CN1991276A - 空气调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空气调节器(1)，设置室外机(2)和室内机(3)而形成冷冻循环，所述室外机(2)在使冷媒循环的配管上具有储液器(7)、压缩机(8)、四通阀(6)、室外热交换器(9)以及室外膨胀阀(10)；所述室内机(3)具有第一室内热交换器(15)、止回阀(16)、室内膨胀阀(17)、第二室内热交换器(18)以及设置在绕过第一室内热交换器(15)和止回阀(16)的配管(19)上的室内电磁阀(20)，其中，设置有控制装置，该控制装置在再热除湿运转时，根据室内电磁阀(20)关闭的信号使压缩机(8)的排出侧的冷媒温度降低到设定温度。另外，设置有控制装置，该控制装置在再热除湿运转时控制室内膨胀阀(17)的开度，在制冷运转时控制室外膨胀阀(10)的开度。

Description

空气调节器
技术领域
本发明涉及空气调节器，特别是涉及具有再热除湿功能的空气调节器。
背景技术
空气调节器通过配管连接室外机和室内机，并通过使冷媒循环来形成冷冻循环，所述室外机具有压缩机、室外热交换器等，所述室内机具有室内膨胀阀、室内热交换器等。作为这样的空气调节器，已知有所谓的具有再热除湿功能的空气调节器，该空气调节器在制冷设备运转模式中，将在室内热交换器中冷却除湿的空气再次加热到接近室内温度、然后向室内送出。再热除湿功能是通过在室内膨胀阀的上游侧的室内机内设置再热器而实现的。即，由于使室外热交换器和再热器分别作为冷凝器进行工作，因此利用再热器通过热交换将在室内热交换器中冷却除湿的空气再加热到室内温度附近。并且，通过设置绕过再热器的配管和开闭配管的室内电磁阀，来切换再热除湿运转和不伴随再热除湿的制冷运转。即，在关闭室内电磁阀时，再热器作为冷凝器的一部分进行作用，所以为再热除湿运转；而在打开室内电磁阀时，由于绕过再热器，所以处于不伴随再热除湿功能的制冷运转。
通过进行这样的再热除湿运转，可以进行防止过冷的除湿，但是在室内处于高除湿负荷时，有时室内热交换器的冷却能力将上升、再热器的再加热能力不充分。
在专利文献1中，记载了设置有绕过室外热交换器的配管(旁路配管)、和调整流过旁路配管的冷媒量的调整阀。据此，在再热除湿运转时，可以调整绕过室外热交换器、保持高比焓的冷媒的流量、使冷媒向再热器循环，因此，可以调整再热器的再热能力，进行极细的湿度和温度的调整。
专利文献1特开平7-294060
但是，专利文献1所述的技术，需要绕过室外热交换器的配管、调整流过旁路配管的冷媒量的调整阀等，冷媒循环路变得复杂。并且，在具有再热除湿功能的以往的空气调节器的结构中，在不伴随再热除湿功能的制冷运转时，由于液体冷媒积存在再热器中，所以冷冻循环所需的冷媒量增加。与此相对应，若增加向冷冻循环供给的冷媒量，则在所需的冷媒量较少的采暖运转等时，将产生剩余冷媒，有时将引起起动时液压缩等的压缩机损伤，降低可靠性。
发明内容
本发明的目的是通过简单的结构控制再热器的再热能力。
本发明的其他目的是抑制制冷运转时的必要冷媒量、提高可靠性。
为了达到上述目的，本发明的空气调节器，在使冷媒循环的配管上设置室外机和室内机而形成冷冻循环，所述室外机具有储液器(アキユムレ一タ)、压缩机、四通阀以及室外热交换器；所述室内机具有第一室内热交换器、止回阀、室内膨胀阀、第二室内热交换器以及设置在绕过第一室内热交换器和止回阀的配管上的室内电磁阀，其特征在于，设置有控制装置，该控制装置在再热除湿运转时，根据室内电磁阀关闭的信号使压缩机的排出侧的冷媒温度降低到设定温度。
即，若降低压缩机的排出侧的冷媒温度，则根据莫里尔图可知，液体冷媒的比例大的湿状态的冷媒将向储液器循环。由此，在储液器中积存液体冷媒，在室外热交换器中循环的冷媒量减少，所以，室外热交换器处于冷媒不足的状态。由此，室外热交换器的出口的冷媒处于气液两相的状态，作为再热器的第一室内热交换器中的焓差增加，所以可以提高再热器的再热能力。即，可以通过不设置绕过室外热交换器的配管(旁路配管)、和调整流过旁路配管的冷媒量的调整阀等的简单的结构，控制再热器的再热能力。
另外，也可以设置加大室内膨胀阀的开度的控制装置来代替设置使压缩机的排出侧冷媒温度降低到设定温度的控制装置，以此解决上述课题。
即，通过加大室内膨胀阀的开度，可以减小室内膨胀阀中的冷媒的减压量，所以作为蒸发器的第二室内热交换器中的蒸发压力成为高压，蒸发温度变高。由此，在第二热交换器中交换的热量减少，向储液器循环的冷媒成为液体冷媒的比例多的湿状态的冷媒。其结果，与上述相同地、在储液器中积存液体冷媒，室外热交换器处于冷媒不足的状态。由此，室外热交换器的出口的冷媒处于气液两相的状态，作为再热器的第一室内热交换器中的焓差增加，所以可以提高再热器的再热能力。即，可以通过不设置绕过室外热交换器的配管(旁路配管)、和调整流过旁路配管的冷媒量的调整阀等的简单的结构，控制再热器的再热能力。
另外，空气调节器也可以是如下的结构，即，在使冷媒循环的配管上设置室外机和室内机而形成冷冻循环，所述室外机具有储液器、压缩机、四通阀、室外热交换器以及室外膨胀阀；所述室内机具有第一室内热交换器、止回阀、室内膨胀阀、第二室内热交换器以及设置在绕过第一室内热交换器和止回阀的配管上的室内电磁阀，其中，设置有控制装置，该控制装置在再热除湿运转时，根据室内电磁阀关闭的信号控制室内膨胀阀的开度；在制冷运转时，根据室内电磁阀打开的信号控制室外膨胀阀的开度。
据此，在室内电磁阀打开时，第一室内热交换器被绕过，处于不伴随再热除湿的制冷运转，但是冷媒的一部分也向第一室内热交换器侧循环。于是，通过控制设置在第一室内热交换器的上游侧的室外膨胀阀的开度、对冷媒进行减压，处于低压的气液两相状态的冷媒的一部分将向第一室内热交换器循环。即，通过形成这样的结构，第一室内热交换器不是作为再热器，而是作为蒸发器进行作用，因此，不会发生液体冷媒的滞留。因此，可以控制制冷运转时的必要冷媒量、提高可靠性。
根据本发明，可以通过简单的结构控制再热器的再热能力，并且可以抑制制冷运转时的必要冷媒量、提高可靠性。
附图说明
图1是表示本实施方式的空气调节器的结构的图。
图2是表示本实施方式的储液器的结构的图。
图3是表示本实施方式的储液器的运转特性的的图。
图4是表示与制冷运转时同样地设定压缩机排出气体温度的情况下的再热除湿运转的冷冻循环的图。
图5是将压缩机排出气体温度设定为低于制冷运转时的情况下的再热除湿运转的冷冻循环的图
图6是表示压缩机排出气体温度的设定值的概念的图。
具体实施方式
下面使用图1～图6说明适用本发明的空气调节器的实施方式。
图1是表示本实施方式的空气调节器的结构的图。如图1所示，空气调节器1具有室外机2、室内机3、环状连接室外机2和室内机3的气体侧连接配管4以及液体侧连接配管5。
室外机2通过用使冷媒循环的配管连接四通阀6、储液器7、压缩机8、室外热交换器9、室外膨胀阀10而形成。另外，在压缩机8的排出侧，设置有压缩机排出气体温度传感器11和高压压力传感器12，在室外热交换器9中，设置有将室外空气向室外热交换器9吹送的室外送风机13。
室内机3通过用使冷媒循环的配管连接第一室内热交换器15、止回阀16、室内膨胀阀17、第二室内热交换器18而形成。另外，设置有绕过第一室内热交换器15以及止回阀16的配管19，在配管19上设置有开闭配管19的室内电磁阀20。而且，在第二室内热交换器18上设置有按照第二室内热交换器18、第一室内热交换器15的顺序吹送室内空气的室内送风机21。另外，在第二室内热交换器18的室内空气吸入侧，设置有室内空气温度传感器25和室内空气湿度传感器26，在第一室内热交换器15的室内空气吹出侧，设置有室内吹出空气温度传感器27。
下面，使用图2、图3对储液器7的结构进行详细说明。图2是表示储液器7的结构的图。储液器7具有容器30、设置在容器30内的导入管31以及U型管32。在U型管32上，在下部设置有回油孔33，在上部设置有均压孔34。
若使冷冻循环循环、使冷媒和润滑油从四通阀6通过导入管31返回容器30内，则溶解在冷媒中的润滑油将暂时积存在容器30的下部。U型管32，使上部的气体冷媒流出，同时，从回油孔33吸入下部的润滑油、使其返回到压缩机8的吸入侧。图3是表示储液器7的运转特性的一例的图。如图3所示，根据冷媒循环量和液面的高度HL，返回压缩机吸入侧的冷媒的干燥度发生变化。即，在储液器7的入口的冷媒的干燥度低的情况下，积存在储液器7内的液体冷媒变多，相反，在干燥度高的情况下，积存在储液器7中的液体冷媒变少。这样，根据储液器7的入口的冷媒状态决定积存在储液器7内的冷媒量。
下面，说明制冷运转时的运转动作。在制冷运转时，如图1的实线所示那样切换四通阀6，连接压缩机8的排出侧和室外热交换器9、储液器7和气体侧连接配管4。由此，从压缩机8排出的高压气体冷媒，通过四通阀6在室外热交换器9中与室外空气进行热交换而冷凝。在室外膨胀阀10中减压、处于低压气液两相的冷媒，通过液体侧连接配管5被输送到室内机3。在室内机3中，通过开放的室内电磁阀20和全开的室内膨胀阀17流入第二室内热交换器18。在第二室内热交换器18中对室内空气进行冷却除湿而蒸发的冷媒，通过气体侧连接配管4再次返回到室外机2，并经由四通阀6从储液器7被吸入压缩机8，完成一个循环。
在此，虽然冷媒的一部分流入第一室内热交换器15，但是，由于在室外膨胀阀10中减压而处于低压状态，所以，第一室内热交换器作为蒸发器进行作用。由此，由于冷媒气化、不发生液体冷媒的滞留，所以可以削减冷媒封入量。其结果，由于不发生压缩机起动时的液体倒流等，所以可以提高可靠性。
下面，说明再热除湿运转时的动作。在再热除湿运转时，将四通阀6向与制冷运转时相同的朝向切换。由此，与制冷时相同地从压缩机8排出的高压气体冷媒通过四通阀6在室外热交换器9中与室外空气进行热交换而冷凝。由于室外膨胀阀10处于全开状态，所以冷媒几乎不减压地被向室内机3输送。在室内机3中，由于室内电磁阀20关闭，所以冷媒流入第一室内热交换器15。在第一室内热交换器15中循环的冷媒，与在第二室内热交换器18中冷却的室内空气进行热交换而冷却。即，第一室内热交换器15作为加热室内空气的再热器进行作用。在第一室内热交换器15中冷凝或过冷却的冷媒，在室内膨胀阀17中减压，然后流入第二室内热交换器18。在第二室内热交换器18中循环的冷媒在与室内空气进行热交换后被加热。即，第二室内热交换器18，作为对室内空气进行冷却、除湿的冷却器进行作用。在第二室内热交换器18中通过室内空气而被加热的冷媒，蒸发并经由气体侧连接配管4而返回室外机2。在室外机2中，冷媒从四通阀6经由储液器7而返回压缩机8的吸入侧配管，完成一个循环。
在此，使用图4及图5的莫里尔图对再热除湿运转时的运转状态进行详细说明。图4是表示与制冷运转时同样地设定压缩机排出气体温度的情况下的再热除湿运转的冷冻循环的图。在此，控制室内膨胀阀17的开度，以便使储液器的干燥度为0.95左右。此时的压缩机排出气体温度，如图6所示那样进行控制。即，通过室内膨胀阀17的开度进行控制，以便使通过压缩机排出气体温度传感器11检测的温度，相对于通过高压压力传感器12检测的排出气体压力的冷凝温度仅高出一定温度，目标排出气体温度通过下式进行表示。
数1式
Tdo＝Tc(Pd)+SHa
Tdo是通常时目标排出气体温度，Tc是冷凝温度，Pd是排出气体压力，SHa是通常排出气体过热度。
在此，通常排出气体过热度Sha通常设定在25～40℃左右。另外，通常时目标排出气体温度Tdo为了确保压缩机的可靠性，如下式那样设定上限Tdomax和下限Tdomin。
数2式
Tdomin＜Tdo＜Tdomax
控制室内膨胀阀17的开度，以便使储液器7的干燥度达到0.95左右，所以，如图3所示，可以不在储液器7内积存液体冷媒地进行运转，因此，可以向作为冷凝器的室外热交换器9供给必要冷媒量。因此，在室外热交换器9的出口处于完全冷凝的液体冷媒状态。由此，如图4的莫里尔图所示，作为再热器的第一室内热交换器15内的焓差变小，再热能力变小。
与此相对，图5的莫里尔图所示的再热除湿运转的冷冻循环，是将排出气体温度设定为低于通常的情况下的运转状态。如图6所示，目标排出气体设定温度通过下式进行表示。
数3式
Tdor＝Tc(Pd)+SHb
Tdor是再热除湿运转时目标排出气体温度，Tc是冷凝温度，Pd是排出气体压力，SHb是再热除湿运转时的排出气体过热度。
另外，与上述同样，再热除湿运转时目标排出气体温度Tdo为了确保压缩机的可靠性，如下式那样设定上限Tdomax和下限Tdomin。
数4式
Tdomin＜Tdor＜Tdomax
在此，再热除湿运转时的排出气体过热度SHb设定为比通常排出气体过热度Sha低，例如设定为15～25℃左右。另外，图4、图5的ΔPL模拟表示液体侧连接配管5中的压力损失。
通过这样低地控制排出气体温度，湿状态的冷媒返回储液器7，所以根据图3所示的储液器7的特性，液体冷媒积存在储液器7内。由此，由于室外热交换器9处于冷媒不足的状态，所以室外热交换器9的出口侧的冷媒处于气液两相状态，如图5所示，再热器中的焓差增加、再热量增加。由此，在抑制冷却能力的同时，可以发挥高除湿能力，即使在高的除湿负荷时也可以实现不过低地降低室温的低湿度。
另外，可以根据室内空气温度传感器25和室内吹出空气温度传感器27的检测值使排出气体温度的控制目标值变化。根据该控制方法，例如，可以将吸入和吹出的空气温度差控制为一定，可以控制必要的冷却量，可以进行更高精度的室温、湿度控制。
另外，可以根据室内空气湿度传感器26的检测值使排出气体温度的控制目标值变化。例如，在室温接近设定温度、室内湿度大幅高于设定湿度或舒适的湿度时，较低地控制排出气体温度，以便使吸入和吹出的空气温度差变小。根据该控制方法，可以将室内温湿度控制在舒适的湿度范围。
在表示本实施方式的空气调节器的结构的图1中，设置在室内机3内的止回阀16，用于防止在采暖运转时冷媒向第一室内热交换器15流入并抑制能力低下，但是，其也可以代替电磁阀、毛细管等的流体阻碍装置。另外，在采暖运转时使室内膨胀阀17处于全开状态，通过室外膨胀阀10实施减压作用，以此可以降低室内电磁阀20的流通阻力，在这种情况下，也可以省略止回阀16等的流通阻碍装置。

Claims (3)

1.一种空气调节器，在使冷媒循环的配管上设置室外机和室内机而形成冷冻循环，所述室外机具有储液器、压缩机、四通阀以及室外热交换器；所述室内机具有第一室内热交换器、止回阀、室内膨胀阀、第二室内热交换器以及设置在绕过上述第一室内热交换器和上述止回阀的配管上的室内电磁阀，其特征在于，
设置有控制装置，该控制装置在再热除湿运转时，根据上述室内电磁阀关闭的信号使上述压缩机的排出侧的上述冷媒温度降低到设定温度。
2.一种空气调节器，在使冷媒循环的配管上设置室外机和室内机而形成冷冻循环，所述室外机具有储液器、压缩机、四通阀以及室外热交换器；所述室内机具有第一室内热交换器、止回阀、室内膨胀阀、第二室内热交换器以及设置在绕过上述第一室内热交换器和上述止回阀的配管上的室内电磁阀，其特征在于，
设置有控制装置，该控制装置在再热除湿运转时，根据上述室内电磁阀关闭的信号使上述室内膨胀阀的开度大于设定开度。
3.一种空气调节器，在使冷媒循环的配管上设置室外机和室内机而形成冷冻循环，所述室外机具有储液器、压缩机、四通阀、室外热交换器以及室外膨胀阀；所述室内机具有第一室内热交换器、止回阀、室内膨胀阀、第二室内热交换器以及设置在绕过上述第一室内热交换器和上述止回阀的配管上的室内电磁阀，其特征在于，
设置有控制装置，该控制装置在再热除湿运转时，根据上述室内电磁阀关闭的信号控制上述室内膨胀阀的开度；在制冷运转时，根据上述室内电磁阀打开的信号控制上述室外膨胀阀的开度。
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