CN102575884B - 空气调节机 - Google Patents

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Abstract

本发明的空气调节机(1)具有回油运转控制部(40)，当满足回油条件时，该回油运转控制部(40)通过规定的制冷剂循环控制压缩机(10)的转速及膨胀阀(31)的开度等来进行回油运转，还具有高外部气温回油运转机构(43)，当外部气温上升且外部气温传感器(44)的检测值高于设定值的状态持续规定时间时，该高外部气温回油运转机构(43)通过回油运转控制部(40)强制地实施回油运转，在利用该高外部气温回油运转机构(43)强制地实施回油运转之后，一定时间禁止回油运转。

Description

空气调节机
技术领域
本发明涉及具有回油运转控制部的空气调节机，该回油运转控制部进行将流出到制冷剂回路侧的润滑油回收以在压缩机内确保规定量的润滑油的回油运转。
背景技术
在用来进行大厦等的空气调节的多联机型空气调节机中，连接多台室内机和室外机的制冷剂配管的长度很长。因此，在空气调节机的运转过程中，伴随制冷剂从压缩机向制冷剂回路侧流出的润滑油容易滞留在制冷剂回路侧，容易在压缩机侧发生润滑油不足的现象。于是，在所述空气调节机中，为了将从压缩机流出到制冷剂回路侧的润滑油回收到压缩机内，累计计算空气调节机的运转时间并在每隔规定时间算出或者来自压缩机的润滑油的流出量，当检测到该流出量达到规定量时进行回油运转(例如，参照专利文献1，2)。
在该回油运转中，通常将冷冻循环作为制冷循环，使室内机侧的制冷用膨胀阀打开，并且提高压缩机的转速来增加制冷剂的循环量和流速，由此，将滞留在热交换器和制冷剂配管等制冷剂回路中的润滑油与制冷剂一起回收到压缩机。
另外，在原本压力高的状态下进行运转时，如果切换到回油运转，则因压缩机的转速上升而使制冷剂循环量增加，从而高压有时会急剧上升。这样，当高压过渡性地异常上升时，高压保护用高压压力传感器工作，由于高压切断，有可能使压缩机异常停止。于是，专利文献3公开了如下技术：当油回收条件成立时，根据此时的运转条件，使排出气体迂回来降低制冷剂循环量，或者通过室外风机增大冷凝能力来抑制高压的异常上升。
专利文献1：日本特开2009-257759号公报
专利文献2：日本特开2005-351598号公报
专利文献3：日本特公平7-72654号(专利第2035389号)公报
但是，如果在外部气温非常高的地域使用空气调节机的情况下，或者如果在容易蓄热的场所设置室外机而使周围温度异常上升的情况下，当切换到回油运转而使压缩机的转速上升时，制冷剂的压力也上升并超过高压压力开关的设定值，从而有时回油运转不成立。因此，有时在不能回收润滑油的情况下持续长时间运转，导致存在压缩机内的润滑油量减少，使得压缩机因润滑油的不足而发生故障的课题。专利文献1～3并未解决所述的由高外部气温引起的回油运转长时间不成立的问题。
发明内容
本发明是鉴于所述课题而研发的，其目的是提供一种空气调节机，能够解决异常的高外部气温引起的回油运转长时间不成立的问题，并且能够防止压缩机因润滑油不足而受损。
为了解决上述课题，本发明的空气调节机采用以下技术方案。
即，本发明的空气调节机具有回油运转控制部，当满足回油条件时，该回油运转控制部通过规定的制冷剂循环来控制压缩机转速及膨胀阀开度等来进行回油运转，其中，具有高外部气温回油运转机构，当外部气温上升且外部气温传感器的检测值高于设定值的状态持续规定时间时，该高外部气温回油运转机构通过所述回油运转控制部强制地实施回油运转，在利用该高外部气温回油运转机构强制地实施回油运转之后，一定时间禁止回油运转。
根据本发明，具有当满足回油条件时进行回油运转的回油运转控制部的空气调节机具有高外部气温回油运转机构，当外部气温上升且外部气温传感器的检测值高于设定值的状态持续规定时间时，该高外部气温回油运转机构通过回油运转控制部强制地实施回油运转，在利用该高外部气温回油运转机构强制地实施回油运转之后，一定时间禁止回油运转，因此，当外部气温高于设定值的状态持续规定时间时，在因温度进一步上升而进行高压切断导致处于回油运转不成立(困难)的状态之前，预先通过高外部气温回油运转机构强制地实施回油运转，由此在之后的一定时间内，即使没有进行回油运转，也能够使空气调节机持续地运转。因此，能够可靠地避免在因异常的高温而回油运转不成立的状态下持续长时间运转，致使压缩机内的润滑油量减少，从而压缩机因润滑油不足而受损，并且能够提高空气调节机的可靠性。
本发明的空气调节机在上述空气调节机中，优选在所述回油运转的一定时间禁止中，因再检测到所述设定值以上的外部气温而实施的强制回油运转和因检测到所述回油条件而实施的回油运转一同被禁止。
根据该结构，在回油运转的一定时间禁止中，因再检测到设定值以上的外部气温而实施的强制回油运转和因检测到回油条件而实施的回油运转一同被禁止，因此，通过高外部气温回油运转机构强制地实施回油运转之后，在一定的时间内禁止因再检测到设定值以上的外部气温而实施的强制回油运转和因检测到回油条件而实施的回油运转，由此能够防止重复进行无用的回油运转。因此，能够将因进行回油运转而引起的空调运转的中断抑制在最小限度，从而能够维持舒适性。
另外，本发明的空气调节机在上述任一项的空气调节机中，优选在外部气温低于所述设定值的情况下，所述回油运转的一定时间禁止被解除。
根据该结构，在外部气温低于设定值的情况下，回油运转的一定时间禁止被解除，因此，当外部气温低于设定值而回油运转的一定时间禁止被解除时，使正常的回油运转控制恢复，当满足规定的回油条件时进行回油运转。因此，在维持以往的回油运转功能的状态下，能够应对高外部气温环境，从而能够扩大空气调节机的设置区域。
而且，本发明的空气调节机在上述任一项的空气调节机中，优选具有高压保护值变更机构，至少在通过所述高外部气温回油运转机构强制地实施回油运转时，该高压保护值变更机构使伴随制冷剂压力上升而压缩机停止的高压保护值提高规定值。
根据该结构，具有高压保护值变更机构，至少在通过所述高外部气温回油运转机构强制地实施回油运转时，该高压保护值变更机构使伴随制冷剂压力上升而压缩机停止的高压保护值提高规定值，因此，在高外部气温环境下使压缩机转速上升并进行回油运转时，高压容易上升，高压压力开关工作，会因为高压切断而有时引起压缩机异常停止，但是，通过高压保护值变更机构将高压保护值提高规定值，能够防止因高压切断而引起的压缩机异常停止，并且能够强制地实施回油运转。因此，即使设置在高外部气温环境下，也能够可靠地实施回油运转，避免压缩机不足润滑油的现象，从而提高空气调节机的可靠性。需要说明的是，利用高压保护值变更机构对高压保护值实施的变更不仅在通过高外部气温回油运转机构强制地进行回油运转的情况下，还可以在满足回油条件时的正常的回油运转的情况下同样地实施。
根据本发明，当外部气温高于设定值的状态持续规定时间时，在因温度进一步上升而进行高压切断导致处于回油运转不成立的状态之前，预先通过高外部气温回油运转机构强制地实施回油运转，由此在这之后的一定时间内，即使没有进行回油运转，也能够使空气调节机持续地运转，从而能够可靠地避免在因异常的高温而回油运转不成立的状态下持续长时间运转，致使压缩机内的润滑油量减少，从而压缩机因润滑油不足而受损，并且能够提高空气调节机的可靠性。
附图说明
图1是本发明一实施方式的空气调节机的制冷剂回路图。
图2是图1所示的空气调节机中的回油运转时的控制流程图。
具体实施方式
以下，参照图1及图2说明本发明的一实施方式。
图1示出了本发明一实施方式的空气调节机的制冷剂回路图，图2示出了该回油运转时的控制流程图。在本实施方式中，作为空气调节机1，示出了多台室内机3A、3B并联连接在一台室外机2上的多联机型空气调节机1。多台室内机3A、3B在从室外机2导出的气体侧配管4和液体侧配管5之间通过分支器6相互并联连接在一起。
室外机2具有：压缩制冷剂的变频驱动的压缩机10、从制冷剂气体中分离润滑油的油分离器11、切换制冷剂的循环方向的四通切换阀12、使制冷剂与外气热交换的室外热交换器13、与室外热交换器13一体地构成的过冷却线圈14、制热用膨胀阀(EEVH)15、存储液体制冷剂的储液罐16、对液体制冷剂实施过冷却的过冷却热交换器17、控制分流到过冷却热交换器17的制冷剂量的过冷却用膨胀阀(EEVSC)18、储压器19、气体侧操作阀20和液体侧操作阀21。其中，储压器19从被吸入压缩机10的制冷剂气体分离液体部分而仅使气体部分吸入压缩机10侧。
室外机2侧的上述各装置利用制冷剂配管22通过公知的方式被连接而构成室外侧制冷剂回路23。另外，在室外机2中设置有向室外热交换器13输送外气的室外风机24。而且，在油分离器11和压缩机10的吸入配管之间设置有回油回路25，该回油回路25用于每次按规定量向压缩机10侧返回在油分离器11内从排出制冷剂气体分离的润滑油。
气体侧配管4和液体侧配管5是分别与室外机2的气体侧操作阀20和液体侧操作阀21连接的制冷剂配管，在现场进行安装施工时，该配管长度根据室外机2和与该室外机2连接的多台室内机3A、3B之间的距离来设定。在气体侧配管4和液体侧配管5的中途，设置有适当数量的分支器6，通过该分支器6连接有适当台数的室内机3A、3B。由此，构成密闭的一系统的冷冻循环(制冷剂回路)7。
室内机3A、3B具有：使室内空气与制冷剂进行热交换后用于室内的空调的室内热交换器30、制冷用膨胀阀(EEVC)31、通过室内热交换器30使室内空气循环的室内风机32和室内控制器33，并通过室内侧的分支气体侧配管4A、4B和分支液体侧配管5A、5B与分支器6连接。
在上述多联机型空气调节机1中，制冷运转如下进行。
被压缩机10压缩并排出的高温高压的制冷剂气体在油分离器11中分离出制冷剂所含有的润滑油。然后，制冷剂气体通过四通切换阀12向室外热交换器13侧循环，并在室外热交换器13中与通过室外风机24输送到的外气进行热交换而冷凝液化。该液体制冷剂被过冷却线圈14进一步冷却之后，通过制热用膨胀阀15，暂存在储液罐16内。
在储液罐16中调整了循环量的液体制冷剂经由过冷却热交换器17流经液体制冷剂配管侧的过程中，从液体制冷剂配管分流，与在过冷却用膨胀阀(EEVSC)18中被隔热膨胀的制冷剂进行热交换被赋予过冷却度。该液体制冷剂经由液体侧操作阀21从室外机2被导出到液体侧配管5，而且，被导出到液体侧配管5的液体制冷剂经由分支器6被分流到各室内机3A、3B的分支液体侧配管5A、5B。
被分流到分支液体侧配管5A、5B的液体制冷剂流入各室内机3A、3B，并在制冷用膨胀阀(EEVC)31中被隔热膨胀，成为气液二相流体，并流入室内热交换器30。在室内热交换器30中，通过室内风机32被循环的室内空气和制冷剂进行热交换，室内空气被冷却后用于室内的制冷。另一方面，制冷剂被气化，经由分支气体侧配管4A、4B到达分支器6，在气体侧配管4内与来自其他室内机的制冷剂气体合流。
气体侧配管4中合流的制冷剂气体再返回室外机2，经由气体侧操作阀20和四通切换阀12，与来自过冷却热交换器17的制冷剂气体合流之后，被导入储压器19。在储压器19中，制冷剂气体所含有的液体部分被分离，仅气体部分被吸入压缩机10。该制冷剂在压缩机10再次被压缩，通过反复进行以上的循环来实施制冷运转。
另外，制热运转如下进行。
被压缩机10压缩并排出的高温高压的制冷剂气体在油分离器11中分离出制冷剂所含有的润滑油之后，经由四通切换阀12循环到气体侧操作阀20侧。该制冷剂经由气体侧操作阀20和气体侧配管4从室外机2被导出，再经由分支器6和室内侧的分支气体侧配管4A、4B被导入多台室内机3A、3B。
被导入室内机3A、3B的高温高压的制冷剂气体在室内热交换器30中与经由室内风机32被循环的室内空气进行热交换，室内空气被加热后用于室内的制热。在室内热交换器30中被冷凝的液体制冷剂经由制冷用膨胀阀(EEVC)31和分支液体侧配管5A、5B到达分支器6，与来自其他室内机的制冷剂合流之后，经由液体侧配管5返回室外机2。需要说明的是，当进行制热运转时，在室内机3A、3B中，制冷用膨胀阀(EEVC)31的开度通过室内控制器33被控制，使得作为冷凝器发挥功能的室内热交换器30的制冷剂出口温度(以下称为热交出口温度)或者制冷剂过冷却度成为控制目标值。
返回室外机2的制冷剂经由液体侧操作阀21到达过冷却热交换器17，与制冷运转时的情况同样被赋予过冷却之后流入储液罐16并暂时存储，由此调整循环量。该液体制冷剂被供给到制热用膨胀阀(EEVH)15并被隔热膨胀之后，经由过冷却线圈14流入室外热交换器13。
在室外热交换器13中，通过室外风机24被输送的外气和制冷剂进行热交换，制冷剂从外气吸热而蒸发气化。该制冷剂从室外热交换器13经由四通切换阀12与来自过冷却热交换器17的制冷剂气体合流之后，被导入储压器19。在储压器19中，制冷剂气体所含有的液体部分被分离，仅气体部分被吸入压缩机10，在压缩机10中再次被压缩。通过反复进行以上的循环来实施制热运转。
在应用于大厦等的空气调节的多联机型空气调节机1中，室外机2和室内机3A、3B之间的制冷剂配管长度非常长。由此，伴随制冷剂从压缩机10流出到冷冻循环(制冷剂回路)7侧的润滑油容易滞留在冷冻循环(制冷剂回路)7内，容易在压缩机10侧发生润滑油不足的现象。于是，为了将从压缩机10流出到冷冻循环(制冷剂回路)7侧的润滑油回收到压缩机10内，通过使空气调节机1持续运转，当满足规定的回油条件时实施回油运转。
当满足回油条件时，通过回油运转控制部40，经由四通切换阀12将冷冻循环(制冷剂回路)7作为上述制冷循环来实施该回油运转，此时，压缩机10的转速上升到设定转速，并且全部室内机3A、3B的制冷用膨胀阀(EEVC)31的开度通过室内控制器33上升到设定开度。
这里的回油条件是下述(A)和(B)之一或者两者。
(A)对空气调节机1的连续运转时间或者累计运转时间进行计数，且计数值达到规定时间时。
(B)算出来自压缩机10的润滑油流出量，且该润滑油流出量到达规定量时。
当通过运转时间累计计算机构41或者润滑油流出量计算机构42检测到满足这些条件(A)、(B)的情况时，通过回油运转控制部40实施回油运转。
上述回油条件(A)、(B)是以往公知的。在本实施方式中，在该条件(A)、(B)的基础上还追加条件(C)，该条件(C)是监视外部气温并由外部气温传感器44检测到的外部气温高于设定值(例如，49℃)的状态持续了规定时间(例如，3分钟)，并且具有当满足该条件(C)时通过回油运转控制部40强制地进行回油运转的高外部气温回油运转机构43。然后，通过该高外部气温回油运转机构43强制地进行回油运转之后，一定时间(例如，3小时)禁止回油运转。
另外，在回油运转的一定时间禁止中，即使外部气温高的状态持续并且再检测到设定值以上的外部气温，或者即使满足上述(A)、(B)的回油条件，回油运转也被禁止。另外，当外部气温低于上述设定值时，回油运转的一定时间禁止被解除，当满足上述(A)、(B)的回油条件时实施回油运转。
而且，在本实施方式中，由于满足上述三个条件(A)、(B)、(C)而进行回油运转时，不仅通过室内控制器33将制冷用膨胀阀(EEVC)31的开度提高到设定开度，并且将压缩机10的转速上升到设定转速，此外还设置有高压保护值变更机构46，该高压保护值变更机构46基于高压传感器45的检测值进行工作，使对压缩机10进行异常停止的高压保护用的高压压力开关(省略图示)的高压保护值提高规定值(例如，将3.7MPa变更到3.8MPa)。
图2是上述回油运转的控制流程图，如图2所示，在空气调节机1进行正常的制冷制热运转过程中，通过运转时间累计计算机构41、润滑油流出量计算机构42及高外部气温回油运转机构43检测到满足下述条件(A)、(B)和(C)中的任一条件时，进行回油运转。
(A)连续运转时间或者累计运转时间达到规定时间时；
(B)润滑油流出量(油上升量)达到规定量时；
(C)外部气温高于设定值的状态持续规定时间时。
然后，在将冷冻循环(制冷剂回路)7设为制冷循环的基础上，同时实施(1)～(3)三个要素而进行该回油运转。
(1)将高压保护值提高规定值；
(2)将全室内机3A、3B的制冷用膨胀阀31的开度提高到设定开度；
(3)使压缩机10的转速(驱动频率)上升到设定转速。
需要说明的是，当满足预定的已知运转结束条件时结束回油运转。而且，当结束回油运转时，判定回油运转“成功”或者“失败”(例如，压缩机10的吸入过热度SH以规定值以下持续规定时间的情况判定为成功)，当判定为“失败”时，以规定条件实施重试回油运转。
通过以上说明的构成，根据本实施方式，得到以下作用效果。
在空气调节机1进行制冷制热运转过程中，当运转时间累计计算机构41、润滑油流出量计算机构42及高外部气温回油运转机构43检测到满足上述回油条件(A)、(B)、(C)中的任一条件时，回油运转控制部40将冷冻循环(制冷剂回路)7作为制冷循环，将基于高压传感器45的检测值工作的高压压力开关的高压保护值提高规定值，并且通过室内控制器33将室内机3A、3B的制冷用膨胀阀(EEVC)31的开度提高到设定开度，进而使压缩机10的转速(驱动频率)上升到设定转速，由此开始回油运转。
通过该回油运转，使在冷冻循环(制冷剂回路)7内循环的制冷剂的循环量增加，并且使流速增加，因此，从压缩机10流出到冷冻循环7侧且滞留在室内热交换器30、制冷剂配管4、4A、4B、5、5A、5B等的润滑油随着制冷剂的流动被回收到压缩机10内。然后，当满足预定的结束条件时，使回油运转结束，返回原先的制冷制热运转。
这样，在本实施方式中，除了空气调节机1的连续运转时间或者累计运转时间到达规定时间时，或者来自压缩机10的润滑油流出量(油上升量)到达规定量时以外，在外部气温高于设定值的状态持续规定时间时，也实施回油运转，通过该高外部气温回油运转机构43强制地实施回油运转之后，一定时间禁止回油运转。由此，当外部气温高于设定值的状态持续规定时间时，因温度进一步上升而进行高压切断导致处于回油运转变得困难的状态之前，能够预先强制地实施回油运转，由此，在这之后的一定时间内，即使不实施回油运转，也能够使空气调节机1持续地运转。
因此，能够可靠地避免在因异常的高温而引起的回油运转不成立的状态下持续长时间运转，导致压缩机10内的润滑油量减少，压缩机10因润滑油不足而受损，并且能够提高空气调节机1的可靠性。
另外，根据上述，在回油运转被禁止一定时间的期间内，因再检测到设定值以上的外部气温而实施的强制回油运转和因检测到上述(A)、(B)的回油条件而实施的回油运转一同被禁止。这样，通过高外部气温回油运转机构43强制地进行回油运转之后，在一定的时间内禁止因再检测到上述回油条件(A)至(C)而实施的回油运转，由此能够防止重复进行无用的回油运转。因此，能够将因进行回油运转而引起的正常的制冷制热运转的中断抑制到最小限度，从而能够维持舒适性。
而且，由于在外部气温低于设定值时回油运转的一定时间禁止被解除，因此，当外部气温低于设定值而回油运转的一定时间禁止被解除时，恢复正常的回油运转控制，并且当满足规定的回油条件(A)至(C)时实施回油运转。因此，在维持基于以往的回油条件(A)和(B)的回油运转功能的情况下，能够应对高外部气温环境，从而能够扩大空气调节机1的设置区域。
另外，在本实施方式中，当实施回油运转时，通过高压保护值变更机构46将高压压力开关的高压保护值提高规定值。因此，当进行回油运转时，如果使压缩机10的转速上升以进行回油运转，则高压容易上升，高压压力开关工作，可能会因高压切断而使压缩机10异常停止，但是，通过利用高压保护值变更机构46将高压保护值提高规定值，能够防止高压切断引起的压缩机10异常停止，能够强制地实施回油运转。因此，即使将空气调节机1设置在高外部气温环境下，也能够可靠地实施回油运转，能够避免压缩机10的润滑油不足的情况，从而提高空气调节机1的可靠性。
需要说明的是，本发明不限于上述实施方式的发明，在不脱离其主旨的范围内能够进行适当变形。例如，在上述实施方式中，在回油条件(A)至(C)中的任一条件下进行回油运转时，都通过高压保护值变更机构46将高压压力开关的高压保护值提高规定值，但是，也可以只在高压特别容易上升且通过高外部气温回油运转机构43强制地进行回油运转时，将高压压力开关的高压保护值变更并进行回油运转。
附图标记说明
1 空气调节机
2 室外机
3A、3B 室内机
7 冷冻循环(制冷剂回路)
10 压缩机
31 制冷用膨胀阀(EEVC)
40 回油运转控制部
41 运转时间累计计算机构
42 润滑油流出量计算机构
43 高外部气温回油运转机构
44 外部气温传感器
45 高压传感器
46 高压保护值变更机构

Claims (4)

1.一种空气调节机，具有回油运转控制部，当满足回油条件时，该回油运转控制部通过规定的制冷剂循环控制压缩机转速及膨胀阀开度来进行回油运转，其特征在于，
具有高外部气温回油运转机构，当外部气温上升且外部气温传感器的检测值高于设定值的状态持续规定时间时，该高外部气温回油运转机构通过所述回油运转控制部强制地实施回油运转，在利用该高外部气温回油运转机构强制地实施回油运转之后，一定时间禁止回油运转。
2.如权利要求1所述的空气调节机，其特征在于，在所述回油运转的一定时间禁止中，因再检测到所述设定值以上的外部气温而实施的强制回油运转和因检测到所述回油条件而实施的回油运转一同被禁止。
3.如权利要求1所述的空气调节机，其特征在于，在外部气温低于所述设定值的情况下，所述回油运转的一定时间禁止被解除。
4.如权利要求1～3中任一项所述的空气调节机，其特征在于，具有高压保护值变更机构，至少在通过所述高外部气温回油运转机构强制地实施回油运转时，该高压保护值变更机构将伴随制冷剂压力上升而压缩机停止的高压保护值提高规定值。
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