KR101101946B1

KR101101946B1 - Refrigeration apparatus

Info

Publication number: KR101101946B1
Application number: KR1020097010289A
Authority: KR
Inventors: 타카유키 세토구치
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-11-13
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2012-01-02
Also published as: WO2008059737A1; JP2008121986A; AU2007320604B2; CN102095267A; AU2007320604B9; CN102095267B; AU2007320604A1; CN101535737A; EP2085719A1; US20090301117A1; KR20090082235A; JP5055965B2

Abstract

본 발명의 과제는, 초임계(超臨界) 냉매를 이용한 공기 조화 장치에 있어서, 냉매의 순환량의 조정이 용이한 공기 조화 장치를 제공하는 것에 있다. 냉동 장치(1b)는, 초임계 영역에서 작동하는 냉매를 이용하는 냉동 장치이고, 압축기(21)와, 제1 열교환기(23)와, 제1 팽창 기구(V2)와, 과냉각 열교환기(24)와, 제2 팽창 기구(V3)와, 제2 열교환기(31)와, 제어부(5)를 구비한다. 압축기는 냉매를 압축한다. 제1 열교환기는 압축기로 압축된 고압의 냉매를 냉각한다. 제1 팽창 기구는 냉매를 임계 압력 이하까지 감압시킨다. 과냉각 열교환기는 제1 팽창 기구로 감압된 냉매를 과냉각한다. 제2 팽창 기구는, 과냉각 열교환기로 냉각된 냉매를 저압까지 감압시킨다. 제2 열교환기는 제2 팽창 기구로 감압된 냉매를 가열한다. 제어부는, 과냉각 열교환기에 액체의 냉매를 모으도록 제1 팽창 기구와 제2 팽창 기구를 조정하는 제1 제어를 행한다.

공기 조화 장치, 압축기, 열교환기, 팽창 기구, 온도 센서

An object of the present invention is to provide an air conditioner in which an amount of circulation of refrigerant is easily adjusted in an air conditioner using a supercritical refrigerant. The refrigerating device 1b is a refrigerating device that uses a refrigerant operating in a supercritical region, and includes a compressor 21, a first heat exchanger 23, a first expansion mechanism V2, and a supercooled heat exchanger 24. And a second expansion mechanism V3, a second heat exchanger 31, and a control unit 5. The compressor compresses the refrigerant. The first heat exchanger cools the high pressure refrigerant compressed by the compressor. The first expansion mechanism reduces the refrigerant to below the critical pressure. The subcooled heat exchanger supercools the refrigerant depressurized by the first expansion mechanism. The second expansion mechanism reduces the refrigerant cooled by the subcooling heat exchanger to low pressure. The second heat exchanger heats the refrigerant decompressed with the second expansion mechanism. The control unit performs first control of adjusting the first expansion mechanism and the second expansion mechanism to collect the liquid refrigerant in the supercooled heat exchanger.

Air conditioner, compressor, heat exchanger, expansion mechanism, temperature sensor

Description

냉동 장치{REFRIGERATION APPARATUS}Refrigeration unit {REFRIGERATION APPARATUS}

초임계역(超臨界域)에서 작동하는 초임계 냉매를 이용한 공기 조화 장치이고, 냉동 능력의 조정이 용이한 공기 조화 장치에 관한 것이다. An air conditioner using a supercritical refrigerant that operates in a supercritical region, and relates to an air conditioner that can easily adjust a refrigeration capacity.

종래, 냉매를 순환시켜 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하는 냉동 장치가 알려져 있고, 공기 조화 장치 등으로서 넓게 이용되고 있다. 이와 같은 종류의 냉동 장치로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, CO₂를 냉매로 하고, 냉동 사이클의 고압을 냉매의 임계 압력 이상으로 설정한, 이른바 초임계 냉동 사이클을 행하는 것이 있다. Background Art Conventionally, a refrigeration apparatus that circulates a refrigerant to perform a vapor compression refrigeration cycle is known, and is widely used as an air conditioner or the like. As this type of refrigeration apparatus, as disclosed in Patent Literature 1, for example, a so-called supercritical refrigeration cycle is performed in which CO ₂ is used as a refrigerant and the high pressure of the refrigeration cycle is set at or above the critical pressure of the refrigerant. There is.

[특허 문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개평10-54617호[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-54617

그러나, CO₂ 냉매 등의 초임계 냉매를 이용한 냉동기에서는, 고압 측의 냉매는, 액체가 아니고 초임계 상태이기 때문에, 리시버(receiver)를 설치하여도 냉매를 모으는 것이 어렵다. 이 때문에, 냉매의 증발량을 조정하는 기능이 그다지 작용하지 않아, 능력 제어나 COP 최적 제어 등이 제대로 기능하기 어려워진다. However, in a refrigerator using a supercritical refrigerant such as a CO ₂ refrigerant, since the refrigerant on the high pressure side is not a liquid but a supercritical state, it is difficult to collect the refrigerant even when a receiver is provided. For this reason, the function of adjusting the amount of evaporation of the refrigerant does not work so much, and the capability control, the COP optimum control, and the like become difficult to function properly.

본 발명의 과제는, 초임계 냉매를 이용한 공기 조화 장치에 있어서, 냉매의 순환량의 조정이 용이한 공기 조화 장치를 제공하는 것에 있다. An object of the present invention is to provide an air conditioner in which an air conditioner using a supercritical refrigerant can be easily adjusted in the circulation amount of the coolant.

제1 발명에 관련되는 냉동 장치는, 초임계 영역에서 작동하는 냉매를 이용하는 냉동 장치이고, 압축기와, 제1 열교환기와, 제1 팽창 기구와, 과냉각 열교환기와, 제2 팽창 기구와, 제2 열교환기와, 제어부를 구비한다. 압축기는 냉매를 압축한다. 제1 열교환기는 압축기로 압축된 고압의 냉매를 냉각한다. 제1 팽창 기구는 냉매를 임계 압력 이하까지 감압시킨다. 과냉각 열교환기는 제1 팽창 기구로 감압된 냉매를 과냉각하고, 과냉각기 및 증발기로서 기능하는 것이 가능하다. 제2 팽창 기구는 과냉각 열교환기로 냉각된 냉매를 저압까지 감압시킨다. 제2 열교환기는 제2 팽창 기구로 감압된 냉매를 가열한다. 제어부는, 과냉각 열교환기에 액체의 냉매를 모으도록 제1 팽창 기구와 제2 팽창 기구를 조정하는 제1 제어를 행한다. A refrigeration apparatus according to the first invention is a refrigeration apparatus using a refrigerant operating in a supercritical region, and includes a compressor, a first heat exchanger, a first expansion mechanism, a supercooled heat exchanger, a second expansion mechanism, and a second heat exchanger. And a control unit. The compressor compresses the refrigerant. The first heat exchanger cools the high pressure refrigerant compressed by the compressor. The first expansion mechanism reduces the refrigerant to below the critical pressure. The subcooling heat exchanger can supercool the refrigerant depressurized by the first expansion mechanism and function as the subcooler and the evaporator. The second expansion mechanism reduces the refrigerant cooled by the subcooling heat exchanger to low pressure. The second heat exchanger heats the refrigerant decompressed with the second expansion mechanism. The control unit performs first control of adjusting the first expansion mechanism and the second expansion mechanism to collect the liquid refrigerant in the supercooled heat exchanger.

본 발명에서는, 가스 쿨러로서 기능하는 제1 열교환기의 출구 측에 과냉각 열교환기를 더 설치하고, 나아가 그 사이에 냉매를 임계 압력 이하까지 감압시키는 제1 팽창 기구를 설치하고 있다. In this invention, the subcooling heat exchanger is further provided in the exit side of the 1st heat exchanger which functions as a gas cooler, Furthermore, the 1st expansion mechanism which provides pressure reduction to below a critical pressure is provided in the meantime.

따라서, 제1 팽창 기구의 개도(開度)를 제어할 수 있어, 중간 압력을 조정할 수 있다. 이 때문에, 과냉각 열교환기에 액 냉매를 모아둘 수 있어, 냉매량의 조정을 행할 수 있다. 이것에 의하여, 고압을 최적으로 제어할 수 있어, 효율이 좋은 운전을 할 수 있다. Therefore, the opening degree of a 1st expansion mechanism can be controlled, and an intermediate pressure can be adjusted. For this reason, the liquid refrigerant can be collected in the supercooled heat exchanger, and the amount of refrigerant can be adjusted. Thereby, high pressure can be optimally controlled and efficient operation can be performed.

제2 발명에 관련되는 냉동 장치는, 제1 발명에 관련되는 냉동 장치이고, 과냉각 정보 취득 수단을 더 구비한다. 과냉각 정보 취득 수단은, 과냉각 열교환기에 있어서의 냉매의 과냉각도를 산출 가능한 과냉각 정보를 취득 가능하다. 제어부는, 과냉각 정보에 기초하여 과냉각도를 산출한다. 제1 제어는, 과냉각도에 기초하여 행하여진다. The refrigeration apparatus according to the second invention is the refrigeration apparatus according to the first invention, and further includes subcooling information obtaining means. The subcooling information acquisition means can acquire the subcooling information which can calculate the subcooling degree of the refrigerant in the subcooling heat exchanger. The control unit calculates the subcooling degree based on the subcooling information. The first control is performed based on the degree of subcooling.

본 발명에서는, 과냉각 정보를 취득 가능한 과냉각 정보 취득 수단을 더 구비하고 있고, 제어부는, 과냉각 정보로부터 산출한 과냉각도에 기초하여 제1 제어를 행한다. 따라서, 과냉각 열교환기 내의 냉매가 과냉각 상태이도록 제1 팽창 기구와 제2 팽창 기구를 제어할 수 있어, 과냉각 열교환기 내의 냉매가 액 냉매이도록 제어할 수 있다. 이 때문에, 냉매량의 조정을 행할 수 있다. In the present invention, the apparatus further includes subcooling information acquisition means capable of acquiring subcooling information, and the control unit performs first control based on the subcooling degree calculated from the subcooling information. Therefore, the first expansion mechanism and the second expansion mechanism can be controlled such that the refrigerant in the subcooled heat exchanger is in the supercooled state, and the refrigerant in the subcooled heat exchanger can be controlled to be a liquid refrigerant. For this reason, the amount of refrigerant can be adjusted.

제3 발명에 관련되는 냉동 장치는, 제2 발명에 관련되는 냉동 장치이고, 과냉각 정보 취득 수단은, 입구 온도 센서와 출구 온도 센서로 이루어진다. 입구 온도 센서는, 과냉각 열교환기에 있어서, 냉매 입구 온도를 검출 가능하다. 출구 온도 센서는, 냉매 출구 온도를 검출 가능하다. The refrigerating device according to the third invention is the refrigerating device according to the second invention, and the supercooling information obtaining means includes an inlet temperature sensor and an outlet temperature sensor. The inlet temperature sensor can detect the refrigerant inlet temperature in the supercooled heat exchanger. The outlet temperature sensor can detect the refrigerant outlet temperature.

본 발명에서는, 과냉각 열교환기의 입구 온도를 입구 온도 센서로 검출하고, 과냉각 열교환기의 출구 온도를 출구 온도 센서로 검출하고 있다. 입구 온도 센서로 검출하는 온도는, 기액이상(氣液二相) 상태의 냉매이기 때문에, 포화액 온도와 동일하다. 따라서, 얻어진 포화액 온도와 출구 온도로부터 과냉각도를 산출할 수 있다. In the present invention, the inlet temperature of the subcooled heat exchanger is detected by the inlet temperature sensor, and the outlet temperature of the subcooled heat exchanger is detected by the outlet temperature sensor. The temperature detected by the inlet temperature sensor is the same as the saturated liquid temperature because it is a refrigerant in a gas-liquid abnormal state. Therefore, the subcooling degree can be calculated from the obtained saturated liquid temperature and the outlet temperature.

제4 발명에 관련되는 냉동 장치는, 제2 발명에 관련되는 냉동 장치이고, 과냉각 정보 취득 수단은, 입구 압력 센서와 출구 온도 센서로 이루어진다. 입구 압력 센서는, 과냉각 열교환기에 있어서, 냉매 입구 압력을 검출 가능하다. 출구 온도 센서는, 과냉각 열교환기에 있어서, 냉매 출구 온도를 검출 가능하다. The refrigeration apparatus according to the fourth invention is the refrigeration apparatus according to the second invention, and the supercooling information acquisition means includes an inlet pressure sensor and an outlet temperature sensor. The inlet pressure sensor can detect the refrigerant inlet pressure in the subcooled heat exchanger. The outlet temperature sensor is capable of detecting the refrigerant outlet temperature in the supercooled heat exchanger.

본 발명에서는, 과냉각 열교환기의 입구 압력을 입구 압력 센서로 검출하고, 과냉각 열교환기의 출구 온도를 출구 온도 센서로 검출하고 있다. 따라서, 검출한 입구 압력으로부터 포화액 온도를 산출하고, 포화액 온도와 출구 온도로부터 과냉각도를 산출할 수 있다. In the present invention, the inlet pressure of the subcooled heat exchanger is detected by the inlet pressure sensor, and the outlet temperature of the subcooled heat exchanger is detected by the outlet temperature sensor. Therefore, the saturated liquid temperature can be calculated from the detected inlet pressure, and the supercooling degree can be calculated from the saturated liquid temperature and the outlet temperature.

제5 발명에 관련되는 냉동 장치는, 초임계 영역에서 작동하는 냉매를 이용하는 냉동 장치이고, 압축기와, 제1 열교환기와, 제1 팽창 기구와, 과냉각 열교환기와, 제2 팽창 기구와, 제2 열교환기와, 전환 기구와, 제어부를 구비한다. 압축기는 냉매를 압축한다. 제1 열교환기는 냉매를 열교환시킨다. 제1 팽창 기구는 냉매를 감압시킨다. 과냉각 열교환기는 냉매를 과냉각하고, 과냉각기 및 증발기로서 기능하는 것이 가능하다. 제2 팽창 기구는 냉매를 감압시킨다. 제2 열교환기는 냉매를 열교환시킨다. 전환 기구는, 제1 상태와 제2 상태를 전환 가능하다. 제1 상태는, 제2 열교환기에서 증발된 냉매가 압축기로 유입하고, 또한, 압축기에서 압축된 냉매가 제1 열교환기로 유입하는 상태이다. 제2 상태는, 제1 열교환기에서 증발된 냉매가 압축기로 유입하고, 또한, 압축기에서 압축된 냉매가 제2 열교환기로 유입하는 상태이다. 제어부는, 제1 제어와 제2 제어를 행한다. 제1 제어는, 전환 기구가 제1 상태인 경우에, 고압의 냉매를 제1 팽창 기구로 초임계 압력 이하의 중간 압력으로 감압시키고, 또한, 과냉각 열교환기로 과냉각된 중간 압력의 냉매를 제2 팽창 기구로 저압으로 감압시키는 것에 의하여, 과냉각 열교환기에 액체의 냉매를 모으는 제어이다. 제2 제어는, 전환 기구가 제2 상태인 경우에, 고압의 냉매를 제2 팽창 기구로 초임계 압력 이하의 중간 압력으로 감압시키고, 또한, 과냉각 열교환기로 과냉각된 중간 압력의 냉매를 제1 팽창 기구로 저압으로 감압시키는 것에 의하여, 과냉각 열교환기에 액체의 냉매를 모으는 제어이다. A refrigeration apparatus according to the fifth invention is a refrigeration apparatus using a refrigerant operating in a supercritical region, and includes a compressor, a first heat exchanger, a first expansion mechanism, a subcooling heat exchanger, a second expansion mechanism, and a second heat exchanger. A roof tile, a switching mechanism, and a control part are provided. The compressor compresses the refrigerant. The first heat exchanger heats the refrigerant. The first expansion mechanism reduces the refrigerant. The subcooled heat exchanger can supercool the refrigerant and function as a subcooler and an evaporator. The second expansion mechanism depressurizes the refrigerant. The second heat exchanger heats the refrigerant. The switching mechanism is capable of switching between the first state and the second state. In the first state, the refrigerant evaporated in the second heat exchanger flows into the compressor, and the refrigerant compressed in the compressor flows into the first heat exchanger. In the second state, the refrigerant evaporated in the first heat exchanger flows into the compressor, and the refrigerant compressed in the compressor flows into the second heat exchanger. The control unit performs the first control and the second control. In the first control, when the switching mechanism is in the first state, the high-pressure refrigerant is decompressed to the intermediate pressure below the supercritical pressure by the first expansion mechanism, and the second-pressure expansion of the refrigerant of the intermediate pressure supercooled by the subcooling heat exchanger is performed. It is the control which collects the refrigerant | coolant of a liquid in a subcooling heat exchanger by reducing pressure at low pressure with a mechanism. In the second control, when the switching mechanism is in the second state, the high-pressure refrigerant is depressurized by the second expansion mechanism to an intermediate pressure of less than or equal to the supercritical pressure, and the second expansion of the medium-pressure refrigerant supercooled by the subcooling heat exchanger is first expanded. It is the control which collects the refrigerant | coolant of a liquid in a subcooling heat exchanger by reducing pressure at low pressure with a mechanism.

본 발명에서는, 제1 열교환기를 가스 쿨러로서, 또한, 제2 열교환기를 증발기로서 기능시키는 제1 상태와, 제1 열교환기를 증발기로서, 또한, 제2 열교환기를 가스 쿨러로서 기능시키는 제2 상태를 전환 가능한 전환 기구를 구비하고 있다. 제1 열교환기가 가스 쿨러로서 기능하는 경우에, 제1 열교환기의 냉매 출구 측에 과냉각 열교환기를 더 설치하고, 제1 열교환기와 과냉각 열교환기의 사이에 냉매를 임계 압력 이하까지 감압시키는 제1 팽창 기구를 더 설치하고 있다. 또한, 제2 열교환기가 가스 쿨러로서 기능하는 경우의 제2 열교환기의 냉매 출구 측에 과냉각 열교환기가 접속되어 있고, 제2 열교환기와 과냉각 열교환기의 사이에 냉매를 임계 압력 이하까지 감압하는 제2 팽창 기구를 더 설치하고 있다. In the present invention, a first state in which the first heat exchanger functions as a gas cooler and a second heat exchanger as an evaporator, and a second state in which the first heat exchanger functions as an evaporator and a second heat exchanger as a gas cooler are switched. It is possible to have a switching mechanism. In the case where the first heat exchanger functions as a gas cooler, a first expansion mechanism is further provided on the refrigerant outlet side of the first heat exchanger to reduce the refrigerant to below a critical pressure between the first heat exchanger and the subcooled heat exchanger. Is installing more. Further, a second expansion that connects the subcooling heat exchanger to the refrigerant outlet side of the second heat exchanger when the second heat exchanger functions as a gas cooler, and decompresses the refrigerant to a critical pressure or less between the second heat exchanger and the subcooling heat exchanger. We install more appliances.

따라서, 예를 들면, 냉방 운전의 경우에는 제1 팽창 기구의 개도를 제어하는 것에 의하여 중간 압력을 조정할 수 있고, 또한, 난방 운전의 경우에는 제3 팽창 기구의 개도를 제어하는 것에 의하여 중간 압력을 조정할 수 있다. 이 때문에, 실외 과냉각 열교환기(예를 들면 냉방 시) 또는 실내 과냉각 열교환기(예를 들면 난방 시)에 액 냉매를 모아두어 냉매량의 조정을 행할 수 있어, 고압을 최적으로 제어할 수 있다. Therefore, for example, in the case of cooling operation, the intermediate pressure can be adjusted by controlling the opening degree of the first expansion mechanism, and in the case of heating operation, the intermediate pressure is adjusted by controlling the opening degree of the third expansion mechanism. I can adjust it. For this reason, liquid refrigerant can be collected in an outdoor subcooling heat exchanger (e.g., cooling) or an indoor subcooling heat exchanger (e.g., heating) to adjust the amount of refrigerant, so that the high pressure can be optimally controlled.

제6 발명에 관련되는 냉동 장치는, 제5 발명에 관련되는 냉동 장치이고, 과냉각 정보 취득 수단을 더 구비한다. 과냉각 정보 취득 수단은, 과냉각 열교환기에 있어서의 냉매의 과냉각도를 산출 가능한 과냉각 정보를 취득 가능하다. 제어부는, 과냉각 정보에 기초하여 과냉각도를 산출한다. 제1 제어 또는 제2 제어는, 과냉각도에 기초하여 행하여진다. The refrigeration apparatus according to the sixth invention is the refrigeration apparatus according to the fifth invention, and further includes subcooling information obtaining means. The subcooling information acquisition means can acquire the subcooling information which can calculate the subcooling degree of the refrigerant in the subcooling heat exchanger. The control unit calculates the subcooling degree based on the subcooling information. The first control or the second control is performed based on the subcooling degree.

본 발명에서는, 과냉각 정보를 취득 가능한 과냉각 정보 취득 수단을 더 구비하고 있고, 제어부는, 과냉각 정보로부터 산출한 과냉각도에 기초하여 제1 제어 또는 제2 제어를 행한다. 따라서, 과냉각 열교환기 내의 냉매가 과냉각 상태이도록 제1 팽창 기구와 제2 팽창 기구를 제어할 수 있어, 과냉각 열교환기 내의 냉매가 액 냉매이도록 제어할 수 있다. 이 때문에, 냉매량의 조정을 행할 수 있다. In the present invention, the apparatus further includes subcooling information acquisition means capable of acquiring subcooling information, and the control unit performs the first control or the second control based on the subcooling degree calculated from the subcooling information. Therefore, the first expansion mechanism and the second expansion mechanism can be controlled such that the refrigerant in the subcooled heat exchanger is in the supercooled state, and the refrigerant in the subcooled heat exchanger can be controlled to be a liquid refrigerant. For this reason, the amount of refrigerant can be adjusted.

제7 발명에 관련되는 냉동 장치는, 초임계 영역에서 작동하는 냉매를 이용하는 냉동 장치이고, 열원 유닛과 이용 유닛과 제어부를 구비한다. 열원 유닛은, 압축기와, 열원 측 열교환기와, 제1 팽창 기구와, 열원 측 보조 열교환기와, 제2 팽창 기구와, 전환 기구를 가진다. 압축기는 냉매를 압축한다. 열원 측 열교환기는 냉매를 제1 유체와 열교환시킨다. 제1 팽창 기구는 냉매를 감압 가능하다. 열원 측 보조 열교환기는 냉매를 열교환시킨다. 제2 팽창 기구는 냉매를 감압 가능하다. 전환 기구는 제1 상태와 제2 상태를 전환 가능하다. 제1 상태는, 이용 측 열교환기에서 열교환된 냉매가 압축기로 유입하고, 또한, 압축기에서 압축된 냉매가 열원 측 열교환기로 유입하는 상태이다. 제2 상태는, 열원 측 열교환기에서 열교환된 냉매가 압축기로 유입하고, 또한, 압축기에서 압축된 냉매가 이용 측 열교환기로 유입하는 상태이다. 이용 유닛은, 이용 측 열교환기와, 제3 팽창 기구와, 이용 측 보조 열교환기를 가진다. 이용 측 열교환기는 냉매를 열교환시킨다. 제3 팽창 기구는 냉매를 감압 가능하다. 이용 측 보조 열교환기는 냉매를 열교환시킨다. 제어부는 제1 제어와 제2 제어와 제3 제어를 행한다. 제1 제어는, 전환 기구가 제1 상태인 경우, 또한, 제1 유체의 온도가 냉매의 임계 온도 미만인 경우에, 열원 측 보조 열교환기를 과냉각기로서 기능시키고, 액체의 냉매를 열원 측 보조 열교환기에 모으도록 제1 팽창 기구와 제2 팽창 기구를 조정하는 제어이다. 제2 제어는, 전환 기구가 제1 상태인 경우, 또한, 제1 유체의 온도가 냉매의 임계 온도 이상인 경우에, 이용 측 보조 열교환기를 과냉각기로서 기능시키고, 액체의 냉매를 이용 측 보조 열교환기에 모으도록 제2 팽창 기구와 제3 팽창 기구를 조정하는 제어이다. 제3 제어는, 전환 기구가 제2 상태인 경우에, 이용 측 보조 열교환기를 과냉각기로서 기능시키고, 액체의 냉매를 이용 측 보조 열교환기에 모으도록 제2 팽창 기구와 제3 팽창 기구를 조정하는 제어이다. A refrigeration apparatus according to a seventh invention is a refrigeration apparatus using a refrigerant operating in a supercritical region, and includes a heat source unit, a use unit, and a control unit. The heat source unit has a compressor, a heat source side heat exchanger, a first expansion mechanism, a heat source side auxiliary heat exchanger, a second expansion mechanism, and a switching mechanism. The compressor compresses the refrigerant. The heat source side heat exchanger heats the refrigerant with the first fluid. The first expansion mechanism can decompress the refrigerant. The heat source side auxiliary heat exchanger heats the refrigerant. The second expansion mechanism can decompress the refrigerant. The switching mechanism is capable of switching between the first state and the second state. The first state is a state in which the refrigerant heat exchanged in the utilization side heat exchanger flows into the compressor, and the refrigerant compressed in the compressor flows into the heat source side heat exchanger. The second state is a state in which the refrigerant heat exchanged in the heat source side heat exchanger flows into the compressor, and the refrigerant compressed in the compressor flows into the utilization side heat exchanger. The use unit has a use side heat exchanger, a third expansion mechanism, and a use side auxiliary heat exchanger. The use side heat exchanger heats the refrigerant. The third expansion mechanism can decompress the refrigerant. The use side auxiliary heat exchanger heats the refrigerant. The control unit performs the first control, the second control, and the third control. The first control functions as the subcooler of the heat source side auxiliary heat exchanger when the switching mechanism is in the first state and when the temperature of the first fluid is below the critical temperature of the refrigerant, and the liquid refrigerant is transferred to the heat source side auxiliary heat exchanger. Control to adjust the first expansion mechanism and the second expansion mechanism to collect. The second control causes the use side auxiliary heat exchanger to function as a supercooler when the switching mechanism is in the first state and when the temperature of the first fluid is equal to or greater than the critical temperature of the refrigerant, and the liquid refrigerant is transferred to the use side auxiliary heat exchanger. Control to adjust the second expansion mechanism and the third expansion mechanism to collect. The third control is for controlling the second expansion mechanism and the third expansion mechanism to function as the subcooler for the use side auxiliary heat exchanger when the switching mechanism is in the second state and to collect the liquid refrigerant to the use side auxiliary heat exchanger. to be.

본 발명에서는, 열원 유닛이, 제1 상태와 제2 상태로 전환 가능한 전환 기구(예를 들면 사방 전환 밸브)를 더 가지고 있다. 또한, 제어부는, 전환 기구가 제1 상태인 경우에(예를 들면 냉방 운전의 경우에) 제1 팽창 기구와 제2 팽창 기구를 제어하고, 전환 기구가 제2 상태인 경우에(예를 들면 난방 운전의 경우에) 제2 팽창 기구와 제3 팽창 기구를 제어한다. 제어부는, 예를 들면 냉방 운전에서 외기온(外氣溫)이 냉매의 임계 온도 이상인 경우에, 액 냉매를 열원 측 과냉각 열교환기에 모으지 않고 이용 측 과냉각 열교환기에 모으도록, 제2 팽창 기구와 제3 팽창 기구를 제2 제어한다. In the present invention, the heat source unit further has a switching mechanism (for example, a four-way switching valve) that can be switched between the first state and the second state. Further, the control unit controls the first expansion mechanism and the second expansion mechanism when the switching mechanism is in the first state (for example, in the case of cooling operation), and when the switching mechanism is in the second state (for example In the case of heating operation), the second expansion mechanism and the third expansion mechanism are controlled. The controller expands the second expansion mechanism and the third expansion mechanism so that the liquid refrigerant is collected in the use side supercooled heat exchanger instead of being collected in the heat source side supercooled heat exchanger, for example, when the outside air temperature is higher than or equal to the critical temperature of the refrigerant in the cooling operation. Second control.

따라서, 제어부는, 냉방 운전의 경우에는 제1 팽창 기구를 제어하여 중간 압력을 조정할 수 있고, 난방 운전의 경우에는 제3 팽창 기구를 제어하여 중간 압력을 조정할 수 있다. 또한, 제어부는, 제2 팽창 기구를 제어하여, 냉방 운전의 경우에는 열원 측 과냉각 열교환기의 액 냉매의 양을 조정할 수 있고, 난방 운전의 경우에는 이용 측 과냉각 열교환기의 액 냉매의 양을 조정할 수 있다. 냉매는, 임계점을 넘으면 초임계 상태로 되어, 냉매량의 제어가 어려워진다. 이 때문에, 제1 유체의 온도가 임계 온도 이상인 경우에서는, 열원 측 과냉각 열교환기에 냉매를 모으는 것은 어렵다. 또한, 이용 측 열교환기에서는 증발기로서 기능하고 있기 때문에, 제2 유체는, 임계 온도 이하인 경우가 많다. 따라서, 제어부가 제2 팽창 기구와 제3 팽창 기구를 제2 제어하는 것으로, 이용 측 과냉각 열교환기에 액 냉매를 모을 수 있다. Therefore, the control unit can adjust the intermediate pressure by controlling the first expansion mechanism in the case of the cooling operation, and adjust the intermediate pressure by controlling the third expansion mechanism in the case of the heating operation. The control unit may control the second expansion mechanism to adjust the amount of liquid refrigerant in the heat source side supercooled heat exchanger in the case of cooling operation, and in the case of heating operation, adjust the amount of liquid refrigerant in the use side supercooled heat exchanger. Can be. When the coolant exceeds the critical point, the coolant is in a supercritical state, which makes it difficult to control the coolant amount. For this reason, when the temperature of a 1st fluid is more than a threshold temperature, it is difficult to collect a refrigerant | coolant to a heat source side supercooling heat exchanger. In addition, in the use-side heat exchanger, the second fluid is often below the critical temperature because it functions as an evaporator. Therefore, by controlling the second expansion mechanism and the third expansion mechanism by the control unit, the liquid refrigerant can be collected in the use-side supercooled heat exchanger.

제8 발명에 관련되는 냉동 장치는, 제7 발명에 관련되는 냉동 장치이고, 열원 유닛은, 열원 측 과냉각 정보 취득 수단을 더 가진다. 열원 측 과냉각 정보 취득 수단은, 열원 측 보조 열교환기의 제1 과냉각도를 검출 가능하다. 이용 유닛은, 이용 측 과냉각 정보 취득 수단을 더 가진다. 이용 측 과냉각 정보 취득 수단은, 이용 측 보조 열교환기의 제2 과냉각도를 검출 가능하다. 제1 제어는, 제1 과냉각도에 기초하여 행하여진다. 제2 제어 및 제3 제어는, 제2 과냉각도에 기초하여 행하여진다. The refrigerating device according to the eighth invention is the refrigerating device according to the seventh invention, and the heat source unit further has a heat source side supercooling information acquisition means. The heat source side supercooling information acquisition means can detect the first subcooling degree of the heat source side auxiliary heat exchanger. The use unit further has a use side subcooling information acquisition means. The utilization side supercooling information acquisition means can detect the second subcooling degree of the utilization side auxiliary heat exchanger. The first control is performed based on the first subcooling degree. The second control and the third control are performed based on the second subcooling degree.

본 발명에서는, 열원 유닛은, 과냉각도의 검출을 위하여, 열원 측 과냉각 열교환기의 냉매의 출입구에 제2 입구 압력 검출 수단과, 제2 출구 온도 검출 수단을 더 가지고 있다. 이들 검출 수단에 의하여, 중간 압력인 제2 입구 압력과 제2 출구 온도가 얻어진다. In the present invention, the heat source unit further includes second inlet pressure detecting means and second outlet temperature detecting means at the inlet and outlet of the refrigerant of the heat source side supercooled heat exchanger for detection of the supercooling degree. By these detection means, the 2nd inlet pressure and 2nd outlet temperature which are intermediate pressures are obtained.

따라서, 제어부는, 이들 제2 입구 압력과 제2 출구 온도를 기초로 과냉각도를 산출할 수 있다. 이 때문에, 제어부는, 과냉각도에 기초하여 제1 과냉각 열교환기에 액 냉매를 모아두어 냉매량의 조정을 행할 수 있다. Therefore, the control part can calculate the subcooling degree based on these 2nd inlet pressure and 2nd outlet temperature. For this reason, the control unit can collect the liquid refrigerant in the first subcooling heat exchanger based on the degree of subcooling and adjust the amount of refrigerant.

제9 발명에 관련되는 냉동 장치는, 제8 발명에 관련되는 냉동 장치이고, 열원 측 과냉각 정보 취득 수단은, 제1 입구 온도 센서와 제1 출구 온도 센서로 이루어진다. 제1 입구 온도 센서는, 열원 측 보조 열교환기에 있어서, 냉매 입구 온도를 검출 가능하다. 제1 출구 온도 센서는, 열원 측 보조 열교환기에 있어서, 냉매 출구 온도를 검출 가능한 제1 출구 온도 센서이다. The refrigerating device according to the ninth invention is the refrigerating device according to the eighth invention, and the heat source side supercooling information acquiring means includes a first inlet temperature sensor and a first outlet temperature sensor. The first inlet temperature sensor is capable of detecting the refrigerant inlet temperature in the heat source side auxiliary heat exchanger. The first outlet temperature sensor is a first outlet temperature sensor capable of detecting a refrigerant outlet temperature in a heat source side auxiliary heat exchanger.

본 발명에서는, 열원 측 보조 열교환기의 냉매의 출입구에, 열원 측 과냉각 정보 취득 수단으로서 제1 입구 온도 센서와, 제1 출구 온도 센서가 이용되고 있다. 따라서, 제1 입구 온도 센서에 의하여 냉매의 포화액 온도를 검출할 수 있어, 그 포화액 온도와 제1 출구 온도 센서에 의하여 검출된 냉매 출구 온도로부터 제1 과냉각도를 산출할 수 있다. In this invention, the 1st inlet temperature sensor and the 1st outlet temperature sensor are used as the heat source side supercooling information acquisition means at the entrance and exit of the refrigerant | coolant of a heat source side auxiliary heat exchanger. Therefore, the saturated liquid temperature of the refrigerant can be detected by the first inlet temperature sensor, and the first subcooling degree can be calculated from the saturated liquid temperature and the refrigerant outlet temperature detected by the first outlet temperature sensor.

제10 발명에 관련되는 냉동 장치는, 제8 발명 또는 제9 발명에 관련되는 냉동 장치이고, 이용 측 과냉각 정보 취득 수단은, 제2 입구 온도 센서와 제2 출구 온도 센서로 이루어진다. 제2 입구 온도 센서는, 이용 측 보조 열교환기에 있어서, 냉매 입구 온도를 검출 가능하다. 제2 출구 온도 센서는, 이용 측 보조 열교환기에 있어서, 냉매 출구 온도를 검출 가능하다. The refrigerating device according to the tenth invention is the refrigerating device according to the eighth invention or the ninth invention, and the use-side supercooling information acquisition means includes a second inlet temperature sensor and a second outlet temperature sensor. The second inlet temperature sensor can detect the refrigerant inlet temperature in the use side auxiliary heat exchanger. The second outlet temperature sensor can detect the refrigerant outlet temperature in the use side auxiliary heat exchanger.

본 발명에서는, 이용 측 보조 열교환기의 냉매의 출입구에, 이용 측 과냉각 정보 취득 수단으로서 제2 입구 온도 센서와, 제2 출구 온도 센서가 이용되고 있다. 따라서, 제2 입구 온도 센서에 의하여 냉매의 포화액 온도를 검출할 수 있어, 그 포화액 온도와 제2 출구 온도 센서에 의하여 검출된 냉매 출구 온도로부터 제2 과냉각도를 산출할 수 있다. In this invention, the 2nd inlet temperature sensor and the 2nd outlet temperature sensor are used for the entrance and exit of the refrigerant | coolant of a use side auxiliary heat exchanger as a use side supercooling information acquisition means. Therefore, the saturated liquid temperature of the refrigerant can be detected by the second inlet temperature sensor, and the second subcooling degree can be calculated from the saturated liquid temperature and the refrigerant outlet temperature detected by the second outlet temperature sensor.

제11 발명에 관련되는 냉동 장치는, 제1 발명 내지 제9 발명 중 어느 하나에 관련되는 냉동 장치이고, 냉매는 CO₂ 냉매이다. The refrigerating device according to the eleventh invention is the refrigerating device according to any one of the first to ninth inventions, and the refrigerant is a CO ₂ refrigerant.

본 발명에서는, 냉매로 CO₂ 냉매를 이용하고 있다. CO₂ 냉매는, 종래의 냉매, 예를 들면 플루오로카본(fluorocarbon) 냉매 등과 비교하여, 지구 온난화 계수가 1이며, 수백에서 1만 정도의 플루오로카본 냉매보다도 훨씬 낮다. In the present invention, a CO ₂ refrigerant is used as the refrigerant. CO ₂ refrigerants have a global warming coefficient of 1 and are much lower than those of hundreds to 10,000 fluorocarbon refrigerants, compared with conventional refrigerants such as fluorocarbon refrigerants and the like.

환경 부하가 작은 CO₂ 냉매를 이용하는 것으로, 지구 환경이 악화되는 것을 억제할 수 있다. By using a CO ₂ refrigerant having a low environmental load, it is possible to suppress the deterioration of the global environment.

<발명의 효과>Effect of the Invention

제1 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 제1 팽창 기구의 개도를 제어할 수 있어, 중간 압력을 조정할 수 있다. 이 때문에, 과냉각 열교환기에 액 냉매를 모아둘 수 있어, 냉매량의 조정을 행할 수 있다. 이것에 의하여, 고압을 최적으로 제어할 수 있어, 효율이 좋은 운전을 할 수 있다. In the refrigerating device according to the first invention, the opening degree of the first expansion mechanism can be controlled, and the intermediate pressure can be adjusted. For this reason, the liquid refrigerant can be collected in the supercooled heat exchanger, and the amount of refrigerant can be adjusted. Thereby, high pressure can be optimally controlled and efficient operation can be performed.

제2 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 과냉각 열교환기 내의 냉매가 과냉각 상태이도록 제1 팽창 기구와 제2 팽창 기구를 제어할 수 있어, 과냉각 열교환기 내의 냉매가 액 냉매이도록 제어할 수 있다. 이 때문에, 냉매량의 조정을 행할 수 있다. In the refrigerating device according to the second invention, the first expansion mechanism and the second expansion mechanism can be controlled so that the refrigerant in the subcooled heat exchanger is in a supercooled state, and the refrigerant in the subcooled heat exchanger can be controlled to be a liquid refrigerant. For this reason, the amount of refrigerant can be adjusted.

제3 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 얻어진 포화액 온도와 출구 온도로부터 과냉각도를 산출할 수 있다. In the refrigeration apparatus which concerns on 3rd invention, a subcooling degree can be calculated from the obtained saturated liquid temperature and outlet temperature.

제4 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 검출한 입구 압력으로부터 포화액 온도를 산출하고, 포화액 온도와 출구 온도로부터 과냉각도를 산출할 수 있다. In the refrigerating device which concerns on 4th invention, saturated liquid temperature can be computed from the detected inlet pressure, and supercooling degree can be computed from saturated liquid temperature and outlet temperature.

제5 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 예를 들면, 냉방 운전의 경우에는 제1 팽창 기구의 개도를 제어하는 것에 의하여 중간 압력을 조정할 수 있고, 또한, 난방 운전의 경우에는 제3 팽창 기구의 개도를 제어하는 것에 의하여 중간 압력을 조정할 수 있다. 이 때문에, 실외 과냉각 열교환기(예를 들면 냉방 시) 또는 실내 과냉각 열교환기(예를 들면 난방 시)에 액 냉매를 모아두어 냉매량의 조정을 행할 수 있어, 고압을 최적으로 제어할 수 있다. In the refrigerating device which concerns on 5th invention, intermediate pressure can be adjusted by controlling the opening degree of a 1st expansion mechanism in the case of a cooling operation, and also the opening degree of a 3rd expansion mechanism in the case of a heating operation. The intermediate pressure can be adjusted by controlling. For this reason, liquid refrigerant can be collected in an outdoor subcooling heat exchanger (e.g., cooling) or an indoor subcooling heat exchanger (e.g., heating) to adjust the amount of refrigerant, so that the high pressure can be optimally controlled.

제6 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 과냉각 열교환기 내의 냉매가 과냉각 상태이도록 제1 팽창 기구와 제2 팽창 기구를 제어할 수 있어, 과냉각 열교환기 내의 냉매가 액 냉매이도록 제어할 수 있다. 이 때문에, 냉매량의 조정을 행할 수 있다. In the refrigerating device according to the sixth invention, the first expansion mechanism and the second expansion mechanism can be controlled so that the refrigerant in the subcooled heat exchanger is in a supercooled state, and the refrigerant in the subcooled heat exchanger can be controlled to be a liquid refrigerant. For this reason, the amount of refrigerant can be adjusted.

제7 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 제어부는, 냉방 운전의 경우에는 제1 팽창 기구를 제어하여 중간 압력을 조정할 수 있고, 난방 운전의 경우에는 제3 팽창 기구를 제어하여 중간 압력을 조정할 수 있다. 또한, 제어부는, 제2 팽창 기구를 제어하여, 냉방 운전의 경우에는 열원 측 과냉각 열교환기의 액 냉매의 양을 조정할 수 있고, 난방 운전의 경우에는 이용 측 과냉각 열교환기의 액 냉매의 양을 조정할 수 있다. 냉매는, 임계점을 넘으면 초임계 상태로 되어, 냉매량의 제어가 어려워진다. 이 때문에, 제1 유체의 온도가 임계 온도 이상인 경우에서는, 열원 측 과냉각 열교환기에 냉매를 모으는 것은 어렵다. 또한, 이용 측 열교환기에서는 증발기로서 기능하고 있기 때문에, 제2 유체는, 임계 온도 이하인 경우가 많다. 따라서, 제어부가 제2 팽창 기구와 제3 팽창 기구를 제2 제어하는 것으로, 이용 측 과냉각 열교환기에 액 냉매를 모을 수 있다. In the refrigerating device according to the seventh invention, the control unit can adjust the intermediate pressure by controlling the first expansion mechanism in the case of the cooling operation, and adjust the intermediate pressure by controlling the third expansion mechanism in the case of the heating operation. . The control unit may control the second expansion mechanism to adjust the amount of liquid refrigerant in the heat source side supercooled heat exchanger in the case of cooling operation, and in the case of heating operation, adjust the amount of liquid refrigerant in the use side supercooled heat exchanger. Can be. When the coolant exceeds the critical point, the coolant is in a supercritical state, which makes it difficult to control the coolant amount. For this reason, when the temperature of a 1st fluid is more than a threshold temperature, it is difficult to collect a refrigerant | coolant to a heat source side supercooling heat exchanger. In addition, in the use-side heat exchanger, the second fluid is often below the critical temperature because it functions as an evaporator. Therefore, by controlling the second expansion mechanism and the third expansion mechanism by the control unit, the liquid refrigerant can be collected in the use-side supercooled heat exchanger.

제8 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 제어부는, 이들 제2 입구 압력과 제2 출구 온도를 기초로 과냉각도를 산출할 수 있다. 이 때문에, 제어부는, 과냉각도에 기초하여 제1 과냉각 열교환기에 액 냉매를 모아두어 냉매량의 조정을 행할 수 있다. In the refrigeration apparatus which concerns on 8th invention, a control part can calculate the subcooling degree based on these 2nd inlet pressure and 2nd outlet temperature. For this reason, the control unit can collect the liquid refrigerant in the first subcooling heat exchanger based on the degree of subcooling and adjust the amount of refrigerant.

제9 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 제1 입구 온도 센서에 의하여 냉매의 포화액 온도를 검출할 수 있어, 그 포화액 온도와 제1 출구 온도 센서에 의하여 검출된 냉매 출구 온도로부터 제1 과냉각도를 산출할 수 있다. In the refrigerating device according to the ninth invention, the saturated liquid temperature of the refrigerant can be detected by the first inlet temperature sensor, and the first subcooling degree is determined from the saturated liquid temperature and the refrigerant outlet temperature detected by the first outlet temperature sensor. Can be calculated.

제10 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 제2 입구 온도 센서에 의하여 냉매의 포화액 온도를 검출할 수 있어, 그 포화액 온도와 제2 출구 온도 센서에 의하여 검출된 냉매 출구 온도로부터 제2 과냉각도를 산출할 수 있다. In the refrigerating device according to the tenth invention, the saturated liquid temperature of the refrigerant can be detected by the second inlet temperature sensor, and the second subcooling degree is detected from the saturated liquid temperature and the refrigerant outlet temperature detected by the second outlet temperature sensor. Can be calculated.

제11 발명에 관련되는 냉동 장치에서는, 환경 부하가 작은 CO₂ 냉매를 이용하는 것으로, 지구 환경이 악화되는 것을 억제할 수 있다. In the refrigerating device according to the eleventh invention, deterioration of the global environment can be suppressed by using a CO ₂ refrigerant having a small environmental load.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련되는 공기 조화 장치의 냉매 회로도.1 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 공기 조화 장치에 있어서의 CO₂ 냉매를 이용한 2단 팽창 냉동 사이클을 도시하는 p-h 선도.Fig. 2 is a ph diagram showing a two stage expansion refrigeration cycle using a CO ₂ refrigerant in the air conditioner of the present invention.

도 3은 변형예 (1)에 관련되는 공기 조화 장치의 냉매 회로도.3 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to a modification (1).

도 4는 변형예 (5)에 관련되는 냉방 전용의 공기 조화 장치의 냉매 회로도.4 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner dedicated to cooling according to Modification Example (5).

도 5는 변형예 (5)에 관련되는 난방 전용의 공기 조화 장치의 냉매 회로도.5 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner dedicated to heating according to a modification (5).

도 6은 변형예 (6)에 관련되는 공기 조화 장치의 냉매 회로도.6 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to a modification (6).

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1, 1a ~ 1d: 공기 조화 장치1, 1a ~ 1d: air conditioner

2, 2a, 2b: 실외 유닛(열원 유닛)2, 2a, 2b: outdoor unit (heat source unit)

3, 3a ~ 3c, 3d: 실내 유닛(이용 유닛)3, 3a to 3c, 3d: indoor unit (use unit)

21: 압축기21: compressor

23: 실외 열교환기(제1 열교환기, 열원 측 열교환기)23: outdoor heat exchanger (first heat exchanger, heat source side heat exchanger)

24: 실외 과냉각 열교환기(과냉각 열교환기, 열원 측 보조 열교환기)24: Outdoor supercooled heat exchanger (subcooled heat exchanger, heat source side auxiliary heat exchanger)

31, 31a ~ 31c: 실내 열교환기(제2 열교환기, 이용 측 열교환기)31, 31a to 31c: indoor heat exchanger (second heat exchanger, use side heat exchanger)

32, 32a ~ 32c: 실내 과냉각 열교환기(이용 측 보조 열교환기)32, 32a to 32c: Indoor supercooled heat exchanger (use side auxiliary heat exchanger)

T1: 제1 실외 과냉각 온도 센서(제1 입구 온도 센서)T1: first outdoor subcooling temperature sensor (first inlet temperature sensor)

T2: 제2 실외 과냉각 온도 센서(제1 출구 온도 센서)T2: second outdoor subcooling temperature sensor (first outlet temperature sensor)

T3: 제1 실내 과냉각 온도 센서(제2 입구 온도 센서, 제2 출구 온도 센서)T3: First indoor subcooling temperature sensor (second inlet temperature sensor, second outlet temperature sensor)

T4: 제2 실내 과냉각 온도 센서(제2 입구 온도 센서, 제2 출구 온도 센서)T4: second indoor subcooling temperature sensor (second inlet temperature sensor, second outlet temperature sensor)

V1: 사방 전환 밸브(전환 기구)V1: Four-way switching valve (switching mechanism)

V2: 제1 실외 팽창 밸브(제1 팽창 기구)V2: first outdoor expansion valve (first expansion mechanism)

V3: 제2 실외 팽창 밸브(제2 팽창 기구)V3: second outdoor expansion valve (second expansion mechanism)

V6, V6a ~ V6c: 실내 팽창 밸브(제3 팽창 기구)V6, V6a to V6c: Indoor expansion valve (third expansion mechanism)

이하, 도면에 기초하여, 본 발명에 관련되는 공기 조화 장치의 실시예에 관하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, based on drawing, the Example of the air conditioner which concerns on this invention is described.

＜공기 조화 장치의 구성＞<Configuration of Air Conditioning Device>

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 관련되는 공기 조화 장치(1)의 개략 구성도이다. 공기 조화 장치(1)는, 2단 팽창 냉동 사이클 운전을 행하는 것에 의하여, 빌딩 등의 실내의 냉난방에 사용되는 장치이다. 본 발명에서는, 냉매로 초임계 냉매인 CO₂ 냉매를 이용하고 있다. 공기 조화 장치(1)는, 주로, 1대의 열원 유닛으로서의 실외 유닛(2)과, 그것에 접속된 이용 유닛으로서의 실내 유닛(3)과, 실외 유닛(2)과 실내 유닛(3)을 접속하는 냉매 연락 배관(4)을 구비하고 있다. 냉매 연락 배관(4)은, 액 냉매 연락 배관(41)과 가스 냉매 연락 배관(42)으로 구성된다. 즉, 본 실시예의 공기 조화 장치(1)의 냉매 회로(10)는, 실외 유닛(2)과 실내 유닛(3)과 냉매 연락 배관(4)이 접속되는 것에 의하여 구성되어 있다. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention. The air conditioner 1 is an apparatus used for cooling and heating indoors, such as a building, by performing a two stage expansion refrigeration cycle operation. In the present invention, a CO ₂ refrigerant which is a supercritical refrigerant is used as the refrigerant. The air conditioner 1 mainly comprises an outdoor unit 2 as one heat source unit, an indoor unit 3 as a utilization unit connected thereto, and a refrigerant connecting the outdoor unit 2 and the indoor unit 3. The communication pipe 4 is provided. The refrigerant communication pipe 4 is composed of a liquid refrigerant communication pipe 41 and a gas refrigerant communication pipe 42. That is, the refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 of this embodiment is comprised by the outdoor unit 2, the indoor unit 3, and the refrigerant communication piping 4 connected.

(1) 실외 유닛(1) outdoor unit

실외 유닛(2)은, 빌딩 등의 실외에 설치되어 있고, 냉매 연락 배관(4)을 통 하여 실내 유닛(3)에 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)를 구성하고 있다. The outdoor unit 2 is installed outdoors, such as a building, is connected to the indoor unit 3 via the refrigerant communication pipe 4, and constitutes the refrigerant circuit 10.

다음으로, 실외 유닛(2)의 구성에 관하여 설명한다. 실외 유닛(2)은, 주로, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하는 실외 측 냉매 회로(20)를 가지고 있다. 이 실외 측 냉매 회로(20)는, 주로, 압축기(21)와, 사방 전환 밸브(V1)와, 열원 측 열교환기로서의 실외 열교환기(23)와, 팽창 기구로서의 제1 실외 팽창 밸브(V2)와, 열원 측의 과냉각 열교환기로서의 실외 과냉각 열교환기(24)와, 팽창 기구로서의 제2 실외 팽창 밸브(V3)와, 액측 폐쇄 밸브(V4)와, 가스 측 폐쇄 밸브(V5)를 가지고 있다. Next, the structure of the outdoor unit 2 is demonstrated. The outdoor unit 2 mainly has an outdoor side refrigerant circuit 20 constituting a part of the refrigerant circuit 10. This outdoor side refrigerant circuit 20 mainly comprises a compressor 21, a four-way switching valve V1, an outdoor heat exchanger 23 as a heat source side heat exchanger, and a first outdoor expansion valve V2 as an expansion mechanism. And an outdoor subcooling heat exchanger 24 serving as a subcooling heat exchanger on the heat source side, a second outdoor expansion valve V3 serving as an expansion mechanism, a liquid side closing valve V4 and a gas side closing valve V5.

압축기(21)는, 운전 용량을 가변하는 것이 가능한 압축기이며, 본 실시예에 있어서, 인버터에 의하여 회전수 Rm이 제어되는 모터(22)에 의하여 구동되는 용적식 압축기이다. 본 실시예에 있어서, 압축기(21)는 1대뿐이지만, 이것에 한정되지 않고, 실내 유닛의 접속 대수 등에 따라, 2대 이상의 압축기가 병렬로 접속되어 있어도 무방하다. The compressor 21 is a compressor which can vary the operating capacity. In this embodiment, the compressor 21 is a volumetric compressor driven by a motor 22 whose rotation speed Rm is controlled by an inverter. In the present embodiment, there is only one compressor 21, but the present invention is not limited to this, and two or more compressors may be connected in parallel depending on the connection number of the indoor units.

사방 전환 밸브(V1)는, 실외 열교환기(23)를 가스 쿨러 및 증발기로서 기능시키기 위하여 설치된 밸브이다. 사방 전환 밸브(V1)는, 실외 열교환기(23)와, 압축기(21)의 흡입 측과, 압축기(21)의 토출 측과, 가스 냉매 연락 배관(42)에 접속되어 있다. 그리고, 실외 열교환기(23)를 가스 쿨러로서 기능시킬 때에는, 압축기(21)의 토출 측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 것과 함께, 압축기(21)의 흡입 측과 가스 냉매 연락 배관(42)을 접속한다(도 1의 실선의 상태). 반대로, 실외 열교환기(23)를 증발기로서 기능시킬 때에는, 실외 열교환기(23)와 압축기(21)의 흡 입 측을 접속하는 것과 함께, 압축기(21)의 토출 측과 가스 냉매 연락 배관(42)을 접속한다(도 1의 파선의 상태).The four-way switching valve V1 is a valve provided in order to function the outdoor heat exchanger 23 as a gas cooler and an evaporator. The four-way switching valve V1 is connected to the outdoor heat exchanger 23, the suction side of the compressor 21, the discharge side of the compressor 21, and the gas refrigerant communication pipe 42. When the outdoor heat exchanger 23 functions as a gas cooler, the discharge side of the compressor 21 is connected to the outdoor heat exchanger 23, and the suction side of the compressor 21 and the gas refrigerant communication pipe 42 are connected. ) Is connected (state of the solid line in FIG. 1). In contrast, when the outdoor heat exchanger 23 functions as an evaporator, the suction side of the outdoor heat exchanger 23 and the compressor 21 is connected, and the discharge side of the compressor 21 and the gas refrigerant communication pipe 42 ) Is connected (broken state in FIG. 1).

실외 열교환기(23)는, 가스 쿨러 및 증발기로서 기능시키는 것이 가능한 열교환기이며, 본 실시예에 있어서, 공기를 열원으로 하여 냉매와 열교환하는 크로스 핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 실외 열교환기(23)는, 일방(一方)이 사방 전환 밸브(V1)에 접속되고, 타방(他方)이 제1 실외 팽창 밸브(V2)를 통하여 실외 과냉각 열교환기(24)에 접속되어 있다. The outdoor heat exchanger 23 is a heat exchanger capable of functioning as a gas cooler and an evaporator. In the present embodiment, the outdoor heat exchanger 23 is a cross fin fin-and-tube heat exchanger that exchanges heat with a refrigerant using air as a heat source. One of the outdoor heat exchangers 23 is connected to the four-way switching valve V1, and the other of the outdoor heat exchangers 23 is connected to the outdoor subcooling heat exchanger 24 via the first outdoor expansion valve V2.

제1 실외 팽창 밸브(V2)는, 실외 측 냉매 회로(20) 내를 흐르는 냉매의 압력이나 유량 등의 조절을 행하기 위하여, 실외 열교환기(23)와 실외 과냉각 열교환기(24)의 사이에 접속된 전동 팽창 밸브이다. 이 제1 실외 팽창 밸브(V2)는, 냉방 운전 시에는, 2단 팽창 냉동 사이클에 있어서의 1단째의 팽창 기구로서 기능하고, 난방 운전 시에는, 완전 열림이 되어 냉매를 그대로 실외 열교환기(23)로 유입시킨다. 제1 실외 팽창 밸브(V2)는, 1단째의 팽창 기구로서 기능할 때에는, 고압 Ph의 냉매를 임계 압력 Pk 이하의 중간 압력 Pm으로 감압시킨다. 다만, 냉방 운전에 있어서 외기온이 CO₂ 냉매의 임계 온도인 31℃ 이상인 경우에는, 제1 실외 팽창 밸브(V2)는 완전 열림이 된다. The first outdoor expansion valve V2 is disposed between the outdoor heat exchanger 23 and the outdoor subcooling heat exchanger 24 in order to adjust the pressure, the flow rate, and the like of the refrigerant flowing in the outdoor refrigerant circuit 20. It is a connected electric expansion valve. The first outdoor expansion valve V2 functions as the first stage expansion mechanism in the two-stage expansion and refrigeration cycle at the time of cooling operation, and is fully opened during the heating operation, so that the refrigerant remains in the outdoor heat exchanger 23 as it is. Inflow). When functioning as a 1st stage expansion mechanism, 1st outdoor expansion valve V2 depressurizes the refrigerant | coolant of high pressure Ph to the intermediate pressure Pm below threshold pressure Pk. However, in the cooling operation, when the outside air temperature is 31 ° C. or more, which is the critical temperature of the CO ₂ refrigerant, the first outdoor expansion valve V2 is completely opened.

실외 과냉각 열교환기(24)는, 과냉각기 및 증발기로서 기능시키는 것이 가능한 열교환기이며, 본 실시예에 있어서, 공기를 열원으로 하여 냉매와 열교환하는 크로스 핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 실외 과냉각 열교환기(24)는, 일방 이 제1 실외 팽창 밸브(V2)를 통하여 실외 열교환기(23)에 접속되고, 타방이 제2 실외 팽창 밸브(V3)를 통하여 액 냉매 연락 배관(41)에 접속되어 있다. 다만, 냉방 운전에 있어서 외기온이 CO₂ 냉매의 임계 온도인 31℃ 이상인 경우에는, 실외 열교환기(23)와 마찬가지로 가스 쿨러로서 기능한다. The outdoor supercooled heat exchanger 24 is a heat exchanger capable of functioning as a supercooler and an evaporator. In this embodiment, the outdoor supercooled heat exchanger 24 is a cross fin fin-and-tube heat exchanger that exchanges air with a refrigerant using air as a heat source. The outdoor subcooling heat exchanger 24 is connected to the outdoor heat exchanger 23 through one of the first outdoor expansion valves V2, and the liquid refrigerant communication pipe 41 through the second outdoor expansion valve V3. Is connected to. However, in the cooling operation, when the outside air temperature is 31 ° C. or more, which is the critical temperature of the CO ₂ refrigerant, it functions as a gas cooler similarly to the outdoor heat exchanger 23.

제2 실외 팽창 밸브(V3)는, 실외 측 냉매 회로(20) 내를 흐르는 냉매의 압력이나 유량 등의 조절을 행하기 위하여, 실외 과냉각 열교환기(24)의 액측에 접속된 전동 팽창 밸브이다. 이 제2 실외 팽창 밸브(V3)는, 냉방 운전 시도, 난방 운전 시도, 2단 팽창 냉동 사이클에 있어서의 2단째의 팽창 기구로서 기능하고, 중간 압력 Pm의 냉매를 저압 Pl로 감압시킨다. 다만, 냉방 운전에 있어서 외기온이 CO₂ 냉매의 임계 온도인 31℃ 이상인 경우에는, 제2 실외 팽창 밸브(V3)는, 2단 팽창 냉동 사이클에 있어서의 1단째의 팽창 기구로서 기능하고, 고압 Ph의 냉매를 임계 압력 Pk 이하의 중간 압력 Pm으로 감압시킨다. The second outdoor expansion valve V3 is an electric expansion valve connected to the liquid side of the outdoor subcooling heat exchanger 24 in order to adjust the pressure, the flow rate, and the like of the refrigerant flowing in the outdoor side refrigerant circuit 20. This 2nd outdoor expansion valve V3 functions as a 2nd stage expansion mechanism in a cooling operation attempt, a heating operation attempt, and a two stage expansion refrigeration cycle, and reduces the refrigerant | coolant of intermediate pressure Pm to low pressure Pl. However, in the cooling operation, when the outside air temperature is 31 ° C. or more, which is the critical temperature of the CO ₂ refrigerant, the second outdoor expansion valve V3 functions as the first stage expansion mechanism in the two stage expansion refrigeration cycle, and the high pressure Ph The refrigerant at pressure is reduced to an intermediate pressure Pm below the critical pressure Pk.

또한, 실외 유닛(2)은, 유닛 내에 실외 공기를 흡입하여, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 실외로 배출하기 위한 송풍 팬으로서의 실외 팬(25)을 가지고 있다. 이 실외 팬(25)은, 실외 열교환기(23)로 공급하는 공기의 풍량을 가변하는 것이 가능한 팬이며, 본 실시예에 있어서, DC 팬 모터로 이루어지는 모터(26)에 의하여 구동되는 프로펠러 팬 등이다. In addition, the outdoor unit 2 has an outdoor fan 25 as a blowing fan for sucking outdoor air into the unit and heat-exchanging the refrigerant in the outdoor heat exchanger 23 and then discharging it to the outside. This outdoor fan 25 is a fan which can vary the air volume of the air supplied to the outdoor heat exchanger 23, and in this embodiment, a propeller fan etc. which are driven by the motor 26 which consists of a DC fan motor. to be.

또한, 실외 유닛(2)에는, 각종 센서가 설치되어 있다. 실외 과냉각 열교환기(24)와 제1 실외 팽창 밸브(V2)의 사이에, 냉매의 온도를 검출하는 제1 실외 과 냉각 온도 센서(T1)가 설치되어 있다. 또한, 실외 과냉각 열교환기(24)와 제2 실외 팽창 밸브(V3)의 사이에, 냉매의 온도를 검출하는 제2 실외 과냉각 온도 센서(T2)가 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 실외 과냉각 온도 센서(T1) 및 제2 실외 과냉각 온도 센서(T2)는, 서미스터(thermistor)로 이루어진다. In addition, various sensors are provided in the outdoor unit 2. Between the outdoor subcooling heat exchanger 24 and the 1st outdoor expansion valve V2, the 1st outdoor and cooling temperature sensor T1 which detects the temperature of a refrigerant | coolant is provided. Moreover, the 2nd outdoor subcooling temperature sensor T2 which detects the temperature of a refrigerant | coolant is installed between the outdoor subcooling heat exchanger 24 and the 2nd outdoor expansion valve V3. In the present embodiment, the first outdoor subcooling temperature sensor T1 and the second outdoor subcooling temperature sensor T2 are made of a thermistor.

또한, 실외 유닛(2)은, 실외 유닛(2)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실외 측 제어부(27)를 가지고 있다. 그리고, 실외 측 제어부(27)는, 실외 유닛(2)의 제어를 행하기 위하여 설치된 마이크로컴퓨터, 메모리, 모터(22) 등을 제어하는 인버터 회로 등을 가지고 있고, 후술하는 실내 유닛(3)의 실내 측 제어부(35)와의 사이에서 전송선(51)을 통하여 제어 신호 등의 교환을 행할 수 있도록 되어 있다. 즉, 실외 측 제어부(27)와 실내 측 제어부(35)와 각 제어부 사이를 접속하는 전송선(51)에 의하여, 공기 조화 장치(1) 전체의 운전 제어를 행하는 제어부(5)가 구성되어 있다. Moreover, the outdoor unit 2 has the outdoor side control part 27 which controls the operation | movement of each part which comprises the outdoor unit 2. As shown in FIG. The outdoor control unit 27 has an inverter circuit for controlling a microcomputer, a memory, a motor 22 and the like provided for controlling the outdoor unit 2, and the like. The control signal and the like can be exchanged with the indoor control unit 35 via the transmission line 51. That is, the control part 5 which performs operation control of the whole air conditioning apparatus 1 is comprised by the transmission line 51 which connects between the outdoor side control part 27, the indoor side control part 35, and each control part.

제어부(5)는, 각종 센서(도시하지 않음)의 검출 신호를 받을 수 있도록 접속되는 것과 함께, 이들 검출 신호 등에 기초하여 각종 기기(21, 25, 33) 및 밸브(V1, V2, V3, V6)를 제어할 수 있도록 접속되어 있다. The control unit 5 is connected so as to receive detection signals of various sensors (not shown), and various devices 21, 25, 33 and valves V1, V2, V3, V6 based on these detection signals and the like. Is connected to control.

(2) 실내 유닛(2) indoor unit

실내 유닛(3)은, 빌딩 등의 실내의 천정에 매입이나 걸이 등, 또는, 실내의 벽면에 벽걸이 등에 의하여 설치되어 있다. 실내 유닛(3)은, 냉매 연락 배관(4)을 통하여 실외 유닛(2)에 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. The indoor unit 3 is attached to the ceiling of an interior of a building or the like by a wall hanging or the like on the wall surface of the interior. The indoor unit 3 is connected to the outdoor unit 2 via the refrigerant communication pipe 4 and constitutes a part of the refrigerant circuit 10.

다음으로, 실내 유닛(3)의 구성에 관하여 설명한다. 실내 유닛(3)은, 주로, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하는 실내 측 냉매 회로(30)를 가지고 있다. 이 실내 측 냉매 회로(30)는, 주로, 이용 측 열교환기로서의 실내 열교환기(31)와, 팽창 기구로서의 실내 팽창 밸브(V6)와, 이용 측의 과냉각기로서의 실내 과냉각 열교환기(32)를 가지고 있다. Next, the structure of the indoor unit 3 is demonstrated. The indoor unit 3 mainly has an indoor side refrigerant circuit 30 constituting a part of the refrigerant circuit 10. The indoor refrigerant circuit (30) mainly includes an indoor heat exchanger (31) as a utilization side heat exchanger, an indoor expansion valve (V6) as an expansion mechanism, and an indoor subcooling heat exchanger (32) as a subcooler on the use side. Have.

실내 열교환기(31)는, 전열관과 다수의 핀에 의하여 구성된 크로스 핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이며, 냉방 운전 시에는 냉매의 증발기로서 기능하여 실내 공기를 냉각하고, 난방 운전 시에는 냉매의 가스 쿨러로서 기능하여 실내 공기를 가열하는 열교환기이다. The indoor heat exchanger (31) is a cross fin fin and tube heat exchanger composed of a heat pipe and a plurality of fins. The indoor heat exchanger (31) functions as an evaporator of the refrigerant during the cooling operation to cool the indoor air, and the refrigerant during the heating operation. It is a heat exchanger that functions as a gas cooler and heats indoor air.

실내 팽창 밸브(V6)는, 제1 실외 팽창 밸브(V2)와 마찬가지로, 실내 측 냉매 회로(30) 내를 흐르는 냉매의 압력이나 유량 등의 조절을 행하기 위하여, 실내 열교환기(31)의 액측에 접속된 전동 팽창 밸브이다. 이 실내 팽창 밸브(V6)는, 냉방 운전 시에는, 완전 열림이 되어 냉매를 그대로 실내 열교환기(31)로 유입시키고, 난방 운전 시에는, 2단 팽창 냉동 사이클에 있어서의 1단째의 팽창 기구로서 기능한다. 이 실내 팽창 밸브(V6)도 제1 실외 팽창 밸브(V2)와 마찬가지로, 1단째의 팽창 기구로서 기능할 때에는, 고압 Ph의 냉매를 중간 압력 Pm으로 감압시킨다. 다만, 냉방 운전에 있어서 외기온이 CO₂ 냉매의 임계 온도인 31℃ 이상인 경우에는, 실내 팽창 밸브(V6)는, 2단 팽창 냉동 사이클에 있어서의 2단째의 팽창 기구로서 기능하고, 중간 압력 Pm의 냉매를 저압 Pl로 감압시킨다. Like the first outdoor expansion valve V2, the indoor expansion valve V6 is a liquid side of the indoor heat exchanger 31 in order to adjust the pressure, the flow rate, and the like of the refrigerant flowing in the indoor refrigerant circuit 30. It is an electric expansion valve connected to the. The indoor expansion valve V6 is fully opened during the cooling operation, and the refrigerant is introduced into the indoor heat exchanger 31 as it is. During the heating operation, the indoor expansion valve V6 serves as the first expansion mechanism in the two-stage expansion refrigeration cycle. Function. Similarly to the first outdoor expansion valve V2, this indoor expansion valve V6, when functioning as the expansion mechanism of the first stage, reduces the refrigerant of the high pressure Ph to the intermediate pressure Pm. However, in the cooling operation, when the outside air temperature is 31 ° C. or more, which is the critical temperature of the CO ₂ refrigerant, the indoor expansion valve V6 functions as the second stage expansion mechanism in the two stage expansion refrigeration cycle, and the The refrigerant is reduced to low pressure Pl.

실내 과냉각 열교환기(32)는, 과냉각기 및 증발기로서 기능시키는 것이 가능 한 열교환기이며, 본 실시예에 있어서, 공기를 열원으로 하여 냉매와 열교환하는 크로스 핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 실내 과냉각 열교환기(32)는, 일방이 실내 팽창 밸브(V6)를 통하여 실내 열교환기(31)에 접속되고, 타방이 액 냉매 연락 배관(41)에 접속되어 있다. 다만, 냉방 운전에 있어서 외기온이 CO₂ 냉매의 임계 온도인 31℃ 이상인 경우에는, 실내 열교환기(31)와 마찬가지로 증발기로서 기능한다. The indoor subcooled heat exchanger 32 is a heat exchanger capable of functioning as a supercooler and an evaporator. In the present embodiment, the indoor subcooled heat exchanger 32 is a cross fin fin-and-tube type heat exchanger in which air is used as a heat source to exchange heat with a refrigerant. One indoor subcooling heat exchanger (32) is connected to the indoor heat exchanger (31) via the indoor expansion valve (V6), and the other is connected to the liquid refrigerant communication pipe (41). However, in the cooling operation, when the outside air temperature is 31 ° C. or more, which is the critical temperature of the CO ₂ refrigerant, it functions as an evaporator similarly to the indoor heat exchanger 31.

또한, 실내 유닛(3)은, 실내 공기를 유닛 내에 흡입하여, 실내 열교환기(31)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 공급 공기로서 실내로 공급하는 송풍 팬으로서의 실내 팬(33)을 가지고 있다. 실내 팬(33)은, 실내 열교환기(31)로 공급하는 공기의 풍량을 가변하는 것이 가능한 팬이며, 본 실시예에 있어서, DC 팬 모터로 이루어지는 모터(34)에 의하여 구동되는 원심 팬이나 다익 팬 등이다. In addition, the indoor unit 3 has an indoor fan 33 as a blower fan that sucks indoor air into the unit, heat exchanges with the refrigerant in the indoor heat exchanger 31, and then supplies the supplied air to the room as supply air. The indoor fan 33 is a fan capable of varying the air volume of the air supplied to the indoor heat exchanger 31. In the present embodiment, the centrifugal fan or the rotor is driven by the motor 34 made of a DC fan motor. Such as a fan.

또한, 실내 유닛(3)에는, 각종 센서가 설치되어 있다. 실내 과냉각 열교환기(32)와 실내 팽창 밸브(V6)의 사이에, 냉매의 온도를 검출하는 제1 실내 과냉각 온도 센서(T3)가 설치되어 있다. 또한, 실내 과냉각 열교환기(32)의 액 냉매 연락 배관(41) 측에 냉매의 온도를 검출하는 제2 실내 과냉각 온도 센서(T4)가 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 실내 과냉각 온도 센서(T3) 및 제2 실내 과냉각 온도 센서(T4)는, 서미스터로 이루어진다. In addition, various sensors are provided in the indoor unit 3. Between the indoor subcooling heat exchanger 32 and the indoor expansion valve V6, a first indoor subcooling temperature sensor T3 for detecting the temperature of the refrigerant is provided. Moreover, the 2nd indoor subcooling temperature sensor T4 which detects the temperature of a refrigerant | coolant is provided in the liquid refrigerant communication pipe 41 side of the indoor subcooling heat exchanger 32. As shown in FIG. In the present embodiment, the first indoor subcooling temperature sensor T3 and the second indoor subcooling temperature sensor T4 are made of thermistors.

또한, 실내 유닛(3)은, 실내 유닛(3)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실내 측 제어부(35)를 구비하고 있다. 그리고, 실내 측 제어부(35)는, 실내 유 닛(3)의 제어를 행하기 위하여 설치된 마이크로컴퓨터나 메모리 등을 가지고 있고, 실내 유닛(3)을 개별적으로 조작하기 위한 리모컨(도시하지 않음)과의 사이에서 제어 신호 등의 교환이나, 실외 유닛(2)과의 사이에서 전송선(51)을 통하여 제어 신호 등의 교환 등을 행할 수 있도록 되어 있다. Moreover, the indoor unit 3 is equipped with the indoor side control part 35 which controls the operation | movement of each part which comprises the indoor unit 3. As shown in FIG. The indoor control unit 35 has a microcomputer, a memory, and the like installed for controlling the indoor unit 3, and includes a remote controller (not shown) for individually operating the indoor unit 3. The control signal or the like can be exchanged between the control unit and the control signal or the like via the transmission line 51 with the outdoor unit 2.

(3) 냉매 연락 배관(3) refrigerant contact pipe

냉매 연락 배관(4)은, 공기 조화 장치(1)를 빌딩 등의 설치 장소에 설치할 때에, 현지에서 시공되는 냉매 배관이며, 설치 장소나 실외 유닛(2)과 실내 유닛(3)의 조합 등의 설치 조건에 따라 여러 가지의 길이나 관경(管徑)을 가지는 것이 사용된다. The refrigerant communication pipe 4 is a refrigerant pipe constructed locally when the air conditioner 1 is installed at an installation place such as a building, and the refrigerant communication pipe 4 is a combination of an installation place, an outdoor unit 2, and an indoor unit 3. Depending on the installation conditions, those having various lengths or pipe diameters are used.

＜공기 조화 장치의 동작＞<Movement of air conditioner>

다음으로, 본 실시예의 공기 조화 장치(1)의 동작에 관하여 설명한다. Next, the operation of the air conditioner 1 of the present embodiment will be described.

본 실시예의 공기 조화 장치(1)의 운전 모드로서는, 실내 유닛(3)의 냉난방의 부하에 따라, 실내 유닛(3)의 냉방을 행하는 냉방 운전과, 실내 유닛(3)의 난방을 행하는 난방 운전이 있다. As the operation mode of the air conditioner 1 of the present embodiment, a cooling operation for cooling the indoor unit 3 and a heating operation for heating the indoor unit 3 in accordance with the load of cooling and heating of the indoor unit 3. There is this.

이하, 공기 조화 장치(1)의 각 운전 모드에 있어서의 동작에 관하여 설명한다. Hereinafter, the operation in each operation mode of the air conditioner 1 will be described.

(1) 냉방 운전(1) cooling operation

우선, 냉방 운전에 관하여, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 냉방 운전 시는, 실외 유닛(2)의 실외 측 냉매 회로(20)에 있어서, 사방 전환 밸브(V1)가 도 1의 실선으로 도시되는 상태로 전환되는 것에 의하여, 실외 열교환기(23)가 가스 쿨러로서 기능하고, 또한, 실내 열교환기(31)가 증발기로서 기능하도록 되어 있다. First, the cooling operation will be described with reference to FIGS. 1 and 2. At the time of cooling operation, in the outdoor refrigerant circuit 20 of the outdoor unit 2, the four-way switching valve V1 is switched to the state shown by the solid line in FIG. 1, whereby the outdoor heat exchanger 23 supplies gas. It functions as a cooler, and the indoor heat exchanger 31 functions as an evaporator.

이 냉매 회로(10)의 상태로, 압축기(21), 실외 팬(25) 및 실내 팬(33)을 기동하면, 저압 Pl의 가스 냉매는, 압축기(21)로 흡입되고 압축되어 고압 Ph의 가스 냉매로 된다. 고압 Ph로 압축된 가스 냉매는, 실외 열교환기(23)로 유입한다. 이때 실외 열교환기(23)는, 가스 쿨러로서 기능하고 실외 팬(25)에 의하여 공급되는 실외 공기로 열을 방출하여 냉매를 냉각한다. 그리고, 제1 실외 팽창 밸브(V2)에 의하여 고압 Ph의 상태로부터 냉매의 임계 압력 Pk 이하의 중간 압력 Pm까지 감압된다. 중간 압력 Pm으로 감압된 냉매는, 기액이상 상태의 냉매로 되어, 실외 과냉각 열교환기(24)로 유입한다. 실외 과냉각 열교환기(24)에서는, 냉매는, 한층 더 냉각되어 액 냉매로 되어, 과냉각 상태로 된다. 실외 과냉각 열교환기(24)에서는, 액 냉매가 모아지고 있고, 제2 실외 팽창 밸브(V3)에 의하여 실외 과냉각 열교환기(24) 내의 액 냉매의 양이 제어되고 있다. 이 실외 과냉각 열교환기(24) 내에 모아진 액 냉매량의 제어는, 제1 실외 과냉각 온도 센서(T1)와 제2 실외 과냉각 온도 센서(T2)가 검출한 온도로부터 산출된 냉매의 과냉각도에 기초하여 행하여진다. 여기서, 과냉각 상태로 된 냉매는, 제2 실외 팽창 밸브(V3)에 의하여 압축기(21)의 흡입 압력 근처까지 감압되어 저압 Pl의 기액이상 상태의 냉매로 된다. When the compressor 21, the outdoor fan 25, and the indoor fan 33 are started in the state of the refrigerant circuit 10, the gas refrigerant of low pressure Pl is sucked into the compressor 21 and compressed to be a gas of high pressure Ph. It is a refrigerant. The gas refrigerant compressed at high pressure Ph flows into the outdoor heat exchanger 23. At this time, the outdoor heat exchanger 23 functions as a gas cooler and releases heat to outdoor air supplied by the outdoor fan 25 to cool the refrigerant. The first outdoor expansion valve V2 reduces the pressure from the state of the high pressure Ph to the intermediate pressure Pm equal to or less than the critical pressure Pk of the refrigerant. The refrigerant decompressed to the intermediate pressure Pm becomes a refrigerant in a gas-liquid abnormal state and flows into the outdoor subcooling heat exchanger 24. In the outdoor subcooled heat exchanger (24), the refrigerant is further cooled to become a liquid refrigerant, and the supercooled state is brought into place. In the outdoor subcooled heat exchanger (24), liquid refrigerant is collected, and the amount of the liquid refrigerant in the outdoor subcooled heat exchanger (24) is controlled by the second outdoor expansion valve (V3). The control of the amount of liquid refrigerant collected in the outdoor subcooling heat exchanger 24 is performed based on the degree of subcooling of the refrigerant calculated from the temperature detected by the first outdoor subcooling temperature sensor T1 and the second outdoor subcooling temperature sensor T2. Lose. Here, the refrigerant in the supercooled state is decompressed to the suction pressure of the compressor 21 by the second outdoor expansion valve V3 to become a refrigerant in a gas-liquid abnormal state of low pressure Pl.

그리고, 저압 Pl의 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(V4) 및 액 냉매 연락 배관(41)을 경유하여 실내 유닛(3)으로 보내진다. 이 실내 유닛(3)으로 보내진 저압 Pl의 액 냉매는, 실내 과냉각 열교환기(32)와 실내 열교환기(31)에 있어서 실내 공기와 열교환을 행하고 증발하여 저압 Pl의 가스 냉매로 된다. 이때, 실내 팽창 밸브(V6) 는, 완전 열림이 되어 있다. 저압 Pl의 가스 냉매는, 가스 냉매 연락 배관(42)을 경유하여 실외 유닛(2)으로 보내지고, 가스 측 폐쇄 밸브(V5)를 통하여, 다시, 압축기(21)로 흡입된다. Then, the low pressure Pl refrigerant is sent to the indoor unit 3 via the liquid side closing valve V4 and the liquid refrigerant communication pipe 41. The liquid refrigerant of low pressure Pl sent to this indoor unit 3 exchanges heat with indoor air in the indoor subcooling heat exchanger 32 and the indoor heat exchanger 31, and evaporates to become a gas refrigerant of low pressure Pl. At this time, the indoor expansion valve V6 is fully opened. The gas refrigerant of low pressure Pl is sent to the outdoor unit 2 via the gas refrigerant communication pipe 42, and is again sucked into the compressor 21 via the gas side closing valve V5.

덧붙여, 외기온이 31℃(CO₂ 냉매의 임계 온도) 이상이 되는 경우에는, 전술의 경우와는 다른 제어를 행한다. 이하에 그 제어에 관하여 설명한다. 제1 실외 팽창 밸브(V2)를 완전 열림으로 하여, 실외 열교환기(23) 및 실외 과냉각 열교환기(24)를 가스 쿨러로서 기능시킨다. 그리고, 제2 실외 팽창 밸브(V3)로 실외 열교환기(23) 및 실외 과냉각 열교환기(24)에 의하여 냉각된 고압 Ph의 냉매를 임계 압력 Pk 이하의 중간 압력 Pm까지 감압한다. 중간 압력 Pm까지 감압된 냉매는, 실내 유닛(3)으로 보내지고, 실내 과냉각 열교환기(32)에서 한층 더 냉각되어 액 냉매로 되어, 과냉각 상태로 된다. 실내 과냉각 열교환기(32)에서는, 액 냉매가 모아지고 있고, 실내 팽창 밸브(V6)에 의하여 실내 과냉각 열교환기(32) 내의 액 냉매의 양이 제어되고 있다. 이 실내 과냉각 열교환기(32) 내에 모아진 액 냉매량의 제어는, 제1 실내 과냉각 온도 센서(T3)와 제2 실내 과냉각 온도 센서(T4)가 검출한 온도로부터 산출된 냉매의 과냉각도에 기초하여 행하여진다. 과냉각 상태로 된 냉매는, 실내 팽창 밸브(V6)에 의하여 압축기(21)의 흡입 압력 근처까지 감압되어 저압 Pl의 기액이상 상태의 냉매로 된다. 그리고, 저압 Pl의 냉매는, 실내 열교환기(31)에 있어서 실내 공기와 열교환을 행하고 증발하여 저압 Pl의 가스 냉매로 된다. 저압 Pl의 가스 냉매는, 가스 냉매 연락 배관(42)을 경유하여 실외 유닛(2)으로 보내지고, 가스 측 폐쇄 밸브(V5)를 통하여, 다시, 압축기(21)로 흡입된다. In addition, when the outside temperature is to be at least 31 ℃ (critical temperature of CO ₂ refrigerant), another control is carried out in the case of the above. The control will be described below. With the first outdoor expansion valve V2 fully open, the outdoor heat exchanger 23 and the outdoor subcooling heat exchanger 24 function as a gas cooler. The refrigerant having a high pressure Ph cooled by the outdoor heat exchanger 23 and the outdoor subcooling heat exchanger 24 is reduced to a middle pressure Pm equal to or less than the critical pressure Pk by the second outdoor expansion valve V3. The refrigerant decompressed to the intermediate pressure Pm is sent to the indoor unit 3, further cooled by the indoor subcooling heat exchanger 32 to become a liquid refrigerant, and is in a supercooled state. In the indoor subcooling heat exchanger (32), liquid refrigerant is collected, and the amount of the liquid refrigerant in the indoor subcooling heat exchanger (32) is controlled by the indoor expansion valve (V6). The control of the amount of liquid refrigerant collected in the indoor subcooling heat exchanger 32 is performed based on the degree of subcooling of the refrigerant calculated from the temperatures detected by the first indoor subcooling temperature sensor T3 and the second indoor subcooling temperature sensor T4. Lose. The refrigerant in the supercooled state is decompressed to the suction pressure of the compressor 21 by the indoor expansion valve V6 to become a refrigerant in a gas-liquid abnormal state of the low pressure Pl. The refrigerant of the low pressure Pl exchanges heat with the indoor air in the indoor heat exchanger 31 and evaporates to form a gas refrigerant of the low pressure Pl. The gas refrigerant of low pressure Pl is sent to the outdoor unit 2 via the gas refrigerant communication pipe 42, and is again sucked into the compressor 21 via the gas side closing valve V5.

(2) 난방 운전(2) heating operation

난방 운전 시는, 실외 유닛(2)의 실외 측 냉매 회로(20)에 있어서, 사방 전환 밸브(V1)가 도 1의 파선으로 도시되는 상태로 전환되는 것에 의하여, 실외 열교환기(23)가 증발기로서 기능하고, 또한, 실내 열교환기(31)가 가스 쿨러로서 기능하도록 되어 있다. At the time of heating operation, in the outdoor side refrigerant circuit 20 of the outdoor unit 2, the four-way switching valve V1 is switched to the state shown by the broken line of FIG. In addition, the indoor heat exchanger 31 serves as a gas cooler.

이 냉매 회로(10)의 상태로, 압축기(21), 실외 팬(25) 및 실내 팬(33)을 기동하면, 저압 Pl의 가스 냉매는, 압축기(21)로 흡입되고 압축되어 고압 Ph의 가스 냉매로 되고, 사방 전환 밸브(V1), 가스 측 폐쇄 밸브(V5)를 경유하여, 가스 냉매 연락 배관(42)으로 보내진다. When the compressor 21, the outdoor fan 25, and the indoor fan 33 are started in the state of the refrigerant circuit 10, the gas refrigerant of low pressure Pl is sucked into the compressor 21 and compressed to be a gas of high pressure Ph. It becomes a refrigerant and is sent to the gas refrigerant communication pipe 42 via the four-way switching valve V1 and the gas side closing valve V5.

그리고, 가스 냉매 연락 배관(42)으로 보내진 고압 Ph의 가스 냉매는, 실내 유닛(3)으로 보내진다. 이 실내 유닛(3)으로 보내진 고압 Ph의 가스 냉매는, 실내 열교환기(31)로 보내진다. 이 냉매는, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 공기와 열교환을 행하고 냉각되어 고압 Ph의 액 냉매로 된 후, 실내 팽창 밸브(V6)를 통과할 때에, 실내 팽창 밸브(V6)의 밸브 개도에 따라 중간 압력 Pm까지 감압된다. 중간 압력 Pm으로 감압된 냉매는, 기액이상 상태의 냉매로 되어, 실내 과냉각 열교환기(32)로 유입한다. 실내 과냉각 열교환기(32)에서는, 냉매는, 한층 더 냉각되어 액 냉매로 되어, 과냉각 상태로 된다. 실내 과냉각 열교환기(32)에서는, 액 냉매가 모아지고 있고, 제2 실외 팽창 밸브(V3)에 의하여 실내 과냉각 열교환기(32) 내의 액 냉매의 양이 제어되고 있다. 이 실내 과냉각 열교환기(32) 내에 모아진 액 냉매 량의 제어는, 제1 실내 과냉각 온도 센서(T3)와 제2 실내 과냉각 온도 센서(T4)가 검출한 온도로부터 산출된 냉매의 과냉각도에 기초하여 행하여진다. The gas refrigerant of high pressure Ph sent to the gas refrigerant communication pipe 42 is sent to the indoor unit 3. The gas refrigerant of high pressure Ph sent to the indoor unit 3 is sent to the indoor heat exchanger 31. When the refrigerant is heat-exchanged with the indoor air in the indoor heat exchanger (31), cooled to become a liquid refrigerant of high pressure Ph, and then passes through the indoor expansion valve (V6), the valve opening degree of the indoor expansion valve (V6) is also increased. The pressure is reduced to an intermediate pressure Pm. The refrigerant decompressed to the intermediate pressure Pm becomes a refrigerant in a gas-liquid abnormal state and flows into the indoor subcooling heat exchanger 32. In the indoor subcooled heat exchanger (32), the refrigerant is further cooled to become a liquid refrigerant, and the supercooled state is brought to a state. In the indoor subcooling heat exchanger (32), liquid refrigerant is collected, and the amount of the liquid refrigerant in the indoor subcooling heat exchanger (32) is controlled by the second outdoor expansion valve (V3). The control of the amount of liquid refrigerant collected in the indoor subcooling heat exchanger 32 is based on the subcooling degree of the refrigerant calculated from the temperature detected by the first indoor subcooling temperature sensor T3 and the second indoor subcooling temperature sensor T4. Is done.

그리고, 과냉각 상태로 된 냉매는, 액 냉매 연락 배관(41)을 경유하여 실외 유닛(2)으로 보내진다. 이 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(V4)를 경유하여, 제2 실외 팽창 밸브(V3)에 의하여 압축기(21)의 흡입 압력 근처까지 감압되어 저압 Pl의 기액이상 상태의 냉매로 된다. 저압 Pl로 감압된 냉매는, 실외 과냉각 열교환기(24)와 실외 열교환기(23)에 있어서 외기와 열교환을 행하고 증발하여 저압 Pl의 가스 냉매로 된다. 이때, 제1 실외 팽창 밸브(V2)는 완전 열림이 되어 있다. 저압 Pl의 가스 냉매는, 사방 전환 밸브(V1)를 경유하여, 다시, 압축기(21)로 흡입된다. The coolant in the supercooled state is sent to the outdoor unit 2 via the liquid coolant communication pipe 41. This refrigerant is depressurized to near the suction pressure of the compressor 21 by the second outdoor expansion valve V3 via the liquid side closing valve V4 to become a refrigerant in a gas-liquid abnormal state of low pressure Pl. The refrigerant depressurized to low pressure Pl exchanges heat with outside air in the outdoor subcooling heat exchanger 24 and the outdoor heat exchanger 23, and evaporates to a gas refrigerant having a low pressure Pl. At this time, the first outdoor expansion valve V2 is completely opened. The gas refrigerant of the low pressure Pl is again sucked into the compressor 21 via the four-way switching valve V1.

＜2단 팽창 냉동 사이클＞<Two stage expansion refrigeration cycle>

도 2는, 초임계 조건하에 있어서의 냉동 사이클을 p-h 선도(모리엘 선도)에 의하여 도시하고 있다. 본 발명에서는, 냉매로 초임계 냉매인 CO₂ 냉매를 이용하고 있다. 또한, 2개의 팽창 기구를 이용하여 2단으로 나누어 팽창시키도록 한 2단 팽창 냉동 사이클을 채용하고 있다. 전술과 같이, 이 냉매 회로(10)는, 주로, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 제1 실외 팽창 밸브(V2), 실외 과냉각 열교환기(24), 제2 실외 팽창 밸브(V3), 실내 과냉각 열교환기(32), 실내 팽창 밸브(V6) 및 실내 열교환기(31)로 구성되어 있다. 도 2의 A, B, C, D, E 및 F는, 냉방 운전의 경우의, 도 1에 있어서의 각각의 점에 대응한 냉매의 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 2의 괄호 쓰기의 A, B, E, F, G 및 H는, 난방 운전의 경우의, 도 1에 있어서의 각 각의 점에 대응한 냉매의 상태를 나타내고 있다. 덧붙여, 이하에 냉방 운전의 경우(외기온이 CO₂ 냉매의 임계 온도 이하인 경우)의 2단 팽창 사이클에 관하여, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 난방 운전에 관해서는, C를 H로, D를 G로, E를 F로, F를 E로 대치하는 것으로 설명할 수 있다. 2 shows a refrigeration cycle under supercritical conditions by a ph diagram (morel diagram). In the present invention, a CO ₂ refrigerant which is a supercritical refrigerant is used as the refrigerant. In addition, a two-stage expansion refrigeration cycle that uses two expansion mechanisms to expand in two stages is employed. As described above, the refrigerant circuit 10 mainly includes the compressor 21, the outdoor heat exchanger 23, the first outdoor expansion valve V2, the outdoor subcooling heat exchanger 24, and the second outdoor expansion valve V3. ), An indoor subcooling heat exchanger (32), an indoor expansion valve (V6), and an indoor heat exchanger (31). A, B, C, D, E and F in FIG. 2 indicate the states of the coolant corresponding to the respective points in FIG. 1 in the case of the cooling operation. In addition, A, B, E, F, G, and H of the bracket writing of FIG. 2 represent the state of the refrigerant | coolant corresponding to each point in FIG. 1 in the case of heating operation. In addition, the two-stage expansion cycle in the case of a cooling operation (when the outside temperature is below the critical temperature of the CO ₂ refrigerant) will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The heating operation can be explained by replacing C with H, D with G, E with F, and F with E.

이 냉매 회로(10)에서는, 냉매는, 압축기(21)에 의하여 압축되어 고온 고압 Ph가 된다(A→B). 이때, 냉매인 CO₂는 기체로부터 초임계 상태로 된다. 여기에서 말하는 「초임계 상태」란, 임계점 K 이상의 온도 및 압력하에 있어서의 물질의 상태이며, 기체의 확산성과 액체의 용해성을 겸비하고 있는 상태의 것이다. 초임계 상태란, 도 2에 있어서, 임계 온도 등온선 Tk의 우측이고, 또한, 임계 압력 Pk 이상의 영역에 있어서의 냉매의 상태이다. 덧붙여, 냉매(물질)가 초임계 상태가 되면, 기상(氣相)과 액상의 구별이 없어진다. 덧붙여, 여기에서 말하는 「기상」은, 포화증기선 Sv보다 우측이고, 또한, 임계 압력 Pk 이하의 영역에 있어서의 냉매의 상태이다. 또한, 「액상」은, 포화액선 Sl보다 좌측이고, 또한, 임계 온도 등온선 Tk보다도 좌측의 영역에 있어서의 냉매의 상태이다. 그리고, 압축기(21)에 의하여 압축되어 고온 고압의 초임계 상태로 된 냉매는, 가스 쿨러로 되어 있는 실외 열교환기(23)에 의하여 방열되어 저온 고압의 냉매로 된다(B→C). 이때, 냉매는, 초임계 상태에 있기 때문에, 실외 열교환기(23) 내부에 있어서 현열 변화(온도 변화)를 수반하여 작동하고 있다. 그리고, 실외 열교환기(23)에 있어서 방열한 냉매는, 제1 실외 팽창 밸브(V2)가 개방되는 것에 의하여 팽창하여, 압력이 고압 Ph로부터 중간 압력 Pm으로 감압된다(C→D). 그리고, 제1 실외 팽창 밸브(V2)에 의하여 감압된 냉매는, 중간 압력 Pm인 채로 실외 과냉각 열교환기(24)로 유입하고, 한층 더 냉각되어 과냉각 상태로 된다(D→E). 과냉각 상태로 된 냉매는, 제2 실외 팽창 밸브(V3)로 한층 더 팽창되어 저압 Pl의 냉매로 된다(E→F). 저압 Pl의 냉매는, 액 냉매 연락 배관(41)을 통과하고, 실내 열교환기(31) 및 실내 과냉각 열교환기(32)에 있어서, 열을 흡수하고, 증발하여 가스 냉매 연락 배관(42)을 유통하여 압축기(21)로 되돌아온다(F→A).In this refrigerant circuit 10, the refrigerant is compressed by the compressor 21 to obtain a high temperature and high pressure Ph (A → B). At this time, CO ₂ , which is a refrigerant, becomes a supercritical state from the gas. The "supercritical state" here is a state of a substance under the temperature and pressure more than the critical point K, and is a state which has the diffusivity of gas and the solubility of a liquid. A supercritical state is a state of the refrigerant | coolant in the area | region of the right side of the critical temperature isotherm Tk in FIG. 2, and more than the threshold pressure Pk. In addition, when the refrigerant (substance) is in the supercritical state, the distinction between the gas phase and the liquid phase is lost. In addition, the "gas phase" here is a state of the refrigerant | coolant in the area | region below the saturated steam line Sv and below the critical pressure Pk. In addition, "liquid phase" is a state of the refrigerant | coolant in the area | region left of saturated liquid line Sl, and more than the critical temperature isotherm Tk. The refrigerant compressed by the compressor 21 to become a supercritical state at high temperature and high pressure is radiated by the outdoor heat exchanger 23 serving as a gas cooler to form a low temperature high pressure refrigerant (B → C). At this time, since the coolant is in a supercritical state, the coolant is operating with a sensible heat change (temperature change) inside the outdoor heat exchanger 23. The refrigerant heat dissipated in the outdoor heat exchanger 23 expands when the first outdoor expansion valve V2 is opened, and the pressure is reduced from the high pressure Ph to the intermediate pressure Pm (C → D). The refrigerant depressurized by the first outdoor expansion valve V2 flows into the outdoor subcooling heat exchanger 24 with the intermediate pressure Pm, and is further cooled to be in the subcooling state (D → E). The refrigerant in the supercooled state is further expanded by the second outdoor expansion valve V3 to become a refrigerant having a low pressure Pl (E → F). The low pressure Pl refrigerant passes through the liquid refrigerant communication pipe 41, and absorbs heat and evaporates in the indoor heat exchanger 31 and the indoor subcooling heat exchanger 32 to distribute the gas refrigerant communication pipe 42. To the compressor 21 (F → A).

＜특징＞<Characteristic>

(1)(One)

본 발명에서는, 실외 유닛(2)이, 냉방 운전과 난방 운전으로 전환 가능한 사방 전환 밸브(V1)를 더 가지고 있다. 또한, 제어부(5)는, 사방 전환 밸브(V1)가 도 1의 실선의 상태(냉방 운전)인 경우에 제1 실외 팽창 밸브(V2)와 제2 실외 팽창 밸브(V3)를 제어하고, 사방 전환 밸브(V1)가 도 1의 파선의 상태(난방 운전)인 경우에 제2 실외 팽창 밸브(V3)와 실내 팽창 밸브(V6)를 제어한다. 제어부(5)는, 냉방 운전이고, 또한, 외기온이 냉매의 임계 온도 이상인 경우에, 액 냉매를 실외 과냉각 열교환기(24) 내에 모으지 않고 실내 과냉각 열교환기(32) 내에 모으도록, 제2 실외 팽창 밸브(V3)와 실내 팽창 밸브(V6)를 제어한다. In the present invention, the outdoor unit 2 further has a four-way switching valve V1 that can be switched between cooling operation and heating operation. Moreover, the control part 5 controls the 1st outdoor expansion valve V2 and the 2nd outdoor expansion valve V3, when the four-way switching valve V1 is a state (cooling operation) of the solid line of FIG. When the switching valve V1 is in the broken line state (heating operation) in FIG. 1, the second outdoor expansion valve V3 and the indoor expansion valve V6 are controlled. The control unit 5 is a cooling operation, and when the outside air temperature is equal to or higher than the critical temperature of the refrigerant, the second outdoor expansion is performed so that the liquid refrigerant is collected in the indoor subcooling heat exchanger 32 without being collected in the outdoor subcooling heat exchanger 24. The valve V3 and the indoor expansion valve V6 are controlled.

따라서, 제어부(5)는, 냉방 운전의 경우에는 제1 실외 팽창 밸브(V2)를 제어하여 중간 압력을 조정할 수 있고, 난방 운전의 경우에는 실내 팽창 밸브(V6)를 제어하여 중간 압력을 조정할 수 있다. 또한, 제어부(5)는, 제2 실외 팽창 밸브(V3) 를 제어하여, 냉방 운전의 경우에는 실외 과냉각 열교환기(24)의 액 냉매의 양을 조정할 수 있고, 난방 운전의 경우에는 실내 과냉각 열교환기(32)의 액 냉매의 양을 조정할 수 있다. 냉매는, 임계점을 넘으면 초임계 상태로 되어, 냉매량의 제어가 어려워진다. 이 때문에, 외기온이 CO₂ 냉매의 임계 온도의 31℃ 이상인 경우에서는, 실외 과냉각 열교환기(24)에 냉매를 모으는 것은 어렵다. 또한, 실내 열교환기(31)에서는 증발기로서 기능하고 있기 때문에, 실내 공기는, CO₂ 냉매의 임계 온도의 31℃ 이하인 경우가 많다. 따라서, 제어부(5)가 제2 실외 팽창 밸브(V3)와 실내 팽창 밸브(V6)를 제어하는 것으로, 실내 과냉각 열교환기(32)에 액 냉매를 모을 수 있다. Therefore, the control part 5 can adjust an intermediate pressure by controlling the 1st outdoor expansion valve V2 in a cooling operation, and can adjust an intermediate pressure by controlling an indoor expansion valve V6 in a heating operation. have. In addition, the control part 5 controls the 2nd outdoor expansion valve V3, and can adjust the quantity of the liquid refrigerant | coolant of the outdoor subcooling heat exchanger 24 in the case of a cooling operation, and indoor subcooling heat exchanger in the case of a heating operation. The amount of the liquid coolant in the group 32 can be adjusted. When the coolant exceeds the critical point, the coolant is in a supercritical state, which makes it difficult to control the coolant amount. Therefore, in case the outside temperature is not less than 31 ℃ the critical temperature of CO ₂ refrigerant, it is difficult to collect the refrigerant in the outdoor subcooling heat exchanger (24). In addition, since the indoor heat exchanger 31 functions as an evaporator, the indoor air is often 31 ° C. or less of the critical temperature of the CO ₂ refrigerant. Therefore, the control part 5 controls the 2nd outdoor expansion valve V3 and the indoor expansion valve V6, and can collect a liquid refrigerant in the indoor subcooling heat exchanger 32. FIG.

(2)(2)

본 발명에서는, 실외 유닛(2)은, 과냉각도의 검출을 위하여, 실외 과냉각 열교환기(24)의 냉매의 출입구에 제1 실외 과냉각 온도 센서(T1)와, 제2 실외 과냉각 온도 센서(T2)를 가지고 있다. 이들 온도 센서(T1, T2)에 의하여, 냉방 운전에서 외기온이 31℃ 미만인 경우에 있어서, 중간 압력 Pm과 실외 과냉각 열교환기(24)의 출구 온도가 얻어진다. 또한, 실내 유닛(3)은, 과냉각도의 검출을 위하여, 실내 과냉각 열교환기(32)의 냉매의 출입구에 제1 실내 과냉각 온도 센서(T3)와, 제2 실내 과냉각 온도 센서(T4)를 가지고 있다. 이들 온도 센서(T3, T4)에 의하여, 냉방 운전에서 외기온이 31℃ 이상인 경우 및 난방 운전의 경우에 있어서, 중간 압력 Pm과 실내 과냉각 열교환기(32)의 출구 온도가 얻어진다. In the present invention, the outdoor unit 2 includes a first outdoor subcooling temperature sensor T1 and a second outdoor subcooling temperature sensor T2 at the inlet and outlet of the refrigerant of the outdoor subcooling heat exchanger 24 to detect the subcooling degree. Have By these temperature sensors T1 and T2, when the outside air temperature is less than 31 ° C in the cooling operation, the intermediate pressure Pm and the outlet temperature of the outdoor subcooling heat exchanger 24 are obtained. In addition, the indoor unit 3 has a first indoor subcooling temperature sensor T3 and a second indoor subcooling temperature sensor T4 at the entrance and exit of the refrigerant of the indoor subcooling heat exchanger 32 to detect the subcooling degree. have. By these temperature sensors T3 and T4, the intermediate pressure Pm and the outlet temperature of the indoor subcooling heat exchanger 32 are obtained in the case where the outside air temperature is 31 ° C or higher in the cooling operation and in the case of the heating operation.

따라서, 제어부(5)는, 이들 중간 압력 Pm과 실외 과냉각 열교환기(24) 또는 실내 과냉각 열교환기(32)의 출구 온도를 기초로 과냉각도를 산출할 수 있다. 이 때문에, 제어부(5)는, 과냉각도에 기초하여 과냉각 열교환기로서 기능하는 실외 과냉각 열교환기(24) 또는 실내 과냉각 열교환기(32)에 액 냉매를 모아둘 수 있어, 냉매량의 조정을 행할 수 있다. Therefore, the control part 5 can calculate the subcooling degree based on these intermediate pressure Pm and the exit temperature of the outdoor subcooling heat exchanger 24 or the indoor subcooling heat exchanger 32. For this reason, the control part 5 can collect a liquid refrigerant in the outdoor subcooling heat exchanger 24 or the indoor subcooling heat exchanger 32 which functions as a subcooling heat exchanger based on the subcooling degree, and can adjust the amount of refrigerants. have.

(3)(3)

본 발명에서는, 냉매로 CO₂ 냉매를 이용하고 있다. CO₂ 냉매는, 종래의 냉매, 예를 들어 플루오로카본 냉매 등과 비교하여, 지구 온난화 계수가 1이며, 수백에서 1만 정도의 플루오로카본 냉매보다도 훨씬 낮다. In the present invention, a CO ₂ refrigerant is used as the refrigerant. CO ₂ refrigerants have a global warming coefficient of 1 and are much lower than those of hundreds to 10,000 fluorocarbon refrigerants, compared to conventional refrigerants such as fluorocarbon refrigerants.

＜변형예＞<Variation example>

(1)(One)

본 실시예에서는, 실내 유닛(3)이 1대의 실외 유닛(2)에 대하여 1대 접속되어 있는, 이른바 페어(pair)식의 공기 조화 장치(1)이지만, 이것에 한정하지 않고, 복수대의 실내 유닛이 1대의 실외 유닛에 대하여 접속되어 있는 멀티식의 공기 조화 장치(1a)여도 무방하다. 예를 들면, 도 3과 같이, 1대의 실외 유닛(2)에 대하여 3대의 실내 유닛(3a, 3b, 3c)이 병렬로 접속되어 있는 것이다. 도 3의 실내 유닛(3a, 3b, 3c)의 구성은, 본 실시예에서 설명한 실내 유닛(3)의 각 부에 붙인 번 호에, 실내 유닛(3a, 3b, 3c)과 대응하도록, 번호의 말미에 a, b, 및 c를 붙이고 있다. 예를 들면, 실내 유닛(3)의 실내 팬(33)은, 실내 유닛(3a, 3b, 3c)의 실내 팬(33a, 33b, 33c)과 대응하고 있고, 실내 유닛(3)과 실내 유닛(3a, 3b, 3c)은 마찬가지의 구성이다. 덧붙여, 도 3에서는 실내 유닛(3a ~ 3c)은 3대 접속되어 있지만, 3대에 한정하지 않고, 2대, 4대, 5대 등이어도 상관없다. In the present embodiment, the indoor unit 3 is a so-called pair type air conditioner 1 connected to one outdoor unit 2, but is not limited to this, but a plurality of indoor units are provided. The multi type air conditioner 1a may be connected to one outdoor unit. For example, as shown in FIG. 3, three indoor units 3a, 3b and 3c are connected in parallel to one outdoor unit 2. The configuration of the indoor units 3a, 3b and 3c in FIG. 3 corresponds to the numbers given to the parts of the indoor unit 3 described in the present embodiment so as to correspond to the indoor units 3a, 3b and 3c. A, b, and c are added at the end. For example, the indoor fan 33 of the indoor unit 3 corresponds to the indoor fans 33a, 33b, 33c of the indoor units 3a, 3b, 3c, and the indoor unit 3 and the indoor unit ( 3a, 3b, 3c) is the same structure. In addition, although three indoor units 3a-3c are connected in FIG. 3, not only three but also two, four, five, etc. may be sufficient.

실내 유닛(3a ~ 3c)을 복수대 설치하고 있기 때문에, 운전 부하가 다른 개소에 대하여 각각의 부하에 따라 운전할 수 있다. 따라서, 운전 부하가 장소에 따라 다른 경우에, 실내 유닛이 1대인 경우보다도 효율 좋게 운전할 수 있다. Since a plurality of indoor units 3a to 3c are provided, it is possible to operate according to the respective loads at places where the operating loads are different. Therefore, when the operation load varies depending on the place, it is possible to operate more efficiently than when there is only one indoor unit.

(2)(2)

본 실시예에서는, 팽창 기구로서 실외 유닛(2) 내에 제1 실외 팽창 밸브(V2)를 설치하고, 실내 유닛(3) 내에 실내 팽창 밸브(V6)를 설치하고 있지만, 이들 팽창 밸브에 한정하지 않고, 예를 들면 팽창기 등이어도 상관없다. In this embodiment, although the 1st outdoor expansion valve V2 is provided in the outdoor unit 2 as an expansion mechanism, and the indoor expansion valve V6 is provided in the indoor unit 3, it is not limited to these expansion valves. For example, it may be an expander or the like.

(3)(3)

본 실시예에서는, 과냉각도의 산출을 위하여 실외 과냉각 열교환기(24) 및 실내 과냉각 열교환기(32)의 입구와 출구에 각각 온도 센서를 설치하고 있었지만, 냉매의 입구 측은 온도 센서에 한정하지 않고 압력 센서여도 상관없다. 즉, 냉방 운전 시에 있어서 과냉각기로서 기능하는 실외 과냉각 열교환기(24)의 냉매 흐름 방향 입구 측의 온도 센서인 제1 실외 과냉각 온도 센서(T1)와, 난방 운전 시에 있어서 과냉각기로서 기능하는 실내 과냉각 열교환기(32)의 냉매 흐름 방향 입구 측의 온도 센서인 제1 실내 과냉각 온도 센서(T3)를 압력 센서로 하여도 상관없다. 다만, 냉방 운전 시의 외기온이 31℃ 이상이 되는 경우는, 실외 과냉각 열교환기(24)가 아니고 실내 과냉각 열교환기(32)가 과냉각기로서 기능하기 때문에, 이 경우의 냉매 흐름 방향 출구 측이 되는 제1 실내 과냉각 온도 센서(T3)는 온도 센서가 아니면 안된다. 따라서, 본 실시예의 경우에는, 제1 실외 과냉각 온도 센서(T1)만을 압력 센서로 변경 가능하다. In the present embodiment, the temperature sensors are provided at the inlet and the outlet of the outdoor subcooling heat exchanger 24 and the indoor subcooling heat exchanger 32 to calculate the subcooling degree, but the inlet side of the refrigerant is not limited to the temperature sensor. It may be a sensor. That is, the first outdoor subcooling temperature sensor T1, which is a temperature sensor on the refrigerant flow direction inlet side of the outdoor subcooling heat exchanger 24 functioning as a subcooler in the cooling operation, and functions as a subcooler in the heating operation. The first indoor subcooling temperature sensor T3, which is a temperature sensor on the refrigerant flow direction inlet side of the indoor subcooling heat exchanger 32, may be used as the pressure sensor. However, when the outside air temperature at the time of cooling operation becomes 31 degreeC or more, since the indoor subcooling heat exchanger 32 functions as a supercooler instead of the outdoor subcooling heat exchanger 24, it becomes a refrigerant flow direction exit side in this case. The first indoor subcooling temperature sensor T3 must be a temperature sensor. Therefore, in the case of this embodiment, only the 1st outdoor subcooling temperature sensor T1 can be changed into a pressure sensor.

또한, 각 과냉각 열교환기(24, 32)의 냉매의 흐름 방향 입구 측에, 압력 센서를 더 설치하여 온도 센서와 병용하여도 상관없다. In addition, a pressure sensor may be further provided at the inlet side of the refrigerant in the supercooled heat exchanger 24, 32 in combination with the temperature sensor.

(4)(4)

본 실시예에서는, 실외 공기를 열원으로 하여 이용하고 있지만, 이것에 한정하지 않고, 물 등을 열원으로 하여 이용하여도 상관없다. In the present embodiment, outdoor air is used as a heat source, but not limited to this, water or the like may be used as a heat source.

(5)(5)

본 실시예에서는, 실외 유닛(2) 내에 사방 전환 밸브(V1)가 설치되고, 냉방 운전과 난방 운전이 가능한 공기 조화 장치(1)이지만, 이것에 한정하지 않고, 도 4 또는 도 5와 같이 사방 전환 밸브가 없는 냉방 전용의 공기 조화 장치(1b), 혹은 난방 전용의 공기 조화 장치(1c)여도 무방하다. In this embodiment, although the four-way switching valve V1 is provided in the outdoor unit 2, and it is the air conditioner 1 which can perform a cooling operation and a heating operation, it is not limited to this, As shown in FIG. 4 or FIG. The air conditioner 1b for exclusive use of cooling without a switching valve or the air conditioner 1c for exclusive use of heating may be sufficient.

도 4의 냉방 전용의 공기 조화 장치(1b)에서는, 실외 과냉각 열교환기(24)에 액 냉매를 모으도록 제1 실외 팽창 밸브(V2)와 제2 실외 팽창 밸브(V3)를 제어한다. 또한, 냉방 전용의 공기 조화 장치(1b)와 마찬가지로 도 5의 난방 전용의 공기 조화 장치(1c)에서는, 실내 과냉각 열교환기(32)에 액 냉매를 모으도록 제1 실외 팽창 밸브(V2)와 실내 팽창 밸브(V6)를 제어한다. In the air conditioner 1b dedicated to cooling in FIG. 4, the first outdoor expansion valve V2 and the second outdoor expansion valve V3 are controlled to collect the liquid refrigerant in the outdoor subcooling heat exchanger 24. In addition, similarly to the air conditioner 1b for exclusive use of cooling, in the air conditioner 1c for exclusive use in heating in FIG. 5, the first outdoor expansion valve V2 and the room are arranged to collect liquid refrigerant in the indoor subcooling heat exchanger 32. The expansion valve V6 is controlled.

(6)(6)

본 실시예에서는, 실외 유닛(2) 내에 실외 과냉각 열교환기(24)가 설치되고, 또한, 실내 유닛(3) 내에 실내 과냉각 열교환기(32)가 설치되며, 냉매 회로(10) 내에 과냉각 열교환기로서 기능하는 기기를 2개 가지고 있지만, 이것에 한정하지 않고, 도 6의 공기 조화 장치(1d)와 같이 과냉각 열교환기로서 기능하는 기기는 1개여도 무방하다. In the present embodiment, the outdoor subcooled heat exchanger 24 is installed in the outdoor unit 2, and the indoor subcooled heat exchanger 32 is installed in the indoor unit 3, and the supercooled heat exchanger is installed in the refrigerant circuit 10. Although there are two apparatuses functioning as the apparatus, not only this but one apparatus which functions as a supercooling heat exchanger like the air conditioner 1d of FIG. 6 may be sufficient.

도 6의 공기 조화 장치(1d)에서는, 실외 과냉각 열교환기(24)가 실외 유닛(2)에만 설치되어 있고, 실외 과냉각 열교환기(24)를 사이에 두도록 제1 실외 팽창 밸브(V2)와 제2 실외 팽창 밸브(V3)가 설치되어 있다. 이 공기 조화 장치(1d)에서는, 냉방 운전의 경우도, 난방 운전의 경우도, 실외 과냉각 열교환기(24)에 액 냉매를 모으도록 제1 실외 팽창 밸브(V2)와 제2 실외 팽창 밸브(V3)를 제어한다. In the air conditioner 1d of FIG. 6, the outdoor subcooling heat exchanger 24 is provided only in the outdoor unit 2, and the first outdoor expansion valve V2 and the first outdoor expansion valve V2 are interposed between the outdoor subcooling heat exchanger 24. 2 The outdoor expansion valve (V3) is installed. In the air conditioner 1d, both the first outdoor expansion valve V2 and the second outdoor expansion valve V3 to collect the liquid refrigerant in the outdoor subcooling heat exchanger 24 in both the cooling operation and the heating operation. ).

본 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 냉매의 순환량의 조정을 행하여, 고압을 최적으로 제어할 수 있고, 초임계역에서 작동하는 초임계 냉매를 이용한 공기 조화 장치이며 초임계 냉매의 순환량의 조정이 용이한 공기 조화 장치 등에 유용하다. The air conditioner according to the present invention is an air conditioner using a supercritical refrigerant operating in a supercritical region by adjusting the circulation amount of the refrigerant to optimally control the high pressure, and easily adjusting the circulation amount of the supercritical refrigerant. It is useful for one air conditioner.

Claims

초임계(超臨界) 영역에서 작동하는 냉매를 이용하는 냉동 장치이고,It is a refrigeration apparatus using a refrigerant operating in the supercritical region,

상기 냉매를 압축하는 압축기(21)와,A compressor 21 for compressing the refrigerant;

상기 압축기로 압축된 고압의 상기 냉매를 냉각하는 제1 열교환기(23)와,A first heat exchanger 23 cooling the high pressure refrigerant compressed by the compressor;

상기 냉매를 임계 압력 이하까지 감압시키는 제1 팽창 기구(V2)와,A first expansion mechanism (V2) for depressurizing the refrigerant to a critical pressure or less;

상기 제1 팽창 기구로 감압된 상기 냉매를 과냉각하고, 과냉각기 및 증발기로서 기능하는 것이 가능한 과냉각 열교환기(24)와,A subcooling heat exchanger (24) capable of subcooling the refrigerant depressurized by the first expansion mechanism and functioning as a subcooler and an evaporator;

상기 과냉각 열교환기로 냉각된 상기 냉매를 저압까지 감압시키는 제2 팽창 기구(V3)와,A second expansion mechanism (V3) for reducing the refrigerant cooled by the subcooling heat exchanger to a low pressure;

상기 제2 팽창 기구로 감압된 상기 냉매를 가열하는 제2 열교환기(31)와,A second heat exchanger 31 for heating the refrigerant decompressed by the second expansion mechanism;

상기 과냉각 열교환기에 액체의 상기 냉매를 모으도록 상기 제1 팽창 기구와 상기 제2 팽창 기구를 조정하는 제1 제어를 행하는 제어부(5)Control unit 5 for performing a first control for adjusting the first expansion mechanism and the second expansion mechanism to collect the refrigerant of the liquid in the subcooled heat exchanger

를 구비하는,With,

냉동 장치(1b).Refrigeration unit 1b.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 과냉각 열교환기에 있어서의 상기 냉매의 과냉각도를 산출 가능한 과냉각 정보를 취득하는 과냉각 정보 취득 수단을 더 구비하고,Further comprising subcooling information acquiring means for acquiring subcooling information capable of calculating the subcooling degree of the refrigerant in the subcooling heat exchanger,

상기 제어부는, 상기 과냉각 정보에 기초하여 상기 과냉각도를 산출하고,The control unit calculates the subcooling degree based on the subcooling information,

상기 제1 제어는, 상기 과냉각도에 기초하여 행하여지는,The first control is performed based on the degree of subcooling,

냉동 장치(1b).Refrigeration unit 1b.

제2항에 있어서,3. The method of claim 2,

상기 과냉각 정보 취득 수단은, 상기 과냉각 열교환기에 있어서, 냉매 입구 온도를 검출 가능한 입구 온도 센서(T1)와, 냉매 출구 온도를 검출 가능한 출구 온도 센서(T2)로 이루어지는,The subcooling information acquiring means includes an inlet temperature sensor T1 capable of detecting a refrigerant inlet temperature and an outlet temperature sensor T2 capable of detecting a refrigerant outlet temperature in the subcooling heat exchanger.

냉동 장치(1b).Refrigeration unit 1b.

제2항에 있어서,3. The method of claim 2,

상기 과냉각 정보 취득 수단은, 상기 과냉각 열교환기에 있어서, 냉매 입구 압력을 검출 가능한 입구 압력 센서와, 냉매 출구 온도를 검출 가능한 출구 온도 센서로 이루어지는,The subcooling information acquiring means includes an inlet pressure sensor capable of detecting a refrigerant inlet pressure and an outlet temperature sensor capable of detecting a refrigerant outlet temperature in the subcooling heat exchanger.

냉동 장치.Refrigeration unit.

초임계 영역에서 작동하는 냉매를 이용하는 냉동 장치이고,It is a refrigeration apparatus using a refrigerant operating in the supercritical region,

상기 냉매를 열교환시키는 제1 열교환기(23)와,A first heat exchanger 23 for exchanging the refrigerant;

상기 냉매를 감압시키는 제1 팽창 기구(V2)와,A first expansion mechanism (V2) for reducing the refrigerant;

상기 냉매를 과냉각하고, 과냉각기 및 증발기로서 기능하는 것이 가능한 과냉각 열교환기(24)와,A subcooling heat exchanger (24) capable of subcooling the refrigerant and functioning as a subcooler and an evaporator;

상기 냉매를 감압시키는 제2 팽창 기구(V3)와,A second expansion mechanism (V3) for reducing the refrigerant;

상기 냉매를 열교환시키는 제2 열교환기(31)와,A second heat exchanger 31 for exchanging the refrigerant;

상기 제2 열교환기에서 증발된 상기 냉매가 상기 압축기로 유입하고, 또한, 상기 압축기에서 압축된 상기 냉매가 상기 제1 열교환기로 유입하는 제1 상태와, 상기 제1 열교환기에서 증발된 상기 냉매가 상기 압축기로 유입하고, 또한, 상기 압축기에서 압축된 상기 냉매가 상기 제2 열교환기로 유입하는 제2 상태를 전환 가능한 전환 기구(V1)와,The first state in which the refrigerant evaporated in the second heat exchanger flows into the compressor, and the refrigerant compressed in the compressor flows into the first heat exchanger, and the refrigerant evaporated in the first heat exchanger A switching mechanism (V1) capable of switching to a second state flowing into the compressor and into which the refrigerant compressed by the compressor flows into the second heat exchanger;

상기 전환 기구가 상기 제1 상태인 경우에, 고압의 상기 냉매를 상기 제1 팽창 기구로 초임계 압력 이하의 중간 압력으로 감압시키고, 또한, 상기 과냉각 열교환기로 과냉각된 중간 압력의 상기 냉매를 상기 제2 팽창 기구로 저압으로 감압시키는 것에 의하여, 상기 과냉각 열교환기에 액체의 상기 냉매를 모으는 제1 제어와, 상기 전환 기구가 상기 제2 상태인 경우에, 고압의 상기 냉매를 상기 제2 팽창 기구로 초임계 압력 이하의 중간 압력으로 감압시키고, 또한, 상기 과냉각 열교환기로 과냉각된 중간 압력의 상기 냉매를 상기 제1 팽창 기구로 저압으로 감압시키는 것에 의하여, 상기 과냉각 열교환기에 액체의 상기 냉매를 모으는 제2 제어를 행하는 제어부(5)When the switching mechanism is in the first state, the high-pressure refrigerant is depressurized by the first expansion mechanism to an intermediate pressure equal to or less than a supercritical pressure, and the medium-pressure refrigerant supercooled by the subcooling heat exchanger is stored in the first state. The first control to collect the refrigerant of the liquid in the subcooling heat exchanger by reducing the pressure at a low pressure with the expansion mechanism, and when the switching mechanism is in the second state, the refrigerant having a high pressure is transferred to the second expansion mechanism. A second control for collecting the refrigerant of liquid in the subcooled heat exchanger by reducing the intermediate pressure subcritical to a critical pressure and reducing the medium pressure refrigerant subcooled with the subcooled heat exchanger to a low pressure with the first expansion mechanism. Control part 5 which performs

를 구비하는,With,

냉동 장치(1d).Refrigeration unit 1d.

제5항에 있어서,The method of claim 5,

상기 제1 제어 또는 상기 제2 제어는, 상기 과냉각도에 기초하여 행하여지는,The first control or the second control is performed based on the subcooling degree,

냉동 장치(1d).Refrigeration unit 1d.

상기 냉매를 압축하는 압축기(21)와, 상기 냉매를 제1 유체와 열교환시키는 열원 측 열교환기(23)와, 상기 냉매를 감압 가능한 제1 팽창 기구(V2)와, 상기 냉매를 열교환시키는 열원 측 보조 열교환기(24)와, 상기 냉매를 감압 가능한 제2 팽창 기구(V3)와, 이용 측 열교환기(31)에서 열교환된 상기 냉매가 상기 압축기로 유입하고, 또한, 상기 압축기에서 압축된 상기 냉매가 상기 열원 측 열교환기로 유입하는 제1 상태와, 상기 열원 측 열교환기에서 열교환된 상기 냉매가 상기 압축기로 유입하고, 또한, 상기 압축기에서 압축된 상기 냉매가 상기 이용 측 열교환기로 유입하는 제2 상태를 전환 가능한 전환 기구(V1)를 가지는 열원 유닛(2)과,A compressor 21 for compressing the refrigerant, a heat source side heat exchanger 23 for exchanging the refrigerant with a first fluid, a first expansion mechanism V2 capable of reducing the refrigerant, and a heat source side for exchanging the refrigerant An auxiliary heat exchanger (24), a second expansion mechanism (V3) capable of depressurizing the refrigerant, and the refrigerant heat exchanged in the use-side heat exchanger (31) flow into the compressor, and the refrigerant compressed in the compressor. Is a first state in which the heat source side heat exchanger flows into the heat source side heat exchanger, and a second state in which the refrigerant heat exchanged in the heat source side heat exchanger flows into the compressor, and the refrigerant compressed in the compressor flows into the utilization side heat exchanger. A heat source unit 2 having a switching mechanism V1 capable of switching

상기 냉매를 열교환시키는 상기 이용 측 열교환기와, 상기 냉매를 감압 가능한 제3 팽창 기구(V6)와, 상기 냉매를 열교환시키는 이용 측 보조 열교환기(32)를 가지는 이용 유닛(3)과,A utilization unit (3) having the use side heat exchanger for exchanging the refrigerant, a third expansion mechanism (V6) capable of reducing the refrigerant, and a use side auxiliary heat exchanger (32) for exchanging the refrigerant;

상기 전환 기구가 상기 제1 상태인 경우, 또한, 상기 제1 유체의 온도가 상기 냉매의 임계 온도 미만인 경우에, 상기 열원 측 보조 열교환기를 과냉각기로서 기능시키고, 액체의 상기 냉매를 상기 열원 측 보조 열교환기에 모으도록 상기 제1 팽창 기구와 상기 제2 팽창 기구를 조정하는 제1 제어를 행하고, 상기 전환 기구가 상기 제1 상태인 경우, 또한, 상기 제1 유체의 온도가 상기 냉매의 임계 온도 이상인 경우에, 상기 이용 측 보조 열교환기를 과냉각기로서 기능시키고, 액체의 상기 냉매를 상기 이용 측 보조 열교환기에 모으도록 상기 제2 팽창 기구와 상기 제3 팽창 기구를 조정하는 제2 제어를 행하고, 상기 전환 기구가 상기 제2 상태인 경우에, 상기 이용 측 보조 열교환기를 과냉각기로서 기능시키고, 액체의 상기 냉매를 상기 이용 측 보조 열교환기에 모으도록 상기 제2 팽창 기구와 상기 제3 팽창 기구를 조정하는 제3 제어를 행하는 제어부(5)When the switching mechanism is in the first state and when the temperature of the first fluid is less than the threshold temperature of the refrigerant, the heat source side auxiliary heat exchanger functions as a supercooler, and the refrigerant in the liquid is assisted by the heat source side auxiliary. First control for adjusting the first expansion mechanism and the second expansion mechanism to be collected in a heat exchanger is performed, and when the switching mechanism is in the first state, the temperature of the first fluid is equal to or greater than a threshold temperature of the refrigerant. In this case, perform the second control to function the second expansion mechanism and the third expansion mechanism so as to function the utilization side auxiliary heat exchanger as a supercooler, and to collect the refrigerant of the liquid in the utilization side auxiliary heat exchanger; When the mechanism is in the second state, the use side auxiliary heat exchanger functions as a supercooler, and the refrigerant in liquid is used in the use side auxiliary heat exchanger. Control unit 5 for performing a third control of adjusting the second expansion mechanism and the third expansion mechanism so as to

를 구비하는,With,

냉동 장치(1).Refrigeration unit (1).

제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 열원 유닛은, 상기 열원 측 보조 열교환기의 제1 과냉각도를 검출 가능한 열원 측 과냉각 정보 취득 수단을 더 가지고,The heat source unit further has heat source side supercooling information acquisition means capable of detecting a first subcooling degree of the heat source side auxiliary heat exchanger,

상기 이용 유닛은, 상기 이용 측 보조 열교환기의 제2 과냉각도를 검출 가능한 이용 측 과냉각 정보 취득 수단을 더 가지고,The use unit further has use side subcooling information acquiring means capable of detecting a second subcooling degree of the use side auxiliary heat exchanger,

상기 제1 제어는, 상기 제1 과냉각도에 기초하여 행하여지고,The first control is performed based on the first subcooling degree,

상기 제2 제어 및 상기 제3 제어는, 상기 제2 과냉각도에 기초하여 행하여지 는,The second control and the third control is performed based on the second subcooling degree,

냉동 장치(1).Refrigeration unit (1).

제8항에 있어서,The method of claim 8,

상기 열원 측 과냉각 정보 취득 수단은, 상기 열원 측 보조 열교환기에 있어서, 냉매 입구 온도를 검출 가능한 제1 입구 온도 센서(T1)와, 냉매 출구 온도를 검출 가능한 제1 출구 온도 센서(T2)로 이루어지는,The heat source side supercooling information acquiring means includes a first inlet temperature sensor T1 capable of detecting a refrigerant inlet temperature and a first outlet temperature sensor T2 capable of detecting a refrigerant outlet temperature in the heat source side auxiliary heat exchanger.

냉동 장치(1).Refrigeration unit (1).

제8항 또는 제9항에 있어서,10. The method according to claim 8 or 9,

상기 이용 측 과냉각 정보 취득 수단은, 상기 이용 측 보조 열교환기에 있어서, 냉매 입구 온도를 검출 가능한 제2 입구 온도 센서와, 냉매 출구 온도를 검출 가능한 제2 출구 온도 센서로 이루어지는,The use side subcooling information acquiring means includes, in the use side auxiliary heat exchanger, a second inlet temperature sensor capable of detecting a refrigerant inlet temperature, and a second outlet temperature sensor capable of detecting a refrigerant outlet temperature,

냉동 장치(1).Refrigeration unit (1).

제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 9,

상기 냉매는 CO₂ 냉매인,The refrigerant is a CO ₂ refrigerant,

냉동 장치(1).Refrigeration unit (1).