KR20060104931A - Engine driving type air conditioner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신속하게 과냉각 열교환기로의 냉매 공급량을 결정할 수 있고, 시스템을 신속하게 안정화시키는 엔진 구동식 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to an engine driven air conditioner that can quickly determine the amount of refrigerant supplied to a supercooled heat exchanger and stabilize the system quickly.
과냉각 열교환기(213)에서의 열교환용 바이패스를, 과냉각 열교환기(213)의 상류측에 위치하는 부분으로부터 분기시켰다. 또, 실외 열교환기(204)의 출구에서의 냉매의 과냉각도를 구하고, 이 과냉각도에 근거하여 과냉각 팽창밸브(216)를 개폐 제어하도록 하였다.The bypass for heat exchange in the subcooling heat exchanger 213 branched from the part located upstream of the subcooling heat exchanger 213. In addition, the degree of subcooling of the refrigerant at the outlet of the outdoor heat exchanger 204 was determined, and the subcooling expansion valve 216 was opened and closed based on the degree of subcooling.
Description
도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 엔진구동식 공기조화기의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an engine driven air conditioner according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 엔진 구동식 공기조화기 200 : 실외기 유니트100: engine driven air conditioner 200: outdoor unit
300 : 실내기 유니트 201 : 엔진300: indoor unit 201: engine
202 : 컴프레서(압축기) 202a : 흡입구202: compressor (compressor) 202a: suction port
202b : 토출구 203 : 사방 절환밸브202b: discharge port 203: four-way switching valve
204 : 실외 열교환기 205 : 냉매-냉각수 열교환기204: outdoor heat exchanger 205: refrigerant-cooling water heat exchanger
206 : 어큐뮬레이터(축열기; accumulator) 207 : 주회로206: accumulator 207: main circuit
207a : 실외측 제 1 통로 207b : 실외측 제 2 통로207a: outdoor side
207c : 실외측 제 3 통로 207d : 실외측 제 4 통로207c: third
207e : 실외측 제 5 통로 207f: 냉방용 통로207e: outdoor side fifth passage 207f: cooling passage
208 : 저온 난방용 바이패스 통로 209 : 메인 전자 팽창밸브208: bypass passage for low temperature heating 209: main solenoid expansion valve
210 : 서브 전자 팽창밸브 212 : 제어수단210: sub solenoid expansion valve 212: control means
213 : 과냉각 열교환기 214 : 과냉각용 바이패스 통로213: supercooled heat exchanger 214: bypass passage for supercooling
215 : 팬(fan) 216 : 과냉각 팽창밸브215: fan 216: supercooled expansion valve
217 : 온도센서 218 : 과냉각 온도 센서217: temperature sensor 218: supercooling temperature sensor
219 : 압력센서 220 : 과냉각 팽창밸브 제어수단219: pressure sensor 220: supercooled expansion valve control means
301 : 주회로 301b : 실내측 제 1 통로301:
301c : 실내측 제 2 통로 301d : 실내측 제 3 통로301c: Interior side
302 : 실내 열교환기 303 : 팽창밸브302: indoor heat exchanger 303: expansion valve
특허문헌 1. 일본 공개특허공보 평 10-160267호 공보Patent Document 1. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-160267
특허문헌 2. 일본 공개특허공보 특개 2002-39648호 공보Patent Document 2. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-39648
본 발명은 엔진 구동식 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to an engine driven air conditioner.
GHP(가스 히트 펌프)는, 공기조화기의 일종이며, 가스 엔진을 이용하여 공기조화를 행하는 것이다. 구체적으로는, 가스 엔진에 의해서 냉매가 유통되는 주회로에 접속된 컴프레서(압축기)를 구동하여 냉매를 주회로 안에서 순환시키고, 이 주회로에 설치된 실내 열교환기 및 실외 열교환기에서 냉매의 응축 및 증발 작용을 행함으로써, 이러한 작용에 수반하는 열의 이동에 의하여 공기조화를 행하는 것이다.GHP (Gas Heat Pump) is a kind of air conditioner, and performs air conditioning using a gas engine. Specifically, the refrigerant is circulated in the main circuit by driving a compressor (compressor) connected to the main circuit through which the refrigerant flows, and condensation and evaporation of the refrigerant in the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger installed in the main circuit. By performing the operation, air conditioning is performed by the movement of heat accompanying this operation.
상세히 설명하면, 난방 시에는, 컴프레서로부터 토출된 냉매는, 주회로를 통하여 실내 열교환기(응축), 팽창밸브(팽창), 실외 열교환기(증발)를 이 순서로 통 과하여 컴프레서로 돌아오지만, 이 때 실내 열교환기에서 냉매의 응축작용이 행하여져 응축열이 발생하고, 이러한 응축열이 실내 난방에 제공된다. 한편, 냉방 시에는, 컴프레서로부터 토출된 냉매는, 주회로를 통해서 실외 열교환기(응축), 팽창밸브, 실내 열교환기(증발)를 이 순서로 통과하고 컴프레서로 돌아오지만, 이 때 실내 열교환기에서 냉매의 증발 작용이 행해지고, 이러한 증발 작용에 의해 증발열로서 주위로부터 열을 빼앗는 것에 의해서 주위 공간이 냉각되며, 이 냉각에 의하여 발생한 냉열이 실내 냉방에 제공된다.In detail, during the heating, the refrigerant discharged from the compressor passes through the indoor heat exchanger (condensation), expansion valve (expansion), and outdoor heat exchanger (evaporation) through the main circuit in this order to return to the compressor. When the indoor heat exchanger condenses the refrigerant, heat of condensation is generated, and the heat of condensation is provided to the indoor heating. On the other hand, during cooling, the refrigerant discharged from the compressor passes through the outdoor heat exchanger (condensation), expansion valve, and indoor heat exchanger (evaporation) in this order through the main circuit, and returns to the compressor. The evaporation action of the refrigerant is performed, and the surrounding space is cooled by taking heat from the surroundings as heat of evaporation by this evaporation action, and cooling heat generated by this cooling is provided to the room cooling.
그런데 냉방 시에 있어서는, 실내 열교환기에서 냉매를 충분히 증발시켜 기화열에 의한 냉각 작용을 촉진시키기 위하여, 실내 열교환기에 도입되는 냉매를 충분히 냉각해 둘 필요가 있다. 이를 위해서, 주회로의 실외 열교환기 하류측에 과냉각 열교환기를 설치하고, 이 과냉각 열교환기에서 냉매를 충분히 냉각하는 구성을 채용하는 경우가 많다.At the time of cooling, however, it is necessary to sufficiently cool the refrigerant introduced into the indoor heat exchanger in order to sufficiently evaporate the refrigerant in the indoor heat exchanger to promote the cooling action by the vaporization heat. To this end, a subcooling heat exchanger is often installed on the downstream side of the outdoor heat exchanger of the main circuit, and the subcooling heat exchanger is often employed to sufficiently cool the refrigerant.
특허문헌 1에는, 이 과냉각 열교환기를 채용한 공기조화기에 있어서, 주회로 안의 고압 냉매 회로 안에 수액기(水液器; 리시버)를 설치한 구성이 기재되어 있다. 당해 문헌에 의하면, 이 수액기로 일단 고압 냉매 회로 안의 냉매를 고비점(高沸點; 끓는 점이 높은) 냉매가 풍부한(rich) 액냉매와 저비점(低沸點) 냉매가 풍부한 액냉매로 분리하고, 저비점 냉매가 풍부한 냉매와 고비점 냉매가 풍부한 냉매를 과냉각 열교환기에서 열교환시킴으로써, 저비점 냉매가 풍부한 냉매를 과냉각시키는 것이다. 이와 같이 함으로써, 냉매로서 혼합 냉매를 채용하고 있는 경우에 있어서, 저비점 냉매가 풍부한 냉매가 주회로 안을 흐르게 되고, 주회로 안에서의 압력 손실을 저하시킬 수 있다고 하는 것이다.Patent Document 1 describes a configuration in which a receiver is provided in a high-pressure refrigerant circuit in a main circuit in an air conditioner employing this subcooled heat exchanger. According to this document, the liquid receiver once separates the refrigerant in the high-pressure refrigerant circuit into a liquid refrigerant rich in a high boiling point refrigerant and a liquid refrigerant rich in a low boiling point refrigerant. The refrigerant rich in high boiling point and high boiling point refrigerant is heat-exchanged in the subcooling heat exchanger to thereby supercool the refrigerant rich in low boiling point refrigerant. In this way, when a mixed refrigerant is employed as the refrigerant, a refrigerant rich in low boiling point refrigerant flows into the main circuit, thereby reducing the pressure loss in the main circuit.
또, 특허문헌 2에는, 고압 회로 안에 수액기를 마련하지 않고, 어큐뮬레이터에서 냉매를 기액(氣液) 분리함과 동시에, 어큐뮬레이터 자신에게 주회로 안으로 흐르는 냉매량을 조절하는 기능을 마련한 구성이 기재되어 있다. 이 구성에 의하여, 주회로 안에 수액기를 마련할 필요가 없어지고, 수액기를 설치함에 따라 냉매 봉입량(封入量)을 증가시키는 것을 필요로 하지 않는 회로 구성으로 할 수 있다.Patent Literature 2 discloses a configuration in which a liquid is separated from a refrigerant in an accumulator without providing a receiver in a high voltage circuit, and the accumulator is provided with a function of adjusting the amount of refrigerant flowing into the main circuit. This configuration eliminates the need for providing a receiver in the main circuit, and can provide a circuit configuration that does not require increasing the amount of refrigerant encapsulation as the receiver is provided.
특허문헌 2에 기재의 발명에 의하면, 주회로 안에 수액기를 마련하지 않는 구성이기 때문에, 주회로 안으로 봉입되는 냉매량을 절약할 수 있다고 하는 장점이 있다. 그러나 특허문헌 2의 구성은, 과냉각 열교환기에서의 열교환에 있어서, 주회로의 과냉각 열교환기 하류측으로부터 냉매를 바이패스시켜, 이 바이패스시킨 냉매를 과냉각 팽창밸브에서 팽창시킨 후에 과냉각 열교환에 도입하고, 주회로 안의 냉매와 열교환시키고 있는 태양을 채용하고 있다.According to the invention described in Patent Document 2, since the receiver is not provided in the main circuit, there is an advantage that the amount of refrigerant encapsulated into the main circuit can be saved. However, the structure of Patent Literature 2, in the heat exchange in the subcooled heat exchanger, bypasses the refrigerant from the downstream side of the subcooled heat exchanger of the main circuit, expands the bypassed refrigerant in the subcooled expansion valve, and then introduces the subcooled heat exchanger into the subcooled heat exchanger. The solar cell which adopts heat exchange with the refrigerant | coolant in a main circuit is adopted.
과냉각에 있어서의 열원을 과냉각 열교환기의 하류측으로부터 취하는 이유는, 과냉각 열교환기를 경유한 냉매인 경우 완전히 액화되어 있으므로, 기액 2상 냉매가 과냉각 팽창밸브에 유입해 버림으로써 발생하는 시스템의 헌팅hunging; 난조(亂調)의 방지하기 때문이며, 그리고 완전히 액화되어 있는 충분히 엔탈피가 저하한 냉매를 주회로 안의 냉매와 열접촉시킴으로써, 주회로 안의 냉매의 과냉각 효과를 충분히 발휘시키기 때문이라고 생각된다.The reason for taking the heat source in the subcooling from the downstream side of the subcooling heat exchanger is that the system is completely liquefied in the case of the refrigerant via the subcooling heat exchanger, and therefore, hunting of the system caused by the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the subcooling expansion valve; This is because it prevents hunting, and it is considered that the supercooling effect of the refrigerant in the main circuit is sufficiently exerted by thermally contacting the refrigerant having a sufficiently low enthalpy completely liquefied with the refrigerant in the main circuit.
그렇지만, 특허문헌 2와 같이 과냉각 열교환의 하류측으로부터 바이패스 유 로를 분기시킨 구성이라면, 열교환된 주회로 안의 냉매가 곧바로 과냉각용 냉매로서 사용되는 구성이 된다. 과냉각 팽창밸브의 개도 설정은, 주회로에 있어서의 과냉각 열교환기 하류측에서의 냉매의 과냉각도에 근거하여 개폐 제어된다고 생각되기 때문에, 이 과냉각 팽창밸브에서 일단 과냉각 열교환기로 흘리기 위한 냉매량을 설정하여도, 과냉각 열교환기에서의 열교환의 영향이 곧바로 과냉각 열교환기의 하류측 냉매에 작용하고, 이것에 의해서 바이패스되는 냉매 상태가 변화하기 때문에(위해서?), 재차 과냉각 열교환기로 흘리기 위한 냉매량을 조정할 필요가 발생한다. 이 때문에, 과냉각 열교환기로 흘리기 위한 바이패스 냉매의 냉매량이 일정하게 될 때까지의 시간이 길어지며, 과냉각 열교환기에 있어서의 냉매 상태를 신속하게 결정할 수 없는 문제가 발생한다.However, as in Patent Literature 2, if the bypass flow passage is branched from the downstream side of the supercooled heat exchanger, the refrigerant in the heat exchanged main circuit is immediately used as the supercooled refrigerant. The opening degree setting of the subcooled expansion valve is considered to be controlled to open and close based on the subcooling degree of the refrigerant downstream of the subcooled heat exchanger in the main circuit. Since the influence of the heat exchange in the heat exchanger immediately acts on the downstream refrigerant of the supercooled heat exchanger, and the state of the bypassed refrigerant is changed by this, there is a need to adjust the amount of refrigerant flowing to the supercooled heat exchanger again. . For this reason, the time until the amount of the refrigerant of the bypass refrigerant flowing to the subcooled heat exchanger becomes constant becomes long, and a problem arises in that the state of the refrigerant in the subcooled heat exchanger cannot be quickly determined.
본 발명은, 상기 실정을 감안한 것이며, 과냉각 열교환기로 흐르는 냉매의 유로를 고안하여, 신속하게 과냉각 열교환기로의 냉매 공급량을 결정할 수 있고, 시스템을 신속하게 안정화 시키는 것을 그 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and the technical problem is to devise a flow path of a refrigerant flowing into a subcooled heat exchanger, to quickly determine the amount of refrigerant supplied to the subcooled heat exchanger, and to stabilize the system quickly.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 강구한 청구항 제 1항의 발명은,In order to solve the above technical problem, the invention of claim 1 is
엔진과,Engine,
냉매를 흡입하는 흡입구와 냉매를 토출하는 토출구를 구비하고, 상기 엔진에 의해서 구동되어 상기 흡입구로부터 흡입한 냉매를 압축하여 상기 토출구로부터 토출하는 압축기와,A compressor having a suction port for sucking the refrigerant and a discharge port for discharging the refrigerant, the compressor being driven by the engine to compress the refrigerant sucked from the suction port and discharge the refrigerant from the discharge port;
일단이 이 압축기의 토출구에 연통되고, 타단이 상기 압축기의 흡입구에 연 통되는 주회로와,A main circuit whose one end communicates with the discharge port of this compressor and the other end communicates with the suction port of the compressor,
이 주회로의 도중에서 상기 압축기의 토출구의 하류측에 개설되며, 공급된 냉매를 응축시키는 응축기와,A condenser which is opened downstream of the discharge port of the compressor in the middle of the main circuit and condenses the supplied refrigerant;
상기 주회로의 도중에 있어 상기 응축기의 하류측에 설치되며, 공급된 냉매를 증발시키는 증발기와,An evaporator installed downstream of the condenser in the middle of the main circuit, for evaporating the supplied refrigerant;
상기 응축기의 하류측이며, 동시에 상기 증발기의 상류측에 위치하는 상기 주회로 안에 배치되며, 통과하는 냉매를 과냉각시키는 과냉각 열교환기를 구비한 엔진 구동식 공기조화기로서,An engine-driven air conditioner having a subcooling heat exchanger which is downstream of the condenser and at the same time located in the main circuit located upstream of the evaporator and supercools the refrigerant passing therethrough,
상기 주회로에서의 상기 과냉각 열교환기 상류측에 위치하는 부분에서 상기 주회로로부터 분기하며, 상기 과냉각 열교환을 경유하여, 상기 주회로에서의 상기 실내 열교환기 하류측에 위치하는 부분에서 상기 주회로에 합류하는 바이패스 통로와, 이 바이패스 통로의 도중에 있고, 동시에 상기 주회로로부터 분기한 부분과 상기 과냉각 열교환기 사이의 부분에 설치된 과냉각 팽창밸브와, 이 과냉각 팽창밸브를 개폐 제어하는 제어수단을 구비하고,Branched from the main circuit at a portion located upstream of the subcooled heat exchanger in the main circuit, and via the subcooled heat exchange, at a portion located downstream of the indoor heat exchanger in the main circuit to the main circuit. A bypass passage to be joined, a subcooled expansion valve in the middle of the bypass passage and provided at a portion between the main circuit and a portion between the subcooled heat exchanger and control means for opening and closing the subcooled expansion valve. and,
상기 과냉각 열교환기는 상기 주통로를 흐르는 냉매를 상기 바이패스 통로를 흐르는 냉매에 의해서 냉각시키며,The supercooled heat exchanger cools the refrigerant flowing in the main passage by the refrigerant flowing in the bypass passage,
상기 제어수단은, 상기 응축기에서 응축된 냉매의 과냉각도에 근거하여 상기 과냉각 팽창밸브를 개폐 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 구동식 공기조화기로 하는 것이다.The control means is an engine-driven air conditioner that controls the opening and closing of the subcooled expansion valve based on the subcooling degree of the refrigerant condensed in the condenser.
청구항 제 1항의 발명에 의하면, 바이패스 통로는 주회로서의 과냉각 열교환 기 상류측으로부터 분기된다. 또, 바이패스 통로 안의 과냉각 팽창밸브는, 응축기(냉방 시에는 실외 열교환기)에서 응축된 냉매의 과냉각도에 근거하여 개폐 제어된다. 따라서 응축 후의 냉매의 과냉각도가 작은 경우, 즉 응축 후의 냉매가 충분히 액화되어 있지 않는 경우에는, 과냉각 팽창밸브를 닫은 상태로 하여, 과냉각을 행하지 않도록 할 수 있다. 한편, 응축 후의 냉매의 과냉각도가 큰 경우, 즉 응축 후의 냉매가 완전 액화하고 있는 경우에는, 과냉각 팽창밸브를 열고, 과냉각 열교환기에서 열교환이 행해진다. 이와 같이 함으로써, 이하의 세 개의 효과를 얻을 수 있다.According to the invention of claim 1, the bypass passage branches off from the upstream side of the supercooling heat exchanger as a circumference. The subcooled expansion valve in the bypass passage is controlled to open and close based on the degree of subcooling of the refrigerant condensed in the condenser (outdoor heat exchanger during cooling). Therefore, when the subcooling degree of the refrigerant after condensation is small, that is, when the refrigerant after condensation is not sufficiently liquefied, the subcooling expansion valve can be closed to prevent the supercooling. On the other hand, when the subcooling degree of the refrigerant after condensation is large, that is, when the refrigerant after condensation is completely liquefied, the subcooling expansion valve is opened and heat exchange is performed in the subcooling heat exchanger. By doing in this way, the following three effects can be acquired.
(1) 기액 2상 냉매가 과냉각 팽창밸브로 유입됨으로써 발생하는 시스템의 헌팅이 방지될 수 있다.(1) Hunting of the system caused by the introduction of the gas-liquid two-phase refrigerant into the subcooled expansion valve can be prevented.
(2) 바이패스 측의 냉매가 충분히 액화된 상태, 즉 높은 질량 유량의 냉매로 과냉각 열교환기에서의 열교환을 행할 수 있으며, 주회로 안의 냉매에 확실히 과냉각 효과를 줄 수 있다.(2) The refrigerant on the bypass side is sufficiently liquefied, that is, the heat exchange in the supercooled heat exchanger can be performed with the refrigerant having a high mass flow rate, and the refrigerant in the main circuit can be reliably subcooled.
(3) 과냉각 열교환기의 상류측으로부터 바이패스시킨 바이패스 유로 중의 냉매를 과냉각 열교환기에서의 열교환용의 냉매로서 이용하고 있기 때문에, 바이패스 측에 유입되는 냉매 상태가 과냉각 팽창밸브의 개폐 상태에 영향을 받기 어렵다. 이 때문에, 과냉각 열교환기에서의 냉매 유통 상태가 신속하게 결정된다.(3) Since the refrigerant in the bypass flow path bypassed from the upstream side of the subcooled heat exchanger is used as the refrigerant for heat exchange in the subcooled heat exchanger, the state of the refrigerant flowing into the bypass side is determined by the opening and closing state of the subcooled expansion valve. Hard to be affected For this reason, the refrigerant | coolant circulation state in a subcooling heat exchanger is quickly determined.
또한, 상기 청구항 제 1항의 발명에 있어서, 「응축기에서 응축된 냉매의 과냉각도에 근거하여 과냉각 팽창밸브를 개폐 제어한다」는 것은, 과냉각 팽창밸브를 개폐 제어할 때, 응축기에서 응축된 냉매의 과냉각도를 개폐 제어의 요인으로서 고 려한다는 의미이다. 따라서 상기 과냉각도가 고려된 후에, 결과적으로 다른 요인에 근거하여 과냉각 팽창 밸브가 개폐 제어된 것이어도 좋다. 후술할 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태에서는, 상한 계산 과냉각도가 본 발명에 있어서의 과냉각도에 해당하지만, 결과적으로 그 외의 요인, 예를 들면 과냉각 열교환기에서 과냉각된 냉매의 과냉각도(후술할 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태에 있어서의 요구 계산 과냉각도) 등에 기초하여 과냉각 팽창밸브를 개폐하는 경우에도, 상한 계산 과냉각도가 고려되기만 하면, 상관이 없다. 또, 상기 청구항 제 1항의 발명에 있어서, 「과냉각 팽창밸브를 개폐 제어한다」는 것은, 과냉각 팽창밸브를 개도 제어하는 것도 포함하는 것으로 한다.In addition, in the invention of claim 1, "opening and controlling the supercooled expansion valve based on the supercooling degree of the refrigerant condensed in the condenser" means that the supercooled of the refrigerant condensed in the condenser is controlled when the supercooled expansion valve is opened and closed. This means that the figure is considered as a factor of the opening and closing control. Therefore, after the subcooling degree is considered, the subcooling expansion valve may be opened and closed as a result based on other factors. In a preferred embodiment for carrying out the invention described later, the upper limit calculation subcooling corresponds to the subcooling degree in the present invention, but as a result, other factors, for example, the subcooling of the refrigerant supercooled in the subcooling heat exchanger (invention to be described later) Even if the subcooled expansion valve is opened or closed based on the required calculated subcooling degree) in the preferred embodiment for carrying out the present invention, the upper limit calculated subcooling degree does not matter. In the invention according to claim 1, "opening and closing the supercooled expansion valve" shall also include opening and controlling the supercooled expansion valve.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태를, 도면에 근거하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the preferable form for implementing this invention is demonstrated based on drawing.
도 1은, 본 예에 있어서의 엔진 구동식 공기조화기의 개략 구성도이다. 도 1에 있어서, 본 예에 있어서의 엔진 구동식 공기조화기(100)는, 크게 나누어 실외 유니트(200)와 실내 유니트(300)로 나눌 수 있다.1 is a schematic configuration diagram of an engine-driven air conditioner in this example. In FIG. 1, the engine-driven
실외 유니트(200)에는, 엔진(201), 컴프레서(202), 사방 절환밸브(203), 실외 열교환기(204), 어큐뮬레이터(206), 이것들을 연통하는 주회로(207), 냉매-냉각수 열교환기(205), 냉매-냉각수 열교환기(205)가 설치된 저온 난방용 바이패스 통로(208), 과냉각 열교환기(213), 과냉각용 바이패스 통로(214)를 주된 구성요소로 하고 있으며, 이것들이 실외기의 하우징(미도시)에 수납된 상태로 되어 있다.The
엔진(201)은, 원동기의 작용을 행하는 것이면, 어떠한 것에서도 좋지만, 엔 진 구동식 공기조화기에 있어서는, 일반적으로 가스 연료에 의하여 구동하는 가스 엔진이 주로 사용된다.The
컴프레서(202)는, 엔진(201)의 출력축에 클러치 기구(미도시)를 매개로 연결되어 있고, 엔진(201)의 구동력이 전달되어 작동한다. 또, 컴프레서(2O2)는, 외부와의 연락구인 흡입구(202a) 및 토출구(202b)를 가지고, 흡입구(202a)로부터 냉매를 흡입하고, 내부에서 흡입한 냉매를 고압화하며, 고압화된 냉매를 토출구(202b)에서 토출하는 것이다. 또한, 컴프레서의 형식으로는, 어떠한 것도 좋지만, 레시프로(Recipro) 타입의 컴프레서 또는 스크롤(Scroll) 타입의 컴프레서가 주로 이용된다. 또, 컴프레서의 개수 또한, 공조 능력 또는 제어 사양에 의해서 한 대로 하여도, 복수 대로 하여도 좋다.The
컴프레서(202)의 토출구(202b)는, 주회로(207) 중의 실외측 제 1 통로(207a)를 통하여 사방 절환밸브(203)에 연통되어 있다. 사방 절환밸브(203)는, 컴프레서 입력포트(203a), 제 1 출력포트(203b), 제 2 출력포트(203c), 어큐뮬레이터 출력포트(203d)를 구비하고 있고, 컴프레서 입력포트(203a)와 제 1 출력포트(203b)가 연통되며, 한편 제 2 출력포트(203c)와 어큐뮬레이터 출력포트(203d)가 연통되는 제 1 상태와, 컴프레서 입력포트(203a)와 제 2 출력포트(203c)가 연통되고, 한편 제 1 출력포트(203b)와 어큐뮬레이터 출력포트(203d)가 연통되는 제 2 상태로 바꾸는 것이 가능한 밸브이다. 또한, 사방 절환밸브(203)가 상기 제 1 상태가 되었을 때는 실내 난방을, 상기 제 2 상태가 되었을 때는 실내 냉방을 한다.The
사방 절환밸브(203)의 제 1 출력포트(203b)에는, 주회로(207)의 실외측 제 2 통로(207b)가 연통되어 있다. 이 실외측 제 2 통로(207b)의 단부에는, 개폐 밸브기구(41b)가 접속되어 있다.The outdoor
사방 절환밸브(203)의 제 2 출력포트(203c)에는 주회로(207)의 실외측 제 3 통로(207c)가 연통되어 있다. 이 실외측 제 3 통로(207c)는, 그 도중에 실외 열교환기(204), 메인 전자 팽창밸브(209), 과냉각 열교환기(213)가 설치됨과 동시에, 그 단부에 개폐 밸브기구(41c)가 접속되어 있다.The outdoor third passage 207c of the
실외 열교환기(204)는, 내부에 유입된 냉매와 외기(外氣)를 열교환시키는 것이며, 구체적으로는, 냉매가 유통하는 사행(蛇行; 꼬불꼬불한 모양의) 유로와, 그 사행 유로에 접속한 핀이 설치된 평판 모양의 플레이트를 적층한 모양을 취한다. 또, 냉매가 유통하는 사행 유로는, 각 플레이트의 측단에 있어서, 근처의 플레이트에 침입하도록 되어 있고, 이것에 의해, 냉매는, 각 플레이트 중의 사행 유로를 하나의 통로로 흐르도록 되어 있다. 그리고 각 플레이트 중의 사행 유로를 냉매가 흐르는 사이에, 주위의 공기로부터 모인 열이 핀으로부터 사행 유로 중의 냉매로 전해지고, 열교환이 행해진다. 또한, 본 예에서는, 이 플레이트를 4층 적층한 구조로 하고 있으며, 동시에, 그 중의 가장 내측의 플레이트는, 나머지의 3층 내를 흐르는 냉매의 유로와는 별개의 유로로 되며, 라디에이터로서 기능시키고 있다.The
또, 도면으로부터 알 수 있듯이, 실외 열교환기(204)에는 팬(215)이 인접 배치되어 있다. 본 예에서는 이 팬(215)은 세 대 배치되어 있다. 팬(215)이 회전 구동함으로써, 실외 열교환기(204)에 외기를 송풍하고, 실외 열교환기(204) 안을 흐르는 냉매와 송풍된 외기에서 열교환을 행하도록 하고 있다. 또한, 본 예에 있어서 는, 각 팬(215)의 회전수를 다르게 하도록 하여 운전을 행하고 있다. 모든 팬을 동일 회전수로 운전한 경우, 팬의 회전에 수반하는 펄럭이는 소리 등이 공명하는 경우가 있고, 이러한 경우에는 매우 큰 굽이치는 소리가 발생하지만, 본 예와 같이 각 팬의 회전수를 다르게 하면, 펄럭이는 소리가 공명하지 않고, 상기 굽이치는 소리의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 각 팬(215)은, 각각 개별적으로 회전 제어되고 있고, 하나의 팬이 고장이 나더라도, 다른 팬은 회전하도록 되어 있다. 이와 같은 제어에 의해, 팬의 회전 제어수단이 고장난 경우에 모든 팬이 정지하는 것을 회피할 수 있다. 또, 각 팬을 구동시키는 구동 모터로서 본 예에서는 DC 모터를 채용하고 있다.As can be seen from the figure, a
메인 전자 팽창밸브(209)는, 전기적 제어에 의해서 밸브 개도(開度)가 조정 가능한 밸브이며, 밸브 개도의 조정에 의해서 실외측 제 3 통로(207c)를 통과하는 냉매의 유량을 제어하는 것이 가능하게 되는 것이다.The main
또, 도면으로부터 알 수 있듯이, 실외측 제 3 통로(207c)의 실외 열교환기(204)와 메인 전자 팽창밸브(209) 사이의 부분인 점 C의 부분에는, 냉방용 통로(207f)의 일단이 접속되어 있다. 이 냉방용 통로(207f)의 타단은, 상기 점 C로부터 실외측 제 3 통로(207c) 중의 메인 전자 팽창밸브(209)를 넘어선 위치인 점 D에 접속되어 있으며, 이 냉방용 통로(207f)를 냉매가 통과함으로써, 메인 전자 팽창밸브(209)를 바이패스 하도록 구성되어 있다. 또한, 냉방용 통로(207f)의 도중에는, 점 C로부터 점 D의 방향으로의 냉매 유통을 허용하고, 점 D로부터 점 C 방향으로의 냉매 유통을 차단하는 일방향 밸브(211)가 설치되어 있다. 이 때문에, 냉방용 통 로(207f)에는, 실외 열교환기(204) 측으로부터 흐르는 냉매만이 유통한다.As can be seen from the figure, one end of the cooling passage 207f is formed at a portion of the point C which is a portion between the
사방 절환밸브(203)의 어큐뮬레이터 출력포트(203d)에는, 주회로(207)의 실외측 제 4 통로(207d)가 접속되어 있다. 이 실외측 제 4 통로(207d)의 단부는, 어큐뮬레이터(206)로 침입하고 있다. 어큐뮬레이터(206)로부터는, 주회로(207)의 실외측 제 5 통로(207e)가 접속되고, 이 실외측 제 5 통로(207e)는 컴프레서(202)의 흡입구(202a)에 접속되고 있다.The outdoor side
또, 도면으로부터 알 수 있듯이, 실외측 제 3 통로(207c)에 있어서의 점 A에는, 이 실외측 제 3 통로(207c)로부터 분기된 저온 난방용 바이패스 통로(208)의 일단이 접속되어 있다. 이 저온 난방용 바이패스 통로(208)의 도중에는 냉매-냉각수 열교환기(205) 및 서브 전자 팽창밸브(210)가 설치되어 있다. 또, 저온 난방용 바이패스 통로(208)의 타단은, 도면 중의 점 B에서, 실외측 제 4 통로(207d)와 합류하는 구성으로 되어 있다.Moreover, as can be seen from the figure, one end of the low-temperature
냉매-냉각수 열교환기(205)는, 엔진(201)을 냉각하는 냉각수와, 저온 난방용 바이패스 통로(208)를 흐르는 냉매를 열교환시키는 것이고, 본 예에서는, 복수의 판 모양 평판을 접어 포갠 플레이트식 열교환을 채용하고 있다. 이 냉매-냉각수 열교환기(205)에 도입되는 냉각수는, 엔진(201)을 냉각한 후의 냉각수이므로, 가열되고 있다. 따라서 냉매-냉각수 열교환기(205)에서는, 냉매는 가열된 냉각수에 의해 가열된다.The refrigerant-cooling water heat exchanger 205 heat-exchanges the cooling water for cooling the
서브 전자 팽창밸브(210)는, 메인 전자 팽창밸브(209)와 같이 전기적 제어에 의해서 밸브 개도가 조정 가능한 밸브이며, 밸브 개도의 조정에 의해서 저온 난방 용 바이패스 통로(208)를 통과하는 냉매의 유량을 제어하는 것이 가능하게 되는 것이다.Like the main
또한, 메인 전자 팽창밸브(209)와 서브 전자 팽창밸브(210)는, 제어수단(212)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 제어수단(212)은, 각 냉매 통로 안을 흐르는 냉매 상태나 각 기기의 상태 등으로부터, 양 팽창밸브(209, 210)의 밸브 개도를 설정하는 기능을 구비하고 있다.The main
또, 실외측 제 3 통로(207c)에는, 과냉각 열교환기(213)가 설치되어 있다. 이 과냉각 열교환기(213)는, 실외측 제 3 통로(207c) 중의 냉매를 더 냉각하는 것이고, 여기서 냉매의 과냉각도를 높임으로써, 냉방 시에 있어서의 냉방 효율을 향상시키는 것이다. 또한, 이 과냉각 열교환기(213)는, 냉방운임 시에 실외 열교환기(204)에서 응축된 냉매가 도입되도록 배치된다. 즉, 냉방 시에서의 실외 열교환기(213)의 하류측에 과냉각 열교환기(213)가 설치된다.Moreover, the
또, 실외측 제 3 통로(207c)의 과냉각 열교환기(213)와 점 A의 사이 부분, 즉 과냉각 열교환기(213)의 냉방시 상류측 부분인 점 E 부분부터는, 실외측 제 3 통로(207c)로부터 분기한 과냉각용 바이패스 통로(214)가 접속되어 있다. 이 과냉각용 바이패스 통로(214)는, 그 도중에 과냉각 팽창밸브(216)가 설치되고, 또한 과냉각 열교환기(213)를 경유한 후에 실외측 제 4 통로(207d)에 점 F 부분에서 합류하는 구성으로 된다. 과냉각용 바이패스 통로(214)에 설치된 과냉각 팽창밸브(216)는, 과냉각 팽창밸브 제어수단(220)에 전기적으로 접속되어 있고, 이 과냉각 팽창밸브 제어수단(220)의 지령에 의해서 과냉각 팽창밸브(216)가 개폐 제어된다.Moreover, from the part between the
또, 도면에 나타내는 바와 같이, 실외 열교환기(204)와 점 C 사이의 실외측 제 3 통로(207c)의 부분에는, 온도센서(217)가 설치되어 있다. 온도센서(217)는, 냉방 시에 있어서는 실외 열교환기(204)의 하류측에 위치하기 때문에, 냉방 시에 있어서의 실외 열교환기(204)의 ·출구 온도가 검출된다. 또, 실외측 제 1 통로(207a)는, 압력센서(219)가 설치되어 있다. 실외측 제 1 통로(207a)는, 컴프레서(202)의 토출구(202b)에 연통하고 있으므로, 압력센서(219)에서 컴프레서(202)로부터의 토출 압력이 검출된다. 게다가 냉방 시에 있어서는 실외측 제 1 통로(207a)는 사방 절환밸브(203), 실외측 제 3 통로(207c)를 통해서 실외 열교환기(204)에 연통하고 있으므로, 압력센서(219)는, 실외 열교환기(204)에 도입되어 응축될 경우의 냉매의 응축압력을 검출하는 것으로도 된다. 또한, 과냉각 열교환기(213)와 개폐 밸브기구(41c) 사이의 실외측 제 3 통로(207c)의 부분에는, 과냉각 온도센서(218)가 설치되어 있다. 이 과냉각 온도센서(218)는, 냉방 시에 있어서는 과냉각 열교환기(213)의 하류측에 위치하기 때문에, 냉방 시에 있어서의 과냉각 열교환기(213)의 출구 온도가 과냉각 온도센서(218)에서 검출된다.Moreover, as shown in the figure, the
온도센서(217), 과냉각 온도센서(218), 압력센서(219)에서 검출된 정보는, 과냉각 팽창밸브 제어수단(220)으로 입력된다. 그리고 과냉각 팽창밸브 제어수단(220)은, 입력된 이러한 온도 정보, 압력 정보로부터 냉매의 과냉각도를 계산하고, 계산된 냉매의 과냉각도에 근거하여 과냉각 팽창밸브(216)를 개폐 제어한다. 또한 본 명세서에 있어서, 「과냉각도」란, 어느 상태점에 있어서의 냉매 온도가, 그 상태점에 있어서의 압력의 포화액 온도(모리엘 선도 상에 있어서의 액상과 기액 혼합상의 경계온도)로부터 어느 정도 액상측으로 괴리되어 있는지를 나타내는 양이며, 단위는 온도로 표시된다. 따라서 어느 일정 압력에 있어서 과냉각도가 큰 경우는, 보다 온도가 낮고, 엔탈피가 낮은 냉매인 것을 나타낸다.The information detected by the
실내 유니트(300)는, 실내 열교환기(301), 팽창밸브(302) 및 이것들을 접속하는 주회로(301)를 주된 구성요소로 하고 있다.The
실내 유니트(300) 중 주회로(301)의 구성은, 개폐 밸브기구(41c)에 접속된 실내측 제 1 통로(301c), 개폐 밸브기구(41b)에 접속된 실내측 제 2 통로(301b), 및 실내측 제 1 통로(301c)와 실내측 제 2 통로(301b)를 연통하는 실내측 제 3 통로(301d)로 된다. 실내측 제 3 통로(301d)는, 실내 열교환기의 설치 대수만큼 필요하다. 예를 들면, 실내 열교환기가 2 대이면, 2 개의 실내측 제 3 통로(301d)가 필요하게 된다.The configuration of the
실내측 제 3 통로(301d)에는, 실내 열교환기(302) 및 팽창·밸브(303)가 설치되어 있다. 실내 열교환기(302)는, 내부에 도입된 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 것이고, 그 구체적 구조는, 실외 열교환기와 유사한 구조이다. 또, 팽창밸브(303)는, 유로를 교축시킴으로써 거기를 유통하는 냉매를 팽창시켜 저압화시키는 것이다.An
또한, 이상의 설명으로부터 알 수 있듯이, 개폐 밸브기구(41b 및 41c)의 부분에서, 실외 유니트(200)측의 주회로(207)와 실내 유니트(300) 측의 주회로(301)가 연통되어 있다. 이것에 의해, 컴프레서(202), 실외 열교환기(204), 실내 열교환기(301) 및 팽창밸브(302)가, 각 주회로(207, 301)에 의해서 접속되는 구성이 된 다.As can be seen from the above description, the
상기 구성에 있어서, 본 예에 있어서의 엔진 구동식 공기조화기(100)의 작동에 대해 설명한다. 우선, 난방 시에 있어서의 작동에 대해 설명한다.In the above configuration, the operation of the engine driven
(난방 시)(When heating)
엔진(201)의 구동에 의해 콤프레서(202)가 구동되면, 콤프레서(202)는 그 흡입구(202a) 측으로부터 기체 상태의 냉매를 흡입하고, 내부에서 압축하며, 소정 고압의 가스 상태 냉매를 토출구(202b)로부터 토출 한다. 콤프레서(202)로부터 토출된 냉매는, 실외측 제 1 통로(207a)를 통해서 사방 절환밸브(203)의 컴프레서 입력포트(203a)로 들어간다. 난방 시, 사방 절환밸브(203)는 상기 제 1 상태로 되어 있기 때문에, 컴프레서 입력포트(203a)로 들어간 냉매는, 제 1 출력포트(203b)로부터 사방 절환밸브(203)를 나와, 그 앞의 실외측 제 2 통로(207b)를 흐른다. 그리고 실외측 제 2 통로(207b)의 단부에서 개폐 밸브기구(41b)를 경유하여, 실내측 제 1 통로(301b)로부터 실내 유니트(300)로 유입된다.When the
실내 유니트(300) 내의 실내측 제 1 통로(301b)에는 실내측 제 3 통로(301d)가 접속하고 있으므로, 냉매는 이 실내측 제 3 통로(301d)로 흐른다. 실내측 제 3 통로(301d)로 흐른 냉매는, 다시 실내 열교환기(302)로 들어간다. 실내 열교환기(302)에 도입되는 냉매는, 컴프레서(202)에서 압축된 고압의 가스 상태 냉매이며, 이 가스 상태 냉매는, 실내 열교환기(302)에 있어서 주위 공기와 열교환하고, 응축(액화)한다. 냉매가 응축하는데 수반하여 냉매는 응축열을 회전에 토출하기 때문에, 주위의 공기는 가열된다. 이와 같이 하여, 난방 시에는 실내 열교환기(302) 에서 작동되는 냉매의 응축 작용에 의해서 실내공기가 가열되어, 실내 난방이 실현된다.Since the indoor
실내 열교환기(302)에서 응축된 냉매는, 액상상태 또는 기액 2상 상태가 되어 실내 열교환기(302)를 나온다. 그 다음에, 실내 열교환기(302)의 하류측(난방시 하류측)에 설치된 팽창밸브(303)에서 냉매는 팽창 되고, 압력이 저하하여 저압 냉매가 된다. 그리고 저압이 된 냉매는, 실내측 제 3 통로(301d)로부터 실내측 제 2 통로(301c)로 흐르며, 개폐 밸브기구(41c)를 경유하여 실외측 제 3 통로(207c)로부터 실외 유니트(200)로 유입한다.The refrigerant condensed in the
실외 유니트(200)의 실외측 제 3 통로(207c)로 들어간·냉매는, 우선 과냉각 열교환기(213)로 도입된다. 그러나 난방 시에 있어서는 과냉각 팽창밸브(216)가 닫혀져 있고, 그 때문에 이 과냉각 열교환기(213)에서는 열교환은 행해지지 않고, 냉매는 이 열교환기(213)를 경유할 뿐이다. 그 후, 냉매는, 점 A에서 실외측 제 3 통로(207c)를 흐르는 냉매와 저온 난방용 바이패스 통로(208)를 흐르는 냉매로 분류된다. 점 A로부터 실외측 제 3 통로(207c) 측으로 흐르는 냉매는, 다시 그 하류측(난방시 하류측)에 설치된 메인 전자 팽창밸브(209)로 들어간다. 이 메인 전자 팽창밸브(209)는, 상술한 바와 같이, 전기적 입력 신호에 기초를 두어 작동하며, 한편 개도 조정이 가능한 밸브이다. 따라서 이 메인 전자 팽창밸브(209)의 개도 조정에 의해서, 실외측 제 3 통로(207c)로부터 실외 열교환기(204)로 유입하는 냉매량이 조정된다.The refrigerant entering the outdoor third passage 207c of the
메인 전자 팽창밸브(209)를 경유하여 실외 열교환기(204)로 유입되는 기액 2 상 냉매는, 이 실외 열교환기(204)에서 외기와 열교환을 행하며, 외기의 열을 받아 증발한다. 이러한 증발작용에 의하여 냉매는 기화하며, 기체 냉매가 된다. 그리고 실외 열교환기(204)를 나온다.The gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the
한편, 점 A로부터 저온 난방용 바이패스 통로(208) 측으로 흐르는 냉매는, 서브 전자 팽창밸브(210)로 들어간다. 이 서브 전자 팽창밸브(210)도, 메인 전자 팽창밸브(209)와 동일하게, 전기적인 입력 신호에 근거하여 작동하고, 한편 개도 조정이 가능한 밸브이다. 따라서 이 서브 전자 팽창밸브(210)의 개도 조정에 의해서, 저온 난방용 바이패스 통로(208)를 흐르는 냉매의 유량이 조정된다.On the other hand, the refrigerant flowing from the point A toward the low temperature
서브 전자 팽창밸브(210)에서 유량변조된 냉매는, 또한 그 하류측(난방시 하류측)에 설치된 냉매-냉각수 열교환기(205)로 유입된다. 이 냉매-냉각수 열교환기(205)에서, 냉매는 엔진을 냉각한 냉각수로부터 열을 받아 증발한다. 이 증발 작용에 의해서 냉매는 기화하며, 기체 냉매로 된다. 그리고 냉매-냉각수 열교환기(205)를 나온다.The refrigerant flow-modulated by the sub
실외 열교환기(204)를 나온 냉매는, 제 2 출력포트(203c)에서 사방 절환밸브(203)로 들어간다. 상술한 바와 같이, 난방 시는 사방 절환밸브는 상기 제 1 상태로 되어 있기 때문에, 제 2 출력포트(203c)로 들어간 냉매는, 어큐뮬레이터 출력포트(203d)에서 사방 절환밸브(203)를 나오고, 그 앞의 실외측 제 4 통로(207d)를 흐른다. 한편, 냉매-냉각수 열교환기(205)를 나온 냉매는, 다시 저온 난방용 바이패스 통로(208)를 하류측(난방시 하류측)으로 흐른다. 저온 난방용 바이패스 통로(208)의 하류측 (난방시 하류측) 단부는, 점 B에 있어서 실외측 제 4 통로(207d) 로 합류하고 있다. 따라서 이 점 B 부분에서, 실외 열교환기(204)를 나온 냉매 및 냉매-냉각수 열교환기(205)를 나온 냉매가 합류한다. 그리고 합류한 냉매는, 다시 실외측 제 4 통로(207d)를 하류측(난방시 하류측)으로 흐르며, 어큐뮬레이터(206)로 들어간다. 어큐뮬레이터(206)에서는, 냉매가 기상부와 액상부로 분리된다. 그리고, 어큐뮬레이터(206)에 있어서 기상부의 냉매(기체 냉매)만이, 컴프레서(202)의 흡입구(202a)로부터 컴프레서(202)로 흡입된다.The refrigerant leaving the
난방 시는, 상기 사이클을 반복하는 것으로, 실내 열교환기(302)에서 열을 발생하고, 실내 난방을 실시한다.In heating, the above cycle is repeated to generate heat in the
다음으로, 냉방 시에 있어서의 작동에 대해 설명한다.Next, operation | movement at the time of cooling is demonstrated.
(냉방 시)(When cooling)
엔진(201)의 구동에 의해 컴프레서(202)가 구동되면, 컴프레서(202)는 그 흡입구(202a)측으로부터 기체 상태의 냉매를 흡입하고, 내부에서 압축하며, 소정 고압의 가스 상태 냉매를 토출구(202b)로부터 토출한다. 컴프레서(202)로부터 토출된 냉매는, 실외측 냉매통로(207a)를 통해서 사방 절환밸브(203)의 컴프레서 입력포트(203a)로 들어간다. 냉방 시는 사방 절환밸브(203)는, 상기 제 2 상태로 되어 있기 때문에, 컴프레서 입력포트(203a)로 들어간 냉매는, 제 2 출력포트(203c)에서 사방 절환밸브(203)를 나와, 그 앞의 실외측 제 3 통로(207c)를 흐른다. 그리고 실외측 제 3 통로(207c)에 설치된 실외 열교환기(204)로 들어간다. 실외 열교환기(204)로 도입되는 냉매는, 컴프레서(202)에서 압축된 고압의 가스 상태 냉매이고, 이 가스 상태 냉매는, 실외 열교환기(204)에 있어서 외기와 열교환하며, 응축 (액화)한다.When the
실외 열교환기(204)에서 응축된 냉매는, 액상 상태 또는 기액 2상 상태가 되어 실외 열교환기(204)를 나온다. 여기서, 실외측 제 3 통로(207c)에서의 실외 열교환기(204)의 하류측(냉방시 하류측) 위치에는 메인 전자 팽창밸브(209)가 설치되어 있지만, 냉방 시에는, 이 메인 전자 팽창밸브(209)는 완전히 닫힌 상태로 되어 있다. 그 때문에, 냉매는, 점 C로부터 냉방용 통로(207f)를 흐른다. 이 냉방용 통로(207f)의 도중에는, 일방향 밸브(211)가 설치되어 있지만, 이 일방향 밸브(211)는, 점 C로부터 점 D로 향하는 흐름을 허용하는 것이므로, 점 C로부터 유입되는 냉매는, 일방향 밸브를 통과하고, 점 D로 향한다.The refrigerant condensed in the
점 C로부터 냉방용 통로(207f)를 통한 냉매는, 점 D에서 다시 실외측 제 3 통로(207c)로 합류한다. 그리고 실외측 제 3 통로(207c)를 다시 흐르고, 점 E 부분에서 실외측 제 3 통로(207c)와 과냉각용 바이패스 통로(214)로 분기한다. 점 E 부분으로부터 실외측 제 3 통로(207c)로 흐른 냉매는, 그대로 과냉각 열교환기(213)로 도입된다. 한편, 점 E 부분으로부터 과냉각용 바이패스 통로(214)로 흐른 냉매는, 이 과냉각용 바이패스 통로(214)에 설치된 과냉각 팽창밸브(216)에 의해 팽창되며, 저압화된다. 그리고 과냉각 열교환기(213)에 있어서, 실외측 제 3 통로(207c)를 흐르는 냉매와 과냉각용 바이패스 통로(214)를 흐르는 냉매가 열교환을 행한다. 이 경우에 있어서, 과냉각용 바이패스 통로(214)를 흐르는 냉매는 과냉각 팽창밸브(216)에 의해서 팽창되고, 실외측 제 3 통로를 흐르는 냉매보다 저온 또한 저압이 되어 있으므로, 실외측 제 3 통로(207c)의 냉매가 과냉각용 바이패스 통 로(214)의 냉매에 의해서 차게 되며, 보다 냉각 된다. 이와 같이 하여 실외측 제 3 통로(207c)의 냉매가 과냉각되고, 그 후 과냉각 열교환기(213)를 나온다. 과냉각 열교환기(213)를 나온 냉매는, 개폐 밸브기구(41c)를 경유하여, 실내측 제 2 통로(301c)에서 실내 유니트(300)로 유입된다.The coolant through the cooling passage 207f from the point C joins the outdoor third third passage 207c at the point D again. Then, the outdoor third passage 207c flows again and branches from the point E portion to the outdoor third passage 207c and the subcooling bypass passage 214. The refrigerant flowing from the point E portion into the outdoor third passage 207c is introduced into the
실내 유니트(300)로 유입된 냉매는, 실내측 제 2 통로(301c)로부터, 다시 실내측 제 3 통로(301d)를 흐르며, 이 실내측 제 3 통로(301d)에 설치된 팽창밸브(303)에 이른다. 이 팽창밸브(303)에서는, 냉매가 팽창되어 저압이 된다. 팽창밸브(303)에서 저압화된 냉매는, 다시 그 하류(냉방시 하류) 측에 설치되는 실내 열교환기(302)에 이른다.The refrigerant flowing into the
실내 열교환기(302)에 도입된 기액 2상 냉매는, 이 실내 열교환기(302)에서 실내 공기와 열교환을 행하고, 외기의 열을 받아 증발한다. 이러한 증발 작용에 의해서 냉매는 기화한다. 이 때의 기화열에 의해 냉매는 주위로부터의 열을 빼앗고, 주위의 공기를 냉각한다. 이와 같이 하여 실내 공기가 냉각되고, 냉방 작용이 이루어진다.The gas-liquid two-phase refrigerant introduced into the
실내 열교환기(302)에서 증발한 냉매는, 다시 그 하류(냉방시 하류) 측의 실내측 제 1 통로(301b)를 흐르고, 개폐 밸브기구(41b)를 경유하여 실외측 제 2 통로(207b)에서 실외 유니트(200)로 들어간다. 냉매는 실외측 제 2 통로(207b)를 다시 흐르며, 제 1 출력포트(203b)로부터 사방 절환밸브(203)로 들어간다. 상술한 바와 같이, 냉방 시는 사방 절환밸브는 상기 제 2 상태로 되어 있기 때문에, 제 1 출력포트(203b)로 들어간 냉매는, 어큐뮬레이터 출력포트(203d)로부터 사방 절환밸 브(203)를 나와, 그 앞의 실외측 제 4 통로(207d)를 흐른다. 이 실외측 제 4 통로(207d)에는, 점 F에서 과냉각용 바이패스 통로(214)가 합류하고 있기 때문에, 이 과냉각용 바이패스 통로(214)를 흐르는 냉매와 실외측 제 4 통로(207d)를 흐르는 냉매가 점 F에서 합류하고, 그 후 어큐뮬레이터(206)로 들어간다. 어큐뮬레이터(206)에서는, 냉매가 기상부와 액상부로 분리된다. 그리고 어큐뮬레이터(206)에 있어서 기상부의 냉매(기체 냉매)만이, 컴프레서(202)의 흡입구(202a)로부터 컴프레서(202)로 흡입된다.The refrigerant evaporated in the
냉방 시는, 상기 사이클을 반복함으로써, 실내 열교환에서 열을 받아 실내 냉방을 행한다.At the time of cooling, by repeating the said cycle, it receives heat by indoor heat exchange and performs room cooling.
또한 냉방 시에 있어서는, 상술한 바와 같이, 과냉각 열교환기(213)에 의해서 주회로 안의 냉매를 과냉각하고 있지만, 그 경우에, 과냉각용 바이패스 통로(214) 측으로 흐르는 냉매량을, 과냉각 팽창밸브(216)의 개도에 의하여 조절하고 있다. 과냉각 팽창밸브(216)의 개도는, 과냉각 팽창밸브 제어수단(220)에 의해 제어된다. 본 예에 있어서는, 과냉각 팽창밸브 제어수단(220)에는, 실외 열교환기(204) 하류측(냉방시 하류측)에 설치된 온도센서(217) 및 압력센서(219)로부터의 온도 정보 및 응축 압력 정보, 과냉각 열교환기(213)의 출구측(냉방시 하류측)에 설치된 과냉각 온도센서(218)로부터의 과냉각 온도 정보가, 각각 입력되도록 되어 있다. 그리고 과냉각 팽창밸브 제어수단(220)은, 이러한 정보를 기본으로, 이하의 2 개의 과냉각 팽창밸브 개도를 설정한다.At the time of cooling, as described above, the
(1) 요구 개도의 설정(1) Setting of required opening degree
우선, 과냉각 온도센서(218)로부터의 과냉각 온도 정보와 압력센서(219)로부터의 응축 압력 정보로부터, 과냉각 열교환기(213) 출구에서의 냉매의 과냉각도를 계산한다(요구 계산 과냉각도). 또, 미리 과냉각 열교환기(213) 출구에서의 과냉각도 목표치를 설정해 둔다(요구 목표 과냉각도). 또한, 이 요구 목표 과냉각도는, 예를 들면 주회로를 구성하는 배관 길이에 의해 압력 손실이 증가하여 냉방 능력이 저하한 것을 조달할 만큼의 과냉각도를 설정할 수 있다. 예를 들면, 요구 목표 과냉각도를 25 도로 설정할 수 있다. 그리고 요구 계산 과냉각도와 요구 목표 과냉각도를 비교하고, 이 비교 결과로부터 과냉각 팽창밸브(216)의 요구 개도를 설정한다. 구체적으로는, 요구 계산 과냉각도가 요구 목표 과냉각도보다도 큰 경우에는, 요구 개도를 작게 설정하고, 한편 요구 계산 과냉각 온도가 요구 목표 과냉각도보다 작은 경우에는, 요구 개도를 크게 설정한다. 또한, 요구 개도의 설정에 있어서, 과냉각 팽창밸브가 헌팅(hunting; 난조)하는 것을 방지하기 위해서, 요구 목표 과냉각도에 대하여 온도 불감대(不感帶)를 마련한 개도 설정으로 하여도 좋다.First, the subcooling degree of the refrigerant at the outlet of the
(2) 상한 개도의 설정(2) Setting of the upper limit opening degree
우선, 온도센서(217)로부터의 온도 정보와 압력센서(219)로부터의 응축 압력로부터, 실외 열교환기(204)의 출구에서 냉매의 과냉각도를 계산한다(상한 계산 과냉각도). 또, 미리 실외 열교환기(204) 출구에서의 냉매의 과냉각도의 목표치를 설정해 둔다(상한 목표 과냉각도). 또한 이 상한 목표 과냉각도는, 실외 열교환기(204)를 나온 냉매가 완전하게 액화하고 있는 상태가 되는 과냉각도를 설정할 수 있다. 이 경우, 과냉각도가 정수이면, 완전히 액화하여 있게 되지만, 어느 정도 여 유를 보아, 예를 들면 상한 목표 과냉각도를 4 도로 설정할 수 있다. 그리고 상한 계산 과냉각도와 상한 목표 과냉각도를 비교하고, 비교 결과로부터 과냉각 팽창밸브(216)의 상한 개도를 설정한다. 구체적으로는, 상한 계산 과냉각도가 상한 목표 과냉각도보다 큰 경우에는, 상한 개도를 크게 설정하고, 한편 상한 계산 과냉각도가 상한 목표 과냉각도보다 작은 경우에는, 상한 개도를 작게 설정한다. 또한 상한 개도의 설정에 있어서, 과냉각 팽창밸브가 헌팅하는 것을 방지하기 위하여, 상한 목표 과냉각도에 대해서 온도 불감대를 마련한 개도 설정으로 하여도 좋다.First, the supercooling degree of the refrigerant at the outlet of the
상기와 같이 하여, 요구 개도 및 상한 개도를 설정하면, 다음으로 이 요구 개도와 상한 개도를 비교하고, 작은 쪽을 과냉각 팽창밸브의 개도로 한다. 그리고 과냉각 팽창밸브 제어수단(220)은, 과냉각 팽창밸브(216)가 이 개도가 되도록 과냉각 팽창밸브(216)에 제어 지령을 보내고, 과냉각 팽창밸브(216)는 이러한 지령에 의하여 결정된 개도로 된다.When the required opening degree and the upper limit opening degree are set as described above, the required opening degree and the upper limit opening degree are compared next, and the smaller one is set as the opening degree of the subcooled expansion valve. The subcooled expansion valve control means 220 sends a control command to the
이와 같이 하여 과냉각 팽창밸브(216)를 제어함으로써, 실외 열교환기(2O4) 출구부에서의 냉매 액화가 불완전하거나 하여 시스템이 불안정하게 되는 일이 방지됨과 함께, 과냉각 팽창밸브(216)의 제어성을 해치지 않고 배관의 길이 등의 요인에서 냉방능력이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 또, 도 1로부터 알 수 있듯이, 과냉각용 바이패스 통로를 과냉각 열교환기(213)의 냉방 시 하류측이 아니고, 냉방시 상류측으로부터 바이패스시키고 있기 때문에, 과냉각 열교환기(213)의 열교환에 의해 바이패스 측의 냉매 상태가 변화하지 않고, 신속하게 냉매 상태를 결정할 수 있 으며, 시스템의 안정성에 의하여 기여할 수 있다.By controlling the
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