KR100263664B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 R22보다도 동일 온도에서 포화압력이 높은 대체냉매를 이용한 공기조화기에 있어서 압축기(컴프레서)의 성능과 신뢰성을 고도로 유지하는 것에 관한 것으로서,

컴프레서(2), 실내팬(4a)을 갖는 실내측 열교환기(4), PMV(5), 실외팬(6a)을 갖는 실외측 열교환기(6)를 순차적으로 접속하여 냉매순환 사이클을 구성하고, 냉매로서 동일 온도로 포화압력이 R22보다 높은 대체냉매를 이용한 공기조화기(1)(도 1 참조)이며, 실내팬(4a)에서 분출된 분출풍의 실내공간에 있어서 천정측 상부 및 바닥측 하부로의 분출각도를 조절하는 가로루버(27a, 27b)(도 2 참조), 난방운전 개시시에 있어서 분출각도를 분출풍이 천정측 상부를 향하는 위치로 설정하고 실내측 열교환기(4)가 열교환가능한 상태가 될 때에 분출각도를 분출풍이 바닥측 하부를 향하는 위치로 설정하도록 가로루버(27a, 27b)를 제어하는 실내제어부(31), 루버모터(RM)(34), 루버구동회로(35)를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기{AIR CONDITIONER}

본 발명은 HCFC22(하이드로클로로플루오르카본22)(이하, R22라고 한다)를 대신하는 대체냉매로서 상기 R22보다도 동일 온도에서 포화압력이 높고, 바꿔 말하면 보다 고압에서 동작하는 대체냉매를 이용한 공기조화기에 관한 것이다.

룸에어컨 등의 공기조화기는 냉동사이클에 있어서 냉매를 순환시키고 상기 냉매의 응축작용 및 증발작용에 의해 실내공기를 냉방 또는 (및) 난방하는 것이고, 지금 각 가정과 빌딩 등에서는 필수품의 하나가 되고 있다.

상기한 공기조화기에 있어서 사용된 냉매로서 현재는 무독이고, 불연성이며 열적으로도 화학적으로도 안정된 R22를 이용하고 있다.

그런데 R22를 냉매로 한 종래의 공기조화기에서는 도 15의 난방운전 플로우챠트에 나타낸 바와 같이 상기 공기조화장치를 운전하여 난방을 개시할 때에 있어서는 실내 송풍루버를 통상 난방시의 위치(분출풍이 실내의 바닥방향(하방향)을 향하는 위치)로 설정제어된 상태에서 컴프레서를 ON구동시킨다. 이 때, 실내측 열교환기의 온도(T)가 상승하여 그 온도(T)가 열교환(응축)가능온도(T₀)를 넘기(T≥T₀)까지는 (스텝(S2)의 판단결과 NO), 냉풍을 실내공간에 보내지 않도록 실내팬의 운전을 정지제어하고 있다(스텝(S1)).

그리고, 운전개시후 잠시 후에 실내측 열교환기 온도(T)가 상승하여 상기 "T"가 열교환 가능온도(T₀)를 넘어 온풍이 분출되는 상태에 도달할 때(T≥T₀: 스텝(S2) 판단결과 YES), 실내팬의 운전을 개시하여 통상 운전을 실행하도록 제어하고 있다(스텝(S3)).

한편, 공기조화기에 있어서는 난방시에 증발기인 실외측 열교환기의 외면에 외기중에 성에가 부착(착상(着霜))하는 경우가 있고, 이 착상은 실외측 열교환기의 증발작용을 저해하는 한 요인이 된다. 그래서, 공기조화기는 난방시에 일시적으로 실외측 열교환기의 착상을 제거하는 운전, 소위 성에제거 운전이 실행되고 있다.

공기조화장치의 성에제거 운전은 예를 들면 난방운전시에 ON의 4방향 밸브를 OFF로 반전하고 냉매의 순환방향을 난방시와 역전시킨다. 그리고, 유량조정밸브(전자제어밸브, PMV)인 팽창밸브의 개도(開度)가 소정 개도로 일정하게 유지되도록 제어하고, 실내외 팬의 운전을 정지시킨다.

즉, 컴프레서로부터 토출된 고온고압의 가스상 냉매는 실외측 열교환기내에 도입되고 그 실외측 열교환기내에서 방열하여 액화된다. 이 때, 냉매의 방열에 의해 실외측 열교환기의 외면에 부착한 성에가 가열되어 제거된다. 또, 실외측 열교환기에서 응축액화된 액상냉매는 팽창밸브를 통해 실내측 열교환기 내로 유입되고 그 실내측 열교환기내에서 증발하여 기화된다. 기화된 냉매(가스상 냉매)는 다시 컴프레서로 되돌아와서 이하, 상기한 동작 사이클이 반복하여 실행되어진다.

여기에서 R22를 냉매로 한 공기조화기에 있어서 성에제거 운전을 실행한 경우의 토출압력(컴프레서로부터 토출되고 실내측 열교환기(응축기)를 통해 팽창밸브에 도달하기까지의 압력)(Pd)과 흡입압력(팽창밸브로부터 실외측 열교환기(증발기)를 통해 컴프레서로 흡입되기까지의 압력)(Ps)의 차는 도 16에 나타낸 바와 같이 약 20㎏/㎠로 되어 있다. 따라서, 4방향 밸브 반전시에 급격한 압력변화가 생겨도 그 압력변화에 기초하여 4방향 밸브의 배관 등에 발생하는 소음, 진동은 주위에 거의 영향을 주지않는 정도였다.

종래 공기조화기에 냉매로 이용되는 R22는 오존층을 파괴할 우려가 있기 때문에 장래적으로 사용을 폐지하는 것이 정식으로 결정되었고, R22를 대신하는 냉매를 이용한 공기조화기의 연구개발이 진행되고 있다.

그리고, R22에 대한 대체냉매로서 상기 R22보다도 동일온도에서 포화압력(응축압력)이 높은 대체냉매(예를 들면 50℃에서의 포화압력이 2500kPa이상)를 이용한 공기조화기가 고안되고 있다.

그러나, 종래의 공기조화기에 있어서 R22보다도 동일온도에서 포화압력이 높은 대체냉매를 이용한 경우, 고압측(컴프레서로부터 응축기(난방시에는 실내측 열교환기)를 통해 팽창밸브에 도달하는 계통: 또, 팽창밸브로부터 증발기(난방시에 있어서 실외측 열교환기)를 통해 컴프레서에 도달하는 계통을 저압측이라고 한다)의 압력 상승(환언하면 토출압력의 상승)이 급속하게 일어나기 때문에 상기한 난방운전개시에 있어서는 상기한 실내팬이 운전을 개시하기 까지의 운전정지시에 있어서 고압측의 압력이 이상상승한다.

이 결과, 컴프레서의 신뢰성에 대해 악영향을 끼치는 동시에 각 열교환기와 배관 등을 파손할 위험성이 생긴다. 또, 컴프레서의 윤활유(냉동기유)로서 에스테르유 등의 상용성이 좋고 비유전율이 높은 기름을 이용한 경우, 고압측 압력의 급격한 상승에 따라 컴프레서 중의 윤활유에 냉매가 녹아들어 윤활유의 유면이 상승했다. 그리고, 이 유면의 상승에 의해 컴프레서 내의 모터가 감긴 부분까지 윤활유에 침전되는 상태를 일으키고 누설 전류가 증가했다.

예를 들면 도 17은 종래의 R22보다도 동일온도에서 포화압력이 높은 대체냉매를 이용한 공기조화기에 있어서 난방운전을 스타트시킨 후(실내팬 운전정지시)에 있어서 가로축을 상기 난방운전 스타트시부터의 경과시간(t)으로 할 때의 고압측 압력(P), 유면의 높이(H), 누설 전류(I) 변화의 일례를 나타낸 그래프이다. 이 도 17에 의하면 난방운전 스타트 직후에 고압측 압력(P)이 급격하게 이상상승하여 이 상승에 따라 유면의 높이(H) 및 누설 전류(I)의 양이 증대하는 것을 알 수 있다.

한편, 상기한 고압측의 이상압력상승은 성에제거 운전시에 있어서도 문제를 발생하고 있다. 즉, R22보다도 동일온도에서 포화압력이 높은 대체냉매로서 예를 들면 50℃에 있어서 포화압력이 2500kPa 이상의 냉매를 이용한 경우의 도 16에 대응하는 토출압력(Pd′)과 흡입압력(Ps′)과의 관계를 도 18에 나타낸다. 도 18에 의하면 성에제거 운전시에 있어서 토출압력(Pd′)의 이상상승에 의해 상기 "Pd′"와 "Ps′"의 차는 약 30㎏/㎠까지 도달하게 된다. 따라서 4방향 밸브 반전시의 급격한 압력변화에 기초하여 4방향 밸브의 배관 등에서 발생하는 소음, 진동이 증대하여 주위에 악영향을 미칠 우려가 생긴다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서 그 목적은 R22보다도 동일온도에서 포화압력이 높은 대체냉매를 이용한 공기조화기에 있어서 고압측의 급격한 이상압력상승을 억제하는 것에 의해 컴프레서의 성능과 신뢰성을 고도로 유지하고 열교환기 등의 파손을 방지하는 동시에 쾌적한 난방공간을 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 그 외의 목적은 R22보다도 동일온도에서 포화압력이 높고, 예를 들면 50℃에서 포화압력이 2500kPa이상의 대체냉매를 이용한 공기조화기에 있어서, 토출압력의 이상상승을 억제하고 상기 토출압력과 흡입압력과의 차를 작게 하는 것에 의해 성에제거 운전의 4방향 밸브 반전시에 배관 등에서 발생하는 소음, 진동을 감소시키는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 공기조화기의 냉동 사이클의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 도 1에 있어서 실내유닛의 개략 구성을 나타낸 종단면도,

도 3은 실내유닛 및 실외유닛을 포함하는 공기조화기 전체의 제어계통도,

도 4는 제 1 실시형태에 있어서 난방운전 개시부터 통상의 난방운전까지의 동작 일례를 나타낸 개략 플로우 챠트,

도 5는 본 실시형태의 R22보다도 동일 온도에서 포화압력이 높은 대체냉매를 이용한 공기조화기에 있어서 가로축을 상기 난방운전 스타트때 부터의 경과시간(t)으로 할 때의 고압측 압력(PA), 유면의 높이(HA), 누설 전류(IA)의 변화의 일례를 나타낸 그래프,

도 6은 제 2 실시형태에 있어서 난방운전중의 성에제거 운전에 있어서 동작의 일례를 나타낸 개략 플로우 챠트,

도 7은 가로축을 시간축으로 한 경우의 난방운전 및 성에제거 운전에 있어서 컴프레서, 4방향 밸브, 실내팬, 실외팬 및 PMV의 시퀀스도,

도 8은 제 1 변형례에 있어서 가로축을 시간축으로 한 경우의 난방운전 및 성에제거 운전에 있어서 컴프레서, 4방향 밸브, 실내팬, 실외팬 및 PMV의 시퀀스도,

도 9는 제 2 변형예에 있어서 가로축을 시간축으로 한 경우의 난방운전 및 성에제거 운전에 있어서 컴프레서, 4방향 밸브, 실내팬, 실외팬 및 PMV의 시퀀스도,

도 10은 제 3 변형예에 있어서 가로축을 시간축으로 한 경우의 난방운전 및 성에제거 운전에 있어서 컴프레서, 4방향 밸브, 실내팬, 실외팬 및 PMV의 시퀀스도,

도 11은 제 4 변형예에 있어서 가로축을 시간축으로 한 경우의 난방운전 및 성에제거 운전에 있어서 컴프레서, 4방향 밸브, 실내팬, 실외팬 및 PMV의 시퀀스도,

도 12는 제 5 변형예에 있어서 가로축을 시간축으로 한 경우의 난방운전 및 성에제거 운전에 있어서 컴프레서, 4방향 밸브, 실내팬, 실외팬 및 PMV의 시퀀스도,

도 13은 제 6 변형예에 있어서 가로축을 시간축으로 한 경우의 난방운전 및 성에제거 운전에 있어서 컴프레서, 4방향 밸브, 실내팬, 실외팬 및 PMV의 시퀀스도,

도 14는 그외의 예에 있어서 가로축을 시간축으로 한 경우의 난방운전 및 성에제거 운전에 있어서 컴프레서, 4방향 밸브, 실내팬, 실외팬 및 PMV의 시퀀스도,

도 15는 종래에 있어서 난방운전 개시부터 통상의 난방운전까지의 동작 일례를 나타낸 개략 플로우 챠트,

도 16은 R22를 냉매로 한 공기조화기로 성에제거 운전을 실행한 경우에 있어서 가로축을 상기 성에제거 운전 스타트때부터의 경과시간(t)으로 할 때의 토출압력(Pd)과 흡입압력(Ps)과의 차를 나타낸 그래프,

도 17은 종래의 R22보다도 동일 온도에서 포화압력이 높은 대체냉매를 이용한 공기조화기에 있어서 가로축을 상기 난방운전 스타트때부터의 경과시간(t)으로 할 때의 고압측 압력(P), 유면의 높이(H), 누설 전류(I)의 변화의 일례를 나타낸 그래프,

도 18은 50℃에 있어서 포화압력이 2500kPa이상의 대체냉매를 이용한 공기조화기로 성에제거 운전을 실행한 경우에 있어서, 가로축을 상기 성에제거 운전 스타트때부터의 경과시간(t)으로 할 때의 토출압력(Pd′)과 흡입압력(Ps′)의 차를 나타낸 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 공기조화기 2: 컴프레서

3: 4방향 밸브 4: 실내측 열교환기

4a: 실내팬 5: PMV

6: 실외측 열교환기 6a: 실외팬

9: 증발온도 센서 10: 외기온도 센서

11: 실내온도 센서 12: 열교환기 온도 센서

15: 실내 유닛 18: 흡입그릴

19: 분출그릴 27: 상하풍향 조절루버

27a, 27b: 가로루버 30: 실외 유닛

31: 실내 제어부 32: FM(팬모터)

33: 속도제어회로 34: RM(루버 모터)

35: 루버구동회로 40: 실외제어부

41: EEPROM 42: CM(컴프레서 모터)

43: 인버터회로 44: FM(팬모터)

45: 팬구동회로

R22보다도 동일온도에서 포화압력이 높고, 예를 들면 50℃에서 포화압력이 2500kPa이상의 대체냉매를 이용한 경우에 있어서 난방운전 개시시부터 고압측의 압력이 급격하게 상승하는 이유의 하나로서 실내팬의 운전이 정지하고 실내측 열교환기의 열교환작용이 실행되지 않는 경우가 있다. 그러나, 통상 실내팬을 운전했다고 해서 열교환가능한 상태로 이르지 않는 실내측 열교환기에서 열교환된 차가운 분출풍이 실내에 흘러들게 되기 때문에 제 1 발명에서는 실내공간에 있어서 천정측 상부 및 바닥측 하부로의 분출각도를 난방운전 개시시에 있어서 분출풍이 천정측 상부에 향하는 위치로 설정하고, 예를 들면 실내측 열교환기의 온도가 상승하여 열교환가능한 상태로 이른 때에 그 분출각도를 분출풍이 바닥측 하부를 향하는 위치로 설정하고 있다. 이와 같이 설정하면 고압측의 급격한 압력상승을 회피하면서 실내의 쾌적함을 손상하지 않고 난방운전을 개시할 수 있다.

한편, 제 2 발명은 성에제거 운전 개시시의 4방향 밸브 반전시에 토출압력과 흡입압력의 차를 작게 하는 수단(예를 들면 압축기의 운전을 4방향 밸브 반전전에 소정시간 OFF 하는 수단과 팽창기구의 개도를 4방향 밸브 반전의 소정시간때부터 소정개도 증가 또는 감소시키는 수단 등)을 설치했기 때문에 상기 4방향 밸브 반전시에 있어서 급격한 압력변화를 억제할 수 있다. 따라서 성에제거 운전 개시시의 4방향 밸브의 배관 등에서 발생하는 소음, 진동을 감소시킬 수 있다.

즉, 상기 목적을 달성하기 위해 제 1 발명의 공기조화기에 있어서 압축기, 실내팬을 갖는 실내측 열교환기, 팽창기구 및 실외팬을 갖는 실외측 열교환기를 차례대로 접속하여 냉매순환 사이클을 구성하고 상기 냉매로서 동일 온도에서의 포화압력이 HCFC22보다 높은 대체냉매를 이용한 공기조화기에 있어서, 실내팬에서 분출된 바람의 실내공간에 있어서 천정측 상부 및 바닥측 하부에서의 분출각도를 조절하는 분출각도 조절수단과 난방운전 개시시에 있어서 상기 분출각도를 상기 분출풍이 천정측 상부에 향하는 위치로 설정하고 상기 실내측 열교환기가 열교환가능한 상태로 이른 때에 상기 분출각도를 상기 분출풍이 바닥측 하부에 향하는 위치로 설정하도록 상기 분출각도 조절수단을 제어하는 분출각도 제어수단을 구비하고 있다.

특히, 본 발명의 적합한 실시형태로서 상기 실내측 열교환기의 온도 및 상기 실내측 열교환기의 분출온도의 적어도 한쪽을 검출하는 온도검출수단을 구비하고, 상기 분출각도 제어수단은 상기 온도검출수단에 의해 검출된 신호에 따라 상기 분출각도 조절수단을 제어하도록 하고 있다.

특히, 본 발명의 적합한 실시형태로서 상기 실내팬과 상기 실내측 열교환기는 실내측에 설치된 실내유닛 내에 배치되고, 이 실내유닛은 실내공기를 흡입하여 상기 실내측 열교환기에 보내는 흡입그릴과, 상기 실내측 열교환기에 의해 조절된 공기를 상기 실내팬을 통해 상기 실내공간으로 분출하는 분출그릴을 구비하고, 상기 분출각도 조절수단은 상기 분출그릴 근방에 설치되어 상기 분출그릴로부터 분출된 상기 분출풍의 분출각도를 조절하도록 구성되어 있는 동시에 상기 난방개시시에 설정된 상기 분출각도의 위치는 냉방시에 설정된 위치보다도 윗쪽이고, 상기 분출그릴로부터 분출된 분출풍이 상기 흡입그릴로 흡입되는 위치이다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해 제 2발명의 공기조화기에 있어서는 압축기와 4방향 밸브와 실내팬을 갖는 실내측 열교환기와 팽창기구와 실외팬을 갖는 실외측 열교환기를 차례대로 접속하여 구성된 냉매순환 사이클을 갖고, 상기 냉매로서 동일온도에서의 포화압력이 HCFC22보다 높은 대체냉매를 이용한 공기조화기에 있어서 상기 4방향 밸브에 의해 상기 압축기의 토출측을 상기 실내측 열교환기에, 상기 압축기의 흡입측을 상기 실외측 열교환기에 접속하여 난방운전을 실행하는 공기조화기에 있어서 상기 난방운전중에 있어서 성에제거 운전 개시시에 상기 4방향 밸브를 반전제어하여 상기 압축기의 토출측을 상기 실외측 열교환기에, 상기 압축기의 흡입측을 상기 실내측 열교환기에 각각 반전접속하는 반전제어수단과, 상기 4방향 밸브의 반전제어시에 상기 압축기의 반전주파수를 소정의 성에제거 운전 주파수로 설정하는 동시에 상기 4방향 밸브의 반전제어시에 상기 실내팬 및 상기 실외팬의 회전을 정지하고, 상기 팽창기구의 개도를 소정의 성에제거 개도로 설정하는 성에제거 운전 제어수단과 상기 전환기구 반전제어시에 상기 냉매순환 사이클에 있어서 토출측 압력과 흡입측 압력의 차를 작게 하는 압력차 조정수단을 구비하고 있다.

본 발명의 적합한 실시형태로서 상기 압력차 조정수단은 상기 반전제어의 개시전에 소정시간 상기 압축기의 운전을 정지제어하는 정지제어수단을 구비하고 있다.

본 발명의 적합한 실시형태로서 상기 압력차 조정수단은 상기 반전제어시에 있어서 상기 압축기의 운전주파수를 상기 성에제거 운전 주파수보다도 낮게 설정하는 주파수 제어수단을 구비하고 있다. 또, 본 발명의 적합한 실시형태로서 상기 압력차 조정수단은 상기 반전제어 개시시보다도 소정 시간전에 상기 압축기의 운전주파수를 상기 성에제거 운전 주파수로 설정하고 상기 반전제어 개시시까지 상기 성에제거 운전 주파수를 유지시키는 주파수 제어수단을 구비하고 있다. 또, 본 발명의 적합한 실시형태로서 상기 압력차 조정수단은 상기 반전제어의 개시전에 소정시간 상기 팽창기구의 개도를 상기 난방운전시에 있어서의 개도보다도 소정량 증가시키는 개도제어수단을 구비하고 있다. 또 본 발명의 적합한 실시형태로서 상기 압력차 조정수단은 상기 반전제어의 개시전에 소정시간 상기 팽창기구의 개도를 상기 난방운전시에 있어서의 개도보다도 소정량 감소시키는 개도제어수단을 구비하고 있다.

본 발명의 적합한 실시형태로서 상기 압력차 조정수단은 상기 반전제어의 개시전에 소정시간 상기 실내팬의 회전수를 상기 난방운전시에 있어서의 회전수보다도 소정수 증가시키는 회전수 제어수단을 구비하고 있다. 또, 본 발명의 적합한 실시형태로서 상기 압력차 조정수단은 상기 반전제어의 개시전에 소정시간 상기 실외팬의 회전수를 상기 난방운전시에 있어서 회전수보다도 소정수 감소시키는 회전수 제어수단을 구비하고 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 첨부도면을 참조하여 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 1은 본 실시형태에 있어서 공기조화기의 냉동사이클의 구성을 나타내는 도면이다. 그리고, 본 구성의 공기조화장치의 냉동사이클에 있어서는 R22보다도 동일온도에서 포화압력이 높고, 예를 들면 50℃에 있어서 포화압력이 2500kPa이상의 대체냉매를 이용하고 있다. 또, 이와 같은 대체냉매로서 특히 오존층을 파괴하지 않는 것은 R32(CH₂F₂)와 R125(CHF₂CF₃)와의 합성조성이 80% 이상인 냉매, R143a(CH₃CF₃)와 R125(CHF₂CF₃)와의 합성조성이 80% 이상인 냉매 및 R32(CH₂F₂)의 조성이 45%이상인 냉매 등이 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이 공기조화기(1)는 컴프레서(압축기)(2), 냉매유로 전환기능을 갖는 4방향 밸브(3), 실내팬(4a)을 갖는 실내측 열교환기(4), 팽창밸브로서의 전자제어밸브(PMV)(5) 및 실외팬(6a)을 갖는 실외측 열교환기(6)를 배관(7)을 통해 차례대로 고리형상으로 접속하여 냉매를 가역적으로 순환시키는 냉동사이클을 구성하고 있다.

이 냉동사이클에서 알 수 있는 바와 같이 공기조화기(1)는 실내팬(4a) 및 실외팬(6a)의 운전시에 4방향 밸브(3)의 전환제어(4방향 밸브(3)→OFF)에 의해 냉매를 도면 중 실선 화살표 방향으로 순환(컴프레서(2)→4방향 밸브(3)→실외측 열교환기(응축작용)(6)→PMV(5)→실내측 열교환기(증발냉방작용)(4)→4방향 밸브(3)→컴프레서(2)→…)시키는 것에 의해 냉방운전하고, 또 4방향 밸브(3)의 전환제어(4방향 밸브(3)→ON)에 의해 냉매를 도면중 파선방향으로 순환(컴프레서(2)→4방향 밸브(3)→실내측 열교환기(응축난방작용)(4)→팽창밸브(5)→실외측 열교환기(증발작용)(6)→4방향 밸브(3)→컴프레서(2)→…)시키는 것에 의해 난방운전하도록 구성되어 있다. 또, 난방운전시에 있어서 실내팬(4a) 및 실외팬(6a)을 정지시키는 동시에 4방향 밸브(3)를 전환제어하여 냉매를 난방시에 있어서 순환방향과는 역방향(도면중 실선방향)으로 순환시켜 성에제거 운전을 실행가능하게 한다.

그리고, 컴프레서(2), 4방향 밸브(3), PMV(5), 실외측 열교환기(6) 및 실외팬(6a)은 실외에 설치된 실외유닛에 설치되어 있다. 그 실외유닛은 실외측 열교환기(6)에 설치되고 그 실외측 열교환기(6)의 냉매증발온도를 검출하는 증발온도 센서(9)와, 실외측 열교환기(6) 자체에, 또는 그 실외측 열교환기(6) 근방에 설치되고 외기온도를 검출하는 외기온도 센서(10)를 구비하고 있고, 이 증발온도 센서(9) 및 외기온도 센서(10)에 의해 검출된 신호 등에 기초하여 컴프레서(2) 등을 포함하는 실외측 전체를 제어하는 기능을 갖고 있다.

또, 실내측 열교환기(4)와 실내팬(4a)과는 실내에 설치된 실내유닛에 설치되어 있다. 실내유닛은 실내의 온도를 검출하는 실내온도센서(11)와 실내측 열교환기(4)에 설치되고 그 실내측 열교한기(4)의 냉매응축온도를 검출하는 열교환기 온도센서(12)를 구비하고 있으며, 실내온도센서(11) 및 열교환기 온도센서(12)에 의해 각각 검출된 신호 등에 기초하여 실내측 열교환기(4) 및 실내팬(4a)을 포함하는 실내측 전체를 제어하는 기능을 갖고 있다. 또, 실내온도센서(11)는 실내유닛내의 실내측 열교환기(4)의 근방(예를 들면 풍상측)에 설치되어 있다.

여기에서 도 1에 있어서 실내유닛의 개략 구성을 도 2에 나타낸다. 도 2에 의하면 실내측 열교환기(4) 및 실내팬(4a)을 갖는 실내유닛(15)은 전체적으로 대략 직방체형상으로 형성되고 실내팬(4a)의 회전축 방향에 대응하는 길이방향이 실내의 수평방향을 따르도록 예를 들면 실내벽 등에 설치되어 있다.

실내유닛(15)은 본체 케이싱(16)을 갖고, 이 본체케이싱(16)에 있어서 실내벽 설치측에 대향하는 전면측에 전면 패널(17)이 장착되어 있다. 그리고 이 전면패널(17)의 전면측에는 흡입그릴(18)이 배치되고, 상기 전면패널(17)의 전면바닥측(도면중 하부측)의 하부에는 분출구인 분출그릴(19)이 배치되어 있다. 그리고, 본체 케이싱(16)의 팬케이싱(20)내에는 이러한 흡입그릴(18)과 분출그릴(19)을 이어서 통해져 있는 통풍로(21)가 형성되어 있다.

이 통풍로(21)에는 예를 들면 역V자 형상으로 굴곡된 실내측 열교환기(4)와, 그 송풍방향 하류측에 예를 들면 횡류팬으로 이루어진 실내팬(4a)이 배치되어 있고, 흡입그릴(18)에서 본체 케이싱(16)내로 흡입된 실내공기를 실내측 열교환기(4)에서 열교환하여 냉풍 또는 난방의 조온공기를 실내팬(4a)에 의해 분출그릴(19)로부터 실내로 다시 송풍하여 냉동 또는 난방하도록 되어 있다.

실내팬(4a)은 팬 케이싱(20)과 노즈(25)와 함께 송풍기로서 구성되어 있고, 노즈(25)는 실내측 열교환기(4)에서의 드레인을 받는 드레인팬(26)의 후부측 벽측에 고정되어 있다.

분출그릴(19)의 안쪽에는 이 분출그릴(19)에서 바깥쪽으로 분출되는 송풍(분출풍)(w)의 실내공간에 있어서 천정측 상부 및 바닥측 하부(이하, 상하방향이라고 한다)의 분출각도를 조절하는 상하풍향 조절루버(27)와 팬회전축을 따른 수평방향(좌우방향)으로의 분출각도를 조절하는 좌우풍향 조절루버(28)가 배치되어 있다.

상하풍향 조절루버(27)는 예를 들면 띠형상 박판의 상하 한쌍의 가로루버(27a, 27b)를 갖고 있고, 이 가로루버(27a, 27b)는 팬회전축에 대략 평행한 분출그릴(19)의 길이방향을 따라 그 대략 전체 길이에 따라서 평행하고 상하방향에 소요 간격을 두고 나란히 설치되어 있다. 또 각 가로루버(27a, 27b)는 도시하지 않은 유동기구에 의해 상기 길이방향을 따른 축(유동축)을 중심으로 상하방향에 유동하도록 구성되고 이러한 가로루버(27a, 27b)의 상하방향의 유동각을 유동기구의 후술하는 루버모터에 의해 적절하게 조절하는 것에 의해 분출풍(w)의 상하방향의 분출각도를 제어하도록 되어 있다.

여기에서 도 3에 실내유닛(15) 및 실외유닛(30)을 포함하는 공기조화기(1) 전체의 제어계통을 나타낸다.

도 3에 의하면 실내유닛(15)은 그 실내유닛(15) 전체를 제어하는 예를 들면 마이크로 컴퓨터를 탑재한 실내제어부(31)를 구비하고 있고, 이 실내제어부(31)에는 전원공급용의 교류전원(S) 및 원격조작 제어용의 리모컨(R)이 각각 접속되어 있다.

또, 실내유닛(15)은 상기한 실내 온도센서(11) 및 열교환기 온도센서(12)와, 실내팬(4a)을 회전시킨 팬모터(FM)(32)와, 이 FM(32)의 회전속도를 가변속 제어가능한 속도제어회로(33)와, 상하풍향 조절루버(27)(가로루버(27a, 27b))를 상기 요동(搖動)축을 중심으로 회전시켜 요동운동시키는 루버모터(RM)(34)와, 이 RM(34)을 그 회전각도를 제어하면서 구동시키는 루버구동회로(35)를 구비하고 있다. 그리고 실내온도 센서(11), 열교환기 온도센서(12), 속도제어회로(34) 및 루버구동회로(35)는 각각 실내제어부(31)에 접속되어 있다.

실내제어부(31)는 난방시에 있어서 실내측 열교환기(4)의 열교환(응축) 가능온도(T₀), 그 열교환 가능온도(T₀)에 대응하는 고압측 압력(P₀) 및 난방운전 개시시부터 실내측 열교환기(4)가 열교환(응축)가능한 상태가 되기까지의 시간(t₀) 내의 적어도 하나를 미리 내부 메모리에 기억하고 있고 ,실내온도센서(11) 및 열교환기 온도센서(12)에서의 검출신호 및 실외유닛(30)(의 실외 제어부)에서 보내는 실외정보신호 등에 따라 속도제어회로(33) 및 루버구동회로(34)를 제어하도록 구성되어 있다.

한편, 실외유닛(30)은 그 실외유닛(30) 전체를 제어하는 예를 들면 마이크로 컴퓨터를 탑재한 실외제어부(40)와, 이 실외제어부(40)에 상호접속되어 상기 실외제어부(40)의 제어에 필요한 정보데이터 등을 기억가능한 메모리(EEPROM)(41)를 구비하고 있고, 이 실외제어부(40)에는 실내제어부(31)를 통해 교류전원 공급라인(L)이 접속되어 있다.

또, 실외유닛(30)은 컴프레서(2)를 회전구동시키는 컴프레서 모터(CM)(42)와, 교류전원 공급라인(L)을 통해 교류전원(S)에서 공급된 교류전력을 한 번 직류로 변환하고 평활화한 후에 다시 교류전력으로 변환하여 CM(42)을 회전구동하는 인버터회로(43)를 구비하고 있고, 이 인버터회로(43)는 실외제어부(40)에서의 제어신호에 따라 CM(42)의 회전주파수 제어를 실행하는 것에 의해 냉난방능력을 광범위하고 조절가능하게 하고 있다.

또, 실외유닛(30)은 실외팬(6a)을 회전시키는 팬모터(FM)(44)와, FM(44)의 회전속도를 가변속 제어하면서 구동시키는 팬구동회로(45)와, 상기한 4방향 밸브(4V)(3), PMV(5) 및 외기온도센서(10)를 구비하고 있고, 실외제어부(40)는 증발온도센서(9) 및 외기온도센서(10)에서의 검출신호 및 실내유닛(15)(의 실내제어부(31))에서 보낸 실내정보신호에 따라 팬구동회로(45)의 구동제어, 4방향 밸브(3)의 ON/OFF의 전환제어 및 PMV(5)의 개도제어를 실행하도록 이루어져 있다.

다음에 본 실시형태의 전체 동작에 대해 특히 난방운전 개시에 있어서 실내유닛의 동작에 대해 설명한다.

공기조화장치(1)를 운전하여 난방을 개시할 때에 있어서 실내제어부(31)는 루버구동회로(35)를 통해 RM(34)을 회전제어하고 가로루버(27a, 27b)의 각도위치를 분출풍(w)이 실내공간의 천정방향(상방향)에 향하는 위치(예를 들면 천정면과 바닥면에 대략 평행한 수평위치(또는 이 수평위치보다도 천정측 상부에 향한 수평위치) 또는 분출풍(w)이 흡입그릴(18)에 단락적으로 흡입되어지는 위치(상기 수평위치보다도 천정측 상부를 향한 숏 서킷 위치)로 설정한다(도 2에 있어서 파선으로 나타낸 가로루버(27a′, 27b′)의 위치 및 파선화살표로 나타낸 분출풍(w1)(루버수평위치), 분출풍(w2)(루버 숏 서킷위치)참조). 이 상태에서, 실외제어부(40)는 4방향 밸브(3)를 ON으로 전환제어하고 인버터회로(43)를 통해 CM(42)을 회전구동시켜 컴프레서(2)를 기동시키는 동시에 팬구동회로(45)를 통해 FM(32)을 회전구동하여 실외팬(44)을 구동시킨다.

한편, 실내제어부(31)는 실외제어부(40)에서 보내진 컴프레서(2) 기동정보에 따라 상기 컴프레서(2) 기동과 대략 동시에 팬구동회로(45)를 통해 FM(44)을 회전구동시켜 실내팬(4a)의 운전을 개시(실내팬 ON)시킨다. 이 결과, 난방운전 개시시부터 실내팬(4a)의 운전에 의해 실내측 열교환기(4)를 통해 실내측 열교환이 실행된다(도 4, 스텝(S10) 참조).

이 때, 실내제어부(31)는 열교환기 온도센서(12)에 의해 검출된 검출신호를 상시 참조하고 그 검출신호에 기초한 실내측 열교환기(4)의 온도(T)가 상승하여 상기 T가 열교환 가능온도(T₀)를 넘는(T≥T₀)지의 여부를 판단하고 있다(스텝(S11)).

즉, 실내제어부(31)는 열교환기 온도센서(12)에 의해 검출된 실내측 열교환기(4)의 온도(T)가 열교환 가능온도(T₀)를 넘지 않는 경우(T〈T₀)에 있어서는 스텝(S11)의 판단은 NO가 되고 스텝(S11)의 판단처리를 반복한다. 이 때, T〈T₀이기 때문에 실내팬(4a)의 운전하에서 분출그릴(19)에서 분출된 분출풍은 냉풍인데 이 차가운 분출풍은 가로루버(27a, 27b)의 각도위치가 수평위치 또는 숏 서킷 위치로 설정되어 있기 때문에 분출풍(w1) 및 분출풍(w2)으로서 나타낸 바와 같이 실내공간의 천정측 상부에 분출되거나 또는 흡입그릴(18)에 단락적으로 흡입되어지도록 분출되기 때문에 실내공간 전체를 차갑게 하지 않고 상기 실내 공간의 온도변화가 작은 상태로 유지되고 있다.

그리고, 실내측 열교환기(4)의 온도(T)가 열교환 가능온도(T₀)를 넘는 경우(T≥T₀)에 있어서는 스텝(S11)의 판단의 결과는 YES가 되고, 실내제어부(31)는 루버구동회로(35)를 통해 RM(34)을 회전제어하여 가로루버(27a, 27b)의 각도위치를 통상 난방용 위치인 분출풍이 실내의 바닥방향(하방향)에 향하는 위치로 설정된다(도 2에 있어서 실선으로 나타낸 가로루버(27a, 27b)의 위치참조). 그리고, 통상의 난방운전이 실행된다. 즉, 실내팬(4a)의 운전하에서 분출그릴(19)로부터 분출되는 분출풍은 T≥T₀이기 때문에 난풍이고, 이 따뜻한 분출풍이 실선화살표(w)로 나타낸 바와 같이 실내의 바닥방향(하방향)을 향해 분출되기 때문에 실내공간이 난방된다(스텝(S12)).

이상의 난방운전 기동동작에 대해 가로축을 상기 난방운전 스타트때부터의 경과시간(t)으로 할 때의 고압측 압력(PA), 유면의 높이(HA), 누설 전류(IA)의 변화의 일례를 도 5에 나타낸다.

즉, 본 구성에서는 R22보다도 동일온도에서 포화압력이 높은 대체냉매를 이용한 공기조화기에 있어서도 실내팬(4a)을 난방운전개시 직후부터 운전시키고 있고, 상기 난방운전개시 직후부터 실내측 열교환기(4)에서 열교환이 실행되기 때문에 도 5에 나타낸 바와 같이 고압측 압력(PA)은 완만하게 상승해 간다. 이 결과, 고압측 압력(PA)의 최고압(피크)도 종래에 비해 낮고, 고압측 압력(PA)의 급상승 및 높은 피크에 의한 컴프레서(2)와 실내측 열교환기(4) 등의 신뢰성과 수명 등으로의 영향을 회피할 수 있다.

또, 도 5에 나타낸 바와 같이 고압측 압력(PA)이 완만하게 상승하기 때문에 냉매의 윤활유로의 녹아내림도 과도하게는 발생하지 않고 유면의 상승도 종래에 비해 매우 조금이다(유면의 높이(HA)참조)). 따라서, 유면의 상승에 의해 발생하는 누설 전류(IA)의 피크도 종래에 비해 매우 낮을 수 있다.

또, 본 구성에 있어서 가로루버(27a′, 27b′)의 위치를 숏 서킷 위치로 설정하면 실내측 열교환기(4)의 흡입온도가 상승하기 때문에 통상 난방운전(루버 하향운전)을 개시하기까지의 시간이 단축된다.

또, 본 구성은 가로루버(27a, 27b)의 각도위치를 열교환기 온도센서(12)에 의해 검출된 실내측 열교환기(4)의 온도(T)에 의해 제어했지만 본 발명은 이것에 한정한 것은 아니고, 실내측 열교환기(4)의 온도(T)가 열교환 가능온도(T₀)를 넘는 것을 그 온도변화에 대응하여 실내 온도센서(11)에 의해 검출된 실온의 변화에 기초하여 인식하고 가로루버(27a, 27b)의 각도위치 제어를 실행해도 좋다. 또, 가로루버(27a, 27b)의 각도위치제어를 난방운전 개시시부터 실내측 열교환기(4)가 열교환(응축) 가능한 상태가 되기까지의 시간(t₀)에 기초하여 난방운전 개시시부터의 경과시간에 의해 실행해도 좋다. 또, 가로루버(27a, 27b)의 각도위치 제어를 실내측 열교환기(4)의 열교환(응축) 가능한 상태에 있어서 고압측 압력(P₀)을 참조하여 실내측 열교환기(4)의 온도(T)에 의해 구해지는 고압측 압력값에 기초하여 실행해도 좋다.

또, 가로루버(27a, 27b)가 수평위치 또는 숏 서킷 위치로 향하고 있는 사이에는 분출풍이 천정측 상부로 분출되어 흡입그릴(18)에 흡입되기 때문에 실내온도센서(11)에 의해 검출되는 실온이 실제의 실온을 넘는 것처럼 감지될 위험성이 있다. 따라서, 가로루버(27a, 27b)가 수평위치 또는 숏 서킷 위치에 향하고 있는 사이에는 실내온도센서(11)에 의해 검출된 실온을 분출풍이 천정측 상부로 분출한 만큼 온도상승분을 가미하여 보정하고 그 보정실온에 기초하여 실내제어부(31)를 동작제어시키거나 또는 가로루버(27a, 27b)가 수평위치 또는 숏 서킷 위치에 향하고 있는 사이에는 실내온도 센서(11)에 의해 검출된 실온을 무효로 하여 실내제어부(31)를 동작제어시키도록 구성해도 좋다. 이와 같이 구성하면 상기한 실내온도센서(11)의 실제 실온과는 다른 검출값에 기초한 실내제어부(31)의 동작제어에 의해 발생하는 오동작을 회피할 수 있고, 또 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

(제 2 실시형태)

본 실시형태에 있어서 공기조화기의 구성은 도 1∼도 3에 나타낸 구성과 대략 같아서 그 설명은 생략한다. 즉, 본 실시형태의 공기조화기(1)는 성에제거 제어를 실행할 때의 제어동작에 특징이 있기 때문에 성에제거 제어에 기초한 전체 동작에 대해 도 6을 참조하여 이하에 상세하게 설명하고 그 외의 동작에 대해서는 설명을 생략한다. 또, 제 1 실시형태와 같이 사용냉매는 R22가 아니고 상기 R22보다도 동일온도에서 포화압력이 높은, 예를 들면 50℃에 있어서 포화압력이 2500kPa이상의 대체냉매를 이용하고 있다.

지금, 공기조화기(1)에 있어서 난방운전을 실행하고 있다고 하면 컴프레서(2)는 미리 정해진 일정한 운전주파수(회전수)로 구동하고 4방향 밸브(3)는 ON으로 전환제어되고 있다. 또, 이 운전주파수(회전수)를 이하, 난방운전 주파수라고 한다.

또, 실내팬(4a)은 미리 정해진 일정한 회전수로 운전(ON)되고 있고, 실외팬(6a)도 미리 정해진 일정한 회전수로 운전(ON)되고 있다. 또, PMV(5)는 난방운전시에 기초한 제어(수퍼 히트(SH)제어)에 기초한 일정한 개도로 제어되고 있다.

즉, 난방운전시에 있어서는 컴프레서(2)로 압축된 고온고압 냉매(대체냉매)는 실선으로 나타내도록 4방향 밸브(3)를 거쳐 실내측 열교환기(4)로 안내되고, 실내팬(4a)의 회전에 따라 방열되고 실내를 난방한다. 실내를 난방하는 것에 의해 응축된 냉매는 PMV(5)에서 팽창작용을 받고 감압되어 실외측 열교환기(6)에 안내된다. 이 실외측 열교환기(6)에서 실외팬(6a)의 회전수에 따라 외기로부터 흡열되어 증발한 냉매는 4방향 밸브(3)를 통해 다시 컴프레서(2)로 보내져 압축되고 고온고압 냉매로서 다시 4방향 밸브(3)를 통해 실내측 열교환기(4)에 안내된다. 이와 같은 난방사이클을 반복실행하는 것에 의해 난방운전이 실행되고 있다(도 6: 스텝(S20) 참조).

상기한 난방운전중에 있어서 증발온도센서(9)에 의해 검출된 실외열교환기(6)내에서 증발한 냉매의 증발온도(Te)가 소정온도(Ts)(예를 들면 -2℃)보다도 낮은(Te〈Ts) 상태를 소정시간(예를 들면 30분간) 계속되고 있는지의 여부를 실외제어부(40)는 항상 판단하고 있고(스텝(S21)), 계속되고 있지 않으면(스텝(S21)의 판단결과 NO) 성에제거 운전은 실행될 필요가 없다고 판단되어 스텝(S20)의 동작, 즉 난방운전을 반복한다.

한편, 스텝(S21)의 판단 결과 YES, 즉 「Te〈Ts」를 소정시간 이상 계속하고 있는 경우, 실내제어부(31) 및 실외제어부(40)는 성에제거 운전제어를 실행한다.

이 때, 실외제어부(40)는 최초로 인버터 회로(43)를 통해 CM(42)의 구동을 정지제어하여 컴프레서(2)의 회전동작을 정지시킨다(컴프레서(2) OFF: 스텝(S22)). 그리고, 컴프레서(2) 정지후 소정시간 경과후에 실외제어부(40)는 ON의 4방향 밸브(3)를 OFF로 반전하여 냉매의 순환방향을 난방시와 역전시키는 동시에 PMV(5)의 개도를 일정한 개도(성에제거 개도)로 유지하도록 제어한다. 또, 4방향 밸브(3)의 반전과 동시에 팬구동회로(45)를 통해 FM(44)을 제어하여 실외팬(6a)의 운전을 정지시킨다. 또, 실내제어부(31)는 4방향 밸브(3)의 반전과 동시(실외팬(6a)의 운전정지와 동시)에 속도제어회로(33)를 통해 FM(32)을 제어하여 실내팬(4a)의 운전을 정지시킨다(스텝(S23)).

이 결과, 성에제거 운전이 개시된다. 즉, 컴프레서(2)에서 토출된 고온고압의 가스상태의 냉매는 OFF상태의 4방향 밸브(3)를 거쳐 실외측 열교환기(6)내로 안내되고 그 실외측 열교환기(6) 내에서 방열하여 액화된다. 이 때, 냉매의 방열에 의해 실외측 열교환기(6)의 외면에 부착한 성에가 가열되어 제거된다. 또, 실외측 열교환기(6)에서 응축액화된 액상 냉매는 PMV(5)를 통해 실내측 열교환기(4) 내로 보내지고 그 실내측 열교환기(4)내에서 자연 대류에 의해 흡열되어 증발하고 기화된다. 기화된 냉매(가스상 냉매)는 다시 컴프레서(2)로 되돌아가고 이하 상기한 동작 사이클이 반복 실행된다(스텝(S24)).

한편, 실외제어부(40)는 증발온도센서(9)에 의해 검출된 실외열교환기(6)내에서 증발한 냉매의 증발온도(Te)값에 기초하여 상기 증발온도(Te)가 소정온도(Tu)(예를 들면 5℃)를 넘고 있는지(Te〉Tu)의 여부를 판단하고 있고(스텝(S25)), 이 판단의 결과 NO(Te≤Tu)인 경우는 스텝(S24)에 있어서 성에제거 운전을 반복 실행한다. 한편, 스텝(S25)의 판단의 결과 YES, 즉 「Te〉Tu」의 경우에 있어서는 실외제어부(31)는 성에제거가 완료된 것으로 판단하여 스텝(S20)의 처리로 되돌아가, 상기한 난방운전을 반복한다.

도 6의 플로우 챠트에서 나타낸 난방운전 및 성에제거 운전에 있어서 공기조화기(1)(컴프레서(2), 4방향 밸브(3), 실내팬(4a), 실외팬(6a) 및 PMV(5))의 시퀀스도를 도 7에 나타낸다. 도 7에 나타낸 바와 같이 본 구성에서는 컴프레서(2)를 성에제거 개시전에 OFF하여 컴프레서(2)에 있어서 토출압력 및 흡입압력을 0로 한 상태에서 4방향 밸브(3)를 반전시켜 성에제거 운전을 개시하고 있기 때문에 전체의 토출압력 및 흡입압력의 차가 작아지고 4방향 밸브(3) 반전시의 압력변화도 완만하게 일어난다. 따라서, 4방향 밸브(3) 반전시에 그 4방향 밸브(3)의 배관 등에 발생하는 소음, 진동을 주위에 거의 영향을 주지않을 정도로 감소시킬 수 있다.

또, 성에제거가 완료된 것으로 판단하여 스텝(S20)의 처리로 되돌아가서, 난방운전을 반복하는 경우에 있어서 실외제어부(40)는 인버터회로(43) 및 CM(42)을 제어하여 컴프레서(2)의 운전을 계속시키면서 상기 컴프레서(2)의 운전주파수를 성에제거 주파수로부터 상기 난방운전 주파수까지 끌어올려도 좋다. 또, 실외제어부(40)는 인버터 회로(43) 및 CM(42)을 제어하여 컴프레서(2)의 운전을 일단 정지시키고 소정시간 경과후에 상기 컴프레서(2)의 운전주파수를 상기 난방운전 주파수까지 끌어올려도 좋다(도 7에 파선으로 나타낸 컴프레서의 운전주파수의 시퀀스 참조).

또, 본 구성에서는 성에제거 운전개시전에 컴프레서(2)를 OFF하고 전체 토출압력 및 흡입압력의 차를 작게 하고 있는데 본 발명은 이것에 한정된 것은 아니고, 종종 변형례가 고안된다.

예를 들면 제 1 변형예로서 도 8의 시퀀스도에 나타낸 바와 같이 실외제어부(40)는 도 6의 스텝(S22) 처리에 있어서 컴프레서(2)의 운전주파수를 서서히 내리고 있고, 상기 운전주파수가 성에제거 주파수보다도 저하된 시점(이 때의 운전주파수(Hmin))에서 4방향 밸브(3)를 반전시켜서 성에제거 운전을 개시하고 있다. 이와 같이 구성해도 상기한 컴프레서(2)→OFF의 경우와 마찬가지로 성에제거 개시 시점에서 컴프레서(2)의 운전주파수는 난방운전 주파수 및 성에제거 운전 주파수와 비교하여 충분히 저하되어 있기 때문에 토출압력은 충분히 저하되고 상기 토출압력과 흡입압력의 차가 작아진다. 따라서, 4방향 밸브(3) 반전시에 그 4방향 밸브(3)의 배관 등에 발생하는 소음, 진동을 주위에 거의 영향을 주지않는 정도로 감소시킬 수 있다. 또, 본 변형예의 구성에서는 컴프레서(2)의 운전주파수를 서서히 내리도록 제어하고 있고, OFF로 하지 않기 때문에 성에제거 개시시(4방향 밸브(3) 반전시)에 있어서 토출압력과 흡입압력과의 차의 정도는 「컴프레서(2)→OFF제어」인 경우에 비교하여 작지만, 반면 성에제거 운전을 개시하기까지 항상 컴프레서(2)가 구동되고 있기 때문에 그 사이의 난방운전을 계속하여 실행할 수 있고, 성에제거 운전 개시 전의 난방에 의한 쾌적성을 손상하지 않는다고 하는 이점을 갖고 있다. 또, 운전주파수(Hmin)를 「0㎐」로 해도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

또, 제 2 변형예를 도 9에 시퀀스도로서 나타낸다. 도 9에 의하면 실외제어부(40)는 도 6의 스텝(S22)의 처리에 있어서 컴프레서(2)의 운전주파수를 서서히 내리고 있고, 상기 운전주파수를 성에제거 주파수와 대략 일치시킨 상태에서 운전주파수를 일정시간 유지하며 이 유지된 상태에서 4방향 밸브(3)를 반전시켜서 성에제거 운전을 개시해도 좋다. 이와 같이 구성한 경우, 성에제거 개시 시점에서 컴프레서(2)의 운전주파수는 난방운전 주파수보다도 충분히 낮은 상태에서 일정한 성에제거 주파수로 변화없이 유지되기 때문에 흡입압력을 상승 및 토출압력을 저하시킬 수 있고, 상기 토출압력과 흡입압력과의 차를 작게 할 수 있다. 따라서, 4방향 밸브(3) 반전시에 그 4방향 밸브(3)의 배관 등에 발생하는 소음, 진동을 주위에 거의 영향을 주지않는 정도로 감소시킬 수 있다.

또, 본 변형예도 제 1 변형예와 같이 성에제거 운전을 개시하기까지 항상 컴프레서(2)가 구동되기 때문에 그 사이의 난방운전을 계속하여 실행할 수 있고, 성에제거 운전 개시전의 난방에 의한 쾌적성을 손상하지 않는다고 하는 이점을 갖고 있다.

또, 제 3 변형예를 도 10에 시퀀스도로서 나타낸다. 도 10에 의하면 실외제어부(40)는 도 6의 스텝(S22)의 처리에 있어서 컴프레서(2)의 운전주파수를 서서히 내리기 시작하는 동시에 PMV(5)의 개도를 SH제어에 기초한 개도에서 또한 소정의 개도만큼 열도록 제어한다(개도(開度)"up"). 그리고, 운전주파수가 성에제거 주파수에 다다른 때에 실외제어부(40)는 4방향 밸브(3)를 OFF로 반전하여 냉매의 순환방향을 난방시와 역전시키는 동시에 PMV(5)의 개도를 또한 열어서 성에제거 개도로 유지하도록 제어한다. 또, 4방향 밸브(3)의 반전과 동시에 실외팬(6a)의 운전을 OFF 및 실내제어부(31)의 제어하에서 실내팬(4a)의 운전을 OFF시켜서 성에제거 운전을 개시하고 있다.

본 변형예의 구성에 의하면 성에제거 개시전에 PMV(5)의 개도를 SH제어에 기초한 개도에서 또한 소정의 개도만큼 열고 있기 때문에 PMV(5)를 열고나서 성에제거 개시까지의 시간은 PMV(5) 및 실외열교환기(6)(증발기)를 통해 컴프레서(2)로 보내지는 냉매가스 중에 액화냉매를 포함하게 된다. 이 액화냉매를 포함한 냉매가스는 도시하지 않은 어큠레이터를 통해 액화냉매가 제거되고, 냉매가스만이 컴프레서(2)에 흡입된다.

즉, 본 변형예의 구성에 의하면 성에제거 운전전에 PMV(5)의 개도를 소정개도 열고 난방운전하여 냉매 가스 중에 액화 냉매를 포함하게 만들고 어큠레이터를 통해 액화성분을 분리하는 것에 의해 난방사이클을 순환하는 냉매가스의 양을 감소시키기 때문에 일시적(성에제거 운전 개시까지의 사이)으로 토출압력을 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기한 실시형태 및 각 변형예와 같이 토출압력 및 흡입압력의 차가 작아지고, 4방향 밸브(3) 반전시의 압력변화도 완만하게 일어난다. 이 결과, 4방향 밸브(3) 반전시에 그 4방향 밸브(3)의 배관 등에 발생하는 소음, 진동을 주위에 거의 영향을 주지않는 정도로 감소시킬 수 있다.

그리고, 제 4 변형예를 도 11에 시퀀스도로서 나타낸다. 도 11에 의하면 실외제어부(40)는 도 6의 스텝(S22)의 처리에 있어서 컴프레서(2)의 운전주파수를 서서히 내리기 시작하는 동시에 PMV(5)의 개도를 SH제어에 기초한 개도에서 또한 소정의 개도만큼 닫도록 제어한다(개도 "down"). 그리고, 운전주파수가 성에제거 주파수에 다다른 때에 실외제어부(40)는 4방향 밸브(3)를 OFF로 반전하여 냉매의 순환방향을 난방시와 역전시키는 동시에 PMV(5)의 개도를 크게 열고 성에제거 개도로 유지하도록 제어한다. 또, 4방향 밸브(3)의 반전과 동시에 실외팬(6a)의 운전을 OFF 및 실내제어부(31)의 제어하에서 실내팬(4a)의 운전을 →OFF시켜서 성에제거 운전을 개시하고 있다.

본 변형예의 구성에 의하면 성에제거 개시전에 PMV(5)의 개도를 SH제어에 기초한 개도에서 일정한 개도만큼 닫고 있기 때문에 PMV(5)를 닫고 나서 성에제거 개시까지의 사이에 있어서는 난방사이클을 순환하는 냉매가스의 양은 감소한다. 따라서, 성에제거 운전 개시까지의 사이에 있어서 토출압력을 저하시킬 수 있다. 이 결과, 상기한 제 2 실시형태 및 각 변형예와 같이 토출압력 및 흡입압력의 차가 작아지고, 4방향 밸브(3) 반전시의 압력변화도 완만하게 일어나서, 상기 제 2 실시형태 및 각 변형예와 같은 소음·진동 억제효과를 얻을 수 있다.

이어서, 제 5 변형예를 도 12에 시퀀스도로서 나타낸다. 도 12에 의하면 실외제어부(40)는 도 6의 스텝(S22)의 처리에 있어서 컴프레서(2)의 운전주파수를 서서히 내리기 시작한다. 이 실외제어부(40)의 운전주파수 저하제어의 개시와 같이 실내제어부(31)는 속도제어회로(33) 및 FM(32)을 통해 실내팬(4a)의 회전수를 소정수 증가("up")시킨다. 그리고, 운전주파수가 성에제거 주파수에 다다른 때에 실외제어부(40)는 4방향 밸브(3)를 OFF로 반전하여 냉매의 순환방향을 난방시와 역전시키는 동시에 PMV(5)의 개도를 열고 성에제거 개도로 유지하도록 제어한다. 또, 4방향 밸브(3)의 반전과 동시에 실외팬(6a)의 운전을 OFF시킨다. 그리고, 실내제어부(31)는 4방향 밸브(3)의 반전과 동시(실외팬(6a)의 운전 OFF와 동시)에 속도제어회로(33) 및 FM(32)을 통해 실내팬(4a)의 운전(회전)을 OFF시켜서 성에제거 운전을 개시하고 있다.

본 변형예의 구성에 의하면 성에제거 개시전에 실내팬(4a)의 회전수를 소정수 증가시키고 있기 때문에 실내팬(4a)의 회전수가 증가되고 나서 성에제거 개시까지의 사이에 있어서는 실내측 열교환기(4)(응축기)의 응축량(방열량)이 증가한다. 따라서, 성에제거 운전 개시까지의 사이에 있어서 토출압력을 저하시킬 수 있다. 이 결과, 상기한 제 2 실시형태 및 각 변형예와 같이 토출압력 및 흡입압력의 차가 작아지고 4방향 밸브(3) 반전시의 압력변화도 완만하게 일어나서 상기 제 2 실시형태 및 각 변형예와 같은 소음·진동억제효과를 얻을 수 있다.

또, 제 6 변형예를 도 13에 시퀀스도로서 나타낸다. 도 13에 의하면 실외제어부(40)는 도 6의 스텝(S22)의 처리에 있어서 컴프레서(2)의 운전주파수를 서서히 내리기 시작하는 동시에 팬구동회로(45) 및 FM(44)을 통해 실외팬(6a)의 회전수를 소정수 감소("down")시킨다. 그리고, 운전주파수가 성에제거 주파수에 다다른 때에 실외제어부(40)는 4방향 밸브(3)를 OFF로 반전하여 냉매의 순환방향을 난방시와 역전시키는 동시에 PMV(5)의 개도를 열고 성에제거 개도로 유지하도록 제어한다. 또, 실외제어부(40)는 4방향 밸브(3)의 반전과 동시에 팬구동회로(45) 및 FM(44)을 통해 실외팬(6a)의 운전(회전)을 OFF시키는 동시에 실내제어부(31)의 제어하에서 실내팬(4a)의 운전을 OFF시켜서 성에제거 운전을 개시하고 있다.

본 변형예의 구성에 의하면 성에제거 개시전에 실외팬(6a)의 회전수를 소정수 감소시키고 있기 때문에 실외팬(6a)의 회전수가 감소되고 나서 성에제거 개시까지의 사이에 있어서는 실외측 열교환기(6)(증발기)의 증발량(흡열량)이 저하한다. 따라서, 성에제거 운전개시까지의 사이에 있어서 흡입압력이 저하하지만 난방사이클에 있어서 냉매순환량을 감소시킬 수 있다. 이 냉매순환량의 감소에 의해 토출압력이 저하되고 이 저하량은 흡입압력의 저하량보다도 크기 때문에 상기한 제 2 실시형태 및 각 변형예와 같이 토출압력 및 흡입압력의 차가 작아진다. 따라서, 4방향 밸브(3) 반전시의 압력변화도 완만하게 일어나고 상기 제 2 실시형태 및 각 변형예와 같은 소음·진동 억제효과를 얻을 수 있다.

그런데, 본 실시형태는 토출압력과 흡입압력과의 차를 작게 하는 각종 제어를 도 6의 플로우 챠트 및 도 7∼도 13의 시퀀스도에서 나타냈는데, 도 7∼도 13에 나타낸 각 제어를 조합시켜 실행하는 것도 가능하다. 즉, 도 7∼도 9에 나타낸 컴프레서(2)의 주파수제어 내의 어느 하나, 도 10∼도 11에 나타낸 PMV(5)의 개도제어 내의 어느 한쪽, 도 12에 나타낸 실내팬(4a)의 회전수제어 및 도 13에 나타낸 실외팬(6a)의 회전수제어를 각각 조합시켜 실행할 수 있다. 예를 들면 도 14에 컴프레서(2) OFF제어(도 7), PMV(5)개도 증가 제어(도 10), 실내팬(4a)의 회전수 증가(도 12) 및 실외팬(6a) 회전수 감소(도 13)를 각각 조합시켜 실행한 시퀀스도를 나타낸다.

이와 같이 각 동작제어를 조합시켜 실행하는 것에 의해 상승효과가 생겨나서 보다 큰 소음·진동 억제효과를 얻을 수 있다.

또, 본 실시형태는 대체냉매로서 50℃에 있어서 포화압력이 2500kPa이상의 냉매를 이용했지만 본 발명은 이에 한정된 것은 아니고, R22보다도 동일온도에서 포화압력이 높은 냉매이고 오존층을 파괴하지 않은 냉매라면 어떤 냉매를 이용해도 좋다.

이상 서술한 바와 같이 제 1 발명에 관한 공기조화기에 의하면 실내공간에 있어서 천정측 상부 및 바닥측 하부로의 분출각도를 난방운전 개시시에 있어서 분출풍이 천정측 상부를 향하는 위치(냉방시의 위치, 또는 상부에서 분출그릴로부터 분출된 공기가 상기 흡입그릴로 단락적으로 흡입되어지는 위치 등)에 설정되고, 예를 들면 실내측 열교환기의 온도가 상승하여 열교환가능한 상태로 이른 때에 그 분출각도를 분출풍이 바닥측 하부를 향한 위치로 설정하고 있다. 이와 같이 설정되면 고압측의 급격한 압력상승을 회피하면서 실내 쾌적함을 손상하지 않고 난방운전을 개시할 수 있다. 즉, 고압측의 압력상승은 완만하게 일어나기 때문에 컴프레서의 성능과 신뢰성을 고도로 유지하고 열교환기 등의 파손을 방지할 수 있다.

또, 제 2 발명에 관한 공기조화기에 의하면 성에제거 운전 개시시의 4방향 밸브 반전시에 토출압력과 흡입압력과의 차를 작게 했기 때문에 4방향 밸브 반전시에 있어서 급격한 압력변화를 억제할 수 있다. 따라서, 성에제거 운전의 4방향 밸브 반전시에 배관 등에서 발생하는 소음, 진동을 감소시킬 수 있고, 사용하기 좋은 공기조화기를 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 압축기, 4방향 밸브 및 실내팬을 갖는 실내측 열교환기, 팽창기구 및 실외팬을 갖는 실외측 열교환기를 순차적으로 접속하여 구성된 냉매순환 사이클을 구비하고, 상기 냉매로서 동일 온도에서의 포화압력이 HCFC 22보다 높은 대체냉매를 이용한 공기조화기로서, 상기 4방향 밸브에 의해 상기 압축기의 토출측을 상기 실내측 열교환기에, 상기 압축기의 흡입측을 상기 실외측 열교환기에 접속하여 난방운전을 실시하는 공기조화기에 있어서,

   상기 난방운전중에 있어서의 성에제거 운전개시시에 상기 4방향 밸브를 반전 제어하여 상기 압축기의 토출측을 상기 실외측 열교환기에, 상기 압축기의 흡입측을 상기 실내측 열교환기에 각각 반전 접속하는 반전제어수단과,

   상기 전환기구 반전제어시에 상기 냉매순환 사이클에 있어서의 토출측 압력과 흡입측 압력과의 차를 작게 하는 압력차 조정수단을 구비하고,

   상기 압력차 조정수단은 상기 반전제어의 개시전에 소정 시간 상기 실내팬의 회전수를 상기 난방 운전시에 있어서의 회전수보다 소정수 증가시키고, 동시에 실외팬의 회전수를 난방 운전시에 있어서의 회전수보다도 소정수 감소시키는 회전수 제어수단을 구비하고,

   상기 대체냉매는 HFC32의 조성이 45%이상의 냉매의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 공기조화기.

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