JP4345178B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機に係わり、より詳細には、室外熱交換器とその周りの冷媒回路の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の空気調和機は、図4の冷媒回路図にて示すように、1は冷媒蒸気を圧縮する圧縮機、5は同圧縮機1より吐出する冷媒の流れを運転モードに応じて切り換える四方弁、6は室内に設置され室内空気に対して冷媒の熱交換を行う室内熱交換器、7は冷媒が通過して膨張する電子膨張弁、8は室外に設置され外気に対して冷媒の熱交換を行う室外熱交換器という構成であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成では、暖房運転モードのとき室外温度が低く0℃以下の場合、蒸発器として機能する室外熱交換器へ流入する冷媒液の温度は室外温度以下である必要があり、外気より冷媒へ蒸発熱を伝達する室外熱交換器の表面は0℃以下の外気より更に低温となり、外気の水蒸気が室外熱交換器の表面に着霜してしまうという問題点があった。
本発明においては、上記の問題点に鑑み、0℃以下程度の低外気温度において室外熱交換器に着霜し難く、かつ効率的に暖房運転を行える空気調和機を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、圧縮機の吐出口から吐出される冷媒を、四方弁、室内熱交換器、電子膨張弁、室外熱交換器、前記四方弁を経て前記圧縮機の吸込口へ循環するヒートポンプ式冷凍サイクルを備えてなる空気調和機において、
前記室外熱交換器のパスをメインパスとサブパスに2分割して並列に接続し、前記メインパスの電子膨張弁側に第1補助電子膨張弁を設け、前記サブパスの四方弁側に第2補助電子膨張弁を設ける一方、前記室外熱交換器の近傍に室外温度センサを設け、前記メインパスの第1補助電子膨張弁側の入口と前記サブパスの電子膨張弁側の入口とに冷媒温度センサを設け、これら温度センサの検知温度にに応じて前記電子膨張弁、前記第1補助電子膨張弁および前記第2補助電子膨張弁を制御する制御部を設けてなり、
暖房運転モード時、前記制御部により、前記電子膨張弁を前記サブパス入口の冷媒温度が0℃以上になるように絞り、前記第1補助電子膨張弁を前記メインパス入口の冷媒温度が室外温度以下になるように絞り、前記第2補助電子膨張弁を前記メインパスと前記サブパスの両方に冷媒が流れるように絞り制御した構成となっている。
【0005】
また、冷房運転モード時、前記制御部により、前記第1補助電子膨張弁を開放する一方、前記第2補助電子膨張弁を前記メインパスと前記サブパスの両方に冷媒が流れるように絞り制御した構成となっている。
【0006】
また、冷房運転パワーセーブモード時、前記制御部により、前記第2補助電子膨張弁をパワーセーブ量に応じて絞る一方、前記第1補助電子膨張弁を前記メインパスと前記サブパスの両方に冷媒が流れるように絞り制御した構成となっている。
【0007】
更に、前記サブパスを前記メインパスの下方に配設した構成となっている。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3にて示す本発明の実施例により、本発明の実施の形態について説明する。
図1の冷媒回路図と制御系のブロック図とを混在させた図に示すように、1は吐出口2と吸込口3とアキュムレータ4とを備えた冷媒蒸気を圧縮する圧縮機、5は同圧縮機1の吐出口2より吐出する冷媒の流れを運転モードに応じて切り換える四方弁、6は室内に設置され室内空気に対して冷媒の熱交換を行う室内熱交換器、7は冷媒が通過して膨張する絞り開度が調整可能な電子膨張弁、8は室外に設置され外気に対して冷媒の熱交換を行いパスが上方のメインパス9とその下方のサブパス10とに分割された室外熱交換器、11は前記メインパス9の電子膨張弁7側に設けられた冷媒が通過して膨張する絞り開度が調整可能な第1補助電子膨張弁、12は前記サブパス10の四方弁5側に設けられた冷媒が通過して膨張する絞り開度が調整可能な第2補助電子膨張弁、13は前記室外熱交換器8の近傍に設けられたサーミスタからなる室外温度センサ、14と15とは前記メインパス9の第1補助電子膨張弁11側の入口と前記サブパス10の電子膨張弁7側の入口とに設けられたサーミスタからなる冷媒温度センサである。
【0009】
更に、16は前記圧縮機1と前記四方弁5と前記電子膨張弁7と前記室外熱交換器8と前記第1補助電子膨張弁11と前記第2補助電子膨張弁12と前記室外温度センサ13と前記冷媒温度センサ14、15とを収納し室外に設置された室外機、17は前記室内熱交換器6を収納し室内に設置された室内機、18と19は同室内機17の操作面(図示省略)に配設され使用者の操作により、空気調和機の暖房・冷房等の運転モードを切り換える運転モード切換スイッチと、冷房のときのパワーセーブ運転である冷房運転パワーセーブモードを選択するパワーセーブスイッチ、20は前記運転モード切換スイッチ18と前記パワーセーブスイッチ19との切換信号を受信して後記室外機制御部21へ制御信号を発信する室内機制御部、21は同室内機制御部20からの制御信号と、前記室外温度センサ13と前記冷媒温度センサ14、15とからの検知温度データとを受信し、それらの信号とデータとを基に前記圧縮機1と前記四方弁5と前記電子膨張弁7と前記第1補助電子膨張弁11と前記第2補助電子膨張弁12とを制御する室外機制御部である。
【0010】
上記構成において、次にその作用と効果について説明する。
先ず、図1と図2の説明図の項番1にて示す、暖房運転モードについて説明する。
使用者が前記運転モード切換スイッチ18を操作して暖房運転モードにすると、前記室内機制御部20はそれを検知して前記室外機制御部21に対して暖房運転モード信号を発信する。
前記室外機制御部21は前記室内機制御部20からの暖房運転モード信号を受信すると、前記四方弁5を前記圧縮機1の吐出口2側と前記室外熱交換器8とを接続し、前記圧縮機1の吸込口3側と前記室内熱交換器6とを接続するように切り換え、前記圧縮機1を作動させる。
【0011】
前記圧縮機1の吐出口2より吐出した高温高圧の冷媒蒸気は、前記四方弁5を通り、前記室内熱交換器6にて室内空気に放熱し、暖房することにより凝縮して高温高圧の冷媒液となり、同高温高圧の冷媒液は前記冷媒温度センサ15の検知温度すなわち前記サブパス10入口の冷媒温度が0℃以上となるように前記電子膨張弁7にて絞り膨張することにより低温低圧の冷媒液となり、同低温低圧の冷媒液の一部はそのまま前記サブパス10に流入し、前記低温低圧の冷媒液の残りの部分は、前記冷媒温度センサ14の検知温度すなわち前記メインパス9入口の冷媒温度が前記室外温度センサ13で検知された室外温度より低くなるように前記第1補助電子膨張弁11にて更に絞り膨張され前記メインパス9に流入する。室外温度が0℃以下の低温の場合、前記メインパス9へは氷点下の冷たい冷媒が流入することになり、前記室外熱交換器8に着霜し氷結する恐れがある。
前記サブパス10に0℃以上の冷媒を流すことにより、前記室外熱交換器8に着霜し氷結することを低減することができる。
更に、前記サブパス10を前記メインパス9の下方に配設することにより、前記サブパス10の熱の上方への対流を利用して、前記室外熱交換器8全体を有効に暖め、着霜し氷結することを有効に防止できる。
【0012】
なお、前記第2補助電子膨張弁12の絞り量を制御することにより、前記メインパス9と前記サブパス10の両方に冷媒が流れるように制御している。
また、前記冷媒温度センサ14、15の検知温度により、冷媒が前記メインパス9と前記サブパス10とに流れているか、いないかを検知している。
前記低温低圧の冷媒液は前記室外熱交換器8の前記メインパス9と前記サブパス10とへ流入して外気から吸熱することにより蒸発して低温低圧の冷媒蒸気となり、同低温低圧の冷媒蒸気は前記四方弁5を通り前記圧縮機1の吸込口3へ戻る。
【0013】
次に、図3と図2の説明図の項番2にて示す、冷房運転モードについて説明する。
使用者が前記運転モード切換スイッチ18を操作して冷房運転モードにすると、前記室内機制御部20はそれを検知して前記室外機制御部21に対して冷房運転モード信号を発信する。
前記室外機制御部21は前記室内機制御部20からの冷房運転モード信号を受信すると、前記四方弁5を前記圧縮機1の吐出口2側と前記室内熱交換器6とを接続し、前記圧縮機1の吸込口3側と前記室外熱交換器8とを接続するように切り換え、前記圧縮機1を作動させる。
【0014】
前記圧縮機1の吐出口2より吐出した高温高圧の冷媒蒸気は、前記四方弁5を通り、前記第1補助電子膨張弁11を開放し、かつ前記第2補助電子膨張弁12の絞り量を制御することにより、前記メインパス9と前記サブパス10の両方に冷媒が流れるように制御され両方のパスを通して前記室外熱交換器8により有効に外気に放熱することにより凝縮して高温高圧の冷媒液となり、同高温高圧の冷媒液は前記電子膨張弁7にて膨張することにより低温低圧の冷媒液となり、同低温低圧の冷媒液は前記室内熱交換器6へ流入して室内空気から吸熱することにより冷房し蒸発して低温低圧の冷媒蒸気となり、同低温低圧の冷媒蒸気は前記四方弁5を通り前記圧縮機1の吸込口3へ戻る。
【0015】
なお、前記メインパス9は前記サブパス10より管路長さを長く設定されていることにより流路抵抗が大きいため、前記第1補助電子膨張弁11は開放し、前記第2補助電子膨張弁12の絞り量を制御することにより、前記メインパス9と前記サブパス10の両方に冷媒を流すように制御することができる。
【0016】
次に、図3と図2の説明図の項番3にて示す、冷房運転パワーセーブモードについて説明する。
使用者が前記運転モード切換スイッチ18と前記パワーセーブスイッチ19とを操作して冷房運転パワーセーブモードにすると、前記室内機制御部20はそれを検知して前記室外機制御部21に対して冷房運転パワーセーブモード信号を発信する。
前記室外機制御部21は前記室内機制御部20からの冷房運転パワーセーブモード信号を受信すると、前記四方弁5を前記圧縮機1の吐出口2側と前記室内熱交換器6とを接続し、前記圧縮機1の吸込口3側と前記室外熱交換器8とを接続するように切り換え、前記圧縮機1をパワーセーブ運転させる。
【0017】
前記圧縮機1の吐出口2より吐出した高温高圧の冷媒蒸気は、前記四方弁5を通り、前記第2補助電子膨張弁12の絞り量をパワーセーブ量に応じて制御し、かつ前記第1補助電子膨張弁11の絞り量を制御することにより、前記メインパス9と前記サブパス10の両方に冷媒が流れるとともに、前記サブパス10への冷媒の流入を抑え、前記室外熱交換器8によりパワーセーブ量に応じた放熱を行うことにより過冷却され過ぎないように適性に凝縮して高温高圧の冷媒液となり、同高温高圧の冷媒液は前記電子膨張弁7にて膨張することにより低温低圧の冷媒液となり、同低温低圧の冷媒液は前記室内熱交換器6へ流入して室内空気から吸熱することにより冷房し蒸発して低温低圧の冷媒蒸気となり、同低温低圧の冷媒蒸気は前記四方弁5を通り前記圧縮機1の吸込口3へ戻る。
【0018】
なお、前記室外熱交換器8において冷媒が過冷却され過ぎていないかどうかは、前記冷媒温度センサ14、15の冷媒の検知温度により判断することができる。
【0019】
前記室外温度センサ13と前記冷媒温度センサ14、15とをサーミスタとすることにより、部品の種類を統一した安価な構成とすることができる。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、0℃以下程度の低外気温度において室外熱交換器に着霜し難く、かつ効率的に暖房運転を行える空気調和機となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による空気調和機の一実施例の冷媒回路図と制御ブロック図を混在して示した図で、暖房運転状態を示す。
【図2】本発明による空気調和機の一実施例の制御の内容を示す説明図である。
【図3】本発明による空気調和機の一実施例の冷媒回路図と制御ブロック図を混在して示した図で、冷房運転状態を示す。
【図4】従来の空気調和機の冷媒回路図である。
【符号の説明】
1 圧縮機
2 吐出口
3 吸込口
5 四方弁
6 室内熱交換器
7 電子膨張弁
8 室外熱交換器
9 メインパス
10 サブパス
11 第1補助電子膨張弁
12 第2補助電子膨張弁
13 室外温度センサ
14、15 冷媒温度センサ
20 室内機制御部
21 室外機制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to an outdoor heat exchanger and a configuration of a refrigerant circuit around the outdoor heat exchanger.
[0002]
[Prior art]
In the conventional air conditioner, as shown in the refrigerant circuit diagram of FIG. 4, 1 is a compressor that compresses refrigerant vapor, and 5 is a four-way valve that switches the flow of refrigerant discharged from the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above configuration, when the outdoor temperature is low and 0 ° C. or lower in the heating operation mode, the temperature of the refrigerant liquid flowing into the outdoor heat exchanger functioning as an evaporator needs to be equal to or lower than the outdoor temperature. There is a problem that the surface of the outdoor heat exchanger that transmits the heat of evaporation to the outside becomes a temperature lower than the outside air of 0 ° C. or less, and the water vapor of the outside air forms frost on the surface of the outdoor heat exchanger.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an air conditioner that hardly frosts on an outdoor heat exchanger at a low outside air temperature of about 0 ° C. or less and that can efficiently perform a heating operation. .
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention uses a four-way valve, an indoor heat exchanger, an electronic expansion valve, an outdoor heat exchanger, and the four-way valve to cool the refrigerant discharged from the discharge port of the compressor. In an air conditioner comprising a heat pump refrigeration cycle that circulates to the mouth,
The path of the outdoor heat exchanger is divided into a main path and a sub path and connected in parallel, a first auxiliary electronic expansion valve is provided on the electronic expansion valve side of the main path, and a second auxiliary is provided on the four-way valve side of the sub path While providing an electronic expansion valve, an outdoor temperature sensor is provided in the vicinity of the outdoor heat exchanger, and a refrigerant temperature sensor is provided at an inlet of the main path on the first auxiliary electronic expansion valve side and an inlet of the sub path on the electronic expansion valve side. Providing a control unit for controlling the electronic expansion valve, the first auxiliary electronic expansion valve, and the second auxiliary electronic expansion valve in accordance with the detected temperature of these temperature sensors,
In the heating operation mode, the control unit throttles the electronic expansion valve so that the refrigerant temperature at the sub-pass inlet is 0 ° C. or higher, and the first auxiliary electronic expansion valve is used for the refrigerant temperature at the main-pass inlet is lower than the outdoor temperature. The second auxiliary electronic expansion valve is throttled so that the refrigerant flows through both the main path and the sub path.
[0005]
In the cooling operation mode, the control unit opens the first auxiliary electronic expansion valve, and the second auxiliary electronic expansion valve is controlled to be throttled so that the refrigerant flows in both the main path and the sub path. It has become.
[0006]
In the cooling operation power save mode, the control unit throttles the second auxiliary electronic expansion valve in accordance with the amount of power saving, while the first auxiliary electronic expansion valve has refrigerant in both the main path and the sub path. The aperture is controlled to flow.
[0007]
Further, the sub path is arranged below the main path.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the present invention will be described with reference to the embodiment of the present invention shown in FIGS.
As shown in a diagram in which the refrigerant circuit diagram of FIG. 1 and the block diagram of the control system are mixed, 1 is a compressor that compresses refrigerant vapor including a
[0009]
Furthermore, 16 is the
[0010]
Next, the operation and effect of the above configuration will be described.
First, the heating operation mode indicated by
When the user operates the operation mode changeover switch 18 to enter the heating operation mode, the indoor
When receiving the heating operation mode signal from the indoor
[0011]
The high-temperature and high-pressure refrigerant vapor discharged from the
By flowing a refrigerant of 0 ° C. or higher through the
Further, by arranging the
[0012]
Note that, by controlling the throttle amount of the second auxiliary
Further, whether or not the refrigerant is flowing through the
The low-temperature and low-pressure refrigerant liquid flows into the
[0013]
Next, the cooling operation mode indicated by
When the user operates the operation mode changeover switch 18 to enter the cooling operation mode, the indoor
When the outdoor unit control unit 21 receives a cooling operation mode signal from the indoor
[0014]
The high-temperature and high-pressure refrigerant vapor discharged from the
[0015]
Since the
[0016]
Next, the cooling operation power save mode indicated by
When the user operates the operation mode changeover switch 18 and the power save switch 19 to enter the cooling operation power save mode, the indoor
When the outdoor unit control unit 21 receives a cooling operation power save mode signal from the indoor
[0017]
The high-temperature and high-pressure refrigerant vapor discharged from the
[0018]
Whether or not the refrigerant is excessively cooled in the
[0019]
By using the
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the outdoor heat exchanger is less likely to be frosted at a low outside air temperature of about 0 ° C. or less, and the air conditioner can efficiently perform a heating operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a refrigerant circuit diagram and a control block diagram of an embodiment of an air conditioner according to the present invention in a mixed state, and shows a heating operation state.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the contents of control of an embodiment of an air conditioner according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram in which a refrigerant circuit diagram and a control block diagram of an embodiment of an air conditioner according to the present invention are mixedly shown, showing a cooling operation state.
FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram of a conventional air conditioner.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記室外熱交換器のパスをメインパスとサブパスに2分割して並列に接続し、前記メインパスの電子膨張弁側に第1補助電子膨張弁を設け、前記サブパスの四方弁側に第2補助電子膨張弁を設ける一方、前記室外熱交換器の近傍に室外温度センサを設け、前記メインパスの第1補助電子膨張弁側の入口と前記サブパスの電子膨張弁側の入口とに冷媒温度センサを設け、これら温度センサの検知温度にに応じて前記電子膨張弁、前記第1補助電子膨張弁および前記第2補助電子膨張弁を制御する制御部を設けてなり、
暖房運転モード時、前記制御部により、前記電子膨張弁を前記サブパス入口の冷媒温度が0℃以上になるように絞り、前記第1補助電子膨張弁を前記メインパス入口の冷媒温度が室外温度以下になるように絞り、前記第2補助電子膨張弁を前記メインパスと前記サブパスの両方に冷媒が流れるように絞り制御してなることを特徴とする空気調和機。It has a heat pump refrigeration cycle that circulates refrigerant discharged from the discharge port of the compressor to the suction port of the compressor via the four-way valve, indoor heat exchanger, electronic expansion valve, outdoor heat exchanger, and the four-way valve. In the air conditioner
The path of the outdoor heat exchanger is divided into a main path and a sub path and connected in parallel, a first auxiliary electronic expansion valve is provided on the electronic expansion valve side of the main path, and a second auxiliary is provided on the four-way valve side of the sub path While providing an electronic expansion valve, an outdoor temperature sensor is provided in the vicinity of the outdoor heat exchanger, and a refrigerant temperature sensor is provided at an inlet of the main path on the first auxiliary electronic expansion valve side and an inlet of the sub path on the electronic expansion valve side. Providing a control unit for controlling the electronic expansion valve, the first auxiliary electronic expansion valve, and the second auxiliary electronic expansion valve in accordance with the detected temperature of these temperature sensors,
In the heating operation mode, the control unit throttles the electronic expansion valve so that the refrigerant temperature at the sub-pass inlet is 0 ° C. or higher, and the first auxiliary electronic expansion valve is used for the refrigerant temperature at the main-pass inlet is lower than the outdoor temperature. The air conditioner is characterized in that the second auxiliary electronic expansion valve is controlled so that the refrigerant flows in both the main path and the sub path.
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