CN113167486B - 空调机 - Google Patents

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Abstract

空调机具备：制冷剂回路，其将对制冷剂进行压缩并排出的压缩机、使制冷剂与室内空气进行热交换的室内热交换器、对制冷剂进行减压的第一节流装置、由流路相互并列的上侧热交换器和下侧热交换器构成并使制冷剂与外部空气进行热交换的室外热交换器、以及将制冷剂的流动切换至所述上侧热交换器侧或所述下侧热交换器侧的流路切换装置依次用配管连接，供制冷剂循环；热气体旁通配管，其将所述压缩机的排出侧与所述流路切换装置连结；以及控制装置，其进行制热除霜运转、即一边进行制热正常运转、一边对所述上侧热交换器以及所述下侧热交换器交替地除霜，所述室外热交换器具有构成传热配管的一部分的多个发夹弯管，在所述上侧热交换器中位于最下层的全部所述发夹弯管在除霜时成为制冷剂入口，在所述下侧热交换器中位于最上层的全部所述发夹弯管在除霜时成为制冷剂入口。

Description

空调机
技术领域
本发明涉及同时进行室外热交换器的除霜和室内的制热的空调机。
背景技术
以往，存在同时进行室外热交换器的除霜和室内的制热的空调机(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，具有将压缩机、四通阀、室内热交换器、减压装置以及室外热交换器用制冷剂配管连结而成的制冷剂回路，并设置有使热气体从压缩机的排出侧流向室外热交换器的旁通回路。室外热交换器将该制冷剂回路分成上下两个而构成下侧热交换器和上侧热交换器。
而且，通过控制装置进行制热除霜运转、即对主回路开闭机构和第二节流装置进行开闭，在对上侧热交换器除霜并且用下侧热交换器进行制热之后，对下侧热交换器除霜并且用上侧热交换器进行制热。通过这样进行制热除霜运转，能够抑制室内机的制热能力的降低，并且抑制室内的温度降低。因此能够防止在除霜的同时失去室内的舒适感。
另外，在专利文献1中，室外热交换器具有作为多个制冷剂流路的通路，将上述多个通路中的一个的制冷入口侧配管即一边除霜、一边持续进行制热的制热除霜运转时的通路入口配置于上侧热交换器与下侧热交换器的边界。
专利文献1：日本特开2008-64381号公报
在专利文献1中在制热除霜运转时，在对上侧热交换器进行除霜时，在上侧热交换器中融化的排水在室外热交换器的传热翅片上流下。另外，下侧热交换器成为蒸发器，若该热交换器的温度降低至0℃以下，则排水在下侧热交换器中再次冻结。之后，若对下侧热交换器进行除霜，则在下侧热交换器中再次冻结的排水融化，但由于上侧热交换器成为蒸发器，因此通过上侧热交换器与下侧热交换器的热传导，由此上侧热交换器与下侧热交换器的边界的温度难以上升。因此存在排水再次冻结而成的冰生长而不融化，阻碍室外热交换器的传热翅片的空气流，导致制热能力的降低等课题。
另外，在至今为止的通路结构中，位于上侧热交换器与下侧热交换器的边界的多个发夹弯管中的制热除霜运转时高温的气体制冷剂的入口配管只有1根。因此，存在边界的其他发夹弯管及其周围的传热翅片的温度不上升，难以使排水再次冻结而成的冰融化的课题。
发明内容
本发明是为了解决以上的课题所做出的，目的在于提供一种能够抑制排水在上侧热交换器与下侧热交换器的边界再次冻结，而降低制热能力的空调机。
本发明的空调机具备：制冷剂回路，其将对制冷剂进行压缩并排出的压缩机、使制冷剂与室内空气进行热交换的室内热交换器、对制冷剂进行减压的第一节流装置、由流路相互并列的上侧热交换器和下侧热交换器构成并使制冷剂与外部空气进行热交换的室外热交换器、以及将制冷剂的流动切换至所述上侧热交换器侧或所述下侧热交换器侧的流路切换装置依次用配管连接，供制冷剂循环；热气体旁通配管，其将所述压缩机的排出侧与所述流路切换装置连结；以及控制装置，其进行制热除霜运转、即一边进行制热正常运转、一边对所述上侧热交换器以及所述下侧热交换器交替地除霜，所述室外热交换器具有构成传热配管的一部分的多个发夹弯管，所述上侧热交换器中位于最下层的全部所述发夹弯管在除霜时成为制冷剂入口，所述下侧热交换器中位于最上层的全部所述发夹弯管在除霜时成为制冷剂入口。
根据本发明的空调机，位于上侧热交换器的最下层以及下侧热交换器的最上层的发夹弯管、即位于它们的边界的全部发夹弯管在除霜时成为制冷剂入口。因此，能够抑制排水在上侧热交换器与下侧热交换器的边界处再次冻结，能够抑制制热能力降低。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的空调机的制冷剂回路图。
图2是表示以往空调机的室外热交换器的截面以及室外风扇的示意图。
图3是表示在对以往的空调机的室外热交换器的上侧热交换器进行除霜的情况下的上侧热交换器与下侧热交换器的边界附近的截面的示意图。
图4是表示在对以往的空调机的室外热交换器的下侧热交换器进行除霜的情况下的上侧热交换器与下侧热交换器的边界附近的截面的示意图。
图5是以往的空调机的制热除霜运转时的莫里尔图。
图6是以往的空调机的制热除霜运转时的上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界附近的温度分布图。
图7是表示在对本发明的实施方式1的空调机的室外热交换器的上侧热交换器进行除霜的情况下的上侧热交换器与下侧热交换器的边界附近的截面的示意图。
图8是表示对本发明的实施方式1的空调机的室外热交换器的下侧热交换器进行除霜的情况下的上侧热交换器与下侧热交换器的边界附近的截面的示意图。
图9是本发明的实施方式1的空调机的制热除霜运转时的莫里尔图。
图10是本发明的实施方式1的空调机的制热除霜运转时的室外热交换器的边界附近的温度分布图。
图11是本发明的实施方式2的空调机的制冷剂回路图。
图12是本发明的实施方式3的空调机的制冷剂回路图。
图13是本发明的实施方式4的空调机的制冷剂回路图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外，本发明并不被以下说明的实施方式限定。另外，在以下附图中存在各构成部件的大小关系与实际不同的情况。
实施方式1.
图1是本发明的实施方式1的空调机100的制冷剂回路图。
本实施方式1的空调机100具备室外机1和室内机2，是室外机1和室内机2通过制冷剂配管83、84以及电气布线(未图示)连接而成的分体式空调机。
[室外机]
室外机1具备压缩机10、第一流路切换装置20、第一节流装置30、第二节流装置60、第二流路切换装置70、室外热交换器50、室外风扇500、外部空气温度检测装置200、第一边界温度检测装置201、第二边界温度检测装置202以及控制装置300。
[室内机]
室内机2具备室内热交换器40和室内风扇400。
空调机100具有供制冷剂循环的制冷剂回路。制冷剂回路是将压缩机10、第一流路切换装置20、室内热交换器40、第一节流装置30、室外热交换器50以及第二流路切换装置70通过制冷剂配管81～85、86A～87A以及86B～87B、89、91依次连接而构成的。在该制冷剂回路中循环的制冷剂可以采用各种制冷剂，例如R32或R410A等。
另外，压缩机10的排出侧与第二流路切换装置70的A口通过热气体旁通配管80、88连接，在热气体旁通配管80、88设置有第二节流装置60。
[制冷剂配管、热气体旁通配管]
制冷剂配管81的一端与压缩机10的排出侧连接，另一端分支为热气体旁通配管80和制冷剂配管82。制冷剂配管82与第一流路切换装置20的G口连接，热气体旁通配管80与第二节流装置60连接。制冷剂配管83将第一流路切换装置20的H口与室内热交换器40连接。制冷剂配管84将室内热交换器40与第一节流装置30连接。制冷剂配管85的一端与第一节流装置30连接，另一端分支成制冷剂配管86A和制冷剂配管86B。制冷剂配管86A与室外热交换器50所具有的上侧热交换器50A连接，制冷剂配管86B与室外热交换器50所具有的下侧热交换器50B连接。制冷剂配管87A将上侧热交换器50A与第二流路切换装置70的B2口连接，制冷剂配管87B将下侧热交换器50B与第二流路切换装置70的B1口连接。热气体旁通配管88将第二节流装置60与第二流路切换装置70的A口连接。制冷剂配管89将第二流路切换装置70的C口与第一流路切换装置20的E口连接。制冷剂配管91将第一流路切换装置20的F口与压缩机10的吸入侧连接。
[控制装置300]
控制装置300例如由专用的硬件、执行保存于存储器的程序的CPU(也称为CentralProcessing Unit、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、处理器)、或RAM以及ROM等存储器构成。
作为本实施方式1的空调机100的运转动作，存在制冷运转以及制热运转这两种。另外，在制热运转中有以下两种运转：上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B均作为蒸发器发挥功能的制热正常运转、和上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B中的一个作为蒸发器发挥功能而另一个作为冷凝器发挥功能的制热除霜运转。而且，控制装置300根据用户的选择等，进行上述运转动作中的任一个。
压缩机10构成为能够通过从控制装置300接收的控制信号来变更运转频率。通过变更压缩机10的运转频率，能够调整压缩机10的输出。压缩机10能够采用各种类型，例如旋转式、往复式、涡旋式或螺旋式等。
第一流路切换装置20为切换制冷运转和制热运转的装置，例如为四通阀，但也可以将二通阀与三通阀组合而构成。在制热运转中，如图1中的实线那样，将作为压缩机10的排出配管的制冷剂配管82与制冷剂配管83连接，并且将制冷剂配管89与作为压缩机吸入配管的制冷剂配管91连接。另外，在制冷运转中如图1中的虚线那样，将制冷剂配管82与制冷剂配管89连接，并且将制冷剂配管83与制冷剂配管91连接。
第一节流装置30是对流入其中的制冷剂进行减压的装置，例如是膨胀阀。
室内风扇400与室内热交换器40并设，向室内热交换器40供给空气。
室外风扇500与室外热交换器50并设，向室外热交换器50供给空气。
室外热交换器50是具有传热配管、多个传热翅片52以及集管53的翅片管型热交换器。另外，传热配管由U字形状的多个发夹弯管51和将发夹弯管51彼此连接的U型弯管(未图示)构成(参照后述的图7以及图8)。另外，室外热交换器50由被分割成2个的上侧热交换器50A和下侧热交换器50B构成，上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B上下配置，相互并列连接。另外，上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B的传热翅片52被分割。但是上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B的传热翅片52也可以不被分割。另外，上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B的流路相互并列。另外，在说明运转动作时，对制冷剂的流动方向进行叙述。
外部空气温度检测装置200检测外部空气温度。另外，第一边界温度检测装置201设置于上侧热交换器50A的入口配管，检测上侧热交换器50A的入口温度。该第一边界温度检测装置201检测出的温度与位于上侧热交换器50A的最下层的发夹弯管51的温度存在相关关系。因此，通过修正第一边界温度检测装置201检测出的温度，能够间接地检测位于上侧热交换器50A的最下层的发夹弯管51的温度。另外，第二边界温度检测装置202设置于下侧热交换器50B的入口配管，检测下侧热交换器50B的入口温度。该第二边界温度检测装置202检测出的温度与位于下侧热交换器50B的最上层的发夹弯管51的温度存在相关关系。因此，通过修正第二边界温度检测装置202检测出的温度，能够间接地检测位于下侧热交换器50B的最上层的发夹弯管51的温度。外部空气温度检测装置200、第一边界温度检测装置201以及第二边界温度检测装置202例如为热敏电阻。另外，第一边界温度检测装置201也可以不设置于上侧热交换器50A的入口配管，而设置于位于上侧热交换器50A的最下层的发夹弯管51。由此，不修正第一边界温度检测装置201检测出的温度，就能够直接地检测位于上侧热交换器50A的最下层的发夹弯管51的温度。另外，第二边界温度检测装置202也可以不设置于下侧热交换器50B的入口配管，而设置于位于下侧热交换器50B的最上层的发夹弯管51。由此，不修正第二边界温度检测装置202检测出的温度，就能够直接地检测位于下侧热交换器50B的最上层的发夹弯管51的温度。
热气体旁通配管80、88是为了将从压缩机10排出的制冷剂的一部分用于上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B的除霜(除霜)而设置的。在热气体旁通配管80例如连接有膨胀阀亦即第二节流装置60作为节流机构。而且，在通过第二节流装置60将压缩机10的排出制冷剂的一部分减压为中压之后，经由第二流路切换装置70将制冷剂向上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B中的除霜对象侧引导。
接下来，对本实施方式1的空调机100的运转动作进行说明。
[制冷运转]
首先，对制冷运转进行说明。压缩机10从制冷剂配管91吸入制冷剂进行压缩。压缩后的高温高压的气体制冷剂从压缩机10排出，经由制冷剂配管81、制冷剂配管82以及第一流路切换装置20而向制冷剂配管89流动。
在制冷剂配管89中流动的气体制冷剂通过第二流路切换装置70而如图1的实线那样分支，一个从口B2流向制冷剂配管87A，另一个从口B1流向制冷剂配管87B。分支到冷剂配管87A的气体制冷剂向上侧热交换器50A流动，在上侧热交换器50A与室外空气进行热交换，冷凝而成为高压的液体制冷剂并向制冷剂配管86A流动。另外，分支到制冷剂配管87B的气体制冷剂向下侧热交换器50B流动，在下侧热交换器50B与室外空气进行热交换，冷凝而成为高压的液体制冷剂并向制冷剂配管86B流动。
在此，控制装置300能够通过控制信号调整室外风扇500的转速。而且，通过控制装置300调整室外风扇500的转速，由此输送至室外热交换器50的空气量变化，而能够调整室外热交换器50中的制冷剂与空气的交换热量。
在制冷剂配管86A中流动的液体制冷剂与在制冷剂配管86B中流动的液体制冷剂在制冷剂配管86A、86B与制冷剂配管85的合流部合流，并向制冷剂配管85流动，被第一节流装置30减压而成为低温低压的两相制冷剂，向制冷剂配管84流动。在此，控制装置300能够通过控制信号来调整第一节流装置30的开度。而且，此时通过控制装置300调整第一节流装置30的开度，由此能够调整制冷剂的减压量。若使第一节流装置30的开度向打开方向变化，则第一节流装置30的出口侧的制冷剂压力上升，制冷剂的干燥度降低。另一方面，若使第一节流装置30的开度向关闭方向变化，则第一节流装置30的出口侧的制冷剂压力降低，制冷剂的干燥度上升。
在制冷剂配管84中流动的液体制冷剂流入室内热交换器40，在室内热交换器40与室内空气进行热交换，蒸发而成为低温低压的气体制冷剂并向制冷剂配管83流动。
在此，控制装置300能够通过控制信号来调整室内风扇400的转速。而且，通过控制装置300调整室内风扇400的转速，由此输送至室内热交换器40的空气量变化，从而能够调整室内热交换器40中的制冷剂与空气的交换热量。
在制冷剂配管83中流动的气体制冷剂，经由第一流路切换装置20从制冷剂配管91再次向压缩机10流动。
[制热正常运转]
接下来，对制热正常运转进行说明。压缩机10从制冷剂配管91吸入制冷剂进行压缩。压缩后的高温高压的气体制冷剂从压缩机10排出，经由制冷剂配管81、制冷剂配管82以及第一流路切换装置20流向制冷剂配管83。
从制冷剂配管83流入至室内热交换器40的气体制冷剂，在室内热交换器40与室内空气进行热交换，冷凝而成为高压的液体制冷剂并流向制冷剂配管84。此时，通过控制装置300调整室内风扇400的转速，由此向室内热交换器40输送的空气量变化，能够调整室内热交换器40中的制冷剂与空气的交换热量。
从室内热交换器40流出的液体制冷剂，通过制冷剂配管84而被第一节流装置30减压，成为低温低压的两相制冷剂并流向制冷剂配管85。此时，通过控制装置300调整第一节流装置30的开度，由此能够调整制冷剂的减压量。若使第一节流装置30的开度向打开方向变化，则第一节流装置30的出口侧的制冷剂压力上升，制冷剂的干燥度降低。另一方面，若使第一节流装置30的开度向关闭方向变化，则第一节流装置30的出口侧的制冷剂压力降低，制冷剂的干燥度上升。
在制冷剂配管85中流动的两相制冷剂分支到制冷剂配管86A和制冷剂配管86B。分支到制冷剂配管86A的两相制冷剂向上侧热交换器50A流动，在上侧热交换器50A与室外空气进行热交换，蒸发而成为低温低压的气体制冷剂并向制冷剂配管87A流动。另外，分支到制冷剂配管86B的两相制冷剂向下侧热交换器50B流动，在下侧热交换器50B与室外空气进行热交换，蒸发而成为低温低压的气体制冷剂并向制冷剂配管87B流动。此时，通过控制装置300调整室外风扇500的转速，由此输送至室外热交换器50的空气量变化，而能够调整室外热交换器50中的制冷剂与空气的交换热量。
在制冷剂配管87A中流动的气体制冷剂与在制冷剂配管87B中流动的气体制冷剂通过第二流路切换装置70如图1的实线那样合流，从C口流向制冷剂配管89。在制冷剂配管89中流动的气体制冷剂，经由第一流路切换装置20从制冷剂配管91再次向压缩机10流动。
另外，在进行制热正常运转期间，第二节流装置60的开度可以打开，也可以完全关闭。第二流路切换装置70将口B1与口C连通，并将口B2与口C连通，因此即使在热气体旁通配管88中存在制冷剂，制冷剂也不会从口A向其他口流出。
如上述那样，在进行制热正常运转期间，有时霜附着于室外热交换器50而产生除霜的需要。此时，考虑暂时停止制热正常运转并切换为制冷运转，进行使在压缩机10压缩后的高温高压的气体制冷剂流向室外热交换器50的除霜运转。在该情况下，由于制热正常运转被中断，因此室温降低，失去室内的舒适性。
[制热除霜运转]
接下来，对制热除霜运转进行说明。
在制热除霜运转中，一边持续进行制热正常运转、一边使第二流路切换装置70动作，交替地对上侧热交换器50A和下侧热交换器50B进行除霜。
在进行制热正常运转期间，霜附着于室外热交换器50，例如在产生需要对上侧热交换器50A进行除霜的情况下，使第二流路切换装置70动作，以使热气体旁通配管88与制冷剂配管87A连接，制冷剂配管87B与制冷剂配管89连接。由此，从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂的一部分向热气体旁通配管80流入，其余的高温高压的气体制冷剂经由制冷剂配管82、第一流路切换装置20以及制冷剂配管83向室内热交换器40流动。
流入热气体旁通配管80的高温高压的气体制冷剂被第二节流装置60减压，经由热气体旁通配管88、第二流路切换装置70以及制冷剂配管87A而流入作为除霜对象的上侧热交换器50A。流入上侧热交换器50A的高温的气体制冷剂，一边与霜进行热交换一边冷凝，进行上侧热交换器50A的除霜。
此时，通过控制装置300变更第二节流装置60的开度，由此调节流入作为除霜对象的上侧热交换器50A的制冷剂量，能够调整制冷剂与霜的交换热量。
若使第二节流装置60的开度向打开方向变化，则第二节流装置60的出口的制冷剂量增加，在上侧热交换器50A中流动的制冷剂量增加，制冷剂与霜的交换热量增加。此时，在室内热交换器40中流动的制冷剂量减少，因此制热能力降低。
另一方面，若使第二节流装置60的开度向关闭方向变化，则第二节流装置60的出口的制冷剂量减少，在上侧热交换器50A中流动的制冷剂量减少，从而制冷剂与霜的交换热量减少。此时，在室内热交换器40中流动的制冷剂量增加，因此制热能力提高。
在上侧热交换器50A冷凝后的制冷剂，在制冷剂配管86A与制冷剂配管85的合流部与在室内热交换器40被冷凝并在第一节流装置30减压后的制冷剂合流，向制冷剂配管86B流动。
流动至制冷剂配管86B的制冷剂，向下侧热交换器50B流入并蒸发。之后，经由制冷剂配管87B、第二流路切换装置70、制冷剂配管89以及第一流路切换装置20而从制冷剂配管91再次向压缩机10流动。
另外，在进行制热正常运转的期间，霜附着于室外热交换器50，例如在产生需要对下侧热交换器50B进行除霜的情况下，使第二流路切换装置70动作，以使热气体旁通配管88与制冷剂配管87B连接，制冷剂配管87A与制冷剂配管89连接。由此，从压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂的一部分向热气体旁通配管80流入，其余的高温高压的气体制冷剂经由制冷剂配管82、第一流路切换装置20以及制冷剂配管83向室内热交换器40流动。
流入热气体旁通配管80的高温高压的气体制冷剂被第二节流装置60减压，并经由热气体旁通配管88、第二流路切换装置70、制冷剂配管87B向作为除霜对象的下侧热交换器50B流入。流入下侧热交换器50B的高温的气体制冷剂一边与霜进行热交换、一边冷凝，进行下侧热交换器50B的除霜。
在下侧热交换器50B冷凝后的制冷剂，在制冷剂配管86B与制冷剂配管85的合流部与在室内热交换器40被冷凝并在第一节流装置30被减压的制冷剂合流，向制冷剂配管86A流动。
流动至制冷剂配管86A的制冷剂流入上侧热交换器50A并蒸发。之后，经由制冷剂配管87A、第二流路切换装置70、制冷剂配管89以及第一流路切换装置20而从制冷剂配管91再次向压缩机10流动。
另外，相互并列连接的上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B的除霜顺序优选为在下侧热交换器50B的除霜之后进行上侧热交换器50A的除霜，之后再次进行下侧热交换器50B的除霜。以下对其理由进行说明。
例如，考虑在上侧热交换器50A的除霜之后，进行下侧热交换器50B的除霜的情况。在上侧热交换器50A的除霜中，附着于传热翅片52的霜融化而成为水滴，沿上侧热交换器50A的传热翅片52表面上流下。以下，将霜融化而成的水滴或水流称为排水。从上侧热交换器50A流下到下侧热交换器50B的排水的一部分，在作为蒸发器发挥功能的下侧热交换器50B再次冻结。
其后，在对下侧热交换器50B进行除霜时，需要对在制热正常运转中产生于下侧热交换器50B的传热翅片52的霜、和从上侧热交换器50A流下而再次冻结的排水进行除霜，除霜完成所需的时间变长。此时，上侧热交换器50A作为蒸发器发挥功能，因此附着于上侧热交换器50A的霜的量变多。因此，在下一次上侧热交换器50A的除霜时，除霜完成所需的时间变长。
因此，首先，对下侧热交换器50B进行除霜，对制热正常运转中产生的霜进行除霜，接着，对上侧热交换器50A进行除霜，对制热正常运转中产生的霜进行除霜。最后，为了对从上侧热交换器50A流下而再次冻结的排水的一部分进行除霜，再次对下侧热交换器50B进行除霜。由此能够缩短除霜时间。
接下来，对具有由分割为上下的上侧热交换器50A和下侧热交换器50B构成的室外热交换器50的制冷剂回路中的制热除霜运转的课题进行说明。
图2是表示以往的空调机100A的室外热交换器50的截面以及室外风扇500的示意图。图3是表示对以往的空调机100A的室外热交换器50的上侧热交换器50A进行除霜的情况下的上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界附近的截面的示意图。图4是表示对以往的空调机100A的室外热交换器50的下侧热交换器50B进行除霜的情况下的上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界附近的截面的示意图。图5是以往的空调机100A的制热除霜运转时的莫里尔图。图6是以往的空调机100A的制热除霜运转时的上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界附近的温度分布图。
另外，图2～图4所示的虚线表示上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的分界线50C。另外，图3以及图4所示的黑箭头表示制冷剂的流动。另外，图6所示的粗实线表示上侧热交换器50A的除霜时的各位置处的温度，图6所示的粗虚线表示下侧热交换器50B的除霜时的各位置处的温度。另外，图6示出与位于上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界的发夹弯管51(以下，称为边界上侧发夹弯管51a以及边界下侧发夹弯管51b)的上风侧相关的温度分布，但关于下风侧，也成为相同的温度分布。另外，图2～图4的室外热交换器50的传热配管的层数、传热翅片52的分割数、传热配管的列数、通路数等只不过是一个例子，并不限定于图2～图4所示的室外热交换器50的结构。
以往，如图3所示，在配置于下侧热交换器50B的上侧的上侧热交换器50A的除霜时，高温的制冷剂从1根边界上侧发夹弯管51a向上侧热交换器50A流入。之后，附着于上侧热交换器50A的传热翅片52的霜融化，并沿该传热翅片52表面上流下，向下侧热交换器50B的传热翅片52表面上流动。另外，在对上侧热交换器50A进行除霜期间，下侧热交换器50B作为蒸发器发挥功能。
而且，若下侧热交换器50B的温度降低至0℃以下，则从上侧热交换器50A流下的排水在下侧热交换器50B再次冻结。
之后，如图4所示，从一根边界下侧发夹弯管51b向下侧热交换器50B流入高温的制冷剂对下侧热交换器50B进行除霜，由此再次冻结而成的冰(以下，称为再冻结冰)融化。在此，上侧热交换器50A成为蒸发器。然后通过上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的热传导，上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界附近的温度难以上升。因此，该边界附近的再冻结冰生长而不会融化，阻碍室外风扇500的空气流，使交换热量减少，由此导致制热能力的降低。另外，在蒸发器内流动的制冷剂的蒸发温度降低，向蒸发器的传热翅片52的结霜量增加。由于结霜量增加，因此在再次对上侧热交换器50A进行除霜时，产生制热能力的降低以及除霜完成时间变长等问题。
另外，在图2～图4所示的以往的制冷剂流路结构中，即在通路结构中，如图3所示，在上侧热交换器50A的除霜时的边界上侧发夹弯管51a以及边界下侧发夹弯管51b中流动的制冷剂如图5所示成为两相制冷剂。另外，如图4所示，在下侧热交换器50B的除霜时的边界上侧发夹弯管51a以及边界下侧发夹弯管51b中流动的制冷剂，如图5所示成为两相制冷剂。因此如图6所示，下侧热交换器50B的除霜时的边界下侧发夹弯管51b的温度Ta1比后述的本实施方式1的Ta2低。另外，上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界的温度Tc1无论在上侧热交换器50A的除霜时还是在下侧热交换器50B的除霜时均成为0℃以下，能够成为不大于0℃的区域。而且，在该区域中再冻结冰不会融化。另外，图6所示的温度Te1为上侧热交换器50A的除霜时的边界下侧发夹弯管51b的温度。
图7是表示在对本发明的实施方式1的空调机100的室外热交换器50的上侧热交换器50A进行除霜的情况下的上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界附近的截面的示意图。图8是表示在对本发明的实施方式1的空调机100的室外热交换器50的下侧热交换器50B进行除霜的情况下的上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界附近的截面的示意图。图9是本发明的实施方式1的空调机100的制热除霜运转时的莫里尔图。图10是本发明的实施方式1的空调机100的制热除霜运转时的室外热交换器50的边界附近的温度分布图。
另外，图7以及图8所示的虚线表示上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的分界线50C。另外，图7以及图8所示的黑箭头表示制冷剂的流动。另外，图10所示的粗实线表示上侧热交换器50A的除霜时的各位置处的温度，图10所示的粗虚线表示下侧热交换器50B的除霜时的各位置处的温度。另外，图10示出有与边界上侧发夹弯管51a以及边界下侧发夹弯管51b的上风侧相关的温度分布，但关于下风侧，也成为相同的温度分布。另外，图10所示的温度Te2为上侧热交换器50A的除霜时的边界下侧发夹弯管51b的温度。另外，图7以及图8的室外热交换器50的传热配管的层数、传热翅片52的分割数、传热配管的列数以及通路数等只不过是一个例子，并不限定于图7以及图8所示的室外热交换器50的结构。
以下，对本实施方式1的空调机100的室外热交换器50的通路结构进行说明。
如图7所示，在制热除霜运转时，将位于作为除霜对象的上侧热交换器50A的最下层的所有的发夹弯管51以成为高温的气体制冷剂的入口(以下，称为制冷剂入口)的方式配置。同样，如图8所示，在制热除霜运转时，将位于作为除霜对象的下侧热交换器50B的最上层的所有的发夹弯管51以成为制冷剂入口的方式配置。即，位于上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界的所有的发夹弯管51以在除霜对象时成为制冷剂入口的方式配置。
在此，所谓位于边界的发夹弯管51是指，在图7以及图8所示的表示室外热交换器50的截面的示意图中，与分界线50C对置的发夹弯管51。具体而言，为在上侧热交换器50A中，位于各列的最下层，与下侧热交换器50B邻接的边界上侧发夹弯管51a，在下侧热交换器50B中，位于各列的最上层，与上侧热交换器50A邻接的边界下侧发夹弯管51b。
这样，在本实施方式1中，不仅将位于上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界的发夹弯管51中的1根，而是将全部发夹弯管51以上侧热交换器50A或下侧热交换器50B在除霜对象时成为制冷剂入口的方式配置。另外，在本实施方式1中，在上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B中，分别将2根发夹弯管51(边界上侧发夹弯管51a以及边界下侧发夹弯管51b)以在除霜对象时成为制冷剂入口的方式配置。但是成为上述的制冷剂入口的发夹弯管51的数量并不限定于各2根，例如在室外热交换器50的列数为3的情况下，成为上述制冷剂入口的发夹弯管51的数量分别为3根。
通过设为图7以及图8所示的通路结构，如图9所示，从制热除霜运转时的制冷剂入口流动的高温的气体制冷剂向位于上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界的边界上侧发夹弯管51a或边界下侧发夹弯管51b流动。因此，边界上侧发夹弯管51a、边界下侧发夹弯管51b以及传热翅片52的温度容易上升。
另外，控制装置300控制第二节流装置60，将边界下侧发夹弯管51b的温度Ta2(＞Ta1)保持在高温。具体而言，若边界下侧发夹弯管51b的温度Ta2的温度降低，而成为预先设定的温度Ta1+α以下，则使第二节流装置60的开度向关闭方向变化。而且使上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界的温度差增大。由此如图10所示，上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界的温度Tc2在上侧热交换器50A的除霜时以及下侧热交换器50B的除霜时均大于0℃。因此，制热除霜运转不会成为在上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B均在0℃以下的运转，能够抑制排水在上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界附近再次冻结。
以上，本实施方式1的空调机100具有通过配管依次连接压缩机10、室内热交换器40、第一节流装置30、室外热交换器50以及第二流路切换装置70，供制冷剂循环的制冷剂回路。另外，具备：热气体旁通配管80、88，将压缩机10的排出侧与第二流路切换装置70连结；和控制装置300，边进行制热正常运转，边交替地对上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B进行除霜的制热除霜运转。另外，室外热交换器50具有构成传热配管的一部分的多个发夹弯管51。而且，在上侧热交换器50A中，位于最下层的所有的发夹弯管51在除霜时成为制冷剂入口。并且，在下侧热交换器50B中，位于最上层的所有的发夹弯管51在除霜时成为制冷剂入口。
根据本实施方式1的空调机100，位于上侧热交换器50A的最下层以及下侧热交换器50B的最上层的发夹弯管51，即位于上述边界的所有的发夹弯管51在除霜时成为制冷剂入口。因此，能够抑制排水在上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界再次冻结，能够抑制制热能力降低，因此能够提供可靠性较高的空调机100。
另外，本实施方式1的空调机100具备设置于热气体旁通配管80、88的第二节流装置60。还具备：第一边界温度检测装置201，直接或间接地检测位于上侧热交换器50A的最下层的发夹弯管51的温度；和第二边界温度检测装置202，直接或间接地检测位于下侧热交换器50B的最上层的发夹弯管51的温度。而且，控制装置300在制热除霜运转时，控制第二节流装置60，使得第一边界温度检测装置201检测出的温度以及第二边界温度检测装置202检测出的温度的均大于0℃。
根据本实施方式1的空调机100，在制热除霜运转时，基于第一边界温度检测装置201检测出的温度以及第二边界温度检测装置202检测出的温度，控制第二节流装置60，使得位于上侧热交换器50A的最下层的发夹弯管51的温度以及位于下侧热交换器50B的最上层的发夹弯管51的温度均大于0℃。因此，制热除霜运转不会成为在上侧热交换器50A以及下侧热交换器50B均为0℃以下的运转，能够抑制排水在上侧热交换器50A与下侧热交换器50B的边界附近再次冻结。
另外，在制热除霜运转时也可以根据需要变更第二节流装置60的开度、压缩机10的运转频率以及第一节流装置30的开度。例如在制热除霜运转时欲增加室内热交换器40的交换热量的情况下，也可以使压缩机10的运转频率增加。另外，在欲增加室内热交换器40的交换热量的情况下，也可以将第二节流装置60的开度向关闭方向变更。在该情况下，在热气体旁通配管88中流动的制冷剂流量减少，因此作为除霜对象的上侧热交换器50A或下侧热交换器50B中的交换热量减少。并且，在欲使从压缩机10排出的制冷剂的温度降低的情况下，也可以将第一节流装置30的开度向打开方向变更。
实施方式2.
以下，虽然对本发明的实施方式2进行说明，但对与实施方式1重复的部分省略说明，对与实施方式1相同的部分或相当的部分标注相同的附图标记。
图11是本发明的实施方式2的空调机100的制冷剂回路图。
在实施方式1中，第二流路切换装置70由将制冷剂的流动选择性地切换至上侧热交换器50A侧或下侧热交换器50B侧的一体型的阀构成。但是，在本实施方式2中，如图11所示，第二流路切换装置70由4个电磁阀70A～70D构成。即使第二流路切换装置70为这样的结构，也能得到与实施方式1相同的效果。
实施方式3.
以下，虽然对本发明的实施方式3进行说明，但对与实施方式1重复的部分省略说明，对与实施方式1相同的部分或相当的部分标注相同的附图标记。
图12是本发明的实施方式3的空调机100的制冷剂回路图。
在实施方式1中，第二流路切换装置70由将制冷剂的流动选择性地切换至上侧热交换器50A侧或下侧热交换器50B侧的一体型的阀构成。但是，在本实施方式3中，如图12所示，第二流路切换装置70由2个三通阀600、700构成。即使第二流路切换装置70为这样的机构，也能得到与实施方式1相同的效果。
实施方式4.
以下，虽然对本发明的实施方式4进行说明，但对与实施方式1重复的部分省略说明，对与实施方式1相同的部分或相当的部分标注相同的附图标记。
图13是本发明的实施方式4的空调机100的制冷剂回路图。
在实施方式1中，第二流路切换装置70由将制冷剂的流动选择性地切换至上侧热交换器50A侧或下侧热交换器50B侧的一体型的阀构成。但是，在本实施方式4中，如图13所示，第二流路切换装置70由2个三通阀600A、700A构成。这2个三通阀600A、700A分别在差压下进行动作的阀，因此为了确保差压而在第一流路切换装置20的E口与三通阀600A的Q口以及700A的U口之间设置止回阀90。即使第二流路切换装置70为这样的结构，也能得到与实施方式1相同的效果。
附图标记说明
1...室外机；2...室内机；10...压缩机；20...第一流路切换装置；30...第一节流装置；40...室内热交换器；50...室外热交换器；50A...上侧热交换器；50B...下侧热交换器；50C...分界线；51...发夹弯管；51a...边界上侧发夹弯管；51b...边界下侧发夹弯管；52...传热翅片；53...集管；60...第二节流装置；70...第二流路切换装置；70A～70D...电磁阀；80...热气体旁通配管；81～85...制冷剂配管；86A...制冷剂配管；86B...制冷剂配管；87A...制冷剂配管；87B...制冷剂配管；88...热气体旁通配管；89...制冷剂配管；90...止回阀；91...制冷剂配管；100...空调机；100A...空调机；200...外部空气温度检测装置；201...第一边界温度检测装置；202...第二边界温度检测装置；300...控制装置；400...室内风扇；500...室外风扇；600...三通阀；600A...三通阀；700...三通阀；700A...三通阀。

Claims (2)

1.一种空调机，其特征在于，具备：
制冷剂回路，其将对制冷剂进行压缩并排出的压缩机、使制冷剂与室内空气进行热交换的室内热交换器、对制冷剂进行减压的第一节流装置、由流路相互并列的上侧热交换器和下侧热交换器构成并使制冷剂与外部空气进行热交换的室外热交换器、以及将制冷剂的流动切换至所述上侧热交换器侧或所述下侧热交换器侧的流路切换装置依次用配管连接，供制冷剂循环；
热气体旁通配管，其将所述压缩机的排出侧与所述流路切换装置连结；以及
控制装置，其进行制热除霜运转、即一边进行制热正常运转、一边对所述上侧热交换器以及所述下侧热交换器交替地除霜，
所述室外热交换器具有构成传热配管的一部分的多个发夹弯管，
作为除霜对象的所述上侧热交换器中位于最下层的全部所述发夹弯管在除霜时成为制冷剂入口，
作为除霜对象的所述下侧热交换器中位于最上层的全部所述发夹弯管在除霜时成为制冷剂入口。
2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，具备：
第二节流装置，其设置于所述热气体旁通配管；
第一边界温度检测装置，其直接或间接地检测位于所述上侧热交换器的最下层的所述发夹弯管的温度；以及
第二边界温度检测装置，其直接或间接地检测位于所述下侧热交换器的最上层的所述发夹弯管的温度，
所述控制装置在制热除霜运转时，基于所述第一边界温度检测装置检测出的温度以及所述第二边界温度检测装置检测出的温度控制所述第二节流装置，以使位于所述上侧热交换器的最下层的所述发夹弯管的温度以及位于所述下侧热交换器的最上层的所述发夹弯管的温度均大于0℃。
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