KR20080107986A

KR20080107986A - 공기 조화 장치 및 공기 조화 장치의 제어 방법

Info

Publication number: KR20080107986A
Application number: KR1020080017565A
Authority: KR
Inventors: 가쯔노리 나까지마
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: CN101319833A; KR100961582B1; EP2000755A2; EP2000755A3; CN101319833B; JP2008304130A; JP5069952B2

Abstract

본 발명의 과제는 엔진에 의해 압축기를 구동하여 공조 운전을 행하는 공기 조화 장치에 있어서, 압축기와 엔진을 정지시킬 때의 소리 및 진동을 억제하는 것이다.

엔진(40)에 의해 구동되는 압축기(31a, 31b)를 엔진(40)에 접촉 분리 가능하게 연결하는 클러치(38a, 38b)와, 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단하는 연료 차단 밸브(95)를 구비한 공기 조화 장치(1)를 제어하여, 압축기(31a, 31b)가 엔진에 의해 구동되고 있는 상태에서, 압축기(31a, 31b) 및 엔진(40)의 정지를 지시하는 신호가 입력된 경우에, 클러치(38a, 38b)를 구동시켜 압축기(31a, 31b)를 엔진(40)으로부터 분리하고, 그 후에, 연료 차단 밸브(95)를 동작시켜 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단시킨다.

공기 조화 장치, 압력 센서, 클러치, 압축기, 연료 차단 밸브, 사방 밸브

Description

공기 조화 장치 및 공기 조화 장치의 제어 방법 {AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD FOR AIR CONDITIONER}

본 발명은, 공기 조화 장치에 관한 것으로, 특히 엔진에 의해 압축기를 구동하여 공조 운전을 행하는 공기 조화 장치 및 공기 조화 장치의 제어 방법에 관한 것이다.

종래, 천연 가스 등을 연료로 하는 엔진에 의해 압축기를 구동하여, 냉방 운전, 난방 운전 등의 공조 운전을 행하는 가스 열펌프형 공기 조화 장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 가스 열펌프형 공기 조화 장치 중에는, 엔진이 클러치를 통해 압축기에 접촉 분리 가능하게 접속된 것이 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-263765호 공보

그런데, 상기 종래의 공기 조화 장치의 운전 정지에 수반하여 엔진을 정지시키는 경우, 클러치를 통해 압축기에 엔진이 접속된 상태에서 엔진에 대한 연료 공급을 정지함으로써 엔진을 정지시키고 있었다.

그러나, 압축기에 부하가 가해진 상태에서 상기한 방법에 의해 엔진이 정지되면, 엔진이 압축기의 부하에 의해 압축기와 함께 급정지하여, 큰 소리나 진동을 발생시키는 경우가 있었다.

본 발명은, 상술한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 엔진에 의해 압축기를 구동하여 공조 운전을 행하는 공기 조화 장치에 있어서, 압축기와 엔진을 정지시킬 때의 소리 및 진동을 억제한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 공기 조화 장치는, 엔진에 의해 구동되는 압축기를 상기 엔진에 접촉 분리 가능하게 연결하는 클러치와, 상기 엔진으로의 연료 공급을 차단하는 연료 차단 밸브와, 상기 압축기가 상기 엔진에 의해 구동되고 있는 상태에서, 상기 압축기 및 상기 엔진의 정지를 지시하는 신호가 입력된 경우에, 상기 클러치를 구동시켜 상기 압축기를 상기 엔진으로부터 분리하고, 그 후에, 상기 연료 차단 밸브를 동작시켜 상기 엔진으로의 연료 공급을 차단시키는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치를 제공한다.

이 구성에 따르면, 압축기의 정지를 지시하는 신호가 입력된 경우에, 압축기 를 엔진으로부터 분리하고, 그 후에, 엔진으로의 연료 공급을 차단하기 때문에, 엔진과 압축기의 접속이 해제된 상태에서 엔진이 정지한다. 이로 인해, 엔진은 압축기의 부하의 영향을 받지 않고 연료 공급이 끊어져 자연스럽게 정지하고, 또한 압축기는 냉매를 압축하는 부하에 의해 신속하게 정지한다.

이에 의해, 상기 종래와 같이 엔진이 압축기와 함께 급정지되는 경우가 없기 때문에, 엔진 정지시의 소리 및 진동을 억제할 수 있다. 그리고, 엔진의 급정지를 방지함으로써, 냉매 배관이나 엔진 부대 부품의 수명 및 신뢰성의 향상을 도모할 수 있고, 진동 대책용 부품이 불필요해짐으로써 부품 개수를 삭감할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 상기 제어부는 상기 압축기의 정지를 지시하는 신호가 입력되었을 때의 엔진의 부하를 검출하고, 검출된 부하에 따라서, 상기 클러치에 의해 상기 압축기와 상기 엔진을 분리한 후, 상기 연료 차단 밸브에 의해 엔진으로의 연료 공급을 차단시킬 때까지의 시간을 변화시키는 구성으로 해도 좋다.

이 경우, 압축기를 엔진으로부터 분리한 후 엔진으로의 연료 공급을 차단할 때까지의 시간을, 압축기의 정지를 지시하는 신호가 입력되었을 때의 엔진의 부하에 따라서 변화시킴으로써, 엔진에의 압축기에 의한 부하가 없어진 후 엔진이 동작하는 시간을 엔진의 부하에 따라서 조정할 수 있다.

상기한 공기 조화 장치에 있어서, 압축기에 큰 부하가 가해지고 있는 상태에서, 클러치에 의해 압축기와 엔진이 분리되면, 엔진은 큰 부하로부터 갑자기 해방되게 된다. 이 부하가 해방된 후에 연료가 계속해서 공급되면, 부하의 급감에 수반하여 회전수가 급격하게 상승하게 된다. 이러한 급격한 상승에 의해 엔진의 회 전수가 과도하게 상승하면, 엔진의 내구성에의 영향이나 소음의 발생 등이 우려된다. 상기 구성에 따르면, 클러치에 의한 부하의 해방으로부터 연료 차단까지의 시간을 엔진의 부하에 따라서 변화시킴으로써, 예를 들어 엔진의 부하가 고부하인 경우에 연료 차단까지의 시간을 짧게 하여 엔진의 급상승을 회피할 수 있다. 이에 의해, 엔진 정지시의 급격한 회전수의 변화를 회피하여, 엔진을 포함하는 각 부의 내구성 및 신뢰성의 확보를 도모하는 동시에, 과도한 소음의 발생을 방지할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 상기 제어부는, 상기 압축기의 정지를 지시하는 신호가 입력되었을 때의 상기 엔진의 회전수를 기초로 하여 상기 엔진의 부하를 검출하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 공기 조화 장치는 상기 압축기의 흡입측 압력을 검출하는 압력 센서를 구비하고, 상기 제어부는 상기 압력 센서의 검출치를 기초로 하여 상기 엔진의 부하를 검출하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 제어부는 상기 클러치에 의해 상기 압축기와 상기 엔진을 분리한 후, 소정 시간 이내에 상기 연료 차단 밸브에 의해 상기 엔진으로의 연료 공급을 차단시키는 구성으로 해도 좋다.

이 경우, 압축기의 정지를 지시하는 신호가 입력되었을 때에, 압축기와 엔진을 분리한 후 엔진으로의 연료 공급을 차단할 때까지의 시간이 소정 시간 이내가 된다. 이에 의해, 예를 들어 미리 실험 등에 의해 결정된 시간을 소정 시간으로서 설정함으로써, 엔진을 정지시킬 때에 제어부가 연산 처리나 부하의 검출 등을 행하 지 않고 신속하게 엔진을 정지시킬 수 있고, 또한 부하의 검출 등을 행하는 처리부를 설치할 필요가 없다는 이점이 있다.

여기서, 소정 시간은, 예를 들어 정격 운전의 범위 내에서 가장 엔진의 부하가 높은 상태에서 엔진으로부터 압축기를 분리한 경우에, 엔진 회전수가 허용되는 범위에 들어갈 정도의 시간이다. 즉, 이 시간 이내에 연료 차단 밸브에 의해 엔진으로의 연료 공급을 차단함으로써, 클러치 해제 후에 생기는 엔진 회전수의 과도한 상승을 회피할 수 있다.

이와 같이, 간략화된 동작 및 구성에 의해 엔진 회전수의 과도한 상승을 확실하게 회피할 수 있어, 엔진을 포함하는 각 부의 내구성 및 신뢰성의 확보를 도모하는 동시에, 과도한 소음의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 엔진에 의해 구동되는 압축기를 상기 엔진에 접촉 분리 가능하게 연결하는 클러치와, 상기 엔진으로의 연료 공급을 차단하는 연료 차단 밸브를 구비한 공기 조화 장치를 제어하여, 상기 압축기가 상기 엔진에 의해 구동되고 있는 상태에서, 상기 압축기 및 상기 엔진의 정지를 지시하는 신호가 입력된 경우에, 상기 클러치를 구동시켜 상기 압축기를 상기 엔진으로부터 분리하고, 그 후에, 상기 연료 차단 밸브를 동작시켜 상기 엔진으로의 연료 공급을 차단시키는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치의 제어 방법을 제공한다.

이 방법에 따르면, 압축기의 정지를 지시하는 신호가 입력된 경우에, 압축기를 엔진으로부터 분리하고, 그 후에, 엔진으로의 연료 공급을 차단하므로 엔진과 압축기의 접속이 해제된 상태에서 엔진이 정지되어, 엔진은 압축기의 부하의 영향 을 받지 않고 연료 공급이 끊어져 자연스럽게 정지하고, 또한 압축기는 냉매를 압축하는 부하에 의해 신속하게 정지한다. 따라서, 엔진이 압축기와 함께 급정지되는 일이 없기 때문에, 엔진 정지시의 소리 및 진동을 억제하고, 냉매 배관이나 엔진 부대 부품의 수명 및 신뢰성의 향상을 도모할 수 있어, 진동 대책용 부품을 불필요로 함으로써 부품 개수를 삭감할 수 있다.

본 발명에 따르면, 엔진에 의해 압축기를 구동하여 공조 운전을 행하는 공기 조화 장치에 있어서, 압축기와 엔진을 정지시킬 때의 소리 및 진동을 억제할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도1에, 본 실시 형태에 관한 공기 조화 장치(1)의 개략 구성을 나타낸다. 도1에 도시하는 공기 조화 장치(1)는, 연료 가스를 연료로 하는 엔진(40)에 의해 압축기(31a, 31b)를 구동하는 가스 열펌프형 공기 조화 장치로, 복수대의 실내 유닛(2)과, 1대의 실외 유닛(3)을 구비하여 구성된다.

실내 유닛(2)은, 실내 열교환기(22)와, 이 실내 열교환기(22)에 송풍하는 송풍기(23) 등을 구비하여, 피조화실의 냉방 및 난방을 행한다.

실외 유닛(3)은, 압축기(31a, 31b)와, 전자기식 사방 밸브(32)와, 플레이트 열교환기(34)와, 실외 열교환기(36)와, 이 실외 열교환기(36)에 송풍하는 송풍기(37) 등을 구비하고 있다. 실외 유닛(3)이 구비하는 2대의 압축기(31a, 31b)는 각각 전자기식 클러치(38a, 38b)를 통해 엔진(40)에 접촉 분리 가능하게 접속되어 있다.

압축기(31a)와 압축기(31b)는 각각 다른 용량의 압축기인 것이 바람직하다. 이 경우, 용량이 다른 압축기(31a, 31b)를 클러치(38a, 38b)에 의해 각각 독립하여 엔진(40)에 접속할 수 있으므로, 공조 부하에 따라서 적절한 처리 용량의 압축기를 선택하여 동작시킬 수 있고, 공기 조화 장치(1)의 COP(Coefficient of Performance)를 향상시킬 수 있다.

상기 실내 열교환기(22), 압축기(31a, 31b), 사방 밸브(32), 플레이트 열교환기(34), 실외 열교환기(36) 등에 의해 공기 조화 장치(1)의 냉매 회로가 구성되고, 실내 유닛(2)과 실외 유닛(3)은 냉매 배관(70)을 통해 접속되어 있다.

또한, 실외 유닛(3)은, 상술한 냉매 회로를 구성하는 각 부 외에, 압축기(31a, 31b)를 구동하는 엔진(40)과, 엔진(40)의 냉각수와 배기 가스를 열교환시키는 배기 가스 열교환기(51)와, 서모스탯(thermostat)(52)과, 전동식 삼방 밸브(53)와, 전동식 냉각수 펌프(54) 등을 구비하고, 이들에 의해 냉각수 회로가 구성된다. 또, 배기 가스 열교환기(51)에는 배기관(51a)이 드레인 필터(도시 생략)를 통해 접속되어 있고, 냉각수 펌프(54)에 배관(도시 생략)을 통해 냉각 물탱크(도시 생략)가 접속되어 있다.

실외 유닛(3)은, 사방 밸브(32), 삼방 밸브(53), 송풍기(37) 등을 제어선(도시 생략)을 통해 구동 제어하는 중앙 제어 장치(60)를 갖는다. 이 중앙 제어 장치(60)는 CPU(도시 생략)를 비롯하여, 입출력 인터페이스나 ROM, RAM, 타이머 카운 터 등을 갖는 동시에, 엔진(40)의 운전 및 정지나, 클러치(38a, 38b)에 의한 엔진(40)과 압축기(31a, 31b)의 접속 상태 등을 제어하는 엔진 제어부(60a)를 구비하고 있다.

중앙 제어 장치(60)의 입출력 인터페이스에는, 엔진(40)과 서모스탯(52) 사이의 냉각수 배관(82)에 설치되고 엔진(40)의 냉각수의 온도를 검출하는 수온 센서(61), 실외 열교환기(36)에 설치되고 실외 열교환기(36)의 방열 핀(도시 생략)의 표면 온도를 검출하는 열교환 온도 센서(62), 실외 유닛(3)의 외벽면에 설치된 외기 온도 센서(63), 엔진(40)의 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서(44), 압축기(31a, 31b)의 흡입측 압력을 검출하는 압력 센서(76) 등이 접속되어 있다.

또한, 중앙 제어 장치(60)는 실내 유닛(2)측 컨트롤 유닛(도시 생략)과 접속되어 있고, 이 컨트롤 유닛 사이에서 서로 신호의 송수신을 행하여, 상기 컨트롤 유닛 등에 의해 설정된 공조 운전을 행하도록 사방 밸브(32), 삼방 밸브(53) 등의 절환을 행하고, 각 실내 온도가 공조 설정 온도가 되도록 공기 조화 장치(1)의 각 부를 제어한다.

실내 온도가 공조 설정 온도에 도달하고 있지 않은 경우 등, 압축기(31)를 구동시킬 필요가 있다고 중앙 제어 장치(60)가 판단하였을 때는, 엔진 제어부(60a)에 서모 온 신호, 즉 압축기 운전 개시 신호가 중앙 제어 장치(60)로부터 입력된다. 여기서, 중앙 제어 장치(60)는 공조 부하에 따른 적절한 처리 용량으로 하기 위해, 압축기(31a, 31b) 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 선택하고, 선택한 압축기를 구동하도록 지시하는 제어 신호를 엔진 제어부(60a)에 출력한다. 엔진 제어부(60a) 는 입력된 제어 신호에 따라서 엔진(40) 제어 신호를 송신하고, 스타터(STR)를 구동시켜 엔진(40)을 시동시킨다. 또한, 엔진 제어부(60a)는 클러치(38a, 38b) 중 중앙 제어 장치(60)에 의해 선택된 압축기에 연결되는 클러치에 제어 신호 및 구동 전류를 공급하여, 이 클러치를 구동하여 전자석을 온(ON)으로 절환하고, 압축기(31a, 31b) 중 선택된 압축기에 엔진(40)의 동력을 전달한다.

그리고, 실내 온도가 공조 설정 온도를 초과하는 등, 압축기(31)의 구동을 정지시킬 필요가 있다고 중앙 제어 장치(60)가 판단하였을 때는, 엔진 제어부(60a)에 서모 오프 신호, 즉 압축기 정지 지시 신호가 입력된다. 엔진 제어부(60a)는, 압축기 정지 지시 신호가 중앙 제어 장치(60)로부터 입력되면, 구동 중인 압축기를 정지시키기 위해 클러치(38a, 38b) 중 접속된 상태에 있는 클러치에의 구동 전류의 공급을 정지하고, 클러치를 분리시킨다. 이에 의해, 엔진(40)이 운전을 계속한 상태에서, 압축기(31a, 31b)가 정지한다. 또, 엔진 제어부(60a)가 클러치(38a, 38b)를 구동함으로써, 예를 들어 압축기(31a, 31b)의 양쪽이 운전되고 있는 상태에서, 한쪽의 압축기만을 정지시킬 수도 있다.

또한, 공조 운전을 정지시킬 때에도 중앙 제어 장치(60)로부터 엔진 제어부(60a)에 압축기 정지 지시 신호가 입력된다. 여기서 중앙 제어 장치(60)가 출력하는 압축기 정지 지시 신호는, 운전 중인 압축기와 엔진(40)의 모든 정지를 지시하는 신호이다. 이 압축기 정지 지시 신호가 입력되면, 엔진 제어부(60a)는 운전중인 압축기(31a, 31b)와 함께 엔진(40)을 정지시키는 처리를 실행한다. 이 처리에 대해서는 후술한다.

이와 같이 구성되는 공기 조화 장치(1)에 있어서, 난방 운전이 개시되면, 냉매 배관(70)으로부터 실외 유닛(3)측으로 유입한 냉매가, 실외 유닛(3)의 팽창 밸브(35)를 경유하여 실외 열교환기(36)로 유입하고, 실외 열교환기(36)에서 증발하여, 냉매 배관(71), 사방 밸브(32), 및 냉매 배관(72)을 경유하여 플레이트 열교환기(34)에 유입하고, 냉각수에 의해 가열되어 압축기(31a, 31b)의 흡입측 관로에 도달한다. 플레이트 열교환기(34)는 냉매 배관의 주위를 냉각수가 통과하는 이중관 형식의 열교환기로 되어 있고, 실외 열교환기(36)는 냉매 배관과 냉각수 배관이 플레이트 핀(plate fin)을 통해 접속된 구성으로 되어 있다. 그리고, 압축기(31a, 31b)로부터 토출된 고온의 냉매는, 냉매 배관(74), 사방 밸브(32), 냉매 배관(70)을 경유하여 실내 유닛(2)측 실내 열교환기(22)에 유입하고, 송풍기(23)에 의해 송풍된 실내 공기에 대해 열교환을 행하여 난방을 행한 후, 냉매 배관(70)으로부터 다시 실외 유닛(3)측으로 유입한다.

한편, 공기 조화 장치(1)에 있어서, 냉방 운전이 개시되면, 압축기(31a, 31b)로부터 토출된 냉매는 냉매 배관(74)으로부터 사방 밸브(32)를 지나 냉매 배관(71)으로 유입하고, 실외 열교환기(36)로 유입하여 응축된다. 응축된 액체의 냉매는 냉매 배관(70)을 지나 팽창 밸브(21)를 경유하여 실내 유닛(2)측의 실내 열교환기(22)에 유입한다. 팽창 밸브(21)에 의해 팽창된 냉매는 실내 열교환기(22)에 있어서 증발하고, 송풍기(23)에 의해 송풍된 실내 공기에 대해 열교환을 행하여 냉방을 행한 후, 냉매 배관(70)으로부터 다시 실외 유닛(3)측으로 유입한다. 실외 유닛(3)에 유입한 냉매는 사방 밸브(32), 냉매 배관(72), 및 냉매 배관(73)을 경유 하여, 압축기(31a, 31b)의 흡입측 관로에 도달한다.

또한, 상기한 냉매 회로를 흐르는 냉매는, 난방 운전시에 엔진(40)의 냉각수와 열교환된다. 즉, 냉각수 펌프(54)로부터 토출된 냉각수는, 냉각수 배관(81)을 경유하여 배기 가스 열교환기(51) 내에 유입하고, 엔진(40)의 배기 가스와 열교환된 후에 엔진(40)의 냉각수 경로에 유입한다. 엔진(40)을 냉각하여 고온이 된 냉각수는, 냉각수 배관(82), 서모스탯(52), 냉각수 배관(83)을 경유하여 실외 열교환기(36)를 지나고, 그 후에 냉각수 배관(84), 삼방 밸브(53), 냉각수 배관(85)을 지나 플레이트 열교환기(34)에 유입한다. 플레이트 열교환기(34)에 있어서는, 냉각수와 냉매가 열교환되어 냉각수의 열에 의해 냉매가 가열된다. 그 후, 냉각수는 냉각수 배관(86), 냉각수 배관(87)을 경유하여 다시 냉각수 펌프(54)로 환류한다.

또한, 엔진(40)의 시동 직후 등, 냉각수의 온도가 낮은 상태에서는, 냉각수는 서모스탯(52)에 의해 바이패스 배관(88)으로 보내져, 온도가 적온으로 상승할 때까지 바이패스 배관(88)을 통해 순환된다.

계속해서, 엔진(40) 주위의 개략 구성에 대해 도2를 참조하여 설명한다.

엔진(40)은, 상술한 바와 같이, 전자기식 클러치(38a, 38b)에 의해 각각 압축기(31a, 31b)에 접속 분리 가능하게 접속되어, 엔진(40)의 동력이 압축기(31a, 31b)에 전달된다. 엔진(40)에 의해 구동되는 압축기(31a, 31b)가 냉매를 압축하여, 상기한 난방 운전 또는 냉방 운전 등의 각종 공조 운전이 행해진다.

엔진(40)의 출력축(40a)에는 풀리(41)가 설치되고, 이 풀리(41)와, 풀리(43a, 43b) 사이에는 벨트(42)가 걸쳐져 있다. 풀리(43a, 43b)는 클러치(38a, 38b)를 통해 압축기(31a, 31b)의 입력축(310a, 310b)에 각각 연결되어 있고, 클러치(38a, 38b)에 의해 엔진(40)의 구동력이 압축기(31a, 31b)의 입력축(310a, 310b)에 전달된다.

엔진(40)은 가스를 연료로 하여 운전되는 가스 엔진이다. 가스 라인으로부터 공급된 고압의 연료 가스는, 연료 차단 밸브(95)를 통과하여 제로 거버너(압력 거버너)(96)에 공급된다. 고압의 가스는 제로 거버너(96)에 의해 대기압까지 조절되어 연료 조정 밸브(93)에 공급된다. 연료 조정 밸브(93)는 엔진 제어부(60a)의 제어에 따라서 엔진(40)에 공급되는 연료의 양을 조정하는 밸브이다. 연료 조정 밸브(93)에 의해 조정된 연료 가스는 에어 클리너(97)를 경유하여 외부로부터 취입된 공기와 혼합되어, 스로틀 조정 밸브(94)에 공급된다. 스로틀 조정 밸브(94)는 엔진(40)의 요구 회전수나 요구 부하에 따라서 엔진(40)에 송입되는 혼합기(연료와 공기의 혼합기)의 양을 제어한다. 스로틀 조정 밸브(94)를 통과한 혼합기는, 연료 공급관(91)을 경유하여 엔진(40)에 공급된다. 연료 차단 밸브(95)는 2열로 배치되어 2개의 밸브가 동시에 작동하는 밸브이며, 후술하는 바와 같이, 엔진 제어부(60a)로부터 연료 차단을 지시하는 제어 신호가 입력되면, 즉시 가스 라인으로부터의 연료를 차단한다.

이 공기 조화 장치(1)에 있어서, 엔진(40)을 정지시키는 경우에는, 중앙 제어 장치(60)로부터의 압축기 정지 지시 신호를 받아, 엔진 제어부(60a)가 클러치(38a, 39b)와 연료 차단 밸브(95)를 구동한다. 여기서, 엔진(40)을 정지시키고자 하는 타이밍에서, 클러치(38a, 38b)가 모두 분리되고, 접속되어 있지 않은 경우 에는, 엔진 제어부(60a)는 연료 차단 밸브(95)에 제어 신호를 송신하여, 연료 차단 밸브(95)에 의해 연료 공급을 차단시킨다.

또한, 엔진(40)을 정지시키고자 하는 타이밍에서, 클러치(38a, 38b) 중 어느 하나 이상이 접속되어 있는 경우, 엔진 제어부(60a)는 클러치(38a, 38b)를 구동하여 분리하고, 그 후에, 연료 차단 밸브(95)에 제어 신호를 송신하여 연료 차단 밸브(95)에 의해 연료 공급을 차단시킨다.

종래, 엔진(40)은, 압축기(31a, 31b)에 의한 부하가 가해진 상태에서 연료 공급이 차단됨으로써 정지되어 있었다. 이 상태에서는, 엔진(40)은 압축기(31a, 31b)의 부하에 의해 압축기(31a, 31b)와 함께 정지된다. 이 결과, 엔진(40)이 급정지되고, 급정지에 수반하여 소리나 진동이 발생하고 있었다.

그러나, 본 실시 형태와 같이, 엔진(40)의 정지시에 클러치(38a, 38b)를 구동시켜 압축기(31a, 31b)를 엔진(40)으로부터 분리하고, 그 후에, 연료 차단 밸브(95)를 동작시켜 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단시키면, 엔진(40)의 정지시에 엔진(40)과 압축기(31a, 31b)의 양쪽 모두 자연스럽게 정지하므로, 급정지하는 일이 없어, 소리나 진동을 대폭으로 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 공기 조화 장치(1)는, 엔진 제어부(60a)에 의해 클러치(38a, 38b)를 해제한 후 연료 차단 밸브(95)에 의해 연료 공급을 차단시킬 때까지의 시간을 엔진(40)의 부하에 따라서 변화시키는 것도 가능하다. 여기서, 엔진(40)의 부하는 엔진 회전수 센서(44) 및 압축기의 흡입측의 압력 센서(76)에 의해 검출한다.

이하, 엔진 정지시의 처리에 대해 상세하게 설명한다.

도3은 엔진 정지시의 처리를 나타내는 흐름도이다.

우선, 엔진 제어부(60a)는 압축기(31a, 31b)에 대한 정지 지시 신호(서모 오프 신호)가 입력될 때까지 대기한다(스텝 S1 : 아니오). 정지 지시 신호가 입력 되면(스텝 S1 : 예), 엔진 제어부(60a)는 클러치(38a, 38b) 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 접속되어 있는지 여부를 확인한다(스텝 S2).

여기서, 클러치(38a, 38b) 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 접속되어 있는 경우(스텝 S2 : 예), 엔진 제어부(60a)는 엔진 회전수 센서(44) 및 압력 센서(76)의 검출치를 참조한다(스텝 S3).

그리고, 엔진 제어부(60a)는 스텝 S3에서 참조한 검출치를 기초로 엔진(40)의 부하에 대응하는 값을 구하고, 그 값을 기초로 연료 차단 밸브(95)의 작동 타이밍 A를 구한다(스텝 S4). 이 작동 타이밍 A는, 클러치(38a, 38b)를 해제한 후 연료 차단 밸브(95)에 의해 연료를 차단할 때까지의 시간이다. 엔진 제어부(60a)는, 예를 들어 하기 식 (1)에 나타낸 바와 같이 소정의 연산식에 의해 작동 타이밍 A를 산출한다.

A = 2 - (엔진 회전수) × 0.0005 - (냉매 흡입 압력) × 0.4 …(1)

여기서, 작동 타이밍 A의 단위는 초이며, 엔진 회전수의 단위는 1분당의 회전수(rpm)이며, 냉매 흡입 압력의 단위는 ㎫이다. 상기 식 (1)은 냉매나 엔진의 종류 및 특성에 따라서 적절하게 변경된다.

또한, 상기 식 (1)에서 산출되는 작동 타이밍 A의 값이 마이너스의 값이 된 경우, 엔진 제어부(60a)는, 상기 식 (1)에서 산출되는 값을 이용하지 않고, 작동 타이밍 A의 최단 시간으로서 미리 설정된 값을 작동 타이밍 A로 한다.

그 후, 엔진 제어부(60a)는 클러치(38a, 38b)를 해제하는 동시에(스텝 S5), 클러치(38a, 38b)의 해제와 동시에 타이머의 카운트를 개시한다(스텝 S6).

엔진 제어부(60a)는, 타이머의 카운트값 B가, 스텝 S4에서 산출한 연료 차단 밸브(95)의 작동 타이밍 A의 값까지 증가하였는지 여부를 판별하여(스텝 S7), 카운트값 B가 연료 차단 밸브(95)의 작동 타이밍 A의 값에 도달하고 있으면(스텝S7 : 예), 연료 차단 밸브(95)를 작동시키고, 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단한다(스텝 S8). 이 결과, 엔진(40)은 정지한다.

또한, 타이머의 카운트값 B가 연료 차단 밸브(95)의 작동 타이밍 A의 값보다 작은 경우(스텝 S7 : 아니오), 엔진 제어부(60a)는 카운트값 B가 연료 차단 밸브(95)의 작동 타이밍 A의 값으로 증가할 때까지 대기한다.

한편, 스텝 S2에서 클러치(38a, 38b)가 양쪽 모두 접속되어 있지 않고, 엔진이 운전되고 있는 경우(스텝 S2 : 아니오), 엔진 제어부(60a)는 연료 차단 밸브(95)를 작동시켜 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단하여(스텝S8), 엔진(40)을 정지시킨다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명을 적용한 실시 형태에 따르면, 공기 조화 장치의 엔진 제어부(60a)는, 압축기(31a, 31b)의 정지를 지시하는 신호가 입력된 경우에, 압축기(31a, 31b)를 클러치(38a, 38b)에 의해 엔진(40)으로부터 분리하고, 그 후에, 연료 차단 밸브(95)를 제어하여 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단하기 때문에, 엔진(40)과 압축기(31a, 31b)의 접속이 해제된 상태에서 엔진(40)이 정지되 므로, 엔진 정지시의 소리 및 진동을 억제할 수 있다.

또한, 엔진 제어부(60a)는, 압축기(31a, 31b)의 정지를 지시하는 신호가 입력되었을 때의 엔진(40)의 부하를 검출하고, 검출한 부하에 따라서 압축기(31a, 31b)와 엔진(40)을 분리한 후, 연료 차단 밸브(95)에 의해 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단시킬 때까지의 시간인 작동 타이밍 A를 변화시키므로, 부하가 없어진 후 엔진(40)이 동작을 계속하는 시간을 엔진(40)의 부하에 따라서 조정할 수 있으므로, 엔진의 급상승을 회피할 수 있다.

또한, 엔진 제어부(60a)는, 압축기(31a, 31b)의 정지를 지시하는 신호가 입력되었을 때의 엔진(40)의 회전수를 기초로 하여 엔진(40)의 부하를 검출할 수 있고, 압축기(31a, 31b)의 흡입측 압력을 검출하는 압력 센서(76)를 이용하여 압축기(31a, 31b)의 정지를 지시하는 신호가 입력되었을 때의 압력 센서(76)의 검출치를 기초로 하여 엔진(40)의 부하를 검출할 수도 있다.

또한, 엔진 제어부(60a)는 엔진(40)의 회전수 및 압력 센서(76)의 양쪽의 검출치를 이용하여 엔진(40)의 부하를 검출할 수도 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 클러치(38a, 38b)를 구동하여 압축기(31a, 31b)와 엔진(40)을 분리한 후 연료 차단 밸브(95)에 의해 연료 공급을 차단시킬 때까지의 시간을 엔진(40)의 부하에 따라서 변화시키고 있었다. 이 제어에 따르면, 클러치(38a, 38b)의 동작 타이밍과, 엔진(40)의 정지 타이밍 사이에 시간적 여유를 갖게 함으로써, 클러치(38a, 38b)의 동작과 엔진(40)의 정지를 순서대로 확실하게 실행할 수 있다. 따라서, 클러치(38a, 38b)나 연료 차단 밸브(95)의 정 밀도가 낮아도 확실한 동작을 할 수 있어, 각 기기를 확실하게 보호할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 작동 타이밍 A의 값을 극단적으로 지나치게 크게 하는 일이 없다면, 엔진(40)의 정지 타이밍의 지연에 의한 연료 소비량의 증가는 근소하다.

그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 보다 간이적인 제어를 행하기 위해 클러치(38a, 38b)를 해제한 후, 미리 고정적으로 설정된 시간이 경과한 후에 엔진(40)을 정지시켜도 된다. 이하, 이 경우에 대해 설명한다.

도4는, 본 발명을 적용한 실시 형태에 있어서의 엔진 정지시 처리의 다른 예를 나타내는 흐름도이다. 이 도4에 나타내는 처리에서는, 엔진 제어부(60a)가 클러치(38a, 38b)에 의해 압축기(31a, 31b)와 엔진(40)을 분리한 후, 미리 실험 등에 의해 결정된 소정 시간 이내에, 연료 차단 밸브(95)에 의해 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단시킨다.

이 도4에 나타내는 처리에 있어서, 엔진 제어부(60a)는 압축기(31a, 31b)에 대한 정지 지시 신호(서모 오프 신호)가 입력될 때까지 대기한다(스텝 S11 : 아니오). 정지 지시 신호가 입력 되면(스텝 S11 : 예), 엔진 제어부(60a)는 클러치(38a, 38b) 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 접속되어 있는지 여부를 확인한다(스텝 S12).

여기서, 클러치(38a, 38b) 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 접속되어 있는 경우(스텝 S12 : 예), 엔진 제어부(60a)는 클러치(38a, 38b)를 해제하고(스텝 S13), 클러치(38a, 38b)의 해제와 동시에 타이머의 카운트를 개시한다(스텝 S14).

그리고, 엔진 제어부(60a)는 타이머의 카운트값 B가 미리 설정된 연료 차단 밸브(95)의 작동 타이밍 A의 값까지 증가하였는지 여부를 판별한다(스텝 S15).

여기서, 카운트값 B가 작동 타이밍 A의 값에 도달한 경우(스텝 S15 : 예), 엔진 제어부(60a)는 연료 차단 밸브(95)를 작동시켜, 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단한다(스텝 S16).

또한, 카운트값 B가 작동 타이밍 A의 값보다 작은 경우(스텝 S15 : 아니오), 엔진 제어부(60a)는 카운트값 B가 연료 차단 밸브(95)의 작동 타이밍 A의 값에 도달할 때까지 대기한다.

또한, 스텝 S12에서 클러치(38a, 38b)가 양쪽 모두 접속되어 있지 않고, 엔진이 운전되고 있는 경우(스텝 S12 : 아니오), 엔진 제어부(60a)는 연료 차단 밸브(95)를 작동시켜 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단하여(스텝 S16), 엔진(40)을 정지시킨다.

도4에 나타내는 처리에 따르면, 클러치(38a, 38b)를 구동하여 엔진(40)으로부터 압축기(31a, 31b)를 분리한 후 연료 공급을 차단할 때까지의 시간을, 미리 고정적으로 설정된 시간으로 함으로써, 엔진(40)의 정지에 수반하여 엔진 제어부(60a)가 연산 처리나 부하의 검출 등을 행할 필요가 없다. 이로 인해, 신속하게 엔진을 정지시킬 수 있고, 또한 부하의 검출 등을 행하는 처리부를 설치할 필요가 없다는 이점이 있어, 간략화된 동작 및 구성에 의해 엔진(40)과 압축기(31a, 31b)를 정지시킬 때의 소리 및 진동을 억제할 수 있다.

이 경우의 작동 타이밍 A의 값은, 압축기(31a, 31b)의 부하가 높은 경우에 급상승을 방지할 수 있도록 짧은 시간(작은 값)이 되지만, 클러치(38a, 38b) 및 연 료 차단 밸브(95)가 고정밀도로 확실한 동작이 가능한 것이면, 충분히 실용에 충분한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

또, 상기 실시 형태는 본 발명을 적용한 일 실시예로, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아닌 것은 물론이다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 복수대의 실내 유닛(2)을 구비하는 공기 조화 장치(1)를 예로 들어 설명하였지만, 실내 유닛(2)의 수는 특별히 한정되는 것은 아니며, 1대의 실외 유닛(3)에 대해 1대의 실내 유닛(2)이 접속된 구성으로 해도 좋다. 또한, 예를 들어 상기 실시 형태에서는 엔진(40)으로의 연료 공급을 차단하는 연료 차단 밸브(95)를 설치하고, 이 연료 차단 밸브(95)를 동작시킴으로써 엔진(40)을 정지시키는 구성으로서 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 엔진(40)에 공급되는 연료를 조정하는 연료 조정 밸브(93)가 연료의 차단을 행하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 엔진(40)의 냉각수와 냉매를 열교환시키는 플레이트 열교환기(34) 등을 포함하는 냉각수 회로를 구비하는 구성으로 하였지만, 이 냉각수 회로의 각 부에 관한 구성은 임의이다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 엔진 제어부(60a)가 타이머의 기능을 실현하는 구성으로서 설명하였지만, 예를 들어 다른 마이크로 컴퓨터가 타이머로서 기능하는 구성으로 해도 좋고, 엔진(40)은 천연 가스 등의 가스를 연료로 하는 엔진에 한정되지 않고, 가솔린이나 경유 혹은 중유를 연료로 하여 운전 가능한 것이라도 좋고, 그 밖의 세부 구성에 대해서도 임의로 변경 가능한 것은 물론이다.

도1은 본 발명을 적용한 실시 형태에 관한 공기 조화 장치의 일례를 나타내는 냉매 회로 및 냉각수 회로를 나타내는 도면.

도2는 실시 형태에 관한 공기 조화 장치가 구비하는 엔진 주위의 구성을 도시하는 도면.

도3은 실시 형태에 관한 엔진 정지시의 처리를 나타내는 흐름도.

도4는 실시 형태의 다른 예로서의 엔진 정지시의 처리를 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공기 조화 장치

2 : 실내 유닛

3 : 실외 유닛

22 : 실내 열교환기

31a, 31b : 압축기

32 : 사방 밸브

34 : 플레이트 열교환기

36 : 실외 열교환기

38a, 38b : 클러치

40 : 엔진

40a : 출력축

44 : 엔진 회전수 센서

51 : 배기 가스 열교환기

60 : 중앙 제어 장치

60a : 엔진 제어부

76 : 압력 센서

91 : 연료 공급관

93 : 연료 조정 밸브

95 : 연료 차단 밸브

Claims

엔진에 의해 구동되는 압축기를 상기 엔진에 접촉 분리 가능하게 연결하는 클러치와,

상기 엔진으로의 연료 공급을 차단하는 연료 차단 밸브와,

상기 압축기가 상기 엔진에 의해 구동되고 있는 상태에서, 상기 압축기 및 상기 엔진의 정지를 지시하는 신호가 입력된 경우에, 상기 클러치를 구동시켜 상기 압축기를 상기 엔진으로부터 분리하고, 그 후에, 상기 연료 차단 밸브를 동작시켜 상기 엔진으로의 연료 공급을 차단시키는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 압축기의 정지를 지시하는 신호가 입력되었을 때의 상기 엔진의 부하를 검출하고, 검출된 부하에 따라서, 상기 클러치에 의해 상기 압축기와 상기 엔진을 분리한 후, 상기 연료 차단 밸브에 의해 상기 엔진으로의 연료 공급을 차단시킬 때까지의 시간을 변화시키는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 압축기의 정지를 지시하는 신호가 입력되었을 때의 상기 엔진의 회전수를 기초로 하여 상기 엔진의 부하를 검출하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 압축기의 흡입측 압력을 검출하는 압력 센서를 구비하고,

상기 제어부는 상기 압력 센서의 검출치를 기초로 하여 상기 엔진의 부하를 검출하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 클러치에 의해 상기 압축기와 상기 엔진을 분리한 후, 소정 시간 이내에 상기 연료 차단 밸브에 의해 상기 엔진으로의 연료 공급을 차단시키는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
엔진에 의해 구동되는 압축기를 상기 엔진에 접촉 분리 가능하게 연결하는 클러치와, 상기 엔진으로의 연료 공급을 차단하는 연료 차단 밸브를 구비한 공기 조화 장치를 제어하여,

상기 압축기가 상기 엔진에 의해 구동되고 있는 상태에서, 상기 압축기 및 상기 엔진의 정지를 지시하는 신호가 입력된 경우에, 상기 클러치를 구동시켜 상기 압축기를 상기 엔진으로부터 분리하고, 그 후에, 상기 연료 차단 밸브를 동작시켜 상기 엔진으로의 연료 공급을 차단시키는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치의 제어 방법.