JP5555029B2 - Heat pump equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒から放熱させる凝縮器、前記冷媒を膨張させる膨張弁、前記冷媒が受熱対象気体から熱を受ける蒸発器の順に前記冷媒を循環する冷媒回路を設けた圧縮式のヒートポンプ装置に関する。 The present invention provides a refrigerant circuit that circulates the refrigerant in the order of a compressor that compresses the refrigerant, a condenser that dissipates heat from the refrigerant, an expansion valve that expands the refrigerant, and an evaporator that receives heat from the heat-receiving gas. The present invention relates to a compression-type heat pump device.
上記のようなヒートポンプ装置は、例えば、蒸発器を室外に設置して、受熱対象気体としての外気等の空気を蒸発器に通風させ、冷媒と空気とを熱交換させることで冷媒が空気が有する熱を受熱し、その受熱した熱を凝縮器にて放熱している。そして、凝縮器での放熱対象を例えば水としており、その放熱によって水を加熱することで温水を生成している。このように、本発明に係るヒートポンプ装置は、例えば、外気等の空気から汲み上げた熱を用いて温水を発生させる小型のヒートポンプ装置として用いられている。 In the heat pump device as described above, for example, an evaporator is installed outdoors, air such as outside air as a heat receiving target gas is passed through the evaporator, and heat is exchanged between the refrigerant and the air so that the refrigerant has air. The heat is received, and the received heat is radiated by the condenser. And the heat dissipation object in a condenser is made into water, for example, and warm water is produced | generated by heating water by the heat dissipation. Thus, the heat pump device according to the present invention is used as a small heat pump device that generates hot water using heat pumped from air such as outside air.
従来のヒートポンプ装置では、蒸発器の手前箇所において冷媒が通流する流路を第1流路と第2流路との2つの流路に分配部にて分流している。そして、蒸発器は、第1流路が配設されて第1流路の冷媒が受熱対象気体から熱を受ける第1分割部と、第2流路が配設されて第2流路の冷媒が受熱対象気体から熱を受ける第2分割部とに分割されている(例えば、特許文献1参照。)。このように、蒸発器において冷媒が通流する流路を第1流路と第2流路とに分流することで、蒸発器において冷媒が通流する1つの流路長さが長くなるのを防止して、蒸発器での冷媒側の圧力損失の低減を図ることができる。 In the conventional heat pump device, the flow path through which the refrigerant flows at a location before the evaporator is divided into two flow paths, a first flow path and a second flow path, by a distribution unit. The evaporator includes a first dividing unit in which the first flow path is disposed and the refrigerant in the first flow path receives heat from the heat receiving target gas, and the second flow path is disposed in the refrigerant in the second flow path. Is divided into a second divided portion that receives heat from the heat receiving target gas (see, for example, Patent Document 1). Thus, by dividing the flow path through which the refrigerant flows in the evaporator into the first flow path and the second flow path, the length of one flow path through which the refrigerant flows in the evaporator is increased. Therefore, it is possible to reduce the pressure loss on the refrigerant side in the evaporator.
そして、特許文献1に記載の装置では、第1分割部の冷媒と第2分割部の冷媒とで気液の割合に偏りが生じるのを防止するために、第1流路と第2流路とに分流する直前の冷媒のガス分を、第1分割部と第2分割部とで乾き度の小さな側の出口等にバイパスさせるガス抜き管、或いは、第1流路と第2流路とに分流する直前の冷媒の液分を、第1分割部と第2分割部とで乾き度の大きな側の出口等にバイパスさせる液抜き管を備えている。 And in the apparatus of patent document 1, in order to prevent that the ratio of a gas-liquid arises with the refrigerant | coolant of a 1st division part, and the refrigerant | coolant of a 2nd division part, a 1st flow path and a 2nd flow path A gas vent pipe that bypasses the gas content of the refrigerant immediately before being split into the first outlet and the second outlet at a lower dryness or the like, or the first flow path and the second flow path, A liquid drain pipe is provided for bypassing the liquid content of the refrigerant immediately before being divided into the first and second divided sections to the outlet or the like on the higher dryness side.
上記のような蒸発器では、外気等の空気を受熱対象気体として第1分割部及び第2分割部に通風させることで、第1分割部及び第2分割部の夫々において空気と冷媒とを熱交換させて冷媒が空気が有する熱を受熱する。このとき、第1分割部又は第2分割部の何れかにおいて、例えば着霜等により通風抵抗が増大すると、第1分割部と第2分割部とで空気の流れに偏りが生じてしまう。そして、空気の流れに偏りが生じると、第1分割部及び第2分割部の一方で、冷媒の受熱量が低下し、冷媒の出口温度が低下することになる。このように、蒸発器の出口での冷媒温度が低下すると、圧縮機に供給される冷媒温度も低下し、圧縮機吸い込み圧力に対する飽和温度と実際の吸い込み温度の差が小さくなるので、膨張弁である電子膨張弁が閉じ側に制御され、冷媒回路の冷媒の循環量を減らし、蒸発温度を下げて蒸発熱負荷を減らすように制御が働く。しかしながら、このような制御が働いても、空気の流れの偏りは解消しないので、更に、冷媒回路の冷媒の循環量を減らして蒸発温度を下げる側に制御が働き、徐々に蒸発温度が下がっていく。すると、蒸発温度の低下に伴って着霜が進行することになり、その着霜の進行によって、更に、空気の流れに偏りを生じさせることになる。このように、空気の流れの偏り→蒸発温度の低下→着霜の進行→空気の流れの偏りが繰り返されるという悪循環に陥ることになる。このような悪循環に陥ると、図4に示すように、電子膨張弁の開度が徐々に小側に調整されていくとともに、第1流路と第2流路とが合流後の冷媒の冷媒温度も徐々に低下していくことになる。そして、第1流路と第2流路とが合流後の冷媒の冷媒温度が低下していくというのは、蒸発器において空気から十分な熱を受熱していないことを示すので、このような悪循環に陥ると、蒸発器における空気からの冷媒の受熱量が低下し、ヒートポンプ装置としての性能が低下することになる。 In the evaporator as described above, the air and the refrigerant are heated in each of the first division unit and the second division unit by passing air such as outside air as the heat receiving gas through the first division unit and the second division unit. The refrigerant receives heat from the air. At this time, if the ventilation resistance is increased due to, for example, frost formation in either the first division unit or the second division unit, the air flow is biased between the first division unit and the second division unit. When the air flow is biased, the amount of heat received by the refrigerant is reduced and the outlet temperature of the refrigerant is reduced on the one of the first and second divided parts. Thus, when the refrigerant temperature at the outlet of the evaporator decreases, the refrigerant temperature supplied to the compressor also decreases, and the difference between the saturation temperature and the actual suction temperature with respect to the compressor suction pressure becomes smaller. A certain electronic expansion valve is controlled to the closed side, and the control works so as to reduce the circulation amount of the refrigerant in the refrigerant circuit, lower the evaporation temperature, and reduce the evaporation heat load. However, even if such control works, the bias of the air flow will not be eliminated, and further, the control works to lower the evaporation temperature by reducing the circulation amount of the refrigerant in the refrigerant circuit, and the evaporation temperature gradually decreases. Go. Then, frosting proceeds with a decrease in the evaporation temperature, and the progress of the frosting further causes a bias in the air flow. In this way, a vicious circle is created in which the deviation of the air flow → decrease of the evaporation temperature → the progress of frost formation → the deviation of the air flow is repeated. In such a vicious circle, as shown in FIG. 4, the opening degree of the electronic expansion valve is gradually adjusted to a smaller side, and the refrigerant of the refrigerant after the first flow path and the second flow path are merged. The temperature will gradually decrease. And, the fact that the refrigerant temperature of the refrigerant after the first flow path and the second flow path are reduced indicates that the evaporator is not receiving sufficient heat from the air. If it falls into a vicious circle, the amount of heat received by the refrigerant from the air in the evaporator will decrease, and the performance as a heat pump device will decrease.
上述の如く、空気の流れに偏りが生じた場合には、第1分割部及び第2分割部の一方で冷媒の出口温度が低下するので、第1分割部の出口の冷媒温度と第2分割部の出口の冷媒温度とに温度差が生じることになる。上記特許文献1に記載の装置では、このような温度差が生じると、ガス抜き管により第1分割部と第2分割部とで乾き度の小さな側の出口等に冷媒のガス分をバイパスさせる、或いは、液抜き管により第1分割部と第2分割部とで乾き度の大きな側の出口等に冷媒の液分をバイパスさせている。したがって、第1分割部の出口の冷媒温度と第2分割部の出口の冷媒温度との温度差が解消され、上述のような悪循環に陥るのを防止できる。
しかしながら、特許文献1に記載の装置では、ガス抜き管により冷媒のガス分をバイパスさせたり、液抜き管により冷媒の液分をバイパスさせるので、蒸発器への冷媒の供給量が低下することになる。したがって、この冷媒の供給量の低下に伴って、蒸発器において空気から受熱する受熱量が低下するので、結局、ヒートポンプ装置としての性能低下を招くことになる。
As described above, when there is a bias in the air flow, the refrigerant outlet temperature decreases in one of the first and second divided parts, so the refrigerant temperature at the outlet of the first divided part and the second divided part are reduced. A temperature difference is produced between the refrigerant temperature at the outlet of the part. In the apparatus described in Patent Document 1, when such a temperature difference occurs, the gas component of the refrigerant is bypassed to the outlet or the like on the smaller dryness side between the first divided portion and the second divided portion by the gas vent pipe. Alternatively, the liquid component of the refrigerant is bypassed to the outlet or the like on the larger dryness side between the first divided portion and the second divided portion by the liquid drain pipe. Therefore, the temperature difference between the refrigerant temperature at the outlet of the first divided portion and the refrigerant temperature at the outlet of the second divided portion is eliminated, and the above-described vicious circle can be prevented.
However, in the apparatus described in Patent Document 1, the refrigerant gas is bypassed by the gas vent pipe or the refrigerant liquid is bypassed by the liquid vent pipe, so that the amount of refrigerant supplied to the evaporator is reduced. Become. Accordingly, the amount of heat received from the air in the evaporator decreases with a decrease in the supply amount of the refrigerant, so that the performance of the heat pump device is eventually reduced.
特に、本発明に係るヒートポンプ装置は、上述のように小型のヒートポンプ装置として用いられるものであるが、このような小型のヒートポンプ装置では、設置スペースやコスト等の観点から、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、分配部等をワンパッケージに収めることが求められている。その為に、蒸発器では、受熱対象気体から熱を受ける受熱面を大きく取ることができず、その受熱面の大きさが制限されている。よって、特許文献1に記載の装置の如く、蒸発器への冷媒の供給量が低下すると、限られた受熱面では十分な受熱量を確保することができず、性能低下の問題が顕著な問題となる。 In particular, the heat pump device according to the present invention is used as a small heat pump device as described above, but in such a small heat pump device, from the viewpoint of installation space and cost, a compressor, a condenser, An expansion valve, an evaporator, a distribution unit, and the like are required to be contained in one package. Therefore, in the evaporator, a large heat receiving surface that receives heat from the heat receiving target gas cannot be taken, and the size of the heat receiving surface is limited. Therefore, as in the apparatus described in Patent Document 1, when the amount of refrigerant supplied to the evaporator is reduced, a sufficient heat receiving amount cannot be secured on a limited heat receiving surface, and the problem of performance deterioration is significant. It becomes.
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、第1分割部と第2分割部とで受熱対象気体の流れに偏りが生じても、その受熱対象気体の流れの偏りを解消して、性能低下を招くのを防止できるヒートポンプ装置を提供する点にある。 The present invention has been made paying attention to such points, and its purpose is to provide a flow of the heat-receiving target gas even when there is a bias in the flow of the heat-receiving target gas between the first divided portion and the second divided portion. The object of the present invention is to provide a heat pump device that can eliminate the unevenness and prevent performance degradation.
この目的を達成するための、本発明に係るヒートポンプ装置の特徴構成は、冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒から放熱させる凝縮器、前記冷媒を膨張させる膨張弁、前記冷媒が受熱対象気体から熱を受ける蒸発器の順に前記冷媒を循環する冷媒回路を設けた圧縮式のヒートポンプ装置において、
前記冷媒回路は、分配部により前記蒸発器の手前で第1流路と第2流路とに分流され、前記蒸発器を通過した前記第1流路と前記第2流路とを合流自在に構成され、前記蒸発器は、前記第1流路が配設されて前記第1流路の冷媒が前記受熱対象気体から熱を受ける第1分割部と、前記第2流路が配設されて前記第2流路の冷媒が前記受熱対象気体から熱を受ける第2分割部とに分割され、前記第1分割部及び前記第2分割部に前記受熱対象気体を通風させる通風手段と、前記第1分割部への前記受熱対象気体の通風状態と前記第2分割部への前記受熱対象気体の通風状態とを調整自在な通風状態調整手段とが備えられ、
前記第1分割部を通過した冷媒の温度を検出する第1冷媒温度検出手段と、前記第2分割部を通過した冷媒の温度を検出する第2冷媒温度検出手段とが備えられ、前記通風状態調整手段は、前記第1冷媒温度検出手段及び前記第2冷媒温度検出手段の検出情報に基づいて、前記第1分割部と前記第2分割部とのうち、通過した冷媒の温度が高い側を低い側に対して前記受熱対象気体の通風量を減少させるように、前記第1分割部への前記受熱対象気体の通風状態と前記第2分割部への前記受熱対象気体の通風状態とを調整する点にある。
In order to achieve this object, the heat pump device according to the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant, a condenser that dissipates heat from the refrigerant, an expansion valve that expands the refrigerant, and the refrigerant that heats the heat-receiving gas. In a compression heat pump device provided with a refrigerant circuit for circulating the refrigerant in the order of the evaporator receiving the
The refrigerant circuit is divided into a first flow path and a second flow path before the evaporator by a distribution unit, and the first flow path and the second flow path that have passed through the evaporator can be joined together freely. The evaporator is configured such that the first flow path is disposed, the first divided portion that receives heat from the heat receiving target gas, and the second flow path is disposed in the first flow path. The refrigerant in the second flow path is divided into a second divided portion that receives heat from the heat receiving target gas, and ventilation means that allows the heat receiving target gas to flow through the first divided portion and the second divided portion, A ventilation state adjusting means capable of adjusting a ventilation state of the heat reception target gas to the one division part and a ventilation state of the heat reception target gas to the second division part ;
A first refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant that has passed through the first dividing portion; and a second refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant that has passed through the second dividing portion; Based on the detection information of the first refrigerant temperature detecting means and the second refrigerant temperature detecting means, the adjusting means selects the side of the first dividing section and the second dividing section where the temperature of the refrigerant that has passed is higher. Adjusting the ventilation state of the heat-receiving target gas to the first division unit and the ventilation state of the heat-receiving target gas to the second division unit so as to reduce the ventilation amount of the heat-receiving target gas with respect to the lower side There is in point to do.
本特徴構成によれば、蒸発器が第1分割部と第2分割部とに分割されており、通風手段の作動により第1分割部及び第2分割部に受熱対象気体(例えば外気)が通風されるので、第1分割部及び第2分割部の夫々において、冷媒が受熱対象気体が有する熱を受熱する。
このように、通風手段の作動により第1分割部及び第2分割部に受熱対象気体が通風されるが、例えば、第2分割部で着霜等により通風抵抗が増大することで、第1分割部の方が第2分割部よりも受熱対象気体が流れ易くなり、第1分割部と第2分割部とで受熱対象気体の流れに偏りが生じてしまう可能性がある。
そこで、本特徴構成によれば、第1分割部への受熱対象気体の通風状態と第2分割部への受熱対象気体の通風状態とを調整自在な通風状態調整手段を備えており、この通風状態調整手段が、例えば、第1分割部の方が第2分割部よりも受熱対象気体の通風量が減少するように通風状態を調整することができる。したがって、第1分割部と第2分割部とで受熱対象気体の流れに偏りが生じても、通風状態調整手段が、その受熱対象気体の流れの偏りを解消するように、第1分割部への受熱対象気体の通風状態と第2分割部への受熱対象気体の通風状態とを調整できる。これにより、第1分割部と第2分割部とでの受熱対象気体の流れの偏りが生じても、受熱対象気体の流れの偏りが解消され、受熱対象気体の流れの偏りが継続されることで、ヒートポンプ装置の性能が低下する事態に陥るのを防止できる。
According to this characteristic configuration, the evaporator is divided into the first divided portion and the second divided portion, and the heat receiving target gas (for example, outside air) is ventilated in the first divided portion and the second divided portion by the operation of the ventilation means. Therefore, in each of the first division unit and the second division unit, the refrigerant receives the heat of the heat reception target gas.
As described above, the gas to be heat-received is ventilated to the first division unit and the second division unit by the operation of the ventilation unit. For example, the first division is performed by increasing the ventilation resistance due to frost formation or the like in the second division unit. There is a possibility that the heat receiving target gas flows more easily in the part than in the second divided part, and the flow of the heat receiving target gas may be biased between the first divided part and the second divided part.
Therefore, according to this characteristic configuration, the ventilation state adjusting means is provided which can adjust the ventilation state of the heat receiving target gas to the first division part and the ventilation state of the heat reception target gas to the second division part. The state adjusting means can adjust the ventilation state so that, for example, the first divided portion has a smaller amount of ventilation of the heat receiving target gas than the second divided portion. Therefore, even if the flow of the heat receiving target gas is unbalanced between the first dividing unit and the second dividing unit, the ventilation state adjusting means is directed to the first dividing unit so as to eliminate the uneven flow of the heat receiving target gas. It is possible to adjust the ventilation state of the heat receiving target gas and the ventilation state of the heat receiving target gas to the second divided portion. Thereby, even if the deviation of the flow of the heat receiving target gas occurs in the first division part and the second division part, the deviation of the flow of the heat receiving target gas is eliminated, and the deviation of the flow of the heat reception target gas is continued. Therefore, it can prevent falling into the situation where the performance of a heat pump apparatus falls.
以上のことから、第1分割部と第2分割部とで受熱対象気体の流れに偏りが生じても、その受熱対象気体の流れの偏りを解消して、性能低下を招くのを防止できるヒートポンプ装置を実現できる。 From the above, even if the flow of the heat receiving target gas is uneven in the first divided portion and the second divided portion, the heat pump that can eliminate the uneven flow of the heat receiving target gas and prevent the performance deterioration. A device can be realized.
発明が解決しようとする課題の欄でも述べた如く、第1分割部と第2分割部とで受熱対象気体の流れに偏りが生じると、第1分割部と第2分割部とのうち、受熱対象気体の通風量が減少した側で冷媒の出口温度が低下して、第1分割部の出口の冷媒温度と第2分割部の出口の冷媒温度とに温度差が生じることになる。そして、第1分割部と第2分割部とのうち、受熱対象気体の通風量が減少した側で冷媒の出口温度が低下するので、第1分割部と第2分割部とのうち、冷媒の出口温度が高い側が低い側よりも受熱対象気体が流れ易くなるという受熱対象気体の流れの偏りが生じていると考えられる。 As described in the section of the problem to be solved by the invention, when a deviation occurs in the flow of the heat receiving target gas between the first divided unit and the second divided unit, the heat receiving unit of the first divided unit and the second divided unit receives heat. The outlet temperature of the refrigerant is lowered on the side where the air flow rate of the target gas is reduced, and a temperature difference is generated between the refrigerant temperature at the outlet of the first divided portion and the refrigerant temperature at the outlet of the second divided portion. And since the exit temperature of a refrigerant | coolant falls in the side in which the ventilation volume of the heat receiving object gas decreased among the 1st division part and the 2nd division part, among the 1st division part and the 2nd division part, the refrigerant of It is considered that there is a bias in the flow of the heat receiving target gas that the heat receiving target gas flows more easily on the side having the higher outlet temperature than on the side having the lower outlet temperature.
そこで、本特徴構成によれば、第1分割部を通過した冷媒の温度を検出する第1冷媒温度検出手段と、第2分割部を通過した冷媒の温度を検出する第2冷媒温度検出手段とを備え、通風状態調整手段が、第1冷媒温度検出手段及び第2冷媒温度検出手段の検出情報に基づいて、第1分割部と第2分割部とのうち、通過した冷媒の温度が高い側を低い側に対して受熱対象気体の通風量を減少させるように、第1分割部への受熱対象気体の通風状態と第2分割部への受熱対象気体の通風状態とを調整する。このような通風状態の調整を行うことで、第1分割部と第2分割部とでの受熱対象気体の流れの偏りに伴う冷媒の出口温度の変化を的確に捉え、その受熱対象気体の流れの偏りを解消するように、第1分割部への受熱対象気体の通風状態と第2分割部への受熱対象気体の通風状態とを適切に調整することができる。したがって、第1分割部と第2分割部とで受熱対象気体の流れに偏りが生じる事を的確に捉えることができながら、その受熱対象気体の流れの偏りを適切に解消することができる。 Therefore, according to this characteristic configuration, the first refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant that has passed through the first dividing section, and the second refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant that has passed through the second dividing section, The ventilation state adjusting means is based on the detection information of the first refrigerant temperature detecting means and the second refrigerant temperature detecting means, and the temperature of the refrigerant that has passed through is higher on the side of the first dividing section and the second dividing section. The ventilation state of the heat reception target gas to the first division unit and the ventilation state of the heat reception target gas to the second division unit are adjusted so as to reduce the ventilation amount of the heat reception target gas to the lower side. By adjusting the ventilation state in this way, the change in the outlet temperature of the refrigerant due to the deviation of the flow of the heat-receiving target gas in the first divided portion and the second divided portion is accurately captured, and the flow of the heat-receiving target gas Therefore, it is possible to appropriately adjust the ventilation state of the heat reception target gas to the first division unit and the ventilation state of the heat reception target gas to the second division unit so as to eliminate the bias. Therefore, while it is possible to accurately grasp that the flow of the heat receiving target gas is caused by the first divided portion and the second divided portion, it is possible to appropriately eliminate the uneven flow of the heat receiving target gas.
本発明に係るヒートポンプ装置の更なる特徴構成は、前記第1分割部と前記第2分割部とが前記蒸発器の上下方向の中間部にて上下に分割する状態で配置され、前記通風状態調整手段は、前記蒸発器の上下方向の中間部に配置され、前記第1分割部に通風される前記受熱対象気体の流れを規制する第1位置と前記第2分割部に通風される前記受熱対象気体の流れを規制する第2位置とに位置変更自在な位置変更部材を備えている点にある。 A further characteristic configuration of the heat pump device according to the present invention is that the first divided portion and the second divided portion are arranged in a state of being vertically divided at an intermediate portion in the vertical direction of the evaporator, and the ventilation state adjustment The means is disposed at an intermediate portion in the vertical direction of the evaporator and has a first position that regulates a flow of the heat receiving target gas that is ventilated to the first division part and the heat reception target that is ventilated to the second division part. The position change member is provided with a position changeable member at the second position for restricting the gas flow.
本特徴構成によれば、蒸発器の上下方向の中間部に配置された位置変更部材を第1位置に位置させると、その位置変更部材にて第1分割部に通風される受熱対象気体の流れを規制し、その規制により通風抵抗が増大する。したがって、受熱対象気体は第1分割部よりも第2分割部に対して通風し易くなり、第1分割部を第2分割部に対して受熱対象気体の通風量を減少させるように、第1分割部への受熱対象気体の通風状態と第2分割部への受熱対象気体の通風状態とを調整することができる。また、位置変更部材を第2位置に位置させたときも、第1位置に位置させたときと同様に、第2分割部を第1分割部に対して受熱対象気体の通風量を減少させるように、第1分割部への受熱対象気体の通風状態と第2分割部への受熱対象気体の通風状態とを調整することができる。
このように、位置変更部材を第1位置と第2位置とに位置変更させるという容易な動作により、第1分割部への受熱対象気体の通風状態と第2分割部への受熱対象気体の通風状態とを適切に調整することができ、通風状態調整手段の構成の簡素化を図ることができる。
According to this characteristic configuration, when the position changing member arranged in the middle part in the vertical direction of the evaporator is positioned at the first position, the flow of the heat receiving target gas that is ventilated by the position changing member to the first divided part. The ventilation resistance increases by the regulation. Therefore, the heat receiving target gas is more likely to be ventilated to the second divided part than the first divided part, and the first divided part is made to reduce the ventilation amount of the heat receiving target gas to the second divided part. The ventilation state of the heat receiving target gas to the division part and the ventilation state of the heat reception target gas to the second division part can be adjusted. Further, when the position changing member is positioned at the second position, the second divided portion is made to decrease the ventilation amount of the heat receiving target gas with respect to the first divided portion, similarly to when the position changing member is positioned at the first position. Moreover, the ventilation state of the heat receiving target gas to the first division part and the ventilation state of the heat receiving target gas to the second division part can be adjusted.
In this way, by the easy operation of changing the position changing member between the first position and the second position, the state of ventilation of the heat receiving target gas to the first division part and the ventilation of the heat receiving target gas to the second division part The state can be adjusted appropriately, and the configuration of the ventilation state adjusting means can be simplified.
本発明に係るヒートポンプ装置の更なる特徴構成は、前記蒸発器は、複数の伝熱用フィンに前記冷媒を通流させる伝熱管を貫通させて形成され、前記第1分割部と前記第2分割部とが前記蒸発器の上下方向の中間部にて上下に分割する状態で配置され、前記第1分割部及び前記第2分割部の夫々には、前記冷媒を蒸発させる冷媒蒸発部と、その冷媒蒸発部を通過した冷媒を過熱させる冷媒過熱部とが備えられ、前記伝熱管は、前記第1分割部及び前記第2分割部の夫々において、前記冷媒蒸発部を前記蒸発器の上下方向の中間部側に配置させ且つ前記冷媒過熱部を前記冷媒蒸発部よりも前記蒸発器の上下方向の端部側に配置させるとともに、前記受熱対象気体の通風方向に並ぶ状態で配設する前記伝熱管の数が前記冷媒蒸発部よりも前記冷媒過熱部の方が多くなるように配設されている点にある。 The heat pump device according to the present invention is further characterized in that the evaporator is formed by penetrating a heat transfer tube through which the refrigerant flows through a plurality of heat transfer fins, and the first divided portion and the second divided portion. Are arranged in a state of being vertically divided at an intermediate portion in the vertical direction of the evaporator, each of the first divided portion and the second divided portion includes a refrigerant evaporation portion for evaporating the refrigerant, and A refrigerant superheating section that superheats the refrigerant that has passed through the refrigerant evaporation section, and the heat transfer tube is configured so that the refrigerant evaporation section is arranged in the vertical direction of the evaporator in each of the first division section and the second division section. The heat transfer tube is disposed on the intermediate side, and the refrigerant superheater is disposed closer to the end of the evaporator in the vertical direction than the refrigerant evaporator, and is arranged in a state in which the heat receiving target gas is lined up The refrigerant is more than the refrigerant evaporating part In that it is arranged such towards the heat portion is increased.
本特徴構成によれば、第1分割部及び第2分割部の夫々には、冷媒蒸発部と冷媒過熱部とが備えられているので、蒸発器に供給された冷媒は、第1分割部及び第2分割部の夫々において、冷媒蒸発部を通流して蒸発され、引き続き冷媒過熱部に供給されて、冷媒過熱部を通流して過熱され、冷媒の蒸発及び過熱を適切に行うことができる。
そして、本特徴構成によれば、蒸発器の上下方向での冷媒蒸発部と冷媒過熱部との位置関係及び受熱対象気体の通風方向に並ぶ伝熱管の数の冷媒蒸発部と冷媒過熱部との大小関係については、第1分割部及び第2分割部の夫々において、冷媒蒸発部を蒸発器の上下方向の中間部側に配置させ且つ冷媒過熱部を冷媒蒸発部よりも蒸発器の上下方向の端部側に配置させるとともに、受熱対象気体の通風方向に並ぶ状態で配設する伝熱管の数が冷媒蒸発部よりも冷媒過熱部の方が多くなるように伝熱管が配設されている。
According to this feature configuration, since each of the first dividing unit and the second dividing unit includes the refrigerant evaporation unit and the refrigerant superheating unit, the refrigerant supplied to the evaporator is In each of the second divided parts, the refrigerant evaporates through the refrigerant evaporating part, is continuously supplied to the refrigerant superheated part, is superheated through the refrigerant superheated part, and the refrigerant can be appropriately evaporated and superheated.
And according to this characteristic configuration, the positional relationship between the refrigerant evaporating part and the refrigerant superheating part in the vertical direction of the evaporator and the number of the refrigerant evaporating parts and the refrigerant superheating part of the number of heat transfer tubes arranged in the ventilation direction of the heat receiving target gas. Regarding the magnitude relationship, in each of the first and second divided parts, the refrigerant evaporation part is arranged on the intermediate part side in the vertical direction of the evaporator, and the refrigerant superheating part is arranged in the vertical direction of the evaporator rather than the refrigerant evaporation part. The heat transfer tubes are arranged on the end side so that the number of heat transfer tubes arranged in a state in which the heat receiving target gas is lined up is larger in the refrigerant overheating portion than in the refrigerant evaporation portion.
このように、伝熱管は、第1分割部及び第2分割部の夫々において、受熱対象気体の通風方向に複数の伝熱管が並ぶように配設されているが、その伝熱管の配設数は、冷媒蒸発部よりも冷媒過熱部の方が多くなるように構成されている。これにより、冷媒蒸発部よりも冷媒過熱部の方が受熱対象気体の通風抵抗が大きくなるので、受熱対象気体は冷媒過熱部よりも冷媒蒸発部に対して通風し易くなる。その結果、冷媒蒸発部における受熱対象気体の通風量として十分な通風量を確保することができるので、冷媒蒸発部での着霜の進行を防止することができる。一方、冷媒過熱部における受熱対象気体の通風量が少なくなる傾向となるが、冷媒過熱部を通流する冷媒は、冷媒蒸発部にて蒸発されて温度上昇した冷媒であるので、受熱対象気体の通風量が少なくなっても、冷媒過熱部での着霜の進行を防止することができる。したがって、蒸発器の上下方向の中間側に配置された冷媒蒸発部でも、蒸発器の上下方向の上端部側又は下端部側に配置された冷媒過熱部でも、着霜の進行を防止することができ、蒸発器全体での着霜の進行を適切に防止することができる。その結果、着霜により第1分割部と第2分割部とで受熱対象気体の流れに偏りが生じること事態を防止することも可能となる。 As described above, the heat transfer tubes are arranged in the first divided portion and the second divided portion so that a plurality of heat transfer tubes are arranged in the ventilation direction of the heat receiving target gas, but the number of the heat transfer tubes is arranged. Is configured such that there are more refrigerant overheating parts than refrigerant evaporating parts. Thereby, since the refrigerant | coolant overheating part becomes larger the ventilation resistance of heat receiving object gas than a refrigerant | coolant evaporation part, heat receiving object gas becomes easy to ventilate with respect to a refrigerant | coolant evaporation part rather than a refrigerant | coolant overheating part. As a result, it is possible to secure a sufficient amount of ventilation as the amount of ventilation of the heat receiving target gas in the refrigerant evaporating unit, so that it is possible to prevent frost formation in the refrigerant evaporating unit. On the other hand, the amount of ventilation of the heat receiving target gas in the refrigerant superheated portion tends to decrease, but the refrigerant flowing through the refrigerant superheated portion is a refrigerant that has evaporated in the refrigerant evaporating portion and increased in temperature. Even if the air flow rate is reduced, it is possible to prevent frost formation in the refrigerant overheating portion. Therefore, it is possible to prevent the progress of frost formation in both the refrigerant evaporating part arranged on the intermediate side in the vertical direction of the evaporator and the refrigerant overheating part arranged on the upper end side or the lower end side in the vertical direction of the evaporator. It is possible to appropriately prevent the progress of frost formation in the entire evaporator. As a result, it is possible to prevent a situation in which the flow of the heat receiving target gas is biased between the first divided portion and the second divided portion due to frost formation.
本発明に係るヒートポンプ装置の更なる特徴構成は、前記第1分割部を通過した冷媒の温度を検出する第1冷媒温度検出手段と、前記第2分割部を通過した冷媒の温度を検出する第2冷媒温度検出手段と、前記第1流路と前記第2流路とが合流後の冷媒の温度を検出する合流後冷媒温度検出手段とが備えられ、前記第1冷媒温度検出手段にて検出した冷媒温度と前記第2冷媒温度検出手段にて検出した冷媒温度とのうち低い側の冷媒温度と前記合流後冷媒温度検出手段にて検出した冷媒温度とが同等であると、前記膨張弁の閉じ側への制御を禁止する閉じ側制御禁止手段が備えられている点にある。 A further characteristic configuration of the heat pump device according to the present invention is a first refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant that has passed through the first dividing section, and a first detector that detects the temperature of the refrigerant that has passed through the second dividing section. 2 refrigerant temperature detecting means, and a post-merging refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant after the first flow path and the second flow path are merged, and detected by the first refrigerant temperature detecting means. If the refrigerant temperature on the lower side of the refrigerant temperature detected by the second refrigerant temperature detecting means and the refrigerant temperature detected by the post-merging refrigerant temperature detecting means are equal to each other, A closing side control prohibiting means for prohibiting the control to the closing side is provided.
発明が解決しようとする課題の欄でも述べた如く、第1分割部と第2分割部とで受熱対象気体の流れに偏りが生じると、蒸発器の出口での冷媒温度が低下し、圧縮機に供給される冷媒温度も低下し、圧縮機吸い込み圧力に対する飽和温度と実際の吸い込み温度の差が小さくなるので、膨張弁である電子膨張弁が閉じ側に制御され、冷媒回路の冷媒の循環量を減らし、蒸発温度を下げて蒸発熱負荷を減らすように制御が働く。そして、第1分割部と第2分割部とでの受熱対象気体の流れの偏りが解消されないまま、このような制御が繰り返し行われると、受熱対象気体の流れの偏り→蒸発温度の低下→着霜の進行→受熱対象気体の流れの偏りが繰り返されるという悪循環に陥り、蒸発器における受熱対象気体からの冷媒の受熱量が低下する。
そこで、本特徴構成によれば、第1冷媒温度検出手段にて検出した冷媒温度と第2冷媒温度検出手段にて検出した冷媒温度とのうち低い側の冷媒温度と合流後冷媒温度検出手段にて検出した冷媒温度とが同等であると、膨張弁の閉じ側への制御を禁止する閉じ側制御禁止手段を備えている。この閉じ側制御禁止手段を備えることで、第1分割部と第2分割部とで受熱対象気体の流れに偏りが生じて、蒸発器の出口での冷媒温度が低下しても、膨張弁である電子膨張弁が閉じ側に制御されることを禁止できるので、上述のような悪循環に陥ることを回避して、蒸発器における受熱対象気体からの冷媒の受熱量の低下を適切に防止できる。
As described in the column of the problem to be solved by the invention, when the flow of the heat receiving target gas is biased between the first divided portion and the second divided portion, the refrigerant temperature at the outlet of the evaporator decreases, and the compressor The refrigerant temperature supplied to the compressor also decreases, and the difference between the saturation temperature with respect to the compressor suction pressure and the actual suction temperature is reduced, so the electronic expansion valve, which is the expansion valve, is controlled to the closed side, and the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit The control works to reduce the evaporation temperature and reduce the evaporation heat load. If such control is repeatedly performed without eliminating the bias in the flow of the heat receiving target gas in the first split portion and the second split portion, the flow in the heat receiving target gas is uneven, the evaporation temperature is lowered, and the arrival is reached. Progression of frost → A vicious cycle in which the flow of the heat reception target gas is repeated causes a reduction in the amount of heat received by the refrigerant from the heat reception target gas in the evaporator.
Therefore, according to this characteristic configuration, the refrigerant temperature on the lower side of the refrigerant temperature detected by the first refrigerant temperature detection means and the refrigerant temperature detected by the second refrigerant temperature detection means and the combined refrigerant temperature detection means When the refrigerant temperature detected in this way is the same, a closing-side control prohibiting means for prohibiting control of the expansion valve to the closing side is provided. By providing this closing side control prohibiting means, even if the flow of the heat receiving target gas is unbalanced between the first dividing unit and the second dividing unit, and the refrigerant temperature at the outlet of the evaporator decreases, the expansion valve Since it is possible to prohibit a certain electronic expansion valve from being controlled to the closed side, it is possible to avoid a vicious circle as described above, and to appropriately prevent a decrease in the amount of heat received by the refrigerant from the heat receiving target gas in the evaporator.
本発明に係るヒートポンプ装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
このヒートポンプ装置は、図1に示すように、冷媒Rを圧縮する圧縮機1、冷媒Rから放熱させる凝縮器2、冷媒Rを膨張させる膨張弁としての電子膨張弁3、冷媒Rが受熱対象気体から熱を受ける蒸発器4の順に冷媒Rを循環する冷媒回路5を設けた圧縮式のヒートポンプ装置にて構成されている。また、圧縮機1の回転速度や電子膨張弁3の開度を調整して、ヒートポンプ装置の運転を制御する制御部6も備えられている。ここで、冷媒Rは、例えば、R134Aを用いている。
An embodiment of a heat pump device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the heat pump device includes a compressor 1 that compresses the refrigerant R, a condenser 2 that dissipates heat from the refrigerant R, an electronic expansion valve 3 that expands the refrigerant R, and the refrigerant R that receives heat. It is comprised with the compression type heat pump apparatus which provided the
このヒートポンプ装置は、例えば、蒸発器4が室外に設置されており、蒸発器4における受熱対象気体を外気Pとし、その外気Pを蒸発器4に通風させ、冷媒Rと外気Pとを熱交換させることで冷媒Rが外気Pが有する熱を受熱し、その受熱した熱を凝縮器2にて放熱している。そして、凝縮器2での放熱対象を例えば水としており、その放熱によって水を加熱することで温水を生成している。このように、本発明に係るヒートポンプ装置は、例えば、外気Pから汲み上げた熱を用いて温水を発生させる小型のヒートポンプ装置として用いられている。
In this heat pump device, for example, the
冷媒回路5は、分配部7により蒸発器4の手前で第1流路8と第2流路9とに分流され、蒸発器4を通過した第1流路8と第2流路9とを合流自在に構成されている。つまり、冷媒回路5において蒸発器4に冷媒Rを供給する部位の手前に分配部7が配設されており、その分配部7よりも冷媒Rの通流方向の下流側部位が第1流路8と第2流路9との2系統に分岐されている。そして、蒸発器4よりも冷媒Rの通流方向の下流側部位で第1流路8と第2流路9とが合流接続されており、蒸発器4を通過した第1流路8の冷媒Rと第2流路9の冷媒Rとが合流されている。
The
蒸発器4は、第1流路8が配設されて第1流路8の冷媒Rが受熱対象気体としての外気Pから熱を受ける第1分割部10と、第2流路9が配設されて第2流路9の冷媒Rが外気Pから熱を受ける第2分割部11とに分割されている。そして、第1分割部10と第2分割部11とが蒸発器4の上下方向の中間部にて上下に分割する状態で配置されている。つまり、図1に示すように、蒸発器4は、上下に隣接する状態で2分割されており、その上方側に第1分割部10が配置され、その下方側に第2分割部11が配置されている。そして、蒸発器4の上下方向での大きさは、第1分割部10と第2分割部11とで同じになるように構成されている。
また、第1分割部10及び第2分割部11に外気Pを通風させる吸引式の通風ファン12(通風手段に相当する)が備えられ、この通風ファン12の作動により第1分割部10への外気Pの通風量と第2分割部11への外気Pの通風量とがほぼ同量となるように構成されている。
In the
Further, a suction-type ventilation fan 12 (corresponding to a ventilation means) that allows the outside air P to pass through the
蒸発器4は、図2に示すように、複数の伝熱用フィン13に冷媒Rを通流させる伝熱管14を貫通させて構成されている。ここで、図2は、第1分割部10と第2分割部11とに分割された蒸発器4のうち、第1分割部10のみを示している。伝熱用フィン13は、外気Pの通風方向に沿う姿勢で水平方向に間隔を隔てて複数配設されており、伝熱用フィン13の間を外気Pが通風するように構成されている。そして、伝熱管14は、複数の伝熱用フィン13を貫通して水平方向の一端側から他端側に延び、その水平方向の他端部にて折り返して、複数の伝熱用フィン13を貫通して水平方向の他端側から一端側に延びるように配設されている。このようにして、伝熱管14は、水平方向に沿う水平姿勢にて配設されている。
As shown in FIG. 2, the
図1に戻り、第1分割部10及び第2分割部11の夫々には、冷媒Rを蒸発させる冷媒蒸発部15と、その冷媒蒸発部15を通過した冷媒Rを過熱させる冷媒過熱部16とが備えられている。そして、伝熱管14は、第1分割部10及び第2分割部11の夫々において、冷媒蒸発部15を蒸発器4の上下方向の中間部側に配置させ且つ冷媒過熱部16を冷媒蒸発部15よりも蒸発器4の上下方向の端部側に配置させるとともに、外気Pの通風方向に複数の伝熱管14が並ぶように配設されている。
Returning to FIG. 1, each of the
つまり、伝熱管14は、第1分割部10及び第2分割部11の夫々において、外気Pの通風方向に複数の伝熱管14が並ぶ列を蒸発器4の上下方向に複数段形成する状態で配設されている。そして、冷媒Rが、外気Pの通風方向に並ぶ同一列の複数の伝熱管14を通流したのち、蒸発器4の上下方向で隣接する段の伝熱管14に通流され、その段において外気Pの通風方向に並ぶ同一列の複数の伝熱管14を通流する。第1分割部10及び第2分割部11への冷媒Rの導入部は、蒸発器4の上下方向の中間部に配置されており、蒸発器4の上下方向での冷媒Rの通流方向が、第1分割部10では中間部から上方側に向かう方向となっており、第2分割部11では中間部から下方側に向かう方向となっている。
That is, the
また、第1分割部10及び第2分割部11の夫々において、冷媒蒸発部15が蒸発器4の上下方向の中間部側に配置され、冷媒過熱部16が冷媒蒸発部15に隣接する状態でその冷媒蒸発部15よりも蒸発器4の上下方向の端部側に配置されている。これにより、第1分割部10及び第2分割部11の夫々において、導入部により蒸発器4の上下方向の中間部に導入された冷媒Rは、冷媒蒸発部15を蒸発器4の上下方向の中間部から端部側へ通流して蒸発され、引き続き冷媒過熱部16に供給されて、冷媒過熱部16を蒸発器4の上下方向の中間部から端部側へ通流して過熱される。ここで、蒸発器4の上下方向において、冷媒蒸発部15は、冷媒過熱部16よりも大きくなるように構成されており、冷媒蒸発部15にて冷媒Rを適切に蒸発させることができる。
Further, in each of the
このように、蒸発器4が第1分割部10と第2分割部11とに上下に分割されているが、第1分割部10又は第2分割部11の何れかにおいて、例えば着霜等により通風抵抗が増大すると、第1分割部10と第2分割部11とで外気Pの流れに偏りが生じてしまい、その外気Pの流れの偏りに起因する問題が発生する可能性がある。
そこで、本発明に係るヒートポンプ装置では、第1分割部10への外気Pの通風状態と第2分割部11への外気Pの通風状態とを調整自在な通風状態調整手段17を備えている。そして、第1分割部10と第2分割部11とで外気Pの流れに偏りが生じると、通風状態調整手段17により第1分割部10への外気Pの通風状態と第2分割部11への外気Pの通風状態とを調整することで、第1分割部10と第2分割部11との外気Pの流れの偏りを解消している。
Thus, although the
Therefore, the heat pump device according to the present invention includes the ventilation state adjusting means 17 that can adjust the ventilation state of the outside air P to the
通風状態調整手段17は、蒸発器4の上下方向の中間部に配置され、第1分割部10に通風される外気Pの流れを規制する第1位置(図1中一点鎖線参照)と第2分割部11に通風される外気Pの流れを規制する第2位置(図1中点線参照)とに位置変更自在な位置変更部材18を備えている。この位置変更部材18は、蒸発器4の横幅方向に長い板状部材にて構成されており、上下方向での配置位置が、第1分割部10と第2分割部11との分割部位に相当する蒸発器4の上下方向の中間部となっており、外気Pの通風方向での配置位置が、蒸発器4よりも下流側で蒸発器4に隣接する位置となっている。そして、位置変更部材18が第1位置又は第2位置に位置されると、第1分割部10又は第2分割部11を通過した外気Pの流れを規制し、その通風抵抗を増大させることで、第1分割部10又は第2分割部11を通過する外気Pの通風量を減少させるように構成されている。また、位置変更部材18は、図1中一点鎖線にて示す第1位置と、図1中実線にて示す中間位置と、図1中点線にて示す第2位置とに水平軸心周りで揺動自在に設けられている。ここで、中間位置は、位置変更部材18が、上下方向で第1分割部10側及び第2分割部11側の双方に突出せず、外気Pの通風方向に沿う姿勢になる位置に設定されている。
The ventilation state adjusting means 17 is disposed at an intermediate portion in the vertical direction of the
本発明に係るヒートポンプ装置では、第1分割部10を通過した冷媒Rの温度を検出する第1冷媒温度センサ19(第1冷媒温度検出手段に相当する)と、第2分割部11を通過した冷媒Rの温度を検出する第2冷媒温度センサ20(第2冷媒温度検出手段に相当する)とが備えられ、第1冷媒温度センサ19の検出情報及び第2冷媒温度センサ20の検出情報が制御部6に入力されている。そして、制御部6が、第1冷媒温度センサ19の検出情報及び第2冷媒温度センサ20の検出情報に基づいて、第1位置、第2位置、及び、中間位置のどの位置に位置変更部材18を位置させるかの位置変更部材18の位置変更を制御するように構成されており、通風状態調整手段17が、位置変更部材18及び制御部16とから構成されている。
In the heat pump device according to the present invention, the first refrigerant temperature sensor 19 (corresponding to the first refrigerant temperature detecting means) that detects the temperature of the refrigerant R that has passed through the
そして、制御部6が、第1冷媒温度センサ19及び第2冷媒温度センサ20の検出情報に基づいて、第1分割部10と第2分割部11とのうち、通過した冷媒Rの温度が高い側を低い側に対して外気Pの通風量を減少させるように、第1分割部10への外気Pの通風状態と第2分割部11への外気Pの通風状態とを調整している。
And the
例えば、第2分割部11にて着霜等により外気Pの通風抵抗が増大すると、外気Pは第2分割部11よりも第1分割部10の方が通風し易くなり、第1分割部10への外気Pの通風量が増加し、逆に、第2分割部11への外気Pの通風量が減少して、第1分割部10と第2分割部11とで外気Pの流れに偏りが生じる。これにより、第1分割部10では、冷媒Rが多量の外気Pから熱を受熱することができ、第1分割部10を通過した冷媒Rの温度は高くなるが、第2分割部11では、外気Pの通風量として十分な通風量を確保できず、第2分割部11を通過した冷媒Rの温度は低くなる。このように、第1分割部10と第2分割部11とで外気Pの流れに偏りが生じると、第1分割部10を通過した冷媒Rの温度と第2分割部11を通過した冷媒Rの温度とで温度差が生じる。そして、第1分割部10と第2分割部11とのうち、外気Pの通風量が増加する側の方が外気Pの通風量が減少する側よりも、通過した冷媒Rの温度は高くなる。
For example, when the ventilation resistance of the outside air P increases due to frost or the like in the
そこで、制御部6は、第1冷媒温度センサ19にて検出した冷媒温度T1と第2冷媒温度センサ20にて検出した冷媒温度T2とを比較し、冷媒温度T1の方が冷媒温度T2よりも高いと、位置変更部材18を第1位置(図1中一点鎖線参照)に位置変更させる。また、制御部6は、冷媒温度T2の方が冷媒温度T1よりも高いと、位置変更部材18を第2位置(図1中点線参照)に位置変更させ、冷媒温度T1と冷媒温度T2とが同等であると、位置変更部材18を中間位置(図1中実線参照)に位置変更させる。
Therefore, the
ここで、冷媒温度T1の方が冷媒温度T2よりも高いとは、冷媒温度T1が冷媒温度T2よりも設定範囲以上高い場合を示しており、冷媒温度T2の方が冷媒温度T1よりも高いとは、冷媒温度T2が冷媒温度T1よりも設定範囲以上高い場合を示しており、冷媒温度T1と冷媒温度T2とが同等とは、冷媒温度T1と冷媒温度T2との差が設定範囲内である場合を示している。 Here, the refrigerant temperature T1 being higher than the refrigerant temperature T2 indicates a case where the refrigerant temperature T1 is higher than the refrigerant temperature T2 by a set range or more, and the refrigerant temperature T2 is higher than the refrigerant temperature T1. Shows a case where the refrigerant temperature T2 is higher than the refrigerant temperature T1 by a set range or more, and the refrigerant temperature T1 and the refrigerant temperature T2 are equivalent, the difference between the refrigerant temperature T1 and the refrigerant temperature T2 is within the set range. Shows the case.
図1中一点鎖線にて示すように、位置変更部材18を第1位置に位置させると、その位置変更部材18にて第1分割部10に通風される外気Pの流れを規制し、その規制により通風抵抗が増大する。したがって、外気Pは第1分割部10よりも第2分割部11に対して通風し易くなり、第1分割部10を第2分割部11に対して外気Pの通風量を減少させるように、第1分割部10への外気Pの通風状態と第2分割部11への外気Pの通風状態とを調整することができる。このような通風状態の調整を行うことで、第1分割部10の方が第2分割部11よりも外気Pが流れ易くなるという外気Pの流れに偏りが生じても、その外気Pの流れの偏りを解消することができる。
As shown by the one-dot chain line in FIG. 1, when the
また、図1中点線にて示すように、位置変更部材18を第2位置に位置させると、その位置変更部材18にて第2分割部11に通風される外気Pの流れを規制し、その規制により通風抵抗が増大する。したがって、外気Pは第2分割部11よりも第1分割部10に対して通風し易くなり、第2分割部11を第1分割部10に対して外気Pの通風量を減少させるように、第1分割部10への外気Pの通風状態と第2分割部11への外気Pの通風状態とを調整することができる。このような通風状態の調整を行うことで、第2分割部11の方が第1分割部10よりも外気Pが流れ易くなるという外気Pの流れに偏りが生じても、その外気Pの流れの偏りを解消することができる。
Further, as shown by the dotted line in FIG. 1, when the
このように、第1分割部10を通過した冷媒Rの冷媒温度T1と第2分割部11を通過した冷媒Rの冷媒温度T2を比較することで、第1分割部10と第2分割部11とでの外気Pの流れの偏りに伴う冷媒の出口温度の変化を的確に捉えることができる。そして、その冷媒の出口温度の変化に対して、第1分割部10と第2分割部11とのうち、通過した冷媒Rの温度が高い側を低い側に対して外気Pの通風量を減少させるように、第1分割部10への外気Pの通風状態と第2分割部11への外気Pの通風状態とを調整することで、第1分割部10と第2分割部11とでの外気Pの流れの偏りを適切に解消することができる。
Thus, by comparing the refrigerant temperature T1 of the refrigerant R that has passed through the
そして、本発明に係るヒートポンプ装置では、上述の如く、伝熱管14が、第1分割部10及び第2分割部11の夫々において、外気Pの通風方向に複数の伝熱管14が並ぶように配設されているが、その伝熱管14の配設数は、冷媒蒸発部15(例えば2つ)よりも冷媒過熱部16(例えば3つ)の方が多くなるように構成されている。これにより、冷媒蒸発部15よりも冷媒過熱部16の方が外気Pの通風抵抗が大きくなるので、図1の矢印大きさにて示すように、外気Pは冷媒過熱部16よりも冷媒蒸発部15に対して通風し易くなる。その結果、冷媒蒸発部15における外気Pの通風量として十分な通風量を確保することができるので、冷媒蒸発部15での着霜の進行を防止することができる。一方、冷媒過熱部16における外気Pの通風量が少なくなる傾向となるが、冷媒過熱部16を通流する冷媒Rは、冷媒蒸発部15にて蒸発されて温度上昇した冷媒Rであるので、外気Pの通風量が少なくなっても、冷媒過熱部16での着霜の進行を防止することができる。したがって、蒸発器4の上下方向の中間側に配置された冷媒蒸発部15でも、蒸発器4の上下方向の上端部側又は下端部側に配置された冷媒過熱部16でも、着霜の進行を防止することができ、蒸発器4全体での着霜の進行を適切に防止することができる。その結果、着霜により第1分割部10と第2分割部11とで外気Pの流れに偏りが生じること事態を防止することも可能となる。
In the heat pump device according to the present invention, as described above, the
また、本発明に係るヒートポンプ装置では、第1流路8と第2流路9とが合流後の冷媒Rの温度を検出する合流後冷媒温度センサ21(合流後冷媒温度検出手段に相当する)が備えられており、その合流後冷媒温度センサ21の検出情報が、制御部6に入力されている。そして、制御部6は、第1冷媒温度センサ19にて検出した冷媒温度T1と第2冷媒温度センサ20にて検出した冷媒温度T2とを比較し、低い側の冷媒温度T1又はT2と合流後温度センサ21にて検出した冷媒温度T3とが同等であると、電子膨張弁3の閉側への制御を禁止して、冷媒回路5の冷媒Rの循環量を減少させる側への電子膨張弁3の制御を禁止している。これにより、制御部6が、閉じ側制御禁止手段に相当する。
In the heat pump device according to the present invention, the post-merging refrigerant temperature sensor 21 (corresponding to the post-merging refrigerant temperature detecting means) that detects the temperature of the refrigerant R after the
このように、第1分割部10と第2分割部11とで外気Pの流れに偏りが生じて、第1流路8と第2流路9とが合流後の冷媒Rの冷媒温度T3が低下しても、電子膨張弁3が閉じ側に制御されることを禁止できるので、外気Pの流れの偏り→蒸発温度の低下→着霜の進行→外気Pの流れの偏りが繰り返されるという悪循環に陥ることを回避して、蒸発器4における外気Pからの冷媒Rの受熱量の低下を適切に防止できる。
In this way, the
図3及び図4では、通風状態調整手段17及び閉じ側制御禁止手段である制御部6を備えた本発明係るヒートポンプ装置(図3参照)と、その通風状態調整手段及び閉じ側制御禁止手段を備えていない従来のヒートポンプ装置(図4参照)とについて、電子膨張弁の開度、及び、第1流路と第2流路とが合流後の冷媒の冷媒温度の時間経過に伴う変化を示している。
3 and 4, the heat pump device according to the present invention (see FIG. 3) including the ventilation state adjusting means 17 and the
図4に示すように、従来のヒートポンプ装置では、第1分割部と第2分割部とで外気の流れに偏りが生じると、第1流路と第2流路との合流後の冷媒の冷媒温度が低下し、その冷媒温度の低下に伴って電子膨張弁が閉じ側に制御され電子膨張弁の開度が小側に調整される。そして、電子膨張弁の開度が小側に調整されるに伴って、冷媒の循環量が減少して、第1流路と第2流路との合流後の冷媒の冷媒温度が低下する。このように、従来のヒートポンプ装置では、冷媒温度の低下と電子膨張弁の開度の小側への調整が繰り返されて、蒸発器における外気からの冷媒の受熱量が低下し、ヒートポンプ装置としての性能が低下する。 As shown in FIG. 4, in the conventional heat pump device, when the flow of the outside air is biased between the first divided portion and the second divided portion, the refrigerant of the refrigerant after joining the first flow path and the second flow path The temperature decreases, and the electronic expansion valve is controlled to the closed side as the refrigerant temperature decreases, and the opening of the electronic expansion valve is adjusted to the small side. Then, as the opening degree of the electronic expansion valve is adjusted to the small side, the circulation amount of the refrigerant decreases, and the refrigerant temperature of the refrigerant after joining the first flow path and the second flow path decreases. Thus, in the conventional heat pump device, the decrease in the refrigerant temperature and the adjustment to the small side of the opening of the electronic expansion valve are repeated, the amount of heat received by the refrigerant from the outside air in the evaporator decreases, and the heat pump device Performance decreases.
それに対して、図3に示すように、本発明に係るヒートポンプ装置では、第1分割部と第2分割部とで外気の流れに偏りが生じても、通風状態調整手段による通風状態の調整により第1分割部と第2分割部との外気の流れの偏りが解消されて、第1流路と第2流路との合流後の冷媒の冷媒温度が多少低下するものの、従来のヒートポンプ装置のようには冷媒温度が低下しない。また、閉じ側制御禁止手段により電子膨張弁が閉じ側に制御されるのが禁止されるので、電子膨張弁の開度がある一定開度で維持される。これにより、電子膨張弁の開度が小側に調整されることが無く、冷媒の循環量が減少することもないので、第1流路と第2流路との合流後の冷媒の冷媒温度の低下を防止することができる。したがって、本発明に係るヒートポンプ装置では、蒸発器における外気からの冷媒の受熱量が低下するのを防止して、ヒートポンプ装置としての性能低下を適切に防止することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 3, in the heat pump device according to the present invention, even if the flow of outside air is uneven in the first divided portion and the second divided portion, the ventilation state is adjusted by the ventilation state adjusting means. Although the deviation of the flow of the outside air between the first divided portion and the second divided portion is eliminated and the refrigerant temperature of the refrigerant after joining the first flow path and the second flow path is somewhat lowered, the conventional heat pump device Thus, the refrigerant temperature does not decrease. Further, since the electronic expansion valve is prohibited from being controlled to the closed side by the closing side control prohibiting means, the electronic expansion valve is maintained at a certain opening. Thereby, the opening degree of the electronic expansion valve is not adjusted to the small side, and the circulation amount of the refrigerant is not reduced. Therefore, the refrigerant temperature of the refrigerant after the first flow path and the second flow path are merged Can be prevented. Therefore, in the heat pump device according to the present invention, it is possible to prevent a decrease in the amount of heat received by the refrigerant from the outside air in the evaporator, and appropriately prevent a performance decrease as the heat pump device.
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、位置変更部材18が、第1位置と中間位置と第2位置とに水平軸心周りで揺動自在な板状部材にて構成されているが、この構成に代えて、例えば、上下方向において、第1分割部側に突出する第1位置と、第2分割部側に突出する第2位置と、第1位置と第2位置との間の中間位置とにスライド移動自在な板状部材にて位置変更部材を構成することもできる。そして、このようなスライド移動自在な位置変更部材は、外気の通風方向で蒸発器よりも上方側で蒸発器に隣接する位置に配置することができる。つまり、第1分割部又は第2分割部に通風される前の外気の流れを規制することで、第1分割部又は第2分割部への外気の通風量を減少させることができる。
このように、位置変更部材については、揺動やスライド移動により第1位置と第2位置とに位置変更自在であればよく、外気の通風方向での配置位置についても蒸発器よりも上流側とするか下流側とするかは適宜変更が可能である。
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, the
As described above, the position changing member may be freely changeable between the first position and the second position by swinging or sliding movement, and the arrangement position in the ventilation direction of the outside air is also upstream of the evaporator. It is possible to appropriately change whether to make it downstream or downstream.
本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒から放熱させる凝縮器、前記冷媒を膨張させる膨張弁、前記冷媒が受熱対象気体から熱を受ける蒸発器の順に前記冷媒を循環する冷媒回路を設け、第1分割部と第2分割部とで受熱対象気体の流れに偏りが生じても、その受熱対象気体の流れの偏りを解消して、性能低下を招くのを防止できる各種のヒートポンプ装置に適応可能である。 The present invention provides a refrigerant circuit that circulates the refrigerant in the order of a compressor that compresses the refrigerant, a condenser that dissipates heat from the refrigerant, an expansion valve that expands the refrigerant, and an evaporator that receives heat from the heat-receiving gas. In the various heat pump devices that can eliminate the uneven flow of the heat receiving target gas and prevent the performance deterioration even if the flow of the heat receiving target gas is uneven in the first dividing unit and the second dividing unit. Adaptable.
1 圧縮機
2 凝縮器
3 膨張弁(電子膨張弁)
4 蒸発器
5 冷媒回路
6 閉じ側制御禁止手段
7 分配部
8 第1流路
9 第2流路
10 第1分割部
11 第2分割部
12 通風手段(通風ファン)
13 伝熱用フィン
14 伝熱管
15 冷媒蒸発部
16 冷媒過熱部
17 通風状態調整手段
18 位置変更部材
19 第1冷媒温度検出手段(第1冷媒温度センサ)
20 第2冷媒温度検出手段(第2冷媒温度センサ)
21 合流後冷媒温度検出手段(合流後冷媒温度センサ)
P 受熱対象気体(外気)
R 冷媒
1 Compressor 2 Condenser 3 Expansion valve (electronic expansion valve)
4
13
20 Second refrigerant temperature detection means (second refrigerant temperature sensor)
21. Post-merging refrigerant temperature detection means (post-merging refrigerant temperature sensor)
P Target gas (outside air)
R refrigerant
Claims (4)
前記冷媒回路は、分配部により前記蒸発器の手前で第1流路と第2流路とに分流され、前記蒸発器を通過した前記第1流路と前記第2流路とを合流自在に構成され、
前記蒸発器は、前記第1流路が配設されて前記第1流路の冷媒が前記受熱対象気体から熱を受ける第1分割部と、前記第2流路が配設されて前記第2流路の冷媒が前記受熱対象気体から熱を受ける第2分割部とに分割され、
前記第1分割部及び前記第2分割部に前記受熱対象気体を通風させる通風手段と、前記第1分割部への前記受熱対象気体の通風状態と前記第2分割部への前記受熱対象気体の通風状態とを調整自在な通風状態調整手段とが備えられ、
前記第1分割部を通過した冷媒の温度を検出する第1冷媒温度検出手段と、前記第2分割部を通過した冷媒の温度を検出する第2冷媒温度検出手段とが備えられ、前記通風状態調整手段は、前記第1冷媒温度検出手段及び前記第2冷媒温度検出手段の検出情報に基づいて、前記第1分割部と前記第2分割部とのうち、通過した冷媒の温度が高い側を低い側に対して前記受熱対象気体の通風量を減少させるように、前記第1分割部への前記受熱対象気体の通風状態と前記第2分割部への前記受熱対象気体の通風状態とを調整するヒートポンプ装置。 A compression type compressor provided with a refrigerant circuit that circulates the refrigerant in the order of a compressor that compresses the refrigerant, a condenser that dissipates heat from the refrigerant, an expansion valve that expands the refrigerant, and an evaporator in which the refrigerant receives heat from the heat-receiving gas. A heat pump device,
The refrigerant circuit is divided into a first flow path and a second flow path before the evaporator by a distribution unit, and the first flow path and the second flow path that have passed through the evaporator can be joined together freely. Configured,
In the evaporator, the first flow path is disposed, the first flow path in which the refrigerant in the first flow path receives heat from the heat receiving target gas, and the second flow path is disposed in the second evaporator. The refrigerant in the flow path is divided into a second divided portion that receives heat from the heat receiving target gas,
Ventilation means for allowing the heat-receiving target gas to flow through the first and second division portions; a ventilation state of the heat-receiving target gas to the first division portion; and the heat-receiving target gas to the second division portion. A ventilation state adjusting means capable of adjusting a ventilation state ;
A first refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant that has passed through the first dividing portion; and a second refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant that has passed through the second dividing portion; Based on the detection information of the first refrigerant temperature detecting means and the second refrigerant temperature detecting means, the adjusting means selects the side of the first dividing section and the second dividing section where the temperature of the refrigerant that has passed is higher. Adjusting the ventilation state of the heat-receiving target gas to the first division unit and the ventilation state of the heat-receiving target gas to the second division unit so as to reduce the ventilation amount of the heat-receiving target gas with respect to the lower side heat pump device that.
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