空调装置 【技术领域】
本发明涉及一种空调装置。背景技术 关于能制热运转的空调装置, 曾提出了一种出于增大制热能力的目的而具有制冷 剂加热功能的空调装置。
例如, 在以下所示的专利文献 1( 日本专利特开 2000-97510 号公报 ) 所记载的空 调机中, 通过利用气体燃烧器对流入制冷剂加热器的制冷剂进行加热来增大制热能力。
在此, 在该专利文献 1( 日本专利特开 2000-97510 号公报 ) 所记载的空调机中, 提 出了以下技术 : 在制热运转时, 为防止因制冷剂的温度过度上升而频繁地进行保护动作, 根 据热敏电阻的检测值对气体燃烧器的燃烧量进行调节。
发明内容 发明所要解决的技术问题
在上述专利文献 1 所记载的技术中, 只是抑制保护动作的频度, 而未提出任何着 眼于启动时和启动后的负载的不同的控制。
例如, 在空调装置启动时, 周围的温度与设定温度之差较大, 因而希望迅速接近设 定温度, 另一方面, 在启动时与启动后的负载不同的情况下, 可能会产生大幅超过目标值的 过调节。
在制冷剂的加热方式为电磁感应加热方式的情况下, 由于加热速度较快, 因此上 述过调节特别容易成为问题。
本发明鉴于上述问题而作, 其技术问题在于提供一种能迅速确保启动时的能力并 能将启动后的过调节抑制得较小的空调装置。
解决技术问题所采用的技术方案
第一方面的空调装置利用制冷循环, 该制冷循环中对制冷剂配管和 / 或与在制冷 剂配管中流动的制冷剂热接触的构件进行感应加热, 并包括使制冷剂循环的压缩机构, 该 空调装置包括磁场产生部、 制冷剂状态量检测部及控制部。磁场产生部产生用于对感应加 热的加热对象部分进行感应加热的磁场。 制冷剂状态量检测部对与在制冷循环的至少一部 分即规定状态量检测部分中流动的制冷剂相关的状态量进行检测。 此处的状态量例如包括 温度和 / 或压力。控制部至少进行启动时磁场产生控制和启动后磁场产生控制。在启动时 磁场产生控制中, 当在制冷循环中进行制热运转的启动时, 控制部从压缩机构处于驱动状 态的时刻起开始进入使磁场产生部的输出成为规定最大输出的状态, 并在制冷剂状态量检 测部所检测出的状态量达到第一规定目标状态量的时刻结束使磁场产生部的输出成为规 定最大输出的状态。 在启动后磁场产生控制中, 在启动时磁场产生控制结束后, 控制部进行 将比规定最大输出低的第一磁场限制基准值作为磁场产生部的输出的上限施加限制的运 转。此处, 在 “在制冷循环执行制热运转时” 中例如不包括除霜运转等运转。另外, 作为此
处的电磁感应加热单元的加热, 例如至少包括对与制冷剂配管热接触的发热构件进行电磁 感应加热的情况、 对与制冷剂配管中流动的制冷剂热接触的发热构件进行电磁感应加热的 情况及对构成制冷剂配管的至少一部分的发热构件进行电磁感应加热的情况。
在该空调装置中, 通过进行使磁场产生部在启动时的输出处于最大的启动时磁场 产生控制, 能使从制热运转的启动开始至向用户提供温暖空气所需的时间缩短。在启动后 磁场产生控制中, 能将因过度提高磁场产生部的输出而引起的控制的过调节抑制得较小。 藉此, 能迅速开始朝用户供给温暖的空气并能将控制的过调节抑制得较小。
第二方面的空调装置是在第一方面的空调装置的基础上, 感应加热的加热对象部 分包含磁性体材料。
在该空调装置中, 磁场产生部将包含有磁性体材料的部分作为对象来产生磁场, 因此, 能有效地进行电磁感应的发热。
第三方面的空调装置是在第一方面或第二方面的空调装置的基础上, 规定状态量 检测部分是利用磁场产生部产生磁场的部分。
在该空调装置中, 由于能把握电磁感应加热的迅速的温度变化, 因此能提高控制 的响应性。
第四方面的空调装置是在第一方面至第三方面中任一方面的空调装置的基础上, 制冷剂状态量检测部所检测出的状态量是与在规定状态量检测部分中流动的制冷剂相关 的温度和 / 或压力。
在空调装置中, 能利用用于制冷循环的状态控制的各种传感器来进行此处的检 测。
第五方面的空调装置是在第一方面至第四方面中任一方面的空调装置的基础上, 制冷剂状态量检测部是对与在规定状态量检测部分中流动的制冷剂相关的温度进行检测 的温度检测部。控制部在启动后磁场产生控制中进行启动后磁场产生 PI 控制, 在该启动后 磁场产生 PI 控制中, 对磁场产生部所产生的输出值或输出频度进行 PI 控制, 以将温度检测 部所检测出的温度维持在目标维持温度。 此处的目标维持温度也可以是与第一规定目标温 度相同的温度。
在该空气调节装置中, 电磁感应加热的温度变化一般要比因流过规定状态量检测 部分的制冷剂的状态变化而引起的温度变化激烈。在此, 即便在这样通过电磁感应加热使 温度急剧变化的情况下, 通过对磁场产生部所产生的磁场的大小和 / 或使磁场产生部产生 磁场的频度进行 PI 控制, 也能将温度检测部所检测出的温度维持在第二规定目标温度。
第六方面的空调装置是在第一方面至第五方面中任一方面的空调装置的基础上, 制冷剂状态量检测部是对与在规定状态量检测部分中流动的制冷剂相关的温度进行检测 的温度检测部。控制部在满足磁场水平增加条件后执行启动时磁场产生控制。该磁场水平 增加条件是指当进行使磁场产生部所产生的磁场的水平在比规定最大输出低的范围内提 高或降低这样的磁场水平变化处理时温度检测部的检测温度有变化或温度检测部检测出 温度变化。
若即便在进行了电磁感应加热的情况下温度检测部也不能检测出温度变化, 则有 可能是温度检测部的安装状态不稳定或处于非接触状态。
对此, 在该空调装置中, 在这样的温度检测部的安装状态不稳定或处于非接触状态的情况下, 不会在未充分产生温度变化的情况下满足磁场水平增加条件。 因此, 控制部限 制磁场的产生以处于比规定最大输出低的水平, 不在较高的水平下产生磁场, 因此, 能提高 设备的可靠性。 在满足磁场水平增加条件的情况下, 通过磁场产生部产生磁场, 感应加热的 加热对象部分发热, 温度检测部的设置状态良好, 从而能把握准确地识别了感应加热的加 热对象部分的温度这一情况。藉此, 能抑制因电磁感应加热引起的异常的温度上升而损坏 设备的情况, 从而能提高设备的可靠性。
第七方面的空调装置是在第六方面的空调装置的基础上, 通过磁场水平变化处理 而被输出的最大的磁场水平的值比第一磁场限制基准值小。
在该空调装置中, 能在未确认温度检测部的安装状态处于良好状态的阶段防止利 用第一磁场限制基准值程度大小的磁场进行电磁感应加热。
第八方面的空调装置是在第一方面至第七方面中任一方面的空调装置的基础上, 制冷剂状态量检测部是对与在规定状态量检测部分中流动的制冷剂相关的温度进行检测 的温度检测部。控制部在满足流动条件后执行磁场水平增加条件的判定。流动条件是指在 使压缩机构成为第一压缩机构状态和输出水平比第一压缩机构状态的输出水平高的第二 压缩机构状态这两个压缩机构的输出不同的压缩机构状态时, 温度检测部的检测温度在第 一压缩机构状态下和第二压缩机构状态下有变化。 在第一压缩机构状态中包含有压缩机构 停止的状态。 在该空调装置中, 在未满足流动条件的情况下, 制冷剂流不足, 即便是以用于判定 磁场水平增加条件的水平进行磁场产生部的输出, 也可能会产生异常温度上升。 对此, 在该 空调装置中, 由于能在确保流过规定状态量检测部分的制冷剂流的情况下执行磁场水平增 加条件的判定, 因此能在维持设备的可靠性的状态下进行磁场水平增加条件的判断。
第九方面的空调装置是在第一方面至第八方面中任一方面的空调装置的基础上, 制冷剂状态量检测部是对与在规定状态量检测部分中流动的制冷剂相关的温度进行检测 的温度检测部。 在开始启动后磁场产生控制后使制冷循环执行与制热运转不同的除霜运转 时, 控制部进行除霜运转输出控制, 在该除霜运转输出控制中, 将磁场产生部的输出的上限 作为规定最大输出, 并根据温度检测部的检测温度来控制磁场产生部的输出。
在该空调装置中, 由于能与启动时磁场产生控制相同地提高磁场产生部的输出, 因此能加快除霜处理。
第十方面的空调装置是在第九方面的空调装置的基础上, 控制部在除霜运转输出 控制时进行除霜 PI 控制, 在该除霜 PI 控制中, 进行 PI 控制, 以将温度检测部所检测出的温 度维持在比第一规定目标温度低的第二规定目标温度。
在该空调装置中, 在除霜运转时, 与启动时磁场产生控制时相比不易产生温度的 异常上升, 因此, 通过将温度检测部的检测温度维持在第二规定目标温度并使其比启动时 磁场产生控制的第一规定目标温度低, 能降低除霜运转时的过调节。
第十一方面的空调装置是在第一方面至第十方面中任一方面的空调装置的基础 上, 制冷剂状态量检测部是对与在规定状态量检测部分中流动的制冷剂相关的温度进行检 测的温度检测部。空调装置还包括对温度检测部施加弹性力的弹性构件。温度检测部因弹 性构件的上述弹性力而与规定状态量检测部分按压接触。
在该空调装置中, 在进行电磁感应加热的情况下, 一般而言, 与因在制冷循环中制
冷剂的循环状况变化而引起的温度上升相比, 更容易产生剧烈的温度上升。
与此相对, 在该空调装置中, 由于被弹性构件维持在与规定状态量检测部分按压 接触的状态, 因此能使温度检测部的响应性变得更佳。藉此, 能进行使响应性提高的控制。
发明效果
在第一方面的空调装置中, 能迅速开始朝用户供给温暖的空气并能将控制的过调 节抑制得较小。
在第二方面的空调装置中, 能有效地进行电磁感应的发热。
在第三方面的空调装置中, 能提高控制的响应性。
在第四方面的空调装置中, 能利用用于制冷循环的状态控制的各种传感器来进行 此处的检测。
在第五方面的空调装置中, 能使温度检测部所检测出的温度稳定在第二规定目标 温度。
在第六方面的空调装置中, 能抑制因电磁感应加热引起的异常的温度上升而损坏 设备的情况, 从而能提高设备的可靠性。
在第七方面的空调装置中, 能在未确认温度检测部的安装状态处于良好状态的阶 段防止利用第一磁场限制基准值程度大小的磁场进行电磁感应加热。 在第八方面的空调装置中, 能在维持设备的可靠性的状态下进行磁场水平增加条 件的判断。
在第九方面的空调装置中, 能加快除霜处理。
在第十方面的空调装置中, 能降低除霜运转时的过调节。
在第十一方面的空调装置中, 能进行提高响应性的控制。
附图说明
图 1 是本发明一实施方式的空调装置的制冷剂回路图。 图 2 是包括室外机的正面侧的外观立体图。 图 3 是室外机的内部配置结构立体图。 图 4 是包括室外机的内部配置结构的背面侧的外观立体图。 图 5 是表示室外机的机械室的内部结构的整体前方立体图。 图 6 是表示室外机的机械室的内部结构的立体图。 图 7 是室外机的底板和室外热交换器的立体图。 图 8 是室外机的拆下了送风机构的状态的俯视图。 图 9 是表示室外机的底板与热气旁通回路的配置关系的俯视图。 图 10 是电磁感应加热单元的外观立体图。 图 11 是表示从电磁感应加热单元拆下了屏蔽盖后的状态的外观立体图。 图 12 是电磁感应热敏电阻的外观立体图。 图 13 是保险丝的外观立体图。 图 14 是表示电磁感应热敏电阻及保险丝的安装状态的示意剖视图。 图 15 是电磁感应加热单元的截面结构图。 图 16 是表示电磁感应加热控制的时间图的图。图 17 是表示流动条件判定处理的流程图的图。 图 18 是表示传感器未接触检测处理的流程图的图。 图 19 是表示急速高压化处理的流程图的图。 图 20 是表示稳定输出处理的流程图的图。 图 21 是表示除霜处理的流程图的图。 图 22 是表示另一实施方式 (A) 的电磁感应热敏电阻的安装位置的图。 图 23 是另一实施方式 (F) 的制冷剂配管的说明图。 图 24 是另一实施方式 (G) 的制冷剂配管的说明图。 图 25 是表示另一实施方式 (H) 的线圈与制冷剂配管的配置例的图。 图 26 是表示另一实施方式 (H) 的绕线管盖的配置例的图。 图 27 是表示另一实施方式 (H) 的铁氧体壳体的配置例的图。具体实施方式
以下, 参照附图并以本发明一实施方式的具有电磁感应加热单元 6 的空调装置 1 为例进行说明。 <1-1> 空调装置 1
在图 1 中, 示出了表示空调装置 1 的制冷剂回路 10 的制冷剂回路图。
在空调装置 1 中, 作为热源侧装置的室外机 2 与作为利用侧装置的室内机 4 由制 冷剂配管连接, 以进行配置有利用侧装置的空间的空气调节, 空调装置 1 包括 : 压缩机 21、 四通切换阀 22、 室外热交换器 23、 室外电动膨胀阀 24、 储罐 25、 室外风扇 26、 室内热交换器 41、 室内风扇 42、 热气旁通阀 27、 毛细管 28 及电磁感应加热单元 6 等。
压缩机 21、 四通切换阀 22、 室外热交换器 23、 室外电动膨胀阀 24、 储罐 25、 室外风 扇 26、 热气旁通阀 27、 毛细管 28 及电磁感应加热单元 6 收容于室外机 2 内。室内热交换器 41 及室内风扇 42 收容于室内机 4 内。
制冷剂回路 10 具有排出管 A、 室内侧气体管 B、 室内侧液体管 C、 室外侧液体管 D、 室外侧气体管 E、 储罐管 F、 吸入管 G、 热气旁通回路 H、 分支配管 K 及合流配管 J。室内侧气 体管 B 及室外侧气体管 E 中有大量的气体状态的制冷剂流过, 但并不将流过的制冷剂限定 于气体制冷剂。室内侧液体管 C 及室外侧液体管 D 中有大量的液体状态的制冷剂流过, 但 并不将流过的制冷剂限定于液体制冷剂。
排出管 A 将压缩机 21 与四通切换阀 22 连接。
室内侧气体管 B 将四通切换阀 22 与室内热交换器 41 连接。在该室内侧气体管 B 的中途设有压力传感器 29a, 该压力传感器 29a 对流过的制冷剂的压力进行检测。
室内侧液体管 C 将室内热交换器 41 与室外电动膨胀阀 24 连接。
室外侧液体管 D 将室外电动膨胀阀 24 与室外热交换器 23 连接。
室外侧气体管 E 将室外热交换器 23 与四通切换阀 22 连接。
储罐管 F 将四通切换阀 22 与储罐 25 连接, 在室外机 2 的设置状态下沿铅垂方向 延伸。在储罐管 F 的一部分上安装有电磁感应加热单元 6。储罐管 F 中的至少利用后述线 圈 68 将周围覆盖的发热部分由铜管 F1 及磁性体管 F2 构成, 其中, 上述铜管 F1 供制冷剂在 内侧流动, 上述磁性体管 F2 被设成将铜管 F1 的周围覆盖 ( 参照图 15)。该磁性体管 F2 由
SUS(Stainless Used Steel : 不锈钢 )430 构成。该 SUS430 是强磁性体材料, 当被置于磁场 中时, 会产生涡电流, 并因自己的电阻产生的焦耳热而发热。构成制冷剂回路 10 的配管中 的除了磁性体管 F2 以外的部分都由材质与铜管 F1 的材质相同的铜管构成。覆盖上述铜管 周围的管的材质并不限定于 SUS430, 例如, 能采用铁、 铜、 铝、 铬、 镍等导体及含有其中的至 少两种以上金属的合金等。另外, 作为磁性体材料, 例如能列举出铁素体类材料、 马氏体类 材料及这两种材料的组合, 但较为理想的是强磁性体、 电阻较高、 且居里温度比使用温度范 围高的材料。此处的储罐管 F 需要更多的电力, 但也可不包括磁性体及含有磁性体的材料, 还可含有成为感应加热对象的材质。磁性体材料例如既可构成储罐管 F 的全部, 也可仅形 成于储罐管 F 的内侧表面, 还可通过包含于构成储罐管 F 的材料中而存在。通过这样进行 电磁感应加热, 能利用电磁感应来加热储罐管 F, 从而能加热经由储罐 25 被吸入压缩机 21 的制冷剂。藉此, 能提高空调装置 1 的制热能力。另外, 例如在制热运转启动时, 即使在压 缩机 21 未充分变热的情况下, 也能通过电磁感应加热单元 6 的迅速加热来弥补启动时的能 力不足。此外, 在将四通切换阀 22 切换至制冷运转用的状态, 以进行将附着于室外热交换 器 23 等的霜去除的除霜运转的情况下, 通过使电磁感应加热单元 6 迅速地加热储罐管 F, 压 缩机 21 能以迅速被加热的制冷剂作为对象进行压缩。因此, 能迅速提高从压缩机 21 排出 的热气的温度。藉此, 能缩短利用除霜运转使霜解冻所需的时间。藉此, 即使在制热运转中 需要适时地进行除霜运转, 也能尽快回到制热运转, 从而能提高用户的舒适性。
吸入管 G 将储罐 25 与压缩机 21 的吸入侧连接。
热气旁通回路 H 将设于排出管 A 中途的分支点 A1 与设于室外侧液体管 D 中途的 分支点 D1 连接。在热气旁通回路 H 的中途配置有能切换允许制冷剂流过的状态和不允许 制冷剂流过的状态的热气旁通阀 27。热气旁通回路 H 在热气旁通阀 27 与分支点 D1 之间 设有毛细管 28, 该毛细管 28 使流过的制冷剂的压力降低。由于该毛细管 28 能使制冷剂的 压力接近制热运转时利用室外电动膨胀阀 24 使制冷剂压力降低后的压力, 因此, 能抑制因 热气经由热气旁通回路 H 朝室外侧液体管 D 供给而引起的室外侧液体管 D 的制冷剂压力上 升。
分支配管 K 构成室外热交换器 23 的一部分, 为了增大用于进行热交换的有效表面 积, 从室外热交换器 23 的气体侧出入口 23e 延伸的制冷剂配管是在后述分支合流点 23k 分 支成多根的配管。该分支配管 K 具有从分支合流点 23k 至合流分支点 23j 分别独立延伸的 第一分支配管 K1、 第二分支配管 K2 及第三分支配管 K3, 这些分支配管 K1、 K2、 K3 在合流分 支点 23j 合流。当从合流配管 J 侧观察时, 在合流分支点 23j 分支而延伸出分支配管 K。
合流配管 J 构成室外热交换器 23 的一部分, 其是从合流分支点 23j 延伸至室外热 交换器 23 的液体侧出入口 23d 的配管。合流配管 J 能在制冷运转时使从室外热交换器 23 流出的制冷剂的过冷度统一, 并能在制热运转时使结霜于室外热交换器 23 的下端附近的 冰解冻。合流配管 J 具有各分支配管 K1、 K2、 K3 的截面积的大致三倍的截面积, 流过的制冷 剂量是各分支配管 K1、 K2、 K3 的大致三倍。
四通切换阀 22 能切换制冷运转循环和制热运转循环。在图 1 中, 以实线表示进行 制热运转时的连接状态, 以虚线表示进行制冷运转时的连接状态。 在制热运转时, 室内热交 换器 41 作为制冷剂的冷却器起作用, 室外热交换器 23 作为制冷剂的加热器起作用。在制 冷运转时, 室外热交换器 23 作为制冷剂的冷却器起作用, 室内热交换器 41 作为制冷剂的加热器起作用。
室外热交换器 23 具有气体侧出入口 23e、 液体侧出入口 23d、 分支合流点 23k、 合流 分支点 23j、 分支配管 K、 合流配管 J 及热交换翅片 23z。气体侧出入口 23e 位于室外热交 换器 23 的室外侧气体管 E 侧的端部, 与室外侧气体管 E 连接。液体侧出入口 23d 位于室外 热交换器 23 的室外侧液体管 D 侧的端部, 与室外侧液体管 D 连接。分支合流点 23k 使从气 体侧出入口 23e 延伸的配管分支, 能根据流动的制冷剂的方向使制冷剂分支或合流。分支 配管 K 从分支合流点 23k 的各分支部分延伸出多根。合流分支点 23j 使分支配管 K 合流, 能根据流动的制冷剂的方向使制冷剂合流或分支。合流配管 J 从合流分支点 23j 延伸至液 体侧出入口 23d。热交换翅片 23z 是使板状的铝翅片在板厚方向上排列多个并以规定的间 隔配置而构成的。分支配管 K 及合流配管 J 均以热交换翅片 23z 作为共同的贯穿对象。具 体而言, 分支配管 K 及合流配管 J 在共同的热交换翅片 23z 的不同部分沿板厚方向贯穿地 配置。相对于该室外热交换器 23, 在室外风扇 26 的气流方向上风侧设有室外气温传感器 29b, 该室外气温传感器 29b 对室外的气温进行检测。另外, 室外热交换器 23 设有室外热交 换温度传感器 29c, 该室外热交换温度传感器 29c 对在分支配管空调装置中流动的制冷剂 的温度进行检测。 在室内机 4 内设有室内温度传感器 43, 该室内温度传感器 43 对室内温度进行检 测。 另外, 室内热交换器 41 设有室内热交换温度传感器 44, 该室内热交换温度传感器 44 对 连接有室外电动膨胀阀 24 的室内侧液体管 C 侧的制冷剂温度进行检测。
通过使对配置于室外机 2 内的设备进行控制的室外控制部 12 与对配置于室内机 4 内的设备进行控制的室内控制部 13 由通信线 11a 连接来构成控制部 11。该控制部 11 进 行以空调装置 1 作为对象的各种控制。
另外, 在室外控制部 12 上设有计时器 95, 该计时器 95 在进行各种控制时对经过时 间进行计数。
在控制部 11 上连接有用于接收来自用户的设定输入的控制器 90。
<1-2> 室外机 2
在图 2 中, 表示室外机 2 的正面侧的外观立体图。在图 3 中, 表示关于室外热交换 器 23 与室外风扇 26 的位置关系的立体图。在图 4 中, 表示室外热交换器 23 的背面侧的立 体图。
室外机 2 利用由顶板 2a、 底板 2b、 前板 2c、 左侧面板 2d、 右侧面板 2f 及背面板 2e 构成的大致长方体形状的室外机壳体来构成外表面。
室外机 2 通过隔板 2h 隔出 : 配置有室外热交换器 23 及室外风扇 26 等并在左侧面 板 2d 侧的送风机室 ; 以及配置有压缩机 21、 电磁感应加热单元 6 并在右侧面板 2f 侧的机 械室。另外, 室外机 2 具有室外机支承台 2g, 该室外机支承台 2g 通过与底板 2b 螺合而被固 定, 且在右侧和左侧构成室外机 2 的最下端部。电磁感应加热单元 6 配置于机械室中的左 侧面板 2d 及顶板 2a 的附近即上方的位置。在此, 上述室外热交换器 23 的热交换翅片 23z 使板厚方向朝向大致水平方向并在板厚方向上排列多个地配置。合流配管 J 通过在室外热 交换器 23 的热交换翅片 23z 中最下方的部分沿厚度方向贯穿热交换翅片 23z 来进行配置。 热气旁通回路 H 以沿着室外风扇 26 及室外热交换器 23 的下方的方式配置。
<1-3> 室外机 2 的内部结构
在图 5 中, 示出了表示室外机 2 的机械室的内部结构的整体前方立体图。在图 6 中, 示出了表示室外机 2 的机械室的内部结构的立体图。在图 7 中, 表示关于室外热交换器 23 与底板 2b 的配置关系的立体图。
室外机 2 的隔板 2h 从前方朝后方并从上端朝下端划分, 以将配置有室外热交换器 23 及室外风扇 26 等的送风机室与配置有电磁感应加热单元 6、 压缩机 21 及储罐 25 等的机 械室隔开。压缩机 21 及储罐 25 配置于室外机 2 的机械室的下方空间中。此外, 电磁感应 加热单元 6、 四通切换阀 22 及室外控制部 12 配置于室外机 2 的机械室的、 压缩机 21、 储罐 25 等上方的上方空间中。作为构成室外机 2 的功能要素的配置于机械室内的压缩机 21、 四 通切换阀 22、 室外热交换器 23、 室外电动膨胀阀 24、 储罐 25、 热气旁通阀 27、 毛细管 28 及电 磁感应加热单元 6 是通过排出管 A、 室内侧气体管 B、 室外侧液体管 D、 室外侧气体管 E、 储罐 管 F、 热气旁通回路 H 等而连接的, 以执行图 1 中所示的制冷剂回路 10 的制冷循环。在此, 如后所述, 热气旁通回路 H 是使第一旁通部分 H1 ~第九旁通部分 H9 这九个部分相连而构 成的, 当制冷剂在热气旁通回路 H 中流动时, 制冷剂从第一旁通部分 H1 按顺序朝第九旁通 部分 H9 的方向流动。
<1-4> 合流配管 J 及分支配管 K 如上所述, 图 7 所示的合流配管 J 的截面积具有与第一分支配管 K1、 第二分支配 管 K2 及第三分支配管 K3 各配管的截面积相当的面积, 因此, 能使室外热交换器 23 中的第 一分支配管 K1、 第二分支配管 K2 及第三分支配管 K3 的部分的热交换有效表面积比合流配 管 J 的热交换有效表面积大。另外, 与第一分支配管 K1、 第二分支配管 K2 及第三分支配管 K3 的部分比较, 在合流配管 J 的部分汇聚并集中地流过大量的制冷剂, 因此, 能更有效地抑 制室外热交换器 23 下方的冰的成长。在此, 如图 7 所示, 合流配管 J 是通过使第一合流配 管部分 J1、 第二合流配管部分 J2、 第三合流配管部分 J3 及第四合流配管部分 J4 彼此连接 而构成的。此外, 还被配置成 : 流过室外热交换器 23 中的分支配管 K 的制冷剂在合流分支 点 23j 合流, 并在将制冷剂回路 10 中的制冷剂流汇聚成一处的状态下在室外热交换器 23 的最下端部分往返一次。在此, 第一合流配管部分 J1 从合流分支点 23j 延伸至配置于室外 热交换器 23 的最边缘部的热交换翅片 23z。第二合流配管部分 J2 从第一合流配管部分 J1 的端部以贯穿多片热交换翅片 23z 的方式延伸。另外, 第四合流配管部分 J4 与第二合流配 管部分 J2 一样, 以贯穿多片热交换翅片 23z 的方式延伸。第三合流配管部分 J3 是在室外 热交换器 23 的端部将第二合流配管部分 J2 与第四合流配管部分 J4 连接的 U 字管。在制 冷运转时, 在制冷剂回路 10 内的制冷剂流中, 在分支配管 K 中被分成多条的制冷剂流被合 流配管 J 汇聚至一处, 因此, 即使例如在分支配管 K 中流动的制冷剂在即将到达合流分支点 23j 的部分处过冷度因在构成分支配管 K 的各个配管中流动的制冷剂不同而不同, 由于能 在合流配管 J 中使制冷剂流汇聚至一处, 因而也能使室外热交换器 23 出口的过冷度统一。 此外, 在制热运转时进行除霜运转的情况下, 打开热气旁通阀 27, 将从压缩机 21 排出的温 度较高的制冷剂先供给至设于室外热交换器 23 下端的合流配管 J, 而后再供给至室外热交 换器 23 的其它部分。因此, 能有效地使在室外热交换器 23 的下方附近结霜的冰解冻。
<1-5> 热气旁通回路 H
在图 8 中, 表示室外机 2 的拆下了送风机构的状态的俯视图。在图 9 中, 以俯视图 表示室外机 2 的底板与热气旁通回路 H 的配置关系。
如图 8 及图 9 所示, 热气旁通回路 H 具有第一旁通部分 H1 ~第八旁通部分 H8 及 未图示的第九旁通部分 H9。在此, 热气旁通回路 H 在分支点 A1 从排出管 A 分支并延伸至热 气旁通阀 27, 从该热气旁通阀 27 进一步延伸的部分是第一旁通部分 H1。第二旁通部分 H2 从第一旁通部分 H1 的端部在背面侧附近延伸至送风机室侧。第三旁通部分 H3 从第二旁通 部分 H2 的端部朝正面侧延伸。第四旁通部分 H4 从第三旁通部分 H3 的端部朝与机械室侧 相反一侧的左侧延伸。第五旁通部分 H5 从第四旁通部分 H4 的端部朝背面侧延伸至能与室 外机壳体的背面面板 2e 之间确保间隔的部分。第六旁通部分 H6 从第五旁通部分 H5 的端 部朝机械室侧即右侧且朝背面侧延伸。第七旁通部分 H7 从第六旁通部分 H6 的端部朝机械 室侧即右侧在送风机室内延伸。第八旁通部分 H8 从第七旁通部分 H7 的端部在机械室内延 伸。第九旁通部分 H9 从第八旁通部分 H8 的端部延伸至毛细管 28。如上所述, 该热气旁通 回路 H 在打开热气旁通阀 27 的状态下使制冷剂从第一旁通部分 H1 按顺序朝第九旁通部分 H9 流动。因此, 在从压缩机 21 延伸出的排出管 A 的分支点 A1 分支的制冷剂先于在第九旁 通部分 H9 中流动的制冷剂流过第一旁通部分 H1 侧。所以, 当从整体上观察在热气旁通回 路 H 中流动的制冷剂时, 是流过第四旁通部分 H4 后的制冷剂朝第五~第八旁通部分 H8 流 动, 因此, 在第四旁通部分 H4 中流动的制冷剂的温度容易变成比在第五~第八旁通部分 H8 中流动的制冷剂的温度更高的温度。 这样, 热气旁通回路 H 被配置成穿过室外机壳体的底板 2b 中室外风扇 26 下方及 室外热交换器 23 下方的部分附近。因此, 能在不利用加热器等其它热源的情况下, 利用从 压缩机 21 的排出管 A 分支供给的高温制冷剂来对热气旁通回路 H 所穿过的部分附近进行 加热。所以, 即使底板 2b 的上侧有时会因雨水或在室外热交换器 23 中产生的排泄水而濡 湿, 也能抑制冰在底板 2b 中的室外风扇 26 的下方及室外热交换器 23 的下方成长。藉此, 能避免室外风扇 26 的驱动被冰阻碍的状况、 室外热交换器 23 的表面被冰覆盖而使热交换 效率降低的状况。此外, 热气旁通回路 H 配置成 : 在排出管 A 的分支点 A1 分支后, 在穿过室 外热交换器 23 的下方前穿过室外风扇 26 的下方。因此, 能更优先地防止室外风扇 26 下方 的冰成长。
<1-6> 电磁感应加热单元 6
在图 10 中, 表示安装于储罐管 F 的电磁感应加热单元 6 的示意立体图。在图 11 中, 表示从电磁感应加热单元 6 拆下屏蔽盖 75 后的状态的外观立体图。在图 12 中, 表示安 装于储罐管 F 的电磁感应加热单元 6 的剖视图。
电磁感应加热单元 6 被配置成将储罐管 F 中的发热部分即磁性体管 F2 从径向外 侧覆盖, 通过电磁感应加热使磁性体管 F2 发热。该储罐管 F 的发热部分成为具有内侧的铜 管 F1 和外侧的磁性体管 F2 的双重管结构。
电磁感应加热单元 6 包括第一六角螺母 61、 第二六角螺母 66、 第一绕线管盖 63、 第二绕线管盖 64、 绕线管主体 65、 第一铁氧体壳体 71、 第二铁氧体壳体 72、 第三铁氧体壳体 73、 第四铁氧体壳体 74、 第一铁氧体 98、 第二铁氧体 99、 线圈 68、 屏蔽盖 75、 电磁感应热敏电 阻 14 及保险丝 15 等。
第一六角螺母 61 及第二六角螺母 66 是树脂制的, 使用未图示的 C 型环, 使电磁感 应加热单元 6 与储罐管 F 之间的固定状态稳定。第一绕线管盖 63 及第二绕线管盖 64 是树 脂制的, 分别在上端位置及下端位置从径向外侧将储罐管 F 覆盖。该第一绕线管盖 63 及第
二绕线管盖 64 具有用于通过螺钉 69 使后述第一铁氧体壳体 71 ~第四铁氧体壳体 74 螺合 的四个螺钉 69 用的螺合孔。 此外, 第二绕线管盖 64 具有电磁感应热敏电阻插入开口 64f, 该 电磁感应热敏电阻插入开口 64f 用于插入图 12 所示的电磁感应热敏电阻 14 并将其安装于 磁性体管 F2 的外表面。另外, 第二绕线管盖 64 具有保险丝插入开口 64e, 该保险丝插入开 口 64e 用于插入图 13 所示的保险丝 15 并将其安装于磁性体管 F2 的外表面 ( 参照图 14)。 如图 12 所示, 电磁感应热敏电阻 14 具有电磁感应热敏电阻检测部 14a、 外侧突起 14b、 侧面 突起 14c 及将电磁感应热敏电阻检测部 14a 的检测结果作为信号而传递至控制部 11 的电 磁感应热敏电阻配线 14d。电磁感应热敏电阻检测部 14a 具有沿着储罐管 F 的外表面的弯 曲形状那样的形状, 具有实质的接触面积。 如图 13 所示, 保险丝 15 具有保险丝检测部 15a、 非对称形状 15b 及将保险丝检测部 15a 的检测结果作为信号而传递至控制部 11 的保险丝 配线 15d。从保险丝 15 接收到表示检测出超过规定限制温度的温度这一信息的控制部 11 进行使朝线圈 68 的电力供给停止的控制, 以避免设备的热损伤。绕线管主体 65 是树脂制 的, 卷绕有线圈 68。线圈 68 在绕线管主体 65 的外侧以储罐管 F 的延伸方向作为轴向被卷 绕成螺旋状。线圈 68 与未图示的控制用印刷基板连接, 接受高频电流的供给。控制用印刷 基板的输出被控制部 11 控制。如图 14 所示, 在绕线管主体 65 与第二绕线管盖 64 卡合的 状态下安装着电磁感应热敏电阻 14 及保险丝 15。在此, 在电磁感应热敏电阻 14 的安装状 态下, 通过被板簧 16 朝磁性体管 F2 的径向内侧按压, 以维持该电磁感应热敏电阻 14 与磁 性体管 F2 的外表面之间的良好的按压接触状态。另外, 保险丝 15 的安装状态也相同, 通过 被板簧 17 朝磁性体管 F2 的径向内侧按压, 以维持该保险丝 15 与磁性体管 F2 的外表面之 间的良好的按压接触状态。这样, 由于将电磁感应热敏电阻 14 及保险丝 15 与储罐管 F 的 外表面之间的紧贴性保持得良好, 因此能提高响应性, 并能迅速地检测出因电磁感应加热 而引起的急剧的温度变化。第一铁氧体壳体 71 从储罐管 F 的延伸方向将第一绕线管盖 63 和第二绕线管盖 64 夹住, 并被螺钉 69 螺合固定。第一铁氧体壳体 71 ~第四铁氧体壳体 74 收容由导磁率较高的材料即铁氧体构成的第一铁氧体 98 及第二铁氧体 99。 如图 15 的储罐 管 F 和电磁感应加热单元 6 的剖视图所示, 第一铁氧体 98 及第二铁氧体 99 围住由线圈 68 产生的磁场而形成磁通的通道, 从而使磁场不易朝外部漏出。屏蔽盖 75 配置于电磁感应加 热单元 6 的最外周部分, 以使仅靠第一铁氧体 98 及第二铁氧体 99 无法完全聚集的磁通会 聚。能在该屏蔽盖 75 的外侧几乎不产生漏磁通地自己决定产生磁通的场所。
<1-7> 电磁感应加热控制
上述电磁感应加热单元 6 进行以下控制 : 在使制冷循环进行制热运转的情况下开 始制热运转的启动时、 在辅助制热能力时及在进行除霜运转时, 使储罐管 F 的磁性体管 F2 发热。
以下, 进行与启动时相关的说明。
在用户将制热运转指示输入了控制器 90 的情况下, 控制部 11 使制热运转开始。 制热运转开始后, 控制部 11 在压缩机 21 启动后等待压力传感器 29a 所检测出的压力上升 2 至 39kg/cm , 以驱动室内风扇 42。 藉此, 在流过室内热交换器 41 的制冷剂尚未变暖的阶段, 防止因在尚未变暖的室内产生气流而使用户感到不舒适。在此, 为了缩短压缩机 21 启动直 2 至压力传感器 29a 所检测出的压力上升至 39kg/cm 的时间, 使用电磁感应加热单元 6 进行 电磁感应加热。在该电磁感应加热中, 由于储罐管 F 的温度急剧上升, 因此, 控制器 11 进行以下控制 : 在使电磁感应加热开始前, 对是否处于可以开始电磁感应加热的状况进行判定。 作为这样的判定, 如图 16 的时间图所示, 有流动条件判定处理、 传感器未接触检测处理 ( 日 文: センサ外れ検知処理 ) 及急速高压化处理等。
<1-8> 流动条件判定处理
当进行电磁感应加热时, 在制冷剂不在储罐管 F 中流动的状态下, 加热负载仅为 滞留于储罐管 F 的安装有电磁感应加热单元 6 的部分中的制冷剂。 这样, 在制冷剂不在储罐 管 F 中流动的状况下, 当利用电磁感应加热单元 6 进行电磁感应加热时, 储罐管 F 的温度会 异常上升至使制冷机油劣化的程度。另外, 电磁感应加热单元 6 自身的温度也会上升, 从而 使设备的可靠性降低。因此, 在此执行流动条件判定处理, 在该流动条件判定处理中, 对在 开始电磁感应加热之前的阶段已有制冷剂在储罐管 F 中流动的情况进行确认, 以避免如上 所述在制冷剂未在储罐管 F 中流动的状况下利用电磁感应加热单元 6 进行电磁感应加热。
在流动条件判定处理中, 如图 17 的流程图所示, 进行以下各处理。
在步骤 S11 中, 控制部 11 对控制器 90 是否从用户接收到制热运转指令而不是制 冷运转指令进行判断。由于在进行制热运转的环境下需要利用电磁感应加热单元 6 进行制 冷剂加热, 因此进行这种判断。
在步骤 S12 中, 控制部 11 使压缩机 21 的启动开始, 从而逐渐提高压缩机 21 的频 率。
在步骤 S13 中, 控制部 11 对压缩机 21 的频率是否达到规定最低频率 Qmin 进行判 断, 在判断为达到最低频率 Qmin 的情况下, 转移至步骤 S14。
在步骤 S14 中, 控制部 11 开始流动条件判定处理, 将压缩机 21 的频率达到规定最 低频率 Qmin 时 ( 参照图 16 的点 a) 的电磁感应热敏电阻 14 的检测温度数据及室外热交换 温度传感器 29c 的检测温度数据予以存储, 并开始利用计时器 95 对流动检测时间进行计 数。在该压缩机 21 的频率未达到规定最低频率 Qmin 的状态下, 在储罐管 F 及室外热交换 器 23 中流动的制冷剂处于气液两相状态并在饱和温度下被保持在恒定温度, 因此, 电磁感 应热敏电阻 14 及室外热交换温度传感器 29c 所检测到的温度在饱和温度下恒定, 不发生变 化。不过, 短时间后压缩机 21 的频率上升, 室外热交换器 23 内及储罐管 F 内的制冷剂压 力进一步降低, 饱和温度开始下降, 从而使电磁感应热敏电阻 14 及室外热交换温度传感器 29c 所检测出的温度也开始下降。在此, 相对于压缩机 21 的吸入侧, 室外热交换器 23 存在 于储罐管 F 的下游侧, 因此, 流过室外热交换器 23 的制冷剂的温度开始降低的时间点比流 过储罐管 F 的制冷剂的温度开始降低的时间点早 ( 参照图 16 的点 b 及点 c)。
在步骤 S15 中, 控制部 11 对从计时器 95 的计数开始是否经过了十秒钟的流动检 测时间进行判断, 在经过了流动检测时间的情况下, 转移至步骤 S16。 另一方面, 在未经过流 动检测时间的情况下, 反复进行步骤 S15。
在步骤 S16 中, 控制部 11 获取经过了流动检测时间时在室外热交换器 23 内及储 罐管 F 内的制冷剂温度降低的状态下的电磁感应热敏电阻 14 的检测温度数据及室外热交 换温度传感器 29c 的检测温度数据, 并转移至步骤 S17。
在步骤 S17 中, 控制部 11 对在步骤 S16 中获取的电磁感应热敏电阻 14 的检测温 度是否比步骤 S14 中存储的电磁感应热敏电阻 14 的检测温度数据降低了 3℃以上及在步骤 S16 中获取的室外热交换温度传感器 29c 的检测温度是否比步骤 S14 中存储的室外热交换温度传感器 29c 的检测温度数据降低了 3℃以上进行判断。 即, 对是否能在流动检测时间中 检测出制冷剂温度的降低进行判断。此处, 在电磁感应热敏电阻 14 的检测温度或室外热交 换温度传感器 29c 的检测温度降低了 3℃以上的情况下, 处于在储罐管 F 中有制冷剂流动的 状态, 判断为处于制冷剂流被确保的状态而结束流动条件判定处理, 并转移至将电磁感应 加热单元 6 的输出最大限度地加以利用的启动时的急速高压化处理或传感器未接触检测 处理等。
另一方面, 在电磁感应热敏电阻 14 的检测温度和室外热交换温度传感器 29c 的检 测温度均未降低 3℃以上的情况下, 转移至步骤 S18。
在步骤 S18 中, 由于在储罐管 F 中流动的制冷剂量不足以利用电磁感应加热单元 6 进行感应加热, 因此控制部 11 朝控制器 90 的显示画面输出流动异常显示。
<1-9> 传感器未接触检测处理
传感器未接触检测处理是在电磁感应热敏电阻 14 安装于储罐管 F 且空调装置 1 的安装结束后 ( 也包括在安装结束后、 在朝电磁感应加热单元 6 供给电力的断路器切断后 ) 初次开始制热运转时进行的用于确认电磁感应热敏电阻 14 的安装状态的处理。具体而言, 在上述流动条件处理中判断为确保了储罐管 F 内的制冷剂的流动量之后, 且在进行将电磁 感应加热单元 6 的输出最大限度地加以利用的启动时的急速高压化处理之前, 控制部 11 进 行传感器未接触检测处理。 在进行空调装置 1 的搬入作业时, 有时会因施加意料之外的振动等而使电磁感应 热敏电阻 14 的安装状态不稳定或使电磁感应热敏电阻 14 成为非接触状态, 在搬入空调装 置 1 后初次使电磁感应加热单元 6 运转的情况下, 尤其是在要求其可靠性而在搬入空调装 置 1 后适当地进行了初次的电磁感应加热单元 6 的运转的情况下, 能在一定程度上预测出 之后的运转也可稳定地进行。因此, 在上述时间点进行传感器未接触检测处理。
在传感器未接触检测处理中, 如图 18 的流程图所示, 进行以下各处理。
在步骤 S21 中, 控制部 11 确保通过流动条件判定处理而被确认的储罐管 F 中的 制冷剂流动量或其以上的制冷剂流动量, 并将电磁感应热敏电阻 14 在流动检测时间结束 的时间点 ( =传感器未接触检测时间的开始时间点 ) 上的检测温度数据 ( 参照图 16 的 点 d) 予以存储, 且对电磁感应加热单元 6 的线圈 68 开始电力供给。此处对电磁感应加热 单元 6 的线圈 68 进行的电力供给以未接触检测供给电力 M1(1kW) 进行作为传感器未接触 检测时间的二十秒钟, 上述未接触检测供给电力 M1(1kW) 的输出是比规定的最大供给电力 Mmax(2kW) 小的输出, 是其 50%。由于该阶段是还未被确认为电磁感应热敏电阻 14 的安装 状态良好的阶段, 因此将输出抑制在 50%, 以避免以下情况 : 尽管储罐管 F 出现异常的温度 上升, 电磁感应热敏电阻 14 却不能检测出该异常的温度上升, 导致保险丝 15 损坏, 或将电 磁感应加热单元 6 的树脂制的构件熔化。同时, 由于预先设定成使电磁感应加热单元 6 的 连续加热时间不超过最大连续输出时间即十分钟, 因此控制部 11 会利用计时器 95 开始对 电磁感应加热单元 6 的输出持续的经过时间进行计数。对电磁感应加热单元 6 的线圈 68 进行的电力供给与线圈 68 在周围产生的磁场的大小是有相关关系的值。
在步骤 S22 中, 控制器 11 对传感器未接触检测时间是否结束进行判断。在传感器 未接触检测时间结束了的情况下, 转移至步骤 S23。另一方面, 在传感器未接触检测时间尚 未结束的情况下, 反复进行步骤 S22。
在步骤 S23 中, 控制部 11 获取电磁感应热敏电阻 14 在传感器未接触检测时间结 束的时间点上的检测温度 ( 参照图 16 的点 e), 转移至步骤 S24。
在步骤 S24 中, 控制部 11 对步骤 S23 中所获取的电磁感应加热单元 14 在传感器未 接触检测时间结束的时间点上的检测温度是否比步骤 S21 中所存储的电磁感应加热单元 14 在传感器未接触检测时间的开始时间点上的检测温度数据上升了 10℃以上进行判断。 即, 对是否在传感器未接触检测时间中因电磁感应加热单元 6 的感应加热而使制冷剂温度 上升了 10℃以上进行判断。在此, 在电磁感应热敏电阻 14 的检测温度上升了 10℃以上的 情况下, 判断为确认了电磁感应热敏电阻 14 相对于储罐管 F 的安装状态良好及储罐管 F 因 电磁感应加热单元 6 的感应加热而被适当地加热这一情况, 结束传感器未接触检测处理, 转移至将电磁感应加热单元 6 的输出最大限度地加以利用的启动时的急速高压化处理。另 一方面, 在电磁感应热敏电阻 14 的检测温度未上升 10℃以上的情况下, 转移至步骤 S25。
在步骤 S25 中, 控制部 11 对传感器未接触重试处理的次数进行计数。在重试次数 不到十次的情况下, 转移至步骤 S26, 在重试次数超过十次的情况下, 不转移至步骤 S26 而 是转移至步骤 S27。
在步骤 S26 中, 控制部 11 执行传感器未接触重试处理。在此, 将电磁感应热敏电 阻 14 在再经过三十秒的时间点上的检测温度数据 ( 图 16 中未图示 ) 予以存储, 并对电磁 感应加热单元 6 的线圈 68 以未接触检测供给电力 M1 进行二十秒钟的电力供给, 进行与步 骤 S22、 S23 相同的处理, 在电磁感应热敏电阻 14 的检测温度上升 10℃以上的情况下, 结束 传感器未接触检测处理, 并转移至将电磁感应加热单元 6 的输出最大限度地加以利用的启 动时的急速高压化处理。 另一方面, 在电磁感应热敏电阻 14 的检测温度未上升 10℃以上的 情况下, 返回到步骤 S25。
在步骤 S27 中, 控制部 11 判断为电磁感应热敏电阻 14 相对于储罐管 F 的安装状 态不稳定或不佳, 从而朝控制器 90 的显示画面输出传感器未接触异常显示。
<1-10> 急速高压化处理
结束流动条件判定处理和传感器未接触检测处理, 在确保储罐管 F 中有足够的制 冷剂在流动并确认了电磁感应热敏电阻 14 相对于储罐管 F 的安装状态良好及储罐管 F 因 电磁感应加热单元 6 的感应加热而被适当地加热的状态下, 控制部 11 开始急速高压化处 理。
在此, 由于确认了即便用较高的输出来进行电磁感应加热单元 6 的感应加热也不 会使储罐管 F 发生异常温度上升这一情况, 因此能提高空调装置 1 的可靠性。
在急速高压化处理中, 如图 19 的流程图所示, 进行以下各处理。
在步骤 S31 中, 控制部 11 并不将对电磁感应加热单元 6 的线圈 68 进行的电力供 给设为如上述传感器未接触检测处理时那样的输出被限制成 50%的未接触检测供给电力 M1, 而将其设为规定的最大供给电力 Mmax(2kW)。 此处的电磁感应加热单元 6 的输出持续进 行, 直至压力传感器 29a 达到规定的目标高压压力 Ph。
为了防止该空调装置 1 的制冷循环的高压异常上升, 在压力传感器 29a 检测到异 常高压压力 Pr 的情况下, 控制部 11 强制地停止压缩机 21。该急速高压处理时的目标高压 压力 Ph 被设为比该异常高压压力 Pr 小的压力值即另一个阀值。
在步骤 S32 中, 控制部 11 对是否经过了在传感器未接触检测处理的步骤 S21 中开始计数的电磁感应加热单元 6 的最大连续输出时间即十分钟进行判断。在此, 在未经过最 大连续输出时间的情况下, 转移至步骤 S33。另一方面, 在经过了最大连续输出时间的情况 下, 转移至步骤 S34。
在步骤 S33 中, 控制部 11 对压力传感器 29a 的检测压力是否达到了目标高压压力 Ph 进行判断。此处, 在达到目标高压压力 Ph 的情况下, 转移至步骤 S34。另一方面, 此处, 在未达到目标高压压力 Ph 的情况下, 反复进行步骤 S32。
在步骤 S34 中, 控制部 11 使室内风扇 42 的驱动开始, 结束急速高压化处理, 并转 移至稳定输出处理。
此处, 在从步骤 S33 转移至步骤 S34 的情况下, 在处于能对用户提供足够温暖的调 节空气的状态的状况下使室内风扇 42 开始运转。在从步骤 S32 转移至步骤 S34 的情况下, 虽未达到能对用户提供足够温暖的调节空气的状态, 但处于能提供一定程度温暖的调节空 气的状态, 从而能在从制热运转开始起所经过的时间不太长的范围内开始提供热风。
<1-11> 稳定输出处理
在稳定输出处理中, 将处于未接触检测供给电力 M1(1kW) 以上且处于最大供给电 力 Mmax(2kW) 以下的输出即稳定供给电力 M2(1.4kW) 设为固定输出值, 对电磁感应加热单 元 6 的电力供给频度进行 PI 控制, 以使电磁感应热敏电阻 14 的检测温度被维持在启动时 目标储罐管温度即 80℃。
在稳定输出处理中, 如图 20 的流程图所示, 进行以下各处理。
在步骤 S41 中, 控制部 11 存储电磁感应热敏电阻 14 的检测温度, 并转移至步骤 S42。
在步骤 S42 中, 控制部 11 将步骤 S41 中所存储的电磁感应热敏电阻 14 的检测温 度与启动时目标储罐管温度即 80℃进行比较, 以对电磁感应热敏电阻 14 的检测温度是否 处于比启动时目标储罐管温度即 80℃低规定温度的规定维持温度以下进行判断。 在处于规 定维持温度以下的情况下, 转移至步骤 S43。在未处于规定维持温度以下的情况下, 等待成 为规定维持温度以下。
在步骤 S43 中, 控制部 11 把握从最近的结束朝电磁感应加热单元 6 的电力供给的 时间点起所经过的时间。
在步骤 S44 中, 控制部 11 进行 PI 控制, 在该 PI 控制中, 将连续三十秒钟以稳定供 给电力 M2(1.4kW) 恒定地对电磁感应加热单元 6 供给电力作为一组动作, 若在步骤 S43 中 把握的经过时间越长, 则使该组动作的频度变得越高。
<1-12> 除霜处理
在继续进行上述稳定输出处理的过程中, 当室外热交换器 23 的室外热交换温度 传感器 29c 的检测温度成为规定值以下时, 进行使附着于室外热交换器 23 的霜溶化的运转 即除霜处理。具体而言, 使四通切换阀 22 的连接状态与制冷运转相同 ( 图 1 的虚线所示的 连接状态 ), 将从压缩机 21 排出的高压高温气体制冷剂在其流过室内热交换器 41 之前提供 给室外热交换器 23, 并利用制冷剂的冷凝热使附着于室外热交换器 23 的霜溶化。
在除霜处理处理中, 如图 21 的流程图所示, 进行以下各处理。
在步骤 S51 中, 控制部 11 对压缩机 21 的频率处于规定最低频率 Qmin 以上而确保 了规定的制冷剂循环量、 通过流动条件判定处理确保了能进行电磁感应加热程度的制冷剂流动量、 通过传感器未接触检测处理确保了电磁感应热敏电阻 14 的安装状态是恰当的这 些情况进行确认, 并转移至步骤 S52。
在步骤 S52 中, 控制部 11 判断室外热交换温度传感器 29c 的检测温度是否不足 10℃。在不足 10℃的情况下, 转移至步骤 S53。在并非不足 10℃的情况下, 反复进行步骤 S52。
在步骤 S53 中, 控制部 11 使利用电磁感应加热单元 6 进行的感应加热停止并发送 除霜信号。
在步骤 S54 中, 在发送了除霜信号后, 控制部 11 使四通切换阀 22 的连接状态成为 制冷运转的连接状态, 此外, 还在四通切换阀 22 的连接状态成为制冷运转的连接状态后, 利用计时器 95 对除霜开始后经过时间进行计数。
在步骤 S55 中, 控制部 11 对除霜开始后是否经过了三十秒进行判断。此处, 在经 过了三十秒的情况下, 转移至步骤 S56。在未经过三十秒的情况下, 反复进行步骤 S55。
在步骤 S56 中, 控制部 11 将对电磁感应加热单元 6 的线圈 68 进行的电力供给设 为规定的最大供给电力 Mmax(2kW), 并对电磁感应加热单元 6 的感应加热的频度进行 PI 控 制, 以使电磁感应热敏电阻 14 的检测温度成为目标除霜温度即 40℃ ( 与稳定输出处理时 的启动时目标储罐管温度不同 )。在室外热交换温度传感器 29c 的检测温度低于 0℃的情 况下, 再打开热气旁通回路 H 的热气旁通阀 27, 朝室外机 2 的底板 2b 的上表面中的室外风 扇 26 的下方及室外热交换器 23 的下方供给高温高压气体制冷剂, 以去除在底板 2b 的上表 面产生的冰。在此, 由于四通切换阀 22 的连接状态被切换至制冷运转的状态, 因此, 从压缩 机 21 排出的高温高压气体制冷剂从室外热交换器 23 的分支合流点 23k 流动至合流分支点 23j, 在合流分支点 23j 上合流而汇聚至一处, 从而成为分支配管 K 的流量的三倍的流量并 集中地在合流配管 J 中流动。由于该合流配管 J 位于室外热交换器 23 的下端附近, 因此能 将大量的冷凝热集中地供给至室外热交换器 23 的下端附近。藉此, 能进一步加快除霜。
在步骤 S57 中, 控制部 11 对除霜开始后经过时间是否超过十分钟进行判断。 此处, 在未经过十分钟的情况下, 转移至步骤 S58。 在经过了十分钟的情况下, 转移至步骤 S59。 藉 此, 防止在四通切换阀 22 的连接状态保持制冷状态的状况下经过十分钟以上, 从而不易产 生因室内温度降低而使用户感到不舒服的情况。
在步骤 S58 中, 控制部 11 对室外热交换温度传感器 29c 的检测温度是否超过了 10℃进行判断。在超过了 10℃的情况下, 转移至步骤 S59。在未超过 10℃的情况下, 返回至 步骤 S56 并反复动作。
在步骤 S59 中, 控制部 11 使压缩机 21 停止而使制冷循环内的高低压均压, 并结束 利用电磁感应加热单元 6 进行的感应加热。
在步骤 S60 中, 控制部 11 将四通切换阀 22 的连接状态切换至制热运转的连接状 态。
然后, 控制部 11 发送结束除霜的信号。 此外, 控制部 11 将压缩机 21 的频率提高至 规定最低频率 Qmin 以上, 并进行稳定输出处理, 直至再次成为需要进行除霜处理的状态。 另外, 热气旁通回路 H 的热气旁通阀 27 在结束除霜的信号发出之后经过五秒钟被关闭。
< 本实施方式的空调装置 1 的特征 >
在空调装置 1 中, 进行以下处理 : 通过进行急速高压化处理, 使电磁感应加热单元6 的输出处于最大供给电力 Mmax(2kW), 以使朝室内热交换器 41 流动的制冷剂的高温高压 化迅速实现。 藉此, 能使从制热运转的启动开始至向用户供给温暖的空气所需的时间缩短。 此外, 在室内一定程度变暖的状态下进行稳定输出处理, 从而将电磁感应加热单元 6 的输 出限制得比最大供给电力 Mmax(2kW) 小, 将稳定供给电力 M2(1.4kW) 作为固定输出值。藉 此, 能将因过度提高电磁感应加热单元 6 的输出而引起的控制的过调节抑制得较小。
在进行电磁感应加热的情况下, 一般而言, 与因在制冷循环中制冷剂的循环状况 变化而引起的温度上升相比, 更容易产生剧烈的温度上升。对此, 在该空调装置 1 的电磁感 应加热单元 6 中, 利用板簧 16 的弹性力使电磁感应热敏电阻 14 与磁性体管 F2 按压接触, 在上述电磁感应加热的稳定输出处理中, 电磁感应热敏电阻 14 的对因电磁感应加热而引 起的迅速的温度变化的响应性被良好地维持。 因此, 使稳定输出处理的响应性变得良好, 从 而能将控制的过调节抑制得更小。
在除霜处理中, 由于以最大供给电力 Mmax(2kW) 利用电磁感应加热单元 6 进行感 应加热, 因此能加快除霜处理。但是, 使电磁感应热敏电阻 14 的检测温度成为目标除霜温 度即 40℃, 以将其抑制得比稳定输出处理时的启动时目标储罐管温度低, 因此, 可将控制的 过调节抑制得较小。
< 其它实施方式 >
以上, 根据附图对本发明的实施方式进行了说明, 但具体的结构并不局限于上述 实施方式, 能在不脱离本发明的思想的范围内加以改变。
(A)
在上述实施方式中, 举例说明了以下情况 : 将电磁感应加热单元 6 以最大供给电 力 Mmax(2kW) 进行输出的急速高压化处理的结束时刻设为压力传感器 29a 的检测压力达到 目标高压压力 Ph 的时间点。
然而, 本发明并不局限于此。
例如, 也可将电磁感应加热单元 6 以最大供给电力 Mmax(2kW) 进行输出的急速高 压化处理的结束时刻设为电磁感应热敏电阻 14 检测到以下温度的时间点, 上述温度是指 根据与流过压力传感器 29a 安装部分的目标高压压力 Ph 的制冷剂相应的温度而确定的温 度。
即便在该情况下, 由于能确认供给至室内热交换器 41 的制冷剂的温度足够高, 因 此也能作为用于在制热运转开始时开始朝用户提供温暖的调节空气的判断指标来加以利 用。
另外, 上述这种电磁感应热敏电阻 14 并不限于检测储罐管 F 温度的热敏电阻, 例 如, 如图 22 所示, 在对急速高压化处理的结束时刻进行判断的情况下, 温度变化的检测也 可以是在制冷剂流动方向上对具有磁性体管 F2 的储罐管 F 的下游侧附近的温度变化进行 检测的电磁感应下游侧热敏电阻 214 的检测温度等。
(B)
在上述实施方式中, 举例说明了以下情况 : 通过检测出因使电磁感应加热单元 6 从停止状态变化至产生磁场状态而引起了电磁感应热敏电阻 14 的检测温度变化这一情 况, 来确认电磁感应热敏电阻 14 的安装状态是良好的。
然而, 本发明并不局限于此。例如, 也可使电磁感应加热单元 6 从产生磁场的状态变化至不产生磁场的状态来 确认电磁感应热敏电阻 14 的安装状态。在该情况下, 根据电磁感应热敏电阻 14 的检测温 度降低这样的检测温度的变化, 能确认电磁感应热敏电阻 14 的安装状态是良好的。
另外, 也可通过仅改变供给至电磁感应加热单元 6 的线圈 68 的电力来改变所产生 的磁场的大小, 并通过调查由此引起的电磁感应热敏电阻 14 的检测温度的变化来确认电 磁感应热敏电阻 14 的安装状态。
(C)
在上述实施方式中, 说明了以下情况 : 着眼于电磁感应热敏电阻 14 的检测温度的 变化来判断电磁感应热敏电阻 14 的安装状态是否良好, 其中, 上述电磁感应热敏电阻 14 对 构成储罐管 F 的外侧的磁性体管 F2 的温度进行检测。
然而, 本发明并不局限于此。
例如, 也可通过使用对是否处于规定温度以上或规定温度以下进行检测的双金属 片等检测设备并使检测设备的规定温度成为传感器未接触检测处理之前的温度与之后的 温度之间的值, 来对储罐管 F 的温度变化进行检测。在该情况下, 即便不能检测出进行传感 器未接触检测处理时的具体温度, 也能通过检出温度变化来确认传感器的安装状态。
(D)
在上述实施方式中, 说明了以下情况 : 在稳定输出处理中, 将用于电磁感应加热的 电磁感应加热单元 6 的输出固定在 70%, 并控制其输出频度。
然而, 本发明并不局限于此。
例如, 在稳定输出处理中, 也可将进行电磁感应加热的频度固定, 并根据电磁感应 热敏电阻 14 的检测温度来控制电磁感应加热单元 6 的输出。
例如, 在稳定输出处理中, 也可根据电磁感应热敏电阻 14 的检测温度来对进行电 磁感应加热的频度及电磁感应加热单元 6 的输出这两者进行控制。
(E)
在上述实施方式中, 说明了在制冷剂回路 10 中的储罐管 F 上安装电磁感应加热单 元 6 的情况。
然而, 本发明并不局限于此。
例如, 电磁感应加热单元 6 也可设于储罐管 F 以外的其它制冷剂配管。在该情况 下, 在设置电磁感应加热单元 6 的制冷剂配管部分设置磁性体管 F2 等磁性体。
(F)
在上述实施方式中, 以储罐管 F 构成为铜管 F1 与磁性管 F2 的双重管的情况为例 进行了说明。
然而, 本发明并不局限于此。
如图 23 所示, 例如, 也可将磁性体构件 F2a 和两个限位件 F1a、 F1b 配置于储罐管 F、 成为加热对象的制冷剂配管的内部。在此, 磁性体构件 F2a 含有磁性体材料, 其是上述实 施方式中的通过电磁感应加热而产生发热的构件。限位件 F1a、 F1b 在铜管 F1 的内侧两处 始终允许制冷剂通过, 但不允许磁性体构件 F2a 通过。藉此, 即使制冷剂流动, 磁性体构件 F2a 也不会移动。因此, 能加热储罐管 F 等的目标加热位置。此外, 由于发热的磁性体构件 F2a 与制冷剂直接接触, 因此能提高热传导效率。(G)
上述另一实施方式 (F) 中说明的磁性体构件 F2a 也可在不使用限位件 F1a、 F1b 的 情况下将位置定位于配管。
如图 24 所示, 例如, 可在铜管 F1 的两处设置弯曲部分 FW, 并使磁性体构件 F2a 配 置于该两处弯曲部分 FW 之间的铜管 F1 的内侧。即使这样, 也能使制冷剂流过, 并能抑制磁 性体构件 F2a 的移动。
(H)
在上述实施方式中, 说明了线圈 68 螺旋状地卷绕于储罐管 F 的情况。
然而, 本发明并不局限于此。
例如, 可如图 25 所示, 卷绕于绕线管主体 165 的线圈 168 未卷绕于储罐管 F, 而是 配置于储罐管 F 的周围。在此, 绕线管主体 165 以其轴向与储罐管 F 的轴向大致垂直的方 式配置。另外, 绕线管主体 165 及线圈 168 以夹住储罐管 F 的方式分为两个构件地配置。
在该情况下, 例如, 如图 26 所示, 供储罐管 F 贯穿的第一绕线管盖 163 及第二绕线 管盖 164 也可在与绕线管主体 165 卡合的状态下配置。
此外, 如图 27 所示, 第一绕线管盖 163 及第二绕线管盖 164 也可按被第一铁氧体 壳体 171 及第二铁氧体壳体 172 夹住的方式固定。在图 27 中, 例举了两个铁氧体壳体以夹 住储罐管 F 的方式配置的情况, 但与上述实施方式一样, 铁氧体壳体也可配置在四个方向 上。另外, 与上述实施方式一样, 也可收容铁氧体。
( 其它 )
以上, 举了若干例子对本发明的实施方式进行了说明, 但本发明并不局限于此。 例 如, 在本领域技术人员能根据上述记载进行实施的范围内将上述实施方式的不同部分适当 组合而获得的组合实施方式也包含于本发明中。
工业上的可利用性
若利用本发明, 则能迅速确保启动时的能力并能将启动后的过调节抑制得较小, 因此, 在使用电磁感应来加热制冷剂的电磁感应加热单元及空调装置中特别有用。
( 符号说明 )
1 空调装置
6 电磁感应加热单元
10 制冷剂回路
11 控制部
14 电磁感应热敏电阻 ( 制冷剂状态量检测部、 温度检测部 )
15 保险丝
16 板簧 ( 弹性构件 )
17 板簧 ( 弹性构件 )
21 压缩机
22 四通切换阀
23 室外热交换器
24 电动膨胀阀
25 储罐29a 压力传感器 ( 制冷剂状态量检测部 ) 29b 室外气温传感器 29c 室外热交换温度传感器 41 室内热交换器 43 室内温度传感器 44 室内热交换温度传感器 65 绕线管主体 68 线圈 ( 磁场产生部 ) 71 ~ 74 第一铁氧体壳体~第四铁氧体壳体 75 屏蔽盖 90 控制器 95 计时器 98、 99 第一铁氧体、 第二铁氧体 F 储罐管、 制冷剂配管 ( 规定状态量检测部分 ) F2 磁性体管 ( 加热对象部分 ) M1 未接触检测供给电力 ( 磁场水平 ) M2 稳定供给电力 ( 第一磁场限制基准值 ) Mmax 最大供给电力 ( 规定最大输出 ) Ph 目标高压压力 ( 第一规定目标状态量 ) 现有技术文献 专利文献 专利文献 1 : 日本专利特开 2000-97510 号公报