BR112014025451B1

BR112014025451B1 - Ar-condicionado

Info

Publication number: BR112014025451B1
Application number: BR112014025451-6A
Authority: BR
Inventors: Tomoyuki Haikawa; Youichi Ohnuma; Tomoatsu Minamida
Original assignee: Daikin Industries, Ltd
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2022-05-17
Also published as: WO2013157404A1; CN104246388A; JP5573881B2; BR112014025451A2; MY168379A; EP2905553A1; AU2013250424B2; EP2905553B1; US20150068238A1; EP2905553A4; AU2013250424A1; ES2705212T3; CN104246388B; US9546806B2; SG11201406663UA; JP2013221670A

Abstract

ar-condicionado. quando uma válvula de expansão capaz de ser completamente fechada é usada, há uma possibilidade de que a válvula de expansão seja completamente fechada desse modo para bloquear um circuito de fluido refrigerante. em um ar-condicionado (1) da presente invenção, um trocador de calor interno (14) inclui um trocador de calor auxiliar (20) e um trocador de calor principal (21) disposto na direção do vento a partir do trocador de calor auxiliar (20). em uma operação em um predeterminado modo de operação de desumidificação, um fluido refrigerante líquido fornecido para o trocador de calor auxiliar (20) todo se evapora a meio caminho no trocador de calor auxiliar (20), isto é, antes de alcançar a saída. portanto, apenas uma área parcial a montante no trocador de calor auxiliar (20) é uma região de evaporação, ao mesmo tempo em que uma área a jusante da região de evaporação no trocador de calor auxiliar (20) é uma região de superaquecimento. adicionalmente, um sensor de temperatura de evaporação (30) que detecta uma temperatura de evaporação é disposto a jusante de uma válvula de expansão (13) em uma unidade externa (3).

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um ar-condicionado configurado para realizar uma operação de desumidificação.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[002] Há um ar-condicionado convencional no qual: um trocadorde calor auxiliar é disposto situado atrás de um trocador de calor principal; e um fluido refrigerante se evapora apenas no trocador de calor auxiliar para realizar localmente a desumidificação de modo que a de- sumidificação pode ser realizada mesmo sob uma baixa carga (mesmo quando o número de revolução de um compressor é pequeno), por exemplo, quando a diferença entre temperatura ambiente e a temperatura ajustada é suficientemente pequena e portanto a capacidade de resfriamento necessária é pequena.

LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA DE PATENTE

[003] Literatura de Patente 1: Publicação de Patente JaponesaNão Examinada No. 14727/1997 (Tokukaihei 09-14727)

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[004] No referido ar-condicionado, a quantidade de fluido refrigerante circulante diminui com a diminuição na capacidade de refrigeração, e portanto o grau de abertura da válvula de expansão tem que ser reduzido proporcionalmente ao mesmo. Entretanto, se for usada uma válvula de expansão geralmente usada tendo a característica de coeficiente de fluxo e grau de abertura que a válvula não é completamente fechada em virtude de um limite mais baixo no o coeficiente de fluxo, há uma possibilidade de que o limite mais baixo seja muito alto para suficientemente restringir o fluxo, de modo que a temperatura de eva- poração não pode ser reduzida. O problema acima é solucionado ao se usar uma válvula de expansão que pode ser completamente fechada. Entretanto, isso por sua vez causa outro problema de bloqueio do circuito de fluido refrigerante se a válvula for completamente fechada.

[005] Ademais, se a quantidade de fluido refrigerante recentemente fornecido diminui para uma quantidade excessivamente pequena sob a condição de que um meio de detecção para detectar a temperatura de evaporação é proporcionado na unidade interna, todo o fluido refrigerante se evapora antes de alcançar o meio de detecção, o que torna impossível se detectar a temperatura de evaporação do fluido refrigerante. Como um resultado, não é possível se detectar o bloqueio do circuito de fluido refrigerante em virtude de excessiva restrição. Se o circuito de fluido refrigerante for bloqueado, a desumidifica- ção e a refrigeração não podem ser realizados. Adicionalmente, surge um problema de superaquecimento do compressor.

[006] Em vista do dito acima, um objetivo da presente invenção éproporcionar um ar-condicionado no qual o bloqueio de um circuito de fluido refrigerante em virtude do completo fechamento de uma válvula de expansão é detectado quando uma válvula de expansão que pode ser completamente fechada é usada.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[007] Um ar-condicionado de acordo com um primeiro aspecto dapresente invenção inclui um circuito de fluido refrigerante no qual um compressor, um trocador de calor externo, uma válvula de expansão, e um trocador de calor interno são conectados um ao outro, o ar- condicionado configurado para realizar a operação de refrigeração no qual a totalidade do trocador de calor interno funciona como uma região de evaporação e uma operação de desumidificação na qual uma parte do trocador de calor interno funciona como a região de evapora-ção. O compressor, o trocador de calor externo, e a válvula de expan são são dispostos em uma unidade externa. O trocador de calor interno é disposto em uma unidade interna. Um meio de detecção de temperatura de evaporação para detectar uma temperatura de evaporação é disposto a jusante da válvula de expansão na unidade externa.

[008] No referido ar-condicionado, um meio de detecção de temperatura de evaporação para detectar a temperatura de evaporação é disposto a jusante da válvula de expansão na unidade externa. Isso garante a detecção da redução da pressão (a redução da temperatura) em virtude do bloqueio do circuito no momento quando a válvula de expansão é completamente fechada. Isso adicionalmente garante que o coeficiente de fluxo seja restrito logo antes da válvula de expansão ser completamente fechada mesmo enquanto o coeficiente de fluxo é muito pequeno, para reduzir a temperatura de evaporação, para realizar a desumidificação.

[009] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção,no ar-condicionado do primeiro aspecto da presente invenção, a válvula de expansão é configurada de modo que o seu coeficiente de fluxo diminui com a redução no seu grau de abertura ao mesmo tempo em que a válvula de expansão está em um estado próximo de um estado completamente fechado.

[0010] No referido ar-condicionado, o ajuste do coeficiente de fluxoé possível mesmo logo antes do completo fechamento da válvula de expansão, e o controle na temperatura de evaporação é possível mesmo enquanto o coeficiente de fluxo é muito pequeno.

[0011] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção,no ar-condicionado do primeiro ou do segundo aspecto da presente invenção, a válvula de expansão é capaz de ser completamente fechada.

[0012] No referido ar-condicionado, é possível se reduzir de modosuficiente a pressão de evaporação com um minúsculo grau de abertu- ra logo antes do grau de abertura que corresponde ao estado completamente fechado.

[0013] De acordo com um quarto aspecto da presente invenção,no ar-condicionado de acordo com qualquer um dos primeiro ao terceiro aspectos, quando o grau de abertura da válvula de expansão é reduzido em direção do grau de abertura que corresponde ao estado completamente fechado, uma redução do coeficiente de fluxo a uma quantidade de mudança no grau de abertura aumenta após o grau de abertura da válvula de expansão ser reduzido a um predeterminado grau de abertura próximo do grau de abertura que corresponde ao estado completamente fechado.

[0014] No referido ar-condicionado, a quantidade de mudança nocoeficiente de fluxo para a quantidade de mudança no grau de aberturaé assim aumentada logo antes da válvula ser completamente fechada, e isso aumenta a diferença entre a temperatura de evaporação no estado completamente fechado e aquela logo antes do estado completamente fechado, para se tornar mais fácil reconhecer que a válvula está para ser fechada, desse modo tornando mais fácil evitar o bloqueio do circuito em virtude do completo fechamento da válvula.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0015] Como descrito acima, a presente invenção proporciona osefeitos vantajosos a seguir.

[0016] No primeiro aspecto da presente invenção, um meio de detecção de temperatura de evaporação para detectar a temperatura de evaporação é disposto a jusante da válvula de expansão na unidade externa. Isso garante a detecção da redução da pressão (a redução da temperatura) em virtude do bloqueio do circuito no momento quando a válvula de expansão é completamente fechada. Isso adicionalmente garante que o coeficiente de fluxo seja restrito logo antes da válvula de expansão ser completamente fechada mesmo enquanto o coeficiente de fluxo é muito pequeno, para reduzir a temperatura de evaporação, para realizar a desumidificação.

[0017] No segundo aspecto da presente invenção, o ajuste do coeficiente de fluxo é possível mesmo logo antes do completo fechamento da válvula de expansão, e o controle na temperatura de evaporação é possível mesmo enquanto o coeficiente de fluxo é muito pequeno.

[0018] No terceiro aspecto da presente invenção, é possível sereduzir de modo suficiente a pressão de evaporação com um minúsculo grau de abertura logo antes do grau de abertura que corresponde ao estado completamente fechado.

[0019] No referido ar-condicionado, a quantidade de mudança nocoeficiente de fluxo para a quantidade de mudança no grau de aberturaé assim aumentada logo antes da válvula ser completamente fechada, e isso aumenta a diferença entre a temperatura de evaporação no estado completamente fechado e aquela logo antes do estado completamente fechado, para se tornar mais fácil reconhecer que a válvula está para ser fechada, desse modo tornando mais fácil evitar o bloqueio do circuito em virtude do completo fechamento da válvula.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0020] A FIG. 1 é um diagrama de circuito mostrando um circuitode fluido refrigerante de um ar-condicionado de uma modalidade da presente invenção.

[0021] A FIG. 2 é uma seção transversal esquemática de uma unidade interna do ar-condicionado de uma modalidade da presente invenção.

[0022] A FIG. 3 é um diagrama que ilustra a estrutura de um trocador de calor interno.

[0023] A FIG. 4 é um diagrama que ilustra a unidade de controledo ar-condicionado de uma modalidade da presente invenção.

[0024] A FIG. 5 é um gráfico mostrando, apenas como exemplo, como o coeficiente de fluxo muda à medida que o grau de abertura de uma válvula de expansão é mudado.

[0025] A FIG. 6 é um gráfico de fluxo que ilustra o controle emuma operação em um modo de operação de desumidificação.

[0026] A FIG. 7 é um gráfico de fluxo que ilustra como controlar aválvula de expansão.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0027] O a seguir descreve um ar-condicionado 1 de uma modalidade da presente invenção.

ESTRUTURA GERAL DO AR-CONDICIONADO 1

[0028] Como mostrado na FIG. 1, o ar-condicionado 1 da presentemodalidade inclui: uma unidade interna 2 instalada dentro de um ambiente; e uma unidade externa 3 instalada fora do ambiente. O ar- condicionado 1 adicionalmente inclui um circuito de fluido refrigerante no qual um compressor 10, uma válvula de quatro vias 11, um trocador de calor externo 12, uma válvula de expansão 13, e um trocador de calor interno 14 são conectados um ao outro. No circuito de fluido refrigerante, o trocador de calor externo 12 é conectado a uma porta de descarga do compressor 10 por meio da válvula de quatro vias 11, e a válvula de expansão 13 é conectado ao trocador de calor externo 12. Adicionalmente, uma extremidade do trocador de calor interno 14 é conectada à válvula de expansão 13, e a outra extremidade do trocador de calor interno 14 é conectada a uma porta de entrada do compressor 10 por meio da válvula de quatro vias 11. O trocador de calor interno 14 inclui um trocador de calor auxiliar 20 e um trocador de calor principal 21.

[0029] No ar-condicionado 1, as operações em um modo de operação de refrigeração, em um predeterminado modo de operação de desumidificação, e em um modo de operação de aquecimento, são possíveis. Ao se usar um controle remoto, várias operações são pos- síveis: selecionar um dos modos de operação para iniciar a operação, mudar um modo de operação, parar a operação, e semelhante. Adicionalmente, o uso do controle remoto é possível para ajustar os ajustes da temperatura interna, e para mudar o volume de ar da unidade interna 2 por mudar o número de revoluções de um ventilador interno.

[0030] Como indicado com setas sólidas na FIG., no modo de operação de refrigeração e no predeterminado modo de operação de de- sumidificação, existem respectivamente formado um ciclo de refrigeração e um ciclo de desumidificação, em cada um dos quais: um fluido refrigerante descarregado a partir do compressor 10 flui, a partir da válvula de quatro vias 11, através do trocador de calor externo 12, da válvula de expansão 13, e do trocador de calor auxiliar 20, para o trocador de calor principal 21 em ordem; e o fluido refrigerante tendo passado através do trocador de calor principal 21 retorna de volta para o compressor 10 por meio da válvula de quatro vias 11. Ou seja, o tro-cador de calor externo 12 funciona como uma condensadora, e o trocador de calor interno 14 (o trocador de calor auxiliar 20 e o trocador de calor principal 21) funciona como uma evaporadora.

[0031] Nesse meio tempo, no modo de operação de aquecimento,o estado da válvula de quatro vias 11 é trocado, para formar um ciclo de aquecimento no qual: o fluido refrigerante descarregado a partir do compressor 10 flui, a partir da válvula de quatro vias 11, através do trocador de calor principal 21, do trocador de calor auxiliar 20, e da válvula de expansão 13, para o trocador de calor externo 12 em ordem; e o fluido refrigerante tendo passado através do trocador de calor externo 12 retorna de volta para o compressor 10 por meio da válvula de quatro vias 11, como indicado com setas pontilhadas na figura. Ou seja, o trocador de calor interno 14 (o trocador de calor auxiliar 20 e o trocador de calor principal 21) funciona como a condensadora, e o trocador de calor externo 12 funciona como a evaporadora.

[0032] A unidade interna 2 tem, em sua superfície superior, umaentrada de ar 2a através da qual ar interno é captado. A unidade interna 2 adicionalmente tem, na porção inferior de sua superfície dianteira, uma saída de ar 2b através da qual o ar para o ar- condicionado sai. Dentro da unidade interna 2, um trajeto de fluxo de ar é formado a partir da entrada de ar 2a para a saída de ar 2b. No trajeto de fluxo de ar, o trocador de calor interno 14 e um ventilador interno de fluxo transversal 16 são dispostos. Portanto, à medida que o ventilador interno 16 gira, o ar interno é captado para dentro da unidade interna 1 através da entrada de ar 2a. Na porção dianteira da unidade interna 2, o ar captado através da entrada de ar 2a flui através do trocador de calor auxiliar 20 e do trocador de calor principal 21 em direção do ventilador interno 16. Nesse meio tempo, na porção traseira da unidade interna 2, o ar captado através da entrada de ar 2a flui através do trocador de calor principal 21 em direção do ventilador interno 16.

[0033] Como descrito acima, o trocador de calor interno 14 inclui: o trocador de calor auxiliar 20; e o trocador de calor principal 21 localizado a jusante do trocador de calor auxiliar 20 em uma operação no modo de operação de refrigeração ou no predeterminado modo de operação de desumidificação. O trocador de calor principal 21 inclui: um trocador de calor dianteiro 21a disposto no lado da frente da unidade interna 2; e um trocador de calor traseiro 21b disposto no lado de trás da unidade interna 2. Os trocadores de calor 21a e 21b são dispostos em um formato de um V invertido em torno do ventilador interno 16. Adicionalmente, o trocador de calor auxiliar 20 é disposto adiante do trocador de calor dianteiro 21a. Cada um do trocador de calor auxiliar 20 e o trocador de calor principal 21 (o trocador de calor dianteiro 21a e o trocador de calor traseiro 21b) inclui tubos de trocador de calor e uma pluralidade de aletas.

[0034] No modo de operação de refrigeração e no predeterminadomodo de operação de desumidificação, um fluido refrigerante líquido é fornecido através de uma entrada de líquido 17a proporcionada na vizinhança de uma extremidade inferior do trocador de calor auxiliar 20, e o fluido refrigerante líquido assim fornecido flui em direção de uma extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20, como mostrado na FIG. 3. Então, o fluido refrigerante é descarregado através de uma saída 17b proporcionada na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20, e então flui para uma seção de ramificação 18a. O fluido refrigerante é dividido na seção de ramificação 18a em ramificações, que são respectivamente fornecidas, por meio de três entradas 17c do trocador de calor principal 21, para a porção inferior e uma porção superior do trocador de calor dianteiro 21a e para o trocador de calor traseiro 21b. Então, o fluido refrigerante ramificado é descarregado através de saídas 17d, para se misturar em uma seção de mistura 18b. No modo de operação de aquecimento, o fluido refrigerante flui em uma direção invertida em relação à direção acima.

[0035] Quando o ar-condicionado 1 opera no predeterminado modo de operação de desumidificação, o fluido refrigerante líquido fornecidoatravés da entrada de líquido 17a do trocador de calor auxiliar 20 todo se evapora a meio caminho no trocador de calor auxiliar 20. Portanto, apenas uma área parcial na vizinhança da entrada de líquido 17a do trocador de calor auxiliar 20 é uma região de evaporação onde o fluido refrigerante líquido se evapora. Desse modo, em uma operação no predeterminado modo de operação de desumidificação, apenas a área parcial a montante no trocador de calor auxiliar 20 é a região de evaporação, ao mesmo tempo em que (i) a área a jusante da região de evaporação no trocador de calor auxiliar 20 e (ii) o trocador de calor principal 21 cada um funciona como uma região de superaquecimento, no trocador de calor interno 14.

[0036] Adicionalmente, o fluido refrigerante tendo fluído através daregião de superaquecimento na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 flui através da porção inferior do trocador de calor dianteiro 21a disposto na direção do vento a partir da porção inferior do trocador de calor auxiliar 20. Portanto, entre o ar captado através da entrada de ar 2a, o ar tendo sido resfriado na região de evaporação do trocador de calor auxiliar 20 é aquecido pelo trocador de calor dianteiro 21a, e então soprado para fora a partir da saída de ar 2b. Nesse meio tempo, entre o ar captado através da entrada de ar 2a, o ar tendo fluído através da região de superaquecimento do trocador de calor auxiliar 20 e através do trocador de calor dianteiro 21a, e o ar tendo fluído através do trocador de calor traseiro 21b são soprados para fora a partir da saída de ar 2b a uma temperatura substancialmente a mesma que a temperatura interna.

[0037] No ar-condicionado 1, um sensor de temperatura de evaporação 30 é fixado à unidade externa 3, como mostrado na FIG. 1. Um sensor de temperatura de evaporação 30 é configurado para detectar uma temperatura de evaporação e é disposto a jusante da válvula de expansão 13 no circuito de fluido refrigerante. Adicionalmente, para a unidade interna 2, são fixados: um sensor de temperatura interna 31 configurado para detectar a temperatura interna (a temperatura do ar captado através da entrada de ar 2a da unidade interna 2); e um sensor de temperatura interna do trocador de calor 32 configurado para detectar se a evaporação do fluido refrigerante líquido está completa no trocador de calor auxiliar 20.

[0038] Como mostrado na FIG. 3, o sensor de temperatura internado trocador de calor 32 é disposto na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 e na direção do vento a partir do trocador de calor auxiliar 20. Adicionalmente, na região de superaquecimento na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20, o ar captado através da entrada de ar 2a é dificilmente resfriado. Portanto, quando a temperatura detectada pelo sensor de temperatura interna do trocador de calor 32 é substancialmente a mesma que a temperatura interna detectada pelo sensor de temperatura interna 31, é indicado que a evaporação está completa a meio caminho no trocador de calor auxiliar 20, e que a área na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 é a região de superaquecimento. Adicionalmente, o sensor de temperatura interna do trocador de calor 32 é proporcionado para um tubo de transferência de calor em uma porção média do trocador de calor interno 14. Assim sendo, na vizinhança da porção média do trocador de calor interno 14, são detectadas a temperatura de condensação na operação de aquecimento e a temperatura de evaporação em uma operação de refrigeração.

[0039] Como mostrado na FIG. 4, a unidade de controle do ar-condicionado 1 é conectada com: o compressor 10; a válvula de quatro vias 11; a válvula de expansão 13; um motor 16a para acionar o ventilador interno 16; um sensor de temperatura de evaporação 30; o sensor de temperatura interna 31; e o sensor de temperatura interna do trocador de calor 32. Portanto, a unidade de controle controla a operação do ar-condicionado 1 com base em: um comando a partir do controle remoto (para o início da operação, para os ajustes da temperatura interna, ou semelhante); a temperatura de evaporação detectada por um sensor de temperatura de evaporação 30; a temperatura interna detectada pelo sensor de temperatura interna 31 (a temperatura do ar de entrada); e a temperatura média do trocador de calor detectada pelo sensor de temperatura interna do trocador de calor 32.

[0040] Adicionalmente, no ar-condicionado 1, o trocador de calorauxiliar 20 inclui a região de evaporação onde o fluido refrigerante líquido se evapora e a região de superaquecimento a jusante da região de evaporação no predeterminado modo de operação de desumidifi- cação. O compressor 10 e a válvula de expansão 13 são controlados de modo que a extensão da região de evaporação varia dependendo da carga. Aqui, "a extensão varia dependendo da carga" quer dizer que a extensão varia dependendo da quantidade de calor fornecido para a região de evaporação, e a quantidade de calor é determinada, por exemplo, por a temperatura interna (a temperatura do ar de entrada) e um volume interno de ar. Adicionalmente, a carga corresponde a uma capacidade de desumidificação necessária (capacidade de refrigeração necessária), e a carga é determinada levando-se em consideração, por exemplo, a diferença entre a temperatura interna e a temperatura ajustada.

[0041] O compressor 10 é controlado com base na diferença entrea temperatura interna e a temperatura ajustada. Quando a diferença entre a temperatura interna e a temperatura ajustada é grande, a cargaé alta, e portanto o compressor 10 é controlado de modo que a sua frequência aumenta. Quando a diferença entre a temperatura interna e a temperatura ajustada é pequena, a carga é baixa, e portanto o compressor 10 é controlado de modo que a sua frequência diminui.

[0042] A válvula de expansão 13 é controlada com base na temperatura de evaporação detectada por um sensor de temperatura de evaporação 30. Ao mesmo tempo em que a frequência do compressor 10 é controlada como descrito acima, a válvula de expansão 13 é controlada de modo que a temperatura de evaporação diminui para dentro de uma faixa de temperatura predeterminada (10 a 14 graus Celsius) próximo de uma temperatura de evaporação alvo (12 graus Celsius). É preferível que a predeterminada faixa de temperatura de evaporação seja constante, independente da frequência do compressor 10. Entretanto, a predeterminada faixa pode ser relativamente mudada com a mudança da frequência desde que a predeterminada faixa seja substancialmente constante.

[0043] Assim sendo, o compressor 10 e a válvula de expansão 13são controlados dependendo da carga no predeterminado modo de operação de desumidificação, e desse modo mudar a extensão da região de evaporação do trocador de calor auxiliar 20, e fazendo com que a temperatura de evaporação caia dentro da predeterminada faixa de temperatura.

[0044] No ar-condicionado 1, cada um do trocador de calor auxiliar20 e o trocador de calor dianteiro 21a tem doze fileiras dos tubos de transferência de calor. Quando o número de fileiras dos tubos que funcionam como a região de evaporação no trocador de calor auxiliar 20 no predeterminado modo de operação de desumidificação não é menos do que a metade do número total de fileiras dos tubos do trocador de calor dianteiro 21a, é possível se aumentar suficientemente a extensão da região de evaporação do trocador de calor auxiliar, e portanto a variação na carga é abordada suficientemente. A referida estruturaé eficaz especialmente sob alta carga.

[0045] A FIG. 5 é um gráfico mostrando como o coeficiente de fluxo muda quando o grau de abertura da válvula de expansão 13 é mudado. O grau de abertura da válvula de expansão 13 muda continuamente com o número de pulsos de acionamento informados para a válvula de expansão 13. À medida que o grau de abertura diminui, o coeficiente de fluxo do fluido refrigerante que flui através da válvula de expansão 13 diminui. A válvula de expansão 13 é completamente fechada quando o grau de abertura é t0. Na faixa dos graus de abertura t0 a t1, o coeficiente de fluxo aumenta em um primeiro gradiente que o grau de abertura aumenta. Na faixa dos graus de abertura t1 a t2, o coeficiente de fluxo aumenta em um segundo gradiente à medida que o grau de abertura aumenta. Observar que o primeiro gradiente é maior do que o segundo gradiente. Quando o grau de abertura da válvula de expansão 13 é reduzido em direção do grau de abertura t0 que cor- responde ao estado completamente fechado da válvula de expansão 13, a redução do coeficiente de fluxo para a quantidade de mudança no grau de abertura aumenta após o grau de abertura da válvula de expansão 13 ser reduzido a um predeterminado grau de abertura t1 próximo do grau de abertura que corresponde ao estado completamente fechado.

[0046] Com referência à FIG. 6, descrição será dada para o controle em uma operação no predeterminado modo de operação de de- sumidificação no ar-condicionado 1.

[0047] Primeiro, quando uma operação para iniciar a operação dedesumidificação é realizada no controle remoto (etapa S1), é determinado se a frequência do compressor é mais baixa do que a frequência do limite superior e se a temperatura média do trocador de calor é mais alta do que a temperatura limite de desumidificação, e desse modo é determinado se a desumidificação é impossível em uma operação de refrigeração em virtude de uma baixa carga (etapa S2). Na etapa S2, é determinado se a desumidificação é impossível em uma operação de refrigeração em virtude de uma baixa carga pelo fato de que a frequência do compressor é mais baixa do que a frequência do limite superior no modo de operação de desumidificação. Entretanto, embora a frequência do compressor seja mais baixa do que a frequência do limite superior, a desumidificação é possível quando a temperatura de evaporação é baixa. Portanto, quando a temperatura de evaporação é mais baixa do que o limite da temperatura de desumidificação, não é determinado que a desumidificação seja impossível em uma operação de refrigeração em virtude de uma baixa carga. Desse modo, na etapa S2, é determinado que a desumi- dificação é impossível em uma operação de refrigeração quando a carga é baixa e a temperatura de evaporação é mais alta do que o limite da temperatura de desumidificação.

[0048] Então, quando é determinado que a frequência do compressor é mais baixa do que a frequência do limite superior e a temperaturamédia do trocador de calor é mais alta do que o limite da temperatura de desumidificação (etapa S2: SIM), a desumidificação é impossível em uma operação de refrigeração em virtude de uma baixa carga. Portanto, o grau de abertura da válvula é rapidamente reduzido, e então a operação de desumidificação é iniciada (etapa S3). Então, a operação de desumidificação é iniciada na qual: o fluido refrigerante líquido fornecido através da entrada de líquido 17a do trocador de calor auxiliar 20 todo se evapora a meio caminho no trocador de calor auxiliar 20; e portanto apenas uma área parcial na vizinhança da entrada de líquido 17a do trocador de calor auxiliar 20 funciona como a região de evaporação.

[0049] Após a operação de desumidificação ser iniciada, é determinado se a temperatura de evaporação detectada por um sensor de temperatura de evaporação 30 é mais baixa do que um limite inferior, para determinar se a temperatura de evaporação é muito baixa. (etapa S4). Quando a temperatura de evaporação é mais baixa do que o limite mais baixo (limite mais baixo para evitar o fechamento da válvula de expansão 13), é indicado que a válvula de expansão 13 está quase fechada. Portanto, na etapa S4, é determinado se a válvula de expan-são 13 está quase fechada, para determinar se o grau de abertura da válvula precisa ser aumentado.

[0050] Então, quando é determinado que uma temperatura deevaporação é mais baixa do que o limite mais baixo (a válvula de expansão 13 está quase fechada) (etapa S4: SIM), é determinado se a temperatura média do trocador de calor (a temperatura do ar na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 e na direção do vento a partir do trocador de calor auxiliar 20) é mais alta do que a temperatura interna, desse modo para determinar se a eva- poração está completa no trocador de calor auxiliar 20 (etapa S5). Quando a área na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 é a região de superaquecimento, o ar captado através da entrada de ar 2a é dificilmente resfriado em uma área na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20, e portanto, a temperatura média do trocador de calor detectada pelo sensor de temperatura interna do trocador de calor 32 é próxima de ou mais alta do que a temperatura interna detectada pelo sensor de temperatura interna 31. Desse modo, na etapa S5, quando a temperatura média do trocador de calor é igual a ou mais alta do que a temperatura obtida por subtrair a quantidade de correção a partir da temperatura interna, é determinado que a temperatura do ar na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 e na direção do vento a partir do trocador de calor auxiliar 20 é mais alta do que a temperatura interna, e é determinado que a área na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 é a região de superaquecimento, e assimevaporação está completa no trocador de calor auxiliar 20.

[0051] Quando a temperatura média do trocador de calor (a temperatura do ar na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 e na direção do vento a partir do trocador de calor auxiliar 20) é mais baixa do que a temperatura interna (etapa S5: NÃO), o grau de abertura da válvula é rapidamente aumentado embora a evaporação não esteja completa dentro do trocador de calor auxiliar 20 (etapa S6). Então, a operação de refrigeração é iniciada no estado onde o fluido refrigerante líquido fornecido através da entrada de líquido 17a do trocador de calor auxiliar 20 flui para dentro do trocador de calor principal 21 (etapa S7).

[0052] Por outro lado, quando a temperatura média do trocadorde calor (a temperatura do ar na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 e na direção do vento a partir do tro- cador de calor auxiliar 20) é mais alta do que a temperatura interna (etapa S5: SIM), a evaporação está completa dentro do trocador de calor auxiliar 20 e o trocador de calor auxiliar 20 tem a região de evaporação e a região de superaquecimento. No referido estado, o grau de abertura da válvula é significantemente aumentado (etapa S8). Posteriormente, a frequência do compressor é mudada de modo que a temperatura interna se aproxima da temperatura ajustada (etapa S9). Então, é determinado se a frequência do compressor é mais baixa do que a frequência do limite superior (etapa S10). Quando a frequência do compressor é igual a ou mais alta do que a frequência do limite superior (etapa S10: NÃO), a desumidificação é possível em uma operação de refrigeração, e portanto a operação de refrigeração é iniciada (etapa S7). Quando a frequência do compressor é mais baixa do que a frequência do limite superior (etapa S10: SIM), a rotina prossegue para a etapa S4 ao mesmo tempo em que mantém a operação de desumidificação.

[0053] Quando, na etapa S2, é determinado que a frequência docompressor é igual a ou mais alta do que a frequência do limite superior, ou que a temperatura média do trocador de calor é igual a ou mais baixa do que o limite da temperatura de desumidificação (etapa S2: NÃO), a desumidificação é possível em uma operação de refrigeração, e portanto a operação de refrigeração é iniciada (etapa S7).

[0054] Quando, na etapa S4, a temperatura de evaporação detectada por um sensor de temperatura de evaporação 30 é igual a ou mais alta do que o limite mais baixo (etapa S4: NÃO), é determinado se a temperatura média do trocador de calor (a temperatura do ar na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 e na direção do vento a partir do trocador de calor auxiliar 20) é mais alta do que a temperatura interna, desse modo para determinar se a evaporação está completa dentro do trocador de calor auxiliar 20 (etapa S11).

[0055] Quando a temperatura média do trocador de calor (a temperatura do ar na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 e na direção do vento a partir do trocador de calor auxiliar 20) é mais alta do que a temperatura interna (etapa S11: SIM), a evaporação está completa dentro do trocador de calor auxiliar 20, e o trocador de calor auxiliar 20 tem a região de evaporação e a região de superaquecimento. Então, é determinado se a temperatura de evaporação diminui para dentro de uma predeterminada faixa de temperaturapróxima da temperatura de evaporação alvo (etapa S12). Assim sendo, na etapa S12, é determinado se o grau de abertura da válvula precisa ser mudado de modo que a temperatura de evaporação detectada por um sensor de temperatura de evaporação 30 diminui para dentro de uma predeterminada faixa de temperatura próxima da temperatura de evaporação alvo.

[0056] Quando, na etapa S12, a temperatura de evaporação diminui para dentro de uma predeterminada faixa de temperatura próxima da temperatura de evaporação alvo (etapa S12: SIM), não há necessidade de mudar o grau de abertura da válvula, e portanto a rotina prossegue para a etapa S9.

[0057] Por outro lado, quando a temperatura de evaporação nãose insere dentro de uma predeterminada faixa de temperatura próxima da temperatura de evaporação alvo (etapa S12: NÃO), é determinado se a temperatura de evaporação é mais baixa do que a temperatura de evaporação alvo (etapa S13). Quando a temperatura de evaporação é mais baixa do que a temperatura de evaporação alvo (etapa S13: SIM), o grau de abertura da válvula é relativamente aumentado de modo que a temperatura de evaporação se torna mais próxima da temperatura de evaporação alvo (etapa S14). Quando a temperatura de evaporação é mais alta do que a temperatura de evaporação alvo (etapa S13: NÃO), o grau de abertura da válvula é relativamente redu- zido de modo que a temperatura de evaporação se torna mais próxima da temperatura de evaporação alvo (etapa S15). Então, a rotina prossegue para a etapa S9.

[0058] Quando, na etapa S11, a temperatura média do trocador decalor (a temperatura do ar na vizinhança da extremidade superior do trocador de calor auxiliar 20 e na direção do vento a partir do trocador de calor auxiliar 20) é igual a ou mais baixa do que a temperatura interna (etapa S11: NÃO), a evaporação não está completa dentro do trocador de calor auxiliar 20, e portanto o grau de abertura da válvula é significantemente fechado (etapa S16). Então, a rotina prossegue para a etapa S9.

[0059] Assim sendo, no ar-condicionado 1, o controle é realizadode modo que a extensão da região de evaporação do trocador de calor auxiliar 20 varia no predeterminado modo de operação de desumidifi- cação. Por exemplo, quando a carga aumenta no predeterminado modo de operação de desumidificação na condição de que a extensão da região de evaporação do trocador de calor auxiliar 20 seja de um predeterminado tamanho, a frequência do compressor 10 é aumentada e o grau de abertura da válvula de expansão 13 é mudado de modo a aumentar. Como um resultado, a extensão da região de evaporação do trocador de calor auxiliar 20 se torna maior do que aquela do predeterminado tamanho, e isso aumenta o volume do ar que de fato passa através da região de evaporação mesmo quando o volume do ar captado para dentro da unidade interna 2 é constante.

[0060] Nesse meio tempo, quando a carga se torna mais baixa nopredeterminado modo de operação de desumidificação na condição de que a extensão da região de evaporação do trocador de calor auxiliar 20 seja do predeterminado tamanho, a frequência do compressor 10 é reduzida e o grau de abertura da válvula de expansão 13 é mudado de modo a diminuir. Portanto, a extensão da região de evaporação do tro- cador de calor auxiliar 20 se torna menor do que aquela do predeterminado tamanho, e isso diminui o volume do ar que de fato passa através da região de evaporação mesmo quando o volume do ar captado para dentro da unidade interna 2 é constante.

[0061] Agora, descrição será dada para o controle na válvula deexpansão 13 do ar-condicionado 1, com referência à FIG. 7. Como descrito acima, a válvula de expansão 13 é controlada com base na temperatura de evaporação. Observa-se que há uma diferença no modo de controle entre o caso onde o grau de abertura não é maior do que um predeterminado grau de abertura ta próximo do grau de abertura que corresponde ao estado completamente fechado e o caso on-de o grau de abertura é maior do que o predeterminado grau de abertura ta. Isso é pelo fato de que a quantidade de mudança no grau de abertura é reduzida pelo fato de que a quantidade de mudança em coeficiente de fluxo para a quantidade de mudança no grau de abertura é maior ao mesmo tempo em que o grau de abertura é próximo do grau de abertura que corresponde ao estado completamente fechado. O predeterminado grau de abertura ta é o grau de abertura t1 ou um grau de abertura próximo do grau de abertura t1.

[0062] No controle do grau de abertura com base na temperaturade evaporação, primeiro, é determinado se o grau de abertura da válvula de expansão é menor do que o predeterminado grau de abertura ta quando o grau de abertura precisa ser mudado de modo a reduzir (etapa S101). Quando é determinado que o grau de abertura da válvulaé menor do que o predeterminado grau de abertura ta (etapa S101: SIM), é determinado se a válvula não é completamente fechada como um resultado de uma diminuição no grau de abertura da válvula por uma quantidade para um pulso (etapa S102). Para ser mais específico,é determinado que a válvula não é completamente fechada como um resultado de uma diminuição no grau de abertura da válvula pela quantidade para um pulso quando: a frequência do compressor após a diminuição é igual a ou mais alta do que a frequência do compressor no estado completamente fechado (a frequência do compressor assumida como correspondendo ao estado completamente fechado); e o grau de abertura da válvula é maior do que o grau de abertura no estado completamente fechado (o grau de abertura da válvula assumido como correspondendo ao estado completamente fechado) pela quantidade para dois pulsos ou mais.

[0063] Quando é determinado que a válvula não é completamentefechada como um resultado de uma diminuição no grau de abertura da válvula pela quantidade para um pulso (etapa S102: SIM), o grau de abertura da válvula é mudado de modo a reduzir pela quantidade para um pulso (etapa S103), e a operação é realizada por um predeterminadoperíodo de tempo (etapa S104). Então, é determinado se a válvula de expansão não é completamente fechada (etapa S105). Para ser mais específico, é determinado que a válvula de expansão é completamente fechada quando a temperatura de evaporação diminui para ser mais baixa do que aquela antes da operação para o predeterminadoperíodo de tempo por uma predeterminada redução de temperatura (por exemplo, 5 graus Celsius), ou a temperatura de evaporação após a operação para o predeterminado período de tempo é igual a ou mais baixa do que uma predeterminada temperatura (por exemplo, 5 graus Celsius). Então, quando é determinado que a válvula não é completamente fechada (etapa S105: NÃO), a frequência do compressor e o grau de abertura da válvula de expansão no momento de determinação são respectivamente armazenados como a frequência do compressor no estado completamente fechado, e como o grau de abertura de estado completamente fechado (etapa S106).

[0064] Quando, na etapa S101, é determinado que o grau deabertura da válvula é igual a ou maior do que o predeterminado grau de abertura ta (etapa S101: NÃO), o grau de abertura da válvula é mudado de modo a reduzir com base na temperatura de evaporação (etapa S107).

[0065] Adicionalmente, quando é determinado que a válvula écompletamente fechada como um resultado de uma diminuição no grau de abertura da válvula pela quantidade para um pulso na etapa S102 (etapa S102: SIM), e quando é determinado que a válvula de expansão é completamente fechada na etapa S105 (etapa S105: NÃO), o grau de abertura não é mudado.

[0066] Agora, como descrito acima, no ar-condicionado 1, é dequea válvula de expansão é completamente fechada quando a temperatura de evaporação diminui para ser mais baixa do que aquela antes da operação para o predeterminado período de tempo pela predeterminada redução de temperatura, ou quando a temperatura de evaporação após a operação para o predeterminado período de tempo é igual a ou mais baixa do que o predeterminado temperatura. Desse modo, pode ser mais provável que é determinado que a válvula é completamente fechada quando a frequência do compressor é alta e o coeficiente de fluxoé grande. Portanto, quando a frequência do compressor é baixa, há uma possibilidade de que o grau de abertura possa ser reduzido de modo a ser menor do que o grau de abertura armazenado como o grau de abertura de estado completamente fechado. Assim sendo, no ar- condicionado 1, é determinado se é possível reduzir o grau de abertura quando a frequência do compressor é mais baixa do que a frequência do compressor armazenada no estado completamente fechado.

[0067] Nesse meio tempo, quando for necessário se mudar o graude abertura de modo a aumentar sob o controle do grau de abertura com base na temperatura de evaporação, é determinado se o grau de abertura da válvula de expansão é menor do que o predeterminado grau de abertura ta (etapa S201). Quando é determinado que o grau de abertura da válvula é menor do que o predeterminado grau de abertura ta (etapa S201: SIM), o grau de abertura da válvula é mudado de modo a aumentar pela quantidade para um pulso (etapa S202).

[0068] Quando, na etapa S201, o grau de abertura da válvula éigual a ou maior do que o predeterminado grau de abertura ta (etapa S201: NÃO), o grau de abertura da válvula é mudado de modo a aumentar com base na temperatura de evaporação (etapa S203).

CARACTERÍSTICAS DO AR-CONDICIONADO DA PRESENTE MODALIDADE

[0069] No ar-condicionado 1 da presente modalidade, um sensorde temperatura de evaporação 30 que detecta a temperatura de evaporação é disposto a jusante da válvula de expansão 13 na unidade externa 3. Isso garante a detecção da redução da pressão (a redução da temperatura) em virtude do bloqueio do circuito no momento quando a válvula de expansão 13 é completamente fechada. Isso adicionalmente garante que o coeficiente de fluxo seja restrito logo antes da válvula de expansão 13 ser completamente fechada mesmo enquanto o coeficiente de fluxo é muito pequeno, para reduzir a temperatura de evaporação, para realizar a desumidificação.

[0070] Adicionalmente, no ar-condicionado 1 da presente modalidade, a válvula de expansão 13 é configurada de modo que o seu coeficiente de fluxo diminui com a diminuição no seu grau de abertura diminui ao mesmo tempo em que a válvula de expansão 13 está no estado próximo do estado completamente fechado. Portanto, o ajuste do coeficiente de fluxo é possível mesmo logo antes do completo fechamento da válvula de expansão 13, e o controle na temperatura de evaporação é possível mesmo enquanto o coeficiente de fluxo é muito pequeno.

[0071] Adicionalmente, no ar-condicionado 1 da presente modalidade, a válvula de expansão 13 é capaz de ser completamente fecha- da. Portanto, é possível se reduzir de modo suficiente a pressão de evaporação com um minúsculo grau de abertura logo antes do grau de abertura que corresponde ao estado completamente fechado.

[0072] Adicionalmente, no ar-condicionado 1 da presente modalidade, quando o grau de abertura da válvula de expansão 13 é reduzido em direção do grau de abertura que corresponde ao estado completamente fechado, uma redução do coeficiente de fluxo para a quantidade de mudança no grau de abertura aumenta após o grau de abertura da válvula de expansão 13 ser reduzido para o predeterminado grau de abertura t1 próximo do grau de abertura que corresponde ao estado completamente fechado. A quantidade de mudança no coeficiente de fluxo para a quantidade de mudança no grau de abertura é assim aumentada logo antes da válvula ser completamente fechada, e isso aumenta a diferença entre a temperatura de evaporação no estado completamente fechado e aquela logo antes do estado completamente fechado, para se tornar mais fácil reconhecer que a válvula está para ser fechada, desse modo tornando mais fácil evitar o bloqueio do circuito em virtude do completo fechamento da válvula.

[0073] Ao mesmo tempo em que a modalidade da presente invenção foi descrita com base nas figuras, o âmbito da presente invenção não é limitado às modalidades acima descritas. O âmbito da presente invenção é definido pelas concretizações em anexo em vez da descrição anterior da modalidade, e várias mudanças e modificações podem ser realizadas aqui sem se desviar a partir do âmbito da presente invenção.

[0074] Na modalidade acima descrita, o trocador de calor auxiliar eo trocador de calor principal podem ser formados em uma única unidade. Nesse caso, o trocador de calor interno é formado como uma unidade única, e uma primeira porção que corresponde ao trocador de calor auxiliar é proporcionada no lado mais contra o vento do trocador de calor interno, e uma segunda porção que corresponde ao trocador de calor principal é proporcionada na direção do vento a partir da primeiraporção.

[0075] Adicionalmente, a modalidade acima descrita lida com o ar-condicionado configurado para operar no modo de operação de refrigeração, no predeterminado modo de operação de desumidificação, e no modo de operação de aquecimento. Entretanto, a presente invenção pode ser aplicada a um ar-condicionado configurado para conduzir uma operação de desumidificação em um modo de operação de de- sumidificação diferente do predeterminado modo de operação de de- sumidificação, adicionalmente para a operação de desumidificação no predeterminado modo de operação de desumidificação.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0076] A presente invenção garante a detecção da redução dapressão (a redução da temperatura) em virtude do bloqueio do circuito no momento quando a válvula de expansão é completamente fechada. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 1 ar-condicionado 2 unidade interna 3 unidade externa 10 compressor 12 trocador de calor externo 13 válvula de expansão 14 trocador de calor interno 16 ventilador interno 20 trocador de calor auxiliar 21 trocador de calor principal

Claims

1. Ar-condicionado (1) compreende: um circuito de fluido refrigerante no qual um compressor (10), um trocador de calor externo (12), uma válvula de expansão (13), e um trocador de calor interno (14) são conectados uns aos outros, o ar-condicionado (1) configurado para realizar uma operação de refrigeração no qual a totalidade do trocador de calor interno (14) funciona como uma região de evaporação e uma operação de desumidificação na qual uma parte do trocador de calor interno (14) funciona como a região de evaporação, em que: o compressor (10), o trocador de calor externo (12), e a válvula de expansão (13) são dispostos em uma unidade externa (3); o trocador de calor interno (14) é disposto em uma unidade interna (2); e caracterizado pelo fato de que a válvula de expansão (13) é configurada de modo que o seu coeficiente de fluxo diminui com uma redução no seu grau de abertura enquanto a válvula de expansão (13) está em um estado próximo a um estado completamente fechado e a válvula de expansão (13) é capaz de ser completamente fechada; um meio de detecção de temperatura de evaporação (30) para detectar uma temperatura de evaporação é disposto a jusante da válvula de expansão (13) na unidade externa (3); e o estado completamente fechado da válvula de expansão (13) é detectado com base na temperatura de evaporação detectada pelo meio de detecção de temperatura de evaporação (30).

2. Ar-condicionado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que quando o grau de abertura da válvula de expansão (13) é reduzido em direção ao grau de abertura correspondendo ao estado completamente fechado, uma redução do coeficiente de fluxo a uma quantidade de mudança no grau de abertura aumenta após o grau de abertura da válvula de expansão (13) ser reduzido a um predeterminado grau de abertura próximo ao grau de abertura correspondendo ao estado completamente fechado.

3. Ar-condicionado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o limite inferior do grau de abertura da válvula de expansão (13) é armazenado.