WO2019087388A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B47/02—Defrosting cycles
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
- F25D21/02—Detecting the presence of frost or condensate
Definitions
- the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus that suppresses the reduction in operating efficiency due to useless defrosting operation.
- the refrigeration cycle apparatus when frost adheres to the heat exchanger functioning as an evaporator, the heat exchange capacity of the heat exchanger is reduced. For this reason, the refrigeration cycle apparatus performs a defrosting operation to melt the frost adhering to the evaporator, for example, by flowing the high-temperature refrigerant discharged from the compressor to the evaporator when the frost adheres to the evaporator or more. There is a need to do. Conventionally, the refrigeration cycle device predicts the amount of frost formation on the evaporator based on the detected values of the temperature sensor attached to the evaporator and the temperature sensor for detecting the outside air temperature, and starts the defrosting operation .
- the defrosting operation when the defrosting operation is started based on the detection value of the temperature sensor as described above, the defrosting operation may be started although the frost does not adhere to the evaporator in practice. There is a problem that the operation efficiency of the refrigeration cycle apparatus is lowered.
- the evaporator of the refrigeration cycle apparatus described in Patent Document 1 includes a sensor provided on the side plate so as to be separated from the fins by a specified distance. This sensor has an electrode part, and when frost contacts an electrode, it becomes the structure to which resistance value becomes small. Then, the evaporator of the refrigeration cycle apparatus described in Patent Document 1 is configured to start the defrosting operation as frost more than a specified amount adheres to the evaporator when the electrode unit is touched by frost and the resistance value of the sensor decreases. It has become.
- the evaporator of the refrigeration cycle apparatus described in Patent Document 1 is provided with a sensor capable of directly detecting the frost adhering to the evaporator, thereby suppressing the reduction in the operation efficiency due to the useless defrosting operation.
- the fins of the heat exchanger often deform during assembly and transportation of the heat exchanger. Therefore, in the refrigeration cycle apparatus described in Patent Document 1, when the sensor peripheral portion of the fin is deformed to the sensor side, although the amount of frost formation on the evaporator is smaller than the specified amount, the electrode portion of the sensor Frost touches the area and starts defrosting operation. Therefore, the refrigeration cycle apparatus described in Patent Document 1 still has a problem that the reduction in the operating efficiency due to the useless defrosting operation can not be sufficiently suppressed.
- This invention is made in order to solve the above-mentioned subject, and it aims at obtaining the refrigerating cycle device which can control that operation efficiency falls by useless defrosting operation conventionally.
- the refrigeration cycle apparatus is provided so as to face a plurality of fins arranged at predetermined intervals in the lateral direction and a first fin which is the outermost fin of the plurality of fins.
- a heat exchanger functioning as an evaporator, and a sensor provided on the side plate at a prescribed distance from the first fin for directly detecting frost attached to the first fin;
- a fin deformation restricting member which is provided between the side plate and the first fin and is fixed to the side plate, and restricts a portion of the first fin opposed to the sensor from being deformed to the sensor side; Is equipped.
- the refrigeration cycle apparatus according to the present invention can directly detect the frost adhering to the heat exchanger functioning as the evaporator by the sensor. For this reason, the refrigeration cycle apparatus according to the present invention can suppress the start of the defrosting operation even though frost does not actually adhere to the evaporator.
- the fin deformation regulating member regulates that a portion of the first fin facing the sensor is deformed to the sensor side. Therefore, in the refrigeration cycle apparatus according to the present invention, although the amount of frost formation on the heat exchanger functioning as the evaporator is smaller than the specified amount, the sensor touches the sensor with frost and starts the defrosting operation. Can also be suppressed. Therefore, the refrigeration cycle apparatus according to the present invention can suppress the reduction in the operating efficiency due to the useless defrosting operation more than in the past.
- FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing an example of an air conditioner according to an embodiment of the present invention. It is a side view showing an outdoor unit of an air conditioner concerning an embodiment of the invention. It is a cross-sectional view which shows the outdoor unit of the air conditioner concerning embodiment of this invention. It is a principal part enlarged view of the outdoor heat exchanger of the air conditioner concerning embodiment of this invention. It is a principal part enlarged view of the outdoor heat exchanger of the air conditioner concerning embodiment of this invention. It is a figure which shows the surface facing a fin in the sensor provided in the outdoor heat exchanger of the air conditioner concerning embodiment of this invention. It is a flowchart for demonstrating the defrosting operation of the air conditioner concerning embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the fin deformation
- FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing an example of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
- the flow of the refrigerant during the cooling operation is indicated by a broken arrow
- the flow of the refrigerant during the heating operation is indicated by a solid arrow.
- the air conditioner 1 includes a compressor 2, an indoor heat exchanger 3, an indoor fan 6, an expansion device 4, an outdoor heat exchanger 10, and an outdoor fan 7.
- the compressor 2, the indoor heat exchanger 3, the expansion device 4, and the outdoor heat exchanger 10 are connected by a refrigerant pipe to form a refrigerant circuit.
- the compressor 2 compresses a refrigerant.
- the refrigerant compressed by the compressor 2 is discharged and sent to the indoor heat exchanger 3.
- the compressor 2 can be configured by, for example, a rotary compressor, a scroll compressor, a screw compressor, or a reciprocating compressor.
- the indoor heat exchanger 3 functions as a condenser during heating operation.
- the indoor heat exchanger 3 is, for example, a fin and tube heat exchanger, a microchannel heat exchanger, a shell and tube heat exchanger, a heat pipe heat exchanger, a double pipe heat exchanger, or a plate heat exchange. It can be configured with a container or the like.
- the expansion device 4 expands and reduces the pressure of the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 3.
- the expansion device 4 may be configured by, for example, an electric expansion valve capable of adjusting the flow rate of the refrigerant.
- the outdoor heat exchanger 10 functions as an evaporator during heating operation.
- the outdoor heat exchanger 10 is configured by a fin-and-tube type heat exchanger. As described later, the outdoor heat exchanger 10 is accommodated in the housing 110 of the outdoor unit 100.
- the outdoor heat exchanger 10 is also provided with a sensor 20 and a temperature sensor 30.
- the sensor 20 is a sensor whose resistance value changes when frost adheres.
- the sensor 20 is electrically connected to the controller 50. Then, the control device 50 uses the resistance value of the sensor 20 for determining the start of the defrosting operation for removing the frost attached to the outdoor heat exchanger 10.
- the temperature sensor 30 is a sensor which is provided in the heat transfer pipe 13 of the outdoor heat exchanger 10 as described later, and detects the temperature of the heat transfer pipe 13.
- the temperature sensor 30 is a sensor that indirectly detects the temperature of the refrigerant flowing in the heat transfer tube 13.
- the temperature sensor 30 is electrically connected to the controller 50. Then, the control device 50 uses the detection value of the temperature sensor 30 to determine the end of the defrosting operation.
- the indoor fan 6 is provided in the vicinity of the indoor heat exchanger 3 and supplies room air which is a heat exchange fluid to the indoor heat exchanger 3.
- the outdoor fan 7 is provided in the vicinity of the outdoor heat exchanger 10 and supplies outdoor air, which is a heat exchange fluid, to the outdoor heat exchanger 10.
- the air conditioner 1 also includes a flow path switching device 5 provided on the discharge side of the compressor 2 in order to enable a cooling operation in addition to the heating operation.
- the flow path switching device 5 is, for example, a four-way valve.
- the flow path switching device 5 switches the connection destination of the discharge port of the compressor 2 to the indoor heat exchanger 3 or the outdoor heat exchanger 10. That is, the flow path switching device 5 switches the flow of the refrigerant in the heating operation and the cooling operation.
- the passage switching device 5 connects the discharge port of the compressor 2 to the indoor heat exchanger 3 and switches the suction port of the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 10 during heating operation.
- the flow path switching device 5 is switched so as to connect the discharge port of the compressor 2 and the outdoor heat exchanger 10 and connect the suction port of the compressor 2 and the indoor heat exchanger 3 during cooling operation. . That is, during the cooling operation, the outdoor heat exchanger 10 functions as a condenser, and the indoor heat exchanger 3 functions as an evaporator.
- the outdoor heat exchanger 10 functions as an evaporator during the heating operation in which the outside air temperature is low. For this reason, moisture in the air may form frost on the outdoor heat exchanger 10 during the heating operation. For this reason, in an air conditioner or the like capable of a heating operation, a defrosting operation is usually performed to remove the frost attached to the outdoor heat exchanger during the heating operation.
- the flow passage of the flow passage switching device 5 is switched to the flow passage in the cooling operation. Thereby, the flow path between the discharge port of the compressor 2 and the outdoor heat exchanger 10 is opened, and the high temperature refrigerant is supplied from the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 10. And the frost adhering to the outdoor heat exchanger 10 is melted by the high temperature refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger 10.
- the supply configuration of the high-temperature refrigerant from the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 10 is not limited to the configuration.
- bypass refrigerant pipe that connects the discharge port of the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 10 and an opening / closing device that opens / closes the flow path of the bypass refrigerant pipe
- the defrosting operation which supplies a refrigerant is also known conventionally.
- high temperature refrigerant may be supplied from the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 10 using such bypass piping and opening / closing device.
- the air conditioner 1 includes the components of the air conditioner 1 (the frequency of the compressor 2, the opening degree of the expansion device 4, the flow path of the flow path switching device 5, the number of rotations of the indoor fan 6, and the rotation of the outdoor fan 7
- the controller 50 is provided to control the number and the like. As described later, the control device 50 also controls the defrosting operation of the outdoor heat exchanger 10.
- the control device 50 is configured by a dedicated hardware or a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in a memory.
- the CPU is also referred to as a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, or a processor.
- control device 50 When the control device 50 is dedicated hardware, the control device 50 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, an application specific integrated circuit (ASIC), a field-programmable gate array (FPGA), or a combination thereof. Applicable Each of the functional units realized by the control device 50 may be realized by individual hardware, or each functional unit may be realized by one hardware.
- ASIC application specific integrated circuit
- FPGA field-programmable gate array
- each function executed by the control device 50 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
- Software and firmware are written as programs and stored in memory.
- the CPU realizes each function of the control device 50 by reading and executing the program stored in the memory.
- the memory is, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM, a ROM, a flash memory, an EPROM, or an EEPROM.
- a part of the functions of the control device 50 may be realized by dedicated hardware and a part may be realized by software or firmware.
- a part of the control device 50 is configured as the control board 55, and the control board 55 is accommodated in the outdoor unit 100.
- Control device 50 includes determination unit 51, control unit 52, and storage unit 53 as functional units.
- the determination unit 51 is a functional unit that determines whether or not the defrosting operation is started during the heating operation. When the resistance value R of the sensor 20 becomes equal to or less than the threshold value Ra, the determination unit 51 determines that the defrosting operation is to be started. Further, the determination unit 51 also determines whether or not the defrosting operation is ended during the defrosting operation.
- the method for determining whether the determining unit 51 ends the defrosting operation is not particularly limited, and a known method may be used. For example, when the air conditioner 1 includes the temperature sensor 30 as in the present embodiment, the determination unit 51 terminates the defrosting operation when the detection value T of the temperature sensor 30 becomes equal to or greater than the threshold value Ta. You may judge.
- the determination unit 51 may end the defrosting operation. Further, for example, when the time of the defrosting operation becomes equal to or longer than the specified time, the determination unit 51 may determine that the defrosting operation is ended. In this case, the temperature sensor 30 does not have to be provided in the air conditioner 1.
- the control unit 52 operates and stops the compressor 2, the frequency at the time of operation of the compressor 2, and the expansion device 4 based on detected values of sensors included in the air conditioner 1, a command from a remote controller (not shown), and the like. Opening and closing of the expansion device 4, the flow path of the flow path switching device 5, the operation and stop of the indoor fan 6, the rotational speed of the indoor fan 6 and the operation and stop of the outdoor fan 7, and the outdoor fan It controls the number of rotations and the like at the time of operation of 7.
- the storage unit 53 stores a comparison value used for comparison with detection values of sensors of the air conditioner 1, information required for operation of the air conditioner 1, and the like. That is, the threshold value Ra and the threshold value Ta described above are stored in the storage unit 53.
- FIG. 2 is a side view showing the outdoor unit of the air conditioner according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a cross-sectional view which shows the outdoor unit of the air conditioner concerning embodiment of this invention.
- the outdoor unit 100 according to the present embodiment includes, for example, a substantially rectangular parallelepiped casing 110.
- the inside of the housing 110 is divided into a fan room 101 and an electric room 102.
- the outdoor heat exchanger 10 and the outdoor fan 7 are accommodated.
- the electric component room 102 a control board 55 which constitutes a part of the control device 50 is accommodated.
- a suction port which is an opening, is formed on the side surface of the housing 110.
- the suction port is formed at a position communicating with the blower chamber 101.
- the outdoor heat exchanger 10 is accommodated in the fan room 101 facing the suction port.
- the housing 110 is provided with two suction ports 111 and 112 as suction ports.
- the suction port 111 and the suction port 112 are formed in the side part which adjoins.
- the outdoor heat exchanger 10 which concerns on this Embodiment is formed in planar view substantially L-shape.
- an air outlet 113 which is an opening, is also formed in the side surface of the housing 110. The outlet 113 is formed at a position in communication with the blower chamber 101.
- the outdoor fan 7 is accommodated in the blower chamber 101 so as to face the air outlet 113. That is, when the outdoor fan 7 rotates in the housing 110, outdoor air heat-exchanged with the outdoor heat exchanger 10 is sucked into the housing 110 from the suction port 111 and the suction port 112. Further, outdoor air heat-exchanged with the outdoor heat exchanger 10 is blown out of the casing 110 from the outlet 113.
- the outdoor heat exchanger 10 is provided with the sensor 20 and the temperature sensor 30.
- the sensor 20 and the temperature sensor 30 are electrically connected to the control substrate 55 housed in the electric component room 102.
- FIG.4 and FIG.5 is a principal part enlarged view of the outdoor heat exchanger of the air conditioner concerning embodiment of this invention.
- FIG. 6 is a figure which shows the surface facing a fin in the sensor provided in the outdoor heat exchanger of the air conditioner concerning embodiment of this invention.
- FIG. 4 and FIG. 5 are the figures which observed the location arrange
- FIG. 4 has shown the state which the frost 200 has not attached to the outdoor heat exchanger 10.
- FIG. 5 shows a state in which the frost 200 adheres to the outdoor heat exchanger 10.
- 4 and 5 also show the top panel 114 that constitutes the top surface portion of the housing 110.
- FIG. 6 also shows the surface of the sensor 20 facing the fins 11.
- 6A shows a state in which the frost 200 is not attached to the sensor 20.
- FIG. FIG. 6 (b) shows a state in which the frost 200 adheres to the sensor 20.
- the outdoor heat exchanger 10 is provided with a plurality of fins 11 arranged in the lateral direction at regular intervals.
- the fin 11 that is the outermost in the direction in which the fins 11 are arranged is referred to as a first fin 11a.
- the outdoor heat exchanger 10 is provided with the side plate 12 provided facing the 1st fin 11a.
- the outdoor heat exchanger 10 also includes a heat transfer pipe 13 penetrating each of the fins 11 in the direction in which the fins 11 are arranged.
- the heat transfer tube 13 is provided with a temperature sensor 30.
- the outdoor heat exchanger 10 is provided with the sensor 20.
- the sensor 20 is provided on the side plate 12 at a prescribed distance from the first fin 11 a.
- the surface of the sensor 20 facing the first fin 11a is several mm away from the first fin 11a.
- a plus electrode 21 and a minus electrode 22 are provided as electrode parts.
- the plus electrode 21 and the minus electrode 22 have, for example, a comb shape.
- the sensor 20 includes a heater for heating the sensor 20.
- the senor 20 should just be a structure which can detect the frost adhering to the 1st fin 11a directly, and is not limited to the structure to which resistance value reduces by adhesion of a frost.
- the sensor 20 may have, for example, a configuration capable of detecting moisture.
- FIG. 7 is a flowchart for explaining the defrosting operation of the air conditioner according to the embodiment of the present invention.
- determination unit 51 compares resistance value R of sensor 20 with threshold value Ra stored in storage unit 53 in step S2. As indicated by “No” in step S2, when the resistance value R of the sensor 20 is larger than the threshold value Ra, the determination unit 51 determines that the defrosting operation is not to be started. Further, as indicated by “Yes” in step S2, when the resistance value R of the sensor 20 is equal to or less than the threshold value Ra, the determination unit 51 determines to start the defrosting operation.
- step S2 If it is determined in step S2 that the defrosting operation is to be started, the control unit 52 switches the flow path of the flow path switching device 5 to the flow path during the cooling operation in step S3 and starts the defrosting operation. Thereby, the high temperature refrigerant is supplied from the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 10. And the frost adhering to the outdoor heat exchanger 10 is melted by the high temperature refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger 10.
- step S3 the determination unit 51 compares the detection value T of the temperature sensor 30 with the threshold value Ta stored in the storage unit 53. As indicated by “No” in step S4, when the detection value T of the temperature sensor 30 is smaller than the threshold value Ta, the determination unit 51 determines that the defrosting operation is not ended. Further, as indicated by “Yes” in step S4, when the detection value T of the temperature sensor 30 is equal to or greater than the threshold value Ta, the determination unit 51 determines that the defrosting operation is to be ended.
- step S5 the control unit 52 switches the flow path of the flow path switching device 5 to the flow path during the heating operation, and restarts the heating operation. Thereafter, the process returns to step S2. The steps from step S2 to step S5 described above are repeated until the heating operation is completed.
- the fins of the heat exchanger often deform during assembly and transportation of the heat exchanger. Therefore, in the outdoor heat exchanger 10 according to the present embodiment, even when the peripheral portion of the sensor 20 in the first fin 11a is deformed toward the sensor 20, the amount of frost formation on the outdoor heat exchanger 10 is small. Instead, the frost 200 touches the plus electrode 21 and the minus electrode 22 of the sensor 20, and the defrosting operation is started. That is, the operating efficiency of the air conditioner 1 is reduced by the useless defrosting operation. So, the air conditioner 1 which concerns on this Embodiment is provided with the fin deformation control member 60 which controls that the part facing the sensor 20 in the 1st fin 11a deform
- FIG. 8 is a perspective view showing a fin deformation restricting member according to the embodiment of the present invention. This FIG. 8 is the figure which observed the fin deformation
- the details of the fin deformation regulating member 60 will be described with reference to FIG. 8 and FIGS. 4 and 5 described above.
- the fin deformation restricting member 60 includes a main body 61 provided between the side plate 12 and the first fin 11a.
- the main body 61 is fixed to the side plate 12. Further, the main body portion 61 is provided so as to surround the periphery of the sensor 20 in order to restrict deformation of a portion of the first fin 11 a facing the sensor 20 to the sensor 20 side. Further, the length in the arranging direction of the first fins 11 a and the side plates 12 in the main body portion 61 is the same as the distance between the first fins 11 a and the side plates 12, or the length between the first fins 11 a and the side plates 12. It is slightly shorter than the distance between them. The length in the direction in which the first fins 11a and the side plates 12 are arranged in parallel is the length in the lateral direction in FIGS. 4 and 5.
- the main body portion 61 includes two plate members 62 and two connection members 63.
- One of the plate members 62 is disposed above the sensor 20.
- the other of the plate members 62 is disposed below the sensor 20.
- the two plate members 62 are connected by two connecting members 63.
- the configuration of the main body portion 61 is not limited to the configuration of FIG. 8.
- each of the plate members 62 may be a plurality of columnar members.
- the number of connection members 63 may be changed. That is, the configuration of the main body portion 61 is arbitrary as long as it is possible to restrict the deformation of the portion of the first fin 11 a facing the sensor 20 to the sensor 20 side.
- the portion of the first fin 11 a facing the sensor 20 contacts the main body portion 61 when it is deformed to the sensor 20 side.
- the peripheral portion of the sensor 20 in the first fin 11a is deformed to the opposite side to the sensor 20.
- the frost 200 does not touch the plus electrode 21 and the minus electrode 22 of the sensor 20 even though the amount of frost formation on the outdoor heat exchanger 10 is large.
- the amount of frost formation on the outdoor heat exchanger 10 is the amount to start the defrosting operation, the defrosting operation is not started. Therefore, when the first fins 11a are deformed in this manner, the start of the defrosting operation is delayed, and the heat exchange capacity of the outdoor heat exchanger 10 during the heating operation is reduced.
- the fin deformation restricting member 60 includes the claws 64 sandwiching the first fin 11a. Since the main body 61 is fixed to the side plate 12 and the claws 64 sandwich the first fin 11a, the peripheral portion of the sensor 20 in the first fin 11a is subjected to a load that deforms on the opposite side to the sensor 20 However, it can not be deformed to the opposite side to the sensor 20. Therefore, in the fin deformation restricting member 60 according to the present embodiment, the peripheral portion of the sensor 20 in the first fin 11a can also be restricted from being deformed to the side opposite to the sensor 20. Therefore, it can also be suppressed that the heat exchange capacity of the outdoor heat exchanger 10 declines during the heating operation.
- the air conditioner 1 which concerns on this Embodiment is provided with the outdoor heat exchanger 10 which functions as an evaporator.
- the outdoor heat exchanger 10 is opposed to the plurality of fins 11 arranged at regular intervals in the lateral direction and the first fins 11 a which are the fins 11 arranged at the outermost side among the plurality of fins 11.
- the side plate 12 provided.
- the air conditioner 1 which concerns on this Embodiment is provided in the side plate 12 by predetermined distance from the 1st fin 11a, and is provided with the sensor 20 which directly detects the frost 200 adhering to the 1st fin 11a.
- the air conditioner 1 according to the present embodiment is provided between the side plate 12 and the first fin 11 a and is fixed to the side plate 12, and the portion of the first fin 11 a facing the sensor 20 is the sensor 20.
- a fin deformation restricting member 60 is provided which restricts deformation to the side.
- the air conditioner 1 according to the present embodiment regulates that a portion of the first fin 11 a facing the sensor 20 is deformed to the sensor 20 side. Therefore, in the air conditioner 1 according to the present embodiment, although the amount of frost formation on the outdoor heat exchanger 10 is smaller than the prescribed amount, the frost 200 touches the sensor 20 and starts the defrosting operation. Can be suppressed. Therefore, air conditioner 1 concerning this embodiment can control that operation efficiency falls by useless defrosting operation conventionally.
- the sensor 20 is provided with a heater for heating the sensor 20.
- the heat of the heater may be transmitted to the first fin 11 a via the fin deformation regulating member 60.
- the thermal conductivity of the fin deformation regulating member 60 is preferably smaller.
- the fin deformation regulating member 60 is preferably made of polyethylene, polypropylene, polystyrene or the like.
- the fin deformation restricting member 60 may be configured as follows. .
- FIG. 9 is a perspective view showing another example of the fin deformation restricting member according to the embodiment of the present invention.
- This FIG. 9 is the figure which observed the fin deformation control member 60 from the suction port 111 side.
- the fin deformation control member 60 shown in FIG. 9 includes a shielding portion 65 disposed between the suction port 111 and the sensor 20.
- the shielding portion 65 blocks between the suction port 111 and the sensor 20.
- the shielding unit 65 is, for example, a plate member that covers an opening on the suction port 111 side of the main body unit 61. Even when moisture such as rain intrudes into the outdoor unit 100, adhesion of the moisture to the sensor 20 can be suppressed by providing the shielding portion 65 with the fin deformation regulating member 60.
- the shielding portion 65 with the fin deformation regulating member 60, it is possible to suppress erroneous recognition that water such as rain adhering to the sensor 20 is the frost 200, and the defrosting operation is erroneously started. Can be suppressed.
- the refrigeration cycle apparatus according to the present invention has been described by taking the air conditioner 1 using the heat exchanger according to the present invention as the outdoor heat exchanger 10 as an example.
- the refrigeration cycle apparatus according to the present invention is not limited to only the air conditioner.
- the present invention can be implemented in various refrigeration cycle apparatuses having a heat exchanger that functions as an evaporator, such as a hot water storage apparatus and a refrigerator.
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Abstract
本発明に係る冷凍サイクル装置は、横方向に規定の間隔を空けて並べられた複数のフィンと、前記複数のフィンのうちで最も外側に配置されたフィンである第1フィンと対向して設けられたサイドプレートとを有し、蒸発器として機能する熱交換器と、前記第1フィンから規定距離離れて前記サイドプレートに設けられ、前記第1フィンに付着した霜を直接検出するセンサーと、前記サイドプレートと前記第1フィンとの間に設けられて前記サイドプレートに固定され、前記第1フィンにおける前記センサーと対向する部分が前記センサー側へ変形することを規制するフィン変形規制部材と、を備えている。
Description
本発明は、無駄な除霜運転によって運転効率が低下することの抑制を図った冷凍サイクル装置に関するものである。
冷凍サイクル装置は、蒸発器として機能する熱交換器に霜が付着すると、当該熱交換器の熱交換能力が低下する。このため、冷凍サイクル装置は、蒸発器に規定量以上の霜が付着した際、例えば圧縮機から吐出された高温冷媒を蒸発器に流す等により、蒸発器に付着した霜を溶かす除霜運転を行う必要がある。従来、冷凍サイクル装置は、蒸発器に取り付けられた温度センサー、及び外気温度を検出する温度センサー等の検出値に基づいて蒸発器への着霜量を予測し、除霜運転を開始していた。
しかしながら、上述のように温度センサーの検出値に基づいて除霜運転を開始する構成の場合、実際には蒸発器に霜が付着していないにもかかわらず除霜運転が開始されてしまう場合があり、冷凍サイクル装置の運転効率が低下してしまうという課題があった。
そこで、従来の冷凍サイクル装置には、蒸発器に付着した霜を直接検出できるセンサーを備えたものも提案されている(特許文献1参照)。具体的には、特許文献1に記載の冷凍サイクル装置の蒸発器は、フィンと規定距離離れるようにサイドプレートに設けられたセンサーを備えている。このセンサーは、電極部を有し、電極に霜が触れると抵抗値が小さくなる構成となっている。そして、特許文献1に記載の冷凍サイクル装置の蒸発器は、電極部に霜が触れてセンサーの抵抗値が小さくなると、蒸発器に規定量以上の霜が付着したとして除霜運転を開始する構成となっている。
特許文献1に記載の冷凍サイクル装置の蒸発器は、蒸発器に付着した霜を直接検出できるセンサーを備えることにより、無駄な除霜運転によって運転効率が低下することの抑制を図っている。しかしながら、熱交換器のフィンは、熱交換器の組立時及び運搬時等において、しばしば変形する。このため、特許文献1に記載の冷凍サイクル装置においては、フィンにおけるセンサー周辺部分がセンサー側に変形した場合、蒸発器への着霜量が規定量よりも少ないにもかかわらず、センサーの電極部に霜が触れて、除霜運転を開始してしまう。したがって、特許文献1に記載の冷凍サイクル装置は、未だ、無駄な除霜運転によって運転効率が低下することを十分に抑制できないという課題があった。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、無駄な除霜運転によって運転効率が低下することを従来よりも抑制することができる冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
本発明に係る冷凍サイクル装置は、横方向に規定の間隔を空けて並べられた複数のフィンと、前記複数のフィンのうちで最も外側に配置されたフィンである第1フィンと対向して設けられたサイドプレートとを有し、蒸発器として機能する熱交換器と、前記第1フィンから規定距離離れて前記サイドプレートに設けられ、前記第1フィンに付着した霜を直接検出するセンサーと、前記サイドプレートと前記第1フィンとの間に設けられて前記サイドプレートに固定され、前記第1フィンにおける前記センサーと対向する部分が前記センサー側へ変形することを規制するフィン変形規制部材と、を備えている。
本発明に係る冷凍サイクル装置は、センサーによって、蒸発器として機能する熱交換器に付着した霜を直接検出できる。このため、本発明に係る冷凍サイクル装置は、実際には蒸発器に霜が付着していないにもかかわらず除霜運転が開始されてしまうことを抑制できる。ここで、本発明に係る冷凍サイクル装置は、フィン変形規制部材によって、第1フィンにおけるセンサーと対向する部分がセンサー側へ変形することを規制している。このため、本発明に係る冷凍サイクル装置は、蒸発器として機能する熱交換器への着霜量が規定量よりも少ないにもかかわらず、センサーに霜が触れて除霜運転を開始してしまうことも抑制できる。したがって、本発明に係る冷凍サイクル装置は、無駄な除霜運転によって運転効率が低下することを従来よりも抑制することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明に係る冷凍サイクル装置の一例について説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置を空気調和機として用いた場合を例に、換言すると本発明に係る熱交換器を室外熱交換器として用いた場合を例に、本発明に係る冷凍サイクル装置の一例を説明する。
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の一例を示す冷媒回路図である。なお、図1では、冷房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示し、暖房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示している。始めに、図1を用い、本実施の形態に係る空気調和機1の概略構成について説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の一例を示す冷媒回路図である。なお、図1では、冷房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示し、暖房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示している。始めに、図1を用い、本実施の形態に係る空気調和機1の概略構成について説明する。
図1に示すように、空気調和機1は、圧縮機2、室内熱交換器3、室内ファン6、膨張装置4、室外熱交換器10、及び、室外ファン7を備えている。圧縮機2、室内熱交換器3、膨張装置4、及び室外熱交換器10が冷媒配管によって接続され、冷媒回路が形成されている。
圧縮機2は、冷媒を圧縮するものである。圧縮機2で圧縮された冷媒は、吐出されて室内熱交換器3へ送られる。圧縮機2は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、又は往復圧縮機等で構成することができる。
室内熱交換器3は、暖房運転時、凝縮器として機能するものである。室内熱交換器3は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、又はプレート熱交換器等で構成することができる。
膨張装置4は、室内熱交換器3から流出した冷媒を膨張させて減圧するものである。膨張装置4は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。なお、膨張装置4としては、電動膨張弁だけでなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、又はキャピラリーチューブ等を適用することも可能である。
室外熱交換器10は、暖房運転時、蒸発器として機能するものである。本実施の形態では、フィンアンドチューブ型熱交換器で室外熱交換器10を構成している。後述のように、室外熱交換器10は、室外機100の筐体110に収容されている。また、室外熱交換器10には、センサー20及び温度センサー30が設けられている。センサー20は、霜が付着すると抵抗値が変化するセンサーである。センサー20は、制御装置50に電気的に接続されている。そして、制御装置50は、室外熱交換器10に付着した霜を除去する除霜運転の開始判定に、センサー20の抵抗値を利用している。また、温度センサー30は、後述のように室外熱交換器10の伝熱管13に設けられ、該伝熱管13の温度を検出するセンサーである。換言すると、温度センサー30は、伝熱管13内を流れる冷媒の温度を間接的に検出するセンサーである。温度センサー30は、制御装置50に電気的に接続されている。そして、制御装置50は、除霜運転の終了判定に、温度センサー30の検出値を利用している。
室内ファン6は、室内熱交換器3の近傍に設けられており、室内熱交換器3に熱交換流体である室内空気を供給するものである。
室外ファン7は、室外熱交換器10の近傍に設けられており、室外熱交換器10に熱交換流体である室外空気を供給するものである。
室外ファン7は、室外熱交換器10の近傍に設けられており、室外熱交換器10に熱交換流体である室外空気を供給するものである。
また、空気調和機1は、暖房運転に加えて冷房運転も可能とするため、圧縮機2の吐出側に設けられた流路切替装置5を備えている。流路切替装置5は、例えば四方弁等である。この流路切替装置5は、圧縮機2の吐出口の接続先を、室内熱交換器3又は室外熱交換器10に切り替えるものである。つまり、流路切替装置5は、暖房運転と冷房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。詳しくは、流路切替装置5は、暖房運転時、圧縮機2の吐出口と室内熱交換器3とを接続し、圧縮機2の吸入口と室外熱交換器10とを接続するように切り替えられる。また、流路切替装置5は、冷房運転時、圧縮機2の吐出口と室外熱交換器10とを接続し、圧縮機2の吸入口と室内熱交換器3とを接続するように切り替えられる。すなわち、冷房運転時、室外熱交換器10が凝縮器として機能し、室内熱交換器3が蒸発器として機能する。
ここで、室外熱交換器10は、低外気温状態となっている暖房運転時に、蒸発器として機能する。このため、暖房運転時、空気中の水分が室外熱交換器10に着霜することがある。このため、暖房運転が可能な空気調和機等では、通常、暖房運転中に室外熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転を行うようになっている。
本実施の形態に係る空気調和機1においては、除霜運転を開始する場合、流路切替装置5の流路が冷房運転時の流路に切り替えられる。これにより、圧縮機2の吐出口と室外熱交換器10との間の流路が開かれ、圧縮機2から室外熱交換器10に、高温冷媒が供給される。そして、室外熱交換器10に付着した霜は、室外熱交換器10に供給される高温冷媒によって融解される。なお、圧縮機2から室外熱交換器10への高温冷媒の供給構成は、当該構成に限定されるものではない。例えば、圧縮機2の吐出口と室外熱交換器10とを接続するバイパス冷媒配管と、該バイパス冷媒配管の流路を開閉する開閉装置とを用い、圧縮機2から室外熱交換器10に高温冷媒を供給する除霜運転も、従来より知られている。このようなバイパス配管及び開閉装置を用いて、圧縮機2から室外熱交換器10に高温冷媒を供給しても勿論よい。
また、空気調和機1は、空気調和機1の各構成(圧縮機2の周波数、膨張装置4の開度、流路切替装置5の流路、室内ファン6の回転数、室外ファン7の回転数等)を制御する制御装置50を備えている。後述のように、制御装置50は、室外熱交換器10の除霜運転も制御する。
制御装置50は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)で構成されている。なお、CPUは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はプロセッサともいう。
制御装置50が専用のハードウェアである場合、制御装置50は、例えば、単一回路、複合回路、ASIC(application specific integrated circuit)、FPGA(field-programmable gate array)、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御装置50が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。
制御装置50がCPUの場合、制御装置50が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。CPUは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置50の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、又はEEPROM等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。
制御装置50の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。なお、本実施の形態に係る空気調和機1においては、後述のように、制御装置50の一部を制御基板55として構成し、該制御基板55を室外機100に収容している。
本実施の形態に係る制御装置50は、機能部として、判定部51、制御部52及び記憶部53を備えている。
判定部51は、暖房運転中に、除霜運転を開始するか否かを判定する機能部である。判定部51は、センサー20の抵抗値Rが閾値Ra以下となった場合、除霜運転を開始すると判定する。また、判定部51は、除霜運転中、除霜運転を終了するか否かも判定する。判定部51が除霜運転を終了するか否かを判定する手法は、特に限定されるものではなく、公知の手法を用いればよい。例えば、本実施の形態のように空気調和機1が温度センサー30を備えている場合、判定部51は、温度センサー30の検出値Tが閾値Ta以上となった場合、除霜運転を終了すると判定してもよい。換言すると、判定部51は、室外熱交換器10の伝熱管13の温度が閾値Ta以上となった場合、除霜運転を終了してもよい。また例えば、判定部51は、除霜運転の時間が規定時間以上となった場合、除霜運転を終了すると判定してもよい。この場合、温度センサー30は、空気調和機1に設けられている必要はない。
制御部52は、空気調和機1が有するセンサー類の検出値、図示せぬリモートコントローラーからの指令等に基づいて、圧縮機2の稼働及び停止、圧縮機2の稼働時の周波数、膨張装置4の開閉、膨張装置4の開時の開度、流路切替装置5の流路、室内ファン6の稼働及び停止、室内ファン6の稼働時の回転数、室外ファン7の稼働及び停止、室外ファン7の稼働時の回転数等を制御するものである。
記憶部53は、空気調和機1が有するセンサー類の検出値との比較に用いられる比較値、空気調和機1の運転に必要な情報等を記憶するものである。すなわち、上述の閾値Ra及び閾値Taは、記憶部53に記憶されている。
図2は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室外機を示す側面図である。また、図3は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室外機を示す横断面図である。
本実施の形態に係る室外機100は、例えば略直方体の筐体110を備えている。筐体110の内部は、送風機室101と電気品室102とに仕切られている。送風機室101には、室外熱交換器10及び室外ファン7が収容されている。また、電気品室102には、制御装置50の一部を構成する制御基板55が収容されている。
本実施の形態に係る室外機100は、例えば略直方体の筐体110を備えている。筐体110の内部は、送風機室101と電気品室102とに仕切られている。送風機室101には、室外熱交換器10及び室外ファン7が収容されている。また、電気品室102には、制御装置50の一部を構成する制御基板55が収容されている。
詳しくは、筐体110の側面部には、開口部である吸込口が形成されている。吸込口は、送風機室101と連通する位置に形成されている。そして、室外熱交換器10は、吸込口と対向して、送風機室101に収容されている。さらに詳しくは、本実施の形態においては、筐体110には、吸込口として、2つの吸込口111及び吸込口112が形成されている。吸込口111と吸込口112とは、隣接する側面部に形成されている。このため、本実施の形態に係る室外熱交換器10は、平面視略L字形状に形成されている。また、筐体110の側面部には、開口部である吹出口113も形成されている。吹出口113は、送風機室101と連通する位置に形成されている。そして、室外ファン7は、吹出口113と対向して、送風機室101に収容されている。すなわち、筐体110内において室外ファン7が回転すると、室外熱交換器10と熱交換する室外空気が吸込口111及び吸込口112から筐体110内に吸い込まれる構成となっている。また、室外熱交換器10と熱交換した室外空気が、吹出口113から筐体110外へ吹き出される構成となっている。
上述のように、室外熱交換器10には、センサー20及び温度センサー30が設けられている。センサー20及び温度センサー30は、電気品室102に収容された制御基板55と電気的に接続されている。
図4及び図5は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室外熱交換器の要部拡大図である。また、図6は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室外熱交換器に設けられたセンサーにおける、フィンと対向する表面を示す図である。ここで、図4及び図5は、室外熱交換器10における図2のA部に配置されている箇所を、吸込口111側から観察した図である。また、図4は、室外熱交換器10に霜200が付着していない状態を示している。図5は、室外熱交換器10に霜200が付着している状態を示している。なお、図4及び図5には、筐体110の天面部を構成するトップパネル114も図示している。また、図6は、センサー20におけるフィン11と対向する表面を示している。また、図6(a)は、センサー20に霜200が付着していない状態を示している。図6(b)は、センサー20に霜200が付着している状態を示している。
室外熱交換器10は、横方向に規定の間隔を空けて並べられた複数のフィン11を備えている。なお、以下では、複数のフィン11のうち、これらフィン11の並設方向において最も外側となるフィン11を第1フィン11aと称することとする。このように第1フィン11aを定義した場合、室外熱交換器10は、第1フィン11aと対向して設けられたサイドプレート12を備えている。また、室外熱交換器10は、フィン11の並設方向にフィン11のそれぞれを貫通する伝熱管13も備えている。なお、伝熱管13には、温度センサー30が設けられている。
上述のように、室外熱交換器10には、センサー20が設けられている。センサー20は、第1フィン11aから規定距離離れて、サイドプレート12に設けられている。本実施の形態では、センサー20における第1フィン11aと対向する表面は、第1フィン11aから数mm離れている。このセンサー20における第1フィン11aと対向する表面には、電極部としてプラス電極21及びマイナス電極22が設けられている。プラス電極21及びマイナス電極22は、例えば、櫛形形状となっている。
図6(a)に示すように、センサー20における第1フィン11aと対向する表面に霜200が付着していない状態においては、プラス電極21及びマイナス電極22の間は導通しない。このため、プラス電極21とマイナス電極22の間の抵抗値は、無限大となる。一方、図6(b)に示すように、プラス電極21及びマイナス電極22に跨がるように霜200が付着すると、プラス電極21及びマイナス電極22の間は、霜200によって導通する。このため、プラス電極21及びマイナス電極22に跨がるように霜200が付着すると、プラス電極21とマイナス電極22の間の抵抗値は、センサー20における第1フィン11aと対向する表面に霜200が付着していない状態と比べ、減少することとなる。
ここで、個体である霜200がプラス電極21及びマイナス電極22に付着した場合に比べ、プラス電極21及びマイナス電極22に霜200の融解した水201が付着した場合の方が、プラス電極21及びマイナス電極22の間が導通しやすくなる。換言すると、個体である霜200がプラス電極21及びマイナス電極22に付着した場合に比べ、プラス電極21及びマイナス電極22に霜200の融解した水201が付着した場合の方が、プラス電極21とマイナス電極22の間の抵抗値が減少しやすい。このため、本実施の形態に係るセンサー20は、該センサー20を加熱するヒーターを備えている。このため、センサー20における第1フィン11aと対向する表面に霜200が付着すると、該霜200が融解して水201となり、該水201がプラス電極21及びマイナス電極22に付着することとなる。これにより、センサー20における第1フィン11aと対向する表面に霜200が付着したことを、より確実に検出することができる。
なお、センサー20は、第1フィン11aに付着した霜を直接検出できる構成であればよく、霜の付着によって抵抗値が減少する構成に限定されるものではない。センサー20は、例えば、水分を検出できる構成であればよい。
図7は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の除霜運転を説明するためのフローチャートである。
ステップS1において制御部52が暖房運転を開始すると、ステップS2において判定部51は、センサー20の抵抗値Rと、記憶部53に記憶されている閾値Raとを比較する。ステップS2に「No」で示すように、センサー20の抵抗値Rが閾値Raよりも大きい場合、判定部51は、除霜運転を開始しないと判定する。また、ステップS2に「Yes」で示すように、センサー20の抵抗値Rが閾値Ra以下の場合、判定部51は、除霜運転を開始すると判定する。
ステップS1において制御部52が暖房運転を開始すると、ステップS2において判定部51は、センサー20の抵抗値Rと、記憶部53に記憶されている閾値Raとを比較する。ステップS2に「No」で示すように、センサー20の抵抗値Rが閾値Raよりも大きい場合、判定部51は、除霜運転を開始しないと判定する。また、ステップS2に「Yes」で示すように、センサー20の抵抗値Rが閾値Ra以下の場合、判定部51は、除霜運転を開始すると判定する。
ステップS2において除霜運転を開始すると判定された場合、ステップS3において制御部52は、流路切替装置5の流路を冷房運転時の流路に切り替え、除霜運転を開始する。これにより、圧縮機2から室外熱交換器10に、高温冷媒が供給される。そして、室外熱交換器10に付着した霜は、室外熱交換器10に供給される高温冷媒によって融解される。ステップS3の後、ステップS4において判定部51は、温度センサー30の検出値Tと、記憶部53に記憶されている閾値Taとを比較する。ステップS4に「No」で示すように、温度センサー30の検出値Tが閾値Taよりも小さい場合、判定部51は、除霜運転を終了しないと判定する。また、ステップS4に「Yes」で示すように、温度センサー30の検出値Tが閾値Ta以上の場合、判定部51は、除霜運転を終了と判定する。
ステップS4において除霜運転を終了すると判定された場合、ステップS5において制御部52は、流路切替装置5の流路を暖房運転時の流路に切り替え、暖房運転を再開する。その後、ステップS2に戻る。上述のステップS2からステップS5までのステップは、暖房運転が終了するまで繰り返される。
このように、蒸発器として機能する室外熱交換器10に付着した霜200をセンサー20によって直接検出することにより、実際には室外熱交換器10に霜200が付着していないにもかかわらず除霜運転が開始されることを抑制でき、空気調和機1の運転効率が低下してしまうことを抑制できる。
ここで、熱交換器のフィンは、熱交換器の組立時及び運搬時等において、しばしば変形する。このため、本実施の形態に係る室外熱交換器10において、第1フィン11aにおけるセンサー20の周辺部分がセンサー20側に変形した場合、室外熱交換器10への着霜量が少ないにもかかわらず、センサー20のプラス電極21及びマイナス電極22に霜200が触れて、除霜運転が開始されてしまう。すなわち、無駄な除霜運転によって、空気調和機1の運転効率が低下してしまう。そこで、本実施の形態に係る空気調和機1は、第1フィン11aにおけるセンサー20と対向する部分がセンサー20側へ変形することを規制するフィン変形規制部材60を備えている。
図8は、本発明の実施の形態に係るフィン変形規制部材を示す斜視図である。この図8は、吸込口111側からフィン変形規制部材60を観察した図である。以下、図8と、上述した図4及び図5を用いて、フィン変形規制部材60の詳細について説明する。
フィン変形規制部材60は、サイドプレート12と第1フィン11aとの間に設けられた本体部61を備えている。本体部61は、サイドプレート12に固定されている。また、本体部61は、第1フィン11aにおけるセンサー20と対向する部分がセンサー20側へ変形することを規制するため、センサー20の周囲を囲むように設けられている。また、本体部61における第1フィン11a及びサイドプレート12の並設方向の長さは、第1フィン11aとサイドプレート12との間の距離と同じ、あるいは第1フィン11aとサイドプレート12との間の距離よりも若干短くなっている。なお、第1フィン11a及びサイドプレート12の並設方向の長さとは、図4及び図5における横方向の長さである。
詳しくは、図8に示すように、本実施の形態においては、本体部61は、2つの板部材62と、2つの接続部材63とを備えている。板部材62の一方は、センサー20の上方に配置されている。板部材62の他方は、センサー20の下方に配置されている。そして、2の板部材62は、2つの接続部材63によって接続されている。なお、本体部61の構成は、図8の構成に限定されるものではない。例えば、板部材62のそれぞれを、複数の柱状部材としてもよい。また例えば、接続部材63の本数を変更してもよい。すなわち、第1フィン11aにおけるセンサー20と対向する部分がセンサー20側へ変形することを規制できれば、本体部61の構成は、任意である。
サイドプレート12と第1フィン11aとの間に本体部61を設けることにより、第1フィン11aにおけるセンサー20と対向する部分がセンサー20側へ変形しようとした際、本体部61に接触する。これにより、第1フィン11aにおけるセンサー20と対向する部分がセンサー20側へ変形することを規制できる。したがって、室外熱交換器10への着霜量が少ないにもかかわらず、センサー20のプラス電極21及びマイナス電極22に霜200が触れて、除霜運転が開始されてしまうことを抑制できる。すなわち、無駄な除霜運転によって空気調和機1の運転効率が低下してしまうことを抑制できる。
ところで、第1フィン11aにおけるセンサー20の周辺部分がセンサー20とは反対側に変形することも考えられる。第1フィン11aがこのように変形した場合、室外熱交換器10への着霜量が多いにもかかわらず、センサー20のプラス電極21及びマイナス電極22に霜200が触れなくなる。換言すると、室外熱交換器10への着霜量が除霜運転を開始すべき量になっているにもかかわらず、除霜運転が開始されないこととなる。このため、第1フィン11aがこのように変形した場合、除霜運転の開始が遅れ、室外熱交換器10の暖房運転時の熱交換能力が低下してしまう。
しかしながら、本実施の形態に係るフィン変形規制部材60は、第1フィン11aを挟む爪64を備えている。本体部61がサイドプレート12に固定され、爪64が第1フィン11aを挟んでいるので、第1フィン11aにおけるセンサー20の周辺部分は、センサー20とは反対側に変形する荷重がかかった場合でも、センサー20とは反対側に変形できない。このため、本実施の形態に係るフィン変形規制部材60は、第1フィン11aにおけるセンサー20の周辺部分がセンサー20とは反対側に変形することも規制できる。したがって、暖房運転時、室外熱交換器10の熱交換能力が低下してしまうことも抑制できる。
以上、本実施の形態に係る空気調和機1は、蒸発器として機能する室外熱交換器10を備えている。この室外熱交換器10は、横方向に規定の間隔を空けて並べられた複数のフィン11と、複数のフィン11のうちで最も外側に配置されたフィン11である第1フィン11aと対向して設けられたサイドプレート12と、を有している。また、本実施の形態に係る空気調和機1は、第1フィン11aから規定距離離れてサイドプレート12に設けられ、第1フィン11aに付着した霜200を直接検出するセンサー20を備えている。さらに、本実施の形態に係る空気調和機1は、サイドプレート12と第1フィン11aとの間に設けられてサイドプレート12に固定され、第1フィン11aにおけるセンサー20と対向する部分がセンサー20側へ変形することを規制するフィン変形規制部材60を備えている。
本実施の形態に係る空気調和機1は、第1フィン11aにおけるセンサー20と対向する部分がセンサー20側へ変形することを規制している。このため、本実施の形態に係る空気調和機1は、室外熱交換器10への着霜量が規定量よりも少ないにもかかわらず、センサー20に霜200が触れて除霜運転を開始してしまうことを抑制できる。したがって、本実施の形態に係る空気調和機1は、無駄な除霜運転によって運転効率が低下することを従来よりも抑制することができる。
なお、上述のように、本実施の形態に係るセンサー20は、該センサー20を加熱するヒーターを備えている。このようにセンサー20がヒーターを有する場合、ヒーターの熱がフィン変形規制部材60を介して、第1フィン11aへ伝わる場合がある。そして、ヒーターの熱が第1フィン11aに伝わった場合、暖房運転時、室外熱交換器10は、ヒーターの熱によって温められた分だけ、熱交換性能が低下する。したがって、センサー20がヒーターを有する場合、フィン変形規制部材60の熱伝導率は、小さい方が好ましい。ここで、熱伝導率、成形性及びコスト等に基づいて発明者らが鋭意検討した結果、プラスチックでフィン変形規制部材60を形成することが好ましいという結果に至った。このため、フィン変形規制部材60は、0.3W/mK以下であることが好ましい。例えば、フィン変形規制部材60は、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレン等で形成することが好ましい。
また、雨が当たりやすい場所等、室外機100内に水が浸入しやすい環境に該室外機100が設置される場合等を考慮し、フィン変形規制部材60を次のように構成してもよい。
図9は、本発明の実施の形態に係るフィン変形規制部材の別の一例を示す斜視図である。この図9は、吸込口111側からフィン変形規制部材60を観察した図である。
図9に示すフィン変形規制部材60は、吸込口111とセンサー20との間に配置された遮蔽部65を備えている。換言すると、遮蔽部65は、吸込口111とセンサー20との間を遮っている。遮蔽部65は、例えば、本体部61における吸込口111側の開口部を覆う板部材である。フィン変形規制部材60が遮蔽部65を備えることにより、雨等の水分が室外機100内へ侵入した場合でも、該水分がセンサー20に付着することを抑制できる。したがって、フィン変形規制部材60が遮蔽部65を備えることにより、センサー20に付着した雨等の水分が霜200であると誤認識することを抑制でき、誤って除霜運転が開始されてしまうことを抑制できる。
図9に示すフィン変形規制部材60は、吸込口111とセンサー20との間に配置された遮蔽部65を備えている。換言すると、遮蔽部65は、吸込口111とセンサー20との間を遮っている。遮蔽部65は、例えば、本体部61における吸込口111側の開口部を覆う板部材である。フィン変形規制部材60が遮蔽部65を備えることにより、雨等の水分が室外機100内へ侵入した場合でも、該水分がセンサー20に付着することを抑制できる。したがって、フィン変形規制部材60が遮蔽部65を備えることにより、センサー20に付着した雨等の水分が霜200であると誤認識することを抑制でき、誤って除霜運転が開始されてしまうことを抑制できる。
なお、本実施の形態では、本発明に係る熱交換器を室外熱交換器10として用いた空気調和機1を例に、本発明に係る冷凍サイクル装置を説明した。しかしながら、本発明に係る冷凍サイクル装置は、空気調和機のみに限定されるものではない。例えば、貯湯装置及び冷凍機等、蒸発器として機能する熱交換器を有する種々の冷凍サイクル装置に、本発明を実施することができる。
1 空気調和機、2 圧縮機、3 室内熱交換器、4 膨張装置、5 流路切替装置、6 室内ファン、7 室外ファン、10 室外熱交換器、11 フィン、11a 第1フィン、12 サイドプレート、13 伝熱管、20 センサー、21 プラス電極、22 マイナス電極、30 温度センサー、50 制御装置、51 判定部、52 制御部、53 記憶部、55 制御基板、60 フィン変形規制部材、61 本体部、62 板部材、63 接続部材、64 爪、65 遮蔽部、100 室外機、101 送風機室、102 電気品室、110 筐体、111 吸込口、112 吸込口、113 吹出口、114 トップパネル、200 霜、201 水。
Claims (5)
- 横方向に規定の間隔を空けて並べられた複数のフィンと、前記複数のフィンのうちで最も外側に配置されたフィンである第1フィンと対向して設けられたサイドプレートとを有し、蒸発器として機能する熱交換器と、
前記第1フィンから規定距離離れて前記サイドプレートに設けられ、前記第1フィンに付着した霜を直接検出するセンサーと、
前記サイドプレートと前記第1フィンとの間に設けられて前記サイドプレートに固定され、前記第1フィンにおける前記センサーと対向する部分が前記センサー側へ変形することを規制するフィン変形規制部材と、
を備えた冷凍サイクル装置。 - 前記フィン変形規制部材は、前記第1フィンを挟む爪を備えている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記センサーは、該センサーを加熱するヒーターを備え、
前記フィン変形規制部材の熱伝導率は、0.3W/mK以下である請求項1又は請求項2に記載の冷凍サイクル装置。 - 開口部が形成された筐体を備え、
前記熱交換器は、前記開口部と対向して、前記筐体に収容されており、
前記フィン変形規制部材は、前記開口部と前記センサーとの間に配置された遮蔽部を備えている請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記センサーは、前記第1フィンに付着した霜が付着すると抵抗値が減少するセンサーである請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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JP2017156077A (ja) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 蒸発器の除霜装置及びその制御方法 |
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Patent Citations (4)
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