КОНДИЦИОНЕР
CONDITIONER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к кондиционеру.
Предпосылки изобретения
Из обычной практики известны кондиционеры, в которых количество хладагента для циркуляции или ему подобного регулируется для регулирования степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор.
Например, в кондиционере, раскрытом в патентной литературе 1 (опубликованный японский выложенный патент №7-120083), количество хладагента для циркуляции может увеличиваться и степень перегрева хладагента, всосанного в компрессор, может регулироваться за счет осуществления управления, так что степень открытия электрического расширительного клапана увеличивается в соответствии с температурой хладагента, всосанного в компрессор.
Краткое описание изобретения
<Техническая проблема>
Известны случаи, в которых на стороне впуска компрессора хладагент, всосанный в компрессор, косвенно нагревается за счет использования внешнего нагревательного устройства для нагревания трубки для хладагента или ей подобной в тепловом контакте с хладагентом.
В случаях использования такого внешнего нагревательного устройства, когда, например, датчик температуры хладагента на впуске компрессора расположен между участком, который должен нагреваться внешним нагревательным устройством, и стороной впуска компрессора, тепло, приложенное к участку, нагреваемому при помощи внешнего нагревательного устройства, за счет теплового контакта передается в окрестность, где закреплен датчик температуры хладагента на впуске вниз по потоку, затрудняя точное измерение температуры хладагента на впуске. При регулировании степени открытия электрического расширительного клапана, которое основано на величине, измеренной датчиком температуры хладагента на впуске компрессора, расположенным между участком, нагреваемым внешним нагревательным устройством, и стороной впуска компрессора, существует опасность того, что степень открытия клапана будет сильно увеличена, и количество хладагента для циркуляции будет увеличиваться намного, и не только будет минимизировано чрезмерное увеличение степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор, но также будет происходить сжатие жидкости.
При расположении, например, участка, нагреваемого внешним нагревательным устройством, чтобы находиться вниз по потоку от положения измерения датчика температуры хладагента на впуске компрессора и вверх по потоку от стороны впуска компрессора, невозможно определить температуру хладагента на впуске, который нагревается при прохождении через нагретый участок. При регулировании степени открытия электрического расширительного клапана, которое основано на величине, измеренной датчиком температуры хладагента на впуске, расположенным вверх по потоку от участка, нагреваемого внешним нагревательным устройством, существует опасность того, что степень открытия клапана будет сильно уменьшена, и количество хладагента для циркуляции будет уменьшаться намного, и степень перегрева хладагента, всосанного в компрессор, будет чрезмерно увеличиваться.
Настоящее изобретение было задумано с учетом обстоятельств, описанных выше, и его целью является создание кондиционера, способного осуществлять управление с учетом количества тепла, приложенного к хладагенту на впуске, при регулировании степени перегрева хладагента, всосанного в компрессионный механизм, даже при нагреве хладагента на стороне впуска компрессионного механизма.
<Решение проблемы>
Кондиционером в соответствии с первым аспектом является кондиционер, который включает в себя, по меньшей мере, компрессионный механизм, устройство для охлаждения хладагента, расширительный механизм и устройство для нагревания хладагента, причем кондиционер содержит генератор магнитного поля, датчик температуры выделяющейся теплоты и блок управления. Генератор магнитного поля генерирует магнитное поле для индукционного нагрева трубки для хладагента для циркуляции хладагента в компрессионный механизм, устройство для охлаждения хладагента, расширительный механизм и устройство для нагревания хладагента и/или элемент в тепловом контакте с хладагентом, проходящим через трубку для хладагента. Датчик температуры выделяющейся теплоты измеряет температуру участка, который генерирует тепло вследствие индукционного нагрева, осуществляемого генератором магнитного поля. Блок управления осуществляет управление защитой от перегрева для увеличения степени открытия расширительного механизма, или когда температура, измеряемая датчиком температуры выделяющейся теплоты, достигает или превышает заданную температуру выделяющейся теплоты, или когда скорость увеличения температуры, измеряемой датчиком температуры выделяющейся теплоты, достигает или превышает заданную скорость увеличения.
В данном кондиционере, так как предусмотрен датчик температуры выделяющейся теплоты, можно определить температуру участка, где тепло генерируется за счет индукционного нагрева генератора магнитного поля. Благодаря управлению защитой от перегрева, осуществляемому блоком управления, степень открытия расширительного механизма увеличивается и количество хладагента, подаваемого на сторону впуска компрессионного механизма, увеличивается, когда или температура, измеряемая датчиком температуры выделяющейся теплоты, достигает или превышает заданную температуру выделяющейся теплоты, или скорость увеличения температуры, измеряемой датчиком температуры выделяющейся теплоты, достигает или превышает заданную скорость увеличения. Следовательно, можно минимизировать чрезмерное увеличение степени перегрева хладагента, всосанного в компрессионный механизм. Таким образом, можно осуществлять регулирование степени перегрева хладагента, всосанного в компрессионный механизм, при учете количества тепла, приложенного к всосанному хладагенту, даже при нагревании хладагента на стороне впуска компрессионного механизма.
Кондиционером в соответствии со вторым аспектом является кондиционер в соответствии с первым аспектом, в котором генератор магнитного поля генерирует магнитное поле для индукционного нагрева трубки для хладагента на впуске внутри трубки для хладагента на стороне впуска компрессионного механизма и/или элемента в тепловом контакте с хладагентом, проходящим через трубку для хладагента на впуске.
В данном кондиционере хладагент непосредственно перед всасыванием в компрессионный механизм быстро нагревается, а не хладагент, проходящий через трубку для хладагента на некоторое расстояние от компрессионного механизма. Хладагент, проходящий через сторону впуска компрессионного механизма, является или очень сухим, или перегретым, и по сравнению со случаями, в которых происходит изменение скрытой теплоты газожидкостного двухфазного хладагента, проходящего дальше вверх по потоку, легко вызвать изменение сухого тепла, и, следовательно, температура быстро повышается.
В данном кондиционере, так как управление защитой от перегрева осуществляется, или когда температура, измеренная датчиком температуры выделяющейся теплоты, достигает или превышает заданную температуру выделяющейся теплоты, или когда скорость увеличения температуры, измеренной датчиком температуры выделяющейся теплоты, превышает заданную скорость увеличения, можно предотвратить чрезмерный индукционный нагрев хладагента, проходящего через сторону впуска компрессионного механизма. Таким образом, даже в случае осуществления нагревания хладагента, проходящего через сторону впуска компрессионного механизма, при быстром возникновении повышения температуры, можно уменьшить чрезмерное нагревание нагреваемого за счет индукции участка.
Кондиционером в соответствии с третьим аспектом является кондиционер в соответствии с первым или вторым аспектом, в котором блок управления осуществляет управление при запуске и управление после запуска. При управлении при запуске генератор магнитного поля генерирует магнитное поле, так что температура участка, где генерируется тепло за счет индукционного нагрева генератором магнитного поля, достигает заданную целевую температуру при запуске, в то время как начинается приведение в действие компрессионного механизма из выключенного состояния компрессионного механизма. Управление после запуска осуществляется после завершения управления при запуске. При осуществлении управления защитой от перегрева одновременно осуществляется управление после запуска, блок управления увеличивает степень открытия расширительного механизма, когда температура, измеренная датчиком температуры выделяющейся теплоты, достигает или превышает заданную температуру выделяющейся теплоты после запуска. Этой заданной температурой выделяющейся теплоты после запуска является температура, равная или выше заданной целевой температуры при запуске. Заданной температурой выделяющейся теплоты после запуска также может быть температура, просто равная заданной целевой температуре при запуске.
В данном кондиционере при управлении после запуска степень открытия расширительного механизма увеличивается, когда температура участка, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева, повысилась и достигает или превышает заданную температуру выделяющейся теплоты после запуска, в результате чего температура участка, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева, может быть уменьшена. Следовательно, при управлении после запуска можно уменьшить чрезмерное повышение температуры участка, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева.
Когда заданной температурой выделяющейся теплоты после запуска не является температура, равная заданной целевой температуре при запуске, а является температура выше заданной целевой температуры при запуске и даже когда процесс осуществляется для прекращения или уменьшения подачи магнитного поля генератором магнитного поля, когда температура участка, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева, слишком повысилась, временной интервал, в течение которого температура хладагента может поддерживаться за счет индукционного нагрева, может быть дополнительно увеличен.
Кондиционером в соответствии с четвертым аспектом является кондиционер в соответствии с третьим аспектом, в котором при осуществлении управления защитой от перегрева одновременно осуществляется управление при запуске, блок управления увеличивает степень открытия расширительного механизма, когда скорость увеличения температуры, измеренной датчиком температуры выделяющейся теплоты, в тот момент времени, когда достигнута заданная целевая температура при запуске, достигает или превышает заданную скорость увеличения.
В данном кондиционере при управлении при запуске степень открытия расширительного механизма увеличивается, когда температура, измеренная датчиком температуры выделяющейся теплоты, увеличивается достаточно быстро, чтобы скорость повышения температуры достигла или превысила заданную скорость увеличения. При управлении после запуска степень открытия расширительного механизма увеличивается, когда температура, измеренная датчиком температуры выделяющейся теплоты, достигает или превышает заданную температуру выделяющейся теплоты. Следовательно, так как определение осуществляется на основании измеренной температуры при управлении после запуска, однако на самом деле определение осуществляется на основании скорости увеличения температуры при управлении при запуске, степень открытия расширительного механизма увеличивается в момент времени, когда скорость увеличения или достигает, или превышает заданную скорость увеличения, даже когда быстрое увеличение температуры вызывается во время запуска, следовательно, при достижении или превышении заданной скорости увеличения перед достижением заданной температуры выделяющейся теплоты, не нужно ждать процесса увеличения степени открытия расширительного механизма до тех пор, пока не будет достигнута заданная температура выделяющейся теплоты. Следовательно, большое количество хладагента может более надежно подаваться на участок, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева. Таким образом, можно уменьшить величину, на которую температура устойчиво повышается на участке, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева.
Кондиционером в соответствии с пятым аспектом является кондиционер в соответствии с четвертым аспектом, в котором при определении, что заданная скорость увеличения была достигнута или превышена, блок управления увеличивает степень открытия расширительного механизма, только когда скорость вращения компрессионного механизма достигает или превышает заданную скорость вращения.
В данном кондиционере возникают случаи, в которых скорость увеличения температуры участка, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева, достигает или превышает заданную скорость увеличения, когда обеспечено состояние, в котором скорость вращения компрессионного механизма достигает или превышает заданную скорость вращения. Даже в таких случаях количество хладагента для циркуляции может быть более надежно повышено за счет увеличения степени открытия компрессионного механизма в состоянии, в котором обеспечено состояние приведения в действие компрессионного механизма.
Кондиционером в соответствии с шестым аспектом является кондиционер в соответствии с любым из третьего-пятого аспектов, дополнительно содержащий узел для определения состояния хладагента на стороне охлаждающего устройства для определения состояния хладагента, проходящего через устройство для охлаждения хладагента в расширительный механизм. При завершении управления при запуске блок управления начинает управление установкой степени переохлаждения для регулирования степени открытия расширительного механизма, так что степень переохлаждения хладагента, определяемая с использованием величины, определенной узлом для определения состояния хладагента на стороне охлаждающего устройства, поддерживается неизменной при заданной целевой степени переохлаждения. Кроме того, при осуществлении управления защитой от перегрева одновременно осуществляется управление установкой степени переохлаждения, блок управления дополнительно увеличивает степень открытия расширительного механизма по сравнению со степенью открытия, регулируемой за счет управления установкой степени переохлаждения, когда температура, измеренная датчиком температуры выделяющейся теплоты, достигает или превышает температуру выделяющейся теплоты при управлении установкой заданной степени переохлаждения. Температурой выделяющейся теплоты при управлении установкой заданной степени переохлаждения является температура, равная или выше заданной целевой температуры при запуске.
В данном кондиционере можно минимизировать чрезмерные повышения температуры участка, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева, даже когда осуществляется управление установкой степени переохлаждения.
<Результаты изобретения>
В кондиционере в соответствии с первым аспектом можно осуществлять регулирование степени перегрева хладагента, выделяющейся теплоты в компрессионный механизм при учете количества тепла, приложенного к всосанному хладагенту, даже при нагревании хладагента на стороне впуска компрессионного механизма.
В кондиционере в соответствии со вторым аспектом можно минимизировать чрезмерное нагревание участка, нагреваемого за счет индукции, несмотря на нагревание хладагента, проходящего через сторону впуска компрессионного механизма, который быстро увеличивает температуру.
В кондиционере в соответствии с третьим аспектом чрезмерное увеличение температуры участка, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева, может быть уменьшено при управлении после запуска.
В кондиционере в соответствии с четвертым аспектом можно уменьшить величину, на которую температура устойчиво увеличивается на участке, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева.
В кондиционере в соответствии с пятым аспектом количество хладагента для циркуляции может быть более надежно увеличено.
В кондиционере в соответствии с шестым аспектом можно минимизировать чрезмерные повышения температуры участка, который генерирует тепло за счет индукционного нагрева, даже когда осуществляется управление установкой степени переохлаждения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схема контура хладагента кондиционера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - внешний перспективный вид электромагнитного индукционного устройства.
Фиг.3 - внешний перспективный вид, показывающий состояние, в котором защитная крышка удалена из электромагнитного индукционного устройства.
Фиг.4 - внешний перспективный вид электромагнитного индукционного терморезистора.
Фиг.5 - внешний перспективный вид плавкого предохранителя.
Фиг.6 - схематичный вид в разрезе, показывающий закрепленное состояние электромагнитного индукционного терморезистора и плавкого предохранителя.
Фиг.7 - вид в разрезе конструкции электромагнитного индукционного нагревательного устройства.
Фиг.8 - вид, показывающий подробности магнитного потока.
Фиг.9 - вид, показывающий различные переходы состояний управления защитой от перегрева.
Фиг.10 - вид, показывающий схему последовательности операций управления защитой от перегрева.
Фиг.11 - вид, показывающий схему последовательности операций регулярного управления защитой от перегрева.
Фиг.12 - пояснительный вид трубки для хладагента другого варианта (E) осуществления.
Фиг.13 - пояснительный вид трубки для хладагента другого варианта (F) осуществления.
Фиг.14 - вид, показывающий пример расположения обмоток и трубки хладагента другого варианта (G) осуществления.
Фиг.15 - вид, показывающий пример расположения крышек катушки другого варианта осуществления (G).
Фиг.16 - вид, показывающий пример расположения ферритовых кожухов другого варианта осуществления (G).
Описание вариантов осуществления
Кондиционер 1, содержащий электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 в одном варианте осуществления настоящего изобретения, описан в примере ниже со ссылкой на чертежи.
<1-1> Кондиционер 1
Фиг.1 - схема контура хладагента, показывающая контур 10 хладагента кондиционера 1.
В кондиционере 1 наружный узел 2 в качестве устройства на стороне источника тепла и внутренний узел 4 в качестве устройства на стороне использования соединены при помощи трубок для хладагента, и кондиционирование воздуха осуществляется в пространстве, в котором расположено устройство на стороне использования, причем кондиционер 1 содержит компрессор 21, четырехходовой переключающий клапан 22, наружный теплообменник 23, наружный электрический расширительный клапан 24, накопитель 25, наружные вентиляторы 26, внутренний теплообменник 41, внутренний вентилятор 42, перепускной клапан 27 горячего газа, капиллярную трубку 28, электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 и другие элементы.
Компрессор 21, четырехходовой переключающий клапан 22, наружный теплообменник 23, наружный электрический расширительный клапан 24, накопитель 25, наружные вентиляторы 26, перепускной клапан 27 горячего газа, капиллярная трубка 28 и электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 размещены в наружном узле 2. Внутренний теплообменник 41 и внутренний вентилятор 42 размещены во внутреннем узле 4.
Контур 10 хладагента содержит выпускную трубку A, газовую трубку B на внутренней стороне, трубку C для жидкости на внутренней стороне, трубку D для жидкости на наружной стороне, газовую трубку E на наружной стороне, накопительную трубку F, впускную трубку G и перепускной контур H для горячего газа. Газовая трубка B на внутренней стороне и газовая трубка E на наружной стороне пропускают большие количества газообразного хладагента, но проходящий хладагент не ограничивается газообразным хладагентом. Трубка C для жидкости на внутренней стороне и трубка D для жидкости на наружной стороне пропускают большие количества хладагента в жидком состоянии, но проходящий хладагент не ограничивается жидким хладагентом.
Выпускная трубка A соединяет компрессор 21 и четырехходовой переключающий клапан 22. Выпускная трубка A содержит датчик 29d температуры на выходе для измерения температуры проходящего хладагента. Блок 21e подачи электрического тока подает электрический ток в компрессор 21. Количество электричества, подаваемого блоком 21e подачи электрического тока, измеряется датчиком 29f электричества компрессора. Скорость вращения привода поршня компрессора 21 измеряется узлом 29r для определения скорости вращения. Газовая трубка B на внутренней стороне соединяет четырехходовой переключающий клапан 22 и внутренний теплообменник 41. Первый датчик 29a давления для измерения давления проходящего хладагента расположен в некоторой точке вдоль газовой трубки B на внутренней стороне. Трубка C для жидкости на внутренней стороне соединяет внутренний теплообменник 41 и наружный электрический расширительный клапан 24. Трубка D для жидкости на наружной стороне соединяет наружный электрический расширительный клапан 24 и наружный теплообменник 23. Газовая трубка E на наружной стороне соединяет наружный теплообменник 23 и четырехходовой переключающий клапан 22. Второй датчик 29g давления для измерения давления проходящего хладагента расположен в некоторой точке вдоль газовой трубки E на наружной стороне.
Накопительная трубка F соединяет четырехходовой переключающий клапан 22 и накопитель 25 и проходит в вертикальном направлении при установке наружного узла 2. Электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 закреплено на части накопительной трубки F. Участок для генерации тепла накопительной трубки F, периметр которой закрыт, по меньшей мере, обмоткой 68, описанной ниже, состоит из медной трубки F1, через которую проходит хладагент, и магнитной трубки F2, расположенной для того, чтобы закрывать периферию медной трубки F1. Эта магнитная трубка F2 состоит из нержавеющей стали 430. Нержавеющая сталь 430 является ферромагнитным материалом, который создает вихревые токи при размещении в магнитном поле и который генерирует тепло за счет джоулева тепла, создаваемого своим собственным электрическим сопротивлением. В стороне от магнитной трубки F2 трубки, образующие контур 10 хладагента, состоят из медных трубок того же материала, что и медная трубка F1. Посредством осуществления электромагнитного индукционного нагрева таким образом накопительная трубка F может нагреваться за счет электромагнитной индукции и хладагент, проходящий в компрессор 21 через накопитель 25, может нагреваться. Нагревательная способность кондиционера 1 может, таким образом, быть повышена. Даже в случаях, в которых компрессор 21, например, недостаточно нагрет в начале процесса нагревания воздуха, отсутствие способности при запуске может компенсироваться посредством быстрого нагревания при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6. Кроме того, когда четырехходовой переключающий клапан 22 переключен в состояние процесса охлаждения воздуха и процесс размораживания осуществляется для удаления инея, отложенного на наружном теплообменнике 23 или других элементах, компрессор 21 может быстро сжимать нагретый хладагент в качестве мишени вследствие быстрого нагрева при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 накопительной трубки F. Следовательно, температура горячего газа, выходящего из компрессора 21, может быстро повышаться. Таким образом, время, необходимое для растапливания инея за счет процесса размораживания, может быть сокращено. Таким образом, даже когда процесс размораживания должен осуществляться в нужное время во время процесса нагревания воздуха, процесс нагревания воздуха может быть возобновлен как можно быстрее и комфорт пользователя может быть повышен.
Впускная трубка G соединяет накопитель 25 и сторону впуска компрессора 21.
Перепускной контур H горячего газа соединяет точку A1 разветвления, расположенную в некоторой точке вдоль выпускной трубки A, и точку D1 разветвления, расположенную в некоторой точке вдоль трубки D для жидкости на наружной стороне. В некоторой точке в перепускном контуре H горячего газа расположен перепускной клапан 27 горячего газа, который может переключаться между состоянием обеспечения прохождения хладагента и состоянием блокирования прохождения хладагента. Между перепускным клапаном 27 горячего газа и точкой D1 разветвления перепускной контур H горячего газа содержит капиллярную трубку 28 для понижения давления проходящего хладагента. Эта капиллярная трубка 28 делает возможным приближение давления, которое следует за уменьшением давления хладагента, вызываемым наружным электрическим расширительным клапаном 24 во время процесса нагревания воздуха и, следовательно, делает возможным предотвращение повышения давления хладагента в трубке D для жидкости на наружной стороне, обусловленного подачей горячего газа через перепускной контур H горячего газа в трубку D для жидкости на наружной стороне.
Четырехходовой переключающий клапан 22 способен переключаться между циклом процесса охлаждения воздуха и циклом процесса нагревания воздуха. На фиг.1 состояние соединения во время процесса нагревания воздуха показано сплошными линиями и состояние соединения во время процесса охлаждения воздуха показано пунктирными линиями. Во время процесса нагревания воздуха внутренний теплообменник 41 выполняет функцию устройства для охлаждения хладагента и наружный теплообменник 23 выполняет функцию устройства для нагревания хладагента. Во время процесса охлаждения воздуха наружный теплообменник 23 выполняет функцию устройства для охлаждения хладагента и внутренний теплообменник 41 выполняет функцию устройства для нагревания хладагента.
Один конец наружного теплообменника 23 соединен с концом газовой трубки E на наружной стороне наружного теплообменника 23, другой конец соединен с концом трубки D для жидкости на наружной стороне наружного теплообменника 23. Наружный теплообменник 23 также содержит датчик 29c температуры наружного теплообмена для измерения температуры хладагента, проходящего через кондиционер 1. Кроме того, сторона вверх по потоку от наружного теплообменника 23 в направлении потока воздуха содержит датчик 29b температуры наружного воздуха для измерения температуры наружного воздуха.
Датчик 43 температуры внутри помещения для измерения температуры внутри помещения расположен во внутреннем узле 4. Внутренний теплообменник 41 также содержит датчик 44 температуры внутреннего теплообмена для измерения температуры хладагента со стороны трубки C для жидкости на внутренней стороне, где соединен наружный электрический расширительный клапан 24.
Наружный блок 12 управления для управления устройствами, расположенными в наружном узле 2, и внутренний блок 13 управления для управления устройствами, расположенными во внутреннем узле 4, соединены при помощи линии 11a связи, таким образом образуя блок 11 управления. Этот блок 11 управления осуществляет различные управления кондиционером 1.
Наружный блок 12 управления также содержит таймер 95 для отсчета использованного времени при осуществлении различных управлений.
Контроллер 90 для приема установочных входных данных от пользователя соединен с блоком 11 управления.
<1-2> Электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6
Фиг.2 - схематичный перспективный вид электромагнитного индукционного устройства 6, закрепленного на накопительной трубке F. Фиг.3 - внешний перспективный вид, на котором защитная крышка 75 удалена из электромагнитного индукционного устройства 6. Фиг.4 - схематичный вид конструкции электромагнитного индукционного терморезистора 14. Фиг.5 - схематичный вид конструкции плавкого предохранителя 15. Фиг.6 - вид в разрезе закрепленного состояния электромагнитного индукционного терморезистора 14 и плавкого предохранителя 15 на накопительной трубке F. Фиг.7 - вид в разрезе конструкции электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, закрепленного на накопительной трубке F. Фиг.8 - пояснительный вид состояния магнитного поля, генерируемого обмоткой 68.
Электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 расположено, чтобы закрывать магнитную трубку F2 с радиальной наружной стороны, причем магнитная трубка F2 является участком для генерации тепла накопительной трубки F, и магнитная трубка F2 генерирует тепло за счет электромагнитного индукционного нагрева. Этот участок для генерации тепла накопительной трубки F имеет двухслойную трубчатую конструкцию с медной трубкой F1 на внутренней стороне и магнитной трубкой F2 на наружной стороне.
Электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 содержит первую шестигранную гайку 61, вторую шестигранную гайку 66, первую крышку 63 катушки, вторую крышку 64 катушки, основной корпус 65 катушки, первый ферритовый кожух 71, второй ферритовый кожух 72, третий ферритовый кожух 73, четвертый ферритовый кожух 74, первый магнитодиэлектрик 98, второй магнитодиэлектрик 99, обмотку 68, защитную крышку 75, электромагнитный индукционный терморезистор 14, плавкий предохранитель 15 и другие элементы.
Первая шестигранная гайка 61 и вторая шестигранная гайка 66 выполнены из смолы и используются для обеспечения устойчивости закрепленного состояния между электромагнитным индукционным нагревательным устройством 6 и накопительной трубкой F при помощи кольца C (не показано). Первая крышка 63 катушки и вторая крышка 64 катушки выполнены из смолы и используются для закрытия накопительной трубки F с радиальной наружной стороны в верхнем конечном положении и нижнем конечном положении соответственно. Первая крышка 63 катушки и вторая крышка 64 катушки содержат четыре винтовых отверстия для винтов 69 для закрепления первого-четвертого ферритовых кожухов 71-74, описанных ниже, при помощи винтов 69. Кроме того, вторая крышка 64 катушки содержит отверстие 64f для вставки электромагнитного индукционного терморезистора для вставки электромагнитного индукционного терморезистора 14 и закрепления его на наружной поверхности магнитной трубки F2. Вторая крышка 64 катушки содержит отверстие 64e для вставки плавкого предохранителя для вставки плавкого предохранителя 15 и закрепления его на наружной поверхности магнитной трубки F2. Электромагнитный индукционный терморезистор 14 содержит датчик 14a электромагнитного индукционного терморезистора, наружный выступ 14b, боковой выступ 14c и провода 14d электромагнитного индукционного терморезистора для преобразования результата измерения датчика 14a электромагнитного индукционного терморезистора в сигнал и направления его в блок 11 управления, как показано на фиг.4. Датчик 14a электромагнитного индукционного терморезистора имеет форму, которая соответствует криволинейной форме наружной поверхности накопительной трубки F, и имеет большую контактную площадь поверхности. Плавкий предохранитель 15 содержит датчик 15a, асимметричную форму 15b и провода 15d плавкого предохранителя для преобразования результата измерения датчика 15a плавкого предохранителя в сигнал и направления его в блок 11 управления, как показано на фиг.5. Получив уведомление с плавкого предохранителя 15 о том, что температура, превышающая заданную предельную температуру, измерена, блок 11 управления осуществляет управление для прекращения подачи электричества на обмотку 68, предотвращая повреждение оборудования теплом. Основной корпус 65 катушки выполнен из смолы, и обмотка 68 намотана на основной корпус 65 катушки. Обмотка 68 намотана в форме спирали на наружной стороне основного корпуса 65 катушки, причем осевым направлением является направление, в котором проходит накопительная трубка F. Обмотка 68 соединена с управляющей печатной платой (не показана), и на обмотку подается электрический ток высокой частоты. Выходной сигнал управляющей печатной платы управляется блоком 11 управления. Электромагнитный индукционный терморезистор 14 и плавкий предохранитель 15 закреплены в состоянии, в котором основной корпус 65 катушки и вторая крышка 64 катушки соединены вместе, как показано на фиг.6. При закреплении электромагнитного индукционного терморезистора 14 поддерживается удовлетворительное состояние контакта, находящегося под давлением, с наружной поверхностью магнитной трубки F2 за счет прижима радиально внутрь пластинчатой пружины 16 к магнитной трубке F2. Подобным образом при закреплении плавкого предохранителя 15 удовлетворительное состояние контакта, находящегося под давлением, с наружной поверхностью магнитной трубки F2 поддерживается за счет прижима радиально внутрь пластинчатой пружины 17 к магнитной трубке F2. Таким образом, так как электромагнитный индукционный терморезистор 14 и плавкий предохранитель 15 удовлетворительно удерживаются в прочном контакте с наружной поверхностью накопительной трубки F, чувствительность повышена и внезапные изменения температуры, вызванные электромагнитным индукционным нагревом, могут быть быстро определены. В первом ферритовом кожухе 71 первая крышка 63 катушки и вторая крышка 64 катушки удерживаются в направлении, в котором проходит накопительная трубка F, и закреплены на месте с помощью винтов 69. Первый ферритовый кожух 71-четвертый ферритовый кожух 74 вмещают первый магнитодиэлектрик 98 и второй магнитодиэлектрик 99, которые выполнены из высокомагнитно-проницаемого материала. Первый магнитодиэлектрик 98 и второй магнитодиэлектрик 99 поглощают магнитное поле, созданное обмоткой 68, и образуют канал для магнитного потока, таким образом задерживая утечку магнитного поля на наружную сторону, как показано на виде в разрезе накопительной трубки F и электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 на фиг.7, а также на пояснительном виде магнитного потока на фиг.8. Защитная крышка 75 расположена вокруг наружной периферии электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 и собирает магнитный поток, который не может удерживаться только первым магнитодиэлектриком 98 и вторым магнитодиэлектриком 99. Магнитный поток в основном не рассеивается на наружную сторону защитной крышки 75, и местоположение, где создается магнитный поток, может определяться произвольно.
<1-3> Управление электромагнитным индукционным нагревом
Электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6, описанное выше, осуществляет управление для принудительной генерации тепла магнитной трубкой F2 накопительной трубки F во время запуска, при котором начинается процесс нагревания воздуха, когда холодильный цикл принудительно осуществляет процесс нагревания воздуха во время обеспечения способности нагревания воздуха и во время процесса размораживания.
Описание, приведенное ниже, в частности, относится ко времени запуска. Фиг.9 - вид, показывающий особенности перехода в различные состояния.
(Начальный процесс во время запуска)
Начальным процессом во время запуска является процесс, осуществляемый после того, как начинается процесс нагревания воздуха, до тех пор, пока давление, измеренное первым датчиком 29a давления, не достигнет целевого высокого давления.
2
При вводе команды для осуществления процесса нагревания воздуха в контроллер 90 пользователем блок 11 управления начинает процесс нагревания воздуха. Когда начинается процесс нагревания воздуха, блок 11 управления ждет до тех пор, пока компрессор 21 не запустится и давление, измеренное первым датчиком 29a давления, не достигнет заданного целевого высокого давления 39 кг/см (показано точкой h на фиг.9), и заставляет внутренний вентилятор 42 приводиться в действие. Это предотвращает дискомфорт для пользователя, обусловленный ненагретым воздухом, проходящим в помещение на стадии, на которой хладагент, проходящий через внутренний теплообменник 41, еще не нагрелся.
2
Электромагнитный индукционный нагрев при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 осуществляется здесь, в то время как степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 поддерживается при фиксированной степени открытия для сокращения временного интервала для запуска компрессора 21 и достижения давления, измеренного первым датчиком 29a давления, 39 кг/см. Блок 11 управления начинает процесс быстрого повышения давления после подтверждения, что достаточный поток хладагента обеспечен в накопительной трубке F после запуска компрессора 21. В процессе быстрого повышения давления для сокращения времени, необходимого для достижения температуры, измеренной электромагнитным индукционным терморезистором 14, целевой температуры 80°C накопительной трубки при запуске, блок 11 управления начинает подачу электрического тока на обмотку 68 электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 при заданной максимальной подаваемой электроэнергии (2 кВт). Это состояние выхода электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 при заданной максимальной подаваемой электроэнергии продолжается до тех пор, пока температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, не достигнет целевой температуры 80°C накопительной трубки при запуске.
Таким образом, управление осуществляется для поддержания степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24 при фиксированной степени открытия для сокращения времени, необходимого для достижения заданного целевого высокого давления при запуске или для приведения выходного сигнала электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 к максимальной подаваемой электроэнергии для сокращения времени, необходимого для достижения температуры, измеренной электромагнитным индукционным терморезистором 14, целевой температуры накопительной трубки при запуске, но существует опасность того, что этот индукционный нагрев вызывает чрезмерное повышение степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21. Следовательно, для предотвращения таких чрезмерных повышений степени перегрева всосанного хладагента осуществляется управление защитой от перегрева при запуске (описанное ниже) блоком 11 управления при запуске.
(Вспомогательный процесс во время запуска)
Вспомогательным процессом во время запуска является процесс во время запуска, который осуществляется после того, как давление, измеренное первым датчиком 29a давления, достигло целевого высокого давления.
2
Во вспомогательном процессе во время запуска после того, как давление, измеренное первым датчиком 29a давления, достигло целевого высокого давления 39 кг/см, осуществляется устойчивый выходной процесс для увеличения количества хладагента для циркуляции в холодильном цикле и повышения производительности за счет увеличения скорости вращения компрессора 21 и увеличения степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24.
После начала процесса нагревания воздуха и при достижении целевой температуры накопительной трубки при запуске 80°C и завершении начального действия при запуске блок 11 управления поддерживает выходной сигнал при устойчиво подаваемой электроэнергии (1,4 кВт), которая меньше заданной максимальной подаваемой электроэнергии (2 кВт), и управляет выходным сигналом электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, так что температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, поддерживается при температуре, близкой к целевой температуре 80°C, такой же, как целевая температура накопительной трубки при запуске. При данном управлении поддержанием температуры, близкой к 80°C, блок 11 управления осуществляет процесс, при котором индукционный нагрев при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 начинается при устойчиво подаваемой электроэнергии (1,4 кВт) на выходе, когда температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, равна или меньше 60°C, и индукционный нагрев при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 прекращается, когда температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, достигает 80°C.
(Регулярный процесс после завершения процесса во время запуска)
Вследствие продолжения устойчивого выходного управления, увеличения скорости вращения компрессора 21, увеличения степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24 и увеличения количества хладагента для циркуляции в холодильном цикле процесс во время запуска завершается, когда количество для циркуляции, соответствующее рабочему состоянию, достигнуто, после чего осуществляется регулярный процесс. В этом регулярном процессе осуществляется управление установкой степени переохлаждения, в результате чего блок 11 управления регулирует степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24, так что степень переохлаждения хладагента, проходящего через сторону выпуска внутреннего теплообменника 41 в контуре при процессе нагревания воздуха, поддерживается неизменной при заданной величине. Эта степень переохлаждения получается при помощи блока 11 управления, рассчитывающего разность между температурой насыщения, соответствующей давлению, измеренному вторым датчиком 29g давления, и температурой, измеренной датчиком 44 температуры внутреннего теплообмена.
(Управление защитой от перегрева при запуске)
Управлением защитой от перегрева при запуске является управление для обеспечения увеличения степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24 с целью предотвращения чрезмерного повышения степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21, за счет индукционного нагрева при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 при начальной максимальной подаваемой электроэнергии (2 кВт) во время запуска.
Фиг.10 - схема последовательности операций управления защитой от перегрева при запуске.
На этапе S11 блок 11 управления подтверждает, что температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, понизилась после начала запуска компрессора 21 (показано точкой a на фиг.9), и затем переходит к этапу S12.
На этапе S12 блок 11 управления переключает выходной сигнал электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 из состояния 0 на максимальную подаваемую электроэнергию (2 кВт) (показано на фиг.9 как изменение от точки b к точке c) и одновременно начинает отсчет использованного времени при помощи таймера 95.
На этапе S13 блок 11 управления определяет, достигла или нет температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, целевой температуры накопительной трубки при запуске 80°C. При достижении целевой температуры накопительной трубки при запуске 80°C (показано в качестве точки d на фиг.9) процесс переходит к этапу S14.
На этапе S14 блок 11 управления временно прекращает индукционный нагрев при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 (показано в качестве точки e на фиг.9) и завершает отсчет таймера 95, начатый на этапе S12.
На этапе S15 блок 11 управления определяет, больше или нет скорость вращения, измеренная узлом 29r для определения скорости вращения, оцененной скорости вращения для минимизации перегрева 82 об/сек (82 оборота в секунду). Этой оцененной скоростью вращения для минимизации перегрева является скорость вращения, установленная заранее в качестве скорости вращения, при которой степень перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21, вряд ли чрезмерно увеличится на основании условий, установленных для холодильного цикла. Так как давление на впуске вряд ли уменьшится намного, когда эта оцененная скорость вращения для минимизации перегрева не выполнена, установлено, что существует опасность чрезмерного увеличения степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21, и завершается управление защитой от перегрева при запуске. При превышении оцененной скорости вращения для минимизации перегрева процесс переходит к этапу S16.
На этапе S16 блок 11 управления определяет, является или нет значение таймера 95 в конце отсчета на этапе S14 меньше времени оценки скорости увеличения температуры, равного 20 секундам. Этим временем оценки скорости увеличения температуры является временной интервал, установленный заранее в качестве временного интервала, соответствующего скорости увеличения температуры, при которой степень перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21, вряд ли чрезмерно увеличится на основании условий, установленных для холодильного цикла. Конкретно, когда время, необходимое для достижения целевой температуры накопительной трубки при запуске 80°C после начала индукционного нагрева при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, меньше времени (20 секунд) оценки скорости увеличения температуры, скорость увеличения температуры, измеренной электромагнитным индукционным терморезистором 14, является слишком большой, и выполняется переход к этапу S17, и осуществляется процедура защиты исходя из того, что существует опасность чрезмерного увеличения степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21. Напротив, когда необходимое время достигает или превышает время оценки скорости увеличения температуры, установлено, что существует опасность чрезмерного увеличения степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21, и завершается управление защитой от перегрева при запуске.
На этапе S17 блок 11 управления осуществляет процесс увеличения степени открытия клапана для увеличения степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24 для увеличения количества хладагента для циркуляции через накопительную трубку F, таким образом предотвращая слишком быстрое увеличение температуры в накопительной трубке F, вызванное индукционным нагревом при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6. В этом процессе увеличения степени открытия клапана степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 увеличивается на 20 импульсов каждые 20 секунд. Этот процесс увеличения на 20 импульсов каждые 20 секунд повторяется до тех пор, пока скорость увеличения температуры, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, обусловленная индукционным нагревом, не будет равна или меньше заданной скорости. Конкретно, одновременно с действием увеличения степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24, осуществляет процесс для определения, перестала или нет скорость увеличения температуры, измеренной электромагнитным индукционным терморезистором 14, превышать заданную скорость, и когда степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 увеличилась до точки, больше не превышающей заданную скорость, определяется, что больше не существует опасности слишком большого увеличения температуры накопительной трубки F, и процесс увеличения степени открытия клапана завершается.
Управление защитой от перегрева при запуске завершается вышеупомянутым способом.
После того как давление, измеренное первым датчиком 29a давления, достигло целевого высокого давления, осуществляется устойчивое выходное управление, как описано выше, в результате чего частота компрессора 21 увеличивается, степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 дополнительно увеличивается, количество хладагента, циркулирующего в холодильном цикле, дополнительно увеличивается и производительность холодильного цикла повышается.
(Регулярное управление защитой от перегрева)
Регулярным управлением защитой от перегрева является управление для предотвращения чрезмерного увеличения степени перегрева вследствие индукционного нагрева в случае, когда степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 увеличена, определено временное уменьшение температуры, измеренной электромагнитным индукционным терморезистором 14, и индукционный нагрев осуществляется при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, когда осуществляется управление установкой степени переохлаждения.
Фиг.11 - схема последовательности операций регулярного управления защитой от перегрева.
На этапе S21, когда температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, составляет 80°C или меньше, блок 11 управления увеличивает выходной сигнал электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 из состояния 0 до выходного сигнала (устойчивого уровня) за счет устойчивой подачи электроэнергии (1,4 кВт; устойчивый уровень).
На этапе S22 блок 11 управления определяет, достигла или нет температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, 80°C. Если она достигла 80°C, процесс переходит к этапу S23.
На этапе S23 блок 11 управления временно прекращает индукционный нагрев при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6.
На этапе S24 после прекращения индукционного нагрева при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 блок 11 управления продолжает определять способ, при котором температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, увеличивается, и определяет, превышает или нет температура чрезмерно повышенную температуру 110°C. Конкретно, блок управления определяет, происходит или нет чрезмерное повышение, при котором температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, продолжает подниматься выше 80°C независимо от завершения индукционного нагрева при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6. Чрезмерно повышенной температурой 110°C является температура, установленная заранее на основании расчетных условий холодильного цикла, в качестве температуры, при которой после превышения ее величины степень перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21, чрезмерно повышается. Если определено, что чрезмерно повышенная температура превышена, процесс переходит к этапу S25. Если определено, что чрезмерно повышенная температура не превышена, устанавливается, что не существует опасности чрезмерного увеличения степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21, и управление защитой от перегрева при запуске завершается.
На этапе S25 блок 11 управления осуществляет регулировку для увеличения степени открытия (процесс регулировки степени открытия клапана), при которой степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24, регулируемая за счет управления установкой степени переохлаждения, увеличивается от ее величины еще на 50 импульсов. Здесь увеличение равно 50 импульсам, которое больше единичного увеличения на 20 импульсов степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24 при управлении защитой от перегрева при запуске, описанном выше. Таким образом, можно быстрее предотвратить чрезмерное увеличение температуры в накопительной трубке F, даже когда оказывается, что ненормальное состояние будет возникать при регулярном управлении защитой от перегрева.
Регулярное управление защитой от перегрева завершается вышеупомянутым способом.
При регулярном управлении защитой от перегрева, так как скорость вращения, при которой компрессор 21 приводится в действие, уже превышает 82 об/сек, определение при управлении защитой от перегрева при запуске является ненужным.
<Характеристики кондиционера 1 настоящего варианта осуществления>
(1)
При индукционном нагреве при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 температура быстро увеличивается не в хладагенте, проходящем через участки в холодильном цикле, расположенные на некотором расстоянии от компрессора 21, а в хладагенте, проходящем через накопительную трубку F непосредственно перед всасыванием в компрессор 21. Хладагент, проходящий через сторону впуска компрессора 21, является или очень сухим, или находится в перегретом состоянии, и этот хладагент более вероятно имеет изменение физической теплоты или увеличение температуры по сравнению со случаями изменения скрытой теплоты в газожидкостном двухфазном хладагенте, проходящем дальше вверх по потоку. Так как хладагент, всосанный в компрессор 21, нагревается, на тепло, генерируемое в магнитной трубке F2, оказывает воздействие теплообмен или ему подобное и, следовательно, трудно определить температуру хладагента, фактически всосанного в компрессор 21.
При управлении, осуществляемом кондиционером 1 настоящего варианта осуществления в такой ситуации, это не является температурой хладагента, фактически всосанного в компрессор 21, которая определяется электромагнитным индукционным терморезистором 14, а скорее температурой магнитной трубки F2 накопительной трубки F, в которой тепло генерируется за счет индукционного нагрева. На основании температуры, измеренной электромагнитным индукционным терморезистором 14, степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 может быть увеличена и количество хладагента, подаваемого на сторону впуска компрессора 21, может увеличиваться, так что не возникает чрезмерного увеличения степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21. Таким образом, можно в случаях нагрева хладагента на стороне впуска компрессора 21 рассчитать количество тепла, приложенного к всосанному хладагенту, с помощью температуры, измеренной электромагнитным индукционным терморезистором 14, и минимизировать любое чрезмерное повышение степени перегрева в хладагенте, всосанном в компрессор 21, даже в случаях, в которых трудно определить фактическую температуру всосанного хладагента.
(2)
2
При управлении защитой от перегрева при запуске настоящего варианта осуществления в ситуациях, в которых температура магнитной трубки F2 накопительной трубки F внезапно повышается вследствие индукционного нагрева во время запуска, можно минимизировать чрезмерные увеличения степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21, посредством увеличения степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24 и подачи большего количества хладагента. Это управление защитой от перегрева при запуске учитывает скорость вращения, при которой компрессор 21 приводится в действие, и увеличивает степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24, только когда температура магнитной трубки F2 внезапно повышается даже при обстоятельствах, при которых обеспечено состояние приведения в действие компрессора 21 посредством выбора предварительно установленной оцененной скорости вращения для минимизации перегрева в качестве скорости вращения, при которой обычно не возникает чрезмерное увеличение температуры. Следовательно, увеличения степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24 могут быть предотвращены во время запуска на стадии, когда скорость вращения, при которой компрессор 21 приводится в действие, еще не увеличилась намного. Таким образом, вряд ли, что будет разность между высоким и нижнем давлениями вследствие большего увеличения, чем необходимо при степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24, и можно предотвратить увеличения временного интервала, необходимого, чтобы давление, измеренное первым датчиком 29a давления, достигло заданного целевого высокого давления 39 кг/см, а также обеспечить подачу высокотемпературного хладагента во внутренний теплообменник 41.
Момент времени, при котором степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 увеличивается при управлении защитой от перегрева при запуске, не имеет контрольную точку определения, превысила или нет температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, конкретную температуру, а вместо этого использует скорость увеличения температуры в качестве контрольной точки. Следовательно, не нужно устанавливать другую новую температуру оценки, которая выше целевой температуры накопительной трубки при запуске, или определять, была или нет превышена эта температура оценки. Более того, когда определялось, что определенная скорость увеличения температуры была превышена, чем когда определяется, что температура оценки была превышена, потому что последующая температура накопительной трубки F увеличивается быстрее. Следовательно, надежность устройства может быть повышена в вышеупомянутом варианте осуществления, в котором можно определить случаи, в которых часто возникают такие чрезмерные повышения температуры.
Например, учитывая случай, в котором осуществляется управление для увеличения степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24, когда температура оценки была превышена, при этом 90°C установлено в качестве температуры выше целевой температуры накопительной трубки при запуске, требуется несколько минут, чтобы температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, повысилась от 89°C для превышения 90°C, и степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 увеличивается, даже когда оценено, что температура после этого будет увеличиваться не более чем на несколько градусов даже при прохождении некоторого времени. Напротив, при управлении защитой от перегрева при запуске вышеупомянутого варианта осуществления степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 увеличивается, только когда определена скорость увеличения температуры, при которой 80°C превышаются через 20 секунд, и, следовательно, можно предотвратить уменьшение температуры хладагента на выходе, вызванное ненужным увеличением степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24.
(3)
Кроме того, при регулярном управлении защитой от перегрева, когда температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, превысила чрезмерно повышенную температуру 110°C вследствие индукционного нагрева, осуществляемого во время управления установкой степени переохлаждения, степень открытия дополнительно увеличивается относительно степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24, регулируемой при помощи управления установкой степени переохлаждения. Следовательно, по сравнению с управлением, при котором регулируется только степень открытия до определенной степени, когда чрезмерно повышенная температура 110°C превышена, количество хладагента, проходящего через накопительную трубку F, может надежно увеличиваться и, следовательно, любые чрезмерные увеличения степени перегрева хладагента, всосанного в компрессор 21, могут минимизироваться более надежно.
Это регулярное управление защитой от перегрева осуществляется в состоянии, в котором количество хладагента для циркуляции в холодильном цикле является более постоянным, чем во время запуска, и внезапные увеличения температуры накопительной трубки F маловероятны, следовательно, нет необходимости в определениях на основании скорости увеличения температуры, и надежность может быть в достаточном объеме обеспечена при использовании простого способа определения для определения того, была или нет превышена чрезмерно повышенная температура 110°C.
Таким образом, также можно увеличить временной интервал, в течение которого тепло подается в магнитную трубку F2 за счет индукционного нагрева при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, так как количество хладагента, всосанного в компрессор 21, увеличивается.
До тех пор пока электромагнитный индукционный терморезистор 14 не измерит чрезмерно повышенную температуру 110°C, которая является более высокой температурой, чем 80°C, при которой прекращается индукционный нагрев при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 поддерживается при степени открытия во время управления установкой степени переохлаждения, и степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24 не увеличивается, следовательно, временной интервал, в течение которого высокая температура хладагента может поддерживаться за счет индукционного нагрева, может быть дополнительно увеличен.
<Другие варианты осуществления>
Вариант осуществления настоящего изобретения был описан выше на основании чертежей, но конкретная конфигурация не ограничивается этим вариантом осуществления, и модификации возможны в пределах диапазона, который не отклоняется от объема настоящего изобретения.
(A)
В варианте осуществления, описанном выше, был описан пример случая, в котором используется нержавеющая сталь 430 в качестве материала магнитной трубки F2.
Однако настоящее изобретение не ограничивается этим примером. Магнитная трубка может быть выполнена, например, из железа, меди, алюминия, хрома, никеля, других проводников и сплавов, содержащих, по меньшей мере, два или более металлов, выбранных из этого списка.
Пример магнитного материала, представленного здесь, содержит, например, феррит, мартенсит или сочетание этих двух материалов, но предпочтительно использовать ферромагнитный материал, который имеет относительно высокое электрическое сопротивление и который имеет более высокую температуру Кюри, чем его температурный диапазон использования.
Накопительная трубка F здесь требует больше электроэнергии, но она необязательно содержит магнитное вещество и материал, содержащий магнитное вещество, или она может включать в себя материал, который будет мишенью для индукционного нагрева.
Магнитный материал может, например, составлять всю накопительную трубку F, может быть образован только на внутренней поверхности накопительной трубки F или может присутствовать только вследствие включения в материал, составляющий, например, накопительную трубку F.
(B)
В варианте осуществления, описанном выше, был описан пример случая, в котором условие для увеличения степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24 различается между управлением защитой от перегрева при запуске и регулярным управлением защитой от перегрева.
Однако настоящее изобретение не ограничивается этим примером. Условие для увеличения степени открытия наружного электрического расширительного клапана 24 может быть, например, одинаковым как для управления защитой от перегрева при запуске, так и регулярного управления защитой от перегрева.
(C)
В варианте осуществления, описанном выше, был описан пример случая, в котором управление осуществляется для поддержания степени переохлаждения, установленной после завершения управления во время запуска.
Однако настоящее изобретение не ограничивается этим примером. Например, управление может осуществляться для поддержания степени изменения состояния распределения хладагента в холодильном цикле в течение заданного временного интервала или при заданном состоянии распределения или в пределах заданного диапазона распределения. Для определения этого состояния распределения хладагента состояние распределения хладагента может определяться за счет обеспечения смотрового стекла в конденсаторе холодильного цикла или использования другого способа для определения жидкой поверхности хладагента, и управление стабильностью может осуществляться таким образом, что состояние распределения достигает заданного состояния распределения или находится в пределах заданного диапазона распределения.
(D)
В варианте осуществления, описанном выше, был описан пример случая, в котором в контуре 10 хладагента электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 закреплено на накопительной трубке F.
Однако настоящее изобретение не ограничивается этим примером.
Например, электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 может быть закреплено на другой трубке для хладагента кроме накопительной трубки F. В этом случае магнитная трубка F2 или другой магнитный элемент расположены на участке трубки для хладагента, где закреплено электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6.
(E)
В варианте осуществления, описанном выше, был описан случай, в котором накопительная трубка F выполнена в виде двухслойной трубки, содержащей медную трубку F1 и магнитную трубку F2.
Однако настоящее изобретение не ограничивается этим примером.
Магнитный элемент F2a и два ограничителя F1a, F1b могут быть расположены внутри накопительной трубки F и трубки для хладагента в качестве нагреваемого объекта, например, как показано на фиг.12. Магнитным элементом F2a является элемент, содержащий магнитный материал, в результате чего тепло генерируется за счет электромагнитного индукционного нагрева в варианте осуществления, описанном выше. Ограничители F1a, F1b расположены в двух местоположениях внутри медной трубки F1, обычно обеспечивающие прохождение хладагента, но не обеспечивающие прохождение магнитного элемента F2a. Таким образом, магнитный элемент F2a не перемещается, несмотря на поток хладагента. Следовательно, заданное положение нагревания в накопительной трубке F, например, может нагреваться. Кроме того, так как магнитный элемент F2a для генерации тепла и хладагент находятся в непосредственном контакте, эффективность передачи тепла может быть повышена.
(F)
Магнитный элемент F2a, описанный в другом варианте (L) осуществления, может быть расположен в трубке без использования ограничителей F1a, F1b.
Как показано на фиг.13, например, изогнутые участки FW могут быть образованы в двух местоположениях в медной трубке F1, и магнитный элемент F2a может быть расположен внутри медной трубки F1 между изогнутыми участками FW, образованными в двух местоположениях. Перемещение магнитного элемента F2a, таким образом, также может ограничиваться при обеспечении прохождения хладагента.
(G)
В варианте осуществления, описанном выше, был описан пример случая, в котором обмотка 68 была намотана вокруг накопительной трубки F в форме спирали.
Однако настоящее изобретение не ограничивается этим примером.
Например, обмотка 168, намотанная вокруг основного корпуса 165 катушки, может быть расположена вокруг периферии накопительной трубки F без намотки на накопительную трубку F, как показано на фиг.14. Основной корпус 165 катушки расположен таким образом, что его осевое направление является, по существу, перпендикулярным к осевому направлению накопительной трубки F. Два основных корпуса 165 катушки и обмотки 168 расположены отдельно, для того чтобы разместить посередине накопительную трубку F.
В этом случае первая крышка 163 катушки и вторая крышка 164 катушки, которые проходят через накопительную трубку F, могут быть расположены в состоянии установки над основным корпусом 165, как показано, например, на фиг.15.
Кроме того, первая крышка 163 катушки и вторая крышка 164 катушки могут быть закреплены на месте посредством размещения посередине между первым ферритовым кожухом 171 и вторым ферритовым кожухом 172, как показано на фиг.16. На фиг.16 показан пример случая, в котором два ферритовых кожуха расположены, для того чтобы разместить посередине накопительную трубку F, но они могут быть расположены в четырех направлениях, подобно варианту осуществления, описанному выше. Магнитодиэлектрик может быть также размещен, подобно варианту осуществления, описанному выше.
(H)
В варианте осуществления, описанном выше, был описан пример случая, в котором является или нет скорость увеличения температуры большой, определяется за счет ссылки на то, необходим или нет временной интервал, меньший времени (20 секунд) оценки скорости увеличения температуры, для достижения целевой температуры 80°C накопительной трубки при запуске после начала индукционного нагрева при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6.
Однако способ определения скорости увеличения температуры не ограничивается этим способом определения.
Например, вместо фактического определения скорости увеличения температуры таблица информации может быть сохранена заранее в контроллере 90, и блок 11 управления может осуществлять управление, такое как оценка скорости увеличения температуры посредством ссылки на эту таблицу информации, и затем увеличивает степень открытия наружного электрического расширительного клапана 24.
Примером такой таблицы информации являются данные, которые коррелируют текущую температуру, измеренную электромагнитным индукционным терморезистором 14, степень, до которой накопительная трубка F нагревается при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, количество хладагента для циркуляции, проходящего через накопительную трубку F, плотность хладагента, проходящего через накопительную трубку F, температуру наружного воздуха и другие параметры, а также величины, рассчитанные заранее в качестве скоростей увеличения температуры, соответствующих этим параметрам. Когда скорости увеличения температуры рассчитываются заранее таким образом, они предпочтительно рассчитываются на основании теплопроводности магнитной трубки F2 и медной трубки F1, теплопроводности между магнитной трубкой F2 и медной трубкой F1, теплопроводности между медной трубкой F1 и хладагентом и других факторов.
Степень, до которой накопительная трубка F нагревается при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6, может быть преобразована из количества электричества, подаваемого блоком 21e подачи электрического тока, которое измеряется датчиком 29f электричества компрессора. Количество хладагента для циркуляции, проходящего через накопительную трубку F, или плотность хладагента, проходящего через накопительную трубку F, могут быть преобразованы из скорости вращения привода поршня компрессора 21, которая определяется узлом 29r для определения скорости вращения, высокого давления, определяемого первым датчиком 29a давления, низкого давления, определяемого вторым датчиком давления, или им подобного. Температура наружного воздуха может быть определена в качестве температуры, измеренной датчиком 29b температуры наружного воздуха. При предварительном сохранении таблицы информации в контроллере 90 таким образом нагрузка обработки блока 11 управления может быть уменьшена.
Вместо сохранения такой таблицы информации в контроллере 90 заданное уравнение взаимосвязи может быть сохранено в контроллере 90, и блок 11 управления может рассчитывать оцененные скорости увеличения температуры на основании величин, определенных датчиками, описанными выше.
Таблица информации и расчет могут быть упрощены за счет предварительного определения количества электричества, подаваемого на электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 при помощи блока 21e подачи электрического тока в двух видах, состоящих из заданного выходного сигнала (например, 2 кВт) и другого заданного выходного сигнала (например, 1,4 кВт), на основании, например, температуры наружного воздуха.
Таким образом, когда блок 11 управления фактически не определяет скорость увеличения температуры, а вместо этого определяет ее посредством расчета исходя из таблицы информации или заданного уравнения взаимосвязи или при помощи другого способа, временной интервал для фактического измерения скорости увеличения температуры не нужен и, следовательно, может быть осуществлен более быстрый процесс.
(I)
В варианте осуществления, описанном выше, был описан пример случая, в котором во время устойчивого выходного управления после начала запуска осуществляется процесс, в котором индукционный нагрев при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 начинается при выходном сигнале устойчиво подаваемой электроэнергии (1,4 кВт), когда температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, равна 60°C или меньше, и индукционный нагрев при помощи электромагнитного индукционного нагревательного устройства 6 прекращается, когда температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, достигает 80°C, так что температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, поддерживается близкой к целевой температуре 80°C накопительной трубки при запуске.
Однако управление для поддержания температуры, измеренной электромагнитным индукционным терморезистором 14, близкой к 80°C во время устойчивого выходного управления, не ограничивается таким управлением.
Например, блок 11 управления может поддерживать температуру, измеренную электромагнитным индукционным терморезистором 14, близкой к 80°C за счет пропорционально-интегрального регулирования частоты подачи электрического тока в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 на основании температуры, измеренной электромагнитным индукционным терморезистором 14. При этом пропорционально-интегральном регулировании, при котором одной установкой является подача электрического тока в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 при непрерывном фиксированном выходном сигнале устойчиво подаваемой электроэнергии (1,4 кВт) в течение 30 секунд, блок 11 управления может регулировать частоту, при которой эта установка повторяется, на основании использованного времени с конца самой последней подачи электрического тока в электромагнитное индукционное нагревательное устройство 6 до тех пор, пока температура, измеренная электромагнитным индукционным терморезистором 14, не упадет снова ниже 80°C. Конкретно, управление может осуществляться таким образом, что чем длиннее это использованное время, тем выше частота, при которой повторяется вышеописанная установка.
<Прочее>
Варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше в нескольких примерах, но настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления. Например, настоящее изобретение также включает в себя комбинированные варианты осуществления, полученные посредством подходящего сочетания различных частей вышеупомянутых вариантов осуществления в пределах диапазона, которое может быть выполнено на основании описаний специалистами в данной области техники.
Промышленная применимость
В соответствии с настоящим изобретением, даже когда хладагент на стороне впуска компрессионного механизма нагревается, можно осуществлять управление, которое учитывает количество тепла, приложенного к всосанному хладагенту во время управления степенью перегрева хладагента, всосанного в компрессионный механизм, и, следовательно, настоящее изобретение особенно используется в кондиционере, который нагревает хладагент за счет индукционного нагрева.
Список ссылочных позиций
1 - кондиционер
11 - блок управления (блок определения состояния хладагента на стороне охлаждающего устройства)
14 - электромагнитный индукционный терморезистор (датчик температуры выделяющейся теплоты)
21 - компрессор (компрессионный механизм)
23 - наружный теплообменник (устройство для нагревания хладагента)
24 - наружный электрический расширительный клапан (расширительный механизм)
29a - первый датчик давления (узел для определения состояния хладагента на стороне охлаждающего устройства)
29g - второй датчик давления
41 - внутренний теплообменник (устройство для охлаждения хладагента)
44 - датчик температуры внутреннего теплообмена (узел для определения состояния хладагента на стороне охлаждающего устройства)
68 - обмотка (генератор магнитного поля)
F - накопительная трубка (трубка для хладагента, трубка для хладагента на впуске)
Список патентной литературы
<Патентная литература 1> опубликованный японский выложенный патент №7-120083.