室外机以及空气调节装置制造方法
室外机以及空气调节装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种室外机，其具有：压缩吸入了的制冷剂然后将其排出的压缩机(1)；进行外部气体与制冷剂的热交换的室外热交换器(4)；在压缩机(1)的吸入侧储存液体状态的制冷剂的储液器(11)；用于将制冷剂储存在室外热交换器(4)中的电磁阀(5)；控制装置(21)，该控制装置(21)在从除霜运转开始进行制热运转时，根据储液器(11)内的制冷剂量，进行将在除霜运转时储存在室外热交换器(4)内的制冷剂送入储液器(11)的控制。
【专利说明】室外机以及空气调节装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及室外机等。特别是涉及利用除霜运转处理剩余制冷剂的装置。
【背景技术】
[0002]以往，在空气调节装置中存在以如下方式构成的装置，即，依次连接例如压缩机、四路切换阀、室外热交换器、电动膨胀阀、室内热交换器，切换上述四路切换阀而能够可逆地进行制冷循环和制热循环运转(例如，参照专利文献I)。并且，在制热运转时，若室外热交换器结霜(着霜)，则从制热循环切换至制冷循环，将来自压缩机的高温的高压气体制冷剂供给到室外热交换器，进行逆循环除霜运转。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开昭63 - 290371号公报(图1)
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在上述专利文献 I所记载的那样的空气调节装置中，例如，在结束除霜运转并恢复到制热运转时，不进行制冷剂循环量的控制。因此，例如若在储液器的液面高的状态下进行制热运转，则大量的液体制冷剂将流入储液器，有可能导致溢流。并且，若反复出现这样的状况，则会因液体状态的制冷剂(液体制冷剂)被吸入压缩机而引起压缩机破损等，损害空气调节装置(特别是压缩机)的可靠性。
[0008]因此，一般通过设置于储液器的液面检测器控制制冷剂量。但是，考虑到液面检测器的成本性、生产性以及可靠性，将储液器的容量设置得充分大、不使制冷剂溢流这一方法更现实。可是，如果要通过加大储液器的容量来防止溢流，则将不能够满足紧凑化以及低成本化的要求。特别是，在组合多台室外机而构成空气调节装置的情况下，若要在全部的室外机中防止溢流，则必须事先充分增大各室外机所搭载的储液器的容积，这将进一步导致装置大型化。
[0009]本发明是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于获得如下的室外机等，该室外机例如能够与储液器的容积等相对应地调整储液器内的液体制冷剂。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本发明的室外机通过配管与室内机连接而构成制冷剂回路，其具有:压缩机，所述压缩机压缩吸入了的制冷剂并将其排出；室外热交换器，所述室外热交换器进行外部气体与制冷剂的热交换；储液器，所述储液器在压缩机的吸入侧储存液体状态的制冷剂；储存调整机构，所述储存调整机构将制冷剂储存在室外热交换器中；控制装置，所述控制装置在从除霜运转开始进行制热运转时，根据储液器内的制冷剂量，进行使在除霜运转时储存在室外热交换器内的制冷剂流入储液器的控制。
[0012]发明的效果[0013]根据本发明的室外机，例如在从除霜运转向制热运转转移时，根据储液器的液面状态(制冷剂量)，在除霜运转时通过储存调整机构使储存在室外热交换器中的制冷剂流入，因此不会出现大量的液体制冷剂流入储液器的情况。因此，能够修正流向压缩机的过度的液体回流量，能够防止压缩机的损伤等，确保空气调节装置的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明实施方式I的空气调节装置的结构的图。
[0015]图2是表示本发明实施方式I的制热运转以及除霜运转时的制冷剂的流动方向的图。
[0016]图3是表示本发明实施方式I的除霜运转时的制冷剂控制处理的流程的图。
[0017]图4是表示储液器11内的液面高度、设定了的级别与处理内容的关系的图。
[0018]图5是表不关闭电磁阀5时的制冷剂的流动的图。
[0019]图6是表示本发明实施方式I中的制热运转转移时的制冷剂控制处理的流程的图。
[0020]图7是表示通过切换四通阀3而引起的制冷剂的流动的图。
[0021]图8是表示通过切换四通阀3b而引起的制冷剂的流动的图。
[0022]图9是表示本发明实施方式2的空气调节装置的结构的图。
[0023]图10是表示本发明实施方式2中的控制处理的流程的图。
[0024]图11是表示本发明实施方式3的空气调节装置的结构的图。
[0025]图12是表示本发明实施方式3中的控制处理的流程的图。
[0026]图13是表示本发明实施方式4的空气调节装置的结构的图。
[0027]图14是表示本发明实施方式4中的控制处理的流程的图。
【具体实施方式】
[0028]以下，根据【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0029]实施方式1.[0030]图1是表示本发明实施方式I的空气调节装置的结构的图。根据图1对空气调节装置的结构、动作等进行说明。该空气调节装置构成使制冷剂循环的制冷剂回路，利用制冷循环(热泵循环)进行制冷运转、制热运转以及除霜运转。在本实施方式中，根据本发明的内容对制热运转以及除霜运转进行说明。在此，对于温度、压力等的高低，并不特别以与绝对值的关系来确定高低等，而是在装置等的状态、动作等方面相对地确定。另外，图1等的空气调节装置的结构只是一例，并不局限于该结构。
[0031]如图1所示，空气调节装置利用液体侧制冷剂配管100以及气体侧制冷剂配管101连接室外机200和室内机300，由此构成制冷剂回路。通过使制冷剂在制冷剂回路内循环，能够进行制冷运转、制热运转以及除霜运转。
[0032]室外机200具有压缩机1、止回阀2、四通阀3a以及3b、室外热交换器4、作为储存调整机构的室外热交换器容量控制电磁阀(以下，称为电磁阀5)5、低温热交换器6、低温热交换器旁通流量调整阀(以下，称为旁通流量调整阀)7、室外流量调整阀8、液体侧开闭阀
9、气体侧开闭阀10、储液器11、低温热交换器低压侧旁通配管12、控制装置21、室外热交换器容量控制用调整阀(以下，称为流量调整阀)22。其中，压缩机1、止回阀2、四通阀3a以及3b、室外热交换器4、电磁阀5、室外流量调整阀8、液体侧开闭阀9、气体侧开闭阀10以及储液器11，为构成主要的制冷剂回路的设备等。
[0033]压缩机I例如具有变频驱动装置等，通过使驱动频率任意地变化，能够使压缩机I的容量(每单位时间送出制冷剂的量)细微地变化。止回阀2防止制冷剂的逆流。四通阀3(四通阀3a、3b)根据来自控制装置21的指示通过运转来切换制冷剂的流动。四通阀3a、3b在制冷剂回路中并列地连接。在此，四通阀3b也成为储存调整机构。
[0034]室外热交换器4进行制冷剂与空气(室外空气)的热交换。例如，在制热运转时作为蒸发器发挥作用，进行从室外流量调整阀8侧流入的低压的制冷剂与空气的热交换，使制冷剂蒸发并气化。另外，在制冷运转时作为冷凝器发挥作用。在此，本实施方式的室外热交换器4在除霜运转(结束阶段)中储存制冷剂(液体制冷剂)，并且，控制将在制热运转时储存的制冷剂向储液器11输送的时刻等，因此，在制冷剂回路中具有两个系统的流入流出路径。虽然没有特别的限定，但是也可以并列连接多台室外热交换器4以具有两个系统的流入流出路径。
[0035]作为开闭阀的电磁阀5，为了进行上述的室外热交换器4的制冷剂储存、将储存的制冷剂向储液器11输送的时刻控制，与四通阀3b —同控制室外热交换器4的I个系统的流入流出路径中的制冷剂的流动。另外，为了在室外热交换器4中高效地进行制冷剂与空气的热交换，设置有室外风扇20。室外风扇105也具有变频驱动回路，能够使风扇电动机的驱动频率任意地变化而使风扇的转速细微地变化。
[0036]室外流量调整阀8设置在室外热交换器4与液体侧开闭阀9之间，例如在制热运转时能够调整从液体侧制冷剂配管100流入的制冷剂量。液体侧开闭阀9以及气体侧开闭阀10通过开闭来控制与外部之间的制冷剂的流动。储液器11例如是储存液体的剩余制冷剂的机构。
[0037]低温热交换器6，在流过制冷剂回路的主要流路的制冷剂、与从该流路分支并由旁通流量调整阀7调整了流量的制冷剂之间进行热交换。特别是在制冷运转时需要将制冷剂过冷却的情况下，用于将制冷剂过冷却并向室内机300供给。经由旁通流量调整阀7而流动的液体，经由旁通配管返回到储液器11。
[0038]室内机300具有室内热交换器102、室内流量调整阀103。室内热交换器102进行制冷剂与空气的热交换。例如在制热运转时作为冷凝器发挥作用，进行从气体侧制冷剂配管101流入的制冷剂与空气的热交换，使制冷剂冷凝并液化(或者气液二相化)，且使其流出到液体侧制冷剂配管100侧。另一方面，在制冷运转时作为蒸发器发挥作用。还设置有室内流量调整阀103，其用于通过使开度变化而调整室内热交换器102内的制冷剂的压力
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[0039]另外，室外机200所具有的控制装置21例如具有微型计算机等，其控制搭载于室外机200的各执行器(例如，压缩机1、四通阀3a、3b、室外流量调整阀8、室外风扇20等)的驱动。为了获得控制装置21进行控制所需要的制冷剂回路内的制冷剂的压力、温度等数据，具有第I压力传感器13、第2压力传感器14、第I温度传感器15、第2温度传感器16、第3温度传感器17、第4温度传感器18、第5温度传感器19这样的检测机构。
[0040]第I压力传感器13设置在压缩机I与四通阀3a、3b之间，用于检测从压缩机I排出的制冷剂的压力(高压)。第2压力传感器14设置在储液器11的上游侧，用于检测被吸入压缩机I的制冷剂的压力(低压)。第I温度传感器15设置在压缩机I与四通阀3a、3b之间，用于检测从压缩机I排出的制冷剂的温度。第2温度传感器16设置在储液器11与压缩机I之间，用于检测吸入压缩机I的制冷剂的温度。第3温度传感器17设置在室外热交换器4与低温热交换器6之间,用于检测通过室外热交换器4与低温热交换器6之间的制冷剂的温度。第4温度传感器18设置在室外热交换器4与储液器11之间，用于检测通过室外热交换器4与储液器11之间的制冷剂的温度。第5温度传感器19用于检测室外机200周围的温度。
[0041]图2是表示本发明实施方式I的制热运转以及除霜运转时的制冷剂的流动方向的图。接下来，根据制冷剂的流动对空气调节装置的除霜运转时的各设备的动作等进行说明。图2所示的实线箭头表示除霜运转时的制冷剂的流动。
[0042]压缩机I排出的高温高压的气体制冷剂，通过四通阀3a、3b流入室外热交换器4。虽然室外风扇20停止驱动，但是气体制冷剂在通过外部气体温度、附着于室外机200的霜的温度与制冷剂温度的温度差而冷凝液化之后，通过液体侧制冷剂配管100流入室内机300。由于室内流量调整阀103处于全开状态，所以液体制冷剂或者干度低的制冷剂，经由气体侧制冷剂配管101流入室外机200，然后通过四通阀3a流入储液器11，并再度被吸入压缩机I。此时，由于流入到储液器11的是液体制冷剂或者干度低的制冷剂，所以在除霜运转中储液器11内的制冷剂量增加，液面上升。在此，虽然使用室内机300进行除霜运转，但是也可以进行通过低温热交换器6、旁通流量调整阀7的路径中的运转。
[0043]接着，根据制冷剂的流动对空气调节装置的制热运转时的各设备的动作等进行说明。图2所示的虚线箭头表示制热运转时的制冷剂的流动。从压缩机I排出了的高温高压的气体制冷剂通过四通阀3a流入气体侧制冷剂配管101。通过气体侧制冷剂配管101被供给到室内机300的气体侧制冷剂配管101在室内机300中冷凝、液化后，通过室内流量调整阀103被减压，在中间压力下成为接近液体饱和状态的二相制冷剂。该中间压力的制冷剂在通过液体侧制冷剂配管100之后流入室外机200。流入到室外机200的中间压力的制冷齐U，在室外流量调整阀8中被适度地调节向室外机200的制冷剂流量，因此处于低压二相状态。处于低压二相状态的制冷剂在室外热交换器4中蒸发气化之后，通过储液器11再度被吸入压缩机I。储液器11与除霜运转时同样地发挥作用。
[0044]图3是表示本发明实施方式I中的除霜运转的制冷剂控制处理流程的图。对于图3中的处理，特别是在除霜运转结束时，以用于减少进行制热运转时的储液器11内的制冷剂量的处理为中心。在制冷剂回路内的储液器11以外的部分储存制冷剂以减少储液器11的制冷剂量，在制热运转中，一边进行控制一边使制冷剂流入储液器11，由此能够使制热运转尽早稳定。根据图3对控制处理的流程进行详细的说明。
[0045]首先，在制热运转中根据第3温度传感器17检测的温度判定是否进行室外热交换器4的除霜运转。例如，判断第3温度传感器17检测的温度TH3是否比结霜判定温度Tst低([SI])。然后，若判断为第3温度传感器17检测的温度TH3比结霜判定温度Tst低，则从制热运转转移到除霜运转。此时，将压缩机I的驱动频率F设定为除霜开始频率Fdef并驱动压缩机I。另外，使室外风扇20停止([S2])。并且，将四通阀3a、3b切换到用于进行除霜运转的流路([S3])。然后，进行除霜运转的控制(除霜控制)([S4])。[0046]在开始除霜运转之后，例如在经过一定时间之后，判断第3温度传感器17检测的温度TH3是否高于规定温度Ten([S5])。若判断为TH3高于Ten，则转移到除霜结束准备中模式。此时，运算分布在空气调节装置内的制冷剂量(制冷剂分布量)([S6])。例如，在除霜运转中制冷剂主要分布的部位，大体可分为储液器11内、室外热交换器4内以及连接室外机200与室内机300的液体侧制冷剂配管100。
[0047]首先，为了计算出储液器11内的制冷剂(液体制冷剂)量，运算压缩机I的吸入过热度TsSH或者压缩机I的排出过热度TsSH。在此，吸入过热度TsSH =(第2温度传感器16的检测温度)一(根据由第2压力传感器14检测的压力换算的饱和温度)。另外，排出过热度TdSH =(第I温度传感器15的检测温度)一(根据由第I压力传感器13检测的压力换算的饱和温度)。然后，根据压缩机I的吸入过热度TsSH或者排出过热度TdSH，推定储液器11内的制冷剂量Va。另外，为了检测室外热交换器4内的制冷剂量，根据第3温度传感器17检测的温度TH3，运算室外热交换器4内的液体制冷剂的密度P (TH3)。然后，使用事先设定的室外热交换器4的内部容积Vhex,按照Vh = P (TH3) XVhex推定室外热交换器4内的制冷剂量Vh。同样地，对于分布于连接室外机200和室内机300的液体侧制冷剂配管100内的制冷剂量，根据第3温度传感器17检测的温度TH3，运算液体侧制冷齐IJ配管100内的液体制冷剂的密度P (TH3)。然后，使用事先设定的液体侧制冷剂配管100的内部容积Vlp，按照Vp = P (TH3) XVlp推定液体侧制冷剂配管100内的制冷剂量Vp。
[0048]如以上那样，根据运算出的分布于各部位的制冷剂分布量，计算出相对于储液器11内的容许量的富余度，然后与该容积富余度的级别VV相对应地选定适当的处理、判断并进行控制。在此，根据储液器11的容许量V m ax以及分布于各部位的液体制冷剂量(储液器11内的液体量Va、室外热交换器4内的Vh以及液体侧制冷剂配管100内的液体量Vp)，按照VV = Vmax 一 Va — Vh — Vp运算容积富余度W。
[0049]图4是表示储液器11内的液面高度、设定了的级别与处理内容的关系的图。在本实施方式中，例如，与存在于储液器11内的液体制冷剂的液面高度相对应地，按照ACC级别A、ACC级别B、ACC级别C的方式阶段性地设置级别判定值。在此，将储液器11的液面高度高、相对于容积富余度VV最不具有富余度的状态设定为ACC级别A，然后按照ACC级别B、ACC级别C的顺序，设定能够确保相对于容积富余度VV的富余度的状态。然后，进行与判断的级别相对应的处理，并进行控制。
[0050]因此，按照ACC级别C、ACC级别B、ACC级别A的顺序阶段性地与容积富余度VV进行比较。首先，比较容积富余度VV与ACC级别C ([S7])。若判断为容积富余度VV相对于ACC级别C较大，则认为相对于储液器11内的容许量具有充分的富余度，然后转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0051]图5是表不关闭电磁阀5时的制冷剂的流动的图。另一方面，若判断为容积富余度VV相对于ACC级别C较小，则进行容积富余度VV与ACC级别B的比较([S8])。若判断为容积富余度VV相对于ACC级别B较大，则认为相对于ACC级别C富余度稍小，在第I规定时间Tl期间，关闭电磁阀5([S10])。通过在第I规定时间Tl期间关闭电磁阀5，例如，储液器11内的制冷剂向室外热交换器4内转移，能够在室外热交换器4内的一部分中储存液体制冷剂。在此，第I规定时间Tl也可以根据室外热交换器4的内部容积进行设定。另夕卜，也可以根据室外热交换器4的内部容积与室外热交换器4内的制冷剂量Vh的关系,变更时间设定。还可以根据外部气体温度、压缩机I的驱动频率、第5温度传感器19检测的温度等，在判定室外热交换器4内的液体制冷剂的储存量的基础上，变更设定等。
[0052]并且，在第I规定时间Tl之后，再度比较容积富余度VV和ACC级别C ([S12])。若判断容积富余度W相对于ACC级别C大，则转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0053]另外，若判断为储液器11的容积富余度VV相对于ACC级别C小，则例如在第2规定时间T2期间，延长将电磁阀5设定为[关闭]的时间([S13])。这是为了储存能够储存在室外热交换器4内的液体制冷剂的最大量。
[0054]此外，在储液器11中，在液体侧制冷剂配管100中储存制冷剂，直至容积富余度VV达到低于ACC级别C的级别为止。因此，根据容积富余度W、储液器11的制冷剂量Va、室外热交换器4内的制冷剂量Vh以及储液器11的容许量V m ax运算应该储存在液体侧制冷剂配管100中的液体配管液体量Vp。计算满足VV = V m ax — Va — Vh — Vp > ACC级别C的液体配管液体量Vp。并且，根据液体侧制冷剂配管100内的液体量Vp = P (TH3) XVlp,控制室外流量调整阀8，以达到能够事先储存必要的液体侧制冷剂配管100内的液体量Vp的室外流量调整阀8开度PLl (TH3) ([S14])，然后转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0055]另一方面，在步骤S8中，若判断为容积富余度VV相对于ACC级别B小，则进行容积富余度VV与ACC级别A的比较([S9])。若判断为容积富余度VV相对于ACC级别A大，则由于富余度相对于ACC级别B (ACC级别C)较小，所以与步骤SlO同样地，在第I规定时间Tl期间，关闭电磁阀5 ([Sll])。另外，为了在液体侧制冷剂配管100中储存制冷剂，控制室外流量调整阀8以达到室外流量调整阀8开度PLl (TH3) ([S14])，转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0056]另外，在步骤S9中，若判断为容积富余度VV相对于ACC级别A小，则可以认为，到能够判断为容积富余度VV大于ACC级别C为止，在室外热交换器4内不能够储存制冷剂，因此将制冷剂储存在液体侧制冷剂配管100内。因此，计算液体侧制冷剂配管100内的液体量Vp，并设定为达到能够保持必要的液体侧制冷剂配管100内的液体量Vp的室外流量调整阀8开度PLl (TH3) ([S15])。然后，在液体侧制冷剂配管100内储存制冷剂直到判断为容积富余度VV相对于ACC级别A小([S16])，接着转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0057]图6是用于说明制热运转转移时的制冷剂控制的处理的图。根据图6等对控制装置21所进行的处理进行说明。首先，为了转移到制热运转，以事先设定了的制热运转开始频率H)驱动压缩机I ([S21])。
[0058]然后，比较容积富余度VV与ACC级别C([S22])。若判断为容积富余度VV相对于ACC级别C大，则将电磁阀5设定为[开]([S23])。在此，若电磁阀5已经为[开]状态，则保持[开]的状态不变。然后，将室外流量调整阀8设定为制热运转起动时的规定开度(制热起动时开度)PL0([S24])。由于判断为能够充分确保容积富余度W，所以制热起动时开度PLO成为PLO > PLl (TH3)。另外，开度PLO不依赖于检测温度，而是设定为事先设定了的固定开度。
[0059]另一方面，在步骤S22中，若判断为容积富余度VV相对于ACC级别C小，则将电磁阀5的控制动作设定为[闭]([S25])。然后，在室外热交换器4中储存(冷凝)的液体制冷剂在制冷剂回路中循环并流入储液器11这一状态被修正。在此，若电磁阀5已经处于[闭]的状态，则保持[闭]的状态不变。另外，对于室外流量调整阀8，在室外流量调整阀8的开度为PLl (TH3)的情况下，将开度继续保持为PLl (TH3) ([S26])。
[0060]另外，判断基于储液器11的液面状态的ACC级别。接着，设定与ACC级别相对应的制热运转开始频率F (ACC级别)([S27])。在此，相对于ACC级别A、B、C，将与设定相关的制热运转开始频率F (ACC级别)设定为FA、FB、FC。并且，设制热运转开始频率H) > FA >FB > FC。这是由于，例如在储液器11的液面状态为高液面状态的情况下，在以制热运转开始频率H)驱动压缩机I时，流入储液器11的制冷剂速度较快，储液器11内的液面不稳定。如果液面不稳定，则流向压缩机I吸入侧的液体回流量有可能大幅增加。因此，根据ACC级别设定制热运转开始频率F (ACC级别)，以使储液器11内的液面越高(越接近ACC级别A)流入储液器11的制冷剂速度越慢。因此，制热运转开始频率F (ACC级别)如上所述那样设定为比制热运转开始频率FO低的驱动频率。
[0061]图7是表示通过切换四通阀3而引起的制冷剂的流动的图。在设定了制热运转开始频率之后，为了从除霜运转(制冷运转)转移到制热运转，通过切换四通阀3a以及四通阀3b进行制冷剂流路的切换([S28])。在此，虽然进行四通阀3a、3b的切换，但是在步骤S25中将电磁阀5的控制动作设定为[闭]的情况下，不切换经由电磁阀5和室外热交换器4而成对的四通阀3b的流路。这样，压缩机I所排出的高压气体制冷剂被分配到四通阀3a和四通阀3b。流入到了四通阀3a的高压气体制冷剂经由气体侧制冷剂配管101流向室内机300侧，形成制热运转的循环路径。另一方面，流入到了四通阀3b的高压气体制冷剂，由于电磁阀5被设定为[闭],所以储存在室外热交换器4的一部分中。在这种情况下，由于室外热交换器4的制冷剂流入口侧的压力高于室外热交换器4内的压力，所以流入了的制冷剂不会倒流。
[0062]驱动室外风扇20([S29])，开始制热运转([S30])。然后，比较容积富余度VV和ACC级别C，直到判断为容积富余度VV相对于ACC级别C大([S31])。
[0063]图8是表示通过切换四通阀3b而引起的制冷剂的流动的图。若判断为容积富余度VV相对于ACC级别C大，则将电磁阀5的控制动作设定为[开]，切换四通阀3b ([S32])，继续进行制热运转([S33])。在此，若电磁阀5已经为[开]的状态，则保持[开]的状态不变(由于四通阀3b已经切换到了制热运转用的流路，所以不进行切换)。并且，此时，储存在室外热交换器4中的液体制冷剂经由四通阀3b流入储液器11，对储液器11的容积富余度VV (储液器11的容许量V m ax)进行设计，以使容积富余度VV >室外热交换器4内的制冷剂量Vh。因此，不会发生超过储液器11内的容许量V m ax而溢流的问题。
[0064]通过进行以上的处理，在从除霜控制向制热运转转移时，从储液器11的液面高、容积富余度VV少的状态开始，通过使在除霜运转时冷凝的分布在室外热交换器4以及液体侧制冷剂配管100中的液体制冷剂流入储液器11，能够修正溢流，确保空气调节装置(压缩机I)的可靠性。
[0065]在此，如上所述，在从除霜运转向制热运转转移时，若将室外热交换器4的一部分用于储存剩余制冷剂，则存在室外热交换器4的蒸发能力降低的可能性。因此，在遮断室外热交换器4的一部分的情况下，为了抑制蒸发能力降低，在遮断室外热交换器4的一部分期间，可以增加室外风扇20的风量。由此,通过增加热交换器通过风量补偿室外热交换器4的热交换面积降低量，抑制蒸发能力的降低。
[0066]另外，与上述同样地，在为了抑制蒸发能力的降低而降低室外热交换器4的容积的情况下，在制热运转时使相同循环量流入的情况下的压力损失增加，蒸发能力降低。因此，通过利用图1等的低温热交换器6，并控制室外热交换器容量控制用调整阀(流量调整阀)21，以及通过向低温热交换器6的低温热交换器低压侧旁通配管12旁通，能够抑制流入室外热交换器4的制冷剂循环量，并且，通过利用低温热交换器6进行热交换，能够降低室外热交换器4 (蒸发器)入口的焓，确保蒸发能力。
[0067]实施方式2.[0068]图9是表示本发明实施方式2的空气调节装置的结构的图。在图9中，与图1标注相同的符号的设备等，进行与在实施方式I中说明的动作相同的动作。本实施方式的空气调节装置，代替在实施方式I中说明的电磁阀5，设置有构成储存调整机构的室外热交换器容量控制用调整阀(以下，称为流量调整阀)22。流量调整阀22，例如能够进行线性控制(线形控制)，是能够根据来自于控制装置21的指示进行开度调整的流量调整装置。因此，能够根据容积富余度W，进一步细分ACC级别而进行设定。因此，能够更细微地调整储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量、向储液器11储存的液体制冷剂的流入量。
[0069]图10是表示本发明实施方式2的控制处理的流程的图。本实施方式的空气调节装置中的控制装置21，代替图3所示的步骤S7~S9，进行图10所示的控制处理。例如，在将η阶段的ACC级别设定为L1、L2、…、Ln的情况下，根据各ACC级别，将流量调整阀22的开度设定为PL1、PL2、…、PLn — I。
[0070]控制装置21阶段性地比较容积富余度VV和ACC级别([SSla]~[SSna])。并且，若判断为满足条件，则向流量调整阀22发送指示，对流量调整阀22进行控制以便达到设定的开度([STla]~[ST (η — l)a])，然后转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0071]如以上那样， 根据实施方式2的空气调节装置，由于设置了流量调整阀22，所以在除霜运转时，能够更细微地调整储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量。因此，能够将储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量抑制到最小量。并且，在除霜运转结束，转移到制热运转之后，在使储存在室外热交换器4中的液体制冷剂流入储液器11时，能够将因压力以及温度变动而引起的循环的过渡性不稳定现象抑制到最小限度，能够提供更稳定的空气调节装置。
[0072]实施方式3.[0073]图11是表示本发明实施方式3的空气调节装置的结构的图。在图11中，与图1标注相同符号的设备等，进行与在实施方式I中说明的动作相同的动作。本实施方式的空气调节装置，分别具有多个构成储存调整机构的四通阀3以及电磁阀5。在此，根据设定的η阶段的ACC级别，具有η个四通阀3和η — I个(一个流路作为制冷剂回路的流路)电磁阀5。因此，例如，对于流入或者流出室外热交换器4的制冷剂量，能够进行多个阶段的设定，能够细分与容积富余度VV相对应的ACC级别而进行设定。因此，能够阶段性地更细微地调整储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量、向储液器11储存的液体制冷剂的流入量。
[0074]图12是表示本发明实施方式3的控制处理的流程的图。本实施方式的空气调节装置中的控制装置21，代替图3所示的步骤S7~S9，进行图12所示的控制处理。在将η阶段的ACC级别设定为L1、L2、…、Ln的情况下，与各个ACC级别相对应，将多个电磁阀5中的设置为[闭]的数量设定为I~η — I。在此，例如，通过将关闭各电磁阀5时的储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量分别设置为相同的量，能够进行线形的控制。
[0075]控制装置21阶段性地比较容积富余度VV与ACC级别([SSlb]~[SSnb])。并且，若判断为满足条件，则例如向要关闭的电磁阀5发送指示，将对应数量的电磁阀5设定为[闭]([STlb]~[ST(n— l)b])。此时，使对应的四通阀3连动而进行切换。并且，转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0076]如以上那样，根据实施方式3的空气调节装置，由于分别具有多个四通阀3以及电磁阀5，所以在除霜运转时能够更细微地调整储存于室外热交换器4的液体制冷剂量。因此，能够将储存于室外热交换器4的液体制冷剂量抑制到最小量。并且，在除霜运转结束、转移到制热运转之后，在使储存于室外热交换器4的液体制冷剂向储液器11流入时，能够将因压力以及温度变动而引起的循环的过渡性不稳定现象抑制到最小限度，能够提供更稳定的空气调节装置。
[0077]实施方式4.[0078]图13是表示本发明实施方式4的空气调节装置的结构的图。在图13中，与图1标注相同符号的设备等，进行相同的动作。本实施方式的空气调节装置，并列设置有两台在实施方式I中说明的室外风扇20。设各室外风扇20为室外风扇20a、20b。在此，根据设定的η阶段的ACC级别设定室外风扇20a的风扇风量(转速)。因此，例如，对于储存于室外热交换器4的制冷剂量，能够进行多个阶段的设定，能够细分与容积富余度VV相对应的ACC级别而进行设定。因此，能够调整储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量、向储液器11储存的液体制冷剂的流入量。
[0079]图14是表示本发明实施方式4的控制处理的流程的图。本实施方式的空气调节装置中的控制装置21，代替图3所示的步骤S7~S9，进行图14所示的控制处理。在将η阶段的ACC级别设定为L1、L2，…、Ln的情况下，根据各ACC级别，将室外风扇20a的风扇风量(转速)设定为I~η — I阶段。
[0080]控制装置21阶段性地比较容积富余度VV和ACC级别([SSlc]~[SSnc])。并且，若判断为满足条件，则将电磁阀5的控制动作切换为[闭]，向室外风扇20a发送指示，以对应的风扇风量(转速)驱动室外风扇20a ([STlc]~[ST (η — I) c])，然后转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0081]如以上那样，根据实施方式4的空气调节装置，具有室外风扇20a、20b，能够以基于容积富余度VV的ACC级别的风扇风量(转速)驱动室外风扇20a，所以在除霜运转时，能够更细微地调整储存于室外热交换器4的液体制冷剂量。因此，能够将储存于室外热交换器4的液体制冷剂量抑制为最小量。并且，在除霜运转结束、转移到制热运转之后，在使储存在室外热交换器4中的液体制冷剂流入储液器11时，能够将因压力以及温度变动而引起的循环的过渡性不稳定现象抑制到最小限度，能够提供更稳定的空气调节装置。
[0082]附图标记的说明
[0083] I压缩机,2止回阀,3、3a、3b、…、3n四通阀,4室外热交换器,5、5a、5b、…、5n —
I室外热交换器容量控制电磁阀(电磁阀)，6低温热交换器，7低温热交换器旁通流量调整阀(旁通流量调整阀)，8室外流量调整阀，9液体侧开闭阀，10气体侧开闭阀，11储液器，12低温热交换器低压侧旁通配管，13第I压力传感器，14第2压力传感器，15第I温度传感器，16第2温度传感器，17第3温度传感器，18第4温度传感器，19第5温度传感器，20、20a、20b室外风扇，21控制装置，22室外热交换器容量控制用调整阀(流量调整阀)，100液体侧制冷剂配管，101气体侧制冷剂配管，102室内热交换器，103室内流量调整阀，200室外机，300室内机。
【权利要求】
1.一种室外机，利用配管与室内机连接而构成制冷剂回路，其特征在于，具有:压缩机，其压缩吸入了的制冷剂然后将该制冷剂排出； 室外热交换器，其进行外部气体与制冷剂的热交换； 储液器，其在上述压缩机的吸入侧储存液体状态的制冷剂； 储存调整机构，其将制冷剂储存在上述室外热交换器中； 控制装置，其在从除霜运转开始进行制热运转时，根据上述储液器内的制冷剂量，进行使在除霜运转时储存在上述室外热交换器内的制冷剂流入上述储液器的控制。
2.如权利要求1所述的室外机，其特征在于，上述储存调整机构具有流量调整阀， 上述控制装置，为了调整除霜运转时储存在上述室外热交换器内的制冷剂量以及进行制热运转时流入上述储液器侧的制冷剂量中的至少一方，而控制上述流量调整阀的开度。
3.如权利要求1所述的室外机，其特征在于， 上述储存调整机构具有I或者多个开闭阀， 上述控制装置，为了调整除霜运转时储存在上述室外热交换器内的制冷剂量以及进行制热运转时流入上述储液器的制冷剂量中的至少一方而控制I或者多个开闭阀的开闭。
4.如权利要求1~3中的任一项所述的室外机,其特征在于， 在上述室外热交换器与上述配管之间还具有室外流量调整机构， 上述控制装置，在从除霜运转开始进行制热运转时，为了根据上述储液器内的制冷剂量而调整上述配管内的制冷剂并使其流入上述储液器，进行室外流量调整机构的控制。
5.如权利要求1~4中的任一项所述的室外机,其特征在于， 上述控制装置根据从除霜运转进行制热运转时的上述储液器的制冷剂量，决定压缩机容量。
6.如权利要求1~5中的任一项所述的室外机,其特征在于， 上述控制装置，根据上述压缩机的排出侧的过热度以及吸入侧的过热度中的至少一方，计算上述储液器的制冷剂量。
7.如权利要求1~6中的任一项所述的室外机,其特征在于， 上述控制装置，在上述除霜运转结束时，进行将上述储液器的制冷剂储存在上述制冷剂回路中的控制。
8.如权利要求7所述的室外机，其特征在于， 在上述室外热交换器中，还具有送入与上述制冷剂进行热交换的空气的室外风扇，上述控制装置，为了调整储存在上述室外热交换器内的制冷剂量，控制除霜运转中的上述室外风扇的风量。
9.一种空气调节装置，其特征在于，利用配管连接权利要求1~8中的任一项所述的室外机和室内机而构成制冷剂回路， 所述室内机具有进行制冷剂与空调对象空间的空气的热交换的室内侧热交换器以及进行流过上述室内侧热交换器的制冷剂的压力调整的节流装置。
【文档编号】F25B49/02GK104024752SQ201280061306
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年6月8日 优先权日:2011年12月12日
【发明者】岩崎和久 申请人:三菱电机株式会社
【专利摘要】本发明提供一种室外机，其具有：压缩吸入了的制冷剂然后将其排出的压缩机(1)；进行外部气体与制冷剂的热交换的室外热交换器(4)；在压缩机(1)的吸入侧储存液体状态的制冷剂的储液器(11)；用于将制冷剂储存在室外热交换器(4)中的电磁阀(5)；控制装置(21)，该控制装置(21)在从除霜运转开始进行制热运转时，根据储液器(11)内的制冷剂量，进行将在除霜运转时储存在室外热交换器(4)内的制冷剂送入储液器(11)的控制。
【专利说明】室外机以及空气调节装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及室外机等。特别是涉及利用除霜运转处理剩余制冷剂的装置。
【背景技术】
[0002]以往，在空气调节装置中存在以如下方式构成的装置，即，依次连接例如压缩机、四路切换阀、室外热交换器、电动膨胀阀、室内热交换器，切换上述四路切换阀而能够可逆地进行制冷循环和制热循环运转(例如，参照专利文献I)。并且，在制热运转时，若室外热交换器结霜(着霜)，则从制热循环切换至制冷循环，将来自压缩机的高温的高压气体制冷剂供给到室外热交换器，进行逆循环除霜运转。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开昭63 - 290371号公报(图1)
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在上述专利文献 I所记载的那样的空气调节装置中，例如，在结束除霜运转并恢复到制热运转时，不进行制冷剂循环量的控制。因此，例如若在储液器的液面高的状态下进行制热运转，则大量的液体制冷剂将流入储液器，有可能导致溢流。并且，若反复出现这样的状况，则会因液体状态的制冷剂(液体制冷剂)被吸入压缩机而引起压缩机破损等，损害空气调节装置(特别是压缩机)的可靠性。
[0008]因此，一般通过设置于储液器的液面检测器控制制冷剂量。但是，考虑到液面检测器的成本性、生产性以及可靠性，将储液器的容量设置得充分大、不使制冷剂溢流这一方法更现实。可是，如果要通过加大储液器的容量来防止溢流，则将不能够满足紧凑化以及低成本化的要求。特别是，在组合多台室外机而构成空气调节装置的情况下，若要在全部的室外机中防止溢流，则必须事先充分增大各室外机所搭载的储液器的容积，这将进一步导致装置大型化。
[0009]本发明是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于获得如下的室外机等，该室外机例如能够与储液器的容积等相对应地调整储液器内的液体制冷剂。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本发明的室外机通过配管与室内机连接而构成制冷剂回路，其具有:压缩机，所述压缩机压缩吸入了的制冷剂并将其排出；室外热交换器，所述室外热交换器进行外部气体与制冷剂的热交换；储液器，所述储液器在压缩机的吸入侧储存液体状态的制冷剂；储存调整机构，所述储存调整机构将制冷剂储存在室外热交换器中；控制装置，所述控制装置在从除霜运转开始进行制热运转时，根据储液器内的制冷剂量，进行使在除霜运转时储存在室外热交换器内的制冷剂流入储液器的控制。
[0012]发明的效果[0013]根据本发明的室外机，例如在从除霜运转向制热运转转移时，根据储液器的液面状态(制冷剂量)，在除霜运转时通过储存调整机构使储存在室外热交换器中的制冷剂流入，因此不会出现大量的液体制冷剂流入储液器的情况。因此，能够修正流向压缩机的过度的液体回流量，能够防止压缩机的损伤等，确保空气调节装置的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明实施方式I的空气调节装置的结构的图。
[0015]图2是表示本发明实施方式I的制热运转以及除霜运转时的制冷剂的流动方向的图。
[0016]图3是表示本发明实施方式I的除霜运转时的制冷剂控制处理的流程的图。
[0017]图4是表示储液器11内的液面高度、设定了的级别与处理内容的关系的图。
[0018]图5是表不关闭电磁阀5时的制冷剂的流动的图。
[0019]图6是表示本发明实施方式I中的制热运转转移时的制冷剂控制处理的流程的图。
[0020]图7是表示通过切换四通阀3而引起的制冷剂的流动的图。
[0021]图8是表示通过切换四通阀3b而引起的制冷剂的流动的图。
[0022]图9是表示本发明实施方式2的空气调节装置的结构的图。
[0023]图10是表示本发明实施方式2中的控制处理的流程的图。
[0024]图11是表示本发明实施方式3的空气调节装置的结构的图。
[0025]图12是表示本发明实施方式3中的控制处理的流程的图。
[0026]图13是表示本发明实施方式4的空气调节装置的结构的图。
[0027]图14是表示本发明实施方式4中的控制处理的流程的图。
【具体实施方式】
[0028]以下，根据【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0029]实施方式1.[0030]图1是表示本发明实施方式I的空气调节装置的结构的图。根据图1对空气调节装置的结构、动作等进行说明。该空气调节装置构成使制冷剂循环的制冷剂回路，利用制冷循环(热泵循环)进行制冷运转、制热运转以及除霜运转。在本实施方式中，根据本发明的内容对制热运转以及除霜运转进行说明。在此，对于温度、压力等的高低，并不特别以与绝对值的关系来确定高低等，而是在装置等的状态、动作等方面相对地确定。另外，图1等的空气调节装置的结构只是一例，并不局限于该结构。
[0031]如图1所示，空气调节装置利用液体侧制冷剂配管100以及气体侧制冷剂配管101连接室外机200和室内机300，由此构成制冷剂回路。通过使制冷剂在制冷剂回路内循环，能够进行制冷运转、制热运转以及除霜运转。
[0032]室外机200具有压缩机1、止回阀2、四通阀3a以及3b、室外热交换器4、作为储存调整机构的室外热交换器容量控制电磁阀(以下，称为电磁阀5)5、低温热交换器6、低温热交换器旁通流量调整阀(以下，称为旁通流量调整阀)7、室外流量调整阀8、液体侧开闭阀
9、气体侧开闭阀10、储液器11、低温热交换器低压侧旁通配管12、控制装置21、室外热交换器容量控制用调整阀(以下，称为流量调整阀)22。其中，压缩机1、止回阀2、四通阀3a以及3b、室外热交换器4、电磁阀5、室外流量调整阀8、液体侧开闭阀9、气体侧开闭阀10以及储液器11，为构成主要的制冷剂回路的设备等。
[0033]压缩机I例如具有变频驱动装置等，通过使驱动频率任意地变化，能够使压缩机I的容量(每单位时间送出制冷剂的量)细微地变化。止回阀2防止制冷剂的逆流。四通阀3(四通阀3a、3b)根据来自控制装置21的指示通过运转来切换制冷剂的流动。四通阀3a、3b在制冷剂回路中并列地连接。在此，四通阀3b也成为储存调整机构。
[0034]室外热交换器4进行制冷剂与空气(室外空气)的热交换。例如，在制热运转时作为蒸发器发挥作用，进行从室外流量调整阀8侧流入的低压的制冷剂与空气的热交换，使制冷剂蒸发并气化。另外，在制冷运转时作为冷凝器发挥作用。在此，本实施方式的室外热交换器4在除霜运转(结束阶段)中储存制冷剂(液体制冷剂)，并且，控制将在制热运转时储存的制冷剂向储液器11输送的时刻等，因此，在制冷剂回路中具有两个系统的流入流出路径。虽然没有特别的限定，但是也可以并列连接多台室外热交换器4以具有两个系统的流入流出路径。
[0035]作为开闭阀的电磁阀5，为了进行上述的室外热交换器4的制冷剂储存、将储存的制冷剂向储液器11输送的时刻控制，与四通阀3b —同控制室外热交换器4的I个系统的流入流出路径中的制冷剂的流动。另外，为了在室外热交换器4中高效地进行制冷剂与空气的热交换，设置有室外风扇20。室外风扇105也具有变频驱动回路，能够使风扇电动机的驱动频率任意地变化而使风扇的转速细微地变化。
[0036]室外流量调整阀8设置在室外热交换器4与液体侧开闭阀9之间，例如在制热运转时能够调整从液体侧制冷剂配管100流入的制冷剂量。液体侧开闭阀9以及气体侧开闭阀10通过开闭来控制与外部之间的制冷剂的流动。储液器11例如是储存液体的剩余制冷剂的机构。
[0037]低温热交换器6，在流过制冷剂回路的主要流路的制冷剂、与从该流路分支并由旁通流量调整阀7调整了流量的制冷剂之间进行热交换。特别是在制冷运转时需要将制冷剂过冷却的情况下，用于将制冷剂过冷却并向室内机300供给。经由旁通流量调整阀7而流动的液体，经由旁通配管返回到储液器11。
[0038]室内机300具有室内热交换器102、室内流量调整阀103。室内热交换器102进行制冷剂与空气的热交换。例如在制热运转时作为冷凝器发挥作用，进行从气体侧制冷剂配管101流入的制冷剂与空气的热交换，使制冷剂冷凝并液化(或者气液二相化)，且使其流出到液体侧制冷剂配管100侧。另一方面，在制冷运转时作为蒸发器发挥作用。还设置有室内流量调整阀103，其用于通过使开度变化而调整室内热交换器102内的制冷剂的压力
坐寸ο
[0039]另外，室外机200所具有的控制装置21例如具有微型计算机等，其控制搭载于室外机200的各执行器(例如，压缩机1、四通阀3a、3b、室外流量调整阀8、室外风扇20等)的驱动。为了获得控制装置21进行控制所需要的制冷剂回路内的制冷剂的压力、温度等数据，具有第I压力传感器13、第2压力传感器14、第I温度传感器15、第2温度传感器16、第3温度传感器17、第4温度传感器18、第5温度传感器19这样的检测机构。
[0040]第I压力传感器13设置在压缩机I与四通阀3a、3b之间，用于检测从压缩机I排出的制冷剂的压力(高压)。第2压力传感器14设置在储液器11的上游侧，用于检测被吸入压缩机I的制冷剂的压力(低压)。第I温度传感器15设置在压缩机I与四通阀3a、3b之间，用于检测从压缩机I排出的制冷剂的温度。第2温度传感器16设置在储液器11与压缩机I之间，用于检测吸入压缩机I的制冷剂的温度。第3温度传感器17设置在室外热交换器4与低温热交换器6之间,用于检测通过室外热交换器4与低温热交换器6之间的制冷剂的温度。第4温度传感器18设置在室外热交换器4与储液器11之间，用于检测通过室外热交换器4与储液器11之间的制冷剂的温度。第5温度传感器19用于检测室外机200周围的温度。
[0041]图2是表示本发明实施方式I的制热运转以及除霜运转时的制冷剂的流动方向的图。接下来，根据制冷剂的流动对空气调节装置的除霜运转时的各设备的动作等进行说明。图2所示的实线箭头表示除霜运转时的制冷剂的流动。
[0042]压缩机I排出的高温高压的气体制冷剂，通过四通阀3a、3b流入室外热交换器4。虽然室外风扇20停止驱动，但是气体制冷剂在通过外部气体温度、附着于室外机200的霜的温度与制冷剂温度的温度差而冷凝液化之后，通过液体侧制冷剂配管100流入室内机300。由于室内流量调整阀103处于全开状态，所以液体制冷剂或者干度低的制冷剂，经由气体侧制冷剂配管101流入室外机200，然后通过四通阀3a流入储液器11，并再度被吸入压缩机I。此时，由于流入到储液器11的是液体制冷剂或者干度低的制冷剂，所以在除霜运转中储液器11内的制冷剂量增加，液面上升。在此，虽然使用室内机300进行除霜运转，但是也可以进行通过低温热交换器6、旁通流量调整阀7的路径中的运转。
[0043]接着，根据制冷剂的流动对空气调节装置的制热运转时的各设备的动作等进行说明。图2所示的虚线箭头表示制热运转时的制冷剂的流动。从压缩机I排出了的高温高压的气体制冷剂通过四通阀3a流入气体侧制冷剂配管101。通过气体侧制冷剂配管101被供给到室内机300的气体侧制冷剂配管101在室内机300中冷凝、液化后，通过室内流量调整阀103被减压，在中间压力下成为接近液体饱和状态的二相制冷剂。该中间压力的制冷剂在通过液体侧制冷剂配管100之后流入室外机200。流入到室外机200的中间压力的制冷齐U，在室外流量调整阀8中被适度地调节向室外机200的制冷剂流量，因此处于低压二相状态。处于低压二相状态的制冷剂在室外热交换器4中蒸发气化之后，通过储液器11再度被吸入压缩机I。储液器11与除霜运转时同样地发挥作用。
[0044]图3是表示本发明实施方式I中的除霜运转的制冷剂控制处理流程的图。对于图3中的处理，特别是在除霜运转结束时，以用于减少进行制热运转时的储液器11内的制冷剂量的处理为中心。在制冷剂回路内的储液器11以外的部分储存制冷剂以减少储液器11的制冷剂量，在制热运转中，一边进行控制一边使制冷剂流入储液器11，由此能够使制热运转尽早稳定。根据图3对控制处理的流程进行详细的说明。
[0045]首先，在制热运转中根据第3温度传感器17检测的温度判定是否进行室外热交换器4的除霜运转。例如，判断第3温度传感器17检测的温度TH3是否比结霜判定温度Tst低([SI])。然后，若判断为第3温度传感器17检测的温度TH3比结霜判定温度Tst低，则从制热运转转移到除霜运转。此时，将压缩机I的驱动频率F设定为除霜开始频率Fdef并驱动压缩机I。另外，使室外风扇20停止([S2])。并且，将四通阀3a、3b切换到用于进行除霜运转的流路([S3])。然后，进行除霜运转的控制(除霜控制)([S4])。[0046]在开始除霜运转之后，例如在经过一定时间之后，判断第3温度传感器17检测的温度TH3是否高于规定温度Ten([S5])。若判断为TH3高于Ten，则转移到除霜结束准备中模式。此时，运算分布在空气调节装置内的制冷剂量(制冷剂分布量)([S6])。例如，在除霜运转中制冷剂主要分布的部位，大体可分为储液器11内、室外热交换器4内以及连接室外机200与室内机300的液体侧制冷剂配管100。
[0047]首先，为了计算出储液器11内的制冷剂(液体制冷剂)量，运算压缩机I的吸入过热度TsSH或者压缩机I的排出过热度TsSH。在此，吸入过热度TsSH =(第2温度传感器16的检测温度)一(根据由第2压力传感器14检测的压力换算的饱和温度)。另外，排出过热度TdSH =(第I温度传感器15的检测温度)一(根据由第I压力传感器13检测的压力换算的饱和温度)。然后，根据压缩机I的吸入过热度TsSH或者排出过热度TdSH，推定储液器11内的制冷剂量Va。另外，为了检测室外热交换器4内的制冷剂量，根据第3温度传感器17检测的温度TH3，运算室外热交换器4内的液体制冷剂的密度P (TH3)。然后，使用事先设定的室外热交换器4的内部容积Vhex,按照Vh = P (TH3) XVhex推定室外热交换器4内的制冷剂量Vh。同样地，对于分布于连接室外机200和室内机300的液体侧制冷剂配管100内的制冷剂量，根据第3温度传感器17检测的温度TH3，运算液体侧制冷齐IJ配管100内的液体制冷剂的密度P (TH3)。然后，使用事先设定的液体侧制冷剂配管100的内部容积Vlp，按照Vp = P (TH3) XVlp推定液体侧制冷剂配管100内的制冷剂量Vp。
[0048]如以上那样，根据运算出的分布于各部位的制冷剂分布量，计算出相对于储液器11内的容许量的富余度，然后与该容积富余度的级别VV相对应地选定适当的处理、判断并进行控制。在此，根据储液器11的容许量V m ax以及分布于各部位的液体制冷剂量(储液器11内的液体量Va、室外热交换器4内的Vh以及液体侧制冷剂配管100内的液体量Vp)，按照VV = Vmax 一 Va — Vh — Vp运算容积富余度W。
[0049]图4是表示储液器11内的液面高度、设定了的级别与处理内容的关系的图。在本实施方式中，例如，与存在于储液器11内的液体制冷剂的液面高度相对应地，按照ACC级别A、ACC级别B、ACC级别C的方式阶段性地设置级别判定值。在此，将储液器11的液面高度高、相对于容积富余度VV最不具有富余度的状态设定为ACC级别A，然后按照ACC级别B、ACC级别C的顺序，设定能够确保相对于容积富余度VV的富余度的状态。然后，进行与判断的级别相对应的处理，并进行控制。
[0050]因此，按照ACC级别C、ACC级别B、ACC级别A的顺序阶段性地与容积富余度VV进行比较。首先，比较容积富余度VV与ACC级别C ([S7])。若判断为容积富余度VV相对于ACC级别C较大，则认为相对于储液器11内的容许量具有充分的富余度，然后转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0051]图5是表不关闭电磁阀5时的制冷剂的流动的图。另一方面，若判断为容积富余度VV相对于ACC级别C较小，则进行容积富余度VV与ACC级别B的比较([S8])。若判断为容积富余度VV相对于ACC级别B较大，则认为相对于ACC级别C富余度稍小，在第I规定时间Tl期间，关闭电磁阀5([S10])。通过在第I规定时间Tl期间关闭电磁阀5，例如，储液器11内的制冷剂向室外热交换器4内转移，能够在室外热交换器4内的一部分中储存液体制冷剂。在此，第I规定时间Tl也可以根据室外热交换器4的内部容积进行设定。另夕卜，也可以根据室外热交换器4的内部容积与室外热交换器4内的制冷剂量Vh的关系,变更时间设定。还可以根据外部气体温度、压缩机I的驱动频率、第5温度传感器19检测的温度等，在判定室外热交换器4内的液体制冷剂的储存量的基础上，变更设定等。
[0052]并且，在第I规定时间Tl之后，再度比较容积富余度VV和ACC级别C ([S12])。若判断容积富余度W相对于ACC级别C大，则转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0053]另外，若判断为储液器11的容积富余度VV相对于ACC级别C小，则例如在第2规定时间T2期间，延长将电磁阀5设定为[关闭]的时间([S13])。这是为了储存能够储存在室外热交换器4内的液体制冷剂的最大量。
[0054]此外，在储液器11中，在液体侧制冷剂配管100中储存制冷剂，直至容积富余度VV达到低于ACC级别C的级别为止。因此，根据容积富余度W、储液器11的制冷剂量Va、室外热交换器4内的制冷剂量Vh以及储液器11的容许量V m ax运算应该储存在液体侧制冷剂配管100中的液体配管液体量Vp。计算满足VV = V m ax — Va — Vh — Vp > ACC级别C的液体配管液体量Vp。并且，根据液体侧制冷剂配管100内的液体量Vp = P (TH3) XVlp,控制室外流量调整阀8，以达到能够事先储存必要的液体侧制冷剂配管100内的液体量Vp的室外流量调整阀8开度PLl (TH3) ([S14])，然后转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0055]另一方面，在步骤S8中，若判断为容积富余度VV相对于ACC级别B小，则进行容积富余度VV与ACC级别A的比较([S9])。若判断为容积富余度VV相对于ACC级别A大，则由于富余度相对于ACC级别B (ACC级别C)较小，所以与步骤SlO同样地，在第I规定时间Tl期间，关闭电磁阀5 ([Sll])。另外，为了在液体侧制冷剂配管100中储存制冷剂，控制室外流量调整阀8以达到室外流量调整阀8开度PLl (TH3) ([S14])，转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0056]另外，在步骤S9中，若判断为容积富余度VV相对于ACC级别A小，则可以认为，到能够判断为容积富余度VV大于ACC级别C为止，在室外热交换器4内不能够储存制冷剂，因此将制冷剂储存在液体侧制冷剂配管100内。因此，计算液体侧制冷剂配管100内的液体量Vp，并设定为达到能够保持必要的液体侧制冷剂配管100内的液体量Vp的室外流量调整阀8开度PLl (TH3) ([S15])。然后，在液体侧制冷剂配管100内储存制冷剂直到判断为容积富余度VV相对于ACC级别A小([S16])，接着转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0057]图6是用于说明制热运转转移时的制冷剂控制的处理的图。根据图6等对控制装置21所进行的处理进行说明。首先，为了转移到制热运转，以事先设定了的制热运转开始频率H)驱动压缩机I ([S21])。
[0058]然后，比较容积富余度VV与ACC级别C([S22])。若判断为容积富余度VV相对于ACC级别C大，则将电磁阀5设定为[开]([S23])。在此，若电磁阀5已经为[开]状态，则保持[开]的状态不变。然后，将室外流量调整阀8设定为制热运转起动时的规定开度(制热起动时开度)PL0([S24])。由于判断为能够充分确保容积富余度W，所以制热起动时开度PLO成为PLO > PLl (TH3)。另外，开度PLO不依赖于检测温度，而是设定为事先设定了的固定开度。
[0059]另一方面，在步骤S22中，若判断为容积富余度VV相对于ACC级别C小，则将电磁阀5的控制动作设定为[闭]([S25])。然后，在室外热交换器4中储存(冷凝)的液体制冷剂在制冷剂回路中循环并流入储液器11这一状态被修正。在此，若电磁阀5已经处于[闭]的状态，则保持[闭]的状态不变。另外，对于室外流量调整阀8，在室外流量调整阀8的开度为PLl (TH3)的情况下，将开度继续保持为PLl (TH3) ([S26])。
[0060]另外，判断基于储液器11的液面状态的ACC级别。接着，设定与ACC级别相对应的制热运转开始频率F (ACC级别)([S27])。在此，相对于ACC级别A、B、C，将与设定相关的制热运转开始频率F (ACC级别)设定为FA、FB、FC。并且，设制热运转开始频率H) > FA >FB > FC。这是由于，例如在储液器11的液面状态为高液面状态的情况下，在以制热运转开始频率H)驱动压缩机I时，流入储液器11的制冷剂速度较快，储液器11内的液面不稳定。如果液面不稳定，则流向压缩机I吸入侧的液体回流量有可能大幅增加。因此，根据ACC级别设定制热运转开始频率F (ACC级别)，以使储液器11内的液面越高(越接近ACC级别A)流入储液器11的制冷剂速度越慢。因此，制热运转开始频率F (ACC级别)如上所述那样设定为比制热运转开始频率FO低的驱动频率。
[0061]图7是表示通过切换四通阀3而引起的制冷剂的流动的图。在设定了制热运转开始频率之后，为了从除霜运转(制冷运转)转移到制热运转，通过切换四通阀3a以及四通阀3b进行制冷剂流路的切换([S28])。在此，虽然进行四通阀3a、3b的切换，但是在步骤S25中将电磁阀5的控制动作设定为[闭]的情况下，不切换经由电磁阀5和室外热交换器4而成对的四通阀3b的流路。这样，压缩机I所排出的高压气体制冷剂被分配到四通阀3a和四通阀3b。流入到了四通阀3a的高压气体制冷剂经由气体侧制冷剂配管101流向室内机300侧，形成制热运转的循环路径。另一方面，流入到了四通阀3b的高压气体制冷剂，由于电磁阀5被设定为[闭],所以储存在室外热交换器4的一部分中。在这种情况下，由于室外热交换器4的制冷剂流入口侧的压力高于室外热交换器4内的压力，所以流入了的制冷剂不会倒流。
[0062]驱动室外风扇20([S29])，开始制热运转([S30])。然后，比较容积富余度VV和ACC级别C，直到判断为容积富余度VV相对于ACC级别C大([S31])。
[0063]图8是表示通过切换四通阀3b而引起的制冷剂的流动的图。若判断为容积富余度VV相对于ACC级别C大，则将电磁阀5的控制动作设定为[开]，切换四通阀3b ([S32])，继续进行制热运转([S33])。在此，若电磁阀5已经为[开]的状态，则保持[开]的状态不变(由于四通阀3b已经切换到了制热运转用的流路，所以不进行切换)。并且，此时，储存在室外热交换器4中的液体制冷剂经由四通阀3b流入储液器11，对储液器11的容积富余度VV (储液器11的容许量V m ax)进行设计，以使容积富余度VV >室外热交换器4内的制冷剂量Vh。因此，不会发生超过储液器11内的容许量V m ax而溢流的问题。
[0064]通过进行以上的处理，在从除霜控制向制热运转转移时，从储液器11的液面高、容积富余度VV少的状态开始，通过使在除霜运转时冷凝的分布在室外热交换器4以及液体侧制冷剂配管100中的液体制冷剂流入储液器11，能够修正溢流，确保空气调节装置(压缩机I)的可靠性。
[0065]在此，如上所述，在从除霜运转向制热运转转移时，若将室外热交换器4的一部分用于储存剩余制冷剂，则存在室外热交换器4的蒸发能力降低的可能性。因此，在遮断室外热交换器4的一部分的情况下，为了抑制蒸发能力降低，在遮断室外热交换器4的一部分期间，可以增加室外风扇20的风量。由此,通过增加热交换器通过风量补偿室外热交换器4的热交换面积降低量，抑制蒸发能力的降低。
[0066]另外，与上述同样地，在为了抑制蒸发能力的降低而降低室外热交换器4的容积的情况下，在制热运转时使相同循环量流入的情况下的压力损失增加，蒸发能力降低。因此，通过利用图1等的低温热交换器6，并控制室外热交换器容量控制用调整阀(流量调整阀)21，以及通过向低温热交换器6的低温热交换器低压侧旁通配管12旁通，能够抑制流入室外热交换器4的制冷剂循环量，并且，通过利用低温热交换器6进行热交换，能够降低室外热交换器4 (蒸发器)入口的焓，确保蒸发能力。
[0067]实施方式2.[0068]图9是表示本发明实施方式2的空气调节装置的结构的图。在图9中，与图1标注相同的符号的设备等，进行与在实施方式I中说明的动作相同的动作。本实施方式的空气调节装置，代替在实施方式I中说明的电磁阀5，设置有构成储存调整机构的室外热交换器容量控制用调整阀(以下，称为流量调整阀)22。流量调整阀22，例如能够进行线性控制(线形控制)，是能够根据来自于控制装置21的指示进行开度调整的流量调整装置。因此，能够根据容积富余度W，进一步细分ACC级别而进行设定。因此，能够更细微地调整储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量、向储液器11储存的液体制冷剂的流入量。
[0069]图10是表示本发明实施方式2的控制处理的流程的图。本实施方式的空气调节装置中的控制装置21，代替图3所示的步骤S7~S9，进行图10所示的控制处理。例如，在将η阶段的ACC级别设定为L1、L2、…、Ln的情况下，根据各ACC级别，将流量调整阀22的开度设定为PL1、PL2、…、PLn — I。
[0070]控制装置21阶段性地比较容积富余度VV和ACC级别([SSla]~[SSna])。并且，若判断为满足条件，则向流量调整阀22发送指示，对流量调整阀22进行控制以便达到设定的开度([STla]~[ST (η — l)a])，然后转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0071]如以上那样， 根据实施方式2的空气调节装置，由于设置了流量调整阀22，所以在除霜运转时，能够更细微地调整储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量。因此，能够将储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量抑制到最小量。并且，在除霜运转结束，转移到制热运转之后，在使储存在室外热交换器4中的液体制冷剂流入储液器11时，能够将因压力以及温度变动而引起的循环的过渡性不稳定现象抑制到最小限度，能够提供更稳定的空气调节装置。
[0072]实施方式3.[0073]图11是表示本发明实施方式3的空气调节装置的结构的图。在图11中，与图1标注相同符号的设备等，进行与在实施方式I中说明的动作相同的动作。本实施方式的空气调节装置，分别具有多个构成储存调整机构的四通阀3以及电磁阀5。在此，根据设定的η阶段的ACC级别，具有η个四通阀3和η — I个(一个流路作为制冷剂回路的流路)电磁阀5。因此，例如，对于流入或者流出室外热交换器4的制冷剂量，能够进行多个阶段的设定，能够细分与容积富余度VV相对应的ACC级别而进行设定。因此，能够阶段性地更细微地调整储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量、向储液器11储存的液体制冷剂的流入量。
[0074]图12是表示本发明实施方式3的控制处理的流程的图。本实施方式的空气调节装置中的控制装置21，代替图3所示的步骤S7~S9，进行图12所示的控制处理。在将η阶段的ACC级别设定为L1、L2、…、Ln的情况下，与各个ACC级别相对应，将多个电磁阀5中的设置为[闭]的数量设定为I~η — I。在此，例如，通过将关闭各电磁阀5时的储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量分别设置为相同的量，能够进行线形的控制。
[0075]控制装置21阶段性地比较容积富余度VV与ACC级别([SSlb]~[SSnb])。并且，若判断为满足条件，则例如向要关闭的电磁阀5发送指示，将对应数量的电磁阀5设定为[闭]([STlb]~[ST(n— l)b])。此时，使对应的四通阀3连动而进行切换。并且，转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0076]如以上那样，根据实施方式3的空气调节装置，由于分别具有多个四通阀3以及电磁阀5，所以在除霜运转时能够更细微地调整储存于室外热交换器4的液体制冷剂量。因此，能够将储存于室外热交换器4的液体制冷剂量抑制到最小量。并且，在除霜运转结束、转移到制热运转之后，在使储存于室外热交换器4的液体制冷剂向储液器11流入时，能够将因压力以及温度变动而引起的循环的过渡性不稳定现象抑制到最小限度，能够提供更稳定的空气调节装置。
[0077]实施方式4.[0078]图13是表示本发明实施方式4的空气调节装置的结构的图。在图13中，与图1标注相同符号的设备等，进行相同的动作。本实施方式的空气调节装置，并列设置有两台在实施方式I中说明的室外风扇20。设各室外风扇20为室外风扇20a、20b。在此，根据设定的η阶段的ACC级别设定室外风扇20a的风扇风量(转速)。因此，例如，对于储存于室外热交换器4的制冷剂量，能够进行多个阶段的设定，能够细分与容积富余度VV相对应的ACC级别而进行设定。因此，能够调整储存在室外热交换器4中的液体制冷剂量、向储液器11储存的液体制冷剂的流入量。
[0079]图14是表示本发明实施方式4的控制处理的流程的图。本实施方式的空气调节装置中的控制装置21，代替图3所示的步骤S7~S9，进行图14所示的控制处理。在将η阶段的ACC级别设定为L1、L2，…、Ln的情况下，根据各ACC级别，将室外风扇20a的风扇风量(转速)设定为I~η — I阶段。
[0080]控制装置21阶段性地比较容积富余度VV和ACC级别([SSlc]~[SSnc])。并且，若判断为满足条件，则将电磁阀5的控制动作切换为[闭]，向室外风扇20a发送指示，以对应的风扇风量(转速)驱动室外风扇20a ([STlc]~[ST (η — I) c])，然后转移到除霜控制结束状态([S17])。
[0081]如以上那样，根据实施方式4的空气调节装置，具有室外风扇20a、20b，能够以基于容积富余度VV的ACC级别的风扇风量(转速)驱动室外风扇20a，所以在除霜运转时，能够更细微地调整储存于室外热交换器4的液体制冷剂量。因此，能够将储存于室外热交换器4的液体制冷剂量抑制为最小量。并且，在除霜运转结束、转移到制热运转之后，在使储存在室外热交换器4中的液体制冷剂流入储液器11时，能够将因压力以及温度变动而引起的循环的过渡性不稳定现象抑制到最小限度，能够提供更稳定的空气调节装置。
[0082]附图标记的说明
[0083] I压缩机,2止回阀,3、3a、3b、…、3n四通阀,4室外热交换器,5、5a、5b、…、5n —
I室外热交换器容量控制电磁阀(电磁阀)，6低温热交换器，7低温热交换器旁通流量调整阀(旁通流量调整阀)，8室外流量调整阀，9液体侧开闭阀，10气体侧开闭阀，11储液器，12低温热交换器低压侧旁通配管，13第I压力传感器，14第2压力传感器，15第I温度传感器，16第2温度传感器，17第3温度传感器，18第4温度传感器，19第5温度传感器，20、20a、20b室外风扇，21控制装置，22室外热交换器容量控制用调整阀(流量调整阀)，100液体侧制冷剂配管，101气体侧制冷剂配管，102室内热交换器，103室内流量调整阀，200室外机，300室内机。
【权利要求】
1.一种室外机，利用配管与室内机连接而构成制冷剂回路，其特征在于，具有:压缩机，其压缩吸入了的制冷剂然后将该制冷剂排出； 室外热交换器，其进行外部气体与制冷剂的热交换； 储液器，其在上述压缩机的吸入侧储存液体状态的制冷剂； 储存调整机构，其将制冷剂储存在上述室外热交换器中； 控制装置，其在从除霜运转开始进行制热运转时，根据上述储液器内的制冷剂量，进行使在除霜运转时储存在上述室外热交换器内的制冷剂流入上述储液器的控制。
2.如权利要求1所述的室外机，其特征在于，上述储存调整机构具有流量调整阀， 上述控制装置，为了调整除霜运转时储存在上述室外热交换器内的制冷剂量以及进行制热运转时流入上述储液器侧的制冷剂量中的至少一方，而控制上述流量调整阀的开度。
3.如权利要求1所述的室外机，其特征在于， 上述储存调整机构具有I或者多个开闭阀， 上述控制装置，为了调整除霜运转时储存在上述室外热交换器内的制冷剂量以及进行制热运转时流入上述储液器的制冷剂量中的至少一方而控制I或者多个开闭阀的开闭。
4.如权利要求1~3中的任一项所述的室外机,其特征在于， 在上述室外热交换器与上述配管之间还具有室外流量调整机构， 上述控制装置，在从除霜运转开始进行制热运转时，为了根据上述储液器内的制冷剂量而调整上述配管内的制冷剂并使其流入上述储液器，进行室外流量调整机构的控制。
5.如权利要求1~4中的任一项所述的室外机,其特征在于， 上述控制装置根据从除霜运转进行制热运转时的上述储液器的制冷剂量，决定压缩机容量。
6.如权利要求1~5中的任一项所述的室外机,其特征在于， 上述控制装置，根据上述压缩机的排出侧的过热度以及吸入侧的过热度中的至少一方，计算上述储液器的制冷剂量。
7.如权利要求1~6中的任一项所述的室外机,其特征在于， 上述控制装置，在上述除霜运转结束时，进行将上述储液器的制冷剂储存在上述制冷剂回路中的控制。
8.如权利要求7所述的室外机，其特征在于， 在上述室外热交换器中，还具有送入与上述制冷剂进行热交换的空气的室外风扇，上述控制装置，为了调整储存在上述室外热交换器内的制冷剂量，控制除霜运转中的上述室外风扇的风量。
9.一种空气调节装置，其特征在于，利用配管连接权利要求1~8中的任一项所述的室外机和室内机而构成制冷剂回路， 所述室内机具有进行制冷剂与空调对象空间的空气的热交换的室内侧热交换器以及进行流过上述室内侧热交换器的制冷剂的压力调整的节流装置。
【文档编号】F25B49/02GK104024752SQ201280061306
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年6月8日 优先权日:2011年12月12日
【发明者】岩崎和久 申请人:三菱电机株式会社
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