(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の室内機と、一つ以上の室外機と、前記室内機及び前記室外機を連結する高圧及び低圧配管と、内管が外管を貫通するように前記内管を前記外管に結合させて流動する冷媒相互間で熱交換させるための冷媒温度調節ユニットであって、前記内管は前記高圧配管に両端が連結され、前記外管は前記低圧配管に両端が連結され、前記高圧配管又は前記低圧配管の一方側に設置されたセンサーにより過冷程度及び／又は過熱程度を感知し、前記感知された過冷程度及び／又は過熱程度が目標値と一致するように前記外管と前記高圧配管とを連結させたバイパス流路を通じて前記高圧配管から前記外管への冷媒流入量を増減させる冷媒温度調節ユニットとを具備することを特徴とする空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項２】
前記冷媒温度調節ユニットは、前記高圧配管に両端が連結されて一定形状に曲折された前記内管と、前記低圧配管に両端が連結され前記内管の外側に延在する前記外管とを有して、前記内管及び前記外管内を流れる冷媒温度差によって熱交換される熱交換部と、前記熱交換部の一方側の前記高圧配管を流動する冷媒の過冷程度を感知するための過冷程度感知部と、前記過冷程度感知部によって感知された過冷程度値によって前記外管での熱交換量を制御する過冷程度制御部とを具備することを特徴とする請求項１に記載の空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項３】
前記過冷程度感知部は、前記熱交換部の流入及び流出側の前記高圧配管の冷媒温度をそれぞれ感知する複数の温度センサーを有することを特徴とする請求項２に記載の空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項４】
前記過冷程度感知部は、前記熱交換部の流入側の前記高圧配管の冷媒圧力を感知する圧力センサーと、前記熱交換部の吐出側の前記高圧配管の冷媒温度を感知する温度センサーとを具備することを特徴とする請求項２に記載の空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項５】
前記過冷程度感知部は、熱交換部の流出側の前記高圧配管の冷媒温度及び圧力をそれぞれ感知する温度センサー及び圧力センサーを具備することを特徴とする請求項２に記載の空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項６】
前記過冷程度制御部は、前記熱交換部の流入側の前記高圧配管から分岐して前記熱交換部の前記外管に連結されるバイパス管と、前記バイパス管に設置されバイパス管を通じて前記熱交換部の前記外管に流入させる冷媒量を調節するための電子膨脹バルブと、前記過冷程度感知部によって感知された現在の過冷程度が既に設定された目標過冷程度を追従するように前記電子膨脹バルブの開度を調節するためのマイクロコンピュータとを具備することを特徴とする請求項２に記載の空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項７】
前記マイクロコンピュータは、前記熱交換部の流入側の前記高圧配管で感知された熱交換前の温度に所定の温度を補償した温度と、前記熱交換部の流出側の前記高圧配管で感知された現在の温度との差を利用して過冷程度を計算し、計算された現在の過冷程度が既に設定された目標過冷程度を確保するように電子膨脹バルブの開度を調節することを特徴とする請求項６に記載の空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項８】
前記マイクロコンピュータは、前記熱交換部の流出側の前記高圧配管の冷媒圧力から検出される圧力飽和位置に該当する飽和温度と、前記熱交換部の流出側の前記高圧配管の現在の温度との差を利用して過冷程度を計算し、計算された前記過冷程度が目標過冷程度を確保するように前記電子膨脹バルブの開度を調節することを特徴とする請求項６に記載の空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項９】
前記冷媒温度調節ユニットは、前記高圧配管に両端が連結された前記内管及び前記低圧配管に両端が連結されて前記内管の外側に延在する前記外管を有して前記内管及び前記外管を流動する冷媒温度差によって熱交換される熱交換部と、前記熱交換部の一方側の配管の流入側及び／又は流出側に設置されて前記配管の圧力及び温度をそれぞれ感知する過冷程度及び過熱程度感知部と、前記過冷程度及び過熱程度感知部の感知結果に応じて前記高圧配管から分岐して前記熱交換部の前記外管に流入する冷媒量の制御を介して前記高圧配管の過冷程度及び前記低圧配管の過熱程度を同時に制御するための過冷程度及び過熱程度制御部とを具備することを特徴とする請求項１に記載の空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項１０】
前記過冷程度及び過熱程度制御部は、前記熱交換部の流入側の前記高圧配管から分岐して前記熱交換部の前記外管に連結されたバイパス管と、前記バイパス管の所定位置に設置された電子膨脹バルブと、前記過冷程度及び過熱程度感知部の感知結果に応じて現在の過冷程度及び過熱程度を計算し、計算された前記過冷程度及び前記過熱程度が目標過冷程度及び目標過熱程度を満足する範囲内となるように、前記電子膨脹バルブの開度を調節するマイクロコンピュータとを具備することを特徴とする請求項９に記載の空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項１１】
前記過冷程度及び過熱程度感知部は、前記高圧配管の過冷程度を感知するために前記高圧配管の圧力及び温度をそれぞれ感知するための第１温度センサー及び第１圧力センサーと、前記低圧配管の過熱程度を感知するために前記低圧配管の圧力及び温度をそれぞれ感知するための第２温度センサー及び第２圧力センサーとを具備することを特徴とする請求項１０に記載の空調機の冷媒温度制御装置。
【請求項１２】
一つ以上の室内機と一つ以上の室外機とを互いに連結する高圧配管及び低圧配管のうちの前記高圧配管に内管の両端が連結され、前記低圧配管に外管の両端が連結された熱交換部を利用して高圧冷媒及び低圧冷媒の冷媒温度差によって熱交換させる熱交換段階と、前記熱交換部の一方側の配管で過冷程度及び／又は過熱程度を感知する段階と、感知された前記過冷程度及び／又は前記過熱程度が目標値と一致するように前記外管と前記高圧配管とを連結させたバイパス流路を通じて前記高圧配管から前記外管への冷媒流入量を増減させる過冷程度及び／又は過熱程度を確保する段階とを有することを特徴とする空調機の冷媒温度制御方法。
【請求項１３】
前記熱交換部は、前記内管で高圧冷媒を流動させ、前記外管で低圧冷媒を流動させて熱交換させ、感知された前記過冷程度が目標過冷程度と一致するように前記高圧配管から分岐するバイパス管を通して前記外管に流入させる高圧冷媒量を電子膨脹バルブの開度調節により制御して過冷程度を確保することを特徴とする請求項１２に記載の空調機の冷媒温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機において、特に室内及び室外ユニットを連結する配管の所定位置での冷媒温度差によって熱交換される冷媒量を制御して、過冷程度及び／又は過熱程度を確保するようにした空調機の冷媒温度制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機は、快適な室内環境を形成するために、空気の温度、湿度、気流及び清浄度を調節する装置として、最近では複数の室内ユニットを各設置空間別に配置して設置空間毎に空気の温度等を調節するようにしたマルチ型空調機(空気調和機)が開発されている。
【０００３】
そして、ヒートポンプ装置(heat pump system)は、冷媒を正常な流路で流動させる冷凍サイクル及び冷媒を逆に流動させる暖房サイクルの原理を利用して冷房及び暖房装置を兼用で使えるようにする。
【０００４】
図１は一般的な冷凍サイクルとモリエ線図との関係を図示している。ここに図示されたように、冷凍サイクルでは冷媒の圧縮、液化、膨脹、及び、気化の作用が反復して行われる。
【０００５】
圧縮機(10)は、吸入される冷媒を圧縮して高温高圧の過熱蒸気を室外熱交換器(15)に吐出する。この時に圧縮機(10)から吐出される冷媒の状態はモリエ線図上で飽和状態を越えた過熱程度(SH: super-heating degree)の気体状態になる。
【０００６】
室外熱交換器(15)は、圧縮機(10)によって吐出された高温高圧の冷媒を室外空気と熱交換して液体状態への相変化を発生させる。この時に冷媒は室外熱交換器(15)を通過する空気に熱を奪われるようになって急激に温度が低くなって過冷程度(SC: super cooling degree)の液体状態で移動する。
【０００７】
膨脹装置(20)は、前記室外熱交換器(15)で過冷された冷媒を減圧して室内熱交換器(25)で蒸発しやすい状態に調整する。
【０００８】
室内熱交換器(25)は、前記膨脹装置(20)で減圧された冷媒を内部空気と熱交換させる。この時に、冷媒は室内熱交換器を通過する空気から熱を奪って温度が上昇し、気体状態へ相変化する。
【０００９】
そして、室内熱交換器(25)から圧縮機(10)へ吸入される冷媒は飽和状態を越して蒸発した過熱程度(TSH)の気体状態になる。
【００１０】
このような冷凍サイクルとモリエ線図との関係を見れば、冷媒は圧縮機(10)、室外熱交換器(15)、膨脹装置(20)、室内熱交換器(25)を経由して再び圧縮機(10)へ移動する。
【００１１】
そして冷媒は、室内熱交換器(25)から前記圧縮機(10)へ移動する過程で過熱程度状態の相変化を発生する。すなわち、圧縮機(10)に吸入され、又は、圧縮機(10)から吐出される冷媒は完全な気体状態でなければならない。
【００１２】
しかし、このようなことは理論上の結果であり、実際に製品に適用する時には、ある程度の間違いが起こる。また、冷凍サイクル上を流動する冷媒の量が熱交換される状態と比べて相対的に多いか又は少ない場合には前記各過程での相変化は完全ではなくなる。
【００１３】
このような問題により、室内熱交換器(25)において圧縮機(10)に吸入される冷媒が完全に過熱蒸気へ相変化されなくて液体状態で存在する場合が発生する。このような液体状態の冷媒がアキュムレーター(accumulator)(未図示)に蓄積された後に圧縮機(10)に吸入される場合には、大きな騒音が発生して圧縮機の性能を低下させる。
【００１４】
又、ヒートポンプ装置の暖房モードから除湿モードへ切り替えるか又は除湿モードから暖房モードへ切り替える場合に、圧縮機(10)に液体状態の冷媒が吸入される確率が非常に高い。これはモード転換過程において、室内熱交換器として作動した熱交換器が凝縮機として作動し、反対に室外熱交換器として作動した熱交換器が蒸発機として作動する一方で、冷媒の流れが変化するためである。
【００１５】
そして、膨脹装置(20)において冷媒流動量を調節して圧縮機(10)へ吸入される冷媒が過熱程度(TSH)を有するようにすることで、アキュームレーターに液体状態の冷媒が過多に蓄積されて圧縮機へ吸入されることが防止されるようになる。ここで、前記膨脹装置(20)は、線形電子膨張弁ＬＥＶ(Linear Electronic Expansion Valve)又は電子膨張弁ＥＥＶ(Electronic Expansion Valve)を有し、この弁は、以下、ＥＥＶとして略称する。
【００１６】
そして、マルチ空気調和機は、一台以上の室外ユニットと多数台の室内ユニットとが連結されて、暖房及び冷房のうちの一つの運転モードで作動され、各部屋に対して冷房又は暖房モードへの選択的な空気調和が可能になるように開発されている。
【００１７】
従来の問題点を以下に説明する。
従来の空気調和機では、短、中、長配管及び高低差設置形態によって室内ユニットへの流入流の過冷程度が低下するために、室内ユニットに含まれる膨脹装置によって大きな冷媒流動騒音が発生するようになる。
【００１８】
そして、室外熱交換器又は圧縮機の吸入及び吐出配管に設置されるセンサー等を利用して現在の冷媒状態を検出して、次に、過熱程度及び過冷程度が計算されて制御される。しかしながら、この場合において、長配管及び高低差が存在する設置条件では圧力損失によって過冷程度が確保されない問題が発生している。
【００１９】
又、マルチ型空気調和機等では、分枝性が良くないとか、分枝された配管以後の配管の長さが長くて過冷程度が低下する問題が発生する可能性がある。
【００２０】
又、マルチ型空気調和機では、冷媒騒音問題が発生する場合には、対応手段として、室外ユニットのためのアルゴリズムや構造設計自体を変更しなければならず、莫大な負担が発生する問題がある。
【００２１】
このように、従来では、空気調和機の長配管及び高低差設置条件での圧力損失と熱損失とによって過冷程度の確保が難しく、この場合には、非常に深刻な冷媒騷音が発生する問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の第一の目的は、冷暖房兼用マルチ空気調和機において、高圧及び低圧配管等の間に冷媒温度調節ユニットを設けて、一方の管が他方の管を貫通して流動する冷媒の温度差を使用し、バイパス流路を通る冷媒量を制御して過冷程度及び／又は過熱程度を確保するようにした冷媒温度制御装置及び制御方法を提供することにある。
【００２３】
本発明の第二の目的は、高圧及び低圧配管の所定位置に過冷程度制御装置を設置して、前記過冷程度制御装置によって高圧及び低圧配管を流動する冷媒相互間の温度差により過冷程度を確保するように制御する冷媒温度制御装置及び制御方法を提供することにある。
【００２４】
本発明の第三の目的は、高圧及び低圧配管の所定位置に過熱程度制御装置を設置して、前記過熱程度制御装置によって高圧及び低圧配管を流動する冷媒相互間の温度差により過熱程度を確保するように制御する冷媒温度制御装置及び制御方法を提供することにある。
【００２５】
本発明の第四の目的は、高圧及び低圧配管の所定位置に過冷程度及び過熱程度制御手段を設置して、前記過冷程度及び過熱程度制御手段によって過冷程度及び過熱程度が同時に確保されるように制御する空調機の冷媒温度制御装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の実施例による空調機の冷媒温度制御装置は、一つ以上の室内機と、一つ以上の室外機と、前記室内機及び前記室外機を連結する高圧配管及び低圧配管と、前記高圧配管及び前記低圧配管に連結されて、一つの内管が他の外管を貫通するように結合させて流動する冷媒相互間で熱交換させ、前記高圧配管又は前記低圧配管の一方側に設置されて過冷程度及び／又は過熱程度を感知し、感知された過冷程度及び／又は過熱程度が目標値と一致するように前記外管と特定配管とを連結させたバイパス流路を通して外管への冷媒流入量を増減させる冷媒温度調節ユニットとを具備することを特徴とする。
【００２７】
望ましくは、前記冷媒温度調節ユニットは、過冷程度調節ユニット、過熱程度調節ユニット、又は、過冷程度及び過熱程度調節ユニットのうちの一つであることを特徴とする。
【００２８】
そして、本発明の他の実施例による空調機の冷媒温度制御方法は、一つ以上の室内機及び一つ以上の室外機を互いに連結する高圧配管及び低圧配管に内管及び外管の両端が連結された熱交換部を利用して高圧冷媒及び低圧冷媒の冷媒温度差によって熱交換させる段階と、前記熱交換部の一方側の配管等から過冷程度及び／又は過熱程度を感知する段階と、感知された前記過冷程度及び／又は過熱程度が目標値と一致するように前記熱交換部の外管へ流入する特定の冷媒量を増減させる過冷程度及び／又は過熱程度を確保する段階とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、空気調和機の高圧配管及び低圧配管の間に設置されて、二つの配管を流動する冷媒温度差と冷媒量の制御とを介して過冷程度、過熱程度、又は、過冷程度及び過熱程度を確保することができるように制御する冷媒温度調節ユニットを提供することで、運転サイクル特性にかかわらず過冷程度及び／又は過熱程度の確保が可能な効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
前述のように構成される本発明の実施例における空調機の冷媒温度制御装置及び制御方法に関して、添付された図面を参照して以下のように説明される。
【００３１】
本発明の空気調和機は、室外ユニットを一つ以上有して、室内ユニットを一つ以上有することが望ましく、本発明は、冷暖房切換型製品だけではなく、全室冷房、全室暖房、冷房主体の冷暖房同時、暖房主体の冷暖房同時等の運転が可能な冷暖房同時型マルチ空気調和機にも適用可能である。
【００３２】
図２は本発明による空気調和機を概略的に示した構成図である。
図２を参照すると、空気調和機は、大きくは、一つ以上の室外ユニット(100)と、一つ以上の室内ユニット(110)とで構成され、前記室外ユニット及び室内ユニット(100)(110)等を配管(121,122)で連結し、前記配管(121,122)での過冷程度及び／又は過熱程度を確保するために配管の間に冷媒温度を制御する冷媒温度調節ユニット(130)を有する。
【００３３】
前記室外ユニット(100)は、圧縮機(101)と、一つ以上の室外熱交換器(103,104)と、前記室外熱交換器(103,104)の流入側にそれぞれ設置された室外電子膨脹弁(105,106)とで構成される。
【００３４】
前記室内ユニット(110)は、部屋毎に設置され、一つ以上の室内電子膨脹弁(112)及び室内熱交換器(114)で構成され、室内熱交換器の両端にはヘッダー(111,116)がそれぞれ設置される。
【００３５】
このような空気調和機は、圧縮機(101)、室外熱交換器(103,104)、室外電子膨脹弁(105,106)、室内電子膨脹バルブ(112)、室内熱交換器(114)を冷媒配管で順に連結して閉回路を構成する。
【００３６】
前記圧縮機(101)の吐出側と室内電子膨脹バルブ(112)の流入側とを連結する冷媒配管は、圧縮機(101)から吐出された高圧冷媒の流れを案内する高圧配管(121)であり、室内電子膨脹弁(112)の流出側と圧縮機(101)の吸入側とを連結する冷媒配管は、電子膨脹弁(112)において膨脹された低圧冷媒の流れを案内する低圧配管(122)である。それにより、室外熱交換器(103,104)は高圧配管(121)の流路に設置され、室内熱交換器(113)は低圧配管(122)の流路に設置される。
【００３７】
もし、圧縮機(101)が駆動されれば、吐出される冷媒は冷房モード又は暖房モードに応じて、流路切換弁(未図示)によって切り換えられて反対方向に流れる。
【００３８】
ここで、圧縮機(101)の吐出側の高圧センサー(107)及び温度センサー(108)を利用して過冷程度を制御し、室内熱交換器(114)の流入及び流出側の温度センサー(113,115)を利用して過熱程度を制御する。
【００３９】
このような運転サイクルによる冷凍サイクルとモリエ線図との関係を見れば、圧縮機(101)から室外熱交換器(103,104)を通して室内熱交換器(114)へ移動する冷媒は過冷程度が確保されなければならないし、反対に室内熱交換器(114)から圧縮機(101)へ移動する冷媒は過熱程度が確保されなければならない。そして、圧縮機(101)に吸入され、及び、圧縮機(101)から吐出される冷媒は完全な気体状態でなければならない。
【００４０】
このために、室外ユニット(100)と室内ユニット(110)とを連結する高圧及び低圧配管(121,122)の所定位置に過冷程度及び／又は過熱程度を確保するための冷媒温度調節ユニット(130)が設置される。
【００４１】
前記冷媒温度調節ユニット(130)の設置位置は室内ユニット(110)により近く、即ち、室内電子膨脹弁(112)及び室内熱交換器(114)側に近接するように設置されることができ、又は、室内ユニットのヘッダー(111,116)及びブリッジの前段に設置されるのが過冷程度を確保するのに効果がある。
【００４２】
又、冷媒温度調節ユニット(130)は、一例として、単一装置として設置され、室外ユニット及び室内ユニットと通信を実施しないで独立的に冷媒温度調節を可能とする。この時には、基板上に別の電源を供給することが望ましい。そして、他の例として、既存の通信ラインが存在する場合には、他の機器等と通信を通じて冷媒状態(温度及び圧力)を取り交わすこともできる。
【００４３】
このような冷媒温度調節ユニット(130)は図３に図示されている。
図３を参照すれば、高圧及び低圧配管(121,122)と連結され冷媒温度差によって熱交換させる熱交換部(131)と、配管の一方側に設置され過冷程度を感知するための冷媒温度感知部(132)と、前記冷媒温度感知部(132)の感知結果によって前記熱交換部(131)の熱交換量を制御する冷媒温度制御部(135)とで構成される。
【００４４】
ここで、熱交換部(131)は、高圧配管(121)の常温高圧の冷媒と低圧配管(122)の低温低圧の冷媒との間の温度差を利用して熱交換されるように二重管形態として設置され、二重管は、一例として内管が高圧配管と連結され、外管が内管の外側に延在して低圧配管と連結される構造である。
【００４５】
即ち、熱交換部(131)の二重管は、高圧及び低圧配管の間の切除した部分の間に設置され、内管は熱交換効率のために一定形状(例えば、己形状)で結合され、外管は円筒状で内管の外側半径より大きく延在して設置される。前記二重管の他の例として、内管及び外管の形状は冷媒相互間の熱交換効率を増大させることができる形状であることが望ましく、内管外部又は外管内部に放熱フィンを形成することも可能である。
【００４６】
そして、冷媒温度感知部(132)は配管において過冷程度及び／又は過熱程度を感知することができる一つ以上のセンサー等を有する。即ち、熱交換部(131)の一方側に配置されて配管の流出温度を感知するための一つ以上の温度センサー(134)と、高圧配管の圧力又は飽和温度を感知することができる少なくとも一つの温度センサー又は圧力センサー(133)とで構成される。圧力センサー(133)は、高圧及び飽和温度を計測するために熱交換部における高圧配管の流入側又は流出側に設置することもできる。
【００４７】
ここで、前記冷媒温度感知部(132)は過冷程度感知部及び／又は過熱程度感知部として作動することもできる。
【００４８】
前記冷媒温度制御部(135)はマイクロコンピュータ（マイコン）(136)及び電子膨脹バルブ(EEV)(137)を有して、マイクロコンピュータ(136)は、冷媒温度感知部(132)の感知結果によって現在の過冷程度及び過熱程度と予め設定された目標過冷程度及び過熱程度との偏差をそれぞれ計算して、前記計算された偏差が減少されるように前記電子膨脹バルブ(137)の開度を調節して熱交換部(131)の熱交換量を制御する。
【００４９】
ここで、前記冷媒温度制御部(135)は過冷程度制御部及び／又は過熱程度制御部として作動することもできる。
【００５０】
このような冷媒温度調節ユニット(130)は室内ユニット(110)へ移動する冷媒に関して過冷程度(TSC)を制御して、室外ユニット(100)へ移動する冷媒に関して過熱程度(TSH)を制御する。即ち、二つの配管の圧力差及び温度差と冷媒の熱交換量との制御によって、少なくても一つの冷媒が他の冷媒の温度を過冷却又は過熱させることができるようにバイパス及び分岐等を利用して冷媒流量を制御する。
【００５１】
具体的に、冷媒温度調節ユニット(130)が、過冷程度調節ユニット、過熱程度調節ユニット、又は、過冷及び過熱程度度調節ユニットとして作動する時に、冷媒温度制御装置１０の各実施例が説明される。
【００５２】
[第１実施例]
図４乃至図６は本発明の第１実施例として、過冷程度調節ユニット(200)の種々の実施例を示した構成図である。
【００５３】
図４を参照すれば、過冷程度調節ユニット(200)は、熱交換部(201)、センサー(202,203)、過冷程度制御のためのバイパス管(204)及び電子膨脹バルブ(205)を有する。
【００５４】
前記熱交換部(201)は、高圧配管(121)及び低圧配管(122)の間に内管(201a)及び外管(201b)が前記配管等(121,122)と一対一で連結されて設置される。前記内管(201a)は高圧配管(121)の流入及び流出側に両端が連結されて己字形状に曲折される。前記外管(201b)は低圧配管(122)の流入及び流出側に両端が連結されて前記内管(201a)の外側に延在して低温低圧の冷媒が流れるようになる。
【００５５】
ここで、高圧配管(121)の流入側は室外熱交換器と連結され、流出側は室内電子膨脹バルブと連結され、熱交換によって液体が吐出される。低圧配管(122)の流入側は室内熱交換器と連結され、流出側は圧縮機の吸入側と連結される。
【００５６】
そして、過冷程度感知部(未図示)は第１温度センサー(202)及び第２温度センサー(203)を有し、第１温度センサー(202)は前記熱交換部(201)の流入側高圧配管(121)に設置され、第２温度センサー(203)は前記熱交換部(201)の流出側高圧配管(121)に設置される。
【００５７】
前記第１温度センサー(202)により感知された温度は高圧配管(121)の圧力を感知するように高圧配管(121)から感知された温度値によりモリエ線図上で高圧側飽和温度を検出する。前記第２温度センサー(203)により感知された温度は熱交換された高圧配管(121)の現在の吐出温度に該当する。
【００５８】
そして、過冷程度制御部(未図示)は前記熱交換部(201)の流入側高圧配管(121)から分岐して前記高圧配管(121)と外管(201b)を連結するバイパス管(204)と、前記バイパス管(204)の流路に設置されて冷媒流量を調節するための電子膨脹バルブ(205)と、電子膨脹バルブ(205)を制御するためのマイクロコンピュータ(Micom)(230)とを有する。
【００５９】
ここで、高圧配管(121)から分岐されたバイパス管(204)の冷媒温度は分圧によって高圧配管(121)を流れる冷媒の温度よりは低くなる。
【００６０】
この時、マイクロコンピュータ(230)は、第１温度センサー(202)により感知された第１温度によって第２温度センサー(203)により感知された第２温度を減算して、過冷程度を計算する。このように計算された過冷程度が目標過冷程度と一致するように電子膨脹バルブ(205)の開度を増減させるようになる。
【００６１】
こうして、熱交換部(201)の内管(201a)を流れる高温高圧の冷媒と外管(201b)を流れる低温低圧の冷媒とは相互間の温度差によって熱交換され、前記バイパス管(204)へ流入させる冷媒量によって熱交換部(201)での熱交換量が制御される。
【００６２】
ここで、第１温度センサー(202)により感知された第１温度は実際の飽和温度ではないために、所定温度だけ補償されて飽和温度を計算する。
【００６３】
そして、過冷程度Tsc=Tin2-Tin1であり、Tin1は第１温度センサー(202)によって感知された第１温度であり、Tin2は第２温度センサー(203)によって感知された第２温度である。
【００６４】
図５は第１実施例の他の構成図である。図５の過冷程度調節ユニット(200)において、図４の実施例と同一構成要素に対して重複説明は省略することにする。
【００６５】
図５を参照すれば、過冷程度感知部(未図示)は熱交換部(211)の流出側高圧配管(121)の高圧センサー(212)と温度センサー(213)とを有して、高圧センサー(212)により感知された高圧を利用して飽和温度を計算する。
【００６６】
この時に、マイクロコンピュータ(Micom)(230)は、前記流出側温度センサー(213)により感知された温度から前記高圧センサー(212)によって感知された飽和温度(凝縮温度)を減算し、こうして求められた過冷程度が目標過冷程度に追従(又は確保)するように電子膨脹バルブ(215)の開度を調節する。
【００６７】
ここで、過冷程度Tsc=Tin-TL(Ps)であり、Tinは流出側温度センサーにより感知された温度であり、TL(Ps)は高圧センサーによって感知された圧力飽和温度である。
【００６８】
図６は第１実施例のもう一つの構成図である。
図６を参照すれば、過冷程度調節ユニット(200)の熱交換部(221)は、高圧配管(121)の両端に内管(221a)が連結されて、外管(221b)が内管(221a)の外側に延在する二重管形態で構成される。
【００６９】
そして、過冷程度感知部は熱交換部(221)の流出側高圧配管(121)の高圧センサー(222)及び温度センサー(223)を有する。過冷程度制御部は、高圧配管(121)から分岐したバイパス管(224)及びその冷媒量を調節する電子膨脹バルブ(225)と、二重管の外管(221b)と連結された高圧冷媒流入配管(226)及び一方向冷媒流入手段としてのチェックバルブ(227)又はバイパスバルブとを有する。
【００７０】
過冷程度制御部のマイクロコンピュータ(Micom)(230)は前記高圧センサー(222)及び温度センサー(223)を利用して過冷程度を感知し、感知された結果によって電子膨脹バルブ(225)の開度を調節して前記高圧配管(121)から分岐した外管(221b)内の中温高圧冷媒と内管(221a)を流れる高温高圧冷媒との熱交換を実施する。
【００７１】
ここで、高圧配管(121)から分岐したバイパス管(224)の冷媒温度は分圧によって高圧配管(121)を流れる冷媒の温度よりは低くなるために、熱交換部での熱交換が可能になる。
【００７２】
又、熱交換部(221)の外管(221b)内を流れる高圧冷媒はチェックバルブ(227)が開弁して高圧冷媒流入配管(226)を通じて低圧配管(122)に流入する。この時に、熱交換部(221)の外管(211b)を流れる冷媒は高圧で、低圧配管(122)を流れる冷媒は低圧であるために、高圧冷媒流入配管(226)では圧力差によって高圧冷媒が低圧配管(122)へ流れるようになる。
【００７３】
ここで、過冷程度Tsc=Tin-TL(Ps)であり、Tinは高圧配管の流出側温度センサー(223)に感知された吐出温度であり、TL(Ps)は高圧センサー(222)によって感知された圧力飽和温度である。これは図５の実施例と同一である。
【００７４】
[第２実施例]
図７乃至図９は本発明の第２実施例である。第２実施例の過熱程度調節ユニット(300)は以下のように説明される。
【００７５】
図７は第２実施例の構成図であり、ここに図示されたように、過熱程度調節ユニット(300)は高圧配管(121)及び低圧配管(122)の間に熱交換部(301)の内管(301a)及び外管(301b)が連結されて設置される。前記熱交換部(301)の内管(301a)は低圧配管(122)の流入及び流出側に両端が連結されて己字形状に曲折され、外管(301b)は高圧配管(121)の流入及び流出側に両端が連結さて前記内管(301a)の外側に高温低圧の冷媒が流れるようにする。
【００７６】
そして、過熱程度感知部は温度センサー(302,303)を有し、第１温度センサー(302)は熱交換部(301)の流入側低圧配管(122)に設置され、第２温度センサー(303)は流出側低圧配管(122)に設置される。
【００７７】
前記第１温度センサー(302)により感知された温度は低圧配管(122)の圧力を感知するセンサーとしてモリエ線図上で低圧側飽和温度を感知するためのものであり、第２温度センサー(303)により感知された温度は熱交換された低圧配管(122)の現在の吐出温度である。
【００７８】
そして、過熱程度制御部は、バイパス管(304)、電子膨脹バルブ(305)、マイクロコンピュータ(Micom)(330)を有して、前記バイパス管は、前記低圧配管(122)と外管(301b)内とを連結するように、前記熱交換部(301)の流入側低圧配管(122)から分岐し、電子膨脹バルブ(305)は前記バイパス管(304)の任意の流路に設置されてバイパス管(304)を通じて外管(301b)内を流れる冷媒流量を調節する。
【００７９】
この時に、過熱程度制御のためにマイクロコンピュータ(330)は第１温度センサー(302)により感知された第１温度によって第２温度センサー(303)により感知された第２温度を減算して過熱程度(Tsh)を計算する。このように計算された過熱程度が目標過熱程度と一致するように電子膨脹バルブ(305)の開度を増減させ、バイパス管(304)に流入する冷媒と、内管(301a)を流れる高温高圧の冷媒と外管(301b)を流れる低温低圧の冷媒との間の温度差とによって熱交換量が制御される。
【００８０】
即ち、現在の過熱程度が目標過熱程度より小さければ、電子膨脹バルブ(305)の開度を増加させることで熱交換部(301)での熱交換量が増大され、現在の過熱程度を増加させることができ、反対に現在の過熱程度が目標過熱程度より大きければ、電子膨脹バルブ(305)の開度を減少させることで熱交換部(301)での熱交換量が減少され、現在の過熱程度を減少させることができる。
【００８１】
ここで、第１温度センサー(302)から感知された第１温度は実際の飽和温度ではないために、所定温度だけ補償されて飽和温度が計算される。
【００８２】
そして、過熱程度Tsh=Tout2-Tout1であり、Tshは過熱程度、Tout1は第１温度、Tout2は第２温度である。
【００８３】
図８は第２実施例のもう一つの構成図である。
図８に図示されたように、過熱程度感知部は熱交換部(311)の流出側低圧配管(122)の低圧センサー(312)と流出側温度センサー(313)とを有し、前記低圧センサー(312)は低圧センサー(312)によって感知された低圧を利用して飽和温度を計算する。
【００８４】
この時に、マイクロコンピュータ(Micom)(330)は、流出側温度センサー(313)により感知された温度から飽和温度(凝縮温度)を減算して過熱程度を求めて、こうして求められた過熱程度が目標過熱程度に追従するように電子膨脹バルブ(315)の開度を増減させて調節する。
【００８５】
ここで、過熱程度Tsh=Tout-TL(Ps)であり、Toutは流出側温度センサーに感知された温度であり、TL(Ps)は低圧センサーによって感知された圧力の飽和温度である。
【００８６】
図９は第２実施例のもう一つの構成図である。
図９に図示されたように、過熱程度調節ユニット(330)の熱交換部(331)は低圧配管(122)が内管(321a)の両端に連結され、冷媒流入及び流出配管(324,326)が外管(321b)の両端に連結された二重管形態で設置される。
【００８７】
そして、過熱程度感知部は流出側低圧配管(122)の低圧センサー(322)及び温度センサー(323)を有している。
そして、過熱程度制御部は、電子膨脹バルブ(325)及びチェックバルブ(327)と、マイクロコンピュータ(Micom)(330)を有し、電子膨脹バルブ(325)は高圧配管(121)と外管(321b)との間に連結された冷媒流入配管(324)に設置され、チェックバルブ(327)は外管(321b)から高圧配管(121)への冷媒流出配管(327)に設置される。
【００８８】
そして、過熱程度感知部の高圧センサー(322)及び温度センサー(323)を利用して現在の過熱程度を感知し、感知された結果によって電子膨脹バルブ(325)の開度を増減させて現在の過熱程度が目標過熱程度に追従するように調節し、熱交換部(321)の熱交換量を制御する。
【００８９】
即ち、熱交換部(321)は電子膨脹バルブ(325)の開度調節によってバイパス管(324)を通じて外管(321b)内へ流入する冷媒流量を変化させることで、前記熱交換部(321)の熱交換量を制御して過熱程度を制御することができる。この時に、熱交換部(321)の外管(321b)を流れる高圧冷媒がチェックバルブ(327)によって高圧配管(121)に再び流入する。
【００９０】
ここで、過熱度Tsh=Tout-TL(Ps)であり、Toutは低圧配管の流出側温度センサーに感知された温度であり、TL(Ps)は低圧配管の流出側低圧センサーによって感知された圧力飽和温度である。
【００９１】
[第３実施例]
図１０乃至図１２は本発明の第３実施例として、過冷程度及び過熱程度調節ユニット(400)を示した構成図である。
【００９２】
図１０を参照すれば、熱交換部(401)は、高圧配管(121)に両端が連結された内管(401a)と、低圧配管(122)に両端が連結された外管(401b)とが二重管形態で構成され、その内部で冷媒間の熱交換を実施するようになる。
【００９３】
そして、過冷程度及び過熱程度感知部(未図示)は複数個の温度センサー(402,403,408,409)を具備し、すなわち、高圧配管(121)の流入側第１温度センサー(402)及び流出側第２温度センサー(403)と、低圧配管(122)の流入側第３温度センサー(408)及び流出側第４温度センサー(409)とで構成される。
【００９４】
ここで、第１温度センサー(402)によって感知された温度は飽和凝縮温度を算出するための温度であり、第３温度センサー(408)によって感知された温度は飽和蒸発温度を算出するための温度であり、第２温度センサー(403)は熱交換された高圧配管(121)の温度であり、第４温度センサー(409)は熱交換された低圧配管(122)の温度である。
【００９５】
そして、過冷程度及び過熱程度制御部(未図示)は高圧配管(121)の流入側で分岐して外管(401b)に連結されたバイパス管(404)と、バイパス管(404)に設置されて高圧冷媒の流量を制御するための電子膨脹バルブ(405)と、マイクロコンピュータ(Micom)(450)とで構成される。
【００９６】
前記マイクロコンピュータ(450)は過冷程度及び過熱程度を同時に制御するように、第２温度センサー(403)によって感知された温度から第１温度センサー(402)によって感知された温度を減算して過冷程度を検出し、第４温度センサー(409)によって感知された温度から第３温度センサー(408)によって感知された温度を減算して過熱程度を検出する。
【００９７】
こうして検出された過冷程度と過熱程度との全てを満足する状態に応じて、前記電子膨脹バルブ(405)の開度を増減して、熱交換部(401)の熱交換程度を調節するようになる。
【００９８】
即ち、過冷程度と過熱程度とを同時に満足する条件はTout1<Tout2<Tin1<THEX<Tin2であり、Tout1は低圧配管(122)の流入側の第３温度センサーの温度値であり、Tout2は低圧配管(122)の流出側の第４温度センサーの温度値であり、THEXは熱交換部(401)の内部温度であり、Tin1は高圧配管の流入側の第１温度センサーの温度値であり、Tin2は高圧配管の流出側の第２温度センサーの温度値である。
【００９９】
このような条件に基づき、室内機に流入される高圧配管(121)の過冷程度を確保することができ、又、室外機に流入される低圧配管(122)の過熱程度を確保することができる。
【０１００】
図１１は過冷程度及び過熱程度調節ユニット(400)の他の構成図である。
図１１を参照すれば、熱交換部(411)は高圧配管(121)に両端が連結された内管(411a)と、低圧配管(122)に両端が連結された外管(411b)とを有して、内管及び外管を通り流れる冷媒間の熱交換を実施するようになる。
【０１０１】
そして、過冷程度及び過熱程度感知部(未図示)は、複数個の温度センサー(413,419)及び圧力センサー(412,418)を具備し、高圧配管(121)の流出側の第１圧力センサー(412)及び第１温度センサー(413)と、低圧配管の流出側の第２圧力センサー(418)及び第２温度センサー(419)とで構成される。第１圧力センサー(412)は高圧センサーであり、第２圧力センサー(418)は低圧センサーである。
【０１０２】
ここで、第１圧力センサー(412)によって感知された高圧から飽和凝縮温度を計算し、第２圧力センサー(418)によって感知された高圧から飽和蒸発温度を計算し、第１温度センサー(413)は熱交換された高圧配管(121)の温度を感知し、第２温度センサー(419)は熱交換された低圧配管(122)の温度を感知する。
【０１０３】
過冷程度及び過熱程度制御部(未図示)は、高圧配管(121)の流入側で分岐して外管(411b)に連結されたバイパス管(414)と、バイパス管(414)に設置され高圧冷媒の流量を制御するための電子膨脹バルブ(415)と、マイクロコンピュータ(Micom)(450)とで構成される。
【０１０４】
前記マイクロコンピュータ(450)は過冷程度及び過熱程度を同時に制御するように、第１温度センサー(413)によって感知された温度から第１圧力センサー(412)によって感知された飽和温度を減算して過冷程度を検出し、第２温度センサー(419)によって感知された温度から第２圧力センサー(418)によって感知された飽和温度を減算して過熱程度を検出する。
【０１０５】
前記検出された現在の過冷程度と過熱程度との全てを満足する状態に応じて、前記高圧配管(121)から分岐して外管(411b)に連結されたバイパス管の電子膨脹バルブ(415)の開度を増減して、熱交換部(411)の熱交換量を調節するようになる。
【０１０６】
即ち、過冷程度と過熱程度とを同時に満足する条件は、Tout1<Tout2<Tin1<THEX<Tin2であり、Tout1は低圧配管の低圧飽和温度であり、Tout2は低圧配管流出側の第２温度センサーの温度値であり、THEXは熱交換部(411)の内部温度であり、Tin1は高圧配管の流出側の第１圧力センサーの飽和温度値であり、Tin2は高圧配管流出側の第１温度センサーの温度値である。このような条件を通じて室内機に流入される高圧配管(121)の過冷程度を確保することができるし、又、室外機に流入される低圧配管(122)の過熱程度を確保することができる。
【０１０７】
図１２は第３実施例のもう一つの構成図である。
図１２に図示されたように、過冷程度及び過熱程度調節ユニット(400)の熱交換部(421)は内管(421a)の両端に連結された高圧配管(121)と外管(421b)とを有して構成される。
【０１０８】
過冷程度及び過熱程度制御部は前記高圧配管(121)から分岐するバイパス管(424)及び電子膨脹バルブ(425)を介して熱交換量を制御して、又、熱交換部(421)の外管(421b)と低圧配管(122)をチェックバルブ(427)を介して連結させた構成である。
【０１０９】
そして、過冷程度及び過熱程度感知部は高圧配管(121)の流出側の第１圧力センサー(422)及び第１温度センサー(423)と低圧配管の流出側の第２圧力センサー(428)及び第２温度センサー(429)とを有する。
【０１１０】
過冷程度及び過熱程度制御部のマイクロコンピュータ(Micom)(450)は高圧配管(121)の流出側の第１圧力センサー(422)及び第１温度センサー(423)を利用して過冷程度を検出し、低圧配管の流出側の第２圧力センサー(428)及び第２温度センサー(429)を利用して過熱程度を検出するようになる。
【０１１１】
そして、過冷程度及び過熱程度制御部は低圧配管(122)の過熱程度を制御するために、二重管構造の外管(421b)と連結された高圧冷媒流入配管(426)及び一方向冷媒流入手段としてのチェックバルブ(427)を有するようになる。
【０１１２】
マイクロコンピュータ(450)は過冷程度感知部の第１圧力センサー(422)及び第１温度センサー(423)を利用して過冷程度を計算し、計算された過熱程度によって電子膨脹バルブ(425)の開度の増減を調節して前記高圧配管(121)から分岐されて外管(421b)内へ流入する高圧冷媒と内管(421a)を流動する高圧冷媒との間の熱交換量を制御するようになる。
【０１１３】
同時に、第２圧力センサー(428)及び第２温度センサー(429)から計算された過熱程度によって前記電子膨脹バルブ(425)の開度を制御することで、前記熱交換部(421)の外管(421b)へ流入する高圧冷媒が高圧冷媒流入配管(426)を通じて低圧配管(122)へ流入することを可能とするようにチェックバルブ(427)が開弁する。この時に、熱交換部(421)の外管(421b)は高圧であり、低圧配管(122)は低圧であるために、高圧冷媒流入配管(426)では圧力差によって高圧冷媒が低圧配管(122)へ移動して過熱程度の確保が可能になる。
【０１１４】
即ち、過冷却度と過熱程度を同時に満たす条件はTout1<Tout2<Tin1<THEX<Tin2であり、Tout1は低圧配管の流出側の第２圧力センサーによる飽和温度値であり、Tout2は低圧配管の流出側の第２温度センサーの温度値であり、THEXは熱交換器内の温度であり、Tin1は高圧配管の流入側の第１圧力センサーの高圧飽和温度であり、Tin2は高圧配管の流出側の第２温度センサーの温度値である。このような条件の基で室内機に流入される高圧配管(121)の過冷程度を確保することができるし、又、室外機に流入される低圧配管(122)の過熱程度を確保することができる。
【０１１５】
図１３は本発明の第３実施例による過冷程度及び過熱程度調節ユニット(400)のもう一つの構成図である。
【０１１６】
図１３を参照すれば、過熱程度感知部は高圧配管(121)の流入側温度(T121)及び熱交換された高圧配管の流出側温度センサー(433)によって感知された温度(T433)を検出して、熱交換部(431)の内部温度(THEX)を求める。
【０１１７】
又、低圧配管(122)の流入側の第３温度センサー(438)によって感知された温度(T438)及び熱交換された低圧配管(122)の第４温度センサー(439)によって感知された温度(T439)を求める。ここで、過熱程度及び過冷程度を同時に確保するためには、T428<T429<THEX<T423<T121となるように過冷程度及び過熱程度を同時に制御する。
【０１１８】
ここで、高圧配管(121)の流入側温度と熱交換部(431)の内部温度はそれぞれ温度センサーを設置することにより感知することも可能であり、高圧配管側にだけ温度センサーを設置して熱交換の前後の温度差を利用して熱交換部の内部温度を感知することもできる。
【０１１９】
[第４実施例]
図１４は本発明の第４実施例である。第４実施例は冷媒温度調節ユニット(500)が過冷程度調節ユニット(510)と過熱程度調節ユニット(520)とに分離されて構成される。前記過冷程度調節ユニット(510)は室内ユニット側に設置して、過熱程度調節ユニットは室外ユニット側に設置される。
【０１２０】
前述の過冷程度調節ユニット(510)と過熱程度調節ユニット(520)とは一つのユニットで構成されるか、又は、それぞれのユニットとして設置することができる。
【０１２１】
前記過冷程度調節ユニット(510)は過冷程度感知部の第１圧力センサー(502)及び第１温度センサー(503)を利用して過冷程度が検出される。熱交換部(501)の高圧連結管(121a)が内管(501a)を通じて高圧配管(121)と連結され、前記高圧連結管(121a)から分岐するバイパス管(504)が外管(501b)に連結される。
【０１２２】
この時に、マイクロコンピュータ(Micom)(530)は現在の過冷程度を計算して目標過冷程度と一致するように電子膨脹バルブ(505)の開度の増減を調節して外管(501b)内の冷媒流動量を制御することができる。
【０１２３】
そして、マイクロコンピュータ(530)が第２圧力センサー(512)及び第２温度センサー(513)を利用して現在の過熱程度を検出して、熱交換部の高圧配管(121)から分岐したバイパス管(514)が、電子膨脹バルブ(515)の開度調節によって、外管(511b)へ供給される冷媒量を制御するようになる。このような過熱程度制御作動は前述において説明されている。
【０１２４】
即ち、第４実施例は、室内機側に高圧配管の過冷程度を確保するように過冷程度調節ユニットを設置し、室外機側に低圧配管の過熱程度を確保するように過熱程度調節ユニットを設置するのである。このようなユニットは単一ユニットとして設置されるのが望ましい。
【０１２５】
図１５は本発明の過冷程度調節ユニットにより過冷程度が増加されたモリエ線図であり、図１５において、点線と実線は、互いに異なる冷媒により引き起こされるモリエ線図を示している。
【０１２６】
図１５において、過冷程度調節ユニットにより室外熱交換器で熱交換されて電子膨脹バルブに流入される冷媒の過冷程度を確保することで、温度センサーにより感知された温度位置(A)は飽和温度位置(B)まで補償され、次いで、高圧(Pd)側の飽和位置での過冷程度が過冷程度調節ユニットによって増加される。それにより、Pd位置において、室外熱交換器での流出側の過冷程度は確保される。さらに、モリエ線図は、室内電子膨脹バルブの流入側温度(C)まで増加される。
【０１２７】
そして、圧縮機の吸入側の過熱程度(TSH)を確保することができる。ここで、S1は低圧(Ps)での室内入口配管温度センサーによって感知された温度位置であり、S2は室内出口配管温度センサーによって感知された温度値であり、S3は高圧(PD)での吐出配管温度センサーによって感知された温度値であり、S4は室外熱交換器の出口側の配管温度センサーによって感知された温度値である。
【０１２８】
図１６は本発明の冷媒温度制御装置が適用された例である。
図１６を参照すれば、室外ユニット(600)には、長、中、短配管で連結される一つ以上の室外機(601から605)が設置され、室内ユニット(610)には、部屋毎に一つ以上の室内機(611から617)が設置され、運転条件によって全室冷房、全室暖房、冷房主体の冷暖房、及び、暖房主体の冷暖房の動作を選択的に使用可能な冷暖房兼用マルチ空気調和機(空調機)が提供される。
【０１２９】
前記空気調和機(空調機)の配管の間の所定位置に設置される冷媒温度調節ユニット(621,622,623,624,625)は、室外ユニットと室内ユニットとの間に設置され、又は、それぞれにブリッジ型室内機入口及び室内機前側に設置される。それぞれの冷媒温度調節ユニット(621,622,623,624,625)は、室内ユニットと室内ユニットとの間の配管において、過冷程度及び過熱程度が目標温度値に一致するように制御される。
【０１３０】
図１７は本発明の実施例による冷媒温度制御方法を示している。
図１７を参照すれば、冷媒温度調節のための過冷程度制御か、又は、過熱程度制御なのかを判断する(S101,S113)。この時において、判断は、過冷程度及び過熱程度のいずれを優先させるかに応じて変更することができる。即ち、冷房運転モードにおいては過熱程度先に制御し、暖房運転モードにおいては過冷程度を先に制御する。
【０１３１】
そして、過冷程度が制御される場合において、熱交換部(例えば、二重管)の高圧配管の流出側の冷媒温度及び高圧を感知し(S103)、前記感知された高圧配管圧力及び温度を利用して現在の過冷程度を検出する(S105)。
【０１３２】
こうして検出された過冷程度と予め設定された目標過冷程度を比較して偏差を検出する(S107)。検出された偏差を減少させて現在の過冷程度が目標過冷程度と一致するように電子膨脹バルブの開度を調節する(S109)。この時、熱交換部である二重管の高圧冷媒による内部熱交換量が増減されて過冷程度を確保する(S111)。
【０１３３】
一方、過熱程度が制御される場合(S113)において、熱交換部である二重管の低圧配管流出側の冷媒温度及び圧力を感知し(S115)、こうして感知された冷媒温度及び圧力から現在の過熱程度を算出する(S117)。過熱程度が算出されれば、現在の過熱程度と目標過熱程度との偏差を求め(S119)、この偏差を減少させて現在の過熱程度が目標過熱程度と一致するように電子膨脹バルブの開度を調節する(S121)。この時、熱交換部である二重管の高圧冷媒による内部熱交換量が増減されて過熱程度を確保する(S111)。
【０１３４】
上述したように、本発明は、温度センサー及び圧力センサーの設置位置を、配管の内側か外側かに関係なく正確に感知することができる特定の感知手段を使用することによって解決することができ、又、熱交換部の感知温度を使用することができ、配管の熱交換の前後の温度差を利用することもできる。
【０１３５】
又、冷媒が流動する冷房運転サイクル及び冷媒が反対方向に流動する暖房運転サイクルに対して、過冷程度及び過熱程度を制御することによって過冷程度及び過熱程度を確保することができる。
【０１３６】
前述したように、本発明による冷媒空調機の温度調節ユニット及び方法によれば、室内ユニットと室外ユニットとの間の冷媒の温度を制御して、室内ユニットへ流入する冷媒の過冷程度又は室外ユニットへ流入する冷媒の過熱程度を確保するように選択的に制御する一方、過冷程度及び過熱程度を同時に制御することで、運転サイクル特性に関係なく過冷程度及び過熱程度の確保が可能な効果がある。
【０１３７】
又、過熱程度及び過冷程度の確保を通じて冷媒騒音を減らすことができる効果がある。特に、長配管における過冷効果では顕著である。
【０１３８】
又、モジュール型でヘッダー及びブレンチ前後に設置されて、室外ユニット及び室内ユニット等を分解しない簡単な設置を実現する効果がある。又、室内及び室外ユニット間の通信がなくても独立的な電源供給によって独立制御が可能な効果がある。
【０１３９】
そして、冷房運転中に過熱程度を確保することができ、結氷及び液体圧縮の防止効果がある。又、空気調和機の弱風運転のような過度な質量流量が存在する場合に質量流量の制御が可能な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】一般的な空調機の運転サイクルを示した図面である。
【図２】本発明の実施例における空調機の冷媒温度制御装置を示した構成図である。
【図３】本発明の実施例における空調機の冷媒温度制御装置のブロック構成図である。
【図４】本発明の第１実施例における過冷程度調節ユニットの構成図である。
【図５】本発明の第１実施例における過冷程度調節ユニットの他の構成図である。
【図６】本発明の第１実施例における過冷程度調節ユニットのもう一つの構成図である。
【図７】本発明の第２実施例における過熱程度調節ユニットの構成図である。
【図８】本発明の第２実施例における過熱程度調節ユニットの他の構成図である。
【図９】本発明の第２実施例における過熱程度調節ユニットのもう一つの構成図である。
【図１０】本発明の第３実施例における過冷程度及び過熱程度調節ユニットの構成図である。
【図１１】本発明の第３実施例における過冷程度及び過熱程度調節ユニットの他の構成図である。
【図１２】本発明の第３実施例における過冷程度及び過熱程度調節ユニットのもう一つの構成図である。
【図１３】本発明の第３実施例における過冷程度及び過熱程度調節ユニットのさらにもう一つの構成図である。
【図１４】本発明の第４実施例における過冷程度及び過熱程度調節ユニットの構成図である。
【図１５】本発明の実施例における過冷程度及び過熱程度の確保原理を示すp-h線図である。
【図１６】本発明の実施例における冷媒温度制御装置の適用例を示した空気調和機の構成図である。
【図１７】本発明の実施例における空気調和機の冷媒温度制御方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４１】
100    室内ユニット
101    圧縮機
103,104    室外熱交換器
110    室外ユニット
121    高圧配管
122    低圧配管
130    冷媒温度調節ユニット
112    室内電子膨脹バルブ
114    室内熱交換器
131,201,211,221,301,311,321,401,411,421,501,511    熱交換部
132    冷媒温度感知部
133,212,222,312,322,412,418,422,428,502,512    圧力センサー
134,202,203,213,223,313,323,413,419,423,429,433,438,439,503,513    温度センサー
135    冷媒温度制御部
136,230,330,450,530    マイクロコンピュータ
137,205,215,225,305,315,327a,405,415,425,435,505,515    電子膨脹バルブ
200,510    過冷却調節ユニット
204,214,224,304,314,324,404,414,424,434,504,514    バイパス管
300,520    過熱度調節ユニット
400,500    過冷却及び過熱度調節ユニット
227,327,427,437    チェックバルブ
【図１】
0004704728.tif 000002
【図２】
0004704728.tif 000003
【図３】
0004704728.tif 000004
【図４】
0004704728.tif 000005
【図５】
0004704728.tif 000006
【図６】
0004704728.tif 000007
【図７】
0004704728.tif 000008
【図８】
0004704728.tif 000009
【図９】
0004704728.tif 000010
【図１０】
0004704728.tif 000011
【図１１】
0004704728.tif 000012
【図１２】
0004704728.tif 000013
【図１３】
0004704728.tif 000014
【図１４】
0004704728.tif 000015
【図１５】
0004704728.tif 000016
【図１６】
0004704728.tif 000017
【図１７】
0004704728.tif 000018