KR102014616B1 - 공기 조화 장치 - Google Patents

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Abstract

냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방이 가능하고, 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시킬 수 있는 공기 조화 장치에서, 종래보다도 저비용화 및 공간 절약화를 도모할 수 있는 공기 조화 장치를 얻는다.
공기 조화 장치(100)는, 냉방 운전 및 난방 운전이 가능한 냉동 사이클 회로(1)와, 증발기와 압축기(2) 사이의 냉매가 흐르는 제1 유로(21), 실외 열교환기(4)와 팽창 장치(5) 사이의 냉매가 흐르는 제2 유로(22) 및 팽창 장치(5)와 실내 열교환기(6) 사이의 냉매가 흐르는 제3 유로(23)를 가지며, 냉방 운전시에 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제2 유로(22)를 흐르는 냉매를 열교환시키고, 난방 운전시에 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제3 유로(23)를 흐르는 냉매를 열교환시키는 구성의 내부 열교환기(20)를 구비한 것이다.

Description

공기 조화 장치{AIR CONDITIONING APPARATUS}
본 발명은, 공기 조화 장치에 관한 것으로, 특히, 냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방이 가능한 공기 조화 장치에 관한 것이다.
종래, 응축기로부터 유출하여 팽창 장치에 이르는 냉매와 증발기로부터 유출한 냉매를 열교환시키는 내부 열교환기를 구비하고, 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시켜서, 냉동 사이클 회로의 성능의 향상을 도모한 공기 조화 장치가 제안되어 있다. 또한, 냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방이 가능한 종래의 공기 조화 장치에서도, 상술한 내부 열교환기를 구비하고, 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시켜서, 냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방에서 냉동 사이클 회로의 성능의 향상을 도모한 것이 제안되어 있다(특허 문헌 1, 2 참조).
상세하게는, 특허 문헌 1에 기재된 공기 조화 장치는, 냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방에서 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시키기 위해, 팽창 장치의 양측에 2개의 내부 열교환기를 구비하고 있다. 즉, 특허 문헌 1에 기재된 공기 조화 장치는, 냉방 운전시에 응축기가 되는 실외 열교환기와 팽창 장치와의 사이 및 난방 운전시에 응축기가 되는 실내 열교환기와 팽창 장치 사이의 각각에, 내부 열교환기를 구비하고 있다.
특허 문헌 2에 기재된 공기 조화 장치는, 냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방에서 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시키기 위해, 내부 열교환기의 양측에 2개의 팽창 장치를 구비하고 있다. 즉, 특허 문헌 2에 기재된 공기 조화 장치는, 냉방 운전시에 내부 열교환기로 냉각된 냉매를 팽창시키는 팽창 장치와, 난방 운전시에 내부 열교환기로 냉각된 냉매를 팽창시키는 팽창 장치를 구비하고 있다. 또한, 특허 문헌 2에는, 하나의 내부 열교환기 및 하나의 팽창 장치를 이용하여, 냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방에서 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시키기 위해, 냉동 사이클 회로 내에, 4개의 역지 밸브로 구성된 브리지 회로를 마련한 공기 조화 장치도 개시되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개평2-75863호 공보(제1 도) 특허 문헌 2 : 일본 특개2007-93167호 공보(도 2, 4)
상술한 바와 같이, 냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방이 가능한 종래의 공기 조화 장치에서는, 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시키기 위해서는, 내부 열교환기 또는 팽창 장치를 2개 구비할 필요가 있다. 이 때문에, 냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방이 가능한 종래의 공기 조화 장치에서는, 공기 조화 장치의 비용이 증대하여 버린다는 과제 및 공기 조화 장치가 대형화하여 버린다는 과제가 있다.
여기서, 특허 문헌 2에는, 냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방이 가능한 종래의 공기 조화 장치에서, 하나의 내부 열교환기 및 하나의 팽창 장치를 이용하여 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시키는 것도 개시되어 있다. 그렇지만, 이 종래의 공기 조화 장치는, 냉동 사이클 회로 내에, 4개의 역지 밸브로 구성된 브리지 회로를 마련할 필요가 있다. 이 때문에, 이 종래의 공기 조화 장치에서도, 내부 열교환기 또는 팽창 장치를 2개 구비한 종래의 공기 조화 장치와 마찬가지로, 공기 조화 장치의 비용이 증대하여 버린다는 과제 및 공기 조화 장치가 대형화하여 버린다는 과제가 있다. 또한, 냉동 사이클 회로 내에 4개의 역지 밸브로 구성된 브리지 회로를 마련한 종래의 공기 조화 장치에서는, 역지 밸브에 기액 2상(相) 상태의 냉매가 유입한 경우, 밸브가 왕복 운동함에 의한 소음이 발생하여 버린다는 과제도 있다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 과제의 적어도 하나를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 냉방 운전 및 난방 운전의 쌍방이 가능하고, 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시킬 수 있는 공기 조화 장치에서, 종래보다도 저비용화 및 공간 절약화를 도모할 수 있는 공기 조화 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 공기 조화 장치는, 냉매를 압축하는 압축기와, 냉방 운전시와 난방 운전시에서 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 유로를 전환하는 유로 전환 장치와, 냉방 운전시에는 응축기로서 기능하고, 난방 운전시에는 증발기로서 기능하는 열원측 열교환기와, 냉매를 팽창시켜서 감압시키는 팽창 장치와, 냉방 운전시에는 증발기로서 기능하고, 난방 운전시에는 응축기로서 기능하는 이용측 열교환기와, 상기 증발기와 상기 압축기 사이의 냉매가 흐르는 제1 유로, 상기 열원측 열교환기와 상기 팽창 장치 사이의 냉매가 흐르는 제2 유로 및 상기 팽창 장치와 상기 이용측 열교환기 사이의 냉매가 흐르는 제3 유로를 가지며, 냉방 운전시에 상기 제1 유로를 흐르는 냉매와 상기 제2 유로를 흐르는 냉매를 열교환시키고, 난방 운전시에 상기 제1 유로를 흐르는 냉매와 상기 제3 유로를 흐르는 냉매를 열교환시키는 구성의 내부 열교환기를 구비한 것이다.
본 발명에 관한 공기 조화 장치는, 증발기와 압축기 사이의 냉매가 흐르는 제1 유로, 열원측 열교환기와 팽창 장치 사이의 냉매가 흐르는 제2 유로 및 팽창 장치와 이용측 열교환기 사이의 냉매가 흐르는 제3 유로를 가지며, 냉방 운전시에 제1 유로를 흐르는 냉매와 제2 유로를 흐르는 냉매를 열교환시키고, 난방 운전시에 제1 유로를 흐르는 냉매와 제3 유로를 흐르는 냉매를 열교환시키는 구성의 내부 열교환기를 구비하고 있다. 이 때문에, 본 발명에 관한 공기 조화 장치는, 하나의 내부 열교환기 및 하나의 팽창 장치를 이용할 뿐으로, 냉방 운전시 및 난방 운전시의 쌍방에서, 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시켜서, 냉동 사이클 회로의 성능의 향상을 도모할 수 있다. 따라서 본 발명에 관한 공기 조화 장치는, 종래보다도 저비용화 및 공간 절약화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치를 도시하는 구성도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치의 내부 열교환기를 도시하는 정면도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치의 동작 상태를 설명하기 위한 p-h선도(냉매 압력(p)과 비엔탈피(h)와의 관계도).
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화 장치의 내부 열교환기의 한 예를 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화 장치의 내부 열교환기의 다른 한 예를 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화 장치의 내부 열교환기의 다른 한 예를 도시하는 단면도.
실시의 형태 1.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치를 도시하는 구성도이다. 또한, 도 1에 도시하는 인출선 이외의 화살표는, 냉매의 흐름 방향을 나타내고 있다.
본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 압축기(2), 유로 전환 장치(3), 실외 열교환기(4), 팽창 장치(5) 및 실내 열교환기(6)가 순차적으로 냉매 배관으로 접속되는 냉동 사이클 회로(1)를 구비하고 있다.
여기서, 실외 열교환기(4)가, 본 발명의 열원측 열교환기에 상당한다. 또한, 실내 열교환기(6)가, 본 발명의 이용측 열교환기에 상당한다.
압축기(2)는, 냉매를 흡입하고, 그 냉매를 압축하여 고온 고압의 상태로 하는 것이다. 압축기(2)의 종류는 특히 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 레시프로, 로터리, 스크롤 또는 스크류 등의 각종 타입의 압축 기구를 이용하여 압축기(2)를 구성할 수 있다. 압축기(2)는, 인버터에 의해 회전수가 가변으로 제어 가능한 타입의 것으로 구성하면 좋다. 이 압축기(2)의 토출구에는, 유로 전환 장치(3)가 접속되어 있다.
유로 전환 장치(3)는, 예를 들면 4방밸브이고, 냉방 운전시와 난방 운전시에서 압축기(2)로부터 토출되는 냉매의 유로를 전환하는 것이다. 상세하게는, 유로 전환 장치(3)는, 압축기(2)의 토출구의 접속처를 실외 열교환기(4) 또는 실내 열교환기(6)의 한 쪽으로 전환하고, 압축기(2)의 흡입구의 접속처를 실외 열교환기(4) 또는 실내 열교환기(6)의 다른 쪽으로 전환하는 것이다. 압축기(2)의 토출구를 실외 열교환기(4)와 접속시키고, 압축기(2)의 흡입구를 실내 열교환기(6)와 접속시킴에 의해, 냉동 사이클 회로(1)는, 압축기(2), 실외 열교환기(4), 팽창 장치(5) 및 실내 열교환기(6)가 순차적으로 냉매 배관으로 접속되는 구성이 된다. 즉, 공기 조화 장치(100)의 냉동 사이클 회로(1)는, 실외 열교환기(4)가 응축기로서 기능하고, 실내 열교환기(6)가 증발기로서 기능하여, 냉방 운전을 행하는 회로 구성이 된다. 또한, 압축기(2)의 토출구를 실내 열교환기(6)와 접속시키고, 압축기(2)의 흡입구를 실외 열교환기(4)와 접속시킴에 의해, 냉동 사이클 회로(1)는, 압축기(2), 실내 열교환기(6), 팽창 장치(5) 및 실외 열교환기(4)가 순차적으로 냉매 배관으로 접속되는 구성이 된다. 즉, 공기 조화 장치(100)의 냉동 사이클 회로(1)는, 실내 열교환기(6)가 응축기로서 기능하고, 실외 열교환기(4)가 증발기로서 기능하여, 난방 운전을 행하는 회로 구성이 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 압축기(2)의 흡입구는, 실외 열교환기(4) 및 실내 열교환기(6) 중, 증발기로서 기능하는 열교환기와 접속되게 된다. 이 때, 압축기(2)의 흡입구는, 증발기와 유로 전환 장치(3)를 접속하는 냉매 배관(11)과, 유로 전환 장치(3)를 통하여, 증발기와 접속되는 구성으로 되어 있다.
실외 열교환기(4)는, 내부를 흐르는 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 공기식 열교환기이다. 열원측 열교환기로서 공기식 열교환기의 실외 열교환기(4)를 이용하는 경우, 실외 열교환기(4)의 주변에, 열교환 대상인 실외 공기를 실외 열교환기(4)에 공급하는 실외 송풍기(4a)를 마련하면 좋다. 이 실외 열교환기(4)는, 팽창 장치(5)를 통하여, 실내 열교환기(6)와 접속되어 있다. 또한, 열원측 열교환기는, 공기식 열교환기의 실외 열교환기(4)로 한정되는 것이 아니다. 열원측 열교환기의 종류는 냉매의 열교환 대상에 응하여 적절히 선택하면 좋고, 물 또는 브라인이 열교환 대상인 경우라면, 수(水) 열교환기로 열원측 냉매를 구성하여도 좋다.
팽창 장치(5)는, 예를 들면 팽창 밸브이고, 냉매를 감압하여 팽창시키는 것이다. 이 팽창 장치(5)는, 실외 열교환기(4)와 실내 열교환기(6)의 사이에 마련되어 있다. 상세하게는, 실외 열교환기(4)와 팽창 장치(5)는, 냉매 배관(12)으로 접속되어 있다. 또한, 팽창 장치(5)와 실내 열교환기(6)는, 냉매 배관(13)으로 접속되어 있다.
실내 열교환기(6)는, 내부를 흐르는 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 공기식 열교환기이다. 이용측 열교환기로서 공기식 열교환기의 실내 열교환기(6)를 이용하는 경우, 실내 열교환기(6)의 주변에, 열교환 대상인 실내 공기를 실내 열교환기(6)에 공급하는 실내 송풍기(6a)를 마련하면 좋다. 또한, 이용측 열교환기는, 공기식 열교환기의 실내 열교환기(6)로 한정되는 것이 아니다. 이용측 열교환기의 종류는 냉매의 열교환 대상에 응하여 적절히 선택하면 좋고, 물 또는 브라인이 열교환 대상인 경우라면, 수 열교환기로 이용측 냉매를 구성하여도 좋다. 즉, 이용측 열교환기로 냉매와 열교환한 물 또는 브라인을 실내에 공급하고, 실내에 공급한 물 또는 브라인으로 냉방 및 난방을 행하여도 좋다.
또한, 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 내부 열교환기(20)를 구비하고 있다. 이 내부 열교환기(20)는, 증발기(냉방 운전시에서는 실내 열교환기(6), 난방 운전시에서는 실외 열교환기(4))와 압축기(2) 사이의 냉매가 흐르는 제1 유로(21), 실외 열교환기(4)와 팽창 장치(5) 사이의 냉매가 흐르는 제2 유로(22) 및 팽창 장치(5)와 실내 열교환기(6) 사이의 냉매가 흐르는 제3 유로(23)를 갖고 있다. 즉, 내부 열교환기(20)는, 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제2 유로(22)를 흐르는 냉매 및 제3 유로(23)를 흐르는 냉매를 열교환시키는 구성으로 되어 있다.
또한, 내부 열교환기(20)의 상세 구성에 관해서는 후술한다.
상술한 바와 같이 구성된 공기 조화 장치(100)에는, 팽창 장치(5)의 개방도를 제어하는 제어 장치(30)가 마련되어 있다. 팽창 장치(5)의 개방도를 제어하는 방법은, 실내 열교환기(6)에 흐르는 냉매의 양을 공조 부하(냉방 부하, 난방 부하)에 걸맞은 양으로 제어할 수 있으면, 공지의 여러가지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 제어 장치(30)는, 압축기(2)로부터 토출된 냉매의 온도와 응축기를 흐르는 냉매의 응축 온도와의 차가 규정의 온도 범위가 되도록, 팽창 장치(5)의 개방도를 제어하여도 좋다. 또한 예를 들면, 제어 장치(30)는, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)로부터 유출하여 압축기(2)에 흡입되는 냉매의 온도와 증발기를 흐르는 냉매의 증발 온도와의 차가 규정의 온도 범위가 되도록, 팽창 장치(5)의 개방도를 제어하여도 좋다. 또한 예를 들면, 제어 장치(30)는, 내부 열교환기(20)로부터 유출하여 팽창 장치(5)에 유입하는 냉매의 온도와 응축기를 흐르는 냉매의 응축 온도와의 차가 규정의 온도 범위가 되도록, 팽창 장치(5)의 개방도를 제어하여도 좋다. 또한, 본 실시의 형태 1에서는, 제어 장치(30)는, 압축기(2), 실외 송풍기(4a) 및 실내 송풍기(6a)의 회전수도 제어하는 구성으로 되어 있다.
이와 같이 구성된 공기 조화 장치(100)에서는, 냉동 사이클 회로(1)를 순환하는 냉매로서, 예를 들면, R32(디플루오로메탄), HFO1234yf(2,3,3,3-테트라플루오로프로펜), HFO1234ze(1,3,3,3-테트라플루오로프로펜), HFO1123(1,1,2-트리플루오로에틸렌) 및 탄화수소 중의 적어도 하나를 포함하는 냉매가 사용된다.
계속해서, 본 실시의 형태 1에 관한 내부 열교환기(20)의 상세 구성에 관해 설명한다.
도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치의 내부 열교환기를 도시하는 정면도이다. 또한, 도 2에서는, 냉매 배관(12)과 냉매 배관(13)의 식별을 용이하게 하기 위해, 냉매 배관(12)은 망점그림을 시행하여 나타내고 있다. 또한, 도 2에 도시하는 인출선 이외의 화살표는, 냉매의 흐름 방향을 나타내고 있다. 냉매의 이 흐름 방향은, 어디까지나 한 예이고, 화살표와는 역방향으로 냉매가 흘러도 좋다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 내부 열교환기(20)는, 증발기와 압축기(2) 사이의 냉매 배관(11)의 외주부에, 실외 열교환기(4)와 팽창 장치(5) 사이의 냉매 배관(12) 및 팽창 장치(5)와 실내 열교환기(6) 사이의 냉매 배관(12)이 휘감겨진 구성으로 되어 있다. 즉, 본 실시의 형태 1에 관한 내부 열교환기(20)에서는, 제1 유로(21)가 형성된 제1 전열관을 냉매 배관(11)으로 구성하고, 제2 유로(22)가 형성된 제2 전열관을 냉매 배관(12)으로 구성하고, 제3 유로(23)가 형성된 제3 전열관을 냉매 배관(13)으로 구성하고 있다.
이와 같이 구성된 내부 열교환기(20)에서는, 냉매 배관(11)의 동일 범위(냉매 배관(12, 13)이 휘감겨져 있는 범위)를 흐르는 냉매와, 냉매 배관(12, 13)을 흐르는 냉매가 열교환하는 구성이 된다. 즉, 본 실시의 형태 1에 관한 내부 열교환기(20)는, 마치, 특허 문헌 1에 기재된 2개의 내부 열교환기를 일체화하고, 증발기로부터 유출한 냉매가 흐르는 유로를 공통화한 것 같은 구성이 된다. 이 때문에, 본 실시의 형태 1에 관한 내부 열교환기(20)는, 특허 문헌 1에 기재된 2개의 내부 열교환기에 비하여, 저비용화 및 공간 절약화를 도모할 수 있다.
계속해서, 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)의 동작에 관해 설명한다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치의 동작 상태를 설명하기 위한 p-h선도(냉매 압력(p)과 비(比)엔탈피(h)와의 관계도)이다. 이 도 3에 도시하는 A점∼F점은, 도 1에 도시하는 A점∼F점에서의 냉매의 상태를 나타내고 있다. 이하, 도 1 및 도 3을 이용하여, 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)의 동작을 설명한다.
[냉방 운전]
냉방 운전에서는, 유로 전환 장치(3) 내의 유로는, 도 1에 실선으로 도시하는 유로가 된다. 이 때문에, 압축기(2)가 기동하면, 냉동 사이클 회로(1) 내의 냉매는, 도 1에 실선 화살표로 도시하는 방향으로 흐르게 된다. 상세하게는, 압축기(2)가 기동하면, 압축기(2)의 흡입구로부터 냉매가 흡입된다. 그리고, 이 냉매는, 고온 고압의 가스상(狀) 냉매가 되어, 압축기(2)의 토출구로부터 토출된다(도 3의 A점). 압축기(2)로부터 토출된 고온 고압의 가스상 냉매는, 실외 열교환기(4)에 유입하여 실외 공기에 방열(放熱)하고, 실외 열교환기(4)로부터 유출한다.
실외 열교환기(4)로부터 유출한 냉매는, 냉매 배관(12)을 통과하여, 내부 열교환기(20)의 제2 유로(22)에 유입한다. 이 냉매는, 내부 열교환기(20) 내에서, 실내 열교환기(6)로부터 유출하여 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)에 유입한 저온의 냉매로 냉각된다. 이 때문에, 실외 열교환기(4)로부터 내부 열교환기(20)의 제2 유로(22)에 유입한 냉매는, 액상 냉매가 되어 내부 열교환기(20)로부터 유출되고(도 3의 C점), 팽창 장치(5)에 유입한다. 또한, 도 1에서는, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제2 유로(22)를 흐르는 냉매가 병향류(竝向流)로 되어 있다. 그렇지만, 이 냉매 흐름은 한 예이고, 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제2 유로(22)를 흐르는 냉매를 대향류로 하여도 좋다.
팽창 장치(5)에 유입한 액상 냉매는, 팽창 장치(5)에서 감압되어 저온의 기액 2상 상태가 되고(도 3의 D점), 팽창 장치(5)로부터 유출한다. 그리고, 팽창 장치(5)로부터 유출한 저온이며 기액 2상 상태의 냉매는, 냉매 배관(13) 및 내부 열교환기(20)의 제3 유로(23)를 통과하여, 실내 열교환기(6)에 유입한다. 내부 열교환기(20)의 제3 유로(23)를 통과한 냉매는 저온이기 때문에, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와는 거의 열교환하는 일 없이, 제3 유로(23)를 통과한다. 또한, 도 1에서는, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제3 유로(23)를 흐르는 냉매가 대향류로 되어 있다. 그렇지만, 이 냉매 흐름은 한 예이고, 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제3 유로(23)를 흐르는 냉매를 병향류로 하여도 좋다.
실내 열교환기(6)에 유입한 냉매는, 실내 공기를 냉각한 후, 실내 열교환기(6)로부터 유출된다(도 3의 E점). 여기서, 본 실시의 형태 1에서는, 상술한 바와 같이, 실외 열교환기(4)로부터 유출한 냉매는, 내부 열교환기(20)의 제2 유로(22)에서 냉각되기 때문에, 과냉각도가 증가한다. 이 때문에, 팽창 장치(5)에서 감압되어 실내 열교환기(6)에 유입한 냉매는, 비엔탈피(h)가 작은 상태가 된다. 환언하면, 도 3에서 D점이 포화액선측(좌측)에 근접한 상태가 된다. 이 때문에, 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 실내 열교환기(6)에서의 열교환량을 증가시킬 수 있다. 즉, 냉동 사이클 회로(1)의 성능의 향상을 도모할 수 있다.
실내 열교환기(6)로부터 유출한 냉매는, 냉매 배관(11)을 통과하여, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)에 유입한다. 이 냉매는, 내부 열교환기(20) 내에서, 실외 열교환기(4)로부터 유출하여 내부 열교환기(20)의 제2 유로(22)에 유입한 저온의 냉매로 가열된다. 이 때문에, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)에 유입한 냉매는, 가스상 냉매가 되어 내부 열교환기(20)로부터 유출된다(도 3의 F점). 따라서 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 실내 열교환기(6)로부터 기액 2상 상태의 냉매를 유출시킬 수 있다(도 3의 E점). 내부 열교환기(20)를 구비하고 있지 않는 경우, 압축기(2)에서 액 백(back)이 발생하는 것을 방지하기 위해, 실내 열교환기(6)로부터 가스상의 냉매를 유출시킬 필요가 있다. 즉, 실내 열교환기(6) 내에서는, 출구 부근에서 가스상의 냉매가 흐르게 된다. 그렇지만, 가스상의 냉매는, 기액 2상 상태의 냉매에 비하여, 열전달률이 나쁘다. 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 내부 열교환기(20)를 구비함에 의해, 실내 열교환기(6)로부터 기액 2상 상태의 냉매를 유출시킬 수 있기 때문에, 실내 열교환기(6)의 전열 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서 냉동 사이클 회로(1)의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)로부터 유출한 가스상의 냉매는, 압축기(2)의 흡입구로부터 흡입되고, 재차 압축기(2)에서 고온 고압의 가스상 냉매로 압축된다.
여기서, 공기 조화 장치(100)의 기동시, 냉매가 실외 열교환기(4) 등에 잠들어 있기 때문에 (액상 냉매가 되어 고여 있기 때문에), 냉동 사이클 회로(1) 내를 순환하는 냉매량이 적은 상태로 되어 있다. 또한, 냉동 사이클 회로(1)로부터 냉매가 누설되고 있는 경우에도, 냉동 사이클 회로(1) 내를 순환하는 냉매량이 적은 상태가 된다. 냉동 사이클 회로(1) 내를 순환하는 냉매량이 적은 이와 같은 상태에서는, 실외 열교환기(4)로부터 유출하는 냉매는, 기액 2상 상태가 되기 쉽다(도 3의 B점). 이 때문에, 내부 열교환기(20)를 구비하지 않는 경우, 기액 2상 상태의 냉매가 팽창 장치(5)에 유입하게 된다. 이와 같이 기액 2상 상태의 냉매가 팽창 장치(5)에 유입하면, 팽창 장치(5)를 흐르는 냉매의 양이 불안정하게 되고, 냉동 사이클의 고압 및 저압이 불안정하게 되어 버린다. 또한, 팽창 장치(5)를 흐르는 냉매의 양이 불안정하게 되면, 팽창 장치(5)로부터 소음이 발생하여 버린다.
그렇지만, 내부 열교환기(20)를 구비하고 있는 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 실외 열교환기(4)로부터 기액 2상 상태의 냉매가 유출한 경우라도, 이 냉매는 내부 열교환기(20)에서 냉각되고, 액상 냉매가 되어 팽창 장치(5)에 유입한다. 이 때문에, 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 기동시, 냉동 사이클의 고압 및 저압이 불안정하게 되어 버리는 것을 방지할 수 있고, 팽창 장치(5)로부터 소음이 발생하여 버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 기동 직후의 과도기가 경과하여, 실외 열교환기(4) 등에 잠들어 있던 냉매도 순환하는 안정 상태가 된 후에서는, 실외 열교환기(4)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에, 액상 냉매를 흘려도 좋고, 기액 2상 상태의 냉매를 흘려도 좋다.
실외 열교환기(4)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 액상 냉매를 흘린 상태란, 도 3에서의 B점이 포화 액선보다도 좌측(과냉각 액측)으로 빗나간 상태이다. 즉, 팽창 장치(5)에서 감압되어 실내 열교환기(6)에 유입한 냉매는, 실외 열교환기(4)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 기액 2상 상태의 냉매가 흐르는 경우와 비교하여, 비엔탈피(h)가 작은 상태가 된다. 환언하면, 도 3에서 D점이 포화액선측(좌측)에 근접한 상태가 된다. 이 때문에, 실외 열교환기(4)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 액상 냉매를 흘림에 의해, 실외 열교환기(4)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 기액 2상 상태의 냉매가 흐르는 경우와 비교하여, 실내 열교환기(6)에서의 열교환량을 더욱 증가시킬 수 있고, 냉동 사이클 회로(1)의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 공기 조화 장치(100)에서, 실외 열교환기(4)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 기액 2상 상태의 냉매를 흘린 경우, 실외 열교환기(4)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 액상 냉매를 흘린 경우와 비교하여, 냉동 사이클 회로(1)에 충전하는 냉매의 양을 삭감할 수 있다. R32, HFO1234yf, HFO1234ze, HFO1123 및 탄화수소는, 가연성의 냉매이다. 이 때문에, 이들 냉매를 사용하는 경우에는, 실내에 누설되어 체류하여, 실내에서의 냉매의 체적 농도가 가연 농도역에 달하는 것을 방지하고 싶다. 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)에서는, 실외 열교환기(4)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 기액 2상 상태의 냉매를 흘리는 구성으로 함에 의해, 냉동 사이클 회로(1) 내의 냉매의 양을 삭감할 수 있기 때문에, 실내에서의 냉매의 체적 농도가 가연 농도역에 달하는 것을 방지할 수 있다.
[난방 운전]
난방 운전에서는, 유로 전환 장치(3) 내의 유로는, 도 1에 파선으로 도시하는 유로가 된다. 이 때문에, 압축기(2)가 기동하면, 냉동 사이클 회로(1) 내의 냉매는, 도 1에 파선 화살표로 도시하는 방향으로 흐르게 된다. 상세하게는, 압축기(2)가 기동하면, 압축기(2)의 흡입구로부터 냉매가 흡입된다. 그리고, 이 냉매는, 고온 고압의 가스상 냉매가 되어, 압축기(2)의 토출구로부터 토출된다. 압축기(2)로부터 토출된 고온 고압의 가스상 냉매는, 실내 열교환기(6)에 유입하여 실내 공기를 가열하고, 실내 열교환기(6)로부터 유출한다.
실내 열교환기(6)로부터 유출한 냉매는, 냉매 배관(13)을 통과하여, 내부 열교환기(20)의 제3 유로(23)에 유입한다. 이 냉매는, 내부 열교환기(20) 내에서, 실외 열교환기(4)로부터 유출하여 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)에 유입한 저온의 냉매로 냉각된다. 이 때문에, 실내 열교환기(6)로부터 내부 열교환기(20)의 제3 유로(23)에 유입한 냉매는, 액상 냉매가 되어 내부 열교환기(20)로부터 유출되고, 팽창 장치(5)에 유입한다. 또한, 도 1에서는, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제3 유로(23)를 흐르는 냉매가 병향류로 되어 있다. 그렇지만, 이 냉매 흐름은 한 예이고, 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제3 유로(23)를 흐르는 냉매를 대향류로 하여도 좋다.
팽창 장치(5)에 유입한 액상 냉매는, 팽창 장치(5)에서 감압되어 저온의 기액 2상 상태가 되고, 팽창 장치(5)로부터 유출한다. 그리고, 팽창 장치(5)로부터 유출한 저온이며 기액 2상 상태의 냉매는, 냉매 배관(12) 및 내부 열교환기(20)의 제2 유로(22)를 통과하여, 실외 열교환기(4)에 유입한다. 내부 열교환기(20)의 제2 유로(22)를 통과한 냉매는 저온이기 때문에, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와는 거의 열교환하는 일 없이, 제2 유로(22)를 통과한다. 또한, 도 1에서는, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제2 유로(22)를 흐르는 냉매가 대향류로 되어 있다. 그렇지만, 이 냉매 흐름은 한 예이고, 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제2 유로(22)를 흐르는 냉매를 병향류로 하여도 좋다.
실외 열교환기(4)에 유입한 냉매는, 실외 공기로부터 흡열한 후, 실외 열교환기(4)로부터 유출한다. 여기서, 본 실시의 형태 1에서는, 상술한 바와 같이, 실내 열교환기(6)로부터 유출한 냉매는, 내부 열교환기(20)의 제3 유로(23)에서 냉각되기 때문에, 과냉각도가 증가한다. 이 때문에, 팽창 장치(5)에서 감압되어 실외 열교환기(4)에 유입한 냉매는, 비엔탈피(h)가 작은 상태가 된다. 이 때문에, 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 실외 열교환기(4)에서의 열교환량을 증가시킬 수 있다. 즉, 냉동 사이클 회로(1)의 성능의 향상을 도모할 수 있다.
실외 열교환기(4)로부터 유출한 냉매는, 냉매 배관(11)을 통과하여, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)에 유입한다. 이 냉매는, 내부 열교환기(20) 내에서, 실내 열교환기(6)로부터 유출하여 내부 열교환기(20)의 제3 유로(23)에 유입한 저온의 냉매로 가열된다. 이 때문에, 내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)에 유입한 냉매는, 가스상 냉매가 되어 내부 열교환기(20)로부터 유출한다. 따라서 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 실외 열교환기(4)로부터 기액 2상 상태의 냉매를 유출시킬 수 있다. 내부 열교환기(20)를 구비하지 않는 경우, 압축기(2)에서 액 백이 발생하는 것을 방지하기 때문에, 실외 열교환기(4)로부터 가스상의 냉매를 유출시킬 필요가 있다. 즉, 실외 열교환기(4) 내에서는, 출구 부근에서 가스상의 냉매가 흐르게 된다. 그렇지만, 가스상의 냉매는, 기액 2상 상태의 냉매와 비교하여, 열전달률이 나쁘다. 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 내부 열교환기(20)를 구비함에 의해, 실외 열교환기(4)로부터 기액 2상 상태의 냉매를 유출시킬 수 있기 때문에, 실외 열교환기(4)의 전열 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서 냉동 사이클 회로(1)의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
내부 열교환기(20)의 제1 유로(21)로부터 유출한 가스상의 냉매는, 압축기(2)의 흡입구로부터 흡입되고, 재차 압축기(2)에서 고온 고압의 가스상 냉매로 압축된다.
여기서, 공기 조화 장치(100)의 기동시, 냉매가 실외 열교환기(4) 등에 잠들어 있기 때문에(액상 냉매가 되어 고여 있기 때문에), 냉동 사이클 회로(1) 내를 순환하는 냉매량이 적은 상태로 되어 있다. 또한, 냉동 사이클 회로(1)로부터 냉매가 누설되고 있는 경우에도, 냉동 사이클 회로(1) 내를 순환하는 냉매량이 적은 상태가 된다. 냉동 사이클 회로(1) 내를 순환하는 냉매량이 적은 이와 같은 상태에서는, 실내 열교환기(6)로부터 유출하는 냉매는, 기액 2상 상태가 되기 쉽다. 이 때문에, 내부 열교환기(20)를 구비하지 않는 경우, 기액 2상 상태의 냉매가 팽창 장치(5)에 유입하게 된다. 이와 같이 기액 2상 상태의 냉매가 팽창 장치(5)에 유입하면, 팽창 장치(5)를 흐르는 냉매의 양이 불안정하게 되고, 냉동 사이클의 고압 및 저압이 불안정하게 되어 버린다. 또한, 팽창 장치(5)를 흐르는 냉매의 양이 불안정하게 되면, 팽창 장치(5)로부터 소음이 발생하여 버린다.
그렇지만, 내부 열교환기(20)를 구비하고 있는 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 실내 열교환기(6)로부터 기액 2상 상태의 냉매가 유출한 경우라도, 이 냉매는 내부 열교환기(20)에서 냉각되어, 액상 냉매가 되어 팽창 장치(5)에 유입한다. 이 때문에, 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 기동시, 냉동 사이클의 고압 및 저압이 불안정하게 되어 버리는 것을 방지할 수 있고, 팽창 장치(5)로부터 소음이 발생하여 버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 기동 직후의 과도기가 경과하여, 실외 열교환기(4) 등에 잠들어 있던 냉매도 순환하는 안정 상태가 된 후에서는, 실내 열교환기(6)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에, 액상 냉매를 흘려도 좋고, 기액 2상 상태의 냉매를 흘려도 좋다.
실내 열교환기(6)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 액상 냉매를 흘림에 의해, 팽창 장치(5)에서 감압되어 실외 열교환기(4)에 유입한 냉매는, 실내 열교환기(6)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 기액 2상 상태의 냉매가 흐르는 경우와 비교하여, 비엔탈피(h)가 작은 상태가 된다. 이 때문에, 실내 열교환기(6)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 액상 냉매를 흘림에 의해, 실내 열교환기(6)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 기액 2상 상태의 냉매가 흐르는 경우와 비교하여, 실외 열교환기(4)에서의 열교환량을 더욱 증가시킬 수 있고, 냉동 사이클 회로(1)의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 공기 조화 장치(100)에서, 실내 열교환기(6)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 기액 2상 상태의 냉매를 흘린 경우, 실내 열교환기(6)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 액상 냉매를 흘린 경우와 비교하여, 냉동 사이클 회로(1)에 충전하는 냉매의 양을 삭감할 수 있다. R32, HFO1234yf, HFO1234ze, HFO1123 및 탄화수소는, 가연성의 냉매이다. 이 때문에, 이들 냉매를 사용하는 경우에는, 실내에 누설되어 체류하고, 실내에서의 냉매의 체적 농도가 가연 농도역에 달하는 것을 방지하고 싶다. 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)에서는, 실내 열교환기(6)의 출구로부터 내부 열교환기(20)까지의 냉매 배관에 기액 2상 상태의 냉매를 흘리는 구성으로 함에 의해, 냉동 사이클 회로(1) 내의 냉매의 양을 삭감할 수 있기 때문에, 실내에서의 냉매의 체적 농도가 가연 농도역에 달하는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 하나의 내부 열교환기(20) 및 하나의 팽창 장치(5)를 이용할 뿐으로, 냉방 운전시 및 난방 운전시의 쌍방에서, 응축기로부터 유출한 냉매의 과냉각도를 증대시켜서, 냉동 사이클 회로(1)의 성능의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 냉동 사이클 회로(1) 내에, 4개의 역지 밸브로 구성된 브리지 회로를 마련할 필요도 없다. 따라서 본 실시의 형태 1에 관한 공기 조화 장치(100)는, 종래보다도 저비용화 및 공간 절약화를 도모할 수 있다.
실시의 형태 2.
공기 조화 장치(100)에 사용할 수 있는 내부 열교환기(20)는, 도 2에 도시한 내부 열교환기(20)로 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 도 2에서 도시한 내부 열교환기(20)의 경우, 냉매 배관(12) 및 냉매 배관(13)의 당해 내부 열교환기(20)를 구성한 부분(냉매 배관(11)에 휘감겨진 부분)이, 근접하여 마련된다. 즉, 도 2에서 도시한 내부 열교환기(20)는, 실외 열교환기(4)와 팽창 장치(5) 사이의 냉매가 흐르는 제2 유로(22)와, 팽창 장치(5)와 실내 열교환기(6) 사이의 냉매가 흐르는 제3 유로(23)가, 근접하여 마련되어 있다. 이와 같이 내부 열교환기(20)를 구성한 경우, 응축기로부터 내부 열교환기(20)에 유입한 냉매가 내부 열교환기(20)를 통과하여 증발기에 유입하는 냉매를 가열함에 의해, 증발기의 열교환량이 약간 작아져 버리는 경우가 있다. 이와 같은 약간의 우려 사항도 해소하려고 하는 경우, 본 실시의 형태 2와 같이 내부 열교환기(20)를 구성하여도 좋다. 또한, 본 실시의 형태 2에서 기재되지 않은 구성은 실시의 형태 1과 마찬가지로 하고, 실시의 형태 1과 마찬가지의 구성에는 실시의 형태 1과 같은 부호를 붙이는 것으로 한다.
본 실시의 형태 2에 관한 내부 열교환기(20)는, 실외 열교환기(4)와 팽창 장치(5) 사이의 냉매가 흐르는 제2 유로(22)와, 팽창 장치(5)와 실내 열교환기(6) 사이의 냉매가 흐르는 제3 유로(23)의 사이에, 증발기와 압축기(2) 사이의 냉매가 흐르는 제1 유로(21)가 형성된 구성으로 되어 있다. 이와 같이 내부 열교환기(20)를 구성함에 의해, 응축기로부터 내부 열교환기(20)에 유입한 냉매가 내부 열교환기(20)를 통과하여 증발기에 유입하는 냉매를 가열하는 것을 억제할 수가 있어서, 상기한 약간의 우려 사항도 해소할 수 있다.
구체적으로는, 본 실시의 형태 2에 관한 내부 열교환기(20)는, 예를 들면 이하와 같이 구성할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화 장치의 내부 열교환기의 한 예를 도시하는 단면도이다. 이 도 4는, 제1 유로(21), 제2 유로(22) 및 제3 유로(23)를 흐르는 냉매의 흐름 방향에 따라, 내부 열교환기(20)를 절단한 것이다. 또한, 도 4에 도시하는 인출선 이외의 화살표는, 냉매의 흐름 방향을 나타내고 있다. 냉매의 이 흐름 방향은, 어디까지나 한 예이고, 화살표와는 역방향으로 냉매가 흘러도 좋다.
도 4에 도시하는 내부 열교환기(20)는, 예를 들면 금속제인 전열 부재(24)에, 제1 유로(21), 제2 유로(22) 및 제3 유로(23)가 병설된 구성으로 되어 있다. 또한, 제1 유로(21)는, 제2 유로(22)와 제3 유로(23)의 사이에 배치되어 있다. 이 내부 열교환기(20)는, 제1 유로(21)가 냉매 배관(11)에 접속되고, 제2 유로(22)가 냉매 배관(12)에 접속되고, 제3 유로(23)가 냉매 배관(13)에 접속된다. 환언하면, 이 내부 열교환기(20)는, 제1 유로(21)가 냉매 배관(11)의 도중부에 마련되고, 제2 유로(22)가 냉매 배관(12)의 도중부에 마련되고, 제3 유로(23)가 냉매 배관(13)의 도중부에 마련된다.
도 4와 같이 내부 열교환기(20)를 구성함에 의해, 응축기로부터 내부 열교환기(20)에 유입한 냉매(제2 유로(22) 또는 제3 유로(23)의 한쪽을 흐르는 냉매)가 내부 열교환기(20)를 통과하여 증발기에 유입하는 냉매(제2 유로(22) 또는 제3 유로(23)의 다른 쪽을 흐르는 냉매)를 가열하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태 2에 관한 내부 열교환기(20)는, 도 4에서 도시한 내부 열교환기(20)로 한정되는 것이 아니다.
도 5 및 도 6은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화 장치의 내부 열교환기의 다른 한 예를 도시하는 단면도이다. 이들 도 5 및 도 6은, 제1 유로(21), 제2 유로(22) 및 제3 유로(23)를 흐르는 냉매의 흐름 방향과 수직한 단면으로, 내부 열교환기(20)를 절단한 것이다.
도 5 및 도 6에 도시하는 내부 열교환기(20)는, 제1 유로(21)가 형성된 제1 전열관(25), 제2 유로(22)가 형성된 제2 전열관(26) 및 제3 유로(23)가 형성된 제3 전열관(27)을 갖고 있다. 또한, 도 5 및 도 6에 도시하는 내부 열교환기(20)는, 제3 전열관(27)의 내부에 제1 전열관(25)이 배치되고, 제1 전열관(25)의 내부에 제2 전열관(26)이 배치되어 있다. 이와 같이 내부 열교환기(20)를 구성함에 의해, 제2 유로(22)와 제3 유로(23)가 제1 유로(21)로 갈려지게 된다. 이 때문에, 도 5 및 도 6에 도시하는 내부 열교환기(20)는, 도 4에서 도시한 내부 열교환기(20)에 비하여, 응축기로부터 내부 열교환기(20)에 유입한 냉매(제2 유로(22) 또는 제3 유로(23)의 한 쪽을 흐르는 냉매)가 내부 열교환기(20)를 통과하여 증발기에 유입하는 냉매(제2 유로(22) 또는 제3 유로(23)의 다른 쪽을 흐르는 냉매)를 가열하는 것을 더욱 억제할 수 있다.
여기서, 도 5에 도시하는 내부 열교환기(20)는, 제1 전열관(25), 제2 전열관(26) 및 제3 전열관(27)이 원관(圓管)으로 형성되어 있다. 한편, 도 6에 도시하는 내부 열교환기(20)는, 제2 전열관(26) 및 제3 전열관(27)이 원관으로 형성되어 있지만, 제1 전열관(25)이 다엽상(多葉狀) 전열관으로 되어 있다. 다엽상 전열관이란, 전열관의 외주부에 복수의 돌조(돌출한 도근)가 형성된 전열관이다. 즉, 다엽상 전열관이란, 그 전열관을 냉매의 흐름 방향과 수직한 단면으로 절단한 때, 외주측으로 돌출한 복수의 유로가 형성되어 있는 전열관이다. 도 5에 도시하는 내부 열교환기(20)는, 간이한 형상의 전열관만으로 구성할 수 있다. 이 때문에, 도 5에 도시하는 내부 열교환기(20)는, 도 6에 도시하는 내부 열교환기와 비교하여, 용이하게 제조할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 도 6에 도시하는 내부 열교환기(20)는, 도 5에 도시하는 내부 열교환기(20)에 비하여, 제1 유로(21)를 흐르는 냉매와 제3 유로(23)를 흐르는 냉매와의 전열면적을 증가시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 5 및 도 6에 도시하는 내부 열교환기(20)는, 제2 전열관(26)의 내부에 제1 전열관(25)을 배치하고, 제1 전열관(25)의 내부에 제3 전열관(27)을 배치하여도 물론 좋다.
1 : 냉동 사이클 회로 2 : 압축기
3 : 유로 전환 장치 4 : 실외 열교환기(열원측 열교환기)
4a : 실외 송풍기 5 : 팽창 장치
6 : 실내 열교환기(이용측 열교환기) 6a : 실내 송풍기
11 : 냉매 배관 12 : 냉매 배관
13 : 냉매 배관 20 : 내부 열교환기
21 : 제1 유로 22 : 제2 유로
23 : 제3 유로 24 : 전열 부재
25 : 제1 전열관 26 : 제2 전열관
27 : 제3 전열관 30 : 제어 장치
100 : 공기 조화 장치

Claims (10)

  1. 냉매를 압축하는 압축기와,
    냉방 운전시와 난방 운전시에서 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 유로를 전환하는 유로 전환 장치와,
    냉방 운전시에는 응축기로서 기능하고, 난방 운전시에는 증발기로서 기능하는 열원측 열교환기와,
    냉매를 팽창시켜서 감압시키는 팽창 장치와,
    냉방 운전시에는 증발기로서 기능하고, 난방 운전시에는 응축기로서 기능하는 이용측 열교환기와,
    복수의 전열관을 흐르는 냉매 사이의 열교환을 행하는 내부 열교환기를 구비하며,
    상기 압축기, 상기 열원측 열교환기, 상기 팽창 장치 및 상기 이용측 열교환기는,
    순차 냉매 배관으로 접속되어 냉동 사이클 회로를 구성하고,
    상기 유로 전환 장치는,
    상기 압축기의 토출구, 상기 압축기의 흡입구, 상기 열원측 열교환기 및 상기 이용측 열교환기와 접속되며,
    냉방 운전시에는 상기 토출구를 상기 열원측 열교환기에 접속시켜, 상기 흡입구를 상기 이용측 열교환기에 접속시키며,
    난방 운전시에는 상기 토출구를 상기 이용측 열교환기에 접속시켜, 상기 흡입구를 상기 열원측 열교환기에 접속시키며,
    상기 냉동 사이클 회로는,
    상기 증발기와 상기 압축기 사이의 냉매가 흐르는 제1 유로, 상기 열원측 열교환기와 상기 팽창 장치 사이의 냉매가 흐르는 제2 유로 및 상기 팽창 장치와 상기 이용측 열교환기 사이의 냉매가 흐르는 제3 유로를 가지며,
    내부 열교환기는,
    상기 제1 유로가 형성된 제1 전열관과, 상기 제2 유로가 형성된 제2 전열관과, 상기 제3 유로가 형성된 제3 전열관을 구비하며,
    상기 제1 유로, 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로는 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    냉방 운전시에 상기 제1 유로를 흐르는 냉매와 상기 제2 유로를 흐르는 냉매를 열교환시키고, 난방 운전시에 상기 제1 유로를 흐르는 냉매와 상기 제3 유로를 흐르는 냉매를 열교환 시키는 구성인 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    상기 제2 유로를 흐르는 냉매 및 상기 제3 유로를 흐르는 냉매가 상기 제1 유로의 동일 범위를 흐르는 냉매와 열교환하는 구성인 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    상기 제1 전열관의 외주부에, 상기 제2 전열관 및 상기 제3 전열관이 휘감겨진 구성인 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    상기 제2 유로와 상기 제3 유로의 사이에, 상기 제1 유로가 형성된 구성인 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    전열 부재에 상기 제1 유로, 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로가 병설되고,
    상기 제2 유로와 상기 제3 유로의 사이에 상기 제1 유로가 배치된 구성인 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    상기 제2 전열관 또는 상기 제3 전열관의 한쪽의 내부에 상기 제1 전열관이 배치되고,
    상기 제1 전열관의 내부에, 상기 제2 전열관 또는 상기 제3 전열관의 다른 쪽이 배치된 구성인 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전열관, 상기 제2 전열관 및 상기 제3 전열관이 원관으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전열관은, 다엽상 전열관인 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    R32, HFO1234yf, HFO1234ze, HFO1123 및 탄화수소 중의 적어도 하나를 포함하는 냉매가 이용되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
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