KR101174555B1 - 공기 조화 장치 - Google Patents

공기 조화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101174555B1
KR101174555B1 KR1020100027276A KR20100027276A KR101174555B1 KR 101174555 B1 KR101174555 B1 KR 101174555B1 KR 1020100027276 A KR1020100027276 A KR 1020100027276A KR 20100027276 A KR20100027276 A KR 20100027276A KR 101174555 B1 KR101174555 B1 KR 101174555B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
refrigerant
pressure
compressor
temperature
Prior art date
Application number
KR1020100027276A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100129138A (ko
Inventor
도모히데 니시카와
히데유키 스에히로
Original Assignee
아이신세이끼가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아이신세이끼가부시끼가이샤 filed Critical 아이신세이끼가부시끼가이샤
Publication of KR20100129138A publication Critical patent/KR20100129138A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101174555B1 publication Critical patent/KR101174555B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B11/00—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2140/00—Control inputs relating to system states
    • F24F2140/20—Heat-exchange fluid temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/54—Heating and cooling, simultaneously or alternatively
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02741—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2327/00—Refrigeration system using an engine for driving a compressor
    • F25B2327/001—Refrigeration system using an engine for driving a compressor of the internal combustion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2501—Bypass valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

[과제]
부품 점수를 증대시키지 않고 엔진의 난기(暖機) 운전 시간을 한층 더 단축할 수 있는 공기 조화 장치를 제공한다.
[해결 수단]
실외기(10)는, 냉각액이 순환되는 냉각액 회로(L)에 마련되어 난방 운전시는 냉매의 증발기로서 기능하는 엔진 배열 열교환기(16)를 갖는다. 난방 운전시, 제어 장치(41)는, 냉각액의 온도가 소정 목표 온도를 밑돌 때에 가스 엔진(11)을 난방 능력에 기초한 소정의 최대를 포함하는 소정 범위의 회전 속도로 난기 운전하고, 냉각액의 온도가 소정 온도를 넘을 때에 가스 엔진(11)을 전체 실내기의 공조 부하에 대응하는 회전 속도로 운전한다. 가스 엔진(11)의 난기 운전중에 압축기(12)의 토출관(12b)의 냉매 압력이 고압측 소정 압력을 넘었을 때 또는 압축기(12)의 흡입관(12a)의 냉매 압력이 저압측 소정 압력을 밑돌았을 때에 토출관(12b) 및 흡입관(12a)의 사이를 연통하도록 개폐 제어되는 핫 가스 밸브(17)를 구비한다.

Description

공기 조화 장치{Air conditioner}
본 발명은 엔진에 의해 압축기를 구동하는 엔진 구동식의 공기 조화 장치로서, 엔진의 배열(排熱)을 이용 가능한 공기 조화 장치에 관한 것이다.
종래 공기 조화 장치로는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 이 공기 조화 장치는, 엔진을 그 냉각액의 온도에 대응하는 회전 속도(난기(暖機) 운전 회전 속도)로 운전하는 난기 운전 수단과, 공조(空調) 부하에 대응하는 회전 속도로 운전하는 부하 제어 수단과, 엔진의 난기 운전중에 고압 압력 스위치가 작동했을 때에 난기 운전을 중지하여 공조 부하에 대응하는 회전 속도에서의 운전으로 전환하는 전환 수단을 구비하고 있다. 이 공기 조화 장치에 의하면, 엔진의 난기 운전중에 고압 압력 스위치가 작동하면, 난기 운전 자체는 중지되지만, 공조 부하에 대응하는 회전 속도에서의 엔진의 운전이 계속되는 것으로써, 난기 운전중에 있어서의 엔진의 정지가 방지되고 있다. 이에 의해, 예를 들어 고압 압력 스위치가 작동했을 때에 난기 운전중의 엔진을 자동적으로 정지시켜 버리는 경우에 비해, 냉각액의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있어 난기 운전 시간을 단축할 수 있다.
특허문헌1:특개평9-1O5564호공보
그런데, 특허문헌 1의 공기 조화 장치에서는, 엔진의 난기 운전중에 고압 압력 스위치가 작동하면, 엔진은 공조 부하에 대응하는 회전 속도에서의 운전이 계속되지만 난기 운전 자체는 중지되기 때문에, 본래의 난기 운전을 계속했을 경우에 비하면 여전히 해당 운전이 장시간화하게 된다.
한편, 이러한 압축기의 냉매 압력의 제약에 따른 엔진의 난기 운전의 장시간화를 회피하기 위해, 엔진과 압축기와의 사이의 동력 전달을 단접(斷接)하는 클러치를 마련하여, 난기 운전중은 이 클러치를 비접속 상태로 하여 엔진의 냉각액 온도를 신속하게 상승시키는 것도 행해지고 있다. 그렇지만, 이 경우에는, 클러치 및 그 주변 구조의 분(分)만큼 부품 점수가 증대하게 되며, 나아가서는 비용 증대를 피할 수 없게 되어 버린다.
본 발명의 목적은 부품 점수를 증대시키지 않고, 엔진의 난기 운전 시간을 한층 더 단축할 수 있는 공기 조화 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 청구항 1에 기재된 발명은, 엔진, 이 엔진에 상시 일체 회전하도록 구동 연결되어 냉매를 압축하는 압축기, 난방 운전시는 냉매의 증발기로서 기능하는 실외기 열교환기, 상기 엔진의 배열과의 사이에서 열교환하는 냉각액이 순환되는 냉각액 회로 및 이 냉각액 회로에 마련되어 난방 운전시는 냉매의 증발기로서 기능하는 엔진 배열 열교환기를 가지는 실외기와, 난방 운전시는 냉매의 응축기로서 기능하는 실내기 열교환기를 가지는 실내기를 구비하는 공기 조화 장치에 있어서, 상기 냉각액의 온도가 소정 목표 온도를 밑돌 때에 상기 엔진을 난방 능력에 기초한 최대를 포함하는 소정 범위의 회전 속도로 난기 운전하고, 상기 냉각액의 온도가 상기 소정 목표 온도를 넘을 때에 상기 엔진을 전체 실내기의 공조 부하에 대응하는 회전 속도로 운전하는 운전 제어 수단과, 난방 운전시, 상기 엔진의 난기 운전중에 상기 압축기의 토출관의 냉매 압력이 고압측 소정 압력을 넘었을 때 또는 상기 압축기의 흡입관의 냉매 압력이 저압측 소정 압력을 밑돌았을 때에 상기 토출관 및 상기 흡입관의 사이를 연통하도록 개폐 제어되는 바이패스 밸브를 구비한 것을 요지로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 압축기는, 상기 엔진에 상시 일체 회전하도록 구동 연결되고, 이 엔진과의 사이에 동력 전달을 단접(斷接)하는 클러치 등을 마련할 필요가 없기 때문에, 부품 점수를 삭감할 수 있다. 그리고, 상기 냉각액의 온도가 소정 목표 온도를 밑돌 때에는(엔진의 냉간(冷間) 상태), 상기 운전 제어 수단에 의해 상기 엔진은 난방 능력에 기초한 최대를 포함하는 소정 범위의 회전 속도로 난기 운전되기 때문에, 상기 냉각액의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있다. 이 때, 상기 압축기의 냉매 압력에 이상이 생겨, 상기 토출관의 냉매 압력이 상기 고압측 소정 압력을 넘거나, 혹은 상기 흡입관의 냉매 압력이 상기 저압측 소정 압력을 밑돌았을 때는, 상기 바이패스 밸브에 의해 상기 토출관 및 상기 흡입관의 사이가 연통됨으로써, 상기 압축기의 냉매 압력의 이상이 해소된다. 따라서, 상기 엔진의 난기 운전중, 상기 압축기의 냉매 압력의 이상을 해소하기 위한 이 압축기의 정지, 즉 상기 엔진의 정지가 불필요하게 된다.
이상에 의해, 부품 점수를 증대시키는 일 없이, 상기 엔진의 난기 운전 시간을 단축할 수 있어, 난방 운전시, 냉매의 증발기로서 기능하는 상기 엔진 배열 열교환기에 있어서, 온도가 상승한 상기 냉각액을 신속하게 이용할 수 있기 때문에, 난방의 초기 동작을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는 부품 점수를 증대시키지 않고, 엔진의 난기 운전 시간을 한층 더 단축할 수 있는 공기 조화 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 회로도.
도 2는 공조 부하와 엔진 회전 속도와의 관계를 나타내는 맵.
도 3은 상기 실시형태의 제어 상태를 나타내는 플로차트.
이하, 본 발명을 구체화한 일 실시형태를 도면에 따라서 설명한다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 가스 히트 펌프식의 공기 조화 장치(1)를 나타내는 회로도이다. 상기 도면에 나타난 바와 같이, 공기 조화 장치(1)는 실외기(10)와, 복수의 실내기(30)를 구비하여 구성되어 있다.
실외기(10)에는 가스 엔진(11)이 설치됨과 아울러, 예를 들어 그 출력축에 입력축이 직결(直結)되는 형태로 이 가스 엔진(11)에 상시 일체 회전하도록 구동 연결된 압축기(12)가 설치되어 있다. 이 압축기(12)는 그 흡입관(12a)으로부터 흡입한 냉매를 압축함과 아울러, 그 토출관(12b)에 냉매 배관(13a)을 통하여 접속된 사방 밸브(14)에 냉매를 송출한다. 사방 밸브(14)는 냉매 배관(13b)을 통하여 실외기 열교환기(15)에 접속됨과 아울러, 냉매 배관(13c)을 통하여 엔진 배열 열교환기(16)에 접속되며, 또한 냉매 배관(13d)을 통하여 각 실내기(30)(실내기 열교환기(31))에 접속되어 있다.
또한, 냉매 배관(13a)(토출관(12b))은 냉매 배관(13e)을 통하여 어큐뮬레이터(accumulator)(18)에 접속되어 있다. 이 어큐뮬레이터(18)는 냉매 배관(13f)을 통하여 상기 냉매 배관(13c)에 접속됨과 아울러, 냉매 배관(13g)을 통하여 압축기(12)의 흡입관(12a)에 접속되어 있다. 그리고, 냉매 배관(13e)에는, 예를 들어 전자 개폐 밸브로 이루어진 바이패스 밸브로서의 핫(hot) 가스 밸브(17)가 마련되어 있다. 이 핫 가스 밸브(17)는 압축기(12)의 냉매 압력의 이상시, 즉 흡입관(12a)의 냉매 압력이 저압측 소정 압력 PL(O.13 MPa 미만이 바람직하다)을 밑돌 때 또는 토출관(12b)의 냉매 압력이 고압측 소정 압력 PH(3.1 MPa 이상이 바람직하다)(>PL)를 넘을 때에 개방됨으로써, 어큐뮬레이터(18)를 통하여 압축기(12)의 흡입관(12a) 및 토출관(12b) 사이를 연통하여 상기 냉매 압력의 이상을 해소한다.
상기 실외기 열교환기(15)는 냉방 운전시는 냉매의 응축기로서 기능하고 난방 운전시는 냉매의 증발기로서 기능하는 것으로, 냉매 배관(13h)을 통하여 실내기(30)(전자 팽창 밸브(32))에 접속되어 있다. 그리고, 냉매 배관(13h)에는, 실내기(30)측으로의 냉매의 흐름을 허용하는 역지(逆止) 밸브(21)가 배치됨과 아울러, 이 역지 밸브(21)와 병렬로 전자 팽창 밸브(22)가 배치되어 있다. 한편, 상기 엔진 배열 열교환기(16)는 난방 운전시는 냉매의 증발기로서 기능하는 것으로, 냉매 배관(13i)을 통하여 실내기(30)(전자 팽창 밸브(32))에 접속되어 있다. 그리고, 냉매 배관(13i)에는 전자 팽창 밸브(23)가 배치되어 있다.
각 실내기(30)에 설치된 실내기 열교환기(31)는 상기 냉매 배관(13d)에 접속됨과 동시에, 전자 팽창 밸브(32)에 접속되어 있다. 그리고, 전자 팽창 밸브(32)는, 상기 냉매 배관(13h, 13i)에 접속되어 있다. 실내기 열교환기(31)는, 냉방 운전시는 냉매의 증발기로서 기능하고 난방 운전시는 냉매의 응축기로서 기능한다.
또, 실외기(10)에는, 가스 엔진(11)의 배열과의 사이에서 열교환하는 냉각액이 순환되는 냉각액 회로(L)가 마련되어 있다. 이 냉각액 회로(L)는 워터 펌프나 서모스탯 밸브(thermostat valve) 등을 구비한 주지의 구조로서, 상기 엔진 배열 열교환기(16)는 냉각액 회로(L)에 마련되어 있다. 그리고, 엔진 배열 열교환기(16)에는, 서모스탯 밸브의 작동에 의해 가스 엔진(11)의 배열과의 사이의 열교환으로 가열된 냉각액(예를 들어 5O℃ 이상의 냉각액)이 공급되도록 설정되어 있다. 이에 의해, 엔진 배열 열교환기(16)에 안내된 냉각액은, 이 엔진 배열 열교환기(16)를 흐르는 냉매와의 열교환에 공급되어 이 냉매를 가열한다.
다음으로, 공기 조화 장치(1)의 공기 조화에 관한 동작에 대해 설명한다. 또한, 냉방 및 난방의 각 운전시에 있어서의 냉매의 흐름을 실선 화살표 및 파선 화살표로 나타내고 있다.
우선, 냉방 운전시에 있어서, 압축기(12)의 토출관(12b)을 나온 냉매는, 사방 밸브(14)를 통과한 후, 응축기로서 기능하는 실외기 열교환기(15)에 안내된다. 실외기 열교환기(15)에 있어서, 냉매는 실외의 공기(외기)에 의해 열을 빼앗겨 응축?액화한다. 그 후, 역지 밸브(21)를 통하여 실내기(30)에 안내된 냉매는, 전자 팽창 밸브(32)에 있어서 감압됨과 아울러, 증발기로서 기능하는 실내기 열교환기(31)에 있어서, 실내의 공기의 열을 빼앗아 기화한다. 그 후, 냉매는 사방 밸브(14) 및 어큐뮬레이터(18)를 통하여 압축기(12)의 흡입관(12a)으로 돌아온다. 이상의 과정을 거침으로써 실내가 냉방된다.
한편, 난방 운전시에 있어서, 압축기(12)의 토출관(12b)을 나온 냉매는, 사방 밸브(14)를 통과한 후, 실내기(30)에 안내된다. 그리고, 냉매는, 응축기로서 기능하는 실내기 열교환기(31)에 있어서, 실내의 공기에 열을 방출하여, 응축?액화한다. 그 후, 전자 팽창 밸브(32)에 있어서 감압된 냉매는, 전자 팽창 밸브(22)에 있어서 더욱 감압되어 실외기 열교환기(15)에 안내되고, 혹은 전자 팽창 밸브(23)에 있어서 더욱 감압되어 엔진 배열 열교환기(16)에 안내된다. 실외기 열교환기(15) 및 엔진 배열 열교환기(16)에 안내되는 냉매량은, 전자 팽창 밸브(22, 23)에 의해 제어된다. 그리고, 냉매는, 증발기로서 기능하는 실외기 열교환기(15)에 있어서, 실외의 공기의 열을 흡수?기화하고, 혹은 증발기로서 기능하는 엔진 배열 열교환기(16)에 있어서, 엔진 배열(가스 엔진(11)의 배열)에 의해 가열된 냉각액의 열을 흡수?기화한다. 그 후, 실외기 열교환기(15)로부터의 사방 밸브(14)를 통한 냉매와 엔진 배열 열교환기(16)로부터의 냉매가 합류하여, 어큐뮬레이터(18)를 통하여 압축기(12)의 흡입관(12a)으로 돌아온다. 이상의 과정을 거침으로써 실내가 난방된다. 난방 운전시, 특히 엔진 배열 열교환기(16)에 있어서 엔진 배열을 냉매와 열교환시키는 것으로 난방 능력이 향상된다.
여기서, 실외기(10)에는 가스 엔진(11) 등을 구동 제어하는 운전 제어 수단으로서의 제어 장치(41)가 마련되어 있다. 이 제어 장치(41)는 마이크로컴퓨터를 주체로 구성되어 있으며, 상기 흡입관(12a)의 냉매 압력이 저압측 소정 압력 PL(O.13 MPa 미만이 바람직하다)를 밑돌 때에 작동하는 저압 압력 스위치(42), 상기 토출관(12b)의 냉매 압력이 고압측 소정 압력 PH(3.1 MPa 이상이 바람직하다)을 넘을 때에 작동하는 고압 압력 스위치(43) 및 상기 냉각액 회로(L)를 순환하는 냉각액의 온도(냉각액 온도 Tw)를 검출하는 온도 센서(44)에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또, 제어 장치(41)는, 각 실내기(30)에 설정되어 있는 온도 조정의 설정 온도(조작 패널이나 리모콘 등의 설정 온도) 및 실제로 검출된 실내 온도를 적절한 통신 수단을 통하여 취득 가능하게 구성되어 있으며, 이들 설정 온도 및 실내 온도에 기초하여 장치 전체의 공조 부하(전체 실내기(30)에서 합계한 공조 부하)를 산출한다.
그리고, 난방 운전시, 예를 들어 냉각액 온도 Tw가 소정의 목표 온도(예를 들어 60℃) Twt를 밑돌 때(가스 엔진(11)의 냉간 상태), 제어 장치(41)는 냉각액 온도 Tw를 신속하게 상승시킬 수 있도록 가스 엔진(11)의 난기 운전을 행한다. 구체적으로는, 제어 장치(41)는 가스 엔진(11)을 미리 정해진 난방 능력(마력)에 기초한 최대를 포함하는 소정 범위의 회전 속도 NM(마력의80~100%)으로 난기 운전한다. 즉, 난기 운전시에는, 전체 실내기(30)의 공조 부하에 따른 가스 엔진(11)의 회전 속도의 제한이 풀려 마력에 의한 시스템의 최대를 포함하는 소정 범위의 회전 속도 NM까지 허용된다.
이때, 압축기(12)의 냉매 압력에 이상이 생겨, 저압 압력 스위치(42) 또는 고압 압력 스위치(43)가 작동했다고 하자. 이러한 냉매 압력의 이상은, 예를 들어 외기 온도가 현저하게 낮은 상태에서 난방 운전할 때, 증발기로서 기능하는 실외기 열교환기(15) 등의 열원이 불충분하게 되어, 그만큼 흡입관(12a)의 냉매 압력이 낮게 됨으로써 발생한다. 그리고, 냉매 압력의 이상시, 제어 장치(41)는, 상기 핫 가스 밸브(17)를 개방하도록 이 핫 가스 밸브(17)를 구동 제어한다. 이에 의해, 상기 흡입관(12a) 및 상기 토출관(12b)의 사이가 연통되어, 상기 압축기(12)의 냉매 압력의 이상이 해소된다. 이와 같이 압축기(12)의 냉매 압력의 이상이 해소됨으로써, 이 압축기(12)의 과부하 운전이 회피된다. 환언하면, 상기 압축기(12)의 냉매 압력의 이상 시에는, 그 해소를 위해서 가스 엔진(11)의 회전 속도를 최대로 포함하는 소정 범위의 회전 속도 NM으로부터 내리기 전에 핫 가스 밸브(17)를 개방함으로써, 가스 엔진(11)의 회전 속도를 내릴 필요성이 없어졌다.
한편, 난방 운전시, 예를 들어 냉각액 온도 Tw가 상기 목표 온도 Twt 이상일 때, 제어 장치(41)는 가스 엔진(11)을 상기 산출된 공조 부하에 기초한 바람직한 회전 속도로 운전(통상 운전)한다.
도 2는, 장치 전체의 공조 부하와 이에 대응하여 설정되는 가스 엔진(11)의 회전 속도와의 관계를 나타내는 맵이다. 상기 도면에 나타낸 바와 같이, 가스 엔진(11)의 회전 속도는, 소정의 하한 회전 속도 및 상한 회전 속도의 범위 내에 있어서, 공조 부하가 높아질수록 높게 설정된다.
다음으로, 제어 장치(41)에 의한 가스 엔진(11) 등의 제어 상태에 대해 도 3의 플로차트에 기초하여 총괄하여 설명한다. 상기 도면에 나타낸 바와 같이, 공기 조화 장치(1)(실내기(30))의 전원 투입에 의해 가스 엔진(11)이 시동되면(S1), 난기 운전 판정이 있는지의 여부가 판단된다(S2). 구체적으로는, 현재의 냉각액 온도 Tw가 목표 온도 Twt 미만인지의 여부가 판단된다. 여기에서, 난기 운전 판정이 있다고 판단되면, 가스 엔진(11)의 회전 속도가 상기 최대를 포함하는 소정 범위의 회전 속도 NM으로 설정되고, 이 가스 엔진(11)은 최대를 포함하는 소정 범위의 회전 속도 NM으로 난기 운전된다(S3).
계속해서, 저압?고압 회피가 있는지의 여부가 판단된다(S4). 구체적으로는, 저압 압력 스위치(42) 또는 고압 압력 스위치(43)가 작동하고 있는지의 여부가 판단된다. 여기서, 저압?고압 회피가 있다고 판단되면, 냉매 압력의 이상 해소를 위해서 상기 핫 가스 밸브(17)를 개방하도록(혹은 열림 상태를 유지하도록), 이 핫 가스 밸브(17)가 온(ON)된다(S5). 한편, 저압?고압 회피가 없다고 판단되면, 상기 핫 가스 밸브(17)를 폐쇄하도록(혹은 닫힘 상태를 유지하도록), 이 핫 가스 밸브(17)가 오프(OFF)된다(S6).
그리고, 현재의 냉각액 온도 Tw가 목표 온도 Twt 이상인지의 여부가 판단된다(S7). 여기서, 현재의 냉각액 온도 Tw가 목표 온도 Twt 미만이라고 판단되면, 난기 운전이 여전히 필요하기 때문에, S3으로 돌아와 동일한 처리(가스 엔진(11)의 난기 운전)가 반복된다. 또, 현재의 냉각액 온도 Tw가 목표 온도 Twt 이상이라고 판단되거나, 혹은 S2에 있어서 난기 운전 판정이 없다고 판단되면, 난기 운전이 완료되어 있기 때문에, 통상 운전 제어가 행해진다(S8). 구체적으로는, 가스 엔진(11)은, 전술한 형태로 산출된 공조 부하에 기초한 바람직한 회전 속도로 운전된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 이하에 나타내는 효과를 얻을 수 있게 된다.
(1) 본 실시형태에서는, 압축기(12)는 가스 엔진(11)에 상시 일체 회전하도록 구동 연결되고, 이 가스 엔진(11)과의 사이에 동력 전달을 단접하는 클러치 등을 마련할 필요가 없기 때문에, 부품 점수 및 코스트를 삭감할 수 있다. 그리고, 냉각액 온도 Tw가 목표 온도 Twt를 밑돌 때에는(가스 엔진(11)의 냉간 상태), 제어 장치(41)에 의해 가스 엔진(11)은 난방 능력에 기초한 최대를 포함하는 소정 범위의 회전 속도 NM으로 난기 운전되기 때문에, 냉각액 온도 Tw를 신속하게 상승시킬 수 있다. 이때, 압축기(12)의 냉매 압력에 이상이 생겨, 토출관(12b)의 냉매 압력이 고압측 소정 압력 PH를 넘거나, 혹은 흡입관(12a)의 냉매 압력이 저압측 소정 압력 PL을 밑돌았을 때는, 핫 가스 밸브(17)에 의해 흡입관(12a) 및 토출관(12b)의 사이가 연통됨으로써, 압축기(12)의 냉매 압력의 이상이 해소된다. 따라서, 압축기(12)의 난기 운전중, 압축기(12)의 냉매 압력의 이상을 해소하기 위한 이 압축기(12)의 정지, 즉 가스 엔진(11)의 정지가 불요하게 된다.
이상에 의해, 부품 점수를 증대시키지 않고 가스 엔진(11)의 난기 운전 시간을 단축할 수 있어, 난방 운전시, 냉매의 증발기로서 기능하는 엔진 배열 열교환기(16)에 있어서, 온도 상승한 냉각액을 신속하게 이용할 수 있기 때문에, 난방의 상승을 향상할 수 있다.
또한, 상기 실시형태는 이하와 같이 변경해도 된다.
? 상기 실시형태에 있어서는, 가스 엔진(11) 및 압축기(12)의 구동 연결은, 상시 일체 회전한다면, 이들 출력축 및 입력축을 전동 벨트 등을 통하여 구동 연결해도 된다.
? 상기 실시형태에 있어서, 흡입관(12a)의 냉매 압력 또는 토출관(12b)의 냉매 압력을, 임의의 압력을 연속적으로 취득 가능한 압력 센서로 검출해도 된다. 이 경우, 각 압력 센서의 검출 압력과, 저압측 소정 압력 PL 또는 고압측 소정 압력 PH와의 대소 비교(문턱값 판정)에 기초하여 핫 가스 밸브(17)를 구동 제어하면 된다.
? 상기 실시형태에 있어서, 실외기(10)와 조합되는 실내기(30)는 하나여도 된다. 혹은 하나 또는 복수의 실내기(30)와 조합되는 실외기(10)는 복수라도 된다.
L…냉각액 회로, 1…공기 조화 장치, 1O…실외기, 11…가스 엔진(엔진), 12…압축기, 12a…흡입관, 12b…토출관, 13a~13i…냉매 배관, 15…실외기 열교환기, 16…엔진 배열 열교환기, 17…핫 가스 밸브(바이패스), 21…역지 밸브, 22, 23, 33…전자 팽창 밸브, 3O…실내기, 31…실내기 열교환기, 41…제어 장치(운전 제어 수단), 42…저압 압력 스위치, 43…고압 압력 스위치.

Claims (5)

  1. 엔진, 이 엔진에 상시 일체 회전하도록 구동 연결되어 냉매를 압축하는 압축기, 난방 운전시는 냉매의 증발기로서 기능하는 실외기 열교환기, 상기 엔진의 배열과의 사이에서 열교환하는 냉각액이 순환되는 냉각액 회로 및 이 냉각액 회로에 마련되어 난방 운전시는 냉매의 증발기로서 기능하는 엔진 배열 열교환기를 가지는 실외기와, 난방 운전시는 냉매의 응축기로서 기능하는 실내기 열교환기를 가지는 실내기를 구비하는 공기 조화 장치에 있어서,
    상기 냉각액의 온도가 소정 목표 온도를 밑돌 때에 상기 엔진을 난방 능력에 기초한 최대를 포함하는 소정 범위의 회전 속도로 난기 운전하고, 상기 냉각액의 온도가 상기 소정 목표 온도를 넘을 때에 상기 엔진을 전체 실내기의 공조 부하에 대응하는 회전 속도로 운전하는 운전 제어 수단과,
    난방 운전시, 상기 엔진의 난기 운전중에 상기 압축기의 토출관의 냉매 압력이 고압측 소정 압력을 넘었을 때 또는 상기 압축기의 흡입관의 냉매 압력이 저압측 소정 압력을 밑돌았을 때에 상기 토출관 및 상기 흡입관의 사이를 연통하도록 개폐 제어되는 바이패스 밸브를 구비하고,
    상기 바이패스 밸브의 개방시에는, 상기 압축기의 하류에 있는 사방 밸브를 통하지 않고, 상기 토출관과 상기 흡입관의 사이에 있는 어큐뮬레이터를 통해, 상기 토출관과 상기 흡입관이 연통되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 압축기의 토출측에 고압 압력 스위치, 흡입측에 저압 압력 스위치를 마련하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 운전 제어 수단은, 상기 고압 압력 스위치에 의해 냉매 압력이 고압측 소정 압력을 넘을 때에 상기 바이패스 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 운전 제어 수단은, 상기 저압 압력 스위치에 의해 냉매 압력이 저압측 소정 압력을 밑돌 때에 상기 바이패스 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  5. 삭제
KR1020100027276A 2009-05-28 2010-03-26 공기 조화 장치 KR101174555B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009129423A JP5481937B2 (ja) 2009-05-28 2009-05-28 空気調和装置
JPJP-P-2009-129423 2009-05-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100129138A KR20100129138A (ko) 2010-12-08
KR101174555B1 true KR101174555B1 (ko) 2012-08-16

Family

ID=43423395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100027276A KR101174555B1 (ko) 2009-05-28 2010-03-26 공기 조화 장치

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5481937B2 (ko)
KR (1) KR101174555B1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5910263B2 (ja) * 2012-04-10 2016-04-27 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
CN102914025B (zh) * 2012-09-18 2014-09-17 宁波奥克斯电气有限公司 直流变频空调制冷模式运行时的控制方法
KR101694603B1 (ko) 2015-01-12 2017-01-09 엘지전자 주식회사 공기 조화기
KR101645845B1 (ko) 2015-01-12 2016-08-04 엘지전자 주식회사 공기 조화기
KR101635701B1 (ko) 2015-01-12 2016-07-01 엘지전자 주식회사 공기 조화기 및 이를 제어하는 방법
KR101639516B1 (ko) 2015-01-12 2016-07-13 엘지전자 주식회사 공기 조화기
KR101694604B1 (ko) * 2015-01-12 2017-01-09 엘지전자 주식회사 공기 조화기
KR101698259B1 (ko) * 2015-01-12 2017-01-19 엘지전자 주식회사 공기 조화기 및 이를 제어하는 방법
JP6641791B2 (ja) * 2015-08-27 2020-02-05 アイシン精機株式会社 エンジン駆動式空気調和装置
CN105299840B (zh) * 2015-11-12 2019-01-22 广东美的暖通设备有限公司 多联机系统及其旁通阀体的故障检测方法
JP6819407B2 (ja) * 2017-03-29 2021-01-27 アイシン精機株式会社 エンジン駆動式空気調和装置
CN113375356A (zh) * 2021-05-28 2021-09-10 青岛海尔空调电子有限公司 一拖多冷藏冷冻机组的控制方法及一拖多冷藏冷冻机组

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3564212B2 (ja) * 1995-10-05 2004-09-08 三菱重工業株式会社 エンジン駆動式空気調和機
JP2000088361A (ja) * 1998-09-16 2000-03-31 Matsushita Refrig Co Ltd 空気調和機
JP2002286309A (ja) * 2001-03-27 2002-10-03 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5481937B2 (ja) 2014-04-23
JP2010276275A (ja) 2010-12-09
KR20100129138A (ko) 2010-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101174555B1 (ko) 공기 조화 장치
CN108136876B (zh) 车辆用温度调整装置
JP3237187B2 (ja) 空調装置
CN101233375B (zh) 用于在热泵中防止溢流起动的方法和热泵
JP5786615B2 (ja) 自動車用温調システム
WO2021039087A1 (ja) 熱源ユニット及び冷凍装置
US20170089617A1 (en) Gas heat-pump system
KR101673105B1 (ko) 2원 냉동 사이클 장치
JP6387532B2 (ja) 車両用空調装置およびその構成ユニット
WO2014174792A1 (ja) ヒートポンプシステム
JP2006194565A (ja) 空気調和装置
KR101698259B1 (ko) 공기 조화기 및 이를 제어하는 방법
WO2011155386A1 (ja) エンジン駆動式給湯回路およびこれを使用したエンジン駆動式給湯器
JP2017150687A (ja) 空気調和装置および空気調和装置の制御方法
KR20120122704A (ko) 공기 조화기 및 그 제어방법
JP2006010137A (ja) ヒートポンプシステム
JP6428221B2 (ja) 空気調和機
JP2015117899A (ja) ヒートポンプ装置
JP2017150689A (ja) 空気調和装置
JP2009274462A (ja) 空調装置
CN110779111B (zh) 空气调节装置
JP6258802B2 (ja) 複合熱源ヒートポンプ装置
JP7057129B2 (ja) 車両用廃熱回収装置
JP2010112682A (ja) ヒートポンプサイクル装置
JP2003042585A (ja) 空気調和機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150716

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160328

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170719

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180719

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190722

Year of fee payment: 8