JP7541101B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本明細書は、空気調和装置に関するものである。

空気調和装置（空気調和装置；空気調（節）整機；冷房暖房湿度調節機；エアーコンデショナー；エアコン）は、所定空間の空気を用途、目的に応じて最も適合した状態に維持するための機器である。一般的に、前記空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、膨張装置および蒸発器を含み、冷媒の圧縮、凝縮、膨張および蒸発過程を行う冷凍サイクルが駆動され、前記所定空間を冷房または暖房することができる。

前記所定空間は、前記空気調和装置が使用される場所によって多様である。一例として、前記所定空間は家庭や事務室を挙げることができる。

空気調和装置が冷房運転を行う場合、室外機に備えられる室外熱交換器が凝縮器の機能をし、室内機に備えられる室内熱交換器が蒸発器の機能をする。反面、空気調和装置が暖房運転を行う場合、前記室内熱交換器が凝縮器の機能をし、前記室外熱交換器が蒸発器の機能をする。

最近では、環境規制政策により空気調和装置に使用される冷媒の種類を制限し、冷媒の使用量を減らしている傾向である。

冷媒の使用量を減らすために、冷媒と所定の流体との間で熱交換を行って冷房または暖房を行う技術が提案されている。一例として、前記所定の流体は水を含むことができる。

冷媒と水の熱交換を通じて冷房または暖房を行うシステムに関して、以下のような先行文献が開示される。先行技術文献：１．登録番号：日本特許公報第５２７９９１９号；２．発明の名称：空気調和装置。

上記先行文献は、室外機と、熱媒体変換機と、室内機を含む。

前記熱媒体変換機は、熱媒体間熱交換器と、熱交換器の上流側に位置される絞り装置と、前記熱交換器の下流側に位置される冷媒流路変更装置を含む。

前記冷媒流路変更装置は、冷房運転時に低温状態の冷媒が流動する冷媒配管に連結されている。

このような先行文献によれば、冷房運転時、複数の熱交換器のうち一部の熱交換器を使用する場合、使用されない熱交換器の上流に位置される絞り装置で冷媒漏洩が発生する場合、冷媒が冷媒配管に沿って流動して熱交換器における冷媒の流動が発生することになる。この場合、熱交換器で水が流動する流路で水が凍る問題が発生する。

本実施例は、除霜運転や、オイル回収運転時に低温の冷媒が熱交換器を流動することを制限して熱交換器の凍破を防止できる空気調和装置を提供する。

択一的にまたは追加的に、本実施例は、冷媒を室外機側に回収するためのポンプダウン運転時にも低温の冷媒が熱交換器を流動することを制限して熱交換器の凍破を防止できる空気調和装置を提供する。

一側面による空気調和装置は、冷媒が循環する室外機と、水が循環する室内機と、前記室外機と前記室内機を連結し、前記冷媒と水との間で熱交換を行う熱交換器を備える熱交換装置と、前記室外機と前記熱交換装置を連結し、高圧の気相冷媒が流動する第１室外機連結管と、前記室外機と前記熱交換装置を連結し、低圧の気相冷媒が流動する第２室外機連結管と、前記室外機と前記熱交換装置を連結し、液冷媒が流動する第３室外機連結管と、前記第３室外機連結管と前記第２室外機連結管を連結するバイパス配管と、前記バイパス配管に備えられるバイパスバルブと、を備える（含む；構成する；構築する；設定する；包接する；包含する；含有する）。

前記熱交換装置は、前記熱交換器の入口温度または出口温度を感知する温度センサーを更に含むことができる。

前記温度センサーで感知された温度が基準温度以下になると、前記バイパスバルブは開放される。

前記室外機に備えられる室外熱交換器の除霜のための除霜運転、前記室外機に備えられる圧縮機でオイルを回収するためのオイル回収運転、および前記室外機で冷媒を回収するためのポンプダウン運転のうちいずれか一つの運転中に前記バイパスバルブが開放される。

前記除霜運転、オイル回収運転および前記ポンプダウン運転のうちいずれか一つの運転中に、前記温度センサーで感知された温度が基準温度以下になると、前記バイパスバルブは開放される。

前記熱交換装置は、前記第１室外機連結管で連結される第１配管と、前記第１配管に備えられる第１バルブと、前記第２室外機連結管で連結される第３配管と、前記第３配管に備えられる第２バルブと、前記第３室外機連結管に連結される冷媒配管と、前記冷媒配管に備えられる膨張バルブと、を含むことができる。

前記バイパス配管は、前記第２室外機連結管または前記第３配管に連結される。

前記温度センサーは、前記冷媒配管のうち前記膨張バルブと前記熱交換器の間に配置される。または、前記温度センサーは、前記熱交換器に配置され、前記膨張バルブと隣接するように位置される。

前記温度センサーで感知された温度が基準温度より高い場合には、前記第１バルブおよび前記バイパスバルブは閉じられ、前記第２バルブおよび前記膨張バルブは開放される。

前記温度センサーで感知された温度が基準温度以下になると、前記バイパスバルブは開放され、前記第２バルブおよび前記膨張バルブは閉じられる。

前記室外機は、前記第３室外機連結管における冷媒の流動を調節する室外機バルブを更に含むことができる。前記除霜運転または前記オイル回収運転時には、前記室外機バルブは開放され、前記ポンプダウン運転時には、前記室外機バルブは閉じられる。

前記バイパスバルブが開放された以後に、前記除霜運転、前記オイル回収運転またはポンプダウン運転が終了すると、前記バイパスバルブは閉じられる。

または、前記除霜運転、オイル回収運転および前記ポンプダウン運転のうちいずれか一つの運転が開始すると、前記バイパスバルブは直ちに開放される。

または、前記除霜運転、オイル回収運転および前記ポンプダウン運転のうちいずれか一つの運転が開始し、設定時間が経過すると、前記バイパスバルブは開放される。

本実施例によれば、除霜運転や、オイル回収運転時に低温の冷媒が熱交換器を流動することを制限して熱交換器の凍破を防止できる長所がある。

本実施例によれば、冷媒を室外機側に回収するためのポンプダウン運転時にも低温の冷媒が熱交換器を流動することを制限して熱交換器の凍破を防止することができる。

図１は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の構成を示す概略図。 図２は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の構成を示すサイクル図。 図３は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の暖房運転時の熱交換装置における冷媒と水の流動の様子を示すサイクル図。 図４は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の冷房運転時の熱交換装置における冷媒と水の流動の様子を示すサイクル図。 図５は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の除霜運転時の熱交換装置における冷媒と水の流動の様子を示すサイクル図。

以下、本発明の一部実施例を例示的な図面を参照して詳しく説明する。各図面において、同じ構成要素に対しては同じ符号を付する。また、本発明の実施例の説明において、係る公知構成または機能に対する具体的な説明が、本発明の実施例の理解を妨害すると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

また、本発明の実施例の構成要素の説明において、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）等の用語を用いることができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって当該構成要素の本質または順序等が限定されるものではない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素は他の構成要素に直接的に連結または接続されてもよく、各構成要素の間に更に他の構成要素が「連結」、「結合」または「接続」されてもよいと理解されるべきである。

図１は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の構成を示す概略図であり、図２は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の構成を示すサイクル図である。

図１および図２を参照すると、本発明の一実施例に係る空気調和装置１は、室外機１０と、室内機ユニット５０および前記室外機１０と前記室内機ユニット５０に連結される熱交換装置１００を含むことができる。

前記室外機１０と前記熱交換装置１００は、第１流体によって流動的に連結される。一例として、前記第１流体は、冷媒を含むことができる。

前記冷媒は、前記熱交換装置１００に備えられる熱交換器の冷媒側流路および前記室外機１０を流動することができる。

前記室外機１０は、圧縮機１１および室外熱交換器１５を含むことができる。

前記室外熱交換器１５の一側には、室外ファン１６が備えられて外気を室外熱交換器１５側に吹き込み、前記室外ファン１６の駆動によって外気と室外熱交換器１５の冷媒の間で熱交換が行われる。前記室外機１０は、メイン膨張バルブ１８（ＥＥＶ）を更に含むことができる。

前記空気調和装置１は、前記室外機１０と前記熱交換装置１００を連結する連結配管２０、２５、２７を更に含むことができる。

前記連結配管２０、２５、２７は、高圧の気相冷媒が流動する気管（高圧気管）として第１室外機連結管２０と、低圧の気相冷媒が流動する気管（低圧気管）として第２室外機連結管２５と、液冷媒が流動する液管として第３室外機連結管２７を含むことができる。

即ち、前記室外機１０と前記熱交換装置１００は、「３配管連結構造」を有し、冷媒は３つの連結管２０、２５、２７によって前記室外機１０と前記熱交換装置１００を循環することができる。

前記室外機１０は、前記第１室外機連結管２０の冷媒の流動を調節する第１室外機バルブ２０ａと、前記第２室外機連結管２５の冷媒の流動を調節する第２室外機バルブ２５ａと、前記第３室外機連結管２７の冷媒の流動を調節する第３室外機バルブ２７ａを含むことができる。

前記熱交換装置１００と室内機ユニット５０は、第２流体によって流動的に連結される。一例として、前記第２流体は水を含むことができる。

水は、前記熱交換装置１００に備えられる熱交換器の水流路および前記室内機ユニット５０を流動することができる。

前記熱交換装置１００は、一つ以上の熱交換器１４０、１４１を含むことができる。前記熱交換器は、一例として板状熱交換器を含むことができる。

前記室内機ユニット５０の数に応じて、前記熱交換装置１００が一つまたは二つ以上の熱交換器１４０、１４１を含むことができる。

前記室内機ユニット５０は、複数の室内機６０、７０を含むことができる。本実施例において、前記複数の室内機６０、７０の数には制限は無く、図１では、一例として２つの室内機６０、７０が熱交換装置１００に連結されたものが図示される。

前記複数の室内機６０、７０は、第１室内機６０、および第２室内機７０を含むことができる。

前記空気調和装置１は、前記熱交換装置１００と前記室内機ユニット５０を連結する配管３０、３５を更に含むことができる。

前記配管３０、３５は、前記熱交換装置１００と各室内機６０、７０を連結する第１室内機連結管３０および第２室内機連結管３５を含むことができる。

水は、前記室内機連結管３０、３５を通じて前記熱交換装置１００と前記室内機ユニット５０を循環することができる。

勿論、前記室内機の台数が増加すると、前記熱交換装置１００と室内機を連結する配管の数は増加する。

このような構成によれば、前記室外機１０と前記熱交換装置１００を循環する冷媒と、前記熱交換装置１００と前記室内機ユニット５０を循環する水は、前記熱交換装置１００に備えられる熱交換器１４０、１４１を通じて熱交換される。

熱交換を通じて冷却または加熱された水は、前記室内機ユニット５０に備えられる室内熱交換器６１、７１と熱交換して室内空間の冷房または暖房を行うことができる。

前記複数の熱交換器１４０、１４１は、前記複数の室内機６０、７０の数と同じ数で備えられてもよい。または、一つの熱交換器に２以上の室内機が連結されてもよい。

以下では、前記熱交換装置１００に対して詳しく説明することにする。

前記熱交換装置１００は、制御部８０によって制御される。即ち、前記熱交換装置１００に備えられる多様なバルブは、制御部８０によって制御される。

前記熱交換装置１００は、各室内機６０、７０と流動的に連結される第１熱交換器１４０および第２熱交換器１４１を含むことができる。

前記第１熱交換器１４０および第２熱交換器１４１は、同じ構造で形成されてもよい。

前記各熱交換器１４０、１４１は、一例として板状熱交換器を含むことができ、水流路と冷媒流路が交互に積層されるように構成されてもよい。前記各熱交換器１４０、１４１において水流路と冷媒流路の配置には制限はない。

前記各熱交換器１４０、１４１は、冷媒流路１４０ａ、１４１ａと水流路１４０ｂ、１４１ｂを含むことができる。

前記冷媒流路１４０ａ、１４１ａは、前記室外機１０と流動的に連結される。前記室外機１０から排出された冷媒が前記冷媒流路１４０ａ、１４１ａに流入し、前記冷媒流路１４０ａ、１４１ａを通過した冷媒が前記室外機１０に流入することができる。

各水流路１４０ｂ、１４１ｂは、各室内機６０、７０と流動的に連結される。各室内機６０、７０から排出された水が前記水流路１４０ｂ、１４１ｂに流入し、前記水流路１４０ｂ、１４１ｂを通過した水が前記各室内機６０、７０に流入することができる。

前記熱交換装置１００は、前記第１室外機連結管２０から分岐する第１分岐管１０１（または第１配管）および第２分岐管１０２（または第２配管）を含むことができる。

前記第１分岐管１０１および第２分岐管１０２は、一例として高圧状態の冷媒が流動することができる。従って、前記第１分岐管１０１および第２分岐管１０２を高圧配管と称することができる。

前記第１分岐管１０１および第２分岐管１０２には、第１バルブ１０３、１０４が備えられてもよい。本明細書において、前記第１室外機連結管２０から分岐する分岐管の数には制限はない。

前記熱交換装置１００は、前記第２室外機連結管２５から分岐する第３分岐管１０５（または第３配管）および第４分岐管１０６（または第４配管）を含むことができる。

前記第３分岐管１０５および第４分岐管１０６は、一例として低圧状態の冷媒が流動することができる。従って、前記第３分岐管１０５および第４分岐管１０６を一例として低圧配管と称することができる。

前記第３分岐管１０５および第４分岐管１０６には、第２バルブ１０７、１０８が備えられてもよい。本明細書において、前記第２室外機連結管２５から分岐する分岐管の数には制限はない。

前記熱交換装置１００は、前記第１分岐管１０１と前記第３分岐管１０５が連結される第１共通気管１１１と、前記第２分岐管１０２と前記第４分岐管１０６が連結される第２共通気管１１２を含むことができる。

前記第１共通気管１１１は、前記第１熱交換器１４０の冷媒流路１４０ａの一端と連結される。前記第２共通気管１１２は、前記第２熱交換器１４１の冷媒流路１４１ａの一端と連結される。

前記各熱交換器１４０、１４１の前記冷媒流路１４０ａ、１４１ａの他端には冷媒配管１２１、１２２が連結される。

前記第１熱交換器１４０に第１冷媒配管１２１が連結され、前記第２熱交換器１４１に第２冷媒配管１２２が連結される。

前記第１冷媒配管１２１には、第１膨張バルブ１２３が備えられ、前記第２冷媒配管１２２には、第２膨張バルブ１２４が備えられてもよい。

前記第１冷媒配管１２１および第２冷媒配管１２２は、前記第３室外機連結管２７に連結される。

前記各膨張バルブ１２３、１２４は、一例として電子膨張バルブ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｖａｌｖｅ：ＥＥＶ）を含むことができる。

前記電子膨張バルブは、開度調節を通じて前記膨張バルブを通る冷媒の圧力を下げることができる。一例として、前記膨張バルブが完全に開放すると（ｆｕｌｌ－ｏｐｅｎ状態）冷媒は減圧なしに通過でき、前記膨張バルブの開度が小さくなると冷媒は減圧される。前記冷媒の減圧される程度は、前記開度が小さくなるほど大きくなる。

前記熱交換装置１００は、前記各熱交換器１４０、１４１を流動する冷媒の温度を感知するための温度センサー１５１、１５２を更に含むことができる。

前記各温度センサー１５１、１５２は、一例として前記各膨張バルブ１２３、１２４で膨張して前記各熱交換器１４０、１４１に流入した冷媒の温度を感知することができる。即ち、冷房運転を基準として前記各温度センサー１５１、１５２は、前記各熱交換器１４０、１４１の入口温度を感知することができる。

前記各温度センサー１５１、１５２は、前記各冷媒配管１２１、１２２において前記各膨張バルブ１２３、１２４と前記各熱交換器１４０、１４１の冷媒流路１４０ａ、１４１ａの間に位置される。または、各温度センサー１５１、１５２は、前記冷媒流路１４０ａ、１４１ａに位置されてもよい。この場合には、前記温度センサー１５１、１５２は、前記膨張バルブ１２３、１２４と隣接するように位置される。

前記熱交換装置１００は、前記第３室外機連結管２７と前記第２室外機連結管２５を連通するためのバイパス配管１６１を更に含むことができる。

前記バイパス配管１６１は、前記第３室外機連結管２７の冷媒を前記第２室外機連結管２５側に案内する役割をする。

前記バイパス配管１６１は、前記第３室外機連結管２７を流動する冷媒が前記各熱交換器１４０、１４１を通ることなく前記第２室外機連結管２５に流動するようにバイパスする。

前記バイパス配管１６１は、一例として前記第２室外機連結管２５に連結されるか前記第３分岐管１０５または第４分岐管１０６に連結される。

前記バイパス配管１６１にはバイパスバルブ１６２が備えられてもよい。前記バイパスバルブ１６２は、冷媒の流動を単純に調節するバルブであるか、減圧する減圧バルブであってもよい。

一方、前記各室内機連結管３０、３５は、熱交換器流入管３１、３６と、熱交換器流出管３２、３７を含むことができる。

前記各熱交換器流入管３１、３６にはポンプ１５１、１５２が備えられてもよい。

前記各熱交換器流入管３１、３６と熱交換器流出管３２、３７は、各室内熱交換器６１、７１と連結される。

前記熱交換器流入管３１、３６は、前記室内熱交換器６１、７１を基準として室内機排出管の役割をし、前記熱交換器流出管３２、３７は、前記室内熱交換器６１、７１を基準として室内機流入管の役割をする。

図３は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の暖房運転時の熱交換装置における冷媒と水の流動の様子を示すサイクル図である。

図１および図３を参照すると、前記空気調和装置１が暖房運転されると（複数の室内機が暖房運転されると）、室外機１０の圧縮機１１で圧縮された高圧の気相冷媒は、第１室外機連結管２０を流動した後前記第１分岐管１０１および第２分岐管１０２に分岐される。

前記空気調和装置１の暖房運転時、前記第１室外機バルブ２０ａおよび前記第３室外機バルブ２７ａは開放され、前記第２室外機バルブ２５ａは閉じられる。

前記空気調和装置１の暖房運転時、前記第１および第２分岐管１０１、１０２の第１バルブ１０３、１０４は開放され、前記第３および第４分岐管１０５、１０６の第２バルブ１０７、１０８は閉じられる。また、前記バイパスバルブ１６２は閉じられる。

前記第１分岐管１０１に分岐された冷媒は、前記第１共通気管１１１に沿って流動した後、前記第１熱交換器１４０の冷媒流路１４０ａに流動する。前記第２分岐管１０２に分岐された冷媒は、前記第２共通気管１１２に沿って流動した後、前記第２熱交換器１４１の冷媒流路１４１ａに流動する。

本実施例において、前記空気調和装置１の暖房運転時に前記熱交換器１４０、１４１は凝縮器として作用することができる。

前記空気調和装置１の暖房運転時、前記第１膨張バルブ１２３および第２膨張バルブ１２４は開放される。一例として、前記各膨張バルブ１２３、１２４は完全に開放されてもよい。

前記各熱交換器１４０、１４１の冷媒流路１４０ａ、１４１ａを通る冷媒は、前記各膨張バルブ１２３、１２４を通った後前記第３室外機連結管２７に流動する。

前記第３室外機連結管２７に流動した冷媒は室外機１０に流入し、前記圧縮機１１に吸入される。前記圧縮機１１で圧縮された高圧の冷媒は、再び前記第１室外機連結管２０を通じて前記熱交換装置１００に流動する。

一方、前記各熱交換器１４０、１４１の水流路１４０ｂ、１４１ｂを流動する水は、冷媒との熱交換によって加熱され、加熱された水は、前記各室内熱交換器６１、７１に供給されて暖房を行うことができる。

図４は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の冷房運転時の熱交換装置における冷媒と水の流動の様子を示すサイクル図である。

図４を参照すると、前記空気調和装置１が冷房運転されると（複数の室内機が冷房運転されると）、室外機１０の圧縮機１１で圧縮された高圧の気相冷媒は室外熱交換器１５に流動する。前記室外熱交換器１５で凝縮された高圧の液冷媒は、第３室外機連結管２７を流動した後前記第１冷媒配管１２１および第２冷媒配管１２２に分配される。

前記空気調和装置１の冷房運転時、前記第２室外機バルブ２５ａおよび前記第３室外機バルブ２７ａは開放され、前記第１室外機バルブ２０ａは閉じられる。

前記空気調和装置１が冷房運転される時には、前記第１および第２分岐管１０１、１０２の第１バルブ１０３、１０４は閉じられ、前記第３および第４分岐管１０５、１０６の第２バルブ１０７、１０８は開放される。また、前記バイパスバルブ１６２は閉じられる。

前記第１および第２冷媒配管１２１、１２２に備えられる膨張バルブ１２３、１２４は所定開度で開放される。従って、冷媒は、前記膨張バルブ１２３、１２４を通過しながら低圧の冷媒に減圧される。

減圧された冷媒は、前記熱交換器１４０、１４１の冷媒流路１４０ａ、１４１ａに沿って流動しながら水との熱交換を通じて蒸発される。即ち、前記空気調和装置１の冷房運転時に前記熱交換器１４０、１４１は蒸発器として作用することができる。

従って、前記各熱交換器１４０、１４１の冷媒流路１４０ａ、１４１ａを通る冷媒は、前記各共通気管１１１、１１２に流動する。

前記各共通気管１１１、１１２に流動した冷媒は、前記第３および第４分岐管１０５、１０６を流動した後前記第２室外機連結管２５に流動することになる。

前記第２室外機連結管２５に流動した冷媒は室外機１０に流入し、前記圧縮機１１に吸入される。前記圧縮機１１で圧縮された高圧の冷媒は室外熱交換器１５で凝縮され、凝縮された液冷媒は再び第３室外機連結管２７に沿って流動することができる。

一方、前記空気調和装置の暖房運転時、前記室外機１０の室外熱交換器１５は蒸発器として作用する。室外温度が低い状態で前記室外熱交換器１５が蒸発器として作用する場合、前記室外熱交換器１５に霜が生じ、着霜量が増加すると、前記室外熱交換器１５の除霜が必要である。前記空気調和装置の暖房運転過程で前記室外熱交換器１５の除霜が必要な場合、前記空気調和装置は除霜運転される。

前記空気調和装置の除霜運転時の冷媒の流動は、基本的に前記空気調和装置の冷房運転時の冷媒の流動と同一である。

図５は、本発明の一実施例に係る空気調和装置の除霜運転時の熱交換装置における冷媒と水の流動の様子を示すサイクル線図である。

図５を参照すると、前記空気調和装置が除霜運転されると、前記第２室外機バルブ２５ａおよび前記第３室外機バルブ２７ａは開放され、前記第１室外機バルブ２０ａは閉じられる。

前記空気調和装置１が除霜運転される時には、前記第１および第２分岐管１０１、１０２の第１バルブ１０３、１０４は閉じられ、前記第３および第４分岐管１０５、１０６の第２バルブ１０７、１０８は開放される。また、前記バイパスバルブ１６２は閉じられる。

前記空気調和装置１が除霜運転されると、室外機１０の圧縮機１１で圧縮された高温の気相冷媒は室外熱交換器１５に流動する。高温の気相冷媒が前記室外熱交換器１５を流動する過程で前記室外熱交換器１５の除霜が行われる。

前記室外熱交換器１５で凝縮された高圧の液冷媒は、第３室外機連結管２７を流動した後前記第１冷媒配管１２１および第２冷媒配管１２２に分配される。

前記空気調和装置１の除霜運転過程では、前記第１および第２冷媒配管１２１、１２２に備えられる膨張バルブ１２３、１２４は所定開度で開放される。従って、冷媒は、前記膨張バルブ１２３、１２４を通過しながら低圧の冷媒に減圧される。減圧された冷媒は、前記熱交換器１４０、１４１の冷媒流路１４０ａ、１４１ａに沿って流動しながら水との熱交換を通じて蒸発される。

前記熱交換器１４０、１４１に流入する冷媒は低温状態であるので、低温の冷媒が前記熱交換器１４０、１４１の冷媒流路１４０ａ、１４１ａを流動することになると、前記熱交換器１４０、１４１の水流路１４０ｂ、１４１ｂ内の水が凍る可能性が高い。前記水流路１４０ｂ、１４１ｂ内の水が凍ると、前記熱交換器１４０、１４１が破損する虞がある。

除霜運転は、実質的に暖房運転過程で冷房運転に転換されることにより実行されるものであるので、室内の快適性低下が最小化されるように速かに除霜運転が行われる必要がある。従って、除霜運転過程における圧縮機１１の運転周波数は、基本的な暖房運転過程における圧縮機の運転周波数より大きい。

前記圧縮機１１の運転周波数が大きいとサイクルの低圧が減少し、これにより蒸発器の役割をする前記熱交換器１４０、１４１に流入する冷媒の温度が低い。

従って、前記空気調和装置１の除霜運転過程で前記熱交換器１４０、１４１の凍破を防止するために、前記制御部８０は、前記温度センサー１５１、１５２で感知された温度が基準温度以下になると、前記熱交換器１４０、１４１への冷媒の流動を制限することができる。

前記熱交換器１４０、１４１への冷媒の流動を制限するために、前記制御部８０は、前記バイパスバルブ１６２を開放することができる。前記バイパスバルブ１６２が開放されると、前記第３室外機連結管２７の冷媒が前記第２室外機連結管２５へとバイパスされるので、前記第３室外機連結管２７の冷媒が前記熱交換器１４０、１４１に流動することが制限される。

好ましくは、前記熱交換器１４０、１４１への冷媒の流動を防止するために、前記制御部８０は、前記バイパスバルブ１６２が開放される時、前記膨張バルブ１２３、１２４を閉鎖することができる。また、前記制御部８０は、開放されていた前記第３および第４分岐管１０５、１０６の第２バルブ１０７、１０８を閉鎖することができる。

すると、前記第３室外機連結管２７の冷媒の全部は、前記第２室外機連結管２５へとバイパスされるので、前記熱交換器１４０、１４１の凍破を効果的に防止することができる。たとえ、各膨張バルブ１２３、１２４から冷媒が漏洩しても前記第１バルブ～第４バルブ１０３、１０４、１０７、１０８が閉じられているので、前記各熱交換器１４０、１４１で冷媒の流動がほとんど発生しないので、前記熱交換器１４０、１４１の凍破が防止される。

前記空気調和装置１の除霜運転過程で、前記バイパスバルブ１６２が開放された以後前記制御部８０は、除霜運転過程が完了すると、前記バイパスバルブ１６２を閉鎖することができる。除霜運転が完了した以後には暖房運転に転換される。

別の例として、前記制御部８０は、除霜運転が始まると、直ちにバイパスバルブ１６２を開放し、前記膨張バルブ１２３、１２４および前記第２バルブ１０７、１０８を閉鎖することができる。または、前記制御部８０は、除霜運転が開始し、設定時間が経過すると、前記バイパスバルブ１６２を開放し、前記膨張バルブ１２３、１２４および前記第２バルブ１０７、１０８を閉鎖することができる。

一方、前記空気調和装置１は、前記室外機連結管２０、２５、２７および前記熱交換装置１００の配管に存在するオイルを圧縮機１１で回収するためのオイル回収運転を行うことができ、オイル回収運転時の冷媒の流動およびバルブの制御は、除霜運転時の冷媒の流動およびバルブの制御と同一である。

オイルを回収するためには、前記熱交換装置１００側に液冷媒を流動させることが効果的である。このために、前記第３室外機連結管２７に沿って液冷媒が前記熱交換装置１００に流動することができる。この場合、前記第３室外機連結管２７の液冷媒は、前記膨張バルブ１２３、１２４を通り、この過程で冷媒は減圧される。減圧された冷媒は、前記熱交換器１４０、１４１の冷媒流路１４０ａ、１４１ａに沿って流動しながら水との熱交換を通じて蒸発される。

前記熱交換器１４０、１４１に流入する冷媒は低温状態であるので、低温の冷媒が前記熱交換器１４０、１４１の冷媒流路１４０ａ、１４１ａを流動することになると、前記熱交換器１４０、１４１の凍破虞がある。

従って、前記空気調和装置１のオイル回収運転時にも、前記温度センサー１５１、１５２で感知された温度が前記基準温度以下になると、前記バイパスバルブ１６２が開放される。追加的に前記膨張バルブ１２３、１２４と前記第２バルブ１０７、１０８が閉じられる。

前記空気調和装置１は、配管の漏洩や熱交換装置の部品交替等のサービス対応時に冷媒を室外機１０側に回収するために行われるポンプダウン運転を行うことができる。前記ポンプダウン運転は、基本的に冷房運転と同一であり、前記ポンプダウン運転過程においても前記熱交換器１４０、１４１の凍破防止のために、前記温度センサー１５１、１５２で感知された温度に基づいて前記バイパスバルブ１６２が開放される。

前記ポンプダウン運転時には除霜運転やオイル回収運転時とは違って、前記第３室外機バルブ２７ａは閉じられる。

提案される発明によれば、除霜運転やオイル回収運転またはポンプダウン運転過程で熱交換器に低温の冷媒が流動することが制限されるので、熱交換器の凍破が防止される。

Claims (15)

1. 空気調和装置であって、
   冷媒が循環する室外機と、
   水が循環する室内機と、
   前記室外機と前記室内機を連結し、前記冷媒と水との間で熱交換を行う熱交換器を備える熱交換装置と、
   前記室外機と前記熱交換装置を連結し、高圧の気相冷媒が流動する第１室外機連結管と、
   前記室外機と前記熱交換装置を連結し、低圧の気相冷媒が流動する第２室外機連結管と、
   前記室外機と前記熱交換装置を連結し、液冷媒が流動する第３室外機連結管と、
   前記第３室外機連結管と前記第２室外機連結管を連通するためのバイパス配管と、
   前記バイパス配管に備えられるバイパスバルブと、を備え、
   前記室外機に備えられる室外熱交換器の除霜のための除霜運転時に、前記第３室外機連結管を介して流入した冷媒が前記熱交換装置を循環することなく前記バイパス配管を介して前記第２室外機連結管に排出される、空気調和装置。
2. 前記熱交換装置は、前記熱交換器の入口温度又は出口温度を感知する温度センサーを更に備え、
   前記温度センサーで感知された温度が基準温度以下になると、前記バイパスバルブは開放される、請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記熱交換装置は、
   前記第１室外機連結管に連結される第１配管と、
   前記第１配管に備えられる第１バルブと、
   前記第２室外機連結管に連結される第３配管と、
   前記第３配管に備えられる第２バルブと、
   前記第３室外機連結管に連結される冷媒配管と、
   前記冷媒配管に備えられる膨張バルブと、を備える、請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記温度センサーは、前記冷媒配管のうち前記膨張バルブと前記熱交換器の間に配置される、請求項３に記載の空気調和装置。
5. 前記温度センサーは、前記熱交換器に配置され、前記膨張バルブと隣接するように位置される、請求項３に記載の空気調和装置。
6. 前記温度センサーで感知された温度が基準温度より高い場合には、前記第１バルブ及び前記バイパスバルブは閉じられ、前記第２バルブ及び前記膨張バルブは開放される、請求項３に記載の空気調和装置。
7. 前記温度センサーで感知された温度が基準温度以下になると、前記バイパスバルブは開放され、前記第２バルブ及び前記膨張バルブは閉じられる、請求項３に記載の空気調和装置。
8. 前記除霜運転、
   前記室外機に備えられる圧縮機でオイルを回収するためのオイル回収運転、及び、
   前記室外機で冷媒を回収するためのポンプダウン運転、のうちの一つ以上の運転中に、前記温度センサーで感知された温度が基準温度以下になると、前記バイパスバルブは開放される、請求項２に記載の空気調和装置。
9. 前記室外機は、前記第３室外機連結管における冷媒の流動を調節する室外機バルブを更に備え、
   前記除霜運転又は前記オイル回収運転時には、前記室外機バルブは開放され、
   前記ポンプダウン運転時には、前記室外機バルブは閉じられる、請求項８に記載の空気調和装置。
10. 前記バイパスバルブが開放された以後に、前記除霜運転、前記オイル回収運転、又はポンプダウン運転が終了すると、前記バイパスバルブは閉じられる、請求項８に記載の空気調和装置。
11. 前記熱交換装置は、
    前記第１室外機連結管に連結される第１配管と、
    前記第１配管に備えられる第１バルブと、
    前記第２室外機連結管に連結される第３配管と、
    前記第３配管に備えられる第２バルブと、
    前記第３室外機連結管に連結される冷媒配管と、
    前記冷媒配管に備えられる膨張バルブと、を備え、
    前記バイパス配管は、前記第２室外機連結管又は前記第３配管に連結される、請求項１に記載の空気調和装置。
12. 前記室外機に備えられる室外熱交換器の除霜のための除霜運転、
    前記室外機に備えられる圧縮機でオイルを回収するためのオイル回収運転、及び、
    前記室外機で冷媒を回収するためのポンプダウン運転、のうちの一つ以上の運転中に、前記バイパスバルブは開放される、請求項１に記載の空気調和装置。
13. 前記除霜運転、
    オイル回収運転、及び
    前記ポンプダウン運転、のうちの何れか一つの運転が開始すると、前記バイパスバルブは直ちに開放される、請求項１２に記載の空気調和装置。
14. 前記除霜運転、
    オイル回収運転、及び
    前記ポンプダウン運転、のうち何れか一つの運転が開始し、設定時間が経過すると、前記バイパスバルブは開放される、請求項１２に記載の空気調和装置。
15. 前記熱交換装置は、
    前記第１室外機連結管に連結される第１配管と、
    前記第１配管に備えられる第１バルブと、
    前記第２室外機連結管に連結される第３配管と、
    前記第３配管に備えられる第２バルブと、
    前記第３室外機連結管に連結される冷媒配管と、
    前記冷媒配管に備えられる膨張バルブと、を備え、
    前記バイパスバルブが開放される時、前記第１バルブ、前記第２バルブ、及び前記膨張バルブは閉じられる、請求項１２に記載の空気調和装置。