KR20080084734A - 냉동 사이클 장치 - Google Patents

Abstract

<과제> 서리 제거 모드에 있어서, 응축용 열교환기에 있어서의 응축 작용을 실시하면서, 공기 열교환기의 서리를 제거시키는데 유리한 냉동 사이클 장치를 제공한다.

<해결 수단> 냉동 사이클 장치는 압축기(1)와 응축용 열교환기(2)와 팽창밸브(3)와 증발용 열교환기(4)를 가진다. 증발용 열교환기(4)는 공기 열교환기(41)와, 열원 열교환기(42)를 가진다. 압축기(1)의 토출 포트(1o)와 공기 열교환기(41)를 연결하는 바이패스 통로(71)와 바이패스 밸브(72)가 설치되어 있다. 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 제어부(6)는 냉매를 열원 열교환기(42)에 흘리면서, 냉매를 공기 열교환기(41)에 공급하는 유량을 없게 하거나 또는 저감시켜 바이패스 밸브(72)를 개방시켜 압축기(1)로부터의 고온 고압의 냉매를 바이패스 통로(71) 및 바이패스 밸브(72)를 통하여 공기 열교환기(41)에 공급한다.

Description

냉동 사이클 장치{REFRIGERATION CYCLE APPARATUS}

본 발명은 냉동 사이클 장치에 관한 것이다. 냉동 사이클 장치는 냉매의 압축 공정, 응축 공정, 팽창 공정, 증발 공정을 실시하는 장치를 의미한다.

냉동 사이클 장치로서 냉매를 압축시키는 압축 공정을 행하는 압축기와, 압축기를 거친 냉매를 응축시키는 응축 공정을 실시하는 열교환기와, 응축 공정을 거친 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 팽창밸브를 거친 냉매를 증발시키는 증발 공정을 실시하는 공기 열교환기(실외 열교환기)를 가지는 것이 알려져 있다. 이와 같은 냉동 사이클 장치로서는 특허 문헌 1 ~ 3을 들 수 있다.

이것에 의하면, 압축기를 거친 고온 고압의 냉매는 응축용 열교환기에 있어서 응축 공정을 실시하여 응축열을 방출시켜 난방 등을 실시한다. 응축 공정을 거친 냉매는 팽창밸브로 팽창되어 저압화한다. 팽창밸브에 의해 저압화된 냉매는 증발기로서의 공기 열교환기에 도달하여 증발 공정을 실시하고, 냉매의 기체화가 진행한다. 그 후, 냉매는 압축기로 돌아와, 다시 압축된다. 여기서, 상기한 운전이 계속해 가면, 공기 열교환기 부근의 공기가 공기 열교환기에 의해 냉각되고, 조건에 따라서는 공기의 습분(濕分)이 공기 열교환기의 표면에 서리를 생성하는 일이 있다. 상기한 바와 같이 공기 열교환기의 표면에 있어서의 서리가 성장하면, 공기 열교환기의 열교환 능력이 저하함으로써 냉동 사이클 장치의 운전에 영향을 주기 때문에, 서리 제거를 실시하는 것이 바람직하다.

그래서, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2는 압축기의 토출 포트와 공기 열교환기를 연결하는 바이패스 통로를 메인 통로 밖에 설치하고, 바이패스 통로에 바이패스 밸브를 설치하고 있다. 그리고 서리 제거 조건이 성립했을 때에는 바이패스 밸브를 개방해 압축기의 토출 포트로부터 토출된 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 바이패스 통로를 통하여 공기 열교환기로 흐르게 함으로써, 공기 열교환기의 서리를 제거하는 것으로 하고 있다.

또, 특허 문헌 3은 2개의 증발기를 병렬로 설치하고, 서리 제거시에는 지령에 근거하여 토출 가스 냉매를 2개의 증발기의 쌍방에 도입하여 2개의 증발기의 서리를 제거하는 것으로 하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개소59-219668호 공보

[특허 문헌 2] 일본국 특개2001-27452호 공보

[특허 문헌 3] 일본국 특허3271296호 공보

그렇지만 상기한 각 특허 문헌에 의하면, 서리 제거는 반드시 효율적이진 않다. 더욱이 특허 문헌 3에 관한 기술에 의하면, 증발 공정을 실시하는 복수의 증발기가 설치되어 있지만, 서리 제거시에는 압축기의 토출 포트로부터 토출된 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 역류시켜 밸브를 통하여 2개의 증발기에 각각 공급한다. 이 때문에 서리 제거시에는 2개의 증발기에 의한 증발 공정이 실행되지 않는다. 나아가서는 응축용 열교환기에 있어서의 응축량이 제약되어 서리 제거시에 냉동 사이클 장치의 능력(난방 능력)이 크게 저하할 우려가 있다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기가 공기와 열교환하는 공기 열교환기와, 열원으로부터의 열과 열교환하는 열원 열교환기를 구비하는 경우에 있어서, 서리가 낀 상태의 공기 열교환기에 대해서 서리를 제거하면서도 열원 열교환기에 있어서 증발 공정을 실시하고, 이 결과, 응축용 열교환기에 있어서의 응축 작용을 실시하면서 공기 열교환기의 서리를 제거시키는데 유리한 냉동 사이클 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

(1) 양상(樣相) 1에 관한 냉동 사이클 장치는 냉매를 압축시키는 압축 공정을 행하는 압축기와, 압축기를 거친 냉매를 응축시키는 응축 공정을 행하는 응축용 열교환기와, 응축 공정을 거친 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 팽창밸브를 거친 냉매를 증발시키는 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기와, 서리 제거 모드를 실행하 는 제어부를 구비하고 있고,

증발 공정을 행하는 증발용 열교환기는 공기와 열교환하는 공기 열교환기와, 열원으로부터의 열과 열교환하는 열원 열교환기를 구비하는 냉동 사이클 장치에 있어서,

응축용 열교환기를 우회하여 압축기의 토출 포트와 공기 열교환기를 연결하는 바이패스 통로와, 바이패스 통로로부터 공기 열교환기에 흐르는 냉매의 유량을 조정하는 바이패스 밸브를 구비하고 있고,

서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 제어부는 응축용 열교환기 및 팽창밸브를 거친 냉매를 상기 열원 열교환기에 흘려 증발 공정을 실시하면서, 응축용 열교환기 및 팽창밸브를 거친 냉매를 공기 열교환기에 공급하는 유량을 없게 하거나 또는 저감시키는 조작과, 바이패스 밸브를 개방시키는 것에 의해 압축기의 토출 포트로부터 토출된 고온 고압의 냉매를 바이패스 통로 및 바이패스 밸브를 통하여 공기 열교환기에 공급하여 공기 열교환기를 서리 제거하는 조작을 실시하는 것을 특징으로 한다.

서리 제거 모드에 있어서는 응축용 열교환기 및 팽창밸브를 거친 냉매를 공기 열교환기에 공급하는 유량을 없게 하거나 또는 저감시키는 조작을 실시한다. 따라서, 공기 열교환기에 있어서의 증발은 제한된다. 또한, 바이패스 밸브를 개방시키는 것에 의해, 압축기의 토출 포트로부터 토출된 고온 고압의 냉매(압축기로 압축된 냉매)를 바이패스 통로 및 바이패스 밸브를 통하여 공기 열교환기에 공급하는 조작을 실시한다. 이것에 의해 고온 고압의 냉매가 공기 열교환기에 공급되기 때문 에 공기 열교환기의 서리가 저감 또는 제거된다.

이 경우, 응축용 열교환기 및 팽창밸브를 거친 냉매를 열원 열교환기에 흘리기 때문에, 열원 열교환기에 있어서 증발이 양호하게 행해져 냉동 사이클 장치의 운전이 양호하게 유지된다. 응축용 열교환기 및 팽창밸브를 거친 냉매를 공기 열교환기에 공급하는 유량을 없게 하는 경우에는 응축용 열교환기 및 팽창밸브를 거친 냉매(일반적으로는 기액(氣液) 혼합 상태)와, 압축기로부터의 고온 고압의 냉매가 공기 열교환기에 있어서 실질적으로 혼합하지 않는다. 이 때문에, 고온 고압의 냉매가 공기 열교환기에 집중하여 흘러 공기 열교환기의 서리를 효율적으로 제거할 수 있다.

(2) 양상 2에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 상기한 양상에 있어서, 공기 온도를 검지하는 공기 온도 센서가 설치되어 있고, 제어부는 (i) 공기 온도가 상대적으로 높을 때에는 공기 온도가 상대적으로 낮을 때보다 서리 제거 모드를 실시하는 단위시간당 실시 빈도를 낮게 하고, (ii) 공기 온도가 상대적으로 낮을 때에는 공기 온도가 상대적으로 높을 때보다 서리 제거 모드를 실시하는 단위시간당 실시 빈도를 높게 하는 것을 특징으로 한다. 공기 온도가 낮을수록 공기 열교환기에 서리가 끼기 쉽고, 공기 온도가 높을수록 공기 열교환기에 서리가 끼기 어렵기 때문이다.

(3) 양상 3에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 상기한 양상에 있어서, (i) 팽창밸브는 응축용 열교환기와 공기 열교환기와의 사이에 설치된 제1 팽창밸브와, 응축용 열교환기와 열원 열교환기와의 사이에 설치된 제2 팽창밸브를 구비하고 있 고, (ii) 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 제어부는 제1 팽창밸브의 개도를 0으로 하거나, 제1 팽창밸브의 개도를 통상 운전 모드의 경우보다 감소시킴과 동시에 제2 팽창밸브의 개도를 통상 운전 모드의 경우보다 증가시키는 것을 특징으로 한다. 제1 팽창밸브의 개도를 0으로 하거나, 제1 팽창밸브의 개도를 통상 운전 모드의 경우보다 감소시킨다. 이 때문에, 고온 고압의 냉매가 공기 열교환기에 집중하여 흘러 공기 열교환기의 서리를 효율적으로 제거할 수 있다. 제2 팽창밸브의 개도를 통상 운전 모드의 경우보다 증가시키기 때문에, 열원 열교환기에 공급되는 냉매량이 확보되어 열원 열교환기에 있어서의 증발 공정이 양호하게 실시되므로, 냉동 사이클 장치의 능력이 저하하는 것이 억제되고 있다.

(4) 양상 4에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 상기한 양상에 있어서, 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 제어부는 (i) 서리 제거 모드의 초기에서는 서리 제거 모드의 종기의 경우보다 제2 팽창밸브의 개도를 감소시키는 것에 의해, 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 서리 제거 모드의 종기의 경우보다 높게 하고, (ii) 서리 제거 모드의 종기에서는 서리 제거 모드의 초기의 경우보다 제2 팽창밸브의 개도를 증가시키는 것에 의해, 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 서리 제거 모드의 초기의 경우보다 저하시키며, (iii) 압축기의 흡입 포트로 흡입되는 냉매의 온도 변동을 억제하는 것을 특징으로 한다. 서리 제거 모드의 초기에서는 서리가 낀 상태의 공기 열교환기의 서리를 융해시키기 때문에, 공기 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도가 상대적으로 낮다. 이 때문에 제2 팽창밸브의 개도를 상대적으로 감소시켜 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 상대적 으로 높인다. 이 결과, 공기 열교환기로부터 토출된 냉매와 열원 열교환기로부터 토출된 냉매가 균온화(均溫化)된다.

또 서리 제거 모드의 종기에서는 공기 열교환기의 서리의 융해가 상당히 진행되어 있기 때문에, 공기 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도가 상대적으로 높다. 이 때문에 제2 팽창밸브의 개도를 상대적으로 증가시켜 열원 열교환기에 공급되는 냉매량을 증가시킨다. 따라서 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 상대적으로 저하시킨다. 이 결과, 공기 열교환기로부터 토출된 냉매와 열원 열교환기로부터 토출된 냉매가 균온화된다. 이 결과, 서리 제거 모드의 초기와 종기에 있어서, 압축기의 흡입 포트로 흡입되는 냉매의 온도 변동을 억제할 수 있다. 그러므로 압축기의 부품의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다.

(5) 양상 5에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 상기한 양상에 있어서, 공기용 열교환기의 온도를 검지하는 열교환 온도 센서가 설치되어 있고, 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 제어부는 (i) 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때에는 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때보다, 제2 팽창밸브의 개도를 감소시키는 것에 의해, 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때보다 높게 하고, (ii) 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때에는 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때보다, 제2 팽창밸브의 개도를 증가시키는 것에 의해, 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때보다 저하시키며, (iii) 압축기의 흡입 포트로 흡입되는 냉매의 온 도 변동을 억제하는 것을 특징으로 한다. 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때(예를 들면, 서리 제거 모드의 초기)에서는 공기 열교환기의 서리를 적극적으로 융해시키기 때문에, 공기 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도가 상대적으로 낮다. 이 때문에 제2 팽창밸브의 개도를 상대적으로 감소시켜 열원 열교환기에 공급되는 냉매량을 감소시키고, 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 상대적으로 높인다. 이 결과, 공기 열교환기로부터 토출된 냉매와 열원 열교환기로부터 토출된 냉매가 균온화된다.

또 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때(예를 들면, 서리 제거 모드의 종기)에서는 공기 열교환기의 서리의 융해가 상당히 진행되어 있기 때문에, 공기 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도가 상대적으로 높다. 이 때문에 제2 팽창밸브의 개도를 상대적으로 증가시켜 열원 열교환기에 공급되는 냉매량을 증가시키고, 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 상대적으로 낮춘다. 이 결과, 공기 열교환기로부터 토출된 냉매와 열원 열교환기로부터 토출된 냉매가 균온화된다. 이 결과, 서리 제거 모드에 있어서, 압축기의 흡입 포트로 흡입되는 냉매의 온도 변동을 억제할 수 있다. 이와 같이 열교환 온도 센서의 검지 온도의 높낮이에 따라 제2 팽창밸브의 개도를 조정하면, 열교환 온도 센서의 검지 온도의 변동의 영향을 가능한 한 피하면서 서리 제거할 수 있다.

(6) 양상 6에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 상기한 양상에 있어서, 공기용 열교환기의 온도를 검지하는 열교환 온도 센서가 설치되어 있고, 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 제어부는 (i) 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적 으로 높을 때에는 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때보다 바이패스 밸브의 개도를 감소시키고, (ii) 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때에는 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때보다 바이패스 밸브의 개도를 증가시키는 것을 특징으로 한다. 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때에는 공기 열교환기의 서리의 융해가 상당히 진행되어 있다. 이 때문에 바이패스 밸브의 개도를 감소시켜 바이패스 통로로부터 공기 열교환기에 흐르는 고온 고압의 냉매의 유량을 상대적으로 저감시킨다. 이것에 대해서 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때에는 공기 열교환기의 서리의 융해가 그다지 진행되어 있지 않다. 이 때문에 바이패스 밸브의 개도를 증가시켜 바이패스 통로로부터 공기 열교환기에 흐르는 고온 고압의 냉매의 유량을 상대적으로 증가시킨다. 이것에 의해 서리가 낀 상태의 공기 열교환기의 서리를 효과적으로 제거할 수 있다. 이와 같이 열교환 온도 센서의 검지 온도의 높낮이에 따라 바이패스 밸브의 개도를 조정하면, 열교환 온도 센서의 검지 온도의 변동의 영향을 가능한 한 피하면서 서리 제거할 수 있다.

(7) 양상 7에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 상기한 양상에 있어서, 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 제어부는 (i) 냉동 사이클 장치의 냉매 순환량이 많을 때에는 냉매 순환량이 적을 때보다 바이패스 밸브의 개도를 증가시키고, (ii) 냉매 순환량이 적을 때에는 냉매 순환량이 많을 때보다 바이패스 밸브의 개도를 감소시키는 것을 특징으로 한다. 냉동 사이클 장치의 냉매 순환량이 많을 때에는 공기 열교환기에 상대적으로 서리가 끼기 쉽기 때문에 바이패스 통로로부터 공 기 열교환기에 흐르는 고온 고압의 냉매의 유량을 상대적으로 증가시킨다. 이것에 대해서, 냉동 사이클 장치의 냉매 순환량이 적을 때에는 공기 열교환기에 상대적으로 서리가 끼기 어렵기 때문에 바이패스 통로로부터 공기 열교환기에 흐르는 고온 고압의 냉매의 유량을 상대적으로 감소시킨다. 이와 같이 해당 냉매 순환량에 따라 바이패스 밸브의 개도를 조정하면, 해당 냉매 순환량의 변동의 영향을 가능한 한 피하면서 서리 제거할 수 있다.

(8) 양상 8에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 상기한 양상에 있어서, 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 제어부는 압축기의 토출 포트 측의 냉매 고압과 압축기의 흡입 포트 측의 냉매 저압과의 사이의 압력차를 구하고, (i) 압력차가 높을 때에는 압력차가 적을 때보다 바이패스 밸브의 개도를 감소시키며, (ii) 압력차가 낮을 때에는 압력차가 높을 때보다 바이패스 밸브의 개도를 증가시키는 것을 특징으로 한다. 해당 압력차가 높을 때에는 압력차가 적을 때보다, 고온 고압의 냉매가 바이패스 밸브로부터 급격하게 토출되기 때문에 바이패스 밸브의 개도를 상대적으로 감소시킨다. 이것에 대해서, 해당 압력차가 낮을 때에는 압력차가 높을 때보다, 고온 고압의 냉매가 바이패스 밸브로부터 급격하게 토출되기 어렵기 때문에, 바이패스 밸브의 개도를 상대적으로 증가시킨다. 이와 같이 해당 압력차에 따라 바이패스 밸브의 개도를 조정하면, 해당 압력차의 변동의 영향을 가능한 한 피하면서 서리 제거할 수 있다.

본 발명에 의하면, 서리 제거 모드에 있어서, 제어부는 응축용 열교환기 및 팽창밸브를 거친 냉매를 공기 열교환기에 공급하는 유량을 없게 하거나 또는 저감시키는 조작을 실시한다. 또한, 제어부는 바이패스 밸브를 개방시키는 것에 의해, 압축기의 토출 포트로부터 토출된 고온 고압의 냉매를 바이패스 통로 및 바이패스 밸브를 통하여 공기 열교환기에 공급하는 조작을 실시한다. 이것에 의해 고온 고압의 냉매가 공기 열교환기에 공급되기 때문에, 공기 열교환기의 서리가 효율적으로 저감 또는 제거된다.

상기한 서리 제거 모드를 실시하고 있을 때는 응축용 열교환기 및 팽창밸브를 거친 냉매를 열원 열교환기에 계속 흘리기 때문에, 열원 열교환기에 있어서 증발 공정이 양호하게 실시되어 냉매 증발량이 확보된다. 그러므로, 응축용 열교환기의 응축 작용(예를 들면 난방 작용)이 양호하게 얻어져 냉동 사이클 장치의 운전이 양호하게 유지된다.

본 발명에 의하면, 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기가 공기와 열교환하는 공기 열교환기와 열원(예를 들면 가열수(加熱水), 전기 히터, 태양 에너지, 열병합 발전(cogenerΔTion))으로부터의 열과 열교환하는 열원 열교환기를 구비하는 경우에 있어서, 공기 열교환기에 대해서 서리 제거하면서도 열원 열교환기에 있어서 증발 공정을 실시한다. 이 결과, 응축용 열교환기에 있어서의 응축 작용을 실시하면서 공기 열교환기의 서리를 제거시키는데 유리하게 된다.

냉동 사이클 장치는 냉매의 압축 공정, 냉매의 응축 공정, 냉매의 팽창 공정, 냉매의 증발 공정의 냉동 사이클을 실시하는 장치이고, 가열 기능 또는 냉각 기능을 가진다. 가열 기능으로서는 난방 기능이 예시된다. 냉동 사이클 장치로서는 난방 기능을 가지는 공기 조화 장치, 냉동 장치가 예시된다. 냉동 사이클의 증발 온도는 동결(凍結)점 이하를 의미하는 것이 아니고, 물의 동결점보다 고온이 되는 형태도 포함한다. 냉동 사이클 장치는 통상 운전 모드를 실시하면서 설정 시간(예를 들면 30분간) 경과하면, 정기적으로 서리 제거 모드를 실시하여도 좋다. 또, 통상 운전 모드의 개시로부터 설정 시간이 경과하면, 서리 제거 모드를 실시하여도 좋다. 또, 착상(着霜) 판정 모드를 실시하여 서리가 낀 것으로 판정될 때는 서리 제거 모드를 실시하여도 좋다.

증발 공정을 행하는 증발용 열교환기는 공기(바깥 공기)와 열교환하는 실외 열교환기(공기 열교환기)와, 열원으로부터의 열과 열교환하는 열원 열교환기를 구비하는 형태가 예시된다. 열원으로서는, 가열수, 히터, 태양 에너지, 가스엔진 열병합(발전과 열이용) 등이 예시된다. 가열수로서는, 엔진 냉각수, 연료 전지 시스템에 있어서의 온수, 저탕조(貯湯槽 : hot-wΔTer cylinder)의 온수가 예시된다.

<실시예 1>

이하, 본 발명의 실시예 1에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 냉동 사이클 장치(냉각 사이클 장치)의 시스템도를 나타낸다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 냉동 사이클 장치는 기체 상태의 냉매를 압축시켜 고온 고압으로 하는 압축 공정을 실시하는 압축기(1)와, 압축기(1)을 거친 고온 고압의 냉매를 응축시키는 응축 공정을 행하는 응축용 열교환기(2)와, 응축 공정을 거친 냉매를 팽창시켜 저압화시키는 팽창밸브(3)와, 팽창밸브(3)를 거친 냉매를 증발시키는 증발 공정을 행하 는 증발용 열교환기(4)와, 팽창밸브(3)의 개도를 제어하는 제어부(6)를 구비하고 있다. 제어부(6)는 메모리(60)와 타이머 기능을 가지는 CPU(61)를 가진다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 응축용 열교환기(2)는 실내에 배치되어 있고, 실내 열교환기로서 기능한다. 응축용 열교환기(2)는 팬(2f)을 가지고, 실내의 공기(매체)와의 열교환성을 높이고 있다. 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기(4)는 공기와 열교환하는 공기 열교환기(41)와, 열원으로부터의 열과 열교환하는 열원 열교환기(42)를 구비하고 있다. 공기 열교환기(41)는 실외에 배치되어 있기 때문에, 제1 실외 열교환기로서 기능한다. 열원 열교환기(42)는 실외에 배치되어 있기 때문에, 제2 실외 열교환기로서 기능한다. 공기 열교환기(41)는 팬(41f)을 가지고, 실내의 공기(매체)와의 열교환성을 높이고 있다.

열원 열교환기(42)는 온수 상태의 가열수(가열액)가 흐름과 동시에 열발생원(45)에 연결되는 가열수 통로(43)(가열액 통로)를 가진다. 열발생원(45)은 가스 엔진 등의 엔진으로도 좋고, 전기 히터로도 좋으며, 연료 전지 시스템, 가스엔진 열병합(발전과 열 이용)으로도 좋다. 가열수는 열발생원(45)으로부터 열을 받아 온수 상태로 되어 있기 때문에, 열원 열교환기(42)에 있어서 냉매의 증발을 촉진시키는 열원으로서 기능한다. 가열수 통로(43)에는 공급밸브(44v)(가열액 공급 요소) 및 펌프(44p)(가열액 반송원)가 설치되어 있다. 공급밸브(44v)의 개도 및 펌프(44p)의 구동력은 열원 열교환기(42)에 전달되는 전열량(傳熱量), 열원 열교환기(42)에 있어서의 냉매 증발량에 영향을 준다. 따라서, 공급밸브(44v) 및 펌프(44p)는 열원 열교환기(42)에 전달되는 전열량을 조정하는 열량 조정 수단으로서 기능한다.

또한 도 1에 나타내는 바와 같이, 공기 열교환기(41)가 배치되어 있는 공기(바깥 공기)의 온도 T1을 검지하는 공기 온도 센서(51)가 설치되어 있다. 공기 열교환기(41)의 온도 T2를 검지하는 것에 의해, 공기 열교환기(41)의 증발 온도를 검지하는 열교환 온도 센서(52)가 설치되어 있다. 열교환 온도 센서(52)는 공기 열교환기(41)에 있어서의 냉매의 증발을 고려해 공기 열교환기(41)의 출구(41o) 측에 설치되어 있다. 단 이것으로 한정하지 않고, 공기 열교환기(41)에 있어서의 열교환 통로 길이가 100으로 상대 표시될 때는 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 입구(41i)를 향하여 7O 이내 또는 5O이내의 위치에 열교환 온도 센서(52)의 센서부를 배치할 수도 있다. 공기 온도 센서(51) 및 열교환 온도 센서(52)의 온도 신호는 제어부(6)에 입력된다. 제어부(6)는 제1 팽창밸브(31), 제2 팽창밸브(32), 압축기(1), 공급밸브(44v), 펌프(44p)를 제어한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 공기 열교환기(41) 및 열원 열교환기(42)는 서로 병렬로 되어 있지만, 응축용 열교환기(2)에 대해서는 직렬로 되어 있다. 응축용 열교환기(2)와 공기 열교환기(41)와의 사이에는 제1 팽창밸브(31)(전자 팽창밸브)가 설치되어 있다. 응축용 열교환기(2)와 열원 열교환기(42)와의 사이에는 제2 팽창밸브(32)(전자 팽창밸브)가 설치되어 있다. 압축기(1)의 토출 포트(10)와 공기 열교환기(41)를 연결하는 바이패스 통로(71)가 응축용 열교환기(2)를 우회하도록 설치되어 있다. 바이패스 통로(71)를 흐르는 냉매는 응축용 열교환기(2)를 흐르지 않고 응축용 열교환기(2)를 우회하여 공기 열교환기(41)의 입구(41i)에 이른다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 바이패스 통로(71)의 상류(71u)는 응축용 열교환기(2)와 압축기(1)의 토출 포트(1o)와의 사이에 연결되어 있다. 바이패스 통로(71)의 하류(71d)는 제1 팽창밸브(31)와 열원 열교환기(41)의 입구(41i)와의 사이에 연결되어 있다. 바이패스 통로(71)로부터 공기 열교환기(41)의 입구(41i)에 흐르는 냉매의 유량을 조정하는 바이패스 밸브(72)가 바이패스 통로(71)에 설치되어 있다. 제1 팽창밸브(31), 제2 팽창밸브(32), 바이패스 밸브(72)는, 개도가 연속적으로 또는 다단계적으로 가변인 가변밸브로 할 수 있다. 단, 경우에 따라서는 개도가 100% 및 O%로 전환할 수 있는 온오프 밸브로도 좋다.

통상 운전 모드에 의하면, 압축기(1)가 구동하여 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 생성한다. 압축기(1)로 압축된 기체 상태의 고온 고압의 냉매는 압축기(1)의 토출 포트(1o)로부터 토출되어 응축용 열교환기(2)에 있어서 응축 공정을 실시해 응축열을 방출시킨다. 이와 같이 난방 운전이 실시된다. 팬(2f)의 회전에 의해 응축열의 방출이 확보된다. 응축 공정을 거친 냉매는 분기점(9a)에서 분기된다. 분기점(9a)은 제1 팽창밸브(31) 및 제2 팽창밸브(32)의 상류에 위치한다. 분기된 냉매는 제1 팽창밸브(31)로 팽창되어 저압화된 후(일반적으로는 기액 혼합 상태)에 공기 열교환기(41)로 흘러가 공기 열교환기(41)에 있어서 열교환을 행하지 않고 증발한다. 또, 분기된 냉매는 제2 팽창밸브(32)로 팽창되어 저압화된 후(일반적으로는 기액 혼합 상태)에 열원 열교환기(42)에 흘러가 열원 열교환기(42)에 있어서 열교환을 행하여 증발한다.

이것에 의해 냉매의 증발 공정이 공기 열교환기(41) 및 열원 열교환기(42)의 쌍방에 있어서 실시된다. 즉, 제1 팽창밸브(31)에 의해 저압화된 냉매는 증발기로서의 공기 열교환기(41)에 이르러 증발 공정을 실시해 냉매의 기체화가 진행한다. 제2 팽창밸브(32)에 의해 저압화된 냉매는 증발기로서의 열원 열교환기(42)에 이르러 증발 공정을 실시해 냉매의 기체화가 진행한다. 그 후, 증발이 진행한 냉매는 압축기(1)의 흡입 포트(1s)로 돌아와, 다시 압축되어 토출 포트(1o)로부터 응축용 열교환기(2)를 향해서 토출된다. 이와 같이 통상 운전 모드의 난방 운전이 행해진다.

여기서, 상기한 통상 운전 모드의 난방 운전이 계속해 나가면, 공기 열교환기(41) 부근의 공기가 공기 열교환기(41)에 의해 냉각된다. 운전 조건에 따라서는 공기의 습분이 공기 열교환기(41)의 표면에 서리를 생성하는 일이 있다. 그래서, 착상이 인정되었을 때에는 제어부(6)는 서리 제거 모드를 실시한다. 혹은, 설정시 간이 경과하면, 제어부(6)는 서리 제거 모드를 실시한다.

상기한 서리 제거 모드에 있어서는, 제어부(6)는 다음의 a조작, b조작, c조작을 실시한다. a조작, b조작, c조작의 순서로 실시하는 것이 바람직하지만, 반드시 이것으로 한정되지 않고 동시에 행하여도 좋다.

(a조작) 제1 팽창밸브(31)를 폐쇄하여 제1 팽창밸브(31)의 개도를 0으로 한다. 이것에 의해 응축용 열교환기(2) 및 제1 팽창밸브(31)를 거친 냉매(일반적으로는 기액 혼합 상태)를 입구(41i)로부터 공기 열교환기(41)에 공급하는 유량을 없게 한다. 이 때문에 서리 제거 모드에서는 공기 열교환기(41)의 증발 공정은 실시되지 않는다.

(b조작) 제2 팽창밸브(32)를 개방 상태로 유지한다. 이것에 의해 응축용 열교환기(2) 및 제2 팽창밸브(32)를 거쳐 저압화된 냉매(기액 혼합 상태)를 입구(42i)로부터 열원 열교환기(42)로 흘린다. 이 때문에 열원 열교환기(42)에 흐른 냉매는 가열수 통로(43)의 가열수를 열원으로 하여 가열되고, 열원 열교환기(42)에 있어서 냉매의 증발이 진행해 증발 공정이 실시된다. 이 때문에 서리 제거 모드에서는 공기 열교환기(41)의 증발 공정은 실시되지 않지만, 열원 열교환기(42)의 증발 공정은 실시된다. 이것에 의해 냉동 사이클 장치에 있어서의 증발 공정이 양호하게 실시되어 응축용 열교환기(2)에 있어서의 응축 작용이 얻어져 난방 운전의 능력이 양호하게 유지된다. 또한, 제2 팽창밸브(32)의 개도는 통상 운전 모드의 경우와 동일하여도 좋고, 통상 운전 모드의 경우보다 증가시켜도 좋다.

(c조작) 바이패스 통로(71)의 바이패스 밸브(72)를 개방시킨다. 이것에 의해 압축기(1)의 토출 포트(10)로부터 토출된 고온 고압의 기체 상태의 냉매(예를 들면 6O ~ 9O℃)를 바이패스 통로(71) 및 바이패스 밸브(72)를 통하여 공기 열교환기(41)의 입구(41i)에 공급한다. 이것에 의해 공기 열교환기(41)의 표면에 생성하고 있던 서리가 융해된다. 이 경우, 기체 상태의 냉매는 공기 열교환기(41)에 있어서 응축열을 방출하여 액화한다.

상기한 본 실시예에 의하면, 서리 제거 모드를 실시하는 경우에는 압축기(1)의 토출 포트(1o)로부터 토출된 고온 고압의 기체 상태의 냉매가 서리가 낀 상태의 공기 열교환기(41)의 입구(41i)로부터 공기 열교환기(41)의 내부로 흘러 공기 열교환기(41)의 서리를 효율적으로 융해할 수 있다.

또한 본 실시예에 의하면, 서리 제거 모드를 실시하는 경우에는 제1 팽창밸브(31)를 폐쇄하여 제1 팽창밸브(31)의 개도를 0으로 한다. 이것에 의해 응축용 열교환기(2) 및 제1 팽창밸브(31)를 거친 냉매(일반적으로는 기액 혼합 상태)를 입구(41i)로부터 공기 열교환기(41)에 공급하는 유량을 없게 한다. 이 때문에 바이패스 통로(71) 및 바이패스 밸브(72)를 통하여 공기 열교환기(41)에 공급하는 단위시간당 바이패스 냉매(이하, 단지 바이패스 냉매라고 한다)의 유량을 작게 하더라도 공기 열교환기(41)를 효과적으로 따뜻하게 하여 서리를 제거할 수 있다. 이와 같이 서리 제거 모드시에 있어서 바이패스 냉매의 단위시간 당의 유량을 작게 할 수 있기 때문에, 난방 기능을 발휘하는 응축용 열교환기(2)에 공급되는 냉매 유량, 응축 냉매량이 많이 확보되어 서리 제거 모드시에 있어서의 난방 능력이 양호하게 유지된다. 또한, 서리 제거 모드시에 있어서 바이패스 냉매의 단위시간 당의 유량을 작게 할 수 있기 때문에, 응축용 열교환기(2) 및 제1 팽창밸브(31)를 거친 냉매(일반적으로는 기액 혼합 상태)에 합류하는 바이패스 냉매의 유량이 소량으로 하게 된다. 이 때문에, 합류할 때에 발생하는 기류음이 억제된다.

상기한 바와 같이 난방 운전 능력을 그다지 저하시키지 않고 공기 열교환기(41)를 서리 제거할 수 있기 때문에, 서리 제거 모드를 정기적으로 고빈도로 실시하는 것이 가능하게 된다. 또한, 공기 열교환기(41)에 약간의 서리가 생성된 상태(희미하게 착상한 상태)에서도, 혹은, 착상이 검지되지 않은 단계에서 있어서도 서리 제거 모드를 실시할 수 있어 서리의 성장을 억제하는데 유리하게 된다.

제1 팽창밸브(31)를 닫으면, 공기 열교환기(41) 측에 있어서 냉매가 체류할 우려가 있다. 이른바 냉매의 침입이다. 이 경우, 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매량이 부족할 우려가 있어, 운전 능력이 저하할 우려가 있다. 이 점 본 실시예에 의하면, 제1 팽창밸브(31)를 닫으면서도 바이패스 통로(71)의 바이패스 밸브(72)를 개방시키는 것에 의해, 압축기(1)의 토출 포트(1o)로부터 토출된 고온 고압의 냉매를 바이패스 통로(71) 및 바이패스 밸브(72)를 통하여 공기 열교환기(41)의 입구(41i)에 유입시키는 것으로 하고 있다. 이 때문에 상기한 냉매의 침입(체류)은 억제된다.

또한, 상기한 a조작에 있어서, 서리 제거 모드를 실시하는 경우에는 제1 팽창밸브(31)를 전폐(全閉)하여 제1 팽창밸브(31)의 개도를 0으로 하고 있지만, 이것으로 한정하지 않고, 제1 팽창밸브(31)의 개도를 미소량(예를 들면, 통상 운전 모드시의 개도를 기준으로 하여 5% 이하)으로 하고, 응축용 열교환기(2) 및 제 1 팽창밸브(31)를 거친 냉매를 공기 열교환기(41)에 공급하는 유량을 미소량으로 하여도 좋다.

<실시예 2>

실시예 2는 도 1을 준용한다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로서 설명한다. 착상 판정 모드를 실시하여, 서리가 끼었다고 판정될 때는 서리 제거 모드를 실시한다. 이하, 착상 판정 모드에 대해 설명한다. 공기 열교환기(41)의 표면에 착상이 발생하면, 공기 열교환기(41)의 열교환 효율이 저하하기 때문에 난방 운전 능력이 저하한다. 그러므로 공기 열교환기(41)에 있어서의 냉매의 증발 공정이 손상되고, 냉매의 증 발량이 억제되어 공기 열교환기(41)에 있어서의 냉매의 압력이 점차 저하한다. 이 경우 공기 열교환기(41)에 있어서의 증발 온도(열교환 온도 센서(52)의 검지 온도)가 점차 저하한다. 따라서 공기 온도 T1과 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2와의 사이의 온도차 ΔT가 증가한다. 이 때문에, 착상 판정 모드에 있어서는 공기 열교환기(41)에 있어서 착상이 발생해 있는 것이 ΔT에 근거하여 제어부(6)에 의해 검지된다.

본 실시예에 의하면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 열원(가열수)의 열과 냉매의 열을 열교환하는 열원 열교환기(42)가 설치되어 있다. 이 경우, 냉매의 증발 공정은 공기와 열교환하는 공기 열교환기(41)와 열원으로부터의 열과 열교환하는 열원 열교환기(42)와의 쌍방에 있어서 행해진다. 이 경우, 운전이 계속하면, 열원 열교환기(42)의 열원(온수 상태의 가열수)으로부터의 열의 전달에 의해 공기 열교환기(41)의 냉매 압력이 증가해 공기 열교환기(41)의 냉매의 온도가 상승해 버리는 일이 있다. 이 경우, 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서 착상이 발생하고 있었음에도 불구하고, 공기 온도 T1과 공기 열교환기(41)에 있어서의 증발 온도 T2와의 온도차 ΔT(ΔT = T1 - T2)가 감소한다. 이 때문에, 공기 열교환기(41)에 있어서 착상이 발생하고 있음에도 불구하고, 해당 착상이 양호하게 검지되지 않을 우려가 있다.

그래서, 본 실시예에 의하면, 제어부(6)는 난방 운전을 실시하면서도 착상 판정 모드를 정기적 또는 부정기적으로 실시한다. 이 경우, 난방 운전중에 있어서, 제어부(6)는 제1 팽창밸브(31)를 거친 냉매를 공기 열교환기(41)로 흘려 공기 열교 환기(41)에 있어서 열교환을 행하지 않고 증발시킴과 동시에 제2 팽창밸브(32)를 폐쇄하여 열원 열교환기(42)에 냉매를 흘리지 않는다. 혹은, 제2 팽창밸브(32)의 개도를 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 상당히 작게 하여, 열원 열교환기(42)에 흐르는 냉매량을 감소시킨다. 이 경우, 열원 열교환기(42)의 열원(가열수)의 열이 공기 열교환기(41)에 적극적으로 전파되지 않는다. 이 때문에, 열원 열교환기(42)로부터 공기 열교환기(41)에의 단위시간당 전열량은 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 상당히 감소시킬 수 있다. 이 경우, 증발 공정에 있어서의 열원은 기본적으로는 공기 열교환기(41)에 의존하게 된다. 여기서, 만일, 공기 열교환기(41)의 표면에 착상이 발생했을 경우에는 공기 열교환기(41)에 있어서의 열교환 효율이 저하한다. 그러므로 공기 열교환기(41)에 있어서의 냉매의 증발 공정이 손상되어 냉매 증발량이 저하하고, 공기 열교환기(41)에 있어서의 냉매의 압력이 점차 저하한다. 이 경우, 공기 열교환기(41)에 있어서의 증발 온도, 즉 열교환 온도 센서(52)로 검지되는 온도 T2가 점차 저하한다. 여기서, 공기 온도 T1은 기본적으로 변동하지 않는다고 추정되기 때문에, 공기 온도 T1과 열교환 온도 센서(52)의 온도 T2(공기 열교환기(41)에 있어서의 증발 온도)와의 온도차 ΔT가 증가한다.

이와 같이 착상 판정 모드에 있어서 제2 팽창밸브(32)의 밸브 닫음 방향으로 동작시키면, 상기한 온도차 ΔT가 증가한다. 이 때문에 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서 착상이 발생하고 있는 것이 ΔT에 근거하여 제어부(6)에 의해 양호하게 검지된다. 여기서, ΔT의 크기가 소정치 이상이면, 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서 착상하고 있다고 판정된다. ΔT의 크기가 소정치 미만이면, 공기 열교환 기(41)의 표면에 있어서 착상하고 있지 않은 것으로 판정된다.

도 2 및 도 3은 실제 기계에서 행한 시험 예의 데이터를 나타낸다. 도 2의 가로축은 시간(상대 표시)을 나타내고, 세로축은 온도(상대 표시)를 나타낸다. 공기 온도 T1의 변화는 특성선 T10으로 하여 나타난다. 공기 열교환기(41)의 증발 온도 T2는 특성선 T2O로 하여 나타난다. 시각 tO ~ 시각 t1에서는 제1 팽창밸브(31) 및 제2 팽창밸브(32)가 개방되고, 응축용 열교환기(2)에서 응축열을 방출하는 통상 운전 모드의 난방 운전이 실시되고 있다. 이 경우에는, 열원 열교환기(42)를 흐르는 가열수 통로(43)의 온수 상태의 가열수의 열의 변동의 영향을 받기 때문에 시각 tO ~ 시각 t1에 있어서는 공기 열교환기(41)의 온도 T2가 상대적으로 고온이 된다. 시각 t1 ~ 시각 t2에 있어서 착상 판정 모드 A가 실시되고 있다. 착상 판정 모드 A에서는 시각 t1에 있어서 제1 팽창밸브(31)가 개방되지만, 제2 팽창밸브(32)가 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환할 수 있다. 착상 판정 모드 A에서는 제2 팽창밸브(32)가 폐쇄되어 있기 때문에 기본적으로는 열원 열교환기(42)에 냉매가 흐르지 않게 된다. 이 때문에, 열원 열교환기(42)를 흐르는 가열수(열원)의 열의 변동의 영향을 공기 열교환기(41)의 냉매는 받기 어렵다. 그러므로 시각 t1 ~ 시각 t2 사이에 있어서 공기 열교환기(41)의 온도 T2가 상대적으로 저온화한다. 그러나 아직 공기 열교환기(41)의 표면에 착상되어 있지 않기 때문에, 도 2에 나타내는 온도차 ΔTa(ΔTa = T1 - T2)는 작다고 말할 수 있다.

시각 t2 ~ 시각 t3에서는 착상 판정 모드 A가 종료해 있고, 통상 운전 모드의 난방 운전이 실시되고 있다. 따라서 제1 팽창밸브(31) 및 제2 팽창밸브(32)가 개방되어 응축용 열교환기(2)로 응축열을 방출하는 난방 운전이 실시되고 있다. 시각 t2 ~ 시각 t3의 사이에 공기 열교환기(41)의 표면에 착상시켰다.

시각 t3에서는 제1 팽창밸브(31)가 개방되어 있지만, 제2 팽창밸브(32)가 폐쇄된다. 즉, 시각 t3 ~ 시각 t4에 있어서 착상 판정 모드 B가 실시되고 있다. 착상 판정 모드 B에서는 상기한 바와 같이 제2 팽창밸브(32)가 폐쇄되어 기본적으로는 열원 열교환기(42)에 냉매가 흐르지 않게 된다. 이 때문에, 열원 열교환기(42)를 흐르는 가열수(열원)의 열의 변동의 영향을 공기 열교환기(41)는 받기 어렵다. 이 때문에, 시각 t3 ~ 시각 t4 사이에 있어서 특성선 T2O로 하여 나타내는 바와 같이, 공기 열교환기(41)의 온도 T2가 상대적으로 저온화된다. 이 경우, 착상 판정 모드 B에 있어서의 ΔTb는 착상 판정 모드 A에 있어서의 ΔTa보다 증가한다(ΔTb > ΔTa). 이와 같이 본 시험예에 의하면, 공기 열교환기(41)의 표면에 착상되어 있지 않은 경우에는 온도차 ΔT(ΔT = T1 - T2)는 작은 것으로서 제어부(6)에 검지된다. 이것에 대해서 공기 열교환기(41)의 표면에 착상되어 있는 경우에는 ΔTb, 즉, 온도차 ΔT(ΔT = T1 - T2)는 큰 것으로서 제어부(6)에 검지된다. 이와 같이 공기 열교환기(41)의 착상이 성장하고 있으면, 온도차 ΔT가 커지기 때문에, 온도차 ΔT가 커지면, 바이패스 밸브(72)의 개도를 제어부(6)는 증가시키는 것이 바람직하다. ΔT가 작으면 바이패스 밸브(72)의 개도를 제어부(6)는 감소시키는 것이 바람직하다.

도 3의 가로축은 시간(상대 표시)을 나타내고, 세로축은 온도(상대 표시) 및 냉매의 압력(상대 표시)을 나타낸다. 도 3에 있어서, 특성선 P1은 압축기(1)의 토출 포트(1o) 측의 고압 냉매의 압력을 나타낸다. 특성선 P2는 압축기(1)의 흡입 포 트(1s) 측의 저압 냉매의 압력을 나타낸다. 특성선 T4O는 응축용 열교환기(2)로부터의 공기의 온도(취출온도) T4를 나타낸다. 도 3으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 통상 운전 모드의 난방 운전중에 있어서 착상 판정 모드 A, B를 실시했다고 해도 응축용 열교환기(2)로부터의 공기의 온도는 특성선 T4O로서 나타나고 있는 바와 같이 그다지 변화가 없다. 즉 통상 운전 모드의 난방 운전중에 있어서 착상 판정 모드 A, B를 실시했다고 해도 난방 운전 능력의 저하를 억제시킬 수 있는 것을 의미한다.

본 실시예에서는 다음의 형태를 채용하여도 좋다.

(i) 상기한 온도차의 판정은 착상 판정 모드를 개시하고 나서 설정 시간 경과 후에 실시한다. 설정 시간으로서는 예를 들면 3분, 5분, 7분이 예시된다. 설정 시간으로서는 1 ~ 10분이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 ~ 7분, 3 ~ 5분이 좋다. 설정 시간이 너무 짧으면, 온도차가 너무 작아서 판정 정밀도가 떨어지므로 바람직하지 않다. 설정 시간이 너무 길면, 통상 운전 모드의 정지시간이 길어져, 난방 운전상 바람직하지 않다.

(ii) 상기한 온도차의 측정은 공기 열교환기(41)의 증발 온도가 안정되었을 때에 실시할 수도 있다. 증발 온도가 안정되었을 때란, 예를 들면, 설정 시간(예를 들면 10초간) 마다 온도 변화량을 계측해 1분간당의 온도 변화량이 플러스 마이너스 1℃ 이내가 되었을 때를 말한다. 또한, 양온도의 계측 시간 간격은 설정 시간보다 훨씬 짧은 시간(예를 들면 O.1초)로 실시한다.

(iii) 공기 온도와 공기 열교환기(41)의 증발 온도와의 온도차로 판정하는 대신에 착상 판정 모드 개시의 공기 열교환기(41)의 증발 온도와 착상 판정 모드 개시부터 설정 시간 경과 후에 있어서의 공기 열교환기(41)의 증발 온도와의 온도차로 판정하여도 좋다. 이 경우도 상기한 (i), (ii)는 동일하게 들어맞는다.

(iv) 공기 온도와 공기 열교환기(41)의 증발 온도와의 온도차로 판정하는 대신에 착상 판정 모드 개시시에 있어서의 공기 온도와 공기 열교환기(41)의 증발 온도와의 온도차 ΔTo를 구한다. 또한 착상 판정 모드 개시부터 설정 시간 경과 후에 있어서의 공기 온도와 공기 열교환기의 증발 온도와의 온도차 ΔT를 구한다. 그리고 양자의 비(ΔT/ΔTo)가 설정치보다 큰가 아닌가로 판정하여도 좋다. 예를 들면, 해당 비가 2보다 크면 제어부(6)는 착상하고 있다고 판정한다. 이 경우도 상기한 (i), (ii)는 동일하게 들어맞는다.

(v) 공기 온도와 공기 열교환기(41)의 증발 온도와의 온도차로 판정하는 대신에 착상 판정 모드 개시시에 있어서의 공기 열교환기(41)의 증발 온도의 변화율로 판정하여도 좋다. 예를 들면 변화율이 20℃/분보다 크면 착상하고 있다고 판정한다. 이 변화율은 착상 판정 모드 개시하고 나서 설정 시간 경과 후까지의 변화율로 할 수 있다. 설정 시간으로서는 온도차에 의한 판정때보다 짧은 시간(예를 들면 1분간)에 실시할 수 있다.

<실시예 3>

실시예 3은 도 1을 준용한다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로서 설명한다. 도 4는 제어부(6)의 CPU(61)가 실행하는 제어 형태 A의 플로우챠트을 나타낸다. Y는 YES에 상당한다. N는 NO에 상당한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 먼저, 제어부(6)는 전원(電源) 투입과 함께 통상 운전 모드의 난방 운전을 실시한다(스텝 S2). 제어부(6)는 난방 운전의 개시부터 설정 시간 β1(예를 들면 30분) 이상 경과했는지 아닌지, 또는, 서리 제거 모드의 종료로부터 설정 시간 β1 경과했는지 아닌지, 또는, 착상 판정 모드(착상 없음)의 종료로부터 설정 시간 β1(예를 들면 30분) 이상 경과했는지 아닌지를 판정한다(스텝 S4). 설정 시간 β1 경과해 있으면(스텝 S4의 YES), 제어부(6)는 착상 판정 모드를 실시한다(스텝 S6). 착상 판정 모드에서는, 제어부(6)는 제1 팽창밸브(31)를 개방시키면서, 제2 팽창밸브(32)를 폐쇄하거나 제2 팽창밸브(32)의 개도를 난방 통상 모드에 있어서의 개도보다 상당히 작게 한다, 또한, 공기 온도 센서(51)로 검지된 공기 온도 T1과, 열교환 온도 센서(52)에 의해 검지된 온도 T2를 읽어들인다. T1 - T2의 온도차 ΔT를 구한다.

다음에, ΔT가 문턱값 온도α1(예를 들면 7℃)보다 큰지 아닌지를 판정한다(스텝 S8). 온도차 ΔT가 문턱값 온도α1(예를 들면 7℃)보다 크지 않으면(스텝 S8의 NO), 제2 팽창밸브(32)를 개방시켜(스텝 S9), 스텝 S2로 돌아온다. 이것에 대해서 온도차 ΔT가 문턱값 온도α1(예를 들면 7℃)보다 클 때(스텝 S8의 YES), 제어부(6)는 공기 열교환기(41)의 표면에 착상되어 있다고 추정하고, 서리 제거 모드를 실행한다(스텝 S10). 서리 제거 모드에 있어서는 a조작을 실시하도록 제1 팽창밸브(31)를 폐쇄하여 제1 팽창밸브(31)의 개도를 0으로 한다. 또한 b조작을 실시하도록 제2 팽창밸브(32)를 개도를 증가시킨다. 또한 c조작을 실시하도록 바이패스 통로(71)의 바이패스 밸브(72)를 개방시킨다. 이것에 의해 압축기(1)의 토출 포 트(10)로부터 토출된 고온 고압의 냉매(예를 들면 6O ~ 9O℃)를 공기 열교환기(41)에 공급해 공기 열교환기(41)의 서리를 융해시킨다. 온도차 ΔT(ΔT = T1 - T2)가 문턱값 온도α2(예를 들면 2℃) 이하가 되면, 온도 T2가 온도상승 하고 있고, 공기 열교환기(41)의 서리 제거가 완료했다고 추정하여 제어부(6)는 서리 제거 모드를 종료하고(스텝 S12의 YES), 스텝 S2로 돌아온다.

도 5는 제어부(6)의 CPU(61)가 실행하는 제어 형태 B의 플로우챠트을 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 먼저, 제어부(6)는 전원 투입과 함께 통상 운전 모드의 난방 운전을 실시한다(스텝 SB2). 제어부(6)는 난방 운전의 개시부터 설정 시간 β1(예를 들면 30분) 이상 경과했는지 아닌지, 또는, 서리 제거 모드의 종료로부터 설정 시간 β1 경과했는지 아닌지, 또는, 착상 판정 모드(착상 없음)의 종료로부터 설정 시간 β1(예를 들면 30분) 이상 경과했는지 아닌지를 판정한다(스텝 SB4). 설정 시간 β1 경과하고 있으면, 제어부(6)는 착상 판정 모드를 실시한다(스텝 SB6). 착상 판정 모드에서는, 제어부(6)는 제1 팽창밸브(31)를 개방시키면서, 제2 팽창밸브(32)를 폐쇄하거나, 혹은, 제2 팽창밸브(32)의 개도를 난방 통상 모드의 난방 운전에 있어서의 개도보다 상당히 작게 한다. 또한 온도차 ΔT를 검지한다.

착상 판정 모드의 연속 실행 회수가 문턱값 회수η1(예를 들면 5회) 미만이면(스텝 SB8의 NO), 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서 착상하고 있지 않다고 추정되기 때문에, 제어부(6)는 서리 제거 모드를 실행하지 않고, 제2 팽창밸브(32)를 개방해(스텝 SB9), 스텝 SB2로 돌아온다. 그러나 착상 판정 모드가 연속 실행 회수 가 문턱값 회수η1이상이면(스텝 SB8의 YES), 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서 착상하고 있을 가능성이 높다고 추정되기 때문에, 제어부(6)는 서리 제거 모드를 실행한다(스텝 SB10). 서리 제거 모드에서는 제1 팽창밸브(31)를 폐쇄한다. 또한 제2 팽창밸브(32)를 개도를 통상 모드보다 증가시킨다. 또한 바이패스 통로(71)의 바이패스 밸브(72)를 개방시킨다. 공기 열교환기(41)의 출구(41o) 측의 온도 T2가 문턱값 온도α3(예를 들면 O℃)을 넘어 있으면, 공기 열교환기(41)의 서리 제거가 완료했다고 판정하고, 제어부(6)는 스텝 SB2로 돌아온다. 상기한 제어 형태 B에서는 착상 판정 모드의 연속 실행 회수는 카운트되고 있다. 서리 제거 모드가 실행되면, 착상 판정 모드의 연속 실행 회수의 카운트는 리셋된다. 착상 판정 모드에 의해 착상 판정되어 서리 제거 모드를 실행하여도 상기 카운트는 리셋된다. 이 제어를 실시하는 이유는 착상 판정 모드에서 만일 착상이 놓치게 되어도(예를 들면, 냉매 부족 등의 경우에 착상 판정 실수가 생길 우려가 있다), 서리 제거를 확실히 실시하기 위해서이다.

<실시예 4>

실시예 4는 도 1을 준용한다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 같은 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로서 설명한다. 상기한 바와 같이 서리 제거 모드에 있어서, 제1 팽창밸브(31)를 폐쇄시키기 때문에, 공기 열교환기(41)에 있어서의 증발량을 기대할 수 없다. 그래서, 외부 열원 열교환기(42)에 있어서의 냉매 증발량을 확보할 필요가 있다. 이 때문에 제어부(6)는 열발생원(45)의 발열생량을 증가시켜 가열수 통로(43)에 있어서의 가열수의 온도를 상승시킨다. 이것에 의해 열원 열교환기(42)의 열교환 효율을 증가시켜 열원 열교환기(42)의 냉매 증발량을 증가시킨다.

혹은, 열발생원(45)의 발열량이 기본적으로는 변화하지 않을 때에는 가열수 통로(43)에 있어서의 공급밸브(44v)의 개도를 통상 운전 모드의 경우보다 증가시키는 조작과, 펌프(44p)의 단위시간당 회전수를 통상 운전 모드의 경우보다 증가시키는 조작 중 한쪽 또는 쌍방을 실시하여도 좋다. 이것에 의해 가열수 통로(43)의 가열수로부터 열원 열교환기(42)에 공급되는 열량이 증가해 열원 열교환기(42)의 열교환 효율, 냉매 응축량이 증가된다. 이 결과, 증발 공정에 있어서의 냉매 증발량의 부족이 포착된다.

또한 서리 제거 모드의 개시시에는 착상량이 많기 때문에, 바이패스 밸브(72)의 개도를 증가시켜 고온 고압의 냉매를 공기 열교환기(41)에 넉넉하게 공급한다. 이것에 대해서 서리 제거 모드 시간이 경과하면, 착상량이 감소해 나가기 때문에, 바이패스 밸브(72)의 개도를 점차 감소시켜 고온 고압의 냉매를 공기 열교환기(41)에 적은 듯이 공급한다. 도 6은 메모리(60)의 소정의 에어리어에 격납되어 있는 서리 제거용 맵을 나타낸다. 이 서리 제거용 맵에는 서리 제거 모드의 개시시각으로부터의 경과시간 ta(서리 제거 모드 중)와, 바이패스 밸브(72)의 개도 B와의 관계가 격납되어 있다. 서리 제거 모드의 개시시각으로부터의 경과로부터의 경과시간 ta가 짧은(서리 제거 모드 중) 때에는 서리의 해동이 별로 진행되고 있지 않기 때문에, 바이패스 밸브(72)의 개도 B를 크게 한다. 서리 제거 모드의 경과시간 ta가 길어지면, 서리의 해동이 상당히 진행해 가므로, 바이패스 밸브(72)의 개도 B를 작게 한다. 이 서리 제거 맵의 결과를 실질적으로 얻을 수 있도록 하는 연산식에 의해, 경과시간 ta에 근거하여 바이패스 밸브(72)의 개도 B를 구해도 좋다. 본 실시예에서는, 다른 조건은 기본적으로는 그다지 변화하지 않도록 유지되어 있는 상태로 경과시간 ta와 바이패스 밸브(72)의 개도 B와의 관계를 설정하고 있다.

<실시예 5>

실시예 5는 도 1을 준용한다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로서 설명한다. 공기의 온도를 공기 온도 센서(51)로 검지한다. 그리고 서리 제거 모드에 있어서, 공기 온도가 상대적으로 높을 때에는 공기 온도가 상대적으로 낮을 때보다, 제어부(6)는 단위시간에 있어서 서리 제거 모드를 실시하는 실시 빈도를 감소시킨다. 이것에 대해서, 공기 온도 센서(51)에서 검지한 공기 온도가 상대적으로 낮을 때에는 공기 온도가 상대적으로 높을 때보다, 제어부(6)는 단위시간에 있어서 서리 제거 모드를 실시하는 실시 빈도를 증가시킨다. 그 이유로서는, 공기 온도가 높을수록 공기 열교환기에 서리가 끼기 어렵기는 하지만, 공기 온도가 낮을수록 공기 열교환기(41)에 서리가 끼기 쉽기 때문이다. 도 7은 메모리(60)의 소정의 에어리어에 격납되어 있는 서리 제거용 맵을 나타낸다. 이 서리 제거용 맵에는 공기 온도 T1과 서리 제거 모드 사이의 간격 설정 시간 t와의 관계가 격납되어 있다. 공기 온도 T1이 저온이 됨에 따라, 간격 설정 시간 t가 짧아지고, 공기 온도 T1이 고온이 됨에 따라, 간격 설정 시간 t가 길어지도록 설정되어 있다. 이 서리 제거 맵의 결과를 실질적으로 얻을 수 있도록 하는 연산식에 의해, 공기 온도 T1에 근거하여 간격 설정 시 간 t를 구하여도 좋다. 본 실시예에서는, 다른 조건은 기본적으로는 그다지 변화하지 않도록 유지되어 있는 상태로 공기 온도 T1과 서리 제거 모드 사이의 간격 설정 시간 t와의 관계를 설정하고 있다.

<실시예 6>

실시예 6은 도 1을 준용한다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로서 설명한다. 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 토출되는 냉매의 온도는 열교환 온도 센서(52)로 검지된다. 서리 제거 모드의 초기에서는 공기 열교환기(41)에 생성되어 있는 서리를 상당히 융해시키기 때문에 서리 제거 모드의 종기보다 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 토출되는 냉매의 온도가 상대적으로 낮다. 이 때문에 서리 제거 모드의 초기에서는 서리 제거 모드의 종기보다 제2 팽창밸브(32)의 개도를 상대적으로 감소시킨다. 이것에 의해 열원 열교환기(42)를 흐르는 단위시간당 냉매의 유량을 상대적으로 감소시켜 열원 열교환기(42)의 출구(42o)로부터 토출되는 냉매의 온도를 상대적으로 높인다. 이 결과, 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 토출된 냉매와 열원 열교환기(42)의 출구(42o)로부터 토출된 냉매가 균온화된다.

이것에 대해서 서리 제거 모드의 종기에서는 서리 제거 모드의 초기보다 공기 열교환기(41)의 서리의 융해가 상당히 진행되오 있기 때문에, 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 토출되는 냉매의 온도가 상대적으로 높아진다. 이 때문에 서리 제거 모드의 종기에서는 서리 제거 모드의 초기보다 제2 팽창밸브(32)의 개도를 상대적으로 증가시키고, 열원 열교환기(42)를 흐르는 단위시간당 냉매의 유 량을 상대적으로 증가시켜 열원 열교환기(42)의 출구(42o)로부터 토출되는 냉매의 온도를 상대적으로 낮춘다. 이 결과, 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 토출된 냉매와, 열원 열교환기(42)의 출구(42o)로부터 토출된 냉매가 합류점(9c)에서 합류하면, 냉매의 온도가 가능한 한 균온화된다. 이 결과, 서리 제거 모드의 초기와 종기에 있어서, 압축기(1)의 흡입 포트(1s)에 흡입되는 냉매의 온도 변동을 억제할 수 있어 양호한 냉동 사이클을 얻을 수 있다. 또한 압축기(1)의 흡입 포트(1s)에 흡입되는 냉매의 온도가 과잉으로 상승하면, 압축기(1)의 씰 링(seal ring) 등의 내구성에 영향을 줄 우려가 있rh, 또, 통상 운전 모드의 능력을 저하시킬 우려가 있다.

도 8은 메모리(60)의 소정의 에어리어에 격납되어 있는 서리 제거용 맵을 나타낸다. 이 서리 제거용 맵에는 서리 제거 모드의 개시시각으로부터의 경과시간 ta와 제2 팽창밸브(32)의 개도 M과의 관계가 격납되어 있다. 서리 제거 모드의 개시시각으로부터의 경과시간 ta가 길어짐에 따라, 제2 팽창밸브(32)의 개도 M이 증가하여 커지도록 설정되어 있는 경과시간 ta가 짧아짐에 따라, 제2 팽창밸브(32)의 개도 M이 감소하여 작아지도록 설정되어 있다. 이 서리 제거 맵의 결과를 실질적으로 얻을 수 있도록 하는 연산식에 의해, 경과시간 ta에 근거하여 제2 팽창밸브(32)의 개도 M을 구해도 좋다. 본 실시예에서는, 다른 조건은 기본적으로는 그다지 변화하지 않도록 유지되어 있는 상태로 경과시간 ta와 제2 팽창밸브(32)의 개도 M과의 관계를 설정하고 있다.

<실시예 7>

실시예 7은 도 1을 준용한다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 상술한 바와 같이 열교환 온도 센서(52)는 공기용 열교환기(41)의 증발 온도를 검지할 수 있다. 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2가 상대적으로 낮을 때(예를 들면, 서리 제거 모드의 초기)에는 공기 열교환기(41)의 서리를 융해시키기 때문에, 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 토출되는 냉매의 온도가 상대적으로 낮다. 이 때문에 제2 팽창밸브(32)의 개도를 상대적으로 감소시키고, 열원 열교환기(42)의 출구(42o)로부터 토출되는 냉매의 유량을 감소시켜 열원 열교환기(42)의 출구(42o)로부터 토출되는 냉매의 온도를 상대적으로 높인다. 이 결과, 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 토출된 냉매와 열원 열교환기(42)의 출구(42o)로부터 토출된 냉매가 합류점(9c)에서 합류하면, 냉매의 온도는 균온화된다.

이것에 대해서, 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2가 상대적으로 높을 때(예를 들면, 서리 제거 모드의 서리의 종기)에는 공기 열교환기(41)의 서리의 융해가 상당히 진행되고 있기 때문에 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 토출되는 냉매의 온도가 상대적으로 높다. 이 때문에 제2 팽창밸브(32)의 개도를 상대적으로 증가시키고, 열원 열교환기(42)로부터 토출되는 냉매의 유량을 증가시켜 열원 열교환기(42)로부터 토출되는 냉매의 온도를 상대적으로 낮춘다. 이 결과, 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 토출된 냉매와 열원 열교환기(42)의 출구(42o)로부터 토출된 냉매가 합류점(9c)에서 합류할 경우에는 냉매의 온도가 균온화된다. 이 결과, 서리 제거 모드에 있어서, 압축기(1)의 흡입 포트(1s)에 흡입되는 냉매의 온도 변동을 억제할 수 있다. 이와 같이 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2의 높낮이에 따라 제2 팽창밸브(32)의 개도를 조정하여 열원 열교환기(42)를 흐르는 냉매의 유량을 조정하면, 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2의 변동의 영향을 가능한 한 피하면서, 서리 제거를 실시할 수 있다.

도 9는 메모리(60)의 소정의 에어리어에 격납되어 있는 서리 제거용 맵을 나타낸다. 이 서리 제거용 맵에는 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2와 제2 팽창밸브(32)의 개도 M과의 관계가 격납되어 있다. 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2가 높아짐에 따라, 제2 팽창밸브(32)의 개도 M가 증가하도록 설정되어 있다. 이 서리 제거 맵의 결과를 실질적으로 얻을 수 있도록 하는 연산식에 의해, 검지 온도 T2에 근거하여 제2 팽창밸브(32)의 개도 M을 구해도 좋다. 본 실시예에서는, 다른 조건은 기본적으로는 그다지 변화하지 않도록 유지되어 있는 상태에서 검지 온도 T2와 제2 팽창밸브(32)의 개도 M과의 관계를 설정하고 있다.

<실시예 8>

실시예 8은 도 1을 준용한다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로서 설명한다. 상술한 바와 같이 열교환 온도 센서(52)는 공기 열교환기(41)의 증발 온도를 검지한다. 서리 제거 모드를 실시하고 있을 때는, 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2가 상대적으로 높을 때에는 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2가 상대적으로 낮을 때보다 공기 열교환기(41)의 서리의 융해가 상당히 진행하고 있고, 이 때문에 제어부(6)는 바이패스 밸브(72)의 개도를 상대적으로 감소시킨다. 이것에 의해 바이패스 통로(71)로부터 공기 열교환기(41)에 흐르는 고온 고압의 냉매의 단위시간당 유량을 상대적으로 감소시킨다.

이것에 대해서, 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2가 상대적으로 낮을 때에는 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2가 상대적으로 높을 때보다 공기 열교환기(41)의 서리의 융해가 그다지 진행되고 있지 않다. 이 때문에 제어부(6)는 바이패스 밸브(72)의 개도를 상대적으로 증가시킨다. 이것에 의해 바이패스 통로(71)로부터 공기 열교환기(41)에 흐르는 고온 고압의 냉매의 단위시간당 유량을 상대적으로 증가시켜 공기 열교환기(41)의 서리를 효과적으로 제거할 수 있다. 이와 같이 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2의 높낮이에 따라 바이패스 밸브(72)의 개도를 조정하면, 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2의 변동의 영향을 가능한 한 피하면서, 서리 제거를 실시할 수 있다.

도 10(A)는 메모리(60)의 소정의 에어리어에 격납되어 있는 서리 제거용 맵을 나타낸다. 이 서리 제거용 맵에는 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2와 바이패스 밸브(72)의 개도 B와의 관계가 격납되어 있다. 열교환 온도 센서(52)의 검지 온도 T2가 낮아짐에 따라, 공기 열교환기(41)에 있어서의 서리 양이 많다고 추정되기 때문에, 바이패스 밸브(72)의 개도 B가 증가해 커지도록 설정되어 있다. 이 서리 제거 맵의 결과를 실질적으로 얻을 수 있도록 하는 연산식에 근거하여 검지 온도 T2로부터 바이패스 밸브(72)의 개도 B를 구해도 좋다. 이 경우, 다른 조건은 기본적으로는 그다지 변화하지 않도록 유지되어 있는 상태에서 검지 온도 T2와 바이 패스 밸브(72)의 개도 B와의 관계를 설정하고 있다.

또 도 2 및 도 3에 나타내는 시험 결과에 의하면, 착상 판정 모드 B에 있어서의 온도차 ΔTb는 착상 판정 모드 A에 있어서의 온도차 ΔTa보다 증가해 있다(ΔTb > ΔTa). 이 때문에 ΔT가 클수록 서리가 성장하고 있고, ΔT가 작을수록 서리가 성장하지 않다고 판정된다. 그래서, ΔT가 상대적으로 작을 때에는 착상이 별로 성장하지 않기 때문에, 제어부(6)는 바이패스 밸브(72)의 개도를 상대적으로 감소시키게 하여도 좋다. 이것에 대해서, ΔT가 상대적으로 클 때에는 착상이 성장하고 있기 때문에, 제어부(6)는 바이패스 밸브(72)의 개도를 상대적으로 증가시키게 하여도 좋다. 이것에 의해 바이패스 통로(71)로부터 공기 열교환기(41)에 흐르는 고온 고압의 냉매의 단위시간당 유량을 상대적으로 증가시켜 공기 열교환기(41)의 서리를 효과적으로 제거할 수 있다.

도 10(B)은 메모리(60)의 소정의 에어리어에 격납되어 있는 서리 제거용 맵을 나타낸다. 이 서리 제거용 맵에는 ΔT(ΔT = T1 - T2)와 바이패스 밸브(72)의 개도 B와의 관계가 격납되어 있다. ΔT(ΔT = T1 - T2)가 커짐에 따라, 바이패스 밸브(72)의 개도 B가 증가해 커지도록 설정되어 있다. 이 서리 제거 맵의 결과를 실질적으로 얻을 수 있도록 하는 연산식에 근거하여 ΔT로부터 바이패스 밸브(72)의 개도 B를 구해도 좋다. 이 경우, 다른 조건은 기본적으로는 그다지 변화하지 않도록 유지되어 있는 상태로 ΔT와 바이패스 밸브(72)의 개도 B와의 관계를 설정하고 있다.

<실시예 9>

실시예 9는 도 1을 준용한다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로서 설명한다. 냉동 사이클 장치의 냉매 순환량이 많을 때에는 냉매 순환량이 적을 때보다 공기 열교환기(41)에 상대적으로 서리가 끼기 쉬운 경향이 있다. 이 때문에, 바이패스 통로(71)로부터 공기 열교환기(41)에 흐르는 고온 고압의 냉매의 단위시간당 유량을 상대적으로 증가시킨다.

이것에 대해서 냉동 사이클 장치의 냉매 순환량이 적을 때에는 냉매 순환량이 많을 때보다 공기 열교환기(41)에 있어서의 증발량이 상대적으로 적고, 공기 열교환기(41)에 상대적으로 서리가 끼기 어렵다. 이 때문에, 바이패스 통로(71)로부터 공기 열교환기(41)에 흐르는 고온 고압의 냉매의 단위시간당 유량을 상대적으로 감소시킨다. 이와 같이 해당 냉매 순환량에 따라 바이패스 밸브(72)의 개도를 조정하면, 해당 냉매 순환량의 변동의 영향을 가능한 한 피하면서, 서리 제거할 수 있다. 냉매 순환량은, 압축기(1)의 단위시간당 회전수와 냉매 압력에 근거하여 구할 수 있다.

도 11은 메모리(60)의 소정의 에어리어에 격납되어 있는 서리 제거용 맵을 나타낸다. 이 서리 제거용 맵에는 냉매 순환량 V와 바이패스 밸브(72)의 개도 B와의 관계가 격납되어 있다. 냉매 순환량 V가 증가함에 따라, 공기 열교환기(41)에 서리가 생성되기 쉽기 때문에 바이패스 밸브(72)의 개도 B가 증가하도록 설정되어 있다. 이 서리 제거 맵의 결과를 실질적으로 얻을 수 있도록 하는 연산식에 의해, 냉매 순환량에 근거하여 바이패스 밸브(72)의 개도 B를 구해도 좋다. 본 실시예에 서는, 다른 조건은 기본적으로는 그다지 변화하지 않도록 유지되어 있는 상태로 냉매 순환량 V와 바이패스 밸브(72)의 개도 B와의 관계를 설정하고 있다.

<실시예 10>

도 12는 실시예 10을 나타낸다. 본 실시예 1은 실시예와 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가지기 때문에, 도 1을 준용한다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 압축기(1)의 토출 포트(10) 측의 냉매 고압을 검지하는 제1 압력 센서(11)가 설치되어 있다. 압축기(1)의 흡입 포트(1s) 측의 냉매 저압을 검지하는 제2 압력 센서(12)가 설치되어 있다. 제어부(6)는 냉매 고압과 냉매 저압과의 사이의 압력차 ΔP를 구한다. 해당 압력차 ΔP가 높을 때에는 해당 압력차 ΔP가 적을 때보다 고온 고압의 기체 상태의 냉매가 바이패스 밸브(72)로부터 급격하게 분출하게 되기 때문에 바이패스 밸브(72)의 개도를 상대적으로 감소시킨다.

이것에 대해서, 해당 압력차 ΔP가 낮을 때에는 압력차 ΔP가 높을 때보다 고온 고압의 냉매가 바이패스 밸브(72)로부터 급격하게 분출하기 어렵기 때문에 바이패스 밸브(72)의 개도를 상대적으로 증가시킨다. 이와 같이 해당 압력차 ΔP에 따라 바이패스 밸브(72)의 개도를 조정하면, 해당 압력차 ΔP의 변동의 영향을 가능한 한 피하면서, 고온 고압의 냉매를 공기 열교환기(41)에 공급할 수 있다.

도 12는 메모리(60)의 소정의 에어리어에 격납되어 있는 서리 제거용 맵을 나타낸다. 이 서리 제거용 맵에는 해당 압력차 ΔP와 바이패스 밸브(72)의 개도 B와의 관계가 격납되어 있다. 해당 압력차 ΔP가 증가함에 따라, 바이패스 밸브(72) 의 개도 B가 감소하도록 설정되어 있다. 이 서리 제거 맵의 결과를 실질적으로 얻을 수 있도록 하는 연산식에 의해, 압력차 ΔP에 근거하여 바이패스 밸브(72)의 개도 B를 구해도 좋다. 본 실시예에서는, 다른 조건은 기본적으로는 그다지 변화하지 않도록 유지되어 있는 상태로 압력차 ΔP와 바이패스 밸브(72)의 개도 B와의 관계를 설정하고 있다.

<실시예 11>

도 13은 실시예 11을 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 열원 열교환기(42)는 연료 전지 시스템(46)의 저탕조에서 저장되어 있는 가열수가 흐르는 가열 수류로(水流路)(46a)를 가진다. 가열 수류로(46a)를 흐르는 가열수의 열은 열원 열교환기(42)에 있어서 냉매의 증발을 촉진시키는 열원으로서 기능한다. 가열 수류로(46a)에는 가열수 공급밸브(47v) 및 펌프(47p)가 설치되어 있다. 통상 운전 모드의 난방 운전에 의하면, 가열수 공급밸브(47v)를 개방시킴과 동시에 펌프(47p)를 구동시키고, 열원 열교환기(42)에 가열수를 공급해 열원 열교환기(42)에 있어서의 냉매의 기화를 촉진시킨다. 착상 판정 모드에 의하면, 가열수 공급밸브(47v)를 폐쇄시킴과 동시에 펌프(47p)를 오프로 한다. 혹은, 가열수 공급밸브(47v)의 개도 및 펌프(47p)의 단위시간당 회전수를 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 저감 시킨다. 이것에 의해 착상 판정 모드에 있어서 열원 열교환기(42)로부터 공기 열교환기(41)에의 전열이 억제된다. 상술한 바와 같이 공기 열교환기(41)로의 전열이 억제되면, ΔT가 증가히야 착상의 검지 정도가 높아진다.

서리 제거 모드에 있어서는 a조작을 실시하도록 제1 팽창밸브(31)를 폐쇄하여 제1 팽창밸브(31)의 개도를 0으로 한다. 또한 b조작을 실시하도록 제2 팽창밸브(32)를 개도를 통상 운전 모드보다 증가시킨다. 또한 c조작을 실시하도록 바이패스 통로(71)의 바이패스 밸브(72)를 개방시킨다. 이것에 의해 압축기(1)의 토출 포트(1o)로부터 토출된 고온 고압의 냉매(예를 들면 6O ~ 9O℃)를 공기 열교환기(41)에 공급하여 공기 열교환기(41)의 서리를 융해시킨다.

<실시예 12>

도 14는 실시예 12를 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로서 설명한다. 팽창밸브(31B)는 공기 열교환기(41) 및 열원 열교환기(42)에 공급하는 냉매 유량을 분배한다. 통상 운전시에는 공기 열교환기(41) 및 열원 열교환기(42)에 공급하는 냉매 유량을 균등화시킨다. 착상 판정 모드 때에는 공기 열교환기(41)에 흘리는 냉매 유량을 높여 열원 열교환기(42)에 흘리는 냉매 유량을 저하시킨다. 서리 제거 모드시에는 공기 열교환기(41)에 흘리는 냉매 유량을 없게 하거나 미량으로 하고, 열원 열교환기(42)에 흘리는 냉매 유량을 증가시켜 바이패스 밸브(72)를 개방시킨다.

열원 열교환기(42)는 히터(48)를 가진다. 히터(48)의 열은 열원 열교환기(42)에 있어서 냉매의 증발을 촉진시키는 열원으로서 기능한다. 통상 운전 모드의 난방 운전에 의하면, 히터(48)를 발열시켜 열원 열교환기(42)에 있어서의 냉매의 기화를 촉진시킨다. 착상 판정 모드에 의하면, 히터(48)를 오프로 하거나, 혹은, 히터(48)의 발열량을 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 저감시킨다. 이 것에 의해 착상 판정 모드에 있어서 열원 열교환기(42)로부터 공기 열교환기(41)에의 전열이 억제된다. 서리 방지 모드에서는 히터(48)의 발열량을 높여 열원 열교환기(42)에 있어서의 냉매 증발량을 증가할 수 있으므로, 난방 능력의 저하가 억제된다.

<실시예 13>

도 15는 실시예 13을 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 공기 열교환기(41) 및 열원 열교환기(42)는 직렬로 배치되어 있다. 공기 열교환기(41)에 대해서 병렬 통로(41x)가 공기 열교환기(41) 및 제1 팽창밸브(31)를 우회하도록 바이패스로서 설치되어 있다. 병렬 통로(41x)에는 제3 팽창밸브(36)가 설치되어 있다. 통상 운전 모드 때에는 압축기(1)의 토출 포트(1o)로부터 토출된 고온 고압의 냉매는 응축용 열교환기(2)에서 응축열을 방출하고, 제1 팽창밸브(31), 공기 열교환기(41)를 통과하여, 제2 팽창밸브(32), 열원 열교환기(42)를 통과하고, 압축기(1)의 흡입 포트(1s)로 돌아온다. 응축용 열교환기(2)에서 응축열이 방출되어 난방 운전이 행해진다. 이 경우, 바이패스 밸브(72) 및 제3 팽창밸브(36)는 폐쇄하고 있다.

이것에 대해서 서리 제거 모드시에는 제1 팽창밸브(31)를 폐쇄하고, 제3 팽창밸브(36)를 개방시켜 바이패스 밸브(72)를 개방시킨다. 압축기(1)의 토출 포트(1o)로부터 토출된 고온 고압의 기체 상태의 냉매는 응축용 열교환기(2), 병렬 통로(41x), 제2 팽창밸브(36)를 거쳐 열원 열교환기(42)에 이르러 열원 열교환 기(42)에 있어서 증발 공정이 실시된다. 또, 압축기(1)의 토출 포트(1o)로부터 토출된 고온 고압의 기체 상태의 냉매는 바이패스 통로(71) 및 바이패스 밸브(72)를 거쳐 공기 열교환기(41)에 공급되어 공기 열교환기(41)의 서리를 융해시키고, 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 제2 팽창밸브(32), 열원 열교환기(42)에 공급된다.

<실시예 14>

도 16은 실시예 14를 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 도 16은 냉동 사이클 장치의 대표예를 나타내는 공기 조화 장치(가스 엔진 히트 펌프)의 배관도를 나타낸다. 공기 조화 장치는 실내의 공조를 실시하는 복수의 실내기(80)와, 실내에서 공조를 실시하는 냉매를 조정하는 실외기(81)를 구비하고 있다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 실내기(80)는 실내에 배치되어 있고, 공조를 위해서 냉매와 실내의 공기와의 열교환을 실시하는 응축용 열교환기로서 기능하는 실내 열교환기(2X)와, 냉매를 팽창시키는 실내 팽창밸브(116)를 기본 요소로서 가진다. 또한, 실내기(80)의 수는 몇 대로 하여도 좋다.

실외기(81)는 실외에 배치되어 있다. 실외기(81)는 기체 연료를 연료로서 구동되는 엔진(100)(구동원)과, 기체 상태의 냉매와 액체 상태의 냉매를 분리한 상태로 냉매를 수용하는 어큐뮬레이터(accumulator)(101)와, 엔진(100)으로 구동되고, 구동에 수반해 어큐뮬레이터(101)의 기체 상태의 냉매를 흡입해 압축하는 복수의 압축기(1)와, 공조를 위해서 냉매의 열교환을 실시하는 실외 열교환기로서 기능하 는 공기 열교환기(41)와, 열원 열교환기(42)를 기본 요소로서 가진다. 압축기(1)는 엔진(100)에 의해 타이밍 벨트 등의 동력 전달 부재(102)를 통하여 연동된다. 그러므로 엔진(100)은 압축기(1)의 구동원으로서 기능한다. 압축기(1)는 어큐뮬레이터(101)로부터 기체 상태의 냉매를 압축실로 흡입하는 흡입 포트(1s)와, 압축실에서 압축된 고압의 기체 상태의 냉매를 토출시키는 토출 포트(1o)를 가진다.

후술하는 바와 같이, 난방 운전시에 있어서 실내기(80)로부터 실외기(81)로 냉매가 귀환하는 귀환 방향(화살표 K1방향)에 있어서, 공기 열교환기(41)의 상류에는 전자 조정 밸브로서의 제1 팽창밸브(31) 및 역지(逆止) 밸브(103)가 병렬로 배치되어 있다. 역지 밸브(103)는 실외기(81)의 공기 열교환기(41)로부터 실내기(80)로의 냉매의 흐름을 허용하지만, 실내기(80)로부터 실외기(81)의 공기 열교환기(41)로의 냉매의 흐름을 차단한다. 제1 팽창밸브(31)는 전기적 제어에 의해 개도가 연속적 또는 다단계로 조정 가능하다. 또한, 공기 열교환기(41)를 향하여 송풍하는 팬(41f), 실내 열교환기(2X)를 향하여 송풍하는 팬(2f)이 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서도, 도 16에 나타내는 바와 같이, 압축기(1)의 토출 포트(10) 측의 오일 세퍼레이터(separator)(105)와 공기 열교환기(41)를 연결하는 바이패스 통로(71)가 설치되어 있다. 바이패스 통로(71)에는 바이패스 밸브(72)가 설치되어 있다. 바이패스 밸브(72)가 개방하면, 오일 세퍼레이터(105)로부터 공기 열교환기(41)로 냉매가 흐른다.

(난방 운전시)

먼저, 실내를 난방하는 경우에 대해 설명한다. 기체 연료를 연료로서 엔 진(100)이 구동하면, 압축기(1)가 구동하고, 어큐뮬레이터(101)의 기체 상태의 냉매가 어큐뮬레이터(101)의 흡입 포트(101s), 압축기(1)의 흡입 포트(1s)로부터 유로(9e)를 거쳐 흡입되어 압축기(1)의 압축실에서 압축된다. 압축되어 고온 고압이 된 기체 상태의 냉매는 압축기(1)의 토출 포트(1o)로부터 토출되어 유로(9f), 오일 세퍼레이터(105)에 이른다. 상술한 바와 같이 오일 세퍼레이터(105)에 있어서 냉매로부터 오일이 분리된다. 그리고 오일이 분리된 기체 상태의 고온 고압의 냉매는 사방(四方) 밸브(111)의 제3 포트(111t)를 통과하여, 유로(9h), 밸브(115b), 유로(9i)를 거쳐, 응축용 열교환기로서 기능하는 실내 열교환기(2X)에 이르러 실내 열교환기(2X)로 실내의 공기와 열교환되어 응축(액화)한다. 응축열은 실내에 방출되기 때문에 실내가 가열된다. 이와 같이 난방 운전된다. 난방 운전시에는 실내 열교환기(2X)를 거쳐 액화가 진행한 냉매는 액상상태 또는 기액 2상상태가 되어, 실내 팽창밸브(116)에 이르러, 실내기(80)의 실내 팽창밸브(116)로 팽창되어 저압이 된다. 또한, 저압이 된 냉매는 유로(9k), 밸브(115a), 유로(9m)를 거쳐 화살표 K1방향(난방 운전시에 실내기(80)로부터 실외기(81)로 귀환하는 방향)으로 흘러 제1 팽창밸브(31)에 이르러 제1 팽창밸브(31)로 팽창되어 저압화하고, 공기 열교환기(41)에 이른다. 냉매는 공기 열교환기(41)로 증발하여 공기와 열교환한다. 따라서 공기 열교환기(41)는 실내기(80)의 난방 운전시에는 증발기로서 기능한다. 또한 냉매는, 유로(9n), 사방 밸브(111)의 제1 포트(111f), 제2 포트(111s), 유로(9w)를 거쳐, 어큐뮬레이터(101)의 귀환 포트(101r)로 귀환한다. 귀환한 냉매는 어큐뮬레이터(101)에서 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매로 분리된 상태로 수용된다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 공기 열교환기(41)에 대해서 열원 열교환기(42)가 병렬로 배치되어 있다. 여기서, 제2 팽창밸브(32)가 개방되면, 냉매가 유로(9p)를 통하여 열원 열교환기(42)에 흐른다. 제2 팽창밸브(32)가 폐쇄되면, 냉매가 유로(9p)를 통하여 열원 열교환기(42)에 흐르지 않는다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 열원 열교환기(42)에 연결되는 가열수 통로(43)에는 반송원으로서 기능하는 펌프(44p), 엔진(100), 제1 밸브(300), 제2 밸브(400)가 설치되어 있다. 엔진(100)을 냉각시킨 가열수 통로(43)의 엔진 가열수의 온도가 낮을 때에는 제1 밸브(300)의 포트(301) 및 포트(302)를 연통시키지만, 포트(303)를 폐쇄한다. 이 경우, 열원 열교환기(42) 및 라디에이터(150)에는 가열수가 흐르지 않는다. 가열수 통로(43)의 가열수의 온도가 상승해 가면, 제1 밸브(300)의 포트(301) 및 포트(302)를 연통시키지만, 제1 밸브(300)의 포트(301) 및 포트(303)를 연통시킨다. 그러나 제2 밸브(400)의 포트(401) 및 포트(402)를 연통시키지만, 제2 밸브(400)의 포트(401) 및 포트(403)를 연통시키지 않는다. 이것에 의해 따뜻한 가열수가 열원 열교환기(42)의 유로(42w)에 흐르지만, 방열량이 큰 라디에이터(150)에는 흐르지 않는다. 열원 열교환기(42)의 유로(42w)는 열원 열교환기(42)에 있어서의 냉매를 가열하는 열원으로서 기능한다. 가열수 통로(43)의 가열수의 온도가 더욱 상승해 가면, 제2 밸브(400)의 포트(401) 및 포트(402)를 연통시킴과 동시에, 포트(401) 및 포트(403)를 연통시킨다. 이것에 의해 따뜻한 가열수가 열원 열교환기(42)의 유로(42w)에 흐름과 동시에 유로(43r)를 통하여 라디에이터(150)에도 흘러 유로(43t)를 통하여 펌프(44p) 측으로 귀환한다. 또한, 단위시간당 열교환량에 대해서는 라디에이터(150) 는 열원 열교환기(42)보다 크게 되어 있다. 따라서 라디에이터(150)의 방열량은 열원 열교환기(42)보다 크게 되어 있다. 또한, 가열수 통로(43)의 가열수의 온도가 과잉으로 상승하면, 라디에이터(150) 측의 압력 캡(151)이 개방하고, 리저버(reservoir)(152)에 저장된다. 다시 가열수의 온도가 차가워지면, 라디에이터(150) 측의 압력 캡(151)이 개방해 리저버(152)에 저장되어 있던 가열수가 라디에이터(150) 측으로 돌아온다.

상기한 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 실시예 1과 마찬가지로 제어부(6)는 다음의 a조작, b조작, c조작을 실시한다.

(a조작) 제1 팽창밸브(31)를 폐쇄하여 제1 팽창밸브(31)의 개도를 0으로 한다. 이 때문에 서리 제거 모드에서는 공기 열교환기(41)의 증발 공정은 실시되지 않는다.

(b조작) 제2 팽창밸브(32)를 개방 상태로 유지한다. 이것에 의해 응축용 열교환기(2) 및 제2 팽창밸브(32)를 거쳐 저압화된 냉매(기액 혼합 상태)를 열원 열교환기(42)에 흘린다. 이 때문에 열원 열교환기(42)에 흐른 냉매는 가열수 통로(43)의 가열수를 열원으로서 가열되기 때문에, 열원 열교환기(42)에 있어서 냉매의 증발이 진행한다. 이 때문에 서리 제거 모드에서는 공기 열교환기(41)의 증발 공정은 실시되지 않기는 하지만, 열원 열교환기(42)의 증발 공정은 실시된다. 이것에 의해 응축용 열교환기로서의 실내 열교환기(2X)에 있어서의 응축 작용을 얻을 수 있어 냉동 사이클 장치에 있어서의 증발 공정이 양호하게 실시되고, 난방 운전의 능력이 유지된다.

(c조작) 바이패스 통로(71)의 바이패스 밸브(72)를 개방시킨다. 이것에 의해 압축기(1)의 토출 포트(10)로부터 토출된 고온 고압의 냉매(예를 들면 6O ~ 9O℃)를 바이패스 통로(71) 및 바이패스 밸브(72)를 통하여 공기 열교환기(41)에 공급한다. 이것에 의해 공기 열교환기(41)의 표면에 생성하고 있던 서리가 융해된다.

상기한 서리 제거 모드를 실시하는 경우에는 압축기(1)로부터 토출된 고온 고압의 기체 상태의 냉매가 서리가 낀 상태의 공기 열교환기(41)로부터 공기 열교환기(41)의 내부에 흘러 공기 열교환기(41)의 서리를 효율적으로 융해할 수 있다. 또한, 난방 운전의 통상 운전 모드에서는 제2 팽창밸브(32)는 설정 개도로 열려 있다.

(실내기(80)의 냉방 운전시)

다음에, 실내기(80)로 실내를 냉방 운전할 때 대해 설명한다. 연료 기체를 연료로서 엔진(100)이 구동하면, 압축기(1)가 구동하고, 어큐뮬레이터(101)의 기체 상태의 냉매가 어큐뮬레이터(101)의 흡입 포트(101s), 압축기(1)의 흡입 포트(1s)로부터 흡입되어 압축기(1)의 압축실에서 압축된다. 압축되어 고온 고압이 된 기체 상태의 냉매는 압축기(1)의 토출 포트(10)로부터 토출되어 유로(9f), 오일 세퍼레이터(105)에 이른다. 오일 세퍼레이터(105)에 있어서 냉매로부터 오일이 분리된다. 그리고 오일이 분리된 고온 고압의 냉매는, 유로(9u), 유로 전환 밸브로서의 사방 밸브(111)의 제1 포트(111f), 유로(9n)를 통과하여 공기 열교환기(41)에 이른다. 그리고 고온 고압의 냉매는 공기 열교환기(41)에서 공기와 열교환되어 냉각되어 액화한다. 액화가 진행한 냉매(액상상태 또는 기액 2상상태)는 역지 밸브(103), 유 로(9m), 또한, 밸브(115a), 유로(9k)를 거쳐 실내 팽창밸브(116)에 이르러, 실내 팽창밸브(116)에 있어서 팽창되어 저온이 된다.

또한, 실내 열교환기(2X)에 이르러, 실내 열교환기(2X)에 있어서 실내의 공기와 열교환 되어 실내를 냉각한다. 또한 냉매는 유로(9i), 밸브(115b), 유로(9h), 사방 밸브(111)의 제3 포트(111t), 사방 밸브(111)의 제2 포트(111s), 유로(9w)를 거치고, 어큐뮬레이터(101)의 귀환 포트(101r)로 귀환한다. 어큐뮬레이터(101)로 귀환한 냉매는 어큐뮬레이터(101)로 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매로 분리된 상태로 수용된다. 또한, 냉방 운전에서는 제2 팽창밸브(32)는 전폐(全閉) 상태이다.

(그 외)

본 발명은 상기하고 또한 도면에 나타낸 실시예로만 한정되는 것이 아니고, 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적의 변경하여 실시할 수 있다. 공기 열교환기(41)는 1개 탑재되어 있지만, 복수 개로 하여도 좋다. 열원 열교환기(42)는 1개 탑재되어 있지만, 복수 개로 하여도 좋다. 냉동 사이클 장치는 공기 조화기로 한정되는 것이 아니고, 냉동 장치에 적용하여도 좋다. 공기 조화기는 적어도 난방 운전하는 것이면 좋다. 압축기(1)는 엔진으로 구동되는 것, 모터로 구동되는 것이라도 좋다.

본 발명은 공기 조화 장치 등의 냉동 사이클 장치에 이용할 수 있다.

도 1은 실시예 1에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.

도 2는 실시예 2에 관한 것으로, 시험 데이터를 나타내는 그래프이다.

도 3은 실시예 2에 관한 것으로, 시험 데이터를 나타내는 그래프이다.

도 4는 실시예 3에 관한 것으로, 제어부가 실행하는 제어 형태 A에 관한 플로우챠트이다

도 5는 실시예 3에 관한 것으로, 제어부가 실행하는 제어 형태 B에 관한 플로챠트이다.

도 6은 실시예 4에 관한 것으로, 서리 제거 맵을 나타내는 도이다.

도 7는 실시예 5에 관한 것으로, 서리 제거 맵을 나타내는 도이다.

도 8은 실시예 6에 관한 것으로, 서리 제거 맵을 나타내는 도이다.

도 9는 실시예 7에 관한 것으로, 서리 제거 맵을 나타내는 도이다.

도 10은 실시예 8에 관한 것으로, 서리 제거 맵을 나타내는 도이다.

도 11은 실시예 9에 관한 것으로, 서리 제거 맵을 나타내는 도이다.

도 12는 (A)(B)는 실시예 10에 관한 것으로, 서리 제거 맵을 나타내는 도이다.

도 13은 실시예 11에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.

도 14는 실시예 12에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구 성도이다.

도 15는 실시예 13에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.

도 16은 실시예 14에 관한 것으로, 공기 조화 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.

<부호의 설명>

1은 압축기, 2는 응축용 열교환기, 3은 팽창밸브, 31은 제1 팽창밸브, 32는 제2 팽창밸브, 4는 증발용 열교환기, 41은 공기 열교환기, 42는 열원 열교환기, 51은 공기 온도 센서, 52는 열교환 온도 센서, 6은 제어부, 71은 바이패스 통로, 72는 바이패스 밸브를 나타낸다.

Claims (8)

1. 냉매를 압축시키는 압축 공정을 행하는 압축기와, 상기 압축기를 거친 냉매를 응축시키는 응축 공정을 행하는 응축용 열교환기와, 상기 응축 공정을 거친 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브를 거친 냉매를 증발시키는 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기와, 서리 제거 모드를 실행하는 제어부를 구비하고 있고,

   상기 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기는 공기와 열교환하는 공기 열교환기와, 열원으로부터의 열과 열교환하는 열원 열교환기를 구비하는 냉동 사이클 장치에 있어서,

   상기 응축용 열교환기를 우회하여 상기 압축기의 토출 포트와 상기 공기 열교환기를 연결하는 바이패스 통로와, 상기 바이패스 통로로부터 상기 공기 열교환기에 흐르는 냉매의 유량을 조정하는 바이패스 밸브를 구비하고 있고,

   상기 서리 제거 모드를 실시하는 데 맞춰서, 상기 제어부는 상기 응축용 열교환기 및 상기 팽창밸브를 거친 냉매를 상기 열원 열교환기에 흘려 증발 공정을 실시하면서, 상기 응축용 열교환기 및 상기 팽창밸브를 거친 냉매를 상기 공기 열교환기에 공급하는 유량을 없게 하거나 저감시키는 조작과, 상기 바이패스 밸브를 개방시키는 것에 의해, 상기 압축기의 상기 토출 포트로부터 토출된 고온 고압의 냉매를 상기 바이패스 통로 및 상기 바이패스 밸브를 통하여 상기 공기 열교환기에 공급하여 상기 공기 열교환기를 서리 제거하는 조작을 실시하는 것을 특징으로 하 는 냉동 사이클 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   공기 온도를 검지하는 공기 온도 센서가 설치되어 있고,

   상기 제어부는,

   (i) 공기 온도가 상대적으로 높을 때에는 공기 온도가 상대적으로 낮을 때보다 상기 서리 제거 모드를 실시하는 단위시간당 실시 빈도를 낮게 하고,

   (ii) 공기 온도가 상대적으로 낮을 때에는 공기 온도가 상대적으로 높을 때보다 상기 서리 제거 모드를 실시하는 단위시간당 실시 빈도를 높게 하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   (i) 상기 팽창밸브는 상기 응축용 열교환기와 상기 공기 열교환기와의 사이에 설치된 제1 팽창밸브와, 상기 응축용 열교환기와 상기 열원 열교환기와의 사이에 설치된 제2 팽창밸브를 구비하고 있고,

   (ii) 상기 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 상기 제어부는 상기 제1 팽창밸브의 개도를 0으로 하거나, 상기 제1 팽창밸브의 개도를 통상 운전 모드의 경우보다 감소시킴과 동시에, 상기 제2 팽창밸브의 개도를 통상 운전 모드의 경우보다 증가시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 상기 제어부는,

   (i) 상기 서리 제거 모드의 초기에서는 상기 서리 제거 모드의 종기(終期)의 경우보다 상기 제2 팽창밸브의 개도를 감소시키는 것에 의해, 상기 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 상기 서리 제거 모드의 종기의 경우보다 높게 하고,

   (ii) 상기 서리 제거 모드의 종기에서는 상기 서리 제거 모드의 초기의 경우보다 상기 제2 팽창밸브의 개도를 증가시키는 것에 의해, 상기 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 상기 서리 제거 모드의 초기의 경우보다 저하시키며,

   (iii) 상기 압축기의 흡입 포트로 흡입되는 냉매의 온도 변동을 억제하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 공기용 열교환기의 온도를 검지하는 열교환 온도 센서가 설치되어 있고,

   상기 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 상기 제어부는,

   (i) 상기 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때에는 상기 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때보다 상기 제2 팽창밸브의 개도를 감소시키는 것에 의해, 상기 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 상기 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때보다 높게 하고,

   (ii) 상기 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때에는 상기 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때보다 상기 제2 팽창밸브의 개도를 증가시키는 것에 의해, 상기 열원 열교환기로부터 토출되는 냉매의 온도를 상기 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때보다 저하시키며,

   (iii) 상기 압축기의 흡입 포트로 흡입되는 냉매의 온도 변동을 억제하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 공기용 열교환기의 증발 온도를 검지하는 열교환 온도 센서가 설치되어 있고,

   상기 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 상기 제어부는,

   (i) 상기 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때에는 상기 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때보다 상기 바이패스 밸브의 개도를 감소시키고,

   (ii) 상기 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 낮을 때에는 상기 열교환 온도 센서의 검지 온도가 상대적으로 높을 때보다 상기 바이패스 밸브의 개도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 상기 제어부는,

   (i) 상기 냉동 사이클 장치의 냉매 순환량이 많을 때에는 냉매 순환량이 적을 때보다 상기 바이패스 밸브의 개도를 증가시키고,

   (ii) 냉매 순환량이 적을 때에는 냉매 순환량이 많을 때보다 상기 바이패스 밸브의 개도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 서리 제거 모드를 실시하는 데에 맞추어, 상기 제어부는, 상기 압축기의 토출 포트 측의 냉매 고압과 상기 압축기의 흡입 포트 측의 냉매 저압과의 사이의 압력차를 구하고,

   (i) 압력차가 높을 때에는 압력차가 낮을 때보다 상기 바이패스 밸브의 개도를 감소시키며,

   (ii) 압력차가 낮을 때에는 압력차가 높을 때보다 상기 바이패스 밸브의 개도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.

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