KR20030085058A - 에어콘 - Google Patents

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KR20030085058A
KR20030085058A KR10-2003-7012515A KR20037012515A KR20030085058A KR 20030085058 A KR20030085058 A KR 20030085058A KR 20037012515 A KR20037012515 A KR 20037012515A KR 20030085058 A KR20030085058 A KR 20030085058A
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마츠키오토미유키
아리타카즈헤이
이치노요시히로
오가이마사토
야마우치아키라
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야자키 소교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 에어콘은 열전달매체에서 배기열을 회생시키기 위한 배기열 회생유니트(3)와; 상기 배기열 회생유니트(3)로부터 출력되는 상기 열전달매체가 흐르는 열전달매체 통로(5a)와; 상기 열전달매체 통로(5a)에 배치되어 상기 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치(7)와; 상기 열전달매체통로가 접속되어 상기 열전달매체의 가열로 구동되는 흡수냉각기(9)와; 상기 흡수냉각기로부터 출력되는 냉각제가 흐르는 냉각제 통로(11a)와; 상기 냉각제가 상기 냉각제 통로를 통해 공급되는 실내기(13)와; 상기 열전달매체통로를 통해 흐르는 상기 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 열전달매체 온도검출수단(15)과; 상기 냉각제 통로를 통해 흐르는 상기 냉각제의 온도를 검출하기 위한 냉각제 온도검출수단(17)과; 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 제어부(19)를; 구비하고, 시동시에 상기 제어부(19)는 열전달매체 온도검출수단(15)에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도에 따라서 상기 보조가열장치(7)의 구동동작을 제어하고, 상기 냉각제 온도검출수단(17)에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 소정온도와 같거나 그 이하가 될 때, 상기 제어부는 시동동작이 완료되었음을 결정하며, 시동동작이 완료된 상태에서, 상기 제어부(19)는 상기 냉각제 온도검출수단(15)에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도에 따라서 상기 보조가열장치(7)를 구동하는 동작을 제어한다.

Description

에어콘{AIR CONDITIONER}
다양한 열 생성용 장치, 설비 등으로부터 배기열을 이용하여 냉방, 난방 또는 공조(空調) 작용(air conditioning)을 하는 에어콘이 개발되어 왔다. 그 중에서 본출원의 발명자들이 개발한 것으로서 소위 열전달매체형 흡수냉각기가 포함되어 최소한 냉각작용을 하고, 배기열을 회생시켜 열전달매체에 의해 구동되며, 실내기에 흡수냉각기에 의해 냉각된 냉각제를 공급하여 냉각을 행하는 방식의 에어콘이 있다. 또한, 배기열을 회생시켜 실내기에 열전달매체를 공급함으로써 최소한 난방을 행하는 방식의 에어콘도 개발하였다. 그리고, 이와 같이 배기열을 이용하여 공조작용을 하는 에어콘은 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치를 가지고 있으며, 이 보조가열장치는 배기열원으로부터 배기열의 양이 냉방 또는 난방을 하기에 불충분한 경우 버너의 연소열 또는 히터의 열을 이용하여 부족한 열을 보충하게 된다. 또한, 이러한 배기열 이용방식은 에어콘이 열전달매체가 충분한 열량을 갖도록 그 온도에 따라 보조가열장치를 구동제어하여 소정의 범위에서 열전달매체의 온도가 유지되도록 하고 있다.
한편, 냉각동작 중에 소정 범위 내에서 열전달매체의 온도를 유지하기에 불충분한 수준으로 배기열량이 존재하여도, 실내기의 냉각부하가 낮으면 흡수냉각기가 때로는 냉각제를 충분히 냉각시킬 수 있고 이 부족한 배기열량만을 이용한 냉각상태를 제공할 수 있도 있다. 그런데, 에어콘은 가열장치의 온도에 따라 보조가열장치의 제어동작을 행하여 소정범위 내에서 열전달매체의 온도를 유지하게 되며, 냉각부하에 상관없이 보조가열장치로 열전달매체를 불필요하게 가열하여 에너지를 소모하게 된다. 따라서, 배기열을 이용하는 형태의 에어콘도 에너지 절약능력이 감소되는 것이다.
본 발명은 에어콘에 관한 것으로서, 특히 배기열을 이용하는 에어콘에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 에어콘의 제1실시예의 구성 및 동작을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어콘의 흡수냉각기의 구성 및 동작을 나타내는 개략도.
도 3a는 냉각동작 중에 배기열원으로부터 배기열이 없는 경우에 보조가열장치의 동작을 나타내는 도면.
도 3b는 냉각동작 중에 배기열원으로부터 배기열이 있는 경우에 보조가열장치의 동작을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 에어콘의 구성 및 동작을 나타내는 개략도.
도 5a는 냉각동작 중에 배기열원으로부터 배기열이 없는 경우에 보조가열장치의 동작을 나타내는 도면.
도 5b는 냉각동작 중에 배기열원으로부터 배기열이 있는 경우에 보조가열장치의 동작을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 에어콘의 구성 및 동작을 나타내는 도면.
본 발명은 에너지 절약능력이 강화된 에어콘을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 실현하기 위해 본 발명의 일특징구성은 열전달매체에서 배기열을 회생시키기 위한 배기열 회생유니트와; 상기 배기열 회생유니트로부터 출력되는 상기 열전달매체가 흐르는 열전달매체 통로와; 상기 열전달매체 통로에 배치되어 상기 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치와; 상기 열전달매체 통로가 접속되어 상기 열전달매체의 가열에 의해 구동되는 흡수냉각기와; 상기 흡수냉각기로부터 출력되는 냉각제가 흐르는 냉각제 통로와; 상기 냉각제가 상기 냉각제 통로를 통해 공급되는 실내기와; 상기 열전달매체통로를 통해 흐르는 상기 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 열전달매체 온도검출수단과; 상기 냉각제 통로를 통해 흐르는 상기냉각제의 온도를 검출하기 위한 냉각제 온도검출수단과; 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 제어부를; 구비하고, 시동시에 상기 제어부는 열전달매체 온도검출수단에 의해 검출된 시동상태에서의 상기 열전달매체의 온도에 따라서 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하고, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 소정온도와 같거나 그 이하가 될 때, 상기 제어부는 시동동작이 완료되었음을 결정하며, 시동동작이 완료된 상태에서, 상기 제어부는 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도에 따라서 상기 보조가열장치를 구동하는 동작을 제어하는 에어콘을 제공한다.
이러한 구성에 따라서 냉각제의 온도에 따라서 보조가열장치의 동작을 제어한다. 따라서, 열전달매체의 온도에 관계없이 흡수냉각기에서 냉각제가 냉각되기에 배기열이 충분할 때, 즉 흡수냉각기에 의해 냉각되는 냉각제의 온도가 냉각부하가 충분히 냉각될 수 있는 수준에 있을 때, 보조가열장치의 구동동작을 행하지 않는다. 또, 에어콘의 시동시에 냉각제가 가능한 빨리 냉각될 수 있는 상태, 즉, 흡수냉각기에서의 흡착제를 순환시켜 흡수냉각기의 축열기의 내부온도를 상승시키는 고정상태로 흡수냉각기의 상태를 변화시킬 필요가 있다. 따라서, 시동시로부터 냉장기의 상태를 고정상태로 변화시키는 시간 까지의 상승시간의 증대가 시동시에 열전달매체의 온도에 따라 보조가열장치의 구동동작을 제어하고, 소정온도에 냉각제의 온도가 도달할 때 시동동작이 완료되었음을 판정하여 제어를 행함으로써 유지된다. 따라서, 냉각제의 온도가 가열전달매체의 온도에 관계없이 냉각을 행하기에 충분한 레벨에 있을 때, 보조가열장치의 구동동작을 행하지 않는다. 결과적으로 에이콘의에너지 절약능력을 향상시킬 수 있다.
한편, 냉각동작 중에, 수십초, 수분 동안 소정온도에 근접하여 배기열량이 반복적으로 증감할 경우, 예를 들어 냉각부하가 작을 때, 또는 냉각부하가 간헐적으로 발생할 때, 냉각제의 온도에 따라 보조가열장치의 동작을 제어하게 된다. 이 경우, 냉각제의 온도를 잠정적으로 설정된 온도와 같거나 그 이상으로 올릴 수 있다. 그러면, 냉각제의 온도가 설정온도 보다 낮은 레벨로 신속히 하강한다. 이것은 구동 직후 보조가열장치의 정지를 가져오고, 보조가열장치의 가열값을 증대 이후 바로 감소시키게 된다. 따라서, 배기열이 회생되고 열전달매체가 가열되는 중에 냉각제의 온도에 따라서 보조가열장치의 구동동작이 제어되며, 가열값을 증대시키는 것 없이 또한 보조가열장치를 구동하는 것 없이 냉각제의 온도를 하강시킨 상태에도 불구하고, 보조가열장치를 구동하거나 보조가열장치의 가열값을 증대시켜 에너지절약능력을 감소시킨다.
이러한 문제를 해소하기 위해서 본 발명의 다른 특징구성에 따르면, 제어부가 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도에 따라서 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하고, 배기열에 의해 열전달매체가 가열되는 상태 중에, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 소정온도와 같거나 그 이상의 상태가 특정시간주기 동안 지속될 경우, 상기 제어부는 상기 보조가열장치를 구동하거나 상기 보조가열장치의 가열값을 증대시키는 구성으로 되어 있다.
이러한 구성으로 냉각제 온도가 소정온도와 같거나 높더라도 보조가열장치의 구동동작이나 그 가열값 변경을 즉시하지 않는다. 대신 냉각제 온도가 소정온도와같거나 이상인 상태가 소정 시간주기 동안 경과한 후에 보조가열장치의 구동동작이나 가열값의 변경을 행한다. 따라서, 냉각제의 온도가 소정시간주기에 소정온도 보다 낮아져도 보조가열장치의 구동동작이나 가열값 변동을 행하지 않는다. 따라서 보조가열장치에서의 소비에너지를 감소시킬 수 있다. 결과적으로 에어콘의 에너지 절약능력을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 가열동작 중에 배기열이 부여된 열전달매체를 실내기에서 흐르게하여 가열동작을 행하고 배기열원으로부터 배기열의 양을 반복적으로 증대 및 감소하면서 변화하는 경우에도, 예를들어 가열부하가 작거나 간헐적으로 생성될 때, 열전달매체의 온도가 기설정온도에 근접하는 온도로 변화하는데 그 이유는 보조가열장치의 구동이나 그 가열값의 변동 때문이다. 이때에도, 냉각동작 때와 마찬가지로, 기설정온도와 같거나 낮은 레벨로 열전달매체의 온도가 일시 하강하고, 즉시 기설정온도 보다 높은 레벨로 즉시 상승할 때, 보조가열장치를 구동시켜 즉시 정시시킬 수도 있다. 이와는 달리, 가열장치의 가열값을 일단 증대시킨 후 즉시 감소시킬 수도 있다. 따라서, 배기열의 회생과 열전달매체의 가열 중에 열전달매체의 온도에 따라서 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 경우, 냉각제의 온도가 보조가열장치의 구동과 그 가열값의 증대 없이도 상승하는 상태에도 불구하고 보조가열장치를 구동하거나 보조가열장치의 가열값을 증대시켜 에너지 절약능력이 감소한다.
이러한 문제를 해소하기 위해 본 발명의 또 다른 특징구성은 열전달매체에서 배기열을 회생시키기 위한 배기열 회생 유니트와; 상기 배기열 회생 유니트로부터 출력되는 상기 열전달매체가 흐르는 열전달매체 통로와; 상기 열전달매체 통로에 배치되어 상기 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치와; 상기 열전달매체통로가 접속되어 상기 열전달매체의 가열에 의해 구동되는 흡수냉각기와; 상기 흡수냉각기로부터 출력되는 냉각제가 흐르는 냉각제 통로와; 상기 냉각제가 상기 냉각제 통로를 통해 공급되는 실내기와; 상기 열전달매체통로를 통해 흐르는 상기 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 열전달매체 온도검출수단과; 상기 냉각제 통로를 통해 흐르는 상기 냉각제의 온도를 검출하기 위한 냉각제 온도검출수단과; 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 제어부를; 구비하고, 상기 제어부는 열전달매체 온도검출수단에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도에 따라서 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하고, 배기열에 의해 열전달매체가 가열되는 상태 중에, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도가 소정온도와 같거나 그 이하인 상태가 특정시간주기 동안 지속될 경우, 상기 제어부는 상기 보조가열장치를 구동하거나 상기 보조가열장치의 가열값을 증대시키는 것을 특징으로 하는 에어콘을 제공한다.
이러한 구성에 의해, 열전달매체의 온도가 소정온도와 같거나 높은 경우에도, 보조가열장치의 구동동작이나 그 가열값의 변경동작을 즉시 행하지 않는다. 대신 열전달매체의 온도가 소정온도와 같거나 높은 시간이 일정시간 경과한 후 보조가열장치의 구동동작이나 가열값의 변경동작을 행한다. 따라서, 열전달매체의 온도가 소정시간주기에서 소정온도 보다 낮아지는 경우에 보조가열장치의 구동동작이나 가열값 변경을 행하지 않는다. 따라서, 보조가열장치에서의 소비에너지를 감소시킬 수 있다. 결과적으로 에어콘의 에너지 절약능력을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 특징구성은 열전달매체에서 배기열을 회생시키기 위한 배기열 회생 유니트와; 상기 배기열 회생 유니트로부터 출력되는 상기 열전달매체가 흐르는 열전달매체 통로와; 상기 열전달매체 통로에 배치되어 상기 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치와; 상기 열전달매체통로가 접속되어 상기 열전달매체의 가열에 의해 구동되는 흡수냉각기와; 상기 흡수냉각기로부터 출력되는 냉각제가 흐르는 냉각제 통로와; 상기 냉각제가 상기 냉각제 통로를 통해 공급되는 실내기와; 상기 열전달매체통로를 통해 흐르는 상기 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 열전달매체 온도검출수단과; 상기 냉각제 통로를 통해 흐르는 상기 냉각제의 온도를 검출하기 위한 냉각제 온도검출수단과; 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 제어부를; 구비하고, 상기 제어부는 열전달매체 온도검출수단에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도에 따라서 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하고, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 제1온도와 같거나 그 이하가 될 때, 상기 제어부는 냉각동작의 시동이 완료되었음을 결정하며, 시동동작이 완료된 상태에서, 상기 제어부는 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도에 따라서 상기 보조가열장치를 구동하는 동작을 제어하며, 배기열에 의해 열전달매체가 가열되는 상태 중에, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도가 제1온도 보다 높은 제2온도와 같거나 그 이하이고, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도가 제2온도 이하와 같거나 그 이하인 상태가 특정시간주기 동안 지속될 경우, 상기 제어부는 상기 보조가열장치를 구동하거나 상기 보조가열장치의 가열값을 증대시키는 것을특징으로 하는 에어콘을 제공한다.
본 발명의 또다른 특징구성은 열전달매체에서 배기열을 회생시키기 위한 배기열 회생유니트와; 상기 배기열 회생유니트로부터 출력되는 상기 열전달매체가 흐르는 열전달매체 통로와; 상기 열전달매체 통로에 배치되어 상기 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치와; 상기 열전달매체통로가 접속되어 상기 열전달매체의 가열에 의해 구동되는 흡수냉각기와; 상기 흡수냉각기로부터 출력되는 냉각제가 흐르는 냉각제 통로와; 열전달매체 통로에 배치되는 밸브와; 이 밸브에서 분기하는 바이패스 통로와; 상기 냉각제가 상기 냉각제 통로를 통해 공급되는 실내기와; 상기 열전달매체통로를 통해 흐르는 상기 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 열전달매체 온도검출수단과; 상기 냉각제 통로를 통해 흐르는 상기 냉각제의 온도를 검출하기 위한 냉각제 온도검출수단과; 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 제어부를; 구비하고, 냉각동작 중에, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도에 따라서 상기 제어부는 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하고, 배기열에 의해 열전달매체가 가열되는 상태 중에, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 제1온도와 같거나 낮고, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 제1온도와 같거나 그 이하인 상태가 제1시간주기 동안 지속될 경우, 상기 제어부는 상기 보조가열장치를 구동하거나 상기 보조가열장치의 가열값을 증대시키며, 가열동작 중에, 상기 열전달매체 온도검출수단에 의해 검출된 열전달매체의 온도에 따라서 상기 제어부는 보조가열장치의 구동동작을 제어하고, 배기열에 의해 상기 열전달매체가 가열된 상태 중에, 상기 열전달매체 온도검출수단에 의해 검출된 열전달매체의 온도가 제1온도보다 높은 제2온도와 같거나 이하이고, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 열전달매체의 온도가 제2온도와 같거나 그 이하인 상태가 제2시간주기 동안 지속될 경우 상기 제어부는 보조가열장치를 구동하거나 보조가열장치의 가열값을 증대시키는 것을 특징으로 하는 에어콘을 제공한다.
이러한 구성적 특징에 따라 본 발명은 상승시간의 증대없이도 에어콘의 에너지 절약능력을 더욱 향상시킬 수 있다..
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(제1실시예)
이하 본 발명의 제1실시예에 따른 에어콘에 대하여 도 1 내지 도 3b를 참조항 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어콘의 구성 및 동작을 나타내는 것이고, 도 2는 제1실시예에 따른 에어콘의 흡수냉각기의 구성 및 동작을 나타내는 개략도를 나타낸다.
도 3a는 냉각동작 중에 배기열원으로부터 배기열이 없는 경우에 보조가열장치의 동작을 나타내는 도면이고, 도 3b는 냉각동작 중에 배기열원으로부터 배기열이 있는 경우에 보조가열장치의 동작을 나타내는 도면이다. 제1실시예에 관한 이하의 설명에서는 특별한 언급이 없는한 냉각용 에어콘을 예로들어 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1실시예의 에어콘은 배기열 회생 유니트(3), 열전달매체 파이프(5a, 5b), 보조가열장치로서 사용되는 보조 보일러(7), 흡수냉각기(9), 냉각제 파이프(11a, 11b), 실내기(13), 열전달매체 온도센서(15),냉각제 온도센서(17), 제어부(19)를 포함한다. 배기열 회생 유니트(3)는 파이프를 포함하는 열교환부(21)를 가지며, 열교환부의 파이프를 통해 물과 같은 열전달매체가 흐른다. 배기열 회생 유니트(3)는 배기열을 회생하며, 이 배기열은 엔진과 같은 배기열원으로부터 출력되어 배기부(21)에 포함된 열전단매체에 담겨진다. 열전달매체 파이프(5a)(5b)는 배기열 회생 유니트(3)와 흡수냉각기(9) 사이에서 열전달매체를 재순환시키도록 작동한다. 열전달매체 파이프(5a)에서 배기열 회생 유니트(3)의 열교환부(21)에 배기열을 회생시켜 열전달매체가 가열되는 한편, 흡수냉각기(9)에서 열을 방사하는 열전달매체는 열전달매체 파이프(5b)를 통해 흐른다.
열전달매체 파이프(5a)에는 보조 보일러(7)가 배치된다. 열전달매체 파이프(5a)의 보조 보일러(7)로부터 열전달매체의 하류 측 일정 부분에는 열전달매체 온도센서(15), 열전달매체 펌프(23)가 배치되며, 열전달매체 온도센서(15)는 보조 보일러(7)에서 흘러나오는 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 것이고, 열전달매체 펌프(23)는 열전달매체 파이프(5a)(5b)에서 열전달매체가 흐르도록 작용한다. 보조보일러(7)로부터 열전달매체의 상류측에 그리고 배기열 회생 유니트(3)로부터의 출구부에 3방밸브(25)가 위치한다. 또, 3방밸브(25)와, 열전달매체 파이프(5b)의 배기열 회생 유니트(3)로 향하는 출구부 사이에는 비(非)열회생 파이프(27)가 배치된다. 즉, 비열회생 파이프(27)는 그 일단에서 3방밸브(25)에 접속되고, 또한 타단에서 배기열 회생 유니트(3)측 입구부에 접속된다.
보조 보일러(7)는 버너(도시안됨)를 가지고 있다. 열전달매체는 버너에서 연소에 의해 가열된다. 흡수냉각기(9)는 열전달매체 구동형으로서 열전달매체의 열에의해 흡착제를 가열하는 축열기를 가지고 있다. 열전달매체 파이프(5a)(5b)는 열교환기(29)에 접속되고, 이 열교환기(29)는 흡수냉각기(9)의 축열기에 배치되어 열전달매체용 통로로서 작용한다. 또한, 흡수냉각기(9)는 냉각수 파이프와 냉각 타워(도시안됨)를 가지고 있으며, 이 냉각타워에서 흡수냉각기(9)의 응축기에서 사용되는 냉각수가 순환한다. 냉각제 파이프(11a)(11b)는 흡수냉각기(9)와 실내기(13) 사이에서 예를들어 물과 같은 냉각제를 순환시키기 위한 것으로서 흡수냉각기(9)의 증발기에 배치되는 열교환기(31)에 접속되어 응결기용 통로로서 작용한다. 냉각제 파이프(11a)에서 흡수냉각기(9)에 의해 냉각된 냉각제가 흐르게되는 한편, 다른 냉각제 파이프(11b)에서는 실내기(13)에서 열교환 상태에 있는 냉각제가 흐르게 된다. 냉각제 파이프(11a)에는 흡수냉각기(9)에서 흘러나오는 냉각제의 온도를 검출하는 냉각제 온도센서(17), 그리고 냉각제 파이프(11a)(11b)에서 냉각제가 흐르도록 하는 냉각제펌프(33)가 연속하여 배치된다.
제어부(19)는 전기적으로 3방밸브(25), 보조 보일러(7), 열전달매체 온도센서(15), 열전달매체 펌프(23), 흡수냉각기(9)에 배치되어 냉각수를 흐르게 작용하는 펌프(도시안됨), 흡착제를 흐르게 하는 펌프(도시안됨), 냉각제 온도 센서(17), 냉각제 펌프(33), 실내기(13)의 제어부(도시안됨)가 배선(35)을 통해 접속되어 있다. 또한, 제어부(19)는 또한 전기적으로 배기열원으로서 작용하는 엔진의 제어부(도시안됨)에 배선(도시안됨)을 통해 접속되어 있어 배기열원의 구동여부 및 동작여부를 표시하는 정보를 받는다.
이하, 본 실시예의 흡수냉각기(9)의 구성을 설명한다. 도 2에 도시한 바와같이, 본 실시예의 흡수냉각기(9)는 축열기(37), 응축기(39), 증발기(41), 흡수기(43)를 포함한다. 축열기(37)는 열전달매체 파이프(5a)(5b)에 접속되는 열교환기(29)를 포함하는 한편 열전달매체가 이것을 통해 흐르도록 한다. 열교환기(29)에 희석 용액을 분사하는 분사부(45)가 열교환기(29)에 배치된다. 이 분사부(45)에는 흡수기(43)에서 발생하는 희석용액이 흐르는 희석용액 파이프(47)가 연결된다. 그리고, 축열기(37)의 바닥부에는 축열기(37)의 바닥부에 수집된 응축용액을 흡수기(37)로 인도하는 응축용액 파이프(49)가 연결된다. 또, 응축기(39)와 연통하도록 축열기(37)가 배치되고, 이 축열기(37)에서 생성된 증기가 흐르게 된다.
응축기(39)는 열교환기(51)를 포함하며, 이 곳으로 냉각 타워(도시안됨)에서 냉각된 냉각수가 흐른다. 열교환기(51)에는 냉각수 파이프(53)가 연결되어 이 냉각수가 열교환기(51)와 냉각타워(도시안됨) 사이에서 순환한다. 또, 응축기(39)의 바닥부에 수집된 냉각제액이 흐르는 냉각제 파이프(55a)가 그 일단에서 응축기(39)의 바닥부에 연결되는 동시에 또한 분사부(57)에도 연결되며, 이 분사부(57)는 그 타단에서 증발기(41)에 배치되는 열교환기(31)에 냉각제액을 분사한다. 또, 증발기(41)에서 분사된 내각제액의 양을 조절하는 냉각제액 조절 파이프(55b)가 일단에서 응축기(39)의 바닥부에 냉각제액 파이프(55a)와 병렬로 연결되고, 타단에서 증발기(41)에 배치된 분사부(57)에 냉각제액 파이프(55a)와 병렬로 연결된다. 냉각제량 조절 파이프(55b)에는 냉각제의 유속을 조절하는 냉각제량 조절밸브(58)가 배치된다. 증발기(41)에는 냉각제 파이프(11a)(11b)에 접속되어 냉각제를 실내기(13)에 보내기 위한 냉각제 파이프(11a)(11b)가 배치된다. 분사부(57)는 열교환기(31)위에 배치된다. 또한 증발기(41)는 흡수기(43)와 연통하여 이 증발기(41)에서 발생된 증기를 흡수기에서 흐르도록 한다.
흡수기(43)는 냉각타워(도시안됨)에 의해 냉각수가 냉각되는 열교환기(59)를 포함한다. 냉각수 파이프(53)는 흡수기(43)의 열교환기(59)에 연결되어 냉각수가 열교환기(59)와 냉각타워(도시안됨) 사이에서 순환하게 된다. 축열기(37)에 발생된 응축용액을 열교환기(59)로 분사하는 분사부(61)가 흡수기(43)의 열교환기(59) 위에 배치된다. 응축용액 파이프(49)가 분사부(61)에 연결된다. 또한, 흡수부(43)의 바닥부에 수집된 희석용액이 흐르는 희석용액 파이프(47)가 흡수부(43)의 바닥부에 연결된다. 희석용액 파이프(47)에는 축열기(37)의 분사부(45)로 희석용액을 보내는 펌프(63)가 배치된다. 또한, 응축기(39)의 열교환기(51) 및 흡수기(43)의 열교환기(59)가 냉각타워(53)에 일열로 배치된다. 냉각타워(도시안됨)에 의해 냉각된 냉각수는 흡수기(43)의 열교환기(59), 응축기(39)의 열교환기를 통해 순차적으로 흐르면서 순환한다. 희석용액 파이프(47)에 포함된 희석용액과 응축용액 파이프(49)에 포함된 응축용액 사이에서 열교환을 행하는 열교환기(65)가 희석용액파이프(47)에 배치된 펌프(63)와 축열기(37) 사이에 위치한다.
이와같은 조건을 갖는 본 실시예의 에어콘(1)에 있어서는, 공조(空調) 요청이 있을 때 냉각동작의 개시를 명령하면, 제어부(19)는 냉각시동 동작을 개시한다. 냉각시동 동작에서, 열교환매체 펌프(23) 및 냉각제 펌프(33)가 동작하여 열전달매체 및 냉각수가 흡수냉각기(9)를 통해 흐르고, 열전달매체 파이프(5a)(5b) 및 냉각제 파이프(11a)(11b)를 통해 순환한다. 또한, 흡수냉각기(9)의 펌프(63)와 냉각타워(도시안됨)의 냉각팬이 동작한다. 이때, 제어부(19)는 열전달매체 온도센서(15)에 의해 검출된 가열매체의 온도에 따라서 보조 보일러(7)에서 연소를 제어한다. 즉, 열전달매체는 배기열 회생유니트(3)에 의해 회생되는 배기열과, 열전달매체의 온도가 소정온도Th1에 도달할 때까지 보조 보일러에서 행한 연소를 이용하여 열전달매체를 가열한다. 열전달매체의 온도가 소정의 온도Th1 보다 높거나 같을 때, 제어부(19)는 보조보일러(7)에서의 연소를 정지한다. 이 시간 주기 동안에, 제어부(19)는 냉각제 온도센서(17)를 이용하여 냉각제의 온도를 검출한다. 흡수냉각기(9)에 의해 냉각된 냉각제가 소정 온도Tc1에 도달할 때, 제어부(19)는 냉각시동 동작이 완료되었다고 판정한다. 따라서, 에어콘은 냉각 고정 동작 모드로 들어간다. 또한, 도 1에서 실선 화살표는 열매체가 흐르는 방향을 나타내고, 쇄선 화살표는 냉각제가 흐르는 방향을 나타낸다.
에어콘이 냉각 고정동작을 시작할 때, 제어부(19)는 냉각제 온도센서(17)에 의해 검출된 냉각제의 온도에 따라서 보조 보일러(7)에서의 연소를 제어한다. 이때, 배기열이 없는 경우, 예를들어 배기열원이 정지된 경우에는 Tc2 내지 Tc5 범위에서 냉각제의 온도 범위 내에서 보조보일러(7)에서의 연소를 제어한다. 여기서 각 온도는 Tc2<Tc3<Tc4<Tc5 라고 가정한다. 냉각부하의 상승으로 냉각제 온도센서(17)에 의해 검출된 Tc4에 이를 때, 제어부(19)는 보조보일러(7)의 버너(도시안됨)를 턴온하고 저연소모드에서의 연소를 기작하여 열전달매체를 가열한다. 이후 냉각제의 온도가 상승을 유지하고, 냉각제 온도센서에서 검출된 냉각제의 온도가 Tc5에 도달할 때, 제어부(19)는 저연소모드로부터 고연소모드로 연소의 모드를 변화시키고, 가열값 또한 상승 시킨다. 열전달매체의 온도가 상승하고, 냉각제가 흡수냉각기(9)에 의해 충분히 냉각된다. 따라서 냉각제의 온도는 하강한다. 냉각제 온도센서(7)에 의해 검출된 냉각제의 온도가 Tc3에 도달할 때, 제어부(19)는 보조보일러(7)의 연소모드를 고연소모드에서 저연소모드로 변환하고, 가열값을 낮춘다. 가열값을 낮춘 후에도 냉각제의 온도가 하강을 유지한다. 냉각제 온도센서(17)에 의해 검출된 냉각제의 온도가 Tc2에 도달할 때, 제어부(19)는 보조보일러(17)의 버너(도시안됨)를 턴오프하고, 가열전달매체의 가열을 정지한다.
도 3b에 나타낸 바와 같이, 배기가열원이 동작하고, 배기열에 의해 열전달매체가 가열될 수 있을 때, 제어부(19)는 Tc3 내지 Tc7 범위에 걸친 냉각제 온도의 범위 내에서 보조 보일러(7)에서의 연소를 제어한다. 여기서 온도는 Tc3 < Tc5 < Tc6 < Tc7, Tc4 < Tc5라고 가정한다. 냉각제의 온도가 냉각부하의 상승과 열량의 변화로 인해 냉각제의 온도가 상승하여, 냉각제 온도센서(17)에 의해 검출된 온도가 Tc5에 도달할 때, 제어부(19)는 시간을 측정한다. 냉각제 온도센서(17)에 의해 검출된 냉각제의 온도가 최소한 시간 tm1과 같거나 이상일 때, 즉 냉각제온도가 Tc5 와 같거나 그 이상 이후의 시간 tm1이 지나갔을 때, 제어부(19)는 보조 보일러(7)의 버너(도시안됨)를 턴온하고, 저연소모드에서의 연소를 시작하여 열전달매체를 가열한다. 이와는 달리, 냉각제의 온도가 상승을 유지하여 Tc6에 도달할 때, 제어부(19)는 냉각제의 검출온도가 Tc5에 도달한 이래의 일정기간의 시간주기 경과에 상관없이 보조보일러(7)의 버너를 턴온한다. 그러면, 제어부(19)는 저연소모드에서의 연소를 시작하고, 열전달매체를 가열한다. 즉, 냉각제의 온도가 Tc6에도달하거나, 냉각제의 온도가 Tc5 이상, Tc6 이하인 상태가 일정시간 tm1 동안 지속될 때 제어부(19)는 보조보일러(7)의 버너(도시안됨)를 턴온하고, 저연소모드에서의 연소를 시작하여 가열전달매체를 가열한다.
이후, 냉각제 온도가 Tc5이하가 되지 않고, Tc5와 같거나 이상인 상태가 시간tm2(즉, 본 실시예의 경우 tm1 = tm2/2라 가정한다) 동안 지속될 경우, 즉, 냉각제온도가 Tc5 와 같거나 그 이상이 된 이래 시간tm2가 경과한 경우, 제어부(19)는 보조보일러(7)에서의 연소모드를 저연소모드에서 고연소모드로 변경하며, 가열값을 상승시킨다. 이와는 달리, 냉각제의 온도가 상승을 유지하여 Tc7에 도달할 때, 제어부(19)는 검출된 냉각제온도가 Tc5에 도달한 이래의 시간경과에 상관없이 보조보일러(7)의 버너(도시안됨)를 턴온한다. 그러면, 제어부(19)는 저연소 모드로부터 고연소 모드로 연소모드를 변경한다. 즉, 냉각제의 온도가 Tc7에 도달할 때, 또는 냉각제온도가 Tc5와 같거나 그 이상, 또는 Tc7 이하인 상태가 시간tm2 만큼 지속될 때, 제어부(19)는 보조보일러(7)에서의 연소모드를 저연소모드에서 고연소모드로 변경하고 가열값을 상승시켜, 냉각제가 흡수냉각기(9)에 의해 충분히 냉각되도록 한다. 그러면, 냉각제의 온도가 하강한다. 냉각제 온도센서(17)에 의해 검출된 냉각제의 온도가 Tc3에 도달하면, 제어부(19)는 보조 보일러(7)의 버너(도시안됨)를 턴오프하고, 열전달매체의 가열을 정지한다. 여기서 설명한 온도는 Tc3 = Tc1으로 가정한다.
또, 냉각고정동작 중에 제어부(19)는 냉각제의 온도에 따라서 보조보일러(7)의 동작을 제어한다. 또, 제어부(19)는 열전달매체 온도센서(15)를 이용하여 열전달매체를 검출한다. 또, 열전달매체의 온도가 과온도Th2에 도달할 때( Th1 < Th2라 가정한다), 보조보일러(7)에서 연소가 행해질 때, 제어부(19)는 연소를 정지한다. 또, 도 1에 나타낸 바와 같이, 3방밸브(25)가 전환되어 열전달매체 파이프(5a)를 통해 흐르는 열전달매체의 일부가 비 열회생 파이프(27)로 흐르게 된다. 따라서, 열전달매체로 배기열을 회생(다시 열을 복귀시킴)시키는 것을 제어부(19)가 정지하게 된다. 따라서, 열전달매체의 가열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또, 열전달매체의 온도가 과온도Th2를 초과할 때, 흡수냉각기(9)의 축열기(37)가 과도하게 높아진다. 따라서, 축열기(37)에 포함된 흡착제가 과응축상태가 된다. 따라서, 흡착제의 물질성분이 결정화될 수도 있다. 이것은 흡수냉각기(9)를 구동하는 동작을 방해하게 된다. 따라서, 열전달매체의 온도가 과온도Th2에 도달할 때, 냉각제 파이프(11a)를 통해 흐르면서 냉각에 사용되는 냉각제의 온도와 증발기(41)의 내부온도에 관계없이 제어부(19)는 완전히 냉각제량 조절 파이프(55b)의 냉각제량 조절 밸브(58)를 개방한다. 또, 제어부(19)는 응축기(39)의 바닥부에 축적된 냉각액을 증발기(41)로 방출하므로 희석용액 파이프(47)를 통해 축열기(37)로 보내지는 희석용액의 농도가 감소된다.
따라서, 본 실시예의 에이콘(1)의 경우, 냉각고정동작 중에 보조 보일러(1)의 동작을 냉각제 온도센서(17)에 의해 검출된 냉각제온도에 따라 제어한다. 따라서, 냉각제의 온도가 냉각을 하기에 충분한 경우 열전달 매체의 온도에 관계없이 보조보일러가 동작하지 않는다. 또, 보조보일러(7)에서의 연소가 열전달매체의 온도에 따라 제어될 경우, 배기열이 회생된 열전달매체의 온도가 기설정 온도 보다다소 낮을 때와, 흡수 냉각기(9)에서의 가열밸브가 냉각제를 냉각하기에 충분할 경우에도 보조보일러(7)가 구동된다. 따라서, 열전달매체의 온도를 과온도 이상으로 신속히 높일 수 있다.
그리고, 종래 3방밸브(25)를 전환시켜 열전달매체에 대해 배기열을 회생(즉 배기열을 가함)시키지 않는다. 따라서, 종종 배기열이 효과적으로 이용되지 않는다. 그러나, 본 실시예의 에어콘(1)의 경우, 보조보일러(7)의 동작이 냉각제 온도센서(17)에 의해 검출되는 냉각제 온도에 따라 제어된다. 따라서, 배기열량을 흡수냉각기(9)에서 냉각제를 냉각하기에 충분한 경우, 그리고 냉각제가 냉각하기게 필요한 온도로 냉각된 경우 보조보일러(7)는 작동하지 않는다. 결과적으로 3방밸브는 전환을 거의 하지 않는다. 본 실시예를 통해 열전달매체로 배기열을 지속적으로 회생시킬 수 있다. 더욱이 배기열을 효율적으로 이용할 수 있으므로 냉각제의 온도가 열전달매체의 온도에 관계없이 냉각동작을 행하기에 충분할 때, 보조보일러(7)가 소비되지 않는다. 또한 3방밸브(25)가 거의 전환되지 않는다. 또한 본 실시예는 열전달매체로 배기열을 지속적으로 회생시킬 수 있으므로 에어콘의 에너지 절약능력이 높다.
또한, 종래 에어콘의 냉각동작 시동을 행할 때, 최대의 출력을 제공하려면 열전달매체의 양에 관계없이 보조보일러를 작동시켜 가능한 빨리 흡수냉각기(9)를 구동시킬 수 있는 온도로 열전달매체의 온도를 상승시킬 필요가 있다. 이와는 달리, 본 실시예의 에이콘(1)의 경우, 냉각동작 시동 중에 보조보일러(7)에서의 연소를 열전달매체의 온도에 따라 제어한다. 따라서, 냉각제와 관계없이 가능한 빨리열전달매체의 온도를 흡수냉각기가 구동되는 충분할 레벨로 상승시킨다.
또한, 본 실싱예의 에어콘(1)에서 배기열원으로부터의 배기열로 열전달매체를 가열하는 경우, 냉각제온도가 Tc5 이상 또는 같아진 이후 시간tm1이 경과했을 때, 보조보일러(7)의 버너(도시안됨)가 턴온된다. 또한, 저연소모드에서 연소가 시작된다. 또한, 냉각제의 온도가 Tc5 이상 또는 같아진 이후 시간tm2이 경과하였을 때, 보조 보일러(7)에서의 연소모드가 저연소모드에서 고연소모드로 변경하여 가열밸브를 증대시킨다. 따라서, 배기열원으로부터 출력되는 배기열량이 쉽게 변화할 때, 냉각부하가 작거나 냉각부하가 간헐적으로 발생할 때, 또는 실내기(13)로 흐르는 냉각제의 양을 제어하기 위한 밸브가 개폐동작을 반복할 때, 배기열원으로부터 공급되는 배기열량이 그 증대감소를 반복하면서 변화한다. 따라서, 냉각제의 온도가 일반적으로 하강하거나 변화하기 어려운 경우에도 불구하고 냉각제의 온도가 일시적으로 상승할 때, 보조보일러(7)는 연소시동이 억제된다. 또한 보조보일러(7)의 가열밸브가 상승하는 것을 방지한다. 따라서, 보조보일러(7)의 에너지 소비가 억제되어, 결과적으로는 에어콘의 에너지 절약능력을 향상시킬 수 있다.
또, 본 실시예의 에어콘의 경우, 냉각제의 온도가 Tc5 와 같거나 그 미만인 경우가 지속되는 상태에서, 냉각제의 온도가 실내기(13)의 충분한 냉각기능을 할 수 없는 온도에 근접할 때, 즉 냉각제의 온도가 Tc7이 될 때 독자적으로 보조보일러(7)의 가열값을 증대시킨다. 따라서, 냉각제의 온도가 실내기(13)의 충분한 냉각성능을 얻을 수 없는 온도로 상승하는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로 본 실시예는 에어콘의 안락함을 상실하지 않을 수 있어 바람직한 것이다.
또, 본 실시예의 에이콘(1)의 경우, 열전달매체의 온도가 과온도Th2 보다 높거나 같을 때, 흡수냉각기(9)는 완전히 냉각제액량 조절밸브(58)를 개방하고, 축열기(37)에 보낼 희석용액의 농도를 낮춘다. 따라서, 축열기(37)에서의 농축용액의 과농도에 기인한 결정화 현상을 방지할 수 있어 열전달매체의 과열에 기인한 불편이 흡수냉각기(9)에서는 발생하기 어렵다. 결과적으로 에어콘의 신뢰성을 강화할 수 있다.
(제2실시예)
도 4 내지 도 5b를 참조하여 에어콘의 제2실시예를 설명한다. 도 4는 본 발명이 적용되는 에어콘의 제2실시예를 나타내는 개략도이다. 도 5a는 가열동작 중에 배기열원으로부터 배기열이 없는 경우의 보조가열장치의 동작을 나타내는 도면이다. 도 5b는 가열동작 중에 배기열원으로부터 배기열이 있는 경우 보조가열장치의 동작을 나타내는 도면이다. 또, 제1실시예와 동일한 본 실시예의 구성요소에 동일부호를 병기하고, 그 설명을 생략하며, 이하에서는 제1실시예와 다른 구성요소에 대하여만 설명한다.
제1실시예와 제2실시예의 차이는 제2실시예의 에어콘이 흡수냉각기를 가지고 있지 않고, 오로지 가열용으로만 사용된다는 점이다. 즉, 본 실시예의 에어콘(67)은 배기열 회생 유니트(3), 열전달매체 파이프(69a)(69b), 보조가열장치로서 사용되는 보조보일러(7), 실내기(13), 가열매체 온도센서(15), 제어부(19)를 포함한다. 열전달매체 파이프(69a)(69b)는 배기열 회생 유니트(3)와 실내기(13) 사이에서 열전달매체를 순환하는데 사용된다. 배기열 회생 유니트(3)에 의해 배기열이 회생되는 열전달매체는 열전달매체 파이프(69a)에서 흐른다. 역으로, 실내기(13)에서 열을 방출하는 열전달매체는 전달매체 파이프(69b)에서 흐른다. 열전달매체가 흐르는 열전달매체 파이프(69a)에는 보조보일러(7), 열전달매체 펌프(23), 열전달매체 온도센서(15)가 배치되며, 이것들은 배기열회생 유니트(3)로부터 일련의 순서로 배치된다.
제어부(19)는 배선(35)을 통해 전기적으로 3방밸브(25), 보조보일러(7), 열전달매체 펌프(23), 열전달매체온도센서(15), 실내기(13)의 제어부(도시안됨)에 접속된다. 또, 제어부(19)는 또한, 배선(도시안됨)을 통해 전기적으로 배기열원으로서 작용하는 엔진의 제어부(도시안됨)에 접속되어 배기열원이 구동, 동작되는가의 여부를 지시하는 정보를 수신한다.
이러한 구성을 갖는 본 실시예의 에어콘(1)에 있어서, 공기조절(空氣調節), 즉 공조 요청과 함께 가열동작 명령이 내려질 때, 제어부(19)는 가열동작을 시작한다. 가열동작에서, 가열전달 매체펌프(23)가 동작하여 가열전달 매체를 열전달매체 파이프(69a)(69b)를 통해 순환한다. 이 때, 제어부(19)는 열전달매체 온도센서(15)에의해 검출된 열전달매체에서의 온도에 따라 보조보일러(7)에서의 연소를 제어한다. 이 때, 배기열이 없는 경우, 예를들어 배기열원이 정지된 경우, 제어부(19)는 도 5a에서와 같이 Th3 내지 Th6 범위 냉각제 온도범위에서 보조 보일러(7)에서의 연소를 제어한다. 또, 여기서는 Th3 < Th4 < Th5 < Th6, Th6 <Th1 < Th2라 가정한다.
가열동작 시동 중에, 또는 가열부하가 클 때, 그리고 가열매체의 온도가 Th3와 같거나 그 이하일 때, 제어부(19)는 높은 연소모드에서 보조보일러(7)를 구동시킨다. 그러면, 열전달 매체의 온도가 상승한다. 열전달매체 온도센서(15)에 의해 검출된 열전달매체의 온도가 Th5에 도달할 때, 제어부(19)는 고연소 모드로부터 저연소 모드로 보조보일러(7)의 연소모드를 변경하여 그 가열값을 감소시킨다. 그러면, 가열전달매체의 온도를 여전히 상승시킨다. 열전달매체 온도센서(15)에 의해 검출된 열전달매체의 온도가 Th6에 도달할 때, 제어부(19)는 보조보일러(7)의 버너(도시안됨)를 턴오프하고, 열전달매체의 가열을 정지한다. 열전달매체의 온도가 낮고 열전달매체 온도센서(15)에 의해 검출된 온도가 Th4에 도달할 때, 제어부(19)는 보조보일러(7)의 버너(도시안됨)를 턴온하고, 저연소모드에서 연소를 시작하여 열전달매체를 가열한다. 저연소모드에서 열전달매체의 가열을 보조보일러(7)에서 행하였어도 열전달매체의 온도가 하강한다. 열전달매체 온도센서(15)에 의해 검출된 냉각제 온도가 Th3에 도달할 때, 제어부(19)는 저연소모드로부터 고연소모드로 보조보일러(7)의 연소모드를 변경시키고 그 가열값을 증대시킨다.
배기열원을 동작하는 경우, 도 5b와 같이 열전달매체를 배기열에 의해 가열할 수 있는 경우, 제어부(19)는 Th3 내지 Th7 범위의 냉각제 온도범위 내에서 보조보일러(7)의 연소를 제어한다. 또,여기서는 Th7 < Th3 < Th4 < Th5 < Th6 이라 가정한다. 가열동작시동 중에 또는 가열부하가 크고 가열매체의 온도가 Th3 와 같거나 그 이하일 때, 제어부(19)는 고연소모드에서 보조보일러(7)를 구동하여 열전달매체를 가열한다. 그러면, 열전달매체의 온도가 상승한다. 열전달매체온도센서(15)에 의해 검출된 열전달매체 온도가 Th5에 도달하면, 제어부(19)는 고연소 모드로부터 저연소 모드 보조보일러(7)의 연소모드를 변화시켜 그 가열값을 저감할 수 있다. 열전달매체의 온도가 보조보일러(7)의 가열값을 낮추는 것으로 낮아진다. 열전달매체 온도센서(15)에 의해 검출된 냉각제의 온도f가 Th3에 도달할 때, 제어부(19)는 저연소모드로부터 고연소모드로 보조보일러(7)의 연소모드를 변화시켜 그 가열값을 증대시킨다. 보조보일러(7)의 가열값이 감소하면, 열전달매체의 온도가 감소하여도 열전달매체의 온도가 상승한다. 열전달매체 온도센서(15)에 의해 검출된 냉각제의 온도가 Th6에 도달할 때, 제어부(19)는 보조보일러(7)의 버너(도시안됨)를 턴오프하여 그 연소를 정지하고 열전달매체의 가열을 정지한다.
열전달매체의 온도가 열부하에서의 증대 및 배기열량의 감소로 낮아진다. 열전달매체 온도센서(15)에 의해 검출된 온도가 Th4에 도달하면, 제어부(19)는 시간측정을 행한다. 열전달매체 온도센서(15)에 의해 검출된 열전달매체의 온도가 Th4와 같거나 그 이하이면, 시간 tm3 동안 지속된다. 즉, 냉각제 온도가 Th4 와 같거나 그 이상이 된 후 시간tm3가 지나면, 제어부(19)는 버너(도시안됨)를 턴온하고, 저연소모드에서의 연소를 시작하여 열전달매체를 가열한다. 이와는 달리, 열전달매체의 온도가 하강을 지속하는 경우, 열전달매체의 온도가 Th7에 도달하면, 열전달매체의 온도가 Th4에 도달한 이후의 시간주기의 경과에 관계없이 제어부(19)는 보조보일러(7)의 버너(도시안됨)를 턴온한다. 그러면, 제어부(19)는 저연소모드에서 연소를 시작하고, 열전달매체를 가열한다. 즉, 열전달매체의 온도가 Th7에 도달할 때, 또는 열전달매체의 온도가 Th4 와 같거나 그 이상이고, Th4 이하인 상태가 시간주기tm3 동안 지속될 경우, 제어부(19)는 보조보일러(7)의 버너(도시안됨)를 턴온하고, 저연소모드에서 연소를 시작하여 열전달매체를 가열한다.
또, 본 실시예에서 제어동작을 행하기 위해 설정되는 열전달매체의 온도범위에서 최고 온도Th6가 열전달매체가 실내기(13)로 흐를 때 이 실내기(13)가 열 손상을 받지 않을 값으로 설정된다. 또, 열전달매체의 온도가 과온도Th8에 도달(여기서 Th7 < Th8 < Th1으로 가정함)하고, 이 도달온도는 실내기(13)가 열적으로 손상을 받는 온도에 근접하는 것이 될 때, 제어부(19)는 보조보일러(7)가 연소하는 경우 그 연소를 중지시킨다. 또, 도 4에 나타낸 바와 같이, 3방밸브(25)가 전환되고, 열전달매체 파이프(69a)로 흐르는 열전달 매체의 일부가 비 열회생 파이프(27)로 흐르게 된다. 따라서 열전달매체로 배기열이 회생하는 것을 제어부(19)가 정지시킨다. 그 결과 실내기가 열적으로 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본발명의 본 실시예(제2실시예)의 에어콘(67)에 따르면, 배기열원으로부터 출력된 배기열에 의해 열전달매체가 가열되는 경우, 냉각제의 온도가 Tc4와 같거나 그 이하로 된 후 시간주기tm3를 경과하면 제어부는 보조보일러(7)를 턴온하게 된다. 그러면 제어부는 저연소모드에서 연소를 시작하게 된다. 따라서, 배기열원으로부터 출력되는 배기열량이 예를들어 냉각부하가 적을 때, 또는 냉각부하가 간헐적으로 발생할 때, 실내기(13)에 흐르는 냉각제의 양을 제어하는 밸브가 부분부하 때문에 개폐를 반복할 때, 배기열원으로부터 공급되는 배기열량이 증대감소를 반복하면서 변화한다. 따라서, 냉각제 온도가 일반적으로 하강하거나 변화하지 않는 경향이 있지만 냉각제의 온도가 일시적으로 상승하면, 보조보일러(7)가 시동연소를억제하게 된다 또, 보조보일러(7)이 가열값이 상승하는 것을 방지한다. 따라서, 보조보일러(7)의 에너지 연소에 한계가 있다. 결과적으로 에어콘의 에너지 절약능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 에어콘(1)의 경우, 냉각제의 온도가 Th4와 동일하거나 그 이하인 조건이 지속되는 것과는 별개로, 실내기(13)가 충분한 가열성능을 얻을 수 없는 온도에 근접하는 온도에 도달할 때까지, 즉 열전달매체의 온도가 Th7에 도달할 때까지 보조보일러(7)가 동작한다. 따라서, 열전달매체의 온도가 실내기(13)의 충분한 가열성능을 얻을 수 없는 온도로 하강하는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과, 본 실시예는 에어콘의 안락함을 상실하지 않는다는 점에서 바람직하다.
또, 본 실시예에서는 열전달매체의 온도가 소정온도와 같거나 그 이하가 된 경우의 상태가 소정시간 지속될 때 보조보일러(7)에서의 연소를 시작하며, 이것에 대해서는 앞서 설명한바 있다. 그러나, 본 실시예의 에어콘에 있어서는 가열동작 중에 열전달매체의 온도가 소정온도와 같거나 이하인 상태가 소정시간 동안 지속될 때, 보조보일러(7)의 가열값을 증대시키는 구성으로 되어 있다. 이와는 달리 이러한 구성들을 조합하여 본 발명의 에어콘을 구성할 수도 있다.
(제3실시예)
도 6을 참조하여 본 발명에 따른 에어콘의 제3실시예에 대하여 설명한다. 도 6은 에어콘의 본 발명의 제3실시예의 구성 및 동작을 설명하는 도면이다. 여기서 제1실시예 및 제2실시예와 동일한 구성요소에는 동일 부호를 병기하고 그 설명을 생략한다. 이하 제1실시예 및 제2실시예와 다른 부분에 대하서만 설명한다.
제3실시예는 제1실시예의 에어콘(1)이 냉각용으로 설계되고, 제2실시예의 에어콘(67)이 난방용으로 설명된 반면, 제3실시예의 에이콘은 냉각 및 난방 양쪽용으로 설계되었다는 점에서 제1실시예 및 제2실시예와 차이가 있다. 즉, 본 실시예의 에어콘(71)은 배기열 회생 유니트(3), 열전달매체 파이프(5a, 5b), 보조보일러 가열장치로서 사용되는 보조보일러(7), 흡수냉각기(9), 냉각제 파이프(11a, 11b), 실내기(13), 열전달매체 온도센서(15), 냉각제 온도센서(17), 제어부(19), 냉각/가열 전환 3방밸브(73), 바이패스 파이프(75a, 75b)를 포함한다.
냉각/가열 전환 3방밸브(73)는 열전달매체 파이프(5a)의 열전달매체 펌프(23)로부터 열전달매체의 하류측 부분에 위치한다. 바이패스 파이프(75a)는 그 일단에서 냉각/가열전환 3방밸브(73)에 접속되고, 또한 냉각제 온도센서로부터 냉각제의 하류측에 부분에 위치한다. 바이패스 파이프(75b)는 냉각제 파이프(11b)의 냉각제 하류측 부부네 위치하는 냉각제 파이프(11b)로부터 일단에서 분기되고, 열전달매체 파이프(5b)와 비열회생 파이프(27) 사이의 접합부(77)로부터 열전달매체의 하류측 부분에서 결합한다. 따라서, 가열동작 중에 열전달매체는 바이패스 파이프(75a)를 통해 실내기(13)로 흐른다. 또한, 실내기(13)에서 열을 방출하는 열전달매체는 바이패스 파이프(75b)를 통해 배기열 회생유니트(3)로 흐른다.
제어부(19)는 3방밸브(25), 보조보일러(7), 열전달매체 온도센서(15), 열전달매체 펌프(23), 냉각/가열전환 3방밸브(73), 흡수냉각기(9)의 펌프(도시안됨), 냉각타워의 냉각팬(도시안됨), 냉각제 온도센서(17), 냉각제 펌프(33), 실내기(13)의 제어부(도시안됨)에 배선을 통해 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시예의 이러한 구성의 에어콘(71)에서, 공기조절요청(공조요청)이 있어 스위치(도시안됨) 전환동작으로 냉각동작을 선택할 때, 제어부(19)는 냉각/가열 스위치 3방밸브(73)를 전환하고, 열전달매체와 냉각수를 냉각기(9), 열전달매체 파이프(5a, 5b), 냉각/가열 파이프(11a, 11b)를 통해 순환한다. 그러면, 제어부(19)는 열전달매체 파이프(5a)에 배치된 열전달매체 펌프(23), 냉가제 파이프(11b)에 배치된 냉각제펌프(33), 흡수냉각기(9)의 냉각타워(도시안됨)의 냉각팬, 냉각수 및 흡착제를 순환시키기위한 각 펌프를 동작시킨다. 따라서, 흡수냉각기(9)는 열전달매체 파이프(5a)를 통해 흐르는 열전달매체의 가열에 의해 구동되고, 냉각제 파이프(11a,11b)를 통해 순환하는 냉각제의 냉각을 행한다. 이 흡수냉각기(9)에 의해 냉각된 냉각제를 냉각제 파이프(11a,11b)를 통해 흐르게 하여 실내기(13)로부터 냉기류가 나오며, 그 결과 냉각동작이 행해진다.
한편, 공기조절요청이 있고, 스위치(도시안됨) 전환동작을 선택하였을 때, 제어부는 냉각/가열 전환 3방밸브(73)를 전환하여 열전달매체 파이프(5a)를 통해 흐르는 열전달매체가 냉각제 파이프(11a)로부터 바이패스 파이프(75a)를 통해 실내기(13)로 흐르도록 한다. 그러면, 제어부(19)는 열전달매체 파이프(5a)에 배치된 열전달매체 펌프(23)를 동작시키고, 냉각제 파이프(11b)에 배치된 냉각제 펌프(33)를 정지상태로 둔다. 따라서, 열전달매체는 흡수냉각기(9)에 공급되지 않고 흡수냉각기(9)를 바이패스 하는 바이패스 파이프(75a, 75b)를 통해 배기열회생 유니트(3)와 실내기(13) 사이에서 흐른다. 열전달매체를 실내기(13)에서 흐르게 하여 온기류가 실내기로부터 흐른다. 따라서, 가열(난방)동작이 이루어진다. 또, 제어부(19)는제어동작을 행하며, 이 동작은 냉각/가열 전환 3방밸브(73)를 전환제어하는 것외에는 제1실시예 및 제2실시예와 동일하다. 또, 냉각동작 중에, 제3실시예의 제어부(19)는 제1실시예의 냉각동작 중의 것과 유사한 제어동작을 하게된다. 또, 가열동작 중에 제3실시예의 제어부(19) 동작도 제2실시예의 가열동작 중의 것과 유사한 제어동작을 하게 된다.
따라서, 제3실시예의 에어콘(71)의 경우, 냉각/가열 전환 3방밸브(73)가 전환되어 가열동작 중에 열전달매체가 바이패스 파이프(75a, 75b)를 통해 흐르게 된다. 따라서, 열전달매체를 직접 실내기(13)로 공급하여 가열동작을 행할 수 있다. 결과적으로, 냉각동작과 가열동작은 모두 단일 에어콘으로 행할 수 있다. 에어콘의 에너지 절약능력도 향살시킬 수 있다.
또한, 제1, 제2, 제3 실시예의 상기 설명에서, 냉각동작 중에 소위 3단계, 3위치, 또는 4위치 제어동작을 행하게 되고, 가열동작 중에 소위, 3단계, 4위치 또는 5위치 제어동작을 행하게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 제어동작은 여기에 한정되지 않으며, 본 발명은 여러 가지 다단계, 다위치 제어동작 및 비례제어동작에 도 적용할 수 있다.
또, 제1 및 제3실시예의 상기 설명에서의 각 구성을 단독으로 이용하여 에너지절약능력을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 이용하는 구성이란, 냉각시동동작 중에 열전달매체의 온도에 따라 보조보일러(7)의 동작을 제어하고, 냉각제 고정동작 중에 냉각제의 온도에 따라 보조보일러(7)의 동작을 제어하는 구성, 냉각제 온도가 소정온도와 같거나 높은 상태가 냉각고정동작 중에 소정시간 동안 지속될 때 보조보일러 또는 가열밸브에서의 연소시동을 행하는 구성, 열전달매체의 온도가 소정 온도와 같거나 그 이하가 되는 상태가 가열고정동작 중에 소정시간주기 동안 지속될 때, 보조보일러(7) 또는 가열밸브에서의 연소시동을 행하는 구성을 말한다. 또, 이러한 구성의 조합을 사용할 때, 에어콘의 에너지 절약능력을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 제1실시예 및 제2실시예에서 비열회생파이프(27)가 열전단매체의 과열방지를 위한 열전달매체 과열방지기구로서 사용되지만, 예를들어 배기열 회생유니트(3)를 열회생모드 및 비열회생모드에서 선택적으로 동작시킬 수도 있고, 열전달매체 과열보호기구로서 사용될 수도 있다. 예를들면, 배기열원으로부터 출력되는 배기가스가 배기열 회생 유니트(3)의 열교환부(21)가 배치된 통로에서 흐르는 모드와, 배기열원으로부터 출력되는 배기가스가 열교환부(21)가 배치된 통로로 흐르는 것을 허용하지 않고 직접 배기열 회생 유니트(3)의 배기가스통로로 흐르도록 야기되는 다른 모드 사이에서 흐름 모드를 전환하는 통로전환기구를 갖는 열교환 회생 유니트가 이러한 구성의 배기열 회생유니트로 사용될 수도 있다.
또한, 제1, 제2, 제3실시예에서, 내연기관을 배기열원으로서 예를 들었지만, 본 발명은 여러가지 배기열원, 예를들면, 연료전지, 산업성 배기 열원, 지열원, 고열스프링 등으로부터 출력되는 배기열을 이용하는 여러가지 에어콘에도 적용이 가능하다. 또한, 배기열은 배기가스의 열에만 국한되지 않는다. 배기열은 내연엔진용 냉각수로부터도 회생할 수 있다. 또한, 본 발명은 제1실시예, 제2실시예, 제3실시예에 설명한 구성의 에어콘에만 한정되지 않는다. 본 발명은 에어콘이 배기열을 이용하여 가열을 행하기 위한 것, 배기열로 구동되는 흡수냉각기에 의해 냉각제의 냉각을 행하는 것, 냉각과 가열 양쪽을 행하기 위해 특별히 설계된 에어콘으로서, 히터와 버너와 같은 보조가열장치를 갖는 것이면 어떠한 종류의 에어콘에도 적용이 가능하다.
본 발명에 따르면 에어콘의 에너지 절약능력을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 열전달매체에서 배기열을 회생시키기 위한 배기열 회생유니트와;
    상기 배기열 회생유니트로부터 출력되는 상기 열전달매체가 흐르는 열전달매체 통로와;
    상기 열전달매체 통로에 배치되어 상기 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치와;
    상기 열전달매체 통로가 접속되어 상기 열전달매체의 가열에 의해 구동되는 흡수냉각기와;
    상기 흡수냉각기로부터 출력되는 냉각제가 흐르는 냉각제 통로와;
    상기 냉각제가 상기 냉각제 통로를 통해 공급되는 실내기와;
    상기 열전달매체통로를 통해 흐르는 상기 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 열전달매체 온도검출수단과;
    상기 냉각제 통로를 통해 흐르는 상기 냉각제의 온도를 검출하기 위한 냉각제 온도검출수단과;
    상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 제어부를; 구비하고,
    시동시에 상기 제어부는 열전달매체 온도검출수단에 의해 검출된 시동상태에서의 상기 열전달매체의 온도에 따라서 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하고,
    상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 소정온도와 같거나 그 이하가 될 때, 상기 제어부는 시동동작이 완료되었음을 결정하며,
    시동동작이 완료된 상태에서, 상기 제어부는 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도에 따라서 상기 보조가열장치를 구동하는 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 에어콘.
  2. 열전달매체에서 배기열을 회생시키기 위한 배기열회생 유니트와;
    상기 배기열 회생 유니트로부터 출력되는 상기 열전달매체가 흐르는 열전달매체 통로와;
    상기 열전달매체 통로에 배치되어 상기 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치와;
    상기 열전달매체통로가 접속되어 상기 열전달매체의 가열에 의해 구동되는 흡수냉각기와;
    상기 흡수냉각기로부터 출력되는 냉각제가 흐르는 냉각제 통로와;
    상기 냉각제가 상기 냉각제 통로를 통해 공급되는 실내기와;
    상기 열전달매체통로를 통해 흐르는 상기 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 열전달매체 온도검출수단과;
    상기 냉각제 통로를 통해 흐르는 상기 냉각제의 온도를 검출하기 위한 냉각제 온도검출수단과;
    상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 제어부를; 구비하고,
    상기 제어부는 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도에 따라서 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하고,
    배기열에 의해 열전달매체가 가열되는 상태 중에, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 소정온도와 같거나 그 이상인 상태가 특정시간주기 동안 지속될 경우, 상기 제어부는 상기 보조가열장치를 구동하거나 상기 보조가열장치의 가열값을 증대시키는 것을 특징으로 하는 에어콘.
  3. 열전달매체에서 배기열을 회생시키기 위한 배기열회생 유니트와;
    상기 배기열 회생유니트로부터 출력되는 상기 열전달매체가 흐르는 열전달매체 통로와;
    상기 열전달매체 통로에 배치되어 상기 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치와;
    상기 열전달매체통로가 접속되어 상기 열전달매체의 가열에 의해 구동되는 흡수냉각기와;
    상기 흡수냉각기로부터 출력되는 냉각제가 흐르는 냉각제 통로와;
    상기 냉각제가 상기 냉각제 통로를 통해 공급되는 실내기와;
    상기 열전달매체통로를 통해 흐르는 상기 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 열전달매체 온도검출수단과;
    상기 냉각제 통로를 통해 흐르는 상기 냉각제의 온도를 검출하기 위한 냉각제 온도검출수단과;
    상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 제어부를; 구비하고,
    상기 제어부는 열전달매체 온도검출수단에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도에 따라서 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하고,
    배기열에 의해 열전달매체가 가열되는 상태 중에, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도가 소정온도와 같거나 그 이하인 상태가 특정시간주기 동안 지속될 경우, 상기 제어부는 상기 보조가열장치를 구동하거나 상기 보조가열장치의 가열값을 증대시키는 것을 특징으로 하는 에어콘.
  4. 열전달매체에서 배기열을 회생시키기 위한 배기열회생 유니트와;
    상기 배기열 회생유니트로부터 출력되는 상기 열전달매체가 흐르는 열전달매체 통로와;
    상기 열전달매체 통로에 배치되어 상기 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치와;
    상기 열전달매체통로가 접속되어 상기 열전달매체의 가열에 의해 구동되는 흡수냉각기와;
    상기 흡수냉각기로부터 출력되는 냉각제가 흐르는 냉각제 통로와;
    상기 냉각제가 상기 냉각제 통로를 통해 공급되는 실내기와;
    상기 열전달매체통로를 통해 흐르는 상기 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 열전달매체 온도검출수단과;
    상기 냉각제 통로를 통해 흐르는 상기 냉각제의 온도를 검출하기 위한 냉각제 온도검출수단과;
    상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 제어부를; 구비하고,
    상기 제어부는 열전달매체 온도검출수단에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도에 따라서 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하고,
    상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 제1온도와 같거나 그 이하가 될 때, 상기 제어부는 냉각동작의 시동이 완료되었음을 결정하며,
    시동동작이 완료된 상태에서, 상기 제어부는 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도에 따라서 상기 보조가열장치를 구동하는 동작을 제어하며,
    배기열에 의해 열전달매체가 가열되는 상태 중에, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도가 제1온도 보다 높은 제2온도와 같거나 그 이하이고, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 열전달매체의 온도가 제2온도 이하와 같거나 그 이하인 상태가 특정시간주기 동안 지속될 경우, 상기 제어부는 상기 보조가열장치를 구동하거나 상기 보조가열장치의 가열값을 증대시키는 것을 특징으로 하는 에어콘.
  5. 열전달매체에서 배기열을 회생시키기 위한 배기열 회생유니트와;
    상기 배기열 회생유니트로부터 출력되는 상기 열전달매체가 흐르는 열전달매체 통로와;
    상기 열전달매체 통로에 배치되어 상기 열전달매체를 가열하기 위한 보조가열장치와;
    상기 열전달매체통로가 접속되어 상기 열전달매체의 가열에 의해 구동되는 흡수냉각기와;
    상기 흡수냉각기로부터 출력되는 냉각제가 흐르는 냉각제 통로와;
    열전달매체 통로에 배치되는 밸브와;
    이 밸브에서 분기하는 바이패스 통로와;
    상기 냉각제가 상기 냉각제 통로를 통해 공급되는 실내기와;
    상기 열전달매체통로를 통해 흐르는 상기 열전달매체의 온도를 검출하기 위한 열전달매체 온도검출수단과;
    상기 냉각제 통로를 통해 흐르는 상기 냉각제의 온도를 검출하기 위한 냉각제 온도검출수단과;
    상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하는 제어부를; 구비하고,
    냉각동작 중에, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도에 따라서 상기 제어부는 상기 보조가열장치의 구동동작을 제어하고,
    배기열에 의해 열전달매체가 가열되는 상태 중에, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 제1온도와 같거나 낮고, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 상기 냉각제의 온도가 제1온도와 같거나 그 이하인 상태가제1시간주기 동안 지속될 경우, 상기 제어부는 상기 보조가열장치를 구동하거나 상기 보조가열장치의 가열값을 증대시키며,
    가열동작 중에, 상기 열전달매체 온도검출수단에 의해 검출된 열전달매체의 온도에 따라서 상기 제어부는 보조가열장치의 구동동작을 제어하고,
    배기열에 의해 상기 열전달매체가 가열된 상태 중에, 상기 열전달매체 온도검출수단에 의해 검출된 열전달매체의 온도가 제1온도보다 높은 제2온도와 같거나 이하이고, 상기 냉각제 온도검출수단에 의해 검출된 열전달매체의 온도가 제2온도와 같거나 그 이하인 상태가 제2시간주기 동안 지속될 경우 상기 제어부는 보조가열장치를 구동하거나 보조가열장치의 가열값을 증대시키는 것을 특징으로 하는 에어콘.
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