掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

技术领域

本发明的实施方式涉及一种空调机。

背景技术

空气调节器那样的空调机通过冷冻循环中的制冷剂的冷凝以及蒸发来调节室内的温度。制冷剂在制热运转时在室外热交换器(蒸发器)中蒸发,并在室内热交换器(冷凝器)中冷凝。相反,制冷剂在制冷运转时在室外热交换器(冷凝器)中冷凝,并在室内热交换器(蒸发器)中蒸发。

专利文献1:日本专利第5821709号公报

如果室内热交换器或者室外热交换器的效率提高,则该热交换器能够提高能力或者实现小型化。如果热交换器实现小型化,则能够减少空调机中的制冷剂的总量。

发明内容

本发明要解决的课题的一例为,提供一种能够减少制冷剂的量的空调机。

本发明的一个实施方式的空调机具备室外热交换器、室内热交换器、第1配管、第2配管、压缩机、喷射器、气液分离器、第3配管、第4配管以及第3热交换器。上述第1配管将上述室外热交换器与上述室内热交换器连接,供制冷剂流动。上述第2配管将上述室内热交换器与上述室外热交换器连接,供上述制冷剂流动。上述压缩机设置于上述第1配管,具有吸入上述制冷剂的吸入口以及排出上述制冷剂的排出口。上述喷射器设置于上述第2配管,且设置有经由该第2配管与上述室外热交换器和上述室内热交换器中的一方的第1热交换器连接的流出口、经由上述第2配管与上述室内热交换器和上述室内热交换器中的另一方的第2热交换器连接的第1流入口、以及第2流入口,能够将供给到上述第1流入口的上述制冷剂与供给到上述第2流入口的上述制冷剂进行混合并且升压,并从上述流出口向上述第1热交换器供给。上述气液分离器在上述第2热交换器与上述第1流入口之间设置于上述第2配管,将从上述第2热交换器供给的上述制冷剂分离为液状的上述制冷剂与包含气体的上述制冷剂,将包含气体的上述制冷剂经由上述第2配管向上述第1流入口供给。上述第3配管在上述第2热交换器与上述气液分离器之间与上述第2配管连接,并且在上述排出口与上述第2热交换器之间与上述第1配管连接。上述第4配管将上述气液分离器与上述第2流入口连接,从上述气液分离器分配液状的上述制冷剂。上述第3热交换器在流过上述第3配管的上述制冷剂与流过上述第4配管的上述制冷剂之间进行热交换。

上述空调机例如还具备第1膨胀阀,该第1膨胀阀在上述气液分离器与上述第3热交换器之间设置于上述第4配管。

上述空调机例如还具备第1传感器、第2传感器以及控制装置。上述第1传感器在上述第3热交换器与上述气液分离器之间测定流过上述第4配管的上述制冷剂的温度。上述第2传感器在上述第3热交换器与上述第2流入口之间测定流过上述第4配管的上述制冷剂的温度。上述控制装置从上述第1传感器以及上述第2传感器取得测定结果,基于该测定结果对上述第1膨胀阀的开度进行控制。

上述空调机例如还具备第2膨胀阀,该第2膨胀阀在上述气液分离器与上述第2热交换器之间设置于上述第2配管。

上述空调机例如还具备与上述第3热交换器热连接的蓄热材。

在上述空调机中,例如,上述第4配管具有位于上述第3热交换器的一个端部的入口部以及位于上述第3热交换器的另一个端部的出口部,上述出口部比上述入口部接近上述第2流入口。上述出口部的内径大于上述入口部的内径。

根据以上的空调机,例如能够减少制冷剂的量。

附图说明

图1是概要地表示一个实施方式的制热运转时的空调机的制冷剂系统图。

图2是概要地表示上述实施方式的制冷运转时的空调机的制冷剂系统图。

图3是示意性地表示上述实施方式的喷射器的截面图。

图4是功能性地表示上述实施方式的空调机的构成的框图。

图5是表示上述实施方式的空调机的制热运转控制的一例的流程图。

图6是表示上述实施方式的空调机的制冷运转控制的一例的流程图。

图7是表示上述实施方式的控制装置的硬件构成的一例的框图。

符号的说明

10:空调机;14:控制装置;21:室外热交换器;23:压缩机;23a:吸入口;23b:排出口;27:喷射器;28:气液分离器;31:第1膨胀阀;32:第2膨胀阀;37:中间热交换器;37a、37b:端部;38:蓄热材;41、42:温度传感器;51:室内热交换器;61:第1配管;62:第2配管;63:第3配管;64:第4配管;64c:入口部;64d:出口部;81:第1流入口;82:第2流入口;83:流出口;E:蒸发器;C:冷凝器。

具体实施方式

以下,参照图1至图7对一个实施方式进行说明。另外,在本说明书中,实施方式的构成要素以及该要素的说明有时通过多个表现来记载。构成要素及其说明为一例,并不被本说明书中的表现限定。构成要素也能够通过与本说明书中的名称不同的名称来确定。此外,构成要素也能够通过与本说明书的表现不同的表现来进行说明。

图1是概要地表示一个实施方式的制热运转时的空调机10的制冷剂系统图。空调机10例如是家庭用的空气调节器。另外,空调机10并不限定于该例子,也可以是商用的空气调节器那样的其他空调机。

如图1所示,空调机10具有室外机11、室内机12、制冷剂配管13以及控制装置14。室外机11例如配置在屋外。室内机12例如配置在屋内。

空调机10具备室外机11与室内机12通过制冷剂配管13连接的冷冻循环。制冷剂通过制冷剂配管13在室外机11与室内机12之间流动。此外,室外机11与室内机12例如通过电气布线相互电连接。

室外机11具有室外热交换器21、室外送风风扇22、压缩机23、储液器24、第1四通阀25、第2四通阀26、喷射器27、气液分离器28、第1膨胀阀31、第2膨胀阀32、第1阀门33、第2阀门34、单向阀35、中间热交换器37、蓄热材38以及多个温度传感器41、42、43、44、45、46。中间热交换器37是第3热交换器的一例。温度传感器41是第1传感器的一例。温度传感器42是第2传感器的一例。室内机12具有室内热交换器51、室内送风风扇52以及温度传感器53。

制冷剂配管13例如是由铜或者铝那样的金属制作的管。制冷剂配管13具有第1配管61、第2配管62、第3配管63以及第4配管64。

第1配管61将室外热交换器21与室内热交换器51连接。压缩机23、储液器24以及第1四通阀25设置于第1配管61。第2配管62将室内热交换器51与室外热交换器21连接。第2四通阀26、喷射器27、气液分离器28以及第2膨胀阀32设置于第2配管62。

第3配管63将第1配管61与第2配管62连接。第1阀门33、第2阀门34以及单向阀35设置于第3配管63。第4配管64的一方的端部64a与喷射器27连接。第4配管64的另一方的端部64b与气液分离器28连接。第1膨胀阀31设置于第4配管64。

在制热运转中,制冷剂从室外热交换器21朝向室内热交换器51流过第1配管61,并从室内热交换器51朝向室外热交换器21流过第2配管62。图1的箭头表示制热运转中的制冷剂的流动。

图2是概要地表示本实施方式的制冷运转时的空调机10的制冷剂系统图。如图2所示,在制冷运转中,制冷剂从室内热交换器51朝向室外热交换器21流过第1配管61,并从室外热交换器21朝向室内热交换器51流过第2配管62。图2的箭头表示制冷运转中的制冷剂的流动。

室外机11的室外热交换器21根据制冷剂流动的方向,作为蒸发器E进行制冷剂的吸热或者作为冷凝器C进行制冷剂的散热。蒸发器E是第1热交换器的一例。冷凝器C是第2热交换器的一例。本实施方式的室外机11具有小型的室外热交换器21。例如,室外热交换器21的容积小于室内热交换器51的容积。另外,室外热交换器21的容积并不限定于该例子。

室外送风风扇22生成通过室外热交换器21的气流,促进室外热交换器21中的制冷剂与空气的热交换。换言之,室外送风风扇22生成与室外热交换器21进行热交换的气流。

压缩机23具有吸入口23a以及排出口23b。压缩机23从吸入口23a吸入制冷剂,将压缩后的制冷剂从排出口23b排出。由此,压缩机23在冷冻循环中压缩制冷剂,并且产生制冷剂的循环。

储液器24与压缩机23的吸入口23a连接。储液器24将气体状的制冷剂与液状的制冷剂分离。由此,压缩机23能够从吸入口23a吸入通过了储液器24之后的气体状的制冷剂。储液器24通过与压缩机23一体地构成,由此能够成为压缩机23的吸入口。

第1四通阀25与室外热交换器21、室内热交换器51、压缩机23的排出口23b以及储液器24(压缩机23的吸入口23a)连接。第1四通阀25在制热运转时和制冷运转时切换与室外热交换器21、室内热交换器51、压缩机23的排出口23b以及储液器24分别连接的流路,变更制冷剂流动的方向。

室内机12的室内热交换器51根据制冷剂流动的方向,作为蒸发器E进行吸热或者作为冷凝器C进行散热。室内送风风扇52生成通过室内热交换器51的气流,促进室内热交换器51与空气的热交换。换言之,室内送风风扇52生成与室内热交换器51进行热交换的气流。

如图1所示,在制热运转中,第1四通阀25将室外热交换器21(蒸发器E)与储液器24连接。进而,在制热运转中,第1四通阀25将室内热交换器51(冷凝器C)与压缩机23的排出口23b连接。由此,由压缩机23压缩后的制冷剂流向冷凝器C,在蒸发器E中蒸发后的制冷剂流向储液器24。

如图2所示,在制冷运转中,第1四通阀25将室外热交换器21(冷凝器C)与压缩机23的排出口23b连接。进而,在制冷运转中,第1四通阀25将室内热交换器51(蒸发器E)与储液器24连接。由此,由压缩机23压缩后的制冷剂流向冷凝器C,在蒸发器E中蒸发后的制冷剂流向储液器24。

第2四通阀26将第2配管62分割为室外侧配管71、室内侧配管72以及中间配管73。换言之,第2配管62具有室外侧配管71、室内侧配管72以及中间配管73。另外,第2配管62也可以还具有其他部分。

室外侧配管71将室外热交换器21与第2四通阀26连接。室内侧配管72将第2四通阀26与室内热交换器51连接。喷射器27、气液分离器28以及第2膨胀阀32设置于中间配管73。中间配管73具有上游侧端部73a以及下游侧端部73b。上游侧端部73a以及下游侧端部73b与第2四通阀26连接。

如图1所示,在制热运转时,第2四通阀26将室外侧配管71与中间配管73的下游侧端部73b连接,并且将室内侧配管72与中间配管73的上游侧端部73a连接。因此,在室内热交换器51(冷凝器C)中冷凝后的制冷剂从室内侧配管72流向上游侧端部73a,并且从下游侧端部73b流向室外侧配管71。

如图2所示,在制冷运转时,第2四通阀26将室外侧配管71与上游侧端部73a连接,并且将室内侧配管72与下游侧端部73b连接。因此,在室外热交换器21(冷凝器C)中冷凝后的制冷剂从室外侧配管71流向上游侧端部73a,并且从下游侧端部73b流向室内侧配管72。

第2四通阀26无论在制热运转还是在制冷运转中,都将上游侧端部73a与冷凝器C连接,并且将下游侧端部73b与蒸发器E连接。因此,无论在制热运转还是在制冷运转中,中间配管73中的制冷剂都从上游侧端部73a流向下游侧端部73b。

图3是示意性地表示本实施方式的喷射器27的截面图。如图3所示,喷射器27具有简单的构造,因此容易保养以及向空调机10组装。另外,喷射器27的构造并不限定于图3的例子。喷射器27设置有第1流入口81、第2流入口82、流出口83、喷嘴部84、吸引部85、混合部86以及扩压部87。

如图1所示,第1流入口81经由中间配管73的上游侧端部73a与第2四通阀26连接。因此,第1流入口81经由第2配管62与冷凝器C连接。

第2流入口82与第4配管64的端部64a连接。第4配管64将气液分离器28与第2流入口82连接。流出口83经由中间配管73的下游侧端部73b与第2四通阀26连接。因此,流出口83经由第2配管62与蒸发器E连接。

喷射器27能够将供给到第1流入口81的制冷剂与供给到第2流入口82的制冷剂混合并且升压,并从流出口83释放。因此,喷射器27能够将制冷剂从流出口83通过第2配管62向蒸发器E供给。

如图3所示,喷嘴部84设置在第1流入口81与混合部86之间。喷嘴部84是具有朝向混合部86变尖细的部分的流路。喷嘴部84使流入第1流入口81的制冷剂减压膨胀而向混合部86喷出。由于喷嘴部84的出口附近的压力较低,因此与喷嘴部84连接的第1流入口81能够吸引制冷剂。

吸引部85设置在第2流入口82与混合部86之间。吸引部85是设置在喷嘴部84周围,且具有朝向混合部86变尖细的部分的大致圆筒状的流路。吸引部85使流入第2流入口82的制冷剂减压膨胀而向混合部86喷出。由于吸引部85的出口附近的压力较低,因此与吸引部85连接的第2流入口82能够吸引制冷剂。

混合部86设置在喷嘴部84及吸引部85与扩压部87之间。喷射器27在混合部86中将从吸引部85喷出的制冷剂与从喷嘴部84喷出的制冷剂进行混合。

扩压部87设置在混合部86与流出口83之间。扩压部87是具有朝向流出口83扩大的部分的流路。在混合部86混合后的制冷剂在扩压部87减速而升压,并从流出口83释放。

喷射器27具有电磁阀88。电磁阀88能够开闭第1流入口81。另外,在图3中,电磁阀88位于喷嘴部84的外部,但电磁阀88也可以设置在喷嘴部84的内部或者其他部分。电磁阀88通过控制开度来调节向第1流入口81供给的制冷剂的量。另外,喷射器27也可以具有能够调节向第2流入口82供给的制冷剂的量的电磁阀。

如图1所示,气液分离器28设置在第2四通阀26与第1流入口81之间。换言之,气液分离器28在冷凝器C与第1流入口81之间设置于第2配管62。

气液分离器28例如是表面张力式气液分离器。另外,气液分离器28也可以是其他气液分离器。气液分离器28设置有制冷剂入口28a、气体出口28b以及液体出口28c。

制冷剂入口28a经由中间配管73的上游侧端部73a与第2四通阀26连接。因此,制冷剂入口28a经由第2配管62与冷凝器C连接。由冷凝器C冷凝后的制冷剂从制冷剂入口28a流入气液分离器28。通过制冷剂入口28a的制冷剂也可以包含气体。

气液分离器28将从冷凝器C供给到制冷剂入口28a的制冷剂分离为液状的制冷剂和气液两相的制冷剂。气液两相的制冷剂是包含气体的制冷剂的一例。另外,气液分离器28也可以将制冷剂分离为液状的制冷剂和气体状的制冷剂。

气体出口28b通过中间配管73与喷射器27的第1流入口81连接。液体出口28c与第4配管64的端部64b连接。因此,液体出口28c经由第4配管64与第2流入口82连接。

气液分离器28将分离后的制冷剂分配到气体出口28b与液体出口28c。气液分离器28将气液两相的制冷剂从气体出口28b经由第2配管62向第1流入口81供给。气液分离器28将液状的制冷剂从液体出口28c分配到第4配管64。在第4配管64中,制冷剂从第4配管64的一方的端部64b(气液分离器28的液体出口28c)流向另一方的端部64a(喷射器27的第2流入口82)。

第1膨胀阀31以及第2膨胀阀32例如是电磁膨胀阀。另外,第1膨胀阀31以及第2膨胀阀32也可以是其他膨胀阀。此外,室外机11也可以省略第2膨胀阀32。

第1膨胀阀31通过控制开度来调节在第4配管64中从气液分离器28的液体出口28c流向喷射器27的第2流入口82的制冷剂的量。第2膨胀阀32位于第2四通阀26与气液分离器28之间。换言之,第2膨胀阀32在气液分离器28与冷凝器C之间设置于第2配管62。第2膨胀阀32通过控制开度来调节在第2配管62中从冷凝器C流向气液分离器28的制冷剂入口28a的制冷剂的量。

第3配管63具有主配管90、第1导入配管91以及第2导入配管92。另外,第3配管63也可以具有其他部分。单向阀35设置于主配管90。第1阀门33设置于第1导入配管91。第2阀门34设置于第2导入配管92。

主配管90在气液分离器28的制冷剂入口28a与第2膨胀阀32之间与中间配管73连接。换言之,第3配管63在冷凝器C与气液分离器28之间与第2配管62连接。

第1导入配管91在第1四通阀25与室内热交换器51之间与第1配管61连接。第2导入配管92在第1四通阀25与室外热交换器21之间与第1配管61连接。第1导入配管91以及第2导入配管92分别将第1配管61与主配管90连接。

第1阀门33以及第2阀门34例如是电磁阀。另外,第1阀门33以及第2阀门34也可以是其他阀门。第1阀门33在制热运转中打开,在制冷运转中关闭。第2阀门34在制热运转中关闭,在制冷运转中打开。

如图1所示,在制热运转中,从压缩机23的排出口23b排出的制冷剂通过第1配管61朝向室内热交换器51(冷凝器C)流动。流过第1配管61的制冷剂的一部分通过第1导入配管91以及主配管90向中间配管73供给。

如图2所示,在制冷运转中,从压缩机23的排出口23b排出的制冷剂通过第1配管61朝向室外热交换器21(冷凝器C)流动。流过第1配管61的制冷剂的一部分通过第2导入配管92以及主配管90向中间配管73供给。

第3配管63无论在制热运转还是在制冷运转中,都在冷凝器C与气液分离器28之间与第2配管62连接,并且在排出口23b与冷凝器C之间与第1配管61连接。因此,第3配管63绕过冷凝器C将第1配管61与第2配管62连接。

单向阀35使从压缩机23的排出口23b朝向中间配管73的制冷剂的流动在第3配管63中通过。另一方面,单向阀35截断从中间配管73朝向第1配管61的制冷剂的流动。

中间热交换器37在流过第3配管63的主配管90的制冷剂与流过第4配管64的制冷剂之间进行热交换。中间热交换器37是双层管式热交换器。例如,第4配管64位于主配管90的内侧,流过主配管90的制冷剂与流过第4配管64的制冷剂经由第4配管64进行热交换。即,本实施方式的中间热交换器37包括主配管90的一部分以及第4配管64的一部分。另外,中间热交换器37并不限定于该例子。例如,中间热交换器37也可以是板式热交换器那样的其他热交换器。

中间热交换器37位于第1膨胀阀31与喷射器27的第2流入口82之间。因此,第1膨胀阀31在气液分离器28的液体出口28c与中间热交换器37之间设置于第4配管64。

第4配管64具有入口部64c以及出口部64d。入口部64c位于中间热交换器37的一个端部37a。出口部64d位于中间热交换器37的另一个端部37b。

制冷剂从入口部64c向中间热交换器37所包括的第4配管64的一部分流入,并从出口部64d流出。因此,入口部64c位于比出口部64d靠上游侧的位置,且比出口部64d接近气液分离器28的液体出口28c。出口部64d位于比入口部64c靠下游侧的位置,且比入口部64c接近喷射器27的第2流入口82。

出口部64d处的第4配管64的内径大于入口部64c处的第4配管64的内径。进而,入口部64c与出口部64d之间的第4配管64的内径小于入口部64c处的第4配管64的内径、且小于出口部64d处的第4配管64的内径。另外,第4配管64的内径并不限定于该例子。

蓄热材38与中间热交换器37热连接。蓄热材38例如具有填充到块状的容器中的潜热蓄热材。潜热蓄热材例如为氯化钙。蓄热材38也可以具有其他潜热蓄热材。

温度传感器41在气液分离器28与中间热交换器37之间测定流过第4配管64的制冷剂的温度。在本实施方式中,温度传感器41设置在第1膨胀阀31与中间热交换器37之间。温度传感器42在中间热交换器37与第2流入口82之间测定流过第4配管64的制冷剂的温度。

温度传感器43在压缩机23的吸入口23a与蒸发器E之间测定流过第1配管61的制冷剂的温度。在本实施方式中,温度传感器43设置在储液器24与第1四通阀25之间。温度传感器44测定流过室外热交换器21的制冷剂的温度。例如,温度传感器44配置在能够取得流过室外热交换器21的制冷剂的饱和温度的位置。

温度传感器45在第2四通阀26与室内热交换器51之间测定流过第2配管62的制冷剂的温度。温度传感器46在气液分离器28与第2膨胀阀32之间测定流过第2配管62的制冷剂的温度。在本实施方式中,温度传感器46设置在第2配管62和第3配管63被连接的部分与第2膨胀阀32之间。

温度传感器47在第2四通阀26与室外热交换器21之间测定流过第2配管62的制冷剂的温度。温度传感器53测定流过室内热交换器51的制冷剂的温度。例如,温度传感器53配置在能够取得流过室内热交换器51的制冷剂的饱和温度的位置。

控制装置14例如具有室外控制装置14a以及室内控制装置14b。室外控制装置14a与室内控制装置14b彼此通过电气布线电连接。室外控制装置14a和室内控制装置14b中的至少一方例如是具有CPU(Central Processing Unit)或者微控制器那样的控制装置、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、以及闪存器那样的存储装置的计算机。另外,控制装置14并不限定于该例子。例如,控制装置14也可以仅具有室外控制装置14a和室内控制装置14b中的一方。

室外控制装置14a对室外机11的室外送风风扇22、压缩机23、第1四通阀25、第2四通阀26、第1膨胀阀31、第2膨胀阀32、第1阀门33、第2阀门34以及喷射器27的电磁阀88进行控制。室内控制装置14b对室内机12的室内送风风扇52进行控制。

通过控制装置14对室外机11以及室内机12进行控制,由此空调机10进行制冷运转、制热运转、除湿运转、除霜运转以及其他运转。室内控制装置14b例如可以从遥控器输入信号,也可以通过通信装置从智能手机那样的信息终端输入信号。

如图1所示,在制热运转中,从压缩机23的排出口23b排出的气体状的制冷剂通过第1配管61向室内热交换器51(冷凝器C)供给。由冷凝器C冷凝后的制冷剂由第2膨胀阀32减压,并流入气液分离器28的制冷剂入口28a。

气液两相的制冷剂从气液分离器28的气体出口28b向喷射器27的第1流入口81供给。液状的制冷剂从气液分离器28的液体出口28c流入第4配管64。在第4配管64中,液状的制冷剂由第1膨胀阀31减压。

另一方面,从压缩机23的排出口23b排出的高温高压的制冷剂的一部分从第1导入配管91流入第3配管63。中间热交换器37在流过第3配管63的高温的制冷剂与流过第4配管64的液状的制冷剂之间进行热交换。由此,中间热交换器37使流过第4配管64的液状的制冷剂局部地蒸发而成为气液两相的制冷剂。通过了中间热交换器37的气液两相的制冷剂从第4配管64流入喷射器27的第2流入口82。通过了第3配管63的制冷剂与由第2膨胀阀32减压后的制冷剂混合,流入气液分离器28的制冷剂入口28a。

喷射器27将供给到第1流入口81的气液两相的制冷剂与供给到第2流入口82的气液两相的制冷剂混合并且升压,并从流出口83向室外热交换器21(蒸发器E)供给。在蒸发器E中蒸发了的制冷剂通过储液器24流入压缩机23的吸入口23a。

在本实施方式中,室外热交换器21为小型。因此,空调机10中的制冷剂的总量较少,过冷却度容易变小。但是,本实施方式的空调机10具备喷射器27,由此即使过冷却度较小也能够得到较高的冷冻能力。

如图2所示,在制冷运转中,从压缩机23的排出口23b排出的气体状的制冷剂通过第1配管61向室外热交换器21(冷凝器C)供给。从冷凝器C到室内热交换器51(蒸发器E)的制冷剂的移动与制热运转中的制冷剂的移动实质上相同。此外,从压缩机23的排出口23b排出的高温高压的制冷剂的一部分从第2导入配管92流入第3配管63。从第3配管63到气液分离器28的制冷剂入口28a的制冷剂的移动与制热运转中的制冷剂的移动实质上相同。

喷射器27能够通过气液两相的制冷剂来进行动作。因此,即使小型的室外热交换器21(冷凝器C)未将制冷剂充分地液化,喷射器27也能够通过气液两相的制冷剂充分地动作,进而抑制空调机10中的冷冻循环的冷冻能力降低。

图4是功能性地表示本实施方式的空调机10的构成的框图。如图4所示,本实施方式的空调机10还具有室外风扇驱动电路101、室内风扇驱动电路102、逆变电路103以及多个阀驱动电路111~117。

室外风扇驱动电路101是室外送风风扇22的驱动电路。室内风扇驱动电路102是室内送风风扇52的驱动电路。逆变电路103对压缩机23进行逆变控制,变更压缩机23的运转频率。逆变电路103例如是PAM(pulse amplitude modulation)方式的逆变电路。另外,压缩机23也可以通过与逆变控制不同的方法进行控制。

阀驱动电路111是第1四通阀25的驱动电路。阀驱动电路112是第2四通阀26的驱动电路。阀驱动电路113是第1膨胀阀31的驱动电路。阀驱动电路114是第2膨胀阀32的驱动电路。

阀驱动电路115是喷射器27的电磁阀88的驱动电路。阀驱动电路116是第1阀门33的驱动电路。阀驱动电路117是第2阀门34的驱动电路。

控制装置14与多个温度传感器41~47及温度传感器53、室外风扇驱动电路101、室内风扇驱动电路102、逆变电路103以及多个阀驱动电路111~117连接。控制装置14具备温度取得部121、运转切换部122、室外风扇控制部123、室内风扇控制部124、压缩机控制部125以及阀控制部126。

温度取得部121从多个温度传感器41~47及温度传感器53取得制冷剂温度的测定结果。例如,温度取得部121根据温度传感器41~47及温度传感器53的输出信号来计算制冷剂的温度。

运转切换部122切换空调机10的制冷运转、制热运转、除湿运转以及除霜运转。另外,运转切换部122也可以将空调机10的运转切换成其他运转方式。

室外风扇控制部123对室外送风风扇22进行控制。例如,室外风扇控制部123通过对室外风扇驱动电路101进行控制来对室外送风风扇22的马达的转速进行控制。

室内风扇控制部124对室内送风风扇52进行控制。例如,室内风扇控制部124通过对室内风扇驱动电路102进行控制来对室内送风风扇52的马达的转速进行控制。

压缩机控制部125对压缩机23进行控制。例如,压缩机控制部125通过对逆变电路103进行控制,由此利用逆变控制对压缩机23的运转频率进行控制。

阀控制部126对第1四通阀25、第2四通阀26、第1膨胀阀31、第2膨胀阀32、第1阀门33、第2阀门34以及电磁阀88进行控制。阀控制部126通过对阀驱动电路111、112进行控制,由此驱动第1四通阀25以及第2四通阀26的致动器,使第1四通阀25以及第2四通阀26变更制冷剂流动的方向。

阀控制部126通过对阀驱动电路113~115进行控制来变更第1膨胀阀31、第2膨胀阀32以及电磁阀88的开度。并且,阀控制部126通过对阀驱动电路116、117进行控制来使第1阀门33以及第2阀门34开闭。

以下,对本实施方式的空调机10的制热运转控制以及制冷运转控制进行说明。另外,如上所述,空调机10并不限定于制热运转以及制冷运转,也能够进行除湿运转以及除霜运转那样的其他运转。此外,空调机10的制热运转控制以及制冷运转控制并不限定于以下说明的例子。

图5是表示本实施方式的空调机10的制热运转控制的一例的流程图。另外,例如,在空调机10的启动与制热运转的开始同时进行的情况下,室外送风风扇22、压缩机23以及室内送风风扇52停止。在该情况下,室外风扇控制部123、室内风扇控制部124以及压缩机控制部125在开始制热运转时,使室外送风风扇22、压缩机23以及室内送风风扇52启动。

如图5所示,当制热运转开始时,阀控制部126对阀驱动电路111、112进行控制,使第1四通阀25以及第2四通阀26将制冷剂流动的方向切换成制热运转的方向(S101)。由此,如图1所示,室内热交换器51与压缩机23的排出口23b连接,并且室外热交换器21与储液器24(压缩机23的吸入口23a)连接。进而,室外热交换器21与喷射器27的流出口83连接,并且室内热交换器51与第2膨胀阀32连接。

接着,如图5所示,阀控制部126对第1阀门33以及第2阀门34进行控制,打开第1阀门33,关闭第2阀门34(S102)。由此,第2阀门34截断第2导入配管92中的制冷剂的流动。另一方面,从压缩机23的排出口23b排出的制冷剂从第1导入配管91流入第3配管63。

接着,运转切换部122判定是否结束制热运转(S103)。例如,在从遥控器向室内控制装置14b输入了停止信号或者向其他运转的切换信号的情况下,运转切换部122判定为制热运转结束(S103:“是”),并结束制热运转。

另一方面,在制热运转未结束的情况下(S103:“否”),阀控制部126判定温度TN1、TN2是否为约3.5℃(S104)。例如,温度取得部121从温度传感器41取得第1膨胀阀31与中间热交换器37之间的制冷剂的温度TN1。进而,温度取得部121从温度传感器42取得中间热交换器37与喷射器27的第2流入口82之间的制冷剂的温度TN2。阀控制部126判定温度TN1、TN2是否分别处于3.5±0.5℃的范围内。另外,S104中的判定并不限定于该例子。

通过将温度TN1设定为约3.5℃,由此在第4配管64中向中间热交换器37流入的制冷剂的压力P1成为约0.9MPa。此外,通过将温度TN2设定为约3.5℃,由此从中间热交换器37向喷射器27的第2流入口82供给的制冷剂的压力P2也成为约0.9MPa。

在压力P1与压力P2接近0.9MPa、且压力P1与压力P2彼此大致相等或压力P2高于压力P1的情况下,喷射器27的能力变大。因此,通过将温度TN1、TN2设定为约3.5℃,能够提高室外热交换器21(蒸发器E)的冷冻能力。

在温度TN1、TN2不为约3.5℃的情况下(S104:“否”),阀控制部126对第1膨胀阀31进行控制,调整第1膨胀阀31的开度(S105)。阀控制部126调整第1膨胀阀31的开度,以使温度TN1、TN2成为约3.5℃。即,阀控制部126基于温度传感器41、42的测定结果(温度TN1、TN2)对第1膨胀阀31的开度进行控制。

在S104中温度TN1、TN2为约3.5℃的情况下(S104:“是”)或者在S105中第1膨胀阀31的开度被调整时,阀控制部126判定温度SU与温度TC1之差(过热度)是否为约1℃(S106)。

例如,温度取得部121从温度传感器43取得储液器24与室外热交换器21(蒸发器E)之间的制冷剂的温度SU。进而,温度取得部121从温度传感器44取得室外热交换器21中的制冷剂的温度TC1。阀控制部126判定过热度(SU-TC1)是否处于1±0.5℃的范围内。另外,S106中的判定并不限定于该例子。

在过热度(SU-TC1)不为约1℃的情况下(S106:“否”),阀控制部126对喷射器27的电磁阀88进行控制,调整电磁阀88的开度(S107)。阀控制部126对电磁阀88的开度进行调整,以使过热度(SU-TC1)成为约1℃。

在S106中过热度(SU-TC1)为约1℃的情况下(S106:“是”)或者在S107中电磁阀88的开度被调整时,阀控制部126判定温度TC3与温度TC4之差是否为约5℃(S108)。

例如,温度取得部121从温度传感器45取得室内热交换器51(冷凝器C)与第2膨胀阀32之间的制冷剂的温度TC3。进而,温度取得部121从温度传感器46取得第2膨胀阀32与气液分离器28之间的制冷剂的温度TC4。阀控制部126判定温度差(TC3-TC4)是否处于5±0.5℃的范围内。另外,S108中的判定并不限定于该例子。

在温度差(TC3-TC4)不为约5℃的情况下(S108:“否”),阀控制部126对第2膨胀阀32进行控制,调整第2膨胀阀32的开度(S109)。阀控制部126调整第2膨胀阀32的开度,以使温度差(TC3-TC4)成为约5℃。

例如,在高压的制冷剂流入气液分离器28的情况下,有时在气液分离器28中液状的制冷剂与气液两相的制冷剂无法被充分地分离。但是,通过将温度差(TC3-TC4)设定为约5℃,由此第2膨胀阀32使制冷剂的压力充分减少。因此,在气液分离器28中能够将液状的制冷剂与气液两相的制冷剂充分地分离。

在S108中温度差(TC3-TC4)为约5℃的情况下(S108:“是”)或者在S109中第2膨胀阀32的开度被调整时,返回S103,运转切换部122再次判定是否结束制热运转。反复进行S103~S109直到制热运转结束为止。

控制装置14并不限定于以上的控制,也可以进行其他控制。例如,室内风扇控制部124也可以对室内送风风扇52进行控制,以使从温度传感器53取得的室内热交换器51(冷凝器C)中的制冷剂的温度TE1与从温度传感器45取得的制冷剂的温度TC3之间的温度差(过冷却度)成为约2℃。

在以上的本实施方式的制热运转中,喷射器27使制冷剂升压。即,在本实施方式的空调机10中,不仅压缩机23使制冷剂升压,喷射器27也使制冷剂升压。因此,空调机10能够降低压缩机23用于使制冷剂升压至所希望的冷凝压力的作功量以及耗电。

进而,在本实施方式的制热运转中,从喷射器27的流出口83流出的制冷剂不经由膨胀阀、气液分离器而直接向室外热交换器21供给。由此,本实施方式的空调机10能够抑制由于膨胀阀、气液分离器而产生压力损失,能够使足够的制冷剂返回到压缩机23的吸入口23a。

在本实施方式中,通过将由喷射器27升压后的制冷剂向室外热交换器21供给,由此使室外热交换器21的冷冻能力提高。因此,作为蒸发器E的室外热交换器21为,即使制冷剂的温度比较高也能够使制冷剂与外部气体充分地进行热交换。

在室外热交换器21结霜的情况下,阀控制部126关闭第1膨胀阀31,使第2膨胀阀32以及电磁阀88的开度成为最大。由此,比较高温的制冷剂通过第2膨胀阀32、气液分离器28以及喷射器27而流入室外热交换器21。由此,高温的制冷剂能够使室外热交换器21表面的霜融化。

图6是表示本实施方式的空调机10的制冷运转控制的一例的流程图。另外,例如,在空调机10的启动与制冷运转的开始同时进行的情况下,室外风扇控制部123、室内风扇控制部124以及压缩机控制部125在制冷运转的开始时使室外送风风扇22、压缩机23以及室内送风风扇52启动。

如图6所示,当制冷运转开始时,阀控制部126对阀驱动电路111、112进行控制,使第1四通阀25以及第2四通阀26将制冷剂流动的方向切换成制冷运转的方向(S201)。由此,如图2所示,室外热交换器21与压缩机23的排出口23b连接,并且室内热交换器51与储液器24(压缩机23的吸入口23a)连接。进而,室内热交换器51与喷射器27的流出口83连接,并且室外热交换器21与第2膨胀阀32连接。

接着,如图6所示,阀控制部126对第1阀门33以及第2阀门34进行控制,关闭第1阀门33,打开第2阀门34(S202)。由此,第1阀门33截断第1导入配管91中的制冷剂的流动。另一方面,从压缩机23的排出口23b排出的制冷剂从第2导入配管92流入第3配管63。

接着,运转切换部122判定是否结束制冷运转(S203)。与S103同样,运转切换部122在判定为制冷运转结束的情况下(S203:“是”),结束制冷运转。

另一方面,在制冷运转未结束的情况下(S203:“否”),阀控制部126判定温度TN1、TN2是否为约3.5℃(S204)。在温度TN2不为约3.5℃的情况下(S204:“否”),阀控制部126对第1膨胀阀31进行控制,调整第1膨胀阀31的开度(S205)。S204、S205与S104、S105实质上相同。

在S204中温度TN1、TN2为约3.5℃的情况下(S204:“是”)或者在S205中第1膨胀阀31的开度被调整时,阀控制部126判定温度SU与温度TE1之差(过热度)是否为2℃以上(S206)。

例如,温度取得部121从温度传感器43取得温度SU。进而,温度取得部121从温度传感器53取得室内热交换器51中的制冷剂的温度TE1。阀控制部126判定过热度(SU-TE1)是否为2℃以上。另外,S206中的判定并不限定于该例子。

在过热度(SU-TE1)低于2℃的情况下(S206:“否”),阀控制部126对喷射器27的电磁阀88进行控制,调整电磁阀88的开度(S207)。阀控制部126调整电磁阀88的开度,以使过热度(SU-TE1)成为2℃以上。

在S206中过热度(SU-TE1)为2℃以上的情况下(S206:“是”)或者在S207中电磁阀88的开度被调整时,阀控制部126判定温度TC3与温度TC4之差是否为约5℃(S208)。在温度差(TC3-TC4)不为约5℃的情况下(S208:“否”),阀控制部126对第2膨胀阀32进行控制,调整第2膨胀阀32的开度(S209)。S208、S209与S108、S109实质上相同。

在S208中温度差(TC3-TC4)为约5℃的情况下(S208:“是”)或者在S209中第2膨胀阀32的开度被调整时,阀控制部126判定温度TC2与温度TC1之差(过冷却度)是否低于-5℃(S210)。

例如,温度取得部121从温度传感器44取得室外热交换器21中的制冷剂的温度TC1。进而,温度取得部121从温度传感器47取得室外热交换器21(冷凝器C)与第2膨胀阀32之间的制冷剂的温度TC2。阀控制部126判定过冷却度(TC2-TC1)是否低于-5℃。另外,S210中的判定并不限定于该例子。

在过冷却度(TC2-TC1)为-5℃以上的情况下(S210:“否”),室外风扇控制部123对室外送风风扇22进行控制,调整室外送风风扇22的转速(S211)。室外风扇控制部123调整室外送风风扇22的转速,以使过冷却度(TC2-TC1)低于-5℃。通过将过冷却度(TC2-TC1)设定得低于-5℃,由此能够抑制室内热交换器51(蒸发器E)的能力降低。

在S210中过冷却度(TC2-TC1)低于-5℃的情况下(S210:“是”)或者在S211中室外送风风扇22的转速被调整时,返回S203,运转切换部122再次判定是否结束制冷运转。反复进行S203~S211直到制冷运转结束为止。

图7是表示本实施方式的控制装置14的硬件构成的一例的框图。控制装置14例如通过图7所示那样的硬件构成的计算机140来实现。

计算机140例如具有CPU141、ROM142、RAM143、存储装置144以及接口(I/F)146。CPU141、ROM142、RAM143、存储装置144以及I/F146通过总线连接。

CPU141能够将存储装置144所存储的程序展开到RAM143中来执行,控制各部进行输入输出或者进行数据的加工。在ROM142中存储有将操作系统的启动用程序从存储装置144读出到RAM143中的启动程序。

存储装置144例如为闪存器。存储装置144存储有操作系统、应用程序以及数据。这些程序是可安装格式或者可执行格式的文件,记录在计算机能够读取的记录介质中进行分发。此外,程序也可以通过从服务器下载来进行分发。

I/F146例如是用于与温度传感器41~47、温度传感器53、室外风扇驱动电路101、室内风扇驱动电路102、逆变电路103以及阀驱动电路111~117连接的接口装置。

本实施方式的由计算机140执行的程序,以可安装格式或者可执行格式的文件的形式记录在CD-ROM、软盘(FD)、CDR、DVD等计算机能够读取的记录介质中来提供。

此外,也可以构成为,将本实施方式的由计算机140执行的程序保存在与因特网等网络连接的计算机上,并通过经由网络下载来提供。此外,也可以构成为,将本实施方式的由计算机140执行的程序经由因特网等网络来提供或者分发。此外,也可以构成为,将本实施方式的程序预先组装到ROM102等中来提供。

这样的用于使计算机140作为控制装置14发挥功能的程序,成为包括温度取得模块、运转切换模块、室外风扇控制模块、室内风扇控制模块、压缩机控制模块以及阀控制模块的模块构成。在计算机140中,作为实际的硬件,处理器(CPU141)从存储介质(存储装置144等)读出程序而执行,由此各模块被加载到主存储装置(RAM143)上。由此,处理器(CPU141)作为图4的温度取得部121、运转切换部122、室外风扇控制部123、室内风扇控制部124、压缩机控制部125以及阀控制部126发挥功能。另外,计算机140也可以通过硬件来实现温度取得部121、运转切换部122、室外风扇控制部123、室内风扇控制部124、压缩机控制部125以及阀控制部126的构成的一部分或者全部。

在以上说明的实施方式的空调机10中,设置于第2配管62的喷射器27设置有经由该第2配管62与蒸发器E连接的流出口83、经由第2配管62与冷凝器C连接的第1流入口81、以及第2流入口82。喷射器27将供给到第1流入口81的制冷剂与供给到第2流入口82的制冷剂混合并且升压,并从流出口83向蒸发器E供给。因此,空调机10能够提高相对于耗电量的冷冻能力,且提高冷冻循环的效率。气液分离器28在冷凝器C与第1流入口81之间设置于第2配管62。气液分离器28将从冷凝器C供给的制冷剂分离为液状的制冷剂与包含气体的制冷剂,并将包含气体的制冷剂经由第2配管62供给到第1流入口81。第3配管63在冷凝器C与气液分离器28之间与第2配管62连接,并且在排出口23b与冷凝器C之间与第1配管61连接。因此,由压缩机23压缩后的高温高压的制冷剂通过第3配管63向气液分离器28供给。第4配管64将气液分离器28与第2流入口82连接,并从气液分离器28分配液状的制冷剂。即,液状的制冷剂从气液分离器28朝向第2流入口82流过第4配管64。中间热交换器37在流过第3配管63的制冷剂与流过第4配管64的制冷剂之间进行热交换。由此,流过第4配管64的液状的制冷剂通过热交换而一部分或者全部被气化。换言之,流过第4配管64的液状的制冷剂通过热交换而至少局部地被气化。然后,向喷射器27的第1流入口81以及第2流入口82的双方供给包含气体的制冷剂,进而从喷射器27向蒸发器E供给包含气体的制冷剂。如此,由于向喷射器27供给包含气体的制冷剂,因此不需要通过冷凝器C使制冷剂充分地液化,能够使冷凝器C小型化。由此,能够减少空调机10中的制冷剂的量。

此外,例如,当在制冷运转中室温接近设定温度时,有时制冷运转会停止。当制冷运转停止时,有时制冷剂会从室外热交换器21侧向室内热交换器51侧移动。由此,室内热交换器51的温度有可能上升。在该情况下,成为空调机10的能量损失。尤其是,当断续地反复进行制冷运转的停止以及重新启动时,空调机10的能量损失变大。但是,本实施方式的空调机10通过减少制冷剂的量,能够抑制室内热交换器51对空气的过度冷却,进而即使室温接近设定温度也能够抑制制冷运转停止。此外,即使制冷运转停止,也能够降低制冷运转停止时的制冷剂的移动量,进而抑制在制冷运转停止时室内热交换器51的温度上升。因而,空调机10能够降低能量损失,提高节能性能。例如,空调机10能够改进CD值(coefficient ofdegradation)那样的指标。

第1膨胀阀31在气液分离器28与中间热交换器37之间设置于第4配管64。因此,第1膨胀阀31能够调整向第2流入口82供给的制冷剂的压力,以提高喷射器27的能力。此外,流过第4配管64的制冷剂在通过第1膨胀阀31减压之后,在中间热交换器37中与流过第3配管63的制冷剂进行热交换。由此,流过第4配管64的制冷剂容易通过中间热交换器37中的热交换而气化。

此外,通过使向第2流入口82供给的制冷剂(吸引流)减压以及加速,由此能够降低向第1流入口81供给的制冷剂(驱动流)与吸引流之间的速度差。由此,能够降低由于驱动流与吸引流之间的速度差而引起的损失,并且吸引流的动能也提高,因此喷射器27的能力提高。

温度传感器41在中间热交换器37与气液分离器28之间测定流过第4配管64的制冷剂的温度TN1。温度传感器42在中间热交换器37与第2流入口82之间测定流过第4配管64的制冷剂的温度TN2。控制装置14从温度传感器41以及温度传感器42取得测定结果,并基于该测定结果对第1膨胀阀31的开度进行控制。根据温度传感器41以及温度传感器42的测定结果即温度TN1、TN2,能够计算出中间热交换器37的入口与出口处的制冷剂的压力P1、P2。在从中间热交换器37向第2流入口82供给的制冷剂的压力P2处于规定范围内的情况下,喷射器27的能力提高。此外,当中间热交换器37的入口处的制冷剂的压力P1与出口处的制冷剂的压力P2大致相等或者更低时,喷射器27的能力提高。因而,控制装置14能够通过对第1膨胀阀31的开度进行控制,由此对中间热交换器37的入口与出口处的制冷剂的压力P1、P2进行控制,以提高喷射器27的能力。

第2膨胀阀32在气液分离器28与冷凝器C之间设置于第2配管62。当向气液分离器28供给的制冷剂的压力较高时,有时会妨碍气液分离器28中的制冷剂的分离。但是,在空调机10中,制冷剂在由第2膨胀阀32减压之后向气液分离器28供给。由此,空调机10能够抑制气液分离器28中的制冷剂分离的不良情况,能够调整向第3配管63以及第4配管64分配的制冷剂量。

蓄热材38与中间热交换器37热连接。由此,即使流过第3配管63的制冷剂的温度变化,中间热交换器37也能够通过流过第4配管64的制冷剂与蓄热材38之间的热交换来使流过第4配管64的制冷剂气化。此外,中间热交换器37能够提高流过第3配管63的制冷剂与流过第4配管64的制冷剂之间的热交换的效率。

第4配管64具有位于中间热交换器37的一个端部37a的入口部64c以及位于中间热交换器37的另一个端部37b的出口部64d。出口部64d比入口部64c接近第2流入口82。出口部64d处的内径大于入口部64c处的内径。由此,第4配管64能够抑制出口部64d处的制冷剂的压力损失。因而,空调机10能够抑制喷射器27的能力降低。

中间热交换器37是包括第3配管63的一部分以及第4配管64的一部分的双层管式热交换器。由此,空调机10能够降低中间热交换器37中的第3配管63以及第4配管64的长度,能够抑制中间热交换器37中的制冷剂的压力损失。

在以上的说明中,抑制例如被定义为防止现象、作用或影响的产生、或者降低现象、作用或影响的程度。此外,在以上的说明中,限制例如被定义为防止移动或旋转、或者在规定范围内允许移动或旋转并且防止超过该规定范围的移动或旋转。

对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中,并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。

相关技术
  • 一种组合式空调机组的风机段及空调机组
  • 多功能空调机、多功能空调机的控制系统及其控制方法
  • 空调机组的控制方法、空调交换机以及空调机组
  • 空调机管理装置、热源设备管理装置、空调机管理方法以及热源设备管理方法
  • 高效节能空调机组控制方法和控制装置、空调机组
  • 空调机组控制方法、空调机组、空调机组群及空调机组群控制方法
  • 空调机组控制方法、空调机组、空调机组群及空调机组群控制方法
技术分类

06120116491233