CN106338160A - 空调装置 - Google Patents

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Abstract

一种空调装置，在调温器关闭条件成立的状况下，确保压缩机的油浓度。具备：制冷剂回路，该制冷剂回路通过将压缩机、室内热交换器、膨胀阀以及室外热交换器利用制冷剂配管以供制冷剂循环的方式连接而构成；以及控制装置，该控制装置控制压缩机的运转状态，控制装置根据压缩机的排出气态制冷剂的温度以及排出气态制冷剂的压力来推测压缩机的内部的油浓度，在油浓度低于油浓度基准值的情况下，即便调温器关闭条件成立也继续进行压缩机的运转。

Description

空调装置
技术领域
本发明涉及在调温器关闭(thermostat off)的状况下确保压缩机的油浓度的空调装置。
背景技术
为了对马达轴等驱动部进行润滑，在空调装置的压缩机内部封入有冷冻机油。当在压缩机起动时吸入湿蒸气状态的制冷剂的情况下、或者在停止期间制冷剂溶解于冷冻机油而成为停滞(stagnation)状态的情况下，冷冻机油与制冷剂混合而被稀释。若在油浓度低的状态下长时间持续运转，则马达轴等变得润滑不充分，存在发生磨损或者热胶着而产生故障的可能性。通常，在起动后短时间运转后压缩机升温，混入冷冻机油的制冷剂蒸发而被排出，因此能够确保运转所需要的油浓度。
公知有检测压缩机内的冷冻机油的浓度，并根据其浓度适当地控制压缩机的运转的技术(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2010－38503号公报
然而，当正在进行空气调节的室内侧的周围温度与空调装置的设定温度接近的情况下等、频繁地进行调温器关闭的条件下，在油浓度得到确保之前，压缩机反复地停止和再起动。在该情况下，在油浓度低的状态下持续进行反复运转，结果，存在发生压缩机的马达轴等磨损或热胶着而导致故障的可能性。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，提供一种在调温器关闭条件成立的状况下确保压缩机的油浓度的空调装置。
本发明的技术方案1所涉及的空调装置具备：制冷剂回路，该制冷剂回路通过将压缩机、室内热交换器、膨胀阀以及室外热交换器利用制冷剂配管以供制冷剂循环的方式连接而构成；以及控制装置，该控制装置控制上述压缩机的运转状态，上述控制装置根据上述压缩机的排出气态制冷剂的温度以及上述压缩机的排出气态制冷剂的压力来推测上述压缩机的内部的油浓度，在上述油浓度低于油浓度基准值的情况下，即便调温器关闭条件成立也继续进行上述压缩机的运转。
本发明的技术方案2所涉及的空调装置的特征在于，在技术方案1所记载的空调装置中，具备：旁通管，该旁通管连接上述压缩机的排出侧的制冷剂配管与上述压缩机的吸入侧的制冷剂配管；以及旁通阀，该旁通阀设置于上述旁通管的中途，上述控制装置在上述油浓度低于上述油浓度基准值的情况下，即便调温器关闭条件成立也继续进行上述压缩机的运转，并且打开上述旁通阀而进行运转容量限制。
本发明的技术方案3所涉及的空调装置的特征在于，在技术方案1或2所记载的空调装置中，上述控制装置根据上述压缩机的排出气态制冷剂的温度以及上述压缩机的排出气态制冷剂的压力来计算排出气态制冷剂的过热度，并基于上述油浓度与上述压缩机的排出气态制冷剂的上述过热度之间的预先确定的相关关系、以及所计算出的上述过热度来推测上述油浓度。
本发明的技术方案4所涉及的空调装置的特征在于，在技术方案1～3中任一项所记载的空调装置中，上述控制装置根据上述压缩机的排出气态制冷剂的温度以及上述压缩机的排出气态制冷剂的压力来计算排出气态制冷剂的过热度，在所计算出的上述过热度低于与上述油浓度基准值对应的过热度基准值的情况下，即便调温器关闭条件成立也继续进行上述压缩机的运转。
本发明的技术方案5所涉及的空调装置的特征在于，在技术方案1～4中任一项所记载的空调装置中，上述控制装置对于即便上述调温器关闭条件成立也继续进行上述压缩机的运转的时间设置了上限。
根据本发明所涉及的空调装置，即便调温器关闭条件成立控制装置也继续进行压缩机的运转。由此，压缩机被加热，混入冷冻机油的制冷剂蒸发而排出气态制冷剂的过热度得以确保。因此，不会出现如下情况：在调温器关闭条件频繁地成立的状况下，在润滑差的低油浓度的状态下长时间地反复开/关运转。因而，在调温器关闭条件成立的状况下，能够确保压缩机的油浓度。因此，能够提高压缩机的可靠性。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1所涉及的空调装置的整体结构图。
图2是示出本发明的实施方式1所涉及的空调装置的压缩机控制的流程图。
图3是示出本发明的实施方式1所涉及的气态制冷剂的过热度与冷冻机油浓度之间的关系的图。
图4是示出本发明的实施方式1所涉及的醚类冷冻机油与R410A制冷剂之间的温度以及压力的关系的图。
图5是示出本发明的实施方式2所涉及的空调装置的压缩机控制的流程图。
附图标记说明：
1：空调装置；2：压缩机；3：四通阀；4：室内热交换器；5：膨胀阀；6：室外热交换器；7：制冷剂配管；8：制冷剂回路；9：旁通管；10：旁通阀；11：室内机；12：室外机；13：送风机；14：室内温度传感器；15：送风机；16：温度传感器；17：压力传感器；18：控制装置。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
此外，在各图中，标注相同的附图标记的部分表示相同或者相当的部分，这在说明书的全文中都是相同的。
并且，说明书全文所示的构成要素的形态只不过是示例，并不限定于这些记载。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1所涉及的空调装置1的整体结构图。
空调装置1具备制冷剂回路8，该制冷剂回路8通过将压缩机2、四通阀3、室内热交换器4、膨胀阀5、室外热交换器6以及未图示的储能器利用制冷剂配管7以供制冷剂循环的方式连接而构成。
另外，制冷剂回路8具备：连接压缩机2的排出侧的制冷剂配管7与压缩机2的吸入侧的制冷剂配管7的旁通管9；以及设置于旁通管9的中途的旁通阀10。
空调装置1具备室内机11以及室外机12。
空调装置1的室内机11具有室内热交换器4、向室内热交换器4吹送室内空气的送风机13、以及膨胀阀5。
室内热交换器4例如由板式热交换器构成。
膨胀阀5对高压制冷剂进行减压而使之成为低压二相制冷剂。
另外，空调装置1的室内机11具有检测室内温度的室内温度传感器14。
空调装置1的室外机12具有压缩机2、四通阀3、室外热交换器6、以及向室外热交换器6吹送外部空气的送风机15。
压缩机2由可进行容量控制的变频压缩机等构成，吸引低温低压气态制冷剂，对其进行压缩而形成高温高压气态制冷剂的状态并排出。为了对马达轴等驱动部进行润滑，在压缩机2的内部封入有冷冻机油。在冷冻机油中溶解有制冷剂。
四通阀3在制冷运转与制热运转中切换在制冷剂回路8中流通的制冷剂的流通路径。
室外热交换器6例如由板翅片式热交换器等构成，使制冷剂与外部空气进行热交换而使制冷剂蒸发。
另外，空调装置1的室外机12在压缩机2的表面或者排出配管具有检测压缩机2的排出气态制冷剂的温度的温度传感器16、以及检测压缩机2的排出气态制冷剂的压力的压力传感器17。
空调装置1的室外机12具有控制装置18，该控制装置18担负着包括压缩机2、送风机13、15、旁通阀10以及四通阀3在内的促动器的驱动等空调装置1的控制。向控制装置18输入有室内温度传感器14、温度传感器16以及压力传感器17的检测信号。
控制装置18由微机或者DSP(数字信号处理器：Digital SignalProcessor)等构成。
控制装置18从室内温度传感器14取得室内温度，若室内温度接近设定温度则停止压缩机2的运转，实施仅实施送风机13的送风的调温器关闭。
另外，控制装置18从温度传感器16取得压缩机2的排出气态制冷剂的温度，从压力传感器17取得压缩机2的排出气态制冷剂的压力，并基于这些取得值控制压缩机2的运转以及旁通阀10的开闭。为此，在控制装置18存储有与图2的流程图对应的程序，并存储有图3的设定表。
接下来，对空调装置1的制冷运转时的动作例进行说明。在控制装置18将四通阀3切换为制冷运转后的情况下，制冷剂被压缩机2压缩而成为高温高压的气态制冷剂，并经由四通阀3流入室外热交换器6。流入室外热交换器6后的高温高压的气态制冷剂与在室外热交换器6中通过的室外空气进行热交换而散热，成为高压的液态制冷剂并流出。从室外热交换器6流出后的高压的液态制冷剂在膨胀阀5被减压而成为低压的气液二相的制冷剂，并流入室内热交换器4。流入室内热交换器4后的气液二相的制冷剂与在室内热交换器4中通过的室内空气进行热交换，对室内空气进行冷却而成为低温低压的气态制冷剂，并被吸入压缩机2。
接下来，对空调装置1的制热运转时的动作例进行说明。在控制装置18将四通阀3切换为制热运转后的情况下，制冷剂与上述同样被压缩机2压缩而成为高温高压的气态制冷剂，并经由四通阀3流入室内热交换器4。流入室内热交换器4后的高温高压的气态制冷剂与在室内热交换器4中通过的室内空气进行热交换，对室内空气进行加热而成为高压的液态制冷剂。从室内热交换器4流出后的高压的液态制冷剂在膨胀阀5被减压而成为低压的气液二相的制冷剂，并流入室外热交换器6。流入室外热交换器6后的低压的气液二相的制冷剂与在室外热交换器6中通过的室外空气进行热交换，成为低温低压的气态制冷剂，并被吸入压缩机2。
图2是示出本发明的实施方式1所涉及的空调装置1的压缩机控制的流程图。图3是示出本发明的实施方式1所涉及的气态制冷剂的过热度与冷冻机油浓度之间的关系的图。图4是示出本发明的实施方式1所涉及的醚类冷冻机油与R410A制冷剂的温度以及压力的关系的图。
基于图2～图4对空调装置1的压缩机控制进行说明。
控制装置18在步骤S1中判断调温器关闭条件是否成立。
关于调温器关闭条件，当从室内温度传感器14取得的室内温度接近设定温度时，条件成立。若实施调温器关闭，则通常停止压缩机2的运转，仅实施送风机13的送风。但是，在实施方式1中，实施以下的控制。
当在步骤S1中调温器关闭条件成立的情况下，过渡至步骤S2。当在步骤S1中调温器关闭条件不成立的情况下，结束本程序。
控制装置18在步骤S2中计算排出气态制冷剂的过热度。
排出气态制冷剂的过热度以如下方式计算。首先，从压力传感器17取得排出气态制冷剂的压力，并根据压力温度表将其饱和压力替换读取为温度。接下来，从温度传感器16取得排出气态制冷剂的温度，并求出与替换读取出的温度之差即过热度。
控制装置18在步骤S3中根据在步骤S2中计算出的过热度推测压缩机2的内部的油浓度。
排出气态制冷剂的过热度与油浓度处于图3那样的相关关系，过热度越高，溶解于冷冻机油的制冷剂越蒸发而压缩机2的内部的油浓度越增加。
此处，图3示出R410A制冷剂的过热度与醚类冷冻机油的浓度的相关关系的一个例子。图3的相关关系是基于图4的物性数据制作的。
控制装置18在步骤S4中判断在步骤S3中推测出的压缩机2的内部的油浓度是否低于油浓度基准值。
具体而言，控制装置18判断油浓度是否低于对压缩机2的驱动部良好地进行润滑所需要的图3所示的70％左右。
当在步骤S4中油浓度低于油浓度基准值的情况下，过渡至步骤S5。当在步骤S4中油浓度为油浓度基准值以上的情况下，过渡至步骤S7。
控制装置18在步骤S5中使压缩机2继续运转。控制装置18同时打开旁通阀10。
在室内侧的周围温度与空调装置1的设定温度接近的情况下，反复进行调温器关闭与调温器打开(thermostat on)的可能性高。在这种状况下，在无法充分确保压缩机2内的油浓度的状态下断续地运转。而且，当该状态长时间持续的情况下，存在压缩机2的驱动部劣化或者破损的可能性。控制装置18通过步骤S5的处理而使压缩机2继续运转，由此，压缩机2变暖而油浓度上升，因此能够提高压缩机2的驱动部的润滑性。
另外，在调温器关闭条件成立时，在继续进行压缩机2的运转的同时，打开制冷剂回路8的旁通阀10，进行制冷剂回路8的运转容量限制，由此，降低空气调节能力，抑制过冷或者过热。
在步骤S5的处理之后，过渡至步骤S6。
控制装置18在步骤S6中判断从使压缩机2继续运转起是否已经过了10分钟。
对于将调温器关闭推迟而继续进行压缩机2的运转这一做法，担心室内成为过冷或者过热的状态而舒适性恶化。因此，对于压缩机2的运转持续时间，设定不超过10分钟的一定时间的上限。
当在步骤S6中判断为已经过了10分钟的情况下，过渡至步骤S7。当在步骤S6中判断为尚未经过10分钟的情况下，返回步骤S5。
控制装置18在步骤S7中停止压缩机2的运转。控制装置18同时关闭旁通阀10。
在步骤S7的处理之后，结束本程序。
实施方式2.
图5是示出本发明的实施方式2所涉及的空调装置1的压缩机控制的流程图。
此外，在实施方式2中，省略在实施方式1中已经说明过的重复说明。
根据图3的相关关系，认为若过热度为10℃以上，则油浓度超过70％左右。由此，在控制装置18中，也可以不将过热度转换为油浓度，而是直接将过热度为10℃以上这一情况作为判断指标来决定是否继续运转。由此，能够简化控制装置18内的计算处理。
控制装置18在步骤S2的处理之后过渡至步骤S4a。
控制装置18在步骤S4a中判断在步骤S2中计算出的过热度是否低于油浓度基准值。
具体而言，控制装置18判断过热度是否低于10℃。当过热度低于10℃的情况下，对压缩机2的驱动部良好地进行润滑所需要的油浓度相当于图3所示的70％左右。
当在步骤S4a中过热度低于过热度基准值的情况下，过渡至步骤S5。当在步骤S4a中过热度为过热度基准值以上的情况下，过渡至步骤S7。
以下，与实施方式1相同。
根据以上的实施方式1、2，控制装置18根据压缩机2的排出气态制冷剂的温度以及压缩机2的排出气态制冷剂的压力来推测压缩机2的内部的油浓度，在油浓度低于油浓度基准值的情况下，即便调温器关闭条件成立也继续进行压缩机2的运转。根据该结构，压缩机2被加热，混入冷冻机油的制冷剂蒸发而能够确保排出气态制冷剂的过热度。因此，不会出现如下情况：在调温器关闭条件频繁成立的状况下，在润滑差的低油浓度的状态下长时间地反复进行开/关运转。因而，在调温器关闭条件成立的状况下，能够确保压缩机2的油浓度。因此，能够提高压缩机2的可靠性。
控制装置18在油浓度低于油浓度基准值的情况下，即便调温器关闭条件成立也继续进行压缩机2的运转，并且打开旁通阀10而进行运转容量限制。根据该结构，在调温器关闭条件成立时且继续进行压缩机2的运转的情况下，能够降低空调装置1的空气调节能力，抑制过冷或者过热。
控制装置18根据压缩机2的排出气态制冷剂的温度以及压缩机2的排出气态制冷剂的压力来计算排出气态制冷剂的过热度，并基于油浓度与压缩机2的排出气态制冷剂的过热度之间的预先确定的图3所示的相关关系、以及所计算出的过热度来推测油浓度。根据该结构，能够根据压缩机2的排出气态制冷剂的温度以及排出气态制冷剂的压力来推测压缩机2内的油浓度。
控制装置18根据压缩机2的排出气态制冷剂的温度以及压缩机2的排出气态制冷剂的压力来计算排出气态制冷剂的过热度，在所计算出的过热度低于与油浓度基准值对应的过热度基准值的情况下，即便调温器关闭条件成立也继续进行压缩机2的运转。根据该结构，能够简化控制装置18内的计算处理。
控制装置18对于即便调温器关闭条件成立也继续进行压缩机2的运转的时间设置了上限。根据该结构，在调温器关闭条件成立时且继续进行压缩机2的运转的情况下，能够抑制因继续进行空调装置1的运转而导致的过冷或者过热。

Claims (5)

1.一种空调装置，其特征在于，具备：
制冷剂回路，该制冷剂回路通过将压缩机、室内热交换器、膨胀阀以及室外热交换器利用制冷剂配管以供制冷剂循环的方式连接而构成；以及
控制装置，该控制装置控制所述压缩机的运转状态，
所述控制装置根据所述压缩机的排出气态制冷剂的温度以及所述压缩机的排出气态制冷剂的压力来推测所述压缩机的内部的油浓度，在所述油浓度低于油浓度基准值的情况下，即便调温器关闭条件成立也继续进行所述压缩机的运转。
2.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，具备：
旁通管，该旁通管连接所述压缩机的排出侧的制冷剂配管与所述压缩机的吸入侧的制冷剂配管；以及
旁通阀，该旁通阀设置于所述旁通管的中途，
所述控制装置在所述油浓度低于所述油浓度基准值的情况下，即便调温器关闭条件成立也继续进行所述压缩机的运转，并且打开所述旁通阀而进行运转容量限制。
3.根据权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述压缩机的排出气态制冷剂的温度以及所述压缩机的排出气态制冷剂的压力来计算排出气态制冷剂的过热度，并基于所述油浓度与所述压缩机的排出气态制冷剂的所述过热度之间的预先确定的相关关系、以及所计算出的所述过热度来推测所述油浓度。
4.根据权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述压缩机的排出气态制冷剂的温度以及所述压缩机的排出气态制冷剂的压力来计算排出气态制冷剂的过热度，在所计算出的所述过热度低于与所述油浓度基准值对应的过热度基准值的情况下，即便调温器关闭条件成立也继续进行所述压缩机的运转。
5.根据权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，
所述控制装置对于即便所述调温器关闭条件成立也继续进行所述压缩机的运转的时间设置了上限。
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