CN1032389A - 空调设备 - Google Patents

Abstract

一种空调设备，包括由压缩机、四通阀，房间侧热 交换器，减压装置和室外侧热交换器依次连接的一个 致冷剂回路，置于压缩机出口侧和四通阀之间的第一 检验阀，用于在房间加热将压缩机出口端连接到室外 侧热交换器的入口端的致冷剂管道，置于致冷剂管道 内的电磁阀，用于检测室外侧热交换器的除霜操作起 始温度的除霜状态探测器，以及用于在预定时间内将 部分致冷剂直接从压缩机输送到室外热交换器，然后 将该致冷剂返回压缩机回路。

Description

本发明涉及一种空调设备，尤其是涉及一种除霜时致冷剂回路经过改良的空调设备。

1979年1月16日公开的JP特开昭54-5244揭示了一种目前常用的空调设备，这种空调设备示于图1，标号1表示压缩机;2表示四通阀;3表示室外侧热交换器;4表示单向阀;5表示室内加热用的减压装置;6表示降温用的减压装置，7表示单向阀;8表示室内侧热交换器，9表示蓄水器;10表示第一电磁阀;11表示旁路毛细管，以及12表示第二电磁阀。致冷剂在降温操作时按实线箭头流动，加热操作时按虚线箭头流动，除霜操作时按点划线箭头流动。

现在描述图1所示的空调设备的工作情况。

在房间加热操作期间，四通阀2取虚线的路径，电磁阀10打开，电磁阀12关闭。从压缩机1流出的高温高压气态致冷剂通过四通阀2，在室内侧热交换器8中冷凝，其发出的热量将室内空气加热。

冷凝后的致冷剂通过单向阀7，由加热用的减压装置5进行减压，在室外侧热交换器3中蒸发，通过四通阀和蓄水器9返回压缩机1。

由于有室外侧热交换器3，因而发生了吸热空气的泄漏现象。此外空气的温度一降低，所产生的泄漏空气就凝固在室外热交换器表面上，使热交换器的性能降低，因此需要进行除霜操作。除霜操作时，四通阀2取点划线所示的路径，电磁阀10关闭，电磁阀12打开。

从压缩机1流出的高温高压气态致冷剂通过四通阀，在室外侧热交换器3中冷凝，其热量使附着在室外侧热交换器3表面的霜融化。冷凝后的致冷剂通过电磁阀12由旁路毛细管11进行减压，通过蓄水器9返回到压缩机1。

上述先有空调设备的缺点是，空调设备改变工作状态时，都需要切换四通阀，因此引起压力突变而产生噪声和振动，而且从房间加热操作转变为除霜操作时，室温仍然有所下降。

本发明的目的是要提供一种空调设备，这种空调设备可消除由四通阀工作时产生的噪声，而且避免了除霜期间的室温下降。

本发明提供这样一种空调设备，它包括的致冷剂回路中依次连接有一台压缩机，一个四通阀，一个房间侧热交换器，一台减压装置和一个室外侧热交换器，其特征在于包括：置于压缩机出口侧和四通阀之间的第一单向阀，一根致冷剂管道，用于在房间加热操作情况下将压缩机的出口端连到户外侧热交换器的入口端，一个置于致冷剂管道内的电磁阀和一个用于检测所述室外侧热交换器的除霜操作起始温度的除霜状态探测器，（其中电磁阀是根据来自除霜状态探测器的一个信号而打开），和一个在某个预定时间形成的直接将一部分来自压缩机的致冷剂送到室外侧热交换器的致冷剂通路，该部分致冷剂被返回到压缩机。

附图中：

图1是表示常用的空调设备的致冷剂回路的一个筒图，

图2是表示根据本发明第一实施例的致冷剂回路的一个简图，图中该回路是在房间加热操作下的结构

图3表示类似于图2的一个致冷剂回路，其中的电路是在除霜操作下的结构;

图4是表示第一实施例的一种改进形式的致冷剂回路的一个简图;

图5是一个表示第一实施例在除霜操作下的操作时间图;

图6是第一实施例的一种改型的除霜操作时间图;

图7至12表示根据本发明空调设备的第二实施例，其中图7表示一个致冷剂回路;图8是一个方块图;图9是一个电路图;图10是图9所示控制装置的方块图;图11是图10所示空调设备的一个操作流程图;?2是图7所示电气型膨胀阀的操作特性曲线;及

图13是表示第一实施例的改进实施例的一个流程图。

以下参照附图，描述本发明的空调设备的最佳实施例。

图2和3表示本发明的第一个实施例。在这实施例中，可避免除霜期间的室温下降并可消除设备操作中由四通阀产生的噪声。

图2是房间加热操作过程中的致冷剂回路示意图，图3是除霜操作过程中的致冷剂回路。

在这两个图中，标号1表示一台压缩机，标号2是一个四通阀，标号3为房间侧热交换器，标号5为室外侧热交换器，标号46为致冷剂管道，标号17为用于房间侧热交换器的风扇，标号39为用于室外侧热交换器的风扇和标号40为除霜状态探测器。

机械型膨胀阀56置于房间侧热交换器3和室外侧热交换器5之间的管道46中。第一单向阀57被插入在压缩机1的出口侧和四通阀2之间。标号58指示一个电磁阀，标号59为第二单向阀，标号60为毛细管。第一旁通管61的一端连到位于压缩机1的出口侧和第一单向阀57之间的致冷剂管，另一端连到第二单向阀59。第二旁通管62延伸在第二单向阀59与室外侧热交换器和机械型膨胀阀56之间的致冷剂管46之间。第三旁通管63延伸在第一旁通管61（电磁阀58和第二单向阀59之间段）与压缩机1和四通阀2间的致冷剂管道46之间。第一旁通管61包括电磁阀58，第三旁通管63包括毛细管60。

现参照图2、3和5描述第一个实施例的操作。

图2中进行房间加热操作的致冷剂回路中，经压缩机1压缩后的某种高温高压致冷剂气体通过第一单向阀57和四通阀2被加到房间侧热交换器3，在那里被冷凝而房间被加热。然后，致冷剂液体流到机械型膨胀阀56。致冷剂在膨胀阀56内经受减压并在室外侧热交换器5内蒸发。然后致冷剂气体通过四通阀2回到压缩机1。在此情况下，由于第一旁通管61内的电磁阀58是关闭的，所以致冷剂不会流进第二和第三旁通管62，63。

当气温下降时，室外侧热交换器5中的致冷剂蒸发温度下降到露点温度或更低，从而室外侧热交换器5开始积霜。结果，室外侧热交换器5的温度降低。当该温度降到一个预定温度或更低时，除霜状态探测器40检测出霜的沉积，同时起动除霜操作。图5表示从房间加热操作转换到除霜操作的操作的状态。

图3表示除霜操作过程中的致冷剂回路。在此情况下，用于室外侧交换器的风扇39停转，而压缩机1继续运转。另一方面，用于房间侧热交换器的风扇17的转数较低。同时，电磁阀58在一段预定时间以一种固定间隔重复经受打开和关闭操作，此后，该阀被打开。当操作是从房间加热转换到除霜操作时，电磁阀58的动作缓和压力的突变，使压缩机1内被压缩的高温、高压致冷剂气体通过第一旁通管61被送到第二和第三旁通管62、63。沿第二旁通管62的致冷剂直接通过第二单向阀59加到室外侧热交换器5，以便溶化霜而致冷剂本身则冷凝。冷凝的致冷剂同通过毛细管60流进第三旁通管63的高温、高压致冷剂气体混合。于是，该致冷剂在四通阀2的下游变成一种饱和气体，最终被吸入压缩机1。在此情况下，膨胀阀56被关闭。结果，维持了从单向阀57，通过房间侧热交换器3一直延续到膨胀阀56的致冷剂回路处于房间加热操作时的高压状态。因此，即使在除霜操作状态下，随着房间侧热交换器3的风扇17送来的平缓空气流，暖空气也能被加到房间内。

作为第一个实施例的一种可选方案，可作这样一个变动：被装在第一旁通管61上的是一个限流阀64，而不是电磁阀58。图6是装有限流阀64的改型实施例的时间图。

当房间加热操作被改成除霜操作时，限流阀64的阀体是渐渐打开的，在压缩机1里的已压缩的高温高压致冷剂气体由此而通过第一旁通管61被加到第二和第三旁通管62、63。在此情况下，可得到如同第一实施例一样的效果。

这样，就第一种实施例而言，当由房间加热操作转换为除霜操作时避免了由此引起的压力的突变，同时可减小由这种压力突变所产生的噪声和振动。同时，除霜操作可在短时间内进行，而且冷的致冷剂不是流向房间侧热交换器，从而在除霜操作完成以后很快即能重新开始房间加热操作。再者，房间内的居住空间可维持在舒适状态。

图7至12表示本发明的第二种实施例，图中相同标号指示相同或相应部件。

图7是表示第二实施例的致冷剂回路简图。在图29中，标号57指示插入在压缩机1的出口侧和四通阀2之间的一个单向阀;标号67指示一个电气型膨胀阀，该阀的阀体（图中未示）通过接收一个输入信号而被控制在全闭状态和全开状态之间变动，标号68指示一个电磁阀，其连接在压缩机1的出口侧和房间加热操作下的室外侧热交换器5的入口侧，标号69指示一个管温探测器，该探测器装在接近房间侧热交换器3的一根管道上以探测其温度。在图7中，图2中所示的风扇17和39被省去。

图8是表示除霜控制装置的整个结构的一个方块图。由图可见，该装置包括除霜状态探测器40，一个电磁阀操作装置71，该装置接收来自除霜状态探测器40的输出并给电磁阀68输出一个控制该阀的信号，一个膨胀阀控制装置72接收除霜状态探测器40的输出和管温探测器69的输出并给电气型膨胀阀67输出一信号，以控制其开启度。

图9和10分别为第二实施例空调设备一个重要部件的电路图和除霜控制装置的方块图。

在图中，标号73指示一台包括一台微型计算机的除霜控制装置，该装置包括CPU73A，存储器73B，输入电路73C和输出电路73D。除霜状态探测器40连接到输入电路73C的输入端I1，管温探测器69被连接到输入电路的另一输入端I2。电磁阀68的接点74的驱动装置（图中未示）被连接到输出电路73D的输出端01，电气型膨胀阀67被连到输出端02，03。

现参照图11和12，描述第二实施例的操作。

图11是表示存储在除霜控制装置73的存储器73B内的操作程序的流程图，图12是表示电气型膨胀阀67的操作性能曲线。

当进行房间加热操作（步骤S1）时，除霜状态探测器40探测室外侧热交换器的温度是否满足除霜条件（步骤S2）。一旦由探测器40检测出除霜状态，则采取步骤S3，以便从除霜控制装置73的输出端01产生一个输出，从而通过接点74的动作去打开电磁阀68。在下一步S4，从输出端03产生一个输出。该输出的幅度是可变的，使电磁膨胀阀67被这样驱动，即如图12所示阀体是依据该输出的大小而被打开。电磁阀68一打开使压缩机内1所产生的高温致冷剂气体能通过电磁阀68进入室外侧热交换器5，从而去溶化沉积在该热交换器里的霜。同时，当房间加热操作已经实现时，膨胀阀67被完全打开，使保持在房间侧热交换器3里的高温致冷剂被加到室外侧交换器5。该来自房间侧热交换器3的致冷剂缩短了除霜时间。

在除霜操作期间，高温致冷剂气体被经常地加到房间侧热交换器3，因而可获得房间加热作用。但当经由膨胀阀67流入室外侧热交换器5的致冷剂数量减少时，房间侧热交换器3的温度降低，并使屋里人可能感到房间加热作用的减弱。为避免这点，引入步骤S5至步骤S7。即，通过管温探测器69判定房间侧热交换器3的温度是否低于使室内人们感觉到冷的温度T（步骤S5）。当房间侧热交换器3的温度低于温度T，则从控制装置73的输出端02产生一个输出信号（步骤S6）。该输出信号沿关闭阀体方向驱动电气型膨胀阀67-如图12所示，该阀体根据该输出信号的幅度关闭。结果，从房间侧热交换器3流出的致冷剂量减少了，同时房间侧热交换3的温度增设从而增强了人的暖和感。

当由管温探测器69所检测到的温度低于温度T时，则采取步骤S7去打开膨胀阀67从而缩短除霜时间。

然后在步骤S8判定是否除霜状态被解除。当除霜状态已解除，则关闭电磁阀68（步骤S9），此后，重新开始房间加热操作（步骤S10）。

在上述说明中的温度T是屋里人感觉到在加温操作中温度下降的一个临界温度值，并与房间加热操作中所吹出的空气温度相对应。温度T可被任意选定。

图13是第二实施例的一个改型的流程图。

在这个改型实施例中，在某段预定时间内电气型膨胀阀67完全被打开，此后，即被完全关闭，这与图11所示实施例中，膨胀阀67的阀体开度是根据除霜操作期间管温探测器69的输出来控制的情况完全不同。就是说，在图13中步骤S4，电气型膨胀阀67完全被打开。在步骤S11，判定计时△S。一旦△S已经过去，则在步骤S12，完全关闭膨胀阀67。除上述内容外，图13的过程同图11的一样。时间△S可由下列时间确定：从膨胀阀67已被完全打开启以后到屋里人对来自房间侧热交换3的气温感觉不暖和时为止。

该改型实施例提供了如同第二实施例的相同功能，再者，它不必使用管温探测器69，从而简化了空调设备。

Claims (2)

1、一种空调设备，该设备包括一台压缩机、一个四通阀，一个房间侧热热交换器、一个减压装置和一个室外侧热交换器依次连接的一个致冷剂回路，一个电磁阀，以及一个在一段预定时间内直接将一部分致冷剂从所述压缩机输送到所述外侧热交换器，然后使该致冷剂返回到所述压缩机的致冷剂回路，

其特征在于：

一个第一单向阀，置于所述压缩机的排出侧和所述四通阀之间，

一个致冷剂管道，其上装有所述电磁阀，用以将所述压缩机的排出侧连接到所述室外侧热交换器的入口侧(在房间加热操作情况下)，所述致冷剂管道是由第一旁通管和第二旁通管所构成的，而这两个旁通管又通过一个第二单向阀而互相连接；所述第二旁通管的另一端被连接到所述减压装置和所述室外侧热交换器之间的所述致冷剂回路；

一个第三旁通管包括一个毛细管，它将所述电磁阀和所述第二单向阀之间的致冷剂管道的一点连接到所述四通阀和所述压缩机的进口侧之间的一点；

一个用于检测所述室外热交换器开始除霜操作时的温度的除霜状态探测器，其中所述电磁阀是借助来自所述除霜状态探测器的信号而被打开的；以及

为了除霜，通过由房间加热操作方式变为除霜操作方式，所述致冷剂从所述压缩机经过所述第一和第二旁通管被直接送到所述室外侧热交换器，当处于除霜操作方式时，所述压缩机被连续地驱动，而四通阀不用转向，所述电磁阀在一段预定时间内以一定的时间间隔反复开启和关闭。

2、根据权利要求1的空调设备，其特征在于包括：

一个管温探测器，用于探测所述房间侧热交换器温度，

一个电磁阀激励装置，根据来自所述除霜状态探测器的一个输出信号而打开所述电磁阀，和

一个减压器控制装置，它与所述除霜状态探测器，所述管温探测器，所述电磁阀激励装置以及所述减压器相连接，该减压器控制装置根据所述除霜状态探测器的一个输出打开所述减压器并根据所述管温探测器的输出大小控制该减压器的开启度。

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