465は流量調節バルブ455a、465aを備えて第1および第2補助膨張器471、472の一側にそれぞれ連結され、前記第1および第2補助膨張器471、472の他側は前記第1および第2補助蒸発器450、460の冷媒流入口453a、463aに連結される。
前記第1補助蒸発器450と第2補助蒸発器460のほかの冷媒流入口453b、463bには第1および第2高温冷媒流入配管456、466の一側がそれぞれ連結され、前記冷媒排出路453c、463cのそれぞれは第1および第2低温冷媒排出配管457、467を介して低温冷媒供給配管491の一側に合わせられ、前記低温冷媒供給配管491の他側は第1圧縮機配管494を介して圧縮機430の冷媒流入口に連結される。
前記第1および第2高温冷媒流入配管456、466と第1および第2低温冷媒排出配管457、467のそれぞれは開閉バルブ456a、466a、457a、467aを有する。
前記第1高温冷媒流入配管456の他側は第1連結配管492の所定位置に連結される。前記第1連結配管492の一側は膨張器410の第1冷媒入出口411に連結され、他側は前記圧縮機430の冷媒吐出口側第2圧縮機配管295の所定位置に連結される。前記第1連結配管492は、前記第1高温冷媒流入配管456が連結された部分と第2圧縮機配管495に連結された部分との間に装着された開閉バルブ492aを有する。
前記第2高温冷媒流入配管466は第2連結配管493の所定位置に連結される。前記第2連結配管493の一側は膨張器410の第2冷媒入出口412に連結され、他側は前記室内機420に連結される。前記第2連結配管493には、前記第2高温冷媒流入配管466が連結された部分と室内機420が連結された部分との間に開閉バルブ493aが装着される。
前記第2圧縮機配管495には、前記第1連結配管492が連結された部分と流量調節バルブ499bが設置された部分との間に開閉バルブ495aが装着される。そして、前記第2連結配管493と第2圧縮機配管495は第3連結配管496を介して連結され、前記第3連結配管496の一側は前記第2連結配管493の開閉バルブ493aと室内機420との間に連結され、他側は前記第2圧縮機配管495の開閉バルブ495aと流量調節バルブ499bとの間に連結される。前記第3連結配管496には開閉バルブ496aが設けられる。
図20は図17に示す本発明の第5実施例に対する変形例を示し、第5実施例と同一部分についての説明は省略し、異なる部分について説明する。
第5実施例の膨張器410が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の膨張器410A、410Bからなる膨張器組立体410’で取り替えられる。第5実施例の圧縮機430が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の圧縮機430A、430Bからなる圧縮機組立体430’で取り替えられる。第5実施例の第1および第2補助蒸発器450、460が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の第1および第2補助蒸発器450A、450B、460A、460Bからなる第1および第2補助蒸発器組立体450’、460’で取り替えられる。第5実施例の第1および第2補助膨張器471、472が冷媒経路に対して直列または並列に配置された複数の補助膨張器471A、471B、472A、472Bからなる第1および第2補助膨張器組立体471’、472’で取り替えられる。
前記第1補助蒸発器組立体450’のうち、室外機440に隣接した補助蒸発器450Bに冷媒排出路453c’を形成して膨張器組立体410’に隣接した補助蒸発器450Aに冷媒流入口453a’、453b’を形成する。第2補助蒸発器組立体460’のうち、室内機420に隣接した補助蒸発器460Aに冷媒排出路463c’を形成し、膨張器組立体410’に隣接した補助蒸発器460Bに冷媒流入口463a’、463b’を形成する。また、前記膨張器組立体410’のうち、第1補助蒸発器組立体450’に隣接した膨張器410Aに第1冷媒入出口411’を形成し、第2補助蒸発器組立体460’に隣接した膨張器410Bに第2冷媒入出口412’を形成する。もちろん、これは冷媒流入口、冷媒排出路および冷媒入出口の位置を制限しようとするものではなく、ただ例示のためのものである。
このような構成の冷媒サイクルシステム400’の場合、複数の構成要素によって冷媒に対する熱交換、膨張および圧縮容量を一層増加させることができ、これにより、冷媒サイクルシステム400’の容量増加が容易であるだけでなく、それぞれの構成要素に対する負荷を減少させることができて望ましい。
そして、第1補助膨張器組立体471’の冷媒排出部には分配器469が設けられて、第1補助蒸発器組立体450’を成す第1補助蒸発器450A、450Bのそれぞれに冷媒を分配するか、あるいは必要によっては選択的に冷媒を供給するようにすることが望ましい。もちろん、第2補助膨張器組立体472’の冷媒排出部にも分配器469が設けられて、第2補助蒸発器組立体460’を成す第2補助蒸発器460A、460Bのそれぞれに冷媒を分配するか、あるいは必要によっては選択的に冷媒を供給するようにすることが望ましい。
これにより、前記分配器469の動作による冷媒の経路に沿って第1補助蒸発器組立体450’および第2補助蒸発器組立体460’から排出されて蒸発器410に流入される冷媒の温度と第1および第2低温冷媒排出配管457、467の冷媒温度を変化させ、よって多様な条件で冷媒サイクルシステム400’を運用することが可能である。
本発明の低圧縮負荷型空調システムは冷房のみが行われる冷房システムに適用されることができ、あるいは暖房のみが行われる暖房システムに適用されることができる。このように冷房または暖房のみ行われるシステムの構成は前述した図1〜図20の冷媒サイクルシステムを成す構成要素の一部を省略することで可能になり、これは本発明が属する技術分野の当業者が本発明の技術的思想によって比較的容易に構成することができるであろう。したがって、これについての詳細な説明は省略する。もちろん、このようなすべての変形例も本発明の技術的思想および範囲に属するものである。
そして、本発明の第1〜第5実施例で示す室内機20、120、220、320、420が単一体で構成されているが、冷媒経路に対して並列または直列になった複数の室内機を含むマルチ型で構成することができる。この場合、複数の室内機のなかで選択された一部にだけ冷媒を供給するかまたは全部に冷媒を供給する通常的に知られた方法を採択することができる。もちろん、このようなすべての変形例も本発明の技術的思想および範囲に属するものである。
以下で、本発明による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムの作用を前記第1〜第5実施例に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の第1実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムによってどのように冷房と暖房が実行されるかについて図2および図3を参照して説明する。
図2は冷房が行われる場合を示すもので、第1圧縮機配管94の開閉バルブ94a、第2圧縮機配管95の開閉バルブ95aおよび流量調節バルブ99bは開放され、第1冷媒配管93の開閉バルブ93aと2冷媒配管96の開閉バルブ96aは閉鎖される。
したがって、室内機20で冷媒が蒸発しながら室内の熱を吸収し、第1圧縮機配管94を通じて圧縮機30に流入され、その圧縮機30から吐き出された冷媒が第2圧縮機配管95を通じて室外機40に流入されて凝縮しながら室外に熱を放出し、その室外機40から排出された冷媒が膨張器10を通過しながら膨張して室内機20に流入される循環サイクルを成すようにする。
この時、圧縮機30から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された圧力より低い時、冷媒バイパス配管99に取り付けられたバイパスバルブ99aが適正な開度を有するように開放され、同時に、第2圧縮機配管95に取り付けられた流量調節バルブ99bの開度が減少するように調節される。よって、圧縮機30から排出された冷媒の一部が冷媒バイパス配管99を通じて迂回して圧縮機30の入口に供給されることにより再び圧縮され、これにより、圧縮機30に供給される冷媒の圧力を増加させて、圧縮機30で圧縮されて吐き出された冷媒の圧力も増加させる。
特に、圧縮機30から吐き出された冷媒の圧力があまり低い場合、冷媒バイパス配管99に取り付けられたバイパスバルブ99aをまったく開放させ、同時に、第2圧縮機配管95に取り付けられた流量調節バルブ99bをまったく閉鎖することで、圧縮機30から吐き出された冷媒の全部を再び圧縮機30に供給することもできる。
もちろん、前記圧縮機30から吐き出された冷媒の圧力が適正な水準に増加すれば、前記冷媒バイパス99に取り付けられたバイパスバルブ99aを閉鎖し、同時に、第2圧縮機配管95に取り付けられた流量調節バルブ99bをまったく開放させることで、正常な冷媒サイクルを成すように調整される。
図3は暖房が行われる場合を示すもので、第1冷媒配管93の開閉バルブ93a、第2冷媒配管96の開閉バルブ96a、第2圧縮機配管95の流量調節バルブ99bは開放され、第1圧縮機配管94の開閉バルブ94aと第2圧縮機配管95の開閉バルブ95aは閉鎖される。
したがって、室外機40で冷媒が蒸発しながら室外の熱を吸収して第2圧縮機配管95と第1冷媒配管93を経て第1圧縮機配管94を通じて圧縮機30に流入され、その圧縮機30から吐き出された冷媒が第2冷媒配管96を通じて室内機20に流入されて凝縮しながら室内に熱を放出し、その室内機20から排出された冷媒が膨張器10を通過しながら膨張して室外機40に流入される循環サイクルを成す。
この時、前述したように、圧縮機30から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された圧力より低い時、冷媒バイパス配管99に取り付けられたバイパスバルブ99aが適正な開度を有するように開放され、同時に、第2圧縮機配管95に取り付けられた流量調節バルブ99bの開度が減少するように調節される。よって、圧縮機30から排出された冷媒の一部が冷媒バイパス配管99を通じて迂回して圧縮機30の入口に供給されることにより再び圧縮され、これにより、圧縮機30に供給される冷媒の圧力を増加させて、圧縮機30で圧縮されて吐き出された冷媒の圧力も増加させる。
すなわち、本発明の第1実施例によれば、いろいろの要因によって圧縮機から吐き出された冷媒の圧力が正常より低い場合、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部を再び圧縮機に供給して圧縮させることで、圧縮機から吐き出される冷媒の圧力を正常水準に維持する作用をする。
ついで、本発明の第2実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムによってどのように冷房と暖房が実行されるかについて図6および図7を参照して説明する。
図6は冷房が行われる場合を示すもので、第1圧縮機配管194の開閉バルブ194a、第2圧縮機配管195の開閉バルブ195aと流量調節バルブ199bは開放され、第1冷媒配管193の開閉バルブ193aと第2冷媒配管196の開閉バルブ196aは閉鎖される。
したがって、室内機120で冷媒が蒸発しながら室内の熱を吸収して第1圧縮機配管194を通じて圧縮機130に流入され、その圧縮機130から吐き出された冷媒が第2圧縮機配管195を通じて室外機140に流入されて凝縮しながら室外に熱を放出し、その室外機140から排出された冷媒が膨張器110を通過しながら膨張して室内機120に流入される循環サイクルを成すようにする。
また、冷媒の流れに対して膨張器110より上流に位置する第1配管154から分岐された第1バイパス配管155の流量調節バルブ155aは適正な開度を有するように開放され、下流に位置する第2配管164から分岐された第2バイパス配管165の流量調節バルブ165aは閉鎖される。
したがって、膨張器110に流入された冷媒の一部が第1バイパス配管155を通じて第1補助膨張器171で膨張され、これにより、第1補助蒸発器150の冷媒流入口153aに流入された冷媒と室外機140から膨張器110に移動する冷媒が互いに熱交換する。
また、第1低温冷媒排出配管156の開閉バルブ156aと第1冷媒配管193の開閉バルブ193bを開放させ、第2低温冷媒排出配管166の開閉バルブ166aは閉鎖させる。
したがって、前記第1補助蒸発器150の冷媒排出路153bから排出された冷媒を第1低温冷媒排出配管156、低温冷媒供給配管191および第1冷媒配管193を通じて第1圧縮機配管194に流入させて、前記室内機120から排出された冷媒と混合された状態で圧縮機130に供給される。
もちろん、前記第2バイパス配管165の流量調節バルブ165aが閉鎖された状態であるので、前記膨張器110から排出されて第2補助蒸発器160を通過する冷媒は何らの変化を経験しなく室内機120に供給される。
この時、圧縮機130から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された圧力より低い時、冷媒バイパス配管199に取り付けられたバイパスバルブ199aが適正な開度を有するように開放され、同時に、第2圧縮機配管195に取り付けられた流量調節バルブ199bの開度が減少するように調節される。よって、圧縮機130から排出された冷媒の一部が冷媒バイパス配管199を通じて迂回して圧縮機130の入口に供給されることにより再び圧縮され、これにより、圧縮機130に供給される冷媒の圧力を増加させて、圧縮機130で圧縮されて吐き出された冷媒の圧力も増加させる。
特に、圧縮機130から吐き出された冷媒の圧力があまり低い場合、冷媒バイパス配管199に取り付けられたバイパスバルブ199aをまったく開放させ、同時に、第2圧縮機配管195に取り付けられた流量調節バルブ199bをまったく閉鎖することにより、圧縮機130から吐き出された冷媒の全部を再び圧縮機130に供給することもできる。
もちろん、前記圧縮機130から吐き出された冷媒の圧力が適正な水準に増加すれば、前記冷媒バイパス199に取り付けられたバイパスバルブ199aを閉鎖し、同時に、第2圧縮機配管195に取り付けられた流量調節バルブ199bをまったく開放させることで、正常な冷媒サイクルを成すように調整される。
このような本発明の第2実施例による冷媒サイクルシステム100を利用して冷房を行う場合の冷媒状態に対する一例を説明する。
室外機140から25℃で排出された冷媒が第1補助蒸発器150を通過しながら5℃に冷却されて膨張器110に流入される。これは、第1補助蒸発器150から排出された冷媒の一部、例えばその冷媒の50%が第1バイパス配管155を通じて第1補助膨張器171を通過しながら−15℃に冷却された後、第1補助蒸発器150に流入され、このような冷媒と前記室外機140から排出された25℃の冷媒が第1補助蒸発器150で互いに熱交換するからである。すなわち、このような熱交換によって、第1補助蒸発器150から膨張器110に排出される冷媒は5℃に冷却され、第1補助蒸発器150の冷媒排出路153bから排出される冷媒は0℃に昇温される。
前記膨張器110に流入された5℃の冷媒はその膨張器110を通過しながら−15℃の低温低圧の状態で室内機120に流入され、前記室内機120を通過しながら10℃に昇温される。よって、圧縮機130には、前記第1補助蒸発器150の冷媒排出路153bを通じて排出された0℃の冷媒と室内機120を通じて排出された10℃の冷媒が混合することにより、0℃と10℃間の温度、例えば5℃の冷媒が圧縮機130に流入されることができる。
図7は暖房が行われる場合を示すもので、第2圧縮機配管195の流量調節バルブ199b、第1冷媒配管193の開閉バルブ193a、193b、第2冷媒配管196の開閉バルブ196aは開放され、第2圧縮機配管195の開閉調節バルブ195aと第1圧縮機配管194の開閉バルブ194aは閉鎖される。
これにより、室外機140で冷媒が蒸発しながら室外の熱を吸収し、第1冷媒配管193を経て第1圧縮機配管194を通じて圧縮機130に流入され、その圧縮機130から吐き出された冷媒が第2冷媒配管196を通じて室内機120に流入されて凝縮しながら室内に熱を放出し、その室内機120から排出された冷媒が膨張器110を通過しながら膨張して室外機140に流入される循環サイクルを成す。
また、冷媒の流れに対して膨張器110より上流に位置する第2配管164から分岐された第2バイパス配管165の流量調節バルブ165aは開放され、下流に位置する第1配管154から分岐された第1バイパス配管155の流量調節バルブ155aは閉鎖される。
これにより、膨張器110に流入された冷媒の一部が第2バイパス配管165を通じて第2補助膨張器172で膨張され、よって第2補助蒸発器160の冷媒流入口163aに流入された冷媒と室内機120から膨張器110に移動する冷媒が互いに熱交換する。
また、第2低温冷媒排出配管166の流量調節バルブ166aは開放され、第1低温冷媒排出配管156の流量調節バルブ156aは閉鎖される。
これにより、前記第2補助蒸発器160の冷媒排出路163bから排出された冷媒を第2低温冷媒排出配管166、低温冷媒供給配管191および第1冷媒配管193を通じて第1圧縮機配管194に流入させて、前記室外機140から排出された冷媒と混合された状態で圧縮機130に供給されるようにする。
もちろん、前記第1バイパス配管155の流量調節バルブ155aが閉鎖された状態であるので、前記膨張器110から排出されて第1補助蒸発器150を通過する冷媒は何らの状態変化を経験しなくて室外機140に供給される。
この時、前述したように、圧縮機130から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された圧力より低い時、冷媒バイパス配管199に取り付けられたバイパスバルブ199aが適正な開度を有するように開放され、同時に、第2圧縮機配管195に取り付けられた流量調節バルブ199bの開度が減少するように調節される。これにより、圧縮機130から排出された冷媒の一部が冷媒バイパス配管199を通じて迂回して圧縮機130の入口に供給されることにより再び圧縮され、よって圧縮機130に供給される冷媒の圧力を増加させて、圧縮機130で圧縮されて吐き出された冷媒の圧力も増加させる。
このような本発明の第2実施例による冷媒サイクルシステム100を利用して暖房を行う場合の冷媒状態に対する一例を説明すれば次のようである。
室内機120から25℃で排出された冷媒が第2補助蒸発器160を通過しながら5℃に冷却されて膨張器110に流入される。これは、第2補助蒸発器160から排出された冷媒の一部、例えばその冷媒の50%が第2バイパス配管165を通じて第2補助膨張器172を通過しながら−15℃に冷却された後、第2補助蒸発器160に流入され、このような冷媒と前記室内機120から排出された25℃の冷媒が第2補助蒸発器160で互いに熱交換するからである。そして、第2補助蒸発器160から膨張器110に排出される冷媒は5℃に冷却され、その第2補助蒸発器160の冷媒排出路163bから排出される冷媒は0℃に昇温される。
前記膨張器110に流入された5℃の冷媒は、その膨張器110を通過しながら−15℃の低温低圧の状態で室外機140に流入され、前記室外機140を通過しながら10℃に昇温される。したがって、圧縮機130には前記第2補助蒸発器160の冷媒排出路163bを通じて排出された0℃の冷媒と室外機140を通じて排出された10℃の冷媒が混合することにより、0℃と10℃間の温度、例えば5℃の冷媒が圧縮機130に流入されることができる。
したがって、本発明の第2実施例によれば、いろいろの要因によって圧縮機から吐き出された冷媒の圧力が正常より低い場合、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部を再び圧縮機に供給して圧縮させることで、圧縮機から吐き出される冷媒の圧力を正常水準に維持する作用をする。さらに、必要な場合には、低温冷媒の一部を圧縮機の入口に供給して、圧縮機から吐き出される冷媒が正常より過度に高くなることを防止する。
ついで、本発明の第3実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムによってどのように冷房と暖房が実行されるかについて図10および図11を参照して説明する。
図10は冷房が行われる場合を示すもので、第1高温冷媒流入配管256の開閉バルブ256a、第1低温冷媒排出配管257の開閉バルブ257aおよび第2圧縮機配管295の開閉バルブ295aと流量調節バルブ299bは開放され、冷媒配管296の開閉バルブ296a、第2低温冷媒排出配管267の開閉バルブ267aおよび第2高温冷媒流入配管266の開閉バルブ266aは閉鎖される。
これにより、室内機220で冷媒が蒸発しながら室内の熱を吸収し、第1高温冷媒流入配管256、第1低温冷媒排出配管257および第1圧縮機配管294を通じて圧縮機230に流入され、その圧縮機230から吐き出された冷媒が第2圧縮機配管295を通じて室外機240に流入されて凝縮しながら室外に熱を放出し、その室外機240から排出された冷媒が膨張器210を通過しながら膨張して室内機220に流入される循環サイクルを成す。
また、冷媒の流れに対して膨張器210より上流に位置する第1配管254から分岐された第1バイパス配管255の流量調節バルブ255aは開放され、下流に位置する第2配管264から分岐された第2バイパス配管265の流量調節バルブ265aは閉鎖される。
これにより、膨張器210に流入される冷媒の一部が第1バイパス配管255を通じて第1補助膨張器271で膨張され、よって第1補助蒸発器250の冷媒流入口253a、253bと室外機240から膨張器210に移動する冷媒が熱交換する。すなわち、室内機220から排出された高温の冷媒と第1補助膨張器271から排出された低温の冷媒が混合され、このように混合された冷媒が室外機240から排出された冷媒と前記第1補助蒸発器250で熱交換することになる。
そして、前記第1補助蒸発器250の冷媒排出路253cから排出された冷媒は第1低温冷媒排出配管257を通じて第1圧縮機配管294に流入されることにより、圧縮機230に供給される。
もちろん、前記第2バイパス配管265の流量調節バルブ265aは閉鎖された状態であるので、前記膨張器210から排出されて第2補助蒸発器260を通過する冷媒は何らの変化を経験しなくて室内機220に供給される。
この時、圧縮機230から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された圧力より低い時、冷媒バイパス配管299に取り付けられたバイパスバルブ299aが適正な開度を有するように開放され、同時に、第2圧縮機配管295に取り付けられた流量調節バルブ299bの開度が減少するように調節される。これにより、圧縮機230から排出された冷媒の一部が冷媒バイパス配管299を通じて迂回して圧縮機230の入口に供給されることにより再び圧縮され、よって圧縮機230に供給される冷媒の圧力を増加させて圧縮機230で圧縮されて吐き出された冷媒の圧力も増加させる。
特に、圧縮機230から吐き出された冷媒の圧力があまり低い場合、冷媒バイパス配管299に取り付けられたバイパスバルブ299aをまったく開放させ、同時に、第2圧縮機配管295に取り付けられた流量調節バルブ299bをまったく閉鎖することで、圧縮機230から吐き出された冷媒の全部を再び圧縮機230に供給することもできる。
もちろん、前記圧縮機230から吐き出された冷媒の圧力が適正な水準に増加すれば、前記冷媒バイパス299に取り付けられたバイパスバルブ299aを閉鎖し、同時に、第2圧縮機配管295に取り付けられた流量調節バルブ299bをまったく開放させることで、正常な冷媒サイクルを成すように調整される。
このような本発明の第3実施例による冷媒サイクルシステム200を利用して冷房を行う場合の冷媒状態に対する一例を説明する。
室外機240から25℃で排出された冷媒が第1補助蒸発器250を通過しながら5℃に冷却されて膨張器210に流入される。これは、第1補助蒸発器250から膨張器210側に移動した冷媒の一部、例えばその冷媒の50%が第1バイパス配管255を通じて第1補助膨張器271を通過しながら−15℃に冷却された後、第1補助蒸発器250に流入され、前記膨張器210に流入され、その膨張器210を通過しながら−15℃の低温低圧の状態で室内機220に流入された後、その室内機220を通過しながら10℃に昇温した冷媒が第1高温冷媒流入配管256を通じて第1補助蒸発器250に流入されることで、前記第1補助膨張器271を通じて流入された冷媒と混合するからである。すなわち、このような混合冷媒と前記室外機240から排出された25℃の冷媒が第1補助蒸発器250で互いに熱交換されて、所定温度、例えば5℃の冷媒が第1低温冷媒排出配管257、低温冷媒供給配管291および第1圧縮機配管294を通じて圧縮機230に流入される。
図11は暖房が行われる場合を示すもので、第2高温冷媒流入配管266の開閉バルブ266a、第2低温冷媒排出配管267の開閉バルブ267a、冷媒配管296の開閉バルブ296aおよび第2圧縮機配管295の流量調節バルブ299bは開放され、第2圧縮機配管295の開閉バルブ295a、第2低温冷媒排出配管257の開閉バルブ257aおよび第1高温冷媒流入配管256の開閉バルブ256aは閉鎖される。
これにより、室外機240で冷媒が蒸発しながら室外の熱を吸収して第2高温冷媒流入配管266、第2低温冷媒排出配管267および第1圧縮機配管294を通じて圧縮機230に流入され、その圧縮機230から吐き出された冷媒が第2圧縮機配管295を通じて室内機220に流入されて凝縮しながら室内に熱を放出し、その室内機220から排出された冷媒が膨張器210を通過しながら膨張して室外機240に流入される循環サイクルを成す。
また、冷媒の流れに対して膨張器210より上流に位置する第2配管264から分岐された第2バイパス配管265の流量調節バルブ265aは開放され、下流に位置する第1配管254から分岐された第1バイパス配管255の流量調節バルブ255aは閉鎖される。
これにより、膨張器210に流入された冷媒の一部が第2バイパス配管265を通じて第2補助膨張器272で膨張され、よって第2補助蒸発器260の冷媒流入口263a、263bと室内機220から膨張器210に移動する冷媒が熱交換する。すなわち、室外機240から排出された高温の冷媒と第2補助膨張器272から排出された低温の冷媒が混合され、このように混合された冷媒が室内機220から排出された冷媒と前記第2補助蒸発器260で熱交換する。
そして、前記第2補助蒸発器260の冷媒排出路263cから排出された冷媒は第2低温冷媒排出配管267を通じて第1圧縮機配管294に流入されることにより、圧縮機230に供給される。
もちろん、前記第1バイパス配管255の流量調節バルブ255aは閉鎖された状態であるので、前記膨張器210から排出されて第1補助蒸発器250を通過する冷媒は何らの状態変化を経験しなくて室外機240に供給される。
この時、前述したように、圧縮機230から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された圧力より低い時、冷媒バイパス配管299に取り付けられたバイパスバルブ299aが適正な開度を有するように開放され、同時に、第2圧縮機配管295に取り付けられた流量調節バルブ299bの開度が減少するように調節される。これにより、圧縮機230から排出された冷媒の一部が冷媒バイパス配管299を通じて迂回して圧縮機230の入口に供給されることにより再び圧縮され、よって圧縮機230に供給される冷媒の圧力を増加させて、圧縮機230で圧縮されて吐き出された冷媒の圧力も増加させる。
このような本発明の第3実施例による冷媒サイクルシステム200を利用して暖房を行う場合の冷媒状態に対する一例を説明する。
室内機220から25℃で排出された冷媒が第2補助蒸発器260を通過しながら5℃に冷却されて膨張器210に流入される。これは、第2補助蒸発器260から排出された冷媒の一部、例えばその冷媒の50%が第2バイパス配管265を通じて第2補助膨張器272を通過しながら−15℃に冷却された後、第2補助蒸発器260に流入され、さらに前記膨張器210に流入され、その膨張器210を通過しながら−15℃の低温低圧の状態で室外機240に流入された後、その室外機240を通過しながら10℃に昇温した冷媒が第2高温冷媒流入配管266を通じて第2補助蒸発器260に流入されることで、前記第2補助膨張器272を通じて流入された冷媒と混合されるからである。すなわち、このような混合冷媒と前記室内機220から排出された25℃の冷媒が第2補助蒸発器260で互いに熱交換して、所定温度、例えば5℃の冷媒が第2低温冷媒排出配管267、低温冷媒供給配管291および第1圧縮機配管294を通じて圧縮機230に流入される。
したがって、本発明の第3実施例によれば、いろいろの要因によって圧縮機から吐き出された冷媒の圧力が正常より低い場合、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部をまた圧縮機に供給して圧縮させることで、圧縮機から吐き出される冷媒の圧力を正常水準に維持する作用をする。さらに、必要な場合には、低温冷媒の一部を圧縮機の入口に供給して、圧縮機から吐き出される冷媒が正常より過度に高くなることを防止する。
ついで、本発明の第4実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムによってどのように冷房と暖房が実行されるかについて図14および図15を参照して説明する。
図14は冷房が行われる場合を示すもので、第6連結配管388の開閉バルブ388a、第5連結配管398の開閉バルブ398a、第1連結配管392の開閉バルブ392aおよび第2圧縮機配管395の開閉バルブ395aと流量調節バルブ399bは開放され、第4連結配管389の開閉バルブ389a、第7連結配管393Bの開閉バルブ393b、第3連結配管396の開閉バルブ396aおよび第2連結配管393Aの開閉バルブ393aは閉鎖される。
これにより、室内機320で冷媒が蒸発しながら室内の熱を吸収して第6連結配管388、第5連結配管398、第1連結配管392および第1圧縮機配管394を通じて圧縮機330に流入され、その圧縮機330から吐き出された冷媒が第2圧縮機配管395を通じて室外機340に流入されて凝縮しながら室外に熱を放出し、その室外機340から排出された冷媒が膨張器310を通過しながら膨張して室内機320に流入される循環サイクルを成す。
また、冷媒の流れに対して膨張器310より上流に位置する第1配管354から分岐された第1バイパス配管355の流量調節バルブ355aは開放され、下流に位置する第2配管364から分岐された第2バイパス配管365の流量調節バルブ365aは閉鎖される。
これにより、膨張器310に流入された冷媒の一部が第1バイパス配管355を通じて第1補助膨張器371で膨張され、よって第1補助蒸発器350の冷媒流入口353aに流入された冷媒と室外機340から膨張器310に移動する冷媒が熱交換する。
また、前記第1補助蒸発器350の冷媒排出路353bから排出された冷媒は第1低温冷媒排出配管356を通じて第1連結配管392に流入される一方、室内機320から排出された冷媒が膨張器310を通じて熱交換した後、第5連結配管398を通じて第1連結配管392に流入され、このように流入された冷媒は第1連結配管392で混合しながら低温冷媒供給配管391と第1圧縮機配管394を通じて圧縮機330に供給される。
もちろん、前記第2バイパス配管365の流量調節バルブ365aは閉鎖された状態であるので、前記膨張器310から排出されて第2補助蒸発器360を通過する冷媒は何らの状態変化を経験しなくて室内機320に供給される。
この時、圧縮機330から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された圧力より低い時、冷媒バイパス配管399に取り付けられたバイパスバルブ399aが適正な開度を有するように開放され、同時に、第2圧縮機配管395に取り付けられた流量調節バルブ399bの開度が減少するように調節される。これにより、圧縮機330から排出された冷媒の一部が冷媒バイパス配管399を通じて迂回して圧縮機330の入口に供給されることにより再び圧縮され、よって圧縮機330に供給される冷媒の圧力を増加させて、圧縮機330で圧縮されて吐き出された冷媒の圧力も増加させる。
特に、圧縮機330から吐き出された冷媒の圧力があまり低い場合、冷媒バイパス配管399に取り付けられたバイパスバルブ399aをまったく開放させ、同時に、第2圧縮機配管395に取り付けられた流量調節バルブ399bをまったく閉鎖することで、圧縮機330から吐き出された冷媒の全部を再び圧縮機330に供給することもできる。
もちろん、前記圧縮機330から吐き出された冷媒の圧力が適正な水準に増加すれば、前記冷媒バイパス399に取り付けられたバイパスバルブ399aを閉鎖し、同時に、第2圧縮機配管395に取り付けられた流量調節バルブ399bをまったく開放させることで、正常な冷媒サイクルを成すように調整される。
このような本発明の第4実施例による冷媒サイクルシステム300を利用して冷房を行う場合の冷媒状態に対する一例を説明する。
室外機340から25℃で排出された冷媒が第1補助蒸発器350を通過しながら5℃に冷却されて膨張器310に流入される。これは、第1補助蒸発器350から排出された冷媒の一部、例えばその冷媒の50%が第1バイパス配管355を通じて第1補助膨張器371を通過しながら−15℃に冷却された後、第1補助蒸発器350に流入され、このような冷媒と前記室外機340から排出された25℃の冷媒が第1補助蒸発器350で互いに熱交換することで、その第1補助蒸発器350から膨張器310に排出される冷媒は5℃に冷却され、その第1補助蒸発器350の冷媒排出路353bから排出される冷媒は0℃に昇温されるからである。
前記膨張器310に流入された5℃の冷媒はその膨張器310を通過しながら−15℃の低温低圧の状態で室内機320に流入され、前記室内機320を通過しながら10℃に昇温される。また、前記室内機320から排出されて膨張器310に流入された冷媒は、第1補助蒸発器350から排出された後に膨張する冷媒と熱交換して15℃に昇温される。よって、圧縮機330には前記第1補助蒸発器350の冷媒排出路353bを通じて排出された0℃の冷媒と室内機320から排出されて膨張器310を通過した15℃の冷媒が混合されることにより、0℃と15℃間の温度、望ましくは5℃程度の冷媒が圧縮機330に流入されることができる。
図15は暖房が行われる場合を示すもので、第3連結配管396の開閉バルブ396a、第7連結配管393Bの開閉バルブ393b、第2連結配管393Aの開閉バルブ393a、第4連結配管389の開閉バルブ389a、および第2圧縮機配管395の流量調節バルブ399bは開放され、第2圧縮機配管395の開閉バルブ395a、第5連結配管398の開閉バルブ398a、第6連結配管388の開閉バルブ388a、および第1連結配管392の開閉バルブ392aは閉鎖される。
これにより、室外機340で冷媒が蒸発しながら室外の熱を吸収して、第3連結配管396、第7連結配管393B、第2連結配管393A、低温冷媒供給配管391および第1圧縮機配管394を通じて圧縮機330に流入され、その圧縮機330から吐き出された冷媒が第4連結配管389を通じて室内機320に流入されて凝縮しながら室内に熱を放出し、その室内機320から排出された冷媒が膨張器310を通過しながら膨張して室外機340に流入される循環サイクルを成す。
また、冷媒の流れに対して膨張器310より上流に位置する第2配管364から分岐された第2バイパス配管365の流量調節バルブ365aは開放され、下流に位置する第1配管354から分岐された第1バイパス配管355の流量調節バルブ355aは閉鎖される。
これにより、膨張器310に流入された冷媒の一部が第2バイパス配管365を通じて第2補助膨張器372で膨張され、よって第2補助蒸発器360の冷媒流入口363aに流入された冷媒と室内機320から膨張器310に移動する冷媒が熱交換する。
また、前記第2補助蒸発器360の冷媒排出路363bから排出された冷媒は第2低温冷媒排出配管366を通じて第2連結配管393Aに流入される一方、室外機340から排出された冷媒が膨張器310を通じて熱交換した後、第6連結配管388を通じて第2連結配管393Aに流入され、このように流入された冷媒は第2連結配管393Aで混合されながら低温冷媒供給配管391と第1圧縮機配管394を通じて圧縮機330に供給されることができる。
もちろん、前記第1バイパス配管355の流量調節バルブ355aは閉鎖された状態であるので、前記膨張器310から排出されて第1補助蒸発器350を通過する冷媒は何らの状態変化を経験しなくて室外機340に供給される。
この時、前述したように、圧縮機330から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された圧力より低い時、冷媒バイパス配管399に取り付けられたバイパスバルブ399aが適正な開度を有するように開放され、同時に、第2圧縮機配管395に取り付けられた流量調節バルブ399bの開度が減少するように調節される。これにより、圧縮機330から排出された冷媒の一部が冷媒バイパス配管399を通じて迂回して圧縮機330の入口に供給されることにより再び圧縮され、よって圧縮機330に供給される冷媒の圧力を増加させて、圧縮機330で圧縮されて吐き出された冷媒の圧力も増加させる。
このような本発明の第4実施例による冷媒サイクルシステム300を利用して暖房を行う場合の冷媒状態に対する一例を説明する。
室内機320から25℃で排出された冷媒が第2補助蒸発器360を通過しながら5℃に冷却されて膨張器310に流入される。これは、第2補助蒸発器360から排出された冷媒の一部、例えばその冷媒の50%が第2バイパス配管365を通じて第2補助膨張器372を通過しながら−15℃に冷却された後、第2補助蒸発器360に流入され、このような冷媒と前記室内機320から排出された25℃の冷媒が第2補助蒸発器360で互いに熱交換することにより、その第2補助蒸発器360から膨張器310に排出される冷媒は5℃に冷却され、その第2補助蒸発器360の冷媒排出路363bから排出される冷媒は0℃に昇温されるからである。
前記膨張器310に流入された5℃の冷媒はその膨張器310を通過しながら−15℃の低温低圧の状態で室外機340に流入され、前記室外機340を通過しながら10℃に昇温される。また、前記室外機340から排出されて膨張器310に流入された冷媒は、第2補助蒸発器360から排出された後に膨張する冷媒と熱交換して15℃に昇温される。よって、圧縮機330には前記第2補助蒸発器360の冷媒排出路363bを通じて排出された0℃の冷媒と室外機340から排出されて膨張器310を通過した15℃の冷媒が混合することにより、0℃と15℃間の温度、望ましくは5℃程度の冷媒が圧縮機330に流入されることができる。
したがって、本発明の第4実施例によれば、いろいろの要因によって圧縮機から吐き出された冷媒の圧力が正常より低い場合、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部を再び圧縮機に供給して圧縮させることにより、圧縮機から吐き出される冷媒の圧力を正常水準に維持する作用をする。さらに、必要な場合には、低温冷媒の一部を圧縮機の入口に供給して、圧縮機から吐き出される冷媒が正常より過度に高くなることを防止する。
ついで、本発明の第5実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムによってどのように冷房と暖房が実行されるかについて図18および図19を参照して説明する。
図18は冷房が行われる場合を示すもので、第2連結配管493の開閉バルブ493a、第1高温冷媒流入配管456の開閉バルブ456a、第1低温冷媒排出配管457の開閉バルブ457a、および第2圧縮機配管495の開閉バルブ495aと流量調節バルブ499bは開放され、第2高温冷媒流入配管466の開閉バルブ466a、第1連結配管492の開閉バルブ492a、第2低温冷媒排出配管467の開閉バルブ467a、および第3連結配管496の開閉バルブ496aは閉鎖される。
これにより、室内機420で冷媒が蒸発しながら室内の熱を吸収して、第2連結配管493、第1高温冷媒流入配管456、第1低温冷媒排出配管457、低温冷媒供給管491および第1圧縮機配管494を通じて圧縮機430に流入され、その圧縮機430から吐き出された冷媒が第2圧縮機配管295を通じて室外機440に流入されて凝縮しながら室外に熱を放出し、その室外機440から排出された冷媒が膨張器410を通過しながら膨張して室内機420に流入される循環サイクルを成す。
また、冷媒の流れに対して膨張器410より上流に位置する第1配管454から分岐された第1バイパス配管455の流量調節バルブ455aは開放され、下流に位置する第2配管464から分岐された第2バイパス配管465の流量調節バルブ465aは閉鎖される。
これにより、膨張器410に流入された冷媒の一部が第1バイパス配管455を通じて第1補助膨張器471で膨張され、よって第1補助蒸発器450の冷媒流入口453a、453bに流入された冷媒と室外機440から膨張器410に移動する冷媒が熱交換する。すなわち、室内機420から排出された後に膨張器410を通過しながら熱交換した高温の冷媒と第1補助膨張器471から排出された低温の冷媒が混合され、このように混合された冷媒が室外機440から排出された冷媒と前記第1補助蒸発器450で熱交換する。
そして、前記第1補助蒸発器450の冷媒排出路453cから排出された冷媒は第1低温冷媒排出配管457を通じて第1圧縮機配管494に流入されることにより、圧縮機430に供給されることができるようにする。
もちろん、前記第2バイパス配管465の流量調節バルブ465aは閉鎖された状態であるので、前記膨張器410から排出されて第2補助蒸発器460を通過する冷媒は何らの変化を経験しなくて室内機420に供給される。
この時、圧縮機430から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された圧力より低い時、冷媒バイパス配管499に取り付けられたバイパスバルブ499aが適正な開度を有するように開放され、同時に、第2圧縮機配管495に取り付けられた流量調節バルブ499bの開度が減少するように調節される。これにより、圧縮機430から排出された冷媒の一部が冷媒バイパス配管499を通じて迂回して圧縮機430の入口に供給されることにより再び圧縮され、よって圧縮機430に供給される冷媒の圧力を増加させて、圧縮機430で圧縮されて吐き出された冷媒の圧力も増加させる。
特に、圧縮機430から吐き出された冷媒の圧力があまり低い場合、冷媒バイパス配管499に取り付けられたバイパスバルブ499aをまったく開放させ、同時に、第2圧縮機配管495に取り付けられた流量調節バルブ499bをまったく閉鎖することにより、圧縮機430から吐き出された冷媒の全部を再び圧縮機430に供給することもできる。
もちろん、前記圧縮機430から吐き出された冷媒の圧力が適正な水準に増加すれば、前記冷媒バイパス499に取り付けられたバイパスバルブ499aを閉鎖し、同時に、第2圧縮機配管495に取り付けられた流量調節バルブ499bをまったく開放させることで正常な冷媒サイクルを成すように調整される。
このような本発明の第5実施例による冷媒サイクルシステム400を利用して冷房を行う場合の冷媒状態に対する一例を説明すれば次のようである。
室外機440から25℃で排出された冷媒が第1補助蒸発器450を通過しながら5℃に冷却されて膨張器410に流入される。これにより、第1補助蒸発器450から排出された冷媒の一部、例えばその冷媒の50%が第1バイパス配管455を通じて第1補助膨張器471を通過しながら−15℃に冷却された後、第1補助蒸発器450に流入され、さらに前記膨張器410に流入され、その膨張器410を通過しながら−15℃の低温低圧の状態で室内機420に流入された後、その室内機420を通過しながら10℃に昇温した冷媒が第2冷媒配管493を通じて膨張器410を通過しながら15℃にさらに昇温した後、第1高温冷媒流入配管456を通じて第1補助蒸発器450に流入されることにより、前記第1補助膨張器471を通じて流入された冷媒と混合される。したがって、このような混合冷媒と前記室外機440から排出された25℃の冷媒が第1補助蒸発器450で互いに熱交換することにより、所定温度、望ましくは5℃の冷媒が第1低温冷媒排出配管457、低温冷媒供給配管491および第1圧縮機配管494を通じて圧縮機430に流入される。
ついで、図19は暖房が行われる場合を示すもので、第1連結配管492の開閉バルブ492a、第2高温冷媒流入配管466の開閉バルブ466a、第2低温冷媒排出配管467の開閉バルブ467a、第2圧縮機配管495の流量調節バルブ499bおよび第3連結配管496の開閉バルブ496aが開放され、第2圧縮機配管495の開閉バルブ495a、第1高温冷媒流入配管456の開閉バルブ456a、第2連結配管493の開閉バルブ493aおよび第1低温冷媒排出配管457の開閉バルブ457aは閉鎖される。
これにより、室外機440で冷媒が蒸発しながら室外の熱を吸収して第1連結配管492、第2高温冷媒流入配管466、第2低温冷媒排出配管467、低温冷媒供給管491および第1圧縮機配管494を通じて圧縮機430に流入され、その圧縮機430から吐き出された冷媒が第3連結配管496を通じて室内機420に流入されて凝縮しながら室内に熱を放出し、その室内機420から排出された冷媒が膨張器410を通過しながら膨張して室外機440に流入される循環サイクルを成すようにする。
また、冷媒の流れに対して膨張器410より上流に位置する第2配管464から分岐された第2バイパス配管465の流量調節バルブ465aは開放され、下流に位置する第1配管454から分岐された第1バイパス配管455の流量調節バルブ455aは閉鎖される。
これにより、膨張器410に流入された冷媒の一部が第2バイパス配管465を通じて第2補助膨張器472で膨張され、よって第2補助蒸発器460の冷媒流入口463a、463bに流入された冷媒と室内機420から膨張器410に移動する冷媒が熱交換する。すなわち、室外機440から排出された後膨張器410を通過しながら熱交換した高温の冷媒と第2補助膨張器472から排出された低温の冷媒が混合され、このように混合された冷媒が室内機420から排出された冷媒と前記第2補助蒸発器460で熱交換する。
そして、前記第2補助蒸発器460の冷媒排出路463cから排出された冷媒は第2低温冷媒排出配管467を通じて第1圧縮機配管494に流入されることにより、圧縮機430に供給される。
もちろん、前記第1バイパス配管455の流量調節バルブ455aは閉鎖された状態であるので、前記膨張器410から排出されて第1補助蒸発器450を通過する冷媒は何らの状態変化を経験しなくて室外機440に供給される。
この時、前述したように、圧縮機430から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された圧力より低い時、冷媒バイパス配管499に取り付けられたバイパスバルブ499aが適正な開度を有するように開放され、同時に、第2圧縮機配管495に取り付けられた流量調節バルブ499bの開度が減少するように調節される。これにより、圧縮機430から排出された冷媒の一部が冷媒バイパス配管499を通じて迂回して圧縮機430の入口に供給されることにより再び圧縮され、よって圧縮機430に供給される冷媒の圧力を増加させて、圧縮機430で圧縮されて吐き出された冷媒の圧力も増加させる。
このような本発明の第5実施例による冷媒サイクルシステム400を利用して暖房を行う場合の冷媒状態に対する一例を説明する。
室内機420から25℃で排出された冷媒が第2補助蒸発器460を通過しながら5℃に冷却されて膨張器410に流入される。これにより、第2補助蒸発器460から排出された冷媒の一部、例えばその冷媒の50%が第2バイパス配管465を通じて第2補助膨張器472を通過しながら−15℃に冷却された後、第2補助蒸発器460に流入され、さらに前記膨張器410に流入され、その膨張器410を通過しながら−15℃の低温低圧の状態で室外機440に流入された後、その室外機440を通過しながら10℃に昇温した冷媒が第1連結配管492を通じて膨張器410を通過しながら15℃にさらに昇温した後、第2高温冷媒流入配管466を通じて第2補助蒸発器460に流入されることにより、前記第2補助膨張器472を通じて流入された冷媒と混合される。したがって、このような混合冷媒と前記室内機420から排出された25℃の冷媒が第2補助蒸発器460で互いに熱交換することにより、所定温度、望ましくは5℃の冷媒が第2低温冷媒排出配管467、低温冷媒供給配管491および第1圧縮機配管494を通じて圧縮機430に流入される。
したがって、本発明の第5実施例によれば、いろいろの要因によって圧縮機から吐き出された冷媒の圧力が正常より低い場合、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部をまた圧縮機に供給して圧縮させることで、圧縮機から吐き出される冷媒の圧力を正常水準に維持する作用をする。さらに、必要な場合には、低温冷媒の一部を圧縮機の入口に供給して、圧縮機から吐き出される冷媒が正常より過度に高くなることを防止する。
以上説明したように、本発明による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムによれば、圧縮機から吐き出された冷媒の圧力が正常より低ければ、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部を再び圧縮機に供給して圧縮させることで、圧縮機から吐き出される冷媒の圧力を正常水準に維持させて冷媒サイクルシステムの安全性を向上させることができる優れた効果を有する。
本発明の第1実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを示す回路図である。 図1の冷房状態を示す作用説明図である。 図1の暖房状態を示す作用説明図である。 図1の変形例を示す回路図である。 本発明の第2実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを示す回路図である。 図5の冷房状態を示す作用説明図である。 図5の暖房状態を示す作用説明図である。 図5の変形例を示す回路図である。 本発明の第3実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを示す回路図である。 図9の冷房状態を示す作用説明図である。 図9の暖房状態を示す作用説明図である。 図9の変形例を示す回路図である。 本発明の第4実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを示す回路図である。 図13の冷房状態を示す作用説明図である。 図13の暖房状態を示す作用説明図である。 図13の変形例を示す回路図である。 本発明の第5実施例による圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステムを示す回路図である。 図17の冷房状態を示す作用説明図である。 図17の暖房状態を示す作用説明図である。 図17の変形例を示す回路図である。

Claims (13)

  1. 冷媒を断熱状態で膨張させる膨張器、熱交換器を有する室内機、冷媒を断熱状態で圧縮させる圧縮機、および熱交換器を有する室外機を含み、冷媒を循環させることにより、その冷媒の状態変化を利用して選択領域の温度を低下または上昇させるようになったエアコンの冷媒サイクルシステムにおいて、
    前記圧縮機から吐き出された冷媒の圧力が予め設定された基準圧力より低い時、圧縮機から吐き出された冷媒の一部または全部を圧縮機に再び供給して圧縮させることを特徴とする、圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  2. 前記室内機または室外機で凝縮された冷媒が熱交換用補助蒸発器を通じて前記膨張器に流入され、前記膨張器に流入される冷媒の一部が補助膨張器で断熱膨張された後、前記熱交換用補助蒸発器を通じて圧縮機に供給されることを特徴とする、請求項1に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  3. 前記熱交換用補助蒸発器は、冷媒の流れに対して複数が直列または並列に連結されることを特徴とする、請求項2に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  4. 前記補助膨張器は、冷媒の流れに対して複数が直列または並列に連結されることを特徴とする、請求項2に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  5. 前記室内機または室外機で凝縮された冷媒が熱交換用補助蒸発器を通じて前記膨張器に流入され、前記膨張器に流入される冷媒の一部が補助膨張器で断熱膨張され、前記補助膨張器から排出された冷媒と前記室外機または室内機で蒸発した冷媒が混合され、前記熱交換用補助蒸発器を通じて圧縮機に供給されることを特徴とする、請求項1に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  6. 前記熱交換用補助蒸発器は、冷媒の流れに対して複数が直列または並列に連結されることを特徴とする、請求項5に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  7. 前記補助膨張器は、冷媒の流れに対して複数が直列または並列に連結されることを特徴とする、請求項5に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  8. 前記室内機または室外機で凝縮された冷媒が熱交換用補助蒸発器を通じて前記膨張器に流入され、前記膨張器に流入される冷媒の一部が補助膨張器で断熱膨張され、前記補助膨張器から排出されて前記熱交換用補助蒸発器で熱交換した冷媒と前記室外機または室内機で蒸発した後前記膨張器で熱交換した冷媒が混合されて前記圧縮機に供給されることを特徴とする、請求項1に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  9. 前記熱交換用補助蒸発器は、冷媒の流れに対して複数が直列または並列に連結されることを特徴とする、請求項8に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  10. 前記補助膨張器は、冷媒の流れに対して複数が直列または並列に連結されることを特徴とする、請求項8に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  11. 前記室内機または室外機で凝縮された冷媒が熱交換用補助蒸発器を通じて前記膨張器に流入され、前記膨張器に流入される冷媒の一部が補助膨張器で断熱膨張され、前記補助膨張器から排出された冷媒と前記室外機または室内機で蒸発した後に前記膨張器で熱交換した冷媒が混合されて前記圧縮機に供給されることを特徴とする、請求項1に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  12. 前記熱交換用補助蒸発器は、冷媒の流れに対して複数が直列または並列に連結されることを特徴とする、請求項11に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
  13. 前記補助膨張器は、冷媒の流れに対して複数が直列または並列に連結されることを特徴とする、請求項11に記載の圧縮機の出口バイパス構造を有するエアコンの冷媒サイクルシステム。
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