JP3671850B2

JP3671850B2 - 冷凍サイクル

Info

Publication number: JP3671850B2
Application number: JP2001075872A
Authority: JP
Inventors: 哲二七種; 広征小田木; 直樹田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2021-03-16
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機等の冷凍サイクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２６は従来の空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図であり、図において、１はアキュームレータ６内の低温低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し高温高圧のガス冷媒を吐出する圧縮機、２は四方弁、３ａ、３ｂ、３ｃは室内熱交換器、４ａ、４ｂ、４ｃは絞り装置、５は室外熱交換器、６はアキュームレータである。
【０００３】
前記のように構成された従来の空気調和機の冷凍サイクルにおいては、例えば冷房運転の場合、圧縮機1より高温高圧のガス冷媒が吐出し、四方弁２を通って室外熱交換器５に入る。このガス冷媒は室外熱交換器５により外気と熱交換されて液状の冷媒となり、分岐した後絞り装置４ａ、４ｂ、４ｃを介して減圧され、乾き度の低い二相冷媒となってそれぞれの室内熱交換器３ａ、３ｂ、３ｃに送り込まれ、室内の空気と熱交換されて蒸発し、乾き度の高い二相冷媒となる。この二相冷媒は四方弁２を介した後、アキュームレータ６に入る。アキュームレータ６内のガス冷媒は再び圧縮機1に吸入される。この時、アキュームレータ６には余剰冷媒が貯留される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来の冷凍サイクルは、圧縮機１の吸入部と四方弁２の間に余剰冷媒を貯留するためアキュームレータ６を有しており、冷凍サイクルが運転されている状態ではアキュームレータ６内の液冷媒の温度は圧縮機１の吸入圧力相当の飽和温度に相当し、通常の使用状態では５℃以下の低温となる。ところが、このような従来の冷凍サイクルに、例えばアルキルベンゼン系油など冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油を用いた場合、低温のアキュームレータ内液冷媒の冷凍機油飽和溶解度は図２７に示すように５℃以下の低温状態で貯留されているので最大でも０．５％以下となり、一般的な空調機における冷凍サイクル内の油循環率０．８％を下回る。このとき冷凍機油は２層分離し液冷媒よりも比重が小さい冷凍機油は液冷媒の上部に浮遊する状態となる。しかし従来の冷凍サイクルではアキュームレータ６の油戻し穴はアキュームレータ内配管の低い位置にあるため、冷凍機油はアキュームレータから圧縮機へ戻されることなくアキュームレータ内に溜まり込み、じきに圧縮機内の冷凍機油が枯渇して、圧縮機が破損するなどの不具合が生じる。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、余剰冷媒が発生する冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して冷凍機油が弱溶解性であっても、圧縮機から出た冷凍サイクル内部に冷凍機油が溜まりこむことなく圧縮機の油枯渇を防止し、かつアキュームレータを無くしても圧縮機への大量の液バックを回避し、信頼性の高い冷凍サイクルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、レシーバと室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置およびレシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、レシーバ内に貯留される液冷媒の温度または圧力を検知する第１の検知手段と、圧縮機シェル温度または吐出冷媒温度を検知する第４の温度検知手段と、第４の温度検知手段により検知された温度が予め設定された所定温度以下の場合、第１の検知手段により検知されたレシーバ内の液冷媒の温度を予め設定された所定温度以上となるように、冷房運転時は前記第１の絞り装置を全開とするとともに第２の絞り装置を絞る、または暖房運転時は第２の絞り装置を全開とするとともに第１の絞り装置を絞るように制御する制御手段とを備えたものである。
【０００７】
本発明の請求項２に係る冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、少なくともレシーバと室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置またはレシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置のどちらか一方と、圧縮機起動時に冷凍サイクルの冷媒流れ方向のレシーバ下流側に位置する第１または第２の絞り装置を所定時間だけ予め設定した通常より小さい絞り開度に固定維持して液冷媒の冷凍機油飽和溶解度が冷凍サイクル中の冷凍機油の油循環率を下回らないように制御する制御手段とを備えたものである。
【０００８】
本発明の請求項３に係る冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び複数並列に接続された室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、レシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、暖房運転時に、停止している室内熱交換器に接続する第２の絞り装置を全閉としてレシーバに貯留した冷凍機油を回収する油回収手段とを備えたものである。
【０００９】
本発明の請求項４に係る冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、レシーバと室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置およびレシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、室外熱交換器と第１の絞り装置を接続する配管と室内熱交換器と第２の絞り装置を接続する配管からそれぞれ分岐し、互いに逆向きに配設された２個の逆止弁を介して接続され、２個の逆止弁により挟まれた配管からレシーバ上部へ第１の二方弁を介して接続される配管とを備え、冷媒流れ方向に対してレシーバ上流側の絞り装置を全開とするとともに第１の二方弁を開として、レシーバ上部からレシーバ内部に滞留して２層分離した上部の弱溶解性の冷凍機油を室外熱交換器または室内熱交換器を介して回収するものである。
【００１０】
本発明の請求項５に係る冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、レシーバと室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置およびレシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、レシーバの底部から上方へ延出して内部を左右空間に分割する隔壁と、左右空間の一方の底部近くまで貫通挿入され第１の絞り装置に接続された配管と、左右空間の他方の底部近くまで貫通挿入され第２の絞り装置に接続された配管と、レシーバの底部から左右空間を接続する第２の二方弁と、左右空間の上部で連通接続する連通部とを備え、第２の二方弁を閉としてレシーバに貯留した冷凍機油を回収するものである。
【００１１】
本発明の請求項６に係る冷凍サイクルは、使用する冷媒として、ＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒を用いたものである。
【００１２】
本発明の請求項７に係る冷凍サイクルは、使用する冷凍機油として、アルキルベンゼン系油を用いたものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態1に係る例えば空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図、図２は実施の形態1に係る空気調和機のユニットの構成を示す斜視図である。なお、図1の冷凍サイクルは冷房運転時の状態を示しており、図２６で説明した従来と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
【００３０】
図１において、７ａは室外熱交換器５と後述のレシーバ９とを結ぶ配管に取り付けられた第１の絞り装置、８ａ、８ｂ、８ｃはレシーバ９と室内熱交換器３ａ、３ｂ、３ｃとを結ぶ配管に取り付けられた第２の絞り装置である。９は前述のレシーバで、図２に示すように圧縮機1の後方に配置され、レシーバ９の内部に第１の絞り装置７ａ側および第２の絞り装置８ａ、８ｂ、８ｃ側よりそれぞれレシーバ９上部を貫通してレシーバ底部に至る２本の配管が設置されている。
【００３１】
次に、このように構成された冷凍サイクルにおいて冷房運転時の動作を図３を使って説明する。図３は冷房運転時のモリエル線図であり、横軸にエンタルピーＨ、縦軸に圧力Ｐをとっている。
圧縮機1より高温高圧のガス冷媒が吐出し、四方弁２を通って室外熱交換器５に入る。このガス冷媒は室外熱交換器５により外気と熱交換されて液状の冷媒となり第1の絞り装置７ａに入る。この第1の絞り装置７ａに入った冷媒は、図３に示す「イ」まで減圧され、中間圧の飽和液冷媒となってレシーバ９に入る。レシーバ９に入った中間圧の飽和液冷媒は、図中の「ロ」にてレシーバ９を流出し、第２の絞り装置８ａ、８ｂ、８ｃによって乾き度０．２〜０．３の低温低圧の二相冷媒となり室内熱交換器３ａ、３ｂ、３ｃに入る。この低温低圧の二相冷媒は、室内熱交換器３ａ、３ｂ、３ｃにより室内の空気と熱交換されて蒸発し、低温低圧のガス冷媒となり、四方弁２を介して圧縮機1に吸入される。この時、冷媒循環中に発生した余剰冷媒は飽和液冷媒としてレシーバ９内に貯溜される。
【００３２】
ところで、レシーバ９と第１の絞り装置７ａおよび第２の絞り装置８ａ、８ｂ、８ｃは冷凍サイクル中の液冷媒の飽和油溶解度を制御する制御装置として機能しており、レシーバ９内部に貯溜される液冷媒は第１の絞り装置７ａおよび第２の絞り装置８ａ、８ｂ、８ｃによって飽和温度３０℃〜４５℃程度の比較的高温状態に制御されている。ここで例えば冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油を用いたとすると、前述の図２７に示すようにレシーバ内液冷媒の弱溶解性油の飽和溶解度は０．８％以上となる。一般的な空調機の油循環率は０．８％以下で使用されており、余剰冷媒中の弱溶解性油はレシーバ９内の液冷媒中に溶解した状態で存在し、２層分離することはない。また、圧縮機吸入側にアキュームレータを有していないため、低温で粘度の高い状態の弱溶解性油がトラップされ、圧縮機への冷凍機油戻りが阻害されることもない。
【００３３】
以上のように実施の形態1によれば、冷凍サイクル中の液冷媒に対する飽和油溶解度を制御する装置として、レシーバ９と第１の絞り装置７ａおよび第２の絞り装置８ａ、８ｂ、８ｃを用いており、レシーバ９に冷媒循環中に発生した余剰液冷媒を高温で溜めるようにしたため、溶解性の低い冷凍機油はレシーバ９内の液冷媒中に溶解した状態で存在し、レシーバ９内に弱溶解性油が分離して溜まり込むことを防止し、またアキュームレータを有していないため、圧縮機への冷凍機油戻りを確実に行うことが可能となり、冷凍サイクルの信頼性を向上することができる。
【００３４】
また、冷凍サイクルは冷凍機油として弱溶解性の油を用いたものである。本冷凍サイクルの動作は前述と同様であるので省略する。
【００３５】
この冷凍サイクルの効果は、冷凍機油として安定性の高い弱溶解性油を用いており、既設の空調機をリプレースする際、従来のＨＣＦＣ冷媒＋鉱油を用いた空調機に使用されていた既設延長配管を取替えることなくそのまま利用しても、既設配管内の鉱油等の残留物により弱溶解性油の性質が変化することなく、機器の信頼性が確保できるため、省工事性や工事費用の低減という面からメリットがある。
【００３６】
また、この冷凍サイクルは複数の室内熱交換器を有する場合についても同様の効果が得られる。その冷凍サイクルの効果は、室内機の運転台数が少なく、余剰冷媒が多く発生する場合において、弱溶解性油はレシーバ内の余剰液冷媒中に溶解した状態で存在し、２層分離して弱溶解性油が滞留することはなく、また圧縮機吸入側にアキュームレータを有していないため、低温で粘度の高い状態の弱溶解性油がトラップされ、圧縮機への油戻りが阻害されることもないため、冷凍サイクルの信頼性を向上することができる。
【００３７】
なお、冷凍サイクルは飽和油溶解度の制御装置としてレシーバと、少なくとも前記レシーバと前記室外熱交換器の間に位置する第１の絞り装置または前記レシーバと前記室内熱交換器の間に位置する第２の絞り装置のどちらか一方を用いるものである。この冷凍サイクルの動作および効果は上述１と同様であるので省略する。
【００３８】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２に係る起動制御手段を示すフローチャートである。
冷媒封入量が多い複数の室内熱交換器を有する冷凍サイクルにおいては、ユニット停止時に圧縮機１のシェル内に多量の液バックがあり、圧縮機１内部は液冷媒と弱溶解性油が２層分離して液冷媒上部に弱溶解性油の油層が構成される。ところが、圧縮機１のシェル内部には中間高さあたりにロータ等の回転部品があり、弱溶解性油に浸される状態となる。このような状態で、圧縮機運転周波数を高い状態で起動すると、弱溶解性油は回転部品により掻き乱され、大量の弱溶解性油が圧縮機１より流出し、冷凍機油枯渇により圧縮機潤滑不良など信頼性上の問題が発生する。
【００３９】
ここで、図４に示すフローチャートにより圧縮機起動時の制御動作を説明する。まず、空気調和機は運転開始指令（Ｓ１）を出すと、圧縮機運転周波数Ｈzを起動時の設定周波数Ｈz1に設定する（Ｓ２）。つぎに、設定された周波数で圧縮機を起動し（Ｓ３）、その設定周波数を変えないで所定時間運転を維持する（Ｓ４）。そして、前記所定時間が経過した後、通常の圧縮機運転制御（Ｓ５）に移行していく。上述のように本実施の形態では、圧縮機起動時はあらかじめ設定された一定時間の間、圧縮機運転周波数を低く設定することにより、回転部品の攪拌を小さくし弱溶解性油の冷凍機油が圧縮機より流出することを防止できるため、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００４０】
実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３に係る例えば空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。図において、１２は圧縮機加熱装置、２０は外気温度を検出する第２の温度センサ２２により圧縮機加熱装置１２を制御する制御装置である。また、図１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
【００４１】
以上のように実施の形態３によれば、圧縮機１の加熱手段であるヒーター等による圧縮機加熱装置１２を有しているので、室外熱交換器５の外気流吸い込み側に設けた第２の温度センサ２２により圧縮機停止中の外気温度を検出して、その検出温度が所定温度以下の場合、制御装置２０から圧縮機加熱装置１２への通電を制御するため、圧縮機１の内部に液冷媒が寝込み弱溶解性油が液冷媒層上部に浮遊することを防止し、圧縮機１の起動時にロータ等回転部品の攪拌による大量の弱溶解性油の圧縮機流出がなくなり、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００４２】
図６は本発明の実施の形態３に係る圧縮機内部冷媒寝込み防止制御を示すフローチャートである。制御回路２０は、空気調和機の運転停止指令（Ｓ１１）が出ている間、室外熱交換器吸込み側に設置された第２の温度センサ２２により外気温度Ｔａを検知し（Ｓ１２）、この検知温度をあらかじめ設定された温度Ｔａｓと比較して（Ｓ１３）、低い場合は圧縮機加熱装置１２をＯＮとし（Ｓ１４）、一方高い場合は圧縮機加熱装置をＯＦＦとする（Ｓ１５）。
【００４３】
以上のように実施の形態３によれば、外気温度が低下した場合、圧縮機１を圧縮機加熱装置１２により加熱するため、圧縮機１の内部に液冷媒が寝込み弱溶解性油が液冷媒層上部に浮遊することを防止できるため、圧縮機１の起動時にロータ等回転部品の攪拌による大量の弱溶解性油の圧縮機流出がなくなり、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００４４】
実施の形態４．
図７は本発明の実施の形態４に係る圧縮機内部冷媒寝込み防止制御を示すフローチャートである。制御回路２０は、空気調和機の運転停止指令（Ｓ２１）から圧縮機停止時間Ｔｓｔｏｐをカウントし（Ｓ２２）、この停止時間Ｔｓｔｏｐとあらかじめ設定された時間Ｔ１とを比較し（Ｓ２３）、停止時間Ｔｓｔｏｐが設定時間Ｔ１よりも長くなった場合は、圧縮機加熱装置１２をＯＮとする（Ｓ２４）。一方、設定時間よりも短い場合は停止時間のカウントを繰り返し継続して行なう。
【００４５】
以上のように実施の形態４によれば、圧縮機停止時間Ｔｓｔｏｐをカウントし、あらかじめ設定された時間Ｔ１よりも長くなると、圧縮機加熱装置１２を通電ＯＮ状態にして圧縮機１を加熱するため、圧縮機１の内部に大量に液冷媒が寝込み弱溶解性油が液冷媒層上部に浮遊することを防止できるため、圧縮機１の起動時にロータ等回転部品の攪拌による大量の弱溶解性油の圧縮機流出がなくなり、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００４６】
実施の形態５．
図８は本発明の実施の形態５に係る空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。なお、図８の冷凍サイクルは冷房運転時の状態を示しており、図1の実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。図８において、１０は油分離器、１１は返油用毛細管であり、圧縮機１より冷媒ガスとともに排出される弱溶解性油を油分離器１０に導入し、内部で冷媒ガスと弱溶解性油を分離したのち、冷媒ガスは油分離器から四方弁の方に流出し、分離された弱溶解性油は返油用毛細管１１を介して減圧され、圧縮機吸入管に戻される。
【００４７】
本実施の形態の冷凍サイクルの効果は、油分離器１０を用いることにより冷凍サイクル中に流出する弱溶解性油の油循環率を低減するため、油上がりが大きい圧縮機を用いても、弱溶解性油の油循環率をレシーバ９に貯留される液冷媒の冷凍機油飽和溶解度以下に抑えることが可能となり、余剰冷媒中の弱溶解性油は２層分離して溜まることなくレシーバ９内の液冷媒中に溶解した状態で存在し、圧縮機への油戻りが阻害されることもない。
【００４８】
実施の形態６．
図９は本発明の実施の形態６に係る例えば空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。図１０は本発明の実施の形態６に係る絞り制御を示すフローチャートである。図９において、２０は制御装置、２１はレシーバ９の外郭に設置された第１の温度センサ、２４は圧縮機１の外郭に設置された第４の温度センサである。なお、図１の実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
【００４９】
次に、動作について図１０をもとに説明する。空気調和機の制御装置２０は、圧縮機運転周波数Ｈzを検知し（Ｓ３２）、この圧縮機運転周波数と相関関係がある圧縮機油循環率φｏｉｌを推定（Ｓ３３）する。一方、レシーバ９に設置された第１の温度センサ２１によりレシーバに貯留された液冷媒温度（レシーバ液温）Ｔｒを検知（Ｓ３４）して、レシーバ９内の液冷媒の飽和油溶解度φrを算出する（Ｓ３５）。そして、この飽和油溶解度φrと前記圧縮機油循環率φｏｉｌとを比較して（Ｓ３６）、圧縮機油循環率φｏｉｌが飽和油溶解度φrよりも大きい場合、冷房運転時（Ｓ３８）は、第１の絞り装置７ａの開度を開き、第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃの開度を小さくし、暖房運転時（Ｓ３９）は第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃの開度を開き、第1の絞り装置７ａの開度を閉じる。これによって、レシーバ７内の圧力を上昇させ、液冷媒温度を上げることにより液冷媒飽和油溶解度φrを増加させ、圧縮機油循環率φoilよりも大きくなるように制御する。
【００５０】
本実施の形態の冷凍サイクルの効果は、レシーバ９内の液冷媒の飽和油溶解度φrが圧縮機油循環率φoilよりも大きくなるように第１の絞り装置および第２の絞り装置の開度を制御するため、レシーバ９内の余剰冷媒中の弱溶解性油は２層分離して溜まることなくレシーバ９内の液冷媒中に溶解した状態で存在し、圧縮機１への油戻りが阻害されることもない。
【００５１】
実施の形態７．
図１１は本発明の実施形態７に係る絞り制御を示す（ａ）冷房運転、（b）暖房運転のフローチャートである。なお、冷媒サイクルは図９と同じである。図１１のフローチャートをもとに動作を説明する。例えば冷房運転起動時（Ｓ４１）、制御装置２０は第１の絞り装置７ａを全開とし（Ｓ４２）、レシーバ９に設置された第１の温度センサ２１によりレシーバ温度Ｔrを検知して（Ｓ４３）、この検知温度とあらかじめ設定された起動時設定温度Ｔｒｐを比較し（Ｓ４４）、レシーバ温度Ｔrが起動時設定温度Ｔｒｐより低くければ第２の絞り装置８a，８ｂ，８ｃを絞る（Ｓ４５）と同時に、運転時間ｔをカウント（Ｓ４６）開始する。そして設定時間以内であればレシーバ温度Ｔr＞起動時設定温度Ｔｒｐの状態を保ち（Ｓ４７）、設定時間を超えると通常制御へ移行する（Ｓ４８）。
また、暖房運転起動時（Ｓ５１）、制御装置２０は第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃを全開とし（Ｓ５２）、レシーバ９に設置された第１の温度センサ２１によりレシーバ温度Ｔrを検知して（Ｓ５３）、この検知温度とあらかじめ設定された起動時設定温度Ｔｒｐより低ければ第１の絞り装置７ａを絞る（Ｓ５５）と同時に運転時間tをカウントする（Ｓ５６）。そして設定時間以内であれば（Ｓ５７）、レシーバ温度Ｔr＞起動時設定温度Ｔｒｐの状態を保ち、設定時間を超えると通常制御へ移行する（Ｓ５８）。
【００５２】
本実施の形態の冷凍サイクルの効果は、起動時に圧縮機１より流出する冷凍機油が一時的に増加しても、レシーバ９内の液冷媒の温度を上昇させて液冷媒の飽和油溶解度を大きくすることで、レシーバ９内で弱溶解性油が２層分離して溜まることなくレシーバ９内の液冷媒中に溶解した状態で存在し、圧縮機１への油戻りが阻害されることもない。なお、レシーバ温度を検知する代わりにレシーバ内圧力を検知しても同様の制御が可能である。
【００５３】
実施の形態８．
図１２は本発明の実施の形態１２に係る絞り制御を示すフローチャートである。なお、使用する冷凍サイクルは図９と同じである。空気調和機の制御装置２０は圧縮機１外郭または吐出配管に設置された第４の温度センサー２４により圧縮機温度Ｔｃｏｍｐを検知し（Ｓ６１）、この圧縮機温度Ｔｃｏｍｐとあらかじめ設定された設定温度Ｔｃｏｍｐ１を比較する（Ｓ６２）。そして圧縮機温度Ｔｃｏｍｐが設定温度Ｔｃｏｍｐ１より高い場合は絞り制御の変更は行なわずＳ６１の圧縮機温度検知へ移り、Ｔｃｏｍｐが設定温度Ｔｃｏｍｐ１を下回る場合は、圧縮機１へ液バック状態で圧縮機から流出する冷凍機油が増加していると判断し、まずレシーバ９に設置された第１の温度センサ２１にてレシーバ温度Ｔｒを検知し（Ｓ６３）、このレシーバ温度Ｔrとあらかじめ設定された設定温度Ｔｒｐを比較する（Ｓ６４）。そして、レシーバ温度Ｔrが設定温度Ｔｒｐを超えていれば絞り制御の変更は行なわず、圧縮機温度Ｔｃｏｍｐの検知（Ｓ６１）へ戻り、逆にレシーバ温度Ｔｒが設定温度Ｔｒｐを超えていなければ次の絞り制御へ移る。ここで、冷房運転時は、第１の絞り装置７ａを全開とし（Ｓ６５）、第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃを絞ってレシーバ温度Ｔｒが設定温度Ｔｒｐを超えるように制御する（Ｓ６６）。一方、暖房運転時は、第２絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃを全開とし（Ｓ６５）、第１の絞り装置７ａを絞り（Ｓ６６）、第１の温度センサ２１で検知されたレシーバ温度Ｔｒがあらかじめ設定された起動時設定温度Ｔｒｐを超えるように制御する。
【００５４】
本実施の形態の冷凍サイクルの効果は、圧縮機１が液バック状態となり圧縮機から流出する冷凍機油が増加しても、レシーバ９内の液冷媒の温度を上昇させて液冷媒の飽和油溶解度を大きくすることで、レシーバ９内で弱溶解性油が２層分離して溜まることなくレシーバ９内の液冷媒中に溶解した状態で存在し、圧縮機１への冷凍機油戻りが阻害されることもない。なお、圧縮機温度の代わりに圧縮機吐出冷媒温度を検知しても同様の制御が可能である。またレシーバ温度を検知する代わりにレシーバ内圧力を検知しても同様の制御が可能である。
【００５５】
実施の形態９．
図１３は本発明の実施の形態９に係る起動制御を示す（ａ）冷房運転と（ｂ）暖房運転のフローチャートである。なお、使用する冷凍サイクルは図９と同様であり、以下に動作について説明する。空気調和機の制御装置２０は、冷房運転開始指令を受けると（Ｓ７１）、第２の絞り装置である電子膨張弁８ａ，８ｂ，８ｃの開度を絞り（Ｓ７２）、その後圧縮機１を起動し（Ｓ７３）、所定時間だけ第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃの開度を固定し（Ｓ７４）、そして所定時間後は通常制御へ移る（Ｓ７５）。また一方、暖房運転開始指令を受けると（Ｓ８１）、第1の絞り装置７ａである電子膨張弁の開度を絞り（Ｓ８２）、その後圧縮機１を起動し（Ｓ８３）、所定時間だけ電子膨張弁開度７ａを固定（Ｓ８４）する。そして所定時間経過後は通常制御へ移る（Ｓ８５）。
【００５６】
本実施の形態の冷凍サイクルは、冷房運転起動時にレシーバ９の下流側の第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃを絞って圧縮機１を起動するため、余剰冷媒を早くレシーバ９に溜めることができると同時に、圧縮機１への大量の液バックを抑え圧縮機１の内部で弱溶解性油が液冷媒層上部に浮遊することを防止できるため、圧縮機内のロータ等回転部品の攪拌による大量の弱溶解性油の圧縮機流出がなくなり、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。また一方、暖房運転起動時にレシーバ９の下流側の第1の絞り装置７ａを絞って圧縮機１を起動するため、余剰冷媒を早くレシーバ９に溜めることができると同時に、圧縮機1への大量の液バックを抑え圧縮機1の内部で弱溶解性油が液冷媒層上部に浮遊することを防止できるため、冷房運転起動時と同様に、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００５７】
実施の形態１０．
図１４は本発明の実施の形態１０に係るデフロスト運転時の絞り制御手段である。なお、使用する冷凍サイクルは図９と同様であり、以下に動作を説明する。デフロスト運転指令が出る（Ｓ９１）と、四方弁２を暖房運転側から冷房運転側へ切換え（Ｓ９２）、その後レシーバ９の下流側である第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃの絞り開度を上流側である第１の絞り装置７ａの絞り開度よりも小さく設定する（Ｓ９３）ものである。
【００５８】
このように実施の形態１０によれば、デフロスト運転時はレシーバ９の下流側である第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃの絞り開度を上流側である第１の絞り装置７ａの絞り開度よりも小さく設定するため、レシーバ９内部に液冷媒が溜まりやすくなり、圧縮機１への大量の液バックを抑え圧縮機１の内部で弱溶解性油が液冷媒層上部に浮遊することを防止できるため、圧縮機内部のロータ等回転部品の攪拌による大量の弱溶解性油の圧縮機流出がなくなり、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００５９】
実施の形態１１．
図１５は本発明の実施の形態１１に係る例えば空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。図１６は本発明の実施の形態１１に係るデフロスト終了時の絞り制御手段を示すフローチャートである。図１５において、２０は制御装置、２３は室外熱交換器５の出口側配管に設置された第３の温度センサであり、図１の実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符合を付し説明を省略する。
【００６０】
冷凍サイクルのデフロスト運転中は圧縮機１より吐出した過熱冷媒ガスは室外熱交換器５の内部に流入し、熱伝導により熱交換器フィン表面に着霜した霜と熱交換して０℃の液冷媒となる。デフロスト運転初期の室外熱交換器フィン表面に十分着霜した状態では、冷媒ガスはすぐに凝縮するため、室外熱交換器５の配管内はほとんど液冷媒で満たされた状態で室外熱交換器５の内部の冷媒存在量はかなり多いが、デフロスト運転が進むにつれて霜が溶けてフィン表面の着霜が無くなると過熱ガスは十分凝縮せず室外熱交換器５の配管内は気液二相状態となり、室外熱交換器５内部の冷媒存在量は少なくなる。
【００６１】
次に本実施の形態における絞り制御の動作について図１６のフローチャートをもとに説明する。空気調和機の制御装置２０は、デフロスト運転の指令が出ると（Ｓ１０１）、室外熱交換器５の出口側に設置された第３の温度センサ２３により室外熱交換器５の出口温度Ｔｃｏを検知し（Ｓ１０２）、この検知温度とあらかじめ設定された設定解除温度を比較する（Ｓ１０３）。検知温度Ｔｃｏが設定解除温度より低い場合は継続してデフロスト運転を行ない、逆に検知温度Ｔｃｏが設定解除温度を超える場合はデフロスト運転の終了指令を出して（Ｓ１０４）、室外熱交換器内の冷媒存在量が少ないとの判断により第１の絞り装置７ａの絞り開度を小さく（Ｓ１０５）した後、四方弁２を暖房モードへ切換え（Ｓ１０６）、暖房運転起動の制御を行なう（Ｓ１０７）。これにより、室外熱交換器５内の液冷媒の圧縮機１への液バックを小さく抑え、またレシーバ9内部から圧縮機１側への液バック量も小さく抑えることが可能となり、圧縮機１内部で弱溶解性油が液冷媒層上部に浮遊することを防止できるため、ロータ等回転部品の攪拌による大量の弱溶解性油の圧縮機流出がなくなり、油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００６２】
実施の形態１２．
図１７は本発明の実施の形態１２に係る油回収制御手段を示すフローチャートである。なお、使用する冷凍サイクルは図１５と同じである。例えば、圧縮機周波数を低速で運転すると、冷凍サイクル中を循環する冷媒の流速が小さくなり、冷凍サイクル中に冷凍機油が滞留して圧縮機へ返油されない状態となる。特に弱溶解性油の場合、冷凍機油中に溶ける冷媒が少ないため、温度が低い低圧配管中では油粘度が非常に大きくなり、溶解性油に比べてより返油されない状態となる。そこで、本実施の形態の冷凍サイクルでは、空気調和機の制御装置２０が圧縮機運転時間Ｔｃｏｍｐをカウントし（Ｓ１１２）、この圧縮機運転時間Ｔｃｏｍｐと設定運転時間ｔｓｅｔを比較する（Ｓ１１３）。運転時間Ｔｃｏｍｐが設定運転時間ｔｓｅｔ以内であればカウントを継続し、設定運転時間ｔｓｅｔを超えると圧縮機運転周波数をあらかじめ設定した設定周波数Ｈｚｓｅｔに増速設定し（Ｓ１１４）、所定時間だけその状態を維持運転する（Ｓ１１５）。そして、所定時間が経過した後は通常運転制御に移行する（Ｓ１１６）。
【００６３】
上述のように本実施の形態では、制御装置２０は圧縮機運転時間Ｔｃｏｍｐをカウントし、ある設定運転時間ｔsetを超えると圧縮機運転周波数をあらかじめ設定した設定周波数Ｈｚｓｅｔに増速し所定時間運転するため、弱溶解性油を用いて圧縮機を低速運転しても、設定時間経過すると定期的に圧縮機へ返油することが可能となり、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００６４】
実施の形態１３．
図１８は本発明の実施の形態１３に係る例えば空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。図１９は本発明の実施の形態１３に係るレシーバ貯溜油の油回収制御手段を示すフローチャートである。図１８において、２０は制御装置であり、図１の実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。過渡的に圧縮機の冷凍機油流出量が増加すると冷凍サイクル中の油循環率は、一時的にレシーバ９内液冷媒の飽和油溶解度を超え、レシーバ９内部で弱溶解性油が液冷媒上部に二層分離して滞留する可能性がある。
【００６５】
そこで本実施の形態を図１９のフローチャートをもとに説明する。例えば室内熱交換器３ａのみ暖房運転し、室内熱交換器３ｂ、３ｃが停止している場合、空気調和機の制御装置２０は、レシーバ貯留油の油回収運転指令（Ｓ１２１）により、停止室内熱交換器３ｂ、３ｃに接続される第２の絞り装置８ｂ，８ｃを全閉とし（Ｓ１２２）、その状態を所定時間維持させる（Ｓ１２３）。この制御動作は停止室内熱交換器３ｂ、３ｃの内部にガス冷媒を凝縮させ、液冷媒として停止室内熱交換器３ｂ、３ｃに貯留させる。そして所定時間が経過した後は通常制御へ移行する（Ｓ１２４）。これによって、レシーバ９内の余剰液冷媒は無くなり、液冷媒上部に２層分離して浮遊していた弱溶解性油はレシーバ９内の配管より流出して圧縮機１へ返油されるため、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００６６】
実施の形態１４．
図２０は本発明の実施の形態１４に係る例えば空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。図２１は本発明の実施の形態１４に係るレシーバ貯留油の油回収制御手段を示すフローチャートである。図２０において、２０は第１の絞り装置７ａや第２の絞り装置８ａ〜８ｃ等を制御する制御装置であり、図１の実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。起動時やデフロスト終了後の再起動時など、過渡的に圧縮機１へ液バックが発生する場合、圧縮機１内部で弱溶解性油が液冷媒層上部に浮遊し、ロータ等回転部品の攪拌による大量の弱溶解性油の圧縮機流出が発生する可能性がある。このような場合、冷凍サイクル中の油循環率は、一時的にレシーバ９内液冷媒の飽和油溶解度を超え、レシーバ９内部で弱溶解性油が液冷媒上部に二層分離して滞留する可能性がある。
【００６７】
本実施の形態では、図２１のフローチャートに示すように制御装置２０は、レシーバに貯留した油回収運転指令（Ｓ１３１）により、暖房運転時は第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃを全閉とし、また冷房運転時は第１の絞り装置７ａを全閉とし（Ｓ１３２）、この状態を所定時間だけ維持させる（Ｓ１３３）。その後は通常制御へ移行（Ｓ１３４）するが、この動作によりレシーバ９内部の液冷媒と弱溶解性油を全てレシーバ９の冷凍サイクル下流側に流出させ、圧縮機１の吸入側に返油させる。
【００６８】
このように、本実施の形態１４によれば、過渡的にレシーバ９内部に弱溶解性油が滞留しても、圧縮機１の吸入側へ返油するレシーバ貯溜油回収制御手段を備えているため、圧縮機１の冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００６９】
実施の形態１５．
図２２は本発明の実施の形態１５に係る例えば空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。図２３は本発明の実施形態１５に係るレシーバ貯溜油の油回収制御手段を示すフローチャートである。図２２において、１３は室外熱交換器５と第１の絞り装置７ａ間の配管から分岐した配管に接続された第１の逆止弁、１４は各室内熱交換器３ａ〜３ｃと第２の絞り装置８ａ〜８ｃ間の配管から分岐して集合された配管に接続された第２の逆止弁、１５は前記第１の逆止弁１３と第２の逆止弁１４を接続する配管からレシーバ９の上部へ貫通接続する配管に設けられた第１の二方弁、２０は制御装置である。なお、図１の実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
【００７０】
前記第１の逆止弁１３は、冷房運転時に室外熱交換器５と第１の絞り装置７ａ間から二方弁１５を介してレシーバ９側へは流さない方向に設定し、一方、第２の逆止弁１４は暖房運転時に室内熱交換器側からレシーバ９側へ流さない方向に設定している。そして第１の二方弁１５は、第１および第２の絞り装置と同様に制御装置２０によりその開閉動作を制御される。
【００７１】
このように構成された実施の形態１５の冷凍サイクルにおいて、実施の形態１３および実施の形態１４ですでに説明したような過渡的に大量の油上がりによるレシーバ９内部への冷凍機油滞留が発生した場合の制御動作について図２３のフローチャートをもとに説明する。レシーバ９に滞留した油の回収運転指令（Ｓ１４１）により、冷房運転時は第１の絞り装置７ａを全閉とし（Ｓ１４２）、そして第１の二方弁１５を開とする（Ｓ１４３）。この状態を所定時間維持（Ｓ１４４）しながら、レシーバ９内部を液冷媒で満たすことにより、レシーバ９内部に滞留していた弱溶解性油をレシーバ９上部より第１の二方弁１５および第２の逆止弁１４を介して室内熱交換器３ａ，３ｂ，３ｃ側へ排出し、四方弁２を介して圧縮機１の吸入側へ返油させる。また、暖房運転時は第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃを全閉として（Ｓ１４２）、第１の二方弁１５を開とし（Ｓ１４３）、レシーバ９内部を液冷媒で満たすことにより、レシーバ9内部に滞留していた弱溶解性油をレシーバ９上部より第１の二方弁１５および第１の逆止弁１３を介して室外熱交換器５側へ排出し、四方弁２を介して圧縮機１の吸入側へ返油させる。そして、上記所定時間が経過した後は通常制御へ移行する（Ｓ１４５）。
【００７２】
このように、実施の形態１５によれば、過渡的にレシーバ９内部に弱溶解性油が滞留しても、圧縮機吸入側へ返油するレシーバ貯溜油回収制御手段を備えているため、圧縮機１の油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００７３】
実施の形態１６．
図２４は本発明の実施形態１６に係る例えば空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。図２５は本発明の実施の形態１６に係るレシーバ貯溜油の油回収制御手段を示すフローチャートである。図２４において、１７はレシーバ９を左右に分割する隔壁、１８はこの分割された第１の空間、１９は分割された第２の空間、３０はレシーバ９内の第１の空間１８と第２の空間１９を上部で接続する連通部、１６はレシーバ９の底部に設けられた第２の二方弁、２０は制御装置である。なお、図１の実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
【００７４】
図２４の冷凍サイクルのレシーバ９は内部底部から上方へ配設した隔壁１７で左右に分割され、分割された第１の空間１８には第１の絞り装置７ａに接続する配管がレシーバ９の上部から貫通して底部まで挿入され、また第２の空間１９には第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃに接続する配管がレシーバ９の上部から貫通して底部まで挿入されている。そして、レシーバ内部には第1の空間１８と第２の空間１９を上部で接続する連通部３０を有し、またレシーバ９の第1の空間１８と第２の空間１９の底部を第２の二方弁１６を介して接続する配管を有している。
【００７５】
前記のように構成された実施の形態１６の冷凍サイクルにおいて、実施の形態１３および実施形態１４ですでに説明したように過渡的な大量の油上がりによるレシーバ９内部への冷凍機油滞留が発生した場合の動作について図２５のフローチャートにもとづいて説明する。冷凍機油の回収運転指令（Ｓ１５１）により、冷房運転時は、制御装置２０により通常では開として使用する第２の二方弁１６を閉とし（Ｓ１５２）、この状態を所定時間だけ維持（Ｓ１５３）することにより、まずレシーバ９の第２の空間１９内の液冷媒と弱溶解性油を第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃ側へ流出させるとともに、第1の空間１８内は流入する液冷媒により液面が上昇する。そして第１の空間１８に貯留されて上部に分離し浮遊する弱溶解性油はレシーバ９内上部の連通部３０より第２の空間１９の底部に流下し、配管より第２の絞り装置８ａ，８ｂ，８ｃ側へ流出し、室内熱交換器３ａ，３ｂ，３ｃ、四方弁２を介して圧縮機１吸入側に返油される。また同様に、暖房運転時は、通常では開として使用する第２の二方弁１６を閉とし（Ｓ１５２）、この状態を所定時間だけ維持（Ｓ１５３）させ、レシーバ９の第1の空間１８内に貯留する液冷媒と弱溶解性油を第１の絞り装置７ａ側へ流出させるとともに、第２の空間１９内は流入する液冷媒により液面が上昇し、上部に分離して浮遊する弱溶解性油はレシーバ９上部の連通部３０より第１の空間１８の底部に流下し、配管より第１の絞り装置７ａ側へ流出し、室外熱交換器５、四方弁２を介して圧縮機１の吸入側に返油される。この動作を所定時間行った後、通常動作へ移行する（Ｓ１５４）。
【００７６】
このように、本実施の形態によれば、過渡的にレシーバ９内部に弱溶解性油が滞留しても、圧縮機１の吸入側へ返油するレシーバ貯溜油回収制御手段を備えているため、圧縮機１の油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００７７】
実施形態１７．
本発明の実施の形態１７に係る冷凍サイクルは例えば使用する冷媒としてＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒、冷凍機油としてＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒と弱溶解性性のアルキルベンゼン系油を用いたものである。
【００７８】
例えば、ＨＦＣ系冷媒Ｒ４１０Ａに弱溶解性の冷凍機油アルキルベンゼンは非常に安定性が高く、塩素系の異物などが混入してもスラッジの発生も少ないが、ＨＦＣ系冷媒と弱溶解性のために、圧縮機への返油が問題であった。図２７のＨＦＣ系冷媒Ｒ４１０Ａとアルキルベンゼン系油の溶解度について前述したが、これによると、従来の冷凍サイクルのようにアキュームレータに貯溜する場合、余剰冷媒の温度が低いため、溶解度が低く、分離して冷媒の上層に浮いてアキュームレータに返油できなくなってしまうが、本実施形態に示すようにレシーバ7に余剰冷媒を貯溜すると、余剰冷媒の温度が３０〜４５℃程度と高いため、油溶解度は０．８％以上となり、冷凍サイクルの通常の使用範囲であれば、油循環率は０．８％程度なので油が分離することなく圧縮機に返油することが可能となり、安定性が高い弱溶解性油が使用可能となり、信頼性が向上する。また、オゾン破壊係数の小さなＨＦＣ系冷媒およびＨＣ系冷媒が使用可能となり、地球環境にもやさしい空調機器を提供することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、請求項１に係る冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、レシーバと室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置およびレシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、レシーバ内に貯留される液冷媒の温度または圧力を検知する第１の検知手段と、圧縮機シェル温度または吐出冷媒温度を検知する第４の温度検知手段と、第４の温度検知手段により検知された温度が予め設定された所定温度以下の場合、第１の検知手段により検知されたレシーバ内の液冷媒の温度を予め設定された所定温度以上となるように、冷房運転時は前記第１の絞り装置を全開とするとともに第２の絞り装置を絞る、または暖房運転時は第２の絞り装置を全開とするとともに第１の絞り装置を絞るように制御する制御手段とを備えたので、圧縮機が液バック状態となり流出する冷凍機油が増加しても、レシーバ内の液冷媒の温度を上昇させて液冷媒の冷凍機油飽和溶解度を大きくすることで、レシーバ内で弱溶解性油が２層分離して溜まることなくレシーバ内の液冷媒中に溶解した状態で存在し、圧縮機への油戻りが阻害されることもない。
【００８６】
本発明の請求項２に係る冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、少なくともレシーバと室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置またはレシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置のどちらか一方と、圧縮機起動時に冷凍サイクルの冷媒流れ方向のレシーバ下流側に位置する第１または第２の絞り装置を所定時間だけ予め設定した通常より小さい絞り開度に固定維持して液冷媒の冷凍機油飽和溶解度が冷凍サイクル中の冷凍機油の油循環率を下回らないように制御する制御手段とを備えたので、余剰冷媒を早くレシーバに溜めることができると同時に、圧縮機への大量の液バックを抑え圧縮機の内部で弱溶解性油が液冷媒層上部に浮遊することを防止できるため、ロータ等回転部品の攪拌による大量の弱溶解性油の圧縮機流出がなくなり、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００８７】
本発明の請求項３に係る冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び複数並列に接続された室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、レシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、暖房運転時に、停止している室内熱交換器に接続する第２の絞り装置を全閉としてレシーバに貯留した冷凍機油を回収する油回収手段とを備えたので、停止室内熱交換器の内部にガス冷媒を凝縮させ、液冷媒として停止室内熱交換器に貯留させることによって、レシーバ内の余剰液冷媒な無くなり、液冷媒上部に２層分離して浮遊していた弱溶解性油はレシーバ内の配管より流出して圧縮機へ返油することが可能となり、冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００８８】
本発明の請求項４に係る冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、レシーバと室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置およびレシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、室外熱交換器と第１の絞り装置を接続する配管と室内熱交換器と第２の絞り装置を接続する配管からそれぞれ分岐し、互いに逆向きに配設された２個の逆止弁を介して接続され、２個の逆止弁により挟まれた配管からレシーバ上部へ第１の二方弁を介して接続される配管とを備え、冷媒流れ方向に対してレシーバ上流側の絞り装置を全開とするとともに第１の二方弁を開として、レシーバ上部からレシーバ内部に滞留して２層分離した上部の弱溶解性の冷凍機油を室外熱交換器または室内熱交換器を介して回収するので、圧縮機の冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【００８９】
本発明の請求項５に係る冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、レシーバと室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置およびレシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、レシーバの底部から上方へ延出して内部を左右空間に分割する隔壁と、左右空間の一方の底部近くまで貫通挿入され第１の絞り装置に接続された配管と、左右空間の他方の底部近くまで貫通挿入され第２の絞り装置に接続された配管と、レシーバの底部から左右空間を接続する第２の二方弁と、左右空間の上部で連通接続する連通部とを備え、第２の二方弁を閉としてレシーバに貯留した冷凍機油を回収するので、圧縮機の冷凍機油枯渇による圧縮機潤滑不良をなくし信頼性を高くすることができる。
【０１００】
本発明の請求項６に係る冷凍サイクルは、使用する冷媒として、ＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒を用いたので、これらはオゾン破壊係数が小さく地球環境にもやさしい空気調和機を提供することができる。
【０１０１】
本発明の請求項７に係る冷凍サイクルは、使用する冷凍機油として、アルキルベンゼン系油を用いたので、安定性が高い弱溶解性油が使用可能となり、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態1に係る空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態1に係る空気調和機の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷房運転時のモリエル線図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る起動制御手段を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３に係る空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る寝込み防止制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態４に係る寝込み防止制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態５に係る空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態６に係る空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態６に係る絞り制御を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態７に係る絞り制御を示す（ａ）冷房運転と（ｂ）暖房運転のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態８に係る絞り制御を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態９に係る起動制御を示す（ａ）冷房運転と（ｂ）暖房運転のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態１０に係るデフロスト運転時の絞り制御手段を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態１１に係る空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態１１に係るデフロスト終了時の絞り制御手段を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態１２に係る油回収制御手段を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態１３に係る空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施の形態１３に係るレシーバ貯溜油の油回収制御手段を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態１４に係る空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図２１】本発明の実施の形態１４に係るレシーバ貯溜油の油回収制御手段を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の実施の形態１５に係る空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図２３】本発明の実施の形態１５に係るレシーバ貯溜油の油回収制御手段を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の実施の形態１６に係る空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図２５】本発明の実施の形態１６に係るレシーバ貯溜油の油回収制御手段を示すフローチャートである。
【図２６】従来の空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図２７】液冷媒中のアルキルベンゼン油飽和溶解度特性図である。
【符号の説明】
１圧縮機、２四方弁、３ａ，３ｂ，３ｃ室内熱交換器、４ａ，４ｂ，４ｃ絞り装置、5 室外熱交換器、6 アキュームレータ、７ａ第１の絞り装置、８ａ，８ｂ，８ｃ第２の絞り装置、９レシーバ、１０油分離器、１１返油用毛細管、１２圧縮機加熱装置、１３第１の逆止弁、１４第２の逆止弁、１５第１の二方弁、１６第２の二方弁、１７隔壁、１８第１の空間、１９第２の空間、２０制御装置、２１第1の温度センサー、２２第２の温度センサー、２３第３の温度センサー、２４第４の温度センサー、３０連通部。

Claims

圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、前記冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、前記室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、前記レシーバと前記室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置および前記レシーバと前記室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、前記レシーバ内に貯留される液冷媒の温度または圧力を検知する第１の検知手段と、圧縮機シェル温度または吐出冷媒温度を検知する第４の温度検知手段と、前記第４の温度検知手段により検知された温度が予め設定された所定温度以下の場合、前記第１の検知手段により検知されたレシーバ内の液冷媒の温度を予め設定された所定温度以上となるように、冷房運転時は前記第１の絞り装置を全開とするとともに前記第２の絞り装置を絞る、または暖房運転時は前記第２の絞り装置を全開とするとともに前記第１の絞り装置を絞るように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、前記冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、前記室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、少なくとも前記レシーバと前記室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置または前記レシーバと前記室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置のどちらか一方と、圧縮機起動時に冷凍サイクルの冷媒流れ方向のレシーバ下流側に位置する前記第１または第２の絞り装置を所定時間だけ予め設定した通常より小さい絞り開度に固定維持して液冷媒の冷凍機油飽和溶解度が冷凍サイクル中の冷凍機油の油循環率を下回らないように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び複数並列に接続された室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、前記冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、前記レシーバと室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、暖房運転時に、停止している室内熱交換器に接続する前記第２の絞り装置を全閉としてレシーバに貯留した冷凍機油を回収する油回収手段とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、前記冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、前記室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、前記レシーバと前記室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置および前記レシーバと前記室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、前記室外熱交換器と前記第１の絞り装置を接続する配管と前記室内熱交換器と前記第２の絞り装置を接続する配管からそれぞれ分岐し、互いに逆向きに配設された２個の逆止弁を介して接続され、２個の逆止弁により挟まれた配管からレシーバ上部へ第１の二方弁を介して接続される配管とを備え、冷媒流れ方向に対して前記レシーバ上流側の絞り装置を全開とするとともに前記第１の二方弁を開として、レシーバ上部からレシーバ内部に滞留して２層分離した上部の前記弱溶解性の冷凍機油を前記室外熱交換器または室内熱交換器を介して回収することを特徴とする冷凍サイクル。
圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交換器を配管を介して環状に接続して冷媒と冷凍機油を封入した冷凍サイクルにおいて、前記冷媒に対して弱溶解性の冷凍機油と、前記室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバと、前記レシーバと前記室外熱交換器間の配管に設けられた第１の絞り装置および前記レシーバと前記室内熱交換器間の配管に設けられた第２の絞り装置と、前記レシーバの底部から上方へ延出して内部を左右空間に分割する隔壁と、前記左右空間の一方の底部近くまで貫通挿入され前記第１の絞り装置に接続された配管と、前記左右空間の他方の底部近くまで貫通挿入され前記第２の絞り装置に接続された配管と、前記レシーバの底部から左右空間を接続する第２の二方弁と、前記左右空間の上部で連通接続する連通部とを備え、前記第２の二方弁を閉として前記レシーバに貯留した冷凍機油を回収することを特徴とする冷凍サイクル。
使用する冷媒として、ＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒を用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の冷凍サイクル。
使用する冷凍機油として、アルキルベンゼン系油を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の冷凍サイクル。