JP2011127778A - Fluid utilization system and operation control method of the same - Google Patents

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Satoru Yanaike
悟 梁池
Makoto Saito
信 齊藤
So Nomoto
宗 野本
Daisuke Ito
大輔 伊東
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent freezing of a fluid such as water with which heat exchange of a refrigerant is carried out in a plate type heat exchanger. <P>SOLUTION: A fluid utilization system includes: a refrigerant circuit wherein a compressor, the plate type heat exchanger, an expansion mechanism and a second heat exchanger are connected sequentially via a refrigerant pipe for circulating a refrigerant; and a fluid circuit wherein the plate type heat exchanger and a fluid utilization device are connected sequentially via a fluid pipe for circulating a fluid. In the fluid utilization system, the flow direction of the refrigerant is opposite to the flow direction of the fluid in the plate type heat exchanger during defrosting operation. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、プレート式熱交換器で水等の流体を加熱し、加熱した流体を利用する流体利用システム、及び流体利用システムの運転制御方法に関する。   The present invention relates to a fluid utilization system that heats a fluid such as water with a plate heat exchanger, uses the heated fluid, and an operation control method for the fluid utilization system.

特許文献１には、空気調和機の除霜運転についての記載がある。特許文献１では、膨張弁をバイパスする回路を設けて、除霜運転時に膨張弁をバイパスさせている。これにより、冷媒循環量が減少することを抑え、蒸発圧力の低下を抑えている。   Patent Document 1 describes a defrosting operation of an air conditioner. In patent document 1, the circuit which bypasses an expansion valve is provided, and the expansion valve is bypassed at the time of a defrost operation. Thereby, it is suppressed that the amount of refrigerant circulation decreases, and the fall of evaporation pressure is suppressed.

再表２００６−０８５５５７号公報No. 2006-085557

しかし、除霜運転時に膨張弁をバイパスさせたとしても、除霜運転を開始した直後は、空気熱交換器に付着した霜の影響により空気熱交換器で冷媒が大量に凝縮し、空気熱交換器の出口付近に冷媒が溜まってしまう。そのため、冷媒回路は冷媒不足となり、蒸発圧力が低下する。その結果、蒸発器となるプレート式熱交換器における冷媒の温度が低下してしまい、プレート式熱交換器内で冷媒と熱交換される水が凍結してしまう虞がある。
この発明は、プレート式熱交換器内で冷媒と熱交換される水等の流体の凍結防止を目的とする。 However, even if the expansion valve is bypassed during the defrosting operation, immediately after starting the defrosting operation, a large amount of refrigerant is condensed in the air heat exchanger due to the influence of frost adhering to the air heat exchanger, and air heat exchange is performed. Refrigerant accumulates near the outlet of the vessel. Therefore, the refrigerant circuit is short of refrigerant, and the evaporation pressure is reduced. As a result, the temperature of the refrigerant in the plate heat exchanger serving as the evaporator is lowered, and there is a possibility that water exchanged with the refrigerant in the plate heat exchanger is frozen.
An object of the present invention is to prevent freezing of a fluid such as water that exchanges heat with a refrigerant in a plate heat exchanger.

この発明に係る流体利用システムは、例えば、
圧縮機と、プレート式熱交換器と、膨張機構と、第２熱交換器とが冷媒配管により順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記プレート式熱交換器と、流体利用装置とが流体配管により順次接続され、流体が循環する流体回路と、
前記冷媒回路における冷媒の流れる方向を切り替え可能な冷媒切替部と、
前記冷媒切替部を制御することにより、前記プレート式熱交換器で冷媒と熱交換されることにより温められた流体を前記流体利用装置へ供給する流体供給運転の場合と、前記第２熱交換器に付着した霜を取り除く除霜運転の場合とで、前記冷媒回路における冷媒の流れる方向を切り替えて、前記除霜運転の場合に、前記プレート式熱交換器における冷媒の流れる向きと、流体の流れる向きとを対向した向きとする切替制御部と
を備えることを特徴とする。 The fluid utilization system according to the present invention is, for example,
A refrigerant circuit in which a compressor, a plate heat exchanger, an expansion mechanism, and a second heat exchanger are sequentially connected by a refrigerant pipe and the refrigerant circulates;
A fluid circuit in which the plate heat exchanger and the fluid utilization device are sequentially connected by fluid piping, and the fluid circulates;
A refrigerant switching unit capable of switching a flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit;
In the fluid supply operation of supplying the fluid warmed by the heat exchange with the refrigerant in the plate heat exchanger by controlling the refrigerant switching unit, and the second heat exchanger In the case of the defrosting operation for removing frost attached to the refrigerant, the direction of the refrigerant flowing in the plate heat exchanger and the flow of the fluid in the case of the defrosting operation are switched by switching the direction of the refrigerant flowing in the refrigerant circuit. And a switching control unit having a direction opposite to the direction.

この発明に係る流体利用システムでは、除霜運転の場合に、プレート式熱交換器に形成された熱交換流路における冷媒の流れる向きと、流体の流れる向きとを対向した向きとする。これにより、熱交換流路において流体が淀み易い部分に存在する流体と、交換熱量の多い気液二相の冷媒とが熱交換されることを防止できる。その結果、プレート式熱交換器内で流体が凍結することを防止できる。   In the fluid utilization system according to the present invention, in the defrosting operation, the direction in which the refrigerant flows in the heat exchange flow path formed in the plate heat exchanger and the direction in which the fluid flows are opposed to each other. Thereby, it is possible to prevent heat exchange between the fluid existing in the portion where the fluid easily stagnates in the heat exchange flow path and the gas-liquid two-phase refrigerant having a large amount of exchange heat. As a result, the fluid can be prevented from freezing in the plate heat exchanger.

空気調和機１００の構成図。The block diagram of the air conditioner 100. FIG. 空気調和機１００の暖房運転の説明図。Explanatory drawing of the heating operation of the air conditioner 100. FIG. 暖房運転と除霜運転とを切り替えた場合におけるプレート式熱交換器８の温度変化を示す図。The figure which shows the temperature change of the plate type heat exchanger 8 at the time of switching heating operation and defrost operation. プレート式熱交換器８の分解斜視図。The disassembled perspective view of the plate-type heat exchanger 8. FIG. プレート式熱交換器８における冷媒の変化の説明図。Explanatory drawing of the change of the refrigerant | coolant in the plate type heat exchanger 8. FIG. プレート式熱交換器８における水の流れの説明図。Explanatory drawing of the flow of the water in the plate type heat exchanger 8. FIG. プレート式熱交換器８における水の流れの説明図。Explanatory drawing of the flow of the water in the plate type heat exchanger 8. FIG. 空気調和機１００の除霜運転の説明図。Explanatory drawing of the defrost driving | operation of the air conditioner 100. FIG. 制御部２１の機能ブロック図。The functional block diagram of the control part 21. FIG. 空気調和機１００の運転制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of operation control of the air conditioner 100. FIG.

実施の形態１．
ここでは、流体利用システムの一例として、空気熱交換器３で外気から採熱した熱を用いて、プレート式熱交換器８で水（流体の一例）を加熱し、加熱した水を放熱器１０へ送って暖房運転を行うヒートポンプ式の空気調和機１００について説明する。 Embodiment 1 FIG.
Here, as an example of the fluid utilization system, the heat collected from the outside air by the air heat exchanger 3 is used to heat water (an example of the fluid) by the plate heat exchanger 8, and the heated water is used as the radiator 10. A heat pump type air conditioner 100 that performs heating operation by sending to the air will be described.

図１は、実施の形態１に係る空気調和機１００の構成図である。
空気調和機１００は、冷媒回路１７と水回路１８（流体回路の一例）との２つの回路を備える。 1 is a configuration diagram of an air conditioner 100 according to Embodiment 1. FIG.
The air conditioner 100 includes two circuits, a refrigerant circuit 17 and a water circuit 18 (an example of a fluid circuit).

冷媒回路１７は、圧縮機１、空気熱交換器３、第１膨張弁５、液溜め６、第２膨張弁７、プレート式熱交換器８が冷媒配管１５により順次接続され、冷媒が循環する回路である。また、冷媒回路１７には、圧縮機１の吐出側１ａに、四方弁２（冷媒切替部）が接続されている。また、空気熱交換器３には、送風機４が設置されている。
四方弁２を実線で示す流路又は破線で示す流路に切り替えることにより、冷媒の流れる方向を切り替えることができる。
なお、冷媒回路１７に設置された第１膨張弁５は、暖房運転時に、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度を調整するための膨張弁である。第２膨張弁７は、暖房運転時にプレート式熱交換器８の出口における過冷却度を調整するための膨張弁である。ここで、暖房能力を高めるには、プレート式熱交換器８の出入口におけるエンタルピー差を大きくすればよい。したがって、暖房能力を高めるには、プレート式熱交換器８の出口の過冷却度を大きくすればよい。
また、液溜め６は、余剰冷媒を溜めておくものである。 In the refrigerant circuit 17, the compressor 1, the air heat exchanger 3, the first expansion valve 5, the liquid reservoir 6, the second expansion valve 7, and the plate heat exchanger 8 are sequentially connected by the refrigerant pipe 15, and the refrigerant circulates. Circuit. In addition, a four-way valve 2 (refrigerant switching unit) is connected to the refrigerant circuit 17 on the discharge side 1 a of the compressor 1. The air heat exchanger 3 is provided with a blower 4.
By switching the four-way valve 2 to a flow path indicated by a solid line or a flow path indicated by a broken line, the direction in which the refrigerant flows can be switched.
In addition, the 1st expansion valve 5 installed in the refrigerant circuit 17 is an expansion valve for adjusting the superheat degree of the suction | inhalation refrigerant | coolant of the compressor 1 at the time of heating operation. The second expansion valve 7 is an expansion valve for adjusting the degree of supercooling at the outlet of the plate heat exchanger 8 during heating operation. Here, in order to increase the heating capacity, the enthalpy difference at the entrance / exit of the plate heat exchanger 8 may be increased. Therefore, in order to increase the heating capacity, the degree of supercooling at the outlet of the plate heat exchanger 8 may be increased.
The liquid reservoir 6 is for storing excess refrigerant.

水回路１８は、プレート式熱交換器８、ポンプ９、放熱器１０が流体配管１６により順次接続され、水が循環する回路である。また、水回路１８には、プレート式熱交換器８とポンプ９との間に第１三方弁１１が接続され、ポンプ９と放熱器１０との間に第２三方弁１３が接続されている。
第１三方弁１１は、３つの弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備える。第１三方弁１１は、プレート式熱交換器８側の流体配管１６に弁１２ａ（第１弁）が接続され、ポンプ９側の流体配管１６に弁１２ｂ（第２弁）が接続される。また、第１三方弁１１は、第２三方弁１３と放熱器１０との間に接続された流体配管１６に、弁１２ｃ（第３弁）が接続される。
第２三方弁１３は、第１三方弁１１と同様に、３つの弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃを備える。第２三方弁１３は、ポンプ９側に弁１４ａ（第１弁）が接続され、放熱器１０側に弁１４ｂ（第２弁）が接続される。また、第２三方弁１３は、プレート式熱交換器８と第１三方弁１１との間に、弁１４ｃ（第３弁）が接続される。 The water circuit 18 is a circuit in which water is circulated by connecting the plate heat exchanger 8, the pump 9, and the radiator 10 sequentially by the fluid piping 16. Further, in the water circuit 18, a first three-way valve 11 is connected between the plate heat exchanger 8 and the pump 9, and a second three-way valve 13 is connected between the pump 9 and the radiator 10. .
The first three-way valve 11 includes three valves 12a, 12b, and 12c. In the first three-way valve 11, a valve 12 a (first valve) is connected to the fluid pipe 16 on the plate heat exchanger 8 side, and a valve 12 b (second valve) is connected to the fluid pipe 16 on the pump 9 side. In the first three-way valve 11, a valve 12 c (third valve) is connected to a fluid pipe 16 connected between the second three-way valve 13 and the radiator 10.
Similar to the first three-way valve 11, the second three-way valve 13 includes three valves 14a, 14b, and 14c. The second three-way valve 13 has a valve 14a (first valve) connected to the pump 9 side and a valve 14b (second valve) connected to the radiator 10 side. In the second three-way valve 13, a valve 14 c (third valve) is connected between the plate heat exchanger 8 and the first three-way valve 11.

また、空気調和機１００は、圧縮機１、四方弁２、送風機４、ポンプ９、第１三方弁１１、第２三方弁１３等の制御を行う制御部２１を備える。   The air conditioner 100 includes a control unit 21 that controls the compressor 1, the four-way valve 2, the blower 4, the pump 9, the first three-way valve 11, the second three-way valve 13, and the like.

ここで、プレート式熱交換器８を含む冷媒回路１７は、ユニット１９内に収められる。プレート式熱交換器８を除く水回路１８は、ユニット１９外に設置される。なお、放熱器１０は、室内２０に設置される。   Here, the refrigerant circuit 17 including the plate heat exchanger 8 is accommodated in the unit 19. The water circuit 18 excluding the plate heat exchanger 8 is installed outside the unit 19. The radiator 10 is installed in the room 20.

空気調和機１００の暖房運転時の動作について説明する。
図２は、空気調和機１００の暖房運転の説明図である。なお、図２において、実線の矢印は、冷媒の流れを示す。また、図２において、破線の矢印は、水の流れを示す。
暖房運転時には、制御部２１（切替制御部）は、四方弁２を図１の実線の流路に設定する。また、制御部２１（切替制御部）は、第１三方弁１１の弁１２ａと弁１２ｂ（図２において白抜きの弁）を開、弁１２ｃ（図２において塗りつぶした弁）を閉に設定する。また、制御部２１（切替制御部）は、第２三方弁１３の弁１４ａと弁１４ｂ（図２において白抜きの弁）を開、弁１４ｃ（図２において塗りつぶした弁）を閉に設定する。なお、制御部２１は、送風機４を所定の回転数に設定する。 The operation | movement at the time of the heating operation of the air conditioner 100 is demonstrated.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the heating operation of the air conditioner 100. In FIG. 2, solid arrows indicate the flow of the refrigerant. Moreover, in FIG. 2, the arrow of a broken line shows the flow of water.
At the time of heating operation, the control unit 21 (switching control unit) sets the four-way valve 2 to the solid line in FIG. Further, the control unit 21 (switching control unit) sets the valve 12a and the valve 12b (the white valve in FIG. 2) of the first three-way valve 11 to open and the valve 12c (the filled valve in FIG. 2) to be closed. . Further, the control unit 21 (switching control unit) sets the valve 14a and the valve 14b (the white valve in FIG. 2) of the second three-way valve 13 to open and the valve 14c (the filled valve in FIG. 2) to be closed. . In addition, the control part 21 sets the air blower 4 to a predetermined rotation speed.

冷媒回路１７においては、圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を介して、プレート式熱交換器８へ流入する。プレート式熱交換器８では、冷媒回路１７を循環する冷媒と、水回路１８を循環する水とが熱交換される。ここでは、冷媒は凝縮して高圧の液冷媒になり、水は加熱される。
プレート式熱交換器８から流出した高圧の液冷媒は、第２膨張弁７、液溜め６、第１膨張弁５を通り、低圧二相の冷媒となる。第１膨張弁５を通った低圧二相の冷媒は、空気熱交換器３へ流入して、外気と熱交換され、蒸発してガス冷媒になる。空気熱交換器３を流出したガス冷媒は、四方弁２を介して圧縮機１へ吸入される。 In the refrigerant circuit 17, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 1 flows into the plate heat exchanger 8 through the four-way valve 2. In the plate heat exchanger 8, heat is exchanged between the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 17 and the water circulating in the water circuit 18. Here, the refrigerant is condensed into a high-pressure liquid refrigerant, and the water is heated.
The high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the plate heat exchanger 8 passes through the second expansion valve 7, the liquid reservoir 6, and the first expansion valve 5 and becomes a low-pressure two-phase refrigerant. The low-pressure two-phase refrigerant that has passed through the first expansion valve 5 flows into the air heat exchanger 3, exchanges heat with the outside air, and evaporates into a gas refrigerant. The gas refrigerant that has flowed out of the air heat exchanger 3 is sucked into the compressor 1 through the four-way valve 2.

水回路１８においては、ポンプ９から送り出された水は、第１三方弁１１の弁１２ｂと弁１２ａとを介して、プレート式熱交換器８へ流入する。プレート式熱交換器８では、上述したように、冷媒回路１７を循環する冷媒と、水回路１８を循環する水とが熱交換され、水は加熱される。
プレート式熱交換器８から流出した水は、放熱器１０へ流入する。放熱器１０で、水は室内２０へ放熱し、室内２０を暖房する。放熱器１０から流出した水は、第２三方弁１３の弁１４ｂ、弁１４ａを介してポンプ９へ吸入される。 In the water circuit 18, the water sent out from the pump 9 flows into the plate heat exchanger 8 through the valve 12 b and the valve 12 a of the first three-way valve 11. In the plate heat exchanger 8, as described above, the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 17 and the water circulating in the water circuit 18 are heat-exchanged to heat the water.
The water that flows out from the plate heat exchanger 8 flows into the radiator 10. With the radiator 10, the water dissipates heat to the room 20 and heats the room 20. The water flowing out of the radiator 10 is sucked into the pump 9 through the valves 14b and 14a of the second three-way valve 13.

図２に示すように、プレート式熱交換器８において、冷媒は、口８ａから口８ｂへ向かう下方向の流れである。一方、水は、口８ｃから口８ｄへ向かう上方向の流れである。つまり、プレート式熱交換器８において、冷媒が流れる向きと、水が流れる向きとは対向する向きである。このように、プレート式熱交換器８において冷媒と水とを対向流としたため、プレート式熱交換器８における熱交換効率がよい。   As shown in FIG. 2, in the plate heat exchanger 8, the refrigerant is a downward flow from the port 8a to the port 8b. On the other hand, water is an upward flow from the mouth 8c toward the mouth 8d. That is, in the plate heat exchanger 8, the direction in which the refrigerant flows and the direction in which the water flows are opposite directions. Thus, since the refrigerant and water are counterflowed in the plate heat exchanger 8, the heat exchange efficiency in the plate heat exchanger 8 is good.

上述したように、空気調和機１００は、冷媒回路１７を循環する冷媒が、空気熱交換器３で外気から採熱し、プレート式熱交換器８で水回路１８を循環する水へ放熱して、温水を作る。そして、温水を室内２０に設置された放熱器１０へ供給することにより、暖房運転を行う。
ここで、空気熱交換器３において、冷媒の蒸発温度が外気温よりも低くなければ、外気から採熱することはできず、暖房運転を行うことができない。そのため、暖房運転を外気温の低い条件で行うと、冷媒の蒸発温度を０℃以下にしなければならない場合がある。
冷媒の蒸発温度が０℃以下で暖房運転を行う場合、０℃以下の冷媒が空気熱交換器３を流れることになる。そのため、空気熱交換器３の表面で空気中の水分が凝縮、凍結し、空気熱交換器３の表面に霜が付着する。空気熱交換器３の表面に霜が付着すると、送風機４から送られる空気の通路である風路が詰まり、送風機４から送られる空気の風量が減少する。また、付着した霜が熱抵抗となるため、空気熱交換器３における冷媒の採熱が十分にできなくなる。その結果、暖房能力が低下する。
そこで、空気熱交換器３に霜が付着し暖房能力が低下した場合には、空気熱交換器３に付着した霜を除去する除霜運転を行う必要がある。 As described above, in the air conditioner 100, the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 17 takes heat from the outside air in the air heat exchanger 3, and dissipates heat to the water circulating in the water circuit 18 in the plate heat exchanger 8, Make warm water. And heating operation is performed by supplying warm water to the radiator 10 installed in the room 20.
Here, in the air heat exchanger 3, if the refrigerant evaporating temperature is not lower than the outside air temperature, heat cannot be collected from the outside air, and the heating operation cannot be performed. Therefore, when the heating operation is performed under a condition where the outside air temperature is low, the evaporation temperature of the refrigerant may have to be 0 ° C. or less.
When heating operation is performed at an evaporation temperature of the refrigerant of 0 ° C. or lower, the refrigerant of 0 ° C. or lower flows through the air heat exchanger 3. Therefore, moisture in the air condenses and freezes on the surface of the air heat exchanger 3, and frost adheres to the surface of the air heat exchanger 3. When frost adheres to the surface of the air heat exchanger 3, an air passage that is a passage for air sent from the blower 4 is clogged, and the amount of air sent from the blower 4 is reduced. Moreover, since the attached frost becomes a thermal resistance, it is not possible to sufficiently collect heat from the refrigerant in the air heat exchanger 3. As a result, the heating capacity is reduced.
Therefore, when frost adheres to the air heat exchanger 3 and the heating capacity decreases, it is necessary to perform a defrosting operation for removing the frost attached to the air heat exchanger 3.

除霜運転を行う方法としては、四方弁２を図１の破線の流路に切り替え、冷媒回路１７における冷媒の流れる向きを逆方向に切り替える方法が一般的である。つまり、圧縮機１、空気熱交換器３、第１膨張弁５、液溜め６、第２膨張弁７、プレート式熱交換器８の順に冷媒回路１７を冷媒が循環するように切り替え、空気熱交換器３を凝縮気（放熱器）、プレート式熱交換器８を蒸発器として機能させる。なお、このサイクルをリバースサイクルという。
このようにリバースサイクルに切り替えることにより、圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒を空気熱交換器３へ流入させ、空気熱交換器３に付着した霜を除去することができる。 As a method for performing the defrosting operation, a method is generally employed in which the four-way valve 2 is switched to a broken line in FIG. 1 and the refrigerant flow direction in the refrigerant circuit 17 is switched in the reverse direction. That is, the compressor 1, the air heat exchanger 3, the first expansion valve 5, the liquid reservoir 6, the second expansion valve 7, and the plate heat exchanger 8 are switched in this order so that the refrigerant circulates, and the air heat The exchanger 3 functions as a condensed air (heat radiator), and the plate heat exchanger 8 functions as an evaporator. This cycle is called a reverse cycle.
By switching to the reverse cycle in this way, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 1 can flow into the air heat exchanger 3 and frost attached to the air heat exchanger 3 can be removed.

図３は、暖房運転と除霜運転とを切り替えた場合におけるプレート式熱交換器８の温度変化を示す図である。
図３に示すように、暖房運転から除霜運転に切り替えた場合、プレート式熱交換器８のプレートの温度が急激に低下する。これは、空気熱交換器３に付着した霜の影響によるものである。つまり、除霜運転を開始する場合には、空気熱交換器３の表面には霜が付着している。そのため、暖房運転から除霜運転に切り替えた直後は、空気熱交換器３で冷媒が大量に凝縮し、空気熱交換器３の出口付近に冷媒が溜まってしまう。これにより、冷媒回路１７は冷媒不足となり、蒸発圧力が低下する。その結果、プレート式熱交換器８における冷媒の温度が低下してしまい、プレート式熱交換器８の温度が低下してしまう。
このように、プレート式熱交換器８における冷媒の温度が低下すると、プレート式熱交換器８内の水が凍結し、氷となる。水が氷となって膨張することにより、プレート式熱交換器８が変形し、破損してしまう場合がある。 FIG. 3 is a diagram illustrating a temperature change of the plate heat exchanger 8 when the heating operation and the defrosting operation are switched.
As shown in FIG. 3, when the heating operation is switched to the defrosting operation, the plate temperature of the plate heat exchanger 8 rapidly decreases. This is due to the influence of frost adhering to the air heat exchanger 3. That is, when starting the defrosting operation, frost is attached to the surface of the air heat exchanger 3. Therefore, immediately after switching from the heating operation to the defrosting operation, a large amount of refrigerant is condensed in the air heat exchanger 3, and the refrigerant accumulates in the vicinity of the outlet of the air heat exchanger 3. Thereby, the refrigerant circuit 17 becomes short of the refrigerant, and the evaporation pressure is lowered. As a result, the temperature of the refrigerant in the plate heat exchanger 8 decreases, and the temperature of the plate heat exchanger 8 decreases.
Thus, when the temperature of the refrigerant in the plate heat exchanger 8 decreases, the water in the plate heat exchanger 8 freezes and becomes ice. When the water expands as ice, the plate heat exchanger 8 may be deformed and damaged.

次に、プレート式熱交換器８について説明する。
図４は、プレート式熱交換器８の分解斜視図である。
図４に示すように、プレート式熱交換器８は、略長方形の複数のプレート８ｅが積層されて形成される。また、プレート式熱交換器８の最前面には補強用プレート８ｆが積層され、最後面には補強用プレート８ｇが積層される。
各プレート８ｅと補強用プレート８ｆとには、冷媒と水との出入口となる口８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが形成されている。各プレート８ｅの間には、口８ａと口８ｂとを繋ぐ流路と、口８ｃと口８ｄとを繋ぐ流路とが交互に形成される。この各プレート８ｅの間に形成された流路を熱交換流路と呼ぶ。
なお、図４では、口８ａから流入した流体が口８ｂから流出し、口８ｃから流入した流体が口８ｄから流出する状態を一例として示している。しかし、口８ａと８ｂとはどちらが入口で、どちらが出口であってもよい。同様に、口８ｃと８ｄとはどちらが入口で、どちらが出口であってもよい。 Next, the plate heat exchanger 8 will be described.
FIG. 4 is an exploded perspective view of the plate heat exchanger 8.
As shown in FIG. 4, the plate heat exchanger 8 is formed by laminating a plurality of substantially rectangular plates 8e. Further, a reinforcing plate 8f is laminated on the foremost surface of the plate heat exchanger 8, and a reinforcing plate 8g is laminated on the rearmost surface.
Each plate 8e and the reinforcing plate 8f are formed with ports 8a, 8b, 8c, and 8d that serve as inlets and outlets for the refrigerant and water. Between each plate 8e, a channel connecting the mouth 8a and the port 8b and a channel connecting the port 8c and the port 8d are alternately formed. A channel formed between the plates 8e is referred to as a heat exchange channel.
FIG. 4 shows an example in which the fluid flowing in from the port 8a flows out from the port 8b and the fluid flowing in from the port 8c flows out from the port 8d. However, either of the mouths 8a and 8b may be an entrance and either may be an exit. Similarly, either of the mouths 8c and 8d may be an inlet and which may be an outlet.

図５は、プレート式熱交換器８における冷媒の変化の説明図である。図５では、冷媒が、口８ｂから流入して、口８ａから流出する場合を示す。
図５に示すように、口８ｂからプレート式熱交換器８へ流入した冷媒は、熱交換流路を横方向（短手方向）へ徐々に広がりながら、口８ａのある上方向（長手方向）へ流れる。そして、冷媒は、流れながら水と熱交換され、気液二相状態から徐々にガス単相状態に変化する。つまり、冷媒が流入した口８ｂに近い図５の領域Ａにおいては、冷媒は気液二相状態であり、口８ｂから遠い図５の領域Ｂにおいては、冷媒はガス単相状態である。
ここで、冷媒が気液二相状態である場合、冷媒の交換熱量は多い。しかし、冷媒がガス単相状態である場合、冷媒の交換熱量は少ない。つまり、冷媒が気液二相状態である図５の領域Ａにおいては、冷媒と水とが熱交換され易く、水の温度が低下し易い。一方、冷媒がガス単相状態である図５の領域Ｂにおいては、冷媒と水とが熱交換されずらく、水の温度が低下しずらい。 FIG. 5 is an explanatory diagram of changes in the refrigerant in the plate heat exchanger 8. FIG. 5 shows a case where the refrigerant flows in from the port 8b and flows out from the port 8a.
As shown in FIG. 5, the refrigerant that has flowed into the plate heat exchanger 8 from the port 8 b gradually spreads in the heat exchange channel in the lateral direction (short direction), and the upper direction (longitudinal direction) with the port 8 a. To flow. The refrigerant exchanges heat with water while flowing, and gradually changes from a gas-liquid two-phase state to a gas single-phase state. That is, the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state in the region A in FIG. 5 near the inlet 8b into which the refrigerant has flowed, and the refrigerant is in a gas single-phase state in the region B in FIG. 5 far from the port 8b.
Here, when the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state, the amount of heat exchanged by the refrigerant is large. However, when the refrigerant is in a gas single-phase state, the exchange heat amount of the refrigerant is small. That is, in region A in FIG. 5 where the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state, the refrigerant and water are likely to exchange heat, and the temperature of the water tends to decrease. On the other hand, in the region B of FIG. 5 where the refrigerant is in a gas single phase state, the refrigerant and water are difficult to exchange heat, and the temperature of the water is difficult to decrease.

図６は、プレート式熱交換器８における水の流れの説明図である。図６では、水が、口８ｃから流入して、口８ｄから流出する場合を示す。
図６に示すように、口８ｃからプレート式熱交換器８へ流入した水は、熱交換流路を横方向（短手方向）へ徐々に広がりながら、口８ｄのある上方向（長手方向）へ流れる。この際、水が流入した口８ｃのから横方向にずれた領域Ｃ付近では、水が淀み易い。つまり、領域Ｃ付近では、水が滞留してしまう。領域Ｃ付近に滞留した水は、冷媒と熱交換されることにより、徐々に温度が低下してしまう。 FIG. 6 is an explanatory diagram of the flow of water in the plate heat exchanger 8. FIG. 6 shows a case where water flows in from the port 8c and flows out from the port 8d.
As shown in FIG. 6, the water flowing into the plate heat exchanger 8 from the port 8c gradually spreads in the heat exchange channel in the lateral direction (short direction), and the upper direction (longitudinal direction) with the port 8d. To flow. At this time, water is likely to stagnate in the vicinity of the region C shifted laterally from the inlet 8c into which water flows. That is, the water stays in the vicinity of the region C. The temperature of the water staying in the vicinity of the region C gradually decreases due to heat exchange with the refrigerant.

ここで、図５と図６とに示すように、冷媒と水とがプレート式熱交換器８の熱交換流路を同じ方向へ流れる場合、冷媒が気液二相状態となる領域（図５の領域Ａ）と、水が淀む領域（図６の領域Ｃ）とが重なる。
この場合、プレート式熱交換器８内で淀んだ水の温度が非常に低下し易い状態となる。そのため、プレート式熱交換器８内で淀んだ水が凍結してしまう可能性が高い。 Here, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, when the refrigerant and water flow in the same direction in the heat exchange flow path of the plate heat exchanger 8, the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state (FIG. 5). The area A) and the area where water stagnates (area C in FIG. 6) overlap.
In this case, the temperature of the water swollen in the plate heat exchanger 8 is very easily lowered. Therefore, there is a high possibility that the water stagnated in the plate heat exchanger 8 will freeze.

図７は、プレート式熱交換器８における水の流れの説明図である。図７では、水が、口８ｄから流入して、口８ｃから流出する場合を示す。
図７に示すように、口８ｄからプレート式熱交換器８へ流入した水は、熱交換流路を横方向（短手方向）へ徐々に広がりながら、口８ｃのある下方向（長手方向）へ流れる。この際、水が流入した口８ｄのから横方向にずれた領域Ｄ付近では、水が淀み易い。 FIG. 7 is an explanatory view of the flow of water in the plate heat exchanger 8. FIG. 7 shows a case where water flows in from the port 8d and flows out from the port 8c.
As shown in FIG. 7, the water that has flowed into the plate heat exchanger 8 from the port 8d gradually spreads in the lateral direction (short direction) in the heat exchange flow path, and downward (longitudinal direction) with the port 8c. To flow. At this time, water is likely to stagnate in the vicinity of the region D shifted laterally from the inlet 8d into which water has flowed.

ここで、図５と図７とに示すように、冷媒と水とが、プレート式熱交換器８の熱交換流路を異なる方向（対向する方向）へ流れる場合、冷媒が気液二相状態となる領域（図５の領域Ａ）と、水が淀む領域（図７の領域Ｄ）とが重ならない。水が淀む領域（図７の領域Ｄ）と重なるのは、冷媒がガス単相状態となる領域（図５の領域Ｂ）である。
この場合、プレート式熱交換器８内で淀んだ水の温度が低下しずらい状態となる。そのため、プレート式熱交換器８内で淀んだ水が凍結してしまう可能性が低い。 Here, as shown in FIGS. 5 and 7, when the refrigerant and water flow in different directions (opposite directions) through the heat exchange flow path of the plate heat exchanger 8, the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state. The region (region A in FIG. 5) and the region in which water stagnates (region D in FIG. 7) do not overlap. Overlapping with the region in which water stagnates (region D in FIG. 7) is a region (region B in FIG. 5) where the refrigerant is in a gas single-phase state.
In this case, the temperature of the water swollen in the plate heat exchanger 8 is difficult to decrease. Therefore, there is a low possibility that the water stagnated in the plate heat exchanger 8 will freeze.

そこで、除霜運転をする場合、プレート式熱交換器８の熱交換流路における冷媒の流れる向きと、流体の流れる向きとが対向した向きとする。   Therefore, when the defrosting operation is performed, the direction in which the refrigerant flows in the heat exchange flow path of the plate heat exchanger 8 and the direction in which the fluid flows are opposed to each other.

空気調和機１００の除霜運転時の動作について説明する。
図８は、空気調和機１００の除霜運転の説明図である。なお、図８において、実線の矢印は、冷媒の流れを示す。また、図２において、破線の矢印は、水の流れを示す。
除霜運転時には、制御部２１（切替制御部）は、四方弁２を図１の破線の流路に設定する。また、制御部２１（切替制御部）は、第１三方弁１１の弁１２ｂと弁１２ｃ（図８において白抜きの弁）を開、弁１２ａ（図８において塗りつぶした弁）を閉に設定する。また、制御部２１（切替制御部）は、第２三方弁１３の弁１４ａと弁１４ｃ（図８において白抜きの弁）を開、弁１４ｂ（図８において塗りつぶした弁）を閉に設定する。なお、制御部２１は、送風機４を停止する。 The operation | movement at the time of the defrost operation of the air conditioner 100 is demonstrated.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the defrosting operation of the air conditioner 100. In FIG. 8, solid arrows indicate the flow of the refrigerant. Moreover, in FIG. 2, the arrow of a broken line shows the flow of water.
At the time of defrosting operation, the control unit 21 (switching control unit) sets the four-way valve 2 in the broken line flow path of FIG. Further, the control unit 21 (switching control unit) sets the valve 12b and the valve 12c (the white valve in FIG. 8) of the first three-way valve 11 to open and the valve 12a (the filled valve in FIG. 8) to be closed. . Further, the control unit 21 (switching control unit) sets the valve 14a and the valve 14c (the white valve in FIG. 8) of the second three-way valve 13 to open and the valve 14b (the filled valve in FIG. 8) to be closed. . The control unit 21 stops the blower 4.

冷媒回路１７においては、圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を介して、空気熱交換器３へ流入する。空気熱交換器３では、高温高圧のガス冷媒により、空気熱交換器３の表面に付着した霜が融解され、除去される。
空気熱交換器３から流出した高圧の液冷媒は、第１膨張弁５、液溜め６、第２膨張弁７を通り、低圧二相の冷媒となる。第２膨張弁７を通った低圧二相の冷媒は、プレート式熱交換器８へ流入して、水と熱交換され、蒸発してガス冷媒になる。プレート式熱交換器８を流出したガス冷媒は、四方弁２を介して圧縮機１へ吸入される。 In the refrigerant circuit 17, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 1 flows into the air heat exchanger 3 through the four-way valve 2. In the air heat exchanger 3, the frost adhering to the surface of the air heat exchanger 3 is melted and removed by the high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
The high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the air heat exchanger 3 passes through the first expansion valve 5, the liquid reservoir 6, and the second expansion valve 7, and becomes a low-pressure two-phase refrigerant. The low-pressure two-phase refrigerant that has passed through the second expansion valve 7 flows into the plate heat exchanger 8, exchanges heat with water, and evaporates into a gas refrigerant. The gas refrigerant flowing out of the plate heat exchanger 8 is sucked into the compressor 1 through the four-way valve 2.

水回路１８においては、ポンプ９から送り出された水は、第１三方弁１１の弁１２ｂと弁１２ｃとを介して、放熱器１０へ流入する。放熱器１０から流出した水は、プレート式熱交換器８へ流入し、冷媒と熱交換される。プレート式熱交換器８から流出した水は、第２三方弁１３の弁１４ｃ、弁１４ａを介してポンプ９へ吸入される。   In the water circuit 18, the water sent out from the pump 9 flows into the radiator 10 through the valve 12 b and the valve 12 c of the first three-way valve 11. The water that flows out of the radiator 10 flows into the plate heat exchanger 8 and exchanges heat with the refrigerant. The water flowing out from the plate heat exchanger 8 is sucked into the pump 9 through the valves 14c and 14a of the second three-way valve 13.

したがって、図８に示すように、プレート式熱交換器８の熱交換流路において、冷媒は、口８ｂから口８ａへ向かう上方向の流れである。一方、水は、口８ｄから口８ｃへ向かう下方向の流れである。つまり、プレート式熱交換器８の熱交換流路において、冷媒が流れる向きと、水が流れる向きとは対向する向きである。このように、プレート式熱交換器８の熱交換流路において冷媒と水とを対向流としたため、プレート式熱交換器８内において水が凍結することを防止できる。   Therefore, as shown in FIG. 8, in the heat exchange flow path of the plate heat exchanger 8, the refrigerant is an upward flow from the port 8b to the port 8a. On the other hand, water is a downward flow from the mouth 8d toward the mouth 8c. That is, in the heat exchange flow path of the plate heat exchanger 8, the direction in which the refrigerant flows and the direction in which the water flows are opposite to each other. As described above, since the refrigerant and the water are opposed to each other in the heat exchange flow path of the plate heat exchanger 8, it is possible to prevent water from freezing in the plate heat exchanger 8.

次に、空気調和機１００の運転制御について説明する。
図９は、空気調和機１００の運転制御を行う制御部２１の機能ブロック図である。
制御部２１は、切替制御部２２、温度検出部２３、温度差判定部２４、融解判定部２５を備える。 Next, operation control of the air conditioner 100 will be described.
FIG. 9 is a functional block diagram of the control unit 21 that controls the operation of the air conditioner 100.
The control unit 21 includes a switching control unit 22, a temperature detection unit 23, a temperature difference determination unit 24, and a melting determination unit 25.

図１０は、空気調和機１００の運転制御の流れを示すフローチャートである。
（Ｓ１）では、空気調和機１００が暖房運転を開始すると、温度検出部２３は、空気熱交換器３における蒸発温度と、外気温とを検出する。
空気熱交換器３の蒸発温度は、空気熱交換器３に設置した圧力計から飽和温度に換算することにより求めてもよいし、空気熱交換器３に温度検出装置（例えば、サーミスタ）を設置して検出してもよい。また、外気温は、空気熱交換器３等に外気温を検出する温度検出装置を設置して検出する。 FIG. 10 is a flowchart showing a flow of operation control of the air conditioner 100.
In (S1), when the air conditioner 100 starts the heating operation, the temperature detection unit 23 detects the evaporation temperature and the outside air temperature in the air heat exchanger 3.
The evaporation temperature of the air heat exchanger 3 may be obtained by converting the pressure gauge installed in the air heat exchanger 3 into a saturation temperature, or a temperature detection device (for example, a thermistor) is installed in the air heat exchanger 3. May be detected. The outside air temperature is detected by installing a temperature detecting device for detecting the outside air temperature in the air heat exchanger 3 or the like.

（Ｓ２）では、温度差判定部２４は、（Ｓ１）で温度検出部２３が検出した蒸発温度と外気温との温度差を計算する。そして、温度差判定部２４は、計算した温度差が、所定の温度以上であるか否かを判定する。
空気熱交換器３に霜が付着すると、空気熱交換器３における熱交換性能が低下する。そのため、霜が付着していない場合と同一の交換熱量を維持するために、制御部２１は圧縮機１の運転周波数を高くして蒸発温度を低下させる。したがって、蒸発温度と外気温の温度差が霜の付着量を評価する指標となる。
蒸発温度と外気温との温度差が所定の温度よりも小さい場合（Ｓ２でＮＯ）、温度差判定部２４は霜が大量に付着していないと判定し（Ｓ１）へ処理を戻す。一方、蒸発温度と外気温との温度差が所定の温度以上の場合（Ｓ２でＮＯ）、温度差判定部２４は霜が大量に付着していると判定し（Ｓ３）へ処理を進める。 In (S2), the temperature difference determination unit 24 calculates the temperature difference between the evaporation temperature detected by the temperature detection unit 23 in (S1) and the outside air temperature. And the temperature difference determination part 24 determines whether the calculated temperature difference is more than predetermined temperature.
When frost adheres to the air heat exchanger 3, the heat exchange performance in the air heat exchanger 3 is degraded. Therefore, in order to maintain the same exchange heat quantity as the case where frost does not adhere, the control part 21 raises the operating frequency of the compressor 1 and reduces evaporation temperature. Therefore, the temperature difference between the evaporation temperature and the outside air temperature is an index for evaluating the amount of frost attached.
When the temperature difference between the evaporation temperature and the outside air temperature is smaller than the predetermined temperature (NO in S2), the temperature difference determination unit 24 determines that a large amount of frost is not attached and returns the process to (S1). On the other hand, when the temperature difference between the evaporation temperature and the outside air temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (NO in S2), the temperature difference determination unit 24 determines that a large amount of frost is attached and advances the process to (S3).

（Ｓ３）では、切替制御部２２は、除霜運転開始直後のプレート式熱交換器８内における水の凍結を防止するため、水回路１８において水が流れる方向を逆方向に切り替える。具体的には、第１三方弁１１の弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃと第２三方弁１３の弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃとを図８に基づき説明したように開閉制御する。   In (S3), the switching control unit 22 switches the direction in which water flows in the water circuit 18 in the reverse direction in order to prevent freezing of water in the plate heat exchanger 8 immediately after the start of the defrosting operation. Specifically, the valves 12a, 12b, 12c of the first three-way valve 11 and the valves 14a, 14b, 14c of the second three-way valve 13 are controlled to open and close as described with reference to FIG.

（Ｓ４）では、切替制御部２２は、冷媒回路１７において冷媒が流れる方向を逆方向に切り替える。具体的には、切替制御部２２は、四方弁２を図１に示す破線の流路に設定する。これにより、除霜運転が開始される。   In (S4), the switching control unit 22 switches the direction in which the refrigerant flows in the refrigerant circuit 17 to the reverse direction. Specifically, the switching control unit 22 sets the four-way valve 2 in the broken-line flow path shown in FIG. Thereby, the defrosting operation is started.

（Ｓ５）では、温度検出部２３は、空気熱交換器３における出口側（液側）の冷媒の温度を検出する。
温度検出部２３は、空気熱交換器３の出口側に設置した温度検出装置により、空気熱交換器３の冷媒の温度を検出する。 In (S5), the temperature detector 23 detects the temperature of the refrigerant on the outlet side (liquid side) in the air heat exchanger 3.
The temperature detection unit 23 detects the temperature of the refrigerant in the air heat exchanger 3 by a temperature detection device installed on the outlet side of the air heat exchanger 3.

（Ｓ６）では、融解判定部２５は、（Ｓ５）で温度検出部２３が検出した温度が所定の温度以上か否かを判定する。これにより、融解判定部２５は、空気熱交換器３に付着した霜が融解したか否かを判定する。
空気熱交換器３の温度が所定の温度よりも低い場合（Ｓ６でＮＯ）、融解判定部２５は霜が融解していないと判定し（Ｓ５）へ処理を戻す。一方、空気熱交換器３の温度が所定の温度よりも高い場合（Ｓ６でＹＥＳ）、融解判定部２５は霜が融解したと判定し（Ｓ７）へ処理を進める。
なお、空気熱交換器３に付着した霜が融解したか否かの判定は、空気熱交換器３の温度に基づくものでなくてもよい。例えば、光学式のセンサーで、空気熱交換器３の表面の反射率を測定して、反射率が所定の値以下であれば霜が融解していると判定してもよい。 In (S6), the melting determination unit 25 determines whether or not the temperature detected by the temperature detection unit 23 in (S5) is equal to or higher than a predetermined temperature. Thereby, the melting determination part 25 determines whether the frost adhering to the air heat exchanger 3 melt | dissolved.
When the temperature of the air heat exchanger 3 is lower than the predetermined temperature (NO in S6), the melting determination unit 25 determines that the frost has not melted and returns the process to (S5). On the other hand, when the temperature of the air heat exchanger 3 is higher than the predetermined temperature (YES in S6), the melting determination unit 25 determines that the frost has melted and advances the process to (S7).
The determination as to whether or not the frost attached to the air heat exchanger 3 has melted may not be based on the temperature of the air heat exchanger 3. For example, the reflectance of the surface of the air heat exchanger 3 may be measured with an optical sensor, and it may be determined that the frost has melted if the reflectance is a predetermined value or less.

（Ｓ７）では、切替制御部２２は、冷媒回路１７において冷媒が流れる方向を元に戻す。具体的には、切替制御部２２は、四方弁２を図１に示す実線の流路に設定する。これにより、再び暖房運転が開始される。   In (S7), the switching control unit 22 restores the direction in which the refrigerant flows in the refrigerant circuit 17. Specifically, the switching control unit 22 sets the four-way valve 2 to the solid line flow path shown in FIG. Thereby, heating operation is started again.

（Ｓ８）では、切替制御部２２は、水回路１８において水が流れる方向を元に戻す。具体的には、第１三方弁１１の弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃと第２三方弁１３の弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃとを図２に基づき説明したように開閉制御する。   In (S <b> 8), the switching control unit 22 restores the direction in which water flows in the water circuit 18. Specifically, the valves 12a, 12b, 12c of the first three-way valve 11 and the valves 14a, 14b, 14c of the second three-way valve 13 are controlled to open and close as described with reference to FIG.

なお、除霜運転時における冷媒流量を減少させ、プレート式熱交換器８の冷媒側における交換熱量を減少させることで、プレート式熱交換器８内で水が凍結することの防止に繋がる。
そこで、（Ｓ３）で切替制御部２２が水回路１８における水の流れる方向を切り替える際、制御部２１（運転周波数制御部）は、圧縮機１の運転周波数を低下させ、冷媒流量を減少させてもよい。 In addition, it leads to prevention of water freezing in the plate-type heat exchanger 8 by reducing the refrigerant | coolant flow rate at the time of a defrost operation, and reducing the exchange heat amount in the refrigerant | coolant side of the plate-type heat exchanger 8.
Therefore, when the switching control unit 22 switches the direction of water flow in the water circuit 18 in (S3), the control unit 21 (operation frequency control unit) reduces the operation frequency of the compressor 1 and decreases the refrigerant flow rate. Also good.

また、除霜運転を行い、空気熱交換器３に付着した霜が融解するにつれて、空気熱交換器３の熱交換性能が上昇する。そのため、空気熱交換器３の出口付近に過冷却度の大きい液冷媒が溜まる。空気熱交換器３から流出する液冷媒の過冷却度が大きくなると、プレート式熱交換器８で冷媒を蒸発させるのに必要なエンタルピー差が拡大する。そのため、空気熱交換器３から流出する液冷媒の過冷却度が非常に大きくなると、プレート式熱交換器８で冷媒を十分に蒸発させることができなくなる。プレート式熱交換器８における冷媒の蒸発が不十分であると、圧縮機１へ液冷媒が戻り、圧縮機１が故障する虞がある。
そこで、制御部２１（流量調整部）は、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度が所定の過熱度よりも小さくなる場合には、ポンプ９を制御して、水回路１８を循環する水の流量を増やしてもよい。このように制御することで、プレート式熱交換器８における水の交換熱量を増やすことができる。その結果、プレート式熱交換器８で冷媒を十分に蒸発させることができ、圧縮機１へ液冷媒が戻ることを防止できる。 Moreover, the heat exchange performance of the air heat exchanger 3 increases as the defrosting operation is performed and the frost attached to the air heat exchanger 3 is melted. Therefore, liquid refrigerant with a large degree of supercooling accumulates near the outlet of the air heat exchanger 3. When the degree of supercooling of the liquid refrigerant flowing out from the air heat exchanger 3 increases, the enthalpy difference necessary for evaporating the refrigerant in the plate heat exchanger 8 increases. For this reason, when the degree of supercooling of the liquid refrigerant flowing out of the air heat exchanger 3 becomes very large, the plate heat exchanger 8 cannot sufficiently evaporate the refrigerant. If the evaporation of the refrigerant in the plate heat exchanger 8 is insufficient, the liquid refrigerant returns to the compressor 1 and the compressor 1 may break down.
Therefore, the control unit 21 (flow rate adjusting unit) controls the pump 9 to control the flow rate of water circulating in the water circuit 18 when the superheat degree of the refrigerant sucked in the compressor 1 is smaller than a predetermined superheat degree. May be increased. By controlling in this way, the amount of heat exchanged for water in the plate heat exchanger 8 can be increased. As a result, the refrigerant can be sufficiently evaporated by the plate heat exchanger 8, and the liquid refrigerant can be prevented from returning to the compressor 1.

なお、上記説明では、流体利用システムの一例として空気調和機１００について説明した。しかし、流体利用システムは、これに限らず、例えば、ヒートポンプ式の給湯機であってもよい。
また、上記説明では、水回路１８における水の流れる方向を切り替えるために２つの第１三方弁１１と第２三方弁１３とを用いた。しかし、水回路１８における水の流れる方向を切り替えることができるのであれば、どの様な方法であってもよい。 In the above description, the air conditioner 100 has been described as an example of the fluid utilization system. However, the fluid utilization system is not limited to this, and may be, for example, a heat pump type water heater.
In the above description, the two first three-way valves 11 and the second three-way valve 13 are used to switch the direction of water flow in the water circuit 18. However, any method may be used as long as the direction of water flow in the water circuit 18 can be switched.

１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 空気熱交換器、４ 送風機、５ 第１膨張弁、６ 液溜め、７ 第２膨張弁、８ プレート式熱交換器、９ ポンプ、１０ 放熱器、１１ 第１三方弁、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 弁、１３ 第２三方弁、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 弁、１５ 冷媒配管、１６ 流体配管、１７ 冷媒回路、１８ 水回路、１９ ユニット、２０ 室内、２１ 制御部、２２ 切替制御部、２３ 温度検出部、２４ 温度差判定部、２５ 融解判定部、１００ 空気調和機。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor, 2 Four way valve, 3 Air heat exchanger, 4 Blower, 5 1st expansion valve, 6 Liquid reservoir, 7 2nd expansion valve, 8 Plate type heat exchanger, 9 Pump, 10 Heat radiator, 11 1st Three-way valve, 12a, 12b, 12c valve, 13 Second three-way valve, 14a, 14b, 14c valve, 15 refrigerant piping, 16 fluid piping, 17 refrigerant circuit, 18 water circuit, 19 units, 20 indoors, 21 control unit, 22 Switching control unit, 23 temperature detection unit, 24 temperature difference determination unit, 25 melting determination unit, 100 air conditioner.

Claims (7)

圧縮機と、プレート式熱交換器と、膨張機構と、第２熱交換器とが冷媒配管により順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記プレート式熱交換器と、流体利用装置とが流体配管により順次接続され、流体が循環する流体回路と、
前記冷媒回路における冷媒の流れる方向を切り替え可能な冷媒切替部と、
前記冷媒切替部を制御することにより、前記プレート式熱交換器で冷媒と熱交換されることにより温められた流体を前記流体利用装置へ供給する流体供給運転の場合と、前記第２熱交換器に付着した霜を取り除く除霜運転の場合とで、前記冷媒回路における冷媒の流れる方向を切り替えて、前記除霜運転の場合に、前記プレート式熱交換器における冷媒の流れる向きと、流体の流れる向きとを対向した向きとする切替制御部と
を備えることを特徴とする流体利用システム。 A refrigerant circuit in which a compressor, a plate heat exchanger, an expansion mechanism, and a second heat exchanger are sequentially connected by a refrigerant pipe and the refrigerant circulates;
A fluid circuit in which the plate heat exchanger and the fluid utilization device are sequentially connected by fluid piping, and the fluid circulates;
A refrigerant switching unit capable of switching a flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit;
In the fluid supply operation of supplying the fluid warmed by the heat exchange with the refrigerant in the plate heat exchanger by controlling the refrigerant switching unit, and the second heat exchanger In the case of the defrosting operation for removing frost attached to the refrigerant, the direction of the refrigerant flowing in the plate heat exchanger and the flow of the fluid in the case of the defrosting operation are switched by switching the direction of the refrigerant flowing in the refrigerant circuit. A fluid utilization system comprising: a switching control unit having a direction opposite to the direction. 前記流体利用システムは、さらに、
前記流体回路における流体の流れる方向を切り替え可能な流体切替部を備え、
前記切替制御部は、前記冷媒切替部と前記流体切替部とを制御することにより、前記流体供給運転の場合と前記除霜運転の場合とで、前記冷媒回路における冷媒の流れる方向と前記流体回路における流体の流れる方向とを切り替えて、前記流体供給運転の場合と前記除霜運転の場合とのどちらの場合でも、前記プレート式熱交換器における冷媒の流れる向きと、流体の流れる向きとを対向した向きとする
ことを特徴とする請求項１に記載の流体利用システム。 The fluid utilization system further includes:
A fluid switching unit capable of switching a fluid flow direction in the fluid circuit;
The switching control unit controls the refrigerant switching unit and the fluid switching unit, so that the refrigerant flowing direction and the fluid circuit in the refrigerant circuit are different between the fluid supply operation and the defrosting operation. The direction in which the refrigerant flows in the plate heat exchanger is opposed to the direction in which the fluid flows in both the fluid supply operation and the defrosting operation. The fluid utilization system according to claim 1, wherein the fluid utilization system is configured to be in a predetermined direction. 前記流体回路には、さらに、
前記プレート式熱交換器と前記流体利用装置との間にポンプが接続され、
前記流体切替部は、
前記流体回路において、前記プレート式熱交換器と前記ポンプとの間に設けられ、３つの弁を有する第１三方弁であって、第１弁が前記プレート式熱交換器側に接続されるとともに、第２弁が前記ポンプ側に接続された第１三方弁と、
前記流体回路において、前記流体利用装置と前記ポンプとの間に設けられ、３つの弁を有する第２三方弁であって、第１弁が前記ポンプに接続されるとともに、第２弁が前記流体利用装置側に接続された第２三方弁とが設けられ、
前記第１三方弁は、さらに、第３弁が前記第２三方弁と前記流体利用装置との間に接続され、
前記第２三方弁は、さらに、第３弁が前記第１三方弁と前記プレート式熱交換器との間に接続され、
前記切替制御部は、前記第１三方弁が有する前記３つの弁と前記第２三方弁が有する前記３つの弁とを開閉制御することにより、前記前記流体回路における流体の流れる方向を切り替える
ことを特徴とする請求項２に記載の流体利用システム。 The fluid circuit further includes:
A pump is connected between the plate heat exchanger and the fluid utilization device;
The fluid switching unit is
In the fluid circuit, a first three-way valve provided between the plate heat exchanger and the pump and having three valves, the first valve being connected to the plate heat exchanger side A first three-way valve having a second valve connected to the pump side;
In the fluid circuit, a second three-way valve provided between the fluid utilization device and the pump and having three valves, the first valve being connected to the pump and the second valve being the fluid A second three-way valve connected to the use device side,
In the first three-way valve, a third valve is connected between the second three-way valve and the fluid utilization device,
In the second three-way valve, a third valve is connected between the first three-way valve and the plate heat exchanger,
The switching control unit switches the flow direction of the fluid in the fluid circuit by controlling opening and closing of the three valves of the first three-way valve and the three valves of the second three-way valve. The fluid utilization system according to claim 2, wherein the system is a fluid utilization system. 前記流体利用システムは、さらに、
前記圧縮機が吸入する冷媒の過熱度に応じて、前記流体回路を循環する流体の量を調整する流量調整部
を備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の流体利用システム。 The fluid utilization system further includes:
The fluid use according to any one of claims 1 to 3, further comprising a flow rate adjusting unit that adjusts an amount of fluid circulating in the fluid circuit in accordance with a degree of superheat of the refrigerant sucked by the compressor. system. 前記流量調整部は、前記過熱度が所定の過熱度よりも小さい場合には、前記流体回路を循環する流体の量を増加させる
ことを特徴とする請求項４に記載の流体利用システム。 5. The fluid utilization system according to claim 4, wherein the flow rate adjusting unit increases the amount of fluid circulating in the fluid circuit when the degree of superheat is smaller than a predetermined degree of superheat. 前記流体利用システムは、さらに、
前記流体供給運転から前記除霜運転に切り替える場合に、前記圧縮機の運転周波数を低くする運転周波数制御部
を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の流体利用システム。 The fluid utilization system further includes:
5. The fluid utilization system according to claim 1, further comprising an operation frequency control unit configured to lower an operation frequency of the compressor when switching from the fluid supply operation to the defrost operation. 圧縮機と、プレート式熱交換器と、膨張機構と、第２熱交換器とが冷媒配管により順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記プレート式熱交換器と、流体利用装置とが流体配管により順次接続され、流体が循環する流体回路と
を備える流体利用システムの運転制御方法であり、
前記プレート式熱交換器で冷媒と熱交換されることにより温められた流体を前記流体利用装置へ供給する流体供給運転の場合と、前記第２熱交換器に付着した霜を取り除く除霜運転の場合とで、前記冷媒回路における冷媒の流れる方向を切り替えて、前記除霜運転の場合に、前記プレート式熱交換器における冷媒の流れる向きと、流体の流れる向きとを対向した向きとする
ことを特徴とする流体利用システムの運転制御方法。 A refrigerant circuit in which a compressor, a plate heat exchanger, an expansion mechanism, and a second heat exchanger are sequentially connected by a refrigerant pipe and the refrigerant circulates;
The plate-type heat exchanger and the fluid utilization device are sequentially connected by a fluid pipe, and a fluid utilization system comprising a fluid circuit in which fluid circulates.
In the case of a fluid supply operation for supplying a fluid heated by heat exchange with a refrigerant in the plate heat exchanger to the fluid utilization device, and in a defrosting operation for removing frost adhering to the second heat exchanger. In the case, the direction in which the refrigerant flows in the refrigerant circuit is switched, and in the case of the defrosting operation, the direction in which the refrigerant flows in the plate heat exchanger and the direction in which the fluid flows are opposed to each other. An operation control method for a fluid utilization system.
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