ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2021 года по МПК F25B1/00 

Область техники

[[0001] Настоящее изобретение относится к холодильной установке, которая выполняет операцию нагревания.

Уровень техники

[0002] Общеизвестная холодильная установка удерживает хладагент в конденсаторе, когда прекращается операция нагревания, тем самым улучшая комфорт пользователя в начале операции нагревания. Например, выкладка заявки на патент Японии № 2012-167860 (PTL 1) раскрывает кондиционер воздуха типа теплового насоса, в котором внутренний теплообменник подсоединен между двумя двухпозиционными вентилями, и упомянутые два двухпозиционных вентиля закрывают в начале операции размораживания, чтобы удерживать хладагент во внутреннем теплообменнике. Упомянутый кондиционер воздуха типа теплового насоса обладает улучшенной нагревательной способностью, когда заканчивается операция размораживания и начинается операция нагревания. Это приводит к улучшенному комфорту пользователя во время операции нагревания.

Перечень ссылок

Патентные документы

[0003] PTL 1: Выкладка патента Японии № 2012-167860

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0004] Когда операция нагревания прекращается, хладагент, удерживаемый в первом теплообменнике, который во время операции нагревания функционировал как конденсатор, подвергается охлаждению по мере того, как проходит время от момента прекращения операции нагревания. Поскольку разность температур между воздухом вблизи первого теплообменника и хладагентом уменьшается, уменьшается теплообменная способность (интенсивность теплообмена за единицу времени между хладагентом и воздухом) первого теплообменника. Соотношение между первой теплообменной способностью первого теплообменника и второй теплообменной способностью второго теплообменника, который во время операции нагревания функционировал как испаритель, изменяется в зависимости от времени, прошедшего с момента прекращения операции нагревания. Для того чтобы улучшить нагревательную способность в начале операции нагревания, управление холодильной установкой нужно осуществлять таким образом, чтобы хладагент распределялся в пользу теплообменника с высокой теплообменной способностью, учитывая упомянутое соотношение по величине теплообменной способности. Однако, в соответствии с выкладкой заявки на патент Японии № 2012-167860 (PTL 1), изменения в соотношении по величине теплообменной способности, связанные со временем, прошедшим с момента прекращения операции нагревания, не учитываются.

[0005] Настоящее изобретение создано для решения упомянутой проблемы, и его задачей является улучшение нагревательной способности в начале операции нагревания.

Решение проблемы

[0006] В холодильной установке в соответствии с настоящим изобретением, во время операции нагревания хладагент циркулирует в порядке очередности через компрессор, первый теплообменник, расширительный вентиль и второй теплообменник. Упомянутая холодильная установка включает в себя первый вентиль, второй вентиль и контроллер. Первый вентиль подсоединен между компрессором и первым теплообменником. Второй вентиль подсоединен между первым теплообменником и расширительным вентилем. Когда выполнено конечное условие операции нагревания, контроллер закрывает первый и второй вентили. Когда выполнено начальное условие операции нагревания и когда выполнено специальное условие, контроллер инициирует подачу хладагента от компрессора к первому вентилю и затем открывает первый и второй вентили. Упомянутое специальное условие представляет собой условие, означающее, что первая теплообменная способность первого теплообменника выше, чем вторая теплообменная способность второго теплообменника. Когда упомянутое начальное условие операции нагревания выполнено и когда упомянутое специальное условие не выполнено, контроллер открывает первый и второй вентили и затем инициирует подачу хладагента от компрессора к первому вентилю.

Полезные эффекты изобретения

[0007] Холодильная установка в соответствии с настоящим изобретением изменяет порядок процесса открытия первого и второго вентилей и процесса начала подачи хладагента от компрессора к первому вентилю в соответствии с тем, выполнено ли упомянутое специальное условие, означающее, что первая теплообменная способность выше, чем вторая теплообменная способность, когда упомянутое начальное условие операции нагревания выполнено, что приводит к улучшенной нагревательной способности в начале операции нагревания.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг.1 представляет собой функциональную блок-схему, показывающую конфигурацию холодильной установки в соответствии с 1-м вариантом осуществления и циркуляцию хладагента во время операции нагревания.

Фиг.2 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую процесс, осуществляемый контроллером, показанным на фиг.1, когда пользователь выдал команду останова.

Фиг.3 представляет собой функциональную блок-схему, показывающую конфигурацию холодильной установки, когда операция нагревания остановлена.

Фиг.4 показывает соотношение между первой теплообменной способностью первого теплообменника и второй теплообменной способностью второго теплообменника, когда операция нагревания начинается при первой температуре, выше второй температуры.

Фиг.5 показывает соотношение между первой теплообменной способностью и второй теплообменной способностью, когда операция нагревания начинается при первой температуре, ниже второй температуры, по истечении времени с момента прекращения операции нагревания.

Фиг.6 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую процесс запуска операции нагревания, осуществляемый контроллером, показанным на фиг.1.

Фиг.7 представляет собой блок-схему последовательности операций, более конкретно показывающую последовательность выполнения процесса, показанного на фиг.6, когда пользователь выдал команду начать операцию нагревания.

Фиг.8 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую выполнение специального технологического процесса обработки ожидания в соответствии с фиг.7.

Фиг.9 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую процесс, выполняемый контроллером, показанным на фиг.1, когда выполнено начальное условие операции размораживания (конечное условие операции нагревания).

Фиг.10 представляет собой функциональную блок-схему, показывающую конфигурацию холодильной установки, когда выполняется операция размораживания.

Фиг.11 представляет собой блок-схему последовательности операций, более конкретно показывающую последовательность выполнения процесса, показанного на фиг.6, когда выполнено конечное условие операции размораживания (начальное условие операции нагревания).

Фиг.12 показывает функциональную схему холодильной установки в соответствии с модификацией 1-го варианта осуществления и циркуляцию хладагента во время операции нагревания.

Фиг.13 показывает функциональную схему холодильной установки в соответствии с другой модификацией 1-го варианта осуществления и циркуляцию хладагента во время операции нагревания.

Фиг.14 показывает функциональную схему, когда операция нагревания прекращена в холодильной установке в соответствии с фиг.13.

Фиг.15 показывает функциональную схему холодильной установки в соответствии с фиг.13 и циркуляцию хладагента во время операции охлаждения.

Фиг.16 показывает функциональную схему, когда операция охлаждения прекращена в холодильной установке в соответствии с фиг.15.

Фиг.17 представляет собой функциональную блок-схему холодильной установки в соответствии с 2-м вариантом осуществления и циркуляцию хладагента во время операции нагревания.

Фиг.18 представляет собой блок-схему последовательности операций, более конкретно показывающую последовательность выполнение процесса, показанного на фиг.6, когда пользователь выдал команду начать операцию нагревания во 2-м варианте осуществления.

Фиг.19 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую выполнение специального технологического процесса обработки ожидания в соответствии с фиг.18.

Фиг.20 представляет собой блок-схему последовательности операций, более конкретно показывающую последовательность выполнения процесса, показанного на фиг.6, когда выполнено конечное условие операции размораживания (начальное условие операции нагревания) во 2-м варианте осуществления.

Фиг.21 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую выполнение специального технологического процесса обработки ожидания в соответствии с фиг.20.

Описание вариантов осуществления

[0009] Варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на чертежи. В чертежах одинаковые или соответствующие детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями, описание которых принципиально не повторяется.

[0010] 1-й вариант осуществления

Фиг.1 представляет собой функциональную блок-схему, показывающую конфигурацию холодильной установки 100 в соответствии с 1-м вариантом осуществления и циркуляцию хладагента во время операции нагревания. Как показано на фиг.1, холодильная установка 100 включает наружный блок 20 и внутренний блок 30. Наружный блок 20 включает в себя компрессор 1, расширительный вентиль 3, второй теплообменник 4, четырехходовой вентиль 5 (вентиль, переключающий траекторию потока), первый соленоидный вентиль 6 (первый вентиль), второй соленоидный вентиль 7 (второй вентиль), байпасный вентиль 8 (третий вентиль) и контроллер 9. Внутренний блок 30 включает в себя первый теплообменник 2.

[0011] Компрессор 1 отсасывает газообразный хладагент из второго теплоообменника 4, адиабатически сжимает данный хладагент и выпускает газообразный хладагент под высоким давлением в первый теплообменник 2. Первый теплообменник 2 расположен внутри помещения и во время операции нагревания функционирует как конденсатор. Газообразный хладагент из компрессора 1 отдает теплоту конденсации и конденсируется в первом теплообменнике 2, превращаясь в жидкий хладагент. Расширительный вентиль 3 адиабатически расширяет жидкий хладагент из первого теплообменника 2 и снижает давление жидкого хладагента, и вынуждает хладагент в газожидкостном двухфазном состоянии (влажного пара) вытекать во второй теплообменник 4. Расширительный вентиль 3 включает, например, линейный расширительный вентиль (linear expansion valve - LEV). Второй теплообменник 4 расположен вне помещения и во время операции нагревания функционирует как испаритель. Влажный пар из расширительного вентиля 3 поглощает теплоту испарения из наружного воздуха и испаряется во втором теплообменнике 4.

[0012] Первый соленоидный вентиль 6 подсоединен между компрессором 1 и первым теплообменником 2. Второй соленоидный вентиль 7 подсоединен между первым теплообменником 2 и расширительным вентилем 3. Байпасный вентиль 8 подсоединен между первой траекторией FP1 потока, которая проходит между четырехходовым вентилем 5 и первым соленоидным вентилем 6, и второй траекторией FP2 потока, которая проходит между вторым соленоидным вентилем 7 и расширительным вентилем 3.

[0013] Во время операции нагревания четырехходовой вентиль 5 соединяет выпускное отверстие компрессора 1 с первым соленоидным вентилем 6 и также соединяет впускное отверстие компрессора 1 с вторым теплообменником 4. Во время операции нагревания четырехходовой вентиль 5 образует траекторию потока так, что хладагент циркулирует в порядке очередности через компрессор 1, четырехходовой вентиль 5, первый соленоидный вентиль 6, первый теплообменник 2, второй соленоидный вентиль 7, расширительный вентиль 3, второй теплообменник 4 и четырехходовой вентиль 5.

[0014] Контроллер 9 переключает режимы работы холодильной установки 100 так, чтобы вынуждать холодильную установку 100 осуществлять операцию нагревания, операцию охлаждения и операцию размораживания. Контроллер 9 управляет частотой привода компрессора 1, чтобы регулировать количество (объем) хладагента, выпускаемого компрессором 1 в единицу времени. Контроллер 9 управляет четырехходовым вентилем 5, чтобы изменять направление циркуляции хладагента. Контроллер 9 управляет степенью открытия расширительного вентиля 3, чтобы регулировать температуру, расход и давление хладагента первого теплообменника 2 и второго теплообменника 4. Контроллер 9 управляет открытием/закрытием первого соленоидного вентиля 6, второго соленоидного вентиля 7 и байпасного вентиля 8. Во время операции нагревания, контроллер 9 удерживает первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 открытыми и удерживает байпасный вентиль 8 закрытым.

[0015] Контроллер 9 получает из датчика PS1 давления первое давление Р1 хладагента между первым соленоидным вентилем 6 и первым теплообменником 2. Датчик PS1 давления расположен во внутреннем блоке 30. Контроллер 9 получает из датчика PS2 давления второе давление Р2 хладагента между компрессором 1 и первым соленоидным вентилем 6. Датчик PS2 давления расположен в трубе, подсоединенной к выпускному отверстию компрессора 1.

[0016] Контроллер 9 получает из датчика TS1 температуры первую температуру Т1 как температуру внутри помещения. Датчик TS1 температуры расположен около отверстия первого теплообменника 2, в которое втекает хладагент во время операции нагревания. Датчик TS1 температуры может быть расположен в любом месте, при условии, что он может измерять температуру внутри помещения. Контроллер 9 получает из датчика TS2 температуры вторую температуру Т2 как температуру наружного воздуха. Датчик TS2 расположен около отверстия второго теплообменника 4, из которого вытекает хладагент во время операции нагревания. Датчик TS2 температуры может быть расположен в любом месте, при условии, что он может измерять температуру наружного воздуха.

[0017] Фиг.2 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую процесс, осуществляемый контроллером 9, когда пользователь выдал команду остановить операцию нагревания. Процесс, показанный на фиг.2, осуществляется посредством основной программы (не показанной). То же самое относится к фиг.6-9, 11 и 18-21. В дальнейшем один этап будет обозначен как S. Условие, что пользователь выдал команду останова, включено в условие прекращения операции нагревания. Команда остановить операцию нагревания, выдаваемая пользователем, включает команду установить время останова.

[0018] Как показано на фиг.2, на этапе S301 контроллер 9 закрывает первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 и продвигает процесс на этап S302. На этапе S302 контроллер 9 открывает байпасный вентиль 8 и продвигает процесс на этап S303. На этапе S303 контроллер 9 останавливает компрессор 1 и возвращает процесс к основной программе.

[0019] Фиг.3 представляет собой блок-схему, показывающую конфигурацию холодильной установки 100, когда операция нагревания остановлена. Как показано на фиг.3, разность давлений между хладагентом, выпускаемым из компрессора 1, и хладагентом, отсасываемым компрессором 1, уменьшается в результате выравнивания давления, осуществляемого байпасным вентилем 8, который открывается, когда операция нагревания остановлена. Кроме того, первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 закрываются, когда операция нагревания остановлена, и следовательно, хладагент удерживается в первом теплообменнике 2. По мере того, как проходит время с момента прекращения операции нагревания, хладагент подвергается охлаждению. Поскольку разность температур между воздухом вблизи первого теплообменника 2 и хладагентом уменьшается, теплообменная способность первого теплообменника 2 уменьшается.

[0020] Фиг.4 показывает соотношение между первой теплообменной способностью первого теплообменника 2 и второй теплообменной способностью второго теплообменника 4, когда операция нагревания начинается при первой температуре Т1, выше второй температуры Т2. Фиг.5 показывает соотношение между первой теплообменной способностью и второй теплообменной способностью, когда операция нагревания начинается при первой температуре Т1, ниже второй температуры Т2, по истечении времени с момента прекращения операции нагревания. Фиг.4 и 5 каждая показывает величину первой теплообменной способности, когда контрольная величина второй теплообменной способности составляет 100%.

[0021] Как показано на фиг.4, когда первая теплообменная способность выше, чем вторая теплообменная способность, нагревательная способность холодильной установки 100 улучшается больше посредством запуска операции нагревания так, что большее количество хладагента распределяется через первый теплообменник, чем через второй теплообменник. И наоборот, как показано на фиг.5, когда вторая теплообменная способность выше, чем первая теплообменная способность, нагревательная способность улучшается больше посредством запуска операции нагревания так, что большее количество хладагента распределяется через второй теплообменник, чем через первый теплообменник.

[0022] Таким образом, когда выполнено начальное условие операции нагревания, холодильная установка 100 изменяет порядок процесса открытия первого соленоидного вентиля 6 и второго соленоидного вентиля 7 и процесса начала подачи хладагента от компрессора 1 к первому соленоидному вентилю 6 в соответствии с тем, выполнено ли специальное условие, означающее, что первая теплообменная способность выше, чем вторая теплообменная способность, что приводит к улучшенной нагревательной способности в начале операции нагревания.

[0023] Фиг.6 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую процесс запуска операции нагревания, осуществляемый контроллером, показанным на фиг.1, когда выполнено начальное условие операции нагревания. Как показано на фиг.6, на этапе S11 контроллер 9 определяет, выполнено ли специальное условие, означающее, что первая теплообменная способность выше, чем вторая теплообменная способность. Если упомянутое специальное условие выполнено (ДА на этапе S11), то на этапе S12 контроллер 9 инициирует подачу хладагента от компрессора 1 к первому соленоидному вентилю 6 и затем открывает первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 и возвращает процесс к основной программе. Если же упомянутое специальное условие не выполнено (НЕТ на этапе S11), то на этапе S13 контроллер 9 открывает первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 и затем инициирует подачу хладагента от компрессора 1 к первому соленоидному вентилю 6 и возвращает процесс к основной программе.

[0024] Если упомянутое специальное условие выполнено, то подача хладагента от компрессора 1 к первому соленоидному вентилю 6 начинается при закрытом первом соленоидном вентиле 6, так что хладагент второго теплообменника 4 перемещается между компрессором 1 и первым соленоидным вентилем 6. Затем первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 открываются, так что операция нагревания может быть начата при большем количестве хладагента, распределяемом через первый теплообменник 2, чем через второй теплообменник 4.

[0025] Если же упомянутое специальное условие не выполнено, то первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 открываются раньше, чем начинается подача хладагента от компрессора 1 к первому соленоидному вентилю, так что хладагент первого теплообменника 2 перемещается во второй теплообменник 4. Затем начинается подача хладагента от компрессора 1 к первому соленоидному вентилю, так что операция нагревания может быть начата при большем количестве хладагента, распределяемом через второй теплообменник 4, чем через первый теплообменник 2.

[0026] Фиг.7 представляет собой блок-схему последовательности операций, более конкретно показывающую последовательность выполнения процесса, показанного на фиг.6, когда пользователь выдал команду начать операцию нагревания. Условие, что пользователь выдал команду начать операцию нагревания, включено в начальное условие операции нагревания. Команда начать операцию нагревания, выдаваемая пользователем, включает также команду установить время начала. Как показано на фиг.7, на этапе S11 контроллер 9 определяет, действительно ли первое давление Р1 выше, чем второе давление Р2. В процессе, показанном на фиг.7, упомянутое специальное условие включает условие, что первое давление Р1 выше, чем второе давление Р2.

[0027] Если первое давление Р1 выше, чем второе давление Р2 (ДА на этапе S11), то контроллер 9 продвигает процесс на этап S12. Этап S12 включает этапы S121-S124. На этапе S121 контроллер 9 закрывает байпасный вентиль 8 и продвигает процесс на этап S122. На этапе S122 контроллер 9 приводит в действие компрессор 1, чтобы начать подачу хладагента от компрессора 1 к первому соленоидному вентилю 6, и продвигает процесс на этап S123. На этапе S123 контроллер 9 осуществляет обработку ожиданием и затем продвигает процесс на этап S124. На этапе S124 контроллер 9 открывает первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 и возвращает процесс к основной программе.

[0028] Если первое давление Р1 ниже или равно второму давлению Р2 (НЕТ на этапе S11), то контроллер 9 продвигает процесс на этап S13. Этап S13 включает этапы S131-S133. На этапе S131 контроллер 9 закрывает байпасный вентиль и продвигает процесс на этап S132. На этапе S133 контроллер 9 открывает первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 и продвигает процесс на этап S133. На этапе S133 контроллер 9 приводит в действие компрессор 1, чтобы начать подачу хладагента от компрессора 1 к первому соленоидному вентилю 6, и возвращает процесс к основной программе.

[0029] Фиг.8 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую выполнение специального технологического процесса обработки ожидания в соответствии с фиг.7. Как показано на фиг.8, на этапе S1231 контроллер 9 ожидает в течение некоторого периода времени и затем продвигает процесс на этап S1232. На этапе S1232 контроллер 9 определяет, действительно ли второе давление Р2 выше или равно первому давлению Р1. Если второе давление Р2 ниже, чем первое давление Р1 (НЕТ на этапе S1232), то контроллер 9 возвращает процесс на этап S1231. Если же второе давление Р2 выше или равно первому давлению Р1 (ДА на этапе S1232), то контроллер 9 возвращает процесс к основной программе.

[0030] Начальное условие операции нагревания включает конечное условие операции размораживания в холодильной установке 100. Конечное условие операции нагревания включает начальное условие операции размораживания. Управление, осуществляемое когда операция размораживания прекращается и вновь начинается операция нагревания, будет описано ниже со ссылкой на фиг.9-11. Начальное условие операции размораживания включает, например, условие, что вторая температура Т2 вблизи второго теплообменника 4, расположенного за пределами помещения, ниже или равна первой контрольной температуре. Конечное условие операции размораживания включает, например, условие, что вторая температура Т2 выше или равна второй контрольной температуре.

[0031] Фиг.9 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую процесс, выполняемый контроллером, когда выполнено начальное условие операции размораживания (конечное условие операции нагревания). Процесс, показанный на фиг.9, представляет собой процесс, в котором этап S303, показанный на фиг.2, заменен этапом S313. На этапе S313 контроллер 9 переключает четырехходовой вентиль 5 и возвращает процесс к основной программе.

[0032] Фиг.10 представляет собой функциональную блок-схему, показывающую конфигурацию холодильной установки 100, когда выполняется операция размораживания. Как показано на фиг.10, во время операции размораживания четырехходовой вентиль 5 соединяет выпускное отверстие компрессора 1 с вторым теплообменником 4 и также соединяет входное отверстие компрессора 1 с первым соленоидным вентилем 6. Хладагент циркулирует в порядке очередности через компрессор 1, второй теплообменник 4, расширительный вентиль 3 и байпасный вентиль 8.

[0033] Фиг.11 представляет собой блок-схему последовательности операций, более конкретно показывающую последовательность выполнения процесса, показанного на фиг.6, когда выполнено конечное условие операции размораживания (начальное условие операции нагревания). В процессе, показанном на фиг.11, этапы S122 и S133 процесса, показанного на фиг.7, заменены этапами S122A и S133A, соответственно. Другие этапы процесса аналогичны соответствующим этапам процесса, показанного на фиг.7, поэтому их описание не повторяется. На этапах S122A и S133A контроллер 9 переключает четырехходовой вентиль 5, чтобы соединить выпускное отверстие компрессора 1 с первым соленоидным вентилем 6, и инициирует подачу хладагента от компрессора 1 к первому соленоидному вентилю 6.

[0034] Холодильная установка 100 включает один первый теплообменник 2 во внутреннем блоке. В холодильной установке в соответствии с вариантом осуществления, внутренний блок 30А может включать в себя множество первых теплообменников 2, как в холодильной установке 110, показанной на фиг.12.

[0035] Хотя первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 могут быть одностороннего типа, которые могут закрываться, когда хладагент перемещается от впускного отверстия IN к выпускному отверстию OUT, желательно, чтобы они были двухстороннего типа, которые могут закрываться независимо от направления потока хладагента. Использование двухсторонних соленоидных вентилей способно удерживать хладагент в первом теплообменнике 2 в пределах внутреннего блока 30, когда операция охлаждения остановлена также во время операции охлаждения, в которой направление потока хладагента противоположно направлению потока хладагента во время операции нагревания, таким образом улучшая охлаждающую способность, когда операция охлаждения начинается.

[0036] Использование запорных вентилей и односторонних соленоидных вентилей может обеспечить функцию, аналогичную функции двухсторонних соленоидных вентилей. Фиг.13 показывает функциональную схему холодильной установки 120 в соответствии с другой модификацией 1-го варианта осуществления и циркуляцию хладагента во время операции нагревания. В данной схеме холодильной установки 120, первый соленоидный вентиль 6 и второй соленоидный вентиль 7 холодильной установки 100, показанной на фиг.1, заменены первой вентильной схемой 60 и второй вентильной схемой 70, соответственно. Другие элементы являются аналогичными, поэтому их описание не повторяется.

[0037] Как показано на фиг.13, первая вентильная схема 60 включает соленоидные вентили 61 и 63 одностороннего типа и запорные вентили 62 и 64. Соленоидные вентили 61 и 63 могут быть закрыты, когда хладагент перемещается от впускного отверстия IN и выпускному отверстию OUT каждого соленоидного вентиля. Впускное отверстие IN соленоидного вентиля 61 соединено с выпускным отверстием компрессора 1 через четырехходовой вентиль 5. Выпускное отверстие OUT соленоидного вентиля 61 соединено с впускным отверстием запорного вентиля 62. Впускное отверстие IN соленоидного вентиля 63 соединено с выпускным отверстием запорного вентиля 62. Выпускное отверстие OUT соленоидного вентиля 63 соединено с впускным отверстием запорного вентиля 64. Выпускное отверстие запорного вентиля 64 соединено с впускным отверстием IN соленоидного вентиля 61. Выпускное отверстие запорного вентиля 62 соединено с вторым теплообменником 4. Во время операции нагревания, соленоидный вентиль 61 удерживается открытым, а соленоидный вентиль 63 удерживается закрытым.

[0038] Вторая вентильная схема 70 включает соленоидные вентили 71 и 73 одностороннего типа и запорные вентили 72 и 74. Соленоидные вентили 71 и 73 могут быть закрыты, когда хладагент перемещается от впускного отверстия IN к выпускному отверстию OUT каждого соленоидного вентиля. Впускное отверстие IN соленоидного вентиля 71 соединено с расширительным вентилем 3. Выпускное отверстие OUT соленоидного вентиля 71 соединено с впускным отверстием запорного вентиля 72. Впускное отверстие IN соленоидного вентиля 73 соединено с выпускным отверстием запорного вентиля 72. Выпускное отверстие OUT соленоидного вентиля 73 соединено с впускным отверстием запорного вентиля 74. Выпускное отверстие запорного вентиля 74 соединено с впускным отверстием IN соленоидного вентиля 71. Выпускное отверстие запорного вентиля 72 соединено с первым теплообменником 2. Во время операции нагревания, соленоидный вентиль 71 удерживается закрытым, а соленоидный вентиль 73 удерживается открытым.

[0039] Хладагент, выпускаемый из компрессора 1 во время операции нагревания, перетекает через соленоидный вентиль 61 и запорный вентиль 62 в первый теплообменник 2. Хладагент, выпускаемый из компрессора 1, не может перемещаться через запорный вентиль 64. Кроме того, поскольку во время операции нагревания соленоидный вентиль 63 закрыт, хладагент из запорного вентиля 62 не может протекать через соленоидный вентиль 63. Хладагент из первого теплообменника 2 перетекает через соленоидный вентиль 73 и запорный вентиль 74 в расширительный вентиль 3. Хладагент из первого теплообменника 2 не может протекать через запорный вентиль 72. Кроме того, поскольку во время операции нагревания соленоидный вентиль 71 закрыт, хладагент из запорного вентиля 74 не может протекать через соленоидный вентиль 71. Как показано на фиг.14, соленоидные вентили 61 и 73 могут быть закрыты, чтобы удерживать хладагент в первом теплообменнике 2, когда операция нагревания прекращается.

[0040] Фиг.15 показывает функциональную схему холодильной установки 120 в соответствии с другой модификацией 1-го варианта осуществления и циркуляцию хладагента во время операции охлаждения. Во время операции охлаждения, четырехходовой вентиль 5 соединяет выпускное отверстие компрессора 1 с вторым теплообменником 4 и также соединяет впускное отверстие компрессора 1 с впускным отверстием IN соленоидного вентиля 61. Хладагент циркулирует в порядке очередности через компрессор 1, второй теплообменник 4, расширительный вентиль 3 и первый теплообменник 2.

[0041] Во время операции охлаждения, хладагент из расширительного вентиля 3 перетекает через соленоидный вентиль 71 и запорный вентиль 72 в первый теплообменник 2. Хладагент из расширительного вентиля 3 не может протекать через запорный вентиль 74. Кроме того, поскольку во время операции охлаждения соленоидный вентиль 73 закрыт, хладагент из запорного вентиля 72 не может протекать через соленоидный вентиль 73. Хладагент из первого теплообменника 2 протекает через соленоидный вентиль 63 и запорный вентиль 64 так, чтобы всасываться компрессором 1. Хладагент из первого теплообменника 2 не может протекать через запорный вентиль 62. Кроме того, поскольку во время операции охлаждения соленоидный вентиль 61 закрыт, хладагент из запорного вентиля 64 не может протекать через соленоидный вентиль 61. Как показано на фиг.16, соленоидные вентили 63 и 71 могут быть закрыты, чтобы удерживать хладагент в первом теплообменнике 2, когда операция охлаждения прекращается.

[0042] Двунаправленные соленоидные вентили или вентильные схемы, каждая функционирующая так же, как двунаправленные соленоидные вентили, способны удерживать хладагент в первом теплообменнике 2 и когда прекращается операция охлаждения, также как и когда прекращается операция нагревания. Это может улучшать охлаждающую способность в начале операции охлаждения.

[0043] Как описано выше, холодильная установка в соответствии с 1-м вариантом осуществления может обладать улучшенной нагревательной способностью в начале операции нагревания.

[0044] 2-й вариант осуществления

1-й вариант осуществления описал случай, в котором упомянутое условие по давлению хладагента используется в качестве специального условия, означающего, что первая теплообменная способность выше, чем вторая теплообменная способность. 2-й вариант осуществления будет описывать случай, в котором в качестве специального условия используется условие по температуре хладагента. Во 2-м варианте осуществления, фиг.1, 7 и 11 в соответствии с 1-м вариантом осуществления, заменены фиг.17, 18 и 20, соответственно.

[0045] Фиг.17 представляет собой функциональную блок-схему, показывающую конфигурацию холодильной установки 200 в соответствии с 2-м вариантом осуществления и циркуляцию хладагента во время операции нагревания. Конфигурация холодильной установки 200 получена посредством удаления датчиков PS1 и PS2 из конфигурации холодильной установки 100, показанной на фиг.1, и замены контроллера 9, показанного на фиг.1, контроллером 92. Другие элементы являются аналогичными, поэтому их описание не повторяется.

[0046] Фиг.18 представляет собой блок-схему последовательности операций, более конкретно показывающую последовательность выполнения процесса, показанного на фиг.6, когда пользователь выдал команду начать операцию нагревания, во 2-м варианте осуществления. На этапе S12, показанном на фиг.18, этап S123 в соответствии с фиг.7 заменен этапом S223. Этап S13, показанный на фиг.18, аналогичен этапу S13, показанному на фиг.6. Этапы S11 и S223, показанные на фиг.18, будут описаны ниже.

[0047] Как показано на фиг.18, этап S11 включает этапы S211-S213. На этапе S211, контроллер 92 определяет, действительно ли абсолютная величина разности между первой температурой Т1 и второй температурой Т2 меньше пороговой величины δ1. Если упомянутая абсолютная величина меньше пороговой величины δ1 (ДА на этапе S211), то контроллер 92 определяет, что первая температура Т1 и вторая температура Т2 приблизительно равны друг другу, и продвигает процесс на этап S212.

[0048] На этапе S212 контроллер 92 определяет, действительно ли время, прошедшее с момента прекращения операции нагревания, меньше контрольного периода времени α1. Если время, прошедшее с момента прекращения операции нагревания, меньше контрольного периода времени α1 (ДА на этапе S212), то контроллер 92 продвигает процесс на этап S12. Если же время, прошедшее с момента прекращения операции нагревания, больше или равно контрольному периоду времени α1 (НЕТ на этапе S212), то контроллер 92 продвигает процесс на этап S13. Если первая температура Т1 и вторая температура Т2 приблизительно равны друг другу, то контрольный период времени α1 может быть соответствующим образом вычислен посредством эксперимента в реальной машине или посредством имитационного моделирования основанного на времени, прошедшем с момента прекращения операции нагревания, как прошедшем промежутке времени, в котором первая теплообменная способность ниже, чем вторая теплообменная способность.

[0049] Если абсолютная величина разности между первой температурой Т1 и второй температурой Т2 не меньше пороговой величины δ1 (НЕТ на этапе S211), то контроллер 92 продвигает процесс на этап S213. На этапе S213 контроллер 92 определяет, действительно ли первая температура Т1 выше, чем вторая температура Т2. Если первая температура Т1 выше, чем вторая температура Т2 (ДА на этапе S213), то контроллер 92 продвигает процесс на этап S12. Если же первая температура Т1 ниже или равна второй температуре Т2 (НЕТ на этапе S213), то контроллер 92 продвигает процесс на этап S13.

[0050] В процессе, показанном на фиг.18, упомянутое специальное условие включает условие, что абсолютная величина разности между первой температурой Т1 и второй температурой Т2 больше пороговой величины δ1 и первая температура Т1 выше, чем вторая температура Т2, и условие, что упомянутая абсолютная величина меньше пороговой величины δ1 и контрольный период времени α1 с момента прекращения операции нагревания не прошел.

[0051] Фиг.19 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую выполнение специального технологического процесса обработки ожидания (S223) в соответствии с фиг.18. Как показано на фиг.19, на этапе S2231 контроллер 92 определяет, действительно ли абсолютная величина разности между первой температурой Т1 и второй температурой Т2 меньше пороговой величины δ1. Если упомянутая абсолютная величина меньше пороговой величины δ1 (ДА на этапе S2231), то на этапе S2232 контроллер 92 устанавливает контрольный период времени α2 и продвигает процесс на этап S2234. Если же упомянутая абсолютная величина больше пороговой величины δ1 (НЕТ на этапе S2231), то на этапе S2232 контроллер 92 устанавливает контрольный период времени α3 и продвигает процесс на этап S2234.

[0052] На этапе S2234 контроллер 92 ожидает в течение некоторого периода времени и затем продвигает процесс на этап S2235. На этапе S2235 контроллер 92 определяет, действительно ли время, прошедшее с момента приведения в действие компрессора 1, больше или равно контрольному периоду времени. Если упомянутое прошедшее время больше или равно контрольному периоду времени (ДА на этапе S2235), то контроллер 92 возвращает процесс к основной программе. Если же упомянутое прошедшее время меньше контрольного периода времени (НЕТ на этапе S2235), то контроллер 92 возвращает процесс на этап S2234. Контрольные периоды времени α2 и α3 могут быть соответствующим образом вычислены посредством эксперимента в реальной машине или посредством имитационного моделирования, основанного на прошедшем времени с момента приведения в действие компрессора 1 за прошедший промежуток времени, в котором давление хладагента между компрессором 1 и первым соленоидным вентилем 6 выше, чем давление хладагента между соленоидным вентилем 6 и первым теплообменником 2.

[0053] Фиг.20 представляет собой блок-схему последовательности операций, более конкретно показывающую последовательность выполнения процесса, показанного на фиг.6, когда выполнено конечное условие операции размораживания (начальное условие операции нагревания) во 2-м варианте осуществления. В процессе, показанном на фиг.20, этапы S122, S223 и S133 процесса, показанного на фиг.18, заменены этапами S122A, S223A и S133A, соответственно. Другие этапы процесса аналогичны процессу, показанному на фиг.18, поэтому их описание не повторяется. На этапах S122A и S133A контроллер 92 переключает четырехходовой вентиль 5, чтобы начать подачу хладагента от компрессора 1 к первому соленоидному вентилю 6.

[0054] Фиг.21 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую выполнение специального технологического процесса обработки ожидания (S223A) в соответствии с фиг.20. В процессе, показанном на фиг.21, контрольный период времени α2, показанный на этапе S2232, показанном на фиг.19, заменен β1, и контрольный период времени α3 на этапе S2233 заменен β2. Кроме того, этап S2235, показанный на фиг.19, заменен этапом S2335. Другие этапы процесса аналогичны процессу, показанному на фиг.19, поэтому их описание не повторяется.

[0055] Как показано на фиг.21, на этапе S2335 контроллер 92 определяет, действительно ли время, прошедшее с момента переключения четырехходового вентиля 5, больше или равно контрольному периоду времени. Если упомянутое прошедшее время больше или равно контрольному периоду времени (ДА на этапе S2335), то контроллер 92 возвращает процесс к основной программе. Если же упомянутое прошедшее время меньше контрольного периода времени (НЕТ на этапе S2335), то контроллер 92 возвращает процесс на этап S2234. Контрольные периоды времени β1 и β2 могут быть соответствующим образом вычислены посредством эксперимента в реальной машине или посредством имитационного моделирования, основанного на прошедшем времени с момента переключения четырехходового вентиля 5 за прошедший промежуток времени, в котором давление хладагента между компрессором 1 и первым соленоидным вентилем 6 выше, чем давление хладагента между первым соленоидным вентилем 6 и первым теплообменником 2.

[0056] Как описано выше, холодильная установка в соответствии с 2-м вариантом осуществления может обладать улучшенной нагревательной способностью в начале операции нагревания. Кроме того, холодильная установка в соответствии с 2-м вариантом осуществления не требует датчика давления и поэтому может быть изготовлена при меньшей стоимости.

[0057] Варианты осуществления, раскрытые в данном документе, предназначены также для реализации в комбинации в соответствующих случаях в некоторых пределах изменения при отсутствии несовместимости или противоречия. Необходимо понимать, что варианты осуществления, раскрытые в данном документе, являются примерными и ни в каком аспекте не ограничивающими. Объем настоящего изобретения определяется не приведенным выше описанием, а формулой изобретения, и предполагает включение любых модификаций в пределах смыслового содержания и объема, эквивалентного пунктам формулы изобретения.

Перечень ссылочных позиций

[0058] 1 - компрессор, 2 - первый теплообменник, 3 - расширительный вентиль, 4 - второй теплообменник, 5 - четырехходовой вентиль, 6 - первый соленоидный вентиль, 7 - второй соленоидный вентиль, 8 - байпасный вентиль, 9,92 - контроллер, 20 - наружный блок, 30,30А - внутренний блок, 60 - первая вентильная схема, 61,63,71,73 - соленоидный вентиль, 62,64,72,74 - запорный вентиль, 70 - вторая вентильная схема, 100,110,120,200 - холодильная установка, FP1 - первая траектория потока, FP2 - вторая траектория потока, PS1,PS2 - датчик давления, TS1,TS2 - датчик температуры.

Холодильная установка для циркуляции в ней хладагента во время операции нагревания в порядке очередности через компрессор, первый теплообменник, расширительный вентиль и второй теплообменник. Первый вентиль присоединен между компрессором и первым теплообменником. Второй вентиль присоединен между первым теплообменником и расширительным вентилем. Контроллер выполнен с возможностью закрытия первого и второго вентилей, когда выполнено условие окончания операции нагревания. При этом, когда выполнено условие начала операции нагревания, контроллер выполнен с возможностью инициирования подачи хладагента от компрессора к первому вентилю и затем открытия первого и второго вентилей, при условии, что первая теплообменная способность первого теплообменника выше, чем вторая теплообменная способность второго теплообменника, и открытия первого и второго вентилей и затем подачи хладагента от компрессора к первому вентилю, когда это условие не выполнено. 4 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Холодильная установка для циркуляции в ней хладагента во время операции нагревания в порядке очередности через компрессор, первый теплообменник, расширительный вентиль и второй теплообменник, причем установка содержит:

первый вентиль, присоединенный между компрессором и первым теплообменником;

второй вентиль, присоединенный между первым теплообменником и расширительным вентилем; и

контроллер, выполненный с возможностью закрытия первого и второго вентилей, когда выполнено условие окончания операции нагревания, при этом,

когда выполнено условие начала операции нагревания, контроллер выполнен с возможностью

инициирования подачи хладагента от компрессора к первому вентилю и затем открытия первого и второго вентилей, когда выполнено дополнительное условие, причем дополнительное условие включает то, что первая теплообменная способность первого теплообменника выше, чем вторая теплообменная способность второго теплообменника, и

открытия первого и второго вентилей и затем подачи хладагента от компрессора к первому вентилю, когда дополнительное условие не выполнено.

2. Установка по п. 1, в которой

дополнительное условие включает условие, что первое давление хладагента между первым вентилем и первым теплообменником выше, чем второе давление хладагента между компрессором и первым вентилем, причем

контроллер выполнен с возможностью открытия первого и второго вентилей после того, как второе давление достигает первого давления, когда условие начала операции нагревания и дополнительное условие выполнены.

3. Установка по п. 1, в которой

первый теплообменник расположен в первом пространстве,

второй теплообменник расположен во втором пространстве, и

дополнительное условие включает

условие, что абсолютная величина разности между первой температурой первого пространства и второй температурой второго пространства больше пороговой величины и первая температура выше, чем вторая температура, и

условие, что абсолютная величина меньше пороговой величины и контрольный период времени с момента прекращения операции нагревания не прошел.

4. Установка по п. 1, в которой

условие начала операции нагревания включает условие, что пользователь выдал команду начать операцию нагревания,

условие окончания операции нагревания включает условие, что пользователь выдал команду прекратить операцию нагревания, и

контроллер выполнен с возможностью приведения в действие компрессора для начала подачи хладагента от компрессора к первому вентилю.

5. Установка по любому из пп. 1-4, которая выполнена с возможностью переключения и осуществления операции нагревания, операции охлаждения и операции размораживания,

причем установка дополнительно содержит

вентиль переключения траектории потока и

третий вентиль, соединенный между первой траекторией потока, проходящей между вентилем переключения траектории потока и первым вентилем, и второй траекторией потока, проходящей между вторым вентилем и расширительным вентилем,

причем вентиль переключения траектории потока выполнен с возможностью

соединения выпускного отверстия компрессора с первым вентилем и соединения впускного отверстия компрессора с вторым теплообменником во время операции нагревания и

соединения выпускного отверстия компрессора с вторым теплообменником и соединения впускного отверстия компрессора с первым вентилем во время операции охлаждения и операции размораживания,

причем контроллер выполнен с возможностью

удерживания третьего вентиля закрытым во время операции нагревания и операции охлаждения,

удерживания третьего вентиля открытым во время операции размораживания и

закрытия первого и второго вентилей, когда выполнено условие окончания операции охлаждения,

причем условие начала операции нагревания включает условие окончания операции размораживания,

причем условие окончания операции нагревания включает условие начала операции размораживания, и

контроллер выполнен с возможностью переключения вентиля переключения траектории потока для начала подачи хладагента от компрессора к первому вентилю.