KR20070046922A - Freezing apparatus - Google Patents
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Abstract
공조기(10)의 냉매회로(11)에는, 냉매조정탱크(14)가 배치된다. 냉매조정탱크(14)는, 팽창기(16) 바로 뒤에 배치된다. 냉매회로(11)에는, 액 주입배관(31)과 가스 주입배관(33)이 배치된다. 액측 조절밸브(32)를 개방하면, 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매가 액 주입배관(31)을 통해 압축기(15)의 흡입측으로 공급된다. 한편, 가스측 조절밸브(34)를 개방하면, 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매가 가스 주입배관(33)을 통해 압축기(15)의 흡입측으로 공급된다. 그리고 액측 조절밸브(32)나 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 조절함으로써 압축기(15)가 흡입하는 냉매의 상태를 변화시켜, 압축기(15)의 통과냉매량과 팽창기(16)의 통과냉매량이 균형을 이루게 한다.In the refrigerant circuit 11 of the air conditioner 10, a refrigerant adjusting tank 14 is disposed. The refrigerant adjusting tank 14 is disposed immediately after the expander 16. In the refrigerant circuit 11, a liquid injection pipe 31 and a gas injection pipe 33 are disposed. When the liquid side control valve 32 is opened, the liquid refrigerant in the refrigerant adjusting tank 14 is supplied to the suction side of the compressor 15 through the liquid injection pipe 31. On the other hand, when the gas side control valve 34 is opened, the gas refrigerant in the refrigerant adjusting tank 14 is supplied to the suction side of the compressor 15 through the gas injection pipe 33. The state of the refrigerant sucked by the compressor 15 is changed by adjusting the opening degree of the liquid side control valve 32 and the gas side control valve 34, so that the amount of refrigerant passing through the compressor 15 and the amount of refrigerant passing through the expander 16 are adjusted. This balance is achieved.
냉동장치, 팽창기, 냉매조정탱크, 내부열교환기, 액주입배관, 가스주입배관 Refrigeration unit, expander, refrigerant control tank, internal heat exchanger, liquid injection pipe, gas injection pipe
Description
본 발명은, 동력회수용 팽창기가 접속된 냉매회로를 구비한 냉동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a refrigerating device having a refrigerant circuit to which a power recovery expander is connected.
종래, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 동력회수용 팽창기가 접속된 냉매회로를 구비하고, 이 냉매회로 내에서 냉매를 순환시켜 냉동주기를 행하는 냉동장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 냉동장치에서는, 팽창기가 압축기와 축 등에 의해 기계적으로 연결된다. 그리고 팽창기에서의 냉매 팽창에 의해 얻어진 동력을 압축기의 구동에 이용하여, 압축기를 구동시키는 모터로의 입력을 삭감함으로써 성적계수(COP)의 향상을 도모한다.Conventionally, as disclosed in
상기 냉동장치에서는, 폐쇄회로인 냉매회로에 압축기와 팽창기가 접속된다. 때문에, 압축기를 통과하는 냉매의 질량유량과, 팽창기를 통과하는 냉매의 질량유량은 항상 같아야만 한다. 그러나, 압축기가 흡입하는 냉매나 팽창기로 유입되는 냉매의 상태(온도, 압력, 밀도 등)는, 냉동장치의 운전상태에 따라 변동한다. 이로써, 예를 들어 압축기와 팽창기의 회전속도를 개별로 설정할 수 없는 경우에는, 압축기를 통과하는 냉매량과 팽창기를 통과하는 냉매량이 균형을 잃게 되어, 적절한 조건에서 냉동주기를 행하기가 어려워질 우려가 있다.In the refrigerating device, the compressor and the expander are connected to the refrigerant circuit which is a closed circuit. Therefore, the mass flow rate of the refrigerant passing through the compressor and the mass flow rate of the refrigerant passing through the expander must always be the same. However, the state (temperature, pressure, density, etc.) of the refrigerant sucked into the compressor or the refrigerant flowing into the expander varies depending on the operating state of the refrigerating device. As a result, for example, when the rotational speeds of the compressor and the expander cannot be set separately, the amount of refrigerant passing through the compressor and the amount of refrigerant passing through the expander are unbalanced, which may make it difficult to perform a freezing cycle under appropriate conditions. have.
그래서 특허문헌 1에 개시된 냉동장치에서는, 팽창기를 우회하는 바이패스통로를 형성한다. 그리고 팽창기를 통과하는 냉매량이 상대적으로 과소해지는 운전상태에서는, 바이패스통로로도 냉매를 유입시켜 압축기의 통과냉매량과 팽창기의 통과냉매량이 균형을 이루게 한다. 또한, 특허문헌 2에 개시된 냉동장치에서는, 팽창기와 직렬로 팽창밸브를 배치한다. 그리고 팽창기를 통과하는 냉매량이 상대적으로 과다해지는 운전상태에서는, 팽창기와 팽창밸브 양쪽에서 냉매를 팽창시켜 압축기의 통과냉매량과 팽창기의 통과냉매량이 균형을 이루게 한다.Thus, in the refrigerating device disclosed in
[특허문헌 1 :일본특허공개공보 2001-116371호][Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-116371]
[특허문헌 2 : 일본특허공개공보 2003-121018호][Patent Document 2: Japanese Patent Publication No. 2003-121018]
[발명의 개시][Initiation of invention]
[발명이 해결하고자 하는 과제][Problem to Solve Invention]
전술한 바와 같이, 팽창기를 구비한 종래의 냉동장치에서는, 팽창기를 통과하는 냉매의 상태를 변화시킴으로써, 압축기의 통과냉매량과 팽창기의 통과냉매량의 균형을 이루게 한다. 때문에, 팽창기에서 냉매로부터 회수 가능한 동력이 감소되어, COP의 향상이 불충분해질 우려가 있다. 즉, 냉매의 일부가 팽창기를 우회하게 되면, 팽창기를 통과하는 냉매량이 감소하게 되어, 팽창기에서 얻어지는 동력이 감소된다. 또, 팽창밸브와 팽창기 양쪽에서 냉매를 팽창시키면, 팽창기 출입구에서의 압력차가 감소되게 되어, 이 경우에도 팽창기에서 얻어지는 동력이 감소된다.As described above, in the conventional refrigeration apparatus having an expander, by changing the state of the refrigerant passing through the expander, it is possible to balance the amount of passing refrigerant of the compressor and the amount of passing refrigerant of the expander. Therefore, the power that can be recovered from the refrigerant in the expander is reduced, and there is a fear that the improvement of the COP is insufficient. In other words, when a part of the refrigerant bypasses the expander, the amount of refrigerant passing through the expander is reduced, thereby reducing the power obtained in the expander. In addition, when the refrigerant is expanded in both the expansion valve and the expander, the pressure difference at the inlet and outlet of the expander is reduced, and in this case, the power obtained at the expander is also reduced.
본 발명은 이런한 점에 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 팽창기를 구비한 냉동장치에 있어서, 팽창기에서 회수할 수 있는 동력량은 감소시키지 않고, 운전상태 여하에 상관없이 압축기의 통과냉매량과 팽창기의 통과냉매량의 균형을 이룰 수 있게 하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus having an expander, which does not reduce the amount of power that can be recovered from the expander, and passes the compressor regardless of the operating state. The purpose of the present invention is to balance the amount of refrigerant and the amount of refrigerant passing through the expander.
[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]
제 1 발명은, 동력회수용 팽창기(16)가 접속된 냉매회로(11)를 구비하고, 이 냉매회로(11) 내에서 냉매를 순환시켜 냉동주기를 행하는 냉동장치를 대상으로 한다. 그리고, 상기 냉매회로(11)를 순환하는 냉매의 양을 조절하기 위해 이 냉매회로(11)의 팽창기(16)에서 압축기(15)에 이르는 냉매유통경로 도중에 배치된 냉매조정탱크(14)와, 상기 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매를 상기 압축기(15)의 흡입측으로 공급하기 위한 액 주입통로(31)와, 상기 액 주입통로(31)에서의 냉매유량을 조절하기 위한 액 유량조절기구(32)를 구비하는 것이다.The first invention is a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit (11) to which a power recovery expander (16) is connected and circulating a refrigerant in the refrigerant circuit (11) to perform a refrigeration cycle. And a
제 2 발명은 상기 제 1 발명에 있어서, 냉매조정탱크(14)는, 팽창기(16)에서 압축기(15)에 이르는 냉매유통경로 중, 증발기보다 하류측에 배치되는 것이다.2nd invention is a 1st invention WHEREIN: The refrigerant |
제 3 발명은 상기 제 1 발명에 있어서, 냉매조정탱크(14)는, 팽창기(16)에서 압축기(15)에 이르는 냉매유통경로 중, 증발기보다 상류측에 배치되는 것이다.The third invention is that in the first invention, the refrigerant adjusting
제 4 발명은 상기 제 3 발명에 있어서, 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매를 압축기(15)의 흡입측으로 공급하기 위한 가스주입통로(33)와, 상기 가스주입통로(33)에서의 냉매유량을 조절하기 위한 가스유량조절기구(34)를 구비하는 것이다.In the third aspect of the present invention, the gas injection passage (33) for supplying the gas refrigerant in the refrigerant adjusting tank (14) to the suction side of the compressor (15), and the refrigerant flow rate in the gas injection passage (33). It is to provide a gas flow
제 5 발명은 상기 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 발명에 있어서, 냉매회로(11) 내에서 냉매를 순환시켜 행하는 냉동주기의 고압이 이 냉매의 임계압력보다 높은 값으로 설정되는 것이다.In the fifth invention, in the first, second, third or fourth invention, the high pressure of the refrigerating cycle performed by circulating the refrigerant in the
제 6 발명은 상기 제 1, 제 2, 또는 제 3 발명에 있어서, 냉매회로(11) 내에서 냉매를 순환시켜 행하는 냉동주기의 고압이 이 냉매의 임계압력보다 높은 값으로 설정되며, 압축기(15)로부터 토출되는 냉매의 온도가 소정의 제어목표값이 되도록 액 유량조절기구(32)를 조작하는 제어수단(90)을 구비하는 것이다.In the sixth invention, in the first, second, or third invention, the high pressure of the refrigerating cycle performed by circulating the refrigerant in the
제 7 발명은 상기 제 4 발명에 있어서, 냉매회로(11) 내에서 냉매를 순환시켜 행하는 냉동주기의 고압이 이 냉매의 임계압력보다 높은 값으로 설정되며, 압축기(15)로부터 토출되는 냉매의 온도가 소정의 제어목표값이 되도록 액 유량조절기구(32) 및 가스유량조절기구(34)를 조작하는 제어수단(90)을 구비하는 것이다.In the fourth invention, in the fourth invention, the high pressure of the refrigerating cycle performed by circulating the refrigerant in the
제 8 발명은 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 발명에 있어서, 냉매회로(11) 내에서 냉매를 순환시켜 행하는 냉동주기의 고압이 이 냉매의 임계압력보다 높은 값으로 설정되며, 상기 냉매회로(11)에서 이루어지는 냉동주기의 고압이 소정의 제어목표값이 되도록 액 유량조절기구(32)를 조작하는 제어수단(90)을 구비하는 것이다.In the eighth invention, in the first, second or third invention, the high pressure of the refrigerating cycle performed by circulating the refrigerant in the
제 9 발명은 상기 제 4 발명에 있어서, 냉매회로(11) 내에서 냉매를 순환시켜 행하는 냉동주기의 고압이 이 냉매의 임계압력보다 높은 값으로 설정되며, 상기 냉매회로(11)에서 이루어지는 냉동주기의 고압이 소정의 제어목표값이 되도록 액 유량조절기구(32) 및 가스유량조절기구(34)를 조작하는 제어수단(90)을 구비하는 것이다.In the fourth invention, in the fourth invention, the high pressure of the refrigerating cycle performed by circulating the refrigerant in the
제 10 발명은 상기 제 6 발명에 있어서, 제어수단(90)은, 냉매회로(11)에서 이루어지는 냉동주기의 성적계수가 그 때의 운전상태에서 얻어지는 최고 값이 되도록, 냉동주기의 운전상태에 기초하여 제어목표값을 설정하도록 구성되는 것이다.In the sixth invention, in the sixth invention, the control means (90) is based on the operation state of the refrigerating cycle so that the grade factor of the refrigerating cycle made in the refrigerant circuit (11) becomes the highest value obtained in the operation state at that time. It is configured to set the control target value.
제 11 발명은 상기 제 7 또는 제 9 발명에 있어서, 제어수단(90)은, 냉매회로(11)에서 이루어지는 냉동주기의 성적계수가 그 때의 운전상태에서 얻어지는 최고 값이 되도록, 냉동주기의 운전상태에 기초하여 제어목표값을 설정하도록 구성되는 것이다.In the eleventh invention, in the seventh or ninth invention, the control means 90 operates the refrigeration cycle so that the resultant coefficient of the refrigeration cycle made by the
제 12 발명은 상기 제 9 발명에 있어서, 제어수단(90)은, 냉매회로(11)에서 이루어지는 냉동주기의 성적계수가 그 때의 운전상태에서 얻어지는 최고 값이 되도록, 냉동주기의 운전상태에 기초하여 제어목표값을 설정하도록 구성되는 것이다.In the ninth invention, in the ninth invention, the control means (90) is based on the operation state of the refrigerating cycle so that the grade factor of the refrigerating cycle made in the refrigerant circuit (11) becomes the highest value obtained in the operation state at that time. It is configured to set the control target value.
제 13 발명은 상기 제 5 내지 제 10 발명 중 어느 한 발명에 있어서, 냉매회로(11)에는, 이산화탄소가 냉매로서 충전되는 것이다.In the thirteenth invention, in any one of the fifth to tenth inventions, the
-작용--Action-
상기 제 1 발명에서는, 냉매회로(11)에 팽창기(16)가 배치된다. 이 냉매회로(11)에서 압축기(15)로부터 토출된 냉매는, 예를 들어 실외공기에 방열한 후, 팽창기(16)에서 팽창되고, 이어서 공기 등으로부터 흡열하여 증발한 다음, 압축기(15)로 흡입되어 압축된다. 냉매회로(11)에서는, 이와 같이 냉매가 순환하여 냉동주기가 이루어진다. 냉매회로(11)에는 냉매조정탱크(14)가 배치된다. 이 냉매조정탱크(14)는, 내부에 저류된 액냉매의 양을 변화시킴으로써, 냉매회로(11)를 순환시키는 냉매량을 조절하기 위한 것이다.In the first invention, the
이 발명의 냉매회로(11)에서는, 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매를, 액 주입통로(31)를 통해 압축기(15)의 흡입측으로 공급 가능하게 구성된다. 액 주입통로(31)에서의 냉매유량은, 액 유량조절기구(32)를 조작함으로써 조절된다. 예를 들어 압축기(15)로 흡입되는 냉매의 과열도가 높아져 그 밀도가 지나치게 작아지면, 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량이 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량에 비해 과소해져, 냉동주기의 고압을 적절한 값으로 설정할 수 없게 될 우려가 있다. 이와 같은 경우에 액 주입통로(31)를 통해 압축기(15)의 흡입측으로 액냉매를 공급하면, 압축기(15)로 흡입되는 냉매의 밀도가 증대하여, 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량이 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량과 균형을 이룬다.In the
상기 제 2 발명에서는, 냉매회로(11)의 증발기에서 압축기(15)에 이르는 냉매유통경로에 냉매조정탱크(14)가 배치된다. 이 냉매회로(11)에서, 증발기로부터 유출된 냉매는 냉매조정탱크(14)로 일단 유입된다. 그리고 압축기(15)는, 냉매조정탱크(14) 내의 포화가스냉매를 흡입한다.In the second invention, the
상기 제 3 발명에서는, 냉매회로(11)의 팽창기(16)에서 증발기에 이르는 냉매유통경로에 냉매조정탱크(14)가 배치된다. 이 냉매회로(11)에서, 팽창기(16)로부터 유출된 냉매는, 냉매조정탱크(14)로 일단 유입된다. 그리고 증발기로는 냉매조정탱크(14) 내의 포화액냉매가 공급된다.In the third invention, the
상기 제 4 발명에서는, 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매를, 가스주입통로(33)를 통해 압축기(15)의 흡입측으로 공급 가능하게 구성된다. 가스주입통로(33)에서의 냉매유량은, 가스유량조절기구(34)를 조작함으로써 조절된다. 예를 들어, 압축기(15)로 흡입되는 냉매가 젖은 상태로 되어 그 밀도가 지나치게 커지면, 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량이 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량에 비해 과다해져, 냉동주기의 고압을 적절한 값으로 설정할 수 없게 될 우려가 있다. 이와 같은 경우에 가스주입통로(33)를 통해 압축기(15)의 흡입측으로 가스냉매를 공급하면, 압축기(15)로 흡입되는 냉매의 밀도가 감소되어, 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량이 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량과 균형을 이룬다.In the fourth aspect of the present invention, the gas refrigerant in the
상기 제 5, 제 6 및 제 7 발명에서는, 냉매회로(11)에서 이루어지는 냉동주기의 고압이 이 냉매의 임계압력보다 높은 값으로 설정된다. 즉, 압축기(15)로부터 토출되는 냉매는 초임계상태가 된다.In the fifth, sixth and seventh inventions, the high pressure of the refrigerating cycle made in the
상기 제 6 발명에서는, 액유량조절기구(32)를 조작하는 제어수단(90)이 구성된다. 제어수단(90)이 액유량조절기구(32)를 조작하면, 액주입통로(31)를 통해 압축기(15)의 흡입측으로 공급되는 냉매의 유량이 변화된다. 이에 따라, 압축기(15)의 흡입냉매 상태가 변화되어, 압축기(15)의 토출냉매 온도도 변화된다. 그리고 제어수단(90)은, 압축기(15)로부터 토출되는 냉매의 온도가 소정의 제어목표값으로 되도록, 액유량조절기구(32)를 조작하여 액주입통로(31)로부터 압축기(15)로의 냉매공급량을 조절한다.In the sixth invention, a control means 90 for operating the liquid flow
상기 제 7 발명에서는, 액유량조절기구(32) 및 가스유량조절기구(34)를 조작하는 제어수단(90)이 구성된다. 제어수단(90)이 액유량조절기구(32)를 조작하면, 액주입통로(31)를 통해 압축기(15)의 흡입측으로 공급되는 냉매의 유량이 변화된다. 한편, 제어수단(90)이 가스유량조절기구(34)를 조작하면, 가스주입통로(33)를 통해 압축기(15)의 흡입측으로 공급되는 냉매의 유량이 변화된다. 이에 따라, 압축기(15)의 흡입냉매 밀도가 변화되어, 압축기(15)의 토출냉매 온도도 변화된다. 그리고 제어수단(90)은, 압축기(15)로부터 토출되는 냉매의 온도가 소정의 제어목표값으로 되도록, 액유량조절기구(32)를 조작하여 액주입통로(31)로부터 압축기(15)로의 냉매공급량을 조절하거나, 혹은 가스유량조절기구(34)를 조작하여 가스주입통로(33)에서 압축기(15)로의 냉매공급량을 조절한다.In the seventh invention, the control means 90 for operating the liquid flow
상기 제 8 발명에서는, 액유량조절기구(32)를 조작하는 제어수단(90)이 구성된다. 제어수단(90)이 액유량조절기구(32)를 조작하면, 액주입통로(31)에서 압축기(15)의 흡입측으로 공급되는 냉매의 유량이 변화되어, 압축기(15)의 흡입냉매 상태가 변화된다. 그리고 압축기(15)의 토출냉매 밀도가 변화됨으로써 팽창기(16)로 유입되는 냉매의 밀도도 변화되며, 이에 따라, 냉동주기의 고압이 변화된다. 여기에 제어수단(90)은, 냉매회로(11)에서 이루어지는 냉동주기의 고압이 소정의 제어목표값으로 되도록, 액유량조절기구(32)를 조작하여 액주입통로(31)로부터 압축기(15)로의 냉매공급량을 조절한다.In the eighth invention, the control means 90 for operating the liquid flow
상기 제 9 발명에서는, 액유량조절기구(32) 및 가스유량조절기구(34)를 조작하는 제어수단(90)이 구성된다. 제어수단(90)이 액유량조절기구(32)를 조작하면, 액주입통로(31)를 통해 압축기(15)의 흡입측으로 공급되는 냉매의 유량이 변화된다. 한편, 제어수단(90)이 가스유량조절기구(34)를 조작하면, 가스주입통로(33)를 통해 압축기(15)의 흡입측으로 공급되는 냉매의 유량이 변화된다. 이와 같이, 액유량조절기구(32)나 가스유량조절기구(34)를 조작하면, 압축기(15)의 흡입냉매 상태가 변화된다. 그리고 압축기(15)의 토출냉매 밀도가 변화되어, 팽창기(16)로 유입되는 냉매의 밀도도 변화되며, 이에 따라 냉동주기의 고압이 변화된다. 여기에, 제어수단(90)은, 냉매회로(11)에서 이루어지는 냉동주기의 고압이 소정의 제어목표값으로 되도록, 액유량조절기구(32)를 조작하여 액주입통로(31)로부터 압축기(15)로의 냉매공급량을 조절하거나, 혹은 가스유량조절기구(34)를 조작하여 가스주입통로(33)에서 압축기(15)로의 냉매공급량을 조절한다.In the ninth invention, a control means 90 for operating the liquid flow
상기 제 10, 제 11 및 제 12 발명에서는, 제어수단(90)이 냉동주기의 운전상태에 기초하여 제어목표값을 설정한다. 이때, 제어수단(90)은, 냉동주기의 고압이 그 때의 운전상태에서 최고 COP를 얻을 수 있는 값이 되도록, 제어목표값의 값을 정한다.In the tenth, eleventh and twelfth inventions, the control means 90 sets the control target value based on the operating state of the refrigerating cycle. At this time, the control means 90 determines the value of the control target value so that the high pressure of the refrigerating cycle becomes a value that can obtain the highest COP in the operation state at that time.
상기 제 13 발명에서는, 냉매회로(11)에 충전하는 냉매로서 이산화탄소(CO2)가 이용된다.In the thirteenth invention, carbon dioxide (CO 2 ) is used as the refrigerant to be charged in the refrigerant circuit (11).
[발명의 효과][Effects of the Invention]
본 발명에서는, 냉매회로(11)에 액주입통로(31)가 배치되며, 이 액주입통로(31)를 통해 압축기(15)의 흡입측으로 액냉매의 공급이 가능하게 구성된다. 그리고 아무런 대책을 강구하지 않으면 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량과 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량과의 균형을 이루지 못하는 운전상태라도, 압축기(15)의 흡입측으로 액냉매를 공급하여 압축기(15)의 흡입냉매 밀도를 조절함으로써, 양자가 균형을 이루게 하여 냉동주기의 고압을 적절한 값으로 설정할 수 있게 된다.In the present invention, the
이와 같이, 본 발명에 의하면, 방열 후의 모든 냉매를 그대로인 상태로 팽창기(16)로 도입하면서, 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량과 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량이 균형을 이룰 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 팽창기(16)에서 회수할 수 있는 동력량은 감소시키지 않고, 운전상태 여하에 상관없이 압축기(15)의 통과냉매량과 팽창기(16) 통과냉매량의 균형을 이루게 하기가 가능해진다.As described above, according to the present invention, the amount of refrigerant that can pass through the
특히 상기 제 4 발명에서는, 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매를 가스주입통로(33)에 의해 압축기(15)의 흡입측으로 공급 가능하게 구성된다. 따라서 이 발명에 의하면, 아무런 대책을 강구하지 않으면 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량이 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량에 비해 과다해지는 운전상태라도, 가스주입통로(33)에서 압축기(15)의 흡입측으로 가스냉매를 공급함으로써, 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량과 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량의 균형을 이루게 하는 것이 가능해진다.In particular, in the fourth aspect of the present invention, the gas refrigerant in the
상기 제 10, 제 11 및 제 12 발명에서는, 그 때의 운전상태에서 최고의 COP를 얻을 수 있도록 제어수단(90)이 제어목표값을 설정한다. 따라서, 이 제 10 발명에 의하면, 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량과 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량을 단순히 균형을 이루게 하는 것만이 아닌, 냉동주기의 운전조건을 최적화할 수 있다.In the tenth, eleventh, and twelfth inventions, the control means 90 sets the control target value so as to obtain the best COP in the operation state at that time. Therefore, according to the tenth invention, it is possible to optimize not only a balance between the amount of refrigerant that can pass through the
도 1은 제 1 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.1 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the first embodiment.
도 2는 냉매회로에서 이루어지는 냉동주기를 나타낸 몰리에르 선도(압력-엔탈피 선도)이다.Fig. 2 is a Moliere diagram (pressure-enthalpy diagram) showing a refrigeration cycle made in the refrigerant circuit.
도 3은 제 2 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.3 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the second embodiment.
도 4는 제 3 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.4 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the third embodiment.
도 5는 제 4 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.5 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the fourth embodiment.
도 6은 제 4 실시형태 제 1 변형예의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.Fig. 6 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the first modification to the fourth embodiment.
도 7은 제 4 실시형태 제 2 변형예의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.Fig. 7 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the second modification of the fourth embodiment.
도 8은 제 4 실시형태 제 3 변형예의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.8 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the third modification to the fourth embodiment.
도 9는 제 5 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.9 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the fifth embodiment.
도 10은 제 6 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.Fig. 10 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the sixth embodiment.
도 11은 제 7 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.11 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the seventh embodiment.
도 12는 제 8 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.12 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the eighth embodiment.
도 13은 제 8 실시형태 제 1 변형예의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.Fig. 13 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the first modification to the eighth embodiment.
도 14는 제 8 실시형태 제 2 변형예의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.Fig. 14 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the second modification of the eighth embodiment.
도 15는 제 8 실시형태 제 3 변형예의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.Fig. 15 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the third modification to the eighth embodiment.
도 16은 제 8 실시형태 제 4 변형예의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이 다.Fig. 16 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the fourth modification of the eighth embodiment.
도 17은 제 9 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.17 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the ninth embodiment.
도 18은 제 10 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.18 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the tenth embodiment.
도 19는 제 10 실시형태 변형예의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.19 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the tenth embodiment of the modification.
도 20은 제 11 실시형태의 공조기에서 냉매회로의 배관계통도이다.20 is a piping system diagram of a refrigerant circuit in the air conditioner of the eleventh embodiment.
[부호의 설명][Description of the code]
10 : 공조기(냉동장치) 11 : 냉매회로10: air conditioner (refrigeration device) 11: refrigerant circuit
14 : 냉매조정탱크 15 : 압축기14: refrigerant adjusting tank 15: compressor
16 : 팽창기 31 : 액주입배관(액주입통로)16: inflator 31: liquid injection pipe (liquid injection passage)
32 : 액측 조절밸브(액 유량조절기구)32: liquid side control valve (liquid flow control mechanism)
33 : 가스주입배관(가스주입통로)33: gas injection pipe (gas injection passage)
34 : 가스측 조절밸브(가스 유량조절기구)34 gas control valve (gas flow control mechanism)
90 : 제어기(제어수단)90 controller (control means)
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명하기로 한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail based on drawing.
[제 1 실시형태][First embodiment]
본 발명의 제 1 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 본 발명에 관한 냉동장치에 의해 구성된다.A first embodiment of the present invention will be described. The
도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 공조기(10)는 냉매회로(11)를 구비한다. 이 냉매회로(11)는, 이산화탄소(CO2)가 냉매로서 충전된 폐쇄회로이다. 냉매회로(11)에는 압축기(15)와, 팽창기(16), 실외열교환기(12), 실내열교환기(13), 및 냉매조정탱크(14)가 구성된다. 또, 냉매회로(11)에는 2개의 사방향선택밸브(21, 22)가 배치된다.As shown in FIG. 1, the
상기 압축기(15) 및 팽창기(16)는, 모두 용적형 유체기계(요동피스톤형의 회전식 유체기계, 롤링피스톤형의 회전식 유체기계, 스크롤 유체기계 등)로 구성된다. 압축기(15)와 팽창기(16)는, 모터(17)와 더불어 1개의 케이싱에 수납된다. 도시하지 않았으나, 압축기(15)와 팽창기(16)와 모터(17)는 1개의 축으로 연결된다.The
상기 실외열교환기(12) 및 실내열교환기(13)는, 모두 냉매를 공기와 열교환시키는 핀-튜브 열교환기로 구성된다. 또, 상기 냉매조정탱크(14)는 세로로 긴 원통형으로 형성된 탱크이다.The
상기 2개의 사방향선택밸브(21, 22)는, 각각이 4개의 포트를 구비한다. 그리고 각 사방향선택밸브(21, 22)는, 제 1 포트와 제 3 포트가 연통되고 또, 제 2 포트와 제 4 포트가 연통되는 제 1 상태(도 1에 실선으로 나타낸 상태)와, 제 1 포트와 제 4 포트가 연통되고 또, 제 2 포트와 제 3 포트가 연통되는 제 2 상태(도 1에 파선으로 나타낸 상태)로 전환 자유롭게 구성된다.The two four-
상기 냉매회로(11)의 구성에 대해 설명한다. 압축기(15)는, 그 흡입측이 제 1 사방향선택밸브(21)의 제 2 포트에, 그 토출측이 제 1 사방향선택밸브(21)의 제 1 포트에 각각 접속된다. 제 1 사방향선택밸브(21)는, 제 3 포트가 실외열교환기(12)의 한 끝에, 제 4 포트가 실내열교환기(13)의 한 끝에 각각 접속된다. 팽창기(16)는, 그 유입측이 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 3 포트에, 그 유출측이 냉매조정탱크(14)의 상부에 각각 접속된다. 냉매조정탱크(14)의 하부는, 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 4 포트에 접속된다. 제 2 사방향선택밸브(22)는, 제 1 포트가 실외열교환기(12)의 다른 끝에, 제 2 포트가 실내열교환기(13)의 다른 끝에 각각 접속된다. 이 냉매회로(11)에 있어서, 냉매조정탱크(14)는 팽창기(16)로부터 실외열교환기(12)와 실내열교환기(13) 중, 증발기로서 기능하는 쪽에 이르는 냉매유통경로의 도중에 배치된다.The configuration of the
상기 냉매회로(11)에는, 액주입통로를 구성하는 액주입배관(31)과, 가스주입통로를 구성하는 가스주입배관(33)이 배치된다. 액주입배관(31)은 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 저부에, 다른 끝이 압축기(15) 흡입측에 각각 접속된다. 액주입배관(31) 도중에는, 액측 유량조절기구로서의 액측 조절밸브(32)가 배치된다. 가스주입배관(33)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 정상부에, 다른 끝이 압축기(15) 흡입측에 각각 접속된다. 가스주입배관(33) 도중에는, 가스측 유량조절기구로서의 가스측 조절밸브(34)가 배치된다. 액측 조절밸브(32)와 가스측 조절밸브(34)는 모두 개방도 가변의 전동밸브로 구성된다.In the
상기 공조기(10)에는, 제어수단으로서의 제어기(90)가 구성된다. 이 제어기(90)는, 액측 조절밸브(32)와 가스측 조절밸브(34)의 개방도 조절을 행하도록 구성된다. 구체적으로, 이 제어기(90)는, 압축기(15) 토출냉매온도의 목표값을 제어목 표값으로 설정하고, 압축기(15) 토출냉매온도의 실측값이 제어목표값이 되도록 액측 조절밸브(32)와 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 조절한다. 이때, 제어기(90)는, 그 시점의 운전상태에서 냉동주기의 성적계수(COP)가 최고가 되는 냉동주기의 고압 값을 제어목표값으로 설정한다.The
-운전동작-Operation operation
상기 공조기(10)의 동작에 대해 설명한다.The operation of the
<냉방운전><Cooling operation>
냉방운전 시에는, 제 1 사방향선택밸브(21) 및 제 2 사방향선택밸브(22)가 제 1 상태(도 1에 실선으로 나타낸 상태)로 설정되어, 냉매회로(11) 내에서 냉매가 도 1에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 이때, 실외열교환기(12)가 가스냉각기가 되고, 실내열교환기(13)가 증발기가 된다.In the cooling operation, the first four-
구체적으로, 압축기(15)로부터 토출된 초임계상태의 냉매는, 실외열교환기(12)로 유입되어 실외공기에 방열한 후, 팽창기(16)로 유입된다. 팽창기(16)에서는 유입된 냉매가 팽창되며, 이로써 얻어진 동력이 압축기(15)에 전달된다. 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 냉매조정탱크(14)로 유입되어 액냉매와 가스냉매로 분리된다. 냉매조정탱크(14)에서 유출된 액냉매는, 실내열교환기(13)로 유입되고 실내공기로부터 흡열하여 증발한다. 실내열교환기(13)에서는, 실내공기가 냉매에 의해 냉각된다. 실내열교환기(13)에서 증발한 냉매는, 압축기(15)로 흡입되어 압축된다.Specifically, the supercritical refrigerant discharged from the
<난방운전><Heating operation>
난방운전 시에는, 제 1 사방향선택밸브(21) 및 제 2 사방향선택밸브(22)가 제 2 상태(도 1에 파선으로 나타낸 상태)로 설정되어, 냉매회로(11) 내에서 냉매가 도 1에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 이때, 실내열교환기(13)가 가스냉각기가 되고, 실외열교환기(12)가 증발기가 된다.At the time of heating operation, the first four-
구체적으로, 압축기(15)로부터 토출된 초임계상태의 냉매는, 실내열교환기(13)로 유입되어 실내공기에 방열한 후, 팽창기(16)로 유입된다. 실내열교환기(13)에서는, 실내공기가 냉매에 의해 가열된다. 팽창기(16)에서는 유입된 냉매가 팽창되며, 이로써 얻어진 동력이 압축기(15)로 전달된다. 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 냉매조정탱크(14)로 유입되어 액냉매와 가스냉매로 분리된다. 냉매조정탱크(14)에서 유출된 액냉매는, 실외열교환기(12)로 유입되고 실외공기로부터 흡열하여 증발한다. 실외열교환기(12)에서 증발한 냉매는, 압축기(15)로 흡입되어 압축된다.Specifically, the supercritical refrigerant discharged from the
-제어기의 제어동작-Control operation of controller
우선, 액측 조절밸브(32)나 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 변화시킨 경우에, 냉동주기의 운전상태가 어떻게 변화하는지를 설명한다.First, when the opening degree of the liquid
도 2의 몰리에르 선도(압력-엔탈피 선도)에는, 냉매의 증발압력(즉, 냉동주기의 저압)이 PL이고, 가스냉각기 출구에서의 냉매온도가 Tgc인 냉동주기를 도시한다. 이 운전상태에서 최고의 성적계수가 얻어지는 냉동주기는, A-B-C-D로 표시된 냉동주기인 것으로 한다. 즉, 압축기(15)로부터 토출되는 냉매의 온도가 Td인 경우 (즉, 냉동주기의 고압이 PH인 경우)에, 냉동주기의 COP가 최고가 되는 것으로 가정한다.The Moliere diagram (pressure-enthalpy diagram) of FIG. 2 shows a refrigeration cycle in which the evaporation pressure of the refrigerant (ie, the low pressure of the refrigeration cycle) is P L and the refrigerant temperature at the outlet of the gas cooler is T gc . The refrigeration cycle in which the best performance factor is obtained in this operating state is the refrigeration cycle indicated by ABCD. That is, it is assumed that when the temperature of the refrigerant discharged from the
여기서, 냉동주기의 고압이 냉매의 임계압력을 초과하는 이른바 초임계주기에서는, 냉매의 증발압력(즉, 냉동주기의 저압)과, 압축기(15)로 흡입되는 냉매의 상태(구체적으로는 과열도 혹은 습윤도)와, 가스냉각기 출구에서의 냉매온도를 정하면, 이에 따라 냉동주기의 COP가 최고인 냉동주기의 고압을 특정할 수 있다.Here, in the so-called supercritical cycle in which the high pressure of the refrigerating cycle exceeds the critical pressure of the refrigerant, the evaporation pressure of the refrigerant (that is, the low pressure of the refrigerating cycle) and the state of the refrigerant sucked into the compressor 15 (specifically, the degree of superheat) Or wetness) and the refrigerant temperature at the outlet of the gas cooler, it is possible to specify the high pressure of the freezing cycle in which the COP of the freezing cycle is the highest.
냉매회로(11)에서, A'-B'-C'-D'로 표시된 냉동주기가 이루어진 것으로 한다. 이때, 압축기(15)로 흡입되는 냉매의 상태가 점A'의 상태이다. 점A' 상태의 냉매는, 점A 상태의 냉매에 비해 밀도가 낮다. 이 경우에, 액주입배관(31)으로부터의 액냉매 공급을 개시하거나, 혹은 액주입배관(31)으로부터의 액냉매 공급량을 증대시키면, 압축기(15)로 흡입되는 냉매는 점A'의 상태에서 점A 상태에 가까워져 그 밀도가 상승한다. 압축기(15)로 흡입되는 냉매의 밀도가 상승하면, 그에 따라 팽창기(16)로 유입되는 냉매의 밀도도 상승한다. 이로써, 점C'는, 온도(Tgc)의 등온선상을 밀도가 커지는 방향으로 이동하여 점C에 가까워져간다. 그리고 냉동주기의 고압(P'H)이 상승하여 압력(PH)에 가까워짐과 더불어, 압축기(15)의 토출냉매 온도가 저하되어 온도(Td)에 가까워지게 되고, 냉동주기 전체가 A-B-C-D로 표시되는 이상적인 것에 가까워져간다.In the
또, 냉매회로(11)에서, A"-B"-C"-D"로 표시된 냉동주기가 이루어진 것으로 한다. 이때, 압축기(15)로 흡입되는 냉매의 상태가 점A"의 상태이다. 점A" 상태 의 냉매는, 점A 상태의 냉매에 비해 밀도가 높다. 이 경우에, 가스주입배관(33)으로부터의 가스냉매 공급을 개시하거나, 혹은 가스주입배관(33)으로부터의 가스냉매 공급량을 증대시키면, 압축기(15)로 흡입되는 냉매는 점A"의 상태에서 점A 상태에 가까워져 그 밀도가 저하된다. 압축기(15)로 흡입되는 냉매의 밀도가 저하되면, 그에 따라 팽창기(16)로 유입되는 냉매의 밀도도 저하된다. 이로써, 점C"는, 온도(Tgc)의 등온선상을 밀도가 작아지는 방향으로 이동하여 점C에 가까워져간다. 그리고 냉동주기의 고압(P"H)이 저하되어 압력(PH)에 가까워짐과 더불어, 압축기(15)의 토출냉매 온도가 상승하여 온도(Td)에 가까워지게 되고, 냉동주기 전체가 A-B-C-D로 표시되는 이상적인 것에 가까워져간다.In the
다음으로, 제어기(90)의 제어동작에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이 제어기(90)는, 압축기(15)로부터의 토출냉매 온도에 관한 제어목표값을 설정한다. 구체적으로, 제어기(90)는, 냉동주기 저압압력의 실측값과 가스냉각기 출구 냉매온도의 실측값을 센서 등으로부터 취득한다. 한편, 이 제어기(90)는, 냉동주기의 COP가 최고가 되는 압축기(15)의 토출 냉매온도를, 냉동주기의 저압압력과 가스냉각기 출구의 냉매온도의 함수로서 미리 기억한다. 이때, 압축기(15)의 흡입냉매 상태는, 예를 들어 "과열도 5℃" 혹은 "포화상태" 등과 같이 미리 정해둔다. 제어기(90)는, 이 기억한 함수에 취득한 실측값을 대입시켜 연산을 행하고, 이로써 얻어진 값을 제어목표값으로 설정한다.Next, the control operation of the
그리고 제어기(90)는, 설정한 제어목표값을 압축기(15) 토출 냉매온도의 실 측값과 대비하고, 그 결과에 기초하여 액측 조절밸브(32)나 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 제어한다.The
예를 들어, 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값보다 높은 것으로 한다. 이때, 가스측 조절밸브(34)가 개방된 상태라면, 제어기(90)는 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 조여간다. 가스측 조절밸브(34)가 전폐인 상태가 되어도 여전히 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값보다 높으면, 제어기(90)는 액측 조절밸브(32)의 개방도를 증대시켜간다. 역으로, 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값보다 낮은 것으로 한다. 이때, 액측 조절밸브(32)가 개방된 상태라면, 제어기(90)는 액측 조절밸브(32)의 개방도를 조여간다. 액측 조절밸브(32)가 전폐인 상태가 되어도 여전히 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값보다 낮으면, 제어기(90)는 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 증대시켜간다.For example, it is assumed that the measured value of the discharged refrigerant temperature of the
-제 1 실시형태의 효과-Effect of the first embodiment
본 실시형태의 공조기(10)에서는, 냉매회로(11)에 액주입배관(31)이 구성되어, 이 액주입배관(31)을 통해 압축기(15)의 흡입측으로 액냉매 공급이 가능하게 구성된다. 그리고 아무런 대책을 강구하지 않으면 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량과 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량과의 균형을 잃게 되는 운전상태라도, 압축기(15)의 흡입측으로 액냉매를 공급하여 압축기(15)의 흡입냉매 밀도를 조절함으로써, 양자의 균형을 이루게 하여 냉동주기의 고압을 적절한 값으로 설정할 수 있게 된다.In the
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 가스냉각기로부터 유출된 모든 냉매를 그대로의 상태로 팽창기(16)로 도입하면서, 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량과 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량이 균형을 이루게 할 수 있다. 따라서 본 실시형태에 의하면, 팽창기(16)에서 회수할 수 있는 동력량은 감소시키지 않고, 운전상태 여하에 상관없이 압축기(15)의 통과냉매량과 팽창기(16) 통과냉매량의 균형을 이루게 하는 것이 가능해진다.As described above, according to the present embodiment, the amount of refrigerant that can pass through the
또, 본 실시형태의 공조기(10)에서는, 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매를 가스주입배관(33)에 의해 압축기(15)의 흡입측으로 공급 가능하게 구성된다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 아무런 대책을 강구하지 않으면 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량이 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량에 비해 과다해지는 운전상태에서도, 가스주입배관(33)으로 압축기(15)의 흡입측에 가스냉매를 공급함으로써, 압축기(15)를 통과할 수 있는 냉매량과 팽창기(16)를 통과할 수 있는 냉매량이 균형을 이루게 할 수 있다.In the
[제 2 실시형태]Second Embodiment
본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 상기 제 1 실시형태의 공조기(10)에서 냉매회로(11)와 제어기(90)의 구성을 변경한 것이다. 여기서, 본 실시형태의 공조기(10)에 대해, 상기 제 1 실시형태와 다른 점을 설명한다.A second embodiment of the present invention will be described. The
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 냉매회로(11)에서는, 제 2 사방향선택밸브(22) 대신 브리지회로(40)가 구성된다. 상기 브리지회로(40)는, 4개의 역 지밸브(41∼44)를 브리지 형태로 접속한 것이다. 이 브리지회로(40)는, 제 1 역지밸브(41) 및 제 4 역지밸브(44)의 유입측이 팽창기(16)의 유출측에, 제 2 역지밸브(42) 및 제 3 역지밸브(43)의 유출측이 팽창기(16)의 유입측에, 제 1 역지밸브(41)의 유출측 및 제 2 역지밸브(42)의 유입측이 실내열교환기(13)의 다른 끝에, 제 3 역지밸브(43)의 유입측 및 제 4 역지밸브(44)의 유출측이 실외열교환기(12)의 다른 끝에 각각 접속된다.As shown in FIG. 3, in the
또, 본 실시형태의 냉매회로(11)에서는, 냉매조정탱크(14)의 배치가 상기 제 1 실시형태와 다르다. 이 냉매회로(11)에서 냉매조정탱크(14)는, 실외열교환기(12)와 실내열교환기(13) 중, 증발기로 기능하는 쪽에서 압축기(15)에 이르는 냉매유통경로의 도중에 배치된다. 구체적으로, 이 냉매조정탱크(14)는, 그 상부가 제 1 사방향선택밸브(21)의 제 2 포트에, 그 정상부가 압축기(15)의 흡입측에 각각 접속된다.In the
또한, 본 실시형태의 냉매회로(11)에서는, 액주입배관(31) 및 액측 조절밸브(32)만이 배치되며, 가스주입배관(33) 및 가스측 조절밸브(34)는 생략된다. 이 냉매회로(11)에서 액주입배관(31)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14) 저부에, 다른 끝이 압축기(15)의 흡입측에 각각 접속된다. 이 점은 상기 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지이다.In the
또, 본 실시형태의 제어기(90)는, 가스주입배관(33) 및 가스측 조절밸브(34)를 생략함에 따라, 액측 조절밸브(32)의 개방도 조절만을 행하도록 구성된다. 즉, 이 제어기(90)는, 압축기(15) 토출 냉매온도의 목표값을 제어목표값으로 설정하고, 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값이 되도록 액측 조절밸브(32)의 개방도를 조절한다.Moreover, the
-운전동작-Operation operation
상기 공조기(10)의 동작에 대해 설명한다.The operation of the
<냉방운전><Cooling operation>
냉방운전 시에는, 제 1 사방향선택밸브(21)가 제 1 상태(도 3에 실선으로 나타낸 상태)로 설정되며, 냉매회로(11) 내에서 냉매가 도 3에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 이때, 실외열교환기(12)가 가스냉각기가 되고, 실내열교환기(13)가 증발기가 된다.In the cooling operation, the first four-
구체적으로, 압축기(15)로부터 토출된 초임계상태의 냉매는, 실외열교환기(12)로 유입되어 실외공기에 방열한 후 팽창기(16)로 유입된다. 팽창기(16)에서는 유입된 냉매가 팽창되며, 이로써 얻어진 동력이 압축기(15)로 전달된다. 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 실내열교환기(13)로 유입되고 실내공기로부터 흡열하여 증발한다. 실내열교환기(13)에서는, 실내공기가 냉매에 의해 냉각된다. 실내열교환기(13)를 통과한 냉매는 냉매조정탱크(14)로 유입되고, 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매가 압축기(15)로 흡입되어 압축된다. 이때, 냉매조정탱크(14)에는 액냉매가 저류되므로, 냉매조정탱크(14)로부터 압축기(15)로 흡입되는 가스냉매는 포화상태가 된다.Specifically, the supercritical refrigerant discharged from the
<난방운전><Heating operation>
난방운전 시에는, 제 1 사방향선택밸브(21)가 제 2 상태(도 3에 파선으로 나 타낸 상태)로 설정되어, 냉매회로(11) 내에서 냉매가 도 3에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 이때, 실내열교환기(13)가 가스냉각기가 되고, 실외열교환기(12)가 증발기가 된다.At the time of heating operation, the first four-
구체적으로, 압축기(15)로부터 토출된 초임계상태의 냉매는, 실내열교환기(13)로 유입되어 실내공기에 방열한 후 팽창기(16)로 유입된다. 실내열교환기(13)에서는, 실내공기가 냉매에 의해 가열된다. 팽창기(16)에서는 유입된 냉매가 팽창되며, 이로써 얻어진 동력이 압축기(15)로 전달된다. 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 실외열교환기(12)로 유입되고 실외공기로부터 흡열하여 증발한다. 실외열교환기(12)를 통과한 냉매는 냉매조정탱크(14)로 유입되고, 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매가 압축기(15)로 흡입되어 압축된다. 이때, 냉매조정탱크(14)에는 액냉매가 저류되므로, 냉매조정탱크(14)로부터 압축기(15)로 흡입되는 가스냉매는 포화상태가 된다.Specifically, the supercritical refrigerant discharged from the
-제어기의 제어동작-Control operation of controller
상기 제어기(90)는, 압축기(15)의 토출 냉매온도에 관한 제어목표값을 설정한다. 이때, 제어기(90)는, 상기 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로 하여 제어목표값을 설정한다. 즉, 제어기(90)는, 냉동주기의 저압압력 실측값과 가스냉각기 출구의 냉매온도 실측값에 기초하여 연산을 행하여, 냉동주기의 COP가 최고가 되는 압축기(15)의 토출 냉매온도를 산출하고, 그 값을 제어목표값으로 설정한다.The
그리고 제어기(90)는, 설정한 제어목표값을 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값과 대비하고, 그 결과에 기초하여 액측 조절밸브(32)의 개방도를 제어한다. 즉, 제어기(90)는, 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값보다 높으면 액측 조절밸브(32)의 개방도를 확대시키는 한편, 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값보다 낮으면 액측 조절밸브(32)의 개방도를 축소시킨다.The
[제 3 실시형태][Third Embodiment]
본 발명의 제 3 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 상기 제 2 실시형태의 공조기(10)에서 냉매회로(11)의 구성을 변경한 것이다. 여기서, 본 실시형태의 공조기(10)에 대해, 상기 제 2 실시형태와 다른 점을 설명한다.A third embodiment of the present invention will be described. The
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 냉매회로(11)에는, 내부열교환기(50)가 추가된다. 내부열교환기(50)는, 제 1 유로(51)와 제 2 유로(52)를 구비하며, 제 1 유로(51)의 냉매와 제 2 유로(52)의 냉매를 열교환시킨다. 또, 내부열교환기(50)에서는, 제 2 유로(52)에 면하는 전열(傳熱)면적이 제 1 유로(51)에 면하는 전열면적보다 크다. 이 내부열교환기(50)는, 제 1 유로(51)가 브리지회로(40)와 실외열교환기(12) 사이의 배관에 접속되며, 제 2 유로(52)가 브리지회로(40)와 실내열교환기(13) 사이의 배관에 접속된다.As shown in FIG. 4, the
-운전동작-Operation operation
냉방운전 시에는, 냉매회로(11) 내에서 냉매가 도 4에 실선화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 이때, 내부열교환기(50)에서는, 실외열교환기(12)에서 유출된 액냉매가 제 1 유로(51)를 흐르고, 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매가 제 2 유로(52)를 흐른다. 즉, 내부열교환기(50)에서는, 전열면적이 큰 제 2 유로(52)를 기체액체 2상 상태의 냉매가 흐른다. 이로써 제 1 유로(51)의 냉매와 제 2 유로(52)의 냉매 사이에서 열교환량이 비교적 많아져, 제 1 유로(51)를 통과하는 사이에 액냉매의 온도가 비교적 크게 저하된다. 제 1 유로(51)를 통과하는 사이에 온도가 저하된 냉매는, 그 후에 팽창기(16)로 유입된다. 이와 같이 팽창기(16)로는, 내부열교환기(50)에서 냉각되어 밀도가 커진 냉매가 도입된다.In the cooling operation, the coolant circulates in the
한편 난방운전 시에는, 냉매회로(11) 내에서 냉매가 도 4에 점선화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 이때, 내부열교환기(50)에서는, 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매가 제 1 유로(51)를 흐르고, 실내열교환기(13)서 유출된 액냉매가 제 2 유로(52)를 흐른다. 즉, 내부열교환기(50)에서는, 전열면적이 좁은 제 1 유로(51)를 기체액체 2상 상태의 냉매가 흐른다. 이로써, 제 1 유로(51)의 냉매와 제 2 유로(52)의 냉매 사이에서 열교환량이 비교적 적어져, 제 1 유로(51)를 통과하는 사이에 액냉매의 온도는 그다지 저하되지 않는다. 제 1 유로(51)를 통과한 냉매는, 그 후에 팽창기(16)로 유입된다. 이와 같이 팽창기(16)로는, 내부열교환기(50)에서 그리 냉각되지 않고 밀도도 거의 변화가 없는 냉매가 도입된다.On the other hand, during the heating operation, the refrigerant circulates in the
[제 4 실시형태]Fourth Embodiment
본 발명의 제 4 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 상기 제 3 실시형태의 공조기(10)에서 냉매회로(11)의 구성을 변경한 것이다. 여기서, 본 실시형태의 공조기(10)에 대해, 상기 제 3 실시형태와 다른 점을 설명한다.A fourth embodiment of the present invention will be described. The
도 5에 나타낸 바와 같이 본 실시형태의 냉매회로(11)에서는, 냉매조정탱크 (14)의 배치가 상기 제 3 실시형태와 다르다. 이 냉매회로(11)에서 냉매조정탱크(14)는, 팽창기(16)로부터 실외열교환기(12)와 실내열교환기(13) 중, 증발기로 기능하는 쪽에 이르는 냉매유통경로의 도중에 배치된다.As shown in Fig. 5, in the
상기 냉매회로(11)에는, 제 5 역지밸브(45)와 제 6 역지밸브(46)가 추가된다. 제 5 역지밸브(45)는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)와 실내열교환기(13)를 접속하는 배관에 배치된다. 이 제 5 역지밸브(45)는, 그 유입측이 실내열교환기(13) 쪽이 되고, 그 유출측이 내부열교환기(50) 쪽이 되는 자세로 배치된다. 제 6 역지밸브(46)는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)와 실외열교환기(12)를 접속하는 배관에 배치된다. 이 제 6 역지밸브(46)는, 그 유입측이 실외열교환기(12) 쪽이 되고, 그 유출측이 내부열교환기(50) 쪽이 되는 자세로 배치된다.The
또, 상기 냉매회로(11)에는 도입관(60)이 추가된다. 이 도입관(60)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 정상부에 접속된다. 도입관(60)의 다른 끝 쪽은 둘로 분기되며, 분기된 한쪽이 제 1 도입분기관(61)이 되고 다른 쪽이 제 2 도입분기관(62)이 된다. 제 1 도입분기관(61)은, 제 5 역지밸브(45)와 내부열교환기(50) 사이에 접속된다. 이 제 1 도입분기관(61)에는, 제 1 전자(電磁)밸브(56)가 배치된다. 제 2 도입분기관(62)은, 제 6 역지밸브(46)와 내부열교환기(50) 사이에 접속된다. 이 제 2 도입분기관(62)에는, 제 2 전자밸브(57)가 배치된다.In addition, an
또한, 상기 냉매회로(11)에는 제 1 도출관(68)과 제 2 도출관(69)이 추가된다. 제 1 도출관(68)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 하부에, 다른 끝이 실내열교환기(13)와 제 5 역지밸브(45) 사이에 각각 접속된다. 이 제 1 도출관(68)에는, 그 한끝에서 다른 끝을 향하는 냉매의 유통만을 허용하는 제 7 역지밸브(47)가 배치된다. 제 2 도출관(69)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 하부에, 다른 끝이 실외열교환기(12)와 제 6 역지밸브(46) 사이에 각각 접속된다. 이 제 2 도출관(69)에는, 그 한끝에서 다른 끝을 향하는 냉매의 유통만을 허용하는 제 8 역지밸브(48)가 배치된다.In addition, a
-운전동작-Operation operation
냉방운전 시에는, 제 1 전자밸브(56)가 개방되고 제 2 전자밸브(57)가 폐쇄된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 5에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 통과한 후, 제 1 도입분기관(61)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14)에서는, 유입된 냉매가 액냉매와 가스냉매로 분리된다. 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매는, 제 1 도출관(68)을 통해 실내열교환기(13)로 유입된다.In the cooling operation, the
한편, 난방운전 시에는, 제 1 전자밸브(56)가 폐쇄되고 제 2 전자밸브(57)가 개방된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 5에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 통과한 후, 제 2 도입분기관(62)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14)에서는, 유입된 냉매가 액냉매와 가스냉매로 분리된다. 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매는, 제 2 도출관(69)을 통해 실외열교환기(12)로 유입된다.On the other hand, in the heating operation, the
-제 4 실시형태의 제 1 변형예-First Modified Example of the Fourth Embodiment
본 실시형태에서는, 냉매회로(11)를 다음과 같이 구성해도 된다.In this embodiment, the
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 변형예의 냉매회로(11)에서는 제 1 전자밸브(56) 및 제 2 전자밸브(57) 대신 제 1 삼방향밸브(26)가 배치된다. 제 1 삼방향밸브(26)는, 도입관(60)에서 제 1 도입분기관(61)과 제 2 도입분기관(62)이 합류하는 개소에 배치된다. 이 제 1 삼방향밸브(26)는, 그 제 2 포트에 제 1 도입분기관(61)이, 그 제 3 포트에 제 2 도입분기관(62)이 각각 접속된다.As shown in FIG. 6, in the
또, 상기 냉매회로(11)에서는, 제 1 도출관(68) 및 제 2 도출관(69) 대신 도출관(65)이 배치된다. 이 도출관(65)은 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 하부에 접속된다. 도출관(65)의 다른 끝 쪽은 둘로 분기되며, 분기된 한쪽이 제 1 도출분기관(66)이 되고 다른 쪽이 제 2 도출분기관(67)이 된다. 제 1 도출분기관(66)은, 실내열교환기(13)와 제 5 역지밸브(45) 사이에 접속된다. 제 2 도출분기관(67)은, 실외열교환기(12)와 제 6 역지밸브(46) 사이에 접속된다.In the
이 도출관(65)에는 제 2 삼방향밸브(27)가 배치된다. 이 제 2 삼방향밸브(27)는, 제 1 도출분기관(66)과 제 2 도출분기관(67)이 합류하는 개소에 배치된다. 이 제 2 삼방향밸브(27)는, 그 제 2 포트에 제 1 도출분기관(66)이, 그 제 3 포트에 제 2 도출분기관(67)이 각각 접속된다.A second three-
냉방운전 시에 있어서, 제 1 삼방향밸브(26) 및 제 2 삼방향밸브(27)는 모두 제 1 포트와 제 2 포트가 연통하는 상태(도 6에 실선으로 나타낸 상태)로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 6에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 통과한 후, 제 1 도입분기관(61)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 또, 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매는, 제 1 도출분기관(66)을 통해 실내열교환기(13)로 유입된다.In the cooling operation, both the first three-
한편, 난방운전 시에는, 제 1 삼방향밸브(26) 및 제 2 삼방향밸브(27)는 모두 제 1 포트 및 제 3 포트가 연통하는 상태(도 6에 파선으로 나타낸 상태)로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 6에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 통과한 후, 제 2 도입분기관(62)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 또, 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매는, 제 2 도출분기관(67)을 통해 실외열교환기(12)로 유입된다.On the other hand, in the heating operation, both the first three-
-제 4 실시형태의 제 2 변형예-Second Modified Example of the Fourth Embodiment
본 실시형태에서는, 냉매회로(11)를 다음과 같이 구성해도 된다.In this embodiment, the
도 7에 나타낸 바와 같이, 본 변형예의 냉매회로(11)에서는 브리지회로(40) 대신 제 2 사방향선택밸브(22)가 배치된다. 제 2 사방향선택밸브(22)는, 제 1 포트가 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)에, 제 2 포트가 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)에, 제 3 포트가 팽창기(16)의 유입측에, 제 4 포트가 팽창기(16)의 유출측에 각각 접속된다.As shown in FIG. 7, in the
또, 상기 냉매회로(11)에서는, 제 1, 제 2 전자밸브(56, 57)와 제 5∼제 8 역지밸브(45∼48)가 생략되고, 그 대신 제 3 사방향선택밸브(23) 및 제 4 사방향선 택밸브(24)가 배치된다. 제 3 사방향선택밸브(23)는, 제 1 포트가 제 1 도출관(68)에, 제 2 포트가 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)에, 제 3 포트가 실내열교환기(13)의 다른 끝에, 제 4 포트가 제 1 도입분기관(61)에 각각 접속된다. 제 4 사방향선택밸브(24)는, 제 1 포트가 실외열교환기(12)의 다른 끝에, 제 2 포트가 제 2 도입분기관(62)에, 제 3 포트가 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)에, 제 4 포트가 제 2 도출관(69)에 각각 접속된다.In the
냉방운전 시에는, 모든 사방향선택밸브(21∼24)가 도 7에 실선으로 나타낸 상태로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 7에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 통과한 후, 제 1 도입분기관(61)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 또, 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매는, 제 1 도출관(68)을 통해 실내열교환기(13)로 유입된다.At the time of cooling operation, all the four direction selection valves 21-24 are set to the state shown by the solid line in FIG. In the
한편 난방운전 시에는, 모든 사방향선택밸브(21∼24)가 도 7에 파선으로 나타낸 상태로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 7에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 통과한 후, 제 2 도입분기관(62)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 또, 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매는, 제 2 도출관(69)을 통해 실외열교환기(12)로 유입된다.On the other hand, at the time of heating operation, all the four direction selection valves 21-24 are set to the state shown with the broken line in FIG. In the
-제 4 실시형태의 제 3 변형예-Third modified example of the fourth embodiment
본 실시형태에서는, 냉매회로(11)를 다음과 같이 구성해도 된다.In this embodiment, the
도 8에 나타낸 바와 같이, 본 변형예의 냉매회로(11)에서는 브리지회로(40) 대신 제 2 사방향선택밸브(22)가 배치된다. 제 2 사방향선택밸브(22)는, 제 1 포트가 후술하는 제 3 사방향선택밸브(23)에, 제 2 포트가 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)에, 제 3 포트가 팽창기(16)의 유입측에, 제 4 포트가 팽창기(16)의 유출측에 각각 접속된다.As shown in Fig. 8, in the
또, 상기 냉매회로(11)에서는, 제 6 역지밸브(46)가 생략되고, 그 대신 제 3 사방향선택밸브(23) 및 제 3 전자밸브(58)가 추가된다. 제 3 사방향선택밸브(23)는, 제 1 포트가 실외열교환기(12)의 다른 끝에, 제 2 포트가 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 1 포트에, 제 3 포트가 내부열교환기(50) 제 1 유로(51)의 한끝에, 제 4 포트가 내부열교환기(50) 제 1 유로(51)의 다른 한끝에 각각 접속된다. 제 3 전자밸브(58)는, 제 3 사방향선택밸브(23)의 제 4 포트와 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51) 사이에 배치된다.In the
상기 냉매회로(11)에서는, 제 2 도입분기관(62) 및 제 2 도출관(69)의 접속위치가 변경된다. 제 2 도입분기관(62)은, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)와 제 3 전자밸브(58) 사이에 접속된다. 제 2 도출관(69)은, 제 3 사방향선택밸브(23)의 제 4 포트와 제 3 전자밸브(58) 사이에 접속된다.In the
냉방운전 시에는, 모든 사방향선택밸브(21∼23)가 도 8에 실선으로 나타낸 상태로 설정됨과 더불어, 제 1 전자밸브(56) 및 제 3 전자밸브(58)가 개방되고 제 2 전자밸브(57)가 폐쇄된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 8에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 통과한 후, 제 1 도입분기관(61)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 또, 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매는, 제 1 도출관(68)을 통해 실내열교환기(13)로 유입된다.In the cooling operation, all four-
한편, 난방운전 시에는, 모든 사방향선택밸브(21∼23)가 도 8에 파선으로 나타낸 상태로 설정됨과 더불어, 제 1 전자밸브(56) 및 제 3 전자밸브(58)가 폐쇄되고 제 2 전자밸브(57)가 개방된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 8에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 팽창기(16)에서 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 통과한 후, 제 2 도입분기관(62)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 또, 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매는, 제 2 도출관(69)을 통해 실외열교환기(12)로 유입된다.On the other hand, in the heating operation, all four-
[제 5 실시형태][Fifth Embodiment]
본 발명의 제 5 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 상기 제 1 실시형태의 공조기(10)에서 냉매회로(11) 구성을 변경한 것이다. 여기서, 본 실시형태의 공조기(10)에 대해 상기 제 1 실시형태와 다른 점을 설명한다.A fifth embodiment of the present invention will be described. The
도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 냉매회로(11)에서는 제 1 사방향선택밸브(21) 및 제 2 사방향선택밸브(22)의 배치가 상기 제 1 실시형태와 다르다. 제 1 사방향선택밸브(21)는, 제 1 포트가 압축기(15)의 토출측에, 제 2 포트가 냉매조정탱크(14)의 하부에, 제 3 포트가 실외열교환기(12)의 한끝에, 제 4 포트가 실내열교환기(13)의 다른 끝에 각각 접속된다. 제 2 사방향선택밸브(22)는 제 1 포트가 실외열교환기(12)의 다른 끝에, 제 2 포트가 실내열교환기(13)의 한 끝에, 제 3 포트가 팽창기(16)의 유입측에, 제 4 포트가 압축기(15)의 흡입측에 각각 접속된다. 그리고 액주입배관(31)과 가스주입배관(33)은, 모두 압축기(15)의 흡입측과 제 2 사방향선택밸브(22) 사이에 접속된다.As shown in FIG. 9, in the
-운전동작-Operation operation
냉방운전 시에 있어서, 제 1 사방향선택밸브(21) 및 제 2 사방향선택밸브(22)는 모두 제 1 상태(도 9에 실선으로 나타낸 상태)로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는 냉매가 도 9에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환된다. 즉, 압축기(15)로부터 토출된 냉매는, 실외열교환기(12), 팽창기(16), 냉매조정탱크(14), 실내열교환기(13)를 차례로 통과한 후, 압축기(15)로 흡입되어 압축된다.In the cooling operation, both the first four-
한편, 난방운전 시에, 제 1 사방향선택밸브(21) 및 제 2 사방향선택밸브(22)는 모두 제 2 상태(도 9에 파선으로 나타낸 상태)로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는 냉매가 도 9에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환된다. 즉, 압축기(15)로부터 토출된 냉매는, 실내열교환기(13), 팽창기(16), 냉매조정탱크(14), 실외열교환기(12)를 차례로 통과한 후, 압축기(15)로 흡입되어 압축된다.On the other hand, in the heating operation, both the first four-
[제 6 실시형태][Sixth Embodiment]
본 발명의 제 6 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 상기 제 5 실시형태의 공조기(10)에서 냉매회로(11)의 구성을 변경한 것이다. 여기서, 본 실시형태의 공조기(10)에 대해 상기 제 5 실시형태와 다른 점을 설명한다.A sixth embodiment of the present invention will be described. The
도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 냉매회로(11)에서는, 냉매조정탱 크(14)의 배치가 상기 제 5 실시형태와 다르다. 이 냉매회로(11)에서 냉매조정탱크(14)는, 실외열교환기(12)와 실내열교환기(13) 중, 증발기로서 기능하는 쪽에서 압축기(15)에 이르는 냉매유통경로 도중에 배치된다. 구체적으로, 이 냉매조정탱크(14)는, 그 상부가 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 4 포트에, 그 정상부가 압축기(15)의 흡입측에 각각 접속된다. 냉매조정탱크(14)의 배치를 변경함에 따라, 제 1 사방향선택밸브(21)는 그 제 2 포트가 팽창기(16)의 유출측에 접속된다.As shown in Fig. 10, in the
또, 본 실시형태의 냉매회로(11)에서는, 액주입배관(31) 및 액측 조절밸브(32)만이 배치되며, 가스주입배관(33) 및 가스측 조절밸브(34)는 생략된다. 이 냉매회로(11)에서 액주입배관(31)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 저부에, 다른 끝이 압축기(15)의 흡입측에 각각 접속된다. 이 점은 상기 제 5 실시형태의 경우와 마찬가지이다.In the
또, 본 실시형태의 제어기(90)는, 가스주입배관(33) 및 가스측 조절밸브(34)를 생략함에 따라, 액측 조절밸브(32)의 개방도 조절만을 행하도록 구성된다. 이 제어기(90)는, 압축기(15) 토출 냉매온도의 목표값을 제어목표값으로 설정하고, 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값으로 되도록 액측 조절밸브(32)의 개방도를 조절한다. 즉, 이 제어기(90)는 상기 제 2 실시형태와 마찬가지로 구성된다.Moreover, the
-운전동작-Operation operation
냉방운전에 있어서, 제 1 사방향선택밸브(21) 및 제 2 사방향선택밸브(22)는 모두 제 1 상태(도 10에 실선으로 나타낸 상태)로 설정된다. 그리고 냉매회로(11) 에서는 냉매가 도 10에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환된다. 즉, 압축기(15)로부터 토출된 냉매는, 실외열교환기(12), 팽창기(16), 실내열교환기(13), 냉매조정탱크(14)를 차례로 통과한 후, 압축기(15)로 흡입되어 압축된다.In the cooling operation, both the first four-
한편 난방운전 시에, 제 1 사방향선택밸브(21) 및 제 2 사방향선택밸브(22)는 모두 제 2 상태(도 10에 파선으로 나타낸 상태)로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는 냉매가 도 10에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환된다. 즉, 압축기(15)로부터 토출된 냉매는, 실내열교환기(13), 팽창기(16), 실외열교환기(12), 냉매조정탱크(14)를 차례로 통과한 후, 압축기(15)로 흡입되어 압축된다.On the other hand, in the heating operation, both the first four-
[제 7 실시형태][Seventh Embodiment]
본 발명의 제 7 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 상기 제 5 실시형태의 공조기(10)에서 냉매회로(11) 구성을 변경한 것이다. 여기서는, 본 실시형태의 공조기(10)에 대해 상기 제 5 실시형태와 다른 점을 설명한다.A seventh embodiment of the present invention will be described. The
도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 냉매회로(11)에는, 내부열교환기(50)가 추가된다. 이 내부열교환기(50)는, 상기 제 3 실시형태와 마찬가지로 구성된다. 즉, 내부열교환기(50)에서는, 제 1 유로(51)와 제 2 유로(52)가 형성됨과 더불어, 제 1 유로(51)에 면하는 전열면적이 제 2 유로(52)에 면하는 전열면적보다 크다. 이 내부열교환기(50)는, 제 1 유로(51)가 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 1 포트와 실외열교환기(12) 사이에 접속되며, 제 2 유로(52)가 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 2 포트와 실내열교환기(13) 사이에 접속된다.As shown in FIG. 11, the
-운전동작-Operation operation
냉방운전 시에, 제 1 사방향선택밸브(21) 및 제 2 사방향선택밸브(22)는 모두 제 1 상태(도 11에 실선으로 나타낸 상태)로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는 냉매가 도 11에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환된다. 즉, 가스냉각기로서 기능하는 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 통과한 후 팽창기(16)로 유입된다. 또, 증발기로서 기능하는 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 통과한 후 압축기(15)로 흡입된다.At the time of cooling operation, both the first four-
한편, 난방운전 시에, 제 1 사방향선택밸브(21) 및 제 2 사방향선택밸브(22)는 모두 제 2 상태(도 11에 파선으로 나타낸 상태)로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는 냉매가 도 11에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환된다. 즉, 가스냉각기로서 기능하는 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 통과한 후 팽창기(16)로 유입된다. 또, 증발기로서 기능하는 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 통과한 후 압축기(15)로 흡입된다.On the other hand, in the heating operation, both the first four-
[제 8 실시형태][Eighth Embodiment]
본 발명의 제 8 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 상기 제 7 실시형태의 공조기(10)에서 냉매회로(11) 및 제어기(90) 구성을 변경한 것이다. 여기서는, 본 실시형태의 공조기(10)에 대해 상기 제 7 실시형태와 다른 점을 설명한다.An eighth embodiment of the present invention will be described. The
도 12에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 냉매회로(11)에는, 제 1 전자밸브(71) 및 제 2 전자밸브(72)가 추가된다. 제 1 전자밸브(71)는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)와 실내열교환기(13) 사이에 배치된다. 제 2 전자밸브(72)는 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)와 실외열교환기(12) 사이에 배치된다.As shown in FIG. 12, the
상기 냉매회로(11)에서는, 냉매조정탱크(14)의 배치가 상기 제 7 실시형태와 다르다. 이 냉매회로(11)에서 냉매조정탱크(14)는, 실외열교환기(12)와 실내열교환기(13) 중, 증발기로서 기능하는 쪽에서 압축기(15)에 이르는 냉매유통경로 도중에 배치된다.In the
냉매조정탱크(14)의 배치를 변경함에 따라 상기 냉매회로(11)에서는, 제 1 사방향선택밸브(21)의 제 2 포트에 팽창기(16)의 유출측이 접속된다. 또, 이 냉매회로(11)에는, 제 1 도입관(63)과 제 2 도입관(64)과 도출관(65)이 추가된다.As the arrangement of the
상기 제 1 도입관(63)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 상부에, 다른 끝이 실내열교환기(13)와 제 1 전자밸브(71) 사이에 각각 접속된다. 이 제 1 도입관(63)에는 제 3 전자밸브(73)가 배치된다. 상기 제 2 도입관(64)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 상부에, 다른 끝이 실외열교환기(12)와 제 2 전자밸브(72) 사이에 각각 접속된다. 이 제 2 도입관(64)에는 제 4 전자밸브(74)가 배치된다.One end of the
상기 도출관(65)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 정상부에 접속된다. 도출관(65)의 다른 끝은 둘로 분기되며, 분기된 한쪽이 제 1 도출분기관(66)이 되고, 다른 쪽이 제 2 도출분기관(67)이 된다. 제 1 도출분기관(66)은, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)와 제 1 전자밸브(71) 사이에 접속된다. 이 제 1 도출분기관 (66)에는 제 1 역지밸브(76)가 배치된다. 이 제 1 역지밸브(76)는, 냉매조정탱크(14)로부터 유출되는 방향의 냉매유통만을 허용한다. 제 2 도출분기관(67)은 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)와 제 2 전자밸브(72) 사이에 접속된다. 이 제 2 도출분기관(67)에는 제 2 역지밸브(77)가 배치된다. 이 제 2 역지밸브(77)는, 냉매조정탱크(14)로부터 유출되는 방향의 냉매유통만을 허용한다.One end of the
또, 본 실시형태의 냉매회로(11)에서는, 액주입배관(31) 및 액측 조절밸브(32)만이 배치되며, 가스주입배관(32) 및 가스측 조절밸브(34)는 생략된다. 이 냉매회로(11)에서 액주입배관(31)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 저부에, 다른 끝이 압축기(15)의 흡입측에 각각 접속된다. 이 점은 상기 제 7 실시형태의 경우와 마찬가지이다.In the
또, 본 실시형태의 제어기(90)는, 가스주입배관(33) 및 가스측 조절밸브(34)를 생략함에 따라, 액측 조절밸브(32)의 개방도 조절만을 행하도록 구성된다. 이 제어기(90)는, 압축기(15) 토출 냉매온도의 목표값을 제어목표값으로 설정하고, 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값이 되도록 액측 조절밸브(32)의 개방도를 조절한다. 즉, 이 제어기(90)는 상기 제 2 실시형태와 마찬가지로 구성된다.Moreover, the
냉방운전 시에는, 제 2 전자밸브(72) 및 제 3 전자밸브(73)가 개방되고, 제 1 전자밸브(71) 및 제 4 전자밸브(74)가 폐쇄된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 12에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 제 1 도입관(63)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입 된다. 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매는, 제 1 도출분기관(66)을 통해 내부열교환기(50)로 유입되고, 그 제 2 유로(52)를 통과한 후에 압축기(15)로 흡입된다.In the cooling operation, the
한편, 난방운전 시에는, 제 2 전자밸브(72) 및 제 3 전자밸브(73)가 폐쇄되고, 제 1 전자밸브(71) 및 제 4 전자밸브(74)가 개방된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 12에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 제 2 도입관(64)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매는, 제 2 도출분기관(67)을 통해 내부열교환기(50)로 유입되고, 그 제 1 유로(51)를 통과한 후에 압축기(15)로 흡입된다.On the other hand, in the heating operation, the
-제 8 실시형태의 제 1 변형예-First Modified Example of the Eighth Embodiment
본 실시형태에서는, 냉매회로(11)를 다음과 같이 구성해도 된다.In this embodiment, the
도 13에 나타낸 바와 같이, 본 변형예의 냉매회로(11)에서는, 제 1∼제 4 전자밸브(71∼74)가 생략되고, 그 대신 제 1 삼방향밸브(26) 및 제 2 삼방향밸브(27)가 배치된다.As shown in Fig. 13, in the
제 1 삼방향밸브(26)는, 실내열교환기(13)와 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 잇는 배관의 도중에 배치된다. 이 제 1 삼방향밸브(26)는, 제 1 포트가 실내열교환기(13)에, 제 3 포트가 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)에 각각 접속된다. 또, 제 1 삼방향밸브(26)의 제 2 포트에는 제 1 도입관(63)이 접속된다.The first three-
제 2 삼방향밸브(27)는, 실외열교환기(12)와 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 잇는 배관의 도중에 배치된다. 이 제 2 삼방향밸브(27)는, 제 1 포트가 실 외열교환기(12)에, 제 2 포트가 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)에 각각 접속된다. 또, 제 2 삼방향밸브(27)의 제 3 포트에는 제 2 도입관(64)이 접속된다.The second three-
냉방운전 시에, 제 1 삼방향밸브(26) 및 제 2 삼방향밸브(27)는 모두 제 1 포트와 제 2 포트가 연통하는 상태(도 13에 실선으로 나타낸 상태)로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 13에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 제 1 도입관(63)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매는, 제 1 도출분기관(66)을 통해 내부열교환기(50)로 유입되고, 그 제 2 유로(52)를 통과한 후에 압축기(15)로 흡입된다.At the time of cooling operation, both the first three-
한편, 난방운전 시, 제 1 삼방향밸브(26) 및 제 2 삼방향밸브(27)는 모두 제 1 포트와 제 3 포트가 연통하는 상태(도 13에 파선으로 나타낸 상태)로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 13에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 제 2 도입관(64)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매는, 제 2 도출분기관(67)을 통해 내부열교환기(50)로 유입되고, 그 제 1 유로(51)를 통과한 후에 압축기(15)로 흡입된다.On the other hand, in the heating operation, both the first three-
-제 8 실시형태의 제 2 변형예-Second Modified Example of the Eighth Embodiment
본 실시형태에서는, 냉매회로(11)를 다음과 같이 구성해도 된다.In this embodiment, the
도 14에 나타낸 바와 같이, 본 변형예의 냉매회로(11)에서는, 제 1∼제 4 전자밸브(71∼74)와 제 1, 제 2 역지밸브(76, 77)가 생략되고, 그 대신 제 3 사방향 선택밸브(23) 및 제 4 사방향선택밸브(24)가 배치된다.As shown in FIG. 14, in the
상기 제 3 사방향선택밸브(23)는, 실내열교환기(13)와 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 잇는 배관의 도중에 배치된다. 이 제 3 사방향선택밸브(23)는, 제 1 포트가 실내열교환기(13)에 접속되고, 제 4 포트가 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)에 접속된다. 또, 제 3 사방향선택밸브(23)는, 제 2 포트에 제 1 도출분기관(66)이, 제 3 포트에 제 1 도입관(63)이 각각 접속된다.The third four-
상기 제 4 사방향선택밸브(24)는, 실외열교환기(12)와 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 잇는 배관의 도중에 배치된다. 이 제 4 사방향선택밸브(24)는, 제 1 포트가 실외열교환기(12)에 접속되고, 제 3 포트가 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)에 접속된다. 또, 제 4 사방향선택밸브(24)는, 제 2 포트에 제 2 도출분기관(67)이, 제 4 포트에 제 2 도입관(64)이 각각 접속된다.The fourth four-
냉방운전 시에는, 제 1, 제 2 사방향선택밸브(21, 22)만이 아닌 제 3, 제 4 사방향선택밸브(23, 24)도, 도 14에 실선으로 나타낸 상태로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 14에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 제 1 도입관(63)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매는, 제 1 도출분기관(66)을 통해 내부열교환기(50)로 유입되고, 그 제 2 유로(52)를 통과한 후에 압축기(15)로 흡입된다.In the cooling operation, not only the first and second four-
한편, 난방운전 시에는, 제 1, 제 2 사방향선택밸브(21, 22)만이 아닌 제 3, 제 4 사방향선택밸브(23, 24)도, 도 14에 파선으로 나타낸 상태로 설정된다. 그리 고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 14에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 제 2 도입관(64)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매는, 제 2 도출분기관(67)을 통해 내부열교환기(50)로 유입되고, 그 제 1 유로(51)를 통과한 후에 압축기(15)로 흡입된다.On the other hand, in the heating operation, not only the first and second four-
-제 8 실시형태의 제 3 변형예-Third modified example of the eighth embodiment
본 실시형태에서는, 냉매회로(11)를 다음과 같이 구성해도 된다.In this embodiment, the
도 15에 나타낸 바와 같이, 본 변형예의 냉매회로(11)에는 제 3 사방향선택밸브(23)가 추가된다. 또, 이 냉매회로(11)에서는 제 1, 제 2 도입관(63, 64) 대신 도입관(60)이 배치된다.As shown in Fig. 15, a third four-
상기 냉매회로(11)에서 제 3 사방향선택밸브(23)는, 실외열교환기(12)에서 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 거쳐 제 2 사방향선택밸브(22)에 이르는 부분에 배치된다. 구체적으로, 제 3 사방향선택밸브(23)는, 제 1 포트가 실외열교환기(12)의 다른 끝에, 제 2 포트가 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 1 포트에, 제 3 포트가 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51) 한끝에, 제 4 포트가 내부열교환기(50) 제 1 유로(51)의 다른 끝에 각각 접속된다. 또, 이 냉매회로(11)에서 제 2 전자밸브(72)는, 제 3 사방향선택밸브(23)의 제 4 포트와 내부열교환기(50) 사이에 배치된다. 여기서, 이 냉매회로(11)에서도, 제 2 도출분기관(67)은 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)와 제 2 전자밸브(72) 사이에 접속된다.In the
상기 도입관(60)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 상부에 접속된다. 도입 관(60)의 다른 끝은 둘로 분기되며, 분기된 한쪽이 제 1 도입분기관(61)이 되고, 다른 쪽이 제 2 도입분기관(62)이 된다. 제 1 도입분기관(61)은, 실내열교환기(13)와 제 1 전자밸브(71) 사이에 접속된다. 이 제 1 도입분기관(61)에는 제 3 전자밸브(73)가 배치된다. 제 2 도입분기관(62)은, 제 3 사방향선택밸브(23)의 제 4 포트와 제 2 전자밸브(72) 사이에 접속된다. 이 제 2 도입분기관(62)에는 제 4 전자밸브(74)가 배치된다.One end of the
냉방운전 시에는, 제 1, 제 2 사방향선택밸브(21, 22)만이 아닌 제 3 사방향선택밸브(23)도, 도 15에 실선으로 나타낸 상태로 설정됨과 더불어, 제 2 전자밸브(72) 및 제 3 전자밸브(73)가 개방되고 제 1 전자밸브(71) 및 제 4 전자밸브(74)가 폐쇄된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 15에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 제 1 도입분기관(61)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매는, 제 1 도출분기관(66)을 통해 내부열교환기(50)로 유입되고, 그 제 2 유로(52)를 통과한 후에 압축기(15)로 흡입된다.In the cooling operation, not only the first and second four-
한편 난방운전 시에는, 제 1, 제 2 사방향선택밸브(21, 22)만이 아닌 제 3 사방향선택밸브(23)도, 도 15에 파선으로 나타낸 상태로 설정됨과 더불어, 제 2 전자밸브(72) 및 제 3 전자밸브(73)가 폐쇄되고 제 1 전자밸브(71) 및 제 4 전자밸브(74)가 개방된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 15에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 제 2 도입분기관(62)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14) 내 의 가스냉매는, 제 2 도출분기관(67)을 통해 내부열교환기(50)로 유입되고, 그 제 1 유로(51)를 통과한 후에 압축기(15)로 흡입된다.In the heating operation, on the other hand, not only the first and second four-
-제 8 실시형태의 제 4 변형예-Fourth modification of the eighth embodiment
본 실시형태에서는, 냉매회로(11)를 다음과 같이 구성해도 된다. 본 변형예는, 본 실시형태의 제 2 변형예(도 14 참조)에서, 내부열교환기(50)의 구성을 변경한 것이다.In this embodiment, the
도 16에 나타낸 바와 같이, 본 변형예의 내부열교환기(50)에는, 제 1 유로(51)와 제 2 유로(52)에 추가로 제 3 유로(53)가 형성된다. 이 내부열교환기(50)는, 제 1 유로(51)의 냉매와 제 2 유로(52)의 냉매를 열교환시키고, 제 1 유로(51)의 냉매와 제 3 유로(53)의 냉매를 열교환시키도록 구성된다. 또, 내부열교환기(50)에서는, 제 2 유로(52)에 면하는 전열면적이 제 1 유로(51)나 제 3 유로(53)에 면하는 전열면적보다 크다.As shown in FIG. 16, in the
상기 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)는, 그 한끝이 제 4 사방향선택밸브(24)의 제 3 포트에, 다른 끝이 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 1 포트에 각각 접속된다. 또, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)는, 그 한끝이 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 4 포트에, 다른 끝이 압축기(15)의 흡입측에 각각 접속된다. 또, 내부열교환기(50)의 제 3 유로(53)는, 그 한끝이 제 3 사방향선택밸브(23)의 제 4 포트에, 다른 끝이 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 2 포트에 각각 접속된다.The
냉방운전 시에는, 제 1, 제 2 사방향선택밸브(21, 22)만이 아닌 제 3, 제 4 사방향선택밸브(23, 24)도, 도 16에 실선으로 나타낸 상태로 설정된다. 그리고 냉 매회로(11)에서는, 냉매가 도 16에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 제 1 도입관(63)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매는, 제 1 도출분기관(66)을 통해 내부열교환기(50)로 유입되고, 그 제 3 유로(53)를 통과한다. 제 3 유로(53)를 통과한 냉매는, 그 후에 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)로 유입되며, 이 제 2 유로(52)를 통과한 후 압축기(15)로 흡입된다. 또, 실외열교환기(12)에서 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)로 유입되며, 이 제 1 유로(51)를 통과한 후 팽창기(16)로 유입된다.In the cooling operation, not only the first and second four-
한편, 난방운전 시에는, 제 1, 제 2 사방향선택밸브(21, 22)만이 아닌 제 3, 제 4 사방향선택밸브(23, 24)도, 도 16에 파선으로 나타낸 상태로 설정된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 16에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 제 2 도입관(64)을 통해 냉매조정탱크(14)로 유입된다. 냉매조정탱크(14) 내의 가스냉매는, 제 2 도출분기관(67)을 통해 내부열교환기(50)로 유입되어 그 제 1 유로(51)를 통과한다. 제 1 유로(51)를 통과한 냉매는, 그 후에 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)로 유입되며, 이 제 2 유로(52)를 통과한 후 압축기(15)로 흡입된다. 또, 실내열교환기(13)에서 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 3 유로(53)로 유입되며, 이 제 3 유로(53)를 통과한 후 팽창기(16)로 유입된다.On the other hand, in the heating operation, not only the first and second four-
[제 9 실시형태][Ninth Embodiment]
본 발명의 제 9 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 상기 제 1 실시형태의 공조기(10)에서 냉매회로(11)의 구성을 변경한 것이다. 여기서는, 본 실시형태의 공조기(10)에 대해 상기 제 1 실시형태와 다른 점을 설명한다.A ninth embodiment of the present invention will be described. The
도 17에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 냉매회로(11)에는 내부열교환기(50)가 추가된다. 이 내부열교환기(50)는 제 1 유로(51)와 제 2 유로(52)를 구비하며, 제 1 유로(51)의 냉매와 제 2 유로(52)의 냉매를 열교환시킨다. 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)는, 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 2 포트와 실내열교환기(13)를 잇는 배관의 도중에 배치된다. 한편 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)는 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 3 포트와 팽창기(16)를 잇는 배관의 도중에 배치된다.As shown in FIG. 17, the
-운전동작-Operation operation
냉방운전 시에는, 냉매회로(11) 내에서 냉매가 도 17에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 이때, 냉매조정탱크(14)로부터 유출된 액냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)로 유입된다. 또, 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)로 유입된다. 내부열교환기(50)에서는 제 2 유로(52)를 흐르는 냉매가 제 1 유로(51)를 흐르는 냉매에 의해 냉각된다. 그리고 팽창기(16)로는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 통과할 때 냉각된 냉매가 도입된다.In the cooling operation, the coolant circulates in the
한편, 난방운전 시에는, 냉매회로(11) 내에서 냉매가 도 17에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 이때, 냉매조정탱크(14)로부터 유출된 액냉매는, 내 부열교환기(50)를 통하지 않고 실외열교환기(12)로 유입된다. 또, 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 통과한 후, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)로 유입된다. 이로써, 내부열교환기(50)에서는, 제 1 유로(51)의 냉매와 제 2 유로(52)의 냉매 사이에서 거의 열교환이 이루어지지 않는다. 그리고 내부열교환기의 제 2 유로(52)를 통과한 냉매는, 대략 실내열교환기(13)에서 유출됐을 때의 상태인 채 팽창기(16)로 유입된다.On the other hand, during the heating operation, the coolant circulates in the
[제 10 실시형태][Tenth Embodiment]
본 발명의 제 10 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 상기 제 9 실시형태의 공조기(10)에서 냉매회로(11)와 제어기(90)의 구성을 변경한 것이다. 여기서는, 본 실시형태의 공조기(10)에 대해 상기 제 9 실시형태와 다른 점을 설명한다.A tenth embodiment of the present invention will be described. The
도 18에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 냉매회로(11)에서는, 냉매조정탱크(14)의 배치가 상기 제 9 실시형태와 다르다. 이 냉매회로(11)에서 냉매조정탱크(14)는, 실외열교환기(12)와 실내열교환기(13) 중, 증발기로 기능하는 쪽에서 압축기(15)에 이르는 냉매유통경로의 도중에 배치된다. 냉매조정탱크(14)의 배치를 변경함에 따라, 이 냉매회로(11)에서는, 팽창기(16)의 유출측이 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 4 포트에 접속된다. 또, 이 냉매회로(11)에서는, 내부열교환기(50)의 배치가 상기 제 9 실시형태와 다르다.As shown in Fig. 18, in the
구체적으로, 냉매조정탱크(14)는, 그 하부가 제 1 사방향선택밸브(21)의 제 2 포트에 접속된다. 한편, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)는, 그 한끝이 냉매 조정탱크(14)의 정상부에, 다른 끝이 압축기(15)의 흡입측에 각각 접속된다. 여기서, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)가 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 3 포트와 팽창기(16)를 잇는 배관의 도중에 배치되는 점은 상기 제 9 실시형태의 경우와 마찬가지이다.Specifically, the
또, 상기 냉매회로(11)에는, 제 1 전자밸브(81)와 바이패스배관(80)이 배치된다. 이 제 1 전자밸브(81)는, 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 3 포트와 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52) 사이에 배치된다. 바이패스배관(80)은, 그 한끝이 제 2 사방향선택밸브(22)와 제 1 전자밸브(81) 사이에, 다른 끝이 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)와 팽창기(16) 사이에 각각 접속된다. 이 바이패스배관(80)에는, 제 2 전자밸브(82)가 배치된다.In the
또, 본 실시형태의 냉매회로(11)에서는, 액주입배관(31) 및 액측 조절밸브(32)만이 배치되며, 가스주입배관(33) 및 가스측 조절밸브(34)는 생략된다. 이 냉매회로(11)에서 액주입배관(31)은, 그 한끝이 냉매조정탱크(14)의 저부에, 다른 끝이 압축기(15) 흡입측에 각각 접속된다. 이 점은 상기 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지이다.In the
또, 본 실시형태의 제어기(90)는, 가스주입배관(33) 및 가스측 조절밸브(34)를 생략함에 따라, 액측 조절밸브(32)의 개방도 조절만을 행하도록 구성된다. 이 제어기(90)는, 압축기(15)의 토출냉매온도 목표값을 제어목표값으로 설정하고, 압축기(15) 토출냉매온도의 실측값이 제어목표값으로 되도록 액측 조절밸브(32)의 개방도를 조절한다. 즉, 이 제어기(90)는, 상기 제 2 실시형태의 것과 마찬가지로 구성된다.Moreover, the
-운전동작-Operation operation
냉방운전 시에는, 제 1 전자밸브(81)가 개방되고 제 2 전자밸브(82)가 폐쇄된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 18에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)로 유입된다. 또, 냉매조정탱크(14)로부터 유출된 가스냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)로 유입된다. 내부열교환기(50)에서는 제 2 유로(52)를 흐르는 냉매가 제 1 유로(51)를 흐르는 냉매에 의해 냉각된다. 그리고 팽창기(16)로는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 통과할 때 냉각된 냉매가 도입된다.In the cooling operation, the
한편, 난방운전 시에는, 제 1 전자밸브(81)가 폐쇄되고 제 2 전자밸브(82)가 개방된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 18에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 바이패스배관(80)으로 유입되어, 내부열교환기(50)를 통하지 않고 팽창기(16)로 유입된다. 즉, 팽창기(16)로 유입되는 냉매는, 대략 실내열교환기(13)에서 유출됐을 때의 상태인 채이다. 또, 냉매조정탱크(14)로부터 유출된 가스냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)를 통과하여 압축기(15)로 흡입된다.On the other hand, in the heating operation, the
-제 10 실시형태의 변형예-Modification of the tenth embodiment
본 실시형태에서는 냉매회로(11)를 다음과 같이 구성해도 된다.In this embodiment, the
도 19에 나타낸 바와 같이, 본 변형예의 냉매회로(11)에서는, 내부열교환기 (50)와 바이패스배관(80)의 배치가 변경된다.As shown in Fig. 19, in the
상기 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)는, 그 한끝이 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 4 포트에, 다른 끝이 냉매조정탱크(14)의 상부에 각각 접속된다. 여기서, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)가 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 3 포트와 팽창기(16)를 잇는 배관의 도중에 배치되는 점은 마찬가지이다.One end of the
본 변형예의 냉매회로(11)에서, 제 1 전자밸브(81)는 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)와 냉매조정탱크(14) 사이에 배치된다. 또, 이 냉매회로(11)에서 바이패스배관(80)은, 그 한끝이 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)와 제 2 사방향선택밸브(22) 사이에, 다른 끝이 제 1 전자밸브(81)와 냉매조정탱크(14) 사이에 각각 접속된다. 그리고 바이패스배관(80)에 제 2 전자밸브(82)가 배치되는 점은 마찬가지이다.In the
냉방운전 시에는, 제 1 전자밸브(81)가 개방되고 제 2 전자밸브(82)가 폐쇄된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 19에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)로 유입된다. 또, 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 1 유로(51)로 유입된다. 내부열교환기(50)에서는 제 2 유로(52)를 흐르는 냉매가 제 1 유로(51)를 흐르는 냉매에 의해 냉각된다. 그리고 팽창기(16)로는, 내부열교환기의 제 2 유로(52)를 통과할 때 냉각된 냉매가 도입된다.In the cooling operation, the
한편, 난방운전 시에는, 제 1 전자밸브(81)가 폐쇄되고 제 2 전자밸브(82)가 개방된다. 그리고 냉매회로(11)에서는, 냉매가 도 19에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 구체적으로, 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는, 바이패스배관(80)으로 유입되어, 내부열교환기(50)를 통하지 않고 압축기(15)로 흡입된다. 또, 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 내부열교환기(50)의 제 2 유로(52)를 통과한 후 팽창기(16)로 유입된다. 그리고 팽창기(16)로 유입되는 냉매는, 대략 실내열교환기(13)에서 유출됐을 때의 상태인 채이다.On the other hand, in the heating operation, the
[제 11 실시형태][Eleventh Embodiment]
본 발명의 제 11 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공조기(10)는, 상기 제 1 실시형태의 공조기(10)에서 냉매회로(11)의 구성을 변경한 것이다. 여기서는, 본 실시형태의 공조기(10)에 대해 상기 제 1 실시형태와 다른 점을 설명한다.An eleventh embodiment of the present invention will be described. The
도 20에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 냉매회로(11)에는, 열교환기(85)가 배치된다. 이 냉매회로(11)에서 열교환기(85)는, 제 2 사방향선택밸브(22)의 제 1 포트와 실외열교환기(12)를 잇는 배관의 도중에 배치된다. 또, 열교환기(85)는, 냉매조정탱크(14) 내부에 수납되며, 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매에 잠긴 상태이다.As shown in FIG. 20, the
-운전동작-Operation operation
냉방운전 시에는, 냉매회로(11) 내에서 냉매가 도 20에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 이때, 팽창기(16)로부터 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 냉매조정탱크(14)로 유입되어 액냉매와 가스냉매로 분리되고, 냉매조정탱크 (14) 내의 액냉매가 실내열교환기(13)로 공급된다. 또, 실외열교환기(12)로부터 유출된 냉매는 열교환기(85)로 유입되어, 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매에 의해 냉각된다. 열교환기(85)에서 냉각된 냉매는 그 후 팽창기(16)로 유입된다.In the cooling operation, the coolant circulates in the
한편, 난방운전 시에는, 냉매회로(11) 내에서 냉매가 도 20에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 이때, 팽창기(16)로부터 유출된 기체액체 2상 상태의 냉매는, 냉매조정탱크(14)로 유입되어 액냉매와 가스냉매로 분리된다. 냉매조정탱크(14) 내의 액냉매는, 열교환기(85)를 통과한 후 실외열교환기(12)로 유입된다. 또, 실내열교환기(13)로부터 유출된 냉매는, 팽창기(16)로 유입된다.On the other hand, during the heating operation, the refrigerant circulates in the
[그 밖의 실시형태]Other Embodiments
상기 각 실시형태에서 제어기(90)는, 냉동주기의 고압이 소정의 목표값으로 되도록 액측 조절밸브(32)나 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 제어하도록 구성되어도 된다.In each said embodiment, the
이 경우 제어기(90)는, 냉동주기의 고압에 관한 제어목표값을 설정한다. 구체적으로, 제어기(90)는, 냉동주기의 저압압력 실측값과 가스냉각기 출구의 냉매온도 실측값을 센서 등으로 취득한다. 한편, 이 제어기(90)는, 냉동주기의 COP가 최고가 되는 냉동주기의 고압을, 냉동주기의 저압압력과 가스냉각기 출구의 냉매온도의 함수로서 미리 기억한다. 이때, 압축기(15)의 흡입냉매 상태는, 예를 들어 "과열도 5℃임" 혹은 "포화상태임" 등과 같이, 미리 정해둔다. 제어기(90)는, 이 기억한 함수에 취득한 실측값을 대입하여 연산을 행하고, 이에 따라 얻어진 값을 제어목표값으로 설정한다.In this case, the
그리고 상기 제 1, 5, 7, 9, 11의 제어기(90)와 같이, 액측 조절밸브(32) 및 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 제어하는 것은, 설정된 제어목표값을 냉동주기 고압의 실측값과 대비하고, 그 결과에 기초하여 액측 조절밸브(32)나 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 조절한다.As with the
예를 들어, 냉동주기 고압의 실측값이 제어목표값보다 낮은 것으로 한다. 이때, 가스측 조절밸브(34)가 개방된 상태이면, 제어기(90)는 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 조여간다. 가스측 조절밸브(34)가 전폐인 상태가 되어도 여전히 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값보다 높으면, 제어기(90)는 액측 조절밸브(32)의 개방도를 증대시켜간다. 역으로, 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값보다 높은 것으로 한다. 이때, 액측 조절밸브(32)가 개방된 상태라면, 제어기(90)는 액측 조절밸브(32)의 개방도를 조여간다. 액측 조절밸브(32)가 전폐인 상태가 되어도 여전히 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값보다 낮으면, 제어기(90)는 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 증대시켜간다.For example, it is assumed that the measured value of the refrigerating cycle high pressure is lower than the control target value. At this time, if the gas
또, 상기 제 2∼4, 6, 8, 10의 제어기(90)와 같이 액측 조절밸브(32)의 개방도를 제어하는 것은, 설정된 제어목표값을 냉동주기 고압의 실측값과 대비하고, 그 결과에 기초하여 액측 조절밸브(32)의 개방도를 조절한다.As with the
예를 들어, 냉동주기 고압의 실측값이 제어목표값보다 낮은 것으로 하면, 제어기(90)는 액측 조절밸브(32)의 개방도를 증대시켜간다. 역으로, 압축기(15) 토출 냉매온도의 실측값이 제어목표값보다 높은 것으로 하면, 제어기(90)는 가스측 조절밸브(34)의 개방도를 증대시켜간다.For example, if the measured value of the refrigerating cycle high pressure is lower than the control target value, the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 동력회수용의 팽창기(16)가 접속된 냉매회로(11)를 구비한 냉동장치에 대해 유용하다.As described above, the present invention is useful for a refrigerating device having the
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