KR0141543B1

KR0141543B1 - 냉매가열식 냉난방장치

Info

Publication number: KR0141543B1
Application number: KR1019950002108A
Authority: KR
Inventors: 시게아끼 야스이
Original assignee: 나이또오 스스무; 린나이 가부시끼 가이샤; 최창선; 린나이코리아주식회사
Priority date: 1994-05-19
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 1998-07-01
Also published as: KR950033308A; JPH07310946A

Abstract

[목적]

냉동사이클의 안정성이 우수함과 동시에, 난방능력의 증감이 가능한 저코스트의 냉매가열식 난방장치를 제공하는데 있다.

[구성]

난방능력을 증가·감소시킬 경우, 실내팬(31)의 회전수의 증가·감소를 행함과 동시에 온도센서(26)가 검출하는 온도(Th1)의 크기에 의거하여 결정되는 소정치(온도센서(26)가 검출하는 온도(Th2)-온도(Th1)로 유지되도록 가스버너(13) 및 연소팬(16)을 제어한다.

Description

냉매가열식 냉난방장치

제1도 냉매가열식의 가스 냉난방장치의 원리도

제2도 그 가스 냉난방장치의 블럭도

제3도 냉매가열기의 통과율과 냉매온도와의 관계를 설명하는 그래프

제4도 그 가스 냉난방장치에 사용하는 냉매의 상태변화를 나타내는 P-h선도

제5도 그 가스 냉난방장치를 풍량자동 난방운전한 경우의 경과시간-실온, 운전속수 변화를 나타내는 그래프.

제6도 그 가스 냉난방장치를 풍량수동 난방운전(운전속수=7속)한 경우의 경과시간-실온변화 및 냉매정지 운전의 타이밍을 나타내는 그래프.

제7도 그 가스 냉난방장치를 풍량수동 난방운전(운전속수=1속)한 경우의 경과시간-실온변화 및 냉매정지 운전의 타이밍을 나타내는 그래프.

제8도 그 가스 냉난방장치를 풍량수동 난방운전한 경우의 경과시간-각 부의 온도변화 데이터를 나타내는 그래프.

제9도 냉매 가열식 냉난방장치의 냉매사이클을 설명하기 위한 설명도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:압축기3:실내기축 열교환기

5:냉매가열기13:가스버너(가열수단)

21:온도설정기22:실온센서

26:온도센서(제2온도센서)27:온도센서(제2 온도센서)

31:실내팬231:방열량 산출수단

232:실내팬 제어수단233:타이밍 제어수단

233:가열능력 제어수단

본 발명은 난방운전시에 냉매를 가열하는 낸매가열식 냉난방장치에 관한 것이다.

제1도에 나타낸 바와 같이 압축기(1)→실외기측 열교환기(7)→제1체크밸브(8)→캐필러리튜브(9)→실내기측 열교환기(3)→제2체크밸브(10)→어큐뮬레이터(6)→압축기(1) 순으로 냉매를 유통시켜 냉방운전을 행하는 냉매가열식 냉난방장치가 종래부터 알려져 있다. 또한, 난방능력의 증감은, 압축기(1)의 압축능력을 연속 가변하고, 냉매유통량을 변화시켜 행하고 있다.

종래의 냉매가열식 냉난방장치는 이하의 과제를 갖는다.

(ㄱ) 압축기91)의 파손, 또는 냉매가열기95)의 손상등 부적합함을 방지하기 위하여 압축기(1)의 압축능력을 조정하여 냉매사이클을 안정시킬 필요가 있어 복잡한 제어가 필요하다.

(ㄴ) 압축기(1)의 압축능력을 연속가변하려면, 인버터회로를 사용하여 회전수를 연속가변시킬 필요가 있다. 인버터회로는 고가의 전자부품을 다수 사용함과 동시에 노이즈 누락대책이나 전원파형의 왜곡(고조파)대책등을 행할 필요가 있어 비용이 소요된다.

본 발명의 목적은 냉동사이클의 안정성이 우수함과 동시에 난방능력의 증감이 가능한, 저코스트의 냉매가열식 냉난방장치를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 이하의 구성을 채용하였다.

(1) 실내기측 열교환기로부터 유출되는 냉매가열기에 보내고, 가열수단에 의하여 가열되는 냉매가열기내에서 냉매를 증발시키고 상기 냉매가열기로부터 반출되는 가스냉매를 일정능력으로 작동하는 압축기로 단열압축하고, 상기 압축기로부터 분출되는 고온고압의 가스냉매를 실내팬을 설치한 실내기축 열교한기내에서 응축시킴으로써 실내에 방열하여 난방운전을 행하는 냉매가열식 냉난방장치로서, 포화상태의 냉매의 온도(Th₁)를 검출하는 제1온도센서를 상기 냉매가열기의 관로도중에 배치하고, 과열증기상태의 냉매의 온도(Th₂)를 검출하는 제2온도센서를 상기 냉매가열기의 출구로부터 상기 압축기의 입구까지의 사이에 배치하고, 난방능력을 증가·감소시킬 경우, 상기 실내팬의 송풍량의 증가·감소를 행함과 동시에 온도(Th₂)-온도(Th₂)가 소정치로 유지되도록 상기 가열수단의 가열량을 제어한다.

(2) 실내기측 열교환기로부터 유출되는 냉매를 냉매가열기에 보내고, 가열수단에 의하여 가열되는 냉매 가열기내에서 냉매를 증발시키고, 상기 냉매가열기로부터 반출되는 가스냉매를 압축기로 단열압축하고, 상기 압축기로부터 분출되는 고온고압의 가스냉매를, 송풍량이 변경가능한 실내팬을 설치한 실내기축 열교환기내에서 응축시킴으로써 실내에 방열하여 난방운전을 행하는 냉매가열식 난방장치로서 포화상태의 냉매의 온도(Th₁)를 검출하는 제1온도센서를 상기 냉매가열기의 관로도중에 배치하고, 과열중기상태의 냉매의 온도(Th₂)를 검출하는 제2온도센서를 상기 냉매가열기의 출구로부터 상기 압축기의 입구까지의 사이에 배치하고, 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 일정능력으로 상기 압축기를 작동시킨 상태에서 송풍량에 따라 설정된 각 가열량으로 상기 가열수단을 작동시키는 냉매유통운전과, 적어도 상기 가열수단의 작동을 정지시키는 냉매정지운정을 교대로 실시한다.

(3)냉매가열식 냉난방장치는, 상기(1)의 구성을 가지고, 목표실온을 설정하는 온도설정기와, 실온을 검출하는 실온센서와, 목표실온과 검출실온과의 차이에 의거하여, 상기의 냉매응축공정에서 상기 실내기측 열교환기가 방출해야 할 필요열량을 계산하는 방열량 산출수단과, 산출된 필요열량에 의거하여 상기 실내팬의 송풍량을 결정하고 그, 송풍량을 얻을 수 있도록 상기 실내팬을 제어하는 실내팬 제어수단과, 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 상기 가열수단의 가열량을 제어하는 가열능력제어수단을 설치하였다.

(4) 냉매가열식 냉난방장치는 상기(2)의 구성을 가지고, 목표실온을 설정하는 온도설정기와 실온을 검출하는 실온센서와, 검출실온이 목표실온으로 유지되도록 상기 냉매정지운전의 동작시기나 시간을 제어하는 타이밍 제어수단과, 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 상기 냉매유통운전시에 있어서의 상기 가열수단의 가열량을 제어하는 가열량 제어수단을 설치하였다.

[제1항에 관하여]

냉매가열기로부터 반출되는 가스냉매를 압축기가 압축하고, 단열압축에 의하여 냉매의 온도 및 압력이 상승하고, 가스냉매는 제9도의 상태①에서와 같이 엔트로피선을 따라 상태②로 변위하고, 엔탈피는 약간 상승한다.(단열압축공정).

압축기로부터 분출되는 고온고압의 가스냉매는 제9도의 상태②로부터 온도등압선을 따라③상태으로 변위하고, 실내기축 열교환기내에서 응축하며, 실내기축 열교환기는 응축에 의하여 방생하는 열을 실내로 방열한다(냉매응축공정).

실내기축 열교환기로부터 유출되는 냉매는 제9도의 상태③에서와 같이 엔탈피선을 따라 상태④로 변위하고, 냉매가열기로 보내진다(냉매감압공정).

가열수단에 의하여 가열되는 냉매가열기내에서 냉매는 증발하고 제9도의 상태④에서와 같이 온도등압선을 따라 상태①로 변위하고, 냉매의 엔탈피가 상승한다(냉매증발공정).

난방능력의 증감은 이하와 같이 행한다.

압축기의 능력을 일정하게 유지한 상태에서 실내팬의 송풍량을 증가하고, 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 가열수단의 가열량을 제어하면, 냉매증발공정에 있어서의 냉매의 엔탈피의 변화폭 및 냉매응축공정에 있어서의 실내기측 열교환기의 실내로의 방열량이 동시에 커져 난방능력이 증대한다(상태①→상태②→상태③→상태④→상태① ····).

또, 압축기의 능력을 일정하게 유지한 상태에서 실내팬의 송풍량을 감시하고, 냉매온도(Th₁)의 크기에 의거하여 결정되는 소정치로 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 유지되도록 가열수단의 가열량을 제어하면, 냉매응축공정에 있어서의 냉매의 엔탈피의 변환폭 및 실내기측 열교환기의 실내로의 방열량이 동시에 작아져 난방능력이 감소한다(상태①' →상태②' →상태③' →상태④' →상태① ···· ).

[제2항에 관하여]

실내팬의 송풍량이 고정되어 있는 냉매가열식 냉난방장치의 경우, 난방능력의 증감을 이하와 같이 행한다.

압축기의 능력을 일정하게 유지한 상태에서 송풍량에 따라 설정된 각 가열량(송풍량마다 설정된 일정치)으로 가얄수단이 작동하고, 고온고압의 가스냉매가 실내기측 열교환기내에서 응축하고, 실내기측 열교환기가 실내에 방열한다.

온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 적어도 가열수단의 작동을 정지하는 냉매정지운전을 실시한다.

[제3항에 관하여]

방열량 산출수단은 온도설정기로 설정한 목표실온과 실온센서가 검출한 검출신온과의 차이에 의거하여 실내기측 열교환기가 냉매응축공정에서 방출해야만 하는 필요열량을 산출한다.

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

가열능력 제어수단은 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 가열수단의 가열량을 제어한다.

이로써 실온이 목표실온으로 유지되도록 난방운전이 행하여진다.

[제4항에 관하여]

타이밍 제어수단은 온도설정기로 설정한 목표실온과, 실온센서가 검출한 검출실온과의 차이에 의거하여 냉매정지운전의 동작시기나 시간을 제어한다.

가열능력 제어수단은 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 냉매유통운전시에 있어서의 가열수단의 가열능력을 제어한다.

이로서 실온이 목표실온으로 유지되도록 난방운전이 행하여진다.

[제1항에 관하여]

난방능력을 증가·감소시킬 경우, 실내팬의 송풍량의 증가·감소를 행함과 동시에, 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 가열수단의 가열량을 제어하면 좋고, 간단한 제어로 냉동사이클을 안정시킬 수 있다.

항상 일정능력으로 압축기를 작동하는 구성이기 때문에, 압축기로의 통전량을 연속가변하기 위한 인버터회로가 불필요하게 된다. 따라서, 고가의 전자부품을 사용할 필요가 없음과 동시에 노이즈 누락대책이나 전원파형의 왜곡(고조파) 대책등을 행할 필요도 없어 저렴하게 제조할 수가 있다. 또한, 항시 냉매를 소정의 속도로 소정유량을 흘리고 있기 때문에, 난방의 상승이 좋고, 난방능력의 변경시의 응답성에도 우수하다.

[제2항에 관하여]

난방능력을 증가·감소시킬 경우, 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 적어도 가열수단의 작동을 정지시키는 냉매정지운전의 시간을 제어하면 좋고, 실내팬의 송풍량이 고정되어 있는 냉매가열식 냉난방장치에 있어서 간단한 제어로 냉동사이클을 안정시킬수 있다.

압축기를 정지하거나 일정능력으로 압축기를 작동시키는 구성이기 때문에, 압축기에의 통전량을 연속가변하기 위한 인버터외로가 불필요하게 된다. 따라서, 고가의 전자부품을 사용할 필요가 없음과 동시에, 노이즈 누락대책이나 전원파형의 왜곡(고조파)대책 등을 해할 필요도 없어 저렴하게 제조할 수 있다. 또, 냉매유통운전시는 냉매를 소정의 속도로 소정류량 흘리는 구성이기 때문에 난방의 상승이 좋고, 난방능력의 변경시의 응답성에도 우수하다.

[제3항에 관하여]

사용자가 온도설정기로 목표온도를 설정하면, 실내팬의 송풍량이 결정되고, 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 가열수단의 가열량이 제어되고, 실온이 목표온도로 유지되도록 난방운전을 행할 수 있다.

[제4항에 관하여]

온도설정기로 목표실온을 설정하고, 실내팬의 송풍량을 사용자가 결정하면, 타이밍제어수단이 냉매정지운전의 동작시기나 시간을 제어하여 검출실온을 목표실온으로 유지되도록 난방운전이 해아혀진다. 또 가열능력 제어수단이 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 가열수단의 가열량을 제어하기 때문에 냉동사이클이 안정된다.

본 발명의 일실시예를 제1도∼제8도에 의거하여 설명한다.

본 발명의 구성을 채용한냉매가열식의 가스냉난방장치(A)는 각 기능부재간을 제1도에 나타내는 바와 같이 배관으로 접속하여 구성되고, 압축기(1)→사방밸브(2)→실내기측 열교환기(3)→이방밸브(4)→냉매가열기(5)→어큐뮬레이터(6)→압축기(1)의 순으로 냉매(프론 R22)를 유통시켜 난방운전을 행하고, 압축기(1)→사방밸브(2)→실외기측 열교환기(7)→제1체크밸브(8)→캐필러리튜브(9)→실내기측 열교환기(3)→사방밸브(2)→제2체크밸브(10)→어큐뮬레이터(6)→압축기(1)의 순으로 냉매를 유통시켜 냉방운전을 행하고 있다.

또한, 31은 실내기측 열교환기(3)에 송풍되는 실내팬, 71은 실외기측 열교환기(7)에 소풍되는 실외팬, 11은 체크밸브이다. 또 12는 냉방운전시에 패쇄(開)가 되고, 난방운전시 압축기(1)의 정지중 및 저압압력 17kg㎤G이상에서 개방開이 되는 이방밸브, 13은 가스버너, 14는 비례전자밸브, 15는 압력스위치, 16은 연소팬이다.

또한, 냉매가열식의 가스냉난방장치(A)는 제2도에 나타내는 바와 같이 목표실온을 설정하는 온도설정기(21)오, 실온을 검출하는 실온센서(22)와, 방열량 산출수단(231), 실내팬 제어수단(232), 타이밍 제어수단(233), 가열능력 제어수단(234)을 구성하는 연소팬 제어수단(235) 및 비례밸브 제어수단(236)을 가지는 제어기(23)와 운전모드변화기(24)와, 풍량수동변환기(25)와 온도센서(26, 27)와 메모리(28)를 구비한다.

압축기(1)는 슬라이딩블레이드를 가지는 회전식으로서, AC-100V가 급전되는 교류전동기(소비전력, 수백W∼수KW정도)에 의하여 구동되고, 어큐뮬레이터(6)로부터 보내져 오는 가스냉매를 단열압축한다. 또한 압축기(1)는 스크, 또는 레시프로식이어도 좋다.

사방밸브(2)는 냉매의 유통경로를 변환하는 전자밸브로서, 난방운전시에는 냉매의 유통경로는 제1도의 실선으로 나타낸 바와 같이 형성되고, 냉방운전시에는 파선을 나타내도록 유로가 형성된다.

실내기측 열교환기(3)는 실내팬(31)에 의하여 송풍되는 팬등을 가지는 구불구불한 형상의 관로로서, 시내에 설치되는 길내기(도시하지 않음)내에 설치되어 냉매배관에 의하여 실외에 설치되는 실외기(도시하지 않음)와 접속된다. 또한, 난방운전시(제1도의 실선화사표방향)와 냉방운전시(파선 화살표방향)에서는 냉매의 유통방향이 반대가 된다.

이방밸브(4)는 난방운전시에 개방, 냉방운전시에는 패쇄가 되는 전자밸브로서 냉방운전시에 냉매가 냉매가열기(5)에 유입되지 않도록 설치되어 있다.

냉매가열기(5)는 구불구불한 형상으로 배치한 흡열관으로서, 실외에 설치되는 실외기(도시하지 않음)내에 배치되고 가스버너(13)의 연소에 의하여 생기는 연소가스에 의하여 가열된다.가스버너(13)(3000kcal/h-10000kcal/h)는 가스비례밸브(14)에 의하여 가스량이 설정된 가스와 연소패(16)에 의하여 공급되는 연소용공기가 혼합되어 강제 연소한다.

또, 제1도, 제3도에 나타낸 바와 같이, 냉매가 반드시 포화상태가 되는 냉매가열기(5)의 관로속에 온도센서(26)가 배치되고, 냉매가 반드시 과열증기상태가 되는 냉매가열기(5)의 추구로부터 어큐뮬레이터(6)까지의 관로속에 온도센서(27)가 배치된다.

어큐뮬레이터(6)는 직관상의 냉매가스 입구관과 상부에 개구를 가지는 대략 U자상의 냉매가스 출구관을 기밀용기내에 설치하여 이루어지고, 액냉매의 압축기(1)내로의 침입을 방지하기 위하여 압축기(1)의 바로앞에 설치된다.

다음에, 가스냉난방장치(A)의 난방운전(냉매의 상태변이는 후술하는 풍량수동 난방운전시의 풍랴7속에 대응한다)에 있어서의 각 부의 동작 및 냉매의 상태변화를 설명한다.

압축기(1)는 어큐뮬레이터(6)로부터 보내져 오는 가스냉매(과열증기상태)를 단열압축하기 위하여 냉매의 온도 및 압력이 상승하고, 가스냉매(과열증기상태)는 제4도의 상태(17)에서와 같이 엔트로피선을 따라상태(18)(과열증기상태)로 변위하고, 엔탈피는 약간 상승한다.

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

실내기측 열교환기(3)로부터 유출되는 액냉매는 관로속에서 감압되기 때문에, 상태(19)(과냉각액상태)에서와 같이 엔탈피선을 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)에서와 같이 온도등압선을 따라 상태(17)(과열증기상태)로 변위하고 냉매의 엔탈피가 상승한다.

상태(17)(과열증기상태)의 냉매는 어큐뮬레이터(6)을 거쳐 압축기(1)로 보내진다.

다음에 가스냉난방장치(A)의 풍량자동 난방운전(풍량1속∼풍량8속)및 풍량수동 난방운전(풍량1속, 4속, 7속에 고정)에 있어서의 작동에 관하여 설명한다.

[풍량자동 난방운전(풍량1속∼풍량8속에 대하여;

운전모드변환기(24)로 풍량자동 난방운전(온도조절 있음)을 설정하면, 방열량 산출수단(231)은 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도차이(Tt∼Tn)dp 의거하여 실내기측 열교환기(3)가 냉매응축공정(제4도의 상태(18)→상태(19)에 상당)에 있어서 방출해야 할 필요열량(Q)을 소정시간(τ)(예를 들면 1분마다) 마다 산출한다.

실내팬 제어수단(232)은 산출된 필요열량(Q)dp 비례하여 실내팬(31)의 풍량단계수(팬회전수)를 소정시간(τ)(예를 들면 1분마다) 마다 결정하고, 그 단계수의 풍량이 얻어지도록 실내팬(31)을 피드백제어 한다.

팬송풍량 = k·Q ( 단, k는 계수)

또한, 필터의 막힘에 대응하기 위하여 소정풍량이 얻어지는 통전량으로 통전하는 통전량 제어방식을 이용하여도 좋다.

메모리(28)에는 온도(Th₁) 마다, 온도(Th₁)에 대응하는 소정치(온도차)가 미리 기억되어 있고, 가열능력 제어수단(234)은 이 소정치를 소정시간(τ) 마다 독출하고, 비례 밸브제어수단(236) 및 연소팬 제어수단(235)은 (온도(Th₂)-온도(Th₁) = 소정치)가 유지되도록 비례 전자밸브(14)의 개방도 및 연소팬(16)의 회전수를 제어한다.

구체적으로는 제5도에 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 한다고 결정하고, 연소팬 제어수단(235)이 연소팬(16)의 풍량을 8로 한다고 결정하고, 비례밸브 제어수단(234)은 가스버너(13)의 연소속수를 8속(연소량=10000kcal/h)으로 결정한다.

시간이 경과하여 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도차이(Tt-Tn)rk 작아져 가면 실내팬(31)의 풍량, 연소팬(16)의 풍량 및 가스버너(13)의 연소속수가 내려간다.

[풍량수동 난방운전(풍량1속, 4속, 7속에 대하여; 청구범위 2항, 4항에 대응)]

운전모드변환기(24)로 풍량수동 난방운전(온도조절 있음)을 설정하고, 풍량수동 변환기(25)로 풍량을 소정풍량(풍량1속, 4속, 7속중 어느하나)으로 고정하면, 냉매유통운전과 냉매정지운전을 가열제어수단(234)이 교대로 해하여진다.

타이밍제어수단(233)은 검출실온(Th)이 목표실온(Tt)으로 유지되도록 가열능력 제어수단(234)을 제어한고, 냉매운전의 동작시기나 계속시간을 증감한다.

메모리(28)에는 온도(Th₁)에 대응하는 소정치(온도차)가 미리 기억되어 있고, 가열능력 제어수단(234)은 이 소정치를 소정시간(τ) 마다 독출하고, 비례밸브제어수단(236) 및 연소팬제어수단(235)은 냉매유통운전의 기간중, (온도(Th₂)-온도(Th₁) = 소정치)가 유지되도록 비례전자밸브(14)의 개방도 및 연소팬(16)의 회전수를 제어한다.

구체적으로는 제6도에 나타내는 바와 같이 실내팬(31)의 풍량을 7속으로 고정(강풍)한 경우 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도차가 큰 난방운전초기에 있어서, 타이밍 제어수단(233)이 냉매유통운전을 계속 행하여 (온도(Th₂)-온도(Th₁) = 소정치)가 유지되도록 가스버너(13)가 연소(예를 들면, 연소속수 7속)하고, 연소팬(16)이 연소속수 7속에 적합한 고회전수로 회전하도록 비례밸브 제어수단(236)및 연소팬 제어수단(235)이 제어된다.

그리고, 시간이 경과하여 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도 차가 작아지면 타이밍 제어수단(233)은 단시간의 냉매유통운전(가스버너(13)의 연소속수는 7속, 연소팬(16)의 회전속수는 7속)과 비교적 장시간의 냉매정지운전을 교대로 실시한다. 또, 냉매유통기간중, (온도(Th₂)-온도(Th₁) = 소정치)가 유지되도록 가스버너(13)가 연소(예를 들면, 연소속수 7속)하고, 연소팬(16)이 연소속수에 적합한 고회전수로 회전하고 비례밸브 제어수단(236) 및 연소팬 제어수단(235)이 제어된다.

또, 제7도에 나타내는 바와 같이 실패팬(31)의 풍량을 1속으로 고정(미풍)한 경우, 복표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도차가 큰 난방운전 초기에 있어서, 타이밍 제어수단(233)이 냉매유통운전을 계속 행하여(온도(Th₂)-온도(Th₁) = 소정치)가 유지되도록 가스버너(13)가 연소(예를 들면, 연소속수 1속)하고, 연소팬(16)이 그 연소속수에 적합한 저회전수로 회전하도록 비례밸브 제어수단(236) 및 연소팬 제어수단(235)이 제어된다.

그리고, 시간이 경과하여 목표실온(Tt)과 검출실온(Tn)과의 온도차가 작아지면 타이밍 제어수단(233)은 비교적 긴냉매유통운전과 냉매정지운전을 교대로 실시한다. 또한, 냉매유통기간 중, (온도(Th₂)-온도(Th₁) = 소정치)가 유지되도록 가스버너(13)가 연소(예를 들면, 연소속수 7속)하고, 연소팬(16)이 그 연소속수에 적합한 저회전수로 회전하도록 비례밸브 제어수단(236) 및 연소팬 제어수단(235)이 제어된다.

Ehgs 풍량수동 난방운전 과도기(풍량7속→풍량4속→풍량7속)에 있어서의 각 부의 온도변화의 데이터와 안정상태(풍량7속, 풍량4속)에 있어서의 각 부의 온도·압력 데이터를 제8도 및 표1에 나타내고 가스냉난방장치(A)는 안정하게 동작하는 것이 확인되었다.

본 실시예의 가스냉난방장치(A)sms 이하의 잇점을 갖는다.

[1] 풍량자동 난방운전 및 풍량수동 난방운전 중 어느쪽의 운전시에도 압축기(1)의 능력을 가변하지 않고, 가스버너(13)의 연소량 및 실내팬(31)의 회전수를 증감하여 난방능력의 증감을 행하는 구성이기 때문에 압축기(1)에의 통전량을 연속가변하기 위한 인버터회로가 불필요하다. 따라서, 고가의 전자부품을 사용 할 필요가 없는 동시에 노이즈 누락 대책이나 전원파형의 왜곡(고조파)대책등을 행할 필요도 없어, 저렴하게 가스냉난방장치(A)를 제조할 수가 있다.

[2] 가열능력제어수단(234)이 온도(Th)에 대응하는 소정치를 소정시간(τ)마다 메모리(28)로부터 독축하고, 비례밸브 제어수단(236) 및 연소팬 제어수단(235)은 (온도(Th2)-온도(Th2) = 소정치)가 유지되도록 비례전자밸브(14)의 개방도 및 연소팬(16)의 회전수를 제어하여 냉동사이클을 안정시키는 구성이다. 따라서, 냉동사이클의 안정을 간단한 제어로 실현할 수 있어 압축기의 파손, 냉매가열기의 손상 등 부적합함의 발생을 방지할 수 있다.

또, 메모리(28)에는 온도(Th) 마다, 온도(Th)DP 대응하는 소정치(온도차)를 미리 기억시키고 있기 때문에, 냉매가열기(5)에 배치한센서(26)가 검출하는 냉매의 온도(Th)에 따라 (온도(Th)-온도(Th2) = 소정치)의 값을 가장 적합한 값으로 설정할수 있어 냉동사이클의 안정성이 우수하다.

[3] 냉매유통운전시에는 압축기(1)를 일정능력으로 작동시키고, 냉매를 소정의 속도로 소정유량 흘리는 구성이기 때문에, 실온의 고저에 관계없이 풍량자동 난방운전 및 풍량수동 난방운전중 어느쪽의 운전개시시에 있어서도 난방의 상승이 양호하다.또, 풍량수동 난방운전시에 있어서 실내팬(31)의 풍량단수를 크게 한 경우에는 압축기(1)를 일정능력으로 작동시키고, 냉매를 일정속도로 소정유량 흘리는 냉매유통운전이 단수변환시에 행하여지기 때문에, 난방능력의 응답성이 우수하다.

[4] 설정실온을 설정할 뿐으로 온도조절을 행하는(실내팬(31)의 풍향은 자동적으로 제어된다)풍량자동 난방운전 및 설정실온을 설정하여 실내팬(31)의 풍량을 수동설정하여, 온도조절을 행하는 풍량수동중 어느 한쪽을 사용자의 취향에 의하여 자유롭게 선택 할 수가 있다.

Claims

실내기측 열교환기로부터 유출되는 냉매를 냉매가열기중 보내고, 가열수단에 의하여 가열되는 냉매가열기내에서 냉매를 증발시키고, 상기 냉매가열기로부터 반출되는 가스냉매를 일정능력으로 작동하는 압축기로 단열압축하고, 상기 압축기로부터 분출되는 고온고압의 가스냉매를, 실내팬을 설치한 실내기측 열교환기내에서 응축시킴으로써 실내에 방열하여 난방운전을 행하는 냉매가열식 냉난방장치가 있어서, 포화상태의 냉매의 온도(Th₁)를 검출하는 제1온도센서를 상기 냉매가열기의 관로도중에 배치하고, 과열증기상태의 냉매의 온도(Th₂)를 검출하는 제2온도센서를 상기 냉매가열기의 출구로부터 상기 압축기의 입구가지의 사이에 배치하고, 난방능력을 증가·감소시킬 경우, 상기 실내팬의 송풍량의 증가·감소를 행함과 동시에 온도(Th₂)-온도(Th₁) = 소정치로 유지되도록 상기 가열수단의 가열량을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉매가열식 냉난방장치.
실내기측 열교환기로부터 반출되는 냉매를 냉매가열기로 보내고, 가열수단에 의하여 가열되는 냉매가열기내에서 냉매를 증발시키고, 상기 냉매가열기로부터 반출되는 가스냉매를 압축기로 단열압축하고, 상기 압축기로부터 분출되는 고온고압의 가스냉매를 송풍량이 변경 가능한 실내팬을 설치한 실내기측 열교환기내에서 응축시킴으로써 실내에 방열하여 난방운전을 행하는 냉매가열식 냉난방장치에 있어서, 포화상태의 냉매의 온도(Th₁)를 검출하는 제1온도센서를 상기 냉매가열기의 관로도중에 설치하고, 과열증기상태의 냉매의 온도(Th₂)를 검출하는 제2온도센서를 상기 냉매가열기의 출구로부터 상기 압축기의 입구까지의 사이에 배치하고, 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 일정능력으로 상기 압축기를 작동시킨 상태에서 송풍량에 따라 설정된 각 가열량으로 상기 가열수단을 작동시키는 냉매유통운전과, 적어도 상기 가열수단의 작동을 정지시키는 냉매정지운전을 교대로 실시하는 것을 특징으로 하는 냉매가열식 냉난방장치.
제1항에 있어서, 목표온도를 설정하는 온도설정기와, 실온을 검출하는 실온센서와, 목표실온과 검출실온과의 차이에 의거하여 상기의 냉매응축공정에서 상기 실내기측 열교환기가 방출해야 할 필요열량을 계산하는 방열량 산출수단과, 산출된 필요열량에 비례하여 상기 실내팬의 송풍량을 결정하고, 그 송풍량이 얻어지도록 상기 실내팬을 제어하는 실내팬 제어수단과, 온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 상기 가열수단의 가열량을 제어하는 가열능력 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로하는 냉매가열식 냉난방장치.
제2항에 있어서, 목표온도를 설정하는 온도설정기와, 실온을 검출하는 실온센서와, 검출실온이 목표실온으로 유지되도록 상기 냉매정지운전의 동작시기나 시간을 제어하는 타이밍 제어수단과,온도(Th₂)-온도(Th₁)가 소정치로 유지되도록 상기 냉매유통운전시에 있어서 상기 가열수단의 가열량을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉매가열식 냉난방장치