制冷循环装置和具备该制冷循环装置的空气调节的制造方法
【专利摘要】本发明的制冷循环装置，设置有三通阀（切换装置）（42），该三通阀（42）在压缩机（6）的吸入管和四通阀（8）之间，能够切换使制冷剂从四通阀（8）直接流至压缩机（6）的吸入管的配管（25）和使制冷剂从四通阀（8）通过制冷剂加热用的辅助热交换器（蓄热箱（32）、蓄热热交换器（34）、蓄热材料（36））而流至压缩机（6）的吸入管的配管（38），在除霜运转时，控制三通阀（切换装置）（42），使流过室内热交换器（第一热交换器）（16）和室外热交换器（第二热交换器）（14）的制冷剂经由四通阀（8）流过辅助热交换器（蓄热箱（32）、蓄热热交换器（34）、蓄热材料（36）），引导至压缩机（6）的吸入管。
【专利说明】制冷循环装置和具备该制冷循环装置的空气调节机
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备切换使附着于蒸发器的霜融解的制冷剂直接流至压缩机的路径和通过制冷剂加热用的辅助热交换器而流至压缩机的路径的机构的制冷循环装置和空气调节机。
【背景技术】
[0002]现有技术中，热泵式空气调节机在供暖运转时，在室外热交换器上结霜的情况下，切换四通阀从供暖循环到供冷循环进行除霜。在该除霜方式下，虽然室内风扇停止，但是由于从室内机逐渐放出冷气，所以具有失去供暖感的缺点。
[0003]于是，提案有设置以设于室外机的压缩机为热源的蓄热箱，在供暖运转中利用蓄积于蓄热箱的压缩机的废热进行除霜的装置(例如，参照专利文献1、2)。
[0004]图6表示专利文献I的现有的制冷循环装置的一例，用制冷剂配管将设于室外机的压缩机100、四通阀102、室外热交换器104、毛细管106和设于室内机的室内热交换器108连接，并且设有将毛细管106旁通的第一旁通回路110，和一端与压缩机100的排出侧的配管连接、另一端与从毛细管106到室外热交换器104的配管连接的第二旁通回路112。在第一旁通回路110中设有二通阀114、单向阀116和蓄热热交换器118，在第二旁通回路112中设有二通阀120和单向阀122。
[0005]另外，在压缩机100的周围设有蓄热箱124，在蓄热箱124的内部填充有用于与蓄热热交换器118进行热交换的潜热蓄热材料126。
[0006]该制冷循环中，在进行除霜运转时，控制两个二通阀114、120打开，使从压缩机100排出的制冷剂的一部分流至第二旁通回路112，使剩余的制冷剂流至四通阀102和室内热交换器108。另外，在流过室内热交换器108的制冷剂被用于供暖之后，使极少的制冷剂通过毛细管106流至室外热交换器104。另一方面，使剩余的大部分制冷剂流入到第一旁通回路110，通过二通阀114流至蓄热热交换器118并由蓄热材料126吸收热，通过单向阀116之后，与通过毛细管106的制冷剂汇流并流至室外热交换器104。之后，在室外热交换器104的入口与流经第二旁通回路112的制冷剂汇流，利用制冷剂保持的热进行除霜，进而在通过四通阀102之后，被吸入到压缩机100中。
[0007]在该制冷循环装置中，通过设置第二旁通回路112，在除霜时将从压缩机100排出的热气引导至室外热交换器104，并且使流入到室外热交换器104的制冷剂的压力保持得较闻，由此提闻除霜能力。
[0008]图7表示专利文献2中的现有的空气调节机结构，该空气调节机由用制冷剂配管相互连接的室外机2和室内机4构成。在室外机2的内部设有压缩机6、四通阀8、过滤器10、膨胀阀12和室外热交换器14，在室内机4的内部设有室内热交换器16，它们通过经由制冷剂配管相互连接而构成制冷循环。
[0009]另外，压缩机6和室内热交换器16经由设置有四通阀8的第一配管18连接，室内热交换器16和膨胀阀12经由设置有过滤器10的第二配管20连接。另外，膨胀阀12和室外热交换器14经由第三配管22连接，室外热交换器14和压缩机6经由第四配管24连接。
[0010]在第四配管24的中间部配置有四通阀8，在压缩机6的制冷剂吸入侧的第四配管24设有用于分离液相制冷剂和气相制冷剂的蓄液器(accumulator) 26。另外,压缩机6和第三配管22经由第五配管28连接，在第五配管28设有第一电磁阀30。这些第五配管28和第一电磁阀30构成排出气体旁通机构。
[0011]另外，在压缩机6周围设有蓄热箱32，在蓄热箱32内部设有蓄热热交换器34，并且填充有用于与蓄热热交换器34进行热交换的蓄热材料36，由蓄热箱32、蓄热热交换器34和蓄热材料36构成成为辅助热交换器的蓄热装置。
[0012]另外，第二配管20和蓄热热交换器34经由第六配管38连接，蓄热热交换器34和第四配管24经由第七配管40连接，在第六配管38设有第二电磁阀31。
[0013]在室内机4内部设有室内热交换器16,室内热交换器16利用送风风扇(未图不)进行吸入到室内机4内部的室内空气与流过室内热交换器16内部的制冷剂的热交换，在供暖时将通过热交换变暖后的空气向室内吹出，另一方面，在供冷时将通过热交换冷却后的空气向室内吹出。
[0014]在上述那 样构成的现有的空气调节机中，以供暖运转时为例，与制冷剂的流动一起说明各部件相互的连接关系和功能。
[0015]从压缩机6的排出口排出的制冷剂通过第一配管18从四通阀8到达室内热交换器16。在室内热交换器16中与室内空气进行热交换而冷凝后的制冷剂，从室内热交换器16输出，通过第二配管20，通过防止异物侵入膨胀阀12的过滤器10，到达膨胀阀12。在膨胀阀12中减压后的制冷剂通过第三配管22到达室外热交换器14，在室外热交换器14中与室外空气进行热交换而蒸发后的制冷剂通过第四配管24、四通阀8和蓄液器26返回至压缩机6的吸入口。
[0016]另外，从第一配管18的压缩机6排出口和四通阀8之间分支的第五配管28，经由第一电磁阀30在第三配管22的膨胀阀12和室外热交换器14之间汇流，在内部收纳有蓄热材料36和蓄热热交换器34的蓄热箱32以与压缩机6相接并将其包围的方式配置，将压缩机6中产生的热蓄积于蓄热材料36。而且，从第二配管20的室内热交换器16和过滤器10之间分支的第六配管38，经由第二电磁阀31到达蓄热热交换器34的入口，从蓄热热交换器34的出口出来的第七配管40在第四配管24的四通阀8和蓄液器26之间汇流。
[0017]通常供暖运转时，控制第一电磁阀30和第二电磁阀31关闭，制冷剂不流过该制冷剂回路。
[0018]接着，说明除霜.供暖时的动作和制冷剂的流动。
[0019]在上述的通常供暖运转中，当在室外热交换器14上结霜且结霜的霜生长时，室外热交换器14的通风阻力增加，风量减少，室外热交换器14内的蒸发温度降低。当利用检测室外热交换器14的配管温度的温度传感器(未图示)检测到蒸发温度比非结霜时降低时，从控制装置输出从通常供暖运转向除霜.供暖运转的指示。
[0020]当从通常供暖运转转换成除霜?供暖运转时，控制第一电磁阀30和第二电磁阀31打开，在上述通常供暖运转时的制冷剂的流动的基础上，从压缩机6的排出口排出的气相制冷剂的一部分通过第五配管28和第一电磁阀30，与通过第三配管22的制冷剂汇流，将室外热交换器14加热、冷凝而液相化之后，通过第四配管24经由四通阀8和蓄液器26返回至压缩机6的吸入口。
[0021]另外，在第二配管20的室内热交换器16和过滤器10之间分流的液相制冷剂的一部分，经由第六配管38和第二电磁阀31，在蓄热热交换器34中从蓄热材料36吸热而蒸发、气相化，通过第七配管40与通过第四配管24的制冷剂汇流，从蓄液器26返回至压缩机6的吸入口。
[0022]在除霜?供暖开始时，由于霜的附着而成为冰点以下的室外热交换器14的温度被从压缩机6的排出口排出的气相制冷剂加热，霜在零度附近融解，当霜的融解结束时，室外热交换器14的温度再次开始上升。当由温度传感器(未图示)检测到该室外热交换器14的温度上升时，判断为除霜结束，从控制装置输出从除霜.供暖运转向通常供暖运转的指示。
[0023]现有技术文献
[0024]专利文献
[0025]专利文献1:日本特开平3 — 31666号公报
[0026]专利文献2:日本专利第4666111号公报
【发明内容】
[0027]发明要解决的课题
[0028]但是，在上述现有的结构中，在热源具有的热量较少的情况下，需要将从压缩机排出的热气的大部分引导至 室外热交换器，随之，室内热交换器的压力降低，由此，具有室内机的能力降低、损害舒适性的课题。另外，与现有的方式同样，采用在制冷剂流过室内热交换器之后，经由蓄热箱导向室外热交换器的结构或制冷剂流过室外热交换器之后，分配导向室外热交换器和蓄热箱的结构的情况下，流过蓄热箱的制冷剂的温度变高，从蓄热箱吸热不充分，当要确保室内机的能力时，具有花费时间去除霜的课题。
[0029]本发明是为了解决上述现有的课题而研发的，其目的在于，提供一种能够缩短除霜时间的制冷循环装置和具备该制冷循环装置提高供暖运转时的舒适性的空气调节机。
[0030]用于解决课题的技术方案
[0031]为了实现所述目的，本发明提供一种制冷循环装置，其包括:
[0032]压缩机；
[0033]与上述压缩机连接的第一热交换器；
[0034]与上述第一热交换器连接的膨胀阀；
[0035]与上述膨胀阀连接的第二热交换器；
[0036]与上述第二热交换器和上述压缩机连接的四通阀；
[0037]配置于上述压缩机周围的制冷剂加热用的辅助热交换器；和
[0038]在上述压缩机的吸入管与上述四通阀之间，能够切换使制冷剂从上述四通阀直接流至上述压缩机的吸入管的路径和使制冷剂从上述四通阀通过上述辅助热交换器流至上述压缩机的吸入管的路径的切换装置，
[0039]在融解附着于上述第二热交换器的霜的除霜运转时，控制上述切换装置，使流过上述第一热交换器和上述第二热交换器的制冷剂经由上述四通阀流过上述辅助热交换器，被引导至上述压缩机的吸入管。
[0040]发明效果[0041]根据本发明，由于采用在除霜运转时通过第一热交换器和第二热交换器之后的制冷剂通过辅助热交换器的结构，所以能够使第一热交换器为高温，使辅助热交换器为低温。因此，通过迅速进行从热源吸热，能够缩短除霜时间，抑制供暖运转时的除霜运转的室温降低而提高舒适性。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1是具备本发明实施方式I的制冷循环装置的空气调节机的结构图。
[0043]图2是表示具备该制冷循环装置的空气调节机在通常供暖时的制冷剂的流动的示意图。
[0044]图3是表示具备该制冷循环装置的空气调节机在除霜?供暖时的制冷剂的流动的示意图。
[0045]图4是本发明实施方式2的制冷循环结构图。
[0046]图5是本发明实施方式2的控制时间图。
[0047]图6是具备现有的制冷循环装置的空气调节机的结构图。
[0048]图7是现有的一例进行的制冷循环结构图。
【具体实施方式】 [0049]第一方面提供一种制冷循环装置，其特征在于，包括:
[0050]压缩机；
[0051]与上述压缩机连接的第一热交换器；
[0052]与上述第一热交换器连接的膨胀阀；
[0053]与上述膨胀阀连接的第二热交换器；
[0054]与上述第二热交换器和上述压缩机连接的四通阀；
[0055]配置于上述压缩机周围的制冷剂加热用的辅助热交换器；和
[0056]在上述压缩机的吸入管与上述四通阀之间，能够切换使制冷剂从上述四通阀直接流至上述压缩机的吸入管的路径和使制冷剂从上述四通阀通过上述辅助热交换器流至上述压缩机的吸入管的路径的切换装置，
[0057]在融解附着于上述第二热交换器的霜的除霜运转时，控制上述切换装置，使流过上述第一热交换器和上述第二热交换器的制冷剂经由上述四通阀流过上述辅助热交换器，被引导至上述压缩机的吸入管。
[0058]由此，由于采用在除霜运转时通过第一热交换器和第二热交换器之后的制冷剂通过辅助热交换器的结构，所以能够使第一热交换器为高温，使辅助热交换器为低温，通过迅速进行从热源吸热，能够缩短除霜时间，抑制供暖运转时的除霜运转的室温降低而提高舒适性。
[0059]第二方面的制冷循环装置特别是在第一方面的基础上，上述切换装置使用三通阀。通过该结构，能够进行收纳以节省装置空间，能够进行设备的紧凑化。
[0060]第三方面的制冷循环装置特别是在第一或第二方面的基础上，具有从上述压缩机的排出管连接到上述膨胀阀与上述第二热交换器之间的排出气体旁通机构。通过该结构，能够将来自压缩机的高温制冷剂供给到第二热交换器，能够大幅缩短除霜时间。[0061]第四方面的制冷循环装置特别是在第一~第三中任一方面的基础上，上述辅助热交换器的热源为以包围上述压缩机的方式配置的对上述压缩机中产生的热进行蓄热的蓄热材料。通过采用这种结构，在加热器等辅助电力消失或供给最低限度的辅助电力的情况下，能够在较短时间内结束第二热交换器的除霜。另外，在采用该结构的情况下，能够使与蓄热材料进行热交换的上述辅助热交换器为低温，所以能够增加来自蓄热材料的最大吸收热量，缩短除霜时间，抑制供暖运转时的除霜运转的例如室温降低而提高舒适性。
[0062]第五方面的制冷循环装置特别是在第一~第四中任一方面的基础上，在设于从上述四通阀到上述辅助热交换器之间的上述切换装置与上述辅助热交换器之间设有使制冷剂压力损失增大的节流机构。通过设置该机构，能够使流过辅助热交换器的制冷剂变得更低温，能够提高从热源吸热的速度。
[0063]第六方面的制冷循环装置特别是在第一~第五中任一方面的基础上，还包括:检测上述第二热交换器的配管温度的温度传感器；和与上述压缩机、上述膨胀阀、上述切换装置和上述温度传感器电连接的制冷循环控制装置。
[0064]在通常供暖运转时，当上述温度传感器检测到上述第二热交换器内的温度比非结霜时降低时，上述制冷循环控制装置输出从通常供暖运转向除霜.供暖运转切换的指示。
[0065]另外，除霜.供暖运转时，在上述第二热交换器内的温度为零度附近使霜融解，当霜的融解结束、上述温度传感器检测到上述第二热交换器内的温度上升时，判断为除霜结束，上述制冷循环控制装置输出从除霜. 供暖运转向通常供暖运转切换的指示。
[0066]第七方面的制冷循环装置特别是在第六方面的基础上，上述制冷循环控制装置在判定为除霜运转结束后，暂时降低上述压缩机的运转速度，并且将膨胀阀的膨胀阀开度减小到能够使上述第一热交换器中过冷却的液体制冷剂保持在上述第一热交换器的管内的程度，之后，将上述制冷剂路径的上述切换装置由使制冷剂从上述四通阀通过上述辅助热交换器流至上述压缩机的吸入管的路径切换成使制冷剂从上述四通阀直接流至上述压缩机的吸入管的路径。由此，在从除霜?供暖运转时切换成通常供暖运转时，能够将供暖能力的降低抑制得尽可能小，并将切换装置的入口出口的压力差抑制得比切换装置的允许压力差小，能够可靠地切换切换装置。另外，能够提供可采用切换装置本身的允许压力差也较小的低成本的合理的制冷循环装置。
[0067]第八方面提供一种空气调节机，其将第一~第七方面的第一热交换器设为室内热交换器，将第二热交换器设为室外热交换器。在从除霜.供暖运转时切换成通常供暖运转时，能够将供暖能力的降低抑制得尽可能小，并将切换装置的入口出口的压力差抑制得比切换装置的允许压力差小，可靠地切换切换装置。另外，能够提供可采用切换装置本身的允许压力差也较小的低成本的合理的空气调节机。
[0068]以下，作为装载于空气调节机的例子，参照附图对本发明的制冷循环装置的实施方式进行说明。另外，本发明不限定于该实施方式。
[0069](实施方式I)
[0070]图1表示具备本发明实施方式I的制冷循环装置的空气调节机结构，空气调节机由用制冷剂配管相互连接的室外机2和室内机4构成。
[0071]如图1所示，在室外机2内部设有压缩机6、四通阀8、过滤器10、膨胀阀12和室外热交换器(第二热交换器)14。在室内机4内部设有室内热交换器(第一热交换器)16。它们通过经由制冷剂配管相互连接而构成制冷循环。
[0072]更详细而言，压缩机6和室内热交换器16经由设有四通阀8的第一配管18连接，室内热交换器16和膨胀阀12经由设有过滤器10的第二配管20连接。另外，膨胀阀12和室外热交换器14经由第三配管22连接，室外热交换器14和压缩机6经由第四配管24和配管25连接。在连接室外热交换器14和压缩机6的配管24和配管25之间配置有四通阀8。另外，在四通阀8和压缩机6之间经由配管25连接有三通阀(切换装置)42。在三通阀42和压缩机制冷剂吸入侧的配管25还设有用于分离液相制冷剂和气相制冷剂的蓄液器26。另外，在连结室外热交换器14和室内热交换器16的配管22，经由配管28与压缩机6连接,在配管28设有电磁阀30。这些配管28和电磁阀30构成排出气体旁通机构。
[0073]另外，在压缩机6周围设有蓄热箱32。在蓄热箱32内部设有蓄热热交换器34，并且填充有用于与蓄热热交换器34进行热交换的蓄热材料(例如，乙二醇水溶液)36。这样，由蓄热箱32、蓄热热交换器34和蓄热材料36构成成为辅助热交换器的蓄热装置。
[0074]另外，三通阀42和蓄热热交换器34经由包括毛细管(节流机构)43的配管38连接，连接三通阀42和压缩机6的配管25经由配管40与蓄热热交换器34连接。
[0075]在室内机4内部，在室内热交换器16的基础上，还设有送风风扇(未图示)、上下叶片(未图示)和左右叶片(未图示)。室内热交换器16利用送风风扇进行吸入到室内机4内部的室内空气与流过室内热交换器16内部的制冷剂的热交换，在供暖时将通过热交换变暖后的空气向室内吹出，另一方面，在供冷时将通过热交换冷却后的空气向室内吹出。上下叶片根据需要上下变更从室内机4吹出的空气方向。左右叶片根据需要左右变更从室内机4吹出的空气方向。
[0076]另外，压缩机6、送风风扇、上下叶片、左右叶片、四通阀8、膨胀阀12、电磁阀30、三通阀42等与控制装置(未图示，例如微机)电连接，由控制装置控制而动作。
[0077]在上述构成的本发明的制冷循环装置中，以供暖运转时为例，与制冷剂的流动一起说明各部件相互的连接关系和功能。
[0078]从压缩机6的排出口排出的制冷剂从四通阀8通过配管18到达室内热交换器16。在室内热交换器16中与室内空气进行热交换而冷凝后的制冷剂，从室内热交换器16输出，通过第二配管20，通过防止异物侵入膨胀阀12的过滤器10，到达膨胀阀12。在膨胀阀12中减压后的制冷剂通过第三配管22，到达室外热交换器14。另外，在室外热交换器14中与室外空气进行热交换而蒸发后的制冷剂，通过配管24、四通阀8、三通阀42、配管25和蓄液器26，经由压缩机6的吸入口返回至压缩机6。
[0079]另外，从配管18的压缩机6排出口和四通阀8之间分支的配管28，经由电磁阀30在配管22的膨胀阀12和室外热交换器14之间汇流。
[0080]另外，在内部收纳有蓄热材料36和蓄热热交换器34的蓄热箱32，以与压缩机6相接并将其包围的方式配置，将压缩机6中产生的热蓄积于蓄热材料36。
[0081]三通阀42的一方与四通阀8的吸入配管连接，另一方与连接三通阀42和压缩机6的吸入口的配管25连接，第三方与连接三通阀42和蓄热热交换器34的配管38连接。利用上述控制装置，能够切换使制冷剂从四通阀8通过配管25导向压缩机6的吸入口的路径和使制冷剂从四通阀8通过配管38并经由蓄热热交换器34导向压缩机6的吸入口的路径。
[0082]接着，参照示意性地表示空气调节机通常供暖时的动作和制冷剂的流动的图2说明通常供暖时的动作。
[0083]通常供暖运转时，控制电磁阀30关闭，如上所述，从压缩机6的排出口排出的制冷剂通过配管18从四通阀8到达室内热交换器16。在室内热交换器16中与室内空气进行热交换而冷凝后的制冷剂，从室内热交换器16输出，通过配管20，到达膨胀阀12。在膨胀阀12中减压后的制冷剂通过第三配管22，到达室外热交换器14。在室外热交换器14中与室外空气进行热交换而蒸发后的制冷剂，通过配管24，到达四通阀8。通常供暖运转时，三通阀42以使制冷剂从室外热交换器14导向压缩机6的吸入口的路径即连通配管24和配管25的方式进行控制，通过四通阀8的制冷剂通过三通阀42返回至压缩机6的吸入口。
[0084]另外，在压缩机6中产生的热从压缩机6的外壁经由蓄热箱32的内壁在收纳于蓄热箱32内部的蓄热材料36中蓄热。 [0085]接着,参照示意性地表示空气调节机在除霜.供暖时的动作和制冷剂的流动的图3说明除霜.供暖时的动作。图中，实线箭头表示用于供暖的制冷剂的流动，虚线箭头表示用于除霜的制冷剂的流动。
[0086]在上述的通常供暖运转中，当在室外热交换器14上结霜且结霜的霜生长时，室外热交换器14的通风阻力增加，风量减少，室外热交换器14内的蒸发温度降低。如图3所示，在本发明的空气调节机中设有检测室外热交换器14的配管温度的温度传感器51。当温度传感器51检测到蒸发温度比非结霜时降低时，从控制装置输出从通常供暖运转向除霜?供暖运转切换的指示。
[0087]当从通常供暖运转切换成除霜?供暖运转时，控制电磁阀30打开。在上述通常供暖运转时的制冷剂的流动的基础上，从压缩机6的排出口排出的气相制冷剂的一部分通过配管28和电磁阀30，与通过配管22的制冷剂汇流，将室外热交换器14加热、冷凝而液相化之后，到达四通阀8。
[0088]除霜.供暖运转时，三通阀42以使制冷剂从室外热交换器14导向蓄热热交换器34的路径即连通配管24和配管38的方式进行控制。通过四通阀8的制冷剂被毛细管43减压而成为低温，用蓄热热交换器34吸收蓄热材料36的热，以气相或高干燥质量(quality)状态到达蓄液器26，返回至压缩机6的吸入口。
[0089]通过采用这种结构，能够使与蓄热材料36进行热交换的蓄热热交换器34成为低温。而且，来自蓄热材料36的最大吸收热量与压缩机6的温度和蓄热热交换器34温度的温度差成比例，所以如果使蓄热热交换器34的温度为低温，则可使压缩机6的温度和蓄热热交换器34温度的温度差更大，能够增加来自蓄热材料36的最大吸收热量，能够缩短除霜时间，抑制供暖运转时的除霜运转引起的室温降低而提高舒适性。
[0090]另外，通过促进蓄热热交换器34中的液体制冷剂的蒸发，不会使液体制冷剂返回到压缩机6，也能够提高压缩机6的可靠性。
[0091]另外，若如专利文献I中的现有技术的图6那样使通过蓄热热交换器118的制冷剂为旁通路径，则通过蓄热热交换器118的制冷剂的循环量降低。在蓄热材料126的温度为高温的情况下，由于过热度在蓄热热交换器118的后半部变高，有时热交换量降低而不能充分发挥除霜能力。但是，本结构中，采用在蓄热热交换器34中用I个路径流过制冷剂的结构，所以能够防止过热度的过度引起的热交换量的降低，能够充分发挥除霜能力。
[0092]在除霜?供暖开始时，由于霜的附着而成为冰点以下的室外热交换器14的温度被混合有从压缩机6的排出口排出的气相制冷剂和从室内热交换器16返回的液相或气液二相制冷剂的制冷剂加热，在零度附近使霜融解，当霜的融解结束时，温度再次开始上升。当温度传感器51检测到该室外热交换器14的温度上升时，判断为除霜结束，从控制装置输出从除霜.供暖运转向通常供暖运转切换的指示。
[0093]另外，从压缩机6经由配管28通过电磁阀30到达室外热交换器14的排出气体旁通路径并不一定需要，除需要极大的除霜能力的情况之外也可以采用没有该路径的结构。
[0094]在该情况下，气相制冷剂从压缩机6的排出口经由配管18、室内热交换器16、配管20、配管22流至室外热交换器14，对室外热交换器14进行除霜，虽然除霜能力偏低，但能够以低成本实现紧凑的结构。
[0095]另外，在该结构中，采用在从三通阀42到达蓄热热交换器34的配管38中设有毛细管43的结构，但也可以采用减小与蓄热热交换器34连通的三通阀42的开口部的方式来代替本结构。在该情况下，能够消除毛细管43，能够以低成本实现紧凑的结构。
[0096](实施方式2)
[0097]<得到本发明的一个方式的过程>
[0098]图1所示的实施方式I的空气调节机作为上述图7所示的现有的空气调节机的改良版而被提案，图1表示改良后的除霜方式的制冷循环装置的一例。
[0099]本发明实施方式I的空气调节机，在四通阀8和压缩机6之间经由配管25连接有成为切换装置的三通阀42，另外，在三通阀42和压缩机制冷剂吸入侧的配管25设有用于分离液相制冷剂和气相制冷剂的蓄液器26。另外，三通阀42和蓄热热交换器34经由包含成为节流机构的毛细管43的配管38连接，连接蓄热热交换器34、三通阀42和压缩机6的配管25经由配管40连接。
[0100]三通阀42的一方与四通阀8的吸入配管连接，另一方与连接三通阀42和压缩机6的吸入口的配管25连接，第三方与连接三通阀42和蓄热热交换器34的配管38连接，能够切换使制冷剂从四通阀8通过配管25导向压缩机6的吸入口的路径和使制冷剂从四通阀8通过配管38经由蓄热热交换器34导向压缩机6的吸入口的路径。
[0101]通常供暖运转时，从压缩机6的排出口排出的制冷剂通过配管18从四通阀8到达室内热交换器16。在室内热交换器16中与室内空气进行热交换而冷凝后的制冷剂，从室内热交换器16输出，通过配管20到达膨胀阀12，在膨胀阀12中减压后的制冷剂通过配管22到达室外热交换器14。在室外热交换器14中与室外空气进行热交换而蒸发后的制冷剂，通过配管24，到达四通阀8。三通阀42以使制冷剂从室外热交换器14导向压缩机6的吸入口的路径即连通配管24和配管25的方式进行控制，通过四通阀8的制冷剂通过三通阀42，返回至压缩机6的吸入口。
[0102]另外，在压缩机6中产生的热从压缩机6的外壁经由蓄热箱32的内壁在收纳于蓄热箱32内部的蓄热材料36中蓄热。
[0103]在上述的通常供暖运转中，当在室外热交换器14上结霜且结霜的霜生长时，室外热交换器14的通风阻力增加，风量减少，室外热交换器14内的蒸发温度降低。若设置检测室外热交换器14的配管温度的温度传感器(未图示)且温度传感器检测到蒸发温度比非结霜时降低，则从控制装置输出从通常供暖运转向除霜.供暖运转切换的指示。
[0104]除霜.供暖运转时，三通阀42以使制冷剂从室外热交换器14导向蓄热热交换器34的路径即连通配管24和配管38的方式进行控制，通过四通阀8的制冷剂被毛细管43减压而成为低温，利用蓄热热交换器34吸收蓄热材料36的热，而以气相或高干燥度状态到达蓄液器26，返回至压缩机6的吸入口。
[0105]在除霜?供暖开始时，由于霜的附着而成为冰点以下的室外热交换器14的温度被混合有从压缩机6的排出口排出的气相制冷剂和从室内热交换器16返回的液相或气液二相制冷剂的制冷剂加热，在零度附近使霜融解，当霜的融解结束时，室外热交换器14的温度再次开始上升。当温度传感器检测到该室外热交换器14的温度上升时，判断为除霜结束，从控制装置输出从除霜.供暖运转向通常供暖运转切换的指示。
[0106]使用该三通阀42的装置采用如下结构，即，在除霜运转时，流过室内热交换器16和室外热交换器14的制冷剂经由四通阀8流过蓄热热交换器34导向压缩机6的吸入管，通过进行将室内热交换器16维持成高温且将蓄热热交换器34维持成低温的运转，迅速进行从热源吸热，能够缩短除霜时间，抑制供暖运转时的除霜运转的室温降低而提高舒适性。 [0107]在上述的本发明实施方式I的结构中，在除霜?供暖运转时，使制冷剂从三通阀42的入口流至压缩机6的吸入口的状态时，三通阀42的入口出口的压力差变大，变得比三通阀42的允许压力差大，而有时不能切换至通常供暖运转，为了避免该情况，当要采用允许压力差较大的三通阀时，具有成本高的课题。
[0108]因此，本发明人等为了解决上述课题发现如下结构，即，在从除霜.供暖运转时切换成通常供暖运转时，能够尽可能小地抑制供暖能力的降低，并将三通阀的入口出口的压力差抑制得比三通阀的允许压力差小，可靠地切换三通阀，并且，可采用三通阀本身的允许压力差也较小的低成本的制冷循环装置，完成具备实施方式2的制冷循环装置的空气调节机。
[0109]图4是表示具备本发明实施方式2的制冷循环装置的空气调节机结构的制冷循环结构图，对与图1所示的本发明的实施方式I相同的构成要素标注相同的符号，并省略详细的说明。
[0110]图4中，在该空气调节机中，在实施方式I的结构基础上，还具备控制其运转的制冷循环控制装置50。制冷循环控制装置50与温度传感器51电连接而检测室外热交换器(第一热交换器)14的温度。另外，制冷循环控制装置50还与压缩机6、膨胀阀12、成为切换装置的三通阀42电连接，确定并驱动控制压缩机6的运转速度、膨胀阀12的节流量、三通阀42的制冷剂路径切换。
[0111]通常供暖运转时，控制电磁阀30关闭，从压缩机6的排出口排出的制冷剂通过配管18从四通阀8到达室内热交换器16。在室内热交换器16中与室内空气进行热交换而冷凝后的制冷剂，从室内热交换器16输出，通过配管20，到达膨胀阀12。另外，在膨胀阀12中减压后的制冷剂通过配管22到达室外热交换器14。在室外热交换器14中与室外空气进行热交换而蒸发后的制冷剂，通过配管24，到达四通阀8。三通阀42以使制冷剂从室外热交换器14导向压缩机6的吸入口的路径即连通配管24和配管25的方式进行控制，通过四通阀8的制冷剂通过三通阀42，返回至压缩机6的吸入口。
[0112]另外，在压缩机6中产生的热从压缩机6的外壁经由构成辅助热交换器的蓄热箱32的外壁在收纳于蓄热箱32内部的蓄热材料36中进行蓄积。
[0113]在上述的通常供暖运转中，当在室外热交换器14上结霜且结霜的霜生长时，室外热交换器14的通风阻力增加，风量减少，室外热交换器14内的蒸发温度降低。当温度传感器51检测到蒸发温度比非结霜时降低时，制冷循环控制装置50输出从通常供暖运转向除霜.供暖运转切换的指示。
[0114]当从通常供暖运转切换成除霜?供暖运转时，控制电磁阀30打开。在上述通常供暖运转时的制冷剂的流动的基础上，从压缩机6的排出口排出的气相制冷剂的一部分通过成为排出气体旁通机构的配管28和电磁阀30，与通过配管22的制冷剂汇流，在将室外热交换器14加热、冷凝而液相化之后，到达四通阀8。
[0115]除霜.供暖运转时，三通阀42以使制冷剂从室外热交换器14导向蓄热热交换器34的路径即连通配管24和配管38的方式进行控制。通过四通阀8的制冷剂，由成为节流机构的毛细管43减压而成为低温，利用蓄热热交换器34吸收蓄热材料36的热，而以气相或高干燥度状态到达蓄液器26，返回至压缩机6的吸入口。
[0116]在除霜?供暖开始时，由于霜的附着而成为冰点以下的室外热交换器14的温度被混合有从压缩机6的排出口排出的气相制冷剂和从室内热交换器16返回的液相或气液二相制冷剂的制冷剂加热，在零度附近使霜融解，当霜的融解结束时，温度再次开始上升。当温度传感器51检测到该室外热交换器14的温度上升时，判断为除霜结束，制冷循环控制装置50输出从除霜.供暖运转向通常供暖运转切换的指示。
[0117]图5 (a)~(f)表示本发明实施方式2的控制时间图，特别是从判断为上述除霜结束的时刻起，表示随时间经过向通常供暖转换的时刻时的压缩机转速、膨胀阀开度、三通阀路径状态、制冷剂压力(高低压)，供暖能力的变化。另外，图5中，(a)表示除霜判定，(b)表示压缩机转速，(C)表示膨胀阀开度，Cd)表示三通阀路径状态，Ce)表示制冷剂压力(高低压)，Cf)表示供暖能力的变化。
[0118]首先，说明从 除霜?供暖运转向通常供暖切换时不减小膨胀阀12的膨胀阀开度的情况下的控制时间图。
[0119]如图5(a)所示，在时间Tl的时刻，判定为除霜结束，向通常供暖运转转换。在此，时间Tl表示室外热交换器14的温度成为规定温度以上时。规定温度是指附着于室外热交换器14的霜融解而室外热交换器14内的温度开始上升的温度。另外,室外热交换器14的温度由温度传感器51检测。时间Tl时，如图5 (b)所示，制冷循环控制装置50输出指示以降低压缩机6的转速，进行控制以使得从除霜?供暖运转结束时的设定值即转速Fl逐渐降低，直到时间T2达到转速F2。在此，时间T2表示从时间Tl经过预先制定的规定时间后的时刻。如图5 (d)所示，制冷循环控制装置50输出在时间T2的时刻将三通阀42从除霜侧向供暖侧切换的指示。具体而言，将三通阀42由使制冷剂从四通阀8通过蓄热热交换器34流至压缩机6的吸入管的路径切换成使制冷剂从四通阀8直接流至压缩机6的吸入管的路径。当如上述控制时，如图5 (e)所示，压缩机6的转速变低，制冷剂压力的高压侧的压力下降，成为低压侧的压力上升的状态。此时，时间T2的制冷剂压力的高压侧和低压侧的高低压差ΛΡ比时间Tl的高低压差小。即，在时间T2，三通阀42的入口出口压力能够比三通阀42的允许压力差小，所以能够可靠地切换三通阀42。但是，如图5 (f)所示，由于制冷剂压力的高压侧的压力下降，具有室内热交换器16的温度降低且供暖能力下降的问题(图中，由虚线表示)。
[0120]本发明的实施方式2中，通过进行减小膨胀阀12的膨胀阀开度的控制，解决上述问题。对从除霜.供暖运转向通常供暖切换时减小膨胀阀12的膨胀阀开度的情况下的控制时间图进行说明。
[0121]在本发明的实施方式2中，如图5 (a)所示，在时间Tl的时刻，判定为除霜结束且向通常供暖运转转换。如图5 (b)所示，制冷循环控制装置50输出从压缩机6的转速Fl降低的指示。与此同时，制冷循环控制装置50输出使膨胀阀12的膨胀阀开度减小的趋势的指示。特别是输出如下指示，即，如图5 (c)所示，膨胀阀12，从除霜?供暖运转结束时的设定值即膨胀阀开度Pl逐渐减小，到时间T2为止，减小到能够将在室内热交换器16中进行了过冷却的液体制冷剂保持于室内热交换器16的管内的程度的膨胀阀开度P2。其结果是，如图5 (e)和图5 (f)所示，随着减小膨胀阀12的膨胀阀开度，减少制冷剂压力的高压侧的压力降低，随之，减少供暖能力下降(图中，由实线表示)。另外，时间T2的制冷剂压力的高压侧和低压侧的高低压差ΛΡ比时间Tl的高低压差小。如图5 (d)所示，制冷循环控制装置50输出在时间T2的时刻将三通阀42从除霜侧向供暖侧切换的指示。即，将三通阀42由使制冷剂从四通阀8通过蓄热热交换器34流至压缩机6的吸入管的路径切换成使制冷剂从四通阀8直接流至压缩机6的吸入管的路径。另外，在本发明的实施方式2中，与不减小膨胀阀12的膨胀阀开度的情况相比，制冷剂压力的高压侧和低压侧的高低压差ΛΡ变大，但三通阀42的切换只要高低压差ΛΡ比三通阀42的允许压力差小，就可以顺利地进行。
[0122]在时间T2以后，为了作为通常供暖运转进行动作，如图5 (b)和图5 (C)所示，压缩机6的转速和膨 胀阀12的膨胀阀开度以在时间T3成为通常供暖启动时的初始设定值的方式进行控制。在此，时间T3表示压缩机6的转速和膨胀阀12的膨胀阀开度成为通常供暖启动时的初始设定值的时刻。另外，时间T3以后，以压缩机6的转速和膨胀阀12的膨胀阀开度按照通常供暖启动时的初始设定值成为一定的方式进行控制，但也可以在经过规定时间后，根据能力控制变化设定值。
[0123]另外，如图5 (e)和图5 (f)所示，制冷剂压力(高低压)和供暖能力中，时间T3的制冷剂压力的高压侧比时间Tl的制冷剂压力的高压侧高，供暖能力上升。这是因为，时间T2以后，为了快速地提高供暖能力，以提高压缩机6的转速、调整膨胀阀12的节流并增大制冷剂压力的高低压差的方式进行控制。另一方面，时间Tl以前为除霜循环期间，所以放热侦仪由高温高压的气体融解霜的部分)被霜冷却，所以制冷剂压力的高压侧降低，供暖能力也下降。
[0124]通过以上那样进行动作，在从除霜?供暖运转向通常供暖运转切换时，尽可能小地抑制供暖能力的降低，并且将三通阀42的入口出口的压力差抑制得比三通阀42的允许压力差更小，以可靠地切换三通阀42，并且能够采用三通阀本身的允许压力差也较小的低成本的装置。
[0125]另外，从上述的压缩机6经过配管28且通过电磁阀30到达室外热交换器(第一热交换器)的排出气体旁通路径并不一定需要，除需要极大的除霜能力的情况之外，也可以采用没有该路径的结构。
[0126]另外，该实施方式2中，作为辅助热交换器，将以包围压缩机6的方式设置的蓄热热交换器34作为例子进行了说明，但不限于此，也可以是其它结构的辅助热交换器。
[0127]另外，上述实施方式2中，以应用于空气调节机的制冷循环进行了说明，但是热泵式热水器等其它装置，也可得到相同的效果。
[0128]产业上的可利用性
[0129]本发明的制冷循环装置不仅可以提高从热源吸热的能力、提高除霜能力，而且尽可能降低液体制冷剂返回压缩机，而提高压缩机的可靠性。另外，由于尽可能降低除霜中的供暖能力下降，并能够采用低成本的制冷剂路径的切换装置，所以对空气调节机、冷藏库、热泵式热水器等是有用的。
[0130]符号说明
[0131]2室外机
[0132]4室内机
[0133]6压缩机
[0134]8四通阀
[0135]10过滤器
[0136]12膨胀阀
[0137]14室外热交换器(第二热交换器)
[0138]16室内热交换器(第一热交换器)
[0139]18、20、22、24、25 配管
[0140]26蓄液器
[0141]28配管(排出气体旁通机构)
[0142]30电磁阀(排出气体旁通机构)
[0143]31电磁阀
[0144]32蓄热箱(辅助热交换器)
[0145]34蓄热热交换器(辅助热交换器)
[0146]36蓄热材料(辅助热交换器)
[0147]38、40 配管
[0148]42三通阀(切换装置)
[0149]43毛细管(节流机构)
[0150]50制冷循环控制装置
[0151]51温度传感器
【权利要求】
1.一种制冷循环装置，其特征在于，包括: 压缩机； 与所述压缩机连接的第一热交换器； 与所述第一热交换器连接的膨胀阀； 与所述膨胀阀连接的第二热交换器； 与所述第二热交换器和所述压缩机连接的四通阀； 配置于所述压缩机周围的制冷剂加热用的辅助热交换器；和 在所述压缩机的吸入管与所述四通阀之间，能够切换使制冷剂从所述四通阀直接流至所述压缩机的吸入管的路径和使制冷剂从所述四通阀通过所述辅助热交换器流至所述压缩机的吸入管的路径的切换装置， 在融解附着于所述第二热交换器的霜的除霜运转时，控制所述切换装置，使流过所述第一热交换器和所述第二热交换器的制冷剂经由所述四通阀流过所述辅助热交换器，被引导至所述压缩机的吸入管。
2.如权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于: 所述切换装置使用三通阀。
3.如权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于: 具有从所述压缩机的排出管连接到所述膨胀阀与所述第二热交换器之间的排出气体旁通机构。
4.如权利要求1~3中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于: 所述辅助热交换器的热源为以包围所述压缩机的方式配置的对所述压缩机中产生的热进行蓄热的蓄热材料。
5.如权利要求1~4中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于: 在设于从所述四通阀到所述辅助热交换器之间的所述切换装置与所述辅助热交换器之间设有使制冷剂压力损失增大的节流机构。
6.如权利要求1~5中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，还包括: 检测所述第二热交换器的配管温度的温度传感器；和 与所述压缩机、所述膨胀阀、所述切换装置和所述温度传感器电连接的制冷循环控制装置， 在通常供暖运转时，当所述温度传感器检测到所述第二热交换器内的温度比非结霜时降低时，所述制冷循环控制装置输出从通常供暖运转向除霜.供暖运转切换的指示， 除霜?供暖运转时，在所述第二热交换器内的温度为零度附近使霜融解，当霜的融解结束、所述温度传感器检测到所述第二热交换器内的温度上升时，判断为除霜结束，所述制冷循环控制装置输出从除霜.供暖运转向通常供暖运转切换的指示。
7.如权利要求6所述的制冷循环装置，其特征在于: 所述制冷循环控制装置在判定为除霜运转结束后，暂时降低所述压缩机的运转速度，并且将膨胀阀的膨胀阀开度减小到能够使所述第一热交换器中过冷却的液体制冷剂保持在所述第一热交换器的管内的程度，之后，将所述制冷剂路径的所述切换装置由使制冷剂从所述四通阀通过所述辅助热交换器流至所述压缩机的吸入管的路径切换成使制冷剂从所述四通阀直接流至所述压缩机的吸入管的路径。
8.如权利要求1~7中任一项所述的空气调节机，其特征在于:所述第一热交换器为室内热交换器，所述第 二热交换器为室外热交换器。
【文档编号】F25B47/02GK103765133SQ201280041931
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年10月2日 优先权日:2011年11月4日
【发明者】山本宪昭, 加守田广和, 野间富之, 犬井正雄 申请人:松下电器产业株式会社