CN101140123A - 空调机 - Google Patents

Abstract

本发明的空调机能够同时进行除霜和制热而确保室内的舒适性并缩短除霜时间。空调机具有用制冷剂配管连接压缩机、四通阀、室内热交换器、减压装置以及室外热交换器而构成制冷循环，设有从压缩机排出侧向室外热交换器流通热气的旁通回路。室外热交换器其制冷剂回路分成上下两个，构成下侧热交换器和比该下侧热交换器大的上侧热交换器。控制装置将主回路开关机构及旁通开关阀相反地进行开关，从而在进行对上侧热交换器进行除霜的同时用下侧热交换器制热的除霜、制热运转之后，进行对下侧热交换器进行除霜的同时用上侧热交换器制热。

Description

空调机

技术领域

本发明涉及空调机，尤其适于同时进行室外热交换器的除霜和室内制热的空调机。

背景技术

在空气热源热泵空调机进行制热运转时，若室外空气的湿度高，则在室外热交换器上产生结霜。若产生结霜则室外热交换器的通风道变窄，因此在室外热交换器中循环的室外空气的量减少。若循环的室外空气的量减少，则热交换量变少，因此为了对此进行补充而使在室外热交换器内流动的制冷剂的蒸发温度下降。制冷剂的温度下降则室外热交换器的外气侧的表面温度也下降，更容易产生结霜，结霜进一步发展。就这种情况下用室外热交换器从室外空气吸入的热量减少，因此从室内热交换器散出的热量也减少而使制热能力也下降，从而室内的舒适性受损。为了防止这种状况，在室外热交换器的结霜的量超过规定的量时通过进行除霜运转而融化室外热交换器的结霜，并使其流下向机外排出。

作为以往广泛所知的除霜方式有逆循环除霜方式。这种方式在制热运转中需要除霜的场合，将制冷循环转换为制冷循环，将压缩机、室内机作为热源，使来自压缩机的高温气体制冷剂流向室外热交换器而进行除霜。

另外，作为在进行室内制热的同时进行室外热交换器的除霜的空调机，已知特开平09-318206号公报(专利文献1)、特开2001-059664号公报(专利文献2)、特开2002-188873号公报(专利文献3)以及特开平04-110576号公报(专利文献4)。

在专利文献1中公开了一种如下热泵式空调机，即，在制热运转时室外热交换器成为蒸发器，且室内热交换器成为冷凝器而进行室内制热，将室外热交换器上下方向分割成多个，将已分割的各室外热交换器并联配管连接在室内热交换器上，且分别通过双向阀而配管连接在压缩机的吸入口侧，并且在压缩机的排出口侧分支，并分别通过双向阀而配管连接在各室外热交换器上，在制热运转时进行除霜时，使一部分来自压缩机的排出气体向被分割的各室外热交换器从上部侧向下部侧依次转换并流动，从而同时进行制热和除霜。

在专利文献2中公开了一种如下空调机，即，利用制冷剂配管来连接压缩机、四通阀、室内热交换器、膨胀阀以及室外热交换器而构成制冷循环，相对伴随室外送风机的旋转而产生的气流将室外热交换器分离成前后两列，并在各列上连接膨胀阀而做成并联构成，并且在压缩机的排出侧配管与两室外热交换器的制热时入口侧配管之间设置具备开关阀的旁通路，设定成可进行高能力制热运转、低能力制热运转以及除霜和制热的同时运转等。

在专利文献3中公开了一种空调机，该空调机具备：并联连接分割成多个的热交换器而构成的室外侧热交换器；在该室外侧热交换器上连接压缩机、四通阀、室内侧热交换器以及减压装置而构成的可进行制热运转的制冷循环；用于在上述室外侧热交换器的制热运转时将从压缩机排出的排出气体分别向成为入口的各热交换器的口部引导的旁通路；开关该旁通路的各出口的开关机构；检测对室外侧热交换器的各热交换器的结霜的检测机构；以及在制热运转时根据上述检测结果来控制开关机构而使来自压缩机的排出气体向结霜的热交换器流入的机构。

在专利文献4中公开了一种空调机的冷冻装置，该冷冻装置依次配管连接压缩机、流道转换用四通阀、并联连接的两个室外热交换器、可进行冷热转换的减压装置以及室内热交换器而构成制冷循环，分别串联地配管连接两个室外热交换器和冷热两用减压器，并且从压缩机的排出侧分支分别具备开关阀的两个旁通管，将该两个旁通管分别连接在配管连接室外热交换器与冷热两用减压器之间的两个连接配管上，在除霜运转时交替开关各旁通管所具备的开关阀，从而对两个室外热交换器交替进行除霜。

在寒冷的早晨等低温时开始制热运转的场合，需要在室温达到设定温度之前开始进行除霜，上述逆循环除霜方式的空调机，由于停止制热运转后开始进行逆循环除霜运转，因此有在除霜中温度大大下降而使舒适性受损，并且直到温度达到设定温度的时间变长的问题。

在专利文献1的空调机中，由于在制热运转中经常进行除霜，所以有在制热能力总是下降的状态下进行室内的制热的问题。而且，依次转换进行分割成3部分的室外热交换器的最小部分的除霜，所以有除霜时间变长的问题。

专利文献2及专利文献3中的空调机，由于相对气流将室外热交换器分离成前后两列而交替进行除霜，所以存在如下问题，即，不能将由被分离的室外热交换器中的一方的除霜而产生的融化水利用于另一方的霜的融化，不能高效地以短时间进行除霜。

专利文献4的空调机，由于相对气流将室外热交换器左右分离而交替进行除霜，所以存在如下问题，即，不能将由被分离的室外热交换器中的一方的除霜而产生的融化水利用于另一方的霜的融化，不能高效地以短时间进行除霜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够同时进行除霜和制热而确保室内的舒适性并缩短除霜时间的空调机。

为达到上述目的，本发明是一种空调机，用制冷剂配管连接压缩机、四通阀、室内热交换器、减压装置以及室外热交换器而构成制冷循环，将上述室外热交换器分成两个且并联连接，并且在上述被分成两个的各室外热交换器的制冷剂回路的制热运转时入口侧设置主回路开关机构，设置连接上述压缩机的排出侧和上述被分成两个的各室外热交换器的制冷剂回路的制热运转时入口侧的热气旁通回路，并且在热气旁通回路上设置旁通开关阀，具有控制运转的控制装置，该空调机的特征在于，上述室外热交换器通过其制冷剂回路分成上下两个，构成下侧热交换器和比该下侧热交换器大的上侧热交换器，上述控制装置以如下方式进行控制：在制热运转中开始除霜的场合下，将上述主回路开关机构及上述旁通开关阀相反地进行开关，在进行对上述上侧热交换器进行除霜并且用上述下侧热交换器制热的除霜、制热运转之后，进行对上述下侧热交换器进行除霜并且用上述上侧热交换器进行制热的除霜、制热运转，在结束该除霜、制热运转后返回制热运转。

这种本发明的更优选的具体构成例如下：

(1)上述控制装置使对上述下侧热交换器进行除霜并且用上述上侧热交换器进行制热的除霜、制热运转的时间，比对上述上侧热交换器进行除霜并且用上述下侧热交换器进行制热的除霜、制热运转的时间还长。

(2)具有钢铁制外壳的压缩机，并且在外气温度为0℃以上时的除霜禁止期间设定为如下公式(1)的数值以下：

除霜禁止期间(单位：分)＝8×压缩机的质量(单位：kg)/室外热交换器的吸热量(单位：kW)    ...(1)。

(3)上述除霜禁止期间设定为20分钟～5分钟。

(4)上述控制装置基于外气温度的下降，使上述压缩机的排出温度向高温侧移动地进行，并且控制成可缩短除霜禁止期间。

(5)上述控制装置以如下方式进行控制：在除霜、制热运转时比制热运转时还降低室外送风装置的转数，并且在外气温度比规定值低的场合下的除霜运转时停止室外送风装置的运转。

(6)上述控制装置以如下方式进行控制：在即使进行除霜、制热运转至达到除霜运转时间上述室外热交换器的温度也未达到规定值的场合下，转换上述四通阀而进行逆循环除霜运转。

本发明具有以下效果。

根据这种本发明的空调机，能够同时进行除霜和制热而确保室内的舒适性并缩短除霜时间。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的空调机的构成图。

图2是图1的空调机的制冷循环构成图。

图3是表示除霜时的室外空气的变化的湿空气线图。

图4是表示图1的空调机的制冷运转时的制冷剂的流动的制冷循环图。

图5是表示图1的空调机的制热运转时的制冷剂的流动的制冷循环图。

图6是表示图1的空调机的对室外热交换器的上部进行除霜时的制冷剂的流动的制冷循环图。

图7是表示图1的空调机的对室外热交换器的下部进行除霜时的制冷剂的流动的制冷循环图。

图8是表示图1的空调机的制热的开始运转时的室温变化的特性图。

图中：

1-空调机，2-室内机，5-遥控器，6-室外机，8-连接配管，10-控制装置，33-室内热交换器，72-四通阀，73-室外热交换器，74-减压装置，75-压缩机，76-储能器，311-室内风扇，313-室内送风马达，631-室外风扇，633-室外送风马达，710-吸入配管，711-排出配管，712-利用侧气管，713-液管，714-热源侧气管，715-热气旁通管，713a-上侧主回路开关阀，713b-下侧主回路开关阀，713d-热导管，715a-上侧旁通开关阀，715b-下侧旁通开关阀，716a-上侧旁通管，716b-下侧旁通管，731-上侧热交换器，731a-第一上侧制冷剂回路，731b-第二上侧制冷剂回路，731c-第三上侧制冷剂回路，732-下侧热交换器，732a-第一下侧制冷剂回路，732b-第二下侧制冷剂回路，811a-制冷剂温度检测传感器，811b-制冷剂温度检测传感器，812-制冷剂温度检测传感器。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的一个实施例的空调机。

首先，使用图1及图2关于本实施例的空调机的整体构成进行说明。图1是本发明的一个实施例的空调机的构成图。图2是图1的空调机的制冷循环构成图。

空调机1具备制冷循环、送风装置以及控制它们的控制系统而构成。另外，该空调机1是通过制冷剂配管8、电气配线、信号配线等来连接室内机2和室外机6的分体式空调机。

制冷循环具有压缩机75、四通阀72、室外热交换器73、主回路开关阀713a、713b、减压装置74、热导管713d、室内热交换器33以及旁通开关阀715a、715b，将它们通过制冷剂配管连接而构成。制冷剂配管包括吸入配管710、排出配管711、利用侧气管712、液管713、热源侧气管714、热气旁通管715、热导管713d、上侧旁通管716a以及下侧旁通管716b等。

室内热交换器33容纳在室内机2内，压缩机75、四通阀72、室外热交换器73、主回路开关阀713a、713b、减压装置74、热导管713d以及旁通开关阀715a、715b容纳在室外机6内。

四通阀72是制冷剂流道转换阀的一例。该四通阀72用于转换制冷循环和制热循环。在此，制冷循环是将从压缩机75通过排出配管711排出的制冷剂向室外热交换器73引导，使来自室内热交换器33的制冷剂返回压缩机75的循环。制热循环是将从压缩机75排出的制冷剂向室内热交换器33引导，并使来自室外热交换器73的制冷剂通过吸入配管710及储能器76返回压缩机75的循环。

从而，室外热交换器73在制冷循环的制冷运转时构成高压侧热交换器(冷凝器)，在制热循环的制热运转时构成低压侧热交换器(蒸发器)。另外，室内热交换器33在制热循环的制热运转时构成高压侧热交换器(冷凝器)，在制冷循环的制冷运转时构成低压侧热交换器(蒸发器)。

室外热交换器73由制冷剂配管和热交换风扇构成，将由该制冷剂配管形成的制冷剂回路分割成多个且并联连接。该制冷剂回路区分为上侧制冷剂回路和下侧制冷剂回路这两个制冷剂回路而构成。室外热交换器73由包括上侧制冷剂回路的上侧热交换器731和包括下侧制冷剂回路的下侧热交换器732构成。上侧热交换器731具有第一上侧制冷剂回路731a、第二上侧制冷剂回路731b以及第三上侧制冷剂回路731c。下侧热交换器732具有第一下侧制冷剂回路732a和第二下侧制冷剂回路732b。

各个上侧热交换器731及下侧热交换器732通过主回路开关阀713a、713b连接在减压装置74上。另外设有热气旁通回路，该热气旁通回路从上侧热交换器731、下侧热交换器732与主回路开关阀713a、713b之间分支，并通过旁通开关阀715a、715b用热气旁通管715连接在压缩机75的排出管711上。

减压装置74设在室外热交换器73与室内热交换器33之间，在制冷循环的制冷运转时对来自室外热交换器73的制冷剂进行减压，在制热循环的制热运转时对来自室内热交换器33的制冷剂进行减压。另外，在本实施例中减压装置74由可控制节流开度的膨胀阀、例如电动式阀等构成。

主回路开关阀713a、713b及旁通开关阀715a、715b由电磁式开关阀构成，用于开关制冷剂的主回路及热气旁通回路。

在空调机1中的送风装置包括容纳在室外机6内的室外送风装置63和容纳在室内机2内的室内送风装置31。室外送风装置具有使室外空气在室外热交换器73中流通的室外风扇631和驱动室外风扇631的室外送风马达633。室内送风装置具有使室内空气在室内热交换器33中流通的室内风扇311和驱动室内风扇311的室内送风马达313。在本实施例中，作为室外风扇631使用轴流风扇，作为室内风扇311使用贯流风扇。

在空调机1中的控制系统具备制冷剂温度传感器811a、811b、812和控制装置10而构成。制冷剂温度传感器811a、811b、812包括：检测制热时的室外热交换器73的上侧热交换器731、下侧热交换器732的出口温度的制冷剂温度传感器811a、811b；以及检测逆循环除霜时的室外热交换器73的出口温度的制冷剂温度传感器812。

控制装置10基于制冷剂温度传感器811a、811b、812的检测结果和使用者的运转指令，控制压缩机75、四通阀72、室外送风马达633、室内送风马达313、减压装置74、主回路开关阀713a、713b以及旁通开关阀715a、715b等。另外，本实施例中，控制装置10用一个表示了具有运算功能的控制装置和具有控制各设备的功能的控制装置，但也可以将它们分开构成，或者也可以进一步分开构成具有控制各设备的功能的控制装置。

接着，参照图3～图8说明空调机1的运转动作。

首先，使用图4说明制冷循环中的制冷运转。图4是表示图1的冷气调节器的制冷运转时的制冷剂的流动的制冷循环。在进行空调机1的制冷运转时，将四通阀72转换成图4那样，将主回路开关阀713a、713b设为开，将旁通开关阀715a、715b设为关而形成制冷运转循环，并且运转压缩机75、室外送风马达633及室内送风马达313。

吸入压缩机75中的气体制冷剂被压缩机75压缩，而成为高温高压的气体制冷剂，向图4的实线箭头方向流动，通过四通阀72进入到成为冷凝器的室外热交换器73的上侧热交换器731及下侧热交换器732，与室外空气进行热交换而被冷却凝结，成为液体或气液混合的制冷剂。

然后，制冷剂通过主回路开关阀713a、713b进入减压装置74，通过膨胀被减压，成为低压的气液混合的制冷剂。该气液混合制冷剂向图4中表示低压制冷剂的流动的虚线的箭头方向流动，在通过热导管713d后，从室外机6流出并进入室内机2，进入到成为蒸发器的室内热交换器33，与室内空气进行热交换而对室内制冷，自身被加热而成为气体制冷剂并返回压缩机75。

接着，使用图5说明制热循环中的制热运转。图5是表示图1的空调机的制热运转时的制冷剂的流动的制冷循环图。在进行制热运转时，将四通阀72转换成图5那样，将主回路开关阀713a、713b设为开，将旁通开关阀715a、715b设为关而形成制热运转循环，并且运转压缩机75、室外送风马达633及室内送风马达313。

吸入压缩机75中的气体制冷剂被压缩机75压缩，而成为高温高压的气体制冷剂，向图5的实线箭头方向流动，通过四通阀72进入到成为冷凝器的室内热交换器33，与室内空气进行热交换而被冷却凝结，成为液体或气液混合的制冷剂。

凝结而成为液体或气液混合的制冷剂从室内机2流出并进入室外机6，在围绕在室外热交换器73的下部或除霜水排出口近旁的热导管713d中流动，融化除霜时落下的冰片并将其完全排出到室外机6之外，不会在室外机6内产生残霜。通过热导管713d的制冷剂进入减压装置74，通过膨胀被减压，成为低压的气液混合的制冷剂。该气液混合制冷剂向图5中表示低压制冷剂的流动的虚线的箭头方向流动，通过主回路开关阀713a、713b，进入到成为蒸发器的室外热交换器73的上侧热交换器731及下侧热交换器732，与室外空气进行热交换而被加热，成为气体制冷剂并返回压缩机75。

通过反复进行上述制热循环中的制热运转动作，继续进行制热运转。

在这种制热运转时，室外热交换器73由于室外空气吸取热而成为低温，有时成为0℃以下而在传热面上结霜。若外气的温度低且湿度高，则该现变得明显，由于附着在室外空气的流通面上的霜，妨碍室外空气的流通而减少室外风扇631的风量。若室外风扇631的风量减少，则像补充该风量那样使室外热交换器73的温度进一步下降，从而更容易结霜。这样，室外热交换器73的结霜继续增加，空调机1从室外空气吸入的热量减少，制热能力也减少，不能对室内充分制热，丧失制热的功能，所以需要进行除霜运转。

接着，使用图6及图7对制热循环中的除霜、制热运转进行说明。图6是表示图1的空调机的对室外热交换器的上部进行除霜时的制冷剂的流动的制冷循环图，图7是表示图1的空调机的对室外热交换器的下部进行除霜时的制冷剂的流动的制冷循环图。

如上所述，在进行制热运转时，在湿气大的天，在室外热交换器73上结霜，从而制热能力下降。在制冷剂温度传感器812低于规定的温度，且在制热循环中制热运转进行了规定时间以上的场合，认为结霜的量达到规定的量，进行利用制热循环的除霜运转。该除霜运转将四通阀72像图6那样设定成与制热运转时相同，将主回路开关阀713a设为关，将主回路开关阀713b设为开，将旁通开关阀715a设为开，将旁通开关阀715b设为关，使室外热交换器73内的上侧热交换器731作为冷凝器起作用，并且使下侧热交换器732作为蒸发器起作用，从而形成同时进行除霜和制热的除霜、制热运转循环。这时，低速运转室外送风马达633，控制室内送风马达313的运转以使吹出温度能保持规定温度以上。

在此，吸入压缩机75中的气体制冷剂被压缩机75压缩，而成为高温高压的的气体制冷剂，向排出管711排出，在途中分支，一方的制冷剂进入四通阀72，另一方的制冷剂进入热气旁通管715。

进入四通阀72的一方的制冷剂沿图6的实线箭头方向流动，进入室内热交换器33，与室内空气进行热交换而被冷却凝结，成为液体或气液混合的制冷剂。这时进行室内的制热。成为液体或气液混合的制冷剂从室内机2流出进入室外机6，在热导管713d中流动，融化周围冰片并将其排出到室外机6之外。通过热导管713d的制冷剂进入减压装置74，通过膨胀被减压，成为低压的气液混合的制冷剂。该气液混合制冷剂沿图6中表示低压制冷剂的流动的虚线的箭头方向流动，通过主回路开关阀713b，进入到成为蒸发器的室外热交换器73的下侧热交换器732，与室外空气进行热交换而被加热，成为气体制冷剂并返回压缩机75。

另一方面，进入热气旁通管715的制冷剂沿图6的实线箭头方向流动，通过旁通开关阀715a进入室外热交换器73的上侧热交换器731。进入上侧热交换器731的制冷剂为高温高压，所以融化附着在上侧热交换器731上的霜并使其向下方流下。流下的融化水流入到作为蒸发器起作用的下侧热交换器732，最初在融化下侧热交换器732的结霜的同时流下，随着流下成为低温，在外气温度低的场合等最后再次结冰。

这时，融化水在流下时对下侧热交换器732供热，该热促进下侧热交换器732内部的制冷剂的气化。即，在上侧热交换器731中用于结霜的融化的一部分热融化一部分下侧热交换器732的结霜，进一步有助于内部的制冷剂的气化被回收，有效使用除霜的热量。

除去上侧热交换器731的霜的制冷剂在流出上侧热交换器731之后，与下侧热交换器732中气化的制冷剂合流并返回压缩机75。若将上侧热交换器731的除霜运转进行规定时间或上侧热交换器731的出口的制冷剂温度传感器811a上升到规定温度，则其次进行下侧热交换器732的除霜。

要转换成下侧热交换器732的除霜，将主回路开关阀713a设为开，将主回路开关阀713b设为关，将旁通开关阀715a设为关，将旁通开关阀715b设为开，使室外热交换器73内的下侧热交换器732作为冷凝器起作用，并且使上侧热交换器731作为蒸发器起作用，从而形成同时进行除霜和制热的除霜、制热运转循环。这时，低速运转室外送风马达633，控制室内送风马达313的运转以使吹出温度能保持规定温度以上。

在此，从四通阀72向室内热交换器33流动，被减压装置74减压之前的制冷剂的流动与对上侧热交换器731进行除霜时相同。被减压装置74减压的制冷剂沿图7的虚线的箭头方向流动，通过主回路开关阀713a，进入到成为蒸发器的上侧热交换器731，与室外空气进行热交换而被加热，成为气体制冷剂并返回压缩机75。

进入热气旁通管715的制冷剂沿图7的实线箭头方向流动，通过旁通开关阀715b进入室外热交换器73的下侧热交换器732。进入下侧热交换器732的制冷剂为高温高压，所以融化附着在下侧热交换器732上的霜并使其向下方流下。流下的融化水从除霜水的排出口向室外机6之外排出。除去下侧热交换器732的霜的制冷剂在流出下侧热交换器732之后，与上侧热交换器731中气化的制冷剂合流并返回压缩机75。若将下侧热交换器732的除霜运转经过规定时间，或下侧热交换器732的出口的制冷剂温度传感器811b上升到规定温度，则将主回路开关阀713a、713b设为开，将旁通开关阀715a、715b设为关，结束除霜、制热运转，直接返回到图5的制热运转。

如上所述，在将空气热源热泵空调机进行制热运转的场合，若室外空气的湿度高，则在室外热交换器73上产生结霜。若产生结霜则室外热交换器73的通风道变窄，因此在室外热交换器73中循环的室外空气的量减少。若循环的室外空气的量减少，则热交换量变少，因此为了补充它而在室外热交换器73内流动的制冷剂的蒸发温度下降。制冷剂的温度下降则室外热交换器73的外气侧的表面温度也下降，更容易产生结霜，结霜进一步发展。

就这种情况下用室外热交换器73从室外空气吸入的热量减少，因此从室内热交换器73发散的热量也减少而使制热能力减少，从而室内的舒适性受损。为了防止这种状况，在室外热交换器73的结霜的量超过规定的量时，通过进行除霜而融化室外热交换器73的结霜，而使其流下向机外排出。这时，室外热交换器73的下部通过从上部流来的融化水，因此比上部容易残留水滴。若在残留水滴的状态下结束除霜运转并开始进行制热运转，则残留的水滴结冰而妨碍室外空气的通风。若妨碍室外空气的通风，则如上所述结霜容易增多，制热能力继续下降。

在此，在具有具备连接压缩机75的排出侧与制热时的室外热交换器73的入口侧的旁通开关阀715a、715b的热气旁通回路，并打开旁通阀715a或715b来进行制热运转时的室外热交换器73的除霜的空气热源热泵空调机中，将室外热交换器73上下方向分割成下部比上部小的多个制冷剂回路，且并联连接各回路，并且在室内热交换器33和多个制冷剂回路的各个之间设置主回路开关机构713a、731b，交替开关主回路开关机构713a、713b和旁通开关阀715a、715b而对多个制冷剂回路的一个回路进行除霜，同时用其他回路继续进行制热运转。

由此，可以将未除霜的下侧热交换器732或上侧热交换器作为蒸发器继续进行制热运转。而且，在除霜时，必须用来自压缩机75的热气解冻的热交换器的面积在对下侧热交换器732进行除霜时变窄。由于只要加热该狭窄的范围的结霜即可，因此除霜所需时间缩短。

另外，由于只要加热狭窄的范围即可，因此热容易遍布各处，充分进行解冻，融化而流下的水滴的温度也上升，粘性变小而容易流下，并且一部分容易向空气中蒸发。这样，在下侧热交换器732中未流下而残留的水滴的量减少。从而，下侧热交换器732在每次除霜时成为残留水少的不容易结霜的状态，所以结霜的进行变慢。若结霜的进行变慢，则相应地可以推迟室外热交换器73的除霜的开始，可以用除霜、制热运转对室内充分制热。

因此，可以实现在对室内制热的同时进行除霜的除霜、制热运转，能够缩短除霜、制热运转的所需时间，能够长期保持室内的舒适性。

另外，一般在像产生结霜的温度条件下进行制热时，外气温度低的情况多，为了提高热风的温度，要求高的凝结温度，而且，压缩机75的吸入压力由于外气温度低而变低，所以压缩比提高，压缩机75的效率下降。为了弥补这种情况，在使用转数控制压缩机时等，需要提高转数来确保制冷剂的循环量。而且，压缩机75的工作量也增大制热能力，所以使压缩机75充分工作而确保制热能力。因此，压缩机75以高负载驱动，压缩机75保持高温。若从该状态进入除霜、制热运转，则由于压缩机75保持高温，所以从压缩机75排出的制冷剂以高温状态在热气旁通回路中流动，并流入上侧热交换器731。

另外，一般，向室外热交换器73送风的室外风扇631，为了使外气大量循环而有效进行热交换，使用轴流风扇631。由于轴流风扇能产生的风压并不那么大，因此室外机6的构造构成为将外气吸入口、室外热交换器73、轴流风扇631以及外气吹出口排列成大致一条直线，将通风路径做成简单的形状，从而抑制通风的压力损失。

这样，由于用一点点风压而使大量的外气通风，因此通过室外热交换器73的外气的量由于通风路径的不同而根据场所改变。在上下分离室外热交换器73的场合，室外热交换器73的下部比上部更强地受到地面的影响，虽然极小，但通风阻力会增加。由于该极小的差别，在室外热交换器73的下部流动的外气的量略微减少。

因此，若比较室外热交换器73的上部和下部，则下侧热交换器732与上侧热交换器731相比，风速变慢，热交换性能下降。因此，下侧热交换器732与上侧热交换器731相比，成为低温，容易结霜。而且，由于室外热交换器73的下部通过从上部流来的上侧热交换器731的除霜时的融化水，因此比上部容易残留水滴。若在残留水滴的状态下结束除霜、制热运转，并开始进行制热运转，则残留的水滴结冰，妨碍室外空气的通风。若妨碍室外空气的通风，则如上所述，进而结霜容易增多。

于是，在进行室外热交换器73的除霜时，以上侧热交换器731、下侧热交换器732的顺序进行除霜，并且将下侧热交换器732的除霜时间设定为比之前进行的上侧热交换器731的除霜时间还长。由此，在室外热交换器73上结霜，且结霜量达到需要除霜的规定量时，从上侧热交换器731依次进行除霜、制热运转。首先，在上侧的制冷剂回路中流动来自热气旁通回路的气体，进行除霜、制热运转。由于在上侧的制冷剂回路中流动热气，所以附着在室外热交换器73的上侧的制冷剂回路的空气侧传热面上的结霜融化，向下方流下。

在该融化水的温度高的场合，融化水与下侧热交换器732的空气侧传热面的结霜接触，在用融化水自身的显热来融化该结霜的同时进一步流下。这时，在下侧热交换器732融化结霜的部分被除去妨碍热传递的结霜，所以顺利进行从外气向制冷剂的热移动，恢复热交换能力，从而抑制室内的制热能力的下降。若流下的融化水的温度下降到熔点，则融化水不能再融化结霜而流下，流下时被在下侧热交换器内流动的下侧制冷剂回路的制冷剂冷却而凝固。

这时，融化水的凝固热加热下侧制冷剂回路的制冷剂，所以用于在上侧热交换器中结霜的融化的热量被回收。若结束用于上侧热交换器731的除霜的除霜、制热运转，则接着开始用于下侧热交换器732的除霜的除霜、制热运转。由于在下侧的制冷剂回路中流动来自压缩机75的热气，所以附着在室外热交换器73的下侧的制冷剂回路的空气侧传热面上的结霜融化，向下方流下，进行下侧热交换器73的除霜。

这时，上侧热交换器731刚结束了除霜，所以除去了妨碍热传递的结霜，因此顺利进行从外气向制冷剂的热移动，恢复热交换能力，从而抑制室内的制热能力的下降。这样，在除霜、制热运转时也能够抑制制热能力的大幅度下降，同时继续进行制热。

另外，在上侧热交换器731的除霜时，下侧热交换器732的结霜量暂时增加。但是，由于结束上侧热交换器731的除霜后紧接着进行用于上侧热交换器732的除霜的除霜、制热运转，因此下侧热交换器32也被除霜。从而，不会存在下侧热交换器732的结霜持续增加而产生残霜的情况。因此，能够完全除去结霜，不会产生残霜。

另外，在最初的除霜、制热运转中可以将高温的热气用于上侧热交换器731的除霜，所以虽然除霜、制热运转的时间短，但能够对大范围进行除霜。这时，由于输送到室内热交换器33的制冷剂的温度也处于高温状态，所以虽然制热能力减少，但时间短，因此室温的变动小，能够抑制室内的舒适性的下降。

这样，可以在开始除霜、制热运转后的短时间内结束大范围的上侧热交换器731的除霜，并转换为下侧热交换器732的除霜。在用于下侧热交换器732的除霜的除霜、制热运转中，要除霜的下侧热交换器732的范围比上侧热交换器731窄，但是由于之前进行的上方的上侧热交换器731的除霜、制热运转而使压缩机75的排出气体的温度下降，所以该除霜、制热运转的所需时间变长。

另外，由于在下侧热交换器732上容易结霜，所以需要充分增长该除霜、制热运转的时间而防止产生残霜。但是，这时由于结束了上侧热交换器731的除霜，所以上侧热交换器731能够充分发挥其热交换能力，从外气吸收热量，抑制压缩机75的排出温度的下降，抑制热气的温度下降，能够进行除霜、制热运转。由此，该除霜、制热运转的所需时间被控制成上方热交换器的除霜所需时间的2倍左右，从而与逆循环除霜运转的情况比较能够缩短上侧热交换器731和下侧热交换器732的除霜、制热运转的所需时间的合计。而且，这时，抑制了压缩机75的排出温度的下降，所以还能够抑制制热能力的下降。因此，可以对室内制热的同时进行除霜，且能够缩短除霜、制热运转的所需时间。

一般，为了高效进行制热运转，制热运转时的压缩机75的排出温度被控制在70℃左右。具有高压室的压缩机75，由于该排出制冷剂充满高压室内，因此压缩机75可以保持高温。另外，为了在结束室外热交换器73的除霜后，容易开始进行制热运转，要求除霜结束时的压缩机75的排出温度为室温以上，若考虑从压缩机75到室内热交换器33的温度下降，则最好是25℃以上。

在本实施例中，在如下想法的基础上做出本发明，即，通过缩短除霜的禁止时间，限制附着在室外热交换器73上的结霜的量并用储存在压缩机75中的热量来结束除霜，从而能够缩短除霜的所需时间，加快返回到制热后的制热能力的恢复

在此，在具有具备钢铁制的外壳的压缩机75、四通阀72、室内热交换器33、减压装置74以及具备铝制翅片的室外热交换器73，且外气温度为0℃以上时的除霜禁止期间设定为如下公式(1)的数值以下。

最长除霜禁止期间(分)＝8×压缩机的质量(kg)÷室外热交换器的吸热量(kW)    ...(1)

由此，可以将储存在高温的压缩机中的70℃～25℃的热量用于室外热交换器73的除霜，不会从室内吸取热量。例如制热能力6.7kW等级的空调机中，压缩机75的质量为12kg左右。因此，能利用的蓄热量Q为大约12(质量)×0.435(比热：由于是估算而假设全部用钢铁制作)×(70-25)＝235kJ。

但是这时，由于室外热交换器73的温度为-5℃左右，因此需要还要加上结霜和室外热交换器73上升到0℃所需的热量。该热量可以看作是大致蓄热量Q的一成，所以可用于结霜的融化的热量为235-24＝211kJ。

另一方面，该等级的空调机的室外送风装置63的风量为12.5m³/min左右，在外气温度为5℃/4℃(DB/WB)附近的结霜量多的运转中，室外热交换器73的吸热量估算为4.0kW。此时的室外热交换器73的平均温度为-4℃左右，显热比为0.65，结霜量为1.9kg/h。该结霜的融化所需的热量为634kJ。由此，如果将除霜禁止期间设定为(235-24)÷634＝0.33小时＝20分钟以内，就可以只用压缩机75的蓄热来进行室外热交换器73的除霜。

在此，空气热源热泵空调机的制热能力测定条件为ISO规格，外气的状态作为7℃/6℃(DB/WB)，所以通过设计成在该状态下不进入除霜运转，从而若外气温度比5℃高则室外热交换器73的温度上升，几乎不产生结霜。另一方面，若外气温度比5℃低，则外气的绝对温度下降，因此结霜量变少。因此，在计算例中以结霜量最多的外气温度5℃附近作为例子。

另外，虽然将室外送风装置63的送风量设定为12.5m³/min左右，但是即使风量改变，且室外热交换器73的温度改变，如图3所示，该温度附近的饱和水蒸气线的斜率也与上述显热比的值大致相同，所以改变后的显热比也是0.65。从而，结霜量也不改变，是1.9kg/h。总之，若吸热量一定(若制热能力一定)，则在该温度附近的制热运转中，结霜量一定。

这样，若知道压缩机75的质量和制热能力，就求出达到可以只用压缩机75的蓄热量进行除霜的除霜量的大概的制热运转时间，将比该运转时间短的时间作为除霜禁止期间。再有，将室外热交换器73上下分割成多个制冷剂回路，在除霜、制热运转时使分割的至少一个以上的制冷剂回路作为蒸发器起作用。由此，在除霜、制热运转时，也可以使来自作为蒸发器起作用的室外热交换器73的一部分的吸热量和压缩机75的通电所产生的热量部分有助于室内的制热，抑制室内机2的制热能力的下降，从而能够抑制室内的温度下降。因此，能够防止室内的舒适感的下降。

另外，将除霜禁止期间设为20分钟～5分钟。由此，对于几乎所有的制热能力等级，限制了室外热交换器73的结霜量，可以只用压缩机75的蓄热来供应除霜、制热运转时的除霜热量。因此，能够防止室内的舒适感的下降。

还有，伴随外气温度的下降，控制压缩机75的排出温度向高温侧移动，并且缩短除霜禁止期间。由此，压缩机75的蓄热量增加，并且除霜、制热运转时间缩短，加快返回到制热运转时的压缩机75的排出温度的恢复，制热能力的下降时间变短。因此，在低的外气温度下也能控制除霜、制热运转时的室温变化。

此外，除霜、制热运转时比制热运转时还降低室外风扇631的转数，并且在外气温度比规定值低的场合，在除霜运转时停止室外送风机的运转。这样，通过在除霜、制热运转时降低室外风扇631的转数，在除霜、制热运转时从融化水和翅片、导管因室外风扇631所致的强制对流而被外气吸去的热量减少，霜的融化高效地进行。另外，在外气的温度进一步降低，而向外气的散热量增加的场合，停止室外风扇631的运转。由此，因室外风扇631所致的强制对流而被外气吸去的大部分热量有效用于霜的融化，室外热交换器73的除霜高效地进行。因此，能够缩短除霜、制热运转时间，并且在低的外气温度下也不会在除霜、制热运转中产生残霜。

另外，即使进行除霜运转直至达到最长除霜运转时间室外热交换器73的温度也不达到规定值的场合，转换四通阀72进行逆循环除霜运转。由此，通过进行逆循环除霜运转，可以用来自压缩机75的高温制冷剂融化在制热循环中的热气旁通除霜没能完全融化的室外热交换器73的制冷剂回路出口(冷气时的室外热交换器入口)附近的残霜。

这样，由于设置条件和气象条件的恶化而在通常的除霜、制热运转中产生残霜的场合，也可以进行无残霜的完全的除霜运转。因此，能够扩大可进行室内的制热的设置条件和气象条件的范围。

接着，参照图8对本实施例的制热的开始特性进行说明。图8是表示图1的空调机的制热的开始运转时的室温变化的特性图。在此，假设是寒冷的早晨，室温、外气温度都从-5℃的状态开始。

如图8的特性所示，在本实施例的通过制热运转和除霜、制热运转的方式中，除霜的运转时间大约为2分钟比较短，而且，在除霜、制热运转中室外热交换器的一部分也作为蒸发器起作用而进行室内的制热，因此室内温度的下降也被控制在大约3℃左右，确保舒适性并继续进行制热。而且，到室内温度20℃的到达时间为80分钟比较短。

Claims (7)

1.一种空调机，用制冷剂配管连接压缩机、四通阀、室内热交换器、减压装置以及室外热交换器而构成制冷循环，上述室外热交换器分成两个且并联连接，并且在上述被分成两个的各室外热交换器的制冷剂回路的制热运转时入口侧设置主回路开关机构，设置连接上述压缩机的排出侧和上述被分成两个的各室外热交换器的制冷剂回路的制热运转时入口侧的热气旁通回路，并且在热气旁通回路上设置旁通开关阀，具有控制运转的控制装置，其特征在于，

上述室外热交换器通过其制冷剂回路分成上下两个，构成下侧热交换器和比该下侧热交换器大的上侧热交换器，

上述控制装置以如下方式进行控制：在制热运转中开始除霜的场合下，将上述主回路开关机构及上述旁通开关阀相反地进行开关，在进行对上述上侧热交换器除霜并且用上述下侧热交换器制热的除霜、制热运转之后，进行对上述下侧热交换器除霜并且用上述上侧热交换器制热的除霜、制热运转，在结束该除霜、制热运转后返回制热运转。

2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，

相比对上述上侧热交换器除霜并且用上述下侧热交换器制热的除霜、制热运转的时间，上述控制装置延长对上述下侧热交换器除霜并且用上述上侧热交换器制热的除霜、制热运转的时间。

3.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，

使用具有钢铁制外壳的压缩机，并且在外气温度为0℃以上时的除霜禁止期间设定为如下公式(1)的数值以下：

除霜禁止期间(单位：分)＝8×压缩机的质量(单位：kg)/室外热交换器的吸热量(单位：kW)    ...(1)。

4.根据权利要求3所述的空调机，其特征在于，

上述除霜禁止期间设定为20分钟～5分钟。

5.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，

上述控制装置基于外气温度的下降，使上述压缩机的排出温度向高温侧移动地进行控制，并且控制成可缩短除霜禁止期间。

6.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，

上述控制装置以如下方式进行控制：在除霜、制热运转时比制热运转时还降低室外送风装置的转数，并且在外气温度比规定值低的场合下的除霜运转时停止室外送风装置的运转。

7.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，

上述控制装置以如下方式进行控制：在即使进行除霜、制热运转直至达到除霜运转时间，上述室外热交换器的温度也未达到规定值的场合下，转换上述四通阀而进行逆循环除霜运转。

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