JP2010139097A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気圧縮式の空気調和機に関するものであり、特に暖房効率を低下させることなく室外熱交換器への着霜状態を解消する除霜運転を実行可能にした空気調和機に関するものである。 The present invention relates to a vapor compression type air conditioner, and more particularly to an air conditioner capable of performing a defrosting operation for eliminating a frosting state on an outdoor heat exchanger without reducing heating efficiency. is there.
従来から、暖房運転時において蒸発器として機能する室外熱交換器に付着した霜を溶解させる除霜運転(デフロスト運転)を実行することができる空気調和機が存在する。また、室外熱交換器に着霜が起こる運転状況においても、暖房を中断することなく除霜運転を実行可能にした空気調和機も存在する。このような空気調和機では、複数の室外熱交換器を室内熱交換器に対して並列に接続し、それぞれの室外熱交換器の一端に圧縮機の吐出側か吸入側のいずれかに連通できるような冷媒流路の切替装置を配し、それぞれの室外熱交換器を凝縮器もしくは蒸発器に切り替えることで、一方を凝縮器としながらも他方を蒸発器として運転可能であり、室外熱交換器の交互除霜によって、暖房運転を中断することなく除霜運転を可能としている。 Conventionally, there is an air conditioner that can perform a defrosting operation (defrosting operation) for dissolving frost attached to an outdoor heat exchanger that functions as an evaporator during a heating operation. There is also an air conditioner that can perform a defrosting operation without interrupting heating even in an operation state in which frost formation occurs in the outdoor heat exchanger. In such an air conditioner, a plurality of outdoor heat exchangers are connected in parallel to the indoor heat exchanger, and one end of each outdoor heat exchanger can communicate with either the discharge side or the suction side of the compressor. By arranging such a refrigerant flow switching device and switching each outdoor heat exchanger to a condenser or an evaporator, it is possible to operate one as a condenser but the other as an evaporator. The alternate defrosting enables defrosting operation without interrupting heating operation.
そのようなものとして、「圧縮機、室外熱交換器、膨張機構を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する複数台の室内ユニットが接続され、前記室内ユニットは冷房運転と暖房運転とが混在して運転される空気調和機において、前記室外ユニットは複数台に分割された前記室外熱交換器と、各々の前記室外熱交換器を仕切るように取りつけられた仕切板と、各々の前記室外熱交換器の上方のモータに連結されたファンとを備え、除霜運転する場合、複数台の前記室外熱交換器うち一方を凝縮器として他方を蒸発器として作用させ、前記圧縮機からの吐出ガスを室内熱交換器へ導く空気調和機」が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 As such, “an outdoor unit having a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion mechanism, and a plurality of indoor units having an indoor heat exchanger are connected, and the indoor unit has both cooling operation and heating operation. In the air conditioner operated as described above, the outdoor unit is divided into a plurality of the outdoor heat exchangers, a partition plate mounted to partition each of the outdoor heat exchangers, and each of the outdoor heats. A fan connected to the motor above the exchanger, and when performing a defrosting operation, one of the plurality of outdoor heat exchangers acts as a condenser and the other acts as an evaporator, and discharge gas from the compressor An air conditioner that guides the air to the indoor heat exchanger ”has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載されているような空気調和機においては、除霜運転を行なう室外熱交換器の内容積が大きいと、蒸発器から凝縮器に切替わった際に冷媒が除霜運転を行う熱交換器に大量に溜まり込み、冷媒不足となってしまうという課題があった。除霜運転時の冷媒不足防止策として、除霜運転する熱交換器を細かく分割することで、冷媒が溜まり込む内容積を減らすことが考えられる。しかしながら、特許文献1に記載されているような空気調和機構成においては、熱交換器の分割数と同数の流路切替装置が必要となるため、その分、製造に要する手間及びコストの増加に繋がってしまうことになる。 In the air conditioner described in Patent Document 1, when the internal volume of the outdoor heat exchanger that performs the defrosting operation is large, the refrigerant performs the defrosting operation when the evaporator is switched to the condenser. There was a problem that a large amount of heat accumulated in the heat exchanger and the refrigerant became insufficient. As a measure for preventing refrigerant shortage during the defrosting operation, it is conceivable to reduce the internal volume in which the refrigerant accumulates by finely dividing the heat exchanger that performs the defrosting operation. However, in the air conditioner configuration as described in Patent Document 1, the same number of flow path switching devices as the number of divisions of the heat exchanger are required, which increases the labor and cost required for manufacturing. It will be connected.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、除霜運転中も暖房効率を低下させることなく暖房運転を継続することで、室温低下等を抑制し、快適性を維持継続することを可能とした空気調和機を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and maintains the comfort by suppressing the temperature decrease and the like by continuing the heating operation without reducing the heating efficiency even during the defrosting operation. It aims to provide an air conditioner that can be continued.
本発明に係る空気調和機は、圧縮機と、第1流路切替装置と、室内熱交換器と、第1減圧装置と、前記室内熱交換器及び前記第1減圧装置に対して並列に設けられた少なくとも2台の室外熱交換器と、が接続された冷媒回路を有する空気調和機であって、前記各室外熱交換器は、異なるパスが通されている第1熱交換器及び第2熱交換器が上下方向に交互に配置されて構成されており、前記第1熱交換器を通るパスの一端に前記圧縮機の吐出側又は吸入側へ連通させるための第2流路切替装置を、他端に第2減圧装置を、接続し、前記第2熱交換器を通るパスの一端に前記第1流路切替装置を、他端に開閉弁を介して前記第2減圧装置を、接続していることを特徴とする。 An air conditioner according to the present invention is provided in parallel with a compressor, a first flow switching device, an indoor heat exchanger, a first pressure reducing device, the indoor heat exchanger, and the first pressure reducing device. An air conditioner having a refrigerant circuit connected to at least two outdoor heat exchangers, wherein each of the outdoor heat exchangers includes a first heat exchanger and a second heat exchanger through which different paths are passed. A second flow path switching device configured to communicate with the discharge side or the suction side of the compressor at one end of a path passing through the first heat exchanger. The other pressure reducing device is connected to the other end, the first flow path switching device is connected to one end of a path passing through the second heat exchanger, and the second pressure reducing device is connected to the other end via an opening / closing valve. It is characterized by that.
本発明に係る空気調和機によれば、2つのパスで構成されている室外熱交換器をすくなくとも2台備えているので、冷媒不足を防止でき、除霜運転中も暖房効率を低下させることなく暖房運転を継続することで、室温低下等を抑制し、快適性を維持継続することができる。また、流路切替装置(四方弁)の設置個数を増加させることがないので、製造に要する手間及びコストの低減を図ることができる。 According to the air conditioner according to the present invention, since at least two outdoor heat exchangers configured by two passes are provided, it is possible to prevent refrigerant shortage, and without reducing heating efficiency during the defrosting operation. By continuing the heating operation, it is possible to suppress a decrease in room temperature or the like and maintain comfort. Further, since the number of installed flow path switching devices (four-way valves) is not increased, labor and cost required for manufacturing can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和機100の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図2は、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bの分割パターンの一例を示す斜視図である。図3は、除霜運転時の除霜状態をイメージ化して示す概念図である。図1〜図3に基づいて、空気調和機100の冷媒回路構成及び動作について説明する。この空気調和機100は、冷媒を循環させる冷凍サイクル(ヒートポンプサイクル)を利用して、冷房運転あるいは暖房運転を実行するものである。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of an
図1に示すように、空気調和機100は、圧縮機1と、流路切替装置(流路切替装置2a、流路切替装置2b及び流路切替装置2c)と、室内熱交換器3と、減圧装置(減圧装置4a、減圧装置4b及び減圧装置4c)と、電磁弁(電磁弁6a及び電磁弁6b)と、第1室外熱交換器7aと、第2室外熱交換器7bと、を冷媒配管15、第1バイパス管16及び第2バイパス管17を介して接続した閉回路(冷媒回路)を備えている。そして、冷媒回路内には、冷媒が封入されている。つまり、空気調和機100は、冷媒回路に冷媒を循環させることによって、冷房運転又は暖房運転することができるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
第1バイパス管16は、圧縮機1の吐出側から冷媒配管15を分岐させて第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bに接続させる冷媒配管である。第2バイパス管17は、圧縮機1の吸入側の冷媒配管15を分岐させて第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bに接続させる冷媒配管である。また、第1室外熱交換器7aと第2室外熱交換器7bとは、冷媒配管15、第1バイパス管16及び第2バイパス管17によって室内熱交換器3に対して並列となるように接続されている。第1バイパス管16及び第2バイパス管17は、流路切替装置2b及び流路切替装置2cに接続されている。
The first bypass pipe 16 is a refrigerant pipe that branches the
図2で詳細に説明するが、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bは、内部を導通する伝熱管が2つのパス(室外熱交換器パスa、室外熱交換器パスb)となるように分割されて構成されている。図1では、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bが2つに分割されている場合を概念的に図示している。つまり、第1室外熱交換器7aが分割熱交換器(第1熱交換器)8a及び分割熱交換器(第2熱交換器)9aで、第2室外熱交換器7bが分割熱交換器(第1熱交換器)8b及び分割熱交換器(第2熱交換器)9bで、それぞれ構成されている。
As will be described in detail with reference to FIG. 2, the first
分割熱交換器8aには、流路切替装置2bを介して第1バイパス管16及び第2バイパス管17が接続されている。同様に、分割熱交換器8bには、流路切替装置2cを介して第1バイパス管16及び第2バイパス管17が接続されている。また、分割熱交換器9a及び分割熱交換器9bは、暖房運転時における冷媒流通方向において、流路切替装置2aの上流側となるように接続されている。以下の説明において、分割熱交換器8a及び分割熱交換器8bに冷媒を流通させるパスを室外熱交換器パスaと、分割熱交換器9a及び分割熱交換器9bに冷媒を流通させるパスを室外熱交換器パスbと、それぞれ称するものとする。
A first bypass pipe 16 and a
圧縮機1は、冷媒配管15を流れる冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態とするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。四方弁等で構成された流路切替装置2aは、圧縮機1の吐出側に設けられており、空気調和機100の運転に応じて圧縮機1から吐出された冷媒の流れを切り替えるものである。四方弁等で構成された流路切替装置2bは、暖房運転時における冷媒流通方向対において、分割熱交換器8aの下流側に配置され、冷媒の流れを圧縮機1の吐出側又は吸入側に切り替えるものである。四方弁等で構成された流路切替装置2cは、暖房運転時における冷媒流通方向対において、分割熱交換器8bの下流側に配置され、冷媒の流れを圧縮機1の吐出側又は吸入側に切り替えるものである。
The compressor 1 sucks the refrigerant flowing through the
室内熱交換器3は、冷房運転時には蒸発器、暖房運転時には凝縮器(又は放熱器)として機能し、冷媒と室内送風機5により供給される空気との間で熱交換を行なうものである。減圧装置4aは、暖房運転時における冷媒流通方向対において、室内熱交換器3の下流側に配置され、冷媒配管15を導通する冷媒を減圧して膨張させるものである。減圧装置4bは、暖房運転時における冷媒流通方向対において、減圧装置4aの下流側かつ室外熱交換器7aの上流側に配置され、冷媒配管15を導通する冷媒を減圧して膨張させるものである。減圧装置4cは、暖房運転時における冷媒流通方向対において、減圧装置4aの下流側かつ室外熱交換器7bの上流側に配置され、冷媒配管15を導通する冷媒を減圧して膨張させるものである。
The
なお、図1では、減圧装置4aを設置した場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、設置されなくてもよい。ただし、減圧装置4aは、複数台の室内熱交換器3が並列に接続される空気調和機においては、それぞれの室内熱交換器3の冷媒流量を調節するのに必要である。減圧装置4b及び減圧装置4cは、暖房運転時には、並列接続された複数台の室外熱交換器(室外熱交換器7a、室外熱交換器7b)の冷媒流量を調節するために必要である。これらの減圧装置は、たとえば電子式の膨張弁等で構成するとよい。
In addition, in FIG. 1, although the case where the
電磁弁(開閉弁)6aは、減圧装置4bと分割熱交換器9aとの間に設置され、開閉制御されることによって、分割熱交換器9aに冷媒を流通させるかどうかの選択のために用いられるものである。電磁弁(開閉弁)6bは、減圧装置4cと分割熱交換器9bとの間に設置され、開閉制御されることによって、分割熱交換器9bに冷媒を流通させるかどうかの選択のために用いられるものである。第1室外熱交換器7aは、冷房運転時には凝縮器(又は放熱器)、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷媒と第1室外送風機10aにより供給される空気との間で熱交換を行なうものである。第2室外熱交換器7bの近傍には、それぞれ室内送風機5、第1室外送風機10a、第2室外送風機10bが備えられており、それぞれの熱交換器に送風することで、熱交換を促進、調整している。
The electromagnetic valve (open / close valve) 6a is installed between the
第1室外送風機10aは、第1室外熱交換器7aの近傍に設置され、第1室外熱交換器7aに空気を供給するものである。第2室外送風機10bは、第2室外熱交換器7bの近傍に設置され、第2室外熱交換器7bに空気を供給するものである。また、空気調和機100には、圧縮機1の駆動周波数、流路切替装置の切り替え、送風機(室内送風機5、第1室外送風機10a及び第2室外送風機10b)の回転数、減圧装置の開度、電磁弁の開閉を制御するマイクロコンピュータ等で構成されている図示省略の制御装置が設けられている。
The 1st
ここで、空気調和機100の冷房運転時の動作について説明する。
空気調和機100が冷房運転を実行する際には、流路切替装置(流路切替装置2a、流路切替装置2b及び流路切替装置2c)が圧縮機1から吐出される冷媒のすべてを第1室外熱交換器7a(詳しくは、分割熱交換器8a)及び第2室外熱交換器7b(詳しくは、分割熱交換器8b)に流入させる冷媒回路となるように切り替えられる。また、電磁弁(電磁弁6a及び電磁弁6b)は、開いた状態に設定される。このような状態で空気調和機100の冷房運転が開始される。
Here, the operation | movement at the time of the cooling operation of the
When the
空気調和機100が運転を開始すると、まず圧縮機1が駆動される。そして、圧縮機1で圧縮された高温・高圧の冷媒は、圧縮機1から吐出され流路切替装置を介して第1室外熱交換器7aの分割熱交換器8aと、第2室外熱交換器7bの分割熱交換器8bに流入する。分割熱交換器8a及び分割熱交換器8bでは、流入した高温・高圧の冷媒が、第1室外送風機10a及び第2室外送風機10bから供給される空気(外気)に放熱しながら凝縮し、低温・高圧の冷媒となり、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bから流出する。
When the
第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bから流出した冷媒は、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bに隣接して設置された減圧装置4b及び減圧装置4cのそれぞれで減圧される。このとき、減圧装置4b及び減圧装置4cの開度によって、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bの出口側の冷媒の過冷却度を所定値に調整する。減圧装置4b及び減圧装置4cで減圧された冷媒は、さらに減圧装置4aで減圧され、低圧二相状態となる。この冷媒は、室内熱交換器3に流入し、室内送風機5から供給される空気(室内空気)から吸熱することで蒸発し、低圧のガス冷媒となって圧縮機1に再度吸入される。
The refrigerant that has flowed out of the first
次に、空気調和機100の暖房運転時の動作について説明する。
空気調和機100が冷房運転を実行する際には、流路切替装置(流路切替装置2a、流路切替装置2b及び流路切替装置2c)が圧縮機1から吐出される冷媒のすべてを室内熱交換器3に流入させる冷媒回路となるように切り替えられる。また、電磁弁(電磁弁6a及び電磁弁6b)は、開いた状態に設定される。このような状態で空気調和機100の暖房運転が開始される。
Next, the operation | movement at the time of the heating operation of the
When the
空気調和機100が運転を開始すると、まず圧縮機1が駆動される。そして、圧縮機1で圧縮された高温・高圧の冷媒は、圧縮機1から吐出され流路切替装置2aを介して室内熱交換器3に流入する。室内熱交換器3では、流入した高温・高圧の冷媒が、室内送風機5から供給される空気(室内空気)に放熱しながら凝縮し、低温・高圧の冷媒となり、室内熱交換器3から流出する。
When the
室内熱交換器3から流出した冷媒は、減圧装置4aで減圧される。このとき、減圧装置4aの開度によって、室内熱交換器3の出口側の冷媒の過冷却度を所定値に調整する。減圧装置4aで減圧された冷媒は、さらに減圧装置4b及び減圧装置4cで減圧され、低圧二相状態となる。この冷媒は、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bに流入し、第1室外送風機10a及び第2室外送風機10bのそれぞれから供給される空気(外気)から吸熱することで蒸発し、低圧のガス冷媒となって圧縮機1に再度吸入される。
The refrigerant flowing out of the
この暖房運転時に外気が低温であると、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bでの蒸発温度が0℃以下になり、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bに霜が付着する着霜状態が発生する。一般に、熱交換器が着霜すると、熱交換器を構成しているフィンに付着した霜が通風抵抗となり通風量が低下し、また霜が熱抵抗となることから伝熱性能も低下する。このような着霜を伴う運転状況下では、所定間隔で除霜運転(デフロスト運転)を行ない、熱交換器に付着した霜を融解して除去することが一般的となっている。
If the outside air is at a low temperature during the heating operation, the evaporating temperature in the first
ここで、空気調和機100が実行する除霜運転について説明する。なお、ここでは、第1室外熱交換器7aの除霜運転について説明するが、第2室外熱交換器7bの除霜運転についても動作は同様である。空気調和機100(詳しくは、制御装置)は、着霜を生じる運転状況下において、たとえば冷媒の蒸発温度と外気との温度差が所定値より拡大した場合等のように着霜量の基準値以上の増加を検知する手段によって、除霜運転の必要性を判定するようになっている。そして、空気調和機100は、除霜運転が必要であると判定すると、除霜運転を実行する。
Here, the defrost operation which the
空気調和機100が除霜運転を実行する際には、流路切替装置2bを圧縮機1から吐出される高温・高圧の冷媒の一部を室外熱交換器パスaに流通、つまり分割熱交換器8aに流入するように切り替え、電磁弁6aを閉じ(つまり、分割熱交換器9aをオフサイクルにするということ)、第1室外送風機10aを停止する。このような冷媒回路において、圧縮機1から吐出された高温・高圧ガスが室外熱交換器パスaを流通し、分割熱交換器8aに流入する。そのため、分割熱交換器8aに付着した霜を確実に除霜することができる。
When the
また、電磁弁6aを閉じているために、室外熱交換器パスb、つまり分割熱交換器9aに冷媒が流入することがなく、室外熱交換器パスaからの熱伝導と、霜が融解して生成した高温の水の滴下とによって、分割熱交換器9aの除霜も可能となる。したがって、分割熱交換器8aを除霜することで得られた融解水が持つ熱量を利用して、分割熱交換器9aの除霜を行うため、除霜に必要な熱量を最小にすることができることになる。なお、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bにおいて、室外熱交換器パスaが最上部となるように各分割熱交換器が配置されている(図2及び図3参照)。
Further, since the
このときの減圧装置4b及び減圧装置4cの制御について説明する。
除霜運転開始直後、圧縮機1から室内熱交換器3へ流入する冷媒量が減少し、高圧が低下する。高圧の低下に伴い、凝縮温度も低下するため、暖房能力が低下する。過度の暖房能力の低下が起こると、室内温度が低下し、居室者の快適性を損ねることになる。そこで、空気調和機100では、減圧装置4bを、高圧を維持するよう動作させる。また、減圧装置4cを、蒸発器として機能する熱交換器の出口状態もしくは圧縮機1の吸入状態を常に所定値とするよう動作させる。これにより、圧縮機1の吸入が過度の液バックとなることがなく、信頼性が向上することになる。
Control of the
Immediately after the start of the defrosting operation, the amount of refrigerant flowing from the compressor 1 into the
また、空気調和機100では、図2に示すように、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bの最上部が、室外熱交換器パスa(分割熱交換器8a、分割熱交換器8b)となっており、室外熱交換器パスaと室外熱交換器パスb(分割熱交換器9a、分割熱交換器9b)とが上下方向に交互に積層されている。空気調和機100では、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bが、除霜時に室外熱交換器パスaの熱を利用して熱伝導で室外熱交換器パスbの除霜を行なうため、各分割熱交換器が一体的に成形されている必要がある。なお、分割熱交換器の積層数は少なくとも2段あればよい。
Further, in the
除霜運転中の第1室外熱交換器7aでの除霜状態のイメージを図3に基づいて説明する。なお、第2室外熱交換器7bでも同様であることは言うまでもない。空気調和機100では、室外熱交換器の除霜運転が実行されると、室外熱交換器パスaに圧縮機1からの吐出冷媒を流通させる。そうすると、室外熱交換器パスaが通されている分割熱交換器8aで除霜が実行される。そのため、分割熱交換器8aに付着した霜を確実に除霜することができる。そして、室外熱交換器パスaからの熱伝導(矢印A)と、霜が融解して生成した高温の水の滴下(矢印B)とによって、分割熱交換器9aの除霜も可能となる。
An image of the defrosting state in the first
図4は、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bの分割パターンの他の一例を示す斜視図である。図2では、室外熱交換器パスaと室外熱交換器パスbとが高さ方向に交互に、つまり分割熱交換器8a(又は分割熱交換器8b)と分割熱交換器9a(又は分割熱交換器9b)とが上下に交互に配置されるように室外熱交換器(第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7b)を構成した場合を例に示したが、図4では、室外熱交換器パスaと室外熱交換器パスbとを高さ方向に加え奥行き(空気の流れ)方向にも交互に配置されるように構成した状態を例に示している。
FIG. 4 is a perspective view showing another example of the division pattern of the first
具体的には、第1室外熱交換器7aと第2室外熱交換器7bとのそれぞれのパス構成として、室外熱交換器パスaと室外熱交換器パスbとを高さ方向に千鳥状に配置してもよい。つまり、第1室外熱交換器7aにおいて、分割熱交換器8aと分割熱交換器9aとが奥行き(空気の流れ)方向に2列に配置され、高さ方向に千鳥状に配置されている。同様に、第1室外熱交換器7bにおいて、分割熱交換器8bと分割熱交換器9bとが奥行き(空気の流れ)方向に2列に配置され、高さ方向に千鳥状に配置されている。
Specifically, as the respective path configurations of the first
このように室外熱交換器を構成しても、図2に示した室外熱交換器の構成と同様に、除霜時に室外熱交換器パスa(分割熱交換器8a、分割熱交換器8b)の熱を利用して熱伝導で室外熱交換器パスb(分割熱交換器9a、分割熱交換器9b)の除霜を行なうことができる。なお、図2では、室外熱交換器パスaを最上部に配置した場合を例に説明したが、少なくとも図4に示したように風上側の室外熱交換器パスaが最上部に配置されていればよい。
Even if the outdoor heat exchanger is configured in this manner, the outdoor heat exchanger path a (the divided
図5は、冷房運転時における室外熱交換器出口の過冷却度とCOP(成績係数)及び伝熱管の液部容積との関係を示したグラフである。図6は、室外熱交換器の分割配分の決定法の流れを示すフローチャートである。図5及び図6に基づいて、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bの室外熱交換器パスa(分割熱交換器8a、分割熱交換器8b)の容積の決定の仕方について説明する。図5では、縦軸に冷房運転時のCOP及び伝熱管内の液部容積を、横軸に過冷却度を、それぞれ示している。また、線(ア)がCOPを、線(イ)が伝熱管の液部容積を、それぞれ表している。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the degree of supercooling at the outlet of the outdoor heat exchanger, the COP (coefficient of performance), and the liquid volume of the heat transfer tube during cooling operation. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the method for determining the divisional distribution of the outdoor heat exchanger. Based on FIGS. 5 and 6, how to determine the volumes of the outdoor heat exchanger paths a (split
図5から、冷房運転で冷媒回路内に封入冷媒量を増やしていくと、室外熱交換器出口の過冷却度が増加していき、室外熱交換器出口の過冷却度が所定値に達したところでCOPが最大となる点が現れることがわかる。そこで、この過冷却度が所定値になるときの冷媒量を冷媒回路内の封入冷媒量として決定する(図6で示すステップS101)。また、室外熱交換器出口の過冷却度が大きくなるにつれて、第1室外熱交換器7a及び第2室外熱交換器7bを合わせた全室外熱交換器での伝熱管内容積で液冷媒が占める割合が大きくなっていく。
From FIG. 5, when the amount of refrigerant enclosed in the refrigerant circuit is increased in the cooling operation, the degree of supercooling at the outdoor heat exchanger outlet increases, and the degree of supercooling at the outdoor heat exchanger outlet reaches a predetermined value. By the way, it can be seen that a point where the COP becomes maximum appears. Therefore, the amount of refrigerant when the degree of supercooling reaches a predetermined value is determined as the amount of refrigerant enclosed in the refrigerant circuit (step S101 shown in FIG. 6). Further, as the degree of supercooling at the outlet of the outdoor heat exchanger increases, the liquid refrigerant occupies the volume of the heat transfer tube in the entire outdoor heat exchanger including the first
図5から、COPが最大となる過冷却度では、全室外熱交換器の伝熱管内容積で液冷媒が占める割合が20〜30%程度となっていることがわかる。つまり、この全室外熱交換器の伝熱管内容積の20〜30%は、暖房と除霜の混在運転時に冷媒が除霜を行なっている熱交換器内に溜まり込んでも冷媒不足とならない容積となる(図6で示すステップS102)。これにより、室外熱交換器パスa(分割熱交換器8a、分割熱交換器8b)の内容積は、第1室外熱交換器7aもしくは第2室外熱交換器7bの伝熱管内容積の最大60%程度まで許容されることになる(図6で示すステップS103)。
From FIG. 5, it can be seen that at the degree of supercooling at which COP is maximized, the ratio of the liquid refrigerant to the heat transfer tube inner volume of the outdoor heat exchanger is about 20 to 30%. That is, 20-30% of the heat transfer tube inner volume of this all-outdoor heat exchanger is such that the refrigerant does not become insufficient even if the refrigerant accumulates in the heat exchanger where defrosting is performed during mixed operation of heating and defrosting. (Step S102 shown in FIG. 6). Thus, the internal volume of the outdoor heat exchanger path a (the divided
また、除霜をより確実に完了するために、除霜運転の最後に電磁弁6aを開いて室外熱交換器パスb(分割熱交換器9a)にも圧縮機1からの高温・高圧冷媒を流入させるとよい。さらに、除霜完了の検知手段として、たとえば除霜を行なっている熱交換器の温度や除霜によって生じた融解水の温度を検知する方法や、フィン温度を検知する方法、光学センサーで検知する方法、もしくはこれらの方法の組み合わせ等を適用するとよい。
In order to complete the defrosting more reliably, the
なお、第1室外熱交換器7aと第2室外熱交換器7bとが同時に除霜運転に入ると、蒸発器となる熱交換器がなくなってしまう。このような状態を避けるために、暖房運転時に第1室外送風機10aと第2室外送風機10bとの風量を変化させることで第1室外熱交換器7aや第2室外熱交換器7bの着霜量を調節したり、減圧装置4b及び/又は減圧装置4cの開度を制御することで第1室外熱交換器7aや第2室外熱交換器7bの着霜量を調整したりするとよい。また、第1室外熱交換器7a又は第2室外熱交換器7bの除霜中に、空気への放熱を減少させ効率よく除霜を行なうために、第1室外熱交換器7a又は第2室外熱交換器7bを断熱幕等で覆ってもよい。
In addition, if the 1st
さらに、第1室外熱交換器7a又は第2室外熱交換器7bの除霜中に、除霜を行なっている室外熱交換器で生じる融解水をできるだけ室外熱交換器パスaにおいて昇温してから室外熱交換器パスbに流下させたほうがより確実に除霜可能であるため、室外熱交換器パスaにおいて、室外熱交換器パスbよりもフィンピッチを狭くしたり、フィンの切り起こしを高くしたりして、融解水を十分に温まるまで保持するようにしてもよい。熱交換器の熱容量が小さいほうが外部の温度変化に対して熱交換器の温度変化も早くなるため、室外熱交換器パスbにおいて、伝熱管の径を室外熱交換器パスaの伝熱管の径よりも細くしたり、フィンの外形を室外熱交換器パスaの外形よりも小さくしたり、フィンに穴を空けて熱容量を小さくしてもよい。
Further, during the defrosting of the first
以上のように、実施の形態に係る空気調和機100は、除霜運転時も室外熱交換器の一部(たとえば、分割熱交換器9a)を蒸発器として機能させたまま、室内熱交換器3と室外熱交換器の一部(たとえば、分割熱交換器8a)を凝縮器として運転可能であるため、除霜運転中も暖房運転を継続できる。つまり、除霜熱交換器(室外熱交換器パスaに通されている第1熱交換器)の内容積を小さくすることで、除霜時に除霜熱交換器に大量の冷媒が溜まり込むのを抑えることができるのである。そのため、冷媒不足を防止でき、室外熱交換器パスaを高温に加熱でき、効率的な除霜運転が実現できる。
As described above, the
また、室外熱交換器パスaからの熱伝導によって室外熱交換器パスbの除霜をも実行することができる。加えて、室外熱交換器パスaで除霜によって生じる加熱された融解水を室外熱交換器パスbの除霜に利用することもでき、室外熱交換器パスbに通されている第2熱交換器でも確実な除霜をすることができるとともに、除霜に必要とする熱量を小さくすることもできる。 Moreover, the defrosting of the outdoor heat exchanger path | pass b can also be performed by the heat conduction from the outdoor heat exchanger path | pass a. In addition, the heated molten water generated by defrosting in the outdoor heat exchanger path a can be used for defrosting the outdoor heat exchanger path b, and the second heat passed through the outdoor heat exchanger path b. The exchanger can perform defrosting reliably and can also reduce the amount of heat required for defrosting.
さらに、空気調和機100が実行する除霜運転は、室外熱交換器の除霜を室外熱交換器の一部分のみを高温にすることで行うため、弁類(特に流路切替装置となる四方弁)等を節約でき、低コストとなる。さらに、空気調和機100が実行する除霜運転は、蒸発器として機能する熱交換器に付随する減圧装置が圧縮機の吸入状態を適正に調整するため、一般の除霜運転のような過度の液バック状態になることなく、信頼性の高い空気調和機を提供することが可能となる。
Further, since the defrosting operation performed by the
なお、実施の形態では、空気調和機100の冷媒回路内を循環する冷媒の種類を説明していないが、冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素や炭化水素、ヘリウム等のような自然冷媒、HFC410AやHFC407C等の代替冷媒のような塩素を含まない冷媒、もしくは既存の製品に使用されているR22やR134a等のフロン系冷媒のいずれでもよい。また、圧縮機1は、レシプロ、ロータリー、スクロール、あるいは、スクリュー等の各種タイプのいずれのものを用いてもよく、回転数可変可能のものでもよく、回転数固定のものでもよい。
In the embodiment, the type of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit of the
1 圧縮機、2a 流路切替装置(第1流路切替装置)、2b 流路切替装置(第2流路切替装置)、2c 流路切替装置(第2流路切替装置)、3 室内熱交換器、4a 減圧装置(第1減圧装置)、4b 減圧装置(第2減圧装置)、4c 減圧装置(第2減圧装置)、5 室内送風機、6a 電磁弁(開閉弁)、6b 電磁弁(開閉弁)、7a 室外熱交換器、7b 室外熱交換器、8a 分割熱交換器(第1熱交換器)、8b 分割熱交換器(第1熱交換器)、9a 分割熱交換器(第2熱交換器)、9b 分割熱交換器(第2熱交換器)、10a 第1室外送風機、10b 第2室外送風機、15 冷媒配管、16 第1バイパス管、17 第2バイパス管、100 空気調和機。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor, 2a Channel switching device (1st channel switching device), 2b Channel switching device (2nd channel switching device), 2c Channel switching device (2nd channel switching device), 3
Claims (8)
前記各室外熱交換器は、
異なるパスが通されている第1熱交換器及び第2熱交換器が上下方向に交互に配置されて構成されており、
前記第1熱交換器を通るパスの一端に前記圧縮機の吐出側又は吸入側へ連通させるための第2流路切替装置を、他端に第2減圧装置を、接続し、
前記第2熱交換器を通るパスの一端に前記第1流路切替装置を、他端に開閉弁を介して前記第2減圧装置を、接続している
ことを特徴とする空気調和機。 A compressor, a first flow path switching device, an indoor heat exchanger, a first decompression device, and at least two outdoor heat exchanges provided in parallel to the indoor heat exchanger and the first decompression device. And an air conditioner having a refrigerant circuit connected to the air conditioner,
Each outdoor heat exchanger is
The first heat exchanger and the second heat exchanger through which different paths are passed are alternately arranged in the vertical direction,
A second flow path switching device for communicating with one end of a path passing through the first heat exchanger to a discharge side or a suction side of the compressor, and a second decompression device connected to the other end;
The air conditioner, wherein the first flow path switching device is connected to one end of a path passing through the second heat exchanger, and the second pressure reducing device is connected to the other end via an on-off valve.
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。 The air conditioner according to claim 1, wherein the first heat exchanger and the second heat exchanger are arranged in at least two rows in the air flow direction.
ことを特徴とする請求項2に記載の空気調和機。 The air conditioner according to claim 2, wherein each of the first heat exchanger and the second heat exchanger is arranged in a staggered manner in the vertical direction.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気調和機。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein the first heat exchanger and the second heat exchanger are integrally configured.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気調和機。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 4, wherein a fin pitch of the first heat exchanger is narrower than a fin pitch of the second heat exchanger.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の空気調和機。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 5, wherein the fins of the first heat exchanger are raised and raised higher than those of the second heat exchanger.
前記室内熱交換器を凝縮器、前記室外熱交換器のうちの一方の前記第1熱交換器を凝縮器、前記室外熱交換器のうちの他方を蒸発器として機能させている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の空気調和機。 During defrosting operation,
The indoor heat exchanger functions as a condenser, the first heat exchanger of one of the outdoor heat exchangers functions as a condenser, and the other of the outdoor heat exchangers functions as an evaporator. The air conditioner according to any one of claims 1 to 6.
前記第2熱交換器に冷媒を流通させないように前記開閉弁を閉じている
ことを特徴とする請求項7に記載の空気調和機。 In the one outdoor heat exchanger,
The air conditioner according to claim 7, wherein the on-off valve is closed so that the refrigerant does not flow through the second heat exchanger.
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Legal Events
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111025 |