空调装置的制作方法

本实用新型涉及面向寒冷地区的融雪用的空调装置。

背景技术：

在寒冷地区，若使空调装置进行制热运转而加以使用，则会在设置于室外机的内部的热交换器附着有霜，导致热交换器的热交换性能降低。因此，一般情况下，通过使空调装置的制冷剂回路内的高温高压的制冷剂沿与制热运转时相反的方向流通而朝室外机的内部的热交换器流通、并使室外风扇停止，由此来进行除霜运转。而且，附着于热交换器的霜融化而产生的排泄水通过设置于室外机的底部的排出口而被朝室外机的外部排出。

此时，若在除霜运转刚刚结束后立刻再次开始空调装置的制热运转，则存在室外机内的热交换器立即被冷却而排泄水在热交换器再次冻结这一问题。因此，现有的空调装置在制热运转再次开始前使制热运转例如停止2分钟，由此来确保排泄水的排水所需的时间。

在环境温度大幅低于冰点的极寒地域或者大雪地域，即便在除霜运转后设定一定期间的运转停止状态，也会在排泄水的排水过程中再次开始冻结，并且冻结后的排泄水成长。由此，可能产生室外机内的热交换器的热交换性能降低以及热交换器破损等情况。

另外，在环境温度大幅低于冰点的极寒地域或者大雪地域，在空调装置的运转停止时，在室外机内的风扇及其周边附着有霜，并且朝冰的状态成长。而且，有可能因该冰的存在而产生风扇自身的偏心旋转、或者有可能产生因风扇与冰接触而导致的风扇马达的故障等。

为了解决上述那样的问题，以往，提出有一种引入了如下控制的空调装置：为了使除霜运转后附着于热交换器的水分完全蒸发，使用加热器对热交换器进行加热。

另外，作为防止室外机内的热交换器以及设置于室外机的底部的排出口冻结的对策，提出有一种引入了如下控制的空调装置：在环境温度为规定值以下的情况下，强制性地长时间实施除霜运转的动作(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平9－243211号公报

在专利文献1所提出的空调装置中，延长除霜运转的运转时间，以免在排泄水的排水中排泄水再次冻结。这样，风扇的停止时间变长，制冷剂回路内成为异常高压。因该异常高压，有可能导致构成制冷剂回路的配管破损。

另外，若为了使附着于热交换器的水分蒸发而在室外机内引入加热器，则成本与电力上升，另外，室外机的内部的空间也缩小。

另一方面，若缩短除霜运转的运转时间或不在室外机内引入加热器，则存在除霜运转后所产生的排泄水在热交换器以及排出口再次冻结的问题。

技术实现要素：

本实用新型是以上述那样的课题为背景而完成的，其目的在于得到一种在除霜运转后所产生的排泄水不会再次冻结的空调装置。

本实用新型的技术方案1提供一种空调装置，具有：压缩机，该压缩机对制冷剂进行压缩；切换阀，该切换阀切换从所述压缩机排出的制冷剂的流动；冷凝器，该冷凝器使从所述压缩机排出的制冷剂冷凝；节流装置，该节流装置使从所述冷凝器流出的制冷剂减压；蒸发器，该蒸发器使由所述节流装置减压后的制冷剂蒸发；以及风扇，该风扇向所述蒸发器供给空气，其特征在于，所述空调装置还具备：测定环境温度的温度传感器，以及控制装置，该控制装置控制所述压缩机、所述切换阀、所述节流装置以及所述风扇的驱动，从而执行制热运转、除霜运转以及制冷运转，以使得从所述压缩机排出的制冷剂向所述冷凝器流动的方式对所述切换阀进行切换，并驱动所述压缩机以及所述风扇，执行所述制热运转，在所述制热运转后，以使得从所述压缩机排出的制冷剂向所述蒸发器流动的方式对所述切换阀进行切换，并使所述风扇停止，执行所述除霜运转，在经过除霜时间后，使所述压缩机停止，结束所述除霜运转，在经过待机时间后，在所述环境温度处于基准温度的范围内、且所述除霜运转的运转次数超过基准次数的情况下，使所述切换阀保持所述除霜运转的状态，并驱动所述压缩机以及所述风扇，执行所述制冷运转。

技术方案2所涉及的空调装置的特征在于，在技术方案1所涉及的空调装置中，所述控制装置以使得除霜运转时的运转频率比制冷运转时的运转频率大、制热运转时的运转频率比除霜运转时的运转频率大的方式进行控制。

技术方案3所涉及的空调装置的特征在于，在技术方案1或2所涉及的空调装置中，所述制冷运转在基准时间的期间持续运转。

技术方案4所涉及的空调装置的特征在于，在技术方案3所涉及的空调装置中，所述基准时间、所述基准温度以及所述基准次数能够进行设定变更。

技术方案5所涉及的空调装置的特征在于，在技术方案1或2所涉及的空调装置中，还具备显示空调装置的运转状态的遥控器，所述控制装置在所述制冷运转中使所述遥控器显示为除霜运转中。

根据本实用新型，空调装置的控制装置构成为，在除霜运转结束后经过待机时间后，将切换阀维持除霜运转的状态不变，且作为制冷运转而驱动压缩机以及风扇。这样，能够得到除霜运转后所产生的排泄水不会再次冻结的空调装置。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式所涉及的空调装置的概要系统图。

图2是本实用新型的实施方式所涉及的空调装置的制冷剂回路的概要图。

图3是现有的空调装置的除霜运转控制的时序图。

图4是本实用新型的实施方式所涉及的空调装置的除霜运转控制的时序图。

图5是本实用新型的实施方式所涉及的空调装置的控制的流程图。

附图标记说明

1：室内控制箱；1a：控制装置；1b：遥控器；1c：温度传感器；1d：通信部；1e：输入部；1f：CPU；1g：存储部；2：室外单元；3：冷凝器；4：配管；5：泵；6：配管；7：配管；8：压缩机；9：切换阀；10：节流装置；11：风扇；12：蒸发器；15：制冷剂配管；100：空调装置。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的空调装置的实施方式进行说明。此外，附图的方式是一个例子，并不限定本实用新型。另外，各图中标注了相同附图标记的部分是相同或者相当的部分，这在说明书的全文中是通用的。并且，在以下的附图中，各构成部件的大小关系有时与实际情况不同。

实施方式.

[空调装置的结构]

图1是本实用新型的实施方式所涉及的空调装置的概要系统图。如图1所示，空调装置100具有室内控制箱1、室外单元2、泵5以及配管4。室内控制箱1通过电气布线而与面向寒冷地区的借助热泵制冷循环系统实现的热水生成器即空调装置100的室外单元2连接。另外，室内控制箱1通过电气布线等与泵5连接。

配管4的一部分例如由埋入于停车场的地下的配管6以及设置于建筑物的屋顶的配管7构成。室外单元2与泵5经由配管4而构成制冷剂回路。作为制冷剂回路中的制冷剂例如使用水。泵5使由室外单元2的冷凝器3加热后的水在构成制冷剂回路的配管4中流通，从而使堆积于停车场或建筑物的屋顶的雪融化。这样，本实用新型的实施方式所涉及的空调装置100利用由面向寒冷地区的融雪用的热泵制冷循环系统生成的热水。

室内控制箱1由控制装置1a与遥控器1b构成。控制装置1a例如由微型电脑构成，具有存储部1g、通信部1d、输入部1e以及CPU 1f。CPU 1f接受来自遥控器1b的操作等，执行各种运算处理。存储部1g存储后述的除霜运转的累计运转次数等，并根据需要向CPU 1f发送数据。通信部1d接收来自CPU 1f的指令，并发送用于对后述的室外单元2内的压缩机8、切换阀9、节流装置10以及风扇11进行驱动控制的信号。输入部1e接收来自CPU 1f的指令，并发送用于对泵5进行驱动控制的信号。即，控制装置1a控制压缩机8、切换阀9、节流装置10以及风扇11的驱动，从而执行制热运转、除霜运转以及制冷运转。

遥控器1b接受来自用户的针对空调装置100的操作，并向控制装置1a发送与操作对应的信号，控制装置1a根据该信号等对室外单元2进行控制。例如，用户对遥控器1b进行操作。然后，控制装置1a接受该遥控器1b的操作，调节从冷凝器3流出的水的出口的温度、或对泵5进行控制而调整在配管6以及配管7中循环的水的流量。另外，遥控器1b具有显示部(省略图示)，在显示部显示空调装置100是制热运转模式还是除霜运转模式等。温度传感器1c测定外部环境的温度，并向控制装置1a发送外部环境的温度数据。

图2是本实用新型的实施方式所涉及的空调装置的制冷剂回路的概要图。如图2所示，室外单元2具有制冷剂回路，该制冷剂回路通过利用制冷剂配管15连接压缩机8、切换阀9、冷凝器3、节流装置10以及蒸发器12而成，并供制冷剂循环。在蒸发器12附近，设置有用于向蒸发器12输送热交换用的空气的风扇11。此外，作为冷凝器3，例如使用板式热交换器，作为节流装置10，例如使用开度可变的电子膨胀阀。冷凝器3使在配管4中流动的水与在制冷剂配管15中流动的制冷剂之间进行热交换。

[制热运转]

接下来，对空调装置100的制热运转时的动作进行说明。在制热运转中，从压缩机8排出的制冷剂经由切换阀9而在冷凝器3冷凝，并通过节流装置10。然后，制冷剂在节流装置10被减压，并且在蒸发器12蒸发并对由风扇11送入的空气进行冷却。之后，制冷剂经由切换阀9而被吸入压缩机8。制热运转时，在配管4流动的水在冷凝器3中与在制冷剂配管15流动的高温高压的制冷剂进行热交换，由此，从冷水被加热成热水。而且，如上所述，热水例如通过埋入于停车场的地下的配管6以及设置于建筑物的屋顶的配管7，使堆积于停车场或者屋顶等的雪融解。

[除霜运转]

接下来，对空调装置100的除霜运转时的动作进行说明。除霜运转时，从压缩机8排出的高温高压的制冷剂如实线的箭头所示，经由切换阀9被向蒸发器12输送。高温高压的制冷剂在蒸发器12进行热交换，使在蒸发器12产生的霜融解。此时，风扇11停止。之后，制冷剂通过节流装置10，在节流装置10被减压并在冷凝器3进行热交换而对在配管4流动的水进行冷却，之后经由切换阀9而被吸入压缩机8。融解后的霜成为排泄水，从蒸发器12滴下，从设置于室外单元2的底部的排出口(省略图示)被向室外单元2的外部排出。

图3是现有的空调装置的除霜运转控制的时序图。如图3所示，制热运转中，控制装置使切换阀切换流路，以使得从压缩机排出的高温高压的制冷剂流向冷凝器。以下，将该流路的切换状态称为切换阀的打开(ON)状态。另外，制热运转中，控制装置使风扇处于运转状态，对蒸发器进行冷却。

接下来，在经过了某一一定时间的情况下，从制热运转切换成除霜运转。此时，控制装置在使压缩机的运转频率暂时变为最小频率后，以除霜运转用的频率对压缩机进行驱动。除霜运转中，控制装置对切换阀的流路进行切换，以使得从压缩机排出的高温高压的制冷剂流向蒸发器。以下，将该流路的切换状态称为切换阀的关闭(OFF)状态。另外，除霜运转中，控制装置使风扇的运转停止。

然后，在从进行除霜运转开始经过了某一一定时间后，为了将从蒸发器滴下的排泄水从设置于室外单元的底部的排出口排出，使压缩机停止两分钟。然而，在环境温度大幅低于冰点下的极寒地域或者大雪地域，有时在两分钟的排泄水的排水过程中再次开始冻结。而且，若再次冻结的排泄水成长，则有时会引起蒸发器的热交换性能降低或者蒸发器破损等问题。

这样，在图3所示的现有的空调装置的除霜运转中，存在因排泄水的再次冻结而导致蒸发器破损等的可能性。因此，为了避免这些问题，在空调装置100中进行以下的运转控制。

图4是本实用新型的实施方式所涉及的空调装置的除霜运转控制的时序图。空调装置100在通常情况下像现有的除霜运转那样反复进制热运转以及除霜运转，除去附着于蒸发器12的霜。这里，空调装置100将除霜运转开始时的环境温度与除霜运转的累计运转次数作为判定条件，在除霜运转后进行与制热运转及除霜运转不同的运转。

如图4所示，通常情况下反复进行制热运转以及除霜运转，但在环境温度为基准温度即X℃以下、除霜运转的累计运转次数已结束了基准次数的第Y次的情况下，控制装置1a作为基准的待机时间使压缩机8停止3分钟。之后，在基准时间的Z分钟的期间，控制装置1a在使切换阀9保持关闭状态的情况下对压缩机8以及风扇11进行驱动。此外，将在使切换阀9保持关闭状态的情况下对压缩机8以及风扇11进行驱动的运转称为制冷运转。而且，控制装置1a在Z分钟的制冷运转结束后再次使压缩机8以及风扇11停止3分钟，之后使切换阀9恢复至打开状态，并且将除霜运转的累计运转次数重置为0，切换成制热运转。

此外，若在制热运转中在遥控器1b的显示部显示为制冷运转，则会使用户感到困惑，因此，在制冷运转中，采用如下方式：在遥控器1b的显示部显示为除霜运转中，使得用户不会识别为正在进行制冷运转。

另外，压缩机8的运转频率形成为：在制热运转时比除霜运转时大，在除霜运转时比制冷运转时大。这是因为：在除霜运转时，为了进行除霜而驱动压缩机8，因此不需要制热运转时那么大的运转频率。并且，在制冷运转时，为了防止排泄水的再次冻结而驱动压缩机8，因此不需要除霜运转时那么大的运转频率。这样，通过根据运转状态而使压缩机8的运转频率变化，能够削减消耗电力。

这里，通过在制冷运转前后使压缩机8的运转停止3分钟，防止启动时油被从压缩机8带出，能够确保压缩机8的动作的可靠性。此外，在本实施方式中示出了在制冷运转前后使压缩机8停止3分钟的例子，但本实用新型并不限定于此，也可以根据空调装置100的设置状况等适当地变更压缩机8的停止时间。

[制冷运转]

接下来，对空调装置100的制冷运转时的动作进行说明。

在制冷运转时，低温低压的制冷剂由压缩机8压缩，成为高温高压的气态制冷剂并被排出。从压缩机8排出的高温高压的气态制冷剂经由切换阀9流入蒸发器12。流入蒸发器12后的高温高压的气态制冷剂借助风扇11向室外空气散热并冷凝，成为高压的液态制冷剂。从蒸发器12流出后的高压的液态制冷剂由节流装置10减压为低温低压的气液二相制冷剂，然后流入冷凝器3。然后，低温低压的气液二相制冷剂从在配管4内流动的水吸热，对在配管4内流动的水进行冷却，成为低温低压的气态制冷剂。从冷凝器3流出后的低温低压的气态制冷剂再次被朝压缩机8吸引。

在制冷运转时，蒸发器12作为冷凝器发挥功能，室外单元2的蒸发器12被加热。这样，不仅能够防止除霜运转时产生的排泄水的再次冻结，还能够使附着于蒸发器12的雪或者冰融化而确保风路，能够防止热交换器的热交换性能的降低。另外，在制冷运转中，风扇11进行驱动，因此能够防止制冷剂回路内的异常高压以及室外单元2内的电气部件(省略图示)的异常高温。并且，由室外单元2的蒸发器12加热后的空气朝风扇11侧流动，能够使附着于风扇11以及风扇11周边的雪以及冰融化。由此，能够防止风扇11自身的偏心旋转或者因风扇11与冰接触而导致的风扇马达的故障等。

此外，若在环境温度低的状态下进行制冷运转，则从冷凝器3流出的配管4内的水的温度低于通过遥控器等设定的设定温度，空调装置100停止。因此，在制冷运转时，将从冷凝器3流出的配管4内的水的温度与设定温度之差固定为某一恒定值而进行制冷运转。

另外，作为制冷运转的开始条件设定的环境温度的基准温度X℃为－5℃～－10℃，除霜运转的累计运转次数的基准次数Y为能够在3次～5次进行设定的范围。另外，制冷运转时间的基准时间Z分钟为能够在5分钟～15分钟进行设定的范围。而且，上述基准温度、基准次数以及基准时间形成为能够使用空调装置100的遥控器1b或者搭载于控制基板(省略图示)的切换开关而在用户侧来适当地进行设定变更的方式。由此，考虑到因空调装置100的设置地域或者季节环境而排泄水的冻结的产生程度不同这一情况，能够在各种状况下设定最佳的控制值。

图5是本实用新型的实施方式所涉及的空调装置的控制的流程图。以下，参照图2以及图4并基于图5的各步骤对空调装置100的控制装置1a的控制动作进行说明。

(步骤ST1)

控制装置1a在某一一定时间，将压缩机8的运转频率设定为除霜运转用的频率，并且使切换阀9成为关闭状态，使风扇11停止。另外，控制装置1a将除霜运转的累计运转次数加1。之后，控制装置1a向(步骤ST2)过渡。

(步骤ST2)

在进行除霜运转后，控制装置1a保持使切换阀9处于关闭状态、使风扇11停止的状态不变，作为基准的待机时间使压缩机8停止3分钟。之后，向(步骤ST3)过渡。

(步骤ST3)

控制装置1a判断空调装置100的运转模式是否是制热运转。当运转模式是制热运转的情况下，控制装置1a向(步骤ST4)过渡，在除此以外的情况下向(步骤ST9)过渡。

(步骤ST4)

控制装置1a从温度传感器1c取得环境温度的数据，判断环境温度是否为基准温度X℃以下。当环境温度为基准温度X℃以下的情况下，控制装置1a向(步骤ST5)过渡，在除此以外的情况下向(步骤ST9)过渡。

(步骤ST5)

控制装置1a判断除霜运转的累计运转次数是否为基准次数的第Y 次以上。当累计运转次数为基准次数的第Y次以上的情况下，控制装置1a向(步骤ST6)过渡，在除此以外的情况下向(步骤ST9)过渡。

(步骤ST6)

控制装置1a将切换阀9维持关闭状态不变，并对压缩机8以及风扇11进行驱动而进行制冷运转。之后，控制装置1a向(步骤ST7)过渡。

(步骤ST7)

控制装置1a判断制冷运转是否已持续进行作为基准时间的Z分钟。当制冷运转已持续进行作为基准时间的Z分钟的情况下，控制装置1a向(步骤ST8)过渡，在除此以外的情况下向(步骤ST11)过渡。

(步骤ST8)

控制装置1a将除霜运转的累计运转次数重置为零。之后，控制装置1a向(步骤ST9)过渡。

(步骤ST9)

控制装置1a将切换阀9维持关闭状态不变，并使压缩机8以及风扇11停止3分钟。

(步骤ST10)

控制装置1a使切换阀9成为打开状态，并驱动压缩机8以及风扇11而进行制热运转。

(步骤ST11)

控制装置1a检测到因遥控器操作而导致的空调装置100的运转的停止、或者因空调装置100的运转异常而导致制冷运转在中途停止这一情况。之后，控制装置1a向(步骤ST12)过渡。

(步骤ST12)

控制装置1a使压缩机8的运转频率为零，并将空调装置100的运转模式切换成制热模式而后停止空调装置100的运转。这样，当再次开始空调装置100的运转时，能够以制热运转模式重启，能够避免用户对于运转模式产生困惑。之后，控制装置1a向(步骤ST13)过渡。

(步骤ST13)

控制装置1a实施接下来的制热运转或者除霜运转。此外，此时，控制装置1a不将除霜运转的累计运转次数重置为零。之后，控制装置1a向(步骤ST1)过渡。

[实施方式的效果]

综上可知，本实施方式所涉及的空调装置100具备：制冷剂回路，该制冷剂回路通过利用制冷剂配管15连接压缩机8、冷凝器3、节流装置10、蒸发器12以及切换制热运转与除霜运转的切换阀9形成，并供制冷剂循环；风扇11，该风扇11向蒸发器12送入进行热交换的空气；以及控制装置1a，该控制装置1a控制压缩机8、节流装置10、切换阀9以及风扇11，控制装置1a使压缩机8停止而结束除霜运转，并在除霜运转结束后经过基准的待机时间后，使切换阀9成为除霜运转的状态，并且作为制冷运转而使压缩机8以及风扇11驱动基准时间。这样，能够得到除霜运转后所产生的排泄水不会再次冻结的空调装置100。另外，由室外单元2的蒸发器12加热后的空气朝风扇11侧流动，能够使附着于风扇11以及风扇11周边的雪以及冰融化。由此，能够防止风扇11自身的偏心旋转或者因风扇11与冰接触而导致的风扇马达的故障等。

另外，本实施方式所涉及的空调装置100还具备测定环境温度的温度传感器1c，控制装置1a在环境温度处于基准温度的范围内、且除霜运转的运转次数超过基准次数的情况下，实施制冷运转。这样，能够抑制制冷运转的实施次数，能够抑制空调装置100的制热能力的降低率。

另外，在本实施方式所涉及的空调装置100中，基准时间、基准温度以及基准次数能够进行设定变更。这样，能够考虑因空调装置100的设置地域或者季节环境而排泄水的冻结的产生程度不同这一情况，在各种状况下设定最佳的控制值。

另外，还具备显示空调装置100的运转状态的遥控器，控制装置1a 在制冷运转中使遥控器显示为除霜运转中。这样，能够避免如下情况：若在制热运转中在遥控器1b的显示部显示为制冷运转，则会使用户产生困惑。