KR20080071602A - 공기 조화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 매회의 냉매량 판정 운전으로 사이클 내의 냉동기유 분포 조건을 동일하게 유지하여, 냉매의 오일에의 용해도의 차이에 의한 냉매량의 예측 오차를 극소화하는 것에 있다. 공기 조화 장치(1)는 냉매 회로(7)와 운전 제어 장치(6a ~ 6c)를 구비하고 있다. 냉매 회로는 열원 유닛(2a ~ 2c)과 냉매 연락 배관(4, 5)과 팽창 기구(29a ~ 29c, 31a, 31b, …)와 이용 유닛(3a, 3b, …)을 포함하는 회로이다. 열원 유닛은 압축 기구(21a ~ 21c)와 열원측 열교환기(24a ~ 24c)를 가진다. 냉매 연락 배관에는 열원 유닛이 접속된다. 이용 유닛은 이용측 열교환기(32a, 32b, …)를 가지고, 냉매 연락 배관에 접속된다. 운전 제어 장치는, 냉매 회로 내의 냉매량을 판정하는 냉매량 판정 운전을 행할 때에, 사전에 냉매 회로 내에 고여 있는 오일을 되돌리는 오일 되돌림 운전을 행한다.

공기 조화 장치, 냉매 회로, 운전 제어 장치, 열원 유닛, 이용 유닛

Description

공기 조화 장치{AIR CONDITIONER}

본 발명은 공기 조화 장치의 냉매 회로 및 그것을 구비한 공기 조화 장치에 관한 것이다.

종래의 냉동 장치의 냉매 누설 검출 장치로서 특허 문헌 1에 개시되어 있는 것이 존재한다. 이 냉매 누설 검출 장치에서는, 응축 냉매 온도 조정 수단과 증발 냉매 온도 조정 수단에 의하여 응축 냉매 온도와 증발 냉매 온도를 일정값으로 조정하고, 토출 냉매 온도 검출기의 출력 신호와 설정값을 비교하여 온도차를 산출하는 온도차 산출 수단에 의하여 냉동 사이클의 냉매 누설을 검출하는 냉매 누설 검지 운전을 행하고 있다. 따라서, 응축기를 흐르는 응축 냉매 온도와 증발기를 흐르는 증발 냉매 온도를 일정값으로 조정하는 것으로, 적정한 냉매량 하에서의 토출 냉매 온도를 설정값으로 하여 두고, 설정값과 토출 냉매 온도 검출기의 출력 신호를 비교하여, 설정값보다 낮은 경우에는 냉매 누설이 생기고 있지 않다고 판단하고, 설정값보다 높은 경우에는 냉매 누설이라고 판단하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개평11-211292호 공보

그러나 특허 문헌 1의 기술에서는, 냉매 누설 검지 운전(냉매량 판정 운전)으로 운전하면서, 냉동 사이클 내의 냉매량을 예측하는 수법이 제안되어 있지만, 냉매량 판정 운전 전의 운전 상황에 따라 배관이나 열교환기 내부에 냉동기유가 대량으로 잔류하고 있는 경우에는, 냉매량의 예측 오차가 커질 우려가 있다. 냉동기유가 압축기 외부에 존재하는 경우와 압축기 내부에 존재하는 경우에서는, 온도 압력 조건이 다르기 때문에 냉매의 오일에의 용해도에 차이가 생겨 냉매 누설의 검지 오차가 커진다.

본 발명의 과제는, 매회의 냉매량 판정 운전에서 사이클 내의 냉동기유 분포 조건을 동일하게 유지하여, 냉매의 오일에의 용해도의 차이에 의한 냉매량의 예측 오차를 극소화하는 것에 있다.

제1 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 냉매 회로와 운전 제어 장치를 구비하고 있다. 냉매 회로는 열원 유닛과 냉매 연락 배관과 팽창 기구와 이용 유닛을 포함하는 회로이다. 열원 유닛은 압축 기구와 열원측 열교환기를 가진다. 냉매 연락 배관에는 열원 유닛이 접속된다. 이용 유닛은 이용측 열교환기를 가지고, 냉매 연락 배관에 접속된다. 운전 제어 장치는, 냉매 회로 내의 냉매량을 판정하는 냉매량 판정 운전을 행할 때에, 사전에 냉매 회로 내에 고여 있는 오일을 되돌리는 오일 되돌림 운전을 행한다.

이 공기 조화 장치에서는, 냉매량 판정 운전을 행할 때에, 사전에 냉매 회로 내에 고여 있는 오일을 되돌리는 오일 되돌림 운전을 행한다. 따라서, 이 공기 조화 장치에서는, 압축기 외부의 냉매 회로 내에 고여 있는 오일을 되돌려, 냉매 회로 내의 냉동기유 분포 조건을 동일하게 유지할 수 있다. 이 때문에, 냉매량 판정 운전 전에, 냉매의 오일에의 용해도의 차이에 의한 검지 오차를 극력 줄이는 것이 가능해진다. 이것에 의하여, 보다 고정도(高精度)의 냉매량 판정 운전이 가능해진다.

제2 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 제1 발명에 관련되는 공기 조화 장치이고, 오일 되돌림 운전은 배관 내 냉매 유속을 소정 유속 이상이 되도록 제어하는 운전이다.

이 공기 조화 장치에서는, 오일 되돌림 운전은 배관 내 냉매 유속이 소정 유속 이상이 되도록 제어하는 운전이다. 따라서, 확실히 냉매 회로 내에 고여 있는 오일을 압축기 내로 되돌리는 것이 가능해진다. 이 때문에, 보다 고정도의 냉매량 판정 운전이 가능해진다.

제3 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 제1 발명 또는 제2 발명에 관련되는 공기 조화 장치이고, 열원 유닛은 복수 존재한다.

이 공기 조화 장치에서는, 열원 유닛이 복수 존재한다. 따라서, 시스템 내의 열원 유닛을 일정 시간 로테이션하는 것으로, 저부하 시라도 1유닛에 부담이 치우치지 않아 시스템 전체의 수명을 늘릴 수 있다.

제4 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 제1 발명 내지 제3 발명 중 어느 하나에 관련되는 공기 조화 장치이고, 압축 기구는 복수의 압축기를 가진다.

이 공기 조화 장치에서는, 압축 기구는 복수의 압축기를 가지고 있다. 따라서, 압축기의 대수(臺數) 제어에 의한 압축 기구의 용량 변경을 행할 수 있기 때문에, 이용 유닛의 운전 부하가 작아진 경우라도, 모든 열원 유닛을 계속 운전시키는 것이 가능하게 되어, 냉매 회로에서의 오일의 고임을 극력 방지할 수 있다. 또한, 복수의 압축기 중 1대가 고장나도 나머지의 압축기가 대응 가능하다. 이 때문에, 공조의 완전 정지를 회피할 수 있다.

제5 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 제4 발명에 관련되는 공기 조화 장치이고, 운전 제어 장치는 오일 되돌림 운전 시에 압축 기구에 있어서의 복수의 압축기 중 적어도 1대를 구동한다.

이 공기 조화 장치에서는, 압축기가 복수 존재하는 경우에, 오일 되돌림 운전은 복수의 압축기 중 적어도 1대를 구동하는 운전이다. 따라서, 이 오일 되돌림 운전은, 일부의 압축기만의 구동으로 행하는 운전이기 때문에, 사용하는 에너지를 삭감하는 것이 가능해진다.

<발명의 효과>

제1 발명에 관련되는 공기 조화 장치에서는, 압축기 외부의 냉매 회로 내에 고여 있는 오일을 되돌려, 냉매 회로 내의 냉동기유 분포 조건을 동일하게 유지할 수 있다. 이 때문에, 냉매량 판정 운전 전에, 냉매의 오일에의 용해도의 차이에 의한 검지 오차를 극력 줄이는 것이 가능해진다. 이것에 의하여, 보다 고정도의 냉매량 판정 운전이 가능해진다.

제2 발명에 관련되는 공기 조화 장치에서는, 확실히 냉매 회로 내에 고여 있는 오일을 압축기 내로 되돌리는 것이 가능해진다. 이 때문에, 보다 고정도의 냉매량 판정 운전이 가능해진다.

제3 발명에 관련되는 공기 조화 장치에서는, 시스템 내의 열원 유닛을 일정 시간 로테이션하는 것으로, 저부하 시라도 1유닛에 부담이 치우치지 않아 시스템 전체의 수명을 늘릴 수 있다.

제4 발명에 관련되는 공기 조화 장치에서는, 압축기의 대수 제어에 의한 압축 기구의 용량 변경을 행할 수 있기 때문에, 이용 유닛의 운전 부하가 작아진 경우라도, 모든 열원 유닛을 계속 운전시키는 것이 가능하게 되어, 냉매 회로에서의 오일의 고임을 극력 방지할 수 있다. 또한, 복수의 압축기 중 1대가 고장나도 나머지의 압축기가 대응 가능하다. 이 때문에, 공조의 완전 정지를 회피할 수 있다.

제5 발명에 관련되는 공기 조화 장치에서는, 이 오일 되돌림 운전은 일부의 압축기만의 구동으로 행하는 운전이기 때문에, 사용하는 에너지를 삭감하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관련되는 공기 조화 장치의 개략 냉매 회로도.

도 2는 본 발명의 실시예에 관련되는 냉매 누설 검지 운전의 흐름을 도시하는 플로차트.

도 3은 본 발명의 실시예에 관련되는 냉매 자동 충전 운전의 흐름을 도시하는 플로차트.

도 4는 본 발명의 실시예에 관련되는 오일 되돌림 운전의 흐름을 도시하는 플로차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공기 조화 장치

2a ~ 2c : 열원 유닛

3a, 3b, … : 이용 유닛

4, 5 : 냉매 연락 배관

6a ~ 6c : 운전 제어 장치

21a ~ 21c : 압축 기구

22a ~ 22c, 27a ~ 27c, 28a ~ 28c : 압축기

24a ~ 24c : 열원측 열교환기

29a ~ 29c : 열원측 팽창 밸브

31a, 31b, … : 이용측 팽창 밸브

32a, 32c, … : 이용측 열교환기

(1) 공기 조화 장치의 구성

도 1에 본 발명의 제1 실시예의 공기 조화 장치(1)의 개략 냉매 회로도를 도시한다. 공기 조화 장치(1)는 빌딩 등의 공기 조화에 사용되는 것이며, 복수(본 실시예에서는, 3대)의 공냉식의 열원 유닛(2a ~ 2c)과 다수의 이용 유닛(3a, 3b, …)이 냉매 액 연락 배관(4) 및 냉매 가스 연락 배관(5)에 대하여, 각각 병렬로 접속되어 구성되어 있다. 여기에서는, 이용 유닛은 2대(3a, 3b)만 도시한다. 복수의 열원 유닛(2a ~ 2c)은 각각 1대의 용량 가변식의 압축기(22a ~ 22c)와 복수(본 실시예에서는, 2대)의 용량 일정식의 압축기(27a ~ 27c, 28a ~ 28c)를 가지는 압축 기구(21a ~ 21c)를 구비한다.

이용 유닛(3a, 3b, …)은 각각, 주로 이용측 팽창 밸브(31a, 31b, …)와, 이용측 열교환기(32a, 32b, …)와, 이들을 접속하는 배관으로 구성되어 있다. 본 실시예에 있어서, 이용측 팽창 밸브(31a, 31b, …)는, 냉매 압력의 조절이나 냉매 유량의 조절 등을 행하기 위하여, 이용측 열교환기(32a, 32b, …)의 냉매 액 연락 배관(4) 측(이하, 액측으로 한다)에 접속된 전동 팽창 밸브이다. 본 실시예에 있어서, 이용측 열교환기(32a, 32b, …)는 크로스 핀 튜브식의 열교환기이며, 실내의 공기와 열교환하기 위한 기기이다. 본 실시예에 있어서, 이용 유닛(3a, 3b, …)은, 유닛 내로 실내의 공기를 받아들여 송출하기 위한 실내 팬(도시하지 않음)을 구비하고 있고, 실내의 공기와 이용측 열교환기(32a, 32b, …)를 흐르는 냉매를 열교환시키는 것이 가능하다.

열원 유닛(2a ~ 2c)은 각각, 주로 압축 기구(21a ~ 21c)와, 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)와, 열원측 열교환기(24a ~ 24c)와, 액측 폐쇄 밸브(25a ~ 25c)와, 가스측 폐쇄 밸브(26a ~ 26c)와, 열원측 팽창 밸브(29a ~ 29c)와, 이들을 접속하는 배관으로 구성되어 있다. 본 실시예에 있어서, 열원측 팽창 밸브(29a ~ 29c)는, 냉매 압력의 조절이나 냉매 유량의 조절 등을 행하기 위하여, 열원측 팽창 밸브(29a ~ 29c)의 냉매 액 연락 배관(4) 측(이하, 액측으로 한다)에 접속된 전동 팽창 밸브이다. 압축 기구(21a ~ 21c)는, 용량 가변식의 압축기(22a ~ 22c)와 2대의 용량 일정식의 압축기(27a ~ 27c, 28a ~ 28c)와 오일 분리기(도시하지 않음)를 가진다.

압축기(22a ~ 22c, 27a ~ 27c, 28a ~ 28c)는 흡입한 냉매 가스를 압축하기 위한 기기이며, 본 실시예에 있어서, 인버터 제어에 의하여 운전 용량을 변경하는 것이 가능한 용량 가변식의 1대의 압축기 및 용량 일정식의 2대의 압축기이다.

사방 전환 밸브(23a ~ 23c)는, 냉방 운전과 난방 운전의 전환 시에 냉매의 흐름의 방향을 전환하기 위한 밸브이며, 냉방 운전 시에는 압축 기구(21a ~ 21c)와 열원측 열교환기(24a ~ 24c)의 냉매 가스 연락 배관(5) 측(이하 가스 측으로 한다)을 접속하는 것과 함께 압축 기구(21a ~ 21c)의 흡입 측과 냉매 가스 연락 배관(5)을 접속하고(도 1의 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)의 실선을 참조), 난방 운전 시에는 압축 기구(21a ~ 21c)의 출구와 냉매 가스 연락 배관(5)을 접속하는 것과 함께 압축 기구(21a ~ 21c)의 흡입 측과 열원측 열교환기(24a ~ 24c)의 가스 측을 접속하는 것이 가능하다(도 1의 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)의 파선을 참조).

열원측 열교환기(24a ~ 24c)는, 본 실시예에 있어서, 크로스 핀 튜브식의 열교환기이며, 공기를 열원으로서 냉매와 열교환하기 위한 기기이다. 본 실시예에 있어서, 열원 유닛(2a ~ 2c)은, 유닛 내로 옥외의 공기를 받아들여 송출하기 위한 실외 팬(도시하지 않음)을 구비하고 있고, 옥외의 공기와 열원측 열교환기(24a ~ 24c)를 흐르는 냉매를 열교환시키는 것이 가능하다.

각 열원 유닛(2a ~ 2c)의 액측 폐쇄 밸브(25a ~ 25c) 및 가스측 폐쇄 밸브(26a ~ 26c)는, 냉매 액 연락 배관(4) 및 냉매 가스 연락 배관(5)에 병렬로 접속되어 있다. 냉매 액 연락 배관(4)은, 이용 유닛(3a, 3b, …)의 이용측 열교환기(32a, 32b, …)의 액측과 열원 유닛(2a ~ 2c)의 열원측 열교환기(24a ~ 24c)의 액측의 사이를 접속하고 있다. 냉매 가스 연락 배관(5)은, 이용 유닛(3a, 3b, …) 의 이용측 열교환기(32a, 32b, …)의 가스 측과 열원 유닛(2a ~ 2c)의 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)의 사이를 접속하고 있다.

공기 조화 장치(1)는, 냉매 회로(7) 내의 냉매량을 판정하는 냉매량 판정 운전을 행할 때에, 사전에 냉매 회로(7) 내에 고여 있는 오일을 되돌리는 오일 되돌림 운전을 행하는 운전 제어 장치(6a ~ 6c)를 더 구비하고 있다. 본 실시예에 있어서, 운전 제어 장치(6a ~ 6c)는 각 열원 유닛(2a ~ 2c)에 내장되어 있고, 주 디바이스(parent device)로서 설정된 열원 유닛(여기에서는, 2a)의 운전 제어 장치(여기에서는, 6a)만을 사용하여, 상기와 같은 운전 제어를 행하는 것이 가능하다. 그리고, 다른 종속 디바이스(subordinate device)로서 설정된 열원 유닛(여기에서는, 2a, 2b)의 운전 제어 장치(여기에서는, 6b, 6c)는, 압축 기구 등의 기기의 운전 상태나 각종 센서에 있어서의 검출 데이터를 주 디바이스인 운전 제어 장치(6a)로 전송(電送)하거나, 주 디바이스인 운전 제어 장치(6a)로부터의 지령에 의하여, 압축 기구 등의 기기에의 운전 및 정지 지령을 행하도록 기능하거나 하는 것이 가능하다.

(2) 공기 조화 장치의 동작

다음으로, 공기 조화 장치(1)의 동작에 대하여 도 1을 이용하여 설명한다.

＜통상 운전＞

(냉방 운전)

우선, 냉방 운전에 대하여 설명한다. 냉방 운전 시는, 모든 열원 유닛(2a ~ 2c)에 있어서, 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)가 도 1의 실선으로 도시되는 상태, 즉 각 압축 기구(21a ~ 21c)의 토출 측이 열원측 열교환기(24a ~ 24c)의 가스 측에 접속되고, 또한 각 압축 기구(21a ~ 21c)의 흡입 측이 냉매 가스 연락 배관(5)을 통하여 이용측 열교환기(32a, 32b, …)의 가스 측에 접속된 상태로 되어 있다. 또한, 액측 폐쇄 밸브(25a ~ 25c), 가스측 폐쇄 밸브(26a ~ 26c)는 열림으로 되고, 이용측 팽창 밸브(31a, 31b, …)는 냉매를 감압하도록 개도(開度) 조절되어 있다.

이 공기 조화 장치(1)의 냉매 회로(7)의 상태에서, 각 열원 유닛(2a ~ 2c)의 실외 팬(도시하지 않음), 이용 유닛(3a, 3b, …)의 실내 팬(도시하지 않음) 및 각 압축 기구(21a ~ 21c)를 기동하면, 냉매 가스는 각 압축 기구(21a ~ 21c)로 흡입되어 압축된 후, 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)를 경유하여 열원측 열교환기(24a ~ 24c)로 보내져, 외기(外氣)와 열교환하여 응축된다. 이 응축한 냉매 액은 냉매 액 연락 배관(4)에 합류되어, 이용 유닛(3a, 3b, …) 측으로 보내진다. 그리고 이용 유닛(3a, 3b, …)으로 보내진 냉매 액은, 이용측 팽창 밸브(31a, 31b, …)에서 감압된 후, 이용측 열교환기(32a, 32b, …)에서 실내 공기와 열교환하여 증발된다. 이 증발한 냉매 가스는, 냉매 가스 연락 배관(5)을 통하여 열원 유닛(2a ~ 2c) 측으로 보내진다. 냉매 가스 연락 배관(5)을 흐르는 냉매 가스는, 각 열원 유닛(2a ~ 2c)의 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)를 통과한 후, 재차 각 압축 기구(21a ~ 21c)로 흡입된다. 이와 같이 하여 냉방 운전이 행하여진다.

(난방 운전)

다음으로, 난방 운전에 대하여 설명한다. 난방 운전 시는, 모든 열원 유닛(2a ~ 2c)에 있어서, 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)가 도 1의 파선으로 도시되는 상 태, 즉 각 압축 기구(21a ~ 21c)의 토출 측이 냉매 가스 연락 배관(5)을 통하여 이용측 열교환기(32a, 32b, …)의 가스 측에 접속되고, 또한 각 압축 기구(21a ~ 21c)의 흡입 측이 열원측 열교환기(24a ~ 24c)의 가스 측에 접속된 상태로 되어 있다. 또한, 액측 폐쇄 밸브(25a ~ 25c), 가스측 폐쇄 밸브(26a ~ 26c)는 열림으로 되고, 열원측 팽창 밸브(29a ~ 29c)는 냉매를 감압하도록 개도 조절되어 있다.

이 공기 조화 장치(1)의 냉매 회로(7)의 상태에서, 각 열원 유닛(2a ~ 2c)의 실외 팬(도시하지 않음), 각 이용 유닛(3a, 3b, …)의 실내 팬(도시하지 않음) 및 각 압축 기구(21a ~ 21c)를 기동하면, 냉매 가스는 각 압축 기구(21a ~ 21c)로 흡입되어 압축된 후, 각 열원 유닛(2a ~ 2c)의 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)를 경유하여 냉매 가스 연락 배관(5)에 합류되어, 이용 유닛(3a, 3b, …) 측으로 보내진다. 그리고 이용 유닛(3a, 3b, …)으로 보내진 냉매 가스는, 이용측 열교환기(32a, 32b, …)에서 실내 공기와 열교환하여 응축된다. 이 응축한 냉매 액은, 이용측 팽창 밸브(31a, 31b, …)를 경유하여 냉매 액 연락 배관(4)에 합류하고, 열원 유닛(2a ~ 2c) 측으로 보내진다. 냉매 액 연락 배관(4)을 흐르는 냉매 액은, 각 열원 유닛(2a ~ 2c)의 열원측 열교환기(24a ~ 24c)에서 외기와 열교환하여 증발된다. 이 증발한 냉매 가스는, 각 열원 유닛(2a ~ 2c)의 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)를 경유하여, 재차 압축 기구(21a ~ 21c)로 흡입된다. 이와 같이 하여 난방 운전이 행하여진다.

＜냉매량 판정 운전＞

다음으로, 냉매량 판정 운전에 대하여 설명한다. 냉매량 판정 운전에는 냉매 누설 검지 운전과 냉매 자동 충전 운전이 있다.

(냉매 누설 검지 운전)

냉매량 판정 운전의 하나인 냉매 누설 검지 운전에 대하여, 도 1, 도 2를 이용하여 설명한다. 여기서, 도 2는 냉매 누설 검지 운전 시의 플로차트이다.

통상 운전에 있어서의 냉방 운전이나 난방 운전 시에, 정기적(예를 들면, 매월 1회, 공조 공간에 부하 처리를 필요로 하지 않을 때 등)으로 냉매량 판정 운전의 하나인 냉매 누설 검지 운전으로 전환하여 운전을 행하는 것에 의하여, 불측의 원인에 의하여 냉매 회로(7) 내의 냉매가 외부로 누설하고 있지 않은지 여부를 검지하는 경우를 예로 들어 설명한다.

우선, 스텝 S1에서는, 냉매 누설 검지 운전을 행하기 전에 냉매량 판정 준비 운전을 행한다. 이 냉매량 판정 준비 운전에 대해서는 후술한다.

다음으로, 스텝 S2에서는, 상기의 냉방 운전이나 난방 운전과 같은 통상 운전에 있어서의 운전이 일정 시간(예를 들면, 1개월 등) 경과하였는지를 판정하여, 통상 운전에 있어서의 운전이 일정 시간 경과한 경우에는 다음의 스텝 S2로 이행한다.

스텝 S3에서는, 통상 운전에 있어서의 운전이 일정 시간 경과한 경우에, 냉매 회로(7)가, 열원 유닛(2a ~ 2c)의 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)가 도 1의 실선으로 도시되는 상태로, 또한 이용 유닛(3a, 3b, …)의 이용측 팽창 밸브(31a, 31b, …)가 열린 상태로 되고, 압축 기구(21a ~ 21c), 실외 팬(도시하지 않음)이 기동되어 이용 유닛(3a, 3b, …)의 모두에 대하여 강제적으로 냉방 운전이 행하여진다.

스텝 S4에서는, 실외 팬에 의한 응축 압력 제어, 이용측 팽창 밸브(31a, 31b, …)에 의한 과열도 제어, 압축 기구(21a ~ 21c)에 의한 증발 압력 제어가 행하여져, 냉매 회로(7) 내를 순환하는 냉매의 상태가 안정시켜진다.

스텝 S5에서는, 열원측 열교환기(24a ~ 24c)의 출구에 있어서의 과냉각도를 검출한다.

스텝 S6에서는, 스텝 S5에 있어서 검출된 과냉각도의 값으로부터 냉매량의 적부를 판정한다. 여기서, 스텝 S5에 있어서의 과냉각도의 검출 시에는, 이용 유닛(3a, 3b, …)의 형태나 냉매 액 연락 배관(4) 및 냉매 가스 연락 배관(5)의 길이와는 관계없이, 열원측 열교환기(24a ~ 24c)의 출구에 있어서의 냉매의 과냉각도에 의하여 냉매 회로(7) 내에 충전되어 있는 냉매량의 적부를 판정할 수 있도록 되어 있다.

추가 충전되는 냉매량이 적어 필요 냉매량에 이르고 있지 않은 경우에 있어서는, 열원측 열교환기(24a ~ 24c)에 있어서의 냉매량이 적은 상태로 된다(구체적으로는, 스텝 S5에 있어서 검출된 과냉각도 값이, 열원측 열교환기(24a ~ 24c)의 응축 압력에 있어서의 필요 냉매량에 대응하는 과냉각도 값보다도 작은 것을 의미한다.). 이 때문에, 스텝 S5에 있어서 검출된 과냉각도 값이 목표 과냉각도 값과 대략 같은 값(예를 들면, 검출된 과냉각도 값과 목표 과냉각도 값과의 차이가 소정값 미만)인 경우에는 냉매의 누설이 없는 것으로 판정하여, 냉매 누설 검지 운전을 종료한다.

한편, 스텝 S5에 있어서 검출된 과냉각도 값이 목표 과냉각도 값보다도 작은 값(예를 들면, 검출된 과냉각도 값과 목표 과냉각도 값과의 차이가 소정값 이상)인 경우에는 냉매의 누설이 발생하고 있는 것으로 판정하여, 스텝 S7의 처리로 이행하여, 냉매 누설을 검지한 것을 알리는 경고 표시를 행한 후, 냉매 누설 검지 운전을 종료한다.

(냉매 자동 충전 운전)

냉매량 판정 운전의 하나인 냉매 자동 충전 운전에 대하여, 도 1, 도 3을 이용하여 설명한다. 여기서, 도 3은 냉매 자동 충전 운전 시의 플로차트이다.

현지에 있어서, 냉매가 미리 충전된 열원 유닛(2a ~ 2c)과 이용 유닛(3a, 3b, …)을 냉매 액 연락 배관(4) 및 냉매 가스 연락 배관(5)을 통하여 접속하여 냉매 회로(7)를 구성한 후에, 냉매 액 연락 배관(4) 및 냉매 가스 연락 배관(5)의 길이에 따라 부족한 냉매를 냉매 회로(7) 내에 추가 충전하는 경우를 예로 들어 설명한다.

우선, 열원 유닛(2a ~ 2c)의 액측 폐쇄 밸브(25a ~ 25c) 및 가스측 폐쇄 밸브(26a ~ 26c)를 열어, 열원 유닛(2a ~ 2c)에 미리 충전된 냉매를 냉매 회로(7) 내에 충만시킨다.

다음으로, 냉매 충전 작업을 행하는 사람이, 리모컨(도시하지 않음)을 통하여, 또는 이용 유닛(3a, 3b, …)의 이용측 제어부(도시하지 않음)나 열원 유닛(2a ~ 2c)의 운전 제어 장치(6a ~ 6c)에 대하여 직접, 냉매량 판정 운전의 하나인 냉매 자동 충전 운전을 행하도록 지령을 내리면, 스텝 S11로부터 스텝 S14의 순서로 냉매 자동 충전 운전이 행하여진다.

스텝 S11에서는, 냉매 자동 충전 운전을 행하기 전에 냉매량 판정 준비 운전을 행한다. 이 냉매량 판정 준비 운전에 대해서는 후술한다.

스텝 S12에서는, 냉매 자동 충전 운전의 개시 지령이 이루어지면, 냉매 회로(7)가, 열원 유닛(2a ~ 2c)의 사방 전환 밸브(23a ~ 23c)가 도 1의 실선으로 도시되는 상태로, 또한 이용 유닛(3a, 3b, …)의 이용측 팽창 밸브(31a, 31b, …)가 열린 상태로 되고, 압축 기구(21a ~ 21c), 실외 팬(도시하지 않음)이 기동되어 이용 유닛(3a, 3b, …)의 모두에 대하여 강제적으로 냉방 운전이 행하여진다.

스텝 S13에서는, 실외 팬에 의한 응축 압력 제어, 이용측 팽창 밸브(31a, 31b, …)에 의한 과열도 제어, 압축 기구(21a ~ 21c)에 의한 증발 압력 제어가 행하여져, 냉매 회로(7) 내를 순환하는 냉매의 상태가 안정시켜진다.

스텝 S14에서는, 열원측 열교환기(24a ~ 24c)의 출구에 있어서의 과냉각도를 검출한다.

스텝 S15에서는, 스텝 S14에 있어서 검출된 과냉각도의 값으로부터 냉매량의 적부를 판정한다. 구체적으로는, 스텝 S14에 있어서 검출된 과냉각도 값이 목표 과냉각도 값보다도 작아 냉매 충전이 완료하고 있지 않는 경우에는, 과냉각도 값이 목표 과냉각도 값에 이를 때까지, 상기의 스텝 S13 및 스텝 S14의 처리가 반복된다.

덧붙여, 이 냉매 자동 충전 운전은, 현지 시공 후의 시운전 시의 냉매 충전뿐만 아니라, 냉매의 누설 등에 의하여 냉매 회로(7) 내에 충전되어 있는 냉매량이 감소한 경우의 냉매의 추가 충전에도 사용하는 것이 가능하다.

＜냉매량 판정 준비 운전＞

이 공기 조화 장치(1)에서는, 냉매량 판정 운전을 행할 때에, 사전에 냉매 회로(7) 내에 고여 있는 오일을 되돌리는 오일 되돌림 운전을 행한다. 오일 되돌림 운전은, 냉매 누설 검지 운전에 있어서의 스텝 S1 또는 냉매 자동 충전 운전에 있어서의 스텝 S11에서 행하여지는 냉매량 판정 준비 운전이다. 도 4는 오일 되돌림 운전의 흐름을 도시하는 플로차트이다.

스텝 S21에서는, 운전 제어 장치(6a)는, 각 열원 유닛(2a ~ 2c)의 압축기 중의 1대(여기에서는, 압축기(22a ~ 22c))를 구동하도록 지령을 내린다. 다만, 열원 유닛(2b, 2c)에 대해서는, 주 디바이스인 운전 제어 장치(6a)의 지령을 종속 디바이스인 운전 제어 장치(6b, 6c)가 받아, 종속 디바이스인 운전 제어 장치(6b, 6c)가 압축기(22b, 22c)에 대하여 구동하도록 지령을 내린다. 스텝 S21이 종료하면, 스텝 S22로 이행한다. 그리고, 스텝 S22에서는, 운전 제어 장치(6a)는 압축기(22a ~ 22c)를 5분간 구동시킨 후에 정지하도록 지령을 내린다. 이것에 의하여, 냉매 회로(7) 내에 고여 있는 오일을 압축 기구(21a ~ 21c) 내로 되돌릴 수 있다.

오일 되돌림 운전이 종료하면, 냉매량 판정 운전이 냉매 누설 검지 운전인 경우에는 스텝 S2로 이행하고, 냉매량 판정 운전이 냉매 자동 충전 운전인 경우에는 스텝 S12로 이행한다.

＜특징＞

(1)

이 공기 조화 장치(1)에서는, 냉매량 판정 운전을 행할 때에, 사전에 냉매 회로(7) 내에 고여 있는 오일을 되돌리는 오일 되돌림 운전을 행한다. 따라서, 이 공기 조화 장치(1)에서는, 압축기(22a ~ 22c, 27a ~ 27c, 28a ~ 28c) 외부의 냉매 회로(7) 내에 고여 있는 오일을 되돌려, 냉매 회로(7) 내의 냉동기유 분포 조건을 동일하게 유지할 수 있다. 이 때문에, 냉매량 판정 운전 전에, 냉매의 오일에의 용해도의 차이에 의한 검지 오차를 극력 줄이는 것이 가능해진다. 이것에 의하여, 보다 고정도의 냉매량 판정 운전이 가능해진다.

(2)

이 공기 조화 장치(1)에서는, 오일 되돌림 운전은 배관 내 냉매 유속이 소정 유속 이상이 되도록 하는 제어를 하는 운전이다. 따라서, 확실히 냉매 회로(7) 내에 고여 있는 오일을 압축기(22a ~ 22c, 27a ~ 27c, 28a ~ 28c) 내로 되돌리는 것이 가능해진다. 이 때문에, 보다 고정도의 냉매량 판정 운전이 가능해진다.

(3)

이 공기 조화 장치(1)에서는 열원 유닛(2a ~ 2c)이 복수 존재한다. 따라서, 시스템 내의 열원 유닛(2a ~ 2c)을 일정 시간 로테이션하는 것으로, 저부하 시라도 1유닛에 부담이 치우치지 않아, 시스템 전체의 수명을 늘릴 수 있다.

(4)

이 공기 조화 장치(1)에서는, 압축 기구(21a ~ 21c)는 복수의 압축기(22a ~ 22c, 27a ~ 27c, 28a ~ 28c)를 가지고 있다. 따라서, 압축기(22a ~ 22c, 27a ~ 27c, 28a ~ 28c)의 대수 제어에 의한 압축 기구(21a ~ 21c)의 용량 변경을 행할 수 있기 때문에, 이용 유닛(3a, 3b, …)의 운전 부하가 작아진 경우라도, 모든 열원 유닛(2a ~ 2c)을 계속 운전시키는 것이 가능하게 되어, 냉매 회로(7)에서의 오일의 고임을 극력 방지할 수 있다. 또한, 복수의 압축기(22a ~ 22c, 27a ~ 27c, 28a ~ 28c) 중 1대가 고장나도 나머지의 압축기가 대응 가능하다. 이 때문에, 공조의 완전 정지를 회피할 수 있다.

(5)

이 공기 조화 장치(1)에서는, 압축기(22a ~ 22c, 27a ~ 27c, 28a ~ 28c)가 복수 존재하는 경우에, 오일 되돌림 운전은 복수의 압축기(22a ~ 22c, 27a ~ 27c, 28a ~ 28c) 중 적어도 1대를 구동하는 운전이다. 따라서, 이 오일 되돌림 운전은, 일부의 압축기의 구동만으로 행하는 운전이기 때문에, 사용하는 에너지를 삭감하는 것이 가능해진다.

＜다른 실시예＞

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 도면에 기초하여 설명하였지만, 구체적인 구성은 이들의 실시예에 한정되는 것이 아니라, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 변경 가능하다.

(A)

상기 실시예에 있어서는, 공기 조화 장치(1)의 열원 유닛(2a ~ 2c)으로서 외기를 열원으로 한 공냉식의 열원 유닛을 사용하고 있지만, 수냉식이나 빙축열식의 열원 유닛을 사용하여도 무방하다.

(B)

상기 실시예에 있어서는, 냉난방 전환 운전이 가능한 공기 조화 장치(1)였지 만, 냉방 전용의 공기 조화 장치나 냉난방 동시 운전이 가능한 공기 조화 장치여도 무방하다.

(C)

상기 실시예에 있어서는, 같은 공조 능력을 가지는 3대의 열원 유닛(2a ~ 2c)을 병렬 접속하고 있지만, 다른 공조 능력을 가지는 열원 유닛을 병렬 접속하여도 무방하고, 3대에 한정하지 않고 2대 이상의 열원 유닛을 병렬 접속하여도 무방하다. 또한, 열원 유닛은 복수대였지만, 복수대에 한정하지 않고 1대여도 무방하다.

(D)

상기 실시예에 있어서는, 운전 제어 장치(6a ~ 6c)가 각 열원 유닛(2a ~ 2c)에 내장되어 있지만, 공기 조화 장치 전체적으로 하나의 운전 제어 장치를 가지는 것이어도 무방하다.

본 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 냉매량 판정 운전 전에 압축기 외부의 냉매 회로 내에 고여 있는 오일을 되돌려, 냉매 회로 내의 냉동기유 분포 조건을 동일하게 유지하는 것으로, 냉매의 오일에의 용해도의 차이에 의한 검지 오차를 극력 줄일 수 있어 고정도의 냉매량 판정 운전이 가능해지기 때문에, 공기 조화 장치의 냉매 회로 및 그것을 구비한 공기 조화 장치 등으로서 유용하다.

Claims (5)

1. 압축 기구(21a ~ 21c)와 열원측 열교환기(24a ~ 24c)를 가지는 열원 유닛(2a ~ 2c)과, 상기 열원 유닛이 접속되는 냉매 연락 배관(4, 5)과, 팽창 기구(29a ~ 29c, 31a, 31b, …)와, 이용측 열교환기(32a, 32b, …)를 가지고 상기 냉매 연락 배관(4, 5)에 접속되는 이용 유닛(3a, 3b, …)을 포함하는 냉매 회로(7)와,

   상기 냉매 회로 내의 냉매량을 판정하는 냉매량 판정 운전을 행할 때에, 사전에 오일 되돌림 운전을 행하는 운전 제어 장치(6a ~ 6c)

   를 구비한 공기 조화 장치(1).
2. 제1항에 있어서,

   상기 오일 되돌림 운전은 상기 냉매 회로를 흐르는 상기 냉매의 배관 내 냉매 유속을 소정 유속 이상이 되도록 제어하는 운전인,

   공기 조화 장치(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 열원 유닛(2a ~ 2c)은 복수 존재하는,

   공기 조화 장치(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 압축 기구는 복수의 압축기를 가지고 있는,

   공기 조화 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 운전 제어 장치는 상기 오일 되돌림 운전 시에 상기 압축 기구에 있어서의 복수의 압축기 중 적어도 1대를 운전하는,

   공기 조화 장치.

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