CN107003036B - 压缩机的预热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能以较小的电力来高效地烫热润滑油的压缩机的预热装置。压缩机(15)的预热装置(50)包括：设置于制冷循环所使用的压缩机(15)而对压缩机(15)内的润滑油(A)的油位进行检测的静电电容式的油位传感器(46)；以及将高频电压施加于该油位传感器(46)的电源部(45)。

Description

压缩机的预热装置
技术领域
本发明涉及制冷剂循环所使用的压缩机的预热装置。
背景技术
已知有通过进行蒸汽压缩式的制冷循环来用于大楼等的室内的制冷制热的空调装置。
在这种空调装置中，会发生如下的所谓“停滞现象(stagnation phenomenon)”：即，在运行停止过程中制冷剂在温度降低后的压缩机内凝结，并溶入润滑油。若发生像这样的停滞现象，则在再次开始运行时，制冷剂会急剧气化，从而会发生油起泡。因此，存在压缩机将润滑油与制冷剂一起吸起而使油耗增多从而导致压缩机发生润滑不足的可能性。
为了防止压缩机内的制冷剂发生停滞，以往提出有在压缩机的壳体外部安装加热器并在空调装置停止的状态下对压缩机内的润滑油进行加热的技术(例如，参照专利文献1)、以及通过向压缩机的电动机进行缺相通电来使绕组发热、从而对压缩机内的润滑油进行加热的技术(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014－126309号公报
专利文献2：日本专利特开2011－27334号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在利用加热器来对压缩机的壳体进行加热的情况下，设置加热器当然会导致成本增大。另外，由于经由压缩机的壳体而间接地烫热润滑油，因此效率较差，需要大量的电力和时间。
另一方面，在向压缩机的电动机进行缺相通电的情况下，不仅电动机的绕组会消耗电力，逆变器电路等的功率模块中也会消耗电力，因此，电力的损耗增大。另外，由于电动机绕组的热量会通过空气传播而传导至润滑油，因此，润滑油的温度上升较费时，效率较差。
本发明的目的在于，提供一种能以较小的电力高效地烫热润滑油的压缩机的预热装置。
解决技术问题的技术方案
(1)本发明所涉及的压缩机的预热装置包括：
油位传感器，该油位传感器为静电电容式的油位传感器，设置于制冷循环所使用的压缩机，对所述压缩机内的润滑油的油位进行检测；以及
电源部，该电源部将高频电压施加于所述油位传感器。
根据该结构，通过将高频电压施加于静电电容式的油位传感器，能利用介电加热来对作为电介质的润滑油进行加热。因此，无需另外具备加热用的加热器等，能利用油位传感器来直接烫热润滑油，因此，能高效地对润滑油进行加热。另外，只需对油位传感器施加高频电压来进行介电加热即可，因此，所施加的电压不必很高，能减少电力损耗。
(2)优选为在所述压缩机停止的状态下施加所述高频电压。
利用像这样的结构，能防止在压缩机停止的状态下润滑油的温度下降。
(3)优选为使用在用于控制所述压缩机的控制部中产生时钟信号的振荡电路来作为所述电源部。
由微机等所构成的控制部的处理器基于由高频电压信号所构成的时钟信号来动作，但通过将该时钟信号施加于油位传感器，从而可以不另外具备用于对润滑油进行加热的专用的电源，能力图实现构造简化和成本降低。
(4)优选为预热装置包括切换部，该切换部根据规定的预热条件来接通断开从所述振荡电路到所述油位传感器的高频电压的施加。
由此，能根据需要来进行使用油位传感器的润滑油的加热。
(5)优选为所述振荡电路配置于所述油位传感器的附近。
若将振荡电路与静电电容式的油位传感器之间的距离拉开，则高频分量会因流过高频信号的电气布线的电阻分量而消失，波形有可能会变得平缓(变钝)。因此，通过将振荡电路配置于静电电容式的油位传感器附近，能可靠地将高频电压施加于静电电容式的油位传感器。
发明效果
根据本发明，能以较小的电力高效地烫热润滑油。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式中的空调装置的简要结构图。
图2是表示压缩机的控制装置的简要结构图。
图3是表示预热装置的简要结构图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
图1是本发明的一个实施方式中的空调装置的简要结构图。
本实施方式的空调装置10利用蒸汽压缩式的制冷循环来对室内的温度进行调整，包括室内机12、室外机13以及横跨两者之间来进行设置的制冷剂回路11。
制冷剂回路11包括：对制冷剂进行压缩来生成高温高压的气体制冷剂的压缩机15；室内侧热交换器16；对制冷剂进行减压来生成低温低压的液体制冷剂的电子膨胀阀(膨胀单元)17；室外侧热交换器18；以及将上述这些部件依次连接的制冷剂配管19。另外，在室内侧热交换器16和室外侧热交换器18上分别相对设置有送风扇20、21。
制冷剂配管19上设有四通切换阀23，通过切换该四通切换阀23，从而能使制冷剂流反转，将从压缩机15排出的制冷剂切换提供至室外侧热交换器18和室内侧热交换器16，以切换制冷运行和制热运行。
具体而言，在制热运行时，将四通切换阀23如实线那样进行切换，从而使制冷剂沿实线箭头所示方向流动，由此，将从压缩机15排出的制冷剂提供至室内侧热交换器16，将通过膨胀阀17的制冷剂提供至室外侧热交换器18。此时，室内侧热交换器16作为冷凝器而起作用，使高温高压的气体制冷剂冷凝/液化，室外侧热交换器18作为蒸发器而起作用，使低温低压的液体制冷剂蒸发/气化。
在制冷运行时，将四通切换阀23如虚线那样进行切换，从而使制冷剂流反转，使制冷剂沿虚线箭头所示方向流动。由此，室内侧热交换器16作为蒸发器而起作用，室外侧热交换器18作为冷凝器而起作用。此外，根据操作开关的通断、温度传感器等传感器输出，利用控制装置来对膨胀阀17、四通切换阀23、压缩机15以及送风扇20、21进行动作控制。
如图2所示，压缩机15的壳体15a内收纳有电动机31和压缩部32。另外，壳体15a上设有制冷剂的流入口15b和排出口15c。然后，压缩机15利用电动机31的旋转动力来驱动压缩部32，以对制冷剂进行压缩。
压缩部32例如采用滚动型或旋转型。壳体15a的下部储存有用于对压缩机15内进行润滑的润滑油A。
电动机31利用电动机驱动电路33来进行驱动。电动机驱动电路33包括对商用电源34进行整流并进行滤波的整流滤波电路、具备IGBT等功率元件的逆变器电路。利用控制装置40来对电动机驱动电路33进行控制。
控制装置40具备作为压缩机控制部41和油位检测部42的功能。压缩机控制部41包含有对电动机驱动电路33施加控制信号的微机等。微机具有处理器44(参照图3)、存储器等。
如图3所示，压缩机控制部41中的处理器44输入由振荡电路45所生成的时钟信号，基于该时钟信号来进行动作。时钟信号由几兆赫～几十兆赫的高频电压信号构成。
油位检测部42利用静电电容式的油位传感器46来对收纳于压缩机15的壳体15a内的润滑油A的油位进行检测。具体而言，在压缩机15的壳体15a内，安装有具有一对电极47的油位传感器46，油位检测部42对一对电极47间的静电电容进行检测。润滑油A是电介质，因此，静电电容根据一对电极47间的润滑油A的有无、润滑油A的量而发生变化。因此，油位检测部42对静电电容的变化进行检测，从而能对壳体15a内的润滑油A的油位进行检测。上述处理器44还用于对油位传感器46的检测信号进行处理，也作为油位检测部42而起作用。
本实施方式的空调装置10中，设有对压缩机15内的润滑油A进行加热的预热装置50。该预热装置50对运行停止过程中成为低温的压缩机15内的润滑油A进行加热，从而防止制冷剂溶入润滑油A中，抑制开始运行时的油起泡，抑制油耗。
本实施方式的预热装置50包括静电电容式的油位传感器46、以及将高频电压施加于该油位传感器46的电源部45。作为电源部45，采用将时钟信号施加于压缩机控制部41的处理器44的振荡电路。
另外，预热装置50在振荡电路45与油位传感器46之间具备切换部51。切换部51将由振荡电路45所生成的高频电压信号切换至施加于处理器44的第1形态、以及施加于油位传感器46的第2形态。换言之，切换部51对由振荡电路45所进行的向油位传感器46的高频电压的施加进行接通断开。另外，切换部51在第1形态下将油位传感器46与处理器44相连接，使得能将油位传感器46的检测信号发送至处理器44。
预热装置50在运行停止过程中利用切换部51来将振荡电路45与油位传感器46相连接，从而将高频电压施加于油位传感器46。
若将电介质配置于高频电场中，则电介质会因介电损耗而产生发热的现象。一般将该现象称为“介电加热”。本实施方式的预热装置50将高频电压施加于构成油位传感器46的一对电极47间，从而使存在于电极47间的润滑油A发生介电加热。
由此，能对运行停止过程中的润滑油A进行加热，以抑制温度下降，能防止再次开始运行时的油起泡、油耗。
另外，由于预热装置50使润滑油A本身发热，因此，与如现有技术那样用加热器来对压缩机15的壳体15a进行加热、或对压缩机15的电动机31进行缺相通电来使电动机31发热的情况等间接对润滑油进行加热的情况相比，具有能在短时间内高效地对润滑油A进行加热的优点。
另外，预热装置50利用油位传感器46、压缩机控制部41中的振荡电路45来构成，从而也可以不具备预热装置50专用的电极、电源部。因此，能抑制因具备预热装置50而导致的成本增加、构造复杂化。
切换部51能在满足规定的预热条件时进行切换，使得振荡电路45与油位传感器46相连接。该预热条件可设为制冷剂可能发生停滞的条件，例如可采用压缩机15内的润滑油A的温度、壳体15a的温度、或者外部气体温度成为规定的阈值以下的条件。
预热装置50的振荡电路(电源部)45配置于压缩机15的附近。即，具备振荡电路45的控制装置40的控制基板配置于压缩机15的附近位置。具体而言，从压缩机15到振荡电路45或切换部51其它基板为止的线路长度设定为50cm以内。由此，能利用将振荡电路45与油位传感器46相连接的电气布线的电阻分量来防止高频电压的波形变钝，能可靠地将高频电压施加于油位传感器46。
本发明并不局限于上述实施方式，可在专利权利要求所记载的发明的范围内进行适当变更。
例如，本发明可适用于除空调装置以外的使用制冷循环的各种装置、例如冷冻机、冰箱、调湿装置等。另外，本发明还可适用于同时制冷制热型的空调装置。
另外，制冷剂回路的结构也并不局限于上述实施方式所限定的结构。例如，在制冷剂回路中也可以包含油分离器、流入储罐等其它附属设备。
对于预热装置50的电源部，也可以不采用振荡电路45而采用预热装置50专用的高频电压电路。
也可以在压缩机15运行中对油位传感器46施加高频电压来进行介电加热。
标号说明
10：空调装置
11：制冷剂回路
15：压缩机
31：电动机
32：压缩部
33：电动机驱动电路
34：商用电源
40：控制装置
41：压缩机控制部
42：油位检测部
44：处理器
45：振荡电路(电源部)
46：油位传感器(静电电容式的油位传感器)
50：预热装置
51：切换部
A：润滑油。

Claims (6)

1.一种压缩机的预热装置，其特征在于，包括：
油位传感器(46)，该油位传感器(46)为静电电容式的油位传感器，设置于制冷循环所使用的压缩机(15)，对所述压缩机(15)内的润滑油
(A)的油位进行检测；以及
电源部(45)，该电源部(45)将高频电压施加于所述油位传感器(46)。
2.如权利要求1所述的压缩机的预热装置，其特征在于，
在所述压缩机(15)停止的状态下施加所述高频电压。
3.如权利要求1或2所述的压缩机的预热装置，其特征在于，
使用在用于控制所述压缩机(15)的控制部(41)中产生时钟信号的振荡电路来作为所述电源部(45)。
4.如权利要求3所述的压缩机的预热装置，其特征在于，
包括切换部(51)，该切换部(51)根据规定的预热条件来接通断开从所述振荡电路(45)到所述油位传感器(46)的高频电压的施加。
5.如权利要求3所述的压缩机的预热装置，其特征在于，
所述振荡电路(45)配置于所述油位传感器(46)的附近。
6.如权利要求4所述的压缩机的预热装置，其特征在于，
所述振荡电路(45)配置于所述油位传感器(46)的附近。
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