KR100888122B1 - 공기조화 장치 - Google Patents

Abstract

<과제> 시스템의 안정화에 유리한 공기조화 장치를 제공한다.

<해결 수단> 공기조화 장치는, 실내기(1)와 실외기(2)와 냉매 배관계(3)를 가진다. 각 실외기(2A, 2B)는, 흡입 포트(22i) 및 토출 포트(22p)를 가지는 콤프레셔(22)와, 콤프레셔(22)를 구동시키는 구동원(20)과, 콤프레셔(22)에 연결되는 실외 열교환기(23)와, 난방 운전시에 증발기가 되는 실외 열교환기(23)에 유입하는 냉매 유량을 제어하는 제어 밸브(25)를 가진다. 제어부는, 각 콤프레셔(22)의 흡입 온도의 흡입 과열도를 구하는 흡입 과열도 연산 수단과, 콤프레셔(22)의 흡입 온도의 흡입 과열도가 상이할 때, 흡입 과열도가 상대적으로 높은 실외기의 제어 밸브(25)의 개도(開度)를 증가시켜, 흡입 과열도가 상대적으로 낮은 실외기의 제어 밸브(25)의 개도를 감소시키는 개도 증감 수단을 가진다.

Description

공기조화 장치{AIR CONDITIONING DEVICE}

도 1은 실시 형태에 관한, 공기조화 장치의 실외기 및 실내기와의 관계를 나타내는 구성도이다.

도 2는 공기조화 장치의 실외기 및 실내기와의 관계를 나타내는 회로도이다.

도 3은 공기조화 장치의 실외기의 온도 센서 및 압력 센서 부근을 나타내는 회로도이다.

도 4는 공기조화 장치의 제어부가 실행하는 제어의 플로우 챠트이다.

도 5는 몰리에 선도이다.

도 6은 제어부를 모식적으로 나타내는 블럭도이다.

도 7은 다른 실시 형태에 관한, 공기조화 장치의 실외기 및 실내기와의 관계를 나타내는 구성도이다.

<부호의 설명>

도중, 1A,1 B는 실내기, 2A,2B는 실외기, 3은 냉매 배관계, 4A,4 B는 제어부, 20은 엔진(구동원), 22는 압력(압축부), 23은 실외 열교환, 24 A, 24 B는 센서(검지 수단), 25는 전자 조정 밸브(제어 밸브)를 나타낸다.

<기술 분야>

본 발명은, 복수의 실외기를 구비하는 공기조화 장치에 관한 것이다.

<배경 기술>

종래, 공기조화 장치는, 실내기와, 실내기에서 공조를 실시하는 냉매를 조정하는 실외기와, 각 실외기와 각 실내기를 연결하는 냉매 배관계와, 실외기의 운전을 제어하는 제어부를 구비하고 있다. 실외기는, 냉매를 압축시키는 콤프레셔와, 콤프레셔를 구동시키는 가스 엔진과, 실외 열교환기를 구비하고 있다. 이것에 의하면, 가스 엔진의 구동에 의해 콤프레셔를 구동시켜, 냉매를 압축시킨다. 그리고 냉매 회로에 설치된 실내 열교환기 및 실외 열교환기에 있어서 냉매의 응축 작용 및 냉매의 증발 작용을 행하게 하여, 공기조화를 실시한다.

[특허문헌 1]특개2004-347306호 공보

<발명이 해결하고자 하는 과제>

그런데, 최근, 실외기를 복수 구비하고 있는 공기조화 장치가 개발되고 있다. 이것에 의하면, 실내기의 공조 부하의 증대에 대처할 수 있다. 또한, 실내기의 공조 부하의 요청에 따라 복수의 실외기가 구동하기 때문에, 효율이 좋은 운전 영역을 사용할 수 있어, 공기조화 장치의 시스템 전체의 효율을 향상시킬 수 있다. 상기한 공기조화 장치에서는, 복수의 실외기끼리가 공통의 냉매 배관계로 연결되어 있기 때문에, 여러 가지의 요인(예를 들면, 몇 개의 실외기의 엔진 회전수를 저하 시키는 회피 제어되고 있을 때, 팬이 기능 저하되고 있을 때 등)에 의해, 복수의 실외기에 있어서 냉매의 언밸런스가 발생하고 있다. 이 경우, 공기조화 장치의 시스템의 안정화를 도모하는 데는 한계가 있다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 시스템의 안정화에 유리한 공기조화 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

형태 1에 관한 공기조화 장치는, 공조를 실시하는 복수 또는 단수의 실내기와, 실내기에 냉매를 공급하는 복수의 실외기와, 각 실외기와 각 실내기를 연결하는 냉매 배관계와, 실외기의 운전을 제어하는 제어부를 구비하고 있고,

각 실외기는, 냉매를 흡입하는 흡입 포트 및 압축한 냉매를 토출하는 토출 포트를 가지는 콤프레셔와, 콤프레셔를 구동시키는 구동원과, 콤프레셔에 연결되는 실외 열교환기와, 실내기의 난방 운전시에 증발기로 되는 실외 열교환기에 유입하는 냉매 유량을 제어하는 개도가 가변이며 난방 운전시에 팽창 밸브로서 기능하는 제어 밸브를 구비하고 있고,

제어부는,

각 실외기의 콤프레셔의 흡입 포트에 흡입되는 냉매의 흡입 온도의 흡입 과열도를 구하는 흡입 과열도 연산 수단과,

복수의 실외기의 콤프레셔의 흡입 온도의 흡입 과열도가 상이할 때, 흡입 과열도가 상대적으로 높은 실외기에 대해 제어 밸브의 개도를 증가시키고, 흡입 과열 도가 상대적으로 낮은 실외기에 대해 제어 밸브의 개도를 감소시키는 개도 증감 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 흡입 과열도 연산 수단은, 각 실외기의 콤프레셔의 흡입 온도의 흡입 과열도를 구한다. 개도 증감 수단은, 복수의 실외기의 콤프레셔의 흡입 온도의 흡입 과열도가 상이할 때, 흡입 과열도가 상대적으로 높은 실외기에 대해서는, 다른 실외기와 비교하여 냉매 유량이 상대적으로 부족하다고 추정되므로, 제어 밸브의 개도를 증가시켜, 실내기의 난방 운전시에 증발기로 되는 실외 열교환기에 유입하는 냉매 유량을 증가시킨다.

이것에 대해서, 개도 증감 수단은, 흡입 과열도가 상대적으로 낮은 실외기에 대해서는, 다른 실외기와 비교하여 냉매 유량이 상대적으로 과잉으로 추정되므로, 제어 밸브의 개도를 감소시켜, 실내기의 난방 운전시에 증발기로 되는 실외 열교환기에 유입하는 냉매 유량을 감소시킨다. 이것에 의해 실내기의 난방 운전시에 있어서, 복수의 실외기에 있어서의 제어 밸브의 개도가 적정화된다. 이 결과, 복수의 실외기에 있어서의 냉매 유량의 과잉, 부족이 줄어들며, 나아가서는 복수의 실외기에 있어서의 냉매 유량이 적절화 된다.

여기서, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 실외기는 제 1 실외기와 제 2 실외기이고, 제어부는, 제 1 실외기의 제어 밸브의 지령 개도 θ1, 제 2 실외기의 제어 밸브의 지령 개도 θ2를 다음 식에 근거하여 결정한다.

(i) 제 1 실외기의 상기 제어 밸브의 지령 개도 θ1 =

α1 × 제 1 실외기의 현재의 제어 밸브의 개도 × {제 1 실외기의 흡입 과 열도 / (제 1 실외기의 흡입 과열도 + 제 2 실외기의 흡입 과열도)} × 2

(ii) 제 2 실외기의 상기 제어 밸브의 지령 개도 θ2 =

α2 × 제 2 실외기의 현재의 제어 밸브의 개도 × {제 2 실외기의 흡입 과열도 / (제 1 실외기의 흡입 과열도 + 제 2 실외기의 흡입 과열도)} × 2

여기서 α1 및 α2는 조정값이다. 제 1 실외기 및 제 2 실외기가 동일한 능력을 가지는 경우에는, α1 및 α2는 각각 1.0으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 바람직하게는, 콤프레셔의 흡입 포트에 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 검지하는 온도 센서와, 콤프레셔의 흡입 포트에 흡입되는 냉매의 압력을 검지하는 압력 센서가 설치되어 있다.

여기서, 콤프레셔의 흡입 포트에 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 T1(℃)로 하고, 저압 포화 온도를 T2(℃)로 할 때, 흡입 과열도(슈퍼 히트)(℃) = T1(℃) - T2(℃)로 할 수 있다.

<발명의 효과>

본 발명에 관한 공기조화 장치에 의하면, 실내기의 난방 운전시에 있어서, 복수의 실외기에 있어서의 냉매의 과잉, 부족이 줄어들고, 실외기에 있어서의 제어 밸브의 개도가 적정화된다. 시스템의 안정화가 도모된다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 이것은, 엔진 구동식 공기조화 장치에 적용한 것이다. 도 1은 전체 구성도를 모식적으로 나타낸다. 도 2는 시스템 배관도를 나타낸다. 공기조화 장치는, 실내의 공조를 실시하는 복수의 실내 기(1A, 1B)와, 실내에서 공조를 실시하는 냉매를 조정하는 복수의 실외기(2A, 2B)와, 각 실외기(2A, 2B)와 각 실내기(1A, 1B)를 연결하는 냉매 배관계(3)를 구비하고 있다. 냉매 배관계(3)는, 각 실외기(2A, 2B) 및 각 실내기(1A, 1B)에 공통화되어 있다. 제어부(4)는, 실외기 2A에 탑재되어 있는 제 1 제어부 4A와, 실외기 2B에 탑재되어 있는 제 2 제어부 4B를 가진다. 제 1 제어부 4A는 기억 요소(40A)를 가진다(도 6 참조).

실외기(2A, 2B)는 기본적으로는 동질의 구성요소를 가지고 있고, 동일한 능력을 발휘하도록 설정되어 있다. 실외기(2A, 2B)에 대해서는, 실외기 2A가 친기(親機 : 원래의 기기)로서 설정되고, 실외기 2B가 자기(子機 : 부속하는 기기)로서 설정되어 있다. 친기인 실외기 2A에 탑재되어 있는 제 1 제어부 4A는, 자기인 실외기 2B에 탑재되어 있는 제 2 제어부 4B에 지령을 통신선(100)을 통하여 출력한다. 자기인 실외기 2B에 탑재되어 있는 제 2 제어부 4B는, 실외기 2B의 운전 상황을, 친기인 실외기 2A에 탑재되어 있는 제 1 제어부 4A에 통신선(100)을 통하여 피드백한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 실내기(1A, 1B)는 실내에 배치되고 있고, 공조를 위해서 냉매와 실내의 공기와의 열교환을 실시하는 실내 열교환기(10)와, 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브(11)를 기본 요소로서 가진다. 또한, 실내기의 수는 몇 대로도 좋지만, 실내기 1A, 1B로서 대표되고 있다.

실외기(2A, 2B)는 실외에 배치되어 있다. 실외기(2A, 2B)는, 가스 엔진으로 형성된 엔진(20)(구동원)과, 기체 상태의 냉매와 액체 상태의 냉매를 분리한 상태 로 냉매를 수용하는 어큐뮬레이터(accumulator)(21)와, 가스 엔진(20)으로 구동되어 구동에 수반하는 어큐뮬레이터(21)의 기체 상태의 냉매를 흡입하여 압축하는 복수의 콤프레셔(22)(압축부)와, 공조를 위해서 냉매의 열교환을 실시하는 실외 열교환기(23)를 기본 요소로서 가진다. 여기서, 명확하게 구별할 필요가 있을 때에는, 실외기 2A의 엔진을 엔진 20A로 하고, 실외기 2B의 엔진을 엔진 20B라고 칭하기도 한다. 엔진 20A의 엔진 회전수는 제 1 센서(24A)(검지 수단)로 검지된다. 엔진 20B의 엔진 회전수는 제 2 센서(24B)(검지 수단)로 검지된다.

실내기(1A, 1B)에 있어서, 콤프레셔(22)는, 엔진(20)에 의해 타이밍 벨트 등의 동력 전달 부재를 통하여 연동된다. 그러므로, 가스 엔진(20)은 콤프레셔(22)의 구동원으로서 기능한다. 콤프레셔(22)는, 어큐뮬레이터(21)로부터의 기체 상태의 냉매를 압축실로 흡입하는 흡입 포트(22i)와, 압축실에서 압축된 고압의 기체 상태의 냉매를 토출시키는 토출 포트(22p)를 가진다.

후술하는 바와 같이 난방 운전시에 있어서 실내기(1A, 1B)로부터 실외기(2A, 2B)에 냉매가 귀환하는 귀환 방향(화살표 K1 방향)에 있어서, 실외 열교환기(23)의 상류에는, 제어 밸브(팽창 밸브)로서 기능하는 전자 조정 밸브(25) 및 체크 밸브(26)가 병렬로 배치되어 있다. 체크 밸브(26)는, 실외기(2A, 2B)의 실외 열교환기(23)로부터 실내기(1A, 1B)로의 냉매의 흐름을 허용 하지만, 실내기(1A, 1B)로부터 실외기(2A, 2B)의 실외 열교환기(23)로의 냉매의 흐름을 차단한다. 전자 조정 밸브(25)는 전기적 제어에 의해 개도가 조정 가능하다. 전자 조정 밸브(25)는, 모터 또는 솔레노이드 등의 구동부와, 구동부의 구동에 의해 개도를 가변으로 하는 밸브부를 구비하고 있어, 유량을 가변으로 할 수 있다. 제어부(4)는 전자 조정 밸브(25)의 구동부를 제어하기 때문에, 전자 조정 밸브(25)의 개도를 제어할 수 있다.

(난방 운전시)

우선, 실내를 난방하는 경우에 대하여 설명한다. 난방 운전시에는 실외기(2A, 2B)의 쌍방이 구동하고, 쌍방은 기본적으로는 동일한 기능을 수행한다. 연료 가스에 의해 가스 엔진(20)이 구동하면, 콤프레셔(22)가 구동하고, 어큐뮬레이터(21)의 기체 상태의 냉매가 어큐뮬레이터(21)의 흡입 포트(21i), 콤프레셔(22)의 흡입 포트(22i)로부터 유로를 거쳐 흡입되어, 콤프레셔(22)의 압축실에서 압축된다. 압축 되어 고온 고압이 된 기체 상태의 냉매는, 콤프레셔(22)의 토출 포트(22p)로부터 토출 되어, 유로 3a, 오일 세퍼레이터(27)에 이른다. 상술한 바와 같이 오일 세퍼레이터(27)에 있어서 냉매로부터 오일이 분리된다. 그리고 오일이 분리된 기체 상태의 고온 고압의 냉매는, 사방(四方) 밸브(28)의 제 3 포트(28t)를 지나, 유로 3c, 볼 밸브(291), 유로 3d, 3e를 거쳐, 실내 열교환기(10)에 이르러, 실내 열교환기(10)에서 실내의 공기와 열교환되어 응축(액화)한다. 응축열은 실내에 방출되기 때문에, 실내가 가열된다. 따라서, 실내기(1A, 1B)의 난방 운전시에는, 실내 열교환기(10)는 응축기로서 기능한다.

그리고, 실내 열교환기(10)를 거쳐 액화가 진행된 냉매는, 액상 상태 또는 기액(氣液) 2상 상태가 되고, 팽창 밸브(11)에 이르러, 실내기(1A, 1B)의 팽창 밸브(11)에서 팽창되어 저압이 된다. 또한, 저압이 된 냉매는, 유로 3f, 3g, 볼 밸 브(292), 유로 3h를 거쳐 화살표 K1 방향(난방 운전시에, 실내기(1A, 1B)로부터 실외기(2A, 2B)로 귀환하는 방향)로 흘러 전자 조정 밸브(25)에 이르며, 전자 조정 밸브(25)를 흘러, 실외 열교환기(23)에 이른다. 냉매는 실외 열교환기(23)에서 증발하여 외기(外氣)와 열교환한다. 따라서 실외 열교환기(23)는 실내기(1A, 1B)의 난방 운전시에는 증발기로서도 기능한다. 여기서, 실내기(1A, 1B)의 난방 운전시에 있어서, 전자 조정 밸브(25)는 팽창 밸브로서 기능하여, 냉매를 팽창시킨다. 여기서, 전자 조정 밸브(25)는 개도 조정 가능하다. 이 때문에 실내기(1A, 1B)의 난방 운전시에 있어서, 전자 조정 밸브(25)의 개도에 따라, 실내기(1A, 1B)로부터 실외기(2A, 2B)의 실외 열교환기(23)로 귀환하는 냉매의 유량을 조정할 수 있다.

또한 냉매는, 유로 3k, 사방 밸브(28)의 제 1 포트 28f, 제 2 포트 28s, 유로 3m을 거쳐, 어큐뮬레이터(21)의 귀환 포트 21r로 귀환한다. 귀환한 냉매는, 어큐뮬레이터(21)로 액체 상태의 냉매와 가스 상태의 냉매로 분리된 상태로 수용된다. 또한, 실외 열교환기(23)를 향하여 송풍하는 제 1 팬(51), 실내 열교환기(10)를 향하여 송풍하는 제 2 팬(52)이 설치되어 있다.

종래에서는, 전자 조정 밸브(25)가 설치되고 있는 부위에는, 오리피스(orifice)나 캐필러리 튜브(capillary tube)가 장착되어 있지만, 오리피스나 캐필러리 튜브는 유로 단면적이 가변이 아니고, 고정이기 때문에, 공기조화 장치의 기종마다 오리피스나 캐필러리 튜브의 유로 단면적을 설정할 필요가 있어, 다른 유로 단면적도 오리피스나 캐필러리 튜브를 기종마다 부착하는 번거로움이 있었다. 이 점 본 형태에서는, 유로 단면적 가변의 전자 조정 밸브(25)가 제어 밸브로서 설 치되어 있기 때문에, 상기한 번거로움이 줄어든다.

본 실시 형태에 의하면, 상기한 난방 운전시에는, 제어부 4A는, 실내기(1A, 1B)에 요청되고 있는 공조 부하를 읽어들인다. 요청되고 있는 공조 부하의 총합으로부터, 현시점에 있어서의 공기조절에 필요한 냉매 유량의 총합량을 연산으로 구한다. 냉매 유량의 총합량으로부터, 난방 운전시에 증발기로서 기능하는 실외 열교환기(23)에 필요한 냉매를 공급하는 전자 조정 밸브(25)의 개도를 연산으로 구한다. 이 개도에 따라, 실외기(2A, 2B)를 동일한 운전 상황으로 운전하는 것을 시험해 보고 있다.

그렇지만 각 실외기(2A, 2B) 및 실내기(1A, 1B)에 있어서의 여러 가지의 요인에 의해 냉매 유량에 편향이 나타나는 일이 있다. 요인으로서는, 팬의 고장, 엔진의 수온의 과잉 상승을 방지하는 제어의 실행 등이 예시된다.

냉매 유량의 편향을 시정하기 위해, 제어부 4A는, 난방 운전시에 증발기로서 기능하는 실외 열교환기에 유입하는 냉매량에 대해서, 각 실외기(2A, 2B)에 있어서 흡입 과열도가 일정하게 되도록 전자 조정 밸브(25)의 개도를 컨트롤하고 있다. 이것에 의해 전체의 냉매 유량을 변경시키지 않고, 각 실외기(2A, 2B)에 있어서의 냉매 유량의 언밸런스를 해소한다.

이하, 언밸런스의 해소에 대해 더욱 설명을 더한다. 제어부 4A는, 각 실외기(2A, 2B)의 콤프레셔(22)의 흡입 온도의 흡입 과열도를 구한다. 구체적으로는, 실외기(2A, 2B)의 쌍방에 있어서, 콤프레셔(22)의 흡입 포트(22i)에 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 검지하는 온도 센서(80)가 콤프레셔(22)에 설치되고 있다. 실외 기(2A, 2B)의 쌍방에 있어서, 콤프레셔(22)의 흡입 포트(22i)에 흡입되는 냉매의 압력을 검지하는 압력 센서(83)가 어큐뮬레이터(21)와 콤프레셔(22)와의 사이에 설치되어 있다.

콤프레셔(22)의 흡입 포트(22i)에 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 T1(℃)로 하고, 저압 포화 온도를 T2(℃)로 할 때, 흡입 과열도(℃)는 T1(℃) - T2(℃)로 구해진다. T1(℃)은 온도 센서(80)로 검지된다. T2(℃)는 압력 센서(83)에 근거하여 아래와 같이 구해진다.

T2(℃)의 구하는 방법에 대해 설명한다. 도 5는 냉매의 몰리에(mollier) 선도를 나타낸다. 가로축은 냉매의 엔탈피를 나타낸다. 세로축은 냉매의 압력(절대 압력)을 나타낸다. 선 A1는 포화액선을 나타낸다. 선 A2는 포화증기선을 나타낸다. 선 A3는 냉매의 건조도를 나타낸다. 선 A1보다 좌측의 영역은 냉매의 액상 영역을 나타낸다. 선 A2보다 우측의 영역은 냉매의 기상(氣相) 영역을 나타낸다. 선 A1과 선 A2로 둘러싸인 영역은 기액(氣液) 2상(相) 영역을 나타낸다. 압력 센서(83)로 구한 압력을 절대압으로 환산하고, 도 5의 몰리에 선도의 세로축(절대압)에 조합시킨다. 그 절대압을 통과하는 가상 수평선 HA와 선 A3와의 교점을 구하면, 이 교점이 T2(℃)에 상당한다.

예를 들면, 절대압이 5 기압일 때, 5 기압을 통과하는 가상 수평선 HA와 선 A3와의 교점을 구하면, 이 교점(= T2)은 -15℃이다. 따라서, 흡입 과열도 = T1(℃) - T2(℃) = -5℃ - (-15℃) = 10℃이다. 이와 같이 하여 실외기(2A, 2B)의 쌍방에 대해서, 콤프레셔(22)의 흡입 포트(22i)에 대해 냉매의 흡입 과열도(℃)를 각각 구 한다.

이와 같이 하여 제어부 4A는, 복수의 실외기(2A, 2B)의 쌍방에 대해서, 콤프레셔(22)의 흡입 온도의 흡입 과열도를 구한다.

본 실시 형태에 의하면, 복수의 실외기(2A, 2B)의 콤프레셔(22)의 흡입 온도의 과도(過度)가 상이할 때, 제어부 4A는, 복수의 실외기(2A, 2B) 가운데, 흡입 과열도가 상대적으로 높은 실외기에 대해서, 전자 조정 밸브(25)(팽창 밸브)의 개도를 증가시켜, 실외 열교환기(23)(난방 운전시에 증발기로서 기능)에 유입하는 냉매 유량을 증가시키는 제어를 실시한다. 또, 복수의 실외기(2A, 2B) 가운데, 흡입 과열도가 상대적으로 낮은 실외기에 대해서, 전자 조정 밸브(25)(팽창 밸브)의 개도를 감소시켜, 실외 열교환기(23)(난방 운전시에 증발기로서 기능)에 유입하는 냉매 유량을 저감시키는 제어를 실시한다. 이것에 의해 실내기(1A, 1B)의 난방 운전시에 있어서, 복수의 실외기(2A, 2B)에 있어서의 냉매의 과잉 또는 부족이 저감되어, 실외기(2A, 2B)의 쌍방에 있어서의 전자 조정 밸브(25)의 개도가 적정화된다. 이 결과, 시스템의 안정화가 도모된다.

도 4는 제어부 4A가 실행하는 흡입 과열도 제어 처리의 플로우 챠트의 일례를 나타낸다. 플로우 챠트는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 우선, 흡입 과열도 제어 처리에 있어서는, 실외기(2A, 2B)에 대해 온도 센서(80) 및 압력 센서(83)를 읽어들인다(스텝 S2). 다음으로, 실외기(2A, 2B)에 대해서, 콤프레셔(22)의 흡입 포트(22i)에 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 T1(℃)를 구한다(스텝 S4). 냉매의 저압 포화 온도 T2(℃)를 구한다(스텝 S6). 실외기(2A, 2B)에 대해서, 흡입 과열도(℃) 를 구한다(스텝 S8). 흡입 과열도(℃) = T1(℃) - T2(℃)로 구해진다. 스텝 S8은 흡입 과열도 연산 수단으로서 기능한다.

다음에, 실외기 2A의 흡입 과열도와 실외기 2B의 흡입 과열도와의 차이를 구한다(스텝 S10). 차이가 소정치 ε보다 큰지 판정한다(스텝 S12). 차이가 소정치 ε보다 작으면, 메인 루틴(main routine)으로 리턴한다.

차이가 소정치 ε보다 크면, 실외기 2A의 전자 조정 밸브(25)의 지령 개도 θ1을 다음의 1식에 근거하여 구한다(스텝 S14). 또한, 실외기 2B의 전자 조정 밸브(25)의 지령 개도 θ2를 2식에 근거하여 구한다(스텝 S16). 다음으로, 지령 개도 θ1을 실외기 2A의 전자 조정 밸브(25)에 출력하고, 또한, 지령 개도 θ2를 실외기 2B의 전자 조정 밸브(25)에 출력한다(스텝 S18). 전자 조정 밸브(25)의 개도가 안정될 때까지 소정 시간 대기한다(스텝 S20).

(1식) … 지령 개도 θ1 = (α1 × 실외기 2A의 현재의 전자 조정 밸브(25)의 개도 × 실외기 2A의 흡입 과열도) / {(실외기 2A의 흡입 과열도 + 실외기 2B의 흡입 과열도) × 2}

(2식) … 지령 개도 θ2 = (α2 × 실외기 2B의 현재의 전자 조정 밸브(25)의 개도 × 실외기 2B의 흡입 과열도) / {(실외기 2A의 흡입 과열도 + 실외기 2B의 흡입 과열도) × 2}

여기서 실외기(2A, 2B)는 동일한 기능을 가지기 때문에, α1 및 α2는 각각 1로 한다. 상기한 스텝 S14, S16, S18은, 복수의 실외기(2A, 2B)의 콤프레셔(22)의 흡입 온도의 흡입 과열도가 상이할 때, 흡입 과열도가 상대적으로 높은 실외기에 대해 제어 밸브(25)의 개도를 증가시키고, 흡입 과열도가 상대적으로 낮은 실외기에 대해 제어 밸브(25)의 개도를 감소시키는 개도 증감 수단으로서 기능한다.

(실내기(1A, 1B)의 냉방 운전시)

다음에, 실내기(1A, 1B)로 실내를 냉방 운전할 때에 대하여 설명한다. 연료 가스에 의해 가스 엔진(20)이 구동하면, 콤프레셔(22)가 구동하고, 어큐뮬레이터(21)의 기체 상태의 냉매가 어큐뮬레이터(21)의 흡입 포트(22i), 콤프레셔(22)의 흡입 포트(22i)로부터 흡입되어, 콤프레셔(22)의 압축실에서 압축된다. 압축되어 고온 고압이 된 기체 상태의 냉매는, 콤프레셔(22)의 토출 포트(22i)로부터 토출되고, 유로 3a, 오일 세퍼레이터(27)에 이른다. 오일 세퍼레이터(27)에 있어서 냉매로부터 오일이 분리된다. 그리고 오일이 분리된 고온 고압의 냉매는, 유로 3b, 유로 전환 밸브로서의 사방 밸브(28)의 제 1 포트 28f, 유로 3k를 지나, 실외 열교환기(23)에 이른다. 그리고 고온 고압의 냉매는, 실외 열교환기(23)로 외기(外氣)와 열교환되어 냉각되어, 액화한다. 액화가 진행한 냉매(액체 상태 또는 기액 2상 상태)는, 체크 밸브(26), 유로 3h, 또한, 볼 밸브(292), 유로 3g, 3f를 거쳐 팽창 밸브(11)에 이르고, 팽창 밸브(11)에 있어서 팽창되어 저온이 된다. 또한, 냉방시에는, 일반적으로는, 전자 조정 밸브(25)는 모두 닫힌 상태로 되어 있지만, 개방시켜도 좋다.

이와 같이 실외 열교환기(23)에서 저온이 된 냉매는, 유로 3g, 3f를 지나, 팽창 밸브(11)에서 팽창되어 저온 저압이 되고, 또한, 실내 열교환기(10)에 이르러, 실내 열교환기(10)에서 실내의 공기와 열교환되어 실내를 냉각한다. 또한 냉매 는, 유로 3e, 볼 밸브 291, 유로 3c, 사방 밸브(28)의 제 3 포트(28t), 사방 밸브(28)의 제 2 포트(28s), 유로 3m을 거쳐, 어큐뮬레이터(21)의 귀환 포트 21r에 귀환한다.어큐뮬레이터(21)에 귀환한 냉매는, 어큐뮬레이터(21)로 액상의 냉매와 기체 상태의 냉매로 분리된 상태로 수용된다.

냉방 운전시에는 실외기(2A, 2B)는 기본적으로는 같은 기능을 수행한다. 단, 필요에 따라서, 실외기(2A, 2B)의 전자 조정 밸브(25)의 개도를 제어하는 것에 의해, 실외기 2A에 있어서의 냉매 반송량을 제어할 수 있다. 또 실외기 2B의 전자 조정 밸브(25)의 개도를 제어하는 것에 의해, 실외기 2B에 있어서의 냉매 반송량을 제어할 수 있다.

(다른 실시 형태)

도 7은 다른 실시 형태를 나타낸다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 실외기가 2A, 2B, 2C의 3대로 되어 있다. 실외기 2A, 2B, 2C는 각각 제어부 4A, 4B, 4C를 가진다. 실외기 2A가 친기로 되고, 실외기 2B, 2C가 자기로 되어 있다. 실내기가 1A, 1B, 1C의 3대로 되어 있지만, 실내기의 수는 이것으로 한정되는 것은 아니다.

제어부 4A는, 제 1 실외기 2A의 제어 밸브의 지령 개도 θ1, 제 2 실외기 2B의 제어 밸브의 지령 개도 θ2, 제 3 실외기 2C의 제어 밸브의 지령 개도 θ3을 다음 식에 근거하여 결정할 수 있다.

(i) 제 1 실외기 2A의 제어 밸브의 지령 개도 θ1 =

α1 × 제 1 실외기 2A의 현재의 제어 밸브의 개도 × {제 1 실외기 2A의 흡입 과열도 / (제 1 실외기 2A의 흡입 과열도 + 제 2 실외기 2B의 흡입 과열도 + 제 3 실외기 2C의 흡입 과열도)] × 3

(ii) 제 2 실외기 2B의 제어 밸브의 지령 개도 θ2 =

α2 × 제 2 실외기 2B의 현재의 제어 밸브의 개도 × {제 2 실외기 2B의 흡입 과열도 / (제 1 실외기 2A의 흡입 과열도 + 제 2 실외기 2B의 흡입 과열도 + 제 3 실외기 2C의 흡입 과열도)} × 3

(iii) 제 3 실외기 2C의 제어 밸브의 지령 개도 θ3 =

α3 × 제 3 실외기 2C의 현재의 제어 밸브의 개도 × {제 3 실외기 2C의 흡입 과열도 / (제 1 실외기 2A의 흡입 과열도 + 제 2 실외기 2B의 흡입 과열도 + 제 3 실외기 2C의 흡입 과열도)}×3

여기서 상기한 α1, α2 및 α3은 조정값으로, 0.7 ~ 1.3 중 임의값이다. 이 경우, 필요에 따라서, α1, α2 및 α3은 0.8 ~ 1.2 중 임의값으로 할 수 있다. 또한 0.9 ~ 1.1 중 임의값으로 할 수 있다. 실외기 2A, 2B, 2C가 동일한 능력을 가지기 때문에, α1, α2 및 α3은 각각 1로 되어 있다.

(그 외)

본 발명은 상기하는 한편 도면에 나타낸 실시 형태에만 한정되는 것이 아니고, 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적당 변경하여 실시할 수 있다. 실외기는 2대로 한정되지 않고, 3대, 4대로도 좋으며, 요컨데 복수이면 좋다. 실내기의 수에도 한정되지 않는다. 가스 엔진(20)으로 구동되는 콤프레셔(22)로 작동하는 공기조화 장치에 적용하고 있지만, 이것에 한정하지 않고, 모터로 구동되는 콤프레셔(22)로 작동하는 공기조화 장치에 적용하여도 좋다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명은 난방 기능을 가진 공기조화 장치에 이용할 수 있다.

본 발명에 관한 공기조화 장치에 의하면, 실내기의 난방 운전시에 있어서, 복수의 실외기에 있어서의 냉매의 과잉, 부족이 줄어들고, 실외기에 있어서의 제어 밸브의 개도가 적정화된다. 시스템의 안정화가 도모된다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 공조를 실시하는 복수 또는 단수의 실내기와, 상기 실내기에 냉매를 공급하는 복수의 실외기와, 각 상기 실외기와 각 상기 실내기를 연결하는 냉매 배관계와, 상기 실외기의 운전을 제어하는 제어부를 구비하고 있고,

   각 상기 실외기는, 냉매를 흡입하는 흡입 포트 및 압축한 냉매를 토출하는 토출 포트를 가지는 콤프레셔와, 상기 콤프레셔를 구동시키는 구동원과, 상기 콤프레셔에 연결되는 실외 열교환기와, 상기 실내기의 난방 운전시에 증발기가 되는 상기 실외 열교환기에 유입하는 냉매 유량을 제어하는 개도(開度)가 가변이며 난방 운전시에 팽창 밸브로서 기능하는 제어 밸브를 구비하고 있고,

   상기 제어부는,

   각 상기 실외기의 상기 콤프레셔의 상기 흡입 포트에 흡입되는 냉매의 흡입 온도의 흡입 과열도(過熱度)를 구하는 흡입 과열도 연산 수단과,

   복수의 상기 실외기의 상기 콤프레셔의 흡입 온도의 흡입 과열도가 서로 상이할 때, 흡입 과열도가 상대적으로 높은 상기 실외기에 대해 상기 제어 밸브의 개도를 증가시키고, 흡입 과열도가 상대적으로 낮은 상기 실외기에 대해 상기 제어 밸브의 개도를 감소시키는 개도 증감 수단을 구비하며,

   상기 실외기는 제 1 실외기와 제 2 실외기이고, 상기 제어부는, 상기 제 1 실외기의 상기 제어 밸브의 지령 개도 θ1, 상기 제 2 실외기의 상기 제어 밸브의 지령 개도 θ2를 다음 식에 근거하여 결정하는 것을 특징으로 하는 공기조화 장치.

   (i) 상기 제 1 실외기의 상기 제어 밸브의 지령 개도 θ1 =

   α1 × 제 1 실외기의 현재의 제어 밸브의 개도 × {제 1 실외기의 흡입 과열도 / (제 1 실외기의 흡입 과열도 + 제 2 실외기의 흡입 과열도)} × 2

   (ii) 상기 제 2 실외기의 상기 제어 밸브의 지령 개도 θ2 =

   α2 × 제 2 실외기의 현재의 제어 밸브의 개도 × {제 2 실외기의 흡입 과열도 / (제 1 실외기의 흡입 과열도 + 제 2 실외기의 흡입 과열도)} × 2

   여기에서, α1 및 α2는 실외기의 능력을 나타내는 조정값으로서, 0.7∼1.3사이의 임의값이다.
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