| 【発明の名称】 |
冷凍装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】▲土▼橋 光浩
【氏名】菊入 良夫
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| 【要約】 |
【課題】圧縮機の停止中における消費電力を低減できるようにすること。
【解決手段】冷媒に循環力を付与するとともにこの冷媒を高温高圧とする圧縮機１４を備え、この圧縮機にクランクケースヒータ１８が設置され、圧縮機の停止中にクランクケースヒータをＯＮ動作させて、圧縮機内で潤滑油と冷媒とを分離可能とする空気調和装置１０において、上記クランクケースヒータが、圧縮機の停止中に、外気温度が一定時間Ｙを越えて所定温度Ｘ以上であるときにＯＦＦ動作可能に構成されたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 冷媒に循環力を付与すると共にこの冷媒を高温高圧とする圧縮機を備え、この圧縮機に加熱手段が設置され、上記圧縮機の停止中に上記加熱手段をＯＮ作動させて、上記圧縮機内で潤滑油と上記冷媒とを分離可能とする冷凍装置において、上記加熱手段が、上記圧縮機の停止中に、所定条件の成立によってＯＦＦ動作可能に構成されたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】 上記所定条件は、外気温度が一定時間Ｙを超えて所定温度Ｘ以上であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】 上記所定条件は、圧縮機の内部温度が所定温度Ａ以上で、且つ上記圧縮機の内部圧力が所定圧力Ｂ以下であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項４】 上記加熱手段は、外気温度に基づくＯＦＦ動作条件と、圧縮機の内部温度及び内部圧力に基づくＯＦＦ動作条件との少なくとも一方が成立している場合に、ＯＦＦ動作可能に構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷凍装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍装置に係り、特に、圧縮機にクランクケースヒータを設置した冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、冷凍装置における圧縮機の潤滑油は、圧縮機の内部温度が低い場合又は内部圧力が高い場合に、圧縮機内で圧縮される冷媒に溶解して冷媒とともに圧縮機外へ流出し、この結果、圧縮機が潤滑不良状態となる恐れがある。
【０００３】そこで、従来の冷凍装置では、圧縮機の下部にクランクケースヒータを設置し、圧縮機の停止中にクランクケースヒータをＯＮ動作させて、圧縮機内で潤滑油と冷媒とを分離させるものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のごとく、クランクケースヒータが設置された圧縮機を備えた冷凍装置では、圧縮機の停止中に、圧縮機内の温度が、潤滑油と冷媒とを分離させるに十分な温度に確保されている場合にもクランクケースヒータをＯＮ動作させ続けており、不必要な電力を消費していることになる。
【０００５】本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、圧縮機の停止中における消費電力を低減できる冷凍装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、冷媒に循環力を付与すると共にこの冷媒を高温高圧とする圧縮機を備え、この圧縮機に加熱手段が設置され、上記圧縮機の停止中に上記加熱手段をＯＮ作動させて、上記圧縮機内で潤滑油と上記冷媒とを分離可能とする冷凍装置において、上記加熱手段が、上記圧縮機の停止中に、所定条件の成立によってＯＦＦ動作可能に構成されたことを特徴とするものである。
【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、所定条件とは、外気温度が一定時間Ｙを超えて所定温度Ｘ以上であることを特徴とするものである。
【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、所定条件とは、圧縮機の内部温度が所定温度Ａ以上で、且つ上記圧縮機の内部圧力が所定圧力Ｂ以下であることを特徴とするものである。
【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、加熱手段が、外気温度に基づくＯＦＦ動作条件と、圧縮機の内部温度及び内部圧力に基づくＯＦＦ動作条件との少なくとも一方が成立している場合に、ＯＦＦ動作可能に構成されることを特徴とするものである。
【００１０】請求項１乃至３に記載の発明には、次の作用がある。
【００１１】圧縮機の停止中にＯＮ作動されて、圧縮機内の潤滑油と冷媒とを分離可能とする加熱手段が、所定条件(例えば、外気温度が一定時間Ｙを超えて所定温度Ｘ以上である場合、又は、圧縮機の内部温度が所定温度Ａ以上で、且つ上記圧縮機の内部圧力が所定圧力Ｂ以下である場合)の成立によってＯＦＦ動作可能に構成されたことから、圧縮機内で潤滑油と冷媒を分離しつつ、加熱手段への不必要な給電を遮断できる。この結果、圧縮機の停止中における消費電力を低減できる。請求項４に記載の発明には、次の作用がある。
【００１２】加熱手段は、外気温度に基づくＯＦＦ動作条件と、圧縮機の内部温度及び内部圧力に基づくＯＦＦ動作条件との少なくとも一方が成立している場合にＯＦＦ動作可能に構成されたことから、加熱手段への電力の遮断を優先して、圧縮機の停止中における消費電力を低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１４】[Ａ]第一の実施の形態(図１、図２)図１は、本発明に係る冷凍装置の第一の実施の形態が適用された空気調和装置を示す構成図である。
【００１５】この図１に示すように、冷凍装置としての空気調和装置１０は、圧縮機１４及び不図示の室外熱交換器を備えた室外機１１と、室内熱交換器及び減圧機構(ともに図示せず)を備えた室内機１２とが冷媒配管(不図示)にて接続されて構成される。更に、上記室外機１１の制御装置１５は、室内機１２の制御装置１６に通信線１７にて接続され、この室内機１２の制御装置１６がリモートコントローラ１３により赤外線等を用いて通信可能に構成される。
【００１６】上記圧縮機１４は、冷媒(例えばＲ２２等）を高温高圧化するとともに、この冷媒に循環力を付与する。この圧縮機１４から吐出された冷媒は、空気調和装置１０の冷房運転時には、室外熱交換器、室内機１２の減圧機構、室内熱交換器を順次経て圧縮機１４へ戻り、室内熱交換器にて蒸発して室内を冷房する。又、圧縮機１４から吐出された冷媒は、空気調和装置１０の暖房運転時には、室内熱交換器、室内機１２の減圧機構、室外熱交換器を順次経て圧縮機１４へ戻り、室内熱交換器にて凝縮して室内を暖房する。
【００１７】室内機１２の制御装置１６は、室内温度がリモートコントローラ１３にて設定された設定温度と異なる場合に、減圧機構としての膨張弁の弁開度を調整して室内機１２を運転させる。また、室外機１１の制御装置１５は、例えば室内機１２のいずれか一つが運転状態となったときに圧縮機１４を起動させ、室内機１２の全てが停止状態となったときに圧縮機１４を停止させる。
【００１８】ところで、圧縮機１４には、クランクケースの下部に加熱手段としてのクランクケースヒータ１８が設置されている。一般に、圧縮機１４の内部温度が低い場合、又は圧縮機１４の内部圧力が高い場合には、圧縮機１４内の潤滑油が冷媒に溶解して、冷媒とともに圧縮機１４外へ流出してしまう恐れがある。そして、この潤滑油は、圧縮機１４の内部温度が高く、又は圧縮機１４の内部圧力が低い場合に冷媒への溶解度が低くなる。そこで、上記クランクケースヒータ１８は、圧縮機１４の停止中にＯＮ動作して圧縮機１４の内部を加熱し、圧縮機１４内の潤滑油と冷媒とを分離させる。
【００１９】このクランクケースヒータ１８のＯＮ動作及びＯＦＦ動作は、室外機１１の制御装置１５によって制御される。つまり、制御装置１５は、圧縮機１４の運転時には、圧縮機１４内が高温状態に保持されているので、潤滑油と冷媒とが常に分離状態にあり、クランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させる。また、制御装置１５は、圧縮機１４の停止時には、圧縮機１４の内部温度及び内部圧力が低下するので、外気温度センサ１９にて検出された外気温度に基づき、図２に示すように、クランクケースヒータ１８をＯＮ動作及びＯＦＦ動作させる。
【００２０】この図２では、制御装置１５は、圧縮機１４の停止と同時に外気温度がＸ（例えば３５℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ１）。外気温度がＸ以上であるときには、制御装置１５は、圧縮機１４の停止直後の最初の制御動作において、外気温度検出タイマーにカウントを開始させる（Ｓ２）。
【００２１】なお、制御装置１５は、例えば１分間隔で実行させる２回目以降の制御動作においては、このステップＳ２の動作をスキップさせて、次のステップＳ３を実行する。
【００２２】つぎに、制御装置１５は、外気温度検出タイマーのカウント値が時間Ｙ（例えば２時間）以上であるか否かを判断する（Ｓ３）。制御装置１５は、外気温度検出タイマーのカウント値が時間Ｙ以下であれば、圧縮機１４が運転中であるか否かを判断し（Ｓ４）、圧縮機１４が運転中でなく停止している場合に、クランクケースヒータ１８をＯＮ動作させて、圧縮機１４内を加熱する（Ｓ５）。
【００２３】制御装置１５は、圧縮機１４の停止後に、上記ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ４及びＳ５を順次繰り返し実行し、クランクケースヒータ１８を連続してＯＮ動作させる。
【００２４】制御装置１５は、このステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４及びＳ５の動作中に圧縮機１４が運転状態となったときには、ステップＳ４において圧縮機１４が運転中であると判断して、クランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させる（Ｓ６）。
【００２５】また、制御装置１５は、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４及びＳ５の順次繰り返し実施中に、ステップＳ３において、外気温度検出タイマーのカウント値が時間Ｙを超えた段階で、クランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させて、消費電力を低減する(Ｓ６)。
【００２６】制御装置１５は、ステップＳ１において、外気温度がＸ以下の時には、外気温度検出タイマーのカウント値をクリヤーし、このカウント値が更新されないようにする（Ｓ７）。そして、制御装置１５は、圧縮機１４が運転中である場合にクランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させ（Ｓ４、Ｓ６）、圧縮機１４が運転中でなく停止中である場合に、クランクケースヒータ１８をＯＮ動作させる（Ｓ４、Ｓ５）。
【００２７】従って、上記実施の形態の空気調和装置１０によれば、次の効果■を奏する。
【００２８】■圧縮機１４の停止中にＯＮ動作されて、圧縮機１４内の潤滑油と冷媒とを分離可能とするクランクケースヒータ１８が、室外機１１の制御装置１５により、外気温度が一定時間Ｙを越えて所定温度Ｘ以上である場合にＯＦＦ動作可能に構成されたことから、圧縮機１４内で潤滑油と冷媒とを分離しつつ、クランクケースヒータ１８への不必要な給電を遮断できる。この結果、圧縮機１４の停止中における消費電力を低減できる。
【００２９】[Ｂ]第二の実施の形態（図３、図４）
図３は、本発明にかかる冷凍装置の第二の実施の形態が適用された空気調和装置を示す構成図である。この第二の実施の形態において、前記第一の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００３０】この第二の実施の形態における冷凍装置としての空気調和装置２０では、室外機１１における制御装置２１は、内部温度センサ２２にて検出された圧縮機１４の内部温度と、内部圧力センサ２３にて検出された圧縮機１４の内部圧力とに基づき、図４に示すように、クランクケースヒータ１８をＯＮ動作及びＯＦＦ動作させる。
【００３１】この図４では、制御装置２１は、圧縮機１４の停止と同時に、圧縮機１４の内部温度が２０℃未満であるか、２０℃（所定温度Ａ）以上で３０℃以内であるか、３０℃（所定温度Ａ）を超えているか否かを判断する（Ｓ１０）。
【００３２】圧縮機１４の内部温度が２０℃未満である場合（Ｓ１１）には、制御装置２１は、次に、圧縮機１４が運転中であるか否かを判断し（Ｓ１２）、圧縮機１４が運転中でなく停止中である場合にクランクケースヒータ１８をＯＮ動作させて、圧縮機１４内を加熱する（Ｓ１３）。
【００３３】圧縮機１４の内部温度が２０℃以上で３０℃以下である場合（Ｓ１４）には、制御装置２１は、次に、圧縮機１４の内部圧力が所定圧力Ｂとして７ｋｇ／ｃｍ2以下であるか否かを判断する（Ｓ１５）。制御装置２１は、圧縮機１４の内部圧力が７ｋｇ／ｃｍ2以下の時にクランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させて、消費電力を低減する（Ｓ１６）。制御装置２１は、圧縮機１４の内部圧力が７ｋｇ／ｃｍ2以上の場合には、圧縮機１４が停止状態にあるときにクランクケースヒータ１８をＯＮ動作させ（Ｓ１２、Ｓ１３）、圧縮機１４が運転中である場合にクランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させる（Ｓ１２、Ｓ１６）。
【００３４】圧縮機１４の内部温度が３０℃を越えている場合（Ｓ１７）には、制御装置２１は、次に、圧縮機１４の内部圧力が所定圧力Ｂとして８ｋｇ／ｃｍ2以下であるか否かを判断する（Ｓ１８）。制御装置２１は、圧縮機１４の内部圧力が８ｋｇ／ｃｍ2以下のときに、クランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させて消費電力を低減する（Ｓ１６）。制御装置２１は、圧縮機１４の内部圧力が８ｋｇ／ｃｍ2以上の場合には、圧縮機１４が運転中である場合に、クランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させ（Ｓ１２、Ｓ１６）、圧縮機１４が停止中である場合に、クランクケースヒータ１８をＯＮ動作させて圧縮機１４を加熱する（Ｓ１２、Ｓ１３）。
【００３５】制御装置２１は、圧縮機１４の停止と同時に上述のステップＳ１０〜Ｓ１８の制御動作を実行し、その後、この制御動作を例えば１分間隔で繰り返す。
【００３６】従って、上記実施の形態における空気調和装置２０によれば、次の効果■を奏する。
【００３７】■圧縮機１４の停止中にＯＮ動作されて、圧縮機１４内の潤滑油と冷媒とを分離可能とするクランクケースヒータ１８が、圧縮機１４の内部温度が２０℃以上で且つ圧縮機１４の内部圧力が７ｋｇ／ｃｍ2以下である場合、または、圧縮機１４の内部圧力が３０℃以上で且つ圧縮機１４の内部圧力が８ｋｇ／ｃｍ2以下である場合に、室外機１１の制御装置２１によってＯＦＦ動作可能に構成されたことから、圧縮機１４内で潤滑油と冷媒とを分離しつつ、クランクケースヒータ１８への不必要な給電を遮断できる。この結果、圧縮機１４の停止中における消費電力を低減できる。
【００３８】［Ｃ］第三の実施の形態（図３、図２、図４）
図５は、本発明にかかる冷凍装置の第三の実施の形態が適用された空気調和装置を示す構成図である。この第三の実施の形態において、前記第一及び第二の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００３９】この第三の実施の形態の冷凍装置としての空気調和装置３０は、前記空気調和装置１０と空気調和装置２０とを組み合わせたものとして構成される。つまり、室外機１１の制御装置３１は、外気温度センサ１９にて検出された外気温度と、内部温度センサ２２にて検出された圧縮機１４の内部温度と、内部圧力センサ２３にて検出された圧縮機１４の内部圧力とに基づき、図２及び図４に示すように、クランクケースヒータ１８をＯＮ動作及びＯＦＦ動作させる。
【００４０】このとき、制御装置３１は、外気温度に基づく制御（図２）と、圧縮機１４の内部温度及び内部圧力に基づく制御（図４）とにおいて、ともにクランクケースヒータ１８をＯＮ動作させるべきと判断した時にのみクランクケースヒータ１８をＯＮ動作させる。すなわち、制御装置３１は、外気温度に基づく制御（図２）と、圧縮機１４の内部温度及び内部圧力に基づく制御（図４）との少なくともいずれか一方の制御で、クランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させるべきと判断したときに、クランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させる。
【００４１】従って、上記実施の形態における空気調和装置３０によれば、次の効果■を奏する。
【００４２】■クランクケースヒータ１８は、外気温度に基づく制御におけるＯＦＦ動作条件と、圧縮機１４の内部温度及び内部圧力に基づく制御におけるＯＦＦ動作条件との少なくとも一方が成立している場合に、制御装置３１によりＯＦＦ動作可能に構成されたことから、圧縮機１４内での潤滑油と冷媒との確実な分離よりも、クランクケースヒータ１８への不必要な電力の遮断を優先して、圧縮機１４の停止中における消費電力を低減できる。
【００４３】以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４４】例えば、上記実施の形態の空気調和装置１０、２０及び３０においては、圧縮機１４の停止と同時に制御装置１５、２１、３１によりなされる制御動作が１分間隔で実施されるものを述べたが、クランクケースヒータ１８のＯＮ、ＯＦＦ動作を頻繁に実施させないように、制御動作間隔を１〜６０分の範囲で任意に設定してもよい。又は、制御装置１５、２１、３１は、１分間隔でなされる制御動作において、クランクケースヒータ１８のＯＮ動作の後にＯＦＦ動作をすべきと判断した場合、このＯＦＦ動作が所定時間（例えば５分以上）継続されていなければ、実際にクランクケースヒータ１８をＯＦＦ動作させないように制御して、クランクケースヒータ１８のＯＮ、ＯＦＦ動作を頻繁に実施させないようにしてもよい。
【００４５】又、第一の実施の形態の空気調和装置１０と第三の実施の形態の空気調和装置３０において、ＸとＹの値は一例であり、圧縮機１４の容量やクランクケースヒータ１８の加熱容量に応じて変更される。
【００４６】又、同様に、第二の実施の形態の空気調和装置２０と第三の実施の形態の空気調和装置３０においても、ＡとＢの値（Ａ＝２０℃、Ｂ＝７ｋｇ／ｃｍ2；Ａ＝３０℃、Ｂ＝８ｋｇ／ｃｍ2）は、使用される冷媒や潤滑油の種類によって異なる値となる。又、図４の制御においては、圧縮機１４の内部温度を２０℃と３０℃に基づいて場合分けしたが、さらに細かな場合分けを実施してもよい。
【００４７】更に、第二の実施の形態の空気調和装置２０と第三の実施の形態の空気調和装置３０において、内部圧力センサ２３にて検出される圧縮機１４の内部圧力は、圧縮機１４の吸い込み圧力でもよい。又、内部温度センサ２２を設置せず、内部圧力センサ２３にて検出された圧縮機１４の内部圧力又は吸い込み圧力から圧縮機１４の内部温度を算出してもよい。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる冷凍装置によれば、圧縮機の停止中にＯＮ動作されて、圧縮機内の潤滑油と冷媒とを分離可能とする加熱手段が、圧縮機の停止中に所定条件の成立によってＯＦＦ動作可能に構成されたことから、圧縮機内で潤滑油と冷媒とを分離しつつ、加熱手段への不必要な給電を遮断できるので、圧縮機の停止中における消費電力を低減できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月９日（１９９８．１２．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１８２３
【弁理士】
【氏名又は名称】櫛渕 昌之 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１７１１０７（Ｐ２０００−１７１１０７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月２３日（２０００．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３４９９３６ |
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