CN116075673A - 空调装置 - Google Patents

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三浦贤
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Abstract

本发明涉及一种空调装置，在室外风扇低速运转时，将主室外热交换器侧的第一流量调节阀关小至关闭开度或其附近，控制第二流量调节阀的开度，以使辅助室外热交换器中的制冷剂的过冷却度固定为目标值。

Description

空调装置
技术领域
本发明的实施方式涉及具备压缩机、室外热交换器及多个室内热交换器的多联式空调装置。
背景技术
具备压缩机、室外热交换器及多个室内热交换器的多联式空调装置在制冷运行时，使从压缩机排出的制冷剂流向室外热交换器，使从该室外热交换器流出的制冷剂流向各室内热交换器，使从各室内热交换器流出的制冷剂返回压缩机。
在室外热交换器的附近配置有室外风扇，在各室内热交换器的附近配置有室内风扇。流入室外热交换器的制冷剂通过与室外风扇吸入的室外空气进行热交换，冷凝而成为液体制冷剂。流入室内热交换器的制冷剂通过与室内风扇吸入的室内空气进行热交换而蒸发。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011-220616号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在制冷运行时，若应对外部空气温度的降低等而使室外风扇低速运转，则室外热交换器中的通气量减少。在这种情况下，不能使流入室外热交换器的制冷剂充分冷凝，会有液体制冷剂和气体制冷剂混合存在的所谓气液二相状态的制冷剂从室外热交换器流出。在该状态下，制冷剂从室外热交换器向各室内热交换器的适当分流变得困难。
本发明的实施方式的目的在于提供一种能够使从室外热交换器流出的制冷剂适当地分流到各室内热交换器的空调装置。
用于解决技术问题的技术手段
权利要求1的空调装置包括：室外单元，该室外单元包含压缩机、主室外热交换器、通过开度的变化来调节流向该主室外热交换器的制冷剂的流量的第一流量调节阀、辅助室外热交换器、通过开度的变化来调节流向该辅助室外热交换器的制冷剂的流量的第二流量调节阀、以及使室外空气在所述主室外热交换器及所述辅助室外热交换器中流通的室外风扇，将所述主室外热交换器及所述辅助室外热交换器上下排列地收纳在与所述壳体的侧面部的吸气口对应的位置，将所述室外风扇收纳在与壳体的上表面部的排气口对应的位置；包含室内热交换器的至少一个室内单元；制冷循环，该制冷循环使从所述压缩机排出的制冷剂流向所述主室外热交换器及所述辅助室外热交换器，使从该主室外热交换器及辅助室外热交换器流出的制冷剂通过所述第一流量调节阀及第二流量调节阀流向所述室内热交换器，使从该室内热交换器流出的制冷剂返回所述压缩机；以及室外控制器，该室外控制器在所述室外风扇低速运转时，将所述第一流量调节阀关小至关闭开度或其附近，控制所述第二流量调节阀的开度，以使所述辅助室外热交换器中的制冷剂的过冷却度固定为目标值。
附图说明
图1是表示一个实施方式的整体的结构的图。
图2是表示一个实施方式的室外单元的结构的图。
图3是表示一个实施方式的控制的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
如图1所示，四通阀3经由高压侧配管2而与压缩机1的排出口相连接，主室外热交换器5的一端经由气体侧配管4而与该四通阀3相连接。在该室外热交换器5的另一端经由液体侧配管6以及配置在该液体侧配管6上的减压器例如流量调节阀(第一流量调节阀)7连接有液体侧配管11的一端，在该液体侧配管11的另一端连接有填充阀12。
另外，在上述气体侧配管4上连接有辅助室外热交换器8a的一端，在该辅助室外热交换器8a的另一端连接有作为过冷却热交换器的辅助室外热交换器8b的一端，在该辅助室外热交换器8b的另一端，通过液体侧配管9和配置在该液体侧配管9上的减压器例如流量调节阀(第二流量调节阀)10连接有上述液体侧配管11。辅助室外热交换器8a、8b处于相互串联连接的状态。
多个室内热交换器42的一端经由液体侧连接配管31和多个流量调节阀(第三流量调节阀)41与上述填充阀12连接，各室内热交换器42的另一端经由气体侧连接配管32与填充阀13连接。
上述流量调节阀7、10、41是根据输入的驱动脉冲信号的数量，从开度最小的关闭开度连续变化到最大的全开开度的脉冲马达阀即PMV。以下，将流量调节阀7、10、41称为PMV7、10、41。
上述四通阀3经由气体侧配管14而与上述填充阀13相连接，储液器16的流入口经由低压侧配管15而与该四通阀3相连接。上述压缩机1的吸盘18经由低压侧配管17而与该储液器16的流出口相连接。
通过这些配管连接，构成能够进行制冷运行及制热运行的热泵式制冷循环。
在主室外热交换器5及辅助室外热交换器8a、8b的附近，配置有吸入室外空气并使其在主室外热交换器5及辅助室外热交换器8a、8b中流通的室外风扇71。在各室内热交换器42的附近分别配置有吸入室内空气并使其在各室内热交换器42中流通的室内风扇43。
上述压缩机1是将利用逆变器19的输出进行动作的电动机1M收纳在密闭壳体中的密闭型压缩机，将从储液器16流出的制冷剂吸入、压缩并排出。逆变器19将交流电源20的交流电压转换为直流电压，将该直流电压转换为与来自室外控制器50的指令相对应的频率F(称为输出频率F)的交流电压并输出。电动机1M的转速即压缩机1的能力根据输出频率F的值而变化。
在制冷运行时，如实线箭头所示，从压缩机1排出的气体制冷剂通过四通阀3流向主室外热交换器5及辅助室外热交换器8a、8b，从该主室外热交换器5及辅助室外热交换器8a、8b流出的液体制冷剂通过PMV 7、10及各PMV41流向各室内热交换器42，从各室内热交换器42流出的气体制冷剂通过四通阀3及储液器16被吸入压缩机1。流入主室外热交换器5及辅助室外热交换器8a、8b的气体制冷剂通过与室外风扇71吸入的室外空气进行热交换而冷凝成为液体制冷剂。流入各室内热交换器42的液体制冷剂通过与各室内风扇43吸入的室内空气进行热交换而蒸发成为气体制冷剂。
在制热运行时，通过切换四通阀3的流路，如虚线箭头所示，从压缩机1排出的气体制冷剂通过四通阀3流向各室内热交换器42，从各室内热交换器42流出的液体制冷剂通过各PMV 41、PMV 7、10、主室外热交换器5及辅助室外热交换器8b、8a、四通阀3、储液器16被吸入压缩机1。流入各室内热交换器42的气体制冷剂通过与各室内风扇43吸入的室内空气进行热交换而冷凝成为液体制冷剂。流入主室外热交换器(蒸发器)5及辅助室外热交换器8b、8a的液体制冷剂通过与室外风扇71吸入的室外空气进行热交换而蒸发成为气体制冷剂。
在通过室外风扇71的运转而被吸入的室外空气的流路中，配置有检测室外空气的温度(称为外部空气温度)To的外部空气温度传感器72。检测高压侧的制冷剂温度Td的温度传感器21和检测高压侧的制冷剂压力Pd的压力传感器22安装于压缩机1的排出口与四通阀3之间的高压侧配管2。在气体侧配管4向主室外热交换器5分流的分流路径上安装有检测制冷剂温度Tx1的温度传感器23，在与该主室外热交换器5连接的液体侧配管6的比PMV 7更靠近液体侧配管11的位置上安装有检测制冷剂温度Tx2的温度传感器24。在气体侧配管4向辅助室外热交换器8a分流的分流路径上安装有检测制冷剂温度Ty1的温度传感器25，在与辅助室外热交换器8b连接的液体侧配管9的比PMV 10更靠近液体侧配管11的位置上安装有检测制冷剂温度Ty2的温度传感器26。检测低压侧的制冷剂温度Ts的温度传感器27和检测低压侧的制冷剂压力Ps的压力传感器28安装在四通阀3与储液器16之间的低压侧配管15。这些温度传感器和压力传感器的检测信号被发送至室外控制器50。
检测室内温度Ta的室内温度传感器44分别配置在由各室内风扇43吸入的室内空气的流路中。在液体侧连接配管31向各室内热交换器42分流的分流路径上分别安装有检测制冷剂温度Tc1的温度传感器47，在气体侧连接配管32向各室内热交换器42分流的分流路径上分别安装有检测制冷剂温度Tc2的温度传感器48。这些温度传感器47、48的检测信号被发送至各个室内控制器45。用于使用户设定制冷运行、除湿运行、制热运行、送风运行、目标室内温度Tas、运行开始、运行停止等各种运行条件的远程控制式的操作器(所谓的遥控器)46分别与各个室内控制器45相连接。
上述压缩机1、四通阀3、主室外热交换器5、辅助室外热交换器8a、8b、PMV 7、10、填充阀12、13、储液器16、逆变器19、室外风扇71、各个配管、各个传感器以及室外控制器50被收纳在室外单元A中。另外，上述各个室内热交换器42、各个室外风扇43、各个室内控制器45、各个操作器46、各个配管、以及各个传感器分别被收纳在N台室内单元B1、B2、…Bn中。
由这些室外单元A以及室内单元B1、B2、…Bn构成多联式空调装置。并且，室外控制器50与各个室内控制器45通过数据传输用的信号线51彼此连接。
如图2所示，室外单元A中，将主室外热交换器5及辅助室外热交换器8a、8b上下排列地收纳在与壳体60的侧面部的吸气口61对应的位置，将室外风扇71收纳在与壳体60的上表面部的排气口62对应的位置。
在主室外热交换器5及辅助室外热交换器8a、8b的总容积为100％的情况下，主室外热交换器5的容积为50％左右，辅助室外热交换器8a的容积为30％左右，辅助室外热交换器8b的容积为20％左右。
当室外风扇71运转时，如图2的箭头所示，室外空气通过吸气口61被吸入壳体60内，该吸入空气通过主室外热交换器5及辅助室外热交换器8a、8b。通过的空气向上方的室外风扇71上升，穿过该室外风扇71及排气口62向室外空间放出。
由于被吸入到位于上部的靠近室外风扇71的位置的主室外热交换器5的空气的风速更大，因此大量的室外空气流入主室外热交换器5。由于被吸入到离室外风扇71只隔了该主室外热交换器5的状态的辅助室外热交换器8a的空气的风速比被吸入到主室外热交换器5的空气的风速要小，因此流入辅助室外热交换器8a的室外空气的量比流入主室外热交换器5的室外空气的量要少。由于被吸入到离室外风扇71又多隔了辅助室外热交换器8a的状态的辅助室外热交换器8b的空气的风速比被吸入到辅助室外热交换器8a的空气的风速要小，因此流入辅助室外热交换器8b的室外空气的量比流入辅助室外热交换器8a的室外空气的量要少。被吸入主室外热交换器5及辅助室外热交换器8a、8b的室外空气量(风速)的分布(不同)用空白箭头的长度表示。
室外控制器50通过与各室内控制器45的联系来控制室外单元A及室内单元B1、B2、…Bn的运转，作为主要功能，在室外风扇71低速运转时，将PMV 7关小至关闭开度或其附近，并控制PMV10的开度，使辅助室外热交换器8a、8b中的制冷剂的过冷却度固定为目标值。为了实现该控制，室外控制器50包含第一控制部50a、第二控制部50b和第三控制部50c。
第一控制部50a在制冷运行时，在外部空气温度To为规定值Tos以上的情况下，为了充分地得到从制冷剂向室外空气的散热作用，一边使室外风扇71高速运转(或中速运转)一边执行过冷却度固定值控制，在该过冷却度固定值控制中，操作PMV 7的开度，使主室外热交换器(冷凝器)5中的制冷剂的过冷却度SCx固定为目标值SCxs，并且操作PMV 10的开度，以使辅助室外热交换器(冷凝器)8a、8b中的制冷剂的过冷却度Scy固定为目标值SCys。
主室外热交换器5中的制冷剂的过冷却度SCx可以作为主室外热交换器5及辅助室外热交换器8a、8b中的制冷剂的冷凝温度与从主室外热交换器5流出的制冷剂的温度(温度传感器24的检测温度)Tx2之差来检测。制冷剂的冷凝温度可以通过根据由高压侧配管2的压力传感器22检测到的制冷剂压力Pd进行换算来求出。辅助室外热交换器8a、8b中的制冷剂的过冷却度SCy可以作为上述冷凝温度与从辅助室外热交换器8a、8b流出的制冷剂的温度(温度传感器26的检测温度)Ty2之差来检测。
第二控制部50b在制冷运行时，在外部空气温度To小于规定值Tos情况下，即在能够充分得到从制冷剂向室外空气的散热作用的状况下，一边使室外风扇71低速运转，一边将PMV 7的开度关小至关闭开度或其附近，以防止制冷剂流入主室外热交换器5，并执行过冷却度固定值控制，在该过冷却度固定值控制中，操作PMV 10的开度，以使辅助室外热交换器(冷凝器)8a、8b中的制冷剂的过冷却度SCy固定为目标值SCys。
辅助室外热交换器8a、8b中的制冷剂的过冷却度SCy可以作为辅助室外热交换器8a、8b中的制冷剂的冷凝温度与从辅助室外热交换器8a、8b流出的制冷剂的温度(温度传感器26的检测温度)Ty2之差来检测。辅助室外热交换器8a、8b中的制冷剂的冷凝温度可以通过根据由高压侧配管2的压力传感器22检测到的制冷剂压力Pd进行换算来求出。
第三控制部50c在制热运行时，一边使室外风扇71高速运转(或中速运转)，一边执行过热度固定值控制，在该过热度固定值控制中，操作PMV7开度，使主室外热交换器(蒸发器)5中的制冷剂的过热度SHx固定为目标值SHxs，并且操作PMV 10的开度，以使辅助室外热交换器(蒸发器)8a、8b中的制冷剂的过热度Shy固定为目标值SHys。
主室外热交换器5中的制冷剂的过热度SHx可以作为温度传感器23的检测温度Tx1与温度传感器24的检测温度Tx2之差来检测。辅助室外热交换器8a、8b中的制冷剂的过热度SHy可以作为温度传感器25的检测温度Ty1与温度传感器26的检测温度Ty2之差来检测。
下面，参照图3的流程图来对室外控制器50所执行的控制进行说明。流程图中的步骤S1、S2……简称为S1、S2……。
在制冷运行时(S1为“是”)，室外控制器50检测主室外热交换器(冷凝器)5中的制冷剂的过冷却度SCx以及辅助室外热交换器(冷凝器)8a、8b中的制冷剂的过冷却度SCy(S2)。然后，室外控制器50监视外部空气温度To是否为规定值Tos以上(S3)。
在外部空气温度To为规定值Tos以上的情况下(S3为“是”)，室外控制器50判断为处于无法充分得到从制冷剂向室外空气的散热作用的状况，从而使室外风扇71高速运转(或中速运转)(S4)。然后，室外控制器50执行过冷却度固定值控制，操作PMV 7的开度以使上述检测出的过冷却度SCx固定为目标值SCxs，并且操作PMV 10的开度，以使上述检测出的过冷却度SCy固定为目标值SCys(S5)。随着该执行，室外控制器50返回上述S1的判定。
在外部空气温度To小于规定值Tos的情况下(S3为“否”)，室外控制器50判断为处于能够得到从制冷剂向室外空气的散热作用的状况，从而使室外风扇71低速运转(S6)。
但是，在该室外风扇71低速运转时，主室外热交换器5的通气量减少，辅助室外热交换器8a、8b的通气量也减少，但容积大且位于靠近室外风扇71一侧的主室外热交换器5的热交换量的减少率比辅助室外热交换器8a、8b的热交换量的减少率要大。在这样的状况下，即使能够使流入辅助室外热交换器8a、8b的气体制冷剂充分冷凝，也不能使流入主室外热交换器5的气体制冷剂充分冷凝，液体制冷剂和气体制冷剂混合存在的所谓气液二相状态的制冷剂从主室外热交换器5流出。这样，制冷剂向各室内热交换器42适当分流变得困难。
因此，室外控制器50随着在上述S6中使室外风扇71低速运转，为了不使制冷剂流入主室外热交换器5，将PMV 7的开度关小至关闭开度或其附近(S7)，在此基础上，执行过冷却度固定值控制，操作PMV 10的开度以使辅助室外热交换器8a、8b中的制冷剂的过冷却度SCy固定为目标值SCys(S8)。然后，室外控制器50返回上述S1的判定。
这样，通过仅将辅助室外热交换器8a、8b作为冷凝器使用而主室外热交换器5不作为冷凝器使用，能够避免液体制冷剂和气体制冷剂混合存在的所谓气液二相状态的制冷剂从主室外热交换器5流出的不良情况。由此，能够使从辅助室外热交换器8a、8b流出的液体制冷剂向各室内热交换器42适当地分流，能够在室内单元B1、B2、…Bn中进行高效的舒适制冷。
在制热运行时(S1为“否”)，室外控制器50检测主室外热交换器(蒸发器)5中的制冷剂的过热度SHx以及辅助室外热交换器(蒸发器)8a、8b中的制冷剂的过热度SHy(S9)。然后，室外控制器50一边使室外风扇71高速运转(或中速运转)(S10)，一边执行过冷却度固定值控制，其操作PMV 7的开度，以使上述检测出的过热度SHx固定为目标值SHxs，并且，操作PMV 10的开度，以使上述检测出的过热度SHy固定为目标值SHys(S11)。随着该执行，室外控制器50返回上述S1的判定。
上述实施方式仅仅是举例，而不是对发明保护范围的限定。如此新颖的实施方式可以通过其他各种方式来实施，在不脱离发明主旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。上述实施方式及变形均包含在发明范围和要旨中，并且也包含在专利权利要求书所记载的发明及其等同范围内。
标号说明
A…室外单元，B1、B2、…Bn……室内单元，1…压缩机，3…四通阀、5…主室外热交换器，7…流量调节阀，8a、8b…辅助室外热交换器，10…流量调节阀，19…逆变器，50…室外控制器，60…室外单元的壳体，71…室外风扇，72…外部空气温度传感器。

Claims (4)

1.一种空调装置，其特征在于，包括：
室外单元，该室外单元包含压缩机、主室外热交换器、通过开度的变化来调节制冷剂流向该主室外热交换器的流量的第一流量调节阀、辅助室外热交换器、通过开度的变化来调节制冷剂流向该辅助室外热交换器的流量的第二流量调节阀、以及使室外空气在所述主室外热交换器及所述辅助室外热交换器中流通的室外风扇，将所述主室外热交换器及所述辅助室外热交换器上下排列地收纳在与所述壳体的侧面部的吸气口对应的位置，将所述室外风扇收纳在与壳体的上表面部的排气口对应的位置；
包含室内热交换器的至少一个室内单元；
制冷循环，该制冷循环使从所述压缩机排出的制冷剂流向所述主室外热交换器及所述辅助室外热交换器，使从该主室外热交换器及辅助室外热交换器流出的制冷剂通过所述第一流量调节阀及第二流量调节阀流向所述室内热交换器，使从该室内热交换器流出的制冷剂返回所述压缩机；以及
室外控制器，该室外控制器在所述室外风扇低速运转时，将所述第一流量调节阀关小至关闭开度或其附近，并控制所述第二流量调节阀的开度，以使所述辅助室外热交换器中的制冷剂的过冷却度固定为目标值。
2.如权利要求1所述的空调装置，其特征在于，
所述制冷循环是热泵式制冷循环，在制冷运行时，使从所述压缩机排出的制冷剂流向所述主室外热交换器及所述辅助室外热交换器，使从该主室外热交换器及辅助室外热交换器流出的制冷剂通过所述第一流量调节阀及第二流量调节阀流向所述室内热交换器，使从该室内热交换器流出的制冷剂返回所述压缩机，在制热运行时，使从所述压缩机排出的制冷剂流入所述室内热交换器，使从该室内热交换器流出的制冷剂通过所述第一流量调节阀及第二流量调节阀流入所述主室外热交换器及所述辅助室外热交换器，使从该主室外热交换器及辅助室外热交换器流出的制冷剂返回到所述压缩机，
所述室外控制器在所述制冷运行时，在室外空气温度为规定值以上的情况下使所述室外风扇高速运转或中速运转，在所述室外空气的温度小于所述规定值的情况下使所述室外风扇低速运转。
3.如权利要求1所述的空调装置，其特征在于，
所述辅助室外热交换器是相互串联连接的第一辅助室外热交换器及第二辅助室外热交换器。
4.如权利要求3所述的空调装置，其特征在于，
在所述主室外热交换器、所述第一辅助室外热交换器及所述第二辅助室外热交换器的总容积为100％的情况下，所述主室外热交换器的容积为50％左右，所述第一辅助室外热交换器的容积为30％左右，所述第二辅助室外热交换器的容积为20％左右。
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