KR20080084735A - 냉동 사이클 장치 - Google Patents

냉동 사이클 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080084735A
KR20080084735A KR1020080023915A KR20080023915A KR20080084735A KR 20080084735 A KR20080084735 A KR 20080084735A KR 1020080023915 A KR1020080023915 A KR 1020080023915A KR 20080023915 A KR20080023915 A KR 20080023915A KR 20080084735 A KR20080084735 A KR 20080084735A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
refrigerant
air
expansion valve
air heat
Prior art date
Application number
KR1020080023915A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100944312B1 (ko
Inventor
미치히코 야마모토
신야 마츠바라
Original Assignee
아이신세이끼가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아이신세이끼가부시끼가이샤 filed Critical 아이신세이끼가부시끼가이샤
Publication of KR20080084735A publication Critical patent/KR20080084735A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100944312B1 publication Critical patent/KR100944312B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02—Defrosting cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022—Compressor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/002—Defroster control
    • F25D21/006—Defroster control with electronic control circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/02—Detecting the presence of frost or condensate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2513—Expansion valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/11—Sensor to detect if defrost is necessary

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

<과제> 열원 열교환기가 설치되어 있을 때에 있어서도 공기 열교환기에 있어서의 착상을 양호하게 검지할 수 있는 냉동 사이클 장치를 제공한다.
<해결 수단> 냉동 사이클 장치는 압축기(1)와 응축 공정을 행하는 응축용 열교환기(2)와, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(3)와, 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기(4)를 가진다. 증발용 열교환기(4)는 공기와 열교환하는 공기 열교환기(41)와, 열원 열교환기(42)를 가진다. 제어부(6)는 통상 운전 모드와 착상 판정 모드를 실시한다. 통상 운전 모드에서는 냉매를 공기 열교환기(41) 및 열원 열교환기(42)에 흘린다. 착상 판정 모드에서는 냉매를 공기 열교환기(41)에 흘려 공기 열교환기(41)에 있어서 열교환을 실시함과 동시에, 열원 열교환기(42)에 있어서 열원으로부터 냉매로의 단위시간당의 전열량을 통상 운전 모드의 경우보다 감소시킨다.

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 도 16에 나타내는 바와 같이, 냉매를 압축시키는 압축 공정을 행하는 압축기(1Y)와, 압축기(1Y)를 거친 냉매를 응축시키는 응축 공정을 실시하는 열교환기(2Y)와, 응축 공정을 거친 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(3Y)와, 팽창밸브(3Y)를 거친 냉매를 증발시키는 증발 공정을 실시하는 공기 열교환기(41Y)를 가지는 것이 알려져 있다. 이와 같은 냉동 사이클 장치로서는 특허 문헌 1 ~ 4를 들 수 있다.
이것에 의하면, 압축기(1Y)를 거친 고온 고압의 냉매는 응축용 열교환기(2Y)에 있어서 응축 공정을 실시하고, 응축열을 방출시켜 난방을 실시한다. 응축 공정을 거친 냉매는 팽창밸브(3Y)로 팽창되어 저압화한다. 팽창밸브(3Y)에 의해 저압화된 냉매는 증발기로서의 공기 열교환기(41Y)에 이르러 증발 공정을 실시하고, 냉매의 기체화를 진행한다. 그 후, 냉매는 압축기(1Y)로 돌아와 다시 압축된다. 여기서, 상기한 운전이 계속해 나가면, 공기 열교환기(41Y) 부근의 공기가 공기 열교환 기(41Y)에 의해 냉각되고, 조건에 따라서는 공기의 습분(濕分)이 공기 열교환기(41Y)의 표면에 서리를 생성하는 일이 있다. 상기한 바와 같이 공기 열교환기(41Y)의 표면에 있어서의 착상이 성장하면, 공기 열교환기(41Y)의 열교환 능력이 저하하기 때문에 냉동 사이클 장치의 운전에 영향을 준다.
상기한 바와 같이 공기 열교환기(41Y)의 표면에 착상이 발생하면, 공기 열교환기(41Y)의 열교환 효율이 저하하여 난방 운전 능력이 저하한다. 이 경우, 공기 열교환기(41Y)에 있어서의 증발 온도가 점차 저하한다. 따라서 공기 열교환기(41Y)에 있어서의 증발 온도 T2와 공기 온도 T1과의 온도차 ΔT(ΔT = T1 - T2)가 증가한다. 특허 문헌 1은 공기 열교환기(41Y)의 표면에 있어서 착상이 발생하는 것을 ΔT에 근거해 검지하는 기술을 개시하고 있다.
[특허 문헌 1] 일본국 실개소61-58433호 공보
[특허 문헌 2] 일본국 특개2002-89992호 공보
[특허 문헌 3] 일본국 특개평8-29195O호 공보
[특허 문헌 4] 일본국 특개평5-319077호 공보
상기한 냉동 사이클 장치에 있어서는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 외부의 열원(가열수)으로부터의 열과 열교환하는 열원 열교환기(42Y)를 공기 열교환기(41Y)에 대해서 부설(附設)한 것이 제공되고 있다. 이 장치에 의하면, 증발 공정을 실시하는 열교환기는 도 17에 나타내는 바와 같이, 공기와 열교환하는 공기 열교환기(41Y)와, 엔진을 냉각한 가열수의 열과 열교환하는 열원 열교환기(42Y)를 구비하고 있다. 이 경우에는, 냉매의 증발 공정은 공기 열교환기(41Y)와 열원 열교환기(42Y)와의 쌍방에 있어서 행해진다.
이 경우, 운전이 계속하면, 열원 열교환기(42Y)로부터의 열의 전달에 의해, 공기 열교환기(41Y)의 냉매의 온도가 상승해 버릴 우려가 있다. 이 경우, 공기 열교환기(41Y)에 있어서 착상이 발생하고 있음에도 불구하고, 공기 열교환기(41Y)에 있어서의 증발 온도 T2와 공기 온도 T1과의 온도차 ΔT(ΔT = T1 - T2)가 감소해 작아지는 경향이 있기 때문에, ΔT에 근거해 착상이 양호하게 검지되지 않을 우려가 있다.
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기가 공기와 열교환하는 공기 열교환기와, 열원의 열과 열교환하는 열원 열교환기를 구비하고 있을 때에서 있어서도 공기 열교환기에 있어서의 착상을 양호하게 검지할 수 있는 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 팽창밸브를 제어하는 제어부를 구비하는 냉동 사이클 장치에 있어서,
(i) 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기는 공기와 열교환하는 공기 열교환기와, 열원으로부터의 열과 열교환하는 열원 열교환기를 구비하고 있고,
(ii) 제어부는, (a) 팽창밸브를 거친 냉매를 공기 열교환기 및 열원 열교환기에 흘리는 것에 의해 공기 열교환기 및 열원 열교환기에 있어서 열교환을 실시하는 통상 운전 모드와, (b) 팽창밸브를 거친 냉매를 공기 열교환기에 흘려 공기 열교환기에 있어서 열교환을 실시함과 동시에, 열원 열교환기로부터 냉매로의 단위시간당의 전열량을 통상 운전 모드의 경우보다 감소시키는 조작을 실시하는 착상 판정 모드를 실시하는 것을 특징으로 한다.
통상 운전 모드에 있어서는, 제어부는 팽창밸브를 거친 냉매를 공기 열교환기 및 열원 열교환기의 쌍방으로 흘리는 것에 의해, 공기 열교환기 및 열원 열교환기에 있어서 열교환을 실시한다. 이것에 의해 냉매의 증발 공정이 실시된다.
제어부는 착상 판정 모드를 정기적 또는 부정기적으로 실행한다. 착상 판정 모드에 있어서는, 제어부는 팽창밸브를 거친 냉매를 공기 열교환기에 흘려 공기 열교환기에 있어서 열교환을 실시함과 동시에, 열원 열교환기로부터 냉매로의 단위시간당의 전열량을 통상 운전 모드의 경우보다 감소시킨다. 이 경우, 열원 열교환기 의 열이 공기 열교환기에 전달되는 것이 억제된다.
여기서, 공기 열교환기의 표면에 착상이 발생했을 경우에는 공기 열교환기에 있어서의 열교환 효율이 저하하여 공기 열교환기에 있어서의 증발 능력이 저하한다. 그러므로 공기 열교환기에 있어서의 냉매의 증발 공정이 손상되어 공기 열교환기에 있어서의 냉매의 압력이 점차 저하한다. 이 경우, 공기 열교환기에 있어서의 증발 온도가 점차 저하해 공기 열교환기에 있어서의 증발 온도 T2가 점차 저하한다. 따라서 공기 온도 T1과 공기 열교환기에 있어서의 증발 온도 T2와의 온도차 ΔT(ΔT = T1 - T2)가 증가한다. 이와 같이 온도차 ΔT가 증가하기 때문에, 공기 열교환기에 있어서 착상이 발생하고 있는 것이 ΔT에 근거해 효과적으로 검지된다.
양상 1에 의하면, 착상 판정 모드를 실시하는 데에 맞추어, 열원 열교환기로부터 냉매로의 단위시간당의 전열량을 통상 운전 모드의 경우보다 감소시키는 조작을 실시한다. 이 때문에 착상 판정 모드에 있어서, 열원 열교환기로부터 공기 열교환기 측으로의 전열량이 억제된다. 이 결과, 공기 열교환기에 있어서의 증발 온도 T2가 저하한다. 따라서, 공기 온도 T1과 공기 열교환기에 있어서의 증발 온도 T2와의 온도차 ΔT(ΔT = T1 - T2)를 증가시킬 수 있다. 이와 같이 온도차 ΔT가 증가하기 때문에, 공기 열교환기에 있어서 착상이 발생하는 것이 ΔT에 근거해 양호하게 검지된다.
이 경우, 제어부는 착상 판정 모드에 있어서, (i) 열원 열교환기로부터 냉매로의 단위시간당의 전열량을 통상 운전 모드의 경우보다 감소시키는 전열량 감소 수단과, (ii) 공기 열교환기에 있어서의 증발 온도와 공기 온도와의 온도차를 측정 하는 온도차 수단과 온도차에 근거해 서리가 낀 상태의 판정을 실시하는 착상 판정 수단을 구비하고 있는 형태가 예시된다. 착상 판정 수단에 의해, 공기 열교환기에 있어서의 서리가 낀 상태의 판정을 상기한 온도차 ΔT에 근거해 양호하게 실시할 수 있다.
(2) 양상 2에 관한 냉동 사이클 장치는, 상기 양상에 있어서, 제어부는 열원 열교환기에 흐르는 단위시간당의 냉매 유량을 통상 운전 모드의 경우보다 정지 또는 감소시키는 것을 특징으로 한다. 제어부는 열원 열교환기에 흐르는 단위시간당의 냉매 유량을 정지 또는 감소시킨다. 이 때문에 열원 열교환기의 열이 공기 열교환기에 전달되는 것이 억제된다. 따라서, 열원 열교환기로부터의 열의 전달에 의해 공기 열교환기의 냉매 압력이 증가하는 것이 억제된다. 나아가서는, 공기 열교환기의 냉매의 온도가 과잉으로 상승하는 것이 억제된다. 이 결과, 공기 열교환기에 있어서 착상이 발생하고 있을 때, 공기 온도 T1과 공기 열교환기에 있어서의 증발 온도 T2와의 온도차 ΔT(ΔT = T1 - T2)가 확보된다. 이 때문에 온도차 ΔT에 근거해 착상이 양호하게 검지된다.
(3) 양상 3에 관한 냉동 사이클 장치는, 상기 양상에 있어서, 팽창밸브는 응축용 열교환기와 공기 열교환기와의 사이에 설치된 제1 팽창밸브와, 응축용 열교환기와 열원 열교환기와의 사이에 설치된 제2 팽창밸브를 구비하고 있어 제어부는 착상 판정 모드에 있어서, 제2 팽창밸브의 개도를 0으로 하거나, 제2 팽창밸브의 개도를 통상 운전 모드의 경우보다 감소시키는 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 열원 열교환기에 흐르는 단위시간당의 냉매 유량은 통상 운전 모드의 경우보다 정지 또는 감소된다. 이 결과, 착상 판정 모드에 있어서, 열원 열교환기로부터 냉매로의 단위시간당의 전열량을 통상 운전 모드의 경우보다 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기한 온도차 ΔT가 확보된다. 이 때문에 온도차 ΔT에 근거해 착상이 양호하게 검지된다.
본 발명에 의하면, 착상 판정 모드를 실시하는 데에 맞추어, 열원 열교환기로부터 냉매로의 단위시간당의 전열량을 통상 운전 모드의 경우보다 감소시킨다. 이 때문에 착상 판정 모드를 실시하는 데에 맞추어, 착상 판정의 기준이 되는 상기한 온도차 ΔT를 크게 할 수 있다. 따라서, 착상 판정의 정도를 향상시킬 수 있다. 그러므로 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기가 공기와 열교환하는 공기 열교환기와 열원의 열과 열교환하는 열원 열교환기를 구비하고 있을 때에 있어서도, 열원 열교환기로부터 공기 열교환기에 전달되는 열량이 제한된다. 따라서 착상 판정 모드에 있어서의 착상을 양호하게 판정할 수 있다.
·냉동 사이클 장치는 냉매의 압축 공정, 냉매의 응축 공정, 냉매의 팽창 공정, 냉매의 증발 공정의 냉동 사이클을 실시하는 장치이고, 가열 기능 및/또는 냉각 기능을 가진다. 가열 기능으로서는 난방 기능을 들 수 있다. 냉각 기능으로서는 냉방 기능을 들 수 있다.
·통상 운전 모드를 실시하고 있을 때, 필요에 따라서 운전 모드를 착상 판정 모드로 전환해도 좋다. 착상 판정 모드로의 변환은 통상 운전 모드의 개시부터 설정 시간 경과해 행하여도 좋고, 설정 시간마다 반복하여 행하여도 좋으며, 후술하는 서리 제거 모드 종료시부터 설정 시간 경과 후에 행하여도 좋다.
·착상 판정 모드에 있어서, 열원 열교환기에 흐르는 단위시간당의 냉매 유량을 통상 운전 모드의 경우보다 정지 또는 감소시키는 일이 있다. 이 경우에는, 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매 순환량이 저하한다. 그러므로 증발용 열교환기를 흐르는 냉매의 단위시간당의 유량이 저하해, 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기에 있어서의 증발량이 저하할 우려가 있다. 이 경우, 응축 공정을 행하는 응축용 열교환기로부터의 응축열의 단위시간당의 방출량이 저하해, 냉동 사이클 장치의 능력이 저하할 우려가 있다.
그래서 이와 같은 경우에는, 제어부가 제1 제어 형태, 제2 제어 형태를 실시하는 것이 예시된다. 제1 제어 형태에 의하면, 착상 판정 모드에 있어서, 공기 열교환기에 연결되는 제1 팽창밸브의 개도를 통상 운전 모드의 경우보다 증가시킨다. 이것에 의해 공기 열교환기를 흐르는 단위시간당의 냉매 유량이 통상 운전 모드의 경우보다 증가한다. 나아가서는, 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기를 흐르는 냉매의 단위시간당의 유량이 확보된다. 따라서 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기에 있어서의 증발량이 확보된다. 이 경우, 응축 공정을 행하는 응축용 열교환기로부터의 응축열의 방출량이 저하하는 것이 억제된다. 따라서, 냉동 사이클 장치의 능력 저하가 억제된다.
·상기한 바와 같이 착상 판정 모드에 있어서, 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매 순환량이 저하하는 일이 있다. 그래서 제2 제어 형태에 의하면, 제어부는 착 상 판정 모드에 있어서, 압축기의 단위시간당의 회전수(구동량)를 통상 운전 모드의 경우보다 증가시킨다. 이 경우, 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매 순환량이 확보되기 때문에, 냉동 사이클 장치의 능력 저하가 억제된다.
·상기 한 온도차가 작을수록, 공기 열교환기에 있어서의 착상도가 작게 된다. 상기 한 온도차가 큰 만큼, 공기 열교환기에 있어서의 착상도가 크게 된다. 그래서 제어부는 착상 판정 모드에 있어서, 상기 온도차를 시간적으로 늦추어 검지하고, 상기 온도차가 시간적으로 증가하고 있는 것을 검지하면, 착상이 성장하고 있다고 판정하는 착상 성장 판정 수단을 가지는 형태가 예시된다. 착상이 성장하고 있다고 판정될 때는, 제어부는 서리 제거 처리에 있어서의 서리 제거 시간 및/또는 서리 제거 능력을 증가시키는 서리 제거 능력을 높이는 것이 바람직하다.
<실시예 1>
이하, 본 발명의 실시예 1에 대해 도 1을 참조해 설명한다. 도 1은 냉동 사이클 장치(냉각 사이클 장치)의 시스템도를 나타낸다. 냉동 사이클의 증발 온도는 동결점 이하를 의미하는 것이 아니고, 동결점 이상이 되는 형태도 포함한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 냉동 사이클 장치는 냉매를 압축시켜 고온 고압으로 하는 압축 공정을 행하는 압축기(1)와, 압축기(1)를 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 행하는 증발용 열교환기(4)와, 팽창밸브(3)의 개도를 제어하는 제어부(6)를 구비하고 있다. 제어부(6)는 메모리(60)와 CPU(61)를 가진다.
응축용 열교환기(2)는 실내에 배치되어 있고, 실내 열교환기로서 기능한다. 응축용 열교환기(2)는 팬(2f)을 가져, 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 가져, 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 엔진으로도 좋고, 전기 히터로도 좋으며, 연료 전지 시스템, 가스엔진 열병합(발전과 열이용)으로 하여도도 좋다. 가열수는 열발생원(45)으로부터 물을 가열해 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) 설치되어 있다. 공급밸브(44v)의 개도 및 펌프(44p)의 구동력은 열원 열교환기(42)에 전달되는 전열량에 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)에 있어서의 증발 온도 T2를 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 이것에 한정하지 않고, 공기 열교환기(41)에 있어서의 열교환 통로 길이를 100으로 하여 상대 표시될 때, 공기 열교환기(41)의 출구(41o)로부터 입구(41i)를 향해서 70이내 또는 50이내의 위치에 열교환 온도 센서(52)를 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)가 설치되어 있다. 응축용 열교환기(2)와 열원 열교환기(42)와의 사이에는 제2 팽창밸브(32)가 설치되어 있다. 제1 팽창밸브(31) 및 제2 팽창밸브(32)는 개도가 연속적으로 또는 다단계적으로 가변인 가변밸브로 할 수 있지만, 개도가 100% 및 O%로 전환할 수 있는 온오프 밸브로 하여도 좋다.
통상 운전 모드에 의하면, 압축기(1)가 구동해 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 생성한다. 압축기(1)로 압축된 기체 상태의 고온 고압의 냉매는 압축기(1)의 토출 포트(10)로부터 토출되어 응축용 열교환기(2)에 있어서 응축 공정을 실시하여 응축열을 방출시킨다. 이와 같이 난방 운전이 실시된다. 팬(2f)의 회전에 의해 응축열의 방출이 확보된다. 응축 공정을 거친 냉매는 분기점(9a)에서 분기된다. 분기 된 냉매는 제1 팽창밸브(31)로 팽창되어 저압화된 후(기액 혼합 상태)에 공기 열교환기(41)로 흘러가 공기 열교환기(41)에 있어서 열교환을 실시한다. 또, 분기된 냉매는 제2 팽창밸브(32)로 팽창되어 저압화된 후(기액 혼합 상태)에 열원 열교환기(42)에 흘러가 열원 열교환기(42)에 있어서 열교환을 실시한다.
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 가면, 공기 열교환기(41) 부근의 공기가 공기 열교환기(41)에 의해 냉각된다. 조건에 따라서는 공기의 습분이 공기 열교환기(41)의 표면에 서리를 생성하는 일이 있다. 이와 같이 공기 열교환기(41)의 표면에 착상이 발생하면, 공기 열교환기(41)의 열교환 효율이 감소하기 때문에, 공기 열교환기(41)에 있어서의 열교환 효율이 저하한다. 그러므로 공기 열교환기(41)에 있어서의 냉매의 증발 공정이 손상되어 냉매의 증발량이 억제되어 공기 열교환기(41)에 있어서의 냉매의 압력이 점차 저하한다. 이 경우, 공기 열교환기(41)에 있어서의 증발 온도 T2(열교환 온도 센서(52)의 검지 온도)가 점차 저하한다. 따라서 공기 온도 T1과 공기 열교환기(41)에 있어서의 증발 온도 T2와의 사이의 온도차 ΔT가 증가한다. 이 때문에, 공기 열교환기(41)에 있어서 착상이 발생하는 것이 ΔT에 근거해 제어부(6)에 의해 검지된다.
그렇지만 본 실시예에 의하면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 열원(온수 상태의 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, 운전을 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)에 흘려 공기 열교환기(41)에 있어서 열교환을 실시함과 동시에, 제2 팽창밸브(32)를 폐쇄해 열원 열교환기(42)에 냉매를 흘리지 않는다. 혹은, 제2 팽창밸브(32)의 개도를 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 작게 하고, 열원 열교환기(42)에 흐르는 냉매량을 감소시킨다. 이 경우, 열원 열교환기(42)의 열원(온수 상태의 가열수의 열)의 열이 공기 열교환기(41)에 적극적으로 전파되지 않는다. 이 때문에, 열원 열교환기(42)로부터 공기 열교환기(41)에의 단위시간당의 전열량은 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 상당히 감소시킬 수 있다.
이 경우, 증발 공정에 있어서의 열원은 기본적으로는 공기 열교환기(41)에 의존하게 된다. 이 때문에, 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 저하하여 공기 열교환기(41)에 있어서의 냉매의 압력이 점차 저하한다. 이 경우, 공기 열교환기(41)에 있어서의 증발 온도, 즉 열교환 온도 센서(52)에서 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 공기 열교환기(41)의 표면에 착상이 발생하면, 제2 팽창밸브(32)의 밸브 닫음 방향으로의 동작에 의해, 상기한 온도차 ΔT가 증가한다. 이 때문에, 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서 착상이 발생하고 있는 것이, ΔT에 근거하여 제어부(6)에 의해 양호하게 검지된다. 이와 같이 통상 운전 모드의 난방 운전을 실시하면서도, 착상 판정 모드를 정기적 또는 부정기적으로 실시해 온도차 ΔT를 구하면, ΔT의 크기에 근거해 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서의 착상의 유무는 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 않다고 판정된다. 공기 열교환기(41)의 착상이 검지되면, 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서의 서리를 저감 또는 해소시키는 서리 제거(디프로스트) 처리를 적의 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 압축기(1)의 회전수가 저하해 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매 순환량이 상대적으로 적을 때에는 ΔT가 작아지는 경향이 있다. 이 때문에 공기 열교환기(41)의 표면에 착상하고 있었다고 해도 착상이 검지 되기 어려워지는 경향이 있다. 그래서 본 실시예에 의하면, 냉동 사이클 장치에 있어서의 단위시간당의 냉매 순환량과 착상의 유무를 판정하는 ΔT의 크기와의 관계를 제어부(6)에 탑재되어 있는 메모리(60)의 소정의 에어리어에 격납해 둘 수 있다.
그리고, 착상 판정 모드에 있어서는 냉동 사이클 장치에 있어서의 단위시간당의 냉매 순환량을 구하고 구한 냉매 순환량의 크기에 따라, 착상의 유무를 판정하는 ΔT에 관한 소정치의 크기를 제어부(6)는 설정할 수 있다.
<실시예 2>
도 2 및 도 3은 실제 기계로 행한 시험예의 데이터를 나타낸다. 도 2의 가로축은 시간(상대 표시)을 나타내고, 세로축은 온도(상대 표시)를 나타낸다. 공기 온도 T1의 변화는 특성선 T10로서 나타난다. 공기 열교환기(41)의 증발 온도 T2는 특성선 T20로서 나타난다. 시각 tO ~ 시각 t1에서는 제1 팽창밸브(31) 및 제2 팽창밸브(32)가 개방되어 응축용 열교환기(2)로 응축열을 방출하는 통상 운전 모드의 난방 운전이 실시되고 있다. 이 경우에는, 열원 열교환기(42)를 흐르는 가열수 통로(43)의 온수 상태의 가열수의 열의 영향을 받기 때문에, 시각 tO ~ 시각 t1에 있 어서는 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 폐쇄되고 있기 때문에 기본적으로는 열원 열교환기(42)에 냉매가 흐르지 않게 된다. 이 때문에 열원 열교환기(42)를 흐르는 온수 상태의 가열수(열원)의 열의 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 종료하고 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 개방되고 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 온수 상태의 가열수(열원)의 열의 영향을 공기 열교환기(41)는 받기 어렵다. 이 때문에, 시각 t3 ~ 시각 t4 사이에 있어서 특성선 T2O로서 나타내는 바와 같이, 공기 열교 환기(41)의 온도 T2가 상대적으로 저온화된다. 이 경우, 착상 판정 모드 B에 있어서의 ΔTb(ΔTb = T1 - T2)는 착상 판정 모드 A에 있어서의 ΔTa보다 증가한다(ΔTb > ΔTa). 이와 같이 본 시험예에 의하면, 공기 열교환기(41)의 표면에 착상되어 있지 않은 경우에는, ΔT(ΔT = T1 - T2)는 작은 것으로서 제어부(6)에 검지된다. 이것에 의해 착상이 검지된다. 이것에 대해서 공기 열교환기(41)의 표면에 착상되고 있는 경우에는, ΔTb, 즉, ΔT(ΔT = T1 - T2)는 큰 것으로서 제어부(6)에 검지된다.
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 포트(1s) 측의 저압 냉매의 압력을 나타낸다. 특성선 T4O는 응축용 열교환기(2)로부터의 공기의 온도(취출 온도) T4를 나타낸다. 도 3으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 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 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 바람직하지는 2 ~ 7분, 3 ~ 5분이 좋 다. 설정 시간이 너무 짧으면, 온도차가 너무 작아서 판정 정밀도가 떨어지므로 바람직하지 않다. 설정 시간이 너무 길면, 통상 운전 모드의 정지 시간이 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, 1분간 당의 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 개시에 있어서의 공기 온도와 공기 열교환기(41)의 증발 온도와의 온도차 ΔTo를 구하고, 착상 판정 모드 개시부터 설정 시간 경과 후에 있어서의 공기 온도와 공기 열교환기의 증발 온도와의 온도차 ΔT를 구해 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 대 신에 착상 판정 모드 개시시에 있어서의 공기 열교환기(41)의 증발 온도의 변화율로 판정하여도 좋다. 예를 들면 변화율이 2℃/분보다 크면 착상하고 있다고 판정한다. 이 변화율은 착상 판정 모드 개시하고 나서 설정 시간 경과 후까지의 변화율로 할 수 있다. 설정 시간으로서는 온도차에 의한 판정할 때보다 짧은 시간(예를 들면 1분간)으로 실시할 수 있다.
<실시예 3>
도 4는 실시예 3을 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 압축기(1)의 토출 포트(1o)와 공기 열교환기(41)의 입구 측을 연결하는 바이패스 통로(71)가 응축용 열교환기(2)를 우회하도록 설치되어 있다. 바이패스 통로(71)에는 바이패스 밸브(72)가 설치되어 있다. 바이패스 밸브(72)는 개도가 연속적 또는 단계적으로 가변으로 되는 가변밸브로도 좋고, 혹은, 개도가 100% 또는 O%로 전환하는 온오프 밸브로 하여도 좋다. 통상 운전 모드의 난방 운전을 실시하는 경우에는 바이패스 밸브(72)를 폐쇄하고 있다. 고로 압축기(1)로 압축된 고온 고압의 냉매는 바이패스 통로(71)를 통하여 공기 열교환기(41)에는 공급되지 않는다. 이것에 대해서, 착상 판정 모드에 있어서 서리가 끼었다고 판정된 후에는, 제어부(6)는 서리 제거 모드를 설정 시간 실시한다. 서리 제거 모드를 실시하는 경우에는 제어부(6)는 바이패스 밸브(72)의 개도를 개방시킨다. 개도는 100%에서도 좋고, 약간의 개도에서도 좋다. 그러므로 압축기(1)로 압축된 고온 고압의 기체 상태의 냉매는 바이패스 통로(71) 및 바이패스 밸브(72)를 통하여 공기 열교환 기(41)의 입구(41i) 측으로 향하여 공급된다. 이 결과, 압축기(1)로 압축되어 바이패스 통로(7)를 통과한 고온 고압의 기체 상태의 냉매는 응축용 열교환기(2)에 있어서 응축 공정을 끝낸 냉매와 합류점(9e)에서 합류한다. 이 결과, 응축 공정을 끝낸 냉매는 온도상승 된 상태로 공기 열교환기(41)의 입구(41i)에 공급된다. 이것에 의해 공기 열교환기(41)의 표면에 착상하고 있는 서리가 저감 또는 제거된다. 서리 제거가 종료하면, 바이패스 밸브(72)를 폐쇄시킨다.
<실시예 4>
도 5는 실시예 4의 제어 형태 A를 나타낸다. 도 5는 제어부(6)의 CPU(61)가 실행하는 제어 형태 A의 플로우챠트를 나타낸다. Y는 YEㄴ에 상당한다. N는 NO에 상당한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 먼저, 제어부(6)는 전원 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(착상없음)의 종료로부터 설정 시간 β1(예를 들면 30분) 이상 경과했는지 아닌지, 판정한다(스텝 S4). 설정 시간 β1 경과하고 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 개도를 난방 통상 모드에 있어서의 개도보다 상당히 작게 함과 동시에, 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 큰가 아닌가 판 정한다(스텝 S8). 온도차 ΔT가 문턱값 온도α1(예를 들면 7℃)보다 크면, 제어부(6)는, 공기 열교환기(41)의 표면에 착상되어 있다고 추정하고, 제어부(6)는 서리 제거 모드를 실행한다(스텝 S10). 서리 제거 모드가 종료하면, 스텝 S4로 돌아온다. ΔT(ΔT = T1 - T2)가 문턱값 온도α1(예를 들면 70C) 이하이면, 공기 열교환기(41)의 표면에 착상되어 있지 않다고 추정하고, 제어부(6)는 서리 제거 모드를 실행하지 않고, 스텝 S4로 돌아온다. 스텝 S8는 착상 판정 수단으로서 기능한다.
도 6은 실시예 4의 제어 형태 B를 나타낸다. 도 6은 제어부(6)의 CPU(61)가 실행하는 제어 형태 B의 플로우챠트를 나타낸다. 도 6에 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(착상없음)의 종료로부터 설정 시간 β1(예를 들면 30분) 이상 경과했는지 아닌지, 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, 개도를 난방 통상 모드의 난방 운전에 있어서의 개도보다 상당히 작게 한다. 착상 판정 모드를 실행하는 회수를 카운트하고 있고, 착상 판정 모드의 연속 실행 회수가 문턱값 회수η1 미만이면(스텝 SB8의 NO), 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서 착상하고 있지 않다고 추정되기 때문에, 제어부(6)는 서리 제거 모드를 실행하지 않고, 스텝 SB4로 돌아온다. 그러나 착상 판정 모드가 연속 실행 회수가 문턱 값 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 모드가 종료하면, 제어부(6)는 스텝 SB4로 돌아온다. 여기서, 서리 제거 모드가 실행되면, 착상 판정 모드의 연속 실행 회수의 카운트수는 리셋된다(착상 판정 모드에 의해 착상 판정되어 서리 제거 모드를 실행하여도 리섹된다). 이 제어를 실시하는 이유는 착상 판정 모드로 만일 착상이 놓쳐도(예를 들면, 냉매 부족 등의 경우는 착상 판정 실수가 생길 우려가 있다) 서리 제거를 확실히 실시하기 때문이다.
도 7은 실시예 4의 제어 형태 C를 나타낸다. 도 7은 제어부(6)의 CPU(61)가 실행하는 제어 형태 C의 플로우챠트를 나타낸다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 먼저, 제어부(6)는 전원 투입과 함께 통상 운전 모드의 난방 운전을 실시한다(스텝 SC2). 제어부(6)는, 난방 운전의 개시부터 설정 시간 B1(예를 들면 30분) 이상 경과했는지 아닌지, 또는, 서리 제거 모드의 종료로부터 설정 시간 β1 경과했는지 아닌지, 또는, 착상 판정 모드(착상없음)의 종료로부터 설정 시간 β1(예를 들면 30분) 이상 경과했는지 아닌지를 판정한다(스텝 S4B). 설정 시간 β1 경과하고 있으면, 제어부(6)는 착상 판정 모드를 실시한다(스텝 SC6). 착상 판정 모드에서는 제어부(6)는, 제1 팽창밸브(31)를 개방시키면서, 제2 팽창밸브(32)를 폐쇄하거나 개도를 난방 통상 모드에 있어서의 개도보다 상당히 작게 한다. 또한 가열수 회로 43의 공급밸브(44v)를 폐쇄한다(스텝 SC7). 경우에 따라서는, 공급밸브(44v)의 개도를 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 작게 시킨다. 이것에 의해 엔진 등의 열발생원(45)의 가열수(열원)의 열이 공기 열교환기(41)에 전달되는 것이 더욱 억제된다.
또한, 상기한 착상 판정 모드에서는, 공기 온도 T1과 열교환 온도 센서(52)의 온도 T2를 읽어들인다. T1 - T2인 ΔT가 문턱값 온도α1(예를 들면 70C) 이하이면(스텝 SC8의 NO), 서리 제거 모드를 실행하지 않고, 통상 운전 모드의 난방 운전을 계속시키기 때문에, 공급밸브(44v)의 개도가 통상 운전 모드의 난방 운전의 개도로 돌아오도록 공급밸브(44v)를 개방시켜(스텝 SC12), 스텝 SC4로 돌아온다. 이것에 대해서, ΔT가 문턱값 온도α1(예를 들면 7℃)보다 크면(스텝 SC8의 YES), 공기 열교환기(41)의 표면에 착상되어 있다고 추정하고, 제어부(6)는 서리 제거 모드를 실행한다(스텝 SC10). 또한, 제어 형태 C에 의하면, 스텝 SC7에 있어서 공급밸브(44v)를 폐쇄해 스텝 SC12에 있어서 공급밸브(44v)를 개방하고 있지만, 이것에 한정하지 않고, 공급밸브(44v)의 개도를 유지한 채로, 스텝 SC7에 있어서 가열수 통로(43)의 펌프(44p)의 통수량을 O으로 하거나 또는 저감시켜도 좋다. 스텝 SC12에 있어서 펌프(44p)의 통수량을 통상 운전 모드의 난방 운전의 통수량에 되돌린다.
<실시예 5>
도 8은 실시예 5를 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 저탕조(貯湯槽 : hot-water cylinder)에서 생성된 온수가 흐르는 가열 수류로(46a)을 가진다. 가열 수류로(46a)를 흐르는 온 수의 열은 열원 열교환기(42)에 있어서 냉매의 증발을 촉진시키는 열원으로서 기능한다. 가열 수류로(46a)에는 온수 공급밸브(47v) 및 펌프(47p)가 설치되어 있다. 통상 운전 모드의 난방 운전에 의하면, 온수 공급밸브(47v)를 개방시킴과 동시에 펌프(47p)를 구동시켜, 열원 열교환기(42)에 온수를 공급해, 열원 열교환기(42)에 있어서의 냉매의 기화를 촉진시킨다. 착상 판정 모드에 의하면, 온수 공급밸브(47v)를 폐쇄시킴과 동시에 펌프(47p)를 오프로 한다. 혹은, 온수 공급밸브(47v)의 개도 및 펌프(47p)의 단위시간당의 회전수를 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 저감시킨다. 이것에 의해 착상 판정 모드에 있어서 열원 열교환기(42)로부터 공기 열교환기(41)로의 전열이 억제된다. 상술한 바와 같이 공기 열교환기(41)에의 전열이 억제되면, ΔT가 증가해 착상의 검지 정도가 높아진다.
<실시예 6>
도 9는 실시예 6을 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 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 발열시키고, 열원 열교환기(42)에 있어서의 냉매의 기화를 촉진시킨다. 착상 판정 모드에 의하면, 히터(48)를 오프로 하든가, 혹은, 히터(48)의 발열량을 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 저감시킨다. 이것에 의해 착상 판정 모드에 있어서 열원 열교환기(42)로부터 공기 열교환기(41)에의 전열이 억제된다.
<실시예 7>
실시예 7에 대해 도 1을 준용하여 설명한다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 상기한 공기 열교환기(41)의 표면에 착상하고 있는지 아닌지를 판정하는 착상 판정 모드를 실시하는 데에 맞추어, 도 1에 나타내는 제1 팽창밸브(31)를 개방시키면서, 제2 팽창밸브(32)의 개도를 닫거나 저하시킨다. 이 경우, 열원 열교환기(42)에 흐르는 단위시간당의 냉매 유량은 통상 운전 모드(통상 난방 운전)의 경우보다 정지 또는 감소한다. 이 경우, 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매 순환량이 저하할 우려가 있다. 결과적으로, 증발용 열교환기(4)를 흐르는 냉매의 단위시간당의 유량이 저하해 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기(4)에 있어서의 증발량이 크게 저하할 우려가 있다. 이 경우, 착상 판정 모드를 실시할 때, 냉동 사이클 장치에 의한 난방 능력이 저하할 우려가 있다.
그래서, 본 실시예에 의하면, 제어부(6)이 제1 제어 형태를 실시한다. 제1 제어 형태에 의하면, 착상 판정 모드에 있어서, 압축기(1)의 회전수를 기본적으로는 유지하면서, 제2 팽창밸브(32)의 개도를 폐쇄하거나 저감시킴과 동시에, 공기 열교환기(41)에 연결되는 제1 팽창밸브(31)의 개도를 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 증가시킨다. 이것에 의해 착상 판정 모드에 있어서 공기 열교환기(41)를 흐르는 단위시간당의 냉매 유량이 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 증가한다. 여기서, 공기 열교환기(41)를 흐르는 단위시간당의 냉매 유량으로서는 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다, 예를 들면, 3 ~ 60%정도, 5 ~ 30%정도 증가시 킬 수 있다. 이 결과, 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기(4)의 공기 열교환기(41)를 흐르는 냉매의 단위시간당의 유량이 확보된다. 따라서 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기(4)에 있어서의 증발량이 확보된다. 이 경우, 응축 공정을 행하는 응축용 열교환기(2)로부터의 응축열의 방출량이 저하하는 것이 억제된다. 따라서, 착상 판정 모드를 실시하면서도, 냉동 사이클 장치의 난방 능력 저하가 억제된다.
<실시예 8>
실시예 8에 대해 도 1을 준용해 설명한다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 상기한 공기 열교환기(41)의 표면에 착상하고 있는지 아닌지를 판정하는 착상 판정 모드를 실시하는 데에 맞추어, 제2 팽창밸브(32)의 개도를 닫거나 저하시킨다. 이 경우, 열원 열교환기(42)에 흐르는 단위시간당의 냉매 유량은 통상 운전 모드(통상 난방 운전)의 경우보다 정지 또는 감소한다. 이 경우, 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매 순환량이 저하할 우려가 있다. 결과적으로, 응축용 열교환기(2)를 흐르는 냉매의 단위시간당의 유량이 저하할 우려가 있다. 이 경우, 응축 공정을 행하는 응축용 열교환기(2)로부터의 응축열의 단위시간당의 열방출량이 저하해 냉동 사이클 장치에 의한 난방 능력이 저하할 우려가 있다.
상기한 바와 같이 착상 판정 모드에 있어서, 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매 순환량이 저하하는 일이 있다. 그래서 본 실시예에 의하면, 제어부(6)는 제2 제어 형태를 실시한다. 제2 제어 형태에 의하면, 제어부(6)는 착상 판정 모드에 있 어서, 압축기(1)의 여력이 있는 경우에는 압축기(1)의 단위시간당의 회전수를 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다 증가시킨다. 압축기(1)의 단위시간당의 회전수로서는 통상 운전 모드의 난방 운전의 경우보다, 예를 들면, 3 ~ 60%정도, 5 ~ 30%정도 증가시킬 수 있다. 이 경우, 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매 순환량이 확보되어 냉동 사이클 장치의 난방 능력의 저하가 억제된다. 압축기(1)가 엔진으로 구동되는 경우에는 엔진으로의 단위시간당의 연료 공급량 및 흡기량을 증가시킨다.
<실시예 9>
도 10은 실시예 9를 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 상기한 제1 팽창밸브 및 제2 팽창밸브의 기능을 겸하는 삼방(三方) 밸브로서의 공통 팽창밸브(49)가 설치되어 있다. 공통 팽창밸브(49)에 있어서, 포트(49f)는 응축용 열교환기(2)에 연결되고, 포트(49s)는 공기 열교환기(41)에 연결되며, 포트(49t)는 열원 열교환기(42)에 연결된다. 착상 판정 모드에 있어서, 공통 팽창밸브(49)의 개도를 조정하는 것에 의해, 열원 열교환기(42)에 연결되는 개도를 통상 운전 모드(통상 난방 운전)의 경우보다 감소시키고, 또한, 공기 열교환기(41)에 연결되는 개도를 통상 운전 모드(통상 난방 운전)의 경우보다 증가시킨다. 이것에 의해 열원 열교환기(42)를 흐르는 단위시간당의 냉매 유량이 감소하고, 또한, 공기 열교환기(41)를 흐르는 단위시간당의 냉매 유량이 증가한다. 이 결과, 증발 공정을 실시하는 공기 열교환기(41)를 흐르는 냉매의 단위시간당의 유량이 확보된다. 이 경우, 응축 공정을 행하는 응축용 열교환기(2)로부터의 응축열의 방출량이 저하하는 것이 억제된다. 따라서, 착상 판정 모드를 실시하면서도 냉동 사이클 장치의 난방 능력 저하가 억제된다.
<실시예 10>
도 11은 실시예 10을 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 착상 판정 모드 때에는 제2 팽창밸브(32)의 개도를 작게 하거나 O으로 하면, 열원 열교환기(42)에 흐르는 냉매의 단위시간당의 유량을 통상 운전 모드의 경우보다 감소시킬 수 있다. 마찬가지로 공기 열교환기(41)에 흐르는 냉매의 단위시간당의 유량을 통상 운전 모드의 경우보다 증가시킬 수 있다. 따라서 착상 판정 모드에 있어서는, 열원 열교환기(42)에 있어서 열원(가열수 통로(43)를 흐르는 온수 상태의 가열수)으로부터 냉매로의 단위시간당의 전열량을 통상 운전 모드의 경우보다 감소시킬 수 있다. 이 결과, 공기 온도 T1과 열교환 온도 센서(52)의 온도 T2(공기 열교환기(41)에 있어서의 증발 온도)와의 온도차 ΔT가 증가한다. 이 결과, 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서 착상이 발생하고 있는 것이 ΔT에 근거하여 제어부(6)에 의해 검지된다. 상기한 바와 같이 통상 운전 모드의 난방 운전을 실시하면서도 착상 판정 모드를 정기적 또는 부정기적으로 실시해 온도차 ΔT를 구하면, 온도차 ΔT에 근거해 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서의 착상의 유무는 양호하게 검지된다. 착상이 검지되면, 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서의 서리를 저감 또는 해소시키는 서리 제거 처리를 적당 실시하는 것이 바람직하다.
<실시예 11>
도 12는 실시예 11을 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 도 2에 나타내는 본 시험예에 관한 데이터 따르면, 공기 열교환기(41)의 표면에 착상 되어 있지 않은 경우에는 ΔT는 작다. 이것에 대해서 공기 열교환기(41)의 표면에 착상 되고 있는 경우에는 ΔT는 크다. 이 때문에 상기 한 온도차 ΔT는 작을수록 공기 열교환기(41)의 착상도가 작게 된다. 온도차 ΔT가 클수록 착상도가 크게 된다. 그래서, 본 실시예에 의하면, 제어부(6)는 시간 간격을 멀리하여 ΔT를 구하고, ΔT가 시간적으로 증가하고 있는 것을 검지하면, 착상이 성장하고 있다고 판정해 서리 제거 모드를 실시할 시간을 길게 한다. 또 착상이 성장하지 않으면, 서리 제거 모드를 실시할 시간을 단축시킨다.
도 12는 제어부(6)의 CPU(61)가 실시하는 플로우챠트의 일례를 나타낸다. 먼저, 이번 착상 판정 모드에 있어서의 ΔT를 구한다(스텝 SF2). 이 ΔT를 제어부(6)의 메모리(60)의 소정의 에어리어에 격납한다(스텝 SF4). 이 전의 착상 판정 모드에 있어서의 ΔT를 메모리 60로부터 읽어들인다(스텝 SF6). 이 전의 착상 판정 모드에 있어서의 ΔT와 이번 착상 판정 모드에 있어서의 ΔT를 비교해, ΔT의 변화율을 구한다(스텝 SF8). ΔT의 변화율이 문턱값 ω보다 높은지 아닌지를 판정한다. 즉, ΔT가 증가하고 있는지 아닌지 판정한다(스텝 SF10). ΔT의 변화율이 문턱값 ω이상이면, 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서 착상이 성장하고 있는 취지의 지령을 출력한다(스텝 SF12). 서리 제거 모드를 실시하는 시간을 통상 시간보다 증가시키는 지령을 출력해(스텝 SF14) 메인 루틴으로 리턴한다.
이것에 대해서 ΔT의 변화율이 문턱값 ω미만으로 하면, 공기 열교환기(41)의 표면에 있어서 착상이 그다지 성장하지 않은 취지의 지령을 출력한다(스텝 SF22). 그리고 서리 제거 모드를 실시하는 시간을 통상 시간(착상이 성장하고 있는 경우보다, 서리 제거 모드 실시 시간을 단축시킨다)으로 하는 지령을 출력해(스텝 SF24) 메인 루틴으로 리턴한다. 또한, 서리 제거 모드를 실시할 시간을 증가시키는 조작에 대신하여, 서리 제거 능력을 증가시키는 지령을 출력하여도 좋다. 서리 제거 능력을 증가시키려면, 예를 들면 도 4에 나타내는 경우에는, 바이패스 밸브(72)의 개도를 증가시켜, 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 바이패스 밸브(72)를 통하여 공기 열교환기(41)에 공급하면 좋다.
<실시예 12>
도 13은 실시예 12를 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 증발용 열교환기(4)를 구성하는 열원 열교환기(42) 및 공기 열교환기(41)는 직렬로 배치되어 있다. 열원 열교환기(42)는 공기 열교환기(41)보다 상류측(응축용 열교환기(2) 측)에 배치되어 있다. 열원 열교환기(42)를 우회하는 바이패스로로서 기능하는 열원 열교환기(42)에 병렬로 병렬 유로(42x)가 설치되어 있고, 병렬 유로(42x)에 제1 팽창밸브(31)가 설치되어 있다. 경우에 따라서는 제1 팽창밸브(31)를 폐지해, 캐필러리(capillary)로 하여도 좋다. 착상 판정 모드에서는 제2 팽창밸브(32)를 닫거나 압축하여도 좋다.
<실시예 13>
도 14는 실시예 13을 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 이하, 다른 부분을 중심으로 하여 설명한다. 증발용 열교환기(4)를 구성하는 열원 열교환기(42) 및 공기 열교환기(41)는 직렬로 배치되어 있다. 열원 열교환기(42)는 공기 열교환기(41)보다 압축기(1) 측에 배치되어 있다. 열원 열교환기(42)에 병렬인 병렬 유로(42y)가 설치되어 있다. 병렬 유로(42y)는 열원 열교환기(42) 및 제2 팽창밸브(32)를 우회하는 바이패스 통로이다. 제1 팽창밸브(31)는 공기 열교환기(41)로 응축용 열교환기(2)와의 사이에 배치되어 있다. 제2 팽창밸브(32)는 열원 열교환기(42)의 상류(공기 열교환기(41) 측)에 배치되어 있다. 착상 판정 모드에 있어서는 공급밸브(44v)를 폐쇄시키거나 펌프(44p)의 회전수를 저하시키거나 할 수 있다. 또한, 상류 및 하류는 난방 운전시를 전제로 한다. 착상 판정 모드에서는 제2 팽창밸브(32)를 닫거나 압축하여도 좋다. 경우에 따라서는 제1 팽창밸브(31)를 폐지하고, 캐필러리로 하여도 좋다.
<실시예 14>
도 15는 실시예 14를 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1과 기본적으로는 동일한 구성 및 작용 효과를 가진다. 도 15는 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 15에 나타내는 바와 같이, 실내기(80)는 실내에 배치되어 있어 공조를 위해서 냉매와 실내의 공기와의 열교환을 실시하는 응축용 열교환기로서 난방 운전시에 기능하는 실내 열교환기(2X)로 냉매를 팽창시 키는 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 연료로 구동되는 엔진(100)(구동원)과, 기체 상태의 냉매와 액체 상태의 냉매를 분리한 상태로 냉매를 수용하는 어큐뮬레이터(101)와, 엔진(100)으로 구동되어 구동에 수반해 어큐뮬레이터(101)의 기체 상태의 냉매를 흡입해 압축하는 복수의 압축기(1)와, 공조를 위해서 냉매의 열교환을 실시하는 실외 열교환기로서 기능하는 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 압축실에 흡입하는 흡입 포트(1s)로 압축실에서 압축된 고압의 기체 상태의 냉매를 토출 시키는 토출 포트(1o)(을)를 가진다.
후술하는 바와 같이 난방 운전시에 있어서 실내기(80)로부터 실외기(81)에 냉매가 귀환하는 귀환 방향(화살표 K1방향)에 있어서, 공기 열교환기(41)의 상류에는 전자 조정 밸브로서의 제1 팽창밸브(31) 및 역지 밸브(103)가 병렬로 배치되어 있다. 역지 밸브(103)는 실외기(81)의 공기 열교환기(41)로부터 실내기(80)로의 냉매의 흐름을 허용 하지만, 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 향해서 송풍하는 팬(41f), 실내 열교환기(2X)를 향해서 송풍하는 팬(2f)이 설치되어 있다.
서리 제거 모드시에는 압축기(1)로부터 토출된 냉매는 오일 세퍼레이터(105), 사방 밸브(111)에 보내진다. 냉매는 사방 밸브(111)의 제1 포트(111f)로부터 공기 열교환기(41)에 보내진다. 공기 열교환기(41)에 보내진 고온의 냉매에 의해 공기 열교환기(41)에 착상한 서리를 녹인다(냉매가 응축). 공기 열교환기(41)로부터 배출된 냉매는 주로 역지 밸브(103)를 지나 일부가 팽창밸브(116)를 통하여 실내 열교환기(2X)에 보내지고, 일부가 제2 팽창밸브(32)를 통하여 냉매 유로(9p)에 의해 열원 열교환기(42)에 보내진다. 실내 열교환기(2X)의 팬(2f)은 실내에 냉풍을 흐르게 하지 않기 때문에 정지한다. 이 때 팽창밸브(116)를 최대 개도로 하는 경우와 닫는 경우가 있다. 전자의 경우에는 팽창밸브로서 사용하는 일 없이 냉매가 그대로 실내 열교환기(2X)를 통과한다. 후자의 경우에는 냉매는 실내 열교환기(2X)에 보내지지 않는다. 어느 경우에서도 실내 열교환기(2X)에 있어서의 열 수수(授受)는 없다. 열원 열교환기(42)로부터 배출된 냉매는 냉매 유로(9w)를 통하여 액츄에이터(101)로 보내진다. 실내 열교환기(2X)에 냉매가 보내졌을 경우, 냉매는 냉매 유로(9i, 9h), 사방 밸브(111), 냉매 유로(9w)를 통하여 액츄에이터(101)로 보내진다.
(난방 운전시)
먼저, 실내를 난방하는 경우에 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 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 밸브(111)의 제3 포트(111t)를 통과하여, 유로(9h), 밸브(115b), 유로(9i)를 거치고, 응축기로서 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)으로 팽창되어 저압이 된다. 또한, 저압이 된 냉매는 유로(9k), 밸브(115a), 유로(9m)을 거쳐 화살표 K1방향(난방 운전시에 실내기(80)로부터 실외기(81)에 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 증발해 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)에 귀환한다. 귀환한 냉매는, 어큐뮬레이터(101)로 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매와 로 분리된 상태로 수용된다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 공기 열교환기(41)에 대해서 열원 열교환기(42)가 병렬로 배치되어 있다. 여기서, 제2 팽창밸브(32)가 개방되면, 냉매가 유 로(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 15에 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 통 로(43)의 가열수의 온도가 과잉으로 상승하면, 라디에이터(150) 측의 압력 캡(151)이 개방해, 리저버(152)에 저장된다. 다시 가열수의 온도가 차가워지면, 라디에이터(150) 측의 압력 캡(151)이 개방해, 리저버(152)에 저장되고 있던 가열수가 라디에이터(150) 측에 돌아온다.
(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 구동해, 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(1o)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)로 공기와 열교환되어 냉각되어 액화한다. 액화가 진행한 냉매(액상상태 또는 기액 2상상태)는 역지 밸브(103), 유로(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 열교환되어 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)에 귀환한 냉매는 어큐뮬레이터(101)로 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매와 로 분리된 상태로 수용된다.
(그 외)
본 발명은 상기해 한편 도면에 나타낸 각 실시예만으로 한정되는 것이 아니고, 요지를 일탈하지 않는 범위내에서 적당 변경해 실시할 수 있다. 공기 열교환기(41)는 1개 탑재되고 있지만, 복수 개로 하여도 좋다. 열원 열교환기(42)는 1개 탑재되고 있지만, 복수개로 하여도 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, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.
도 5는 실시예 4에 관한 것으로, 제어부가 실행하는 제어 형태 A에 관한 플로우챠트이다.
도 6은 실시예 4에 관한 것으로, 제어부가 실행하는 제어 형태 B에 관한 플로우챠트이다.
도 7은 실시예 4에 관한 것으로, 제어부가 실행하는 제어 형태 C에 관한 플로우챠트이다.
도 8은 실시예 5에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.
도 9는 실시예 6에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.
도 10은 실시예 9에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.
도 11은 실시예 10에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구 성도이다.
도 12는 실시예 11에 관한 것으로, 제어부가 실행하는 플로우챠트이다.
도 13은 실시예 12에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.
도 14는 실시예 13에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.
도 15는 실시예 14에 관한 것으로, 공기 조화 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.
도 16은 종래예에 관한 것으로, 냉동 사이클 장치의 개념을 나타내는 구성도이다.
도 17은 다른 종래예에 관한 것으로, 냉동 사이클 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 제어부를 나타낸다.

Claims (6)

  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, 상기 팽창밸브를 제어하는 제어부를 구비하는 냉동 사이클 장치에 있어서,
    (i) 상기 증발 공정을 행하는 증발용 열교환기는 공기와 열교환하는 공기 열교환기와, 열원으로부터의 열과 열교환하는 열원 열교환기를 구비하고 있고,
    (ii) 상기 제어부는,
    (a) 상기 팽창밸브를 거친 냉매를 상기 공기 열교환기 및 상기 열원 열교환기에 흘리는 것에 의해 상기 공기 열교환기 및 상기 열원 열교환기에 있어서 열교환을 실시하는 통상 운전 모드와,
    (b) 상기 팽창밸브를 거친 냉매를 상기 공기 열교환기에 흘려 상기 공기 열교환기에 있어서 열교환을 실시함과 동시에 상기 열원 열교환기로부터 냉매로의 단위시간당의 전열량(傳熱量)을 상기 통상 운전 모드의 경우보다 감소시키는 조작을 실시하는 착상(着霜) 판정 모드를 실시하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 착상 판정 모드에 있어서, 상기 열원 열교환기에 흐르는 단위시간당의 냉매 유량을 상기 통상 운전 모드의 경우보다 정지 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 팽창밸브는 상기 응축용 열교환기와 상기 공기 열교환기와의 사이에 설치된 제1 팽창밸브와, 상기 응축용 열교환기와 상기 열원 열교환기와의 사이에 설치된 제2 팽창밸브를 구비하고 있고,
    상기 제어부는 상기 착상 판정 모드에 있어서, 상기 제2 팽창밸브의 개도를 0으로 하거나, 상기 제2 팽창밸브의 개도를 상기 통상 운전 모드의 경우보다 감소시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 상기 착상 판정 모드에 있어서, 상기 제1 팽창밸브의 개도를 상기 통상 운전 모드의 경우보다 증가시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 착상 판정 모드에 있어서, 상기 압축기의 단위시간당의 회전수를 상기 통상 운전 모드의 경우보다 증가시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 착상 판정 모드에 있어서, 상기 공기 온도와 상기 공기 열교환기의 증발 온도와의 온도차가 시간적으로 증가하고 있으면, 착상이 성장하고 있다고 판정하는 착상성장 판정 수단을 가지고, 착상이 성장하고 있다고 판정될 때, 상기 제어부는 서리 제거 시간 및/또는 서리 제거 능력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
KR1020080023915A 2007-03-15 2008-03-14 냉동 사이클 장치 KR100944312B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-00066892 2007-03-15
JP2007066892A JP4978777B2 (ja) 2007-03-15 2007-03-15 冷凍サイクル装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080084735A true KR20080084735A (ko) 2008-09-19
KR100944312B1 KR100944312B1 (ko) 2010-02-24

Family

ID=39843021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080023915A KR100944312B1 (ko) 2007-03-15 2008-03-14 냉동 사이클 장치

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4978777B2 (ko)
KR (1) KR100944312B1 (ko)
CN (1) CN101266083B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109323877A (zh) * 2018-11-14 2019-02-12 仲恺农业工程学院 一种基于制冷循环的换热器综合测试系统

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012167824A (ja) * 2009-06-19 2012-09-06 Daikin Industries Ltd 冷凍装置
JP2012245857A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Nippon Soken Inc 冷却装置、冷却装置の制御方法および制御装置
CN103090507A (zh) * 2013-01-19 2013-05-08 德州亚太集团有限公司 一种风冷热泵空调机组化霜控制方法
JP5963941B2 (ja) * 2013-03-04 2016-08-03 三菱電機株式会社 空気調和装置
CN104633173A (zh) * 2015-02-03 2015-05-20 国家电网公司 新型sf6气体分流装置
JP2016161256A (ja) * 2015-03-04 2016-09-05 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
CN108800417B (zh) * 2018-05-28 2021-03-16 青岛海尔空调器有限总公司 一种空调室外机化霜控制方法及系统
CN112361640B (zh) * 2020-10-15 2022-01-28 珠海格力电器股份有限公司 一种空调系统及其除霜方法
CN113175732B (zh) * 2021-04-20 2022-09-20 海信空调有限公司 空调器及其控制方法和计算机可读存储介质
US20240068714A1 (en) * 2022-08-30 2024-02-29 Daikin Comfort Technologies Manufacturing, LP Thermal energy reservoirs and heat pump systems

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2500707B2 (ja) * 1991-05-17 1996-05-29 ダイキン工業株式会社 冷凍装置の運転制御装置
JPH11294885A (ja) 1998-04-10 1999-10-29 Toshiba Corp 空気調和機
JP2001004254A (ja) * 1999-06-22 2001-01-12 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
JP2001221531A (ja) * 2000-02-04 2001-08-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空気調和装置
JP2005016805A (ja) * 2003-06-25 2005-01-20 Aisin Seiki Co Ltd 空気調和機
JP4561147B2 (ja) * 2004-03-30 2010-10-13 アイシン精機株式会社 空気調和機
GB0409147D0 (en) * 2004-04-24 2004-05-26 Thermal Energy Ventures Ltd Heat pump
JP2006125769A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Denso Corp ヒートポンプサイクル装置
KR100627879B1 (ko) 2004-11-02 2006-09-25 주식회사 대우일렉트로닉스 히터펌프 공기조화기
JP2006242443A (ja) 2005-03-02 2006-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気調和装置
JP2006308156A (ja) 2005-04-27 2006-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気調和機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109323877A (zh) * 2018-11-14 2019-02-12 仲恺农业工程学院 一种基于制冷循环的换热器综合测试系统
CN109323877B (zh) * 2018-11-14 2024-01-30 仲恺农业工程学院 一种基于制冷循环的换热器综合测试系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP4978777B2 (ja) 2012-07-18
CN101266083A (zh) 2008-09-17
CN101266083B (zh) 2010-06-02
KR100944312B1 (ko) 2010-02-24
JP2008224190A (ja) 2008-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100944312B1 (ko) 냉동 사이클 장치
KR100949638B1 (ko) 냉동 사이클 장치
KR101552618B1 (ko) 공기 조화기
KR101598624B1 (ko) 공기 조화 시스템
EP2924370B1 (en) Air conditioner and method for controlling an air conditioner
KR101513768B1 (ko) 공기 조화 장치
KR100821728B1 (ko) 공기 조화 시스템
US8424333B2 (en) Air conditioner
EP1967801A2 (en) Hot water system
EP2211127A1 (en) Heat pump type air conditioner
KR20100081621A (ko) 공기조화기 및 공기조화기의 제상운전방법
US11927376B2 (en) Refrigeration cycle apparatus
EP2770276A1 (en) Heat pump
WO2005024313A1 (ja) 冷凍装置
KR101588205B1 (ko) 공기조화기 및 공기조화기의 제상운전방법
JP2005121362A (ja) 空調機の冷媒温度制御装置及び制御方法
CN101473176A (zh) 制冷回路中的流率控制系统、用于控制制冷系统的方法以及制冷系统
KR101203995B1 (ko) 공기조화기 및 그 제상운전방법
KR101161381B1 (ko) 냉동 사이클 장치
CN113465127A (zh) 空调器的防结霜控制方法及空调器
US20220252317A1 (en) A heat pump
CN210118909U (zh) 空气处理设备
CN113465129A (zh) 空调器的控制方法及空调器
KR100767857B1 (ko) 공기 조화기 및 그 제어 방법
CN112513542A (zh) 用于基于预估流量来控制蒸气压缩系统的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130117

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee