CN113348333B - 制冷装置的室外机以及具备该室外机的制冷装置 - Google Patents

制冷装置的室外机以及具备该室外机的制冷装置 Download PDF

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Abstract

制冷装置(100)具备室外机(101)和室内机(102)。室外机(101)具备第一压缩机(1)、第二热交换器(2)、四通阀(7)以及制冷剂量调整机构(10)。四通阀(7)在制冷模式下，将第一压缩机(1)连接成使第一制冷剂在经由第一压缩机(1)、第二热交换器(2)朝向第一膨胀阀(3)的正方向上流动。四通阀(7)在除霜模式下，将第一压缩机(1)连接成使第一制冷剂在从第一压缩机(1)向第一热交换器(4)流动且从第一膨胀阀(3)经由第二热交换器(2)返回第一压缩机(1)的反方向上流动。制冷剂量调整机构(10)构成为调整除霜模式下的第一制冷剂的循环量。

Description

制冷装置的室外机以及具备该室外机的制冷装置
技术领域
本发明涉及制冷装置的室外机以及具备该室外机的制冷装置。
背景技术
在制冷装置中设置有用于使附着于冷却器的霜融化的除霜模式。作为除霜方式，例如已知有如下的反向热气除霜方式：通过四通阀变更制冷剂的循环方向，以将来自压缩机的高温气体输送到通常作为蒸发器发挥作用的冷却器。
日本专利第5595245号公报(专利文献1)公开了一种制冷装置，在二元循环的低温侧循环中，以反向热气除霜方式进行除霜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5595245号公报
发明内容
发明要解决的课题
在日本专利第5595245号公报(专利文献1)所公开的制冷装置中，通过利用进行高温侧循环的制冷剂与低温侧循环的制冷剂之间的热交换的级联冷凝器进行冷却，能够抑制除霜时的高压上升。
作为二元循环的级联冷凝器，通常使用板型热交换器。板型热交换器的内容积小。因此，即使利用级联冷凝器促进除霜时的制冷剂冷凝，压力抑制效果也有限。因此，若在停止风扇的除霜运转中附着于蒸发器的霜的融化完成，则有可能制冷剂未被充分冷却而制冷剂压力急剧上升至设计压力，为了保护而自动停止运转。不仅在二元循环中，在通常的制冷循环装置中，在设计压力可以较低这一点上，也优选避免在除霜运转中制冷剂压力过度上升的情况。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够在除霜运转中抑制制冷剂压力的上升的制冷装置。
用于解决课题的手段
本公开涉及具有制冷模式和除霜模式的制冷装置的室外机。室外机具备第一压缩机及第二热交换器、四通阀、以及制冷剂量调整机构。第一压缩机及第二热交换器连接成使第一制冷剂在第一压缩机及第二热交换器与将第一膨胀阀及第一热交换器串联连接的室内机之间循环。四通阀调换第一压缩机的排出口的连接目的地和第一压缩机的吸入口的连接目的地，以便在制冷模式下，使第一制冷剂在经由第一压缩机、第二热交换器朝向第一膨胀阀的正方向上流动，并且在除霜模式下，使第一制冷剂在从第一压缩机向第一热交换器流动且从第一膨胀阀经由第二热交换器返回第一压缩机的反方向上流动。制冷剂量调整机构调整除霜模式下的第一制冷剂的循环量。
发明效果
根据本公开的制冷装置，能够在除霜模式下的运转中调整第一制冷剂的循环量，因此，能够在除霜模式下的运转中将制冷剂压力保持为适当的范围。
附图说明
图1是表示实施方式1的制冷装置的结构的图。
图2是表示进行制冷装置的控制的控制装置50的结构的图。
图3是表示实施方式1的制冷装置的除霜模式下的制冷剂的流动的图。
图4是用于说明在实施方式1中控制装置执行的控制的流程图。
图5是表示实施方式2的制冷装置的结构的图。
图6是表示实施方式2的制冷装置的除霜模式下的制冷剂的流动的图。
图7是表示实施方式3的制冷装置的结构的图。
图8是表示实施方式4的制冷装置的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。以下，对多个实施方式进行说明，但从申请最初就预计将各实施方式中说明的结构适当组合。此外，对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。
实施方式1
图1是表示实施方式1的制冷装置的结构的图。参照图1，制冷装置100具备室外机101、室内机102、以及连接室外机101与室内机102的配管27、31。
室内机102包括第一膨胀阀3和第一热交换器4。第一膨胀阀3与第一热交换器4串联连接。作为第一膨胀阀3，例如能够使用基于第一热交换器4的制冷剂出口的温度来进行控制的温度膨胀阀。
室外机101具备第一压缩机1及第二热交换器2、四通阀7、制冷剂量调整机构10以及控制装置50。
图2是表示进行制冷装置的控制的控制装置50的结构的图。参照图2，控制装置50包括处理器51、存储器52、以及未图示的通信接口等。处理器51按照存储于存储器52的数据以及经由通信接口得到的信息，控制第一压缩机1的运转频率、四通阀7的连接等。
存储器52例如构成为包括ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)以及闪存。此外，在闪存中存储操作***、应用程序以及各种数据。此外，图1所示的控制装置50通过处理器51执行存储于存储器52的操作***及应用程序来实现。在执行应用程序时，参照存储于存储器52的各种数据。
再次参照图1，第一压缩机1及第二热交换器2连接成使第一制冷剂在第一压缩机1及第二热交换器2与室内机102之间循环。
制冷装置100具有制冷模式和除霜模式作为工作模式。在制冷模式下，制冷剂沿图1的箭头所示的方向流动。图3是表示实施方式1的制冷装置的除霜模式下的制冷剂的流动的图。
四通阀7在制冷模式和除霜模式之间调换第一压缩机1的排出口的连接目的地和第一压缩机1的吸入口的连接目的地。四通阀7在图1所示的制冷模式下，将第一压缩机1连接成使第一制冷剂在经由第一压缩机1、第二热交换器2朝向第一膨胀阀3的正方向上流动。四通阀7在图3所示的除霜模式下，将第一压缩机1连接成使第一制冷剂在从第一压缩机1向第一热交换器4流动且从第一膨胀阀3经由第二热交换器2返回第一压缩机1的反方向上流动。
制冷剂量调整机构10构成为调整除霜模式下的第一制冷剂的循环量。
制冷剂量调整机构10包括储液器8、制冷剂排出管34、35以及流量调整阀45。储液器8设置在第二热交换器2与第一膨胀阀3之间。制冷剂排出管34、35将储液器8的出口与第一压缩机1的吸入口之间连接。流量调整阀45调整在制冷剂排出管34、35中流通的第一制冷剂的流量。
室外机101还具备旁通流路36、37，该旁通流路36、37在图3所示的除霜模式下，使第一制冷剂不经由储液器8而从第一膨胀阀3朝向第二热交换器2流动。
室外机101还具备第二膨胀阀46和止回阀43，该第二膨胀阀46设置于旁通流路36、37，该止回阀43设置于旁通流路37，将制冷剂流通方向限制为从第二膨胀阀46朝向第二热交换器2流动的方向。
当将四通阀7切换为图3所示的状态时，由于存在止回阀41～43，因此制冷剂沿图3的箭头所示的方向循环。在从制冷模式切换为除霜模式时，在制冷剂量调整机构10的储液器8中贮存有足够量的制冷剂。在除霜模式下，当打开流量调整阀45时，循环的制冷剂量得以追加。因此，为了将在除霜模式下循环的制冷剂量设定为适当的量，在制冷剂量达到适量的时刻关闭流量调整阀45即可。此外，由于止回阀42设置在制冷剂排出管34分支后的配管25与配管26之间，因此，即使在除霜模式下打开流量调整阀45，来自第一膨胀阀3的制冷剂也不会向储液器8侧逆流。
图4是用于说明在实施方式1中控制装置执行的控制的流程图。该流程图的处理在制冷装置的运转中，每经过一定时间、或者每当预先设定的条件成立时反复执行。例如，在每隔一定时间进行除霜的情况下，控制装置50在从上次的第一热交换器4的除霜起经过了一定时间的情况下执行图4的流程图的处理。此外，转向该除霜模式的判断也可以检测制冷剂温度或第一热交换器4上的霜的附着状态并基于它们来进行。
参照图4，当切换为除霜模式的条件成立时，在步骤S1中，控制装置50将四通阀7从图1的状态切换为图3的状态。
然后，在步骤S2中，控制装置50监视温度传感器61及压力传感器62的输出，判断第二膨胀阀46的近前的旁通流路36中的第一制冷剂的过冷度(SC：subcooling)是否低于判定值。
在SC比判定值低的情况下(S2中为是)，为了追加循环的制冷剂量，控制装置50打开流量调整阀45。另一方面，在SC为判定值以上的情况下(S2中为否)，循环的制冷剂量足够，因此，控制装置50关闭流量调整阀45。
反复步骤S2～S4的处理，直到在步骤S5中判断为除霜完成为止。由此，在除霜模式下循环的制冷剂量被调整为适量。
在判断为除霜完成的情况下(S5中为是)，在步骤S6中，控制装置50使四通阀7返回图1的制冷模式的状态。
根据实施方式1所示的制冷装置100，能够适当地保持除霜时的制冷剂循环量，因此，能够避免因制冷剂不足而导致的除霜能力的降低以及高压的过度上升。因此，能够在短时间内可靠地使霜融化，并且能够将设计压力抑制得低。
实施方式2
图5是表示实施方式2的制冷装置的结构的图。参照图5，制冷装置200具备室外机201、室内机202、以及连接室外机201与室内机202的配管27、31。
室内机202是与实施方式1的室内机102相同的结构。
室外机201将实施方式1的室外机101的结构作为低温侧的第一制冷循环装置207，还具备第三热交换器214和高温侧的第二制冷循环装置206，并具备控制装置250来代替控制装置50。例如，在第一制冷循环装置207中使用的第一制冷剂是CO2等，在第二制冷循环装置206中使用的第二制冷剂是CO2、丙烷等。其他部分的室外机201的结构与图1的室外机101共通，因此，在此不重复说明。另外，控制装置250的结构也与图2所示的控制装置50相同，因此，不重复说明。
第二制冷循环装置206构成为第二制冷剂按照第二压缩机211、第四热交换器212、第三膨胀阀213以及第三热交换器214的顺序循环。第三热交换器214在制冷模式下进行第二制冷剂与从第二热交换器2排出并流入储液器8的第一制冷剂之间的热交换。由于利用第三热交换器214对流入储液器8的制冷剂进行冷却，因此，抑制了储液器8内的压力上升。
第一压缩机1及第二热交换器2连接成使第一制冷剂在第一压缩机1及第二热交换器2与室内机202之间循环。
制冷装置200具有制冷模式和除霜模式作为工作模式。在制冷模式下，制冷剂沿图5的箭头所示的方向流动。图6是表示实施方式2的制冷装置的除霜模式下的制冷剂的流动的图。
实施方式2中的制冷模式和除霜模式下的制冷剂的循环方向的差异与图1和图3中说明的实施方式1基本相同。另外，调整制冷剂量的控制也与图4所示的流程图共通。因此，对此不重复说明。
在如实施方式2所示的包含高温侧的第二制冷循环装置206和低温侧的第一制冷循环装置207的二元循环的情况下，低温侧的第一制冷循环装置207的设计压力设定得低。因此，利用制冷剂量调整机构10调整除霜模式下的制冷剂循环量对于抑制低温侧的第一制冷循环装置207的压力是有效的，对将二氧化碳等用作第二制冷剂的情况有效。
实施方式3
图7是表示实施方式3的制冷装置的结构的图。参照图7，制冷装置300具备室外机301、室内机302、以及连接室外机301与室内机302的配管27、31。
室内机302是与实施方式2的室内机202相同的结构。
室外机301除了实施方式2的室外机201的结构之外，还具备第五热交换器310。第五热交换器310构成为在除霜模式下，在从储液器8排出的第一制冷剂与在制冷剂排出管35中流通的第一制冷剂之间进行热交换。
其他部分的室外机301的结构与图5的室外机201共通，因此，在此不重复说明。
实施方式3中的制冷模式和除霜模式下的制冷剂的循环方向的差异与在图1和图3中说明的实施方式1和图5、图6中说明的实施方式2基本相同。另外，调整制冷剂量的控制也与图4所示的流程图共通。因此，对此不重复说明。
实施方式3所示的制冷装置300除了实施方式2所示的制冷装置200所发挥的效果之外，由于通过第五热交换器310使流入流量调整阀45的制冷剂液化，因此，还能够防止气体制冷剂混入并流入流量调整阀45而使流量降低的情况。由此，能够进一步得到提前完成除霜模式下的制冷剂量的调整的效果。
实施方式4
图8是表示实施方式4的制冷装置的结构的图。参照图8，制冷装置400具备室外机401、室内机402、以及连接室外机401与室内机402的配管27、31。
室内机402是与实施方式2的室内机202相同的结构。
室外机401除了实施方式2的室外机201的结构之外，还具备循环流路410和电磁阀411，该循环流路410将第三热交换器214的第一制冷剂的入口与储液器8的第一制冷剂出口之间连接，使第一制冷剂在第三热交换器214与储液器8之间循环，该电磁阀411设置于循环流路410。
这样，设置循环流路410，在除霜模式下打开电磁阀411，从而产生如下的第一制冷剂的循环：在第三热交换器中冷却而液化的第一制冷剂向储液器8移动，储液器8的温热的制冷剂向第三热交换器移动而被冷却。
由此，在除霜模式中，储液器8的制冷剂的温度维持得低，因此，在从除霜模式返回到制冷模式的情况下，能够迅速地再次开始室内机402中的低温的冷却。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而非限制性的。本发明的范围不是由上述实施方式的说明表示，而是由权利要求书表示，意在包括与权利要求书等同的意思及范围内的所有变更。
附图标记说明
1第一压缩机；2第二热交换器；3第一膨胀阀；4第一热交换器；7四通阀；8储液器；10制冷剂量调整机构；25～27、31配管；34、35制冷剂排出管；36、37、410流路；41～43止回阀；45流量调整阀；46第二膨胀阀；50、250控制装置；51处理器；52存储器；61温度传感器；62压力传感器；100、200、300、400制冷装置；101、201、301、401室外机；102、202、302、402室内机；206第二制冷循环装置；207第一制冷循环装置；211第二压缩机；212第四热交换器；213第三膨胀阀；214第三热交换器；310第五热交换器；411电磁阀。

Claims (3)

1.一种室外机，所述室外机是具有制冷模式和除霜模式的制冷装置的室外机，通过配管与室内机连接，其中，所述室外机具备：
第一压缩机及第二热交换器，其连接成使第一制冷剂在所述第一压缩机及第二热交换器与将第一膨胀阀及第一热交换器串联连接的所述室内机之间循环；
四通阀，其调换所述第一压缩机的排出口的连接目的地和所述第一压缩机的吸入口的连接目的地，以便在所述制冷模式下，使所述第一制冷剂在经由所述第一压缩机、所述第二热交换器朝向所述第一膨胀阀的正方向上流动，并且在所述除霜模式下，使所述第一制冷剂在从所述第一压缩机向所述第一热交换器流动且从所述第一膨胀阀经由所述第二热交换器返回所述第一压缩机的反方向上流动；以及
制冷剂量调整机构，其调整所述除霜模式下的所述第一制冷剂的循环量，
所述制冷剂量调整机构包括：
储液器，其设置在所述第二热交换器与所述第一膨胀阀之间；
制冷剂排出管，其将所述储液器的出口与所述第一压缩机的吸入口之间连接；以及
流量调整阀，其调整在所述制冷剂排出管中流通的所述第一制冷剂的流量，
所述室外机还具备：
旁通流路，其在所述除霜模式下，使所述第一制冷剂不经由所述储液器而从所述第一膨胀阀朝向所述第二热交换器流动；
第二膨胀阀，其设置于所述旁通流路；
第一止回阀，其设置于所述旁通流路，将制冷剂流通方向限制为从所述第二膨胀阀朝向所述第二热交换器流动的方向；以及
第二止回阀，其设置在所述储液器的出口与所述旁通流路分支的分支点之间，将制冷剂流通方向限制为流动到所述旁通流路的制冷剂不会流入所述储液器的出口，
所述第一压缩机、所述第二热交换器、所述第一膨胀阀以及所述第一热交换器构成使用所述第一制冷剂的第一制冷循环装置，
所述室外机还具备：
第三热交换器，其在所述制冷模式下进行从所述第二热交换器排出并流入所述储液器的所述第一制冷剂与第二制冷剂之间的热交换；
第二制冷循环装置，其使所述第二制冷剂按照第二压缩机、第四热交换器、第三膨胀阀以及所述第三热交换器的顺序循环；
循环流路，其将所述第三热交换器的所述第一制冷剂的入口与所述储液器的所述第一制冷剂的出口之间连接，使所述第一制冷剂在所述第三热交换器与所述储液器之间循环；以及
电磁阀，其设置于所述循环流路。
2.根据权利要求1所述的室外机，其中，
所述室外机还具备第五热交换器，所述第五热交换器在所述除霜模式下，在从所述储液器排出的所述第一制冷剂与在所述制冷剂排出管中流通的所述第一制冷剂之间进行热交换。
3.一种制冷装置，其中，具备：
权利要求1或2所述的室外机；以及
所述室内机。
CN201980090375.2A 2019-02-05 2019-02-05 制冷装置的室外机以及具备该室外机的制冷装置 Active CN113348333B (zh)

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