專利名稱：空調器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在通過熱泵進行制熱操作時可以一邊繼續(xù)進行制熱操作一邊對附著在室外熱交換器上的霜進行除霜操作的空調器。
背景技術：
目前，熱泵式空調器中的除霜方式一般采用將四通閥進行切換、使冷凍環(huán)路中的致冷劑反向流動的除霜方式。
亦即，除霜操作時的致冷劑流動方向與制冷時相同，讓高溫高壓的致冷劑在室外熱交換器中流動，從而將附著在熱交換器上的霜融解。
但是，在這樣的除霜方式中，由于除霜時室內一側的熱交換器變成了蒸發(fā)器，故會產生室內溫度下降、用戶會突然有冷颼颼的感覺的問題。
作為這一問題的解決辦法，有人提出了一邊進行制熱操作一邊進行除霜操作的方案。
圖6為體現這一方案的現有空調器中的冷凍環(huán)路的構成圖。
如圖6中所示，壓縮機101、四通閥102、室內熱交換器110、膨脹機構以及室外熱交換器103通過致冷劑回路進行聯接，構成熱泵式冷凍環(huán)路。在這一冷凍環(huán)路中設有把上述膨脹機構和上述室外熱交換器103之間的管路和上述壓縮機101的吸入側相聯接、帶有致冷劑加熱器104的致冷劑加熱回路；和把上述冷凍環(huán)路中的壓縮機101的排出側聯接到和上述室外熱交換器103和上述四通閥102之間的除霜回路。在上述冷凍環(huán)路中的熱泵進行操作、對上述室外熱交換器103進行除霜之際，由上述致冷劑加熱器104加熱后的致冷劑在流過上述壓縮機101的之后發(fā)生分流，一路流入上述室內熱交換器110，另一路從上述除霜回路流入室外熱交換器103。這些分流的致冷劑在上述致冷劑加熱回路的入口處又匯合，然后由上述致冷劑加熱器104再次進行加熱。
上述發(fā)明中解決先有技術中的問題的方法是，在使熱泵操作從而對室外機進行除霜操作之際，一邊繼續(xù)進行制熱操作，一邊進行除霜操作(其中的一例可參考日本專利公報特開平11-182994號公報、圖6)。
但是，這樣的冷凍環(huán)路方式中會產生下面的問題。
在這一冷凍環(huán)路的構成中，當進行除霜操作之際，由于雙向閥109a開放，壓縮機101排出的致冷劑將在室外熱交換器103和四通閥102之間流動。為了使用來進行除霜的致冷劑熱氣不致于流入壓縮機吸入口中，需要設置雙向閥106。
另外，由于雙向閥106被聯接在壓縮機101的吸入側，為了降低制冷及制熱操作時的壓力損失，需要使用口徑很大的雙向閥106。這樣，雙向閥的成本就變得非常高。
另外，在從熱泵操作方式切換成使雙向閥108開放的對致冷劑進行加熱、從而進行除霜操作方式時，由于室外熱交換器103的致冷劑的流動方向要反轉，在進行除霜操作之前需要將閥門107的一端封閉，故在室外熱交換器103的入口處需要設置雙向閥107。
這樣一來，在這一冷凍環(huán)路中就需要4個雙向閥，造成結構復雜，成本變高。
另外，由于進行除霜后的致冷劑和在室內熱交換器110放熱后的致冷劑會發(fā)生匯合，如果匯合處的致冷劑壓力比進行除霜后的致冷劑壓力高，致冷劑流會流入室外熱交換器中；相反，如果匯合處的致冷劑壓力比進行除霜后的致冷劑壓力低，致冷劑會流入室內熱交換器一側。因此，有的時候并不能實現一邊制熱一邊進行除霜操作。
另外，由于進行除霜后的致冷劑和在室內熱交換器110放完熱后的致冷劑會發(fā)生匯合，因此，致冷劑中容易發(fā)生雜音。為了解決上述的壓力平衡和致冷劑雜音問題，在某些情況下需要設置致冷劑匯合器。
此外，在上述的致冷劑匯合處，致冷劑循環(huán)量將增多，壓力損失也將增加。作為其解決辦法，需要加大配管的管徑，但這樣將產生加熱器的體積變大的問題。
另外，在制冷回路發(fā)生操作時，致冷劑加熱器104中的管道內部充滿了低壓致冷劑，致冷劑加熱器104的溫度通常很低，故致冷劑加熱器104上很容易產生結露。另外，在雙向閥108發(fā)生故障、致冷劑發(fā)生泄漏時，致冷劑加熱器中也容易產生結露。這樣，尤其是在致冷劑加熱器采用熱傳導型加熱器等的場合下，致冷劑加熱器的可靠性、安全性方面就存在很大的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是為了解決上述問題而作出的，其目的在于提供這樣一種空調器，這種空調器中的冷凍環(huán)路由簡單的旁通回路構成，可以一邊繼續(xù)進行制熱操作，一邊進行不會產生致冷劑雜音和壓力平衡問題的穩(wěn)定的除霜操作。
為了實現上述目的，本發(fā)明的空調器中包括將壓縮機、四通閥、室內熱交換器、減壓器、室外熱交換器通過致冷劑回路加以聯接而成的熱泵式冷凍環(huán)路；將與這一冷凍環(huán)路相聯接的室內熱交換器和減壓器之間的管道、與四通閥和室外熱交換器之間的管道加以聯接的第1旁通回路，第1旁通回路上設有雙向閥以及致冷劑加熱器。此外，還設有將四通閥和室內熱交換器之間的管道、和減壓器和室外熱交換器之間的管道加以聯接/或者將壓縮機和四通閥之間的管道、和減壓器和室外熱交換器之間的管道加以聯接的第2旁通回路，第2旁通回路上設有雙向閥。在對室外熱交換器進行除霜之際，進行使第1旁通回路上的雙向閥開放、使經致冷劑加熱器加熱后的致冷劑流入壓縮機的吸入側的第1旁通操作；和使第2旁通回路上的雙向閥開放、使致冷劑通過室外熱交換器的第2旁通操作。
本發(fā)明實現的效果為可以一邊繼續(xù)進行制熱操作，一邊進行除霜操作。
本發(fā)明的第1方案的空調器中包括將壓縮機、四通閥、室內熱交換器、減壓器、室外熱交換器通過致冷劑回路加以聯接而成的熱泵式冷凍環(huán)路；將與這一冷凍環(huán)路相聯接的上述室內熱交換器和上述減壓器之間的管道、與四通閥和室外熱交換器之間的管道加以聯接的第1旁通回路，上述第1旁通回路上設有雙向閥以及致冷劑加熱器。此外，還設有將與上述冷凍環(huán)路進行聯接的上述四通閥和上述室內熱交換器之間的管道、和上述減壓器和上述室外熱交換器之間的管道加以聯接/或者將與上述冷凍環(huán)路進行聯接的上述壓縮機和上述四通閥之間的管道、和上述減壓器和上述室外熱交換器之間的管道加以聯接的第2旁通回路，上述第2旁通回路上設有雙向閥。在對上述室外熱交換器進行除霜之際，進行使上述第1旁通回路上的雙向閥開放、使經致冷劑加熱器加熱后的致冷劑流入上述壓縮機的吸入側的第1旁通操作；和使上述第2旁通回路上的雙向閥開放、使致冷劑通過上述室外熱交換器的第2旁通操作。這樣，可以一邊進行制熱操作，一邊實施除霜操作。
另外，由于是一邊繼續(xù)執(zhí)行制熱操作、一邊進行除霜操作，因此在四通閥切換時致冷劑不會發(fā)出異響。
另外，由于除霜時四通閥不發(fā)生切換，故壓力變動小，壓縮機油的變化也小，從而可以提高壓縮機的操作可靠性。
另外，即使聯接配管很長，但由于除霜循環(huán)在室外進行，因此不會因配管很長在除霜操作過程中引起壓縮機的油位下降，故在配管很長的產品中也能使壓縮機實現高可靠性的操作。
另外，由于是只利用一部分致冷劑來進行除霜，故致冷劑加熱部中不會流入過多的致冷劑，因此可以減小致冷劑加熱器的體積。
另外，即使在進行致冷操作時，由于高溫高壓的致冷劑氣體會停留在致冷劑加熱器中，故致冷劑加熱器總是能夠保持在周圍氣體的結露溫度之上，因此，致冷劑加熱器中不會發(fā)生結露的現象。
第2方案具體為，第1方案的減壓器為電磁膨脹閥，第1旁通回路和第2旁通回路各自的一端在冷凍環(huán)路中的聯接位置位于上述膨脹閥的前后，在除霜操作時進行閉閥或者近似封閉的節(jié)流操作。通過形成這樣的構成，通常的熱泵冷凍環(huán)路中用來實現制冷及制熱操作的電磁膨脹閥就可以用來進行除霜，實現把致冷劑加熱時產生的用于制熱的致冷劑流和用于除霜的致冷劑流加以分斷的功能，用2個雙向閥就能構成制熱和除霜回路，從而可以簡化室外配管的構造，降低制造成本。
第3方案具體為，第1方案中的減壓器為雙向閥，第1旁通回路和第2旁通回路各自的一端在冷凍環(huán)路中的聯接位置位于上述雙向閥的前后，在除霜操作時使上述雙向閥進行閉閥操作。通過形成這樣的構造，即便是雙向閥也可以作為減壓器來使用，可以一邊繼續(xù)進行制熱操作，一邊進行除霜操作，從而可進一步降低造價。
第4方案具體為，第1～3的任一項方案中的第2旁通回路上連接有減壓器或者電磁膨脹閥，可以對致冷劑的流量進行調整。通過進行這樣的構成，還可以根據積霜量來調整除霜熱量。
第5方案具體為，在第1～4的任一項方案中的上述致冷劑加熱器和室內熱交換器之間設有減壓器，使上述致冷劑加熱器起到蒸發(fā)器的作用。通過形成這樣的構成，可以使致冷劑在通過減壓器、進行減壓后再由加熱器進行加熱，從而可以提高致冷劑的吸熱效率，形成高效率的熱泵冷凍循環(huán)。
第6方案具體為，在第1～5的任一項方案中，第1旁通回路的聯接位置和室外熱交換器之間的管道上設有止回閥，上述止回閥沿著致冷劑流向上述壓縮機的吸入口的流動方向設置。通過形成這樣的構成，可以防止致冷劑流入室外熱交換器中，實現高效率的致冷劑加熱/制熱。
第7方案具體是，在第1～6的任一項方案中，第1旁通回路和壓縮機的吸入側的聯接位置以上述壓縮機的吸入管徑的4倍以上進行聯接。通過形成這樣的構造，可以使致冷劑不會在壓縮機的吸入側發(fā)生急劇的狀態(tài)變化，從而可以使壓縮機實現穩(wěn)定的操作，提高壓縮機的操作可靠性。
第8方案具體為，第1～7的任一項方案中所述的致冷劑加熱器中包括加熱器件、供致冷劑流過的管道、以及用蓄熱材料將上述加熱器部分和致冷劑管道包裹而成的蓄熱部分。通過形成這樣的構成，可以使致冷劑加熱器實現小型化，能夠安裝到現有的室外機機內空間中。因此，在與其它機種實現室外機共用、簡化結構、降低造價方面可以產生很好的效果。


圖1為本發(fā)明實施例1中的空調器的構成圖，圖2為本發(fā)明實施例2中的空調器的構成圖，圖3為本發(fā)明實施例3中的空調器的構成圖，圖4為本發(fā)明中的控制框圖，圖5為本發(fā)明實施例1中的操作時序圖，圖6為現有空調器的構成圖。
上述附圖中，1為壓縮機，2為四通閥，3為室內熱交換器，4為減壓器，5為室外熱交換器，6為第1旁通回路，7為致冷劑加熱用雙向閥，8為加熱器，9為第2旁通回路，10為除霜用雙向閥，11為除霜用減壓器，12為致冷劑加熱用減壓器，13為加熱器件，14為供致冷劑流過的管道，15為蓄熱部，16為止回閥，17為室內風機，18為室內機，19為室外風機，20為室外機。
具體實施例方式
下面參照附圖來對本發(fā)明一些實施例進行詳細說明。需要說明的是，這樣的實施例并沒有限定本發(fā)明的作用。
(實施例1)圖1為本發(fā)明中的空調器的構成圖。在圖1中，室外機20中設有壓縮機1、四通閥2、減壓器4、室外熱交換器5、第1旁通回路6、致冷劑加熱用雙向閥7、致冷劑加熱器8、第2旁通回路9、除霜用雙向閥10、第2旁通回路的雙向閥11、第1旁通回路的雙向閥12、致冷劑加熱器件13、致冷劑通過管部14、蓄熱部15、止回閥16和室外風機19。室內機18中設有室內熱交換器3和室內風機17。這里的減壓器4可以是電磁膨脹閥。
圖4中示出了本發(fā)明實施例1的控制系統(tǒng)框圖，圖5為該控制系統(tǒng)操作時的工作時序圖。圖4中，由室外機側的除霜開始判斷裝置50判斷除霜操作是否應該開始。當判定除霜操作應該開始時，壓縮機操作裝置51、致冷劑加熱用雙向閥開閉裝置52、除霜用雙向閥開閉裝置53、膨脹閥開度改變裝置54、室外風機操作裝置55、四通閥切換裝置56、加熱器操作/停止裝置如圖5中所示的那樣工作，執(zhí)行除霜操作。
當室內機18中的除霜開始信號接收裝置58從室外機20接收到除霜開始信號時，根據除霜操作的判斷結果由室內風機操作裝置59對室內風機17進行控制。
如圖5中所示，當判定除霜開始時，即從步驟1的由熱泵進行的制熱操作轉入步驟2中的由致冷劑加熱操作進行的制熱操作中。此時，致冷劑加熱用雙向閥被通電，控制在打開方向上。
另外，加熱器被通電，進行致冷劑加熱操作。此時，膨脹閥進行關閉或者近似于關閉的操作。
另外，室外風機進入除霜過程中的停止狀態(tài)。由于要繼續(xù)進行制熱操作，四通閥保持住制熱回路的狀態(tài)，在除霜過程中不發(fā)生切換。
另外，由于要繼續(xù)進行制熱，室內風機也不停止。
接下來，在步驟3，使除霜用雙向閥通電，控制成打開方向以進行除霜。此外，壓縮機工作在除霜工作頻率下。
接下來，在步驟4結束除霜操作，同時返回到除霜前的操作狀態(tài)。
最后，在步驟5以后，恢復正常的熱泵制熱操作。
雖然實施例1中的壓縮機的操作頻率是可以發(fā)生變化的，但是，即使是使用固定速度的壓縮機，也可以一邊繼續(xù)進行制熱，一邊進行除霜操作。
(實施例2)接下來，通過圖2來描述本發(fā)明的實施例2。
本實施例中與實施例1之間的不同點在于使用沒有減壓功能、只進行致冷劑的開閉操作的雙向閥4a來構成減壓器4。在這樣的場合下，也可以一邊繼續(xù)進行制熱一邊進行除霜。
雙向閥4a的操作情況如下。在致冷劑加熱用雙向閥7被控制成開放的同時或者稍微晚一些時候，對雙向閥4a進行閉閥控制。
(實施例3)下面通過圖3來描述實施例3。
本實施例中與實施例1的不同點在于致冷劑加熱用雙向閥7和加熱器8之間沒有設置減壓器，而是在室內熱交換器3和減壓器4之間設置了減壓器12。
采用這樣的設置后，可以使第1旁通回路6簡化，從而可以減小機體體積，降低制造成本。
另外，壓縮機1的吸入側設置有氣液分離器21。
因壓縮機1的規(guī)格不同，有的壓縮機1對于回液的承受程度較弱。在這樣的場合下，需要設置這樣的氣液分離器21。
特別是，在除霜操作過程中回液較多，從而需要考慮回液對壓縮機可靠性的影響。
另外，用電磁膨脹閥22來構成第2旁通回路9的減壓器的話，可以根據積霜量來改變除霜循環(huán)量。
另外，在這樣的熱泵式冷凍環(huán)路中，因壓縮機的規(guī)格不同，在某些場合下需要在壓縮機的吸入側聯接上氣液分離器。
此外，壓縮機即便是采用容量可變方式的壓縮機的話，也可以達到相同的效果，故這里只使用了“壓縮機”這一名稱。
電磁膨脹閥既可以采用開度可變的機構，也可以使用雙向閥那樣的并不完全封鎖流量、而只是對部分截面進行節(jié)流的器件。
另外，相對于除霜用雙向閥的聯接位置而言，與第2旁通回路相聯接的減壓器或者電磁膨脹閥的位置既可以位于壓縮機排出側，也可以位于室外熱交換器一側，設置在哪邊都是可以的。
如果可能的話，減壓器、膨脹閥最好設置在靠近室外熱交換器的位置上。這樣，在制冷操作時可以減少存積在旁通回路中的液態(tài)致冷劑，使致冷劑量可以減少，潤滑油的存積也將減少。
當設在致冷劑加熱器和室內熱交換器之間的減壓器設置在致冷劑加熱器一側時，只是在除霜操作過程中才進行節(jié)流。
另外，在減壓器設置在基本熱泵回路中的室內熱交換器一側時，將成為對制冷/制熱操作發(fā)生影響的減壓器。如果這樣的減壓器選用帶有除霜專用的節(jié)流結構的器件的話，將產生致冷劑加熱器無需增加新的節(jié)流機構的優(yōu)點。
另外，即使在第2旁通回路的聯結位置和室外熱交換器之間設有進行致冷劑進行節(jié)流的機構，對除霜性能也沒有太大的影響，因此，可以選用只對部分面積進行節(jié)流的器件。
致冷劑加熱器中的加熱部分只要是發(fā)熱器件就可以，而不管其形狀、加熱方式如何。
綜上所述，本發(fā)明中的空調器由于能夠一邊進行制熱操作一邊實施除霜操作，因此還可以作為在室外溫度非常低的寒帶地區(qū)的空調器來使用。
權利要求
1.一種空調器，其特征在于包括將壓縮機、四通閥、室內熱交換器、減壓器、室外熱交換器通過致冷劑回路加以聯接而成的熱泵式冷凍環(huán)路；將與這一冷凍環(huán)路相聯接的所述室內熱交換器和所述減壓器之間的管路、與四通閥和室外熱交換器之間的管道加以聯接的第1旁通回路，所述第1旁通回路上設有雙向閥以及致冷劑加熱器；和將與所述冷凍環(huán)路進行聯接的所述四通閥和所述室內熱交換器之間的管道、和所述減壓器和所述室外熱交換器之間的管道加以聯接，或者將與所述冷凍環(huán)路進行聯接的所述壓縮機和所述四通閥之間的管道、和所述減壓器和所述室外熱交換器之間的管道加以聯接的第2旁通回路，所述第2旁通回路上設有雙向閥，其中，在對所述室外熱交換器進行除霜之際，進行使所述第1旁通回路上的雙向閥開放、使經致冷劑加熱器加熱后的致冷劑流入所述壓縮機的吸入側的第1旁通操作；和使所述第2旁通回路上的雙向閥開放、使致冷劑通過所述室外熱交換器的第2旁通操作。
2.如權利要求1中所述的空調器，其特征在于所述減壓器為電磁膨脹閥，第1旁通回路和第2旁通回路的各自的一端在冷凍環(huán)路中的聯接位置位于所述膨脹閥的前、后，在除霜操作時進行閉閥或者接近封閉的節(jié)流操作。
3.如權利要求1中所述的空調器，其特征在于所述減壓器為雙向閥，第1旁通回路和第2旁通回路各自的一端在冷凍環(huán)路中的聯接位置位于所述雙向閥的前后，在除霜操作時使所述雙向閥進行閉閥操作。
4.如權利要求1～3的任一項中所述的空調器，其特征在于第2旁通回路上連接有減壓器或者電磁膨脹閥，可以對致冷劑的流量進行調整。
5.如權利要求1～4的任一項中所述的空調器，其特征在于在所述致冷劑加熱器和室內熱交換器之間設有減壓器，使所述致冷劑加熱器起到蒸發(fā)器的作用。
6.如權利要求1～5的任一項中所述的空調器，其特征在于在第1旁通回路和室外熱交換器之間設有止回閥，所述止回閥沿著致冷劑流向所述壓縮機的吸入口的流動方向設置。
7.如權利要求1～6的任一項中所述的空調器，其特征在于第1旁通回路和壓縮機的吸入側的聯接位置以所述壓縮機的吸入管徑的4倍或4倍以上的管徑進行聯接。
8.如權利要求1～7的任一項中所述的空調器，其特征在于所述致冷劑加熱器中包括加熱器件、供致冷劑流過的管道、以及用蓄熱材料將所述加熱器件和供致冷劑流過的管道包裹而成的蓄熱部分。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種一邊繼續(xù)進行制熱操作、一邊進行除霜操作的空調器，其中設有用于將熱泵式冷凍環(huán)路中的室內熱交換器(3)和減壓器(4)之間的管道和壓縮機(1)的吸入側加以聯接的第1旁通回路(6)，該第1旁通回路上設有雙向閥(7)、和致冷劑加熱器(8)。另外，本發(fā)明中還設有用于將與冷凍環(huán)路相聯接的四通閥(2)和室內熱交換器(3)之間的管道和減壓器(4)和室外熱交換器(5)之間的管道加以聯接的第2旁通回路(9)，該第2旁通回路上設有雙向閥(10)。在對室外熱交換器(5)進行除霜之際，使第1旁通回路(6)上的雙向閥(7)和第2旁通回路(9)上的雙向閥(10)開放，執(zhí)行制熱及除霜操作。
文檔編號F25B13/00GK1769819SQ20051011403
公開日2006年5月10日 申請日期2005年10月19日 優(yōu)先權日2004年11月2日
發(fā)明者西原義和, 佐藤新一, 內山邦泰 申請人:松下電器產業(yè)株式會社