DE112019007729T5

DE112019007729T5 - Klimaanlage

Info

Publication number: DE112019007729T5
Application number: DE112019007729.5T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Sato; Masakazu Kondo
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2022-06-02
Also published as: US20220357085A1; US11959672B2; JPWO2021053820A1; SE2250147A1; JP7262595B2; CN114364933B; CN114364933A; WO2021053820A1

Abstract

Eine Klimaanlage umfasst einen Kompressor, einen Innenraumwärmetauscher und einen Außenwärmetauscher. Der Außenwärmetauscher umfasst einen ersten Wärmetauscher und einen zweiten Wärmetauscher. Eine Steuerung führt einen Heizbetrieb aus, bei dem der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher als Verdampfer betrieben werden und der Innenraumwärmetauscher als Kondensator betrieben wird, sowie einen Heiz-/Entfrostungsbetrieb, bei dem der erste Wärmetauscher oder der zweite Wärmetauscher als Verdampfer betrieben wird, der andere der beiden Wärmetauscher als Kondensator betrieben wird und der Innenraumwärmetauscher als Kondensator betrieben wird. Wenn die Temperatur des Innenraumwärmetauschers, die zum Zeitpunkt des Beginns des Heiz-/Entfrostungsbetriebs von einer Temperaturerfassungseinheit erfasst wird, als erste Temperatur behandelt wird, und die Temperatur des Innenraumwärmetauschers, die während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs von der Temperaturerfassungseinheit erfasst wird, als zweite Temperatur behandelt wird, reduziert die Steuerung die Drehzahl eines Innenraumgebläses, wenn die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist und die Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur größer oder gleich einem ersten Einstellwert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Klimaanlage und insbesondere auf eine Klimaanlage, die einen Heiz-/Entfrostungsbetrieb, bei dem ein Außenwärmetauscher entfrostet wird, ausführen und gleichzeitig einen Innenraum heizen kann.
Stand der Technik
Wenn eine Klimaanlage einen Heizbetrieb durchführt, kann sich an einem Außenwärmetauscher Reif bilden. Der Außenwärmetauscher bewirkt einen Wärmeaustausch zwischen dem darin strömenden Kältemittel und der Außenluft. Wenn sich jedoch Reif an dem Außenwärmetauscher bildet, sinkt die Effizienz des Wärmeaustauschs des Außenwärmetauschers und die Heizeffizienz der Klimaanlage nimmt ab.
Es kann daher vorkommen, dass die Klimaanlage einen Entfrostungsbetrieb durchführt, um den am Außenwärmetauscher gebildeten Reif zu schmelzen. Bei dem Entfrostungsbetrieb wird der Heizbetrieb gestoppt und ein Vierwegeventil in den gleichen Zustand wie beim Kühlbetrieb geschaltet. Ähnlich wie beim Kühlbetrieb wird der Außenwärmetauscher als Kondensator betrieben, um den am Außenwärmetauscher gebildeten Reif zu schmelzen.
Während des Entfrostungsbetriebs sinkt die Temperatur des als Verdampfer arbeitenden Innenraumwärmetauschers. Daher wird kalte Luft von der Innenraumeinheit zugeführt, wenn das Innenraumgebläse in Betrieb bleibt. Dadurch sinkt die Behaglichkeit im Innenraum erheblich. Das Innenraumgebläse wird daher während des Entfrostungsbetriebs gestoppt. Wird der Heizbetrieb nach dem Entfrostungsbetrieb wieder aufgenommen, beginnt die Rotation des Innenraumgebläses, nachdem sich der Innenraumwärmetauscher erwärmt hat.
Bei einer in Patentdokument 1 beschriebenen Klimaanlage ist ein Außenwärmetauscher in zwei Abschnitte unterteilt, nämlich einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt. Einer der beiden Abschnitte wird als erster Wärmetauscher und der andere als zweiter Wärmetauscher betrieben. Die Klimaanlage ist mit einem Bypass ausgestattet, der bewirkt, dass ein Teil des von einem Kompressor abgegebenen Hochtemperatur-/Hochdruck-Kältemittels in den ersten Wärmetauscher und den zweiten Wärmetauscher strömt.
Bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Klimaanlage verbindet beim Entfrosten des ersten Wärmetauschers eine Steuerung den Bypass mit dem ersten Wärmetauscher, indem ein Strömungsrichtungsumschaltventil umgeschaltet wird. Infolgedessen strömt ein Teil des vom Kompressor abgegebenen Hochtemperatur-/Hochdruck-Kältemittels durch den Bypass in den ersten Wärmetauscher. Dadurch schmilzt der am ersten Wärmetauscher gebildete Reif. Unterdessen wird der zweite Wärmetauscher weiterhin als Verdampfer betrieben, wodurch der Heizbetrieb im Innenraumwärmetauscher aufrechterhalten werden kann.
In ähnlicher Weise verbindet die Steuerung bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Klimaanlage beim Entfrosten des zweiten Wärmetauschers den Bypass mit dem zweiten Wärmetauscher, indem ein Strömungsrichtungsumschaltventil umgeschaltet wird. Folglich kann während des Entfrostens des zweiten Wärmetauschers der erste Wärmetauscher als Verdampfer betrieben werden.
Auf diese Weise kann bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Klimaanlage ein Heiz-/Entfrostungsbetrieb durchgeführt werden, bei dem der Heizbetrieb im Innenraumwärmetauscher fortgesetzt wird, während zwei im Freien installierte Wärmetauscher abwechselnd entfrostet werden. Dadurch kann auch während des Entfrostens verhindert werden, dass die Behaglichkeit im Innenraum verloren geht.
Liste der Zitate
Patentliteratur
Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2017/094148
Kurzbeschreibung der Erfindung
Technische Problemstellung
Da, wie oben beschrieben wurde, im Allgemeinen der Heizbetrieb während des Entfrostungsbetriebs unterbrochen wird, sinkt die Temperatur des Innenraums und die Behaglichkeit nimmt ab.
Dagegen wird beim Heiz-/Entfrostungsbetrieb des Patentdokuments 1 der Heizbetrieb fortgesetzt werden und es kann Warmluft zugeführt werden. Es kann jedoch der Fall eintreten, dass die Heizleistung geringer wird als bei einem normalen Heizbetrieb. Unter diesen Umständen sinkt die Temperatur der von der Innenraumeinheit zugeführten Luft. Dadurch sinkt die Raumtemperatur und die Behaglichkeit im Innenraum nimmt ab, wenn auch nicht in demselben Ausmaß wie beim Entfrostungsbetrieb.
Die vorliegende Offenbarung entstand, um die oben genannten Probleme zu lösen, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin besteht, eine Klimaanlage anzugeben, bei der während eines Heiz-/Entfrostungsbetriebs verhindert werden kann, dass die Temperatur eines Raumes sinkt, und die gleiche Behaglichkeit im Innenraum aufrechterhalten wird.
Lösung der Problemstellung
Eine Klimaanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Kompressor, der eine Ansaugöffnung zum Ansaugen von Kältemittel und eine Auslassöffnung zum Abgeben von Kältemittels aufweist, einen Innenraumwärmetauscher, der mit der Auslassöffnung des Kompressors verbunden ist und während des Heizbetriebs als Kondensator betrieben wird, einen Außenwärmetauscher, der mit der Ansaugöffnung des Kompressors verbunden ist und während des Heizbetriebs als Verdampfer betrieben wird, eine Bypass-Leitung, die mit der Auslassöffnung des Kompressors verbunden ist, eine Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung, die zwischen der Bypass-Leitung und dem Außenwärmetauscher angeordnet ist, ein Innenraumgebläse, das dem Innenraumwärmetauscher Luft zuführt, eine Temperaturerfassungseinheit, die zum Erfassen der Temperatur des Innenraumwärmetauschers ausgebildet ist, und eine Steuerung. Der Außenwärmetauscher umfasst einen ersten Wärmetauscher und einen zweiten Wärmetauscher mit voneinander unabhängigen Kältemittelströmungskanälen. Die Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung verbindet bzw. trennt den ersten Wärmetauscher und die Bypass-Leitung und verbindet bzw. trennt den zweiten Wärmetauscher und die Bypass-Leitung durch Umschalten gemäß einem Steuersignal von der Steuerung. Die Steuerung führt einen Heizbetrieb, bei dem der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher als Verdampfer und der Innenraumwärmetauscher als Kondensator betrieben werden, und einen Heiz-/Entfrostungsbetrieb durch, bei dem der erste Wärmetauscher oder der zweite Wärmetauscher als Verdampfer betrieben wird, wobei der jeweils andere Wärmetauscher als Kondensator arbeitet, und der Innenraumwärmetauscher als Kondensator betrieben wird. Wenn die Temperatur des Innenraumwärmetauschers, die zum Zeitpunkt des Beginns des Heiz-/Entfrostungsbetriebs von der Temperaturerfassungseinheit gemessen wird, als erste Temperatur angesehen wird, und die Temperatur des Innenraumwärmetauschers, die während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs von der Temperaturerfassungseinheit gemessen wird, als zweite Temperatur angesehen wird, reduziert die Steuerung die Drehzahl des Innenraumgebläses, wenn während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist und die Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur größer oder gleich einem ersten Einstellwert ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Mit einer Klimaanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann verhindert werden, dass die Temperatur eines Raumes sinkt, und während eines Heiz-/Entfrostungsbetriebs kann die gleiche Behaglichkeit im Innenraum aufrechterhalten werden.
Figurenliste

1 zeigt eine Konfigurationszeichnung zur Veranschaulichung der Konfiguration einer Klimaanlage gemäß Ausführungsform 1.
2 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines Verfahrens zum Steuern der Drehzahl eines Innenraumgebläses bei einer Klimaanlage gemäß Ausführungsform 1.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Vorgehensweise beim Steuern der Drehzahl des Innenraumgebläses einer Klimaanlage gemäß Ausführungsform 1.
4 zeigt eine Konfigurationszeichnung zur Veranschaulichung der Konfiguration einer Klimaanlage gemäß Ausführungsform 2.
5 zeigt eine Konfigurationszeichnung zur Veranschaulichung der Konfiguration einer Klimaanlage gemäß Ausführungsform 3.
6 zeigt eine Konfigurationszeichnung zur Veranschaulichung der Konfiguration einer Klimaanlage gemäß Ausführungsform 4.
7 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Zustände einer ersten Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung und einer zweiten Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung in den jeweiligen Betriebsarten einer Klimaanlage gemäß den Ausführungsformen 1 bis 4.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen einer Klimaanlage 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die nachstehenden Ausführungsformen 1 bis 4 beschränkt und es können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne dass dies vom Kern der vorliegenden Offenbarung abweicht. Ferner umfasst die vorliegende Offenbarung alle Kombinationen, die sich aus den Konfigurationen ergeben, die in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 4 dargestellt sind. In den Figuren sind die mit denselben Bezugszeichen versehenen Elemente jeweils identisch oder im Wesentlichen identisch, wobei dies auf die gesamte Beschreibung der vorliegenden Schrift Anwendung findet. Es ist zu beachten, dass in den Figuren das Verhältnis zwischen den relativen Größen oder den Formen der einzelnen Komponenten jeweils von den tatsächlichen Verhältnissen oder Formen abweichen kann.
Ausführungsform 1
1 zeigt eine Konfigurationszeichnung zur Veranschaulichung der Konfiguration einer Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1. Wie in 1 dargestellt ist, handelt es sich bei der Klimaanlage 100 um ein Klimaanlage vom Split-Typ, bei der eine Außeneinheit 1 und eine Innenraumeinheit 2 beispielsweise über Kältemittelleitungen und elektrische Leitungen miteinander verbunden sind. Die Klimaanlage 100 umfasst einen Kühlkreislauf, eine Luftzufuhreinrichtung und ein Steuersystem.
Der Kühlkreislauf 3 umfasst einen Kompressor 10, ein Vierwegeventil 20, ein Strömungsrichtungsumschaltventil 70, einen Außenwärmetauscher 50, ein Expansionsventil 30, einen Innenraumwärmetauscher 40, ein Bypass-Ventil 60, eine Bypass-Leitung 80 und Kältemittelleitungen 81, 82, 83, 84, 85, 86A, 86B, 87A, 87B, 88, 89 und 91. In dem Kühlkreislauf 3 zirkuliert das Kältemittel während des Heizbetriebs durch einen Kältemittelströmungskanal in der Reihenfolge Kompressor 10, Innenraumwärmetauscher 40, Expansionsventil 30 und Außenwärmetauscher 50.
Als im Kühlkreislauf 3 strömendes Kältemittel können verschiedene Arten von Kältemitteln verwendet werden. Beispielsweise können R32, R410A oder dergleichen verwendet werden.
Der Kühlkreislauf 3 ist so ausgebildet, dass ein Heizbetrieb, ein Entfrostungsbetrieb, ein Heiz-/Entfrostungsbetrieb und ein Kühlbetrieb durchgeführt werden können.
Die Luftzufuhreinrichtung umfasst ein Innenraumgebläse 400, einen Innenraumgebläsemotor 500, ein Außengebläse 95 und einen Außengebläsemotor 96, die im Folgenden beschrieben werden.
Das Steuersystem umfasst eine Steuerung 300, eine Steuerung 301 und verschiedene Arten von Sensoren, wie beispielsweise eine Temperaturerfassungseinheit 200, die im Folgenden beschrieben werden.
Wie in 1 dargestellt ist, sind der Innenraumwärmetauscher 40, die Temperaturerfassungseinheit 200, das Innenraumgebläse 400, der Innenraumgebläsemotor 500 und die Steuerung 301 im Gehäuse der Innenraumeinheit 2 untergebracht.
Der Innenraumwärmetauscher 40 ist zwischen der Kältemittelleitung 84 und der Kältemittelleitung 83 angeschlossen. Der Innenraumwärmetauscher 40 weist ein Wärmeübertragungsrohr und eine Wärmetauscherrippe auf. Der Innenraumwärmetauscher 40 bewirkt einen Wärmeaustausch zwischen der Raumluft und dem im Wärmeübertragungsrohr strömenden Kältemittel. Der Innenraumwärmetauscher 40 wird während des Heizbetriebs und des Heiz-/Entfrostungsbetriebs als Kondensator und während des Entfrostungsbetriebs und des Kühlbetriebs als Verdampfer betrieben.
Die Temperaturerfassungseinheit 200 ist am Innenraumwärmetauscher 40 angeordnet. Die Temperaturerfassungseinheit 200 ist so ausgebildet, dass sie die Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 in vorgegebenen Zeitabständen erfasst. Die von der Temperaturerfassungseinheit 200 bezüglich der Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 erfassten Daten werden in einem später zu beschreibenden und in der Steuerung 300 angeordneten Speicher gespeichert. Bei den in dem Speicher gespeicherten Temperaturdaten kann es sich nur um die neuesten Temperaturdaten oder um Vergangenheitswerte handeln, die einem vorgegebenen Zeitraum entsprechen. Die Temperaturerfassungseinheit 200 misst die Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 während des Kühlbetriebs, während des Heizbetriebs und während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs. Es wird darauf hingewiesen, dass die Temperaturerfassungseinheit 200 als Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 die Temperatur des im Innenraumwärmetauscher 40 strömenden Kältemittels erfassen kann. Dabei kann die Temperaturerfassungseinheit 200 die Oberflächentemperatur des Wärmeübertragungsrohrs des Innenraumwärmetauschers 40 messen und die Temperatur als Temperatur des Kältemittels ausgeben. Alternativ kann die Temperaturerfassungseinheit 200 auch die Temperatur der Wärmetauscherrippe des Innenraumwärmetauschers 40 als Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 erfassen. Es können verschiedene Sensortypen wie beispielsweise ein Temperatursensor oder ein Infrarotsensor als Temperaturerfassungseinheit 200 verwendet werden.
Das Innenraumgebläse 400 ist so angeordnet, dass Raumluft zum Innenraumwärmetauscher 40 geleitet wird. Wenn es sich bei dem Innenraumgebläse 400 beispielsweise um einen Querstromventilator handelt, ist der Innenraumwärmetauscher 40 stromaufwärts des Innenraumgebläses 400 angeordnet.
Der Innenraumgebläsemotor 500 treibt das Innenraumgebläse 400 an. Die Steuerung 301 steuert die Drehzahl des Innenraumgebläses 400, indem sie ein Steuersignal an den Innenraumgebläsemotor 500 ausgibt. Die zwischen Kältemittel und Raumluft im Innenraumwärmetauscher 40 ausgetauschte Wärmemenge kann durch Änderung der Drehzahl des Innenraumgebläses 400 eingestellt werden. Daten über die Drehzahl des Innenraumgebläses 400 werden in vorgegebenen Zeitabständen in einem Speicher der Steuerung 301 gespeichert. Bei den in dem Speicher gespeicherten Drehzahldaten kann es sich nur um die neuesten Drehzahldaten oder um Vergangenheitswerte handeln, die sich auf einen vorgegebenen Zeitraum beziehen.
Die Steuerung 301 verfügt über einen Mikrocomputer mit einem Prozessor, einem Festwertspeicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und einem Eingangs-/Ausgangsanschluss (I/O). Bei dem ROM und dem RAM handelt es sich um Speicher der Steuerung 301. Die Steuerung 301 empfängt ein Messsignal von der Temperaturerfassungseinheit 200 und ein Bedienungssignal von einer Bedieneinheit, die eine von einem Benutzer vorgenommene Operation annimmt. Auf Basis der empfangenen Signale steuert die Steuerung 301 den Betrieb der gesamten Innenraumeinheit 2 einschließlich des Innenraumwärmetauschers 40, des Innenraumgebläsemotors 500 und des Innenraumgebläses 400. Die Steuerung 301 der Innenraumeinheit 2 und die Steuerung 300 der Außeneinheit 1 übertragen gegenseitig notwendige Informationen. Beispielsweise werden Informationen über den Beginn und das Ende des Heiz-/Entfrostungsbetriebs von der Steuerung 300 der Außeneinheit 1 an die Steuerung 301 der Innenraumeinheit 2 übertragen.
Der Kompressor 10, das Vierwegeventil 20, das Expansionsventil 30, der Außenwärmetauscher 50, das Bypass-Ventil 60, das Strömungsrichtungsumschaltventil 70, die Steuerung 300, das Außengebläse 95 und der Außengebläsemotor 96 sind im Gehäuse der Außeneinheit 1 untergebracht.
Der Kompressor 10 weist eine Ansaugöffnung 10a, durch die Kältemittel angesaugt wird, und eine Auslassöffnung 10b auf, aus der Kältemittel ausgestoßen wird. Die Ansaugöffnung 10a des Kompressors 10 ist mit der Kältemittelleitung 91 verbunden und die Auslassöffnung 10b des Kompressors 10 ist mit der Kältemittelleitung 81 verbunden. Der Kompressor 10 komprimiert das durch die Kältemittelleitung 91 angesaugte Niederdruck-Kältemittel und gibt Hochdruck-Kältemittel in die Kältemittelleitung 81 ab. Demnach handelt es sich bei der Kältemittelleitung 91 um eine Ansaugleitung des Kompressors 10 und bei der Kältemittelleitung 81 um eine Druckleitung des Kompressors 10. Als Kompressor 10 wird ein inverterbetriebener Kompressor verwendet, bei dem die Betriebsfrequenz eingestellt werden kann. Für den Kompressor 10 ist ein Betriebsfrequenzbereich voreingestellt. Der Kompressor 10 arbeitet gemäß einem Steuersignal von der Steuerung 300 mit einer variablen Betriebsfrequenz, die in dem Betriebsfrequenzbereich enthalten ist. Die Leistung des Kompressors 10 kann durch Änderung der Betriebsfrequenz des Kompressors 10 eingestellt werden. Als Kompressor 10 können verschiedene Arten von Kompressoren verwendet werden. Beispielsweise können ein Rotationskompressor, ein Hubkolbenkompressor, ein Scroll-Verdichter, ein Schraubenverdichter oder dergleichen verwendet werden.
Bei dem Vierwegeventil 20 handelt es sich um eine erste Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung, durch die die Strömungsrichtung des Kältemittels im Kühlkreislauf 3 geändert wird. Das Vierwegeventil 20 weist vier Anschlüsse E, F, G und H auf. Die Kältemittelleitung 89 ist mit dem Anschluss E verbunden, die Kältemittelleitung 91 ist mit dem Anschluss F verbunden, die Kältemittelleitung 82 ist mit dem Anschluss G verbunden und die Kältemittelleitung 83 ist mit dem Anschluss H verbunden. Die Kältemittelleitung 82 ist mit der Kältemittelleitung 81 verbunden, bei der es sich um die Druckleitung des Kompressors 10 handelt.
Das Vierwegeventil 20 kann einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand einnehmen. Im ersten Zustand ist, wie in 1 durch eine durchgezogene Linie dargestellt, der Anschluss E mit dem Anschluss F und der Anschluss G mit dem Anschluss H verbunden. Im zweiten Zustand ist, wie in 1 durch eine gestrichelte Linie dargestellt, der Anschluss F mit dem Anschluss H und der Anschluss E mit dem Anschluss G verbunden. Wie in 7 dargestellt ist, wird das Vierwegeventil 20 in Übereinstimmung mit einem Steuersignal der Steuerung 300 so eingestellt, dass es sich während des Heizbetriebs und während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs im ersten Zustand und während des Entfrostungsbetriebs und während des Kühlbetriebs im zweiten Zustand befindet. Es wird darauf hingewiesen, dass 7 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Zustände einer ersten Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung und einer zweiten Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung in den jeweiligen Betriebsarten von Klimaanlagen gemäß den Ausführungsformen 1 bis 4 zeigt.
Hier wird ein Fall angegeben, in dem das Vierwegeventil 20 als erste Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung verwendet wird; die erste Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung muss jedoch nicht unbedingt ein Vierwegeventil sein. Als erste Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung kann auch eine Kombination aus mehreren Zweiwege- oder Dreiwegeventilen verwendet werden.
Auf diese Weise sind im ersten Zustand, wie in 1 durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, die Anschlüsse E und F des Vierwegeventils 20 und die Anschlüsse G und H des Vierwegeventils 20 miteinander verbunden. Infolgedessen ist die Kältemittelleitung 82 mit der Kältemittelleitung 83 und die Kältemittelleitung 89 mit der Kältemittelleitung 91 verbunden.
Im zweiten Zustand sind, wie in 1 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, die Anschlüsse G und E des Vierwegeventils 20 und die Anschlüsse H und F des Vierwegeventils 20 miteinander verbunden. Infolgedessen ist die Kältemittelleitung 82 mit der Kältemittelleitung 89 und die Kältemittelleitung 83 mit der Kältemittelleitung 91 verbunden.
Der Außenwärmetauscher 50 ist ein Rippenrohrwärmetauscher mit mehreren Wärmeübertragungsrohren und mehreren Wärmetauscherrippen. Der Außenwärmetauscher 50 umfasst zwei Wärmetauscher 50A und 50B, bei denen die Kältemittelströmungskanäle voneinander unabhängig sind. Demnach sind ein erster Wärmetauscher 50A und ein zweiter Wärmetauscher 50B im Kühlkreislauf 3 parallel zueinander geschaltet. Der Wärmetauscher 50A ist in vertikaler Richtung oberhalb des Wärmetauschers 50B angeordnet. Im Folgenden wird der obere Wärmetauscher 50A als erster Wärmetauscher 50A und der untere Wärmetauscher 50B als zweiter Wärmetauscher 50B bezeichnet. Somit ist der erste Wärmetauscher 50A über dem zweiten Wärmetauscher 50B angeordnet. Die Wärmetauscherrippen des ersten Wärmetauschers 50A können, müssen jedoch nicht von denen des zweiten Wärmetauschers 50B getrennt sein.
Der erste Wärmetauscher 50A und der zweite Wärmetauscher 50B umfassen jeweils mehrere Wärmeübertragungsrohre und mehrere Wärmetauscherrippen. Sowohl der erste Wärmetauscher 50A als auch der zweite Wärmetauscher 50B bewirken einen Wärmeaustausch zwischen dem durch die Wärmeübertragungsrohre strömenden Kältemittel und der vom Außengebläse 95 zugeführten Außenluft. Der erste Wärmetauscher 50A und der zweite Wärmetauscher 50B werden während des Heizbetriebs als Verdampfer und während des Kühlbetriebs und während des Entfrostungsbetriebs als Kondensator betrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs der erste Wärmetauscher 50A oder der zweite Wärmetauscher 50B als Verdampfer und der andere der beiden Wärmetauscher als Kondensator betrieben wird. Beim Betrieb als Kondensator können der erste Wärmetauscher 50A und der zweite Wärmetauscher 50B eine Enteisung durchführen. Während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs arbeiten der erste Wärmetauscher 50A und der zweite Wärmetauscher 50B abwechselnd als Kondensator.
Das Außengebläse 95 ist so angeordnet, dass Außenluft an den Außenwärmetauscher 50 geleitet wird. Handelt es sich bei dem Außengebläse 95 beispielsweise um ein Propellergebläse, ist der Außenwärmetauscher 50 stromaufwärts des Außengebläses 95 angeordnet.
Der Außengebläsemotor 96 treibt das Außengebläse 95 an. Die Steuerung 300 steuert durch Ausgabe eines Steuersignals den Außengebläsemotor 96, um die Drehzahl des Außengebläses 95 zu ändern. Die im Außenwärmetauscher 50 zwischen Kältemittel und Außenluft ausgetauschte Wärmemenge kann durch Änderung der Drehzahl des Außengebläses 95 eingestellt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Außengebläse 95 aus einem oder zwei Gebläsen bestehen kann. Wenn das Außengebläse 95 aus einem Gebläse besteht, leitet das Gebläse Luft sowohl zu dem ersten Wärmetauscher 50A als auch zu dem zweiten Wärmetauscher 50B. Besteht das Außengebläse 95 dagegen aus zwei Gebläsen, sind die beiden Gebläse so angeordnet, dass eines der beiden Gebläse über dem anderen angeordnet ist.
Ein Ende der Kältemittelleitung 81 ist mit der Auslassöffnung 10b des Kompressors 10 verbunden. Das andere Ende der Kältemittelleitung 81, ein Ende der Bypass-Leitung 80 und ein Ende der Kältemittelleitung 82 sind so miteinander verbunden, dass sich das andere Ende der Kältemittelleitung 81 in die Bypass-Leitung 80 und die Kältemittelleitung 82 verzweigt. Das andere Ende der Kältemittelleitung 82 ist mit dem Anschluss G des Vierwegeventils 20 verbunden. Das andere Ende der Bypass-Leitung 80 ist mit dem Bypass-Ventil 60 verbunden.
Die Kältemittelleitung 83 verbindet den Anschluss H des Vierwegeventils 20 mit dem Innenraumwärmetauscher 40. Die Kältemittelleitung 84 verbindet den Innenraumwärmetauscher 40 mit dem Expansionsventil 30. Ein Ende der Kältemittelleitung 85 ist mit dem Expansionsventil 30 verbunden. Das andere Ende der Kältemittelleitung 85, ein Ende der Kältemittelleitung 86A und ein Ende der Kältemittelleitung 86B sind an einem Verbindungspunkt 73 so miteinander verbunden, dass sich das andere Ende der Kältemittelleitung 85 in die Kältemittelleitung 86A und die Kältemittelleitung 86B verzweigt.
Das andere Ende der Kältemittelleitung 86A ist mit dem ersten Wärmetauscher 50A verbunden und das andere Ende der Kältemittelleitung 86B ist mit dem zweiten Wärmetauscher 50B verbunden. Die Kältemittelleitung 86A weist ein Kapillarrohr 72A auf und die Kältemittelleitung 86B weist ein Kapillarrohr 72B auf.
Die Kältemittelleitung 87A verbindet den ersten Wärmetauscher 50A mit dem Anschluss B2 des Strömungsrichtungsumschaltventils 70 und die Kältemittelleitung 87B verbindet den zweiten Wärmetauscher 50B mit dem Anschluss B1 des Strömungsrichtungsumschaltventils 70.
Die Kältemittelleitung 88 verbindet das Bypass-Ventil 60 mit dem Anschluss A des Strömungsrichtungsumschaltventils 70. Die Kältemittelleitung 89 verbindet den Anschluss C des Strömungsrichtungsumschaltventils 70 mit dem Anschluss E des Vierwegeventils 20.
Die Kältemittelleitung 91 verbindet den Anschluss F des Vierwegeventils 20 mit der Ansaugöffnung 10a des Kompressors 10.
Das Expansionsventil 30 ist ein Beispiel für einen Druckminderer, der den Druck des darin strömenden Hochdruck-Kältemittels reduziert und Niederdruck-Kältemittel abgibt. Als Expansionsventil 30 wird ein elektronisches Expansionsventil verwendet, dessen Öffnungsgrad gemäß einem Steuersignal der Steuerung 300 einstellbar ist.
Bei der Bypass-Leitung 80 handelt es sich um einen Bypass-Strömungskanal für heißes Gas, über den ein Teil des aus der Auslassöffnung 10b des Kompressors 10 abgegebenen Kältemittels dem ersten Wärmetauscher 50A und dem zweiten Wärmetauscher 50B zugeführt wird. Das von der Bypass-Leitung 80 zugeführte Kältemittel wird zum Abtauen des ersten Wärmetauschers 50A und des zweiten Wärmetauschers 50B verwendet. Mit der Bypass-Leitung 80 ist als Expansionsvorrichtung das Bypass-Ventil 60 verbunden. Das Bypass-Ventil 60 reduziert den Druck des aus der Auslassöffnung 10b des Kompressors 10 austretenden Hochdruck-Kältemittels auf einen Zwischendruck. Wenn der erste Wärmetauscher 50A abgetaut werden soll, wird das Kältemittel, dessen Druck durch das Bypass-Ventil 60 auf einen Zwischendruck reduziert wurde, durch das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 zum ersten Wärmetauscher 50A geleitet. Wenn der zweite Wärmetauscher 50B abgetaut werden soll, wird das Kältemittel, dessen Druck durch das Bypass-Ventil 60 auf einen Zwischendruck reduziert wurde, durch das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 zum zweiten Wärmetauscher 50B geleitet. Es wird darauf hingewiesen, dass als Bypass-Ventil 60 ein elektronisches Expansionsventil verwendet wird, dessen Öffnungsgrad gemäß einem Steuersignal der Steuerung 300 einstellbar ist; das Bypass-Ventil 60 ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und es kann auch ein Kapillarrohr verwendet werden.
Das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 ist ein Beispiel für die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung, die den Kältemittelstrom zum Zeitpunkt des Heizbetriebs, zum Zeitpunkt des Entfrostungsbetriebs, zum Zeitpunkt des Kühlbetriebs und zum Zeitpunkt des Heiz-/Entfrostungsbetriebs umschaltet. In Übereinstimmung mit einem Steuersignal von der Steuerung 300 verbindet bzw. trennt die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung den ersten Wärmetauscher 50A und die Bypass-Leitung 80 und verbindet bzw. trennt den zweiten Wärmetauscher 50B und die Bypass-Leitung 80 durch Umschalten. In 1 wird als Strömungsrichtungsumschaltventil 70 ein Vierwegeventil mit den vier Anschlüssen A, B1, B2 und C verwendet. Das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 kann gemäß einem Steuersignal der Steuerung 300 einen Zustand I, einen Zustand II und einen Zustand III einnehmen. Im Zustand I, der in 1 durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, ist der Anschluss C mit dem Anschluss B 1 verbunden und der Anschluss C ist mit dem Anschluss B2 verbunden; der Anschluss A ist jedoch weder mit dem Anschluss B1 noch mit dem Anschluss B2 verbunden. Im Zustand II ist der Anschluss A mit dem Anschluss B1 und der Anschluss C ist mit dem Anschluss B2 verbunden. Im Zustand III ist der Anschluss A mit dem Anschluss B2 und der Anschluss C mit dem Anschluss B1 verbunden. Bei der durch die Steuerung 300 vorgenommenen Steuerung wird das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 so eingestellt, dass es sich zum Zeitpunkt des Heizbetriebs, zum Zeitpunkt des Entfrostungsbetriebs und zum Zeitpunkt des Kühlbetriebs im Zustand I und zum Zeitpunkt des Heiz-/Entfrostungsbetriebs im Zustand II oder im Zustand III befindet.
Die Steuerung 300 verfügt über einen Mikrocomputer mit einem Prozessor, einem Festwertspeicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und einem Eingangs-/Ausgangsanschluss (I/O). Bei dem ROM und dem RAM handelt es sich um Speicher der Steuerung 300. Die Steuerung 300 empfängt Erfassungssignale von verschiedenen Arten von Sensoren, die für die Außeneinheit 1 vorgesehen sind, und Informationen, die von der Innenraumeinheit 2 übertragen werden. Auf Basis der empfangenen Signale und Informationen ändert die Steuerung 300 die Frequenz des Kompressors 10 und die Drehzahl des Außengebläses 95 und stellt den Öffnungsgrad des Vierwegeventils 20, des Expansionsventils 30, des Strömungsrichtungsumschaltventils 70 und des Bypass-Ventils 60 ein.
Als Nächstes wird die Funktionsweise der Klimaanlage 100 beschrieben. Die Klimaanlage 100 verfügt über vier Betriebsarten, nämlich einen Kühlbetrieb, einen Heizbetrieb, einen Entfrostungsbetrieb und einen Heiz-/Entfrostungsbetrieb. Es wird der Unterschied zwischen dem Entfrostungsbetrieb und dem Heiz-/Entfrostungsbetrieb beschrieben. Der Entfrostungsbetrieb ist ein Betrieb, bei dem das Heizen vorübergehend unterbrochen wird, um den Außenwärmetauscher 50 abzutauen. Im Gegensatz dazu ist der Heiz-/Entfrostungsbetrieb ein Betrieb, bei dem der Außenwärmetauscher 50 abgetaut wird, während geheizt wird. Im Folgenden wird der Betrieb der Klimaanlage 100 in den vier Betriebsarten beschrieben.
Zunächst wird der Betrieb der Klimaanlage 100 zum Zeitpunkt des Kühlbetriebs und zum Zeitpunkt des Entfrostungsbetriebs beschrieben. Zum Zeitpunkt des Kühlbetriebs und zum Zeitpunkt des Entfrostungsbetriebs befindet sich das Vierwegeventil 20 im zweiten Zustand. Im zweiten Zustand ist der Anschluss F mit dem Anschluss H und der Anschluss E ist mit dem Anschluss G verbunden. Das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 befindet sich im Zustand I. Im Zustand I ist der Anschluss C mit dem Anschluss B 1 verbunden und der Anschluss C ist mit dem Anschluss B2 verbunden. Es wird darauf hingewiesen, dass das Bypass-Ventil 60 offen oder geschlossen sein kann. Im Strömungsrichtungsumschaltventil 70 steht der Anschluss B1 mit dem Anschluss C in Verbindung und der Anschluss B2 mit dem Anschluss C. Auch wenn Kältemittel in der Kältemittelleitung 88 vorhanden ist, strömt kein Kältemittel vom Anschluss A zu einem anderen Anschluss. Die Einstellungen des Vierwegeventils 20, des Strömungsrichtungsumschaltventils 70 und des Bypass-Ventils 60 sind zum Zeitpunkt des Kühlbetriebs die gleichen wie zum Zeitpunkt des Entfrostungsbetriebs.
Das aus der Auslassöffnung 10b des Kompressors 10 austretende Hochtemperatur-/Hochdruck-Kältemittel strömt durch das Vierwegeventil 20, wird am Strömungsrichtungsumschaltventil 70 aufgeteilt und strömt in den ersten Wärmetauscher 50A und den zweiten Wärmetauscher 50B. Während des Kühlbetriebs und während des Entfrostungsbetriebs werden sowohl der erste Wärmetauscher 50A als auch der zweite Wärmetauscher 50B als Kondensator betrieben. Gasförmiges Kältemittel, das in den ersten Wärmetauscher 50A geströmt ist, und gasförmiges Kältemittel, das in den zweiten Wärmetauscher 50B geströmt ist, kondensieren demnach zu flüssigem Kältemittel.
Beim Entfrostungsbetrieb bildet sich sowohl auf dem ersten Wärmetauscher 50A als auch dem zweiten Wärmetauscher 50B Reif. Wie oben beschrieben wurde, werden sowohl der erste Wärmetauscher 50A als auch der zweite Wärmetauscher 50B als Kondensator betrieben. Daher schmilzt am ersten Wärmetauscher 50A und am zweiten Wärmetauscher 50B jeweils Reif, der sich sowohl auf dem ersten Wärmetauscher 50A als auch dem zweiten Wärmetauscher 50B gebildet hat, durch die Wärme, die von dem darin strömenden Kältemittel freigesetzt wird. Infolgedessen werden der erste Wärmetauscher 50A und der zweite Wärmetauscher 50B abgetaut.
Flüssiges Kältemittel, das aus dem ersten Wärmetauscher 50A ausgetreten ist, strömt in die Kältemittelleitung 86A und wird durch das Kapillarrohr 72A dekomprimiert. Flüssiges Kältemittel, das aus dem zweiten Wärmetauscher 50B ausgeströmt ist, strömt in die Kältemittelleitung 86B und wird durch das Kapillarrohr 72B dekomprimiert. Die flüssigen Kältemittel vereinigen sich an der Verbindungsstelle 73, die die Kältemittelleitung 86A mit der Kältemittelleitung 85 verbindet, und strömen in das Expansionsventil 30. Das flüssige Kältemittel wird durch das Expansionsventil 30 weiter dekomprimiert und in ein zweiphasiges Niederdruck-Kältemittel umgewandelt. Zweiphasiges Kältemittel, das aus dem Expansionsventil 30 ausgetreten ist, strömt durch die Kältemittelleitung 84 in den Innenraumwärmetauscher 40.
Während des Kühlbetriebs und während des Entfrostungsbetriebs wird der Innenraumwärmetauscher 40 als Verdampfer betrieben. Das in den Innenraumwärmetauscher 40 strömende Kältemittel nimmt demnach Wärme von der Raumluft auf. Dadurch verdampft das in den Innenraumwärmetauscher 40 eingeströmte zweiphasige Kältemittel zu gasförmigem Niederdruck-Kältemittel. Gasförmiges Kältemittel, das aus dem Innenraumwärmetauscher 40 ausgetreten ist, strömt durch die Kältemittelleitung 83 und das Vierwegeventil 20 und wird durch die Ansaugöffnung 10a in den Kompressor 10 gesaugt. Das in den Kompressor 10 angesaugte gasförmige Kältemittel wird komprimiert und in gasförmiges Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck umgewandelt. Während des Kühlbetriebs und des Entfrostungsbetriebs wird der oben beschriebene Zyklus kontinuierlich wiederholt.
Als Nächstes wird die Funktionsweise der Klimaanlage 100 beim Heizbetrieb beschrieben. Zum Zeitpunkt des Heizvorgangs befindet sich das Vierwegeventil 20 im ersten Zustand. Im ersten Zustand ist der Anschluss E mit dem Anschluss F verbunden und der Anschluss G ist mit dem Anschluss H verbunden. Das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 befindet sich im Zustand I. Im Zustand I ist der Anschluss C mit dem Anschluss B 1 verbunden und der Anschluss C ist mit dem Anschluss B2 verbunden.
Dadurch sind der erste Wärmetauscher 50A und die Bypass-Leitung 80 nicht verbunden und der zweite Wärmetauscher 50B und die Bypass-Leitung 80 sind nicht verbunden.
Der Kompressor 10 saugt Kältemittel aus der Kältemittelleitung 91 an und komprimiert das Kältemittel. Das komprimierte Kältemittel strömt durch die Kältemittelleitung 81, die Kältemittelleitung 82 und das Vierwegeventil 20 in die Kältemittelleitung 83.
Anschließend wird das Kältemittel durch die Kältemittelleitung 83 in den Innenraumwärmetauscher 40 geleitet. Das Kältemittel wird aus dem Kompressor 10 ausgestoßen, wobei es sich um überhitzten Dampf mit hoher Temperatur und hohem Druck handelt. Der Innenraumwärmetauscher 40 bewirkt einen Wärmeaustausch zwischen dem Hochtemperatur-/Hochdruck-Kältemittel und der Raumluft. Durch diesen Wärmeaustausch wird das Kältemittel kondensiert und verflüssigt. In diesem Fall wird der Innenraumwärmetauscher 40 als Kondensator betrieben. Das verflüssigte Kältemittel strömt vom Innenraumwärmetauscher 40 in die Kältemittelleitung 84. Die Steuerung 300 kann die Drehzahl des Innenraumgebläses 400 durch Ausgabe eines Steuersignals anpassen. Durch Einstellung der Drehzahl des Innenraumgebläses 400 wird das Volumen der zum Innenraumwärmetauscher 40 geleiteten Luft verändert und die zwischen Kältemittel und Luft im Innenraumwärmetauscher 40 ausgetauschte Wärmemenge kann eingestellt werden.
Kältemittel, das aus dem Innenraumwärmetauscher 40 in die Kältemittelleitung 84 geströmt ist, wird in das Expansionsventil 30 geleitet. Das Kältemittel wird durch das Expansionsventil 30 dekomprimiert und in ein zweiphasiges Niederdruck-Kältemittel überführt. Das aus dem Expansionsventil 30 geströmte zweiphasige Kältemittel strömt in die Kältemittelleitung 85. Die Steuerung 300 kann den Öffnungsgrad des Expansionsventils 30 durch Ausgabe eines Steuersignals einstellen. Die Dekompression des Kältemittels kann durch Einstellen des Öffnungsgrades des Expansionsventils 30 eingestellt werden. Wenn der Öffnungsgrad des Expansionsventils 30 erhöht wird, steigt der Druck des vom Expansionsventil 30 abgegebenen Kältemittels. Wird dagegen der Öffnungsgrad des Expansionsventils 30 verringert, sinkt der Druck des aus dem Expansionsventil 30 austretenden Kältemittels.
Das durch das Expansionsventil 30 dekomprimierte und in die Kältemittelleitung 85 geleitete Kältemittel wird in die Kältemittelleitung 86A und die Kältemittelleitung 86B verteilt. Zweiphasiges Kältemittel, das in die Kältemittelleitung 86A geströmt ist, wird durch das Kapillarrohr 72A weiter dekomprimiert und strömt in den ersten Wärmetauscher 50A. Zweiphasiges Kältemittel, das in die Kältemittelleitung 86B geströmt ist, wird dagegen durch das Kapillarrohr 72B weiter dekomprimiert und strömt in den zweiten Wärmetauscher 50B.
Während des Heizbetriebs werden sowohl der erste Wärmetauscher 50A als auch der zweite Wärmetauscher 50B als Verdampfer betrieben. Demnach bewirken sowohl der erste Wärmetauscher 50A als auch der zweite Wärmetauscher 50B einen Wärmeaustausch zwischen dem darin strömenden Kältemittel und der vom Außengebläse 95 zugeführten Außenluft, wobei das Kältemittel Wärme von der Außenluft aufnimmt. Infolgedessen verdampfen das zweiphasige Kältemittel, das in den ersten Wärmetauscher 50A geströmt ist, und das zweiphasige Kältemittel, das in den zweiten Wärmetauscher 50B geströmt ist, zu überhitztem Niederdruck-Kältemittel. Die Steuerung 300 kann die Drehzahl des Außengebläses 95 durch Ausgabe eines Steuersignals einstellen. Durch die Einstellung der Drehzahl des Außengebläses 95 wird das Luftvolumen, das zum ersten Wärmetauscher 50A und zum zweiten Wärmetauscher 50B geleitet wird, verändert, und die zwischen dem Kältemittel und Luft im ersten Wärmetauscher 50A und im zweiten Wärmetauscher 50B ausgetauschte Wärmemenge kann eingestellt werden.
Kältemittel, das aus dem ersten Wärmetauscher 50A geströmt ist, strömt in die Kältemittelleitung 87A, und Kältemittel, das aus dem zweiten Wärmetauscher 50B geströmt ist, strömt in die Kältemittelleitung 87B. Das in der Kältemittelleitung 87A strömende Kältemittel und das in der Kältemittelleitung 87B strömende Kältemittel werden durch das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 vereinigt, wie durch die durchgezogene Linie in 1 dargestellt ist, und strömen von der Öffnung C in die Kältemittelleitung 89. Das in der Kältemittelleitung 89 strömende Kältemittel strömt durch das Vierwegeventil 20 und von der Kältemittelleitung 91 in den Kompressor 10. Während des Heizbetriebs wird der oben beschriebene Zyklus kontinuierlich wiederholt.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Bypass-Ventil 60 während des Heizbetriebs in Bezug auf den Öffnungsgrad geöffnet oder vollständig geschlossen sein kann. Im Strömungsrichtungsumschaltventil 70 ist der Anschluss B 1 mit dem Anschluss C und der Anschluss B2 mit dem Anschluss C verbunden. Somit strömt selbst bei Vorhandensein von Kältemittel in der Kältemittelleitung 88 kein Kältemittel aus dem Anschluss A zu einem anderen Anschluss.
Während der Heizbetrieb wie oben beschrieben durchgeführt wird, kann es vorkommen, dass sich Reif an dem Außenwärmetauscher 50 bildet und ein Abtauen erforderlich ist. Es ist in diesem Fall denkbar, dass der Heizbetrieb vorübergehend gestoppt und auf Entfrostungsbetrieb umgeschaltet wird, wobei Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus der vom Kompressor 10 durchgeführten Verdichtung resultiert, in den Außenwärmetauscher 50 strömt. In diesem Fall wird der Heizbetrieb unterbrochen, wodurch die Raumtemperatur sinkt und die Behaglichkeit des Innenraums verringert wird.
Im Gegensatz dazu wird im Heiz-/Entfrostungsbetrieb bei fortgesetztem Heizbetrieb das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 betätigt, um den ersten Wärmetauscher 50A und den zweiten Wärmetauscher 50B abwechselnd abzutauen. Im Folgenden wird der Heiz-/Entfrostungsbetrieb beschrieben.
Im Heiz-/Entfrostungsbetrieb ist das Vierwegeventil 20 auf den ersten Zustand eingestellt. Im ersten Zustand ist der Anschluss E mit dem Anschluss F und der Anschluss G mit dem Anschluss H verbunden. Das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 wird abwechselnd in den Zustand II und den Zustand III geschaltet. Im Zustand II ist der Anschluss A mit dem Anschluss B1 und der Anschluss C mit dem Anschluss B2 verbunden. Im Zustand III ist der Anschluss A mit dem Anschluss B2 und der Anschluss C mit dem Anschluss B1 verbunden.
Im Zustand II sind der erste Wärmetauscher 50A und die Bypass-Leitung 80 nicht verbunden, wobei der zweite Wärmetauscher 50B mit der Bypass-Leitung 80 verbunden ist. Dagegen ist im Zustand III der erste Wärmetauscher 50A mit der Bypass-Leitung 80 verbunden, wobei der zweite Wärmetauscher 50B und die Bypass-Leitung 80 nicht miteinander verbunden sind.
Wenn sich während des Heizbetriebs Reif an dem Außenwärmetauscher 50 bildet und beispielsweise der erste Wärmetauscher 50A abgetaut werden muss, wird das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 in den Zustand III gebracht. Infolgedessen ist die Kältemittelleitung 88 mit der Kältemittelleitung 87A und die Kältemittelleitung 89 mit der Kältemittelleitung 87B verbunden. Folglich strömt ein Teil des vom Kompressor 10 abgegebenen Hochtemperatur-/Hochdruck-Kältemittels in die Bypass-Leitung 80. Der Rest des vom Kompressor 10 abgegebenen Hochtemperatur-/Hochdruck-Kältemittels strömt durch die Kältemittelleitung 82, das Vierwegeventil 20 und die Kältemittelleitung 83 in den Innenraumwärmetauscher 40. Das in die Bypass-Leitung 80 geströmte Kältemittel wird durch das Bypass-Ventil 60 dekomprimiert. Das dekomprimierte Kältemittel strömt vom Bypass-Ventil 60 durch die Kältemittelleitung 88, das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 und die Kältemittelleitung 87A in den abzutauenden ersten Wärmetauscher 50A. Dabei wird der erste Wärmetauscher 50A als Kondensator betrieben. Das in den ersten Wärmetauscher 50A geströmte Kältemittel kondensiert und tauscht dabei zum Abtauen des ersten Wärmetauschers 50A Wärme mit dem Reif aus.
Dabei wird die Menge des in den abzutauenden ersten Wärmetauscher 50A strömenden Kältemittels durch Änderung des Öffnungsgrads des Bypass-Ventils 60 eingestellt, wodurch die zwischen Kältemittel und Reif ausgetauschte Wärmemenge eingestellt werden kann. Wenn der Öffnungsgrad des Bypass-Ventils 60 erhöht wird, steigt die Menge des aus dem Auslass des Bypass-Ventils 60 ausströmenden Kältemittels, die Menge des in den ersten Wärmetauscher 50A einströmenden Kältemittels steigt und die zwischen Kältemittel und Reif ausgetauschte Wärmemenge nimmt zu. Dabei nimmt die Menge des in den Innenraumwärmetauscher 40 strömenden Kältemittels ab, wodurch die Heizleistung sinkt. Wenn dagegen der Öffnungsgrad des Bypass-Ventils 60 verringert wird, nimmt die Menge des aus dem Auslass des Bypass-Ventils 60 ausströmenden Kältemittels ab, die Menge des in den ersten Wärmetauscher 50A strömenden Kältemittels nimmt ab und die zwischen Kältemittel und Reif ausgetauschte Wärmemenge nimmt ab. In diesem Fall erhöht sich die Kältemittelmenge, die in den Innenraumwärmetauscher 40 strömt, und somit steigt die Heizleistung. Das Bypass-Ventil 60 wird gemäß einem Steuersignal der Steuerung 300 gesteuert.
Das im ersten Wärmetauscher 50A kondensierte Kältemittel vereinigt sich an der Verbindungsstelle 73, die die Kältemittelleitung 86A mit der Kältemittelleitung 85 verbindet, mit dem im Innenraumwärmetauscher 40 kondensierten und durch das Expansionsventil 30 dekomprimierten Kältemittel. Das resultierende Kältemittel strömt in die Kältemittelleitung 86B.
Kältemittel, das in die Kältemittelleitung 86B geströmt ist, strömt in den zweiten Wärmetauscher 50B und verdampft. Dabei wird der zweite Wärmetauscher 50B als Verdampfer betrieben. Danach strömt das Kältemittel durch die Kältemittelleitung 87B, das Strömungsrichtungsumschaltventil 70, die Kältemittelleitung 89, das Vierwegeventil 20 und die Kältemittelleitung 91 zum Kompressor 10 zurück.
Wenn sich dagegen während des Heizbetriebs Reif auf dem Außenwärmetauscher 50 bildet und beispielsweise der zweite Wärmetauscher 50B abgetaut werden muss, wird das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 in den Zustand II gebracht. Dadurch wird die Kältemittelleitung 88 mit der Kältemittelleitung 87B und die Kältemittelleitung 87A mit der Kältemittelleitung 89 verbunden. Folglich strömt ein Teil des vom Kompressor 10 abgegebenen Hochtemperatur-/Hochdruck-Kältemittels in die Bypass-Leitung 80. Der Rest des vom Kompressor 10 abgegebenen Hochtemperatur-/Hochdruck-Kältemittels strömt durch die Kältemittelleitung 82, das Vierwegeventil 20 und die Kältemittelleitung 83 in den Innenraumwärmetauscher 40. Das in die Bypass-Leitung 80 geströmte Kältemittel wird durch das Bypass-Ventil 60 dekomprimiert. Das dekomprimierte Kältemittel strömt vom Bypass-Ventil 60 durch die Kältemittelleitung 88, das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 und die Kältemittelleitung 87B in den zweiten Wärmetauscher 50B, der abgetaut werden soll. Das in den zweiten Wärmetauscher 50B geströmte Kältemittel kondensiert beim Wärmeaustausch mit dem Reif und taut den zweiten Wärmetauscher 50B ab. In diesem Fall wird der zweite Wärmetauscher 50B als Kondensator betrieben.
Durch Ändern des Öffnungsgrads des Bypass-Ventils gemäß einem Steuersignal der Steuerung 300 wird die Menge des Kältemittels, das in den zweiten Wärmetauscher 50B strömt, der abgetaut werden soll, eingestellt, und die zwischen Kältemittel und Reif ausgetauschte Wärmemenge kann eingestellt werden. Der Vorgang, der in diesem Fall durchgeführt wird, entspricht dem Fall, in dem der erste Wärmetauscher 50A abgetaut werden soll, sodass auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird und auf eine detaillierte Beschreibung hier verzichtet wird.
Das im zweiten Wärmetauscher 50B kondensierte Kältemittel vereinigt sich an der Verbindungsstelle 73, die die Kältemittelleitung 86B mit der Kältemittelleitung 85 verbindet, mit dem im Innenraumwärmetauscher 40 kondensierten und durch das Expansionsventil 30 dekomprimierten Kältemittel. Das resultierende Kältemittel strömt in die Kältemittelleitung 86A.
Kältemittel, das in die Kältemittelleitung 86A geströmt ist, strömt in den ersten Wärmetauscher 50A und verdampft. Der erste Wärmetauscher 50A wird dabei als Verdampfer betrieben. Danach strömt das Kältemittel durch die Kältemittelleitung 87A, das Strömungsrichtungsumschaltventil 70, die Kältemittelleitung 89, das Vierwegeventil 20 und die Kältemittelleitung 91 zum Kompressor 10 zurück.
Im Heiz-/Entfrostungsbetrieb werden bei fortgesetztem Heizen abwechselnd der erste Wärmetauscher 50A und der zweite Wärmetauscher 50B abgetaut. Wenn der Fall, in dem der erste Wärmetauscher 50A abgetaut wird, mit dem Fall verglichen wird, in dem der zweite Wärmetauscher 50B abgetaut wird, unterscheidet sich nur der Zustand des Strömungsrichtungsumschaltventils 70. In dem Fall, in dem das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 auf den Zustand III eingestellt ist, wird demnach der erste Wärmetauscher 50A abgetaut und der zweite Wärmetauscher 50B wird als Verdampfer betrieben. Dagegen wird in dem Fall, in dem das Strömungsrichtungsumschaltventil 70 auf den Zustand II eingestellt ist, der zweite Wärmetauscher 50B abgetaut und der erste Wärmetauscher 50A wird als Verdampfer betrieben. Auf diese Weise arbeitet der erste Wärmetauscher 50A oder der zweite Wärmetauscher 50B als Verdampfer, so dass der Heizbetrieb fortgesetzt werden kann. Es ist zu beachten, dass im Heiz-/Entfrostungsbetrieb der erste Wärmetauscher 50A und der zweite Wärmetauscher 50B vorzugsweise jeweils mindestens einmal abgetaut werden. Da sich das durch das Abtauen erzeugte Wasser im zweiten Wärmetauscher 50B, dem unteren Wärmetauscher, ansammelt, ist es wünschenswert, dass das Abtauen in der Reihenfolge zweiter Wärmetauscher 50B, erster Wärmetauscher 50A und zuletzt zweiter Wärmetauscher 50B erfolgt.
Im Folgenden werden ein Problem in Bezug auf die Behaglichkeit und eine Lösung basierend auf Ausführungsform 1 im Heiz-/Entfrostungsbetrieb beschrieben.
Während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs wird die Anzahl der als Verdampfer dienenden Außenwärmetauscher 50 auf die Hälfte der zum Zeitpunkt des normalen Heizbetriebs verfügbaren reduziert. Während des normalen Heizbetriebs werden demnach im Außenwärmetauscher 50 sowohl der erste Wärmetauscher 50A als auch der zweite Wärmetauscher 50B als Verdampfer betrieben. Während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs wird dagegen im Außenwärmetauscher 50 der erste Wärmetauscher 50A oder der zweite Wärmetauscher 50B als Verdampfer betrieben und der andere der beiden Wärmetauscher als Kondensator. Daher wird die Heizleistung wahrscheinlich abnehmen. Wenn die Heizleistung abnimmt, sinkt die Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40, und die Luftaustrittstemperatur nimmt ab. Infolgedessen sinkt die Raumtemperatur, und die Behaglichkeit nimmt ab.
Zur Lösung des oben beschriebenen Problems steuert gemäß Ausführungsform 1 die Steuerung 301 die Drehzahl des Innenraumgebläses 400 in Abhängigkeit von der Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40. Im Folgenden wird ein Verfahren zur Steuerung der Drehzahl des Innenraumgebläses 400 anhand der 2 und 3 beschrieben. 2 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines Verfahrens zum Steuern der Drehzahl des Innenraumgebläses 400 in einer Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1. 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Steuern der Drehzahl des Innenraumgebläses 400 einer Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1.
Zunächst wird eine Zusammenfassung des Verfahrens zum Steuern der Drehzahl des Innenraumgebläses 400 einer Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Die Steuerung 301 erhöht und verringert die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs in Abhängigkeit von der Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40, die zum Zeitpunkt des Beginns des Heiz-/Entfrostungsbetriebs erhalten wurde. Dadurch kann die Steuerung 301 eine Steuerung ausführen, um zu verhindern, dass die Luftaustrittstemperatur und die Heizleistung der Innenraumeinheit 2 während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs übermäßig abnehmen.
In 2 handelt es sich zum Zeitpunkt des Beginns des Heiz-/Entfrostungsbetriebs bei der Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 um die Temperatur T1 °C. Die Temperatur T1 °C dient demnach als Referenz. Die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 wird von der Temperaturerfassungseinheit 200 gemessen. Im Folgenden wird die Temperatur T1 °C, die als Referenz dient, als erste Temperatur bezeichnet. In 2 handelt es sich bei der zum Zeitpunkt des Beginns des Heiz-/Entfrostungsbetriebs ermittelten Drehzahl R1 um die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400. Der Zeitpunkt P1 ist der Zeitpunkt, an dem der Heiz-/Entfrostungsbetrieb gestartet wird. Der Zeitpunkt P2 repräsentiert den Zeitpunkt, an dem die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 (T1 - a) °C erreicht. Der Zeitpunkt P3 repräsentiert den Zeitpunkt, an dem die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 (T1 + b) °C erreicht. Dabei gilt für a und b a ≥ 0 und b ≥ 0, wobei beide voreingestellte Werte sind. Im Folgenden werden a und b als erster Einstellwert a bzw. zweiter Einstellwert b bezeichnet.
Wie in 2 dargestellt ist, sinkt die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 allmählich ab, nachdem zum Zeitpunkt P1 der Heiz-/Entfrostungsbetrieb gestartet wurde. Die Temperaturerfassungseinheit 200 erfasst die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs in voreingestellten Intervallen. Im Folgenden wird die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs als zweite Temperatur bezeichnet. Die Steuerung 301 reduziert die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 schrittweise, wenn die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist und die Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur größer oder gleich dem ersten Einstellwert a ist. Die Steuerung 301 reduziert die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 demnach schrittweise ab dem Zeitpunkt, an dem die zweite Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 (T1 - a) °C erreicht, d.h. ab dem Zeitpunkt P2. Im Beispiel von 2 reduziert die Steuerung 301 die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 in vorgegebenen Zeitintervallen schrittweise und mit einer vorgegebenen Reduktionsrate. Die Art und Weise, in der die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 reduziert wird, ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 kann linear mit einer vorgegebenen Reduktionsrate und im Verhältnis zur verstrichenen Zeit reduziert werden. Die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 wird durch die Verringerung der Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 erhöht, wobei verhindert werden kann, dass die Luftaustrittstemperatur der Innenraumeinheit 2 sinkt. Es ist zu beachten, dass es in diesem Fall bis zum Anstieg der Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 einige Zeit dauert, so dass die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 erst zu steigen beginnt, nachdem eine vorgegebene Zeitspanne ab dem Zeitpunkt P2 verstrichen ist.
Wenn die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 reduziert wird, verringert sich dem gegenüber die vom Innenraumgebläse 400 zum Innenraumwärmetauscher 40 geleitete Luftmenge. Infolgedessen kann es dazu kommen, dass die Heizleistung für die Heizlast des Innenraums nicht mehr ausreicht und die Temperatur des Raums sinkt. Um zu verhindern, dass die Heizleistung nicht mehr ausreicht, kann die untere Grenze für die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 in der Steuerung 301 voreingestellt werden. In diesem Fall führt die Steuerung 301 die Steuerung so aus, dass die Drehzahl des Innenraumgebläses 400 nicht unter den unteren Grenzwert fällt. Der untere Grenzwert wird vorab in einem Speicher der Steuerung 301 gespeichert.
Zwischen dem Zeitpunkt P2 und dem Zeitpunkt P3 steigt die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 allmählich an, da die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 reduziert wird. Die Steuerung 301 erhöht die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 schrittweise, wenn die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur und die Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur größer oder gleich dem zweiten Einstellwert b ist. Anders ausgedrückt erhöht die Steuerung 301 schrittweise die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 ab dem Zeitpunkt, an dem die zweite Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 (T1 + b) °C erreicht, d. h. ab dem Zeitpunkt P3. Im Beispiel von 2 erhöht die Steuerung 301 in vorgegebenen Zeitintervallen die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 schrittweise und mit einer vorgegebenen Steigerungsrate. Die Art und Weise, in der die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 erhöht wird, ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 kann linear mit einer vorgegebenen Steigerungsrate und im Verhältnis zur verstrichenen Zeit erhöht werden. Wenn die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 erhöht wird, steigt das Luftvolumen, das vom Innenraumgebläse 400 zum Innenraumwärmetauscher 40 geleitet wird. Infolgedessen erhöht sich die Heizleistung im Verhältnis zur Heizlast des Innenraums, wodurch ein Absinken der Raumtemperatur verhindert werden kann.
Auf diese Weise kann die Steuerung 301 verhindern, dass die Luftaustrittstemperatur und die Heizleistung der Innenraumeinheit 2 übermäßig abnehmen, indem die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 in Bezug auf die Temperatur T1, bei der es sich um die erste Temperatur handelt, erhöht und verringert wird. Auf diese Weise kann ein Gleichgewicht zwischen der Luftaustrittstemperatur und der Heizleistung der Innenraumeinheit 2 hergestellt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Steigerungsrate der Rotationsgeschwindigkeit Rot des Innenraumgebläses 400 relativ zur verstrichenen Zeit größer oder gleich der Reduktionsrate der Rotationsgeschwindigkeit des Innenraumgebläses 400 relativ zur verstrichenen Zeit eingestellt wird. Mit anderen Worten ist die Steigerungsrate der Rotationsgeschwindigkeit Rot bei Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit Rot des Innenraumgebläses 400 größer oder gleich der Reduktionsrate der Rotationsgeschwindigkeit Rot bei Verringerung der Rotationsgeschwindigkeit des Innenraumgebläses 400. Somit ist die Zeitspanne (P4 - P3), die erforderlich ist, um die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 von R2 auf R1 zu erhöhen, kleiner oder gleich der Zeitspanne (P3 - P2), die erforderlich ist, um die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 von R1 auf R2 zu verringern.
In der obigen Beschreibung wird die Steigerungsrate der Rotationsgeschwindigkeit Rot für den Fall, dass die Rotationsgeschwindigkeit Rot des Innenraumgebläses 400 erhöht wird, als konstant beschrieben; die Steigerungsrate muss jedoch nicht konstant, sondern kann variabel sein. In ähnlicher Weise wird die Reduktionsrate der Rotationsgeschwindigkeit Rot für den Fall, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Innenraumgebläses 400 verringert wird, als konstant beschrieben; die Reduktionsrate muss jedoch nicht konstant sein, sie kann auch variabel sein.
Als Nächstes wird die Vorgehensweise zur Steuerung der Drehzahl des Innenraumgebläses einer Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 1 anhand von 3 beschrieben. Die Prozedur von 3 erfolgt während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs.
Zunächst erfasst die Steuerung 301 in Schritt S1 die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 unter Verwendung der Temperaturerfassungseinheit 200 zum Zeitpunkt des Beginns des Heiz-/Entfrostungsbetriebs und speichert die Temperatur Tem in einem Speicher der Steuerung 301. Die Temperatur Tem ist dabei die Temperatur T1, bei der es sich um die erste Temperatur handelt, die als Referenz verwendet wird. In dem Beispiel von 2 ist die Temperatur T1 demnach die Temperatur Tem zum Zeitpunkt P1.
Alternativ dazu kann die Steuerung 301 als weitere Vorgehensweise in Schritt S1 als erste Temperatur, die als Referenz dient, die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40, die zuletzt von der Temperaturerfassungseinheit 200 während des Heizbetriebs der Klimaanlage 100 gemessen wurde, aus dem Speicher der Steuerung 301 beziehen.
Dann erfasst die Steuerung 301 in Schritt S2 die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 zum Zeitpunkt des Beginns des Heiz-/Entfrostungsbetriebs. Die Rotationsgeschwindigkeit Rot ist in dem Beispiel von 2 in diesem Fall die Rotationsgeschwindigkeit R1 zum Zeitpunkt P1.
Alternativ dazu kann die Steuerung 301 als weitere Vorgehensweise in Schritt S2 als Drehzahl zum Zeitpunkt des Beginns des Heiz-/Entfrostungsbetriebs die zuletzt während des Heizbetriebs der Klimaanlage 100 gemessene Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 aus dem Speicher der Steuerung 301 beziehen.
Als Nächstes erfasst die Steuerung 301 in Schritt S3 die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 mithilfe der Temperaturerfassungseinheit 200.
Dann bestimmt die Steuerung 301 in Schritt S4 auf Basis von Informationen von der Steuerung 300 der Außeneinheit 1, ob die Klimaanlage 100 den Heiz-/Entfrostungsbetrieb beendet hat. Wenn die Steuerung 301 bestimmt, dass die Klimaanlage 100 den Heiz-/Entfrostungsbetrieb beendet hat, wird die Prozedur mit Schritt S11 fortgesetzt. Wenn die Steuerung 301 dagegen bestimmt, dass die Klimaanlage 100 den Heiz-Entfrostungsbetrieb nicht beendet hat, wird die Prozedur mit Schritt S5 fortgesetzt.
In Schritt S5 bestimmt die Steuerung 301, ob die in Schritt S3 erfasste Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 kleiner oder gleich (T1 - a) °C ist. Wenn die Steuerung 301 bestimmt, dass die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 größer als (T1 - a) °C ist, kehrt die Prozedur zu Schritt S3 zurück. Wenn die Steuerung 301 dagegen bestimmt, dass die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 kleiner oder gleich (T1 - a) °C ist, wird die Prozedur mit Schritt S6 fortgesetzt.
Auf diese Weise wiederholt die Steuerung 301 die Schleife von Schritt S3 bis „NEIN“ in Schritt S5, bis in Schritt S4 die Feststellung „JA“ getroffen wird. Die Schleife von Schritt S3 bis „NEIN“ in Schritt S5 entspricht dem Zeitraum vom Zeitpunkt P1 bis zum Zeitpunkt P2 in dem in 2 dargestellten Beispiel.
Der Schritt S6 entspricht im Beispiel von 2 dem Zeitpunkt P2. In Schritt S6 reduziert die Steuerung 301 schrittweise die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400.
Als Nächstes erfasst die Steuerung 301 in Schritt S7 die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 mithilfe der Temperaturerfassungseinheit 200 erneut. Bei der Temperatur Tem handelt es sich in diesem Fall um die Temperatur zum Zeitpunkt des Heiz-/Entfrostungsbetriebs, also die zweite Temperatur.
Dann bestimmt die Steuerung 301 in Schritt S8 auf Basis von Informationen von der Steuerung 300 der Außeneinheit 1, ob die Klimaanlage 100 den Heiz-/Entfrostungsbetrieb beendet hat. Wenn die Steuerung 301 bestimmt, dass die Klimaanlage 100 den Heiz-Entfrostungsbetrieb beendet hat, wird die Prozedur mit Schritt S11 fortgesetzt. Wenn die Steuerung 301 dagegen bestimmt, dass die Klimaanlage 100 den Heiz-Entfrostungsbetrieb nicht beendet hat, wird die Prozedur mit Schritt S9 fortgesetzt.
In Schritt S9 bestimmt die Steuerung 301, ob die in Schritt S7 erfasste Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 größer oder gleich (T1 + b) °C ist. Bestimmt die Steuerung 301, dass die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 kleiner als (T1 + b) °C ist, kehrt die Prozedur zu Schritt S6 zurück. Bestimmt die Steuerung 301 dagegen, dass die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 größer oder gleich (T1 + b) °C ist, wird die Prozedur mit Schritt S10 fortgesetzt.
Auf diese Weise wiederholt die Steuerung 301 die Schleife von Schritt S6 bis „NEIN“ in Schritt S9, bis in Schritt S8 „JA“ ermittelt wird. Die Schleife von Schritt S6 bis „NEIN“ in Schritt S9 entspricht in dem Beispiel von 2 dem Zeitraum vom Zeitpunkt P2 bis zum Zeitpunkt P3.
Der Schritt S10 entspricht im Beispiel von 2 dem Zeitpunkt P3. In Schritt S10 erhöht die Steuerung 301 schrittweise die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400. Danach kehrt die Prozedur zu Schritt S3 zurück, wobei die Prozedur von Schritt S3 bis Schritt S10 wiederholt wird.
In Schritt S11 hat die Klimaanlage 100 den Heiz-/Entfrostungsbetrieb beendet und beginnt erneut mit dem Heizbetrieb. Demnach steuert die Steuerung 301 das Innenraumgebläse 400 mit der vom Benutzer über eine Fernbedienung oder andere Geräte eingestellten Drehzahl Rot. Dabei kann die Änderungsrate der Rotationsgeschwindigkeit des Innenraumgebläses 400 konstant oder variabel sein. Alternativ kann die Änderungsrate der Rotationsgeschwindigkeit des Innenraumgebläses 400 auch unmittelbar geändert werden.
Auf diese Weise wird in Ausführungsform 1 die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs unter Bezugnahme auf die vor Beginn des Heiz-/Entfrostungsbetriebs ermittelte Temperatur T1 des Innenraumwärmetauschers 40 erhöht und reduziert. Infolgedessen kann die Steuerung 301 eine Steuerung durchführen, um zu verhindern, dass die Luftaustrittstemperatur und die Heizleistung der Innenraumeinheit 2 während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs übermäßig abnehmen.
Die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 muss nicht allmählich reduziert werden, sondern kann auch unmittelbar verringert werden. In diesem Fall steigt jedoch die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 stark an, und der Auslassdruck der Innenraumeinheit 2 steigt stark an. Infolgedessen kann die Frequenz des Kompressors 10 wegen der vom Kompressor 10 durchgeführten Schutzsteuerung sinken. Dabei kann es vorkommen, dass die Durchflussrate des Kältemittels abnimmt, die Entfrostungsleistung sinkt und der Reif nicht vollständig schmilzt und zurückbleibt. Es kann auch der Fall eintreten, dass die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 abnimmt und sich die Behaglichkeit verschlechtert. Daher wird die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 vorzugsweise nicht sofort, sondern über einen bestimmten Zeitraum hinweg allmählich reduziert.
Die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 muss nicht allmählich erhöht werden, sondern kann auch unmittelbar erhöht werden. In diesem Fall kann es jedoch vorkommen, dass die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 stark abfällt, die Luftaustrittstemperatur der Innenraumeinheit 2 sinkt und die Behaglichkeit des Innenraums abnimmt. Darüber hinaus kann sich der Benutzer aufgrund einer Änderung der Luftstrommenge oder des Geräusches des Luftstroms unbehaglich fühlen. Daher wird die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 vorzugsweise nicht unmittelbar, sondern über einen bestimmten Zeitraum hinweg allmählich erhöht.
Wenn die Steigerungsrate der Rotationsgeschwindigkeit des Innenraumgebläses 400 niedrig ist, kann es vorkommen, dass die Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs stark ansteigt und die Frequenz des Kompressors 10 durch einen Verflüssigungsdruckschutz begrenzt wird. Wenn die Frequenz des Kompressors 10 begrenzt ist, kann es vorkommen, dass die Durchflussrate des Kältemittels abnimmt, die Entfrostungsleistung sinkt und der Reif nicht vollständig schmilzt und zurückbleibt. Es kann auch der Fall eintreten, dass die Temperatur Tem des Innenraumwärmetauschers 40 abnimmt und sich die Behaglichkeit verschlechtert. Daher sollte, wie oben beschrieben wurde, die Steigerungsrate der Rotationsgeschwindigkeit des Innenraumgebläses 400 zumindest gleich oder größer als die Reduktionsrate der Rotationsgeschwindigkeit des Innenraumgebläses 400 sein. Daher wird gemäß Ausführungsform 1 wie oben beschrieben die Steigerungsrate der Rotationsgeschwindigkeit des Innenraumgebläses 400 in Bezug auf die verstrichene Zeit so eingestellt, dass sie größer oder gleich der Reduktionsrate des Innenraumgebläses 400 in Bezug auf die verstrichene Zeit ist.
Auch wenn die Obergrenze der Rotationsgeschwindigkeit des Innenraumgebläses 400 nicht angegeben werden muss, kann verhindert werden, dass sich ein Benutzer aufgrund einer Änderung der Luftstrommenge oder des Geräusches des Luftstroms unwohl fühlt, indem als Obergrenze die Drehzahl des Innenraumgebläses 400 festgelegt wird, die der Benutzer mit einer Fernbedienung oder anderen Geräten einstellt. In diesem Fall führt die Steuerung 301 die Steuerung so aus, dass die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 den oberen Grenzwert nicht überschreitet.
Wie oben beschrieben wurde, kann eine Verringerung der Luftaustrittstemperatur und eine übermäßige Verringerung der Heizleistung während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs verhindert werden, indem die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs in Bezug auf die vor Beginn des Heiz-/Entfrostungsbetriebs ermittelte Temperatur T1 des Innenraumwärmetauschers 40 verringert und erhöht wird. Dadurch wird ein Heiz-/Entfrostungsbetrieb möglich, bei dem die Raumtemperatur nicht verringert und die Behaglichkeit nicht beeinträchtigt wird.
Wenn die vor dem Beginn des Heiz-/Entfrostungsbetriebs ermittelte Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 als erste Temperatur und die während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs ermittelte Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 als zweite Temperatur angesehen wird, reduziert die Steuerung 301 gemäß Ausführungsform 1 wie oben beschrieben die Drehzahl des Innenraumgebläses 400 dann, wenn die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist und die Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur größer als oder gleich dem ersten Einstellwert a ist. Folglich kann die Temperatur des Innenraumwärmetauschers 40 erhöht werden. Es kann daher verhindert werden, dass die Luftaustrittstemperatur der Innenraumeinheit 2 während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs sinkt. Auf diese Weise kann gemäß Ausführungsform 1 der Heiz-/Entfrostungsbetrieb so durchgeführt werden, dass die Raumtemperatur nicht sinkt und die Behaglichkeit nicht beeinträchtigt wird.
Gemäß Ausführungsform 1 erhöht die Steuerung 301 die Drehzahl Rot des Innenraumgebläses 400 dann, wenn die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur ist und die Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur größer als oder gleich dem zweiten Einstellwert b ist. Folglich kann verhindert werden, dass die Heizleistung abnimmt. Auf diese Weise kann gemäß Ausführungsform 1 verhindert werden, dass die Luftaustrittstemperatur und die Heizleistung der Innenraumeinheit 2 während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs übermäßig abnehmen. Dadurch kann gemäß Ausführungsform 1 der Heiz-/Entfrostungsbetrieb so durchgeführt werden, dass die Raumtemperatur nicht sinkt und die Behaglichkeit nicht beeinträchtigt wird.
Ausführungsform 2
4 zeigt eine Konfigurationszeichnung zur Veranschaulichung der Konfiguration einer Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 2. Ein Unterschied zwischen 1 und 4 besteht darin, dass in 4 vier Auf/Zu-Ventile 70A, 70B, 70C und 70D anstelle des Strömungsrichtungsumschaltventils 70 von 1 angebracht sind.
In 4 verzweigt sich die Kältemittelleitung 88 zudem auf halber Strecke in eine Kältemittelleitung 88A und eine Kältemittelleitung 88B. Die Kältemittelleitung 88A ist an der Verbindungsstelle 74 mit der Kältemittelleitung 87A verbunden. Die Kältemittelleitung 88B ist an der Verbindungsstelle 75 mit der Kältemittelleitung 87B verbunden.
In 4 verzweigt sich die Kältemittelleitung 89 an der Verzweigungsstelle 76 und ist mit der Kältemittelleitung 87A und der Kältemittelleitung 87B verbunden.
Das Auf/Zu-Ventil 70A ist in der Kältemittelleitung 88A angeordnet. Das Auf/Zu-Ventil 70B befindet sich in der Kältemittelleitung 88B. Das Auf/Zu-Ventil 70C ist in der Kältemittelleitung 87A zwischen der Verbindungsstelle 74 und der Verzweigungsstelle 76 angebracht. Das Auf/Zu-Ventil 70D ist in der Kältemittelleitung 87B zwischen der Verbindungsstelle 75 und der Verzweigungsstelle 76 angebracht.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform 1 handelt es sich bei der zweiten Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung um das Strömungsrichtungsumschaltventil 70, das aus einem einzigen integrierten Ventil besteht; wie in 4 gezeigt kann die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung jedoch aus den vier Auf/Zu-Ventilen 70A, 70B, 70C und 70D gebildet werden. Jedes der Auf/Zu-Ventile 70A, 70B, 70C und 70D umfasst beispielsweise ein Magnetventil. Die anderen Konfigurationen entsprechen denen von 1 und werden daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei ihre Beschreibung hier weggelassen wird.
Die vier Auf/Zu-Ventile 70A, 70B, 70C und 70D bilden die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung, die die Strömungsrichtung des Kältemittels zwischen dem Heizbetrieb, Entfrostungsbetrieb, Kühlbetrieb und Heiz-Entfrostungsbetrieb umschaltet. Die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung kann den Zustand I, den Zustand II und den Zustand III einnehmen, die in Ausführungsform 1 beschrieben wurden, indem die Anschlussverbindungen in Übereinstimmung mit einem Steuersignal der Steuerung 300 geändert werden.
Im Zustand I sind die Kältemittelleitung 89 und die Kältemittelleitung 87A bei geöffnetem Auf/Zu-Ventil 70C miteinander verbunden und die Kältemittelleitung 89 und die Kältemittelleitung 87B sind bei geöffnetem Auf/Zu-Ventil 70D miteinander verbunden. Dabei sind die Auf/Zu-Ventile 70A und 70B geschlossen.
Im Zustand II sind die Kältemittelleitung 88 und die Kältemittelleitung 87B bei geöffnetem Auf/Zu-Ventil 70B miteinander verbunden und die Kältemittelleitung 89 und die Kältemittelleitung 87A sind bei geöffnetem Auf/Zu-Ventil 70C miteinander verbunden. In diesem Fall sind die Auf/Zu-Ventile 70A und 70D geschlossen.
Im Zustand III sind die Kältemittelleitung 88 und die Kältemittelleitung 87A bei geöffnetem Auf/Zu-Ventil 70A miteinander verbunden und die Kältemittelleitung 89 und die Kältemittelleitung 87B sind bei geöffnetem Auf/Zu-Ventil 70D miteinander verbunden. Dabei sind die Auf/Zu-Ventile 70B und 70C geschlossen.
Bei der Steuerung durch die Steuerung 300 werden die Auf/Zu-Ventile 70A, 70B, 70C und 70D so eingestellt, dass sie sich zum Zeitpunkt des Heizbetriebs, zum Zeitpunkt des Entfrostungsbetriebs und zum Zeitpunkt des Kühlbetriebs im Zustand I und zum Zeitpunkt des Heiz-/Entfrostungsbetriebs im Zustand II oder im Zustand III befinden. Wie in 7 dargestellt ist, entsprechen die Zustände des Vierwegeventils 20, das als erste Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung dient, und die Zustände der zweiten Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 bei jeder Betriebsart denen von Ausführungsform 1.
Die anderen Funktionen entsprechen denen von Ausführungsform 1, so dass ihre Beschreibung hier weggelassen wird.
Auf diese Weise kann gemäß Ausführungsform 2 die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung den Zustand I, den Zustand II und den Zustand III einnehmen, die in Ausführungsform 1 beschrieben wurden, indem sie die Auf/Zu-Ventile 70A, 70B, 70C und 70D öffnet und schließt. Infolgedessen kann die Klimaanlage 100 im Wesentlichen den gleichen Betrieb wie in Ausführungsform 1 durchführen. Somit können auch gemäß Ausführungsform 2 im Wesentlichen die gleichen Effekte wie bei der Ausführungsform 1 erzielt werden.
Ausführungsform 3
5 zeigt eine Konfigurationszeichnung zur Veranschaulichung der Konfiguration einer Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 3. Ein Unterschied zwischen 1 und 5 besteht darin, dass in 5 zwei Dreiwegeventile 600 und 700 anstelle des Strömungsrichtungsumschaltventils 70 von 1 angebracht sind. In 5 verzweigt sich die Kältemittelleitung 89 an der Verzweigungsstelle 77 und ist mit der Kältemittelleitung 93 und der Kältemittelleitung 94 verbunden.
Das Dreiwegeventil 600 weist drei Anschlüsse J, K und L auf. Der Anschluss J ist mit der Kältemittelleitung 88 verbunden. Der Anschluss K ist mit der Kältemittelleitung 87A verbunden. Der Anschluss L ist mit der Kältemittelleitung 93 verbunden.
Das Dreiwegeventil 700 weist drei Anschlüsse M, N und P auf. Der Anschluss M ist mit der Kältemittelleitung 88 verbunden. Der Anschluss N ist mit der Kältemittelleitung 87B verbunden. Der Anschluss P ist mit der Kältemittelleitung 94 verbunden.
Die anderen Konfigurationen entsprechen denen von 1 und werden daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei ihre Beschreibung hier entfallen kann.
Die Dreiwegeventile 600 und 700 bilden die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung, die die Strömungsrichtung des Kältemittels zwischen dem Heizbetrieb, Entfrostungsbetrieb, Kühlbetrieb und Heiz-/Entfrostungsbetrieb umschaltet. Die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung kann den Zustand I, den Zustand II und den Zustand III einnehmen, die in Ausführungsform 1 beschrieben wurden, indem sie die Verbindungszustände der Anschlüsse der Dreiwegeventile 600 und 700 gemäß einem Steuersignal von der Steuerung 300 umschaltet.
Im Zustand I ist die Kältemittelleitung 89 mit der Kältemittelleitung 87A über den Anschluss L und den Anschluss K verbunden, die miteinander verbunden sind, und die Kältemittelleitung 89 ist mit der Kältemittelleitung 87B über den Anschluss P und den Anschluss N verbunden, die miteinander verbunden sind.
Im Zustand II ist die Kältemittelleitung 88 mit der Kältemittelleitung 87B über den Anschluss M und den Anschluss N verbunden, die miteinander verbunden sind, und die Kältemittelleitung 89 ist mit der Kältemittelleitung 87A über den Anschluss L und den Anschluss K verbunden, die miteinander verbunden sind.
Im Zustand III ist die Kältemittelleitung 88 mit der Kältemittelleitung 87A über den Anschluss J und den Anschluss K verbunden, die miteinander verbunden sind, und die Kältemittelleitung 89 ist mit der Kältemittelleitung 87B über den Anschluss P und den Anschluss N verbunden, die miteinander verbunden sind.
Bei der Steuerung durch die Steuerung 300 werden die Dreiwegeventile 600 und 700 so eingestellt, dass sie sich zum Zeitpunkt des Heizbetriebs, zum Zeitpunkt des Entfrostungsbetriebs und zum Zeitpunkt des Kühlbetriebs im Zustand I und zum Zeitpunkt des Heiz-/Entfrostungsbetriebs im Zustand II oder im Zustand III befinden. Wie in 7 dargestellt ist, sind gemäß Ausführungsform 3 die Zustände des Vierwegeventils 20, das als erste Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung fungiert, und die Zustände der zweiten Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung bei jeder Betriebsart die gleichen wie in Ausführungsform 1.
Die anderen Funktionen entsprechen denen von 1, so dass ihre Beschreibung hier entfällt.
Auf diese Weise kann die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 den Zustand I, den Zustand II und den Zustand III einnehmen, die in Ausführungsform 1 beschrieben wurden, wenn die Steuerung 300 die Verbindungszustände der Anschlüsse der Dreiwegeventile 600 und 700 umschaltet. Infolgedessen kann die Klimaanlage 100 im Wesentlichen den gleichen Betrieb wie in Ausführungsform 1 durchführen. Somit können auch gemäß Ausführungsform 3 im Wesentlichen die gleichen Effekte wie in Ausführungsform 1 erzielt werden.
Ausführungsform 4
6 zeigt eine Konfigurationszeichnung zur Veranschaulichung der Konfiguration einer Klimaanlage 100 gemäß Ausführungsform 4. Ein Hauptunterschied zwischen 1 und 6 besteht darin, dass in 6 zwei Vierwegeventile 800 und 900 anstelle des Strömungsrichtungsumschaltventils 70 von 1 angebracht sind. Es wird angenommen, dass es sich bei den Vierwegeventilen 800 und 900 um Differenzdruckventile handelt, so dass ein Rückschlagventil 90 verwendet wird, um eine Druckdifferenz zu gewährleisten. Im Folgenden wird die Konfiguration von 6 beschrieben.
Das Vierwegeventil 800 hat vier Anschlüsse Q, R, S und T. Der Anschluss R ist verschlossen, so dass kein Kältemittel daraus austritt. Der Anschluss S ist mit der Kältemittelleitung 93 verbunden. Der Anschluss T ist mit der Kältemittelleitung 87A verbunden. Der Anschluss Q wird weiter unten beschrieben.
Das Vierwegeventil 900 hat vier Anschlüsse U, V, W und X. Der Anschluss V ist verschlossen, so dass kein Kältemittel daraus austritt. Der Anschluss W ist mit der Kältemittelleitung 94 verbunden. Der Anschluss X ist mit der Kältemittelleitung 87B verbunden. Der Anschluss U wird weiter unten beschrieben.
Das Vierwegeventil 20, das Vierwegeventil 800 und das Vierwegeventil 900 sind allesamt Vier-Wege-Differenzdruckventile, die jeweils durch eine Druckdifferenz zwischen dem Auslassdruck und dem Ansaugdruck angesteuert werden. Als Vierwegeventil 20, Vierwegeventil 800 und Vierwegeventil 900 können Vierwegeventile verwendet werden, die identisch aufgebaut sind. Es wird darauf hingewiesen, dass der Anschluss R des Vierwegeventils 800 geschlossen ist und der Anschluss V des Vierwegeventils 900 geschlossen ist. Somit können als Vierwegeventile 800 und 900 auch Dreiwegeventile verwendet werden, die identisch konfiguriert sind.
In 6 verzweigt sich die Kältemittelleitung 88, die mit dem Bypass-Ventil 60 verbunden ist, an der Verzweigungsstelle 105, wobei ein Zweig der Kältemittelleitung 88 mit dem Anschluss Q des Vierwegeventils 800 verbunden ist und der andere Zweig der Kältemittelleitung 88 mit dem Anschluss U des Vierwegeventils 900 verbunden ist.
In der Kältemittelleitung 88 ist eine weitere Verzweigungsstelle 106 zwischen dem Bypass-Ventil 60 und der Verzweigungsstelle 105 angeordnet. Die Verzweigungsstelle 106 und das Rückschlagventil 90 sind durch die Kältemittelleitung 93 verbunden. Das Rückschlagventil 90 und der Anschluss E des Vierwegeventils 20 sind durch die Kältemittelleitung 92 miteinander verbunden.
Das Rückschlagventil 90 lässt das Kältemittel, das in Richtung von dem Anschluss E des Vierwegeventils 20 zur Kältemittelleitung 88 strömt, durch und blockiert das Kältemittel, das in Richtung von der Kältemittelleitung 88 zum Anschluss E strömt. Als Rückschlagventil 90 wird ein Auf/Zu-Ventil, wie beispielsweise ein Magnetventil, oder ein motorbetriebenes Ventil verwendet, die sich gemäß der Steuerung durch die Steuerung 300 öffnen und schließen. Das Rückschlagventil 90 ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Als Rückschlagventil 90 kann auch ein Auf/Zu-Ventil verwendet werden, das auf Basis einer Druckdifferenz zwischen der stromaufwärts und der stromabwärts gelegenen Seite des Ventils öffnet und schließt. In diesem Fall ist das Auf/Zu-Ventil geöffnet, wenn der Druck vor dem Auf/Zu-Ventil größer ist als der Druck hinter dem Auf/Zu-Ventil, und es ist geschlossen, wenn der Druck hinter dem Auf/Zu-Ventil größer ist als der Druck vor dem Auf/Zu-Ventil. Auf diese Weise kann als Rückschlagventil 90 jede beliebige Vorrichtung verwendet werden, solange sie einen Kältemittelstrom in eine Richtung zulässt und einen Kältemittelstrom in die entgegengesetzte Richtung sperrt.
Ein Ende der Kältemittelleitung 103 ist mit der Verzweigungsstelle 101 verbunden, die auf halber Strecke der Kältemittelleitung 91 angeordnet ist. Das andere Ende der Kältemittelleitung 103 verzweigt sich an der Verzweigungsstelle 104 in die Kältemittelleitung 93 und die Kältemittelleitung 94. Die Kältemittelleitung 93 ist mit dem Anschluss S des Vierwegeventils 800 verbunden. Die Kältemittelleitung 94 ist mit dem Anschluss W des Vierwegeventils 900 verbunden.
Der Anschluss T des Vierwegeventils 800 ist mit dem ersten Wärmetauscher 50A verbunden, wobei die Kältemittelleitung 87A dazwischen angeordnet ist. Der Anschluss X des Vierwegeventils 900 ist mit dem zweiten Wärmetauscher 50B verbunden, wobei die Kältemittelleitung 87B dazwischen liegt.
Es ist zu beachten, dass die weitere Konfiguration und die Funktionen denen von Ausführungsform 1 entsprechen und daher mit denselben Bezugszeichen versehen sind, wobei ihre Beschreibung hier weggelassen wird.
Die Vierwegeventile 800 und 900 bilden die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung, die die Richtung des Kältemittelstroms zwischen dem Heizbetrieb, Entfrostungsbetrieb, Kühlbetrieb und Heiz-/Entfrostungsbetrieb umschaltet. Die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung kann den Zustand I, den Zustand II und den Zustand III einnehmen, die in Ausführungsform 1 beschrieben wurden, indem sie die Verbindungszustände der Anschlüsse der Vierwegeventile 800 und 900 gemäß einem Steuersignal von der Steuerung 300 umschaltet.
Im Zustand I ist die Kältemittelleitung 103 mit der Kältemittelleitung 87A über den Anschluss S und den Anschluss T verbunden, die miteinander verbunden sind, und die Kältemittelleitung 103 ist mit der Kältemittelleitung 87B über den Anschluss W und den Anschluss X verbunden, die miteinander verbunden sind.
Im Zustand II ist die Kältemittelleitung 88 mit der Kältemittelleitung 87B über den Anschluss U und den Anschluss X verbunden, die miteinander verbunden sind, und die Kältemittelleitung 103 ist mit der Kältemittelleitung 87A über den Anschluss S und den Anschluss T verbunden, die miteinander verbunden sind.
Im Zustand III ist die Kältemittelleitung 88 mit der Kältemittelleitung 87A über den Anschluss Q und den Anschluss T verbunden, die miteinander verbunden sind, und die Kältemittelleitung 103 ist mit der Kältemittelleitung 87B über den Anschluss W und den Anschluss X verbunden, die miteinander verbunden sind.
In Übereinstimmung mit einem Steuersignal von der Steuerung 300 werden die Vierwegeventile 800 und 900 so eingestellt, dass sie sich während des Heizbetriebs, während des Entfrostungsbetriebs und während des Kühlbetriebs im Zustand I und während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs im Zustand II oder im Zustand III befinden. Wie in 7 dargestellt ist, entsprechen die Zustände des Vierwegeventils 20, das als erste Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung dient, und die Zustände der zweiten Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 bei jeder Betriebsart denen von Ausführungsform 1.
Die anderen Funktionen sind die gleichen wie in Ausführungsform 1, so dass ihre Beschreibung hier entfällt.
Auf diese Weise kann die zweite Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 den Zustand I, den Zustand II und den Zustand III einnehmen, die in Ausführungsform 1 beschrieben wurden, wenn die Steuerung 300 die Verbindungszustände der Anschlüsse der Vierwegeventile 800 und 900 umschaltet. Infolgedessen kann die Klimaanlage 100 im Wesentlichen den gleichen Betrieb wie in Ausführungsform 1 ausführen. Somit können auch gemäß Ausführungsform 4 im Wesentlichen die gleichen Effekte wie in Ausführungsform 1 erzielt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei den oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 4 Beispiele beschrieben wurden, in denen die Betriebsarten der Klimaanlage 100 den Entfrostungsbetrieb umfassen; die Betriebsmodi der Klimaanlage 100 sind jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und der Entfrostungsbetrieb muss nicht als Betriebsmodus eingestellt werden. In diesem Fall sind drei Arten von Betriebsmodi vorgesehen, nämlich der Kühlbetrieb, der Heizbetrieb und der Heiz-/Entfrostungsbetrieb. Ferner muss der Kühlbetrieb nicht als Betriebsmodus eingestellt werden. In diesem Fall stehen zwei Betriebsmodi zur Verfügung, nämlich der Heizbetrieb und der Heiz-/Entfrostungsbetrieb.
Bezugszeichenliste

1: Außeneinheit,
2: Innenraumeinheit,
3: Kühlkreislauf,
10: Kompressor,
10a: Ansaugöffnung,
10b: Auslassöffnung,
20: Vierwegeventil,
30: Expansionsventil,
40: Innenraumwärmetauscher,
50: Außenwärmetauscher,
50A: erster Wärmetauscher,
50B: zweiter Wärmetauscher,
60: Bypass-Ventil,
70: Strömungsrichtungsumschaltventil,
70A, 70B, 70C, 70D: Auf/Zu-Ventil,
72A: Kapillarrohr,
72B: Kapillarrohr,
73: Verbindungsstelle,
74: Verbindungsstelle,
75: Verbindungsstelle,
76: Verzweigungsstelle,
77: Verzweigungsstelle,
80: Bypass-Leitung,
81: Kältemittelleitung,
82: Kältemittelleitung,
83: Kältemittelleitung,
84: Kältemittelleitung,
85: Kältemittelleitung,
86A: Kältemittelleitung,
86B: Kältemittelleitung,
87A: Kältemittelleitung,
87B: Kältemittelleitung,
88: Kältemittelleitung,
88A: Kältemittelleitung,
88B: Kältemittelleitung,
89: Kältemittelleitung,
90: Rückschlagventil,
91: Kältemittelleitung,
92: Kältemittelleitung,
93: Kältemittelleitung,
94: Kältemittelleitung,
95: Außengebläse,
96: Außengebläsemotor,
100: Klimaanlage,
101: Verzweigungsstelle,
103: Kältemittelleitung,
104: Verzweigungsstelle,
105: Verzweigungsstelle,
106: Verzweigungsstelle,
200: Temperaturerfassungseinheit,
300: Steuerung,
301: Steuerung,
400: Innenraumgebläse,
500: Innenraumgebläsemotor,
600: Dreiwegeventil,
700: Dreiwegeventil,
800: Vierwegeventil,
900: Vierwegeventil.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2017/094148 [0009]

Claims

Klimaanlage, die aufweist: einen Kompressor, der eine Ansaugöffnung aufweist, die zum Ansaugen von Kältemittel ausgebildet ist, und eine Auslassöffnung aufweist, die zum Ausstoßen von Kältemittel ausgebildet ist; einen Innenraumwärmetauscher, der mit der Auslassöffnung des Kompressors verbunden ist und während eines Heizbetriebs als Kondensator betrieben wird; einen Außenwärmetauscher, der mit der Ansaugöffnung des Kompressors verbunden ist und während des Heizbetriebs als Verdampfer betrieben wird; eine Bypass-Leitung, die mit der Auslassöffnung des Kompressors verbunden ist; eine Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung, die zwischen der Bypass-Leitung und dem Außenwärmetauscher angeordnet ist; ein Innenraumgebläse, das Luft zum Innenraumwärmetauscher leitet; eine Temperaturerfassungseinheit, die zum Erfassen einer Temperatur des Innenraumwärmetauschers ausgebildet ist; und eine Steuerung, wobei der Außenwärmetauscher einen ersten Wärmetauscher und einen zweiten Wärmetauscher umfasst, deren Kältemittelströmungskanäle voneinander unabhängig sind, die Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung gemäß einem Steuersignal der Steuerung durch Umschalten den ersten Wärmetauscher und die Bypass-Leitung miteinander verbindet oder voneinander trennt und durch Umschalten den zweiten Wärmetauscher und die Bypass-Leitung miteinander verbindet oder voneinander trennt, und die Steuerung ausgebildet ist zur Durchführung des Heizbetriebs, bei dem der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher als Verdampfer betrieben werden und der Innenraumwärmetauscher als Kondensator betrieben wird, und eines Heiz-/Entfrostungsbetriebs, bei dem der erste Wärmetauscher oder der zweite Wärmetauscher als Verdampfer betrieben wird und der jeweils andere von dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher als Kondensator betrieben wird und der Innenraumwärmetauscher als Kondensator betrieben wird, wobei wenn eine Temperatur des Innenraumwärmetauschers, die zum Zeitpunkt des Beginns des Heiz-/Entfrostungsbetriebs von der Temperaturerfassungseinheit erfasst wird, als erste Temperatur behandelt wird, und eine Temperatur des Innenraumwärmetauschers, die während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs von der Temperaturerfassungseinheit erfasst wird, als zweite Temperatur behandelt wird, die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie die Drehzahl des Innenraumgebläses reduziert, wenn während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist und eine Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur größer oder gleich einem ersten Einstellwert ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie während des Heizbetriebs bewirkt, dass der erste Wärmetauscher und die Bypass-Leitung sowie der zweite Wärmetauscher und die Bypass-Leitung durch die Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung voneinander getrennt werden, dass der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher als Verdampfer betrieben werden und dass der Innenraumwärmetauscher als Kondensator betrieben wird, und während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs bewirkt, dass durch die Strömungsrichtungsumschaltvorrichtung der erste Wärmetauscher oder der zweite Wärmetauscher mit der Bypass-Leitung verbunden und der andere der beiden ersten und zweiten Wärmetauscher und die Bypass-Leitung voneinander getrennt werden, dass der erste Wärmetauscher oder der zweite Wärmetauscher und der Innenraumwärmetauscher als Kondensator betrieben werden, und dass der andere der beiden ersten und zweiten Wärmetauscher als Verdampfer betrieben wird.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie die Drehzahl des Innenraumgebläses während des Heiz-/Entfrostungsbetriebs erhöht, wenn die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur ist und die Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur größer oder gleich einem zweiten Einstellwert ist.
Klimaanlage nach Anspruch 3, wobei die Steigerungsrate der Drehzahl bei Erhöhung der Drehzahl des Innenraumgebläses größer oder gleich der Reduktionsrate der Drehzahl bei Verringerung der Drehzahl des Innenraumgebläses ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie so steuert, dass die Drehzahl des Innenraumgebläses nicht unter einen unteren Grenzwert fällt.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie so steuert, dass die Drehzahl des Innenraumgebläses einen oberen Grenzwert nicht überschreitet.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Wärmetauscher in vertikaler Richtung über dem zweiten Wärmetauscher angeordnet ist.