KR100709595B1 - 냉동장치 - Google Patents

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마나부 요시미
가즈히데 미즈타니
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

세정동작 중에는, 압축기(21)의 용량이 프루드수(Fr)에 기초하여 설정된다. 프루드수(Fr)는, 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력에 대한 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력 비를 나타낸다. 세정동작 중에는 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록 압축기(21)의 용량이 설정되어, 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력이 가스측 연락관(70) 내의 광물유나 이물질을 함유한 액체에 작용하는 중력보다 커진다. 이로써, 가스측 연락관(70) 중의 수직부분에서도, 광물유나 이물질을 함유한 액체가 가스냉매에 의해 밀어 올려진다. 이와 같이 하여, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유 및 이물질이 회수된다.

Description

냉동장치{REFRIGERATING APPARATUS}
본 발명은, 기존 설치된 연락배관에 접속되는 냉동장치이며, 연락배관의 세정동작을 행하는 냉동장치에 관한 것이다.
종래, 냉매가 순환하여 증기압축식 냉동순환을 실행하는 냉매회로를 구비한 냉동장치가 알려져 있다. 상기 냉동장치는 실내외 유닛으로 구성되며, 이들 실내외 유닛은 연락배관에 의해 접속된다. 이 연락배관은, 건물 내부에 매입되는 일이 많다. 때문에 냉동장치의 갱신 시에 연락배관을 교환하기가 어려워, 기존 설치된 연락배관을 유용하여 새로운 냉동장치가 도입된다.
한편, 상기 냉매회로에 충전되는 냉매로서, 지금까지 이용돼온 CFC냉매나 HCFC냉매는, 오존층을 파괴하는 등 환경에 악영향을 끼치기 때문에 전면 폐지되었다. 이 때문에 냉동장치의 갱신 시에는, CFC냉매나 HCFC냉매를 사용한 기설(旣設) 연락배관에, 신냉매인 HFC냉매 등을 사용한 냉동장치를 접속할 필요가 있다. 그러나 기설 연락배관에는 CFC냉매나 HCFC냉매용 냉동기유인 광물유가 잔존한다. 그리고 CFC냉매나 HCFC냉매 및 광물유의 열화 때문에 발생하는 산이나 이온에 의해, 팽창밸브 등이 부식될 우려가 생긴다. 따라서, 새로운 냉동장치를 도입하여 시운전을 하기 전에, 기설 연락배관을 세정하여 광물유를 제거할 필요가 있다.
그래서 기설 연락배관의 세정동작을 가능하게 하는 냉동장치가 제안되었다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 냉동장치에서는, 압축기 및 열원측 열교환기를 구비하는 열원기와, 이용측 열교환기를 구비하는 실내기가, 기설 연락배관인 제 1 및 제 2 접속배관을 개재하고 접속되어 냉매회로가 구성된다. 압축기의 흡입측에는, 냉매로부터 광물유 및 이물질을 분리 회수하기 위한 이물질 포착수단이 구성된다. 상기 냉동장치에서는, HFC냉매를 충전시킨 후, 냉방모드에서 세정동작을 행하고, 냉매회로를 순환하는 냉매에 의해 제 1 및 제 2 접속배관을 세정하여 이물질 포착수단으로 광물유 및 이물질을 회수한다.
특허문헌 1 일특개 2000-329432호 공보
여기서, 예를 들어 냉동기의 일종인 공조기에 대해서는, 실외유닛과 실내유닛의 설치위치 사이에 고저 차가 있는 경우도 많다. 이와 같은 경우, 실외유닛과 실내유닛을 접속하기 위한 연락배관에는, 수직방향으로 이어지는 부분이 형성된다.
한편, 가스측의 연락배관에 잔존하는 광물유 및 이물질을 제거하기 위해서는, 가스냉매의 흐름에 의해 광물유 및 이물질을 밀어 올릴 필요가 있다. 특히, 가스측 연락배관 중 수직방향으로 이어지는 부분에서는, 가스냉매에 의해 광물유 및 이물질을 위쪽으로 밀어 올려야 할 경우도 있다.
그러나 종래의 냉동장치에서는, 세정동작 중의 운전상태에 대해 특별히 고려되지 않았다. 때문에 운전상태에 따라서는, 가스측 연락배관 내에서의 가스냉매 유속이 지나치게 낮아 광물유 및 이물질을 압출시킬 수 없는 상태로 되어, 연락배관 내에 광물유 및 이물질이 잔존해버려 고장 원인이 될 우려가 있다.
본 발명은, 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 기설 연락배관의 세정동작을 실행하는 냉동장치에 있어서, 연락배관에서의 광물유 및 이물질의 잔존량을 확실하게 삭감하여 고장을 미연에 방지하는 데 있다.
발명의 개시
본 발명이 강구한 해결수단에 대해 설명한다.
제 1 및 제 2 해결수단은, 압축기(21) 및 열원측 열교환기(24)가 배치됨과 더불어 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 통해 이용측 열교환기(33)에 접속되는 열원측 회로(11)를 구비하며, 상기 압축기(21)를 운전하여 상기 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)으로부터 구냉매용 냉동기유를 제거하는 세정동작을 행하는 냉동장치를 대상으로 한다.
그리고 제 1 해결수단은, 상기 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 속도를 U로 하며, 이 가스측 연락관(70)의 안지름을 D로 하고, 이 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 밀도를 dg로 하며, 이 가스측 연락관(70)에 존재하는 액체의 밀도를 dl로 하고, 중력가속도를 g로 할 때, 식 Fr＝(dg/dl)×(U2/gD)로 표시되는 프루드수(Fr)에 기초하여, 상기 세정동작 중의 운전상태가 설정되는 것이다.
또 제 2 해결수단은, 상기 냉동장치의 열원측 회로(11)가 접속되는 가스측 연락관(70)은, 복수의 이용측 열교환기에 각각 접속되는 복수의 분기관(71)과, 이 복수의 분기관(71)이 접속되는 줄기관(72)에 의해 구성되는 한편, 상기 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 속도를 U로 하며, 이 줄기관(72)의 안지름을 D로 하고, 이 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 밀도를 dg로 하며, 이 줄기관(72)에 존재하는 액체의 밀도를 dl로 하고, 중력가속도를 g로 했을 때, 식 Fr＝(dg/dl)×(U2/gD)로 표시되는 프루드수(Fr)에 기초하여, 상기 세정동작 중의 운전상태가 설정되는 것이다.
제 3 및 제 4 해결수단은, 압축기(21) 및 열원측 열교환기(24)가 형성됨과 더불어 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 개재하고 이용측 열교환기(33)에 접속되는 열원측 회로(11)와, 상기 열원측 회로(11)의 압축기(21) 흡입측에 배치되어 가스냉매로부터 분리된 냉동기유를 저류하는 회수용기(40)를 구비하며, 상기 압축기(21)를 운전하여 상기 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유를 상기 회수용기(40)로 회수하는 세정동작을 행하는 냉동장치를 대상으로 한다.
그리고 제 3 해결수단은, 상기 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 속도를 U로 하며, 이 가스측 연락관(70)의 안지름을 D로 하고, 이 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 밀도를 dg로 하며, 이 가스측 연락관(70)에 존재하는 액체의 밀도를 dl로 하고, 중력가속도를 g로 했을 때, 식 Fr＝(dg/dl)×(U2/gD)로 표시되는 프루드수(Fr)에 기초하여, 상기 세정동작 중의 운전상태가 설정되는 것이다.
또 제 4 해결수단은, 상기 냉동장치의 열원측 회로(11)가 접속되는 가스측 연락관(70)이, 복수의 이용측 열교환기에 각각 접속되는 복수의 분기관(71)과, 이 복수의 분기관(71)이 접속되는 줄기관(72)에 의해 구성되는 한편, 상기 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 속도를 U로 하며, 이 줄기관(72)의 안지름을 D로 하고, 이 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 밀도를 dg로 하며, 이 줄기관(72)에 존재하는 액체의 밀도를 dl로 하고, 중력가속도를 g로 했을 때, 식 Fr＝(dg/dl)×(U2/gD)로 표시되는 프루드수(Fr)에 기초하여, 상기 세정동작 중의 운전상태가 설정되는 것이다.
제 5 해결수단은, 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 해결수단에 있어서, 세정동작 중의 운전상태가, 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록 설정되는 것이다.
제 6 해결수단은, 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 해결수단에 있어서, 세정동작 중의 운전상태가, 프루드수(Fr)가 1.5 이상이 되도록 설정되는 것이다.
제 7 해결수단은, 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 해결수단에 있어서, 열원측 회로(11)에 충전된 냉매는, R32가 함유되는 혼합냉매, 또는 자연냉매인 것이다.
-작용-
상기 제 1 및 제 2 해결수단에서는, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 개재하고 열원측 회로(11)가 이용측 열교환기(33)에 접속된다. 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 세정하는 세정동작 중에는, 열원측 회로(11)의 압축기(21)가 운전되어, 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 냉매가 흐른다. 또 세정동작 중에, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유는, 냉매에 의해 압출되어 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)으로부터 제거된다.
또 상기 제 3 및 제 4 해결수단에서는, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 개재하고 열원측 회로(11)가 이용측 열교환기(33)에 접속된다. 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 세정하는 세정동작 중에는, 열원측 회로(11)의 압축기(21)가 운전되어, 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 냉매가 흐른다. 또 세정동작 중에, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유는 열원측 회로(11)로 흘러, 가스냉매로부터 분리되어 회수용기(40)로 회수된다.
상기 제 1 및 제 3 해결수단에서 프루드수(Fr)는, 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력에 대한 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력 비를 나타낸다. 즉, 프루드수(Fr)는, 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력과 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매 관성력과의 대소관계를 나타낸다. 그래서 이들 해결수단에서는, 세정동작 중의 운전상태를 이 프루드수(Fr)에 기초하여 설정한다.
한편, 상기 제 2 및 제 4 해결수단에서 가스측 연락관(70)은, 복수의 분기관(71)과 1 개의 줄기관(72)으로 구성된다. 복수의 분기관(71)은, 각각의 한끝이 복수의 이용측 열교환기(33)에 접속되며, 각각의 다른 끝이 줄기관(72)에 접속된다. 이 해결수단에서 프루드수(Fr)는, 가스측 연락관(70)의 줄기관(72) 내 액체에 작용하는 중력에 대한 이 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 관성력 비를 나타낸다. 즉, 프루드수(Fr)는 가스측 연락관(70)의 줄기관(72) 내 액체에 작용하는 중력과 이 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 관성력 과의 대소관계를 나타낸다. 그래서 이들 해결수단에서는, 세정동작 중의 운전상태를, 이 프루드수(Fr)에 기초하여 설정한다.
여기서, 가스측 연락관(70) 내에 존재할 수 있는 액체로는, 구냉매용의 냉동기유, 신냉매, 신냉매용 냉동기유를 들 수 있다. 프루드수(Fr)를 도출할 때에 이용하는 액체 밀도(dl)의 값으로는, 구냉매용의 냉동기유, 신냉매, 및 신냉매용 냉동기유 중 가장 밀도가 큰 것의 값을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 설정된 dl의 값은, 구냉매용의 냉동기유와, 신냉매와, 및 신냉매용 냉동기유와의 혼합물 밀도보다 반드시 커져, 가스측 연락관(70) 내의 액체가 가스냉매에 의해 확실하게 압출된다.
상기 제 5 해결수단에서는, 세정동작 중의 운전상태가, 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록 설정된다. 상술한 바와 같이 프루드수(Fr)는, 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력에 대한 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력 비를 나타낸다. 이로써 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록 운전상태가 설정된 상태에서는, 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력보다 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력이 커진다.
상기 제 6 해결수단에서는, 세정동작 중의 운전상태가, 프루드수(Fr)가 1.5 이상이 되도록 설정된다. 상술한 바와 같이 프루드수(Fr)는, 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력에 대한 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력 비를 나타낸다. 이로써 프루드수(Fr)가 1.5 이상이 되도록 운전상태가 설정된 상태에서는, 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력이 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력의 1.5 배 이상이 된다.
상기 제 7 해결수단에서는, R32를 한성분으로 하는 혼합냉매, 또는 자연냉매가 열원측 회로(11)에 충전된다. R32가 함유되는 혼합냉매로는, R410A나 R407C 등의 HFC 혼합냉매가 예시된다. 한편, 자연냉매로는, 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3), 프로판(C3H8) 등의 탄화수소가 예시된다.
본 발명에서는, 세정동작 중의 운전상태를 프루드수(Fr)에 기초하여 설정한다. 구체적으로 상기 제 1 및 제 3 해결수단에서는, 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력과 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력과의 관계를 나타내는 프루드수(Fr)를 고려하여, 세정동작 중의 운전상태를 설정한다. 또 상기 제 2 및 제 4 해결수단에서는, 가스측 연락관(70)의 줄기관(72) 내 액체에 작용하는 중력과 이 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매와의 관계를 나타내는 프루드수(Fr)를 고려하여, 세정동작 중의 운전상태를 설정한다.
여기서 구냉매와 구냉매용 냉동기유는 서로 혼합되어 액측 연락관(60)을 흐르며, 또 이물질은 액상의 구냉매에 의해 떠내려가므로, 이 액측 연락관(60)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유 및 이물질의 양은 매우 적다. 또 액측 연락관(60)을 흐르는 액 냉매는, 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매보다 비중이 커, 액 냉매의 관성력이 가스냉매의 관성력보다 크다. 따라서 세정동작 중에는, 가스측 연락관(70)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유 및 이물질을 압출시킬 수 있으면 액측 연락관(60)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유 및 이물질도 압출시킬 수 있다.
이로써, 상기 제 1 및 제 3 해결수단과 같이, 가스측 연락관(70) 내에서의 액체와 가스냉매에 대한 프루드수(Fr)에 기초하여 운전상태를 설정하면, 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유 및 이물질을 냉매에 의해 확실하게 압출시킬 수 있다. 또 상기 제 2 및 제 4 해결수단과 같이, 가스측 연락관(70)의 줄기관(72) 내 액체와 가스냉매에 대한 프루드수(Fr)에 기초하여 운전상태를 설정하면, 액측 연락관(60)이나 줄기관(72)과 분기관(71)으로 구성되는 가스측 연락관(70)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유 및 이물질을 냉매에 의해 확실하게 압출시킬 수 있다.
따라서 본 발명에 의하면, 기설 연락배관의 구냉매용 냉동기유 및 이물질의 잔존량을 세정동작에 의해 확실하게 삭감할 수 있어, 구냉매용 냉동기유 및 이물질에 기인하는 고장을 미연에 방지할 수 있다.
상기 제 5 해결수단에서는, 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록 세정동작 중의 운전상태가 설정된다. 이 상태에서는, 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력이 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력보다 커지며, 가스측 연락관(70) 중 수직방향으로 이어지는 부분에서도 구냉매용 냉동기유 및 이물질을 가스냉매에 의해 위쪽으로 밀어 올릴 수 있다. 따라서 이 해결수단에 의하면, 기설 연락배관의 구냉매용 냉동기유 및 이물질의 잔존량을 한층 삭감할 수 있다.
상기 제 6 해결수단에서는, 프루드수(Fr)가 1.5이상이 되도록 세정동작 중의 운전상태가 결정된다. 이 상태에서는, 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력이 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력의 1.5 배 이상이 되며, 가스측 연락관(70) 중 수직방향으로 이어지는 부분에서도 구냉매용 냉동기유 및 이물질을 가스냉매에 의해 위쪽으로 밀어 올리는 작용이 증대한다. 따라서 이 해결수단에 의하면, 기설 연락배관의 구냉매용 냉동기유 및 이물질의 잔존량을 한층 확실하게 삭감할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 관한 공조기의 냉매회로도.
도 2는 프루드수(Fr)와 잔존량 비의 관계를 나타내는 도.
도 3은 제 2 실시형태에 관한 공조기의 냉매회로도.
부호의 설명
11 : 열원측 회로(실외회로) 21 : 압축기
24 : 열원측 열교환기(실외 열교환기)
33 : 이용측 열교환기(실내 열교환기)
40 : 회수용기 60 : 액측 연락관
70 : 가스측 연락관 71 : 분기관
72 : 줄기관
최상의 실시형태
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
제 1 실시형태
도 1에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 공조기는, 실외유닛(20)과, 실내유닛(30)을 1 대씩 구비한다. 실외유닛(20)과 실내유닛(30)은, HFC냉매용으로 구성된다. 또 실외유닛(20)은 본 발명에 관한 냉동장치를 구성한다.
실외유닛(20)과 실내유닛(30)은, 지금까지 CFC냉매용 혹은 HCFC냉매용의 실외유닛 및 실내유닛이 접속되던 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 의해 서로 접속된다. 본 실시형태의 공조기에서는, 실외유닛(20)의 실외회로(11)와 실내유닛(30)의 실내회로(12)를 기설 액측연락관(60) 및 가스측 연락관(70)으로 접속시킴으로써 냉매회로(10)가 형성된다.
상기 실외유닛(20)의 실외회로(11)는 열원측 회로를 구성한다. 이 실외회로(11)에는, 압축기(21)와 오일 분리기(22)와 십자절환밸브(23)와 열원측 열교환기인 실외 열교환기(24)가 냉매배관으로 접속되어, HFC냉매가 충전된다. 또 실외유닛(20)에는 실외 팬(24a)이 배치된다.
그리고 상기 실외회로(11)에 충전되는 HFC냉매로는, R32, R134a, R404A, R407C, R410A, R507A, R32와 R125의 혼합냉매, R32와 R125R와 R134a와의 혼합냉매, 및 R32를 함유하는 혼합냉매이며 R32를 주성분으로 하는 것 등을 들 수 있다. 또 상기 실외회로(11)에는, HFC냉매에 한정되지 않고 비불소계의 자연냉매가 충전되어도 된다. 이 자연냉매로는, CO2, CmHn, NH3, 및 H2O 등을 들 수 있다.
상기 실외회로(11)에서 압축기(21)의 토출측은, 오일 분리기(22)를 개재하고 십자절환밸브(23)의 제 1 포트에 접속된다. 십자절환밸브(23)의 제 2 포트는 실외 열교환기(24)의 한 끝에 접속된다. 십자절환밸브(23)의 제 3 포트는, 후술하는 회수용기(40)를 개재하고 압축기(21)의 흡입측에 접속된다. 십자절환밸브(23)의 제 4 포트는 가스측 폐쇄밸브(27)에 접속된다. 상기 실외 열교환기(24)의 다른 끝은, 실외팽창밸브(25)를 개재하고 액측 폐쇄밸브(26)에 접속된다.
상기 압축기(21)는 전밀폐형 스크롤압축기이다. 또 압축기(21)는, 이른바 고압 돔형으로 구성된다. 즉 이 압축기(21)에서는, 압축기구(21b)에서 압축된 가스냉매가 일단 케이싱(21a) 내로 유출된 후에 케이싱(21a) 밖으로 토출되도록 구성된다. 케이싱(21a)의 저부에는, HFC냉매용의 냉동기유가 고이도록 구성된다. 이 냉동기유로는, 예를 들어 에테르 오일이나 에스테르 오일 등의 합성유가 이용된다.
상기 압축기(21)는 그 용량이 가변으로 설정된다. 압축기(21)의 전동기(21c)에는, 도시하지 않는 인버터를 통해 전력이 공급된다. 인버터의 출력주파수를 변경하면, 전동기(21c)의 회전속도가 변화하여, 압축기(21)의 용량이 변화한다.
상기 냉매회로(10)는, 십자절환밸브(23)의 절환에 의해 냉방모드의 동작과 난방모드의 동작으로 바뀌도록 구성된다. 구체적으로는, 상기 십자절환밸브(23)의 제 1 포트와 제 2 포트가 연통되고 제 3 포트와 제 4 포트가 연통되는 상태(도 1의 실선으로 나타내는 상태)로 절환되면, 냉매회로(10)에서는 실외 열교환기(24)가 응축기로 되고 실내 열교환기(33)가 증발기로 되는 냉방모드 동작으로 냉매가 순환한다. 또 상기 십자절환밸브(23)의 제 1 포트와 제 4 포트가 연통되고 제 2 포트와 제 3 포트가 연통되는 상태(도 1의 점선으로 나타내는 상태)로 절환되면, 냉매회로 (10)에서는 실외 열교환기(24)가 증발기로 되고 실내 열교환기(33)가 응축기로 되는 난방모드 동작으로 냉매가 순환한다.
상기 실외회로(11)에는, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유인 광물유 등의 이물질을 회수하는 회수용기(40)가 구성된다. 이 회수용기(40)는 밀폐형으로 형성되며, 유입관(41)과 유출관(42)에 접속된다. 유입관(41)은 십자절환밸브(23)의 제 3 포트에 접속된다. 유출관(41)은 압축기(21)의 흡입측에 접속된다.
상기 유입관(41)은, 이 출구 끝이 회수용기(40) 내의 저부에 위치하며, 회수용기(40)의 저부를 향해 개구하도록 형성된다. 유입관(41)에는 유입밸브(51)가 설치된다. 한편 상기 유출관(42)은, 그 입구 끝이 회수용기(40) 내의 상부에 위치하며, 회수용기(10)의 저부를 향해 개구하도록 형성된다. 유출관(42)에는 유출밸브(52)가 설치된다. 그리고 상기 유입밸브(51) 및 유출밸브(52)는 개폐밸브를 구성한다.
상기 실외회로(11)에는, 회수용기(40)를 우회하는 바이패스관(54)이 구성된다. 바이패스관(54)은 그 한끝이 유입밸브(51)와, 십자절환밸브(23)의 제 3 포트 사이에 접속되며, 그 다른 끝이 유출밸브(52)와 압축기(21) 흡입측 사이에 접속된다. 바이패스관(54)에는 개폐밸브인 바이패스밸브(53)가 설치된다.
또 상기 오일 분리기(22)에는 오일회수관(22a)의 한끝이 접속된다. 오일회수관(22a)의 다른 끝은, 유출밸브(52)와 압축기(21) 흡입측 사이이며 바이패스관(54)의 접속부분보다 하류 쪽에 접속된다. 압축기(21)로부터 가스냉매에 섞어 토 출된 합성유는 오일 분리기(22)에서 가스냉매로부터 분리된 후에, 이 오일회수관(22a)을 지나, 압축기(21)의 흡입측으로 회송된다.
상기 실내유닛(30)의 실내회로(12)에서는, 실내팽창밸브(32)와 이용측 열교환기인 실내 열교환기(33)가 직렬로 접속된다. 또 실내유닛(30)에는 실내팬(33a)이 배치된다.
상기 액측 연락관(60)은, 그 한끝이 액측 폐쇄밸브(26)를 개재하고 실외회로(11)에 접속된다. 액측 연락관(60)의 다른 끝은 액측 접속구(31)를 개재하고 실내유닛(30)의 실내회로(12)에 접속된다. 또 상기 가스측 연락관(70)은, 그 한끝이 가스측 폐쇄밸브(27)를 개재하고 실외회로(11)에 접속된다. 가스측 연락관(70)의 다른 끝은 가스측 접속구(34)를 개재하고 실내유닛(30)의 실내회로(12)에 접속된다.
본 실시형태의 공조기에서는, 세정동작 중의 압축기(21) 용량이, 다음의 식으로 나타나는 프루드수(Fr)에 기초하여 설정된다.
식 1 Fr＝(dg/dl)×(U2/gD)
상기의 식에서 프루드수(Fr)는, 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력에 대한 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력 비를 나타내는 무차원 수이다. 이 식에서, U는 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 속도이며, 그 단위는〔m/s〕다. D는 가스측 연락관(70)의 안지름이며, 그 단위는〔m〕이다. dg는 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 밀도이며, 그 단위는〔kg/m3〕이다. dl은 가스측 연락관(70)에 존재하는 액체의 밀도이며, 그 단위는〔kg/m3〕이다. g는 중력가속도이며, 그 단위는〔m/s2〕다.
여기서, 세정동작 중의 가스측 연락관(70)에서는, 광물유(구냉매용 냉동기유)와, 신냉매와, 합성유(신냉매용 냉동기유)와, 고체상태 혹은 액체상태의 이물질이 혼합되어 존재한다. 또 고체상태 혹은 액체상태의 이물질이란, 압축기(21)의 미끄럼운동 때문에 생기는 마모 가루, 광물유나 구냉매의 열화 때문에 발생하는 각종 산이나 이온, 배관 내로 침입한 수분 등이다. 그리고 세정동작 중에는, 광물유와 신냉매와 합성유와 각종 이물질과의 혼합물이 가스냉매에 의해 압출되어간다.
단, 가스측 연락관(70) 내에 존재하는 혼합물의 각 성분 비율을 예측하거나 실측하는 것은 거의 불가능하다. 또 이 혼합물의 각 성분 비율은, 세정동작 중에 시시각각으로 변화한다. 그래서 가스측 연락관(70)에 존재하는 액체의 밀도(dl)로는, 상정 가능한 가장 큰 값을 이용하는 것이 바람직하다.
구체적으로 가스측 연락관(70) 내에 존재할 수 있는 액체로는, 광물유와 신냉매와 합성유를 들 수 있다. 마모가루 등의 이물질 양은 그다지 많지 않은 점을 고려하면, 프루드수(Fr)를 도출할 때에 이용하는 액체 밀도(dl)의 값으로는, 광물유, 신냉매, 및 합성유 중 가장 밀도가 큰 것의 값을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 신냉매로서 R410A를 이용할 경우는, 이들 3 가지 중에서 액체상태인 R410A의 밀도가 가장 커진다. 따라서 이 경우의 액체 밀도(dl) 값은, 액체상태인 R410A의 밀도로 하는 것이 바람직하다.
세정동작 중에는, 냉매회로(10)에 구성되는 실외 팽창밸브(32) 및 실내 팽창밸브(25)의 개방도나 실외 팬(24a) 및 실내 팬(33a)의 풍량에 기초하여 프루드수(Fr)를 설정해도 된다. 팽창밸브(25, 32)의 개방도나 팬(24a, 33a) 풍량의 설정값이 정해지면, 냉매회로(10)의 냉매 순환량이 정해져, 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 속도가 정해진다.
-실내 및 실외유닛의 교환방법-
구냉매인 CFC냉매 또는 HCFC냉매를 이용한 공조기의 갱신에 있어서, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 대해서는 그대로 유용하며, 기설 실외유닛 및 실내유닛을 신냉매인 HFC냉매용의 신설 실외유닛(20) 및 실내유닛(30)으로 교환한다.
구체적으로는, 우선 공조기로부터 CFC냉매 또는 HCFC냉매를 회수한다. 그리고 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)으로부터 CFC냉매용 또는 HCFC냉매용의 실외유닛 및 실내유닛을 분리한다. 그 후, HFC냉매용의 실외유닛(20) 및 실내유닛(30)을 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 접속구(31, 34) 및 폐쇄밸브(26, 27)를 개재하고 접속함으로써 상기 냉매회로(10)를 구성한다.
다음에, 액측 폐쇄밸브(26) 및 가스측 패쇄밸브(27)가 폐쇄된 채인 상태에서 실내유닛(30)과 액측 연락관(60)과 가스측 연락관(70)의 진공처리를 실시하여, 실 외유닛(20)을 제외한 냉매회로(10) 내의 공기나 수분 등을 제거한다. 그 후, 액측 폐쇄밸브(26) 및 가스측 폐쇄밸브(27)를 개방하는 동시에, 냉매회로(10) 내에 HFC냉매를 추가 충전시킨다.
-세정동작-
다음으로 상기 공조기의 세정동작에 대해 설명한다. 이 세정동작은, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70) 내에 잔존하는 광물유 등의 이물질을 제거하기 위해 실시하는 것으로, HFC냉매용 실내유닛(30) 및 실외유닛(20)을 설치한 직후에 실행된다.
HFC냉매용 실내유닛(30) 및 실외유닛(20)의 설치가 완료되면, 압축기(21)를 기동시키는 동시에, 십자절환밸브(23)를 도 1의 실선으로 나타내는 상태로 절환한다. 또 유입밸브(51) 및 유출밸브(52)를 열고, 바이패스밸브(53)를 닫는다. 또 세정동작 중에, 실외 팽창밸브(25) 및 실내 팽창밸브(32)는 그 개방도가 적절하게 조절된다.
압축기(21)를 구동시키면, 압축된 가스냉매가 압축기(21)로부터 토출된다. 토출된 가스냉매는, 오일 분리기(22)를 지나 십자절환밸브(23)로 흐른다. 십자절환밸브(23)를 통과한 가스냉매는 실외 열교환기(24)로 유입되고, 실외공기와 열 교환하여 응축된다. 그 후, 액 냉매는, 실외 팽창밸브(25)를 지나 액측 폐쇄밸브(26)를 거쳐 액측 연락관(60)으로 유입된다.
액측 연락관(60)에는, 구냉매용 냉동기유인 광물유나 이물질이 잔존한다. 이 광물유 및 이물질은, 액측 연락관(60)으로 유입돼온 액 냉매에 의해 압출된다. 그리고 액 냉매와 광물유나 이물질을 함유한 액체와의 혼합물은, 실내 팽창밸브(32)를 지나 실내 열교환기(33)로 유입된다. 실내 열교환기(33)에서 액 냉매는, 실내공기와 열 교환하여 증발한다. 증발한 냉매는, 광물유나 이물질을 함유한 액체와 함께 가스측 연락관(70)으로 유입된다.
가스측 연락관(70)에는, 구냉매용 냉동기유인 광물유나 이물질이 잔존한다. 이 광물유 및 이물질은, 액측 연락관(60)으로부터 유입돼온 광물유나 이물질을 함유한 액체와 함께 가스냉매에 의해 압출된다. 그리고 가스냉매와 광물유나 이물질을 함유한 액체와의 혼합물은, 가스측 폐쇄밸브(27) 및 십자절환밸브(23)를 거쳐, 유입관(41)으로부터 회수용기(40)로 유입된다.
회수용기(40)로 유입된 가스냉매와 광물유나 이물질을 함유한 액체의 혼합물은, 이 회수용기(40)의 저부를 향해 토출된다. 이 중 광물유나 이물질을 함유한 액체는, 회수용기(40)의 저부에 저류된다. 가스냉매는, 유출관(42)을 통해 회수용기(40)로부터 냉매회로(10)로 유출되어, 압축기(21)의 흡입측으로부터 압축기(21)로 유입된다.
상기 세정동작을 소정시간 실행함으로써, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유나 이물질을 함유한 액체가 냉매회로(10)를 흐르는 가스냉매와 함께 회수용기(40)로 회수된다. 이로써 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)으로부터 구냉매용 냉동기유인 광물유 및 이물질이 제거된다.
세정동작 종료 후에, 유입밸브(51) 및 유출밸브(52)를 닫고, 바이패스밸브(53)를 연다. 그 후, 유입밸브(51) 및 유출밸브(52)는 항상 폐쇄되며, 바이패스밸 브(53)는 항상 개방된다. 이 상태에서, 통상동작인 냉방모드 동작과 난방모드 동작이 절환되어 실행된다.
-냉방모드, 난방모드-
냉방모드의 동작에서는, 십자절환밸브(23)가 도 1의 실선으로 나타내는 상태로 된다. 압축기(21)로부터 토출된 냉매는, 오일 분리기(22)로 유입되어, 십자절환밸브(23)를 통과한 후에 실외 열교환기(24)에서 실외공기와 열교환하여 웅축된다. 응축된 냉매는, 실외팽창밸브(25)를 통과하고, 액측 연락관(60)을 흐른 후에 실내 열교환기(33)에서 실내공기와 열교환하여 증발한다. 증발한 냉매는, 가스측 연락관(70)을 흘러, 십자절환밸브(23) 및 바이패스관(54)을 지나, 압축기(21)의 흡입측으로 회송된다.
한편 난방모드의 동작에서는, 십자절환밸브(23)가 도 1의 점선으로 나타내는 상태로 된다. 압축기(21)로부터 토출된 냉매는, 오일 분리기(22)로 유입되고, 십자절환밸브(23) 및 가스측 연락관(70)을 통과한 후에 실내 열교환기(33)에서 실내공기와 열교환하여 웅축된다. 응축된 냉매는, 액측 연락관(60)을 흘러, 실외팽창밸브(25)를 통과한 후에 실외 열교환기(24)에서 실외공기와 열 교환하여 증발한다. 증발한 냉매는, 십자절환밸브(23) 및 바이패스관(54)을 지나, 압축기(21)의 흡입측으로 되돌아간다.
-세정동작 중의 운전상태-
상술한 바와 같이, 상기 공조기의 세정동작 중에는, 냉매회로(10)를 흐르는 냉매에 의해 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유나 이 물질을 함유한 액체를 압출시켜, 회수용기(40)로 회수한다. 또 세정동작 중에는, 가스측 연락관(70)을 흐르는 냉매가 기상뿐인 건조운전을 해도 되며, 가스측 연락관(70)을 흐르는 냉매가 기액 2상인 습기운전을 해도 된다.
여기서, 상기 공조기에서는, 실외유닛(20)이 실내유닛(30)보다 위쪽에 배치되는 경우가 있으며, 이 경우에는 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)이 수직방향으로 설치된다. 이와 같이 설치된 상기 공조기로 세정동작을 행하면, 액측 연락관(60) 내에서는 액 냉매가 하향으로 흐르며, 가스측 연락관(70) 내에서는 가스냉매가 상향으로 흐른다.
본 실시형태의 공조기에서는, 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록 세정동작 중의 압축기(21) 용량이 설정된다. 이 상태에서는, 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유나 이물질을 함유한 액체에 작용하는 중력보다 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력이 커진다. 즉, 가스측 연락관(70) 중 수직방향으로 이어지는 부분에서는 광물유나 이물질을 함유한 액체에 작용하는 합력이 위쪽을 향한다. 이로써 가스측 연락관(70) 중 수직방향으로 이어지는 부분에서도, 광물유나 이물질을 함유한 액체가 가스냉매에 의해 밀어 올려진다. 이와 같이 하여, 기설 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유나 이물질을 함유한 액체는, 세정동작에 의해 기설 가스측 연락관(70)으로부터 제거된다. 그리고 기설 가스측 연락관(70)으로부터 제거된 광물유나 이물질을 함유한 액체는, 회수용기(40)로 확실하게 회수된다.
여기서 구냉매와 구냉매용 냉동기유인 광물유는 서로 혼합되어 액측 연락관(60)을 흐르며, 또 이물질은 액상인 구냉매에 의해 압출되므로, 이 액측 연락관 (60)에 잔존하는 광물유 및 이물질의 양은 매우 적다. 또한 세정동작 중의 액측 연락관(60)에서는 액 냉매가 하향으로 흐른다. 이로써, 액측 연락관(60)에 잔존하는 광물유 및 이물질은 액 냉매에 의해 하향으로 압출된다. 따라서 가스측 연락관(70)에서의 프루드수(Fr)를 고려하면, 액측 연락관(60)으로부터도 광물유 및 이물질을 확실하게 제거할 수 있다.
본 실시형태의 공조기에서는, 가스측 연락관(70)에서의 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록 세정동작 중의 압축기(21) 용량이 설정된다. 그 이유에 대해서 도 2를 참조하면서 설명한다.
도 2에서, 가로축은 식 1로 표시되는 프루드수(Fr)이며, 세로축은 잔존량 비다. 잔존량 비란, 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유 및 이물질의 허용량을 기준값으로 할 경우에, 세정동작을 1 시간에서 3 시간 정도 행한 후의 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유 및 이물질의 양을 이 기준값에 대한 비로 나타낸 것이다.
도 2에 나타내는 바와 같이 프루드수(Fr)가 1보다 큰 곳에서는, 프루드수(Fr)가 커짐에 따라 잔존량 비가 작아진다. 프루드수(Fr)가 커짐에 따라 가스냉매의 관성력과 광물유나 이물질을 함유한 액체에 작용하는 중력과의 차가 커져, 광물유나 이물질을 함유한 액체가 가스냉매로부터 받는 힘이 증가하기 때문이다. 또 프루드수(Fr)가 1.4 이상이 되면 프루드수(Fr)에 대한 잔존량 비의 기울기가 한층 커지며, 프루드수(Fr)가 1.5 이상이 되면 잔존량 비가 1 이하가 된다. 또한 프루드수(Fr)가 1.6인 곳에서는 잔존량 비가 0.3 정도로 되며, 프루드수(Fr)가 1.6 이 상이 되면 잔존량 비가 매우 완만하게 저하돼간다.
이와 같이, 프루드수(Fr)가 1보다 크며 1.5보다 작은 곳에서는 세정동작을 1 시간에서 3 시간정도 행한 후의 잔존량 비가 1보다 커진다. 즉, 세정동작 후에 있어서, 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에는 허용량보다 많은 광물유 및 이물질이 잔존한다. 그러나 세정동작을 그 이상에 걸쳐 행하면 잔존량 비를 1보다 작게 할 수 있어, 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유 및 이물질의 양을 허용량보다 적게 할 수 있다.
그래서 세정동작 중의 압축기(21) 용량은, 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록 설정된다. 또 압축기(21)의 용량은, 프루드수(Fr)가 1.5 이상이 되도록 설정되는 것이 바람직하며, 프루드수(Fr)가 1.6 전후가 되도록 설정되는 것이 가장 바람직하다.
또한 상기 세정동작에서는 프루드수(Fr)의 상한이 120이 되도록 압축기(21)의 용량이 설정된다. 또 프루드수(Fr)가 1.5 이상이 되도록 압축기(21)의 용량이 설정된 상태에서는, 외기조건 등의 운전조건이 다를 경우에도 1 시간에서 3 시간정도의 세정동작으로 잔존량 비를 1보다 작게 할 수 있어, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)의 세정동작을 종료할 수 있다.
여기서 세정동작 중의 압축기(21) 용량은, 상정되는 가장 엄격한 조건에서도 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록, 공조기의 설계단계에서 미리 설정된다. 가장 엄격한 조건이란, 상정되는 운전조건 중, 가스측 연락관(70) 내 가스냉매의 밀도(dg) 가 가장 작으며, 가스측 연락관(70) 내의 액체 밀도(dl)가 가장 커지는 운전조건이다. 또 액체 밀도(dl)의 값으로는, 가스측 연락관(70) 내에 존재할 수 있는 액체성분 중 밀도가 최대인 것의 값이 이용된다. 이와 같이 설정된 dl의 값은, 가스측 연락관(70) 내에 실제로 존재하는 액체의 밀도보다 반드시 커진다. 그리고 세정동작 중에 상술한 바와 같이 설정된 용량으로 압축기(21)를 운전하면, 가스측 연락관(70) 내에서의 프루드수(Fr)가 확실하게 1을 웃돌아, 가스측 연락관(70) 내의 액체가 가스냉매에 의해 확실하게 압출된다.
단, 가스냉매의 밀도(dg)나 액체 밀도(dl)의 값은 온도나 압력에 의해 변화한다. 그래서 본 실시형태의 공조기에서는, 실제로 세정동작이 행해지고 있는 시점에서의 온도나 압력의 실측값이나 추정값을 고려하여, 미리 정해진 세정동작 중 압축기(21)의 용량 설정값을 보정한다.
그리고 복수의 운전조건별로 세정동작 중에 적합한 압축기(21)의 용량을 기억시켜두고, 기억된 복수의 설정값 중에서 실제 세정운전 시의 운전조건에 적합한 것을 선택하도록 해도 된다. 이 경우에는, 공조기의 설계단계에서 여러 가지 운전조건에서의 시험을 실시하고, 각 운전조건 하에서의 세정운전에 의해 가스측 연락관(70)을 확실하게 세정할 수 있는 압축기(21) 용량을 결정하여, 그 값을 공조기에 기억시켜두게 된다.
제 1 실시형태의 효과
본 실시형태에서는 세정동작 중의 압축기(21) 용량을 프루드수(Fr)에 기초하 여 설정한다. 즉, 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력과 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력과의 관계를 나타내는 프루드수(Fr)를 고려하여, 세정동작 중의 압축기(21) 용량을 설정한다.
여기서 구냉매와 구냉매용 냉동기유인 광물유는 서로 혼합되어 액측 연락관(60)을 흐르며, 또 이물질은 액상인 구냉매에 의해 압출되므로, 이 액측 연락관(60)에 잔존하는 광물유 및 이물질의 양은 매우 적다. 또 액측 연락관(60)을 흐르는 액 냉매는, 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매보다 비중이 커, 액 냉매의 관성력이 가스냉매의 관성력보다 크다. 따라서 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유 및 이물질을 압출시킬 수 있으면, 액측 연락관(60)에 잔존하는 광물유 및 이물질도 압출시킬 수 있다.
이로써, 가스측 연락관(70) 내의 액체와 가스냉매에 대한 프루드수(Fr)에 기초하여 압축기(21)의 용량을 설정함으로써, 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유 및 이물질을 함유한 액체를 냉매에 의해 확실하게 압출시켜, 회수용기(40)로 회수할 수 있다. 따라서 본 실시형태에 의하면, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)의 광물유 및 이물질의 잔존량을 세정동작에 의해 확실하게 삭감할 수 있어, 광물유에 기인하는 고장을 미연에 방지할 수 있다.
또 본 실시형태에서는, 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록 세정동작 중의 압축기(21) 용량이 설정된다. 이 상태에서는, 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력이 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유나 이물질을 함유한 액체에 작용하는 중력보다 커져, 가스측 연락관(70) 중 수직방향으로 이어지는 부분에서도 광물 유나 이물질을 함유한 액체를 가스냉매로 위쪽으로 밀어 올릴 수 있다. 따라서 본 실시형태에 의하면, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에서의 광물유 및 이물질의 잔존량을 한층 삭감할 수 있다.
또한 프루드수(Fr)가 1.5 이상이 되도록 세정동작 중의 압축기(21) 용량을 설정하면, 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 관성력이 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유나 이물질을 함유한 액체에 작용하는 중력의 1.5배 이상이 되어, 가스측 연락관(70) 중 수직방향으로 이어지는 부분에서도 광물유나 이물질을 함유한 액체를 가스냉매로 위쪽으로 밀어 올리는 작용이 증대한다. 이로써, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)의 광물유 및 이물질의 잔존량을 1 시간에서 3 시간정도의 세정시간으로 확실하게 삭감할 수 있다.
-제 1 실시형태의 변형예-
상기 제 1 실시형태에서는, 압축기(21)를 1대 배치하여, 인버터의 출력주파수를 조절함으로써 압축기(21)의 용량을 설정한다. 이에 한정되지 않고, 압축기(21)를 복수 대 배치하여, 운전시키는 압축기(21)의 수를 바꿈으로써 압축기(21)의 용량을 설정해도 된다.
제 2 실시형태
본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 본 실시형태는 상기 제 1 실시형태의 공조기 구성을 변경한 것이다. 여기서는 본 실시형태에 대하여, 상기 제 1 실시형태와 다른 점을 설명한다.
본 발명의 제 2 실시형태는, 상기 제 1 실시형태의 공조기 구성을 변경한 것 이다. 여기서는 본 실시형태에 대하여, 상기 제 1 실시형태와 다른 점을 설명한다.
본 실시형태의 공조기는, 1 대의 실외유닛(20)과 3 대의 실내유닛(30, 30, 30)을 구비한다. 여기서 실내유닛(30)의 수는 단순한 예시이다. 각 실내유닛(30)에는 실내회로(12)가 배치된다. 그리고 실외유닛(20)의 실외회로(11)와 각 실내유닛(30)의 실내회로(12)를 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)으로 접속함으로써, 냉매회로(10)가 구성된다.
상기 각 실내유닛(30)의 실내회로(12)에서는, 실내팽창밸브(32)와 실내 열교환기(33)가 직렬로 접속된다. 또 각 실내유닛(30)에는 실내 팬(33a)이 배치된다.
상기 액측 연락관(60)은, 1 개의 줄기관(62)과 3 개의 분기관(61, 61, 61)으로 구성된다. 액측 연락관(60)의 줄기관(62)은, 그 한끝이 액측 폐쇄밸브(26)를 개재하고 실외회로(11)에 접속된다. 또 액측 연락관(60)의 줄기관(62)은 3 개의 분기관(61, 61, 61)에 접속된다. 액측 연락관(60)의 분기관(61, 61, 61)은, 각각이 액측 접속구(31)를 개재하고 각 실내유닛(30)의 실내회로(12)에 접속된다.
상기 가스측 연락관(70)은 1 개의 줄기관(72)과 3 개의 분기관(71, 71, 71)으로 구성된다. 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)은, 그 한끝이 가스측 폐쇄밸브(26)를 개재하고 실외회로(11)에 접속된다. 또 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)은 3 개의 분기관(71, 71, 71)에 접속된다. 가스측 연락관(70)의 분기관(71, 71, 71)은, 각각이 가스측 접속구(34)를 개재하고 각 실내유닛(30)의 실내회로(12)에 접속된다.
본 실시형태의 공조기에서는, 세정동작 중의 압축기(21) 용량이, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 식 1로 표시되는 프루드수(Fr)에 기초하여 설정된다. 단, 본 실시형태에서는, U, D, dg, dl의 정의가 상기 제 1 실시형태와 다르다. 구체적으로, U는 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 속도이다. D는 가스측 연락관(70) 줄기관(72)의 안지름이다. dg는 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 밀도이다. dl는 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)에 존재하는 액체의 밀도다.
여기서, 예를 들어 건물의 옥상에 실외유닛(20)을 배치하고 건물 내부의 각 층에 실내유닛(30)을 배치할 경우, 가스측 연락관(70)의 분기관(71, 71, 71)은 천장을 따라 수평으로 설치되는 경우가 많으며, 이 줄기관(72)은 수직방향으로 설치되는 경우가 많다. 이와 같은 설치상태에서는, 가스측 연락관(70) 줄기관(72)의 프루드수(Fr)를 고려하면, 이 분기관(71, 71, 71)으로부터도 광물유 및 이물질을 확실하게 제거할 수 있다.
본 실시형태의 공조기에서는, 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록 세정동작 중의 압축기(21) 용량이 설정된다. 이 상태에서는, 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)에 잔존하는 광물유나 이물질을 함유한 액체에 작용하는 중력보다 이 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 관성력이 커진다. 즉, 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)에서는 광물유나 이물질을 함유한 액체에 작용하는 합력이 상향으로 된다. 이로써 수직방향으로 이어지는 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)에서도, 광물유나 이물질을 함유한 액체가 가스냉매에 의해 밀어 올려진다. 이와 같이 하여, 기설 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유나 이물질을 함유한 액체는, 세정동작에 의해 기설 가스측 연락관(70)으로부터 제거된다. 그리고 기설 가스측 연락관(70)으로부터 제거된 광물유나 이물질을 함유한 액체는, 회수용기(40)로 확실하게 회수된다.
그리고 상기 세정동작에서, 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)과 분기관(71, 71, 71) 양쪽에서 프루드수(Fr)가 1보다 커지도록, 압축기(21)의 용량이 설정돼도 된다.
본 실시형태에서는, 세정동작 중의 압축기(21) 용량을, 가스측 연락관(70) 내의 액체에 작용하는 중력과 이 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매와의 관계를 나타내는 프루드수(Fr)를 고려하여 설정한다.
상술한 바와 같이, 가스측 연락관(70)에 잔존하는 광물유나 이물질을 압출시킬 수 있으면, 액측 연락관(60)에 잔존하는 광물유나 이물질도 압출시킬 수 있다. 이로써, 가스측 연락관(70) 줄기관(72) 내의 액체와 가스냉매에 대한 프루드수(Fr)에 기초하여 압축기(21)의 용량을 설정함으로써, 액측 연락관(60)과 가스측 연락관(70)의 줄기관(72) 및 분기관(71, 71, 71)에 잔존하는 광물유나 이물질을 함유한 액체를 확실하게 냉매로 압출시켜 회수용기(40)로 회수할 수 있다. 따라서 본 실시형태에 의하면, 냉동장치에 복수의 실내 열교환기(33)가 접속되는 경우라도, 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)의 광물유 및 이물질 잔존량을 세정동작에 의해 확실하게 삭감할 수 있어, 광물유에 기인하는 고장을 미연에 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 기설 연락배관에 접속되는 냉동장치이며, 연락배관의 세정동작을 행하는 것에 유용하다.

Claims (8)

  1. 압축기(21) 및 열원측 열교환기(24)가 배치됨과 더불어 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 통해 이용측 열교환기(33)에 접속되는 열원측 회로(11)를 구비하며,
    상기 압축기(21)를 운전하여 상기 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)으로부터 구냉매용 냉동기유를 제거하는 세정동작을 행하는 냉동장치로서,
    상기 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 속도를 U로 하며, 이 가스측 연락관(70)의 안지름을 D로 하고, 이 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 밀도를 dg로 하며, 이 가스측 연락관(70)에 존재하는 액체의 밀도를 dl로 하고, 중력가속도를 g로 했을 때, 식 Fr＝(dg/dl)×(U2/gD)로 표시되는 프루드수(Fr)가 1 보다 크게 되도록, 상기 세정동작 중의 운전상태가 설정되는 냉동장치.
  2. 압축기(21) 및 열원측 열교환기(24)가 배치됨과 더불어 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 통해 이용측 열교환기(33)에 접속되는 열원측 회로(11)를 구비하며,
    상기 압축기(21)를 운전하여 상기 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)으로부터 구냉매용 냉동기유를 제거하는 세정동작을 행하는 냉동장치로서,
    상기 냉동장치의 열원측 회로(11)가 접속되는 가스측 연락관(70)은, 복수의 이용측 열교환기에 각각 접속되는 복수의 분기관(71)과, 이 복수의 분기관(71)이 접속되는 줄기관(72)에 의해 구성되는 한편,
    상기 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 속도를 U로 하며, 이 줄기관(72)의 안지름을 D로 하고, 이 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 밀도를 dg로 하며, 이 줄기관(72)에 존재하는 액체의 밀도를 dl로 하고, 중력가속도를 g로 했을 때, 식 Fr＝(dg/dl)×(U2/gD)로 표시되는 프루드수(Fr)가 1 보다 크게 되도록, 상기 세정동작 중의 운전상태가 설정되는 냉동장치.
  3. 압축기(21) 및 열원측 열교환기(24)가 배치됨과 더불어 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 통해 이용측 열교환기(33)에 접속되는 열원측 회로(11)와,
    상기 열원측 회로(11)의 압축기(21) 흡입측에 배치되어 가스냉매로부터 분리된 냉동기유를 저류하는 회수용기(40)를 구비하며,
    상기 압축기(21)를 운전시켜 상기 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유를 상기 회수용기(40)로 회수하는 세정동작을 행하는 냉동장치로서,
    상기 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 속도를 U로 하며, 이 가스측 연락관(70)의 안지름을 D로 하고, 이 가스측 연락관(70)을 흐르는 가스냉매의 밀도를 dg로 하며, 이 가스측 연락관(70)에 존재하는 액체의 밀도를 dl로 하고, 중력가속도를 g로 했을 때, 식 Fr＝(dg/dl)×(U2/gD)로 표시되는 프루드수(Fr)가 1 보다 크게 되도록, 상기 세정동작 중의 운전상태가 설정되는 냉동장치.
  4. 압축기(21) 및 열원측 열교환기(24)가 배치됨과 더불어 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)을 통해 이용측 열교환기(33)에 접속되는 열원측 회로(11)와,
    상기 열원측 회로(11)의 압축기(21) 흡입측에 배치되어 가스냉매로부터 분리된 냉동기유를 저류하는 회수용기(40)를 구비하며,
    상기 압축기(21)를 운전시켜 상기 기설 액측 연락관(60) 및 가스측 연락관(70)에 잔존하는 구냉매용 냉동기유를 상기 회수용기(40)로 회수하는 세정동작을 행하는 냉동장치로서,
    상기 냉동장치의 열원측 회로(11)가 접속되는 가스측 연락관(70)은, 복수의 이용측 열교환기에 각각 접속되는 복수의 분기관(71)과, 이 복수의 분기관(71)이 접속되는 줄기관(72)에 의해 구성되는 한편,
    상기 가스측 연락관(70)의 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 속도를 U로 하며, 이 줄기관(72)의 안지름을 D로 하고, 이 줄기관(72)을 흐르는 가스냉매의 밀도를 dg로 하며, 이 줄기관(72)에 존재하는 액체의 밀도를 dl로 하고, 중력가속도를 g로 했을 때, 식 Fr＝(dg/dl)×(U2/gD)로 표시되는 프루드수(Fr)가 1 보다 크게 되도록, 상기 세정동작 중의 운전상태가 설정되는 냉동장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1, 2, 3 또는 4 중 어느 한 항에 기재된 냉동장치에 있어서,
    세정동작 중의 운전상태는, 프루드수(Fr)가 1.5 이상이 되도록 설정되는 냉동장치.
  7. 청구항 1, 2, 3 또는 4 중 어느 한 항에 기재된 냉동장치에 있어서,
    열원측 회로(11)에 충전된 냉매는, R32가 함유되는 혼합냉매, 또는 자연냉매인 냉동장치.
  8. 청구항 1, 2, 3 또는 4 중 어느 한 항에 기재된 냉동장치에 있어서,
    세정동작 중의 운전상태는, 프루드수(Fr)가 1.5 이상 3.0 이하가 되도록 설정되는 냉동장치.
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