КОНДИЦИОНЕР
CONDITIONER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к кондиционеру, который содержит нагревательное средство в контуре хладагента.
Уровень техники
В известной области техники известен кондиционер (см. патентный документ 1: опубликованная заявка на патент Японии №2009-97510), который содержит нагревательное средство в контуре хладагента и повышает нагревательную способность за счет использования нагревательного средства для нагревания хладагента во время процесса нагревания. В кондиционере патентного документа 1 (опубликованная заявка на патент Японии №2009-97510), если температура хладагента чрезмерно повышается, тогда выходной сигнал горелки (т.е., нагревательного средства) прекращается.
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
Тем не менее, существует необходимость в сохранении энергии посредством периодического прекращения выходного сигнала нагревательного средства, а не прекращения выходного сигнала нагревательного средства в целях безопасности (например, когда возникает чрезмерное повышение температуры хладагента), например, когда нет необходимости в нагревательном средстве для генерации тепла. Другими словами, разрешение генерации нагревательным средством выходного сигнала только в соответствии с надлежащим периодом времени может сэкономить энергию.
Целью настоящего изобретения является создание кондиционера, который может сохранять энергию посредством предотвращения падения эффективности работы.
Решение проблемы
Кондиционер в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения содержит контур хладагента, электромагнитное индукционное нагревательное устройство и блок управления. Контур хладагента содержит компрессионный механизм, мощность работы которого регулируется, теплообменник на стороне источника тепла, расширительный механизм и теплообменник на стороне использования. Электромагнитное индукционное нагревательное устройство нагревает трубки для хладагента и/или элемент, который находится в тепловом контакте с хладагентом, проходящим через трубки для хладагента. Блок управления устанавливает электромагнитное индукционное нагревательное устройство в состояние принудительной остановки, если удовлетворено одно из условий, упомянутых ниже: условие, при котором электромагнитное индукционное нагревательное устройство было установлено вручную для остановки работы, условие, при котором нагрузка для кондиционирования воздуха является небольшой, и условие, при котором количество циркулирующего хладагента является небольшим.
За счет своей работы электромагнитное индукционное нагревательное устройство повышает, например, производительность процесса нагревания и пропускную способность, необходимую для горячего газа во время процесса размораживания. Если такое электромагнитное индукционное нагревательное устройство работает в случае, в котором нагрузка для кондиционирования воздуха является небольшой, то есть, когда не нужно повышать производительность процесса нагревания, тогда эффективность работы снижается. Кроме того, если электромагнитное индукционное нагревательное устройство находится в состоянии, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, тогда количество хладагента, нагреваемого электромагнитным индукционным нагревательным устройством, будет неблагоприятно уменьшаться, что снижает эффективность, с помощью которой электромагнитное индукционное нагревательное устройство выполняет нагревание. По этим причинам в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает, если одно из нижеследующих условий является действительным: электромагнитное индукционное нагревательное устройство было установлено вручную для остановки работы, нагрузка для кондиционирования воздуха является небольшой, или количество циркулирующего хладагента является небольшим.
Следовательно, можно предотвратить бесполезную работу электромагнитного индукционного нагревательного устройства, если нет необходимости в нагревании хладагента, и, следовательно, эффективность работы была бы уменьшена, если бы электромагнитное индукционное нагревательное устройство работало. Кроме того, если электромагнитное индукционное нагревательное устройство установлено таким образом, что оно не работает (т.е., если электромагнитное индукционное нагревательное устройство было установлено вручную для остановки работы), тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Кондиционером в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения является кондиционер в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, при этом условие, при котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором давление на стороне низкого давления меньше или равно первому давлению, а на производительность компрессионного механизма накладывается ограничение.
В кондиционере настоящего изобретения условие, при котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случаем, в котором давление на стороне низкого давления меньше или равно первому давлению, и для уменьшения мощности работы компрессионного механизма и, таким образом, повышения давления на стороне низкого давления накладывается ограничение. При этом в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает.
Следовательно, если эффективность снижается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Кондиционером в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения является кондиционер в соответствии с первым или вторым аспектом настоящего изобретения, при этом условие, при котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случаем, в котором давление на стороне высокого давления больше или равно второму давлению, а на производительность компрессионного механизма накладывается ограничение.
В кондиционере настоящего изобретения условие, при котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случаем, в котором давление на стороне высокого давления больше или равно второму давлению, и для уменьшения мощности работы компрессионного механизма и, таким образом, понижения давления на стороне высокого давления накладывается ограничение. При этом в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает.
Следовательно, если эффективность снижается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Кондиционером в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения является кондиционер в соответствии с любым из первого-третьего аспектов настоящего изобретения, при этом условие, при котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случаем, в котором температура на стороне выпуска компрессионного механизма отклоняется от первого температурного диапазона, а на производительность компрессионного механизма накладывается ограничение.
В кондиционере настоящего изобретения условие, при котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случаем, в котором температура на стороне выпуска компрессионного механизма отклоняется от первого температурного диапазона, и для уменьшения мощности работы компрессионногомеханизма и, таким образом, приведения температуры на стороне выпуска компрессионного механизма к первому температурному диапазону накладывается ограничение. При этом в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает.
Следовательно, если эффективность снижается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Кондиционером в соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения является кондиционер в соответствии с любым из первого-четвертого аспектов настоящего изобретения, в котором компрессионный механизм содержит электродвигатель, который используется в качестве источника движущей силы, и имеет мощность работы, которая регулируется при помощи схемы инвертора для осуществления регулирования частоты вращения электродвигателя. Кроме того, условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором на производительность компрессионного механизма накладывается ограничение посредством использования схемы инвертора для уменьшения скорости вращения электродвигателя.
В кондиционере настоящего изобретения одним условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором электрический ток, проходящий в схему инвертора, является чрезмерно большим, и для уменьшения мощности работы компрессионного механизма посредством использования инвертора для понижения скорости вращения цепи электродвигателя и, таким образом, уменьшения электрического тока, проходящего в схему инвертора накладывается ограничение. При этом в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает.
Следовательно, если эффективность снижается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Кондиционером в соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения является кондиционер в соответствии с любым из первого-пятого аспектов настоящего изобретения и дополнительно содержит вентилятор на стороне источника тепла. Вентилятор на стороне источника тепла способствует обмену тепла при помощи теплообменника на стороне источника тепла. Кроме того, условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором разность давлений между давлением на стороне высокого давления и давлением на стороне низкого давления в холодильном цикле меньше третьего давления, а на производительность вентилятора на стороне источника тепла накладывается ограничение.
В кондиционере настоящего изобретения одним условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором разность давлений между давлением на стороне высокого давления и давлением на стороне низкого давления в холодильном цикле меньше третьего давления, и для уменьшения мощности работы компрессионного механизма, и, таким образом, установления разности давлений такой, что она больше или равна третьему давлению накладывается ограничение. При этом в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает.
Следовательно, если эффективность снижается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Кондиционером в соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения является кондиционер в соответствии с любым из первого-шестого аспектов настоящего изобретения, при этом условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором величина электрического тока компрессионного механизма отклоняется от первого заданного диапазона, а на производительность компрессионного механизма накладывается ограничение, или случай, в котором температура электрического элемента в схеме инвертора отклоняется от второго температурного диапазона, а на производительность компрессионного механизма накладывается ограничение.
В кондиционере настоящего изобретения одним условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором для уменьшения мощности работы компрессионного механизма и, таким образом, приведения величины электрического тока компрессионного механизма ко второму заданному диапазону, если величина электрического тока компрессионного механизма отклоняется от первого заданного диапазона, или приведения температуры электрического элемента в схеме инвертора ко второму температурному диапазону, если температура электрического элемента в схеме инвертора отклоняется от второго температурного диапазона накладывается ограничение. При этом в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает.
Следовательно, если эффективность снижается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Кондиционером в соответствии с восьмым аспектом настоящего изобретения является кондиционер в соответствии с любым из первого-седьмого аспектов настоящего изобретения и дополнительно содержит вентилятор на стороне источника тепла, который способствует обмену тепла при помощи теплообменника на стороне источника тепла. Компрессионный механизм, теплообменник на стороне источника тепла и вентилятор на стороне источника тепла включены в устройство источника тепла. Условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором суммарная величина электрических токов, которая является суммой величины электрического тока, приложенного к компрессионному механизму, и величины электрического тока, приложенного к вентилятору на стороне источника тепла, отклоняется от второго заданного диапазона, а на производительность компрессионного механизма накладывается ограничение.
В кондиционере настоящего изобретения одним условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором суммарная величина электрических токов отклоняется от второго заданного диапазона, и для уменьшения мощности работы компрессионного механизма и, таким образом, приведения суммарной величины электрических токов ко второму заданному диапазону накладывается ограничение. При этом в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает.
Следовательно, если эффективность снижается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Кондиционером в соответствии с девятым аспектом настоящего изобретения является кондиционер в соответствии с восьмым аспектом настоящего изобретения, в котором теплообменник на стороне использования включен в узел использования. Суммарной величиной электрических токов является величина, рассчитанная посредством прибавления величины электрического тока, приложенного к узлу использования, и/или величины электрического тока, приложенного к электромагнитному индукционному нагревательному устройству к величине, которая является суммой величины электрического тока, приложенного к компрессионному механизму, и величины электрического тока, приложенного к вентилятору на стороне источника тепла.
В кондиционере настоящего изобретения даже в случае, в котором величина, рассчитанная посредством прибавления величины электрического тока, приложенного к узлу использования, и/или величины электрического тока, приложенного к электромагнитному индукционному нагревательному устройству к величине, которая является суммой величины электрического тока, приложенного к компрессионному механизму, и величины электрического тока, приложенного к вентилятору на стороне источника тепла, рассчитывается в качестве суммарной величины электрических токов, одним условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором суммарная величина электрических токов отклоняется от второго заданного диапазона, и для уменьшения мощности работы компрессионного механизма, и, таким образом, приведения суммарной величины электрических токов ко второму заданному диапазону накладывается ограничение. При этом в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает.
Следовательно, если эффективность снижается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Кондиционером в соответствии с десятым аспектом настоящего изобретения является кондиционер в соответствии с любым из первого-девятого аспектов настоящего изобретения, при этом условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором количество хладагента, заполненного в контуре хладагента, отклоняется от третьего заданного диапазона, а на производительность компрессионного механизма накладывается ограничение.
В кондиционере настоящего изобретения одним условием, в котором количество циркулирующего хладагента является небольшим, является случай, в котором количество хладагента, заполненного в контуре хладагента, отклоняется от третьего заданного диапазона, и для уменьшения мощности работы компрессионного механизма и, таким образом, приведения этого количества хладагента к третьему заданному диапазону накладывается ограничение. При этом в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает.
Следовательно, если эффективность снижается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Кондиционером в соответствии с одиннадцатым аспектом настоящего изобретения является кондиционер в соответствии с десятым аспектом настоящего изобретения, при этом условием, в котором количество хладагента, заполненного в контуре хладагента, отклоняется от третьего заданного диапазона, является случай, в котором степень перегрева всасывания компрессионного механизма превышает заданную температуру.
В кондиционере настоящего изобретения количество хладагента определяется посредством определения того, что превышает ли степень перегрева всасывания компрессионного механизма заданную температуру. Кроме того, если степень перегрева всасывания компрессионного механизма не превышает заданную температуру, тогда определяется, что количество хладагента отклоняется от третьего заданного диапазона, и количество циркулирующего хладагента является небольшим. При этом существует случай, в котором для уменьшения мощности работы компрессионного механизма и, таким образом, установления степени перегрева всасывания компрессионного механизма ниже или равно заданной температуры накладывается ограничение. При этом в настоящем изобретении электромагнитное индукционное нагревательное устройство устанавливается в состояние принудительной остановки, так что оно не работает.
Следовательно, если эффективность снижается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Преимущества изобретения
В кондиционере в соответствии с первым аспектом можно быстро предотвратить бесполезную работу электромагнитного индукционного нагревательного устройства, если не нужно нагревать хладагент, и, следовательно, эффективность работы была бы уменьшена, если бы электромагнитное индукционное нагревательное устройство работало. Кроме того, если электромагнитное индукционное нагревательное устройство установлено таким образом, что оно не работает (т.е., если электромагнитное индукционное нагревательное устройство было установлено вручную для остановки работы), тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
В кондиционере в соответствии со вторым-седьмым аспектами настоящего изобретения, если эффективность уменьшается, даже если хладагент нагревается, тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства может быть остановлена.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схема контура хладагента кондиционера, который использует холодильное устройство в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - внешний вид под наклоном наружного узла, если смотреть со стороны передней поверхности.
Фиг.3 - внешний вид под наклоном наружного узла, если смотреть со стороны задней поверхности.
Фиг.4 - вид под наклоном наружного узла с удаленными панелью правой боковой поверхности и панелью задней поверхности.
Фиг.5 - вид сверху наружного узла с оставшимися только нижней пластиной 2b и машинной камерой.
Фиг.6 - вид в разрезе электромагнитного индукционного нагревательного устройства.
Фиг.7 - диаграмма зависимости, которая показывает зависимость между заданными температурами и установочными уровнями.
Описание вариантов осуществления изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи. Кроме того, варианты осуществления, приведенные ниже, являются исключительно иллюстративными примерами настоящего изобретения и не ограничивают его технический объем.
Кондиционер
Фиг.1 - блок-схема кондиционера, который использует холодильное устройство в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. В кондиционере 1 на фиг.1 наружный узел 2, который используется в качестве узла источника тепла, и внутренний узел 4, который используется в качестве узла использования, соединены при помощи трубок для хладагента, и, таким образом, образован контур 10 хладагента, который выполняет парокомпрессионный холодильный цикл.
Наружный узел 2 вмещает компрессор 21, четырехходовой переключающий клапан 22, наружный теплообменник 23, приводимый в действие электродвигателем расширительный клапан 24, накопитель 25, наружные вентиляторы 26, перепускной клапан 27 горячего газа, капиллярную трубку 28 и электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6. Внутренний узел 4 вмещает внутренний теплообменник 41 и внутренний вентилятор 42.
Контур 10 хладагента содержит выпускную трубку 10a, газовую трубку 10b, трубку 10c для жидкости, трубку 10d для жидкости на наружной стороне, газовую трубку 10e на наружной стороне, накопительную трубку 10f, всасывающую трубку 10g и обводную линию 10h для горячего газа.
Выпускная трубка 10a соединяет компрессор 21 и четырехходовой переключающий клапан 22. Газовая трубка 10b соединяет четырехходовой переключающий клапан 22 и внутренний теплообменник 41. Трубка 10c для жидкости соединяет внутренний теплообменник 41 и приводимый в действие электродвигателем расширительный клапан 24. Трубка 10d для жидкости на наружной стороне соединяет приводимый в действие электродвигателем расширительный клапан 24 и наружный теплообменник 23. Газовая трубка 10e на наружной стороне соединяет наружный теплообменник 23 и четырехходовой переключающий клапан 22.
Накопительная трубка 10f соединяет четырехходовой переключающий клапан 22 и накопитель 25. Электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 установлено на одном участке накопительной трубки 10f. По меньшей мере, участок накопительной трубки 10f, который закрыт электромагнитным индукционным нагревательным устройством 6 и должен нагреваться, является медной трубкой, окруженной трубкой из нержавеющей стали. Среди трубок, которые образуют контур 10 хладагента, участком снаружи трубки из нержавеющей стали является медная трубка.
Всасывающая трубка 10g соединяет накопитель 25 и сторону впуска компрессора 21. Обводная линия 10h для горячего газа соединяет точку A1 разветвления, которая расположена вдоль выпускной трубки 10a, и точку D1 разветвления, которая расположена вдоль трубки 10d для жидкости на наружной стороне.
Перепускной клапан 27 горячего газа расположен вдоль обводной линии 10h для горячего газа. Для переключения между состоянием, в котором поток хладагента проходит через обводную линию 10h для горячего газа, и состоянием, в котором он не проходит, блок 11 управления открывает и закрывает перепускной клапан 27 горячего газа. Кроме того, капиллярная трубка 28, в которой площадь поперечного сечения канала для хладагента уменьшена, расположена на стороне вниз по потоку от перепускного клапана 27 горячего газа, кроме того, во время процесса размораживания поддерживается постоянное отношение хладагента, который проходит через наружный теплообменник 23, к хладагенту, который проходит через обводную линию 10h для горячего газа.
Четырехходовой переключающий клапан 22 может переключаться между процессом охлаждения и процессом нагревания. На фиг.1 сплошные линии обозначают состояние соединения для осуществления процесса нагревания, и пунктирные линии обозначают состояние соединения для осуществления процесса охлаждения. Во время процесса нагревания внутренний теплообменник 41 выполняет функцию конденсатора, а наружный теплообменник 23 выполняет функции испарителя. Во время процесса охлаждения наружный теплообменник 23 выполняет функцию конденсатора, а внутренний теплообменник 41 выполняет функции испарителя.
Наружные вентиляторы 26, которые подают наружный воздух в наружный теплообменник 23, расположены в окрестности наружного теплообменника 23. Внутренний вентилятор 2, который подает воздух внутри помещения во внутренний теплообменник 41, расположен в окрестности внутреннего теплообменника 41.
Кроме того, различные датчики расположены в наружном узле 2 и внутреннем узле 4.
Конкретно, наружный узел 2 содержит датчик Ps давления на выходе, который определяет давление на выходе (т.е., давление Ph на стороне высокого давления) компрессора 21, датчик T21 температуры на выходе, который определяет температуру Td на выходе компрессора 21, датчик T22 температуры на первой стороне жидкости, который определяет температуру хладагента в жидком состоянии или парожидкостном двухфазном состоянии на стороне жидкости наружного теплообменника 23, датчик T23 наружного теплообменника, который определяет температуру (т.е., температуру Tm наружного теплообменника) наружного теплообменника 23, и датчик T25 температуры на входе, который определяет температуру на входе (т.е., температуру Tsu всасывания) накопителя 25. Кроме того, датчик T24 температуры наружного воздуха, который определяет температуру наружного воздуха, который проходит в наружный узел 2 (т.е., температуру Ta наружного воздуха), расположен на стороне отверстия для всасывания наружного воздуха наружного узла 2.
Кроме того, во внутреннем узле 4 второй датчик T41 температуры на стороне жидкости, который определяет температуру хладагента (т.е., температуру конденсации во время процесса нагревания или температуру хладагента, которая соответствует температуре испарения во время процесса охлаждения), расположен на стороне жидкости внутреннего теплообменника 41. Датчик T42 температуры внутри помещения, который определяет температуру воздуха внутри помещения (т.е., температуру Tr внутри помещения), который проходит во внутренний узел 4, расположен на стороне отверстия для всасывания воздуха внутри помещения. В настоящем варианте осуществления каждый из датчика T21 температуры на выходе, первого датчика T41 температуры на стороне жидкости, датчика T23 температуры наружного теплообменника, датчика T24 температуры наружного воздуха, датчика T25 температуры на входе, второго датчика T41 температуры на стороне жидкости и датчика T42 температуры внутри помещения является терморезистором.
Блок 11 управления содержит наружный блок 11a управления и внутренний блок 11b управления. Наружный блок 11a управления и внутренний блок 11b управления соединены при помощи линии 11c связи. Кроме того, наружный блок 11a управления управляет устройством, расположенным в наружном узле 2, и внутренний блок 11b управления управляет устройством, расположенным во внутреннем узле 4. Кроме того, блок 11 управления соединен таким образом, что он может принимать сигналы определения различных датчиков Ps, T21-T25, T41, T42, и таким образом, что он может управлять различными клапанами и устройством 6, 21, 22, 24, 26, 42 на основании этих сигналов определения и им подобного.
(Внешний вид наружного узла)
Фиг.2 - внешний вид под наклоном наружного узла 2, если смотреть со стороны передней поверхности, и фиг.3 - внешний вид под наклоном наружного узла 2, если смотреть со стороны задней поверхности. На фиг.2-5 кожух наружного узла образован в виде, по существу, прямоугольного параллелепипеда при помощи верхней пластины 2a, нижней пластины 2b, передней панели 2c, панели 2d левой боковой поверхности, панели 2f правой боковой поверхности и панели 2e задней поверхности.
(Внутренняя часть наружного узла)
Фиг.4 - вид под наклоном наружного узла 2 с удаленными панелью правой боковой поверхности и панелью задней поверхности. На фиг.4 разделительная пластина 2h разделяет наружный узел 2 на камеру вентилятора и машинную камеру. Наружный теплообменник 23 и наружные вентиляторы 26 (см. фиг.1) расположены в камере вентилятора, и электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, компрессор 21 и накопитель 25 расположены в машинной камере.
(Устройство окрестности нижней пластины наружного узла)
Фиг.5 - вид сверху наружного узла 2 с оставшимися только нижней пластиной 2b и машинной камерой. Кроме того, на фиг.5 штрихпунктирные линии с двойным тире используются для обозначения наружного теплообменника 23, так что его положение известно. Обводная линия 10h для горячего газа расположена над нижней пластиной 2b, проходит от машинной камеры, в которой расположен компрессор 21, к камере вентилятора, образует контур через камеру вентилятора и, затем, возвращается в машинную камеру. Приблизительно половина всей длины обводной линии 10h для горячего газа находится под наружным теплообменником 23. Кроме того, отверстия 86a-86e для выпуска воды, которые проходят через нижнюю пластину 2b в направлениях толщины пластины, образованы на участках нижней пластины 2b, которые расположены под наружным теплообменником 23.
(Электромагнитное индукционное нагревательное устройство)
Фиг.6 - вид в разрезе электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6. На фиг.6 электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 расположено таким образом, что участок накопительной трубки 10f, который должен нагреваться, закрыт с наружной стороны в радиальных направлениях и нагревается за счет электромагнитной индукции. Участок накопительной трубки 10f, который должен нагреваться, имеет двойную конструкцию трубки, содержащую медную трубку на внутренней стороне и трубу 100f из нержавеющей стали на наружной стороне. Ферритовая нержавеющая сталь, которая содержит 16-18% хрома, или дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь, которая содержит 3-5% никеля, 15-17% хрома и 3-5% меди, используются в качестве материала нержавеющей стали трубки 100f из нержавеющей стали.
Во-первых, электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 располагают на накопительной трубке 10f, затем окрестность верхнего конца электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 закрепляют с помощью первой шестигранной гайки 61, наконец, окрестность нижнего конца электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 закрепляют с помощью второй шестигранной гайки 66.
Обмотка 68 намотана по спирали вокруг наружной стороны основного корпуса 65 катушки, причем направления, в которых проходит накопительная трубка 10f, являются осевыми направлениями намотки. Обмотка 68 расположена на внутренней стороне ферритового кожуха 71. Ферритовый кожух 71 дополнительно вмещает первые ферритовые части 98 и вторые ферритовые части 99.
Первые ферритовые части 98 выполнены из феррита, который имеет высокую магнитную проницаемость, кроме того, когда электрический ток проходит на обмотку 68, первые ферритовые части 98 захватывают магнитный поток, генерируемый даже на участках снаружи трубки 100f из нержавеющей стали, и образуют траекторию для такого магнитного потока. Первые ферритовые части 98 расположены на обеих концевых сторонах ферритового кожуха 71.
Хотя их положения размещения и формы отличаются от положений размещения и форм первых ферритовых частей 98, вторые ферритовые части 99 функционируют таким же образом, что и первые ферритовые части 98 и расположены в части для размещения ферритового кожуха 71 в окрестности наружной стороны основного корпуса 65 катушки.
Работа кондиционера
В кондиционере 1 четырехходовой клапан 22 способен переключаться между процессом охлаждения воздуха и процессом нагревания воздуха.
(Процесс охлаждения)
В процессе охлаждения четырехходовой клапан 22 установлен в состоянии, обозначенным пунктирными линиями на фиг.1. При приведении в действие компрессора 21 в этом состоянии парокомпрессионный холодильный цикл осуществляется в контуре 10 хладагента, при этом наружный теплообменник 23 становится конденсатором, а внутренний теплообменник 41 становится испарителем.
Наружный теплообменник 23 обменивает тепло хладагента высокого давления, выходящего из компрессора 21, на наружный воздух, после чего хладагент конденсируется. Когда хладагент, который прошел через наружный теплообменник 23, проходит через расширительный клапан 24, давление хладагента понижается, затем внутренний теплообменник 41 обменивает тепло хладагента на воздух внутри помещения, после чего хладагент испаряется. Кроме того, воздух внутри помещения, температура которого падает вследствие обмена его тепла на хладагент, выходит в пространство для кондиционирования воздуха. Хладагент, который прошел через внутренний теплообменник 41, всасывается в компрессор 21 и сжимается.
(Процесс нагревания)
В процессе нагревания четырехходовой клапан 22 установлен в состоянии, обозначенным сплошными линиями на фиг.1. При приведении в действие компрессора 21 в этом состоянии парокомпрессионный холодильный цикл осуществляется в контуре 10 хладагента, в котором наружный теплообменник 23 становится испарителем, а внутренний теплообменник 41 становится конденсатором.
Внутренний теплообменник 41 обменивает тепло хладагента высокого давления, выходящего из компрессора 21, на воздух внутри помещения, после чего хладагент конденсируется. Кроме того, воздух внутри помещения, температура которого повышается вследствие обмена его тепла на хладагент, выходит в пространство для кондиционирования воздуха. При прохождении конденсированного хладагента через расширительный клапан 24 давление хладагента понижается, затем, наружный теплообменник 23 обменивает тепло хладагента на наружный воздух, после чего хладагент испарятся. Хладагент, который прошел через наружный теплообменник 23, всасывается в компрессор 21, где он сжимается.
В процессе нагревания снижение производительности может быть восполнено при запуске, особенно, когда компрессор 21 недостаточно нагрет, при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, нагревающего хладагент.
(Процесс размораживания)
Когда температура наружного воздуха составляет между -5°C и +5°C, и процесс нагревания осуществлен, влага, содержащаяся в воздухе, или конденсируется на поверхность наружного теплообменника 23 и затем превращается в иней, или замерзает и покрывает поверхность наружного теплообменника 23, в обоих случаях уменьшая эффективность теплообмена. Процесс размораживания осуществляется для растапливания инея или льда, прилипшего к наружному теплообменнику 23. Процесс размораживания осуществляется при использовании того же цикла, что и цикл процесса охлаждения.
Тепло хладагента высокого давления, выходящего из компрессора 21, обменивается с наружным воздухом при помощи наружного теплообменника 23, после чего хладагент конденсируется. Тепло, излучаемое этим хладагентом, растапливает иней или лед, покрывающий наружный теплообменник 23. При прохождении конденсированного хладагента через расширительный клапан 24, его давление понижается, затем, внутренний теплообменник 41 обменивает тепло хладагента на воздух внутри помещения, после чего хладагент испаряется. При этом внутренний вентилятор 42 остановлен. Причина состоит в том, что если бы внутренний вентилятор 42 работал, тогда охлажденный воздух проходил бы в пространство, в котором кондиционируется воздух, что отрицательно влияло бы на комфорт пользователя. Кроме того, хладагент, который прошел через внутренний теплообменник 41, всасывается в компрессор 21 и сжимается.
Кроме того, во время процесса размораживания электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 нагревает накопительную трубку 10f, и, таким образом, компрессор 21 может сжимать нагретый хладагент. В результате, температура газообразного хладагента, вышедшего из компрессора 21, повышается, и время, необходимое для возврата из процесса размораживания обратно в процесс нагревания, сокращается.
Кроме того, во время процесса размораживания хладагент высокого давления, выходящий из компрессора 21, также проходит в обводную линию 10h для горячего газа. Даже если лед образуется на нижней пластине 2b наружного узла 2, то лед растапливается за счет тепла, изучаемого хладагентом, который проходит через обводную линию 10h для горячего газа. Вода, образуемая в это время, выпускается через отверстия 86a-86e для выпуска воды. Кроме того, обводная линия 10h для горячего газа также нагревает отверстия 86a-86e для выпуска воды, что предотвращает отверстия 86a-86e для выпуска воды от замерзания и закупоривания.
(Управление принудительной остановкой электромагнитного индукционного нагревательного устройства)
Когда любое из условий (1)-(11), приведенных ниже, является действительным, сигнал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено» (т.е., электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 останавливается, чтобы не осуществлять нагревание), напротив, если ни одно из условий, приведенных ниже, не является действительным, тогда сигал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «выключено» (т.е., электромагнитному индукционному нагревательному устройству 6 разрешено осуществлять нагревание), в дальнейшем, это управление называется управлением принудительной остановкой.
Условия объяснены ниже.
(1) Если разность между установленной температурой внутри помещения и температурой внутри помещения меньше заданной температуры
Разность ΔTrs температур рассчитывается посредством вычитания температуры Tr внутри помещения, которая определяется датчиком T421 температуры внутри помещения, из установленной температуры Tse внутри помещения, которая используется в качестве целевой заданной установленной температуры пространства внутри помещения и устанавливается при помощи средства ввода (не показано), такого как дистанционный регулятор, когда разность ΔTrs температур меньше заданной величины, блок 11 управления устанавливает сигнал вынужденной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, в состояние «включено». То есть, если нагрузка процесса нагревания является небольшой или равна нулю, ненужно, чтобы электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 способствовало процессу нагревания, и, следовательно, электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 принудительно останавливается, чтобы не нагревать хладагент. Следовательно, можно осуществлять процесс нагревания при предотвращении бесполезной работы электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6. Кроме того, заданная величина может устанавливаться в четыре этапа, как показано на фиг.7, и может устанавливаться в соответствии с предпочтением пользователя. Например, если пользователь может выносить холод или хочет сэкономить энергию, тогда пользователь может установить заданную температуру в 2K посредством установки заданной температуры на уровень 4. Если сделана такая установка, электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 переходит в состояние, в котором разрешено нагревание, если возникает ситуация, когда температура Tr внутри помещения ниже установленной температуры Tse внутри помещения на 2K. Кроме того, напротив, если пользователь не может выносить холода или хочет обеспечить комфорт, тогда пользователь может установить заданную температуру, равную -0,5K посредством установки заданной температуры на уровень 1. Кроме того, если сделана такая установка, электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 переходит в состояние, в котором разрешен нагрев, если возникает ситуация, когда температура Tr внутри помещения выше установленной температуры Tse внутри помещения на 0,5K. Кроме того, при установке в исходное состояние (т.е., состояние при отгрузке с предприятия), заданная температура устанавливается на уровень 3.
(2) Когда компрессор остановлен
Если компрессор 21 остановлен, тогда состояние «выключения термоуправления» является активным даже во время процесса нагревания, и, следовательно, не нужно, чтобы электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 осуществляло процесс нагревания. Следовательно, если компрессор 21 остановлен, сигнал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено». Следовательно, можно предотвратить бесполезную работу электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6.
(3) При осуществлении управления понижением низкого давления
В кондиционере 1, если давление Pl на стороне низкого давления становится ниже или равно первому давлению P1, тогда осуществляется управление понижением низкого давления, при котором частота компрессора 21 минимизирована для обеспечения небольшой мощности работы. При осуществлении этого управления понижением низкого давления сигнал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено». Кроме того, давление Pl на стороне низкого давления рассчитывается на основании температуры Tm наружного теплообменника, определяемой датчиком T23 наружного теплообменника.
(4) При выполнении управления понижением высокого давления
В кондиционере 1, если давление Ph на стороне высокого давления, определяемое датчиком Ps давления на выходе, больше или равно второму давлению P2, тогда осуществляется управление понижением высокого давления, при котором частота компрессора 21 минимизирована для обеспечения небольшой мощности работы. При выполнении этого управления понижением высокого давления сигнал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено».
(5) Когда осуществляется управление понижением температуры выпускной трубки инвертора
В кондиционере 1, если температура Td на выходе, определяемая датчиком T21 температуры на выходе, отклоняется от первого температурного диапазона (например, если температура Td на выходе превышает первую температуру), тогда осуществляется управление понижением температуры выпускной трубки инвертора, при котором частота компрессора 21 минимизирована для обеспечения небольшой мощности работы. При выполнении этого управления понижением температуры выпускной трубки инвертора сигнал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено».
(6) Когда выполняется управление понижением электрического тока инвертора
В кондиционере 1 мощность работы компрессора 21 может регулироваться с помощью инвертора (не показан), регулирующего частоту вращения. Кроме того, если электрический ток, приложенный к этому инвертору, превышает заданную величину электрического тока, тогда осуществляется управление понижением электрического тока инвертора, при котором инвертор компрессора 21 минимизирует частоту вращения, чтобы создать небольшую мощность работы компрессора 21. При осуществлении этого управления понижением электрического тока инвертора сигнал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено».
(7) Когда осуществляется управление защитой отношения небольшой разности давлений к небольшому коэффициенту сжатия
В кондиционере 1, если разность между давлением Pl на стороне низкого давления и давлением Ph на стороне высокого давления является небольшой, и коэффициент сжатия компрессора 21 является небольшим, тогда осуществляется управление защитой отношения небольшой разности давлений к небольшому коэффициенту сжатия. Конкретно, если разность давлений между давлением Pl на стороне низкого давления и давлением Ph на стороне высокого давления меньше третьего давления P3, тогда осуществляется управление защитой отношения небольшой разности давлений к небольшому коэффициенту сжатия, при котором степень открытия приводимого в действие электродвигателем расширительного клапана 24 уменьшается, и поток воздуха наружных вентиляторов 26 увеличивается. Когда осуществляется управление защитой отношения небольшой разности давлений к небольшому коэффициенту сжатия, сигнал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено». Кроме того, в данном документе, как описано выше, давление Pl на стороне низкого давления рассчитывается на основании температуры Tm, определенной датчиком T23 наружного теплообменника. Кроме того, таким же образом, как обсуждено выше, давление Ph на стороне высокого давления определяется датчиком Ps давления на выходе.
(8) Когда осуществляется управление понижением электрического тока схемы инвертора/температуры
В кондиционере 1, если электрический ток, проходящий через схему инвертора увеличивается и отклоняется от первого заданного диапазона (т.е., если электрический ток, проходящий через схему инвертора больше или равен электрическому току первого заданного верхнего предела), или если температура элемента схемы инвертора повышается и отклоняется от второго температурного диапазона (например, если температура элемента схемы инвертора больше или равна температуре заданного верхнего предела), тогда выполняется управление понижением электрического тока схемы инвертора/температуры, в котором инвертор компрессора 21 минимизирует частоту вращения для обеспечения небольшой мощности работы компрессора 21. Когда выполняется управление понижением электрического тока схемы инвертора/температуры, сигнал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено».
(9) Когда осуществляется управление понижением суммарного электрического тока
В кондиционере 1, если величина электрического тока, приложенного ко всему кондиционеру 1 (т.е., суммарная величина электрических токов), отклоняется от второго заданного диапазона (например, если суммарная величина электрических токов превышает вторую величину верхнего предела электрического тока), тогда осуществляется управление понижением суммарного электрического тока, при котором инвертор компрессора 21 минимизирует частоту вращения для обеспечения небольшой мощности работы компрессора 21. Когда осуществляется это управление понижением суммарного электрического тока сигнал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено». Кроме того, в настоящем варианте осуществления «суммарная величина электрических токов», упомянутая в данном документе, является величиной, рассчитанной посредством суммирования величины электрического тока, приложенного к компрессору 21, и величины электрического тока, приложенного к наружным вентиляторам 26.
Однако, суммарная величина электрических токов не ограничивается этим и может быть величиной, рассчитанной посредством дополнительного прибавления величины электрического тока, приложенного к внутреннему узлу 4 и/или величины электрического тока, приложенного к электромагнитному индукционному нагревательному устройству 6, к величине, которая является суммой величины электрического тока, приложенного к компрессору 21, и величины электрического тока, приложенного к наружным вентиляторам. При этом суммарная величина электрических токов не является второй заданной величиной верхнего предела электрического тока, описанной выше, а скорее является третьей заданной величиной верхнего предела электрического тока, которая больше второй заданной величины верхнего предела электрического тока.
Кроме того, в (3)-(9), упомянутых выше, если частота компрессора минимизирована, и количество хладагента, циркулирующего через контур 10 хладагента, является небольшим, тогда количество хладагента, которое может нагреваться при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, является небольшим, делая проблематичным эффективное нагревание хладагента. Следовательно, можно предотвратить бесполезное нагревание хладагента при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6.
(10) Если состояние предупреждения о недостатке газа, является активным
В кондиционере 1, если степень перегрева всасывания, которая получается посредством вычитания температуры Tm наружного теплообменника, определенной датчиком T23 температуры наружного теплообменника, из температуры Tsu всасывания, определенной датчиком T25 температуры на входе, больше или равна заданной температуре, тогда определяется, что количество хладагента, заполненного в контуре хладагента (т.е., количество заполненного хладагента), отклонилось от третьего заданного диапазона (например, количество заполненного хладагента меньше количества хладагента заданного нижнего предела). Кроме того, в кондиционере 1, если определено, что количество хладагента, заполненного в контуре хладагента, отклонилось от третьего заданного диапазона, тогда состояние предупреждения о недостатке газа становится активным. Если состояние предупреждения о недостатке газа становится активным, тогда сигнал вынужденной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено».
(11) Если электромагнитное индукционное нагревательное устройство установлено в состояние включения остановки
В кондиционере 1 электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 установлено в состояние включения остановки при установке в исходное состояние. Когда пользователь хочет сделать возможным использование электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, пользователь может вручную отменить установку включения остановки электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6. Кроме того, если, с другой стороны, установка включения остановки электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 была отменена, пользователь вновь может вручную установить электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 в состояние включения остановки. Таким образом, если электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 установлено в состояние включения остановки, тогда сигнал принудительной остановки, посылаемый в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, устанавливается в состояние «включено».
Характеристики
В кондиционере 1 в соответствии с настоящим изобретением электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 установлено в состояние принудительной остановки, так что оно не работает, если одно или более из следующих условий являются действительными: электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 было вручную установлено в состояние остановки работы, нагрузка кондиционирования воздуха является небольшой (конкретно, разность между установленной температурой Tse внутри помещения и температурой Tr внутри помещения меньше заданной температуры, или компрессор 21 остановлен), или количество циркулирующего хладагента является небольшим (конкретно, когда выполняется управление понижением низкого давления, управление понижением высокого давления, управление понижением температуры выпускной трубки инвертора, управление понижением электрического тока инвертора, управление защитой отношения небольшой разности давлений к небольшому коэффициенту сжатия, управление понижением электрического тока инвертора/температуры, или управление понижением суммарного электрического тока, или когда состояние предупреждения о недостатке газа является активным).
Следовательно, можно предотвратить бесполезную работу электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, если не нужно нагревать хладагент, и, следовательно, эффективность работы была бы уменьшена, если бы электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 работало. Кроме того, если электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 установлено таким образом, что оно не работает (т.е., если электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 было установлено вручную для остановки работы), тогда работа электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 будет остановлена.
Модифицированные примеры
В кондиционере 1 в соответствии с вышеописанными вариантами осуществления, если разность между установленной температурой Tse внутри помещения и температурой Tr внутри помещения меньше заданной температуры, тогда осуществляется управление принудительной остановкой, при котором электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 установлено в состояние принудительной остановки, и эта заданная температура может устанавливаться в четыре этапа, как показано на фиг.7. Однако, настоящее изобретение не ограничивается этим. Даже при переключении из включения в выключение термоуправления, или из выключения во включение термоуправления, определение делается на основании температурного условия, т.е. разности между установленной температурой Tse внутри помещения и температурой Tr внутри помещения, и, следовательно, заданная температура при осуществлении управления принудительной остановкой может быть связана с температурным условием для использования при переключении из включения в выключение термоуправления и температурным условием для использования при переключении из выключения во включение термоуправления.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение используется в кондиционере для холодных регионов.
Список ссылочных позиций
1 - кондиционер
2 - наружный узел (узел источника тепла)
4 - внутренний узел (узел использования)
6 - электромагнитное индукционное нагревательное устройство
11 - блок управления
21 - компрессор (компрессионный механизм)
22 - четырехходовой переключающий клапан
23 - наружный теплообменник (теплообменник на стороне источника тепла)
26 - наружный вентилятор (вентилятор на стороне источника тепла)
41 - внутренний теплообменник (теплообменник на стороне использования)
10f - накопительная трубка (трубопровод хладагента)
Список патентной литературы
Патентный документ 1
Опубликованная заявка на патент Японии №2000-97510.