空调机的制作方法

本发明涉及空调机，该空调机具有将压缩机、四通阀、室外热交换器、膨胀阀以及室内热交换器依次用制冷剂配管连接而使制冷剂循环的制冷循环系统。

背景技术：

通常，空调机由设置于室外的室外机、和设置于室内的室内机构成，并具有将压缩机、四通阀、室外热交换器、膨胀阀以及室内热交换器依次用制冷剂配管连接而使制冷剂循环的制冷循环系统。空调机若在外部空气温度为0℃附近的低温并且多湿的环境下进行制热运转，则大气中的水蒸气冷凝，从而在室外热交换器的传热翅片的表面产生结露。若室外热交换器的温度低于凝固点，则该结露水变为霜，从而将传热翅片之间封闭。对于室外热交换器而言，若传热翅片之间被封闭，则阻碍通风，因此在制冷剂与空气中热交换量减少，从而传热管的温度下降。其结果，空调机引起制冷剂蒸发不良，导致制热能力降低。

因此，空调机定期地进行使压缩机的排出高温气体向室外热交换器直接流动的除霜运转(制冷运转)。例如在专利文献1公开的空调机中，基于利用设置于室外热交换器的温度检测单元检测到的制冷剂温度，进行除霜运转。

然而，在外部空气为正低温(例如5℃左右)并且多湿(例如90％左右)的情况下的制热运转时，存在霜生长而成为较厚的冰的情况。存在即使进行除霜运转，较厚的冰在一定期间内也不融解而残留于室外热交换器的情况。因此，在空调机中进行以下应对，即，即使在用温度检测单元检测到的温度达到使除霜运转结束的温度后，也强制地使除霜运转延长一定时间，从而增强融化冰的能力。

专利文献1：日本特开平06-026689号公报

上述的除霜运转的延长，在绝对湿度较低从而没有在热交换器结霜的-10℃左右的极低温环境中也适用。在除霜运转中，停止送风机，以便不使冷风吹向用户。在该期间，不发挥制热能力，因此室温降低。另外，在除霜运转中，通过送风机，室内热交换器内的制冷剂不气化，因此向压缩机吸入液体制冷剂。即，空调机若不必要地延长除霜运转，则液体压缩量增加，从而增加对压缩机内的结构部件的损伤。另外，压缩机内的润滑油的浓度降低，因润滑不足而假定滑动部的烧结。因此，空调机需要以所需的最小限度进行除霜运转。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述那样的课题所做出的，目的在于提供一种以所需的最小限度进行除霜运转的空调机。

本发明的空调机具有将压缩机、四通阀、室外热交换器、膨胀阀以及室内热交换器依次用制冷剂配管连接而使制冷剂循环的制冷循环系统，其中，所述室外热交换器具备：多个传热翅片，它们隔着间隔并排配置；传热管，其将所述传热翅片贯通并连接，在所述传热翅片的上下方向上具有多个路径；分配器，其在所述传热翅片的中间部，使制冷剂流路分支为所述传热管的上侧路径和下侧路径；第一温度检测单元，其检测在所述上侧路径中流动的制冷剂与在所述下侧路径中流动的制冷剂经由所述分配器合流后的制冷剂温度；第二温度检测单元，其检测通过所述下侧路径的制冷剂的制冷剂温度；以及控制部，在除霜运转时，若所述第一温度检测单元检测到的制冷剂温度达到第一目标温度，并且所述第二温度检测单元检测到的制冷剂温度达到第二目标温度，则该控制部进行使除霜运转结束的控制。

根据本发明的空调机，若在室外热交换器的下部产生冰，则到第二温度检测单元检测到的制冷剂温度达到第二目标温度为止延长除霜运转，从而增强融解冰的能力。另一方面，当在室外热交换器的下部没有产生冰时，第一温度检测单元检测到的制冷剂温度、与第二温度检测单元检测到的制冷剂温度之差几乎没有，因此几乎不延长除霜运转。因此，该空调机若在室外热交换器的下部产生冰，则能够有效地融解冰，若在室外热交换器的下部没有产生冰，则不进行不必要的除霜运转，因此能够以所需的最小限度进行除霜运转。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的空调机的室外机的外观的立体图。

图2是将本发明的实施方式的空调机的室外机分解示出的立体图。

图3是表示本发明的实施方式的空调机的制冷循环系统的制冷剂回路图。

图4是示意地表示本发明的实施方式的空调机的室外热交换器的纵剖面的说明图。

图5是示意地表示构成本发明的实施方式的空调机的室外热交换器的传热翅片的说明图。

图6是说明本发明的实施方式的空调机的控制动作的流程图。

图7是表示本发明的实施方式的空调机的第一温度检测单元和第二温度检测单元的除霜运转时的时间响应波形的曲线图。

图8是表示本发明的实施方式的空调机的第一温度检测单元和第二温度检测单元的除霜运转时的时间响应波形的曲线图。

图9是表示本发明的实施方式的空调机的第一温度检测单元和第二温度检测单元的除霜运转时的时间响应波形的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各附图中对相同或者相当的部分标注相同的附图标记，并适当地省略或者简化其说明。另外，对于在各附图中记载的结构，其形状、大小以及配置等在本发明的范围内能够适当地变更。

实施方式

首先，基于图1～图3对本实施方式的空调机的整体构造进行说明。图1是表示本发明的实施方式的空调机的室外机的外观的立体图。图2是将本发明的实施方式的空调机的室外机分解示出的立体图。图3是表示本发明的实施方式的空调机的制冷循环系统的制冷剂回路图。

本实施方式的空调机由图1和图2所示的设置于室外的室外机100、和省略图示的设置于室内的室内机构成。而且，如图3所示，空调机具有将压缩机1、四通阀2、室外热交换器3、作为减压装置的膨胀阀4以及室内热交换器5依次用制冷剂配管连接而使制冷剂循环的制冷循环系统101。

如图1和图2所示，在室外机100具有形成外轮廓的壳体10。作为一个例子，壳体10由形成左侧面和前表面的前表面面板10a、形成右侧面的右侧面面板10b、覆盖右侧面面板10b的开口部的右侧面罩10c、形成后表面的后表面面板10d、形成底面的底板10e、以及形成顶面的顶板10f构成。在前表面面板10a以覆盖形成于前表面的圆形状的排出口的方式设置有风扇格栅11。

壳体10的内部被分隔板12分隔为送风机室13和机械室14。在送风机室13收容有设置为从室外机100的左侧面到整个背面的室外热交换器3、跨越室外热交换器3的上下方向设置的安装板15、以及安装于该安装板15的送风机16。在机械室14收纳有设置于底板10e的上表面的压缩机1、和设置于压缩机1的上方的控制部6。控制部6由电路设备等硬件、或者在微型计算机或cpu等运算装置上执行的软件构成，进行室外机100的控制。将从室内机输送的制冷剂在压缩机1中压缩，并通过制冷剂配管向室外热交换器3输送。

压缩机1吸入制冷剂进行压缩，并以高温并且高压的状态排出。压缩机1例如由能够控制容量的变频压缩机等构成。四通阀2具有切换制冷剂的流路的功能。在制热运转时，如图3的虚线所示，四通阀2切换制冷剂流路，以便将压缩机1的排出侧与室内热交换器5连接，并且将压缩机1的吸入侧与室外热交换器3连接。在制冷运转时，如图3的实线所示，四通阀2切换制冷剂流路，以便将压缩机1的排出侧与室外热交换器3连接，并且将压缩机1的吸入侧与室内热交换器5连接。

室外热交换器3在制冷运转时作为冷凝器发挥功能，在从压缩机1排出的制冷剂与空气之间进行热交换。另外，室外热交换器3在制热运转时作为蒸发器发挥功能，在从膨胀阀4流出的制冷剂与空气之间进行热交换。室外热交换器3的一方与四通阀2连接，另一方与膨胀阀4连接。

膨胀阀4是将通过蒸发器的制冷剂减压的阀，例如由能够进行开度的调节的电子膨胀阀构成。

室内热交换器5与送风机17一起收纳于室内机。室内热交换器5在制冷运转时作为蒸发器发挥功能，在从膨胀阀4流出的制冷剂与空气之间进行热交换。另外，室内热交换器5在制热运转时作为冷凝器发挥功能，在从压缩机1排出的制冷剂与空气之间进行热交换。室内热交换器5的一方与四通阀2连接，另一方与膨胀阀4连接。

接下来，基于图3对制热运转时的制冷循环系统101的制冷剂的流动进行说明。在制热运转时，通过将四通阀2切换至图3的虚线侧的制冷循环系统101进行运转。从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂经由四通阀2而流入室内热交换器5。此时，室内热交换器5作为冷凝器发挥功能。即，制冷剂向室内的周围放出热而变为高压的液体制冷剂。该液体制冷剂在从室内热交换器5流出后被膨胀阀4减压膨胀，在成为低温低压的气液两相制冷剂后，流入室外热交换器3。此时，室外热交换器3作为蒸发器发挥功能。即，制冷剂从室外的周围吸热而变为低温低压的气体制冷剂。之后，气体制冷剂经由四通阀2返回至压缩机1，在此成为高温高压的气体制冷剂而被排出，并在制冷循环系统101中循环。

另外，在制热运转时，若外部空气温度较低并且外部空气湿度较高，则与室外热交换器3接触的空气中的水分达到露点而冷凝，成为霜并附着于传热翅片30的表面。若该霜堆积于传热翅片30的表面，则发生热交换效率降低，从而导致制热能力的降低的问题。因此，在使空调机连续地进行制热运转的情况下，需要定期地进行成为与制热运转相反的循环的除霜运转(制冷运转)来除去霜。

接下来，基于图3对除霜运转时(制冷运转时)的制冷循环系统101的制冷剂的流动进行说明。在除霜运转时，通过由控制部6将四通阀2切换为图3的实线侧的制冷循环系统101进行运转。从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂经由四通阀2流入室外热交换器3。此时，室外热交换器3作为冷凝器发挥功能。即，制冷剂向室外的周围放出热，但通过该热使在制热运转时附着的霜融解。借助室外热交换器3发生了变化的高压的液体制冷剂在从室外热交换器3流出后被膨胀阀4减压膨胀，在成为低温低压的气液两相制冷剂后，流入室内热交换器5。此时，室内热交换器5作为蒸发器发挥功能。即，制冷剂从室内的周围吸热而变为低温低压的气体制冷剂。之后，气体制冷剂经由四通阀2返回至压缩机1，在此成为高温高压的气体制冷剂而被排出，并在制冷循环系统101中循环。

接下来，基于图4和图5对室外热交换器3的详细情况进行说明。图4是示意地表示本发明的实施方式的空调机的室外热交换器的纵剖面的说明图。图5是示意地表示构成本发明的实施方式的空调机的室外热交换器的传热翅片的说明图。

如图4和图5所示，室外热交换器3是由以板状的面大致平行的方式空开间隔而并排配置的多个传热翅片30、和将传热翅片30贯通而连接并在传热翅片30的上下方向上具有多个路径的传热管31构成的翅片管式的热交换器。传热翅片30例如由铝等材料形成，与传热管31相接而使传热面积增大。如图5所示，在传热翅片30的上下方向(长边方向)上形成有多个用于使传热管31穿过的传热管插入孔30a。

传热管31将通过管内的制冷剂的热向通过管外的空气传递。如图4所示，传热管31由在制热运转时具有制冷剂出口的上侧路径a及下侧路径b、和在制热运转时具有制冷剂入口的中间路径c构成。室外热交换器3的最上部和最下部在制热运转时成为制冷剂出口。另一方面，室外热交换器3的最上部和最下部在除霜运转时成为制冷剂入口。

室外热交换器3具有分配器32，该分配器32使与位于传热翅片30的中间部的中间路径c连接的制冷剂流路分支为传热管31的上侧路径a和下侧路径b。分配器32通过连接管32c而与构成中间路径c的传热管31连接。另外，通过分配器32分支出的第一支管32a与构成上侧路径a的传热管31的下端部连接。通过分配器32分支出的第二支管32b与构成下侧路径b的传热管31的上端部连接。

另外，室外热交换器3具备：第一温度检测单元7，其检测在上侧路径a中流动的制冷剂与在下侧路径b中流动的制冷剂经由分配器32合流后的制冷剂温度；和第二温度检测单元8，其检测通过下侧路径b的制冷剂的制冷剂温度。第二温度检测单元8设置于在除霜运转时从压缩机1观察比第一温度检测单元7靠上游侧的位置。另外，第一温度检测单元7和第二温度检测单元8例如由热敏电阻构成。

第一温度检测单元7在除霜运转时检测通过了室外热交换器3的整个面的制冷剂的制冷剂温度。另一方面，第二温度检测单元8检测在上侧路径a中流动的制冷剂与在下侧路径b中流动的制冷剂经由分配器32合流的位置附近的制冷剂温度。在除霜运转中，尽量用第二温度检测单元8检测通过下侧路径b后的制冷剂的制冷剂温度，并判断霜或者冰是否融解。

本实施方式的空调机，在制热运转时，将从中间路径c流入的制冷剂通过分配器32分支为上侧路径a和下侧路径b。此时，向上侧路径a流动的气液双层制冷剂逆着重力方向而向室外热交换器3的上部流动，因此流路阻力较大，制冷剂流量较少。另一方面，向下侧路径b流动的气液双层制冷剂沿着重力方向流动，因此流路阻力较小，制冷剂流量较多。在制冷剂流量较少的上侧路径a中，制冷剂容易蒸发，因此在传热管31的出口附近成为过热蒸气，从而制冷剂温度升高。另一方面，在制冷剂流量较多的下侧路径b中，制冷剂没有完全蒸发而是成为饱和温度。因此，室外热交换器3有时在上侧路径a和下侧路径b产生温度差。

另外，附着于传热翅片30的结露水因自重而在传热翅片30之间滑落，并从传热翅片30的最下部通过底板10e向外部排水。此时，室外热交换器3的下端如图5所示的d部那样，结露水因传热翅片30间的表面张力而被保持为水滴状。传热翅片30的下端，若传热翅片30的温度变为负，则结露水凝固。而且，室外热交换器3，若结露水冻结，则将传热翅片30之间封闭，从而阻碍由送风机16进行的通风，引起热交换不良，制冷剂温度进一步下降。

因此，在本实施方式的空调机中，基于用第一温度检测单元7检测到的制冷剂温度、和用第二温度检测单元8检测到的制冷剂温度，进行使除霜运转结束的控制。以下，基于图6所示的流程图对本实施方式中的空调机的控制动作进行说明。

图6是说明本发明的实施方式的空调机的控制动作的流程图。另外，将使附着于室外热交换器3的整个面的霜完全熔融的温度设为第一目标温度t1。另外，将使附着于室外热交换器3的下部的冰完全熔融的温度设为第二目标温度t2。

首先，空调机开始制热运转。然后，在步骤s101中，控制部6判定在第一温度检测单元7检测到的制冷剂温度t与使除霜运转开始的制冷剂温度th的关系中是否为t＜th。若控制部6判定为第一温度检测单元7检测到的制冷剂温度t为t＜th，则进入至步骤s102，并开始除霜运转。另一方面，若控制部6判定为第一温度检测单元7检测到的制冷剂温度t不是t＜th，则到成为t＜th为止反复进行步骤s101。

在步骤s103中，控制部6判定第一温度检测单元7检测到的制冷剂温度t是否为t＞t1。若控制部6判定为第一温度检测单元7检测到的制冷剂温度t为t＞t1，则进入至步骤s104。另一方面，若控制部6判定为第一温度检测单元7检测到的制冷剂温度t不是t＞t1，则到变为t＞t1为止反复进行步骤s103。

在步骤s104中，控制部6判定第二温度检测单元8检测到的制冷剂温度t是否为t＞t2。若控制部6判定为第二温度检测单元8检测到的制冷剂温度t为t＞t2，则进入至步骤s105，使除霜运转结束，并再次返回至步骤s101。另一方面，若控制部6判定为第二温度检测单元8检测到的制冷剂温度t不是t＞t2，则到变为t＞t2为止反复进行步骤s104。

接下来，基于图7～图9对除霜运转时的第一温度检测单元7和第二温度检测单元8的时间响应波形进行说明。图7～图9是表示本发明的实施方式的空调机的第一温度检测单元和第二温度检测单元的除霜运转时的时间响应波形的曲线图。另外，在图7～图9中，纵轴表示温度，横轴表示时间。另外，曲线x表示第一温度检测单元7的时间响应波形，曲线y表示第二温度检测单元8的时间响应波形。

首先，基于图7对外部空气为正低温并且多湿的情况下的第一温度检测单元7和第二温度检测单元8的时间响应波形进行说明。正低温并且多湿作为一个例子为外部气温是5℃左右，湿度是90％左右。

在外部空气为正低温并且多湿的情况下，存在附着于室外热交换器3的下部的霜生长为冰的情况。在除霜运转中，为了融解在室外热交换器3的下部产生的冰而消耗大量的热。因此，从压缩机1排出的高温制冷剂向室外热交换器3散发大量的热。此时，在上侧路径a中，通过高温制冷剂仅融解霜，因此该制冷剂的散热较少即可。因此，通过上侧路径a后的制冷剂的制冷剂温度比较高。另一方面，在下侧路径b中，需要通过高温制冷剂与霜一起将冰融解。因此，通过下侧路径b后的制冷剂的制冷剂温度低于通过上侧路径a后的制冷剂。

即，在上侧路径a中流动的制冷剂与在下侧路径b中流动的制冷剂经由分配器32合流，因此如图7所示的曲线x那样，用第一温度检测单元7检测的制冷剂温度被在上侧路径a中流动的制冷剂的制冷剂温度拉动，合流后的制冷剂温度上升的进度变快。另一方面，如图7所示的曲线y那样，用第二温度检测单元8检测的制冷剂温度比第一温度检测单元7的温度上升迟缓。

因而，在本实施方式的空调机中，通过到第二温度检测单元8检测到的温度变为t2的时间t2为止进行除霜运转，从而从时间t1延长除霜运转一定时间，使熔融冰的能力增强。

接下来，基于图8对外部空气为极低温并且绝对湿度较低的情况下的第一温度检测单元7和第二温度检测单元8的时间响应波形进行说明。极低温作为一个例子为外部气温是-10℃左右。在外部空气为极低温并且绝对湿度较低的情况下，在制热运转中的室外热交换器3几乎不附着霜，因此如图8所示，第一温度检测单元7的时间响应波形x与第二温度检测单元8的时间响应波形y为几乎相同的状态。另外，霜几乎不附着，因此无需通过除霜运转融解霜。因此，第一温度检测单元7的检测值中的除霜运转的结束判定的时间t1、与第二温度检测单元8的检测值中的除霜运转的结束判定的时间t2之差几乎没有，即使到时间t2为止进行除霜运转，也不会大幅度地延长除霜运转。

接下来，基于图9对外部空气为低温并且多湿的情况下的第一温度检测单元7和第二温度检测单元8的时间响应波形进行说明。低温并且多湿作为一个例子为外部气温是0℃左右，湿度是90％左右。在该情况下，制热运转中的室外热交换器3的整个面的温度成为0℃，因此霜附着于室外热交换器3的整个面。因此，室外热交换器3阻碍通风，因此制冷剂的蒸发温度迅速降低。因而，在附着于室外热交换器3下部的霜生长为冰前，进行除霜运转。

在外部空气为低温并且多湿的情况下，如图9所示，第一温度检测单元7的时间响应波形x与第二温度检测单元8的时间响应波形y为几乎相同的状态。因此，第一温度检测单元7的检测值中的除霜运转的结束判定的时间t1与第二温度检测单元8的检测值中的除霜运转的结束判定的时间t2之差几乎没有，即使到时间t2为止进行除霜运转，也不会大幅度地延长除霜运转。

如上述的那样，根据本实施方式的空调机，在除霜运转时，若第一温度检测单元7检测到的制冷剂温度达到第一目标温度t1，并且第二温度检测单元8检测到的制冷剂温度达到第二目标温度t2，则使除霜运转结束。因此，当在室外热交换器3的下部产生了冰时，到第二温度检测单元8检测到的制冷剂温度达到第二目标温度t2为止延长除霜运转，从而增强融解冰的能力。另一方面，当在室外热交换器3的下部没有产生冰时，第一温度检测单元7检测到的制冷剂温度与第二温度检测单元8检测到的制冷剂温度之差几乎没有，因而几乎不延长除霜运转。因此，该空调机若在室外热交换器3的下部产生冰，则能够有效地融解冰，若在室外热交换器3的下部没有产生冰，则不进行不必要的除霜运转，因此能够以所需的最小限度进行除霜运转。

另外，本实施方式中的第二温度检测单元8检测在上侧路径a中流动的制冷剂与在下侧路径b中流动的制冷剂经由分配器32合流的位置附近的制冷剂温度。因此，本实施方式的空调机在除霜运转时能够通过第二温度检测单元8检测通过下侧路径b后的制冷剂温度，因此能够可靠地进行霜或者冰是否融解的判断。

另外，对于空调机而言，若室外热交换器的容积较大，则在如外部气温为5℃左右、湿度为90％左右那样为正低温并且多湿的情况下，即使进行制热运转，制冷剂的蒸发温度也难以变为负，因此结霜量非常少。然而，对于空调机而言，若因传热翅片的宽度较短、传热翅片的列数较少、或者传热翅片的高度较低等而室外热交换器的容积被设计得较小，则在制热运转中制冷剂的蒸发温度变低，从而有时产生降低至0℃附近的部位。在本实施方式的空调机中，即使是具有这样的容积较小的室外热交换器的结构，也能够如上述那样以所需的最小限度进行除霜运转。

以上基于实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式的结构。例如，空调机也可以是除了压缩机1、四通阀2、室外热交换器3、膨胀阀4以及室内热交换器5之外还包括其他结构要素的结构。总之，为了慎重起见，应当注意所谓本领域技术人员根据需要进行的各种变更、应用、利用的范围，也包含在本发明的主旨(技术范围)内。

附图标记说明

1…压缩机；2…四通阀；3…室外热交换器；4…膨胀阀；5…室内热交换器；6…控制部；7…第一温度检测单元；8…第二温度检测单元；10…壳体；10a…前表面面板；10b…右侧面面板；10c…右侧面罩；10d…后表面面板；10e…底板；10f…顶板；11…风扇格栅；12…分隔板；13…送风机室；14…机械室；15…安装板；16、17…送风机；30…传热翅片；30a…传热管插入孔；31…传热管；32…分配器；32a…第一支管；32b…第二支管；32c…连接管；100…室外机；101…制冷循环系统；a…上侧路径；b…下侧路径；c…中间路径；t1…第一目标温度；t2…第二目标温度。