KR920000348B1 - 냉매 가열식 난방장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉매 가열식 난방장치

제1도는 본 발명의 한 실시예의 개략적인 설명도.

제2도와 제3도는 본 발명의 한 실시예의 작용을 나타낸 플로우챠아트.

제4도는 종래의 난방장치의 개략적인 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 실내열교환기 15 : 실온(室溫)센서

16 : 실내제어기 19 : 압축기

20 : 냉매 가열기 31 : 제어장치

35 : 가열입구센서 36 : 가열출구센서

본 발명은 냉동 사이클의 증발기를 가열하는 버어너를 구비하여 응축기로 열을 실내로 방출시키므로서 난방을 행하는 냉매 가열식 난방장치에 관한 것이다.

종래 이와 같은 종류의 냉매 가열식 난방장치는 제4도에 나타낸 바와 같이 압축기(1), 응축기(2), 냉매유량(冷媒流量)조정장치(3), 증발기(4)를 차례로 연결하여 냉동 사이클을 구성하여 이루어지며 또한 응축기(2) 근방에 실내팬(5)을 설치하는 동시에, 증발기(4) 근방에는 이것을 가열하는 가스버어너(6)를 설치하고 있다.

가스버어너(6)에는 도시하지 않은 연료 공급원으로부터 연료인 가스를 공급하도록 되어 있다. 그리고 압축기(1)를 작동시키므로서 그 압축기(1)로부터 고온가스 냉매가 토출(吐出)되고 이 냉매는 응축기(2), 모세관(capillary tube)(3), 증발기(4)를 차례로 통과하여 순환하여 냉동 사이클의 난방 동작을 행한다.

또한 가스버어너(6)를 점화시키면 그 연소화염으로 증발기(4)가 가열된다. 그러므로 증발기(4)에서 냉매가 증발할 때 다량의 열을 흡수한다. 그리고 이 잠열은 응축기(2)에서의 응축작용으로 실내로 방출되어 실내를 난방시키는 것이다. 그런데 이와 같은 종래의 냉매 가열식 난방장치에서의 동작은 실내의 설정온도와 실온센서의 검출온도로 인하여 정해지는 실내지령으로 지정되는 값으로 하여 연소량을 제어하고 있었다.

또한 가열되는 증발기(4)의 출구온도, 혹은 증발기의 출구온도와 입구온도의 차이로 정해지는 연소량을 실내지령을 상한으로하여 저하시키는 제어를 하고 있었다. 그러나 이와 같은 제어방식은 특히 실내온도가 낮을 때 낮은 연소량이 되면 연소 가스중의 수증기가 물방울로 되어 냉매 가열기의 벽에 맺히게 된다. 그리고 이 수분은 냉매 가열기를 부식시켜 내구성을 손상시킨다는 결점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 사정에 착안하여 이루어진 것으로 냉매 가열기의 벽에 연소가스중의 수증기가 물방울로 변하는 것을 방지하여 냉매 가열기의 부식을 저지하여 내구성을 향상시킨 냉매 가열식 난방장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 냉매 가열식 난방장치는 연소가스로 냉매를 가열하는 냉매 가열기와, 냉매를 압축하는 압축기, 실내측 열교환기를 배관으로 연결하여 구성한 냉동 사이클과, 실내의 온도를 검지하는 실내온도 검출장치와, 냉매 가열기의 입구측 부분의 냉매온도를 검출하는 가열기 입구온도 검출장치와, 원하는 실내온도를 설정하는 온도 설정장치와, 실내온도 검출장치에 의한 실내온도와 온도 설정장치에 의한 설정온도로 정해지는 연소량을 제어하는 동시에 가열기 입구온도 검출장치로 얻은 냉매온도의 신호를 우선하여 냉매 가열기의 벽면에 물방울이 생기지 않은 온도의 연소량으로 조절하는 제어장치를 구비하고 있는 것이다.

따라서 냉매 가열기의 입구측 부분의 냉매온도를 검출하여 이 검출장치로 얻은 냉매온도의 정보를 우선하여 이 정보로 냉매 가열기의 벽면에 물방출이 생기지 않는 온도로 연소량을 조절하므로 냉매 가열기의 벽면에 물방울이 생기는 것을 방지할 수 있다. 이하 본 발명의 한 실시예를 제1 내지 제3도에 의거하여 설명하기로 하겠다.

제1도는 냉매 가열식 난방장치의 구성을 나타낸다. 제1도중 “10”은 실내측 유니트이며, “11”은 실외측 유니트이다. 실내측 유니트(10)에는 실내열교환기(12)와 실내팬(13)이 설치되어 있다. 또한 실내측 유니트(10)의 공기흡입구(14)에는 실온센서(15)가 설치되어 있다. 그리고 실내측 유니트(10)에는 실내제어기(16)가 설치되어 있다.

이 실내제어기(16)는 도시하지 않은 조작패널 또는 원격조정기(17)로부터의 입력지열에 따라 제어되는 것이다. 또한 실내열교환기(12)의 냉매 토출구 부근에는 실내열교환센서(18)가 설치되어 있어서, 이 실내열교환기(12)로부터 토출되는 냉매의 온도를 검출하도록 되어 있다.

한편 실외측 유니트(11)에는 압축기(19), 냉매 가열기(20)와 실외열교환기(21)가 설치되어, 이 압축기(19), 냉매 가열기(20) 및 실외열교환기(21)는 실내열교환기(12)와 함께 배관(22)을 통하여 연결되어 냉동 사이클을 구성하고 있다.

또한 냉매 가열기(20)와 실외열교환기(21)는 압축기(19)에 대하여 사방 밸브(23)를 통하여 병렬로 접속되어 난방시에는 냉매 가열기(20)쪽을 압축기(19)에 접속하고, 냉방시에는 압축기(19)를 실외열교환기(21)쪽에 접속하도록 되어 있다.

전술한 냉매 가열기(20)는 버어너(24)에 의한 화염으로 냉매관(20a)을 가열하여 냉매를 가열하도록 되어 있다. 또한 이 버어너(24)에 연료가스를 공급하는 가스공급관(26)의 도중에서 가스비례 제어밸브(27)와 전자개폐 밸브(28)(29)가 설치되어 있다. 그리고 가스비례 제어밸브(27)는 버어너(24)에 공급하는 연료가스량을 제어하고 전자개폐 밸브(28)(29)는 가스공급관(26)을 개폐하도록 되어 있다.

이 가스비례 제어밸브(27)와 전자개폐 밸브(28)(29)는 실외측 유니트(11)에 설치한 제어장치(31)로 구동되도록 되어 있다. 또한 냉매 가열기(20)의 유입단측에는 가열입구센서(35)가 설치되고, 냉매 가열기(20)의 유출단측에는 가열출구센서(36)가 설치되어 있다. 그리고 냉매 가열기(20)에는 연소팬(32)과 배기구(33)가 설치되어 있다. 또한 압축기(19)와 냉매 가열기(20) 사이의 배관(22)도중의 흡입측 부분에는 축압기(37)가 설치되어 있다.

압축기(19)의 토출구측에는 토출센서(40)와 작동정지용 고압스위치(41)가 설치되어 있다. 또한 배관에서 “42”는 2방향 밸브, “43”은 체크밸브이다. 이어서 위와 같은 구성의 동작을 제1도, 제2도 및 제3도를 참조로 하여 설명하기로 하겠다. 우선 난방을 행할 경우에는 원격조정기(17)로 난방작동 모우드를 설정하는 동시에 원하는 실내온도(T_S)를 설정한다. 그리고 도시하지 않은 작동스위치를 ON시키면 압축기(19)가 기동하는 동시에 버어너(24)도 점화되어 냉매 가열기(20)가 작용하기 시작한다.

압축기(19)로 압축된 냉매는 기화상태로 사방밸브(23)를 통과하여 실내측 유니트(10)의 실내열교환기(12)에 공급된다. 그리고 이 실내열교환기(12)에서 응축되고 액화되어 잠열을 방출하여 실내팬(13)으로 순환되는 실내공기를 가열한다.

또한 이 실내열교환기(12)에서 액화된 냉매는 배관(22)을 통과하여 실외측 유니트(11)의 냉매 가열기(20)로 보내진다. 이 냉매 가열기(20)의 냉매관(20a)은 버어너(24)에 의한 화염으로 가열되어 있으므로 그 내부의 냉매는 가열되어 기화된다.

그리고 이 사이클을 반복하므로써 난방 작동을 하는 것이다. 한편 이와 같은 난방 작동에서의 제어는 다음과 같이 이루어진다. ① 우선 실내제어기(16)에서 실온센서(15)에 의한 검출온도(T_A)와 설정온도(T_S)의 차이(T_A-T_S)를 산출한다. ②그리고 이 산출결과에 따라 실외측 유니트(11)의 냉매 가열기(20)에서의 연소량을 지령한다.

즉 실외측 유니트(11)에 있는 제어장치(31)를 통과하여 가스비례 제어밸브(27)를 제어하여 버어너(24)에 공급하는 연료 가스량을 조절하며 버어너(24)의 화력을 결정하는 것이다. 그러나 이 작동지령은 다음과 같이 제어된다.

즉 본 실시예에서는 작동 레벨이 13단계로 나누어져 있으며 작동지령이 출력되면 먼저 최대 연소량인 제12레벨로 작동된다. 그러므로 실내온도는 서서히 상승하여 그 결과(T_A-T_S)의 산출값에 의하여 작동 레벨은 제12부터 차례로 제11, 제10, 제9, 제8, 제7,…제2, 제1, 제0레벨로 변화한다.

이때 설정온도(T_S)가 낮으면 실내온도가 낮으며 실온센서(15)에 의한 검출온도(T_A)가 낮을 때 연소량이 적은 저레벨로 작동된다. 그러나 이와 같은 실행중에 타이머에 의해 제3도에 상세히 나타낸 루우틴(TEI 제어루우틴)이 실행된다.

즉 냉매 가열기(20)의 유입단에 설치한 가열입구센서(35)에 의해 냉매 가열기(20)로 유입되는 냉매의 온도(TEI)를 일정시간마다 샘플링하여 그 샘플링데이터를 적산(積算)하여 기억하는 동시에 그 샘플링 회수를 카운터로 계수한다. 그리고 이 카운터 내용이 설정치(T)에 달하면 샘플링 회수로 나누어 평균온도를 산출한다.

그 결과에 의거하여 현재의 작동 레벨에 대한 보정치(X)가 출력된다. 이렇게하여 보정치(X)가 나올 때마다 그 보정치(X)에 따라 현재의 작동레벨을 시프트한다. 그 결과 실온이 낮을때의 저연소시에는 작동 레벨을 1씩 더하여 현재의 레벨까지 시프트하므로 냉매 가열기(20)의 연소실내 가스의 온도를 일정치 이상으로 유지하므로 그 냉매 가열기(20) 내벽면에 물방울이 생기는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로는, 최저연소량으로 운전하는 경우, 실내온도가 19℃일 때, 냉매 가열기벽 온도는 40℃로 된다. 이때의 냉매 가열기 입구측 냉매온도는 33℃로 되고, 이 냉매 가열기에 사용된 연소가스의 노점온도는 38℃ 정도이기 때문에, 상기 조건으로는 수증기의 응축은 발생하기 않는다. 따라서, 이 냉매온도 33℃를 기준점으로 하여, 이 기준점보다 냉매온도가 낮은 경우에는 현재의 시프트레벨보다 소정량 시프트-업된 연소량으로 수증기의 응축을 억제하는 것이다.

지금까지 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 냉매 가열기의 입구측 부분에서 냉매온도를 검출하고 이 검출장치로 구한 냉매온도의 정보를 우선하여 전술한 냉매 가열기의 벽면에 물방울이 생기지 않는 온도로 연소량을 조절하므로 냉매 가열기의 벽면에 물방울이 생기는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서 냉매 가열기의 부식을 방지하여 냉매 가열식 난방장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 연소가스로 냉매를 가열하는 냉매 가열기(20)와 냉매를 압축하는 압축기(19)와 실내열교환기(12)를 포함하는 냉동 사이클과, 냉매 가열기(20)의 냉매 유입측에서의 냉매온도를 나타내는 검출신호를 출력하는 가열기 입구온도센서(35)와, 실내온도를 검지하는 실온센서(15)와, 설정된 원하는 실내온도를 입력하는 실내제어기(16)를 구비하며, 실온센서(15)로 검지된 실내온도와 설정된 원하는 실내온도로 결정되는 연소량으로 냉매 가열기를 제어하는 냉매 가열식 난방장치에 있어서, 상기 가열입구센서(35)로부터의 냉매온도를 나타내는 검출신호를 기준하여, 실온센서(15)에 의하여 검출된 실내온도와 설정된 희망 실내온도로부터 결정되는 설정치보다 소정량만큼 높은 연소량의 출력값으로 냉매 가열기(20)의 벽면에 물방울이 생기지 않는 온도로 하기 위하여, 이 검출온도가 미리 설정된 온도치보다 낮은 경우에는 상기 냉매 가열기의 연소량을 제어하는 장치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 냉매 가열식 난방장치.
2. 제1항에 있어서, 냉매 유입측에서 복수회 검출한 냉매온도의 평균치가 냉매온도를 나타내는 검출신호로 출력되는 것을 특징으로 하는 냉매 가열식 난방장치.

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