CN1757995A - 空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一边继续进行制热操作、一边进行除霜操作的空调器，其中设有：用于将热泵式冷冻循环中的室内热交换器(3)和减压器(4)之间的管道和压缩机(1)的吸入侧加以联接的第1旁通回路(6)，该第1旁通回路上设有双向阀(7)、和致冷剂加热器(8)。另外，本发明中还设有用于将与冷冻循环相联接的四通阀(2)和室内热交换器(3)之间的管道和减压器(4)和室外热交换器(5)之间的管道加以联接的第2旁通回路(9)，该第2旁通回路上设有双向阀(10)。在对室外热交换器(5)进行除霜之际，使第1旁通回路(6)上的双向阀(7)和第2旁通回路(9)上的双向阀(10)开放，执行制热及除霜操作。

Description

空调器

技术领域

本发明涉及一种在通过热泵进行制热操作时可以一边进行制热操作一边对附着在室外热交换器上的霜进行除霜操作的空调器。

背景技术

目前，热泵式空调器中的除霜方式一般采用将四通阀进行切换、使冷冻循环中的致冷剂反向流动的除霜方式。

亦即，除霜操作时的致冷剂流动方向与制冷时相同，让高温高压的致冷剂在室外热交换器中流动，从而将附着在热交换器上的霜融解。

但是，在这样的除霜方式中，由于除霜时室内一侧的热交换器变成了蒸发器，故会产生室内温度下降、用户会突然有冷飕飕的感觉的问题。

作为这一问题的解决办法，有人提出了一边进行制热操作一边进行除霜操作的方案。

图6为体现这一方案的现有空调器中的冷冻循环的构成图。

如图6中所示，压缩机101、四通阀102、室内热交换器110、膨胀机构以及室外热交换器103通过致冷剂回路进行联接，构成热泵式冷冻循环。在这一冷冻循环中设有：把上述膨胀机构和上述室外热交换器103之间的管路和上述压缩机101的吸入侧相联接、带有致冷剂加热器104的致冷剂加热回路；和把上述冷冻循环中的压缩机101的排出侧联接到和上述室外热交换器103和上述四通阀102之间的除霜回路。在上述冷冻循环进行热泵操作、对上述室外热交换器103进行除霜之际，由上述致冷剂加热器104加热后的致冷剂在流过上述压缩机101的之后发生分流，一路流入上述室内热交换器110，另一路从上述除霜回路流入室外热交换器103。这些分流的致冷剂在上述致冷剂加热回路的入口处又汇合，然后由上述致冷剂加热器104再次进行加热。

上述发明中解决问题的方法是，在使热泵操作从而对室外机进行除霜操作之际，一边继续进行制热操作，一边进行除霜操作(其中的一例可参考日本专利公报特开平11-182994号公报、图6)。

但是，这样的冷冻循环方式中会产生下面的问题。

在这一冷冻循环的构成中，当进行除霜操作之际，由于双向阀109a开放，压缩机101排出的致冷剂将在室外热交换器103和四通阀102之间流动。为了使用来进行除霜的致冷剂热气不致于流入压缩机吸入侧中，需要设置双向阀106。

另外，由于双向阀106被联接在压缩机101的吸入侧，为了降低制冷及制热操作时的压力损失，需要使用口径很大的双向阀。这样，双向阀的成本就变得非常高。

另外，在从热泵操作方式切换成使双向阀108开放的对致冷剂进行加热、从而进行除霜操作方式时，由于室外热交换器103的致冷剂的流动方向要反转，在进行除霜操作之前需要将阀门107的一端封闭，故在室外热交换器103的入口处需要设置双向阀107。

这样一来，在这一冷冻循环中就需要4个双向阀，造成结构复杂，成本升高。

另外，由于进行除霜后的致冷剂和在室内热交换器110放热后的致冷剂会发生汇合，汇合处的致冷剂压力比进行除霜后的致冷剂压力要高，故致冷剂流会流入室外热交换器中，或者与此方向相反，会流向室内热交换器一侧。因此，有的时候并不能实现一边制热一边进行除霜操作。

另外，由于进行除霜后的致冷剂和在室内热交换器110放完热后的致冷剂会发生汇合，因此，致冷剂中容易发生杂音。为了解决上述的压力平衡和致冷剂杂音问题，在某些情况下需要设置致冷剂汇合器。

此外，在上述的致冷剂汇合处，致冷剂循环量将增多，压力损失也将增加。作为其解决办法，需要加大配管的管径，但这样将产生加热器的构造变大的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供这样一种空调器，这种空调器中的冷冻循环由简单的旁通回路构成，可以一边继续进行制热操作，一边进行不会产生致冷剂杂音和压力平衡问题的稳定的除霜操作。

为了实现上述目的，本发明的空调器中包括：将压缩机、四通阀、室内热交换器、减压器、室外热交换器通过致冷剂回路加以联接而成的热泵式冷冻循环；将与这一冷冻循环相联接的上述室内热交换器和上述减压器之间的管道和上述压缩机的吸入侧加以联接的第1旁通回路，上述第1旁通回路上设有双向阀以及致冷剂加热器。此外，还设有将与上述冷冻循环进行联接的上述四通阀和上述室内热交换器之间的管道、和上述减压器和上述室外热交换器之间的管道加以联接/或者将与上述冷冻循环进行联接的上述压缩机和上述四通阀之间的管道、和上述减压器和上述室外热交换器之间的管道加以联接的第2旁通回路，上述第2旁通回路上设有双向阀。在对上述室外热交换器进行除霜之际，进行使上述第1旁通回路上的双向阀开放、使经致冷剂加热器加热后的致冷剂流入上述压缩机的吸入侧的第1旁通操作；和使上述第2旁通回路上的双向阀开放、使致冷剂通过上述室外热交换器的第2旁通操作。

本发明实现的效果为：可以一边继续进行制热操作，一边进行除霜操作。

本发明的第1方案的空调器中包括：将压缩机、四通阀、室内热交换器、减压器、室外热交换器通过致冷剂回路加以联接而成的热泵式冷冻循环；将与这一冷冻循环相联接的上述室内热交换器和上述减压器之间的管道和上述压缩机的吸入侧加以联接的第1旁通回路，上述第1旁通回路上设有双向阀以及致冷剂加热器。此外，还设有将与上述冷冻循环进行联接的上述四通阀和上述室内热交换器之间的管道、和上述减压器和上述室外热交换器之间的管道加以联接/或者将与上述冷冻循环进行联接的上述压缩机和上述四通阀之间的管道、和上述减压器和上述室外热交换器之间的管道加以联接的第2旁通回路，上述第2旁通回路上设有双向阀。在对上述室外热交换器进行除霜之际，进行使上述第1旁通回路上的双向阀开放、使经致冷剂加热器加热后的致冷剂流入上述压缩机的吸入侧的第1旁通操作；和使上述第2旁通回路上的双向阀开放、使致冷剂通过上述室外热交换器的第2旁通操作。这样，可以一边进行制热操作，一边实施除霜操作。

另外，由于是一边继续执行制热操作、一边进行除霜操作，因此在四通阀切换时致冷剂不会发出音响。

另外，由于除霜时四通阀不发生切换，故压力变动小，压缩机油的变动也小，从而可以提高压缩机的操作可靠性。

另外，即使联接配管很长，但由于除霜循环在室外进行，因此不会因配管很长在除霜操作过程中引起压缩机的油位下降，故在配管很长的产品中也能使压缩机实现高可靠性的操作。

另外，由于是只利用一部分致冷剂来进行除霜，故致冷剂加热部中不会流入过多的致冷剂，因此可以减小致冷剂加热器的体积。

第2方案具体为，第1方案的减压器为电磁膨胀阀，第1旁通回路和第2旁通回路各自的一端在冷冻循环中的联接位置位于上述膨胀阀的前后，在除霜操作时进行闭阀或者近似封闭的节流操作。通过形成这样的构成，通常的热泵冷冻循环中用来实现制冷及制热操作的电磁膨胀阀就可以用来进行除霜，实现把致冷剂加热时产生的用于制热的致冷剂流和用于除霜的致冷剂流加以分断的功能，用2个双向阀就能构成制热和除霜回路，从而可以简化室外配管的构造，降低制造成本。

第3方案具体为，第1方案中的减压器为双向阀，第1旁通回路和第2旁通回路各自的一端在冷冻循环中的联接位置位于上述双向阀的前后，在除霜操作时使上述双向阀进行闭阀操作。通过形成这样的构造，即便是双向阀也可以作为减压器来使用，可以一边继续进行制热操作，一边进行除霜操作，从而可进一步降低造价。

第4方案具体为，第1～3的任一项方案中的第2旁通回路上连接有减压器或者电磁膨胀阀，可以对致冷剂的流量进行调整。通过进行这样的构成，还可以根据积霜量来调整除霜热量。

第5方案具体为，第1～4的任一项方案中的在上述致冷剂加热器和室内热交换器之间设有减压器，使上述致冷剂加热器起到蒸发器的作用。通过形成这样的构成，可以使致冷剂在通过减压器、进行减压后再由加热器进行加热，从而可以提高致冷剂的吸热效率，形成高效率的热泵冷冻循环。

第6方案具体为，在第1～5的任一项方案中，第1旁通回路与压缩机的吸入侧的联接位置和四通阀之间的管道、或者上述四通阀和室外热交换器之间的管道上设有止回阀，上述止回阀沿着致冷剂流向上述压缩机的吸入口的流动方向设置。通过形成这样的构成，可以防止致冷剂流入室外热交换器中，实现高效率的致冷剂加热/制热。

第7方案具体是，在第1～6的任一项方案中，第1旁通回路和压缩机的吸入侧的联接位置以上述压缩机的吸入管径的4倍以上进行联接。通过形成这样的构造，可以使致冷剂不会在压缩机的吸入侧发生很极端的状态变化，从而可以使压缩机实现稳定的操作，提高压缩机的操作可靠性。

第8方案具体为，在第1～7的任一项方案中，上述致冷剂加热器中包括：加热器件、供致冷剂流过得管道、以及用蓄热材料将上述加热器部分和致冷剂管道包裹而成的蓄热部分。通过形成这样的构成，可以使致冷剂加热器实现小型化，能够安装到现有的室外机机内空间中。因此，在与其它机种实现室外机共用、简化结构、降低造价方面可以产生很好的效果。

附图说明

图1为本发明实施例1中的空调器的构成图，

图2为本发明实施例2中的空调器的构成图，

图3为本发明实施例3中的空调器的构成图，

图4为本发明中的控制框图，

图5为本发明实施例1中的操作时序图，

图6为现有空调器的构成图。

上述附图中，1为压缩机，2为四通阀，3为室内热交换器，4为减压器，5为室外热交换器，6为第1旁通回路，7为致冷剂加热用双向阀，8为加热器，9为第2旁通回路，10为除霜用双向阀，11为除霜用减压器，12为致冷剂加热用减压器，13为加热器件，14为供致冷剂流过的管道，15为蓄热部，16为止回阀，17为室内风机，18为室内机，19为室外风机，20为室外机。

具体实施方式

下面参照附图来对本发明一些实施例进行详细说明。需要说明的是，这样的实施例并没有限定本发明的作用。

(实施例1)

图1为本发明中的空调器的构成图。在图1中，室外机20中设有：压缩机1、四通阀2、减压器4、室外热交换器5、第1旁通回路6、致冷剂加热用双向阀7、致冷剂加热器8、第2旁通回路9、除霜用双向阀10、第2旁通回路的双向阀11、第1旁通回路的双向阀12、致冷剂加热器件13、致冷剂通过管部14、蓄热部15、止回阀16和室外风机19。室内机18中设有室内热交换器3和室内风机17。这里的减压器4可以是电磁膨胀阀。

图4中示出了本发明实施例1的控制系统框图，图5为该控制系统操作时的工作时序图。图4中，由室外机侧的除霜开始判断装置50判断除霜操作是否应该开始。当判定除霜操作应该开始时，压缩机操作装置51、致冷剂加热用双向阀开闭装置52、除霜用双向阀开闭装置53、膨胀阀开度改变装置54、室外风机操作装置55、四通阀切换装置56、加热器操作/停止装置如图5中所示的那样工作，执行除霜操作。

当室内机18中的除霜开始信号接收装置58从室外机20接收到除霜开始信号时，根据除霜操作的判断结果由室内风机操作装置59对室内风机17进行控制。

如图5中所示，当判定除霜开始时，即从步骤1的由热泵进行的制热操作转入步骤2中的由致冷剂加热操作进行的制热操作中。此时，致冷剂加热用双向阀被通电，控制在打开方向上。

另外，加热器被通电，进行致冷剂加热操作。此时，膨胀阀进行关闭或者近似于关闭的操作。

另外，室外风机进入除霜过程中的停止状态。由于要继续进行制热操作，四通阀保持住制热回路的状态，在除霜过程中不发生切换。

另外，由于要继续进行制热，室内风机也不停止。

接下来，在步骤3，使除霜用双向阀通电，控制成打开方向以进行除霜。此外，压缩机也工作在除霜工作频率下。

接下来，在步骤4结束除霜操作，同时返回到除霜前的操作状态。

最后，在步骤5以后，恢复正常的热泵制热操作。

虽然实施例1中的压缩机的操作频率是可以发生变化的，但是，即使是使用固定速度的压缩机，也可以一边继续进行制热，一边进行除霜操作。

(实施例2)

接下来，通过图2来描述本发明的实施例2。

本实施例中与实施例1之间的不同点在于：使用没有减压功能、只进行致冷剂的开闭操作的双向阀4a来构成减压器4。在这样的场合下，也可以一边继续进行制热一边进行除霜。

双向阀4a的操作情况如下。在致冷剂加热用双向阀7被控制成开放的同时或者稍微晚一些时候，对双向阀4a进行闭阀控制。

(实施例3)

下面通过图3来描述实施例3。

本实施例中与实施例1的不同点在于：致冷剂加热用双向阀7和加热器8之间没有设置减压器，而是在室内热交换器3和减压器4之间设置了减压器12。

采用这样的设置后，可以使第1旁通回路6简化，从而可以减小机体体积，降低制造成本。

另外，压缩机1的吸入侧设置有气液分离器21。

因压缩机1的规格不同，有的压缩机1对于回液的承受程度较弱。在这样的场合下，需要设置这样的气液分离器21。

特别是，在除霜操作过程中回液较多，从而需要考虑回液对压缩机可靠性的影响。

另外，通过用电磁膨胀阀22来构成第2旁通回路9的减压器，可以根据积霜量来改变除霜循环量。

另外，在这样的热泵式冷冻循环中，因压缩机的规格不同，在某些场合下需要在压缩机的吸入侧联接上气液分离器。

此外，压缩机即便是采用容量可变方式的压缩机的话，也可以达到相同的效果，故这里只使用了“压缩机”这一名称。

电磁膨胀阀既可以采用开度可变的机构，也可以使用双向阀那样的并不完全封锁流量、而只是对部分截面进行节流的器件。

另外，相对于除霜用双向阀的联接位置而言，与第2旁通回路相联接的减压器或者电磁膨胀阀的位置既可以位于压缩机排出侧，也可以位于室外热交换器一侧，在哪边都是可以的。

如果可能的话，减压器、膨胀阀最好设置在靠近室外热交换器的位置上。这样，在制冷操作时可以减少存积在旁通回路中的液态致冷剂，使致冷剂量可以减少，润滑油的存积也将减少。

当设在致冷剂加热器和室内热交换器之间的减压器设置在致冷剂加热器一侧时，只是在除霜操作过程中才进行节流。

另外，在减压器设置在基本热泵回路中的室内热交换器一侧时，将成为对制冷/制热操作发生影响的减压器。如果这样的减压器选用带有除霜专用的节流结构的器件的话，将产生致冷剂加热器无需增加新的节流机构的优点。

致冷剂加热器中的加热部分只要是发热器件就可以，而不管其形状、加热方式如何。

综上所述，本发明中的空调器由于能够一边进行制热操作一边实施除霜操作，因此还可以作为在室外温度非常低的寒带地区的空调器来使用。

Claims (8)

1.一种空调器，其特征在于包括：

将压缩机、四通阀、室内热交换器、减压器、室外热交换器通过致冷剂回路加以联接而成的热泵式冷冻循环；

将与这一冷冻循环相联接的所述室内热交换器和所述减压器之间的管路与所述压缩机的吸入侧加以联接的第1旁通回路，所述第1旁通回路上设有双向阀以及致冷剂加热器；和

将与所述冷冻循环进行联接的所述四通阀和所述室内热交换器之间的管道、和所述减压器和所述室外热交换器之间的管道加以联接，或者将与所述冷冻循环进行联接的所述压缩机和所述四通阀之间的管道、和所述减压器和所述室外热交换器之间的管道加以联接的第2旁通回路，所述第2旁通回路上设有双向阀，

其中，在对所述室外热交换器进行除霜之际，进行使所述第1旁通回路上的双向阀开放、使经致冷剂加热器加热后的致冷剂流入所述压缩机的吸入侧的第1旁通操作；和使所述第2旁通回路上的双向阀开放、使致冷剂通过所述室外热交换器的第2旁通操作。

2.如权利要求1中所述的空调器，其特征在于：所述减压器为电磁膨胀阀，第1旁通回路和第2旁通回路的各自的一端在冷冻循环中的联接位置位于所述膨胀阀的前、后，在除霜操作时进行闭阀或者近似封闭的节流操作。

3.如权利要求1中所述的空调器，其特征在于：所述减压器为双向阀，第1旁通回路和第2旁通回路各自的一端在冷冻循环中的联接位置位于所述双向阀的前后，在除霜操作时使所述双向阀进行闭阀操作。

4.如权利要求1～3的任一项中所述的空调器，其特征在于：第2旁通回路上连接有减压器或者电磁膨胀阀，可以对致冷剂的流量进行调整。

5.如权利要求1～4的任一项中所述的空调器，其特征在于：在所述致冷剂加热器和室内热交换器之间设有减压器，使所述致冷剂加热器起到蒸发器的作用。

6.如权利要求1～5的任一项中所述的空调器，其特征在于：在第1旁通回路与压缩机的吸入侧的联接位置和四通阀之间、或者所述四通阀和室外热交换器之间设有止回阀，所述止回阀沿着致冷剂流向所述压缩机的吸入口的流动方向设置。

7.如权利要求1～6的任一项中所述的空调器，其特征在于：第1旁通回路和压缩机的吸入侧的联接位置以所述压缩机的吸入管径的4倍或4倍以上的管径进行联接。

8.如权利要求1～7的任一项中所述的空调器，其特征在于所述致冷剂加热器中包括：加热器件、供致冷剂流过的管道、以及用蓄热材料将所述加热器件和供致冷剂流过的管道包裹而成的蓄热部分。

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