KR20040091615A - 냉동사이클장치 - Google Patents

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KR20040091615A
KR20040091615A KR10-2004-7009849A KR20047009849A KR20040091615A KR 20040091615 A KR20040091615 A KR 20040091615A KR 20047009849 A KR20047009849 A KR 20047009849A KR 20040091615 A KR20040091615 A KR 20040091615A
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KR
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heat exchanger
refrigerant
pressure reducer
compressor
pressure
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KR10-2004-7009849A
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야쿠마루유이치
후나쿠라마사미
니시와키후미토시
오카자노리호
Original Assignee
마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명은 이산화탄소를 냉매로 하는 냉동사이클장치에 있어서, 저압으로 리시버를 설치하는 것은 안전성 확보를 위한 내압설계 등에서 비용이나 용적이 커진다는 문제점을 해결하기 위해, 제 1 감압기(12)와 제 2 감압기(15)를 작용시켜, 제 1 열교환기(13)의 냉매압력을 변동시켜 상기 제 1 열교환기의 냉매보유량을 조정함으로써 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 완화시킬 수 있으므로, 리시버를 소형화하거나 또는 설치하지 않고 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행하는 것이 가능하게 된다.

Description

냉동사이클장치{REFRIGERATING CYCLE DEVICE}
최근의 냉동사이클장치에서의 작동매체는 오존층에 대하여 유해한 영향이 있다고 하는 종래의 CFC 냉매나 HCFC 냉매로부터 대체냉매로서 오존파괴계수가 0인 HFC 냉매나 HC 냉매로 이행되고 있다.
그러나, HFC 냉매는 물질의 특성으로서 지구온난화계수가 크다는 결점이 있고, 한편 HC 냉매는 지구온난화계수는 작지만, 강한 가연성(可燃性)이라는 결점이 있다. 또, 종래부터 이용되어 온 암모니아 냉매는 지구온난화계수는 0이지만 약한 가연성이면서 독성이 있다는 결점이 있다.
따라서, 물질로서의 지구온난화계수가 거의 없고, 불연성(不燃性)이고 무독성이면서 비용이 낮은 CO2냉매가 주목을 받고 있다. 그러나 CO2냉매는 임계온도가 31.1℃로 낮아, 통상의 냉동사이클장치의 고압측에서는 CO2냉매의 응축이 발생되지 않는다.
이 때문에, 일본 특허 제2132329호 공보는 도 19와 같이 고압측의냉각기(102)의 출구라인과 압축기(101)의 흡입라인과의 열교환을 행하는 내부 열교환기(103)를 가짐으로써 냉각기(102)의 출구를 과냉각하여, 냉매량 조정에 의한 능력관리수단으로서 저압리시버(106)를 설치하고 있다.
또, 일본 특허 제2132329호 공보의 문헌의 개시는 모두 그대로 인용(참조)함으로써 여기에 일체화한다.
또, 냉난방의 룸 에어컨이나 카 에어컨 등의 경우는 실내측 열교환기는 소형화가 요구되고, 한편 실외측 열교환기는 응축능력향상에 의한 냉방시의 에너지절감화나 흡열능력향상에 의한 난방시의 고능력화를 위해 실내 열교환기에 비해 대형화되어 있다. 따라서, 대용적의 실외측 열교환기가 고압측으로 되어 고밀도 냉매의 응축이 행해지는 냉방운전시에 고효율로 운전되는 최적냉매량은 난방운전시의 최적냉매량보다 커지기 때문에, 그 완충적인 기능도 담당하는 리시버를 이용하는 것이 유효하다.
또, 일본 특허 제2931668호 공보는 도 19와 같이 소정의 능력요구에서 장치의 에너지소비를 최소로 하기 위해 예정된 설정값에 따라 스로틀 밸브(4)의 개방 정도를 조정하고 있다.
즉, 도 20에서 나타내는 바와 같이 고압이 P인 냉동사이클로부터 고압이 P1인 냉동사이클로 변화한 경우, 입력 W의 엔탈피차의 증가에 비하여 냉동능력 Q의 엔탈피차의 증가 쪽이 크기 때문에 COP는 높아지지만, 고압이 P1인 냉동사이클로부터 고압이 P2인 냉동사이클이 되면, 반대로 입력 W의 엔탈피차의 증가에 비하여 냉동능력 Q의 엔탈피차의 증가 쪽이 작아지기 때문에 COP는 저하된다. 즉, 도 20의고압이 P1인 냉동사이클에 나타내는 바와 같이, CO2냉매에는 이론적으로 COP가 최대로 되는 고압이 존재한다.
또, 히트펌프사이클 COP는 냉동사이클 COP에 1을 더한 것이기 때문에, 히트펌프사이클의 경우에도 COP가 최대로 되는 고압(이하, 높은쪽 압력이라 함)의 값은 냉동사이클과 같은 값이다.
도 19에 나타내는 냉동사이클은 예를 들면 냉방장치로서 이용할 수 있다.
그러나, 저압으로 리시버를 설치하는 것은 비용이나 용적이 커진다는 결점이 있고, 실사용 운전범위에서는 종래의 냉동사이클장치에 이용되고 있는 HCFC 냉매나 HFC 냉매에 비하여 CO2냉매의 압력이 매우 높아지는 것을 생각하면, 안전성을 확보하기 위한 내압설계는 보다 엄격하게 된다. 특히, 카 에어컨의 경우는 용량절감화 및 경량화가 더욱 요구되고 있다.
또, 일반적으로 냉방장치보다 냉난방제습을 행하는 장치 쪽이 압축기는 더욱 고압으로 냉매를 압축할 필요가 있고, 또 압축기에서 압축된 냉매온도도 더욱 고온이 된다.
즉, 종래의 도 19의 냉동사이클에 온수사이클을 부가하여 냉난방제습을 행하는 제습장치로서 이용한 경우에는 더욱 높은쪽 압력으로 운전할 필요가 있고, 또 방열기의 온도도 더욱 높아져서 압축비도 높아진다.
따라서, 종래의 도 19의 냉동사이클에 온수사이클을 부가하여 냉난방제습을 행하는 제습기로서 이용하는 경우에는 다음과 같은 문제점이 생긴다.
즉, 에너지소비가 최소로 되는 높은쪽 압력으로 운전하는 것은 방열기의 온도가 높은 경우, 즉 방열기 분위기 온도가 높은 경우나 소형 방열기를 이용하는 경우에는 압축비가 높아지기 때문에 압축기의 효율이 크게 저하되거나, 압축기의 신뢰성이 손상될 우려가 있다는 결점이 있고, 또 높은쪽 압력이 높기 때문에 안전성을 확보하기 위한 내압설계는 더욱 엄격하게 된다.
또, 난방제습시와 냉방시에서는 냉동사이클장치의 고압측의 냉매보유량이 다르기 때문에 최적냉매량에 불균형이 생긴다. 따라서, 제 1 열교환기(13) 내의 냉매보유량은 중간압력을 변동시켜서 조정함으로써 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 해소시키는 것이 필요하게 된다.
본 발명은 작동매체로서 이산화탄소(이하, CO2냉매라 함)를 사용한 냉동사이클장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 제 3 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 제 4 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 제 5 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 5는 본 발명의 제 6 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 6은 본 발명의 제 7 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 7은 본 발명의 제 8 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예인 냉동사이클장치의 제어 플로우차트.
도 9는 본 발명의 제 6 실시예인 냉동사이클장치의 몰리에르선도.
도 10은 본 발명의 제 9 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 11은 본 발명의 제 10 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 12는 본 발명의 제 11 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 13은 본 발명의 제 12 실시예인 냉동사이클장치의 구성도.
도 14는 본 발명의 제 9 실시예인 냉동사이클장치의 몰리에르선도.
도 15는 본 발명의 제 9 실시예인 냉동사이클장치의 제어 플로우차트.
도 16은 본 발명의 제 10 실시예인 냉동사이클장치의 제어 플로우차트.
도 17은 본 발명의 제 11 실시예인 냉동사이클장치의 제어 플로우차트.
도 18은 본 발명의 제 12 실시예인 냉동사이클장치의 제어 플로우차트.
도 19는 종래의 냉동사이클장치의 구성도.
도 20은 종래의 냉동사이클장치의 몰리에르선도.
도 21은 종래의 냉동사이클장치가 최적의 COP로 될 때의 방열기 출구온도와 높은쪽 압력의 관계를 나타내는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 101, 110 : 압축기 11, 111 : 냉매수 열교환기
12, 112 : 제 1 감압기 13, 113 : 제 1 열교환기
14, 103, 114 : 내부 열교환기 15, 115 : 제 2 감압기
16, 116 : 제 2 열교환기 17, 117 : 동력기관
18, 118 : 펌프 19, 119 : 히터코어
20, 120 : 라디에이터 21 : 제 1 개폐밸브
22 : 제 1 바이패스회로 23 : 제 2 개폐밸브
24 : 제 2 바이패스회로 25 : 제 3 개폐밸브
26 : 제 3 바이패스회로 27 : 제 4 개폐밸브
28 : 제 5 개폐밸브 29 : 제 4 바이패스회로
30 : 제 1의 3방향밸브 31 : 제 2의 3방향밸브
32 : 제 5 바이패스회로 33 : 제 6 개폐밸브
34 : 제 6 바이패스회로 35 : 압축기 토출온도 검출수단
36 : 제 1 열교환기 온도검출수단
102 : 냉각장치 104 : 스로틀링수단
105 : 증발기 106 : 저압냉매 리시버
130 : 제 2 열교환기 냉매온도 검출수단
131 : 제 1 열교환기 냉매온도 검출수단
132 : 압축기 운전주파수 검출수단
133 : 압축기 토출냉매온도 검출수단
134 : 방출온도 검출수단 135 : 개폐밸브
136 : 바이패스회로
본 발명은 상술한 문제점에 대하여 CO2냉매를 사용한 냉동사이클장치에 있어서, CO2냉동시스템의 특징을 살려서 저압 리시버를 소형화하거나, 또는 이용하지 않고, 신뢰성을 확보하여 효율적인 운전을 가능하게 하는 냉동사이클장치 및 냉동사이클장치의 운전방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 상술한 문제점에 대하여 CO2냉매를 사용한 제습장치에 있어서, CO2냉동시스템의 특징을 살려서 높은쪽 압력을 높게 하지 않고, 중간압력을 조정함으로써 냉방시와 난방제습시의 최적의 냉매량의 불균형을 해소하면서 신뢰성을 확보하여 효율적인 운전을 가능하게 하는 제습장치 및 제습방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 제 1 발명은, 압축기(10), 냉매수 열교환기(11), 제 1 감압기(12), 제 1 열교환기(13), 제 2 감압기(15), 제 2 열교환기(16), 내부 열교환기(14) 및 온수사이클(17, 18, 19, 20)을 구비하며,
상기 온수사이클(17, 18, 19, 20)은 상기 냉매수 열교환기(11)의 하류측에 온수를 흡입하는 히터코어(19)를 갖고,
상기 압축기(10)는 이산화탄소인 냉매를 압축하며,
상기 냉매수 열교환기(11)는 압축된 상기 냉매와 상기 온수사이클(17, 18, 19, 20)의 온수를 열교환하고,
상기 제 1 감압기(12)는 압축된 상기 냉매를 감압하거나 또는 감압하지 않으며,
상기 제 1 열교환기(13)는 상기 제 1 감압기(12)에서 감압된 상기 냉매를 열교환하고,
상기 내부 열교환기(14)는 상기 제 1 열교환기(13)에서 열교환된 상기 냉매와 상기 압축기(10)에 흡인되는 냉매로 열교환을 행하며,
상기 제 2 감압기(15)는 상기 내부 열교환기(14)에서 열교환된 상기 냉매를 감압하고,
상기 제 2 열교환기(16)는 상기 제 2 감압기(15)에서 감압된 상기 냉매를 열교환하며,
상기 제 1 감압기(12) 및/또는 상기 제 2 감압기(15)를 작용시킴으로써 상기 제 1 열교환기(13)의 냉매압력을 변동시켜서 상기 제 1 열교환기(13)의 냉매보유량을 조정함으로써 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 완화시키는 냉동사이클장치이다.
또, 제 2 발명은, 상기 압축기(10)의 토출온도를 검출하는 압축기 토출온도 검출수단(35) 또는 상기 압축기(10)의 흡입온도를 검출하는 압축기 흡입온도 검출수단 또는 상기 압축기(10)의 토출압력을 검출하는 압축기 토출압력 검출수단을 구비하고,
상기 제 1 열교환기(13)의 냉매압력을 변동시켜서 상기 제 1 열교환기(13)의 냉매보유량을 조정하는 것은, 상기 압출기 토출온도 검출수단(35) 또는 상기 압축기 흡입온도 검출수단 또는 상기 압축기 토출압력 검출수단에 의해 검출된 값을 이용하여, 상기 제 2 감압기(15)를 제어하는 것인 제 1 발명의 냉동사이클장치이다.
또, 제 3 발명은, 상기 압축기(10)의 토출측과 상기 제 1 열교환기(13) 입구를 제 1 개폐밸브(21)를 개재하여 접속하는 제 1 바이패스회로(22)를 구비한 제 1 발명의 냉동사이클장치이다.
또, 제 4 발명은, 상기 제 1 열교환기(13)의 냉매온도를 검출하는 제 1 열교환기 온도검출수단(36)을 구비하고,
상기 제 1 열교환기 온도검출수단(36)에 의해 검출된 값을 이용하여 상기 제 1 감압기(12) 또는 상기 제 1 개폐밸브(21)를 제어하는 제 3 발명의 냉동사이클장치이다.
또, 제 5 발명은, 상기 제 2 열교환기(16)의 입구와 출구를 제 2 개폐밸브(23)를 개재하여 접속하는 제 2 바이패스회로(24)를 구비한 제 1 발명의냉동사이클장치이다.
또, 제 6 발명은, 상기 제 1 열교환기(13)의 입구와 출구를 제 3 개폐밸브(25)를 개재하여 접속하는 제 3 바이패스회로(26)를 구비한 제 1 발명의 냉동사이클장치이다.
또, 제 7 발명은, 상기 제 1 열교환기(13)의 입구에 제 4 개폐밸브(27)를 구비한 제 1 발명의 냉동사이클장치이다.
또, 제 8 발명은, 상기 냉매수 열교환기(11)의 출구와 상기 제 1 감압기(12) 사이에 제 5 개폐밸브(28)와,
상기 제 1 열교환기(13)의 출구와 상기 내부 열교환기(14)의 입구 사이에 제 1의 3방향밸브(30)와,
상기 냉매수 열교환기(11)의 출구와 상기 제 5 개폐밸브(28)의 입구 사이를 일단으로 하고, 상기 제 1의 3방향밸브(30)를 타단으로 하여 접속하는 제 4 바이패스회로(29)와,
상기 내부 열교환기(14)의 출구와 상기 제 2 감압기(15)의 입구 사이에 제 2의 3방향밸브(31)와,
상기 제 2의 3방향밸브(31)를 일단으로 하고, 상기 제 5 개폐밸브(28)의 출구와 상기 제 1 감압기(12)의 입구 사이를 타단으로 하여 접속하는 제 5 바이패스회로(32)와,
상기 제 1 열교환기(13)의 출구와 상기 제 1의 3방향밸브(30) 사이를 일단으로 하고, 상기 제 2의 3방향밸브(31)와 제 2 감압기(15) 사이를 타단으로 하여 제6 개폐밸브(33)를 개재하여 접속하는 제 6 바이패스회로(34)와,
상기 냉매수 열교환기(11)로부터 유출된 냉매가 상기 제 5 개폐밸브(28)를 통하여 순환하는 정상모드와, 상기 제 4 바이패스회로(29)와 상기 제 5 바이패스회로(32)를 순환하는 기동모드를 선택적으로 전환하는 냉매순환모드 전환수단을 구비한 제 1 발명의 냉동사이클장치이다.
또, 제 9 발명은, 압축기, 냉매수 열교환기, 제 1 감압기, 제 1 열교환기, 제 2 감압기, 제 2 열교환기, 내부 열교환기 및 온수사이클을 구비하고,
상기 온수사이클은 상기 냉매수 열교환기의 하류측에 온수를 흡입하는 히터코어를 갖는 냉동사이클장치를 운전하는 냉동사이클장치의 운전방법으로서,
상기 압축기가 이산화탄소인 냉매를 압축하고,
상기 냉매수 열교환기가 압축된 상기 냉매와 상기 온수사이클의 온수를 열교환하며,
상기 제 1 감압기가 압축된 상기 냉매를 감압하거나 또는 감압하지 않고,
상기 제 1 열교환기가 상기 제 1 감압기에서 감압된 상기 냉매를 열교환하며,
상기 내부 열교환기가 상기 제 1 열교환기에서 열교환된 상기 냉매와 상기 압축기에 흡인되는 냉매로 열교환을 행하고,
상기 제 2 감압기가 상기 내부 열교환기에서 열교환된 상기 냉매를 감압하며,
상기 제 2 열교환기가 상기 제 2 감압기에서 감압된 상기 냉매를 열교환하고, 상기 제 1 감압기 및/또는 상기 제 2 감압기를 작용시킴으로써 상기 제 1 열교환기의 냉매압력을 변동시켜서 상기 제 1 열교환기의 냉매보유량을 조정함으로써 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 완화시키는 냉동사이클장치의 운전방법이다.
또, 제 10 발명은, 압축기(110), 냉매수 열교환기(111), 제 1 감압기(112), 제 1 열교환기(113), 제 2 감압기(115), 제 2 열교환기(116), 내부 열교환기(114) 및 온수사이클(117, 118, 119, 120)을 구비하며,
상기 온수사이클(117, 118, 119, 120)은 상기 냉매수 열교환기(111)의 하류측에 온수를 흡입하는 히터코어(119)를 갖고,
상기 압축기(110)는 이산화탄소인 냉매를 압축하며,
상기 냉매수 열교환기(111)는 압축된 상기 냉매와 상기 온수사이클(117, 118, 119, 120)의 온수를 열교환하고,
상기 제 1 감압기(112)는 압축된 상기 냉매를 감압하며,
상기 제 1 열교환기(113)는 상기 제 1 감압기(112)에서 감압된 상기 냉매를 열교환하고,
상기 내부 열교환기(114)는 상기 제 1 열교환기(113)에서 열교환된 상기 냉매와 상기 압축기(110)에 흡인되는 냉매로 열교환을 행하며,
상기 제 2 감압기(115)는 상기 내부 열교환기(114)에서 열교환된 상기 냉매를 감압하고,
상기 제 2 열교환기(116)는 상기 제 2 감압기(115)에서 감압된 상기 냉매를열교환하는 제습장치이다.
또, 제 11 발명은, 상기 제 2 열교환기(116)의 상기 냉매온도를 검출하는 제 2 열교환기 냉매온도 검출수단(130)을 구비하고,
상기 제 2 감압기(115)는 상기 제 2 열교환기 냉매온도 검출수단(130)으로 검출된 상기 온도에 기초하여 그 감압레벨이 제어되는 제 10 발명의 제습장치이다.
또, 제 12 발명은, 상기 제 1 감압기(112)는 상기 제 2 열교환기 냉매온도 검출수단(130)으로 검출된 상기 온도에 기초하여 그 감압레벨이 제어되는 제 11 발명의 제습장치이다.
또, 제 13 발명은 상기 제 1 열교환기(113) 내의 상기 냉매의 온도를 검출하는 제 1 열교환기 냉매온도 검출수단(131)을 구비하고,
상기 제 1 감압기(112)는 상기 제 1 열교환기 냉매온도 검출수단(131)으로 검출된 상기 온도에 기초하여 그 감압레벨이 제어되는 제 10 발명의 제습장치이다.
또, 제 14 발명은, 상기 히터코어(119)를 통하여 토출되는 토출공기온도를 검출하는 토출공기 온도검출수단(134)과,
상기 압축기(110)의 운전주파수를 제어하는 압축기 운전주파수 제어수단(132)을 구비하고,
상기 압축기 운전주파수 제어수단(132)은 검출된 상기 공기온도에 기초하여 상기 압축기(110)의 운전주파수를 제어하는 제 10 발명의 제습장치이다.
또, 제 15 발명은, 상기 압축기(110)의 토출냉매온도를 검출하는 토출냉매온도 검출수단(133)과,
상기 제 2 열교환기(116)의 출구와 상기 압축기(110)의 입구를 개폐밸브(135)를 개재하여 바이패스하는 바이패스회로(136)를 구비하고,
상기 개폐밸브(135)는 검출된 상기 토출냉매온도에 기초하여 그 개폐가 제어되는 제 10 발명의 제습장치이다.
또, 제 16 발명은 차량용 공조장치로서 이용되는 제 10 발명의 제습장치이다.
또, 제 17 발명은, 압축기, 냉매수 열교환기, 제 1 감압기, 제 1 열교환기, 제 2 감압기, 제 2 열교환기, 내부 열교환기 및 온수사이클을 구비하고, 상기 온수사이클은 상기 냉매수 열교환기의 하류측에 온수를 흡입하는 히터코어를 갖는 제습장치를 이용하여 제습하는 제습방법으로서,
상기 압축기가 이산화탄소인 냉매를 압축하고,
상기 냉매수 열교환기가 압축된 상기 냉매와 상기 온수사이클의 온수를 열교환하며,
상기 제 1 감압기가 압축된 상기 냉매를 감압하고,
상기 제 1 열교환기가 상기 제 1 감압기에서 감압된 상기 냉매를 열교환하며,
상기 내부 열교환기가 상기 제 1 열교환기에서 열교환된 상기 냉매와 상기 압축기에 흡인되는 냉매로 열교환하고,
상기 제 2 감압기가 상기 내부 열교환기에서 열교환된 상기 냉매를 감압하며,
상기 제 2 열교환기가 상기 제 2 감압기에서 감압된 상기 냉매를 열교환하는 제습방법이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1 실시예)
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에서의 냉동사이클장치를 나타내는 구성도이고, 이 냉동사이클은 CO2냉매를 작동유체로 하며, 압축기(10), 냉매수 열교환기(11), 제 1 감압기(12), 제 1 열교환기(13), 내부 열교환기(14), 제 2 감압기(15) 및 제 2 열교환기(16)를 기본 구성요소로 하고 있다. 제 1 열교환기(13)의 출구측 라인과, 제 2 열교환기(16)의 출구인 압축기(10)의 흡입라인은 내부 열교환기(14)에 의해 열교환되도록 구성되어 있다. 한편, 온수사이클은 냉매수 열교환기에서 가열된 온수를 순환시키는 펌프(18), 히터코어(19), 라디에이터(20) 및 동력기관(17)으로 구성되어 있다.
여기서, 도 1의 냉동사이클장치의 냉방시의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 냉방시에는 제 1 감압기(12)는 완전히 개방되게 하고, 제 2 감압기(15)로 감압기로서의 작용을 행한다. 즉, 압축기(10)에서 압축되어 고온고압의 가스로 된 냉매는 냉매수 열교환기(11)로부터 제 1 감압기(12)를 거쳐 제 1 열교환기(13)에서 외기에 의해 냉각된다. 그리고, 내부 열교환기(14)에서 압축기(10)의 흡입라인의 냉매와 열교환하여 더욱 냉각된 후, 제 2 감압기(15)에서 감압되어 저온저압의 기체액체 2상 상태로 되어 제 2 열교환기(16)에 도입된다. 이 제 2 열교환기(16)에서는 실내 공기로부터의 흡열에 의해 증발하여 기체액체 2상 또는 가스상태로 되고, 내부 열교환기(14)에서 제 1 열교환기(13)로부터 흐르는 냉매와 열교환하여 더욱 흡열한 후, 다시 압축기(10)에서 압축된다. 공기는 제 2 열교환기(16)에서 냉각된다.
다음에, 난방제습시의 동작에 대하여 설명한다.
난방제습시에는 제 1 감압기(12)와 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다.
즉, 압축기(10)에서 압축되어 고온고압의 가스로 된 냉매는 냉매수 열교환기(11)에서 펌프(18)에 의해 순환하는 물순환회로의 냉각수와 열교환하여 냉각된 후, 제 1 감압기(12)에 의해 중간압력까지 감압되어 제 1 열교환기(13)에 도입된다. 제 1 열교환기(13)에서 외기에 의해 냉각된 냉매는 내부 열교환기(14)에서 압축기(10)의 흡입라인의 냉매와 열교환하여 더욱 냉각된 후, 제 2 감압기(15)에서 감압되어 저온저압의 기체액체 2상 상태로 되어 제 2 열교환기(16)에 도입된다. 이제 2 열교환기(16)에서는 실내 공기로부터의 흡열에 의해 증발하여 기체액체 2상 또는 가스상태로 되어 내부 열교환기(14)에서 제 1 열교환기(13)로부터 흐르는 냉매와 열교환하여 더욱 흡열한 후 다시 압축기(10)에서 압축된다.
또, 냉매수 열교환기(11)에서 가열된 냉각수는 실내에 설치된 히터코어(19)에 유입되어 제 2 열교환기(16)에서 냉각제습된 공기를 가열함으로써 제습하면서 난방할 수 있다. 그리고, 냉각수는 동력기관(17)(예를 들면, 엔진이나 배터리 등의 발열원)에서 가열되어 다시 냉매수 열교환기(11)를 흐른다.
그런데 상술한 바와 같이, 이산화탄소는 고압냉매이기 때문에 내압설계면에서 핀튜브식 열교환기가 아니고, 보다 직경이 작게 된 열교환기(예를 들면, 마이크로튜브식 열교환기)를 이용할 필요성이나, 차량용 공기조화장치에서는 특히 용량절감 및 경량화가 큰 요구사항이 되고 있다. 따라서, 냉방시는 용적이 큰 제 1 열교환기(13)가 고압측이 되지만 난방제습시는 용적이 작은 냉매수 열교환기(11)가 고압측이 되기 때문에, 고압측의 냉매보유량에 큰 차가 생기므로 냉방시에서의 최적냉매량과 난방제습시에서의 최적냉매량의 불균형에 대하여 검토하였다. 검토 결과, 난방제습시에서 제 1 감압기(12)만을 작용시킨 경우, 용적이 큰 제 1 열교환기(13)가 저압측이 되기 때문에, (난방제습시의 최적냉매량)＜(냉방시의 최적냉매량)으로 되는 것을 알 수 있었다. 따라서 냉방시의 최적냉매량을 충전한 경우, 난방제습시에는 제 1 감압기(12)만으로 작용시키면 냉매량이 과다한 상태가 되어 지나치게 고압이 된다는 문제점이 생겼다.
또 난방제습시에서, 냉방시와 마찬가지로 제 2 감압기(15)만을 작용시킨 경우, 냉방시보다 난방제습시가 제 1 열교환기(13)에 도입되는 공기가 저온이기 때문에, 냉매온도도 저하하여 냉매밀도는 높아지고, 제 1 열교환기(13) 내에 보유되는 냉매량은 냉방시보다 커진다. 즉, (난방제습시의 최적냉매량)＞(냉방시의 최적냉매량)으로 되는 것을 알 수 있었다. 따라서, 냉방시의 최적냉매량을 충전한 경우, 냉방제습시에는 제 2 감압기(15)만으로 작용시키면 냉매량이 적은 상태가 되고, 흡입온도의 상승에 의한 순환량의 저하나 토출온도가 지나치게 높아진다는 문제점이 있다.
그래서, 제 1 감압기(12)와 제 2 감압기(15)를 작용시켜 난방제습시에는 제 1 열교환기(13) 내를 중간압력으로 하여 제 1 열교환기(13) 내의 냉매보유량을 조정함으로써 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 해소시킬 수 있고, 리시버를 소형화 또는 이용하지 않고 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있게 된다.
(제 2 실시예)
본 발명의 제 2 실시예에 대하여 도 1의 냉동사이클장치에서의 난방제습시의 제 2 감압기(15)의 동작을 도 8의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 제 2 감압기(15)는 유량조정이 가능한 밸브이다.
난방제습시에는 단계 40에서 압축기 토출온도 검출수단(35)으로 검출된 토출온도 Td와, 원하는 설정토출온도 Tx가 비교된다. 그리고, Td가 Tx 이상인 경우에는 냉매부족상태인 것을 나타내고 있고, 단계 41로 이동하며, 제 2 감압기(15)의 개방 정도는 크게 하도록 제어한다. 이로 인하여, 제 1 열교환기(13) 내의 중간압력을 저하시켜 제 1 열교환기(13) 내의 냉매보유량을 저하시킴으로써, 냉매부족상태를해소할 수 있다. 제 2 감압기(15)를 제어한 후 단계 40으로 복귀한다.
또, Td가 Tx보다 작은 경우에는 냉매과다상태인 것을 나타내고 있고, 단계 42로 이동하며, 제 2 감압기(15)의 개방 정도를 작게 하도록 제어한다. 이로 인하여, 제 1 열교환기(13) 내의 중간압력을 증가시켜 제 1 열교환기(13) 내의 냉매보유량을 증가시킴으로써 냉매과다상태를 해소할 수 있다. 그리고, 제 2 감압기(15)를 제어한 후 단계 40으로 복귀한다. 단계 40에서 비교하는 대상은 토출온도가 아닌 흡입온도나 토출압력 또는 흡입과열도라도 상관없다.
이와 같이, 분위기온도나 압축기 회전수의 변화 등, 냉동사이클이 크게 변화하는 경우에도 제 2 감압기(15)를 제어함으로써 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 완화할 수 있으므로, 리시버를 소형화하거나 또는 이용하지 않고, 범용성이 있는 고효율의 냉동사이클장치를 운전할 수 있다.
(제 3 실시예)
도 2는 본 발명의 제 3 실시예에서의 냉동사이클장치를 나타내는 구성도이고, 이하, 제 1 실시예와 다른 점에 대하여 설명한다. 이 냉동사이클장치는 압축기(10)의 출구와 제 1 열교환기(13)의 입구를 제 1 개폐밸브(21)를 개재하여 접속하는 제 1 바이패스회로(22)를 설치하고 있다.
우선, 제 2 냉동사이클장치의 냉방시의 동작에 대하여 설명한다. 냉방시에는 제 1 감압기(12)는 완전히 폐쇄하고, 제 1 개폐밸브(21)는 완전히 개방하여, 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다. 따라서 제 1 개폐밸브(21)를 개방하여 제 1 바이패스회로(22)에 냉매를 흐르게 함으로써, 냉매수 열교환기(11)에서의냉매의 압력손실이 생기지 않도록 할 수 있다.
다음에, 난방제습시의 동작에 대하여 설명한다. 난방제습시에는 제 1 개폐밸브(21)는 완전히 폐쇄하여 제 1 감압기(12)와 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다. 즉, 난방제습시에서는 제 1 실시예와 동일한 작용이 이루어진다.
이와 같이, 제 1 바이패스회로(22)를 설치함으로써 냉방시의 압력손실의 저감을 도모할 수 있으므로 냉난방 모두 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
(제 4 실시예)
도 3은 본 발명의 제 4 실시예에서의 냉동사이클장치를 나타내는 구성도이고, 이하 제 3 실시예와 다른 점에 대하여 설명한다. 이 냉동사이클장치는 제 1 열교환기(13)의 냉매온도를 검출하는 제 1 열교환기 온도검출수단(36)을 설치하고 있다.
우선, 제 3 냉동사이클장치의 냉방시의 동작에 대하여 설명한다. 냉방시에는 제 1 감압기(12)는 완전히 폐쇄하고, 제 1 개폐밸브(21)는 완전히 개방하여, 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다. 따라서, 냉방시에는 제 3 실시예와 동일한 작용이 이루어진다.
다음에, 난방제습시의 동작에 대하여 설명한다. 난방제습시에는 제 1 개폐밸브(21)는 완전히 폐쇄하여 제 1 감압기(12)와 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다.
여기서, 외기온도가 낮은 경우나 제 1 열교환기(13)의 방열팬이 작동하지 않은 경우에는 저압이 저하하여 제 1 열교환기(13)에 성에가 생겨 냉동사이클장치의 성적계수(COP)가 저하된다는 문제점이 있다. 여기서 이러한 경우에도 대응한 제 3 냉동사이클장치에서의 제 1 감압기(12) 또는 제 1 개폐밸브(21)의 동작을 설명한다.
난방제습시는 제 1 열교환기(13)의 온도 Teva와, 설정온도 Ty(예를 들면, 0℃)를 비교하여, Teva가 Ty 이하인 경우는 제 1 열교환기(13)에 착상이 발생하여 COP가 저하될 위험성이 있는 상태이고, 제 1 감압기(12)의 개방 정도를 완전히 개방하도록 제어한다. 이로 인하여, 제 1 열교환기(13)가 방열기로서 작용하므로 성에가 생기는 것을 피할 수 있게 된다. 그리고, Teva가 Ty보다 큰 경우는 제 1 감압기(12)는 다시 감압기로서 작용시킨다. 따라서, 역사이클로 하여 실내의 토출온도를 저하시켜 쾌적성을 손상시키지 않고, 성에제거운전을 행할 수 있다.
또, 제 1 열교환기(13)의 온도 Teva와 설정온도 Ty(예를 들면, 0℃)를 비교하여 Teva가 Ty 이하인 경우에 제 1 개폐밸브(21)를 완전히 개방하도록 제어하면 방열기로서 작용하고 있는 냉매수 열교환기(11)를 바이패스하게 되기 때문에, 제 1 열교환기(13)에서의 방열량을 더욱 높게 할 수 있으므로, 보다 짧은 시간에 성에제거운전을 종료시킬 수 있다. 그리고 Teva가 Ty보다 큰 경우는 제 1 개폐밸브(21)는 다시 전체폐쇄가 되도록 제어한다.
이와 같이, 제 1 감압기(12) 또는 제 1 개폐밸브(21)를 제어함으로써 난방제습시에 성에의 발생을 피할 수 있으므로, 쾌적성이 높고 보다 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
(제 5 실시예)
도 4는 본 발명의 제 5 실시예에서의 냉동사이클장치를 나타내는 구성도이며, 이하 제 1 실시예와 다른 점에 대하여 설명한다. 이 냉동사이클장치는 제 2 열교환기(16)의 입구와 출구를 제 2 개폐밸브(23)를 개재하여 접속하는 제 2 바이패스회로(24)를 설치하고 있다.
우선, 도 4의 냉동사이클장치의 냉방시의 동작에 대하여 설명한다. 냉방시에는 제 1 감압기(12)는 완전히 개방하고, 제 2 개폐밸브(23)는 완전히 폐쇄하여, 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다. 즉, 냉방시에는 제 1 실시예와 동일한 작용이 이루어진다.
다음에, 난방제습시의 동작에 대하여 설명한다. 난방제습시에는 제 2 개폐밸브(23)는 완전히 개방하여 제 1 감압기(12)와 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다. 이로 인하여, 실내 열교환기인 제 2 열교환기(16)에서의 흡열량이 작아지므로 실내 난방능력을 신속하게 높일 수 있다.
이 때, 제 2 바이패스회로(24)에는 건조도가 낮은 냉매가 흐르게 되지만, 내부 열교환기(14)에서 제 1 열교환기(13)의 출구로부터 유출된 냉매와 열교환하여 가열되기 때문에 압축기(10)에 액체냉매가 흡입될 가능성은 낮다.
그리고, 압축기(10)의 운전개시로부터 일정값 이상(예를 들면, 70℃)의 토출온도가 된 경우는 제 2 열교환기(16)의 제습능력을 일정값 이상으로 확보하기 위해 제 2 개폐밸브(23)를 완전히 폐쇄하도록 제어한다. 또, 제 2 개폐밸브(23)를 완전히 폐쇄하는 타이밍은 압축기(10)의 운전개시로부터 경과한 시간(예를 들면,10min)이라도 상관없다.
이상과 같이, 제 2 바이패스회로(24)를 설치함으로써 난방제습시에 압축기 운전개시 직후의 난방능력의 상승성능을 향상시킬 수 있으므로 순간난방성이 우수한 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
(제 6 실시예)
도 5는 본 발명의 제 6 실시예에서의 냉동사이클장치를 나타내는 구성도이며, 이하 제 1 실시예와 다른 점에 대하여 설명한다. 이 냉동사이클장치는 제 1 열교환기(13)의 입구와 출구를 제 3 개폐밸브(25)를 개재하여 접속하는 제 3 바이패스회로(26)를 설치하고 있다.
우선, 도 5의 냉동사이클장치의 냉방시의 동작에 대하여 설명한다. 냉방시에는 제 1 감압기(12)는 완전히 개방하고, 제 3 개폐밸브(25)는 완전히 폐쇄하여 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다. 따라서, 냉방시에는 제 1 실시예와 동일한 동작으로 되어 동일한 효과가 얻어진다.
다음에, 난방제습시의 동작에 대하여 설명한다, 난방제습시에는 제 3 개폐밸브(25)는 완전히 개방하여 제 1 감압기(12)와 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다.
즉, 난방제습시에는 압축기(10)에서 압축되어 고온고압의 가스로 된 냉매는 냉매수 열교환기(11)에서 펌프(18)에 의해 순환하는 물순환회로의 냉각수와 열교환하여 냉각된다. 그리고, 냉매수 열교환기(11)에서 냉각된 냉매는 제 1 감압기(12)에 의해 중간압력까지 감압되어 제 1 열교환기(13)와 제 3 바이패스회로(26)로 분기하여 흐른다. 여기서, 제 3 바이패스회로(26)의 유로저항을 제 1 열교환기(13)보다 작게 함으로써, 제 1 열교환기(13)에는 거의 냉매가 흐르지 않도록 한다. 제 1 열교환기(13) 또는 제 3 바이패스회로(26)를 흐른 냉매는 내부 열교환기(14)에서 압축기(10)의 흡입라인의 냉매와 열교환한 후, 제 2 감압기(15)에서 더욱 감압된다. 여기서, 냉매는 저온저압의 기체액체 2상상태로 되고, 제 2 열교환기(16)로 도입되며, 실내의 공기로부터의 흡열에 의해 증발하여, 내부 열교환기(14)에서 제 1 열교환기(13)로부터 흐르는 냉매와 열교환하여 더욱 흡열한 후, 다시 압축기(10)에서 압축된다.
따라서, 도 9의 몰리에르선도에 나타내는 바와 같이, 제 3 바이패스회로(26)를 설치한 경우는 a→b→c→d→g→h로 나타내는 냉매사이클로 되어 중간압력영역에서 거의 냉매가 열교환을 하지 않지만, 제 3 바이패스회로(26)가 없는 경우는 a→b→c→e→f→h와 같이 제 1 열교환기(13)가 방열작용을 행하기 때문에, 제 2 열교환기(16)의 입구냉매의 비엔탈피값이 △H만큼 작아진다. 즉, 실내측 열교환기인 제 2 열교환기(16)의 흡열량이 증가하게 되어 실내의 방출온도의 저하를 초래한다.
따라서 제 3 바이패스회로(26)를 설치함으로써 실내의 방출온도의 저하를 방지할 수 있으므로, 보다 높은 난방능력으로 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
(제 7 실시예)
도 6은 본 발명의 제 7 실시예에서의 냉동사이클장치를 나타내는 구성도이며, 이하 제 6 실시예와 다른 전에 대하여 설명한다. 이 냉동사이클장치는 제 1 열교환기(13)의 입구에 제 4 개폐밸브(27)를 설치하고 있다.
우선, 도 6의 냉동사이클장치의 냉방시의 동작에 대하여 설명한다. 냉방시에는 제 1 감압기(1)는 완전히 개방하고, 제 3 개폐밸브(25)는 완전히 폐쇄하며, 제 4 개폐밸브(27)는 완전히 개방하여, 제 2 감압기(150)에서 감압기로서 작용을 행한다. 따라서, 냉방시에는 제 6 실시예와 동일한 동작으로 되어 동일한 효과가 얻어진다.
다음에, 난방제습시의 동작에 대하여 설명한다. 난방제습시에는 제 3 개폐밸브(25)는 완전히 개방하고, 제 4 개폐밸브(27)는 완전히 폐쇄하여, 제 1 감압기(12)와 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다.
즉, 운전이 개시되면, 압축기(10)에서 압축되어 고온고압의 가스로 된 냉매는 냉매수 열교환기(11)에서 펌프(18)에 의해 순환하는 물순환회로의 냉각수와 열교환하여 냉각된다. 그리고, 냉매수 열교환기(11)에서 냉각된 냉매는 제 1 감압기(12)에 의해 중간압력까지 감압되어 제 3 바이패스회로(26)만을 흐른다.
따라서, 제 4 개폐밸브(27)를 완전히 폐쇄하여 제 1 열교환기(13)에 냉매가 흐르지 않도록 함으로써, 실외기온의 변화나 차량속도의 변화에 수반하는 풍속의 변화 등에 의해 제 1 열교환기(13) 내의 냉매보유량이나 방열량이 변화하여 제어성이 곤란하게 되는 것을 방지할 수 있다.
(제 8 실시예)
도 7은 본 발명의 제 8 실시예에서의 냉동사이클장치를 나타내는 구성도이며, 이하 제 1 실시예와 다른 점에 대하여 설명한다. 이 냉동사이클장치는 제 5 개폐밸브(28), 제 4 바이패스회로(29), 제 1의 3방향밸브(30), 제 2의 3방향밸브(31), 제 5 바이패스회로(32), 제 6 개폐밸브(33) 및 제 6 바이패스회로(34)를 설치하고 있다. 본 발명은 난방제습운전에서의 압축기 기동시와 정상운전시에 냉매순환모드를 전환하는 것을 특징으로 한다.
우선, 도 7의 냉동사이클장치의 냉방시의 동작에 대하여 설명한다. 냉방시에는 제 1 감압기(12)는 완전히 개방하고, 제 2 개폐밸브(28)는 완전히 개방하며, 제 6 개폐밸브(33)는 완전히 폐쇄하고, 제 1의 3방향밸브(30)는 A방향으로 제어하며, 제 2의 3방향밸브(31)는 A방향으로 제어하여 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다. 즉, 난방시에서는 제 1 실시예와 동일한 작용이 이루어진다.
다음에, 난방제습운전의 압축기 기동시와 정상운전시의 동작에 대하여 각각 설명한다.
난방제습운전의 압축기 기동시는 난방능력을 신속하게 향상시킬 필요가 있기 때문에, 제 2 감압기(15)는 완전히 개방하고, 제 5 개폐밸브(28)는 완전히 폐쇄하며, 제 6 개폐밸브(33)는 완전히 개방하고, 제 1의 3방향밸브(30)는 B방향으로 제어하며, 제 2의 3방향밸브(31)는 B방향으로 제어하여 제 1 감압기(12)만으로 감압기로서의 작용을 행한다.
즉, 난방제습운전의 압축기 기동시는 압축기(10)에서 압축되어 고온고압의 가스로 된 냉매는 냉매수 열교환기(11)에서 펌프(18)에 의해 순환하는 물순환회로의 냉각수와 열교환하여 냉각된다. 가열된 냉각수는 히터코어(19)로 유입되어 압축기(10)의 기동시의 실내난방능력을 더욱 높게 할 수 있다. 그리고, 냉매수 열교환기(11)에서 냉각된 냉매는 제 4 바이패스회로(29)를 흘러 내부 열교환기(14)에서 압축기(10)의 흡입라인의 냉매와 열교환한 후, 제 5 바이패스회로(32)를 흐르고, 제 1 감압기(12)에서 감압되어 저온저압의 기체액체 2상상태로 되어 제 1 열교환기(13)로 도입된다. 이 제 1 열교환기(13)에서는 실외 공기로부터의 흡열에 의해 증발하여 기체액체 2상 또는 가스로 되어, 제 6 바이패스회로(34)를 흐르고, 제 2 감압기(15)를 거쳐 제 2 열교환기(16)로 도입된다. 이 제 2 열교환기(16)에서는 실내 공기로부터의 흡열에 의해 증발하여 기체액체 2상 또는 가스로 되어 내부 열교환기(14)에서 제 1 열교환기(13)로부터 흐르는 냉매와 열교환하여 더욱 가열된 후 다시 압축기(10)에서 압축된다.
즉, 방열기로서의 작용은 냉매수 열교환기(11)에서 행하고, 제 1 열교환기(13) 및 제 2 열교환기(16)에서 흡열시킴으로써 더욱 큰 흡열량을 확보할 수 있으므로, 난방능력의 향상을 도모할 수 있다.
여기서, 제 1 실시예에서 설명한 바와 같이, 제 1 감압기(12)만을 작용시키면 난방제습시의 냉매량은 과다한 상태가 되지만, 냉매수 열교환기(11)의 출구로부터의 제 1 감압기(12) 사이에 내부 열교환기(14)와 제 4 바이패스회로(29) 및 제 5 바이패스회로(32)를 설치함으로써 고압측의 용적이 증가하게 된다. 따라서, 난방제습시 고압측에 유지되는 냉매량이 커지기 때문에 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 완화시킬 수 있다. 또, 압축기(10)의 흡입라인은 냉매수 열교환기(11)의 출구의 고온냉매와 열교환하게 되므로, 냉매량 과다에 의한 압축기(10)의 흡입온도의 저하 즉, 토출온도의 저하를 방지할 수 있다.
따라서, 냉매수 열교환기(11)의 출구로부터의 감압기(12) 사이에 내부 열교환기(14)와, 제 4 바이패스회로(29) 및 제 5 바이패스회로(32)를 설치함으로써, 제 1 감압기(12)만을 감압기로서 작용시킨 경우에도 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 완화하여 압축기(10) 기동시의 난방능력을 확보할 수 있다.
다음에, 냉동사이클장치의 난방제습시에서의 정상운전시의 동작에 대하여 설명한다.
난방제습시의 정상운전시는 제 5 개폐밸브(28)는 완전히 개방하고, 제 6 개폐밸브(33)는 완전히 폐쇄하며, 제 1의 3방향밸브(30)는 A방향으로 제어하고, 제 2의 3방향밸브(31)는 A방향으로 제어하여 제 1 감압기(12)와 제 2 감압기(15)에서 감압기로서의 작용을 행한다.
즉, 난방제습시의 정상운전시는 압축기(10)에서 압축되어 고온고압의 가스로 된 냉매는 냉매수 열교환기(11)에서 펌프(18)에 의해 순환하는 물순환회로의 냉각수와 열교환하여 냉각된 후, 제 1 감압기(12)에 의해 중간압력까지 감압되어 제 1 열교환기(13)로 도입된다. 이 제 1 열교환기(13)에서 외기에 의해 냉각된 냉매는 내부 열교환기(14)에서 압축기(10)의 흡입라인의 냉매와 열교환하여 더욱 냉각된 후, 제 2 감압기(15)에서 감압되어 저온저압의 기체액체 2상 상태로 되어 제 2 열교환기(16)에 도입된다. 이 제 2 열교환기(16)에서는 실내 공기로부터의 흡열에 의해 증발하여 기체액체 2상 또는 가스상태로 되어, 내부 열교환기(14)에서 제 1 열교환기(13)로부터 흐르는 냉매와 열교환하여 더욱 흡열한 후, 다시 압축기(10)에서 압축된다. 이와 같이 난방제습시의 정상운전시에는 제 1 실시예와 동일한 작용이이루어진다.
이상과 같이, 제 8 실시예에서 제 4 바이패스회로(29) 및 제 5 바이패스회로(32)를 설치함으로써 난방제습시의 기동시 및 정상운전시에 냉매량의 불균형을 완화시킬 수 있으므로, 리시버를 소형화하거나 또는 설치하지 않고, 냉방시 및 난방제습시에 각각 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예는 이산화탄소를 냉매로 하여 이용한 냉동사이클장치에서 제 1 감압기(12)와 제 2 감압기(15)를 작용시켜, 제 1 열교환기(13) 내의 냉매보유량을 변동시켜 중간압력으로 함으로써 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 완화시킬 수 있고, 리시버를 소형화하거나 또는 이용하지 않고, 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
또, 분위기 온도나 압축기 회전수의 변화 등, 냉동사이클이 크게 변화하는 경우에도 제 2 감압기(15)를 제어함으로써 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 완화할 수 있으므로, 리시버를 소형화 또는 이용하지 않고 범용성이 있는 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
또, 제 1 바이패스회로(22)를 설치함으로써 냉방시의 냉매수 열교환기(11)의 압력손실의 저감을 도모할 수 있으므로, 더욱 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
또, 제 1 열교환기 온도검출수단(36)에 의해 검출된 값을 이용하여 제 1 감압기(12) 또는 제 1 개폐밸브(21)를 제어함으로써 난방제습시에 성에가 생기는 것을 피할 수 있으므로, 쾌적성이 높은 보다 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할수 있다.
또, 제 2 바이패스회로(24)를 설치함으로서 난방제습시에 압축기(10)의 운전개시 직후의 실내 난방능력의 상승성능을 향상시킬 수 있으므로, 순간난방성이 우수한 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
또, 제 3 바이패스회로(26)를 설치함으로써 실내의 방출온도의 저하를 방지할 수 있으므로, 더욱 높은 난방능력으로 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
또, 제 4 개폐밸브(27)를 완전히 개방하여 제 1 열교환기(13)에 냉매가 흐르지 않도록 함으로써, 실외기온의 변화 등에 의해 제 1 열교환기(13) 내의 냉매보유량이나 방열량이 변화하여 제어성이 곤란하게 되는 것을 방지할 수 있다.
또, 제 4 바이패스회로(29) 및 제 5 바이패스회로(32)를 설치함으로써 난방제습시의 기동시 및 정상운전시에 냉매량의 불균형을 완화할 수 있으므로, 리시버를 소형화하거나 또는 설치하지 않고, 냉방시 및 난방제습시에 각각 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
(제 9 실시예)
도 10은 본 발명의 제 9 실시예에서의 냉동사이클장치를 나타내는 구성도이며, 이 냉동사이클장치는 CO2냉매를 작동유체로 하고, 압축기(110), 냉매수 열교환기(111), 제 1 감압기(112), 제 1 열교환기(113), 내부 열교환기(114), 제 2 감압기(115) 및 제 2 열교환기(116)를 기본 구성요소로 하고 있다. 제 1 열교환기(113)의 출구측 라인과, 제 2 열교환기(116)의 출구인 압축기(110)의 흡입라인은 내부열교환기(114)에 의해 열교환되도록 구성되어 있다. 한편, 온수사이클은 냉매수 열교환기(111)에서 가열된 온수를 순환시키는 펌프(118), 히터코어(119), 라디에이터(120) 및 동력기관(117)으로 구성되어 있다.
또, 본 실시예의 냉동사이클장치는 본 발명의 제습장치의 예이다.
여기서, 도 10의 냉동사이클장치의 냉방시의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 냉방시에는 제 1 감압기(112)를 완전히 개방하여, 제 2 감압기(115)에서 감압기로서의 작용을 행한다. 즉, 압축기(110)에서 압축되어 고온고압의 가스로 된 냉매는 냉매수 열교환기(111)로부터 제 1 감압기(112)를 거쳐 제 1 열교환기(113)에서 외기에 의해 냉각된다. 단, 이 때 히터코어(119)에서 난방을 행하지 않기 때문에 냉매수 열교환기(111)에는 온수가 흐르지 않는다. 그리고, 내부 열교환기(114)에서 압축기(110)의 흡입라인의 냉매와 열교환하여 더욱 냉각된 후, 제 2 감압기(115)에서 감압되어 저온저압의 기체액체 2상 상태로 되어 제 2 열교환기(116)에 도입된다. 이 제 2 열교환기(116)에서는 실내 공기로부터의 흡열에 의해 발열하여 기체액체 2상 또는 가스상태로 되고, 내부 열교환기(114)에서 제 1 열교환기(113)로부터 흐르는 냉매와 열교환하여 더욱 흡열한 후, 다시 압축기(110)에서 압축된다. 공기는 제 2 열교환기(116)에서 냉각된다.
다음에, 난방제습시의 동작에 대하여 설명한다.
난방제습시에는 제 1 감압기(112)와 제 2 감압기(115)에서 감압기로서의 작용을 행한다.
즉, 압축기(110)에서 압축되어 고온고압의 가스로 된 냉매는 냉매수 열교환기(111)에서 펌프(118)에 의해 순환하는 온수사이클의 온수와 열교환하여 냉각된 후, 제 1 감압기(112)에 의해 중간압력까지 감압되어 제 1 열교환기(113)에 도입된다.
제 1 열교환기(113)에서 외기에 의해 냉각된 냉매는 내부 열교환기(114)에서 압축기(110)의 흡입라인의 냉매와 열교환하여 더욱 냉각된 후, 제 2 감압기(115)에서 감압되어 저온저압의 기체액체 2상 상태로 되어 제 2 열교환기(116)에 도입된다. 이 제 2 열교환기(116)에서는 실내 공기로부터의 흡열에 의해 증발하여 기체액체 2상 또는 가스상태로 되고, 내부 열교환기(114)에서 제 1 열교환기(113)로부터 흐르는 냉매와 열교환하여 더욱 흡열한 후 다시 압축기(110)에서 압축된다.
또, 냉매수 열교환기(111)에서 가열된 온수는 실내에 설치된 히터코어(119)에 유입되어 제 2 열교환기(116)에서 냉각제습된 공기를 가열함으로써 제습하면서 난방할 수 있다. 그리고, 온수는 동력기관(117)(예를 들면, 엔진이나 배터리 등의 발열원)에서 가열되어 다시 냉매수 열교환기(111)를 흐른다.
도 21은 3개의 다른 증발온도를 파라미터로 하여 COP를 최대로 하는 최적의 높은쪽 압력과 방열기의 출구의 냉매온도 사이의 논리적인 관계를 나타내는 그래프이다. 여기서, 난방제습시의 냉매수 열교환기(111)의 가열능력을 1.5kW, 냉매수 열교환기(111)의 입구냉매온도를 120℃, 냉매유량을 60kg/h, 증발온도를 0℃라고 가정하면, 냉매수 열교환기(111)의 출구냉매온도는 60℃ 부근이 되는 것을 생각할 수 있고, 그 때에 최소에너지가 되는 높은쪽 압력의 값은 종래예의 설정값에 따르면 도 21에 나타내는 바와 같이, 약 150bar로 산출된다. 이와 같이, 종래예에서는 냉방운전시보다 난방제습시가 높은쪽 압력의 값도 높아진다.
그러나, 이와 같은 높은 압력으로 냉동사이클장치를 운전하는 경우, 압축비가 커지기 때문에 압축기(110)의 효율이 대폭 저하되어 실제의 소비에너지는 최소가 되지는 않을 것으로 추측된다.
본 발명의 제 9 실시예에서는 제 1 감압기(112)에 의해 제 1 열교환기(113)의 냉매를 중간압력으로 함으로써 이러한 높은 압력으로 냉동사이클장치를 운전하지 않아도 되도록 하였다.
여기서, 본 발명의 제 9 실시예에 대하여 도 10에 나타내는 냉동사이클장치에서의 난방제습운전시의 제 2 감압기(115)의 동작을 도 15의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 제 2 감압기(115)는 유량조정이 가능한 밸브이다.
난방제습시에는 단계 141에서 제 2 열교환기 냉매온도 검출수단(130)에서 검출된 냉매온도 Teva와, 원하는 설정온도 Txeva(예를 들면, 이슬점온도 : 0℃)가 비교된다. 그리고, Teva가 Txeva 이상인 경우는 실내측 열교환기인 제 2 열교환기(116)에서는 제습하지 않은 상태인 것을 나타내고, 단계 142로 이동하며, 제 2 감압기(115)의 개방 정도는 작게 하도록 제어한다.
이 때, 제 1 감압기(112)의 개방 정도는 제어할 필요는 없지만, 개방 정도를 크게 하도록 제어해도 된다. 이로 인하여, 제 1 열교환기(113) 내의 중간압력을 증가시켜 제 1 열교환기(113) 내의 냉매온도를 증가시킴으로써 내부 열교환기(114)에서 열교환하는 저압측과 고압측의 온도차가 커지므로 내부 열교환량은 증가한다. 제 2 감압기(115)를 제어한 후 단계 140으로 복귀한다.
따라서, 도 14의 몰리에르선도에 나타내는 바와 같이, 제 2 감압기(115)를 동작하기 전에는 a→b→c→d→e→f로 나타내는 냉동사이클이지만, 제 2 감압기(115)의 개방 정도를 작게 한 경우는 k→b→g→h→i→j와 같이 내부 열교환기(114)에서의 열교환량이 커지기 때문에 제 2 열교환기(116)의 입구냉매의 비엔탈피값이 △H만큼 작아진다.
따라서, 제 2 열교환기(116)의 엔탈피차가 커지므로 흡열능력이 증가하고, 제 2 열교환기(116)의 증발온도는 저하하도록 냉동사이클이 균형을 이루므로 제습하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 고압을 증가시키지 않으므로 압축기의 효율을 대폭 저하시키지 않고 제 2 열교환기(116)의 흡열능력을 증가시킬 수 있다.
또, Teva가 Txeva보다 작은 경우는 실내측 열교환기인 제 2 열교환기(116)에서 제습하고 있는 상태인 것을 나타내고 있고, 단계 143으로 이동하며, 제 2 감압기(115)의 개방 정도를 크게 하도록 제어한다.
이 때, 제 1 감압기(112)의 개방 정도는 제어할 필요는 없지만, 개방 정도를 크게 하도록 제어해도 된다. 이로 인하여, 제 1 열교환기(113) 내의 중간압력을 저하시켜 제 1 열교환기(113) 내의 냉매온도를 저하시킴으로써, 내부 열교환기(114)에서 열교환하는 저압측과 고압측의 온도차가 작아지므로 내부 열교환량은 저하하여, 과도하게 방출온도가 저하되는 것을 방지한다. 그리고, 제 2 감압기(115)를 제어한 후 단계 141로 복귀한다.
이와 같이, 난방제습시에는 제 1 감압기(112) 또는 제 2 감압기(115)를 작용시켜 제 1 열교환기(113) 내를 중간압력으로 하여 제 1 열교환기(113)의 냉매온도를 조정함으로써, 내부 열교환기(114)의 열교환량을 조정할 수 있으므로, 종래예에서 산출하고 있는 최소에너지가 되는 높은쪽 압력으로 설정하지 않고, 종래예의 동작보다 작은 소비에너지로 냉방시와 난방제습시의 최적냉매량의 불균형을 해소하면서 신뢰성을 확보하여 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있게 된다.
(제 10 실시예)
본 발명의 제 10 실시예에 대하여 도 11에 나타내는 냉동사이클장치에서의 난방제습시의 제 1 감압기(112) 및 제 2 감압기(115)의 동작을 도 16의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 이하, 제 9 실시예와 다른 점에 대하여 설명한다. 제 1 감압기(112)는 유량조정이 가능한 밸브이다.
난방제습시와 냉방시에는 냉동사이클장치의 고압측의 냉매보유량이 다르기 때문에 최적냉매량에 불균형이 생긴다. 따라서, 제 1 열교환기(113) 내의 냉매보유량을 중간압력을 변동시켜 조정함으로써, 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 해소시키는 것이 가능하게 된다.
난방제습시에는 단계 144에서 제 1 열교환기 냉매온도 검출수단(131)에서 검출된 냉매온도 Tm과, 원하는 설정온도 Txm(예를 들면, 20℃)이 비교된다. 이 Txm의 값은 난방제습시에 가장 효율이 좋아지는 최적냉매량이 되도록 설정된 값이다. 그리고 Tm이 Txm 이상인 경우에는 제 1 열교환기(113)의 중간압력이 설정값보다 높고 순환냉매량이 최적값보다 낮은 상태인 것을 나타내고 있기 때문에, 단계 145로 이동하고, 제 1 감압기(112)의 개방 정도는 작게 하도록 제어한다. 이로 인하여, 제1 열교환기(113) 내의 중간압력을 저하시켜 제 1 열교환기(113) 내의 냉매보유량을 증가시킴으로써, 난방제습시에 최적의 냉매량으로 냉동사이클장치를 운전할 수 있다.
또, Tm이 Txm보다 작은 경우에는 제 1 열교환기(113)의 중간압력이 설정값보다 낮고 순환냉매량이 최적값보다 높은 상태인 것을 나타내고 있기 때문에, 단계 146으로 이동하고, 제 1 감압기(112)의 개방 정도는 크게 하도록 제어한다. 이로 인하여 제 1 열교환기(113) 내의 중간압력을 증가시켜 제 1 열교환기(113) 내의 냉매보유량을 증가시킴으로써, 난방제습시에 최적의 냉매량으로 냉동사이클장치를 운전할 수 있다.
이상의 단계 145와 단계 146 이후, 단계 147로 이동하고, 제 2 열교환기 냉매온도 검출수단(130)에서 검출된 냉매온도 Teva와, 원하는 설정온도 Txeva(예를 들면, 이슬점온도 : 0℃)가 비교된다. 이하의 동작은 상술한 제 9 실시예와 동일하다.
이상과 같이 제 1 감압기(112) 및 제 2 감압기(116)를 작용시켜 제 1 열교환기(113) 내의 중간압력을 변동시킴으로써, 제 1 열교환기(113) 내의 냉매보유량을 조정하는 것이 가능하게 되므로, 난방제습시에 냉매조정용 리시버를 설치하지 않고 최적의 냉매량으로 냉동사이클장치를 운전할 수 있다.
또, 제 9 실시예와 같이 제 2 감압기( 115)의 개방 정도를 주도적으로 조정하면 압축기의 흡입냉매 건조도가 크게 변동하여 냉동사이클장치의 능력제어가 곤란하게 되지만, 상술한 바와 같이 제 1 감압기(112) 및 제 2 감압기(115)의 개방정도를 조정함으로써 이와 같은 결함이 완화되어, 보다 안정된 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
(제 11 실시예)
본 발명의 제 11 실시예에 대하여 도 12에 나타내는 냉동사이클장치의 난방제습시의 제 1 감압기(112) 및 제 2 감압기(115)의 동작을 도 18의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 이하, 제 9 실시예와 다른 점에 대하여 설명한다. 상기 히터코어(119)를 개재하여 방출되는 방출공기온도를 검출하는 방출온도 검출수단(134)과, 상기 압축기(110)의 운전주파수를 제어하는 압축기 운전주파수 제어수단(132)을 설치하고 있다.
난방제습시에는 단계 150에서 제 1 열교환기 냉매온도 검출수단(131)에서 검출된 냉매온도 Tm과, 원하는 설정온도 Txm(예를 들면, 20℃)이 비교된다. 이하의 동작은 상술한 제 10 실시예와 동일하며, 단계 144∼149는 각각 단계 150∼155에 상당한다.
그리고, 단계 154 또는 단계 155로부터 단계 156으로 이동하고, 방출온도 검출수단(134)에서 검출된 방출온도 Tf와, 원하는 설정온도 Txf(예를 들면, 40℃)가 비교된다. 이 Txf의 값은 난방제습시에 요구되는 방출온도의 값이다. 그리고, Tf가 Txf 이상인 경우에는 방출온도 Tf가 원하는 설정온도 Txf보다 높으므로 난방능력이 높은 것을 나타내고 있고, 단계 157로 이동하며, 압축기(110)의 운전주파수를 작게 하도록 제어한 후, 단계 150으로 복귀한다.
또, Tf가 Txf보다 작은 경우에는 방출온도 Tf가 원하는 설정온도 Txf보다 낮으므로 난방능력이 낮은 것을 나타내고 있고, 단계 158로 이동하며, 압축기(110)의 운전주파수를 크게 하도록 제어한 후, 단계 150으로 복귀한다.
이상과 같이, 압축기(110)의 운전주파수를 변동시킴으로써 난방능력을 조정하는 것이 가능하게 되므로 쾌적성을 손상시키지 않고 최적의 냉매량으로 냉동사이클장치를 운전할 수 있다.
(제 12 실시예)
도 13은 본 발명의 제 12 실시예에서의 냉동사이클장치를 나타내는 구성도이며, 이하에 제 9 실시예와 다른 점에 대하여 설명한다. 이 냉동사이클장치는 압축기(110)의 토출냉매온도를 검출하는 토출냉매온도 검출수단(133)과, 제 2 열교환기(116)의 출구와 압축기(110)의 입구를 개폐밸브(135)를 통하여 바이패스하는 바이패스회로(136)를 설치하고 있다. 도 13에 나타내는 냉동사이클장치에서의 난방제습운전시의 개폐밸브(135)의 동작을 도 17의 플로우차트를 이용하여 설명한다.
난방제습시에는 단계 160에서 토출냉매온도 검출수단(133)에서 검출된 토출냉매온도 Td와, 원하는 설정온도 Tx(예를 들면, 140℃)가 비교된다. 이 때, 원하는 설정온도는 압축기(110)의 사용범위에서의 상한온도에 가까운 값이 되도록 한다. 그리고, Td가 Tx 이상인 경우에는 압축기(110)의 사용범위의 상한온도를 초과하는 상태인 것을 나타내고 있고, 단계 161로 이동하며, 개방밸브(135)의 개방 정도를 개방하도록 제어한다. 이로 인하여 제 2 열교환기(116)로부터 유출되는 냉매가 바이패스회로(136)를 흐르므로 내부 열교환기(114)에서의 내부 열교환량이 작아지고,압축기(110)의 흡입냉매온도가 저하되며, 토출냉매온도도 저하된다. 개방밸브(135)를 제어한 후 단계 160으로 복귀한다.
또, Td가 Txd보다 작은 경우에는 압축기(110)의 사용범위의 상한온도보다 낮은 상태인 것을 나타내고 있고, 단계 162로 이동하며, 개방밸브(135)의 개방 정도를 닫도록 제어하여 단계 160으로 복귀한다.
이와 같이 개방밸브(135)를 제어함으로써 압축기(110)의 토출온도가 지나치게 높아지는 것을 압축기의 운전주파수를 저하시키지 않고 방지할 수 있으므로, 쾌적성이 높고 보다 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
(제 13 실시예)
본 발명의 제 13 실시예는 냉동사이클장치가 차량용 공조장치인 것을 특징으로 하고 있다. 여기서, 냉매수 열교환기(111)만을 방열기로서 작용시키는 경우(예를 들면, 상승운전시 등), 실외측 열교환기 즉, 제 1 열교환기(113)는 증발기로서 작용하지만, 차량용 공조장치의 경우, 차량주행 중에는 제 1 열교환기(113)는 주행풍을 맞게 되므로, 제 1 열교환기(113)를 흐르는 냉매온도가 0℃ 이하가 되어 성에가 발생한 경우, 역사이클운전으로 하여 방열기로서 작용시켜도 냉매온도가 높아지기 어렵기 때문에 신속하고 완전하게 성에를 제거하기가 매우 곤란하다.
따라서, 제 9 실시예에 나타내는 바와 같이, 제 1 감압기(112) 또는 제 2 감압기(115)를 작용시켜 제 1 열교환기(113) 내를 중간압력으로 하여, 열교환기(113)의 냉매온도를 조정함으로써 제 1 열교환기(113)에 성에가 생기는 것을 미연에 방지할 수 있으므로, 차량용 공조장치에서도 쾌적성이 높고, 보다 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 제 1 감압기(112) 또는 제 2 감압기(115)를 작용시켜서 제 1 열교환기(113) 내를 중간압력으로 하여 제 1 열교환기(113)의 냉매온도를 조정함으로써, 내부 열교환기(114)의 열교환량을 조정할 수 있으므로, 종래예에서 산출하고 있는 최소에너지가 되는 높은쪽 압력으로 설정하지 않고, 종래예보다 작은 소비에너지로 신뢰성을 확보하면서 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행하는 것이 가능하게 된다.
또, 제 1 감압기(112) 및 제 2 감압기(115)를 작용시켜 제 1 열교환기(113) 내의 중간압력을 변동시킴으로써 제 1 열교환기(113) 내의 냉매보유량을 조정하는 것이 가능하게 되므로, 난방제습시에 냉매조정용 리시버를 설치하지 않고, 최적의 냉매량으로 냉동사이클장치를 운전할 수 있다.
또, 제 1 감압기(112) 및 제 2 감압기(115)를 작용시키고, 압축기(110)의 운전주파수를 변동시킴으로써 난방능력을 조정하는 것이 가능하게 되므로, 쾌적성을 손상시키지 않고 최적의 냉매량으로 냉동사이클장치를 운전할 수 있다.
또, 개방밸브(135)를 제어함으로써 압축기(110)의 토출온도가 지나치게 높아지는 것을 압축기의 운전주파수를 저하시키지 않고 방지할 수 있으므로, 쾌적성이 높고 보다 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
또, 제 1 감압기(112) 또는 제 2 감압기(115)를 작용시켜 제 1 열교환기(113) 내를 중간압력으로 하여 제 1 열교환기(113)의 냉매온도를 조정함으로써, 제 1 열교환기(113)에 성에가 생기는 것을 미연에 방지할 수 있으므로, 차량용 공조장치에서도 쾌적성이 높고 보다 고효율의 냉동사이클장치의 운전을 행할 수 있다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 CO2냉매를 사용한 냉동사이클 장치에 있어서, CO2냉매 시스템의 특징을 살려서, 저압리시버를 소형화 또는 이용하지 않고, 신뢰성을 확보하여 효율적인 운전을 가능하게 하는 냉동사이클장치 및 냉동사이클장치의 운전방법을 제공할 수 있다.
또, 본 발명은 CO2냉매를 사용한 제습장치에서 CO2냉매 시스템의 특징을 살려서 높은쪽 압력을 높게 하지 않고, 중간압력을 조정함으로써 냉방시와 난방제습시의 최적냉매량의 불균형을 해소하면서 신뢰성을 확보하여 효율적인 운전을 가능하게 하는 제습장치 및 제습방법을 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 압축기, 냉매수 열교환기, 제 1 감압기, 제 1 열교환기, 제 2 감압기, 제 2 열교환기, 내부 열교환기 및 온수사이클을 구비하고,
    상기 온수사이클은 상기 냉매수 열교환기의 하류측에 온수를 흡입하는 히터코어를 가지며,
    상기 압축기는 이산화탄소인 냉매를 압축하고,
    상기 냉매수 열교환기는 압축된 상기 냉매와 상기 온수사이클의 온수를 열교환하며,
    상기 제 1 감압기는 압축된 상기 냉매를 감압하거나 또는 감압하지 않고,
    상기 제 1 열교환기는 상기 제 1 감압기에서 감압된 상기 냉매를 열교환하며,
    상기 내부 열교환기는 상기 제 1 열교환기에서 열교환된 상기 냉매와 상기 압축기에 흡인되는 냉매로 열교환을 행하고,
    상기 제 2 감압기는 상기 내부 열교환기에서 열교환된 상기 냉매를 감압하며,
    상기 제 2 열교환기는 상기 제 2 감압기에서 감압된 상기 냉매를 열교환하고, 상기 제 1 감압기 및/또는 상기 제 2 감압기를 작용시킴으로써 상기 제 1 열교환기의 냉매압력을 변동시켜서 상기 제 1 열교환기의 냉매보유량을 조정함으로써 냉방시와 난방제습시의 냉매량의 불균형을 완화시키는 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압축기의 토출온도를 검출하는 압축기 토출온도 검출수단이나 상기 압축기의 흡입온도를 검출하는 압축기 흡입온도 검출수단 또는 상기 압축기의 토출압력을 검출하는 압축기 토출압력 검출수단을 구비하고,
    상기 제 1 열교환기의 냉매압력을 변동시켜 상기 제 1 열교환기의 냉매보유량을 조정하는 것은, 상기 압출기 토출온도 검출수단이나 상기 압축기 흡입온도 검출수단 또는 상기 압축기 토출압력 검출수단에 의해 검출된 값을 이용하여, 상기 제 2 감압기를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 압축기의 토출측과 상기 제 1 열교환기의 입구를 제 1 개폐밸브를 개재하여 접속하는 제 1 바이패스회로를 구비한 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기의 냉매온도를 검출하는 제 1 열교환기 온도검출수단을 구비하고,
    상기 제 1 열교환기 온도검출수단에 의해 검출된 값을 이용하여 상기 제 1 감압기 또는 상기 제 1 개폐밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 열교환기의 입구와 출구를 제 2 개폐밸브를 개재하여 접속하는 제 2 바이패스회로를 구비한 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기의 입구와 출구를 제 3 개폐밸브를 개재하여 접속하는 제 3 바이패스회로를 구비한 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기의 입구에 제 4 개폐밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 냉매수 열교환기의 출구와 상기 제 1 감압기 사이의 제 5 개폐밸브와,
    상기 제 1 열교환기의 출구와 상기 내부 열교환기의 입구 사이의 제 1의 3방향밸브와,
    상기 냉매수 열교환기의 출구와 상기 제 5 개폐밸브의 입구 사이를 일단으로 하고, 상기 제 1의 3방향밸브를 타단으로 하여 접속하는 제 4 바이패스회로와,
    상기 내부 열교환기의 출구와 상기 제 2 감압기의 입구 사이의 제 2의 3방향밸브와,
    상기 제 2의 3방향밸브를 일단으로 하고, 상기 제 5 개폐밸브의 출구와 상기 제 1 감압기의 입구 사이를 타단으로 하여 접속하는 제 5 바이패스회로와,
    상기 제 1 열교환기의 출구와 상기 제 1의 3방향밸브 사이를 일단으로 하고, 상기 제 2의 3방향밸브와 제 2 감압기 사이를 타단으로 하여 제 6 개폐밸브를 개재하여 접속하는 제 6 바이패스회로와,
    상기 냉매수 열교환기로부터 유출된 냉매가 상기 제 5 개폐밸브를 개재하여 순환하는 정상모드와, 상기 제 4 바이패스회로와 상기 제 5 바이패스회로를 순환하는 기동모드를 선택적으로 전환하는 냉매순환모드 전환수단을 구비한 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
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