KR100334493B1

KR100334493B1 - 냉동장치

Info

Publication number: KR100334493B1
Application number: KR1019997008875A
Authority: KR
Inventors: 호리야스시; 사다신리
Original assignee: 이노우에 노리유끼; 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2002-04-26
Also published as: JPH11281175A; DE69935481D1; WO1999039138A1; CN1231719C; AU4120999A; CN1255965A; DE69935481T2; US6237356B1; ES2281165T3; AU720278B2; KR20010005802A; JP3063742B2; EP0987503A1; EP0987503B1; EP0987503A4

Abstract

압축기(2)와 가열용 열교환기(3)의 방열부(3A), 전동팽창 밸브(4), 냉각용 열교환기(5)의 흡열부(5A)를 접속하여 1차측 냉매회로를 구성한다. 펌프(11)와 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B), 제 1 실내 교환기(12), 전동팽창 밸브(13), 제 2 실내 교환기(14), 그리고 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)를 모두 연결하여 2차측 냉매회로(10)를 구성한다. 펌프(11)로부터 토출된 액체냉매를 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)에서 증발시키고 전동팽창 밸브(13)로 감압시킨 후, 제 2 실내 열 교환기(14)에서 증발시킨다. 그 후 이 가스냉매를 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)에서 응축시켜 펌프(11)로 복귀시킨다.

Description

냉동장치{REFRIGERATING PLANT}

종래, 예를 들어 일특개소 62-238951호 공보에 개시된 바와 같은 복수의 냉매회로를 구비한 냉동 시스템이 알려져 있다. 이 종류의 냉동 시스템은 압축기와, 열원측 열교환기, 감압기구 및 중간 열교환기의 열원측 열교환부가 냉매배관으로 접속되어 이루어지는 1차측 냉매회로와, 펌프, 중간 열교환기의 이용측 열교환부 및 이용측 열교환기가 냉매배관으로 접속되어 이루어지는 2차측 냉매회로를 구비하고 있다. 중간 열교환기에서는 열원측 열교환부와 이용측 열교환부 사이에서 열교환이 가능하다. 또한 이 시스템을 공기조화장치에 적용할 경우에는 이용측 열교환기가 실내에 배치된다.

이와 같은 구성에 의하여 중간 열교환기로 1차측 냉매회로와 2차측 냉매회로 사이에서 열교환을 하고, 1차측 냉매회로로부터 2차측 냉매회로로 열반송함으로써실내 공기조화를 하도록 되어 있다.

그리고 복수의 이용측 열교환기를 구비하고 각 이용측 열교환기의 흡열동작과 방열동작을 선택적으로 행할 수 있는 것으로서 일특개평 6-82110호 공보에 개시된 장치가 있다. 이 장치의 1차측 냉매회로는 열원측 열교환기, 난방용 1차측 열교환기 및 냉방용 1차측 열교환기를 구비하고 있다. 한편 2차측 냉매회로는 난방용 회로와 냉방용 회로를 구비하고 있다. 난방용 회로는 상기 난방용 1차측 열교환기와 열교환하는 난방용 2차측 열교환기와, 난방용 실내 열교환기 및 펌프가 차례로 접속되어 있다. 냉방용 회로는 상기 냉방용 1차측 열교환기와 열교환하는 냉방용 2차측 열교환기와, 냉방용 실내 열교환기 및 펌프가 차례로 접속되어 있다.

이 구성에 의하여 냉방부하가 난방부하보다 큰 경우에는 1차측 냉매회로의 열원측 열교환기를 응축기로서 사용한다. 반대로 난방부하가 냉방부하보다 큰 경우에는 1차측 냉매회로의 열원측 열교환기를 증발기로서 사용한다. 이로써 일부의 이용측 열교환기의 흡열동작과 다른 이용측 열교환기의 방열동작을 공기조화 부하에 따라서 동시에 할 수가 있다.

- 해결과제 -

그런데 복수의 이용측 열교환기의 흡열동작과 방열동작을 동시에 행할 수 있는 상기 장치의 실외 유니트는 1차측 냉매회로와, 난방용 2차측 열교환기 및 냉방용 2차측 열교환기가 수용되어 있다. 한편 각 실내 유니트는 난방용 실내 열교환기 및 냉방용 실내 열교환기가 수용되어 있다. 이 실외 유니트와 실내 유니트는 4개의 연락배관으로 접속되어 있다. 즉 난방용 회로의 왕로관과 복로관, 냉방용 회로의 왕로관과 복로관으로 실외 유니트와 실내 유니트가 접속되어 있다.

이 종류의 장치에서는 구성의 간소화 및 설치시 시공작업의 간략화를 위하여 연락배관수를 삭감하자는 요구가 있다. 그러나 상기 구성으로는 난방용 회로 및 냉방용 회로 각각에 왕로관과 복로관이 필요하므로 이 요구에 응할 수 없었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 복수의 이용측 열교환기를 구비한 2차 냉매 시스템이고 각 열교환기의 흡열동작과 방열동작을 동시에 할 수 있게 한 냉동장치에 대하여 연락배관수를 삭감하는 데에 있다.

본 발명은 열원과 이용측 냉매회로를 열교환할 수 있게 접속하고 이 열교환에 의하여 열원과 이용측 냉매회로 사이에서 열반송을 하도록 한 냉동장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 이용측 냉매회로에 복수의 열교환기를 구비하고, 일부 열교환기에서 흡열동작을 하고 다른 열교환기에서 방열동작을 하는 냉동장치의 개량에 관한 것이다.

도 1은 실시형태 1의 냉매배관 계통도이다.

도 2는 실시형태 2의 냉매배관 계통도이다.

도 3은 실시형태 2의 변형예의 냉매배관 계통도이다.

도 4는 실시형태 3의 냉매배관 계통도이다.

도 5는 실시형태 3의 변형예의 냉매배관 계통도이다.

도 6은 실시형태 4의 냉매배관 계통도이다.

도 7은 실시형태 5의 냉매배관 계통도이다.

도 8은 실시형태 6의 냉매배관 계통도이다.

도 9는 실시형태 6의 변형예 1의 냉매배관 계통도이다.

도 10은 실시형태 6의 변형예 2의 냉매배관 계통도이다.

도 11은 실시형태 7의 냉매배관 계통도이다.

도 12는 실시형태 8의 냉매배관 계통도이다.

도 13은 실시형태 9의 냉매배관 계통도이다.

도 14는 실시형태 10의 냉매배관 계통도이다.

도 15는 실시형태 11의 냉매배관 계통도이다.

도 16은 실시형태 9에 실시형태 4의 구성을 적용한 냉매배관 계통도이다.

도 17은 실시형태 9에 실시형태 5의 구성을 적용한 냉매배관 계통도이다.

도 18은 실시형태 9에 실시형태 6의 구성을 적용한 냉매배관 계통도이다.

도 19는 실시형태 9에 실시형태 6, 제 1 변형예의 구성을 적용한 냉매배관 계통도이다.

도 20은 실시형태 9에 실시형태 6 제 2 변형예의 구성을 적용한 냉매배관 계통도이다.

도 21은 실시형태 9에 실시형태 7의 구성을 적용한 냉매배관 계통도이다.

도 22는 실시형태 9에 실시형태 8의 구성을 적용한 냉매배관 계통도이다.

도 23은 실시형태 12의 냉매배관 계통도이다.

도 24는 실시형태 12의 냉매 순환동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 25는 실시형태 13의 냉매배관 계통도이다.

도 26은 실시형태 13의 냉매 순환동작을 설명하기 위한 도면이다.

- 발명의 개요 -

본 발명은 이용측 유니트에 복수의 열교환기를 설치하고 이들 열교환기에 방열동작과 흡열동작을 하게 하면서 이용측 유니트와 열원측 유니트를 2개의 가스배관으로 접속하는 것을 가능하게 한다.

- 해결수단 -

구체적으로, 제 1 해결수단은 도 1에 도시한 바와 같이 열원측 유니트(A)와 이용측 유니트(B, C)를 구비함과 함께 이 이용측 유니트(B, C)에 수용된 복수의 열교환기(12, 14)를 구비하며, 상기 열원측 유니트(A)에서 생성한 열을 이용측 유니트(B, C)로 공급하고 일부의 열교환기(12)가 방열동작을 하는 방열측 열교환기(12)로 되며 다른 열교환기(14)가 흡열동작을 하는 흡열측 열교환기(14)로 되는 냉동장치를 대상으로 하고 있다.

그리고 상기 열원측 유니트(A)는 가열부(3A)와 냉각부(5A), 상기 가열부(3A)로부터 온열을 받는 흡열부(3B), 그리고 상기 냉각부(5A)로부터 냉열을 받는 방열부(5B)를 구비하고 있다.

또한 반송수단(11)과 상기 흡열부(3B), 상기 방열부(5B), 상기 각 열교환기(12, 14)가 액체배관(LL)과 가스배관(GH, GL)으로 접속되어 냉매가 순환하는 이용측 냉매회로(10)가 구성되어 있다.

또 이 이용측 냉매회로(10)는 액체냉매가 흡열부(3B)에서 가열부(3A)의 온열에 의하여 증발한 후, 그 가스냉매가 가스배관(GH)을 거쳐 이용측 유니트(B, C)로 흐르고 방열측 열교환기(12)에서 방열하여 응축된 후, 그 액체냉매가 흡열측 열교환기(14)에서 흡열하여 증발하고 그 가스냉매가 가스배관(GL)을 거쳐 열원측 유니트(A)로 흘러가 방열부(5B)에서 냉각부(5A)의 냉열에 의하여 응축된 후, 그 액체냉매가 상기 흡열부(3B)로 흘러가도록 구성되어 있다.

이 제 1 해결수단에서, 열원측 유니트(A)와 이용측 유니트(B, C)는 2개의 가스배관(GH, GL)으로 접속된다. 이 가스배관(GH, GL)에 의하여 이용측 냉매회로(10)에서 냉매의 순환동작이 행해지고 일부 열교환기(12)의 방열동작과 다른 열교환기(14)의 흡열동작이 동시에 실시된다.

제 2 해결수단은 도 2에 도시한 바와 같이 상기 제 1 해결수단에 있어서 방열측 열교환기(12)의 응축냉매가 흡열측 열교환기(14)를 우회하여 방열부(5B)로 흐르도록 이용측 냉매회로(10)에 우회로(20)를 설치한 것이다.

제 3 해결수단은 도 3에 도시한 바와 같이 상기 제 2 해결수단에 있어서 흡열측 열교환기(14)를 우회하는 냉매의 유량을 조정하는 조정기구(21)를 우회로(20)에 설치한 것이다.

제 4 해결수단은 상기 제 3 해결수단에서 조정기구(21)의 개방도를 조정할 수 있는 유량조정 밸브(21)로 구성한 것이다. 또 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량보다 작을수록 유량조정 밸브(21)의 개방도를 크게 하는 개방도 조정수단이 설치되어 있다.

이들 해결수단에서는 흡열측 열교환기(14)의 능력보다 방열측 열교환기(12)의 능력을 높게 할 수 있다. 즉 흡열요구에 비하여 방열요구가 높은 경우에 유효하다. 특히 제 4 해결수단에서는 방열측 열교환기(12)에 요구되는 능력보다 흡열측 열교환기(14)에 요구되는 능력이 낮을수록 우회로(20)를 흐르는 이용측 냉매의 양을 늘려서 각 열교환기(12, 14)의 능력이 조정된다.

제 5 해결수단은 도 4에 도시한 바와 같이 상기 제 1 해결수단에 있어서, 방열부(5B)의 응축냉매가 흡열부(3B)를 우회하여 방열측 열교환기(12)로 흐르도록 이용측 냉매회로(10)에 우회로(25)를 설치한 것이다.

제 6 해결수단은 도 5에 도시한 바와 같이 상기 제 5 해결수단에 있어서 흡열부(3B)를 우회하는 냉매의 유량을 조정하는 조정기구(26)를 우회로(25)에 설치한 것이다.

제 7 해결수단은 상기 제 6 해결수단에서의 조정기구(26)를 개방도 조정이 가능한 유량조정 밸브(26)로 구성한 것이다. 그리고 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량보다 작을수록 유량조정 밸브(26)의 개방도를 크게 하는 개방도 조정수단이 설치되어 있다.

이들 해결수단에서는 방열측 열교환기(12)의 능력보다 흡열측 열교환기(14)의 능력을 높게 하는 것이 가능해진다. 즉 흡열요구가 높은 경우에 유효하다. 특히 제 7 해결수단에서는 흡열측 열교환기(14)에 요구되는 능력보다 방열측 열교환기(12)에 요구되는 능력이 낮을수록 우회로(25)를 흐르는 이용측 냉매의 양을 늘려 각 열교환기(12, 14)의 능력이 조정된다.

제 8 해결수단은 도 6∼도 8에 도시한 바와 같이 상기 제 1 해결수단에 있어서 방열부(5B)와 흡열부(3B)를 연결하는 제 1 액체배관(LL)과, 방열측 열교환기(12)와 흡열측 열교환기(14)를 연결하는 제 2 액체배관(LL) 사이에, 이 제 1 액체배관(LL)과 제 2 액체배관(LL) 사이에서 냉매를 유통시키는 액체 유통관(30, 35, 40)을 접속한 것이다.

제 9 해결수단은 도 6에 도시한 바와 같이 상기 제 8 해결수단에 있어서 반송수단(11)을 제 1 액체배관(LL)에 설치한 것이다. 그리고 액체 유통관(30)의 상류 쪽이 제 2 액체배관(11)에 접속되고, 액체 유통관(30)의 하류 쪽이 제 1 액체배관(LL)에서의 반송수단(11)과 방열부(5B) 사이에 접속되어 있다.

제 10 해결수단은 상기 제 9 해결수단에 있어서 개방도 조정이 가능한 유량조정 밸브(31)를 액체 유통관(30)에 설치한 것이다. 그리고 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량보다 작을수록 유량조정 밸브(31)의 개방도를 크게 하여 액체 유통관(30)을 흐르는 냉매량을 늘리는 개방도 조정수단이 설치되어 있다.

제 11 해결수단은 도 7에 도시한 바와 같이 상기 제 8 해결수단에 있어서 반송수단(11)을 제 1 액체배관(LL)에 설치한 것이다. 그리고 액체 유통관(35)의 상류 쪽이 제 1 액체배관(LL)의 반송수단(11)과 방열부(5B) 사이에 접속되고 액체 유통관(35)의 하류 쪽이 제 2 액체배관(LL)에 접속되어 있다.

제 12 해결수단은 상기 제 11 해결수단에 있어서 개방도가 조정 가능한 유량조정 밸브(36)를 액체 유통관(35)에 설치한 것이다. 그리고 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량보다 작을수록 유량조정 밸브(36)의 개방도를 크게 하여 액체 유통관(35)을 흐르는 냉매량을 늘리는 개방도 조정수단이 설치되어 있다.

제 13 해결수단은 도 8에 도시한 바와 같이 상기 제 8 해결수단에 있어서 2개의 양 반송수단(11a, 11b)을 제 1 액체배관(LL)에 설치 한 것이다. 그리고 액체 유통관(40)이 제 1 액체배관(LL)에 있어서의 양 반송수단(11a, 11b)사이에 접속되어 있다.

제 14 해결수단은 상기 제 13 해결수단에 있어서 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량보다 작을수록 하류측 반송수단(11b)의 반송능력을 상류측 반송수단(11a)의 반송 능력보다 높이는 한편, 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량보다 작을수록 상류측 반송수단(11a)의 반송 능력을 하류측 반송수단(11b)의 반송 능력보다 높게 하는 능력 조정수단을 설치한 것이다.

제 15 해결수단은 도 9에 도시한 바와 같이 상기 제 8 해결수단에 있어서 반송수단(11)을 제 1 액체배관(LL)에 설치한 것이다. 그리고 액체 유통관(40)에서의제 1 액체배관(LL)측이 제 1 분기관(40a)과 제 2 분기관(40b)으로 분기되어 있다. 또한 상기 제 1 분기관(40a)이 제 1 액체배관(LL)에서의 방열부(5B)와 반송수단(11) 사이에 접속되고, 제 2 분기관(40b)이 제 1 액체배관(LL)에서의 반송수단(11)과 흡열부(3B) 사이에 접속되어 있다. 또 상기 제 1 분기관(40a)에는 제 1 유량제어 밸브(41a)가 설치되고 상기 제 2 분기관(40b)에는 제 2 유량제어 밸브(41b)가 설치되어 있다.

제 16 해결수단은 상기 제 15 해결수단에 있어서 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량보다 작으면 제 1 유량제어 밸브(41a)를 개방하고 제 2 유량제어 밸브(41b)를 폐쇄하는 한편, 방열측 열교환기(12)에 대한 요구방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량보다 작을 경우 제 2 유량제어 밸브(41b)를 개방하고 제 1 유량제어 밸브(41a)를 폐쇄하는 개폐 제어수단을 설치한 것이다.

제 17 해결수단은 도 10에 도시한 바와 같이 상기 제 8 해결수단에 있어서 반송수단(11)을 제 1 액체배관(LL)에 설치 한 것이다. 그리고 액체 유통관(40)에서의 제 1 액체배관(LL) 측이 제 1 분기관(40a)과 제 2 분기관(40b)으로 분기되어 있다. 또한 상기 제 1 분기관(40a)이 방열부(5B)의 상류측 가스배관(GL)에 접속되고 제 2 분기관(40b)이 제 1 액체배관(LL)에서의 반송수단(11)과 흡열부(3B) 사이에 접속되어 있다. 또 상기 제 1 분기관(40a)에는 제 1 유량제어 밸브(42a)가 설치되고 상기 제 2 분기관(40b)에는 제 2 유량제어 밸브(42b)가 설치되어 있다.

제 18 해결수단은 상기 제 17 해결수단에 있어서 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량보다 작을수록 제 1 유량제어 밸브(42a)의 개방도를 제 2 유량제어 밸브(42b)의 개방도보다 크게 하는 한편, 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량보다 작을수록 제 2 유량제어 밸브(42b)의 개방도를 제 1 유량제어 밸브(42a)의 개방도보다 크게 하도록 각 유량제어 밸브(42a, 42b)의 개방도를 조정하는 개방도 조정수단을 설치한 것이다.

이들 해결수단에서는 이용측 냉매회로(10)를 순환하는 냉매의 적어도 일부를 액체 유통관(30, 35, 40)으로 유통시킴으로써 각 열교환기(12, 14)의 능력을 변경할 수 있다.

즉 제 9 및 제 10 해결수단에서는 냉매의 일부를, 흡열측 열교환기(14)를 우회시킴으로써 방열측 열교환기(12)의 능력을 흡열측 열교환기(14)의 능력보다 높게 할 수가 있다.

제 11 및 제 12 해결수단에서는 냉매의 일부를, 방열측 열교환기(12)를 우회시킴으로써 흡열측 열교환기(14)의 능력을 방열측 열교환기(12)의 능력보다 높게 할 수가 있다.

또한 제 15 및 제 16 해결수단으로는 1개의 반송수단을 설치하는 것만으로 각 열교환기(12, 14)의 능력을 변경할 수 있다. 또 제 17 및 제 18 해결수단에서는 흡열측 열교환기(14)로부터 유출된 냉매를 방열부(5B)에서 확실하게 액화시킬 수 있어 반송수단(11)으로 가스상(相) 냉매가 유입하는 것을 회피할 수 있다. 이는 반송수단(11)을 기계식 펌프로 구성한 경우에 특히 유효하다.

제 19 해결수단은 도 11에 도시한 바와 같이 상기 제 1∼18 해결수단 중 어느 하나에 있어서 복수의 열원측 유니트(A1, A2)를 설치한 것이다. 그리고 이 각 열원측 유니트(A1, A2) 흡열부(3B, 3B)의 기체측이 서로 접속되고 가스배관(GH)을 개재시켜 방열측 열교환기(12)에 접속되는 한편, 상기 각 열원측 유니트(A1, A2)의 방열부(5B, 5B)의 기체측이 서로 접속되고 가스배관(GH)을 개재시켜 흡열측 열교환기(14)에 접속된다.

이 해결수단으로는 각 열원측 유니트(A1, A2)의 능력을 제어함으로써 각 열교환기(12, 14) 능력의 조절 가능한 범위가 확대된다.

제 20 해결수단은 도 12에 도시한 바와 같이 상기 제 1∼18 해결수단 중 어느 하나에 있어서 보조 열원측 유니트(A2)를 설치한 것이다. 그리고 이 보조 열원측 유니트(A2)는 방열측 열교환기(12)에 가스냉매를 공급하고 이 방열측 열교환기(12)로부터 유출된 액체냉매를 흡열측 열교환기(14)로 유통시키는 일없이 회수하는 방열 보조동작과, 방열측 열교환기(12)로 유통시키는 일없이 흡열측 열교환기(14)에 액체냉매를 공급하고 이 흡열측 열교환기(14)로부터 유출된 가스냉매를 회수하는 흡열 보조동작이 전환 가능하게 구성되어 있다.

제 21 해결수단은, 상기 제 20 해결수단에 있어서 보조 열원측 유니트(A2)가 반송수단(50)과 열교환기(52)와 유로 전환수단(51)을 구비한 것이다. 그리고 이 보조 열원측 유니트(A2)의 방열 보조동작은 유로 전환수단(51)을 전환시켜, 반송수단(50)으로부터 토출되어 열교환기(52)에서 증발한 가스냉매를 방열측 열교환기(12)에 공급하고 이 방열측 열교환기(12)에서 응축된 액체냉매가반송수단(50)으로 회수되도록 구성되어 있다. 또한 상기 보조 열원측 유니트(A2)의 흡열 보조동작은 유로 전환수단(51)을 전환시켜, 반송수단(50)으로부터 토출된 액체냉매를 흡열측 열교환기(14)로 공급하고 이 흡열측 열교환기(14)를 거쳐 이용측 냉매회로(10)를 순환하는 가스냉매를 열교환기(52)에서 응축시켜 반송수단(50)으로 회수하도록 구성되어 있다.

이 해결수단에서, 방열 보조동작시에는 방열측 열교환기(12)의 능력을 확대할 수 있고 흡열 보조동작시에는 흡열측 열교환기(14)의 능력을 확대할 수 있다.

제 22 해결수단은 상기 제 21 해결수단에 있어서 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량보다 큰 경우에 방열 보조동작을 하는 한편, 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량보다 큰 경우에 흡열 보조동작을 하도록 유로 전환수단(51)을 전환시키는 전환 제어수단을 설치한 것이다.

제 23 해결수단은 도 13∼도 22에 도시한 바와 같이 상기 제 1∼제 22 해결수단 중 어느 하나에 있어서, 이용측 냉매회로(10)가 각 열교환기(12, 14)의 기체측을 흡열부(3B)와 방열부(5B)로 선택적으로 전환하여 접속하는 전환수단(D1, D2)을 구비한 것이다.

이 해결수단에서는 각 열교환기(12, 14)의 방열동작과 흡열동작을 임의로 전환할 수 있게 된다.

제 24 해결수단은 상기 제 23 해결수단에 있어서 전환수단(D1, D2)이, 각 열교환기(12, 14)의 기체측과 흡열부(3B)를 연통(連通)상태와 차단상태로 바꾸는 제1 전환 밸브(55a, 55c)와, 각 열교환기(12, 14)의 기체측과 방열부(5B)를 연통상태와 차단상태로 바꾸는 제 2 전환 밸브(55b, 55d)를 구비한 것이다.

또 상기 일부 전환수단(D1, D2)에서의 제 1 전환 밸브(55a, 55c)를 개방하고 제 2 전환 밸브(55b, 55d)를 폐쇄하여 이 전환수단(D1, D2)에 접속되는 열교환기(12, 14)를 방열측 열교환기로 구성하는 한편, 상기 다른 전환수단(D1, D2)에서의 제 1 전환 밸브(55a, 55c)를 폐쇄하고 제 2 전환 밸브(55b, 55d)를 개방하여 이 전환수단(D1, D2)에 접속되는 열교환기(12, 14)를 흡열측 열교환기로 구성하도록 전환수단(D1, D2)을 제어하는 전환 제어수단이 설치되어 있다.

제 25 해결수단은 상기 제 1 ∼24 해결수단의 어느 하나에 있어서, 반송수단(11)을 기계식 펌프로 하고 있다.

제 26 해결수단은 상기 제 1 ∼24 해결수단 중 어느 하나에 있어서, 반송수단(11)이, 액체냉매를 가열하여 고압을 발생시키는 가압수단(71)과 가스냉매를 냉각하여 저압을 발생시키는 감압수단(72) 중 적어도 어느 하나를 구비한 구성으로 되어 있다. 그리고 이 반송수단(11)이 가압수단(71) 또는 감압수단(72)으로 발생되는 압력에 의하여 이용측 냉매회로(10)의 냉매 순환구동력을 발생시키도록 구성되어 있다.

이 해결수단에서는, 이용측 냉매회로(10)에서의 냉매를 확실하게 순환시킬 수 있다. 특히 제 26 해결수단에서는 냉매의 상전이를 유효하게 이용하여 순환구동력을 얻을 수 있다.

- 효과 -

따라서 제 1 해결수단에 의하면 열원측 유니트(A)와 이용측 유니트(B, C)를 2개의 가스배관(GH, GL)으로 접속하면서 일부 열교환기(12)에서는 방열동작을, 다른 열교환기(14)에서는 흡열동작을 동시에 실시할 수 있다. 이 결과 방열동작과 흡열동작을 동시에 실시할 수 있는 냉동장치에 있어서 전체 구성을 간소화할 수 있어 제조 원가의 저감을 도모할 수가 있다.

그리고 배관 개수의 삭감에 따라 그 접속 개소가 삭감되므로 장치 설치시 시공작업의 간략화도 도모할 수 있다.

또 제 2∼4 해결수단은 흡열측 열교환기(14)에 대하여 냉매를 우회시키는 우회로(20)를 설치하고 있다. 이로써 간단한 구성으로 흡열측 열교환기(14)의 능력보다 방열측 열교환기(12)의 능력을 높게 할 수 있다.

또한 제 5∼7 해결수단은 흡열부(3B)에 대하여 냉매를 우회시키는 우회로(25)를 설치하고 있다. 이로써 간단한 구성으로 방열측 열교환기(12)의 능력보다 흡열측 열교환기(14)의 능력을 높게 할 수 있다.

그리고 제 8∼18 해결수단은 제 1 액체배관(LL)과 제 2 액체배관(LL) 사이에 액체 유통관(30, 35, 40)을 설치하고 있다. 이 결과 이용측 냉매회로(10)를 순환하는 냉매의 적어도 일부를 액체 유통관(30, 35, 40)으로 유통시키고 각 열교환기(12, 14)의 능력을 변경할 수가 있어 장치의 범용성 확장을 도모할 수 있다.

특히 제 15 해결수단에 의하면 1개의 반송수단을 설치하는 것만으로 각 열교환기(12, 14)의 능력을 변경할 수 있다.

특히 제 17 해결수단에 의하면 흡열측 열교환기(14)로부터 유출된 냉매를 방열부(5B)에서 확실하게 액화할 수 있어 반송수단(11)으로 가스상 냉매가 유입하는 것을 회피할 수가 있다. 이는 특히 반송수단(11)을 기계식 펌프로 구성하는 경우에 유효하며, 펌프의 고장을 회피할 수 있어 신뢰성의 향상을 도모할 수가 있다.

그리고 제 19 해결수단은 복수의 열원측 유니트(A1, A2)를 설치하고 각각의 흡열부(3B, 3B)와 방열부(5B, 5B)를 병렬로 접속하고 있다. 그 결과 상기 각 열원측 유니트(A1, A2)의 능력을 제어함으로써 각 열교환기(12, 14) 능력의 조정 가능한 범위의 확대를 도모할 수 있고 이에 의해서도 범용성이 확대된다.

또한 제 20∼22 해결수단에 의하면 복수의 열원측 유니트(A1, A2)를 설치하고 각 열원측 유니트(A2)가 방열 보조동작과 흡열 보조동작으로 전환되므로 각 열교환기(12, 14)의 능력을 가변으로 할 수 있다.

또 제 23 및 24 해결수단은 각 열교환기(12, 14)의 기체측이 흡열부(3B) 또는 방열부(5B)로 선택적으로 연통하도록 하고 있다. 이로써 각 열교환기(12, 14)의 방열동작과 흡열동작을 임의로 전환 할 수 있으며, 예를 들어 공기조화장치에 적용한 경우에는 이른바 냉난방 겸용 공기조화장치를 실현할 수 있다.

또한 제 25 및 26 해결수단에 의하면 이용측 냉매회로(10)의 냉매를 확실하게 순환시킬 수 있다.

그리고 제 27 해결수단에 의하면 기계식 펌프를 사용한 것에 비해 효율과 신뢰성이 높은 냉매 순환동작을 행할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명하기로 한다.

(발명의 실시형태 1)

본 실시형태는 본 발명에 관한 냉동장치를 공기조화장치의 냉매회로에 적용한 경우이다.

-냉매회로의 설명-

먼저 본 실시형태에 관한 냉매회로의 회로구성에 대하여 도 1을 참조하면서 설명하기로 한다.

본 실시형태의 냉매회로는 열원으로서의 1차측 냉매회로(1)와 이용측 냉매회로로서의 2차측 냉매회로(10)를 구비한 이른바 2차 냉매 시스템이다. 이 1차측 냉매회로(1)와 이용측 냉매회로로서의 2차측 냉매회로(10) 사이에서 열 반송을 하여 복수의 실내 냉난방을 행한다.

이하, 각 냉매회로(1, 10)에 대하여 설명한다.

1차측 냉매회로(1)는 압축기(2), 가열용 열교환기(3)의 방열부(3A), 전동팽창 밸브(4), 냉각용 열교환기(5)의 흡열부(5A)가, 1차측 냉매배관(6)에 의하여 열원측 냉매의 순환이 가능하도록 차례로 접속 구성되어 있다. 이 가열용 열교환기(3)의 방열부(3A)가 본 발명에서의 가열부이며, 냉각용 열교환기(5)의 흡열부(5A)가 본 발명에서의 냉각부이다.

한편 2차측 냉매회로(10)는 반송수단으로서의 펌프(11), 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B), 방열측 열교환기인 제 1 실내 열교환기(12), 전동 밸브(13), 흡열측 열교환기인 제 2 실내 열교환기(14), 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)가 2차측 냉매배관(15)에 의하여 이용측 냉매의 순환이 가능하도록 차례로 접속 구성되어 있다.

상기 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)와 제 1 실내 열교환기(12)를 접속하는 2차측 냉매배관(15)이 고압 가스관(GH)으로 된다. 제 2 실내 열교환기(14)와 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)를 접속하는 2차측 냉매배관(15)이 저압 가스관(GL)으로 된다.

또한 상기 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)와 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 접속하는 2차측 냉매배관(15)이 제 1 액체배관인 액체관(LL)으로 된다. 상기 제 1 실내 열교환기(12)와 제 2 실내 열교환기(14)를 접속하는 2차측 냉매배관(15)이 제 2 액체배관인 액체관(LL)으로 된다.

이와 같은 구성으로 각 냉매회로(1, 10)에서 냉매가 순환하면, 가열용 열교환기(3)에서의 열교환에 의하여 열원측 냉매로부터 이용측 냉매로 방열되고 냉각용 열교환기(5)에서의 열교환에 의하여 이용측 냉매로부터 열원측 냉매로 방열된다.

상기 1차측 냉매회로(1)와 펌프(11)와 가열용 열교환기(3) 그리고 냉각용 열교환기(5)가 열원측 유니트로서의 실외 유니트(A)에 수용되어 있다. 한편 제 1 실내 열교환기(12)가 이용측 유니트로서의 제 1 실내 유니트(B)에, 마찬가지로 전동 밸브(13)와 제 2 실내 열교환기(14)가 이용측 유니트로서의 제 2 실내 유니트(C)에 각각 수용되어 있다. 실외 유니트(A)가 옥외에 설치되고 각 실내 유니트(B, C)가 각 실내에 개별로 설치되어 있다.

-냉매 순환동작의 설명-

다음으로 본 실시형태의 냉매 순환동작에 대하여 설명하기로 한다.

이 운전동작은 각 냉매회로(1, 10)의 전동 밸브(4, 13)가 소정 개방도로 조정된 상태에서 1차측 냉매회로(1)의 압축기(2) 및 2차측 냉매회로(10)의 펌프(11)가 각각 구동한다.

1차측 냉매회로(1)에서는 도 1의 점선 화살표가 나타내는 바와 같이, 압축기(2)로부터 토출된 열원측 냉매가 가열용 열교환기(3)에서 이용측 냉매와 열교환하여 응축된다. 이 응축된 열원측 냉매가 전동팽창 밸브(4)로 감압되어 냉각용 열교환기(5)에서 이용측 냉매와 열교환하여 증발한다. 그 후 이 열원측 냉매가 압축기(2)로 회수된다. 이와 같은 열원측 냉매의 순환동작이 1차측 냉매회로(1)에서 연속적으로 행해진다.

한편 2차측 냉매회로(10)에서는 도 1의 실선 화살표가 나타내는 바와 같이,펌프(11)로부터 토출된 액상 이용측 냉매가 가열용 열교환기(3)에서 열원측 냉매와 열교환하여 증발한다. 이 증발한 가스상 이용측 냉매가 고압 가스관(GH)을 거쳐 제 1 실내 유니트(B)로 유입한다. 여기서 이용측 냉매가 제 1 실내 열교환기(12)에서 실내 공기와 열교환하여 이 실내 공기를 가열시켜 응축한다.

그 후 이 액상 이용측 냉매가 제 2 실내 유니트(C)로 유입한다. 여기서 이용측 냉매가 전동 밸브(13)를 거친 후, 제 2 실내 열교환기(14)에서 실내 공기와 열교환하여 이 실내 공기를 냉각시켜 증발한다.

그 다음 이 가스상 이용측 냉매가 저압 가스관(GL)을 거친 후, 냉각용 열교환기(5)에서 열원측 냉매와 열교환하여 응축하고 펌프로 회수된다. 이와 같은 이용측 냉매의 순환동작이 2차측 냉매회로(10)에서 연속적으로 행해진다.

이러한 같은 냉매 순환동작이므로 제 1 실내 유니트(B)에서는 실내 공기가 가열되는 한편 제 2 실내 유니트(C)에서는 실내 공기가 냉각된다. 예를 들어 본 장치를 냉동창고에 적용할 경우 등은 제 1 실내 유니트(B)를 사무실에 설치하여 겨울 동안 난방으로 사용하고 제 2 실내 유니트(C)를 냉동고 내의 냉각에 이용하는 것 등을 생각할 수 있다.

또한 각 실내 유니트(B, C)를 모두 실내에 설치하여 한쪽 실내를 난방으로 하고 다른 쪽 실내를 냉방으로 해도 좋다.

-본 실시형태의 효과-

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면 실외 유니트(A)와 실내 유니트(B, C)를 접속하는 연락배관으로서는 고압 가스관(GH)과 저압 가스관(GL)만을구비하면 된다. 따라서 2개의 연락관(GH, GL)을 사용하는 것만으로 복수의 실내에 대하여 일부 실내에서는 난방동작을, 다른 실내에서는 냉방동작을 동시에 행할 수가 있다. 그 결과 장치 전체의 구성을 0간소화할 수 있어 제조원가의 저감을 도모할 수 있다. 그리고 배관수의 삭감에 따라 그 접속 개소가 적어지므로 장치 설치시 시공작업의 간략화도 도모할 수가 있다.

(발명의 실시형태 2)

다음으로 본 발명의 실시형태 2를 도 2에 기초하여 설명한다.

본 실시형태도 상술한 실시형태 1과 마찬가지로 본 발명에 관한 냉동장치를 공기조화장치의 냉매회로에 적용한 경우이다.

그리고 본 실시형태의 1차측 냉매회로(1)의 구성은 상술한 실시형태 1과 마찬가지이다. 따라서 여기서는 2차측 냉매회로(10)에 대해서만 설명하기로 한다.

또한 도 2에서는 2차측 냉매회로(10)만을 도시한다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 실시형태의 공기조화장치에서의 2차측 냉매회로(10)에는 제 2 실내 열교환기(14)를 우회하는 우회로를 형성하는 우회배관(20)이 설치되어 있다. 이 우회배관(20)의 한 끝이 전동팽창 밸브(13)와 제 2 실내 열교환기(14) 사이의 액체관(LL)에 접속되고, 다른 한 끝이 제 2 실내 열교환기(14)와 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B) 간의 저압 가스관(GL)에 접속되어 있다.

또 이 우회배관(20)은 관경이 액체관(LL)보다 작게 설정되며, 전동 밸브(13)를 거친 이용측 냉매의 일부를, 제 2 실내 열교환기(14)를 우회하여 저압가스관(GL)으로 흐르도록 구성되어 있다.

이 구성으로, 운전시에 전동 밸브(13)를 거친 이용측 냉매의 일부가 제 2 실내 열교환기(14)로 흘러가 실내 공기의 냉각에 이용된 후, 저압 가스관(GL)으로 유출된다. 다른 냉매는 액상 또는 액기 혼합 양상인 채 우회배관(20)을 흐르고, 저압 가스관(GL)에서 상기 제 2 실내 열교환기(14)를 거친 이용측 냉매와 합류하여 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)로 유입된다.

기타의 동작은 상술한 실시형태 1의 경우와 마찬가지이다.

이와 같이 본 실시형태에서는 이용측 냉매의 일부가 제 2 실내 열교환기(14)를 우회하도록 하였으므로 제 2 실내 열교환기(14)의 냉방 능력보다 제 1 실내 열교환기(12)의 난방 능력을 높게 하는 것이 가능하다. 따라서 냉방부하보다 난방부하 쪽이 큰 경우(이하 이 경우를 난방 리치상태라 함)에 유효하다.

(발명의 실시형태 2의 변형예)

상술한 실시형태 2의 변형예에 대하여 설명하기로 한다.

본 변형예에서는 도 3에 도시한 바와 같이 우회배관(20)의 상류 쪽 이 제 1 실내 열교환기(12)와 전동팽창 밸브(13) 사이의 액체관(LL)에 접속되어 있다. 그리고 이 우회배관(20)에는 냉매유량의 조정을 가능하게 하는 조정기구로서의 전동 밸브(21)가 설치되어 있다.

또한 도시하지 않았으나 본 장치의 제어기에는 전동 밸브(21) 개방도를 조정하는 개방도 조정수단이 설치되어 있다.

이 구성으로 전동 밸브(21)의 개방도를 제어함으로써 제 2 실내열교환기(14)를 우회하는 이용측 냉매의 양을 조정할 수 있게 된다. 즉 냉방부하에 따라 제 2 실내 열교환기(14)에 적절한 냉매유량을 얻을 수 있게 된다. 구체적으로는 난방부하에 비하여 냉방부하가 작을수록 전동 밸브(21)의 개방도를 크게 하여 우회배관(20)을 흐르는 냉매량을 증가시키도록 제어된다. 즉 제 2 실내 열교환기(14)를 흐르는 냉매량을 저감시켜 냉방 능력을 낮게 억제하도록 한다.

(발명의 실시형태 3)

다음으로 본 발명의 실시형태 3을 도 4에 기초하여 설명한다.

본 실시형태도 본 발명에 관한 냉동장치를 공기조화장치의 냉매회로에 적용한 경우이다. 그리고 1차측 냉매회로(1)의 구성은 상술한 실시형태 1과 마찬가지이다.

도 4는 2차측 냉매회로(10)만을 도시한 것으로, 본 실시형태의 공기조화장치의 2차측 냉매회로(10)에는 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 우회하는 우회로를 형성하는 우회배관(25)이 설치되어 있다.

이 우회배관(25)의 한 끝이 펌프(11)와 가열용 열교환기(3) 흡열부(3B) 사이의 액체관(LL)에 접속되고 다른 한 끝이 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)와 제 1 실내 열교환기(12) 사이의 고압 가스관(GH)에 접속되어 있다.

또 이 우회배관(25)은 관경이 액체관(LL)보다 작게 설정되며, 펌프(11)로부터 토출된 액상 이용측 냉매의 일부가 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 우회하여 고압 가스관(GH)으로 흐르도록 구성되어 있다.

이 구성으로 운전시에 펌프(11)로부터 토출된 액상 이용측 냉매의 일부가 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)로 흘러가 열원측 냉매로부터 열을 받아 증발한 후, 고압 가스관(GH)으로 유출된다. 다른 이용측 냉매는 우회배관(25)을 흘러, 액상인 채로 고압 가스관(GH)에서 상기 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 거친 이용측 냉매와 합류하여 제 1 실내 열교환기(12)로 유입된다.

기타의 동작은 상술한 실시형태 1의 경우와 마찬가지이다.

이와 같이 본 실시예에서는 이용측 냉매의 일부가 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 우회하도록 함으로써 이용측 냉매가 열원측 냉매에 부여하는 열량보다 이용측 냉매가 열원측 냉매로부터 받는 열량을 작게 할 수 있다. 즉 제 1 실내 열교환기(12)의 방열량을 작게 하는 구성이다. 따라서 난방부하보다 냉방부하가 더 큰 경우(이하, 이 경우를 냉방 리치상태라 함)에 효과적인 구성으로 되어 있다.

(발명의 실시형태 3의 변형예)

상술한 실시형태 3의 변형예에 대하여 설명한다.

본 변형예는 도 5에 도시한 바와 같이 우회배관(25)에 냉매유량의 조정을 가능하게 하는 조정기구로서의 전동 밸브(26)가 설치되어 있다.

그리고 도시하지 않았으나 본 장치의 제어기에는 전동 밸브(26)의 개방도를 조정하는 개방도 조정수단이 설치되어 있다.

이 구성으로 전동 밸브(26)의 개방도를 제어함으로써 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 우회하는 이용측 냉매의 양을 조정할 수 있게 된다. 즉 난방부하에 따라 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)에 적절한 냉매유량을 얻는 것이 가능해진다. 구체적으로는 냉방부하에 비하여 난방부하가 작을수록 전동 밸브(26)의 개방도를 크게 하여 우회배관(25)을 흐르는 냉매량을 증가시키도록 제어된다. 즉 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 흐르는 냉매량을 저감시켜 난방 능력을 낮게 억제하도록 한다.

-한쪽의 실내 유니트가 정지 가능한 회로구성-

이하에 서술하는 실시형태 4∼8은 각 실내 유니트(B, C) 중 한 쪽이 정지해 있어도 이용측 냉매의 순환을 가능하게 한 회로구성으로 한다.

(발명의 실시형태 4)

본 실시형태는 도 6에 도시한 바와 같이 제 1 실내 열교환기(12)와 제 2 실내 열교환기(14) 사이의 액체관(LL)에 2개의 전동 밸브(13a, 13b)를 구비하고 있다.

그리고 이 각 전동 밸브(13a, 13b) 간의 액체관(LL)과 펌프(11)의 상류측(흡입측) 액체관(LL) 사이에는 액체 유통관으로서의 액체 복귀관(30)이 접속되어 있다. 이 액체 복귀관(30)에는 전동 밸브(31)가 설치되어 있다.

또한 도시하지 않았으나 본 장치의 제어기에는 전동 밸브(31)의 개방도를 조정하는 개방도 조정수단이 설치되어 있다.

이 구성으로 난방 리치상태에서는 액체관(LL)의 상류측 전동 밸브(13a)를 개방시킴과 동시에 하류측 전동 밸브(13b)의 개방도를 작게 한다. 또 액체 복귀관(30)의 전동 밸브(31)를 소정 개방도로 조정한다.

이로써 제 1 실내 열교환기(12) 및 상류측 전동 밸브(13a)를 거친 액상 이용측 냉매의 일부가 제 2 실내 열교환기(14)로 흘러가 실내 공기의 냉각에 이용된후, 저압 가스관(GL)으로 유출되고, 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)에서 응축되어 펌프(11)의 흡입측으로 복귀한다. 다른 이용측 냉매는 액체 복귀관(30)을 흘러 상전이하는 일없이 펌프(11)의 흡입측으로 복귀한다. 즉 이 액체 복귀관(30)을 흐르는 이용측 냉매가 제 2 실내 열교환기(14)를 우회한다.

기타의 동작은 상술한 실시형태 1의 경우와 마찬가지이다.

이와 같이 본 실시형태에 의하면 전동 밸브(13a, 13b, 31)의 개방도 조정에 의하여 이용측 냉매의 일부가 제 2 실내 열교환기(14) 및 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)를 우회한다. 이 결과 제 2 실내 열교환기(14)의 냉방 능력보다 제 1 실내 열교환기(12)의 난방 능력을 높게 하는 것이 가능하게 된다.

따라서 상술한 실시형태 2의 경우와 마찬가지로 냉방부하보다 난방부하가 더 큰 경우에 효과적인 구성이다. 구체적으로는 난방부하에 비하여 냉방부하가 작을수록 전동 밸브(31)의 개방도를 크게 하여 액체 복귀관(30)을 흐르는 냉매량을 증가시키도록 제어된다. 즉 제 2 실내 열교환기(14) 및 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)를 흐르는 냉매량을 저감시켜 냉방능력을 낮게 억제하도록 한다.

그리고 냉방부하와 난방부하가 같은 경우에는 액체 복귀관(30)의 전동 밸브(31)를 폐쇄한다. 이로써 상기 실시형태 1의 경우와 같은 냉매 순환동작이 행해진다.

또 냉방부하가 없는 경우에는 하류측 전동 밸브(13b)를 전폐로 한다. 이 경우, 이용측 냉매가 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)와 제 1 실내 열교환기(12) 사이에서만 순환하고 제 2 실내 열교환기(14)로는 흐르지 않게 된다. 즉 제 1 실내열교환기(12)의 난방 능력만이 얻어지는 냉매 순환동작의 실행이 가능한 구성으로 된다.

여기서 이와 같은 운전동작을 실현하기 위해서는, 1차측 냉매회로(1)에서는 응축된 열원측 냉매를 증발시키는 데 필요한 열량이 부족하다. 이 때문에 이 열량을 보충하기 위한 공기 열교환기 등이 필요하게 된다.

(발명의 실시형태 5)

상술한 실시형태 4는 제 1 실내 열교환기(12)의 난방 능력만을 얻을 수 있는 것으로 하였으나 본 실시형태에서는 제 2 실내 열교환기(14)의 냉방 능력만을 얻을 수 있는 것으로 한다. 여기서는 상술한 실시형태 4와의 상이점에 대해서만 설명하기로 한다.

도 7에 도시한 바와 같이 본 실시형태의 2차측 냉매회로(10)는 상술한 실시형태 4의 액체 복귀관(30) 대신 액체 유통관으로서의 액체 공급관(35)이 설치되어 있다. 이 액체 공급관(35)의 한 끝이 각 전동 밸브(13a, 13b) 사이의 액체관(LL)에 접속되고 다른 한 끝이 펌프(11)의 하류측(토출측) 액체관(LL)에 접속되어 있다. 이 액체 공급관(35)에도 전동 밸브(36)가 설치되어 있다.

그리고 도시하지 않았으나 본 장치의 제어기에도 전동 밸브(36)의 개방도를 조정하는 개방도 조정장치가 설치되어 있다.

이 구성으로 냉방리치 상태에서는 액체관(LL)의 하류측 전동 밸브(13b)를 개방시킴과 동시에 상류측 전동 밸브(13a)의 개방도를 작게 한다. 그리고 액체 공급관(35)의 전동 밸브(36)를 소정 개방도로 조정한다.

이로써 펌프(11)로부터 토출된 이용측 냉매의 일부가 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)로 흘러가 열원측 냉매로부터 열을 받아 증발한 후, 고압 가스관(GH)으로 유출된다. 그 후, 이 이용측 냉매가 제 1 실내 열교환기(12)를 흘러 실내 공기의 난방에 이용된다.

다른 이용측 냉매가 액체 공급관(35)을 흐른 다음, 상기 제 1 실내 열교환기(12)를 거친 이용측 냉매와 합류하고 하류측 전동 밸브(13b)를 거쳐 제 2 실내 열교환기(14)로 유입된다. 기타의 동작은 상술한 실시형태 1의 경우와 마찬가지이다.

이와 같이 본 실시형태에 의하면 전동 밸브(13a, 13b, 36)의 개방도 조정에 의하여 이용측 냉매의 일부가 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B) 및 제 1 실내 열교환기(12)를 우회한다. 그 결과 제 1 실내 열교환기(12)의 난방 능력보다 제 2 실내 열교환기(14)의 냉방 능력을 높게 하는 것이 가능하게 된다.

따라서 상술한 실시형태 3의 경우와 마찬가지로 난방부하보다 냉방부하가 더 큰 경우에 효과적인 구성이다. 구체적으로는 냉방부하에 비하여 난방부하가 작을수록 전동 밸브(36)의 개방도를 크게 하여 액체 공급관(35)을 흐르는 냉매량을 증가시키도록 제어가 행해진다. 즉 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B) 및 제 1 실내 열교환기(12)를 흐르는 냉매량을 저감시켜 난방 능력을 낮게 억제하도록 한다.

그리고 냉방부하와 난방부하가 같은 경우에는 액체 공급관(35)의 전동 밸브(36)를 폐쇄한다. 이로써 상기 실시형태 1의 경우와 같은 냉매 순환동작이 행해진다.

또 난방부하가 없을 경우에는 상류측 전동 밸브(13a)를 전폐로 한다. 이 경우, 이용측 냉매가 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)와 제 2 실내 열교환기(14) 사이에서만 순환하고 제 1 실내 열교환기(12)로는 흐르지 않는다. 즉 제 2 실내 열교환기(14)의 냉방 능력만이 얻어지는 냉매 순환동작을 한다.

여기서 이와 같은 운전동작을 실현하기 위해서, 1차측 냉매회로(1)에서는 증발한 열원측 냉매의 잉여열이 발생한다. 이 때문에 이 잉여열을 방출하기 위한 공기 열교환기 등이 필요하게 된다.

(발명의 실시형태 6)

본 실시형태는 상술한 실시형태 4 및 실시형태 5의 각 구성을 겸비한 것이다.

도 8에 도시한 바와 같이 본 실시형태의 2차측 냉매회로(10)는 제 1 실내 열교환기(12)와 제 2 실내 열교환기(14) 사이의 액체관(LL)에 2개의 전동 밸브(13a, 13b)를 구비하고 있다.

그리고 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)와 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B) 사이의 액체관(LL)에 2개의 펌프(11a, 11b)를 구비하고 있다. 이들 펌프(11a, 11b)는 운전 주파수가 가변이므로 단위 시간당의 냉매 토출량이 변경 가능하다.

또 도시하지 않았으나 본 장치의 제어기에는 이들 펌프(11a, 11b)의 운전 주파수를 조정하여 펌프(11a, 11b) 각각의 반송능력을 조정하는 능력조정수단이 설치되어 있다.

또한 상기 각 전동 밸브(13a, 13b) 사이의 액체관(LL)과 각 펌프(11a, 11b)간의 액체관(LL) 사이에는 액체 유통관(40)이 접속되어 있다.

이 구성으로 난방리치 상태에서는 액체관(LL)의 상류측 전동 밸브(13a)를 개방시킴과 동시에 하류측 전동 밸브(13b)의 개방도를 작게 한다. 또 하류측 펌프(11b)의 운전 주파수를 상류측 펌프(11a)의 운전 주파수보다 높게 설정한다.

이로써 도 8의 실선 화살표와 같이 상류측 펌프(11a) 및 하류측 펌프(11b)로부터 토출되어 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B), 제 1 실내 열교환기(12) 및 상류측 전동 밸브(13a)를 거친 이용측 냉매의 일부가 제 2 실내 열교환기(14)로 흘러가 실내 공기의 냉각에 이용된 후, 저압 가스관(GL)으로 유출되고 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)을 거쳐 상류측 펌프(11a)의 흡입측으로 복귀한다.

다른 이용측 냉매는 액체 유통관(40)을 흘러 상전이하는 일없이 하류측 펌프(11b)의 흡입측으로 복귀한다. 즉 이 액체 유통관(40)을 흐르는 이용측 냉매가 제 2 실내 열교환기(14)를 우회한다.

기타의 동작은 상술한 실시형태 1의 경우와 마찬가지이다.

또 냉방부하가 없는 경우에는 하류측 전동 밸브(13b)를 전폐함과 동시에 상류측 펌프(11a)를 정지한다. 이 경우, 이용측 냉매가 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)와 제 1 실내 열교환기(12) 사이에서만 순환하고 제 2 실내 열교환기(14)로는 흐르지 않는다.

한편 냉방리치 상태에서는 액체관(LL)의 하류측 전동 밸브(13b)를 개방시킴과 동시에 상류측 전동 밸브(13a)의 개방도를 작게 한다. 그리고 상류측펌프(11a)의 운전 주파수를 하류측 펌프(11b)의 운전 주파수보다 높게 설정한다.

이로써 도 8의 점선 화살표와 같이 상류측 펌프(11a)로부터 토출된 이용측 냉매의 일부가 하류측 펌프(11b), 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)로 흘러가 열원측 냉매로부터 열을 받아 증발한 후, 고압 가스관(GH)으로 유출된다. 그 후, 이 이용측 냉매가 제 1 실내 열교환기(12)를 흘러 실내 공기의 난방에 이용된다.

다른 이용측 냉매는 액체 유통관(40)을 흐른 다음, 상기 제 1 실내 열교환기(12)를 거친 이용측 냉매와 합류하고 하류측 전동 밸브(13b)를 거쳐 제 2 실내 열교환기(14)로 유입된다.

기타의 동작은 상술한 실시형태 1의 경우와 마찬가지이다.

또 난방부하가 없는 경우에는 상류측 전동 밸브(13a)를 전폐함과 동시에 하류측 펌프(11b)를 정지한다. 이 경우, 이용측 냉매가 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)와 제 2 실내 열교환기(14) 사이에서만 순환하고 제 1 실내 열교환기(12)로는 흐르지 않는다.

이와 같이 본 실시형태에 의하면 난방리치 상태 및 냉방리치 상태 모두에 대응하여 이용측 냉매의 순환동작을 행할 수가 있다. 여기서 이와 같은 운전동작을 실현하기 위해서는, 1차측 냉매회로(1)에서는 열원측 냉매의 열량부족이나 잉여열이 발생하므로 이를 제거하기 위한 공기 열교환기 등이 필요하다.

또 본 실시형태의 경우, 액체 유통관(40)에 전동 밸브를 설치하여 이 액체 유통관(40)의 냉매 유통량을 조정 가능하게 하는 구성을 채용할 수도 있다.

(발명의 실시형태 6의 제 1 변형예)

상술한 실시형태 6의 제 1 변형예에 대하여 설명하기로 한다. 본 변형예에서는 도 9에 도시한 바와 같이 펌프(11)를 1개만으로 하고 있다.

또한 액체 유통관(40)의 한 끝(펌프에 접속하는 쪽)을 분기하고 한 쪽의 제 1 분기관(40a)이 펌프(11)의 흡입측에, 다른 쪽의 제 2 분기관(40b)이 펌프(11)의 토출측에 각각 접속되어 있다. 각 분기관(40a, 40b)에는 제 1 유량제어 밸브 및 제 2 유량제어 밸브로서의 전자(電磁) 밸브(41a, 41b)가 설치되어 있다.

또 도시하지 않았으나 본 장치의 제어기에는 이들 전자 밸브(41a, 41b)의 개폐동작을 제어하는 개폐제어수단이 설치되어 있다.

이 구성으로 난방리치 상태에서는 액체관(LL)의 상류측 전동 밸브(13a)를 개방시킴과 동시에 하류측 전동 밸브(13b)의 개방도를 작게 한다. 그리고 제 1 분기관(40a)의 전자 밸브(41a)를 개방함과 동시에 제 2 분기관(40b)의 전자 밸브(41b)를 폐쇄한다. 이로써 상술한 실시형태 6에 있어서의 난방리치 상태와 같은 냉매 순환동작을 행할 수 있다(도 9에 나타난 실선 화살표 참조). 또한 냉방부하가 작을수록 하류측 전동 밸브(13b)의 개방도를 작게 하여 액체 유통관(40)의 액체냉매 유량을 증가시킨다.

한편 냉방리치 상태에서는 액체관(LL)의 하류측 전동 밸브(13b)를 개방시킴과 동시에 상류측 전동 밸브(13a)의 개방도를 작게 한다. 그리고 제 1 분기관(40a)의 전자 밸브(41a)를 폐쇄함과 동시에 제 2 분기관(40b)의 전자 밸브(41b)를 개방한다. 이로써 상술한 실시형태 6에 있어서의 냉방리치 상태와 같은 냉매 순환동작을 행할 수 있다(도 9에 나타난 점선 화살표 참조). 그리고 난방부하가 작을수록 상류측 전동 밸브(13a)의 개방도를 작게 하여 액체 유통관(40)의 액체냉매 유량을 증가시킨다.

이와 같이 본 변형예에서는 1개의 펌프(11)를 이용하는 것만으로 난방리치 상태 및 냉방리치 상태 모두에 대응하여 이용측 냉매의 순환동작을 할 수 있다.

(발명의 실시형태 6의 제 2 변형예)

상술한 실시형태 6의 제 2 변형예에 대하여 설명하기로 한다. 본 변형예도 도 10에 도시한 바와 같이 펌프(11)를 1개만으로 하고 있다.

또한 액체 유통관(40)의 제 2 분기관(40b)을 펌프(11)의 토출측에, 제 1 분기관(40a)을 냉각용 열교환기(5) 방열부(5B)의 상류측에 각각 접속하고 있다. 각 분기관(40a, 40b)에는 유량제어 밸브로서의 전동 밸브(42a, 42b)가 설치되어 있다.

또 도시하지 않았으나 본 장치의 제어기에는 이들 전동 밸브(42a, 42b)의 개방도를 조정하는 개방도조정수단이 설치되어 있다.

이 구성으로 상술한 제 1 변형예와 같이 밸브의 개방도 조정에 의하여 난방리치 상태 및 냉방리치 상태 모두에 대하여 이용측 냉매의 순환동작을 행할 수 있다. 또한 냉방 부하가 작을수록 제 2 분기관(40b)의 전동 밸브(42b)의 개방도를 작게 하고 제 1 분기관(40a)의 액체냉매 유량을 증가시킨다. 한편 난방 부하가 작을수록 제 1 분기관(40a)의 전동 밸브(42a)의 개방도를 작게 하고 제 2 분기관(40b)의 액체냉매 유량을 증가시킨다. 도 10에서도 난방리치 상태의 냉매 순환동작을 실선 화살표로 나타내고 냉방리치 상태의 냉매 순환동작을 점선 화살표로 나타내고 있다.

본 변형예의 구성에 의하면 난방리치 상태의 운전동작에 있어서 펌프(11)로 돌아가는 이용측 냉매를 냉각용 열교환기(5)에서 확실하게 액화할 수 있다. 따라서 펌프(11)로 가스상 냉매가 돌아가 버려 펌프(11) 구동에 지장을 초래하는 등의 문제를 피할 수 있다.

(발명의 실시형태 7)

다음으로 실시형태 7에 대하여 설명하기로 한다. 본 실시형태는 복수의 실외 유니트(A1, A2)를 구비한 것이다.

도 11에 도시한 바와 같이 본 실시형태는 상술한 실시형태 6의 회로구성에 있어서 2대의 실외 유니트(A1, A2)를 병렬로 접속한 것이다. 즉 고압 가스배관(GH) 및 저압 가스배관(GL)을 분기하여 각 실외 유니트(A1, A2)에서의 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B) 및 냉각용 열교환기(5)의 방열부(5B)에 각각 접속하고 있다.

각 실외 유니트(A1, A2)의 구성은 상술한 실시형태 6의 구성과 마찬가지이다. 그리고 본 실시형태의 운전동작은 상술한 실시형태 6의 경우와 마찬가지로, 각 밸브(13a, 13b)의 개방도 조정 및 펌프(11a, 11b)의 운전 주파수 조정에 의하여 냉난방능력이 조정된다.

이 구성에 따르면 각 실외 유니트(A1, A2)의 능력을 조정함으로써 난방능력 및 냉방능력의 조정 범위를 확대할 수 있다.

(발명의 실시형태 8)

다음으로 실시형태 8에 대하여 설명하기로 한다. 본 실시형태도 복수의 실외 유니트(A1, A2)를 구비한 것이다.

도 12에 도시한 바와 같이 본 실시형태의 2대의 실외 유니트(A1, A2) 중 한 쪽의 제 1 실외 유니트(A1)는 상술한 각 실시형태의 구성과 마찬가지 구성으로 되어 있다. 다른 쪽의 제 2 실외 유니트(A2)는 펌프(50), 유로 전환수단으로서의 4방향 전환 밸브(51), 공기 열교환기(52)를 구비하고 각 실내 열교환기(12, 14)와 폐회로를 구성하고 있다. 즉 공기 열교환기(52)의 기체측이 분기관(52a, 52b)으로 분기되고, 제 1 분기관(52a)이 고압 가스배관(GH)에, 제 2 분기관(52b)이 저압 가스배관(GL)에 각각 접속되어 있다. 제 1 분기관(52a)에는 고압 가스배관(GH)으로 향하는 이용측 냉매의 흐름만을 허용하는 역지 밸브(CV)가 설치되어 있다. 제 2 분기관(52b)에는 공기 열교환기(52)로 향하는 이용측 냉매의 흐름만을 허용하는 역지 밸브(CV)가 설치되어 있다.

그리고 액체 유통관(40)과 제 2 실외 유니트(A2)를 연결하는 접속관(53)이 설치되어 있다.

상기 공기 열교환기(52)의 액체측 및 접속관(53)은 4방향 전환 밸브(51)에 접속되어 있다. 또한 도시하지 않았으나 본 장치의 제어기에는 이 4방향 전환 밸브(51)의 전환제어를 행하는 전환제어 수단이 설치되어 있다. 이 전환제어 수단의 제어동작에 의하여 4방향 전환 밸브(51)가 전환된다. 즉 펌프(50)의 토출측을 공기 열교환기(52)로 연통시키면서 흡입측을 접속관(53)으로 연통시키는 상태와, 펌프(50)의 토출측을 접속관(53)으로 연통시키고 흡입측을 공기 열교환기(52)로 연통시키는 상태가 전환 가능하다.

다음으로 상기 제 2 실외 유니트(A2)의 운전동작에 대하여 설명하기로 한다.

난방리치 상태에서는 4방향 전환 밸브(51)가 도 12의 실선 쪽으로 바뀌어 방열 보조동작이 행해진다. 펌프(50)로부터 토출된 액상 이용측 냉매는 도 12의 실선 화살표와 같이 공기 열교환기(52)에서 예를 들어 외기와 열교환하여 증발해 고압 가스배관(GH)으로 유입되고 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)로부터 유출되는 이용측 냉매와 합류한다. 이 이용측 냉매가 제 1 실내 열교환기(12)에서 실내 난방에 이용된다. 이 제 1 실내 열교환기(12)를 거친 이용측 냉매 중 액체 유통관(40)을 흐르는 냉매의 일부가 접속관(53) 및 4방향 전환 밸브(51)를 거쳐 펌프(50)의 흡입측으로 회수된다. 이러한 냉매 순환동작이 연속적으로 행해진다.

한편 냉방리치 상태에서는 4방향 전환 밸브(51)가 도 12의 점선쪽으로 바뀌어 흡열 보조동작이 행해진다. 펌프(50)로부터 토출된 액상 이용측 냉매는 도 12의 점선 화살표와 같이 접속관(53)을 거쳐 액체 유통관(40)의 냉매와 합류한다. 이 이용측 냉매가 제 2 실내 열교환기(14)에서 냉방에 이용된 후, 저압 가스배관(GL)으로 유출된다. 이 저압 가스배관(GL)을 흐르는 이용측 냉매의 일부가 제 2 분기관(52b), 공기 열교환기(52) 및 4방향 전환 밸브(51)를 거쳐 펌프(50)의 흡입측으로 회수된다. 이러한 냉매 순환동작이 연속적으로 행해진다.

이와 같이 본 실시형태는 2차 냉매시스템과 1단(single stage) 냉매회로의 병용이 가능한 구성으로 되어 있다.

-각 실내 유니트의 냉난방이 전환 가능한 회로구성-

이하에서 설명하는 실시형태 9∼11은 각 실내 유니트(B, C)의 냉방운전과 난방운전을 임의로 전환 가능하게 한 이른바 냉난방 겸용 회로구성으로 한 것이다.

(발명의 실시형태 9)

본 실시형태에서는 상술한 실시형태 1의 회로구성에 대하여 각 실내 유니트(B, C)의 냉난방을 전환 가능하게 한 것이다.

도 13에 도시한 바와 같이 본 실시형태의 2차측 냉매회로(10)는 고압 가스배관(GH) 및 저압 가스배관(GL)과 각 실내 유니트(B, C) 사이에 전환수단으로서 제 1 및 제 2 전환 유니트(D1, D2)가 설치되어 있다. 각 실내 유니트(B, C)는 서로 동일한 구성이다. 즉 각 실내 유니트(B, C)는 실내 열교환기(12, 14)를 수용하고 이 실내 열교환기(12, 14)의 액체측에 전동 밸브(13a, 13b)가 접속되어 있다.

고압 가스배관(GH) 및 저압 가스배관(GL)이 각각 분기되어 있다. 고압 가스배관(GH)의 분기관(GH1, GH2)과 저압 가스배관(GL)의 분기관(GL1, GL2)이 전환 유니트(D1, D2) 내부에서 접속되어 있다. 그리고 이들 각 분기관(GH1, GL1, GH2, GL2)에는 전자 밸브(55a, 55b, 55c, 55d)가 설치되어 있다. 즉 각 전환 유니트(D1, D2)의 고압 가스배관측의 분기관(GH1, GH2)에는 고압측 전자 밸브(55a, 55c)가 설치되고 각 전환 유니트(D1, D2)의 저압 가스배관측의 분기관(GL1, GL2)에는 저압측 전자 밸브(55b, 55d)가 설치되어 있다. 또 도시하지 않았으나 본 장치의 제어기에는 이 각 전자 밸브(55a, 55b, 55c, 55d)의 개폐동작을 제어하는 전환제어 수단이 설치되어 있다.

그리고 각 실내 유니트(B, C)의 전동 밸브(13a, 13b)끼리가 액체관(LL)에 의하여 접속되어 있다.

이러한 구성에 의하여 제 1 실내 유니트(B)에서 난방운전을 하고 제 2 실내 유니트(C)에서 냉방운전을 할 경우, 제 1 전환 유니트(D1)에서는 고압측 전자 밸브(55a)를 개방하고 저압측 전자 밸브(55b)를 폐쇄한다. 한편 제 2 전환 유니트(D2)에서는 고압측 전자 밸브(55c)를 폐쇄하고 저압측 전자 밸브(55d)를 개방한다.

이로써 도 13의 실선 화살표와 같이 펌프(11)로부터 토출된 액상 이용측 냉매는 가열용 열교환기(3)에서 열원측 냉매와 열교환하여 증발한다. 이 증발한 가스상 이용측 냉매가 고압 가스관(GH) 및 제 1 전환 유니트(D1)를 거쳐 제 1 실내 유니트(B)로 유입한다. 여기서 이용측 냉매가 제 1 실내 열교환기(12)에서 실내 공기와 열교환하고 이 실내 공기를 가열시켜 응축한다.

그런 뒤, 이 액상 이용측 냉매가 액체관(LL)을 흐르고 제 1 전환 유니트(D1) 및 제 2 전환 유니트(D2)를 거쳐 제 2 실내 유니트(C)로 유입한다. 여기서 이용측 냉매가 전동 밸브(13c)로 감압되어 제 2 실내 열교환기(14)에서 실내 공기와 열교환하고 이 실내 공기를 냉각시켜 증발한다. 그 후 이 가스상 이용측 냉매가 제 2 전환 유니트(D2) 및 저압 가스관(GL)을 거친 다음 냉각용 열교환기(5)에서 열원측 냉매와 열교환하여 응축하고, 펌프(11)로 회수된다. 이러한 이용측 냉매의 순환동작이 2차측 냉매회로(10)에서 연속적으로 행해진다. 이로써 제 1 실내 유니트(B)에서 난방운전이 행해지고, 제 2 실내 유니트(C)에서 냉방운전이 각각 행해진다.

한편 제 1 실내 유니트(B)에서 냉방운전을 행하고 제 2 실내 유니트(C)에서 난방운전을 행할 경우, 제 1 전환 유니트(D1)에서는 고압측 전자 밸브(55a)를 폐쇄하고 저압측 전자 밸브(55b)를 개방한다. 반면 제 2 전환 유니트(D2)에서는 고압측 전자 밸브(55c)를 개방하고 저압측 전자 밸브(55d)를 폐쇄한다.

이로써 도 13의 점선 화살표와 같이 펌프(11)로부터 토출된 액상 이용측 냉매는 가열용 열교환기(3), 고압 가스관(GH) 및 제 2 전환 유니트(D2)를 차례로 흘러 제 2 실내 유니트(C)로 유입한다. 여기서 이용측 냉매가 제 2 실내 열교환기(14)에서 실내 공기와 열교환하고 이 실내 공기를 가열시켜 응축한다. 그 다음 이 액상 이용측 냉매가 액체관(LL)을 흐르고, 제 2 전환 유니트(D2) 및 제 1 전환 유니트(D1)를 거쳐 제 1 실내 유니트(B)로 유입한다. 여기서 이용측 냉매가 전동 밸브(13a)를 거쳐 제 1 실내 열교환기(12)에서 실내 공기와 열교환하고 이 실내 공기를 냉각시켜 증발한다.

그 후 이 가스상 이용측 냉매가 제 1 전환 유니트(D1) 및 저압 가스관(GL) 및 냉각용 열교환기(5)를 차례로 흘러 펌프(11)로 회수된다. 이러한 이용측 냉매의 순환동작이 2차측 냉매회로(10)에서 연속적으로 행해진다. 이로써 제 1 실내 유니트(B)에서 냉방운전이 행해지고 제 2 실내 유니트(C)에서 난방운전이 각각 행해진다.

이상과 같이 본 실시형태에서는 각 전환 유니트(D1, D2) 전자 밸브(55a, 55b, 55c, 55d)의 전환동작에 의하여 각 실내 유니트(B, C)에서의 운전동작을 임의로 전환하는 것이 가능하다.

(발명의 실시형태 10)

본 실시형태는 상술한 실시형태 2의 변형예(도 3)의 회로구성에 대하여 각실내 유니트(B, C)의 냉난방을 전환할 수 있도록 한 것이다. 여기서는 상술한 실시형태 9와의 상이점에 대해서만 설명하기로 한다.

도 14에 도시한 바와 같이 본 실시형태의 공기조화장치의 2차측 냉매회로(10)에는 각 실내 유니트(B, C) 사이의 액체관(LL)과 저압 가스배관(GL)을 접속하는 우회배관(20)이 설치되어 있다. 이 우회배관(20)에는 냉매유량의 조정을 가능하게 하는 전동 밸브(21)가 설치되어 있다.

이 구성으로 운전시에 난방동작을 하는 실내 열교환기를 거친 이용측 냉매의 일부는 냉방동작을 하는 실내 열교환기로 흐르는 한편, 다른 이용측 냉매는 액상 또는 액기 혼합상인 채 우회배관(20)을 흐른다. 기타의 동작은 상술한 실시형태 9와 마찬가지이다(도 13의 각 화살표에 상당하는 도 14의 각 화살표를 참조).

이와 같이 본 실시형태는 이용측 냉매의 일부가 냉방동작을 하는 실내 열교환기를 우회하도록 함으로써 냉방능력보다 난방능력을 높게 하는 것이 가능하다. 따라서 난방리치 상태에 유효한 구성이다. 또한 전동 밸브(21)의 개방도를 제어함으로써 냉방운전을 하는 실내 열교환기를 우회하는 이용측 냉매의 양을 조정하는 것이 가능하다. 이 때문에 냉방부하에 따라 실내 열교환기에 적절한 냉매 유량을 얻는 것이 가능해진다.

또한 우회배관(20)에 전동 밸브(21)를 설치하지 않는 구성, 즉 실시형태 2(도 2)에 상당하는 구성을 채용할 수도 있다.

(발명의 실시형태 11)

본 실시형태는 상술한 실시형태 3의 변형예(도 5)의 회로구성에 대하여 각실내 유니트(B, C)의 냉난방을 전환 가능하게 한 것이다. 여기서도 상술한 실시형태 9와의 상이점에 대해서만 설명하기로 한다.

도 15에 도시한 바와 같이 본 실시형태의 공기조화장치의 2차측 냉매회로(10)에는 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 우회하는 우회배관(25)이 설치되어 있다. 이 우회배관(25)의 한 끝이 펌프(11)와 가열용 열교환기(3) 흡열부(3B) 사이의 액체관(LL)에 접속되고 다른 한 끝이 고압 가스관(GH)에 접속되어 있다. 또 이 우회배관(25)에는 냉매 유량의 조정을 가능하게 하는 전동 밸브(26)가 설치되어 있다.

이 구성으로 운전시에 펌프(11)로부터 토출된 액상 이용측 냉매의 일부는 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)로 흘러가 열원측 냉매로부터 열을 받아 증발한 후, 고압 가스배관(GH)으로 유출한다. 다른 이용측 냉매는 우회배관(25)을 흘러 액상인 채 고압 가스관(GH)에서, 상기 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 거친 이용측 냉매와 합류하여 난방동작을 하는 실내 열교환기로 유입한다. 기타의 동작은 상술한 실시형태 9와 마찬가지이다(도 13의 각 화살표에 상당하는 도 15의 각 화살표를 참조).

이와 같이 본 실시형태는 이용측 냉매의 일부가 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 우회하도록 함으로써 이용측 냉매가 열원측 냉매에 주는 열량보다 이용측 냉매가 열원측 냉매로부터 받는 열량을 작게 할 수 있게 되어 있다. 따라서 냉방리치 상태에 유효한 구성이다. 또한 전동 밸브(26)의 개방도를 제어함으로써 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)를 우회하는 이용측 냉매량의 조정이 가능해진다. 즉난방부하에 따라 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)에 적절한 냉매 유량을 얻을 수 있게 된다.

또한 우회배관(25)에 전동 밸브(26)를 설치하지 않는 구성, 즉 실시형태 3(도 4)에 상당하는 구성을 채용할 수도 있다.

(변형예)

이하, 상술한 실시형태 9의 회로구성에 상기 실시형태 4∼8의 구성을 적용한 경우의 회로구성에 대하여 설명하기로 한다.

도 16에 도시한 회로는 실시형태 9의 회로구성에 실시형태 4에서의 액체 복귀관(30)을 채용한 것이다.

도 17에 도시한 회로는 실시형태 9의 회로구성에 실시형태 5에서의 액체 공급관(35)을 채용한 것이다.

도 18에 도시한 회로는 실시형태 9의 회로구성에 실시형태 6에서의 액체 유통관(40)을 채용한 것이다.

도 19에 도시한 회로는 실시형태 9의 회로구성에 실시형태 6의 제 1 변형예에서의 액체 유통관(40)을 채용한 것이다.

도 20에 도시한 회로는 실시형태 9의 회로구성에 실시형태 6의 제 2 변형예에서의 액체 유통관(40)을 채용한 것이다.

도 21에 도시한 회로는 실시형태 9의 회로구성에 실시형태 7과 같이 2대의 실외 유니트(A1, A2)를 채용한 것이다. 그리고 각 실외 유니트(A1, A2)는 상술한 실시형태 6의 제 1 변형예와 같이 액체 유통관(40)이 분기되어 펌프(11)의 흡입측및 토출측에 접속되어 있다.

도 22에 도시한 회로는 실시형태 9의 회로구성에 실시형태 8과 같은 실외 유니트(A2)를 채용한 것이다. 또 이 회로에 있어서도 한 쪽의 실외 유니트(A1)는 상술한 실시형태 6의 제 1 변형예와 같이 액체 유통관(40)이 분기되어 펌프(11)의 흡입측 및 토출측에 접속되어 있다. 그리고 이 회로의 한쪽 실외 유니트(A2)의 열교환기(52)는 캐스케이드형 열교환기로 구성되어 있다.

(발병의 실시형태 12)

본 실시형태는 상술한 실시형태 9의 회로구성에 대하여 이용측 냉매의 반송구동력을, 냉매의 가열 및 냉각에 따른 상전이를 이용해서 얻도록 한 것이다.

또 23에 도시한 바와 같이 본 실시형태는 열원으로서의 지역 냉난방 시스템을 이용하고 있다. 즉 온수의 공급 및 회수를 행하는 한 쌍의 온수배관(60a, 60b)과 냉수의 공급 및 회수를 하는 한 쌍의 냉수배관(61a, 61b)이 실외 유니트(A)에 도입되어 있다.

먼저 가열용 열교환기(3) 및 냉각용 열교환기(5)에 대한 온수배관(60a, 60b)과 냉수배관(61a, 61b)의 접속상태에 대하여 설명하기로 한다.

온수 공급측의 온수배관(60a)에는 온수 공급관(62a)이 접속되고 이 온수 공급관(62a)이 가열용 열교환기(3) 방열부(3A)의 유입측에 접속되어 있다. 온수 회수측의 온수배관(60b)에는 온수 회수관(62b)이 접속되고 이 온수 회수관(62b)이 가열용 열교환기(3) 방열부(3A)의 유출측에 접속되어 있다.

한편 냉수 공급측의 냉수배관(61a)에는 냉수 공급관(63a)이 접속되고 이 냉수 공급관(63a)이 냉각용 열교환기(5) 흡열부(5A)의 유입측에 접속되어 있다. 냉수 회수측의 냉수배관(61b)에는 냉수 회수관(63b)이 접속되고 이 냉수 회수관(63b)이 냉각용 열교환기(5)의 흡열부(5A)의 유출측에 접속되어 있다. 즉 가열용 열교환기(3)에서는 온수배관(60a)을 거쳐 유입하는 온수의 온열을 이용하여 이용측 냉매가 증발하는 반면, 냉각용 열교환기(5)에서는 냉수배관(61a)을 거쳐 유입하는 냉수의 냉열을 이용하여 이용측 냉매가 응축하는 구성으로 되어 있다.

가열용 열교환기(3) 흡열부(3B)의 기체측(도 23의 상단부)에서의 각 전환 유니트(D1, D2)에 대한 접속상태는 상술한 실시형태 9의 상태와 마찬가지이다. 그리고 냉각용 열교환기(5) 방열부(5B)의 기체측(도 23의 상단부)에서의 각 전환 유니트(D1, D2)에 대한 접속상태도 상술한 실시형태 9와 마찬가지이다.

다음으로 반송수단을 구성하는 구동력 발생회로(11)에 대하여 설명하기로 한다.

이 구동력 발생회로(11)는 가압수단으로서의 순환용 가열기(71), 감압수단으로서의 순환용 냉각기(72), 제 1 및 제 2 메인 탱크(T1, T2) 그리고 서브 탱크(ST)를 구비하고 있다.

자세히 설명하면 순환용 가열기(71)는 방열부(71A)와 흡열부(71B)를 구비하고 이들 사이에서 열교환이 행해진다. 이 방열부(71A)는 상기 온수 공급측의 온수배관(60a)에 온수 공급관(62a)으로 접속되어 있다. 그리고 흡열부(71B)의 상단부에는 가스 공급관(73)이 접속되어 있다.

이 가스 공급관(73)은 3개의 분기관(73a∼73c)으로 분기되고 각각이 각 메인탱크(T1, T2) 및 서브 탱크(ST)의 상단부에 개별로 접속되어 있다. 이들 각 분기관(73a∼73c)에는 제 1∼제 3의 탱크 가압 전자 밸브(SV-P1∼SV-P3)가 설치되어 있다.

또한 이 순환용 가열기(71)의 흡열부(71B) 하단부에는 액체 회수관(74)의 한 끝이 접속되어 있다. 이 액체 회수관(74)의 다른 한 끝은 서브 탱크(ST)의 하단부에 접속되어 있다. 이 액체 회수관(74)에는 서브 탱크(ST)로부터의 냉매의 흐름만을 허용하는 역지 밸브(CV-1)가 설치되어 있다.

한편 순환용 냉각기(72)는 흡열부(72A)와 방열부(72B)를 구비하고 이들 사이에서 열교환이 행해진다. 이 흡열부(72A)는 상기 냉수 공급측의 냉수배관(61a)에 냉수 공급관(623)으로 접속되어 있다. 그리고 방열부(72B)의 상단부에는 가스 회수관(75)이 접속되어 있다. 이 가스 회수관(75)은 3개의 분기관(75a∼75c)으로 분기되고 이들은 상기 가스 공급관(73)의 각 분기관(73a∼73c)과 접속됨으로써 각 메인 탱크(T1, T2) 및 서브 탱크(ST)의 상단부에 개별로 접속되어 있다. 이들 각 분기관(75a∼75c)에는 제 1∼제 3의 탱크 감압 전자 밸브(SV-V1∼SV-V3)가 설치되어 있다.

또한 이 순환용 냉각기(72)의 하단부에는 액체 공급관(76)이 접속되어 있다. 이 액체 공급관(76)은 2개의 분기관(76a, 76b)으로 분기되고 각이 메인 탱크(T1, T2)의 하단부에 개별로 접속되어 있다. 이들 분기관(76a, 76b)에는 메인 탱크(T1, T2)로 향하는 냉매의 흐름만을 허용하는 역지 밸브(CV-2, CV-2)가 설치되어 있다.

여기서 각 메인 탱크(T1, T2)는 순환용 냉각기(72)보다 낮은 위치에 설치된다. 또한 서브 탱크(ST)는 순환용 가열기(71)보다 높은 위치에 설치된다.

가열용 열교환기(3) 흡열부(3B)의 액체측(도 23에서의 하단부)은 액체배관(77)이 접속되어 있다. 이 액체배관(77)은 2개의 분기관(77a, 77b)으로 분기되고 이들은 상기 액체 공급관(76)의 각 분기관(76a, 76b)과 접속함으로써 메인 탱크(T1, T2)의 하단부에 개별로 접속되어 있다. 이들 분기관(77a, 77b)에는 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)로 향하는 냉매의 흐름만을 허용하는 역지 밸브(CV-3, CV-3)가 설치되어 있다.

이 액체배관(77)과 액체관(LL)은 액체 압출관(78)으로 접속되어 있다. 이 액체 압출관(78)에는 전자 밸브(78a)가 설치되어 있다. 그리고 이 액체 압출관(78)에는 액체 복귀관(79)이 접속되어 있다. 이 액체 복귀관(79)은 2개의 분기관(79a, 79b)으로 분기되고 이들은 상기 액체배관(77)의 각 분기관(77a, 77b)과 접속함으로써 각 메인 탱크(T1, T2)의 하단부에 개별로 접속되어 있다. 이 액체 복귀관(79)은 전자 밸브(79c)가 설치되고 이들 분기관(79a, 79b)에는 메인 탱크(T1, T2)에 향하는 냉매 흐름만을 허용하는 역지 밸브(CV-4, CV-4)가 설치되어 있다.

또한 가열용 열교환기(3)의 흡열부(3B)에 접속된 액체배관(77)과 서브 탱크(ST)에 접속된 액체 회수관(74)은 보조 액체관(80)으로 접속되어 있다. 이 보조 액체관(80)에는 서브 탱크(ST)로 향하는 냉매 흐름만을 허용하는 역지 밸브(CV-5)가 설치되어 있다. 그리고 상기 냉각용 열교환기(5) 방열부(5B)의 액체측(도 23의 하단부)에는 액체 복귀관(81)이 접속되어 있다. 이 액체 복귀관(81)의 하단부은 상기 액체 복귀관(79)에 접속되어 있다.

이상이 본 실시형태에 관한 공기조화장치 냉매회로의 구성이다.

-운전동작-

다음으로 본 실시형태에서의 운전동작에 대하여 설명하기로 한다.

제 1 실내 유니트(B)에서 난방운전을 하고 제 2 실내 유니트(C)에서 냉방운전을 하는 경우, 제 1 전환 유니트(D1)에서는 고압측 전자 밸브(55a)를 개방하고 저압측 전자 밸브(55b)를 폐쇄한다. 한편 제 2 전환 유니트(D2)에서는 고압측 전자 밸브(55c)를 폐쇄하고 저압측 전자 밸브(55d)를 개방한다.

그리고 제 1 메인 탱크(T1)의 가압 전자 밸브(SV-P1)와 서브 탱크(ST)의 가압 전자 밸브(SV-P3), 제 2 메인 탱크(T2)의 감압 전자 밸브(SV-V2)를 개방한다. 한편 제 2 메인 탱크(T2)의 가압 전자 밸브(SV-P2)와 제 1 메인 탱크(T1)의 감압 전자 밸브(SV-V1), 서브 탱크(ST)의 감압 전자 밸브(SV-V3)는 폐쇄한다.

또한 액체 압출관(78) 및 액체 복귀관(79)의 각 전자 밸브(78a, 79c)는 모두 폐쇄해 둔다.

이 상태에서 순환용 가열기(71) 및 순환용 냉각기(72)의 온수 또는 냉수와 이용측 냉매가 열교환함으로써, 순환용 가열기(71)의 흡열부(71B)에서는 액체냉매의 증발에 따라 고압이 발생하고 순환용 냉각기(72)의 방열부(72B)에서는 가스냉매의 응축에 따라 저압이 발생된다. 이 때문에 제 1 메인 탱크(T1)와 서브 탱크(ST)의 내압이 고압으로 되고(가압동작) 반대로 제 2 메인 탱크(T2)의 내압이 저압으로 된다(감압동작).

이로써 도 24에 실선 화살표로 도시한 바와 같이 제 1 메인 탱크(T1)로부터 압출된 액체냉매는 가열용 열교환기(3)로 도입되고 온수와 열교환하여 증발한다. 그 후 이 냉매가 제 1 전환 유니트(D1), 제 1 실내 유니트(B), 제 2 전환 유니트(D2) 및 제 2 실내 유니트(C)를 차례로 흐르고 제 1 실내 유니트(B)에서 난방운전을 하고 제 2 실내 유니트(C)에서 냉방운전을 한다.

제 2 실내 유니트(C)로부터 유출된 가스냉매는 가스배관(GL)을 거쳐 냉각용 열교환기(5)에서 냉수와 열교환하여 응축하고 액체 복귀관(81, 79)을 거쳐 제 2 메인 탱크(T2)로 회수된다. 또한 순환용 냉각기(72)에서 응축된 액체냉매가 액체 공급관(76)의 한 쪽 분기관(76b)에 의하여 제 2 메인 탱크(T2)로 도입된다.

한편 서브 탱크(ST)는 순환용 가열기(71)의 흡열부(71B)와 균압되어 있으므로 도 24에 점선 화살표로 도시한 바와 같이 이 서브 탱크(ST) 내의 액체냉매가 액체 회수관(74)을 거쳐 순환용 가열기(71)의 흡열부로 공급된다. 이 공급된 액체냉매가 이 흡열부(71B) 내에서 증발하여 제 1 메인 탱크(T1) 내의 가압에 이용된다. 그 후 이 서브 탱크(ST) 내 대부분의 액체냉매가 흡열부(71B)로 공급되면 서브 탱크(ST)의 가압 전자 밸브(SV-P3)가 폐쇄됨과 동시에 서브 탱크(ST)의 감압 전자 밸브(SV-V3)가 개방된다.

이로써 서브 탱크(ST) 내는 저압으로 되고 도 24에 일점쇄선 화살표로 도시한 바와 같이 제 1 메인 탱크(T1)로부터 압출된 액체냉매의 일부가 보조 액체관(80) 및 액체 회수관(74)을 거쳐 서브 탱크(ST)로 회수된다. 이와 같은 서브 탱크(ST)에서의 액체냉매 압출동작 및 회수동작이 각 메인 탱크(T1, T2)의 각전자 밸브(SV-P1∼SV-V2) 동작에 상관없이 번갈아 행해진다.

이와 같은 동작을 소정 시간 행한 후, 각 전자 밸브를 전환한다. 즉 제 1 메인 탱크(T1)의 가압 전자 밸브(SV-P1)와 제 2 메인 탱크(T2)의 감압 전자 밸브(SV-V2)를 폐쇄한다. 제 2 메인 탱크(T2)의 가압 전자 밸브(SV-P2)와 제 1 메인 탱크(T1)의 감압 전자 밸브(SV-V1)를 개방한다.

이로써 제 1 메인 탱크(T1)의 내압이 저압으로 되고 반대로 제 2 메인 탱크(T2)의 내압이 고압으로 된다. 이 때문에 제 2 메인 탱크(T2)로부터 압출된 액체냉매가 상술한 바와 같이 순환하여 제 1 메인 탱크(T1)로 회수되는 냉매 순환상태가 된다. 이 경우에도 서브 탱크(ST)에서는 가압 전자 밸브(SV-P3)와 감압 전자 밸브(SV-V3)의 개폐동작이 반복되어 액체냉매의 압출동작 및 회수동작이 번갈아 행해진다.

이상과 같은 각 전자 밸브의 전환동작이 반복됨으로써 이용측 냉매가 순환되어 제 1 실내 유니트(B)에서의 난방운전이 및 제 2 실내 유니트(C)에서의 냉방운전이 행해진다.

한편 제 1 실내 유니트(B)에서 냉방운전을 하고 제 2 실내 유니트(C)에서 난방운전을 하는 경우, 제 1 전환 유니트(D1)에서는 고압측 전자 밸브(55a)를 폐쇄하고 저압측 전자 밸브(55b)를 개방한다. 또 제 2 전환 유니트(D2)에서는 고압측 전자 밸브(55c)를 개방하고 저압측 전자 밸브(55d)를 폐쇄한다. 그리고 구동력 발생회로(11)의 동작은 상술한 바와 같이 행해진다.

이로써 한 쪽의 메인 탱크로부터 압출된 액체냉매는 가열용 열교환기(3)에서증발하고 제 2 실내 유니트(C)에서 응축함으로써 난방동작을 한다. 이 제 2 실내 유니트(C)를 거친 액체냉매가 제 1 실내 유니트(B)로 도입되어 증발함으로써 냉방동작을 한다. 이 제 1 실내 유니트(B)를 거친 가스냉매가 냉각용 열교환기(5)에서 응축한 후, 다른 한 쪽의 메인 탱크로 회수된다. 기타의 동작은 상술한 바와 마찬가지이다.

각 실내 유니트(B, C)에서 모두 난방운전을 행하게 할 경우에는 각 전환 유니트(D1, D2)의 고압측 전자 밸브(55a, 55c)를 개방하고 저압측 전자 밸브(55b, 55d)를 폐쇄한다. 그리고 액체 복귀관(79)의 전자 밸브(79c)를 개방하고 액체 압출관(78)의 전자 밸브(78a)를 폐쇄한다.

이로써 한 쪽의 메인 탱크(T1)로부터 압축된 이용측 냉매는 가열용 열교환기(3)에서 증발하고 각 실내 유니트(B, C)로 분류된다. 이 냉매가 각 실내 유니트(B, C)의 실내 열교환기(12, 14)에서 응축한 후 액체관(LL) 및 액체 복귀관(79)을 거쳐 다른 한 쪽의 메인 탱크로 회수된다.

또 각 실내 유니트(B, C)에서 모두 냉방운전을 행할 경우에는 각 전환 유니트(D1, D2)의 저압측 전자 밸브(55b, 55d)를 개방하고 고압측 전자 밸브(55a, 55c)를 폐쇄한다. 그리고 액체 압출관(78)의 전자 밸브(78a)를 개방하고 액체 복귀관(79)의 전자 밸브(79c)를 폐쇄한다.

이로써 한 쪽의 메인 탱크로부터 압출된 이용측 냉매는 액체 압출관(78)과 액체관(LL)을 거쳐 각 실내 유니트(B, C)로 분류된다. 이 냉매가 각 실내 유니트(B, C)의 실내 열교환기(12, 14)에서 증발한 후 저압 가스배관(GL)을 거쳐냉각용 열교환기(5)로 유입되어 응축하고 액체 복귀관(79)을 거쳐 다른 한 쪽의 메인 탱크로 회수된다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면 지역 냉난방용의 온수 의 온열과 냉수의 냉열을 이용한 이용측 냉매의 가열 및 냉각에 의하여 메인 탱크(T1, T2)로부터 냉매를 압출 및 회수하고, 이로써 2차측 냉매회로(10)에서의 냉매 순환구동력을 얻도록 하고 있다. 이 때문에 기계식 펌프를 사용한 것에 비해 효율이 좋고 신뢰성이 높은 냉매 순환동작을 행할 수가 있다.

(발명의 실시형태 13)

다음으로 상술한 실시형태 12를 개량한 실시형태 13에 대하여 설명하기로 한다. 본 실시형태도 이용측 냉매의 반송구동력을, 냉매의 가열 및 냉각에 따른 상전이를 이용하여 얻도록 한 것이다.

여기서는 실시형태 12와의 상이점에 대해서만 설명하기로 하고, 도 25에 있어서 실시형태 12와 동일한 부재에는 같은 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 그리고 본 실시형태에서는 3개의 실내 유니트(B, C, E)를 구비한 공기조화장치에 본 발명을 적용한 것이다.

도 25에 도시한 바와 같이 본 실시형태의 회로는 한 쌍의 구동력 발생회로(11a, 11b)를 구비하고 있다. 도 25에서 오른쪽에 위치하는 하류측 구동력 발생회로(11b)는 제 1 및 제 2 메인 탱크(T1, T2)를 구비하고 있다. 한편 도 25에서 왼쪽에 위치하는 상류측 구동력 발생회로(11a)는 제 3 및 제 4 메인 탱크(T3, T4)와 서브 탱크(ST)를 구비하고 있다. 하류측 구동력 발생회로(11b)의회로구성은 상술한 실시형태 12의 구동력 발생회로와 거의 마찬가지 구성으로 이루어진다.

한편 상류측 구동력 발생회로(11a)는 제 3 및 제 4 메인 탱크(T3, T4)와 서브 탱크(ST)가 순환용 가열기(71) 및 순환용 냉각기(72)에 대한 연통상태가 전환 가능하게 구성되어 있다. 이 전환기구는 하류측 구동력 발생회로(11b)와 마찬가지로 복수의 전자 밸브로 구성되어 있다.

냉각용 열교환기(5) 방열부(5B)의 액체측에 접속된 액체 복귀관(81)의 하류측은 분기되고 각 분기관(81a, 82b)이 제 3 및 제 4 메인 탱크(T3, T4)의 하단부에 개별로 접속되어 있다. 이 각 분기관(81a, 81b)에는 제 3 및 제 4 메인 탱크(T3, T4)로 향하는 냉매 흐름만을 허용하는 역지 밸브(CV-6, CV-6)가 설치되어 있다.

각 실내 유니트(B, C, E)의 액체측끼리를 서로 접속하는 액체관(LL)의 하류측은 3개의 분기관(LL1, LL2, LL3)으로 분기되고 각각의 분기관은 상기 액체 복귀관(81)의 분기관(81a, 81b) 및 액체 회수관(74)과 접속함으로써 제 3 및 제 4 메인 탱크(T3, T4) 와 서브 탱크(ST) 하단부에 개별로 접속되어 있다. 그리고 액체 복귀관(79)의 상류측은 이 액체관(LL)에 접속되어 있다.

다음으로 본 실시형태의 전환 유니트(D1, D2, D3)에 대하여 설명하기로 한다.

각 전환 유니트(D1, D2, D3)는 모두 동일 구성으로 이루어진다. 이 전환 유니트(D1, D2, D3)에는 고압 가스관(GH)과 저압 가스관(GL) 및 액체관(LL)이 도입되어 있다.

고압 가스관(GH)은 전환 유니트(D1, D2, D3) 내부에서 분기되고 한 쪽에 전자 밸브(90)가 설치되고 다른 한 쪽에는 역지 밸브(CV-7)가 설치되어 있다. 이 역지 밸브(CV-7)는 고압 가스관(GH)으로의 냉매 흐름만을 허용하는 것이다.

저압 가스관(GL)은 전환 유니트(D1, D2, D3)에 전자 밸브(91)가 설치되어 있다. 이 저압 가스관(GL)과 상기 고압 가스관(GH)은 이 전환 유니트(D1, D2, D3) 내부에서 접속되어 실내 열교환기(12, 14, 16)의 기체측에 접속되어 있다.

액체관(LL)과 저압 가스관(GL)은 우회관(92)에 의하여 접속되어 있다. 이 우회관(92)에는 전자 밸브(93)가 설치되어 있다. 그리고 전환 유니트(D1, D2, D3)에는 이 우회관(92)을 흐르는 냉매와 저압 가스관(GL)을 흐르는 냉매 사이에서 열교환하는 열교환부(94)가 수용되어 있다.

-운전동작-

다음으로 본 실시형태에서의 운전동작에 대하여 설명하기로 한다. 제 1∼제 3 실내 유니트(B, C, E) 중 난방운전을 하는 실내 유니트에 접속되는 전환 유니트에서는 고압측 전자 밸브(90)를 개방하고 우회관(92)의 전자 밸브(93)와 저압측 전자 밸브(91)를 폐쇄한다.

한편 냉방운전을 하는 실내 유니트에 접속되는 전환 유니트에서는 고압측 전자 밸브(90) 및 우회관(92)의 전자 밸브(93)를 폐쇄하고 저압측 전자 밸브(91)를 개방한다.

이 상태에서 상술한 실시형태 12와 마찬가지로 순환용 가열기(71)에서 발생하는 고압과, 순환용 냉각기(72)에서 발생하는 저압을 각 탱크에 작용시킨다. 예를 들어 제 1 탱크(T1) 및 제 3 탱크(T3)에 고압을 작용시키고 제 2 탱크(T2) 및 제 4 탱크(T4)에 저압을 작용시켰을 경우, 도 26에 실선 화살표로 도시한 바와 같이 냉매가 순환된다.

제 1 탱크(T1)로부터 압출된 냉매는 액체배관(77)을 거쳐 가열용 열교환기(3)에서 증발하고 고압 가스배관(GH)을 거쳐 난방운전을 하는 실내 유니트로 유입한다. 도 26에서는 제 1 및 제 2 실내 유니트(B, C)에서 난방운전이 행해지고, 제 3 실내 유니트(E)에서 냉방운전이 행해지는 경우의 냉매 순환동작을 도시하고 있다.

이 난방운전을 하는 실내 유니트(B, C)로 유입된 냉매는 실내 열교환기(12, 14)에서 응축되어 실내 난방을 한다. 그 후 이 냉매는 액체관(LL)을 거쳐 그 일부가 냉방운전을 하는 실내 유니트(E)로 유입된다. 이 냉방운전을 하는 실내 유니트(E)로 유입된 냉매는 실내 열교환기(16)에서 증발하여 실내 냉방을 행한 후, 저압 가스배관(GL)을 거쳐 냉각용 열교환기(5)에서 응축되고 액체 복귀관(81)을 거쳐 제 4 메인 탱크(T4)로 회수된다. 다른 이용측 냉매는 액체관(LL)을 흐르고 액체 복귀관(79)dmf 거쳐 제 2 메인 탱크(T2)로 회수된다.

한편 제 3 메인 탱크(T3)로부터 압출된 냉매는 도 26에서 점선 화살표로 도시한 바와 같이 액체 복귀관(79)을 거쳐 제 2 메인 탱크(T2)로 회수된다. 그리고 이 경우, 서브 탱크(ST)에 대한 액체냉매의 공급 및 회수동작으로서는, 서브 탱크(ST) 내에 저압이 작용되고 있을 때는 제 3 메인 탱크(T3)로부터 압출된 냉매의 일부가 공급되며, 서브 탱크(ST) 내에 고압이 작용되고 있을 때는 액체냉매가순환용 가열기(71)로 회수된다.

이와 같은 냉매 순환동작이므로 하류측 구동력 발생회로(11b)가 상술한 실시형태 6의 하류측 펌프에 상당하고, 상류측 구동력 발생회로(11a)가 상술한 상류측 펌프에 상당하는 상태에서 냉매 순환동작이 행해진다. 이 때문에 이 실시형태 6과 마찬가지로 난방 리치상태 및 냉방 리치상태 모두에 대응하여 이용측 냉매의 순환동작을 할 수 있다.

그리고 모든 실내 유니트(B, C, E)에서 난방운전을 할 경우에는 우회관(92)의 전자 밸브(93)를 개방한다. 이로써 실내 열교환기(12,14, 16)에서 응축된 냉매를 우회로(92)와 저압 가스배관(GL)을 거쳐 회수한다.

또한 상술한 각 실시형태에서는 본 발명을 공기조화장치에 적용한 경우에 대하여 설명하였으나 그 밖의 냉동장치에 적용하는 것도 가능하다.

또 실시형태 1∼12에서는 2대의 실내 유니트(B, C)를 구비한 장치에 본 발명을 적용하며, 실시형태 13에서는 3대의 실내 유니트(B, C, E)를 구비한 장치에 본 발명을 적용한 경우에 대하여 설명하였다. 본 발명은 이에 한정되지 않고 3대 이상의 실내 유니트를 구비한 장치 및 1대의 실내 유니트에 복수의 열교환기를 수용한 장치에도 적용할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 냉동장치는 복수의 실내 열교환기를 구비한 공기조화장치에 효과적이며, 특히 냉방과 난방을 동시에 행하는 공기조화장치에 적합하다.

Claims

열원측 유니트(A)와 이용측 유니트(B, C)를 구비함과 함께 이 이용측 유니트(B, C)에 수용된 복수의 열교환기(12, 14)를 구비하며, 상기 열원측 유니트(A)에서 생성된 열을 이용측 유니트(B, C)에 공급하고 일부 열교환기(12)가 방열동작을 하는 방열측 열교환기(12)로 되고, 다른 열교환기(14)가 흡열동작을 하는 흡열측 열교환기(14)로 되는 냉동장치에 있어서,

상기 열원측 유니트(A)는 가열부(3A)와 냉각부(5A)와 상기 가열부(3A)로부터 온열을 받는 흡열부(3B)와 상기 냉각부(5A)로부터 냉열을 받는 방열부(5B)를 구비하는 한편,

반송수단(11)과 상기 흡열부(3B)와 상기 방열부(5B)와 상기 각 열교환기(12, 14)가 액체배관(LL) 및 가스배관(GH, GL)에 의하여 접속되어 냉매가 순환하는 이용측 냉매회로(10)가 구성되고,

이 이용측 냉매회로(10)는 액체냉매가 흡열부(3B)에 있어서 가열부(3A)의 온열에 의하여 증발한 후, 가스냉매가 가스배관(GH)을 거쳐 이용측 유니트(B, C)로 흘러가 방열측 열교환기(12)에서 방열하여 응축된 후 액체냉매가 흡열측 열교환기(14)에서 흡열하여 증발하고, 가스냉매가 가스배관(GL)을 거쳐 열원측 유니트(A)로 흘러가 방열부(5B)에서 냉각부(5A)의 냉열에 의하여 응축된 후 액체냉매가 상기 흡열부(3B)로 흐르도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 1 기재의 냉동장치에 있어서,

이용측 냉매회로(10)에는 방열측 열교환기(12)의 응축냉매가 흡열측 열교환기(14)를 우회하여 방열부(5B)로 흘러가도록 우회로(20)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 2 기재의 냉동장치에 있어서,

우회로(20)에는 흡열측 열교환기(14)를 우회하는 냉매의 유량을 조정하는 조정기구(21)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 3 기재의 냉동장치에 있어서,

조정기구(21)는 개방도 조정이 가능한 유량 조정 밸브(21)이며,

흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 작을수록 유량 조정 밸브(21)의 개방도를 크게 하는 개방도 조정수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 1 기재의 냉동장치에 있어서,

이용측 냉매회로(10)에는 방열부(5B)의 응축냉매가 흡열부(3B)를 우회하여 방열측 열교환기(12)로 흘러가도록 우회로(25)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 5 기재의 냉동장치에 있어서,

우회로(25)에는 흡열부(3B)를 우회하는 냉매의 유량을 조정하는 조정기구(26)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 6 기재의 냉동장치에 있어서,

조정기구(26)는 개방도 조정이 가능한 유량 조정 밸브(26)이며,

방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량에 비하여 작을수록 유량 조정 밸브(26)의 개방도를 크게 하는 개방도 조정수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 1 기재의 냉동장치에 있어서,

방열부(5B)와 흡열부(3B)를 연결하는 제 1 액체배관(LL)과, 방열측 열교환기(12)와 흡열측 열교환기(14)를 연결하는 제 2 액체배관(LL) 사이에는, 이 제 1 배관(LL)과 제 2 배관(LL) 사이에서 냉매를 유통시키는 액체 유통관(30, 35, 40)이 접속되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 8 기재의 냉동장치에 있어서,

반송수단(11)은 제 1 액체배관(LL)에 설치되며,

액체 유통관(30)의 상류단이 제 2 액체배관(11)에 접속되고 액체 유통관(30)의 하류단이 제 1 액체배관(LL)의 반송수단(11)과 방열부(5B) 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 9 기재의 냉동장치에 있어서,

액체 유통관(30)에는 개방도 조정이 가능한 유량조정 밸브(31)가 설치되며, 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량보다 작을수록 유량조정 밸브(31)의 개방도를 크게 하여 액체 유통관(30)을 흐르는 냉매량을 늘이는 개방도 조정수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 8 기재의 냉동장치에 있어서,

반송수단(11)은 제 1 액체배관(LL)에 설치되며,

액체 유통관(35)의 상류단이 제 1 액체배관(LL)에서의 반송수단(11)과 방열부(5B) 사이에 접속되고, 액체 유통관(35)의 하류단이 제 2 액체배관(LL)에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 11 기재의 냉동장치에 있어서,

액체 유통관(35)에는 개방도 조정이 가능한 유량조정 밸브(36)가 설치되며,

방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량에 비해 작을수록 유량조정 밸브(36)의 개방도를 크게 하여 액체 유통관(35)을 흐르는 냉매량을 늘이는 개방도 조정수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 8 기재의 냉동장치에 있어서,

2개의 반송수단(11a, 11b)이 제 1 액체배관(LL)에 배설되고,

액체 유통관(40)이 제 1 액체배관(LL)의 2개의 반송수단(11a, 11b) 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 13 기재의 냉동장치에 있어서,

흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량에 비해 작을수록 하류측 반송수단(11b)의 반송능력을 상류측 반송수단(11a)의 반송능력보다 높게 하는 한편, 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량에 비해 작을수록 상류측 반송수단(11a)의 반송능력을 하류측 반송수단(11b)의 반송능력보다 높게 하는 능력 조정수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 8 기재의 냉동장치에 있어서,

반송수단(11)은 제 1 액체배관(LL)에 설치되는 한편,

액체 유통관(40)의 제 1 액체배관(LL) 쪽이 제 1 분기관(40a)과 제 2 분기관(40b)으로 분기되며,

제 1 분기관(40a)이 제 1 액체배관(LL)에서의 방열부(5B)와 반송수단(11) 사이에 접속되고 제 2 분기관(40b)이 제 1 액체배관(LL)에서의 반송수단(11)과 흡열부(3B) 사이에 접속되고,

상기 제 1 분기관(40a)에는 제 1 유량제어 밸브(41a)가 설치되고 상기 제 2 분기관(40b)에는 제 2 유량제어 밸브(41b)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 15 기재의 냉동장치에 있어서,

흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량보다 작으면 제 1 유량제어 밸브(41a)를 개방하고 제 2 유량제어 밸브(41b)를 폐쇄하는 한편, 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량보다 작으면 제 2 유량제어 밸브(41b)를 개방하고 제 1 유량제어 밸브(41a)를 폐쇄하는 개폐 제어수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 8 기재의 냉동장치에 있어서,

반송수단(11)은 제 1 액체배관(LL)에 설치되며,

액체 유통관(40)의 제 1 액체배관(LL) 쪽이 제 1 분기관(40a)과 제 2 분기관(40b)으로 분기되고,

상기 제 1 분기관(40a)이 방열부(5B) 상류측의 가스배관(GL)에 접속되며 제 2 분기관(40b)이 제 1 액체배관(LL)에서의 반송수단(11)과 흡열부(3B) 사이에 접속되고,

상기 제 1 분기관(40a)에는 제 1 유량제어 밸브(42a)가 설치되며 상기 제 2 분기관(40b)에는 제 2 유량제어 밸브(42b)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 17 기재의 냉동장치에 있어서,

흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량에 비해 작을수록 제 1 유량제어 밸브(42a)의 개방도를 제 2 유량제어 밸브(42b)의 개방도보다 크게 하는 한편, 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량에 비해 작을수록 제 2 유량제어 밸브(42b)의 개방도를 제 1 유량제어 밸브(42a)의 개방도보다 크게 하도록 각 유량제어 밸브(42a, 42b)의 개방도를 조정하는 개방도 조정수단을 설치하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 1∼18 중 어느 한 항 기재의 냉동장치에 있어서,

복수의 열원측 유니트(A1, A2)가 설치되며,

이 각 열원측 유니트(A1, A2) 흡열부(3B, 3B)의 기체측이 서로 접속되고 가스배관(GH)을 통하여 방열측 열교환기(12)에 접속되는 한편,

상기 각 열원측 유니트(A1, A2) 방열부(5B, 5B)의 기체측이 서로 접속되고 가스배관(GH)을 통하여 흡열측 열교환기(14)에 접속되는 것을 특딩으로 하는 냉동장치.
청구항 1∼18 중 어느 한 항 기재의 냉동장치에 있어서,

보조 열원측 유니트(A2)가 설치되며,

이 보조 열원측 유니트(A2)는,

방열측 열교환기(12)에 가스냉매를 공급하고 이 방열측 열교환기(12)로부터 유출된 액체냉매를 흡열측 열교환기(14)로 유통시키는 일없이 회수하는 방열 보조동작과,

방열측 열교환기(12)로 유통시키는 일없이 흡열측 열교환기(14)에 액체냉매를 공급하고 이 흡열측 열교환기(14)로부터 유출된 가스냉매를 회수하는 흡열 보조동작이 전환 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 20 기재의 냉동장치에 있어서,

보조 열원측 유니트(A2)는 반송수단(50)과 열교환기(52)와 유로 전환수단(51)을 구비하며,

이 보조 열원측 유니트(A2)의 방열 보조동작은 유로 전환수단(51)을 전환하고, 반송수단(50)으로부터 토출되어 열교환기(52)에서 증발한 가스냉매를 방열측 열교환기(12)에 공급하고 이 방열측 열교환기(12)에서 응축된 액체냉매를 반송수단(50)으로 회수되도록 구성되고,

상기 보조 열원측 유니트(A2)의 흡열 보조동작은 유로 전환수단(51)을 전환하고 반송수단(50)으로부터 토출된 액체냉매를 흡열측 열교환기(14)에 공급하고,이 흡열측 열교환기(14)를 거쳐 이용측 냉매회로(10)를 순환하는 가스냉매를 열교환기(52)에서 응축하여 반송수단(50)으로 회수되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 21 기재의 냉동장치에 있어서,

방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량이 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량보다 큰 경우에 방열 보조동작을 하는 한편, 흡열측 열교환기(14)에 대한 요구 흡열량이 방열측 열교환기(12)에 대한 요구 방열량보다 큰 경우에 흡열 보조동작을 하도록 유로 전환수단(51)을 전환하는 전환 제어수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 1 기재의 냉동장치에 있어서,

이용측 냉매회로(10)에는 각 열교환기(12, 14)의 기체측을 흡열부(3B)와 방열부(5B)로 선택적으로 전환하여 접속하는 전환수단(D1, D2)이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 1 기재의 냉동장치에 있어서,

전환수단(D1, D2)에는 각 열교환기(12, 14)의 기체측과 방열부(3B)를 연통상태와 차단상태로 전환하는 제 1 전환 밸브(55a, 55c)와, 각 열교환기(12, 14)의 기체측과 방열부(5B)를 연통상태와 차단상태로 전환하는 제 2 전환 밸브(55b, 55d)가 설치되며,

상기 일부 전환수단(D1, D2)에서의 제 1 전환 밸브(55a, 55c)를 개방하고 제 2 전환 밸브(55b, 55d)를 폐쇄하여 이 전환수단(D1, D2)에 접속되는 열교환기(12, 14)를 방열측 열교환기에 구성시키는 한편, 상기 다른 전환수단(D1, D2)에서의 제 1 전환 밸브(55a, 55c)를 폐쇄하고 제 2 전환 밸브(55b, 55d)를 개방하여 이 전환수단(D1, D2)에 접속되는 열교환기(12, 14)를 흡열측 열교환기에 구성되도록 전환수단(D1, D2)을 제어하는 전환 제어수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 1 기재의 냉동장치에 있어서,

반송수단(11)은 기계식 펌프인 것을 특징으로 하는 냉동장치.
청구항 1 기재의 냉동장치에 있어서,

반송수단(11)은 액체냉매를 가열하여 고압을 발생시키는 가압수단(71)과 가스냉매를 냉각하여 저압을 발생시키는 감압수단(72) 중 적어도 어느 하나를 구비하며, 이 가압수단(71) 또는 감압수단(72)에 의하여 발생되는 압력으로 이용측 냉매회로(10)의 냉매 순환구동력을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.