KR20120031144A

KR20120031144A - 공기 조화 장치

Info

Publication number: KR20120031144A
Application number: KR1020110095087A
Authority: KR
Inventors: 히데유끼 스에히로
Original assignee: 아이신세이끼가부시끼가이샤
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2012-03-30
Also published as: EP2434234A3; EP2434234B1; EP2434234A2; JP2012067958A; JP5633737B2; KR101513768B1

Abstract

공기 조화 장치는, 엔진(20)과, 엔진 냉각 시스템(80)과, 라디에이터(85)와, 압축기(22)와, 냉방 운전 동안 압축기에 의해 압축되는 냉매를 응축시키기 위한 응축기로서의 역할을 하는 실외 열교환기(23)와, 실외 팬(89)과, 팽창부(11)와, 냉방 운전 증발기로서의 역할을 하는 실내 열교환기(10)와, 제어 장치(100)를 포함하고, 제어 장치(100)는 복수의 기준 공기량 레벨에 관련되는 정보를 저장하는 저장부(105)를 포함하고, 냉방 운전 동안 복수의 레벨 중 압축기의 단위 시간당 회전수에 대응하는 기준 공기량 레벨을 선택 및 설정하고, 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT) 및 엔진 냉각수의 온도(Te)에 기초하여 선택되어 설정된 기준 공기량의 레벨을 증가시키거나 감소시키도록 조정한다.

Description

공기 조화 장치{AIR CONDITIONING APPARATUS}

본 출원은 일반적으로 공기 조화 장치에 관한 것이다.

JPH10-030853A에 개시된 공기 조화 장치는 실내 열교환기, 실외 열교환기, 및 실외 열교환기에 냉각 공기를 취입하도록 구성되는 실외 팬을 포함한다. JPH10-030853A에 개시된 공기 조화 장치는 공기 조화 장치가 실외 온도에 대응하여 최대 성능 계수로 가동되도록 실외 팬에 의해 발생되는 공기량을 제어한다. 성능 계수(COP)는 냉동 사이클의 효율을 나타낸다. 더 구체적으로, COP는 냉동 사이클의 냉방 성능과 냉방 성능을 달성하는데 필요한 압축일의 열당량 사이의 비[즉, (냉방 성능)/(압축일의 열당량)]를 나타낸다. 냉방 성능이 높고 압축일이 작을수록, 냉동 사이클의 결과는 더 우수하다. 즉, COP는 더 높아진다.

JPH10-030853A에 개시된 공기 조화 장치에 따르면, 실외 온도에 대한 최대 성능을 갖는 공기량을 나타내는 냉방 성능 테이블 맵 및 실외 온도에 대한 최대 COP를 나타내는 공기량에 대응하는 COP 테이블 맵이 형성되고 저장부의 영역에 저장된다. 공기 조화 장치의 제어 장치는, 공기 조화 장치가 통상적으로 운전되는 경우(즉, 실온과 설정 온도 사이의 차이가 작은 경우)에 실외 온도에 적합한 최대 COP를 달성하기 위해 COP 테이블 맵을 사용함으로써 실외 팬의 공기량을 구한다. 그 다음, 제어 장치는 구한 공기량에 대응하는 제어 신호를 실외 팬의 팬 제어 장치로 출력한다. 따라서, 공기 조화 장치가 실온과 설정 온도 사이의 차이가 작은 상태에서 운전되는 경우에서 공기 조화 장치가 통상적으로 운전되는 경우, 실외 팬의 공기량은 최대 COP를 달성하기 위해 에너지를 절약하도록 제어된다.

한편, 냉방 운전이 실행되는 동안 냉방 성능이 충분하지 않은 경우, 예컨대 실온이 높고 실온과 설정 온도 사이의 차이가 큰 경우, 제어 장치는 실외 온도에 대한 최대 냉방 성능을 달성하기 위해 COP 표 맵 대신에 냉방 성능 표 맵에 기초하여 실외 팬의 공기량을 구한다. 그 다음, 제어 장치는 실외 팬의 팬 제어 장치에 공기량에 대응하는 제어 신호를 출력한다. 따라서, 냉방 성능이 충분하지 않은 경우, 제어 장치는 냉방 성능의 부족에 적절하게 대응한다.

JPH10-030853A에 개시된 공기 조화 장치에 따르면, 실외 팬의 공기량은 실외 온도를 참고하여 선택된다. 또한, JPH10-030853A에 개시된 공기 조화 장치를 위한 제어 장치는 실온과 설정 온도에 기초하여 COP 우선 모드와 냉방 성능 우선 모드 사이에서 실외 팬의 공기량을 전환시킨다. 그러나, JPH10-030853A에 제안된 기술을 적용하기 위해서는, 외기 온도 및 압축기 주파수를 파라미터로서 각각의 유형의 공기 조화 장치의 COP 특성 및 성능 특성을 평가하여 맵을 작성할 필요가 있다. 그러므로, 다양한 유형의 공기 조화 장치에 JPH10-030853A의 기술을 적용하는 것은 긴 개발 기간을 필요로 할 수 있다.

따라서, 실외 팬의 공기량에 관련되는 복잡한 맵을 형성하는 수고 및 긴 개발 기간을 감소시키거나 필요로 하지 않고 실외 팬의 공기량을 과도해지지 않도록 제어하는 공기 조화 장치에 대한 필요성이 존재한다.

본 출원의 양태에 따르면, 공기 조화 장치는, 연료의 연소에 응답하여 구동되는 엔진과, 상기 엔진을 냉각시키기 위한 엔진 냉각수가 흐르는 엔진 냉각 시스템과, 상기 엔진 냉각수의 열을 방출하는 라디에이터와, 상기 엔진에 의해 가동되는 압축기와, 냉방 운전이 실행되는 동안 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키기 위한 응축기로서의 역할을 하는 실외 열교환기와, 상기 라디에이터와 실외 열교환기를 냉각시키기 위해 라디에이터와 실외 열교환기에 냉각 공기를 공급하는 실외 팬과, 냉방 운전이 실행되는 동안 상기 실외 열교환기에 의해 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창부와, 냉방 운전이 실행되는 동안 상기 팽창부에 의해 팽창된 냉매를 증발시키기 위한 증발기로서의 역할을 하는 실내 열교환기와, 상기 실외 팬의 가동을 제어하는 제어 장치를 포함하며, 상기 제어 장치는 냉방 운전이 실행되는 동안 압축기의 단위 시간당 회전수의 각각의 정도에 대응하는 기준 공기량에 관련되는 정보를 복수의 레벨로서 저장하는 저장부를 구비하고, 상기 제어 장치는 냉방 운전이 실행되는 동안 상기 저장부에 저장된 기준 공기량에 관련되는 복수의 레벨 중 현재 가동되는 압축기의 단위 시간당 회전수에 대응하는 기준 공기량의 레벨을 선택 및 설정하며, 상기 제어 장치는 냉방 운전이 실행되는 동안의 냉동 사이클의 응축기에서의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이의 파라미터 및 엔진 냉각수의 온도의 파라미터에 기초하여 선택되어 설정된 기준 공기량의 레벨을 증가시키거나 감소시키도록 선택되어 설정된 기준 공기량의 레벨을 조정한다.

따라서, 제어 장치는 기본적으로 냉방 운전이 실행되는 동안 저장부에 저장된 기준 공기량의 복수의 레벨 중 압축기의 단위 시간당 회전수에 대응하는 레벨에 의해 규정된 기준 공기량에 기초하여 실외 팬을 가동시킨다. 제어 장치는 냉방 운전 동안의 냉동 사이클의 응축기에서의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이[즉, (응축 온도)-(외기 온도)] 및 엔진 냉각수의 온도를 산출한다. 그 다음, 제어 장치는 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이 및 엔진 냉각수의 온도에 기초하여 실외 팬의 공기량의 레벨을 증가 또는 감소시키도록 조정한다. 따라서, 공기량의 불필요하게 과도해지는 것을 회피하면서 실외 팬의 필요한 공기량이 보장될 수 있고, 또한 공기 조화 장치의 성능 계수(COP)를 증가시키면서 냉방 운전이 실행될 수 있다. 본 출원에 따르면, 실외 팬의 공기량의 레벨은 증가 또는 감소되도록 조정되기 때문에, 어떤 복잡한 산출식 및 어떤 복잡한 맵이 반드시 사용될 필요는 없다(제거된다).

본 출원의 다른 양태에 따르면, 제1 규정값 및 상기 제1 규정값보다 낮게 설정되는 제2 규정값을 엔진 냉각수의 온도에 대해 임계값으로서 규정하고, 제3 규정값 및 제3 규정값보다 낮게 설정되는 제4 규정값을 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이에 대해 임계값으로서 규정하고, 상기 제어 장치는 엔진 냉각수의 온도가 제1 규정값보다 큰 경우 또는 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이가 제3 규정값보다 큰 경우에는 실외 팬의 공기량이 증가하도록 선택되어 설정된 기준 공기량의 레벨을 조정하고, 상기 제어 장치는 엔진 냉각수의 온도가 제2 규정값보다 낮은 경우 그리고 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이가 제4 규정값보다 낮은 경우에는 실외 팬의 공기량이 감소하도록 선택되어 설정된 기준 공기량의 레벨을 조정한다.

본 출원에 따른 공기 조화 장치는 실온과 설정 온도에 기초하여 COP 우선 모드와 냉방 성능 우선 모드 사이에서 실외 팬의 공기량의 모드를 전환하는 시스템을 적용하지 않는다. 그러므로, 실외 온도에 대한 최대 성능이 구해지는 공기량을 나타내는 냉방 성능 표 맵 및 실외 온도에 대한 최대 COP가 구해지는 공기량을 나타내는 COP 표 맵이 형성될 필요가 없어, 제어 구성을 단순화시킨다.

본 출원의 공기 조화 장치에 따르면, 실외 열교환기는 냉방 운전이 실행되는 동안 응축기로서의 역할을 하고 난방 운전이 실행되는 동안 증발기로서의 역할을 한다. 일반적으로, 실외 열교환기는 실외 유닛의 정격 용량에 대응하도록 구성된다. 단위 시간당 라디에이터 및 실외 열교환기에 냉각 공기를 공급하는 실외 팬의 공기량은 실외 유닛의 정격 용량에 대응하는 공기량으로서 설정된다. 한편, 엔진에 의해 가동되는 압축기의 성능은 엔진 회전수에 따라 가변적이도록 설정된다. 그러므로, 냉방 운전이 실행되는 동안 엔진의 회전수가 정격 회전수보다 낮은 조건하에 엔진이 구동되는 경우, 압축기의 출력은 낮아진다. 따라서, 고온 및 고압을 갖도록 압축기에 의해 압축되는 냉매의 양은 작아지고, 따라서 실외 열교환기의 용적 및 실외 팬의 공기량은 비교적 과도해지는 경향이 있을 수 있고, 이는 에너지 절약에 있어서 방해가 되는 요인이 될 수 있다.

한편, 본 출원에 따르면, 고온 및 고압을 갖고 실외 열교환기에 공급되는 냉매의 양에 대해 실외 팬의 공기량이 과도해지는 것을 회피하기 위해서, 제어 장치는 압축기의 단위 시간당 회전수에 대응하는 실외 팬의 공기량의 레벨을 선택한다. 냉매의 응축 온도는 냉방 운전이 실행되는 동안 응축기로서의 역할을 하는 실외 열교환기에서의 실외 팬의 기준 공기량 및 외기 온도에 기초하여 변동하는 경향이 있다. 즉, 외기 온도가 낮을 때 응축 온도는 낮아지는 경향이 있고, 한편 외기 온도가 높을 때 응축 온도는 높아지는 경향이 있다. 또한, 단위 시간당 실외 열교환기에 냉각 공기를 공급하는 실외 팬의 공기량이 큰 경우, 실외 열교환기에서의 냉매의 응축 온도는 감소한다. 한편, 단위 시간당 실외 팬의 공기량이 작은 경우, 실외 열교환기에서의 냉매의 응축 온도는 증가하는 경향이 있다. 이 경우, 압축기의 냉매 압축 성능에 대한 실외 열교환기인 응축기의 응축 성능이 비교적 과도해지면, 실외 팬의 공기량의 영향은 경미해진다. 이 경우, 실외 팬의 단위 시간당 기준 공기량이 증가되는 경우에도, 공기 조화 장치의 COP는 감소한다.

외기 온도가 증가하는 경우, 엔진 냉각수의 온도도 증가하는 경향이 있다. 또한, 실외 팬의 단위 시간당 기준 공기량이 감소하는 경우, 엔진 냉각수의 온도는 증가하는 경향이 있다. 그러므로, 외기 온도가 높을 때 발생하는 압축기의 단위 시간당 회전수, 실외 열교환기에서의 냉매의 응축 온도 등의 영향으로 인해 실외 팬의 단위 시간당 공기량이 감소하는 경우, 엔진 냉각수의 온도는 과도하게 증가하는 경향이 있다. 이 경우, 일반적으로, 엔진 냉각수의 온도 등을 감소시키기 위해 엔진 회전수를 강제로 감소시키는 회피 운전 제어가 실행된다. 결과적으로, 공기 조화 장치의 필요한 공기 조화 성능이 보장될 수 없다.

그러나, 본 출원의 공기 조화 장치에 따르면, 제어 장치는 저장부에 저장된 기준 공기량에 관련되는 복수의 레벨 중 현재 가동되는 압축기의 단위 시간당 회전수에 대응하는 기준 공기량의 레벨을 선택 및 설정한다. 또한, 제어부는, 실외 팬의 필요한 공기량을 보장하면서 공기량을 불필요하게 과도해지지 않고 공기 조화 장치의 COP를 증가시키면서 냉방 운전을 실행하도록 공기량을 제어하기 위해, 실외 열교환기에서의 냉매의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이의 파라미터 및 엔진 냉각수의 온도의 파라미터에 기초하여 기준 공기량의 현재 설정 레벨이 증가 또는 감소되도록 조정한다. COP를 달성하기 위해, 제어 장치는 기준 공기량의 레벨을 1레벨 또는 2레벨 증가시키도록 기준 공기량의 레벨을 조정할 수 있다. 또한, 제어 장치는 기준 공기량의 레벨을 1레벨 또는 2레벨 감소시키도록 기준 공기량의 레벨을 조정할 수 있다.

본 출원의 상술한 및 추가의 특징 및 특성은 첨부된 도면을 참조하여 고려된 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 수 있다.

본 발명은 실외 팬의 공기량에 관련되는 복잡한 맵을 형성하는 수고 및 긴 개발 기간을 필요로 하지 않고 실외 팬의 공기량을 과도해지지 않도록 제어할 수 있는 공기 조화 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 공기 조화 장치의 배관도이다.
도 2는 제어 장치를 도시하는 블록도이다.
도 3은 레벨과 실외 팬의 회전수 사이의 관계를 도시하는 표이다.
도 4는 압축기의 회전과 공기량 레벨 사이의 관계를 도시하는 표이다.
도 5는 압축기의 회전(rpm)과 제3 규정값(b) 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 제어 장치의 CPU에 의해 실행되는 순서도이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 제어 장치의 CPU에 의해 실행되는 순서도이다.

[개요]

냉방 운전이 실행되는 동안, 공기 조화 장치의 제어 장치는 냉방 운전 실행시의 냉동 사이클의 응축기에서의 냉매의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT) 및 엔진 냉각수의 온도(Te)를 구한다. 이 경우, 응축 온도는, 응축기(즉, 실외 열교환기)에 공급되는 고온 고압 냉매의 압력이 응축기에 공급되는 고온 고압 냉매의 압력을 검출하는 압력 센서에 의해 검출되고, 검출된 압력이 냉매의 포화 증기로 환산되는 방식으로 구해질 수 있다. 압력 센서는 압축기에 의해 압축됨으로써 발생하는 고온 고압 냉매의 응축기(즉, 실외 열교환기) 쪽으로의 흐름에서 응축기의 입력 포트에 대해 상류측 및 압축기의 배출 포트에 대해 하류측에 위치하는 유로 상의 위치에 제공된다. 일반적으로, 외기 온도는 냉매의 응축 온도에 영향을 준다. 외기 온도는 외기에 노출되도록 외측에 제공되는 온도 센서에 의해 구해질 수 있다. 엔진 냉각수의 온도(Te)는 엔진을 냉각시키기 위한 엔진 냉각수가 흐르는 냉각실의 출구 포트 또는 입구 포트에 제공되는 엔진 냉각수 온도 센서에 의해 구해질 수 있다.

제1 규정값(A)(℃) 및 제2 규정값(B)(℃)이 엔진 냉각수의 온도(Te)에 대해 임계값으로서 규정된다. 제1 규정값(A)이 제2 규정값(B)보다 큰 관계[즉, 제1 규정값(A)＞제2 규정값(B)]가 성립된다. 엔진 냉각수의 온도(Te)에 관련되는 제1 규정값(A)은 냉방 운전이 연속적으로 실행될 때 공기 조화 장치의 신뢰성에 영향을 주는 상한 온도로서 설정된다. 그러므로, 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제1 규정값(A)을 초과하는 고온에 도달하는 경우, 공기 조화 장치의 신뢰성은 보장될 수 없다. 또한, 엔진 냉각수의 온도(Te)에 관련되는 제2 규정값(B)은, 실외 팬의 공기량 레벨이 일 레벨 낮아지고(감소하고) 실외 팬에 의해 발생되는 단위 시간당 냉각 공기의 공기량이 일 레벨 낮아지는(감소하는) 경우에도, 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제1 규정값(A)을 초과하는 고온에 도달하지 않도록 설정된다. 제1 규정값(A) 및 제2 규정값(B) 각각은 공기 조화 장치의 유형에 따라 실험적으로 구해질 수 있다. 이 경우, 제1 규정값(A)은 제2 규정값(B)보다 크도록 설정된다[즉, 제1 규정값(A)＞제2 규정값(B)]. 예컨대, 제1 규정값(A)은 95℃ 내지 105℃의 범위 내(95℃ 및 105℃ 포함)로 설정된다. 한편, 제2 규정값(B)은 75℃ 내지 85℃의 범위 내(75℃ 및 85℃ 포함)로 설정된다. 그러나, 제1 규정값(A)이 제2 규정값(B)보다 큰 관계가 보장되는 한, 제1 규정값(A) 및 제2 규정값(B) 각각의 온도는 상기 예로 제한되지 않는다.

또한, 제3 규정값(a)(℃)이 제4 규정값(b)(℃)보다 큰(즉, a＞b) 제3 규정값(a) 및 제4 규정값(b)이 냉매의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)에 대해 규정된다. 냉매의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (냉매의 응축 온도)-(외기 온도)]에 관련되는 제4 규정값(b)은 실외 팬에 의해 발생되는 단위 시간당 공기량을 증가시키기 위해 실외 팬의 레벨이 증가되는 경우에도 실내 유닛의 냉방 성능이 실제로 증가되지 않는 온도로서 설정된다. 제4 규정값(b)은 공기 조화 장치의 유형에 따라 실험적인 시험에 의해 구해질 수 있다. 그러나, 도 5의 특성선(WA)에 의해 나타내는 바와 같이, 제4 규정값(b)은 압축기의 단위 시간당 회전수(rpm)에 따라 변동하는 경향이 있다. 제4 규정값(b)에 대해서는 압축기의 단위 시간당 회전수의 함수로서 도 5의 특성선(WA)으로부터 함수식이 유도될 수 있다. 즉, 압축기의 단위 시간당 회전수(rpm)가 구해지는 경우, 제4 규정값(b)은 압축기의 회전수에 따라 관계식으로부터 산출될 수 있다. 제4 규정값(b)은 압축기의 단위 시간당 회전수(rpm)가 증가함에 따라 증가하는 경향이 있다. 한편, 제4 규정값(b)은 압축기의 단위 시간당 회전수(rpm)가 감소함에 따라 감소하는 경향이 있다. 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]에 관련되는 제3 규정값(a)은 실외 팬에 의해 발생되는 공기량의 레벨이 일 레벨 증가될 때 실내 유닛의 냉방 성능이 증가하는 온도로서 설정된다. 일반적으로, 제3 규정값(a)(a＞b)은 제4 규정값(b)으로부터 얻어진 값(β)을 감소시킴으로써 구해지는 값으로서 설정된다. 예컨대, 제3 규정값(a)은 5℃와 10℃ 사이(5℃ 및 10℃ 포함)의 범위의 온도로서 설정될 수 있다. 한편, 제4 규정값(b)은 0℃와 5℃ 사이(0℃ 및 5℃를 포함)의 범위의 온도로서 설정될 수 있다. 그러나, 제3 및 제4 규정값(a, b)은 상기 온도 범위로 제한되지 않는다.

규정값(A, B, a, b)을 임계값으로서 갖는 공기 조화 장치를 위한 제어 장치에 따르면, 제어 장치는, 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제1 규정값(A)보다 높은 경우 및/또는 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]가 제3 규정값(a)보다 높은 경우에 공기량을 증가시키기 위해 실외 팬의 기준 공기량에 관련되는 레벨을 상위 레벨로 조정한다. 한편, 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제2 규정값(B)보다 낮은 경우 및/또는 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]가 제4 규정값(b)보다 낮은 경우, 제어 장치는 공기량을 감소시키기 위해 실외 팬의 기준 공기량의 레벨을 하위 레벨로 조정한다.

[제1 실시예]

공기 조화 장치의 제1 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 조화 장치는 실내 유닛(1) 및 실외 유닛(2)을 포함한다. 실내 유닛(1)은 룸의 내측(즉, 실내)에 제공된다. 실내 유닛(1)은 공기를 조화시키기 위해 냉매와 룸 내부의 공기 사이에서 열을 교환시키기 위한 실내 열교환기(10) 및 냉매를 팽창시키기 위한 팽창 밸브(11)를 기본 요소로서 포함한다. 추가적으로, 어떤 원하는 수의 (하나 이상의) 실내 유닛(1)이 공기 조화 장치에 제공될 수 있다. 도 1의 점선 화살표는 난방 운전이 실행되는 동안의 냉매의 흐름을 나타낸다. 도 1의 실선 화살표는 냉방 운전이 실행되는 동안의 냉매의 흐름을 나타낸다.

실외 유닛(2)은 룸의 외측(즉, 실외)에 제공된다. 실외 유닛(2)은 엔진(20)(즉, 구동원), 어큐뮬레이터(21), 압축기(22) 및 실외 열교환기(23)를 기본 요소로서 포함한다. 이 실시예에서, 2개의 실외 열교환기(23)가 공기 조화 장치에 제공된다. 엔진(20)은 가스 연소에 의해 구동되는 가스 엔진으로 구성된다. 어큐뮬레이터(21)는 냉매가 가스 형태의 냉매(이하, 기상 냉매라 함) 및 액체 형태의 냉매(이하, 액상 냉매라 함) 사이에서 분리되어 있는 상태에서 냉매를 내부에 수용하도록 구성된다. 압축기(22)는 어큐뮬레이터(21) 내부에 수용된 기상 냉매를 흡입하는 한편, 압축기(22)는 엔진(20)에 의해 구동되어 기상 냉매를 압축한다. 각각의 실외 열교환기(23)는 공기를 조화시키기 위해 냉매에 대해 열교환을 실행한다. 엔진(20)의 엔진 회전수가 엔진 회전 센서(24)(즉, 엔진 회전 검출 장치)에 의해 검출된다. 압축기(22)는 벨트 등과 같은 동력 전달 부재(20c)를 통해 실외 유닛(2) 내부의 엔진(20)과 연동한다. 그러므로, 엔진(20)도 압축기(22)의 구동원으로서의 역할을 한다. 압축기(22)는 기상 냉매가 유로(21x)를 통해 어큐뮬레이터(21)로부터 압축실로 흡입되는 흡입 포트(22i) 및 압축실에서 압축되어 고온 및 고압을 갖는 기상 냉매가 배출되는 토출 포트(22p)를 포함한다.

실외 열교환기(23)에 대해 냉매의 흐름의 상류측[즉, 난방 운전이 실행되는 동안 실내 유닛(1)으로부터 실외 유닛(2)으로 복귀하는 냉매의 복귀 방향[즉, 화살표(K1)으로 나타낸 방향]에서 실외 열교환기(23)의 상류측]에는 팽창 밸브로서의 역할도 하는 조절 밸브(25) 및 조절 밸브(25)와 평행하게 배치되는 체크 밸브(26)가 제공된다. 체크 밸브(26)는 냉매가 실외 유닛(2)의 실외 열교환기(23)로부터 실내 유닛(1)으로 흐르는 것은 허용하지만 냉매가 실내 유닛(1)으로부터 실외 유닛(2)의 실외 열교환기(23)로 흐르는 것은 막도록 구성된다. 조절 밸브(25)는 실행되는 전기적 제어에 의해 개도가 조정가능하도록 구성된다. 조절 밸브(25)는 모터, 솔레노이드 등과 같은 구동부와 구동부의 작동에 따라 개도가 변할 수 있는 밸브부를 포함하고, 따라서 냉매의 흐름(즉, 유량)이 조정가능하다. 공기 조화 장치의 제어 장치(100)는 조절 밸브(25)의 개도를 제어하기 위해 조절 밸브(25)의 구동부를 제어하도록 구성된다. 압축기(22)의 토출 포트(22p)와 4방 밸브(28)의 입구 포트(28i) 사이에는 압력 센서(71)가 제공된다. 압력 센서(71)는 냉방 운전이 실행되는 동안 냉동 사이클에서 응축기로서의 역할을 하는 각각의 실외 열교환기(23)에 공급되는 고압 냉매의 압력을 검출하도록 구성된다. 외기 온도를 검출하는 외기 온도 센서(74)가 외기에 노출되도록 배치된다. 압축기(22)의 단위 시간당 회전수(즉, 회전)(rpm)를 검출하기 위한 압축기 회전 센서(72)가 압축기(22)에 제공된다. 엔진 냉각수의 온도를 검출하기 위한 엔진 냉각수 온도 센서(73)가 엔진(20)의 냉각실(81)의 토출 포트(81p)에 제공된다. 또한, 제어 장치(100)는 실외 유닛(2)에 제공된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 장치(100)는 각각의 센서로부터의 신호가 입력되는 입력 처리 회로(101)와, 중앙 처리 유닛(102)[즉, CPU(102)]을 갖는 제어 회로(103)와, 제어 신호를 엑츄에이터 등으로 출력하는 출력 처리 회로(104)와, 저장 영역을 갖는 메모리 등으로 구성된 저장부(105)를 포함한다.

<실내 유닛(1)의 냉방 운전>

이하에서, 실내 유닛(1)에 의한 냉방 운전(즉, 룸의 내측을 냉각시키는 운전)을 설명한다. 엔진(20)이 연료 가스에 의해 구동되는 경우, 압축기(22)가 작동되어 어큐뮬레이터(21) 내부에 저장된 기상 냉매가 어큐뮬레이터(21)의 흡입 포트(21i) 및 유로(21x)를 통해 압축기(22)의 입구 포트(22i)로부터 압축기(22) 안으로 흡입되고 기상 냉매는 압축기(22)의 압축실에서 압축된다. 고온 및 고압을 갖도록 압축되는 기상 냉매는 압축기(22)의 토출 포트(22p)로부터 배출되고 유로(3a)를 통해 오일 분리기(27)로 흐른다. 오일 분리기(27)에서 냉매로부터 오일이 분리된다. 그 후, 오일로부터 분리된 고온 및 고압 냉매는 유로(3b), 흐름 전환 밸브로서의 역할을 하는 4방 밸브의 입구 포트(28i), 제1 포트(28f) 및 유로(3K)를 통해 실외 열교환기(23)의 포트(23i)로부터 각각의 실외 열교환기(23) 안으로 흐른다. 고온 및 고압을 갖는 냉매의 열은 각각의 실외 열교환기(23)에서 외기(즉, 실외 팬(89)의 냉각 공기)와 교환되어 냉매를 냉각시킨다. 따라서, 냉매는 응축되고 액화된다. 따라서, 각각의 실외 열교환기(23)는 냉방 운전 동안 냉동 사이클에서 고온 및 고압을 갖는 냉매를 응축 및 액화시키기 위한 응축기로서의 역할을 한다. 액화가 진행되는 냉매(즉, 액상 상태 또는 기액 2상 상태의 냉매)는 각각의 실외 열교환기(23)의 포트(23p), 체크 밸브(26), 유로(3h), 유로(3g), 온-오프 밸브(292) 및 유로(3f)를 통해 팽창 밸브(11)(즉, 팽창부)로 흐른다. 냉매는 팽창 밸브(11)에서 팽창되고 냉각되어 저온이 된다. 일반적으로, 냉방 운전이 실행되는 동안, 조절 밸브(25)는 전폐 상태에 있다. 그러나, 조절 밸브(25)는 냉방 운전 동안 개방되도록 구성될 수 있다.

상술한 방식으로 실외 열교환기(23)에서 응축되고 액화가 진행되는 냉매는 유로(3g, 3f)를 통해 팽창 밸브(11)로 흐르고, 따라서 냉매는 팽창 밸브(11)에서 팽창되어 저온 및 저압이 된다. 그 후, 저온 및 저압을 갖는 냉매는 실내 열교환기(10)로 흐른다. 실내 열교환기(10)는 냉방 운전이 실행되는 동안 냉동 사이클에서 냉매를 증발시키기 위한 증발기로서의 역할을 한다. 실내 열교환기(10)는 냉매의 열을 실내의 공기와 교환하여 실내를 냉각시킨다. 증발된 냉매는 유로(3e), 온-오프 밸브(291), 유로(3c), 4방 밸브(28)의 제3 포트(28t), 4방 밸브(28)의 제2 포트(28s) 및 유로(3m)를 통해 어큐뮬레이터(21)의 복귀 포트(21r)로 복귀한다. 어큐뮬레이터(21)로 복귀된 냉매는 액상 냉매와 기상 냉매가 서로 분리되어 있는 상태에서 어큐뮬레이터(21)에 수용된다. 냉방 운전이 실행되는 동안, 실외 유닛(2)의 조절 밸브(25)의 개도는 실외 유닛(2)에서의 냉매의 흐름(즉, 유량)을 제어하기 위해 필요하면 제어된다. 따라서, 냉방 운전은 상술한 방식으로 실행된다.

<난방 운전>

이하에서, 실내를 가열하는 난방 운전을 설명한다. 엔진(20)이 연료 가스에 의해 구동되는 경우, 압축기(22)가 가동되어 어큐뮬레이터(21)에 저장된 기상 냉매는 어큐뮬레이터(21)의 입구 포트(21i) 및 유로(21x)를 통해 압축기(22)의 흡입 포트(22i)로부터 압축기(22)로 흡입된다. 압축기(22)로 흡입된 기상 냉매는 압축기(22)의 압축실에서 압축된다. 고온 및 고압을 갖도록 압축된 기상 냉매는 압축기(22)의 토출 포트(22p)로부터 배출되어 유로(3a)를 통해 오일 분리기(27)로 흐른다. 냉매의 오일은 오일 분리기(27)에서 분리된다. 그 다음, 오일이 분리되고 고온 및 고압을 갖는 기상 냉매는 유로(3b), 4방 밸브(28)의 입구 포트(28i), 4방 밸브(28)의 제3 포트(28t), 유로(3c), 온-오프 밸브(291) 및 유로(3e)를 통해 실내 열교환기(10)로 흐른다. 냉매의 열은 실내 열교환기(10)에서 룸의 내부에 남아 있는 공기와 교환되어, 냉매는 응축된다(즉, 액화된다). 따라서, 실내 열교환기(10)는 난방 운전 동안 냉매를 응축시키기 위한 응축기로서의 역할을 한다. 실내 열교환기(10)에서 발생된 응축열은 룸의 내부에 방출되어 룸의 내부가 가열된다.

실내 열교환기(10)를 지나고 액화가 진행되는 냉매는 액상 상태 또는 기액 2상 상태로 바뀌고, 냉매가 저압을 갖도록 팽창되는 팽창 밸브(11)에 도달한다. 또한, 압력이 낮아진 냉매는 조절 밸브(25)에 도달하도록 방향(K1)에서 유로(3f), 온-오프 밸브(292), 유로(3g) 및 유로(3h)를 통해 흐른다. 그 다음, 냉매는 포트(23p)로부터 각각의 실외 열교환기(23)에 도달하도록 조절 밸브(25)를 통과한다. 냉매는 각각의 실외 열교환기(23)에서 증발되고 냉매의 열을 외기와 교환한다. 그러므로, 각각의 실외 열교환기(23)는 난방 운전 동안 증발기로서의 역할을 한다. 실내 유닛(1)에서 난방 운전이 실행되는 동안, 조절 밸브(25)는 팽창 밸브로서의 역할을 하고 냉매를 팽창시킨다. 조절 밸브(25)는 개도가 조정가능하도록 구성된다. 그러므로, 실내 유닛(1)의 난방 운전이 실행되는 동안, 실내 유닛(1)으로부터 실외 유닛(2)의 실외 열교환기(23)로 복귀하는 냉매의 흐름(즉, 유량)은 조절 밸브(25)의 개도에 따라 조정가능하다. 또한, 각각의 실외 열교환기(23)에 의해 증발되는 냉매는 유로(3k), 4방 밸브(28)의 제1 포트(28f), 4방 밸브(28)의 제2 포트(28s) 및 유로(3m)를 통해 복귀 포트(21r)로부터 어큐뮬레이터(21)로 복귀한다. 어큐뮬레이터(21)로 복귀하는 냉매는 냉매가 액상 냉매와 기상 냉매로 분리된 상태로 어큐뮬레이터(21)에 저장된다. 따라서, 난방 운전은 상술한 방식으로 실행된다.

<엔진 냉각 시스템>

도 1에 도시한 바와 같이, 운전되는 동안 고온을 갖는 경향이 있는 엔진(20)을 냉각시키기 위한 엔진 냉각 시스템(80)이 공기 조화 장치에 제공된다. 엔진 냉각 시스템(80)은 엔진 냉각부(82) 및 순환로(83)를 포함한다. 엔진 냉각부(82)는 엔진(20)의 과열을 방지하기 위해 엔진(20)에 제공되고 엔진 냉각수가 흐르는 냉각실(81)을 포함한다. 순환로(83)는 냉각실(81)과 연통하는 외향로(83a) 및 복귀로(83b)로 구성된다. 엔진 냉각수는 부동액 등과 같은 중간 성분을 포함할 수 있다. 순환로(83)에는 라디에이터(85) 및 펌프(86)(즉, 엔진 냉각수 펌핑부)가 제공된다. 라디에이터(85)는 엔진 냉각수의 열을 방출하여 엔진 냉각수를 냉각시키는 방열기로서의 역할을 한다. 펌프(86)는 순환로(83)를 통해 엔진 냉각수를 펌핑한다. 펌프(86)가 가동될 때, 엔진(20)에 제공된 냉각실(81) 내에 남아 있는 엔진 냉각수는 냉각실(81)의 토출 포트(81p) 및 외향로(83a)를 통해 라디에이터(85)로 흐른다. 그 다음, 냉각수의 열은 라디에이터(85)에서 방출된다. 엔진 냉각수는 복귀로(83b) 및 펌프(86)를 통해, 엔진 냉각수가 고온의 엔진 배기 가스를 냉각시키는 배기 열교환기(87)로 흐른다. 그 다음, 엔진 냉각수는 복귀 포트(81i)로부터 엔진(20)의 냉각실(81)로 복귀한다. 따라서, 엔진 냉각수는 상술한 방식으로 순환로(83)를 통해 순환된다.

온도 응답식 전환 밸브로서의 역할을 하는 서모스탯(88)이 순환로(83)에 제공된다. 엔진 냉각수의 온도가 과도하게 낮은 경우[예컨대, 엔진(20)이 시동될 때], 서모스탯(88)의 제1 포트(88a)의 개도는 감소되거나 제1 포트(88a)가 전폐 상태로 바뀌도록 제어되어 엔진 냉각수를 라디에이터(85)로 흐르지 않도록 제어한다. 따라서, 엔진 냉각수는 과도하게 냉각되는 것이 회피될 수 있다. 또한, 이 경우, 제2 포트(88c)의 개도는 증가되어 엔진 냉각수는 우회로(83e)를 통해 흐르고 펌프(86), 배기 열교환기(87) 및 복귀 포트(81i)를 통해 냉각실(81)로 복귀된다. 한편, 엔진 냉각수의 온도가 높은 경우(예컨대, 엔진(20)의 운전 시간이 길거나 할 때), 서모스탯(88)의 제1 포트(88a)의 개도는 전개되도록 제어되거나 증가되어 냉각실(81)에 의해 가열된 다량의 엔진 냉각수가 라디에이터(85)로 흘러 엔진 냉각수의 열이 방출되는 것이 촉진된다. 이 경우, 제2 포트(88c)의 개도는 감소되거나 전폐 상태로 되도록 제어되어 엔진 냉각수는 우회로(83e)를 통해 흐르지 않도록 제어된다. 따라서, 라디에이터(85) 쪽으로 흐르는 엔진 냉각수의 유량이 증가한다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 이웃하는 실외 열교환기(23) 및 라디에이터(85)에 냉각 공기를 공급하기 위한 실외 팬(89)은 실외 유닛(2)에 제공된다. 각각의 실외 팬(89)은 라디에이터(85) 내의 엔진 냉각수의 냉각 및 각각의 실외 열교환기(23)의 냉각을 촉진시키도록 구성된다. 각각의 실외 팬(89)의 단위 시간당 회전수가 증가할 때, 각각의 실외 팬(89)에 의해 발생되는 공기량이 증가하고 라디에이터(85)에서의 방열량이 증가하여, 엔진 냉각수의 냉각 성능이 증가될 수 있다. 또한, 각각의 실외 열교환기(23)에서의 열교환은 증가될 수 있어, 각각의 실외 열교환기(23)에서의 냉각수의 응축물을 증가시킬 수 있다. 추가적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 실내 열교환기(10)에는 실내 팬(52)이 제공되어, 실내 팬(52)이 공기를 실내 열교환기(10) 쪽으로 보낸다. 이 실시예에 따르면, 실외 팬(89), 라디에이터(85) 및 실외 열교환기(23)는 실외 팬(89)이 최외측 위치에 제공되도록 순서대로 배치된다.

<제어>

각각의 실외 팬(89)에 의해 발생되는 공기량은 각각의 실외 팬(89)의 회전수와 상관관계를 갖는다. 도 3에는 각각의 실외 팬(89)의 공기량 레벨과 각각의 실외 팬(89)의 회전수 사이의 관계를 도시한다. 도 4에는 냉방 운전이 실행되는 동안의 압축기(22)의 단위 시간당 회전수(rpm)의 레벨과 각각의 실외 팬(89)의 각각의 복수의 공기량 레벨 사이의 관계를 도시한다. 도 3 및 도 4를 참고하면, 압축기(22)의 회전수가 2000rpm일 때, 각각의 실외 팬(89)의 공기량 레벨은 6(레벨 6)이 되도록 규정되고(도 4 참고), 각각의 실외 팬(89)의 회전수는 600rpm으로 규정된다(도 3 참고). 압축기(22)의 회전수가 3000rpm인 경우, 각각의 실외 팬(89)의 공기량 레벨은 7(레벨 7)이 되도록 규정되고, 각각의 실외 팬(89)의 회전수는 700rpm이 되도록 규정된다. 따라서, 공기량 레벨은 각각의 실외 팬(89)이 각각의 실외 팬(89)의 공기량 레벨에 따라 가동될 때 높은 성능 계수(COP)가 획득되도록 설정된다.

실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉방 운전 동안의 압축기(22)의 단위 시간당 회전수의 레벨에 대응하는 각각의 실외 팬(89)의 기준 공기량이 복수의 레벨(즉, 레벨 5, 레벨 6, 레벨 7, 레벨 8, 레벨 9 및 레벨 10의 공기량 레벨)을 갖도록 설정된다. 더 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 압축기(22)의 회전수가 1000rpm 이상이지만 2000rpm 보다 낮은 경우, 각각의 실외 팬(89)의 공기량 레벨은 5(레벨 5)로 설정된다. 압축기(22)의 회전수가 2000rpm 이상이지만 3000rpm 보다 낮은 경우, 공기량 레벨은 6(레벨 6)으로 설정된다. 압축기(22)의 회전수가 3000rpm 이상이지만 4000rpm 보다 낮은 경우, 공기량 레벨은 7(레벨 7)로 설정된다. 압축기(22)의 회전수가 4000rpm 이상이지만 5000rpm 보다 낮은 경우, 공기량 레벨은 8(레벨 8)로 설정된다. 압축기(22)의 회전수가 5000rpm 이상이지만 6000rpm 보다 낮은 경우, 공기량 레벨은 9(레벨 9)로 설정된다. 또한, 압축기(22)의 회전수가 6000rpm 이상이지만 7000rpm 보다 낮은 경우, 공기량 레벨은 10(레벨 10)으로 설정된다.

공기량 레벨은, 공기 조화 장치의 냉방 운전이 실행되는 동안 상술한 바와 같은 공기량 레벨을 참고하여 각각의 실외 팬(89)이 가동되는 경우에 높은 COP가 획득되도록 설정된다. 도 4에 도시된 데이터는 제어 장치(100)에 제공되는 저장부(105)의 미리 결정된 저장 영역 내에 저장된다. 추가적으로, 공기량 레벨이 레벨 5보다 낮을 때의 압축기(22)의 회전수(rpm)는 실용 영역에 포함되지 않기 때문에, 레벨 5보다 낮은 레벨은 규정되지 않는다.

실시예에 따르면, 공기량의 레벨을 조정하기 위한 임계값으로서 엔진 냉각수의 온도(Te)에 대해 제1 규정값(A) 및 제2 규정값(B)(A＞B)이 규정된다. 제1 규정값(A) 및 제2 규정값(B)의 각각의 단위는 온도 단위(℃)로 설정될 수 있다. 또한, 공기량의 레벨을 조정하기 위한 임계값으로서 냉방 운전이 실행되는 동안 응축기로서의 역할을 하는 각각의 실외 열교환기(23)에 공급되는 냉매의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)에 대해 제3 규정값(a) 및 제4 규정값(b)(a＞b)이 규정된다. 제3 규정값(a) 및 제4 규정값(b)의 각각의 단위는 온도 단위(℃)로 설정될 수 있다.

실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 실제 냉방 운전 동안 냉동 사이클에서 응축기로서의 역할을 하는 각각의 실외 열교환기(23)에 공급되는 냉매의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT) 및 엔진 냉각수의 온도(Te)를 구한다. 더 구체적으로, 응축 온도는, 고압을 갖는 냉매[즉, 압축기(22)에 의해 압축되고 토출 포트(22p)로부터 배출되는 냉매]의 압력이 냉방 운전이 실행되는 동안 응축기로서의 역할을 하는 실외 열교환기(23)에 대해 상류측[즉, 각각의 실외 열교환기(23)의 포트(23i)와 압축기(22)의 토출 포트(22p) 사이의 위치]에 제공되는 압력 센서(71)에 의해 검출되고 제어 장치(100)가 검출된 압력을 냉매의 포화 증기로 환산하는 방식으로 구해진다. 냉매의 압력은 냉매의 응축에 대응하도록 냉매의 포화 증기 상태로 환산된다. 엔진 냉각수의 온도(Te)는 엔진(20)의 냉각실(81)의 출구 포트(81p)에 제공되는 엔진 냉각수 온도 센서(73)에 의해 구해진다. 외기 온도는 외기에 노출되도록 외측에 제공되는 외기 온도 센서(74)에 의해 구해진다. 압력 센서(71), 엔진 냉각수 온도 센서(73), 압축기 회전 센서(72), 외기 센서(74) 등과 같은 각각의 센서로부터 출력된 검출 신호가 입력 처리 회로(101)로부터 제어 장치(100)의 제어 회로(103)로 입력된다(도 2 참조). 제어 유닛(100)은 각각의 검출 신호에 기초하여 팽창 밸브(11), 조절 밸브(25), 4방 밸브(28), 온-오프 밸브(291, 292)들 각각의 개도와 각각의 펌프(86) 및 각각의 실외 팬(89)의 가동을 제어한다(도 2 참고).

실시예에 따르면, 각각의 실외 팬(89)은 기본적으로 실내 유닛(1)의 냉방 운전이 실행되는 동안 저장부(105)의 영역 내에 저장된 기준 공기량에 관련되는 복수의 레벨(즉, 레벨 5 내지 10, 도 4 참고) 중 압축기(22)의 단위 시간당 회전수에 대응하는 공기량의 레벨에 기초하여 가동된다. 그러나, 제어 장치(100)는 냉방 운전이 실행되는 동안의 냉동 사이클의 응축기[즉, 실외 열교환기(23)]에서의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (냉각수의 응축 온도)-(외기 온도)] 및 엔진 냉각수의 온도(Te)에 기초하여 공기량 레벨을 일 레벨 증가(상승) 또는 감소(하강)시키도록 각각의 실외 팬(89)의 공기량 레벨을 조정한다.

더 구체적으로, 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제1 규정값(A)보다 높은 경우 또는 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]가 제3 규정값(a)보다 큰 경우, 제어 장치(100)는 기준 공기량을 증가시키기 위해 기준 공기량에 관련되는 현재 공기량 레벨을 일 레벨 증가시키도록 조정한다. 예컨대, 공기량 레벨이 레벨 5이면서 상기 조건이 충족되는 경우, 제어 장치(100)는 공기량을 증가시키기 위해 공기량 레벨을 레벨 6으로 증가시키도록 조정한다. 한편, 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제2 규정값(B)보다 낮고 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]가 제4 규정값(b)보다 낮은 경우, 제어 장치(100)는 공기량을 감소시키기 위해 기준 공기량에 관련되는 현재 공기량 레벨을 일 레벨 감소시키도록 조정한다. 예컨대, 공기량 레벨이 레벨 6이면서 상기 조건이 충족되는 경우, 제어 장치(100)는 공기량 레벨을 일 레벨 감소시키도록 조정하고, 따라서 공기량 레벨은 레벨 5가 되어 각각의 실외 팬(89)에 의해 발생되는 공기량을 감소시킨다. 따라서, 제어 장치(100)는 저장부(105) 내에 저장된 각각의 실외 팬(89)의 기준 공기량에 관련되는 복수의 레벨 중 현재 가동되는 압축기(22)의 단위 시간당 회전수에 대응하는 레벨에 기초하여 각각의 실외 팬(89)의 회전수를 설정(선택)하기 때문에, 공기 조화 장치는 높은 COP로 냉방 운전을 실행하도록 운전될 수 있다.

또한, 제어 장치(100)는 냉방 운전에 관련되는 냉동 사이클에서의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]의 파라미터 및 엔진 냉각수의 온도(Te)의 파라미터에 기초하여 대응하는 공기량 레벨을 일 레벨 증가시키거나 감소시키도록 조정한다. 그러므로, 각각의 실외 팬(89)의 공기량은 불필요하게 과도해지는 것이 회피될 수 있어, 각각의 실외 팬(89)의 공기량은 최적화되고, 이는 에너지 절약을 가져올 수 있다. 따라서, JPH10-030853A에 개시된 공지의 공기 조화 장치에 비해, 긴 개발 기간을 필요로 하는 각각의 실외 팬(89)의 공기량에 관련되는 복잡한 맵을 작성하기 위한 시간 및 노력이 감소 또는 제거될 수 있으며, 또한 각각의 실외 팬(89)의 공기량이 불필요하게 과도해지는 것이 회피될 수 있다.

냉방 운전이 실행되는 동안 제어 장치(100)의 CPU(102)에 의해 실행되는 제어의 순서도를 도 6을 참조하여 아래에서 설명한다. 우선, CPU(102)는 압축기 회전 센서(72)로부터의 압축기(22)의 단위 시간당 회전수(N), 엔진 냉각수 온도 센서(73)로부터의 엔진 냉각수의 온도(Te), 외기 온도 센서(74)로부터의 외기 온도, 및 각각의 실외 열교환기(23)에 공급되는 압력 센서(71)로부터의 기상 냉매의 압력을 판독한다(단계 S101). 또한, CPU(102)는 각각의 실외 열교환기(23)에 공급되는 냉매의 압력에 기초하여 냉매의 응축 온도를 구한다.

그 다음, 제어 장치(100)는 압축기(22)의 회전수(N)에 기초하여 각각의 실외 팬(89)의 공기량의 레벨을 산출한다(단계 S102). 더 구체적으로, 제어 장치(100)는 도 4에 도시된 표에 기초하여 공기량의 레벨을 구한다. 단계 S103에서 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제1 규정값(A) 이상인 제1 조건이 충족되는 경우(즉, 단계 S103에서 예), 제어 장치(100)는 기준 공기량을 증가시키기 위해 기준 공기량의 레벨을 일 레벨 증가시키도록 조정한다(단계 S106).

한편, 단계 S103에서 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제1 규정값(A) 이상인 제1 조건이 충족되지 않는 경우(즉, 단계 S103에서 아니오), 제어 장치(100)는 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]가 제3 규정값(a) 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S104). 단계 S104에서 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]가 제3 규정값(a) 이상인 제2 조건이 충족되는 경우(즉, 단계 S104에서 예), 제어 장치(100)는 기준 공기량을 증가시키기 위해 기준 공기량의 현재 레벨을 일 레벨 증가시킨다(단계 S106).

실시예에 따르면, 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제1 규정값(A) 이상인 제1 조건이 충족되는 경우(즉, 단계 S103에서 예), 또는 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]가 제3 규정값(a) 이상인 제2 조건이 충족되는 경우, 제어 장치(100)는 공기량을 증가시키기 위해 기준 공기량의 레벨을 일 레벨 증가시킨다. 이 경우, 라디에이터(85) 및 실외 열교환기(23)에 공급되는 공기량의 부족이 적절히 제거될 수 있다. 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제1 규정값(A)보다 낮고(즉, 단계 S103에서 아니오) 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]가 제3 규정값(a)보다 낮은(즉, 단계 S104에서 아니오) 경우, 제어 장치(100)는 공기량의 레벨을 조정하지 않고 각각의 실외 팬(89)의 현재 공기량 레벨을 유지시킨다(단계 S105).

또한, 실시예에 따르면, 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제2 규정값(B)보다 낮은 제3 조건, 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)[즉, (응축 온도)-(외기 온도)]가 제4 규정값(b)보다 낮은 제4 조건, 및 기준 공기량의 현재 레벨이 압축기(22)의 회전수에 대응하는 공기량 이상인 제5 조건 모두가 충족되는 경우(단계 S107에서 예, 단계 S108에서 예, 및 단계 S109에서 예), 제어 장치(100)는 기준 공기량을 감소시키기 위해 공기량의 레벨을 일 레벨 감소시키도록 조정한다(단계 S110). 따라서, 기준 공기량을 일 레벨 감소시키도록 조정하기 위해서는, 제3, 제4 및 제5 조건 모두가 충족될 필요가 있다. 그러므로, 기준 공기량을 일 레벨 감소시키는 조건은 엄격하기 때문에, 라디에이터(85) 및 실외 열교환기(23)에 대한 각각의 실외 팬(89)의 공기량의 부족이 발생하지 않도록 적절히 제어될 수 있다.

실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제2 규정값(B)보다 낮지 않은 경우(단계 S107에서 아니오), 제어 장치(100)는 각각의 실외 팬(89)의 현재 공기량을 유지시킨다(단계 S111). 또한, 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)가 제4 규정값(b)보다 낮지 않은 경우(단계 S108에서 아니오), 제어 장치(100)는 각각의 실외 팬(89)의 현재 공기량을 유지시킨다(단계 S111). 또한, 기준 공기량의 현재 레벨이 압축기(22)의 현재 회전수에 대응하는 레벨 이상이 아닌 경우(단계 S109에서 아니오), 제어 장치(100)는 각각의 실외 팬(89)의 현재 공기량 레벨을 유지시킨다(단계 S111). 단계 S109에서 실행된 제어는 공기량의 레벨이 도 4에 규정된 회전수에 대응하는 공기량 레벨보다 낮지 않다는 것을 나타낸다. 즉, 공기량의 레벨은 기준 공기량의 레벨이 단계 S106에서 상승되는 경우에만 일 레벨 낮아진다.

실시예에 따르면, 냉방 운전이 실행되는 동안, 각각의 실외 팬(89)은 제어 장치(100)의 저장부(105)의 저장 영역 내에 저장된 기준 공기량의 복수의 레벨 중 압축기(22)의 단위 시간당 회전수에 대응하는 레벨에 기초하여 가동된다. 또한, 이 경우, 제어 장치(100)는 냉방 운전 동안의 냉동 사이클에서의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)의 파라미터 및 엔진 냉각수의 온도(Te)의 파라미터에 기초하여 공기량의 레벨을 증가 또는 감소시키도록 조정한다. 따라서, 긴 개발 기간을 필요로 하는 각각의 실외 팬(89)의 공기량에 관련되는 복잡한 맵을 작성하기 위한 시간 및 노력이 감소 또는 제거될 수 있고, 각각의 실외 팬(89)의 공기량이 불필요하게 과도해지는 것이 회피될 수 있다.

[제2 실시예]

공기 조화 장치의 제2 실시예를 아래에서 설명한다. 더 구체적으로, 제2 실시예에 따른 제어 장치(100)의 CPU(102)에 의해 실행되는 제어의 순서도를 도 7을 참조하여 설명한다. 제2 실시예에 따른 제어 장치(100)에 의해 실행되는 제어는 단계 S109의 처리가 제2 실시예에서는 생략된다는 점에서 제1 실시예에 따른 제어 장치(100)에 의해 실행되는 제어와 상이하다. 도 7에 도시된 바와 같이, 엔진 냉각수의 온도(Te)가 제2 규정값(B)보다 낮은 제3 조건 및 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이(ΔT)가 제4 규정값(b)보다 낮은 제4 조건이 충족되는 경우(즉, 단계 S107에서 예 및 단계 S108에서 예), 제어 장치(100)는 공기량을 감소시키기 위해서 공기량의 레벨을 일 레벨 감소시키도록 조정한다(단계 S110).

[다른 실시예]

제1 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 실외 팬(89), 라디에이터(85) 및 실외 열교환기(23)는 실외 팬(89)이 최외측 위치에 위치하도록 상기 순서로 배치된다. 그러나, 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 공기 조화 장치는 실외 열교환기(23), 라디에이터(85) 및 실외 팬(89)이 실외 열교환기(23)가 최외측 위치에 위치되게 상기 순서로 배치되도록 변형될 수 있다. 이 경우의 배치는 제1 실시예와 반대이다. 그러므로, 이 경우, 실외 팬(89)은 실외 열교환기(23) 및 라디에이터(85)의 안쪽에 위치되고 실외 열교환기(23) 및 라디에이터(85)의 열을 추출하여 방출시킨다. 이 구성에 따르면, 제1 실시예와 유사한 이점 및 장점이 달성될 수 있다.

상기 실시예에 따르면, 공기 조화 장치는 압축기(22)의 단위 시간당 회전수를 검출하기 위한 압축기 회전 센서(72)를 포함한다. 제어 장치(100)는 저장부(105) 내에 저장되는 기준 공기량에 관련되는 복수의 레벨 중 압축기 회전 센서(72)에 의해 검출되는 압축기(22)의 단위 시간당 회전수에 대응하는 공기량의 레벨을 선택하고, 그 다음 제어 장치(100)는 공기량의 선택된 레벨을 일 레벨 상승시키거나 일 레벨 하강시키도록 조정한다. 그러나, 공기 조화 장치의 제어 장치(100)는, 냉방 운전이 실행되는 동안 압축기(22)의 구동 회로에 전송되는 지령 회전수에 기초하여 저장부(105) 내에 저장되는 기준 공기량에 관련된 복수의 레벨 중 지령 회전수에 대응하는 공기량의 레벨을 선택하고 그 다음 선택된 공기량 레벨을 일 레벨 상승시키거나 일 레벨 하강시키도록 조정하도록 변형될 수 있다. 각각의 실외 열교환기(23)에 의해 응축되는 냉매의 응축 온도는 각각의 실외 열교환기(23)의 내측에 제공되는 온도 센서에 의해 검출될 수 있다. 상기 실시예에 따르면, 엔진(20)은 기상 연료에 의해 작동되도록 구성된다. 그러나, 액상 연료에 의해 구동되는 엔진이 엔진(20)에 적용될 수 있다. 공기 조화 장치는 상기 실시예로 제한되지 않으며, 다양한 변화 및 변형이 본원의 사상 및 범위 내에서 실시예에 따른 공기 조화 장치에 적용될 수 있다.

Claims

연료의 연소에 의해 구동되는 엔진과,
상기 엔진을 냉각시키기 위한 엔진 냉각수가 흐르는 엔진 냉각 시스템과,
상기 엔진 냉각수의 열을 방출하는 라디에이터와,
상기 엔진에 의해 가동되는 압축기와,
냉방 운전이 실행되는 동안 상기 압축기에 의해 압축되는 냉매를 응축시키기 위한 응축기로서의 역할을 하는 실외 열교환기와,
상기 라디에이터와 실외 열교환기를 냉각시키기 위해 라디에이터와 실외 열교환기에 냉각 공기를 공급하는 실외 팬과,
냉방 운전이 실행되는 동안 상기 실외 열교환기에 의해 응축되는 냉매를 팽창시키는 팽창부와,
냉방 운전이 실행되는 동안 상기 팽창부에 의해 팽창되는 냉매를 증발시키기 위한 증발기로서의 역할을 하는 실내 열교환기와,
상기 실외 팬의 가동을 제어하는 제어 장치를 포함하며,
상기 제어 장치는 냉방 운전이 실행되는 동안 압축기의 단위 시간당 회전수의 각각의 정도에 대응하는 기준 공기량에 관련되는 정보를 복수의 레벨로서 저장하는 저장부를 구비하고,
상기 제어 장치는 냉방 운전이 실행되는 동안 상기 저장부에 저장된 기준 공기량에 관련되는 복수의 레벨 중 현재 가동되는 압축기의 단위 시간당 회전수에 대응하는 기준 공기량의 레벨을 선택 및 설정하고,
상기 제어 장치는 냉방 운전이 실행되는 동안의 냉동 사이클의 응축기에서의 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이의 파라미터 및 엔진 냉각수의 온도의 파라미터에 기초하여 선택되어 설정된 기준 공기량의 레벨을 증가시키거나 감소시키도록 선택되어 설정된 기준 공기량의 레벨을 조정하는, 공기 조화 장치.
제1항에 있어서, 제1 규정값 및 상기 제1 규정값보다 낮게 설정되는 제2 규정값은 엔진 냉각수의 온도에 대해 임계값으로서 규정되고, 제3 규정값 및 제3 규정값보다 낮게 설정되는 제4 규정값은 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이에 대해 임계값으로서 규정되고, 상기 제어 장치는 엔진 냉각수의 온도가 제1 규정값보다 큰 경우 또는 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이가 제3 규정값보다 큰 경우에는 실외 팬의 공기량이 증가하도록 선택되어 설정된 기준 공기량의 레벨을 조정하고, 상기 제어 장치는 엔진 냉각수의 온도가 제2 규정값보다 낮은 경우 그리고 응축 온도와 외기 온도 사이의 차이가 제4 규정값보다 낮은 경우에는 실외 팬의 공기량이 감소하도록 선택되어 설정된 기준 공기량의 레벨을 조정하는, 공기 조화 장치.