CN100422668C - 空调装置 - Google Patents

Abstract

一种空调装置，其中，设置连结热泵式冷冻循环的室内侧热交换器(3)和减压器(4)之间与压缩机(1)的吸入侧的第一旁通回路(6)，第一旁通回路(6)上设置二通阀(7)、制冷剂加热器(8)，进而设置连结四通阀(2)和室内侧热交换器(3)之间与减压器(4)和室外热交换器(5)之间的第二旁通回路(9)，第二旁通回路(9)上设置除霜用二通阀(10)，在进行室外侧热交换器(5)的除霜时，根据室外气温关闭减压器(4)和除霜用二通阀(10)，使风扇(19)旋转进行除霜运转。由此能提供一边继续供暖运转一边进行除霜运转的空调装置。

Description

空调装置

技术领域

本发明涉及在热泵运转下的供暖运转时，能够一边继续供暖一边进行除去附着在室外热交换器上的霜的除霜运转的空调装置。

背景技术

以往，这种热泵式空气调节器的除霜方式一般采用切换四通阀，使冷冻循环的制冷剂向反方向流动的除霜方式。

即，除霜运转设为与制冷时相同的制冷剂的流动方向，使高温高压的制冷剂在室外热交换器中流动，从而融解附着在热交换器上的霜。

在该除霜方式中，出现了由于除霜时室内侧的热交换器变为蒸发器，所以室内房间的温度降低而感觉冷风感的基本的课题。

作为面向该基本的课题的对策，考虑了一边继续供暖一边进行除霜运转的发明。

图7是以往的空调装置的冷冻循环的结构图。

如同图所示，公开有如下发明，其构成为：在由制冷剂回路连结压缩机、四通阀、室内热交换器、膨胀机构及室外热交换器而构成的热泵式冷冻循环中，包括：制冷剂加热回路，其连结该冷冻循环中的所述膨胀机构和所述室外热交换器之间与所述压缩机的吸入侧之间，并具有制冷剂加热器；和除霜用回路，其连结所述冷冻循环中的压缩机的排出侧与所述室外热交换器和所述四通阀之间，在所述冷冻循环的热泵运转时，进行所述室外热交换器的除霜时，由所述制冷剂加热器加热的制冷剂经过所述压缩机之后，分支为经过所述室内热交换器的流路和从所述除霜用回路经过所述室外热交换器的流路，这些分支的制冷剂的流路在所述制冷剂加热回路的入口合流，再次由所述制冷剂加热器加热。

如在上述发明中取作课题那样，在进行执行热泵运转时的室外机的除霜运转时，若限定条件则可实现一边继续供暖一边进行除霜运转(例如，参照专利文献1)。

【专利文献1】特开平11-182994号公报

然而，在该冷冻循环的方式中产生如以下的课题。

在该冷冻循环的结构中，进行除霜运转时，使二通阀109a开放，压缩机101的排出制冷剂在室外热交换器103与四通阀102之间流动，因此需要二通阀106，以便除霜的热气制冷剂不在压缩机吸入侧流动。

二通阀106连结在压缩机101的吸入侧，为了降低制冷及供暖运转时的压损，需要采用大口径的二通阀106，从而成为非常高价的二通阀。

另外，从热泵运转开始使二通阀108开放并切换到制冷剂加热运转，室外热交换器103的制冷剂的流路以进行除霜运转的方式反转，因此在进行除霜运转之前需要设二通阀107为暂时关闭运转，从而在该室外热交换器103的入口需要二通阀107。

因此，该冷冻循环需要四个二通阀，成为复杂且高价的方式。

另外，由于供于除霜后的制冷剂与在室内热交换器110中放热后的制冷剂合流，因此若合流位置的制冷剂压力高于供于除霜后的制冷剂的压力，则制冷剂向室外热交换器流动，若相反则制冷剂向室内侧流动，产生无法一边供暖一边进行除霜运转的情况。

另外，由于供于除霜后的制冷剂与在室内热交换器110中放热后的制冷剂合流，因此容易产生制冷剂声音，为了解决所述的压力平衡的课题与制冷剂声音课题，考虑需要制冷剂合流器的情况。

另外，由于在所述合流位置制冷剂循环量增多压力损失增加，因此作为其对策，需要增大配管的直径，从而还存在加热器大型化的构造性课题。

此外，若以制冷回路运转，则制冷剂加热器104的配管内部，制冷剂加热器104的温度因低压制冷剂而降低的情况成为常态，因此在制冷剂加热器104上容易产生结露，而且，即使因二通阀108故障而产生制冷剂泄漏时，制冷剂加热器上也会产生结露，特别是制冷剂加热器中使用导热加热棒时等，制冷剂加热器的可靠性、安全性中存在大的问题。

发明内容

本发明鉴于现有技术具有的这种问题点而实现，目的在于提供一种空调装置，其能够由简单的旁通回路构成冷冻循环，且能够一边继续供暖运转一边实施甚至不产生制冷剂声音、压力平衡的问题的稳定的除霜运转。

为了达到上述目的，本发明的空调装置，在由制冷剂回路连结压缩机、四通阀、室内侧热交换器、减压器、室外侧热交换器的热泵式冷冻循环中，设置连结所述室内侧热交换器和所述减压器之间与所述四通阀和所述室外侧热交换器之间的第一旁通回路，在所述第一旁通回路上设置二通阀及制冷剂加热器，进而设置连结所述四通阀和所述室内侧热交换器之间与所述减压器和所述室外侧热交换器之间、或所述压缩机和所述四通阀之间与所述减压器和所述室外侧热交换器之间的第二旁通回路，在所述第二旁通回路上设置二通阀，并具备室外温度检测机构，且设有进行室内侧热交换器与室内侧空气的热交换的室内侧风扇、和进行室外侧热交换器与室外侧空气的热交换的室外侧风扇，该空调装置的特征在于，进行所述室外侧热交换器的除霜时，在由所述室外侧温度检测机构检测出的室外侧气温处于规定值以上时，关闭所述冷冻循环的减压器及所述第二旁通回路的二通阀，且使室外侧风扇旋转进行除霜。

本发明的空调装置能够一边继续供暖运转一边实施除霜。

第一发明是指，在由制冷剂回路连结压缩机、四通阀、室内侧热交换器、减压器、室外侧热交换器的热泵式冷冻循环中，设置连结所述室内侧热交换器和所述减压器之间与所述四通阀和所述室外侧热交换器之间的第一旁通回路，在所述第一旁通回路上设置二通阀及制冷剂加热器，进而设置连结所述四通阀和所述室内侧热交换器之间与所述减压器和所述室外侧热交换器之间、或所述压缩机和所述四通阀之间与所述减压器和所述室外侧热交换器之间的第二旁通回路，在所述第二旁通回路上设置二通阀，并具备室外温度检测机构，且设有进行室内侧热交换器与室内侧空气的热交换的室内侧风扇、和进行室外侧热交换器与室外侧空气的热交换的室外侧风扇，该空调装置的特征在于，进行所述室外侧热交换器的除霜时，在由所述室外侧温度检测机构检测出的室外侧气温处于规定值以上时，关闭所述冷冻循环的减压器及所述第二旁通回路的二通阀，且使室外侧风扇旋转进行除霜，通过形成该结构，使室内侧的供暖循环和室外侧的除霜循环各自独立，不使制冷剂流动到室外侧热交换器中，而能够由室外侧的空气的热量进行除霜，因此能够一边进行供暖运转一边实施除霜运转。

另外，由于一边继续供暖一边进行除霜运转，因此不会产生切换四通阀时的制冷剂声音。

另外，由于除霜时不切换四通阀，因此压力变动小，压缩机的油变动也小，从而能够实现压缩机高可靠性的运转。

另外，即使连接配管长度变长时，除霜回路也在室外进行，因此避免配管长度引起的除霜运转下的压缩机油位的下降，即使长配管商品也能够实现压缩机高可靠性的运转。

第二发明特别是指，在第一发明的除霜期间内的所有期间内，至少关闭第二旁通回路的二通阀，通过形成该结构，使室内侧的供暖循环和室外侧的除霜循环完全地各自独立，不使制冷剂流动到室外侧热交换器中，而能够由室外侧的空气的热量进行除霜，所以能够供给室内侧充分的热气制冷剂，从而能够一边进行高能力的供暖运转一边实施除霜运转。

第三发明特别是指，在第一发明的除霜期间内的初期和终期的两方或一方的期间内，至少关闭第二旁通回路的二通阀，通过形成该结构，能够供给室外侧的除霜循环一部分热气制冷剂，使附着在室外侧热交换器上的霜容易地剥离或溶解，从而能够由室外侧的空气的热量在短时间内进行除霜。另外，能够在除霜期间的终期供给室外侧热交换器热气制冷剂，因此能够可靠地完成除霜。

第四发明特别是指，第一～第三中任一项发明的减压器是电磁膨胀阀，第一旁通回路和第二旁通回路各自的一端的连接到冷冻循环的位置设在所述膨胀阀的前后，除霜运转时进行使所述膨胀阀关闭或接近于闭塞的节流运转，通过形成该结构，还能够根据着霜量调整除霜热量。

第五发明是指，减压器是二通阀，第一旁通回路和第二旁通回路各自的一端的连接到冷冻循环的位置设在所述二通阀的前后，除霜时使所述二通阀关闭，通过形成该结构，作为减压器二通阀也能够一边继续供暖一边进行除霜，所以能够构成廉价的冷冻循环。

第六发明特别是指，在第一～第三中任一项发明的第二旁通回路上连接减压器或电磁膨胀阀，以便能够调整制冷剂的流动，通过形成该结构，能够根据着霜量调整供给于除霜的热量，将除霜中使用的热量抑制在最低限，从而能够使室内侧的供暖发挥最大限的能力。

第七发明特别是指，在第一～第三中任一项发明的制冷剂加热器与室内热交换器之间设置减压器，使所述制冷剂加热器作为蒸发器而工作，通过形成该结构，能够提高制冷剂的吸热效率，形成高效率的热泵冷冻循环。

附图说明

图1是本发明的实施方式的空调装置的结构图；

图2是本发明的实施方式的空调装置的结构图；

图3是本发明的实施方式的空调装置的结构图；

图4是本发明的控制框图；

图5(a)是本发明的实施方式1的室外气温在1℃以上的情况下的时序图，(b)是同样的室外气温低于1℃的情况下的时序图；

图6是本发明的实施方式2的室外气温在1℃以上的情况下的时序图；

图7是以往例的空调装置的结构图。

图中，1-压缩机；2-四通阀；3-室内热交换器；4-减压器；5-室外热交换器；6-第一旁通回路；7-制冷剂加热用二通阀；8-加热器；9-第二旁通回路；10-除霜用二通阀；11-除霜用减压器；12-制冷剂加热用减压器；13-加热器加热棒；14-制冷剂通过管部；15-蓄热部；16-单向阀；17-室内送风机；18-室内机；60-室外侧温度检测机构。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。再有，本发明并不限定于该实施方式。

(实施方式1)

图1是表示本发明的所述空调装置的结构图。在同图中，室外机20中配设有：压缩机1、四通阀2、减压器4、室外侧热交换器5、第一旁通(bypass)回路6、制冷剂加热用二通阀7、制冷剂加热器8、第二旁通回路9、第二旁通回路的除霜用二通阀10、第二旁通回路的减压器11、第一旁通回路的二通阀7、第一旁通回路的减压器12、制冷剂加热加热棒13、制冷剂通过管部14、蓄热部15、室外侧送风机19。

室内机18中配设有室内热交换器3、室内送风机17。此处的减压器4也可为电磁膨胀阀。

图2是将图1中的减压器4置换为二通阀4a的图。

另外，图3是将图1中的第二旁通回路9的除霜用二通阀10、减压器11置换为减压器22，且将第一旁通回路6的减压器12移动到主回路的图。

下面，图4是本发明所述的控制框图，图5是表示相同控制动作时的行为的时序图。

图4中，在室外机侧由除霜开始判断机构50实现除霜开始判断，在判断为开始除霜时，压缩机运转机构51、制冷剂加热用二通阀开闭机构52、除霜用二通阀开闭机构53、膨胀阀开度可变机构54、室外送风机运转机构55、四通阀切换机构56、加热器加热棒运转停止机构，通过进行图5所示的动作而进行除霜运转。

此时，在室内机18中由除霜开始信号接收机构58从室外机22接收除霜开始信号，根据除霜运转的判断由室内送风机运转机构59控制室内送风机17。

在此，由室外侧温度检测机构60检测室外气温，若室外气温在规定的温度(例如，1℃)以上，则闭塞减压器4及除霜用二通阀10，使室内侧和室外侧的冷冻循环各自独立，并使室外侧风扇旋转，进行室外空气与室外侧热交换器5之间的热交换，通过室外空气的热量进行除霜。

具体如图5(a)所示，若室外气温在规定的温度(例如，1℃)以上，则进行除霜开始的判断，于是从步骤1的热泵下的供暖运转转移到步骤2的制冷剂加热运转下的供暖运转。此时，打开制冷剂加热用二通阀，控制为开方向。

此时，除霜用二通阀10保持闭塞的状态，另外，打开加热器加热棒8，进行制冷剂加热运转。此时，膨胀阀4处于闭塞或接近闭塞的状态。

另外，室外侧风扇继续运转。

四通阀2由于继续供暖，因此在供暖回路的状态下在除霜中也不进行切换。

另外，内风扇由于继续供暖，因此不会停止。

然后，在步骤3中，除霜用二通阀10保持闭塞的状态，且膨胀阀4处于闭塞或接近闭塞的状态。压缩机1以规定的运转频率运转。

而后，在步骤4中，除霜结束并返回到除霜前的动作。

继而，在步骤5以后，恢复成通常的热泵供暖运转。

另一方面，如图5(b)所示，若室外气温低于规定的温度(例如，1℃)，则向室外侧供给热气制冷剂进行除霜，因此在所述步骤2中，使室外侧风扇19停止，在同步骤3中，打开除霜用二通阀10，使室外侧风扇19也处于停止的状态。

再有，在上述实施方式1中，使压缩机的运转频率产生变化，因此即使一定速度的压缩机也能够继续供暖并进行除霜运转。

另外，室内侧风扇的转速及室外侧风扇的转速既可固定也可变动。

另外，规定温度(该例中，1℃)也可根据各条件进行变动。

(实施方式2)

下面，结合图6对实施方式2进行说明。与实施方式1相同的部分省略。

在本实施方式2中，与实施方式1的不同点在于：在步骤3期间的初期与终期的规定时间内，打开除霜用二通阀10，向室外侧热交换器5供给热气制冷剂。

通常情况下除霜运转初期的霜无间隙地附着在热交换器的表面，因此即使由热交换器对室外空气进行热交换，由此溶解霜，效率也很差。

因此，在步骤3的初期，打开除霜用二通阀10，稍微从热交换器表面剥离或溶解附着在室外侧热交换器上的霜，由风扇19的热交换容易地溶解霜。

并且，在步骤3的终期的规定期间，为了消除残留的霜，使热气制冷剂向室外侧热交换器流通。

室外侧风扇19在除霜用二通阀10打开的期间停止，除此之外的期间进行动作。通过这些动作完整地完成除霜。

再有，制冷剂加热器的加热棒部只要为发热体，则不论形状、方式。

另外，在本实施方式中，设第一旁通回路的连接部的一端在四通阀与室外侧热交换器之间，但也可设在四通阀与压缩机吸入侧之间。该情况下，由于从制冷剂加热器向压缩机环流的制冷剂的压损减少，因此能够期待提高效率。

如以上所述，本发明的空调装置能够一边供暖运转一边实施除霜运转，因此还可适用于室外温度非常低的寒冷地区的空调装置。

Claims (5)

1. 一种空调装置，在由制冷剂回路连结压缩机、四通阀、室内侧热交换器、减压器、室外侧热交换器的热泵式冷冻循环中，设置连结所述室内侧热交换器和所述减压器之间与所述四通阀和所述室外侧热交换器之间的第一旁通回路，在所述第一旁通回路上设置二通阀及制冷剂加热器，还设置连结所述四通阀和所述室内侧热交换器之间与所述减压器和所述室外侧热交换器之间、或所述压缩机和所述四通阀之间与所述减压器和所述室外侧热交换器之间的第二旁通回路，在所述第二旁通回路上设置二通阀，并具备室外温度检测机构，且设有进行室内侧热交换器与室内侧空气的热交换的室内侧风扇、和进行室外侧热交换器与室外侧空气的热交换的室外侧风扇，其中，该空调装置在进行所述室外侧热交换器的除霜时，在由所述室外侧温度检测机构检测出的室外侧气温处于规定值以上时，在除霜期间内的整个期间关闭所述冷冻循环的减压器及所述第二旁通回路的二通阀，且使室外侧风扇旋转而除霜。

2. 一种空调装置，在由制冷剂回路连结压缩机、四通阀、室内侧热交换器、减压器、室外侧热交换器的热泵式冷冻循环中，设置连结所述室内侧热交换器和所述减压器之间与所述四通阀和所述室外侧热交换器之间的第一旁通回路，在所述第一旁通回路上设置二通阀及制冷剂加热器，还设置连结所述四通阀和所述室内侧热交换器之间与所述减压器和所述室外侧热交换器之间、或所述压缩机和所述四通阀之间与所述减压器和所述室外侧热交换器之间的第二旁通回路，在所述第二旁通回路上设置二通阀，并具备室外温度检测机构，且设有进行室内侧热交换器与室内侧空气的热交换的室内侧风扇、和进行室外侧热交换器与室外侧空气的热交换的室外侧风扇，其中，该空调装置在进行所述室外侧热交换器的除霜时，在由所述室外侧温度检测机构检测出的室外侧气温处于规定值以上时，在除霜期间内的整个期间关闭所述冷冻循环的减压器，并且在除霜期间内的初期和终期的两者或之一的规定期间关闭第二旁通回路的二通阀。

3. 根据权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，

减压器是二通阀，第一旁通回路和第二旁通回路各自的一端的与冷冻循环连接的位置设在所述二通阀的前后，除霜运转时关闭所述二通阀。

4. 根据权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，

在第二旁通回路上连接减压器，以便能调整制冷剂的流动。

5. 根据权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，

在制冷剂加热器和室内热交换器之间设置减压器，使所述制冷剂加热器作为蒸发器工作。

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