CN1181297C - 空调机 - Google Patents

Abstract

在具有W字形的换热器组的空调机上，当根据位于内侧的换热器设定流向换热器组的制冷剂量时，外侧的空气侧换热器则会处于制冷剂供给不足的状态，反之，当根据外侧的换热器设定流过的制冷剂量时，内侧的空气侧换热器则会处于制冷剂供给过多的状态，存在热效率差，不能实现目标的设计性能的问题。本发明，在换热器配置成W字形的换热器组的内侧配置的换热器(2a)、(2b)的制冷剂入口侧配管(3c)、(3d)上，设计调节流过的制冷剂的流量的制冷剂流量调节装置(7a)、(7b)。

Description

空调机

技术领域

本发明涉及用于将与流过空调机的各空气侧换热器的风量正好对应的制冷剂流量提供给空气侧换热器，并有效利用各空气侧换热器的换热特性的技术。

背景技术

图8是例举的传统的空调机的外观图，图9是其断面图。另外，在图9中，粗箭头所示为风的流动，细箭头所示为制冷剂配管中的制冷剂的流动。

在图9的空调机中，空气侧换热器101a、101b位于外侧，离空气侧换热器101a、101b的下边近、上边远的空气侧换热器102a、102b位于内侧，这样将4个空气侧换热器配置成倒M字形。并且，连接膨胀阀的第1制冷剂入口配管103a连接在第2制冷剂入口配管103b的中间部；该第2制冷剂入口配管103b的一方的端部连接在第3制冷剂入口配管103c的中间部，另一方的端部连接在第4制冷剂入口配管103d的中间部。并且，该第3制冷剂入口配管103c的两端部连接在空气侧换热器101a以及空气侧换热器102a上，第4制冷剂入口配管103d的两端部连接在空气侧换热器101b以及空气侧换热器102b上。

又，制冷剂出口配管也与制冷剂入口配管一样，连接压缩机的第1制冷剂出口配管104a连接在第2制冷剂出口配管104b的中间部；该第2制冷剂出口配管104b的一方的端部连接在第3制冷剂出口配管104c的中间部，另一方的端部连接在第4制冷剂出口配管104d的中间部。并且，该第3制冷剂出口配管104c的两端部连接在空气侧换热器101a以及空气侧换热器102a上，第4制冷剂出口配管104d的两端部连接在空气侧换热器101b以及空气侧换热器102b上。

又，在空气侧换热器102a和空气侧换热器102b的上部配置鼓风机105a、105b。

下面对工作原理进行说明。在此，配置在外侧的空气侧换热器101a以及101b、配置在内侧的空气侧换热器102a以及102b被共同作为蒸发器使用。在图9中，利用膨胀阀变成两相气体的制冷剂，通过进空气侧换热器一侧的制冷剂入口配管103a∽103d，流入空气侧换热器101a、101b、102a、102b。在此，利用鼓风机105a以及105b，空气(外界气体)与流过空气侧换热器的制冷剂进行热交换，通过从空气(外界气体)吸收热量，制冷剂蒸发并通过出空气侧换热器一侧的制冷剂出口配管104a∽104d返回压缩机。

这些空调机一般设置在建筑物的屋顶上，但近年来，由于随着智能建筑化的空调负荷的增加，在同样的屋顶等的安装面积上，与过去相比，必须设置更多的空调机，或因为要确保有效用于停车场等的屋顶空间，要求空调机小型化和集中设置化。其中，虽然对于小型化，空调机制造商在积极地进行开发，但对于集中设置化，在图9所示的空调机的构造的情况下，因为配置在外侧的空气侧换热器101a、101b是垂直安装的，所以，例如在设置3台的时候，为了确保供给外侧的空气侧换热器101a以及101b的空气的吸入流动，如图10所示那样，各空调机之间必须相距一定距离。通常，在300KW级的装置的情况下，装置之间必须保证相距大致2∽3m。

为了解决该问题，如图11所示那样，采用空气侧换热器101a、101b、102a、102b配置成W字形的空调机，可考虑如图12所示那样的设置方法。但是，在图11的构成中，因为流入配置在空调机的内侧的空气侧换热器102a以及102b的气流要通过空调机下部的配管或设置压缩机的地方或空调机侧面的狭窄的吸入口，因此，如果与通到设置在外侧的空气侧换热器101a以及101b的风道阻力相比，通到设置在内侧的空气侧换热器102a以及102b的风道阻力大。

另一方面，因为大致相等的流量的制冷剂流入各空气侧换热器，所以，当根据位于内侧的空气侧换热器102a以及102b设定流动的制冷剂量时，对于外侧的空气侧换热器101a以及101b，则导致制冷剂供给不足的状态，从而空气侧换热器出口的制冷剂状态处于过热度大的干气状态。又，反之，当根据位于外侧的空气侧换热器101a以及101b设定流动的制冷剂量时，对于内侧的空气侧换热器102a以及102b，则导致制冷剂供给过多的状态，不能与空气进行充分的热交换，使蒸发温度下降，从而空气侧换热器出口的制冷剂状态处于湿气状态，因此而易发生液泛现象。这样，对于空调机，不能有效利用作为蒸发器的空气侧换热器，存在不能实现目标的设计性能的问题。又，在环境温度低的情况下运行的时候，由于通过内侧的换热器的风量不足使内侧的空气侧换热器的蒸发温度低而容易结霜，因此，要以每隔30分钟到1小时的间隔频繁地进行除霜运行，从而妨碍采暖运行。

作为解决的方法，特开平10-170030号公报上发表了用于可均等限制流入空气侧换热器的风量的方法。

图13是特开平10-170030号公报上发表的空调机的外观图，4个空气侧换热器101a、101b、102a、102b配置成W字形，并且，修正了在上下方向上不均匀的流入空气侧换热器的风速分布，为了达到均匀化的目的，安装了罩106a以及106b和设在外界气体导入通道上的间壁107、108、109。

但是，这样设计阻力抑制了流入外侧的风量，使风量与内侧相等的方法，减少了进入空气侧换热器整体的总风量，导致空气侧换热器的性能下降。又，因为在内部设计间壁，存在成本增加的缺点。

发明内容

本发明是为了解决上述的问题而提出的，目的在于提供可消除因各空气侧换热器的风量的偏差而引起的性能下降的，同时廉价的空调机。

本发明的空调机，在将换热器配置成W字形的换热器组的内侧配置的换热器的制冷剂入口侧配管上，设计调节流动的制冷剂的流量的制冷剂流量调节装置。

又，其制冷剂流量调节装置，节流量固定。

又，具有设计在W字形的内侧配置的换热器的制冷剂出口配管上的温度传感器和根据该温度传感器检测的温度数据控制流量调节装置的制冷剂流量的控制装置。

又，具有设计在W字形的内侧配置的换热器的制冷剂出口配管上的温度传感器以及压力传感器，和根据该温度传感器检测的温度数据以及压力传感器检测的压力数据控制制冷剂流量调节装置的制冷剂流量的控制装置。

并且，本发明的空调机，从位于将换热器配置成W字形的换热器组的外侧的换热器的上边到鼓风机的转动轴的距离，比从位于内侧的换热器的上边到鼓风机的转动轴的距离长。

因为本发明如以上说明的那样构成，所以，可达到以下那样的效果。

本发明涉及的空调机，因为在将换热器配置成W字形的换热器组的内侧配置的换热器的制冷剂入口侧配管上，设计可调节流过的制冷剂的流量的制冷剂流量调节装置，所以，通过使流过风量多的空气侧换热器内流过多一些的制冷剂，流过风量少的空气侧换热器内流过少一些的制冷剂，可使出各空气侧换热器一侧的制冷剂的状态相同。其结果，可有效利用各空气侧换热器，改善装置整体的能力。并且，也可改善流过风量少的空气侧换热器的易结霜的情况，可延长除霜间隔时间。

又，因为其制冷剂流量调节装置固定节流量，所以，只要在传统的空调机上加上固定节流器就可以了，因此价格低廉。

又，因为具有在W字形的内侧配置的换热器的制冷剂出口配管上设计的温度传感器，和根据该温度传感器检测的温度数据控制流量调节装置的制冷剂流量的控制装置，所以，即是制冷剂出口温度因运行条件的改变而改变，也可通过控制制冷剂流量调节装置的节流量保持装置整体的能力改善。

又，因为具有在W字形的内侧配置的换热器的制冷剂出口配管上设计的温度传感器以及压力传感器，和根据该温度传感器检测的温度数据以及压力传感器检测出的压力数据控制制冷剂流量调节装置的制冷剂流量的控制装置，所以，与只根据温度数据控制的形式相比可更可靠地对应运行条件的改变保持装置整体的能力改善。

又，本发明涉及的空调机，因为从位于换热器配置成W字形的换热器组的外侧的换热器的上边到鼓风机的转动轴的距离，比从位于内侧的换热器的上边到鼓风机的转动轴的距离长，所以，相对于配置在W字形的外侧的换热器，可增加进入配置在内侧的换热器的风量的比率。

图面的简单说明

图1本发明的实施形式1的空调机的外观图。

图2本发明的实施形式1的断面图。

图3本发明的实施形式1的空调机的制冷剂配管系统图。

图4本发明的实施形式1的能力实验结果。

图5本发明的实施形式2的空调机的制冷剂配管系统图。

图6本发明的实施形式3的空调机的制冷剂配管系统图。

图7本发明的实施形式4的空调机的制冷剂配管系统图。

图8传统的空调机(空气侧换热器配置成倒M字形)的外观图。

图9传统的空调机(空气侧换热器配置成倒M字形)的断面图。

图10 3台传统的空调机(空气侧换热器配置成倒M字形)的设置例。

图11传统的空调机(空气侧换热器配置成W字形)的断面图。

图12 3台传统的空调机(空气侧换热器配置成W字形)的设置例。

图13特开平10-170030号公报所述的另一传统的空调机。

符号说明

1a、1b配置在外侧的空气侧换热器；2a、2b配置在内侧的空气侧换热器；3a∽3d制冷剂入口配管；4a∽4d制冷剂出口配管；5a、5b鼓风机；6a、6b固定节流器；7a、7b制冷剂流量调节装置；8a∽8d温度传感器；9控制装置；10压力传感器。

发明的实施形式

实施形式1

以下，参照图说明本发明的实施形式1。

图1是实施形式1的空调机的外观图，图2是垂直于空气侧换热器剖开的空调机的断面图。

在图2中，空气侧换热器1a、1b位于外侧，与空气侧换热器1a、1b的下边连接的空气侧换热器2a、2b位于内侧，这样将4个空气侧换热器配置成W字形状。并且，与膨胀阀连接的第1制冷剂入口配管3a连接在第2制冷剂入口配管3b的中间部；该第2制冷剂入口配管3b的一方的端部连接在第3制冷剂入口配管3c的中间部，另一方的端部连接在第4制冷剂入口配管3d的中间部。并且，该第3制冷剂入口配管3c的两端部连接在空气侧换热器1a以及空气侧换热器2a上，第4制冷剂入口配管3d的两端部连接在空气侧换热器1b以及空气侧换热器2b上。

又，制冷剂出口配管也与制冷剂入口配管一样，与压缩机连接的第1制冷剂出口配管4a连接在第2制冷剂出口配管4b的中间部；该第2制冷剂出口配管4b的一方的端部连接在第3制冷剂出口配管4c的中间部，另一方的端部连接在第4制冷剂出口配管4d的中间部。并且，该第3制冷剂出口配管4c的两端部连接在空气侧换热器1a以及空气侧换热器2a上，第4制冷剂出口配管4d的两端部连接在空气侧换热器1b以及空气侧换热器2b上。

又，在由空气侧换热器2a和空气侧换热器1a围成的空间的上部配置鼓风机5a，在由空气侧换热器2b和空气侧换热器1b围成的空间的上部配置鼓风机5b。并且，在第3制冷剂入口配管3c上比与第2制冷剂入口配管3b的连接部更靠近空气侧换热器2a侧、以及在第4制冷剂入口配管3d上比与第2制冷剂入口配管3b的连接部更靠近空气侧换热器2b侧，分别设计节流量固定的节流阻力器6a、6b。

下面，对于图2所示的空调机上的制冷剂的流动，参照图3的制冷剂配管系统图进行说明。另外，在此，是将作为对象的空气侧换热器1a、1b、2a、2b当作蒸发器使用的。

在图3中，利用膨胀阀变成两相气体的制冷剂，通过进空气侧换热器一侧的制冷剂入口配管3a∽3d，并且在内侧的空气侧换热器2a、2b上还通过节流阻力器6a、6b流入空气侧换热器1a、1b、2a、2b。利用鼓风机5a以及5b输送空气经过空气侧换热器，使空气(外界气体)与流过空气侧换热器的制冷剂进行热交换，制冷剂从空气(外界气体)吸热蒸发，这样通过出空气侧换热器一侧的制冷剂出口配管4a∽4d返回压缩机。

这时，因为外侧的空气侧换热器1a以及1b的外侧全部开放(没有框体的挡板，暴露在外界气体中)，所以，可以从这里通入空气，与此相对，内侧的空气侧换热器2a、2b，因为只能从空气侧换热器的下部开放的空间(图1的①)和垂直于空气侧换热器的框体的壁的间隙(图1的②)通过空气，所以，如果将流过外侧的空气侧换热器1a以及1b的风量设为100％，则流过内侧的空气侧换热器2a以及2b的风量比例只有60∽70％。但是，利用节流量固定的节流阻力器6a、6b，通过调节流过内侧的空气侧换热器2a以及2b的制冷剂量为流过外侧的空气侧换热器1a以及1b的制冷剂量的60∽70％，则可有效利用各空气侧换热器的换热特性。即，在流过风多的空气侧换热器流过多的制冷剂，在流过风少的空气侧换热器流过少的制冷剂，这样就可控制制冷剂使从各空气侧换热器流出的制冷剂的状态相同。

图4是对不调节流过内侧的空气侧换热器2a以及2b的制冷剂量的情况与调节后的情况进行比较的比较图。

如图4中也表明的那样，通过采用该方式，因为由空气侧换热器1a、1b、2a、2b构成的W字形的换热器组整体的换热效率良好，与不调节流过内侧配置的换热器2a以及2b的制冷剂量的情况相比，空调机的能力提高了约5％。并且，在环境温度低的情况下运行时，因为可防止空气侧换热器2a以及2b的蒸发温度降低，因此，试验表明除霜间隔可延长到2小时。

又，因为制冷剂流量调节装置是固定节流量的节流阻力器，所以，只要在传统的空调机上加上固定节流器就可以了，因此可廉价改装。

另外，在此，虽然是对将这些空气侧换热器1a、1b、2a、2b作为蒸发器使用的情况进行的说明，但将这些空气侧换热器1a、1b、2a、2b作为冷凝器使用的情况，也可说是同样的。

实施形式2

图5是表示实施形式2的空调机的制冷剂配管系统图，是图3所示空调机的改型，在第3制冷剂入口配管3c上比与第2制冷剂入口配管3b的连接部更靠近空气侧换热器2a侧、以及在第4制冷剂入口配管3d上比与第2制冷剂入口配管3b的连接部更靠近空气侧换热器2b侧，分别设计流量可变的制冷剂流量调节装置7a、7b；在第3制冷剂出口配管4c上比与第2制冷剂出口配管4b的连接部更靠近空气侧换热器1a侧和空气侧换热器2a侧、以及在第4制冷剂出口配管4d上比与第2制冷剂出口配管4b的连接部更靠近空气侧换热器1b侧和空气侧换热器2b侧，分别设计温度传感器8a∽8d，使控制装置9可根据该温度传感器的检测值，调节制冷剂流量调节装置7a、7b的开度。另外，图5中，与图3所示同样的构成，以及相当的构成采用同一符号，不再说明。

下面对工作原理进行说明。在此，作为对象的空气侧换热器1a、1b、2a、2b被用作蒸发器。

关于图5中的制冷剂的流动，与图3所示的前述实施形式1相同，不再说明。

利用设在第3制冷剂出口配管4c以及第4制冷剂出口配管4d上的温度传感器8a∽8d检测制冷剂的制冷剂出口温度，输送到控制装置9。利用控制装置9，调节制冷剂流量调节装置7a、7b的开度使各温度传感器检测的制冷剂出口温度相等。即，当温度传感器8a检测出的温度比温度传感器8b检测出的温度高的时候，为了降低温度，控制装置9增大制冷剂流量调节装置7a的开度从而使流过空气侧换热器2a的制冷剂的流量增大。反之，当温度传感器8a检测出的温度比温度传感器8b检测出的温度低的时候，为了提高温度，控制装置9减小制冷剂流量调节装置7a的开度从而使流过空气侧换热器2a的制冷剂的流量减少。

流过空气侧换热器的风量，受到天气等设置环境的状况影响，通常并不能得到设计的风量。但是，在图5的空调机上，可以对应状况调节制冷剂流量，可以更加有效地运行。

另外，在此，虽然是对将这些空气侧换热器1a、1b、2a、2b作为蒸发器使用的情况进行的说明，但将这些空气侧换热器1a、1b、2a、2b作为冷凝器使用的情况，也可说是同样的。

又，在此，虽然检测的是位于外侧的空气侧换热器1a、1b和位于内侧的空气侧换热器2a、2b的制冷剂出口温度，但如果通过空气侧换热器1a和空气侧换热器1b的风量大致相等，通过空气侧换热器2a和空气侧换热器2b的风量大致相等，则例如也可设计成根据空气侧换热器1a和空气侧换热器2a的制冷剂出口温度，调节制冷剂流量调节装置7a以及制冷剂流量调节装置7b的开度。

实施形式3

图6是显示实施形式3的空调机的制冷剂配管系统图，在图5所示的空调机中，在第1制冷剂出口配管4a上设计压力传感器10，根据温度传感器8a∽8d的检测值和压力传感器10的检测值，使控制装置9调节制冷剂流量调节装置7a、7b的开度。另外，图6中，与图5所示同样的构成，以及相当的构成采用同一符号，不再说明。

下面对工作原理进行说明。在此，作为对象的空气侧换热器1a、1b、2a、2b被用作蒸发器。

关于图6中的制冷剂的流动，与图5所示的前述实施形式2相同，不再说明。

利用设计在第3制冷剂出口配管4c以及第4制冷剂出口配管4d上的温度传感器8a∽8d检测制冷剂的制冷剂出口温度，利用设计在第1制冷剂出口配管4a上的压力传感器10检测制冷剂的低压压力，送到控制装置9。利用控制装置9，从检测出的来自各空气侧换热器的制冷剂出口温度和低压压力，求出各空气侧换热器出口的制冷剂过热度，比较这些制冷剂过热度，调节制冷剂流量调节装置7a以及7b的开度使各空气侧换热器出口的制冷剂过热度相等。即，当空气侧换热器2a的制冷剂出口的制冷剂过热度比空气侧换热器1a的制冷剂出口的制冷剂过热度高的时候，为了降低过热度，控制装置9增大制冷剂流量调节装置7a的开度以增加流过换热器2a的制冷剂的流量。

反之，当空气侧换热器2a的制冷剂出口的制冷剂过热度比空气侧换热器1a的制冷剂出口的制冷剂过热度低的时候，为了提高过热度，控制装置9减小制冷剂流量调节装置7a的开度以减少流过空气侧换热器2a的制冷剂的流量。

在这样的空调机上，因为求出制冷剂出口的制冷剂过热度以控制制冷剂流量调节装置7a、7b的开度，所以，比只根据制冷剂出口温度进行控制更加可靠，即使运行条件变化，也可继续高效地运行。

另外，在此，虽然是对将这些空气侧换热器1a、1b、2a、2b作为蒸发器使用的情况进行的说明，但将这些空气侧换热器1a、1b、2a、2b作为冷凝器使用的情况，也可说是同样的。

实施形式4

图7是实施形式4的空调机的断面图。

在图7中，空气侧换热器1a、1b位于外侧，空气侧换热器2a、2b位于内侧，这样将4个换热器配置成W字形。并且，在由空气侧换热器2a和空气侧换热器1a围成的空间的上部配置鼓风机5a，在由空气侧换热器2b和空气侧换热器1b围成的空间的上部配置鼓风机5b，但该鼓风机5a以及鼓风机5b靠近内侧的空气侧换热器2a、2b。具体地说，鼓风机5a的设置，使鼓风机5a的中心与换热器2a的上端部的距离，和鼓风机5a的中心与换热器1a的上端部的距离之比为4∶6；鼓风机5b的设置，使鼓风机5b的中心与换热器2b的上端部的距离，和鼓风机5b的中心与换热器1b的上端部的距离之比为4∶6。

这样，相对配置在W字形的外侧的空气侧换热器1a、1b，可增加进入配置在内侧的空气侧换热器2a、2b的风量的比例，可减少风量的偏差。

Claims (4)

1.一种空调机，具有：

W字形换热器组，其由将前后配置的2个换热器的下边相互接近、上边相互分开地组合的V字形的换热器组配置2列构成；和

配置在前述W字形换热器组的上部的鼓风机，

其特征在于：在配置在W字形状的内侧的各自的换热器的制冷剂入口配管上，设置调节流过构成上述V字形的换热器组的2个换热器的制冷剂的流量的比率的制冷剂流量调节装置。

2.如权利要求1所述的空调机，其特征在于：制冷剂流量调节装置节流量固定。

3.如权利要求1所述的空调机，其特征在于：具有在W字形的内侧配置的换热器的制冷剂出口配管上设置的温度传感器，和根据该温度传感器检测的温度数据控制前述制冷剂流量调节装置的制冷剂流量的控制装置。

4.如权利要求1所述的空调机，其特征在于：具有设置在W字形的内侧配置的换热器的制冷剂出口配管上的温度传感器，以及设置在W字形的换热器的制冷剂出口配管上的压力传感器，和根据前述温度传感器检测的温度数据以及前述压力传感器检测的压力数据控制前述制冷剂流量调节装置的制冷剂流量的控制装置。

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