KR100442033B1

KR100442033B1 - 에어콘

Info

Publication number: KR100442033B1
Application number: KR10-2001-0046132A
Authority: KR
Inventors: 아리타카즈헤이; 마츠키요토미유키; 이치노요시히로; 통그신지
Original assignee: 야자키 소교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2004-07-30
Also published as: DE60113614T2; CN1173142C; DE60113614D1; CN1336529A; EP1178267A1; US20020023442A1; KR20020010874A; EP1178267B1; US6477850B2

Abstract

본 발명에 따른 에어콘은 열매(熱媒)온도를 조절하는 열매온도조절수단(1)과, 열매가 전달되는 열매라인(7a)을 통해 상기 열매온도조절수단으로부터 공급되는 상기 열매에 의해 규정되는 열원을 갖는 흡수식 냉각기(5)와, 상기 열매라인(7a)에 배치된 밸브(9a)와, 상기 밸브(9a)로부터 뻗어 나오는 바이패스라인(11a)과, 상기 흡수식 냉각기로부터의 냉매와, 상기 바이패스라인을 통해 상기 열매온도조절수단으로부터 나오는 열매 중 어느 하나가 공급되는 실내기(19)를 구비한다. 따라서 가열시에는 밸브가 전환되어 열매가 바이패스라인(11)을 통과하므로 열매가 직접 실내기(19)로 공급될 수 있다. 따라서 가열동작 중에 흡수식 냉각기(5)의 작동과 연계되는 펌프와 같은 장치가 정지될 수 있어 에어콘의 에너지절감을 도모할 수 있다.

Description

에어콘{AIR CONDITIONER}

본 발명은 흡수식 냉각기를 포함하는 에어콘에 관한 것으로서, 특히 열매구동형(熱媒驅動型)의 흡수식 냉각기를 포함하는 에어콘에 관한 것이다.

종래, 가열구동을 위해 열전달매체에 의해 구동되는 열매 구동형 흡수식 냉각기를 포함하는 에어콘에서는, 흡수식 냉각기의 작동에 의해 냉각되는 냉매를 실내기(室內機)로 공급하여 냉각을 행한다. 한편으로 가열시에는 (외측의 열원으로부터 들어오는)온수와 같은 폐열원을 이용하여 흡수식 냉각기를 구동함으로써 실내기에 공급되는 열매를 가열하거나, 흡수식 냉각기로부터 분리된 가열용 열교환기를 이용하여 구동용 열매의 가열에 따라 실내기에 공급되는 열매를 가열한다.

일반적으로, 에어콘에서는 에너지절약이 요구된다. 이러한 요구를 위해 본 발명자는 에어콘의 가열동작에서 열매의 가열 에너지를 효율적으로 이용하여 에어콘의 에너지 절약을 개선하고, 또한 가열용 열교환기 또는 흡수식 냉각기의 작동과 연계하여 에너지 소비를 억제하는 기술에 대하여 숙고하였다. 즉, 본 발명자는 배기열원으로부터 얻어진 열매를 직접 실내기에 공급하여 가열을 행함으로써, 가열용 열교환기의 제공을 불필요하게 하고, 흡수식 냉각기 또는 흡수식 냉각기의 동작과 연계된 장치의 작용이 가열시 정지하고, 그 결과 가열용 열교환기 또는 흡수식 냉각기의 작동과 관련한 에너지소비를 억제하여 에너지 절약작용을 개선하는 효과를 생각하였다.

그러나, 가열되는 열매가 실내기에 직접 공급되는 경우, 실내기로부터의 고온공기의 송풍온도가 가열시에 너무 높다면, 열매의 온도 때문에 실내의 온도분포가 균일하게 되기 어려워지므로 때에 따라서는 불쾌감을 자아낼 수도 있다. 또, 열매의 온도가 실내기 또는 제어밸브의 내열온도를 초과하면 에어콘 동작에 지장을 주는 경우도 발생한다. 따라서 열매의 온도가 시스템 또는 장치의 내열온도 이하가 될 필요가 있으며, 또한 실내에서의 온도분포가 균일해지도록 온도를 조절할 필요가 있다. 한편, 실내기에 공급된 냉매가 냉각시 흡수식 냉각기에서 냉각될 때 흡수식 냉각기는 가열 기간 중에 요구되는 온도에서는 효율성이 없거나 보다 효율성이 떨어지게 작동된다. 따라서 냉각시에 흡수식 냉각기에 공급되는 냉매의 온도가 가열시의 온도 보다 높을 수도 있다. 이 때, 열매의 온도가 냉각이냐 가열이냐에 따라 달라지므로 열매구동형 흡수식 냉각기를 포함하는 종래의 에어콘에는 문제가 있으며, 이 경우 파이프를 단순히 교체하는 것은 가열 시의 열매온도에 따라 실내에서의 불쾌감, 에어콘의 작동불량, 낮은 냉각 효율 또는 낮은 가열 효율을 초래한다.

본 발명의 목적은 에어콘에서 사용하는 에너지를 절감할 수 있는 개선된 기술을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 것으로서 에어콘의 개략구성 및 동작을 나타내는 도면.

도 2는 냉각시의 배기열 회수기 및 보조 가열기의 동작을 나타내는 도면.

도 3은 배기열 회수기 및 보조 가열기의 동작을 나타내는 도면.

상기 목적을 실현하기 위해 본 발명의 제1구성특징에 따른 에어콘은 열매(熱媒)온도를 조절하는 열매온도조절수단과, 상기 열매온도조절수단으로부터 열매가 전달되는 열매라인을 통해 공급되는 상기 열매에 의해 규정되는 열원을 갖는 흡수식 냉각기와, 상기 열매라인에 배치된 밸브와, 상기 밸브로부터 뻗어나오는 바이패스라인과, 상기 흡수식 냉각기로부터의 냉매와, 상기 바이패스라인을 통해 상기 열매온도조절수단으로부터 나오는 열매 중 어느 하나가 공급되는 실내기를 구비하며, 상기 열매온도조절수단은 배기열원으로부터 배기열을 회수하는 배기열회수기와, 상기 열매의 온도를 감지하는 온도센서와, 최소한 상기 배기열회수기 및 상기 온도센서를 제어하는 제어기를 더 포함하며,

상기 흡수식 냉각기를 통과할 때, 상기 온도센서가 제1온도범위에서 최고온도를 감지하면 상기 제어기는 상기 열매 속으로 배기열을 회수하기 위한 상기 배기열회수기를 정지시키고, 상기 온도센서가 최저온도를 감지하면 상기 제어기는 상기 열매 속으로 배기열을 회수하기 위한 배기열회수기를 시동시키며. 상기 열매가 상기 바이패스라인을 통과할 때, 상기 온도센서가 제1온도범위 보다 낮은 제2온도범위에서 최고온도를 감지하면 상기 제어기는 상기 열매 속으로 배기열을 회수하기 위한 상기 배기열회수기를 정지시키고, 상기 온도센서가 제2온도범위에서 최저온도를 감지하면 상기 제어기는 상기 열매 속으로 배기열을 회수하기 위한 배기열회수기를 시동시킨다.

이러한 구성에 따라, 가열시 밸브가 전환되어 열매가 바이패스라인을 통과할 수 있으므로 열매온도조절수단으로부터 바이패스라인을 경유하여 실내기로 열매를 공급하게 된다. 따라서 열매를 실내기에 직접 공급함으로써 가열동작을 행할 수 있다. 즉, 가열동작에서 흡수식 냉각기 또는 이 흡수식 냉각기와 연계된 장치의 작용을 정지시킬 수 있어 에어콘 동작 중에 사용되는 에너지소비를 절감할 수 있다. 열매조절수단은 열매가 바이패스라인을 통과할 때보다 열매가 흡수식 냉각기를 통과할 때 더 높아지도록 조절할 수 있다. 즉, 열매의 온도가 가열시 보다 냉각시에 높아지도록 조절할 수 있으므로 가열시의 실내에서의 불쾌감, 에어콘 작동장애, 낮은 냉각 또는 가열 효율이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 에어콘의 에너지 절감을 도모할 수 있다.

한편, 배기열원으로부터의 배기열의 온도가 너무 낮아 열매가 완전히 효율적으로 냉각 또는 가열동작을 할 수 없는 경우가 있다. 이 경우는 종래 에어콘에서는 배개열원으로부터 열전달원으로 이루어지는 열교환을 정지시키고, 열매를 가열하기 위해 보조가열기를 이용한다. 그러나, 이와 같은 종래 에어콘에서는 배기열원으로부터의 열을 효과적으로 이용할 수 없기 때문에 에너지절감을 완전하게 얻을 수 없다.

본 발명의 제2구성특징에서는 상기 여러구성특징을 전제로 열매온도조절수단이 보조가열기와, 이 보조가열기의 동작을 제어하는 보조제어기를 포함한다.

본 발명의 제3구성특징에서는 상기 제2구성특징을 전제로 상기 열매가 상기 흡수식 냉각기를 통과할 때, 상기 온도센서가 제1온도범위의 최고온도 보다 낮은 제3온도범위에서의 최고온도를 감지하면 상기 보조제어기는 상기 열매를 가열하기 위한 상기 보조가열기를 정지시키고, 상기 온도센서가 제3온도범위에서의 최저온도를 감지하면 상기 보조제어기는 상기 열매를 가열하기 위한 상기 보조가열기를 시동시키며. 상기 열매가 상기 바이패스라인을 통과할 때, 상기 온도센서가 제2온도범위의 최고온도 보다 낮은 제4온도범위에서의 최고온도를 감지하면 상기 보조제어기는 상기 열매를 가열하기 위한 상기 보조가열기를 정지시키고, 상기 온도센서가 제4온도범위에서의 최저온도를 감지하면 상기 보조제어기는 상기 열매를 가열하기 위한 상기 보조가열기를 시동시킨다.

이러한 구성에 따라, 보조가열기는 배기열원으로부터의 배기열이 열매로 회수된 상태에서 열매를 가열하고, 시동 또는 정지된 배기열 회복 온도범위 이하의 온도에서는 열매의 가열을 정지한다. 따라서, 열매는 배기열회수를 정지할 정도의 이상고온이 발생하지 않는한 배기열을 회수할 수 있고, 보조가열기는 열매를 가열하여 배기열회수와 함께 불충분한 열을 보충한다. 따라서, 보조가열기를 이용하는 경우에 배기열원으로부터 얻어진 배기열은 가능한 보조가열기의 에너지소비를 억제하는 작용을 하므로 에어콘의 에너지절감을 도모할 수 있는 것이다.

또한, 온도센서 및 제어기를 이용하여 열매의 과열을 검출하면 온도센서를 열매온도의 제어 및 이상과열의 검출이라는 양쪽기능으로 이용할 수 있으므로 온도센서의 수를 줄일 수 있는 효과도 있다.

다음에, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 에어콘의 일실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 에어콘의 개략구성 및 동작을 나타내는 도면이고, 도 2는 냉각시 배기열 회수기 및 보조 가열기의 동작을 나타내는 도면이며, 도 3은 가열시 배기열 회수기 및 보조 가열기의 동작을 나타내는 도면이다. 본 발명의 실시예는 엔진이 배기열원이고, 열매가 이 배기열에 의해 가열되는 구성으로 되어 있다.

본 실시예의 에어콘은 도 1에 나타낸 바와같이 배기열 회수기(1) 및 보조 보일러(3), 흡수식 냉각기(5), 열매라인(7), 3방향밸브(9a)(9b), 바이패스 라인(11), 열매온도센서(13), 제어기(15), 냉온수 라인(17), 실내기(19)를 포함한다. 배기열 회수기(1)는 배기열원이 되는 엔진으로부터 배기가스라인(23)을 경유하여 열매로서의 물에 가해지는 배기열을 회수하며, 여기서 열매인 물은 열교환기(25)를 갖는 열매라인(7)을 순환한다. 배기열회수기(1)는 배기가스가 흐르는 흐름통로를 전환하는 흐름통로 전환기구(도시안됨)와 일체로 설치된다. 이 흐름통로 전환기구는 배기공기라인(29) 또는 열교환기(25)를 향하는 방향으로 배기가스의 흐름을 전환하며, 잉여배기열은 배기공기라인(29)을 통해 방출된다. 보조 보일러(3)에는 열매라인(7a)이 배치되며, 이 열매라인을 통해 열매가 배기열회수기(1)로부터 흡수식 냉각기(5)로 전달된다. 보조 보일러(3)에는 버너(31)가 설치되어 열매를 가열시킨다.

흡수식 냉각기(5)는 열매구동형으로서 열매의 열로써 흡수액을 가열하는 축열기를 갖는다. 이 흡수식 냉각기(5)에는 냉수라인(33)을 통해 순환하는 냉수를 냉각하기위한 냉각기 타워(35)가 설치된다. 열매라인(7)은 2개의 열매라인(7a)(7b)으로 구성되며, 한 열매라인(7a)은 배기열회수기(1)로부터 보조보일러(3)를 경유하여 흡수식 냉각기(5)로 열매를 전달하기 위한 것이고, 또 다른 열매라인(7b)은 흡수식 냉각기(5)로부터 배기열회수기(1) 까지 열매를 전달하기 위한 것이다. 앞서 설명한 것과 같이 열매라인(7a)은 열매펌프(37)를 가지고 배기열회수기(1)와 흡수식 냉각기(5) 사이의 열매를 순환시킨다. 냉온수라인(17)은 2개의 냉온수라인(17a)(17b)으로 구성되며, 그 중 한 냉온수라인(17a)은 흡수식 냉각기(5)로부터 실내기(19)로 냉매인 냉수를 전달하거나 바이패스라인(11)으로부터 열매인 온수를 전달하고, 실내기(19)로부터 흡수식 냉각기(5)로 냉수 또는 온수를 전달하며, 또다른 냉온수라인(17b)은 냉수펌프(39)를 가지고 있다.

바이패스라인(11)은 열매라인(7a)을 통해 냉온수라인(17a)으로 전달되는 열매를 통과시키는 바이패스라인(11a)과, 냉온수라인(17b)을 통해 열매라인(7b)으로 전달되는 열매를 통과시키는 바이패스라인(11b)으로 구성된다. 바이패스라인(11a)은 열매라인(7a)으로부터 이 열매라인의 보조보일러(3)와 흡수식 냉각기(5) 사이에 위치하는 3방향밸브(9a)로 지류가 형성되어 냉온수라인(17a)에 합류한다. 그리고 바이패스 라인(11b)은 냉온수라인(17b)에 설치된 3방향밸브(9b)를 통해 이 내온수라인(17b)으로부터 분기하여 열매라인(7b)으로 합류한다.

제어기(15)는 배선(51)을 통해 전원박스(41), 보조보일러 제어기(43), 냉열 전환스위치(45), 배기열 회수기(1)의 흐름통로전환기구, 실내기(19)의 동작을 제어하는 실내기 제어기(47), 열매라인(7)의 보조보일러(3)와 3방향밸브(9a) 사이에 설치된 열매온도센서(13)에 전기적으로 접속된다. 전원박스(41)는 열매라인(7a)에 배치된 열매펌프(37), 2개의 3방향밸브(9a)(9b), 냉온수라인(17b)에 배치되는 냉수펌프(39), 냉각타워(35)에 위치하는 냉각팬(도시안됨), 냉수라인(33)에 배치되는 냉수(53)에 전기적으로 접속된다.

제어기(15)는 오작동 검출특성을 가지고 있으며, 열매온도센서(13)에 의해 감지된 열매의 온도가 오작동 검출특성으로 나타날 경우 경고를 발하여 사용자에게 오작동을 알려주며, 보조보일러(3)의 버너(31)는 강제로 정지되어 흐름통로전환기구가 배기열회수기(2)를 전환시킬 수 있도록 함으로써 배기가스가배기공기라인(29)으로 통과하여 배기가스를 몰아내고 열매의 가열을 정지한다.

보조보일러 제어기(43)는 배선(61)을 경유하여 보조보일러(3)의 버너(31)에 전기적으로 접속된다. 본 실시예에서, 제어기(15)는 지령신호를 발하고, 전원박스(41)는 이 지령신호에 따라 이 전원박스(41)에 전기적으로 접속된 장치를 전환한다. 또한, 본 실시예에서는 제어기(15), 전원박스(41) 및 보조보일러 제어기(43)가 별도로 구성되지만 제어장치로서 모두 일체로 구성할 수도 있다. 실내기제어기(47)는 제어밸브(65)의 동작을 제어하여 냉온수열매인 온수를 제어기(15)의 신호에 따라 실내기(19)로 전달할 것인지의 여부를 결정하기 위한 전환작용을 제어한다.

상기 구성의 에어콘에서, 공조(air conditioning)가 필요하고, 냉각동작이 냉열전환 스위치(45)에 의해 선택될 때 제어기(15)가 전원박스(41)를 제어하여 2개의 3방향 밸브(9a)(9b)를 전환함에 따라, 열매 및 냉각수가 흡수식 냉각기(5), 바이패스 라인(11) 및 냉온수라인(17)을 통해 순환할 수 있다. 그리고, 열매라인(7a)에 배치된 열매펌프(37)와 냉온수라인(17b)에 배치된 냉수펌프(39), 냉각타워(35)의 냉각팬(도시안됨), 냉수라인(33)에 배치된 냉수펌프(53)가 작동된다. 이것에 의해 열매라인(7)을 통해 전달되는 열매에 의해 배기열 회수기(1)로 엔진으로부터의 배기열을 회수한다. 배기열 회수기(1)에 의해 가해진 열매의 열과 함께 흡수식 냉각기(5)가 냉온수라인(17)을 통해 전달되는 냉매로서의 물을 냉각시킨다. 이 흡수식 냉각기(5)에 의해 냉각된 냉수는 실내기(19)로 전달되어 찬공기가 실내기(19)로부터 전달된다.

이와 같은 냉각동작에서, 흡수식 냉각기(5)가 물을 효과적으로 냉각시키고, 열매의 온도가 흡수식 냉각기(5)를 구동시킬 수 없을 정도로 지나치게 하강하는 것을 방지하기 위해 열매의 온도를 소정의 범위에서 유지해야 한다. 따라서 제어기(15)는 배기열 회수기(1)의 흐름통로 전환기구를 제어하는 동시에 또한 보조보일러 제어기(43)를 통해 보조보일러(3)의 동작을 제어한다. 냉각 시에는 제어기(15)가 도 2에 나타낸 바와같이 T1 내지 T2의 온도 범위에서 흐름통로전환기구를 제어한다. 여기서 T1이 T2 보다 높다고 가정한다. 즉, 제어기(15)는 전환될 흐름통로전환기구를 제어하여 엔진(21)으로부터 배기가스가 배기공기라인(29)으로 흐르게 하고, 이것에 의해 배기가스가 배기공기라인(29)으로 흐르고, 열매온도센서(13)에 의해 감지된 온도가 T1에 이르면 배기열의 회수를 정지시킨다. 즉, 배기열회수기(1)에 의한 배기열 회수가 중단된다. 이것에 의해 열매의 가열이 중단된다. 열매의 가열이 중단되면 열매의 온도가 하락하고, 열매센서(13)에 의해 감지된 온도가 T2에 이르며, 제어기(15)는 전환될 흐름통로전환기구를 제어하여 엔진(21)으로부터 배기가스가 열교환기(25)로 흐르도록 하면서 배기열회수를 시작한다. 즉, 배기열회수기(1)에 의한 배기열회수가 턴온된다. 이것에 의해 열매의 가열이 시작된다.

이 때, 엔진(21)으로부터의 배기가스의 온도가 너무 낮아 열매가 충분한 온도에서 유지될 수 없고, 열매의 온도가 하락하면, 제어기(15)는 보조보일러 제어기(43)를 제어하여 T3 내지 T4 온도 범위에서 보조보일러(3)의 버너(31)를 턴온 또는 턴오프시킨다. 이 때 열매센서(13)에 의해 감지된 온도가 T4에 도달하면 버너(31)가 턴온하고, 열매의 가열이 시작된다. 버너(31)에 의해 열매가 가열됨에따라 열매의 온도가 상승하고, 열매온도센서(13)에 의해 감지된 온도가 T3에 도달하면 버너(31)가 턴오프되고 열매의 가열이 정지된다. 이때, 온도가 T2 또는 그 이하가 되면 배기열 회수기(1)의 흐름통로전환기구가 엔진(21)으로부터 배기가스를 전환하여 열교환기로 흐르게 하며, 여기서 배기열회수기(1)가 엔진(21)으로부터 열매로 배기열 회수를 행한다. 따라서, 보조보일러(3)가 작동하여 불충분한 양의 열을 보충하여 열매의 온도를 T3 이상 상승시킨다.

한편, 공조(air conditioning)가 필요하고 가열동작이 작동전환스위치(45)에 의해 선택되면, 제어기(15)는 전원박스(41)를 제어하여 2개의 3방향밸브(9a)(9b)를 전환시키며, 열매라인(7)을 통해 전달되는 열매가 바이패스라인(11)을 통해 냉온수라인(17)으로 흐른다. 제어기(15)가 열매라인(7b)에 배치된 열매펌프(37)를 작동시키고 냉온수라인(17a)에 배치된 냉수펌프(39), 냉각타워(35)의 냉각팬(도시안됨), 냉수라인(33)의 냉수펌프(53)를 정지시킨다. 이 것에 의해 흡수식 냉각기(5)로 열매가 공급되지 않고, 배기열회수기(1)와 실내기(9) 사이에서 바이패스라인(11)를 통해 순환한다. 열매는 실내기(19)로 전달되어 뜨거운 공기가 실내기(19)로부터 나온다.

이와같은 가열동작에서, 열매의 온도가 너무 높으면, 실내기(19)로부터의 송풍온도가 너무 높게 되어 실내의 온도분포가 균일하지 못하게 되어 쾌적함이 악화되는 현상이 발생한다. 또한, 에어콘의 실내기(19) 또는 제어밸브(65)의 내열온도가 초과하여 에어콘의 동작을 어렵게하는 경우도 있다. 따라서 제어기(15)는 배기열 회수기(1)의 흐름통로 전환기구 및 보일러 제어기(43)를 통한 보조보일러(3)의 동작을 제어한다. 가열 시에 제어기(15)가 도 3에 도시한 바와같이 T5 내지 T6 의 온도범위에서 흐름통로 전환기구를 제어하며, 이때 T4는 T5보다 높고, T5는 T6 보다 높다고 가정한다.

즉, 제어기(15)는 전환될 흐름통로전환기구를 제어하여 엔진(21)으로부터의 배기가스가 배기공기라인(29)으로 흐르도록 하고, 이것에 의해 엔진(21)으로부터의 배기가스가 배기공기라인(29)으로 흐르게 하면서, 열매온도센서(13)에 의해 감지된 온도가 T5에 도달하면 배기열의 회수를 정지한다. 이 것에 의해 열매의 가열이 정지된다. 열매의 가열이 정지되고 열매의 온도가 하락하며, 열매온도센서(13)에 의해 감지된 온도가 T6에 도달하면 제어기(15)는 흐름통로 전환기구를 제어하여 엔진(21)으로부터의 배기가스가 열교환기(25)로 흐르게 하고, 이 것에 의해 배기가스가 열교환기(25)로 흐르게 되면서 배기열회수가 시작된다. 이에 따라 열매의 가열이 시작된다.

이 때, 엔진(21)으로부터의 배기가스의 온도가 너무 낮아 열매가 충분한 온도에서 유지될 수 없고, 앨매의 온도가 하락하면, 제어기(15)는 보조보일러 제어기(43)를 제어하여 T7 내지 T8 온도 범위에서 보조보일러(3)의 버너(31)를 턴온 또는 턴오프시킨다. 이 경우 T5는 T7 보다 높고, T6은 T8 보다 높다고 가정한다. 열매가 하락하여 열매센서(13)에 의해 감지된 온도가 T8에 도달하면 제어기(15)가 버너(31)를 턴온하여, 열매의 가열이 시작된다. 버너(31)에 의해 열매가 가열됨에 따라 열매의 온도가 상승하고, 열매온도센서(13)에 의해 감지된 온도가 T7에 도달하면 버너(31)가 턴오프되고 열매의 가열이 정지된다.

이때, 온도가 T6 또는 그 이하가 되면 배기열 회수기(1)의 흐름통로전환기구가 엔진(21)으로부터 배기가스를 전환하여 언제라도 열교환기(25)로 흐르게 하며, 여기서 배기열회수기(1)가 엔진(21)으로부터 열매로 배기열 회수를 행한다. 따라서, 보조보일러(3)가 작동하여 불충분한 양의 열을 보충하여 열매의 온도를 T8 이상 상승시킨다. 이러한 방법으로 냉각시 보다 가열시의 낮은 온도 범위에서 흐름통로전환기구 및 보조보일러(3)가 제어된다. 즉, 열매가 바이패스라인(11)으로 전달될 때 보다 흡수식 냉각기(5)로 전달 때 높아지도록 배기열회수기(1) 및 보조보일러(3) 및 제어기(15)로 구성된 열매온도조절수단이 제어를 행한다.

본 실시예에서는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와같이 T1 - T2의 온도범위가 T3 - T4의 온도범위 보다 높게 제어되지만, T1이 T3 보다 높고, T2가 T4 보다 높으면 온도범위 T1 - T2, T3 - T4가 서로 중복되도록 설정할 수도 있다. 유사하게 본 실시예에서는 T5 - T6의 온도범위가 T7 - T8의 온도범위 보다 높게 제어되지만, T5가 T7 보다 높고, T6가 T8 보다 높으면 온도범위 T5 - T6, T7 - T8이 서로 중복되도록 설정할 수도 있다.

본 실시예의 에어콘에서는 3방향 밸브(9a)(9b)를 전환시켜 가열시에 열매가 바이패스라인(11)을 통과하도록 함으로써 열매를 실내기(19)로 직접 공급하는 방식으로 가열동작을 행할 수 있다. 즉, 가열 동작 중에, 흡수식 냉각기(5) 또는 이 흡수식 냉각기(5)와 연관된 장치, 예를들어 냉수펌프(39), 냉각펌프(53) 등을 정지시킬 수 있다. 배기열 회수기(1), 열매온도센서(13) 및 제어기(15)를 포함하는 열매조절수단에 의해 열매의 온도를 조절함으로써 냉각 시의 열매온도를 가열시의 열매온도 보다 높게 할 수 있다. 따라서 가열시 실내에서 발생하는 불쾌감을 없앨 수 있고, 에어콘의 작동장애, 냉각 또는 가열 효율의 저하를 방지할 수 있다. 따라서 에어콘의 에너지 절감효과를 개선할 수 있다.

또, 본 실시예의 에어콘은 열매온도조절수단으로서 보조보일러를 가지고 있다. 열매의 온도가 목표온도 보다 낮으면 배기열회수기(1)의 흐름통로전환기구가 엔진(21)으로부터의 배기가스를 전환시켜 열교환기(25)로 흐르게 한 상태에서, 즉 열매로 배기열회수가 발생한 상태에서 보조보일러(3)의 버너(31)가 턴온 또는 턴오프된다. 따라서, 목표온도로 열매를 설정하기 위해 배기열회수 만으로는 부족한 열량을 보조보일러(3)가 보충하며, 그 결과 배기열이 효율적으로 이용될 수 있고 에너지 절감을 개선할 수 있다. 그러나, 배기열원이 항상 충분한 열량을 가지고 있는 경우에는 보조보일러(3)를 설치하지 않을 수도 있다. 또한 본 실시예에 보조가열기로서 보조보일러(3)를 설치하고 있지만 보조 가열기로서 히터, 열교환기 등 열매를 가열하는 다양한 종류의 보조가열기를 사용할 수도 있다.

또, 본 실시예에서는 제어기(15)가 열매온도센서(13)에 의해 감지된 온도에 따라서 배기열회수기(1)의 흐름통로전환기구를 제어하고 있지만 흐름통로전환기구의 제어기 또는 열매센서가 배기열회수기(1) 내에 배치되어, 제어기(15)로부터 냉각동작 또는 가열동작을 식별하는 작동명령신호를 수신함으로써 흐름통로전환기구를 제어할 수도 있다. 또, 본 실시예에서 열매 또는 냉매로서 물을 이용하고 있지만 열매 또는 냉매로서 필요에 따라 다양한 유체를 사용할 수도 있다.

또, 본실시예에서, 흐름통로전환기구를 갖는 배기열회수기(1)를 열매온도조절수단으로서 이용하고 있지만 열매온도를 조절할 수 있기만 하다면 여러가지 변형이 가능하다. 예를들어 배기열회수기를 열매온도조절수단으로 하지 않고, 열매라인(7a)에 열매열을 주변으로 방사하는 장치를 설치하여 열매의 온도를 조절할 수도 있다.

본 실시예에서는 엔진(21)에서의 배기가스로부터 배개열을 회수하는 실내기(19)가 장착된 에어콘을 예시하고 있지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러가지 변경 및 변형이 가능하다. 예를들어 여러가지 배기열원과 여러가지 실내기를 갖는 에어콘을 이용할 수 있다. 배기열원으로서는 연료셀(fuel cell), 산업폐기열, 지질학적 열원, 고온 스프링 등을 이용할 수 있다. 또, 배기열은 배기가스 만이 아니라 예를들어 엔진용 냉각수로부터도 회수할 수도 있다.

이러한 구성에 따라 본 발명은 에어콘에서의 에너지절감효과를 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서는 물을 냉매 또는 열매와 같은 온도전달매체로서 사용하지만 본 발명은 이 실시예에에 한정되는 것은 아니다.

또, 열매온도조절수단이 보조가열기와, 이 보조가열기의 동작을 제어하는 보조제어기를 포함할 수 있다. 보조가열기는 배기열원으로부터의 배기열이 열매로 회수된 상태에서 열매를 가열하고, 시동 또는 정지된 배기열 회복 온도범위 이하의 온도에서는 열매의 가열을 정지한다. 따라서, 열매는 배기열회수를 정지할 정도의 이상고온이 발생하지 않는한 배기열을 회수할 수 있고, 보조가열기는 열매를 가열하여 배기열회수와 함께 불충분한 열을 보충한다. 따라서, 보조가열기를 이용하는 경우에 배기열원으로부터 얻어진 배기열은 가능한 보조가열기의 에너지소비를 억제하는 작용을 하므로 에어콘의 에너지절감을 도모할 수 있는 것이다.

Claims

배기열원으로부터 배기열을 회수하는 배기열회수기, 열매온도를 감지하는 온도센서, 배기열회수기 및 온도센서를 제어하는 제어기를 포함하여 열매(熱媒)온도를 조절하는 열매온도조절수단과,

상기 열매온도조절수단으로부터 열매가 전달되는 열매라인을 통해 공급되는 상기 열매에 의해 규정되는 열원을 갖는 흡수식 냉각기와,

상기 열매라인에 배치된 밸브와,

상기 밸브로부터 뻗어나오는 바이패스라인과,

상기 흡수식 냉각기로부터의 냉매와, 상기 바이패스라인을 통해 상기 열매온도조절수단으로부터 나오는 열매 중 어느 하나가 공급되는 실내기를

구비하며,

상기 열매가 상기 흡수식 냉각기를 통과할 때, 상기 온도센서가 제1온도범위에서 최고온도를 감지하면 상기 제어기는 상기 열매 속으로 배기열을 회수하기 위한 상기 배기열회수기를 정지시키고, 상기 온도센서가 최저온도를 감지하면 상기 제어기는 상기 열매 속으로 배기열을 회수하기 위한 배기열회수기를 시동시키며.

상기 열매가 상기 바이패스라인을 통과할 때, 상기 온도센서가 제1온도범위 보다 낮은 제2온도범위에서 최고온도를 감지하면 상기 제어기는 상기 열매 속으로 배기열을 회수하기 위한 상기 배기열회수기를 정지시키고, 상기 온도센서가 제2온도범위에서 최저온도를 감지하면 상기 제어기는 상기 열매 속으로 배기열을 회수하기 위한 배기열회수기를 시동시키는 것을 특징으로 하는 에어콘.
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제1항에 있어서,

상기 열매온도조절수단은

보조가열기와,

상기 보조가열기의 동작을 제어하는 보조제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어콘.
제5항에 있어서,

상기 열매가 상기 흡수식 냉각기를 통과할 때, 상기 온도센서가 제1온도범위의 최고온도 보다 낮은 제3온도범위에서의 최고온도를 감지하면 상기 보조제어기는 상기 열매를 가열하기 위한 상기 보조가열기를 정지시키고, 상기 온도센서가 제3온도범위에서의 최저온도를 감지하면 상기 보조제어기는 상기 열매를 가열하기 위한 상기 보조가열기를 시동시키며.

상기 열매가 상기 바이패스라인을 통과할 때, 상기 온도센서가 제2온도범위의 최고온도 보다 낮은 제4온도범위에서의 최고온도를 감지하면 상기 보조제어기는 상기 열매를 가열하기 위한 상기 보조가열기를 정지시키고, 상기 온도센서가 제4온도범위에서의 최저온도를 감지하면 상기 보조제어기는 상기 열매를 가열하기 위한 상기 보조가열기를 시동시키는 것을 특징으로 하는 에어콘.
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