CN105723164A - 空调装置 - Google Patents
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Abstract
一种空调装置(1),具有由使用扁平多孔管以作为导热管(231)的热交换器构成的室外热交换器(23)或室内热交换器(41),并进行制热运转或制冷运转。此外,此处,在制热运转或制冷运转中达到消除油滞留必要条件的情况下,进行规定时间的低制冷剂循环控制,其中,在所述低制冷剂循环控制中,在使压缩机(21)的运转容量降低至规定容量的状态下,使制冷剂依次在压缩机(21)、室内热交换器(41)、膨胀阀(24)、室外热交换器(23)中循环,或依次在压缩机(21)、室外热交换器(23)、膨胀阀(24)、室内热交换器(41)中循环。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调装置,特别地,涉及一种具有由使用扁平多孔管以作为导热管的热交换器构成的室外热交换器或室内热交换器的空调装置。
背景技术
目前,如专利文献1(日本专利特开2012-163328号公报)所示,存在一种空调装置,该空调装置具有由使用扁平多孔管以作为导热管的热交换器构成的室外热交换器,并进行制热运转。具体而言,空调装置具有制冷剂回路,该制冷剂回路是通过将压缩机、由使用扁平多孔管以作为导热管的热交换器构成的室外热交换器、膨胀阀、室内热交换器连接在一起而构成的。此外,空调装置进行以下制热运转:使制冷剂依次在压缩机、室内热交换器、膨胀阀、室外热交换器中循环以对室内进行制热。
发明内容
在上述现有的具有由使用扁平多孔管以作为导热管的热交换器构成的室外热交换器的空调装置中,在制热运转中,在由构成室外热交换器的扁平多孔管构成的导热管中的、因室外热交换器内的制冷剂的偏流而降低了制冷剂的流量的导热管内,导热管内的制冷剂流路较小,因此,冷冻机油处于容易滞留的倾向。此处,冷冻机油为了润滑压缩机而与制冷剂一起被封入至制冷剂回路。此外,当产生上述冷冻机油在导热管内的滞留时,例如当进行对室外热交换器进行除霜的除霜运转时,因滞留的冷冻机油导致导热管内的流路阻力增大而难以使制冷剂流动至产生了冷冻机油滞留的导热管中。藉此,霜融解残留在产生冷冻机油的滞留的导热管的外表面,可能会产生室外热交换器的除霜不良。
另外,即便在采用了具有由使用扁平多孔管以作为导热管的热交换器构成的室内热交换器的装置结构的情况下,在制冷运转中,在由构成室内热交换器的扁平多孔管构成的导热管中的、因室内热交换器内的制冷剂的偏流而降低了制冷剂的流量的导热管内,产生冷冻机油的滞留,因此,制冷剂可能难以流动至产生冷冻机油的滞留的导热管。
本发明的技术问题在于,在具有由使用扁平多孔管以作为导热管的热交换器构成的室外热交换器或室内热交换器的空调装置中,消除制热运转或制冷运转中产生的冷冻机油在构成室外热交换器或室内热交换器的导热管内的滞留。
第一技术方案的空调装置具有制冷剂回路,并进行制热运转,其中,上述制冷剂回路是通过将压缩机、室外热交换器、膨胀阀、室内热交换器连接在一起而构成的,在上述制热运转中,使制冷剂依次在压缩机、室内热交换器、膨胀阀、室外热交换器中循环以对室内进行制热。此处,室外热交换器是使用扁平多孔管以作为导热管的热交换器。此外,此处,在制热运转中达到消除油滞留必要条件的情况下,进行规定时间的低制冷剂循环控制,其中,在上述低制冷剂循环控制中,在使压缩机的运转容量降低至规定容量的状态下,使制冷剂依次在压缩机、室内热交换器、膨胀阀、室外热交换器中循环。
此处,如上所述,在制热运转中达到消除油滞留必要条件的情况下,进行规定时间的低制冷剂循环控制,其中,在上述低制冷剂循环控制中,在使压缩机的运转容量降低至规定容量的状态下,使制冷剂依次在压缩机、室内热交换器、膨胀阀、室外热交换器中循环。
这样,在低制冷剂循环控制中,制冷剂以与制热运转相同的方向在制冷剂回路内循环,但因压缩机的运转容量的降低而使室外热交换器内的制冷剂的偏流状态变化,在滞留有冷冻机油的导热管中,出现制冷剂的流量增加的倾向。藉此,此处,滞留于导热管内的冷冻机油因制冷剂的流动而被排出,能消除冷冻机油在导热管内的滞留。
第二技术方案的空调装置是在第一技术方案的空调装置的基础上,室外热交换器具有:导热管,该导热管由在上下方向上排列多层的扁平多孔管构成;以及第一集管集合管及第二集管集合管,该第一集管集合管及第二集管集合管与导热管的两端连接。多个导热管被划分为构成室外热交换器的上部的多个主热交换部和构成室外热交换器的下部的多个副热交换部。通过将第一集管集合管的内部空间上下分隔,而在第一集管集合管中形成与主热交换部相对应的气体制冷剂的上侧出入空间和与副热交换部相对应的液体制冷剂的下侧出入空间。除了多个主热交换部以及多个副热交换部中的上下相邻的主热交换部及副热交换部之外,通过上下分隔第二集管集合管的内部空间,形成与主热交换部相对应的上侧折返空间,且形成与副热交换部相对应的下侧折返空间。上侧折返空间和下侧折返空间经由连通管连接在一起,上下相邻的主热交换部及副热交换部由单一的共通折返空间连接在一起。
此处,如上所述,具有以下结构:室外热交换器被划分为构成上部的多个主热交换部和构成下部的多个副热交换部,主热交换部与副热交换部之间经由第二集管集合管的折返空间而连接在一起。而且,此处,具有以下结构:除了上下相邻的主热交换部及副热交换部之外的主热交换部及副热交换部的相对应的折返空间经由连通管连接在一起,上下相邻的主热交换部及副热交换部由单一的共通折返空间(即不经由连通管)连接在一起。在上述结构中,在制热运转中,液体制冷剂从副热交换部经由第二集管集合管的折返空间而被输送至主热交换部并蒸发,但此时,在上下相邻且由单一的共通折返空间连接的主热交换部及副热交换部中,容易产生以下制冷剂的偏流:与在配置于该主热交换部的上部的导热管中流动的制冷剂的流量相比,在配置于该主热交换部的下部的导热管中流动的制冷剂的流量减小。当产生上述制冷剂的偏流时,在构成上下相邻且由单一的共通折返空间而与副热交换部连接的主热交换部的下部的导热管内会产生冷冻机油的滞留。
但是,此处,进行上述低制冷剂循环控制,因此,室外热交换器内的制冷剂的偏流状态变化,在构成上下相邻且由单一的共通折返空间连接的主热交换部的下部的导热管中,出现制冷剂的流量增加的倾向。藉此,在构成上下相邻且由单一的共通折返空间而与副热交换部连接的主热交换部的导热管内滞留的冷冻机油因制冷剂的流动而被排出,能消除冷冻机油在导热管内的滞留。
第三技术方案的空调装置是在第一技术方案或第二技术方案的空调装置的基础上,还具有室内风扇,在低制冷剂循环控制中,使室内风扇的风量降低。
在上述低制冷剂循环控制中,因压缩机的运转容量的降低而导致制冷剂回路中的高压(即室内热交换器中的制冷剂的冷凝温度)容易降低,流过室内热交换器而供给至室内的空气的温度处于降低的倾向,可能会损害室内的舒适性。
因此,此处,如上所述,在低制冷剂循环控制中,降低室内风扇的风量。
藉此,此处,在低制冷剂循环控制中,能抑制制冷剂回路中的高压(即室内热交换器中的制冷剂的冷凝温度)的降低,因此,能确保室内的舒适性,并能消除在制热运转中产生的、冷冻机油在构成室外热交换器的导热管内的滞留。
第四技术方案的空调装置是在第三技术方案的空调装置的基础上,在制冷剂回路的高压低于规定高压的情况下,使室内风扇的风量降低。
此处,如上所述,在制冷剂回路的高压低于规定高压的情况下,降低室内风扇的风量。
藉此,此处,能在低制冷剂循环控制中尽量不降低室内风扇的风量,并确保室内的舒适性。
第五技术方案的空调装置是在第一技术方案至第四技术方案中任一技术方案的空调装置的基础上,消除油滞留必要条件是开始室外热交换器的除霜运转的条件,在进行室外热交换器的除霜运转之前,进行低制冷剂循环控制。
此处,如上所述,将消除油滞留必要条件设为开始室外热交换器的除霜运转的条件,在进行室外热交换器的除霜运转之前,进行低制冷剂循环控制。
这样,在进行室外热交换器的除霜运转之前,能排出在制热运转中滞留于导热管内的冷冻机油,在室外热交换器的除霜运转时,制冷剂能流动至构成室外热交换器的所有导热管。藉此,此处,在构成室外热交换器的任意导热管的外表面处,均能抑制霜融解残留,并能良好地进行室外热交换器的除霜。
第六技术方案的空调装置具有制冷剂回路,并进行制冷运转,其中,上述制冷剂回路是通过将压缩机、室外热交换器、膨胀阀、室内热交换器连接在一起而构成的,在上述制冷运转中,使制冷剂依次在压缩机、室外热交换器、膨胀阀、室内热交换器中循环以对室内进行制冷。此处,室内热交换器是使用扁平多孔管以作为导热管的热交换器。此外,此处,在制冷运转中达到消除油滞留必要条件的情况下,进行规定时间的低制冷剂循环控制,其中,在上述低制冷剂循环控制中,在使压缩机的运转容量降低至规定容量的状态下,使制冷剂依次在压缩机、室外热交换器、膨胀阀、室内热交换器中循环。
此处,如上所述,在制冷运转中达到消除油滞留必要条件的情况下,进行规定时间的低制冷剂循环控制,其中,在上述低制冷剂循环控制中,在使压缩机的运转容量降低至规定容量的状态下,使制冷剂依次在压缩机、室外热交换器、膨胀阀、室内热交换器中循环。
这样,在低制冷剂循环控制中,制冷剂以与制冷运转相同的方向在制冷剂回路内循环,但因压缩机的运转容量的降低而使室内热交换器内的制冷剂的偏流状态变化,在滞留有冷冻机油的导热管中,出现制冷剂的流量增加的倾向。藉此,此处,滞留于导热管内的冷冻机油因制冷剂的流动而被排出,能消除冷冻机油在导热管内的滞留。
附图说明
图1是本发明一实施方式的空调装置的示意结构图。
图2是室外热交换器的示意立体图。
图3是室外热交换器的示意纵剖图。
图4是表示室外热交换器的制冷剂通路的图。
图5是空调装置的控制框图。
图6是低制冷剂循环控制的流程图。
图7是低制冷剂循环控制时的压缩机、室内风扇及高压的时序图。
图8是变形例的室外热交换器的示意立体图。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的空调装置的实施方式及其变形例进行说明。另外,本发明的空调装置的具体结构并不限于下述实施方式及其变形例,能在不脱离发明要点的范围内进行变更。
(1)空调装置的结构
图1是本发明一实施方式的空调装置1的示意结构图。
空调装置1是能通过进行蒸汽压缩式的制冷循环来进行建筑物等的室内的制冷及制热的装置。空调装置1主要是通过将室外单元2与室内单元4连接在一起而构成的。此处,室外单元2与室内单元4经由液体制冷剂连通管5及气体制冷剂连通管6而连接在一起。即,空调装置1的蒸汽压缩式制冷剂回路10是通过室外单元2与室内单元4经由制冷剂连通管5、6连接在一起而构成的。
<室内单元>
室内单元4设置于室内,构成了制冷剂回路10的一部分。室内单元4主要具有室内热交换器41。
室内热交换器41是在制冷运转时作为制冷剂的蒸发器起作用以冷却室内空气,并在制热运转时作为制冷剂的散热器起作用以加热室内空气的热交换器。室内热交换器41的液体侧与液体制冷剂连通管5连接,室内热交换器41的气体侧与气体制冷剂连通管6连接。
室内单元4具有室内风扇42,该室内风扇42用于将室内空气吸入至室内单元4内,并在使该室内空气在室内热交换器41中与制冷剂热交换后,将其作为供给空气供给到室内。即,室内单元4具有室内风扇42,以用作将作为在室内热交换器41中流动的制冷剂的加热源或冷却源的室内空气供给至室内热交换器41的风扇。此处,作为室内风扇42,使用由能控制转速的室内风扇用电动机42a驱动的离心风扇、多叶片风扇等。即,室内风扇42构成为能控制风量。此处,能将室内风扇42的风量控制为大风量H、中风量M、小风量L、最小风量LL这四个级别。
在室内单元4中设有各种传感器。具体而言,在室内热交换器41中设有室内热交换温度传感器48,该室内热交换温度传感器44对室内热交换器41中的制冷剂的温度Trr进行检测。在室内单元4中设有室内空气温度传感器49,该室内空气温度传感器45对吸入至室内单元4内的室内空气的温度Tra进行检测。
室内单元4具有室内侧控制部40,该室内侧控制部40对构成室内单元4的各部分的动作进行控制。此外,室内侧控制部40具有为了进行室内单元4的控制而设的微型计算机、存储器等,能与用于个别操作室内单元4的遥控器(未图示)进行控制信号等的交换,或与室外单元2经由传送线进行控制信号等的交换。
<室外单元>
室外单元2设置于室外,构成了制冷剂回路10的一部分。室外单元2主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、膨胀阀24、液体侧截止阀25及气体侧截止阀26。
压缩机21是将制冷循环的低压制冷剂压缩成高压的设备。压缩机21形成为利用能由逆变器控制频率(转速)的压缩机用电动机21a对旋转式、涡旋式等容积式的压缩要素(未图示)进行旋转驱动的密闭式结构。即,压缩机21构成为能控制运转容量。此处,能在从最低频率至最高频率的范围内分多级地控制压缩机21的运转容量。压缩机21的吸入侧与吸入管31连接,排出侧与排出管32连接。吸入管31是将压缩机21的吸入侧和四通切换阀22连接的制冷剂管。排出管32是将压缩机21的排出侧和四通切换阀22连接的制冷剂管。
四通切换阀22是用于对制冷剂回路10中的制冷剂的流动方向进行切换的切换阀。四通切换阀22在制冷运转时进行朝制冷循环状态的切换:使室外热交换器23作为在压缩机21中压缩后的制冷剂的散热器起作用,且使室内热交换器41作为在室外热交换器23中散热后的制冷剂的蒸发器起作用。即,四通切换阀22在制冷运转时使压缩机21的排出侧(此处为排出管32)与室外热交换器23的气体侧(此处为第一气体制冷剂管33)连接(参照图1的四通切换阀22的实线)。而且,压缩机21的吸入侧(此处为吸入管31)与气体制冷剂连通管6侧(此处为第二气体制冷剂管34)连接(参照图1的四通切换阀22的实线)。另外,四通切换阀22在制热运转时进行朝制热循环状态的切换:使室外热交换器23作为在室内热交换器41中散热后的制冷剂的蒸发器起作用,且使室内热交换器41作为在压缩机21中压缩后的制冷剂的散热器起作用。即,四通切换阀22在制热运转时使压缩机21的排出侧(此处为排出管32)与气体制冷剂连通管6侧(此处为第二气体制冷剂管34)连接(参照图1的四通切换阀22的虚线)。而且,压缩机21的吸入侧(此处为吸入管31)与室外热交换器23的气体侧(此处为第一气体制冷剂管33)连接(参照图1的四通切换阀22的虚线)。此处,第一气体制冷剂管33是将四通切换阀22和室外热交换器23的气体侧连接的制冷剂管。第二气体制冷剂管34是将四通切换阀22和气体侧截止阀26连接的制冷剂管。
室外热交换器23是在制冷运转时作为将室外空气作为冷却源的制冷剂的散热器起作用、并在制热运转时作为将室外空气作为加热源的制冷剂的蒸发器起作用的热交换器。室外热交换器23的液体侧与液体制冷剂管35连接,气体侧与第一气体制冷剂管33连接。液体制冷剂管35是将室外热交换器23的液体侧与液体制冷剂连通管5一侧连接的制冷剂管。室外热交换器23是将扁平多孔管用作导热管的热交换器。
具体而言,如图2~图4所示,室外热交换器23是主要由导热管231和多个插入翅片232构成的插入翅片式的层叠型热交换器,其中,上述导热管231由扁平多孔管构成。此处,图2是室外热交换器23的示意立体图(未图示出制冷剂管33、35和连通管235、236)。图3是室外热交换器23的示意纵剖图。图4是表示室外热交换器23的制冷剂通路的图。
由扁平多孔管构成的导热管231由铝或铝合金成形,其具有作为导热面的上下的平面部和供制冷剂流动的多个较小的制冷剂流路231a。作为制冷剂流路231a,使用了具有内径为1mm以下的圆形或与该圆形具有相同截面积的多边形的较小的流路孔的流路。导热管231在平面部朝向上下方向的状态下隔着间隔排列有多层,其两端与第一集管集合管233及第二集管集合管234连接。
插入翅片232是铝制或铝合金制的翅片,其与导热管231接触。在插入翅片232上形成有沿水平方向细长延伸出的多个缺口232a,以将插入翅片232插入到排列配置在两集管集合管233、234之间的多层的导热管231。上述插入翅片232的缺口232a的形状与导热管231的截面的外形大致一致。
多个导热管231被划分为构成室外热交换器23的上部的多个(此处为三个)主热交换部23a、23b、23c和构成室外热交换器23的下部的多个(此处为三个)副热交换部23d、23e、23f。此处,第一主热交换部23a是构成室外热交换器23的最上部的导热管组,第二主热交换部23b是构成第一主热交换部23a的下侧部分的导热管组,第三主热交换部23c是构成第二主热交换部23b的下侧部分的导热管组。另外,第一副热交换部23d是构成室外热交换器23的最下部的导热管组,第二副热交换部23e是构成第一副热交换部23d的上侧部分的导热管组,第三副热交换部23f是构成第二副热交换部23e的上侧部分的导热管组。
集管集合管233、234具有对导热管231进行支承的功能、将制冷剂引导至导热管231的制冷剂流路231a的功能、使从制冷剂流路231a流出的制冷剂集合的功能。第一集管集合管233的内部空间被隔板233a上下分隔(此处为分隔为两个部分)。此处,隔板233a上侧的空间是与主热交换部23a、23b、23c相对应的气体制冷剂的上侧出入空间23g,隔板233a下侧的空间是与副热交换部23d、23e、23f相对应的液体制冷剂的下侧出入空间23h。第一集管集合管233的上侧出入空间23g与第一气体制冷剂管33连接,第一集管集合管233的下侧出入空间23h与液体制冷剂管35连接。第二集管集合管234的内部空间被隔板234a、234b、234c、234d上下分隔(此处为分隔为五个部分)。此处,隔板234a上侧的空间是与第一主热交换部23a相对应的第一上侧折返空间23i,隔板234a与隔板234b的上下方向间的空间是与第二主热交换部23b相对应的第二上侧折返空间23j。另外,隔板234d下侧的空间是与第一副热交换部23d相对应的第一下侧折返空间23k,隔板234c与隔板234d的上下方向间的空间是与第二副热交换部23e相对应的第二下侧折返空间23m。此外,第一上侧折返空间23i和第一下侧折返空间23k经由第一连通管235连接在一起,第二上侧折返空间23j和第二下侧折返空间23m经由第二连通管236连接在一起。但是,与第三主热交换部23c相对应的隔板234b的下侧的空间和与第三副热交换部23f相对应的隔板234c的上侧的空间构成单一的共通折返空间23n。即,除了多个主热交换部23a、23b、23c以及多个副热交换部23d、23e、23f中的上下相邻的第三主热交换部23c及第三副热交换部23f之外,通过上下分隔第二集管集合管234的内部空间,形成与主热交换部23a、23b相对应的上侧折返空间23i、23j,且形成与副热交换部23d、23e相对应的下侧折返空间23k、23m。此外,上侧折返空间23i、23j和下侧折返空间23k、23m经由连通管235、236连接在一起,上下相邻的第三主热交换部223c及第三副热交换部23f由单一的共通折返空间23n连接在一起。
此外,在制冷运转中,从压缩机21排出的制冷循环的高压气体制冷剂经由第一气体制冷剂管33流入第一集管集合管233的上侧出入空间23g。然后,流入上侧出入空间23g的制冷剂分支,并分别经由第一~第三主热交换部23a、23b、23c而被输送至第二集管集合管234的上侧折返空间23i、23j及共通折返空间23n。被输送至第二集管集合管234的上侧折返空间23i、23j的制冷剂经由连通管235、236而被输送至下侧折返空间23k、23m。被输送至下侧折返空间23k、23m的制冷剂以及被输送至共通折返空间23n的制冷剂分别经由第一~第三副热交换部23d、23e、23f而被输送至第一集管集合管233的下侧出入空间23h并合流。被输送至下侧出入空间23h的制冷剂在流过热交换部23a~23h时散热而成为液体制冷剂,然后,经由液体制冷剂管35而被输送至膨胀阀24。另外,在制热运转中,膨胀阀24中被减压至制冷循环的低压的气液两相状态的制冷剂经由液体制冷剂管35而流入至第一集管集合管233的下侧出入空间23h。然后,流入下侧出入空间23h的制冷剂分支,并分别经由第一~第三副热交换部23d、23e、23f而被输送至第二集管集合管234的下侧折返空间23k、23m及共通折返空间23n。被输送至第二集管集合管234的下侧折返空间23k、23m的制冷剂经由连通管235、236而被输送至上侧折返空间23i、23j。被输送至上侧折返空间23i、23j的制冷剂以及被输送至共通折返空间23n的制冷剂分别经由第一~第三主热交换部23a、23b、23c而被输送至第一集管集合管233的上侧出入空间23g并合流。被输送至上侧出入空间23g的制冷剂在流过热交换部23a~23h时蒸发而成为气体制冷剂,然后,经由第一气体制冷剂管33而被输送至压缩机21。
膨胀阀24是在制冷运转时将室外热交换器23中散热后的制冷循环中的高压制冷剂减压至制冷循环中的低压的阀。另外,膨胀阀24是在制热运转时将室内热交换器41中散热后的制冷循环中的高压制冷剂减压至制冷循环中的低压的阀。膨胀阀24设于液体制冷剂管35的靠液体侧截止阀25的部分。此处,使用电动膨胀阀以作为膨胀阀24。
液体侧截止阀25及气体侧截止阀26是设于与外部的设备、配管(具体而言是液体制冷剂连通管5及气体制冷剂连通管6)连接的连接口的阀。液体侧截止阀25设于液体制冷剂管35的端部。气体侧截止阀26设于第二气体制冷剂管34的端部。
室外单元2具有室外风扇36,该室外风扇36用于将室外空气吸入至室外单元2内,并在使该室外空气在室外热交换器23中与制冷剂热交换后,将其排出到外部。即,室外单元2具有室外风扇36,以用作将作为在室外热交换器23中流动的制冷剂的冷却源或加热源的室外空气供给至室外热交换器23的风扇。此处,作为室外风扇36,使用了由室外风扇用电动机36a驱动的螺旋桨风扇等。
在室外单元2中设有各种传感器。具体而言,在室外热交换器23中设有室外热交换温度传感器46,该室外热交换温度传感器46对室外热交换器23中的制冷剂的温度Tor进行检测。在室外单元2中设有室外空气温度传感器47,该室外空气温度传感器47对吸入至室外单元2内的室外空气的温度Toa进行检测。在吸入管31或压缩机21中设有吸入温度传感器43,该吸入温度传感器43对吸入至压缩机21的制冷循环中的低压制冷剂的温度Ts进行检测。在排出管32或压缩机21中设有排出温度传感器44,该排出温度传感器44对从压缩机21排出的制冷循环中的高压制冷剂的温度Td进行检测。在排出管32或压缩机21中设有排出压力传感器45,该排出压力传感器45对从压缩机21排出的制冷循环中的高压制冷剂的压力Pd进行检测。
室外单元2具有室外侧控制部40,该室外侧控制部40对构成室外单元2的各部分的动作进行控制。此外,室外侧控制部40具有为了进行室外单元2的控制而设的微型计算机、存储器等,从而能与室内单元4之间通过传送线进行控制信号等的交换。
<制冷剂连通管>
制冷剂连通管5、6是在将空调装置1设置于建筑物等的设置场所时在现场进行布设的制冷剂管,能根据设置场所、室外单元与室内单元的组合等设置条件而使用具有各种长度和管径的制冷剂管。
如上所述,通过将室外单元2、室内单元4、制冷剂连通管5、6连接在一起来构成空调装置1的制冷剂回路10。空调装置1进行以下制热运转:使制冷剂依次在压缩机21、室内热交换器41、膨胀阀24、室外热交换器23中循环以对室内进行制热。此处,室外热交换器23是将扁平多孔管用作导热管231的热交换器。
<控制部>
空调装置1能利用由室内侧控制部40和室外侧控制部20构成的控制部8对室外单元2及室内单元4的各设备进行控制。即,利用将室内侧控制部40和室外侧控制部20之间连接的传送线来构成进行空调装置1整体的运转控制的控制部8。
如图5所示,控制部8被连接成能接收各种传感器43~49等的检测信号,并被连接成能根据上述检测信号等对各种设备及阀21、22、24、36、42等进行控制。
(2)空调装置的基本动作
接着,使用图1对空调装置1的基本动作进行说明。作为基本动作,空调装置1能进行制冷运转和制热运转。另外,在制热运转时,也能进行用于使附着于室外热交换器23的霜融解的除霜运转。此外,在制冷剂回路10中,当长时间进行制冷运转、制热运转时,为了润滑压缩机21而封入的冷冻机油滞留于制冷剂回路10的各处,压缩机21可能产生润滑不足,为了消除该润滑不足而进行回油控制。另外,制冷运转、制热运转、除霜运转、回油控制是由控制部8进行的。
<制冷运转>
在制冷运转时,四通切换阀22被切换至制冷循环状态(图1的实线所示的状态)。
在制冷回路10中,制冷循环中的低压气体制冷剂被吸入至压缩机21,并在被压缩至制冷循环中的高压之后被排出。
从压缩机21排出后的高压气体制冷剂经由四通切换阀22而被输送至室外热交换器23。
被输送至室外热交换器23的高压气体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇36作为冷却源供给来的室外空气进行热交换而散热,从而成为高压的液体制冷剂。
室外热交换器23中散热后的高压液体制冷剂被输送至膨胀阀24。
输送至膨胀阀24的高压液体制冷剂被膨胀阀24减压至制冷循环中的低压,并成为低压的气液两相状态的制冷剂。在膨胀阀24中减压后的低压气液两相状态的制冷剂经由液体侧截止阀25及液体制冷剂连通管5而被输送至室内热交换器41。
被输送至室内热交换器41后的低压的气液两相状态的制冷剂在室内热交换器41中与由室内风扇42作为加热源供给来的室内空气进行热交换而蒸发。藉此,室内空气被冷却,然后,被供给至室内,以进行室内的制冷。
在室内热交换器41中蒸发后的低压气体制冷剂经由气体制冷剂连通管6、气体侧截止阀26及四通切换阀22而被再次吸入压缩机21。
<制热运转>
在制热运转时,四通切换阀22被切换至制热循环状态(图1的虚线所示的状态)。
在制冷回路10中,制冷循环中的低压气体制冷剂被吸入至压缩机21,并在被压缩至制冷循环中的高压之后被排出。
从压缩机21排出后的高压气体制冷剂经由四通切换阀22、气体侧截止阀26及气体制冷剂连通管6而被输送至室内热交换器41。
被输送至室内热交换器41的高压气体制冷剂在室内热交换器41中与由室内风扇42作为冷却源供给来的室内空气进行热交换而散热,从而成为高压的液体制冷剂。藉此,室内空气被加热,然后,被供给至室内,以进行室内的制热。
室内热交换器41中散热后的高压液体制冷剂经由液体制冷剂连通管5及液体侧截止阀25而被输送至膨胀阀24。
输送至膨胀阀24的高压液体制冷剂被膨胀阀24减压至制冷循环中的低压,并成为低压的气液两相状态的制冷剂。膨胀阀24中减压后的低压的气液两相状态下的制冷剂被输送至室外热交换器23。
输送至室外热交换器23的低压的气液两相状态的制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇36作为加热源供给来的室外空气进行热交换而蒸发,从而成为低压的气体制冷剂。
在室外热交换器23中蒸发后的低压制冷剂经由四通切换阀22而被再次吸入压缩机21。
<除霜运转>
在上述制热运转时,在根据室外热交换器23中的制冷剂的温度Tor比规定温度低等而检测出室外热交换器23中的结霜的情况下,即,在达到开始室外热交换器23的除霜运转的条件的情况下,进行使附着于室外热交换器23的霜融解的除霜运转。
此处,作为除霜运转,进行以下逆循环除霜运转:通过与制冷运转时相同地将四通切换阀22切换至制冷循环状态(图1的实线所示的状态),使室外热交换器23作为制冷剂的散热器起作用。藉此,能使附着于室外热交换器23的霜融解。进行该除霜运转直至经过了考虑到除霜运转前的制热运转的状态等而设定的规定除霜运转时间,然后,回复至制热运转。另外,除霜运转中的制冷剂回路10内的制冷剂的流动与上述制冷运转相同,因此,此处省略说明。
<回油控制>
当长时间进行上述制冷运转、制热运转时,冷冻机油滞留于制冷剂回路10的各处而可能使压缩机21产生润滑不足,因此,为了消除该润滑不足,进行使滞留于制冷剂回路10的各处的冷冻机油返回至压缩机21的回油控制。
此处,作为回油控制,进行以下控制:通过与制冷运转时相同地使四通切换阀22成为制冷循环状态(图1的实线所示的状态),使压缩机21的运转容量比通常的制冷运转时的运转容量大,并使膨胀阀24的开度比通常的制冷运转时的开度大,从而提高在制冷剂回路10内循环的制冷剂的流量,并使返回至压缩机21的制冷剂成为湿润制冷剂。具体而言,将压缩机21的运转容量设定为提高至最高频率附近的状态,并将膨胀阀24的开度设定为增大至全开附近的状态。另外,在制冷运转中进行回油控制的情况下,是通过暂时设定为上述压缩机21的运转容量及膨胀阀24的开度的状态而进行的。另外,在制热运转中进行回油控制的情况下,与上述除霜运转同时进行。
(3)低制冷剂循环控制
此处,空调装置1如上所述具有由使用扁平多孔管以作为导热管231的热交换器构成的室外热交换器23。因此,在上述制热运转中,在由构成室外热交换器23的扁平多孔管构成的导热管231中的、因室外热交换器23内的制冷剂的偏流而降低了制冷剂的流量的导热管231内,导热管231内的制冷剂流量231a较小,因此,冷冻机油处于容易滞留的倾向。
特别地,此处,如上所述,具有以下结构:室外热交换器23被划分为构成上部的多个(此处为三个)主热交换部23a~23c和构成下部的多个(此处为三个)副热交换部23d~23f,主热交换部23a~23c与副热交换部23d~23f之间经由第二集管集合管234的折返空间23i、23j、23k、23m、23n而连接在一起。而且,此处,具有以下结构:除了上下相邻的第三主热交换部23c及第三副热交换部23f之外的主热交换部23a、23b及副热交换部23d、23e的相对应的折返空间23i、23j、23k、23m经由连通管235、236连接在一起,上下相邻的第三主热交换部及第三副热交换部23c、23f由单一的共通折返空间23n(即未经由连通管)连接在一起。在上述结构中,在制热运转中,液体制冷剂从副热交换部23d~23f经由第二集管集合管234的折返空间23i、23j、23k、23m、23n而被输送至主热交换部23a~23c并蒸发,但此时,在上下相邻且由单一的共通折返空间23n连接的第三主热交换部23c及第三副热交换部23f中,容易产生以下制冷剂的偏流:与在配置于该主热交换部23c的上部的导热管231中流动的制冷剂的流量相比,在配置于该主热交换部23c的下部的导热管231中流动的制冷剂的流量减少。当产生上述制冷剂的偏流时,在构成上下相邻且由单一的共通折返空间23n而与第三副热交换部23f连接的第三主热交换部23c的下部的导热管231内(参照图4所示的第三主热交换部23c的下部A)会产生冷冻机油的滞留。
此外,当产生上述冷冻机油在导热管231内的滞留时,例如当进行上述对室外热交换器23进行除霜的除霜运转时,因滞留的冷冻机油导致导热管231内的流路阻力增大而难以使制冷剂流动至产生了冷冻机油滞留的导热管231中。藉此,霜融解残留在产生冷冻机油的滞留的导热管231的外表面,可能会产生室外热交换器23的除霜不良。此处,构成图4所示的第三主热交换部23c的下部A的导热管231内的流路阻力增大,制冷剂难以流动至构成该部分A的导热管231,因此,霜融解残留在其外表面,可能会产生室外热交换器23的除霜不良。
因此,在空调装置1中,在制热运转中达到了消除油滞留必要条件(此处为开始室外热交换器23的除霜运转的条件)的情况下,进行规定时间(此处为低制冷剂循环时间to)的低制冷剂循环控制,其中,在上述低制冷剂循环控制中,在使压缩机21的运转容量降低至规定容量(此处为低制冷剂循环频率fo)的状态下,使制冷剂依次在压缩机21、室内热交换器41、膨胀阀24、室外热交换器23中循环。
接着,使用图1~图7,对低制冷剂循环控制进行说明。此处,图6是低制冷剂循环控制的流程图。图7是低制冷剂循环控制时的压缩机21、室内风扇42及高压Pc的时序图。另外,与上述基本动作相同,以下说明的低制冷剂循环控制是由控制部8进行的。
<步骤ST1>
在制热运转中,控制部8首先在步骤ST1中判定是否达到了消除油滞留必要条件。此处,将开始室外热交换器23的除霜运转的条件设为消除油滞留必要条件。即,如上所述,对是否根据室外热交换器23中的制冷剂的温度Tor比规定温度低等而检测出室外热交换器23中的结霜进行判定。
此处,将开始室外热交换器23的除霜运转的条件作为消除油滞留必要条件的理由是:如上所述,当在制热运转中冷冻机油滞留于室外热交换器23的导热管231时,在除霜运转时霜融解残留于冷冻机油滞留的导热管231的外表面,可能会产生室外热交换器23的除霜不良。
然后,在步骤ST1中,在判定为达到消除油滞留必要条件的情况下(即在达到开始室外热交换器23的除霜运转的条件的情况下),转移至步骤ST2以后的处理。
<步骤ST2、ST3>
接着,在步骤ST2、ST3中,控制部8进行规定时间的低制冷剂循环控制,其中,在上述低制冷剂循环控制中,在使压缩机21的运转容量降低至规定容量的状态下,使制冷剂依次在压缩机21、室内热交换器41、膨胀阀24、室外热交换器23中循环。即,此处,在进行室外热交换器23的除霜运转之前,进行低制冷剂循环控制。
此处,控制部8将压缩机21的运转容量设定为降低至相当于规定容量的低制冷剂循环频率fo的状态。低制冷剂循环频率fo为了使室外热交换器23内的制冷剂的偏流状态变化而被设定为最低频率fm附近的值。另外,控制部8将进行低制冷剂循环控制的规定时间设定为低制冷剂循环时间to。低制冷剂循环时间to被设定为能通过低制冷剂循环控制排出在制热运转中滞留于室外热交换器23内的冷冻机油的程度的时间(例如数分钟左右)。
这样,在低制冷剂循环控制中,制冷剂以与制热运转相同的方向在制冷剂回路10内循环,但因上述压缩机21的运转容量的降低而使室外热交换器23内的制冷剂的偏流状态变化,在滞留有冷冻机油的导热管231中,出现制冷剂的流量增加的倾向。特别地,此处,在构成上下相邻且由单一的共通折返空间23n连接的第三主热交换部23c的下部的导热管231中,出现制冷剂的流量增加的倾向。藉此,此处,滞留于导热管231内(即,在构成上下相邻且由单一的共通折返空间23n而与第三副热交换部23f连接的第三主热交换部23c的下部的导热管231内)的冷冻机油因制冷剂的流动而被排出,能消除冷冻机油在导热管231内的滞留。
然后,在步骤ST3中,在经过了低制冷剂循环时间to之后,开始室外热交换器23的除霜运转。此处,在进行室外热交换器23的除霜运转之前,通过上述低制冷剂循环控制排出在制热运转中滞留于导热管231的冷冻机油。因此,在室外热交换器23的除霜运转时,制冷剂流动至构成室外热交换器23的任意导热管231中。
藉此,此处,在构成室外热交换器23的任意导热管231的外表面处,均能抑制霜融解残留,并能良好地进行室外热交换器23的除霜。另外,也能缩短除霜运转时间。
另外,通过与除霜运转同时进行上述回油控制,可期待消除冷冻机油在导热管231内的滞留。但是,回油控制是以下控制:与使压缩机21的运转容量降低的低制冷剂循环控制相反,通过使压缩机21的运转容量比通常的制冷运转时的运转容量大,并使膨胀阀24的开度比通常的制冷运转时的开度大,从而提高在制冷剂回路10内循环的制冷剂的流量。此处,回油控制中的压缩机21的运转容量(频率)比低制冷剂循环控制中的压缩机21的规定容量(低制冷剂循环频率fo)大。因此,在回油控制中,与低制冷剂循环控制不同,室外热交换器23内的制冷剂的偏流状态难以变化,可能不能如期待的那样获得消除冷冻机油在导热管231内的滞留的效果。因此,上述低制冷剂循环控制是必要的。
<步骤ST4~ST6>
在上述步骤ST2、ST3的低制冷剂循环控制中,因压缩机21的运转容量的降低而导致制冷剂回路10中的制冷循环的高压(即室内热交换器41中的制冷剂的冷凝温度)容易降低,流过室内热交换器41而供给至室内的空气的温度处于降低的倾向,可能会损害室内的舒适性。
因此,此处,控制部8如步骤ST4~ST6那样在低制冷剂循环控制中(即步骤ST3中直至经过低制冷剂循环时间to的期间)每隔规定时间tf就对制冷剂回路10中的制冷循环的高压Pc是否低于规定高压Pcs进行判定,在制冷循环的高压Pc低于规定高压Pcs的情况下,降低室内风扇42的风量。
此处,制冷循环的高压Pc是将由排出压力传感器45检测出的压力Pd或由室内热交换温度传感器48检测出的温度Trr换算为制冷剂的饱和压力之后的压力值。另外,规定高压Pcs被设定为能确保室内的舒适性的程度的压力值。另外,室内风扇42的风量按大风量H、中风量M、小风量L、最小风量LL的顺序逐级降低。
藉此,此处,在步骤ST2、ST3的低制冷剂循环控制中,能抑制制冷剂回路10中的制冷循环的高压Pc(即室内热交换器23中的制冷剂的冷凝温度)降低,因此,能确保室内的舒适性,并能消除在制热运转中产生的、冷冻机油在构成室外热交换器23的导热管231内的滞留。而且,此处,如步骤ST5那样,在制冷剂回路10的高压Pc低于规定高压Pcs的情况下,降低室内风扇42的风量,因此,如图7所示,能在低制冷剂循环控制中尽量不降低室内风扇42的风量,并确保室内的舒适性。
(4)变形例
<A>
在上述实施方式中,采用了由多个导热管231和多个插入翅片232构成的插入翅片式的层叠型热交换器以作为室外热交换器23,该多个导热管231由扁平多孔管构成(参照图2~图4),但并不限定于此。例如图8所示,也可采用由多个导热管231和多个波形翅片237构成的波形翅片式的层叠型热交换器以作为室外热交换器23,该多个导热管231由扁平多孔管构成。此处,波形翅片237是弯曲成波形的铝制或铝合金制的翅片。波形翅片237配置于由上下相邻的导热管231夹住的通风空间中,且谷部及峰部与导热管231的平面部接触。在该情况下,通过进行与上述实施方式相同的低制冷剂循环控制,也能消除冷冻机油在构成室外热交换器23的导热管231内的滞留。进一步而言,若室外热交换器23是使用了由扁平多孔管构成的多个导热管的热交换器,则并不限定于图2~图4、图8所示的热交换器。
<B>
另外,在上述实施方式中,将开始室外热交换器23的除霜运转的条件作为进行低制冷剂循环控制的条件即消除油滞留必要条件,但并不限定于此。另外,在上述实施方式中,室外热交换器23的除霜运转是使制冷剂朝与制冷运转相同的方向循环的逆循环除霜运转,但并不限定于此。
<C>
另外,在上述实施方式中,在室外热交换器23是使用了由扁平多孔管构成的多个导热管231的热交换器的情况下,针对因制热运转而产生的冷冻机油在室外热交换器23内的滞留,进行上述低制冷剂循环控制,但并不限定于此。
例如,在室内热交换器41是使用了由扁平多孔管构成的多个导热管231的热交换器的情况(未图示)下,当长时间进行制冷运转时,可能会产生冷冻机油在室内热交换器41内的滞留。特别地,在室内单元4是落地式的情况下,与上述实施方式的室外热交换器23(参照图2~图4、图8)相同,室内热交换器41的高度处于升高的倾向,容易产生冷冻机油的滞留。
对此,与上述实施方式(参照图6、图7)相同,也可进行规定时间to的低制冷剂循环控制,其中,在上述低制冷剂循环控制中,在使压缩机21的运转容量降低至规定容量(例如低制冷剂循环频率fo)的状态下,使制冷剂依次在压缩机21、室外热交换器23、膨胀阀24、室内热交换器41中循环。此处,作为消除油滞留必要条件,可考虑采用进行回油控制的条件。即,当在制冷运转中进行回油控制时,事先消除在回油控制中或许不能消除的冷冻机油在导热管231内的滞留。
此外,在该情况下,在低制冷剂循环控制中,制冷剂以与制冷运转相同的方向在制冷剂回路10内循环,但因压缩机21的运转容量的降低而使室内热交换器41内的制冷剂的偏流状态变化,在滞留有冷冻机油的导热管231中,出现制冷剂的流量增加的倾向。藉此,此处,滞留于导热管231内的冷冻机油因制冷剂的流动而被排出,能消除冷冻机油在导热管231内的滞留。
工业上的可利用性
本发明能广泛地应用于具有由使用扁平多孔管以作为导热管的热交换器构成的室外热交换器或室内热交换器的空调装置。
(符号说明)
1空调装置
10制冷剂回路
21压缩机
23室外热交换器
23a~23c主热交换部
23d~23f副热交换部
23g上侧出入空间
23h下侧出入空间
23i、23j上侧折返空间
23k、23m下侧折返空间
23n共通折返空间
24膨胀阀
36室外风扇
41室内热交换器
42室内风扇
231导热管
233、234集管集合管
235、236连通管
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2012-163328号公报
Claims (6)
1.一种空调装置(1),具有制冷剂回路(10),并进行制热运转,其中,所述制冷剂回路(10)是通过将压缩机(21)、室外热交换器(23)、膨胀阀(24)、室内热交换器(41)连接在一起而构成的,在所述制热运转中,使制冷剂依次在所述压缩机、所述室内热交换器、所述膨胀阀、所述室外热交换器中循环以对室内进行制热,
所述空调装置(1)的特征在于,
所述室外热交换器是使用扁平多孔管以作为导热管(231)的热交换器,
在所述制热运转中达到消除油滞留必要条件的情况下,进行规定时间的低制冷剂循环控制,其中,在所述低制冷剂循环控制中,在使所述压缩机的运转容量降低至规定容量的状态下,使制冷剂依次在所述压缩机、所述室内热交换器、所述膨胀阀、所述室外热交换器中循环。
2.如权利要求1所述的空调装置(1),其特征在于,
所述室外热交换器(23)具有:
所述导热管(231),所述导热管(231)由在上下方向上排列多层的所述扁平多孔管构成;以及
第一集管集合管(233)及第二集管集合管(234),该第一集管集合管(233)及第二集管集合管(234)与所述导热管的两端连接,
多个所述导热管被划分为构成所述室外热交换器的上部的多个主热交换部(23a~23c)和构成所述室外热交换器的下部的多个副热交换部(23d~23f),
通过将所述第一集管集合管的内部空间上下分隔,而在所述第一集管集合管中形成与所述主热交换部相对应的气体制冷剂的上侧出入空间(23g)和与所述副热交换部相对应的液体制冷剂的下侧出入空间(23h),
除了多个所述主热交换部以及多个所述副热交换部中的上下相邻的主热交换部(23c)及副热交换部(23f)之外,通过上下分隔所述第二集管集合管的内部空间,形成与所述主热交换部相对应的上侧折返空间(23i、23j),且形成与所述副热交换部相对应的下侧折返空间(23k、23m),所述上侧折返空间和所述下侧折返空间经由连通管(235、236)连接在一起,上下相邻的所述主热交换部及所述副热交换部由单一的共通折返空间(23n)连接在一起。
3.如权利要求1或2所述的空调装置(1),其特征在于,
还具有室内风扇(42),
在所述低制冷剂循环控制中,使所述室内风扇的风量降低。
4.如权利要求3所述的空调装置(1),其特征在于,
在所述制冷剂回路(10)的高压低于规定高压的情况下,使所述室内风扇(42)的风量降低。
5.如权利要求1至4中任一项所述的空调装置(1),其特征在于,
所述消除油滞留必要条件是开始所述室外热交换器(23)的除霜运转的条件,
在进行所述室外热交换器的除霜运转之前,进行所述低制冷剂循环控制。
6.一种空调装置(1),具有制冷剂回路(10),并进行制冷运转,其中,所述制冷剂回路(10)是通过将压缩机(21)、室外热交换器(23)、膨胀阀(24)、室内热交换器(41)连接在一起而构成的,在所述制冷运转中,使制冷剂依次在所述压缩机、所述室外热交换器、所述膨胀阀、所述室内热交换器中循环以对室内进行制冷,
所述空调装置(1)的特征在于,
所述室内热交换器是使用扁平多孔管以作为导热管(231)的热交换器,
在所述制冷运转中达到消除油滞留必要条件的情况下,进行规定时间的低制冷剂循环控制,其中,在所述低制冷剂循环控制中,在使所述压缩机的运转容量降低至规定容量的状态下,使制冷剂依次在所述压缩机、所述室外热交换器、所述膨胀阀、所述室内热交换器中循环。
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