KR100658461B1 - 냉동장치 - Google Patents

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다케오 우에노
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

복수 계통의 이용측 열교환기를 구비하며, 액측 연락배관을 1 개로 종합한 냉동장치에 있어서, 실외 열교환기를 사용하지 않는 100% 열회수 운전을 실행하는 경우에, 실내 열교환기(41)로부터 나온 액 냉매가 냉장·냉동용 열교환기(45, 51) 이외의 방향으로 흐르는 것을 방지하는 역류방지기구(37)를 설치하여, 낮은 외기온도 시라도 회로 상의 냉매 흐름을 안정시켜, 냉동능력의 저하를 방지한다.

Description

냉동장치{FREEZER}
본 발명은 냉동장치에 관한 것이며, 특히 냉장 ·냉동용이나 공조용으로서 복수의 이용측 열교환기를 구비한 냉동장치에 관한 것이다.
종래, 냉동순환을 행하는 냉동장치가 알려져 있다. 이 냉동장치는 실내를 냉난방하는 공조기나, 식품 등을 저장하는 냉장고 등 냉각기로서 널리 이용되고 있다. 이 냉동장치에는, 공조와 냉장 ·냉동의 양쪽을 행하는 것이 있다(예를 들어, 일본특개 2001-280749호 공보 참조).
일반적으로 이러한 종류의 냉동장치는, 예를 들어 냉장 ·냉동용의 진열장이나, 공조용 실내기 등의 이용측 유닛에 설치된 복수의 이용측 열교환기(냉장·냉동용 열교환기나 공조용 열교환기)가, 실외에 설치되는 열원측 유닛(실외유닛)의 열원측 열교환기(실외 열교환기)에 대해 병렬로, 각각 액측 연락배관 및 가스측 연락배관에 의해 접속된다. 이 냉동장치는, 예를 들어, 편의점 등에 설치되며, 1 개의 냉동장치를 설치하는 것만으로 매장 내 공조와 진열장 등의 냉각을 행할 수 있다.
상기 냉동장치에서는, 냉매회로가 냉장·냉동계통과 공조계통의 2 계통을 갖는 회로로 구성된다. 따라서 액라인과 가스라인 각각에 대하여 연락배관이 2 개씩 사용되어 배관 수가 많으므로, 그 접속작업이 번잡하여 접속오류를 발생시킬 우려 가 있다.
그래서 본원 출원인은, 2 계통의 액라인이 1 개의 액측 연락배관을 공용함과 동시에, 이 액측 연락배관과 냉장 ·냉동계통의 저압가스측 연락배관을 나열시켜 접촉시키도록 한 냉동장치를 고안했으며, 이미 이를 출원했다(일본특개 2004-044921호 공보 참조). 이 장치에서는, 연략배관의 개수를 줄임으로써 접속오류의 우려를 적게 하기가 가능해지며, 더욱이 액측 연락배관과 냉장 ·냉동계통의 저압가스측 연락배관 사이에서 액냉매와 가스냉매가 열교환 함으로써, 흡입측의 가스냉매에 의해 액냉매를 과냉각시켜 냉동능력을 높이도록 했다.
이 장치의 냉매회로는, 구체적으로는 도 27에 나타낸 바와 같이 구성된다. 도면에서 (101)은 실외유닛, (102)는 실내유닛, (103)은 냉장용 진열장(냉장유닛), (104)는 냉동용 진열장(냉동유닛)이다. 실외유닛(101)에는 압축기구(105, 106)와 실외 열교환기(107)와 실외 팽창밸브(108)와 수액기(109)가 배치되며, 실내유닛(102)에는 실내 열교환기(110)와 실내 팽창밸브(111)가 배치된다. 또 냉장용 진열장(103)에는 냉장용 열교환기(112)와 냉장용 팽창밸브(113)가 배치되며, 냉동용 진열장(104)에는 냉동용 열교환기(114)와 냉동용 팽창밸브(115)와 부스터압축기(113)가 배치된다.
이 냉동장치의 냉매회로(120)는, 실외 열교환기(107)와 냉장·냉동용 열교환기(112, 114) 사이에 냉매가 순환하도록 구성된 냉장·냉동계통측 회로와, 실외 열교환기(107)와 실내 열교환기(110) 사이에 냉매가 가역으로 순환하도록 구성된 공조계통측 회로를 구비한다. 그리고 각 계통의 액라인이 1 개의 액측 연락배관(121)을 공용함과 동시에, 이 액측 연락배관(121)과 냉장·냉동계통의 저압가스측 연락배관(122)이 병설된다.
해결과제
상기 냉동장치에서는, 실외에 설치되는 실외 열교환기(107)를 열원으로 실내의 공조나 각 진열장을 냉각하는 운전을 행할 수 있는 것 외에, 상기 실외 열교환기(107)를 사용하지 않고, 실내 열교환기(110)를 응축기로, 냉장·냉동용 열교환기(112, 114)를 증발기로 하여, 난방과 냉장·냉동을 100% 열회수로 행하는 운전이 가능하다.
그런데 액측 연락배관(121)을 1 개로 한 상기 냉매회로(120)의 구성에서 100% 열회수운전을 행할 때에는, 압축기구(105, 106)로부터 토출된 냉매는 실내 열교환기(110)에서 응축된 후, 냉장·냉동용 열교환기(112, 114)에서 증발하여, 다시 압축기구(105, 106)로 흡입되는 흐름으로 냉매회로(120) 내를 순환한다. 즉, 이 때에는, 실내 열교환기(110)에서 응축된 액냉매를 수액기(109)로부터 열원측 열교환기(107)의 방향으로 보내지 않고, 냉장·냉동용 열교환기(112, 114)로 도입시키는 것이 필요하게 된다.
그러나, 예를 들어 외기온도가 낮을 때는 수액기(109) 내의 압력이 내려가므로, 액측 연락배관(121) 내부의 압력도 내리고, 실내 열교환기(110)로부터 나온 액냉매가 액측 연락배관(121)에서 수액기(109)로 유입되기 쉬워져, 냉장·냉동용 열교환기(112, 114)로 흐르는 냉매유량이 부족해질 우려가 있다. 그리고 냉장·냉동용 열교환기(112, 114)의 냉매유량이 부족하면, 각 진열장(103, 104) 내를 냉각시키는 능력이 저하되어버린다.
이와 같이 상기 냉동장치에서는, 100% 열회수운전 시에 냉매회로(120) 내에서의 냉매 흐름이 불안정해져, 능력부족이 발생할 우려가 있다. 본 발명은 이러한 문제점에 감안하여 창안된 것으로, 그 목적은 복수 계통의 이용측 열교환기를 구비한 동시에, 복수의 액라인이 1 개의 액측 연락배관을 공용하는 냉동장치에 있어서, 실외 열교환기를 사용하지 않고 100% 열회수운전을 행하는 경우에, 외기온도가 낮을 때에도 회로 상의 냉매 흐름을 안정시켜, 냉동능력이 저하되지 않도록 하는 것이다.
발명의 개시
본 발명은, 100% 열회수운전을 행할 때에 실내 열교환기(41)에서 나온 액냉매로, 팽창기구(46, 52)의 앞쪽을 액이 가득 찬 상태로 하기 위해, 냉매회로(1E)에 액 실링기구(37), (39, SV7), (40, SV8), (90), (21)을 구성한 것이다.
구체적으로 제 1 발명은, 도 1, 도 13 및 도 21에 나타낸 바와 같이, 압축기구(2D, 2E)와 열원측 열교환기(4)를 갖는 열원측 유닛(1A)과, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)를 갖는 제 1 이용측 유닛(1C, 1D)과, 제 2 이용측 열교환기(41)를 갖는 제 2 이용측 유닛(1B)을 구비하며, 상기 열원측 유닛(1A)과 제 1 이용측 유닛(1C, 1D)이 제 1 액측 연락배관(11A)과 제 1 가스측 연락배관(15, 16)으로 접속되고, 상기 열원측 유닛(1A)과 제 2 이용측 유닛(1B)이 제 2 액측 연락배관(11B)과 제 2 가스측 연락배관(17)으로 접속된 냉동장치를 전제로 한다.
그리고 이 냉동장치는, 상기 제 1 액측 연락배관(11A)이, 상기 열원측 열교환기(4)에 접속된 액관(10)에 연결되는 기관(11)과, 이 기관(11)으로부터 분기되어 제 1 이용측 열교환기(45, 51)에 접속되는 제 1 분기관(11a)으로 구성되고, 상기 제 2 액측 연락배관(11B)이, 상기 기관(11)과, 이 기관(11)으로부터 분기되어 제 2 이용측 열교환기(41)에 접속되는 제 2 분기관(11b)으로 구성되며, 상기 압축기구(2D, 2E), 제 2 가스측 연락배관(17), 제 2 이용측 열교환기(41), 제 2 분기관(11b), 제 1 분기관(11a), 제 1 이용측 열교환기(45, 51), 및 제 1 가스측 연락배관(15, 16)을 냉매가 차례로 흐르는 운전상태에서, 제 2 이용측 열교환기(41)에서 제 1 이용측 열교환기(45, 51) 사이에 설치되는 팽창기구(46, 52)의 앞쪽 부분을 액이 가득 찬 상태로 유지하는 액 실링기구(37), (39, SV7), (40, SV8), (90), (21)을 구비한 것이다.
이 제 1 발명에서는, 열원측 열교환기(4)를 사용하지 않는 100% 열회수운전 시에, 압축기구(2D, 2E), 제 2 가스측 연락배관(17), 제 2 이용측 열교환기(41), 제 2 분기관(11b), 제 1 분기관(11a), 제 1 이용측 열교환기(45, 51), 및 제 1 가스측 연락배관(15, 16)을 냉매가 차례로 흐름으로써 증기압축식 냉동순환이 행해져, 제 2 이용측 열교환기(41)에서 냉매의 응축에 의해 공기가 가열되는 동시에, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)에서 냉매의 증발에 의해 공기가 냉각된다. 그리고 제 2 이용측 열교환기(41)에서의 냉매 응축행정으로부터 제 1 이용측 열교환기(45, 51)에서의 냉매 증발행정에 이르는 사이에 냉매의 팽창행정을 실행하기 위해, 제 2 이용측 열교환기(41)와 제 1 이용측 열교환기(45, 51) 사이에는 냉매를 감압 팽창시키는 팽창기구가 설치된다.
이 100% 열회수 시의 냉동순환에서 냉매는, 제 2 이용측 열교환기(41)로부터 제 2 분기관(11b)을 흐른 뒤, 제 1 분기관(11a)으로부터 제 1 이용측 열교환기(45, 51) 쪽으로 흘러가는데, 이 때, 제 2 이용측 열교환기(41)부터 제 1 이용측 열교환기(45, 51)까지 사이의 팽창기구(46, 52)의 앞쪽 부분이 액 실링기구(37), (39, SV7), (40, SV8), (90), (21)에 의해 액이 가득 찬 상태로 유지된다. 바꾸어 말하면, 제 2 분기관(11b)으로부터 상기 기관(11) 및 액관(10) 쪽으로 필요 이상으로 액냉매가 유입되지 않아, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 냉매유량이 확보되므로, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)에서 소기의 능력이 발휘된다.
제 2 발명은 제 1 발명의 냉동장치에 있어서, 액 실링기구는, 상기 제 2 분기관(11b)으로부터 상기 기관(11) 및 액관(10)으로의 냉매 유입을 방지하도록 상기 기관(11) 혹은 액관(10) 또는 이들에 연속되는 배관에 설치된 역류방지기구(37), (39, SV7)로 구성되는 것이다.
이 제 2 발명에서는, 100% 열회수 시의 냉동순환에서 냉매는, 제 2 이용측 열교환기(41)로부터 제 2 분기관(11b)을 흐른 뒤, 역류방지기구(37)에 의해 상기 기관(11) 및 액관(10) 쪽으로 흐르는 것이 저지되어, 반드시 제 1 분기관(11a)으로부터 제 1 이용측 열교환기(45, 51) 쪽으로 흘러간다. 이로써 냉매회로 내에서의 냉매흐름이 안정되어, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)에서 소기의 능력이 발휘된다.
제 3 발명은 제 2 발명의 냉동장치에 있어서, 냉매를 저류하는 수액기(14)가 열원측 유닛(1A)에 배치되며, 상기 수액기(14)가, 액관(10)에 대하여, 열원측 열교환기(4)로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 1 유입관(10a)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로의 냉매 유출을 허용하는 제 1 유출관(10b)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 2 유입관(10c)과, 열원측 열교환기(4)로의 냉매 유출을 허용하는 제 2 유출관(10d)을 개재하고 접속되는 것이다.
100% 열회수운전 시에 외기 온도가 내려가 수액기(14) 내의 압력이 저하되면, 제 2 이용측 열교환기(41)를 나와 제 2 분기관(11b)을 흐르는 냉매는, 역류방지기구(37)가 없을 경우에는 기관(11) 및 제 2 유입관(10c)을 지나 수액기(14)로 유입하고자 하나, 이 제 3 발명에서는, 역류방지기구(37)가 설치되므로 수액기(14)로 냉매는 유입되지 않는다. 따라서 제 1 이용측 열교환기(45, 51)를 흐르는 냉매의 유량이 부족해지지 않는다.
제 4 발명은 제 3 발명의 냉동장치에 있어서, 역류방지기구(37)가 제 2 유입관(10c)에 설치되는 것이다.
이 제 4 발명에서는, 100% 열회수운전 시에 외기 온도가 내려가 수액기(14) 내의 압력이 저하되어도, 제 2 유입관(10c)에 역류방지기구(37)를 설치하므로 기관(11)의 압력은 저하되지 않는다. 따라서 제 2 이용측 열교환기(41)를 나온 액냉매는 기관(11) 쪽으로는 흐르지 않고, 제 2 분기관(11b)으로부터 제 1 분기관(11a) 및 제 1 이용측 열교환기(45, 51) 쪽으로 확실하게 흘러간다.
제 5 발명은, 제 2 발명의 냉동장치에 있어서, 역류방지기구(37)가, 이 역류방지기구(37)에 작용하는 냉매압력이 소정값을 초과할 때까지는 냉매의 유통경로를 폐쇄하는 릴리프밸브로 구성되는 것이다.
이 제 5 발명에서는, 100% 열회수운전 시에 릴리프밸브(37)에 의해 냉매의 역류가 방지되므로, 제 2 이용측 열교환기(41)를 나온 액냉매가 제 1 이용측 열교환기(45, 51) 쪽으로 흘러간다. 이 릴리프밸브(37)는, 냉매압력이 설정값보다 상승하는 등의 사태로 되지 않는 한 냉매를 흐르게 하지 않으므로, 냉매회로의 불안정한 동작을 방지할 수 있다.
제 6 발명은, 제 3 발명의 냉동장치에 있어서, 제 2 유입관(10c)에 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터 수액기(14)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 설치되며, 역류방지기구(39, SV7)가, 상기 역지밸브(7)를 폐쇄하도록 냉매회로의 고압압력을 제 2 유입관(10c)으로 도입하는 역류방지관(39)과, 이 역류방지관(39)을 개폐하는 개폐밸브(SV7)를 구비한 것이다.
이 제 6 발명에서는, 100% 열회수운전 시에 개폐밸브(SV7)가 개방되면, 냉매회로의 고압압력이 역류방지관(39)을 통해 제 2 유입관(10c)으로 도입되어, 이 제 2 유입관(10c)의 역지밸브(7)가 폐쇄된다. 이로써, 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터 수액기(14)로 향하는 냉매흐름이 저지된다. 따라서 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어 수액기(14) 내의 압력이 저하되어도, 제 2 이용측 열교환기(41)를 나와 제 2 분기관(11b)을 흐르는 냉매는, 기관(11)으로부터 수액기(14) 쪽으로는 흐르지 않고, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)로 흘러간다. 이로써 제 1 이용측 열교환기(45, 51)를 흐르는 냉매의 유량이 부족해지지 않는다.
제 7 발명은, 제 6 발명의 냉동장치에 있어서, 역류방지관(39)은, 압축기구(2D, 2E)의 토출관(8)으로부터 고압냉매가 제 2 유입관(10c)으로 도입 가능하게 구성되는 것이다.
이 제 7 발명에서는, 압축기구(2D, 2E)로부터 토출된 고압의 냉매를 제 2 유입관(10c)으로 도입함으로써, 제 2 유입관(10c)의 역지밸브가 폐쇄된다. 따라서 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어 수액기(14) 내의 압력이 저하되어도, 제 2 이용측 열교환기(41)를 나와 제 2 분기관(11b)을 흐르는 냉매는, 기관(11)으로부터 수액기(14) 쪽으로는 흐르지 않고, 확실하게 제 1 이용측 열교환기(45, 51)로 흘러간다.
제 8 발명은, 제 1 발명의 냉동장치에 있어서, 열원측 유닛(1A)에, 냉매를 저류하는 수액기(14)가 배치되며, 상기 수액기(14)가, 액관(10)에 대하여, 열원측 열교환기(4)로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 1 유입관(10a)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로의 냉매 유출을 허용하는 제 1 유출관(10b)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 2 유입관(10c)과, 열원측 열교환기(4)로의 냉매 유출을 허용하는 제 2 유출관(10d)을 개재하고 접속되고, 제 2 유입관(10c)에는 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터 수액기(14)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 설치되며, 액 실링기구(40, SV8)는, 냉매회로의 고압압력을 수액기(14)로 도입하는 고압도입관(40)과, 이 고압도입관(40)을 개폐하는 개폐밸브(SV8)를 구비한 것이다.
이 제 8 발명에서는, 100% 열회수운전 시에 개폐밸브(SV8)가 개방되면, 냉매회로의 고압압력이 고압도입관(40)을 통해 수액기(14)로 도입되므로, 이 수액기(14) 내가 고압이 되어, 제 2 유입관(10c)의 역지밸브(7)가 폐쇄된다. 이로써, 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터 수액기(14)로 향하는 냉매흐름이 저지된다. 따라서 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어도, 제 2 이용측 열교환기(41)를 나와 제 2 분기관(11b)을 흐르는 냉매는, 기관(11)으로부터 수액기(14) 쪽으로는 흐르지 않고, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)로 흘러간다. 이로써 제 1 이용측 열교환기(45, 51)를 흐르는 냉매의 유량이 부족해지지 않는다.
제 9 발명은, 제 8 발명의 냉동장치에 있어서, 고압도입관(40)은, 압축기구(2D, 2E)의 토출관(8)으로부터 고압냉매가 수액기(14)로 도입 가능하게 구성되는 것이다.
이 제 9 발명에서는, 압축기구(2D, 2E)로부터 토출된 고압의 냉매를 수액기(14)로 도입함으로써, 제 2 유입관(10c)의 역지밸브가 폐쇄된다. 따라서 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어도, 제 2 이용측 열교환기(41)를 나와 제 2 분기관(11b)을 흐르는 냉매는, 기관(11)으로부터 수액기(14) 쪽으로는 흐르지 않고, 확실하게 제 1 이용측 열교환기(45, 51)로 흘러간다.
제 10 발명은, 제 1 발명의 냉동장치에 있어서, 열원측 유닛(1A)에, 냉매를 저류하는 수액기(14)가 배치되며, 상기 수액기(14)가, 액관(10)에 대하여, 열원측 열교환기(4)로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 1 유입관(10a)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로의 냉매 유출을 허용하는 제 1 유출관(10b)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 2 유입관(10c)과, 열원측 열교환기(4)로의 냉매 유출을 허용하는 제 2 유출관(10d)을 개재하고 접속되고, 제 2 유입관(10c)에는 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터 수액기(14)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 설치되며, 액 실링기구(90)가, 수액기(14)를 가열하는 가열부재(90)로 구성되는 것이다.
이 제 10 발명에서는, 100% 열회수운전 시에 가열부재(90)로 수액기(14)를 가열하면, 이 수액기(14) 내가 고압이 되어 제 2 유입관(10c)의 역지밸브(7)가 폐쇄된다. 이로써 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터 수액기(14)로 향하는 냉매흐름이 저지된다. 따라서 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어도, 제 2 이용측 열교환기(41)를 나와 제 2 분기관(11b)을 흐르는 냉매는, 기관(11)으로부터 수액기(14) 쪽으로는 흐르지 않고, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)로 흘러간다. 이로써 제 1 이용측 열교환기(45, 51)를 흐르는 냉매의 유량이 부족되지 않는다.
제 11 발명은, 제 1 발명의 냉동장치에 있어서, 액 실링기구(21)가, 기관(11), 제 1 분기관(11a) 및 제 2 분기관(11b)의 접합부에서 이 제 1 분기관(11a) 및 제 2 분기관(11b)으로부터 상방으로 이어지도록 기관(11)에 형성된 융기부(21)로 구성되는 것이다.
이 제 11 발명에서는, 100% 열회수운전 시의 냉동순환에서, 냉매는 제 2 이용측 열교환기(41)로부터 제 2 분기관(11b)을 흐른 뒤, 융기부(21)에 의해 상기 기관(11) 및 액관(10) 쪽으로의 흐름이 저지되어, 제 1 분기관(11a)으로부터 제 1 이용측 열교환기(45, 51) 쪽으로 흘러간다. 이로써 냉매회로 내에서의 냉매흐름이 안정되어, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)에서 소기의 능력이 발휘된다.
제 12 발명은, 제 1 발명의 냉동장치에 있어서, 열원측 열교환기(4)를 실외에 설치되는 실외 열교환기로 하며, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)를 저장고 내를 냉각하는 냉장·냉동용 열교환기로 하고, 제 2 이용측 열교환기(41)를 실내를 공조하는 공조용 열교환기로 하는 것이다.
이 제 12 발명에서는, 100% 열회수운전 시에는, 열원측 열교환기인 실외 열교환기(4)를 사용하지 않고, 제 2 이용측 열교환기인 공조용 열교환기(41)로 실내가 난방되며, 제 1 이용측 열교환기인 냉장·냉동용 열교환기(45, 51)로 저장고 내가 냉각된다. 그리고 이 때에, 역류방지기구(37)로 냉매의 역류를 방지함으로써, 공조용 열교환기(41)로부터 냉장·냉동용 열교환기(45, 51)로의 냉매 흐름이 안정된다.
-효과-
상기 제 1 발명에 의하면, 액 실링기구(37), (39, SV7), (40, SV8), (90), (21)를 설치함으로써 100% 열회수운전 시에 제 2 이용측 열교환기(41)부터 제 1 이용측 열교환기(45, 51)까지 사이의 팽창기구(46, 52) 앞쪽 부분을 액이 찬 상태로 유지하도록 하므로, 제 2 분기관(11b)으로부터 상기 기관(11) 및 액관(10) 쪽으로 필요 이상으로 액냉매가 유입하지 않게 되므로 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 냉매유량을 확보할 수 있다. 따라서 외기온도가 낮을 때라도 100% 열회수운전 시에 냉동능력이 저하되어버리는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 2 발명에 의하면, 역류방지기구(37)를 설치함으로써 100% 열회수운전 시에 냉매가 상기 기관(11) 및 액관(10) 방향으로 흐르지 않도록 하므로, 100% 열회수운전 시의 냉매흐름이 안정된다. 따라서 설령 외기온도가 낮을 때라도 100% 열회수운전 시에 냉동능력이 저하되어버리는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 3 발명에 의하면, 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어도 수액기(14)로 냉매가 유입되지 않으며, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 냉매유량이 부족해지지 않는다. 따라서 냉매회로에 수액기(14)를 설치한 경우라도, 낮은 외기온도에서 100% 열회수운전 시의 능력부족을 방지할 수 있다.
상기 제 4 발명에 의하면, 역류방지기구(37)를 제 2 유입관(10c)에 설치하므로, 100% 열회수운전 시에 외기온도가 내려 수액기(14) 내의 압력이 저하되어도, 제 2 이용측 열교환기(41)를 나온 액냉매가 제 2 분기관(11b)으로부터 제 1 분기관(11a) 및 제 1 이용측 열교환기(45, 51) 쪽으로 확실하게 흘러간다. 따라서 낮은 외기온도에서 100% 열회수운전 시의 능력부족을 확실하게 방지할 수 있다.
또 역류방지기구(37)를 액관(10) 또는 기관(11)에 설치할 경우에는, 100% 열회수 이외의 운전 시에 냉매가 열원측 열교환기(4)로부터 각 이용측 열교환기(41, 45, 51)로 향하는 흐름을 가능하게 하기 위해, 역류방지기구(37)를 우회하는 배관을 구성시킬 필요가 있지만, 상기 제 4 발명에서는 역류방지기구(37)를 제 2 유입관(10c)에 설치하므로, 바이패스배관이 필요 없어, 구성이 복잡해지는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 5 발명에 의하면, 역류방지기구(37)로서 릴리프밸브를 이용하는 것만의 간단한 구성으로, 100% 열회수운전에서 외기온도가 저하됐을 때에 동작이 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 6 발명에 의하면, 역류방지기구(39, SV7)로서 역류방지관(39)과 개폐밸브(SV7)를 설치하고, 냉매회로의 고압압력을 이용하여 제 2 유입관(10c)의 역지밸브(7)를 폐쇄함으로써, 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어 수액기(14) 내의 압력이 저하되어도, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 냉매유량을 확보할 수 있으므로, 이 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 능력저하를 방지할 수 있다.
상기 제 7 발명에 의하면, 압축기구(2D, 2E)로부터 토출된 고압의 토출냉매를 역류방지관(39)으로부터 제 2 유입관(10c)으로 도입하도록 구성된다. 그리고 압축기구(2D, 2E)로부터 토출된 직후의 냉매는 압력손실이 작으므로, 제 2 유입관(10c)의 역지밸브를 확실하게 폐쇄할 수 있다. 따라서 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어 수액기(14) 내의 압력이 저하된 경우라도, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 능력저하를 보다 확실하게 방지할 수 있다.
상기 제 8 발명에 의하면, 수액기(14)에 접속된 고압도입관(40)과 개폐밸브(SV8)를 액 실링기구(40, SV8)로서 구성시킨다. 따라서 냉매회로의 고압압력을 이용하여 제 2 유입관(10c)의 역지밸브(7)를 폐쇄함으로써, 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어 수액기(14) 내의 압력이 저하되어도, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 냉매유량을 확보할 수 있으므로, 이 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 능력저하를 방지할 수 있다.
상기 제 9 발명에 의하면, 압축기구(2D, 2E)로부터 토출된 고압의 토출냉매를 고압도입관(40)으로부터 수액기(14)로 도입하도록 구성된다. 그리고 압축기구(2D, 2E)로부터 토출된 직후의 냉매는 압력손실이 작으므로, 제 2 유입관(10c)의 역지밸브를 확실하게 폐쇄할 수 있다. 따라서 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하된 경우라도, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 능력저하를 보다 확실하게 방지할 수 있다.
상기 제 10 발명에 의하면, 수액기(14)를 가열하는 가열부재(90)를 액 실링기구로서 설치한다. 따라서 수액기(14)를 가열하여 이 수액기(14) 내를 고압으로 함으로써, 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어도, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 냉매유량을 확보할 수 있으므로, 이 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 능력저하를 방지할 수 있다.
상기 제 11 발명에 의하면, 액 실링기구로서 기관(11), 제 1 분기관(11a) 및 제 2 분기관(11b)의 접합부에서 이 제 1 분기관(11a) 및 제 2 분기관(11b)으로부터 상방으로 이어지는 융기부(21)를 기관(11)에 형성하므로, 100% 열회수운전 시에 외기온도가 저하되어도, 냉매가 기관(11) 및 액관(10) 쪽으로 흐르기 어려워진다. 따라서 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 냉매유량을 확보할 수 있으므로, 이 제 1 이용측 열교환기(45, 51)의 능력저하를 방지할 수 있다.
상기 제 12 발명에 의하면, 제 2 이용측 열교환기(41)인 공조용 열교환기(41)로 실내를 난방하고, 제 1 이용측 열교환기(45, 51)인 냉장·냉동용 열교환기(45, 51)로 저장고 내를 냉각하는 100% 열회수운전 시에, 외기온도가 저하되어도 냉매가 확실하게 냉장·냉동용 열교환기(45, 51)로 흐르므로, 저장고 내를 냉각하는 능력이 저하되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 2는 제 1 실시형태의 냉방운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 3은 제 1 실시형태의 냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 4는 제 1 실시형태의 제 1 냉방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 5는 제 1 실시형태의 제 1 냉방냉동운전 시의 냉매 흐름을 나타낸 몰리에르 선도이다.
도 6은 제 1 실시형태의 제 2 냉방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 7은 제 1 실시형태의 난방운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 8은 제 1 실시형태의 제 1 난방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 9는 제 1 실시형태의 제 2 난방냉동운전의 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 10은 제 1 실시형태의 제 2 난방냉동운전 시의 냉매흐름을 나타낸 몰리에르 선도이다.
도 11은 제 1 실시형태의 제 3 난방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 12는 제 1 실시형태의 제 3 난방냉동운전 시의 냉매흐름을 나타낸 몰리에르 선도이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 14는 제 2 실시형태의 냉방운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 15는 제 2 실시형태의 냉방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 16은 제 2 실시형태의 냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 17은 제 2 실시형태의 난방운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 18은 제 2 실시형태의 제 1 난방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 19는 제 2 실시형태의 제 2 난방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 20은 제 2 실시형태의 제 3 난방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 21은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 22는 제 3 실시형태의 제 1 난방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 23은 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 24는 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 25는 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 26은 제 6 실시형태의 액 실링기구 외관형상을 나타낸 사시도이다.
도 27은 종래의 냉동장치 냉매회로도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시형태에 관한 냉동장치(1)는, 편의점에 설치되어, 냉장진열장 및 냉동진열장의 냉각과 매장 내의 냉난방을 하기 위한 것이다.
상기 냉동장치(1)는 실외유닛(1A)과 실내유닛(1B)과 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)을 구비하며, 증기압축식 냉동순환을 행하는 냉매회로(1E)를 구비한다. 이 냉매회로(1E)는 냉장 ·냉동용의 제 1 계통측 회로와, 공조용의 제 2 계통측 회로를 구비한다. 상기 냉매회로(1E)는, 냉방순환과 난방순환으로 절환되도록 구성된다.
상기 실내유닛(1B)은, 냉방운전과 난방운전을 절환하여 실행하도록 구성되며, 예를 들어 매장 등에 설치된다. 또 상기 냉장유닛(1C)은, 냉장용 진열장에 설치되어 이 진열장의 저장고 내 공기를 냉각시킨다. 상기 냉동유닛(1D)은, 냉동용 진열장에 설치되어 이 진열장의 저장고 내 공기를 냉각시킨다. 실내유닛(1B)과 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)은, 도면에서는 1 대씩만 나타내지만, 이 제 1 실시형태에서는 실내유닛(1B)이 2 대, 냉장유닛(1C)이 8 대 정도, 그리고 냉동유닛(1D)이 1 대 접속된다.
<실외유닛>
상기 실외유닛(1A)은, 제 1 압축기로서의 인버터압축기(2A)와, 제 2 압축기로서의 제 1 비인버터압축기(2B)와, 제 3 압축기로서의 제 2 비인버터압축기(2C)를 구비함과 동시에, 제 1 십자절환밸브(3A), 제 2 십자절환밸브(3B), 및 제 3 십자절환밸브(3C)와, 열원측 열교환기인 실외 열교환기(4)를 구비한다.
상기 각 압축기(2A, 2B, 2C)는, 예를 들어 밀폐형의 고압 돔형 스크롤압축기로 구성된다. 상기 인버터압축기(2A)는, 전동기가 인버터 제어되어 용량이 단계적 또는 연속적으로 가변되는 가변용량 압축기이다. 상기 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)는, 전동기가 항상 일정 회전수로 구동하는 일정용량 압축기이다.
상기 인버터압축기(2A)와, 제 1 비인버터압축기(2B), 및 제 2 비인버터압축기(2C)는, 이 냉동장치(1)의 압축기구(2D, 2E)를 구성하며, 이 압축기구(2D, 2E)는, 제 1 계통의 압축기구(2D)와 제 2 계통의 압축기구(2E)로 구성된다. 구체적으 로 압축기구(2D, 2E)는, 운전 시에, 상기 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)가 제 1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제 2 비인버터압축기(2C)가 제 2 계통의 압축기구(2E)를 구성하는 경우와, 상기 인버터압축기(2A)가 제 1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제 1 비인버터압축기(2B)와 제 2 비인버터압축기(2C)가 제 2 계통의 압축기구(2E)를 구성하는 경우가 있다. 즉, 인버터압축기(2A)가 냉장·냉동용의 제 1 계통측회로에, 제 2 비인버터압축기(2C)가 공조용의 제 2 계통측회로에 고정적으로 사용되는 한편, 제 1 비인버터압축기(2B)는 제 1 계통측회로와 제 2 계통측회로로 절환시켜 사용할 수 있도록 구성된다.
상기 인버터압축기(2A), 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)의 각 토출관(5a, 5b, 5c)은 1 개의 고압가스관(토출배관)(8)에 접속되며, 이 고압가스관(8)이 제 1 십자절환밸브(3A) 중 한 개의 포트에 접속된다. 상기 제 1 비인버터압축기(2B)의 토출관(5b) 및 제 2 비인버터압축기(2C)의 토출관(5c)에는, 각각 역지밸브(7)가 설치된다.
상기 실외 열교환기(4)의 가스측 단부는, 실외가스관(9)에 의해 제 1 십자절환밸브(3A) 중 한 개의 포트에 접속된다. 또 상기 실외 열교환기(4)의 액측 단부에는, 액라인인 액관(10)의 한끝이 접속된다. 이 액관(10) 도중에는 액 냉매를 저류하는 수액기(14)가 배치되며, 액관(10)의 다른 끝은 액측 연락배관(제 1 연락액관(제 1 액측 연락배관)(11A) 및 제 2 연락액관(제 2 액측 연락배관)(11B))의 기관(11)과 접속된다.
상기 수액기(14)는, 액관(10)에 대하여, 열원측 열교환기(4)로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 1 유입관(10a)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로의 냉매 유출을 허용하는 제 1 유출관(10b)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로의 냉매 유입을 허용하는 제 2 유입관(10c)과, 실외 열교환기(4)로의 냉매 유출을 허용하는 제 2 유출관(10d)을 개재하고 접속된다.
그리고 상기 실외 열교환기(4)는, 예를 들어 크로스 핀식의 핀-튜브형 열교환기이며, 열원 팬인 실외팬(4F)이 근접 배치된다.
상기 제 1 십자절환밸브(3A) 중 한 개의 포트에는, 연락가스관(17)이 접속된다. 상기 제 1 십자절환밸브(3A) 중 한 개의 포트는, 접속관(18)에 의해 제 2 십자절환밸브(3B) 중 한 개의 포트에 접속된다. 이 제 2 십자절환밸브(3B) 중 한 개의 포트는, 보조가스관(19)에 의해 제 2 비인버터압축기(2C)의 토출관(5c)에 접속된다. 또 제 2 십자절환밸브(3B) 중 한 개의 포트에는, 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)이 접속된다. 여기서 상기 제 2 십자절환밸브(3B) 중 한 개의 포트는, 폐색된 폐쇄포트로 구성된다. 즉 상기 제 2 십자절환밸브(3B)는 3방향 절환밸브라도 된다.
상기 제 1 십자절환밸브(3A)는, 고압가스관(8)과 실외가스관(9)이 연통되고 또 접속관(18)과 연락가스관(17)이 연통되는 제 1 상태(도 1의 실선 참조)와, 고압가스관(8)과 연락가스관(17)이 연통되고 또 접속관(18)과 실외가스관(9)이 연통되는 제 2 상태(도 1의 점선 참조)로 절환되도록 구성된다.
또 상기 제 2 십자절환밸브(3B)는, 보조가스관(19)과 폐쇄포트가 연통되고 또 접속관(18)과 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)이 연통되는 제 1 상태(도 1의 실선 참조)와, 보조가스관(19)과 접속관(18)이 연통되고 또 흡입관(6c)과 폐쇄포트가 연통되는 제 2 상태(도 1의 점선 참조)로 절환되도록 구성된다.
상기 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a)은, 제 1 계통측회로의 저압가스관(저압가스측 연락배관)(15)에 접속된다. 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)은, 제 1, 제 2 십자절환밸브(3A, 3B)를 개재하고 제 2 계통측회로의 저압가스관(연락가스관(17) 또는 실외가스관(9))에 접속된다. 또 제 1 비인버터압축기(2B)의 흡입관(6b)은, 후술하는 제 3 십자절환밸브(3C)를 개재하고 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a) 및 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)에 접속된다.
구체적으로, 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a)에는 분기관(6d)이 접속되며, 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)에는 분기관(6e)이 접속된다. 그리고 인버터압축기(2A) 흡입관(6a)의 분기관(6d)이 역지밸브(7)를 개재하고 제 3 십자절환밸브(3C)의 제 1 포트(P1)에 접속되며, 제 1 비인버터압축기(2B) 흡입관(6b)이 제 3 십자절환밸브(3C)의 제 2 포트(P2)에 접속되고, 제 2 비인버터압축기(2C) 흡입관(6c)의 분기관(6e)이 역지밸브(7)를 개재하고 제 3 십자절환밸브(3C)의 제 3 포트(P3)에 접속된다. 또 제 3 십자절환밸브(3C)의 제 4 포트(P4)에는, 후술하는 수액기(14)로부터의 가스배출관(28)의 분기관(28a)이 접속된다. 상기 분기관(6d, 6e)에 형성된 역지밸브는, 제 3 십자절환밸브(3C)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 것이다.
상기 제 3 십자절환밸브(3C)는, 제 1 포트(P1)와 제 2 포트(P2)가 연통되며, 제 3 포트(P3)와 제 4 포트(P4)가 연통되는 제 1 상태(도면의 실선참조)와, 제 1 포트(P1)와 제 4 포트(P4)가 연통되고 제 2 포트(P2)와 제 3 포트(P3)가 연통되는 제 2 상태(도면의 점선참조)로 절환 가능하게 구성된다.
상기 각 토출관(5a, 5b, 5c)과 고압가스관(8)과 실외가스관(9)이 냉방운전 시의 고압 가스라인(1L)을 구성한다. 또 상기 각 토출관(5a, 5b, 5c)과 고압가스관(8)과 연락가스관(17)이 난방운전 시의 고압 가스라인(1N)을 구성한다. 한편, 상기 저압가스관(15)과 제 1 계통 압축기구(2D)의 각 흡입관(6a, 6b)이 제 1 저압 가스라인(1M)을 구성한다. 또 상기 연락가스관(17)과 제 2 계통 압축기구(2E)의 흡입관(6c)이 냉방운전 시의 저압 가스라인(1N)을 구성하며, 실외가스관(9)과 이 흡입관(6c)이 난방운전 시의 저압 가스라인(1N)을 구성한다. 이와 같이 연락가스관(17)은 운전상태에 따라 고압 가스라인과 저압 가스라인으로 절환된다. 또 저압가스관(15)은 운전상태에 상관없이 냉매가 흐를 때에는 항상 저압 가스라인이 된다.
상기 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)과 연락가스관(17)과 저압가스관(15)은 실외유닛(1A)으로부터 외부로 연장되며, 실외유닛(1A) 내에는 이들에 대응하여 폐쇄밸브(20)가 설치된다.
상기 액관(10)에는, 수액기(14)를 우회하는 보조액관(25)(제 2 유출관(10d))이 접속된다. 이 보조액관(25)은 주로 난방 시에 냉매가 흐르며, 팽창기구인 실외팽창밸브(26)가 설치된다. 상기 액관(10)의 실외 열교환기(4)와 수액기(14) 사이(제 1 유입관(10a))에는, 수액기(14)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 설치된다. 이 역지밸브(7)는 액관(10)에서 보조액관(25)의 접속부와 수액기 (14) 사이에 위치한다.
상기 액관(10)은, 이 역지밸브(7)와 수액기(14) 사이에서 액분기관(36)(제 2 유입관(10c))으로 분기되며, 이 액분기관(36)이 상기 액관(10)의 폐쇄밸브(20)와, 후술하는 역지밸브(7)와의 사이에 접속된다. 이 액분기관(36)에는 액관(10)과의 접속점으로부터 수액기(14)로 향하는 냉매흐름을 허용하는 역지밸브(7)가 설치된다. 또 제 2 유입관(10c)인 액분기관(36)에는, 액관(10)과의 접속점과 이 역지밸브(7)와의 사이에, 역류방지기구(액 실링기구)로서의 릴리프밸브(37)가 설치된다. 이 릴리프밸브(37)는, 당해 릴리프밸브(37)에 작용하는 냉매압력이 소정압력(예를 들어 1.5㎫)으로 되면 자동적으로 개방되는 한편, 반대로 이 소정압력을 초과할 때까지는 냉매의 유통경로를 폐쇄된 상태로 유지한다.
상기 액관(10)에는, 보조액관(25)과의 접속점과 폐쇄밸브(20)와의 사이(제 1 유출관(10b))에 역지밸브(7)가 설치된다. 이 역지밸브(7)는 수액기(14)로부터 폐쇄밸브(20)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 것이다.
상기 보조액관(25)과 저압가스관(15) 사이에는, 액체주입(liquid injection)관(27)이 접속된다. 이 액체주입관(27)에는 전자팽창밸브(29)가 배치된다. 또 상기 수액기(14) 상부와 인버터압축기(2A)의 토출관(5a) 사이에는 가스배출관(28)이 접속된다. 상술한 바와 같이 이 가스배출관(28)의 분기관(28a)은 상기 제 3 십자절환밸브(3C)의 제 4 포트(P4)에 접속된다. 또 이 가스배출관(28)에는 수액기(14)로부터 토출관(5a)을 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가, 가스배출관(28)의 분기관(28a)과의 접속점과 수액기(14) 사이에 설치된다.
상기 고압가스관(8)에는 오일분리기(30)가 배치된다. 이 오일분리기(30)에는 오일회수관(31)의 한끝이 접속된다. 이 오일회수관(31)은, 다른 한끝이 제 1 오일회수관(31a)과 제 2 오일회수관(31b)으로 분기된다. 제 1 오일회수관(31a)에는 전기자석밸브(SV0)가 배치되며, 액체주입관(27)을 개재하고 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a)에 접속된다. 또 제 2 오일회수관(31b)에는 전기자석밸브(SV4)가 배치되며, 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)에 접속된다.
상기 인버터압축기(2A)의 돔(오일저류부)과 제 1 비인버터압축기(2B)의 흡입관(6b) 사이에는 제 1 균유관(32)이 접속된다. 상기 제 1 비인버터압축기(2B)의 돔과 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c) 사이에는 제 2 균유관(33)이 접속된다. 상기 제 2 비인버터압축기(2C)의 돔과 인버터압축기(2A) 흡입관(6a)과의 사이에는 제 3 균유관(34)이 접속된다. 제 1 균유관(32), 제 2 균유관(33), 및 제 3 균유관(34)에는, 각각 개폐기구로서 전기자석밸브(SV1, SV2, SV3)가 배치된다. 또 제 2 균유관(33)은, 제 1 비인버터압축기(2B)의 돔과 전기자석밸브(SV2) 사이에서 제 4 균유관(35)으로 분기된다. 제 4 균유관(35)에는 전기자석밸브(SV5)가 배치되며, 제 1 압축기(2A)의 흡입관(6a)에 합류한다.
<실내유닛>
상기 실내유닛(1B)은, 제 2 이용측 열교환기인 실내 열교환기(공조 열교환기)(41)와 팽창기구인 실내 팽창밸브(42)를 구비한다. 상기 실내 열교환기(41)의 가스측에는 연락가스관(17)이 접속된다. 한편, 상기 실내 열교환기(41)의 액측은, 실내 팽창밸브(42)를 개재하고 제 2 연락액관(11B)의 제 2 분기관(11b)이 접속된 다. 또 상기 실내 열교환기(41)는, 예를 들어 크로스 핀 식의 핀-튜브형 열교환기이며, 이용측 팬인 실내 팬(43)이 근접 배치된다. 또 실내팽창밸브(42)는 전동팽창밸브로 구성된다.
<냉장유닛>
상기 냉장유닛(1C)은, 제 1 이용측 열교환기(증발기)인 냉장 열교환기(45)와, 팽창기구인 냉장팽창밸브(46)를 구비한다. 상기 냉장 열교환기(45)의 액측에는, 전기자석밸브(7a) 및 냉장 팽창밸브(46)를 개재하고 제 1 연락액관(11A)의 제 1 분기관(11a)이 접속된다. 즉 냉장 열교환기(45) 상류 쪽에는 냉장팽창밸브(46)와 함께, 개폐밸브로서의 전기자석밸브(7a)가 배치된다. 이 전기자석밸브(7a)는 일시정지 운전 시에 냉매의 흐름을 멎게 하기 위해 이용되는 것이다. 한편, 상기 냉장 열교환기(45)의 가스측은 저압가스관(15)이 접속된다.
상기 냉장 열교환기(45)는, 제 1 계통 압축기구(2D)의 흡입측에 연통되는 한편, 상기 실내 열교환기(41)는, 냉방운전 시에 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입측에 연통된다. 상기 냉장 열교환기(45)의 냉매압력(증발압력)은 실내 열교환기(41)의 냉매압력(증발압력)보다 낮아진다. 그 결과 상기 냉장 열교환기(45)의 냉매 증발온도는 예를 들어 -10℃로 되며, 실내 열교환기(41)의 냉매 증발온도는 예를 들어 +5℃로 되어, 냉매회로(1E)가 상이 온도증발 회로를 구성한다.
여기서 상기 냉장 팽창밸브(46)는 감온식 팽창밸브이며, 감온통이 냉장 열교환기(45)의 가스측에 설치된다. 따라서 냉장 팽창밸브(46)는 냉장 열교환기(45)의 출구 쪽 냉매온도에 기초하여 개구도가 조정된다. 상기 냉장 열교환기(45)는, 예 를 들어 크로스 핀 식의 핀-튜브형 열교환기이며, 냉각 팬인 냉장 팬(47)이 근접 배치된다.
<냉동유닛>
상기 냉동유닛(1D)은, 제 1 이용측 열교환기인 냉동 열교환기(51)와, 팽창기구인 냉동 팽창밸브(52)와 냉동압축기인 부스터압축기(53)를 구비한다. 상기 냉동 열교환기(51)의 액측은 제 1 연락액관(11A)의 제 1 분기관(11a)에서 분기된 분기액관(13)이 전기자석밸브(7b) 및 냉동팽창밸브(52)를 개재하고 접속된다.
상기 냉동 열교환기(51)의 가스측과 부스터압축기(53)의 흡입측은 접속가스관(54)으로 접속된다. 이 부스터압축기(53)의 토출 쪽에는 저압가스관(15)으로부터 분기된 분기가스관(16)이 접속된다. 이 분기가스관(16)에는 역지밸브(7)와 오일분리기(55)가 설치된다. 이 오일분리기(55)와 접속가스관(54) 사이에는 모세관(capillary tube)(56)을 갖는 오일회수관(57)이 접속된다.
상기 부스터압축기(53)는, 냉동 열교환기(51)의 냉매증발온도가 냉장 열교환기(45)의 냉매증발온도보다 낮아지도록 제 1 계통 압축기구(2D)와의 사이에서 냉매를 2단 압축시킨다. 상기 냉동 열교환기(51)의 냉매증발온도는 예를 들어 -35℃로 설정된다.
여기서 상기 냉동 팽창밸브(52)는 감온식 팽창밸브이며, 감온통이 냉장 열교환기(45)의 가스측에 설치된다. 상기 냉동 열교환기(51)는 예를 들어 크로스핀 식의 핀-튜브형 열교환기이며, 냉각 팬인 냉동 팬(58)이 근접 배치된다.
또한 상기 부스터압축기(53)의 흡입측인 접속가스관(54)과 부스터압축기(53) 의 토출측인 분기가스관(16)의 역지밸브(7) 하류쪽과의 사이에는 역지밸브(7)를 갖는 바이패스관(59)이 접속된다. 이 바이패스관(59)은 부스터압축기(53) 고장 등의 정지 시에, 냉매가 이 부스터압축기(53)를 우회하여 흐르도록 구성된다.
<제어계통>
상기 냉매회로(1E)에는 각종 센서 및 각종 스위치가 형성된다. 상기 실외유닛(1A)의 고압가스관(8)에는, 고압냉매압력을 검출하는 압력검출수단인 고압압력센서(61)와, 고압냉매온도를 검출하는 온도검출수단인 토출온도센서(62)가 배치된다. 상기 제 2 비인버터압축기(2C)의 토출관(5c)에는, 고압냉매온도를 검출하는 온도검출수단인 토출온도센서(63)가 배치된다. 또 상기 인버터압축기(2A), 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)의 각 토출관(5a, 5b, 5c)에는, 각각, 고압냉매압력이 소정값으로 되면 개구되는 압력스위치(64)가 배치된다.
상기 인버터압축기(2A) 및 제 2 비인버터압축기(2C)의 각 흡입관(6a, 6c)에는, 저압냉매압력을 검출하는 압력검출수단인 저압압력센서(65, 66)와, 저압냉매온도를 검출하는 온도검출수단인 흡입온도센서(67, 68)가 설치된다.
상기 실외 열교환기(4)에는, 실외 열교환기(4)의 냉매온도인 증발온도 또는 응축온도를 검출하는 온도검출수단인 실외 열교환센서(69)가 설치된다. 또 상기 실외유닛(1A)에는 실외공기온도를 검출하는 온도검출수단인 외기 온도센서(70)가 설치된다.
상기 실내 열교환기(41)에는, 실내 열교환기(41)의 냉매온도인 응축온도 또는 증발온도를 검출하는 온도검출수단인 실내 열교환센서(71)가 설치됨과 동시에, 가스측에 가스냉매온도를 검출하는 온도검출수단인 가스 온도센서(72)가 설치된다. 또 상기 실내유닛(1B)에는 실내공기온도를 검출하는 온도검출수단인 실온센서(73)가 설치된다.
상기 냉장유닛(1C)에는 냉장용 진열장 내의 저장고 내 온도를 검출하는 온도검출수단인 냉장 온도센서(74)가 설치된다. 상기 냉동유닛(1D)에는 냉동용 진열장 내의 저장고 내 온도를 검출하는 온도검출수단인 냉동 온도센서(75)가 설치된다. 또 부스터압축기(53)의 토출측에는, 토출냉매압력이 소정값으로 되면 개구되는 압력스위치(64)가 형성된다.
상기 각종 센서 및 각종 스위치의 출력신호는 제어기(80)로 입력된다. 이 제어기(80)는 냉매회로(1E)의 운전을 제어하며, 후술하는 8 종류의 운전모드를 절환시켜 제어하도록 구성된다. 그리고 이 제어기(80)는 운전 시에, 인버터압축기(2A)의 기동, 정지 및 용량제어나, 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)의 기동 및 정지, 그리고 실외팽창밸브(26) 및 실내팽창밸브(42)의 개구도 조절 등에 관해 제어를 실행함과 동시에, 각 십자절환밸브(3A, 3B, 3C)의 절환이나, 오일회수관(31a, 31b) 및 균유관(32, 33, 34, 35)의 전기자석밸브(SV0, SV1, SV2, SV3, SV4, SV5)에 대한 개폐조작이나 액체주입관(27) 전자팽창밸브(29)의 개구도 제어 등도 실행한다.
<연락배관>
액측 연락액관(11A, 11B)은, 실외유닛(1A)으로부터 나온 곳에서는 1 개의 기관(11)으로 종합되며, 냉장 ·냉동용의 제 1 계통측회로와 공조용 제 2 계통측회로 의 2 가지 액 라인이 이 1 개의 기관(11)을 공용한다. 이 기관(11)은 이용측의 각 유닛(1B, 1C, 1D) 근방에서 각 계통의 분기관(11a, 11b)으로 분기된다. 그리고 기관(11)과 제 1 분기관(11a)으로 제 1 연락액관(11A)이 구성되며, 기관(11)과 제 2 분기관(11b)으로 제 2 연락액관(11B)이 구성된다.
상기 기관(11)은 냉장 ·냉동용 제 1 계통측회로의 흡입 가스라인인 저압가스관(15)과 접촉한 상태에서 병설된다. 그리고 기관(11)과 저압가스관(15)의 주위에는 전열재로서 알루미늄 테입(12)이 감겨, 이들 2 개의 연락배관(11, 15)이 전열재(12)로 포위된다. 이로써, 양 연락배관(11, 15)의 접촉부분이, 액냉매와 저압가스냉매가 열교환을 하는 열교환기를 구성한다.
이 냉동장치(1)는, 실외유닛(1A), 실내유닛(1B), 냉장유닛(1C), 및 냉동유닛(1D)을 각각 설치한 후, 각 유닛(1A, 1B, 1C, 1D)을 3 개의 연락배관(11, 15, 17)에 접속시킨 뒤 폐쇄밸브(20)를 개방함으로써, 냉매회로(1E)에서 냉매가 순환 가능한 상태로 된다. 이 냉동장치(1)에서는, 냉매회로(1E)가 냉장냉동의 제 1 계통과 공조의 제 2 계통을 갖지만, 제 1, 제 2 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)은 1 개로 공통화되므로, 각 계통의 연락액관을 별개의 배관으로 하기보다 배관의 접속작업을 쉽게 할 수 있다.
-운전동작-
다음으로, 상기 냉동장치(1)가 실행하는 운전동작에 대해 각 운전별로 설명한다. 본 제 1 실시형태에서는, 예를 들어 8 종류의 운전모드를 설정할 수 있도록 구성된다. 구체적으로는, <ⅰ>실내유닛(1B)의 냉방만을 실행하는 냉방운전, <ⅱ> 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각만을 실행하는 냉동운전, <ⅲ>실내유닛(1B)의 냉방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 동시에 실행하는 제 1 냉방냉동운전, <ⅳ>제 1 냉방냉동운전 시의 실내유닛(1B) 냉방능력이 부족할 경우의 운전인 제 2 냉방냉동운전, <ⅴ>실내유닛(1B)의 난방만을 실행하는 난방운전, <ⅵ>실내유닛(1B)의 난방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 실외 열교환기(4)를 이용하지 않고 열회수운전으로 실행하는 제 1 난방냉동운전, <ⅶ>제 1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 과한 난방의 능력과잉운전인 제 2 난방냉동운전, 그리고 <ⅷ>제 1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 부족하는 난방의 능력부족운전인 제 3 난방냉동운전이 가능하게 구성된다.
이하 개개의 운전동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
<냉방운전>
이 냉방운전은 실내유닛(1B)의 냉방만을 실행하는 운전이다. 이 냉방운전 시는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)가 제 1 계통의 압축기구(2D)를 구성하며, 제 1 비인버터압축기(2B)와 제 2 비인버터압축기(2C)가 제 2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 제 2 계통의 압축기구(2E)인 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)만을 구동시킨다.
또 도 2의 실선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B)는 각각 제 1 상태로 절환되며, 제 3 십자절환밸브(3C)는 제 2 상태로 절환된다. 또한 실외팽창밸브(26), 액체주입관(27)의 전자팽창밸브(29), 냉장유닛(1C)의 전기자석밸브(7a), 및 냉동유닛(1D)의 전기자석밸브(7b)는 폐쇄된다.
이 상태에서, 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매는, 제 1 십자절환밸브(3A)로부터 실외가스관(9)을 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 응축된다. 응축된 액냉매는 액관(10)을 지나, 수액기(14)를 거쳐 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐르고, 다시 제 2 분기관(11b)을 지나 실내팽창밸브(42)에서 실내 열교환기(41)로 흘러가 증발한다. 증발된 가스냉매는 연락가스관(17)으로부터 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B)를 거쳐 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)을 흐른다. 이 저압 가스냉매의 일부는 제 2 비인버터압축기(2C)로 되돌아가며, 나머지 가스냉매는 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)으로부터 분기관(6e)으로 분류되어, 제 3 십자절환밸브(3C)를 지나 제 1 비인버터압축기(2B)로 되돌아간다. 냉매가 이상의 순환을 반복함으로써, 매장 내 냉방이 실행된다.
여기서, 이 운전상태에서는, 실내의 냉방부하에 따라, 제 1 비인버터압축기(2B)와 제 2 비인버터압축기(2C)의 기동과 정지나, 실내팽창밸브(42)의 개구도 등이 제어된다. 압축기(2B, 2C)는 1 대만을 운전시키는 것도 가능하다.
<냉동운전>
냉동운전은, 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각만을 실행하는 운전이다. 이 냉동운전 시는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)가 제 1 계통의 압축기구(2D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(2C)가 제 2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 제 1 계통의 압축기구(2D)인 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)를 구동시키는 동시에, 부스터압축기 (53)도 구동시키는 한편, 제 2 비인버터압축기(2C)는 정지시킨다.
또 도 3의 실선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B)는 제 1 상태로 절환되며, 제 3 십자절환밸브(3C)도 제 1 상태로 절환된다. 또 냉장유닛(1C)의 전기자석밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전기자석밸브(7b)가 개구되는 한편, 실외팽창밸브(26) 및 실내팽창밸브(42)는 폐쇄된다. 또한 액체주입관(27)의 전자팽창밸브(29)는, 소정 유량의 액 냉매가 흐르도록 소정의 개구도로 설정된다.
이 상태에서, 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는 제 1 십자절환밸브(3A)로부터 실외가스관(9)을 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 응축된다. 응축된 액냉매는 액관(10)을 지나, 수액기(14)를 거쳐 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)으로부터 제 1 분기관(11a)을 흐르고, 일부가 냉장팽창밸브(46)를 거쳐 냉장 열교환기(45)로 흘러가 증발한다.
한편, 제 1 분기관(11a)을 흐르는 다른 액냉매는, 분기액관(13)을 흐르고, 냉동팽창밸브(52)를 거쳐 냉동 열교환기(51)로 흘러가 증발한다. 이 냉동열교환기(51)에서 증발된 가스냉매는, 부스터압축기(53)로 흡인되어 압축되고 분기가스관(16)으로 토출된다.
상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)에서 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다. 냉매가 이상의 순환을 반복함으로써, 냉장용 진열장 및 냉동용 진열장의 저장고 내가 냉각된다.
상기 냉동 열교환기(51)의 냉매압력은 부스터압축기(53)에서 흡인되므로, 냉장 열교환기(45)의 냉매압력보다 저압이 된다. 그 결과, 예를 들어 상기 냉동 열교환기(51)의 냉매온도(증발온도)가 -35℃로 되며, 상기 냉장 열교환기(45)의 냉매온도(증발온도)가 -10℃로 된다.
이 냉동운전 시에는, 예를 들어 저압 압력센서(65)가 검출하는 저압 냉매압력(LP)에 기초하여 제 1 비인버터압축기(2B)의 기동과 정지나, 인버터압축기(2A)의 기동, 정지 또는 용량제어를 행하여, 냉동부하에 따른 운전을 한다.
예를 들어 압축기구(2D)의 용량을 증대시키는 제어는, 우선 제 1 비인버터압축기(2B)가 정지된 상태에서 인버터압축기(2A)를 구동시킨다. 인버터압축기(2A)가 최대용량으로 상승한 후에 다시 부하가 증대하면, 제 1 비인버터압축기(2B)를 구동시키는 동시에 인버터압축기(2A)를 최저용량으로 감소시킨다. 그 후, 다시 부하가 증가하면, 제 1 비인버터압축기(2B)를 기동시킨 채 인버터압축기(2A)의 용량을 상승시킨다. 압축기 용량의 감소제어에서는, 이 증대제어와 반대의 동작이 이루어진다.
또 상기 냉장팽창밸브(46) 및 냉동팽창밸브(52)의 개구도는, 감온통에 의한 과열도 제어가 실행된다. 이 점은, 이하의 각 운전에서도 마찬가지이다.
그리고 이 운전 중에 냉매가 냉매회로(1E)를 순환할 때에, 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐르는 액 냉매는, 저압가스관(15)을 흐르는 저압 가스냉매와 열교환하여, 과냉각된다. 따라서 과냉각을 시키지 않는 경우보다, 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)에 있어서 냉매의 엔탈피 차가 커져, 높은 냉동능력이 발휘된다.
한편, 흡입측의 가스냉매는 액냉매와의 열교환에 의해 과열도가 커졌을 경우라도, 이 가스냉매에 액체주입관(27)으로부터 액냉매를 혼합시킴으로써, 압축기구(2D)에서 과열도가 지나치게 커지는 일은 방지할 수 있다.
<제 1 냉방냉동운전>
이 제 1 냉방냉동운전은, 실내유닛(1B)의 냉방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 동시에 행하는 운전이다. 이 제 1 냉방냉동운전 시는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)가 제 1 계통의 압축기구(2D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(2C)가 제 2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 인버터압축기(2A), 제 1 비인버터압축기(2B), 및 제 2 비인버터압축기(2C)를 구동시키는 동시에, 부스터압축기(53)도 구동시킨다.
또 제 1 십자절환밸브(3A), 제 2 십자절환밸브(3B) 및 제 3 십자절환밸브(3C)는, 도 4의 실선으로 나타낸 바와 같이 각각 제 1 상태로 절환된다. 또한 냉장유닛(1C)의 전기자석밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전기자석밸브(7b)는 개구되는 한편, 실외팽창밸브(26)는 폐쇄된다. 또한 액체주입관(27)의 전자팽창밸브(29)는, 압축기구(2D)의 흡입측에 소정 유량의 액냉매를 공급하도록 개구도가 제어된다.
이 상태에서, 인버터압축기(2A)와, 제 1 비인버터압축기(2B), 및 제 2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매는 고압가스관(8)에서 합류하여, 제 1 십자절환밸브(3A)로부터 실외가스관(9)을 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는 액관(10)을 흐르고 수액기(14)를 거쳐 연락액관(11A, 11B)의 기관 (11)으로 흐른다.
상기 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐르는 액냉매는, 일부가 제 2 분기관(11b)으로 분기되며, 실내팽창밸브(42)를 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 증발한다. 증발된 가스냉매는 연락가스관(17)으로부터 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B)를 거쳐 흡입관(6c)을 흘러, 제 2 비인버터압축기(2C)로 돌아온다.
한편, 상기 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐르는 액냉매는, 일부가 제 1 분기관(11a)으로 분기된다. 이 냉매는, 그 일부가 냉장팽창밸브(46)를 거쳐 냉장 열교환기(45)로 흘러가 증발한다. 또 상기 제 1 분기관(11a)을 흐르는 다른 액냉매는, 분기액관(13)으로 분기되고, 냉동팽창밸브(52)를 거쳐 냉동 열교환기(51)로 흘러가 증발한다. 이 냉동 열교환기(51)에서 증발된 가스냉매는 부스터압축기(53)로 흡인되어 압축되고, 분기가스관(16)으로 토출된다.
상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)에서 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.
냉매가 이상과 같이 순환을 반복함으로써, 매장 내가 냉방됨과 동시에 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내가 냉각된다.
이 제 1 냉방냉동운전 시의 냉매 흐름을 도 5의 몰리에르 선도를 근거로 설명하기로 한다.
우선, 상기 제 2 비인버터압축기(2C)에 의해 냉매가 A점까지 압축된다. 또 상기 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)에 의해 냉매가 B점까지 압축된다. A점의 냉매와 B점의 냉매는 합류하고, 응축되어 C1점의 냉매가 된다. C1점의 냉매는, 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)로의 흡입가스냉매와 열교환 함으로써, 과냉각 상태(C2점)가 된다.
C2점 냉매의 일부는, 실내팽창밸브(42)에서 D점까지 감압되며, 예를 들어 ＋5℃에서 증발하여, E점에서 제 2 비인버터압축기(2C)로 흡인된다.
또 상기 C2점 냉매의 일부는, 냉장팽창밸브(46)에서 F점까지 감압되어, 예를 들어 －10℃에서 증발한다.
상기 C2점 냉매의 일부는 부스터압축기(53)에서 흡인되므로, 냉동팽창밸브(52)에서 H점까지 감압되어, 예를 들어 －35℃에서 증발하며, I점에서 부스터압축기(53)로 흡인된다. 부스터압축기(53)에서 J점까지 압축된 냉매는, 냉장 열교환기(45)로부터의 냉매와 합류함과 동시에, C1점 냉매의 일부를 전자팽창밸브(29)로 L점까지 감압된 냉매와 혼합함(액체주입)으로써 G점으로 상태가 변화된 후, 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)로 흡인된다.
이와 같이 냉매회로(1E)의 냉매는, 제 1 계통의 압축기구(2D)와 제 2 계통의 압축기구(2E)에 의해 상이온도 증발하고, 다시 부스터압축기(53)에 의한 2 단 압축에 의해 3 종류의 증발온도가 된다.
또 이 운전 중에 냉매가 순환할 때에, 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐르는 액냉매는, 저압가스관(15)을 흐르는 저압가스냉매와 열교환하여, 과냉각된다. 이로써, 과냉각을 시키지 않는 경우보다, 공조 열교환기(41), 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)에 있어서 냉매의 엔탈피 차가 커져, 높은 냉매능력이 발휘된다.
또한 액체주입을 함으로써 흡입측의 가스냉매에 액냉매가 혼합되므로, 압축행정에서 냉매의 과열도가 지나치게 커지는 일은 없다.
<제 2 냉방냉동운전>
제 2 냉방냉동운전은, 상기 제 1 냉방냉동운전 시 실내유닛(1B)의 냉방능력이 부족한 경우의 운전이며, 제 1 비인버터압축기(2B)를 공조 쪽으로 절환시킨 운전이다. 이 제 2 냉방냉동운전 시의 설정은, 도 6에 나타낸 바와 같이 기본적으로 제 1 냉방냉동운전 시와 마찬가지지만, 제 3 십자절환밸브(3C)가 제 2 상태로 절환되는 점이 제 1 냉방냉동운전과 다르다.
따라서 이 제 2 냉방냉동운전 시에서는, 제 1 냉방냉동운전과 마찬가지로, 인버터압축기(2A), 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매는, 실외 열교환기(4)에서 응축되어, 실내 열교환기(41)와 냉장 열교환기(45)와 냉동 열교환기(51)에서 증발한다.
그리고 상기 실내 열교환기(41)에서 증발된 냉매는, 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)로 돌아오며, 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)에서 증발된 냉매는, 인버터압축기(2A)로 돌아오게 된다. 공조 쪽으로 2 대의 압축기(2B, 2C)를 사용함으로써, 냉방능력 부족이 보완된다.
여기서 제 1 냉방냉동운전과 제 2 냉방냉동운전의 구체적인 절환제어에 대해서는 생략한다.
이 제 2 냉방냉동운전에서도, 액냉매의 과냉각에 의한 능력향상을 도모할 수 있다.
<난방운전>
난방운전은, 실내유닛(1B)의 난방만을 행하는 운전이다. 이 난방운전 시는 도 7에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)가 제 1 계통의 압축기구(2D)를 구성하며, 제 1 비인버터압축기(2B)와 제 2 비인버터압축기(2C)가 제 2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 제 2 계통의 압축기구(2E)인 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)만을 구동시킨다.
또 도 7에 실선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 십자절환밸브(3A)는 제 2 상태로 절환되며, 제 2 십자절환밸브(3B)는 제 1 상태로 절환되고, 제 3 십자절환밸브(3C)는 제 2 상태로 절환된다. 한편, 액체주입관(27)의 전자팽창밸브(29), 냉장유닛(1C)의 전기자석밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전기자석밸브(7b)는 폐쇄된다. 또 실내팽창밸브(42)는 개방되며, 상기 실외팽창밸브(26)는 소정 개구도로 제어된다.
이 상태에서 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매는, 제 1 십자절환밸브(3A)로부터 연락가스관(17)을 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는 제 2 연락액관(11B)의 제 2 분기관(11b)으로부터 기관(11)을 흘러, 그 고압압력에 의해 릴리프밸브(37)가 개구되면서 액분기관(36)을 통과하여 수액기(14)로 유입된다. 그 후, 상기 액냉매는 보조액관(25)의 실외팽창밸브(26)를 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 증발한다. 증발된 가스냉매는 실외가스관(9)으로부터 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B)를 통해 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)을 흘러, 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)로 돌아온다. 이 순환을 반복하여 실내가 난방된다.
그리고 냉방운전과 마찬가지로, 압축기(2B, 2C)는 1 대로 운전하는 것도 가능하다.
<제 1 난방냉동운전>
이 제 1 난방냉동운전은 실외 열교환기(4)를 이용하지 않고, 실내유닛(1B)의 난방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 행하는 열회수운전이다. 이 제 1 난방냉동운전은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)가 제 1 계통의 압축기구(2D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(2C)가 제 2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)를 구동시키는 동시에, 부스터압축기(53)도 구동시킨다. 상기 제 2 비인버터압축기(2C)는 정지상태이다.
또 도 8의 실선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 십자절환밸브(3A)는 제 2 상태로 절환되며, 제 2 십자절환밸브(3B) 및 제 3 십자절환밸브(3C)는 제 1 상태로 절환된다. 또한 냉장유닛(1C)의 전기자석밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전기자석밸브(7b)가 개구되는 한편, 실외팽창밸브(26)가 폐쇄된다. 액체주입관(27)의 전자팽창밸브(29)는 소정 개구도로 제어되어, 냉매유량을 조정한다.
이 상태에서, 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는, 제 1 십자절환밸브(3A)로부터 연락가스관(17)을 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러 응축된다. 응축된 액냉매는, 연락액관(11A, 11B)의 제 2 분기관(11b)으로부 터 기관(11)의 앞에서 제 1 분기관(11a)으로 흐른다.
이 제 1 분기관(11a)을 흐르는 액냉매의 일부는, 냉장팽창밸브(46)를 거쳐 냉장 열교환기(45)로 흘러 증발한다. 또 상기 제 1 분기관(11a)을 흐르는 다른 액냉매는, 분기액관(13)을 흘러, 냉동팽창밸브(52)를 거쳐 냉동 열교환기(51)로 흘러 증발한다. 이 냉동 열교환기(51)에서 증발한 가스냉매는 부스터압축기(53)로 흡입되어 압축되고, 분기가스관(16)으로 토출된다.
상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와, 부스터압축기(53)로부터 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다. 이 순환을 반복하여, 매장 내를 난방하는 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내를 냉각시킨다. 이 제 1 난방냉동운전 중은, 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(1B)의 난방능력(응축열량)이 균형을 이루어, 100% 열회수가 이루어진다.
여기서, 상기 제 2 분기관(11b)으로부터 제 1 분기관(11a)으로 흐르는 액냉매의 양이 부족해지는 등의 경우, 수액기(14)로부터 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 지나 제 1 분기관(11a)으로 액냉매가 흡입된다. 이 액냉매는, 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)이 저압가스관(15)과 병설된 부분에서 저압가스냉매에 의해 과냉각되어 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)로 흐른다. 따라서 제 2 분기관(11b)으로부터 제 1 분기관(11a)으로 향하는 액냉매의 일부가 플래시되는 등의 경우라도, 플래시가스는 응축되어 액체로 된 후 각 열교환기(45, 51)로 공급된다.
한편, 외기온도가 낮을 때에는 수액기(14) 내의 압력이 저하되므로, 액분기 관(36)에 릴리프밸브(37)를 설치하지 않을 경우에는 연락액관(11A, 11B) 기관(11)의 압력도 저하되어, 실내 열교환기(41)에서 응축된 액냉매가 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51) 쪽으로 흐르지 않고, 제 2 연락액관(11B)의 제 2 분기관(11b)으로부터 기관(11)을 통해 수액기(14)로 유입될 우려가 있다. 그러나 이 제 1 실시형태에서는 액분기관(36)에 릴리프밸브(37)를 설치하므로, 액냉매가 수액기(14)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 릴리프밸브(37)에 의해 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)이 저압으로 되지 않도록 함으로써, 실내 열교환기(41)를 나온 액냉매를 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)로 확실하게 도입시키고, 팽창기구(46, 52)의 앞쪽을 액이 찬 상태로 하기가 가능해져, 이들 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)의 냉매유량 부족에 의한 능력저하를 확실하게 방지할 수 있다.
<제 2 난방냉동운전>
이 제 2 난방냉동운전은, 상기 제 1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 과한 난방의 능력과잉운전이다. 이 제 2 난방냉동운전 시는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)가 제 1 계통의 압축기구(2D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(2C)가 제 2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)를 구동시키는 동시에, 부스터압축기(53)도 구동시킨다. 상기 제 2 비인버터압축기(2C)는 정지상태이다.
이 제 2 난방냉동운전은, 상기 제 1 난방냉동운전 시에 난방능력이 과한 경 우의 운전이며, 제 2 십자절환밸브(3B)가, 도 9에 실선으로 나타낸 바와 같이 제 2 상태로 절환된 점 외에는 상기 제 1 난방냉동운전과 동일하다.
따라서 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매의 일부는, 상기 제 1 난방냉동운전과 마찬가지로 실내 열교환기(41)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는, 연락액관(11A, 11B)의 제 2 분기관(11b)으로부터 기관(11)의 앞에서 제 1 분기관(11a)으로 흘러간다.
한편, 상기 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 다른 냉매는, 보조가스관(19)으로부터 제 2 십자절환밸브(3B) 및 제 1 십자절환밸브(3A)를 거쳐 실외가스관(9)을 흘러 실외 열교환기(4)에서 응축된다. 이 응축된 액냉매는 액관(10)을 흐를 때에 수액기(14)를 지나, 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 거쳐 제 1 분기관(11a)으로 흘러가 제 2 분기관(11b)으로부터의 냉매와 합류한다.
그 후, 상기 제 1 분기관(11a)을 흐르는 액냉매의 일부는 냉장 열교환기(45)로 흘러 증발한다. 또 이 제 1 분기관(11)을 흐르는 다른 액냉매는, 냉동 열교환기(51)로 흘러 증발하고, 부스터압축기(53)로 흡입된다. 상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)로부터 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.
냉장 열교환기(45)로부터의 흡입측 가스냉매가, 저압가스관(15)을 흐를 때에 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐르는 액냉매와 열교환하여, 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐르는 액냉매가 과냉각된다. 이 액냉매는, 제 2 분기관(11b)으로부터의 액냉매와 합류하여, 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)로 흐른 다. 따라서 냉매를 과냉각시키지 않는 경우보다, 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)에서의 냉매 엔탈피 차가 커져, 높은 냉동능력이 발휘된다. 한편, 가스냉매가 액냉매와의 열교환에 의해 과열되더라도, 액체주입에 의해 액냉매와 혼합함으로써, 압축행정에서 과열도가 지나치게 커지는 일은 방지할 수 있다.
이 제 2 냉방냉동운전 시의 냉매 흐름을 도 10의 몰리에르 선도에 기초하여 설명하기로 한다.
상기 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)에 의해 냉매가 A점까지 압축된다. A점의 냉매는, 일부가 실내 열교환기(41)에서 응축되어 C1점의 냉매가 된다. 또 A점의 냉매는, 다른 일부가 실외 열교환기(4)에서 응축되어 C1점의 냉매가 된 후, 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐를 때에 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)로의 흡입가스냉매(G점의 냉매)와 열교환 함으로써, C2점까지 과냉각 된다.
C1점의 냉매와 C2점의 냉매는 합류하여 C3점으로 변화한다. C3점 냉매의 일부는, 냉장팽창밸브(46)에서 F점까지 감압되어, 예를 들어 －10℃에서 증발한다.
또 상기 C3점 냉매의 일부는 부스터압축기(53)에서 흡입되므로, 냉동팽창밸브(52)에서 H점까지 감압되며, 예를 들어 －35℃에서 증발하여, I점에서 부스터압축기(53)로 흡입된다. 이 부스터압축기(53)에서 J점까지 압축된 냉매는, 냉장 열교환기(45)로부터의 냉매와 합류함과 동시에, C1점 액냉매의 일부를 전자팽창밸브(29)에서 L점까지 감압된 냉매와 혼합함(액체주입)으로써 G점으로 상태가 변화한 후, 제 1 인버터압축기(2A) 및 제 2 비인버터압축기(2B)로 흡입된다.
이 제 2 난방냉동운전 시에는, 이상의 순환을 반복하여 매장 내를 난방하는 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내를 냉각한다. 이 때, 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(1B)의 난방능력(응축열량)이 균형을 이루지 않으며, 남은 응축열을 실외 열교환기(4)에서 실외로 방출한다.
<제 3 난방냉동운전>
이 제 3 난방냉동운전은, 상기 제 1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 부족해지는 난방의 능력부족운전이다. 이 제 3 난방냉동운전은 도 11에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)가 제 1 계통의 압축기구(2D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(2C)가 제 2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 인버터압축기(2A), 제 1 비인버터압축기(2B) 및 제 2 비인버터압축기(2C)를 구동시킴과 동시에, 부스터압축기(53)도 구동시킨다.
이 제 3 난방냉동운전은, 상기 제 1 난방냉동운전 시에 난방능력이 부족해지는 경우의 운전으로, 즉, 증발열량이 부족한 경우이며, 실외팽창밸브(26)의 개구도가 제어되고, 제 2 비인버터압축기(2C)가 구동된 점 외에는, 상기 제 1 난방냉동운전과 마찬가지이다.
따라서 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)와 제 2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매는, 상기 제 1 난방냉동운전과 마찬가지로 연락가스관(17)을 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는, 연락액관(11A, 11B)의 제 2 분기관(11b)으로부터 제 1 분기관(11a)과 기관(11)으로 분기되어 흐른 다.
제 1 분기관(11a)을 흐르는 액냉매는, 일부가 냉장 열교환기(45)로 흘러 증발한다. 또 상기 제 1 분기관(11a)을 흐르는 다른 액냉매는, 냉동 열교환기(51)로 흘러 증발하고, 부스터압축기(53)로 흡입된다. 상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)로부터 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.
한편, 실내 열교환기(41)에서 응축된 후, 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐르는 액냉매는, 그 고압압력으로 릴리프밸브(37)가 개구되면서 액분기관(36)을 지나 수액기(14)로 유입되고, 다시 실외팽창밸브(26)를 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 증발한다. 증발된 가스냉매는 실외가스관(9)을 흐르고, 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B)를 지나, 제 2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)을 흘러, 이 제 2 비인버터압축기(2C)로 돌아온다.
이 제 3 냉방냉동운전 시의 냉매 흐름을 도 12의 몰리에르 선도에 기초하여 설명하기로 한다.
상기 제 2 비인버터압축기(2C)에 의해 냉매가 A점까지 압축된다. 또 상기 인버터압축기(2A) 및 제 1 비인버터압축기(2B)에 의해 냉매가 B점까지 압축된다. A점의 냉매와 B점의 냉매는 합류하며, 실내 열교환기(41)에서 응축되어 C1점의 냉매가 된다.
C1점 냉매의 일부는, 냉장팽창밸브(46)에서 F점까지 감압되며, 예를 들어 －10℃에서 증발한다. 또 상기 C1점 냉매의 일부는 부스터압축기(53)에서 흡인되므 로, 냉동팽창밸브(52)에서 H점까지 감압되며, 예를 들어 －35℃에서 증발하여, I점에서 부스터압축기(53)로 흡입된다. 이 부스터압축기(53)에서 J점까지 압축된 냉매는, 냉장 열교환기(45)로부터의 냉매와 합류한다.
냉장 열교환기(45)로부터의 가스냉매는, 상기 실내 열교환기(41)로부터 연락배관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐르는 C1점의 액냉매와 열교환 한다. 이로써 연락배관(11A, 11B)의 기관(11)을 흐르는 액냉매가 C2점까지 과냉각된다.
C2점의 냉매는 실외 팽창밸브(26)에서 D점까지 감압되며, 예를 들어 －5℃에서 증발하여, E점에서 제 2 인버터압축기(2C)로 흡입된다.
또 냉장 열교환기(45)로부터의 가스냉매와, 부스터압축기(53)에서 J점까지 압축된 가스냉매가 합류한 냉매는, C2점의 액냉매를 전자팽창밸브(29)에서 L점까지 감압된 냉매가 혼합(액체주입)됨으로써 G점으로 변화한다. 그리고 이 G점의 냉매가, 제 1 인버터압축기(2A) 및 제 2 비인버터압축기(2B)로 흡입된다.
이 순환을 반복하여 매장 내를 난방하는 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내를 냉각한다. 즉, 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(1B)의 난방능력(응축열량)이 균형을 이루지 못하며, 부족한 증발열을 실외 열교환기(4)로부터 얻는다.
-제 1 실시형태의 효과-
이 제 1 실시형태에 의하면, 냉장·냉동계통과 공조계통의 액라인이 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 공용하는 동시에, 이 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)을 냉장·냉동계통에서 가스라인의 저압가스관(15)과 접촉상태로 병설함으로써, 액냉 매를 저압 가스냉매에 의해 과냉각 시키도록 하므로, 보다 엔탈피가 낮은 냉매를 이용측 열교환기(51, 45, 51)로 공급할 수 있다. 이로써 이용측 열교환기(41, 45, 51)의 출입구에서 냉매의 엔탈피 차가 커져, 배관 길이가 긴 경우 등에도 냉동능력 저하를 방지할 수 있다.
또 복수 계통의 액라인을 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)으로 1 개로 종합함으로써, 연락배관의 합계 수가 적어지므로, 배관의 접속작업이 용이해짐과 함께 오접속의 우려도 적어진다.
또한 냉매회로(1E)를 순환하는 액냉매의 일부를 압축기구(2D, 2E)의 흡입측에 공급하는 액체주입관(27)을 형성하므로, 액냉매가 흡입측 가스냉매로 과냉각될 때에 가스냉매의 과열도가 커졌을 경우라도, 액체주입을 함으로써, 압축행정에서 냉매의 과열도가 과대해지는 것을 방지할 수 있다.
또 연락액관(11A, 11B)의 기관(11)과 저압가스관(15)의 주위에 전열재로서 알루미늄 테입재(12)를 감아, 양 배관(11, 15)의 주위를 전열재(12)로 포위하므로, 이 전열재(12)를 개재하고 액냉매를 가스냉매로 확실하게 과냉각 시킬 수 있다. 이 구성에 의하면, 액냉매 과냉각 전용의 열교환기 등은 필요 없으며, 구성이 복잡해지는 일도 없다.
또한 액분기관(36)에, 역류방지기구(액 실링기구)로서의 릴리프밸브(37)를 설치하므로, 100% 열회수운전인 제 1 난방냉동운전 시에 외기온도가 내려가 수액기(14) 내의 압력이 저하되어도, 실내 열교환기(41)를 나온 액냉매가 수액기(14)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 릴리프밸브(37)에서 연락액관(11A, 11B)의 기 관(11)이 저압으로 되는 것을 방지할 수 있으므로, 실내 열교환기(41)를 나온 액냉매를 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)로 확실하게 도입하기가 가능해져, 이들 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)에 있어서 냉매유량 부족에 의한 능력저하를 확실하게 방지할 수 있다.
(제 2 실시형태)
본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명하기로 한다. 도 13에 나타낸 바와 같이 이 제 2 실시형태에서는, 압축기구(2D, 2E)가 2 대의 압축기(2A, 2B)로 구성된다. 또 이 제 2 실시형태에서는, 냉동유닛(1D)으로부터 독립된 부스터유닛(1F)이 구성되며, 이 부스터유닛(1F) 내에 부스터압축기(53)가 배치된다.
이하, 실외유닛(1A)과 냉동유닛(1D)과 부스터유닛(1F)에 관해, 주로 제 1 실시형태와 다른 점에 대하여 설명한다(제 1 실시형태와 마찬가지로 구성된 부분에 대해서는 설명을 생략한다).
<실외유닛>
실외유닛(1A)은, 제 1 압축기로서의 인버터압축기(2A)와, 제 2 압축기로서의 비인버터압축기(2B)를 구비함과 동시에, 제 1 십자절환밸브(3A), 제 2 십자절환밸브(3B), 및 제 3 십자절환밸브(3C)와, 열원측 열교환기인 실외 열교환기(4)를 구비한다.
상기 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)는, 이 냉동장치(1)의 압축기구(2D, 2E)를 구성하며, 이 압축기구(2D, 2E)는 제 1 계통의 압축기구(2D)와 제 2 계통의 압축기구(2E)로 구성된다. 이 제 2 실시형태에서 인버터압축기(2A)와 비인버 터압축기(2B)는, 모두 제 1 계통의 압축기구(2A)를 구성하는 것도 제 2 계통의 압축기구(2E)를 구성하는 것도 가능하다. 즉, 양 압축기(2A, 2B)는 모두 냉장·냉동용의 제 1 계통측 회로와 공조용 제 2 계통측 회로의 양쪽에서 절환 사용이 가능하도록 구성된다.
상기 인버터압축기(2A) 및 비인버터압축기(2B)의 각 토출관(5a, 5b)은 1 개의 고압가스관(토출배관)(8)에 접속되며, 이 고압가스관(8)이 제 1 십자절환밸브(3A) 중 한 개의 포트에 접속된다. 상기 비인버터압축기(2B)의 토출관(5b)에는 역지밸브(7)가 설치된다. 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B) 주변의 냉매배관 구성은 제 1 실시형태와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다.
상기 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a)은, 제 1 계통측 회로의 저압가스관(저압가스측 연락배관)(15)에 접속된다. 비인버터압축기(2B)의 흡입관(6b)은, 제 2 접속관(22) 및 제 1, 제 2 십자절환밸브(3A, 3B)를 개재하고 제 2 계통측 회로의 저압가스관(연락가스관(17) 또는 실외가스관(9))에 접속된다.
인버터압축기(2A)의 흡입관(6a)과 비인버터압축기(2B)의 흡입관(6b)에는, 인버터압축기(2A) 쪽에서 비인버터압축기(2B) 쪽을 향해 냉매가 흐르는 제 1 연통로(23)와, 비인버터압축기(2B) 쪽에서 인버터압축기(2A) 쪽을 향해 냉매를 흐르게 할 수 있는 제 2 연통로(24)가 병렬로 접속된다.
제 1 연통로(23)에는, 이 제 1 연통로(23) 내에서 인버터압축기(2A)에서 비인버터압축기(2B)를 향해 흐르는 방향으로만 냉매의 유통을 허용하는 역지밸브(7)가 배치된다. 제 2 연통로(24)에는, 이 제 2 연통로(24) 내에서 비인버터압축기 (2B)에서 인버터압축기(2A)를 향해 흐르는 방향으로만 냉매의 유통을 허용하는 역지밸브(7)와, 제 3 십자절환밸브(3C)가 배치된다. 제 2 연통로(24)는, 제 1 연통로(23)에서 인버터압축기(2A) 흡입관(6a)과의 접속점과 역지밸브(7) 사이에서 이 제 1 연통로(23)에 접속된다.
제 3 십자절환밸브(3C)는 제 1 포트(P1)가 폐쇄포트로 구성된다. 또 제 2 포트(P2)는 제 2 연통로(24)를 개재하고 제 1 연통로(23)와 접속되며, 제 3 포트(P3)는 제 2 연통로(24)를 개재하고 비인버터압축기(2B)의 흡입관(6b)에 접속되고, 제 4 포트에는 후술하는 액봉(液封)방지관(38)의 분기관(38a)이 접속된다. 그리고 상기 제 3 십자절환밸브(3C)는, 제 1 포트(P1)와 제 2 포트(P2)가 연통되며, 제 3 포트(P3)와 제 4 포트(P4)가 연통되는 제 1 상태(도면의 실선 참조)와, 제 1 포트(P1)와 제 4 포트(P4)가 연통되며, 제 2 포트(P2)와 제 3 포트(P3)가 연통되는 제 2 상태(도면의 점선 참조)로 절환 가능하게 구성된다.
액관(10), 보조액관(25), 및 액분기관(36)은, 제 1 실시형태와 마찬가지로 구성되며, 보조액관(25)의 실외팽창밸브(26), 액분기관(36)의 릴리프밸브(37), 및 이들 배관(10, 25, 36)의 역지밸브(7) 등도 제 1 실시형태와 마찬가지로 배치된다. 단, 보조액관(25)에는, 수액기(14)로부터, 후술하는 액체주입관(27)을 향하는 방향의 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 배치된다.
상기 보조액관(25)과 저압가스관(15) 사이에는, 전자팽창밸브(29)를 갖는 액체주입관(27)이 접속된다. 이 액체주입관(27)에 있어서 보조액관(25)과의 접속점과 전자팽창밸브(29) 사이와, 고압가스관(8)(직접적으로는 하기의 오일회수관(31)) 에, 액봉방지관(38)이 접속된다. 이 액봉방지관(38)에는, 액체주입관(27)으로부터 고압가스관(8)을 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 설치된다. 또한 상술한 바와 같이 이 액봉방지관(38)의 분기관(38a)은 상기 제 3 십자절환밸브(3C)의 제 4 포트(P4)에 접속된다.
상기 고압가스관(8)에는 오일분리기(30)가 배치된다. 이 오일분리기(30)에는 오일회수관(31)의 한끝이 접속된다. 이 오일회수관(31)은, 다른 끝 쪽이 상기 저압가스관(15)에 접속된다. 오일회수관(31)에는, 전기자석밸브(SV0)가 배치된다.
상기 인버터압축기(2A)의 돔(오일저류부)과 비인버터압축기(2B) 사이에는 제 1 균유관(32)이 접속된다. 상기 비인버터압축기(2B)의 돔과 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a) 사이에는 제 2 균유관(33)이 접속된다. 제 1 균유관(32) 및 제 2 균유관(33)에는, 각각 개폐기구로서 전기자석밸브(SV1, SV2)가 배치된다.
<냉동유닛>
상기 냉동유닛(1D)은, 제 1 이용측 열교환기인 냉동 열교환기(51)와, 팽창기구인 냉동 팽창밸브(52)를 구비한다. 냉동 열교환기(51)의 액측에는 연락액관(11A, 11B)의 제 1 분기관(11a)으로부터 부스터유닛(1F)을 개재하고 분기된 액분기관(13)이, 전기자석밸브(7b) 및 냉동팽창밸브(52)를 개재하고 접속된다. 냉동 열교환기(51)의 가스측은, 접속가스관(54)을 개재하고 부스터유닛(1F)에 접속된다.
상기 냉동 팽창밸브(52)는 감온식 팽창밸브이며, 감온통이 냉동 열교환기(51)의 가스측에 설치된다. 상기 냉동 열교환기(51)는 예를 들어 크로스핀 식의 핀-튜브형 열교환기이며, 냉각 팬인 냉동 팬(58)이 근접 배치된다.
또한 상기 액분기관(13)에는, 냉동팽창밸브(52)와 전기자석밸브(7b)를 우회하는 바이패스관(81)이 접속된다. 이 바이패스관(81)에는, 이 바이패스관(81)을 개폐하기 위한 전기자석밸브(82)와, 냉동 열교환기(51)로부터 연락액관(11A, 11B)의 제 1 분기관(11a)을 향하는 방향의 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(83)가 설치된다.
<부스터유닛>
부스터유닛(1F)은, 고압 돔형 압축기인 부스터압축기(53)를 구비한다. 부스터압축기(53)의 토출관은 십자절환밸브(91)의 제 1 포트(P1)에 접속된다. 십자절환밸브(91)의 제 2 포트(P2)에는 분기가스관(16)의 한끝이 접속되며, 분기가스관(16)의 다른 끝은 저압가스관(15)에 접속된다. 십자절환밸브(91)의 제 3 포트(P3)에는 부스터압축기(53)의 흡입관이 접속되며, 십자절환밸브(91)의 제 4 포트(P4)에는 접속가스관(54)이 접속된다.
이 십자절환밸브(91)는, 제 1 포트(P1)와 제 2 포트(P2)가 연통되는 동시에, 제 3 포트(P3)와 제 4 포트(P4)가 연통되는 제 1 상태(도 1에 실선으로 나타낸 상태)와, 제 1 포트(P1)와 제 4 포트(P4)가 연통되는 동시에, 제 2 포트(P2)와 제 3 포트(P3)가 연통되는 제 2 상태(도 1에 점선으로 나타낸 상태)로 절환 가능하게 구성된다.
부스터압축기(53)의 토출관에는 오일분리기(55)와 역지밸브(7)가 설치된다. 이 역지밸브(7)는, 부스터압축기(53)로부터 십자절환밸브(91)를 향하는 냉매의 흐름만을 허용하도록 구성된다.
상기 오일분리기(55)는, 부스터압축기(53)의 토출냉매로부터 냉동기 오일을 분리하도록 구성되며, 모세관(capillary tube)(56)을 갖는 오일회수관(57)이 접속된다. 이 오일회수관(57)은 부스터압축기(53)의 흡입관에 접속된다. 그리고 오일회수관(57) 및 오일분리기(55)는, 부스터압축기(53)로부터 토출된 냉동기 오일을 부스터압축기(53)로 되돌리는 오일회수 기구를 구성한다.
또 상기 오일회수관(57)은, 액체주입관(92)을 개재하고 분기액관(13)에 접속된다. 이 액체주입관(92)에는, 냉매유량을 조정하기 위한 전자팽창밸브(93)가 설치된다.
상기 부스터압축기(53)의 흡입관과 분기가스관(16)에는, 역지밸브(7)를 갖는 바이패스관(94)이 접속된다. 이 역지밸브(7)는, 상기 흡입관으로부터 분기가스관(16)을 향하는 냉매의 흐름만을 허용하도록 구성된다. 상기 바이패스관(94)은, 부스터압축기(53) 고장 등의 정지 시에 이 부스터압축기(53)를 우회하여 냉매를 흐르게 하도록 구성된다.
상기 부스터압축기(53)에는 오일토출관(95)이 접속된다. 이 오일토출관(95)은, 한끝이 부스터압축기(53)의 케이싱에 접속되며, 다른 끝이 분기가스관(16)에 접속된다. 상기 오일토출관(95)은 부스터압축기(53)에 냉동기 오일이 소정량 이상 저류되면, 이 부스터압축기(53)의 냉동기 오일을 분기가스관(16)으로 방출하도록 구성된다. 즉, 상기 오일토출관(95)은, 부스터압축기(53) 케이싱 저부의 소정 높이에 접속되며, 부스터압축기(53)에 저류된 냉동기 오일을 높은 단 쪽 압축기인 인버터압축기(2A)와 제 1 비인버터압축기(2B)로 되돌리도록 구성된다. 또 상기 오일 토출관(95)에는, 부스터압축기(53)가 구동됐을 때에 소정의 타이밍으로 개구되는 전기자석밸브(SV5)가 설치된다.
-운전동작-
다음으로, 운전동작에 대해 설명한다.
이 제 2 실시형태에서는, 다음의 7 종류의 운전모드를 설정할 수 있도록 구성된다. 구체적으로는, <ⅰ>실내유닛(1B)의 냉방만을 행하는 냉방운전, <ⅱ>실내유닛(1B)의 냉방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 동시에 행하는 냉방냉동운전, <ⅲ>냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각만을 행하는 냉동운전, <ⅳ>실내유닛(1B)의 난방만을 행하는 난방운전, <ⅴ>실내유닛(1B)의 난방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 실외 열교환기(4)를 이용하지 않고 100% 열 회수로 행하는 제 1 난방냉동운전, <ⅵ>제 1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 과할 때에 행하는 제 2 난방냉동운전, 그리고 <ⅶ>제 1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 부족할 때에 행하는 제 3 난방냉동운전이 가능하게 구성된다.
이하, 개개의 운전동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
<냉방운전>
냉방운전은 실내유닛(1B)의 냉방만을 실행하는 운전이다. 이 냉방운전 시는, 기본적으로 도 14에 나타낸 바와 같이, 비인버터압축기(2B)만을 구동시키고, 인버터압축기(2A) 및 부스터압축기(53)는 정지된다.
또 도 2에 실선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 십자절환밸브(3A), 제 2 십자절환밸브(3B) 및 제 3 십자절환밸브(3C)는 각각 제 1 상태로 절환된다. 또 실외팽창 밸브(26), 냉장유닛(1C)의 전기자석밸브(7a), 및 냉동유닛(1D)의 전기자석밸브(7b)는 폐쇄된다. 또 액체주입관(27)의 전자팽창밸브(29)도 폐쇄된다.
이 상태에서, 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는, 제 1 십자절환밸브(3A)로부터 실외가스관(9)을 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 응축된다. 응축된 액냉매는 액관(10)을 지나, 수액기(14)를 거쳐 제 2 연락액관(11B)을 흐르고, 실내팽창밸브(42)를 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 증발한다. 증발된 가스냉매는 연락가스관(17)으로부터 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B)를 거쳐 제 2 접속관(22)을 지나 흡입관(6b)으로 흘러가, 비인버터압축기(2B)로 돌아온다. 냉매가 이상의 순환을 반복함으로써, 매장 내 냉방이 이루어진다.
이 냉방운전 시에 있어서, 비인버터압축기(2B)만으로는 능력이 부족할 때는, 비인버터압축기(2B)와 함께 인버터압축기(2A)도 구동시키고, 제 3 십자절환밸브(3C)를 제 2 상태로 절환하여 운전하는 것이 가능하다. 또 비인버터압축기(2B)가 고장났을 때는, 인버터압축기(2A)를 구동시키는 동시에 제 3 십자절환밸브(3C)를 제 2 상태로 절환하여 운전하는 것도 가능하다.
<냉방냉동운전>
냉방냉동운전은, 실내유닛(1B)의 냉방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 동시에 행하는 운전이다. 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각에는, 냉장유닛(1C)만의 냉각, 냉동유닛(1D)만의 냉각, 및 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 양쪽 냉각이 포함되는데, 여기서는 양 유닛(1C, 1D)을 냉각시키는 상태에 대하여 설명한다.
이 냉방냉동운전 시는, 도 15에 나타낸 바와 같이 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)의 양쪽을 구동시킴과 동시에 부스터압축기(53)도 구동시킨다.
또 제 1 십자절환밸브(3A), 제 2 십자절환밸브(3B) 및 제 3 십자절환밸브(3C)는, 도 3에 실선으로 나타낸 바와 같이 각각 제 1 상태로 절환된다. 그리고 냉장유닛(1C)의 전기자석밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전기자석밸브(7b)는 개구되는 한편, 실외팽창밸브(26)는 폐쇄된다. 또 실내팽창밸브(42)는 소정 개구도로 제어된다. 또한 액체주입관(27)의 전자팽창밸브(29)는, 인버터압축기(2A)로의 흡입냉매 과열도를 제어하기 위해 개구도 조절된다.
이 상태에서, 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는 고압가스관(8)에서 합류하여, 제 1 십자절환밸브(3A)로부터 실외가스관(9)을 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는 액관(10)을 흐르고 수액기(14)를 거쳐 제 1 연락액관(11A)과 제 2 연락액관(11B)으로 나뉘어 흐른다.
상기 제 2 연락액관(12)을 흐르는 액냉매는 실내팽창밸브(42)를 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 증발한다. 증발된 가스냉매는 연락가스관(17)으로부터 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B)를 거쳐 제 2 접속관(22)을 흘러, 흡입관(6b)으로부터 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.
한편, 상기 제 1 연락액관(11A)을 흐르는 액냉매의 일부는, 냉장팽창밸브(46)를 거쳐 냉장 열교환기(45)로 흘러가 증발한다. 또 상기 제 1 연락액관(11A)을 흐르는 다른 액냉매는, 분기액관(13)을 흐르고 냉동팽창밸브(52)를 거쳐 냉동 열교환기(51)로 흘러가 증발한다. 이 냉동 열교환기(51)에서 증발된 가스냉매는 부스터압축기(53)로 흡입되어 압축되고, 분기가스관(16)으로 토출된다.
상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)에서 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A)로 돌아온다.
이 냉방냉동운전의 운전모드에서는, 냉매가 이상과 같이 순환을 반복함으로써, 매장 내가 냉방됨과 동시에 냉장용 진열장 및 냉동용 진열장의 저장고 내가 냉각된다.
여기서, 이 냉방냉동운전 시에 있어서, 압축기는 1 대만으로 운전할 수도 있다. 예를 들어 인버터압축기(2A)만으로 운전할 경우, 제 3 십자절환밸브(3C)가 제 2 상태로 절환된다. 이와 같이 하면, 냉매회로(1E)를 순환환냉매는, 냉장유닛(1C) 쪽 및 냉동유닛(1D) 쪽으로부터는 저압가스관(15) 및 흡입관(6a)을 지나 인버터압축기(2A)로 돌아오며, 실내유닛(1B) 쪽으로부터는 제 2 접속관(22), 제 2 연통로(24) 및 흡입관(6a)을 지나 인버터압축기(2A)로 돌아온다.
또 인버터압축기(2A)가 고장 때문에 정지된 경우에는, 제 3 십자절환밸브(3C)가 제 1 상태로 절환되며, 비인버터압축기(2B)만으로 운전을 한다. 이 경우, 냉매회로(1E)를 순환한 냉매는, 냉장유닛(1C) 쪽 및 냉동유닛(1D) 쪽으로부터는 제 1 연통로(23)와 흡입관(6b)을 지나 비인버터압축기(2B)로 돌아오며, 실내유닛(1B) 쪽으로부터는 제 2 접속관(22)과 흡입관(6b)을 지나 비인버터압축기(2B)로 돌아오는 상태로 된다.
<냉동운전>
냉동운전은, 실내유닛(1B)을 정지시켜 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각 을 행하는 운전이며, 냉장유닛(1C)만을 냉각하는 운전, 냉동유닛(1D)만을 냉각하는 운전, 또는 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)을 냉각하는 운전이 포함되는데, 여기서는 양 유닛(1C, 1D)을 냉각시키는 상태에 대하여 설명하기로 한다.
이 냉동운전 시는, 기본적으로 도 16에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)를 구동시키지만 비인버터압축기는 정지된다. 부스터압축기(53)는, 냉동유닛(1D)을 냉각시킬 때에는 기동된다.
또 제 1 십자절환밸브(3A), 제 2 십자절환밸브(3B) 및 제 3 십자절환밸브(3C)는 제 1 상태로 설정된다. 또한 냉장유닛(1C)의 전기자석밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전기자석밸브(7b)는 개구되는 한편, 실외팽창밸브(26) 및 실내팽창밸브(42)는 폐쇄된다. 또 액체주입관(27)의 전자팽창밸브(29)는, 개구도가 조정되어 냉매의 흡입과열도를 제어한다. 또 냉장유닛(1C)의 냉각을 정지시키는 냉장 공조일시정지 시는 전기자석밸브(7a)가 폐쇄되며, 냉동유닛(1D)의 냉각을 정지시키는 냉동 공조일시정지 시는 전기자석밸브(7b)가 폐쇄됨과 동시에 부스터압축기(53)가 정지된다.
이 상태에서, 인버터압축기(2A)로부터 토출된 냉매는 제 1 십자절환밸브(3A)로부터 실외가스관(9)을 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 응축된다. 응축된 액냉매는 액관(10)을 지나, 수액기(14)를 거쳐 제 1 연락액관(11A)을 흐르고, 일부가 냉장팽창밸브(46)를 거쳐 냉장 열교환기(45)로 흘러가 증발한다.
한편, 제 1 연락액관(11A)을 흐르는 다른 액냉매는, 분기액관(13)을 흐르고, 냉동팽창밸브(52)를 거쳐 냉동 열교환기(51)로 흘러가 증발한다. 이 냉동 열교환 기(51)에서 증발된 가스냉매는, 부스터압축기(53)로 흡입되어 압축되고, 분기가스관(16)으로 토출된다.
상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)에서 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A)로 돌아온다. 냉매가 이상의 순환을 반복함으로써, 냉장용 진열장 및 냉동용 진열장의 저장고 내가 냉각된다.
그리고 상기 냉장팽창밸브(46) 및 냉동팽창밸브(52)의 개구도는, 감온통에 의한 과열도 제어가 실행된다. 이 점은, 이하의 각 운전패턴에서도 마찬가지이다.
이와 같이, 인버터압축기(2A)로부터 토출된 냉매는, 실외 열교환기(4)를 응축기로 하며, 냉장 열교환기(45)와 냉동 열교환기(51)를 증발기로 하여 냉매회로(1E)를 순환한다. 그리고 냉매의 순환으로써, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내를 냉각시킬 수 있다.
그리고 고 부하 시에는, 밸브의 설정은 도 16과 마찬가지 상태에서 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)의 양쪽을 구동시킨다. 이렇게 함으로써, 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는 실외 열교환기(4)를 응축기로 하고, 냉장 열교환기(45)와 냉동 열교환기(51)를 증발기로 하여 냉매회로(1E)를 순환한 후, 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B) 양쪽으로 돌아온다.
또 인버터압축기(2A)가 고장 때문에 정지된 경우에는, 비인버터압축기(2B)만을 기동시킨다. 이렇게 함으로써, 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는, 실외 열교환기(4)를 응축기로 하고, 냉장 열교환기(45)와 냉동 열교환기(51)를 증발기로 하여 냉매회로(1E)를 순환한 후, 저압가스관(15)으로부터 제 1 연통로(23)를 지나 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.
<난방운전>
난방운전은, 실내유닛(1B)의 난방만을 행하는 운전이다. 이 난방운전 시는 도 17에 나타낸 바와 같이, 기본적으로는 비인버터압축기(2B)만을 구동시킨다.
또 도 17에 실선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 십자절환밸브(3A)는 제 2 상태로 절환되며, 제 2 십자절환밸브(3B)는 제 1 상태로 절환되고, 제 3 십자절환밸브(3C)는 제 1 상태로 절환된다. 한편, 냉장유닛(1C)의 전기자석밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전기자석밸브(7b)와 액체주입관(27)의 전자팽창밸브(29)는 폐쇄된다. 또 상기 실외팽창밸브(26) 및 실내팽창밸브(42)는, 실내 설정온도나 각 센서의 검출값에 기초하여 소정 개구도로 제어된다.
이 상태에서 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는, 제 1 십자절환밸브(3A)로부터 연락가스관(17)을 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는 제 2 연락액관(11B)을 흘러, 기관(11)으로부터 액분기관(36)을 지나 수액기(14)로 유입된다. 그 후 상기 액냉매는 보조액관(25)의 실외팽창밸브(26)를 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 증발한다. 증발된 가스냉매는 실외가스관(9)으로부터 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B)를 지나, 제 2 접속관(22) 및 흡입관(6b)으로부터 비인버터압축기(2B)로 돌아온다. 냉매가 이 순환을 반복하여 매장 내가 난방된다.
여기서, 비인버터압축기(2B)가 고장나 정지된 경우, 인버터압축기(2A)를 사 용하여 운전하는 것도 가능하다. 이 경우는, 제 3 십자절환밸브(3C)가 제 2 상태로 절환된다. 이와 같이 하면, 인버터압축기(2A)로부터 토출된 냉매는, 실내 열교환기(41)를 응축기로 하고, 실외 열교환기(4)를 증발기로 하여 냉매회로(1E)를 순환할 때, 제 2 접속관(22), 제 2 연통로(24) 및 흡입관(6a)을 지나 인버터압축기(2A)로 돌아온다.
또 제 3 십자절환밸브(3C)를 제 2 상태로 절환된 상태로 하면, 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)의 양쪽을 사용하여 운전하는 것도 가능하다. 이 때, 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는 실내 열교환기(41)를 응축기로 하며, 실외 열교환기(4)를 증발기로 하여 냉매회로(1E)를 순환할 때, 일부가 인버터압축기(2A)로, 나머지가 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.
<제 1 난방냉동운전>
이 제 1 난방냉동운전은, 실외 열교환기(4)를 이용하지 않고, 실내유닛(1B)의 난방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 행하는 100% 열회수운전이다. 이 제 1 난방냉동운전은, 기본적으로는 부하에 따라 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)의 양쪽을 구동시키거나, 인버터압축기(2A)만을 구동시킴으로써 실행되지만, 인버터압축기(2A)의 고장 시에는 비인버터압축기(2B)만을 사용한 운전도 가능하다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)의 양쪽을 구동시켜 실행하는 운전 시에, 제 1 십자절환밸브(3A)는 제 2 상태로 절환되며, 제 2 십자절환밸브(3B)와 제 3 십자절환밸브(3C)는 제 1 상태로 절환된다. 또 냉 장유닛(1C)의 전기자석밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전기자석밸브(7b)가 개구되고, 실외팽창밸브(26)는 폐쇄되는 한편, 실내팽창밸브(42)와 액체주입관(27)의 전자팽창밸브(29)는 소정 개구도로 제어된다.
이 상태에서, 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는, 제 1 십자절환밸브(3A)로부터 연락가스관(17)을 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러 응축된다. 응축된 액냉매는, 제 2 분기관(11b)으로부터 제 1 분기관(11a)으로 흘러, 일부가 분기액관(13)으로 흐른다.
제 1 분기관(11a)을 흐르는 액냉매는, 냉장팽창밸브(46)를 거쳐 냉장 열교환기(45)로 흘러 증발한다. 또 상기 분기액관(13)을 흐르는 액냉매는, 냉동팽창밸브(52)를 거쳐 냉동 열교환기(51)로 흘러 증발한다. 이 냉동 열교환기(51)에서 증발한 가스냉매는 부스터압축기(53)로 흡입되어 압축되고, 분기가스관(16)으로 토출된다.
상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와, 부스터압축기(53)로부터 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 일부가 흡입관(6a)으로부터 인버터압축기(2A)로, 나머지가 제 1 연통로(23)로부터 흡입관(6b)을 지나 비인버터압축기(2B)로 돌아온다. 냉매가 이 순환을 반복하여, 매장 내의 난방과, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내 냉각이 이루어진다.
이와 같이 제 1 난방냉동운전에서는, 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(1B)의 난방능력(응축열량)이 균형을 이루어, 100% 열회수가 이루어진다.
인버터압축기(2A)만을 사용하여 실행하는 운전 시, 밸브의 설정은 동일한 채 비인버터압축기(2B)를 정지시킨다. 이렇게 함으로써, 인버터압축기(2A)로부터 토출된 냉매는 실내 열교환기(4)를 응축기로 하고, 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)를 증발기로 하여 냉매회로(1E)를 순환한 후, 인버터압축기(2A)로 돌아온다.
또 인버터압축기(2A)가 고장났을 경우, 밸브의 설정은 동일한 채 비인버터압축기(2B)만을 기동시킨다. 이렇게 함으로써, 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는 실내 열교환기(4)를 응축기로 하고, 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)를 증발기로 하여 냉매회로(1E)를 순환한 후, 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.
이 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로 액분기관(36)에, 역류방지기구(액 실링기구)로서의 릴리프밸브(37)를 설치하므로, 100% 열회수운전인 제 1 난방냉동운전 시의 냉매흐름이 안정된다. 즉, 외기온도가 저하되어 수액기(14) 내의 압력이 저하된 경우에도, 실내 열교환기(41)를 나온 액냉매가, 수액기(14)로 향해 액분기관(36)을 흐르지 않으므로, 제 1 분기관(11a)에서 냉장 팽창밸브(46)의 앞쪽과, 액분기관(13)에서 냉동 팽창밸브(52)의 앞쪽을 액이 가득 찬 상태로 유지하여, 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)의 냉매유량을 확보할 수 있다. 따라서 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)에 있어서 냉각능력이 저하되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
<제 2 난방냉동운전>
이 제 2 난방냉동운전은, 상기 제 1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방 능력이 과한 난방의 능력과잉운전이다. 이 제 2 난방냉동운전은, 상기 제 1 난방냉동운전에서, 제 2 십자절환밸브(3B)가, 도 19에 실선으로 나타낸 바와 같이 제 2 상태로 절환된 점 외에는 제 1 난방냉동운전과 동일한 설정으로 운전을 실행한다.
이 제 2 난방냉동운전 시에는, 기본적으로 도 19에 나타낸 바와 같이 인버터압축기(2A)만을 구동시키는 운전이 실행되며, 고 부하 시에 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)를 구동시키고, 인버터압축기(2A)의 고장 시에 비인버터압축기(2B)만으로 운전이 실행된다.
도 19에서, 인버터압축기(2A)로부터 토출된 냉매의 일부는, 상기 제 1 난방냉동운전과 마찬가지로 실내 열교환기(41)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는, 제 2 분기관(11b)으로부터 제 1 분기관(11a)으로 흘러간다.
한편, 상기 인버터압축기(2A)로부터 토출된 다른 냉매는, 보조가스관(19)으로부터 제 2 십자절환밸브(3B) 및 제 1 십자절환밸브(3A)를 거쳐 실외가스관(9)을 흘러 실외 열교환기(4)에서 응축된다. 응축된 액냉매는 액관(10)을 흐를 때에 수액기(14)를 지나고, 기관(11)을 거쳐 제 1 분기관(11a)으로 흐른다.
그 후, 상기 제 1 분기관(11a)을 흐르는 액냉매의 일부가 냉장 열교환기(45)로 흘러 증발한다. 또 제 1 분기관(11a)을 흐르는 다른 액냉매는, 상기 분기액관(13)을 흘러, 냉동 열교환기(51)에서 증발하고 부스터압축기(53)로 흡입된다. 상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)로부터 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A)로 돌아온다. 이 순환을 반복하여 매장 내를 난방하는 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내 를 냉각시킨다.
이와 같이 제 2 난방냉동운전에서는, 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(1B)의 난방능력(응축열량)이 균형을 이루지 않고, 과한 응축열을 실외 열교환기(4)에서 실외로 방출한다.
고 부하 시에는, 밸브의 설정은 동일한 채, 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)의 양쪽을 구동시킨다. 이렇게 함으로써, 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는 실내 열교환기(41)와 실외 열교환기(4)를 응축기로 하고, 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)를 증발기로 하여 냉매회로(1E)를 순환한 후, 일부가 인버터압축기(2A)로 돌아오며, 다른 일부가 제 1 연통로(23)를 지나 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.
또 인버터압축기(2A)가 고장났을 때에는, 밸브의 설정은 동일한 채로 비인버터압축기(2B)만을 구동시켜 운전은 행한다. 이렇게 함으로써, 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는, 실내 열교환기(41)와 실외 열교환기(4)를 응축기로 하고, 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)를 증발기로 하여 냉매회로(1E)를 순환한 후, 제 1 연통로(23)를 지나 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.
<제 3 난방냉동운전>
이 제 3 난방냉동운전은, 상기 제 1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 부족되는 난방의 능력부족운전이다. 이 제 3 난방냉동운전에서는, 도 20에 나타낸 바와 같이, 상기 인버터압축기(2A) 및 비인버터압축기(2B)를 구동시킴과 동시에, 부스터압축기(53)도 구동시킨다.
이 제 3 난방냉동운전은, 상기 제 1 난방냉동운전의 제 1 패턴에서 난방능력이 부족되는 경우의 운전이며, 바꾸어 말하면, 증발열량이 부족한 경우에 행해지는 운전이다. 이 제 3 난방냉동운전은, 실외팽창밸브(26)의 개구도가 제어되는 점 외에는, 밸브의 설정은 상기 제 1 난방냉동운전의 제 1 패턴과 마찬가지이다.
따라서 인버터압축기(2A)와 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는, 상기 제 1 난방냉동운전과 마찬가지로 연락가스관(17)을 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는, 제 2 분기관(11b)으로부터 일부가 제 1 분기관(11a)으로 흐르며, 다른 일부가 기관(11)으로부터 액분기관(36)으로 흘러 수액기(14)로 유입된다.
제 1 분기관(11a)을 흐르는 냉매의 일부는 냉장 열교환기(45)로 흘러 증발한다. 또 제 1 분기관(11a)을 흐르는 다른 냉매는, 분기액관(13)으로 흘러, 냉동 열교환기(51)에서 증발하여 부스터압축기(53)로 흡입된다. 상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)로부터 토출된 가스냉매는, 저압가스관(15)에서 합류하여 인버터압축기(2A)로 돌아온다.
한편, 상기 수액기(14)로부터 유출된 액냉매는, 액관(10)을 지나, 실외팽창밸브(26)를 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 증발한다. 증발된 가스냉매는 실외가스관(9)을 흐르고, 제 1 십자절환밸브(3A) 및 제 2 십자절환밸브(3B)를 지나, 제 2 접속관(22) 및 흡입관(6c)으로부터 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.
이 순환을 반복하여 매장 내를 난방하는 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내를 냉각시킨다. 즉, 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각능력(증 발열량)과, 실내유닛(1B)의 난방능력(응축열량)이 균형을 이루지 않고, 부족한 증발열을 실외 열교환기(4)로부터 얻으면서, 난방과 냉장·냉동을 동시에 실행한다.
<부스터유닛의 운전동작>
상기 부스터압축기(53)로부터 토출되는 냉매에는, 냉동기 오일이 포함된다. 이 냉동기 오일은 오일분리기(55)에서 냉매와 분리되어, 오일회수관(57)을 지나 부스터압축기(53)로 돌아온다.
한편, 상기 부스터압축기(53)에서, 케이싱 내에 소정량의 냉동기 오일이 저류되면, 케이싱의 소정 높이에 오일토출관(95)이 개구돼있으므로, 소정량 이상의 냉동기 오일은 오일토출관(95)으로부터 분기가스관(16)으로 방출된다. 그 후, 상기 냉동기 오일은 저압가스관(15)을 흘러, 실외유닛(1A)의 인버터압축기(2A) 또는 제 1 비인버터압축기(2B)로 돌아오게 된다.
즉, 상기 부스터압축기(53)의 운전주파수가 높으며 운전용량이 높을 경우, 이 부스터압축기(53)로부터 냉매와 함께 토출되는 냉동기 오일이 많아지므로, 부스터압축기(53)의 냉동기 오일이 부족하지 않도록 오일분리기(55)로부터 이 부스터압축기(53)로 냉동기오일을 되돌려, 부스터압축기(53)의 냉동기오일을 확보한다.
한편, 상기 부스터압축기(53)의 운전주파수가 낮으며 운전용량이 낮을 경우, 이 부스터압축기(53)로부터 냉매와 함께 토출되는 냉동기 오일이 적어지므로, 부스터압축기(53)의 냉동기 오일이 저류되게 된다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 소정량 이상의 냉동기오일은, 오일토출관(95)으로부터 분기가스관(16)으로 흘러, 실외유닛(1A)의 인버터압축기(2A) 또는 제 1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다. 여기서, 상기 실외유닛(1A)에서는, 제 1 균유관(32) 및 제 2 균유관(33)에 의해 각 압축기(2A, 2B) 사이에서 냉동기오일이 분배된다.
또 이 부스터유닛(1F)에서는, 부스터압축기(53)로의 흡입냉매 과열도가 커졌을 경우에, 액체주입관(92)의 전자팽창밸브(93)를 열어, 액냉매를 감압하고 부스터압축기(53)의 흡입 쪽에 공급한다. 이로써, 부스터압축기(53)에서의 냉매 과열도가 지나치게 커지는 것이 방지된다.
또한 이 부스터유닛(1F)에서는, 냉동 열교환기(51)에 서리가 꼈을 때에는 십자절환밸브(91)를 절환함으로써 부스터압축기(53)의 토출냉매를 냉동 열교환기(51)로 공급하는, 이른바 역 순환의 서리제거(defrost)운전을 행할 수 있다. 예를 들어 도 16의 냉동운전 시에 냉동 열교환기(51)의 서리를 제거할 때에는, 부스터압축기(53)로부터 토출된 냉매가 십자절환밸브(91)를 지나 냉동 열교환기(51)로 흐른 뒤, 바이패스관(81) 및 분기액관(13)을 지난 후 제 1 분기관(11a)을 흘러 냉장 열교환기(45)에서 증발한다. 이 냉매는 일부가 인버터압축기(2A) 및 비인버터압축기(2B)로 돌아오는 동시에, 나머지 일부가 분기가스관(16)으로부터 십자절환밸브(91)를 지나 부스터압축기(53)로 흡입된다. 냉매가 이와 같이 하여 순환함으로써, 냉동 열교환기(51)에 서리가 꼈을 경우의 제거를 신속하게 실행하기가 가능해진다.
-제 2 실시형태의 효과-
이 제 2 실시형태에서도, 액분기관(36)에 릴리프밸브(37)를 설치하므로, 100% 열회수운전인 제 1 난방냉동운전 시에 외기온도가 내려가 수액기(14) 내의 압력이 저하되어도, 실내 열교환기(41)를 나온 액냉매가 수액기(14)로 유입하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 릴리프밸브(37)에 의해 연락액관(11A, 11B)의 기관(11) 압력이 저하되는 것을 저지함으로써, 실내 열교환기(41)를 나온 액냉매를 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)로 확실하게 도입하기가 가능해져, 이들 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)의 냉매유량 부족에 의한 능력저하를 확실하게 방지할 수 있다.
또 이 제 2 실시형태에서는, 7 종류의 운전모드 각각에서, 양 압축기(2A, 2B)를 조합시켜 사용할 뿐만이 아닌, 어느 한쪽 압축기(2A, 2B)를 사용하는 것도 가능하게 구성된다. 따라서 2 대의 압축기(2A, 2B) 중 1 대가 고장나도 운전을 계속하기가 가능해진다. 특히, 인버터압축기(2A) 가 비인버터압축기(2B)보다 고장나기 쉬운 점에 대하여, 인버터압축기(2A)의 고장대책으로서 효과적이다.
또한 이 제 2 실시형태에서는, 2 대의 압축기(2A, 2B)로 구성되는 압축기구에서, 압축기(2A, 2B) 중 어느 1 대가 고장났을 때에 다른 1 대로 운전을 계속할 수 있는 구성을 실현하므로, 3 대의 압축기를 사용하는 제 1 실시형태에 비해 구성이나 제어를 간소화할 수 있다.
(제 3 실시형태)
다음으로 본 발명의 제 3 실시형태에 대하여 설명한다. 도 21에 나타낸 바와 같이 이 제 3 실시형태는, 제 1 실시형태의 냉매회로에서 역류방지기구(액 실링기구)를 변경한 것이다.
구체적으로는, 이 제 3 실시형태에서 수액기(14)의 상부와 인버터압축기(2A) 토출관(5a)과의 사이에 제 1 실시형태의 가스배출관(28)은 접속되지 않으며, 그 대 신에 액체주입관(27)에서 보조액관(25)과의 접속점과 전자팽창밸브(29) 사이와, 고압가스관(8)에, 액봉방지관(38)이 접속된다. 이 액봉방지관(38)에는, 액체주입관(27)으로부터 고압가스관(8)으로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 설치된다. 이 액봉방지관(38)은, 분기관(38a)을 개재하고 제 3 십자절환밸브(3C)의 제 4 포트(P4)에 접속된다.
상기 액봉방지관(38)에서 분기관(38a)과의 접속점과 역지밸브(7) 사이와, 액분기관(36)(제 2 유입관(10c))에서 제 1 유입관(10a)과의 접속점과 역지밸브(7) 사이에는, 100% 열회수운전(제 1 난방냉동운전) 시에 실내 열교환기(41)를 나온 냉매가 수액기의 방향으로 흐르는 것을 저지하기 위한 역류방지기구(액 실링기구)로서 역류방지관(39)이 접속된다. 이 역류방지관(39)에는, 전기자석밸브(SV7)와, 액봉방지관(38)으로부터 액분기관(36)을 향하는 방향의 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 배치된다. 전기자석밸브(SV7)는 역류방지관(39)을 개폐하도록 구성되며, 개방됐을 때에, 냉매회로의 고압냉매압력(토출냉매압력)을 제 2 유입관(10c)으로 도입하여 이 제 2 유입관(10c)의 역지밸브를 폐쇄하도록 구성된다.
이 구성에서, 도 22에 나타낸 100% 열회수운전 시에 전기자석밸브(SV7)를 개방하면, 압축기구(2D, 2E)로부터 토출된 고압냉매가 액봉방지관(38)으로부터 역류방지관(39)을 지나 액분기관(36)(제 2 유입관(10c))으로 도입되어, 이 액분기관(36)의 역지밸브(7)를 닫도록 작용한다. 따라서 외기온도가 내려가 수액기(14) 내가 저압이 되더라도 기관(11)의 압력은 저하되지 않는다. 이로써, 실내 열교환기(41)로부터 나온 냉매를 확실하게 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)로 공급 할 수 있으므로, 상기 각 실시형태와 마찬가지로 이들 열교환기(45, 51)의 능력저하를 방지할 수 있다.
그리고 100% 열회수 운전 이외일 때에는, 역류방지관(39)의 전기자석밸브(SV7)를 폐쇄시켜둠으로써 제 1 실시형태와 마찬가지의 냉매흐름으로 운전을 실행할 수 있으므로, 여기서는 각 운전의 상세에 대해서는 설명을 생략한다.
(제 4 실시형태)
다음에 본 발명의 제 4 실시형태에 대하여 설명한다. 도 23에 나타낸 바와 같이 이 제 4 실시형태는, 제 1 실시형태와는 액 실링기구의 구성이 다른 것이다.
구체적으로는, 이 제 4 실시형태에서 액 실링기구(40, SV8)는, 냉매회로의 고압압력을 수액기(14)로 도입시키는 고압도입관(40)과, 이 고압도입관(40)을 개폐하는 전기자석밸브(개폐밸브)(SV8)로 구성되며, 도 1의 릴리프밸브(37)는 설치되지 않는다. 고압도입관(40)은, 오일회수관(31)으로부터 분기되어 수액기(14)에 접속되며, 압축기구(2D, 2E)의 토출관(8)으로부터 고압냉매를 수액기(14)로 도입 가능하게 구성된다.
상기 수액기(14)가, 액관(10)에 대해, 열원측 열교환기(4)로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 1 유입관(10a)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로의 냉매 유출을 허용하는 제 1 유출관(10b)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 2 유입관(10c)과, 열원측 열교환기(4)로의 냉매 유출을 허용하는 제 2 유출관(10d)을 개재하고 접속된 점과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터 수액기(14)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 제 2 유입관(10c)에 설치된 점을 비롯해, 다른 구성은 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
이 구성에서, 100% 열회수 운전 시에 전기자석밸브(SV8)를 개방하면, 압축기구(2D, 2E)로부터 토출된 고압냉매가 고압도입관(40)으로부터 수액기(14) 내로 도입되어, 수액기(14) 내가 고압이 되며, 이 고압냉매의 작용에 의해 액분기관(36)의 역지밸브(7)가 확실하게 폐쇄된다. 따라서 외기온도가 저하됐다 하더라도 기관(11)의 압력은 저하되지 않는다. 이로써, 실내 열교환기(41)로부터 나온 냉매를 확실하게 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)로 공급할 수 있으므로, 상기 각 실시형태와 마찬가지로 이들 열교환기(45, 51)의 능력저하를 방지할 수 있다.
또 100% 열회수운전 이외일 때에는, 고압도입관(40)의 전기자석밸브(SV8)를 폐쇄시켜둠으로써 제 1 실시형태와 마찬가지 냉매흐름으로 운전을 실행할 수 있으므로, 각 운전의 상세에 대해서는 설명을 생략한다.
(제 5 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제 5 실시형태에 대하여 설명한다. 도 24에 나타낸 바와 같이 이 제 5 실시형태는, 상기 제 1 실시형태와는 액 실링기구의 구성이 다른 것이다.
구체적으로는, 이 제 5 실시형태에서 액 실링기구(90)는, 수액기(14)를 가열하는 가열부재(90)로 구성되며, 도 1의 릴리프밸브(37)는 설치되지 않는다. 가열부재(90)로는, 예를 들어 전기히터를 이용할 수 있다.
상기 수액기(14)가, 액관(10)에 대해, 열원측 열교환기(4)로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 1 유입관(10a)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로의 냉매 유출을 허용하는 제 1 유출관(10b)과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 2 유입관(10c)과, 열원측 열교환기(4)로의 냉매 유출을 허용하는 제 2 유출관(10d)을 개재하고 접속된 점과, 액측 연락배관(11A, 11B)으로부터 수액기(14)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 제 2 유입관(10c)에 설치된 점을 비롯해, 다른 구성은 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
이 구성에서, 100% 열회수 운전 시에 가열부재(90)에 의해 수액기(14)를 가열하면, 수액기(14) 내가 고압이 되고, 이 고압압력의 작용에 의해 액분기관(36)의 역지밸브(7)가 확실하게 폐쇄된다. 따라서 외기온도가 저하됐다 하더라도 기관(11)의 압력은 저하되지 않는다. 이로써, 실내 열교환기(41)로부터 나온 냉매를 확실하게 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)로 공급할 수 있으므로, 상기 각 실시형태와 마찬가지로 이들 열교환기(45, 51)의 능력저하를 방지할 수 있다.
(제 6 실시형태)
다음에 본 발명의 제 6 실시형태에 대하여 설명한다. 도 25, 도 26에 나타낸 바와 같이 이 제 6 실시형태는, 상기 제 1 실시형태와는 액 실링기구의 구성이 다른 것이다.
이 제 6 실시형태에서는, 액 실링기구(21)를 배관형상에 의해 실현하며, 도 1의 릴리프밸브(14)는 설치되지 않는다. 이 제 6 실시형태에서는 기관(11)에 대하여, 제 1 분기관(11a), 제 2 분기관(11b) 및 액분기관(13)의 3 개의 배관이 1 개소(접합부(P))에서 접합되며, 액 실링기구(21)가, 상기 접합부(P)에서 이 제 1 분기관(11a), 제 2 분기관(11b) 및 분기액관(13)으로부터 상방으로 이어지도록 기관 (11)에 형성된 융기부(21)로 구성된다.
그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
이 구성에서, 100% 열회수운전 시에는, 냉매는 실내 열교환기(41)로부터 제 2 분기관(11b)으로 흐른 뒤, 융기부(21)에 의해 상기 기관(11) 및 액관(10) 쪽으로의 흐름이 저지되어, 확실하게 제 1 분기관(11a) 및 분기액관(13)으로부터 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51) 쪽으로 흘러간다. 이로써 상기 각 실시형태와 마찬가지로 이들 열교환기(45, 51)의 능력저하를 방지할 수 있다.
그리고 이 제 6 실시형태에서는, 제 1 분기관(11a), 제 2 분기관(11b) 및 분기액관(13)의 3 개를 기관(11)에 접합시키고, 그 접합부(P)에 융기부(21)를 형성하지만, 제 1 실시형태와 마찬가지로 제 1 분기관(11a) 및 제 2 분기관(11b)의 2 개를 기관(11)에 접합하는 배관구조에서, 그 접합부(P)에서 상방으로 이어지는 융기부(21)를 기관(11)에 형성하는 동시에, 접합부(P)보다 냉장 열교환기(45) 쪽에서 제 1 분기관(11a)으로부터 분기액관(13)이 분기되도록 해도 된다. 이와 같은 구성으로 해도, 상기와 마찬가지로 각 열교환기(45, 51)의 능력저하를 방지할 수 있다.
(그 밖의 실시형태)
본 발명은, 상기 실시형태에 대하여 이하와 같은 구성으로 해도 된다.
예를 들어 상기 제 1, 제 2 실시형태에서는, 역류방지기구(액 실링기구)인 릴리프밸브(37)를 액분기관(36)(제 2 유입관(10c))에 설치하지만, 이 릴리프밸브(37)는 예를 들어 기관(11)에 설치해도 된다. 이 경우, 기관(11)에는 예를 들어 릴리프밸브(37)와 병렬로 접속된 바이패스통로를 형성하고, 이 바이패스통로에, 실 외유닛(1A)으로부터 각 이용측 유닛(1B, 1C, 1D)으로 향하는 방향의 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브를 설치하면 된다. 이와 같이 하면, 100% 열회수 시에는 실내유닛(1B)으로부터 실외유닛(1A)으로 향하는 냉매의 흐름을 저지할 수 있음과 동시에, 100% 열회수 이외의 운전 시에도 냉매회로(1E) 내의 냉매흐름이 방해되는 일은 없으므로, 상기 실시형태와 마찬가지의 운전이 가능해진다. 단, 이 경우에는 바이패스통로가 필요해지므로, 구성을 간단하게 하기 위해서는 릴리프밸브(37)를 상기 실시형태와 같이 액분기관(36)(제 2 유입관(10c))에 설치하는 것이 바람직하다.
또 상기 실시형태에서는, 압축기구(2D, 2E)를 비롯한 열원측의 구체적인 구성이나, 이용측의 구체적인 구성을 적절하게 변경해도 된다. 요컨대 본 발명은, 복수 계통의 액라인을 1 개로 종합하여, 실외 열교환기(4)를 사용하지 않고 100% 열회수운전을 실행하는 경우에, 응축기로 되는 열교환기로부터 증발기로 되는 열교환기로 냉매를 확실하게 보내기 위한 역류방지기구(액 실링기구)를 이용한 것이라면, 세부의 구성은 변경해도 된다.
또한 예를 들어 액측 연락배관(11A, 11B)의 기관(11)과 저압가스측 연락배관(15)을 병설하여 가스냉매와 액냉매과 열교환 가능한 구성으로 하는 것도, 반드시 필요하지만은 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 복수 계통의 이용측 열교환기를 구비하며, 각 이용측 열교환기 사이에서 100% 열회수운전을 실행할 수 있는 냉동장치에 대하여 유용하다.

Claims (12)

  1. 압축기구와 열원측 열교환기를 갖는 열원측 유닛과, 제 1 이용측 열교환기를 갖는 제 1 이용측 유닛과, 제 2 이용측 열교환기를 갖는 제 2 이용측 유닛과, 상기 열원측 유닛과 제 1 이용측 유닛을 접속하는 제 1 액측 연락배관 및 제 1 가스측 연락배관과, 상기 열원측 유닛과 제 2 이용측 유닛을 접속하는 제 2 액측 연락배관 및 제 2 가스측 연락배관을 구비한 냉동장치이며,
    상기 제 1 액측 연락배관이, 상기 열원측 열교환기에 접속된 액관에 연결되는 기관과, 이 기관으로부터 분기되어 제 1 이용측 열교환기에 접속되는 제 1 분기관으로 구성되고,
    상기 제 2 액측 연락배관이, 상기 기관과, 이 기관으로부터 분기되어 제 2 이용측 열교환기에 접속되는 제 2 분기관으로 구성되며,
    상기 압축기구, 제 2 가스측 연락배관, 제 2 이용측 열교환기, 제 2 분기관, 제 1 분기관, 제 1 이용측 열교환기, 및 제 1 가스측 연락배관을 냉매가 차례로 흐르는 운전상태에서, 제 2 이용측 열교환기에서 제 1 이용측 열교환기 사이에 설치되는 팽창기구의 앞쪽 부분을 액이 가득 찬 상태로 유지하는 액 실링기구를 구비한 냉동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    액 실링기구는, 상기 제 2 분기관으로부터 상기 기관 및 액관으로의 냉매 유 입을 방지하도록 상기 기관 혹은 액관 또는 이들에 연속되는 배관에 설치된 역류방지기구로 구성되는 냉동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    열원측 유닛에, 냉매를 저류하는 수액기가 배치되며,
    상기 수액기가, 액관에 대하여, 열원측 열교환기로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 1 유입관과, 액측 연락배관으로의 냉매 유출을 허용하는 제 1 유출관과, 액측 연락배관으로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 2 유입관과, 열원측 열교환기로의 냉매 유출을 허용하는 제 2 유출관을 개재하고 접속되는 냉동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    역류방지기구가 제 2 유입관에 설치되는 냉동장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    역류방지기구는, 이 역류방지기구에 작용하는 냉매압력이 소정값을 초과할 때까지는 냉매의 유통경로를 폐쇄하는 릴리프밸브로 구성되는 냉동장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    제 2 유입관에는 액측 연락배관으로부터 수액기로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브가 설치되며,
    역류방지기구는, 상기 역지밸브를 폐쇄하도록 냉매회로의 고압압력을 제 2 유입관으로 도입하는 역류방지관과, 이 역류방지관을 개폐하는 개폐밸브를 구비한 냉동장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    역류방지관은, 압축기구의 토출관으로부터 고압냉매를 제 2 유입관으로 도입 가능하게 구성되는 냉동장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    열원측 유닛에, 냉매를 저류하는 수액기가 배치되며,
    상기 수액기가, 액관에 대하여, 열원측 열교환기로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 1 유입관과, 액측 연락배관으로의 냉매 유출을 허용하는 제 1 유출관과, 액측 연락배관으로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 2 유입관과, 열원측 열교환기로의 냉매 유출을 허용하는 제 2 유출관을 개재하고 접속되고,
    제 2 유입관에는 액측 연락배관으로부터 수액기로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브가 설치되며,
    액 실링기구는, 냉매회로의 고압압력을 수액기로 도입하는 고압도입관과, 이 고압도입관을 개폐하는 개폐밸브를 구비한 냉동장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    고압도입관은, 압축기구의 토출관으로부터 고압냉매를 수액기로 도입 가능하게 구성되는 냉동장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    열원측 유닛에, 냉매를 저류하는 수액기가 배치되며,
    상기 수액기가, 액관에 대하여, 열원측 열교환기로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 1 유입관과, 액측 연락배관으로의 냉매 유출을 허용하는 제 1 유출관과, 액측 연락배관으로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 2 유입관과, 열원측 열교환기로의 냉매 유출을 허용하는 제 2 유출관을 개재하고 접속되고,
    제 2 유입관에는 액측 연락배관으로부터 수액기로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브가 설치되며,
    액 실링기구는, 수액기를 가열하는 가열부재로 구성되는 냉동장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    액 실링기구는, 기관, 제 1 분기관 및 제 2 분기관의 접합부에 있어서 이 제 1 분기관 및 제 2 분기관으로부터 상방으로 이어지도록 기관에 형성된 융기부로 구성되는 냉동장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    열원측 열교환기가 실외에 설치되는 실외 열교환기이며,
    제 1 이용측 열교환기가 저장고 내를 냉각하는 냉장·냉동용 열교환기이고,
    제 2 이용측 열교환기가 실내를 공조하는 공조용 열교환기인 냉동장치.
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