JP7053942B2 - 空気調和機の室外機 - Google Patents
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Description
本発明は、暖房運転を行う空気調和機の室外機に関する。
空気調和機が暖房運転を行う場合、室外機の熱交換器において霜が発生することがある。霜が発生すると熱交換器での熱交換の効率が低下するため、霜を除去する必要がある。霜を除去することは、デフロストと言われる。従来、空気調和機が暖房運転を一時的に中断して冷房運転を行って室外機の熱交換器の温度を上昇させることによりデフロストを行う方法が知られている。当該方法では、室内機の熱交換器が蒸発器として働くので、室内機の熱交換器において室内の空気の熱が冷媒に移動するため、室温の低下を招くという問題が生じる。
上述の問題を解決するために、暖房時に蒸発器となる室外機の熱交換器を複数の副熱交換器により構成する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。当該技術では、室外機は、圧縮機から排出される冷媒を複数の副熱交換器の各々に導く複数の経路と、冷媒の流れを制御する開閉弁とを有する。当該技術では、空気調和機が暖房運転を行う場合、冷凍サイクルが暖房運転時の冷凍サイクルから冷房運転時の冷凍サイクルに逆転することなく複数の副熱交換器の各々が交互にデフロストの運転を行う。これにより、空気調和機は、暖房運転から冷房運転に切り替えることなく、霜を除去しながら暖房運転を継続して行うことができる。
しかしながら、従来のデフロストの運転と暖房運転とを同時に行うことができる空気調和機は、複数の電磁弁を必要とする。特許文献1は、デフロストの運転と暖房運転とを同時に行うことを少ない個数の部品を有する電気回路で実現させる手段を開示していない。
一般的に、冷媒の流路を切り替える電磁弁は、常時通電方式電磁弁と、流路を切り替える際にのみ通電が行われるラッチ式電磁弁とのうちのいずれかが用いられる場合が多い。常時通電方式電磁弁は通電中に常に電力を消費するのに対し、ラッチ式電磁弁は流路の切り替えの通電時にのみ電力を消費する。つまり、ラッチ式電磁弁の電力の消費は常時通電方式電磁弁のそれより少ない。
しかしながら、ラッチ式電磁弁を駆動させる電気回路は、通電オンの状態と通電オフの状態とを切り換える通電スイッチと、ラッチ式電磁弁を構成するコイルの極性を選択するための2個の極性切り替えスイッチとを必要とする。そのため、副熱交換器の個数が多くなればなるほど電気回路を構成する部品の個数が多くなるという課題が生じる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、デフロストの運転と暖房運転とを同時に行うための機能を、電力の消費を抑制すると共に比較的少ない部品を有する電気回路で実現する空気調和機の室外機を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気調和機の室外機は、冷媒と外気との間で熱交換を行わせるためのn個の副熱交換器を有する室外熱交換器と、冷房運転と暖房運転とを切り替えるための冷暖切替電磁弁と、n個の副熱交換器にデフロストの運転を行わせるためのn個のデフロスト電磁弁と、デフロストの運転と暖房運転とを同時に行わせるための電気回路とを有する。nは、2以上の整数である。電気回路は、冷暖切替電磁弁に含まれる冷暖切替電磁弁コイルとn個のデフロスト電磁弁の各々に含まれるデフロスト電磁弁コイルとのうちのいずれかに通電させることを選択するn個の通電選択スイッチと、冷暖切替電磁弁コイルとn個のデフロスト電磁弁コイルとのうちのいずれかに通電させる通電オンオフスイッチとを有する。電気回路は、冷暖切替電磁弁コイル及びn個のデフロスト電磁弁コイルに流れる電流の向きを切り替える2個の極性切替スイッチと、暖房運転時において、n個の通電選択スイッチ、通電オンオフスイッチ及び2個の極性切替スイッチを制御し、暖房運転を継続させながら、n個の副熱交換器のうちの、1個以上、n-1個以下の副熱交換器にデフロストの運転を行わせる制御回路とを更に有する。
本発明に係る空気調和機の室外機は、デフロストの運転と暖房運転とを同時に行うための機能を、電力の消費を抑制すると共に比較的少ない部品を有する電気回路で実現することができる。
以下に、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室外機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る空気調和機1の構成を示す図である。空気調和機1は、室内機2と、室外機3とを有する。室内機2は、冷媒と室内の空気との間で熱交換を行わせるための室内熱交換器21を有する。室外機3は、冷媒と室外の空気である外気との間で熱交換を行わせるための第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bを含む室外熱交換器31を有する。第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bは、n個の副熱交換器の例である。nは、2以上の整数である。
図1は、実施の形態1に係る空気調和機1の構成を示す図である。空気調和機1は、室内機2と、室外機3とを有する。室内機2は、冷媒と室内の空気との間で熱交換を行わせるための室内熱交換器21を有する。室外機3は、冷媒と室外の空気である外気との間で熱交換を行わせるための第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bを含む室外熱交換器31を有する。第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bは、n個の副熱交換器の例である。nは、2以上の整数である。
室外機3は、冷房運転と暖房運転とを切り替えるための冷暖切替電磁弁32と、第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bにデフロストの運転を行わせるための第1デフロスト電磁弁33A及び第2デフロスト電磁弁33Bとを更に有する。冷暖切替電磁弁32、第1デフロスト電磁弁33A及び第2デフロスト電磁弁33Bはいずれも、ラッチ式電磁弁である。
第1デフロスト電磁弁33A及び第2デフロスト電磁弁33Bは、n個のデフロスト電磁弁の例である。第1デフロスト電磁弁33A及び第2デフロスト電磁弁33Bはいずれも、暖房運転が行われる場合の冷媒の流れとデフロストの運転が行われる場合の冷媒の流れとを切り換える電磁弁である。第1デフロスト電磁弁33Aは第1副熱交換器31Aに対応しており、第2デフロスト電磁弁33Bは第2副熱交換器31Bに対応している。
室外機3は、冷媒を圧縮する圧縮機34と、デフロストの運転と暖房運転とを同時に行わせるための電気回路とを更に有する。電気回路は、図1に示されていない。電気回路の詳細については、後に説明する。
図2は、実施の形態1に係る空気調和機1が暖房運転を行う場合の空気調和機1の動作の例と冷媒の流れとを説明するための図である。図2の矢印は、冷媒が移動する向きを示している。空気調和機1が暖房運転を行う場合、冷暖切替電磁弁32は、室外熱交換器31から排出される冷媒を圧縮機34に移動させ、圧縮機34から排出される冷媒を室内熱交換器21に移動させる。
室内熱交換器21から排出される冷媒は、分岐して第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bの各々に移動する。つまり、室内熱交換器21から排出される冷媒の一部は第1副熱交換器31Aに移動し、室内熱交換器21から排出される冷媒の残部は第2副熱交換器31Bに移動する。第1デフロスト電磁弁33Aは第1副熱交換器31Aから排出される冷媒を冷暖切替電磁弁32に移動させ、第2デフロスト電磁弁33Bは第2副熱交換器31Bから排出される冷媒を冷暖切替電磁弁32に移動させる。
暖房運転時に室外熱交換器31において霜が発生すると、室外熱交換器31の熱交換の効率は落ち、そのため空気調和機1の暖房能力は低下する。霜が室外熱交換器31の全体において発生すると、室外熱交換器31は熱交換の役割を果たすことができなくなるため、空気調和機1は霜を除去するデフロストの運転を行う必要がある。従来の空気調和機は、デフロストの運転を行う場合、運転を暖房運転から冷房運転に切り替えて室外熱交換器を暖めることによって霜を溶かして除去する。その場合、室内熱交換器を流れる冷媒の温度は室温より低下し、その結果、室温は低下する。
デフロストの運転が行われる場合の室温の低下を抑制するために、室外機3は、デフロストの運転と暖房運転とを同時に行わせるための電気回路を有する。図3は、実施の形態1に係る空気調和機1が有する電気回路50の構成を示す図である。なお、説明の便宜上、図3の電気回路50を示すブロックの内部には、冷暖切替電磁弁32に含まれる冷暖切替電磁弁コイル32Aと、第1デフロスト電磁弁33Aに含まれる第1デフロスト電磁弁コイル330Aと、第2デフロスト電磁弁33Bに含まれる第2デフロスト電磁弁コイル330Bとが示されている。
冷暖切替電磁弁コイル32Aは、冷暖切替電磁弁32を動作させるための電磁弁コイルである。第1デフロスト電磁弁コイル330Aは、第1デフロスト電磁弁33Aを動作させるための電磁弁コイルである。第2デフロスト電磁弁コイル330Bは、第2デフロスト電磁弁33Bを動作させるための電磁弁コイルである。第1デフロスト電磁弁コイル330A及び第2デフロスト電磁弁コイル330Bは、n個のデフロスト電磁弁コイルの例である。
電気回路50は、交流電源60から印加される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路51を有する。電気回路50は、冷暖切替電磁弁コイル32Aと第1デフロスト電磁弁コイル330Aと第2デフロスト電磁弁コイル330Bとのうちのいずれかに通電させることを選択する第1通電選択スイッチ52A及び第2通電選択スイッチ52Bとを更に有する。第1通電選択スイッチ52A及び第2通電選択スイッチ52Bは、n個の通電選択スイッチの例である。
電気回路50は、冷暖切替電磁弁コイル32Aと第1デフロスト電磁弁コイル330Aと第2デフロスト電磁弁コイル330Bとのうちのいずれかに通電させる通電オンオフスイッチ53を更に有する。通電オンオフスイッチ53は、交流電源60から印加される交流電圧を整流回路51に供給するか否かを選択するスイッチである。
電気回路50は、冷暖切替電磁弁コイル32Aと第1デフロスト電磁弁コイル330Aと第2デフロスト電磁弁コイル330Bとに流れる電流の向きを切り替える第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bを更に有する。第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bは、2個の極性切替スイッチの例である。
電気回路50は、暖房運転時において、第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B、通電オンオフスイッチ53、第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bを制御し、暖房運転を継続させながら、第1副熱交換器31Aと第2副熱交換器31Bとのうちの一方にデフロストの運転を行わせる制御回路55を更に有する。更に言うと、制御回路55は、第1副熱交換器31Aにデフロストの運転を行わせると共に第2副熱交換器31Bに暖房運転を行わせる第1の運転状態と、第1副熱交換器31Aに暖房運転を行わせると共に第2副熱交換器31Bにデフロストの運転を行わせる第2の運転状態とを実現する制御を行う。
第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B、通電オンオフスイッチ53、第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bの開閉状態について、図3において示されている状態は、初期状態であると定義される。第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B、通電オンオフスイッチ53、第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bの各々の開閉状態について、図3において示されている状態は、オフ状態であると定義される。
第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B、通電オンオフスイッチ53、第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bについて、図3において示されている接続状態は初期状態であると定義される。第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B、第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bの各々について、共通接点と接続する接点が図3において共通接点と接続している接点と異なる状態はオン状態であると定義される。通電オンオフスイッチ53について、接点がオンの状態はオン状態であると定義される。
次に、空気調和機1の運転が冷房運転から暖房運転に切り替わる場合の動作を説明する。図4は、実施の形態1に係る空気調和機1が冷房運転を行う場合の空気調和機1の動作の例と冷媒の流れとを説明するための図である。図4の矢印は、冷媒が移動する向きを示している。
空気調和機1が冷房運転を行う場合、冷暖切替電磁弁32は、室内熱交換器21から排出される冷媒を圧縮機34に移動させ、圧縮機34から排出される冷媒を第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bに移動させる。その際、第1デフロスト電磁弁33Aは圧縮機34から排出されて冷暖切替電磁弁32を通過する冷媒を第1副熱交換器31Aに移動させ、第2デフロスト電磁弁33Bは圧縮機34から排出されて冷暖切替電磁弁32を通過する冷媒を第2副熱交換器31Bに移動させる。第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bから排出される冷媒は、室内熱交換器21に移動する。
図5は、実施の形態1に係る空気調和機1が暖房運転の実行を開始する前の第1極性切替スイッチ54A、第2極性切替スイッチ54B、第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B及び通電オンオフスイッチ53の各々の動作のタイミングを示す図である。第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54B、第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B及び通電オンオフスイッチ53は、制御回路55から出力される動作を制御するための信号をもとに動作する。第1極性切替スイッチ54Aの動作と第2極性切替スイッチ54Bの動作とは同じである。
制御回路55は、オン状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力する。制御回路55がオン状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力すると、電気回路50の状態は図6に示される第1の制御状態に移行する。図6は、実施の形態1に係る空気調和機1が有する電気回路50の第1の制御状態を示す図である。図6の矢印は、電流が流れる向きを示している。
第1の制御状態では、電流は、第1極性切替スイッチ54A、第1通電選択スイッチ52A、冷暖切替電磁弁コイル32A、第2極性切替スイッチ54B、整流回路51、第1極性切替スイッチ54Aの順に流れる。これにより、冷暖切替電磁弁32の状態が切り替わり、図2を用いて説明した通り、空気調和機1は暖房運転を行う。
制御回路55がオン状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力した時から、冷暖切替電磁弁32の状態が空気調和機1が暖房運転を行う場合の状態に切り替わると判断される時間が経過した後、制御回路55は、オフ状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力する。これにより、冷暖切替電磁弁コイル32Aへの通電は停止する。冷暖切替電磁弁32はラッチ式電磁弁であるので、冷暖切替電磁弁コイル32Aへの通電が停止しても、空気調和機1は暖房運転を継続して行う。すなわち、常時通電方式電磁弁が冷暖切替電磁弁32に用いられる場合に比べて、ラッチ式電磁弁である冷暖切替電磁弁32のコイルへの通電時間が短くなるので、空気調和機1はコイルによる電力の消費を抑制することができる。
次に、空気調和機1の運転が暖房運転から第1の運転状態の運転に切り替わる場合の動作を説明する。第1の運転状態は、第1副熱交換器31Aにデフロストの運転を行わせると共に第2副熱交換器31Bに暖房運転を行わせる運転状態である。空気調和機1の運転が暖房運転から第1の状態の運転に切り替わっても、第2副熱交換器31Bでは暖房運転時の状態が継続する。
図7は、実施の形態1に係る空気調和機1が第1の運転状態の実行を開始する前の第1極性切替スイッチ54A、第2極性切替スイッチ54B、第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B及び通電オンオフスイッチ53の各々の動作のタイミングを示す図である。制御回路55は、オン状態にさせるための信号を第1通電選択スイッチ52Aに出力する。制御回路55がオン状態にさせるための信号を第1通電選択スイッチ52Aに出力した時から、第1通電選択スイッチ52Aの状態がオフ状態からオン状態に切り替わると判断される時間が経過した後、制御回路55は、オン状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力する。
制御回路55がオン状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力すると、電気回路50の状態は図8に示される第2の制御状態に移行する。図8は、実施の形態1に係る空気調和機1が有する電気回路50の第2の制御状態を示す図である。図8の矢印は、電流が流れる向きを示している。第2の制御状態では、電流は、第1極性切替スイッチ54A、第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B、第1デフロスト電磁弁コイル330A、第2極性切替スイッチ54B、整流回路51、第1極性切替スイッチ54Aの順に流れる。
これにより、第1デフロスト電磁弁33Aの状態が切り替わり、図9に示す通り、第1副熱交換器31Aにおける冷媒の流れの状態が暖房運転時の状態から冷房運転時の状態に切り替わる。図9は、実施の形態1に係る空気調和機1が有する第1副熱交換器31Aがデフロストの運転を行うと共に第2副熱交換器31Bが暖房運転を行う場合の冷媒の流れを説明するための図である。図9の矢印は、冷媒が移動する向きを示している。
上述のように、空気調和機1の運転が暖房運転から第1の運転状態の運転に切り替わる場合、図8の制御回路55は、比較的高温かつ比較的高圧の冷媒を第1副熱交換器31Aに移動させて第1副熱交換器31Aにデフロストの運転を行わせると共に、第2副熱交換器31Bに暖房運転を継続して行わせる。
次に、空気調和機1の運転が第1の運転状態の運転から第2の運転状態の運転に切り替わる場合の動作を説明する。上述の通り、第1の運転状態は、第1副熱交換器31Aにデフロストの運転を行わせると共に第2副熱交換器31Bに暖房運転を行わせる運転状態である。第2の運転状態は、第1副熱交換器31Aに暖房運転を行わせると共に第2副熱交換器31Bにデフロストの運転を行わせる運転状態である。
図10は、実施の形態1に係る空気調和機1の運転状態が第1の運転状態から第2の運転状態に切り替わる際の第1極性切替スイッチ54A、第2極性切替スイッチ54B、第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B及び通電オンオフスイッチ53の各々の動作のタイミングを示す図である。制御回路55は、オン状態にさせるための信号を第1極性切替スイッチ54A、第2極性切替スイッチ54B及び第1通電選択スイッチ52Aに出力する。
制御回路55がオン状態にさせるための信号を第1極性切替スイッチ54A、第2極性切替スイッチ54B及び第1通電選択スイッチ52Aに出力した時から、第1極性切替スイッチ54A、第2極性切替スイッチ54B及び第1通電選択スイッチ52Aの状態がオフ状態からオン状態に切り替わると判断される時間が経過した後、制御回路55は、オン状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力する。
制御回路55がオン状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力すると、電気回路50の状態は図11に示される第3の制御状態に移行する。図11は、実施の形態1に係る空気調和機1が有する電気回路50の第3の制御状態を示す図である。図11の矢印は、電流が流れる向きを示している。第3の制御状態では、電流は、第1極性切替スイッチ54A、第1デフロスト電磁弁コイル330A、第2通電選択スイッチ52B、第1通電選択スイッチ52A、第2極性切替スイッチ54B、整流回路51、第1極性切替スイッチ54Aの順に流れる。
これにより、第1デフロスト電磁弁33Aの状態が切り替わり、空気調和機1は、図2に示す通り、暖房運転を行う。制御回路55がオン状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力した時から、第1デフロスト電磁弁33Aの状態が切り替わると判断される時間が経過した後、制御回路55は、オフ状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力する。
制御回路55がオフ状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力した時から、通電オンオフスイッチ53がオン状態からオフ状態に切り替わると判断される時間が経過した後、制御回路55は、オフ状態にさせるための信号を第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bに出力する。制御回路55は、オン状態にさせるための信号を第1通電選択スイッチ52A及び第2通電選択スイッチ52Bに出力する。
なお、制御回路55は、通電オンオフスイッチ53がオン状態からオフ状態に切り替わってからオン状態にさせるための信号を第2通電選択スイッチ52Bに出力するまでの期間、オン状態にさせるための信号を第1通電選択スイッチ52Aに出力することを継続してもよい。制御回路55は、上記の期間、オフ状態にさせるための信号を第1通電選択スイッチ52Aに出力した後、オン状態にさせるための信号を第1通電選択スイッチ52Aに出力してもよい。
制御回路55は、オン状態にさせるための信号を第1通電選択スイッチ52A及び第2通電選択スイッチ52Bに出力した時から、第1通電選択スイッチ52A及び第2通電選択スイッチ52Bがオフ状態からオン状態に切り替わると判断される時間が経過した後、オン状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力する。
制御回路55がオン状態にさせるための信号を通電オンオフスイッチ53に出力すると、電気回路50の状態は図12に示される第4の制御状態に移行する。図12は、実施の形態1に係る空気調和機1が有する電気回路50の第4の制御状態を示す図である。図12の矢印は、電流が流れる向きを示している。第4の制御状態では、電流は、第1極性切替スイッチ54A、第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B、第2デフロスト電磁弁コイル330B、第2極性切替スイッチ54B、整流回路51、第1極性切替スイッチ54Aの順に流れる。
これにより、第2デフロスト電磁弁33Bの状態が切り替わり、図13に示す通り、第2副熱交換器31Bにおける冷媒の流れの状態が暖房運転時の状態から冷房運転時の状態に切り替わる。図13は、実施の形態1に係る空気調和機1が有する第1副熱交換器31Aが暖房運転を行うと共に第2副熱交換器31Bがデフロストの運転を行う場合の冷媒の流れを説明するための図である。図13の矢印は、冷媒が移動する向きを示している。
第2副熱交換器31Bがデフロストの運転を行って第2副熱交換器31Bに発生した霜の除去が終了すると、制御回路55は、第2副熱交換器31Bの運転が暖房運転からデフロストの運転に切り替わった場合と逆向きの電流を第2デフロスト電磁弁コイル330Bに流すための信号を出力する。これにより、第2デフロスト電磁弁33Bの状態が切り替わり、空気調和機1は、図2に示す通り、暖房運転を行う。
実施の形態2.
図14は、実施の形態2に係る空気調和機1Aの構成を示す図である。空気調和機1Aは、室内機2と、室外機3Aとを有する。実施の形態2の室内機2は、実施の形態1の室内機2と同じである。室外機3Aは、冷媒と外気との間で熱交換を行わせるための第1副熱交換器31A、第2副熱交換器31B及び第3副熱交換器31Cを含む室外熱交換器31Dを有する。第1副熱交換器31A、第2副熱交換器31B及び第3副熱交換器31Cは、n個の副熱交換器の例である。実施の形態2の第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bは、実施の形態1の第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bと同じである。
図14は、実施の形態2に係る空気調和機1Aの構成を示す図である。空気調和機1Aは、室内機2と、室外機3Aとを有する。実施の形態2の室内機2は、実施の形態1の室内機2と同じである。室外機3Aは、冷媒と外気との間で熱交換を行わせるための第1副熱交換器31A、第2副熱交換器31B及び第3副熱交換器31Cを含む室外熱交換器31Dを有する。第1副熱交換器31A、第2副熱交換器31B及び第3副熱交換器31Cは、n個の副熱交換器の例である。実施の形態2の第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bは、実施の形態1の第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bと同じである。
室外機3Aは、冷房運転と暖房運転とを切り替えるための冷暖切替電磁弁32と、第1副熱交換器31A、第2副熱交換器31B及び第3副熱交換器31Cにデフロストの運転を行わせるための第1デフロスト電磁弁33A、第2デフロスト電磁弁33B及び第3デフロスト電磁弁33Cとを更に有する。実施の形態2の冷暖切替電磁弁32は、実施の形態1の冷暖切替電磁弁32と同じである。
実施の形態2の第1デフロスト電磁弁33A及び第2デフロスト電磁弁33Bは、実施の形態1の第1デフロスト電磁弁33A及び第2デフロスト電磁弁33Bと同じである。第3デフロスト電磁弁33Cは、ラッチ式電磁弁である。第3デフロスト電磁弁33Cは、第3副熱交換器31Cに対応している。第1デフロスト電磁弁33A、第2デフロスト電磁弁33B及び第3デフロスト電磁弁33Cは、n個のデフロスト電磁弁の例である。第3デフロスト電磁弁33Cは、暖房運転が行われる場合の冷媒の流れとデフロストの運転が行われる場合の冷媒の流れとを切り換える電磁弁である。
室外機3Aは、冷媒を圧縮する圧縮機34と、デフロストの運転と暖房運転とを同時に行わせるための電気回路とを更に有する。電気回路は、図14に示されていない。電気回路の詳細については、後に説明する。
図15は、実施の形態2に係る空気調和機1Aが有する電気回路50Aの構成を示す図である。なお、説明の便宜上、図15の電気回路50Aを示すブロックの内部には、冷暖切替電磁弁コイル32Aと、第1デフロスト電磁弁コイル330Aと、第2デフロスト電磁弁コイル330Bと、第3デフロスト電磁弁33Cに含まれる第3デフロスト電磁弁コイル330Cとが示されている。第3デフロスト電磁弁コイル330Cは、第3デフロスト電磁弁33Cを動作させるための電磁弁コイルである。第1デフロスト電磁弁コイル330A、第2デフロスト電磁弁コイル330B及び第3デフロスト電磁弁コイル330Cは、n個のデフロスト電磁弁コイルの例である。
電気回路50Aは、整流回路51を有する。電気回路50Aは、冷暖切替電磁弁コイル32Aと第1デフロスト電磁弁コイル330Aと第2デフロスト電磁弁コイル330Bと第3デフロスト電磁弁コイル330Cとのうちのいずれかに通電させることを選択する第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B及び第3通電選択スイッチ52Cを更に有する。第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B及び第3通電選択スイッチ52Cは、n個の通電選択スイッチの例である。
電気回路50Aは、冷暖切替電磁弁コイル32Aと第1デフロスト電磁弁コイル330Aと第2デフロスト電磁弁コイル330Bと第3デフロスト電磁弁コイル330Cとのうちのいずれかに通電させる通電オンオフスイッチ53を更に有する。通電オンオフスイッチ53は、交流電源60から印加される交流電圧を整流回路51に供給するか否かを選択するスイッチである。
電気回路50Aは、冷暖切替電磁弁コイル32Aと第1デフロスト電磁弁コイル330Aと第2デフロスト電磁弁コイル330Bと第3デフロスト電磁弁コイル330Cとに流れる電流の向きを切り替える第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bを更に有する。実施の形態2の第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bは、実施の形態1の第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bと同じである。
電気回路50Aは、暖房運転時において、第1通電選択スイッチ52A、第2通電選択スイッチ52B、第3通電選択スイッチ52C、通電オンオフスイッチ53、第1極性切替スイッチ54A及び第2極性切替スイッチ54Bを制御し、暖房運転を継続させながら、第1副熱交換器31Aと第2副熱交換器31Bと第3副熱交換器31Cとのうちの1個又は2個の副熱交換器にデフロストの運転を行わせる制御回路55Aを更に有する。制御回路55Aは、暖房運転時において、第1副熱交換器31Aと第2副熱交換器31Bと第3副熱交換器31Cとのうちの残りの2個又は1個の副熱交換器に暖房運転を行わせる。
上述した実施の形態1では、空気調和機1の室外機3は、冷媒と外気との間で熱交換を行わせるための第1副熱交換器31A及び第2副熱交換器31Bを含む室外熱交換器31を有する。実施の形態2では、空気調和機1Aの室外機3Aは、冷媒と外気との間で熱交換を行わせるための第1副熱交換器31A、第2副熱交換器31B及び第3副熱交換器31Cを含む室外熱交換器31Dを有する。
このように、本願の空気調和機の室外機は、冷媒と外気との間で熱交換を行わせるためのn個の副熱交換器を含む熱交換器を有する。当該室外機は、冷房運転と暖房運転とを切り替えるための冷暖切替電磁弁と、n個の副熱交換器にデフロストの運転を行わせるためのn個のデフロスト電磁弁と、デフロストの運転と暖房運転とを同時に行わせるための電気回路とを有する。nは、2以上の整数である。例えば、冷暖切替電磁弁及びn個のデフロスト電磁弁の全部は、ラッチ式電磁弁である。ラッチ式電磁弁は、流路の切り替えの通電時にのみ電力を消費する。
当該電気回路は、冷暖切替電磁弁に含まれる冷暖切替電磁弁コイルとn個のデフロスト電磁弁の各々に含まれるデフロスト電磁弁コイルとのうちのいずれかに通電させることを選択するn個の通電選択スイッチを有する。当該電気回路は、冷暖切替電磁弁コイルとn個のデフロスト電磁弁コイルとのうちのいずれかに通電させる通電オンオフスイッチを更に有する。
当該電気回路は、冷暖切替電磁弁コイル及びn個のデフロスト電磁弁コイルに流れる電流の向きを切り替える2個の極性切替スイッチを更に有する。当該電気回路は、暖房運転時において、n個の通電選択スイッチ、通電オンオフスイッチ及び2個の極性切替スイッチを制御し、暖房運転を継続させながら、n個の副熱交換器のうちの、1個以上、n-1個以下の副熱交換器にデフロストの運転を行わせる制御回路を更に有する。
更に言うと、本願の制御回路は、暖房運転時において、n個の通電選択スイッチ、通電オンオフスイッチ及び2個の極性切替スイッチを制御し、n個の副熱交換器のうちの、1個以上、n-1個以下の副熱交換器にデフロストの運転を行わせると共に、n個の副熱交換器のうちの1個以上の副熱交換器に暖房運転を行わせる機能を有する。当該制御回路の例は、制御回路55及び制御回路55Aである。
上述の通り、例えば、冷暖切替電磁弁及びn個のデフロスト電磁弁の全部は、ラッチ式電磁弁である。一般的に、ひとつのラッチ式電磁弁は、通電のオンとオフとを切り替える通電オンオフスイッチと、流れる電流の向きを切り替える2個の極性切替スイッチとを必要とする。実施の形態1及び実施の形態2の説明から理解することができるように、本願では、ラッチ式電磁弁の個数が増加すると、通電オンオフスイッチの個数は増加するが、極性切替スイッチの個数は2個のままで増加しない。
したがって、本願の空気調和機の室外機は、デフロストの運転と暖房運転とを同時に行うための機能を、電力の消費を抑制すると共に比較的少ない部品を有する電気回路で実現することができる。
なお、本願の冷暖切替電磁弁及びn個のデフロスト電磁弁の一部がラッチ式電磁弁であってもよい。その場合においても、本願の空気調和機は、電力の消費を抑制して、デフロストの運転と暖房運転とを同時に行うことができる。
図16は、実施の形態1に係る空気調和機1が有する制御回路55の一部又は全部の機能がプロセッサ91によって実現される場合のプロセッサ91を示す図である。つまり、制御回路55の一部又は全部の機能は、メモリ92に格納されるプログラムを実行するプロセッサ91によって実現されてもよい。プロセッサ91は、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、又はDSP(Digital Signal Processor)である。図16には、メモリ92も示されている。
制御回路55の一部又は全部の機能がプロセッサ91によって実現される場合、当該一部又は全部の機能は、プロセッサ91と、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェア及びファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ92に格納される。プロセッサ91は、メモリ92に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御回路55の一部又は全部の機能を実現する。
制御回路55の一部又は全部の機能がプロセッサ91によって実現される場合、空気調和機1は、制御回路55によって実行されるステップの一部又は全部が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ92を有する。メモリ92に格納されるプログラムは、制御回路55が実行する手順又は方法の一部又は全部をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
メモリ92は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はDVD(Digital Versatile Disk)等である。
図17は、実施の形態1に係る空気調和機1が有する制御回路55の一部又は全部の機能が処理回路93によって実現される場合の処理回路93を示す図である。つまり、制御回路55の一部又は全部の機能は、処理回路93によって実現されてもよい。
処理回路93は、専用のハードウェアである。処理回路93は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はこれらを組み合わせたものである。
制御回路55が有する複数の機能について、当該複数の機能の一部がソフトウェア又はファームウェアで実現され、当該複数の機能の残部が専用のハードウェアで実現されてもよい。このように、制御回路55が有する複数の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって実現することができる。
実施の形態2に係る空気調和機1Aが有する制御回路55Aの一部又は全部の機能は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサによって実現されてもよい。当該メモリは、制御回路55Aによって実行されるステップの一部又は全部が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリである。制御回路55Aの一部又は全部の機能は、処理回路によって実現されてもよい。当該処理回路は、処理回路93と同様の処理回路である。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。
1,1A 空気調和機、2 室内機、3,3A 室外機、21 室内熱交換器、31,31D 室外熱交換器、31A 第1副熱交換器、31B 第2副熱交換器、31C 第3副熱交換器、32 冷暖切替電磁弁、32A 冷暖切替電磁弁コイル、33A 第1デフロスト電磁弁、33B 第2デフロスト電磁弁、33C 第3デフロスト電磁弁、34 圧縮機、50,50A 電気回路、51 整流回路、52A 第1通電選択スイッチ、52B 第2通電選択スイッチ、52C 第3通電選択スイッチ、53 通電オンオフスイッチ、54A 第1極性切替スイッチ、54B 第2極性切替スイッチ、55,55A 制御回路、60 交流電源、91 プロセッサ、92 メモリ、93 処理回路、330A 第1デフロスト電磁弁コイル、330B 第2デフロスト電磁弁コイル、330C 第3デフロスト電磁弁コイル。
Claims (2)
- 冷媒と外気との間で熱交換を行わせるためのn個の副熱交換器を有する室外熱交換器と、
冷房運転と暖房運転とを切り替えるための冷暖切替電磁弁と、
前記n個の副熱交換器にデフロストの運転を行わせるためのn個のデフロスト電磁弁と、
デフロストの運転と暖房運転とを同時に行わせるための電気回路とを備え、
nは、2以上の整数であり、
前記電気回路は、
前記冷暖切替電磁弁に含まれる冷暖切替電磁弁コイルと前記n個のデフロスト電磁弁の各々に含まれるデフロスト電磁弁コイルとのうちのいずれかに通電させることを選択するn個の通電選択スイッチと、
前記冷暖切替電磁弁コイルとn個の前記デフロスト電磁弁コイルとのうちのいずれかに通電させる通電オンオフスイッチと、
前記冷暖切替電磁弁コイル及び前記n個のデフロスト電磁弁コイルに流れる電流の向きを切り替える2個の極性切替スイッチと、
暖房運転時において、前記n個の通電選択スイッチ、前記通電オンオフスイッチ及び前記2個の極性切替スイッチを制御し、暖房運転を継続させながら、前記n個の副熱交換器のうちの、1個以上、n-1個以下の副熱交換器にデフロストの運転を行わせる制御回路とを有する
空気調和機の室外機。 - 前記冷暖切替電磁弁及び前記n個のデフロスト電磁弁の一部又は全部は、ラッチ式電磁弁である
請求項1に記載の空気調和機の室外機。
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