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JPH07180933A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

冷凍サイクル装置

Info

Publication number
JPH07180933A
JPH07180933A JP32236693A JP32236693A JPH07180933A JP H07180933 A JPH07180933 A JP H07180933A JP 32236693 A JP32236693 A JP 32236693A JP 32236693 A JP32236693 A JP 32236693A JP H07180933 A JPH07180933 A JP H07180933A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
temperature
refrigerating machine
machine oil
refrigerant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32236693A
Other languages
English (en)
Inventor
Kimiko Norizuki
貴巳子 法月
Kenji Matsuda
謙治 松田
Yoshihiro Tanabe
義浩 田辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP32236693A priority Critical patent/JPH07180933A/ja
Publication of JPH07180933A publication Critical patent/JPH07180933A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 圧縮機1、凝縮器、減圧装置4、蒸発器等を
環状に接続した冷凍サイクル装置において、前記圧縮機
1内の冷凍機油の温度を検出する冷凍機油温度検出器1
5と、圧縮機1の吸入圧力を検出する吸入圧力測定回路
5と、この吸入圧力測定回路5と冷凍機油温度検出器1
5の検出結果から冷凍機油への冷媒溶解度を演算する演
算装置11と、この演算装置11の演算結果に基づき圧
縮機1の運転周波数の制御を行う制御部と、を備える。 【効果】 冷凍機油温度と吸入圧力検出手段が検出した
吸入圧力より冷凍機油に対する冷媒の溶解度を演算し、
圧縮機の運転周波数の制御を行うことにより冷媒液戻り
量を減少させると共に、圧縮機の電動機の発熱量も上昇
することから、冷凍機油の希釈を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、冷凍サイクル装置に
使用されるインバータ駆動密閉型圧縮機の保護装置の低
コスト化・高信頼性に関するものである。
【0002】
【従来の技術】冷媒の溶け込みによる冷凍機油の希釈を
原因とした圧縮機の焼き付きの防止は吐出管等に取り付
けられたサーミスタ及び圧力センサからの温度と圧力信
号によって冷媒の過熱度を認識し、過熱度がある温度以
上確保できない場合には、圧縮機の保護制御に入るとい
う間接的な方法により行われてきた。
【0003】以下に従来の圧縮機の保護方法について説
明する。センサボディへ、テフロンにより確実に絶縁さ
れたセンサ外電極とセンサ内電極とを取り付ける。その
両電極にリード線を付けてから、圧縮機の下部へ溶接し
たセンサガイドの中へ挿入し、ボルトでセンサボディと
センサガイドを固定する。これにより、圧縮機の潤滑油
中にセンサ外電極とセンサ内電極が浸ることになる。圧
縮機を運転するとその運転条件によって、油中へ液冷媒
が溶け込み。この時、油と液冷媒の誘電率の相違から、
リード線を介して出力される静電容量は変化する。この
静電容量を検出し、予め設定した判定値に達しているか
否かを判断する。判定値を満足していれば圧縮機はその
まま運転を継続し、未達の場合は、保護制御に入る。
【0004】またその他の従来例としては特開平2−2
25952号公報に開示されたものがある。
【0005】図13において、1はインバータ駆動式圧
縮機で、ケース内にシリンダ部2、主軸受部3、副軸受
部4、モータ5を内蔵し、かつ潤滑油Aを有している。
そして、この圧縮機1内に、潤滑油温度検知用の第1温
度センサ6を設ける。また、圧縮機1に対し、四方弁1
0、室外熱交換器11、減圧器12、室内熱交換器13
を順次連通し、ヒートポンプ式冷凍サイクルを構成す
る。すなわち、冷房運転時は図示実線矢印の方向に冷媒
を流して冷凍サイクルを形成し、室外熱交換器11を凝
縮器、室内熱交換器13を蒸発器として作用させる。そ
して、室外熱交換器13に対し、凝縮器温度検知用の第
2温度センサ14を設ける。制御回路を図14に示す。
20は商用交流電源で、この電源20にインバータ回路
21を接続する。インバータ回路21は、交流電源電圧
を直流電圧に変換するAC−DC変換部22、およびこ
のAC−DC変換部22の出力を後述する制御部30の
指令に応じたスイッチングによって所定周波数の三相交
流電圧に変換するDC−AC変換部23からなり、この
DC−AC変換部23の出力を上記圧縮機1のモータ5
に駆動電力として供給するものである。一方、10は室
外制御部で、マイクロコンピュータおよびその周辺回路
からなり、空気調和機全般にわたる制御を行うものであ
る。そして、この制御部30に、運転操作部31、室外
温度センサ32、上記第1温度センサ6、第2温度セン
サ14を接続する。ここで、制御部10は、運転操作部
31で設定される冷房運転モードまたは暖房運転モード
に応じて上記四方弁10を切換制御する機能手段、空調
負荷(運転操作部31で設定される室内設定温度Tsと
室内温度センサ32の検知温度Ta)に応じてインバー
タ回路21の出力周波数fを制御する機能手段、暖房運
転時、第1温度センサ6の検知温度Toと第2温度セン
サ14の検知温度Tcとの差ΔT(=To−Tc)を求
める機能手段、暖房運転時、上記求めた温度差ΔTと予
め定められている設定値ΔT1 とを比較する機能手段、
暖房運転時、上記比較において、温度差ΔTが設定値Δ
1 以下のとき(ΔT≦ΔT1 )にインバータ回路21
の出力周波数fを所定値aだけ高い値にシフトアップす
る機能手段を有している。
【0006】つぎに、上記のような構成において図15
のフローチャート図を参照しながら動作を説明する。運
転操作部31で暖房運転モードを設定するとともに、所
望の室内温度Tsを設定し、さらに運転開始操作を行
う。すると、制御部30は、四方弁10を切換作動する
とともに、インバータ回路21を動作させて圧縮機を起
動する。このとき、冷凍サイクルにおいて暖房サイクル
が形成され、室内熱交換器13が凝縮器、室外熱交換器
11が蒸発器として作用する。つまり、暖房運転の開始
となる。この暖房運転時、制御部30は上記設定室内温
度Tsと室内温度センサ32の検知温度Taとの差(−
Ts−Ta)を求め、その温度差Tdが大きいほど、つ
まり空調負荷(暖房負荷)が大きいほど、インバータ回
路21の出力周波数Fを高め、圧縮機1の能力を高め
る。そして、温度差Tdが小さくなるに従い、つまり空
調負荷が小さくなるに従い、出力周波数fを低めてい
く。ところで、暖房運転時、室内温度を一定とした場
合、圧縮機1の潤滑油の温度Toと室内熱交換器13の
凝縮器温度Tcとの差ΔTは室外温度の変化に伴い、さ
らにインバータ回路21の出力周波数Fをパラメータと
して変化する。すなわち、温度差ΔTは、室外温度が低
いほど、しかも出力周波数fが低くて圧縮機1の能力が
小さいほど、小さくなる。なお、一般的には、室外温度
が低下すれば部屋の暖房負荷が増大するため、圧縮機は
高周波数運転となり温度差ΔTは大きくなる傾向となる
が、ヒータなどの暖房補助器具とヒートポンプを併用し
ている場合は、圧縮機が最低周波数(fmin )で運転さ
れる頻度が増え、温度差ΔTが小さくなるケースが生じ
てくる。温度差ΔTが小さくなると、圧縮機1の潤滑油
Cにおける冷媒溶込み率が増えるとともに、圧縮機1の
軸受部3,4における油膜厚さが減少し、特にΔT1
下では圧縮機1の寿命に悪影響となる。そこで、制御部
9は、暖房運転時、第1温度センサ6の検知温度To
(潤滑油の温度)および第2温度センサ14の検知温度
Tc(凝縮器温度)を取込み、両検知温度の差ΔT(=
To−Tc)を求める。さらに制御部9は上記ΔT1
設定値として予め記憶しており、その設定値ΔT1 と求
めた温度差ΔTとを比較し、この比較において、温度差
ΔTが設定値ΔT1 以下であれば(ΔT≦ΔT1 )、イ
ンバータ回路21の出力周波数Fを所定値aだけ高い値
にシフトアップする。こうして、インバータ回路21の
出力周波数fが高まると、圧縮機1の能力が増え、上記
温度差ΔTが大きくなる。温度差Δが大きくなると、圧
縮機1の冷凍機油における冷媒溶込み率を一定値以下に
抑えることができ、しかも圧縮機1の軸受部における十
分な油膜厚さを確保することができ、圧縮機1の大幅な
寿命向上を図ることができる。特に、暖房運転が中断し
ないので、インバータ回路の採用による能力可変運転が
本来持っている快適性および省エネルギ効果を損うこと
がない。この場合、制御部9は、温度差ΔTが設定値Δ
1 以上となるまで出力周波数Fのシフトアップを繰返
し、温度差ΔTを確実に設定値ΔT1 以上に至らせる。
そして、温度差ΔTが設定値ΔT1 以上になると、制御
部30は空調負荷に応じた出力周波数の制御を再開す
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の圧縮機の保護方
法は上記のように、静電容量式センサーを圧縮機に組み
込むことによって、冷凍機油の希釈を感知していた。こ
のため、圧縮機の製造段階でこれを組み込まなくてはな
らないため、工作性が悪く部品点数も多くなるためコス
トも上がってしまう。また、他の従来例の技術では、ヒ
ーターによって冷媒の冷凍機油への溶け込みの抑制を行
っているが、液戻り量が多く冷媒が多量に冷凍機油に溶
け込んでいるときはヒーターからの熱は一部の冷媒の気
化熱として使用されるのみで、冷凍機油の温度は昇温が
得られないため、結果として軸受けなどの損傷を回避で
きないという問題点があった。
【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、能力可変型の圧縮機を具備した
冷凍サイクルを持つ空気調和機において、構成が簡素で
低コストにて信頼性の高い圧縮機の保護制御を確実に得
ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の冷凍サイクル
装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器等を環状に
接続した冷凍サイクル装置において、前記圧縮機内の冷
凍機油の温度を検出する冷凍機油温度検出手段と、前記
圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段と、この
吸入圧力検出手段と前記冷凍機油温度検出手段の検出結
果から前記冷凍機油への冷媒溶解度を演算する演算手段
と、この演算手段の演算結果に基づき前記圧縮機の運転
周波数の制御を行う制御手段と、を備えたものである。
【0010】請求項2の冷凍サイクル装置は、圧縮機、
凝縮器、減圧装置、蒸発器等を環状に接続した冷凍サイ
クル装置において、前記蒸発器での冷媒の蒸発温度を検
出する蒸発温度検出手段と、この蒸発温度から前記圧縮
機の吸入圧力を演算する吸入圧力演算手段と、前記圧縮
機内の冷凍機油の温度を検出する冷凍機油温度検出手段
と、前記検出した蒸発温度と吸入圧力から、前記冷凍機
油の冷媒溶解量を演算する演算手段と、この演算手段の
演算結果に基づき前記圧縮機の運転周波数の制御を行う
制御手段と、を備えたものである。
【0011】請求項3の冷凍サイクル装置は、圧縮機、
凝縮器、減圧装置、蒸発器等を環状に接続した冷凍サイ
クル装置において、前記圧縮機内の冷凍機油の温度を検
出する冷凍機油温度検出手段と、この冷凍機油温度検出
手段の検出結果から前記冷凍機油への冷媒溶解度を演算
する演算手段と、この演算手段の演算結果に基づき前記
圧縮機の運転周波数の制御を行う制御手段と、を備えた
ものである。
【0012】請求項4の冷凍サイクル装置は、請求項1
〜3記載の冷凍サイクル装置において、制御手段は、圧
縮機の運転周波数の制御を行うと共に、電圧−周波数パ
ターンの制御も行うものである。
【0013】請求項5の冷凍サイクル装置は、圧縮機、
凝縮器、減圧装置、蒸発器等を環状に接続した冷凍サイ
クル装置において、前記圧縮機内の冷凍機油への冷媒溶
解度を検出する冷凍サイクル装置において、前記圧縮機
内の冷凍機油への冷媒溶解度を検出する冷媒溶解度検出
手段と、この冷媒溶解度に基づき前記圧縮機の運転周波
数の制御を行うと共に、前記圧縮機の運転周波数の上限
値を設定する制御手段と、を備えたものである。
【0014】
【作用】請求項1の冷凍サイクル装置は、冷凍機油温度
検出手段が検出した冷凍機油温度と吸入圧力検出手段が
検出した吸入圧力より冷凍機油に対する冷媒の溶解度を
演算し、圧縮機の運転周波数の制御を行うことにより冷
媒液戻り量を減少させると共に、圧縮機の電動機の発熱
量も上昇することから、冷凍機油の希釈を防止できる。
【0015】請求項2の冷凍サイクル装置は、蒸発温度
検出手段が検出した蒸発温度から演算した圧縮機の吸入
圧力と、冷凍機油温度検出手段が検出した圧縮機内の冷
凍機油の温度とから冷凍機油の冷媒溶解量を演算し、圧
縮機の運転周波数の制御を行うので、工作性及び価格が
低減する。
【0016】請求項3の冷凍サイクル装置は、冷凍機油
温度検出手段が検出した圧縮機内の冷凍機油の温度から
冷凍機油への冷媒溶解度を演算し、圧縮機の運転周波数
の制御を行うので、制御が簡素化されると共に価格がさ
らに低減する。
【0017】請求項4の冷凍サイクル装置は、冷凍機油
温度が設定された温度より低い温度に検出された時、運
転周波数を制御するだけでなくU−Fパターンから運転
ポイントを外すために発生する電動機からの熱により冷
媒を気化させることで、より早く冷凍機油の希釈度の高
い領域から脱することを可能にする。
【0018】請求項5の冷凍サイクル装置は、空調負荷
が小さい、もしくは設定温度と室温が逆転した場合、圧
縮機の運転周波数の上昇を禁止するため快適性を損なう
ことなく圧縮機の保護が行える。
【0019】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例1を図に基づいて説
明する。図1は実施例1の冷媒回路図を示す。低温低圧
のガス冷媒を高温高圧のガス冷媒に圧縮する圧縮機1と
高温高圧ガス冷媒を高温高圧液冷媒にかえる凝縮器と高
温高圧の液冷媒を低温低圧の二相冷媒にかえる減圧器4
と低温低圧の二相冷媒を低温低圧のガス冷媒にかえる蒸
発器とを順次連結した冷凍サイクル装置において、圧縮
機1はインバータ駆動で最大周波数130Hzまで変速
可能な圧縮機であり、圧縮機底部には冷凍機油の温度を
検出する温度検出器15が取り付けられている。又減圧
器を備えた回路は、吸入圧力測定回路5であり、この回
路によって生成された吸入圧力は、吸入圧力飽和温度検
出器14により検出した温度から演算装置11で吸入圧
力を演算する事によって求められている。又、室内制御
部10は室外ユニットAへの電源を送るためのリレー回
路、冷房または暖房の運転状況、更に室内設定温度等の
情報も一括して制御を行っている。室外制御部9は、室
内制御部10から送られてくる信号を元に圧縮機1の運
転周波数を制御し、また四方弁2等の切換等も制御して
いる。
【0020】図1に示す冷凍サイクル装置の動作を説明
する。まず、冷房運転時の冷媒の流れについて説明す
る。低温低圧のガス冷媒は、圧縮機1の吸入口1bより
圧縮要素部へ吸入され、ここで高温高圧のガス冷媒に圧
縮され、吐出口1aより四方弁2に導かれる。冷房運転
の場合高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器3へ導かれ、
ここでガス冷媒は液化し、この時凝縮熱を室外に放出す
る。更に液化した高圧の冷媒は減圧器4により低温低圧
の気液二相冷媒になり室内熱交換器7へ導かれる。ここ
で室内の空気より熱を吸収し冷媒は蒸発し低温低圧のガ
ス冷媒となる。こうして、室内温度は低下し、冷房運転
していることになる。その後四方弁2を通り圧縮機1の
吸入口1aへ冷媒を送り込み冷凍サイクル運転を行う。
次に暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。この場
合四方弁2を切り換え冷媒の流れ方向を逆にすることに
より、室内熱交換器7に凝縮器、室外熱交換器3に蒸発
器の機能をもたすことが冷房運転時と異なり、その他の
動作は同様なため説明を省略する。図1で示した矢印は
実線が冷房運転時の冷媒の流れ方向を、波線は暖房時の
冷媒の流れ方向を示している。
【0021】吸入圧力生成回路5では、圧力一定の時二
相冷媒の温度が一定であるという特性を利用し、吸入圧
力飽和温度検知器14により検出された吸入圧力飽和温
度に基づき演算装置11により吸入圧力を演算すること
により求めている。また、冷凍機油温度検出器15によ
り検出された冷凍機油温度と、前記吸入圧力とから、演
算装置11により冷媒の冷凍機油に対する溶解度を求め
ている。更に、室外制御部9には、予め冷媒の冷凍機油
に対する溶解度の限界値φoが記憶されている。次に、
圧縮機1の運転周波数制御を図3のフローチャート図に
基づいて説明する。通常空気調和機は、室内制御部10
で、室内温度Toを設定し、この値と、実際の室内温度
Trの温度差ΔTが小さいと運転周波数を下げ、ΔTが
大きいときは空調負荷が高いと判断して運転周波数を上
げる制御をしている(ステップ100)。しかし、その
時の様々な運転条件によっては、ΔTによる制御では二
相冷媒のまま吸入口1aに到達し、液冷媒を圧縮機1に
よって圧縮するいわゆる液バック運転がおこなわれる。
液冷媒が戻る量が多くなると、冷凍機油中に液冷媒が多
量にとけ込み、冷凍機油は希釈な状態になり、図2に示
すような圧縮機の主軸20等に充分な油膜が確保できな
くなる。このとき、吸入圧力測定回路5により検出され
た吸入圧力(ステップ102)と、温度検出器15から
検出された冷凍機油温度(ステップ101)から、演算
装置11により溶解度を求め(ステップ103)、この
値が室外制御部に記憶されている溶解度の限界値φoよ
り小さければ圧縮機1は通常制御にて運転を行い、φo
より大きければ保護制御に入り周波数をaだけ上昇させ
る(ステップ105)。このaは運転周波数帯と溶解度
によって数Hzのレベルで設定される。そして、演算さ
れる溶解度が限界値φoを超えると、再び通常の制御に
戻る。これにより、圧縮機1は破損することも停止する
こともなく保護することができる。
【0022】実施例2.実施例1では、図1におけるよ
うな吸入圧力生成回路5を設けこれによって吸入圧力を
求めているが、図4のように吸入圧力生成回路を持た
ず、蒸発器の熱交換温度を検出しこれから演算装置11
により吸入圧力を演算してもよい。
【0023】図4において冷媒が実線の矢印方向に流れ
る冷房運転時には室外熱交換器3が凝縮器に、室内熱交
換器7が蒸発器になる。このとき、室内熱交換器温度検
出器13が、蒸発温度検出器となる。蒸発器である室内
熱交換器7の蒸発温度CTを検出する。この値を基に演
算装置11により吸入圧力を演算している。また冷媒が
破線の矢印方向に流れる暖房運転時には室外熱交換器3
は蒸発器、室内熱交換器7が凝縮器になる。このとき室
外熱交換器温度検出器12g蒸発温度検出器となり蒸発
温度CTを検出する。この値に従い演算装置11により
吸入圧力を演算する。実施例2の圧縮機運転周波数制御
を図5のフローチャート図に示す。実施例1と比較して
図1における吸入圧力生成回路5が省ける分だけ製造時
の工作性が向上しており、これによりコストの低減もさ
れているのが特徴である。以下実施例1と同様であるた
め説明を省略する。
【0024】実施例3.実施例1及び実施例2では冷媒
の冷凍機油に対する溶解度を吸入圧力と冷凍機油温度よ
り求めていたが、冷凍機油の温度から溶解度を推算して
制御を行うこともできる。
【0025】次に実施例3の説明を行う。図6に示すよ
うな冷媒と冷凍機油の溶解度の関係と実際に空気調和機
を運転したときに発生すると考えられる吸入圧力の範囲
を許容溶解度の限界値と照らし合わせることにより冷凍
機油温度と溶解度の関係式を近似的に求めることができ
る。演算装置11には予め前記冷凍機油と溶解度の関係
式が記憶されており、室外制御部9には予め制御する冷
媒と冷凍機油に対する溶解度の限界値φoが記憶されて
いる。実施例3の圧縮機運転周波数制御を図7に示す。
空調機運転時、冷凍機油温度検出器15により冷凍機油
温が検出する(ステップ101)。この温度を基に演算
装置11により溶解度φを演算する(ステップ10
3)。吸入圧力の検出及び演算が省略できることが前記
実施例1及び実施例2との相違点であり、これにより制
御を簡素化でき複雑な演算は行わずに圧縮機の制御を容
易に行うことができる。以下実施例1と同様であるため
説明を省略する。
【0026】実施例4.次に実施例4の説明を行う。冷
凍機油に対する冷媒の過多な溶解を検知したとき、実施
例1から実施例3では圧縮機1の運転周波数を変化する
ことによって冷凍機油の希釈から起こる圧縮機の焼き付
きからの保護制御を行ってきたが、これに圧縮機1の電
圧ー周波数運転パターン(以下V−fパターン)を変え
ることによりモータからの発熱量を増加させ冷媒の冷凍
機油に対する溶け込みによる希釈な状態をより早く回避
することができる。
【0027】通常インバータ駆動の圧縮機1のモータ1
8の運転は最も効率がよくなるように電圧と周波数の関
数が定められておりこの関数を最適なV−fパターンと
して運転時の周波数は図8のaのグラフのように室外制
御部9に記憶されている。このとき、モータの電気的な
動力は機械的な運動に変換され損失は最小限に抑えられ
るためモータからの発熱は最小限にに抑えられる。ま
た、本実施例においては最適なV−fパターン以外の図
8のbの様なV−fパターンも室外制御部9に記憶され
ている。このV−fパターンbでは、aのパターンに比
べモータからの発熱量が増加するようになる。更に、室
外制御部9には、予め冷媒の冷凍機油に対する溶解度の
限界値φoが記憶されている。次に、圧縮機の運転周波
数制御を図9のフローチャート図に基づき説明する。空
気調和機は、室内制御部10で、室内温度Toを設定
し、この値と、実際の室内温度Trの温度差ΔTが予め
設定された値Taより小さいと運転周波数を下げ、ΔT
が大きいときは空調負荷が高いと判断して運転周波数を
上げる制御をしている(ステップ100)。しかし冷凍
機油に冷媒が溶け込んだとき、圧縮機1の主軸20に油
膜が確保できず摩擦による焼き付きが起こる場合があ
る。このとき、実施例1から3のような方法で演算され
た溶解度の値を限界値φoを満足しているときは、空調
負荷による通常の周波数制御を行い、この限界値を上回
ったとき、運転周波数をaHzだけ上昇させる(ステッ
プ105)とともに、図8のaからbにV−fパターン
を変更して運転を行う(ステップ108)。検出される
溶解度の値が限界値φoを満足すると、通常の空調負荷
による運転周波数制御に戻る。この保護制御によると周
波数の上昇によるモータの温度上昇と吸入液バック量の
減少とともにモータの損失からの発熱により圧縮機内に
更に熱が与えられるため、より早く冷凍機油の温度上昇
を行うことができ冷凍機油に対する冷媒の溶解度を低減
させることができるため、冷凍機油の希釈による圧縮機
の焼き付きを更に高い信頼性をもって快適性を保持した
まま防止することができる。
【0028】実施例5.通常空調機では、設定温度(T
set)と室内温度(Troom)の温度差から空調負
荷ΔTを検出し、この値に基づき圧縮機の運転制御を行
っている。しかし、その時の温度条件等の運転条件によ
っては、ΔTによる制御では二相冷媒の間々圧縮機に吸
入され、いわゆる液バック運転が行われる。液冷媒の戻
り量が多くなると、冷凍機油中に液冷媒が多量に溶け込
み、冷凍機油は希釈な状態になり圧縮機の主軸等に充分
な油膜が確保できなくなる。このとき、実施例1から実
施例3のような方法で検出された冷凍機油に対する冷媒
溶解度φに基づいてこの値がφsetより大きい値の時
は周波数をaだけ上昇させる。このaは運転周波数帯と
溶解度によって数Hzのレベルで設定される。但し、こ
のまま運転周波数を上昇させていくと溶解度の低下は運
転周波数の上昇に対し遅れがあるため必要以上に周波数
が上昇してしまい、吹き出し温度は冷房時であれば必要
以上に低下し、暖房時であれば必要以上に上昇するた
め、冷えすぎ、暑すぎの現象が起こってしまう。この対
応策として、空調負荷の下限値をΔTset2とし、こ
の値より空調負荷が小さくなったとき周波数の上昇を停
止するため、快適性を損なわない。
【0029】
【発明の効果】請求項1の冷凍サイクル装置は、圧縮
機、凝縮器、減圧装置、蒸発器等を環状に接続した冷凍
サイクル装置において、前記圧縮機内の冷凍機油の温度
を検出する冷凍機油温度検出手段と、前記圧縮機の吸入
圧力を検出する吸入圧力検出手段と、この吸入圧力検出
手段と前記冷凍機油温度検出手段の検出結果から前記冷
凍機油への冷媒溶解度を演算する演算手段と、この演算
手段の演算結果に基づき前記圧縮機の運転周波数の制御
を行う制御手段と、を備えた構成にしたので、冷凍機油
温度検出手段が検出した冷凍機油温度と吸入圧力検出手
段が検出した吸入圧力より冷凍機油に対する冷媒の溶解
度を演算し、圧縮機の運転周波数の制御を行うことによ
り冷媒液戻り量を減少させると共に、圧縮機の電動機の
発熱量も上昇することから、冷凍機油の希釈を防止でき
る。
【0030】請求項2の冷凍サイクル装置は、圧縮機、
凝縮器、減圧装置、蒸発器等を環状に接続した冷凍サイ
クル装置において、前記蒸発器での冷媒の蒸発温度を検
出する蒸発温度検出手段と、この蒸発温度から前記圧縮
機の吸入圧力を演算する吸入圧力演算手段と、前記圧縮
機内の冷凍機油の温度を検出する冷凍機油温度検出手段
と、前記検出した蒸発温度と吸入圧力から、前記冷凍機
油の冷媒溶解量を演算する演算手段と、この演算手段の
演算結果に基づき前記圧縮機の運転周波数の制御を行う
制御手段と、を備えた構成にしたので、蒸発温度検出手
段が検出した蒸発温度から演算した圧縮機の吸入圧力
と、冷凍機油温度検出手段が検出した圧縮機内の冷凍機
油の温度とから冷凍機油の冷媒溶解量を演算し、圧縮機
の運転周波数の制御を行うので、工作性及び価格が低減
する。
【0031】請求項3の冷凍サイクル装置は、圧縮機、
凝縮器、減圧装置、蒸発器等を環状に接続した冷凍サイ
クル装置において、前記圧縮機内の冷凍機油の温度を検
出する冷凍機油温度検出手段と、この冷凍機油温度検出
手段の検出結果から前記冷凍機油への冷媒溶解度を演算
する演算手段と、この演算手段の演算結果に基づき前記
圧縮機の運転周波数の制御を行う制御手段と、を備えた
構成にしたので、冷凍機油温度検出手段が検出した圧縮
機内の冷凍機油の温度から冷凍機油への冷媒溶解度を演
算し、圧縮機の運転周波数の制御を行うので、制御が簡
素化されると共に価格がさらに低減する。
【0032】請求項4の冷凍サイクル装置は、請求項1
〜3記載の冷凍サイクル装置において、制御手段は、圧
縮機の運転周波数の制御を行うと共に、電圧−周波数パ
ターンの制御も行う構成にしたので、冷凍機油温度が設
定された温度より低い温度に検出された時、運転周波数
を制御するだけでなくU−Fパターンから運転ポイント
を外すために発生する電動機からの熱により冷媒を気化
させることで、より早く冷凍機油の希釈度の高い領域か
ら脱することを可能にする。
【0033】請求項5の冷凍サイクル装置は、圧縮機、
凝縮器、減圧装置、蒸発器等を環状に接続した冷凍サイ
クル装置において、前記圧縮機内の冷凍機油への冷媒溶
解度を検出する冷媒溶解度検出手段と、この冷媒溶解度
に基づき前記圧縮機の運転周波数の制御を行うと共に、
前記圧縮機の運転周波数の上限値を設定する制御手段
と、を備えた構成にしたので、空調負荷が小さい、もし
くは設定温度と室温が逆転した場合、圧縮機の運転周波
数の上昇を禁止するため快適性を損なうことなく圧縮機
の保護が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1の冷凍サイクル装置の冷媒
配管系統図である。
【図2】この発明の実施例1の冷凍サイクル装置の圧縮
機の構成図である。
【図3】この発明の実施例1の冷凍サイクル装置の制御
内容のフローチャート図である。
【図4】この発明の実施例2の冷凍サイクル装置の冷媒
配管系統図である。
【図5】この発明の実施例2の冷凍サイクル装置の制御
内容のフローチャート図である。
【図6】この発明の実施例2の冷凍サイクル装置の圧力
・温度と溶解度の関係を示す図である。
【図7】この発明の実施例3の冷凍サイクル装置の制御
内容のフローチャート図である。
【図8】この発明の実施例3の冷凍サイクル装置の運転
V−fパターンを示す図である。
【図9】この発明の実施例4の冷凍サイクル装置の制御
フローチャート図である。
【図10】この発明の実施例5の冷凍サイクル装置の制
御フローチャート図である。
【図11】従来の冷凍サイクル装置の圧縮機に付加され
た静電容量式センサーの断面図である。
【図12】従来の冷凍サイクル装置の制御内容のフロー
チャート図である。
【図13】他の従来の冷凍サイクル装置の冷媒回路図で
ある。
【図14】他の従来の冷凍サイクル装置の制御回路図で
ある。
【図15】他の従来の冷凍サイクル装置の動作を説明す
るためのフローチャート図である。
【符号の説明】
A 室外ユニット B 室内ユニット 1 圧縮機 2 四方弁 4a 減圧器 4b 減圧器 5 吸入圧力測定回路 6a ストップバルブ(液側) 6b ストップバルブ(ガス側) 8 アキュームレータ 9 室内制御部 10 室外制御部 11 演算装置 12 室外熱交換器温度検出器 13 室内熱交換器温度検出器 14 吸入圧力飽和温度検出器 15 冷凍機油温度検出器 17 圧縮機圧縮要素部 18 モータ(電動機) 19 軸受 20 主軸 21 オイルポンプ 22 端子部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器等を
    環状に接続した冷凍サイクル装置において、前記圧縮機
    内の冷凍機油の温度を検出する冷凍機油温度検出手段
    と、前記圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段
    と、この吸入圧力検出手段と前記冷凍機油温度検出手段
    の検出結果から前記冷凍機油への冷媒溶解度を演算する
    演算手段と、この演算手段の演算結果に基づき前記圧縮
    機の運転周波数の制御を行う制御手段と、を備えた冷凍
    サイクル装置。
  2. 【請求項2】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器等を
    環状に接続した冷凍サイクル装置において、前記蒸発器
    での冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段と、こ
    の蒸発温度から前記圧縮機の吸入圧力を演算する吸入圧
    力演算手段と、前記圧縮機内の冷凍機油の温度を検出す
    る冷凍機油温度検出手段と、前記検出した蒸発温度と吸
    入圧力から、前記冷凍機油の冷媒溶解量を演算する演算
    手段と、この演算手段の演算結果に基づき前記圧縮機の
    運転周波数の制御を行う制御手段と、を備えた冷凍サイ
    クル装置。
  3. 【請求項3】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器等を
    環状に接続した冷凍サイクル装置において、前記圧縮機
    内の冷凍機油の温度を検出する冷凍機油温度検出手段
    と、この冷凍機油温度検出手段の検出結果から前記冷凍
    機油への冷媒溶解度を演算する演算手段と、この演算手
    段の演算結果に基づき前記圧縮機の運転周波数の制御を
    行う制御手段と、を備えた冷凍サイクル装置。
  4. 【請求項4】 制御手段は、圧縮機の運転周波数の制御
    を行うと共に、電圧−周波数パターンの制御も行うこと
    を特徴とする請求項1〜3記載の冷凍サイクル装置。
  5. 【請求項5】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器等を
    環状に接続した冷凍サイクル装置において、前記圧縮機
    内の冷凍機油への冷媒溶解度を検出する冷媒溶解度検出
    手段と、この冷媒溶解度に基づき前記圧縮機の運転周波
    数の制御を行うと共に、前記圧縮機の運転周波数の上限
    値を設定する制御手段と、を備えた冷凍サイクル装置。
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