KR100482539B1 - 냉동장치 - Google Patents

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KR100482539B1
KR100482539B1 KR10-2002-7004959A KR20027004959A KR100482539B1 KR 100482539 B1 KR100482539 B1 KR 100482539B1 KR 20027004959 A KR20027004959 A KR 20027004959A KR 100482539 B1 KR100482539 B1 KR 100482539B1
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주니치로우 타나카
코지 시바이케
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Abstract

이 냉동장치는 압축기(1), 실내열 교환기(3), 주전동밸브(EV1) 및 실내열 교환기(5)가 환상에 접속된 냉매회로를 설비하고, R32 냉매 또는 R32를 적어도 70중량% 이상 포함한 혼합 냉매를 작동냉매로 이용한다.
실내 열 교환기(3)와 주전동 밸브(EV1)와의 사이에 과냉각 열교환기(11)를 배설하고, 바이패스 배관(33,34)에 따라 과냉각 열교환기(11)를 통하여 냉매회로의 가스측과 액체측과를 바이패스 한다.
바이패스 배관(33)에 과냉각 열교환기(11)의 상류측에 과냉각용 전동밸브(EV2)를 배설한다.
토출온도 센서(21)에서 검출된 토출온도를 토출온도 판정부(106)에서 판정하고 그 판정결과에 근거하여 과냉각용 전동밸브(EV2)의 개도를 제어하고, 바이패스 배관(33,34)에 흐르는 냉매량을 제어한다. 이것에 의해 R32 냉매를 포함한 작동 매체를 이용하여, 효율 저하 없이, 압축기의 토출온도를 최적화하여, COP와 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

냉동장치 {REFRIGERATING DEVICE}
이 발명은 R32(화학식 CH2F2)냉매를 함유하는 작동 냉매를 이용한 냉동장치에 관한 것으로서, 낮은 GWP(지구 온난화 계수)에 대응하고, 또한 에너지 절약 및 낮은 원가로 오존층 보호 및 리사이클을 달성할 수 있는 냉동장치에 관한 것이다.
종래 냉동장치로서는 HCFC(Hydro Chloro Fluor Carbon)계 냉매를 사용한 히트펌프 방식의 것이 있다.
이 냉동장치는 압축기와 응축기와 전동밸브와 증발기를 고리 형상으로 접속한 냉매회로를 가지는 동시에 응축기와 전동밸브와의 사이에 과냉각 열교환기를 가지고, 그 과냉각 열교환기로부터의 가스냉매를 압축기의 액 인젝션과 압축기의 흡입측으로 돌아가게 한다. 그렇지만 상기 냉동장치에서는 냉매를 바이패스 함으로써, 냉매 순환량이 저하되기 때문에 성적계수 COP(Coefficient of performance)가 저하된다고 하는 문제가 있다. 또한, HCFC계 냉매는 오존층 파괴계수나 GWP(지구 온난화 계수)가 커서 지구환경을 악화시킨다고 하는 문제도 있다.
그래서 높은 COP를 실현할 수 있는 동시에 오존층을 파괴하지 않는 낮은 GWP의 HFC계 냉매로서 R32 냉매를 사용하는 것을 제안하게 되었다. 그렇지만 R32 냉매는 냉매 물성상, 토출온도가 HCFC계 냉매에 비하여 높기때문에 냉동기 기름을 열화시켜 신뢰성이 저하된다고 하는 문제가 있다.
또한, 종래, 예를 들면, R32를 사용한 장치에서는 고압 돔(dome)형의 압축기의 흡입측에서의 냉매 건도 X가 0.97인 경우에는 토출온도가 90℃에 도달하고, 저압 돔타입의 압축기에서는 흡입측에서의 냉매 건도 X가 0.97인 경우에는 토출온도가 70℃에 도달한다.
R32냉매는 압손이 작게 COP(성적계수)향상을 도모하는 한편, 냉매 물성상 R22, R410A나 R407에 비하여, 토출온도가 이론상은 15℃상승, 실측에서 10~15℃만 상승한다. 이 때문에, R22, R410A나 R407를 사용하고 있는 장치에 있어서 냉매를 R32로 교환하고 냉동기 기름을 R32용으로 변경한 것만으로는 신뢰성과 성능이 저하되고 만다는 문제가 있다.
신뢰성에 있어서는, 압축기가 고온화하면, 재료열화 및 냉동기 기름의 열화가 진행되고, 장기 신뢰성이 저하되는 것이 염려된다. 특히 압축기 모터는 온도에 의한 열화(감자력의 저하)가 크게 되어 사용하는 재료에 따라서는 DC모터는 주의가 필요하다.
또한, 성능면에 있어서는, 토출관 온도, 각종 센서에 의한 냉매제어 및 전류제어가 종래와 같다면, 능력저하나 운전 범위가 좁아진다고 하는 문제점이 있다.
[발명의 개시]
본 발명의 목적은 R32 냉매를 포함하는 작동매체를 이용하여 효율을 저하시키는 일이 없이 압축기의 토출온도를 최적으로 하여 COP와 신뢰성을 향상시킬 수 있는 냉동장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성 하기 위해, 본 발명의 냉동장치는 압축기, 응축기, 주감압수단 및 증발기가 고리 형상으로 접속되어 냉매회로와 상기 응축기와 상기 주감압 수단과의 사이에 배설된 과냉각 열교환기와, 상기 과냉각 열교환기를 통하여 상기 냉매 회로의 가스측과 액측과를 바이패스 하는 바이패스 배관과, 상기 바이패스 배관의 상기 과냉각 열교환기의 상류측에 배설된 과냉각용 감압 수단과를 구비한 냉동 장치에 있어서, R32냉매 또는 R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 혼합 냉매를 이용하는 동시에, 상기 압축기의 토출온도를 검출하는 토출온도 센서와, 상기 토출온도 센서에 의해 검출된 검출온도를 판정하는 토출온도 판정부와, 상기 토출온도 판정부의 판정결과에 근거하여 상기 과냉각용 감압수단을 제어하여, 상기 바이패스 배관에 흐르는 냉매량을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하고있다.
상기 냉동장치에 따르면, 상기 압축기로부터 토출된 R32냉매(또는 R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 혼합냉매)는 응축기에서 응축된 후, 상기 주 감압수단으로 감압된 냉매는 상기 증발기에서 증발하여 압축기의 흡입측에 돌려보낸다. 이때, 상기 과냉각용 감압 수단에 의해 감압된 냉매는 상기 바이패스 배관에 의해 과냉각 열교환기를 통하여 냉매회로의 가스측으로부터 증발기의 하류의 액측에 바이패스되고, 과냉각 열교환기에서 응축기로부터 주 감압수단으로 흐르는 냉매를 과냉각한다. 그리고, 상기 토출온도 센서에 의해 검출된 토출온도를 상기 토출온도 판정부에 의해 판정하고, 그 판정결과에 따라서 상기 제어부에 의해 과냉각용 감압수단을 제어하고, 토출온도의 고저에 따라 바이패스 배관에 흐르는 냉매량을 대소로 제어하는 것에 의해서, 토출온도가 높을때는 바이패스 냉매량을 많게하여 토출온도를 내리는 것이 가능하게 된다.
따라서 냉매 물성상 토출온도가 HCFC계 냉매에 비하여 높은 R32냉매(또는 R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 혼합냉매)를 이용하여도 효율을 저하시키는 일 없이 최적화된 토출온도로 할 수 있고, COP와 신뢰성을 향상 시킬 수 있다. 한편, 상기 과냉각용 감압수단으로서 전동밸브를 이용하고, 전동밸브의 개도를 제어하여 바이패스 냉각량을 제어하여도 좋고, 과냉각용 감압 수단으로서 전자밸브와 캐필러리(Capillary)를 조합하여, 전자밸브의 개폐에 의한 바이패스 냉매량을 제어하여도 좋다
또한, 일 실시예의 냉동장치는 상기 냉동장치에 있어서 상기 제어부는 상기 토출온도 판정부가 상기 토출온도가 상한 설정치를 넘는다고 판정하면 상기 바이패스 배관에 흐르는 냉매량이 많아지도록 상기 과냉각용 감압수단을 제어하는 한편, 상기 토출온도 판정부가 상기 토출온도가 하한 설정치 미만이라고 판정하면 상기 바이패스 배관에 흐르는 냉매량이 적어지도록 상기 과냉각용 감압수단을 제어한다.
상기 냉동장치에 따르면, 상기 토출온도 판정부가 상기 토출온도가 상한 설정치를 넘는다고 판정하면, 상기 제어부에 의해 바이패스 배관에 흐르는 냉매량이 많아지도록 상기 과냉각용 감압수단을 제어한다. 한편, 상기 토출온도 판정부가 상기 토출온도가 하한 설정치 미만이라고 판정하면, 상기 제어부는 바이패스 배관에 흐르는 냉매량이 적어지도록 상기 과냉각용 감압수단을 제어한다. 그렇게 함에 따라서 효율을 저하시키는 일 없이 보다 최적한 토출온도제어가 가능하다.
또한, 다른 실시예의 냉동장치는, 상기 냉동장치에 있어서, 상기 과냉각용 감압수단은 과냉각용 전동밸브이며, 상기 응축기의 응축온도를 검출하는 응축온도 센서와, 상기 증발기의 증발온도를 검출하는 증발온도 센서와, 상기 응축온도 센서에 의해 검출된 응축온도와 상기 증발온도 센서에 의해 검출된 증발온도와 상기 과냉각용 전동밸브의 개도에 의해서 목표 토출온도를 산출하는 목표 토출온도 산출부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 압축기의 토출온도가 상기 목표 토출온도가 되도록 상기 주 감압수단을 제어한다.
상기 냉동장치에 따르면, 상기 응축온도 센서에 의해 검출된 상기 응축기의 응축온도와 상기 증발온도 센서에 의해 검출된 상기 증발기의 증발온도와 상기 과냉각용 전동밸브의 개도에 근거하여 상기 목표 토출온도 산출부에 의해 운전상황(냉방/난방 및 압축기의 운전주파수등)에 적합한 목표 토출온도를 산출한다. 상기 목표 토출온도 산출부에 의해 산출된 목표 토출온도에 근거하여 상기 제어부에 의해 상기 주 감압수단을 제어하고, 상기 냉매회로에 흐르는 냉매량을 제어함에 의해서 압축기의 토출온도를 목표 토출온도로 되도록 한다. 따라서 바이패스 배관에 흐르는 냉매량 즉, 과냉각도에 따른 최적한 토출온도로 제어할 수 있다.
또한, 일 실시예의 냉동장치는, 상기 냉동장치에 있어서, 상기 증발기의 증발기 출구온도를 검출하는 증발기 출구온도 센서를 설치하고, 상기 제어부는 상기 목표 토출온도 산출부에 의해 산출된 목표 토출온도 및 상기 증발기 출구온도 센서에 의해 검출된 증발기 출구온도에 근거하여, 상기 주 감압수단 및 상기 과냉각용 전동밸브를 제어한다.
상기 냉동장치에 따르면, 상기 증발기 출구온도 센서에 의해 증발기의 증발기 출구온도를 검출하고, 상기 목표 토출온도 산출부에 의해 산출된 목표 토출 온도 및 상기 증발기 출구온도 센서에 의해 검출된 증발기 출구온도에 의거해서 상기 제어부에 의해 주 감압수단 및 과냉각용 감압수단을 제어한다. 상기 증발기 출구온도를 압축기의 토출 온도제어에 이용하는 것에 있어서 바이패스 배관에 흐르는 냉매량 즉 과냉각도의 제어성을 향상시킬 수 있다.
도 12의 P-H(압력- 엔탈피)선도에 나타난 것처럼, 일반적으로, 냉동싸이클에서의 최고 온도는 압축기의 토출측의 온도이다.
본 발명자들은 R32 냉매를 사용한 경우에는 도 13의 P-H선도에서의 (Td3-Tcu3)라인처럼 종래의 (Td1-Tcu1)라인에 비하여 슈퍼히트(SH)를 작게 하여 습도를 크게 하여도 압축기의 신뢰성을 확보할 수 있는 것을 실험에서 확인할 수 있었다. 도 13에 나타난 것처럼 압축기 흡입측에서의 습도를 크게하면 압축기의 토출측의 온도 Td가 Td1으로부터 Td3으로 저하되어 신뢰성의 저하나 능력저하를 회피할 수 있다.
한편, 습도를 X라고 하면 습도 X=1.0일때에 완전가스 상태로 있고, 습도 X=0일때의 액상태로 있고, X=0.5, 0.6, 0.9 등에서는 2상역에서의 유동양식으로 되어있는 것을 나타내고 있다. 또한, 건도를 Y라고 하면, Y=1-X이다.
도 11의 신뢰성 실험결과에 나타낸 바와같이 종래의 R22 냉매를 사용한 경우에는 압축기 흡입 측에서의 건도를 0.90 이상으로 하지 않으면, 압축기의 신뢰성이 사용불가의 레벨이었으나, R32냉매에서는, 압축기 흡입 측에서의 건도가 0.60 이상이면, 압축기의 신뢰성이 사용가능한 레벨로 되는 것을 실험에서 확인할 수 있었다.
따라서, 일 실시예의 냉동장치는, 압축기가 건도 0.65 이상의 R32냉매, 혹은 R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 건도가 0.65 이상의 혼합냉매를 흡입하여 압축한다.
이 실시예에서는 압축기가 건도 0.65 이상의 R32냉매를 흡입하여 압축되도록 되어 있기 때문에, 도 11의 실험결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 압축기의 신뢰성을 저하 시키는 일 없이, R32냉매의 사용이 가능하게 되고, 신뢰성과 성능의 저하를 회피하면서 에너지 절약과 낮은 GWP를 실현할 수 있다. 한편, 압축기가 R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 건도 0.65 이상의 혼합냉매를 흡입하는 경우에도 마찬가지의 효과를 얻게 된다.
또한, 다른 실시예의 냉동장치는, 압축기가 건도 0.70 이상의 R32냉매 또는 R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 건도가 0.70 이상의 혼합냉매를 흡입하여 압축한다.
이 실시예에서는 압축기가 건도 0.70 이상의 R32냉매를 흡입하기 때문에 압축기의 신뢰성을 일층 향상시킬 수 있다. 한편, 압축기가 R32를 적어도 70중량% 이상 포함한 건도가 0.70 이상의 혼합냉매를 흡입하는 경우에도 같은 효과를 얻게된다.
다시 말하면, R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 혼합냉매라면, 의사공비로 되고, R22냉매에 대한 R32냉매의 이점(에너지 절약, 낮은 GWP)을 발휘할 수 있다.
또한, 일 실시예의 냉동장치는, 압축기가 건도 0.75 이상의 R32냉매 또는 R32를 적어도 70중량% 이상 포함한 건도가 0.70 이상의 혼합냉매를 흡입하여 압축한다.
이 실시예에서는, 압축기가, 건도 0.75 이상의 R32냉매를 흡입하기 때문에 도 11의 실험결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 압축기의 신뢰성을 최고레벨까지 높일 수 있다. 한편, 압축기가, R32를 적어도 70중량% 이상 포함한 건도가 0.75 이상의 혼합냉매를 흡입하는 경우에도 같은 효과를 얻게된다.
또한, 다른 실시예는, 상기 냉동장치에 있어서 상기 압축기의 토출관 온도를 검출하고 이 토출관 온도에 의거해서 압축기가 흡입하는 냉매의 건도를 제어하는 제어 수단을 구비하였다.
이 실시예에서는, 압축기의 토출관 온도에 의거해서 압축기 흡입냉매의 건도를 제어하기 때문에 간단한 제어 수단으로 건도의 제어가 가능하게 된다.
또한, 일 실시예는 상기 냉동장치에 있어서 슈퍼히트를 검출하고, 이 슈퍼히트에 의거해서 압축기가 흡입하는 냉매의 건도를 제어하는 제어수단을 구비하였다.
이 실시예에서는, 슈퍼히트에 의해서 압축기가 흡입하는 냉매의 건도를 제어하기 때문에 보다 정도가 좋게 흡입측의 건도를 제어할 수 있으며, 신뢰성 향상을 도모한다.
또한, 다른 실시예는, 상기 냉동장치에 있어서 서브쿨도(Sub Cool 度)를 검출하고 이 서브쿨도에 의거해서 압축기가 흡입하는 냉매의 건도를 제어하는 제어수단을 구비하였다. 이 실시예에서는 서브쿨도에 의거해서 압축기가 흡입하는 냉매의 건도를 제어하기 때문에 보다 정도 좋게 흡입측의 건도를 제어할 수 있으며, 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.
또한, 일 실시예는, 상기 냉동장치에 있어서, 증발기 출구의 과열도를 제어하는 제어수단을 구비하였다. 이 실시예에서는, 증발기 출구의 과열도를 제어하여 증발기 출구에서의 습도를 증가시켜 증발기(실내기)와 팬로터가 결로하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 다른 실시예는 압축기가 고압돔형이다. 난방의 저온 운전시(예컨대 외기(-5℃)이하)에서, 이 압축기는 건도 0.68 이상의 R32냉매 또는 R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 건도가 0.68 이상의 혼합냉매를 흡입하여 압축하고, 이 압축기의 토출온도를 80-90℃로 설정한다.
이 실시예에서는, 고압돔형의 압축기의 흡입측에서의 R32냉매의 건도를 0.68 이상으로하며, 토출온도를 80-90℃로 하기 때문에, 압축기의 신뢰성을 저하 시키는 일 없이, R32냉매의 사용이 가능하게 된다. 신뢰성과 성능의 저하를 회피하면서 에너지 절약과 낮은 GWP를 실현할 수 있다.
또한, 일실시예는, 압축기가 저압 돔형이다. 난방의 저온 운전시 (예컨대, 외기(-5℃)이하)에서, 이 압축기는 건도 0.65 이상의 R32냉매 또는 R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 건도가 0.65 이상의 혼합냉매를 흡입하여 압축하고, 이 압축기의 토출온도를 60~70℃로 설정한다.
이 실시예에서는, 저압 돔형의 압축기의 흡입측에서의 R32냉매의 건도를 0.65 이상으로 하고, 토출온도를 60~70℃로 하기 때문에 압축기의 신뢰성을 저하시키는 일 없이, R32냉매의 사용이 가능하게 되고 신뢰성과 성능의 저하를 회피하면서 에너지 절약과 낮은 GWP를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예의 냉동장치로서의 히트펌프 공기조화기의 회로도이다.
도 2는 상기 공기조화기의 제어장치의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 3은 상기 공기조화기의 몰리에르 선도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예의 공기조화기의 회로도이다.
도 5는 상기 공기조화기의 제어장치의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 6은 브리지회로를 갖지 않는 공기조화기의 회로도이다.
도 7은 과냉각용 감압수단으로서 전자밸브와 캐필러리를 이용한 공기조화기의 회로도이다.
도 8은 인젝션 회로를 이용한 공기조화기의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 냉동기의 실시예로서의 공기조화기의 실시예의 냉매 회로도이다.
도 10은 상기 실시예의 제어부의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 11은 냉매의 건도 마다의 압축기의 신뢰성 평가 실험결과를 나타내는 도표이다.
도 12는 실제의 냉동기에서의 몰리에르선도의 일예를 나타내는 도면이다.
도 13은 몰리에르선도에서의 슈퍼히트SH와 서브쿨도 SC를 나타내는 도면이다.
이하 본 발명의 냉동장치를 도시된 실시예에 의해 상세히 설명한다.
(제1실시예)
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 냉동장치로서의 히트 펌프식의 공기 조화기의 개략구성을 나타낸 회로도이다.
(1)은 압축기, (2)는 상기 압축기(1)의 토출측과 접속된 4방향 절환밸브, (3)은 상기 4방향 절환밸브(2)와 한쪽이 접속된 실외열교환기, (4)는 정류 수단으로서의 브리지회로, (5)는 실내열교환기, (6)은 상기 실내열교환기(5)와 4방향 절환밸브(2)를 통하여 접속된 어큐뮬레이터이다.
또 상기 브리지회로(4)는 한 방향으로만 냉매의 흐름을 허용하는 역지밸브(4A, 4B, 4C, 4D)를 갖고, 입출력 포트 두개와 입력포트, 출력 포트를 각각 하나씩 가지고 있다. 상기 브리지 회로(4)의 한쪽의 입출력 포트에 실외열교환기(3)를 접속하고, 다른 쪽의 입출력 포트에 실내열교환기(5)를 접속하고 있다. 상기 실외열교환기(3)로부터의 냉매의 흐름을 허용하는 방향에 역지밸브(4A)를 한쪽의 입출력 포트에 접속하고, 실내열교환기(5)로부터의 냉매의 흐름을 허용하는 방향에 역지밸브(4B)를 다른 쪽의 입출력 포트에 접속하는 동시에 역지밸브(4A,4B)를 서로 맞닿게해서 출력포트에 접속하고 있다. 한편, 상기 실내열교환기(5)로의 냉매의 흐름을 허용하는 방향에 역지밸브(4C)를 역지밸브(4B)가 접속되어 있는 입출력 포트에 접속하고, 실외열교환기(3)로의 냉매의 흐름을 허용하는 방향에 역지밸브(4D)를 역지밸브(4A)가 접속되어 있는 입출력 포트에 접속하는 동시에, 역지밸브(4C,4D)를 서로 맞닿게 입력포트에 접속하고 있다.
그리고 상기 브리지회로(4)의 출력포트에 배관(31)의 한쪽을 접속하고 배관(31)의 다른 쪽을 과냉각 열교환기(11)의 외관(11a)의 한쪽에 접속하고 있다. 한편, 상기 브리지회로(4)의 입력포트에 배관(32)의 한쪽을 접속하고 배관(32)의 다른 쪽을 과냉각 열교환기(11)의 외관(11a)의 다른 쪽에 접속하고 있다. 상기 배관(32)에 주 감압수단으로서의 주 전동밸브(EV1)를 배치 설치하고 있다. 그리고 상기 배관(31)을 과냉각용 감압수단으로서의 바이패스 전동밸브(EV2)가 배치 설치된 바이패스 배관(33)을 통하여 과냉각 열교환기(11)의 내관(11b)의 한쪽에 접속하고 있다. 한편, 상기 과냉각 열교환기(11)의 내관(11b)의 다른 쪽을 4방향 절환밸브(2)와 어큐뮬레이터(6)와의 사이에 바이패스 배관(34)을 통해 접속하고 있다. 이렇게 하여 상기 브리지회로(4)는 냉방운전과 난방운전의 절환에 의해 실외 열교환기(3)와 실내열교환기(5)의 사이에서 냉매가 어느 쪽의 방향으로 흘러도, 과냉각 열교환기(11)로부터 주 전동밸브(EV1)의 방향만으로 냉매가 흐른다.
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상기 압축기(1), 4방향 절환밸브(2), 실외열교환기(3), 주 전동밸브(EV1), 실내열교환기(5) 및 어큐뮬레이터(6)에서 냉매회로를 구성하는 동시에 작동매체로 R32 냉매를 이용하고 있다.
또 상기 공기조화기에는 압축기(1)의 토출측 토출온도를 검출하는 토출온도 센서(21)와, 실외열교환기(3)에 설치되고 실외열교환기(3)의 냉매온도를 검출하는 응축온도 센서 또는 증발온도 센서로서의 온도 센서(22)와, 실내열교환기(5)에 설치되고 실내열교환기(5)의 냉매온도를 검출하는 증발온도 센서 또는 응축온도 센서로서의 온도센서(23)와, 각 온도센서(22, 23, 24)로부터의 신호를 받아서, 냉방, 난방운전의 제어를 행하는 제어부(10)를 설치하고 있다. 한편, 상기 제어부(10)는 마이크로 컴퓨터와 입출력 회로 등으로 구성되어 있고, 압축기(1), 주 전동밸브(EV1)및 바이패스 전동밸브(EV2)등을 제어하는 제어부(10a)와, 온도센서(21)에 의해 검출된 토출온도를 판정하는 토출온도 판정부(10b)와, 온도센서(21,22,23)에 의해 검출된 토출온도, 응축온도 및 증발온도에 의거해서 목표 토출온도를 산출하는 목표 토출온도산출부(10c)를 갖고 있다.
상기 구성의 공기 조화기에 있어서, 냉방운전을 하는 경우 4방향 절환밸브(2)를 실선으로 나타내는 절환 위치로 하고, 압축기(1)를 기동하면, 압축기(1)로부터의 고온, 고압의 토출냉매는 4방향 절환밸브(2), 실외 열교환기(3), 브리지회로(4)의 역지밸브(4A), 과냉각 열교환기(11), 전동밸브(EV1)로 흐른다. 그리고, 상기 전동밸브(EV1)에서 감압된 냉매는 브리지회로(4)의 역지밸브(4D), 실내열교환기(5), 4방향 절환밸브(2)에 흐르고, 4방향 절환밸브(2)로부터 어큐뮬레이터(6)로 되돌아간다. 이때, 상기 과냉각 열교환기(11)에 있어서, 전동밸브(EV1)에 유입하는 냉매를 과냉각한다. 또한, 증발기로서 기능하는 실내열교환기(5)에서는, 저온 저압의 액냉매가 증발하고 증발후의 가스 냉매는 출구측으로부터 배출된다.
또한, 난방운전을 하는 경우, 4방향 절환밸브(2)를 점선으로 나타낸 절환 위치로 하고, 압축기(1)를 기동하면, 압축기(1)로부터의 고온 고압의 토출냉매는 4방향 절환밸브(2), 실내열교환기(5), 역지밸브(4B), 과냉각 열교환기(11), 전동밸브(EV1)로 흐른다. 그리고, 상기 전동밸브(EV1)에서 감압된 냉매는 브리지회로(4)의 역지밸브(4C), 실외열교환기(3), 4방향 절환밸브(2)로 흐르고 4방향 절환밸브(2)로부터 어큐뮬레이터(6)에 되돌아간다. 이때, 상기 과냉각 열교환기(11)의 상류측의 고온, 고압의 액 냉매는 바이패스 전동밸브(EV2)에 의해 팽창하고, 저온 저압의 가스 냉매로 되며, 과냉각 열교환기(11)내를 흘러 전동밸브(EV1)에 유입하는 냉매를 과냉각한다.
이처럼, 상기 브리지회로(4)에 의해서 냉방 난방운전에 있어서, 과냉각 열교환기(11)를 항상 전동밸브(EV1)의 상류측에 배치 설치하고, 상기 과냉각 열교환기(11)에 의해 전동밸브(EV1)에 유입하는 냉매의 과냉각을 증대시키고 운전효율을 향상시킨다.
이하 상기 제어부(10)의 동작을 도 2의 플로우차트에 따라서 설명한다. 한편, 도 2에서는 냉방운전에 대하여 설명하지만, 난방운전시는 응축기와 증발기를 교체해서 그에 따라 응축온도(Tc)와 증발온도(Te)를 검출하는 온도센서(22, 23)가 교체되는 것만이며, 마찬가지로 처리한다.
도 2에 있어서, 냉방운전을 스타트하면, 스텝(S1)에서 토출온도(Td)와 응축온도(Tc)와 증발온도(Te)를 검출한다. 즉, 온도센서(21)에 의해 압축기(1)의 토출측의 토출온도(Td)를 검출하고, 온도센서(22)에 의해 응축기로서의 실외열교환기(3)의 응축온도(Tc)를 검출하고, 증발기로서의 실내열교환기(5)의 증발온도(Te)를 검출하는 것이다.
다음에, 스텝(S2)으로 진행하여, 제어장치(10)의 토출온도 판정부(10b)에 의해 토출온도(Td)가 상한 설정치를 넘고 있는지 아닌지를 판정하고, 토출온도(Td)가 상한 설정치를 넘고 있다고 판정하면, 스텝(S3)으로 진행하여, 바이패스 전동밸브(EV2)를 소정 개도 열어서, 스텝(S4)으로 나아간다.
한편, 스텝(S2)에서 토출온도(Td)가 상한 설정치 이하라고 판정하면, 스텝(S11)으로 진행하여, 토출온도 판정부(10b)에 의해 토출온도(Td)가 하한 설정치 미만인가 아닌가를 판정하며, 토출온도(Td)가 하한 설정치 미만이라고 판정하면, 스텝(S12)으로 진행하는 한편, 토출온도(Td)가 하한 설정치 이상이라고 판정하면, 스텝(S4)으로 나아간다.
그리고 스텝(S12)에서 바이패스 운전중인가 아닌가를 판정하여서, 바이패스 운전중이라고 판정하면 스텝(S13)으로 진행하여 바이패스 전동밸브(EV2)를 현재 개도로부터 소정 개도 닫는다. 한편, 스텝(S12)에서 바이패스 운전중이 아니라고 판정하면, 스텝(S4)으로 나아간다.
다음에 스텝(S4)에서 목표 토출 온도산출부(10C)에 의해 목표 토출 온도(Tk)를 산출한다. 상기 목표 토출온도(Tk)는, 스텝(S1)에서 검출된 응축온도(Tc)와 증발온도(Te)와 바이패스 전동밸브(EV2)의 개도에 의거해서 산출한다.
다음에, 스텝(S5)으로 진행하여, 스텝(S1)에서 검출된 토출온도(Td)가 목표 토출온도(Tk)를 넘는가 아닌가를 판정하여서, 토출온도(Td)가 목표 토출온도(Tk)를 넘는다고 판정하면 스텝(S6)으로 진행하여 주 전동밸브(EV1)를 연다. 한편, 스텝(S5)에서 토출온도(Td)가 목표 토출온도(Tk)이하라고 판정하면, 스텝(S7)으로 진행하여, 주 전동밸브(EV1)를 닫는다.
도 3은 상기 공기 조화기에서의 종축을 압력(P), 횡축을 엔탈피(I)로 하는 몰리에르선도를 나타내고 있다. 도 3에 있어서, 비교를 위하여 과냉각 열교환기가 없는 경우(바이패스 없다)와 과냉각 열교환기(11)가 있는 경우(바이패스 있다)에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 과냉각 열교환기가 없는 경우의 통상 사이클은, 도 3의 파선으로 나타내는 바와같이 변화한다. 이것에 대하여 상기 과냉각 열교환기(11)가 있는 경우의 열교환기부 사이클은 도 3의 실선(및 굵은 실선)에서 나타낸 것처럼 변화한다. 즉, 상기 압축기(1)의 입력측의 상태(A)(증발기 출구)의 냉매를 압축기(1)에 의해 고압의 상태(B)로 변화시키고 그 상태(B)의 냉매를 실외열교환기(3)에서의 응축에 의해 엔탈피가 작은 상태(C)(분기)로 변화시킨다. 더욱이 상기 실외열교환기(3)의 출구측의 냉매를 과냉각 열교환기(11)에 의해 과냉각 하여 상태(D)로 한다.
그리고, 상기 과냉각 열교환기(11)에 의해 과냉각된 냉매를 전동밸브(EV1)에서의 팽창에 의해 압력이 낮아진 상태(E)로 변화시키고, 그 상태의 냉매를 실내 열교환기(5)에서의 증발에 의해 압력이 대략 일정한 채 외기로부터의 열흡수에 의해 엔탈피가 크게된 상태(A)로 변화시킨다. 더욱이 상기 실내열교환기(5)의 출구측과 과냉각 열교환기(11)의 바이패스 배관의 출구측과를 합류시켜 상태(A)로부터 상태(Y)로 함으로써 압축기(1)의 토출온도가 저하된다.
이처럼, 상기 토출온도 센서(21)에 의해 검출된 토출온도(Td)를 토출온도 판정부(10b)에 의해 판정하고, 그 판정결과에 의거해서 과냉각용 전동밸브(EV2)를 제어하고, 토출온도의 고저에 따라 바이패스 배관(33,34)으로 흐르는 냉매량을 대소로 제어함에 따라서, 토출온도가 높을때는 바이패스 냉매량을 많게 하여 토출온도를 내리게 할 수 있다. 따라서 냉매 물성상 토출온도가 HCFC계 냉매에 비해서 높은 R32냉매를 이용하여도 효율을 저하시키는 일 없이, 압축기(1)의 토출온도를 최적으로 할 수 있으며, COP의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 토출온도판정부(10b)에 의해 토출온도와 상한설정치 및 하한설정치를 비교한 결과에 따라서 제어부(10a)에 의해 과냉각용 전동밸브(EV2)를 제어하고, 바이패스 배관(33, 34)에 흐르는 냉매량을 적확하게 제어함에 따라서, 보다 최적의 토출온도제어를 행할 수 있다.
또한, 응축온도(Tc), 증발온도(Te) 및 과냉각 전동밸브(EV2)의 개도에 의거해서, 목표 토출온도산출부(10c)에 의해 운전상황(냉방/난방 및 압축기의 운전 주파수등)에 적합한 목표 토출온도(Tk)를 산출하고 그 목표 토출온도(Tk)에 의거해서 제어부(10a)에 의해 주전동밸브(EV1)의 개도를 제어하기 때문에 과냉각용 전동밸브(EV2)의 제어와 함께 압축기(1)의 토출온도제어를 정확하고 확실하게 행할 수 있다.
(제2실시예)
도 4는 본 발명의 제2실시예의 냉동장치로서의 히트펌프식의 공기조화기의 개략구성을 나타낸 회로도이고, 온도센서(24, 25) 및 제어장치(10)의 동작을 삭제하고 제1실시예의 공기조화기와 동일한 구성을 하고 있고, 동일 구성은 동일 참조번호를 부여하여 설명을 생략한다.
도 4에 나타낸 것처럼, 이 공기 조화기는 실외열교환기(3)에 설치되고 증발기 출구 온도센서로서의 온도센서(24)와, 실내열교환기(5)에 설치되고 증발기 출구 온도센서로서의 온도센서(25)를 구비하고 있다. 상기 온도센서(24,25)는 실외열교환기(3), 실내열교환기(5)의 각각의 가스측으로부터 열교환기 전체의 1/3이내의 위치로 설치한다.
또한, 상기 제어부(10)는 마이크로 컴퓨터와 입출력 회로 등으로 구성되어 있고, 압축기(1), 주 전동밸브(EV1) 및 바이패스 전동밸브(EV2)등을 제어하는 제어부(10a)와, 온도센서(21)에 의해 검출된 토출온도를 상한설정치 및 하한설정치와 비교하는 토출온도 판정부(10b)와, 온도센서(21, 22, 23)에 의해 검출된 토출온도, 응축온도 및 증발온도에 의거해서 목표 토출온도를 산출하는 목표 토출온도산출부(10c)와 온도센서(22) 또는 온도센서(23)에 의해 검출된 증발온도에 의거해서, 목표증발기 출구온도산출부(10d)를 가지고 있다.
상기 구성의 공기 조화기에 있어서, 상기 제어부(10)의 동작은, 제1실시예의 공기 조화기의 도 2의 플로우차트의 스텝(S1~S4, S11~S13)과 같은 동작을 하고, 스텝(S5~S7)만이 다르다. 이 다른 동작의 플로우차트를 도 5에 나타내고 있다.
도 2의 스텝(S4)에서 목표 토출온도(Tk)를 산출한 후 도 5의 스텝(S21)에서 증발기 출구온도(Ts)를 검출한다. 이 경우, 냉방운전에서는, 증발기로 되는 실내열교환기(5)의 출구측의 냉매온도를 온도센서(25)에 의해 검출하는 한편, 난방운전에서는, 증발기로 되는 실외열교환기(3)의 출구측의 냉매온도를 온도센서(24)에 의해 검출한다.
다음에, 스텝(S22)에서 목표증발기 출구온도 산출부(10d)에 의해 목표 증발기 출구온도(Tj)를 산출한다. 이 목표 증발기 출구온도(Tj)는,
Tj=증발온도 Te+A
에 의해 구한다.(A는, 냉방/난방의 운전조건 및 압축기의 운전 주파수에 따라 작성한 테이블에 의해 결정한다.)
다음에, 스텝(S23)에서 토출온도(Td)가 목표 토출온도(Tk)를 넘는가 안 넘는가를 판정하고, 토출온도(Td)가 목표 토출온도(Tk)를 넘는다고 판정하면 스텝(S24)으로 진행하는 한편, 토출온도(Td)가 목표 토출온도(Tk)이하라고 판정하면 스텝(S28)으로 진행한다.
그리고, 스텝(S24)에서 증발기 출구온도(Ts)가 목표 증발기 출구온도(Tj)를 넘는가 안 넘는가를 판정하고 증발기 출구온도(Ts)가 목표증발기 출구온도(Tj)를 넘는다고 판정하면 스텝(S25)으로 진행하며, 제어부(10a)에 의해 주전동밸브(EV1)를 현재 개도에서 소정 개도로 연다. 한편, 스텝(S24)에서 증발기 출구온도(Ts)가 목표 증발기 출구온도(Tj)이하라고 판정하면, 스텝(S26)으로 진행하여, 제어부(10a)에 의해 주전동밸브(EV1)를 현재 개도에서 소정 개도로 닫는 동시에 스텝(S27)에서 바이패스 전동밸브(EV2)를 현재 개도에서 소정 개도로 연다. 이하 도 2의 스텝(S1)으로 되돌아간다.
한편, 스텝(S28)에서 증발기 출구온도(Ts)가 목표 증발기 출구온도(Tj)를 넘는가 안넘는가를 판정하고, 증발기 출구온도(Ts)가 목표 증발기 출구온도(Tj)이하라고 판정하면 스텝(S29)으로 진행하여, 제어부(10a)에 의해 주 전동밸브(EV1)를 현재 개도로부터 소정 개도 닫는다. 한편, 스텝(S28)에서 증발기 출구온도(Ts)가 목표 증발기 출구온도(Tj)를 넘었다고 판정하면, 스텝(S30)으로 진행하여, 제어부(10a)에 의해 주 전동밸브(EV1)를 현재 개도로부터 소정 개도로 여는 동시에 스텝(S31)에서 바이패스 전동밸브(EV2)를 현재 개도에서 부터 소정 개도 닫는다. 이하 도 2의 스텝(S1)으로 되돌아간다.
이와 같이, 상기 공기조화기에서는 제1실시예의 공기조화기와 같은 효과를 가짐과 동시에 증발기 출구온도(Ts)를 압축기(1)의 토출온도제어에 이용함에 의하여 바이패스 배관에 흐르는 냉매량 즉 과냉각도의 제어성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1, 제2실시예에서는 냉동장치로서 공기조화기에 대하여 설명하였으나, 다른 냉동장치에 이 발명을 적용하여도 좋다.
또한, 상기 제1, 제2실시예에서는 R32냉매를 이용한 냉동장치로서의 공기 조화기에 대하여 설명하였으나. 냉동장치에 이용되는 냉매는 그것에 한하지 않고 R32를 적어도 70중량% 함유하는 혼합 냉매에서도 좋다. 예컨데, R32냉매와 CO2 와의 혼합냉매로서, CO2에 대해 R32냉매가 70중량% 이상이며 90중량% 이하의 혼합 냉매에서도 좋고, R32냉매와 R22냉매와의 혼합냉매로서, R22냉매에 대해 R32냉매가 70중량% 이상이며 90중량% 이하의 혼합 냉매에서도 좋다.
또한, 상기 제1, 제2실시예에서는 도 1, 도 4에 나타난 냉매 회로와 과냉각 회로와를 구비한 냉동장치로서의 공기 조화기에 대하여 설명하였으나, 냉동장치의 구성은 이것에 한하지 않는 것은 물론이다. 예컨데, 도 6에 나타내는 바와 같이, 도 1의 구성으로부터 브리지회로를 제외한 구성의 냉동장치에서도 좋다. 이 경우, 난방운전시만 과냉각용 전동밸브(EV2)를 열고, 냉매를 바이패스한다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 1의 과냉각용 전동밸브를 대신하여 과냉각용 감압수단으로서 전자밸브(61)와 캐필러리(62)를 이용한 구성의 냉동장치에서도 좋다. 또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 과냉각 열교환기(11)로부터의 가스냉매를 압축기(71)의 중간압부분에 바이패스 배관(35)을 통하여 주입하는 인젝션회로를 구비한 것에도 좋다. 한편, 도 6 ~ 도 8에 있어서, 도 1의 냉동장치와 같은 구성부는 동일 참조번호를 붙이고 있다.
(제3실시예)
다음에, 도 9는 이 발명의 냉동장치의 제3실시예로서의 공기조화기의 냉매회로를 나타낸다. 이 실시예는 R32냉매를 사용하고 압축기(101), 4방향 절환밸브(104), 실외열교환기(102), 팽창밸브(103), 밸브(126), 실내열교환기(105), 밸브(125), 기액분리기(106), 어큐뮬레이터(107)가 순서대로 접속된 냉매회로를 구비했다. 한편, 실외열교환기(102)를 가지는 실외 유니트(121)는 연락배관으로 실내 유니트(122)에 접속되어 있다.
또한, 이 실시예는 마이크로 컴퓨터로 되는 제어부(108)를 구비하고, 이 제어부(108)는, 압축기(101)의 흡입측 배관에 부착된 온도센서(113)와 토출측 배관에 부착된 온도센서(112)와 실외열교환기(102)에 부착된 온도센서(117)와 실내 열교환기(105)에 부착된 온도센서(115) 및 실외의 기온을 검출하는 온도센서(111)와 실내의 온도를 검출하는 온도센서(116)에 접속되어 있다.
이 실시예의 제어부(108)의 동작을 도 10의 플로우차트를 참조하면서 설명한다. 먼저, 스텝(S101)에서 이 공기 조화기가 R32냉매를 사용하고 있는가 있지않는가를 판단하고, R32냉매를 사용하고 있다고 판단한 때에는 다음의 스텝(S102)으로 진행한다. 이 R32냉매를 사용하고 있는가 않는가의 판단은 미리 입력된 정보에 의거해서 판단하는 것이어도 좋다. 또 스텝(S101)에서 아니라고 판단한 경우에는, 스텝(S105)으로 진행하여 종래 제어를 계속하여 실행한다. 이 종래 제어란, 예컨데, 온도센서(112)로부터 얻는 토출관온도(Tdis)에 의거해서 행하는 압축기(101)와 팽창밸브(103)의 제어이다.
다음에, 상기 스텝(S102)에서는 토출관온도(Tdis)가 135℃~125℃내의 소정치 이상으로 되었는가 아닌가를 판정하고, 상기 소정치 이상으로 되었다고 판단하면, 스텝(S103)으로 진행하며, 상기 소정치 이상으로 되지 않았다고 판단하면, 스텝(S105)으로 진행한다.
스텝(S103)에서는, 슈퍼히트(SH)(도 13참조)를 검출하는 것으로, 압축기(101)의 흡입측에서의 냉매의 습도를 검출한다. 즉, 온도센서(113)로부터 얻은 압축기(101)의 흡입측의 온도(Tsuc)와 온도센서(117)혹은(115)로부터 얻은 증발기의 온도(냉방시는 실내열교환기(105)의 온도 Tin)과의 차인 슈퍼히트(SH)를 검출한다. 그리고 압축기(101)의 회전수를 증가시키는 조작 또는 팽창밸브(103)를 여는조작의 적어도 한쪽의 조작을 실행하여, 슈퍼히트(SH)를 감소시켜, 습도를 늘린다. 이것에 의해 압축기 토출측의 냉매온도를 떨어뜨려 신뢰성의 저하나 능력저하를 회피한다.
다음에, 스텝(104)으로 진행하여, 상기 슈퍼히트(SH)가 0.85∼0.75내의 소정치이상인가 아닌가를 판단하고, 상기 소정치 이상이라고 판단하면, 스텝(S105)으로 진행하여서, 상기 종래 제어를 계속하여 실행한다.
한편 스텝(S104)에서, 상기 슈퍼히트(SH)가 0.85∼0.75내의 상기 소정치 이상이 아니다(습도가 과잉)라고 판단하면, 스텝(S106)으로 진행하여 압축기(101)의 회전수를 감소시켜서, 냉매의 순환량을 감소시킨다. 이것에 의해 상기 슈퍼히트(SH)를 소정의 값만 증가시켜서, 습도를 감소시키고, 건도를 적정치(0.85∼0.75)으로 유지한다.
다음에, 스텝(S107)으로 진행하여, 다시 스텝(S103), (S104)을 실행하고 슈퍼히트를 소정치만큼 감소시켜서, 토출관 온도를 낮추는 조작을 행하며, 슈퍼히트가 적정치(0.85∼0.75)를 하회하고 있는 경우에는 스텝(S106)으로 되돌아 보내서, 슈퍼히트를 증가시킨다. 한편 스텝(S107)에 있어서 슈퍼히트가 상기 적정치(0.85∼0.75) 이상으로 되어있다고 판단하면, 스텝(S108)으로 진행하여, 팽창밸브(103)를 조여서, 슈퍼히트를 감소시켜, 습도를 증가시키고 토출온도(Tdis)를 낮추면서, 스텝(S109)으로 진행한다.
스텝(S109)에서는 다시 스텝(S103)과 (S104)의 동작을 실행한다. 즉 슈퍼히트(SH)를 감소시키는 조작을 행하여, 토출관온도를 낮추면서, 슈퍼히트(SH)가 신뢰성이 충분하게 되는 소정치(0.85~0.75)이상이면, 스텝(S105)으로 진행하고, 슈퍼히트(SH)가 상기 소정치에 도달하지 않으면, 스텝(S106)으로 되돌려 보내고, 다시 슈퍼히트를 증가시키는 조작을 실행한다.
이와 같이, 이 실시예에서는, 토출관 온도가 소정치 이상으로 되면, 슈퍼히트(SH)를 낮추고, 습도를 증가시켜 토출관 온도를 떨어뜨린다(스텝 S102, S103). 다음에, 이 슈퍼히트(SH)가 부족하다고 판단되면, 압축기(101)의 회전수를 감소시켜, 압축기(101)의 신뢰성을 충분히 확보할 수 있는 적정치(0.85~0.75)까지 슈퍼히트를 증가시켜서 건도를 증가시킨다.
이 제어에 의해, 압축기(101)가 흡입하는 R32냉매의 건도를, 압축기(101)의 신뢰성을 충분히 확보할 수 있는 범위에 있어서, 건도(슈퍼히트)를 저감시켜, 토출온도를 낮출 수 있고, 신뢰성(압축기윤활성, 마찰등)의 저하나 능력(난방저온성능)저하를 회피하면서, 에너지 절약과 낮은 GWP를 실현시킬 수 있다.
한편, 상기 실시예에서는, 건도(슈퍼히트)의 적정치를 0.85~0.75의 범위로 설정하였으나, 0.65 이상 혹은 0.70 이상 또는 0.75 이상으로 설정하여도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는 슈퍼히트에 의해서 압축기(101)와 팽창밸브(103)를 제어하였으나, 압축기의 토출관 온도 혹은 서브쿨도(SC)에 의거해서, 압축기와 팽창밸브를 제어하여도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는 R32냉매단체를 사용하였으나, R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 혼합 냉매를 사용하는 경우에도 마찬가지의 효과를 얻게 된다.
즉, R32를 적어도 70중량% 이상 함유한 혼합냉매라면, 의사공비가 되고, R22냉매에 대한 R32냉매의 이점(에너지 절약, 낮은 GWP)을 발휘할 수 있다.
또한, 압축기로서는 고압 돔형과 저압 돔형이 있다. 고압 돔형은 압축기의 모터가 토출가스등의 고압 분위기에 있는 것을 말하고, 저압 돔형은 압축기의 모터가 저압가스 또는 액 등의 저압 분위기하에 있는 상태의 압축기 형식을 말한다. 저압 돔형의 압축기를 채용한 경우에는 고압 돔형의 압축기를 채용한 경우에 비해서, 압축기의 토출온도가 15℃~20℃만큼 낮아진다. 따라서 R32냉매를 채용한 공기조화기에 있어서, 저압 돔형의 압축기를 채용한 경우에는 압축기가 흡입하는 냉매의 건도를 0.65~0.95로 설정하고 압축기의 토출온도를 60℃~70℃로 제어한다. 이것에 의해 압축기의 신뢰성과 성능의 저하를 회피하면서, 낮은 GWP 및 에너지 절약으로 낮은 원가의 공기조화기를 실현할 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 제어부(108)는 증발기로되는 실내 열교환기(105)의 출구에서의 냉매의 과열도를 제어하고, 실내 열교환기(5)출구에서의 냉매의 습도를 증가시켜 실내 열교환기(105)의 팬로터가 결로하는 것을 방지하도록 해도 좋다. 한편, 이 결로 방지제어는, R32와 R125를 50중량% 씩 포함한 혼합냉매에도 적용할 수 있고, R407C(R32/R125/R134ａ:23/25/52wt%)를 사용하는 경우에도 적용이 가능하다.

Claims (13)

  1. 압축기(1), 응축기(3, 5), 주감압수단(EV1) 및 증발기(5, 3)가 고리 형상으로 접속된 냉매회로와, 상기 응축기(3, 5)와 상기 주 감압수단(EV1)과의 사이에 배설된 과냉각 열교환기(11)와, 상기 과냉각 열교환기(11)를 개재하여 상기 냉매 회로의 가스(gas)측과 액측과를 바이패스하는 바이패스배관(33, 34)과, 상기 바이패스 배관(33, 34)의 상기 과냉각 열교환기(11)의 상류측에 배설된 과냉각용 감압수단을 구비한 냉동장치로서,
    R32냉매 또는 R32를 적어도 70중량% 이상 함유하는 혼합냉매를 이용하는 동시에,
    상기 압축기(1)의 토출온도를 검출하는 토출온도 센서(21)와,
    상기 토출온도 센서(21)에 의해 검출된 토출온도를 판정하는 토출온도 판정부(10b)와,
    상기 토출온도 판정부(10b)의 판정 결과에 의거해서 상기 과냉각용 감압수단을 제어하고, 상기 바이패스 배관에 흐르는 냉매량을 제어하는 제어부(10a)를 구비한 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부(10a)는,
    상기 토출온도 판정부(10b)가 상기 토출온도가 상한 설정치를 넘었다고 판정하면, 상기 바이패스 배관(33, 34)에 흐르는 냉매량이 많아지도록 상기 과냉각용 감압수단을 제어하는 한편, 상기 토출온도 판정부(10b)가 상기 토출온도가 하한 설정치 미만이라고 판정하면, 상기 바이패스 배관에 흐르는 냉매량이 적어지도록 상기 과냉각 감압수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 과냉각용 감압수단은, 과냉각용 전동밸브(EV2)로서,
    상기 응축기(3, 5)의 응축온도를 검출하는 응축온도센서(22, 23)와,
    상기 증발기(5, 3)의 증발온도를 검출하는 증발온도센서(22, 23)와,
    상기 응축온도 센서(22, 23)에 의해 검출된 응축온도와 상기 증발 온도센서(23, 22)에 의해 검출된 증발온도와 상기 과냉각용 전동밸브(EV2)의 개도에 의거해서, 목표 토출온도를 산출하는 목표 토출 온도 산출부(10c)를 구비하며,
    상기 제어부(10a)는 상기 압축기(1)의 토출온도가 상기 목표 토출온도가 되도록, 상기 주 감압수단(EV1)을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 증발기(3,5)의 증발기 출구온도를 검출하는 증발기 출구 온도센서(24, 25)를 구비하며,
    상기 제어부(10)는 상기 목표 토출온도 산출부(10c)에 의해 산출된 목표 토출 온도 및 상기 증발기 출구 온도 센서(24,25)에 의해 검출된 증발기 출구온도에 의거해서, 상기 주 감압수단(EV1) 및 상기 과냉각용 전동밸브(EV2)를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
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