CN104246386B - 空调机 - Google Patents

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Abstract

在进行除湿运转的情况下，COP(能效比)变差。根据本发明的空调机，室内热交换器具有：辅助热交换器(20)；和主热交换器(21)，其配置在辅助热交换器(20)的下风侧。在进行规定的除湿运转模式下的运转时，提供至辅助热交换器(20)的液体制冷剂在辅助热交换器(20)的中途全部蒸发。因此，仅辅助热交换器(20)的上游侧的一部分是蒸发域，并且辅助热交换器(20)的蒸发域的下游侧的范围是过热域。并且，当在选择除湿运转而开始运转时负载大的情况下，开始制冷运转后，与负载的减小相应地切换到除湿运转。

Description

空调机
技术领域
本发明涉及能够进行除湿运转的空调机。
背景技术
在以往的空调机中，有一种空调机，在其主热交换器的背面侧配置辅助热交换器，仅通过辅助热交换器使制冷剂蒸发而局部性地进行除湿，从而即使在低负载时(压缩机的转速低时)、例如室温与设定温度的差足够小、所需的冷却能力小时也能够除湿。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-14727号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在该空调机中，在室内温度高时，若从开始时采取仅将辅助热交换器冷却的方式，则冷却能力不足，不能立即将房间的温度降低。
因此，在进行除湿运转的情况下，存在COP(能效比)变差这样的问题。
因此，本发明的目的在于，提供一种空调机，能够使得用于除湿运转的COP变差的影响为最小限度。
用于解决课题的手段
本发明的第一方面的空调机具备将压缩机、室外热交换器、膨胀阀和室内热交换器连接起来的制冷剂回路，进行以整个所述室内热交换器作为蒸发域的制冷运转和以室内热交换器的一部分作为蒸发域的除湿运转，所述空调机的特征在于，当在选择除湿运转而开始运转时负载大的情况下，开始制冷运转后，与负载的减小相应地切换到除湿运转。
根据该空调机，当在选择除湿运转而开始运转时负载大的情况下，由于即使在制冷运转时热交换器的温度也低，因而能够进行充分的除湿，因此，通过开始制冷运转，能够高效率地同时进行除湿和制冷。并且，当室内的温度降低而负载变小时，在制冷运转时，由于蒸发温度变高而变得无法除湿，因此在那时刻切换到除湿运转。由此，能够使得用于除湿运转的COP变差的影响为最小限度。
根据本发明的第二方面的空调机，其特征在于，在第一方面的空调机中，根据室内温度与设定温度的差来检测负载。
根据该空调机，能够根据室内温度与设定温度的差来检测负载。
根据本发明的第三方面的空调机，其特征在于，在第一或第二方面的空调机中，根据所述压缩机的频率来检测负载。
根据该空调机，能够根据压缩机的频率来检测负载。
根据本发明的第四方面的空调机，其特征在于，在第一至第三方面中的任一方面的空调机中，在开始制冷运转后，在蒸发温度低于规定温度的情况下不切换到除湿运转。
根据该空调机，在负载变小至规定值以下时，由于蒸发温度低于规定值，因此即使不从制冷运转切换到除湿运转也能够除湿。
发明效果
如在以上说明中所述，根据本发明，能够获得以下效果。
根据第一方面的发明，在负载大的情况下，由于即使在制冷运转时热交换器的温度也低，因而能够进行充分的除湿，因此，通过开始制冷运转，能够高效率地同时进行除湿和制冷。并且，当室内的温度降低而负载变小时，在制冷运转时，由于蒸发温度变高而变得无法除湿，因此在那时刻切换到除湿运转。由此，能够使得用于除湿运转的COP变差的影响为最小限度。
根据第二方面的发明，能够根据室内温度与设定温度的差来检测负载。
根据第三方面的发明，能够根据压缩机的频率来检测负载。
根据第四方面的发明，在负载变小至规定值以下时，由于蒸发温度低于规定值，因此即使不从制冷运转切换到除湿运转也能够除湿。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的空调机的制冷剂回路的回路图。
图2是示出本发明的实施方式的空调机的室内机的概略剖视图。
图3是说明室内热交换器的结构的图。
图4是说明本发明的实施方式的空调机的控制部的图。
图5示出了在膨胀阀中改变开度时的流量变化的一个示例。
图6是说明本发明的实施方式的空调机的动作的图。
具体实施方式
下面，对本发明的空调机1的实施方式进行说明。
<空调机1的整体结构>
如图1所示，本实施方式的空调机1具备：设置在室内的室内机2；和设置在室外的室外机3。并且，空调机1具备将压缩机10、四通阀11、室外热交换器12、膨胀阀13和室内热交换器14连接起来的制冷剂回路。在制冷剂回路中，经四通阀11而使室外热交换器12与压缩机10的排出口连接，膨胀阀13与该室外热交换器12连接。并且，室内热交换器14的一端与膨胀阀13连接，经四通阀11而使压缩机10的吸入口与该室内热交换器14的另一端连接。室内热交换器14具有辅助热交换器20和主热交换器21。
空调机1能够进行制冷运转模式、规定的除湿运转模式和制热运转模式的运转，并且能够利用遥控器来选择任一运转而进行运转开始操作、或进行运转切换操作或运转停止操作。此外，利用遥控器而能够设定室内温度的设定温度、或通过改变室内风扇的转速来变更室内机2的风量。
在制冷运转模式和规定的除湿运转模式下，如图示的实线箭头所示，形成如下的制冷循环或除湿循环：从压缩机10排出的制冷剂从四通阀11顺次地流到室外热交换器12、膨胀阀13、辅助热交换器20和主热交换器21，经主热交换器21的制冷剂通过四通阀11而回到压缩机10。即，室外热交换器12作为冷凝器而发挥作用，室内热交换器14(辅助热交换器20和主热交换器21)作为蒸发器而发挥作用。
另一方面，在制热运转模式下，通过切换四通阀11，从而如图示虚线箭头所示那样地形成如下的制热循环：从压缩机10排出的制冷剂从四通阀11顺次地流到主热交换器21、辅助热交换器20、膨胀阀13和室外热交换器12，经室外热交换器12的制冷剂通过四通阀11而回到压缩机10。即，室内热交换器14(辅助热交换器20和主热交换器21)作为冷凝器而发挥作用，室外热交换器12作为蒸发器而发挥作用。
室内机2在上表面具有室内空气的吸入口2a，在前面下部具有空调用空气的吹出口2b。在室内机2内，从吸入口2a朝向吹出口2b而形成有空气流路，在该空气流路配置有室内热交换器14和横流型的室内风扇16。因此，当室内风扇16旋转时，室内空气从吸入口2a被吸入到室内单元1内。在室内机2的前侧，来自吸入口2a的吸入空气通过辅助热交换器20和主热交换器21而流向室内风扇16侧。另一方面，在室内机2的背面侧，来自吸入口2a的吸入空气通过主热交换器21而流向室内风扇16侧。
如上所述，室内热交换器14具有：辅助热交换器20；和主热交换器21，当在制冷运转模式和规定的除湿运转模式下运转时，所述主热交换器21配置在辅助热交换器20的下游侧。主热交换器21具有：前面热交换器21a，其配置在室内机2的前面侧；和背面热交换器21b，其配置在室内机2的背面侧，该热交换器21a、21b以围绕室内风扇16的方式配置成倒V字状。并且，辅助热交换器20配置在前面热交换器21a的前方。辅助热交换器20和主热交换器21(前面热交换器21a、背面热交换器21b)分别具备热交换管和多片翅片。
如图3所示，在制冷运转模式和规定的除湿运转模式下，从配置在辅助热交换器20的下方的端部附近的液体入口17a提供液体制冷剂，该提供的液体制冷剂以接近辅助热交换器20的上端的方式流动。并且，从配置在辅助热交换器20的上端附近的出口17b流出而流到分支部18a。在分支部18a分支的制冷剂分别从主热交换器21的三个入口17c被提供到前面热交换器21a的下方部分、上方部分和背面热交换器21b，然后，从出口17d流出而在合流部18b汇合。此外，在制热运转模式下，制冷剂沿着与上述相反的方向流动。
并且，根据空调机1，在进行规定的除湿运转模式下的运转时，从辅助热交换器20的液体入口17a提供的液体制冷剂在辅助热交换器20的途中全部蒸发。因此，仅辅助热交换器20的液体入口17a附近的一部分的范围是液体制冷剂蒸发的蒸发域。因此，当在规定的除湿运转模式下运转时，在室内热交换器14中，仅辅助热交换器20的上游侧的一部分是蒸发域，辅助热交换器20的蒸发域的下游侧的范围和主热交换器21均为过热域。
并且，在辅助热交换器20的上端附近的过热域流过的制冷剂流过在辅助热交换器20的下方部分的下风侧配置的前面热交换器21a的下方部分。因此，在来自吸入口2a的吸入空气中，在辅助热交换器20的蒸发域冷却的空气在前面热交换器21a被加热后从吹出口2b被吹出。另一方面，在来自吸入口2a的吸入空气中，在辅助热交换器20的过热域和前面热交换器21a流过的空气与在背面热交换器21b流过的空气以与室内温度大致相同的温度从吹出口2b被吹出。
根据空调机1，如图1所示，在室外机3安装有蒸发温度传感器30，所述蒸发温度传感器30在制冷剂回路中在膨胀阀13的下游侧检测蒸发温度。并且，在室内机2安装有：室内温度传感器31，其检测室内温度(来自室内机2的吸入口2a的吸入空气的温度)；和室内热交换温度传感器32，其对在辅助热交换器20中液体制冷剂蒸发完毕的情况进行检测。
如图3所示，室内热交换温度传感器32配置在辅助热交换器20的上端附近的下风侧。并且，在辅助热交换器20的上端附近的过热域，来自吸入口2a的吸入空气几乎不被冷却。因此，在通过室内热交换温度传感器32检测到的温度与通过室内温度传感器31检测到的室内温度大致相同的情况下，能够检测到如下情况：在辅助热交换器20的中途蒸发完毕，辅助热交换器20的上端附近的范围为过热域。此外，室内热交换温度传感器32配置在室内热交换器14的中间部的传热管。因此，在室内热交换器14的中间部附近，能够检测到制冷和制热运转下的冷凝温度或蒸发温度。
如图4所示，压缩机10、四通阀11、膨胀阀13、驱动室内风扇16的马达16a、蒸发温度传感器30、室内温度传感器31和室内热交换温度传感器32与空调机1的控制部连接。因此，控制部根据来自遥控器的指令(运转开始操作或室内温度的设定温度等)、或通过蒸发温度传感器30检测到的蒸发温度、通过室内温度传感器31检测到的室内温度(吸入空气的温度)、通过室内热交换温度传感器32检测到的热交换中间温度来控制空调机1的运转。
并且，根据空调机1，在规定的除湿运转模式下，辅助热交换器20具有液体制冷剂蒸发的蒸发域和蒸发域的下游侧的过热域，但控制压缩机10和膨胀阀13，使得该蒸发域的范围根据负载而变化。这里，根据负载而变化是指根据提供至蒸发域的热量而变化，并且根据例如室内温度(吸入空气的温度)和室内风量来确定热量。此外，负载与所需除湿能力(所需制冷能力)对应，能够根据例如室内温度与设定温度的差而检测出负载。
根据室内温度与设定温度的差来控制压缩机10。控制成这样：由于在室内温度与设定温度的差大的情况下负载大，因此压缩机10的频率增加，由于在室内温度与设定温度的差小的情况下负载小，因此压缩机10的频率减小。
根据通过蒸发温度传感器30检测出的蒸发温度来控制膨胀阀13。如上所述，在压缩机10的频率被控制的状态下，以使蒸发温度变成目标蒸发温度(12℃)附近的规定范围(10℃～14℃)内的温度的方式控制膨胀阀13。优选的是，该蒸发温度的规定范围不取决于压缩机10的频率而被控制成固定。但是，即使由于频率而稍微发生变化，只要实质上是固定的，则没有问题。
这样，在规定的除湿运转模式下，通过根据负载来控制压缩机10和膨胀阀13，从而改变辅助热交换器20的蒸发域的范围，能够使蒸发温度变成规定范围内的温度。
根据空调机1，辅助热交换器20和前面热交换器21a分别具有12段的传热管。并且，在规定的除湿运转模式下辅助热交换器20的成为蒸发域的段数是前面热交换器21a的段数的一半以上的情况下，由于能够充分地扩大辅助热交换器的蒸发域的范围，因此能够充分地应对负载的变动。特别是在负载大的情况下有效果。
图5示出了在膨胀阀13中改变开度时的流量变化。膨胀阀13的开度根据输入的驱动脉冲数而连续地变化。并且，随着开度减小，在膨胀阀13流过的制冷剂的流量减少。根据膨胀阀13，在开度为t0时是完全关闭状态，在开度为t0到t1之间时，随着开度增加，流量根据第一倾斜度而增加，在开度为t1到t2之间时，随着开度增加，流量根据第二倾斜度而增加。这里，第一倾斜度大于第二倾斜度。
关于为了使辅助热交换器20的蒸发域的范围变化而进行的控制，说明一个示例。例如，在规定的除湿运转模式下，当在辅助热交换器20的蒸发域的范围是规定面积时负载变大的情况下，压缩机10的频率增加，并且膨胀阀13的开度变大。因此，辅助热交换器20的蒸发域的范围变得大于规定面积，即使吸入到室内机2中的风量是固定的，实际通过蒸发域的风量也增加。
另一方面，在规定的除湿运转模式下，当在辅助热交换器20的蒸发域的范围是规定面积时负载变小的情况下，压缩机10的频率减小，并且膨胀阀13的开度变小。因此，辅助热交换器20的蒸发域的范围变得小于规定面积，即使吸入到室内机2中的风量是固定的，实际通过蒸发域的风量也减少。
对利用空调机1的遥控器来选择除湿运转而进行开始运转的操作(除湿运转开始操作)时的动作进行说明。根据空调机1，当在进行除湿运转开始操作时负载大的情况下，在不开始除湿运转而开始制冷运转后，与负载的减小相应地切换到除湿运转。
并且，在空调机1中，根据对应于室内温度与设定温度的差而变化的压缩机的频率来检测负载。因此，根据空调机1，在压缩机的频率小于规定频率的情况下，对负载小、在制冷运转时蒸发温度变高而无法除湿的状态进行检测。此外，根据空调机1，在检测蒸发温度(通过蒸发温度传感器30而检测到的蒸发温度或通过室内热交温度传感器32而检测到的热交换中间温度)而该蒸发温度低于规定温度的情况下，由于即使在制冷运转时也能够进行充分的除湿，因此不切换到除湿运转。因此，根据空调机1，在压缩机频率小于规定频率、蒸发温度高于规定温度的情况下，开始除湿运转。
首先，当利用遥控器而进行除湿运转开始操作时(步骤S1)，判断压缩机频率是否小于规定频率、蒸发温度是否高于规定温度(步骤S2)。规定频率是除湿运转模式的上限频率。规定温度是制冷运转的除湿极限温度。并且，在判断为压缩机频率在规定频率以上、或者蒸发温度在规定温度以下的情况下(步骤S2：否)，开始制冷运转(步骤S3)。然后，重复步骤S2的判断。另一方面，在步骤S2中，在判断为压缩机频率小于规定频率、蒸发温度高于规定温度的情况下(步骤S2：是)，开始除湿运转(步骤S4)。
<本实施方式的空调机的特征>
根据本实施方式的空调机1，当在进行除湿运转开始操作时负载大的情况下，由于即使在制冷运转时热交换器的温度也低，因而能够进行充分的除湿，因此，通过开始制冷运转，能够高效率地同时进行除湿和制冷。并且，当室内的温度降低而负载变小时，在制冷运转时，由于蒸发温度变高而变得无法除湿，因此在那时刻切换到除湿运转。由此，能够使得用于除湿的COP变差的影响为最小限度。
此外，根据本实施方式的空调机1，在通过除湿运转开始操作而开始制冷运转后，在蒸发温度低于规定温度的情况下不切换到除湿运转。在该情况下，由于蒸发温度低于规定值，因此即使不从制冷运转切换到除湿运转也能够除湿。
以上根据附图对本发明的实施方式进行了说明，但应认为具体的结构不限于这些实施方式。不根据上述的实施方式的说明而根据权利要求书来示出本发明的范围，本发明的范围还包括所有与权利要求书均等的含义和范围内的变更。
在上述的实施方式中，辅助热交换器和主热交换器也可以构成为一体。因此，在该情况下，室内热交换器构成为一体，在室内热交换器的最上风侧设置有与辅助热交换器对应的部分，在其下风侧设置有与主热交换器对应的部分。
此外，在上述的实施方式中，对进行在制冷运转模式、规定的除湿运转模式和供暖运转模式下的运转的空调机进行了说明，但也可以是进行在采用规定的除湿运转模式以外的方法进行除湿运转的除湿运转模式下的运转的空调机。
产业上的可利用性
若使用本发明，则能够使得用于除湿运转的COP变差的影响为最小限度。
标号说明
1空调机；
2室内机；
3室外机；
10压缩机；
12室外热交换器；
13膨胀阀；
14室内热交换器；
16室内风扇；
20辅助热交换器；
21主热交换器。

Claims (5)

1.一种空调机，其具备将压缩机、室外热交换器、膨胀阀和室内热交换器连接起来的制冷剂回路，进行以整个所述室内热交换器作为蒸发域的制冷运转和以室内热交换器的一部分作为蒸发域的除湿运转，所述空调机的特征在于，
在除湿运转时，所述压缩机和所述膨胀阀被控制成，所述室内热交换器的最上风侧的液体入口附近的一部分为蒸发域，并且，所述室内热交换器的最上风侧的所述蒸发域的下游侧为过热域，
当在选择除湿运转而开始运转时负载大的情况下，开始制冷运转后，与负载的减小相应地切换到除湿运转。
2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，
根据室内温度与设定温度的差来检测负载。
3.根据权利要求1或2所述的空调机，其特征在于，
根据所述压缩机的频率来检测负载。
4.根据权利要求1或2所述的空调机，其特征在于，
在开始制冷运转后，在蒸发温度低于规定温度的情况下不切换到除湿运转。
5.根据权利要求3所述的空调机，其特征在于，
在开始制冷运转后，在蒸发温度低于规定温度的情况下不切换到除湿运转。
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