KR20200055060A - 냉동 사이클 장치 - Google Patents

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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 관한 냉동 사이클 장치에서는, 난방 운전에서, 냉매가, 압축기, 제1 열교환기, 팽창밸브 및 제2 열교환기의 순서로 순환한다. 제1밸브는 압축기와 제1 열교환기의 사이에 접속되어 있다. 제2밸브는 제1 열교환기와 팽창밸브의 사이에 접속되어 있다. 제어 장치는, 난방 운전의 정지 조건이 성립하는 경우, 제1 및 제2밸브를 폐지한다. 제어 장치는, 난방 운전의 시작 조건(S11)이 성립하고, 또한, 특정 조건이 성립하는 경우, 압축기로부터 제1밸브에의 냉매의 공급을 시작한 후, 제1 및 제2밸브를 개방한다(S12). 특정 조건은, 제1 열교환기의 제1 열교환 능력이 제2 열교환기의 제2 열교환 능력보다도 큰 것을 나타내는 조건이다. 제어 장치는, 난방 운전의 시작 조건이 성립하고, 또한, 특정 조건이 성립하지 않는 경우, 제1 및 제2밸브를 개방한 후, 압축기로부터 제1밸브에의 냉매의 공급을 시작한다(S13).

Description

냉동 사이클 장치
본 발명은, 난방 운전을 행하는 냉동 사이클 장치에 관한 것이다.
종래, 난방 운전을 정지하는 경우에 응축기에 냉매를 가둠에 의해, 난방 운전을 시작할 때의 유저의 쾌적성을 향상시키는 냉동 사이클 장치가 알려져 있다. 예를 들면 일본 특개2012-167860호 공보(특허 문헌 1)에는, 2개의 개폐밸브의 사이에 실내 열교환기가 접속되고, 제상(除霜) 운전의 시작시에, 당해 2개의 개폐밸브가 폐지됨에 의해, 실내 열교환기에 냉매를 가두는 히트 펌프식 공기 조화기가 개시되어 있다. 당해 히트 펌프식 공기 조화기에 의하면, 제상 운전을 종료하고 난방 운전을 시작할 때의 난방 능력이 개선된다. 그 결과, 난방 운전에서 유저의 쾌적성을 향상시킬 수 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개2012-167860호 공보
난방 운전의 정지시에, 난방 운전에서 응축기로서 기능하고 있던 제1 열교환기에 가두어진 냉매는, 난방 운전 정지부터의 시간 경과에 수반하여 냉각된다. 제1 열교환기 주변의 공기와 당해 냉매와의 온도차가 작아지기 때문에, 제1 열교환기의 열교환 능력(냉매와 공기 사이의 단위시간당의 열교환량)이 저하된다. 난방 운전을 정지하고 나서의 경과 시간에 의해, 제1 열교환기의 제1 열교환 능력과, 난방 운전에서 증발기로서 기능하고 있던 제2 열교환기의 제2 열교환 능력과의 대소 관계는 변화한다. 난방 운전의 시작시의 난방 능력을 향상시키기 위해서는, 당해 대소 관계를 고려하여, 열교환 능력이 큰 열교환기에 냉매 분포가 치우치도록 냉동 사이클 장치를 제어할 필요가 있다. 그러나, 일본 특개2012-167860호 공보(특허 문헌 1)에서는, 난방 운전 정지로부터의 시간 경과에 수반하는 열교환 능력의 대소 관계의 변화는 고려되어 있지 않다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 난방 운전을 시작할 때의 난방 능력을 향상하는 것이다.
본 발명에 관한 냉동 사이클 장치에서는, 난방 운전에서, 냉매가, 압축기, 제1 열교환기, 팽창밸브 및 제2 열교환기의 순서로 순환한다. 냉동 사이클 장치는 제1 및 제2밸브와, 제어 장치를 구비한다. 제1밸브는 압축기와 제1 열교환기의 사이에 접속되어 있다. 제2밸브는 제1 열교환기와 팽창밸브의 사이에 접속되어 있다. 제어 장치는, 난방 운전의 정지 조건이 성립하는 경우, 제1 및 제2밸브를 폐지한다. 제어 장치는, 난방 운전의 시작 조건이 성립하고, 또한, 특정 조건이 성립하는 경우, 압축기로부터 제1밸브에의 냉매의 공급을 시작한 후, 제1 및 제2밸브를 개방한다. 특정 조건은, 제1 열교환기의 제1 열교환 능력이 제2 열교환기의 제2 열교환 능력보다도 큰 것을 나타내는 조건이다. 제어 장치는, 난방 운전의 시작 조건이 성립하고, 또한, 특정 조건이 성립하지 않는 경우, 제1 및 제2밸브를 개방한 후, 압축기로부터 제1밸브에의 냉매의 공급을 시작한다.
본 발명에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 난방 운전의 시작 조건이 성립하는 경우에, 제1 열교환 능력이 제2 열교환 능력보다도 큰 것을 나타내는 특정 조건의 성부(成否)에 의해, 제1 및 제2밸브를 개방하는 처리와, 압축기로부터 제1밸브에의 냉매의 공급을 시작하는 처리의 순서를 역으로 함에 의해, 난방 운전을 시작할 때의 난방 능력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시의 형태 1에 관한 냉동 사이클 장치의 구성 및 난방 운전에서의 냉매의 흐름을 아울러서 도시하는 기능 블록도.
도 2는 유저에 의해 정지 지시가 행하여진 경우에 도 1의 제어 장치에 의해 행하여지는 처리를 도시하는 플로우 차트.
도 3은 난방 운전이 정지된 상태의 냉동 사이클 장치의 구성을 도시하는 기능 블록도.
도 4는 제1 온도가 제2 온도보다 큰 상태에서 난방 운전을 시작한 경우의 제1 열교환기의 제1 열교환 능력과 제2 열교환기의 제2 열교환 능력과의 비를 도시하는 도면.
도 5는 난방 운전 정지로부터의 시간 경과에 수반하여, 제1 온도가 제2 온도보다 작아진 상태에서 난방 운전을 시작한 경우의 제1 열교환 능력과 제2 열교환 능력과의 비를 도시하는 도면.
도 6은 도 1의 제어 장치에 의해 행하여지는 난방 운전의 시작 처리를 도시하는 플로우 차트.
도 7은 유저에 의해 난방 운전의 시작 지시가 행하여진 경우의 도 6의 처리의 흐름을 구체적으로 도시하는 플로우 차트.
도 8은 도 7의 대기 처리의 구체적인 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트.
도 9는 제상 운전의 시작 조건(난방 운전의 정지 조건)이 성립한 경우에 도 1의 제어 장치에 의해 행하여지는 처리를 도시하는 플로우 차트.
도 10은 제상 운전이 행하여지는 경우의 냉동 사이클 장치의 구성을 도시하는 기능 블록도.
도 11은 제상 운전의 종료 조건(난방 운전의 시작 조건)이 성립한 경우의 도 6의 처리의 흐름을 구체적으로 도시하는 플로우 차트.
도 12는 실시의 형태 1의 변형례에 관한 냉동 사이클 장치의 기능 구성 및 난방 운전에서의 냉매의 흐름을 아울러서 도시하는 도면.
도 13은 실시의 형태 1의 다른 변형례에 관한 냉동 사이클 장치의 기능 구성 및 난방 운전에서의 냉매의 흐름을 아울러서 도시하는 도면.
도 14는 도 13의 냉동 사이클 장치에서 난방 운전이 정지된 경우의 기능 구성을 도시하는 도면.
도 15는 도 13의 냉동 사이클 장치의 기능 구성 및 냉방 운전에서의 냉매의 흐름을 아울러서 도시하는 도면.
도 16은 도 15의 냉동 사이클 장치에서 냉방 운전이 정지된 경우의 기능 구성을 도시하는 도면.
도 17은 실시의 형태 2에 관한 냉동 사이클 장치의 구성 및 난방 운전에서의 냉매의 흐름을 아울러서 도시하는 기능 블록도.
도 18은 실시의 형태 2에서 유저에 의해 난방 운전의 시작 지시가 행하여진 경우의 도 6의 처리의 흐름을 구체적으로 도시하는 플로우 차트.
도 19는 도 18의 대기 처리의 구체적인 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트.
도 20은 실시의 형태 2에서 제상 운전의 종료 조건(난방 운전의 시작 조건)이 성립한 경우의 도 6의 처리의 흐름을 구체적으로 도시하는 플로우 차트.
도 21은 도 20의 대기 처리의 구체적인 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 원칙으로서 반복하지 않는다.
실시의 형태 1.
도 1은 실시의 형태 1에 관한 냉동 사이클 장치(100)의 구성 및 난방 운전에서의 냉매의 흐름을 아울러서 도시하는 기능 블록도이다. 도 1에 도시되는 바와 같이 냉동 사이클 장치(100)는, 실외기(20)와, 실내기(30)를 구비한다. 실외기(20)는 압축기(1)와, 팽창밸브(3)와, 제2 열교환기(4)와, 4방밸브(5)(유로 전환 밸브)와, 제1 전자밸브(6)(제1밸브)와, 제2 전자밸브(7)(제2밸브)와, 바이패스밸브(8)(제3밸브)와, 제어 장치(9)를 포함한다. 실내기(30)는 제1 열교환기(2)를 포함한다.
압축기(1)는 제2 열교환기(4)로부터 기체의 냉매(가스 냉매)를 흡입하여 단열 압축하고, 제1 열교환기(2)에 고압의 가스 냉매를 토출한다. 제1 열교환기(2)는, 실내에 배치되고, 난방 운전에서 응축기로서 기능한다. 압축기(1)로부터의 가스 냉매는 제1 열교환기(2)에서 응축열을 방출하여 응축되고, 액체의 냉매(액냉매)가 된다. 팽창밸브(3)는 제1 열교환기(2)로부터의 액냉매를 단열 팽창시켜서 감압하고, 제2 열교환기(4)에 기액 2상(相) 상태의 냉매(습기 증기)를 유출시킨다. 팽창밸브(3)는, 예를 들면 리니어 전자 제어식 팽창밸브(LEV : Linear Expansion Valve)를 포함한다. 제2 열교환기(4)는, 실외에 배치되고, 난방 운전에서 증발기로서 기능한다. 팽창밸브(3)로부터의 습한 증기는, 제2 열교환기(4)에서 외기로부터의 기화열을 흡수하여 기화한다.
제1 전자밸브(6)는 압축기(1)와 제1 열교환기(2)의 사이에 접속되어 있다. 제2 전자밸브(7)는 제1 열교환기(2)와 팽창밸브(3)의 사이에 접속되어 있다. 바이패스밸브(8)은, 4방밸브(5)와 제1 전자밸브(6) 사이의 제1 유로(FP1)와, 제2 전자밸브(7)와 팽창밸브(3) 사이의 제2 유로(FP2)의 사이에 접속되어 있다.
4방밸브(5)는, 난방 운전에서는 압축기(1)의 토출구와 제1 전자밸브(6)를 접속함과 함께 압축기(1)의 흡입구와 제2 열교환기(4)를 접속한다. 4방밸브(5)는, 난방 운전에서는, 냉매가 압축기(1), 4방밸브(5), 제1 전자밸브(6), 제1 열교환기(2), 제2 전자밸브(7), 팽창밸브(3), 제2 열교환기(4) 및 4방밸브(5)의 순서로 순환하도록 유로를 형성한다.
제어 장치(9)는 냉동 사이클 장치(100)의 운전 모드를 전환하여, 냉동 사이클 장치(100)에 난방 운전, 냉방 운전, 또는 제상 운전을 실행시킨다. 제어 장치(9)는 압축기(1)의 구동 주파수를 제어하여 압축기(1)가 단위시간당에 토출하는 냉매량(용량)를 제어한다. 제어 장치(9)는, 4방밸브(5)를 제어하여, 냉매의 순환 방향을 전환한다. 제어 장치(9)는, 팽창밸브(3)의 개방도를 제어함에 의해, 제1 열교환기(2) 및 제2 열교환기(4)의 온도, 냉매 유량 및 압력을 조절한다. 제어 장치(9)는 제1 전자밸브(6), 제2 전자밸브(7) 및 바이패스밸브(8)의 개폐를 제어한다. 난방 운전에서 제어 장치(9)는 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)를 개방한 상태로 함과 함께, 바이패스밸브(8)를 폐지한 상태로 한다.
제어 장치(9)는 압력 센서(PS1)로부터 제1 전자밸브(6)와 제1 열교환기(2) 사이의 냉매의 제1 압력(P1)을 취득한다. 압력 센서(PS1)는, 실내기(30) 내에 설치되어 있다. 제어 장치(9)는 압력 센서(PS2)로부터 압축기(1)와 제1 전자밸브(6) 사이의 냉매의 제2 압력(P2)를 취득한다. 압력 센서(PS2)는 압축기(1)의 토출구에 접속된 배관에 설치되어 있다.
제어 장치(9)는 온도 센서(TS1)로부터 실내 온도로서 제1 온도(T1)를 취득한다. 온도 센서(TS1)는, 난방 운전에서 냉매가 유입하는 제1 열교환기(2)의 포트 부근에 배치되어 있다. 실내 온도가 측정 가능하다면, 온도 센서(TS1)는 어떤 부분에 배치되어도 좋다. 제어 장치(9)는, 온도 센서(TS2)로부터 실외 온도로서 제2 온도(T2)를 취득한다. 온도 센서(TS2)는, 난방 운전에서 냉매가 유출되는 제2 열교환기(4)의 포트 부근에 배치되어 있다. 실외 온도가 측정 가능하다면, 온도 센서(TS2)는 어떤 부분에 배치되어도 좋다.
도 2는 유저에 의해 난방 운전의 정지 지시가 행하여진 경우에 제어 장치(9)에 의해 행하여지는 처리를 도시하는 플로우 차트이다. 도 2에 도시되는 처리는, 부도시의 메인 루틴에 의해 실행된다. 도 6∼9, 도 11 및 도 18∼21에서도 마찬가지이다. 이하에서는 스텝을 단지 S로 기재한다. 유저에 의해 정지 지시가 행하여졌다는 조건은, 난방 운전의 정지 조건에 포함된다. 또한, 유저에 의한 난방 운전의 정지 지시에는, 정지 시간을 시간 지정하는 지시도 포함된다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 제어 장치(9)는, S301에서 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)를 폐지하고 처리를 S302로 진행한다. 제어 장치(9)는, S302에서 바이패스밸브(8)를 개방하고 처리를 S303으로 진행한다. 제어 장치(9)는, S303에서 압축기(1)를 정지하고 처리를 메인 루틴에 되돌린다.
도 3은 난방 운전이 정지된 상태의 냉동 사이클 장치(100)의 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 난방 운전의 정지시에 개방되는 바이패스밸브(8)의 균압 작용에 의해, 압축기(1)로부터 토출된 냉매와, 압축기(1)에 흡입되는 냉매와의 압력차가 감소한다. 또한, 난방 운전의 정지시에 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)가 폐지되기 때문에, 제1 열교환기(2)에 냉매가 가두어진다. 난방 운전 정지로부터의 시간 경과에 수반하여, 당해 냉매는 냉각된다. 제1 열교환기(2)의 주변의 공기와 당해 냉매와의 온도차가 작아지기 때문에, 제1 열교환기(2)의 열교환 능력이 저하된다.
도 4는 제1 온도(T1)가 제2 온도(T2)보다 큰 상태에서 난방 운전을 시작한 경우의 제1 열교환기(2)의 제1 열교환 능력과 제2 열교환기(4)의 제2 열교환 능력과의 비를 도시하는 도면이다. 도 5는, 난방 운전 정지로부터의 시간 경과에 수반하여, 제1 온도(T1)가 제2 온도(T2)보다 작아진 상태에서 난방 운전을 시작한 경우의 제1 열교환 능력과 제2 열교환 능력과의 비를 도시하는 도면이다. 도 4 및 도 5에서는, 제2 열교환 능력을 기준치(100%)로 한 경우의, 제1 열교환 능력의 크기가 도시되어 있다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 제1 열교환 능력의 쪽이 제2 열교환 능력보다도 큰 경우, 제2 열교환기보다도 제1 열교환기에 많은 냉매가 분포하도록 난방 운전을 시작하는 편이 냉동 사이클 장치(100)의 난방 능력은 향상한다. 한편, 도 5에 도시되는 바와 같이, 제2 열교환 능력의 쪽이 제1 열교환 능력보다도 큰 경우, 제1 열교환기보다도 제2 열교환기에 많은 냉매가 분포하도록 난방 운전을 시작하는 편이 난방 능력은 향상한다.
그래서, 냉동 사이클 장치(100)에서는, 난방 운전의 시작 조건이 성립하는 경우에, 제1 열교환 능력이 제2 열교환 능력보다도 큰 것을 나타내는 특정 조건의 성부에 의해, 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)를 개방하는 처리와, 압축기(1)로부터 제1 전자밸브(6)에의 냉매의 공급을 시작하는 처리의 순서를 역으로 함에 의해, 난방 운전을 시작할 때의 난방 능력을 향상시킨다.
도 6은 난방 운전의 시작 조건이 성립하는 경우에, 도 1의 제어 장치(9)에 의해 행하여지는 난방 운전의 시작 처리를 도시하는 플로우 차트이다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 제어 장치(9)는, S11에서 제1 열교환 능력이 제2 열교환 능력보다도 큰 것을 나타내는 특정 조건이 성립하고 있는지의 여부를 판정한다. 특정 조건이 성립하고 있는 경우(S11에서 YES), 제어 장치(9)는, S12에서, 압축기(1)로부터 제1 전자밸브(6)에의 냉매의 공급을 시작한 후, 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)를 개방하고, 처리를 메인 루틴에 되돌린다. 특정 조건이 성립하지 않는 경우(S11에서 NO), 제어 장치(9)는, S13에서, 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)를 개방한 후, 압축기(1)로부터 제1 전자밸브(6)에의 냉매의 공급을 시작하고, 처리를 메인 루틴에 되돌린다.
특정 조건이 성립하는 경우, 제1 전자밸브(6)가 폐지된 상태에서 압축기(1)로부터 제1 전자밸브(6)에의 냉매의 공급이 시작되면, 제2 열교환기(4)의 냉매가 압축기(1)와 제1 전자밸브(6)의 사이에 이동한다. 그 후에 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)를 개방함에 의해, 제2 열교환기(4)보다도 제1 열교환기(2)에 많은 냉매가 분포한 상태에서 난방 운전을 시작할 수 있다.
특정 조건이 성립하지 않는 경우, 압축기(1)로부터 제1 전자밸브(6)에의 냉매의 공급이 시작되기 전에 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)를 개방하면, 제1 열교환기(2)의 냉매가 제2 열교환기(4)에 이동한다. 그 후에 압축기(1)로부터 제1 전자밸브(6)에의 냉매의 공급을 시작함에 의해, 제1 열교환기(2)보다도 제2 열교환기(4)에 많은 냉매가 분포한 상태에서 난방 운전을 시작할 수 있다.
도 7은 유저에 의해 난방 운전의 시작 지시가 행하여진 경우의 도 6의 처리의 흐름을 구체적으로 도시하는 플로우 차트이다. 유저에 의해 난방 운전의 시작 지시가 행하여졌다는 조건은, 난방 운전의 시작 조건에 포함된다. 유저에 의한 난방 운전의 시작 지시에는, 시작 시간을 시간 지정하는 지시도 포함된다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 제어 장치(9)는, S11에서, 제1 압력(P1)이 제2 압력(P2)보다도 큰지의 여부를 판정한다. 도 7에 도시되는 처리에서 특정 조건은, 제1 압력(P1)이 제2 압력(P2)보다도 크다는 조건을 포함한다.
제1 압력(P1)가 제2 압력(P2)보다도 큰 경우(S11에서 YES), 제어 장치(9)는, 처리를 S12로 진행한다. S12는, S121∼S124를 포함한다. 제어 장치(9)는, S121에서 바이패스밸브(8)를 폐지하고, 처리를 S122로 진행한다. 제어 장치(9)는, S122에서 압축기(1)를 기동함에 의해 압축기(1)로부터 제1 전자밸브(6)에의 냉매의 공급을 시작하고, 처리를 S123으로 진행한다. 제어 장치(9)는, S123에서 대기 처리를 행한 후, 처리를 S124로 진행한다. 제어 장치(9)는, S124에서 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)를 개방하고, 처리를 메인 루틴에 되돌린다.
제1 압력(P1)가 제2 압력(P2) 이하인 경우(S11에서 NO), 제어 장치(9)는, 처리를 S13으로 진행한다. S13은, S131∼S133을 포함한다. 제어 장치(9)는, S131에서 바이패스밸브(8)를 폐지하고 처리를 S132로 진행한다. 제어 장치(9)는, S132에서 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)를 개방하고 처리를 S133으로 진행한다. 제어 장치(9)는, S133에서 압축기(1)를 기동함에 의해 압축기(1)로부터 제1 전자밸브(6)에의 냉매의 공급을 시작하고, 처리를 메인 루틴에 되돌린다.
도 8은 도 7의 대기 처리 S123의 구체적인 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트이다. 도 8에 도시되는 바와 같이, 제어 장치(9)는, S1231에서 일정 시간 대기한 후, 처리를 S1232로 진행한다. 제어 장치(9)는, S1232에서 제2 압력(P2)이 제1 압력(P1) 이상인지의 여부를 판정한다. 제2 압력(P2)이 제1 압력(P1)보다도 작은 경우(S1232에서 NO), 제어 장치(9)는, 처리를 S1231에 되돌린다. 제2 압력(P2)이 제1 압력(P1) 이상인 경우(S1232에서 YES), 제어 장치(9)는, 처리를 메인 루틴에 되돌린다.
냉동 사이클 장치(100)에서 난방 운전의 시작 조건은, 제상 운전의 종료 조건을 포함한다. 또한, 난방 운전의 정지 조건은, 제상 운전의 시작 조건을 포함한다. 이하에서는, 도 9∼도 11을 이용하여, 제상 운전이 종료되어 난방 운전이 재개되는 경우의 제어에 관해 설명한다. 또한, 제상 운전의 시작 조건은, 예를 들면, 실외에 배치된 제2 열교환기(4) 주변의 제2 온도(T2)가 제1 기준 온도 이하이라는 조건을 포함한다. 제상 운전의 종료 조건은, 예를 들면, 제2 온도(T2)가 제2 기준 온도 이상이라는 조건을 포함한다.
도 9는 제상 운전의 시작 조건(난방 운전의 정지 조건)이 성립한 경우에 제어 장치(9)에 의해 행하여지는 처리를 도시하는 플로우 차트이다. 도 9에 도시되는 처리는, 도 2의 S303이, S313으로 치환된 처리이다. 제어 장치(9)는, S313에서 4방밸브(5)를 전환하여, 처리를 메인 루틴에 되돌린다.
도 10은 제상 운전이 행하여지는 경우의 냉동 사이클 장치(100)의 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 도 10에 도시되는 바와 같이, 제상 운전에서 4방밸브(5)는 압축기(1)의 토출구와 제2 열교환기(4)를 접속함과 함께, 압축기(1)의 흡입구와 제1 전자밸브(6)를 접속한다. 냉매는 압축기(1), 제2 열교환기(4), 팽창밸브(3) 및 바이패스밸브(8)의 순서로 순환한다.
도 11은 제상 운전의 종료 조건(난방 운전의 시작 조건)이 성립한 경우의 도 6의 처리의 흐름을 구체적으로 도시하는 플로우 차트이다. 도 11에 도시되는 처리는, 도 7에 도시되는 처리의 S122, S133이 S122A, S133A로 각각 치환되어 있다. 그 이외의 처리는 마찬가지이기 때문에, 설명을 반복하지 않는다. 제어 장치(9)는, S122A 및 S133A에서, 4방밸브(5)를 전환함에 의해, 압축기(1)의 토출구와 제1 전자밸브(6)를 접속하고, 압축기(1)로부터 제1 전자밸브(6)에의 냉매의 공급을 시작한다.
냉동 사이클 장치(100)는 실내기(30)에 하나의 제1 열교환기(2)를 포함한다. 실시의 형태에 관한 냉동 사이클 장치는, 도 12에 도시되는 냉동 사이클 장치(110)와 같이, 실내기(30A)가 복수의 제1 열교환기(2)를 포함하고 있어도 좋다.
제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)는 냉매의 통과 방향이 IN 포트로부터 OUT 포트를 향하는 방향인 경우에 폐지하는 것이 가능한 단방향형이라도 좋지만, 냉매의 통과 방향에 의하지 않고서 폐지하는 것이 가능한 쌍방향형인 것이 바람직하다. 쌍방향형의 전자밸브를 이용함에 의해, 냉매의 통과 방향이 난방 운전인 경우와 반대가 되는 냉방 운전에도, 냉방 운전 정지시에 실내기(30) 내의 제1 열교환기(2)에 냉매를 가둘 수가 있어서, 냉방 운전을 시작할 때의 냉방 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 역지밸브 및 단방향형의 전자밸브를 이용하여 쌍방향형의 전자밸브와 같은 기능을 실현할 수 있다. 도 13은, 실시의 형태 1의 다른 변형례에 관한 냉동 사이클 장치(120)의 기능 구성 및 난방 운전에서의 냉매의 흐름을 아울러서 도시하는 도면이다. 냉동 사이클 장치(120)의 구성은, 도 1의 냉동 사이클 장치(100)의 제1 전자밸브(6) 및 제2 전자밸브(7)가, 제1밸브 회로(60) 및 제2밸브 회로(70)로 각각 치환되어 있다. 그들 이외의 구성은 마찬가지이기 때문에, 설명을 반복하지 않는다.
도 13에 도시되는 바와 같이, 제1밸브 회로(60)는, 단방향형의 전자밸브(61, 63)와, 역지밸브(62, 64)를 포함한다. 전자밸브(61, 63)는, 각각의 IN 포트로부터 OUT 포트에 냉매가 흐르고 있는 경우에 폐지될 수 있다. 전자밸브(61)의 IN 포트는, 4방밸브(5)를 통하여 압축기(1)의 토출구에 접속되어 있다. 전자밸브(61)의 OUT 포트는 역지밸브(62)의 입구 포트에 접속되어 있다. 전자밸브(63)의 IN 포트는, 역지밸브(62)의 출구 포트에 접속되어 있다. 전자밸브(63)의 OUT 포트는 역지밸브(64)의 입구 포트에 접속되어 있다. 역지밸브(64)의 출구 포트는 전자밸브(61)의 IN 포트에 접속되어 있다. 역지밸브(62)의 출구 포트는 제2 열교환기(4)에 접속되어 있다. 난방 운전에서는 전자밸브(61)가 개방된 상태가 됨과 함께, 전자밸브(63)가 폐지된 상태가 된다.
제2밸브 회로(70)는 단방향형의 전자밸브(71, 73)와, 역지밸브(72, 74)를 포함한다. 전자밸브(71, 73)는, 각각의 IN 포트로부터 OUT 포트에 냉매가 흐르고 있는 경우에 폐지될 수 있다. 전자밸브(71)의 IN 포트는, 팽창밸브(3)에 접속되어 있다. 전자밸브(71)의 OUT 포트는 역지밸브(72)의 입구 포트에 접속되어 있다. 전자밸브(73)의 IN 포트는, 역지밸브(72)의 출구 포트에 접속되어 있다. 전자밸브(73)의 OUT 포트는 역지밸브(74)의 입구 포트에 접속되어 있다. 역지밸브(74)의 출구 포트는 전자밸브(71)의 IN 포트에 접속되어 있다. 역지밸브(72)의 출구 포트는 제1 열교환기(2)에 접속되어 있다. 난방 운전에서는, 전자밸브(71)는 페지된 상태로 됨과 함께, 전자밸브(73)가 개방된 상태가 된다.
난방 운전에서 압축기(1)로부터 토출된 냉매는 전자밸브(61) 및 역지밸브(62)를 통과하여 제1 열교환기(2)에 유입한다. 압축기(1)로부터 토출된 냉매는, 역지밸브(64)를 통과할 수가 없다. 또한, 난방 운전에서 전자밸브(63)는 페지되어 있기 때문에, 역지밸브(62)로부터의 냉매는 전자밸브(63)를 통과할 수가 없다. 제1 열교환기(2)로부터의 냉매는, 전자밸브(73) 및 역지밸브(74)를 통과하여, 팽창밸브(3)에 유입한다. 제1 열교환기(2)로부터의 냉매는, 역지밸브(72)를 통과할 수가 없다. 또한, 난방 운전에서 전자밸브(71)는 페지되어 있기 때문에, 역지밸브(74)로부터의 냉매는 전자밸브(71)를 통과할 수가 없다. 도 14에 도시되는 바와 같이, 전자밸브(61 및 73)를 페지함에 의해, 난방 운전 정지시에 제1 열교환기(2)에 냉매를 가둘 수 있다.
도 15는 실시의 형태 1의 다른 변형례에 관한 냉동 사이클 장치(120)의 기능 구성 및 냉방 운전에서의 냉매의 흐름을 아울러서 도시하는 도면이다. 냉방 운전에서 4방밸브(5)는 압축기(1)의 토출구와 제2 열교환기(4)를 접속함과 함께, 압축기(1)의 흡입구와 전자밸브(61)의 IN 포트를 접속한다. 냉매는 압축기(1), 제2 열교환기(4), 팽창밸브(3) 및 제1 열교환기(2)의 순서로 순환한다.
냉방 운전에서 팽창밸브(3)로부터의 냉매는, 전자밸브(71) 및 역지밸브(72)를 통과하여 제1 열교환기(2)에 유입한다. 팽창밸브(3)로부터의 냉매는, 역지밸브(74)를 통과할 수가 없다. 또한, 냉방 운전에서 전자밸브(73)가 폐지되어 있기 때문에, 역지밸브(72)로부터의 냉매는 전자밸브(73)를 통과할 수가 없다. 제1 열교환기(2)로부터의 냉매는, 전자밸브(63) 및 역지밸브(64)를 통과하여 압축기(1)에 흡입된다. 제1 열교환기(2)로부터의 냉매는, 역지밸브(62)를 통과할 수가 없다. 또한, 냉방 운전에서 전자밸브(61)가 폐지되어 있기 때문에, 역지밸브(64)로부터의 냉매는, 전자밸브(61)를 통과할 수가 없다. 도 16에 도시되는 바와 같이, 전자밸브(63 및 71)를 페지함에 의해, 냉방 운전 정지시에 제1 열교환기(2)에 냉매를 가둘 수 있다.
쌍방향형의 전자밸브 또는 쌍방향형의 전자밸브와 같은 기능을 갖는 밸브 회로에 의해, 냉방 운전 정지시에도 난방 운전과 마찬가지로 제1 열교환기(2)에 냉매를 가둘 수 있다. 그 결과, 냉방 운전을 시작할 때의 냉방 능력을 향상시킬 수 있다.
이상, 실시의 형태 1에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 난방 운전을 시작할 때의 난방 능력을 향상시킬 수 있다.
실시의 형태 2.
실시의 형태 1에서는 제1 열교환 능력이 제2 열교환 능력보다도 큰 것을 나타내는 특정 조건으로서, 냉매의 압력에 관한 조건을 이용하는 경우에 관해 설명하였다. 실시의 형태 2에서는, 특정 조건으로서 냉매의 온도에 관한 조건을 이용하는 경우에 관해 설명한다. 실시의 형태 2에서는, 실시의 형태 1의 도 1, 도 7 및 도 11이, 도 17, 도 18 및 도 20으로 각각 치환된다.
도 17은, 실시의 형태 2에 관한 냉동 사이클 장치(200)의 구성 및 난방 운전에서의 냉매의 흐름을 아울러서 도시하는 기능 블록도이다. 냉동 사이클 장치(200)의 구성은, 도 1의 냉동 사이클 장치(100)의 구성에서 압력 센서(PS1, PS2)가 제외됨과 함께, 제어 장치(9)가 제어 장치(92)로 치환된 구성이다. 그 이외의 구성은 마찬가지이기 때문에, 설명을 반복하지 않는다.
도 18은, 실시의 형태 2에서 유저에 의해 난방 운전의 시작 지시가 행하여진 경우의 도 6의 처리의 흐름을 구체적으로 도시하는 플로우 차트이다. 도 18의 S12에서는, 도 7의 S123이 S223으로 치환되어 있다. 도 18의 S13은, 도 6의 S13과 마찬가지이다. 이하에서는, 도 18의 S11 및 S223에 관해 설명한다.
도 18에 도시되는 바와 같이, S11은, S211∼S213을 포함한다. 제어 장치(92)는, S211에서 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)와의 차의 절대치가 임계치(δ1)보다 작은지의 여부를 판정한다. 당해 절대치가 임계치(δ1)보다도 작은 경우(S211에서 YES), 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)는 대충 동등하다고 하여, 제어 장치(92)는, 처리를 S212로 진행한다.
제어 장치(92)는 S212에서 난방 운전 정지부터의 경과 시간이 기준 시간(α1)보다도 작은지의 여부를 판정한다. 난방 정지부터의 경과 시간이 기준 시간(α1)보다도 작은 경우(S212에서 YES), 제어 장치(92)는, 처리를 S12로 진행한다. 난방 정지부터의 경과 시간이 기준 시간(α1) 이상인 경우(S212에서 NO), 제어 장치(92)는, 처리를 S13으로 진행한다. 기준 시간(α1)은, 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)가 대충 동등한 경우에, 난방 정지부터의 시간 경과에 의해, 제1 열교환 능력이 제2 열교환 능력을 하회하는 경과 시간으로서, 실기 실험 또는 시뮬레이션에 의해 적절히 산출할 수 있다.
제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)의 차의 절대치가 임계치(δ1) 이상인 경우(S211에서 NO), 제어 장치(92)는, 처리를 S213으로 진행한다. 제어 장치(92)는, S213에서, 제1 온도(T1)가 제2 온도(T2)보다 큰지의 여부를 판정한다. 제1 온도(T1)가 제2 온도(T2)보다 큰 경우(S213에서 YES), 제어 장치(92)는, 처리를 S12로 진행한다. 제1 온도(T1)가 제2 온도(T2) 이하인 경우(S213에서 NO), 제어 장치(92)는, 처리를 S13으로 진행한다.
도 18에 도시되는 처리에서 특정 조건은, 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)의 차의 절대치가 임계치(δ1)보다 크고, 또한, 제1 온도(T1)가 제2 온도(T2)보다도 크다는 조건 및, 당해 절대치가 임계치(δ1)보다 작고, 또한, 난방 운전을 정지하고 나서 기준 시간(α1)이 경과하고 있지 않다는 조건을 포함한다.
도 19는 도 18의 대기 처리(S223)의 구체적인 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트이다. 도 19에 도시되는 바와 같이, 제어 장치(92)는, S2231에서, 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)의 차의 절대치가 임계치(δ1)보다도 작은지의 여부를 판정한다. 당해 절대치가 임계치(δ1)보다도 작은 경우(S2231에서 YES), 제어 장치(92)는, S2232에서 기준 시간을 α2로 설정하고 처리를 S2234로 진행한다. 당해 절대치가 임계치(δ1) 이상인 경우(S2231에서 NO), 제어 장치(92)는, S2233에서 기준 시간을 α3으로 설정하고 처리를 S2234로 진행한다.
제어 장치(92)는 S2234에서 일정 시간 대기한 후, 처리를 S2235로 진행한다. 제어 장치(92)는, S2235에서 압축기(1)를 기동하고 나서의 경과 시간이 기준 시간 이상인지의 여부를 판정한다. 당해 경과 시간이 기준 시간 이상인 경우(S2235에서 YES), 제어 장치(92)는, 처리를 메인 루틴에 되돌린다. 당해 경과 시간이 기준 시간보다도 작은 경우(S2235에서 NO), 제어 장치(92)는, 처리를 S2234에 되돌린다. 기준 시간(α2, α3)은, 압축기(1)를 기동하고 나서의 경과 시간에 의해, 압축기(1)와 제1 전자밸브(6) 사이의 냉매의 압력이, 제1 전자밸브(6)와 제1 열교환기(2) 사이의 냉매의 압력을 초과하는 경과 시간으로서, 실기 실험 또는 시뮬레이션에 의해 적절히 산출할 수 있다.
도 20은 실시의 형태 2에서 제상 운전의 종료 조건(난방 운전의 시작 조건)이 성립한 경우의 도 6의 처리의 흐름을 구체적으로 도시하는 플로우 차트이다. 도 20에 도시되는 처리는, 도 18에 도시되는 처리의 S122, S223, S133이 S122A, S223A, S133A로 각각 치환되어 있다. 그 이외의 처리는 마찬가지이기 때문에, 설명을 반복하지 않는다. 제어 장치(92)는, S122A 및 S133A에서, 4방밸브(5)를 전환함에 의해, 압축기(1)로부터 제1 전자밸브(6)에의 냉매의 공급을 시작한다.
도 21은 도 20의 대기 처리(S223A)의 구체적인 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트이다. 도 21에 도시되는 처리는, 도 19에 도시되는 S2232의 기준 시간(α2)이 β1로 치환되어 있음과 함께, S2233의 기준 시간(α3)이 β2로 치환되어 있다. 또한, 도 19의 S2235가 S2335로 치환되어 있다. 그 이외의 처리는 마찬가지이기 때문에, 설명을 반복하지 않는다.
도 21에 도시되는 바와 같이, 제어 장치(92)는, S2335에서 4방밸브(5)를 전환하고 나서의 경과 시간이 기준 시간 이상인지의 여부를 판정한다. 당해 경과 시간이 기준 시간 이상인 경우(S2335에서 YES), 제어 장치(92)는, 처리를 메인 루틴에 되돌린다. 당해 경과 시간이 기준 시간보다도 작은 경우(S2335에서 NO), 제어 장치(92)는, 처리를 S2234에 되돌린다. 기준 시간(β1, β2)은, 4방밸브(5)를 전환하고 나서의 경과 시간에 의해, 압축기(1)와 제1 전자밸브(6) 사이의 냉매의 압력이, 제1 전자밸브(6)와 제1 열교환기(2) 사이의 냉매의 압력을 초과하는 경과 시간으로서, 실기 실험 또는 시뮬레이션에 의해 적절히 산출할 수 있다.
이상, 실시의 형태 2에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 난방 운전을 시작할 때의 난방 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 실시의 형태 2에 관한 냉동 사이클 장치에 의하면, 압력 센서가 불필요하기 때문에, 냉동 사이클 장치의 제조 비용을 저감할 수 있다.
금회 개시된 각 실시의 형태는, 모순되지 않는 범위에서 적절히 조합시켜서 실시하는 것도 예정되어 있다. 금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 : 압축기 2 : 제1 열교환기
3 : 팽창밸브 4 : 제2 열교환기
5 : 4방밸브 6 : 제1 전자밸브
7 : 제2 전자밸브 8 : 바이패스밸브
9, 92 : 제어 장치 20 : 실외기
30, 30A : 실내기 60 : 제1밸브 회로
61, 63, 71, 73 : 전자밸브 62, 64, 72, 74 : 역지밸브
70 : 제2밸브 회로 100, 110, 120, 200 : 냉동 사이클 장치
FP1 : 제1 유로 FP2 : 제2 유로
PS1, PS2 : 압력 센서 TS1, TS2 : 온도 센서

Claims (5)

  1. 난방 운전에서 냉매가 압축기, 제1 열교환기, 팽창밸브 및 제2 열교환기의 순서로 순환하는 냉동 사이클 장치로서,
    상기 압축기와 상기 제1 열교환기의 사이에 접속된 제1밸브와,
    상기 제1 열교환기와 상기 팽창밸브의 사이에 접속된 제2밸브와,
    상기 난방 운전의 정지 조건이 성립하는 경우, 상기 제1 및 제2밸브를 폐지하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 난방 운전의 시작 조건이 성립하는 경우, 상기 제어 장치는, 상기 제1 열교환기의 제1 열교환 능력이 상기 제2 열교환기의 제2 열교환 능력보다도 큰 것을 나타내는 특정 조건이 성립할 때, 상기 압축기로부터 상기 제1밸브에의 상기 냉매의 공급을 시작한 후, 상기 제1 및 제2밸브를 개방하고, 상기 특정 조건이 성립하지 않는 때, 상기 제1 및 제2밸브를 개방한 후, 상기 압축기로부터 상기 제1밸브에의 상기 냉매의 공급을 시작하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정 조건은, 상기 제1밸브와 상기 제1 열교환기 사이의 제1 압력이 상기 냉매의 상기 압축기와 상기 제1밸브 사이의 상기 냉매의 제2 압력보다 크다는 조건을 포함하고,
    상기 제어 장치는, 상기 난방 운전의 시작 조건 및 상기 특정 조건이 성립하고 있는 경우, 상기 제2 압력이 상기 제1 압력에 달한 이후에 상기 제1 및 제2밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열교환기는, 제1 공간에 배치되고,
    상기 제2 열교환기는, 제2 공간에 배치되고,
    상기 특정 조건은, 상기 제1 공간의 제1 온도와 상기 제2 공간의 제2 온도와의 차의 절대치가 임계치보다 크고, 또한, 상기 제1 온도가 상기 제2 온도보다도 크다는 조건 및, 상기 절대치가 상기 임계치보다 작고, 또한, 상기 난방 운전을 정지하고 나서 기준 시간이 경과하고 있지 않다는 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난방 운전의 시작 조건은, 유저에 의해 상기 난방 운전의 시작 지시가 행하여졌다는 조건을 포함하고,
    상기 난방 운전의 정지 조건은, 상기 유저에 의해 상기 난방 운전의 정지 지시가 행하여졌다는 조건을 포함하고,
    상기 제어 장치는, 상기 압축기를 기동시킴에 의해, 상기 압축기로부터 상기 제1밸브에의 상기 냉매의 공급을 시작하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉동 사이클 장치는, 상기 난방 운전, 냉방 운전 및 제상 운전을 전환하여 실행하는 것이 가능하게 구성되고,
    유로 전환 밸브와,
    상기 유로 전환 밸브와 상기 제1밸브 사이의 제1 유로와, 상기 제2밸브와 상기 팽창밸브 사이의 제2 유로의 사이에 접속된 제3밸브를 또한 구비하고,
    상기 유로 전환 밸브는, 상기 난방 운전에서는 상기 압축기의 토출구와 상기 제1밸브를 접속함과 함께 상기 압축기의 흡입구와 상기 제2 열교환기를 접속하고, 상기 냉방 운전 및 상기 제상 운전에서는 상기 압축기의 토출구와 상기 제2 열교환기를 접속함과 함께 상기 압축기의 흡입구와 상기 제1밸브를 접속하고,
    상기 제어 장치는, 상기 난방 운전 및 상기 냉방 운전의 동안은, 상기 제3밸브를 폐지한 상태와 함과 함께, 상기 제상 운전 동안은 상기 제3밸브를 개방한 상태로 하고, 상기 냉방 운전의 정지 조건이 성립한 경우, 상기 제1 및 제2밸브를 폐지하고,
    상기 난방 운전의 시작 조건은, 상기 제상 운전의 종료 조건을 포함하고,
    상기 난방 운전의 정지 조건은, 상기 제상 운전의 시작 조건을 포함하고,
    상기 제어 장치는, 상기 유로 전환 밸브를 전환함에 의해 상기 압축기로부터 상기 제1밸브에의 상기 냉매의 공급을 시작하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
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