KR0141541B1 - 냉매가열식 냉난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 난방의 개시가 양호한 동시에 난방능력 변경시의 응답성에 뛰어난 저렴한 냉매가열식 난방장치를 제공하는데 있다.

압축기(1)에의 통전량을 일정하게 유지한 상태에서 냉매가열기(5)를 가열하는 가스버너(13)의 연소량 및 실내기측 열교환기(3)로 송풍하는 실내팬(31)의 송풍량을 증감하여 난방능력을 제어한다.

Description

냉매가열식 냉난방장치

제1도 냉매가열식의 가스 냉난방장치의 원리도

제2도 그 가스 냉난방장치의 블럭도

제3도 그 가스 냉난방장치에 사용하는 냉매의 상태변화를 나타내는 P-h선도

제4도 그 가스 냉난방장치를 풍량자동 난방운전하는 경우의 경과시간-실온, 운전속수 변화를 나타내는 블럭도.

제5도 그 가스 냉난방장치를 풍량수동 난방운전(운전속수=7속)하는 경우의 경과시간-실온변화 및 냉매정지 운전의 타이밍을 나타내는 블럭도

제6도 그 가스 냉난방장치를 풍량수동 난방운전(운전속수=1속)하는 경우의 경과시간-실온변화 및 냉매정지 운전의 타이밍을 나타내는 블럭도

제7도 그 가스 냉난방장치를 풍량수동 난방운전하는 경우의 경과시간-각 부의 온도변화 데이터를 나타내는 블럭도

제8도 냉매 가열식 냉난방장치의 냉매사이클을 설명하기 위한 설명도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:압축기(전동압축기)3:실내기측 열교환기

5:냉매가열기13:가스버너(가열수단)

14:비례전자밸브16:연소팬

21:온도설정기22:온도센서

31:실내팬231:방열량 산출수단

232:실내팬 제어수단233:연소팬 제어수단(가열능력 제어수단)

234:비례밸브 제어수단(가열능력 제어수단)

235:타이밍 제어수단

본 발명은 난방운전시에 냉매를 가열하는 냉매가열식 냉난방장치에 관한 것이다.

제1도에 나타내는 바와 같이 전동압축기(1)→실외기측 열교환기(7)→제1역지밸브(8)→커필러리튜브(9)→실내기측 열교환기(3)→제2역지밸브(10)→어큠레이터(6)→전동압축기(1)의 순서로 냉매를 유통시켜 냉방운전을 행하고, 전동압축기(1)→실내기측 열교환기(3)→냉매 가열기(5)→어큠레이터(6)→압축기(1)의 순서로 냉매를 유통시켜 냉방운전을 행하는 냉매가열식 냉난방장치가 종래부터 알려져 있다.

종래의 냉매가열식 냉난방장치는 난방능력의 증감과 전동압축기의 압축능력을 연속가변으로 냉매유통량을 변화시켜 행하기 때문에 이하의 과제를 갖는다.

(ㄱ) 전동압축기의 압축능력을 연속가변하게 하기 위해서는 인버터회로를 사용하여 회전수를 연속가변시킬 필요가 없다. 인버터회로는 고가의 전자부품을 다수 사용하는 동시에 노이즈 누설대책이라 든가 전원파형의 일그러짐(고주파)대책들을 행할 필요가 있어 비용이 든다

(ㄴ) 냉매의 유통량이나 속도를 급히 변화시키면 냉매사이클이 불안정해지므로 전동압축기의 회전수를 서서히 목표치에 가깝게 할 필요가 있고, 난방의 개시가 나쁘며 난방능력 변경시의 응답도 나쁘다.

본 발명의 목적은 난방의 개시가 양호한 동시에 난방능력 변경시 응답성에 뛰어난 저렴한 냉매가열식 냉난방장치의 제공에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 이하의 구성을 채용하였다.

(1) 실내기측 열교환기로부터 유출되는 냉매를 냉매가열기에 보내고, 가열수단에 의하여 가열되는 냉매가열기내에서 냉매를 증발시켜 상기 냉매가열기로부터 반출되는 가스냉매를 전동압축기로 단열 압축하고, 상기 전동압축기로부터 토출되는 고온고압의 가스냉매를 실내팬을 부설한 실내기측 열교환기내에서 응축시킴으로써 실내에 방열하여 난방운전을 행하는 냉매가열식 냉난방장치에 있어서, 상기 전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지한 상태에서 상기 가열수단의 가열량 및 상기 실내팬의 송풍량을 증감하여 난방능력을 제어한다.

(2) 실내기측 열교환기로부터 유출되는 냉매를 냉매가열기로 보내고, 가열수단에 의하여 가열되는 냉매 가열기내에서 냉매를 증발시켜 상기 냉매가열기로부터 반출되는 가스냉매를 전동압축기로 단열압축하고, 상기 전동압축기로부터 토출되는 고온고압의 가스냉매를, 실내팬을 부설한 실내기측 열교환기내에서 응축시킴으로써 실내에 방열하여 난방운전을 행하는 냉매가열식 난방장치에 있어서, 상기 실내팬의 실내기측 열교환기에의 송풍량이 복수단계로 정해져 있는 경우, 상기 전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지한 상태에서 상기 송풍량에 따라 설정된 각 가열량으로 상기 가열수단을 작동시키는 냉매유통운전과 적어도 상기 가열수단의 작동을 정지시키는 냉매정지운전을 번갈아 실시하여 난방능력을 제어한다.

(3) 상기 (1)의 구성을 가지고, 목표실온을 설정하는 온도설정기와 실온을 검출하는 실온센서와, 목표실온과 검출실온과의 차이에 의거하여 상술의 냉매응축공정에서 상기 실내기측 열교환기가 방출해야 할 필요열량을 산출하는 방열량 산출수단과, 산출된 필요열량에 비례하여 상기 실내팬의 송풍량을 결정하고, 그 송풍량이 얻어지도록 상기 실내팬을 제어하는 실내팬 제어수단과, 산출된 필요열량에 상당하는 가열량, 또는 상기 실내기측 열교환기에서 방열된 열량을 상술의 냉매증발 공정에서 상기 가열수단에 출력시키는 가열능력 제어수단을 설치하였다.

(4) 상기(2)의 구성을 가지고, 목표실온을 설정하는 온도설정기와 실온을 검출하는 실온센서와, 목표실온과 검출실온의 차이에 의거하여 상술의 냉매응축공정에서 상기 실내기측 열교환기가 방출해야할 필요열량을 산출하는 방열량 산출수단과, 산출된 필요열량에 상당하는 가열량, 또는 상기 실내기측 열교환기에서 방열된 열량을 상술의 냉매증발공정에서 상기 가열수단이 출력하도록 상기 냉매 정지운전의 동작시기나 시간을 제어하는 타이밍 제어수단을 설치하였다.

(5) 상기(3)의 구성을 가지고, 상기 가열수단은 통전량에 따른 개방도를 나타내는 비례전자밸브를 가쳐 가스가 공급되는 가스버너와, 그 가스버너에 적정량의 연소용 공기를 공급하는 연소팬에 의하여 구성되고, 상기 비례저자밸브에의 통전량 및 상기 연소팬의 회전수는 상기 가열능력 제어수단에 의하여 제어되고, 상기 실내팬 재어 수단은 산출된 필요열량에 비례하여 실내팬의 회전수를 결정하고, 그 회전수가 얻어지도록 상기 실내팬을 제어한다.

[청구항1에 대하여]

냉매가열기로부터 반출되는 가스냉매를 전동압축기가 압축하고, 단열압축에 의하여 냉매의 온도 및 압력이 상승하고, 가스냉매는 제8도의 상태①로부터 등엔트로피선에 따라 상태②로 변위하며 엔탈피는 약간 상승한다(단열압축공정).

전동압축기로부터 토출되는 고온고압의 가스냉매는 제8도의 상태②로부터 등온등압선을 따라 상태③으로 변위하고, 실내기측 열교환기내에서 응축하며 실내기측 열교환기는 응축에 의하여 발생하는열을 실내로 방열한다(냉매응축공정).

실내기측 열교환기로부터 유출되는 냉매는 제8도의 상태③으로부터 등엔탈피선을 따라 상태 ④로 변위하고, 냉매가열기로 보내진다(냉매감압공정).

가열수단에 의하여 가열되는 냉매가열기내에서 냉매는 증발하고 제8도의 상태④로부터 등온등압선을 따라 상태①로 변위하고, 냉매의 엔탈피가 상승한다.(냉매증발공정).

난방능력의 제어는 이하와 같이 행한다.

전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지한 상태에서 가열수단의 가열량 및 실내팬의 송풍량을 증대하면, 냉매증발공정에 있어서의 냉매의 엔탈로피의 변화폭 및 냉매 응축공정에 있어서의 실내기측 열교환기의 실내에의 방열야이 동시에 커지게 되어 난방능력이 증대한다(상태①→상태②→상태③→상태④→상태① …).

또한, 전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지한 상태에서 가열 수단의 가열량 및 실내팬의 송풍량을 감소하면, 냉매증발공정에 있어서의 냉매의 엔탈로피의 변화폭 및 냉매응축공정에 있어서의 실내기측열교환기의 실내에의 방열량이 동시에 작아지고, 난방능력이 감소한다((상태①→상태②→상태③'→상태④'→상태① …).

[청구항2에 대하여]

실내팬의 송풍력이 고정되어 있는 냉매가열식 냉난방장치의 경우, 난방능력의 제어를 이하와 같이 행한다.

전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지하고 송풍량에 따라 설정된 각 가열량(송풍량마다 설정된 일정치)으로 가열수단을 작동시키면, 고온고압의 가스냉매가 실내기측 열교환기내에서 응축하여 실내기측 열교환기가 실내로 방열한다(냉매유통운전).

적어도 가열수단의 작동을 정지하면 실내기측 열교환기에 의한 실내에의 방열이 행해지지 않게 되거나 대폭으로 감소한다(냉매정지운전). 이 냉매정지운전을 행하는 시기나 계속시간을 변화시킴으로써 난방능력이 증감한다.

[청구항3에 대하여]

방열량 산출수단은 온도설정기로 설정한 목표실온과 온도센서가 검출한 검출실온과의 차이에 의거하여 실내기측 열교환기가 냉매응축공정에서 방출해야할 필요열량을 산출한다.

실내팬 제어수단은 실내팬의 송풍량을 산출된 필요열량에 비례하여 결정하고, 그 송풍량이 얻어지도록 실내팬을 제어한다.

가열능력 제어수단은 산출된 필요열량에 상당하는 가열량, 또는 실내기측 열교환기에서 발열된 열량을 냉매 증발공정에서 가열수단에 출력시킨다.

이것에 의하여 실온이 목표실온으로 유지되도록 난방운전이 행해진다.

[청구항4에 대하여]

방열량 산출수단은 온도설정기에서 설정된 목표실온과, 실온센서가 검출한 검출실온과의 차이에 의거하여 실내기측 열교환기가 냉매응축공정에서 방출해야할 필요열량을 산출한다.

타이밍 제어수단은 방열량 산출수단이 산출한 상기 필요열량에 상당하는 가열량, 또는 실내기측 열교환기에서 방열된 열량을 상술의 냉매증발공정에서 가열수단이 출력하도록 냉매정지운전을 행하는 시기나 계속시간을 제어한다.

이것에 의하여 실온이 목표실온으로 유지되도록 난방운전이 행해진다.

[청구항5에 대하여]

방열량 산출수단은 온도설정기에서 설정한 목표실온과 실온센서가 검출한 검출실온과의 차이에 의거하여 실내기측 열교환기가 냉매 응축공정에서 방출해야 할 필요열량을 산출한다.

실내팬제어수단은 산출된 필요열량에 비례하여 실내팬의 회전수를 결정하고, 그 회전수가 얻어지도록 실내팬의 회전수를 제어한다.

가열능력 제어수단은 산출된 필요열량에 상당하는 가열량, 또는 실내기측 열교환기에서 방열된 열량을 냉매증발공정에서 가스버너가 출력하도록 비례전자밸브에의 통전량 및 연소팬의 회전수를 제어한다.

이것에 의하여 실온이 목표실온으로 유지되도록 난방운전이 행해진다.

[청구항1에 대하여]

전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지하고, 가열수단의 가열량 및 실내팬의 송풍량을 증감하여 난방능력의 증감을 행하는 구성이므로, 전동압축기에의 통전량을 연속 가변으로 하기 위한 인버터회로가 불필요해진다. 이 때문에 고가의 전자부품을 사용할 필요가 없는 동시에 노이즈 누설대책이나 전원파형의 일그러짐(고주파)대책등을 행할 필요가 없으며 저렴하게 제조할 수가 있다.

전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지하고 항시 냉매가 소정의 속도로 소정의 유량이 흐르고 있으므로 난방의 개시가 양호하며 난방능력 변경시의 응답성에 뛰어나다.

[청구항2에 대하여]

전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지하고, 고정 또는 복수단계로 변화되도록 실내팬의 송풍량에 따라 설정된 각 가열량으로 가열수단을 작동시키는 냉매 유통운전과, 적어도 가열수단의 작동을 정지하는 냉매정지운전을 번갈아 실시하여 난방능력을 제어하는 구성이다.

이 때문에 전동압축기에의 통전량을 연속 가변으로 하기 위한 인버터회로가 불필요해지고, 고가의 전자부품을 사용할 필요가 없는 동시에 노이즈누설 대책이라든가 전원파형의 일그러짐(고주파)대책등을 행할 필요가 없고 저렴하게 제조할 수가 있다.

난방의 개시라든가 난방능력을 증대측으로 전환 할 때(실내팬의 송풍력을 증대측으로 전환하는 경우)에도 전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지하고, 냉매가 소정의 속도로 소정의 유량이 흐르게 되므로 난방의 개시가 양호하며 난방능력 변경시의 응답성에도 뛰어나다.

[청구항3에대하여]

사용자가 온도설정기로 목표온도를 설정하면 실내팬의 송풍량과 가열수단의 가열량이 자동적으로 정해지고, 실온이 목표실온으로 유지되도록 난방운전을 행할 수가 있다.

[청구항4에 대하여]

온도설정기로 목표실온을 설정하고 실내팬의 송풍량을 사용자가 정하면, 제어수단이 냉매정지운전의 동작시기나 시간을 제어하고 실온이 목표실온으로 유지되도록 난방운전을 행할 수가 있다.

[청구항5에 대하여]

사용자가 온도설정기로 목표실온을 설정하면 실내팬의 회전수, 비례전자밸브의 개방도(가스버너의 연소량)및 연소팬의 회전수가 자동적으로 정해지고, 실온이 목표실온으로 유지되도록 난방운전을 행할 수가 있다.

본 발명의 일실시예를 제1도∼제7도에 의거하여 설명한다.

본 발명의 구성을 채용한 냉매가열식의 가스냉난방장치(A)는 각 기능부재간을 제1도에 나타내는 바와 같이 배관으로 접속하여 구성하고, 압축기(1)→사방밸브(2)→실내기측 열교환기(3)→이방밸브(4)→냉매가열기(5)→어큠레이터(6)→압축기(1)의 순서로 냉매(프론R22)를 유통시켜 난방운전을 행하고, 압축기(1)→사방밸브(2)→실외기측 열교환기(7)→제1역지밸브(8)→커필러리튜브(9)→실내기측 열교환기(3)→사방밸브(2)→제2역지밸브(10)→어큠레이터(6)→압축기(1)의 순서로 냉매를 유통시켜 냉방운전을 행하고 있다.

또한, 31은 실내기측 열교환기(3)에 송풍하는 실내팬, 71은 실외기측 열교환기(7)에 송풍하는 실외팬, 11은 역지밸브이다. 또, 12는 냉방운전시에 개(開) 로 되는 이방밸브, 13은 가스버너, 14는 비례전자밸브, 15는 압력스위치, 16은 연소팬이다.

또, 냉매가열식의 가스냉난방장치(A)는 제2도에 나타내는 바와 같이 목표실온을 설정하는 온도설정기(21)와, 실온을 검출하는 실온센서(22)와, 방열량 산출수단(231), 실내팬 제어수단(232), 가열능력 제어수단인 연소팬 제어수단(232) 및 비례밸브 제어수단(234), 타이밍 제어수단(235)등을 가지는 제어기(23)와 운전모드설정기(24)를 구비한다.

압축기(1)는 슬라이딩블레이드를 가지는 회전식으로, AC-100V가 급전되는 교류전동기(소비전력, 수백W∼수kW정도)에 의하여 구동되고, 어큠레이터(6)로부터 보내져 오는 냉매를 단열압축한다. 또, 압축기(1)는 스크롤식, 또는 레시프로식이어도 좋다.

난방밸브(2)는 냉매의 유통경로를 바꾸는 전재밸브로서, 난방운전시에는 냉매의 유통경로가 제1도의 실선화살표시에 나타내는 바와 같이 형성되고, 냉방운전시에는 파선화살표시에 나타내는 바와 같이 유로가 형성된다.

실내기측 열교환기(3)는 실내팬(31)에 의하여 송풍되는 팬등을 가지는 사행형상의 관로이고, 실내에 설치되는 실내기(도시하지 않음)와 접속된다. 또, 난방운전시(제1도의 실선 화살표시방향)와 냉방운전시(파선 화살표시방향)에는 냉매의 유통방향이 역으로 된다.

이방밸브(4)는 난방운전시에 개방, 냉방운전시에는 폐쇄로 되는 전자밸브로서 냉방운전시에 냉매가 냉매가열기(5)에 유입하지 않도록 배설되어 있다.

냉매가열기(5)는 사행형상으로 배치된 흡열관으로서, 실외에 배치되는 실외기(도시하지 않음)내에 배치되며 가스버너(13)의 연소에 의하여 생기는 연소가스에 의하여 가열된다. 가스버너(13)(3000㎉/h∼10000㎉/h)는 비례전자밸브(14)에 의하여 가스량이 설정된 가스와 연소팬(16)에 의하여 공급되는 연소용공기가 혼합되어 강제 연소한다.

어큠레이터(6)는 직관상의 냉매가스 입구관과 상부에 개구를 가지는 대략 U자상의 냉매가스 출입관을 기밀용기내에 배설하고 있고, 액냉매의 압축기(1)에의 침입을 방지하기 위하여 압축기(1)의 바로앞에 배설된다.

다음으로 가스냉난방장치(A)의 난방운전(냉매의 상태변위는 후술하는 풍량수동 난방운전시의 풍량7속에 대응한다)에 있어서의 각부의 동작 및 냉매의 상태변화를 서술한다.

압축기(1)는 어큠레이터(6)로부터 보내져 오는 가스냉매(과열증기상태)를 단열압축하기 위하여 냉매의 온도 및 압력이 상승하고, 가스냉매(과열증기상태)는 제3도의 상태(17)로부터 등엔트로피선을 따라 상태(18)(과열증기상태)로 변위하여 엔탈로피는 약간 상승한다.

압축기(1)로부터 토출되는 상태(18)의 가스냉매는 사방밸브(2)를 통하고, 팬(31)에 의하여 송풍되는 실내기측 열교환기(3)내에서 응축(과열증기→포화상태→과냉각액)하여 상태(19)로 변위하며, 이때 실내기는 응축에 의하여 발생하는 열을 온풍으로 하여 실내로 송풍한다.

실내기측 열교환기(3)로부터 유출되는 액냉각은 관로중에서 감압하므로, 상태(19)(과냉각액상태)로부터 등엔탈피선을 따라 상태(20)(포화액선상)로 변위하고 이방밸브(4)를 통하여 냉각가열기(5)에 도달한다.

가스버너(13)에 의하여 가열되는 냉매가열기(5)내에서 액냉매(포화상태)는 증발하고, 상태(20)로부터 등온등압선을 따라 상태(17)(과열증기상태)로 변위하고 냉매의 엔탈로피가 상승한다.

상태(17)(과열증기상태)의 냉매는 어큠레이터(6)를 거쳐 압축기(1)로 보내진다.

다음으로 가스냉난방장치(A)의 풍량자동 난방운전(풍량1속∼풍량8속)및 풍량수동 난방운전(풍량1속, 4속, 7속으로 고정)에 있어서의 작동에 서술한다.

[풍량자동 난방운전(풍량1속∼풍량8속에 대하여; 청구항1, 3, 5에 대응)]

모드설정기(24)에서 풍량자동 난방운전(온도조절 있음)을 설정하면, 방열량 산출수단(231)는 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도차이(Tt-Tn)에 의거하여 실내기측 열교환기(3)가 냉매응축공정(제3도의 상태(18)→상태(19)에 상당)에 있어서 방출히야 할 필요열량(Q)를 소정시간(τ)마다 (예를들면 1분마다)산출한다.

실내팬 제어수단(232)은 산출된 필요열량(Q)에 비례하여 실내팬(31)의 풍량단계수(팬회전수)를 소정시간(τ)(예를들면 1분마다)마다 결정하고, 그 단계수의 풍량이 얻어지도록 실내팬(31)을 피드백제어한다.

팬송풍량=κㆍQ (단, κ는 계수)

또한, 필터의 막힘에 대응하기 위하여 소정의 풍량이 얻어지는 통전량으로 통전하는 통전량 제어방식을 사용하여도 좋다.

연소팬 제어수단(233)은 산출된 필요열량(Q)에 상당하는 가열량을 냉매증발공정(제3도의 상태(20)→상태(17)에 상당)에서 출력하는 가스버너(13)의 연소량에 적합한 연소용 공기량이 얻어지는 회전수를 소정시간(τ)마다 결정하고, 그 회전수가 되도록 연소팬(16)을 제어한다.

비례밸브 제어수단(234)은 산출된 필요열량(Q)에 상당하는 가열량을 냉매증발공정(제3도의 상태(20)→상태(17)에 상당)에서 가스버너(13)에 출력시키고 소정시간(τ)마다 검출회전수에 기초하여 비례전자밸브(14)에의 통전량을 제어한다.

구체적으로는 제4도에 나타내는 바와 같이 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도 차이(Tt-Tn)가 큰 난방운전 초기에는 실내팬 제어수단(232)이 실내팬(31)의 풍량을 8속으로 결정하고, 비례밸브 제어수단(234)은 가스버너(13)의 연소속도의 수를 8속(연소량-10000㎉/h)으로 결정한다.

시간이 경과하여 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도 차이(Tt-Tn)가 작아져 가면 실내팬(31)의 풍량, 연소팬(16)의 풍량 및 가스버너(13)의 연소속도의 수가 내려간다.

[풍량수동 난방운전(풍량1속, 4속, 7속에 대하여; 청구항2, 4에 대응)]

모드설정기(24)로 풍량수동 난방운전(온도조절 있음)을 설정하고, 풍량수동 전환기(25)로 풍량을 소정의 풍량(풍량1속, 4속, 7속의 어느하나)으로 고정하면, 방열량 산출수단(231)은 검출실온(Tn), 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도차이(Tt-Tn)에 의거하여 실내기축 열교환기(3)가 냉매응축공정(제3도의 상태(18)→상태(19)에 상당)에 있어서 방출해야 할 필요열량(Q)를 소정시간(τ)마다(예를들면 1분마다)산출한다.

연소팬 제어수단(233)은 냉매유통운전중(압축기(1)에의 통전량을 일정하게 유지한 상태에서 냉매를 유통시키는 상태), 설정풍량(고정)에 따라 설정된 회전수로 연소팬(16)이 회전하도록 연소팬(16)을 피이드백 제어한다. 또한, 냉매정지운전중(압축기(1)에의 통전을 정지한 상태에서 냉매의 유통을 정지시키는 상태)에는 소정의 패턴으로 연소팬(16)을 저속회전시킨다.

비례벨브 제어수단(234)은 냉매유통 운전중에 설정풍량(고정)에 따라 설정된 연소량으로 가스버너(13)가 연소하도록 검출회전수에 의거하여 소정시간마다 비례전자밸브(14)에의 통전량을 결정한다. 또, 냉매정지 운전중에는 비례전자밸브(14)에의 통전을 정지한다.

타이밍 제어수단(235)은 산출된 필요열량(Q)에 상당하는 가열량을 냉매증발공정(제3도의 상태(20)→상태(17)에 상당)에서 가스버너(13)가 출력하도록 냉매정지운전의 동작시기라든가 계속시간을 제어한다.

구체적으로는 제5에 나타내는 바와 같이 실내팬(31)의 풍량을 7속으로 고정(강풍)한 경우, 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도 차이, 즉 필요열량(Q)이 큰 난방운전 초기에는 가스버너(13)가 연소 속도 수를 7속으로 연소하고, 연소팬(16)은 연소속도 수(7속)에 적합한 고회전수로 회전하고 타이밍 제어수단(235)은 냉매유통 운전을 계속하여 행한다.

그리고 시간이 경과하여 필요열량(Q)이 작아지면 타이밍 제어수단(235)은 단시간의 냉매유통 운전(가스버너(13)의 연소속도의 수는 7속, 연소팬(16)의 회전속도의 수는 7속)과, 비교적 장시간의 냉매 정지 운동을 번갈아 실시한다.

또, 제6도에 나타내는 바와 같이 실내팬(31)의 풍량을 1속으로 고정(미풍)한 경우, 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도 차이, 즉 필요열량(Q)이 큰 난방운전 초기엔ㄴ 가스버너(13)는 연소속도 수(1속)로 연소하고,연소팬(16)은 연소속도 수(1속)에 적합한 저회전수로 회전하며 타이밍 제어수단(235)은 냉매유통 운전을 계속하여 행한다. 또 시간이 경과하여 필요열량(Q)이 작아지면, 타이밍 제어수단(235)은 풍량7속도보다 장시간의 냉매유통 운전(가스버너(13)의 연소속도의 수는 q속, 연소팬(16)의 회전속도의 수는 1속)과 냉매정지 운동을 번갈아 실시한다.

또한, 풍량수동 난방운전의 과도기(풍량7속→풍량4속→풍량7속)에 있어서의 각 부의 온도변화의 데이터와 안정상태(풍량7속, 풍량4속)에 있어서의 각 부의 온도ㆍ압력데이터를 제7도 및 표1에 나타내고 가스냉난방장치(A)는 안정하게 동작하는 것이 확인되었다.

본 실시예의 가스냉난방장치(A)는 이하의 잇점을 갖는다.

[1] 풍량자동 난방운전 및 풍량수동 난방운전의 어느쪽의 운전시에도 압축기(1)의 능력을 가변하지 않고, 가스버너(13)의 연소량 및 실내팬(31)의 회전수를 증감하여 난방능력의 증감을 행하는 구성이므로 압축기(1)에서 통전량을 연속가변으로 하기 위한 인버터회로가 불필요해진다. 이 때문에 고가의 전자부품을 사용 할 필요가 없는 동시에 노이즈 누설 대책이라든가 전원파형의 일그러짐(고주파)대책등을 행할 필요도 없고, 저렴하게 냉난방장치(A)를 제조할 수가 있다.

[2] 압축기(1)에의 통전량을 일정하게 유지하고 냉매를 소정의 속도로 소정의 유량을 흐르게 하는 구성이므로 풍량자동 난방운전 및 풍량수동 난방운전의 어느쪽의 운전개시에 있어서도 난방의 개시가 양호하다. 또, 풍량수동 난방운전시에 있어서 실내팬(31)의 풍량단수를 크게 한 경우에는 압축기(1)에의 통전량을 일정하게 유지하고, 냉매를 소정의 속도로 소정의 유량을 흐르게 하는 냉매유통 운전이 행해지므로 난방능력의 응답성에 뛰어나다

[3] 설정온도를 설정하고자 하는 만큼 온도의 조절을 행하는(실내팬(31)의 풍량은 자동적으로 제어된다)풍량자동 난방운전 및 설정온도를 설정하여 실내팬(31)의 풍량을 수동으로 설정하며, 온도의 조절을 행하는 풍량수동의 어느 한쪽을 사용자의 취향에 의하여 자유로이 선택 할 수가 있다.

또한, 상기의 실시예에서는 목표실온(Tt)와 검출실온(Tn)과의 온도차이((Tt-Tn)에 의거하여 연소팬(16)의 풍량 및 가스버너(13)의 연소량을 결정하는 것을 나타냈는데, 검출온도(Tn), 실내팬(31)의 풍량, 및 실내기측 열교환기(3)의 온도등으로터 냉매응축공정에 있어서의 실내기측 열교환기(3)의 방열량을 산출하고, 그 방열량에 의거하여 연소팬(16)의 풍량 및 가스버너(13)의 연소량을 결정하도록 하여도 좋다.

Claims (5)

1. 실내기측 열교환기로부터 유출되는 냉매를 냉매가열기에 보내고, 가열수단에 의하여 가열되는 냉매가열기내에서 냉매를 증발시키고, 상기 냉매열기로부터 반출되는 가스냉매를 전동압축기로 단열압축하고, 상기 전동압축기로부터 토출되는 고온고압의 가스냉매를, 실내팬을 부설한 실내기측 열교환기내에서 응축시킴으로써 실내에 방열하여 난방운전을 행하는 냉매가열식 냉난방장치에 있어서, 상기 전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지한 상태에서 상기가열수단의 가열량 및 상기 실내팬의 송풍량을 증감하여 난방능력을 제어하는 것을 특징ㅇ로 하는 냉매가열식 냉난방장치.
2. 실내기측 열교환기로부터 유출되는 냉매를 냉매가열기에 보내고, 가열수단에 의하여 가열되는 냉매가열기내에서 냉매를 증발시키고, 상기 냉매가열기로부터 반출되는 가스냉매를 전동압축기로 단열압축하고, 상기 전동압축기로붙 토출되는 고온고압의 가스냉매를, 실내팬을 부설한 실내기측 열교환기내에서 응축시킴으로써 실내에 방열하여 난방운전을 행하는 냉매가열식 냉난방장치에 있어서, 상기 실내팬의 실내기측 열교환기에의 송풍량이, 하나 또는 복수의 단계로 정해져 있는 경우, 상기 전동압축기에의 통전량을 일정하게 유지한 상태에서 상기 송풍량에 따라 설정된 각 가열량으로 상기 가열수단을 작동시키는 냉매유통운전과, 적어도 상기 가열수단의 작동을 정지시키는 냉매정지운전을 번갈아 실시하여 난방능력을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉매가열식 냉난방장치.
3. 제1항에 있어서, 목표온도를 설정하는 온도설정기와, 실온을 검출하는 실온센서와, 목표실온과 검출실온과의 차이에 의거하여 상술의 냉매응축공정에서 사익 실내기측 열교환기가 방출해야 할 필요열량을 산출하는 방열량 산출수단과, 산출된 필요열량에 비례하여 상기 실내팬의 송풍량을 결정하고, 그 송풍량이 얻어지도록 상기 실내팬을 제어하는 실내팬 제어수단과, 산출된 필요열량에 상당하는 가열량, 또는 상기 실내기측 열교환기에서 방열된 열량을 상술의 냉매증발공정에서 상기 가열수단에 출력시키는 가열능력 제어수단을 설치한 것을 특징으로 하는 냉매가열식 냉난방장치.
4. 제2항에 있어서, 목표온도를 설정하는 온도설정기와, 실온을 검출하는 실온센서와, 목표실온과 검출실온과의 차이에 의거하여 상술의 냉매응축공정에서 상기 실내기측 열교환기가 방출해야 할 필요열량을 산출하는 방열량 산출수단과, 산출된 필요열량에 상당하는 가열량, 또는 상기 실내기측 열교환기에서 방열된 열량을 상술의 냉매증발공정에서 상기 가열수단이 출력하도록 상기 냉매정지운전의 동작시기 또는 시간을 제어하는 타이밍 제어수단을 설치한 것을 특징으로 하는 냉매가열식 냉난방장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 가열수단은, 통전량에 따라 개방도를 나타내는 비례전자밸브를 거쳐 가스가 공급되는 가스버너와 그 가스버너에 적정량의 연소용 공기를 공급하는 연소팬에 의하여 구성되고, 상기 비례전자밸브에의 통전량 및 상기 연소팬의 회전수는 상기 가열능력 제어수단에 의하여 제어되고, 상기 실내팬 제어수단은 산출된 필요열량에 비례하여 실내팬의 회전수를 결정하고, 그 회전수가 얻어지도록 상기 실내팬을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉매가열식 냉난방장치.