KR100912161B1 - 냉동장치 - Google Patents

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겐지 다니모토
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 되돌리는 냉매회송기구(5)를 배치한다. 이로써, 압축기구(11D, 11E)로부터 송출된 냉매가 제 2 이용측 유닛(20)으로부터 제 1 이용측 유닛(30, 40)을 유통하고 압축기구(11D, 11E)로 돌아오는 냉매순환경로가 형성되는 운전상태에서, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 강제 회송시키는 것이 가능해진다.
Figure R1020087004353
냉매회송기구, 냉매 순환경로, 수액기, 집합액관, 냉매회로, 제 1 이용측유닛, 제 2 이용측유닛

Description

냉동장치{REFRIGERATING APPARATUS}
본 발명은 냉동장치에 관한 것이며, 특히 냉장·냉동용이나 공조용으로서 복수의 이용측 열교환기를 구비하며, 각 이용측 열교환기 사이에서 100％ 열회수운전을 행할 수 있는 냉동장치에 관한 것이다.
종래, 냉동순환을 행하는 냉동장치가 알려져 있다. 이 냉동장치는 실내를 냉난방하는 공조기나, 식품 등을 냉장·냉동하는 진열장 등의 냉각기로서 널리 이용되고 있다. 이 냉동장치에는, 공조와 냉장·냉동의 양쪽을 행하는 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 이 냉동장치는, 예를 들어 편의점에 설치되며, 하나의 냉동장치를 설치하는 것만으로 점포 내의 공조와 진열장 등의 냉각을 행할 수 있다.
상기 냉동장치는, 냉장·냉동용 진열장이나, 공조용 실내기 등 이용측 유닛에 설치된 복수의 이용측 열교환기(냉장·냉동용 열교환기나 공조용 열교환기)가, 실외에 설치되는 열원측 유닛(실외유닛)의 열원측 열교환기(실외열교환기)에 대해 병렬로, 각각 액측 연결배관 및 가스측 연결배관으로 접속된다.
여기에서, 냉매회로가 냉장·냉동용 제 1 계통측 회로와 공조용 제 2 계통측 회로의 2계통을 갖는 경우, 통상 액라인과 가스라인 각각에 대하여 연결배관이 2 개씩 사용된다. 한편, 2계통의 액라인이 1개의 액측 연결배관을 공용하여, 연결배관 수를 줄이도록 한 것도 있다(특허문헌 2 참조).
이 장치의 냉매회로는, 구체적으로 도 13에 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, 실외열교환기(107), 실외팽창밸브(108), 및 수액기(109)가 배치되며, 실내유닛(102)에는 실내열교환기(공조용 열교환기)(110)와 실내팽창밸브(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(116)가 배치된다.
이 냉동장치의 냉매회로(120)는, 실외열교환기(107)와 냉장·냉동용 열교환기(112, 114) 사이에서 냉매가 일방향으로 순환하도록 구성된 냉장·냉동용 제 1 계통측회로와, 실외열교환기(107)와 실내열교환기(110) 사이에서 냉매가 가역으로 순환하도록 구성된 공조용 제 2 계통측회로를 구비한다. 그리고 각 계통의 액라인으로서 하나의 액측 연결배관(121)을 공용한다.
상기 냉동장치에서는, 실외에 설치되는 실외열교환기(107)를 열원으로 하여 실내 공조나 각 진열장의 냉각을 하는 운전을 행할 수 있는 것 외에, 상기 실외열교환기(107)를 사용하지 않고, 실내열교환기(110)를 응축기로 하며, 냉장·냉동용 열교환기(112, 114)를 증발기로 하여, 난방과 냉장·냉동을 100％ 열회수에 의해 행하는 운전이 가능하다.
그런데 액측 연결배관(121)을 하나로 한 상기 냉매회로(120)의 구성에서 100％ 열회수운전을 행할 때, 압축기구(105, 106)로부터 토출된 냉매가 실내열교환기(110)에서 응축한 후, 냉장·냉동용 열교환기(112, 114)에서 증발하고, 다시 압축기구(105, 106)로 돌아오는 냉매의 순환경로가 냉매회로(120)에서 형성된다. 즉, 이때, 실내열교환기(110)에서 응축된 액냉매를 수액기(109)로부터 열원측 열교환기(107) 방향으로는 흐르게 하지 않고, 냉장·냉동용 열교환기(112, 114)로 도입시킬 필요가 있다.
그러나, 예를 들어 실외공기 온도가 낮을 때는 수액기(109) 내 압력이 저하되어, 액측 연결배관(121) 내부의 압력도 저하되며, 실내열교환기(110)로부터 유출한 액냉매가 액측 연결배관(121)으로부터 수액기(109)로 유입하기 쉬워져, 냉장·냉동용 열교환기(112, 114)로 흐르는 냉매유량이 부족해질 우려가 있다. 그리고 냉장·냉동용 열교환기(112, 114)의 냉매유량이 부족해지면, 각 진열장(103, 104) 내를 냉각하는 능력이 저하되어버리게 된다.
그래서 상기 냉동장치에서는 액측 연결배관(121)부터 수액기(109)까지의 냉매통로에 릴리프밸브(117)를 설치한다. 이 릴리프밸브(117)는, 액측 연결배관(121)의 냉매압력이 소정값 이상으로 상승하면 개구되지만, 그 소정값에 달할 때까지는 폐쇄된 상태를 유지하는 밸브이다. 그리고 이 릴리프밸브(117) 작동압력을 100％ 열회수운전 시의 액측 연결배관(121) 압력보다 높은 압력으로 설정함으로써, 100％ 열회수운전 시에 액냉매가 수액기(109)로 유입하는 것을 방지하며, 실외공기가 낮을 때도 냉매회로(120) 내의 냉매흐름을 안정시켜 냉동능력이 저하되지 않도 록 한다.
여기에서, 상기 냉동장치에서는 실외열교환기(107)가 증발기가 되는 냉동주기의 난방운전도 가능하나, 이때 릴리프밸브(117)에는 압축기(106)의 흡입압력이 작용하므로, 릴리프밸브(117)는 개구된다. 또, 냉방운전 시, 냉매는 릴리프밸브(117)가 설치된 통로를 흐르지 않는다.
[특허 문헌 1: 일본 공개특허 2001-280749호 공보 참조]
[특허 문헌 2: 일본 공개특허 2005-134103호 공보) 참조]
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그런데 상기 장치에서는, 릴리프밸브가 폐쇄된 상태라도 수액기로의 냉매유입을 완전히 저지할 수 없는 경우가 있다. 구체적으로는, 릴리프밸브에서 냉매누설이 발생하는 경우이며, 이 경우, 냉매가 서서히 수액기로 유입하며, 100% 열회수운전 중에는 유입한 냉매가 수액기로부터 거의 유출하지 않으므로, 수액기 내의 냉매량이 증가하는 한편, 이용측 유닛인 냉장·냉동용 열교환기에서 냉매가 부족해진다. 그리고 각 진열장 내를 냉각하는 능력이 저하된다는 문제도 있다. 또, 이와 같은 문제는, 릴리프밸브와는 다른 유형의 밸브기구(예를 들어, 전자밸브(Solenoid valve))를 설치한 경우라도 마찬가지로 발생한다. 어떠한 유형의 밸브기구라도, 비교적 고압의 냉매가 작용할 경우는 냉매누설을 완전하게 해소하기가 어렵다.
또, 릴리프밸브는, 수액기로의 냉매유입을 저지하고자 할 경우라도, 릴리프밸브에 작용하는 냉매압력이 지나치게 높아져 개구되는 경우가 있으며, 이 경우도 수액기 내에 냉매가 필요 이상으로 유입되면, 상기와 마찬가지로 냉매부족에 의해 각 진열장 내를 냉각하는 능력이 저하되어버린다.
본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 복수 계통의 이용측 열교환기를 구비함과 더불어, 복수의 액라인이 하나의 액측 연결배관을 공용하는 냉동장치에서, 수액기 내 냉매량의 증가에 기인하는 이용측 유닛의 냉매부족을 방지하는 데 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
제 1 발명은, 압축기구(11D, 11E)와 열원측 열교환기(15)와 수액기(17)를 갖는 열원측 유닛(10)과, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)를 갖는 제 1 이용측 유닛(30, 40)과, 제 2 이용측 열교환기(21)를 갖는 제 2 이용측 유닛(20)과, 각 유닛(10, 20, 30, 40)을 접속하여 냉매회로(50)를 구성하는 가스측 연결배관(51, 52), 및 액측 연결배관(53, 54, 55)을 구비하며, 상기 가스측 연결배관(51, 52)이, 상기 열원측 유닛(10)과 상기 제 1 이용측 유닛(30, 40)에 접속된 제 1 가스측 연결배관(51)과, 상기 열원측 유닛(10)과 상기 제 2 이용측 유닛(20)에 접속된 제 2 가스측 연결배관(52)을 구비하고, 상기 액측 연결배관(53, 54, 55)이, 상기 열원측 유닛(10)에 접속된 집합액관(53)과, 이 집합액관(53)으로부터 분기되어 상기 제 1 이용측 유닛(30, 40)에 접속된 제 1 분기액관(54)과, 이 집합액관(53)으로부터 분기되어 상기 제 2 이용측 유닛(20)에 접속된 제 2 분기액관(55)을 구비한 냉동장치(1)를 대상으로 한다. 그리고 상기 냉매회로(50)는, 상기 압축기구(11D, 11E)로부터 송출된 냉매가 상기 수액기(17)를 통과하지 않고 상기 제 2 이용측 유닛(20)으로부터 제 1 이용측 유닛(30, 40)을 유통하고 이 압축기구(11D, 11E)로 돌아오는 냉매의 순환경로가 형성 가능하게 구성되며, 상기 냉매회로(50)에서 상기 순환경로가 형성되어 있는 운전상태에 있어서, 상기 수액기(17) 내의 액냉매를 상기 집합액관(53)을 통하여 상기 순환경로로 되돌리는 냉매회송기구(5)가 구성된다.
제 2 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 냉매회송기구(5)가, 상기 압축기구(11D, 11E)로부터 토출된 고압냉매를 상기 수액기(17)로 도입하기 위한 도입관(71)을 구비하며, 이 도입관(71)으로부터 상기 고압냉매를 상기 수액기(17)로 도입하여 이 수액기(17)를 가압함으로써, 이 수액기(17) 내의 액냉매를 상기 집합액관(53)을 통해 상기 순환경로로 회송한다.
제 3 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 열원측 유닛(10)에는 상기 열원측 열교환기(15)로 공기를 보내기 위한 열원 팬(16)이 설치되는 한편, 상기 냉매회송기구(5)가, 상기 열원측 열교환기(15)를 개재하고 상기 수액기(17)를 상기 압축기구(11D, 11E) 토출측으로 연통시키기 위한 연통기구(13)를 구비하며, 상기 열원 팬(16)을 정지시킨 상태로 이 연통기구(13)에 의해 상기 수액기(17)를 상기 압축기구(11D, 11E) 토출측으로 연통시키고, 이 압축기구(11D, 11E)가 토출한 고압냉매를 이 수액기(17)로 유입시킴으로써, 이 수액기(17) 내의 액냉매를 상기 집합액관(53)을 통해 상기 순환경로로 회송한다.
삭제
제 4 발명은 제 1 내지 제 3 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 이용측 열교환기(31, 41)로부터 상기 압축기구(11D, 11E) 흡입측을 향하는 냉매의 과열도를 검출하는 흡입과열도 검출수단(79, 81)과, 상기 흡입과열도 검출수단(79, 81)의 검출값이 소정값 이상이 되면 상기 수액기(17) 내 냉매를 상기 순환경로로 되돌리도록 상기 냉매회송기구(5)를 제어하는 제어수단(95)을 구비한다.
제 5 발명은 제 1 내지 제 3 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 과열도를 검출하는 토출과열도 검출수단(75, 76)과, 상기 토출과열도 검출수단(75, 76)의 검출값이 소정값 이상이 되면 상기 수액기(17) 내 냉매를 상기 순환경로로 되돌리도록 상기 냉매회송기구(5)를 제어하는 제어수단(95)을 구비한다.
제 6 발명은 제 1 내지 제 3 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 온도를 검출하는 토출냉매온도 검출수단(76)과, 상기 토출냉매온도 검출수단(76)의 검출값이 소정값 이상이 되면 상기 수액기(17) 내 냉매를 상기 순환경로로 되돌리도록 상기 냉매회송기구(5)를 제어하는 제어수단(95)을 구비한다.
제 7 발명은, 압축기구(11D, 11E)와 열원측 열교환기(15)와 수액기(17)를 갖는 열원측 유닛(10)과, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)를 갖는 제 1 이용측 유닛(30, 40)과, 제 2 이용측 열교환기(21)를 갖는 제 2 이용측 유닛(20)과, 각 유닛(10, 20, 30, 40)을 접속하여 냉매회로(50)를 구성하는 가스측 연결배관(51, 52) 및 액측 연결배관(53, 54, 55)을 구비하며, 상기 열원측 유닛(10)에는 상기 열원측 열교환기(15)로 공기를 보내기 위한 열원 팬(16)이 설치되고, 상기 가스측 연결배관(51, 52)이, 상기 열원측 유닛(10)과 상기 제 1 이용측 유닛(30, 40)에 접속된 제 1 가스측 연결배관(51)과, 상기 열원측 유닛(10)과 상기 제 2 이용측 유닛(20)에 접속된 제 2 가스측 연결배관(52)을 구비하고, 상기 액측 연결배관(53, 54, 55)이, 상기 열원측 유닛(10)에 접속된 집합액관(53)과, 이 집합액관(53)으로부터 분기되어 상기 제 1 이용측 유닛(30, 40)에 접속된 제 1 분기액관(54)과, 이 집합액관(53)으로부터 분기되어 상기 제 2 이용측 유닛(20)에 접속된 제 2 분기액관(55)을 구비한 냉동장치(1)를 대상으로 한다. 그리고 상기 냉매회로(50)에는, 상기 압축기구(11D, 11E)로부터 송출된 냉매가 상기 제 2 이용측 유닛(20)으로부터 제 1 이용측 유닛(30, 40)을 유통하고 이 압축기구(11D, 11E)로 돌아오는 제 1 운전모드와, 상기 압축기구(11D, 11E)로부터 송출된 냉매가 상기 열원측 열교환기(15)로부터 수액기(17)로 유입한 후, 제 1 이용측 유닛(30, 40)을 유통하고 이 압축기구(11D, 11E)로 돌아오는 제 2 운전모드를 전환하는 전환기구(12)가 구성되며, 상기 열원 팬(16)을 정지시킨 상태로 상기 전환기구(12)에 의해 제 1 운전모드에서 제 2 운전모드로 전환하며, 이 제 1 운전모드 중에 수액기(17) 내에 고인 액냉매를 상기 집합액관(53)을 통해 상기 제 1 이용측 유닛(30, 40)으로 회송한다.
-작용-
제 1 발명에서는, 압축기구(11D, 11E)로부터 송출된 냉매가 제 2 이용측 유닛(20)으로부터 제 1 이용측 유닛(30, 40)을 유통하고 압축기구(11D, 11E)로 돌아오는 냉매 순환경로가 형성되는 운전상태에서, 수액기(17) 내의 액냉매를 상기 냉매회송기구(5)에 의해 순환경로로 강제 회송하는 것이 가능하게 구성된다. 즉, 전술한 바와 같이, 수액기(17)로의 냉매유입을 저지하고자 해도 냉매가 수액기(17)로 유입해버리는 경우가 있으며, 이러한 경우 순환경로의 냉매량은 감소하지만, 이 제 1 발명에서는 냉매회송기구(5)에 의해 수액기(17) 내의 액냉매가 순환경로로 회송되도록 구성된다.
제 2 발명에서는, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송할 때, 압축기구(11D, 11E)로부터 토출된 고압의 가스냉매가 도입관(71)에 의해 수액기(17)로 도입된다. 수액기(17)는 고압 가스냉매가 도입되면, 그 내압이 상승하고 내부의 액냉매가 압출된다. 그리고 수액기(17)로부터 압출된 액냉매는 집합액관(53)을 통해 순환경로로 회송된다. 이로써 수액기(17) 내는 밀도가 작은 가스냉매의 비율이 증가하며, 밀도가 큰 액냉매 비율이 감소한다. 그리고 수액기(17) 내의 냉매량이 감소하며, 순환경로 냉매량이 증가한다.
삭제
제 3 발명에서는, 수액기(17) 내의 냉매를 순환경로로 회송할 때, 연통기구(13)에 의해 열원측 열교환기(15)를 개재하고 수액기(17)를 압축기구(11D, 11E) 토출측으로 연통시켜, 압축기구(11D, 11E)가 토출한 고압 가스냉매를 수액기(17)로 유입시킨다. 수액기(17)는 고압 가스냉매가 유입되면, 상기 제 2 발명과 마찬가지로, 그 내부가 가압되고 액냉매가 압출된다. 그리고 수액기(17)로부터 압출된 액냉매는 집합액관(53)을 통해 순환경로로 회송된다. 이로써 수액기(17) 내의 냉매량이 감소하며, 순환경로 냉매량이 증가한다.
또, 압축기구(11D, 11E)가 토출한 고압 가스냉매가, 열원측 열교환기(15)를 통해 수액기(17)로 도입된다. 이 제 3 발명에서는, 압축기구(11D, 11E)가 토출한 고압의 가스냉매를 수액기(17)로 도입하기 위한 유통경로로서 열원측 열교환기(15)를 이용한다.
제 4 발명에서는, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)로부터 압축기구(11D, 11E) 흡입측을 향하는 냉매의 과열도가 소정값 이상이 되면, 냉매회송기구(5)에 의해 수액기(17) 내 냉매를 순환경로로 되돌리도록 구성된다. 그런데 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서는, 냉매유량이 적을수록 기액 2상상태의 냉매가 흐르는 영역이 감소하고 단일상의 가스냉매가 흐르는 영역이 확대되므로, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)로부터 유출한 냉매의 과열도가 커진다. 즉 제 1 이용측 열교환기(31, 41)로부터 유출한 냉매의 과열도는 제 1 이용측 열교환기(31, 41)의 냉매유량을 반영하므로, 흡입과열도 검출수단(79, 81)의 검출값을 이용하면 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서 냉매가 부족한 상태인지의 여부가 적절하게 판단된다.
제 5 발명에서는, 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 과열도가 소정값 이상이 되면, 냉매회송기구(5)에 의해 상기 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 되돌리도록 구성된다. 그런데 전술한 바와 같이, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)의 냉매유량이 적을수록, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)로부터 유출되어 압축기구(11D, 11E)로 흡입되는 냉매의 과열도가 커진다. 그리고 압축기구(11D, 11E)로 흡입되는 냉매의 과열도가 클수록, 압축기구(11D, 11E)로부터 토출되는 냉매의 과열도도 커진다. 즉, 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 과열도는 제 1 이용측 열교환기(31, 41)의 냉매유량을 반영하므로, 토출과열도 검출수단(75, 76)의 검출값을 이용하면, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서 냉매가 부족한 상태인지의 여부가 적절하게 판단된다.
제 6 발명에서는, 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 온도가 소정값 이상이 되면 냉매회송기구(5)에 의해 수액기(17) 내 냉매를 순환경로로 되돌리도록 구성된다. 그런데 전술한 바와 같이, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)의 냉매유량이 적을수록, 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 과열도가 커진다. 그리고 냉매의 과열도가 크다는 것은 그 온도가 높아지는 것을 의미한다. 즉, 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 온도는 제 1 이용측 열교환기(31, 41)의 냉매유량을 반영하므로, 토출냉매온도 검출수단(76)의 검출값을 이용하면, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서 냉매가 부족한 상태인지의 여부가 적절하게 판단된다.
제 7 발명에서는, 제 1 운전모드 중에 수액기(17) 내에 액냉매가 저류되어가면, 전환기구(12)에 의해 운전상태가 제 1 운전모드에서 제 2 운전모드로 전환된다. 제 2 운전모드에서는, 상기 제 3 발명과 마찬가지로, 압축기구(11D, 11E)가 토출한 고압의 가스냉매가 수액기(17)로 유입하여 그 내부를 가압하므로, 제 1 운전모드 중에 저류된 액냉매가 압출된다. 그리고 수액기(17)로부터 압출된 액냉매는 집합액관(53)을 통해 제 1 이용측유닛(30, 40)으로 회송된다.
[발명의 효과]
본 발명에서는, 수액기(17)에 냉매가 유입되면 냉매량이 감소되는 상기 순환경로가 형성되는 운전상태에서, 수액기(17) 내의 액냉매를 냉매회송기구(5)에 의해 순환경로로 회송할 수 있게 한다. 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하면, 각 이용측 유닛(20, 30, 40)을 유통하는 냉매량이 증가한다. 따라서 각 이용측 유닛(20, 30, 40)에서 냉매가 부족해지기 전에 냉매회송기구(5)에 의해 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송함으로써, 각 이용측 유닛(20, 30, 40)의 냉매부족을 방지할 수 있으며, 각 이용측 유닛(20, 30, 40)의 온도조절능력 저하를 회피할 수 있다.
삭제
또한, 상기 제 3 발명에서는, 압축기구(11D, 11E)가 토출한 고압 가스냉매를 수액기(17)로 도입하기 위한 유통경로로서, 냉매회로(50)의 냉동주기에서 증발기 또는 응축기로서의 기능을 갖는 열원측 열교환기(15)를 이용한다. 즉, 냉동장치(1) 구성의 일부를 냉매회송기구(5)로서 이용한다. 따라서 냉매회송기구(5)를 갖는 냉동장치(1)의 구성을 간소화할 수 있다.
또, 상기 제 4 발명에서는, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서 냉매가 부족한 상태인지의 여부를 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서 압축기구(11D, 11E) 흡입측을 향하는 냉매의 과열도로 판단할 수 있는 점에서, 흡입과열도 검출수단(79, 81)의 검출값에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어하도록 한다. 따라서 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서 냉매가 부족해지기 전에 적절한 타이밍으로 수액기(17) 내 액냉매를 순환경로로 회송할 수 있으므로, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)의 냉각능력 저하를 확실하게 회피할 수 있다.
또한, 상기 제 5 발명에서는, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서 냉매가 부족한 상태인지의 여부를 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 과열도로 판단할 수 있는 점에서, 토출과열도 검출수단(75, 76)의 검출값에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어하도록 한다. 따라서, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서 냉매가 부족해지기 전에 적절한 타이밍으로 수액기(17) 내 액냉매를 순환경로로 회송할 수 있으므로, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)의 냉각능력 저하를 확실하게 회피할 수 있다.
또, 상기 제 6 발명에서는, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서 냉매가 부족한지의 여부를 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 온도로 판단할 수 있는 점에서, 토출냉매온도 검출수단(76)의 검출값에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어하도록 한다. 따라서, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)에서 냉매가 부족해지기 전에 적절한 타이밍으로 수액기(17) 내 액냉매를 순환경로로 회송할 수 있으므로, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)의 냉각능력 저하를 확실하게 회피할 수 있다.
또한, 상기 제 7 발명에서는, 제 1 운전모드에서 제 2 운전모드로 전환함으로써, 제 1 운전모드 중에 수액기(17) 내에 고인 액냉매를 제 1 이용측 유닛(30, 40)으로 회송할 수 있도록 한다. 따라서, 이 제 7 발명에 의하면, 제 1 운전모드에서 각 이용측 유닛(20, 30, 40)과 압축기구(11D, 11E) 사이를 순환하는 냉매량의 부족을 방지할 수 있으므로, 각 이용측 유닛(20, 30, 40)의 온도조절능력 저하를 회피할 수 있다.
도 1은, 본 발명 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 2 냉방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 6은, 제 1 실시형태의 난방운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 7은, 제 1 실시형태 제 1 난방냉동운전의 고온가스 바이패스관 전자밸브가 폐쇄상태인 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 8은, 제 1 실시형태 제 1 난방냉동운전의 고온가스 바이패스관 전자밸브가 개구상태인 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 9는, 제 1 실시형태의 제 2 난방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 10은, 제 1 실시형태의 제 3 난방냉동운전 동작을 나타낸 냉매회로도이다.
도 11은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 12는, 본 발명 제 2 실시형태에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 13은, 종래 냉동장치의 냉매회로도이다.
[부호의 설명]
1 : 냉동장치 5 : 냉매회송기구
10 : 실외유닛(열원측 유닛) 11D, 11E : 압축기구
13 : 제 2 십자전환밸브(연통기구)
15 : 실외열교환기(열원측 열교환기) 17 : 수액기
20 : 실내유닛(제 2 이용측 유닛)
21 : 실내열교환기(제 2 이용측 열교환기)
30 : 냉장유닛(제 1 이용측 유닛)
31 : 냉장열교환기(제 1 이용측 열교환기)
40 : 냉동유닛(제 1 이용측 유닛)
41 : 냉동열교환기(제 1 이용측 열교환기)
50 : 냉매회로 50A : 제 1 계통측회로
50B : 제 2 계통측회로
51 : 제 1 가스측 연결배관(가스측 연결배관)
52 : 제 2 가스측 연결배관(가스측 연결배관)
53 : 집합액관(액측 연결배관)
54 : 제 1 분기액관(액측 연결배관)
55 : 제 2 분기액관(액측 연결배관) 67 : 액주입관(연통관)
71 : 고온가스 바이패스관(도입관)
75 : 고압압력센서(토출과열도 검출수단)
76 : 토출온도센서(토출과열도 검출수단, 토출냉매온도 검출수단)
79 : 저압압력센서(흡입과열도 검출수단)
81 : 흡입온도센서(흡입과열도 검출수단)
95 : 제어기(제어수단)
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
[제 1 실시형태]
본 발명의 제 1 실시형태에 대해 설명하기로 한다. 이 제 1 실시형태에 관한 냉동장치(1)는 편의점에 설치되며, 냉장진열장 및 냉동진열장의 냉각과 점포 내의 냉난방을 행하기 위한 것이다.
상기 냉동장치(1)는 실외유닛(열원측 유닛)(10)과 실내유닛(제 2 이용측 유닛)(20)과 냉장유닛(제 1 이용측 유닛)(30)과 냉동유닛(제 1 이용측 유닛)(40)을 구비하며, 각 유닛(10, 20, 30, 40)이 가스측 연결배관(51, 52) 및 액측 연결배관(53, 54, 55)으로 접속되어 증기압축식 냉동주기를 행하는 냉매회로(50)가 구성된다.
가스측 연결배관(51, 52)은, 실외유닛(10)과 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)에 접속된 제 1 가스측 연결배관(저압가스관)(51)과, 실외유닛(10)과 실내유닛(20)에 접속된 제 2 가스측 연결배관(52)으로 구성된다. 액측 연결배관(53, 54, 55)은, 실외유닛(10)에 접속된 집합액관(53)과, 이 집합액관(53)에서 분기되어 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)에 접속된 제 1 분기액관(54)과, 이 집합액관(53)에서 분기 되어 실내유닛(20)에 접속된 제 2 분기액관(55)으로 구성된다. 그리고 제 1 분기액관(54)은 냉장유닛(30) 쪽 냉장측 제 1 분기액관(54a)과, 냉동유닛(40) 쪽 냉동측 제 1 분기액관(54b)으로 구성된다. 본 제 1 실시형태에서는, 액측 연결배관(53, 54, 55)의 실외유닛(10) 쪽 부분인 집합액관(53)을 실내유닛(20)과 냉장·냉동유닛(30, 40)이 공용함으로써, 3관식 연결배관구조가 채용된다.
상기 실내유닛(20)은, 냉방운전과 난방운전을 전환하여 실행하도록 구성되며, 예를 들어 매장 등에 설치된다. 또, 상기 냉장유닛(30)은 냉장용 진열장에 설치되며 이 진열장 내 공기를 냉각한다. 상기 냉동유닛(40)은 냉동용 진열장에 설치되며 이 진열장 내 공기를 냉각한다. 실내유닛(20)과 냉장유닛(30)과 냉동유닛(40)은, 도면에 1 대씩만 나타내지만, 이 제 1 실시형태에서는 실내유닛(20)이 2 대 병렬로, 냉장유닛(30)이 8 대 병렬로, 그리고 냉동유닛(40)이 1 대 접속되는 것으로 한다.
그리고 냉매회로(50)는, 열원측 유닛인 실외유닛(10)과 제 1 이용측 유닛인 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)으로 구성되며 냉매가 일방향으로 순환하는 냉장·냉동용 제 1 계통측회로(50A)와, 열원측 유닛인 실외유닛(10)과 제 2 이용측 유닛인 실내유닛(20)으로 구성되며 냉매가 가역으로 순환하는 공조용 제 2 계통측회로(50B)를 구비한다.
<실외유닛>
상기 실외유닛(10)은, 제 1 압축기로서의 인버터압축기(11A)와, 제 2 압축기로서의 제 1 비인버터압축기(11B)와, 제 3 압축기로서의 제 2 비인버터압축기(11C) 를 구비함과 더불어, 제 1 십자전환밸브(12), 제 2 십자전환밸브(13), 및 제 3 십자전환밸브(14)와, 열원측 열교환기인 실외열교환기(15)를 구비한다. 여기에서, 실외열교환기(15)는, 예를 들어 크로스핀식의 핀튜브형 열교환기이며, 열원 팬인 실외 팬(16)이 근접 배치된다.
상기 각 압축기(11A, 11B, 11C)는, 예를 들어 밀폐형의 고압 돔형 스크롤압축기로 구성된다. 상기 인버터압축기(11A)는, 전동기가 인버터 제어되어 용량이 단계적 또는 연속적으로 가변되는 가변용량 압축기이다. 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)는, 전동기가 항상 일정 회전수로 구동하는 일정용량 압축기이다.
상기 인버터압축기(11A)와, 제 1 비인버터압축기(11B), 및 제 2 비인버터압축기(11C)는, 이 냉동장치(1)의 압축기구(11D, 11E)를 구성하며, 이 압축기구(11D, 11E)는, 제 1 계통 압축기구(11D)와 제 2 계통 압축기구(11E)로 구성된다. 구체적으로 압축기구(11D, 11E)는, 운전 시에, 상기 인버터압축기(11A)와 제 1 비인버터압축기(11B)가 제 1 계통 압축기구(11D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(11C)가 제 2 계통 압축기구(11E)를 구성하는 경우와, 인버터압축기(11A)가 제 1 계통 압축기구(11D)를 구성하고, 제 1 비인버터압축기(11B)와 제 2 비인버터압축기(11C)가 제 2 계통 압축기구(11E)를 구성하는 경우가 있다. 즉, 인버터압축기(11A)가 냉장·냉동용 제 1 계통측회로(50A)에, 제 2 비인버터압축기(11C)가 공조용 제 2 계통측회로(50B)에 고정적으로 사용되는 한편, 제 1 비인버터압축기(11B)는 제 1 계통측회로(50A)와 제 2 계통측회로(50B)로 전환하여 사용할 수 있도록 구성된다.
상기 인버터압축기(11A), 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)의 각 토출관(56a, 56b, 56c)은 1 개의 고압가스관(토출배관)(57)에 접속된다. 상기 제 1 비인버터압축기(11B)의 토출관(56b) 및 제 2 비인버터압축기(11C)의 토출관(56c)에는, 각각 체크밸브(CV1, CV2)가 설치된다.
상기 고압가스관(57)은 제 1 십자전환밸브(12)의 제 1 포트(P1)에 접속된다. 상기 실외열교환기(15)의 가스측 단부는, 실외 제 1 가스관(58a)에 의해 제 1 십자전환밸브(12)의 제 2 포트(P2)에 접속된다. 제 1 십자전환밸브(12)의 제 3 포트(P3)에는, 실외 제 2 가스관(58b)을 개재하고 제 2 가스측 연결배관(52)이 접속된다. 제 1 십자전환밸브(12)의 제 4 포트(P4)는 제 2 십자전환밸브(13)에 접속된다.
상기 제 2 십자전환밸브(13)의 제 1 포트(P1)는 보조가스관(59)에 의해 제 2 비인버터압축기(11C) 토출관(56c)에 접속된다. 제 2 십자전환밸브(13)의 제 2 포트(P2)는 막힌 폐쇄포트로 구성된다. 제 2 십자전환밸브(13)의 제 3 포트(P3)는 접속관(60)에 의해 상기 제 1 십자전환밸브(12) 제 4 포트(P4)에 접속된다. 또, 제 2 십자전환밸브(13)의 제 4 포트(P4)에는 제 2 비인버터압축기(11C) 흡입관(61c)이 접속된다. 제 2 십자전환밸브(13)는 제 2 포트(P2)가 폐쇄포트이므로, 그 대신 삼방밸브를 사용해도 된다.
상기 제 1 십자전환밸브(12)는, 제 1 포트(P1)와 제 2 포트(P2)가 연통하며 제 3 포트(P3)와 제 4 포트(P4)가 연통하는 제 1 상태(도 1에 실선으로 나타낸 상태)와, 제 1 포트(P1)와 제 3 포트(P3)가 연통하고 제 2 포트(P2)와 제 4 포트(P4) 가 연통하는 제 2 상태(도 1에 점선으로 나타낸 상태)로 전환 가능하게 구성된다.
또, 상기 제 2 십자전환밸브(13)도, 제 1 포트(P1)와 제 2 포트(P2)가 연통하며 제 3 포트(P3)와 제 4 포트(P4)가 연통하는 제 1 상태(도 1에 실선으로 나타낸 상태)와, 제 1 포트(P1)와 제 3 포트(P3)가 연통하고 제 2 포트(P2)와 제 4 포트(P4)가 연통하는 제 2 상태(도 1에 점선으로 나타낸 상태)로 전환 가능하게 구성된다.
상기 실외열교환기(15) 액측 단부에는, 액라인인 실외액관(62)의 한끝이 접속된다. 실외액관(62) 도중에는, 액냉매를 저류하기 위한 수액기(17)가 설치되며, 실외액관(62)의 다른 끝은 액측 연결배관(53, 54, 55)의 집합액관(53)과 접속된다.
상기 수액기(17)는, 열원측 열교환기(15)로부터의 냉매 유입을 허용하는 제 1 유입관(63a)과, 액측 연결배관(53, 54, 55)으로의 냉매 유출을 허용하는 제 1 유출관(63b)과, 액측 연결배관(53, 54, 55)으로의 냉매 유입을 허용하는 제 2 유입관(63c)과, 실외열교환기(15)로의 냉매 유출을 허용하는 제 2 유출관(63d)을 개재하고 열원측 열교환기(15)와 액측 연결배관(53, 54, 55)에 접속된다.
상기 인버터압축기(11A) 흡입관(61a)은, 제 1 계통측회로(50A)의 저압가스관(64)을 개재하고 제 1 가스측 연결배관(51)에 접속된다. 제 2 비인버터압축기(11C) 흡입관(61c)은, 제 1, 제 2 십자전환밸브(12, 13)를 개재하고 제 2 계통측회로(50B)의 저압가스관(실외 제 1 가스관(58a) 또는 실외 제 2 가스관(58b))에 접속된다. 또, 제 1 비인버터압축기(11B) 흡입관(61b)은, 제 3 십자전환밸브(14)를 개재하고 인버터압축기(11A) 흡입관(61a) 및 제 2 비인버터압축기(11C) 흡입 관(61c)에 접속된다.
구체적으로, 인버터압축기(11A)의 흡입관(61a)에는 분기관(61d)이 접속되며, 제 2 비인버터압축기(11C)의 흡입관(61c)에는 분기관(61e)이 접속된다. 그리고 인버터압축기(11A) 흡입관(61a)의 분기관(61d)이 체크밸브(CV3)를 개재하고 제 3 십자전환밸브(14) 제 1 포트(P1)에 접속되며, 제 1 비인버터압축기(11B)의 흡입관(61b)이 제 3 십자전환밸브(14) 제 2 포트(P2)에 접속되고, 제 2 비인버터압축기(11C) 흡입관(61c)의 분기관(61e)이 체크밸브(CV4)를 개재하고 제 3 십자전환밸브(14) 제 3 포트(P3)에 접속된다. 상기 분기관(61d, 61e)에 형성된 체크밸브(CV3, CV4)는, 제 3 십자전환밸브(14)를 향하는 냉매흐름만을 허용하며, 역방향으로의 냉매흐름을 금지한다. 또, 제 3 십자전환밸브(14)의 제 4 포트(P4)에는, 도시하지 않으나, 냉매회로(50)의 고압압력을 도입하기 위한 고압 도입관이 접속된다.
상기 제 3 십자전환밸브(14)는, 제 1 포트(P1)와 제 2 포트(P2)가 연통하며 제 3 포트(P3)와 제 4 포트(P4)가 연통하는 제 1 상태(도 1에 실선으로 나타낸 상태)와, 제 1 포트(P1)와 제 4 포트(P4)가 연통하고 제 2 포트(P2)와 제 3 포트(P3)가 연통하는 제 2 상태(도 1에 점선으로 나타낸 상태)로 전환 가능하게 구성된다.
제 1 가스측 연결배관(51) 및 제 2 가스측 연결배관(52)과, 상기 연결액관(53, 54, 55)의 집합액관(53)은 실외유닛(10)으로부터 외부로 연장되며, 실외유닛(10) 내에는 이들에 대응하여 폐쇄밸브(18a, 18b, 18c)가 설치된다.
상기 실외액관(62)에는, 함께 수액기(17)를 우회하는 보조액관(65)(제 2 유 출관(63d))과 액분기관(66)(제 2 유입관(63c))이 접속된다. 보조액관(65)은 주로 난방 시에 냉매가 흐르며, 팽창기구인 실외팽창밸브(19)가 설치된다. 보조액관(65)은, 한끝이 실외열교환기(15)와 수액기(17) 사이(제 1 유입관(63a))에 접속되며, 다른 끝이 수액기(17)와 폐쇄밸브(18c) 사이에 접속된다. 실외액관(62)에서 보조액관(65)의 실외열교환기(15) 쪽 접속점과 수액기(17) 사이에는, 수액기(17)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 체크밸브(CV5)가 설치된다.
또, 액분기관(66)은, 폐쇄밸브(18c) 쪽부터 차례로 체크밸브(CV6)와 릴리프밸브(117)가 설치된다. 체크밸브(CV6)는 폐쇄밸브(18c) 쪽에서 수액기(17)로 향하는 냉매흐름만을 허용한다. 또한, 릴리프밸브(117)는, 작용하는 냉매압력이 소정압력(예를 들어 1.5 ㎫)이 되면 자동으로 열리는 한편, 반대로 그 소정압력을 초과할 때까지는 액분기관(66)을 폐쇄상태로 유지한다. 액분기관(66)은, 한끝이 체크밸브(CV5)와 수액기(17) 사이에 접속되며, 다른 끝이 실외액관(62)에서 보조액관(65)과의 폐쇄밸브(18c) 쪽 접속점과 폐쇄밸브(18c) 사이에 접속된다.
또, 실외액관(62)은, 보조액관(65)의 폐쇄밸브(18c) 쪽 접속점과, 액분기관(66)의 폐쇄밸브(18c) 쪽 접속점과의 사이(제 1 유출관(63b))에 체크밸브(CV7)가 설치된다. 이 체크밸브(CV7)는 수액기(17)로부터 폐쇄밸브(18c)로 향하는 냉매흐름만을 허용한다.
또한, 실외액관(62)에서 수액기(17)와 체크밸브(CV5) 사이에는, 도입관인 고온가스 바이패스관(71) 한끝이 접속된다. 고온가스 바이패스관(71)은, 다른 끝이 실외 제 2 가스관(58b) 폐쇄밸브(18b)와 제 1 십자전환밸브(12) 사이에 접속되며, 그 도중에 전자밸브(SV1)가 설치된다. 고온가스 바이패스관(71)과 전자밸브(SV1)는, 본 발명에 관한 냉매회송기구(5)를 구성한다.
또, 액분기관(66)에는, 한끝이 흡입관(61a)과 저압가스관(64)과의 접속부에 접속된 액주입관(67)이 접속된다. 액주입관(67)의 다른 끝은 체크밸브(CV6)와 릴리프밸브(117) 사이에 접속된다. 이 액주입관(67)에는 유량조정용 전동팽창밸브(67a)가 설치된다.
<실내유닛>
상기 실내유닛(20)은, 제 2 이용측 열교환기인 실내열교환기(공조열교환기)(21)와 팽창기구인 실내팽창밸브(22)를 구비한다. 상기 실내열교환기(21)의 가스측에는 제 2 가스측 연결배관(52)이 접속된다. 한편, 상기 실내열교환기(21)의 액측은, 실내팽창밸브(22)를 개재하고 액측 연결배관(53, 54, 55) 제 2 분기액관(55)이 접속된다. 또, 상기 실내열교환기(21)는, 예를 들어 크로스 핀 식의 핀튜브형 열교환기이며, 이용측 팬인 실내 팬(23)이 근접 배치된다. 또, 실내팽창밸브(22)는 전동팽창밸브로 구성된다.
<냉장유닛>
상기 냉장유닛(30)은, 제 1 이용측 열교환기(증발기)인 냉장열교환기(31)와, 팽창기구인 냉장팽창밸브(32)를 구비한다. 상기 냉장열교환기(31)의 액측에는, 전자밸브(SV2) 및 냉장팽창밸브(32)를 개재하고 액측 연결배관(53, 54, 55) 제 1 분기액관(54)(냉장측 제 1 분기액관(54a))이 접속된다. 이 전자밸브(SV2)는 일시정지운전(Thermo-off) 시에 냉매흐름을 멎게 하기 위해 이용된다. 한편, 상기 냉장 열교환기(31)의 가스측은 제 1 가스측 연결배관(51)에서 분기된 냉장측 분기가스관(51a)이 접속된다.
냉장열교환기(31)는 인버터압축기(11A) 흡입측과 연통하는 한편, 상기 실내열교환기(21)는 냉방운전 시에 제 2 비인버터압축기(11C)의 흡입측과 연통한다. 상기 냉장열교환기(31) 냉매압력(증발압력)은 실내열교환기(21)의 냉매압력(증발압력)보다 낮아진다. 구체적으로 상기 냉장 열교환기(31)의 냉매증발온도는 예를 들어 -10℃로 되며, 실내열교환기(21)의 냉매증발온도는 예를 들어 +5℃로 되고, 냉매회로(50)가 상이온도증발 회로를 구성한다.
여기에서, 상기 냉장팽창밸브(32)는 감온식 팽창밸브이며, 감온통이 냉장열교환기(31)의 가스측에 설치된다. 따라서 냉장팽창밸브(32)는 냉장열교환기(31)의 출구 쪽 냉매온도에 기초하여 개구도가 조정된다. 상기 냉장 열교환기(31)는, 예를 들어 크로스핀식의 핀튜브형 열교환기이며, 냉각 팬인 냉장 팬(33)이 근접 배치된다.
<냉동유닛>
상기 냉동유닛(40)은, 제 1 이용측 열교환기인 냉동열교환기(41)와, 팽창기구인 냉동팽창밸브(42)와, 냉동압축기인 부스터압축기(43)를 구비한다. 상기 냉동열교환기(41)의 액측에는, 전자밸브(SV3) 및 냉동팽창밸브(42)를 개재하고 액측 연결액관(53, 54, 55)의 제 1 분기액관(54)(냉동측 제 1 분기액관(54b))이 접속된다.
상기 냉동열교환기(41)의 가스측과 부스터압축기(43)의 흡입측은 접속가스관(68)으로 접속된다. 부스터압축기(43)의 토출측에는 제 1 가스측 연결배관(51) 에서 분기된 냉동측 분기가스관(51b)이 접속된다. 냉동측 분기가스관(51b)에는 체크밸브(CV8)와 오일분리기(44)가 설치된다. 이 오일분리기(44)와 접속가스관(68) 사이에는 모세관(capillary tube)(45)을 갖는 오일회수관(69)이 접속된다.
상기 부스터압축기(43)는, 냉동열교환기(41)의 냉매증발온도가 냉장 열교환기(31) 냉매증발온도보다 낮아지도록 제 1 계통 압축기구(11D)와의 사이에서 냉매를 2단압축 한다. 상기 냉동열교환기(41)의 냉매증발온도는 예를 들어 -35℃로 설정된다.
여기에서, 상기 냉동팽창밸브(42)는 감온식 팽창밸브이며, 감온통이 냉장열교환기(31)의 가스측에 설치된다. 상기 냉동열교환기(41)는, 예를 들어 크로스핀식의 핀튜브형 열교환기이며, 냉각 팬인 냉동 팬(46)이 근접 배치된다.
또, 상기 부스터압축기(43) 흡입측인 접속가스관(68)과, 냉동측 분기가스관(51b)의 오일분리기(44)와 체크밸브(CV8) 사이에는 체크밸브(CV9)를 갖는 바이패스관(70)이 접속된다. 이 바이패스관(70)은 부스터압축기(43) 고장 등의 정지 시에 이 부스터압축기(43)를 우회하고 냉매가 흐르도록 구성된다.
<제어계통>
상기 냉매회로(50)에는 각종 센서 및 각종 스위치가 배치된다. 상기 실외유닛(10)의 고압가스관(57)에는, 고압냉매압력을 검출하는 고압압력센서(75)와, 고압냉매온도를 검출하는 토출온도센서(76)가 배치된다. 상기 제 2 비인버터압축기(11C)의 토출관(56c)에는, 고압냉매온도를 검출하는 토출온도센서(77)가 배치된다. 또, 상기 인버터압축기(11A), 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압 축기(11C)의 각 토출관(56a, 56b, 56c)에는 각각, 고압냉매압력이 소정값이 되면 개구되고 압축기(11A, 11B, 11C)를 정지시키는 고압보호용 압력스위치(78)가 배치된다.
상기 인버터압축기(11A) 및 제 2 비인버터압축기(11C)의 각 흡입관(61a, 61c)에는, 저압냉매압력을 검출하는 저압압력센서(79, 80)와, 저압냉매온도를 검출하는 흡입온도센서(81, 82)가 배치된다. 인버터압축기(11A) 쪽의 저압압력센서(79) 및 흡입온도센서(81)는, 본 발명에 관한 흡입과열도 검출수단을 구성한다.
상기 실외열교환기(15)에는, 실외열교환기(15)의 냉매온도인 증발온도 또는 응축온도를 검출하는 실외 열교환센서(83)가 배치된다. 또, 상기 실외유닛(10)에는 실외공기온도를 검출하는 외기온도센서(84)가 배치된다.
상기 실내열교환기(21)에는, 실내열교환기(21)의 냉매온도인 응축온도 또는 증발온도를 검출하는 실내 열교환센서(85)가 배치됨과 더불어, 가스측에 가스냉매온도를 검출하는 가스온도센서(86)가 배치된다. 또, 상기 실내유닛(20)에는 실내공기온도를 검출하는 실온센서(87)가 배치된다.
상기 냉장유닛(30)에는 냉장용 진열장 내의 저장고내 온도를 검출하는 냉장온도센서(88)가 배치된다. 상기 냉동유닛(40)에는 냉동용 진열장 내의 저장고 내 온도를 검출하는 냉동온도센서(89)가 배치된다. 또, 부스터압축기(43)의 토출측에는, 토출냉매압력이 소정값이 되면 개구되고 이 압축기(43)를 정지시키는 고압보호용 압력스위치(90)가 배치된다.
상기 각종 센서 및 각종 스위치의 출력신호는, 제어수단인 제어기(95)에 입 력된다. 이 제어기(95)는 냉매회로(50)의 운전을 제어하며, 후술하는 8 종류의 운전모드를 전환하여 제어하도록 구성된다. 그리고 제어기(95)는 운전 시에, 인버터압축기(11A)의 기동, 정지 및 용량제어나, 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)의 기동 및 정지, 그리고 실외팽창밸브(19) 및 실내팽창밸브(22)의 개구도 조절 등에 관해 제어를 행함과 더불어, 각 십자전환밸브(12, 13, 14)의 전환이나, 액주입관(67) 전동팽창밸브(67a)의 개구도 등도 제어한다.
또, 제어기(95)는, 후술하는 제 1 난방냉동운전 시에 고온가스 바이패스관(71)의 전자밸브(SV1)에 대한 개폐도 제어한다. 구체적으로는, 압축기구(11D)로부터 송출된 냉매가 제 2 이용측 유닛인 실내유닛(20)으로부터 제 1 이용측 유닛인 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)을 유통하고 압축기구(11D)로 돌아오는 냉매 순환경로가 형성되는 제 1 난방냉동운전 시에 이하와 같은 제어를 행한다.
우선 제어기(95)는, 저압압력센서(79) 검출값 및 흡입온도센서(81) 검출값을 이용하여, 제 1 이용측 열교환기인 냉장열교환기(31) 및 냉동열교환기(41)로부터 압축기구(11D) 흡입측을 향하는 냉매의 과열도를 검출한다. 그리고 제어기(95)는, 이 검출한 과열도가 소정값 이상이 되면 전자밸브(SV1)를 개구하며, 과열도가 소정값 미만이 되면 전자밸브(SV1)를 폐쇄한다.
제어기(95)는, 압축기구(11D)로 흡입되는 냉매의 과열도로부터, 제 1 이용측 열교환기인 냉장열교환기(31) 및 냉동열교환기(41)에서 냉매가 부족한지의 여부를 판단한다. 제어기(95)는 냉장열교환기(31) 및 냉동열교환기(41)에서 냉매가 부족하다고 판단하면, 수액기(17) 내의 냉매를 순환경로로 되돌리기 위해 전자밸 브(SV1)를 개구한다.
-운전동작-
다음으로, 상기 냉동장치(1)가 실행하는 운전동작에 대해 각 운전별로 설명한다. 이 제 1 실시형태에서는 8 종류의 운전모드를 설정할 수 있도록 구성된다. 구체적으로는, <ⅰ>실내유닛(20)의 냉방만을 실행하는 냉방운전, <ⅱ>냉장유닛(30)과 냉동유닛(40)의 냉각만을 실행하는 냉동운전, <ⅲ>실내유닛(20)의 냉방과 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)의 냉각을 동시에 실행하는 제 1 냉방냉동운전, <ⅳ>제 1 냉방냉동운전 시의 실내유닛(20) 냉방능력이 부족한 경우의 운전인 제 2 냉방냉동운전, <ⅴ>실내유닛(20)의 난방만을 실행하는 난방운전, <ⅵ>실내유닛(20)의 난방과 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)의 냉각을 실외열교환기(15)를 이용하지 않고 100％ 열회수운전으로 실행하는 제 1 난방냉동운전, <ⅶ>제 1 난방냉동운전에서 실내유닛(20)의 난방능력이 과한 경우에 실행하는 제 2 난방냉동운전, 그리고 <ⅷ>제 1 난방냉동운전에서 실내유닛(20)의 난방능력이 부족한 경우에 실행하는 제 3 난방냉동운전이 가능하게 구성된다.
이하, 개개의 운전동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
<냉방운전>
이 냉방운전은 실내유닛(20)의 냉방만을 실행하는 운전이다. 이 냉방운전 시는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(11A)가 제 1 계통 압축기구(11D)를 구성하며, 제 1 비인버터압축기(11B)와 제 2 비인버터압축기(11C)가 제 2 계통 압축기구(11E)를 구성한다. 그리고 제 2 계통 압축기구(11E)인 제 1 비인버터압축 기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)만을 구동시킨다.
또, 도 2에 실선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 십자전환밸브(12) 및 제 2 십자전환밸브(13)는 각각 제 1 상태로 전환되며, 제 3 십자전환밸브(14)는 제 2 상태로 전환된다. 또한, 실외팽창밸브(19), 액주입관(67) 전동팽창밸브(67a), 고온가스 바이패스관(71) 전자밸브(SV1), 냉장유닛(30) 전자밸브(SV2), 및 냉동유닛(40) 전자밸브(SV3)는 폐쇄된다.
이 상태에서, 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)로부터 토출된 냉매는, 제 1 십자전환밸브(12)로부터 실외 제 1 가스관(58a)을 거쳐 실외열교환기(15)로 흐르고 응축된다. 응축된 액냉매는 실외액관(62)을 흐르며, 수액기(17)를 거쳐 액측 연결배관(53, 54, 55)의 집합액관(53) 및 제 2 분기액관(55)을 지나 실내팽창밸브(22)로부터 실내열교환기(21)로 흘러가 증발한다. 증발한 가스냉매는 제 2 가스측 연결배관(52) 및 실외 제 2 가스관(58b)으로부터 제 1 십자전환밸브(12) 및 제 2 십자전환밸브(13)를 거쳐 제 2 비인버터압축기(11C)의 흡입관(61c)을 흐른다. 이 저압 가스냉매의 일부는 제 2 비인버터압축기(11C)로 돌아오며, 나머지 가스냉매는 제 2 비인버터압축기(11C)의 흡입관(61c)으로부터 분기관(61e)으로 분기되어 흐르고, 제 3 십자전환밸브(14)를 지나 제 1 비인버터압축기(11B)로 돌아온다. 냉매가 이상의 순환을 반복함으로써, 매장 내 냉방이 이루어진다.
여기에서, 이 운전상태에서는, 실내의 냉방부하에 따라, 제 1 비인버터압축기(11B)와 제 2 비인버터압축기(11C)의 기동과 정지나, 실내팽창밸브(22)의 개구도 등이 제어된다. 압축기(11B, 11C)는 1 대만을 운전시키는 것도 가능하다.
<냉동운전>
냉동운전은, 냉장유닛(30)과 냉동유닛(40)의 냉각만을 실행하는 운전이다. 이 냉동운전 시는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(11A)와 제 1 비인버터압축기(11B)가 제 1 계통 압축기구(11D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(11C)가 제 2 계통 압축기구(11E)를 구성한다. 그리고 제 1 계통 압축기구(11D)인 인버터압축기(11A) 및 제 1 비인버터압축기(11B)를 구동시키는 동시에, 부스터압축기(43)도 구동시키는 한편, 제 2 비인버터압축기(11C)는 정지시킨다.
또, 제 1 십자전환밸브(12), 제 2 십자전환밸브(13) 및 제 3 십자전환밸브(14)는, 도 3에 실선으로 나타낸 바와 같이 각각 제 1 상태로 전환된다. 또한, 냉장유닛(30) 전자밸브(SV2) 및 냉동유닛(40) 전자밸브(SV3)가 개구되는 한편, 고온가스 바이패스관(71)의 전자밸브(SV1), 실외팽창밸브(19) 및 실내팽창밸브(22)는 폐쇄된다. 또한, 액주입관(67)의 전동팽창밸브(67a)는, 운전상태에 따라 전폐로 설정되거나, 소정 유량의 액 냉매가 흐르도록 소정 개구도로 설정된다.
이 상태에서, 인버터압축기(11A) 및 제 1 비인버터압축기(11B)로부터 토출된 냉매는 제 1 십자전환밸브(12)로부터 실외 제 1 가스관(58a)을 거쳐 실외열교환기(15)로 흐르고 응축된다. 응축된 액냉매는 실외액관(62)을 흐르고, 수액기(17)를 거쳐 액측 연결배관(53, 54, 55)의 집합액관(53)으로부터 냉장측 제 1 분기액관(54a)과 냉동측 제 1 분기액관(54b)으로 분기되어 흐른다.
냉장측 제 1 분기액관(54a)을 흐르는 액냉매는, 냉장팽창밸브(32)를 거쳐 냉 장열교환기(31)로 흐르고 증발하며, 냉장측 분기가스관(51a)을 흐른다. 한편, 냉동측 제 1 분기액관(54b)을 흐르는 액냉매는, 냉동팽창밸브(42)를 거쳐 냉동열교환기(41)로 흐르고 증발한다. 이 냉동열교환기(41)에서 증발한 가스냉매는 부스터압축기(43)로 흡인되고 압축되며, 냉동측 분기가스관(51b)으로 토출된다.
상기 냉장열교환기(31)에서 증발한 가스냉매와 부스터압축기(43)로부터 토출된 가스냉매는 제 1 가스측 연결배관(51)에서 합류하고, 저압가스관(64)을 지나 인버터압축기(11A) 및 제 1 비인버터압축기(11B)로 돌아온다. 냉매가 이상의 순환을 반복함으로써, 냉장용 진열장 및 냉동용 진열장의 저장고 내가 냉각된다.
상기 냉동열교환기(41)의 냉매압력은 부스터압축기(43)에서 흡인되므로, 냉장열교환기(31)의 냉매압력보다 저압이 된다. 그 결과, 예를 들어 냉동열교환기(41)의 냉매온도(증발온도)가 -35℃로 되며, 냉장열교환기(31)의 냉매온도(증발온도)가 -10℃로 된다.
이 냉동운전 시에는, 예를 들어 저압 압력센서(79)가 검출하는 저압 냉매압력(LP)에 기초하여 제 1 비인버터압축기(11B)의 기동과 정지나, 인버터압축기(11A)의 기동, 정지 또는 용량제어를 행하며, 냉동부하에 따른 운전을 한다.
예를 들어, 압축기구(11D)의 용량을 증대시키는 제어는, 우선 제 1 비인버터압축기(11B)가 정지된 상태에서 인버터압축기(11A)를 구동시킨다. 인버터압축기(11A)가 최대용량으로 상승한 후에 다시 부하가 증대하면, 제 1 비인버터압축기(11B)를 구동시키는 동시에, 인버터압축기(11A)를 최저용량으로 감소시킨다. 그 후, 다시 부하가 증가하면, 제 1 비인버터압축기(11B)를 기동시킨 채로 인버터압축 기(11A)의 용량을 상승시킨다. 압축기 용량의 감소제어에서는, 이 증대제어와 반대 동작이 이루어진다.
또, 상기 냉장팽창밸브(32) 및 냉동팽창밸브(42)의 개구도는, 감온통에 의한 과열도 제어가 행해진다. 이 점은, 이하의 각 운전에서도 마찬가지이다.
<제 1 냉방냉동운전>
이 제 1 냉방냉동운전은, 실내유닛(20)의 냉방과 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)의 냉각을 동시에 행하는 운전이다. 이 제 1 냉방냉동운전 시는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(11A)와 제 1 비인버터압축기(11B)가 제 1 계통 압축기구(11D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(11C)가 제 2 계통 압축기구(11E)를 구성한다. 그리고 인버터압축기(11A), 제 1 비인버터압축기(11B), 및 제 2 비인버터압축기(11C)를 구동시키는 동시에, 부스터압축기(43)도 구동시킨다.
또, 제 1 십자전환밸브(12), 제 2 십자전환밸브(13) 및 제 3 십자전환밸브(14)는, 도 4에 실선으로 나타낸 바와 같이 각각 제 1 상태로 전환된다. 또한, 냉장유닛(30) 전자밸브(SV2) 및 냉동유닛(40) 전자밸브(SV3)가 개구되는 한편, 고온가스 바이패스관(71) 전자밸브(SV1)와 실외팽창밸브(19)는 폐쇄된다. 또, 액주입관(67)의 전동팽창밸브(67a)는, 운전상태에 따라 전폐로 설정되거나, 압축기구(11D)의 흡입측에 소정 유량의 액냉매를 공급하도록 소정 개구도로 설정된다.
이 상태에서, 인버터압축기(11A), 제 1 비인버터압축기(11B), 및 제 2 비인버터압축기(11C)로부터 토출된 냉매는 고압가스관(57)에서 합류하며, 제 1 십자전환밸브(12)로부터 실외 제 1 가스관(58a)을 거쳐 실외열교환기(15)로 흐르고 응축 된다. 응축된 액냉매는 실외액관(62)을 흐르고 수액기(17)를 거쳐 액측 연결배관(53, 54, 55)의 집합액관(53)으로 흐른다.
상기 액측 연결배관(53, 54, 55)의 집합액관(53)을 흐르는 액냉매는, 일부가 제 2 분기액관(55)으로 분기되며, 실내팽창밸브(22)를 거쳐 실내열교환기(21)로 흐르고 증발한다. 증발한 가스냉매는 제 2 가스측 연결배관(52) 및 실외 제 2 가스관(58b)으로부터 제 1 십자전환밸브(12) 및 제 2 십자전환밸브(13)를 거쳐 흡입관(61c)을 흐르고, 제 2 비인버터압축기(11C)로 돌아온다.
한편, 상기 액측 연결배관(53, 54, 55)의 집합액관(53)을 흐르는 액냉매는 냉장측 제 1 분기액관(54a)과 냉동측 제 1 분기액관(54b)으로 분기된다. 냉장측 제 1 분기액관(54a)을 흐르는 액냉매는, 냉장팽창밸브(32)를 거쳐 냉장열교환기(31)로 흐르고 증발하며, 냉장측 분기가스관(51a)을 흐른다. 또, 냉동측 제 1 분기액관(54b)을 흐르는 액냉매는, 냉동팽창밸브(42)를 거쳐 냉동열교환기(41)로 흐르고 증발한다. 이 냉동열교환기(41)에서 증발한 가스냉매는 부스터압축기(43)로 흡인되고 압축되며, 냉동측 분기가스관(51b)으로 토출된다.
상기 냉장열교환기(31)에서 증발한 가스냉매와 부스터압축기(43)로부터 토출된 가스냉매는, 제 1 가스측 연결배관(51)에서 합류하고, 저압가스관(64)을 지나 인버터압축기(11A) 및 제 1 비인버터압축기(11B)로 돌아온다.
냉매가 이상과 같이 순환을 반복함으로써, 매장 내가 냉방됨과 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내가 냉각된다.
<제 2 냉방냉동운전>
제 2 냉방냉동운전은, 상기 제 1 냉방냉동운전 시의 실내유닛(20) 냉방능력이 부족한 경우의 운전이며, 제 1 비인버터압축기(11B)를 공조 쪽으로 전환시킨 운전이다. 이 제 2 냉방냉동운전 시의 설정은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기본적으로 제 1 냉방냉동운전 시와 마찬가지지만, 제 3 십자전환밸브(11C)가 제 2 상태로 전환되는 점이 제 1 냉방냉동운전과 다르다.
따라서, 이 제 2 냉방냉동운전 시에서는, 제 1 냉방냉동운전과 마찬가지로, 인버터압축기(11A), 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)로부터 토출된 냉매는, 실외열교환기(15)에서 응축되며, 실내열교환기(21)와 냉장열교환기(31)와 냉동열교환기(41)에서 증발한다.
그리고 상기 실내열교환기(21)에서 증발한 냉매는, 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)로 돌아오며, 냉장열교환기(31) 및 냉동열교환기(41)에서 증발한 냉매는, 인버터압축기(11A)로 돌아오게 된다. 공조 쪽에서 2 대의 압축기(11B, 11C)를 사용함으로써, 냉방능력 부족이 보완된다.
<난방운전>
이 난방운전은, 실내유닛(20)의 난방만을 행하는 운전이다. 이 난방운전 시에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(11A)가 제 1 계통 압축기구(11D)를 구성하며, 제 1 비인버터압축기(11B)와 제 2 비인버터압축기(11C)가 제 2 계통 압축기구(11E)를 구성한다. 그리고 제 2 계통 압축기구(11E)인 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)만을 구동시킨다.
또, 도 6에 실선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 십자전환밸브(12)는 제 2 상태 로 전환되며, 제 2 십자전환밸브(13)는 제 1 상태로 전환되고, 제 3 십자환밸브(14)는 제 2 상태로 전환된다. 한편, 액주입관(67)의 전동팽창밸브(67a), 고온가스 바이패스관(71)의 전자밸브(SV1), 냉장유닛(30)의 전자밸브(SV2), 및 냉동유닛(40)의 전자밸브(SV3)는 폐쇄된다. 또한, 실내팽창밸브(22)는 전개(開)로 설정되며, 상기 실외팽창밸브(19)는 소정 개구도로 제어된다.
이 상태에서 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)로부터 토출된 냉매는, 제 1 십자전환밸브(12)로부터 실외 제 2 가스관(58b) 및 제 2 가스측 연결배관(52)을 거쳐 실내열교환기(21)로 흐르고 응축된다. 응축된 액냉매는 액측 연결배관(53, 54, 55)의 제 2 분기액관(55)으로부터 집합액관(53)을 흐르며, 또, 액분기관(66)을 통과하고 수액기(17)로 유입한다. 그 후, 상기 액냉매는 보조액관(65)의 실외팽창밸브(19)를 거쳐 실외열교환기(15)로 흐르고 증발한다. 증발한 가스냉매는 실외 제 1 가스관(58a)으로부터 제 1 십자전환밸브(12) 및 제 2 십자전환밸브(13)를 거쳐 제 2 비인버터압축기(11C)의 흡입관(61c)을 흐르고, 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)로 돌아온다. 이 순환을 반복함으로써, 실내가 난방된다.
그리고 냉방운전과 마찬가지로, 압축기(11B, 11C)는 1 대만 운전시키는 것도 가능하다.
<제 1 난방냉동운전>
이 제 1 난방냉동운전은 실외열교환기(15)를 이용하지 않고, 실내유닛(20)의 난방과, 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)의 냉각을 행하는 100％ 열회수운전이다. 이 제 1 난방냉동운전은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(11A)와 제 1 비인버터압축기(11B)가 제 1 계통 압축기구(11D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(11C)가 제 2 계통 압축기구(11E)를 구성한다. 그리고 인버터압축기(11A) 및 제 1 비인버터압축기(11B)를 구동시키는 동시에, 부스터압축기(43)도 구동시킨다. 제 2 비인버터압축기(11C)는 정지상태이다.
또, 도 7에 실선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 십자전환밸브(12)는 제 2 상태로 전환되며, 제 2 십자전환밸브(13) 및 제 3 십자전환밸브(14)는 제 1 상태로 전환된다. 또한, 냉장유닛(30)의 전자밸브(SV2) 및 냉동유닛(40) 전자밸브(SV3)가 개구되는 한편, 실외팽창밸브(19)가 폐쇄된다. 또한, 고온가스 바이패스관(71)의 전자밸브(SV1)는, 저압압력센서(79) 검출값 및 흡입온도센서(81) 검출값으로 검출한, 흡입관(61a)을 유통하는 냉매의 과열도에 기초하여 개폐가 제어된다. 또, 액주입관(67)의 전동팽창밸브(67a)는 상기 과열도와 토출온도센서(76) 검출값에 기초하여 개구도가 제어된다.
이 상태에서, 인버터압축기(11A)와 제 1 비인버터압축기(11B)로부터 토출된 냉매는, 제 1 십자전환밸브(12)로부터 실외 제 2 가스관(58b) 및 제 2 가스측 연결배관(52)을 거쳐 실내 열교환기(21)로 흐르고 응축된다. 응축된 액냉매는, 액측 연결배관(53, 54, 55)의 제 2 분기액관(55)으로부터, 집합액관(53) 앞에서 냉장측 제 1 분기액관(54a)과 냉동측 제 1 분기액관(54b)으로 분기되어 흐른다.
냉장측 제 1 분기액관(54a)을 흐르는 액냉매는, 냉장팽창밸브(32)를 거쳐 냉장열교환기(31)로 흐르고 증발하며, 냉장측 분기가스관(51a)을 흐른다. 또, 냉동 측 제 1 분기액관(54b)을 흐르는 액냉매는, 냉동팽창밸브(42)를 거쳐 냉동열교환기(41)로 흐르고 증발한다. 이 냉동열교환기(41)에서 증발한 가스냉매는 부스터압축기(43)로 흡인되고 압축되며, 냉동측 분기가스관(51b)으로 토출된다.
상기 냉장열교환기(31)에서 증발한 가스냉매와, 부스터압축기(43)로부터 토출된 가스냉매는 제 1 가스측 연결배관(51)에서 합류하고, 저압가스관(64)을 지나 인버터압축기(11A) 및 제 1 비인버터압축기(11B)로 돌아온다. 냉매가 이상의 순환을 반복함으로써, 매장 내가 난방되는 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내가 냉각된다. 이 제 1 난방냉동운전 중은, 냉장유닛(30)과 냉동유닛(40)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(20)의 난방능력(응축열량)이 균형을 이루고, 100% 열회수가 이루어진다. 이와 같이 제 1 난방냉동운전에서는, 압축기구(11D)로부터 송출된 냉매가 실내유닛(20)으로부터 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)을 유통하고 압축기구(11D)로 돌아오는 냉매 순환경로가 형성된다. 이 순환경로에서, 실내유닛(20)에서 응축한 냉매는 실외유닛(10)으로는 회송되지 않고 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)으로 직접 유입하게 된다.
여기에서, 이 제 1 난방냉동운전 중은 릴리프밸브(117)가 폐쇄되도록 하지만, 액측 연결배관(53, 54, 55)의 압력이 지나치게 높아져 릴리프밸브(117)에 작용하는 냉매압력이 소정압력(예를 들어 1.5 ㎫)을 상회하여, 릴리프밸브(117)가 개구되는 경우가 있다. 또, 릴리프밸브(117)가 폐쇄되어 있어도 냉매누출이 발생하는 경우도 있다. 이와 같은 경우, 순환경로의 냉매가 집합액관(53)으로부터 액분기관(66)을 통해 수액기(17)로 유입하며, 순환경로의 냉매가 감소해간다. 순환경로 의 냉매가 감소해가면, 냉장열교환기(31) 및 냉동열교환기(41)에서는 냉매유량이 서서히 적어져, 기액 2상상태의 냉매가 흐르는 영역이 감소하며, 단일상 가스냉매가 흐르는 영역이 확대되므로, 냉장열교환기(31) 및 냉동열교환기(41)로부터 유출되어 압축기구(11D)로 향하는 냉매의 과열도가 서서히 커진다.
제어기(95)는, 저압압력센서(79) 검출값 및 흡입온도센서(81) 검출값에 기초하여 검출한, 흡입관(61a)을 유통하는 냉매의 과열도가 소정값 이상이 되면 전자밸브(SV1)를 개구한다. 전자밸브(SV1)가 개구되면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 압축기구(11D)가 토출한 고압 가스냉매가 고온가스 바이패스관(71)을 지나 수액기(17)로 도입되며, 수액기(17)의 내압이 상승한다. 이로써, 수액기(17) 내의 액냉매가 강제 압출되어 집합액관(53)으로부터 순환경로로 회송된다. 수액기(17)에는 순환경로로부터 가스냉매가 공급되나, 액냉매가 압출되므로, 결과적으로 수액기(17) 내의 냉매량은 감소하며, 순환경로의 냉매량은 증가한다. 이로써 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)의 냉매부족을 방지할 수 있어, 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)의 냉각능력 저하를 회피할 수 있다.
또, 수액기(17) 내의 액냉매가 순환경로로 회송되어 순환경로의 냉매량이 증가해가면, 흡입관(61a)을 유통하는 냉매의 과열도가 서서히 감소해간다. 그리고 제어기(95)는, 저압압력센서(79) 검출값 및 흡입온도센서(81) 검출값에 기초하여 검출한 냉매 과열도가 소정값 미만이 되면 전자밸브(SV1)를 폐쇄한다.
<제 2 난방냉동운전>
이 제 2 난방냉동운전은, 상기 제 1 난방냉동운전 시에 실내유닛(20)의 난방 능력이 과한 경우에 실행되는 운전이다. 이 제 2 난방냉동운전 시는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(11A)와 제 1 비인버터압축기(11B)가 제 1 계통 압축기구(11D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(11C)가 제 2 계통 압축기구(11E)를 구성한다. 그리고 인버터압축기(11A) 및 제 1 비인버터압축기(11B)를 구동시키는 동시에, 부스터압축기(43)도 구동시킨다. 제 2 비인버터압축기(11C)는 정지상태이다.
이 제 2 난방냉동운전은, 제 2 십자전환밸브(13)가, 도 9에 실선으로 나타낸 바와 같이, 제 2 상태로 전환된 점 외는, 밸브의 설정 등은 상기 제 1 난방냉동운전과 동일하다.
따라서, 인버터압축기(11A)와 제 1 비인버터압축기(11B)로부터 토출된 냉매의 일부는, 상기 제 1 난방냉동운전과 마찬가지로 실내열교환기(21)로 흐르고 응축된다. 응축된 액냉매는, 액측 연결배관(53, 54, 55)의 제 2 분기액관(55)으로부터 집합액관(11) 앞에서 제 1 분기액관(54)(냉장측 제 1 분기액관(54a) 및 냉동측 제 1 분기액관(54b)으로 흐른다.
한편, 상기 인버터압축기(11A)와 제 1 비인버터압축기(11B)로부터 토출된 다른 냉매는, 보조가스관(59)으로부터 제 2 십자전환밸브(13) 및 제 1 십자전환밸브(12)를 거쳐 실외 제 1 가스관(58a)을 흐르고, 실외열교환기(15)에서 응축된다. 이 응축된 액냉매는 실외액관(62)을 흐를 때 수액기(17)를 통과하며, 액측 연결배관(53, 54, 55)의 집합액관(53)을 거쳐 제 1 분기액관(54)(냉장측 제 1 분기액관(54a) 및 냉동측 제 1 분기액관(54b)으로 흐르고 제 2 분기액관(55)으로부터의 냉매와 합류한다.
그 후, 상기 냉장측 제 1 분기액관(54a)을 흐르는 액냉매는 냉장열교환기(31)로 흐르고 증발하며, 냉장측 분기가스관(51a)을 흐른다. 또, 냉동측 제 1 분기액관(54b)을 흐르는 액냉매는 냉동열교환기(41)로 흐르고 증발하며, 부스터압축기(43)로 흡입되고 압축되며, 냉동측 분기가스관(51b)으로 토출된다. 상기 냉장열교환기(31)에서 증발한 가스냉매와 부스터압축기(43)로부터 토출된 가스냉매는 제 1 가스측 연결배관(51)에서 합류하고, 저압가스관(64)을 지나 인버터압축기(11A) 및 제 1 비인버터압축기(11B)로 돌아온다.
이 제 2 난방냉동운전 시에는, 냉매가 이상의 순환을 반복함으로써, 매장 내가 난방되는 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내가 냉각된다. 이 때, 냉장유닛(30)과 냉동유닛(40)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(20)의 난방능력(응축열량)은 균형을 이루지 못하며, 남은 응축열을 실외열교환기(15)로부터 실외로 방출하게 된다.
<제 3 난방냉동운전>
이 제 3 난방냉동운전은, 상기 제 1 난방냉동운전으로는 실내유닛(20)의 난방능력이 부족한 경우에 실행하는 운전이다. 이 제 3 난방냉동운전은 도 10에 나타내낸 바와 같이, 인버터압축기(11A)와 제 1 비인버터압축기(11B)가 제 1 계통 압축기구(11D)를 구성하며, 제 2 비인버터압축기(11C)가 제 2 계통 압축기구(11E)를 구성한다. 그리고 상기 인버터압축기(11A), 제 1 비인버터압축기(11B) 및 제 2 비인버터압축기(11C)를 구동시킴과 동시에, 부스터압축기(43)도 구동시킨다.
이 제 3 난방냉동운전은, 실외팽창밸브(19)의 개구도가 제어되며, 전자밸 브(SV1)가 개폐제어 되지 않고 폐쇄되며, 제 2 비인버터압축기(11C)가 구동되는 점 외에는, 상기 제 1 난방냉동운전과 마찬가지로 설정된다.
따라서, 인버터압축기(11A)와 제 1 비인버터압축기(11B)와 제 2 비인버터압축기(11C)로부터 토출된 냉매는, 상기 제 1 난방냉동운전과 마찬가지로, 제 2 가스측 열결배관(52)을 거쳐 실내열교환기(21)로 흐르고 응축된다. 응축된 액냉매는, 액측 연결액관(53, 54, 55)의 제 2 분기액관(55)으로부터 제 1 분기액관(54)(냉장측 제 1 분기액관(54a) 및 냉동측 제 1 분기액관(54b)과 집합액관(53))으로 분기되어 흐른다.
냉장측 제 1 분기액관(54a)을 흐르는 액냉매는, 냉장열교환기(31)로 흐르고 증발하며, 냉장측 분기가스관(51a)을 흐른다. 또, 냉동측 제 1 분기액관(54b)을 흐르는 액냉매는, 냉동열교환기(41)로 흐르고 증발하며, 부스터압축기(43)로 흡입되고 압축되며, 냉동측 분기가스관(51b)으로 토출된다. 상기 냉장열교환기(31)에서 증발한 가스냉매와 부스터압축기(43)로부터 토출된 가스냉매는 제 1 가스측 연결배관(51)에서 합류하고, 저압가스관(64)을 지나 인버터압축기(11A) 및 제 1 비인버터압축기(11B)로 돌아온다.
한편, 실내열교환기(21)에서 응축한 후, 집합액관(53)을 흐르는 액냉매는, 액분기관(66)을 흐르고 수액기(17)로 유입하며, 다시 실외팽창밸브(19)를 거쳐 실외열교환기(15)로 흐르고 증발한다. 증발한 가스냉매는 실외 제 1 가스관(58a)을 흐르며, 제 1 십자전환밸브(12) 및 제 2 십자전환밸브(13)를 거쳐 제 2 비인버터압축기(11C)의 흡입관(61c)을 흐르고, 이 제 2 비인버터압축기(11C)로 돌아온다.
이 제 3 난방냉동운전 시에는, 냉매가 순환을 반복함으로써, 매장 내가 난방되는 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내가 냉각된다. 이때, 냉장유닛(30)과 냉동유닛(40)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(20)의 난방능력(응축열량)은 균형을 이루지 못하며, 부족한 증발열을 실외 열교환기(15)로부터 얻게 된다.
-제 1 실시형태의 효과-
본 제 1 실시형태에서는, 수액기(17)에 냉매가 유입되면 냉매량이 감소하는 상기 순환경로가 형성되는 제 1 난방냉동운전에서, 고온가스 바이패스관(71)의 전자밸브(SV1)를 개구함으로써 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송할 수 있도록 한다. 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하면, 이용측 유닛인 실내유닛(20), 냉장유닛(30), 및 냉동유닛(40)을 유통하는 냉매량이 증가한다. 따라서 각 이용측 유닛(20, 30, 40)에서 냉매가 부족해지기 전에 냉매회송기구(5)에 의해 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송함으로써, 각 이용측 유닛(20, 30, 40)의 냉매부족을 방지할 수 있다.
또, 본 제 1 실시형태에서는, 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)에서 냉매가 부족한 상태인지의 여부를 냉장열교환기(31) 및 냉동열교환기(41)로부터 압축기구(11D)의 흡입측을 향하는 냉매의 과열도로 판단할 수 있는 점에서, 저압압력센서(79) 검출값 및 흡입온도센서(81) 검출값에 기초하여 고온가스 바이패스관(71)의 전자밸브(SV1)를 제어하도록 한다. 따라서, 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)에서 냉매가 부족해지기 전에 적절한 타이밍으로 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회 송할 수 있으므로, 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)에서의 냉각능력 저하를 확실하게 회피할 수 있다.
[제 2 실시형태]
본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 이 제 2 실시형태에 관한 냉동장치(1)의 냉매회로도를 도 11에 나타낸다. 이 제 2 실시형태의 냉동장치(1)는 고온가스 바이패스관(71) 및 전자밸브(SV1)가 형성되지 않은 점에서 상기 제 1 실시형태와 다르며, 연통기구인 제 2 십자전환밸브(13)가 냉매회송기구(5)를 구성한다.
제 1 난방냉동운전에서, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작에 대해 설명한다. 이 제 2 실시형태의 냉동장치(1)에서는, 제어기(95)가, 저압압력센서(79) 검출값 및 흡입온도센서(81) 검출값으로 검출한, 흡입관(61a)을 유통하는 냉매의 과열도가 소정값 이상이 되면 제 2 십자전환밸브(13)를 제 2 상태로 전환한다.
제 2 십자전환밸브(13)가 제 2 상태로 설정되면, 압축기구(11D)가 토출한 고압 가스냉매의 일부가, 보조가스관(59)으로부터 제 2 십자전환밸브(13) 및 제 1 십자전환밸브(12)를 거쳐 실외 제 1 가스관(58a)을 유통하며, 또 실외열교환기(15)로부터 실외액관(62)을 유통하고 수액기(17)로 유입한다. 이때, 실외 팬(16)은 정지된 채이다. 이로써 수액기(17)의 내압이 상승하며, 수액기(17)내의 액냉매가 강제 압출되어 집합액관(53)으로부터 순환경로로 회송된다.
여기에서, 제 1 난방냉동운전에서 제 2 십자전환밸브(13)가 제 2 상태로 설정된 상태는 제 1 실시형태 제 2 난방냉동운전과 마찬가지의 운전상태이다. 그러 나 제 1 실시형태 제 2 난방냉동운전은 실내유닛(20)의 난방능력을 저하시키기 위해 행하는 운전인데 반해, 이 제 2 실시형태의 제 1 난방냉동운전은 수액기(17) 내의 액냉매를 강제적으로 순환경로로 회송하기 위한 운전이다. 그리고 제 1 실시형태의 제 2 난방냉동운전에서는 실외열교환기(15)에서 냉매를 응축시키기 위해 실외 팬(16)을 구동시키지만, 제 2 실시형태의 제 1 난방냉동운전에서는 압축기구(11D)가 토출한 고압 가스냉매를 수액기(17)로 도입하기 위한 유통경로로서 실외열교환기(15)를 이용할 뿐이며, 냉매가 응축되면 수액기(17)로 액냉매가 도입되어 수액기(17) 내의 냉매량이 감소되기 어려우므로, 실외 팬(16)을 구동시키지 않는다.
본 제 2 실시형태에서는 실외열교환기(15)를, 고압 가스냉매를 수액기(17)로 도입하는 유통경로로서 이용함으로써, 수액기(17)와 압축기구(11D) 토출측을 접속하는 유통경로를 별도로 형성할 필요 없이, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송할 수 있도록 한다. 이로써 냉동장치(1)의 구성이 간소화된다.
[제 3 실시형태]
본 발명의 제 3 실시형태에 대해 설명한다. 이 제 3 실시형태에 관한 냉동장치(1)의 냉매회로도를 도 12에 나타낸다. 이 제 3 실시형태의 냉동장치(1)는, 고온가스 바이패스관(71) 및 전자밸브(SV1)가 형성되지 않은 점과, 액주입관(67)의 접속위치가 상기 제 1 실시형태와 다르다.
액주입관(67)은, 한끝이 흡입관(61a)과 저압가스관(64)의 접속부에 접속되며, 다른 끝이 실외액관(62)의 보조액관(65) 폐쇄밸브(18c) 쪽 접속점과 수액기(17) 사이에 접속된다. 액주입관(67)은, 수액기(17)를 압축기구(11D) 흡입측으 로 연통시키기 위한 연통관이며, 전동팽창밸브(67a)와 함께 냉매회송기구(5)를 구성한다.
제 1 난방냉동운전에서, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작에 대해 설명하기로 한다. 이 제 3 실시형태의 냉동장치(1)에서는, 제어기(95)가, 저압압력센서(79) 검출값 및 흡입온도센서(81) 검출값에 기초하여 검출한, 흡입관(61a)을 유통하는 냉매의 과열도가 소정값 이상이 되면, 전동팽창밸브(67a)를 개구한다. 이로써 수액기(17)와 압축기구(11D) 흡입측은 연통되므로, 수액기(17) 내의 액냉매는 압축기구(11D)에 의해 강제적으로 빨아올려져 순환경로로 회송된다.
여기에서, 상기 제 1 실시형태나 제 2 실시형태의 냉동장치(1)에서는, 제 1 난방냉동운전에서 전동팽창밸브(67a)를 개구해도, 집합액관(53) 내는 고압이므로, 수액기(17) 내의 액냉매는 수액기(17)로부터 유출되지 않는다.
본 제 3 실시형태에서는, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송할 때, 압축기구(11D)가 수액기(17) 내의 액냉매를 흡입하므로, 압축기구(11D)의 흡입과열도가 저하된다. 따라서 냉매를 순환경로로 회송함으로써, 냉매부족을 해소할 수 있음과 더불어, 흡입과열도를 억제하여 압축기구(11D)의 입력을 삭감할 수 있다.
[그 밖의 실시형태]
상기 실시형태에 대해서는 이하와 같은 구성으로 해도 된다.
상기 실시형태에서는, 제어기(95)가, 저압압력센서(79) 검출값 및 흡입온도센서(81) 검출값에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어했으나, 고압압력센서(75) 및 토출온도센서(76)의 검출값에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어하도록 해도 된다. 제어기(95)는, 고압압력센서(75) 검출값 및 토출온도센서(76) 검출값에 기초하여 계산한, 압축기구(11D)로부터 토출된 냉매의 과열도가 소정값 이상이 되면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 한다. 고압압력센서(75) 및 토출온도센서(76)는 토출과열도 검출수단을 구성한다.
또, 제어기(95)는, 압축기구(11D)가 토출한 냉매의 온도를 검출하는 토출온도센서(76) 검출값에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어해도 된다. 제어기(95)는, 토출온도센서(76)의 검출값이 소정값 이상이 되면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 한다. 토출온도센서(76)는 토출냉매온도 검출수단을 구성한다.
또한, 제어기(95)는, 액주입관(67)의 전동팽창밸브(67a) 개구도에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어하도록 해도 된다. 제어기(95)는, 전동팽창밸브(67a)의 개구도가 소정 개구도 이상(예를 들어, 480펄스 전동팽창밸브일 경우는 400펄스 이상)이 되면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 한다. 또, 제어기(95)는, 전동팽창밸브(67a)의 개구도가 소정 개구도 이하(예를 들어, 480펄스 전동팽창밸브일 경우는 350펄스 이하)가 되면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 종료시킨다.
여기에서 전동팽창밸브(67a)는, 토출온도센서(76) 검출값, 저압압력센서(79) 검출값, 및 흡입온도센서(81) 검출값으로 검출되는 흡입관(61a)의 냉매 과열도에 기초하여 개구도가 제어된다. 예를 들어, 제어기(95)는, 토출온도센서(76)의 검출값이 90℃ 이상이 되는 조건, 또는 흡입관(61a)에서의 냉매 과열도가 5℃ 이상이 되는 조건 중, 어느 한쪽 조건이 성립되면 전동팽창밸브(67a)의 개구도를 크게 한다.
또, 제어기(95)는, 증발기가 되는 냉장열교환기(31) 및 냉동열교환기(41)의 출구 과열도에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어하도록 해도 된다. 이 경우, 과열도를 검출하기 위해 냉장열교환기(31)의 출구나 냉동열교환기(41) 출구에 온도센서 및 압력센서를 배치한다. 예를 들어, 제어기(95)는, 냉장열교환기(31) 출구와 냉동열교환기(41) 출구 중, 어느 한쪽에서 냉매 과열도가 10℃ 이상인 상태의 계속시간이 10분을 초과하면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 한다. 또한, 제어기(95)는, 냉매 과열도가 10℃ 이상인 상태의 계속시간이 10분을 초과한 증발기에 대해, 그 출구의 냉매 과열도가 7℃ 이하인 상태의 계속시간이 1분을 초과하면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 종료시킨다. 여기에서 냉매회송기구(5)의 제어는, 모든 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)의 증발기 출구의 냉매과열도에 기초하여 행할 필요는 없으며, 액냉매가 유입하기 어려운 상태의 유닛(예를 들어, 높은 곳에 배치된 유닛)의 증발기 출구 냉매과열도에 기초하여 행하면 된다.
그리고 제어기(95)는, 고압압력센서(75)의 검출값에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어하도록 해도 된다. 이 경우, 냉동주기의 고압압력은 실내유닛(20)이 설치된 실내공간의 온도에 따라 변화하므로, 고압압력센서(75)에서 검출된 압력의 포화온도에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어한다. 예를 들어, 제어기(95)는, 포화온도와 실내공간 온도 차가 15℃ 이하인 상태의 계속시간이 10분을 초과하면, 수 액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 한다. 또, 제어기(95)는, 상기 온도차가 15℃ 이상인 상태의 계속시간이 1분을 초과하면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 종료시킨다.
또한, 제어기(95)는, 저압압력센서(79)의 검출값에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어하도록 해도 된다. 예를 들어, 제어기(95)는, 저압압력센서(79)의 검출값이 0.15 ㎫ 이하인 상태의 계속시간이 10분을 초과하면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 한다. 또, 제어기(95)는, 저압압력센서(79)의 검출값이 0.2 ㎫ 이상인 상태의 계속시간이 1분을 초과하면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 종료시킨다.
여기에서, 제어기(95)는, 냉장열교환기(31) 및 냉동열교환기(41)로부터 압축기구(11D) 흡입측을 향하는 냉매의 과열도와, 압축기구(11D)로부터 토출된 냉매의 과열도, 압축기구(11D)로부터 토출된 냉매의 온도, 액주입관(67) 전동팽창밸브(67a)의 개구도, 증발기 출구의 냉매 과열도, 고압압력센서(75)의 검출값, 및 저압압력센서(79) 검출값 중, 복수의 조건에 기초하여 냉매회송기구(5)를 제어하도록 해도 된다. 이 경우, 어느 한 조건이 성립되면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 한다.
또, 제어기(95)는, 100％ 열회수를 행하는 제 1 난방냉동운전이 30분 이상 계속되면 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 하도록 해도 된다. 여기에서, 실외공기가 저온(예를 들어, －10℃ 이하)일 경우는, 수액기(17) 내가 저압이 되어 액냉매가 저류되기 쉬우므로, 제 1 난방냉동운전이 20분 이상 계 속되면, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 하도록 해도 된다.
또한, 제어기(95)는, 수액기(17) 내의 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작이 10분을 초과하면, 이 동작을 강제적으로 종료시키도록 해도 된다.
또, 상기 실시형태에 대해, 100％ 열회수를 행하는 제 1 난방냉동운전(제 1 운전모드) 중에 수액기(17) 내에 액냉매가 저류되어가면, 제어기(95)가 전환기구인 제 1 십자전환밸브(12)를 일시적으로 제 2 상태로 설정하여 운전상태를 전환하도록 해도 된다. 이때, 동시에 실내팽창밸브(22)를 폐쇄시킨다. 이 경우, 제 1 십자전환밸브(12)를 제 2 상태로 전환하는 조건은, 상기 냉매회송기구(5)에 의해 수액기(17) 내 액냉매를 순환경로로 회송하는 동작을 행할 때와 동일한 조건이다. 제 1 십자전환밸브(12)가 제 2 상태로 설정되면, 상기 냉동운전과 같은 흐름으로 냉매가 순환하는 제 2 운전모드가 된다. 단, 냉동운전과는 달리 실외 팬(16)은 정지시킨 채로 한다. 이로써, 압축기구(11D)로부터 토출된 고압의 가스냉매가 실외열교환기(15)를 지나 수액기(17)로 유입된다. 그리고 수액기(17)의 내압이 상승하고, 수액기(17) 내의 액냉매가 강제 압출되어, 집합액관(53)으로부터 냉장유닛(30) 및 냉동유닛(40)으로 회송된다.
또한, 상기 실시형태의 액분기관(66)에는, 릴리프밸브(117) 대신에 전자밸브를 설치해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 1대의 실애유닛(10)에 대해, 실내유닛(20)을 2대, 냉장유닛(30)을 8대, 냉동유닛(40)을 1대 설치한 예에 대해 설명했으나, 각 이용측 유닛(20, 30, 40)의 수는 100％ 열회수운전이 가능한 한 적절하게 변경해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 압축기구(11D, 11E)를 3대의 압축기(11A, 11B, 11C)로 구성한 예에 대해 설명했으나, 압축기의 수도 적절하게 변경이 가능하다.
그리고 이상의 실시형태는 본질적으로 바람직한 예시로서, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 복수 계통의 이용측 열교환기를 구비하며, 각 이용측 열교환기 사이에서 100％ 열회수운전을 행할 수 있는 냉동장치에 대해 유용하다.

Claims (8)

  1. 압축기구(11D, 11E)와 열원측 열교환기(15)와 수액기(17)를 갖는 열원측 유닛(10)과, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)를 갖는 제 1 이용측 유닛(30, 40)과, 제 2 이용측 열교환기(21)를 갖는 제 2 이용측 유닛(20)과, 각 유닛(10, 20, 30, 40)을 접속하여 냉매회로(50)를 구성하는 가스측 연결배관(51, 52) 및 액측 연결배관(53, 54, 55)을 구비하며,
    상기 가스측 연결배관(51, 52)이, 상기 열원측 유닛(10)과 상기 제 1 이용측 유닛(30, 40)에 접속된 제 1 가스측 연결배관(51)과, 상기 열원측 유닛(10)과 상기 제 2 이용측 유닛(20)에 접속된 제 2 가스측 연결배관(52)을 구비하고,
    상기 액측 연결배관(53, 54, 55)이, 상기 열원측 유닛(10)에 접속된 집합액관(53)과, 이 집합액관(53)으로부터 분기되어 상기 제 1 이용측 유닛(30, 40)에 접속된 제 1 분기액관(54)과, 상기 집합액관(53)으로부터 분기되어 상기 제 2 이용측 유닛(20)에 접속된 제 2 분기액관(55)을 구비한 냉동장치에 있어서,
    상기 냉매회로(50)는, 상기 압축기구(11D, 11E)로부터 송출된 냉매가 상기 수액기(17)를 통과하지 않고 상기 제 2 이용측 유닛(20)으로부터 제 1 이용측 유닛(30, 40)을 유통하고 상기 압축기구(11D, 11E)로 돌아오는 냉매의 순환경로가 형성 가능하게 구성되며,
    상기 냉매회로(50)에서 상기 순환경로가 형성되어 있는 운전상태에 있어서, 상기 수액기(17) 내의 액냉매를 상기 집합액관(53)을 통하여 상기 순환경로로 되돌리는 냉매회송기구(5)가 설치된 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매회송기구(5)는, 상기 압축기구(11D, 11E)로부터 토출된 고압냉매를 상기 수액기(17)로 도입하기 위한 도입관(71)을 구비하며, 상기 도입관(71)으로부터 상기 고압냉매를 상기 수액기(17)로 도입하여 상기 수액기(17)를 가압함으로써, 상기 수액기(17) 내의 액냉매를 상기 집합액관(53)을 통해 상기 순환경로로 회송하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 열원측 유닛(10)에는 상기 열원측 열교환기(15)로 공기를 보내기 위한 열원 팬(16)이 설치되는 한편,
    상기 냉매회송기구(5)는, 상기 열원측 열교환기(15)를 개재하고 상기 수액기(17)를 상기 압축기구(11D, 11E) 토출측으로 연통시키기 위한 연통기구(13)를 구비하며, 상기 열원 팬(16)을 정지시킨 상태로 상기 연통기구(13)에 의해 상기 수액기(17)를 상기 압축기구(11D, 11E) 토출측으로 연통시키고, 상기 압축기구(11D, 11E)가 토출한 고압냉매를 상기 수액기(17)로 유입시킴으로써, 상기 수액기(17) 내의 액냉매를 상기 집합액관(53)을 통해 상기 순환경로로 회송하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 이용측 열교환기(31, 41)로부터 상기 압축기구(11D, 11E)의 흡입측을 향하는 냉매의 과열도를 검출하는 흡입과열도 검출수단(79, 81)과,
    상기 흡입과열도 검출수단(79, 81)의 검출값이 소정값 이상이 되면 상기 수액기(17) 내의 냉매를 상기 순환경로로 되돌리도록 상기 냉매회송기구(5)를 제어하는 제어수단(95)을 구비한 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 과열도를 검출하는 토출과열도 검출수단(75, 76)과,
    상기 토출과열도 검출수단(75, 76)의 검출값이 소정값 이상이 되면 상기 수액기(17) 내의 냉매를 상기 순환경로로 되돌리도록 상기 냉매회송기구(5)를 제어하는 제어수단(95)을 구비한 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축기구(11D, 11E)가 토출한 냉매의 온도를 검출하는 토출냉매온도 검출수단(76)과,
    상기 토출냉매온도 검출수단(76)의 검출값이 소정값 이상이 되면 상기 수액기(17) 내의 냉매를 상기 순환경로로 되돌리도록 상기 냉매회송기구(5)를 제어하는 제어수단(95)을 구비한 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  7. 압축기구(11D, 11E)와 열원측 열교환기(15)와 수액기(17)를 갖는 열원측 유닛(10)과, 제 1 이용측 열교환기(31, 41)를 갖는 제 1 이용측 유닛(30, 40)과, 제 2 이용측 열교환기(21)를 갖는 제 2 이용측 유닛(20)과, 각 유닛(10, 20, 30, 40)을 접속하여 냉매회로(50)를 구성하는 가스측 연결배관(51, 52) 및 액측 연결배관(53, 54, 55)을 구비하며,
    상기 열원측 유닛(10)에는 상기 열원측 열교환기(15)로 공기를 보내기 위한 열원 팬(16)이 설치되고,
    상기 가스측 연결배관(51, 52)이, 상기 열원측 유닛(10)과 상기 제 1 이용측 유닛(30, 40)에 접속된 제 1 가스측 연결배관(51)과, 상기 열원측 유닛(10)과 상기 제 2 이용측 유닛(20)에 접속된 제 2 가스측 연결배관(52)을 구비하고,
    상기 액측 연결배관(53, 54, 55)이, 상기 열원측 유닛(10)에 접속된 집합액관(53)과, 이 집합액관(53)으로부터 분기되어 상기 제 1 이용측 유닛(30, 40)에 접속된 제 1 분기액관(54)과, 상기 집합액관(53)으로부터 분기되어 상기 제 2 이용측 유닛(20)에 접속된 제 2 분기액관(55)을 구비한 냉동장치에 있어서,
    상기 냉매회로(50)에는, 상기 압축기구(11D, 11E)로부터 송출된 냉매가 상기 제 2 이용측 유닛(20)으로부터 제 1 이용측 유닛(30, 40)을 유통하고 상기 압축기구(11D, 11E)로 돌아오는 제 1 운전모드와, 상기 압축기구(11D, 11E)로부터 송출된 냉매가 상기 열원측 열교환기(15)로부터 수액기(17)로 유입한 후, 제 1 이용측 유닛(30, 40)을 유통하고 상기 압축기구(11D, 11E)로 돌아오는 제 2 운전모드를 전환하는 전환기구(12)가 배치되며,
    상기 열원 팬(16)을 정지시킨 상태로 상기 전환기구(12)에 의해 제 1 운전모드에서 제 2 운전모드로 전환하며, 상기 제 1 운전모드 중에 수액기(17) 내에 고인 액냉매를 상기 집합액관(53)을 통해 상기 제 1 이용측 유닛(30, 40)으로 회송시키는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  8. 삭제
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