KR20060048272A - 냉동 사이클 장치 및 그 운전 방법 - Google Patents

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KR20060048272A
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삼성전자주식회사
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Abstract

핫 라인 기능을 해치지 않고 실외 열교환기 저부의 착상·착빙을 억제함과 아울러 난방 능력을 유지할 수 있는 냉동 사이클 장치 및 그 운전 방법에 관한 것이다. 실내측 팽창 밸브(6)와 실외측 팽창 밸브(7) 사이를 배관 접속하는 냉매 배관(13)은, 도중에서 실외 열교환기(8)의 일부를 경유하는 핫 라인 배관(제1 배관)(13A)과, 경유하지 않는 바이패스 배관(제2 배관)(13B)으로 분기되어 형성되어 있다. 이 냉매 배관(13)은 미리 소정의 냉매 순환량을 소정 비율로 쌍방으로 분기할 수 있도록 구성되어 있다.

Description

냉동 사이클 장치 및 그 운전 방법{Cooling cycle apparatus and operation method thereof}
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 공기 조화기를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 및 제3 실시 형태에 관한 공기 조화기를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 공기 조화기의 난방 운전시의 운전 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 공기 조화기의 난방 운전시의 운전 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제4 및 제5 실시 형태에 관한 공기 조화기를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 공기 조화기의 난방 운전시의 운전 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 공기 조화기의 난방 운전시의 운전 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 공기 조화기를 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 공기 조화기의 냉방 운전시의 운전 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 공기 조화기를 도시한 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 공기 조화기의 냉방 운전시의 운전 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 공기 조화기를 도시한 구성도이다.
도 13은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 공기 조화기의 냉방 운전시의 운전 방법을 설명하는 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1, 20, 40, 60, 70, 80:공기 조화기(냉동 사이클 장치)
5:실내 열교환기 6:실내측 팽창 밸브
7:실외측 팽창 밸브 8:실외 열교환기
8A:열교환부 12:압축기
13:냉매 배관
13A:핫 라인 배관(제1 배관)
13B:바이패스 배관(제2 배관)
21:핫 라인 배관 온도 검출 장치(제1 온도 검출부)
22:외기 온도 검출 장치(제2 온도 검출부)
23:핫 라인 회로 전자 밸브(유량 조정 수단)
41:유통 기구
61, 71, 81:배관 선택 기구
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 평09-138008호
[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 2002-061978호
본 발명은 냉동 사이클 장치 및 그 운전 방법에 관한 것이다.
실외 열교환기, 실내 열교환기, 압축기 등을 배관 접속한 냉동 사이클을 갖는 냉동 사이클 장치의 대표적인 것으로서, 사방 밸브 등에 의해 냉매가 흐르는 방향을 전환함으로써 실외 열교환기를 응축기, 실내 열교환기를 증발기로서 기능시키는 냉방 운전과, 이와는 반대로 실외 열교환기를 증발기, 실내 열교환기를 응축기로서 기능시키는 난방 운전의 양쪽의 가동을 가능하게 하는 공기 조화기가 알려져 있다.
이와 같은 공기 조화기를 난방 운전하는 경우, 실외 공기 온도에 따라서는 증발기로 되는 실외 열교환기로부터 발생하는 드레인수(제상수)가 열교환기 저부에서 동결되는 경우가 있다. 이와 같은 상태를 방지하기 위해 실내측 팽창 밸브와 실외측 팽창 밸브를 배관 접속하는 냉매 배관의 일부를 핫 라인 배관으로서 실외 열교환기 저부에 배치하여 고온 고압의 냉매를 유통시키는 수법을 채택한 냉동 사이클 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
이 공기 조화기에 의하면, 핫 라인 배관 온도가 항상 소정의 온도 범위내로 되도록 실내측 팽창 밸브와 실외측 팽창 밸브의 개도를 제어함으로써, 핫 라인 배관내를 흐르는 냉매를 기액 이상 상태로 유지하여 핫 라인 배관과 함께 실외 열교환기 저부의 착상·착빙을 억제하고 있다.
그러나, 상기 종래의 냉동 사이클 장치에서는 난방 운전시에 실내측 팽창 밸브로부터 실외측 팽창 밸브를 향하는 모든 냉매가 핫 라인 배관내로 흘러서 실외 공기 온도에 따라서는 착상·착빙 방지에 필요한 열량 이외의 열을 핫 라인 배관을 통해 실외 공기로 방열할 가능성이 있다.
따라서, 실내측 난방 능력으로서 이용할 수 있는 열까지 실외 공기로 과잉 방열되게 되어 난방 능력의 저하를 초래하는 문제가 있다.
또한, 냉방 운전에 있어서 실외 공기 온도가 낮은 경우, 실외 열교환기의 전체 영역이 응측기라면, 냉매의 응축 압력이 통상시보다 이상하게 저하되고, 증발 압력측도 더욱 낮은 상태로 되어 냉동 사이클이 평형을 유지한다. 이 때, 실내측 열교환기 표면의 드레인수가 동결을 일으키는 점에서, 이것을 회피하기 위해 압축기의 빈번한 발정 제어를 행하게 된다. 따라서, 공조의 쾌적성을 저하시킬 뿐만 아니라 압축기의 신뢰성이 현저하게 저하된다.
따라서, 저외기에서 냉방 운전할 때, 용량이 다른 복수의 실외 열교환기를 배치하여 각각으로 냉매를 흐르게 하는 방법을 조정함으로써, 압축기의 연속 운전을 실현시키는 것이 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조)
그러나, 특허 문헌 2에 기재된 냉동 사이클 장치는 난방 운전시에 사용하고 있지 않은 실외 열교환기내에 냉매가 체류할 우려가 있다. 이 경우, 냉동 사이클을 형성하기 위한 필요 냉매 순환량이 부족한 상태에서 운전을 계속하게 되어 냉동 사이클 장치의 신뢰성이 저하된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 핫 라인 기능을 해치지 않고 실외 열교환기 저부의 착상·착빙을 방지함과 아울러 냉동 사이클내의 냉매의 압력 상태를 소정 범위내로 안정시켜 실내기측의 난방 능력 및 냉방 능력을 유지할 수 있는 냉동 사이클 장치 및 그 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채택한다.
본 발명에 관한 냉동 사이클 장치는 적어도 실내 열교환기, 실내측 팽창부, 실외측 팽창부, 실외 열교환기 및 압축기를 순차 배관 접속하여 냉매를 순환시켜 이루어지는 냉동 사이클을 갖는 냉동 사이클 장치로서, 상기 실내측 팽창부와 상기 실외측 팽창부 사이를 배관 접속하는 냉매 배관이 상기 실외 열교환기의 적어도 일부를 경유하는 제1 배관과 경유하지 않는 제2 배관으로 분기된 구조인 것을 특징으로 한다.
이 냉동 사이클 장치는, 냉매의 전체 순환량을 제1 배관과 제2 배관에 각각 소정 비율로 유통시킬 수 있다. 따라서, 실외 열교환기를 증발기로서 사용하는 난방 운전시에 고온 고압의 냉매를 실외 열교환기 저부에도 유통시킬 수 있고, 실내측 팽창부로부터 실외측 팽창부를 향하는 냉매의 고온 고압 상태를 유지하면서 실외 열교환기 저부의 착상이나 착빙을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 관한 냉동 사이클 장치는, 상기 냉동 사이클 장치로서, 상기 제1 배관의 온도를 검출하는 제1 온도 검출부와, 실외 공기 온도를 검출하는 제2 온도 검출부를 구비하고, 상기 제1 배관에 상기 실외 공기 온도와 상기 제1 배관의 온도에 기초하여 유량 제어 가능한 유량 조정 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 냉동 사이클 장치는, 제1 배관 온도와 실외 공기 온도에 기초하여 유량 조정 수단을 개폐함으로써, 제1 배관에 냉매를 흐르게 할 필요가 있을 때에는 제1 배관에 냉매를 흐르게 할 수 있고, 또는 제1 배관에 냉매를 흐르게 할 필요가 없을 때에는 제1 배관에 냉매를 흐르지 않도록 할 수 있다. 따라서, 필요에 따라 제1 배관내의 냉매 유량을 조정하여 실외 교열환기 저부의 온도를 변화시킬 수 있다.
또한 본 발명에 관한 냉동 사이클 장치는, 상기 냉동 사이클 장치로서, 상기 실외측 팽창부로부터 상기 실외 열교환기로 냉매를 유통시킬 때에 상기 실외 공기 온도와 상기 제1 배관의 온도에 기초하여 적어도 일부의 상기 냉매를 상기 제1 배관으로 분류시키는 유통 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 냉동 사이클 장치는, 제1 배관 온도와 실외 공기 온도에 기초하여 개폐 밸브와 유통 기구를 조정하여 실외 열교환기의 전체 영역을 증발기로서 사용하는 난방 운전시에 제1 배관내의 냉매의 일부를 실외 열교환기내와 동일한 방향으로 흐르게 할 수 있고, 실외 열교환기 저부의 착상·착빙을 억제할 뿐만 아니라, 필요에 따라 제1 배관에 증발기 작용을 부여하여 실외 열교환기의 용량을 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명에 관한 냉동 사이클 장치는, 상기 냉동 사이클 장치로서, 상기 실외 열교환기에 상기 제1 배관보다 많은 냉매량을 유통시키는 열교환부가 배치되고, 상기 제1 배관 및 상기 열교환부의 적어도 일측에 상기 압축기의 토출측으로부터 상기 실외 열교환기측을 향해 일방향으로 상기 냉매를 유통시키는 배관 선택 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 냉동 사이클 장치의 운전 방법은, 적어도 실내측 팽창부, 실외측 팽창부, 실외 열교환기 및 압축기를 순차 배관 접속하여 냉매를 순환시키는 냉동 사이클을 갖는 냉동 사이클 장치의 운전 방법으로서, 실외 공기 온도를 검출하는 공정과, 상기 실외 열교환기의 적어도 일부를 경유하여 배치된 제1 배관과 경유하지 않는 제2 배관으로 도중에서 분기되어 상기 실내측 팽창부와 상기 실외측 팽창부를 배관 접속하는 냉매 배관의 상기 제1 배관의 온도를 검출하는 공정과, 실외 공기 온도와 상기 제1 배관의 온도에 기초하여 상기 제1 배관내의 냉매 유량을 조정하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 냉동 사이클 장치의 운전 방법은, 예컨대 난방 운전시에 제1 배관 온도와 실외 공기 온도에 기초하여 고온 고압의 냉매의 적어도 일부를 제1 배관에 흐르게 함으로써, 실외측 팽창부를 향하는 냉매의 고온 고압 상태를 유지하면서 실외 열교환기 저부의 온도를 높여 착상·착빙을 억제할 수 있다. 또한, 실외 열교환기 저부에 냉매를 흐르게 할 필요가 없을 때에는 제1 배관에 냉매를 흐르게 하는 것을 정지할 수 있고, 필요에 따라 제1 배관내의 냉매 유량을 조정할 수 있다.
또한 본 발명에 관한 냉동 사이클 장치의 운전 방법은, 상기 냉동 사이클 장 치의 운전 방법으로서, 상기 제1 배관내의 냉매의 유통 방향을 상기 실외 열교환기내의 유통 방향과 동일 방향으로 하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 냉동 사이클 장치의 운전 방법은, 실외 열교환기를 증발기로서 사용하는 난방 운전시에 제1 배관 온도와 실외 공기 온도에 기초하여 제1 배관내의 냉매가 흐르는 방향을 실외 열교환기내와 동일한 방향으로 함으로써, 제1 배관에도 증발기 작용을 부여하여 실외 열교환기의 용량을 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명에 관한 냉동 사이클 장치의 운전 방법은, 적어도 실내 열교환기, 실내측 팽창부, 실외측 팽창부, 실외 열교환기 및 압축기를 순차 배관 접속하여 냉매를 순환시켜 이루어지는 냉동 사이클을 갖는 냉동 사이클 장치의 운전 방법으로서, 실외 공기 온도를 검출하는 공정과, 실외 공기 온도의 검출 결과에 기초하여 상기 실외 열교환기의 적어도 일부를 경유하여 배치된 제1 배관 및 이 제1 배관보다 많은 냉매를 유통 가능하게 상기 실외 열교환기에 배치된 열교환부의 적어도 일측에, 상기 압축기의 토출측으로부터 상기 실외 열교환기측을 향해 일방향으로 상기 냉매를 유통시키는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 냉동 사이클 장치의 운전 방법은, 압축기측으로부터 실외 열교환기측으로 냉매를 유통시키는 운전을 할 때, 배관 선택 기구에 의해 냉매를 제1 배관 및 열교환부의 일방향으로 유통시킬 수 있다. 이 때, 냉매를 제1 배관 및 열교환부의 적어도 일측에 유통시킬 수 있고, 실외 열교환기를 경유하는 냉매량을 실외 공기 온도에 따라 소정 양으로 조정할 수 있다. 따라서, 예컨대 압축기를 토출한 냉매를 제1 배관에만 유통시킨 경우에는, 실외 열교환기에서 열교환되는 냉매의 유량을 최소로 할 수 있어 실외 공기 온도가 낮은 경우에도 고온 고압 상태로 유지할 수 있다.
또한 본 발명에 관한 냉동 사이클 장치의 운전 방법은, 상기 냉동 사이클의 운전 방법으로서, 상기 압축기의 토출 압력을 검출하는 공정을 추가로 구비하고, 상기 일방향으로 상기 냉매를 유통시키는 공정이 상기 압축기의 토출 압력의 검출 결과와 맞춰 상기 냉매를 유통시키는 것을 특징으로 한다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명에 관한 제1 실시 형태에 대해 도 1을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태에 관한 공기 조화기(냉동 사이클 장치)(1)는 실내기(2)와 실외기(3)을 구비하고 있다.
실내기(2)내에는 실내 열교환기(5), 실내측 팽창 밸브(실내측 팽창부)(6)가 배치되어 있고, 실외기(3)에는 실외측 팽창 밸브(실외측 팽창부)(7), 실외 열교환기(8), 어큐뮬레이터(10), 사방 밸브(11), 압축기(12)가 배치되어 있다. 이들은 서로 배관 접속되어 있고, 냉매가 순환되는 냉동 사이클을 구성하고 있다.
실내측 팽창 밸브(6)와 실외측 팽창 밸브(7) 사이를 배관 접속하는 냉매 배관(13)은, 실내측 팽창 밸브(6)측의 제1 분기(13a) 및 실외측 팽창 밸브(7)측의 제2 분기(13b) 사이에서 실외 열교환기(8)의 저부를 경유하는 핫 라인 배관(제1 배관)(13A)과, 실외 열교환기(8)의 저부를 경유하지 않는 바이패스 배관(제2 배관)(13B)으로 분기하여 형성되어 있다. 이 냉매 배관(13)은 미리 소정의 냉매 순환량을 소정 비율로 쌍방으로 분기할 수 있도록 설계되어 있다.
실외 열교환기(8)는 열교환기의 이용 목적으로부터 그 내부에 2계통의 냉매 유로를 갖고 있고, 핫 라인 배관(13A)과 이보다 냉매를 많이 유통시키는 열교환부(8A)를 구비하고 있다.
이어서, 본 실시 형태에 관한 공기 조화기(1)의 운전 방법에 대해 난방 운전하는 경우 및 이 때의 작용·효과에 대해 설명한다.
압축기(12)를 토출한 고온 고압의 냉매는 사방 밸브(11)를 경유하여 실외기(3)로부터 실내기(2)로 이동하여 실내 열교환기(5)에 흐르고, 실내측 팽창 밸브(6)에서 감압 팽창되어 다시 실외기(3)로 들어가서 냉매 배관(13)내를 흐른다. 이 때, 냉매가 제1 분기(13a)에서 핫 라인 배관(13A)과 바이패스 배관(13B)의 양쪽에 소정 비율로 흘러 핫 라인 배관(13A)을 흐르는 냉매가 실외 열교환기(8)의 저부를 통과한다.
이 때, 핫 라인 배관(13A)내를 흐르는 냉매로부터 실외 열교환기(8)의 저부에 방열이 일어난다.
핫 라인 배관(13A)을 흐른 냉매는 제2 분기(13b)에서 바이패스 배관(13B)을 흐르는 냉매와 합류되고, 바이패스 배관(13B)내에도 핫 라인 배관(13A)을 바이패스하는 냉매가 흐르고, 실외측 팽창 밸브(7)를 경유하여 실외 열교환기(8)의 열교환부(8A)에서 증발기로서 실외 공기와 열교환된다.
이 공기 조화기(1)에 의하면, 실내측 팽창 밸브(6)로부터 실외측 팽창 밸브(7)를 향하는 냉매의 온도 압력 상태를 유지한 냉매를 바이패스 배관(13B)에 유통시키면서 핫 라인 배관(13A)을 유통하는 냉매에 의해 실외 열교환기(8) 저부의 착상이나 착빙을 방지할 수 있다.
따라서, 난방 운전시에 핫 라인 기능을 해치지 않고 실외 공기로의 과잉의 방열을 억제할 수 있어 난방 효율을 향상시킬 수 있다.
이어서, 제2 실시 형태에 대해 도 2 및 도 3을 참조하면서 설명한다.
또, 전술한 제1 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이며 설명을 생략한다.
제2 실시 형태와 제1 실시 형태의 다른 점은, 본 실시 형태에 관한 공기 조화기(20)가 난방 운전시에 실외 열교환기(8) 저부로의 냉매의 입구측으로 되는 핫 라인 배관(13A)의 온도를 검출하는 핫 라인 배관 온도 검출 장치(제1 온도 검출부)(21)와, 실외 공기 온도를 검출하는 외기 온도 검출 장치(제2 온도 검출부)(22)와, 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)와 외기 온도 검출 장치(22)에 기초하여 유량 제어 가능한 핫 라인 회로 전자 밸브(유량 조정 수단)(23)를 구비하도록 한 점이다.
핫 라인 회로 전자 밸브(23)는 난방 운전시에 실외 열교환기(8)로의 냉매의 입구측으로 되는 핫 라인 배관(13A)에 배치되어 있고, 유량 제어 장치(25)에 의해 개폐 제어되고 있다.
이 공기 조화기(20)에 의한 난방시의 운전 방법에 대해 설명한다.
이 운전 방법은 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S01)과, 핫 라인 배관(13A)의 온도를 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)로 검출하는 공정(S02)과, 실외 공기 온도와 핫 라인 배관(13A)의 온도에 기초하여 핫 라인 회로 전자 밸브(23)를 개폐하여 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 유량을 조정하는 공정 (S03)을 구비하고 있다.
난방 운전 개시시에는 핫 라인 회로 전자 밸브(23)는 닫혀 있기 때문에, 냉매는 실내측 팽창 밸브(6)로부터 실외측 팽창 밸브(7)를 향해 바이패스 배관(13B)내를 흐른다.
운전 개시후, 핫 라인 회로 전자 밸브(23)를 열림으로 한다. 그리고, 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S01)으로서, 외기 온도 검출 장치(22)로 실외 공기 온도(TA)를 검출한다. 또한, 핫 라인 배관(13A)의 온도를 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)로 검출하는 공정(S02)으로서, 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)로 핫 라인 배관(13A)의 온도(Tr)를 검출한다.
여기서, TA와 빙점보다 높게 설정된 소정 온도(α)를 비교하여 TA＜α도인 경우, 실외 열교환기(8) 저부에 착상·착빙의 우려가 있는 점에서 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 유량을 조정하는 공정(S03)을 행하여 유량 제어 장치(25)에 의해 핫 라인 회로 전자 밸브(23)를 연다.
이 때, 냉매 배관(13)내를 흐르는 냉매의 일부가 핫 라인 배관(13A)내에도 유입되어 실외 열교환기(8)를 통과한다. 이 때, 실외 열교환기(8) 저부는 냉매에 의해 가열된다. 그리고, 다시 바이패스 배관(13B)내의 냉매와 합류하여 실외측 팽창 밸브(7)로 흐른다.
상기 프로세스를 반복하여 TA≥α도로 된 경우, TA와 Tr을 비교한다. 그리고, Tr＞TA의 경우, 유량 제어 장치(25)에 의해 핫 라인 회로 전자 밸브(23)를 닫는다.
이 때, 핫 라인 배관(13A)내의 냉매의 흐름이 정지하고, 냉매는 바이패스 배관(13B)을 흘러 실외 열교환기(8) 저부로부터의 과잉의 방열을 억제한다.
한편, Tr≤TA의 경우에는, 핫 라인 회로 전자 밸브(23)를 연다. 이 때, 핫 라인 배관(13A)내를 냉매가 흐르지만, 실외 공기 온도가 핫 라인 배관(13A)의 온도보다 높기 때문에 실외 공기로의 방열은 일어나지 않는다.
이렇게 해서 이들 공정을 반복하면서 난방 운전을 행한다.
이 공기 조화기(20) 및 그 운전 방법에 의하면, 상기 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있는데, 핫 라인 배관(13A)의 온도와 실외 공기 온도의 관계에 기초하여 핫 라인 회로 전자 밸브(23)를 개폐함으로써, 필요에 따라 핫 라인 배관(13A)에 냉매를 흐르게 할 수 있다. 따라서, 난방 운전시의 온도 상황에 따라 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 통과량을 조정하여 핫 라인 기능을 효율적으로 이용하면서 필요 이상으로 실외 열교환기(8) 저부로 방열되는 것을 억제할 수 있으므로 실내기측의 난방 성능을 유지할 수 있다.
이어서, 제3 실시 형태에 대해 도 2 및 도 4를 참조하여 설명한다.
또, 전술한 다른 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 붙이며 설명을 생략한다.
제3 실시 형태와 제2 실시 형태의 다른 점은, 본 실시 형태에 관한 공기 조화기가 핫 라인 회로 전자 밸브(23) 대신에 유량 조정 밸브를 구비하도록 한 점이다.
유량 조정 밸브는 유량 제어 장치(25)에 의해 개도가 가변으로 되어 있다.
이 공기 조화기에 의한 난방시의 운전 방법에 대해 설명한다.
이 운전 방법은 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S11)과, 핫 라인 배관(13A)의 온도를 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)로 검출하는 공정(S12)과, 실외 공기 온도와 핫 라인 배관(13A)의 온도에 기초하여 유량 조정 밸브의 개도를 조정하여 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 유량을 조정하는 공정(S13)을 구비하고 있다.
난방 운전 개시시에는 유량 전자 밸브는 완전히 닫혀 있기 때문에, 냉매는 실내측 팽창 밸브(6)로부터 실외측 팽창 밸브(7)를 향해 바이패스 배관(13B)내를 흐른다.
운전 개시후, 유량 조정 밸브의 개도를 완전 열림으로 한다. 그리고, 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S11) 및 핫 라인 배관(13A)의 온도를 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)로 검출하는 공정(S12)으로서, 제1 실시 형태와 마찬가지로 실외 공기 온도(TA)와 핫 라인 배관(13A)의 온도(Tr)를 검출한다.
여기서, TA와 빙점보다 높게 설정된 소정 온도(α)를 비교하여 TA＜α도인 경우, 실외 열교환기(8)에 착상·착빙의 우려가 있는 점에서 유량 조정 밸브의 개도를 조정하여 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 유량을 조정하는 공정(S13)을 행하여 유량 제어 장치(25)에 의해 유량 조정 밸브의 개도를 완전 열림으로 한다.
이 때, 냉매 배관(13)내를 흐르는 냉매의 일부가 핫 라인 배관(13A)내에도 유입되어 실외 열교환기(8) 저부를 통과한다. 이 때, 실외 열교환기(8) 저부는 냉 매에 의해 가열된다. 그리고, 다시 바이패스 배관(13B)내의 냉매와 합류하여 실외측 팽창 밸브(7)로 흐른다.
상기 프로세스를 반복하여 TA≥α도로 된 경우, TA와 Tr을 비교한다. 그리고, Tr＞TA의 경우, 유량 제어 장치(25)에 의해 유량 조정 밸브의 개도를 일정량 감소시킨다.
이 때, 핫 라인 배관(13A)내의 냉매의 흐름이 감소하여 냉매가 실외 열교환기(8) 저부로부터 과잉으로 방열되는 것을 억제한다.
한편, Tr=TA의 경우에는 유량 조정 밸브의 개도를 현상으로 유지하고, Tr＜TA의 경우에는 유량 조정 밸브의 개도를 일정량 증가시킨다. 이 때, 핫 라인 배관(13A)내를 냉매가 흐르는데, 실외 공기 온도와 핫 라인 배관(13A)의 온도가 같거나 또는 실외 공기 온도 편이 높기 때문에 실외 공기로의 방열은 일어나지 않는다. 이렇게 해서 이들 공정을 반복하면서 난방 운전을 행한다.
이 공기 조화기 및 그 운전 방법에 의하면, 상기 제2 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 밸브의 개도가 조정 가능하게 되어 있는 점에서 핫 라인 배관(13A)을 통과하는 냉매 유량을 더 세세하게 제어하기 때문에, 핫 라인 기능을 더욱 효율적으로 이용할 수 있다.
이어서, 제4 실시 형태에 대해 도 5 및 도 6를 참조하면서 설명한다.
또, 전술한 다른 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 붙이며 설명을 생략한다.
제4 실시 형태와 제2 실시 형태의 다른 점은, 본 실시 형태에 관한 공기 조 화기(40)가 제2 실시 형태에 관한 공기 조화기(20)의 구성에 추가하여 핫 라인 배관(13A)의 온도와 실외 공기 온도에 기초하여 실외측 팽창 밸브(7)로부터 실외 열교환기(8)로 냉매를 유통시킬 때에 그 적어도 일부의 냉매를 핫 라인 배관(13A)으로 분류시키는 유통 기구(41)를 구비하도록 한 점이다.
유통 기구(41)는, 실외 열교환기(8)에 있어서의 냉매 출입구에서 열교환부(8A)와 핫 라인 배관(13A)을 배관 접속하는 제1 바이패스 배관(42) 및 제2 바이패스 배관(43)과, 제1 바이패스 배관(42)과 핫 라인 배관(13A)의 접속부(44A) 및 핫 라인 배관(13A)과 바이패스 배관(13B)의 접속부(44B)(제2 분기(13b)) 사이에 배치된 제1 역지 밸브(45)와, 제1 바이패스 배관(42) 위에 배치된 제2 역지 밸브(46)와, 제2 바이패스 배관(43) 위에 배치된 증발기용 전자 밸브(47)를 구비하고 있다.
제1 바이패스 배관(42)은 실외측 팽창 밸브(7)측에서 핫 라인 배관(13A)과 열교환부(8A)를 접속하여 배치되어 있고, 열교환부(8A)와는 접속부(44C)에서 접속되어 있다. 제2 바이패스 배관(43)은 압축기(12)측에서 핫 라인 배관(13A)과 열교환부(8A)를 접속하여 배치되어 있고, 핫 라인 배관(13A)과는 접속부(44D)에서, 열교환부(8A)와는 접속부(44E)에서 접속되어 있다.
제1 역지 밸브(45)는 접속부(44A)로부터 접속부(44B)로의 흐름만을 허용하는 것으로 되고, 제2 역지 밸브(46)는 실외측 팽창 밸브(7)로부터의 냉매를 실외 열교환기(8)로 들어가는 바로 앞에서 핫 라인 배관(13A)측을 향하는 흐름만을 허용하는 것으로 되어 있다.
증발기용 전자 밸브(47)도 유량 제어 장치(25)에 의해 개폐 제어된다.
이 공기 조화기(40)에 의한 난방시의 운전 방법에 대해 설명한다.
이 운전 방법은 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S21)과, 핫 라인 배관(13A)의 온도를 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)로 검출하는 공정(S22)과, 핫 라인 배관(13A)내의 냉매의 유통 방향을 실외 열교환기(8)내와 동일 방향으로 하는 공정(S23)과, 실외 공기 온도와 핫 라인 배관(13A)의 온도에 기초하여 핫 라인 회로 전자 밸브(23)를 개폐하여 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 유량을 조정하는 공정(S24)을 구비하고 있다.
우선, 난방 운전을 개시하여 핫 라인 회로 전자 밸브(23)를 열림으로 하고, 증발기용 전자 밸브(47)를 닫힘으로 한다. 그리고, 제2 실시 형태와 마찬가지로 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S21)과, 핫 라인 배관(13A)의 온도를 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)로 검출하는 공정(S22)을 실시하여 외기 온도 검출 장치(22)로 실외 공기 온도(TA)를 검출하고, 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)로 핫 라인 배관(13A)의 온도(Tr)를 검출한다.
여기서, β＜TA＜α도의 경우(α는 빙점보다 높게 설정된 소정 온도, β는 빙점보다 낮게 설정된 소정 온도)일 때, 실외 열교환기(8) 저부에 착상·착빙의 우려가 있는 점에서 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 유량을 조정하는 공정(S24)을 행하여 유량 제어 장치(25)에 의해 핫 라인 회로 전자 밸브(23)만을 연다.
이 때, 냉매 배관(13)내를 흐르는 냉매의 일부가 핫 라인 배관(13A)내로 유입되고, 제1 역지 밸브(45) 및 제2 역지 밸브(46)에 의해 실내측 팽창 밸브(6)측부터 실외측 팽창 밸브(7)의 방향으로만 실외 열교환기(8) 저부를 통과한다. 그리고, 실외 열교환기(8)의 저부가 냉매에 의해 가열되고, 다시 바이패스 배관(13B)내의 냉매와 합류하여 실외측 팽창 밸브(7)로 흐른다.
상기 프로세스를 반복하여 TA≤β도로 된 경우, 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 유량을 조정하는 공정(S24)을 행하여 핫 라인 회로 전자 밸브(23)를 닫는 한편, 증발기용 전자 밸브(47)를 연다.
이 때, 실외측 팽창 밸브(7)를 통과한 냉매의 일부가 제1 바이패스 배관(42)으로부터 핫 라인 배관(13A)을 통과하여 제2 바이패스 배관(43)으로 흐른다. 그 결과, 핫 라인 배관(13A)은 증발기로서의 기능을 발휘하게 된다.
상기 프로세스를 더욱 반복하여 Tr＞TA로 된 경우에도 공정(S24)에 따라 핫 라인 회로 전자 밸브(23)와 증발기용 전자 밸브(47)의 양쪽을 닫는다. 그리고, Tr≤TA로 되었을 때에는 핫 라인 회로 전자 밸브(23)를 열고, 증발기용 전자 밸브(47)를 닫는다. 그 결과, 핫 라인 배관(13A)내를 흐르는 냉매는 실내측 팽창 밸브(6)측으로부터 실외측 팽창 밸브(7)측으로 흐르게 되어 실외 공기로의 방열이 억제된다.
이 공기 조화기(40) 및 그 운전 방법에 의하면, 난방 운전시에 핫 라인 배관(13A)내에 냉매를 흐르게 함으로써 실외 열교환기(8) 저부의 착상·착빙을 억제함과 아울러, 핫 라인 회로 전자 밸브(23)의 개폐 제어에 의해 실외 공기로의 필요 이상의 방열을 억제하여 실내기(2)측의 난방 성능을 유지할 수 있다. 또한, 실외 열교환기(8)로의 착상·착빙이 발생하기 어려운 상황일 때에는, 증발기용 전자 밸브(47)도 함께 개폐 제어함으로써, 제1 역지 밸브(45) 및 제2 역지 밸브(46)에 의 해 핫 라인 배관(13A)내의 냉매가 흐르는 방향을 실외 열교환기(8)와 동일한 방향으로 할 수 있고, 핫 라인 배관(13A)에 실외 열교환기(8)와 동일한 증발기로서의 기능을 부여할 수 있어 실외 열교환기의 용량을 증가시킬 수 있다.
이어서, 제5 실시 형태에 대해 도 5 및 도 7을 참조하면서 설명한다.
또, 전술한 다른 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이며 설명을 생략한다.
제5 실시 형태와 제4 실시 형태의 다른 점은, 본 실시 형태에 관한 공기 조화기에 있어서 핫 라인 회로 전자 밸브(23) 대신에 제3 실시 형태와 동일한 유량 조정 밸브를 구비하도록 한 점이다.
이 공기 조화기에 의한 난방시의 운전 방법에 대해 설명한다.
이 운전 방법은 도 7에 도시한 바와 같이 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S31)과, 핫 라인 배관(13A)의 온도를 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)로 검출하는 공정(S32)과, 핫 라인 배관(13A)내의 냉매의 유통 방향을 실외 열교환기(8)내와 동일 방향으로 하는 공정(S33)과, 실외 공기 온도와 핫 라인 배관(13A)의 온도에 기초하여 유량 조정 밸브의 개도를 조정하여 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 유량을 조정하는 공정(S34)을 구비하고 있다.
우선, 난방 운전을 개시하여 유량 조정 밸브를 완전 열림으로 하고, 증발기용 전자 밸브(47)를 닫힘으로 한다. 그리고, 제4 실시 형태와 마찬가지로 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S31)과, 핫 라인 배관(13A)의 온도를 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)로 검출하는 공정(S32)을 실시하여 실외 공기 온도(TA)와 핫 라인 배관(13A)의 온도(Tr)를 검출한다.
여기서, β＜TA＜α도의 경우일 때, 실외 열교환기(8)에 착상·착빙의 우려가 있는 점에서 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 유량을 조정하는 공정(S34)을 행하여 유량 제어 장치(25)에 의해 유량 조정 밸브를 완전히 연다.
이 때, 냉매 배관(13)내를 흐르는 냉매의 일부가 제4 실시 형태와 마찬가지로 핫 라인 배관(13A)내로 유입되고, 실내측 팽창 밸브(6)로부터 실외측 팽창 밸브(7)의 방향으로만 실외 열교환기(8)를 통과한다. 그리고, 실외 열교환기(8)를 냉매에 의해 가열하고, 다시 바이패스 배관(13B)내의 냉매와 합류하여 실외측 팽창 밸브(7)로 흐른다.
상기 프로세스를 반복하여 TA≤β도로 된 경우, 핫 라인 배관(13A)내의 냉매 유량을 조정하는 공정(S34)을 행하여 유량 조정 밸브를 완전히 닫는 한편, 증발기용 전자 밸브(47)를 연다.
이 때, 실외측 팽창 밸브(7)를 통과한 냉매의 일부가 제1 바이패스 배관(42)으로부터 핫 라인 배관(13A)을 통과하여 제2 바이패스 배관(43)으로 흘러 핫 라인 배관(13A)은 증발기로서의 기능을 발휘하게 된다.
상기 바이패스를 더욱 반복하여 TA≥β 또한 Tr＞TA로 된 경우, 공정(S34)에 따라 유량 조정 밸브의 개도를 감소시키고 증발기용 전자 밸브(47)를 닫는다. 그리고, Tr=TA로 되었을 때에는 유량 조정 밸브의 개도를 유지하고 증발기용 전자 밸브(47)를 닫는다.
그리고, Tr＜TA로 되었을 때에는 유량 조정 밸브의 개도를 증가시켜 핫 라인 배관(13A)내를 흐르는 냉매는 실내측 팽창 밸브(6)측으로부터 실외측 팽창 밸브(7)측으로 흐르게 되어 실외 공기로의 방열이 억제된다.
이 공기 조화기에 의하면, 제4 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 밸브의 개도가 조정 가능하게 되어 있는 점에서 냉매량의 유량을 더 세세하게 제어하기 때문에, 핫 라인 기능을 더욱 효율적으로 이용할 수 있다.
이어서, 제6 실시 형태에 대해 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다.
또, 전술한 다른 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이며 설명을 생략한다.
제6 실시 형태와 제4 실시 형태의 다른 점은, 제4 실시 형태에 관한 공기 조화기(40)에 있어서의 유통 기구(41) 대신에 도 8에 도시한 바와 같이 본 실시 형태에 관한 공기 조화기(60)가 핫 라인 배관(13A) 및 열교환부(8A)의 적어도 일측에 압축기(12)의 토출측으로부터 실외 열교환기(8)측을 향해 일방향으로 냉매를 유통시키는 배관 선택 기구(61)를 구비하도록 한 점이다.
배관 선택 기구(61)는, 사방 밸브(11)와 열교환부(8A)를 연결하는 배관(62)에 배치된 제1 개폐 밸브(63)(전자 밸브)와, 제2 바이패스 배관(43) 대신에 사방 밸브(11)와 제1 개폐 밸브(63) 사이에 배치된 접속부(44F)와 접속부(44D)를 연결하는 제3 바이패스 배관(65)과, 제3 바이패스 배관(65) 위에 배치된 제3 역지 밸브(66)와, 핫 라인 회로 전자 밸브(23) 대신에 배치된 제4 역지 밸브(67)를 구비하고 있다.
제3 역지 밸브(66)는 제3 바이패스 배관(65)내의 냉매의 흐름을 접속부(44F) 로부터 접속부(44D)의 일방향으로만 유통시키는 방향에 배치되어 있고, 제4 역지 밸브(67)는 냉매의 흐름을 제1 분기(13a)로부터 접속부(44D)의 일방향으로만 유통시키는 방향에 배치되어 있다.
제1 개폐 밸브(63)의 개도는 실외측 팽창 밸브(7)의 개도와 함께 유량 제어 장치(69)에 의해 제어되어 있다.
또, 공기 조화기(60)에는 제1 바이패스 배관(42) 및 핫 라인 배관 온도 검출 장치(21)는 배치되어 있지 않다.
이어서, 공기 조화기(60)에 의한 운전 방법에 대해 설명한다.
난방 운전하는 경우, 실외측 팽창 밸브(7)를 소정 개도로 제어함과 아울러 제1 개폐 밸브(63)를 항상 열림으로 한다.
이 때, 냉매는 제1 실시 형태에 있어서의 공기 조화기(1)와 마찬가지로 유통된다.
즉, 제1 분기(13a)에 도달한 냉매는 핫 라인 배관(13A)과 바이패스 배관(13B)으로 분기된다.
핫 라인 배관(13A)으로 분기되어 제4 역지 밸브(67)를 통과한 냉매는, 제3 역지 밸브(66)에 의해 제3 바이패스 배관(65)의 방향이 아니라 실외 열교환기(8)의 저부를 흐르고, 제2 분기(13b)에서 다시 바이패스 배관(13B)을 흐르는 냉매와 합류한다.
합류한 냉매는 실외측 팽창 밸브(7)를 경유하여 실외 열교환기(8)의 열교환부(8A)를 흐르고, 제1 개폐 밸브(63)를 통과하여 사방 밸브(11)에 도달한다.
이에 따라, 냉매는 제1 실시 형태에 있어서의 공기 조화기(1)와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 냉방 운전할 때의 운전 방법은 도 9에 도시한 바와 같이 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S41)과, 실외 공기 온도의 검출 결과에 기초하여 핫 라인 배관(13A)만 또는 실외 열교환기(8) 전체에 압축기(12)의 토출측으로부터 실외 열교환기(8)측을 향해 일방향으로 냉매를 유통시키는 공정(S42)을 구비하고 있다.
여기서, 실외 공기 온도를 검출하는 공정(S41)은 상기 다른 실시 형태에 있어서의 내용과 동일한 내용으로 되어 있다.
냉매를 유통시키는 공정(S42)은 추가로 핫 라인 배관(13A)에만 냉매를 흐르게 하는 공정(S42A)과, 실외 열교환기(8) 전체에 냉매를 흐르게 하는 공정(S42B)을 구비하고 있다.
우선, 냉방 운전을 개시한다. 이 때, 실외측 팽창 밸브(7)를 소정 개도로 제어함과 아울러 제1 개폐 밸브(63)를 열림으로 하여 냉동 사이클을 구동한다.
계속해서, 실외 공기 온도를 검출하는 공정(S41)을 실시하여 실외 공기 온도(TA)를 검출한다.
여기서, TA＜α(조건 1)의 경우, 핫 라인 배관(13A)에만 냉매를 흐르게 하는 공정(S42A)으로 이행한다.
즉, 실외측 팽창 밸브(7)를 완전 닫힘, 제1 개폐 밸브(63)를 닫힘으로 한다. 이 때, 압축기(12)로부터 토출된 냉매는 사방 밸브(11)를 통과하여 접속부(44F)로 부터 제3 역지 밸브(66)를 통과하여 핫 라인 배관(13A)에 유통되고, 바이패스 배관(13B)에 도달하여 실내측 팽창 밸브(6)에 유통된다. 한편, 실외측 팽창 밸브(7) 및 제1 개폐 밸브(63)가 닫혀 있기 때문에, 열교환부(8A)에는 냉매가 흐르지 않는다.
이렇게 해서 핫 라인 배관(13A)만이 증발기로서 기능하여 저외기 상태에서도 소정 범위의 운전 압력(고압 및 저압)을 유지할 수 있다.
한편, 다시 실외 공기 온도를 검출하는 공정(S41)을 실시하여 실외 공기 온도(TA)를 검출하고, TA＜α인 경우에는 상기 핫 라인 배관(13A)에만 냉매를 흐르게 하는 공정(S42A)을 추가로 반복해서 실시한다.
그리고, TA≥α(조건 2)로 된 경우 또는 처음부터 TA≥α로 되어 있는 경우에는 실외 열교환기(8) 전체에 냉매를 흐르게 하는 공정(S42B)으로 이행한다.
즉, 실외측 팽창 밸브(7)를 소정 개도로 열고, 제1 개폐 밸브(63)를 열림으로 한다. 이 때, 압축기(12)로부터 토출된 냉매는 사방 밸브(11)를 통과하여 접속부(44F)로부터 제1 개폐 밸브(63)를 통과하여 열교환부(8A)에 유통된다. 동시에 냉매가 접속부(44F)로부터 제3 역지 밸브(66)를 경유하여 제3 바이패스 배관(65)의 방향으로 유통되고, 핫 라인 배관(13A)에도 냉매가 흐른다.
따라서, 실외 열교환기(8)에서는 열교환부(8A) 및 핫 라인 배관(13A)의 쌍방이 응축기로서 기능하여 열교환이 이루어진다.
이렇게 해서 실외 열교환기(8)에서 응축된 냉매는 실외측 팽창 밸브(7)로부터 바이패스 배관(13B)에 도달하여 실내측 팽창 밸브(6)에 유통된다. 또, 상기 각 공정에 있어서의 실외측 팽창 밸브(7) 및 제1 개폐 밸브(63)의 스테이터스의 일람 을 표 1에 나타낸다.
[표 1]
실외측 팽창밸브(7) 제1 개폐밸브(63)
냉방운전시(통상) 소정의 개도 열림
난방운전시 제어 열림
냉방 저외기 조건 1 완전 닫힘 닫힘
조건 2 소정의 개도 열림
이 공기 조화기(60) 및 그 운전 방법에 의하면, 실외 열교환기(8)를 유통하는 냉매의 양을 배관 선택 기구(61)에 의해 2개의 소정 양으로 조정할 수 있다. 따라서, 압축기(12)를 토출한 냉매를 핫 라인 배관(13A)에만 유통시킨 경우에는, 실외 열교환기(8)를 통과하는 냉매의 유량을 최소로 할 수 있다. 따라서, 실외 열교환기(8)의 응축기로서의 기능을 핫 라인 배관(13A)에만 부여하여 열교환 용량을 억제할 수 있으므로 소정 고온 고압 상태로 유지된 냉매를 실내기(2)로 유통시킬 수 있다.
그 결과, 실내 열교환기(5)의 표면에서의 드레인수 동결을 방지할 수 있어 압축기(12)를 연속 운전시킬 수 있는 점에서, 소정 온도에 의한 냉방 운전을 가능하게 함과 아울러 압축기(12)의 내구성을 높일 수 있다.
이어서, 제7 실시 형태에 대해 도 10 및 도 11을 참조하면서 설명한다.
또, 전술한 다른 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이며 설명을 생략한다.
제7 실시 형태와 제6 실시 형태의 다른 점은, 본 실시 형태에 관한 공기 조화기(70)의 배관 선택 기구(71)가 도 10에 도시한 바와 같이 압축기(12)의 근방에 배치되어 압축기(12)의 토출압을 검출하는 토출 압력 검출 장치(72)와, 제4 실시 형태에 관한 공기 조화기(40)에 배치된 제1 역지 밸브(45) 대신에 배치된 제2 개폐 밸브(73)(전자 밸브)를 추가로 구비하도록 한 점이다.
이 토출 압력 검출 장치(72)는 다른 밸브와 함께 유량 제어 장치(74)에 의해 제어된다.
이 공기 조화기(70)의 운전 방법에 대해 설명한다.
난방 운전하는 경우, 실외측 팽창 밸브(7)를 소정의 개도로 제어함과 아울러 제1 개폐 밸브(63) 및 제2 개폐 밸브(73)를 항상 열림으로 한다.
이에 따라, 제6 실시 형태에 관한 공기 조화기(60)와 동일한 작용·효과를 발휘할 수 있다.
냉방 운전할 때의 운전 방법은, 도 11에 도시한 바와 같이 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S51)과, 압축기(12)의 토출압을 토출 압력 검출 장치(72)로 검출하는 공정(S52)과, 핫 라인 배관(13A) 및 열교환부(8A) 중 어느 것에도 냉매를 유통시키지 않는 공정(S53)과, 실외 공기 온도 및 압축기(12)의 토출 압력의 검출 결과에 기초하여 핫 라인 배관(13A)만 또는 실외 열교환기(8) 전체에 압축기(12)의 토출측으로부터 실외 열교환기(8)측을 향해 일방향으로 냉매를 유통시키는 공정(S54)을 구비하고 있다.
냉매를 유통시키는 공정(S54)은 제6 실시 형태와 마찬가지로 핫 라인 배관(13A)에만 냉매를 흐르게 하는 공정(S54A)과 실외 열교환기(8) 전체에 냉매를 흐르게 하는 공정(S54B)을 구비하고 있다.
우선, 공기 조화기(70)를 구동할 때, 실외 공기 온도를 검출하는 공정(S51) 및 토출 압력을 검출하는 공정(S52)을 실시하여 실외 공기 온도(TA) 및 압축기(12)의 토출 압력(Pd)을 검출한다.
여기서, TA＜α 또한 Pd＜γ(γ는 소정의 압력치)(조건 3)인 경우에는 핫 라인 배관(13A) 및 열교환부(8A) 중 어느 것에도 냉매를 유통시키지 않는 공정(S53)으로 이행한다.
즉, 실외측 팽창 밸브(7)를 완전 닫힘, 제1 개폐 밸브(63) 및 제2 개폐 밸브(73)를 닫힘으로 한다. 이 때, 압축기(12)로부터 냉매가 토출되도록 해도 냉동 사이클내를 유통하지 않기 때문에, 토출 압력이 조기에 높아진다.
이 상태에서 다시 토출 압력을 검출하는 공정(S52)을 실시하여 토출 압력(Pd)을 검출한다.
이 때, 토출 압력이 γ≤Pd＜δ(δ는 γ보다 큰 소정의 압력치)(조건 4)인 경우에는 핫 라인 배관(13A)에만 냉매를 흐르게 하는 공정(S54A)으로 이행하여 제6 실시 형태에 있어서의 핫 라인 배관(13A)에만 냉매를 흐르게 하는 공정(S42A)과 동일한 처리를 행하여 냉방 운전을 계속한다.
이 경우, 제6 실시 형태와 마찬가지로 압축기(12)로부터 토출된 냉매는 핫 라인 배관(13A)에 유통되고, 열교환부(8A)에는 냉매가 흐르지 않는다.
따라서, 핫 라인 배관(13A)만이 응축기로서 기능한다.
이 경우, 열교환부(8A)내를 유통시키는 경우보다 소량의 냉매가 실외 열교환기(8)에 유통되기 때문에 압축기(12)를 토출한 냉매가 고압 상태로 유지된다.
이어서, 다시 실외 공기 온도를 검출하는 공정(S51) 및 토출 압력을 검출하는 공정(S52)을 실시하여 실외 공기 온도(TA) 및 토출압(Pd)을 검출한다. 그리고, TA≥α 또한 Pd≥δ(조건 5)인 경우에는 실외 열교환기(8) 전체에 냉매를 흐르게 하는 공정(S54B)으로 이행한다.
즉, 실외측 팽창 밸브(7)를 소정 개도로 열고, 제1 개폐 밸브(63)를 열림, 및 제2 개폐 밸브(73)를 열림으로 한다. 이 때, 제6 실시 형태에 관한 실외 열교환기(8) 전체에 냉매를 흐르게 하는 공정(S42B)과 마찬가지로, 압축기(12)로부터 토출된 냉매는 실외 열교환기(8) 전체에 유통되어 열교환된다. 또, 상기 각 공정에 있어서의 실외측 팽창 밸브(7), 제1 개폐 밸브(63) 및 제2 개폐 밸브(73)의 스테이터스의 일람을 표 2에 나타낸다.
[표 2]
실외측 팽창밸브(7) 제1 개폐밸브(63) 제2 개폐밸브(73)
냉방운전시(통상) 소정의 개도 열림 열림
난방운전시 제어 열림 열림
냉방 저외기 조건 3 완전 닫힘 닫힘 닫힘
조건 4 완전 닫힘 닫힘 열림
조건 5 소정의 개도 열림 열림
이 공기 조화기(70) 및 그 운전 방법에 의하면, 냉방 운전시 핫 라인 배관(13A) 및 열교환부(8A) 중 어느 것에도 냉매를 유통시키지 않는 공정(S53)을 구비하고 있기 때문에, 압축기(12)의 토출 압력을 조기에 높일 수 있어 운전 개시 직후의 냉동 사이클 전체의 상승 시간을 단축할 수 있다.
또한, 토출 압력 검출 장치(72)로 압축기(12)의 토출 압력을 직접 검출하고, 실외 공기 온도의 검출 결과와 맞춰 냉매의 흐름을 제어하고 있기 때문에, 실외 공 기 온도만을 검출하여 운전 제어하는 경우에 비해 더 상세한 응축 압력 제어를 행할 수 있어 냉매의 고압 상태를 높은 압력으로 유지할 수 있다.
이어서, 제8 실시 형태에 대해 도 12 및 도 13을 참조하면서 설명한다.
또, 전술한 다른 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이며 설명을 생략한다.
제8 실시 형태와 제7 실시 형태의 다른 점은, 제7 실시 형태에 관한 공기 조화기(70)의 배관 선택 기구(71)에 관한 제2 개폐 밸브(73) 대신에 본 실시 형태에 관한 공기 조화기(80)의 배관 선택 기구(81)가 냉매 유량을 무단계로 조정 가능한 유량 조정 밸브(82)를 구비하도록 한 점이다. 이 유량 조정 밸브(82)는 다른 밸브와 함께 유량 제어 장치(83)에 의해 제어된다.
이 공기 조화기(80)의 운전 방법에 대해 설명한다.
난방 운전하는 경우, 실외측 팽창 밸브(7)를 소정 개도로 제어함과 아울러 제1 개폐 밸브(63)를 열림, 유량 조정 밸브(82)를 완전 열림으로 한다.
이에 따라, 제7 실시 형태에 관한 공기 조화기(70)와 동일한 작용·효과를 발휘할 수 있다.
냉방 운전할 때의 운전 방법은, 도 13에 도시한 바와 같이 실외 공기 온도를 외기 온도 검출 장치(22)로 검출하는 공정(S61)과, 압축기(12)의 토출압을 토출 압력 검출 장치(72)로 검출하는 공정(S62)과, 실외 공기 온도 및 압축기(12)의 토출압의 검출 결과에 기초하여 핫 라인 배관(13A) 또는 실외 열교환기(8) 전체에 압축기(12)의 토출측으로부터 실외 열교환기(8)측을 향해 일방향으로 냉매를 유통시키 는 공정(S63)을 구비하고 있다.
냉매를 유통시키는 공정(S63)은 추가로 핫 라인 배관(13A)에만 냉매를 흐르게 하는 공정(S63A)과, 핫 라인 배관(13A)에만 흐르는 냉매 유량을 점차 증가시키는 공정(S63B)과, 실외 열교환기(8) 전체에 냉매를 흐르게 하는 공정(S63C)을 구비하고 있다.
우선, 냉방 운전을 개시할 때, 실외측 팽창 밸브(7) 및 유량 조정 밸브(82)를 각각 소정의 개도로 제어하고, 제1 개폐 밸브(63)를 열림으로 하여 냉매를 유통시킨다. 그리고, 실외 공기 온도를 검출하는 공정(S61) 및 토출 압력을 검출하는 공정(S62)를 실시하여 실외 공기 온도(TA) 및 압축기(12)의 토출압(Pd)을 검출한다.
여기서, TA＜α 또한 Pd＜γ(조건 3)인 경우에는 핫 라인 배관(13A)에만 냉매를 흐르게 하는 공정(S63A)으로 이행한다.
즉, 실외측 팽창 밸브(7)를 완전 닫힘, 제1 개폐 밸브(63)를 닫힘, 유량 조정 밸브(82)를 소정 개도로 될 때까지 일정량 닫힘으로 한다. 이 때, 압축기(12)로부터 토출되어 핫 라인 배관(13A)을 유통하는 냉매의 압력이 상승한다. 한편, 실외측 팽창 밸브(7)는 완전 닫힘, 제1 개폐 밸브(63)는 닫힘으로 되어 있기 때문에, 열교환부(8A)에는 냉매가 흐르지 않는다.
따라서, 핫 라인 배관(13A)만이 응축기로서 기능함과 아울러 압축기(12)를 토출한 냉매가 더 조기에 고압 상태로 된다.
다시 토출 압력을 검출하는 공정(S62)을 실시하여 압축기(12)의 토출압(Pd) 을 검출하였을 때에, 토출압이 γ≤Pd＜ε(ε은 γ와 δ 사이의 소정 압력)(조건 6)인 경우에는 유량 조정 밸브(82)의 개도를 현상 유지로 하여 냉방 운전을 계속한다.
토출 압력을 검출하는 공정(S62)을 반복해서 압축기(12)의 토출압(Pd)을 검출하였을 때에, 토출압이 ε≤Pd＜δ(조건 7)로 된 경우에는, 핫 라인 배관(13A)에만 흐르는 냉매 유량을 점차 증가시키는 공정(S63B)으로 이행한다.
즉, 실외측 팽창 밸브(7) 및 제1 개폐 밸브(63)의 상태는 그대로 두고, 유량 조정 밸브(82)를 소정 개도로 되도록 일정량 열림으로 한다.
이 경우, 핫 라인 배관(13A)를 유통하는 냉매량이 증가하기 때문에 압축기(12)의 토출압의 승압률이 완화된다.
그리고, 실외 공기 온도를 검출하는 공정(S61) 및 토출 압력을 검출하는 공정(S62)을 실시하여 실외 공기 온도(TA) 및 압축기(12)의 토출압(Pd)을 검출한다. 이 때, TA≥α 또한 Pd≥δ(조건 5)인 경우에는 실외 열교환기(8) 전체에 냉매를 흐르게 하는 공정(S63C)으로 이행한다.
즉, 실외측 팽창 밸브(7)를 소정 개도로 열림으로 하고, 제1 개폐 밸브(63)를 열림으로 하고, 유량 조정 밸브(82)를 완전 열림으로 한다. 이 때, 상기 다른 실시 형태와 마찬가지로 압축기(12)로부터 토출된 냉매는 실외 열교환기(8) 전체에 유통된다. 또, 상기 각 공정에 있어서의 실외측 팽창 밸브(7), 제1 개폐 밸브(63) 및 유량 조정 밸브(82)의 스테이터스의 일람을 표 3에 나타낸다.
[표 3]
실외측 팽창밸브(7) 제1 개폐밸브(63) 유량조정밸브(82)
냉방운전시(통상) 소정의 개도 열림 완전 열림
난방운전시 제어 열림 완전 열림
냉방 저외기 조건 3 완전 닫힘 닫힘 개도 제어
조건 6 완전 닫힘 닫힘 개도 제어
조건 7 완전 닫힘 닫힘 개도 제어
조건 5 소정의 개도 열림 완전 열림
이 공기 조화기(80) 및 그 운전 방법에 의하면, 제7 실시 형태에 관한 공기 조화기(70)에 있어서의 제2 개폐 밸브(73) 대신에 유량을 조정 가능한 유량 조정 밸브(82)가 배치되어 있기 때문에, 단지 개폐 제어를 행하는 경우에 비해 압축기(12)의 토출 압력을 더 안정적으로 제어할 수 있다. 따라서, 냉동 사이클내의 냉매 압력의 평준화를 더 적합하게 행할 수 있고, 더 안정된 공조를 행할 수 있다.
또, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경을 가하는 것이 가능하다.
예컨대, 상기 제6 내지 제8 실시 형태에 있어서 냉방 운전시의 공기 조화기의 운전 방법에 있어서, 핫 라인 배관(13A) 또는 실외 열교환기(8) 전체에 압축기(12)의 토출측으로부터 실외 열교환기(8)측을 향해 일방향으로 냉매를 유통시키는 공정을 구비하도록 하였으나, 운전 조건에 따라서는 실외 열교환기(8)의 열교환부(8A)에만 냉매를 유통시키는 제어를 행해도 무방하다.
본 발명에 의하면, 난방 운전시에 실외 열교환기의 기능 저하를 방지하면서 과잉 방열을 억제할 수 있어 난방 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 저외기에서의 냉방 운전시에도 소정의 고저압을 유지하여 압축기의 신뢰성 확보와 냉방 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 운전시에 냉동 사이클로서 사용하지 않는 개소에 냉매가 체류하는 일이 없어 냉동 사이클의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (8)

  1. 적어도 실내 열교환기, 실내측 팽창부, 실외측 팽창부, 실외 열교환기 및 압축기를 순차 배관 접속하여 냉매를 순환시켜 이루어지는 냉동 사이클을 갖는 냉동 사이클 장치로서,
    상기 실내측 팽창부와 상기 실외측 팽창부 사이를 배관 접속하는 냉매 배관이 상기 실외 열교환기의 적어도 일부를 경유하는 제1 배관과 경유하지 않는 제2 배관으로 분기되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 배관의 온도를 검출하는 제1 온도 검출부와,
    실외 공기 온도를 검출하는 제2 온도 검출부를 구비하고,
    상기 제1 배관에 상기 실외 공기 온도와 상기 제1 배관의 온도에 기초하여 유량 제어 가능한 유량 조정 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 실외측 팽창부로부터 상기 실외 열교환기로 냉매를 유통시킬 때에 상기 실외 공기 온도와 상기 제1 배관의 온도에 기초하여 적어도 일부의 상기 냉매를 상기 제1 배관으로 분류시키는 유통 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  4. 적어도 실내측 팽창부, 실외측 팽창부, 실외 열교환기 및 압축기를 순차 배관 접속하여 냉매를 순환시켜 이루어지는 냉동 사이클을 갖는 냉동 사이클 장치의 운전 방법으로서,
    실외 공기 온도를 검출하는 공정과,
    상기 실외 열교환기의 적어도 일부를 경유하여 배치된 제1 배관과 경유하지 않는 제2 배관으로 도중에서 분기되어 상기 실내측 팽창부와 상기 실외측 팽창부를 배관 접속하는 냉매 배관의 상기 제1 배관의 온도를 검출하는 공정과,
    실외 공기 온도와 상기 제1 배관의 온도에 기초하여 상기 제1 배관내의 냉매 유량을 조정하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치의 운전 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 배관내의 냉매의 유통 방향을 상기 실외 열교환기내의 유통 방향과 동일 방향으로 하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치의 운전 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 실외 열교환기에 상기 제1 배관보다 많은 냉매량을 유통시키는 열교환부가 배치되고,
    상기 제1 배관 및 상기 열교환부의 적어도 일측에 상기 압축기의 토출측으로부터 상기 실외 열교환기측을 향해 일방향으로 상기 냉매를 유통시키는 배관 선택 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  7. 적어도 실내 열교환기, 실내측 팽창부, 실외측 팽창부, 실외 열교환기 및 압축기를 순차 배관 접속하여 냉매를 순환시켜 이루어지는 냉동 사이클을 갖는 냉동 사이클 장치의 운전 방법으로서,
    실외 공기 온도를 검출하는 공정과,
    실외 공기 온도의 검출 결과에 기초하여 상기 실외 열교환기의 적어도 일부를 경유하여 배치된 제1 배관 및 이 제1 배관보다 많은 냉매를 유통 가능하게 상기 실외 열교환기에 배치된 열교환부의 적어도 일측에, 상기 압축기의 토출측으로부터 상기 실외 열교환기측을 향해 일방향으로 상기 냉매를 유통시키는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치의 운전 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 압축기의 토출 압력을 검출하는 공정을 추가로 구비하고,
    상기 일방향으로 상기 냉매를 유통시키는 공정이 상기 압축기의 토출 압력의 검출 결과와 맞춰 상기 냉매를 유통시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치의 운전 방법.
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