KR20070119089A - 냉동장치 - Google Patents

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KR20070119089A
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circuits
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마사카즈 오카모토
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

냉각수단(36, 45) 혹은 기액분리기(35)를 이용하여, 열원측회로(14)로부터 이용측회로(11, 12, 13)로 공급되는 냉매를 액 단상의 상태로 한다. 또, 이용측회로(11, 12, 13)에서도 냉동주기의 팽창행정이 이루어지도록, 개방도 가변의 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)를 이용측회로(11, 12, 13)에 설치한다.
냉매회로, 이용측회로, 냉각운전, 팽창기, 냉각수단

Description

냉동장치{REFRIGERATION DEVICE}
본 발명은, 열원측회로에 대하여 복수의 이용측회로가 병렬로 접속된 멀티형 냉동장치에 관한 것이다.
종래, 열원측회로에 대하여 복수의 이용측회로가 병렬로 접속되고, 그 이용측회로에 배치된 이용측 열교환기가 증발기가 되어 냉동주기를 실행하는 냉각운전이 실행 가능한 멀티형 냉동장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 냉동장치는, 예를 들어 이용측회로가 구성된 실내유닛에 의해 각 실내의 공조를 행하는 공조기로서 이용된다.
이러한 종류의 냉동장치에는, 각 이용측회로에 팽창밸브를 설치하여 냉동주기에서의 팽창행정을 이용측회로에서 행하는 것과, 열원측회로에 팽창기를 배치하여 냉동주기에서의 팽창행정을 열원측회로에서 행하는 것(예를 들어, 특허문헌 1 참조)이 있다. 후자의 냉동장치는, 냉매의 팽창과 더불어 동력을 팽창기로 회수하여 압축기 구동에 이용할 수 있으므로, 전자의 냉동장치보다 COP(성적계수)가 우수하다. 그러나, 후자의 냉동장치는, 팽창기에서 유출되는 냉매가 기액 2상의 상태가 되므로, 냉각운전에서 이용측회로에 냉매를 반송할 때, 중력이나 압력손실의 영향을 받아, 이용측회로간에 공급되는 냉매의 상태(액냉매와 가스냉매의 비율)에 편 차가 생겨, 냉각능력의 제어가 어려워지는 경우가 있다. 예를 들어, 이용측회로의 설치높이가 서로 다를 경우에는, 위쪽에 배치된 이용측회로에 공급되는 냉매는 가스냉매의 비율이 많아지므로, 그 이용측회로에서는 냉매가 부족하여 냉각능력을 적절히 조절하기가 어려워진다.
[특허문헌 1: 일본특허공개 2003-121015호 공보]
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
여기에서, 종래의 냉동장치에서는, 냉각운전 시 팽창기로부터 유출된 기액 2상의 냉매가 각 이용측회로로 분배된다. 기액 2상의 냉매는, 액냉매와 가스냉매가 이동 시 받는 중력이나 압력손실이 서로 다르다. 따라서, 각 이용측회로에 공급되는 냉매량을 정확하게 조절하기가 어려워, 각 이용회로에서 냉각능력을 적절히 조절하기가 어려워진다.
또, 특허문헌 1의 냉동장치에서는, 기액분리기를 이용하여 액냉매만을 이용측회로로 송출하나, 열원측회로의 출구와 이용측회로 입구의 압력차가 거의 없다. 이 경우, 이용측회로에 의해 설치 높이나 열원측회로까지의 배관길이가 다른 경우와 같이, 열원측회로에서 이용측회로로 냉매가 유통하는 과정에서 발생하는 압력손실이 이용측회로에 따라 다를 경우에, 각 이용측회로에서 냉각능력을 적절히 조절하기가 어려워진다. 구체적으로, 유량조절밸브로 각 이용측회로에 공급되는 냉매량을 조절하도록 해도, 열원측회로에서 이용측회로간에 발생하는 압력손실이 큰 이용측회로는, 냉매가 유입하기 어려운 상태가 되므로, 충분한 양의 냉매가 공급되지 않을 경우가 있다. 그리고, 그 이용측회로에서는, 냉매가 부족하므로 충분한 냉각을 실행하기가 어려워진다.
본 발명은, 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 팽창기를 갖는 열원측회로에 대해 복수의 이용측회로가 병렬로 접속된 냉동장치에 있어서, 이용측회로의 배치와 상관없이 각 이용측회로에서 냉각운전 중의 냉각능력을 적절히 조절할 수 있도록 하는 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
제 1 발명은, 냉매를 순환시켜 냉동주기를 행하는 냉매회로(10)를 구비하는 한편, 상기 냉매회로(10)는, 압축기(30)와 팽창기(31)와 열원측 열교환기(44)가 배치된 열원측회로(14)와, 각각에 이용측 열교환기(41, 42, 43)가 배치되고 상기 열원측회로(14)에 병렬 접속되는 복수의 이용측회로(11, 12, 13)를 구비하며, 상기 열원측 열교환기(44)가 응축기가 되고 상기 이용측 열교환기(41, 42, 43)가 증발기가 되는 냉각운전이 실행 가능한 냉동장치를 대상으로 한다. 그리고 상기 열원측 열교환기(44)가 응축기가 되고 상기 이용측 열교환기(41, 42, 43)가 증발기가 되는 냉각운전이 실행 가능한 냉동장치에 있어서, 상기 열원측회로(14)에는, 상기 냉각운전 중에 상기 팽창기(31)에서 상기 각 이용측회로(11, 12, 13)에 공급되는 냉매를 냉각시키는 냉각수단(36, 45)이 구성된다.
제 2 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 이용측회로(11, 12, 13)에는, 상기 냉각운전 중의 상기 이용측 열교환기(41, 42, 43)의 상류측에 개방도 가변의 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)가 배치된다.
제 3 발명은 제 2 발명에 있어서, 상기 냉각수단(36, 45)이, 상기 열원측 열교환기(44)에서 응축된 냉매의 일부가 유입되며, 이 유입된 냉매를 감압시키는 냉각용 팽창기구(36)와, 상기 팽창기(31)로부터 이용측회로(11, 12, 13)에 공급되는 냉매를 이 냉각용 팽창기구(36)에서 감압된 냉매와 열교환시켜 냉각시키는 냉각용 열교환기(45)를 구비한다.
제 4 발명은, 냉매를 순환시켜 냉동주기를 행하는 냉매회로(10)를 구비하는 한편, 상기 냉매회로(10)는, 압축기(30)와 팽창기(31)와 열원측 열교환기(44)가 배치된 열원측회로(14)와, 각각에 이용측 열교환기(41, 42, 43)가 배치되고 상기 열원측회로(14)에 병렬 접속되는 복수의 이용측회로(11, 12, 13)를 구비하며, 상기 열원측 열교환기(44)가 응축기가 되고 상기 이용측 열교환기(41, 42, 43)가 증발기가 되는 냉각운전이 실행 가능한 냉동장치(20)를 대상으로 한다. 그리고 상기 이용측회로(11, 12, 13)에는, 상기 냉각운전 중의 상기 이용측 열교환기(41, 42, 43)의 상류측에 개방도 가변의 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)가 배치되며, 상기 열원측회로(14)에는, 상기 팽창기(31)에서 유입된 냉매를 액냉매와 가스냉매로 분리하여 이 액냉매를 상기 각 이용측회로(11, 12, 13)에 공급하는 기액분리기(35)가 배치된다.
제 5 발명은 제 4 발명에 있어서, 상기 기액분리기(35)에는, 이 기액분리기(35) 내의 가스냉매를 상기 압축기(30)에 공급하기 위한 가스배관(37)이 설치된다.
제 6 발명은 제 4 발명에 있어서, 상기 압축기(30)가, 서로 직렬 접속된 저단측 압축기구(30a)와 고단측 압축기구(30b)를 구비하며, 상기 저단측 압축기구(30a)에서 압축된 냉매를 상기 고단측 압축기구(30b)에서 다시 압축하도록 구성되는 한편, 상기 기액분리기(35)에는, 이 기액분리기(35) 내의 가스냉매를 상기 고단측압축기구(30b)에 공급하기 위한 가스배관(37)이 설치된다.
제 7 발명은 제 1 내지 제 6 발명 중 어느 한 발명에 있어서, 상기 냉매회로(10)가, 냉동주기의 고압압력이 냉매의 임계압력보다 높아지도록 구성된다.
-작용-
제 1 발명에서는, 열원측회로(14)에 있어서, 냉각운전 중에 열원측 열교환기(44)에서 응축된 냉매가, 팽창기(31)로 유입되어 팽창된다. 팽창기(31)에서 팽창된 냉매는, 가스냉매와 액냉매가 혼재하는 기액 2상의 상태가 된다. 팽창기(31)로부터 유출된 기액 2상 상태의 냉매는, 냉각수단(36, 45)으로 냉각되며, 여기에 포함되는 가스냉매가 액화되어 액 단상의 상태가 된다. 그리고 냉각수단(36, 45)으로 냉각된 액냉매가, 각 이용측회로(11, 12, 13)로 분배된다.
제 2 발명에서는, 냉각운전에 있어서 열원측회로(14)의 팽창기(31)에서 팽창된 냉매를, 이용측회로(11, 12, 13)에서도 팽창시킬 수 있도록 이용측회로(11, 12, 13)에 개방도 가변의 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)가 설치된다. 즉, 냉동주기에서의 팽창행정이, 열원측회로(14)만이 아닌 이용측회로(11, 12, 13)에서도 이루어지도록 한다.
제 3 발명에서는, 팽창기(31)에서 유출된 기액 2상의 냉매를 냉각시키기 위해, 냉각수단(36, 45)을 구성하는 냉각용 팽창기구(36)와 냉각용 열교환기(45)가 이용된다. 냉각용 팽창기구(36)에서는, 열원측 열교환기(44)에서 응축된 냉매의 일부를 팽창시켜 저온 저압으로 한다. 냉각용 열교환기(45)에서는, 팽창기(31)에서 유출된 기액 2상의 냉매가 냉각용 팽창기구(36)에서 저온 저압이 된 냉매와 열교환하여 냉각된다.
제 4 발명에서는, 제 3 발명과 마찬가지로, 냉동주기에서의 팽창행정이 열원측회로(14)만이 아닌 이용측회로(11, 12, 13)에서도 이루어지도록, 이용측회로(11, 12, 13)에 개방도 가변의 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)가 설치된다. 또, 팽창기(31)로부터 유입된 냉매를 액냉매와 가스냉매로 분리하는 기액분리기(35)가 배치되며, 그 중 액냉매가 각 이용측회로(11, 12, 13)로 분배되도록 한다. 기액분리기(35)로부터 이용측회로(11, 12, 13)로 공급된 액냉매는, 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)로 감압된 후 이용측 열교환기(41, 42, 43)로 유입된다.
제 5 발명에서는, 기액분리기(35) 내의 가스냉매를 압축기(30)로 보낼 수 있도록, 그 기액분리기(35)에 가스배관(37)이 설치된다. 팽창기(31)에서 유출된 냉매는, 기액분리기(35)에서 액냉매와 가스냉매(37)로 분리되고, 그 중 가스냉매가 가스배관(37)을 통해 압축기(30)로 보내진다.
제 6 발명에서는, 냉각운전 중에 이용측 열교환기(41, 42, 43)에서 증발한 냉매가 저단측 압축기구(30a)로 흡입된다. 그리고, 저단측 압축기구(30a)에서 압축되어 과열상태로 된 가스냉매가 고단측 압축기구(30b)로 보내진다. 또, 고단측 압축기구(30b)로는, 기액분리기(35) 내 포화상태의 가스냉매도 가스배관(37)을 통해 보내진다. 고단측 압축기구(30b)는, 저단측 압축기구(30a)로부터의 가스냉매와 기액분리기(35)로부터의 가스냉매를 흡입하여 압축한다.
제 7 발명에서는, 압축기(30)에 의해 냉매가 그 임계압력보다 높은 압력까지 압축된다. 즉, 상기 압축기(30)의 토출냉매는 초임계상태가 된다. 이로써, 압축기(30)로 습윤상태의 냉매가 흡입되어도, 적어도 토출부에서는 액냉매가 존재하지않게 되어, 이른바 액압축이 확실하게 회피된다.
[발명의 효과]
제 1 내지 제 3 발명에서는, 냉각운전에 있어서 팽창기(31)에서 유출된 기액 2상의 냉매를 열원측회로(14)의 냉각수단(36, 45)으로 냉각시킴으로써 강제적으로 액 단상의 상태로 한 후, 각 이용측회로(11, 12, 13)로 분배하도록 한다. 즉, 냉각운전에서 열원측회로(14)에서 이용측회로(11, 12, 13)를 향해 냉매가 흐르는 배관에는 액 단상의 냉매가 흘러, 각 이용측회로(11, 12, 13)에는 액냉매가 공급되도록 구성된다. 따라서, 각 이용측회로(11, 12, 13)로 액냉매가 공급되므로, 열원측회로(14)에서 이용측회로(11, 12, 13)로 냉매가 유통하는 과정에서 생기는 압력 손실이 이용측회로(11, 12, 13)에 따라 다른 경우에도, 냉매의 상태(액냉매와 가스냉매의 비율)에 편차가 생기는 일 없이, 열원측회로(14)에서 이용측회로(11, 12, 13)로 기액 2상의 상태로 냉매를 보내는 경우에 비해 각 이용측회로(11, 12, 13)로 공급되는 냉매량을 정확하게 제어할 수 있다. 따라서, 이용측회로(11, 12, 13)의 배치와 상관없이, 각 이용측회로(11, 12, 13)에서 냉각운전 중의 냉각능력 제어성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 제 2 발명에서는, 이용측회로(11, 12, 13)에서도 냉동주기에서의 팽창행정이 이루어지도록, 개방도 가변의 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)가 이용측회로(11, 12, 13)에 배치된다. 따라서, 열원측회로(14)에서 이용측회로(11, 12, 13)로 냉매가 유통하는 과정에서 생기는 압력손실이 이용측회로(11, 12, 13)에 따라 다른 경우에, 그 이용측회로(11, 12, 13)간의 압력손실 차를 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)로 조절할 수 있다. 즉, 이 제 2 발명에서는, 열원측회로(14)에서 각 이용측회로(11, 12, 13)까지의 배관길이가 각각 다르거나, 각 이용측회로(11, 12, 13)의 설치높이가 다를 경우라도, 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)의 개방도를 조절함으로써, 각 이용측회로(11, 12, 13)로 유입하는 냉매량을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 이용측회로(11, 12, 13)의 배치와 상관없이, 각 이용측회로(11, 12, 13)에 공급되는 냉매량을 정확하게 제어할 수 있으므로, 각 이용측회로(11, 12, 13)에서 냉각운전 중의 냉각능력 제어성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 제 4 발명에서는, 냉각운전에 있어서 기액분리기(35)를 이용하여 열원측회로(14)에서 이용측회로(11, 12, 13)로 보내지는 냉매를 액 단상의 상태로 한다. 또한, 냉동주기에서의 팽창행정이 열원측회로(14)만이 아닌 이용측회로(11, 12, 13)에서도 이루어지도록, 개방도 가변의 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)를 이용측회로(11, 12, 13)에 배치한다. 이로써, 열원측회로(14)에서 이용측회로(11, 12, 13)로 냉매가 유통하는 과정에서 생기는 압력손실이 이용측회로(11, 12, 13)에 따라 다른 경우에도, 기액분리기(35)가 배치되므로 이용측회로(11, 12, 13)간에 공급되는 냉매의 상태에 편차가 생기는 것을 방지할 수 있음과 더불어, 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)의 개방도를 조절함으로써, 각 이용측회로(11, 12, 13)로 유입하는 냉매량을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 이용측회로(11, 12, 13)의 배치와 상관없이, 각 이용측회로(11, 12, 13)에 공급되는 냉매량을 정확하게 제어할 수 있으므로, 각 이용측회로(11, 12, 13)에서 냉각운전 중의 냉각능력 제어성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 제 6 발명에서는, 고단측 압축기구(30b)로, 저단측 압축기구(30a)로부터 과열상태의 가스냉매만이 아닌 기액분리기(35)로부터 포화상태의 가스냉매가 공급되도록 한다. 따라서, 고단측 압축기구(30b)의 흡입냉매 엔탈피를 저하시킬 수 있으므로, 고단측 압축기구(30b)에서 압축에 요하는 동력을 삭감할 수 있어, COP(성적계수) 향상을 도모할 수 있다. 또한, 고단측 압축기구(30b)의 토출온도를 저하시킬 수 있으므로, 오일의 열화나 냉매 분해를 억제할 수 있다.
또, 제 7 발명에 의하면, 냉동주기의 고압압력이 냉매의 임계압력보다 높은 초임계주기를 행하도록 냉매회로(10)를 구성하므로, 압축기(30)의 토출냉매가 확실하게 과열상태가 된다. 따라서, 압축기(30)로 습윤상태의 냉매를 흡입시켜도 압축기(30)의 토출부에서는 이미 냉매가 과열상태이므로, 압축기(30)에서의 액 압축을 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 냉동장치(20)의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은, 제 1 실시형태에 관한 공조기의 개략구성도이다.
도 2는, 제 1 실시형태에 관한 공조기에서 냉방운전 중의 냉동주기를 표시하는 몰리에르선도이다.
도 3은, 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 관한 공조기의 개략구성도이다.
도 4는, 제 2 실시형태에 관한 공조기의 개략구성도이다.
도 5는, 제 2 실시형태의 제 1 변형예에 관한 공조기의 개략구성도이다.
도 6은, 제 2 실시형태의 제 2 변형예에 관한 공조기의 개략구성도이다.
도 7은, 제 2 실시형태의 제 3 변형예에 관한 공조기의 개략구성도이다.
도 8은, 제 2 실시형태의 제 4 변형예에 관한 공조기의 개략구성도이다.
[부호의 설명]
10 : 냉매회로 11, 12, 13 : 실내회로(이용측회로)
14 : 실외회로(열원측회로) 20 : 공조기(냉동장치)
30 : 압축기 30a : 저단측 압축기구
30b : 고단측 압축기구 31 : 팽창기
35 : 기액분리기
36 : 냉각용 팽창밸브(냉각수단, 냉각용 팽창기구)
37 : 가스배관
41, 42, 43 : 실내열교환기(이용측 열교환기)
44 : 실외열교환기(열원측 열교환기)
45 : 내부열교환기(냉각수단, 냉각용 열교환기)
51, 52, 53 : 실내팽창밸브(이용측 팽창밸브)
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명하기로 한다.
[제 1 실시형태]
본 발명의 제 1 실시형태에 대하여 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 제 1 실시형태는, 본 발명에 관한 냉동장치로 구성된 공조기(20)이다. 이 공조기(20)는, 냉매회로(10)에서 냉매를 순환시켜 증기압축 냉동주기를 행하는 것으로, 후술하는 십자전환밸브(25)에 의해 냉방운전과 난방운전을 전환시켜 행할 수 있도록 구성된다. 이 공조기(20)는, 1개의 실외유닛(64)에 대해 3개의 실내유닛(61, 62, 63)이 배치되는 이른바 멀티형으로 구성된다. 여기에서, 실내유닛의 대수는 단순한 예시이다.
각 실내유닛(61, 62, 63)은, 빌딩 내 다른 층에 배치된다. 실내유닛(61, 62, 63)은, 상층 실내유닛(61), 중층 실내유닛(62), 및 하층 실내유닛(63)으로 구성된다. 실외유닛(64)은, 하층 실내유닛(63)과 같은 층에 설치된다.
상기 냉매회로(10)는, 이용측회로인 3개의 실내회로(11, 12, 13)와, 열원측회로인 1개의 실외회로(14)를 구비한다. 냉매회로(10)에는, 이산화탄소(CO2)가 냉매로서 충전된다. 이 냉매회로(10)에 있어서, 3개의 실내회로(11, 12, 13)는, 제 1 연결관(15) 및 제 2 연결관(16)을 개재하고, 1개의 실외회로(14)에 병렬로 접속된다.
상기 실내회로(11, 12, 13)는, 각 실내유닛(61, 62, 63)에 1개씩 수납된다. 각 실내회로(11, 12, 13)에는, 이용측 열교환기인 실내열교환기(41, 42, 43)와, 이용측 팽창밸브인 개방도 가변의 실내팽창밸브(51, 52, 53)가 직렬로 접속 배치된 다. 각 실내유닛(61, 62, 63)에는, 도시하지 않으나 실내 팬이 각각 배치된다.
각 실내열교환기(41, 42, 43)는, 이른바 크로스 핀형의 핀-튜브 열교환기로 구성된다. 각 실내열교환기(41, 42, 43)로는 도면 외의 실내 팬에 의해 실내공기가 공급된다. 각 실내열교환기(41, 42, 43)에서는, 공급된 실내공기와 이 실내열교환기(41, 42, 43)를 유통하는 냉매와의 사이에 열교환이 이루어진다. 또, 각 실내팽창밸브(51, 52, 53)는, 전자(電子)팽창밸브로 구성된다.
상기 실외회로(14)는 실외유닛(64)에 수납된다. 이 실외회로(14)에는, 압축/팽창유닛(26), 실외열교환기(44), 냉각용 열교환기인 내부열교환기(45), 십자전환밸브(25), 브리지회로(24), 및 냉각용 팽창기구인 냉각용 팽창밸브(36)가 배치된다. 내부열교환기(45)와 냉각용 팽창밸브(36)는, 본 발명에 관한 냉각수단을 구성한다. 실외유닛(64)에는, 도시하지 않으나 실외 팬이 배치된다.
상기 압축/팽창유닛(26)은, 세로로 길며 원통형의 밀폐용기인 케이싱(21)을 구비한다. 이 케이싱(21) 내에는, 압축기(30)와 팽창기(31) 및 전동기(32)가 수납된다. 케이싱(21) 내에는, 압축기(30)와 전동기(32) 및 팽창기(31)가 밑에서 위를 향해 차례로 배치되며, 회전축에 의해 서로 연결된다.
압축기(30) 및 팽창기(31)는, 로터리 피스톤형의 유체기계로 구성된다. 압축기(30)는, 냉매를 그 임계압력보다 높은 압력까지 압축시키도록 구성된다. 즉, 상기 냉매회로(10)에서는, 증기압축 냉동주기의 고압압력이 이산화탄소의 임계압력보다 높아진다. 팽창기(31)는, 유입된 냉매(CO2)를 팽창시켜 동력(팽창동력)을 회 수한다. 압축기(30)는, 팽창기(31)로 회수된 동력과, 전동기(32)를 통전시켜 얻어지는 동력, 양쪽에 의해 회전 구동된다. 전동기(32)에는, 도면 외의 인버터로부터 소정 주파수의 교류전력이 공급된다. 압축기(30)는, 전동기(32)로 공급되는 전력의 주파수를 변경함으로써, 그 용량이 가변으로 구성된다. 압축기(30)와 팽창기(31)는 항상 같은 회전속도로 회전된다.
상기 실외열교환기(44)는, 이른바 크로스 핀형의 핀-튜브 열교환기로 구성된다. 실외열교환기(44)로는 도면 외의 실외 팬에 의해 실외공기가 공급된다. 실외열교환기(44)에서는, 공급된 실외공기와 이 실외열교환기(44)를 유통하는 냉매와의 사이에 열교환이 이루어진다. 실외회로(14)에서, 실외열교환기(44)는, 그 일단이 십자전환밸브(25)의 제 3 포트에 접속되며, 그 타단이 브리지회로(24)에 접속된다.
냉각팽창밸브(36)는 개방도 가변으로 구성되며, 일단이 실외열교환기(44)와 브리지회로(24)를 접속하는 배관에 접속되고, 타단이 내부열교환기(45)에 접속된 감압용 배관(55)에 배치된다. 이 냉각용 팽창밸브(36)는, 전자(電子)팽창밸브로 구성된다.
내부열교환기(45)는, 서로 인접 배치된 제 1 유로(流路)(46) 및 제 2 유로(47)를 구비하며, 제 1 유로(46)의 냉매와 제 2 유로(47)의 냉매를 열교환시키도록 구성된다. 실외회로(14)에서 제 1 유로(46)는, 일단이 팽창기(31)의 유출 쪽에 접속되며, 타단이 브리지회로(24)에 접속된다. 제 2 유로(47)는, 일단이 감압용 배관(55)에 접속되고, 타단이 압축기(30)의 흡입측과 십자전환밸브(25)의 제 1 포트를 접속하는 배관에 접속된다. 이 내부열교환기(45)는, 냉방운전 시에 팽창 기(31)로부터 유출된 제 1 유로(46)를 흐르는 냉매가, 감압용 배관(55)에서 감압되어 저온이 된, 제 2 유로(47)를 흐르는 냉매와 열교환하도록 구성된다.
브리지회로(24)는, 4개의 역지밸브(CV-1∼CV4)를 브리지형태로 접속한 것이다. 이 브리지회로(24)는, 제 1 역지밸브(CV-1) 및 제 4 역지밸브(CV-4)의 유입측이 내부열교환기(45)의 제 1 유로(46) 타단에 접속되고, 제 2 역지밸브(CV-2) 및 제 3 역지밸브(CV-3)의 유출측이 압축/팽창유닛(26)의 팽창기(31) 유입측에 접속된다. 또, 브리지회로(24)는, 제 1 역지밸브(CV-1)의 유출측 및 제 2 역지밸브(CV-2)의 유입측이 제 1 폐쇄밸브(17)에 접속되고, 제 3 역지밸브(CV-3) 유입측 및 제 4 역지밸브(CV-4) 유출측이 실내열교환기(44)의 타단에 접속된다.
실외회로(14)에 있어서, 십자전환밸브(25)의 제 1 포트는 압축기(30)의 흡입측에 접속된다. 제 2 포트는 제 2 폐쇄밸브(18)에 접속된다. 제 3 포트는 실내열교환기(44)의 일단에 접속된다. 제 4 포트는, 압축기(30)의 토출측에 접속된다. 이 제 1 십자전환밸브(25)는, 제 1 포트가 제 2 포트와 연통하며, 제 3 포트가 제 4 포트와 연통하는 상태(도 1에 실선으로 나타낸 상태)와, 제 1 포트가 제 3 포트와 연통하며, 제 2 포트가 제 4 포트와 연통하는 상태(도 1에 파선으로 나타낸 상태)로 전환되도록 구성된다.
전술한 바와 같이, 3개의 실내회로(11, 12, 13)와 1개의 실외회로(14)는, 제 1 연결관(15) 및 제 2 연결관(16)에 의해 접속된다. 제 1 연결관(15)은, 그 일단이 제 1 폐쇄밸브(17)에 접속된다. 또, 제 1 연결관(15)은 타단 쪽에서 3개로 분기되어, 각 실내회로(11, 12, 13)의 실내팽창밸브(51, 52, 53) 쪽 단부에 접속된 다. 제 2 연결관(16)은, 그 일단이 제 2 폐쇄밸브(18)에 접속된다. 또, 제 2 연결관(16)은 타단 쪽에서 3개로 분기되어, 각 실내회로(11, 12, 13)의 실내열교환기(41, 42, 43) 쪽 단부에 접속된다.
-운전동작-
<난방운전>
상기 공조기(20)의 난방운전 시 동작에 대하여 설명한다.
난방운전 시에 있어서, 십자전환밸브(25)는, 도 1에 파선으로 나타낸 상태로 전환되어, 각 실내팽창밸브(51, 52, 53)의 개방도가 개별로 조절됨과 더불어, 냉각용 팽창밸브(36)가 폐쇄상태로 유지된다.
이 상태에서 압축기(30)를 구동시키면, 냉매회로(10)에서 냉매가 순환하여 냉동주기가 이루어진다. 이 때, 실내열교환기(41, 42, 43)가 응축기로서 기능하고, 실외열교환기(44)가 증발기로서 기능한다.
구체적으로, 압축기(30)로부터는, 압축되어 임계압력보다 고압이 된 고압냉매가 토출된다. 이 고압냉매는, 십자전환밸브(25)를 통과하고 제 2 연결관(16)으로 유입하여 각 실내회로(11, 12, 13)로 분배된다. 이 때, 각 실내회로(11, 12, 13)에서는, 실내팽창밸브(51, 52, 53)의 개방도에 따른 양의 냉매가 공급된다.
각 실내회로(11, 12, 13)로 분배된 고압냉매는, 각각 실내열교환기(41, 42, 43)로 도입되어 실내공기와 열교환한다. 이 열교환에 따라, 고압냉매는 실내공기에 방열하여 실내공기가 가열된다. 각 실내열교환기(41, 42, 43)에서 방열한 냉매는, 제 1 연결관(15)으로 유입하여 합류하고, 그 후, 실외회로(14)로 회송된다. 한편, 실내열교환기(41, 42, 43)에서 가열된 실내공기는, 조화공기로서 실내에 공급된다.
제 1 연결관(15)에서 실외회로(14)로 유입된 냉매는, 브리지회로(24)를 통과하여 팽창기(31)로 유입된다. 팽창기(31)로 유입한 냉매는, 감압되어 유출되고, 내부열교환기(45)의 제 1 유로(46), 브리지회로(24)를 통과하여 실외열교환기(44)로 도입된다.
실외열교환기(44)에서는, 도입된 저압냉매가 실외공기와 열교환한다. 이 열교환에 따라, 저압냉매가 실외공기로부터 흡열하여 증발한다. 실외열교환기(44)에서 증발한 냉매는, 십자전환밸브(25)를 통해 압축기(30)로 보내진다. 압축기(30)로 흡입된 냉매는, 압축되어 고압냉매가 된 후, 다시 압축기(30)로부터 토출된다.
<냉방운전>
상기 공조기(20)의 냉각운전인 냉방운전 시의 동작에 대하여 설명한다.
냉방운전 시에 있어서, 십자전환밸브(25)는 도 1에 실선으로 나타낸 상태로 전환되어, 각 실내팽창밸브(51, 52, 53)의 개방도가 개별로 조절됨과 더불어, 냉각용 팽창밸브(36)의 개방도가 적절히 조절된다.
여기에서, 이 공조기(20)에서는 각 실내유닛(61, 62, 63)별로 설치높이가 달라, 실외회로(14)에서 실내회로(11, 12, 13)로 냉매가 유통하는 과정에서 생기는 압력손실이 실내유닛(61, 62, 63)마다 다르다. 구체적으로, 이 압력손실은, 상층실내유닛(61), 중층실내유닛(62), 하층실내유닛(63) 순으로 커진다. 이 공조기(20)에서는, 각 실내유닛(61, 62, 63)에 균등하게 냉매를 분배할 경우, 하층의 실내유닛일수록 실내팽창밸브의 개방도가 작아진다.
이 상태에서 압축기(30)를 구동하면, 냉매회로(10)에서 냉매가 순환하여 냉동주기가 이루어진다. 이때, 실외열교환기(44)가 응축기로서 기능하고, 실내열교환기(41, 42, 43)가 증발기로서 기능한다.
구체적으로, 압축기(30)로부터는, 압축되어 임계압력보다 고압이 된 고압냉매가 토출된다. 이 고압냉매는, 십자전환밸브(25)를 통과하여 실외열교환기(44)로 보내진다. 실외열교환기(44)로 도입된 고압냉매는 실외공기와 열교환하여 실외공기에 방열한다.
실외열교환기(44)에서 방열한 냉매는, 두 갈래로 분류된다. 그 한쪽이 브리지회로(24)를 통과하여 팽창기(31)로 유입되고, 나머지가 감압용 배관(55)으로 유입된다. 팽창기(31)로 유입된 냉매는 감압되어 유출되고, 내부열교환기(45)의 제 1 유로(46)로 유입된다. 감압용 배관(55)으로 유입된 냉매는, 냉각용 팽창밸브(36)에서 감압되어 내부열교환기(45)의 제 2 유로(47)로 유입된다.
냉각용 팽창밸브(36)는, 통과한 냉매를 팽창기(31)에서 감압된 냉매보다 낮은 압력으로 감압될 수 있도록 개방도가 조절된다. 따라서, 제 2 유로(47)로 유입되는 냉매는, 제 1 유로(46)로 유입되는 냉매보다 저온이 된다.
팽창기(31)에서 유출되어 제 1 유로(46)로 유입되는 냉매는, 가스냉매와 액냉매가 혼재하는 기액 2상의 상태가 되나, 제 1 유로(46)에서 제 2 유로(47)를 유통하는 냉매로 냉각되어 가스냉매가 액화된다. 이로써, 제 1 유로(46)를 통과한 냉매는 액 단상의 상태가 된다.
여기에서, 이 냉동주기에서의 몰리에르선 도를 도 2에 나타낸다. 팽창기(31)에서의 팽창행정에서 냉매상태의 변화는, 점(1)에서 점(2)로의 변화로 표시된다. 냉각용 팽창밸브(36)에서의 팽창행정에서 냉매상태의 변화는, 점(1)에서 점(5)로의 변화로 표시된다. 내부열교환기(45)의 제 1 유로(46)에서 냉매가 냉각될 때의 냉매상태의 변화는, 점(2)에서 점(3)으로의 변화로 표시된다. 제 2 유로(47)를 유통하는 냉매가 제 1 유로(46)의 냉매를 냉각시킬 때의 냉매상태 변화는, 점(5)에서 점(6)으로의 변화로 표시된다.
제 1 유로(46)를 통과한 액냉매는, 브리지회로(24)에서 제 1 연락관(15)으로 유입하여 각 실내회로(11, 12, 13)로 분배된다. 이 때, 각 실내회로(11, 12, 13)에는 실내팽창밸브(51, 52, 53)의 개방도에 따른 양의 냉매가 공급된다. 각 실내회로(11, 12, 13)로 분배된 액냉매는, 실내팽창밸브(51, 52, 53)로 감압되어 실내열교환기(41, 42, 43)로 유입된다.
여기에서, 실외회로(14)에서 공급된 냉매가 각 실내열교환기(41, 42, 43)로 유입될 때까지의 냉매상태 변화는, 도 2의 점(3)에서 점(4)로의 변화(압력의 저하)로 표시된다. 이 압력 저하는, 모든 실내유닛(61, 62, 63)에서 실내팽창밸브(51, 52, 53)나 실외회로(14)에서 실내회로(11, 12, 13)까지의 압력손실에 따른다. 단, 이 중 압력손실에 따른 압력의 저하는, 상층의 실내유닛일수록 커지며, 하층의 실내유닛일수록 작아진다. 실내팽창밸브(51, 52, 53)에 의한 압력저하는, 각 실내유닛(61, 62, 63)에서 적절히 조절된다.
실내열교환기(41, 42, 43)로 도입된 저압 액냉매는 실내공기와 열교환한다. 이 열교환으로 저압 액냉매는 실내공기로부터 흡열하여 증발하고, 실내공기가 냉각된다. 각 실내열교환기(41, 42, 43)에서 흡열한 냉매는, 제 2 연결관(16)으로 유입되어 합류한 후 실외회로(14)로 회송된다. 한편, 실내열교환기(41, 42, 43)에서 냉각된 실내공기는 조화공기로서 실내로 공급된다.
제 2 연결관(16)에서 실외회로(14)로 유입된 냉매는, 십자전환밸브(25)를 통과한 후, 제 2 유로(47)를 통과한 냉매와 합류하여 압축기(30)로 보내진다. 압축기(30)로 흡입된 냉매는, 압축되어 고압냉매가 된 후 다시 압축기(30)로부터 토출된다.
-제 1 실시형태의 효과-
이 제 1 실시형태에서는, 냉방운전에 있어서, 팽창기(30)에서 유출된 기액 2상의 냉매를 실외회로(14)의 냉각수단(36, 45)으로 냉각시킴으로써 강제적으로 액 단상의 상태로 한 후, 각 실내회로(11, 12, 13)로 분배하도록 한다. 즉, 냉방운전에서, 실외회로(14)로부터 실내회로(11, 12, 13)를 향해 냉매가 흐르는 배관에는 액 단상의 냉매가 흘러, 각 실내회로(11, 12, 13)로는 액냉매가 공급되도록 한다. 따라서, 각 실내회로(11, 12, 13)로는 액냉매가 공급되므로, 각 실내유닛(61, 62, 63)의 설치높이가 달라 실외회로(14)에서 실내회로(11, 12, 13)로 냉매가 유통하는 과정에서 생기는 압력손실이 실내회로(11, 12, 13)에 따라 다른 이 제 1 실시형태의 경우라도, 냉매의 상태(액냉매와 가스냉매의 비율)에 편차가 생기는 일 없이, 실외회로(14)에서 실내회로(11, 12, 13)로 기액 2상의 상태로 냉매를 공급하는 경우에 비해 각 실내회로(11, 12, 13)에 공급되는 냉매량을 정확하게 제어할 수 있 다. 따라서, 실내회로(11, 12, 13)의 배치에 상관없이, 각 실내회로(11, 12, 13)에서 냉방운전 중의 냉각능력 제어성을 향상시킬 수 있다.
또, 이 제 1 실시형태에서는, 실내회로(11, 12, 13)에서도 냉동주기의 팽창행정이 이루어지도록, 개방도 가변의 실내팽창밸브(51, 52, 53)가 실내회로(11, 12, 13)에 배치된다. 따라서, 각 실내유닛(61, 62, 63)의 설치높이가 달라, 실외회로(14)에서 실내회로(11, 12, 13)로 냉매가 유통하는 과정에서 생기는 압력손실이 실내회로(11, 12, 13)에 따라 다른 이 제 1 실시형태의 경우라도, 이 실내회로(11, 12, 13)간의 압력손실 차를 실내팽창밸브(51, 52, 53)로 조절할 수 있다. 즉, 이 제 1 실시형태에서는, 실내팽창밸브(51, 52, 53)의 개방도를 조절함으로써, 각 실내회로(11, 12, 13)로 유입되는 냉매량을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 실내회로(11, 12, 13)의 배치에 상관없이, 각 실내회로(11, 12, 13)로 공급되는 냉매량을 정확하게 제어할 수 있으므로, 각 실내회로(11, 12, 13)에서 냉방운전 중의 냉각능력 제어성을 향상시킬 수 있다.
또, 이 제 1 실시형태에서는, 냉매회로(10)에 충전되는 냉매로서 이산화탄소가 이용되며, 냉매회로(10)를 냉동주기의 고압압력이 냉매의 임계압력보다 높은 초임계주기를 행하도록 구성하므로, 압축기(30)의 토출냉매가 확실하게 과열상태가 된다. 따라서, 압축기(30)로 습윤상태의 냉매를 흡입시켜도, 압축기(30)의 토출부에서는 이미 냉매가 과열상태이므로, 압축기(30)에서의 액 압축을 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 공조기(20)의 신뢰성을 높일 수 있다.
-제 1 실시형태의 제 1 변형예-
제 1 실시형태의 제 1 변형예에 대하여 설명한다. 이 제 1 변형예의 공조기(20) 개략구성도를 도 3에 나타낸다. 이 제 1 변형예에서는, 실내회로(11, 12, 13)에 실내팽창밸브(51, 52, 53)가 설치되지 않는다. 이 공조기(20)에서는 냉동주기의 팽창행정이 실외회로(14)의 팽창기(31)에서만 이루어진다.
이 공조기(20)에서는, 실외회로(14)의 팽창기 (31)에서 팽창된 냉매가, 내부열교환기(45)에서 냉각되어 기액 2상의 상태에서 액 단상 상태로 변화되고, 각 실내회로(11, 12, 13)의 실내열교환기(41, 42, 43)로 도입된다.
이 제 1 변형예의 공조기(20)는, 실내유닛(61, 62, 63)과 실외유닛(64)의 고저차가 작으며, 또 각 실내유닛(61, 62, 63)이 거의 같은 높이로 설치된다면, 실내팽창밸브(51, 52, 53) 없이도 실내회로(11, 12, 13)로 균등하게 냉매를 분배할 수 있다. 또, 실내회로(11, 12, 13)에서 냉매를 팽창시키지 않으므로, 냉매 팽창에 따라 보다 많은 동력을 팽창기(31)로 회수할 수 있다.
[제 2 실시형태]
본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 제 2 실시형태의 공조기(20) 개략구성도를 도 4에 나타낸다. 이 공조기(20)에서는, 실외회로(14)에 내부열교환기(45)가 배치되지 않으며, 그 대신 기액분리기(35)가 구성된다. 또, 감압용 배관(55)도 배치되지 않는다.
구체적으로, 기액분리기(35)는, 세로로 긴 원통형의 밀폐용기이며, 정상부와 저부 및 측부에 각각 배관이 접속된다. 정상부에 접속된 배관은, 가스배관(37)을 구성하며, 압축기(30)의 흡입측과 십자전환밸브(25)의 제 1 포트를 접속하는 배관 에 접속된다. 이 배관에는 팽창밸브(34)가 설치된다. 저부에 접속된 배관은, 브리지회로(24)의 제 1 역지밸브(CV-1) 및 제 4 역지밸브(CV-4)의 유입측에 접속된다. 측부에 접속된 배관은 팽창기(31)의 유출 쪽에 접속된다. 이 배관은, 기액분리기(35) 내의 가스공간으로 개구되도록, 측부의 비교적 위쪽을 관통한다.
이 제 2 실시형태의 냉동장치에서는, 냉방운전 중에 팽창기(31)에서 유출된 냉매가 기액분리기(35)로 유입되고, 여기에서, 액냉매와 가스냉매로 분리된다. 이 중 액냉매는, 기액분리기(35) 저부에 접속된 배관으로부터 유출되고, 브리지회로(24)를 통과하여 각 실내회로(11, 12, 13)에 분배된다. 가스냉매는, 가스배관(37)으로부터 유출되어 팽창밸브(34)로 감압된다. 그리고 팽창밸브(34)로 감압된 후에, 십자전환밸브(25)의 제 1 포트에서 압축기(30) 흡입측을 향해 흐르는 냉매와 합류하여 압축기(30)로 흡입된다. 여기에서, 팽창밸브(34)는, 기액분리기(35) 내의 액면위치가 거의 일정해지도록 개방도가 제어된다.
-제 2 실시형태의 효과-
이 제 2 실시형태에서는, 냉방운전에 있어서 기액분리기(35)를 이용하여 실외회로(14)에서 실내회로(11, 12, 13)로 보내지는 냉매를 액 단상의 상태로 한다. 또한, 냉동주기에서의 팽창행정이 실외회로(14)만이 아닌 실내회로(11, 12, 13)에서도 이루어지도록, 개방도 가변의 실내팽창밸브(51, 52, 53)를 실내회로(11, 12, 13)에 배치한다. 이로써, 실외회로(14)에서 실내회로(11, 12, 13)로 냉매가 유통하는 과정에서 생기는 압력손실이 실내회로(11, 12, 13)에 따라 다르나, 기액분리기(35)가 배치되므로 실내회로(11, 12, 13)간에 공급되는 냉매의 상태에 편차가 생 기는 것을 방지할 수 있다. 또, 실내팽창밸브(51, 52, 53)의 개방도를 조절함으로써, 각 실내회로(11, 12, 13)로 유입하는 냉매량을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 실내회로(11, 12, 13)의 배치와 상관없이, 각 실내회로(11, 12, 13)에 공급되는 냉매량을 정확하게 제어할 수 있으므로, 각 실내회로(11, 12, 13)에서 냉방운전 중의 냉각능력 제어성을 향상시킬 수 있다.
-제 2 실시형태의 제 1 변형예-
제 2 실시형태의 제 1 변형예에 대하여 설명한다. 이 제 1 변형예의 공조기(20) 개략구성도를 도 5에 나타낸다. 이 제 1 변형예에서는, 기액분리기(35) 내의 가스냉매가 가스배관(37)에서 압축기(30)의 압축행정 도중에 도입되도록 가스배관(37)을 압축기(30)에 접속한다. 또, 브리지회로(24)와 실외열교환기(44) 사이에는 팽창밸브(34)가 배치된다.
이 제 1 변형예에서는, 실내회로(11, 12, 13)의 실내팽창밸브(51,52, 53)로 냉매를 감압시키므로, 실내회로(11, 12, 13)로 유입되는 냉매의 압력은, 실내회로(11, 12, 13)로부터 유출된 냉매의 압력보다 높아진다. 실내회로(11, 12, 13)로 유입되는 냉매의 압력은 기액분리기(35) 내의 냉매 압력과 거의 같으며, 실내회로(11, 12, 13)로부터 유출된 냉매의 압력은 압축기(30)의 흡입측 압력과 거의 같다. 즉, 이 제 1 변형예에서는, 실내회로(11, 12, 13)에서 압축기(30)로 도입되는 냉매보다 고압이며 포화상태의 가스냉매가, 가스배관(37)에 의해 기액분리기(35)로부터 압축기(30)의 압축행정 도중에 도입되도록 구성한다. 따라서, 압축기(30) 내의 냉매 엔탈피를 저하시킬 수 있으므로, 압축기(30)에서 압축에 필요한 동력을 삭 감할 수 있어, COP 향상을 도모할 수 있다. 또, 압축기(30)의 토출온도를 저하시킬 수 있으므로, 오일의 열화나 냉매의 분해를 억제할 수 있다.
-제 2 실시형태의 제 2 변형예-
제 2 실시형태의 제 2 변형예에 대하여 제 1 변형예와 다른 점에 대하여 설명한다. 이 제 2 변형예의 공조기(20) 개략구성도를 도 6에 나타낸다.
기액분리기(35)는, 정상부에 1개의 배관이 접속되고, 저부에 2개의 배관이 접속된다. 또, 기액분리기(35)에는, 하부의 내부공간을 2분하는 저지판(39)이 설치된다. 저부의 2개 배관은, 이 저지판(39)을 사이에 둔 위치에 각각이 개구된다. 정상부에 접속된 배관은 가스배관(37)을 구성하고, 제 1 변형예와 마찬가지로 기액분리기 내의 가스냉매가 압축기(30)의 압축행정 도중에 도입되도록 압축기(30)에 접속된다. 저부에 접속된 배관의 한쪽은, 제 1 폐쇄밸브(17)에 접속된다. 다른 쪽은, 브리지회로(24)의 제 1 역지밸브(CV-1) 유출측 및 제 2 역지밸브(CV-2) 유입측에 접속된다. 또, 팽창기(31)의 유출측은, 브리지회로(24)의 제 1 역지밸브(CV-1) 및 제 4 역지밸브(CV-4) 유입측에 접속된다.
여기에서, 저지판(39)은 냉방운전 시에, 저부에 접속된 우측 배관에서 팽창기(31)로부터의 기액 2상의 냉매가 유입되므로, 액냉매에 섞여 가스냉매가 저부에 접속된 좌측 배관에서 유출되는 것을 저지하기 위해 구성된다.
이 제 2 변형예에서는, 제 1 변형예에 비해 팽창밸브(34)의 수를 줄일 수 있으므로, 공조기(20)의 제작원가를 저감시킬 수 있다.
-제 2 실시형태의 제 3 변형예-
제 2 실시형태의 제 3 변형예에 대하여 제 1 변형예와 다른 점에 대하여 설명한다. 이 제 3 변형예의 공조기(20) 개략구성도를 도 7에 나타낸다.
이 제 3 변형예에서는, 압축기(30)가 저단측 압축기구(30a)와 고단측 압축기구(30b)로 구성된다. 저단측 압축기구(30a)와 고단측 압축기구(30b)는 서로 직렬로 접속된다. 즉, 압축기(30)는, 저단측 압축기구(30a)에서 압축된 냉매를 고단측 압축기구(30b)가 흡입하여 다시 압축시키도록 구성된다. 또, 가스배관(37)은, 저단측 압축기구(30a)와 고단측 압축기구(30b)의 접속부에 접속된다.
이 제 3 변형예에서는, 저단측 압축기구(30a)로 흡입되는 냉매보다 고압이며 포화상태인 가스냉매가, 가스배관(37)에 의해 기액분리기(35)에서 고단측 압축기구(30b)로 도입되도록 구성된다. 따라서, 고단측 압축기구(30b)의 흡입냉매 엔탈피를 저하시킬 수 있으므로, 고단측 압축기구(30b)에서 압축에 요하는 동력을 삭감할 수 있어, COP(성적계수)의 향상을 도모할 수 있다. 또, 고단측 압축기구(30b)의 토출온도를 저하시킬 수 있으므로, 오일의 열화나 냉매의 분해를 억제할 수 있다.
-제 2 실시형태의 제 4 변형예-
제 2 실시형태의 제 4 변형예에 대하여 제 2 변형예와 다른 점에 대하여 설명한다. 이 제 4 변형예의 냉동장치 개략구성도를 도 8에 나타낸다.
이 제 4 변형예에서는, 압축기(30)가 저단측 압축기구(30a)와 고단측 압축기구(30b)로 구성된다. 저단측 압축기구(30a)와 고단측 압축기구(30b)는 서로 직렬로 접속된다. 즉, 압축기(30)는, 저단측 압축기구(30a)에서 압축된 냉매를 고단측 압축기구(30b)가 흡입하여 다시 압축되도록 구성된다. 또, 가스배관(37)은, 저단측 압축기구(30a)와 고단측 압축기구(30b)의 접속부에 접속된다.
이 제 4 변형예에서는, 저단측 압축기구(30a)로 흡입되는 냉매보다 고압이며 포화상태인 가스냉매가, 가스배관(37)에 의해 기액분리기(35)에서 고단측 압축기구(30b)로 도입되도록 구성된다. 따라서, 고단측 압축기구(30b)의 흡입냉매 엔탈피를 저하시킬 수 있으므로, 고단측 압축기구(30b)에서 압축에 요하는 동력을 삭감할 수 있어, COP(성적계수)의 향상을 도모할 수 있다. 또, 고단측 압축기구(30b)의 토출온도를 저하시킬 수 있으므로, 오일의 열화나 냉매의 분해를 억제할 수 있다.
여기에서, 이상의 실시형태는, 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물, 혹은 그 용도 범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 열원측회로에 대해 복수의 이용측회로가 병렬로 접속된 멀티형 냉동장치에 대해 유용하다.

Claims (7)

  1. 냉매를 순환시켜 냉동주기를 행하는 냉매회로(10)를 구비하는 한편,
    상기 냉매회로(10)는, 압축기(30)와 팽창기(31)와 열원측 열교환기(44)가 배치된 열원측회로(14)와, 각각에 이용측 열교환기(41, 42, 43)가 배치되고 상기 열원측회로(14)에 병렬 접속되는 복수의 이용측회로(11, 12, 13)를 구비하며,
    상기 열원측 열교환기(44)가 응축기가 되고 상기 이용측 열교환기(41, 42, 43)가 증발기가 되는 냉각운전이 실행 가능한 냉동장치에 있어서,
    상기 열원측회로(14)에는, 상기 냉각운전 중에 상기 팽창기(31)로부터 상기 각 이용측회로(11, 12, 13)로 공급되는 냉매를 냉각시키는 냉각수단(36, 45)이 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이용측회로(11, 12, 13)에는, 상기 냉각운전 중의 상기 이용측 열교환기(41, 42, 43)의 상류측에 개방도 가변의 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)가 배치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각수단(36, 45)은, 상기 열원측 열교환기(44)에서 응축된 냉매의 일부가 유입되며, 이 유입된 냉매를 감압시키는 냉각용 팽창기구(36)와, 상기 팽창 기(31)로부터 이용측회로(11, 12, 13)로 공급되는 냉매를 이 냉각용 팽창기구(36)에서 감압된 냉매와 열교환시켜 냉각하는 냉각용 열교환기(45)를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  4. 냉매를 순환시켜 냉동주기를 행하는 냉매회로(10)를 구비하는 한편,
    상기 냉매회로(10)는, 압축기(30)와 팽창기(31)와 열원측 열교환기(44)가 배치된 열원측회로(14)와, 각각에 이용측 열교환기(41, 42, 43)가 배치되고 상기 열원측회로(14)에 병렬 접속되는 복수의 이용측회로(11, 12, 13)를 구비하며,
    상기 열원측 열교환기(44)가 응축기가 되고 상기 이용측 열교환기(41, 42, 43)가 증발기가 되는 냉각운전이 실행 가능한 냉동장치에 있어서,
    상기 이용측회로(11, 12, 13)에는, 상기 냉각운전 중의 상기 이용측 열교환기(41, 42, 43)의 상류측에 개방도 가변의 이용측 팽창밸브(51, 52, 53)가 배치되며,
    상기 열원측회로(14)에는, 상기 팽창기(31)로부터 유입된 냉매를 액냉매와 가스냉매로 분리하여 이 액냉매를 상기 각 이용측회로(11, 12, 13)로 공급하는 기액분리기(35)가 배치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 기액분리기(35)에는, 이 기액분리기(35) 내의 가스냉매를 상기 압축기(30)로 공급하기 위한 가스배관(37)이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 압축기(30)는, 서로 직렬 접속된 저단측 압축기구(30a)와 고단측 압축기구(30b)를 구비하며, 상기 저단측 압축기구(30a)에서 압축된 냉매를 상기 고단측 압축기구(30b)에서 다시 압축하도록 구성되는 한편,
    상기 기액분리기(35)에는, 이 기액분리기(35) 내의 가스냉매를 상기 고단측압축기구(30b)에 공급하기 위한 가스배관(37)이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉매회로(10)는, 냉동주기의 고압압력이 냉매의 임계압력보다 높아지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
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