DE112016006864B4

DE112016006864B4 - Klimaanlage

Info

Publication number: DE112016006864B4
Application number: DE112016006864.6T
Authority: DE
Inventors: Kazuya Watanabe; Shinichi Wakamoto; Naofumi Takenaka; Naomichi TAMURA; Tadashi ARIYAMA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-05-16
Filing date: 2016-05-16
Publication date: 2023-02-16
Anticipated expiration: 2036-05-17
Also published as: GB2563776B; JPWO2017199289A1; CN109154463A; WO2017199289A1; GB2563776A; US10808976B2; CN109154463B; GB2563776C; DE112016006864T5; JP6576552B2; GB201814961D0; US20190107314A1

Abstract

Klimaanlage, die Folgendes aufweist- einen Hauptkreislauf, der einen Kompressor (1), eine Mehrzahl von Innenraumwärmetauschern (11b, 11c), eine Mehrzahl von druckreduzierenden Vorrichtungen (12b, 12c) und einen Außenraumwärmetauscher (3) aufweist, die der Reihe nach durch Rohre verbunden sind, wobei der Außenraumwärmetauscher (3) eine Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2) aufweist;- ein erstes Entfrostungsrohr (39), das von dem Hauptkreislauf abzweigt, um dem einen von den parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2), der zu entfrosten ist, einen Anteil des von dem Kompressor (1) abgelassenen Kältemittels zuzuführen;- eine erste Expansionsvorrichtung (8), die an dem ersten Entfrostungsrohr (39) angeordnet ist;- ein zweites Entfrostungsrohr (40), das so konfiguriert ist, dass es das Kältemittel, das dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher durch das erste Entfrostungsrohr (39) zugeführt wird, zu dem Hauptkreislauf zurückführt;- eine erste Durchflussschaltvorrichtung (2), die so konfiguriert ist, dass sie eine Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) auf einer Endseite, die mit dem Kompressor (1) verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem ersten Entfrostungsrohr (39) und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf umschaltet;- eine zweite Durchflussschaltvorrichtung (2), die so konfiguriert ist, dass sie eine Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) auf einer entgegengesetzten Endseite der Endseite, die mit dem Kompressor (1) verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem zweiten Entfrostungsrohr (40) und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf umschaltet;- eine zweite Expansionsvorrichtung (10), die an dem zweiten Entfrostungsrohr (40) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie einen Druck des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher einstellt;- eine dritte Expansionsvorrichtung (19), die zwischen einem Verbindungspunkt zwischen einem Auslass des zweiten Entfrostungsrohrs (40) und dem Hauptkreislauf und dem einem oder den einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) angeordnet ist, der/die als Verdampfer fungiert/fungieren, wobei die dritte Expansionsvorrichtung (19) so konfiguriert ist, dass sie einen Druck des Kältemittels in dem einen oder den einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) einstellt, der/die als der/die Verdampfer fungiert/fungieren; und- eine Steuereinheit (90), die so konfiguriert ist, dass sie die erste Expansionsvorrichtung (8), die zweite Expansionsvorrichtung (10) und die dritte Expansionsvorrichtung (19) steuert, wobei die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, dass sie die zweite Expansionsvorrichtung (10) und die dritte Expansionsvorrichtung (19) in einem ersten Betrieb individuell steuert, in dem: ein Anteil des von dem Kompressor (1) abgelassenen Kältemittels durch das erste Entfrostungsrohr (39) und das zweite Entfrostungsrohr (40) geleitet wird, um durch den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) hindurch zu strömen; der eine oder die einigen der parallelen Wärmetauscher, bei dem/denen es sich um andere als den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher (11b, 11c) handelt, veranlasst wird/werden, als Verdampfer zu fungieren; und der eine oder die einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) veranlasst wird/werden, als Verdampfer zu fungieren, und der andere oder die anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) veranlasst wird/werden, als Kondensator zu fungieren, und außerdem die Steuereinheit (90) in dem ersten Betrieb die erste Expansionsvorrichtung (8) basierend auf einer Heizlast des anderen oder der anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) steuert, der/die als der/die Kondensator/en fungiert/fungieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage, die in der Lage ist, ein Entfrosten durchzuführen, während ein Heizbetrieb fortgesetzt wird.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde vom Gesichtspunkt des Schutzes der globalen Umwelt her eine größere Anzahl von Heizvorrichtungen auf der Basis von Heizkesseln, die ein Heizen durch Verbrennen fossiler Brennstoffe durchführen, durch Klimaanlagen auf der Basis einer Wärmepumpe ersetzt, die Luft als Wärmequelle nutzen, auch in kalten klimatischen Gebieten. Die Klimaanlagen auf der Basis einer Wärmepumpe führen einem Kompressor eine elektrische Eingabe zu und nehmen Wärme aus der Luft auf und sind daher in der Lage, einen Heizvorgang mit einer hohen Effizienz durchzuführen. Wenn die Außentemperatur jedoch niedrig ist, bildet sich Frost an einem Außenraumwärmetauscher, der als ein Verdampfer dient, und daher ist es notwendig, ein Entfrosten durchzuführen, um den Frost an dem Außenraumwärmetauscher zu schmelzen.
Ein Entfrosten kann durchgeführt werden, indem der Strom eines Kältemittels in einem Kühlkreislauf in Bezug auf jenen im Heizbetrieb umgekehrt wird. Gemäß diesem Verfahren wird jedoch ein Heizen eines Innenraums während eines Entfrostens gestoppt. Im Ergebnis wird der Komfort beeinträchtigt. Daher wurden Verfahren für das Durchführen eines Heizvorgangs während eines Entfrostens vorgeschlagen. Ein Außenraumwärmetauscher besteht zum Beispiel aus einer Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern, und auch wenn einer oder mehrere der parallelen Wärmetauscher entfrostet werden, kann ein Heizvorgang durchgeführt werden, indem veranlasst wird, dass die anderen parallelen Wärmetauscher als Verdampfer fungieren, die Wärme aus der Luft aufnehmen (siehe zum Beispiel die Patentliteraturen 1 und 2).
Gemäß der in der Patentliteratur 1 beschriebenen Technik besteht ein Außenraumwärmetauscher in einer Klimaanlage vom Kühl-Heiz-Umschalttyp, die entweder ein Heizen oder ein Kühlen durchführen kann, aus einer Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern. Die parallelen Wärmetauscher werden abwechselnd veranlasst, einen Anteil eines Kältemittels mit hoher Temperatur aufzunehmen, das von einem Kompressor abgelassen wird, und werden abwechselnd entfrostet, so dass ein Heizvorgang kontinuierlich durchgeführt wird, ohne den Kühlkreislauf umzukehren.
Gemäß der in der Patentliteratur 2 beschriebenen Technik weist eine Klimaanlage, die gleichzeitig heizt und kühlt, Innenraumeinheiten auf, die jeweils in der Lage sind, entweder ein Heizen oder ein Kühlen durchzuführen. Gemäß der Patentliteratur 2 besteht ein Außenraumwärmetauscher aus einer Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern. So kann einer oder können mehrere der parallelen Wärmetauscher entfrostet werden, und gleichzeitig wird ein Heizvorgang kontinuierlich durchgeführt, ohne den Kühlkreislauf umzukehren.
Literaturliste
Patentliteraturen

Patentliteratur 1: Internationale Veröffentlichung WO 2014/083 867 A1
Patentliteratur 2: Internationale Veröffentlichung WO 2010/082 325 A1

Die Druckschrift EP 2 927 623 A1 betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung, welche einen Hauptkreislauf aufweist, der durch sequentielles Verbinden eines Kompressors, eines Innen-Wärmetauschers, einer ersten Durchfluss-Steuereinrichtung und einer Vielzahl von parallelen Wärmetauschern derart ausgebildet wird, dass ein Kältemittel zirkulieren kann. Die Klimatisierungsvorrichtung weist ferner ein erstes Abtaurohr auf, dass dazu ausgebildet ist, von einem Strömungspfad des Kältemittels von dem Kompressor abzuzweigen, es einem Teil des aus dem Kompressor abgeleiteten Kältemittels zu ermöglichen, durch dieses zu strömen, es einem beliebigen der Vielzahl von parallelen Wärmetauschern zu ermöglichen, als abzutauender parallele Wärmetauscher ausgewählt zu werden, und es dem Teil des Kältemittels zu ermöglichen, in den parallelen Wärmetauscher zu fließen, der als abzutauender paralleler Wärmetauscher ausgewählt worden ist.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Die in der Patentliteratur 1 beschriebene Klimaanlage ist nicht in der Lage, einen Kühlvorgang und einen Heizvorgang gleichzeitig durchzuführen. Daher kann die Klimaanlage, wenn eine Betriebsanforderung für ein Kühlen und jene für ein Heizen beide von einzelnen Innenräumen gestellt werden, auf die Betriebsanforderungen nicht reagieren, und im Ergebnis wird der Komfort in den Innenräumen beeinträchtigt.
Die in der Patentliteratur 2 beschriebene Klimaanlage ist in der Lage, gleichzeitig einen Kühlbetrieb und einen Heizbetrieb (einen gemischten Kühl- und Heizbetrieb) durchzuführen, wobei ein Kühlen und ein Heizen gleichzeitig ausgeführt werden, und ist daher zu einem Betrieb in Reaktion auf Betriebsanforderungen von einzelnen Innenräumen in der Lage. Der Druck des Kältemittels für ein Entfrosten wird jedoch entweder auf einen niedrigen Druck eingestellt, der äquivalent zu dem Druck des Kältemittels ist, das Wärme aus der Außenluft aufnimmt, oder wird auf einen hohen Druck eingestellt, der äquivalent zu dem Druck in einem Kondensator ist, und kann nicht auf irgendwelche anderen Drücke eingestellt werden. Wenn daher die Sättigungstemperatur des Kältemittels für ein Entfrosten niedriger als die Schmelztemperatur des Frosts ist, kann ein Entfrosten nicht mit einer latenten Wärme des Kältemittels durchgeführt werden und wird mit einer fühlbaren Wärme durchgeführt. Da die fühlbare Wärme geringer als die latente Wärme ist, ist es notwendig, die Durchflussmenge des Kältemittels zu erhöhen, das veranlasst wird, in die zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher hinein zu strömen, damit beim Entfrosten mit der fühlbaren Wärme das gleiche Leistungsvermögen für ein Schmelzen von Frost wie beim Entfrosten mit der latenten Wärme erzielt wird. Wenn die Durchflussmenge des Kältemittels, das veranlasst wird, in die zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher hinein zu strömen, erhöht wird, wird die Menge des Kältemittels unzureichend, das für einen Heizvorgang in die parallelen Wärmetauscher hineinströmt, und die Heizleistung wird reduziert. Wenn der Druck des Kältemittels für ein Entfrosten hoch ist, wird die Menge eines flüssigen Kältemittels in den zu entfrostenden Wärmetauschern erhöht. Daher ist die Menge des Kältemittels für einen Heizvorgang unzureichend, und die Heizleistung ist reduziert.
In einer solchen Weise wird die Heizleistung in dem Fall reduziert, in dem der Druck während eines Entfrostens nicht eingestellt werden kann, wie vorstehend beschrieben, und der Komfort in den Innenräumen wird beeinträchtigt.
Die Klimaanlage gemäß der Patentliteratur 2 ist in der Lage, ein Entfrosten durchzuführen, während der gleichzeitige Kühl- und Heizbetrieb durchgeführt wird. Der Druck des Kältemittels für einen Kühlvorgang kann jedoch nicht eingestellt werden. Daher kann die Innentemperatur nicht auf eine festgelegte Kühltemperatur reduziert werden, und der Komfort der Innenräume kann beeinträchtigt sein.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die vorstehenden Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Klimaanlage für ein gleichzeitiges Heizen und Kühlen anzugeben, die ein Entfrosten durchführen kann, ohne einen Heizvorgang bei einem Betrieb für ein gleichzeitiges Kühlen und Heizen zu stoppen, bei dem ein Kühlvorgang und ein Heizvorgang gleichzeitig ausgeführt werden, und die außerdem den Komfort von beiden Innenräumen verbessern kann, die gekühlt und geheizt werden.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Eine weitere Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe ist in dem nebengeordneten Patentanspruch 3 angegeben.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Steuerung einer Klimaanlage gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 12 sowie gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 13 gelöst.
Lösung für das Problem
Demgemäß weist eine Klimaanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung insbesondere Folgendes auf: einen Hauptkreislauf, der einen Kompressor, eine Mehrzahl von Innenraumwärmetauschern, eine Mehrzahl von druckreduzierenden Vorrichtungen sowie einen Außenraumwärmetauscher aufweist, die der Reihe nach durch Rohre verbunden sind, wobei der Außenraumwärmetauscher eine Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern aufweist; ein erstes Entfrostungsrohr, das von dem Hauptkreislauf abzweigt, um dem einen der Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern, der zu entfrosten ist, einen Anteil des Kältemittels zuzuführen, das von dem Kompressor abgelassen wird; eine erste Expansionsvorrichtung, die an dem ersten Entfrostungsrohr angeordnet ist, um das Kältemittel, das dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher durch das erste Entfrostungsrohr zugeführt wird, zu dem Hauptkreislauf zurückzuführen; eine erste Durchflussschaltvorrichtung, die eine Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher auf einer Endseite derselben, die mit dem Kompressor verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem ersten Entfrostungsrohr und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf umschaltet; eine zweite Durchflussschaltvorrichtung, die eine Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher auf einer zu der mit dem Kompressor verbundenen Endseite entgegengesetzten Endseite zwischen einer Verbindung mit dem zweiten Entfrostungsrohr und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf umschaltet; eine zweite Expansionsvorrichtung, die an dem zweiten Entfrostungsrohr angeordnet ist, um einen Druck des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher einzustellen; eine dritte Expansionsvorrichtung, die zwischen einem Verbindungspunkt zwischen einem Auslass des zweiten Entfrostungsrohrs und dem Hauptkreislauf und dem einen der Innenraumwärmetauscher angeordnet ist, der als ein Verdampfer fungiert, und die einen Druck des Kältemittels in dem einen der Innenraumwärmetauscher einstellt, der als der Verdampfer fungiert; sowie eine Steuereinheit, welche die erste Expansionsvorrichtung, die zweite Expansionsvorrichtung und die dritte Expansionsvorrichtung steuert. Die Steuereinheit steuert die zweite Expansionsvorrichtung und die dritte Expansionsvorrichtung individuell in einem ersten Betrieb, in dem: der Anteil des Kältemittels, das von dem Kompressor abgelassen wird, durch das erste Entfrostungsrohr und das zweite Entfrostungsrohr geleitet wird, um durch den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher hindurch zu strömen; der eine oder die einigen der parallelen Wärmetauscher, bei denen es sich um andere als den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher handelt, als Verdampfer fungiert/fungieren; und der eine oder die einigen der Innenraumwärmetauscher veranlasst werden, als Verdampfer zu fungieren, und ein anderer oder andere der Innenraumwärmetauscher veranlasst werden, als Kondensatoren zu fungieren.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Entfrosten durchgeführt werden, ohne einen Heizvorgang in einem Betrieb für ein gleichzeitiges Kühlen und Heizen zu stoppen, in dem ein Kühlvorgang und ein Heizvorgang gleichzeitig ausgeführt werden. Darüber hinaus kann der Komfort in beiden Innenräumen verbessert werden, die gekühlt und geheizt werden, da eine zweite Expansionsvorrichtung und eine dritte Expansionsvorrichtung individuell gesteuert werden.
Figurenliste
In den Figuren sind:

1 ein Kühlkreislauf-Diagramm, das die Konfiguration eines Kühlkreislaufs einer Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein exemplarischer Aufbau eines Außenraumwärmetauschers 3, der in der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 enthalten ist;
3 eine Tabelle, welche die Zustände der Öffnungs-/Schließ-Vorrichtungen, der Durchflussregelvorrichtungen und der Expansionsvorrichtungen, die in einer Außenraumeinheit A enthalten sind, wie in 1 dargestellt, in jedem der Betriebsmodi darstellt;
4 eine Tabelle, welche die Zustände der Durchflussregelvorrichtungen darstellt, die in Innenraumeinheiten B und C enthalten sind, wie in 1 dargestellt;
5 eine Tabelle, welche die Zustände von Öffnungs-/Schließ-Vorrichtungen und von Durchflussregelvorrichtungen, die in einer in 1 dargestellten Relaisvorrichtung D enthalten sind, in jedem Betriebsmodus darstellt;
6 der Strom eines Kältemittels in einem Nur-Kühlbetrieb der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1;
7 ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem Nur-Kühlbetrieb;
8 der Strom des Kältemittels in einem Haupt-Kühlbetrieb der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1;
9 ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem Haupt-Kühlbetrieb;
10 der Strom des Kältemittels in einem normalen Nur-Heizbetrieb der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1;
11 ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem normalen Nur-Heizbetrieb;
12 der Strom des Kältemittels in einem normalen Haupt-Heizbetrieb der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1;
13 ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem normalen Haupt-Heizbetrieb;
14 der Strom des Kältemittels in einem Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb für ein Entfrosten eines parallelen Wärmetauschers 3-2 der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1;
15 ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb;
16 der Strom des Kältemittels in einem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb für ein Entfrosten des parallelen Wärmetauschers 3-2 der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1;
17 ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb;
18 eine Beziehung zwischen dem Druck des Kältemittels für die Durchführung einer Entfrostung in dem parallelen Wärmetauscher 3-2, dem Druck des Kältemittels für die Durchführung einer Kühlung in einem Innenraumwärmetauscher 11b, der als ein Verdampfer fungiert, und dem Druck des Kältemittels für die Aufnahme von Wärme aus der Außenluft in einem parallelen Wärmetauscher 3-1 in der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1;
19 ein Kühlkreislauf-Diagramm, das die Konfiguration eines Kühlkreislaufs einer Klimaanlage 101 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt;
20 ein Kühlkreislauf-Diagramm, das die Konfiguration eines Kühlkreislaufs einer Klimaanlage 102 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Die Ausführungsformen 1 bis 3 der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen und der Beschreibung handelt es sich bei Elementen, die mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, um die gleichen oder ähnliche Elemente.
Die Konfigurationen der in der Beschreibung beschriebenen Elemente sind nur Beispiele und stellen keinerlei Beschränkung dar.
Ausführungsform 1
1 ist ein Kühlkreislauf-Diagramm, das die Konfiguration eines Kühlkreislaufs einer Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
Die Klimaanlage 100 weist eine Außenraumeinheit (eine Wärmequellen-Vorrichtung, eine Vorrichtung auf der Seite der Wärmequelle) A, eine Mehrzahl von Innenraumeinheiten (Vorrichtungen auf der Lastseite) B und C, die parallel miteinander geschaltet sind, sowie eine Relaisvorrichtung D auf. Die Außenraumeinheit A und die Relaisvorrichtung D sind durch ein erstes Verlängerungsrohr 31 und ein zweites Verlängerungsrohr 32 miteinander verbunden, und bei dem ersten Verlängerungsrohr 31 handelt es sich um ein Hochdruckrohr, und bei dem zweiten Verlängerungsrohr 32 handelt es sich um ein Niederdruckrohr. Die Relaisvorrichtung D ist durch dritte Verlängerungsrohre 33b und 33c und vierte Verlängerungsrohre 34b und 34c mit den Innenraumeinheiten B und C verbunden.
Die Klimaanlage 100 weist ferner eine Steuereinheit 90 auf. Die Steuereinheit 90 steuert zum Beispiel ein Umschalten zwischen einem Kühlvorgang und einem Heizvorgang in Bezug auf den Betrieb von jeder der Innenraumeinheiten B und C, ein Ändern einer eingestellten Temperatur sowie den Betrieb von Öffnungs- und Schließ-Vorrichtungen, von Durchflussregelvorrichtungen, von Expansionsvorrichtungen etc., die nachstehend beschrieben werden. Die Steuereinheit 90 weist eine Funktion auf, durch die ein Umschalten zwischen Betriebsmodi durchgeführt wird, indem zum Beispiel die Öffnungs- und Schließ-Vorrichtungen, die Durchflussregelvorrichtungen sowie die Expansionsvorrichtungen gesteuert werden. Die Steuereinheit 90 kann aus einer Hardware-Komponente hergestellt sein, wie beispielsweise einer Schaltungseinheit, welche die Funktion der Steuereinheit 90 erfüllen kann. Alternativ kann die Steuereinheit 90 auch aus einer arithmetischen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Mikrocomputer oder einer CPU, und Software bestehen, die durch die arithmetische Vorrichtung auszuführen ist. Die Betriebsmodi der Klimaanlage 100 weisen einen Kühl-Modus, in dem ein Kühlbetrieb durchgeführt wird, und einen Heiz-Modus auf, in dem ein Heizbetrieb durchgeführt wird. Der Kühlbetrieb weist einen Nur-Kühlbetrieb und einen Haupt-Kühlbetrieb auf, und der Heizbetrieb weist einen Nur-Heizbetrieb und einen Haupt-Heizbetrieb auf. Diese Betriebsmodi werden nachstehend im Detail beschrieben.
Als das Kältemittel wird ein Fluorkohlenstoff-Kältemittel oder ein HFO-Kältemittel verwendet. Als das Fluorkohlenstoff-Kältemittel gibt es zum Beispiel das Kältemittel R32, R125 und R134a, bei denen es sich um Kältemittel auf der Basis von HFC handelt, sowie Gemische dieser Kältemittel, wie beispielsweise R410A, R407c und R404A. Als das HFO-Kältemittel gibt es zum Beispiel HFO-1234yf, HFO-1234ze(E) sowie HFO-1234ze(Z). Als weitere Beispiele für das Kältemittel gibt es ein CO₂-Kältemittel, ein HC-Kältemittel (z.B. ein Propan- oder Isobutan-Kältemittel), ein Ammoniak-Kältemittel sowie Gemische der vorstehend erwähnten Kältemittel, wie beispielsweise ein Gemisch aus R32 und HFO-1234yf, die bei Dampfkompressions-Wärmepumpen verwendet werden.
Ausführungsform 1 wird beschrieben, indem als Beispiel Bezug auf den Fall genommen wird, bei dem zwei Innenraumeinheiten B und C mit einer einzelnen Außenraumeinheit A verbunden sind. Die Anzahl von Innenraumeinheiten kann jedoch gleich drei oder größer sein, und es können zwei oder mehr Außenraumeinheiten parallel geschaltet sein.
Es wird die Konfiguration des Kühlkreislaufs der Klimaanlage 100 beschrieben.
Die Klimaanlage 100 weist einen Hauptkreislauf auf, in dem ein Kompressor 1, Innenraumwärmetauscher 11b und 11c, Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c, bei denen es sich um druckreduzierende Vorrichtungen handelt, sowie ein Außenraumwärmetauscher 3, der parallele Wärmetauscher 3-1 und 3-2 aufweist, der Reihe nach durch Rohre verbunden sind.
Außenraumeinheit A
Die Außenraumeinheit A weist den Kompressor 1, eine Durchflussschaltvorrichtung 2, den Außenraumwärmetauscher 3, einen Akkumulator 4 sowie rückflussverhindernde Vorrichtungen 5-1, 5-2, 5-3 und 5-4 auf. Diese Komponenten sind durch Rohre miteinander verbunden, um einen Kreislauf zu bilden, der einem Teil des Hauptkreislaufs entspricht. Der Akkumulator 4 ist nicht zwangsläufig unerlässlich und kann weggelassen werden.
Die Durchflussschaltvorrichtung 2 ist zwischen ein Ablassrohr 35 und ein Ansaugrohr 36 des Kompressors 1 geschaltet. Als die Durchflussschaltvorrichtung 2 wird zum Beispiel ein Vier-Wege-Ventil verwendet, das die Strömungsrichtung des Kältemittels ändert. Die Richtung der vorstehenden Verbindung ist entweder eine Richtung, die in 1 mittels durchgezogener Linien gekennzeichnet ist, oder ist eine Richtung, die in dieser mittels durchbrochener Linien gekennzeichnet ist.
Als jede der rückflussverhindernden Vorrichtungen 5-1, 5-2, 5-3 und 5-4 wird zum Beispiel ein Rückschlagventil verwendet, das die Strömungsrichtung des Kältemittels in eine Richtung beschränkt. Die rückflussverhindernde Vorrichtung 5-2 beschränkt zum Beispiel die Strömungsrichtung des Kältemittels auf eine Richtung von dem zweiten Verlängerungsrohr 32 zu der Durchflussschaltvorrichtung 2 hin und lässt nicht zu, dass das Kältemittel in der entgegengesetzten Richtung der vorstehenden Richtung strömt. Jede von den rückflussverhindernden Vorrichtungen 5-1, 5-2, 5-3 und 5-4 kann irgendeine Vorrichtung sein, solange sie die Strömungsrichtung des Kältemittels auf eine einzige Richtung beschränken kann. Als jede rückflussverhindernde Vorrichtung kann zum Beispiel eine Öffnungs- und Schließvorrichtung oder eine Expansionsvorrichtung verwendet werden, die eine Funktion des vollständigen Schließens aufweist.
2 stellt ein Beispiel für die Konfiguration des Außenraumwärmetauschers 3 dar, der in der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 enthalten ist.
Wie in 2 dargestellt, wird als der Außenraumwärmetauscher 3 zum Beispiel ein Wärmetauscher mit Rippen und Rohren verwendet, der eine Mehrzahl von Wärmeübertragungsrohren 3a und eine Mehrzahl von Rippen 3b aufweist. Der Außenraumwärmetauscher 3 ist in eine Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern unterteilt. Bei dem in der Figur dargestellten Beispiel ist der Außenraumwärmetauscher 3 in zwei parallele Wärmetauscher 3-1 und 3-2 unterteilt. Die Anzahl von parallelen Wärmetauschern, die in dem Außenraumwärmetauscher 3 enthalten sind, ist nicht auf zwei beschränkt und kann beliebig festgelegt werden.
Die Wärmeübertragungsrohre 3a ermöglichen, dass das Kältemittel durch diese hindurch strömt, und sind in einer Spaltenrichtung angeordnet, die senkrecht zu der Strömungsrichtung der Luft ist, und sind außerdem in einer Reihenrichtung angeordnet, bei der es sich um die Strömungsrichtung der Luft handelt.
Die Rippen 3b sind mit dazwischen angeordneten Zwischenräumen angeordnet, um zu ermöglichen, dass Luft in der Strömungsrichtung der Luft strömt.
In dem Gehäuse der Außenraumeinheit A ist der Außenraumwärmetauscher 3 in die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 unterteilt. In diesem Fall kann der Außenraumwärmetauscher 3 in die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 auf der linken und der rechten Seite von 2 unterteilt sein, oder er kann in die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 auf der oberen und der unteren Seite von 2 unterteilt sein, wie in 2 dargestellt. In dem Fall, in dem der Außenraumwärmetauscher 3 in die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 auf der linken und der rechten Seite unterteilt ist, sind die Kältemitteleinlässe der parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 auf der linken und der rechten Endseite der Außenraumeinheit A angeordnet, und daher ist die Verbindung der Rohre komplex; Wasser, das während eines Entfrostens erzeugt wird, haftet jedoch nicht an anderen Wärmetauschern. Im Gegensatz dazu ist die Verbindung der Rohre in dem Fall einfacher, in dem der Außenraumwärmetauscher 3 in die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 auf der oberen und der unteren Seite unterteilt ist.
Es ist anzumerken, dass die Rippen 3b des parallelen Wärmetauschers 3-1 zusammenhängend mit den Rippen 3b des parallelen Wärmetauschers 3-2 ausgebildet sein können, wie in 2 dargestellt. Alternativ können die Rippen 3b des parallelen Wärmtauschers 3-1 separat von den Rippen 3b des parallelen Wärmetauschers 3-2 ausgebildet sein. Die Rippen 3b der parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 können so gebildet sein, dass sie einen Mechanismus zur Reduzierung eines Wärmeverlusts aufweisen. Alternativ kann ein Wärmeübertragungsrohr zwischen den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 angeordnet sein, damit ein Kältemittel mit hoher Temperatur strömen kann. Der Mechanismus zur Reduzierung eines Wärmeverlusts, der in den Rippen 3b enthalten ist, entspricht zum Beispiel Schnitten oder Schlitzen. Indem die Rippen 3b der vorstehenden zwei parallelen Wärmetauscher derart gebildet werden, dass die Rippen 3b von dem einen der parallelen Wärmetauscher separat von den Rippen 3b des anderen parallelen Wärmetauscher sind, oder indem der Mechanismus zur Reduzierung eines Wärmeverlusts oder das Wärmeübertragungsrohr für ein Strömen des Kältemittels mit hoher Temperatur angeordnet werden, ist es auf eine solche Weise möglich, einen Wärmeverlust von einem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher zu einem parallelen Wärmetauscher zu reduzieren, der als ein Verdampfer fungiert. Wenn ein Wärmeverlust auftritt, wird es schwierig, die Grenze zwischen dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher und dem als ein Verdampfer fungierenden Wärmetauscher zu entfrosten. Indem ein Wärmeverlust reduziert wird, tritt eine solche Schwierigkeit beim Entfrosten jedoch nicht auf.
Durch einen Außenraumventilator 3f wird Innenraumluft in Richtung zu den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 gesendet.
In Bezug auf den Außenraumventilator 3f können die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 jeweilige Außenraumventilatoren 3f aufweisen oder lediglich einen einzigen Ventilator 3f aufweisen, wie in 1 dargestellt.
Erste Verbindungsrohre 37-1- und 37-2 sind mit Seiten der parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 verbunden, die mit dem Kompressor 1 verbunden sind. Die ersten Verbindungsrohre 37-1 und 37-2 sind parallel mit einem Rohr 20-1 verbunden, das sich von einem Verbindungsanschluss der Durchflussschaltvorrichtung 2 aus erstreckt, die mit dem Außenraumwärmetauscher 3 verbunden ist, und sind mit jeweiligen ersten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 6-1 und 6-2 angeordnet.
Zweite Verbindungsrohre 38-1 und 38-2 sind mit Seiten der parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 verbunden, die sich entgegengesetzt zu deren Seiten befinden, die mit dem Kompressor 1 verbunden sind. Die zweiten Verbindungsrohre 38-1 und 38-2 sind parallel mit einem Rohr 20-2 verbunden, das sich von dem ersten Verlängerungsrohr 31 in Richtung zu der Außenraumeinheit A erstreckt, und sind mit jeweiligen Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 angeordnet.
Die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 sind in der Lage, die Öffnungsgrade in Reaktion auf einen Befehl von der Steuereinheit 90 zu ändern. Als die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 werden zum Beispiel elektronisch gesteuerte Expansionsventile verwendet.
Die Außenraumeinheit A weist ferner ein erstes Entfrostungsrohr 39 und ein zweites Entfrostungsrohr 40 auf, durch die das Kältemittel hindurch strömt, wenn ein Entfrosten durchgeführt wird. Das eine der Enden des ersten Entfrostungsrohrs 39 ist mit dem Ablassrohr 35 verbunden, und das andere ist in Rohre verzweigt, die mit den jeweiligen ersten Verbindungsrohren 37-1 und 37-2 verbunden sind. Das erste Entfrostungsrohr 39 bewirkt, dass ein Teil des Kältemittels mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Kompressor 1 abgelassen wird, aus dem Hauptkreislauf herausströmt und in einen Entfrostungs-Wärmetauscher eintritt, der einem von den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 entspricht, der zu entfrosten ist. Das eine der Enden des zweiten Entfrostungsrohrs 40 ist mit dem zweiten Verbindungsrohr 38-2 zwischen dem parallelen Wärmetauscher 3-1 und der Durchflussregelvorrichtung 7-1 verbunden, und das andere ist mit dem zweiten Verbindungsrohr 38-2 zwischen dem parallelen Wärmetauscher 3-2 und der Durchflussregelvorrichtung 7-2 verbunden. Das zweite Entfrostungsrohr 40 führt das Kältemittel, das aus dem Entfrostungs-Wärmetauscher herausströmt, zu dem Hauptkreislauf zurück.
Das erste Entfrostungsrohr 39 ist mit einer ersten Expansionsvorrichtung 8 versehen, die den Druck eines Anteils des Kältemittels mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Kompressor 1 abgelassen wird, auf einen mittleren Druck reduziert. Es ist anzumerken, dass es sich bei dem mittleren Druck um einen Druck handelt, der niedriger als ein Druck einer Hochdruckseite des Kühlkreislaufs ist und höher als ein Druck einer Niederdruckseite desselben ist (zum Beispiel ein interner Druck eines Verdampfers). Der Druck der Hochdruckseite ist zum Beispiel der interne Druck eines Kondensators. Der Druck der Niederdruckseite ist zum Beispiel der interne Druck eines Verdampfers, der Wärme aus der Außenluft aufnimmt. Ein Kältemittel mit internem Druck, das den mittleren Druck aufweist, auf den der Druck des Anteils des Kältemittels mit hoher Temperatur und hohem Druck durch die erste Expansionsvorrichtung 8 reduziert wurde, strömt durch die ersten Verbindungsrohre 37-1 und 37-2 hindurch und strömt in die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 hinein. So werden die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 unter Verwendung des Kältemittels mit mittlerem Druck entfrostet.
Die Rohre, in die sich das erste Entfrostungsrohr 39 verzweigt, sind mit zweiten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 9-1 und 9-2 versehen. Die zweiten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 9-1 und 9-2 steuern das Kältemittel mit mittlerem Druck so, dass es in eines von den ersten Verbindungsrohren 37-1 und 37-2 hineinströmt. Die zweiten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 9-1 und 9-2 und die ersten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 6-1 und 6-2 bilden eine „erste Durchflussschaltvorrichtung“ der vorliegenden Erfindung.
Das zweite Entfrostungsrohr 40 ist mit einer zweiten Expansionsvorrichtung 10 versehen, die den Druck des Kältemittels, das aus dem einen der parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 herausströmt, der entfrostet wird, auf einen niedrigen Druck reduziert.
Die ersten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 6-1 und 6-2 und die zweiten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 9-1 und 9-2 können irgendwelche Vorrichtungen sein, solange sie Strömungsdurchlässe öffnen und schließen können, und sie sind zum Beispiel aus Magnetventilen, Vier-Wege-Ventilen, Drei-Wege-Ventilen oder Zwei-Wege-Ventilen gebildet. Die zweite Expansionsvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die in der Lage ist, den Öffnungsgrad in Reaktion auf eine Anweisung von der Steuereinheit 90 zu ändern, und wird zum Beispiel aus einem elektronisch gesteuerten Expansionsventil gebildet.
Wenn ein erforderliches Entfrostungs-Leistungsvermögen, das heißt, die Durchflussmenge des Kältemittels, die für ein Entfrosten erforderlich ist, vorgegeben ist, kann die erste Expansionsvorrichtung 8 aus Kapillarrohren gebildet werden. Alternativ kann die erste Expansionsvorrichtung 8 weggelassen werden, und die zweiten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 9-1 und 9-2 können kompakter gestaltet werden, damit der Druck von dem hohen Druck auf den mittleren Druck reduziert wird, indem veranlasst wird, dass das Kältemittel mit einer vorab festgelegten Entfrostungs-Durchflussmenge strömt. Alternativ kann die erste Expansionsvorrichtung 8 weggelassen werden, und es können Durchflussregelvorrichtungen anstelle der zweiten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 9-1 und 9-2 angeordnet werden.
Ein Kältemitteldrucksensor 91, der den Druck des Kältemittels in einem Innenraumwärmetauscher detektiert, der als ein Verdampfer fungiert, ist zwischen der rückflussverhindernden Vorrichtung 5-4 und den Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 angeordnet. Der Kältemitteldrucksensor 91 kann an irgendeiner Position angeordnet sein, solange er den Druck des Kältemittels in dem einen der Innenraumwärmetauscher 11b und 11c detektieren kann, der als ein Verdampfer fungiert. Der Kältemitteldrucksensor 91 kann zum Beispiel an irgendeiner Position in der Außenraumeinheit A, den Innenraumeinheiten B und C oder der Relaisvorrichtung D angeordnet sein, solange er sich zwischen den Innenraumwärmetauschern 11b und 11c und den Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 befindet.
Der Kältemitteldrucksensor 91 wird dazu verwendet, den Druck des Kältemittels zu detektieren, das sich in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet. Daher kann ein Temperatursensor verwendet werden, der in der Lage ist, die Temperatur des Kältemittels zu detektieren, und die detektierte Temperatur kann unter der Annahme, dass die detektierte Temperatur die Sättigungstemperatur ist, in den Druck des Kältemittels umgewandelt werden. In dem Fall, in dem ein Temperatursensor verwendet wird, der die Temperatur des Kältemittels detektiert, kann die Temperatur des Kältemittels direkt detektiert werden, wobei der Temperatursensor in Kontakt mit dem Kältemittel gebracht wird, oder kann indirekt detektiert werden, indem die Temperatur der externen Oberfläche zum Beispiel eines Rohrs oder eines Wärmetauschers detektiert wird. Alternativ kann ein Temperatursensor, der in der Lage ist, die Lufttemperatur zu detektieren, an einer Innenraumeinheit angebracht sein, die einen Innenraumwärmetauscher aufweist, der als ein Verdampfer fungiert, und die Lufttemperatur am Auslass des Innenraumwärmetauschers, der als ein Verdampfer fungiert, kann unter Verwendung des Temperatursensors detektiert und in den Druck des Kältemittels umgewandelt werden.
Es ist anzumerken, dass die erste Expansionsvorrichtung 8 bei Ausführungsform 1 einer „ersten Expansionsvorrichtung“ gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht, und dass die zweite Expansionsvorrichtung 10 einer „zweiten Expansionseinheit“ gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht. Die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 entsprechen einer „dritten Expansionsvorrichtung“ und einer „zweiten Durchflussschaltvorrichtung“ gemäß der vorliegenden Erfindung und weisen eine Kombination der Funktionen dieser zwei Vorrichtungen auf. Das erste Entfrostungsrohr 39 entspricht einem „ersten Entfrostungsrohr“ gemäß der vorliegenden Erfindung, und das zweite Entfrostungsrohr 40 entspricht „einem zweiten Entfrostungsrohr“ gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Kältemitteldrucksensor 91 entspricht einer „Druckdetektionseinheit“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Innenraumeinheit B und Innenraumeinheit C
Die Innenraumeinheit B und die Innenraumeinheit C weisen zum Beispiel die gleiche Konfiguration auf. Die Innenraumeinheit B weist den Innenraumwärmetauscher 11b und die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b auf. Die Innenraumeinheit C weist den Innenraumwärmetauscher 11c und die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12c auf. Vorrichtungen, die in der Innenraumeinheit B enthalten sind, und Vorrichtungen, die in der Innenraumeinheit C enthalten sind, sind durch Rohre verbunden, um einen Kreislauf zu bilden, der einem Teil des Hauptkreislaufs entspricht. Die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b und die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12c entsprechen einer „druckreduzierenden Vorrichtung“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei den Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c handelt es sich um Vorrichtungen, die in der Lage sind, die Öffnungsgrade derselben zu ändern, und sie sind zum Beispiel aus elektronisch gesteuerten Expansionsventilen gebildet. Die Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c befinden sich in der Richtung, in der das Kältemittel in dem Nur-Kühlbetrieb strömt, stromaufwärts der Innenraumwärmetauscher 11b und 11c.
Relaisvorrichtung D
Die Relaisvorrichtung D weist Folgendes auf eine Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13, erste Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 14b und 14c, zweite Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 15b und 15c, eine erste Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 sowie eine zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17. Diese Vorrichtungen sind durch Rohre verbunden, um einen Kreislauf zu bilden, der einem Teil des Hauptkreislaufs entspricht.
Die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 trennt das Kältemittel, das aus dem ersten Verlängerungsrohr 31 herausströmt, in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel. Ein Gasphasen-Bereich der Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13, aus dem das gasförmige Kältemittel abgelassen wird, ist durch die ersten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 14b und 14c mit den dritten Verlängerungsrohren 33b und 33c verbunden. Ein Flüssigphasen-Bereich der Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13, aus dem das flüssige Kältemittel abgelassen wird, ist durch die erste Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 mit der zweiten Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 und den vierten Verlängerungsrohren 34b und 34c verbunden.
Die zweite Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtung 15b ist zwischen das zweite Verlängerungsrohr 32 und das dritte Verlängerungsrohr 33b geschaltet, und die zweite Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtung 15c ist zwischen das zweite Verlängerungsrohr 32 und das dritte Verlängerungsrohr 33c geschaltet.
Die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 ist an einem Rohr angeordnet, das von dem Durchlass zwischen der ersten Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 und den vierten Verlängerungsrohren 34b und 34c abzweigt und das mit dem Durchlass zwischen dem zweiten Verlängerungsrohr 32 und den zweiten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 15b und 15c verbunden ist.
Die ersten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 14b und 14c und die zweiten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 15b und 15c können irgendwelche Vorrichtungen sein, solange sie Strömungsdurchlässe öffnen und schließen können, und sind zum Beispiel aus Magnetventilen, Vier-Wege-Ventilen, Drei-Wege-Ventilen oder Zwei-Wege-Ventilen gebildet. Die erste Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 und die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 sind Vorrichtungen, die in der Lage sind, die Öffnungsgrade derselben zu ändern, und sind zum Beispiel aus elektronisch gesteuerten Expansionsventilen gebildet.
Die ersten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 14b und 14c und die zweiten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 15b und 15c gemäß Ausführungsform 1 entsprechen einer „Verbindungs-Umschalteinheit“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Nunmehr wird jede der Betriebsweisen beschrieben, die von der Klimaanlage 100 durchgeführt wird.
Die Klimaanlage 100 weist vier Betriebsmodi auf: einen Nur-Kühlbetrieb, bei dem der Außenraumwärmetauscher 3 als ein Kondensator fungiert; einen Haupt-Kühlbetrieb; einen Nur-Heizbetrieb, bei dem der Außenraumwärmetauscher 3 als ein Verdampfer fungiert; sowie ein Haupt-Heizbetrieb. Bei dem Nur-Heizbetrieb handelt es sich um einen Betrieb, bei dem sämtliche der Innenraumeinheiten nur einen Heizvorgang durchführen. Bei dem Nur-Kühlbetreib handelt es sich um einen Betrieb, bei dem sämtliche der Innenraumeinheiten nur einen Kühlvorgang durchführen. Bei dem Haupt-Kühlbetrieb und dem Haupt-Heizbetrieb handelt es sich um Betriebsweisen für ein gleichzeitiges Kühlen und Heizen, bei denen die eine oder einige der Innenraumeinheiten einen Heizvorgang durchführen und die andere oder andere der Innenraumeinheiten einen Kühlvorgang durchführen. Der Haupt-Kühlbetreib wird durchgeführt, wenn eine Kühllast größer als eine Heizlast ist, und der Haupt-Heizbetrieb wird durchgeführt, wenn die Heizlast größer als die Kühllast ist.
Die Kühllast und die Heizlast können ermittelt werden, indem zum Beispiel der Druck des Kältemittels, das von dem Kompressor 1 abgelassen wird, der Druck des Kältemittels, das in den Kompressor 1 eingesaugt wird, die Kapazitäten und die Anzahl von Innenraumeinheiten, die in Betrieb sind, und die Unterschiede zwischen den festgelegten Innentemperaturen und den tatsächlichen Innentemperaturen detektiert werden. Diese Informationselemente zum Ermitteln der Kühllast und der Heizlast können mittels der Steuereinheit 90 erhalten werden.
Der Nur-Heizbetrieb weist einen normalen Nur-Heizbetrieb auf, bei dem die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 des Außenraumwärmetauschers 3 beide als Verdampfer fungieren, und weist einen Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb auf (auf den auch als ein kontinuierlicher Nur-Heizbetrieb Bezug genommen wird), bei dem der eine der parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 als ein Verdampfer fungiert. Die Haupt-Heizbetrieb weist einen normalen Haupt-Heizbetrieb auf, bei dem die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 des Außenraumwärmetauschers 3 beide als Verdampfer fungieren, und weist einen Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb auf (auf den auch als ein kontinuierlicher Haupt-Heizbetrieb Bezug genommen wird), bei dem der eine der parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 als ein Verdampfer fungiert. Der Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb entspricht einem „ersten Betrieb“ gemäß der vorliegenden Erfindung, und der normale Haupt-Heizbetrieb entspricht einem „zweiten Betrieb“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb und dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb werden der parallele Wärmetauscher 3-1 und der parallele Wärmetauscher 3-2 abwechselnd entfrostet, während das Heizen fortgesetzt wird. Spezifischer wird der eine der parallelen Wärmetauscher veranlasst, als ein Verdampfer zu fungieren, um einen Heizvorgang durchzuführen, während der andere entfrostet wird. Wenn der andere parallele Wärmetauscher entfrostet wurde, wird er veranlasst, als ein Verdampfer zu fungieren, um einen Heizvorgang durchzuführen, während der vorstehende eine der parallelen Wärmetauscher entfrostet wird.
Bei den 3, 4 und 5 handelt es sich um Tabellen, die Beispiele für Steuerungen der Ventile in jedem der Betriebsmodi der Klimaanlage 100 anzeigen, wie in 1 dargestellt. 3 ist eine Tabelle, welche die Zustände der Öffnungs- und Schließvorrichtungen, der Durchflussregelvorrichtungen und der Expansionsvorrichtungen, die in der Außenraumeinheit A enthalten sind, wie in 1 dargestellt, in jedem Betriebsmodus anzeigt. 4 ist eine Tabelle, welche die Zustände der Durchflussregelvorrichtungen darstellt, die in den Innenraumeinheiten B und C enthalten sind, wie in FIG: 1 dargestellt. 5 ist eine Tabelle, welche die Zustände der Öffnungs- und Schließvorrichtungen und der Durchflussregelvorrichtungen, die in der Relaisvorrichtung D enthalten sind, wie in 1 dargestellt, in jedem Betriebsmodus darstellt. In 3 bedeutet „EIN“ in Bezug auf die Durchflussschaltvorrichtung 2, dass die Verbindung in der mittels der durchgezogenen Linien in 1 gekennzeichneten Richtung hergestellt ist, und „AUS“ bedeutet, dass die Verbindung in der mittels der gestrichelten Linien in 1 gekennzeichneten Richtung hergestellt ist. „EIN“ bedeutet in 3 in Bezug auf die ersten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 6-1 und 6-2 und die zweiten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 9-1 und 9-2 und in 5 in Bezug auf die ersten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 14b und 14c und die zweiten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 15b und 15c, dass die Öffnungs- und Schließvorrichtungen geöffnet sind, um zuzulassen, dass das Kältemittel durch diese hindurch strömt, und „AUS“ bedeutet, dass die Öffnungs- und Schließvorrichtungen geschlossen sind.
Nur-Kühlbetrieb
6 stellt den Strom des Kältemittels in dem Nur-Kühlbetrieb der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 dar. In 6 kennzeichnen die durchgezogenen Linien Durchlässe, durch die das Kältemittel in dem Nur-Kühlbetrieb hindurch strömt, und die durchbrochenen Linien kennzeichnen Durchlässe, durch die das Kältemittel in dem Nur-Kühlbetrieb nicht hindurch strömt. Es ist anzumerken, dass 6 den Fall darstellt, bei dem die Innenraumeinheiten B und C einen Kühlvorgang durchführen.
7 ist ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 im Nur-Kühlbetrieb. In 7 bezeichnen die Punkte (a) bis (f) die Zustände des Kältemittels an Punkten, die in 6 mit den gleichen Zeichen bezeichnet sind. Wenn der Betrieb des Kompressors 1 gestartet wird, komprimiert der Kompressor 1 in der Außenraumeinheit A das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck zu einem Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck und lässt dann das gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck ab. Bei diesem Kältemittel-Kompressionsprozess des Kompressors 1 wird das Kältemittel in einer solchen Weise komprimiert, dass es um ein Maß, das dem adiabatischen Wirkungsgrad des Kompressors 1 entspricht, stärker erwärmt wird als bei einer isentropischen adiabatischen Kompression, und der Kältemittel-Kompressionsprozess ist in 7 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (a) zu Punkt (b) erstreckt.
Das gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Kompressor 1 abgelassen wird, strömt durch die Durchflussschaltvorrichtung 2 hindurch und wird in zwei Kältemittel verzweigt. Das eine der zwei Kältemittel strömt durch die erste Öffnungs- und Schließvorrichtung 6-1 und das erste Verbindungsrohr 37-1 hindurch und strömt in den parallelen Wärmetauscher 3-1 hinein, und das andere strömt durch die erste Öffnungs- und Schließvorrichtung 6-2 und das erste Verbindungsrohr 37-2 hindurch und strömt in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hinein.
In jedem der parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 wird das Kältemittel gekühlt, während die Außenraumluft erwärmt wird, wodurch es zu einem flüssigen Kältemittel mit mittlerer Temperatur und hohem Druck wird. Unter Berücksichtigung eines Druckverlusts ist die Änderung des Kältemittels in den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 in 7 durch eine leicht geneigte und nahezu horizontale gerade Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (b) zu Punkt (c) erstreckt.
Das flüssige Kältemittel mit mittlerer Temperatur und hohem Druck wird aus den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 abgelassen. Dann treten das aus dem parallelen Wärmetauscher 3-1 abgelassene Kältemittel und das aus dem parallelen Wärmetauscher 3-2 abgelassene Kältemittel in die zweiten Verbindungsrohre 38-1 und 38-2 ein, strömen durch die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 hindurch, die vollständig geöffnet sind, und vereinigen sich dann und werden zu einem einzigen Kältemittel. Das Kältemittel strömt durch die rückflussverhindernde Vorrichtung 5-1 und das erste Verlängerungsrohr 31 hindurch und strömt in die Relaisvorrichtung D hinein.
Es ist anzumerken, dass zum Beispiel in dem Fall, in dem die Betriebslasten der Innenraumeinheiten B und C klein sind, die eine von den ersten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 6-1 und 6-2 geschlossen sein kann, um das Strömen des Kältemittels in den einen zugehörigen von den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 zu stoppen. In diesem Fall ist die Wärmeübertragungsfläche des Außenraumwärmetauschers 3 im Ergebnis verringert, und ein Kreislaufbetrieb kann stabil durchgeführt werden.
Das Kältemittel, das in die Relaisvorrichtung D hineingeströmt ist, strömt in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 hinein. Es ist anzumerken, dass die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 angeordnet ist, um das hineinströmende Kältemittel in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel zu trennen. Da das Kältemittel, das in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 hineingeströmt ist, jedoch ein flüssiges Kältemittel ist und die ersten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 14b und 14c geschlossen sind, strömt das Kältemittel, das in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 hineingeströmt ist, insgesamt aus dem Flüssigphasen-Bereich heraus.
Nachdem das flüssige Kältemittel aus der Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 herausgeströmt ist, strömt es durch die erste Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 hindurch, die vollständig geöffnet ist, und wird in zwei Kältemittel verzweigt. Das eine der zwei Kältemittel strömt durch die vierten Verlängerungsrohre 34b und 34c hindurch und strömt in die Innenraumeinheiten B und C hinein, die einen Kühlvorgang durchführen. Das andere Kältemittel strömt in die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hinein. In der zweiten Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 wird das Kältemittel expandiert und dessen Druck wird reduziert, um es in ein Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck umzuwandeln, das sich in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet. Die Umwandlung des Kältemittels in der zweiten Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 ist isenthalpisch und ist in 7 durch eine vertikale Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (c) zu Punkt (f) erstreckt.
Das flüssige Kältemittel, das in die Innenraumeinheiten B und C eingetreten ist, strömt in die Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c hinein, in denen das Kältemittel expandiert wird und dessen Druck reduziert wird, so dass es in ein Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig umgewandelt wird. Die Umwandlung des Kältemittels in den Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c ist isenthalpisch und ist in 7 durch eine vertikale Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (c) zu Punkt (d) erstreckt.
Nachdem das Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das sich in dem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet, aus den Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c herausgeströmt ist, strömt es in die Innenraumwärmetauscher 11b und 11c hinein, die als Verdampfer fungieren. In den Innenraumwärmetauschern 11b und 11c wird das Kältemittel erwärmt, während die Innenraumluft gekühlt wird, so dass es zu einem gasförmigen Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck wird. Es ist anzumerken, dass die Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c derart gesteuert werden, dass der Grad an Überhitzung des gasförmigen Kältemittels mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das aus den Innenraumwärmetauschern 11b und 11c herausströmt, in den Bereich von ungefähr 2 bis 5 K fällt. Unter Berücksichtigung eines Druckverlusts ist die Umwandlung des Kältemittels in den Innenraumwärmetauschern 11b und 11c in 7 durch eine leicht geneigte und nahezu horizontale gerade Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (d) zu Punkt (e) erstreckt.
Nachdem das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck aus den Innenraumwärmetauschern 11b und 11c herausgeströmt ist, strömt es durch die dritten Verlängerungsrohre 33b und 33c hindurch und strömt erneut in die Relaisvorrichtung D hinein.
Das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das erneut in die Relaisvorrichtung D hineingeströmt ist, strömt durch die zweiten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 15b und 15c hindurch und vereinigt sich dann mit dem Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das sich in dem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet, das durch die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hindurch geströmt ist. Das resultierende Kältemittel, das durch die vorstehende Vereinigung erhalten wird, strömt durch das zweite Verlängerungsrohr 32 hindurch und strömt in die Außenraumeinheit A hinein. Normalerweise ist die Durchflussmenge des gasförmigen Kältemittels mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das durch die Innenraumeinheiten B und C hindurch geströmt ist, höher als jene des Kältemittels mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das sich in dem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet, das durch die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hindurch geströmt ist. Das vorstehende resultierende Kältemittel, das durch die Vereinigung erhalten wird, das in die Außenraumeinheit A hinein strömt, wird zu einem gasförmigen Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, dessen Überhitzungswärme gering ist. Der Zustand dieses Kältemittels ist in 7 durch den Punkt (a) gekennzeichnet.
Das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das in die Außenraumeinheit A hineingeströmt ist, strömt durch die rückflussverhindernde Vorrichtung 5-2, die Durchflussschaltvorrichtung 2 und den Akkumulator 4 hindurch und strömt in den Kompressor 1 hinein. In dem Kompressor 1 wird das Kältemittel komprimiert.
Haupt-Kühlbetrieb
8 stellt den Strom des Kältemittels in dem Haupt-Kühlbetrieb der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 dar. In 8 kennzeichnen die durchgezogenen Linien Durchlässe, durch die das Kältemittel in dem Haupt-Kühlbetrieb hindurch strömt, und die durchbrochenen Linien kennzeichnen Durchlässe, durch die das Kältemittel in dem Haupt-Kühlbetrieb nicht hindurch strömt. 8 stellt den Fall dar, in dem die Innenraumeinheit B einen Kühlvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Heizvorgang durchführt. Außerdem werden später die Ausführungsformen 2 und 3 beschrieben, indem ebenfalls auf den Fall Bezug genommen wird, in dem die Innenraumeinheit B einen Kühlvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Heizvorgang durchführt. In dem Fall, in dem die Innenraumeinheit B einen Heizvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Kühlvorgang durchführt, sind die Zustände geöffnet/geschlossen der Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c, der ersten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 14b und 14c sowie der zweiten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 15b und 15c entgegengesetzt zu jenen des vorstehenden Falls, in dem die Innenraumeinheit B einen Kühlvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Heizvorgang durchführt, und der Strom des Kältemittels in der Innenraumeinheit B und jener in der Innenraumeinheit C sind umgekehrt und außerdem entgegengesetzt zu jenen des vorstehenden Falls, und die sonstigen Betriebsweisen sind die gleichen wie jene bei dem vorstehenden Fall.
9 ist ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem Haupt-Kühlbetrieb. In 9 bezeichnen die Punkte (a) bis (j) die Zustände des Kältemittels an den Punkten, die in 8 mit den gleichen Zeichen gekennzeichnet sind.
Wenn der Betrieb des Kompressors 1 gestartet wird, komprimiert der Kompressor 1 das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck in der Außenraumeinheit A zu einem gasförmigen Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck und lässt das gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck ab. Bei diesem Kältemittel-Kompressionsprozess des Kompressors 1 wird das Kältemittel in einer solchen Weise komprimiert, dass es um ein Maß, das dem adiabatischen Wirkungsgrad des Kompressors 1 entspricht, stärker erwärmt wird als bei einer isentropischen adiabatischen Kompression, und der Kältemittel-Kompressionsprozess ist in 9 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (a) zu Punkt (b) erstreckt.
Das von dem Kompressor 1 abgelassene gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck strömt durch die Durchflussschaltvorrichtung 2 hindurch und wird in zwei Kältemittel verzweigt. Das eine der zwei Kältemittel strömt durch die erste Öffnungs- und Schließvorrichtung 6-1 und das erste Verbindungsrohr 37-1 hindurch und strömt in den parallelen Wärmetauscher 3-1 hinein. Das andere Kältemittel strömt durch die zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung 6-2 und das zweite Verbindungsrohr 37-2 hindurch und strömt in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hinein.
Das Kältemittel, das in die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 hineingeströmt ist, wird gekühlt, während die Außenraumluft erwärmt wird, so dass es zu einem Kältemittel mit mittlerer Temperatur und hohem Druck in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig wird. Unter Berücksichtigung eines Druckverlusts ist die Umwandlung des Kältemittels in den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 in 9 durch eine leicht geneigte und nahezu horizontale gerade Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (b) zu Punkt (c) erstreckt.
Das Kältemittel mit mittlerer Temperatur und hohem Druck, das sich in dem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet, das aus den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 geströmt ist, strömt in die zweiten Verbindungsrohre 38-1 und 38-2 hinein, strömt durch die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 hindurch, die vollständig geöffnet sind, und vereinigt sich dann. Das resultierende Kältemittel, das durch die vorstehende Vereinigung erhalten wird, strömt durch die rückflussverhindernde Vorrichtung 5-1 und das erste Verlängerungsrohr 31 hindurch und strömt in die Relaisvorrichtung D hinein.
Es ist anzumerken, dass zum Beispiel in dem Fall, in dem die Betriebslasten der Innenraumeinheiten B und C klein sind oder das Verhältnis der Heizlast zu der Kühllast groß ist, die eine von den ersten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 6-1 und 6-2 geschlossen werden kann, um das Strömen des Kältemittels in einen zugehörigen von den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 zu stoppen. In diesem Fall ist die Wärmeübertragungsfläche des Außenraumwärmetauschers 3 als ein Ergebnis reduziert, und ein Kreislaufbetrieb kann stabil durchgeführt werden.
Das Kältemittel, das in die Relaisvorrichtung D hineingeströmt ist, strömt in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 hinein. Die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 trennt das Kältemittel in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel. Das gasförmige Kältemittel strömt aus dem Gasphasen-Bereich heraus und strömt in die erste Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtung 14c hinein. Das flüssige Kältemittel strömt aus dem Flüssigphasen-Bereich heraus und strömt in die erste Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 hinein. Die Umwandlung des Kältemittels in der Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 wird bei konstant gehaltenem Druck durchgeführt, und das Kältemittel wird in ein gesättigtes Gas und eine gesättigte Flüssigkeit getrennt. Das gasförmige Kältemittel, das aus dem Gasphasen-Bereich herausströmt, ist in 9 durch eine horizontale Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (c) zu Punkt (g) erstreckt, und das flüssige Kältemittel, das aus dem Flüssigphasen-Bereich herausströmt, ist in 9 durch eine horizontale Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (c) zu Punkt (i) erstreckt.
Das gasförmige Kältemittel, das in die erste Relais-Öffnungs- und - Schließvorrichtung 14c hineingeströmt ist, strömt durch das dritte Verlängerungsrohr 33c hindurch und strömt in die Innenraumeinheit C hinein, die einen Heizvorgang durchführt.
Das gasförmige Kältemittel, das in die Innenraumeinheit C hineingeströmt ist, strömt in den Innenraumwärmetauscher 11c hinein, der als ein Kondensator fungiert, und wird gekühlt, während die Innenraumluft erwärmt wird, so dass es in ein flüssiges Kältemittel mit mittlerer Temperatur und hohem Druck umgewandelt wird. Unter Berücksichtigung eines Druckverlusts ist die Umwandlung des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11c in 9 durch eine leicht geneigte und nahezu horizontale gerade Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (g) zu Punkt (h) erstreckt. Nachdem das flüssige Kältemittel mit mittlerer Temperatur und hohem Druck aus dem Innenraumwärmetauscher 11c herausgeströmt ist, strömt es in die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12c hinein und wird darin expandiert und dessen Druck wird reduziert. Dann strömt das Kältemittel aus der Innenraumeinheit C heraus und strömt durch das vierte Verlängerungsrohr 34c hindurch. Es ist anzumerken, dass die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12c derart gesteuert wird, dass der Grad an Unterkühlung des flüssigen Kältemittels mit mittlerer Temperatur und hohem Druck, das aus dem Innenraumwärmetauscher 11c herausströmt, in den Bereich von ungefähr 5 bis 20 K fällt.
Das flüssige Kältemittel, das in die erste Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 hineingeströmt ist, wird expandiert und dessen Druck wird reduziert. Die Umwandlung des Kältemittels in der ersten Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 ist isenthalpisch und ist in 9 durch eine vertikale Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (i) zu Punkt (j) erstreckt.
Das Kältemittel, das aus der ersten Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 herausgeströmt ist, wird in zwei Kältemittel verzweigt. Das eine der zwei Kältemittel vereinigt sich mit dem Kältemittel, das aus der Innenraumeinheit C heraus geströmt ist und das durch das vierte Verlängerungsrohr 34c hindurch geströmt ist, strömt dann durch das vierte Verlängerungsrohr 34b hindurch und strömt in die Innenraumeinheit B hinein, die einen Kühlvorgang durchführt. Das andere Kältemittel strömt in die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hinein und wird darin expandiert und dessen Druck wird reduziert, so dass es in ein Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck umgewandelt wird, das sich in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet. Diese Umwandlung des Kältemittels in der zweiten Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 ist isenthalpisch und ist in 9 durch eine vertikale Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (j) zu Punkt (f) erstreckt.
Das durch die vorstehende Vereinigung erhaltene resultierende Kältemittel, das in die Innenraumeinheit B hineinströmt, wird gemäß der Beziehung zwischen der Durchflussmenge des Kältemittels, das durch die Innenraumeinheit C hindurch strömt, und der Durchflussmenge des Kältemittels, das durch die erste Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 hindurch strömt, und der Heizlast der Innenraumeinheit C zu einem flüssigen Kältemittel oder einem Kältemittel, das sich in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet.
Das flüssige Kältemittel oder das Kältemittel, das sich in dem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet, das in die Innenraumeinheit B hineingeströmt ist, strömt in die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b hinein und wird darin expandiert und dessen Druck wird reduziert, so dass das Kältemittel in ein Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck umgewandelt wird, das sich in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet. Diese Umwandlung des Kältemittels in der Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b ist isenthalpisch, und der Zustand des Kältemittels, das aus der Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b herausströmt, ist in 9 mit dem Punkt (d) bezeichnet.
Das Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das sich in dem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet, das aus der Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b herausgeströmt ist, strömt in den Innenraumwärmetauscher 11b hinein, der als ein Verdampfer fungiert.
Das Kältemittel, das in den Innenraumwärmetauscher 11b hineingeströmt ist, wird erwärmt, während die Innenraumluft gekühlt wird, so dass es in das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck umgewandelt wird. Die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b wird derart gesteuert, dass der Grad an Überhitzung des gasförmigen Kältemittels mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das aus dem Innenraumwärmetauscher 11b herausströmt, in den Bereich von 2 bis 5 K fällt. Unter Berücksichtigung eines Druckverlusts ist die Umwandlung des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b in 9 durch eine leicht geneigte Linie und nahezu horizontale gerade Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (d) zu Punkt (e) erstreckt. Das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das aus dem Innenraumwärmetauscher 11b herausgeströmt ist, strömt durch das dritte Verlängerungsrohr 33b hindurch und strömt erneut in die Relaisvorrichtung D hinein.
Das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das erneut in die Relaisvorrichtung D hineingeströmt ist, strömt durch die zweite Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtung 15b hindurch und vereinigt sich dann mit dem Zwei-Phasen-Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das durch die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hindurch geströmt ist. Das durch die vorstehende Vereinigung erhaltene resultierende Kältemittel strömt durch das zweite Verlängerungsrohr 32 hindurch und strömt in die Außenraumeinheit A hinein. Normalerweise ist die Durchflussmenge des gasförmigen Kältemittels mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das durch die Innenraumeinheiten B und C hindurch geströmt ist, höher als jene des Zwei-Phasen-Kältemittels mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das durch die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hindurch geströmt ist. Das vorstehende resultierende Kältemittel, das in die Außenraumeinheit A hineingeströmt ist, wird zu einem gasförmigen Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, dessen Grad an Überhitzung gering ist, und der Zustand dieses Kältemittels ist in 9 durch den Punkt (a) gekennzeichnet.
Das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das in die Außenraumeinheit A hineingeströmt ist, strömt durch die rückflussverhindernde Vorrichtung 5-2, die Durchflussschaltvorrichtung 2 und den Akkumulator 4 hindurch und strömt dann in den Kompressor 1 hinein und wird darin komprimiert.
Normaler Nur-Heizbetrieb
10 stellt den Strom des Kältemittels in dem normalen Nur-Heizbetrieb der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 dar. In 10 kennzeichnen die durchgezogenen Linien Abschnitte, durch die das Kältemittel in dem normalen Nur-Heizbetrieb hindurch strömt, und die durchbrochenen Linien kennzeichnen Abschnitte, durch die das Kältemittel in dem normalen Nur-Heizbetrieb nicht hindurch strömt. 10 stellt den Fall dar, in dem die Innenraumeinheiten B und C einen Heizvorgang durchführen.
11 ist ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem normalen Nur-Heizbetrieb. In 11 kennzeichnen die Punkte (a) bis (d) die Zustände des Kältemittels an den Punkten, die in 10 mit den gleichen Zeichen bezeichnet sind.
Wenn der Betrieb des Kompressors 1 gestartet wird, komprimiert der Kompressor 1 das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck in der Außenraumeinheit A zu einem gasförmigen Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck und lässt das gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck ab. Bei diesem durch den Kompressor 1 durchgeführten Kältemittel-Kompressionsprozess wird das Kältemittel in einer solchen Weise komprimiert, dass es um ein Maß, das dem adiabatischen Wirkungsgrad des Kompressors 1 entspricht, stärker erwärmt wird als bei einer isentropischen adiabatischen Kompression, und der Kältemittel-Kompressionsprozess ist in 11 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (a) zu Punkt (b) erstreckt.
Das aus dem Kompressor 1 abgelassene gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck strömt durch die Durchflussschaltvorrichtung 2 und dann durch die rückflussverhindernde Vorrichtung 5-3 hindurch und strömt aus der Außenraumeinheit A heraus. Das gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus der Außenraumeinheit herausgeströmt ist, strömt durch das erste Verlängerungsrohr 31 hindurch und strömt in die Relaisvorrichtung D hinein.
Das Kältemittel, das in die Relaisvorrichtung D hineingeströmt ist, strömt in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 hinein. Wenngleich die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 angeordnet ist, um das Kältemittel in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel zu trennen, und die erste Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 geschlossen ist, strömt das Kältemittel, das in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 hineingeströmt ist, aus dem Gasphasen-Bereich heraus, da das Kältemittel, das in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 hineingeströmt ist, ein gasförmiges Kältemittel ist und die erste Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 geschlossen ist. Das gasförmige Kältemittel, das aus der Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 herausgeströmt ist, strömt durch die ersten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 14b und 14c hindurch und dann durch die dritten Verlängerungsrohre 33b und 33c hindurch und strömt in die Innenraumeinheiten B und C hinein, die einen Heizvorgang durchführen.
Das Kältemittel, das in die Innenraumeinheiten B und C hineingeströmt ist, strömt in die Innenraumwärmetauscher 11b und 11c hinein, die als Kondensatoren fungieren, und wird gekühlt, während die Innenraumluft erwärmt wird, so dass es in ein flüssiges Kältemittel mit mittlerer Temperatur und hohem Druck umgewandelt wird. Unter Berücksichtigung eines Druckverlusts ist die Umwandlung des Kältemittels in den Innenraumwärmetauschern 11b und 11c in 11 durch eine leicht geneigte und nahezu horizontale gerade Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (b) zu Punkt (c) erstreckt.
Das flüssige Kältemittel mit mittlerer Temperatur und hohem Druck, das aus den Innenraumwärmetauschern 11b und 11c herausgeströmt ist, strömt in die Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c hinein und wird darin expandiert und dessen Druck wird reduziert. Die Umwandlung des Kältemittels in den Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c ist isenthalpisch. Es ist anzumerken, dass die Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c derart gesteuert werden, dass der Grad an Unterkühlung des flüssigen Kältemittels mit mittlerer Temperatur und hohem Druck in den Bereich von 5 bis 20 K fällt.
Das Kältemittel, das aus den Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c herausgeströmt ist, strömt durch die vierten Verlängerungsrohre 34b und 34c hindurch und strömt erneut in die Relaisvorrichtung D hinein.
Das Kältemittel, das erneut in die Relaisvorrichtung D hineingeströmt ist, strömt durch die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hindurch, die vollständig geöffnet ist, und strömt dann durch das zweite Verlängerungsrohr 32 hindurch und strömt in die Außenraumeinheit A hinein.
Das Kältemittel, das in die Außenraumeinheit A hineingeströmt ist, strömt durch die rückflussverhindernde Vorrichtung 5-4 hindurch und strömt in die zweiten Verbindungsrohre 38-1 und 38-2 hinein. Das Kältemittel, das in die zweiten Verbindungsrohre 38-1 und 38-2 hineingeströmt ist, wird mittels der Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 expandiert und dessen Druck wird reduziert, so dass es in ein Kältemittel mit niedrigem Druck umgewandelt wird, das sich in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet. Die Umwandlung des Kältemittels in den Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 ist isenthalpisch. Da die Umwandlung des Kältemittels, die durchgeführt wird, bis das Kältemittel aus den Innenraumwärmetauschern 11b und 11c und durch die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 hindurch strömt, isenthalpisch ist, ist die Umwandlung des Kältemittels in 11 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (c) zu Punkt (d) erstreckt.
Die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 können so eingestellt sein, dass die Öffnungsgrade derselben konstant sind, dass sie zum Beispiel in einem vollständig geöffneten Zustand gehalten werden, oder sie können derart gesteuert werden, dass die Sättigungstemperatur bei einem mittleren Druck zum Beispiel bei dem zweiten Verlängerungsrohr 32, der mittels des Kältemitteldrucksensors 91 detektiert wird, ungefähr 0 bis 20 Grad C erreicht. Durch Steuern der Sättigungstemperatur bei dem mittleren Druck zum Beispiel in dem zweiten Verlängerungsrohr 32 kann eine Kondensation von Tau auf der Rohroberfläche oder ein Einfrieren der Rohroberfläche verhindert werden.
Das Kältemittel, das aus den Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 herausgeströmt ist, strömt in die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 hinein und wird erwärmt, während die Außenraumluft gekühlt wird, so dass es in ein gasförmiges Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck umgewandelt wird. Unter Berücksichtigung eines Druckverlusts ist die Umwandlung des Kältemittels in den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 in 11 durch eine leicht geneigte und nahezu horizontale gerade Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (d) zu Punkt (a) erstreckt.
Das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das aus den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 geströmt ist, strömt in die ersten Verbindungsrohre 37-1 und 37-2 hinein, strömt durch die ersten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 6-1 und 6-2 hindurch und vereinigt sich dann. Das durch diese Vereinigung erhaltene resultierende Kältemittel strömt durch die Durchflussschaltvorrichtung 2 und den Akkumulator 4 hindurch und strömt dann in den Kompressor 1 hinein und wird komprimiert.
Normaler Haupt-Heizbetrieb
12 stellt den Strom des Kältemittels in dem normalen Haupt-Heizbetrieb der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 dar. In 12 kennzeichnen die durchgezogenen Linien Durchlässe, durch die das Kältemittel in dem normalen Haupt-Heizbetrieb hindurch strömt, und die durchbrochenen Linien kennzeichnen Durchlässe, durch die das Kältemittel in dem normalen Haupt-Heizbetrieb nicht hindurch strömt. 12 stellt den Fall dar, in dem die Innenraumeinheit B einen Heizvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Kühlvorgang durchführt. In dem Fall, in dem die Innenraumeinheit B einen Heizvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Kühlvorgang durchführt, sind die Zustände geöffnet/geschlossen der Innenraum-Durchflussregelvorrichtungen 12b und 12c, der ersten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 14b und 14c sowie der zweiten Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtungen 15b und 15c entgegengesetzt zu jenen des vorstehenden Falls, in dem die Innenraumeinheit B einen Kühlvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Heizvorgang durchführt, und der Strom des Kältemittels in der Innenraumeinheit B und jener in der Innenraumeinheit C sind umgekehrt und außerdem entgegengesetzt zu jenen in dem vorstehenden Fall. Die sonstigen Betriebsweisen sind die gleichen wie jene in dem vorstehenden Fall.
13 ist ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem normalen Haupt-Heizbetrieb. In 13 kennzeichnen die Punkte (a) bis (h) die Zustände des Kältemittels an den Punkten, die in 12 mit den gleichen Zeichen bezeichnet sind.
Wenn der Betrieb des Kompressors 1 gestartet wird, komprimiert der Kompressor 1 das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck in der Außenraumeinheit A zu dem gasförmigen Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck und lässt das gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck ab. Bei diesem von dem Kompressor 1 durchgeführten Kältemittel-Kompressionsprozess wird das Kältemittel in einer solchen Weise komprimiert, dass es um ein Maß, das dem adiabatischen Wirkungsgrad des Kompressors 1 entspricht, stärker erwärmt wird als bei einer isentropischen adiabatischen Kompression, und der Kältemittel-Kompressionsprozess ist in 13 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (a) zu Punkt (b) erstreckt.
Das gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Kompressor 1 abgelassen wird, strömt durch die Durchflussschaltvorrichtung 2 und die rückflussverhindernde Vorrichtung 5-3 hindurch und strömt aus der Außenraumeinheit A heraus. Das gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus der Außenraumeinheit A herausgeströmt ist, strömt durch das erste Verlängerungsrohr 31 und strömt in die Relaisvorrichtung D hinein.
Das Kältemittel, das in die Relaisvorrichtung D hineingeströmt ist, strömt in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 hinein. Wenngleich die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 angeordnet ist, um das Kältemittel aufzunehmen und das Kältemittel in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel zu trennen, strömt das Kältemittel, das in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 hineingeströmt ist, insgesamt aus dem Gasphasen-Bereich heraus, da das Kältemittel, das in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 hineingeströmt ist, ein gasförmiges Kältemittel ist und die erste Relais-Durchflussregelvorrichtung 16 geschlossen ist.
Das gasförmige Kältemittel, das aus der Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 13 herausgeströmt ist, strömt durch die erste Relais-Öffnungs- und - Schließvorrichtung 14c und das dritte Verlängerungsrohr 33c hindurch und strömt in die Innenraumeinheit C hinein, die einen Heizvorgang durchführt.
Das Kältemittel, das in die Innenraumeinheit C hineingeströmt ist, strömt in den Innenraumwärmetauscher 11c hinein, der als ein Kondensator fungiert, und wird gekühlt, während die Innenraumluft erwärmt wird, so dass es in ein flüssiges Kältemittel mit mittlerer Temperatur und hohem Druck umgewandelt wird. Unter Berücksichtigung eines Druckverlusts ist die Umwandlung des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11c in 13 durch eine leicht geneigte und nahezu horizontale gerade Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (b) zu Punkt (c) erstreckt.
Das flüssige Kältemittel mit mittlerer Temperatur und hohem Druck, das aus dem Innenraumwärmetauscher 11c herausgeströmt ist, strömt in die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12c hinein und wird expandiert und dessen Druck wird reduziert. Die Umwandlung des Kältemittels in der Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12c ist isenthalpisch. Die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12c wird derart gesteuert, dass der Grad an Unterkühlung des flüssigen Kältemittels mit mittlerer Temperatur und hohem Druck in den Bereich von ungefähr 5 bis 20 K fällt.
Das Kältemittel, das aus der Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12c herausströmt, strömt durch das vierte Verlängerungsrohr 34c und wird in zwei Kältemittel verzweigt. Das eine der zwei Kältemittel strömt erneut in die Relaisvorrichtung D hinein, und das andere strömt durch das vierte Verlängerungsrohr 34b hindurch und strömt in die Innenraumeinheit B hinein.
Das Kältemittel, das in die Relaisvorrichtung D hineingeströmt ist, strömt erneut durch die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hindurch, und der Druck des Kältemittels wird auf einen mittleren Druck reduziert. Dann strömt das Kältemittel durch das zweite Verlängerungsrohr 32 hindurch und strömt in die Außenraumeinheit A hinein. Die Umwandlung des Kältemittels in der zweiten Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 ist isenthalpisch. Da die Umwandlung des Kältemittels, die durchgeführt wird, bis das Kältemittel aus dem Innenraumwärmetauscher 11c strömt und durch die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hindurch geströmt ist, isenthalpisch ist, ist die Umwandlung des Kältemittels in 13 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (c) zu Punkt (e) erstreckt. Die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 wird so gesteuert, dass die Durchflussmenge des Kältemittels, das durch diese hindurch strömt, und der Unterschied zwischen dem Druck des Kältemittels, bevor das Kältemittel durch die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hindurch strömt, und jenem eingestellt wird, nachdem das Kältemittel durch die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hindurch geströmt ist.
Das Kältemittel, das in die Innenraumeinheit B hineingeströmt ist, strömt in die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b hinein und wird expandiert und der Druck desselben wird reduziert, so dass es in ein Kältemittel mit mittlerer Temperatur und mittlerem Druck umgewandelt wird, das sich in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet. Die Umwandlung des Kältemittels in der Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b ist isenthalpisch. Da die Umwandlung des Kältemittels, die durchgeführt wird, bis das Kältemittel aus dem Innenraumwärmetauscher 11c strömt und durch die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b hindurch geströmt ist, isenthalpisch ist, ist die Umwandlung des Kältemittels in 13 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (c) zu Punkt (f) erstreckt.
Das Kältemittel mit mittlerer Temperatur und mittlerem Druck, das sich in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet, das aus der Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b herausgeströmt ist, strömt in den Innenraumwärmetauscher 11b hinein, der als ein Verdampfer fungiert. Das Kältemittel, das in den Innenraumwärmetauscher 11b hineingeströmt ist, wird erwärmt, während die Innenraumluft gekühlt wird, so dass es in ein gasförmiges Kältemittel mit mittlerer Temperatur und mittlerem Druck umgewandelt wird. Die Innenraum-Durchflussregelvorrichtung 12b wird derart gesteuert, dass der Grad an Überhitzung des gasförmigen Kältemittels mit mittlerer Temperatur und mittlerem Druck, das aus dem Innenraumwärmetauscher 11b herausströmt, in den Bereich von ungefähr 2 bis 5 K fällt. Unter Berücksichtigung eines Druckverlusts ist die Umwandlung des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b in 13 durch eine leicht geneigte und nahezu horizontale gerade Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (f) zu Punkt (g) erstreckt.
Das gasförmige Kältemittel mit mittlerer Temperatur und mittlerem Druck, das aus dem Innenraumwärmetauscher 11b herausgeströmt ist, strömt durch das dritte Verlängerungsrohr 33b und strömt erneut in die Relaisvorrichtung D hinein.
Das gasförmige Kältemittel mit mittlerer Temperatur und mittlerem Druck, das durch die Innenraumeinheit B hindurch geströmt ist und in die Relaisvorrichtung D hineingeströmt ist, strömt durch die zweite Relais-Öffnungs- und - Schließvorrichtung 15b hinein und vereinigt sich mit dem Kältemittel, das durch die zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung 17 hindurch geströmt ist. Das durch die vorstehende Vereinigung erhaltene resultierende Kältemittel strömt durch das zweite Verlängerungsrohr 32 hindurch und strömt in die Außenraumeinheit A hinein. Das resultierende Kältemittel, das durch die vorstehende Vereinigung erhalten wurde und in die Außenraumeinheit A hineingeströmt ist, wird gemäß den Betriebslasten der Innenraumeinheiten B und C zu einem flüssigen Kältemittel mit mittlerer Temperatur und mittlerem Druck oder zu einem Kältemittel mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig, und der Zustand desselben ist in 13 durch den Punkt (h) gekennzeichnet.
Das Kältemittel, das in die Außenraumeinheit hineingeströmt ist, strömt durch die rückflussverhindernde Vorrichtung 5-4 hindurch und strömt in die zweiten Verbindungsrohre 38-1 und 38-2 hinein. Das Kältemittel, das in die zweiten Verbindungsrohre 38-1 und 38-2 hineingeströmt ist, wird mittels der Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 expandiert und dessen Druck wird reduziert, so dass es in ein Kältemittel mit niedrigem Druck umgewandelt wird, das sich in einem Zustand mit den zwei Phasen gasförmig und flüssig befindet. Die Umwandlung des Kältemittels in den Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 ist isenthalpisch und ist in 13 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (h) zu Punkt (d) erstreckt.
Bei dem Druck, der mittels des Kältemitteldrucksensors 91 detektiert wird, handelt es sich um den Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b, der als ein Verdampfer fungiert. Eine Sättigungstemperatur, die durch Umwandeln des detektierten Drucks erhalten wird, entspricht der Temperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b. Die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 werden so gesteuert, dass bewirkt wird, dass die Temperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b, der als ein Verdampfer fungiert, eine Solltemperatur erreicht, die zum Beispiel einer festgelegten Temperatur der Innenraumeinheit B entspricht, die einen Kühlvorgang durchführt. Spezifischer werden die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 so gesteuert, dass bewirkt wird, dass der durch den Kältemitteldrucksensor 91 detektierte Druck einen Solldruck erreicht, der zum Beispiel der festgelegten Temperatur der Innenraumeinheit B entspricht, die einen Kühlvorgang durchführt.
Die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b, der einen Kühlvorgang durchführt, kann eingestellt werden, indem der Druck des Innenraumwärmetauschers 11b gesteuert wird. Dementsprechend kann die Temperatur der Luft eingestellt werden, die gekühlt wird, indem ein Wärmeaustausch mit dem Kältemittel in dem Innenraumwärmetauscher 11b erfolgt. So kann die Innenraumeinheit B, die einen Kühlvorgang durchführt, durch Steuern des Drucks des Innenraumwärmetauschers 11b gemäß der für den innenliegenden Raum festgelegten Temperatur und der Kühllast betrieben werden, und der Komfort für den innenliegenden Raum kann verbessert werden.
Der Solldruck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b ist derart festgelegt, dass eine Sättigungstemperatur, die durch Umwandeln desselben erhalten wird, höher als oder gleich 0 Grad C und niedriger als oder gleich der festgelegten Temperatur ist. Wenn die Temperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b höher als oder gleich 0 Grad C ist, kann ein Vereisen und ein Einfrieren des als ein Verdampfer fungierenden Innenraumwärmetauschers 11b verhindert werden. Wenn die Temperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b niedriger als die festgelegte Temperatur oder gleich dieser ist, kann die Innenraumtemperatur auf die festgelegte Temperatur eingestellt werden, und der Komfort für den Innenraum kann verbessert werden.
Das Kältemittel, das aus den Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 herausgeströmt ist, strömt in die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 hinein und wird erwärmt, während die Außenraumluft gekühlt wird, so dass es in ein gasförmiges Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck umgewandelt wird. Unter Berücksichtigung eines Druckverlusts ist die Umwandlung des Kältemittels in den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 in 13 durch eine leicht geneigte und nahezu horizontale gerade Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (d) zu Punkt (a) erstreckt.
Das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das aus den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 geströmt ist, strömt in die ersten Verbindungsrohre 37-1 und 37-2 hinein, strömt durch die ersten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 6-1 und 6-2 hindurch und vereinigt sich dann. Das durch die vorstehende Vereinigung erhaltene resultierende Kältemittel strömt durch die Durchflussschaltvorrichtung 2 und den Akkumulator 4 hindurch und strömt dann in den Kompressor 1 hinein und wird komprimiert.
Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb
Der Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb wird durchgeführt, wenn sich während des normalen Nur-Heizbetriebs Frost auf dem Außenraumwärmetauscher 3 bildet. Außerdem wird der Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb durchgeführt, wenn eine Innenraumeinheit, die einen Kühlvorgang durchführt, bei dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb gestoppt wird und sämtliche der Innenraumeinheiten, die in Betrieb sind, einen Heizvorgang durchführen.
Ob eine Frostbildung aufgetreten ist oder nicht, wird bestimmt, wie folgt. Zum Beispiel wird bestimmt, dass eine Frostbildung auftritt, wenn sich eine Sättigungstemperatur, die durch Umwandeln des Ansaugdrucks des Kompressors 1 erhalten wird, in Bezug auf eine vorgegebene Außentemperatur erheblich verringert. Alternativ wird bestimmt, dass eine Frostbildung auftritt, wenn der Unterschied zwischen der Außentemperatur und der Sättigungstemperatur, die durch Umwandeln des Ansaugdrucks erhalten wird, über eine bestimmte Zeitspanne oder eine längere Zeitspanne hinweg größer als ein vorgegebener Wert oder gleich diesem ist.
Bei der Konfiguration der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 weist der Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb einen Betrieb auf, bei dem der parallele Wärmetauscher 3-2 entfrostet wird und der parallele Wärmtauscher 3-1 als ein Verdampfer fungiert, um einen Heizvorgang durchzuführen. Der Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb weist außerdem einen Betrieb auf, bei dem der parallele Wärmetauscher 3-2 als ein Verdampfer fungiert, um einen Heizvorgang fortzusetzen, und der parallele Wärmetauscher 3-1 entfrostet wird.
Diese Betriebsweisen sind die gleichen, mit der Ausnahme, dass die Zustände geöffnet/geschlossen der ersten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 6-1 und 6-2, der zweiten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 9-1 und 9-2 und der Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 umgekehrt sind und der Strom des Kältemittels in dem parallelen Wärmetauscher 3-1 und jener in dem parallelen Wärmetauscher 3-2 ebenfalls umgekehrt sind. Daher ist die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf den Fall angegeben, bei dem der parallele Wärmetauscher 3-2 einen Entfrostungsvorgang durchführt und der parallele Wärmetauscher 3-1 als ein Verdampfer fungiert, um den Heizvorgang fortzusetzen. Das Gleiche gilt für die folgenden Ausführungsformen.
14 stellt den Strom des Kältemittels bei dem Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb für ein Entfrosten des parallelen Wärmetauschers 3-2 der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 dar. In 14 zeigen die durchgezogenen Linien die Durchlässe, durch die das Kältemittel in dem Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb hindurch strömt, und die durchbrochenen Linien zeigen die Durchlässe, durch die das Kältemittel in dem Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb nicht hindurch strömt.
15 ist ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb. In 15 kennzeichnen die Punkte (a) bis (e), der Punkt (k) und der Punkt (1) die Zustände des Kältemittels an den Punkten, die in 14 mit den gleichen Zeichen bezeichnet sind.
Wenn detektiert wird, dass ein Entfrosten durchgeführt werden muss, um den während des normalen Nur-Heizbetriebs, wie in 10 dargestellt, gebildeten Frost zu entfernen, schließt die Steuereinheit 90 die erste Öffnungs- und Schließvorrichtung 6-2, die zu dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 gehört, und schließt außerdem die Durchflussregelvorrichtung 7-2. Darüber hinaus öffnet die Steuereinheit 90 die zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung 9-2 und legt die Öffnungsgrade der ersten Expansionsvorrichtung 8 und der zweiten Expansionsvorrichtung 10 fest, um Anfangsöffnungsgrade vorab festzulegen. Die erste Öffnungs- und Schließvorrichtung 6-1, die dem parallelen Wärmetauscher 3-1 entspricht, der als ein Verdampfer fungiert, ist geöffnet, und die zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung 9-1 ist geschlossen.
So ist ein Entfrostungs-Kreislauf geöffnet, und ein Anteil des Kältemittels, das aus dem Kompressor 1 abgelassen wird, strömt in den Entfrostungs-Kreislauf hinein. Spezifischer wird der Entfrostungs-Kreislauf geöffnet, in dem der Kompressor 1, die erste Expansionsvorrichtung 8, die zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung 9-2, der parallele Wärmetauscher 3-2 und die zweite Expansionsvorrichtung 10 der Reihe nach in dieser Reihenfolge verbunden sind, und der Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb wird gestartet.
Wenn der Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb gestartet wird, strömt ein Anteil des gasförmigen Kältemittels mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Kompressor 1 abgelassen wird, in das erste Entfrostungsrohr 39 hinein, und der Druck desselben wird mittels der ersten Expansionsvorrichtung 8 auf einen mittleren Druck reduziert. Die Umwandlung des Kältemittels ist in 15 durch eine Linie dargestellt, die sich von Punkt (b) zu Punkt (k) erstreckt.
Das Kältemittel, dessen Druck auf den mittleren Druck (Punkt (k)) reduziert wurde, strömt durch die zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung 9-2 hindurch und strömt in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hinein. Das Kältemittel, das in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hineingeströmt ist, wird gekühlt, indem Wärme mit dem Frost ausgetauscht wird, der sich auf dem parallelen Wärmetauscher 3-2 bildet.
So kann der Frost, der sich auf dem parallelen Wärmetauscher 3-2 bildet, geschmolzen werden, indem veranlasst wird, dass das gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Kompressor 1 abgelassen wird, in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hineinströmt. Die Umwandlung des Kältemittels ist in 15 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (k) zu Punkt (1) erstreckt. Wie aus der Umwandlung des Zustands des Kältemittels ersichtlich, wird der zu entfrostende parallele Wärmetauscher 3-2 mit latenter Wärme entfrostet, die keine Änderung der Temperatur des Kältemittels verursacht.
Das Kältemittel zur Verwendung bei einer Entfrostung befindet sich bei einer Sättigungstemperatur von ungefähr 0 bis 10 Grad C, die höher als die Temperatur des Frosts (0 Grad C) oder gleich dieser ist.
Das Kältemittel, das zum Entfrosten verwendet wurde und das aus dem parallelen Wärmetauscher 3-2 herausgeströmt ist, strömt in das zweite Entfrostungsrohr 40 hinein, und der Druck desselben wird mittels der zweiten Expansionsvorrichtung 10 auf einen niedrigen Druck reduziert. Dann vereinigt sich das Kältemittel mit dem Hauptkreislauf, strömt in den parallelen Wärmetauscher 3-1 hinein, der als ein Verdampfer fungiert, und wird verdampft.
Es werden Beispiele für den Betrieb der ersten Expansionsvorrichtung 8 und der zweiten Expansionsvorrichtung 10 während des Nur-Heiz-Entfrostungsbetriebs beschrieben.
Während des Nur-Heiz-Entfrostungsbetriebs steuert die Steuereinheit 90 den Öffnungsgrad der zweiten Expansionsvorrichtung 10 derart, dass eine Sättigungstemperatur, die durch Umwandeln des Drucks des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 erhalten wird, in den Bereich von ungefähr 0 bis 10 Grad C fällt. Der Unterschied zwischen dem Ablassdruck des Kompressors 1 und dem Druck des zu entfrostenden parallelen Wärmetauschers 3-2 variiert während des Nur-Heiz-Entfrostungsbetriebs nicht sehr stark. Daher wird der Öffnungsgrad der ersten Expansionsvorrichtung 8 in Übereinstimmung mit einer erforderlichen Entfrostungs-Durchflussmenge, die im Voraus bestimmt wird, bei einem Wert festgehalten.
Bei Ausführungsform 1 wird der Öffnungsgrad der zweiten Expansionsvorrichtung 10 derart gesteuert, dass die Temperatur (die Sättigungstemperatur) des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 in den Bereich von ungefähr 0 bis 10 Grad C fällt. Wenn diese Steuerung nicht durchgeführt wird, entsteht folgendes Problem. Das heißt, wenn die Temperatur des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 unter 0 Grad C liegt, liegt die Temperatur des Kältemittels unterhalb der Temperatur des Frosts (0 Grad C). Daher kondensiert das Kältemittel nicht, und ein Entfrosten wird nur mit fühlbarer Wärme durchgeführt, deren Wärmemenge gering ist. In diesem Fall muss die Durchflussmenge des Kältemittels, das in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hineinströmen soll, erhöht werden, um eine Heizleistung für ein Heizen des Frosts sicherzustellen. Wenn die Durchflussmenge des Kältemittels, das in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hineinströmen soll, erhöht wird, wird jedoch die Durchflussmenge des Kältemittels zur Verwendung beim Heizvorgang verringert. Daher wird die Heizleistung reduziert, und der Komfort für die Innenräume wird verschlechtert.
Wenn die Temperatur des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 im Gegensatz dazu höher als 10 Grad C ist, ist der Unterschied zwischen der Temperatur des Kältemittels und der Temperatur des Frosts (0 Grad C) erheblich, und das Kältemittel, das in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hineingeströmt ist, wird rasch verflüssigt. Im Ergebnis wird die Menge des flüssigen Kältemittels in dem parallelen Wärmetauscher 3-2 vergrößert. Auch in diesem Fall ist die Menge des Kältemittels zur Verwendung bei dem Heizvorgang unzureichend, so dass als Ergebnis daraus die Heizleistung reduziert wird und der Komfort für die Innenräume verschlechtert wird.
Im Hinblick auf das Vorstehende wird der Öffnungsgrad der zweiten Expansionsvorrichtung 10 bei Ausführungsform 1 derart gesteuert, dass die Temperatur des Kältemittels in dem parallelen Wärmetauscher 3-2 in den Bereich von ungefähr 0 bis 10 Grad C fällt. Daher kann ein Entfrosten mit latenter Wärme durchgeführt werden, deren Wärmemenge groß ist, und es kann eine ausreichende Menge des Kältemittels für den Heizvorgang verwendet werden. Im Ergebnis kann eine ausreichende Heizleistung sichergestellt werden, und der Komfort für die Innenräume kann verbessert werden.
Die Wärme, die von dem Kältemittel zur Verwendung bei einem Entfrostungsvorgang abgestrahlt wird, wird nicht nur auf den Frost übertragen, der sich auf dem parallelen Wärmetauscher 3-2 gebildet hat, sondern kann teilweise in die Außenraumluft abgestrahlt werden. Daher kann die Steuereinheit 90 die Öffnungsgrade der ersten Expansionsvorrichtung 8 und der zweiten Expansionsvorrichtung 10 derart steuern, dass die Durchflussmenge des Kältemittels zur Verwendung bei dem Entfrostungsvorgang zunimmt, wenn sich die Außentemperatur verringert. Im Ergebnis kann die Menge an Wärme, die für den Frost verwendet wird, ungeachtet der Außentemperatur konstant gehalten werden, und die für ein Entfrosten erforderliche Zeit kann konstant sein.
Die Steuereinheit 90 kann außerdem zum Beispiel den Schwellenwert der Sättigungstemperatur, auf die Bezug genommen wird, um zu bestimmen, ob eine Bildung von Frost auftritt oder nicht, und die Zeitspanne für einen normalen Betrieb gemäß der Außentemperatur ändern. Die Zeitspanne für den Heizbetrieb kann zum Beispiel reduziert werden, wenn sich die Außentemperatur verringert. Wenn die Zeitspanne für den Heizbetrieb reduziert wird, wird die Menge an Frost zu dem Zeitpunkt reduziert, wenn das Entfrosten startet. Unter der Annahme, dass die Menge an Wärme, die durch das Kältemittel für das Entfrosten eingesetzt wird, während des Entfrostens ungeachtet der Außentemperatur konstant ist, nimmt die Menge an Frost, die entfernt werden kann, mit abnehmender Außentemperatur ab. Damit der Frost, der sich während des Heizbetriebs gebildet hat, durch Einsetzen einer konstanten Wärmemenge ungeachtet der Außentemperatur entfernt wird, reicht es daher aus, dass die Zeitdauer des Heizbetriebs reduziert wird, wenn die Außentemperatur abnimmt, um die Menge an Frost zu dem Zeitpunkt zu reduzieren, wenn das Entfrosten gestartet wird.
Mit anderen Worten, durch Reduzieren der Zeitspanne des Heizbetriebs bei abnehmender Außentemperatur kann die Wärmemenge, die durch das Kältemittel für das Entfrosten eingesetzt wird, während des Entfrostungsvorgangs ungeachtet der Außentemperatur konstant gehalten werden. In dem Fall, in dem die Wärmemenge, die durch das Kältemittel für das Entfrosten eingesetzt wird, während des Entfrostungsvorgangs ungeachtet der Außentemperatur konstant ist, kann die Konfiguration der ersten Expansionsvorrichtung 8 vereinfacht werden. Da bewirkt werden kann, dass die erste Expansionsvorrichtung 8 einen konstanten Widerstand aufweist, kann spezifischer ein kostengünstiges Kapillarrohr als die erste Expansionsvorrichtung 8 verwendet werden. In dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb, der nachstehend beschrieben wird, kann außerdem zum Beispiel der Schwellenwert der Sättigungstemperatur, auf den Bezug genommen wird, um zu bestimmen, ob sich ein Frost gebildet hat oder nicht, oder die Zeitspanne für einen normalen Betrieb gemäß der Außentemperatur geändert werden.
Bei einer Konfiguration, bei der die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 miteinander kombiniert werden und außerdem Außenraumluft von dem Außenraumventilator 3f zu dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher gesendet wird, wie bei Ausführungsform 1, kann die Ausgangsleistung des Ventilators gemäß der Außentemperatur geändert werden, um die Wärmemenge zu reduzieren, die von dem Kältemittel in die Außenraumluft abgestrahlt wird.
Spezifischer kann die Ausgangsleistung des Ventilators mit abnehmender Außentemperatur reduziert werden. In dem Fall, in dem die Ausgangsleistung des Ventilators reduziert wird, um die Wärmemenge zu reduzieren, die von dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 in die Außenraumluft abgestrahlt wird, kann das Entfrosten früher beendet werden. In dem Fall, in dem die Heizleistung für das Entfrosten um ein Maß reduziert wird, um das die Menge an abgestrahlter Wärme reduziert wird, kann des Weiteren die Heizleistung um das Maß erhöht werden.
Die Steuereinheit 90 kann eine Schwellentemperatur für die Außentemperatur festlegen und gemäß der Beziehung zwischen der Außentemperatur und der Schwellentemperatur ein Umschalten zwischen den Entfrostungs-Betriebsweisen durchführen. Spezifischer wird der Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb durchgeführt, wenn die Außentemperatur höher als die Schwellentemperatur ist. Wenn die Außentemperatur niedriger als die Schwellentemperatur oder gleich dieser ist, wird die Richtung der Verbindung der Durchflussschaltvorrichtung 2 in die gleiche Richtung wie in dem Kühlbetrieb geändert, so dass das Kältemittel in die gleiche Richtung strömt wie in dem Nur-Kühlbetrieb; das heißt, es wird ein sogenannter Umkehr-Entfrostungsbetrieb durchgeführt. Die Schwellentemperatur wird zum Beispiel auf -5 Grad C oder -10 Grad C festgelegt. In dem Umkehr-Entfrostungsbetrieb wird ein „Komplett-Entfrosten“ durchgeführt, bei dem die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 beide entfrostet werden. In dem Umkehr-Entfrostungsbetrieb können die Innenraumwärmetauscher nicht als Kondensatoren fungieren, und daher wird in der Innenraumeinheit B oder der Innenraumeinheit C kein Heizvorgang durchgeführt.
Wenn die Außentemperatur niedriger als oder gleich 0 Grad C ist, wenn die Außentemperatur zum Beispiel gleich -5 Grad C oder -10 Grad ist, ist die absolute Feuchtigkeit der Außenluft von Anfang an gering. Daher ist die Menge an Frost, die sich bildet, gering, und der normale Heizbetrieb wird während einer langen Zeitspanne durchgeführt, bevor die Menge an Frost, die sich bildet, eine bestimmte Menge erreicht. Wenn daher die Außentemperatur niedriger als oder gleich 0 Grad C ist, ist die Zeitspanne, über die hinweg ein Heizvorgang gestoppt ist, der von den Innenraumeinheiten B und C durchgeführt wird, vergleichsweise kurz, auch wenn der Umkehr-Entfrostungsbetrieb durchgeführt wird und ein von den Innenraumeinheiten B und C durchgeführter Heizvorgang gestoppt ist, und dies beeinflusst den Komfort nicht sehr stark. Wenn die Außentemperatur niedriger als oder gleich 0 Grad C ist, wird von dem zu entfrostenden Außenraumwärmetauscher 3 eine große Wärmemenge in die Außenluft abgestrahlt, wenn der Heiz-Entfrostungsbetrieb durchgeführt wird. Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, kann ein Entfrosten effizient durchgeführt werden, indem der Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb durchgeführt wird, wenn die Außentemperatur höher als die Schwellentemperatur ist, und indem der Umkehr-Entfrostungsbetrieb durchgeführt wird, wenn die Außentemperatur niedriger als die Schwellentemperatur oder gleich dieser ist.
Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb
Der Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb wird durchgeführt, wenn sich während des normalen Haupt-Heizbetriebs Frost auf dem Außenraumwärmetauscher 3 bildet. Alternativ wird der Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb durchgeführt, wenn eine oder mehrere der Innenraumeinheiten beginnen, während des Nur-Heiz-Entfrostungsbetriebs einen Kühlvorgang durchzuführen.
Die Bestimmung, ob sich Frost akkumuliert hat, wird in der gleichen oder einer ähnlichen Weise wie jener bei dem Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb durchgeführt.
In der folgenden Beschreibung wird wie bei dem Nur-Heiz-Entfrostungsbetrieb angenommen, dass der parallele Wärmetauscher 3-2 einen Entfrostungsvorgang durchführt und der parallele Wärmetauscher 3-1 als ein Verdampfer fungiert, um den Heizvorgang fortzusetzen. Darüber hinaus wird wie bei dem normalen Haupt-Heizbetrieb angenommen, dass die Innenraumeinheit B einen Kühlvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Heizvorgang durchführt.
16 stellt den Strom des Kältemittels in dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb für ein Entfrosten des parallelen Wärmetauschers 3-2 der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 dar. In 16 kennzeichnen die durchgezogenen Linien Abschnitte, durch die das Kältemittel in dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb hindurch strömt, und die durchbrochenen Linien kennzeichnen Abschnitte, durch die das Kältemittel in dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb nicht hindurch strömt.
17 ist ein P-h-Diagramm der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 in dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb. In 17 kennzeichnen die Punkte (a) bis (h), der Punkt (k) und der Punkt (1) die Zustände des Kältemittels an den Punkten, die in 16 mit den gleichen Zeichen bezeichnet sind.
Wenn detektiert wird, dass ein Entfrosten durchgeführt werden muss, um den während des normalen Haupt-Heizbetriebs, wie in 12 dargestellt, gebildeten Frost zu entfernen, schließt die Steuereinheit 90 die zu dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 gehörige erste Öffnungs- und Schließvorrichtung 6-2 und schließt außerdem die Durchflussregelvorrichtung 7-2. Darüber hinaus öffnet die Steuereinheit 90 die zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung 9-2 und legt die Öffnungsgrade der ersten Expansionsvorrichtung 8 und der zweiten Expansionsvorrichtung 10 fest, um Anfangsöffnungsgrade vorab festzulegen. Die zu dem parallelen Wärmetauscher 3-1, der als ein Verdampfer fungiert, gehörige erste Öffnungs- und Schließvorrichtung 6-1 wird geöffnet, und die zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung 9-1 wird geschlossen.
So wird der Entfrostungs-Kreislauf geöffnet, und ein Anteil des Kältemittels, das aus dem Kompressor 1 abgelassen wird, strömt in den Entfrostungs-Kreislauf hinein. Spezifischer wird der Entfrostungs-Kreislauf geöffnet, in dem der Kompressor 1, die erste Expansionsvorrichtung 8, die zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung 9-2, der parallele Wärmetauscher 3-2 und die zweite Expansionsvorrichtung 10 der Reihe nach in dieser Reihenfolge verbunden sind, und der Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb wird gestartet.
Wenn der Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb gestartet wird, strömt ein Anteil des gasförmigen Kältemittels mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Kompressor 1 abgelassen wird, in das erste Entfrostungsrohr 39 hinein, und der Druck desselben wird mittels der ersten Expansionsvorrichtung 8 auf einen mittleren Druck reduziert. Die Umwandlung des Kältemittels ist in 17 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (b) zu Punkt (k) erstreckt.
Das Kältemittel, dessen Druck auf den mittleren Druck (Punkt (k)) reduziert wurde, strömt durch die zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung 9-2 hindurch und strömt in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hinein. Das Kältemittel, das in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hineingeströmt ist, wird gekühlt, indem Wärme mit dem Frost ausgetauscht wird, der sich auf dem parallelen Wärmetauscher 3-2 gebildet hat. Die Umwandlung des Kältemittels ist in 17 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (k) zu Punkt (1) erstreckt.
Das Kältemittel für eine Entfrostung weist eine Sättigungstemperatur von ungefähr 0 bis 10 Grad C auf, die höher als die Temperatur des Frosts (0 Grad C) oder gleich dieser ist.
Das Kältemittel, das zum Entfrosten verwendet wurde und das aus dem parallelen Wärmetauscher 3-2 herausgeströmt ist, strömt in das zweite Entfrostungsrohr 40 hinein, und der Druck desselben wird mittels der zweiten Expansionsvorrichtung 10 auf einen niedrigen Druck reduziert. Dann tritt das Kältemittel in den Hauptkreislauf ein. Die Umwandlung des Kältemittels ist in 17 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (1) zu Punkt (d) erstreckt. Das Kältemittel, das in den Hauptkreislauf eingetreten ist, strömt in den parallelen Wärmetauscher 3-1 hinein, der als ein Verdampfer fungiert, und wird verdampft. Die Umwandlung des Kältemittels ist in 17 durch eine Linie gekennzeichnet, die sich von Punkt (d) zu Punkt (a) erstreckt.
Es werden Beispiele für den Betrieb der ersten Expansionsvorrichtung 8 und der zweiten Expansionsvorrichtung 10 während des Haupt-Heiz-Entfrostungsbetriebs beschrieben.
Während des Haupt-Heiz-Entfrostungsbetriebs steuert die Steuereinheit 90 den Öffnungsgrad der zweiten Expansionsvorrichtung 10 derart, dass eine Sättigungstemperatur, die durch Umwandeln des Drucks des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 erhalten wird, in den Bereich von ungefähr 0 bis 10 Grad C fällt. Der Öffnungsgrad der ersten Expansionsvorrichtung 8 wird auf einem Wert gehalten, welcher der erforderlichen Entfrostungs-Durchflussmenge entspricht, die im Voraus bestimmt wird. Alternativ kann die Steuereinheit 90 die erste Expansionsvorrichtung 8 und die zweite Expansionsvorrichtung 10 derart steuern, dass die Entfrostungs-Durchflussmenge zunimmt, wenn die Außentemperatur niedriger wird.
Es wird ein Beispiel für den Betrieb der Durchflussregelvorrichtung 7-1 während des Haupt-Heiz-Entfrostungsbetriebs beschrieben.
Im Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb steuert die Steuereinheit 90 den Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 derart, dass der Druck, der mittels des Kältemitteldrucksensors 91 detektiert wird, das heißt, der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b, der als ein Verdampfer fungiert, den Solldruck erreicht, der zum Beispiel der festgelegten Temperatur der Innenraumeinheit B entspricht, die einen Kühlvorgang durchführt.
Es werden die positionelle Beziehung zwischen der Durchflussregelvorrichtung 7-1 und der zweiten Expansionsvorrichtung 10 und ein Vorteil beschrieben, der aus der positionellen Beziehung resultiert. Bei Ausführungsform 1 ist die Durchflussregelvorrichtung 7-1 stromaufwärts des Auslasses der zweiten Expansionsvorrichtung 10 angeordnet. Mit anderen Worten, die Durchflussregelvorrichtung 7-1 befindet sich zwischen einem Verbindungspunkt X (siehe 16) zwischen dem Auslass des zweiten Entfrostungsrohrs 40 und dem Hauptkreislauf und dem Innenraumwärmetauscher 11b, der als ein Verdampfer fungiert.
In der Innenraumeinheit B, die einen Kühlvorgang durchführt, muss ein „Kühldruck (Y)“, bei dem es sich um den Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b handelt, auf einen Solldruck eingestellt werden, welcher der festgelegten Temperatur entspricht. Wenn die Durchflussregelvorrichtung 7-1 jedoch stromabwärts des Auslasses der zweiten Expansionsvorrichtung 10 angeordnet ist, ist der „Kühldruck (Y)“ begrenzt, und es ist möglich, dass er nicht auf den Solldruck eingestellt werden kann. In dem Fall, in dem die Durchflussregelvorrichtung 7-1 im Gegensatz dazu stromaufwärts des Auslasses der zweiten Expansionsvorrichtung 10 angeordnet ist, wie in Ausführungsform 1, ist der „Kühldruck (Y)“ nicht begrenzt und kann auf den Solldruck eingestellt werden. Dies wird unter Bezugnahme auf 18 weiter beschrieben.
18 stellt die Beziehung zwischen dem Druck des Kältemittels, das in dem parallelen Wärmetauscher 3-2 zum Entfrosten verwendet wird, dem Druck des Kältemittels zum Kühlen des Innenraumwärmetauschers 11b, der als ein Verdampfer fungiert, und dem Druck des Kältemittels für eine Aufnahme von Wärme aus der Außenluft in dem parallelen Wärmetauscher 3-1 in der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 dar. 18 stellt schematisch die positionelle Beziehung zwischen der Durchflussregelvorrichtung 7-1 und der zweiten Expansionsvorrichtung 10 dar. Die vertikale Achse gibt den Druck wieder. 18(a) stellt den Fall dar, in dem die Durchflussregelvorrichtung 7-1 stromabwärts des Auslasses der zweiten Expansionsvorrichtung 10 angeordnet ist, und 18(b) stellt den Fall dar, in dem die Durchflussregelvorrichtung 7-1 stromaufwärts des Auslasses der zweiten Expansionsvorrichtung 10 angeordnet ist. Ausführungsform 1 entspricht dem in 18(b) dargestellten Fall, in dem die Durchflussregelvorrichtung 7-1 stromaufwärts des Auslasses der zweiten Expansionsvorrichtung 10 angeordnet ist.
In dem Fall, in dem die Durchflussregelvorrichtung 7-1 stromabwärts der zweiten Expansionsvorrichtung 10 angeordnet ist, wie in 18(a) dargestellt, wird der Druck des Kältemittels, das zum Entfrosten verwendet wurde, mittels der zweiten Expansionsvorrichtung 10 von einem „Entfrostungsdruck (X)“ reduziert. Das Kältemittel, dessen Druck mittels der zweiten Expansionsvorrichtung 10 reduziert wurde, vereinigt sich mit dem Kältemittel, das in der Innenraumeinheit B zum Kühlen verwendet wurde, und der Druck wird gleich dem „Kühldruck (Y)“ und wird dann mittels der Durchflussregelvorrichtung 7-1 auf einen „Heizaufnahmedruck (Z)“ reduziert. In diesem Fall kann der „Kühldruck (Y)“ nur in dem Bereich zwischen dem „Entfrostungsdruck (X)“ und dem „Heizaufnahmedruck (Z)“ eingestellt werden. Alternativ kann der „Entfrostungsdruck (X)“ nur auf einen Wert oberhalb des „Kühldrucks (Y)“ eingestellt werden. Mit anderen Worten, der „Kühldruck (Y)“ kann nur auf einen Wert unterhalb des „Entfrostungsdrucks (X)“ eingestellt werden.
Wie vorstehend beschrieben, stellt die zweite Expansionsvorrichtung 10 den „Entfrostungsdruck (X)“ derart ein, dass eine Sättigungstemperatur, die durch Umwandeln erhalten wird, in den Bereich von ungefähr 0 bis 10 Grad C fällt. Daher ist eine Sättigungstemperatur, die durch Umwandeln des „Kühldrucks (Y)“ erhalten wird, der nur auf den Wert unterhalb des „Entfrostungsdrucks (X)“ eingestellt werden kann, niedriger als die durch Umwandeln des „Entfrostungsdrucks (X)“ erhaltene Sättigungstemperatur, die gleich 0 bis 10 Grad C ist. Mit anderen Worten, die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b ist niedriger als 0 bis 10 Grad C. Daher besteht die Möglichkeit, dass die Temperatur der Luft, die in den Innenraum gesendet werden soll, übermäßig verringert wird, um eine übermäßige Kälte zu liefern, oder die Innenraumtemperatur auf eine Temperatur verringert wird, die niedriger als die festgelegte Temperatur ist, so dass der Komfort für den Innenraum verschlechtert wird. Es ist anzumerken, dass die durch Umwandeln des „Kühldrucks (Y)“ erhaltene Sättigungstemperatur, die von der festgelegten Temperatur abhängig ist, im Allgemeinen in den Bereich von ungefähr 5 bis 20 Grad C fällt.
Außerdem besteht die Möglichkeit, dass sich die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b auf 0 Grad C oder eine niedrigere Temperatur verringert, dass ein Vereisen und Einfrieren in der Innenraumeinheit B auftritt, Luft nicht in den Innenraum gesendet werden kann oder der Wärmetauscher beschädigt wird. In dem Fall, in dem das Entfrosten der Innenraumeinheit B durchgeführt wird, um den Frost und das Eis zu schmelzen, ist es notwendig, den Kühlvorgang zu stoppen, und der Innenraum wird geheizt, da bewirkt wird, dass das Kältemittel mit hoher Temperatur durch den Innenraumwärmetauscher 11b hindurch strömt, so dass ebenfalls der Komfort für den Innenraum verschlechtert wird. Des Weiteren wird im Vergleich mit Tauwasser, das während des normalen Kühlbetriebs erzeugt wird, in einer kürzeren Zeitspanne während des Entfrostens eine größere Menge an entfrostetem Wasser erzeugt. Daher ist es möglich, dass entfrostetes Wasser in den Innenraum versprüht wird oder in den Innenraum austritt, wenn nicht ein Ableitungsvermögen eines Ableitungs-Mechanismus, wie beispielsweise eine Ablaufwanne, verbessert wird.
In dem Fall, in dem der „Kühldruck (Y)“ auf einen Druck eingestellt wird, welcher der festgelegten Temperatur entspricht, um den Komfort für den Innenraum sicherzustellen, der gekühlt wird, muss der „Entfrostungsdruck (X)“ auf einen Druck festgelegt werden, der höher als der „Kühldruck (Y)“ ist. In einem solchen Fall wird die Heizleistung reduziert, und im Ergebnis wird der Komfort für den Innenraum reduziert, der geheizt wird.
In dem Fall, in dem die Durchflussregelvorrichtung 7-1 wie bei Ausführungsform 1 stromaufwärts der zweiten Expansionsvorrichtung 10 angeordnet wird, wie in 18(b) dargestellt, wird im Gegensatz dazu der Druck des Kältemittels, das zum Entfrosten verwendet wurde, durch die zweite Expansionsvorrichtung 10 von dem „Entfrostungsdruck (X)“ auf den „Heizaufnahmedruck (Z)“ reduziert. Außerdem wird der Druck des Kältemittels, das zum Kühlen verwendet wurde, mittels der Durchflussregelvorrichtung 7-1 von dem „Kühldruck (Y)“ auf den „Heizaufnahmedruck (Z)“ reduziert. Somit können der „Entfrostungsdruck (X)“ und der „Kühldruck (Y)“ individuell eingestellt werden. Daher kann der „Entfrostungsdruck (X)“ derart eingestellt werden, dass die Sättigungstemperatur, die durch Umwandeln erhalten wird, in den Bereich von ungefähr 0 bis 10 Grad C fällt, um eine ausreichende Heizleistung sicherzustellen, und der „Kühldruck (Y)“ kann eingestellt werden, um zu bewirken, dass die durch Umwandeln erhaltene Sättigungstemperatur in den Bereich von 0 Grad C bis zu der festgelegten Temperatur fällt. Daher können ein Vereisen und Einfrieren der Innenraumeinheit B verhindert werden, und die Innenraumtemperatur kann eingestellt werden. Somit kann der Komfort für sämtliche Innenräume verbessert werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Durchflussregelvorrichtung 7-1 gemäß Ausführungsform 1 stromaufwärts der zweiten Expansions-Einheit 10 angeordnet, so dass der Komfort für sämtliche Innenräume verbessert wird, die geheizt und gekühlt werden.
Bei der Konfiguration, bei der die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 miteinander kombiniert werden und der zu entfrostende parallele Wärmetauscher 3-2 außerdem Außenraumluft aufnimmt, die von dem Außenraumventilator 3f gesendet wird, wie bei Ausführungsform 1, kann die Ausgangsleistung des Ventilators gemäß dem Verhältnis der Kühllast zur Heizlast geändert werden.
In dem Fall, in dem das Verhältnis der Kühllast zur Heizlast groß ist, wird die Menge des Kältemittels, das in dem Innenraumwärmetauscher 11b verdampft, der als ein Verdampfer fungiert, im Vergleich zu dem Fall erhöht, in dem das Verhältnis der Kühllast zur Heizlast klein ist. Das heißt, die Menge an Wärme wird erhöht, die aus der Innenraumluft in der Innenraumeinheit B aufgenommen wird. Daher kann die Menge an Wärme, die durch den parallelen Wärmetauscher 3-1 aus der Außenraumluft aufgenommen wird, in dem Fall reduziert werden, in dem das Verhältnis der Kühllast zur Heizlast groß ist. Daher kann das Entfrosten in dem Fall, in dem das Verhältnis der Kühllast zur Heizlast größer als ein erstes festgelegtes Verhältnis ist, das im Voraus festgelegt wird, früher beendet werden, indem die Ausgangsleistung des Außenraumventilators 3f reduziert wird und somit die Menge an Wärme reduziert wird, die von dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 in die Luft abgestrahlt wird. Des Weiteren kann die Heizleistung in dem Fall, in dem die Heizleistung für ein Entfrosten um ein Maß reduziert wird, um das die Menge an Wärme reduziert wird, die von dem parallelen Wärmetauscher 3-2 in die Luft abgestrahlt wird, um dieses Maß erhöht werden.
Des Weiteren kann die Durchflussmenge des Kältemittels, das in den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 hineinströmt, im Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb gemäß der Heizlast des Innenraumwärmetauschers 11c gesteuert werden, der als ein Kondensator fungiert. Spezifischer kann der Öffnungsgrad der ersten Expansionsvorrichtung 8 in dem Fall, in dem die Heizlast geringer als eine Last ist, die im Voraus festgelegt wird, vergrößert werden, um die Durchflussmenge des Kältemittels zu erhöhen, das in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hineinströmt. In diesem Fall kann ein Entfrosten in einer kürzeren Zeitspanne erreicht werden. In dem Fall, in dem die Durchflussmenge des Kältemittels erhöht wird, das in den parallelen Wärmetauscher 3-2 hineinströmt, wird die Durchflussmenge des Kältemittels reduziert, das in den parallelen Wärmetauscher 3-1 hineinströmt, der als ein Verdampfer fungiert. Daher wird die Menge an Wärme reduziert, die in dem Hauptkreislauf aufgenommen wird, und die Heizleistung wird reduziert. Da die Heizleistung jedoch gering ist, wird die Innenumgebung nicht beeinflusst, auch wenn die Heizleistung reduziert wird.
Es ist anzumerken, dass der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 bei dem Umschalten zwischen dem normalen Haupt-Heizbetrieb und dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb im Voraus gemäß dem Verhältnis der Kühllast zur Heizlast geändert werden kann. Dies wird weiter beschrieben.
Im normalen Haupt-Heizbetrieb fungieren die parallelen Wärmetauscher 3-1 und 3-2 beide als Verdampfer, und das Kältemittel, das aus der rückflussverhindernden Vorrichtung 5-4 herausströmt und durch den Hauptkreislauf hindurch strömt, wird in zwei Kältemittel verzweigt, die in Richtung zu den Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 hin strömen. Im Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb fungiert nur der parallele Wärmetauscher 3-1 als ein Verdampfer, und das Kältemittel, das aus der rückflussverhindernden Vorrichtung 5-4 herausströmt und durch den Hauptkreislauf hindurchströmt, strömt nur durch die Durchflussregelvorrichtung 7-1. Wenn der durchzuführende Betrieb von dem normalen Haupt-Heizbetrieb in den Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb umgeschaltet wird, wird die Fläche des Außenraumwärmetauschers 3 reduziert, der als ein Verdampfer fungiert, und der niedrige Druck verringert sich somit als ein Ergebnis dessen, dass sich der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b verringert. Wenn der Betrieb darüber hinaus von dem normalen Haupt-Heizbetrieb in den Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb umgeschaltet wird, strömt das gesamte Kältemittel, das durch den Hauptkreislauf hindurch strömt, nur durch die Durchflussregelvorrichtung 7-1 hindurch. Im Ergebnis nimmt der Druck des Kältemittels auf der Seite der Durchflussregelvorrichtung 7-1 zu, in die das Kältemittel hineinströmt, und der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b nimmt dementsprechend zu.
Der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b ändert sich in einer solchen Weise aus zwei Gründen rasch. Einer besteht darin, dass die Fläche des Außenraumwärmetauschers 3 verringert wird, der als ein Verdampfer fungiert, so dass der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b verringert wird, und der andere besteht darin, dass der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b aufgrund dessen erhöht wird, ob das Kältemittel in Kältemittel verzweigt wird oder nicht, die in Richtung zu den Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 hin strömen. Welcher der vorstehenden zwei Gründe die vorstehende rasche Änderung des Drucks des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b stärker beeinflusst, ist von dem Verhältnis der Kühllast zur Heizlast abhängig.
Es ist anzumerken, dass die vorstehenden Gründe für ein Ändern des Drucks des Kältemittels umgekehrt werden, wenn der Betrieb von dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb in den normalen Haupt-Heizbetrieb umgeschaltet wird. Spezifischer ändert sich der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b aus zwei Gründen: einer besteht darin, dass die Fläche des Außenraumwärmetauschers 3 vergrößert wird, der als ein Verdampfer fungiert, so dass der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b erhöht wird; und der andere besteht darin, dass das Kältemittel, das durch den Hauptkreislauf hindurchströmt, in zwei Kältemittel verzweigt wird, die in Richtung zu den Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 hin strömen, so dass der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b verringert wird.
Im normalen Haupt-Heizbetrieb ist die Menge der aus der Außenluft durch den Außenraumwärmetauscher 3 aufgenommenen Wärme in dem Fall, in dem das Verhältnis der Kühllast zu der Heizlast klein ist, größer als die Menge an Wärme, die aus der Innenraumluft durch den Innenraumwärmetauscher 11b in der Innenraumeinheit B aufgenommen wird, die einen Kühlvorgang durchführt. Daher ist der Einfluss der Änderung der Fläche des Außenraumwärmetauschers 3 groß, der als ein Verdampfer fungiert. Wenn der Betrieb von dem normalen Haupt-Heizbetrieb in den Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb umgeschaltet wird, wird die Fläche des Außenraumwärmetauschers 3 reduziert, der als ein Verdampfer fungiert, und der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b wird dementsprechend reduziert. In dem Fall, in dem der Betrieb von dem normalen Haupt-Heizbetrieb in den Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb umgeschaltet wird, wird daher der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 vor dem Umschalten in den Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb reduziert, wenn das Verhältnis der Kühllast zur Heizlast klein ist. Somit kann eine Verringerung des Drucks des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b reduziert werden.
Im Gegensatz dazu ist die Menge an Wärme, die durch den Außenraumwärmetauscher 3 aus der Außenluft aufgenommen wird, im normalen Haupt-Heizbetrieb in dem Fall, in dem das Verhältnis der Kühllast zu der Heizlast groß ist, geringer als die Menge an Wärme, die durch den Innenraumwärmetauscher 11b in der Innenraumeinheit B aus der Innenluft aufgenommen wird, die einen Kühlvorgang durchführt. Daher ist der Einfluss der Änderung der Fläche des Außenraumwärmetauschers 3 gering, der als ein Verdampfer fungiert. Wenn die Menge an Wärme vergrößert wird, die aus der Innenluft in der Innenraumeinheit B aufgenommen wird, wird außerdem die Qualität des Kältemittels erhöht, das durch den Hauptkreislauf hindurchströmt, und daher wird der Einfluss größer, ob ein Kältemittel in Kältemittel verzweigt wird oder nicht, die in Richtung zu den Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 hin strömen. Wenn dementsprechend der Betrieb von dem normalen Haupt-Heizbetrieb in den Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb umgeschaltet wird, wird der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b erhöht. In dem Fall, in dem der Betrieb von dem normalen Haupt-Heizbetrieb in den Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb umgeschaltet wird, wird daher der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 vor dem Umschalten in den Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb erhöht, wenn das Verhältnis der Kühllast zur Heizlast groß ist. Somit kann eine Erhöhung des Drucks des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b reduziert werden.
Zusammenfassend wird der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 in dem Fall, in dem der durchzuführende Betrieb von dem normalen Haupt-Heizbetrieb in den Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb umgeschaltet wird, gemäß dem Verhältnis der Kühllast zur Heizlast gesteuert, wie folgt.

(1) In dem Fall, in dem das Verhältnis der Kühllast zur Heizlast kleiner als ein zweites festgelegtes Verhältnis ist, das im Voraus festgelegt wird, wird der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 vor dem Umschalten des Betriebs verkleinert.
(2) In dem Fall, in dem das Verhältnis der Kühllast zur Heizlast größer als das zweite festgelegte Verhältnis ist, das im Voraus festgelegt wird, wird der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 vor dem Umschalten des Betriebs vergrößert.

In dem Fall, in dem der durchzuführende Betrieb von dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb in den normalen Haupt-Heizbetrieb umgeschaltet wird, wird der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 gemäß dem Verhältnis der Kühllast zur Heizlast gesteuert, wie folgt:

(3) In dem Fall, in dem das Verhältnis der Kühllast zur Heizlast kleiner als das zweite festgelegte Verhältnis ist, das im Voraus festgelegt wird, wird der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 vor dem Umschalten des Betriebs vergrößert.
(4) In dem Fall, in dem das Verhältnis der Kühllast zur Heizlast größer als das zweite festgelegte Verhältnis ist, wird der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 vor dem Umschalten des Betriebs verkleinert.

Durch Steuern des Öffnungsgrads der Durchflussregelvorrichtung 7-1, wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, eine rasche Änderung des Drucks des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b beim Umschalten des Betriebsmodus zu verhindern, und der Komfort für den Innenraum kann verbessert werden. Bei den vorstehenden Punkten (1) bis (4) ist beschrieben, dass der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 vor dem Umschalten des Betriebs vergrößert oder verkleinert wird. Mit dieser Beschreibung ist gemeint, dass der Öffnungsgrad so vergrößert oder verkleinert wird, dass er größer oder kleiner als der Öffnungsgrad vor dem vorstehenden Umschalten ist. Wie vorstehend beschrieben, wird der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 vor dem Umschalten gemäß der festgelegten Temperatur der Innenraumeinheit B gesteuert, die einen Kühlvorgang durchführt.
Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß Ausführungsform 1 in einem Betrieb mit gleichzeitigem Kühlen und Heizen, in dem ein Kühlvorgang und ein Heizvorgang gleichzeitig ausgeführt werden, ein Entfrosten durchgeführt werden, ohne das Heizen zu stoppen. Da die zweite Expansionsvorrichtung 10 und die dritte Expansionsvorrichtung 19 darüber hinaus individuell gesteuert werden, kann der Komfort für beide Innenräume verbessert werden, die gekühlt und geheizt werden.
Ausführungsform 2
19 ist ein Kühlkreislaufdiagramm, das die Konfiguration eines Kühlkreislaufs einer Klimaanlage 101 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt.
Es werden in erster Linie Bereiche und Betriebsweisen der Klimaanlage 101 beschrieben, die sich von jenen der Ausführungsform 1 unterscheiden.
Die Konfiguration der Klimaanlage 101 gemäß Ausführungsform 2 wird erhalten, indem der Kältemitteldrucksensor 91 aus der Konfiguration der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 weggelassen wird und Temperatursensoren 92b und 92c, welche die Temperaturen der jeweiligen Innenräume messen, zu der Konfiguration hinzugefügt werden.
Der Temperatursensor 92b detektiert die Temperatur der Luft, die in den Innenraumwärmetauscher 11b hineinströmt, und der Temperatursensor 92c detektiert die Temperatur der Luft, die in den Innenraumwärmetauscher 11c hineinströmt. Als die Temperatursensoren 92b und 92c können jegliche Sensoren verwendet werden, solange sie die Temperaturen der zu kühlenden Objekte detektieren können. Die Temperaturen der zu kühlenden Objekte sind nicht auf die Temperaturen der Innenluft beschränkt. Als Temperaturen der zu kühlenden Objekte können zum Beispiel die Umgebungstemperaturen von Steuereinheiten, wie beispielsweise von Fernbedienungssteuerungen zum Starten oder Stoppen des Betriebs der Innenraumeinheiten B und C, festgelegte Änderungstemperaturen etc. oder die Oberflächentemperaturen von Böden oder Wänden der Innenräume detektiert werden.
Es ist anzumerken, dass die Temperatursensoren 92b und 92c gemäß Ausführungsform 2 der „Temperaturdetektionseinheit“ gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht.
Normaler Haupt-Heizbetrieb
Es wird der Unterschied zwischen dem normalen Haupt-Heizbetrieb gemäß Ausführungsform 2 und jenem gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. In der Beschreibung wird angenommen, dass die Innenraumeinheit B einen Kühlvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Heizvorgang durchführt.
Die Steuereinheit 90 steuert die Öffnungsgrade der Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 derart, dass die von dem Temperatursensor 92b detektierte Innentemperatur in der Innenraumeinheit B, die einen Kühlvorgang durchführt, auf eine festgelegte Temperatur eingestellt wird.
Wenn die von dem Temperatursensor 92b detektierte Innenraumtemperatur höher als die festgelegte Temperatur ist, vergrößert die Steuereinheit 90 den Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2. Somit wird der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b so reduziert, dass er näher bei dem Druck des Kältemittels in den parallelen Wärmetauschern 3-1 und 3-2 liegt, so dass die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b reduziert wird. Im Ergebnis wird die Temperatur der Luft reduziert, die durch den Innenraumwärmetauscher 11b gekühlt wird und in den Innenraum hinein gesendet wird, und die Innenraumtemperatur nähert sich an die festgelegte Temperatur an. Wenn die von dem Temperatursensor 92b detektierte Innenraumtemperatur niedriger als die festgelegte Temperatur ist, werden die Öffnungsgrade der Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 reduziert, um den Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b zu erhöhen, so dass die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b erhöht wird. Somit wird die Temperatur der Luft erhöht, die in den Innenraum hinein gesendet wird, und die Innenraumtemperatur nähert sich an die festgelegte Temperatur an.
In dem Fall, in dem der Unterschied zwischen der von dem Temperatursensor 92b detektierten Innenraumtemperatur und der festgelegten Temperatur größer als ein festgelegter Wert ist, vergrößert die Steuereinheit 90 den Bereich für eine Änderung der Öffnungsgrade der Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2. So kann die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b erheblich geändert werden, wobei als Ergebnis daraus bewirkt werden kann, dass die Innentemperatur früh näher bei der festgelegten Temperatur liegt. In dem Fall, in dem der Unterschied zwischen der von dem Temperatursensor 92b detektierten Innenraumtemperatur und der festgelegten Temperatur kleiner als der festgelegte Wert ist, wird der Bereich für eine Änderung der Öffnungsgrade der Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 verkleinert. So kann der Wert, um den die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b geändert wird, verkleinert werden. Daher ist es möglich, eine Änderung der Innentemperatur um einen Wert zu verhindern, der größer als der Unterschied zwischen der Innentemperatur und der festgelegten Temperatur ist.
In dem Fall, in dem die Innenraumeinheit B einen Heizvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Kühlvorgang durchführt, wird die von dem Temperatursensor 92c detektierte Innentemperatur anstelle der von dem Temperatursensor 92b detektierten Innentemperatur verwendet.
Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb
Es wird der Unterschied zwischen dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb gemäß Ausführungsform 2 und jenem gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. In der Beschreibung wird angenommen, dass der parallele Wärmetauscher 3-2 einen Entfrostungsvorgang durchführt, der parallele Wärmetauscher 3-1 als ein Verdampfer fungiert, die Innenraumeinheit B einen Kühlvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Heizvorgang durchführt.
Die Steuereinheit 90 steuert den Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 derart, dass die von dem Temperatursensor 92b in der einen Kühlvorgang durchführenden Innenraumeinheit B detektierte Innenraumtemperatur auf eine festgelegte Temperatur eingestellt wird.
In dem Fall, in dem die von dem Temperatursensor 92b detektierte Innenraumtemperatur höher als die festgelegte Temperatur ist, vergrößert die Steuereinheit 90 den Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1. So wird der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b reduziert, um sich an den Druck des Kältemittels in dem parallelen Wärmetauscher 3-1 anzunähern, so dass die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b reduziert wird. Im Ergebnis wird die Temperatur der Luft verringert, die durch den Innenraumwärmetauscher 11b gekühlt wird und in den Innenraum gesendet wird, und die Innenraumtemperatur nähert sich an die festgelegte Temperatur an. In dem Fall, in dem die von dem Temperatursensor 92b detektierte Innenraumtemperatur niedriger als die festgelegte Temperatur ist, wird der Öffnungsgrad der Durchflussregelvorrichtung 7-1 verringert, um den Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b zu erhöhen, so dass die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b erhöht wird. So wird die Temperatur der Luft erhöht, die in den Innenraum gesendet wird, und es wird verhindert, dass die Innentemperatur niedriger als die festgelegte Temperatur wird.
In dem Fall, in dem der Unterschied zwischen der von dem Temperatursensor 92b detektierten Innenraumtemperatur und der festgelegten Temperatur größer als ein festgelegter Wert ist, vergrößert die Steuereinheit 90 den Bereich für eine Änderung des Öffnungsgrads der Durchflussregelvorrichtung 7-1. So kann die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b erheblich geändert werden, und es kann bewirkt werden, dass die Innentemperatur früh dichter bei der festgelegten Temperatur liegt. In dem Fall, in dem der Unterschied zwischen der von dem Temperatursensor 92b detektierten Innenraumtemperatur und der festgelegten Temperatur kleiner als der festgelegte Wert ist, wird der Bereich für eine Änderung des Öffnungsgrads der Durchflussregelvorrichtung 7-1 verkleinert. So kann der Wert verkleinert werden, um den die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher geändert |wird _[H1]. Daher ist es möglich, eine Änderung der Innentemperatur um einen Wert zu verhindern, der größer als der Unterschied zwischen der Innentemperatur und der festgelegten Temperatur ist.
In dem Fall, in dem die Innenraumeinheit B einen Heizvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Kühlvorgang durchführt, wird die von dem Temperatursensor 92c detektierte Innentemperatur anstelle der von dem Temperatursensor 92b detektierten Innentemperatur verwendet.
Wie vorstehend beschrieben, werden der Öffnungsgrad von der einen der Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 oder die Öffnungsgrade von beiden Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 während des normalen Haupt-Heizbetriebs und des Haupt-Heiz-Entfrostungsbetriebs gesteuert. Spezifischer steuert die Steuereinheit 90 die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 derart, dass die von einem der Temperatursensoren 92b und 92c, der sich in einem zu kühlenden Innenraum befindet, detektierte Innentemperatur auf die festgelegte Temperatur für den Innenraum eingestellt wird. Dementsprechend kann die Temperatur des zu kühlenden Innenraums auf die festgelegte Temperatur eingestellt werden, und der Komfort für den Innenraum kann verbessert werden.
Ausführungsform 3
20 ist ein Kühlkreislaufdiagramm, das die Konfiguration eines Kühlkreislaufs einer Klimaanlage 102 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt.
Es werden in erster Linie Bereiche und Betriebsweisen der Klimaanlage 102 beschrieben, die sich von jenen der Ausführungsform 1 unterscheiden.
Die Konfiguration der Klimaanlage 102 gemäß Ausführungsform 3 unterscheidet sich von jener der Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 an dem Punkt, dass bei Ausführungsform 3 dritte Öffnungs- und Schließvorrichtungen 18-1 und 18-2 anstelle der Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 angeordnet sind. Des Weiteren ist zwischen der rückflussverhindernden Vorrichtung 5-4 und den dritten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 18-1 und 18-2 und zwischen dem Kältemitteldrucksensor 91 und den dritten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 18-1 und 18-2 zusätzlich eine dritte Expansionsvorrichtung 19 angeordnet.
Die dritten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 18-1 und 18-2 gemäß Ausführungsform 3 entsprechen der „zweiten Durchflussschaltvorrichtung“ gemäß der vorliegenden Erfindung, und die dritte Expansionsvorrichtung 19 gemäß Ausführungsform 3 entspricht der „dritten Expansionsvorrichtung“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei Ausführungsform 3 sind die dritten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 18-1 und 18-2 sowohl im Nur-Kühlbetriebsmodus als auch im Haupt-Kühlbetriebsmodus geöffnet, und die dritte Expansionsvorrichtung 19 ist vollständig geöffnet. Daher strömen das Kältemittel von dem parallelen Wärmetauscher 3-1 und jenes von dem parallelen Wärmetauscher 3-2 durch die dritten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 18-1 und 18-2 hindurch und vereinigen sich. Das durch die vorstehende Vereinigung erhaltene resultierende Kältemittel strömt durch die dritte Expansionsvorrichtung 19 hindurch und strömt in die rückflussverhindernde Vorrichtung 5-1 hinein. Da die dritte Expansionsvorrichtung 19 vollständig geöffnet ist, wird der Druck des Kältemittels kaum reduziert und das Kältemittel wird kaum expandiert.
Bei Ausführungsform 3 sind die dritten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 18-1 und 18-2 im normalen Nur-Heizbetrieb geöffnet, und der Öffnungsgrad der dritten Expansionsvorrichtung 19 ist auf einen konstanten Öffnungsgrad festgelegt. So wird das Kältemittel nach dem Herausströmen aus der rückflussverhindernden Vorrichtung 5-4 durch die dritte Expansionsvorrichtung 19 expandiert und der Druck wird reduziert, und dann wird es in Kältemittel verzweigt, die in die dritten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 18-1 und 18-2 hineinströmen.
Es ist anzumerken, dass die dritte Expansionsvorrichtung 19 derart gesteuert werden kann, dass der Öffnungsgrad derselben konstant ist, dass sie zum Beispiel in einem vollständig geöffneten Zustand gehalten wird oder derart gesteuert werden kann, dass die Sättigungstemperatur bei einem mittleren Druck zum Beispiel in dem zweiten Verlängerungsrohr 32, der mittels des Kältemitteldrucksensors 91 detektiert wird, in den Bereich von ungefähr 0 bis 20 Grad C fällt. Durch Steuern der Sättigungstemperatur bei dem mittleren Druck zum Beispiel in dem zweiten Verlängerungsrohr 32 kann eine Kondensation von Tau auf der Rohroberfläche oder ein Einfrieren der Rohroberfläche verhindert werden.
Es wird der Unterschied zwischen dem normalen Haupt-Heizbetrieb gemäß Ausführungsform 3 und jenem gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. Bei der Beschreibung wird angenommen, dass die Innenraumeinheit B einen Kühlvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Heizvorgang durchführt.
Die dritten Öffnungs- und Schließvorrichtungen 18-1 und 18-2 sind geöffnet, und die dritte Expansionsvorrichtung 19 ist ebenfalls geöffnet. Das Kältemittel, das aus der rückflussverhindernden Vorrichtung 5-4 herausströmt, wird mittels der dritten Expansionsvorrichtung 19 expandiert und der Druck wird reduziert, und dann wird es in zwei Kältemittel verzweigt, die in die dritten Öffnungs- und-Schließvorrichtungen 18-1 und 18-2 hineinströmen.
Die Steuereinheit 90 steuert den Öffnungsgrad der dritten Expansionsvorrichtung 19 derart, dass der von dem Kältemitteldrucksensor 91 detektierte Druck, das heißt, der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b, der als ein Verdampfer fungiert, auf einen Solldruck eingestellt wird, der zum Beispiel gemäß der festgelegten Temperatur bestimmt wird. So kann die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b eingestellt werden, der einen Kühlvorgang durchführt, und die Temperatur der Luft, die mittels des Innenraumwärmetauschers 11b gekühlt wird und in den Innenraum gesendet wird, kann dementsprechend eingestellt werden. So kann der Betrieb gemäß der festgelegten Temperatur für den Innenraum und der Last durchgeführt werden, und der Komfort für den Innenraum kann verbessert werden.
Es wird der Unterschied zwischen dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb gemäß Ausführungsform 3 und jenem gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. Bei der Beschreibung wird angenommen, dass der parallele Wärmetauscher 3-2 einen Entfrostungsvorgang durchführt, der parallele Wärmetauscher 3-1 als ein Verdampfer fungiert, die Innenraumeinheit B einen Kühlvorgang durchführt und die Innenraumeinheit C einen Heizvorgang durchführt.
Die dritte Öffnungs- und Schließvorrichtung 18-1 ist geöffnet, und die dritte Expansionsvorrichtung 19 ist ebenfalls geöffnet. Das Kältemittel, das aus der rückflussverhindernden Vorrichtung 5-4 herausströmt, wird mittels der dritten Expansionsvorrichtung 19 expandiert und der Druck wird reduziert, und es strömt nur in die dritte Öffnungs- und Schließvorrichtung 18-1 hinein. Die dritte Öffnungs- und Schließvorrichtung 81-2 ist geschlossen, um ein Strömen des Kältemittels aus der rückflussverhindernden Vorrichtung 5-4 in den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher 3-2 hinein zu stoppen.
Die Steuereinheit 90 steuert den Öffnungsgrad der dritten Expansionsvorrichtung 19 derart, dass der von dem Kältemitteldrucksensor 91 detektierte Druck, das heißt, der Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b, der als ein Verdampfer fungiert, auf einen Solldruck eingestellt wird, der zum Beispiel gemäß der festgelegten Temperatur bestimmt wird. So kann die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b eingestellt werden, der einen Kühlvorgang durchführt, und die Temperatur der Luft, die mittels des Innenraumwärmetauschers 11b gekühlt wird und in den Innenraum gesendet wird, kann dementsprechend eingestellt werden. So kann der Betrieb gemäß der für den Innenraum festgelegten Temperatur und der Last durchgeführt werden, und der Komfort für den Innenraum kann verbessert werden.
Bei dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb gemäß Ausführungsform 3 wird der Öffnungsgrad der dritten Expansionsvorrichtung 19 gesteuert, um den Druck des Kältemittels in dem Innenraumwärmetauscher 11b einzustellen, der als ein Verdampfer fungiert, welcher parallele Wärmetauscher 3-1 und 3-2 auch immer entfrostet wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Druck des Kältemittels in dem einen von den Innenraumwärmetauschern 11b und 11c, der als ein Verdampfer fungiert, bei dem normalen Haupt-Heizbetrieb und dem Haupt-Heiz-Entfrostungsbetrieb gemäß Ausführungsform 3 nur mittels der dritten Expansionsvorrichtung 19 gesteuert. Daher kann die Anzahl von Ventilen reduziert werden, deren Öffnungsgrade gesteuert werden können und die zum Einstellen der Durchflussmenge und des Drucks des Kältemittels verwendet werden. Spezifischer sind bei Ausführungsform 2, die in 19 dargestellt ist, drei Ventile erforderlich, bei denen es sich um die Durchflussregelvorrichtungen 7-1 und 7-2 sowie die zweite Expansionsvorrichtung 10 handelt. Im Gegensatz dazu werden bei Ausführungsform 3, wie in 20 dargestellt, nur die zweite Expansionsvorrichtung 10 und die dritte Expansionsvorrichtung 19 verwendet, und die Anzahl von Ventilen ist somit auf zwei reduziert.
Wenngleich die Anzahl von Ventilen reduziert ist, deren Öffnungsgrade gesteuert werden können, ist die Anzahl der Öffnungs- und Schließvorrichtungen auf zwei erhöht. Die Öffnungs- und Schließvorrichtungen sind jedoch häufig kostengünstiger als die Ventile, deren Öffnungsgrade gesteuert werden können. Daher kann erwartet werden, dass die Kosten durch Reduzieren der Anzahl von Ventilen, deren Öffnungsgrade gesteuert werden können, reduziert werden können, auch wenn die Anzahl von Öffnungs- und Schließvorrichtungen erhöht wird. Darüber hinaus kann die Steuerung vereinfacht werden.
Da die dritte Expansionsvorrichtung 19 stromaufwärts der zweiten Expansionsvorrichtung 10 angeordnet ist, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 18 beschrieben, kann der Druck des parallelen Wärmetauschers 3-1 oder 3-2, der einen Entfrostungsvorgang durchführt, und der Druck des Innenraumwärmetauschers 11b oder 11c, der einen Kühlvorgang durchführt, individuell eingestellt werden.
Es ist anzumerken, dass die Ausführungsformen 1, 2 und 3 vorstehend unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben sind, in dem der Außenraumwärmetauscher 3 in zwei parallele Wärmetauscher 3-1 und 3-2 aufgeteilt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen derartigen Fall beschränkt. Wenn das vorstehende Konzept der Erfindung auf eine Konfiguration angewendet wird, die drei oder mehr parallele Wärmetauscher aufweist, ist es möglich, einen oder mehrere der parallelen Wärmetauscher einem Entfrosten zu unterziehen und den oder die anderen parallelen Wärmetauscher derart zu betreiben, dass er oder sie den Heizbetrieb fortsetzen.
Außerdem sind die Ausführungsformen 1, 2 und 3 vorstehend unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben, in dem zwei Innenraumwärmetauscher angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen derartigen Fall beschränkt. Wenn das vorstehende Konzept der Erfindung auf einen Aufbau angewendet wird, der drei oder mehr Innenraumeinheiten aufweist, können der Druck des Kältemittels in einem zu entfrostenden Wärmetauscher und der Druck des Kältemittels in einem Innenraumwärmetauscher, der als ein Verdampfer fungiert, individuell eingestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Kompressor
2: Durchflussschaltvorrichtung
3: Außenraumwärmetauscher
3-1: paralleler Wärmetauscher
3-2: paralleler Wärmetauscher
3a: Wärmeübertragungsrohr
3b: Rippe
3f: Außenraumventilator
4: Akkumulator
5-1: rückflussverhindernde Vorrichtung
5-2: rückflussverhindernde Vorrichtung
5-3: rückflussverhindernde Vorrichtung
5-4: rückflussverhindernde Vorrichtung
6-1: erste Öffnungs- und Schließvorrichtung
6-2: erste Öffnungs- und Schließvorrichtung
7-1: Durchflussregelvorrichtung
7-2: Durchflussregelvorrichtung
8: erste Expansionsvorrichtung
9-1: zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung
9-2: zweite Öffnungs- und Schließvorrichtung
10: zweite Expansionsvorrichtung
11b: Innenraumwärmetauscher
11c: Innenraumwärmetauscher
12b: Innenraum-Durchflussregelvorrichtung
12c: Innenraum-Durchflussregelvorrichtung
13: Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung
14b: erste Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtung
14c: erste Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtung
15b: zweite Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtung
15c: zweite Relais-Öffnungs- und -Schließvorrichtung
16: erste Relais-Durchflussregelvorrichtung
17: zweite Relais-Durchflussregelvorrichtung
18-1: dritte Öffnungs- und Schließvorrichtung
18-2: dritte Öffnungs- und Schließvorrichtung
19: dritte Expansionsvorrichtung
20-1: Rohr
20-2: Rohr
31: erstes Verlängerungsrohr
32: zweites Verlängerungsrohr
33b: drittes Verlängerungsrohr
33c: drittes Verlängerungsrohr
34b: viertes Verlängerungsrohr
34c: viertes Verlängerungsrohr
35: Ablassrohr
36: Ansaugrohr
37-1: erstes Verbindungsrohr
37-2: erstes Verbindungsrohr
38-1: zweites Verbindungsrohr
38-2: zweites Verbindungsrohr
39: erstes Entfrostungsrohr
40: zweites Entfrostungsrohr
90: Steuereinheit
91: Kältemitteldrucksensor
92b: Temperatursensor
92c: Temperatursensor
100: Klimaanlage
101: Klimaanlage
102: Klimaanlage
A: Außenraumeinheit
B: Innenraumeinheit
C: Innenraumeinheit
D: Relaisvorrichtung
X: Verbindungspunkt

Claims

Klimaanlage, die Folgendes aufweist - einen Hauptkreislauf, der einen Kompressor (1), eine Mehrzahl von Innenraumwärmetauschern (11b, 11c), eine Mehrzahl von druckreduzierenden Vorrichtungen (12b, 12c) und einen Außenraumwärmetauscher (3) aufweist, die der Reihe nach durch Rohre verbunden sind, wobei der Außenraumwärmetauscher (3) eine Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2) aufweist; - ein erstes Entfrostungsrohr (39), das von dem Hauptkreislauf abzweigt, um dem einen von den parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2), der zu entfrosten ist, einen Anteil des von dem Kompressor (1) abgelassenen Kältemittels zuzuführen; - eine erste Expansionsvorrichtung (8), die an dem ersten Entfrostungsrohr (39) angeordnet ist; - ein zweites Entfrostungsrohr (40), das so konfiguriert ist, dass es das Kältemittel, das dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher durch das erste Entfrostungsrohr (39) zugeführt wird, zu dem Hauptkreislauf zurückführt; - eine erste Durchflussschaltvorrichtung (2), die so konfiguriert ist, dass sie eine Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) auf einer Endseite, die mit dem Kompressor (1) verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem ersten Entfrostungsrohr (39) und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf umschaltet; - eine zweite Durchflussschaltvorrichtung (2), die so konfiguriert ist, dass sie eine Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) auf einer entgegengesetzten Endseite der Endseite, die mit dem Kompressor (1) verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem zweiten Entfrostungsrohr (40) und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf umschaltet; - eine zweite Expansionsvorrichtung (10), die an dem zweiten Entfrostungsrohr (40) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie einen Druck des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher einstellt; - eine dritte Expansionsvorrichtung (19), die zwischen einem Verbindungspunkt zwischen einem Auslass des zweiten Entfrostungsrohrs (40) und dem Hauptkreislauf und dem einem oder den einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) angeordnet ist, der/die als Verdampfer fungiert/fungieren, wobei die dritte Expansionsvorrichtung (19) so konfiguriert ist, dass sie einen Druck des Kältemittels in dem einen oder den einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) einstellt, der/die als der/die Verdampfer fungiert/fungieren; und - eine Steuereinheit (90), die so konfiguriert ist, dass sie die erste Expansionsvorrichtung (8), die zweite Expansionsvorrichtung (10) und die dritte Expansionsvorrichtung (19) steuert, wobei die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, dass sie die zweite Expansionsvorrichtung (10) und die dritte Expansionsvorrichtung (19) in einem ersten Betrieb individuell steuert, in dem: ein Anteil des von dem Kompressor (1) abgelassenen Kältemittels durch das erste Entfrostungsrohr (39) und das zweite Entfrostungsrohr (40) geleitet wird, um durch den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) hindurch zu strömen; der eine oder die einigen der parallelen Wärmetauscher, bei dem/denen es sich um andere als den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher (11b, 11c) handelt, veranlasst wird/werden, als Verdampfer zu fungieren; und der eine oder die einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) veranlasst wird/werden, als Verdampfer zu fungieren, und der andere oder die anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) veranlasst wird/werden, als Kondensator zu fungieren, und außerdem die Steuereinheit (90) in dem ersten Betrieb die erste Expansionsvorrichtung (8) basierend auf einer Heizlast des anderen oder der anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) steuert, der/die als der/die Kondensator/en fungiert/fungieren.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (90) konfiguriert ist, in dem ersten Betrieb einen Öffnungsgrad der ersten Expansionsvorrichtung (8) zu vergrößern, wenn die Heizlast geringer als eine festgelegte Last ist, die im Voraus festgelegt wird.
Klimaanlage, die Folgendes aufweist - einen Hauptkreislauf, der einen Kompressor (1), eine Mehrzahl von Innenraumwärmetauschern (11b, 11c), eine Mehrzahl von druckreduzierenden Vorrichtungen (12b, 12c) und einen Außenraumwärmetauscher (3) aufweist, die der Reihe nach durch Rohre verbunden sind, wobei der Außenraumwärmetauscher (3) eine Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2) aufweist; - ein erstes Entfrostungsrohr (39), das von dem Hauptkreislauf abzweigt, um dem einen von den parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2), der zu entfrosten ist, einen Anteil des von dem Kompressor (1) abgelassenen Kältemittels zuzuführen; - eine erste Expansionsvorrichtung (8), die an dem ersten Entfrostungsrohr (39) angeordnet ist; - ein zweites Entfrostungsrohr (40), das so konfiguriert ist, dass es das Kältemittel, das dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher durch das erste Entfrostungsrohr (39) zugeführt wird, zu dem Hauptkreislauf zurückführt; - eine erste Durchflussschaltvorrichtung (2), die so konfiguriert ist, dass sie eine Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) auf einer Endseite, die mit dem Kompressor (1) verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem ersten Entfrostungsrohr (39) und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf umschaltet; - eine zweite Durchflussschaltvorrichtung (2), die so konfiguriert ist, dass sie eine Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) auf einer entgegengesetzten Endseite der Endseite, die mit dem Kompressor (1) verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem zweiten Entfrostungsrohr (40) und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf umschaltet; - eine zweite Expansionsvorrichtung (10), die an dem zweiten Entfrostungsrohr (40) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie einen Druck des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher einstellt; - eine dritte Expansionsvorrichtung (19), die zwischen einem Verbindungspunkt zwischen einem Auslass des zweiten Entfrostungsrohrs (40) und dem Hauptkreislauf und dem einem oder den einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) angeordnet ist, der/die als Verdampfer fungiert/fungieren, wobei die dritte Expansionsvorrichtung (19) so konfiguriert ist, dass sie einen Druck des Kältemittels in dem einen oder den einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) einstellt, der/die als der/die Verdampfer fungiert/fungieren; und - eine Steuereinheit (90), die so konfiguriert ist, dass sie die erste Expansionsvorrichtung (8), die zweite Expansionsvorrichtung (10) und die dritte Expansionsvorrichtung (19) steuert, wobei die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, dass sie die zweite Expansionsvorrichtung (10) und die dritte Expansionsvorrichtung (19) in einem ersten Betrieb individuell steuert, in dem: ein Anteil des von dem Kompressor (1) abgelassenen Kältemittels durch das erste Entfrostungsrohr (39) und das zweite Entfrostungsrohr (40) geleitet wird, um durch den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher hindurch zu strömen; der eine oder die einigen der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2), bei dem/denen es sich um andere als den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher handelt, veranlasst werden, als Verdampfer zu fungieren; und der eine oder die einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) veranlasst wird/werden, als Verdampfer zu fungieren, und der andere oder die anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) veranlasst wird/werden, als Kondensator/en zu fungieren, und wenn der erste Betrieb in einen zweiten Betrieb umgeschaltet wird, in dem: sämtliche der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) als Verdampfer fungieren; und der eine oder die einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) als Verdampfer fungiert/fungieren und der andere oder die anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) als Kondensatoren fungiert/fungieren, oder wenn der zweite Betrieb in den ersten Betrieb umgeschaltet wird, die dritte Expansionsvorrichtung (19) basierend auf einem Verhältnis einer Kühllast des einen oder der einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c), der/die als der/die Verdampfer fungiert/fungieren, zu einer Heizlast des anderen oder der anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) steuert, der/die als der/die Kondensator/en fungiert/fungieren.
Klimaanlage nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, dass sie in einem Fall, in dem ein Umschalten von dem ersten Betrieb in den zweiten Betrieb durchgeführt wird, wenn das Verhältnis kleiner als ein zweites festgelegtes Verhältnis ist, das im Voraus festgelegt wird, einen Öffnungsgrad der dritten Expansionsvorrichtung (19) vor dem Umschalten im Voraus verringert, und die Steuereinheit (90), derart konfiguriert ist, dass, wenn das Verhältnis größer als das zweite festgelegte Verhältnis ist, den Öffnungsgrad der dritten Expansionsvorrichtung (19) vor dem Umschalten im Voraus vergrößert und wobei die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, dass in einem Fall, in dem ein Umschalten von dem zweiten Betrieb in den ersten Betrieb durchgeführt wird, wenn das Verhältnis kleiner als das zweite festgelegte Verhältnis ist, den Öffnungsgrad der dritten Expansionsvorrichtung (19) vor dem Umschalten im Voraus vergrößert und die Steuereinheit (90), derart konfiguriert ist, dass, wenn das Verhältnis größer als das zweite festgelegte Verhältnis ist, den Öffnungsgrad der dritten Expansionsvorrichtung (19) vor dem Umschalten im Voraus verringert.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, die dritte Expansionsvorrichtung (19) basierend auf einer festgelegten Temperatur für einen Innenraum zu steuern, in dem der eine oder die einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) angeordnet ist/sind, der/die in dem ersten Betrieb als der/die Verdampfer fungiert/fungieren.
Klimaanlage nach Anspruch 5, die des Weiteren Folgendes aufweist: - eine Druckdetektionsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Druck des Kältemittels in dem einen oder den einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) detektiert, der/die in dem ersten Betrieb als der/die Verdampfer fungiert/fungieren; wobei die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, dass sie die dritte Expansionsvorrichtung (19) so steuert, dass bewirkt wird, dass der mittels der Druckdetektionsvorrichtung detektierte Druck des Kältemittels einen Solldruck erreicht, der gemäß der festgelegten Temperatur bestimmt wird.
Klimaanlage nach Anspruch 6, wobei, wenn der Solldruck in eine Sättigungstemperatur umgewandelt wird, die Sättigungstemperatur höher als oder gleich 0 Grad C und niedriger als die festgelegte Temperatur oder gleich dieser ist.
Klimaanlage nach Anspruch 5, die des Weiteren Folgendes aufweist: - eine Temperaturdetektionsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Temperatur eines Objekts detektiert, das mittels des einen oder der einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) zu kühlen ist, der/die als der/die Verdampfer fungiert/fungieren, wobei die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, dass die dritte Expansionsvorrichtung (19) basierend auf einer Beziehung zwischen der Höhe der Temperatur, die mittels der Temperaturdetektionsvorrichtung detektiert wird, und der Höhe der festgelegten Temperatur steuert.
Klimaanlage nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, einen Öffnungsgrad der dritten Expansionsvorrichtung (19) zu vergrößern, wenn die mittels der Temperaturdetektionsvorrichtung detektierte Temperatur höher als die festgelegte Temperatur ist, und die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, den Öffnungsgrad der dritten Expansionsvorrichtung (19) zu verringern, wenn die mittels der Temperaturdetektionsvorrichtung detektierte Temperatur niedriger als die festgelegte Temperatur ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die des Weiteren Folgendes aufweist: - einen Ventilator, der so konfiguriert ist, dass er Außenluft zu den parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2) sendet, wobei die Steuereinheit (90) derart konfiguriert ist, eine Ausgangsleistung des Ventilators basierend auf einem Verhältnis einer Kühllast des einen oder der einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c), der/die in dem ersten Betrieb als der/die Verdampfer fungiert/fungieren, zu einer Heizlast des anderen oder der anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) zu steuern, der/die in dem ersten Betrieb als der/die Kondensator/en fungiert/fungieren.
Klimaanlage nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit (90) konfiguriert ist, die Ausgangsleistung des Ventilators zu reduzieren, wenn das Verhältnis höher als ein erstes festgelegtes Verhältnis ist, das im Voraus festgelegt wird.
Verfahren zur Steuerung einer Klimaanlage, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst: - Verbinden eines Kompressors (1), einer Mehrzahl von Innenraumwärmetauschern (11b, 11c), einer Mehrzahl von druckreduzierenden Vorrichtungen (12b, 12c) und einen Außenraumwärmetauscher (3) der Reihe nach durch Rohre zu einem Hauptkreislauf, wobei der Außenraumwärmetauscher (3) eine Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2) aufweist; - Abzweigen eines ersten Entfrostungsrohrs (39) von dem Hauptkreislauf, um dem einen von den parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2), der zu entfrosten ist, einen Anteil des von dem Kompressor (1) abgelassenen Kältemittels zuzuführen; - Anordnen einer ersten Expansionsvorrichtung (8) an dem ersten Entfrostungsrohr (39); - Zurückführen des Kältemittels, das dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher durch das erste Entfrostungsrohr (39) zugeführt wird, zu dem Hauptkreislauf durch ein zweites Entfrostungsrohr (40); - Umschalten einer Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) auf einer Endseite, die mit dem Kompressor (1) verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem ersten Entfrostungsrohr (39) und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf durch eine erste Durchflussschaltvorrichtung (2); - Umschalten einer Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) auf einer entgegengesetzten Endseite der Endseite, die mit dem Kompressor (1) verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem zweiten Entfrostungsrohr (40) und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf durch eine zweite Durchflussschaltvorrichtung (2); - Einstellen eines Drucks des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher durch eine zweite Expansionsvorrichtung (10), die an dem zweiten Entfrostungsrohr (40) angeordnet ist; - Einstellen eines Drucks des Kältemittels in dem einen oder den einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c), der/die als der/die Verdampfer fungiert/fungieren; und Individuelles Steuern der zweiten Expansionsvorrichtung (10) und dritten Expansionsvorrichtung (19) in einem ersten Betrieb, in dem: ein Anteil des von dem Kompressor (1) abgelassenen Kältemittels durch das erste Entfrostungsrohr (39) und das zweite Entfrostungsrohr (40) geleitet wird, um durch den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) hindurch zu strömen; der eine oder die einigen der parallelen Wärmetauscher, bei dem/denen es sich um andere als den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher (11b, 11c) handelt, veranlasst wird/werden, als Verdampfer zu fungieren; und der eine oder die einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) veranlasst wird/werden, als Verdampfer zu fungieren, und der andere oder die anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) veranlasst wird/werden, als Kondensator zu fungieren, und außerdem Steuern der ersten Expansionsvorrichtung (8) in dem ersten Betrieb basierend auf einer Heizlast des anderen oder der anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c), der/die als der/die Kondensator/en fungiert/fungieren.
Verfahren zur Steuerung einer Klimaanlage, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst: - Verbinden eines Kompressors (1), einer Mehrzahl von Innenraumwärmetauschern (11b, 11c), einer Mehrzahl von druckreduzierenden Vorrichtungen (12b, 12c) und einen Außenraumwärmetauscher (3) der Reihe nach durch Rohre zu einem Hauptkreislauf, wobei der Außenraumwärmetauscher (3) eine Mehrzahl von parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2) aufweist; - Abzweigen eines ersten Entfrostungsrohrs (39) von dem Hauptkreislauf, um dem einen von den parallelen Wärmetauschern (3-1, 3-2), der zu entfrosten ist, einen Anteil des von dem Kompressor (1) abgelassenen Kältemittels zuzuführen; - Anordnen einer ersten Expansionsvorrichtung (8) an dem ersten Entfrostungsrohr (39); - Zurückführen des Kältemittels, das dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher durch das erste Entfrostungsrohr (39) zugeführt wird, zu dem Hauptkreislauf durch ein zweites Entfrostungsrohr (40); - Umschalten einer Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) auf einer Endseite, die mit dem Kompressor (1) verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem ersten Entfrostungsrohr (39) und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf durch eine erste Durchflussschaltvorrichtung (2); - Umschalten einer Verbindung von jedem der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) auf einer entgegengesetzten Endseite der Endseite, die mit dem Kompressor (1) verbunden ist, zwischen einer Verbindung mit dem zweiten Entfrostungsrohr (40) und einer Verbindung mit dem Hauptkreislauf durch eine zweite Durchflussschaltvorrichtung (2); - Einstellen eines Drucks des Kältemittels in dem zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher durch eine zweite Expansionsvorrichtung (10), die an dem zweiten Entfrostungsrohr (40) angeordnet ist; - Einstellen eines Drucks des Kältemittels in dem einen oder den einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c), der/die als der/die Verdampfer fungiert/fungieren; und Individuelles Steuern der zweiten Expansionsvorrichtung (10) und dritten Expansionsvorrichtung (19) in einem ersten Betrieb, in dem: ein Anteil des von dem Kompressor (1) abgelassenen Kältemittels durch das erste Entfrostungsrohr (39) und das zweite Entfrostungsrohr (40) geleitet wird, um durch den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher hindurch zu strömen; der eine oder die einigen der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2), bei dem/denen es sich um andere als den zu entfrostenden parallelen Wärmetauscher handelt, veranlasst werden, als Verdampfer zu fungieren; und der eine oder die einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) veranlasst wird/werden, als Verdampfer zu fungieren, und der andere oder die anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) veranlasst wird/werden, als Kondensator/en zu fungieren, und wenn der erste Betrieb in einen zweiten Betrieb umgeschaltet wird, in dem: sämtliche der parallelen Wärmetauscher (3-1, 3-2) als Verdampfer fungieren; und der eine oder die einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) als Verdampfer fungiert/fungieren und der andere oder die anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) als Kondensatoren fungiert/fungieren, oder wenn der zweite Betrieb in den ersten Betrieb umgeschaltet wird, die dritte Expansionsvorrichtung (19) basierend auf einem Verhältnis einer Kühllast des einen oder der einigen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c), der/die als der/die Verdampfer fungiert/fungieren, zu einer Heizlast des anderen oder der anderen der Innenraumwärmetauscher (11b, 11c) steuert, der/die als der/die Kondensator/en fungiert/fungieren.