空气调节机的制作方法
空气调节机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热泵方式的空气调节机。
【背景技术】
[0002]住宅用的空气调节机大多为采用热泵方式、并且室外机和室内机分开的分离式空气调节机。用这种空气调节机进行制热运转时，室内侧热交换器成为高温、室外侧热交换器变成低温。其结果难以避免的是，作为室外侧热交换器会产生结霜的问题。因此，为解决制热运转时室外侧热交换器的结霜问题，探讨了各种对策。
[0003]专利文献I所述的空气调节机中，室外热交换器与减压装置的连接部、以及压缩机的喷出部由具有开关阀的制冷剂通道连接。当制热运转时的高压侧制冷剂通道的压力或室内热交换器的温度达到规定值以上时，开关阀打开。在开关阀成为打开状态的情况下，从压缩机喷出的高温高压的制冷剂的一部分，边在制冷剂通道中减压、边流入室外热交换器，与在室内热交换器中被液化并在减压装置中减压后成为低温低压的制冷剂汇合。这样，室外热交换器的制冷剂压力和温度比通常要高，向室外热交换器表面结霜的进展速度下降。
[0004]专利文献2所述的除霜装置如下进行除霜。即，除霜时将减压装置的阀开度设为全开或者大致全开，停止冷凝器、蒸发器的强制通风并使压缩机运转。
[0005]即使同样的分离式的空气调节机也还有下述类型。即，把室内机构成辐射面板，不使用风扇，而是利用热辐射进行室内的制冷运转或制热运转。专利文献3中记述了上述示例。
[0006]专利文献3记载的空气调节机具备设置在建筑的天花板上的辐射面板。制冷剂配管在辐射面板的内部呈蛇形弯曲状配置。制冷运转时依靠辐射面板吸热进行辐射式制冷。制热运转时通过辐射面板散热进行辐射式制热。辐射式制冷制热不需要室内风扇搅拌空气、没有噪音，可以进行安静舒适的制冷制热。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献1:日本专利公开公报特开平1-260266号
[0009]专利文献2:日本专利公开公报特开昭60-50352号
[0010]专利文献3:日本专利公开公报特开平10-205802号
【发明内容】
[0011 ] 制热运转中室外机的除霜工序可以说不可避免，而制热临时中断会给使用者带来很大的不便。鉴于上述问题，本发明的目的是尽量推迟实施除霜工序的时期。
[0012]本发明的空气调节机结构如下。即，空气调节机包括:室外侧热交换器；室内侧热交换器；配置在所述室外侧热交换器和所述室内侧热交换器之间的膨胀阀；压缩机，使制冷剂在包含所述室外侧热交换器、所述室内侧热交换器和所述膨胀阀的制冷循环中循环；切换阀，将所述压缩机的制冷剂循环在制冷时循环和制热时循环之间切换，所述制冷时循环的情况下，从所述压缩机喷出的制冷剂首先进入所述室外侧热交换器，所述制热时循环的情况下，从所述压缩机喷出的制冷剂首先进入所述室内侧热交换器；以及所述空气调节机的控制部。当制热运转时，所述控制部在所述室外侧热交换器的除霜工序前的阶段，能够执行减小所述膨胀阀的开度的第一预备除霜运转，或加大所述膨胀阀的开度的第二预备除霜运转。
[0013]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部在执行规定次数所述第一预备除霜运转或所述第二预备除霜运转后，执行所述室外侧热交换器的除霜工序。
[0014]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部在外部气温达到规定温度以上时执行所述第一预备除霜运转，在外部气温小于规定温度时执行所述第二预备除霜运转。
[0015]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部在所述除霜工序中将所述制热时循环切换为所述制冷时循环。
[0016]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部以针对所述室外侧热交换器的结霜判断为契机，执行所述第一预备除霜运转和所述第二预备除霜运转。
[0017]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部根据所述室外侧热交换器上附加设置的温度检测器的检测温度的变化，或所述室外侧热交换器上附加设置的室外侧送风机的电流变化，或测量通过所述室外侧热交换器的气流的风量的、风量计的测量结果，或者未执行所述第一预备除霜运转或所述第二预备除霜运转的时间的长度，来进行所述结霜判断。
[0018]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部在所述第一预备除霜运转或所述第二预备除霜运转执行中，使所述室外侧送风机的转数上升。
[0019]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部在所述第一预备除霜运转执行中使所述压缩机的转数下降，在所述第二预备除霜运转执行中使所述压缩机的转数上升。
[0020]在上述结构的空气调节机中，优选所述预备除霜运转的执行时间每次I分钟以下。
[0021]在上述结构的空气调节机中，优选所述室外侧热交换器由并流型热交换器构成。
[0022]按照本发明，通过在通常的除霜工序前的阶段进行预备除霜，可以推迟需要进行通常的除霜的时期。因此，直至进行通常的除霜工序，都可以长时间持续制热运转。
【附图说明】
[0023]图1是本发明第一实施方式的空气调节机的简要结构图，表示制冷运转时的状
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[0024]图2是本发明第一实施方式的空气调节机的简要结构图，表示制热运转时的状
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[0025]图3是并流型热交换器的简要结构图。
[0026]图4是沿图3的IV-1V线的剖视图。
[0027]图5是第一实施方式的空气调节机的控制框图。
[0028]图6是说明以往的除霜周期的曲线图。
[0029]图7是说明本发明的除霜周期的曲线图。
[0030]图8是说明预备除霜的流程图。
[0031]图9是关于未进行预备除霜和进行了预备除霜情况下的、制热能力的实验结果的表。
[0032]图10是图9的表中、平均制热能力的局部曲线图。
[0033]图11是图9的表中、制热时间的局部曲线图。
[0034]图12是调查膨胀阀开度变更时间给平均制热能力带来的影响的实验结果的曲线图。
[0035]图13是调查预备除霜的重复次数给平均制热能力带来的影响的实验结果的曲线图。
[0036]图14是调查室外侧送风机的转数给平均制热能力带来的影响的实验结果的曲线图。
[0037]图15是调查预备除霜带来的效果是否因热交换器的形式不同而不同的实验结果的表。
[0038]图16是将图15的表图表化的曲线图。
【具体实施方式】
[0039]根据图1至图14说明本发明实施方式的空气调节机I。作为热交换器，空气调节机I采用横流式的并流型热交换器。
[0040]横流式的并流型热交换器的基本结构如图3所示。图3中纸面上侧为热交换器的上侧，纸面下侧为热交换器的下侧。并流型热交换器50具有两条垂直方向总管51、52，以及其间配置的多个水平方向扁平管53。总管51、52在水平方向隔开间隔平行配置。扁平管53在垂直方向以规定间距配置。在实际向设备安装的阶段，热交换器50根据设计的要求被安装成各种角度。因此，本说明书中的“垂直方向” “水平方向”不应该解释得过于严格。而应当仅理解为方向的参考标准。
[0041]扁平管53是将金属挤压成形的细长的成形品。如图4所 示，扁平管53的内部形成制冷剂流通的制冷剂通道54。由于扁平管53将长边方向亦即挤压成形方向水平配置，因此制冷剂通道54的制冷剂流通方向也成为水平状态。多个断面形状和断面面积相等的制冷剂通道54在图4的左右方向上排列，因此扁平管53的垂直断面呈口琴状。各制冷剂通道54与总管51、52的内部连通。
[0042]扁平管53的扁平面上安装有散热片55。作为散热片55，这里采用波纹叶片，也可以是金属板叶片。上下并列的散热片55中，最上层的散热片和最下层的散热片的外侧配置有侧板56。
[0043]总管51、52、扁平管53、散热片55以及侧板56都由铝等导热性好的金属制成。扁平管53钎焊或焊接固定在总管51、52上，散热片55钎焊或焊接固定在扁平管53上，侧板56钎焊或焊接固定在散热片55上。
[0044]总管51的内部由一个隔开部Pl划分成两个区域S1、S2。隔开部Pl将多个扁平管53划分为多个扁平管组。区域SI中连接有由合计24条扁平管53中的、12条组成的扁平管组。区域S2中也连接12条扁平管53组成的扁平管组。另外，此处所示的扁平管53的数量仅为一例，并不限定于此。
[0045]总管52的内部由两个隔开部P2、P3划分为三个区域S3、S4、S5。隔开部P2、P3将多个扁平管53划分为多个扁平管组。区域S3中连接有由合计24条扁平管53中的、4条组成的扁平管组。区域S4中连接有15条扁平管53组成的扁平管组。区域S5中连接有5条扁平管53组成的扁平管组。
[0046]上述的扁平管53的总数、各总管内部的隔开部的数量及其所划分的区域的数量，以及由隔开部划分的、每个扁平管组的扁平管53的数量都只是例示，并非用于限定发明。
[0047]区域S3中连接有制冷剂出入管57。区域S5中连接有制冷剂出入管58。
[0048]热交换器50的功能如下。当热交换器50被作为冷凝器使用时，制冷剂通过制冷剂出入管57向区域S3供给。进入区域S3的制冷剂经过连接区域S3和区域SI的4条扁平管53流向区域SI。所述由4条扁平管53组成的扁平管组构成制冷剂通道A。制冷剂通道A由中空箭头表示。其他的制冷剂通道也由中空箭头表示。
[0049]进入区域SI的制冷剂在此折返，通过连接区域SI和区域S4的8条扁平管53流向区域S4。所述由8条扁平管53组成的扁平管组构成制冷剂通道B。
[0050]进入区域S4的制冷剂在此折返，通过连接区域S4和区域S2的7条扁平管53流向区域S2。所述由7条扁平管53组成的扁平管组构成制冷剂通道C。
[0051]进入区域S2的制冷剂在此折返，通过连接区域S2和区域S5的5条扁平管53流向区域S3。所述由5条扁平管53组成的扁平管组构成制冷剂通道D。进入区域S5的制冷剂从制冷剂出入管58流出。
[0052]当热交换器50作为蒸发器使用时，制冷剂通过制冷剂出入管58向区域S5供给。此后的制冷剂的流动，与热交换器50作为冷凝器使用时相反，流过制冷剂通道。即，制冷剂以制冷剂通道D —制冷剂通道C —制冷剂通道B —制冷剂通道A的路径进入区域SI，并从制冷剂出入管57流出。
[0053]图1表示了将上述热交换器50作为热泵循环的结构要素的、分离式空气调节机I的简要结构。空气调节机I由室外机10和室内机30构成。
[0054]在室外机10的、由钣金件和合成树脂制部件构成的箱体11的内部，收纳有压缩机12、切换阀13、室外侧热交换器14、膨胀阀15、室外侧送风机16等。切换阀13为四通阀。采用热交换器50作为室外侧热交换器14。采用开度能控制的膨胀阀15。在电动机上组合螺旋桨式风扇构成室外侧送风机。
[0055]室外机10经两条制冷剂配管17、18与室内机30连接。制冷剂配管17用于液体的制冷剂流通，采用比制冷剂配管18更细的配管。因此制冷剂配管17也称“液管”、“细管”等。制冷剂配管18用于气体的制冷剂流通，采用比制冷剂配管17粗的配管。因此制冷剂配管18也称“气管”、“粗管”等。制冷剂例如采用HFC系的R410A、R32等。
[0056]在室外机10的内部且与制冷剂配管17连接的制冷剂配管上设有二通阀19。与制冷剂配管18连接的制冷剂配管上设有三通阀20。在从室外机10取下制冷剂配管17、18时二通阀19和三通阀20被关闭，以防止制冷剂从室外机10漏到外部。当需要从室外机10或者从包含室内机30的整个制冷循环释放制冷剂时，通过三通阀20进行释放。
[0057]在室内机30的、由合成树脂制部件构成的箱体31的内部，收纳有室内侧热交换器32、室内侧送风机33等。室内侧热交换器32通过将三个热交换器32A、32B、32C以覆盖室内侧送风机33的、屋顶状的方式组合形成。热交换器32A、32B、32C的任意一个或全部可以由热交换器50构成。在电动机上组合横流风扇构成室内侧送风机33。
[0058]为进行空气调节机I的运转控制，必须了解各处的温度。为达到上述目的，室外机10和室内机30中配置有温度检测器。在室外机10中，室外侧热交换器14上设有温度检测器21。压缩机12的、成为喷出部的喷出管12a上设有温度检测器22。压缩机12的、成为吸入部的吸入管12b上设有温度检测器23。膨胀阀15与二通阀19之间的制冷剂配管上设有温度检测器24。箱体11内部的规定部位上设有外部气温测量用的温度检测器25。在室内机30中，室内侧热交换器32上设有温度检测器34。温度检测器21、22、23、24、25、34都由热敏电阻构成。
[0059]负责空气调节机I总体控制的是图5所示的控制部40。控制部40进行控制，使室内温度达到使用者设定的目标值。
[0060]控制部40对压缩机12、切换阀13、膨胀阀15、室外侧送风机16和室内侧送风机33发送动作指令。此外控制部40从温度检测器21?25和温度检测器34分别接收检测温度的输出信号。控制部40参照着来自温度检测器21?25和温度检测器34的输出信号，对压缩机12、室外侧送风机16和室内侧送风机33发送运转指令。控制部40对切换阀13和膨胀阀15发送状态切换的指令。
[0061]图1表示空气调节机I进行制冷运转或者除霜运转的状态。此时压缩机12以制冷时循环，即从压缩机12喷出的制冷剂首先进入室外侧热交换器14的循环模式使制冷剂循环。
[0062]从压缩机12喷出的高温高压的制冷剂进入室外侧热交换器14，在那里和室外空气进行热交换。制冷剂向室外空气散热并凝聚。凝聚后成为液态的制冷剂从室外侧热交换器14进入膨胀阀15，在那里减压。减压后的制冷剂被送往室内侧热交换器32，膨胀后成为低温低压，使室内侧热交换器32的表面温度下降。表面温度下降的室内侧热交换器32从室内空气吸热，这样室内被冷却。吸热后，低温的气体状的制冷剂返回压缩机12。由室外侧送风机16生成的气流促进从室外侧热交换器14的散热。由室内侧送风机33生成的气流促进室内侧热交换器32的吸热。
[0063]图2表示空气调节机I进行制热运转的状态。此时切换阀13被切换、制冷剂的流向与制冷运转时相反。压缩机12以制热时循环，即从压缩机12喷出的制冷剂首先进入室内侧热交换器32的循环模式、使制冷剂循环。
[0064]从压缩机12喷出的高温高压的制 冷剂进入室内侧热交换器32，在那里和室内空气进行热交换。制冷剂对室内空气散热，室内被加热。散热并凝聚后成为液态的制冷剂从室内侧热交换器32进入膨胀阀15，在那里减压。减压后的制冷剂被送往室外侧热交换器14，膨胀后成为低温低压，使室外侧热交换器14的表面温度下降。表面温度下降的室外侧热交换器14从室外空气吸热。吸热后，低温的气体状的制冷剂返回压缩机12。由室外侧送风机33生成的气流促进从室内侧热交换器33的散热。由室外侧送风机16生成的气流促进室外侧热交换器14的吸热。
[0065]制热运转时室外侧热交换器14进行吸热的情况下，室外的空气所含的水分结霜并附着在室外侧热交换器14上。由于霜使通过室外侧热交换器14的风量下降、热交换效率也下降，所以必须在除霜工序中将霜取去。本发明的特征是在除霜工序之前进行预备除霜。以下，参照图6至图14说明预备除霜。
[0066]在图6、7的曲线图中，纵轴表示制热能力，横轴表示时间。图6所示的以往的控制方式下，制热运转开始后制热能力上升，到某一时刻保持高的制热能力。可是在某一时刻因结霜使制热能力急剧下降，所以停止制热运转而进入除霜工序，在完成除霜工序后再开始制热运转。在除霜工序中进行反转除霜(通过将制冷剂的流动设为和制冷运转时相同，将室外机作为冷凝器侧的除霜)时，需要一定长度的除霜时间。因此，在此期间使用者必须忍耐室温的不断下降。
[0067]图7表示利用本发明的预备除霜方式的概念。在通常的正式的除霜工序(本说明书中以后称“通常除霜”)之前，通过重复预备除霜，来尽量延长至通常除霜的制热运转的期间。
[0068]通过控制部40进行预备除霜运转的控制如图8的流程图所示。制热运转开始后，步骤#101中控制部40判断是否满足通常除霜条件。判断为“否”时进入步骤#102，判断为“是”则进入步骤#109。
[0069]进入步骤#109后，控制部40执行通常除霜。这里制热时循环被切换为制冷时循环，通过使高温高压的制冷剂流入室外侧热交换器14，进行室外侧热交换器14的除霜。经过规定时间后通常除霜结束，制热运转恢复。流程返回步骤#101。
[0070]步骤#102中控制部40判断是否满足预备除霜条件。判断为“是”时进入步骤#103，判断为“否”则返回步骤#101。
[0071]步骤#102中控制部40判断在室外侧热交换器14的结霜是否发展到满足预备除霜的合格条件(本说明书中以下称“结霜判断”)。结霜判断是判断室外侧热交换器14结了薄霜，可以采用以下所述的各种判断基准进行判断。
[0072]结霜判断的第一判断基准是室外侧热交换器14上附加设置的、温度检测器21的检测温度的变化。当温度检测器21的检测温度达到规定值以下时，控制部40判断为“结雷”
不目 ο
[0073]结霜判断的第二判断基准是室外侧送风机16的电流变化。若室外侧热交换器14的结霜发展，则室外侧热交换器14的通气电阻增加，流过室外侧送风机16的电流发生变化。当室外侧送风机16的电流发生规定值以上变化时，控制部40判断为“结霜”。
[0074]结霜判断的第三判断基准是通过室外侧热交换器14的气流的风量。为此，在通过室外侧热交换器14的气流中配置风量计(未图示)。若室外侧热交换器14的结霜发展，则室外侧热交换器14的通气电阻增加，通过室外侧热交换器14的风量下降。当风量下降规定值以上时，控制部40判断为“结霜”。
[0075]结霜判断的第四判断基准是时间。当制热运转开始以后的规定时间未执行后述第一预备除霜运转或第二预备除霜运转时，或者上次第一预备除霜运转或第二预备除霜运转以后、规定时间未执行第一预备除霜运转或第二预备除霜运转时，控制部40判断为“结雷”
不目 ο
[0076]控制部40进行结霜判断后进入步骤#103。步骤#103中控制部40进行外部气温判断。即，判断外部气温是高于还是低于规定温度(例如+2°C)。随后进入步骤#104。从此开始预备除霜。
[0077]步骤#104中控制部40变更膨胀阀15的开度。在步骤#103测量的外部气温达到规定温度以上时，控制部40执行减小膨胀阀15的开度的第一预备除霜运转。如果在步骤#103测量的外部气温小于规定温度，则控制部40执行加大膨胀阀15的开度的第二预备除霜运转。
[0078]第一预备除霜运转利用减小膨胀阀15的开度使制冷剂不易流动，在所述状态下通过使室外侧热交换器14中流过规定温度以上的气流，使室外侧热交换器14上附着的霜融化。所述第一除霜运转适于外部气温高的情况。
[0079]当步骤#103中测量的外部气温小于规定温度时，控制部40执行加大膨胀阀15的开度的第二预备除霜运转。通过加大膨胀阀15的开度，通过室内侧热交换器32后的制冷剂大量流入室外侧热交换器14中，利用该制冷剂所携带的热量使室外侧热交换器14上附着的霜融化。所述第二除霜运转适于外部气温低的情况。
[0080]根据图9至图11说明第一预备除霜运转和第二预备除霜运转的效果。作为一例，图9表示采用平均制热能力约2400W的分离式空气调节机，在室外干球温度2°C、室外湿球温度1°C、室内干球温度20°C的条件下进行的实验结果。
[0081]在图9的表中，“通常除霜”是不进行预备除霜运转、仅进行通常除霜的制热运转模式。“膨胀阀全闭”是伴随第一预备除霜运转的制热运转模式，且膨胀阀的开度设置为“全闭”的制热运转模式。“膨胀阀全开”是伴随第二预备除霜运转的制热运转模式，且膨胀阀的开度设置为“全开”的制热运转模式。“平均制热能力”是指，用从制热运转开始至所述制热运转刚刚结束后执行的、通常除霜结束为止的时间(I周期)内的制热能力，除以所述I周期的时间得到的数值，单位kw或W。“制热运转时间”是所述I周期的时间。
[0082]图9的表综合了上述“通常除霜”、“膨胀阀全闭”、“膨胀阀全开”三套实验结果。这里进行了以时间作为判断基准的“结霜”判断。“通常除霜”的实验中平均制热运转能力2384，制热运转时间为32分35秒。“膨胀阀全闭”的实验中执行合计7次第一预备除霜运转，平均制热运转能力2497，制热运转时间为58分50秒。“膨胀阀全开”的实验中执行合计4次第二预备除霜运转，平均制热运转能力2528，制热运转时间为55分50秒。
[0083]将图9的表中平均制热能力的数据图表化为图10。同样将图9的表中制热运转时间的数据图表化为图11。
[0084]从图9?图11可知，通过设定为在执行规定次数第一预备除霜运转或第二预备除霜运转后执行通常除霜，平均制热运转能力提高，并且制热运转时间也延长。
[0085]优选减小或加大膨胀阀15的开度的膨胀阀变更时间为较短时间。如图12所示，膨胀阀开度减小的预备除霜运转中，膨胀阀变更时间只要50秒左右就能够带来平均制热能力提高的效果，而更长的时间对平均制热能力提高的效果很小。因此第一预备除霜运转的时间长度设到50秒左右。此外膨胀阀开度加大的预备除霜运转中，膨胀阀变更时间只要30秒左右就能够带来平均制热能力提高的效果，而更长的时间并没有平均制热能力提高的效果。因此第二预备除霜运转的时间长度设为30秒左右为好。考虑因结霜状态和热交换器的种类所存在的偏差，包含第一预备除霜运转和第二预备除霜运转的、预备除霜运 转的执行时间，优选每次I分钟以下。
[0086]不过多设置预备除霜运转的次数。如图13(阀全闭)所示，第一预备除霜运转的重复次数达到6次左右时平均制热能力就得到提高。因此，基本将上述次数设定为第一预备除霜运转的重复次数。第二预备除霜运转的重复次数也和第一预备除霜运转的重复次数同样设定。
[0087]返回图8的流程图继续说明。从步骤#104进入步骤#105。在步骤#105中控制部40改变室外侧送风机16的转数。
[0088]如图14的曲线图(阀全开)所示，通常室外侧送风机16的转数上升时平均制热能力提高。因此步骤#105中使室外侧送风机16的转数上升。仅在执行第一除霜运转或第二除霜运转中使室外侧送风机16的转数上升。
[0089]从步骤#105进入步骤#106。在步骤#106中控制部40改变压缩机12的转数。第一预备除霜运转中为减少制冷剂的流动，使压缩机12的转数下降。在第二预备除霜运转中，由于大量带有热量的制冷剂流向室外侧热交换器14，所以使压缩机12的转数上升。仅在执行第一除霜运转或第二除霜运转中改变压缩机12的转数。
[0090]在步骤#107中，控制部40调查是否经过了作为第一预备除霜运转而设定的时间或作为第二预备除霜运转而设定的时间。若已经经过作为第一预备除霜运转而设定的时间或作为第二预备除霜运转而设定的时间，则进入步骤#108。
[0091]在步骤#108中，控制部40使室外侧送风机16和压缩机12的转数复原。此外将膨胀阀15的开度返回原开度附近。之所以使其开度保持“原开度附近”，是因为在预备除霜前和预备除霜后、霜向室外侧热交换器14附着方式不同，所以膨胀阀15的最佳开度不同。因此，使膨胀阀15的开度返回，已达到预备除霜后的最佳开度。步骤#108之后返回步骤
#101o
[0092]通过预备除霜，可以使室外侧热交换器14长时间保持结霜少的热交换效率良好的状态，因而还带来节能的效果。
[0093]图15的表和图16的曲线图表示调查难结霜控制带来的效果是否因热交换器的形式不同而不同的实验结果，所述难结霜控制是在制热运转时，通过进行预备除霜使霜不易附着到室外侧热交换器上。在表和曲线图中，“F&T”表示翅片管式热交换器，“AL-PFC”表示全铝的横流式并流型热交换器。
[0094]实验结果表明，翅片管式热交换器即使进行难结霜控制，其平均制热能力也不太上升。而在全铝的横流式并流型热交换器中，利用难结霜控制、平均制热能力提高了 6%。由此可知，采用热交换效率高的并流型热交换器作为室外侧热交换器时，本发明的效果尤其显著。其理由如下。即，并流型热交换器利用其高效率散热片使散热片的表面温度接近制冷剂温度，能进一步降低温度。其结果，室外空气与室外侧热交换器的表面温度的温差变大，室外侧热交换器上容易结霜。另一方面，散热片效率高反过来又使霜在溶化时更加容易。此外，并流型热交换器由于散热片间空间狭窄、霜容易阻碍通风，所以比其他形式的热交换器更能得到难结霜控制带来的、抑制妨碍通风的效果。
[0095]作为本发明对象的空气调节机，不限于使用并流型热交换器和翅片管式热交换器作为热交换器的空气调节机。也适用于辐射式空气调节机的室外机除霜，所述辐射式空气调节机即室内机不依靠送风机而是通过自然对流使室内空气循环形式的空气调节机。
[0096]以上，说明了本发明的实施方式，但本发明的范围不限于上述实施方式。在不脱离本发明思想的范围内，可以实施各种变更。
[0097]工业实用性
[0098]本发明可以广泛应用于热泵方式的空气调节机。
[0099]附图标记的说明
[0100]I空气调节机
[0101]10室外机
[0102]11 箱体
[0103]12压缩机
[0104]13切换阀
[0105]14室外侧热交换器
[0106]15膨胀阀
[0107]16室外侧送风机
[0108]17、18制冷剂配管
[0109]21温度检测器
[0110]30室内机
[0111]31箱体
[0112]32室内侧热交换器
[0113]33室内侧送风机
[0114]40控制部
【主权项】
1.一种空气调节机，其特征在于包括: 室外侧热交换器； 室内侧热交换器； 配置在所述室外侧热交换器和所述室内侧热交换器之间的膨胀阀； 压缩机，使制冷剂在包含所述室外侧热交换器、所述室内侧热交换器和所述膨胀阀的制冷循环中循环； 切换阀，将所述压缩机的制冷剂循环在制冷时循环和制热时循环之间切换，所述制冷时循环的情况下，从所述压缩机喷出的制冷剂首先进入所述室外侧热交换器；所述制热时循环的情况下，从所述压缩机喷出的制冷剂首先进入所述室内侧热交换器；以及 所述空气调节机的控制部， 当制热运转时，所述控制部在所述室外侧热交换器的除霜工序前的阶段，能够执行减小所述膨胀阀的开度的第一预备除霜运转、或者加大所述膨胀阀的开度的第二预备除霜运转。2.根据权利要求1所述的空气调节机，其特征在于，所述控制部在执行规定次数所述第一预备除霜运转或所述第二预备除霜运转后，执行所述室外侧热交换器的除霜工序。3.根据权利要求1或2所述的空气调节机，其特征在于，所述控制部在外部气温达到规定温度以上时执行所述第一预备除霜运转，在外部气温小于规定温度时执行所述第二预备除霜运转。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的空气调节机，其特征在于，所述控制部在所述除霜工序中将所述制热时循环切换为所述制冷时循环。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的空气调节机，其特征在于，所述控制部以针对所述室外侧热交换器的结霜判断为契机，执行所述第一预备除霜运转和所述第二预备除霜运转。6.根据权利要求5所述的空气调节机，其特征在于，所述控制部根据所述室外侧热交换器上附加设置的温度检测器的检测温度的变化，或所述室外侧热交换器上附加设置的室外侧送风机的电流变化，或测量通过所述室外侧热交换器的气流的风量的、风量计的测量结果，或者未执行所述第一预备除霜运转或所述第二预备除霜运转的时间的长度，来进行所述结霜判断。
【专利摘要】本发明的空气调节机(1)包括：室外侧热交换器(14)；室内侧热交换器(32)；配置在室外侧热交换器和室内侧热交换器之间的膨胀阀(15)；使制冷剂在制冷循环中循环的压缩机(12)；切换阀(13)，将压缩机的制冷剂循环在制冷时循环和制热时循环之间切换，制冷时循环的情况下，从压缩机喷出的制冷剂首先进入室外侧热交换器，制热时循环的情况下，从压缩机喷出的制冷剂首先进入室内侧热交换器。当制热运转时，控制部(40)在室外侧热交换器的除霜工序前的阶段，能够执行减小膨胀阀的开度的第一预备除霜运转，或者加大膨胀阀的开度的第二预备除霜运转。
【IPC分类】F24F11/02, F25B47/02
【公开号】CN104903656
【申请号】CN201380069758
【发明人】上野円
【申请人】夏普株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】WO2014112322A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及热泵方式的空气调节机。
【背景技术】
[0002]住宅用的空气调节机大多为采用热泵方式、并且室外机和室内机分开的分离式空气调节机。用这种空气调节机进行制热运转时，室内侧热交换器成为高温、室外侧热交换器变成低温。其结果难以避免的是，作为室外侧热交换器会产生结霜的问题。因此，为解决制热运转时室外侧热交换器的结霜问题，探讨了各种对策。
[0003]专利文献I所述的空气调节机中，室外热交换器与减压装置的连接部、以及压缩机的喷出部由具有开关阀的制冷剂通道连接。当制热运转时的高压侧制冷剂通道的压力或室内热交换器的温度达到规定值以上时，开关阀打开。在开关阀成为打开状态的情况下，从压缩机喷出的高温高压的制冷剂的一部分，边在制冷剂通道中减压、边流入室外热交换器，与在室内热交换器中被液化并在减压装置中减压后成为低温低压的制冷剂汇合。这样，室外热交换器的制冷剂压力和温度比通常要高，向室外热交换器表面结霜的进展速度下降。
[0004]专利文献2所述的除霜装置如下进行除霜。即，除霜时将减压装置的阀开度设为全开或者大致全开，停止冷凝器、蒸发器的强制通风并使压缩机运转。
[0005]即使同样的分离式的空气调节机也还有下述类型。即，把室内机构成辐射面板，不使用风扇，而是利用热辐射进行室内的制冷运转或制热运转。专利文献3中记述了上述示例。
[0006]专利文献3记载的空气调节机具备设置在建筑的天花板上的辐射面板。制冷剂配管在辐射面板的内部呈蛇形弯曲状配置。制冷运转时依靠辐射面板吸热进行辐射式制冷。制热运转时通过辐射面板散热进行辐射式制热。辐射式制冷制热不需要室内风扇搅拌空气、没有噪音，可以进行安静舒适的制冷制热。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献1:日本专利公开公报特开平1-260266号
[0009]专利文献2:日本专利公开公报特开昭60-50352号
[0010]专利文献3:日本专利公开公报特开平10-205802号
【发明内容】
[0011 ] 制热运转中室外机的除霜工序可以说不可避免，而制热临时中断会给使用者带来很大的不便。鉴于上述问题，本发明的目的是尽量推迟实施除霜工序的时期。
[0012]本发明的空气调节机结构如下。即，空气调节机包括:室外侧热交换器；室内侧热交换器；配置在所述室外侧热交换器和所述室内侧热交换器之间的膨胀阀；压缩机，使制冷剂在包含所述室外侧热交换器、所述室内侧热交换器和所述膨胀阀的制冷循环中循环；切换阀，将所述压缩机的制冷剂循环在制冷时循环和制热时循环之间切换，所述制冷时循环的情况下，从所述压缩机喷出的制冷剂首先进入所述室外侧热交换器，所述制热时循环的情况下，从所述压缩机喷出的制冷剂首先进入所述室内侧热交换器；以及所述空气调节机的控制部。当制热运转时，所述控制部在所述室外侧热交换器的除霜工序前的阶段，能够执行减小所述膨胀阀的开度的第一预备除霜运转，或加大所述膨胀阀的开度的第二预备除霜运转。
[0013]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部在执行规定次数所述第一预备除霜运转或所述第二预备除霜运转后，执行所述室外侧热交换器的除霜工序。
[0014]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部在外部气温达到规定温度以上时执行所述第一预备除霜运转，在外部气温小于规定温度时执行所述第二预备除霜运转。
[0015]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部在所述除霜工序中将所述制热时循环切换为所述制冷时循环。
[0016]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部以针对所述室外侧热交换器的结霜判断为契机，执行所述第一预备除霜运转和所述第二预备除霜运转。
[0017]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部根据所述室外侧热交换器上附加设置的温度检测器的检测温度的变化，或所述室外侧热交换器上附加设置的室外侧送风机的电流变化，或测量通过所述室外侧热交换器的气流的风量的、风量计的测量结果，或者未执行所述第一预备除霜运转或所述第二预备除霜运转的时间的长度，来进行所述结霜判断。
[0018]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部在所述第一预备除霜运转或所述第二预备除霜运转执行中，使所述室外侧送风机的转数上升。
[0019]在上述结构的空气调节机中，优选所述控制部在所述第一预备除霜运转执行中使所述压缩机的转数下降，在所述第二预备除霜运转执行中使所述压缩机的转数上升。
[0020]在上述结构的空气调节机中，优选所述预备除霜运转的执行时间每次I分钟以下。
[0021]在上述结构的空气调节机中，优选所述室外侧热交换器由并流型热交换器构成。
[0022]按照本发明，通过在通常的除霜工序前的阶段进行预备除霜，可以推迟需要进行通常的除霜的时期。因此，直至进行通常的除霜工序，都可以长时间持续制热运转。
【附图说明】
[0023]图1是本发明第一实施方式的空气调节机的简要结构图，表示制冷运转时的状
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[0024]图2是本发明第一实施方式的空气调节机的简要结构图，表示制热运转时的状
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[0025]图3是并流型热交换器的简要结构图。
[0026]图4是沿图3的IV-1V线的剖视图。
[0027]图5是第一实施方式的空气调节机的控制框图。
[0028]图6是说明以往的除霜周期的曲线图。
[0029]图7是说明本发明的除霜周期的曲线图。
[0030]图8是说明预备除霜的流程图。
[0031]图9是关于未进行预备除霜和进行了预备除霜情况下的、制热能力的实验结果的表。
[0032]图10是图9的表中、平均制热能力的局部曲线图。
[0033]图11是图9的表中、制热时间的局部曲线图。
[0034]图12是调查膨胀阀开度变更时间给平均制热能力带来的影响的实验结果的曲线图。
[0035]图13是调查预备除霜的重复次数给平均制热能力带来的影响的实验结果的曲线图。
[0036]图14是调查室外侧送风机的转数给平均制热能力带来的影响的实验结果的曲线图。
[0037]图15是调查预备除霜带来的效果是否因热交换器的形式不同而不同的实验结果的表。
[0038]图16是将图15的表图表化的曲线图。
【具体实施方式】
[0039]根据图1至图14说明本发明实施方式的空气调节机I。作为热交换器，空气调节机I采用横流式的并流型热交换器。
[0040]横流式的并流型热交换器的基本结构如图3所示。图3中纸面上侧为热交换器的上侧，纸面下侧为热交换器的下侧。并流型热交换器50具有两条垂直方向总管51、52，以及其间配置的多个水平方向扁平管53。总管51、52在水平方向隔开间隔平行配置。扁平管53在垂直方向以规定间距配置。在实际向设备安装的阶段，热交换器50根据设计的要求被安装成各种角度。因此，本说明书中的“垂直方向” “水平方向”不应该解释得过于严格。而应当仅理解为方向的参考标准。
[0041]扁平管53是将金属挤压成形的细长的成形品。如图4所 示，扁平管53的内部形成制冷剂流通的制冷剂通道54。由于扁平管53将长边方向亦即挤压成形方向水平配置，因此制冷剂通道54的制冷剂流通方向也成为水平状态。多个断面形状和断面面积相等的制冷剂通道54在图4的左右方向上排列，因此扁平管53的垂直断面呈口琴状。各制冷剂通道54与总管51、52的内部连通。
[0042]扁平管53的扁平面上安装有散热片55。作为散热片55，这里采用波纹叶片，也可以是金属板叶片。上下并列的散热片55中，最上层的散热片和最下层的散热片的外侧配置有侧板56。
[0043]总管51、52、扁平管53、散热片55以及侧板56都由铝等导热性好的金属制成。扁平管53钎焊或焊接固定在总管51、52上，散热片55钎焊或焊接固定在扁平管53上，侧板56钎焊或焊接固定在散热片55上。
[0044]总管51的内部由一个隔开部Pl划分成两个区域S1、S2。隔开部Pl将多个扁平管53划分为多个扁平管组。区域SI中连接有由合计24条扁平管53中的、12条组成的扁平管组。区域S2中也连接12条扁平管53组成的扁平管组。另外，此处所示的扁平管53的数量仅为一例，并不限定于此。
[0045]总管52的内部由两个隔开部P2、P3划分为三个区域S3、S4、S5。隔开部P2、P3将多个扁平管53划分为多个扁平管组。区域S3中连接有由合计24条扁平管53中的、4条组成的扁平管组。区域S4中连接有15条扁平管53组成的扁平管组。区域S5中连接有5条扁平管53组成的扁平管组。
[0046]上述的扁平管53的总数、各总管内部的隔开部的数量及其所划分的区域的数量，以及由隔开部划分的、每个扁平管组的扁平管53的数量都只是例示，并非用于限定发明。
[0047]区域S3中连接有制冷剂出入管57。区域S5中连接有制冷剂出入管58。
[0048]热交换器50的功能如下。当热交换器50被作为冷凝器使用时，制冷剂通过制冷剂出入管57向区域S3供给。进入区域S3的制冷剂经过连接区域S3和区域SI的4条扁平管53流向区域SI。所述由4条扁平管53组成的扁平管组构成制冷剂通道A。制冷剂通道A由中空箭头表示。其他的制冷剂通道也由中空箭头表示。
[0049]进入区域SI的制冷剂在此折返，通过连接区域SI和区域S4的8条扁平管53流向区域S4。所述由8条扁平管53组成的扁平管组构成制冷剂通道B。
[0050]进入区域S4的制冷剂在此折返，通过连接区域S4和区域S2的7条扁平管53流向区域S2。所述由7条扁平管53组成的扁平管组构成制冷剂通道C。
[0051]进入区域S2的制冷剂在此折返，通过连接区域S2和区域S5的5条扁平管53流向区域S3。所述由5条扁平管53组成的扁平管组构成制冷剂通道D。进入区域S5的制冷剂从制冷剂出入管58流出。
[0052]当热交换器50作为蒸发器使用时，制冷剂通过制冷剂出入管58向区域S5供给。此后的制冷剂的流动，与热交换器50作为冷凝器使用时相反，流过制冷剂通道。即，制冷剂以制冷剂通道D —制冷剂通道C —制冷剂通道B —制冷剂通道A的路径进入区域SI，并从制冷剂出入管57流出。
[0053]图1表示了将上述热交换器50作为热泵循环的结构要素的、分离式空气调节机I的简要结构。空气调节机I由室外机10和室内机30构成。
[0054]在室外机10的、由钣金件和合成树脂制部件构成的箱体11的内部，收纳有压缩机12、切换阀13、室外侧热交换器14、膨胀阀15、室外侧送风机16等。切换阀13为四通阀。采用热交换器50作为室外侧热交换器14。采用开度能控制的膨胀阀15。在电动机上组合螺旋桨式风扇构成室外侧送风机。
[0055]室外机10经两条制冷剂配管17、18与室内机30连接。制冷剂配管17用于液体的制冷剂流通，采用比制冷剂配管18更细的配管。因此制冷剂配管17也称“液管”、“细管”等。制冷剂配管18用于气体的制冷剂流通，采用比制冷剂配管17粗的配管。因此制冷剂配管18也称“气管”、“粗管”等。制冷剂例如采用HFC系的R410A、R32等。
[0056]在室外机10的内部且与制冷剂配管17连接的制冷剂配管上设有二通阀19。与制冷剂配管18连接的制冷剂配管上设有三通阀20。在从室外机10取下制冷剂配管17、18时二通阀19和三通阀20被关闭，以防止制冷剂从室外机10漏到外部。当需要从室外机10或者从包含室内机30的整个制冷循环释放制冷剂时，通过三通阀20进行释放。
[0057]在室内机30的、由合成树脂制部件构成的箱体31的内部，收纳有室内侧热交换器32、室内侧送风机33等。室内侧热交换器32通过将三个热交换器32A、32B、32C以覆盖室内侧送风机33的、屋顶状的方式组合形成。热交换器32A、32B、32C的任意一个或全部可以由热交换器50构成。在电动机上组合横流风扇构成室内侧送风机33。
[0058]为进行空气调节机I的运转控制，必须了解各处的温度。为达到上述目的，室外机10和室内机30中配置有温度检测器。在室外机10中，室外侧热交换器14上设有温度检测器21。压缩机12的、成为喷出部的喷出管12a上设有温度检测器22。压缩机12的、成为吸入部的吸入管12b上设有温度检测器23。膨胀阀15与二通阀19之间的制冷剂配管上设有温度检测器24。箱体11内部的规定部位上设有外部气温测量用的温度检测器25。在室内机30中，室内侧热交换器32上设有温度检测器34。温度检测器21、22、23、24、25、34都由热敏电阻构成。
[0059]负责空气调节机I总体控制的是图5所示的控制部40。控制部40进行控制，使室内温度达到使用者设定的目标值。
[0060]控制部40对压缩机12、切换阀13、膨胀阀15、室外侧送风机16和室内侧送风机33发送动作指令。此外控制部40从温度检测器21?25和温度检测器34分别接收检测温度的输出信号。控制部40参照着来自温度检测器21?25和温度检测器34的输出信号，对压缩机12、室外侧送风机16和室内侧送风机33发送运转指令。控制部40对切换阀13和膨胀阀15发送状态切换的指令。
[0061]图1表示空气调节机I进行制冷运转或者除霜运转的状态。此时压缩机12以制冷时循环，即从压缩机12喷出的制冷剂首先进入室外侧热交换器14的循环模式使制冷剂循环。
[0062]从压缩机12喷出的高温高压的制冷剂进入室外侧热交换器14，在那里和室外空气进行热交换。制冷剂向室外空气散热并凝聚。凝聚后成为液态的制冷剂从室外侧热交换器14进入膨胀阀15，在那里减压。减压后的制冷剂被送往室内侧热交换器32，膨胀后成为低温低压，使室内侧热交换器32的表面温度下降。表面温度下降的室内侧热交换器32从室内空气吸热，这样室内被冷却。吸热后，低温的气体状的制冷剂返回压缩机12。由室外侧送风机16生成的气流促进从室外侧热交换器14的散热。由室内侧送风机33生成的气流促进室内侧热交换器32的吸热。
[0063]图2表示空气调节机I进行制热运转的状态。此时切换阀13被切换、制冷剂的流向与制冷运转时相反。压缩机12以制热时循环，即从压缩机12喷出的制冷剂首先进入室内侧热交换器32的循环模式、使制冷剂循环。
[0064]从压缩机12喷出的高温高压的制 冷剂进入室内侧热交换器32，在那里和室内空气进行热交换。制冷剂对室内空气散热，室内被加热。散热并凝聚后成为液态的制冷剂从室内侧热交换器32进入膨胀阀15，在那里减压。减压后的制冷剂被送往室外侧热交换器14，膨胀后成为低温低压，使室外侧热交换器14的表面温度下降。表面温度下降的室外侧热交换器14从室外空气吸热。吸热后，低温的气体状的制冷剂返回压缩机12。由室外侧送风机33生成的气流促进从室内侧热交换器33的散热。由室外侧送风机16生成的气流促进室外侧热交换器14的吸热。
[0065]制热运转时室外侧热交换器14进行吸热的情况下，室外的空气所含的水分结霜并附着在室外侧热交换器14上。由于霜使通过室外侧热交换器14的风量下降、热交换效率也下降，所以必须在除霜工序中将霜取去。本发明的特征是在除霜工序之前进行预备除霜。以下，参照图6至图14说明预备除霜。
[0066]在图6、7的曲线图中，纵轴表示制热能力，横轴表示时间。图6所示的以往的控制方式下，制热运转开始后制热能力上升，到某一时刻保持高的制热能力。可是在某一时刻因结霜使制热能力急剧下降，所以停止制热运转而进入除霜工序，在完成除霜工序后再开始制热运转。在除霜工序中进行反转除霜(通过将制冷剂的流动设为和制冷运转时相同，将室外机作为冷凝器侧的除霜)时，需要一定长度的除霜时间。因此，在此期间使用者必须忍耐室温的不断下降。
[0067]图7表示利用本发明的预备除霜方式的概念。在通常的正式的除霜工序(本说明书中以后称“通常除霜”)之前，通过重复预备除霜，来尽量延长至通常除霜的制热运转的期间。
[0068]通过控制部40进行预备除霜运转的控制如图8的流程图所示。制热运转开始后，步骤#101中控制部40判断是否满足通常除霜条件。判断为“否”时进入步骤#102，判断为“是”则进入步骤#109。
[0069]进入步骤#109后，控制部40执行通常除霜。这里制热时循环被切换为制冷时循环，通过使高温高压的制冷剂流入室外侧热交换器14，进行室外侧热交换器14的除霜。经过规定时间后通常除霜结束，制热运转恢复。流程返回步骤#101。
[0070]步骤#102中控制部40判断是否满足预备除霜条件。判断为“是”时进入步骤#103，判断为“否”则返回步骤#101。
[0071]步骤#102中控制部40判断在室外侧热交换器14的结霜是否发展到满足预备除霜的合格条件(本说明书中以下称“结霜判断”)。结霜判断是判断室外侧热交换器14结了薄霜，可以采用以下所述的各种判断基准进行判断。
[0072]结霜判断的第一判断基准是室外侧热交换器14上附加设置的、温度检测器21的检测温度的变化。当温度检测器21的检测温度达到规定值以下时，控制部40判断为“结雷”
不目 ο
[0073]结霜判断的第二判断基准是室外侧送风机16的电流变化。若室外侧热交换器14的结霜发展，则室外侧热交换器14的通气电阻增加，流过室外侧送风机16的电流发生变化。当室外侧送风机16的电流发生规定值以上变化时，控制部40判断为“结霜”。
[0074]结霜判断的第三判断基准是通过室外侧热交换器14的气流的风量。为此，在通过室外侧热交换器14的气流中配置风量计(未图示)。若室外侧热交换器14的结霜发展，则室外侧热交换器14的通气电阻增加，通过室外侧热交换器14的风量下降。当风量下降规定值以上时，控制部40判断为“结霜”。
[0075]结霜判断的第四判断基准是时间。当制热运转开始以后的规定时间未执行后述第一预备除霜运转或第二预备除霜运转时，或者上次第一预备除霜运转或第二预备除霜运转以后、规定时间未执行第一预备除霜运转或第二预备除霜运转时，控制部40判断为“结雷”
不目 ο
[0076]控制部40进行结霜判断后进入步骤#103。步骤#103中控制部40进行外部气温判断。即，判断外部气温是高于还是低于规定温度(例如+2°C)。随后进入步骤#104。从此开始预备除霜。
[0077]步骤#104中控制部40变更膨胀阀15的开度。在步骤#103测量的外部气温达到规定温度以上时，控制部40执行减小膨胀阀15的开度的第一预备除霜运转。如果在步骤#103测量的外部气温小于规定温度，则控制部40执行加大膨胀阀15的开度的第二预备除霜运转。
[0078]第一预备除霜运转利用减小膨胀阀15的开度使制冷剂不易流动，在所述状态下通过使室外侧热交换器14中流过规定温度以上的气流，使室外侧热交换器14上附着的霜融化。所述第一除霜运转适于外部气温高的情况。
[0079]当步骤#103中测量的外部气温小于规定温度时，控制部40执行加大膨胀阀15的开度的第二预备除霜运转。通过加大膨胀阀15的开度，通过室内侧热交换器32后的制冷剂大量流入室外侧热交换器14中，利用该制冷剂所携带的热量使室外侧热交换器14上附着的霜融化。所述第二除霜运转适于外部气温低的情况。
[0080]根据图9至图11说明第一预备除霜运转和第二预备除霜运转的效果。作为一例，图9表示采用平均制热能力约2400W的分离式空气调节机，在室外干球温度2°C、室外湿球温度1°C、室内干球温度20°C的条件下进行的实验结果。
[0081]在图9的表中，“通常除霜”是不进行预备除霜运转、仅进行通常除霜的制热运转模式。“膨胀阀全闭”是伴随第一预备除霜运转的制热运转模式，且膨胀阀的开度设置为“全闭”的制热运转模式。“膨胀阀全开”是伴随第二预备除霜运转的制热运转模式，且膨胀阀的开度设置为“全开”的制热运转模式。“平均制热能力”是指，用从制热运转开始至所述制热运转刚刚结束后执行的、通常除霜结束为止的时间(I周期)内的制热能力，除以所述I周期的时间得到的数值，单位kw或W。“制热运转时间”是所述I周期的时间。
[0082]图9的表综合了上述“通常除霜”、“膨胀阀全闭”、“膨胀阀全开”三套实验结果。这里进行了以时间作为判断基准的“结霜”判断。“通常除霜”的实验中平均制热运转能力2384，制热运转时间为32分35秒。“膨胀阀全闭”的实验中执行合计7次第一预备除霜运转，平均制热运转能力2497，制热运转时间为58分50秒。“膨胀阀全开”的实验中执行合计4次第二预备除霜运转，平均制热运转能力2528，制热运转时间为55分50秒。
[0083]将图9的表中平均制热能力的数据图表化为图10。同样将图9的表中制热运转时间的数据图表化为图11。
[0084]从图9?图11可知，通过设定为在执行规定次数第一预备除霜运转或第二预备除霜运转后执行通常除霜，平均制热运转能力提高，并且制热运转时间也延长。
[0085]优选减小或加大膨胀阀15的开度的膨胀阀变更时间为较短时间。如图12所示，膨胀阀开度减小的预备除霜运转中，膨胀阀变更时间只要50秒左右就能够带来平均制热能力提高的效果，而更长的时间对平均制热能力提高的效果很小。因此第一预备除霜运转的时间长度设到50秒左右。此外膨胀阀开度加大的预备除霜运转中，膨胀阀变更时间只要30秒左右就能够带来平均制热能力提高的效果，而更长的时间并没有平均制热能力提高的效果。因此第二预备除霜运转的时间长度设为30秒左右为好。考虑因结霜状态和热交换器的种类所存在的偏差，包含第一预备除霜运转和第二预备除霜运转的、预备除霜运 转的执行时间，优选每次I分钟以下。
[0086]不过多设置预备除霜运转的次数。如图13(阀全闭)所示，第一预备除霜运转的重复次数达到6次左右时平均制热能力就得到提高。因此，基本将上述次数设定为第一预备除霜运转的重复次数。第二预备除霜运转的重复次数也和第一预备除霜运转的重复次数同样设定。
[0087]返回图8的流程图继续说明。从步骤#104进入步骤#105。在步骤#105中控制部40改变室外侧送风机16的转数。
[0088]如图14的曲线图(阀全开)所示，通常室外侧送风机16的转数上升时平均制热能力提高。因此步骤#105中使室外侧送风机16的转数上升。仅在执行第一除霜运转或第二除霜运转中使室外侧送风机16的转数上升。
[0089]从步骤#105进入步骤#106。在步骤#106中控制部40改变压缩机12的转数。第一预备除霜运转中为减少制冷剂的流动，使压缩机12的转数下降。在第二预备除霜运转中，由于大量带有热量的制冷剂流向室外侧热交换器14，所以使压缩机12的转数上升。仅在执行第一除霜运转或第二除霜运转中改变压缩机12的转数。
[0090]在步骤#107中，控制部40调查是否经过了作为第一预备除霜运转而设定的时间或作为第二预备除霜运转而设定的时间。若已经经过作为第一预备除霜运转而设定的时间或作为第二预备除霜运转而设定的时间，则进入步骤#108。
[0091]在步骤#108中，控制部40使室外侧送风机16和压缩机12的转数复原。此外将膨胀阀15的开度返回原开度附近。之所以使其开度保持“原开度附近”，是因为在预备除霜前和预备除霜后、霜向室外侧热交换器14附着方式不同，所以膨胀阀15的最佳开度不同。因此，使膨胀阀15的开度返回，已达到预备除霜后的最佳开度。步骤#108之后返回步骤
#101o
[0092]通过预备除霜，可以使室外侧热交换器14长时间保持结霜少的热交换效率良好的状态，因而还带来节能的效果。
[0093]图15的表和图16的曲线图表示调查难结霜控制带来的效果是否因热交换器的形式不同而不同的实验结果，所述难结霜控制是在制热运转时，通过进行预备除霜使霜不易附着到室外侧热交换器上。在表和曲线图中，“F&T”表示翅片管式热交换器，“AL-PFC”表示全铝的横流式并流型热交换器。
[0094]实验结果表明，翅片管式热交换器即使进行难结霜控制，其平均制热能力也不太上升。而在全铝的横流式并流型热交换器中，利用难结霜控制、平均制热能力提高了 6%。由此可知，采用热交换效率高的并流型热交换器作为室外侧热交换器时，本发明的效果尤其显著。其理由如下。即，并流型热交换器利用其高效率散热片使散热片的表面温度接近制冷剂温度，能进一步降低温度。其结果，室外空气与室外侧热交换器的表面温度的温差变大，室外侧热交换器上容易结霜。另一方面，散热片效率高反过来又使霜在溶化时更加容易。此外，并流型热交换器由于散热片间空间狭窄、霜容易阻碍通风，所以比其他形式的热交换器更能得到难结霜控制带来的、抑制妨碍通风的效果。
[0095]作为本发明对象的空气调节机，不限于使用并流型热交换器和翅片管式热交换器作为热交换器的空气调节机。也适用于辐射式空气调节机的室外机除霜，所述辐射式空气调节机即室内机不依靠送风机而是通过自然对流使室内空气循环形式的空气调节机。
[0096]以上，说明了本发明的实施方式，但本发明的范围不限于上述实施方式。在不脱离本发明思想的范围内，可以实施各种变更。
[0097]工业实用性
[0098]本发明可以广泛应用于热泵方式的空气调节机。
[0099]附图标记的说明
[0100]I空气调节机
[0101]10室外机
[0102]11 箱体
[0103]12压缩机
[0104]13切换阀
[0105]14室外侧热交换器
[0106]15膨胀阀
[0107]16室外侧送风机
[0108]17、18制冷剂配管
[0109]21温度检测器
[0110]30室内机
[0111]31箱体
[0112]32室内侧热交换器
[0113]33室内侧送风机
[0114]40控制部
【主权项】
1.一种空气调节机，其特征在于包括: 室外侧热交换器； 室内侧热交换器； 配置在所述室外侧热交换器和所述室内侧热交换器之间的膨胀阀； 压缩机，使制冷剂在包含所述室外侧热交换器、所述室内侧热交换器和所述膨胀阀的制冷循环中循环； 切换阀，将所述压缩机的制冷剂循环在制冷时循环和制热时循环之间切换，所述制冷时循环的情况下，从所述压缩机喷出的制冷剂首先进入所述室外侧热交换器；所述制热时循环的情况下，从所述压缩机喷出的制冷剂首先进入所述室内侧热交换器；以及 所述空气调节机的控制部， 当制热运转时，所述控制部在所述室外侧热交换器的除霜工序前的阶段，能够执行减小所述膨胀阀的开度的第一预备除霜运转、或者加大所述膨胀阀的开度的第二预备除霜运转。2.根据权利要求1所述的空气调节机，其特征在于，所述控制部在执行规定次数所述第一预备除霜运转或所述第二预备除霜运转后，执行所述室外侧热交换器的除霜工序。3.根据权利要求1或2所述的空气调节机，其特征在于，所述控制部在外部气温达到规定温度以上时执行所述第一预备除霜运转，在外部气温小于规定温度时执行所述第二预备除霜运转。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的空气调节机，其特征在于，所述控制部在所述除霜工序中将所述制热时循环切换为所述制冷时循环。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的空气调节机，其特征在于，所述控制部以针对所述室外侧热交换器的结霜判断为契机，执行所述第一预备除霜运转和所述第二预备除霜运转。6.根据权利要求5所述的空气调节机，其特征在于，所述控制部根据所述室外侧热交换器上附加设置的温度检测器的检测温度的变化，或所述室外侧热交换器上附加设置的室外侧送风机的电流变化，或测量通过所述室外侧热交换器的气流的风量的、风量计的测量结果，或者未执行所述第一预备除霜运转或所述第二预备除霜运转的时间的长度，来进行所述结霜判断。
【专利摘要】本发明的空气调节机(1)包括：室外侧热交换器(14)；室内侧热交换器(32)；配置在室外侧热交换器和室内侧热交换器之间的膨胀阀(15)；使制冷剂在制冷循环中循环的压缩机(12)；切换阀(13)，将压缩机的制冷剂循环在制冷时循环和制热时循环之间切换，制冷时循环的情况下，从压缩机喷出的制冷剂首先进入室外侧热交换器，制热时循环的情况下，从压缩机喷出的制冷剂首先进入室内侧热交换器。当制热运转时，控制部(40)在室外侧热交换器的除霜工序前的阶段，能够执行减小膨胀阀的开度的第一预备除霜运转，或者加大膨胀阀的开度的第二预备除霜运转。
【IPC分类】F24F11/02, F25B47/02
【公开号】CN104903656
【申请号】CN201380069758
【发明人】上野円
【申请人】夏普株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】WO2014112322A1
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