CN113167518B - 空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明的空调装置在多个空调机的任一个开始除霜时，变更除了该开始除霜的空调机以外的剩余的空调机的除霜开始条件。

Description

空调装置

技术领域

本发明涉及包括多个空调机的空调装置。

背景技术

空调机包括将压缩机、四通阀、室外热交换器、减压器、室内热交换器按顺序进行配管连接并使制冷剂循环的热泵式制冷循环，从外部气体中汲取热量来对室内空气进行制热，在该空调机中，随着制热的进行，作为蒸发器而发挥作用的室外热交换器的表面逐渐结有霜，当结霜量变多时，从外部气体汲取的热量减少，制热能力会降低。

作为对策，根据室外热交换器的温度等监视室外热交换器的结霜状态，在结霜增加的情况下，将压缩机的排出制冷剂(高温制冷剂)直接提供给室外热交换器，执行除霜运转，该除霜运转用该高温制冷剂的热量来消除室外热交换器的霜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010－121798号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

使用多个空调机对同一空调区域进行空气调节的空调装置的情况下，如果多个空调机同时进入除霜运转，则制热能力感到不足，空调区域的室内温度下降，有时会给居住者带来不快感。

本实施方式的目的在于提供一种能够尽可能抑制由除霜引起的室内温度下降的空调装置。

解决技术问题所采用的技术方案

权利要求1的空调装置包括：多个空调机，所述多个空调机包括由压缩机、四通阀、室外热交换器、减压器、室内热交换器构成的热泵式制冷循环，在所述室外热交换器的除霜开始条件成立时，对该室外热交换器执行除霜运转；以及控制器，所述控制器在这些空调机的任一个开始除霜时，变更除了该开始除霜的空调机以外的剩余的空调机的除霜开始条件。

附图说明

图1是表示一实施方式的结构的图。

图2是表示关于一实施方式中主机与子机的通信所执行的控制的流程图。

图3是表示一实施方式中由主机和子机分别执行的控制的流程图。

图4是表示一实施方式中各空调机的除霜运转的执行及与其执行相伴的除霜开始条件的变化的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

如图1所示，构成空调装置的多个空调机1a、1b、…1n的室内单元20配置在同一空调区域R。

作为主机的空调机1a具有将压缩机11、四通阀12、室外热交换器13、减压器例如电动膨胀阀14、室内热交换器21依次进行配管连接的热泵式制冷循环。

在制冷运转时，从压缩器11排出的制冷剂通过四通阀12流入室外热交换器(冷凝器)13，从该室外热交换器13流出的制冷剂通过电动膨胀阀14流入室内热交换器(蒸发器)21，从该室内热交换器21流出的制冷剂通过四通阀12被压缩机11吸入。

在制热运转时，如箭头所示，通过切换四通阀12的流路，从压缩器11排出的制冷剂通过四通阀12流入室内热交换器(冷凝器)21，从该室内热交换器21流出的制冷剂通过电动膨胀阀14流入室外热交换器(蒸发器)13，从该室外热交换器13流出的制冷剂通过四通阀12被压缩机11吸入。在对制热运转中的室外热交换器13进行除霜运转时，通过恢复四通阀12的流路，从而形成与制冷运转时相同的制冷剂的流路。

将吸入外部气体并使其通过室外热交换器13的室外风扇15配置在室外热交换器13的附近，将检测外部气体温度To的外部气体温度传感器16配置在室外风扇15的吸入风路上。吸入空调区域的室内空气并使其通过室内热交换器21的室内风扇22配置在室内热交换器21的附近，检测室内空气的温度(称为室内温度)Ta的室内温度传感器23配置在室内风扇22的吸入风路。

上述压缩器11、四通阀12、室外热交换器13、电动膨胀阀14、室外风扇15、外部气体温度传感器16与室外控制器18a一起被收纳在室外单元10，上述室内单元21、室内风扇22、室内温度传感器23与室内控制器24a一起被收纳在室内单元20。室外控制器18a和室内控制器24a经由电源电压同步的串行信号线31相互连接，用于运转操作及用于设定运转条件的远程控制式的操作器(简称为遥控器)33经由电缆32连接到室内控制器24a。遥控器33安装在空调区域的壁面等上，可由用户容易地操作。

室外控制器18a由微机及其周边电路构成，根据来自室内控制器24a的指示，控制压缩器11、四通阀12、电动膨胀阀14、室外风扇15，并且通过串行信号线31将外部气体温度传感器16的检测温度(称为外部气体温度)To和热交温度传感器17的检测温度(称为热交换器温度)Te等数据发送给室内控制器24a。

室内控制器24a由微机及其周边电路构成，根据遥控器33的操作、由遥控器33设定的运转条件、来自室外控制器18a的传输数据等来控制空调机1a的运转。另外，室内控制器24a预先将针对室外热交换器13的除霜开始条件存储在内部存储器中，在该除霜开始条件成立时，对室外热交换器13执行除霜运转。

除霜开始条件包含：第一除霜开始条件，即室外热交换器13的热交换器温度(热交温度传感器17的检测温度)Te与根据制热开始时的室外热交换器13的热交换器温度Te所确定的基准值Teo之差ΔTe(＝Teo-Te)为阈值A以上；以及第二除霜开始条件，即从制热开始到一定时间后t2之后的室外热交换器13的热交换器温度Te小于预定的限制值Tex。阈值A是根据外部气体温度To选定的值，在To≥0℃的情况下例如选定6℃，在0℃＞To≥-10℃的情况下例如选定4℃，在To＜-10℃的情况下例如选定2℃。

在该室内控制器24a与室内控制器24b～24n相互之间，连接有控制用和数据传输用的总线40。

空调机1b～1n具有室外控制器18b～24n和室内控制器24b～24n，仅这一点与空调机1a不同，基本结构与空调机1a相同。

室内控制器24b～24n由微机及其周边电路构成，分别根据来自室外控制器18b～18n的传输数据以及来自室内控制器24a的指示综合地控制各个空调机的运转。

另外，室内控制器24b～24n预先将针对各个室外热交换器13的除霜开始条件存储在内部存储器中，在该除霜开始条件成立时，将对各个室外热交换器13的除霜运转与室外控制器18b～18n一起执行。除霜开始条件与室内控制器24a的除霜开始条件(第一除霜开始条件和第二除霜开始条件)相同。

在利用遥控器33设定有将空调机1a、1b、…1n作为一个组来控制的组控制模式的情况下，空调机1a和室内控制器24a作为控制的中枢的主机发挥作用，剩余的空调机1b～1n以及室内控制器24b～24n作为遵从主机指示的子机发挥作用。

空调机1a的室内控制器24a包括第一控制部C1、第二控制部C2、第三控制部C3、第四控制部C4以作为与主机和子机的关联相关的主要功能。

第一控制部C1通过数据总线40定期地、且根据需要执行室内控制器24a～24n之间的相互通信。通过该通信，能够在主机和子机相互之间识别除霜开始条件有无成立以及运转状态等。

在空调机1a～1n的任一个空调机的除霜开始条件成立并且该空调机开始除霜运转时，第二控制部C2将除该开始除霜的空调机(除霜开始条件成立了的空调机)以外的剩余的空调机的除霜开始条件变更为比通常延迟成立的方向(“延迟除霜”模式)。

第3控制部C3在上述第2控制部C2所进行的延迟方向的变更后，当上述除霜开始条件成立了的空调机进入除霜运转并且该除霜运转结束时，将进行了上述延迟方向的变更的空调机的除霜开始条件变更为比通常提前成立的方向(“提前除霜”模式)。

在基于上述第2控制部C2进行延迟方向的变更的空调机的除霜开始条件成立并且该空调机进入除霜运转的情况下，第4控制部C4降低在该除霜运转结束后的该空调机的制热重新开始的启动能力。

[主机的控制]

将参照图2的流程图说明关于主机的室内控制器24a与子机的通信所执行的控制。对于流程图中的步骤S1、S2…，简单地称为S1、S2…。

在利用遥控器33完成了制热运转的开始操作的情况下(S1的“是”)，室内控制器24a指示室内控制器24b～24n开始制热运转(S2)，并且，将由遥控器33设定的目标室内温度(也称为设定温度)Ts指示给室内控制器24b～24n(S3)。然后，室内控制器24a在制热运转开始后，监视该室内控制器24a及室内控制器24b～24n的“除霜中”通知(除霜开始条件已成立的意思的通知)(S4)。在没有“除霜中”通知的情况下(S4的“否”)，室内控制器24a监视该室内控制器24a及室内控制器24b～24n的“除霜结束”通知(除霜运转已结束的意思的通知)(S6)。在没有“除霜结束”通知的情况下(S6的“否”)，室内控制器24a监视遥控器33的停止操作(S8)。

在没有停止操作的情况下(S8的“否”)，室内控制器24a返回上述S3，反复进行上述同样的处理。在有停止操作的情况下(S8的“是”)，室内控制器24a指示室内控制器24b～24n停止制热运转(S9)。

在上述S4的判定中，在从该室内控制器24a及室内控制器24b～24n中的任一个有“除霜中”通知的情况下(S4的“是”)，室内控制器24a对作为子机的所有室内控制器24b～24n通知“除霜中”(S5)，并转移到上述S8的判定。

在上述S6的判定中，在从该室内控制器24a及室内控制器24b～24n中的任一个有“除霜结束”通知的情况下(S6的“是”)，室内控制器24a对作为子机的所有室内控制器24b～24n通知“除霜结束”(S7)，并转移到上述S8的判定。

[主机和子机的控制]

参照图3的流程图对主机和子机分别执行的控制进行说明。图4示出了在空调机1a～1c中执行的除霜运转的一个示例以及空调机1a的除霜开始条件如何伴随这些空调机1a～1c的除霜运转的执行而变化的示例。

在有制热运转的开始指示的情况下(S11的“是”)，室内控制器24a及室内控制器24b～24n开始各自的空调机的制热运转(S12)，根据由遥控器33设定的目标室内温度Ts与由室内温度传感器23检测到的室内温度Ta之差ΔT控制各自的制热能力(各压缩器11的运转频率F)(S13)。在从该制热运转开始经过一定时间t1(例如15分钟)之后(S14的“是”)，室内控制器24a～24n将从各个室外热交换器13的当前时刻的热交换器温度Te减去规定值例如2℃后获得的值作为各自的除霜开始条件的基准值Teo(＝Te-2℃)更新存储在内部存储器中(S15)。然后，室内控制器24a～24n监视“除霜中”通知(S16)。

例如，在子机的室内控制器24b中除霜开始条件成立了的情况下，室内控制器24b向主机的室内控制器24a通知“除霜中”。接收到该“除霜中”通知的主机的室内控制器24a对子机的所有室内控制器24b～24n通知“除霜中”(S4的“是”，S5)。

以下，在接收到“除霜中”通知的室内控制器24a～24n中，代表性地说明室内控制器24a所执行的控制。

在没有“除霜中”通知的情况下(S16的“否”)，而且没有“除霜结束”通知的情况下(S18的“否”)，室内控制器24a并不执行S17的“延迟除霜”模式设定处理以及S19的“提前除霜”模式设定处理而绕过并转移到步骤S20的判定，监视在上述S15中存储的基准值Teo(＝Te-2℃)与当前时刻的室外热交换器13的热交换器温度Te之差ΔTe(＝Teo-Te)是否在阈值A以上(S20)。由于未执行S17的“延迟除霜”模式设定处理以及S19的“提前除霜”模式设定处理，因此继续“通常除霜”模式的设定。

差ΔTe不在阈值A以上时(S20的“否”：结霜少的情况)，室内控制器24a监视从制热运转开始经过一定时间例如40分钟后且当前时刻的室外热交换器13的热交换器温度Te是否小于预定的限制值(例如-20℃)Tex(S21)。在从制热运转开始没有经过作为一定时间的40分钟的情况下或当前时刻的室外热交换器13的热交换器温度Te不小于限制值Tex的情况下(S21的“否”)，室内控制器24a转移到后级的S29的停止指示的判定。

如果在外部气体温度To降低到例如-20℃左右的状态下，制热运转持续超过例如40分钟，则即使执行除霜运转，也有可能无法完全去除室外热交换器13的霜，因此，为了应对这样的低外部气体温度环境，采用了上述S21的判定作为除霜开始条件。

当差ΔTe为阈值A以上时(S20中的“是”)，或者在从制热运转开始经过一定时间例如40分钟后且热交换器温度Te小于限制值Tex时(S21中的“是”)，室内控制器24a在判断为需要对室外热交换器13进行除霜的情况下，开始空调机1a的除霜运转(S22)，并且将“除霜中”通知给子机的所有室内控制器24b～24n(S23)。通过该除霜运转的开始，从压缩器11排出的高温制冷剂通过四通阀12直接提供给室外热交换器13，利用高温制冷剂的热量来去除室外热交换器13表面上所结的霜。

在开始除霜运转之后，室内控制器24a等待例如基于室外热交换器13的热交换器温度Te确定的除霜结束条件的成立(S24)。

在除霜结束条件成立了的情况下(S24的“是”)，室内控制器24a结束空调机1a的除霜运转，并且将“除霜结束”通知给子机的所有室内控制器24b～24n(S25)。然后，由于室内控制器24a此时继续进行基准值Teo和限制值Tex没有变更的“通常除霜”模式的设定(S26的“是”)，因此并不执行接下来的S27的偏移解除处理而绕过并重新开始制热运转(S28)。在该制热运转重新开始时，由于室内控制器24a此时继续“通常除霜”模式的设定(S29的“是”)，因此并不执行S30的能力降低处理而绕过并监视制热运转的停止指示(S31)。如果没有停止指示(S31的“否”)，则返回上述S16，反复进行上述同样的处理。

在上述S16的判定中，在有“除霜中”通知的情况下(S16的“是”)，室内控制器24a将从上述S15中更新存储的最初的基准值Teo减去规定值例如1℃后获得的值作为新的基准值Teo(＝最初Teo-1℃)存储在内部存储器中，并且将从针对室外热交换器13的热交换器温度Te的限制值Tex减去规定值例如1℃后获得的值作为新的限制值Tex(＝最初Tex-1℃)存储在内部存储器中(S17)。即，除霜开始条件变更为比通常延迟成立的方向。通过该变更，设定有“延迟除霜”模式。

接着，室内控制器24a监视所存储的新的基准值Teo(＝最初Teo-1℃)与当前时刻的室外热交换器13的热交换器温度Te之差ΔTe(＝新Teo-Te)是否在阈值A以上(S20)。差ΔTe不在阈值A以上时(S20的“否”)，室内控制器24a监视是否从制热运转开始经过作为一定时间的40分钟后且当前时刻的室外热交换器13的热交换器温度Te小于在上述S17中存储的新的限制值Tex(＝最初Tex-1℃)(S21)。

当差ΔTe为阈值A以上时(S20中的“是”)，或者在从制热运转开始经过作为一定时间的40分钟后且热交换器温度Te小于限制值Tex时(S21中的“是”)，即除霜开始条件成立了的情况下，室内控制器24a即使在除霜开始条件先成立并进入除霜运转的空调机1b的除霜运转还在继续中的情况下，也与此无关地开始空调机1a的除霜运转(S22)，并且将“除霜中”通知给子机的所有室内控制器24b～24n(S23)。在该除霜运转开始后，室内控制器24a等待除霜结束条件的成立(S24)。

在除霜结束条件成立了的情况下(S24的“是”)，室内控制器24a结束空调机1a的除霜运转，并且将“除霜结束”通知给子机的所有室内控制器24b～24n(S25)。并且，由于此时基准值Teo及限制值Tex被变更并设定“延迟除霜”模式(S26的“否”)，因此室内控制器24a解除该基准值Teo及限制值Tex的变更而返回到通常除霜模式(S27)，重新开始制热运转(S28)。

在重新开始该制热运转时，由于到目前为止的除霜运转为“延迟除霜”模式(S29的“否”)，因此室内控制器24a经过规定时间将压缩器11的运转频率F抑制到通常的80％左右，降低制热重新开始的启动能力(S30)。

接着，室内控制器24a监视制热运转的停止指示(S31)。在没有停止指示的情况下(S31的“否”)，室内控制器24a转移到上述S16的判定。在有停止指示的情况下(S31的“是”)，室内控制器24a停止制热运转(S32)。

如上所述，在空调机1b中除霜开始条件成立并且空调机1b进入除霜运转的情况下，将除该空调机1b以外的所有剩余的空调机1a、1c～1n的除霜开始条件变更为比通常延迟成立的方向(－1℃)，设定“延迟除霜”模式，从而即使空调机1b开始除霜运转，也不会与此同时有其他空调机1a、1c～1n开始除霜运转。因此，能够尽量地抑制因除霜引起的空调区域的室内温度Ta的降低，不会给居住者带来不快感。

由于接收到“除霜中”通知的空调机的室内控制器仅简单地使除霜开始条件的基准值Teo和限制值Tex在各个室内控制器中偏移，因此室内控制器24a～24n的控制不会复杂化。

作为子机的室内控制器24b～24n，只要向主机的室内控制器24a通知“除霜中”通知即可，不需要通知表示自身的空调机是哪个的地址等识别信息。作为主机的室内控制器24a，仅在接收到来自子机中的任一个的“除霜中”通知时将其传送到所有的子机，不需要通知表示除霜开始条件成立了的空调机是哪个的地址等识别信息。因此，主机和子机的通信控制也能够简化。

由于仅通过变更除霜开始条件来错开空调机1a～1n的开始除霜的定时，因此不会禁止任何一个空调机的除霜运转，因此，不会产生各空调机的室外热交换器13的结霜保持未被去除的状态的成为所谓的过结霜状态的问题。

另一方面，在除霜开始条件先成立并进入了除霜运转的空调机1b结束除霜运转而从室内控制器24b发出了“除霜结束”通知的情况下(S18的“是”)，室内控制器24a将对在上述S15中更新存储的最初的基准值Teo加上规定值例如1℃后获得的值作为新的基准值Teo(＝最初Teo+1℃)存储在内部存储器中，并且将对针对室外热交换器13的热交换器温度Te而预定的限制值Tex加上规定值例如1℃后获得的值作为新的限制值Tex(＝最初Tex+1℃)存储在内部存储器中(S19)。即，除霜开始条件变更为比通常提前成立的方向。由此，设定“提前除霜”模式。

接着，室内控制器24a监视所存储的新的基准值Teo与当前时刻的室外热交换器13的热交换器温度Te之差ΔTe(＝新Teo-Te)是否在阈值A以上(S20)。当差ΔTe不在阈值A以上时(S20的“否”)，室内控制器24a监视是否从制热运转开始经过作为一定时间的40分钟后且当前时刻的室外热交换器13的热交换器温度Te小于在上述S19中存储的新的限制值Tex(＝最初Tex+1℃)(S21)。

当除霜开始条件先成立并进入除霜运转的空调机1b结束除霜运转并重新开始制热时，在该空调机1b的除霜开始条件再次成立时，设定有“延迟除霜”模式的空调机1a、1c～1n的除霜开始条件的成立有可能重叠。

因此，在除霜开始条件先成立并进入除霜运转的空调机1b结束了除霜运转时，设定有“延迟除霜”模式的空调机1a、1c～1n的除霜开始条件变更为比通常提前成立的方向。这样，通过将空调机1a、1c～1n从“延迟除霜”模式切换为“提前除霜”模式，在重新开始制热的空调机1b的除霜开始条件再次成立的早期时期，能够转移空调机1a、1c～1n的除霜开始条件成立的定时。即，能够降低多个空调机的开始除霜在同一定时到来的可能性。

另外，在“延迟除霜”模式的空调机1a、1c～1n中的任一个开始除霜运转的定时，除霜开始条件先成立的空调机1b有可能还在执行除霜运转，在这种情况下，变成同时执行多个空调机的除霜运转。当多个空调机这样地分别结束除霜运转并重新开始制热时，各个空调机的室外热交换器13的结霜进展情况变得相同，不久多个空调机的开始除霜有可能再次在同一定时到来。

因此，“延迟除霜”模式下的空调机1a、1c～1n中的任一个进入除霜运转，其除霜运转结束并重新开始制热时，经过规定时间将压缩器11的运转频率F抑制到通常的80％左右，从而降低制热重新开始的启动能力。由此，即使例如多个空调机同时执行除霜运转，也能够使各个空调机的室外热交换器13的结霜进展情况不同。即，能够降低多个空调机上文开始除霜在同一定时到来的可能性。

[变形例]

在上述实施方式中，作为“延迟除霜”模式，将除霜开始条件的基准值Teo及限制值Tex偏移-1℃，作为提前除霜模式将除霜开始条件的基准值Teo及限制值Tex偏移+1℃，但关于偏移的值，不限于-1℃，也能根据室外热交换器13的容量和热泵式制冷循环的能力等适当选择。

在上述实施方式中，使用了热交换器温度Te与基准值Teo之差ΔTe(＝Teo-Te)为阈值A以上的第一除霜开始条件，但是也可以将外部气体温度传感器16检测到的外部气体温度To加到该第一除霜开始条件中。

除此以外，上述实施方式以及变形例仅为举例示出，并非为了限定发明范围。该新的实施方式和变形例可以通过其他各种方式来实施，在不脱离发明要旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。上述实施方式及其变形均包含在发明范围和要旨中，并且也包含在权利要求书的范围所记载的发明及其等同范围内。

标号说明

1a、1b、…1n 空调机

10 室外单元

11 压缩机

13 室外热交换器

18a、18b、…18n 室外控制器

20 室内单元

24a、24b、…24n 室内控制器

33 遥控器

40 总线。

Claims (2)

1.一种空调装置，其特征在于，包括：

多个空调机，所述多个空调机包括由压缩机、四通阀、室外热交换器、减压器、室内热交换器构成的热泵式制冷循环，在所述室外热交换器的除霜开始条件成立时，对该室外热交换器执行除霜运转；以及

控制器，所述控制器在各所述空调机的任一个的空调机的除霜开始条件成立时，将除了该除霜开始条件成立的空调机以外的剩余的空调机的除霜开始条件变更为比通常延迟成立的方向，在该变更后，在所述除霜开始条件成立的空调机进入除霜运转并且该除霜运转结束时，将进行了所述延迟方向的变更的空调机的除霜开始条件变更为比通常提前成立的方向。

2.如权利要求1所述的空调装置，其特征在于，

在进行了所述延迟方向的变更的空调机的除霜开始条件成立并且该空调机进入除霜运转的情况下，所述控制器降低在该除霜运转结束后的该空调机的制热重新开始的启动能力。

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