KR101656631B1

KR101656631B1 - 복사식 공기 조화기

Info

Publication number: KR101656631B1
Application number: KR1020157004001A
Authority: KR
Inventors: 유키히토 안도
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤; 이나바 덴키 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2016-09-09
Also published as: SE1550060A1; JP2014062681A; WO2014046084A1; KR20150033728A; CN104541110A; JP5961084B2; CN104541110B

Abstract

복사식 공기 조화기(1)는, 실내에 배치되는 복사 패널(30)과, 실외측 열 교환기(14)와, 복사 패널 및 실외측 열 교환기에 냉매 배관(17)(18)을 통해서 냉매를 순환시키는 압축기(12)와, 제어부(40)를 구비한다. 복사 패널은 하우징(31) 내에 방열부(32)를 배치한 것이다. 복사 패널 상부에는 상부 실온 검출기(38)가 배치되고, 복사 패널의 하부에는 하부 실온 검출기(39)가 배치된다. 제어부는 상부 실온 검출기 또는 하부 실온 검출기로부터의 출력 신호를 참조하여 제어를 행한다.

Description

복사식 공기 조화기{RADIANT AIR CONDITIONER}

본 발명은 복사식 공기 조화기에 관한 것이다.

가옥용 히트 펌프식 공기 조화기로, 실외기와 실내기로 나누어진, 이른바 세퍼레이트형 공기 조화기에서는, 실외기에 열 교환기와 팬이 설치됨과 함께, 실내기에도 열 교환기와 팬이 설치되는 것이 통상의 구조이다. 이에 비해, 동일한 세퍼레이트형 공기 조화기라도, 실내기의 열 교환기를 복사 패널로 구성하여, 팬을 사용하지 않고, 열의 복사에 의해 실내의 냉방 또는 난방을 행하는 타입인 것도 존재한다. 그 예를 특허문헌 1 내지 3에서 볼 수 있다.

특허문헌 1에 기재된 공기 조화기는 건물의 천장에 배치되는 복사 패널을 구비한다. 복사 패널의 내부에는 냉매 배관이 사행 형상으로 배치되어 있다. 냉방 운전 시에는 복사 패널에서 흡열이 이루어져서 복사식 냉방이 행하여진다. 난방 운전 시에는 복사 패널에서 방열이 이루어져서 복사식 난방이 행하여진다. 복사식 냉난방은 실내 팬에 의한 공기의 교반이나 소음과 관계가 없어, 정숙하고 쾌적한 냉난방을 행할 수 있다.

특허문헌 2에는, 실내의 복수면에 복사 패널을 배치하거나, 일면이라도 복수 매의 복사 패널을 설치하거나 하는 등, 복수 매의 복사 패널을 사용해서 냉난방을 행하는 공기 조화 장치가 기재되어 있다. 이 공기 조화 장치에서는 각 복사 패널의 표면에 표면 온도 검출기가 설치되어, 각 복사 패널의 부하에 따라 각 복사 패널에의 열 매체의 유량이 제어된다.

특허문헌 3에는, 팬 코일 유닛과 복사 패널의 양쪽에서 실온 제어를 행함과 함께, 복사면 온도를 제어할 수 있는 복사 공기 조화 장치가 기재되어 있다.

일본 특허 공개 평 10-205802호 공보 일본 특허 공개 평 4-320752호 공보 일본 특허 공개 제2000-283535호 공보

특허문헌 3에 기재된 공기 조화 장치와 같이, 송풍기를 구비한 팬 코일 유닛과 복사 패널을 병용하는 것은 별도로 하고, 복사 패널만으로 냉난방을 행하는 공기 조화기에서는, 실내에 바람의 흐름을 적극적으로 생성하는 동력원이 없기 때문에, 실온을 적절하게 검출할 수 없다. 그로 인해, 복사 패널 온도만을 참조하여 제어를 행하고 있어, 쾌적한 실온이 되도록 제어를 행한다는 점에서 약간 난점이 있다.

실온도 참조하면서 제어를 행하는 것이 복사식 공기 조화기에도 요구되지만, 실온을 측정하기 위한 온도 검출기를, 통상의 방식으로 복사 패널에 배치해서는, 복사 패널의 방열부가 발하는 복사 열이나, 냉매 배관이 발하는 복사 열 등의 영향을 받아, 측정 결과가 왜곡되어 버린다. 리모트 컨트롤러 등, 복사 패널로부터 이격된 개소에서 사용되는 요소에 실온 검출기를 배치하면, 복사 패널의 방열부가 발하는 복사 열이나, 냉매 배관이 발하는 복사 열 등의 영향을 염려하지 않아도 되지만, 이번에는 실온 측정 결과를 어떻게 전달할지가 문제가 된다. 가령, 무선 통신으로 행하기로 하면, 샘플링 레이트에 맞춰 무선 통신을 행하지 않으면 안 되고, 리모트 컨트롤러의 경우라면 전지의 소모를 재촉해 버린다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 송풍기를 구비하지 않는 무풍 타입의 복사식 공기 조화기이어도 적절하게 실온을 검출하고, 세밀하면서도 쾌적한 공조 제어를 행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 복사식 공기 조화기는, 실내에 배치되는 복사 패널과, 실외측 열 교환기와, 상기 복사 패널 및 상기 실외측 열 교환기에 냉매 배관을 통해서 냉매를 순환시키는 압축기와, 제어부를 구비하고, 상기 복사 패널은 하우징 내에 방열부를 배치한 것이며, 상기 복사 패널 상부에는 상부 실온 검출기가 배치되고, 상기 복사 패널의 하부에는 하부 실온 검출기가 배치되며, 상기 제어부는 상기 상부 실온 검출기 또는 상기 하부 실온 검출기로부터의 출력 신호를 참조하여 제어를 행한다.

복사 패널이 증발기가 되는 공기 조화 운전시(예를 들어, 냉방 운전시)에는 복사 패널 상부에서 하부를 향하는 기류가 발생하여, 복사 패널의 상부에서 맞이하는 공기가 방열부의 복사 열의 영향을 받지 않는 공기가 된다. 복사 패널이 응축기가 되는 공기 조화 운전시(예를 들어, 난방 운전시)에는 복사 패널의 하부로부터 상부를 향하는 기류가 발생하여, 복사 패널의 하부에서 맞이하는 공기가 방열부의 복사 열의 영향을 받지 않는 공기가 된다. 복사 패널의 상부와 하부의 각각에 실온 검출기를 배치함으로써, 복사 패널이 증발기가 되는 공기 조화 운전 시에도 복사 패널이 응축기가 되는 공기 조화 운전 시에도, 방열부의 복사 열의 영향을 받지 않는 실내 공기의 온도를 측정할 수 있기 때문에, 적절하게 실온을 알고, 세밀하면서도 쾌적한 공조 제어를 행할 수 있다.

상기 구성의 복사식 공기 조화기에 있어서, 상기 제어부는, 냉방 운전 시에는 상기 상부 실온 검출기로부터의 출력 신호를 참조하여 제어를 행하고, 난방 운전 시에는 상기 하부 실온 검출기로부터의 출력 신호를 참조하여 제어를 행하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 냉방 운전 시에는 방열부의 복사 열의 영향을 받지 않는 실내 공기의 온도를 상부 실온 검출기에서 측정하고, 난방 운전 시에는 방열부의 복사 열의 영향을 받지 않는 실내 공기의 온도를 하부 실온 검출기에서 측정하기 때문에, 온도를 바꾸어야 할 실내 공기의 온도를 적절하게 파악하여, 세밀하면서도 쾌적한 공조 제어를 행할 수 있다.

상기 구성의 복사식 공기 조화기에 있어서, 상기 방열부에 접속되는 냉매 배관의 상기 하우징 내 부분에 당해 냉매 배관의 온도를 검출하는 냉매 배관 온도 검출기가 설치되고, 상기 제어부는 상기 냉매 배관 온도 검출기로부터의 출력 신호도 참조하면서 제어를 행하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 제어부는, 간단히 실온만을 참조하여 제어를 행하는 것이 아니라, 방열부를 흐르는 냉매의 온도도 참조하면서 제어를 행하기 때문에, 보다 빠르게 실온을 목표 온도에 가깝게 할 수 있다. 또한, 복사 패널의 냉매 경로가 냉방 운전 시의 냉매 경로인지 난방 운전 시의 냉매 경로인지 관계없이, 동일한 위치에서 복사 패널의 표면 온도를 검출할 수 있으므로, 냉방 운전시와 난방 운전시에서 제어 사양을 바꿀 필요가 없다. 또한, 냉매 배관 온도 검출기가 복사 패널의 표면이 아닌 냉매 배관에 설치되기 때문에, 결로수가 냉매 배관 온도 검출기를 적실 가능성이 작아, 냉매 배관 온도 검출기가 오검출할 가능성을 낮출 수 있다.

상기 구성의 복사식 공기 조화기에 있어서, 상기 냉매 배관 온도 검출기가 설치되는 상기 냉매 배관은 액체 냉매용 냉매 배관이며, 상기 제어부는, 냉방 운전 시에는 상기 냉매 배관 온도 검출기가 검출한 온도를 상기 복사 패널의 표면 온도로서 참조하고, 난방 운전 시에는 상기 냉매 배관 온도 검출기가 검출한 온도에 보정 온도를 더한 온도를 상기 복사 패널의 표면 온도로서 참조하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 난방 운전시, 냉매 배관의 온도로부터 방열부의 과냉각도를 예측해서 온도를 보정함으로써, 복사 패널의 표면 온도를 정확하게 예측할 수 있다.

본 발명에 의하면, 냉방 운전 시에도 난방 운전 시에도, 방열부의 복사 열의 영향을 받지 않는 실내 공기의 온도를 측정함으로써 적절하게 실온을 알고, 세밀하면서도 쾌적한 공조 제어를 행할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 관한 복사식 공기 조화기의 개략 구성도로, 냉방 운전 시의 상태를 나타내는 것이다.
도 2는, 본 발명에 관한 복사식 공기 조화기의 개략 구성도로, 난방 운전 시의 상태를 나타내는 것이다.
도 3은, 복사 패널의 제1 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4는, 복사 패널의 제2 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 5는, 복사 패널의 제3 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 6은, 방열부의 제1 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 7은, 방열부의 제2 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 8은, 복사식 공기 조화기의 제어 블록도이다.
도 9는, 복사식 공기 조화기의 냉방 운전 시의 제어 흐름도이다.
도 10은, 복사식 공기 조화기의 난방 운전 시의 제어 흐름도이다.
도 11은, 냉방 운전 시의 실내 기류를 도시하는 설명도이다.
도 12는, 난방 운전 시의 실내 기류를 도시하는 설명도이다.

도 1에 기초하여 복사식 공기 조화기(1)의 개략 구성을 설명한다. 복사식 공기 조화기(1)는 실외기(10)와 복사 패널(30)에 의해 구성된다. 복사 패널(30)은 실내에 배치되는 것이며, 통상의 세퍼레이트형 공기 조화기의 실내기에 상당한다.

실외기(10)는, 판금제 부품과 합성 수지제 부품에 의해 구성되는 하우징(11)의 내부에, 압축기(12), 사방 밸브(13), 실외측 열 교환기(14), 팽창 밸브(15), 실외측 송풍기(16) 등을 수납하고 있다.

실외기(10)는 2개의 냉매 배관(17, 18)으로 복사 패널(30)에 접속된다. 냉매 배관(17)은 액체 냉매를 흘리는 것을 목적으로 하고 있고, 냉매 배관(18)에 비교해서 가는 관이 사용되고 있다. 그 때문에 냉매 배관(17)은 「액관」「가는 관」 등으로 칭해지는 경우가 있다. 냉매 배관(18)은 기체 냉매를 흘리는 것을 목적으로 하고 있고, 냉매 배관(17)에 비교해서 굵은 관이 사용되고 있다. 그 때문에 냉매 배관(18)은 「가스관」「굵은 관」 등으로 칭해지는 경우가 있다. 냉매에는, 예를 들어 HFC계의 R410A나 R32 등이 사용된다.

실외기(10)의 내부의 냉매 배관에서, 냉매 배관(17)에 접속되는 냉매 배관에는 이방 밸브(19)가 설치되고, 냉매 배관(18)에 접속되는 냉매 배관에는 삼방 밸브(20)가 설치된다. 이방 밸브(19)와 삼방 밸브(20)는, 실외기(10)로부터 냉매 배관(17, 18)이 제거될 때에 폐쇄되어, 실외기(10)에서 외부로 냉매가 누설되는 것을 방지한다. 실외기(10)로부터, 혹은 복사 패널(30)을 포함한 냉동 사이클 전체로부터, 냉매를 방출할 필요가 있을 때는, 삼방 밸브(20)를 통해서 방출이 행하여진다.

복사 패널(30)은 실내의 벽 옆에 세워 설치되는 경우가 많고, 판금제 부품과 합성 수지제 부품에 의해 구성되는 정면 형상 직사각형의 하우징(31)의 내부에 복수의 방열부(32)가 배치되어 있다. 간단히 하려고 「방열부」라고 명명했지만, 이 부품은 난방 운전 시에 주위의 공기에 대하여 방열을 행할 뿐만 아니라, 냉방 운전 시에 주위의 공기로부터 흡열을 행하는 것이기도 하다.

방열부(32)는 통 형상의 부품이며, 수직으로 배치된다. 도 6, 7에 도시한 바와 같이, 중심의 냉매관(33)을 방열 핀(34)이 둘러싸는 것이 방열부(32)의 기본적인 구성이다. 냉매관(33)과 방열 핀(34)은 구리나 알루미늄과 같은 열 전도가 좋은 금속으로 형성되어, 서로 밀착된다. 또한, 여기에서 말하는 「수직」이란 엄밀한 수직 방향에 한정되지 않는다. 다소 기울기를 포함하는 수직 방향이어도 된다.

도 6의 방열 핀(34)도 도 7의 방열 핀(34)도 복수의 핀이 방사상으로 전개되는 수평 단면 형상을 갖고 있다. 도 6의 방열 핀(34)은 축선 방향을 따라 2개로 나누어진 부품으로 형성되고, 냉매관(33)을 전후로부터 끼워 넣고 있다. 도 7의 방열 핀(34)은 단일 부품이며, 중심의, 차륜으로 말하자면, 허브에 상당하는 부분에 냉매관(33)이 삽입되어 있다. 물론, 도 6, 7에 나타내는 방열부(32)의 구조는 단순한 예시이며, 다른 단면 형상의 방열 핀(34)을 사용할 수도 있고, 냉매관(33)과 방열 핀(34)을 다른 양식으로 조합하는 것도 가능하다.

하우징(31)의 내부에 복수(도면에 있어서는 7개)의 방열부(32)가 서로 병행하게 배치된다. 하우징(31)의 전방면에는 방열부(32)를 노출시키는 개구부(35)가 설치되어 있다. 복수의 방열부(32)는 모두 냉매 배관(17, 18)에 접속된다. 도 3에 도시하는 접속 구성예에서는 모든 방열부(32)가 냉매 배관(17, 18)에 병렬 접속된다. 도 4에 도시하는 접속 구성예에서는 모든 방열부(32)를 직렬 접속한 것이 냉매 배관(17, 18)에 접속되어 있다.

복수의 방열부(32)를 접속하는데, 도 3, 4에 나타낸 방식 이외의 방식을 채용할 수도 있다. 예를 들어, 복수의 방열부(32)를 소정 개수씩 그룹으로 나누고, 동일 그룹에 속하는 방열부(32)는 서로 병렬 접속하고, 그룹끼리 직렬 접속하는 방식도 가능하다. 혹은, 복수의 방열부(32)를 소정 개수씩 그룹으로 나누고, 동일 그룹에 속하는 방열부(32)는 직렬 접속하고, 그룹끼리 병렬 접속하는 방식도 가능하다.

복사식 공기 조화기(1)의 운전 제어를 행하는 데 있어서, 각 장소의 온도를 아는 것이 불가결하다. 이 목적을 위하여, 실외기(10)와 복사 패널(30)에 온도 검출기가 배치된다. 실외기(10)에 있어서는, 실외측 열 교환기(14)에 온도 검출기(21)가 배치되고, 압축기(12)의 토출부가 되는 토출관(12a)에 온도 검출기(22)가 배치되며, 압축기(12)의 흡입부가 되는 흡입관(12b)에 온도 검출기(23)가 배치되고, 팽창 밸브(15)와 이방 밸브(19) 사이의 냉매 배관에 온도 검출기(24)가 배치되어 있다. 복사 패널(30)에는 온도 검출기(36)가 배치된다. 온도 검출기(21, 22, 23, 24, 36)는 모두 서미스터에 의해 구성된다.

온도 검출기(36)는 방열부(32)의 온도 측정을 목적으로 하지만, 방열부(32)에 직접 설치되지 않고, 도 3에 도시한 바와 같이, 액체 냉매용 냉매 배관(17)에 설치된다. 온도 검출기(36)를 냉매 배관(17)에 배치하는 것은 다음의 이유 때문이다. 즉, 방열부(32)는 위치(특히, 상하 위치)에 따라 온도가 상이하기 때문에, 어느 위치에 온도 검출기(36)를 배치할지 정하는 것이 어렵다.

복수의 방열부(32)를 연결하는 냉매 경로가 어떻게 설계되어 있는지에 의해서도 방열부(32)의 표면 온도는 좌우된다. 냉매 경로가 단일 경로인 경우, 압력 손실이나 냉매의 기액상 변화에 의해 온도 차가 발생하기 쉽다. 냉매 경로가 복수 경로인 경우, 경로에 의해 온도 차가 발생할 가능성이 있다. 또한, 온도 검출기에는 감온성을 좋게 하기 위해서 금속으로 덮여 있는 것이 있다. 방열부(32)를 구성하는 금속과 온도 검출기에 사용되고 있는 금속의 종류가 상이한 경우, 그들 접촉부에 있어서 이종 금속에 의한 전위차가 발생하여, 전식을 일으킬 가능성이 있다. 어떻든 간에, 방열부(32)의 어느 위치에 온도 검출기(36)를 배치할지를 정하는 것은 용이하지 않다.

하우징(31)의 내부의 냉매 배관(17)을 온도 검출기(36)의 설치 개소로 하면, 상기 문제는 해소된다. 냉매 배관(17)은, 냉방 운전 시에는 팽창 밸브(15)에서 교축된 냉매가 유입하는 개소이며, 난방 운전 시에는 응축된 냉매가 방열부(32)로부터 유출되는 개소이다. 이후, 온도 검출기(36)만을 특별히 「냉매 배관 온도 검출기(36)」라고 칭한다.

냉방 운전 시에는 냉매 배관(17)에 기액 2상 상태의 냉매(단, 기화가 별로 진행되지 않은, 액상 냉매가 많은 상태의 냉매)가 흐르므로, 바꿔 말하면 냉매의 기액상 변화가 적으므로, 냉매 배관(17)의 온도를 방열부(32)의 온도로서 취급할 수 있다. 한편, 난방 운전 시에는 냉매 배관(17)은 냉동 사이클의 과냉각부(액상부)가 되고, 액체 냉매가 저류되기 때문에, 냉매 배관(17)의 온도를 곧바로 방열부(32)의 온도로서 취급할 수는 없다. 그러나, 후술하는 「보정 온도」의 사고 방식에 의해, 난방 운전 시에도 냉매 배관 온도 검출기(36)의 측정 온도로부터 방열부(32)의 표면 온도를 구할 수 있다.

냉매 배관 온도 검출기(36)의 설치 위치는, 냉매 배관(17)의 하우징(31) 내의 부분 중에서도 비교적 상위에 있는 부분이 된다. 이러한 장소를 냉매 배관 온도 검출기(36)의 설치 위치로서 선택한 이유는 후술한다.

복사 패널(30)에는 냉매 배관 온도 검출기(36) 외에 실온 검출기가 배치된다. 하우징(31)의 상부에는 실온 검출기(38)가 배치되고, 하우징(31)의 하부에는 실온 검출기(39)가 배치된다. 이후, 실온 검출기(38)을 「상부 실온 검출기(38)」라고 칭하고, 실온 검출기(39)를 「하부 실온 검출기(39)」라고 칭한다. 온도 검출기(21, 22, 23, 24) 및 냉매 배관 온도 검출기(36)와 동일하게, 상부 실온 검출기(38)와 하부 실온 검출기(39)도 서미스터에 의해 구성된다. 상부 실온 검출기(38)와 하부 실온 검출기(39)는, 방열부(32)의 복사 열이나 냉매 배관(17, 18)의 복사 열의 영향을 받기 어려운 곳에 배치한다.

복사식 공기 조화기(1)의 전체 제어를 관장하는 것은 도 8에 나타내는 제어부(40)이다. 제어부(40)는 실내 온도가 사용자에 의해 설정된 목표 값에 이르도록 제어를 행한다.

제어부(40)는, 압축기(12), 사방 밸브(13), 팽창 밸브(15) 및 실외측 송풍기(16)에 대하여 동작 지령을 발한다. 또한, 제어부(40)는 온도 검출기(21 내지 24), 냉매 배관 온도 검출기(36), 상부 실온 검출기(38) 및 하부 실온 검출기(39)로부터 각각의 검출 온도의 출력 신호를 받는다. 제어부(40)는, 온도 검출기(21 내지 24), 냉매 배관 온도 검출기(36), 상부 실온 검출기(38) 및 하부 실온 검출기(39)로부터의 출력 신호를 참조하면서, 압축기(12)와 실외측 송풍기(16)에 대하여 운전 지령을 발하고, 사방 밸브(13)와 팽창 밸브(15)에 대하여는 상태 전환 지령을 발한다.

도 1은 복사식 공기 조화기(1)가 냉방 운전(제습 운전) 혹은 제상 운전을 행하고 있는 상태를 나타낸다. 압축기(12)로부터 토출된 고온 고압의 냉매는 실외측 열 교환기(14)에 들어가고, 거기에서 실외 공기와의 열 교환이 행하여진다. 즉 냉매는 실외 공기에 대하여 방열을 행한다. 방열하고, 응축해서 액상이 된 냉매는 실외측 열 교환기(14)로부터 팽창 밸브(15)를 통해서 복사 패널(30)의 방열부에 보내지고, 감압하고 팽창해서 저온 저압이 되어, 방열부(32)의 표면 온도를 낮춘다. 표면 온도가 내려간 방열부(32)는 실내 공기로부터 흡열하고, 이에 의해 실내 공기는 식혀진다. 흡열 후, 저온의 기체 상태의 냉매는 압축기(12)로 복귀된다. 실외측 송풍기(16)에 의해 생성된 기류가 실외측 열 교환기(14)로부터의 방열을 촉진한다.

도 2는 복사식 공기 조화기(1)가 난방 운전을 행하고 있는 상태를 나타낸다. 이때는 사방 밸브(13)가 전환되어 냉방 운전시와 냉매의 흐름이 반대로 된다. 즉, 압축기(12)로부터 토출된 고온 고압의 냉매는 방열부(32)에 들어가고, 거기에서 실내 공기와의 열 교환이 행하여진다. 즉, 냉매는 실내 공기에 대하여 방열을 행하여, 실내 공기는 데워진다. 방열되고, 응축해서 액상이 된 냉매는 방열부(32)로부터 팽창 밸브(15)를 통해서 실외측 열 교환기(14)에 보내지고, 감압되고 팽창해서 실외측 열 교환기(14)의 표면 온도를 낮춘다. 표면 온도가 내려간 실외측 열 교환기(14)는 실외 공기로부터 흡열한다. 흡열 후, 저온의 기체 상태의 냉매는 압축기(12)로 복귀된다. 실외측 송풍기(16)에 의해 생성된 기류가 실외측 열 교환기(14)에 의한 흡열을 촉진한다. 흡열에 의해 실외측 열 교환기(14)에 부착된 성에는, 제상 운전을 행함으로써 제거된다.

복사식 공기 조화기(1)의 복사 패널(30)이 증발기가 되는 공기 조화 운전의 일례인 냉방 운전 시의 제어 흐름도를 도 9에 나타낸다. 냉방 운전 개시 후, 스텝 #101에서 제어부(40)는, 상부 실온 검출기(38)의 출력 신호를 참조한다. 냉방 운전 시에는 실내의 공기가 도 11과 같이 순환하고, 상부 실온 검출기(38)를 통과하는 공기가 방열부(32)의 복사 열의 영향을 받지 않는 공기가 되기 때문이다.

다음 스텝 #102에서, 제어부(40)는 냉매 배관 온도 검출기(36)의 출력 신호를 참조한다. 냉방 운전(제습 운전) 혹은 제상 운전의 경우에는, 냉매 배관 온도 검출기(36)가 검출한 온도를 방열부(32)의 표면 온도로서 취급할 수 있기 때문에, 제어부(40)는 냉매 배관 온도 검출기(36)의 출력 신호를, 보정을 가하지 않고 참조한다.

이후 제어부(40)는, 소정의 샘플링 레이트로 스텝 #101과 스텝 #102를 수행하면서 냉방 운전을 계속한다.

이렇게 제어부(40)는, 간단히 실온만을 참조하여 제어를 행하는 것이 아니라, 방열부(32)를 흐르는 냉매의 온도도 참조하면서 제어를 행하기 때문에, 보다 빠르게 실온을 목표 온도에 가깝게 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 온도 검출기(36)는 냉매 배관(17)의 하우징(31) 내의 부분에 설치되어 있으므로, 복사 패널(30)의 냉매 경로가 냉방 운전 시의 냉매 경로인지 난방 운전 시의 냉매 경로인지 관계없이, 동일한 위치에서 복사 패널(30)의 표면 온도를 검출할 수 있다. 이로 인해, 냉방 운전시와 난방 운전시에서 제어의 사양을 바꿀 필요가 없다.

냉방 운전(제습 운전)시, 방열부(32)에는 결로수가 발생한다. 냉매 배관 온도 검출기(36)는 하우징(31) 내의 냉매 배관(17) 중에서도 비교적 상위 부분에 설치되어 있으므로, 방열부(32)의 결로수가 방열부(32)의 하방에 드레인수로서 저류되었다고 해도[드레인 수는 방열부(32)의 하방에 배치된 드레인 팬(32a)≪11 참조≫에 받아진다), 드레인 수에 접촉하지 않고 있을 수 있다. 이로 인해, 냉매 배관 온도 검출기(36)의 검출 온도에 오류가 발생하거나, 냉매 배관 온도 검출기(36)가 고장 나거나 하는 것을 염려하지 않아도 된다. 방열부(32) 정도는 못된다 해도, 냉매 배관(17)에도 결로수가 발생하지만, 그 결로수에 의한 영향을 작게 하는 데 있어서도, 냉매 배관(17)의 상위 부분에 냉매 배관 온도 검출기(36)를 배치하는 것은 의미가 있다. 또한, 도 1에 있어서는, 방열부(32)보다도 상방의 하우징(31)의 상부 프레임 내를 통하는 냉매 배관(17)에 냉매 배관 온도 검출기(36)를 설치하고 있다.

도 4와 같이 복수의 방열부(32)를 직렬 접속한 경우에도, 냉매 배관 온도 검출부(36)는 냉매 배관(17)의 상위 부분에 배치한다. 또한, 복수의 방열부(32)를 직렬 접속한 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 복사 패널(30)의 상부에 있어서 방열부(32)끼리 접속하는 냉매 배관(37)에 냉매 배관 온도 검출기(36)를 설치할 수도 있다. 이 구성이어도 냉매 배관 온도 검출기(36)를 결로수로부터 보호할 수 있다. 요는, 결로수가 발생하기 어려운 곳에 냉매 배관 온도 검출기(36)를 배치하는 것이 지켜져야 할 사항이다.

복사식 공기 조화기(1)의 복사 패널(30)이 응축기가 되는 공기 조화 운전의 일례인 난방 운전 시의 제어 흐름도를 도 10에 도시한다. 난방 운전 개시 후, 스텝 #111에서 제어부(40)는, 하부 실온 검출기(39)의 출력 신호를 참조한다. 난방 운전 시에는 실내의 공기가 도 12와 같이 순환하고, 하부 실온 검출기(39)를 통과하는 공기가 방열부(32)의 복사 열의 영향을 받지 않는 공기가 되기 때문이다.

다음의 스텝 #112에서, 제어부(40)는 냉매 배관 온도 검출기(36)가 검출한 온도에 보정 온도를 더한 온도를 참조한다.

전술한 바와 같이, 냉매 배관 온도 검출기(36)는 냉매 배관(17)에 배치되어 있고, 복사 패널(30)의 표면 온도[보다 정확하게 말하면, 방열부(32)의 표면 온도]를 직접 검출하는 것이 아니다. 또한, 과냉각도가 어떤 값이 되느냐에 따라서도 냉매 배관(17)의 온도와 복사 패널(30)의 표면 온도의 차가 변화한다. 그래서 난방 운전 시에는, 냉매 배관(17)의 온도로부터 방열부(32)의 과냉각도를 예측해서 온도를 보정함으로써, 복사 패널(30)의 표면 온도를 예측한다. 보정 온도는 실험을 거듭해서 결정하는 것이 바람직하다.

이후, 제어부(40)는, 소정의 샘플링 레이트로 스텝 #111과 스텝 #112를 수행하면서 난방 운전을 계속한다.

이렇게 제어부(40)는, 난방 운전시, 단순히 실온만을 참조하여 제어를 행하는 것이 아니라, 냉매 배관(17)의 온도로부터 방열부(32)의 과냉각도를 예측해서 온도를 보정한, 정확성이 높은 복사 패널(30)의 예측 표면 온도를 참조하면서 제어를 행하기 때문에, 보다 빠르게 실온을 목표 온도에 가깝게 할 수 있다.

실온을 측정하는 수단으로서 상부 실온 검출기(38)와 하부 실온 검출기(39)를 설치하는 것은 최저 조건이며, 발명을 한정하는 것이 아니다. 상부 실온 검출기(38)와 하부 실온 검출기(39)의 중간 높이에 제3, 혹은 그 이상의 실온 검출기를 배치하고, 그들의 측정 결과도 참조하면서 제어부(40)가 제어를 행하는 것으로 해도 된다. 또한, 상부 실온 검출기(38)와 하부 실온 검출기(39) 이외의 실온 검출기에 대해서도 방열부(32)의 복사 열이나 냉매 배관(17, 18)의 복사 열의 영향을 받기 어려운 개소에 배치해야 하는 것은 물론이다.

지금까지, 방열부(32)는 수직으로 배치하는 것으로서 설명하였지만, 방열부(32)를 수평으로 배치하는 구성도 가능하다. 그 경우의 방열 핀(34)은, 냉매관(33)의 축선에 직교하는 박판을, 상호 간에 간격을 두고 다수 배치하는 구성으로 하는 것이 좋다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되는 것이 아니라, 발명의 주 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 더해서 실시할 수 있다.

산업상 이용 가능성

본 발명은 복사식 공기 조화기에 널리 이용 가능하다.

1: 복사식 공기 조화기
10: 실외기
11: 하우징
12: 압축기
13: 사방 밸브
14: 실외측 열 교환기
15: 팽창 밸브
16: 실외측 송풍기
17, 18: 냉매 배관
30: 복사 패널
31: 하우징
32: 방열부
36: 냉매 배관 온도 검출기
38: 상부 실온 검출기
39: 하부 실온 검출기
40: 제어부

Claims

실내에 배치되는 복사 패널과,
실외측 열 교환기와,
상기 복사 패널 및 상기 실외측 열 교환기에 냉매 배관을 통해서 냉매를 순환시키는 압축기와,
제어부를 구비하고,
상기 복사 패널은 하우징 내에 방열부를 배치한 것이며,
상기 복사 패널 상부에는 상부 실온 검출기가 배치되고, 상기 복사 패널의 하부에는 하부 실온 검출기가 배치되며,
상기 제어부는 상기 상부 실온 검출기 또는 상기 하부 실온 검출기로부터의 출력 신호를 참조하여 제어를 행하는 것이고,
상기 방열부에 접속되고, 냉방 운전 시에는 냉매를 상기 방열부에 유입하고, 난방 운전 시에는 응축한 냉매가 상기 방열부로부터 유출하는 냉매 배관의 상기 하우징 내 부분에 당해 냉매 배관의 온도를 검출하는 냉매 배관 온도 검출기가 설치되고,
상기 제어부는 상기 냉매 배관 온도 검출기로부터의 출력 신호도 참조하면서 제어를 행하는 것이고,
상기 냉매 배관 온도 검출기가 설치되는 상기 냉매 배관은 액체 냉매용 냉매 배관이며,
상기 제어부는, 냉방 운전 시에는 상기 냉매 배관 온도 검출기가 검출한 온도를 상기 복사 패널의 표면 온도로서 참조하고, 난방 운전 시에는 상기 냉매 배관 온도 검출기가 검출한 온도에 보정 온도를 더한 온도를 상기 복사 패널의 표면 온도로서 참조하는 구성을 구비하는, 복사식 공기 조화기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 냉방 운전 시에는 상기 상부 실온 검출기로부터의 출력 신호를 참조하여 제어를 행하고, 난방 운전 시에는 상기 하부 실온 검출기로부터의 출력 신호를 참조하여 제어를 행하는 구성을 구비하는, 복사식 공기 조화기.
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