KR20230074577A - 냉동 사이클 장치(refrigeration cycle equipment) - Google Patents

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KR20230074577A
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expansion valve
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신고 토야마
타케루 모리타
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도시바 캐리어 가부시키가이샤
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Abstract

냉동 사이클 장치는 기상 냉매를 토출하는 압축기와 열원 측 열교환기와 제1팽창 밸브와 이용 측 열교환기와 액상 냉매의 일부를 분류(分流)시켜서 압축기에 주입하는 인젝션 유로를 포함하여 구성되며, 냉매가 순환하는 냉매 회로를 구비한다. 인젝션 유로에는 해당 인젝션 유로　상의 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로, 상류 측으로부터 순서대로 전자기 밸브, 역지 밸브, 제2팽창 밸브가 배치된다. 제2 팽창 밸브는 전폐되지 않으며 전폐보다 큰 개도로 정지 상태가 된다.

Description

냉동 사이클 장치(REFRIGERATION CYCLE EQUIPMENT)
본 발명의 실시형태는 냉동 사이클 장치에 관한 것이다.
냉동 사이클 장치는 주된 요소로서 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 증발기를 포함하여 구성된다. 예를 들면, 난방 운전 시나 가열 운전 시에 냉동 사이클 장치는 외기의 열을 증발기로 흡열하여 그 열을 응축기로 실내 공기나 온수에 공급한다. 그 때 외기 온도가 높아질수록 증발기의 흡열량이 증대하고 압축기에 빨려 들어가는 냉매의 온도나 압력이 상승한다. 이에 따라 압축기가 과열 상태가 되면 압축기의 토출(吐出) 냉매 온도가 과도하게 상승할 우려가 있다. 이와 같은 토출 냉매 온도의 상승은 예를 들면 압축기의 압축 기구부를 윤활하는 윤활유의 점도를 저하시켜 압축기 내의 모터를 손상시키는 등의 요인이 될 수 있다. 따라서 이와 같은 토출 냉매 온도의 상승을 막기 위하여 각종 대책이 강구되고 있다.
그 일례로서, 액상 냉매의 일부를 압축기로 유도하는 인젝션 유로를 냉매의 순환로에 증설하는 것을 들 수 있다. 인젝션 유로는 순환로 상의 응축기와 팽창 밸브 사이에 접속되며 역지 밸브, 이방 밸브, 팽창 밸브(인젝션 유로용 팽창 밸브)등을 포함하여 구성된다. 인젝션 유로를 사용함으로써, 응축기를 통과한 액상 냉매의 일부가 압축기의 실린더실 내부로 주입되어 압축기에 빨려 들어간 기상 냉매가 해당 액상 냉매에 의해 냉각된다. 이로 인하여 압축기가 과열 상태가 되는 것이 방지된다.
이와 같은 인젝션 유로는 예를 들면 외기 온도 등에 따라 회로의 개폐 제어가 이루어진다. 인젝션 유로가 개로(開路)된 후에 폐로(閉路)된 경우, 혹은 정전 시 등에는 인젝션 유로에서 액상 냉매가 밀폐된 상태(액봉 상태)가 된다. 액봉(液封) 상태에서 외기 온도(주위 온도)가 상승하면, 인젝션 유로 내부에서 액상 냉매가 팽창한다. 예를 들면, 인젝션 유로의 이방 밸브와 역지 밸브 사이에서 액상 냉매가 팽창하면, 그 정도에 따라서는 액봉 상태로 되어 있는 이들 밸브들 간에 배관의 파손 등이 발생할 염려가 있다. 이 때문에 인젝션 유로를 구비하는 경우, 이와 같은 액봉 상태를 발생시키지 않도록 배관을 구성할 필요가 있다.
일본 등록특허 제 6514964호
본 발명은 이를 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 배관을 복잡화하지 않고, 비교적 간단한 배관으로 액봉 상태를 회피 가능한 인젝션 유로를 구비한 냉동 사이클 장치를 제공하는 것에 있다.
실시 형태에 따르면, 냉동 사이클 장치는 기상 냉매를 토출(吐出)하는 압축기와 열원 측 열교환기와 제1팽창 밸브와 이용 측 열교환기와 액상 냉매의 일부를 분류(分流)시켜서 상기 압축기에 주입하는 인젝션 유로를 포함하여 구성되며, 냉매가 순환하는 냉매 회로를 구비한다. 상기 인젝션 유로에는 해당 인젝션 유로 상에서 상기 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로, 상류측으로부터 순서대로 전자기 밸브, 역지 밸브, 제2팽창 밸브가 배치된다. 상기 제2 팽창 밸브는 전폐되지 않으며 전폐보다 큰 개도(開度)로 정지(停止) 상태가 된다.
도 1은 실시 형태에 따른 냉동 사이클 장치(공랭식 히트 펌프 칠링 유닛)의 냉동 사이클을 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 냉동 사이클 장치(공랭식 히트 펌프 칠링 유닛)에서의 인젝션 유로의 개폐 제어 시의 제어 흐름도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 냉동 사이클 장치(공랭식 히트 펌프 칠링 유닛)가 냉각 모드일　때 인젝션 유로가 개로된 상태에서의 액상 냉매의 일부의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태에 따른 냉동 사이클 장치(공랭식 히트 펌프 칠링 유닛)가 가열 모드일　때 인젝션 유로가 개로된 상태에서의 액상 냉매의 일부의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태에 따른 냉동 사이클 장치(공랭식 히트 펌프 칠링 유닛)에서 인젝션 유로가 폐로된 상태에서의 액상 냉매의 일부의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 실시 형태에 따른 냉동 사이클 장치(공랭식 히트 펌프 칠링 유닛)의 별도의 형태의 냉동 사이클을 개략적으로 나타내는 회로도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 실시 형태에 따른 공랭식 히트 펌프 칠링 유닛 (이하, 단순히 칠링 유닛 이라고 한다) (1)의 냉동 사이클을 나타낸 회로도이다. 칠링 유닛(1)은 냉동 사이클 장치의 일례로서, 냉각 모드 및 가열 모드로 각각 운전이 가능하다. 또한 냉동 사이클 장치는 도 1에 도시한 바와 같은 냉동 사이클을 가지는 칠링 유닛(1)에 한정되지 않으며, 예를 들면 공기조화기나 수랭식 열원기 등이어도 무방하다.
도 1에 도시한 바와 같이 칠링 유닛(1)은 냉동 사이클 유닛(2), 수회로 유닛(5), 제어부(7), 조작부(8)를 구비하고 있다.
냉동 사이클 유닛(2)은 압축기(20), 사방 밸브(21), 공기열교환기부(22), 한 쌍의 팽창 밸브(제1팽창 밸브) (23a, 23b), 리시버(24), 수열교환기(이용 측 열교환기)(25), 기액분리기(26)를 주된 요소로서 구비한 냉매 회로(R)에 의해 구성되어 있다. 냉매 회로(R)의 이들 각 요소는 냉매가 순환하는 주배관(27)을 통하여 접속되어 있다.　
예를 들면, 압축기(20)는 능력 가변형이며 토출구로부터 고온, 고압의 기상 냉매를 토출(吐出)한다. 압축기(20)의 토출구는 토출 배관(28)을 통하여 사방　밸브(21)의 제1포트(21a)에 접속되어 있다. 토출 배관(28)에는 고온, 고압의 기상 냉매의 온도를 검출하는 제1온도 센서(검출부)(T1) 및 압축기(20)으로부터 토출된 고온, 고압의 기상 냉매의 압력을 검출하는 제1압력 센서(P1)가 구비되어 있다.　
사방 밸브(21)의 제２포트(21b)는 공기열교환기부(22)에 접속되어 있다. 본 실시형태에서는 일례로서 공기열교환기부(22)는 한 쌍의 공기열교환기(29a, 29b) 및 팬(30)을 구비하고 있다. 공기열교환기(29a, 29b)는 열원 측 열교환기에 해당한다. 공기열교환기부(22)에 있어서 공기열교환기(29a, 29b)는 차폐판과의 사이에서 상하 방향으로 연장된 배기 통로를 구성하고 있다. 팬(30)은 이러한 배기 통로의 상부 끝단으로 개구된 배기구에 위치하도록 공기열교환기(29a, 29b)의 상단부에 지지 부재를 통하여 지지되어 있다.　
이와 같은 공기열교환기부(22)에 있어 팬(30)이 구동되면 외기가 공기열교환기(29a, 29b)를 통과하여 배기 통로로 빨려 들어간다. 배기 통로로 빨려 들어간 외기는 배기구를 향하여 빨려 올라가면서 해당 배기구로부터 공기열교환기부(22)의 상방으로 배출된다.　
공기열교환기(29a, 29b)의 입구는 사방 밸브(21)의 제2포트(21b)에 병렬로 접속되어 있다. 공기열교환기(29a, 29b)의 입구 부근에는 공기열교환기(29a, 29b)에 유입되는 기상 냉매의 온도를 검출하는 제2온도 센서(T2)가 각각 구비되어 있다. 또한 이러한 입구는 후술하는 냉각 모드에서 공기열교환기(29a, 29b)에 냉매가 유입되는 유입구이며 가열 모드에서는 냉매가 유출되는 유출구(공기열교환기(29a, 29b)의 출구)가 된다.　
공기열교환기(29a, 29b)의 출구는 팽창 밸브(23a, 23b)를 가지는 배관(41a, 41b)에 접속되어 있다. 배관(41a, 41b)는 팽창 밸브(23a, 23b)의 하류에서 서로 합류하여 하나의 집합배관(42)에 접속되어 있다. 집합배관(42)는 리시버(24) 및 수열교환기(25)를 통하여 사방 밸브(21)의 제3포트(21c)에 접속되어 있다. 또한 이러한 출구는 후술하는 냉각 모드에서의 공기열교환기(29a, 29b)로부터 냉매가 유출되는 유출구이며 가열 모드에서는 냉매가 유입되는 유입구(공기열교환기(29a, 29b)의 입구)가 된다.
사방 밸브(21)의 제4포트(21d)는 기액분리기(26)를 통하여 압축기(20)의 흡입측에 접속되어 있다. 사방 밸브(21)의 제4포트(21d)와 기액분리기(26)의 입구를 잇는 배관(43)에는 기액분리기(26)로 유도되는 기액 2상 냉매의 온도를 검출하는 제3온도센서(T3)가 구비되어 있다.
또한, 기액분리기(26)의 출구와 압축기(20)의 흡입 측을 잇는 배관(44)에는 압축기(20)에 빨려 들어가는 저온, 저압의 기상 냉매의 압력을 검출하는 제2압력센서(P2)가 구비되어 있다.
또한 기액분리기(26)와 사방 밸브(21)사이에는 배관(46)가 구비되어 있다. 배관(46)은 기액분리기(26)의 입구와 사방 밸브(21)의 제1포트(21a)와의 사이를 연결하고 있으며 해당 배관(46)의 도중에 상폐형의 전자기 밸브(47)가 구비되어 있다.
수열교환기(25)는 냉매유로(25a) 및 수유로25c)를 구비하고 있다. 냉매유로(25a)는 리시버(24)에 대하여, 후술하는 냉각 모드에서는 하류, 후술하는 가열 모드에서는 상류에서 집합배관(42)에 접속되어 있다.
이들의 구성에 더하여 냉매 회로(R)은 인젝션 유로(6)을 구비하고 있다. 인젝션 유로(6)은 세개의 유로(이하, 제1 내지 제3인젝션 유로라고 한다)(6a, 6b, 6c)를 포함하여 구성되어 있다. 제1인젝션 유로(6a) 및 제2인젝션 유로(6b)는 냉매 회로(R)을 각각 분기하는 유로이다. 제3인젝션 유로(6c)는 제1인젝션 유로(6a) 및 제2인젝션 유로(6b)가 합류하는 유로이다.
제1인젝션 유로(6a)는 공기열교환기(29a, 29b)를 통과하는 외기와 열교환하여 응축된 고압의 액상 냉매의 유로이다. 제1인젝션 유로(6a)의 일단은 공기열교환기(29b)와 팽창 밸브(23b)의 사이에 접속되어 있다. 이로 인하여 제1인젝션 유로(6a)는 공기열교환기(29b)와 팽창 밸브(23b)의 사이에서, 즉, 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로, 공기열교환기(29b)의 하류 측이자 팽창 밸브(23b)의 상류 측에서 배관(41b)로부터 분기되어 있다.
제2인젝션 유로(6b)는 수유로(25c)를 흐르는 물과 열교환하여 수열교환기(25)를 통과한 고압의 액상 냉매의 유로이다. 제2인젝션 유로(6b)의 일단은 수열교환기(25)와 리시버(24) 사이에 접속되어 있다. 이로 인하여 제2인젝션 유로(6b)는 수열교환기(25)와 리시버(24) 사이에서, 즉, 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로, 수열교환기(25)의 하류 측이자 리시버(24)(바꾸어 말하면 팽창 밸브23a, 23b)의 상류 측에서 집합배관(42)으로부터 분기되어 있다.　
제3인젝션 유로(6c)는 제1인젝션 유로(6a) 및 제2인젝션 유로(6b)가 합류하여 고압의 액상 냉매가 흐르는 유로이다. 즉, 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로, 제1인젝션 유로(6a) 및 제2인젝션 유로(6b)는 상류 측, 제3인젝션 유로(6c)는 하류 측에 배치되어 있다. 제3인젝션 유로(6c)는 일단이 제1인젝션 유로(6a)의 타단(他端) 및 제2인젝션 유로(6b)의 타단과 연결되며, 타단이 압축기(20)의 인젝션 포트(20a)에 접속되어 있다.
이들 인젝션 유로(6a, 6b, 6c)를 구비함으로써, 액상 냉매의 일부가 압축기(20)의 실린더실(도시는 생략)에 주입되어 압축기(20)에 빨려 들어간 고온의 기상 냉매가 이러한 액상 냉매에 의해 냉각된다. 이로 인하여 압축기(20)의 과열 방지를 꾀할 수 있다. 인젝션 유로(6)에는 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로, 상류 측으로부터 순서대로 전자기 밸브(61a, 61b), 역지 밸브(62a, 62b), 팽창 밸브(제2팽창 밸브)(60c)가 배치되어 있다.
여기서 인젝션 유로(6a, 6b, 6c)를 통하여 액상 냉매를 압축기(20)의 실린더실 내부로 주입하여 냉각하기 위한 운전을 액체 인젝션 운전이라고 한다.
제1인젝션 유로(6a)에는 전자기 밸브(이하, 냉각용 전자기 밸브라고 한다)（61a）및 역지 밸브(이하, 냉각용 역지 밸브라고 한다)(62a)가 마련되어 있다. 제1인젝션 유로(6a)에서의 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로, 냉각용 전자기 밸브(61a)는 냉각용 역지 밸브(62a)보다 상류 측에 배치되어 있다. 제1인젝션 유로(6a)에는，칠링 유닛(1)이 냉각 모드로 운전(냉각 운전)되는 경우, 필요에 따라 액상 냉매의 일부가 배관(41b)으로부터 분기되어 흐른다.
제2인젝션 유로(6b)에는 전자기 밸브(이하, 가열용 전자기 밸브라고 한다)(61b) 및 역지 밸브(이하, 가열용 역지 밸브라고 한다)(62b)가 마련되어 있다. 제2 인젝션 유로(6a)에서의 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로, 가열용 전자기 밸브(61b)는 가열용 역지 밸브(62b)보다 상류 측에 배치되어 있다. 제2인젝션 유로(6b)에는 칠링 유닛(1)이 가열 모드로 운전(가열 운전)되는 경우, 필요에 따라 액상 냉매의 일부가 집합 배관(42)으로부터 분기되어 흐른다.
제3인젝션 유로 (6c)에는 팽창 밸브(제2팽창 밸브)(60c)가 마련되어 있다. 팽창 밸브(60c)는 전자기　밸브이며 비폐변(非閉弁) 밸브이다. 비폐변 밸브는 전폐되는 일이 없고 전폐보다 큰 개도(開度)(이하, 정지(停止) 개도라고 한다)로 정지 상태가 되는 밸브 구조를 가진다. 즉, 팽창 밸브(60c)는 정지 상태가 되어도 정지 개도만큼 열린 상태로 유지되며 액상 냉매의 흐름을 차단시키는 일이 없다. 제3인젝션 유로(6c)에는 제1인젝션 유로(6a) 혹은 제2인젝션 유로(6b)를 통과한 고압의 액상 냉매가 유입된다. 제3 인젝션 유로(6c)에 유입된 고압의 액상 냉매는 팽창 밸브(60c)를 통과하는 과정에서 감압되어서 압축기(20)의 인젝션 포트로부터 실린더실 내부로 주입된다.
수회로 유닛(5)는 수열교환기(25)에서 냉매와 열교환하는 물의 유로이며 주된 요소로서 수순환펌프(50), 제1 내지 제3수배관(51a, 51b, 51c)를 구비하고 있다.
수순환 펌프(50)는 예를 들면 능력 가변형이며 흡입구가 제1수배관(51a)의 일단과 접촉되어 토출구가 제2수배관(51b)의 일단과 접속되어 있다. 제1수배관(51a)의 타단은 칠링 유닛(1)의 이용기기 측의 수출구와 접속되어 있다. 제2수배관(51b)의 타단은 수열교환기(25)의 수유로(25c)의 입구와 접속되어 있다. 제2수배관(51b)에는 수압을 검출하는 제3압력 센서(P3) 및 수온을 검출하는 제4온도 센서(T4)가 구비되어 있다. 제3수배관(51c)는 일단이 수유로(25c)의 출구와 접촉되며, 타단은 칠링 유닛(1)의 이용기기 측의 수입구와 접속되어 있다. 제3수배관(51c)에는 수압을 검출하는 제4압력 센서(P4) 및 수온을 검출하는 제5온도 센서(T5)가 구비되어 있다.
제어부(7)은 냉동 사이클 유닛(2) 및 수회로 유닛(5)의 각 요소의 동작을 제어하고 칠링 유닛(1)의 운전을 제어한다. 제어부(7)은 CPU, 메모리, 기억장치 (비휘발 메모리), 입출력 회로, 타이머 등을 포함하며, 냉동 사이클 유닛(2) 및 수회로 유닛(5)의 각 요소의 동작을 제어하고 칠링 유닛(1)의 운전을 제어한다. 예를 들면, 제어부(7)는 칠링 유닛(1)의 운전 개시, 운전 정지, 냉각 운전과 가열 운전의 모드 선택, 냉매의 온도 및 압력, 수온, 수압 등 칠링 유닛(1)의 운전 제어에 필요한 각종 정보(데이터)를 취득한다. 취득한 정보에 따라 소정의 연산 처리를 실행함으로써 제어부(7)는 상기 각 요소의 동작을 제어하고 칠링 유닛(1)의 운전 개시, 운전 정지, 냉각 운전 및 가열 운전의 전환, 인젝션 유로(6)의 개폐 등을 수행한다. 구체적으로는 압축기(20)의 동작 및 정지, 사방 밸브(21)의 포트 전환, 팽창 밸브(23a, 23b), 팽창 밸브(60c), 냉각용 전자기 밸브(61a) 및 가열용 전자기 밸브(61b)의 개폐 등의 각 동작이 제어부(7)에 의해 제어된다.
조작부(8)는 예를 들면 조작용의 패널, 스위치, 버튼, 표시용 디스플레이 등을 포함하며 제어부(7)과 유선 혹은 무선으로 접속되어 있다. 조작부(8)는 유저에 의해 소정의 조작이 이루어지는 인터페이스이며 예를 들면 칠링 유닛(1)의 운전 개시, 냉각 운전과 가열 운전 모드의 선택, 급수 온도 등의 설정 조작이 이루어진다.
이러한 칠링 유닛(1)에 있어서 냉각 모드 및 가열 모드로 운전 시의 동작에 대해서 설명한다.
예를 들면, 칠링 유닛(1)이 냉각 모드에서 운전을 하는 경우, 사방 밸브(21)는 도 1에 실선으로 도시한 바와 같이 제1포트(21a)가 제2포트(21b)에 연통하며 제3포트(21c)가 제4포트(21d)에 연통하도록 전환한다.
그리고, 압축기(20)이 작동하여 고온, 고압의 기상 냉매가 압축기(20)로부터 토출배관(28)에 토출된다. 압축기(20)으로부터 토출된 고온, 고압의 기상 냉매는 사방 밸브(21)를 경유하여 공기열교환기(29a, 29b)로 유도된다.
공기열교환기(29a, 29b)에 유도된 기상 냉매는, 팬(30)의 작동에 의하여 공기열교환기(29a, 29b)를 통과하는 외기와 열교환하여 응축되고 고압의 액상 냉매로 변화한다. 고압의 액상 냉매는 팽창 밸브(23a, 23b)를 통과하는 과정에서 감압되어 중간압의 기액 2상 냉매로 변화한다. 기액 2상 냉매는 리시버(24)를 경유하여 수열교환기(25)로 유도된다. 수열교환기(25)에 유도된 기액 2상 냉매는 수유로(25c)를 흐르는 물과 열교환한다. 이를 통하여 수유로(25c) 내부의 물은 잠열을 빼앗김으로써 냉수가 된다. 냉수는 제3수배관(51c)로부터 이용기기 측에 공급된다.
수열교환기(25)를 통과한 저온, 저압의 기액 2상 냉매는 사방 밸브(21)를 경유하여 기액분리기(26)에 유도되고, 기액분리기(26)에서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리된다. 액상 냉매로부터 분리된 기상 냉매는 압축기(20)에 빨려 들어가 다시 고온, 고압의 기상 냉매가 되어 압축기(20)로부터 토출된다.
한편, 칠링 유닛(1)이 가열 모드로 운전을 하는 경우, 사방 밸브(21)는은 도 1에 파선으로 도시한 바와 같이 제1포트(21a)가 제3포트(21c)에 연통하고, 제2포트(21b)가 제4포트(21d)에 연통하도록 전환된다.
가열 모드로 운전이 시작되면 압축기(20)에서 압축된 고온, 고압의 기상 냉매는 사방 밸브(21)를 경유하여 수열교환기(25)로 유도된다. 수열교환기(25)에 유도되어 냉매 유로(25a)를 흐르는 기상 냉매는 수유로(25c)를 흐르는 물과 열교환한다. 이를 통하여 수유로(25c) 내부의 물은 가열되어 온수가 된다. 온수는 제3수배관(51c)으로부터 이용기기 측에 공급된다.
수열교환기(25)를 통과한 고압의 액상 냉매는 리시버(24) 및 팽창 밸브(23a, 23b)를 통과하는 과정에서 중간압의 기액 2상 냉매로 변화하면서 공기열교환기(29a, 29b)에 유도된다. 공기열교환기(29a, 29b)에 유도된 기액 2상 냉매는, 팬(30)의 작동에 의하여 공기열교환기(29a, 29b)를 통과하는 외기와 열교환하여 증발하고 저온, 저압의 기액 2상 냉매로 변화한다.　
공기열교환기(29a, 29b)를 통과한 저온, 저압의 기액 2상 냉매는 사방 밸브(21)를 경유하여 기액분리기(26)에 유도되고, 기액분리기(26)에서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리된다. 액상 냉매로부터 분리된 기상 냉매는 압축기(20)에 빨려 들어가 다시 고온, 고압의 기상 냉매가 되어 압축기(20)로부터 토출된다.
여기서 칠링 유닛(1)에서의 운전 제어의 일례로서 냉매 회로(R)에서의 인젝션 유로(6)의 개폐 제어에 착안한 운전 제어에 대해서, 제어부(7)의 제어 흐름에 따라 설명한다. 인젝션 유로(6)의 개폐 제어에 의하여 액상 냉매의 압축기(20)으로의 주입이 제어된다. 도 2에는 인젝션 유로(6)의 개폐 제어 시의 제어부(7)의 제어 흐름을 도시한다.
칠링 유닛(1)이 운전 개시된 상태에서 제어부(7)는 다음과 같이 인젝션 유로(6)의 개폐를 제어한다. 인젝션 유로(6)의 개폐 제어에 있어서 제어부(7)는 칠링 유닛(1)의 운전 모드의 판정을 수행한다. 도 2의 제어 흐름에서는 일례로서 제어부(7)는 칠링 유닛(1)의 운전 모드가 냉각 모드인지 여부를 판정한다(S101). 그 때, 제어부(7)는 예를 들면 조작부(8)로부터 운전 모드를 나타내는 신호를 수신하고, 수신한 신호가 냉각 모드의 선택 신호인 경우, 운전 모드는 냉각 모드라고, 그 이외의 신호인 경우, 운전 모드는 냉각 모드가 아니라고 판정한다.
운전 모드가 냉각 모드인 경우, 제어부(7)는 칠링 유닛(1)을 냉각 모드로 운전시킨다(S102). 이 경우 제어부(7)은 사방 밸브(21)를 동작 제어하고, 제1포트(21a)와 제2포트(21b)를 연통시키면서, 제3포트(21c)와 제4포트(21d)를 연통시켜, 압축기(20)를 작동시킨다.
이어서 제어부(7)은 인젝션 유로(6)의 개로(開路) 가능 여부 조건을 판정한다(S103). 개로 가능 여부 조건은 인젝션 유로(6)를 개로시킬지 여부를 판정하기 위한 조건이다. 여기에서는 압축기(20)에서 토출되는 냉매의 온도(Td)가 소정 온도(T0)이하인지 여부에 따라서 개로 가능 여부 조건이 판정된다. 압축기(20)으로부터 토출되는 냉매의 온도(이하, 토출 냉매 온도(Td)라고 한다)는 제1 온도 센서(T1)에 의하여 검출된 냉매의 온도이다. 소정 온도(이하, 기준 온도(T0라고 한다)는, 토출 냉매 온도(Td)가 과도하게 상승해 있는지 여부, 단적으로는 압축기(20)이 과열 상태인지 여부를 판정하기 위한 역치이다. 기준 온도(T0)의 수치는 예를 들면 압축기(20)의 성능 등에 따라서 미리 규정되어 있으며, 제어부(7)의 기억 장치에 저장되어 개로 가능 여부 조건의 판정 시에 파라미터로서 메모리에 의해 읽어　들여진다. 본 실시형태에서는 일례로서 기준 온도(T0)의 수치는 섭씨 100도를 상정하지만, 이러한 수치에 한정되지 않는다. 또한 기준 온도(T0)는 고정치여도 무방하며 예를 들면, 설정된 급수 온도 등에 따라 변동되는 변동치여도 무방하다.
개로 가능 여부 조건의 판정에 있어서 제어부(7)은 제1온도 센서(T1)로부터 토출 냉매 온도(Td)의 검출 값을 얻으며, 얻은 값을 기준 온도(T0)와 비교한다. 제어부(7)은 토출 냉매 온도(Td)가 기준 온도(T0)를 초과한 (Td>T0) 경우, 개로 가능 여부 조건이 성립된다고 판정하고 토출 냉매 온도(Td)가 기준 온도(T0) 이하인 (TdT0) 경우, 개로 가능 여부 조건이 성립되지 않는다고 판정한다.
개로 가능 여부 조건이 성립되지 않는 경우(Td
Figure pct00001
T0), 제어부(7)는 인젝션 유로(6)를 폐로(閉路)한다. 이 경우, 제어부(7)은 제1인젝션 유로 (6a)의 냉각용 전자기 밸브(61a)를 닫으면서 제2인젝션 유로(6b)의 가열용 전자기 밸브(61b)를 닫는다(S104). 예를 들면, 냉각용 전자기 밸브(61a) 혹은 가열용 전자기 밸브(61b)가 열려 있는 경우, 제어부(7)는 해당 밸브를 닫는다. 한편 냉각용 전자기 밸브(61a) 및 가열용 전자기 밸브(61b)가 닫혀 있는 경우, 제어부(7)는 이 상태를 유지한다. 또한, 제어부(7)는 팽창 밸브(60c)를 정지 상태로 만든다(S104). 예를 들면 팽창 밸브(60c)가 정지 상태가 아닌 경우, 제어부(7)는 팽창 밸브(60c)를 정지 상태로 만든다. 한편 팽창 밸브(60c)가 정지 상태인 경우, 제어부(7)는 이 상태를 유지한다.
반대로 개로 가능 여부 조건이 성립하는 경우(Td>T0), 제어부(7)은 인젝션 유로(6)을 개로한다. 이 경우, 제어부(7)은 제1인젝션 유로 (6a)의 냉각용 전자기 밸브(61a)를 열면서 제2인젝션 유로(6b)의 가열용 전자기 밸브(61b)를 닫는다(S105). 예를 들면, 냉각용 전자기 밸브(61a)가 닫혀 있는 경우, 제어부(7)는 해당 밸브를 연다. 한편 냉각용 전자기 밸브(61a)가 열려 있는 경우, 제어부(7)는 이 상태를 유지한다. 또한 제어부(7)는 가열용 전자기 밸브(61b)가 닫혀 있는 경우에는 이 상태를 유지하고, 열려 있는 경우에는 닫는다. 그리고, 제어부(7)는 팽창 밸브(60c)를 연다 (열린 상태로 만든다)(S105). 예를 들면, 팽창 밸브(60c)가 정지 상태인 경우, 제어부(7)는 이것을 연다. 한편 팽창 밸브(60c)가 열려 있는 경우, 제어부(7)는 이 상태를 유지한다. 또한, 제어부(7)는 팽창 밸브(60c)의 개도를 적절히 조정한다.
도 3에는 이와 같이 냉각 모드에서 인젝션 유로(6)이 개로된 상태를 도시한다. 이 경우 도 3에 흰색 화살표로 나타내듯이 액상 냉매의 일부가 배관(41b)로부터 분류되어 제1인젝션 유로(6a)를 지나고 제3인젝션 유로(6c)를 지나서 압축기(20)의 실린더실(도시는 생략)에 주입된다.
또한, S101에서 운전 모드가 냉각 모드가 아니라고 판정한 경우, 제어부(7)는 칠링 유닛(1)의 운전 모드가 가열 모드인지 여부를 판정한다(S106). 그 때, 제어부(7)는 예를 들면 조작부(8)로부터 운전 모드를 나타내는 신호를 수신하고, 수신한 신호가 가열 모드의 선택 신호인 경우, 운전 모드는 가열 모드라고, 그 이외의 신호인 경우, 운전 모드는 가열 모드가 아니라고 판정한다.
운전 모드가 가열 모드인 경우, 제어부(7)는 칠링 유닛(1)을 가열 모드로 운전시킨다(S107). 이 경우 제어부(7)은 사방　밸브(21)를 동작 제어하고， 제1포트(21a)와 제3포트(21c)를 연통시키면서， 제2포트(21b)와 제4포트(21d)를 연통시켜, 압축기(20)를 작동시킨다.　
이어서 제어부(7)은 개로 가능 여부 조건을 판정한다(S108). 개로 가능 여부 조건의 판정에 있어서 제어부(7)은 제1온도 센서(T1)으로부터 토출 냉매 온도(Td)의 검출값을 얻으며, 얻은 값을 기준 온도(T0)와 비교한다.
개로 가능 여부 조건이 성립되지 않는 경우(Td
Figure pct00002
T0), 제어부(7)은 인젝션 유로(6)를 폐로한다. 이 경우, 제어부(7)은 제1인젝션 유로(6a)의 냉각용 전자기 밸브(61a)를 닫으면서 제2인젝션 유로(6b)의 가열용 전자기 밸브(61b)를 닫는다(S104). 또한, 제어부(7)은 팽창 밸브(60c)를 정지 상태로 만든다(S104). 이 경우에 있어서의 제어부(7)의 제어는 운전 모드가 냉각 모드인 경우와 동일하다.
반대로 개로 가능 여부 조건이 성립하는 경우(Td>T0), 제어부(7)는 인젝션 유로(6)를 개로한다. 이 경우, 제어부(7)는 제1인젝션 유로(6a)의 냉각용 전자기 밸브(61a)를 닫으면서 제2인젝션 유로(6b)의 가열용 전자기 밸브(61b)를 연다(S109). 예를 들면, 가열용 전자기 밸브(61b)가 닫혀 있는 경우, 제어부(7)은 이를 연다. 한편 가열용 전자기 밸브(61b)가 열려있는 경우, 제어부(7)은 이 상태를 유지한다. 또한 제어부(7)은 냉각용 전자기 밸브(61a)가 닫혀 있는 경우에는 이 상태를 유지하고, 열려 있는 경우에는 닫는다. 그리고, 제어부(7)는 팽창 밸브(60c)를 연다 (열린 상태로 만든다)(S109). 이 경우에 있어서의 제어부(7)의 제어는 운전 모드가 냉각 모드인 경우와 동일하다. 또한, 이 경우도 제어부(7)는 팽창 밸브(60c)의 개도를 적절히 조정한다.
도 4에는 이와 같이 가열 모드에서 인젝션 유로(6)가 개로된 상태를 도시한다. 이 경우 도 4에서 흰색 화살표로 나타내듯이 액상 냉매의 일부가 집합배관(42)으로부터 분류되어 제2인젝션 유로(6b)를 지나고 제3인젝션 유로(6c)를 지나서 압축기(20)의 실린더실(도시는 생략)에 주입된다.　
그리고 S104에서 인젝션 유로(6)가 폐로되면 제어부(7)는 칠링 유닛(1)의 운전 정지 조건을 판정한다(S110). 또한 S105 또는 S109에서 인젝션 유로(6)가 개로되면 제어부(7)는 칠링 유닛(1)의 운전 정지 조건을 판정한다(S110). 운전 정지 조건은 칠링 유닛(1)을 운전 정지시킬지 여부의 판정 조건이며, 예를 들면, 제어부(7)가 칠링 유닛(1)의 운전 정지를 나타내는 신호를 수신했는지 여부 등에 따라서 판정된다. 운전 정지를 나타내는 신호는 예를 들면 조작부(8)에 있어서 운전 정지가 선택됨으로써 발신된다.
　운전 정지 조건이 성립하지 않는 경우, 제어부(7)는 칠링 유닛(1)의 운전 모드가 냉각 모드인지 여부를 판정하고(S101). 판정 결과에 따라서 이후의 처리(S102~S109)를 선택적으로 반복한다.
이와 반대로 운전 정지 조건이 성립하는 경우 제어부(7)는 칠링 유닛(1)의 운전을 정지 시킨다(S111).
즉, 칠링 유닛(1)이 운전되고 있는 동안, 일련의 인젝션 유로(6)의 개폐 제어가 반복된다. 그리고 칠링 유닛(1)이 운전 정지되면 일련의 인젝션 유로(6)의 개폐 제어도 종료된다.
또한, S106에서 운전 모드가 가열 모드가 아니라고 판정한 경우, 제어부(7)는 칠링 유닛(1)의 운전을 정지시킨다. 이 경우 칠링 유닛(1)이 냉각 모드 및 가열 모드 중 어느 모드로도 운전되고 있지 않은 상태(예를 들면 에러 상태)로 간주하고 만일의 사태에 대비하여 칠링 유닛(1)의 운전이 정지된다. 이 때 운전 정지에 추가하여 혹은 대신하여 제어부(7)는 소정의 이상 처리를 실행하여도 무방하다. 예를 들면, 경고등의 점등(점멸), 경고음의 출력, 경고 메시지의 표시 등을 통하여 에러 상태를 철저히 주지시킬 수 있게 된다.
이처럼 본 실시형태에 따르면 인젝션 유로(6)에서의 액봉 상태를 회피할 수 있다. 즉, 인젝션 유로(6)가 폐로된 상태라하여도 인젝션 유로(6) 내부의 액상 냉매를 다음과 같이 유동시킬 수 있다.
도 5에는 이와 같이 인젝션 유로(6)가 폐로된 상태를 도시한다. 예를 들면 인젝션 유로(6)가 개로된 후에 폐로된 경우, 인젝션 유로(6)에 유입된 액상 냉매는 도 5에 도시한 바와 같이 대상 유로(X) 내부에 머문다. 대상 유로(X)는 인젝션 유로(6)에 있어서 제1인젝션 유로(6a)의 냉각용역지 밸브(62a), 제2인젝션 유로(6b)의 가열용역지 밸브(62b) 및 제3인젝션 유로(6c)의 팽창 밸브(60c)로 규정되는 유로이다.
여기서 상술한 바와 같이 팽창 밸브(60c)는 정지 상태가 되어도 정지 개도만큼 열린 상태가 된다. 따라서 대상 유로(X) 내부의 액상 냉매는 도 5에 흰색 화살표로 나타내듯이 팽창 밸브(60c)를 통과하여 압축기(20)의 실린더실(도시 생략)을 향하여 유동 가능한 상태가 된다. 즉, 액상 냉매는 대상 유로(X) 내부에 일시적으로 머무르는 것에 불과하며 대상 유로(X) 내부에서 폐색되는 일은 없다. 이를 위하여 인젝션 유로(6)가 개로된 후에 폐로된 경우, 인젝션 유로(6)에 유입된 액상 냉매가 액봉 상태가 되는 것을 회피할 수 있다.
인젝션 유로(6)는 칠링 유닛(1)이 냉각 모드로 운전되고 있는 경우에 액상 냉매의 일부를 압축기(20)에 주입하는 제1인젝션 유로(6a)와 가열 모드로 운전되고 있는 경우에 액상 냉매의 일부를 압축기(20)에 주입하는 제2인젝션 유로(6b)로 분기되어 있다. 따라서 칠링 유닛(1)이 냉각 모드 및 가열 모드 중 어느 모드로 운전되고 있는지와 상관없이, 인젝션 유로(6)의 대상 유로(X)에서의 액상 냉매의 액봉 상태를 회피할 수 있다.
　또한 이와 같은 액봉 상태의 회피는 정전 상태에 있어서도 동일하게 이루어진다. 정전 상태에서는 칠링 유닛(1)의 각 요소에 대한 전력 공급이 차단된다. 따라서 정전 상태일 때의 인젝션 유로(6)에서는, 냉각용 전자기 밸브(61a) 및 가열용 전자기 밸브(61b)가 닫히고, 팽창 밸브(60c)가 정지 상태가 된다. 이 때문에 정전 상태에서도 인젝션 유로(6)에 유입된 액상 냉매는 대상 유로(X) 내부에 머무는 경우가 있다. 그러나 이 경우라 하더라도 팽창 밸브(60c)가 정지 개도만큼 열린 상태를 유지하기 때문에 대상 유로(X) 내부에 머문 액상 냉매는 도 5에 나타내듯이 팽창 밸브(60c)를 통과하여 압축기(20)의 실린더실(도시 생략)을 향하여 유동 가능한 상태가 된다. 따라서 정전 상태에서도 인젝션 유로(6)에 유입된 액상 냉매가 액봉 상태가 되는 것을 회피할 수 있다.
즉, 본 실시형태에 따르면, 예를 들어 액봉 상태를 회피하기 위한 바이 패스 유로 등을 인젝션 유로(6)에 마련하지 않고도 인젝션 유로(6)를 구비하는 것만으로 대상 유로(X)에서의 액상 냉매의 액봉을 회피할 수 있다. 따라서 배관을 복잡화 시키지 않고 비교적 단순한 배관이라도 대상 유로(X)에 있어서의 액상 냉매의 액봉을 회피할 수 있게 된다. 또한 비교적 단순하게 배관으로 구성함으로써 인젝션 유로(6)의 공간 절약을 도모할 수 있게 된다. 추가적으로 비교적 단순하게 배관으로 구성함으로써 비용 절감 또는 진동에 의해 냉매가 샐 위험성을 줄이는 등의 조치를 도모할 수 있게 된다.　
또한 제1인젝션 유로(6a)에 냉각용역지 밸브(62a)를 구비하면서 제2인젝션 유로(6b)에 가열용역지 밸브(62b)를 구비함으로써 전자기 밸브(61a, 61b) 중 어느 한쪽을 닫고 다른 한쪽을 열어서 액체 인젝션 운전을 수행할 수 있다. 이 경우 전자기 밸브(61a, 61b)의 불량 등으로 인한 인젝션 유로(6a, 6b) 내부에서의 액상 냉매의 역류를 역지 밸브(62a, 62b)로 방지하고 안정된 액체 인젝션 운전을 실현할 수 있어 냉동 사이클 운전을 안정시킬 수 있다.　
특히 이방 밸브로서 사용되는 전자기 밸브(61a, 61b)는, 전자기 밸브의 형태나 품질에 따라서, 사전에 정해진 순유로(順流路)와는 반대의 압력이 작용하면 역류하는 경우가 있는데, 각각 전자기 밸브(61a, 61b)의 하류 측에 각각 역지 밸브(62a, 62b)를 구비함으로써, 인젝션 유로(6a, 6b)의 한쪽의 유로에서 액체 인젝션 운전을 하면서, 한쪽의 유로와 병렬로 접속된 다른 한쪽의 인젝션 유로에 발생하는 압력차에 기인하는 역류를 방지할 수 있어, 안정된 냉동 사이클 운전을 수행할 수 있다.　
바꾸어 말하면, 순방향으로 작용하는 압력에 대해서는 전자기 밸브(61a, 61b)로 흐름을 제어하고, 역방향의 압력에 대해서는 역지 밸브(62a, 62b)로 흐름을 제어함으로써 액체 인젝션 운전 및 냉동 사이클 운전을 안정적으로 수행할 수 있다. 또한 액체 인젝션 운전을 수행하고 있을 때에 정지 및 재부팅을 실시하는 경우라 하더라도 비교적 안정된 운전을 할 수 있다.　
또한 상술한 실시형태에서는 칠링 유닛(1)의 냉동 사이클 유닛(2)를 1계통 냉매 회로(R)을 구비하는 구성으로 되어 있지만 냉매 회로는 복수 계통이어도 무방하다.
도 6에는 4계통 냉매 회로(RA,RB,RC,RD)를 갖춘 칠링 유닛(10)(냉동 사이클 유닛(2))의 구성의 예시를 본 발명의 별도의 형태로서 도시한다. 제1냉매 회로(RA), 제2냉매 회로(RB), 제3냉매 회로(RC), 제4냉매 회로(RD)의 각 구성은 상술한 냉매 회로(R)과 동등하며 냉매 회로(R)과 공통되는 요소를 각각 가지고 있다.
도 6에 도시된 예에서, 수열교환기(25)는 제1냉매 유로(25a), 제2냉매 유로(25b) 및 수유로(25c)를 구비하고 있다. 수열교환기(25)의 제1냉매 유로(25a)는 리시버(24)에 대하여, 냉각 모드에서는 하류, 가열 모드에서는 상류에서, 냉매 회로(RA)의 집합배관(42)에 접속되어 있다. 수열교환기(25)의 제2냉매 유로(25b)는 제2냉매 회로(RB)의 집합배관(42)에 접속되어 있다. 즉, 제1냉매 회로(RA) 및 제2냉매 회로(RB)가 하나의 수열교환기(25)에 병렬로 접속되어 해당 수열교환기(25)를 공유하고 있다. 마찬가지로 제3냉매 회로(RC) 및 제4냉매 회로(RD)는 하나의 수열교환기(25)에 병렬로 접속되어 해당 수열교환기(25)를 공유하고 있다. 이처럼 칠링 유닛(10)의 냉동 사이클 유닛(2)은 두 대의 수열교환기(25)를 구비하고 있다.
수회로 유닛(5)는 주된 요소로서 수순환펌프(50), 제1 내지 제4수배관(51a, 51b, 51c,　51d)를 구비하고 있다.
제1수배관(51a)은 칠링 유닛(10)의 이용기관　측의 수출구와 수순환 펌프(50)의 흡입구와의 사이를 접속시키고 있다.
제2수배관(51b)은 수순환펌프(50)의 토출구와 제1냉매 회로(RA) 및 제2냉매 회로(RB)의 수열교환기(25)의 수유로(25c)와의 사이를 접속시키고 있다. 제2수배관(51b)에는 수압을 검출하는 제3압력 센서(P3) 및 수온을 검출하는 제4온도 센서(T4)가 구비되어 있다.
제3수배관(51c)은 제1냉매 회로(RA) 및 제2냉매 회로(RB)의 수열교환기 (25)의 수유로(25c)와 제3냉매 회로(RC) 및 제4냉매 회로(RD)의 수열교환기(25)의 수유로(25c)와의 사이를 직렬로 접속시키고 있다. 제3수배관(51c)에는 수온을 검출하는 제5온도 센서(T5)가 구비되어 있다.
제4수배관(51d)는 제3냉매 회로(RC) 및 제4냉매 회로(RD)의 수열교환기(25)의 수유로(25c)와 칠링 유닛(10)의 이용기기　측의 수 입구와의 사이를 접속시키고 있다. 제4수배관(51d)에는 수압을 검출하는 제4압력 센서(P4) 및 수온을 검출하는 제6온도 센서(T6)가 구비되어 있다.　
도 6에 도시된 칠링 유닛(10)에서 제어부(7)은 냉동 사이클 유닛(2) 및 수회로 유닛(5)의 각 요소의 동작을 제어하고 칠링 유닛(10)의 운전을 제어한다. 조작부(8)는 제어부(7)와 유선 혹은 무선으로 접속되어 예를 들면 칠링 유닛(10)의 운전 개시, 냉각 운전과 가열 운전 모드의 선택, 급수 온도 등의 설정 조작이 이루어진다.
이러한 칠링 유닛(10)이 냉각 모드로 운전을 수행하는 경우, 사방 밸브(21)는 도 6에 실선으로 도시한 바와 같이 제1 내지 제4냉매 회로(RA,RB,RC,RD)의 제1포트(21a)가 제2포트(21b)에 연통하며 제3포트(21c)가 제4포트(21d)에 연통하도록 전환된다. 이후의 제어는 칠링 유닛(1)의 냉각 모드에서의 운전 시와 동일하다. 냉각 모드에서, 이 경우 제1냉매 회로(RA) 및 제2냉매 회로(RB)가 공유하는 수열교환기(25)에서 식혀진 물은 제3냉매 회로(RC) 및 제4냉매 회로(RD)가 공유하는 다른 수열교환기(25)의 수유로(25c)를 통과하는 과정에서 다른 수열교환기(25)의 제1냉매 유로(25a) 및 제2냉매 유로(25b)를 흐르는 기액 2상 냉매와의 열교환에 의하여 다시 식혀진다. 2단계에 걸쳐서 식혀진 냉수는 제4수배관(51d)으로부터 이용기기　측에 공급된다.
한편 칠링 유닛(10)이 가열 모드에서 운전을 하는 경우, 사방 밸브(21)는 도 6에 파선으로 도시한 바와 같이 제1 내지 제4냉매 회로(RA,RB,RC,RD)의 제1포트(21a)가 제3포트(21c)에 연통하며 제2포트(21b)가 제4포트(21d)에 연통하도록 전환된다. 이후의 제어는 칠링 유닛(1)의 가열 모드에서의 운전 시와 동일하다. 가열 모드에 있어, 제1냉매 회로(RA) 및 제2냉매 회로(RB)가 공유하는 수열교환기(25)에서 데워진 물은 제3냉매 회로(RC) 및 제4냉매 회로(RD)가 공유하는 다른 수열교환기(25)의 수유로(25c)를 통과하는 과정에서 다른 수열교환기(25)의 제1냉매 유로(25a) 및 제2냉매 유로(25b)를 흐르는 기액 2상 냉매와의 열교환에 의하여 다시 데워진다. 2단계에 걸쳐서 데워진 온수는 제4수배관(51d)으로부터 이용기기　측에 공급된다.
또한 제1 내지 제4냉매 회로(RA,RB,RC,RD)는 칠링 유닛(1)과 동등한 인젝션 유로(6)(제1인젝션 유로(6a), 제2인젝션 유로(6b), 제3인젝션 유로(6c))를 각각 구비하고 있다. 각 인젝션 유로(6)에는 칠링 유닛(1)과 동일하게 냉각용 전자기 밸브(61a), 냉각용역지 밸브(62a), 가열용 전자기 밸브(61b), 가열용역지 밸브(62b), 팽창 밸브(60c)가 각각 배치되고 있다.
따라서 칠링 유닛(10)에 있어서도, 예를 들어 액봉 상태를 회피하기 위한 바이 패스 유로 등을 인젝션 유로(6)에 마련하지 않고도 인젝션 유로(6)를 구비하는 것만으로 대상 유로(XA, XB, XC, XD)에서의 액상 냉매의 액봉을 회피할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시형태에 대하여 설명을 했으나, 이러한 실시형태는 예시로서 제시한 것이며 발명의 범위를 한정하려는 의도는 아니다. 이들 신규한 실시형태들은 기타 다양한 형태로 실시될 수 있으며 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 각종 생략, 치환, 변경이 가능하다. 이들 실시형태와 그 변형은 발명의 범위와 요지에 포함되며 특허 청구의 범위에 기재된 발명 및 그와 균등한 것의 범위에 포함된다.
1,10 : 냉동 사이클 장치(공냉식 히트 펌프 칠링 유닛),
2 : 냉동 사이클 유닛,
5 : 수회로 유닛,
6 : 바이패스 유로(인젝션 유로), 6a : 제1 인젝션 유로, 6b : 제2 인젝션 유로, 6c : 제3 인젝션 유로,
7 : 제어부,
8 : 조작부,
20 : 압축기,
21 : 사방 밸브,
22 : 공기열교환기부,
23a, 23b : 팽창 밸브(제1팽창 밸브),
24 : 리시버,
25 : 수열교환기, 25a.25b : 냉매 유로, 25c : 수유로,
26 : 기액분리기,
27 : 주배관,
28 : 토출배관,
29a, 29b : 공기열교환기,
30 : 팬,
41a, 41b : 배관, 42 : 집합배관, 43, 44, 46 : 배관,
47 : 전자기 밸브,
60c : 팽창 밸브(제 2팽창 밸브),
61a : 전자기 밸브(냉각용 전자기 밸브), 61b : 전자기 밸브(가열용 전자기 밸브),
62a : 역지 밸브 (냉각용 역지 밸브), 62b : 역지 밸브(가열용 역지 밸브),
R, RA, RB, RC, RD : 냉매 회로,
T1 : 제1온도 센서,
X, XA, XB, XC, XD : 대상 유로.

Claims (4)

  1. 냉동 사이클 장치로서,
    기상 냉매를 토출하는 압축기;
    열원 측 열교환기와 제1팽창 밸브와 이용 측 열교환기와 액상 냉매의 일부를 분류(分流)시켜서 상기 압축기에 주입하는 인젝션 유로; 및
    냉매가 순환하는 냉매 회로;를 포함하고,
    상기 인젝션 유로에는 상기 인젝션 유로 상에서 상기 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로, 상류 측으로부터 순서대로 전자기 밸브, 역지 밸브 및 제2팽창 밸브가 배치되며, 그리고
    상기 제2팽창 밸브는 전폐되지 않으며 전폐보다 큰 개도로 정지 상태가 되는 것을 특징으로 하는,
    냉동 사이클 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인젝션 유로는 상기 냉매 회로를 각각 분기하는 제1인젝션 유로 및 제2인젝션 유로와, 상기 제1인젝션 유로 및 상기 제2인젝션 유로가 합류하는 제3인젝션 유로를 포함하며,
    상기 제1인젝션 유로는 상기 열원 측 열교환기와 상기 제1팽창 밸브의 사이에서 상기 냉매 회로로부터 분기되고, 상기 열원 측 열교환기가 응축기로서 기능하면서 상기 이용 측 열교환기가 증발기로서 기능하는 냉각 운전 시에, 상기 열원 측 열교환기를 통과한 상기 액상 냉매의 일부를 분류시키며,
    상기 제2인젝션 유로는 상기 이용 측 열교환기와 상기 제1팽창 밸브 사이에서 상기 냉매 회로로부터 분기되고, 상기 열원 측 열교환기가 증발기로서 기능하면서 상기 이용 측 열교환기가 응축기로서 기능하는 가열 운전 시에, 상기 이용 측 열교환기를 통과한 상기 액상 냉매의 일부를 분류시키는,
    냉동 사이클 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1인젝션 유로에는, 상기 제1인젝션 유로　상에서 상기 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로 상류 측으로부터 순서대로 냉각용 전자기 밸브 및 냉각용 역지 밸브가 배치되며,
    상기 제2인젝션 유로에는 해당 제2인젝션 유로상에서 상기 액상 냉매가 흐르는 방향을 기준으로 상류 측으로부터 순서대로 가열용　전자기 밸브, 가열용역지 밸브가 배치되며,
    상기 제2팽창 밸브는 상기 제3인젝션 유로에 배치되는,
    냉동 사이클 장치.
  4. 제3항에 있이서,
    상기 압축기로부터 토출되는 상기 기상 냉매의 온도를 검출하는 검출부와
    상기 압축기, 상기 제1팽창 밸브, 상기 전자기 밸브, 및 상기 제2팽창 밸브의 동작을 제어하는 제어부를 추가적으로 구비하며,
    상기 제어부는
    상기 냉각 운전 시에, 상기 검출부가 검출한 상기 기상 냉매의 온도가 소정의 온도를 초과한 경우, 상기 냉각용 전자기 밸브를 열면서 상기 가열용 전자기 밸브를 닫고, 상기 제2팽창 밸브를 열고;
    상기 가열 운전 시에, 상기 검출부가 검출한 상기 기상 냉매의 온도가 소정의 온도를 초과한 경우, 상기 냉각용 전자기 밸브를 닫으면서 상기 가열용 전자기 밸브를 열고, 상기 제2팽창 밸브를 열고;
    상기 냉각 운전 시 및 상기 가열 운전 시에, 상기 검출부가 검출한 상기 기상 냉매의 온도가 소정의 온도의 이하인 경우, 상기 냉각용 전자기 밸브를 닫으면서 상기 가열용 전자기 밸브를 닫고, 상기 제2팽창 밸브를 상기 정지 상태로 만드는,
    냉동 사이클 장치.
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