KR20130052649A - 체적비 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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안젤라 마리 콤스톡
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존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니
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Abstract

압축기의 체적비를 제어하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 상기 장치는 상기 압축챔버로부터 나오는 증기를 상기 압축기의 배출통로로 바이패스하도록 회전자 실린더에 있는 포트(88) 또는 포트들을 사용할 수 있다. 제어밸브(90)는 압축기에서 다른 체적비들을 얻기 위하여 상기 포트나 포트들을 개폐하도록 사용될 수 있다. 제어밸브(90)는 상기 밸브로의 유체 유동을 제어하는 하나 또는 그 이상의 밸브들에 의해서 이동되거나 조정될 수 있다. 상기 압축기로부터 다른 체적비들을 얻기 위해서 상기 제어밸브를 이동시키게 상기 하나 또는 그 이상의 밸브들을 제어하도록 사용될 수 있다. 상기 제어 알고리즘은 상기 압축기와 연관된 작동 매개변수들에 반응하여 상기 하나 또는 그 이상의 밸브들을 제어할 수 있다.

Description

체적비 제어 장치 및 방법{VOLUME RATIO CONTROL SYSTEM AND METHOD}
관련출원의 상호참조
본 출원은 체적비 제어 장치 및 방법(VOLUME RATIO CONTROL SYSTEM AND METHOD)이라는 발명의 명칭으로 2010년 9월 14일자로 출원된 미국 임시출원 제 61/382,849 호(여기에서는 참조로서 통합됨)의 우선권을 주장하며 그 이익을 향유한다.
본 출원은 일반적으로 양변위 압축기에 관한 것이다. 또한, 본 출원은 스크루 압축기의 체적비를 제어하는 것에 관한 것이다.
회전 스크루 압축기에 있어서, 흡입과 압축은 2개의 치밀하게 맞물리고 회전하는 나선형 엽상 회전자들에 의해서 달성될 수 있는데, 이 회전자들은 가스를 스레드(thread) 내로 끌어들여서 높은 압력으로 가압한다. 스크루 압축기는 피스톤/왕복 압축기와 유사한 흡입 및 압축 사이클들을 갖는 양변위 장치이다. 스크루 압축기의 회전자들은 치밀하게 끼워 맞추어진 보어들 내에 수용될 수 있는데, 이때 상기 보어들은 압축기의 체적비에서 장치에 대하여 제공하도록 압축기의 흡입 및 배출 체적을 한정하는 이미 확립된 기하학적 특징들을 갖는다. 압축기의 체적비는 압축기가 통합되는 장치의 대응하는 압력 조건들에 대응하여야만 하며, 이에 의해서 과한 압력이나 부족한 압력을 회피할 수 있고, 일을 잃게 된다. 폐 루프 냉각 또는 공기조화장치에 있어서, 장치의 체적비는 고온측 및 저온측 열교환기들에서 설정된다.
고정된 체적비 압축기들은 가변적인 체적비 기계장치들의 비용과 복잡성을 회피하기 위해서 사용될 수 있다. 하우징 내로 이미 확립된 고정된 배출 포트들을 갖는 스크루 압축기는 특정한 세트의 흡입 및 배출 조건/압력에 대하여 최적화될 수 있다. 그러나, 압축기가 드물게 연결되는 장치는 동일한 조건하에서, 특히 공기조화 응용에 있어서 정확하게 작동한다. 밤, 낮 및 계절적인 온도들은 장치의 체적비와 압축기의 작동효율에 영향을 미칠 수 있다. 부하가 변하는 장치에 있어서, 응축기에서 폐기되는 열의 양은 고압측 압력이 상승 또는 하강을 야기할 만큼 변화가 심하고, 그 결과 압축기의 체적비가 압축기의 최적 체적비로부터 벗어나는 결과를 초래하게 된다.
체적비나 체적 인덱스(Vi)는 배출 포트가 개방됨에 따라서 흡입 포트가 압축기 내의 체적에 근접하는 경우에 압축기 내의 체적비이다. 스크루 압축기, 스크롤 압축기 및 유사한 기계장치는 압축기의 기하학을 기초한 고정 체적비를 가질 수 있다.
최고의 효율을 위하여, 압축기의 챔버 내부 압력은 압축기로부터의 배출 라인에서의 압력과 필수적으로 같아야 한다. 만일, 내부 압력이 배출 압력을 초과하면, 기체의 과압축이 발생하고, 이것은 시스템 손실을 초래한다. 만일 내부 또는 안쪽 압력이 너무 낮으면, 배출 포트가 개방될 때 역류가 발생하며, 이것은 다른 타입의 시스템 손실을 초래한다.
예를 들면, 냉각장치와 같은 증기압축장치는 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 포함할 수 있다. 압축기의 효율은 증발기와 응축기 내의 포화 상태에 관련된다. 응축기와 증발기 내의 압력은 압축기 외부의 장치의 압력비를 설정하는데 사용될 수 있다. 현재의 예에 있어서, 압력비/압축비는 4로 설정될 수 있다. 체적비나 Vi는 1/k의 파워로 상승한 Vi에 의한 압축비로 연결되는데, 이때 k는 압축될 기체나 냉매의 비열의 비가 된다. 예전의 관계를 이용하여, 현재의 예에 대하여 압축기 기하학으로 설정될 체적비는 전체 부하 조건하에서 최적 성능에 대해 3.23이 된다. 그러나, 부분 부하, 낮은 주위 조건 또는 밤시간 동안에, 냉각장치에서의 응축기의 포화상태는 증발기 상태가 비교적 일정하게 유지되는 동안에 감소한다. 부분 부하 또는 낮은 주위 조건하에서 압축기의 최적 성능을 유지하기 위해서, 압축기에 대한 Vi는 2.5로 낮추어진다.
그러므로, 슬라이드 밸브와 같이 값비싸고 복잡한 장치들을 사용하지 않고 부분 부하나 낮은 주위 조건하에서 압축기의 체적비를 변화시킬 수 있는 장치가 필요하다.
본 발명은 압축기에 관한 것이다. 이 압축기는 흡입통로, 배출통로 및 압축기구를 포함한다. 압축기구는 흡입통로로부터 증기를 수용하고 압축된 증기를 배출통로로 제공하도록 위치한다. 압축기는 압축기구에 있는 증기의 일부를 배출통로로 바이패스하도록 상기 압축기구에 위치된 포트, 및 상기 포트를 통한 증기 유동을 제어하도록 상기 포트 근처에 위치된 밸브를 또한 포함한다. 밸브는 압축기구로부터 배출통로로 제 1 증기 유동을 허용하기 위한 제 1 위치와, 압축기구로부터 배출통로로 제 2 증기 유동을 허용하기 위한 제 2 위치와, 그리고 압축기구로부터 배출통로로의 증기 유동을 방지하기 위한 제 3 위치를 갖는다. 압축기는 상기 밸브가 제 1 위치에 놓이는 것에 반응하는 제 1 체적비, 상기 밸브가 제 2 위치에 놓이는 것에 반응하는 제 2 체적비, 및 상기 밸브가 제 3 위치에 놓이는 것에 반응하는 제 3 체적비를 갖는다.
제 1 체적비는 제 2 체적비보다 작고 제 2 체적비는 제 3 체적비보다 작다. 압축기는 적어도 하나의 솔레노이드 밸브 및 컨트롤러를 더 포함한다. 적어도 하나의 솔레노이드 밸브는 상기 밸브로의 유체 유동을 제어하도록 위치하고, 상기 밸브로의 유체의 유동은 밸브의 위치를 결정한다. 컨트롤러는 밸브로의 유체의 유동을 제어하고 작동 매개변수에 반응하여 상기 밸브의 위치를 조정하기 위해서 상기 적어도 하나의 솔레노이드 밸브에 에너지를 인가하거나 비활성화하도록 컴퓨터 프로그램을 실행하기 위한 마이크로프로세서를 포함한다.
본 발명은 압축기의 체적비를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 압축기의 압축기구에 있는 포트 근처에 위치된 제어밸브를 제공하는 단계와, 상기 포트를 개방 및 폐쇄하도록 상기 제어밸브의 위치를 조정하기 위한 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 포트는 상기 압축기구에 있는 증기의 일부를 상기 압축기의 배출통로로 바이패스하도록 사용된다. 상기 방법은 포화 온도차를 계산하는 단계와, 계산된 포화 온도차가 소정의 설정값 빼기 소정의 불감대(deadband) 값보다 작은 것에 반응하여 상기 압축기에 대하여 제 1 체적비를 야기하는 제 1 위치로 상기 제어밸브를 이동시키도록 상기 제 1 밸브를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예는 압축 기구을 포함하는 압축기를 포함한다. 압축 기구은 흡입통로로부터 증기를 수용하고 압축된 증기를 배출통로로 제공하도록 구성되고 위치된다. 압축기는 상기 압축 기구에 있는 증기의 일부를 상기 배출통로로 바이패스하도록 상기 압축기구에 위치한 포트, 및 상기 포트를 통한 증기 유동을 제어하도록 구성되고 위치된 밸브를 또한 포함한다.
밸브는 상기 압축기구로부터 상기 배출통로로 증기가 유동할 수 있게 허용하는 제 1 위치와, 상기 압축기구로부터 상기 배출통로로 증기가 유동하는 것을 방지하기 위한 제 2 위치를 갖는다. 상기 압축기는 상기 밸브가 상기 제 2 위치에 놓이는 것에 반응하여 제 1의 체적비를 가지며, 상기 밸브가 상기 제 1 위치에 놓이는 것에 반응하여 제 2의 체적비를 갖는다. 상기 제 1의 체적비는 상기 제 2의 체적비보다 크다. 상기 밸브는 상기 압축기를 상기 제 1의 체적비나 상기 제 2의 체적비하에서 작동하도록 소정의 조건에 반응하여 제어될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예는 증기를 수용하기 위한 흡입통로, 증기를 공급하기 위한 배출통로, 한쌍의 서로 맞물리는 회전자를 포함하는 스크루 압축기를 포함한다. 서로 맞물리는 회전자들의 쌍의 가각의 회전자는 대응하는 실린더에 위치한다. 서로 맞물리는 회전자들의 쌍은 흡입통로로부터 증기를 수용하고 압축된 증기를 배출통로로 제공하도록 구성된다. 스크루 압축기는 서로 맞물리는 회전자들의 쌍에 의해서 형성된 압축 포켓에 있는 증기의 일부를 상기 배출통로로 바이패스시키도록 적어도 하나의 회전자 실린더에 위치한 포트와, 상기 포트를 통한 증기유동을 제어하도록 구성되고 위치한 밸브를 또한 포함한다. 밸브는 상기 압축 포켓으로부터 상기 배출통로로 증기가 유동하는 것을 허용하는 개방위치와, 상기 압축 포켓으로부터 상기 배출통로로 증기가 유동하는 것을 방지하는 폐쇄위치를 갖는다. 압축기는 상기 밸브가 상기 폐쇄위치에 놓이는 것에 반응하여 제 1의 체적비를 가지며, 상기 밸브가 상기 개방위치에 놓이는 것에 반응하여 제 2의 체적비를 갖는다. 상기 제 1의 체적비는 상기 제 2의 체적비 보다 크다. 상기 밸브는 상기 압축기를 상기 제 1의 체적비 또는 상기 제 2의 체적비로 작동시키도록 소정의 조건들에 반응하여 제어될 수 있다.
본 발명은 압축기 Vi에서 단계 변화를 제공하는 기구을 사용하여 압축기 효율을 최적화하기 위한 제어장치를 포함하며, Vi 제어 기구의 불필요한 사이클링을 최소화하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 한 장점은 낮은 체적비의 이용으로부터 얻어지는 양호한 부분-부하 성능으로 인하여 고정 체적비 압축기에 걸쳐서 개선된 에너지 효율 등급(EER)이 제공된다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 시스템 손실을 최소화하도록 시스템에서 압축기의 Vi가 압력 조건에 부합한다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 압축기의 배출압력과 측정된 배출압력을 평형화함으로써 낮은 응축기 압력하에서 개선된 압축기 효율이 제공되고 개선된 부분 부하 효율이 제공된다는 것이다.
도 1은 가열, 통기 및 공기조화 시스템의 예시적인 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 바람직한 증기압축장치의 등각도이다.
도 3 및 4는 증기압축장치의 바람직한 실시 예들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 체적비 제어장치의 바람직한 실시 예를 갖는 압축기의 부분 절개도이다.
도 6은 도 5의 압축기의 일부 확대도이다.
도 7은 제 1 체적비로 구성된 도 5의 압축기의 단면도이다.
도 8은 제 2 체적비로 구성된 도 5의 압축기의 단면도이다.
도 9는 다른 바람직한 실시 예에 따른 밸브 몸체를 갖는 도 5의 압축기의 단면도이다.
도 10은 바람직한 실시 예에 있어서 선택되고 포화된 배출온도에 대하여 밸브 몸체상에서의 힘 차이의 차트이다.
도 11은 체적비 제어장치의 다른 바람직한 실시 예를 갖는 압축기의 단면도이다.
도 12는 도 11의 압축기의 단면도이다.
도 13은 도 11의 압축기에 대한 구멍 패턴의 바람직한 실시 예이다.
도 14는 도 11의 압축기와 함께 사용될 수 있는 체적비 제어장치의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15는 체적비 제어장치와 함께 사용되는 밸브의 다른 실시 예를 갖는 압축기의 단면도이다.
도 16은 체적비 제어장치의 다른 실시 예를 갖는 압축기의 단면도이다.
도 17은 도 16의 압축기의 단면도이다.
도 18은 바람직한 구멍 패턴을 갖는 도 16의 압축기의 단면도이다.
도 19는 다른 체적비를 얻기 위하여 밸브 부재의 위치를 조겅하는데 사용되는 솔레노이드 밸브들에 대한 제어 로직을 나타낸 도면이다.
도 1은 통상적인 상업적 셋팅을 위해서 빌딩(12)에 있는 가열, 통기 및 공기조화(HVAC) 시스템(10)에 대한 바람직한 환경을 보여준다. 시스템(10)은 빌딩(12)을 냉각하도록 사용될 냉각 액체를 공급할 수 있는 증기 압축장치(14)를 포함할 수 있다. 시스템(10)은 빌딩(12)을 가열하도록 사용될 가열된 액체를 공급하기 위한 보일러(16), 및 빌딩(12)을 통해서 공기를 순환시키는 공기 분배장치를 포함할 수 있다. 공기 분배장치는 공기 복귀덕트(18), 공기 공급덕트(20) 및 에어 핸들러(22)를 또한 포함할 수 있다. 에어 핸들러(22)는 도관(24)에 의해서 보일러(16)와 증기 압축장치(14)에 연결되는 열교환기를 포함할 수 있다. 에어 핸들러(22)에 있는 열교환기는 장치(10)의 작동모드에 따라서 보일러(16)로부터 나오는 가열된 액체나 증기 압축장치(14)로부터 나오는 냉각된 액체를 수용할 것이다. 장치(10)는 빌딩(12)의 각 층에 있는 별도의 에어 핸들러를 구비하고 있는 것으로 도시되어 있지만, 그 부품들은 두개층 또는 그 이상의 층들이 공유할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 2와 3은 HVAC 시스템(10)에서 사용될 수 있는 바람직한 증기 압축장치(14)를 나타낸다. 증기 압축장치(14)는 압축기(32), 응축기(34), 팽창밸브(들) 또는 장치(들)(36), 증발기 또는 액체 냉각기(38)와 함께 기동하는 회로를 통해서 냉매를 순환시킬 수 있다. 증기 압축장치(14)는 제어 패널(40)을 또한 포함할 수 있는데, 제어 패널은 아날로그 디지털(A/D) 변환기(42), 마이크로프로세서(44), 비휘발성 메모리(46) 및 인터페이스 보드(48)를 포함할 수 있다. 증기 압축장치(14)에서 냉매로서 사용될 유체들의 몇몇 예들은 예를 들어 R-410A, R-407, R-134a, 하이드로플루오로 올레핀(HFO), 암모니아(NH3), R-717, 이산화탄소(C02), R-744와 같은 "천연(natural)" 냉매들, 또는 탄화수소 기지 냉매들, 수증기 또는 다른 적당한 타입의 냉매이다. 바람직한 실시 예에 있어서, 증기 압축장치(14)는 가변속 드라이브(VSDs)(52), 모터(50), 압축기(32), 응축기(34), 팽창밸브(36) 및/또는 증발기(38)중 하나 또는 그 이상을 이용할 것이다.
압축기(32)와 함께 사용되는 모터(50)는 가변속 드라이브(VSD)(52)에 의해서 전력을 인가받을 수 있고, 아니면 교류(AC) 또는 직류(DC) 전원으로부터 직접적으로 전력을 인가받을 수 있다. VSD(52)는, 사용되는 경우에, 상기 AC 전원으로부터 특정 고정 라인전압과 고정 라인주파수를 갖는 AC전력을 수용하고 가변전압과 가변주파수를 갖는 전력을 모터(50)로 제공한다. 모터(50)는 VSD에 의해서 전력을 인가받거나 또는 AC나 DC전원으로부터 직접적으로 전력을 인가받을 수 있다. 모터(50)는 다른 적당한 모터 타입, 예를 들면, 스위치드 리럭턴스 모터, 유도 전동기 또는 전기 정류 영구자석 모터가 될 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 증기나 가스 터빈 또는 엔진 및 관련부품들과 같은 다른 구동 기구들이 압축기(32)를 구동시키도록 사용될 수 있다.
압축기(32)는 냉매 증기를 압축하여 배출통로를 통해서 응축기(34)로 운반한다. 압축기(32)는 바람직한 일 실시 예에서 스크루 압축기가 될 수 있다. 압축기(32)에 의해서 응축기(34)로 운반된 냉매 증기는 열을 유체, 예를 들어 물이나 공기로 전달한다. 유체와의 열교환의 결과로서 냉매 증기는 응축기(34)에서 냉매 액체로 응축된다. 응축기(34)로부터 배출되는 액체 냉매는 팽창장치(36)를 통해서 증발기(38)로 유동한다. 도 3에 도시된 바람직한 실시 예에 있어서, 응축기(34)는 수냉되고, 냉각탑(56)에 연결된 튜브 번들(54)을 포함한다.
증발기(38)로 운반된 액체 냉매는 응축기(34)에 대하여 사용된 동일한 타입의 유체이거나 혹은 아닌 다른 유체로부터 열을 흡수하고, 냉매 증기로의 상 변화를 겪게 된다. 도 3에 도시된 바람직한 실시 예에 있어서, 증발기(38)는 냉각 부하에 연결된 복귀라인(60R)과 공급라인(60S)을 갖는 튜브 번들을 포함한다. 처리 유체, 예를 들어 물, 에틸렌 글리콜, 염화칼슘 브라인, 염화나트륨 브라인, 또는 다른 적당한 액체가 복귀라인(60R)을 거쳐서 증발기(38)로 들어가고 공급라인(60S)을 거쳐서 증발기(38)를 빠져나간다. 증발기(38)는 튜브들에 있는 처리유체의 온도를 낮춘다. 증발기(38)에 있는 튜브 번들은 다수의 튜브들과 다수의 튜브 번들을 포함할 수 있다. 증기 냉매는 사이클을 완성하도록 증발기(38)를 빠져나가서 흡입라인에 의해서 압축기(32)로 복귀한다.
도 4는 도 3과 유사한 도면으로서, 응축기(34)와 팽창장치(36) 사이에 통합된 중간 회로(64)를 갖는 증기 압축장치(14)를 나타낸다. 중간회로(64)는 응축기(34)에 직접 연결되거나 유체 연결될 수 있는 유입 라인(68)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 유입 라인(68)은 중간 베셀(vessel)(70)의 상류에 위치한 팽창장치(66)를 포함한다. 중간 베셀(70)은 바람직한 실시 예에서 플래쉬 탱크가 될 수 있고, 플래쉬 중간냉각기(flash intercooler)로서 언급된다. 다른 바람직한 실시 예에서, 중간 베셀(70)은 열교환기 또는 "표면 절탄기(surface economizer)"로서 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 구성에 있어서, 예를 들어 중간 베셀(70)은 플래쉬 탱크로서 사용되고, 제 1 팽창장치(66)는 응축기(34)로부터 수용된 액체의 압력을 낮추도록 작동한다. 팽창과정 동안에, 액체의 일부는 증발한다. 중간 베셀(70)은 제 1 팽창장치(66)로부터 수용된 액체와 증기를 분리하도록 사용될 것이며, 액체의 추가적인 팽창을 허용할 것이다. 증기는 흡입과 배출의 중간압력이나 압축의 중간단계하에서 중간 베셀(70)로부터 라인(74)을 통해서 흡입구, 포트로 압축기(32)에 의해 취출된다. 중간 베셀(70)에서 수집되는 액체는 팽창 공정으로부터 낮은 엔탈피하에 있게 된다. 중간 베셀(70)로부터 배출되는 액체는 라인(72)에서 제 2 팽창장치(36)를 통해서 증발기(38)로 유동한다.
바람직한 실시 예에 있어서, 압축기(32)는 압축기(32)의 작동 부품들을 포함하는 압축기 하우징을 포함할 수 있다. 증발기(38)로부터 나오는 증기는 압축기(32)의 흡입통로로 향할 수 있다. 압축기(32)는 압축기구를 사용하여 증기를 압축하고 압축된 증기를 배출통로를 통해서 응축기(34)로 운반한다. 모터(50)는 구동 샤프트에 의해서 압축기(32)의 압축기구에 연결될 것이다.
증기는 압축기(32)의 흡입통로로부터 유동하여 압축기구의 압축포켓으로 들어간다. 압축 포켓은 증기를 압축시키기 위한 압축기구의 작동에 의해서 크기가 감소하게 된다. 압축된 증기는 배출통로내로 배출될 수 있다. 예를 들면, 스크루 압축기에 대하여, 압축 포켓은 압축기의 회전자들의 표면들 사이에서 한정된다. 압축기의 회전자들이 서로 결합함에 따라서, 로브(lobes)로 언급되는 압축기의 회전자들 사이에 있는 압축 포켓들은 크기가 감소하게 되고, 압축기의 배출측으로 축방향으로 이동된다.
증기가 압축 포켓에서 이동함에 따라서, 포트는 배출단부 전에 압축기구에 위치할 수 있다. 포트는 압축기구에 있는 중간지점으로부터 배출통로로 압축 포켓에 있는 증기에 대한 유동경로를 제공할 수 있다. 밸브는 포트에 의해서 제공되는 유동경로를 개방(완전히 또는 부분적으로) 및 폐쇄시키도록 사용될 수 있다. 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브는 배출통로에 이르기전에 포트로부터 나오는 증기의 유동을 가능하게 또는 불가능하게 함으로써 압축기(32)의 체적비를 제어하도록 사용될 수 있다. 밸브는 밸브의 위치에 따라서 압축기들(32)에 대하여 2개(또는 그 이상)의 소정 체적비들을 제공할 수 있다.
압축기들(32)에 대한 체적비는 흡입통로로 들어가는 증기의 체적(또는 증기의 압축이 시작되기 전에 압축 포트에 있는 증기의 체적)을 배출통로로부터 배출되는 증기의 체적(또는 증기의 압축 후에 압축 포트로부터 얻어진 증기의 체적)으로 나눔으로써 계산될 수 있다. 상기 포트는 압축기구의 배출단부 전 또는 그 상류에 위치하므로, 포트로부터 배출통로로 유동하는 증기 유동은 배출통로에서 증기의 체적을 증가시킬 수 있다. 왜냐하면, 포트로부터 나오는 큰 체적을 갖는 부분 압축 증기는 작은 체적을 갖는 압축기구의 배출단부로부터 완벽하게 또는 완전히 압축된 증기와 혼합되기 때문이다. 포트로부터 나오는 증기의 체적은 압축기구의 배출단부로부터 나오는 증기의 체적보다 크다. 왜냐하면, 압력과 체적은 반비례하고, 그러므로 낮은 압력의 증기는 높은 압력의 증기보다 큰 체적을 갖기 때문이다. 그러므로, 압축기(32)에 대한 체적비는 증기가 포트로부터의 유동을 허용하는가 안하는가에 따라서 조정될 수 있다. 밸브가 폐쇄위치에 있는 경우에, 즉 증기가 포트로부터 유동하는 것을 밸브가 방지하는 경우에, 압축기(32)는 전체-부하 체적비로 작동한다. 밸브가 개방위치에 있는 경우에, 즉 증기가 포트로부터 유동하는 것을 밸브가 허용하는 경우에, 압축기는 전체-부하 체적비보다 작은 부분-부하 체적비로 작동한다. 바람직한 실시 예에 있어서, 전체-부하 체적비와 부분-부하 체적비 사이의 차이를 결정할 수 있는 다수의 요소들이 존재한다. 예를 들면, 포트들의 수와 위치, 밸브에 의해서 포트를 통한 유동이 허용되는 증기 유동의 양이 압축기(32)에 대한 부분-부하 체적비를 조정하도록 모두 사용될 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 포트들(88)의 구성이나 형상은 압축기(32)의 부분-부하 체적비를 조정하기 위해서 사용될 수 있다.
도 5와 6은 압축기의 바람직한 실시 예를 나타낸다. 압축기(132)는 압축기들(132)의 작동 부품들을 포함하는 압축기 하우징(76)을 포함한다. 압축기 하우징(76)은 흡입 하우징(78)과 회전자 하우징(80)을 포함한다. 증발기(38)로부터 나오는 증기는 압축기(132)의 흡입통로(84)를 향할 수 있다. 압축기(132)는 증기를 압축하고 압축된 증기를 배출통로(82)를 통해서 응축기(34)로 운반한다. 모터(50)는 구동 샤프트에 의해서 압축기(132)의 회전자들에 연결될 것이다. 압축기(132)의 회전자들은 서로 맞물리는 랜드(lands)와 홈들에 의해서 서로 부합하여 결합될 수 있다. 압축기(132)의 회전자들의 각각은 회전자 하우징(80) 내에서 정확히 기계가공된 실린더(86)에서 회전할 수 있다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바람직한 실시 예에 있어서, 포트(88)는 회전자들의 배출단부에 앞서서 실린더(86)에 위치할 수 있다. 포트(88)는 압축포켓에 있는 증기에 대한 유동경로를 회전자들에 있는 중간 지점으로부터 배출통로(82)로 제공할 수 있다. 밸브(90)는 포트(88)에 의해서 제공된 유동경로를 개방(완전히 또는 부분적으로) 및 폐쇄하도록 사용될 수 있다. 밸브(90)는 회전자들의 아래에 위치할 수 있고 수증기의 유동에 대하여 대체로 수직으로 연장될 수 있다. 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브(90)는 포트(88)로부터 배출통로(82)로 증기의 유동을 가능하게하거나 불가능하게 함으로써 압축기(132)의 체적비를 자동으로 제어할 수 있다. 밸브(90)는 밸브(90)의 위치에 다라서 압축기(132)에 대한 2개(또는 그 이상)의 소정 체적비를 제공할 수 있다. 포트(88)는 수컷 회전자 및/또는 암컷 회전자와 연관된 실린더(86)의 부분들에서 실린더(86)를 통해서 연장될 수 있다. 바람직한 실시 예에 있어서, 수컷 회전자와 연관된 포트(들)(88)의 크기는 암컷 회전자와 연관된 포트(들)(88)의 크기와는 다를 것이다. 배출통로(82)는 밸브(90) 아래로 부분적으로 연장될 것이며, 포트들(88)은 배출통로(82)에 유체 연결된 채널들을 포함할 것이다.
도 7 및 8은 증기가 포트(88)로부터 배출통로(82)로 유동하는 것을 허용하거나 방지하기 위해서 각각 개방위치와 폐쇄위치에 놓이는 밸브(90)를 나타낸다. 도 7에 있어서, 밸브(90)는 폐쇄위치에 위치하고, 이에 의해서 증기가 포트(88)로부터 배출통로(82)로 유동하는 것을 방지하거나 차단한다. 밸브(90)가 폐쇄위치에 놓이면, 압축기(132)에 대한 전체-부하 체적비를 초래하는 증기가 배출통로(82)로 축방향으로 이동함에 따라서, 압축기(132)에 있는 회전자들에 의한 증기의 압축은 회전자들에 의한 체적의 감소를 통해서 일어날 수 있다.
도 8에 있어서, 밸브(90)는 개방위치에 놓이고, 이에 의해서 포트(88)로부터 배출 통로(82)로 증기가 유동할 수 있게 된다. 밸브(90)가 개방위치에 놓이면, 증기가 배출 통로(82)를 통해서 축방향으로 이동함에 따라서, 압축기(132)에 있는 회전자들에 의한 증기의 압축기 회전자들에 의해서 체적의 감소를 통해 발생할 수 있다. 그러나, 증기의 일부는 포트(88) 내로 유동할 수 있고, 다음에는 배출 통로(82)로 유동할 수 있다. 다시 말하자면, 압축 포트에 있는 증기의 일부는 밸브(90)가 개방위치에 있는 경우에 포트(88)를 통해서 배출 통로(82)로 이동함에 의해서 회전자들의 일부를 바이패스할 수 있다. 회전자들의 배출단부로부터 배출 통로(82)에 있는 증기와 포트(88)로부터 나온 증기는 배출측에서 증기의 큰 체적과 압축기(132)에 대한 부분-부하 압축비를 야기한다.
밸브(90)는 불필요한 누설을 회피하기 위해서 보어(104)에 넉넉하게 위치한 밸브 몸체나 셔틀(102)을 포함할 수 있다. 밸브 몸체(102)는 유체의 누설을 방지하기 위해서 하나 또는 그 이상의 개스켓이나 밀봉을 포함할 수 있다. 밸브 몸체(102)는 큰 직경부(106)와 작은 직경부(108)를 포함하는 가변 직경을 가질 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같은 바람직한 일 실시 예에 있어서, 밸브 몸체(102)는 실린더(86)에 있는 각각의 포트(88)에 대응하는 큰 직경부(106)를 가질 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 보어(104)의 단부들은 밀봉될 수 있고, 보어(104)의 부분들이나 체적은 밸브 몸체(102)를 보어(104)내에서 전후진 시키도록 유체로 가압되거나 통기될 수 있다. 밸브 몸체(102)가 폐쇄위치에 놓이는 경우(도 7 및 9 참조), 밸브 몸체(102)의 큰 직경부(들)(106)은 포트들(88)을 차단하거나 폐쇄한다. 밸브 몸체(102)가 개방위치에 놓이는 경우(도 8 참조), 밸브 몸체(102)의 작은 직경부(108)는 포트(88)로부터 나오는 증기가 작은 직경부(108) 주위를 거쳐서 배출통로(82)로 유동하는 것을 허용하도록 포트(88) 근처에 위치한다.
바람직한 실시 예에 있어서, 밸브(90)는 흡입압력, 즉 흡입통로(84)로 들어가는 증기의 압력, 및 배출압력, 즉 배출통로(82)로부터 배출되는 증기의 압력에 반응하여 자동적으로 개폐될 수 있다. 예를 들면, 흡입압력은 배출 몸체(102)의 일단부에 위치한 큰 직경부에 작용하고, 배출압력은 밸브 몸체(102)의 타단부에 위치한 작은 직경부(108)에 작용한다. 흡입압력하의 유체는 밸브 몸체(102)에 제 1의 힘을 생성하도록 내부 또는 외부 배관을 통해서 보어(104)와 큰 직경부(106)에 제공될 수 있다. 밸브 몸체(102)에 작용하는 제 1의 힘은 유체압력(흡입압력)에 큰 직경부(106)의 면적을 곱한 것과 같을 수 있다. 마찬가지로, 배출압력하의 유체는 밸브 몸체(102)에 작용하는 제 1의 힘에 반대로 밸브 몸체(102) 상에 제 2의 힘을 생성하도록 내부 또는 외부 배관을 통해서 보어(104)와 작은 직경부(108)에 제공될 수 있다. 밸브 몸체(102)에 작용하는 제 2의 힘은 유체압력(배출압력)에 작은 직경부(109)의 면적을 곱한 것과 같을 수 있다.
제 1의 힘이 제 2의 힘과 같은 경우에, 밸브 몸체(102)는 실질적으로 정적인 위치에서 유지될 수 있다. 제 1의 힘이 제 2의 힘을 초과하는 경우에, 밸브 몸체(102)는 개방위치나 폐쇄위치에 밸브(90)를 위치시키도록 보어(104) 내에서 가압되거나 이동될 수 있다. 도 7에 도시된 바람직한 실시 예에 있어서, 제 1의 힘은 밸브 몸체(102)를 폐쇄위치로 향하게 한다. 이에 비해서, 제 2의 힘이 제 1의 힘보다 큰 경우에, 밸브 몸체(102)는 제 1의 힘이 큰 경우에 얻어진 위치로부터 반대위치로 밸브(90)를 위치시키도록 보어(104) 내에서 가압되거나 이동될 수 있다. 도 8에 도시된 바람직한 실시 예에 있어서, 제 2의 힘은 밸브 몸체(102)를 개방위치로 향하게 한다. 도 10은 바람직한 실시 예에서 선택된 포화 배출온도들에 대하여 밸브 몸체(102)에 작용하는 제 1의 힘과 제 2의 힘 사이의 온도차(그리고 대응하는 밸브 위치들)를 보여주고 밸브 몸체(102)에 대한 특정한 스위치 포인트의 예를 제시하는 차트이다. 스위치 포인트는 밸브 몸체(102)에 작용하는 압력이나 스프링력을 조정하여 이동될 수 있다.
바람직한 실시 예에 있어서, 큰 직경부(106)와 작은 직경부(108)의 크기화는 흡입압력과 배출압력이 소정 포인트에 도달하는 경우에 밸브 몸체(102)의 자동적인 운동을 허용할 것이다. 예를 들면, 소정 포인트는 소정의 압축비나 소정의 체적비와 상관관계가 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브(90)는 밸브 몸체(102)의 운동을 2개 위치(예를 들면, 폐쇄 및 개방)로 제한하기 위해서 기계적인 스톱, 예를 들면 보어(104)에 위치된 쇼울더를 포함할 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브 몸체(102)는 압축기(132)에 대한 다른 체적비를 얻기 위해서 포트(88)로부터 증기가 부분적으로 유동하는 것을 허용하는 개방 및 폐쇄위치 사이의 중간위치로 이동될 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브 몸체(102)는 포트(88)로부터 나오는 증기 유동량에 기초하여 압축기(132)에 대한 다른 체적비를 얻기 위하여 직경의 변화가 허용되는 가변 직경들의 몇몇을 가질 수 있다.
다른 바람직한 실시 예에 있어서, 제 1의 힘을 보충하기 위해서 큰 직경부(106) 근처에서 스프링이 보어(104) 내에 위치할 수 있다. 스프링의 사용은 폐쇄위치와 개방위치 사이에서의 천이를 매끄럽게 할 수 있고, 만약 힘의 차이가 스위칭 포인트 근처에서 유지되면 위치들 사이에서의 빈번한 스위칭을 회피할 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 스프링은 제 2의 힘을 보충하기 위해서 작은 직경부(108) 근처에서 스프링이 보어(104) 내에 위치할 수 있다.
다른 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브 몸체(102)의 위치는 밸브 몸체(102)의 각 단부에 작용하는 압력을 변화시키기 위해서 하나 또는 그 이상의 솔레노이드밸브를 사용하여 제어될 수 있다. 솔레노이드밸브는 압축기(132)의 외부에서 흡입압력과 배출압력을 감지하고 밸브 몸체(102)의 각 단부에 작용하는 압력을 조정함으로써 제어될 수 있다.
도 11 내지 도 14에 도시된 바람직한 실시 예에 있어서, 포트들(288)은 회전자들의 배출단부에 도달하기 전에 실린더(286)에 위치할 수 있다. 포트들(288)은 회전자들에 있는 중간지점으로부터 배출통로(282)로 압축 포켓에 있는 증기에 대한 유동경로를 제공할 수 있다. 밸브들(290)은 포트들(288)에 의해서 제공된 유동경로를 개방(완전히 또는 부분적으로) 및 폐쇄시키기 위해서 사용될 수 있다. 밸브들(290)은 회전자들 아래에 위치하여 압축기(232)에 있는 증기의 유동에 대체로 평행하게 연장된다. 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브들(290)은 포트들(288)로부터 나오는 증기가 장치 조건에 반응하여 배출통로(282)로 유동할 수 있게 하거나 불가능하게 함으로써 압축기(232)의 체적비를 제어할 수 있다. 밸브들(290)은 밸브들(290)의 위치에 따라서 압축기(232)에 대한 2개(또는 그 이상)의 소정 체적비를 제공할 수 있다. 포트들(288)은 수컷 회전자 및/또는 암컷 회전자와 연관된 실린더(286)의 부분에서 실린더(286)를 통해서 연장될 수 있다. 바람직한 실시 예에 있어서, 수컷 회전자와 연관된 포트들(288)의 크기는 암컷 회전자와 연관된 포트들(288)의 크기와는 다를 것이다. 배출 통로(282)는 밸브들(290) 아래에서 부분적으로 연장되고, 포트들(288)은 배출 통로(282)에 유체 연결된 채널들을 포함할 것이다.
도 12는 밸브(290A)가 폐쇄위치에 위치하여 포트(288)로부터 배출 통로(282)로의 증기 유동을 방지하거나 차단하는 것을 나타내며, 밸브(290B)가 개방위치에 위치하여 포트(288)로부터 배출 통로(282)로의 증기 유동을 허용하는 것을 나타낸다. 밸브(290A)가 폐쇄위치에 위치하고 밸브(290B)가 개방위치에 위치하면, 증기가 두 밸브들(290A,290B)에 대한 배출통로(282) 쪽으로 축방향으로 이동함에 따라서, 압축기(232)에서 회전자들에 의한 증기의 압축은 회전자들에 의한 체적의 감소를 통해서 진행될 수 있다. 그러나, 증기의 일부는 밸브(290B)와 연관된 포트들(288) 내로 유동하고 다음에는 배출 통로(282)로 유동할 수 있다. 회전자들의 배출단부로부터 배출 통로(282)에 있는 증기 및 밸브(290B)와 연관된 포트들(288)로부터 나오는 증기는 배출측에서 증기의 큰 체적 및 압축기(232)에 대한 제 1의 부분-부하 압축비를 야기한다.
밸브(290A)와 밸브(290B)가 폐쇄위치에 위치하는 경우, 증기가 배출통로(282) 쪽으로 축방향으로 이동함에 따라서(압축기(232)에 대한 전체-부하 체적비의 결과를 초래함), 압축기(232)에서 회전자들에 의한 증기의 압축은 회전자들에 의한 체적의 감소를 통해서 진행될 수 있다. 밸브(290A)와 밸브(290B)가 개방위치에 위치하는 경우, 증기가 배출통로(282) 쪽으로 축방향으로 이동함에 따라서, 압축기(232)에서 회전자들에 의한 증기의 압축은 회전자들에 의한 체적의 감소를 통해서 진행될 수 있다. 그러나, 증기의 일부는 포트들(288) 내로 유동하고 다음에는 배출 통로(282)로 유동할 수 있다. 다시 말해서, 압축 포트에 있는 증기의 일부는, 밸브(290A)와 밸브(290B)가 개방위치에 위치하는 경우에 포트(288)를 통해서 배출 통로(282)로 이동함에 의해서 회전자들의 일부를 바이패스시킬 수 있다. 회전자들의 배출단부로부터 배출 통로(282)에 있는 증기 및 포트들(288)로부터 나오는 증기는 배출측에서 증기의 큰 체적 및 압축기(232)에 대한 제 2의 부분-부하 압축비(제 1의 부분-부하 압축비보다 작다)를 야기한다.
밸브들(290)은 불필요한 누설을 피하기 위해서 보어(204)에 여유있게 위치한 밸브 몸체(202)를 포함할 수 있다. 밸브 몸체(202)는 유체의 누설을 방지하기 위해서 하나 또는 그 이상의 개스킷이나 밀봉을 포함할 수 있다. 밸브 몸체(202)는 대체로 균등한 직경을 가질 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 보어(204)의 일단부는 밀봉되고, 유체 연결부(206)는 보어(204)의 밀봉된 단부 근처에 제공될 수 있다. 보어(204)의 타단부는 배출압력하에서 유체에 노출될 수 있다. 유체 연결부(206)는 보어(204) 내에서 밸브 몸체(202)를 전후로 이동시키기 위해서 보어(204)의 밀봉된 단부에서 유체압력의 크기를 조정하도록, 즉 보어(204)의 밀봉된 단부를 가압하거나 통기하도록 사용될 수 있다. 유체 연결부(206)는 유체 연결부(206)를 통해서 보어(204)의 밀봉된 단부로 다른 압력의 유체를 공급하는데 사용되는 예를 들어 비례밸브 또는 3-방 밸브인 밸브(208)(도 14 참조)에 연결될 수 있다. 밸브(208)는 배출압력(PD)하의 유체, 배출압력보다 작은 참조압력(PREF)하의 유체, 또는 배출압력과 참조압력하의 유체의 혼합물이 유체 연결부(206) 내로 유동하도록 허용할 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 참조압력은 흡입압력과 같거나 클 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브(208)는 윤활장치로부터 나오는 오일하에서 작동될 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 하나 이상의 밸브가 유체 연결부(206)로 유체를 공급하도록 사용될 수 있다. 밸브(208)는 배출압력, 흡입압력, 증발온도, 응축온도 또는 다른 적당한 매개변수들과 같은 측정된 장치 매개변수들에 기초하여 제어장치에 의해서 제어될 수 있다. 밸브 몸체(202)가 폐쇄위치에 있는 경우에, 밸브 몸체(202)는 포트들(288)을 차단 또는 폐쇄시킨다. 밸브 몸체(202)가 개방위치에 있는 경우에, 밸브 몸체(202)는 포트들(288)로부터 나오는 증기가 배출 통로(282)로 유동하는 것을 허용하기 위해서 포트들(288)로부터 적어도 부분적으로 멀어지게 이동한다. 압축 포켓에서의 압력이 배출압력보다 높은 압력이기 때문에, 증기는 포트들(288)로부터 배출통로(282)로 유동할 수 있다. 일단 증기가 포트들(288)로 들어가면, 증기가 보어(204)내로 팽창하기 때문에 증기의 압력강하가 일어날 수 있다.
바람직한 실시 예에 있어서,보어(204)의 밀봉된 단부로부터 유체를 공급하거나 철수시키는 것에 반응하여 밸브들(290)이 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 밸브 몸체(202)를 폐쇄위치내로 이동시키기 위해서, 배출압력하의 유체가 밸브(208)에 의해서 유체 연결부(206)에 제공된다. 배출압력하의 유체는 밸브 몸체(202)의 반대쪽에 작용하는 힘을 극복함으로써 포트들(288)을 폐쇄 또는 밀봉하도록 밸브 몸체(202)를 보어(204)의 밀봉된 단부로부터 멀어지게 이동시킨다. 이에 비해서, 밸브 몸체(202)를 개방위치로 이동시키기 위해서, 참조압력하의 유체가 밸브(208)에 의해서 유체 연결부(206)에 제공된다. 참조압력하의 유체는 밸브 몸체(202)의 반대쪽에 작용하는 힘이 보어(204)의 밀봉된 단부에서 밸브 몸체(202)에 작용한 힘보다 크기 때문에 포트들(288)을 개방시키도록 밸브 몸체(202)를 보어(204)의 밀봉된 단부쪽으로 이동시킬 수 있다. 보어(204)의 밀봉된 단부에서 유체압력의 크기를 조정하기 위해서 밸브(208)를 사용하면, 특정 장치조건에 반응하여 밸브들(290)을 개폐시킬 수 있게 된다.
다른 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브를 폐쇄시키도록 사용되는 유체의 힘을 보충하기 위해서 보어(204)의 밀봉단부에는 스프링이 위치할 수 있다. 스프링의 사용은 폐쇄위치와 개방위치 사이에서의 천이를 원활하게 할 수 있고, 만일 힘의 차이가 스위칭 포인트 근처에서 유지되면 위치들 사이에서의 빈번한 스위칭을 회피할 수 있다.
다른 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브들(290)은 한 밸브(290)는 개방되고 다른 밸브(290)는 폐쇄될 수 있도록 독립적으로 제어될 수 있다. 밸브들(290)이 독립적으로 제어되는 경우에, 각각의 밸브(290)는 장치 조건에 의해서 결정됨에 따라서 밸브(290)로 유체를 공급하도록 독립적으로 제어되는 대응하는 밸브(208)를 가질 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브들(290)은 밸브들을 동시에 개폐시키도록 함께 제어될 수 있다. 밸브들이 함께 제어되는 경우, 밸브들(290)로 유체를 공급하기 위해서 단일 밸브(208)가 사용될 수 있다. 그러나, 각각의 밸브(290)는 밸브들(290)을 개방 또는 폐쇄시키도록 공통 또는 결합 제어신호들을 수신하는 대응하는 밸브(208)를 가질 것이다.
도 15에 도시된 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 보어들(204)은 채널들(210)에 의해서 배출 통로(282)에 연결될 것이다. 보어(204)의 크기가 보어(204)와 배출 통로(282) 사이의 직접적인 유체연결을 허용하지 않는 경우에 채널들(210)이 사용될 것이다. 채널들(210)은 보어(204)로부터 배출 통로(282)로 유체 유동을 허용하기 위해서 적당한 크기와 형상을 가질 수 있다.
도 16 내지 도 18에 도시된 바람직한 실시 예에 있어서, 포트들(388)은 회전자들의 배출단부에 이르기 전에 실린더(386)에 위치할 수 있다. 포트들(388)은 압축포켓에 있는 증기가 회전자들의 중간 지점으로부터 배출 통로(282)로 유동하는 유동경로를 제공할 수 있다. 밸브(390)는 포트들(388)에 의해서 제공되는 유동경로를 개방(완전히 또는 부분적으로) 및 폐쇄시키도록 사용될 수 있다. 밸브(390)는 회전자들 사이에서 대체로 중앙에 있는 위치에서 회전자들 아래에 위치할 수 있고, 압축기(332)에서 증기의 유동에 대체로 평행하게 연장된다. 바람직한 실시 예에 있어서, 밸브(390)는 장치 조건에 반응하여 포트들(388)로부터 배출 통로(282)로 증기의 유동을 가능하게 또는 불가능하게 함으로써 압축기(332)의 체적비를 제어할 수 있다. 밸브(390)는 밸브(390)의 위치에 따라서 압축기(332)에 대한 2개(또는 그 이상)의 소정 체적비를 제공할 수 있다. 포트들(388)은 수컷 회전자 및/또는 암컷 회전자와 연관된 실린더(386)의 부분에서 실린더(386)를 통해서 연장될 수 있다. 바람직한 실시 예에 있어서, 수컷 회전자와 연관된 포트들(388)의 크기는 암컷 회전자와 연관된 포트들(388)의 크기와는 다르다.
도 16은 밸브(390)가 폐쇄위치에 위치하여 포트(388)로부터 배출 통로(382)로의 증기 유동을 방지하거나 차단하는 것을 나타낸다. 밸브(390)가 폐쇄위치에 위치하는 경우, 증기가 배출통로(382) 쪽으로 축방향으로 이동함에 따라서(압축기(332)에 대한 전체-부하 체적비의 결과를 초래함), 압축기(332)에서 회전자들에 의한 증기의 압축은 회전자들에 의한 체적의 감소를 통해서 진행될 수 있다. 도 17은 밸브(390)가 개방위치에 위치하여 포트(388)로부터 배출 통로(382)로의 증기 유동을 허용하는 것을 나타낸다. 밸브(390)가 개방위치에 위치하는 경우, 증기가 배출통로(382) 쪽으로 축방향으로 이동함에 따라서, 압축기(332)에서 회전자들에 의한 증기의 압축은 회전자들에 의한 체적의 감소를 통해서 진행될 수 있다. 그러나, 증기의 일부는 포트들(388) 내로 유동하고 다음에는 배출 통로(382)로 유동할 수 있다. 다시 말해서, 압축 포트에 있는 증기의 일부는, 밸브(390)가 개방위치에 위치하는 경우에 포트(388)를 통해서 배출 통로(382)로 이동함에 의해서 회전자들의 일부를 바이패스시킬 수 있다. 회전자들의 배출단부로부터 배출 통로(382)에 있는 증기 및 포트들(388)로부터 나오는 증기는 배출측에서 증기의 큰 체적 및 압축기(332)에 대한 제 2의 부분-부하 압축비(제 1의 부분-부하 압축비보다 작다)를 야기한다.
밸브(390)는 불필요한 누설을 회피하기 위해서 보어(304)에 넉넉하게 위치한 밸브 몸체(302)를 포함할 수 있다. 밸브 몸체(302)는 유체의 누설을 방지하기 위해서 하나 또는 그 이상의 개스켓이나 밀봉을 포함할 수 있다. 밸브 몸체(302)는 대체로 균등한 직경을 가질 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 보어(304)의 일단부는 밀봉될 수 있고, 유체 연결부(306)가 보어(304)의 밀봉된 단부 근처에 위치할 수 있다. 보어의 타단부는 배출압력하의 유체에 노출될 수 있다. 유체 연결부(306)는 보어(304) 내에서 밸브 몸체(302)를 전후로 이동시키기 위하여 보어(204)의 밀봉된 단부에서의 유체압력의 크기를 조정하도록, 즉 보어(204)의 밀봉된 단부를 가압하거나 통기하도록 사용될 수 있다. 유체 연결부(306)는 유체 연결부(306)를 통해서 보어(304)의 밀봉된 단부로 다른 압력의 유체를 공급하는데 사용되는 예를 들어 비례밸브 또는 3-방 밸브인 밸브에 연결될 수 있다. 배출압력(PD)하의 유체, 배출압력보다 작은 참조압력(PREF)하의 유체, 또는 배출압력과 참조압력하의 유체의 혼합물이 유체 연결부(306) 내로 유동할 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 하나 이상의 밸브가 유체 연결부(306)로 유체를 공급하도록 사용될 수 있다. 유체 연결부(306)는 배출압력, 흡입압력, 증발온도, 응축온도 또는 다른 적당한 매개변수들과 같은 측정된 장치 매개변수들에 기초하여 제어장치에 의해서 제어될 수 있다. 밸브 몸체(302)가 폐쇄위치에 있는 경우에, 밸브 몸체(302)는 포트들(388)을 차단 또는 폐쇄시킨다. 밸브 몸체(302)가 개방위치에 있는 경우에, 밸브 몸체(302)는 포트들(388)로부터 나오는 증기가 배출 통로(382)로 유동하는 것을 허용하기 위해서 포트들(388)로부터 적어도 부분적으로 멀어지게 이동한다.
바람직한 실시 예에 있어서, 밸브(390)는 보어(304)의 밀봉된 단부로부터 유체의 공급이나 철수에 반응하여 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 밸브 몸체(302)를 폐쇄위치로 이동시키기 위해서, 배출압력하의 유체가 유체 연결부(306)에 제공된다. 배출압력하의 유체는 밸브 몸체(302)의 반대쪽에 작용하는 힘을 극복함으로써 포트들(388)을 폐쇄 또는 밀봉하도록 보어(304)의 밀봉된 단부로부터 멀어지도록 밸브 몸체(302)를 이동시킨다. 이에 비해서, 밸브 몸체(302)를 개방위치로 이동시키기 위해서, 참조압력하의 유체가 유체 연결부(306)에 제공된다. 밸브 몸체(302)의 반대쪽에 작용하는 힘이 보어(304)의 밀봉된 단부에서 밸브 몸체(302)에 작용하는 힘보다 크므로, 참조압력하의 유체는 포트들(388)을 개방시키기 위해서 보어(304)의 밀봉된 단부쪽으로 밸브 몸체(302)를 이동시킬 수 있다. 보어(304)의 밀봉된 단부의 가압이나 통기는 특정 조건에 반응하여 밸브(390)가 개폐될 수 있도록 허용한다.
다른 바람직한 실시 예에 있어서, 스프링은 밸브를 폐쇄시키도록 사용되는 유체의 힘을 보충하기 위해서 보어(304)의 밀봉된 단부에 위치할 수 있다. 스프링의 사용은 폐쇄위치와 개방위치 사이의 천이를 원활하게 할 수 있다.
바람직한 실시 예들에 있어서, 체적비 제어장치의 포트들 및/또는 밸브들은 포트들 및/또는 밸브들의 크기를 조정하고, 및/또는 회전자들 및/또는 배출 경로에 대하여 포트들 및/또는 밸브들의 위치를 조정함으로써, 압축기의 체적비를 조정하기 위해서 사용될 수 있다. 포트들의 크기를 증가시킴으로써, 큰 체적의 증기가 포트를 통과할 수 있다. 마찬가지로, 포트들의 크기를 감소시킴으로써, 작은 체적의 증기가 포트를 통과할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 한 밸브에 대하여 다중의 포트들을 포함함으로써 증기의 체적을 증가시킬 수 있다. 포트들과 밸브들을 회전자들의 배출단부에 근접하게 위치시킴으로써, 포트들을 통해서 이동하는 증기의 체적에서의 차이는 낮아질 수 있다. 마찬가지로, 포트들과 밸브들을 회전자들의 배출단부로부터 멀리 위치시킴으로써, 포트들을 통해서 이동하는 증기의 체적에서의 차이는 커질 수 있다.
다른 바람직한 실시 예들에 있어서, 밸브들에 사용된 보어들과 밸브 몸체들은 쉽게 제조할 수 있는 표준 형상들을 가질 수 있다. 예를 들면, 보어들은 직원기둥 형상을 포함한 원통형상을 가질 수 있고, 밸브 몸체들은 직원기둥 형상을 포함한 대응하는 원통형 또는 피스톤 형상을 가질 수 있다. 그러나, 보어와 밸브 몸체들은 필요에 따라서 실린더에 있는 포트들을 개폐시킬 수 있는 적당한 형상을 가질 수 있다.
다른 바람직한 실시 예에 있어서, 슬라이드 밸브와 대응하는 제어는 체적비 제어장치와 함께 사용될 수 있다. 체적비 제어장치와 함께 슬라이드 밸브를 사용하는 것은 원활한 Vi 대 용량 곡선을 제공할 수 있다.
제어 패널, 컨트롤러 또는 제어장치(40)는 압축기로부터 다른 Vi 비를 얻기 위해서 도 5 내지 도 18을 참조하여 위에서 설명한 Vi 제어밸브와 같은 Vi 제어밸브의 위치를 제어하고 조정하도록 제어 알고리즘, 컴퓨터 프로그램이나 소프트웨어를 실행할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 제어 알고리즘은 제어 패널(40)의 비휘발성 메모리(46)에 저장된 컴퓨터 프로그램이나 소프트웨어가 될 수 있고, 제어 패널(40)의 마이크로프로세서(44)에 의해서 실행될 수 있는 일련의 명령어들을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 제어 알고리즘은 해당 기술분야의 숙련된 당업자에 의해서 디지털 및/또는 아날로그 하드웨어를 사용하여 이행되거나 실행될 것이다. 만약 하드웨어가 제어 알고리즘을 실행하도록 사용되면, 제어 패널(40)의 대응하는 구성은 필수적인 요소들을 통합하거나 더 이상 필요없는 요소들을 제거하도록 바뀔 수 있다.
Vi 제어밸브에 대한 제어 알고리즘은 실린더에 있는 포트(들)에 대한 Vi 제어밸브의 몸체들이나 밸브몸체의 위치를 조정하기 위해서 사용된 유체를 공급하는 대응하는 라인들, 파이프들 또는 연결부들에 위치한 하나 또는 그 이상의 밸브들을 개방 및/또는 폐쇄시키도록 사용될 수 있다. 공급 라인들에 있는 하나 또는 그 이상의 밸브들을 개방 및/또는 폐쇄시키는 것은 배출 및 흡입 포화온도 사이의 온도차, 포화 배출온도, 배출압력 대 흡입압력의 비 또는 배출압력을 기초로 할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 포화온도는 측정된 냉매압력으로부터 계산될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 응축기 및/또는 증발기에서 2개 위상 위치들에서 측정된 냉매온도가 사용될 것이다.
바람직한 일 실시 예에 있어서, 압축기로부터 3개의 다른 체적비 또는 체적 인덱스들(Vi)을 얻기 위해서 Vi 제어밸브의 밸브 몸체나 몸체들의 위치를 조정하도록 2개의 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다. 솔레노이드밸브들은 압축공정의 초기 지점에서 가스가 배출통로로 빠져나갈 수 있도록 허용하기 위해서 압축기 실린더에 있는 보조 배출 포트(들)이 개방될 수 있게 밸브 몸체의 위치를 제어하거나 조정할 수 있다. 마찬가지로, 솔레노이드밸브들은 압축공정의 초기 지점에서 가스가 실린더를 빠져나가는 것을 방지하기 위해서 압축기 실린더에 있는 보조 배출 포트(들)이 폐쇄될 수 있게 밸브 몸체의 위치를 제어하거나 조정할 수 있다.
바람직한 실시 예에 있어서, 솔레노이드밸브들은 압축기에 있는 Vi 제어밸브를 가압된 오일이나 압축기 흡입측에 연결할 수 있는 3-방 밸브들이 될 수 있다. 솔레노이드밸브가 활성화되는 경우에, Vi 제어밸브는 보조 배출포트를 개방시키도록 밸브 몸체를 이동시키는 가압 오일을 공급받는다. 솔레노이드밸브가 비활성화되는 경우에, Vi 제어밸브로부터 압축기 흡입측으로 오일을 배출할 수 있고, 그 결과 보조 배출포트를 폐쇄시키도록 밸브 몸체가 이동한다. Vi 제어밸브의 다른 구성을 사용하는 다른 실시 예에 있어서, 솔레노이드밸브의 활성화는 보조 배출포트를 폐쇄시키도록 밸브 몸체를 이동시키기 위해서 사용될 수 있고, 솔레노이드밸브의 비활성화는 보조 배출포트를 개방시키도록 밸브 몸체를 이동시키기 위해서 사용될 수 있다.
도 19는 포화된 온도차를 기초로 Vi 제어밸브와 연관된 2개의 솔레노이드 밸브들을 제어하기 위한 제어 알고리즘의 바람직한 실시 예를 나타낸다. 포화된 온도차는 포화된 배출온도에서 포화된 흡입온도를 차감하는 것으로 한정되거나 이것에 의해서 결정될 수 있다. 제어 알고리즘은 솔레노이드밸브들이 모두 비활성화되는 경우에 제 1의 소정 Vi(도 19에 도시된 바와 같이 3.2), 제 1 솔레노이드밸브는 활성화되고 제 2 솔레노이드밸브는 비활성화되는 경우에 제 2의 소정 Vi(도 19에 도시된 바와 같이 2.5), 솔레노이드밸브들이 모두 활성화되는 경우에 제 3의 소정 Vi(도 19에 도시된 바와 같이 1.9)를 가질 수 있다.
도 19의 제어 알고리즘은 압축기가 작동하지 않거나 비활성화된 경우에 제 1 솔레노이드밸브가 비활성화되고 압축기가 기동함에 따라서 비활성화 상태를 유지하도록 제 1 솔레노이드밸브를 제어할 수 있다. 또한, 제 1 솔레노이드밸브는 포화 온도차가 소정의 설정값을 초과할 때 비활성화되도록 제어될 수 있다. 제 1 솔레노이드밸브는 연속적인 시간, 즉 5분 동안에 포화 온도차가 소정의 설정값에서 소정의 불감대값을 차감한 것보다 작은 것에 반응하여 활성화되도록 제어될 수 있다. 포화 온도차가 소정의 설정값에서 소정의 불감대값을 차감한 것 이하로 떨어지거나 그보다 작은 경우에 타이머가 작동 개시할 수 있다. 포화 온도차가 소정의 설정값에서 소정의 불감대값을 차감한 것 이상이거나 그보다 큰 경우에 타이머는 리셋될 수 있다.
도 19의 제어 알고리즘은 대응하는 압축기가 작동하지 않거나 비활성화된 경우에 제 2 솔레노이드밸브가 비활성화되고 압축기가 기동함에 따라서 비활성화 상태를 유지하도록 제 2 솔레노이드밸브를 제어할 수 있다. 또한, 제 2 솔레노이드밸브는 포화 온도차가 소정의 설정값에서 소정의 오프셋 값을 뺀 것을 초과할 때 비활성화되도록 제어될 수 있다. 제 2 솔레노이드밸브는 소정의 시간, 즉 5분 동안에 포화 온도차가 소정의 설정값에서 소정의 불감대값을 차감한 것보다 작은 것에 반응하여 활성화되도록 제어될 수 있다. 포화 온도차가 소정의 오프셋값에서 소정의 불감대값을 차감한 것 이하로 떨어지거나 그보다 작은 경우에 타이머가 작동 개시할 수 있다. 포화 온도차가 소정의 설정값에서 소정의 불감대값을 차감한 것 이상이거나 그보다 큰 경우에 타이머는 리셋될 수 있다.
바람직한 실시 예에 있어서, 압축기의 기동이나 시동후에 일정시간 동안에 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브들의 작동이나 활성화를 방지하기 위해서 타이머가 사용될 것이다. 제어 알고리즘은 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브들이 활성화되는 것을 방지함으로써, 압축기에 대한 시동 기간동안에 높은 Vi 설정을 유지할 수 있다. 시동기간이 끝난 후에, 제어 알고리즘은 상기한 바와 같은 측정된 포화 온도차 또는 압력에 반응하여 솔레노이드 밸브들을 작동시킬 수 있다. 소정의 시동 기간은 5분 내지 10분 사이가 될 것이다. 시동기간 동안에 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브들이 작동하는 것을 방지함으로써, 제어 알고리즘은 작동압력들이 시동기간 동안에 급격하게 변하는 경우에 솔레노이드 밸브들의 불필요한 작동을 방지할 수 있다.
바람직한 일 실시 예에 있어서, 소정의 설정포인트에 대한 값들, 소정의 오프셋 값 및 소정의 불감대 값은 제어장치에 대한 셋업 모드에서 사용자에 의해 정의될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 소정의 설정포인트는 약 50℉ 내지 약 100℉의 범위일 수 있으며, 소정의 오프셋 값은 약 12℉ 내지 약 36℉의 범위일 수 있으며, 소정의 불감대 값은 약 2℉ 내지 약 6℉의 범위일 수 있다.
도 19에 제공된 제어 알고리즘은 압축기가 기동하여 응축기 팬들이 회전하는 경우에 또는 작동압력과 온도에서 급격한 변화를 초래하는 다른 조건들이 존재하는 경우에, 제 1 솔레노이드 밸브의 불필요한 사이클링을 방지할 수 있다. 비정상적인 상태가 존재하는 경우에, 솔레노이드 밸브들은 솔레노이드밸브가 활성화되기 전에 시간 필요조건으로 인하여 발생하는 최고 포화온도를 기초로 효과적으로 제어될 수 있다.
많은 변화들이 본 발명의 영역 내에서 가능하다. 도 19에 도시된 제어 알고리즘의 바람직한 실시 예는 Vi 제어밸브 장치에 대하여 체적비에서 2단계의 감소를 나타내지만, 일단계 또는 다중 단계의 제어나 조정이 유사한 제어 로직을 사용하여 이루어질 수도 있다. 또한, Vi의 단계 제어를 달성하기 위한 기구나 밸브의 세부사항이나 구성은 기본적인 제어 로직을 변화시키지 않으면서 다를 수 있다.
바람직한 실시 예들은 도면이나 설명을 통해서 바람직하게 제공되었지만, 이러한 실시 예들은 단지 예로서 제공된 것임을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 바람직한 실시 예들의 디자인, 작동 조건들 및 배열에 있어서 다른 대체, 변형, 변화 및 생략이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 특정한 실시 예로 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위의 영역 내에서 다양한 변형으로 확장될 수 있다. 여기에서 채용된 용어와 전문용어는 단지 설명을 위해서 제공된 것이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 어떤 특징들과 실시 예들이 도시되고 설명되었지만, 특허청구범위에서 언급된 주제의 신규한 특징과 장점으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변경(크기, 치수, 구조, 형성 및 다양한 요소들의 비율, 매개변수들(예를 들어, 온도, 압력 등)의 값, 장착 배열, 재료, 색채 및 배향의 사용 등에서의 변화)이 이루어질 수 있음을 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 일체로 형성된 것으로 도시된 요소들은 다중 부품들이나 요소들로 구성될 수도 있으며, 요소들의 위치는 뒤바뀌거나 다르게 변화할 수 있고, 불균일한 요소들이나 위치들의 본질이나 갯수는 변경되거나 변할 수 있다. 공정이나 방법상의 순서나 절차는 대안적인 실시 예들에 따라서 변화되거나 재-순서화될 수 있다. 그러므로, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 진실한 사상 내에서의 모든 변형과 변화를 커버하도록 의도된 것이다. 또한, 예시적인 실시 예들의 간결한 설명을 제공하기 위해서, 실제적인 이행상의 모든 특징들(예를 들어, 본 발명을 수행하는데 현재 최선의 모드와 관련되지 않거나 또는 청구한 발명을 가능하게 하는데 관련되지 않은 것들)이 설명되지는 않았다. 엔지니어링 또는 디자인 프로젝트, 다수의 이행상의 특정한 결정들이 이루어질 수 있음을 그러한 실제적인 이행상의 발전에 있어서 고려되어야 한다. 그러한 발전상의 노력은 복잡하고 시간소모가 많으나, 그럼에도 불구하고 해당 기술분야의 숙련된 당업자가 지나친 실험없이 본 명세서상의 잇점을 활용한 설계, 조립 및 제조의 일상적인 작업이라고 할 수 있다.
10 : 가열, 통기 및 공기조화 시스템 12 : 빌딩
14 : 증기 압축장치 16 : 보일러
18 : 공기 복귀덕트 20 : 공기 공급덕트
22 : 에어 핸들러 24 : 도관
32 : 압축기 34 : 응축기
36 : 팽창밸브 38 : 증발기 또는 액체 냉각기
40 : 제어 패널 42 : 아날로그 디지털 변환기
44 : 마이크로프로세서 46: 비휘발성 메모리
48 : 인터페이스 보드 50 : 모터
52 : 가변속 드라이브 54 : 튜브 번들
56 : 냉각탑 60R : 복귀라인
60S : 공급라인 64 : 중간 회로
66 : 팽창장치 68 : 유입 라인
70 : 중간 베셀

Claims (19)

  1. 압축기로서,
    흡입통로;
    배출통로;
    상기 흡입통로로부터 나오는 증기를 수용하고 압축 증기를 상기 배출통로로 제공하도록 위치된 압축기구;
    상기 압축기구에 있는 증기의 일부를 상기 배출통로로 바이패스하도록 상기 압축기구에 위치한 포트;
    상기 포트를 통한 증기 유동을 제어하기 위해서 상기 포트에 가깝게 위치한 밸브 - 상기 밸브는 상기 압축기구로부터 상기 배출통로로의 제 1 증기유동을 허용하기 위한 제 1 위치와, 상기 압축기구로부터 상기 배출통로로의 제 2 증기유동을 허용하기 위한 제 2 위치와, 그리고 상기 압축기구로부터 상기 배출통로로의 증기유동을 방지하기 위한 제 3 위치를 가짐 -;
    상기 밸브로의 유체 유동을 제어하도록 위치되는 적어도 하나의 솔레노이드 밸브 - 상기 밸브로의 유체 유동은 상기 밸브의 위치를 결정함 -; 및
    상기 밸브로의 유체 유동을 제어하고 작동 매개변수에 반응하여 상기 밸브의 위치를 조정하기 위해서 상기 적어도 하나의 솔레노이드 밸브를 활성화 및 비활성화하도록 컴퓨터 프로그램을 수행하기 위한 마이크로프로세서로 이루어진 컨트롤러;를 포함하며,
    상기 압축기는 상기 밸브가 상기 제 1 위치에 놓이는 것에 반응하는 제 1 체적비와, 상기 밸브가 상기 제 2 위치에 놓이는 것에 반응하는 제 2 체적비와, 그리고 상기 밸브가 상기 제 3 위치에 놓이는 것에 반응하는 제 3 체적비를 가지며, 상기 제 1 체적비는 상기 제 2 체적비보다 작고, 상기 제 2 체적비는 상기 제 3 체적비보다 작은 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 솔레노이드 밸브는 제 1 솔레노이드 밸브와 제 2 솔레노이드 밸브를 포함하고, 상기 제 1 솔레노이드 밸브와 상기 제 2 솔레노이드 밸브는 상기 컨트롤러에 의해서 별도로 제어되는 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 작동 매개변수는 포화 온도차인 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 밸브를 상기 제 1 위치에 위치시키도록 상기 제 1 솔레노이드 밸브와 상기 제 2 밸브를 제어하는 압축기.
  5. 제 4 항에 있어서, 측정된 포화 온도차가 소정의 설정치보다 작은 것에 반응하여 상기 컨트롤러는 상기 제 1 솔레노이드 밸브와 상기 제 2 솔레노이드 밸브 모두를 활성화시키는 압축기.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 밸브를 상기 제 2 위치에 위치시키도록 상기 제 1 솔레노이드 밸브와 상기 제 2 밸브를 제어하는 압축기.
  7. 제 6 항에 있어서, 측정된 포화 온도차가 소정의 설정치보다 작은 것에 반응하여 상기 컨트롤러는 상기 제 1 솔레노이드 밸브를 활성화시키고 상기 제 2 솔레노이드 밸브를 비활성화시키는 압축기.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 밸브를 상기 제 3 위치에 위치시키도록 상기 제 1 솔레노이드 밸브와 상기 제 2 밸브를 제어하는 압축기.
  9. 제 8 항에 있어서, 측정된 포화 온도차가 소정의 설정치보다 큰 것에 반응하여 상기 컨트롤러는 상기 제 1 솔레노이드 밸브와 상기 제 2 솔레노이드 밸브 모두를 비활성화시키는 압축기.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 압축기에 대한 기동 공정 또는 상기 압축기가 불능화되는 것에 반응하여 상기 컨트롤러는 상기 제 1 솔레노이드 밸브와 상기 제 2 솔레노이드 밸브 모두를 비활성화시키는 압축기.
  11. 압축기의 체적비를 제어하기 위한 방법으로서,
    압축기의 압축기구에 있는 포트 근처에 위치한 제어밸브를 제공하는 단계 - 상기 포트는 상기 압축기구에 있는 증기의 일부를 상기 압축기의 배출통로로 바이패스하도록 사용됨 -;
    상기 포트를 개폐시키도록 상기 제어밸브의 위치를 조정하기 위해서 제 1 밸브와 제 2 밸브를 제공하는 단계;
    포화 온도차를 계산하는 단계;
    계산된 포화 온도차를 소정의 설정치와 비교하는 단계; 그리고
    상기 계산된 포화 온도차가 상기 소정의 설정치에서 소정의 불감대 값을 뺀 것보다 작은 것에 반응하여 상기 압축기에 대한 제 1 체적비가 야기되는 제 1 위치로 상기 제어밸브를 이동시키도록 상기 제 1 밸브를 제어하는 단계;를 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 계산된 포화 온도차가 상기 소정의 설정치에서 소정의 불감대 값을 빼고 다시 소정의 오프셋 값을 뺀 것보다 작은 것에 반응하여 상기 압축기에 대한 제 2 체적비를 제공하게 되는 제 2 위치로 상기 제어밸브를 이동시키도록 상기 제 2 밸브를 제어하는 단계를 더 포함하며, 여기에서 상기 제 2 체적비는 상기 제 1 체적비보다 작은 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 밸브를 제어하는 단계는, 상기 계산된 포화 온도차가 상기 소정의 설정치에서 소정의 불감대 값을 빼고 다시 소정의 오프셋 값을 뺀 것의 양을 결정하는 단계와, 결정된 양의 시간을 소정 시간간격과 비교하는 단계와, 그리고 상기 결정된 양의 시간이 상기 소정 시간간격보다 커질 때까지 상기 제 2 밸브의 작동을 방지하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 계산된 포화 온도차가 상기 소정의 설정치에서 소정의 불감대 값을 뺀 것보다 큰 것에 반응하여 상기 압축기에 대한 상기 제 1 체적비를 제공하게 되는 상기 제 1 위치로 상기 제어밸브를 이동시키도록 상기 제 2 밸브를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 계산된 포화 온도차가 상기 소정의 설정치보다 큰 것에 반응하여 상기 압축기에 대한 제 3 체적비를 제공하게 되는 제 3 위치로 상기 제어밸브를 이동시키도록 상기 제 1 밸브를 제어하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 3 체적비는 상기 제 1 체적비보다 큰 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 계산된 포화 온도차가 상기 소정의 설정치에서 소정의 불감대 값을 뺀 것보다 작은 시간의 양을 결정하는 단계와, 결정된 양의 시간을 소정 시간간격과 비교하는 단계와, 그리고 상기 결정된 양의 시간이 상기 소정 시간간격보다 커질 때까지 상기 제 1 밸브의 작동을 방지하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 압축기가 비활성화 상태인 것에 반응하여 상기 압축기에 대한 제 2 체적비를 제공하는 제 2 위치로 상기 제어밸브를 이동시키도록 상기 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 제어하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 2 체적비는 상기 제 1 체적비보다 큰 방법.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 압축기가 기동하는 것에 반응하여 상기 압축기에 대한 제 2 체적비를 제공하는 제 2 위치로 상기 제어밸브를 이동시키도록 상기 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 제어하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 2 체적비는 상기 제 1 체적비보다 큰 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 압축기의 기동으로부터 시간의 양을 결정하는 단계와, 결정된 양의 시간을 소정 시간간격과 비교하는 단계와, 그리고 상기 결정된 양의 시간이 상기 소정 시간간격보다 커질 때까지 상기 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브의 작동을 방지하는 단계를 더 포함하는 방법.
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