WO2008018381A1 - Refrigeration device - Google Patents

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heating
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Junichi Shimoda
Hidehiko Kinoshita
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Daikin Industries Ltd
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    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2106Temperatures of fresh outdoor air

Definitions

  • the present invention relates to control of means for heating a compressor while the refrigeration apparatus is stopped.
  • the refrigerant sometimes accumulates in the compressor during its stoppage.
  • the temperature of the compressor decreases in the outside air temperature and in winter, so the refrigerant in the refrigerant circuit is condensed in the compressor. May accumulate.
  • the refrigerant dissolves in the lubricating oil stored in the compressor and the viscosity of the lubricating oil decreases. If the compressor is started in this state, lubricating oil having a low viscosity is supplied to the sliding portion of the compressor, which may cause seizure due to poor lubrication.
  • the refrigerant that has been dissolved in the lubricating oil after the compressor is started may gasify at a stretch, and the lubricating oil may become foamed, making it impossible to supply sufficient oil.
  • Patent Document 1 discloses that an electric heater is attached to a compressor, and the electric heater is energized to heat the compressor.
  • Patent Document 2 discloses that a high-frequency low voltage is applied to a coil of an electric motor installed in a compressor and Joule heat is generated by the coil without rotating the electric motor to heat the compressor. It has been done.
  • Patent Document 1 describes
  • Patent Document 1 JP 2002-106981 A
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-031386
  • an outdoor unit provided with a compressor and a heat source side heat exchanger and an indoor unit provided with a use side heat exchanger are connected by a communication pipe. It is often formed by doing so.
  • the refrigerant accumulates in the outdoor unit.
  • Patent Document 1 even if the indoor and outdoor temperatures are taken into consideration, it can be determined whether the refrigerant accumulates in the indoor unit or the outdoor unit. It is not possible to judge whether or not it can be accumulated. For this reason, the compressor is heated even in a state where the amount of refrigerant accumulated in the compressor is so large that there is a possibility that useless energy is consumed.
  • the present invention has been made in view of the force, and the purpose thereof is to appropriately determine whether or not a large amount of refrigerant can be accumulated in the compressor, and to stop the refrigeration apparatus.
  • the purpose is to reduce the consumption energy.
  • the first invention includes a heat source side circuit (21) installed outdoors having a compressor (30) and a heat source side heat exchanger (34), and a use side heat exchanger (37).
  • a refrigerant circuit (20) connected to a user-side circuit (22) installed indoors, the refrigerant circuit (20) circulating a refrigerant in the refrigerant circuit (20) and performing a refrigeration cycle.
  • the heat source side heat exchanger (34) is configured to exchange heat with the outdoor air, while heating means (80) for heating the compressor (30) while the refrigeration apparatus is stopped.
  • the heating means (80) heats the compressor (30) while the refrigeration apparatus (10) is stopped, so that the refrigerant in the refrigerant circuit (20) is transferred to the compressor (30). It is prevented from flowing into and condensing.
  • the control means (91) is controlled by the pressure by the heating means (80) even when the refrigeration apparatus (10) is stopped. Hold the compressor (30) stopped.
  • the refrigerant charged in the refrigerant circuit (20) condenses at the lowest temperature portion of the refrigerant circuit (20) and accumulates in that portion. go. For this reason, while the outside air temperature gradually decreases, the refrigerant accumulates in the heat source side heat exchanger (34), which is cooler than the compressor (30), and that much refrigerant is compressed. It can be assumed that it will not accumulate in the machine (30).
  • control means (91) of the first aspect of the invention does not increase the amount of refrigerant that accumulates in the compressor (30) while the detection value of the outside air temperature detection means (72) is decreasing. And the heating of the compressor (30) by the heating means (80) is stopped.
  • a second invention includes a heat source side circuit (21) installed outdoors having a compressor (30) and a heat source side heat exchanger (34), and a use side heat exchanger (37).
  • a refrigerant circuit (20) connected to a user side circuit (22) installed indoors, and circulating the refrigerant in the refrigerant circuit (20).
  • the target is a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle.
  • the heat source side heat exchanger (34) is configured to exchange heat with the outdoor air, while heating means (80) for heating the compressor (30) while the refrigeration apparatus is stopped.
  • the heating means (80) heats the compressor (30) while the refrigeration apparatus (10) is stopped, so that the refrigerant in the refrigerant circuit (20) is transferred to the compressor (30). It is prevented from flowing into and condensing. Further, in the present invention, while the detection value of the compressor temperature detection means (77) is higher than the detection value of the outside air temperature detection means (72), even if the refrigeration apparatus (10) is stopped, the control means (91 ) Holds the heating of the compressor (30) by the heating means (80) in a stopped state.
  • control means (91) of the second aspect of the present invention provides the compressor (91) while the detected value of the compressor temperature detecting means (77) is higher than the detected value of the outside air temperature detecting means (72). It is judged that the amount of refrigerant accumulated in 30) should be so much! /, And heating of the compressor (30) by the heating means (80) is kept stopped.
  • a third invention is the above-described first or second invention, wherein the use side heat exchanger (37) is configured to exchange heat between the refrigerant and the indoor air, and detects an indoor air temperature. Temperature detection Means (75) are provided, and the control means (91) is configured such that the detected value of the inside air temperature detecting means (75) is lower than the detected value of the outside air temperature detecting means (72)! The heating of the compressor (30) by the means (80) is held in a stopped state.
  • the refrigeration apparatus (10) is stopped while the detected value of the inside air temperature detecting means (75) is higher than the detected value of the outside air temperature detecting means (72). Even so, the control means (91) keeps the heating of the compressor (30) by the heating means (80) stopped.
  • the refrigerant filled in the refrigerant circuit (20) condenses in the portion of the refrigerant circuit (20) where the temperature is the lowest, and to that portion. Accumulate. For this reason, when the refrigeration system (10) is stopped and the room temperature is lower than the outside temperature, the refrigerant charged in the refrigerant circuit (20) is It collects toward the use side circuit (22) installed indoors rather than the circuit (21). That is, in this state, it can be estimated that the amount of refrigerant that accumulates in the heat source side circuit (21) provided with the compressor (30) is not so much.
  • control means (91) of the third aspect of the invention accumulates in the compressor (30) while the detected value of the inside air temperature detecting means (75) is lower than the detected value of the outside air temperature detecting means (72). It is determined that the amount of refrigerant to be introduced is not so large, and heating of the compressor (30) by the heating means (80) is kept stopped.
  • the fourth invention includes a heat source side circuit (21) that has a compressor (30) and a heat source side heat exchanger (34) and is installed outdoors, and a use side heat exchanger (37).
  • a refrigerant circuit (20) connected to a user-side circuit (22) installed indoors, the refrigerant circuit (20) circulating a refrigerant in the refrigerant circuit (20) and performing a refrigeration cycle.
  • the heat source side heat exchanger (34) is configured to exchange heat with the outdoor air, while heating means (80) for heating the compressor (30) while the refrigeration apparatus is stopped.
  • the control means (91) for holding the heating of the compressor (30) by the heating means (80) in a stopped state while the value is decreasing is provided.
  • the heating means (80) heats the compressor (30) while the refrigeration apparatus (10) is stopped, so that the refrigerant in the refrigerant circuit (20) is transferred to the compressor (30). Prevents from flowing into and condensing I'm going. Further, in the present invention, while the detection value of the heat exchanger temperature detecting means (73) is decreasing, the control means (91) is configured to heat the heating means (80) even when the refrigeration apparatus (10) is stopped. The heating of the compressor (30) by this is kept stopped.
  • control means (91) of the fourth aspect of the invention is such that the amount of refrigerant accumulated in the compressor (30) is so much as long as the detection value of the heat exchanger temperature detection means (73) is low. Judge that it does not increase, and keep the heating of the compressor (30) by the heating means (80) stopped.
  • the fifth invention includes a heat source side circuit (21) installed outdoors having a compressor (30) and a heat source side heat exchanger (34), and a use side heat exchanger (37).
  • the heat source side heat exchanger (34) is configured to exchange heat with the outdoor air, while heating means (80) for heating the compressor (30) while the refrigeration apparatus is stopped.
  • the heating means (80) heats the compressor (30) while the refrigeration apparatus (10) is stopped, so that the refrigerant in the refrigerant circuit (20) is transferred to the compressor (30). It is prevented from flowing into and condensing. Further, in the present invention, as long as the detected value of the compressor temperature detecting means (77) is higher than the detected value of the heat exchanger temperature detecting means (73), the control is performed even if the refrigeration apparatus (10) is stopped.
  • the means (91) holds the heating of the compressor (30) by the heating means (80) in a stopped state.
  • control means (91) of the fifth aspect of the invention performs the compression while the detected value of the compressor temperature detecting means (77) is higher than the detected value of the heat exchanger temperature detecting means (73). It is judged that the amount of refrigerant accumulated in the machine (30) is not so large! /, And heating of the compressor (30) by the heating means (80) is kept stopped.
  • a sixth invention is the above-described fourth or fifth invention, wherein the use side heat exchanger (37) is configured to exchange heat between the refrigerant and the indoor air, and detects an indoor air temperature. Temperature detecting means (75) is provided, and the control means (91) is configured such that the detected value of the inside air temperature detecting means (75) is lower than the detected value of the heat exchanger temperature detecting means (73)! / In the meantime, the heating of the compressor (30) by the heating means (80) is held in a stopped state.
  • the control means (91) keeps the heating of the compressor (30) by the heating means (80) stopped.
  • the refrigerant charged in the refrigerant circuit (20) condenses in the portion of the refrigerant circuit (20) where the temperature is the lowest, and to that portion. Accumulate go. For this reason, when the refrigeration system (10) is stopped and the room temperature is lower than the outside temperature, the refrigerant charged in the refrigerant circuit (20) is It collects toward the use side circuit (22) installed indoors rather than the circuit (21). That is, in this state, it can be estimated that the amount of refrigerant that accumulates in the heat source side circuit (21) provided with the compressor (30) is not so much. Further, as described above, it can be estimated that the temperature of the heat source side heat exchanger (34) is substantially the same value as the outside air temperature.
  • control means (91) of the sixth aspect of the invention provides the compressor (30) while the detected value of the inside air temperature detecting means (75) is lower than the detected value of the heat exchanger temperature detecting means (73). It is judged that the amount of refrigerant that accumulates in the reactor is so large! /, And the heating of the compressor (30) by the heating means (80) is kept stopped.
  • the heating means (80) is an electric heater (55) attached to the compressor (30). is there.
  • the electric heater (55) constitutes the heating means (80).
  • the electric heater (55) is energized while the refrigeration apparatus (10) is stopped, the compressor (30) is heated by the generated Joule heat.
  • the eighth invention is any one of the first to sixth forces described above.
  • the compressor (30) drives the compression mechanism (61) for compressing the refrigerant and the compression mechanism (61).
  • the electric motor (62) is a hermetic compressor housed in one casing (63), while the heating means (80) is energized in an open phase with respect to the electric motor (62).
  • the electric motor (62) is configured to generate Joule heat without rotating the electric motor (62).
  • the heating means (80) energizes the motor (62) of the compressor (30) in an open phase state.
  • the heating means (80) supplies AC power to the motor (62) with one of the three phases missing.
  • the motor (62) of the compressor (30) is energized in an open phase, the motor (62) does not rotate and only Joule heat is generated.
  • the compressor (30) is heated by Joule heat generated by the electric motor (62) in the casing (63).
  • the heat source side heat exchanger (34) of the compressor (30) is stopped while the refrigeration apparatus (10) is stopped. It is determined whether or not the state force is such that a large amount of refrigerant accumulates, and in such a state, the heating of the compressor (30) by the heating means (80) is kept stopped. That is, in the present invention, even when the refrigeration apparatus (10) is stopped, if it can be estimated that there is so much refrigerant accumulated in the compressor (30)! / Compression by the heating means (80) The machine (30) is not heated. For this reason, according to the present invention, it is possible to prevent the compressor (30) from being heated in spite of the fact that the refrigerant collected in the compressor (30) does not increase so much. ) Can reduce the energy required to heat the compressor (30). As a result, according to the present invention, the energy consumption of the refrigeration apparatus (10) while the refrigeration apparatus (10) is stopped can be reduced.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration of an air conditioner according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a relationship diagram of time and temperature for explaining a control operation performed by the heating control unit in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration of an air conditioner according to Embodiment 2.
  • FIG. 4 is a relationship diagram of time and temperature for explaining a control operation performed by the heating control unit in the second embodiment.
  • FIG. 5 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration of an air conditioner in a first modification of the other embodiment.
  • Embodiment 1 of the present invention will be described.
  • the present embodiment is an air conditioner (10) configured by a refrigeration apparatus according to the present invention.
  • the air conditioner (10) includes a refrigerant circuit (20). This refrigerant circuit
  • the outdoor circuit (21) is composed of an outdoor circuit (21) which is a heat source side circuit, an indoor circuit (22) which is a use side circuit, a liquid side connection pipe (23), and a gas side connection pipe (24).
  • the outdoor circuit (21) is accommodated in an outdoor unit (11) installed outdoors. This outdoor unit (11) is provided with an outdoor fan (12)!
  • the indoor circuit (22) is accommodated in an indoor unit (13) installed indoors.
  • the indoor unit (13) is provided with an indoor fan (14).
  • the outdoor circuit (21) includes a compressor (30), a four-way switching valve (33), an outdoor heat exchanger (34), a receiver (35), and an electric expansion valve (36). Is provided.
  • the outdoor circuit (21) is provided with a bridge circuit (40), a liquid side closing valve (25), and a gas side closing valve (26).
  • the discharge pipe (32) of the compressor (30) is connected to the first port of the four-way switching valve (33).
  • a high pressure switch (71) is provided on the pipe connecting the discharge pipe (32) and the four-way selector valve (33) of the compressor (30).
  • the suction pipe (31) of the compressor (30) is connected to the second port of the four-way switching valve (33).
  • the third port of the four-way selector valve (33) is connected to one end of the outdoor heat exchanger (34).
  • the other end of the outdoor heat exchanger (34) is connected to the bridge circuit (40).
  • the bridge circuit (40) is connected to a receiver (35), an electric expansion valve (36), and a liquid side closing valve (25). This point will be described later.
  • the fourth port of the four-way selector valve (33) is connected to the gas side shut-off valve (26)
  • the bridge circuit (40) includes four check valves (41 to 44).
  • the outflow side of the first check valve (41) and the outflow side of the second check valve (42) are connected to each other, and the inflow side of the second check valve (42) 3
  • the check valve (43) is connected to the outflow side
  • the third check valve (43) is connected to the inflow side of the fourth check valve (44)
  • the fourth check valve (43) is connected to the outflow side.
  • the outflow side of (44) and the inflow side of the first check valve (41) are connected to each other.
  • the other end of the outdoor heat exchanger (34) is connected between the first check valve (41) and the fourth check valve (44) in the bridge circuit (40).
  • a liquid side shut-off valve (25) is connected between the second check valve (42) and the third check valve (43) in the bridge circuit (40).
  • the receiver (35) is a sealed container-like member formed in a vertically long cylindrical shape.
  • the upper end of the receiver (35) is connected between the first check valve (41) and the second check valve (42) in the bridge circuit (40).
  • the lower end of the receiver (35) is connected between the third check valve (43) and the fourth check valve (44) in the bridge circuit (40) via the electric expansion valve (36)! /
  • the outdoor circuit (21) is provided with a pressure equalizing pipe (50). One end of the pressure equalizing pipe (50) is connected to the receiver (35), and the other end is connected between the outdoor heat exchanger (34) and the bridge circuit (40). Further, the pressure equalizing pipe (50) is provided with a capillary tube (51). [0053]
  • the indoor circuit (22) is provided with an indoor heat exchanger (37). One end of the indoor circuit (22) is connected to the liquid side shut-off valve (25) via the liquid side communication pipe (23). The other end of the indoor circuit (22) is connected to the gas side shut-off valve (26) via the gas side communication pipe (24). After installation of the air conditioner (10), the liquid side shutoff valve (25) and the gas side shutoff valve (26) are always opened.
  • the compressor (30) is a high pressure dome type hermetic compressor. Specifically, in this compressor (30), a compression mechanism (61) that is a scroll type fluid machine and an electric motor (62) that drives the compression mechanism (61) are vertically long, cylindrical, sealed container-like. Is accommodated in a casing (63). The refrigerant sucked from the suction pipe (31) is directly introduced into the compression mechanism (61). The refrigerant compressed by the compression mechanism (61) is once discharged into the casing (63) and then sent out from the discharge pipe (32).
  • the electric motor (62) of the compressor (30) is constituted by a three-phase synchronous motor which is a kind of AC electric motor (62). Electric power is supplied to the electric motor (62) through an inverter (not shown). When the output frequency of this inverter is changed, the rotational speed of the electric motor (62) changes and the capacity of the compressor (30) changes.
  • Both the outdoor heat exchanger (34) and the indoor heat exchanger (37) are cross-fin type fin-and-tube heat exchangers.
  • the outdoor heat exchanger (34) constitutes a heat source side heat exchanger, and exchanges heat between the refrigerant in the refrigerant circuit (20) and the outdoor air supplied by the outdoor fan (12).
  • the indoor heat exchanger (37) constitutes a use side heat exchanger, and exchanges heat between the refrigerant in the refrigerant circuit (20) and the indoor air supplied by the indoor fan (14).
  • the four-way switching valve (33) includes a state in which the first port and the third port communicate with each other and a state in which the second port and the fourth port communicate with each other (state indicated by a solid line in FIG. 1), It is configured to switch to the state where the 1st port and 4th port communicate and the 2nd port communicates with the 3rd port (shown by the broken line in Fig. 1).
  • the air conditioner (10) is provided with various temperature sensors.
  • the detection value of each temperature sensor is input to the controller (90) and used for operation control of the air conditioner (10).
  • the outdoor unit (11) is provided with an outdoor air temperature sensor (72) for detecting the temperature of the outdoor air.
  • the outside air temperature sensor (72) constitutes outside air temperature detecting means.
  • Outdoor The heat exchanger (34) is provided with an outdoor heat exchanger temperature sensor (73) for detecting the heat transfer tube temperature.
  • the outdoor heat exchanger temperature sensor (73) constitutes an outdoor heat exchange temperature detecting means.
  • the discharge pipe (32) of the compressor (30) is provided with a discharge pipe temperature sensor (74) for detecting the discharge refrigerant temperature of the compressor (30).
  • the indoor unit (13) is provided with an internal air temperature sensor (75) for detecting the temperature of the indoor air.
  • the inside air temperature sensor (75) constitutes an inside air temperature detecting means.
  • the indoor heat exchanger (37) is provided with an indoor heat exchanger temperature sensor (76) for detecting the heat transfer tube temperature.
  • the indoor heat exchanger temperature sensor (76) constitutes an indoor heat exchange temperature detecting means.
  • the air conditioner (10) of the present embodiment includes a controller (90).
  • the controller (90) performs capacity control of the compressor (30), opening degree control of the electric expansion valve (36), and the like based on detection values obtained by the respective temperature sensors.
  • the controller (90) includes a heating control section (91).
  • the heating control unit (91) is in an open-phase state to the electric motor (62) of the compressor (30) while the air conditioner (10) is stopped (ie, the power is turned off by an input from a remote controller or the like). It is configured to be energized! Specifically, AC power with one phase missing is supplied to the motor (62). When the motor (62) is energized in an open phase, the motor (62) does not rotate, but Joule heat is generated by the current flowing through the coil of the motor (62). That is, in the air conditioner (10) of this embodiment, the heating control unit (91) and the electric motor (62) of the compressor (30) constitute the heating means (80).
  • the heating control section (91) constitutes a control means, and the outside air temperature sensor (72) detects whether the electric motor (62) is energized while the air conditioner (10) is stopped. The operation to judge based on the value is performed. This operation in the heating control section (91) will be described later.
  • the air conditioner (10) switches between a cooling operation in which the indoor air is cooled by the indoor heat exchanger (37) and a heating operation in which the indoor air is heated by the indoor heat exchanger (37).
  • the four-way switching valve (33) is switched to the state shown by the solid line in FIG. 1, and the electric expansion valve (36) is adjusted to a predetermined opening.
  • outdoor fan (12) and indoor fan (14) is operated.
  • the refrigerant circuit (20) performs the refrigeration cycle by circulating the refrigerant.
  • the refrigerant discharged from the compressor (30) dissipates heat to the outdoor air in the outdoor heat exchanger (34), condenses, and passes through the first check valve (41) of the bridge circuit (40). It flows into the receiver (35).
  • the refrigerant that has flowed out of the resino (35) is depressurized when passing through the electric expansion valve (36), and then passes through the third check valve (43) of the bridge circuit (40) to communicate with the liquid side. It flows into the indoor heat exchanger (37) through the pipe (23).
  • the refrigerant absorbs heat from the indoor air and evaporates.
  • the indoor air taken into the indoor unit (13) is cooled by the indoor heat exchanger (37) and then sent back into the room.
  • the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (37) sequentially passes through the gas side communication pipe (24) and the four-way switching valve (33) and is sucked into the compressor (30).
  • the compressor (30) compresses the sucked refrigerant and discharges it.
  • the four-way switching valve (33) is switched to the state indicated by the broken line in FIG. 1, and the electric expansion valve (36) is adjusted to a predetermined opening.
  • the outdoor fan (12) and the indoor fan (14) are operated.
  • the refrigerant circuit (20) performs the refrigeration cycle by circulating the refrigerant.
  • the refrigerant discharged from the compressor (30) flows into the indoor heat exchanger (37) through the four-way switching valve (33) and the gas side communication pipe (24).
  • the indoor heat exchanger (37) the refrigerant dissipates heat to the indoor air and condenses.
  • the indoor air taken into the indoor unit (13) is heated by the indoor heat exchanger (37) and then sent back into the room.
  • the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (37) sequentially passes through the liquid side connection pipe (23) and the second check valve (42) of the bridge circuit (40) and flows into the receiver (35). To do.
  • the refrigerant flowing out of the receiver (35) is depressurized when passing through the electric expansion valve (36), and then passes through the fourth check valve (44) of the bridge circuit (40), and the outdoor heat exchanger (34 ).
  • the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger (34) absorbs heat from the outdoor air and evaporates, and then is sucked into the compressor (30).
  • the compressor (30) compresses and discharges the sucked refrigerant.
  • the compressor (30) is a hermetic compressor. That is, in the compressor (30), refrigeration oil is stored in the casing (63). During operation of the compressor (30), the refrigeration oil stored in the casing (63) is supplied to the compression mechanism (61) and used for lubrication. If the refrigerant accumulates in the casing (63) while the compressor (30) is stopped, the refrigerant dissolves in the refrigeration oil and the viscosity of the refrigeration oil decreases. If the compressor (30) is started in this state, low-viscosity refrigeration oil is supplied to the compression mechanism (61), which may cause problems such as seizure. In addition, the refrigerating machine oil that has dissolved in the refrigerating machine oil may rapidly evaporate, causing the refrigerating machine oil to become foamed and not supplying a sufficient amount of refrigerating machine oil to the compression mechanism (61).
  • the heating control section (91) performs an operation of energizing the motor (62) of the compressor (30) in an open phase state while the air conditioner (10) is stopped.
  • the motor (62) of the compressor (30) is energized in a phase-open state, the motor (62) does not rotate, but current flows through the coil of the motor (62), generating Julian heat, and its Joule heat.
  • the compressor (30) is warmed.
  • the amount of refrigerant that flows into the compressor (30) and dissolves in the refrigeration oil while the air conditioner (10) is stopped is reduced, and the viscosity reduction of the refrigeration oil is suppressed.
  • the heating control section (91) determines whether or not the electric motor (62) is energized while the air conditioner (10) is stopped based on the detected value of the outside air temperature sensor (72)! To do. The operation of the heating control unit (91) will be described.
  • the heating controller (91) detects the detected value of the outside air temperature sensor (72).
  • the heating control unit (91) samples the detected value of the outside air temperature sensor (72) every predetermined time, and calculates the latest detected value T (that is, the current outside air temperature) and the previous time.
  • the heating control part (91) is while the latest detection value is lower than the previous detection value (that is, while T ⁇ T). While the compressor (30) is de-energized to the motor (62), while the latest detected value is equal to or higher than the previous detected value (ie, while T ⁇ T) ) Is pressure
  • the energization is performed in the open phase state of the motor (62) of the compressor (30). That is, the heating control unit (91) keeps the electric power supply to the motor (62) of the compressor (30) stopped while the detected value of the outside air temperature sensor (72) continues to decrease, and the outside air temperature sensor (72) While the detected value of 72) is constant or rising! /, Energization of the motor (62) of the compressor (30) is executed.
  • the outside air temperature changes approximately periodically. In other words, the outside temperature gradually decreases from noon to midnight, while the outside temperature gradually increases from midnight to noon.
  • the outdoor heat exchanger (34) is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outdoor air, and thus has a large surface area in contact with the outdoor air.
  • the outdoor heat exchanger (34) has a relatively high thermal conductivity such as aluminum or copper, and is usually made of a metal member! /, And its heat capacity is compared. Small. For this reason, when the outside air temperature changes, the temperature of the outdoor heat exchanger (34) also changes almost simultaneously. In other words, the temperature of the outdoor heat exchanger (34) is approximately the same as the outdoor temperature.
  • the mass of the compressor (30) is significantly larger than the mass of the outdoor heat exchanger (34), and the surface area of the compressor (30) is larger than the surface area of the outdoor heat exchanger (34).
  • the members constituting the compressor (30) have a relatively low thermal conductivity! /, And many of them are made of steel and pig iron! /. Therefore, the heat capacity of the compressor (30) is usually much larger than the heat capacity of the outdoor heat exchanger (34).
  • the compressor (30) is often covered with a heat insulating material such as glass wool. For this reason, the temperature change of the compressor (30) follows the change of the outside air temperature with a delay, as shown by a one-dot chain line in FIG. In other words, the temperature of the compressor (30) becomes higher than the temperature of the outdoor heat exchanger (34) (outside temperature) while the outside temperature gradually decreases.
  • the refrigerant in the refrigerant circuit (20) condenses and accumulates at the lowest temperature in the refrigerant circuit (20). Because of this, the outside temperature While the temperature gradually decreases, refrigerant accumulates in the outdoor heat exchanger (34), which is cooler than the compressor (30). In other words, while the outside air temperature gradually decreases, the compressor (3
  • the heating control section (91) keeps the energization to the electric motor (62) of the compressor (30) stopped until the time tl in FIG. 2 is reached.
  • the temperature change of the compressor (30) follows the change of the outside air temperature with a delay, the temperature of the compressor (30) is kept in the outdoor heat exchanger (34) while the outside air temperature gradually rises. Lower than temperature (outside temperature).
  • the refrigerant in the refrigerant circuit (20) may accumulate in the compressor (30), not in the outdoor heat exchanger (34).
  • the heating control unit (91) starts energization of the electric motor (62) of the compressor (30) at time tl, and the electric motor of the compressor (30) continues to rise while the outside air temperature continues to rise. Continue energizing to (62).
  • the heating control means stops energization of the electric motor (62) of the compressor (30).
  • the heating control unit ( 91) When the power to the air conditioner (10) is turned on while the motor (62) of the compressor (30) is energized in an open phase, the heating control unit ( 91) immediately stops energization when the compressor (30) is out of phase with the motor (62). The controller (90) starts supplying three-phase alternating current to the electric motor (62) of the compressor (30), and the electric motor (62)
  • the heating control unit (91) keeps the energization of the electric motor (62) of the compressor (30) stopped! That is, in this embodiment, even when the air conditioner (10) is stopped, if it can be estimated that there is not much refrigerant accumulated in the compressor (30), the motor (62) of the compressor (30) ) Energization in the open phase condition for) is stopped. Therefore, according to the present embodiment, the compressor (30) is heated even though the compressor (30) is not heated so that the amount of refrigerant accumulated therein is not so much. The compressor (30) while the air conditioner (10) is stopped. Electric power required for heating can be reduced. Therefore, according to the present embodiment, power consumption (so-called standby power) while the air conditioner (10) is stopped can be reduced.
  • the detection value of the outdoor heat exchanger temperature sensor (73) is used instead of the detection value of the outdoor air temperature sensor (72) to the electric motor (62) of the compressor (30). You can decide whether or not to conduct electricity.
  • the heating control unit (91) of the present modification monitors the detection value of the outdoor heat exchanger temperature sensor (73). Then, the heating control unit (91) continues to decrease the detected value of the outdoor heat exchanger temperature sensor (73)! /, While the electric current (62) of the compressor (30) is energized in the open phase state. The detected value of the outdoor heat exchanger temperature sensor (73) remains constant or continues to rise! /, While the compressor (30) is not connected to the motor (62) in the open phase. Is executed.
  • the temperature of the outdoor heat exchanger (34) becomes substantially the same value as the outside air temperature. For this reason, the temperature of the outdoor heat exchanger (34) continues to decrease gradually! /, And the outside air temperature continues to decrease! /, In such a state, the temperature of the compressor (30) Is estimated to be higher than the temperature of the outdoor heat exchanger (34). Therefore, the heating control unit (91) of this modification determines that a large amount of refrigerant does not accumulate in the compressor (30) while the temperature of the outdoor heat exchanger (34) continues to decrease gradually. In addition, energization of the compressor (30) to the electric motor (62) is held in a stopped state, thereby avoiding unnecessary power consumption.
  • the compressor is used while the latest detection value is lower than the previous detection value or when both are the same value (that is, T ⁇ T). (30) power
  • the heating control unit (91) of this modification stops energizing the electric motor (62) of the compressor (30) while the detected value of the outside air temperature sensor (72) is decreasing or constant. While the condition is maintained, energization of the motor (62) of the compressor (30) is executed while the detected value of the outside air temperature sensor (72) rises! [Embodiment 2 of the Invention]
  • Embodiment 2 of the present invention will be described.
  • the air conditioner (10) of the present embodiment differences from the first embodiment will be described.
  • the compressor temperature sensor (77) is attached to the casing (63) of the compressor (30).
  • This compressor temperature sensor (77) constitutes compressor temperature detecting means for detecting the temperature of the compressor (30).
  • the heating control unit (91) of the present embodiment determines whether the electric motor (62) is energized while the air conditioner (10) is stopped, whether the detected value of the outside air temperature sensor (72) and the compressor temperature sensor ( Based on the detected value of 77), perform the operation to determine! /.
  • the operation of the heating control unit (91) will be described.
  • the heating control unit (91) detects the detected value of the outside air temperature sensor (72).
  • the heating control unit (91) detects the detected value T of the outside air temperature sensor (72) and the compressor temperature sensor.
  • the detection value T of the sensor (77) is sampled every predetermined time, and both values are compared.
  • the heating control unit (91) detects that the detected value T of the outside air temperature sensor (72) is detected by the compressor temperature sensor (77).
  • the detected value T of the outside air temperature sensor (72) is the compressor temperature.
  • the motor (62) of the compressor (30) is energized in an open phase state.
  • the operation of the heating control unit (91) will be specifically described.
  • the heating control unit (91) of the present embodiment is configured so that the compressor (30) is used only when it is estimated that the amount of refrigerant accumulated in the compressor (30) in the outdoor circuit (21) increases. ) Is energized in an open phase state to the motor (62). Therefore, according to the present embodiment, as in the case of the first embodiment, useless heating of the compressor (30) can be avoided, and the electric power consumed when the air conditioner (10) is stopped (ie, Standby power) can be reduced.
  • the detection value of the outdoor heat exchanger temperature sensor (73) is used instead of the detection value of the outdoor air temperature sensor (72) to the electric motor (62) of the compressor (30). You can decide whether or not to conduct electricity.
  • the heating control unit (91) of the present modification example detects the detected value of the outdoor heat exchanger temperature sensor (73) and the detected value of the compressor temperature sensor (77). To monitor. Then, the heating control unit (91) detects that the detected value of the compressor temperature sensor (77) exceeds the detected value of the outdoor heat exchanger temperature sensor (73)! /, While the electric motor of the compressor (30) (62) While the current in the open phase state is stopped, the compressor temperature sensor (77) is compressed while the detected value of the compressor temperature sensor (77) is equal to or lower than the detected value of the outdoor heat exchanger temperature sensor (73). Energize the motor (30) in the open phase to the motor (62).
  • the heating control unit (91) of the present modification uses the compressor (30) while the detected value of the compressor temperature sensor (77) exceeds the detected value of the outdoor heat exchanger temperature sensor (73). Since it is determined that a large amount of refrigerant does not accumulate, energization of the compressor (30) to the electric motor (62) is maintained in a stopped state, thereby avoiding unnecessary power consumption.
  • the force S heating the compressor (30) by energizing the electric motor (62) of the compressor (30) in an open phase state instead of the compressor (30) It is also possible to heat the compressor (30) by attaching an electric heater (55) to the heater and energizing the electric heater (55)!
  • the electric heater (55) and the heating control section (91) of the controller (90) constitute a heating means (80).
  • the electric heater (55) is wound around the lower portion of the casing (63) of the compressor (30).
  • the electric heater (55) is energized, Joule heat is generated and the compressor (30) is warmed.
  • the heating control section (91) of the controller (90) performs an operation of supplying electric power to the electric heater (55) while the air conditioner (10) is stopped.
  • the heating control unit (91) of each of the embodiments described above determines whether or not the compressor (30) needs to be heated while the air conditioner (10) is stopped, based on the outside air temperature sensor ( This is based on the change tendency of the detected value of 72) and the relationship between the detected value of the outside air temperature sensor (72) and the detected value of the compressor temperature sensor (77).
  • the heating control unit (91) of this modification makes the same determination as in the above embodiments, and when it is determined that heating of the compressor (30) is necessary while the air conditioner (10) is stopped, Energize the heater (55).
  • the heating control unit (91) of the controller (90) determines whether the heating of the compressor (30) is a necessary force while the air conditioner (10) is stopped. In doing so, the detected value of the internal air temperature sensor (75) may be taken into consideration.
  • the heating control unit (91) of the present modification includes an internal air temperature sensor while the air conditioner (10) is stopped.
  • the heating control unit (91) determines that the detected value of the inside air temperature sensor (75) is lower than the detected value of the outside air temperature sensor (72)! / , First condition and open air If the detected value of the temperature sensor (72) continues to decrease! /, And! /, Or if the second condition is established while the air conditioner (10) is stopped! /, Energize the compressor (30) with the motor (62) in the open-phase state stopped.
  • the heating control unit (91) determines that the detected value of the inside air temperature sensor (75) is lower than the detected value of the outside air temperature sensor (72)! / If the detected value of the outside air temperature sensor (72) falls below the detected value of the compressor temperature sensor (77)! /, Or the second condition of either the air conditioner (10) If it is established during stoppage, the energization of the compressor (30) in the open phase state to the electric motor (62) is kept stopped.
  • the refrigerant in the refrigerant circuit (20) condenses and accumulates at the lowest temperature in the refrigerant circuit (20).
  • the indoor air temperature sensor (75) ie, the indoor air temperature
  • the outdoor air temperature sensor (72) ie, the outdoor air temperature
  • the indoor circuit (22) Since the temperature is lower than that in 21), the refrigerant flows into the indoor circuit (22) and accumulates.
  • the compressor (30) is stopped even when the detected value of the internal air temperature sensor (75) is lower than the detected value of the external air temperature sensor (72) while the air conditioner (10) is stopped. Don't heat the compressor (30) in vain!
  • the present invention is useful for a refrigeration apparatus including means for heating a compressor during stoppage.

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Description

明 細 書
冷凍装置
技術分野
[0001] 本発明は、冷凍装置の停止中に圧縮機を加熱する手段の制御に関するものである
背景技術
[0002] 冷凍装置では、その停止中に圧縮機へ冷媒が溜まり込む場合がある。例えば、圧 縮機が屋外に設置される室外ユニットに収容される場合、外気温の低レ、冬季には圧 縮機の温度も低くなるため、冷媒回路内の冷媒が圧縮機内で凝縮して溜まり込むこ とがある。圧縮機内に冷媒が溜まり込むと、圧縮機内に貯留された潤滑油に冷媒が 溶け込んで潤滑油の粘度が低下する。そして、この状態のままで圧縮機を起動する と、粘度の低い潤滑油が圧縮機の摺動部へ供給されることになり、潤滑不良による焼 き付きに至る危険がある。また、圧縮機の起動後に潤滑油に溶け込んでいた冷媒が 一気にガス化し、潤滑油が泡立った状態となって充分な給油ができなくなるおそれも ある。
[0003] その問題に対しては、冷凍装置の停止中に圧縮機を加熱することで圧縮機への冷 媒の溜まり込みを防ぐという対策が講じられている。例えば、特許文献 1には、圧縮機 に電気ヒータを取り付け、電気ヒータへ通電して圧縮機を加熱することが開示されて いる。また、特許文献 2には、圧縮機に設置された電動機のコイルへ高周波数の低 電圧を印加し、電動機を回転させずにコイルでジュール熱を発生させて圧縮機を加 熱することが開示されてレ、る。
[0004] このように冷凍装置の停止中に圧縮機を加熱する場合は、冷凍装置の停止中でも 電力等のエネルギが消費されることになる。その問題の対策として、特許文献 1には
、室外の気温と室内の気温に基づいて電気ヒータへ通電するか否かを判断し、圧縮 機の加熱が不要と判断されたときには、電気ヒータへの通電を停止することが開示さ れている。具体的に、この特許文献 1では、室内と室外の気温差が所定値以上で且 つ外気温も所定値以上の場合は、圧縮機に溜まり込む冷媒の量はそれ程多くないと 判断して電気ヒータへの通電を停止して!/、る。
特許文献 1 :特開 2002— 106981号公報
特許文献 2:特開 2002— 031386号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] ここで、冷凍装置の冷媒回路は、圧縮機や熱源側熱交換器が設けられた屋外側の ユニットと、利用側熱交換器が設けられた屋内側のユニットとを連絡配管で接続する ことによって形成される場合が多い。そして、外気温が室内の気温よりも低い場合は 、屋外側のユニットに冷媒が溜まり込むことになる。
[0006] ところ力 屋外側のユニットに冷媒が溜まり込む状態であっても、必ずしも圧縮機に 冷媒が溜まり込むとは限らなレ、。つまり、屋外側のユニットには圧縮機の他に熱源側 熱交換器も設けられているため、圧縮機ではなく熱源側熱交換器に冷媒が溜まり込 む場合もあり、そのような場合に圧縮機を加熱する必要は無い。
[0007] しかしながら、特許文献 1に開示されているように室内外の気温を考慮しても、屋内 側と屋外側のどちらのユニットに冷媒が溜まり込むかは判断できても、圧縮機に冷媒 が溜まり込み得る状態かどうかは判断できない。このため、圧縮機に溜まり込む冷媒 の量がさほど多くなレ、状態でも圧縮機の加熱を行ってしまい、無駄なエネルギを消費 するおそれがあった。
[0008] 本発明は、力、かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮機に多量の冷 媒が溜まり込み得る状態か否力、を適切に判断し、冷凍装置の停止中における消費ェ ネルギを削減することにある。
課題を解決するための手段
[0009] 第 1の発明は、圧縮機(30)と熱源側熱交換器 (34)とを有して屋外に設置される熱 源側回路(21)と、利用側熱交換器 (37)を有して屋内に設置される利用側回路(22) とが互いに接続された冷媒回路 (20)を備え、該冷媒回路 (20)で冷媒を循環させて 冷凍サイクルを行う冷凍装置を対象とする。そして、上記熱源側熱交換器 (34)が冷 媒を室外空気と熱交換させるように構成される一方、上記冷凍装置の停止中に該圧 縮機 (30)を加熱する加熱手段 (80)と、室外の気温を検出する外気温度検出手段(7 2)と、上記冷凍装置の停止中であっても上記外気温度検出手段(72)の検出値が低 下して!/、る間は上記加熱手段(80)による上記圧縮機(30)の加熱を停止状態に保持 する制御手段(91)とを備えるものである。
[0010] 第 1の発明では、冷凍装置(10)の停止中に加熱手段(80)が圧縮機(30)を加熱す ることによって、冷媒回路(20)内の冷媒が圧縮機(30)へ流れ込んで凝縮するのを防 いでいる。また、この発明において、外気温度検出手段(72)の検出値が低下してい る間は、冷凍装置(10)の停止中であっても、制御手段(91)が加熱手段(80)による圧 縮機 (30)の加熱を停止状態に保持する。
[0011] ここで、冷凍装置(10)が停止して!/、る状態では、圧縮機(30)や熱源側熱交換器 (3 4)の温度は、外気温の変化に伴って変化する。また、圧縮機(30)の熱容量は、室外 空気を冷媒と熱交換させる熱源側熱交換器 (34)の熱容量に比べて大き!/、のが通常 である。このため、外気温の変化に対する温度変化の時間遅れは、圧縮機(30)の方 が熱源側熱交換器 (34)に比べて長くなる。従って、例えば昼過ぎから夜間にかけて 外気温が次第に低下してゆく過程では、熱源側熱交換器 (34)の温度は外気温とほ ぼ同じ値になるが、圧縮機(30)の温度は外気温よりも幾分高い値となる。つまり、外 気温が次第に低下してゆく間は、圧縮機 (30)の温度が熱源側熱交換器 (34)の温度 よりも高くなる。
[0012] 一方、冷凍装置(10)の停止中において、冷媒回路(20)に充填された冷媒は、冷 媒回路(20)のうち温度が最も低い部分で凝縮し、その部分へ溜まり込んでゆく。この ため、外気温が次第に低下してゆく間は、圧縮機(30)に比べて温度の低い熱源側 熱交換器 (34)へ冷媒が溜まり込んでゆくことになり、それ程多量の冷媒が圧縮機 (30 )に溜まり込むことはないと推測できる。
[0013] そこで、上記第 1の発明の制御手段(91)は、外気温度検出手段(72)の検出値が 低下している間は圧縮機(30)に溜まり込む冷媒の量がそれ程多くならないと判断し、 加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を停止状態に保つ。
[0014] 第 2の発明は、圧縮機(30)と熱源側熱交換器 (34)とを有して屋外に設置される熱 源側回路(21)と、利用側熱交換器 (37)を有して屋内に設置される利用側回路(22) とが互いに接続された冷媒回路 (20)を備え、該冷媒回路 (20)で冷媒を循環させて 冷凍サイクルを行う冷凍装置を対象とする。そして、上記熱源側熱交換器 (34)が冷 媒を室外空気と熱交換させるように構成される一方、上記冷凍装置の停止中に該圧 縮機 (30)を加熱する加熱手段 (80)と、室外の気温を検出する外気温度検出手段(7 2)と、上記圧縮機 (30)の温度を検出する圧縮機温度検出手段(77)と、上記冷凍装 置の停止中であっても上記圧縮機温度検出手段(77)の検出値が上記外気温度検 出手段(72)の検出値より高い間は上記加熱手段(80)による上記圧縮機(30)の加熱 を停止状態に保持する制御手段 (91)とを備えるものである。
[0015] 第 2の発明では、冷凍装置(10)の停止中に加熱手段(80)が圧縮機(30)を加熱す ることによって、冷媒回路(20)内の冷媒が圧縮機(30)へ流れ込んで凝縮するのを防 いでいる。また、この発明において、圧縮機温度検出手段(77)の検出値が外気温度 検出手段(72)の検出値より高い間は、冷凍装置(10)の停止中であっても、制御手段 (91)が加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を停止状態に保持する。
[0016] ここで、冷凍装置(10)が停止して!/、る状態では、圧縮機(30)や熱源側熱交換器 (3 4)の温度は、外気温の変化に伴って変化する。また、熱源側熱交換器 (34)は、冷媒 を室外空気と熱交換させる熱交換器であるため、室外空気と接触する表面の面積が 大きい。このため、冷凍装置(10)の停止中における熱源側熱交換器 (34)の温度は、 室外空気の温度(即ち、外気温)とほぼ同じであると推測できる。
[0017] 一方、冷凍装置(10)の停止中において、冷媒回路(20)に充填された冷媒は、冷 媒回路(20)のうち温度が最も低い部分で凝縮し、その部分へ溜まり込んでゆく。この ため、圧縮機(30)の温度よりも外気温の方が低い間は、圧縮機(30)に比べて温度の 低い熱源側熱交換器 (34)へ冷媒が溜まり込んでゆくことになり、それ程多量の冷媒 が圧縮機(30)に溜まり込むことはな!/、と推測できる。
[0018] そこで、上記第 2の発明の制御手段(91)は、圧縮機温度検出手段(77)の検出値 が外気温度検出手段(72)の検出値より高くなつている間は圧縮機 (30)に溜まり込む 冷媒の量がそれ程多くならな!/、と判断し、加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を 停止状態に保つ。
[0019] 第 3の発明は、上記第 1又は第 2の発明において、上記利用側熱交換器 (37)が冷 媒を室内空気と熱交換させるように構成され、室内の気温を検出する内気温度検出 手段(75)が設けられており、上記制御手段(91)は、上記内気温度検出手段(75)の 検出値が上記外気温度検出手段(72)の検出値より低!/、間は上記加熱手段 (80)に よる上記圧縮機(30)の加熱を停止状態に保持するように構成されるものである。
[0020] 第 3の発明にお!/、て、内気温度検出手段(75)の検出値が外気温度検出手段(72) の検出値より高い間は、冷凍装置(10)の停止中であっても、制御手段(91)が加熱手 段 (80)による圧縮機 (30)の加熱を停止状態に保持する。
[0021] 上述したように、冷凍装置(10)の停止中において、冷媒回路(20)に充填された冷 媒は、冷媒回路 (20)のうち温度が最も低い部分で凝縮し、その部分へ溜まり込んで ゆく。このため、冷凍装置(10)が停止中であって室内の気温が外気温に比べて低く なっている状態において、冷媒回路(20)に充填されている冷媒は、屋外に設置され た熱源側回路(21)よりも屋内に設置された利用側回路(22)の方へ溜まり込んでゆく 。つまり、この状態において、圧縮機(30)が設けられた熱源側回路(21)へ溜まり込む 冷媒はさほど多くならないと推測できる。
[0022] そこで、上記第 3の発明の制御手段(91)は、内気温度検出手段(75)の検出値が 外気温度検出手段(72)の検出値より低い間は圧縮機 (30)に溜まり込む冷媒の量が それ程多くならないと判断し、加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を停止状態に 保つ。
[0023] 第 4の発明は、圧縮機(30)と熱源側熱交換器 (34)とを有して屋外に設置される熱 源側回路(21)と、利用側熱交換器 (37)を有して屋内に設置される利用側回路(22) とが互いに接続された冷媒回路 (20)を備え、該冷媒回路 (20)で冷媒を循環させて 冷凍サイクルを行う冷凍装置を対象とする。そして、上記熱源側熱交換器 (34)が冷 媒を室外空気と熱交換させるように構成される一方、上記冷凍装置の停止中に該圧 縮機(30)を加熱する加熱手段(80)と、上記熱源側熱交換器 (34)の温度を検出する 熱交換器温度検出手段 (73)と、上記冷凍装置の停止中であっても上記熱交換器温 度検出手段(73)の検出値が低下している間は上記加熱手段 (80)による上記圧縮機 (30)の加熱を停止状態に保持する制御手段(91)とを備えるものである。
[0024] 第 4の発明では、冷凍装置(10)の停止中に加熱手段(80)が圧縮機(30)を加熱す ることによって、冷媒回路(20)内の冷媒が圧縮機(30)へ流れ込んで凝縮するのを防 いでいる。また、この発明において、熱交換器温度検出手段(73)の検出値が低下し ている間は、冷凍装置(10)の停止中であっても、制御手段(91)が加熱手段(80)によ る圧縮機 (30)の加熱を停止状態に保持する。
[0025] ここで、冷凍装置(10)が停止して!/、る状態では、圧縮機(30)や熱源側熱交換器 (3 4)の温度は、外気温の変化に伴って変化する。また、圧縮機(30)の熱容量は、室外 空気を冷媒と熱交換させる熱源側熱交換器 (34)の熱容量に比べて大き!/、のが通常 である。このため、外気温の変化に対する温度変化の時間遅れは、圧縮機(30)の方 が熱源側熱交換器 (34)に比べて長くなる。従って、例えば昼過ぎから夜間にかけて 外気温が次第に低下してゆく過程では、熱源側熱交換器 (34)の温度は外気温とほ ぼ同じ値になるが、圧縮機(30)の温度は外気温よりも幾分高い値となる。つまり、外 気温の低下に伴って熱源側熱交換器 (34)の温度が次第に低下してゆく間は、圧縮 機(30)の温度が熱源側熱交換器 (34)の温度よりも高くなる。
[0026] 一方、冷凍装置(10)の停止中において、冷媒回路(20)に充填された冷媒は、冷 媒回路(20)のうち温度が最も低い部分で凝縮し、その部分へ溜まり込んでゆく。この ため、熱源側熱交換器 (34)の温度が次第に低下してゆく間は、圧縮機(30)に比べ て温度の低い熱源側熱交換器 (34)へ冷媒が溜まり込んでゆくことになり、それ程多 量の冷媒が圧縮機(30)に溜まり込むことはな!/、と推測できる。
[0027] そこで、上記第 4の発明の制御手段(91)は、熱交換器温度検出手段(73)の検出 値が低下している間は圧縮機(30)に溜まり込む冷媒の量がそれ程多くならないと判 断し、加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を停止状態に保つ。
[0028] 第 5の発明は、圧縮機(30)と熱源側熱交換器 (34)とを有して屋外に設置される熱 源側回路(21)と、利用側熱交換器 (37)を有して屋内に設置される利用側回路(22) とが互いに接続された冷媒回路 (20)を備え、該冷媒回路 (20)で冷媒を循環させて 冷凍サイクルを行う冷凍装置を対象とする。そして、上記熱源側熱交換器 (34)が冷 媒を室外空気と熱交換させるように構成される一方、上記冷凍装置の停止中に該圧 縮機(30)を加熱する加熱手段(80)と、上記熱源側熱交換器 (34)の温度を検出する 熱交換器温度検出手段 (73)と、上記圧縮機 (30)の温度を検出する圧縮機温度検 出手段(77)と、上記冷凍装置の停止中であっても上記圧縮機温度検出手段(77)の 検出値が上記熱交換器温度検出手段 (73)の検出値より高い間は上記加熱手段 (80 )による上記圧縮機 (30)の加熱を停止状態に保持する制御手段 (91)とを備えるもの である。
[0029] 第 5の発明では、冷凍装置(10)の停止中に加熱手段(80)が圧縮機(30)を加熱す ることによって、冷媒回路(20)内の冷媒が圧縮機(30)へ流れ込んで凝縮するのを防 いでいる。また、この発明において、圧縮機温度検出手段(77)の検出値が熱交換器 温度検出手段(73)の検出値より高い間は、例え冷凍装置(10)の停止中であっても、 制御手段(91)が加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を停止状態に保持する。
[0030] ここで、冷凍装置(10)が停止して!/、る状態では、圧縮機(30)や熱源側熱交換器 (3 4)の温度は、外気温の変化に伴って変化する。一方、冷凍装置(10)の停止中にお いて、冷媒回路 (20)に充填された冷媒は、冷媒回路 (20)のうち温度が最も低い部分 で凝縮し、その部分へ溜まり込んでゆく。このため、圧縮機(30)の温度に比べて熱源 側熱交換器 (34)の温度が低い間は、熱源側熱交換器 (34)へ冷媒が溜まり込んでゆ くことになり、それ程多量の冷媒が圧縮機(30)に溜まり込むことはないと推測できる。
[0031] そこで、上記第 5の発明の制御手段(91)は、圧縮機温度検出手段(77)の検出値 が熱交換器温度検出手段(73)の検出値より高くなつている間は圧縮機 (30)に溜まり 込む冷媒の量がそれ程多くならな!/、と判断し、加熱手段(80)による圧縮機(30)の加 熱を停止状態に保つ。
[0032] 第 6の発明は、上記第 4又は第 5の発明において、上記利用側熱交換器 (37)が冷 媒を室内空気と熱交換させるように構成され、室内の気温を検出する内気温度検出 手段(75)が設けられており、上記制御手段(91)は、上記内気温度検出手段(75)の 検出値が上記熱交換器温度検出手段 (73)の検出値より低!/、間は上記加熱手段 (80 )による上記圧縮機(30)の加熱を停止状態に保持するように構成されるものである。
[0033] 第 6の発明では、内気温度検出手段(75)の検出値が熱交換器温度検出手段(73) の検出値より高い間は、例え冷凍装置(10)の停止中であっても、制御手段(91)が加 熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を停止状態に保持する。
[0034] 上述したように、冷凍装置(10)の停止中において、冷媒回路(20)に充填された冷 媒は、冷媒回路 (20)のうち温度が最も低い部分で凝縮し、その部分へ溜まり込んで ゆく。このため、冷凍装置(10)が停止中であって室内の気温が外気温に比べて低く なっている状態において、冷媒回路(20)に充填されている冷媒は、屋外に設置され た熱源側回路(21)よりも屋内に設置された利用側回路(22)の方へ溜まり込んでゆく 。つまり、この状態において、圧縮機(30)が設けられた熱源側回路(21)へ溜まり込む 冷媒はさほど多くならないと推測できる。また、上述したように、熱源側熱交換器 (34) の温度は、外気温とほぼ同じ値であると推測できる。
[0035] そこで、上記第 6の発明の制御手段(91)は、内気温度検出手段(75)の検出値が 熱交換器温度検出手段(73)の検出値より低い間は圧縮機 (30)に溜まり込む冷媒の 量がそれ程多くならな!/、と判断し、加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を停止状 態に保つ。
[0036] 第 7の発明は、上記第 1〜第 6の何れか 1つの発明において、上記加熱手段(80) は、上記圧縮機(30)に取り付けられた電気ヒータ(55)であるものである。
[0037] 第 7の発明では、電気ヒータ(55)が加熱手段(80)を構成する。冷凍装置(10)の停 止中において、電気ヒータ(55)へ通電すると、発生したジュール熱によって圧縮機(3 0)が加熱される。
[0038] 第 8の発明は、上記第 1〜第 6の何れ力、 1つの発明において、上記圧縮機(30)は、 冷媒を圧縮する圧縮機構 (61)と該圧縮機構 (61)を駆動する電動機 (62)とが 1つの ケーシング (63)内に収容された密閉型圧縮機である一方、上記加熱手段(80)は、 上記電動機 (62)に対して欠相状態で通電することによって該電動機 (62)を回転させ ずに該電動機 (62)でジュール熱を発生させるように構成されるものである。
[0039] 第 8の発明におレ、て、加熱手段(80)は、圧縮機(30)の電動機 (62)に対して欠相状 態で通電する。例えば、圧縮機(30)の電動機 (62)が三相電動機 (62)の場合、加熱 手段(80)は三相のうちの一相が欠落した状態で電動機 (62)へ交流電力を供給する 。圧縮機(30)の電動機 (62)に対して欠相状態で通電すると、電動機 (62)は回転せ ずにジュール熱だけが発生する。圧縮機(30)は、ケーシング (63)内の電動機 (62)で 発生したジュール熱によって加熱される。
発明の効果
[0040] 本発明では、冷凍装置(10)の停止中に圧縮機(30)よりも熱源側熱交換器 (34)の 方へ多くの冷媒が溜まり込んでゆく状態力、どうかを判断し、そのような状態であれば 加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を停止状態に保つようにしている。つまり、本 発明では、冷凍装置(10)の停止中であっても、圧縮機(30)に溜まり込む冷媒がそれ 程多くな!/、と推測できる場合には、加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を行わな いようにしている。このため、本発明によれば、圧縮機(30)に溜まり込む冷媒がそれ 程多くはならない状況であるにも拘わらず圧縮機(30)を加熱してしまうのを防止でき 、冷凍装置(10)の停止中に圧縮機(30)を加熱するのに要するエネルギを削減でき る。その結果、本発明によれば、冷凍装置(10)の停止中における冷凍装置(10)の消 費エネルギを削減することができる。
[0041] また、上記第 3及び第 6の発明では、冷凍装置(10)の停止中に熱源側回路(21)よ りも利用側回路 (22)の方へ多くの冷媒が溜まり込んでゆく状態かどうかを判断し、そ のような状態であれば加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を停止状態に保つよう にしている。つまり、これらの発明では、冷凍装置(10)の停止中であっても、圧縮機( 30)が設けられた熱源側回路(21)に溜まり込む冷媒がそれ程多くな!/、と推測できる 場合には、加熱手段(80)による圧縮機(30)の加熱を行わないようにしている。従って 、こららの発明によれば、必要がないにも拘わらず圧縮機(30)を加熱してしまう事態 を一層確実に回避することができ、冷凍装置(10)の停止中における冷凍装置(10)の 消費エネルギを一層低く抑えることができる。
図面の簡単な説明
[0042] [図 1]図 1は、実施形態 1における空調機の構成を示す冷媒回路図である。
[図 2]図 2は、実施形態 1における加熱制御部が行う制御動作を説明するための時刻 と温度の関係図である。
[図 3]図 3は、実施形態 2における空調機の構成を示す冷媒回路図である。
[図 4]図 4は、実施形態 2における加熱制御部が行う制御動作を説明するための時刻 と温度の関係図である。
[図 5]図 5は、その他の実施形態の第 1変形例における空調機の構成を示す冷媒回 路図である。
符号の説明 [0043] 10 空調機 (冷凍装置)
20 冷媒回路
21 室外回路 (熱源側回路)
22 室内回路 (利用側回路)
30 圧縮機
34 室外熱交換器 (熱源側熱交換器)
37 室内熱交換器 (利用側熱交換器)
55 電気ヒータ
61 圧縮機構
62
63 ケー:
72 外気温センサ (外気温度検出手段)
73 室外熱交換器温度センサ (熱交換器温度検出手段)
75 内気温センサ(内気温度検出手段)
77 圧縮機温度センサ (圧縮機温度検出手段)
80 加熱手段
91 加熱制御部(制御手段)
発明を実施するための最良の形態
[0044] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[0045] 《発明の実施形態 1》
本発明の実施形態 1について説明する。本実施形態は、本発明に係る冷凍装置に より構成された空調機(10)である。
[0046] 図 1に示すように、上記空調機(10)は、冷媒回路(20)を備えている。この冷媒回路
(20)は、熱源側回路である室外回路(21)と、利用側回路である室内回路(22)と、液 側連絡配管(23)と、ガス側連絡配管(24)とによって構成されている。室外回路 (21) は、屋外に設置された室外機(11)に収容されている。この室外機(11)には、室外フ アン(12)が設けられて!/、る。一方、室内回路(22)は、屋内に設置された室内機(13) に収容されている。この室内機(13)には、室内ファン(14)が設けられている。 [0047] 上記室外回路(21)には、圧縮機(30)と、四方切換弁(33)と、室外熱交換器 (34)と 、レシーバ(35)と、電動膨張弁(36)とが設けられている。また、室外回路(21)には、 ブリッジ回路 (40)と、液側閉鎖弁(25)と、ガス側閉鎖弁(26)とが設けられて!/、る。
[0048] 上記室外回路(21)において、圧縮機(30)の吐出管(32)は、四方切換弁(33)の第 1のポートに接続されて!/、る。この圧縮機(30)の吐出管(32)と四方切換弁(33)を接 続する配管には、高圧圧力スィッチ(71)が設けられている。圧縮機(30)の吸入管(3 1)は、四方切換弁(33)の第 2のポートに接続されている。四方切換弁(33)の第 3の ポートは、室外熱交換器 (34)の一端に接続されている。室外熱交換器 (34)の他端 は、ブリッジ回路 (40)に接続されている。また、このブリッジ回路 (40)には、レシーバ( 35)と、電動膨張弁(36)と、液側閉鎖弁(25)とが接続されている。この点については 、後述する。四方切換弁(33)の第 4のポートは、ガス側閉鎖弁(26)に接続されている
[0049] 上記ブリッジ回路(40)は、 4つの逆止弁(41〜44)を備えている。このブリッジ回路( 40)では、第 1逆止弁(41)の流出側と第 2逆止弁(42)の流出側とが互いに接続され、 第 2逆止弁(42)の流入側と第 3逆止弁(43)の流出側とが互いに接続され、第 3逆止 弁(43)の流入側と第 4逆止弁(44)の流入側とが互いに接続され、第 4逆止弁(44)の 流出側と第 1逆止弁(41)の流入側とが互いに接続されている。
[0050] 上記室外熱交換器 (34)の他端は、ブリッジ回路 (40)における第 1逆止弁(41)と第 4逆止弁(44)の間に接続されている。ブリッジ回路 (40)における第 2逆止弁(42)と第 3逆止弁(43)の間には、液側閉鎖弁(25)が接続されて!/、る。
[0051] 上記レシーバ(35)は、縦長の円筒形に形成された密閉容器状の部材である。レシ ーバ(35)の上端部は、ブリッジ回路 (40)における第 1逆止弁(41)と第 2逆止弁(42) の間に接続されている。レシーバ(35)の下端部は、電動膨張弁(36)を介して、ブリツ ジ回路 (40)における第 3逆止弁(43)と第 4逆止弁(44)の間に接続されて!/、る。
[0052] 上記室外回路(21)には、均圧管(50)が設けられて!/、る。この均圧管(50)は、その 一端がレシーバ(35)に、その他端が室外熱交換器 (34)とブリッジ回路 (40)の間にそ れぞれ接続されている。また、均圧管(50)には、キヤビラリチューブ(51)が設けられ ている。 [0053] 上記室内回路(22)には、室内熱交換器 (37)が設けられている。室内回路(22)の 一端は、液側連絡配管(23)を介して液側閉鎖弁(25)に接続されている。室内回路( 22)の他端は、ガス側連絡配管(24)を介してガス側閉鎖弁(26)に接続されて!/、る。 上記空調機(10)の設置後にお!/ヽて、液側閉鎖弁(25)及びガス側閉鎖弁(26)は、常 に開放状態とされる。
[0054] 上記圧縮機(30)は、高圧ドーム形式の全密閉型圧縮機である。具体的に、この圧 縮機(30)では、スクロール型流体機械である圧縮機構(61)と、この圧縮機構(61)を 駆動する電動機 (62)とが、縦長で円筒形の密閉容器状に形成されたケーシング (63 )に収納されている。吸入管(31)から吸い込まれた冷媒は、圧縮機構 (61)へ直接導 入される。圧縮機構 (61)で圧縮された冷媒は、一旦ケーシング (63)内に吐出された 後に吐出管(32)から送り出される。
[0055] 上記圧縮機(30)の電動機(62)は、交流電動機(62)の一種である三相同期電動機 によって構成されている。この電動機(62)には、図外のインバータを通じて電力が供 給される。このインバータの出力周波数を変更すると、電動機 (62)の回転数が変化し て圧縮機 (30)の容量が変化する。
[0056] 上記室外熱交換器 (34)と室内熱交換器 (37)は、共にクロスフィン式のフィン'アンド •チューブ型熱交換器である。室外熱交換器 (34)は、熱源側熱交換器を構成してお り、冷媒回路(20)の冷媒を、室外ファン(12)によって供給された室外空気と熱交換さ せる。一方、室内熱交換器 (37)は、利用側熱交換器を構成しており、冷媒回路(20) の冷媒を、室内ファン(14)によって供給された室内空気と熱交換させる。
[0057] 上記四方切換弁(33)は、第 1のポートと第 3のポートが連通し且つ第 2のポートと第 4のポートが連通する状態(図 1に実線で示す状態)と、第 1のポートと第 4のポートが 連通し且つ第 2のポートと第 3のポートが連通する状態(図 1に破線で示す状態)とに 切り換わように構成されて!/、る。
[0058] 上記空調機(10)には、各種の温度センサが設けられている。各温度センサの検出 値は、上記コントローラ(90)に入力されて、空調機(10)の運転制御に用いられる。
[0059] 具体的に、室外機(11)には、室外空気の温度を検出するための外気温センサ(72 )が設けられている。外気温センサ(72)は、外気温度検出手段を構成している。室外 熱交換器 (34)には、その伝熱管温度を検出するための室外熱交換器温度センサ(7 3)が設けられている。室外熱交換器温度センサ(73)は、室外熱交温度検出手段を 構成している。圧縮機 (30)の吐出管(32)には、圧縮機 (30)の吐出冷媒温度を検出 するための吐出管温度センサ(74)が設けられている。室内機(13)には、室内空気の 温度を検出するための内気温センサ(75)が設けられている。内気温センサ(75)は、 内気温度検出手段を構成している。室内熱交換器 (37)には、その伝熱管温度を検 出するための室内熱交換器温度センサ(76)が設けられている。室内熱交換器温度 センサ(76)は、室内熱交温度検出手段を構成して!/、る。
[0060] 本実施形態の空調機(10)は、コントローラ(90)を備えている。このコントローラ(90) は、各温度センサで得られた検出値に基づいて、圧縮機(30)の容量制御や電動膨 張弁(36)の開度制御などを行う。
[0061] 上記コントローラ(90)は、加熱制御部(91)を備えている。加熱制御部(91)は、空調 機(10)の停止中(即ち、リモコン等からの入力によって電源がオフされた状態)に、圧 縮機(30)の電動機 (62)へ欠相状態で通電するように構成されて!/、る。具体的には、 一相が欠けた状態の交流電力を電動機 (62)へ供給する。電動機 (62)へ欠相状態 で通電すると、電動機(62)は回転しないが、電動機(62)のコイルを電流が流れること によってジュール熱が発生する。つまり、本実施形態の空調機(10)では、この加熱制 御部(91)と圧縮機(30)の電動機 (62)とが加熱手段(80)を構成して!/、る。
[0062] また、上記加熱制御部(91)は、制御手段を構成しており、空調機(10)の停止中に 電動機 (62)へ通電するか否かを外気温センサ(72)の検出値に基づレ、て判断する動 作を行う。加熱制御部(91)におけるこの動作については、後述する。
[0063] 一空調機の運転動作
上記空調機(10)の運転動作について説明する。この空調機(10)は、室内熱交換 器 (37)で室内空気を冷却する冷房運転と、室内熱交換器 (37)で室内空気を加熱す る暖房運転とを切り換えて行う。
[0064] 〈冷房運転〉
冷房動作時には、四方切換弁(33)が図 1に実線で示す状態に切り換えられると共 に、電動膨張弁(36)が所定開度に調節される。また、室外ファン(12)及び室内ファ ン(14)が運転される。この状態において、冷媒回路(20)では、冷媒を循環させること によって冷凍サイクルが行われる。
[0065] 圧縮機(30)から吐出された冷媒は、室外熱交換器 (34)で室外空気へ放熱して凝 縮し、ブリッジ回路(40)の第 1逆止弁(41)を通ってレシーバ(35)へ流入する。レシ一 ノ (35)から流出した冷媒は、電動膨張弁(36)を通過する際に減圧され、その後にブ リッジ回路 (40)の第 3逆止弁(43)を通過し、液側連絡配管(23)を通って室内熱交換 器 (37)へ流入する。
[0066] 室内熱交換器 (37)では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。室内機(13)へ 取り込まれた室内空気は、室内熱交換器 (37)で冷却されてから室内へ送り返される 。室内熱交換器 (37)で蒸発した冷媒は、ガス側連絡配管(24)と四方切換弁(33)とを 順に通過して圧縮機(30)へ吸入される。圧縮機(30)は、吸入した冷媒を圧縮して吐 出する。
[0067] 〈暖房運転〉
暖房動作時には、四方切換弁(33)が図 1に破線で示す状態に切り換えられると共 に、電動膨張弁(36)が所定開度に調節される。また、室外ファン(12)及び室内ファ ン(14)が運転される。この状態において、冷媒回路(20)では、冷媒を循環させること によって冷凍サイクルが行われる。
[0068] 圧縮機(30)から吐出された冷媒は、四方切換弁(33)とガス側連絡配管(24)を通つ て室内熱交換器 (37)へ流入する。室内熱交換器 (37)では、冷媒が室内空気へ放熱 して凝縮する。室内機(13)へ取り込まれた室内空気は、室内熱交換器 (37)で加熱さ れてから室内へ送り返される。
[0069] 室内熱交換器 (37)で凝縮した冷媒は、液側連絡配管(23)とブリッジ回路 (40)の第 2逆止弁(42)とを順に通過してレシーバ(35)へ流入する。レシーバ(35)から流出し た冷媒は、電動膨張弁(36)を通過する際に減圧され、その後にブリッジ回路 (40)の 第 4逆止弁(44)を通って室外熱交換器 (34)へ流入する。室外熱交換器 (34)へ流入 した冷媒は、室外空気から吸熱して蒸発し、その後に圧縮機(30)へ吸入される。圧 縮機(30)は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。
[0070] 加熱制御部の制御動作 空調機(10)の停止中において、コントローラ(90)の加熱制御部(91)は、圧縮機(30 )を加熱するために圧縮機(30)の電動機 (62)へ欠相状態で通電する動作を行う。
[0071] ここで、空調機(10)の停止中おいて、冷媒回路(20)内の冷媒は、冷媒回路(20)の うち最も温度の低い箇所で凝縮して溜まり込んでゆく。このため、場合によっては、圧 縮機(30)のケーシング (63)内に液冷媒が溜まり込んでいくことになる。
[0072] 一方、圧縮機(30)は、全密閉型圧縮機である。つまり、圧縮機(30)では、ケーシン グ (63)内に冷凍機油が貯留されている。圧縮機(30)の運転中には、ケーシング (63) 内に貯留された冷凍機油が圧縮機構 (61)へ供給されて潤滑に利用される。圧縮機( 30)の停止中にケーシング (63)内へ冷媒が溜まり込むと、冷媒が冷凍機油に溶け込 んで冷凍機油の粘度が低下する。この状態で圧縮機(30)を起動すると、粘度の低い 冷凍機油が圧縮機構 (61)へ供給されることになり、焼き付き等のトラブルを招くおそ れがある。また、冷凍機油に溶け込んでいた冷凍機油が急激に蒸発し、冷凍機油が 泡立った状態となって圧縮機構 (61)へ充分な量の冷凍機油が供給されなくなるおそ れもある。
[0073] そこで、加熱制御部(91)は、空調機(10)の停止中に圧縮機(30)の電動機(62)へ 欠相状態で通電する動作を行う。圧縮機(30)の電動機 (62)へ欠相状態で通電する と、電動機(62)は回転しないが、電動機(62)のコイルを電流が流れることによってジ ユール熱が発生し、そのジュール熱によって圧縮機(30)が暖められる。その結果、空 調機(10)の停止中に圧縮機(30)へ流入して冷凍機油に溶け込む冷媒の量が減少 し、冷凍機油の粘度低下が抑えられる。
[0074] また、加熱制御部(91)は、空調機(10)の停止中に電動機 (62)へ通電するか否か を外気温センサ(72)の検出値に基づ!/、て判断する。この加熱制御部(91)の動作に ついて説明する。
[0075] 加熱制御部(91)は、空調機(10)が停止状態になると、外気温センサ(72)の検出値
(即ち、外気温)を監視する。具体的に、加熱制御部(91)は、外気温センサ(72)の検 出値を所定時間毎にサンプリングし、最新の検出値 T (即ち、現在の外気温)と前回
0
の検出値 T (即ち、所定時間前の外気温)とを比較する。そして、加熱制御部(91)は 、最新の検出値が前回の検出値を下回っている間(即ち、 T <Tとなっている間)は 圧縮機(30)の電動機 (62)に対する通電を停止させる一方、最新の検出値が前回の 検出値と同じかそれよりも高い値になっている間(即ち、 T ≥Tとなっている間)は圧
0 1
縮機(30)の電動機 (62)に対する欠相状態での通電を実行する。つまり、加熱制御 部(91)は、外気温センサ(72)の検出値が低下し続けている間は圧縮機(30)の電動 機 (62)に対する通電を停止状態に保ち、外気温センサ(72)の検出値が一定か上昇 して!/、る間は圧縮機(30)の電動機 (62)に対する通電を実行する。
[0076] 春期や終期などの中間期において空調機(10)がー日中停止している場合を例に 、加熱制御部 (91)の動作を具体的に説明する。
[0077] 図 2に実線で示すように、外気温は概ね周期的に変化する。つまり、昼過ぎから夜 中にかけては外気温が次第に低下してゆく一方、夜中から昼過ぎにかけては外気温 が次第に上昇してゆく。
[0078] 室外熱交換器 (34)は、冷媒を室外空気と熱交換させる熱交換器であるため、室外 空気と接触する表面の面積が大きい。また、室外熱交換器 (34)は、例えばアルミユウ ムゃ銅などの熱伝導率が比較的高!/、金属からなる部材で構成されて!/、るのが通常 であり、その熱容量が比較的小さい。このため、外気温が変化すると、室外熱交換器 (34)の温度も殆ど同時に変化する。つまり、室外熱交換器 (34)の温度は、外気温と 概ね同じ値となる。
[0079] 一方、圧縮機(30)の質量は室外熱交換器 (34)の質量に比べて大幅に大きぐ圧 縮機(30)の表面積は室外熱交換器 (34)の表面積に比べて大幅に小さい。また、圧 縮機(30)を構成する部材は、熱伝導率が比較的低!/、鋼ゃ铸鉄からなるものが多!/、。 従って、圧縮機(30)の熱容量は、室外熱交換器 (34)の熱容量に比べて大幅に大き いのが通常である。更に、圧縮機(30)は、グラスウール等の断熱材で覆われている 場合も多い。このため、圧縮機(30)の温度変化は、図 2に一点鎖線で示すように、外 気温の変化に遅れて追従することになる。つまり、外気温が次第に低下してゆく間に ぉレ、て、圧縮機 (30)の温度は、室外熱交換器 (34)の温度( 外気温)よりも高くなる
[0080] 上述したように、空調機(10)の停止中において、冷媒回路(20)内の冷媒は、冷媒 回路(20)のうち最も温度の低い箇所で凝縮して溜まり込んでゆく。このため、外気温 が次第に低下してゆく間は、圧縮機(30)に比べて低温の室外熱交換器 (34)へ冷媒 が溜まり込んでゆくことになる。つまり、外気温が次第に低下してゆく間は、圧縮機(3
0)を加熱しなくても、圧縮機(30)へ入り込む冷媒の量はそれ程多くならない。そこで 、加熱制御部(91)は、図 2の時刻 tlに至るまでの間は圧縮機(30)の電動機(62)に 対する通電を停止状態に保つ。
[0081] 圧縮機 (30)の温度変化は外気温の変化に遅れて追従するため、外気温が次第に 上昇してゆく間は、圧縮機 (30)の温度が室外熱交換器 (34)の温度( 外気温)に比 ベて低くなる。このような状態では、冷媒回路 (20)内の冷媒が室外熱交換器 (34)で はなく圧縮機(30)に溜まり込むおそれがあるため、加熱制御部(91)が圧縮機(30)の 電動機(62)に対する欠相状態での通電を実行する。図 2の例において、加熱制御 部(91)は、時刻 tlにおいて圧縮機(30)の電動機 (62)に対する通電を開始させ、外 気温が上昇し続けている間は圧縮機(30)の電動機 (62)に対する通電を継続させる 。そして、時刻 t2になって外気温が再び低下し始めると、加熱制御手段は、圧縮機( 30)の電動機(62)に対する通電を停止させる。
[0082] なお、圧縮機(30)の電動機 (62)に対して欠相状態で通電を行っている最中に空 調機(10)の電源がオンになった場合は、加熱制御部(91)が圧縮機(30)の電動機 (6 2)に対する欠相状態で通電を直ちに停止させる。そして、コントローラ (90)が圧縮機 (30)の電動機 (62)に対する三相交流の供給を開始させ、電動機 (62)で圧縮機構 (6
1)を駆動して冷媒回路の冷凍サイクル動作を開始させる。
[0083] 一実施形態 1の効果
本実施形態では、空調機(10)の停止中に圧縮機 (30)よりも室外熱交換器 (34)の 方へ多くの冷媒が溜まり込んでゆく状態力、どうかを判断し、そのような状態であれば 加熱制御部(91)が圧縮機(30)の電動機 (62)に対する通電を停止状態に保って!/、る 。つまり、本実施形態では、空調機(10)の停止中であっても、圧縮機(30)に溜まり込 む冷媒がそれ程多くないと推測できる場合には、圧縮機 (30)の電動機 (62)に対する 欠相状態での通電を停止させている。このため、本実施形態によれば、圧縮機(30) を加熱しなくてもそこに溜まり込む冷媒がそれ程多くはならない状況であるにも拘わら ず圧縮機(30)を加熱してしまうのを防止でき、空調機(10)の停止中に圧縮機(30)を 加熱するのに要する電力を削減できる。従って、本実施形態によれば、空調機(10) の停止中における消費電力(いわゆる待機電力)を削減することができる。
[0084] 実施形態 1の変形例 1
本実施形態の加熱制御部(91)では、外気温センサ(72)の検出値の代わりに室外 熱交換器温度センサ(73)の検出値を用いて圧縮機(30)の電動機 (62)に対する通 電を行うか否かを判断してもよレ、。
[0085] 空調機(10)の停止中において、本変形例の加熱制御部(91)は、室外熱交換器温 度センサ(73)の検出値を監視する。そして、加熱制御部(91)は、室外熱交換器温度 センサ(73)の検出値が低下し続けて!/、る間は圧縮機(30)の電動機 (62)に対する欠 相状態での通電を停止させる一方、室外熱交換器温度センサ (73)の検出値が一定 のままか上昇し続けて!/、る間は圧縮機(30)の電動機 (62)に対する欠相状態での通 電を実行させる。
[0086] 上述したように、空調機(10)の停止中において、室外熱交換器 (34)の温度は、外 気温とほぼ同じ値となる。このため、室外熱交換器 (34)の温度が次第に低下し続け て!/、る時には外気温が低下し続けて!/、ることになり、そのような状態では圧縮機(30) の温度が室外熱交換器 (34)の温度に比べて高くなつていると推測できる。そこで、本 変形例の加熱制御部(91)は、室外熱交換器 (34)の温度が次第に低下し続けている 間は圧縮機 (30)に多量の冷媒が溜まり込むことはないと判断し、圧縮機 (30)の電動 機 (62)に対する通電を停止状態に保持し、無駄な電力の消費を回避している。
[0087] 一実施形態 1の変形例 2—
本実施形態の加熱制御部(91)では、最新の検出値が前回の検出値を下回ってい るか両者が同じ値になっている間(即ち、 T ≤Tとなっている間)は圧縮機(30)の電
0 1
動機 (62)に対する通電を停止させる一方、最新の検出値が前回の検出値よりも高い 値になっている間(即ち、 Τ >Τとなっている間)は圧縮機(30)の電動機(62)に対
0 1
する欠相状態での通電を実行させるようにしてもよい。つまり、本変形例の加熱制御 部(91)は、外気温センサ(72)の検出値が低下しているか一定になっている間は圧 縮機 (30)の電動機 (62)に対する通電を停止状態に保ち、外気温センサ(72)の検出 値が上昇して!/、る間は圧縮機(30)の電動機 (62)に対する通電を実行する。 [0088] 《発明の実施形態 2》
本発明の実施形態 2について説明する。ここでは、本実施形態の空調機(10)につ いて、上記実施形態 1と異なる点を説明する。
[0089] 図 3に示すように、本実施形態の空調機(10)では、圧縮機(30)のケーシング (63) に圧縮機温度センサ(77)が取り付けられて!/、る。この圧縮機温度センサ(77)は、圧 縮機 (30)の温度を検出する圧縮機温度検出手段を構成して!/、る。
[0090] 本実施形態の加熱制御部(91)は、空調機(10)の停止中に電動機 (62)へ通電する か否かを外気温センサ(72)の検出値と圧縮機温度センサ(77)の検出値とに基づ!/、 て判断する動作を行う。この加熱制御部(91)の動作について説明する。
[0091] 加熱制御部(91)は、空調機(10)が停止状態になると、外気温センサ(72)の検出値
(即ち、外気温)と圧縮機温度センサ(77)の検出値 (即ち、圧縮機 (30)の温度)とを 監視する。
具体的に、加熱制御部(91)は、外気温センサ(72)の検出値 T と圧縮機温度セン
OA
サ(77)の検出値 Tとを所定時間毎にサンプリングし、両者の値を比較する。そして、
C
加熱制御部(91)は、外気温センサ(72)の検出値 T が圧縮機温度センサ(77)の検
OA
出値 Tを下回っている間(即ち、 Τ <Τとなっている間)は圧縮機(30)の電動機(6
C OA C
2)に対する通電を停止させる一方、外気温センサ(72)の検出値 T が圧縮機温度
OA
センサ(77)の検出ィ直 Tと同じかそれを上回っている間(即ち、 T ≥Tとなっている
C OA C
間)は圧縮機(30)の電動機 (62)に対する欠相状態での通電を実行する。
[0092] 春期や終期などの中間期において空調機(10)がー日中停止している場合を例に
、加熱制御部 (91)の動作を具体的に説明する。
[0093] 図 4に実線で示すように、外気温は概ね周期的に変化する。そして、室外熱交換器
(34)は、その熱容量が比較的小さくて室外空気と接触する表面の面積が大きいため 、その温度は外気温とほぼ同じになる。一方、空調機(10)の停止中において、室外 回路 (21)では、室外熱交換器 (34)と圧縮機 (30)のうち温度の低レ、方へ冷媒が溜ま り込んでゆく。そこで、加熱制御部(91)は、図 4の時刻 tlに至るまでの間は圧縮機(3 0)の電動機 (62)に対する通電を停止状態に保つ。
[0094] 時刻 tlにおいて圧縮機(30)の温度が室外熱交換器 (34)の温度と同じになると、加 熱制御部(91)は、圧縮機(30)の電動機 (62)に対する欠相状態での通電を開始させ る。その後に外気温が次第に上昇してゆく間は圧縮機 (30)の温度が室外熱交換器( 34)の温度よりも低い状態が続くため、加熱制御部(91)が圧縮機(30)の電動機 (62) に対する通電を継続させる。そして、時刻 t2において圧縮機(30)の温度が室外熱交 換器 (34)の温度を上回ると、加熱制御部(91)が圧縮機(30)の電動機 (62)に対する 通電を停止させる。
[0095] このように、本実施形態の加熱制御部(91)は、室外回路(21)において圧縮機(30) へ溜まり込む冷媒の量が多くなると推測されるときにだけ、圧縮機(30)の電動機 (62) に対する欠相状態での通電を実行させている。従って、本実施形態によれば、上記 実施形態 1の場合と同様に、圧縮機 (30)の無駄な加熱を回避することができ、空調 機(10)の停止中に消費される電力(即ち、待機電力)を低減できる。
[0096] 一実施形態 2の変形例 1
本実施形態の加熱制御部(91)では、外気温センサ(72)の検出値の代わりに室外 熱交換器温度センサ(73)の検出値を用いて圧縮機(30)の電動機 (62)に対する通 電を行うか否かを判断してもよレ、。
[0097] 空調機(10)の停止中において、本変形例の加熱制御部(91)は、室外熱交換器温 度センサ(73)の検出値と圧縮機温度センサ(77)の検出値とを監視する。そして、加 熱制御部(91)は、圧縮機温度センサ(77)の検出値が室外熱交換器温度センサ(73 )の検出値を上回って!/、る間は圧縮機(30)の電動機 (62)に対する欠相状態での通 電を停止させる一方、圧縮機温度センサ(77)の検出値が室外熱交換器温度センサ( 73)の検出値と同じかそれを下回っている間は圧縮機(30)の電動機 (62)に対する欠 相状態での通電を実行させる。
[0098] 上述したように、空調機(10)の停止中において、室外回路(21)では、室外熱交換 器 (34)と圧縮機 (30)のうち温度の低い方へ冷媒が溜まり込んでゆく。そこで、本変形 例の加熱制御部(91)は、圧縮機温度センサ(77)の検出値が室外熱交換器温度セ ンサ(73)の検出値を上回っている間は圧縮機(30)に多量の冷媒が溜まり込むことは ないと判断し、圧縮機 (30)の電動機 (62)に対する通電を停止状態に保持し、無駄な 電力の消費を回避している。 [0099] 《その他の実施形態》
上記の各実施形態では、 7火のような構成としてもよ!/、。
[0100] 第 1変形例
上記の各実施形態では、圧縮機(30)の電動機 (62)へ欠相状態で通電することに よって圧縮機(30)を加熱している力 S、これに代えて、圧縮機(30)に電気ヒータ(55)を 取り付け、この電気ヒータ(55)へ通電することによって圧縮機(30)を加熱してもよ!/、。 本変形例では、この電気ヒータ(55)とコントローラ(90)の加熱制御部(91)とが加熱手 段(80)を構成している。
[0101] 図 5に示すように、電気ヒータ(55)は、圧縮機(30)のケーシング(63)の下部に巻き 付けられている。電気ヒータ(55)に通電すると、ジュール熱が発生して圧縮機(30)が 暖められる。本変形例において、コントローラ (90)の加熱制御部(91)は、空調機(10 )の停止中に電気ヒータ(55)へ電力を供給する動作を行う。
[0102] 上述したように、上記各実施形態の加熱制御部(91)は、空調機(10)の停止中に圧 縮機(30)の加熱が必要かどうかの判断を、外気温センサ(72)の検出値の変化傾向 や、外気温センサ(72)の検出値と圧縮機温度センサ(77)の検出値との関係に基づ いて行っている。本変形例の加熱制御部(91)は、上記各実施形態と同様の判断を 行い、空調機(10)の停止中に圧縮機(30)の加熱が必要であると判断された場合に 電気ヒータ(55)へ通電する。
[0103] 第 2変形例
上記実施形態 1 , 2や上記第 1変形例において、コントローラ (90)の加熱制御部(91 )は、空調機(10)の停止中に圧縮機(30)の加熱が必要力、どうかを判断する際に、更 に内気温センサ(75)の検出値を考慮するようにしてもよい。
[0104] 具体的に、本変形例の加熱制御部(91)は、空調機(10)の停止中に内気温センサ
(75)の検出値と外気温センサ(72)の検出値とを比較し、外気温センサ(72)の検出 値が内気温センサ(75)の検出値以上の場合にも圧縮機(30)の加熱を停止状態に 保持する。
[0105] 例えば、上記実施形態 1に本変形例を適用した場合、加熱制御部(91)は、内気温 センサ(75)の検出値が外気温センサ(72)の検出値を下回ると!/、う第 1条件と、外気 温センサ(72)の検出値が低下し続けて!/、ると!/、う第 2条件との何れか一方が空調機( 10)の停止中に成立して!/、る場合は、圧縮機(30)の電動機 (62)に対する欠相状態 での通電を停止状態に保つ。
[0106] また、上記実施形態 2に本変形例を適用した場合、加熱制御部 (91)は、内気温セ ンサ(75)の検出値が外気温センサ(72)の検出値を下回ると!/、う第 1条件と、外気温 センサ(72)の検出値が圧縮機温度センサ(77)の検出値を下回ると!/、う第 2条件との 何れか一方が空調機(10)の停止中に成立して!/、る場合は、圧縮機(30)の電動機 (6 2)に対する欠相状態での通電を停止状態に保つ。
[0107] 上述したように、空調機(10)の停止中において、冷媒回路(20)内の冷媒は、冷媒 回路(20)のうち最も温度の低い箇所で凝縮して溜まり込んでゆく。そして、内気温セ ンサ(75)の検出値 (即ち、室内の気温)が外気温センサ(72)の検出値 (即ち、室外の 気温)を下回る状態では、室内回路(22)が室外回路(21)に比べて低温となるため、 室内回路(22)へ冷媒が流入して溜まり込んでゆくことになる。つまり、この状態では、 圧縮機(30)が設置されて!/、る室外回路(21)にそれ程多くの冷媒は溜まり込まな!/、と 推定できる。そこで、本変形例では、空調機(10)の停止中に内気温センサ(75)の検 出値が外気温センサ(72)の検出値を下回る場合にも圧縮機 (30)を停止し、圧縮機( 30)を無駄に加熱することがな!/、ようにしてレ、る。
[0108] なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、 あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではな!/、。
産業上の利用可能性
[0109] 以上説明したように、本発明は、停止中に圧縮機を加熱する手段を備えた冷凍装 置について有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 圧縮機 (30)と熱源側熱交換器 (34)とを有して屋外に設置される熱源側回路 (21)と 、利用側熱交換器 (37)を有して屋内に設置される利用側回路(22)とが互いに接続 された冷媒回路(20)を備え、該冷媒回路(20)で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行 う冷凍装置であって、
上記熱源側熱交換器 (34)が冷媒を室外空気と熱交換させるように構成される一方 上記冷凍装置の停止中に該圧縮機(30)を加熱する加熱手段(80)と、 室外の気温を検出する外気温度検出手段(72)と、
上記冷凍装置の停止中であっても上記外気温度検出手段(72)の検出値が低下し て!/、る間は上記加熱手段(80)による上記圧縮機(30)の加熱を停止状態に保持する 制御手段(91)とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
[2] 圧縮機 (30)と熱源側熱交換器 (34)とを有して屋外に設置される熱源側回路 (21)と 、利用側熱交換器 (37)を有して屋内に設置される利用側回路(22)とが互いに接続 された冷媒回路(20)を備え、該冷媒回路(20)で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行 う冷凍装置であって、
上記熱源側熱交換器 (34)が冷媒を室外空気と熱交換させるように構成される一方 上記冷凍装置の停止中に該圧縮機(30)を加熱する加熱手段(80)と、 室外の気温を検出する外気温度検出手段(72)と、
上記圧縮機 (30)の温度を検出する圧縮機温度検出手段(77)と、
上記冷凍装置の停止中であっても上記圧縮機温度検出手段(77)の検出値が上記 外気温度検出手段(72)の検出値より高い間は上記加熱手段 (80)による上記圧縮機 (30)の加熱を停止状態に保持する制御手段(91)とを備えてレ、る
ことを特徴とする冷凍装置。
[3] 請求項 1又は 2において、
上記利用側熱交換器 (37)が冷媒を室内空気と熱交換させるように構成され、 室内の気温を検出する内気温度検出手段(75)が設けられており、 上記制御手段 (91)は、上記内気温度検出手段(75)の検出値が上記外気温度検 出手段(72)の検出値より低い間は上記加熱手段(80)による上記圧縮機(30)の加熱 を停止状態に保持するように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
[4] 圧縮機 (30)と熱源側熱交換器 (34)とを有して屋外に設置される熱源側回路 (21)と
、利用側熱交換器 (37)を有して屋内に設置される利用側回路(22)とが互いに接続 された冷媒回路(20)を備え、該冷媒回路(20)で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行 う冷凍装置であって、
上記熱源側熱交換器 (34)が冷媒を室外空気と熱交換させるように構成される一方 上記冷凍装置の停止中に該圧縮機(30)を加熱する加熱手段(80)と、 上記熱源側熱交換器 (34)の温度を検出する熱交換器温度検出手段 (73)と、 上記冷凍装置の停止中であっても上記熱交換器温度検出手段 (73)の検出値が低 下して!/、る間は上記加熱手段(80)による上記圧縮機(30)の加熱を停止状態に保持 する制御手段(91)とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
[5] 圧縮機 (30)と熱源側熱交換器 (34)とを有して屋外に設置される熱源側回路 (21)と
、利用側熱交換器 (37)を有して屋内に設置される利用側回路(22)とが互いに接続 された冷媒回路(20)を備え、該冷媒回路(20)で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行 う冷凍装置であって、
上記熱源側熱交換器 (34)が冷媒を室外空気と熱交換させるように構成される一方 上記冷凍装置の停止中に該圧縮機(30)を加熱する加熱手段(80)と、 上記熱源側熱交換器 (34)の温度を検出する熱交換器温度検出手段 (73)と、 上記圧縮機 (30)の温度を検出する圧縮機温度検出手段(77)と、
上記冷凍装置の停止中であっても上記圧縮機温度検出手段(77)の検出値が上記 熱交換器温度検出手段(73)の検出値より高い間は上記加熱手段 (80)による上記圧 縮機(30)の加熱を停止状態に保持する制御手段(91)とを備えてレ、る
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項 4又は 5において、
上記利用側熱交換器 (37)が冷媒を室内空気と熱交換させるように構成され、 室内の気温を検出する内気温度検出手段(75)が設けられており、
上記制御手段 (91)は、上記内気温度検出手段(75)の検出値が上記熱交換器温 度検出手段(73)の検出値より低い間は上記加熱手段 (80)による上記圧縮機 (30)の 加熱を停止状態に保持するように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
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