KR20040023601A - 공기 조화 장치의 압력 조정 장치 및 그것을 구비한 공기조화 장치 - Google Patents

공기 조화 장치의 압력 조정 장치 및 그것을 구비한 공기조화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압축기와 실외 열 교환기를 가지는 실외기와, 실내 열 교환기를 가지는 실내기와, 실내 열 교환기와 압축기를 접속하는 가스측 냉매 배관을 구비한 공기 조화 장치에 있어서, 외부 기온이 낮은 경우에도 실내 열 교환기의 동결을 방지하여 냉방 운전을 계속할 수 있도록 한다. 공기 조화 장치(1)는 한 대의 공랭식의 실외기(2)와, 그것에 병렬로 접속된 복수 대의 실내기(3 내지 5)를 구비하고 있다. 실내 열 교환기(23 내지 25)와 압축기(11)는 가스측 냉매 배관(17)에 의해 접속되어 있다. 가스측 냉매 배관(17)에는 압력 조정 장치(6)가 설치되어 있다. 압력 조정 장치(6)는 압력 검출 수단(61)과 전동 팽창 밸브(62)와 개도 조정 수단(63)을 구비한 일체의 유닛으로, 실내 열 교환기(23)에서의 압력을 타 실내기(4, 5)의 실내 열 교환기(24, 25)보다 높은 압력으로 조정하는 기능을 가지고 있다.

Description

공기 조화 장치의 압력 조정 장치 및 그것을 구비한 공기 조화 장치{PRESSURE CONTROL DEVICE OF AIR CONDITIONER AND AIR CONDITIONER HAVING THE DEVICE}
종래의 실외기와 실내기로 분할된 공기 조화 장치의 일례로서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 한 대의 공랭(空冷)식의 실외기(102)와 복수 대 (구체적으로는, 3대)의 실내기(103 내지 105)를 구비한 공기 조화 장치(101)가 있어, 오피스 등의 공기 조화에 사용되고 있다. 실외기(102)는 압축기(111)와 실외 열 교환기(112)를 구비하고 있고, 옥외에 설치되어 있다. 실내기(103 내지 105)는 팽창 밸브(113 내지 115)와, 실내 열 교환기(123 내지 125)를 구비하고 있고, 실내의 각 부실(部室)(133 내지 135)에 설치되어 있다. 그리고, 실외 열 교환기(112)와 팽창 밸브(113 내지 115)는, 액측 냉매 배관(116)에 의하여 접속되어 있다. 또한, 실내열 교환기(123 내지 125)와 압축기(111)는 가스측 냉매 배관(117)에 의하여 접속되어 있다.
이 공기 조화 장치(101)에서는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 냉매 가스가 압축기(111)에서 도 4 및 도 5의 점 A0의 상태로부터 소정의 압력 Pd0까지 압축된 후 (도 4 및 도 5의 점 B0참조), 실외 열 교환기(112)에 보내진다. 이 냉매 가스는 실외 열 교환기(112)에서, 외기(外氣)와의 열 교환에 의해 응축하여 냉매 액의 상태로 변화한다 (도 4 및 도 5의 점 C0참조). 이 응축한 냉매 액은 실외 열 교환기(112)로부터 액측 냉매 배관(116)을 통해서 각 실내기(103 내지 105)의 팽창 밸브(113 내지 115)에 보내지고, 팽창 밸브(113 내지 115)에 의하여 압력 Ps0까지 감압(減壓)된다 (도 4 및 도 5의 점 D0참조). 이 감압된 냉매는 실내 열 교환기(123 내지 125)에서, 각 실내의 공기와의 열 교환에 의해 증발하여 냉매 가스 상태로 변화한다 (도 4 및 도 5의 점 A0참조). 여기서, 실내 열 교환기(123 내지 125)에서의 냉매 증발 온도는 압력 Ps0에 대응하는 온도 T0로 되어 있다. 이 냉매 가스는 가스측 냉매 배관(117)을 통하여 압축기(111)로 흡입된다. 이와 같이 하여, 각 실내 공기가 냉각된다.
한편, 오피스 등에서는, 근년의 PC등의 보급에 의하여, 층을 칸막이하여 컴퓨터용 서버 룸을 설치하는 경우가 많다. 이러한 서버 룸에서는 서버용 컴퓨터 등의 폐열(廢熱)을 처리하기 위해서, 실내기를 계절에 관계없이 상시 냉방 운전을 할필요가 있다.
그러나, 상기 종래의 공기 조화 장치(101)에서는, 동계(冬季)와 같은 외부 기온이 낮은 조건에서 운전할 때, 실내 열 교환기(123 내지 125)에서 증발한 냉매가 실내 열 교환기(123 내지 125)의 출구 (도 4 및 도 5의 점 A0참조)로부터 가스측 냉매 배관(117)을 통해서 압축기(111)로 보내지기까지, 외기에 의하여 냉각되고 일부가 액화하는 것이 있다 (도 4 및 도 5의 점 E0참조). 이 일부 액화한 냉매를 압축기(111)가 흡입하면, 압축기(111)의 손상이나 흡입 냉매의 가스량이 부족하게 된다.
따라서, 종래부터 팽창 밸브(113 내지 115)의 개도(開度)의 조정에 의하여 실내 열 교환기(123 내지 125)에서의 냉매 압력을 낮게 하는 것으로 (도 5의 점 D1및 Ps1참조), 실내 열 교환기(123 내지 125)의 냉매 증발 온도를 외부 기온보다 낮은 온도 T1으로 하여, 가스측 냉매 배관(117)에서의 냉매 가스 액화를 방지하는 대책을 행하고 있다 (도 5의 점 A1참조).
그러나, 냉매의 증발 온도를 지나치게 내리면, 공기 조화 장치(101)의 냉동 사이클이 도 5의 점 A1, 점 B1, 점 C1및 점 D1을 연결하는 선으로 도시되는 상태로 되기 때문에, 실내 열 교환기(123 내지 125)가 동결하게 된다. 이에 의하여, 실내기(103 내지 105)가 계속 운전하는 것이 불가능하게 된다. 이러한 상태가 될 경우, 일반적으로, 실내기(103 내지 105)를 송풍 운전하는 것에 의해, 동결한 실내열 교환기(123 내지 125)를 가온하여 동결되지 않는 상태로 복귀시키는 운전을 하고 있지만, 서버 룸과 같이 큰 폐 열량이 있는 부실 (예를 들면, 도 4에서, 부실(133)을 서버 룸으로 한다)에서는, 냉방 운전 정지에 의해 실내 온도가 급격하게 상승하여, 서버용 컴퓨터 등의 운전에 지장을 초래할 우려가 있다.
본 발명은 공기 조화 장치의 압력 조정 장치, 특히, 압축기와 실외 열 교환기를 가지는 실외기와, 실내 열 교환기를 구비하는 실내기와, 실내 열 교환기와 압축기를 접속하는 가스 측 냉매 배관을 구비한 공기 조화 장치에 있어서, 실내 열 교환기의 압력을 조절하기 위한 압력 조정 장치 및 압력 조정 장치를 구비한 공기 조화 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 공기 조화 장치의 냉매 회로의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 공기 조화 장치의 압력 조정 장치의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 공기 조화 장치의 냉동 사이클의 상태를 도시하는 몰리에르선도이다.
도 4는 종래의 공기 조화 장치의 냉매 회로의 개략도이다.
도 5는 종래의 공기 조화 장치의 냉동 사이클의 상태를 도시하는 몰리에르선도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예의 공기 조화 장치의 냉매 회로의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 공기 조화 장치에서의 냉난방 동시 운전시의 냉매의 흐름을 설명하는 도이다.
본 발명의 목적은, 압축기와 실외 열 교환기를 가지는 실외기와, 실내 열 교환기를 가지는 실내기와, 실내 열 교환기와 압축기를 접속하는 가스측 냉매 배관을 구비한 공기 조화 장치에 있어서, 외부 기온이 낮은 경우에도 실내 열 교환기의 동결을 방지하여 냉방 운전을 계속할 수 있도록 하는데 있다.
청구항 1에 기재된 공기 조화 장치의 압력 조정 장치는, 압축기와 실외 열 교환기를 가지는 실외기와, 실내 열 교환기를 가지는 실내기와, 실내 열 교환기와 압축기를 접속하는 가스측 냉매 배관을 구비한 공기 조화 장치에 있어서, 실내 열 교환기에서의 압력을 조절하기 위한 압력 조정 장치에 있어서, 압력 검출 수단, 전동 팽창 밸브, 개도 조정 수단을 구비하고 있다. 압력 검출 수단은 실내 열 교환기에서의 냉매의 압력치를 검출한다. 전동 팽창 밸브는 가스측 냉매 배관에 배치되어 있다. 개도 조정 수단은 압력 검출 수단으로 검출된 냉매의 압력치에 기초하여, 냉매의 압력치가 소정의 설정 압력치로 되도록 전동 팽창 밸브의 개도 조정을 행한다.
이 공기 조화 장치의 압력 조정 장치에서는, 실내 열 교환기에서의 냉매의 압력을 전동 팽창 밸브의 개도 조정에 의하여, 소정의 설정 압력으로 조정할 수 있다. 이 때문에, 실내 열 교환기에서의 냉매 압력을 전동 팽창 밸브로부터 압축기까지 사이의 가스측 냉매 배관의 냉매 압력보다 높은 압력으로 조정할 수 있도록 되어 있다.
이것에 의하여, 외부 기온이 낮은 경우에도, 가스측 냉매 배관의 전동 팽창 밸브의 하류측에서의 냉매 압력을 낮게 하여 냉매 가스의 액화를 방지하면서, 실내 열 교환기에서의 냉매 압력을 실내 열 교환기가 동결하지 않는 냉매의 증발 온도가 되도록 조정하여 실내 열 교환기의 동결을 막고, 냉방 운전을 계속하게 할 수 있다.
청구항 2에 기재된 공기 조화 장치의 압력 조정 장치는, 청구항 1에 있어서, 개도 조정 수단은 냉매 회로에 체류한 윤활유를 압축기로 회수하는 유(油) 회수 운전시에, 유 회수 운전시에 적합한 개도치를 전동 팽창 밸브에 부여하는 것이 가능하다.
이 공기 조화 장치의 압력 조정 장치에서는, 개도 조정 수단이 전동 팽창 밸브에 대해서 실내 열 교환기의 냉매 압력을 조정하기 위한 개도를 부여할 뿐만 아니라, 나아가 유 회수 운전시에, 그것에 적합한 개도를 부여하는 것이 가능하기 때문에, 종래의 공기 조화 장치의 유 회수 운전과 같은 유 회수 운전을 행하는 것이 가능하게 된다.
청구항 3에 기재된 공기 조화 장치의 압력 조정 장치는, 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 전동 팽창 밸브는 가스측 냉매 배관의 실내측에 설치되어 있다.
전동 팽창 밸브가 가스측 냉매 배관의 실외측에 배치되어 있는 경우, 가스측냉매 배관의 전동 팽창 밸브의 상류측 부분에 있어서 외기에 의하여 냉각되어 냉매가 일부 액화한다. 그리고, 일부 액화된 냉매는 전동 팽창 밸브에서 감압되어, 일부 액화하고 있던 냉매가 재증발한 후에 압축기로 흡입된다. 이 때문에, 가스측 냉매 배관의 배관 형상이나 배관 루트의 영향에 의하여 액류(液溜)가 생기기 쉬운 부분이 있으면, 액화한 냉매 및 윤활유 가스측 냉매 배관의 전동 팽창 밸브의 상류측 부분에 괴어, 압축기에서 윤활유 부족이나 냉매 가스량 부족이 발생할 우려가 있다.
그러나, 이 공기 조화 장치의 압력 조정 장치에서는, 전동 팽창 밸브가 실내측에 배치되어 있기 때문에, 전동 팽창 밸브가 실외측에 배치되는 경우와는 달리, 가스측 냉매 배관에서의 일시적인 냉매의 액화를 막을 수 있다. 이것에 의하여, 압축기에서의 유 부족이나 냉매 가스량 부족이 발생하지 않고, 압축기 보호에 대한 신뢰성이 향상된다.
청구항 4에 기재된 공기 조화 장치의 압력 조정 장치는, 청구항 1 또는 청구항2에 있어서, 전동 팽창 밸브, 압력 검출 수단 및 개도 조정 수단은 일체의 유닛을 구성하고 있다.
이 공기 조화 장치의 압력 조정 장치는, 일체의 유닛이기 때문에, 예를 들면, 기설(旣設)의 공기 조화 장치에서의 실내 열 교환기의 동결을 방지하고자 하는 경우에, 가스측 냉매 배관에 용이하게 설치할 수 있다.
청구항 5에 기재된 공기 조화 장치는, 실외기와, 복수의 실내기와, 가스측 냉매 배관과 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 압력 조정 장치를 구비하고 있다.실외기는 압축기와 실외 열 교환기를 가진다. 실내기는 실내 열 교환기를 가진다. 가스측 냉매 배관은 각 실내기의 실내 열 교환기에 접속된 가스측 분기 배관과, 복수의 가스측 분기 배관이 합류하여 압축기에 접속된 가스측 합류 배관을 가진다. 압력 조정 장치는 복수의 가스측 분기 배관의 일부에 접속되어 있다.
이 공기 조화 장치에서는, 복수 대의 실내기 일부, 즉, 한 대 이상 전부 미만의 실내기에 압력 조정 장치를 설치하고 있다. 이것에 의하여, 압력 조정 장치를 설치한 실내기에 대해서는, 외부 기온이 낮은 경우라도 냉방 운전을 계속할 수 있다. 예를 들면, 오피스 등에서, 서버 룸과 같은 열부하가 큰 방을 칸막이 등에 의하여 설치하는 경우, 이 열부하가 큰 방에 설치된 실내기에만 압력 조정 장치를 설치하는 것으로, 외부 기온이 낮은 경우라도, 가스측 냉매 배관의 전동 팽창 밸브의 하류측 및 가스측 합류 배관에서의 냉매 가스의 액화를 막으면서, 실내기의 동결 방지를 막고, 냉방 운전을 계속하게 하는 것이 가능하게 된다.
청구항 6에 기재된 공기 조화 장치는, 청구항 5에 있어서, 압력 조정 장치가 접속되어 있지 않은 타 가스측 분기 배관에 대응하는 실내기는, 냉방 운전 및 난방 운전이 전환 가능해지도록 실외기에 접속되어 있다. 실외기는 복수의 실내기의 냉방 운전 및 난방 운전의 합계 운전 부하에 따라서 운전 용량을 조절하는 것이 가능하다.
이 공기 조화 장치는 냉방 운전 및 난방 운전이 전환 가능해지도록 실외기에 접속된 실내기를 가짐과 함께, 복수의 실내기의 냉방 운전 및 난방 운전의 합계 운전 부하에 따라 운전 용량의 조절이 가능한 실외기를 구비한, 이른바, 냉난방 동시운전이 가능한 형의 공기 조화 장치이다. 이러한 냉난방 동시형 공기 조화 장치에 있어서는, 동계의 외부 기온이 낮은 경우에, 서버 룸과 같은 열부하가 큰 방을 제외하고는, 기본적으로 난방 운전을 행한다. 즉, 서버 룸 등의 열부하가 큰 방에 설치된 실내기만을 냉방 운전하게 된다. 이 때문에, 냉방 운전을 행하고 있는 실내기로부터 가스측 냉매 배관을 경유하여 실외기로 돌아오게 되어, 냉방 운전을 행하는 실내기의 실내 열 교환기가 동결할 우려가 있다.
그러나, 이러한 공기 조화 장치에 있어서도, 열부하가 큰 방에 설치되어 냉방 전용으로 사용하는 실내기에 압력 조절 장치를 설치하고 있기 때문에, 외부 기온이 낮은 경우라도, 가스측 냉매 배관의 전동 팽창 밸브의 하류측 및 가스측 합류 배관에서의 냉매 가스의 액화를 방지하면서, 실내기의 동결 방지를 막아, 냉방 운전을 계속하게 하는 것이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다.
［제1 실시예］
(1) 공기 조화 장치의 구성
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 조화 장치(1)의 냉매 회로의 개략도이다. 공기 조화 장치(1)는 주로, 한 대의 공랭식의 실외기(2)와, 그것에 병렬로 접속된 복수 대(본 실시예에서는 3대)의 실내기(3 내지 5)를 구비하고 있고, 예를 들면, 오피스 등의 공기 조화에 사용되는 것이다. 여기서, 실내기(3 내지 5) 중, 실내기(3)가 설치되는 부실(33)은 서버용 컴퓨터 등이 배치된 서버 룸이다. 이 때문에, 부실(33)은 타 실내기(4, 5)가 설치되는 부실(34, 35)에 비하여 폐열량이 크게 되어 있다.
실외기(2)는 옥외에 배치되어 있고, 주로, 압축기(11)와, 실외 열 교환기(12)를 가지고 있다. 압축기(11)는 냉매 가스를 소정의 압력까지 압축하기 위한 기기이다. 실외 열 교환기(12)는 냉매 가스를 외기와 열 교환시키는 기기, 이른바, 공랭식의 열 교환기이다.
실내기(3 내지 5)는 주로, 팽창 밸브(13 내지 15)와, 실내 열 교환기(23 내지 25)를 가지고 있다. 팽창 밸브(13 내지 15)는 실외 열 교환기(12)에서 열 교환되어 응축된 냉매 액을 감압한다. 실내 열 교환기(23 내지 25)는 팽창 밸브(13 내지 15)에서 감압된 냉매에 의하여 각 실내의 공기와 열 교환시키기 위한 기기이다.
실외 열 교환기(12)와 팽창 밸브(13 내지 15)는 액측 냉매 배관(16)에 의해 접속되어 있다. 또한, 실내 열 교환기(23 내지 25)와 압축기(11)는 가스측 냉매 배관(17)에 의해 접속되어 있다. 액측 냉매 배관(16)은 실외 열 교환기(12)의 출구에 접속된 액측 합류 배관(16a)과, 액측 합류 배관(16a)과 각 팽창 밸브(13 내지 15)의 각각의 사이를 접속하는 액측 분기 배관(16b 내지 16d)을 가지고 있다. 가스측 냉매 배관(17)은 압축기(11)의 흡입측에 접속된 가스측 합류 배관(17a)과, 실내 열 교환기(23 내지 25)의 각각과 가스측 합류 배관(17a)과의 사이를 접속하는 가스측 분기 배관(17b 내지 17d)을 가지고 있다. 그리고, 가스측 분기 배관(17b)에는 압력 조정 장치(6)가 설치되어 있다. 즉, 압력 조정 장치(6)는 부실(33)에 설치된 실내기(3)에 대응하여 설치되어 있다. 압력 조정 장치(6)는 팽창 밸브(13)에 의하여 감압된 냉매의 실내 열 교환기(23)에서의 압력을 타 실내기(4, 5)의 실내 열 교환기(24, 25)보다 높은 압력으로 조정하는 기능을 가지고 있다.
(2) 공기 조화 장치의 압력 조정 장치의 구성
도 2는 공기 조화 장치(1)의 압력 조정 장치(6)의 개략 구성도이다. 압력 조정 장치(6)는 압력 검출 수단(61)과, 전동 팽창 밸브(62)와, 개도 조정 수단(63)을 구비한 일체의 유닛으로, 실내기(3)의 외부에 배치되어 있다.
압력 검출 수단(61)은 실내기(3)의 실내 열 교환기(23)에서의 냉매의 압력치를 검출하기 위한 압력계로, 검출한 냉매의 압력치를 개도 조정 수단(63)으로 전송하고 있다.
개도 조정 수단(63)은 압력 검출 수단(61)으로 검출된 냉매의 압력치에 기초하여, 냉매의 압력치를 소정의 설정 압력치로 되도록 전동 팽창 밸브(62)의 개도 조정을 행하는 이른바, 피드백 제어를 행하기 위한 제어기이다. 개도 조정 수단(63)의 설정 압력치는 변경 가능하게 되어 있다. 또한, 개도 조정 수단(63)은 가스측 냉매 배관(17) 내의 윤활유를 압축기(11)로 회수하는 유 회수 운전시에, 공기 조화 장치(1)의 주 제어부(20)로부터의 유 회수 운전 신호에 의하여, 유 회수 운전시에 적절한 개도치을 강제적으로 전동 팽창 밸브(62)에 부여하는 것이 가능하다.
전동 팽창 밸브(62)는 압력 검출 수단(61)의 하류측에 배치되어 있고, 개도 조정 수단(63)으로부터의 신호에 의하여, 자동적으로 개폐 동작을 행하는 것이 가능한 조절 밸브이다.
이상의 압력 조정 장치(6)의 구성에 의하여, 실내기(3)의 실내 열 교환기(23)에서의 압력을 타 실내기(4, 5)의 실내 열 교환기(24, 25)보다 높은 냉매 압력으로 조정하는 것이 가능하도록 되어 있다.
(3) 공기 조화 장치 및 압력 조정 장치의 동작
이하, 공기 조화 장치(1) 및 압력 조정 장치(6)의 동작에 대해서, 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한다.
① 외부 기온이 높은 경우 (동계 이외)의 동작
압축기(11)를 기동(起動)하여 공기 조화 장치(1)를 운전하면, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 냉매 가스가 압축기(11)에서 도 1 및 도 3의 점 A0의 상태로부터 소정의 압력 Pd0까지 압축된 후 (도 1 및 도 3의 점 B0참조), 실외 열 교환기(12)로 보내진다. 이 냉매 가스는 실외 열 교환기(12)에서 외기와 열 교환하는 것에 의해 응축하여 냉매 액의 상태로 변화한다 (도 1 및 도 3의 점 C0참조). 이 응축한 냉매 액은 실외 열 교환기(12)로부터 액측 냉매 배관(16)을 통해서 각 실내기(3 내지 5)의 팽창 밸브(13 내지 15)로 보내진다.
다음으로, 팽창 밸브(13 내지 15)로부터 가스측 합류 배관(17a)까지의 사이클에 대해서 설명하는데, 이전의 냉매 회로에 대해서는, 압력 조정 장치(6)가 설치된 실내기(3)와, 그 외의 실내기(4, 5) 간의 회로 구성이 다르기 때문에, 이하에 계통을 나누어 설명한다.
실내기(4, 5)의 계통에 대해서는, 냉매 액은 실외 열 교환기(12)로부터 액측 합류 배관(16a) 및 액측 분기 배관(16c, 16d)을 통해서 실내기(4, 5)의 팽창 밸브(14, 15)에 보내져, 팽창 밸브(14, 15)에 의하여 압력 Ps0까지 감압된다 (도 1 및 도 3의 점 D0참조). 이 감압된 냉매는 실내 열 교환기(24, 25)에서, 각 부실(34, 35) 내의 공기와 열 교환에 의해 증발하여 냉매 가스 상태로 변화한다 (도 1 및 도 3의 점 A0참조). 여기서, 실내 열 교환기(24, 25)에서의 냉매의 증발 온도는, 압력 Ps0에 대응하는 온도 T0로 되어 있다. 이 냉매 가스는 가스측 분기 배관(17c, 17d)을 통해서 가스측 합류 배관(17a)에 합류한다.
실내기(3)의 계통에 대해서는, 냉매 액은 실외 열 교환기(12)로부터 액측 합류 배관(16a) 및 액측 분기 배관(16b)을 통해서 실내기(3)의 팽창 밸브(13)에 보내지고, 팽창 밸브(13)에 의하여 압력 Ps0보다 고압의 압력 Ps2까지 감압된다 (도 1 및 도 3의 점 D2참조). 이 감압된 냉매는 실내 열 교환기(23)에서, 각 부실(33) 내의 공기와 열 교환하는 것에 의하여 증발하여 냉매 가스 상태로 변화한다 (도 1 및 도 3의 점 A2참조). 여기서, 실내 열 교환기(23)에서의 냉매 증발 온도는 압력 Ps2에 대응하는 온도 T2로 되어 있다. 나아가, 가스측 분기 배관(17b)에는 압력 조정 장치(6)가 설치되어 있기 때문에, 실내 열 교환기(23)에서 증발한 냉매는 압력 조정 장치(6)의 전동 팽창 밸브(62)에 의하여 타 실내 열 교환기(24, 25)와 같은 압력 Ps0까지 감압되어, 가스측 합류 배관(17a)에 합류한다. 즉, 압력 조정 장치(6)는 실내기(3)의 실내 열 교환기(23)의 증발 압력을 압력 검출 수단(61)에 의하여 검지하고, 개도 조정 수단(63)에 의하여 소정의 설정 압력치인 압력 Ps2로 되도록, 전동 팽창 밸브(62)의 개도를 조정한다.
이 후, 냉매 가스는 가스측 합류 배관(17a)을 통해서 압축기(11)로 흡입된다. 이와 같이 하여, 각 부실(33 내지 35) 내의 공기가 냉각된다.
② 외부 기온이 낮은 경우 (동계)의 동작
이 경우에 있어서도, 기본적으로는, 외부 기온이 높은 경우와 같은 운전이 행해진다. 이하, 외부 기온이 높은 경우와의 차이에 대해서 설명한다.
외부 기온이 낮아지면, 냉매 가스의 온도보다 외부 기온 쪽이 낮아지고 냉매 가스가 실내 열 교환기(23 내지 25)의 출구로부터 냉매 가스 배관(17)을 유통하여 압축기(11)의 흡입으로 돌아오기까지, 냉매 가스가 냉각되어 냉매 가스 배관(17) 내에서 액화되기 쉬워진다. 이것을 방지하기 위해서, 압축기(11)의 흡입 압력은 외부 기온이 높은 경우 (압력 Ps0)에 비해 낮게 되도록 압력 Ps3로 설정되어 있다.
즉, 공기 조화 장치(1)는 전체적으로 낮은 냉매 온도에서 운전되기 때문에, 공기 조화 장치(1)의 실내기(4, 5)는, 도 3의 점 A1, B1, C1및 D1을 연결하는 일점 쇄선으로 도시되는 냉동 사이클에 의하여 운전하게 되고, 실내기(3)는 도 3의 점 A1, B1, C1, D2, A2및 A1을 연결하는 선으로 도시되는 냉동 사이클에 의하여 운전하게 된다.
여기서, 실내기(4, 5)에 대해서는, 압축기(11)의 흡입 압력이 압력 Ps0에서 압력 Ps3로 낮아지기 때문에, 실내 열 교환기(24, 25)에 있어서의 냉매의 증발 온도는, 실내 열 교환기(24, 25)가 동결할 우려가 있는 온도 T1까지 저하된다. 이 때문에, 부실(34, 35)의 실내 열 교환기(24, 25)가 동결할 경우, 일단, 팽창 밸브(14, 15)를 폐지(閉止)하고 실내기(4, 5)를 송풍 운전하여, 실내 열 교환기(24, 25)를 동결 상태에서 정상적인 상태로 돌리는 운전하게 되며, 일시적으로, 부실(34, 35)내의 실온이 상승할 우려가 있다. 그러나, 부실(34, 35)의 열부하는 부실(33)의 열부하에 비해 작기 때문에, 큰 문제는 되지 않는다.
한편, 실내기(3)에 대해서는, 부실(33)의 열부하가 크고, 서버용 컴퓨터의 운전 상태를 정상적으로 유지하기 위해서, 실내 열 교환기(23)의 동결은 허용되지 않는다. 이 때문에, 실내 열 교환기(23)의 하류에 설치된 압력 조정 장치(6)에 의해, 실내 열 교환기(23)의 냉매 압력 Ps2는, 실내 열 교환기(23)의 동결이 생기지 않는 증발 온도 T2(예를 들면, 외부 기온이 높은 경우와 동일한 정도의 온도)로 되도록 조절되어 있다.
③ 유 회수 운전시의 동작
공기 조화 장치(1)의 부분 부하 운전시 등에 있어서, 주로, 가스측 냉매 배관(17) 중에, 압축기(11)의 윤활유가 체류(滯留)한다. 이 때, 압축기(11)를 운전하는 것과 함께, 각 실내 열 교환기(23 내지 25)의 상류측의 팽창 밸브(13 내지 15)를 전개(全開)로 하여, 냉매 회로 내에 체류한 윤활유를 압축기(11)의 흡입측으로 향해서 흘러가게 하는 운전을 행하지만, 이 때, 공기 조화 장치(1)의 주 제어부(20)로부터의 유 회수 운전의 개시 지령에 의해, 압력 조정 장치(6)의 전동 팽창 밸브(62)도 전개로 할 수 있기 때문에, 실내기(4, 5)와 같이, 실내기(3)의 냉매 배관 계통의 윤활유가 회수된다.
(4) 공기 조화 장치의 압력 조정 장치 및 그것을 구비한 공기 조화 장치의 특징
본 실시예의 공기 조화 장치의 압력 조정 수단 및 그것을 구비한 공기 조화 장치에는, 이하와 같은 특징이 있다.
① 실내 열 교환기의 동결 방지
본 실시예의 압력 조정 장치(6)에서는, 실내 열 교환기(23)에서의 냉매의 압력을 전동 팽창 밸브(62)의 개도 조정에 의하여, 소정의 설정 압력으로 조정할 수 있다. 이 때문에, 실내 열 교환기(23)에서의 냉매 압력을 전동 팽창 밸브(62)로부터 압축기(11)까지의 사이의 가스측 냉매 배관(17)의 냉매 압력보다 높은 압력으로 조정할 수 있도록 되어 있다. 이것에 의하여, 도 3에 도시하는 바와 같이, 외부 기온이 낮은 경우에도, 가스측 냉매 배관(17)의 전동 팽창 밸브(62)의 하류측의 냉매 가스의 액화를 막으면서, 실내 열 교환기(23)가 동결하지 않는 냉매의 증발 온도 T2로 되도록 실내 열 교환기(23)에 있어서의 냉매 압력을 압력 Ps3보다 높은 압력 Ps2로 조정할 수 있다. 이것에 의하여, 실내 열 교환기(23)의 동결을 막고, 냉방 운전을 계속하게 할 수 있다.
또한, 실내 열 교환기(23)의 냉매 압력 Ps2는, 압력 조정 장치(6)의 개도 조정 수단(63)의 설정 압력치를 변경하는 것만으로 용이하게 조정할 수 있다.
나아가 복수의 실내기(3 내지 5)를 구비한 공기 조화 장치(1)에 있어서, 열부하가 높은 실내기(3)만으로 이러한 압력 조정 장치(6)를 설치하는 것에 의하여, 실내기(3)가 설치된 부실(33)에 대해서는, 외부 기온이 낮은 경우 하더라도 냉방 운전을 계속할 수 있다.
② 유 회수 운전
본 실시예의 압력 조정 장치(6)에서는, 전동 팽창 밸브(62)가 전동이기 때문에, 공기 조화 장치(1)의 주 제어부(20)의 지령으로 연동시키는 것이 용이하다. 이 때문에, 개도 조정 수단(63)이 전동 팽창 밸브(62)에 대해서 실내 열 교환기(23)의 냉매 압력을 조정하기 위한 개도를 부여할 뿐만 아니라, 나아가 유 회수 운전시, 이에 적합한 개도를 주는 것이 가능하다. 따라서, 종래의 공기 조화 장치의 유 회수 운전과 같은 유 회수 운전을 하는 것이 가능하다.
③ 압축기 보호에 대한 신뢰성 향상
예를 들면, 전동 팽창 밸브(62)가 가스측 냉매 배관(17)의 실외측에 배치되어 있는 경우, 가스측 냉매 배관(17)의 전동 팽창 밸브(62)의 상류측의 부분에 있어서 외기에 의하여 냉각되어 냉매가 일부 액화한다. 그리고, 일부 액화된 냉매는, 전동 팽창 밸브(62)에서 감압되어, 일부 액화하고 있던 냉매가 재증발한 후 압축기(11)로 흡입된다. 이 때문에, 가스측 냉매 배관(17)의 배관 형상이나 배관 루트의 영향에 의해 액류가 괴기 쉬운 부분이 있으면, 액화한 냉매 및 유가 가스측 냉매 배관(17)의 전동 팽창 밸브(62)의 상류측의 부분에 모여, 압축기(11)에 유 부족이나 냉매 가스량 부족이 생길 우려가 있다.
그러나, 본 실시예의 압력 조정 장치(6)에서는, 전동 팽창 밸브(62)가 실내측에 배치되어 있기 때문에, 전동 팽창 밸브(62)가 실외측에 배치되는 경우와 달리, 가스측 냉매 배관(17)에 있어서의 일시적인 냉매의 액화를 막을 수 있다. 이것에 의해, 압축기(11)의 유 부족이나 냉매 가스량 부족이 생기지 않고, 압축기 보호에 대한 신뢰성이 향상된다.
③ 유닛화
본 실시예의 압력 조정 장치(6)는, 전동 팽창 밸브(62)와 압력 검출 수단(61)과 개도 조정 수단(63)이 일체로 된 유닛이기 때문에, 예를 들면, 기설의 공기 조화 장치에 있어서, 실내 열 교환기의 동결을 막고자 하는 경우, 가스측 냉매 배관에 용이하게 설치할 수 있다.
［제2 실시예］
상기 실시예에서는, 냉방 전용의 공기 조화 장치에 본 발명을 적용한 예를 설명하였지만, 냉난방 동시 운전형의 공기 조화 장치에 적용하여도 무방하다. 이하, 본 발명을 적용한 냉난방 동시형의 공기 조화 장치(201)를 도면에 기초하여 설명한다.
(1) 공기 조화 장치의 구성
도 6은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 조화 장치(201)의 냉매 회로의 개략도이다. 공기 조화 장치(1)는 주로, 한 대의 공랭식 실외기(202)와, 그것에 병렬로 접속된 복수 대 (본 실시예에서는 3대)의 실내기(203 내지 205)를 구비하고 있고, 예를 들면, 오피스 등의 공기 조화에 사용되는 것이다. 여기서, 실내기(203 내지 205) 중에, 실내기(203)가 설치되는 부실은, 제1 실시예와 같이, 서버용 컴퓨터 등이 배치된 서버 룸이다. 이 때문에, 이 서버 룸은 타 실내기(204, 205)가 설치되는 부실에 비하여 폐열량이 크고, 상시 냉방 운전을 할 필요가 있다. 또한, 실내기(204, 205)에 대해서는, 실내기(203)를 냉방 운전하면서, 냉방 운전 및 난방 운전의 전환이 가능하도록, 실외기(202)로 접속되어 있다. 실외기(202)는 실내기(203 내지 205)의 냉방 운전 및 난방 운전의 합계 운전 부하에 따라, 운전용량을 조절하는 것이 가능한 구성을 가지고 있다.
① 실외기
실외기(202)는 옥외에 배치되어 있고, 주로, 압축기(211)와 실외 주 열 교환기(212a), 4로 전환 밸브(213), 실외측 팽창 밸브(214), 실외 보조 열 교환기(212b), 실외측 전자 밸브(216), 액측 폐쇄 벨브(217), 제1 가스측 폐쇄 벨브(218) 및 제2 가스측 폐쇄 벨브(219)를 가지고 있고, 이러한 기기나 벨브가 냉매 배관에 의하여 접속되어 있다.
실외 주 열 교환기(212a)는 외기를 열원으로써 냉매를 증발 및 응축시키기 위한 열 교환기이고, 실외 보조 열교환기(212b)와 함께 실외 열교환기(212)를 구성하고 있다. 실외 주 열 교환기(212a)의 가스측은, 4로 전환 밸브(213)로 접속되어 있다. 실외 주 열 교환기(212a)의 액측은 액측 폐쇄 벨브(217)로 접속되어 있다. 실외 주 열 교환기(212a)의 액측과 액측 폐쇄 벨브(217)와의 사이에는, 실외측 팽창 밸브(214)가 설치되어 있다. 실외측 팽창 밸브(214)는 전동 팽창 밸브로, 실외 주 열 교환기(212a)를 흐르는 냉매량을 조정할 수 있도록 되어 있다.
4로 전환 밸브(213)는 실외 주 열 교환기(212a)를 증발기 또는 응축기로서 기능하게 하기 위한 전환 밸브이다. 4로 전환 밸브(213)는 실외 주 열 교환기 (212a)의 가스측과, 압축기(211)의 흡입측과, 압축기(211)의 토출측과, 제1 가스측 폐쇄 벨브(218)가 접속되어 있다. 그리고, 실외 주 열 교환기(212a)를 응축기로서 기능하게 할 때에는, 압축기(211)의 토출측과 실외 주 열 교환기(212a)의 가스측을 접속함과 함께, 압축기(211)의 흡입측과 제1 가스측 폐쇄 벨브(218)를 접속할 수있다. 반대로, 실외 주 열 교환기(212a)를 증발기로서 기능하게 할 때에는, 실외 주 열 교환기(212a)의 가스측과 압축기(211)의 흡입측을 접속함과 함께, 압축기(211)의 토출측과 제1 가스측 폐쇄 벨브(218)를 접속할 수 있다.
실외 보조 열 교환기(212b)는 실외 주 열 교환기(212a)에 병렬로 접속된 외기를 열원으로써 냉매를 응축시키기 위한 열 교환기이다. 실외 보조 열 교환기(212b)의 액측에는, 보조 전자 밸브(216)가 설치되고 있고, 필요에 따라서 개폐 가능하게 되어 있다. 이것에 의하여, 실외 열 교환기(212) 전체로서의 냉매의 증발량을 조절하는 것이 가능하게 되어 있다.
② 실내기
실내기(203 내지 205)는 주로, 실내측 팽창 밸브(223 내지 225)와 실내 열 교환기(233 내지 235)를 각각 가지고 있고, 이러한 기기나 벨브가 냉매 배관에 의해 접속되어 있다. 실내측 팽창 밸브(223 내지 225)는 냉방 운전시에 있어서, 액 냉매를 감압하기 위한 전동 팽창 밸브이다. 실내 열 교환기(233 내지 235)는 난방 운전시에는 냉매의 응축기로서 기능하고, 냉방 운전시에는 냉매의 증발기로서 기능하는 열 교환기이다.
③ 냉매 배관
본 실시예에 있어서, 실외기(202)에는 액측 냉매 배관(251)과, 제1 가스측 냉매 배관(252)과, 제2 가스측 냉매 배관(253)이 접속되어 있다.
액측 냉매 배관(251)은 실외기(202)의 액측 폐쇄 벨브(217)와 실내기(203 내지 205)를 접속하는 배관으로, 각 실내기(203 내지 205)에 대응하는 액측 분기 배관(251b 내지 251d)과, 액측 분기 배관(251b 내지 251d)이 합류하여 액측 폐쇄 벨브(217)로 접속되는 액측 합류 배관(251a)을 가지고 있다. 액측 분기 배관(251b)은 실내기(203)의 실내측 팽창 밸브(223)에 접속되어 있다. 액측 분기 배관(251c)은 액측 합류 배관(251a)과의 분기부로부터 후술하는 냉난방 전환 장치(207)를 통하여, 실내기(204)의 실내측 팽창 밸브(224)에 접속되어 있다. 액측 분기 배관(251d)은 액측 합류 배관(251a)과의 분기부로부터 후술하는 냉난방 전환 장치(208)를 통하여, 실내기(205)의 실내측 팽창 밸브(225)에 접속되어 있다.
제1 가스측 냉매 배관(252)은 실외기(202)의 제1 가스측 폐쇄 벨브(218)와 실내기(203)를 제외한 실내기(204, 205)를 접속하는 배관으로, 각 실내기(204, 205)에 대응하는 제1 가스측 분기 배관(252c, 252d)과 제1 가스측 분기 배관(252c, 252d)이 합류하여 제1 가스측 폐쇄 벨브(218)에 접속되는 제1 가스측 합류 배관(252a)을 가지고 있다. 제1 가스측 분기 배관(252c)은 제1 가스측 합류 배관(252a)과의 분기부로부터 냉난방 전환 장치(207)를 통하여, 실내기(204)의 실내 열 교환기(234)에 접속되어 있다. 제1 가스측 분기 배관(252d)은 제1 가스측 합류 배관(252a)과의 분기부로부터 냉난방 전환 장치(208)를 통하여, 실내기(205)의 실내 열 교환기(235)에 접속되어 있다.
제2 가스측 냉매 배관(253)은 실외기(202)의 제2 가스측 폐쇄 벨브(219)와 실내기(203 내지 205)를 접속하는 배관으로, 각 실내기(203 내지 205)에 대응하는 제2 가스측 분기 배관(253b 내지 253d)과, 제2 가스측 분기 배관(253b 내지 253d)이 합류하여 제2 가스측 폐쇄 벨브(219)에 접속되는 제2 가스측 합류 배관(253a)을가지고 있다. 제2 가스측 분기 배관(253b)은 제2 가스측 합류 배관(253a)과의 분기부로부터 후술하는 압력 조정 장치 (206)를 통해서, 실내기(203)의 실내 열 교환기(233)에 접속되어 있다. 제2 가스측 분기 배관(253c)은 제2 가스측 합류 배관(253a)과의 분기부로부터 냉난방 전환 장치(207)를 통하여, 실내기(204)의 실내 열 교환기(234)에 접속되어 있다. 제2 가스측 분기 배관(253d)은 제2 가스측 합류 배관(253a)과의 분기부로부터 냉난방 전환 장치(208)를 통하여, 실내기(205)의 실내 열 교환기(235)에 접속되어 있다.
⑤ 냉난방 전환 장치
냉난방 전환 장치(207, 208)는 주로, 과냉각 열 교환기(241, 242)와, 저압 가스 냉매 반환 밸브(243, 244)와, 고압 가스 냉매 공급 밸브(245, 246)를 각각 구비하고 있다.
냉난방 전환 장치(207, 208)는 실내기(204, 205)가 냉방 운전을 행할 때, 냉매 액을 액측 냉매 배관(251)의 각 액측 분기 배관(251c, 251d) 및 과냉각 열 교환기(241, 242)를 통하여, 실외기(202)로부터 실내기(204, 205)로 공급하는 것이 가능하다. 그리고, 냉난방 전환 장치(207, 208)는 실내기(204, 205)의 실내 열 교환기(234, 235)에서 증발된 냉매를 저압 가스 냉매 반환 밸브(243, 244)를 통하여, 제2 가스측 냉매 배관(253)의 제2 가스측 분기 배관(253c, 253d)으로 보내는 것이 가능하다.
또한, 냉난방 전환 장치(207, 208)는 실내기(204, 205)가 난방 운전을 할 때, 냉매 가스를 제1 가스측 냉매 배관(252)의 각 제1 가스측 분기 배관(252c,252d) 및 고압 가스 냉매 공급 밸브(245, 246)를 통하여, 실외기(202)로부터 실내기(204, 205)로 공급하는 것이 가능하다. 그리고, 냉난방 전환 장치(207, 208)는 실내기(204, 205)의 실내 열 교환기(234, 235)에서 응축된 냉매를 과냉각 열 교환기(241, 242)를 통하여, 액측 냉매 배관(251)의 액측 분기 배관(251c, 251d)로 보내는 것이 가능하다.
과냉각 열 교환기(241, 242)는 실외기(202)로부터 실내기(204, 205)로 공급되는 냉매 액을 과냉각하기 위한 열 교환기이다. 구체적으로는, 냉난방 전환 장치(207, 208)는 냉방 운전시에, 액측 분기 배관(251c, 251d)으로부터 냉난방 전환 장치(207, 208)로 공급된 냉매 액의 일부를 감압하기 위한 과냉각 밸브(247, 248) 및 캐필러리(Capillary)(249, 250)를 가지고 있다. 과냉각 열 교환기(241, 242)는 이 감압된 냉매를 냉각원으로 하여, 실내기(204, 205)로 향하는 냉매 액을 냉각하여, 과냉각 상태로 한다. 한편, 냉각원으로서 사용된 냉매는 과냉각 열 교환기(241, 242)에서 증발된 후, 저압 가스 냉매 반환 밸브 (243, 244)의 하류측에 돌려보내져, 실내기(204, 205)에서 증발된 냉매와 합류하게 되어 있다.
또한, 실내기(203)는 실내기(204, 205)와는 달리, 냉난방 전환 장치(207, 208)가 접속되어 있지 않고, 압력 조정 장치(206)가 접속된 냉방 운전 전용기이다. 이 때문에, 공기 조화 장치(201)는, 예를 들면, 서버 룸에 설치된 실내기(203)를 냉방 운전하면서 실내기(204, 205)를 난방 운전하거나, 실내기(203) 및 실내기(204)를 냉방 운전하면서 실내기(205)를 난방 운전하는 등의 냉난방 동시 운전이 가능한 구성으로 되어 있다.
(2) 공기 조화 장치의 동작
다음으로, 외부 기온이 낮은(동계) 경우의 본 실시예의 공기 조화 장치(201)의 동작에 대해서, 도 7을 이용하여 설명한다. 여기에서는, 외부 기온이 낮은(동계) 경우에 있어서, 공기 조화 장치(201)의 실내기(203)가 서버 룸의 실내 공기를 냉각하기 위한 냉방 운전을 행하고 있고, 실내기(204, 205)가 난방 운전을 하고 있는 것이다.
이러한 냉난방 운전이 혼재한 운전 모드에서는, 공기 조화 장치(201)의 냉매 회로가 도 7에 도시하는 바와 같이 구성된다 (냉매의 흐름은 화살표로 도시).
실외기(202)는 난방 운전의 운전 부하가 냉방 운전의 운전 부하보다 큰 경우에는, 4로 전환 밸브(213)를 난방측 (도 7의 파선 참조)으로 전환하여 실외 주 열교환기(212a)를 증발기로서 작동하게 함과 동시에, 난방 운전 부하에 따라, 실외측 전자 밸브(216)를 여는 것에 의하여 실외 보조 열 교환기(212b)를 응축기로서 작동하게 하는 것이 가능하다.
우선, 압축기(211)에 의하여 압축된 냉매 가스는 실외 보조 열 교환기(212b)에 도입되는 일부를 제외하고, 4로 전환 밸브(213), 제1 가스측 폐쇄 밸브(218) 및 제1 가스측 냉매 배관(252)을 통하여 실내기(204, 205)로 보내진다.
실내기(204, 205)로 보내진 냉매 가스는, 냉난방 전환 장치(207, 208)의 고압 가스 냉매 공급 밸브(245, 246)를 통하여, 실내기(204, 205)의 실내 열 교환기(234, 235)로 도입되어, 그 자신이 응축되는 것과 함께, 실내 공기를 가열한다. 그 후, 응축된 냉매는 실내측 팽창 밸브(224, 225) 및 냉난방 전환 장치(207,208)의 과냉각 열 교환기(241, 242)를 통하여, 액측 냉매 배관(251)으로 보내진다. 그리고, 이 응축된 냉매는 실내기(203)의 냉방 운전을 위해서 액측 분기 배관(251b)에 보내지는 일부의 냉매를 제외하고, 액측 합류 배관(251a)을 통하여 실외기(202)로 돌려보내진다.
한편, 압축기(211)에 의하여 압축된 냉매 가스의 일부는, 실외 보조 열 교환기(212b)에 도입되어 응축된다. 이 응축된 냉매는 상기의 실내기(204, 205)로부터 액측 냉매 배관(251)을 통하여 돌아오는 냉매와 혼합되어 실외측 팽창 밸브(214)에서 감압된 후, 실외 주 열 교환기(212a)에 도입되어 증발된다. 그리고, 증발된 냉매는, 4로 전환 밸브(213)를 통하여 압축기(211)로 다시 흡입된다. 즉, 실외기(202)로부터 제1 가스측 냉매 배관(252)을 통하여 실내기(204, 205)로 공급되는 냉매 가스의 유량은, 실외 보조 열 교환기(212b)에 의한 냉매의 응축과 실외측 팽창 밸브(214)에 의한 유량 조절에 의하여 조절되고 있다.
또한, 실내기(204, 205)에 있어서 응축된 냉매의 일부는, 액 냉매 분기 배관(251b)을 통하여 실내기(203)로 도입된다. 그리고, 도입된 냉매는 실내측 팽창 밸브(223)로 감압된 후, 실내 열 교환기(233)에서 증발되는 것과 함과 서버 룸 내의 실내 공기를 냉각하여, 압력 조정 장치(206)로 보내진다. 이 때, 압력 조정 장치(206)는 제1 실시예와 같이, 실내 열 교환기(233)에 있어서의 냉매 압력 (도 3의 Ps2에 상당)을 실내 열 교환기(233)의 동결이 생기지 않는 증발 온도 (도 3의 T2에 상당)로 되도록 조정하게 되어 있다. 그리고, 압력 조절 장치(206)에 의하여감압된 냉매는 제2 가스 냉매 배관(253)을 통하여, 실외기(202)의 압축기(211)의 흡입측으로 돌려보내진다.
여기서, 실내기(204, 205)에서의 난방 운전 부하가 작은 경우가 있다. 특히, 근년의 오피스 빌딩 등에서는, 서버 룸 이외의 부실에서도, PC 등의 OA 기기로부터의 폐열이 크기 때문에, 동계의 외부 기온이 낮은 경우에도, 난방 운전 부하가 작아지는 경우가 생긴다. 이러한 경우, 실내기(204, 205)로부터 액측 냉매 배관(251)을 통해서 실외기(202)로 돌려보내지는 냉매 가스의 유량이 적게 되어, 실내기(203)로부터 제2 가스측 냉매 배관(253)을 통해서 실외기(202)로 돌려보내지는 냉매 가스의 유량이 상대적으로 많아진다.
이 때, 압력 조정 장치(206)가 설치되어 있지 않으면, 실내 열 교환기(233)내의 냉매 압력이 지나치게 낮아, 실내 열 교환기(233)가 동결할 우려가 높아진다. 또한, 실내 열 교환기(233)가 동결하지 않는 냉매 압력으로서 운전하는 경우에는, 실내기(203)로부터 제2 가스측 냉매 배관(253)을 통해서 실외기(202)로 돌려보내지는 냉매 가스의 영향이 커지기 때문에, 압축기(211)의 흡입측에서 냉매 가스가 액화하여 버리는 경우가 있을 수 있다. 그러나, 상기와 같이, 압력 조정 장치(206)가 설치되어 있기 때문에, 외부 기온이 낮은 경우라도, 제2 가스측 냉매 배관(253)에서의 냉매 가스의 액화를 방지하면서, 실내기(203)의 실내 열 교환기(233)가 동결을 방지하여 냉방 운전을 계속하게 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명을 냉난방 동시 운전 가능한 공기 조화 장치(201)에 적용하여도, 제1 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있어, 외부 기온이 낮은 경우라도,냉난방 동시 운전을 하면서, 서버 룸 등의 열부하가 큰 방의 냉방 운전을 계속하는 것이 가능하다.
［다른 실시예］
이상, 본 발명의 실시예에 대해서 도면에 기초하여 설명하였지만, 구체적인 구성은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니라, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 변경 가능하다.
(1) 상기 실시예는 냉방 전용 또는 냉난방 동시형의 공기 조화 장치였지만, 냉난방 전환형의 공기 조화 장치여도 무방하다.
(2) 부실의 수 등은 상기 실시예에 한정되지 않는다.
(3) 제1 실시예에서는, 동계 이외의 경우에 있어서도, 압력 조정 장치를 작동시켜 실내 열 교환기의 냉매 압력을 타 실내 열 교환기의 냉매 압력보다 높여 운전하고 있지만, 동계 이외의 경우에는 전동 팽창 밸브의 개도를 전개로 하여 타 실내 열 교환기의 냉매 압력과 같게 운전하고, 동계의 경우에만 압력 조정 장치를 작동시켜도 무방하다.
(4) 제2 실시예에서는, 냉난방 동시형의 공기 조화 장치를 구성하는 실내기의 하나가 냉난방 전환 장치를 접속하지 않은 냉방 전용기였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 모든 실내기에 냉난방 전환 장치가 접속된 냉난방 동시형의 공기 조화 장치에 있어서, 압력 조정 장치를 서버 룸 등의 냉방 운전에 사용하는 실내기의 냉난방 전환 장치에 직렬로 설치한 구성이어도 무방하다.
본 발명을 이용하면, 실내 열 교환기에서의 냉매 압력을 전동 팽창 밸브에서 압축기까지 사이의 가스측 냉매 배관의 냉매 압력보다 높은 압력으로 조정할 수 있기 때문에, 외부 기온이 낮은 경우라도, 가스측 냉매 배관의 전동 팽창 밸브의 하류측에서의 냉매 압력을 낮게 하여 냉매 가스의 액화를 방지하면서, 실내 열 교환기에서의 냉매 압력을 실내 열 교환기가 동결하지 않는 냉매의 증발 온도가 되도록 조정하여 실내 열 교환기의 동결을 방지하고, 냉방 운전을 계속하게 할 수 있다.

Claims (6)

  1. 압축기(11, 211)와 실외 열 교환기(12, 212)를 가지는 실외기(2, 202)와, 실내 열 교환기(23, 233)를 가지는 실내기(3, 203)와, 상기 실내 열 교환기(23, 233)와 상기 압축기(11, 211)를 접속하는 가스측 냉매 배관(17, 253)을 구비한 공기 조화 장치(1, 201)에 있어서, 상기 실내 열 교환기(23, 233)에서의 압력을 조절하기 위한 압력 조정 장치(6, 206)에 있어서,
    상기 실내 열 교환기(23, 233)에서의 냉매의 압력치를 검출하기 위한 압력 검출 수단(61, 261)과,
    상기 가스측 냉매 배관(17, 253)에 설치된 전동 팽창 밸브(62, 262)와,
    상기 압력 검출 수단(61, 261)으로 검출된 냉매의 압력치에 기초하여, 상기 냉매의 압력치가 소정의 설정 압력치로 되도록 상기 전동 팽창 밸브(62, 262)의 개도(開度) 조정을 행하는 개도 조정 수단(63, 263)
    을 구비한 공기 조화 장치의 압력 조정 장치(6, 206).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개도 조정 수단(63, 263)은, 냉매 회로에 체류한 윤활유를 상기 압축기(11, 211)로 회수하는 유(油) 회수 운전시에, 유 회수 운전시에 적합한 개도치를 상기 전동 팽창 밸브(62, 262)에 부여하는 것이 가능한 공기 조화 장치의 압력 조정 장치(6, 206).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전동 팽창 밸브(62, 262)는, 상기 가스측 냉매 배관(17, 253)의 실내측에 설치되어 있는 공기 조화 장치의 압력 조정 장치(6, 206).
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    상기 전동 팽창 밸브(62, 262), 상기 압력 검출 수단(61, 261) 및 상기 개도 조정 수단(63, 263)은, 일체의 유닛을 구성하고 있는 공기 조화 장치의 압력 조정 장치(6, 206).
  5. 압축기(11, 211)와 실외 열 교환기(12, 212)를 가지는 실외기(2, 202)와,
    실내 열 교환기(23 내지 25, 233 내지 235)를 가지는 복수의 실내기(3 내지 5, 203 내지 205)와,
    상기 각 실내기(3 내지 5, 203 내지 205)의 실내 열 교환기(23 내지 25, 233 내지 235)에 접속된 가스측 분기 배관(17b 내지 17d, 253b 내지 253d)과, 상기 복수의 가스측 분기 배관(17b 내지 17d, 253b 내지 253d)이 합류하여 상기 압축기(11, 211)에 접속된 가스측 합류 배관(17a, 253a)을 가지는 가스측 냉매 배관(17, 253)과,
    상기 복수의 가스측 분기 배관의 일부(17b, 253b)에 접속된 제1항 내지 제4항에 기재된 압력 조정 장치(6, 206)
    를 구비한 공기 조화 장치(1, 201).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압력 조정 장치(206)가 접속되어 있지 않은 타 가스측 분기 배관(253c, 253d)에 대응하는 실내기(204, 205)는, 냉방 운전 및 난방 운전이 전환 가능하게 되도록, 상기 실외기(202)에 접속되어 있고,
    상기 실외기(202)는, 상기 복수의 실내기(203 내지 205)의 냉방 운전 및 난방 운전의 합계 운전 부하에 따라, 운전 용량을 조절하는 것이 가능한 공기 조화 장치(201).
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