CN109154463B - 空气调节装置 - Google Patents
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Abstract
空气调节装置具有:第一除霜配管,其使从压缩机排出的制冷剂的一部分从主回路分支并供给到多个并联热交换器中的作为除霜对象的并联热交换器;第二除霜配管,其使经由第一除霜配管供给到作为除霜对象的并联热交换器的制冷剂返回主回路;第一节流装置,其设置于第一除霜配管;第二节流装置,其设置于第二除霜配管,并调整作为除霜对象的并联热交换器的制冷剂压力;第三节流装置,其设置于第二除霜配管的出口与主回路的连接点和多个室内热交换器中的作为蒸发器发挥功能的室内热交换器之间,并调整作为蒸发器发挥功能的室内热交换器的制冷剂压力;及控制装置。在制热主体除霜运转时,控制装置分别独立地控制第二节流装置和第三节流装置。
Description
技术领域
本发明涉及能够一边继续制热运转一边同时也进行除霜的空气调节装置。
背景技术
近年来,根据地球环境保护的观点,在寒冷区域也导入以空气为热源的热泵式空气调节装置来置换燃烧化石燃料进行制热的锅炉式制热器具,这样的事例不断增加。热泵式空气调节装置在向压缩机输入电力的基础之上从空气被供给热量,与之相应地,能够高效地进行制热。但是,相反地,当外部空气温度成为低温时,在成为蒸发器的室外热交换器上会结霜,因此需要进行使附着于室外热交换器的霜熔化的除霜。
作为进行除霜的方法,有使制冷循环的制冷剂的流动与制热运转逆转的方法,但在该方法中,由于在除霜期间停止室内的制热,所以存在舒适性受损的课题。因此,作为在除霜期间也能够进行制热的方法之一,提出了如下方法:用多个并联热交换器构成室外热交换器,在对一部分并联热交换器进行除霜的期间仍使另一方的并联热交换器作为蒸发器发挥功能,在蒸发器中从空气吸热并进行制热(例如参照专利文献1、专利文献2)。
在专利文献1记载的技术中,在能进行制热和制冷中的某一方的制冷制热切换型空气调节装置中,用多个并联热交换器构成室外热交换器。并且,通过使从压缩机排出的高温制冷剂的一部分交替地流入各并联热交换器,并交替地对各并联热交换器进行除霜,从而不用使制冷循环逆转,就能够连续地进行制热。
在专利文献2记载的技术中,是各室内机中的每一台都能够进行制热或制冷的冷热同时型空气调节装置。在专利文献2中,通过用多个并联热交换器构成室外热交换器,从而在对一部分并联热交换器进行除霜的同时,不用使制冷循环逆转,就能够连续地进行制热。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2014/083867号
专利文献2:国际公开第2010/082325号
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1记载的空气调节装置中,由于无法同时进行制冷和制热,所以无法应对来自各室内的运转请求中制冷和制热并存的情况,室内环境的舒适性较低。
在专利文献2记载的空气调节装置中,能够进行同时进行制冷和制热的冷热同时运转(冷热并存运转),能够进行与各室内的运转请求对应的运转。但是,进行除霜的制冷剂的压力为与从外部空气进行吸热的制冷剂的压力相同的较低压力或与冷凝器相同的较高压力中的任一方,无法调整为除此以外的压力。因此,在进行除霜的制冷剂的饱和温度比霜的熔化温度低的情况下,无法进行利用制冷剂的潜热的除霜,成为利用显热的除霜。由于显热比潜热少,因此,为了通过利用显热的除霜来得到与利用潜热的除霜相同的使霜熔化的能力,必须增多流入到作为除霜对象的并联热交换器的制冷剂流量。当增多流入到作为除霜对象的并联热交换器的制冷剂流量时,向制热侧的并联热交换器流动的制冷剂不足,制热能力降低。另外,在进行除霜的制冷剂的压力较高的情况下,由于作为除霜对象的并联热交换器内的液体制冷剂量变多,所以制热所需的制冷剂不足,制热能力降低。
这样,当无法调整除霜的压力时,会导致制热能力的降低,室内的舒适性受损。
另外,在专利文献2的空气调节装置中,能够在进行冷热同时运转的同时进行除霜。但是,无法调整进行制冷的制冷剂的压力。因此,无法将室内温度降低到制冷的设定温度,有时会损害室内的舒适性。
本发明为解决上述课题而做出,其目的在于提供在同时进行制冷和制热的冷热同时运转中不用使制热停止就能够进行除霜并能够提高制冷及制热这双方的室内的舒适性的冷热同时型空气调节装置。
用于解决课题的手段
本发明的空气调节装置具备:主回路,所述主回路是用配管按顺序连接压缩机、多个室内热交换器、多个减压装置及由多个并联热交换器构成的室外热交换器而成的;第一除霜配管,所述第一除霜配管使从压缩机排出的制冷剂的一部分从主回路分支并供给到多个并联热交换器中的作为除霜对象的并联热交换器;第一节流装置,所述第一节流装置设置于第一除霜配管;第二除霜配管,所述第二除霜配管使经由第一除霜配管供给到作为除霜对象的并联热交换器的制冷剂返回主回路;第一流路切换装置,所述第一流路切换装置将多个并联热交换器中的每一个的压缩机侧的连接切换至第一除霜配管或主回路;第二流路切换装置,所述第二流路切换装置将多个并联热交换器中的每一个的与压缩机相反一侧的连接切换至第二除霜配管或主回路;第二节流装置,所述第二节流装置设置于第二除霜配管,并调整作为除霜对象的并联热交换器的制冷剂压力;第三节流装置,所述第三节流装置设置于第二除霜配管的出口与主回路的连接点和多个室内热交换器中的作为蒸发器发挥功能的室内热交换器之间,并调整作为蒸发器发挥功能的室内热交换器的制冷剂压力;及控制装置,所述控制装置控制第一节流装置、第二节流装置及第三节流装置,在第一运转时,控制装置分别独立地控制第二节流装置和第三节流装置,所述第一运转为如下运转:使从压缩机排出的制冷剂的一部分经由第一除霜配管及第二除霜配管而通过作为除霜对象的并联热交换器,并且,在多个并联热交换器中使作为除霜对象的并联热交换器以外的并联热交换器作为蒸发器发挥功能,另外,使多个室内热交换器中的一部分作为蒸发器发挥功能,使其他室内热交换器作为冷凝器发挥功能。
发明的效果
根据本发明,在同时进行制冷和制热的冷热同时运转中不用使制热停止就能够进行除霜,另外,能够分别独立地控制第二节流装置和第三节流装置,因此,能够提高制冷及制热这双方的室内的舒适性。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的制冷剂回路结构的制冷剂回路图。
图2是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的室外热交换器3的结构的一例的图。
图3是示出图1的室外机A的各运转模式下的各开闭装置、流量控制装置及节流装置中的每一个的状态的图。
图4是示出图1的室内机B、C中的各流量控制装置的状态的图。
图5是示出图1的中继机D的各运转模式下的各开闭装置和流量控制装置中的每一个的状态的图。
图6是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的全制冷运转时的制冷剂的流动的图。
图7是本发明的实施方式1的空气调节装置100的全制冷运转时的P-h曲线图。
图8是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的制冷主体运转时的制冷剂的流动的图。
图9是本发明的实施方式1的空气调节装置100的制冷主体运转时的P-h曲线图。
图10是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的全制热通常运转时的制冷剂的流动的图。
图11是本发明的实施方式1的空气调节装置100的全制热通常运转时的P-h曲线图。
图12是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的制热主体通常运转时的制冷剂的流动的图。
图13是本发明的实施方式1的空气调节装置100的制热主体通常运转时的P-h曲线图。
图14是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的对并联热交换器3-2进行除霜的全制热除霜运转时的制冷剂的流动的图。
图15是本发明的实施方式1的空气调节装置100的全制热除霜运转时的P-h曲线图。
图16是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的对并联热交换器3-2进行除霜的制热主体除霜运转时的制冷剂的流动的图。
图17是本发明的实施方式1的空气调节装置100的制热主体除霜运转时的P-h曲线图。
图18是在本发明的实施方式1的空气调节装置100的并联热交换器3-2进行除霜的制冷剂的压力、在作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b进行制冷的制冷剂的压力、在并联热交换器3-1从室外空气进行吸热的制冷剂的压力的大小关系的说明图。
图19是示出本发明的实施方式2的空气调节装置101的制冷剂回路结构的制冷剂回路图。
图20是示出本发明的实施方式3的空气调节装置102的制冷剂回路结构的制冷剂回路图。
具体实施方式
以下,基于附图,说明本发明的实施方式。
此外,在各图中,标注有相同的附图标记的部分是相同或与之相当的部分,这在说明书的全文中是共通的。
而且,在说明书全文中表示的构成要素的形态仅为例示,并不限定于这些记载。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的制冷剂回路结构的制冷剂回路图。
空气调节装置100具备室外机(热源机、热源侧单元)A、相互并联连接的多台室内机(负荷侧单元)B、C及中继机D。室外机A与中继机D由作为高压配管的第一延长配管31和作为低压配管的第二延长配管32连接。中继机D与室内机B、C由第三延长配管33b、33c和第四延长配管34b、34c连接。
在空气调节装置100中还设置有控制装置90。控制装置90控制室内机B、C的制冷、制热的切换、设定温度的变更、及后述的各开闭装置、流量控制装置及节流装置等。控制装置90具有通过控制各开闭装置、流量控制装置及节流装置等来切换运转模式的功能。控制装置90既能够由实现该功能的电路装置这样的硬件构成,也能够由微机或CPU这样的运算装置和在该运算装置上执行的软件构成。空气调节装置100的运转模式有制冷运转及制热运转。制冷运转有全制冷运转及制冷主体运转,制热运转有全制热运转及制热主体运转。将在后面说明上述各运转模式的详细情况。
作为制冷剂,能够使用氟利昂制冷剂或HFO制冷剂。作为氟利昂制冷剂,例如有作为HFC类制冷剂的R32制冷剂、R125、R134a等,或作为它们的混合制冷剂的R410A、R407c、R404A等。另外,作为HFO制冷剂,例如有HFO-1234yf、HFO-1234ze(E)、HFO-1234ze(Z)等。另外,除此之外,作为制冷剂,还能够使用CO2制冷剂、HC制冷剂(例如丙烷、异丁烷制冷剂)、氨制冷剂、如R32与HFO-1234yf的混合制冷剂那样将上述制冷剂混合而成的混合制冷剂等蒸气压缩式热泵所使用的制冷剂。
此外,在本实施方式1中,对在一台室外机A连接有两台室内机B、C的例子进行说明,但室内机也可以是三台以上,另外,也可以并联连接两台以上室外机。
在此,说明该空气调节装置100中的制冷剂回路的结构。
空气调节装置100具有用配管将压缩机1、室内热交换器11b、11c、作为减压装置的室内流量控制装置12b、12c、由并联热交换器3-1、3-2构成的室外热交换器3依次连接而成的主回路。
[室外机A]
室外机A具有压缩机1、流路切换装置2、室外热交换器3、储液器4及逆流防止装置5-1、5-2、5-3、5-4,用配管将它们连接而成的回路是主回路的一部分。储液器4并不一定是必需的,也可以省略。
流路切换装置2连接于压缩机1的排出配管35与吸入配管36之间,例如由切换制冷剂的流动方向的四通阀构成。连接方向为图1中的实线方向或虚线方向中的任一方。
逆流防止装置5-1、5-2、5-3、5-4例如由将流动限定为一个方向的止回阀构成。以逆流防止装置5-2为例,流动方向为从第二延长配管32向流路切换装置2流动的方向,不会产生逆向的流动。此外,逆流防止装置5-1、5-2、5-3、5-4只要能够将流动限定为一个方向即可,也可以由开闭装置或具有全闭功能的节流装置构成。
图2是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的室外热交换器3的结构的一例的图。
如图2所示,室外热交换器3例如由具有多根传热管3a和多个翅片3b的翅片管型换热器构成。室外热交换器3被分割为多个并联热交换器。在此,例示了室外热交换器3被分割为两个并联热交换器3-1、3-2的结构。此外,室外热交换器3中的并联热交换器的数量不限于两个,能够设为任意的数量。
传热管3a供制冷剂在内部通过,且在层方向及列方向上设置有多根,所述层方向是垂直于空气通过方向的垂直方向,所述列方向是空气通过方向。
翅片3b隔开间隔地配置有多块,以使空气沿空气通过方向通过。
在室外机A的框体内,将室外热交换器3分割而构成并联热交换器3-1、3-2。对于该分割而言,既可以被左右分割,也可以如图2所示那样被上下分割。当被左右分割时,由于通向并联热交换器3-1、3-2中的每一个的制冷剂入口成为室外机A的左右两端,所以配管连接变得复杂,但由除霜产生的水不会附着于其他热交换器。当被上下分割时,配管连接变得容易。
此外,对于并联热交换器3-1、3-2而言,既可以如图2那样不分割翅片3b,也可以分割翅片3b。另外,也可以在并联热交换器3-1和3-2的翅片3b处设置降低热泄漏那样的机构,或者,在并联热交换器3-1、3-2之间设置使高温的制冷剂流动那样的传热管。作为设置于翅片3b的降低热泄漏的机构,例如切口或狭缝等相当于该机构。像这样,通过将翅片3b分割、设置降低热泄漏的机构或设置使高温制冷剂流动的传热管,从而能够抑制从作为除霜对象的并联热交换器向作为蒸发器发挥功能的并联热交换器的热泄漏。当存在热泄漏时,在作为除霜对象的并联热交换器与作为蒸发器发挥功能的并联热交换器的边界变得难以除霜,但通过抑制热泄漏,能够防止除霜变困难。
利用室外风扇3f向并联热交换器3-1、3-2输送室外空气。
室外风扇3f既可以设置于并联热交换器3-1、3-2中的每一个,也可以如图1那样,仅设为一台风扇。
在并联热交换器3-1、3-2的与压缩机1连接的一侧连接有第一连接配管37-1、37-2。第一连接配管37-1、37-2并联连接于配管20-1,所述配管20-1从流路切换装置2的室外热交换器3侧的连接口延伸,在第一连接配管37-1、37-2分别设置有第一开闭装置6-1、6-2。
在并联热交换器3-1、3-2的与压缩机1连接的一侧的相反侧连接有第二连接配管38-1、38-2。第二连接配管38-1、38-2并联连接于配管20-2,所述配管20-2从第一延长配管31向室外机A延伸,在第二连接配管38-1、38-2分别设置有流量控制装置7-1、7-2。
流量控制装置7-1、7-2是能够根据来自控制装置90的指令而使开度可变的装置,例如由电子控制式膨胀阀构成。
另外,在室外机A中还具备在进行除霜时供制冷剂通过的第一除霜配管39和第二除霜配管40。第一除霜配管39的一端与排出配管35连接,另一端被分支并分别与第一连接配管37-1、37-2连接。并且,第一除霜配管39使从压缩机1排出的高温高压制冷剂的一部分从主回路分支并向除霜热交换器供给,所述除霜热交换器是作为除霜对象的并联热交换器3-1、3-2。第二除霜配管40的一端连接于并联热交换器3-1与流量控制装置7-1之间的第二连接配管38-1,另一端连接于并联热交换器3-2与流量控制装置7-2之间的第二连接配管38-2。第二除霜配管40使从除霜热交换器流出的制冷剂返回主回路。
在第一除霜配管39设置有第一节流装置8,用第一节流装置8对从压缩机1排出的高温高压制冷剂的一部分进行减压并使之成为中压。在此,中压是指比制冷剂回路内的高压侧压力低且比低压侧压力(例如蒸发器内的压力)高的压力。高压侧压力例如是冷凝器内的压力,低压侧压力例如是从外部空气进行吸热的蒸发器内的压力。由第一节流装置8减压后的中压制冷剂通过第一连接配管37-1、37-2并流入并联热交换器3-1、3-2。由此,在并联热交换器3-1、3-2中,进行使用中压制冷剂的除霜。
在第一除霜配管39分支出的各条配管上分别设置有第二开闭装置9-1、9-2。第二开闭装置9-1、9-2控制使中压制冷剂流入第一连接配管37-1、37-2中的某一个配管。第二开闭装置9-1、9-2与第一开闭装置6-1、6-2一起构成本发明的“第一流路切换装置”。
在第二除霜配管40设置有第二节流装置10,对从作为除霜对象的并联热交换器3-1、3-2流出的制冷剂进行减压并使之成为低压。
在此,第一开闭装置6-1、6-2、第二开闭装置9-1、9-2只要能够对流路进行开闭即可,例如由电磁阀、四通阀、三通阀或二通阀等构成。另外,第二节流装置10是能够根据来自控制装置90的指令而使开度可变的装置,例如由电子控制式膨胀阀构成。
如果已决定所需的除霜能力、即用于除霜的制冷剂流量,则第一节流装置8也可以由毛细管构成。另外,也可以去除第一节流装置8,并使第二开闭装置9-1、9-2小型化,以便通过使预先设定的除霜流量流动而使压力从高压降低到中压。另外,也可以去除第一节流装置8,并安装流量控制装置来代替第二开闭装置9-1、9-2。
在逆流防止装置5-4与流量控制装置7-1、7-2之间设置有制冷剂压力传感器91,所述制冷剂压力传感器91检测作为蒸发器发挥功能的室内热交换器的制冷剂的压力。制冷剂压力传感器91只要能够检测室内热交换器11b、11c中的作为蒸发器发挥功能的室内热交换器的制冷剂的压力即可,设置位置可以是任意位置。例如,如果制冷剂压力传感器91的设置位置为从室内热交换器11b、11c到流量控制装置7-1、7-2之间,则可以设置于室外机A、室内机B、C及中继机D的任意位置。
另外,由于制冷剂压力传感器91用于检测制冷剂成为气液二相状态的部分的压力,所以也可以使用能够检测制冷剂的温度的温度传感器,将检测到的值作为饱和温度并换算为制冷剂的压力。在使用检测制冷剂的温度的温度传感器的情况下,既可以使温度传感器与制冷剂接触而直接检测制冷剂的温度,也可以通过检测配管或热交换器等的外表面的温度而间接检测制冷剂的温度。另外,也可以在设置有作为蒸发器发挥功能的室内热交换器的室内机安装能够检测空气温度的温度传感器,利用该温度传感器来检测作为蒸发器发挥功能的室内热交换器的空气的出口温度,并换算为制冷剂的压力。
此外,本实施方式1中的第一节流装置8相当于本发明的“第一节流装置”,第二节流装置10相当于本发明的“第二节流装置”。另外,流量控制装置7-1、7-2相当于本发明的“第三节流装置”和“第二流路切换装置”,这是将上述两个装置的功能汇总而构成的。另外,第一除霜配管39相当于本发明的“第一除霜配管”,第二除霜配管40相当于本发明的“第二除霜配管”。另外,制冷剂压力传感器91相当于本发明的“压力检测装置”。
[室内机B及室内机C]
室内机B及室内机C例如具有相同的结构。室内机B具备室内热交换器11b和室内流量控制装置12b。另外,室内机C具备室内热交换器11c和室内流量控制装置12c。用配管将设置于室内机B的各设备与设置于室内机C的各设备连接而成的回路是主回路的一部分。另外,室内流量控制装置12b及室内流量控制装置12c相当于本发明的“减压装置”。
室内流量控制装置12b、12c是能够使开度可变的装置,例如由电子控制式膨胀阀构成。室内流量控制装置12b、12c在全制冷运转时的制冷剂的流动中设置在室内热交换器11b、11c的上游侧。
[中继机D]
中继机D具有气液分离装置13、第一中继开闭装置14b、14c、第二中继开闭装置15b、15c、第一中继流量控制装置16及第二中继流量控制装置17,用配管将它们连接而成的回路是主回路的一部分。
气液分离装置13将从第一延长配管31流出的制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂。气液分离装置13的供气体制冷剂流出的气相部经由第一中继开闭装置14b、14c与第三延长配管33b、33c连接。气液分离装置13的供液体制冷剂流出的液相部经由第一中继流量控制装置16与第二中继流量控制装置17和第四延长配管34b、34c连接。
第二中继开闭装置15b、15c分别设置于第二延长配管32与第三延长配管33b、33c之间。
第二中继流量控制装置17设置于从第一中继流量控制装置16与第四延长配管34b、34c之间分支并连接于第二延长配管32与第二中继开闭装置15b、15c之间的配管。
第一中继开闭装置14b、14c、第二中继开闭装置15b、15c只要能够对流路进行开闭即可,由电磁阀、四通阀、三通阀或二通阀等构成。第一中继流量控制装置16、第二中继流量控制装置17是能够使开度可变的装置,例如由电子控制式膨胀阀构成。
此外,本实施方式1中的第一中继开闭装置14b、14c、第二中继开闭装置15b、15c相当于本发明的“连接切换装置”。
接着,说明该空气调节装置100执行的各种运转的运转动作。
空气调节装置100的运转动作有室外热交换器3作为冷凝器发挥功能的全制冷运转和制冷主体运转、以及室外热交换器3作为蒸发器发挥功能的全制热运转和制热主体运转这四种运转模式。全制热运转是正在运转的全部的室内机都仅进行制热的运转。全制冷运转是正在运转的全部的室内机都仅进行制冷的运转。制冷主体运转或制热主体运转是正在进行制热的室内机和正在进行制冷的室内机并存的冷热同时运转,制冷主体运转在制冷负荷比制热负荷多的情况下进行,制热主体运转在制热负荷比制冷负荷多的情况下进行。
制冷负荷及制热负荷能够通过检测从压缩机1排出的制冷剂的压力、向压缩机1吸入的制冷剂的压力、正在运转的室内机的容量、运转台数、室内设定温度与室内温度的温度差等而获知。用于获知制冷负荷和制热负荷的上述信息能够通过控制装置90得到。
全制热运转还有将构成室外热交换器3的并联热交换器3-1、3-2这双方都作为蒸发器发挥功能的全制热通常运转、和将并联热交换器3-1、3-2中的一方作为蒸发器发挥功能的全制热除霜运转(也称为连续全制热运转)。另外,制热主体运转还有将构成室外热交换器3的并联热交换器3-1、3-2这双方都作为蒸发器发挥功能的制热主体通常运转、和将并联热交换器3-1、3-2中的一方作为蒸发器发挥功能的制热主体除霜运转(也称为连续制热主体运转)。制热主体除霜运转相当于本发明的“第一运转”,制热主体通常运转相当于本发明的“第二运转”。
在全制热除霜运转及制热主体除霜运转中,一边继续进行制热,一边交替地对并联热交换器3-1和并联热交换器3-2除霜。即,一边使一方的并联热交换器作为蒸发器发挥功能并进行制热,一边对另一方的并联热交换器进行除霜。然后,当另一方的并联热交换器的除霜结束时,使该另一方的并联热交换器作为蒸发器发挥功能并进行制热,对一方的并联热交换器进行除霜。
图3、图4及图5是示出图1的空气调节装置100的各运转模式下的各阀的控制例的图。图3是示出图1的室外机A的各运转模式下的各开闭装置、流量控制装置及节流装置中的每一个的状态的图。图4是示出图1的室内机B、C中的各流量控制装置的状态的图。图5是示出图1的中继机D的各运转模式下的各开闭装置和流量控制装置中的每一个的状态的图。在图3中,流路切换装置2的接通表示连接为图1的实线方向的情况,断开表示连接为虚线方向的情况。图3中的第一开闭装置6-1、6-2、第二开闭装置9-1、9-2的接通和图5中的第一中继开闭装置14b、14c、第二中继开闭装置15b、15c的接通表示开闭装置打开且制冷剂流动的情况,断开表示开闭装置关闭的情况。
[全制冷运转]
图6是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的全制冷运转时的制冷剂的流动的图。在图6中,将在全制冷运转时制冷剂流经的部分设为实线,将制冷剂未流经的部分设为虚线。此外,在图6中示出室内机B、C正在进行制冷的情况。
图7是本发明的实施方式1的空气调节装置100的全制冷运转时的P-h曲线图。此外,图7的点(a)~点(f)示出在图6的标注有相同的记号的部分处的制冷剂的状态。
当开始压缩机1的运转时,在室外机A中,低温低压的气体制冷剂被压缩机1压缩而成为高温高压的气体制冷剂并被排出。在该压缩机1的制冷剂压缩过程中,制冷剂以如下方式进行压缩:与以等熵线进行绝热压缩的情况相比,加热与压缩机1的绝热效率相当的量,用图7的点(a)至点(b)所示的线表示。
从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂通过流路切换装置2而分为两个分支,一方通过第一开闭装置6-1而从第一连接配管37-1流入并联热交换器3-1。另一方通过第一开闭装置6-2而从第一连接配管37-2流入并联热交换器3-2。
流入到并联热交换器3-1、3-2中的制冷剂一边加热室外空气一边被冷却,成为中温高压的液体制冷剂。在考虑压力损失时,并联热交换器3-1、3-2中的制冷剂的变化用图7的点(b)至点(c)所示的稍微倾斜且接近水平的直线表示。
从并联热交换器3-1、3-2流出的中温高压的液体制冷剂流入第二连接配管38-1、38-2,在通过全开状态下的流量控制装置7-1、7-2后合流。合流后的制冷剂通过逆流防止装置5-1并通过第一延长配管31而流入中继机D。
此外,在室内机B、C的运转负荷较小等情况下,也可以关闭第一开闭装置6-1、6-2中的某一方,使制冷剂不在并联热交换器3-1、3-2中的某一方中流动。在该情况下,其结果是室外热交换器3的传热面积变小,能够进行稳定的循环的运转。
流入到中继机D中的制冷剂流入气液分离装置13。气液分离装置13将流入的制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂,但在此,由于流入的制冷剂为液体制冷剂,另外,关闭了第一中继开闭装置14b、14c,因此,流入的液体制冷剂全部都从液相部流出。
从气液分离装置13流出的液体制冷剂通过全开状态下的第一中继流量控制装置16而分为两个分支,一方通过第四延长配管34b、34c而流入正在进行制冷的室内机B、C。另一方流入第二中继流量控制装置17,并在此被节流而膨胀、减压,成为低温低压的气液二相状态的制冷剂。该第二中继流量控制装置17中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行。此时的制冷剂的变化用图7的点(c)至点(f)所示的垂直线表示。
流入到室内机B、C中的液体制冷剂流入室内流量控制装置12b、12c,并在此被节流而膨胀、减压,成为低温低压的气液二相状态。该室内流量控制装置12b、12c中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行。此时的制冷剂的变化用图7的点(c)至点(d)所示的垂直线表示。
从室内流量控制装置12b、12c流出的低温低压的气液二相状态的制冷剂流入作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b、11c。流入到室内热交换器11b、11c中的制冷剂一边冷却室内空气,一边被加热并成为低温低压的气体制冷剂。此外,控制室内流量控制装置12b、12c,以使从室内热交换器11b、11c流出的低温低压的气体制冷剂的过热度(过热)成为2K~5K左右。在考虑压力损失时,室内热交换器11b、11c中的制冷剂的变化用图7的点(d)至点(e)所示的稍微倾斜且接近水平的直线表示。
从室内热交换器11b、11c流出的低温低压的各气体制冷剂通过第三延长配管33b、33c而再次流入中继机D。
再次流入到中继机D中的低温低压的各气体制冷剂在通过第二中继开闭装置15b、15c后,与通过第二中继流量控制装置17后的低温低压的气液二相状态的制冷剂合流,并通过第二延长配管32而流入室外机A。通常,通过室内机B、C后的低温低压的气体制冷剂的流量比通过第二中继流量控制装置17后的低温低压的气液二相状态的制冷剂多。然后,合流并流入室外机A的制冷剂成为过热度较小的低温低压的气体制冷剂,制冷剂的状态成为图7的点(a)。
流入到室外机A中的低温低压的气体制冷剂通过逆流防止装置5-2、流路切换装置2及储液器4并流入压缩机1而被压缩。
[制冷主体运转]
图8是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的制冷主体运转时的制冷剂的流动的图。在图8中,将在制冷主体运转时制冷剂流经的部分设为实线,将制冷剂未流经的部分设为虚线。此外,在图8中,示出室内机B正在进行制冷、室内机C正在进行制热的情况。在以后的实施方式的说明中,也同样地说明室内机B正在进行制冷、室内机C正在进行制热的情况。在室内机B进行制热、室内机C进行制冷的情况下,仅室内流量控制装置12b、12c、第一中继开闭装置14b、14c及第二中继开闭装置15b、15c的开闭状态逆转,且室内机B和室内机C的制冷剂的流动交换,其他动作相同。
图9是本发明的实施方式1的空气调节装置100的制冷主体运转时的P-h曲线图。此外,图9的点(a)~点(j)示出在图8的标注有相同的记号的部分处的制冷剂的状态。
当开始压缩机1的运转时,在室外机A中,低温低压的气体制冷剂被压缩机1压缩而成为高温高压的气体制冷剂并被排出。在该压缩机1的制冷剂压缩过程中,制冷剂以如下方式进行压缩:与以等熵线进行绝热压缩的情况相比加热与压缩机1的绝热效率相当的量,用图9的点(a)至点(b)所示的线表示。
从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂通过流路切换装置2而分为两个分支,一方通过第一开闭装置6-1而从第一连接配管37-1流入并联热交换器3-1。另一方通过第一开闭装置6-2而从第一连接配管37-2流入并联热交换器3-2。
流入到并联热交换器3-1、3-2中的制冷剂一边加热室外空气一边被冷却,成为中温高压的气液二相状态的制冷剂。在考虑压力损失时,并联热交换器3-1、3-2中的制冷剂的变化用图9的点(b)至点(c)所示的稍微倾斜且接近水平的直线表示。
从并联热交换器3-1、3-2流出的中温高压的气液二相状态的制冷剂流入第二连接配管38-1、38-2,在通过全开状态下的流量控制装置7-1、7-2后合流。合流后的制冷剂通过逆流防止装置5-1并通过第一延长配管31而流入中继机D。
此外,在室内机B、C的运转负荷较小或(制热负荷)/(制冷负荷)之比较大等情况下,也可以关闭第一开闭装置6-1、6-2中的某一方,使制冷剂不在并联热交换器3-1、3-2中的某一方中流动。在该情况下,其结果是室外热交换器3的传热面积变小,能够进行稳定的循环的运转。
流入到中继机D中的制冷剂流入气液分离装置13。在气液分离装置13中被分离为气体制冷剂和液体制冷剂,气体制冷剂从气相部流出并流入第一中继开闭装置14c,液体制冷剂从液相部流出并流入第一中继流量控制装置16。气液分离装置13中的制冷剂的变化在压力恒定的状态下进行,被分离为饱和气体和饱和液体。从气相部流出的气体制冷剂用图9的点(c)至点(g)所示的水平线表示,从液相部流出的液体制冷剂用图9的点(c)至点(i)所示的水平线表示。
流入到第一中继开闭装置14c中的气体制冷剂通过第三延长配管33c而流入正在进行制热的室内机C。
流入到室内机C中的气体制冷剂流入作为冷凝器发挥功能的室内热交换器11c,并在此一边加热室内空气,一边被冷却而成为中温高压的液体制冷剂。在考虑压力损失时,室内热交换器11c中的制冷剂的变化用图9的点(g)至点(h)所示的稍微倾斜且接近水平的直线表示。从室内热交换器11c流出的中温高压的液体制冷剂流入室内流量控制装置12c,并在此被节流而膨胀、减压,之后,从室内机C流出并通过第四延长配管34c。此外,控制室内流量控制装置12c,以使从室内热交换器11c流出的中温高压的液体制冷剂的过冷度(过冷)成为5K~20K左右。
流入到第一中继流量控制装置16中的液体制冷剂在此被节流而膨胀、减压。该第一中继流量控制装置16中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行。此时的制冷剂的变化用图9的点(i)至点(j)所示的垂直线表示。
从第一中继流量控制装置16流出的制冷剂被分为两个分支,一方与从室内机C流出并通过第四延长配管34c后的制冷剂合流,通过第四延长配管34b而流入正在进行制冷的室内机B。另一方流入第二中继流量控制装置17,并在此被节流而膨胀、减压,成为低温低压的气液二相状态。该第二中继流量控制装置17中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行。此时的制冷剂的变化用图9的点(j)至点(f)所示的垂直线表示。
合流并流入室内机B的制冷剂根据通过室内机C的制冷剂的流量与通过第一中继流量控制装置16的制冷剂的流量的大小关系及室内机C的制热负荷,成为液体制冷剂或气液二相状态的制冷剂。
流入到室内机B中的液体制冷剂或气液二相制冷剂流入室内流量控制装置12b,并在此被节流而膨胀、减压,成为低温低压的气液二相状态。该室内流量控制装置12b中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行,从室内流量控制装置12b流出的制冷剂的状态用图9的点(d)表示。
从室内流量控制装置12b流出的低温低压的气液二相状态的制冷剂流入作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b。
流入到室内热交换器11b中的制冷剂一边冷却室内空气,一边被加热并成为低温低压的气体制冷剂。此外,控制室内流量控制装置12b,以使从室内热交换器11b流出的低温低压的气体制冷剂的过热度(过热)成为2K~5K左右。在考虑压力损失时,室内热交换器11b中的制冷剂的变化用图9的点(d)至点(e)所示的稍微倾斜且接近水平的直线表示。从室内热交换器11b流出的低温低压的气体制冷剂通过第三延长配管33b而再次流入中继机D。
再次流入到中继机D中的低温低压的气体制冷剂在通过第二中继开闭装置15b后,与通过第二中继流量控制装置17后的低温低压的二相制冷剂合流,并通过第二延长配管32而流入室外机A。通常,通过室内机B、C后的低温低压的气体制冷剂的流量比通过第二中继流量控制装置17后的低温低压的二相制冷剂多,合流并流入室外机A的制冷剂成为过热度较小的低温低压的气体制冷剂,制冷剂的状态成为图9的点(a)。
流入到室外机A中的低温低压的气体制冷剂通过逆流防止装置5-2、流路切换装置2及储液器4并流入压缩机1而被压缩。
[全制热通常运转]
图10是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的全制热通常运转时的制冷剂的流动的图。此外,在图10中,将在全制热通常运转时制冷剂流经的部分设为实线,将制冷剂未流经的部分设为虚线。此外,在图10中示出室内机B、C正在进行制热的情况。
图11是本发明的实施方式1的空气调节装置100的全制热通常运转时的P-h曲线图。此外,图11的点(a)~点(d)示出在图10的标注有相同的记号的部分处的制冷剂的状态。
当开始压缩机1的运转时,在室外机A中,低温低压的气体制冷剂被压缩机1压缩而成为高温高压的气体制冷剂并被排出。在该压缩机1的制冷剂压缩过程中,制冷剂以如下方式进行压缩:与以等熵线进行绝热压缩的情况相比加热与压缩机1的绝热效率相当的量,用图11的点(a)至点(b)所示的线表示。
从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂在通过流路切换装置2后,通过逆流防止装置5-3并从室外机A流出。从室外机A流出的高温高压的气体制冷剂通过第一延长配管31并流入中继机D。
流入到中继机D中的制冷剂流入气液分离装置13。气液分离装置13将流入的制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂,但由于流入的制冷剂为气体制冷剂,另外,关闭了第一中继流量控制装置16,因此,流入的气体制冷剂全部都从气相部流出。从气液分离装置13流出的气体制冷剂通过第一中继开闭装置14b、14c并通过第三延长配管33b、33c而流入正在进行制热的室内机B、C。
流入到室内机B、C中的制冷剂流入作为冷凝器发挥功能的室内热交换器11b、11c,并一边加热室内空气,一边被冷却而成为中温高压的液体制冷剂。在考虑压力损失时,室内热交换器11b、11c中的制冷剂的变化用图11的点(b)至点(c)所示的稍微倾斜且接近水平的直线表示。
从室内热交换器11b、11c流出的中温高压的液体制冷剂流入室内流量控制装置12b、12c,并在此被节流而膨胀、减压。该室内流量控制装置12b、12c中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行。此外,控制室内流量控制装置12b、12c,以使中温高压的液体制冷剂的过冷度(过冷)成为5K~20K左右。
从室内流量控制装置12b、12c流出的制冷剂通过第四延长配管34b、34c而再次流入中继机D。
再次流入到中继机D中的制冷剂在通过全开状态下的第二中继流量控制装置17后,通过第二延长配管32并流入室外机A。
流入到室外机A中的制冷剂通过逆流防止装置5-4而流入第二连接配管38-1、38-2。流入到第二连接配管38-1、38-2中的制冷剂被流量控制装置7-1、7-2节流而膨胀、减压,并成为低压的气液二相状态。流量控制装置7-1、7-2中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行。由于从室内热交换器11b、11c到通过流量控制装置7-1、7-2的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行,所以制冷剂的变化成为图11的点(c)至点(d)。
此外,流量控制装置7-1、7-2也可以在恒定开度、例如全开的状态下被固定,或被控制成使由制冷剂压力传感器91检测到的第二延长配管32等的中间压的饱和温度成为0℃~20℃左右。通过控制第二延长配管32等的中间压的饱和温度,从而能够防止配管表面上的结露、结冰。
从流量控制装置7-1、7-2流出的制冷剂流入并联热交换器3-1、3-2,并一边冷却室外空气,一边被加热而成为低温低压的气体制冷剂。在考虑压力损失时,并联热交换器3-1、3-2中的制冷剂的变化用图11的点(d)至点(a)所示的稍微倾斜且接近水平的直线表示。
从并联热交换器3-1、3-2流出的低温低压的气体制冷剂流入第一连接配管37-1、37-2,在通过第一开闭装置6-1、6-2后合流,且通过流路切换装置2、储液器4而流入压缩机1并被压缩。
[制热主体通常运转]
图12是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的制热主体通常运转时的制冷剂的流动的图。此外,在图12中,将在制热主体通常运转时制冷剂流经的部分设为实线,将制冷剂未流经的部分设为虚线。此外,在图12中,示出室内机B为制冷、室内机C为制热的情况。在室内机B进行制热、室内机C进行制冷的情况下,仅室内流量控制装置12b、12c、第一中继开闭装置14b、14c及第二中继开闭装置15b、15c的开闭状态逆转,且室内机B和室内机C的制冷剂的流动交换,其他动作相同。
图13是本发明的实施方式1的空气调节装置100的制热主体通常运转时的P-h曲线图。此外,图13的点(a)~点(h)示出在图12的标注有相同的记号的部分处的制冷剂的状态。
当开始压缩机1的运转时,在室外机A中,低温低压的气体制冷剂被压缩机1压缩而成为高温高压的气体制冷剂并被排出。在该压缩机1的制冷剂压缩过程中,制冷剂以如下方式进行压缩:与以等熵线进行绝热压缩的情况相比加热与压缩机1的绝热效率相当的量,用图13的点(a)至点(b)所示的线表示。
从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂在通过流路切换装置2后,通过逆流防止装置5-3并从室外机A流出。从室外机A流出的高温高压的气体制冷剂通过第一延长配管31并流入中继机D。
流入到中继机D中的制冷剂流入气液分离装置13。气液分离装置13将流入的制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂,但由于流入的制冷剂为气体制冷剂,另外,关闭了第一中继流量控制装置16,因此,流入的气体制冷剂全部都从气相部流出。
从气液分离装置13流出的气体制冷剂通过第一中继开闭装置14c并通过第三延长配管33c而流入正在进行制热的室内机C。
流入到室内机C中的制冷剂流入作为冷凝器发挥功能的室内热交换器11c,并一边加热室内空气,一边被冷却而成为中温高压的液体制冷剂。在考虑压力损失时,室内热交换器11c中的制冷剂的变化用图13的点(b)至点(c)所示的稍微倾斜且接近水平的直线表示。
从室内热交换器11c流出的中温高压的液体制冷剂流入室内流量控制装置12c,并在此被节流而膨胀、减压。该室内流量控制装置12c中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行。此外,控制室内流量控制装置12c,以使中温高压的液体制冷剂的过冷度(过冷)成为5K~20K左右。
从室内流量控制装置12c流出的制冷剂通过第四延长配管34c而分为两个分支,一方再次流入中继机D,另一方通过第四延长配管34b而流入正在进行制冷的室内机B。
再次流入到中继机D中的制冷剂在通过第二中继流量控制装置17并被减压为中间压后,通过第二延长配管32而流入室外机A。此时,第二中继流量控制装置17中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行。由于从室内热交换器11c到通过第二中继流量控制装置17的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行,所以制冷剂的变化成为图13的点(c)至点(e)。此外,控制第二中继流量控制装置17,以便调整通过的制冷剂流量及前后的压力差等。
流入到室内机B中的制冷剂流入室内流量控制装置12b,并在此被节流而膨胀、减压,成为中温中间压的气液二相状态。该室内流量控制装置12b中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行。由于从室内热交换器11c到通过室内流量控制装置12b的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行,所以制冷剂的变化成为图13的点(c)至点(f)。
从室内流量控制装置12b流出的中温中间压的气液二相状态的制冷剂流入作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b。流入到室内热交换器11b中的制冷剂一边冷却室内空气,一边被加热并成为中温中间压的气体制冷剂。此外,控制室内流量控制装置12b,以使从室内热交换器11b流出的中温中间压的气体制冷剂的过热度(过热)成为2K~5K左右。在考虑压力损失时,室内热交换器11b中的制冷剂的变化用图13的点(f)至点(g)所示的稍微倾斜且接近水平的直线表示。
从室内热交换器11b流出的中温中间压的气体制冷剂通过第三延长配管33b而再次流入中继机D。
经由室内机B而再次流入到中继机D中的中温中间压的气体制冷剂在通过第二中继开闭装置15b后,与通过第二中继流量控制装置17后的制冷剂合流,并通过第二延长配管32而流入室外机A。合流并流入室外机A的制冷剂根据室内机B、C的运转负荷而成为中温中间压的液体制冷剂或气液二相制冷剂,成为图13的点(h)。
流入到室外机A中的制冷剂通过逆流防止装置5-4而流入第二连接配管38-1、38-2。流入到第二连接配管38-1、38-2中的制冷剂被流量控制装置7-1、7-2节流而膨胀、减压,并成为低压的气液二相状态。该流量控制装置7-1、7-2中的制冷剂的变化在焓恒定的状态下进行。此时的制冷剂的变化成为图13的点(h)至点(d)。
在此,制冷剂压力传感器91的检测压力为作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b的制冷剂的压力,该检测压力的饱和换算温度相当于室内热交换器11b的制冷剂温度。控制流量控制装置7-1、7-2,以使作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b的制冷剂温度成为与正在进行制冷的室内机B的设定温度等对应的目标温度。作为具体的控制,控制流量控制装置7-1、7-2,以使制冷剂压力传感器91的检测压力成为与正在进行制冷的室内机B的设定温度等对应的目标压力。
通过控制进行制冷的室内热交换器11b的压力,从而能够调整室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度,因此,能够调整与室内热交换器11b的制冷剂进行热交换而被冷却的空气的温度。通过按这种方式控制室内热交换器11b的压力,从而能够在正在进行制冷的室内机B中进行与室内的设定温度及制冷负荷相匹配的运转,能够提高室内的舒适性。
室内热交换器11b的制冷剂压力的目标压力通过饱和温度换算而成为0℃以上且设定温度以下的温度。也就是说,通过将室内热交换器11b的制冷剂温度设为0℃以上,从而能够防止作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b的结霜、冻结。另外,通过将室内热交换器11b的制冷剂温度设为设定温度以下,从而能够使室内温度成为设定温度,并能够提高室内的舒适性。
从流量控制装置7-1、7-2流出的制冷剂流入并联热交换器3-1、3-2,并一边冷却室外空气,一边被加热而成为低温低压的气体制冷剂。在考虑压力损失时,并联热交换器3-1、3-2中的制冷剂的变化用图13的点(d)至点(a)所示的稍微倾斜且接近水平的直线表示。
从并联热交换器3-1、3-2流出的低温低压的气体制冷剂流入第一连接配管37-1、37-2,在通过第一开闭装置6-1、6-2后合流,且通过流路切换装置2、储液器4而流入压缩机1并被压缩。
[全制热除霜运转]
在全制热通常运转期间,在室外热交换器3结霜的情况下,进行全制热除霜运转。或者,在制热主体除霜运转期间,在进行制冷的室内机停止而正在运转的室内机全部都为制热的情况下,也成为全制热除霜运转。
在有无结霜的判定中,例如,在根据压缩机1的吸入压力换算而成的饱和温度与预先设定的外部空气温度相比大幅降低的情况下,判定为结霜。另外,例如,通过如下等方法进行判定:在外部空气温度与根据吸入压力换算而成的饱和温度的温度差成为预先设定的值以上且经过时间成为一定时间以上的情况下,判定为结霜。
在本实施方式1的空气调节装置100的结构中,在全制热除霜运转中,有如下情况的运转:对并联热交换器3-2进行除霜,且并联热交换器3-1作为蒸发器发挥功能并进行制热。另外,相反地,有如下情况的运转:并联热交换器3-2作为蒸发器发挥功能并继续制热,对并联热交换器3-1进行除霜。
在上述运转中,仅第一开闭装置6-1、6-2、第二开闭装置9-1、9-2及流量控制装置7-1、7-2的开闭状态逆转,且并联热交换器3-1与并联热交换器3-2的制冷剂的流动交换,其他动作相同。因此,在以下的说明中,对并联热交换器3-2进行除霜且并联热交换器3-1作为蒸发器发挥功能并继续制热的情况进行说明。这对于以后的实施方式的说明而言,也是同样的。
图14是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的对并联热交换器3-2进行除霜的全制热除霜运转时的制冷剂的流动的图。此外,在图14中,将在全制热除霜运转时制冷剂流经的部分设为实线,将制冷剂未流经的部分设为虚线。
图15是本发明的实施方式1的空气调节装置100的全制热除霜运转时的P-h曲线图。此外,图15的点(a)~点(e)、点(k)、点(l)示出在图14的标注有相同的记号的部分处的制冷剂的状态。
在正在进行图10所示的全制热通常运转时,在检测到需要进行消除结霜状态的除霜的情况下,控制装置90关闭与作为除霜对象的并联热交换器3-2对应的第一开闭装置6-2,并关闭流量控制装置7-2。进一步地,打开第二开闭装置9-2,将第一节流装置8的开度打开为预先设定的初始开度,将第二节流装置10的开度打开为预先设定的初始开度。另外,将与作为蒸发器发挥功能的并联热交换器3-1对应的第一开闭装置6-1打开,将第二开闭装置9-1关闭。
由此,将除霜回路打开,从压缩机1排出的制冷剂的一部分流入除霜回路。即,将按压缩机1-->第一节流装置8-->第二开闭装置9-2-->并联热交换器3-2-->第二节流装置10的顺序依次连接而成的除霜回路打开,并开始全制热除霜运转。
当开始全制热除霜运转时,从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂的一部分流入第一除霜配管39,并被第一节流装置8减压到中压。此时的制冷剂的变化用图15中的点(b)至点(k)表示。
然后,被减压到中压(点(k))的制冷剂通过第二开闭装置9-2而流入并联热交换器3-2。流入到并联热交换器3-2中的制冷剂通过与附着于并联热交换器3-2的霜进行热交换而被冷却。
像这样,通过使从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂流入并联热交换器3-2,从而能够熔化附着于并联热交换器3-2的霜。此时的制冷剂的变化用图15中的点(k)至点(l)的变化表示。从该制冷剂状态的变化可知,在作为除霜对象的并联热交换器3-2中,利用不伴随制冷剂的温度变化的潜热来进行除霜。
此外,进行除霜的制冷剂成为霜的温度(0℃)以上的0℃~10℃左右的饱和温度。
进行除霜并从并联热交换器3-2流出的制冷剂流入第二除霜配管40,并被第二节流装置10减压到低压而与主回路合流。合流后的制冷剂流入作为蒸发器发挥功能的并联热交换器3-1并蒸发。
在此,对正在进行全制热除霜运转的第一节流装置8、第二节流装置10的动作的一例进行说明。
在全制热除霜运转期间,控制装置90控制第二节流装置10的开度,以使作为除霜对象的并联热交换器3-2的制冷剂的压力通过饱和温度换算而成为0℃~10℃左右。另外,在全制热除霜运转期间,由于压缩机1的排出压力与作为除霜对象的并联热交换器3-2的压力之差不会较大地变化,因此,第一节流装置8的开度与事前设计的所需的除霜流量相匹配,使开度固定不变。
在本实施方式1中,控制第二节流装置10的开度,以使作为除霜对象的并联热交换器3-2的制冷剂温度(饱和温度)成为0℃~10℃左右,但在不进行该控制的情况下,会产生以下问题。即,在作为除霜对象的并联热交换器3-2的制冷剂温度小于0℃的情况下,由于制冷剂的温度比霜的温度(0℃)低,所以制冷剂不会冷凝,仅利用热量较小的显热进行除霜。在该情况下,为了确保用于对霜进行加热的加热能力,需要增多流入并联热交换器3-2的制冷剂流量。但是,在增多流入并联热交换器3-2的制冷剂流量时,用于制热的制冷剂流量会相应地变少,因此,制热能力降低,室内的舒适性降低。
另一方面,在作为除霜对象的并联热交换器3-2的制冷剂温度比10℃高的情况下,由于与霜的温度(0℃)的温度差较大,流入到并联热交换器3-2中的制冷剂会立刻液化,因此,存在于并联热交换器3-2的内部的液体制冷剂量变多。在该情况下,由于用于制热的制冷剂量不足,所以制热能力降低,室内的舒适性降低。
根据以上说明,在本实施方式1中,由于控制第二节流装置10的开度,以使并联热交换器3-2的制冷剂温度成为0℃~10℃左右,因此,能够一边在除霜中利用热量较大的潜热,一边向制热供给足够的制冷剂。因此,能够确保制热能力,并提高室内的舒适性。
此外,从进行除霜的制冷剂释放出的热量不仅向附着于并联热交换器3-2的霜移动,一部分有时也会向室外空气放热。因此,也可以是,控制装置90控制第一节流装置8及第二节流装置10的开度,以便随着外部空气温度降低而增加用于除霜的制冷剂流量。由此,无论外部空气温度如何,都能够将提供给霜的热量设为恒定,并将除霜所花费的时间设为恒定。
另外,控制装置90也可以根据外部空气温度来变更在判定有无结霜时使用的饱和温度的阈值及通常运转的时间等。例如,也可以随着外部空气温度降低而缩短制热运转的持续时间。当缩短制热运转的持续时间时,除霜开始时的结霜量减少。在此,在无论外部空气温度如何都将制冷剂在除霜期间施加于除霜的热量设为恒定的情况下,随着外部空气温度降低,能够去除的霜的量减少。因此,为了无论外部空气温度如何都以恒定的热量去除在制热运转期间附着的霜,只要随着外部空气温度降低而缩短制热运转的持续时间并使除霜开始时的结霜量减少即可。
反过来说,通过随着外部空气温度降低而缩短制热运转的持续时间,从而无论外部空气温度如何,都能够将制冷剂在除霜期间施加于除霜的热量设为恒定。在无论外部空气温度如何都将制冷剂在除霜期间施加于除霜的热量设为恒定的情况下,能够简化第一节流装置8的构造。即,由于能够将第一节流装置8的阻力设为恒定,所以能够使用廉价的毛细管来作为第一节流装置8。也可以根据外部空气温度来变更在判定有无结霜时使用的饱和温度的阈值及通常运转的时间等,这一点在后述的制热主体除霜运转中也是同样的。
另外,如本实施方式1那样,在并联热交换器3-1、3-2为一体型且也向作为除霜对象的并联热交换器输送来自室外风扇3f的室外空气的结构的情况下,为了减小从制冷剂向室外空气放热的放热量,可以根据外部空气温度来变更风扇输出。具体而言,可以随着外部空气温度降低而使风扇输出降低。通过使风扇输出降低并减小作为除霜对象的并联热交换器3-2向室外空气释放的放热量,从而能够较快地结束除霜。另外,如果与放热量减少的量相应地降低除霜的加热能力,则能够相应地提高制热能力。
另外,控制装置90也可以对外部空气温度设置阈值温度,并根据外部空气温度与阈值温度的大小关系来切换除霜运转。具体而言,在外部空气温度比阈值温度高的情况下,进行全制热除霜运转。另一方面,在外部空气温度为阈值温度以下的情况下,将流路切换装置2的连接切换为与制冷运转时相同的方向,设为全制冷运转时的制冷剂的流动,进行所谓的逆向除霜运转。阈值温度例如设为-5℃或-10℃等。在逆向除霜运转中,进行对并联热交换器3-1、3-2这双方进行除霜的“全面除霜”。在逆向除霜运转中,由于室内热交换器无法作为冷凝器发挥功能,所以在室内机B、C不进行制热。
在外部空气温度为-5℃或-10℃等的情况下,即在外部空气温度低至0℃以下的情况下,由于原本外部空气的绝对湿度较低,所以结霜量较少,到结霜量成为一定值为止的制热通常运转的持续时间变长。因此,在外部空气温度低至0℃以下的情况下,即使进行逆向除霜运转并停止室内机B、C的制热,室内机B、C的制热停止的时间的比例也较小,对舒适度的影响较小。另一方面,当在外部空气温度低至0℃以下的情况下进行制热除霜运转时,从作为除霜对象的室外热交换器3向外部空气释放的放热量变多。当考虑上述情况时,通过在外部空气温度比阈值温度高的情况下进行全制热除霜运转,在为阈值温度以下的情况下设为逆向除霜运转,从而能够高效地除霜。
[制热主体除霜运转]
在制热主体通常运转期间,在室外热交换器3结霜的情况下,进行制热主体除霜运转。或者,在全制热除霜运转期间,在一部分室内机开始制冷的情况下,也成为制热主体除霜运转。
有无结霜的判定与全制热除霜运转相同。
在以下的说明中,与全制热除霜运转同样地,并联热交换器3-2进行除霜,并联热交换器3-1作为蒸发器发挥功能并继续制热。另外,与制热主体通常运转同样地,对室内机B进行制冷、室内机C进行制热的情况进行说明。
图16是示出本发明的实施方式1的空气调节装置100的对并联热交换器3-2进行除霜的制热主体除霜运转时的制冷剂的流动的图。此外,在图16中,将在制热主体除霜运转时制冷剂流经的部分设为实线,将制冷剂未流经的部分设为虚线。
图17是本发明的实施方式1的空气调节装置100的制热主体除霜运转时的P-h曲线图。此外,图17的点(a)~点(h)、点(k)、点(l)示出在图16的标注有相同的记号的部分处的制冷剂的状态。
在正在进行图12所示的制热主体通常运转时,在检测到需要进行消除结霜状态的除霜的情况下,控制装置90关闭与作为除霜对象的并联热交换器3-2对应的第一开闭装置6-2,并关闭流量控制装置7-2。进一步地,打开第二开闭装置9-2,将第一节流装置8的开度打开为预先设定的初始开度,将第二节流装置10的开度打开为预先设定的初始开度。另外,将与作为蒸发器发挥功能的并联热交换器3-1对应的第一开闭装置6-1打开,将第二开闭装置9-1关闭。
由此,将除霜回路打开,从压缩机1排出的制冷剂的一部分流入除霜回路。即,将按压缩机1-->第一节流装置8-->第二开闭装置9-2-->并联热交换器3-2-->第二节流装置10的顺序依次连接而成的除霜回路打开,并开始制热主体除霜运转。
当开始制热主体除霜运转时,从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂的一部分流入第一除霜配管39,并被第一节流装置8减压到中压。此时的制冷剂的变化用图17中的点(b)至点(k)表示。
然后,被减压到中压(点(k))的制冷剂通过第二开闭装置9-2而流入并联热交换器3-2。流入到并联热交换器3-2中的制冷剂通过与附着于并联热交换器3-2的霜进行热交换而被冷却。此时的制冷剂的变化用图17中的点(k)至点(l)的变化表示。
此外,进行除霜的制冷剂成为霜的温度(0℃)以上的0℃~10℃左右的饱和温度。
进行除霜并从并联热交换器3-2流出的制冷剂流入第二除霜配管40,并被第二节流装置10减压到低压而与主回路合流。此时的制冷剂的变化用图17中的点(l)至点(d)表示。然后,合流到主回路中的制冷剂流入作为蒸发器发挥功能的并联热交换器3-1并蒸发。此时的制冷剂的变化用图17中的点(d)至点(a)表示。
在此,对正在进行制热主体除霜运转的第一节流装置8、第二节流装置10的动作的一例进行说明。
在制热主体除霜运转期间,控制装置90控制第二节流装置10的开度,以使作为除霜对象的并联热交换器3-2的制冷剂的压力通过饱和温度换算而成为0℃~10℃左右。另外,第一节流装置8的开度与事前设计的所需的除霜流量相匹配,使开度固定不变。或者,也可以是,控制装置90控制第一节流装置8和第二节流装置10,以便随着外部空气温度降低而增加除霜流量。
接着,对正在进行制热主体除霜运转的流量控制装置7-1的动作的一例进行说明。
在制热主体除霜运转期间,控制装置90控制流量控制装置7-1的开度,以使制冷剂压力传感器91的检测压力、即作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b的制冷剂的压力成为与正在进行制冷的室内机B的设定温度等对应的目标压力。
在此,对流量控制装置7-1与第二节流装置10的位置关系和基于该位置关系的效果进行说明。在本实施方式1中,流量控制装置7-1设置在第二节流装置10的出口的上游。换句话说,流量控制装置7-1设置在连接点X(参照图16)与作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b之间,所述连接点X为第二除霜配管40的出口与主回路的连接点。
在进行制冷的室内机B中,要求将作为室内热交换器11b的制冷剂压力的“进行制冷的压力(Y)”控制为与设定温度对应的目标压力。但是,在将流量控制装置7-1设置在第二节流装置10的出口的下游的情况下,由于“进行制冷的压力(Y)”会受到限制,所以有时无法设为目标压力。另一方面,在如本实施方式1那样将流量控制装置7-1设置在第二节流装置10的出口的上游的情况下,该限制消失,能够控制为目标压力。以下,使用图18来说明这一点。
图18是在本发明的实施方式1的空气调节装置100的并联热交换器3-2进行除霜的制冷剂的压力、在作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b进行制冷的制冷剂的压力、在并联热交换器3-1从室外空气进行吸热的制冷剂的压力的大小关系的说明图。在图18中,示意性地示出流量控制装置7-1与第二节流装置10的位置关系。纵轴为压力。图18(a)示出流量控制装置7-1设置在第二节流装置10的出口的下游的情况,图18(b)示出流量控制装置7-1设置在第二节流装置10的出口的上游的情况。此外,本实施方式1相当于图18(b)的流量控制装置7-1设置在第二节流装置10的出口的上游的情况。
如图18(a)所示,在流量控制装置7-1设置于第二节流装置10的下游的情况下,进行除霜后的制冷剂从“进行除霜的压力(X)”被第二节流装置10减压。然后,由第二节流装置10减压后的制冷剂与在室内机B中进行制冷后的制冷剂合流,成为与“进行制冷的压力(Y)”相同的压力,之后,被流量控制装置7-1减压而成为“进行吸热的压力(Z)”。在该情况下,“进行制冷的压力(Y)”只能在“进行除霜的压力(X)”与“进行吸热的压力(Z)”之间的范围内进行调整。或者,“进行除霜的压力(X)”只能在比“进行制冷的压力(Y)”高的范围内进行调整。换句话说,“进行制冷的压力(Y)”只能在比“进行除霜的压力(X)”低的范围内进行调整。
如上所述,“进行除霜的压力(X)”被第二节流装置10调整为通过饱和温度换算而成为0℃~10℃左右的压力。因此,只能调整为比“进行除霜的压力(X)”低的压力的“进行制冷的压力(Y)”的饱和换算温度比作为“进行除霜的压力(X)”的饱和换算温度的0℃~10℃低。也就是说,室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度变得比0℃~10℃低。因此,有可能会使得向室内输送的空气的温度过度地下降而带来过度的冷感,或使得室内温度与设定温度相比过度地下降而室内的舒适性降低。此外,与设定温度对应的“进行制冷的压力(Y)”通常被设在通过饱和温度换算而成为5~20℃左右的范围内。
另外,有可能产生如下的不良情况:室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度成为0℃以下,在室内机B产生结霜及冻结,无法向室内送风,并产生热交换器的破损。在为了熔化霜及冰而对室内机B进行除霜时,必须停止制冷,并通过使温度较高的制冷剂向室内热交换器11b流动而对室内进行加热,因此,室内的舒适性有可能会降低。而且,由于除霜,会在短时间内产生比通常制冷时的结露水多的除霜水,因此,如果不增大排水盘等排水机构的排水能力,则除霜水有可能向室内侧飞散、泄漏。
相反地,在使进行制冷的室内的舒适性优先而将“进行制冷的压力(Y)”调整为与设定温度对应的压力的情况下,需要将“进行除霜的压力(X)”设为比“进行制冷的压力(Y)”高的压力。这样一来,制热能力降低,正在制热的室内的舒适性降低。
另一方面,在如本实施方式1那样将流量控制装置7-1设置在第二节流装置10的上游的情况下,如图18(b)所示,进行除霜后的制冷剂从“进行除霜的压力(X)”被第二节流装置10减压而成为“进行吸热的压力(Z)”。并且,除此之外,进行制冷后的制冷剂从“进行制冷的压力(Y)”被流量控制装置7-1减压而成为“进行吸热的压力(Z)”。因此,能够独立地调整“进行除霜的压力(X)”和“进行制冷的压力(Y)”。因此,能够将“进行除霜的压力(X)”调整为通过饱和温度换算而成为0℃~10℃左右的压力来确保制热能力,并且,能够在通过饱和温度换算而成为0℃以上且设定温度以下的压力的范围内调整“进行制冷的压力(Y)”。因此,能够进行室内机B处的结霜、冻结的防止和室内温度的调整,能够提高整个室内的舒适性。
如上所述,根据本实施方式1,通过将流量控制装置7-1设置在第二节流装置10的上游,从而能够提高制热、制冷的整个室内的舒适性。
另外,如本实施方式1那样,在并联热交换器3-1、3-2为一体型且也向作为除霜对象的并联热交换器3-2输送来自室外风扇3f的室外空气的结构的情况下,也可以根据(制冷负荷)/(制热负荷)之比来变更风扇输出。
在(制冷负荷)/(制热负荷)之比较大的情况下,与(制冷负荷)/(制热负荷)之比较小的情况相比,由作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b蒸发的制冷剂量增加,即,室内机B处的从室内空气吸收的吸热量增加。因此,在(制冷负荷)/(制热负荷)之比较大的情况下,能够减小并联热交换器3-1处的从室外空气吸收的吸热量。因此,在(制冷负荷)/(制热负荷)之比大于预先设定的第一设定比的情况下,通过降低室外风扇3f的风扇输出并减小作为除霜对象的并联热交换器3-2处的向空气释放的放热量,从而能够较快地结束除霜。另外,如果与并联热交换器3-2处的向空气释放的放热量减少的量相应地降低除霜的加热能力,则能够相应地提高制热能力。
另外,在制热主体除霜运转期间,也可以根据作为冷凝器发挥功能的室内热交换器11c的制热负荷来控制流入作为除霜对象的并联热交换器3-2的制冷剂的流量。具体而言,也可以是,在制热负荷比预先设定的设定负荷小时,增大第一节流装置8的开度并增多流入并联热交换器3-2的制冷剂的流量。在该情况下,能够谋求短时间内的除霜。此外,由于增多流入并联热交换器3-2的制冷剂的流量,所以向作为蒸发器发挥功能的并联热交换器3-1流动的制冷剂的流量减少,因此,主回路中的吸热量减少,制热能力降低。但是,在此,由于是制热负荷较少的状况,所以即使制热能力降低,也不会影响室内环境。
此外,在切换制热主体通常运转和制热主体除霜运转时,也可以根据(制冷负荷)/(制热负荷)之比来预先变更流量控制装置7-1的开度。以下对这一点进行说明。
在制热主体通常运转中,并联热交换器3-1、3-2这双方作为蒸发器发挥功能,从逆流防止装置5-4流出并通过主回路的制冷剂朝向流量控制装置7-1、7-2这双方而被分支。另一方面,在制热主体除霜运转中,仅并联热交换器3-1作为蒸发器发挥功能,从逆流防止装置5-4流出并通过主回路的制冷剂仅通过流量控制装置7-1。在从制热主体通常运转切换为制热主体除霜运转时,由于室外热交换器3中的作为蒸发器发挥功能的面积减少,所以低压降低,由于低压的降低,室内热交换器11b的制冷剂的压力降低。另外,在从制热主体通常运转切换为制热主体除霜运转时,切换成使通过主回路的全部的制冷剂仅通过流量控制装置7-1,由此,流量控制装置7-1的制冷剂流入侧的压力增加,室内热交换器11b的制冷剂的压力上升。
像这样,由于由室外热交换器3中的作为蒸发器发挥功能的面积减少所引起的室内热交换器11b的制冷剂压力的降低原因、和由流量控制装置7-1、7-2处的分支的有无所引起的室内热交换器11b的制冷剂压力的上升原因这两个原因,室内热交换器11b的制冷剂的压力会急剧地变动。降低原因和上升原因中的哪一个的影响变大与(制冷负荷)/(制热负荷)之比有关。
此外,在从制热主体除霜运转切换为制热主体通常运转时,会分别相反地进行作用。即,由于由室外热交换器3中的作为蒸发器发挥功能的面积增加所导致的室内热交换器11b的制冷剂的压力上升、和由通过主回路的制冷剂朝向流量控制装置7-1、7-2这双方被分支所导致的室内热交换器11b的制冷剂的压力降低这两个原因,室内热交换器11b的制冷剂的压力变动。
在制热主体通常运转中,在(制冷负荷)/(制热负荷)之比较小的情况下,室外热交换器3处的从外部空气吸收的吸热量比进行制冷的室内机B的室内热交换器11b处的从室内空气吸收的吸热量多。因此,由室外热交换器3中的作为蒸发器发挥功能的面积变化所导致的影响较大。在从制热主体通常运转切换为制热主体除霜运转时,由于室外热交换器3中的作为蒸发器发挥功能的面积减少,所以室内热交换器11b的制冷剂的压力降低。因此,在从制热主体通常运转切换为制热主体除霜运转时,在(制冷负荷)/(制热负荷)之比较小的情况下,在预先减小流量控制装置7-1的开度之后,切换为制热主体除霜运转,由此,能够抑制室内热交换器11b的制冷剂的压力的降低。
另一方面,在制热主体通常运转中,在(制冷负荷)/(制热负荷)之比较大的情况下,室外热交换器3处的从外部空气吸收的吸热量比进行制冷的室内机B的室内热交换器11b处的从室内空气吸收的吸热量少。因此,由室外热交换器3中的作为蒸发器发挥功能的面积的变化所导致的影响变小。另一方面,由于进行制冷的室内机B处的从室内空气吸收的吸热量增加,所以通过主回路的制冷剂的干度增加,因此,流量控制装置7-1、7-2处的分支的有无所导致的影响变大。因此,在从制热主体通常运转切换为制热主体除霜运转时,室内热交换器11b的制冷剂的压力上升。因此,在从制热主体通常运转切换为制热主体除霜运转时,在(制冷负荷)/(制热负荷)之比较大的情况下,在预先增大流量控制装置7-1的开度之后,切换为制热主体除霜运转。由此,能够抑制室内热交换器11b的制冷剂的压力的上升。
如果整理以上内容,则在从制热主体通常运转切换为制热主体除霜运转时,根据(制冷负荷)/(制热负荷)之比,按以下方式进行控制。
(1)在(制冷负荷)/(制热负荷)之比小于预先设定的第二设定比的情况下:在切换前预先减小流量控制装置7-1的开度。
(2)在(制冷负荷)/(制热负荷)之比大于预先设定的第二设定比的情况下:在切换前预先增大流量控制装置7-1的开度。
相反地,在从制热主体除霜运转切换为制热主体通常运转时,根据(制冷负荷)/(制热负荷)之比,按以下方式进行控制。
(3)在(制冷负荷)/(制热负荷)之比小于预先设定的第二设定比的情况下:在切换前预先增大流量控制装置7-1的开度。
(4)在(制冷负荷)/(制热负荷)之比大于预先设定的第二设定比的情况下:在切换前预先减小流量控制装置7-1的开度。
通过进行以上的流量控制装置7-1的开度控制,从而能够抑制由运转模式的切换导致的室内热交换器11b的制冷剂的急剧的压力变动,并能够提高室内的舒适性。此外,在上述(1)~(4)中,在切换前预先增大或减小流量控制装置7-1的开度的控制是指:相比于切换前的开度而增大或减小。如上所述,根据正在制冷的室内机B的设定温度,来控制切换前的流量控制装置7-1的开度。
如以上说明的那样,根据本实施方式1,在同时进行制冷和制热的冷热同时运转中,不用使制热停止就能够进行除霜。另外,由于分别独立地控制第二节流装置10和第三节流装置19,所以能够提高制冷及制热这双方的室内的舒适性。
实施方式2.
图19是示出本发明的实施方式2的空气调节装置101的制冷剂回路结构的制冷剂回路图。
以下,以空气调节装置101与实施方式1不同的部分为中心进行说明。
本实施方式2的空气调节装置101具有如下结构:从实施方式1的空气调节装置100的结构中删除制冷剂压力传感器91,并追加测定各室内的温度的温度传感器92b、92c。
温度传感器92b、92c检测流入室内热交换器11b、11c的空气的温度。温度传感器92b、92c只要能够检测冷却对象的温度即可。作为冷却对象的温度,除了室内空气的温度以外,例如还可以检测遥控器等控制器的环境温度和室内的地面、墙壁等的表面温度等,所述遥控器等控制器进行室内机B、C的运转开始及停止、设定温度的变更等。
此外,本实施方式2中的温度传感器92b、92c相当于本发明的“温度检测装置”。
[制热主体通常运转]
关于本实施方式2中的制热主体通常运转时的情况,对与实施方式1不同的部分进行说明。在此,对室内机B进行制冷、室内机C进行制热的情况进行说明。
利用控制装置90控制流量控制装置7-1、7-2的开度,以便将由进行制冷的室内机B的温度传感器92b检测到的室内温度调整为设定温度。
在由温度传感器92b检测到的室内温度比设定温度高的情况下,控制装置90增大流量控制装置7-1、7-2的开度。由此,通过降低室内热交换器11b的制冷剂的压力并使之接近并联热交换器3-1、3-2的制冷剂的压力,从而降低室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度。其结果是,由室内热交换器11b冷却并向室内输送的空气的温度下降,能够使室内温度接近设定温度。在由温度传感器92b检测到的室内温度比设定温度低的情况下,减小流量控制装置7-1、7-2的开度,并提高室内热交换器11b的制冷剂的压力,从而提高室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度。由此,提高向室内输送的空气的温度,使室内温度接近设定温度。
另外,在由温度传感器92b检测到的室内温度与设定温度的温度差比设定值大的情况下,控制装置90增大流量控制装置7-1、7-2的开度的变化幅度。由此,能够使室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度较大地变化,能够使室内温度较快地接近设定温度。在由温度传感器92b检测到的室内温度与设定温度的温度差比设定值小的情况下,减小流量控制装置7-1、7-2的开度的变化幅度。由此,能够减小室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度的变化,能够防止室内温度变化该室内温度与设定温度的温度差以上的值。
在室内机B进行制热、室内机C进行制冷的情况下,使用由温度传感器92c检测到的室内温度,来代替由温度传感器92b检测到的室内温度。
[制热主体除霜运转]
接着,关于本实施方式2中的制热主体除霜运转,对与实施方式1不同的部分进行说明。在此,对并联热交换器3-2进行除霜、并联热交换器3-1作为蒸发器发挥功能、室内机B进行制冷、室内机C进行制热的情况进行说明。
利用控制装置90控制流量控制装置7-1的开度,以便将由进行制冷的室内机B的温度传感器92b检测到的室内温度调整为设定温度。
在由温度传感器92b检测到的室内温度比设定温度高的情况下,控制装置90增大流量控制装置7-1的开度。由此,通过降低室内热交换器11b的制冷剂的压力并使之接近并联热交换器3-1的制冷剂的压力,从而降低室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度。其结果是,由室内热交换器11b冷却并向室内输送的空气的温度降低,能够使室内温度接近设定温度。在由温度传感器92b检测到的室内温度比设定温度低的情况下,减小流量控制装置7-1的开度,并提高室内热交换器11b的制冷剂的压力,从而提高室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度。由此,提高向室内输送的空气的温度,并防止室内温度变得比设定温度低。
另外,在由温度传感器92b检测到的室内温度与设定温度的温度差比设定值大的情况下,控制装置90增大流量控制装置7-1的开度的变化幅度。由此,能够使室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度较大地变化,能够使室内温度较快地接近设定温度。在由温度传感器92b检测到的室内温度与设定温度的温度差比设定值小的情况下,减小流量控制装置7-1的开度的变化幅度。由此,能够减小室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度的变化,能够防止室内温度变化该室内温度与设定温度的温度差以上的值。
在室内机B进行制热、室内机C进行制冷的情况下,使用由温度传感器92c检测到的室内温度,来代替由温度传感器92b检测到的室内温度。
如以上说明的那样,根据本实施方式2,在制热主体通常运转和制热主体除霜运转时,按以下方式控制流量控制装置7-1、7-2中的某一方或双方的开度。即,利用控制装置90控制流量控制装置7-1、7-2,以便将由温度传感器92b、92c中的、设置于进行制冷的室内的温度传感器检测到的室内温度调整为该室内的设定温度。由此,能够将制冷的室内温度调整为设定温度并提高室内的舒适性。
实施方式3.
图20是示出本发明的实施方式3的空气调节装置102的制冷剂回路结构的制冷剂回路图。
以下,以空气调节装置102与实施方式1不同的部分为中心进行说明。
对于本实施方式3的空气调节装置102而言,在实施方式1的空气调节装置100的结构中,代替流量控制装置7-1、7-2,而设置有第三开闭装置18-1、18-2。而且,在第三开闭装置18-1、18-2与逆流防止装置5-4之间且第三开闭装置18-1、18-2与制冷剂压力传感器91之间追加有第三节流装置19。
此外,本实施方式3中的第三开闭装置18-1、18-2相当于本发明的“第二流路切换装置”,第三节流装置19相当于本发明的“第三节流装置”。
在本实施方式3的全制冷运转、制冷主体运转这双方的运转模式中,将第三开闭装置18-1、18-2设为打开,并将第三节流装置19设为全开。由此,从并联热交换器3-1、3-2流出的制冷剂在通过第三开闭装置18-1、18-2并合流之后,通过第三节流装置19并流入逆流防止装置5-1。由于第三节流装置19为全开状态,所以基本上没有制冷剂的减压、膨胀。
在本实施方式3的全制热通常运转中,将第三开闭装置18-1、18-2设为打开,并将第三节流装置19设为恒定开度。由此,从逆流防止装置5-4流出的制冷剂被第三节流装置19节流而膨胀、减压,且在成为低压后,分为两个分支,并流入第三开闭装置18-1、18-2。
此外,第三节流装置19也可以在恒定开度、例如全开的状态下被固定,或被控制成使由制冷剂压力传感器91检测到的第二延长配管32等的中间压的饱和温度成为0℃~20℃左右。通过控制第二延长配管32等的中间压的饱和温度,从而能够防止配管表面上的结露、结冰。
接着,关于本实施方式3中的制热主体通常运转时的情况,对与实施方式1不同的部分进行说明。在此,对室内机B进行制冷、室内机C进行制热的情况进行说明。
将第三开闭装置18-1、18-2设为打开,并将第三节流装置19设为打开状态,从逆流防止装置5-4流出的制冷剂被第三节流装置19节流而膨胀、减压,且在成为低压后,分为两个分支,并流入第三开闭装置18-1、18-2。
利用控制装置90控制第三节流装置19的开度,以使由制冷剂压力传感器91检测到的作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b的制冷剂的压力成为与设定温度等对应的目标压力。由此,能够调整进行制冷的室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度,并能够调整由室内热交换器11b冷却并向室内输送的空气的温度。因此,能够进行与室内的设定温度及负荷相匹配的运转,能够提高室内的舒适性。
接着,关于本实施方式3中的制热主体除霜运转时的情况,对与实施方式1不同的部分进行说明。在此,对并联热交换器3-2进行除霜、并联热交换器3-1作为蒸发器发挥功能、室内机B进行制冷、室内机C进行制热的情况进行说明。
将第三开闭装置18-1设为打开,并将第三节流装置19设为打开状态,从逆流防止装置5-4流出的制冷剂被第三节流装置19节流而膨胀、减压,且在成为低压后,仅流入第三开闭装置18-1。将第三开闭装置18-2设为关闭,从而停止制冷剂从逆流防止装置5-4向作为除霜对象的并联热交换器3-2的流动。
利用控制装置90控制第三节流装置19的开度,以使由制冷剂压力传感器91检测到的作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b的制冷剂的压力成为与设定温度等对应的目标压力。由此,由于能够调整进行制冷的室内热交换器11b的制冷剂的饱和温度,并能够调整由室内热交换器11b冷却并向室内输送的空气的温度,所以能够进行与室内的设定温度、负荷相匹配的运转,能够提高室内的舒适性。
此外,在本实施方式3的制热主体除霜运转时,在对并联热交换器3-1、3-2中的任一方进行除霜的情况下,也是通过第三节流装置19的开度的控制,来调整作为蒸发器发挥功能的室内热交换器11b的制冷剂的压力。
如以上说明的那样,根据本实施方式3,在制热主体通常运转和制热主体除霜运转时,仅利用第三节流装置19来控制室内热交换器11b、11c中的作为蒸发器发挥功能的一方的制冷剂的压力。因此,能够减小用于调整制冷剂流量及压力的、能够进行开度控制的阀的数量。具体而言,在图19所示的实施方式2中,需要流量控制装置7-1、7-2、第二节流装置10这三个装置,与此相对,在图20所示的本实施方式3中,能够减小为第二节流装置10、第三节流装置19这两个装置。
此外,虽然能够进行开度控制的阀的数量减少,另一方面,开闭装置的数量增加为两个,但是,开闭装置的价格通常比能够进行开度控制的阀的价格低。因此,即使开闭装置的数量增加,由于能够进行开度控制的阀的数量减少,所以也能够期待降低成本的效果,另外,能够简化控制。
另外,由于将第三节流装置19设置在第二节流装置10的上游,所以如用图18说明的那样,能够独立地调整进行除霜的并联热交换器3-1或3-2的压力、和进行制冷的室内热交换器11b或11c的压力。
此外,在上述实施方式1、2、3中,对室外热交换器3被分割为两个并联热交换器3-1、3-2的情况进行了说明,但本发明并不限定于此。在具备三个以上的并联热交换器的结构中,通过应用上述发明思想,从而也能够使之以如下方式动作,即:将一部分并联热交换器作为除霜对象,并利用另一部分并联热交换器继续进行制热运转。
另外,在上述实施方式1、2、3中,对室内热交换器为两个的情况进行了说明,但本发明并不限定于此。在具备三台以上的室内机的结构中,通过应用上述发明思想,从而也能够使之以如下方式动作,即:独立地调整作为除霜对象的并联热交换器的制冷剂的压力、和作为蒸发器发挥功能的室内热交换器的制冷剂的压力。
附图标记的说明
1压缩机,2流路切换装置,3室外热交换器,3-1并联热交换器,3-2并联热交换器,3a传热管,3b翅片,3f室外风扇,4储液器,5-1逆流防止装置,5-2逆流防止装置,5-3逆流防止装置,5-4逆流防止装置,6-1第一开闭装置,6-2第一开闭装置,7-1流量控制装置,7-2流量控制装置,8第一节流装置,9-1第二开闭装置,9-2第二开闭装置,10第二节流装置,11b室内热交换器,11c室内热交换器,12b室内流量控制装置,12c室内流量控制装置,13气液分离装置,14b第一中继开闭装置,14c第一中继开闭装置,15b第二中继开闭装置,15c第二中继开闭装置,16第一中继流量控制装置,17第二中继流量控制装置,18-1第三开闭装置,18-2第三开闭装置,19第三节流装置,20-1配管,20-2配管,31第一延长配管,32第二延长配管,33b第三延长配管,33c第三延长配管,34b第四延长配管,34c第四延长配管,35排出配管,36吸入配管,37-1第一连接配管,37-2第一连接配管,38-1第二连接配管,38-2第二连接配管,39第一除霜配管,40第二除霜配管,90控制装置,91制冷剂压力传感器,92b温度传感器,92c温度传感器,100空气调节装置,101空气调节装置,102空气调节装置,A室外机,B室内机,C室内机,D中继机,X连接点。
Claims (11)
1.一种空气调节装置,其中,所述空气调节装置具备:
主回路,所述主回路是用配管按顺序连接压缩机、多个室内热交换器、多个减压装置及由多个并联热交换器构成的室外热交换器而成的;
第一除霜配管,所述第一除霜配管使从所述压缩机排出的制冷剂的一部分从所述主回路分支并供给到所述多个并联热交换器中的作为除霜对象的所述并联热交换器;
第一节流装置,所述第一节流装置设置于所述第一除霜配管;
第二除霜配管,所述第二除霜配管使经由所述第一除霜配管供给到作为除霜对象的所述并联热交换器的制冷剂返回所述主回路;
第一流路切换装置,所述第一流路切换装置将所述多个并联热交换器中的每一个的所述压缩机侧的连接切换至所述第一除霜配管或所述主回路;
第二流路切换装置,所述第二流路切换装置将所述多个并联热交换器中的每一个的与所述压缩机相反一侧的连接切换至所述第二除霜配管或所述主回路;
第二节流装置,所述第二节流装置设置于所述第二除霜配管,并调整作为除霜对象的所述并联热交换器的制冷剂压力;
第三节流装置,所述第三节流装置设置于所述第二除霜配管的出口与所述主回路的连接点和所述多个室内热交换器中的作为蒸发器发挥功能的所述室内热交换器之间,并调整作为蒸发器发挥功能的所述室内热交换器的制冷剂压力;及
控制装置,所述控制装置控制所述第一节流装置、所述第二节流装置及所述第三节流装置,
在第一运转时,所述控制装置分别独立地控制所述第二节流装置和所述第三节流装置,且所述控制装置根据所述多个室内热交换器中的作为冷凝器发挥功能的所述室内热交换器的制热负荷,来控制所述第一节流装置,所述第一运转为如下运转:使从所述压缩机排出的制冷剂的一部分经由所述第一除霜配管及所述第二除霜配管而通过作为除霜对象的所述并联热交换器,并且,在所述多个并联热交换器中使所述作为除霜对象的并联热交换器以外的并联热交换器作为蒸发器发挥功能,另外,使所述多个室内热交换器中的一部分作为蒸发器发挥功能,并使其他室内热交换器作为冷凝器发挥功能。
2.根据权利要求1所述的空气调节装置,其中,
在所述第一运转期间,在所述制热负荷比预先设定的设定负荷小的情况下,所述控制装置增大所述第一节流装置的开度。
3.一种空气调节装置,其中,所述空气调节装置具备:
主回路,所述主回路是用配管按顺序连接压缩机、多个室内热交换器、多个减压装置及由多个并联热交换器构成的室外热交换器而成的;
第一除霜配管,所述第一除霜配管使从所述压缩机排出的制冷剂的一部分从所述主回路分支并供给到所述多个并联热交换器中的作为除霜对象的所述并联热交换器;
第一节流装置,所述第一节流装置设置于所述第一除霜配管;
第二除霜配管,所述第二除霜配管使经由所述第一除霜配管供给到作为除霜对象的所述并联热交换器的制冷剂返回所述主回路;
第一流路切换装置,所述第一流路切换装置将所述多个并联热交换器中的每一个的所述压缩机侧的连接切换至所述第一除霜配管或所述主回路;
第二流路切换装置,所述第二流路切换装置将所述多个并联热交换器中的每一个的与所述压缩机相反一侧的连接切换至所述第二除霜配管或所述主回路;
第二节流装置,所述第二节流装置设置于所述第二除霜配管,并调整作为除霜对象的所述并联热交换器的制冷剂压力;
第三节流装置,所述第三节流装置设置于所述第二除霜配管的出口与所述主回路的连接点和所述多个室内热交换器中的作为蒸发器发挥功能的所述室内热交换器之间,并调整作为蒸发器发挥功能的所述室内热交换器的制冷剂压力;及
控制装置,所述控制装置控制所述第一节流装置、所述第二节流装置及所述第三节流装置,
在第一运转时,所述控制装置分别独立地控制所述第二节流装置和所述第三节流装置,所述第一运转为如下运转:使从所述压缩机排出的制冷剂的一部分经由所述第一除霜配管及所述第二除霜配管而通过作为除霜对象的所述并联热交换器,并且,在所述多个并联热交换器中使所述作为除霜对象的并联热交换器以外的并联热交换器作为蒸发器发挥功能,另外,使所述多个室内热交换器中的一部分作为蒸发器发挥功能,并使其他室内热交换器作为冷凝器发挥功能,
在切换所述第一运转和第二运转时,所述控制装置根据使所述多个室内热交换器中的作为蒸发器发挥功能的所述室内热交换器的制冷负荷除以所述多个室内热交换器中的作为冷凝器发挥功能的所述室内热交换器的制热负荷而得到的比,来控制所述第三节流装置,所述第二运转为如下运转:使所述多个并联热交换器全部都作为蒸发器发挥功能,且使所述多个室内热交换器中的一部分作为蒸发器发挥功能,并使其他室内热交换器作为冷凝器发挥功能。
4.根据权利要求3所述的空气调节装置,其中,
在从所述第一运转向所述第二运转切换时,
在所述比小于预先设定的第二设定比的情况下,所述控制装置在切换前预先减小所述第三节流装置的开度,
在所述比大于所述第二设定比的情况下,所述控制装置在切换前预先增大所述第三节流装置的开度,
在从所述第二运转向所述第一运转切换时,
在所述比小于所述第二设定比的情况下,所述控制装置在切换前预先增大所述第三节流装置的开度,
在所述比大于所述第二设定比的情况下,所述控制装置在切换前预先减小所述第三节流装置的开度。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的空气调节装置,其中,
在所述第一运转时,所述控制装置基于具有作为蒸发器发挥功能的所述室内热交换器的室内的设定温度,来控制所述第三节流装置。
6.根据权利要求5所述的空气调节装置,其中,
所述空气调节装置具备压力检测装置,在所述第一运转时,所述压力检测装置检测作为蒸发器发挥功能的所述室内热交换器的制冷剂的压力,
所述控制装置控制所述第三节流装置,以使由所述压力检测装置检测到的制冷剂压力成为与所述设定温度对应的目标压力。
7.根据权利要求6所述的空气调节装置,其中,
所述目标压力通过饱和温度换算而成为0℃以上且所述设定温度以下。
8.根据权利要求5所述的空气调节装置,其中,
所述空气调节装置具备温度检测装置,所述温度检测装置检测作为蒸发器发挥功能的所述室内热交换器的冷却对象的温度,
所述控制装置基于由所述温度检测装置检测到的温度与所述设定温度的高低关系,来控制所述第三节流装置。
9.根据权利要求8所述的空气调节装置,其中,
在由所述温度检测装置检测到的温度比所述设定温度高的情况下,所述控制装置增大所述第三节流装置的开度,在由所述温度检测装置检测到的温度比所述设定温度低的情况下,所述控制装置减小所述第三节流装置的开度。
10.根据权利要求1~4中任一项所述的空气调节装置,其中,
所述空气调节装置具备风扇,所述风扇向所述多个并联热交换器输送外部空气,
在所述第一运转期间,所述控制装置根据使所述多个室内热交换器中的作为蒸发器发挥功能的所述室内热交换器的制冷负荷除以所述多个室内热交换器中的作为冷凝器发挥功能的所述室内热交换器的制热负荷而得到的比,来控制所述风扇的输出。
11.根据权利要求10所述的空气调节装置,其中,
在所述比大于预先设定的第一设定比的情况下,所述控制装置降低所述风扇的输出。
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