专利名称：空气调节机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有室内热交换器、室外热交换器、四通阀和压缩机，能够使附着于室外热交换器的霜融化的空气调节机。
背景技术：
在现有技术中，在供暖运转时，在室外热交换器附有霜时，从供暖循环向供冷循环切换四通阀而进行除霜的热泵式空气调节机是已知的。在该除霜方式中，存在如下缺点:尽管室内风扇停止，但从室内机将冷气逐渐放出，所以用户会失去供暖感。另外，室内热交换器通过供冷循环变冷，从供冷循环恢复为供暖循环后，需要一定时间才能够使供暖能力充分发挥。与此不同，在室外热交换器附有霜的情况下，保持供暖循环的模式直接进行除霜的空气调节机是已知的。在该除霜方式中，虽然不会失去供暖感，但存在对室外热交换器供给的热量少，所以除霜需要耗费时间的缺点。特别是，在室外空气的温度低时或压缩机的输出低时，除霜需要耗费时间。作为对策，在专利文献I中记载的空气调节机具有旁通管，其用于进行室外热交换器的除霜时，从压缩机输出的高温的制冷剂的一部分不经由室内热交换器而直接供给到室外热交换器。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009-145032号公报
发明内容
发明要解决的课题如上所述，在室外热交换器的除霜中，不管进行供冷循环还是供暖循环的哪一种，都既有优点也存在缺点。即，如果以供暖能力为优先，则室外热交换器的除霜能力降低，另一方面，如果以除霜能力为优先，则供暖能力降低。因此，期望以更高的效率进行室内的供暖和室外热交换器的除霜。在此，本发明鉴于现有技术中的问题点，以实现更高效率的室内的供暖和室外热交换器的除霜为课题。用于解决课题的方法为了达成上述目的，根据本发明的第一方面，能够提供一种空气调节机，其具有室外热交换器、室内热交换器、四通阀和压缩机，利用被压缩机加热的制冷剂融化附着于室外热交换器的霜而进行除霜，所述空气调节机包括:检测室内壁的温度的室内壁温度检测机构；和除霜机构，其在判断为需要除霜时，基于室内壁温度检测机构检测出的室内壁温度，选择供暖循环和供冷循环中的某一方，通过对四通阀进行控制以使得能够进行(执行)所选择的循环来进行除霜。发明的效果根据本发明，在室外热交换器附有霜的情况下，基于室内壁温度选择进行通过供暖循环的除霜和通过供冷循环的除霜中的某一方，由此能够高效率地进行室内的供暖和室外热交换器的除霜。
本发明的这些方式和特征，通过针对附加的附图的优选实施方式相关的下面的记述能够明了。图1是表示本发明的实施方式I涉及的空气调节机的结构的图。图2是表示图1的空气调节机的供暖循环、除霜运转时的动作和制冷剂的流动的示意图。图3是表示图1的空气调节机的供冷循环、除霜运转时的动作和制冷剂的流动的示意图。图4是表示用于决定图1的空气调节机的除霜运转的流程的流程图。图5是表示本发明的实施方式2涉及的空气调节机的结构的示意图。
具体实施例方式本发明的第一方面具有室外热交换器、室内热交换器、四通阀和压缩机，利用被压缩机加热后的制冷剂融化附着于室外热交换器的霜来进行除霜，所述空气调节机包括:检测室内的壁的温度的室内壁温度检测机构；和除霜机构，其在判断为需要除霜的情况下，基于室内壁温度检测机构检测出的室内壁温度，选择供暖循环和供冷循环中的某一方，通过对四通阀进行控制以使得能够进行所选择的循环来进行除霜。根据该结构，在室外热交换器附有霜的情况下，基于室内壁温度选择进行通过供暖循环的除霜和通过供冷循环的除霜中的某一方，由此能够高效率地进行室内的供暖和室外热交换器的除霜。在本发明的第二方面中，除霜机构，在判断为需要除霜时，在室内壁温度高于规定的温度时，通过供冷循环进行除霜，在室内壁温度低于规定温度时，通过供暖循环进行除霜。由此，能够控制室内的温度降低、即不会使用户失去供暖感地进行室外热交换器14的除霜。本发明的第三方面的空气调节机还具有在供暖循环中的除霜时对室外热交换器进行加热的加热机构。由此，供暖循环的除霜时的空气调节机除霜能力上升。本发明的第四方面的空气调节机还具有在通过供暖循环进行除霜时，将压缩机的废热储蓄而供给至制冷剂的蓄热机构。由此，空气调节机的除霜能力上升且能够有效利用压缩机的废热。本发明的第五方面的空气调节机还具有对室内是否有人存在进行检测的人检测机构，除霜机构在人检测机构检测到人时，通过供暖循环进行除霜，在人检测机构未检测到人时，通过供冷循环进行除霜。由此，能够进一步地在不会使用户失去供暖感的前提下进行室外热交换器14的除霜。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，并不根据以下的实施方式限定本发明。图1表示具有本发明的实施方式I的制冷循环装置的空气调节机的结构，空气调节机包括由制冷剂配管相互连接的室外机2和室内机4。如图1所示，在室外机2的内部设有压缩机6、四通阀8、过滤器10、膨胀阀12和室外热交换器14，在室内机4的内部设有室内热交换器16，这些通过制冷剂配管相互连接而构成制冷循环。更具体而言，压缩机6和室内热交换器16经由设置有四通阀8的制冷剂配管18连接，室内热交换器16和膨胀阀12，经由设置有过滤器10的制冷剂配管20连接。另外，膨胀阀12和室外热交换器14经由制冷剂配管22连接，室外热交换器14和压缩机6经由制冷剂配管24连接。在制冷剂配管24的中间部配置有四通阀8，在压缩机6的制冷剂吸入侧的制冷剂配管24，设置有用于分离液相制冷剂和气相制冷剂的蓄存器26。另外，压缩机6和制冷剂配管22，经由制冷剂配管28连接，在制冷剂配管28设置有第一电磁阀30。进而，在压缩机6的周围设置有蓄热槽32，在蓄热槽32的内部设置有蓄热热交换器34，并且填充有用于与蓄热热交换器34进行热交换的潜热蓄热材料(例如乙二醇(ethylene glycol)水溶液)36,由蓄热槽32、蓄热热交换器34、蓄热材料36构成蓄热装置。该蓄热材料36对压缩机6的废热进行蓄热。另外，制冷剂配管20和蓄热热交换器34经由制冷剂配管38连接，蓄热热交换器34和制冷剂配管24经由制冷剂配管40连接，在制冷剂配管38设置有第二电磁阀42。在室内机4的内部，除了室内热交换器16，还设置有送风风扇(未图示)、上下叶片(未图示)和左右叶片(未图示)，室内热交换器16对由送风风扇吸入室内机4的内部的室内空气、与在室内热交换器16的内部流动的制冷剂进行热交换，在供暖时将通过热交换器加热后的空气吹出至室内，另一方面在供冷时将通过热交换冷却后的空气吹出至室内。上下叶片，根据需要对从室内机4吹出的空气的方向在上下方向进行变更，左右叶片根据需要对从室内机4吹出的空气的方向在左右方向进行变更。进而，在本实施方式的空气调节机中，设置有对室外热交换器14内的温度进行检测的室外热交换器温度传感器44。室外热交换器14内的温度与室外热交换器14的着霜量对应，所以能够根据室外热交换器温度传感器44检测出的温度，检测附着于室外热交换器14的霜(着霜量)。室外热交换器温度传感器44将与检测出的温度对应的信号输出至空气调节机的控制装置。另外，在室内机4，设置有对室内的壁温度进行检测的室内壁温度传感器46，和对室内中人的存在进行检测的人感传感器48。室内壁温度传感器46为对设置有室内机4的室内的壁的温度进行检测的传感器，例如为红外线传感器。室内壁温度传感器46将与检测出的温度对应的信号输出至空气调节机的控制装置。此外，在能够根据室内机4的吸入口温度高精度地推测室内壁温度时，也可以取代室内壁温度传感器46而使用对吸入口温度进行检测的温度传感器。人感传感器48为对室内的人(用户)的存在进行检测的传感器，例如为红外线传感器、超声波传感器、照度传感器等。人感传感器48检测到室内的人的存在时，将信号输出至空气调节机的控制装置(未图示)。空气调节机的控制装置，接收从上述的室外热交换器温度传感器44、室内壁温度传感器46和人感传感器48输出的信号，基于所接收到的信号，对压缩机6、四通阀8、膨胀阀12、电磁阀30、42、送风风扇、上下叶片、左右叶片等进行控制，进行各种运转。以下对本发明的除霜运转进行说明。除霜运转是用于使附着于室外热交换器14的霜融化的运转，本发明的空气调节机的控制装置根据条件选择供暖循环和供冷循环中的某一方，通过所选择的循环来进行该除霜运转。换言之，控制装置作为除霜机构起作用。以下，将所选择的循环为供暖循环时的除霜运转称作“供暖循环.除霜运转”。另一方面，将制冷循环时称作“供冷循环.除霜运转”。此外，对于循环的选择在后面叙述。另外，在本说明书中所说的“供暖循环”是制冷剂从压缩机6经由四通阀8移动至室内热交换器16、即供暖时的循环，另一方面，“供冷循环”是制冷剂从室内热交换器16经由四通阀8移动至压缩机6、即供冷时的循环。首先，针对供暖循环 除霜运转参照图2进行说明。图中，实线箭头表示关于供暖的制冷剂的流动，虚线箭头表示关于除霜的制冷剂的流动。此外，对于空气调节机的各构成要素的功能也进行说明。在室外热交换器14附着霜，附着的霜增多时(达到规定的着霜量时)，室外热交换器14的通风阻力增加，风量减少，室外热交换器14内的温度降低到规定的温度(除霜所需的温度，以下称为“除霜所需温度”)。室外热交换器温度传感器44检测出该除霜所需温度，供暖循环.除霜运转的进行条件(详情在后面叙述)成立时，供暖循环.除霜运转开始。供暖循环.除霜运转开始时，通过空气调节机的控制装置，第一电磁阀30和第二电磁阀42被控制为开，四通阀 8被控制为供暖循环侧。由此，从压缩机6的排出口输出的气相制冷剂的一部分流至制冷剂配管18，剩余的流至制冷剂配管28。此外，为了参考，在不进行除霜的供暖循环时，即通常的供暖运转时，第一电磁阀30和第二电磁阀42都被控制为关。从压缩机6输入至制冷剂配管18的气相制冷剂，如图2所示通过四通阀8到达室内热交换器16，在此经由室内热交换器16与室内空气进行热交换。通过热交换，热量被带走而冷凝的制冷剂，通过制冷剂配管20被制冷剂配管20中的室内热交换器16和过滤器10之间分流，流至制冷剂配管22、38。在制冷剂配管38中流动的制冷剂，通过第二电磁阀42流入至蓄热热交换器34，从蓄热材料36吸热而蒸发，由此气相化。气相化后的制冷剂，经由制冷剂配管40，与通过制冷剂配管24的制冷剂汇合，经由蓄存器26进入压缩机6的吸入□。另一方面，在制冷剂配管20中的室内热交换器16和过滤器10之间分流、冷凝后的制冷剂，通过防止异物进入膨胀阀12的过滤器10，进入膨胀阀12而膨胀(减压)。通过膨胀阀12而减压后的制冷剂，通过制冷剂配管22到达室外热交换器14，在此与外部空气进行热交换。在室外热交换器14与外部空气热交换后的制冷剂，通过制冷剂配管24、四通阀8和蓄存器26进入压缩机6的吸入口。此外，过滤器10配置在制冷剂配管20的与制冷剂配管38的分流部分和膨胀阀12之间，但即使配置在制冷剂配管20中的室内热交换器16和制冷剂配管38的分流部分之间，也能够保持防止异物进入膨胀阀12的功能。但是，在过滤器10存在压力损失，在前者的配置中，在制冷剂配管20的与制冷剂配管38的分流部分，制冷剂变得容易流至制冷剂配管38侧，从制冷剂配管38通过蓄热热交换器34至制冷剂配管40的旁通配管系统的循环量增加。其结果是，即使在蓄热材料36的温度增高，蓄热热交换器34的热交换能力非常大的情况下，蓄热热交换器34的循环量也较多，所以存在如下优点:蓄热热交换器34的后半部过热度增高而热交换不能进行的现象变得难以发生，蓄热热交换器34的热交换量得以充分发挥，除霜能力也能够得以充分发挥。另外，就在进入蓄热热交换器26前，来自室外热交换器14的液相制冷剂与来自蓄热热交换器34的高温的气相制冷剂汇合，由此促进了液相制冷剂的蒸发，液相制冷剂变得不能够通过蓄存器26返回压缩机6，压缩机6的可靠性的提高能够实现。与此相对，从压缩机6的排出口输出而进入制冷剂配管28的气相制冷剂，通过制冷剂配管28和电磁阀30，与通过制冷剂配管22的制冷剂汇合，对室外热交换器14进行加热，冷凝而液相化之后，通过制冷剂配管24经由四通阀8和蓄存器26而进入压缩机6的吸入口。通过这样的供暖循环 除霜运转，确保了供暖能力，并且因该运转开始时霜的附着而为冰点之下的室外热交换器14的温度，因霜的融化而上升。此外，供暖循环 除霜运转，在室外热交换器温度传感器44检测出高于除霜所需温度而霜不能存在的温度(例如8°C)时结束。其次，针对供冷循环.除霜运转参照图3进行说明。室外热交换器温度传感器44检测出除霜所需温度，供冷循环 除霜运转的进行条件(详情在后面叙述)成立时，供冷循环.`除霜运转开始。供冷循环.除霜运转开始时，通过空气调节机的控制装置，第一电磁阀30和第二电磁阀42被控制为关，并且四通阀8被控制为供冷循环侧。从压缩机6的排出口输出的气相制冷剂，通过制冷剂配管18、四通阀8、制冷剂配管24而进入室外热交换器14。在此，气相制冷剂经由室外热交换器14被霜带走热而冷凝。霜被该热量所融化。因霜的融化热量被带走而冷凝的液相制冷剂，进入制冷剂配管22，通过膨胀阀12膨胀，经由过滤器10进入室内热交换器16，在此热被室内空气经由室内热交换器16带走。热被带走而气相化后的制冷剂，通过制冷剂配管18、四通阀8、冷媒配管24和蓄存器26进入压缩机6的吸入口。通过这样的供冷循环.除霜运转，虽然没有供暖能力，但与供暖循环.除霜运转的情况相比速度更快，该运转开始时霜的附着而为冰点之下的室外热交换器14的温度，因霜的融化而上升。此外，供冷循环.除霜运转，在室外热交换器温度传感器44检测出高于除霜所需温度而霜不能存在的温度时结束。因此，在室外热交换器14除霜时供暖循环.除霜运转和供冷循环.除霜运转的选择方法(条件)参照图4进行说明。空气调节机的控制装置，根据图4所示的流程图，选择供暖循环 除霜运转和供冷循环.除霜运转中的某一方。
首先，在步骤S10，控制装置对室外热交换器14的除霜是否有必要进行判定。具体而言，如上所述，室外热交换器温度传感器44检测出的温度低于除霜所需温度时，判定为需要进行除霜。在需要除霜时，进入步骤S20。在此外的情况下，返回而回到起始处。接着在步骤S20，控制装置对室内壁温度传感器46检测出的室内壁温度是否低于规定的壁温度进行判定。具体而言，如果在室内壁温度低时停止供暖运转，则热容量小的室内空气的热被热容量大的壁大量带走，或者热量比从壁向室内空气移动，室内空气的温度急剧下降。由此,用户失去供暖感。与此相对，在室内壁温度高的情况下，即使停止供暖运转，室内空气的热也不会被壁大量带走，或者热量从壁向室内空气移动，所以室内空气的温度不会急剧降低。因此，即使停止供暖，用户也不会失去供暖感。于是，在室内壁温度高于规定的壁温度时，进入步骤S50，进行供冷循环.除霜运转。另一方面，在室内壁温度低于规定的壁温度时，进入步骤S30。
在步骤S30中，控制装置通过人感传感器48对室内是否有人存在进行判定。具体而言，在室内有人(用户)存在时，为了不使用户失去供暖感而需要进行供暖循环.除霜运转，但如果室内不存在人则能够进行供冷循环.除霜运转。因此，在室内有人存在时，进入步骤S40，进行供暖循环.除霜运转。另一方面，在室内没有人存在时，进入步骤S50，进行供冷循环.除霜运转。此外，供暖循环.除霜运转和供冷循环.除霜运转，在室外热交换器温度传感器44检测出的温度超过除霜所需温度而达到霜不能存在的温度时结束。根据本实施方式，在室外热交换器14附有霜的情况下，基于室内壁温度选择进行供暖循环.除霜运转或供冷循环.除霜运转中的某一方，由此能够高效率地进行室内的供暖和室外热交换器14的除霜。另外，在室内壁温度高于规定的温度时，室内空气的热不会被壁带走，所以通过供冷循环进行除霜。另一方面，在室内壁温度低于规定的温度时，室内空气的热会被壁带走，所以通过供暖循环进行除霜而一边抑制室内的温度降低一边进行除霜。由此，能够控制室内的温度降低、即不会使用户失去供暖感地进行室外热交换器14的除霜。进而，蓄热槽32、蓄热热交换器34和蓄热材料36构成的蓄热装置，在供暖循环 除霜运转时，将压缩机6的废热储蓄而供给至制冷剂。由此，除霜能力上升且能够有效利用压缩机6的废热。进而，在室外热交换器14附有霜时，如果室内不存在人(用户)则进行供冷循环.除霜运转。当然能够不使用户失去供暖感地使除霜在短时间内完成。以上以上述实施方式为例对本发明进行了说明，但本发明不限定于此。例如，在上述实施方式I的情况下，空气调节机具有利用压缩机的废热的、由蓄热槽32、蓄热热交换器34和蓄热材料36构成的蓄热装置，但本发明不限定于具有蓄热装置的空气调节机。例如，能够考虑为图5所示的空气调节机(本发明的实施方式2)。图5所示的空气调节机，从图1所示的空气调节机去除蓄热槽32、蓄热热交换器34、蓄热材料36、制冷剂配管38、40、第二电磁阀42,设置有将第一电磁传感器30与制冷剂配管28、22的汇合部之间的制冷剂配管28的部分、和四通阀8与蓄存器26之间的制冷剂配管24的部分连接的制冷剂配管50。图5所示的空气调节机中，进行供暖循环.除霜运转时，第一电磁阀30被控制为开且四通阀8被控制为供暖循环侧。此外，为了参考，在不进行除霜的供暖循环时，即通常的供暖运转时，第一电磁阀30被控制为关。从压缩机6输入至制冷剂配管18的气相制冷剂，通过四通阀8到达室内热交换器16，在此经由室内热交换器16与室内空气进行热交换。通过热交换，热量被带走而冷凝的液相的制冷剂，进入制冷剂配管20，通过过滤器10，到达膨胀阀12。通过膨胀阀12而被减压的制冷剂，通过制冷剂配管22到达室外热交换器14。与此相对，从压缩机6的排出口输出而进入制冷剂配管28的气相制冷剂，通过制冷剂配管28和第一电磁阀30，一部分向室外热交换器14移动，剩余的进入制冷剂配管50。向室外热交换器14移动的制冷剂，与在制冷剂配管22中流动的制冷剂汇合而进入室外热交换器14，与外部空气进行热交换。在室外热交换器14与外部空气热交换后的制冷剂，通过制冷剂配管24、四通阀8和蓄存器26进入压缩机6的吸入口。另一方面，进入制冷剂配管50的制冷剂，与在制冷剂配管24中流动的制冷剂汇合，通过蓄存器26进入压缩机6的吸入口。在进行供冷循环 除霜运转时，第一电磁阀30被控制为关且四通阀8被控制为供冷循环侧。从压缩机6输入至制冷剂配管24的气相制冷剂，经由四通阀8进入室外热交换器14，与外部空气进行热交换。通过热交换热量被带走而冷凝的制冷剂，进入制冷剂配管22，到达膨胀阀12。通过膨胀阀12而被减压的制冷剂，通过制冷剂配管20进入室内热交换器16，在此与室内空气进行热交换。通过热交换而气相化后的制冷剂，进入制冷剂配管18，之后通过四通阀8、蓄存器26进入压缩机6的吸入口。即使在图5所示的空气调节机中，也能够高效率进行室内的供暖和室外热交换器14的除霜。另外，例如在图5所示的空气调节机中，也可以设置有对室外热交换器14进行加热的加热器(未图示)。图5所示的空气调节机为不具有蓄热装置的结构，所以与图1所示的空气调节机相比，除霜能力·不佳，除霜时间长。因此，为了弥补除霜能力，设置有在供暖循环.除霜运转时对室外热交换器14辅助性地供给热的加热器。由此，如图1所示，能够具有与具有蓄热装置的空气调节机同等的除霜能力。本发明参照附图对优选实施方式涉及的内容进行了充分的记载，但对于熟悉该技术的人，显然能够进行各种变形、修正。这样的变形、修正，只要不超出附加的权利要求的范围所表现的本发明的范围，就应被理解为包含在其中。工业上的可利用性本发明在室外热交换器附着有霜时，基于室内壁温度选择供暖循环.除霜运转和供冷循环.除霜运转中的某一方，由此能够高效率地进行室内的供暖和室外热交换器的除霜，所以不限定于上述实施方式这样的室外机和室内机构成的空气调节机，也能够适用于室外机和室内机为一体的一体型空气调节机。符号说明
2室外机，4室内机，6压缩机，8四通阀，10过滤器，12膨胀阀，14室外热交换器，16室内热交换器，18制冷剂配管，20制冷剂配管，22制冷剂配管，24制冷剂配管，26蓄存器，28制冷剂配管，30第一电磁阀，32蓄热槽，34蓄热热交换器，36蓄热材料，38制冷剂配管，40制冷剂配管，42第二电磁阀，44着霜量检测机构(室外热交换器温度传感器)，46室内壁温度检测机构(室内壁温度传感器)，48人检测机构(人感传感器)。
权利要求
1.一种空气调节机，其特征在于: 具有室外热交换器、室内热交换器、四通阀和压缩机，利用被压缩机加热后的制冷剂融化附着于室外热交换器的霜来进行除霜，所述空气调节机包括: 检测室内的壁的温度的室内壁温度检测机构；和 除霜机构，其在判断为需要除霜的情况下，基于室内壁温度检测机构检测出的室内壁温度，选择供暖循环和供冷循环中的某一方，通过对四通阀进行控制以使得能够进行所选择的循环来进行除霜。
2.按权利要求1所述的空气调节机，其特征在于: 除霜机构，在判断为需要除霜的情况下， 在室内壁温度高于规定的温度时，通过供冷循环进行除霜， 在室内壁温度低于规定的温度时，通过供暖循环进行除霜。
3.按权利要求1或2所述的空气调节机，其特征在于: 还具有在通过供暖循环进行除霜时对室外热交换器进行加热的加热机构。
4.按权利要求1或2所述的空气调节机，其特征在于: 还具有在通过供暖循环进行除霜时，将压缩机的废热储蓄而供给至制冷剂的蓄热机构。
5.按权利要求1至4中任一项所述的空气调节机，其特征在于: 还具有对室内是否有人存在进行检测的人检测机构， 除霜机构在人检测机构检测到人时，通过供暖循环进行除霜， 在人检测机构未检测到人时，通过供冷循环进行除霜。
全文摘要
本发明提供一种空气调节机，其具有室外热交换器(14)、室内热交换器(16)、四通阀(8)和压缩机(6)，通过由压缩机(6)加热的制冷剂使附着于室外热交换器(14)的霜融化，该空气调节机具有对室内的壁的温度进行检测的室内壁温度检测机构(46)；和除霜机构，其在判断为需要除霜时，基于室内壁温度检测机构(46)检测出的室内壁温度，选择供暖循环和供冷循环中的某一方，通过对四通阀(8)进行控制以使得能够进行所选择的循环来进行除霜。
文档编号F24F11/02GK103097824SQ20118004360
公开日2013年5月8日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年9月9日
发明者杉尾孝, 高桥正敏, 川添大辅, 冈浩二, 山本宪昭 申请人:松下电器产业株式会社