KR101127462B1 - 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법 - Google Patents

초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법은, 측정된 외기온을 충진하고자 하는 냉매의 목표 밀도에서의 최고 포화온도와 비교하는 온도 비교 단계와; 상기 온도 비교 단계에서 상기 외기온이 냉매의 목표 밀도에서의 상기 최고 포화온도 이상인 경우, 압력을 기준으로 냉매를 충진하는 압력 기준 냉매 충진 단계와; 상기 온도 비교 단계에서 상기 외기온이 상기 최고 포화온도 미만인 경우, 압력 및 시간을 기준으로 냉매를 충진하는 압력 및 시간 기준 냉매 충진 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 복잡한 센서를 사용하지 않고 간단하게 냉매 압력과 충진 시간만을 측정함으로써 정확하게 냉매를 충진할 수 있게된다.

Description

초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법{Method for charging of refrigerant of supercritical refrigerant system}
도 1은 초임계 냉매 시스템의 구성도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법의 각 단계를 나타내는 순서도이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법의 단계중 압력 기준 냉매 충진 단계에 있어서 냉매의 압력-엔탈피 선도이며,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법의 단계중 압력 및 시간 기준 냉매 충진 단계에 있어서 냉매의 압력-엔탈피 선도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10 : 압축기 12 : 개스 쿨러
14 : 내부 열교환기 16 : 교축 밸브
18 : 증발기 20 : 어큐뮬레이터
22 : 제어기 S1 : 온도 비교 단계
S2 : 목표 압력 계산 단계 S3 : 목표 압력 충진 단계
S4 : 포화 압력 계산 단계 S5 : 포화 압력 충진 단계
S6 : 추가 충진량 계산 단계 S7 : 추가 충진 시간 계산 단계
S8 : 추가 충진 단계 110 : 충진 시작 지점
112 : 목표 압력 도달 지점 114 : 충진 시작 지점
116 : 포화 압력 도달 지점 118 : 최종 충진량 도달 지점
본 발명은 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매를 충진하는 과정에서 압력계만으로 적정한 냉매의 충진량을 정확하게 측정하여 충진할 수 있는 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법에 관한 것이다.
종래 기술에 의해 의한 냉매 충진 장치는 냉매가 들어 있는 냉매봄베(bombe)를 냉매 이송관으로써 냉매 시스템에 연결하고, 냉매가 일정량 도달했다고 판단되면 냉매의 충진 작업을 종료하는 개략적인 구조를 가지고 있다.
이러한 종래의 냉매 충진 방법은, 계측화된 작업이 아니라 충진하는 사람의 숙련도에 의존하여 충진하였으므로 충진하는 사람에 따라 냉매의 충진량에 상당한 차이가 있었다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 몇가지 방법이 제시된 바 있는데, 일본 공개 특허 제2002-213847호는 냉매의 오충진을 방지하기 위한 냉매 충진량 감시방법에 관한 것이다. 이것은 압축기와 동작점에 따라 초임계 범위내에서 작동하는 냉매를 갖는 공기 조절장치 또는 열펌프 장치의 냉매 사이클 내의 냉매 충진량을 감시하는 방법으로서 압축기 스위치 오프시의 정지 충진량 감시 및 압축기의 스위치 가 온되었을 때의 운전 충진량을 감시하는 구조를 구비한다. 운전 충진량을 감시하는 경우 증발기로부터의 냉매 과열이 검출되고 심하게 과열될 때 충진량이 부족하다고 추론된다. 정지시에는 냉매의 압력과 온도가 검출되고 압력이 외적압력값 이하로 되는 때 또는 온도가 최고 포화온도값 이상이고 또한 압력이 설정가능한 목표압력 범위 밖인 때에는 오충전이 추론된다.
한편, 일본 공개 특허 제2001-074342호는 적절한 충진량으로 초임계 증기 압축형 공기 조화장치의 냉매를 충진할 수 있어서, 저렴한 비용으로 간단하게 초임계 중기 압축형 공기 조화 장치의 냉매를 충진하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 배관을 이용하여 연결되는 압축기, 가스 냉각기, 팽창밸브 및 증발기를 구비하여 구성된 냉동회로를 가지며 이산화탄소를 냉매에 이용한 증기 압축형 공기 조화 장치를 이용한 냉매 충진 방법에 있어서, 상기 장치로써 냉매를 충진할 때에 상기 냉동 회로에는 적어도 2군데에 압력계를 설치하고 상기 압력계에 따라서 요구되는 압력측정치에 근거하여 냉매 충진량을 조절한다.
또한, 일본 공개 특허 제2001-056167호는 냉방장치의 냉매충진 레벨을 모니터하는 방법에 관한 것이다. 압축기가 냉매회로를 고압측과 저압측으로 분할하고 증발기에 있어서 증발기 온도센서에 따라서 짧은 시간 간격으로 증발기 온도가 결정되는 냉방장치의 충전레벨을 모니터하는 방법이며 증발기 온도가 소정의 역치 온도를 넘을 때 계시미터가 활성화되는 구조이다.
그러나, 이와 같은 종래의 냉매 충진 장치 및 냉매 충진 방법들의 경우, 목표한 수준의 냉매 충진량을 센싱하기 위하여 고가의 다수의 센서를 장착하여야 하 는 문제점과 함께 냉매 충진 장비와 과정이 복잡하며 장비의 가격에 비하여 과충진되거나 저충진되는 등 충진량의 정확성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명의 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다음과 같은 발명의 목적을 가지고 있다.
첫째, 초임계 냉매 시스템의 냉매를 충진하는 데 있어서, 복잡한 센싱 과정을 거치지 않고 손쉽게 냉매를 충진할 수 있는 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법을 제공하는 것이다.
둘째, 냉매가 소정의 양만큼 충진되었는지, 즉 과충진과 저충진의 오류 없이 정확한 양으로 냉매가 충진되었는지 확인할 수 있는 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법을 제공하는 것이다.
셋째, 냉매를 충진하는데 있어서, 충진된 냉매의 양을 측정하기 위한 다수의 장치가 필요없이 압력계만을 이용하여 충진된 냉매의 양을 측정할 수 있는 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법은, 측정된 외기온을 충진하고자 하는 냉매의 목표 밀도에서의 최고 포화온도와 비교하는 온도 비교 단계와; 상기 온도 비교 단계에서 상기 외기온이 상기 목표 밀도에서의 상기 최고 포화온도 이상인 경우, 초임계 냉매 시스템에서의 냉매의 압력을 기준으로 냉매를 충진하는 압력 기준 냉매 충진 단계와; 상기 온도 비교 단계에서 상기 외기온이 상기 최고 포화온도 미만인 경우, 시간 및 초임계 냉매 시스템에서의 냉매의 압력을 기준으로 냉매를 충진하는 압력 및 시간 기준 냉매 충진 단계를 포함한다.
상기 압력 기준 냉매 충진 단계는 상기 외기온에서의 냉매의 목표 압력을 계산하는 목표 압력 계산 단계와 계산되어진 목표 압력까지 냉매를 충진하는 목표 압력 냉매 충진 단계를 포함한다.
여기서, 상기 목표 압력은 상기 외기온과 충진하고자 하는 냉매의 상기 목표 밀도에 대응하는 냉매의 압력이다.
또한, 상기 압력 및 시간 기준 냉매 충진 단계는 상기 외기온에서의 냉매의 포화 압력을 계산하는 포화 압력 계산단계와, 계산된 상기 포화 압력까지 냉매를 충진하는 포화 압력 냉매충진단계와, 추가적으로 충진해야할 냉매의 충진 조건을 계산하는 추가 충진조건 계산단계와, 계산된 상기 추가 충진조건에 따라 냉매를 추가적으로 충진하는 추가 냉매충진단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 추가 충진조건 계산단계는 일정한 상기 포화압력하에서 충진해야할 냉매의 추가 충진량을 계산하는 추가 충진량 계산단계와, 상기 추가 충진량에 따른 추가 충진 시간을 계산하는 추가 충진시간 계산단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 추가 충진량은 일정한 상기 포화 압력하에서 상기 목표 밀도까지 도달하는데 추가로 충진되는 냉매의 양이다.
한편, 상기 추가 충진시간은 소정의 냉매 충진 속도로 냉매의 상기 추가 충진량을 추가로 충진하는데 걸리는 시간이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 초임계 냉매 시스템의 일례에 대한 구성도이다. 도면을 참조하면, 압축기(10), 개스쿨러(12), 내부 열교환기(14), 교축밸브(16), 증발기(18), 및 어큐뮬레이터(20)가 냉매라인(실선으로 도시)으로 연결되며, 압력센서(P) 및 온도센서(T)에 의해 각 구성요소에서의 냉매 상태가 체크되어 제어 신호선(파선으로 도시)을 통해 제어기(22)에 해당 정보를 넘겨주며 제어기(22)는 이러한 정보를 기초로 제어 신호선을 통해 신호를 응답하여 사이클 전체의 과정을 제어하게 된다. 이때, 냉매라인에 냉매가 흐르면서 압력과 온도가 상승하거나 하강하여 냉각 효과를 달성하게 되는 구조이다. 이 과정에서 냉매는 일부 누출될 수도 있으며, 냉매를 교체해야 할 경우가 발생하기도 하는데, 이 경우, 시스템에 다시 냉매를 충진하는 경우 정확하게 계산된 냉매가 충진되어야 설계되어진 대로 냉각 효과가 달성된다.
본 발명에서는 이러한 초임계 냉매 시스템에 냉매를 충진하는 방법에 대한 것으로서, 특히 이산화탄소를 냉매로 하여 냉매 시스템에 냉매를 충진하는 경우를 예시적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법에 있어서 각 단계를 나타내는 순서도이다.
도 2는 참고하면, 본 발명의 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법은, 측정된 외기온을 충진하고자 하는 냉매의 목표 밀도에서의 최고 포화온도와 비교하는 온도 비교 단계(S1)와; 상기 온도 비교 단계(S1)에서 상기 외기온이 냉매의 상기 목표 밀도에서의 상기 최고 포화온도 이상인 경우, 압력을 기준으로 냉매를 충진하는 압력 기준 냉매 충진 단계(상기 온도 비교 단계(S1)에서 '예'라고 판단된 경우의 그 이후의 단계)와; 상기 온도 비교 단계(S1)에서 상기 외기온이 냉매의 상기 목표 밀도에서의 상기 최고 포화온도 미만인 경우, 압력 및 시간을 기준으로 냉매를 충진하는 압력 및 시간 기준 냉매 충진 단계(상기 온도 비교 단계(S1)에서 '아니오'라고 판단된 경우의 그 이후의 단계)를 포함한다.
여기서 설명되는 외기온은 냉매를 충진하는 작업이 이루어지는 환경의 온도를 의미하는데 그치지 않고 이 외부 환경의 온도와 평형을 이루어 동일한 온도를 지니게 된 냉매 봄베 내부의 충진될 냉매의 측정된 온도를 가리킨다.
또한, 상기에서 언급된 냉매의 목표 밀도는 목표로 하는 냉매의 충진량이 정확하게 시스템에 충진되었을때의 냉매 시스템 내부의 냉매의 밀도를 가리킨다. 즉 충진하고자 하는 냉매가 모두 충진되었을때의 완충진 상태에서의 냉매의 밀도를 의미한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 냉매 충진 방법에서 상기 온도 비교 단계(S1)의 판단에 따라 그 다음의 단계로 수행되어지는 각각의 후속 냉매 충진 단계에서의 압력-엔탈피 선도이다. 특히 도 3 및 도 4는 이산화탄소에 대한 선도이다.
도면에서 LS는 냉매의 포화곡선을 나타내며, DO 및 DL라인은 각각 밀도가 DO와 DL 인 경우의 냉매의 압력과 엔탈피에 따른 물성치를 나타내는 라인이다. 도면 에서 DO로 표시된 밀도는 DL로 표시된 밀도보다 크다. 밀도의 역수인 비체적을 기준으로 설명하면 DO 라인의 비체적이 DL 라인의 비체적보다 작다. 또한, T L, TR, TH라인은 각각 온도가 TL, TR, TL일때의 냉매의 물성치를 나타내는 라인이다.
한편 상기 온도 비교 단계(S1)에서 외기온과 비교되어지는 온도인 목표 밀도에서의 최고 포화 온도는, 해당 냉매가 일정한 밀도하에서, 여기서는 목표 밀도(도 3 및 도 4의 경우 DO로 표시된 밀도)하에서, 냉매가 액체상태와 기체상태로 혼재하는 2상 영역인 포화 영역에서 건도가 1이 되어 기체상태만으로 이루어지는 지점에서의 온도, 즉 밀도에 대한 라인중에서 목표로 하는 밀도를 나타내는 DO 밀도라인이 포화곡선(LS)의 포화증기선측과 만나는 점에서의 온도라인이 가리키는 온도(TR)를 나타낸다.
따라서, 상기 온도 비교 단계(S1)에서 외기온이 목표 밀도(DO)에서의 최대 포화 온도(TR)와 같거나 그보다 높은 경우에는 도 3의 온도 라인 중 TH로 표시된 온도 라인으로 냉매의 물성치가 거동하게 된다. 반대로 상기 온도 비교 단계(S1)에서 외기온이 목표 밀도(DO)에서의 최대 포화온도(TR)보다 낮은 경우에는 도 4의 온도 라인 중 TL로 표시된 온도 라인을 따라 냉매의 물성치가 거동하게 된다. 그러므로 각각의 경우에 따라 도 3 또는 도 4를 참조하여 냉매 충진 방법을 설명한다.
이에 따라, 상기 온도 비교 단계(S1)에서 판단한 결과에 따라 나누어지는 2 가지의 경우의 수에 대한 각 단계를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
우선, 외기온이 목표 밀도에서의 최대 포화온도(TR) 이상인 경우, 즉 외기온이 TH(도 3 참조)인 경우에 압력만을 기준으로 냉매 충진이 이루어지는 상기 압력 기준 냉매 충진 단계는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외기온에서의 냉매의 목표 압력을 계산하는 목표압력 계산단계(S2)와 계산되어진 목표 압력까지 냉매를 충진하는 목표압력 충진단계(S3)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 여기서 상기 목표 압력은 상기 외기온(TH)과 충진하고자 하는 냉매의 상기 목표 밀도(DO)에 대응하는 압력을 가리킨다. 즉 TH 온도라인과 DO 밀도 라인이 만나는 지점에서의 압력(PO)을 가리킨다.
따라서, 냉매를 충진하기 전의 냉매 시스템의 초기 압력(PI)과 외기온에 해당하는 온도인 TH 온도 라인이 만나는 점인 충진 시작 지점(110)에서 냉매를 충진하기 시작하면 시스템 내부의 냉매의 압력은 TH 온도 라인을 따라 거동하여 시스템 내부의 냉매의 압력이 상승하게 되며, 별도로 밀도를 직접 체크할 필요없이 압력계만을 체크하여 측정함으로써 압력이 PO에 도달할 때까지 냉매를 충전하고 압력이 PO에 도달하여 목표 압력 도달 지점(112)에 이를 때 냉매의 충진작업을 종료하면 충진된 냉매는 정확하게 목표 밀도(DO)에 도달하게 되어 정확한 양만큼의 냉매 충진이 이루어진다.
도 3에서 TH 온도 라인은 파선으로 도시되어 있으며 그중 충진 시작 지점(110)과 목표 압력 도달 지점(112)은 실선으로 도시되어 있다.
한편, 상기 온도 비교 단계(S1)에서 판단한 결과 외기온이 목표 밀도(DO)에서의 최고 포화온도(TR) 미만인 경우, 즉 외기온이 TL(도 4 참조)인 경우에 압력만을 기준으로 냉매를 충진한 후 시간을 기준으로 냉매를 충진함으로써 이루어지는 상기 압력 및 시간 기준 냉매 충진 단계는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외기온에서의 냉매의 포화 압력을 계산하는 포화압력 계산단계(S4)와, 계산된 상기 포화압력까지 압력을 기준으로 냉매를 충진하는 포화압력 충진단계(S5)와, 추가적으로 충진해야할 냉매의 충진 조건을 계산하는 추가 충진조건 계산단계(S6, S7)와, 계산된 상기 추가 충진조건에 따라 시간을 기준으로 냉매를 추가적으로 충진하는 추가 충진단계(S8)를 포함하게 된다.
여기서 상기 추가 충진조건 계산단계는 일정한 상기 포화압력(PS)하에서 충진해야할 냉매의 추가 충진량을 계산하는 추가 충진량 계산단계(S6)와, 상기 추가 충진량을 소정의 충진속도로 충진하는데 소요되는 추가 충진 시간을 계산하는 추가 충진시간 계산단계(S7)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 상기 압력 및 시간 기준 냉매 충진 단계에서의 외기온이 목표 밀도(DO)에서의 최고 포화온도(TR)미만의 온도일 경우 수행되는 경우이므로, 이 단계에서의 외기온은 도 4에서 TL로 표시된다. 즉, 상기 압력 및 시간 기준 냉 매 충진 단계는 TL < TR 인 경우의 냉매 충진 단계이다.
도 4에서 상기 최고 포화온도에 해당하는 온도는 TR로 나타내어져서 이점쇄선으로 도시되어 있으며, 외기온에 해당하는 온도인 TL에 해당하는 TL 온도 라인은 일점쇄선으로 도시되어 있다. TL 온도 라인중에서 실제 냉매가 충진되는 구간에 해당하는 부분은 실선으로 도시되어 있다.
압력 및 시간 기준 냉매 충진단계에서의 외기온에 해당하는 온도인 TL에서 초기 냉매 충진 압력이 PI인 지점인 충진 시작점은 도면 부호 114로 도시되어 있다.
상기 포화압력 계산단계(S4)를 통하여, 외기온 해당하는 포화압력을 계산한다. 이 과정은 도 4와 같은 압력-엔탈피 선도 또는 관련 표를 이용하여 계산될 수 있다.
예시적으로 압력-엔탈피 선도를 통하여 포화압력을 찾는 방법을 설명하면, 외기온하에서 이에 대응하는 냉매의 포화 압력을 계산하는 것이므로, 외기온에 해당하는 TL 온도 라인이 포화곡선(LS) 중 포화 증기선측과 만나는 지점의 압력값이 포화 압력(PS)이 된다.
이러한 방법으로 계산된 포화 압력(PS)을 목표로 하여 냉매가 냉매 시스템에 충진됨으로써 초기 압력(PI)으로부터 점점 압력이 상승하게 된다. 충진량을 별도로 계측할 필요없이 압력계만을 측정함으로써 압력이 포화 압력(PS)에 도달하였는가를 체크하여 포화압력에 도달하면 일단 포화압력 충진단계(S5)는 종료된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 포화압력 충진단계(S5)가 종료하여 외기온(TL)하에서 포화압력(PS)까지 충진이 되면, 이는 상기 충진 시작 지점(114)에서 포화압력 도달지점(116)에 이르는 과정이 완료된 것을 의미한다. 그러나, 상기 포화압력 도달지점(116)에 도달하여도 이 지점의 냉매의 밀도는 도면에 도시된 바와 같이, DL 밀도라인으로 연장되는 지점이므로 목표로 하는 목표밀도(DO)에는 미치지 못하여 목표 밀도보다 작은 값을 가지는 DL로 표시되는 밀도에 불과하며, 상기 포화압력 도달지점(116) 까지의 충진 작업으로는 충진 작업이 완료된 것으로 볼 수 없으므로 추가의 충진 작업이 필요하게 된다.
그러나 상기 포화 압력 도달 지점(116)에서의 밀도인 DL을 목표밀도인 DO로 상승시키기 위해 냉매를 충진한다고 압력이 상승하는 것은 아니다. 왜냐하면, 도 4에 도시된 바와 같이, TL 온도라인이 포화곡선(LS)과 상기 포화압력 도달지점(116)에서 만나고 나서는 압력이 포화 압력(PS)으로 고정된 채 등압 과정을 거치게 되기 때문이다. 따라서, 추가의 충진 과정은 포화압력(PS)하에서 등압과정으로 이루어진다.
추가의 등압 충진 과정의 최종 충진량까지의 추가 충진량을 계산하는 추가 충진량 계산 단계(S6), 즉 상기 포화압력 도달 지점(116)에서 최종 충진량 도달 지점(118)까지의 충진량을 계산하는 단계는 최종 충진량 도달 지점(118)을 찾아서 해 당 지점과 상기 포화압력 도달 지점(116) 사이의 충진량을 구하는 과정이다. 즉, 상기 추가 충진량은 일정한 상기 포화 압력(PO)하에서 상기 목표 밀도(DO)까지 도달하는데 추가로 충진되는 냉매의 양을 가리킨다.
최종 충진량 도달 지점(118)을 찾는 방법을 도 4의 압력-엔탈피 선도를 참조하여 설명하면, 외기온(TL) 하에서, 포화압력(PS)에 도달한 냉매는 밀도가 D L에 불과하여 목표로 하는 밀도인 목표밀도(DO)에는 못미친다. 따라서, 목표 밀도(DO)에 해당하는 DO 밀도 라인이 포화곡선(LS)내부까지 연장되어 해당 포화압력(PS )을 나타내는 수평한 선과 만나는 지점이 최종 충진량 도달 지점(118)이 된다.
이러한 과정을 통하여 최종 충진량 도달 지점(118)과 포화압력 도달지점(116)이 설정되면, 등압 과정을 통하여 압력을 충진하여야 하므로 압력계를 체크하면서 충진하는 과정은 불필요하다. 대신에 등압 충진 과정 동안에는 소정의 냉매 충진 속도로 냉매를 시스템에 충진할 경우 소요되는 충진 시간을 계산하는 추가 충진시간 계산단계(S7)가 수행된다. 여기서, 상기 추가 충진시간은 소정의 냉매 충진 속도로 일정한 상기 포화 압력하에서 상기 목표 밀도까지 추가로 냉매를 충진하는데 걸리는 시간을 가리킨다.
상기 추가 충진시간 계산단계(S7)를 수행하기 위해서는 냉매의 충진속도가 미리 설정되어 있어야하며, 미리 설정된 충진 속도에 대하여 상기 추가 충진량 계산단계(S6)를 통해 계산된 추가 충진량으로부터 추가 충진에 소요되는 시간을 계산하는 추가 충진 시간 계산단계(S7)가 수행된다.
추가 충진 시간 계산단계(S7)에 의해 계산된 추가 충진 시간동안 소정의 추가 충진 속도로 냉매를 추가 충진하면 계산에 의해 목표로 한 최종 충진량 도달 지점(118)에 도달하게 되어 정확하게 목표로 하는 목표 밀도(DO)에 대한 충진 작업이 완료된다.
한편, 상기 압력 및 시간 기준 냉매 충진 단계는 각각의 계산 단계가 일괄적으로 완료된 후에 그 결과에 따른 충진 단계를 수행하여도 무방하다. 즉, 상기 포화압력 계산단계(S4), 추가 충진량 계산단계(S6), 및 추가 충진 시간 계산단계(S7)는 포화압력 충진단계(S5) 이전에 모두 수행된 후 포화압력 충진단계(S5)와 추가 충진단계(S8)가 수행될 수도 있다.
전술한 바와 같은 구성을 구비한 본 발명의 초임계 압력 사이클 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.
첫째, 정확하게 원하는 양만큼의 냉매를 냉매 시스템에 충진할 수 있게 된다.
둘째, 복잡한 장치나 복잡한 충진 방법을 사용하지 않고 냉매의 압력만으로 충진량을 정확하게 제어할 수 있다.
셋째, 냉매가 소정의 충진량을 넘어서 충진되거나 모자라게 충진되는 과충진과 저충진을 검지할 수 있다.
넷째, 외기온이 몇도인지에 관계없이 정확하게 냉매를 충진할 수 있으며, 그 충진량을 정확하게 검출할 수 있다.
다섯째, 종래의 냉매 충진 장치에 사용되던 고가의 센서를 사용하지 않게 되어 설치비용과 유지비용이 절감될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법에 있어서, 상기 냉매 충진 방법은,
    측정된 외기온을 충진하고자 하는 냉매의 목표 밀도에서의 최고 포화온도와 비교하는 온도 비교 단계와;
    상기 온도 비교 단계에서 상기 외기온이 상기 최고 포화온도 이상인 경우, 초임계 냉매 시스템에서의 냉매의 압력을 기준으로 냉매를 충진하는 압력 기준 냉매 충진 단계와;
    상기 온도 비교 단계에서 상기 외기온이 상기 최고 포화온도 미만인 경우, 시간 및 초임계 냉매 시스템에서의 냉매의 압력을 기준으로 냉매를 충진하는 압력 및 시간 기준 냉매 충진 단계를 포함하며,
    상기 압력 기준 냉매 충진 단계는 상기 외기온에서의 냉매의 목표 압력을 계산하는 목표압력 계산단계와 계산되어진 목표 압력까지 냉매를 충진하는 목표압력 냉매충진단계를 포함하며,
    상기 압력 및 시간 기준 냉매 충진 단계는 상기 외기온에서의 냉매의 포화 압력을 계산하는 포화압력 계산단계와, 계산된 상기 포화압력까지 냉매를 충진하는 포화압력 냉매충진단계와, 추가적으로 충진해야할 냉매의 충진 조건을 계산하는 추가 충진조건 계산단계와, 계산된 상기 추가 충진조건에 따라 냉매를 추가적으로 충진하는 추가 냉매충진단계를 포함하는 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 압력은 상기 외기온과 충진하고자 하는 냉매의 상기 목표 밀도에 대응하는 압력인 것을 특징으로 하는 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 추가 충진조건 계산단계는 일정한 상기 포화압력하에서 충진해야할 냉매의 추가 충진량을 계산하는 추가 충진량 계산단계와, 상기 추가 충진량에 따른 추가 충진 시간을 계산하는 추가 충진시간 계산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 추가 충진량은 일정한 상기 포화 압력하에서 상기 목표 밀도까지 도달하는데 추가로 충진되는 냉매의 양인 것을 특징으로 하는 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 추가 충진시간은 소정의 냉매 충진 속도로 상기 추가 충진량을 추가로 충진하는데 걸리는 시간인 것을 특징으로 하는 초임계 냉매 시스템의 냉매 충진 방법.
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