CN110192070A - 制冷循环装置 - Google Patents

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CN110192070A CN201780083740.8A CN201780083740A CN110192070A CN 110192070 A CN110192070 A CN 110192070A CN 201780083740 A CN201780083740 A CN 201780083740A CN 110192070 A CN110192070 A CN 110192070A
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岛津裕辅
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Abstract

在制冷循环装置中,制冷剂按压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器的顺序循环。制冷循环装置具备检测部(100)、加热部(50)及控制装置(200)。检测部(100)检测压缩机内的冷冻机油的温度。加热部(50)加热冷冻机油。控制装置(200)在检测部(100)检测到的温度比冷冻机油的流动点低的情况下,使加热部(50)工作,在检测部(100)检测到的温度到达流动点的情况下,停止由加热部(50)进行的加热。优选的是,加热部具备设置于压缩机框体的外侧且马达部的下部的加热器。

Description

制冷循环装置
技术领域
本发明涉及制冷循环装置,特别是涉及能够在低温时提高冷冻机油的流动性的制冷循环装置。
背景技术
在寒冷地区的应对等中,要求运转范围扩大。作为运转范围扩大的担忧事项之一,可以列举压缩机的冷冻机油的润滑性。
由于压缩机的滑动部的粘性阻力因润滑油的粘性变化而变化,因此,已知压缩机会示出如下特性:在夏季的压缩机温度比较高时,压缩机输入较小,在冬季的压缩机温度比较低时,压缩机输入较大。
在日本特开昭59-217453号公报(专利文献1)中公开了如下的制冷装置,所述制冷装置通过依次连接压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等而构成,并利用风扇强制性地冷却冷凝器及压缩机,其中,设置有在压缩机与冷凝器之间具有电磁阀的第一制冷剂回路、以及与第一制冷剂回路并联地将阻力管和压缩机的润滑油加热管串联连接而成的第二制冷剂回路,利用直接或间接地检测润滑油温度的恒温器装置来控制电磁阀及风扇。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭59-217453号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,当压缩机内的冷冻机油的温度(以下,称为油温度)为流动点以下时,会在以下方面产生一些问题。第一,在油温度为流动点以下的情况下,压缩机内的冷冻机油成为高粘度,驱动转矩增大,压缩机的马达电流值成为过电流。因此,压缩机会异常停止,不再能够进行空气调节等,因此,用户的舒适性下降。在该情况下,向压缩机的轴承等的供油不足,有可能会因润滑不良而产生故障,制冷循环装置的可靠性下降。
第二,在压缩机内的制冷剂中的油浓度不一致且油浓度存在不均的情况下(例如,在制冷剂和冷冻机油产生了二相分离的情况下等),压缩机内的高粘度的冷冻机油有时会存在于马达周围,与上述同样地,驱动转矩增大,压缩机成为过电流。因此,存在异常停止及舒适性下降的担忧。例如在形成于轴与轴承之间的液膜产生了浓度分布的情况下,高粘度的冷冻机油不会被循环,因此,应力集中于一点,该部位的表面压力上升。由于表面压力上升,所以会产生磨损,或使偏心量增加且其他部位的液膜变薄而产生磨损等,这会使压缩机的可靠性下降。
本发明的目的在于提供能够维持冷冻机油的适当的粘度的制冷循环装置。
用于解决课题的手段
本公开是一种制冷循环装置,制冷剂按压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器的顺序循环。制冷循环装置具备检测部、加热部及控制装置。检测部检测压缩机内的冷冻机油的温度。加热部加热冷冻机油。控制装置在检测部检测到的温度比冷冻机油的流动点低的情况下,使加热部工作,在检测部检测到的温度到达流动点的情况下,停止由加热部进行的加热。
发明效果
根据本发明,能够适当地保持冷冻机油的粘度,并提高低温下的制冷循环装置的可靠性。
附图说明
图1是示出实施方式1的制冷循环装置的结构的图。
图2是用于说明流动点与油温度的关系的图。
图3是用于说明由实施方式1的制冷循环装置执行的控制的流程图。
图4是示出加热器的配置的第一例的图。
图5是示出加热器的配置的第二例的图。
图6是示出加热器的配置的第三例的图。
图7是示出加热器的配置的第四例的图。
图8是用于说明由实施方式1的制冷循环装置执行的控制的变形例的流程图。
图9是示出实施方式2的制冷循环装置的结构的图。
图10是用于说明由实施方式2的制冷循环装置执行的控制的流程图。
图11是用于说明实施方式2的制冷循环装置的马达电流的切换控制的电流波形图。
图12是用于说明实施方式3的制冷循环装置的基本动作的电流波形图。
图13是示出实施方式3的制冷循环装置的结构的图。
图14是用于说明由实施方式3的制冷循环装置执行的控制的流程图。
图15是示出实施方式4的制冷循环装置的结构的图。
图16是示出实施方式5的制冷循环装置的结构的图。
图17是用于说明由实施方式5的制冷循环装置执行的控制的流程图。
图18是示出实施方式6的制冷循环装置的结构的图。
图19是用于说明由实施方式6的制冷循环装置执行的控制的流程图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边详细说明本发明的实施方式。以下,对多个实施方式进行说明,但从申请最初,就预定能够将在各实施方式中说明的结构适当地组合。此外,对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记,不重复其说明。
(用语的定义)
在本实施方式中,关于压缩机和冷冻机油,如以下那样进行用语的定义。将液体完全不流动的温度称为凝固点,将紧挨着凝固点之前的温度称为“流动点”。流动点根据冷冻机油的种类、浓度而不同,但在极低温度的情况下,例如在为出光冷冻机油(DaphneHermetic Oil)(注册商标)的情况下,为-37.5℃。“油量”是指加热对象的冷冻机油的量。“马达电流值”是指用于驱动压缩机的马达的电流值。
实施方式1.
实施方式1涉及一种检测压缩机的冷冻机油的温度为流动点以下的情况并加热冷冻机油的制冷循环装置。图1是示出实施方式1的制冷循环装置的结构的图。参照图1,制冷循环装置301具备压缩机1、冷凝器(高压侧热交换器)2、膨胀阀(减压装置)3、蒸发器(低压侧热交换器)4、流动点判定传感器100、加热部50及控制装置200。
从压缩机1排出的高温高压制冷剂流入冷凝器2的制冷剂通路。通过冷凝器2及膨胀阀3后的低温低压的制冷剂流入带有净化功能的制冷剂通路。流动点判定传感器100能够检测压缩机1内的冷冻机油的温度成为流动点以下的情况。作为流动点判定传感器100,例如可以使用能够检测压缩机壳体温度的温度传感器。加热部50使冷冻机油的温度上升。控制装置200基于流动点判定传感器100的检测值来控制加热部50及各致动器(例如压缩机的运转频率、膨胀阀3的开度等)。
图2是用于说明流动点与油温度的关系的图。在油浓度较低的情况下,流动点为温度T1。在油浓度为中等程度的情况下,流动点为温度T2。在油浓度较高的情况下,流动点为温度T3。此外,存在T1<T2<T3的关系。
在油温度下降时,在流动点处,粘度成为μ1。在油温度比流动点低时,粘度会急剧地增大,冷冻机油的流动性消失。
关于流动点,在未设置检测油浓度的部件的情况下,将预先存储有最严格的条件(油浓度:高)时的流动点的值用作流动点的判定值。即使在浓度存在不均的情况下,通过进行加热,也能够使粘度下降并提高流动性。因此,只要将压缩机内部的混合液体一致地加热到油浓度较高时的流动点(温度T3),就能够使压缩机内的冷冻机油成为流动点以上。
图3是用于说明由实施方式1的制冷循环装置执行的控制的流程图。参照图1、图3,在步骤S1中,控制装置200利用传感器100来检测冷冻机油的温度。接着,在步骤S2中,控制装置200判定当前的油温度与流动点的高低。
在步骤S2中,在当前的油温度≤流动点的情况下(在S2中为否),处理进入步骤S3,控制装置200利用加热部50加热压缩机1内部的冷冻机油。此时,由于冷冻机油的温度为流动点以下,所以冷冻机油处于凝固状态,因此,压缩机1的马达不旋转。
另一方面,在步骤S2中,在油温度>流动点的情况下(在S2中为是),进行常规控制。在常规控制中,停止加热部50的加热,使压缩机1的马达运转,并使制冷剂在制冷剂回路中循环。
(制冷剂及油的流动)
控制装置200在利用传感器100检测到冷冻机油温度为流动点以下的情况下,利用加热部50加热冷冻机油。此时,为了防止由摩擦、转矩增大引起的过电流,控制装置200使运转部(作为致动器的马达、电磁阀)停止。
在利用加热部50使冷冻机油的温度上升时,油粘度下降。如果冷冻机油的温度上升且油粘度下降,则控制装置200对各致动器进行驱动。另外,在压缩机内的油浓度产生了不均的情况下(例如在油和制冷剂产生了二相分离的情况下),通过一致地加热压缩机内的液体制冷剂,从而能够减少油浓度的不均。
根据实施方式1的制冷循环装置,能够得到以下的技术效果。第一,通过在使油温度成为比流动点高的温度的状态下控制压缩机,从而能够抑制压缩机的驱动转矩的上升,能够提高压缩机的可靠性。第二,通过在使油温度成为比流动点高的温度之后控制压缩机1的运转部,从而能够避免因由压缩机1的驱动转矩上升引起的过电流而使压缩机异常停止,能够提高可靠性。第三,当在压缩机内产生了二相分离等油浓度的不均时,通过一致地加热压缩机内的液体制冷剂,从而能够减少不均,并提高压缩机可靠性。
(加热部的配置例)
以下,示出几个设置于压缩机1的加热部50的配置例。作为加热部50,能够使用电加热器。一般而言,加热器的位置为压缩机1的底部。例如有如下的压缩机:压缩机的旋转轴为中空,冷冻机油利用压缩机内的压力差从压缩机底部在轴内通过,并被抽吸到马达上部。在这样的压缩机中,被抽吸的油从马达上部通过重力而向压缩机底部落下,并进行循环。因此,作为冷冻机油容易滞留的部位,也可以想到马达的上部或下部。也可以在马达的上部和下部分别将加热器设置在框体的内侧或外侧。此外,由于压缩机1中的马达的配置、油的流动方式、油的抽吸方式等根据压缩机的机型而不同,因此,以下只不过为例示,也可以为其他配置。
图4是示出加热器的配置的第一例的图。压缩机1在框体的内部收容有马达11和压缩部(将制冷剂压缩并排出的泵部)12。将配置有马达11的部分称为马达部。在该第一例所示的压缩机1中,将加热部50设置在马达部的下部且框体外部。在将马达11配置在比压缩部12靠上侧的位置的情况下,加热部50配置在压缩部12与马达11之间。
在这样的配置的压缩机中,在压缩机停止期间,冷冻机油有时会滞留在马达11的下端部。在压缩机内的冷冻机油的温度成为流动点以下时,对较多地滞留有冷冻机油的部位(马达下端部)进行加热。为了监控加热温度,优选的是,将传感器100设置在冷冻机油滞留的场所。由此,将压缩机内的冷冻机油一致地加热。因此,能够使压缩机内的大部分的冷冻机油的粘度下降,能够提高可靠性。另外,当在压缩机内产生了二相分离等油浓度的不均时,通过一致地进行加热,从而能够减少不均,能够提高压缩机的可靠性。
图5是示出加热器的配置的第二例的图。在该第二例所示的压缩机1A中,将加热部51设置在马达部的下部且框体内部。冷冻机油的滞留与第一例相同。
在第二例中,在压缩机1A内的冷冻机油中配置有加热器。因此,能够对油进行直接加热,能够抑制消耗电力。另外,通过对油进行直接加热,从而能够缩短向目标温度的到达时间,并尽早地开始制热。
图6是示出加热器的配置的第三例的图。在该第三例所示的压缩机1B中,将加热部52设置在马达部的上部且框体外部。图7是示出加热器的配置的第四例的图。在该第四例所示的压缩机1C中,将加热部53设置在马达部的上部且框体内部。马达部的冷冻机油从马达上部在马达内通过,并向马达下部流动。在第三例及第四例中,对滞留在马达上部的油进行加热。
通过使马达上部的油粘度下降,从而能够降低用于驱动马达的旋转部的转矩,能够得到可靠性提高和舒适性下降的时间缩短这样的技术效果。另外,由于仅将马达上部的油设为加热对象,因此,能够使加热对象的热容量较小并使加热量较小,能够抑制消耗电力。
(加热控制的变形例)
在图3所示的控制的例子中,假定了加热部50的加热量仅以接通/断开进行切换,但在冷冻机油的温度实际成为流动点以上之后停止加热部50的情况下,在相对于目标温度额外地进行加热之后,转移到常规控制。
为了消除额外的加热,对油温度进行检测,在为存储的流动点以下的情况下,只要以根据检测到的当前温度与流动点的温度差而算出的加热量进行加热即可,如果温度比流动点高,则只要实施常规的控制即可。
图8是用于说明由实施方式1的制冷循环装置执行的控制的变形例的流程图。制冷循环装置的结构与图1所示的结构相同。首先,在步骤S11中,控制装置200利用传感器100进行油温度的检测。接着,在步骤S12中,控制装置200对检测到的冷冻机油的温度与流动点进行比较。在步骤S12中,在冷冻机油温度<流动点的情况下(在S12中为是),控制装置200进行加热量的推定,并使加热部50进行基于推定加热量的加热。
加热量根据冷冻机油的比热c[J/(g·K)]、当前的油温度与流动点之差ΔT[K]、油量m[g]、油温度上升所需的时间Δt,通过下述式(1)进行推定。
Q=mcΔT/Δt…(1)
油量m为保持于压缩机的冷冻机油的量。另外,由于时间Δt表示加热所花费的时间,因此,由加热器的大小与目标加热时间的关系来确定。作为目标加热时间,存储用户不会感到不舒服的时间。此时,为了尽快地进行转移到常规控制之前的起动,膨胀阀3可以进行使开度变小等控制。
如以上说明的那样,在该变形例中,控制装置200基于传感器100的输出和冷冻机油的流动点,算出从加热部50赋予冷冻机油的热量。
如果使用该变形例的控制,则在油温度接近流动点的情况下,能够抑制温度上升所需的加热量,并削减消耗电力。另外,在油温度小于流动点地从流动点远离的情况下,能够使温度上升所花费的时间缩短,能够尽早地开始空气调节等。
实施方式2.
在实施方式1中,示出了将加热部设置于压缩机并加热冷冻机油的例子,但也可以将马达的发热(焦耳热)用作进行加热的手段。
图9是示出实施方式2的制冷循环装置的结构的图。参照图9,制冷循环装置302具备压缩机1、冷凝器(高压侧热交换器)2、膨胀阀(减压装置)3、蒸发器(低压侧热交换器)4、流动点判定传感器100、电流传感器101及控制装置200。
由于制冷剂的循环及流动点判定传感器100与实施方式1相同,因此,不重复进行说明。电流传感器101检测马达电流。控制装置200基于由流动点判定传感器100检测到的检测值及由电流传感器101检测到的马达电流值,控制压缩机1的马达电流。
图10是用于说明由实施方式2的制冷循环装置执行的控制的流程图。参照图10,控制装置200在步骤S21中检测油温度,在步骤S22中检测马达电流值。然后,控制装置200在步骤S23中判定当前的油温度与流动点的大小。
在步骤S23中,在油温度≤流动点的情况下(在S23中为否),处理进入步骤S24,控制装置200控制马达电流,并再次进行步骤S23的判定。另一方面,在步骤S23中,在油温度>流动点的情况下(在S23中为是),控制装置200进行常规控制,之后,再次反复进行从步骤S21起的处理。
图11是用于说明实施方式2的制冷循环装置的马达电流的切换控制的电流波形图。使用图11,对运转时间的经过和制冷剂及油的流动进行说明。控制装置200在冷冻机油温度比流动点高的常规控制时,如波形W1所示那样控制马达电流。另外,在马达的旋转阻力过高而马达电流超过成为过电流的电流上限值的情况下,如波形W3所示那样使压缩机立即停止。在构成为像这样工作的制冷循环装置中,控制装置200在检测到冷冻机油温度为流动点以下的情况下,如波形W2所示那样规定(限制)马达电流值。将此时的规定值(限制值)确定为在不超过电流上限值的范围内比常规控制时大的值。因此,通过使马达电流流经马达的线圈,从而利用线圈的电阻成分产生焦耳热,并对冷冻机油进行加热。于是,油的温度上升,油粘度下降。在检测到冷冻机油的温度成为流动点以上的情况下,控制装置200解除电流值的限制,对各致动器(压缩机马达、膨胀阀)进行常规控制。
在以往的情况下,当在流动点以下运转的情况下,会成为过电流而使得压缩机停止。实施方式2的制冷循环装置302通过将过电流以下的值设为电流值规定值,由此不会产生压缩机的停止。
与此相对,制冷循环装置302使用压缩机1的马达的线圈作为加热部,且还具备对流经线圈的电流进行检测的电流传感器101。
控制装置200构成为在电流传感器101的输出超过过电流阈值的情况下使马达停止。另外,控制装置在传感器100检测到的温度比冷冻机油的流动点高的情况下,将流经线圈的电流的目标值设定为第一电流值并对马达进行控制,在检测部检测到的温度比冷冻机油的流动点低的情况下,将目标值设定为比第一电流值大且比过电流阈值小的第二电流值并对马达进行控制。
在实施方式2的制冷循环装置302中,能够使油温度上升,而不使用加热器等追加的加热部件。
由于对电流值进行限制,所以能够抑制由过电流引起的压缩机停止,能够抑制舒适性的下降。
(实施方式2的变形例1)
在实施方式2中,也能够通过与图8所示的控制同样的想法来确定规定值。
在该情况下,控制装置200基于油温度的检测值和流动点来推定马达电流的规定值。然后,控制装置200根据推定出的规定值及检测值,控制马达电流及各致动器(例如压缩机的运转频率、膨胀阀的开度等)。
加热量根据冷冻机油的比热c[J/(g·K)]、当前的油温度与目标油温度(例如流动点)之差ΔT[K]、油量m[g]、马达线圈的电阻值R、油温度上升所需的时间Δt,通过下述式(2)进行推定。
控制装置200在通过式(2)算出的电流值I小于电流上限值的情况下,将电流值I设为规定值。在电流值I为电流上限值以上的情况下,将电流上限值(例如过电流保护控制时的电流值)设为规定值。
在实施方式2的变形例1中,为了使冷冻机油的温度上升,将规定值设为可变,并将马达电流限制为所需的电流值,由此,能够削减消耗电力。
实施方式3.
在实施方式3中,说明根据马达电流值的变化量来推定油的粘度的情况。图12是用于说明实施方式3的制冷循环装置的基本动作的电流波形图。
在油粘度较高的情况下,马达电流值上升。其变化量相对于常规的变化量变大。在将由运转时间与马达电流的关系确定的变化量(电流增加率)为规定的变化量的电流波形设为波形W12时,可以想到变化量如波形W11所示那样比规定的变化量小的情况(波形W11)和比规定的变化量大的情况(波形W13)。
在变化量比规定的变化量大的情况下,如波形W13所示,压缩机会因过电流而停止。此时的冷冻机油的温度比流动点低。另一方面,如波形W11所示,在变化量比规定的变化量小的情况下,马达电流不会到达上限值,能够进行常规运转。如果利用该关系,则代替监视冷冻机油的温度,能够通过监视马达电流值来推定冷冻机油的粘度。
图13是示出实施方式3的制冷循环装置的结构的图。参照图13,制冷循环装置303具备压缩机1、冷凝器(高压侧热交换器)2、膨胀阀(减压装置)3、蒸发器(低压侧热交换器)4、电流传感器101、控制装置200及存储装置201。在图13的结构中未设置流动点判定传感器100。
由于制冷剂的循环与实施方式1相同,因此,不重复进行说明。电流传感器101检测马达电流。存储装置201存储电流传感器101的检测值。
控制装置200根据电流传感器101的检测值及存储于存储装置201的电流值,算出马达电流的差分或积分值的放大量。而且,控制装置200根据算出值来推定电流值的变化量,并基于变化量推定值及规定的变化量对马达电流或加热部件及各致动器(例如压缩机的运转频率、膨胀阀的开度等)进行控制。
例如,控制装置在流经马达的电流的变化量比规定的变化量(第一变化量)小的情况下,将目标值设定为第一电流值,在流经马达的电流的变化量比第一变化量大的情况下,将目标值设定为比第一电流值大且比过电流阈值小的第二电流值。
图14是用于说明由实施方式3的制冷循环装置执行的控制的流程图。在步骤S31中,控制装置200检测马达电流值。接下来,控制装置200在步骤S32中进行马达电流值的变化量与规定的变化量的大小判定。在步骤S32中,在马达电流值的变化量≥规定的变化量的情况下(在S32中为否),控制装置200在步骤S33中控制马达电流并加热冷冻机油,再次进行步骤S32的判定。
在马达电流的控制中存在几个阶段。在电流值的变化量比规定变化量大的情况下(在S32中为否),最初,将马达电流的指令值(目标值)设为电流规定值。在即使将马达电流设为规定值而电流的变化量仍比规定变化量大的情况下,且在成为规定时间以上的情况下,控制装置200使压缩机停止。
另一方面,在步骤S32中,在变化量<规定的变化量的情况下(在S32中为是),控制装置200使处理进入步骤S34,并进行压缩机的常规控制,之后,反复进行从步骤S31起的处理。
根据实施方式3的制冷循环装置,即使压缩机的油粘度并不限于低温而因某些影响而变高,通过对马达电流进行限制,从而也能够防止压缩机的异常停止、压缩机故障等,能够防止舒适性下降及可靠性下降。另外,即使没有温度传感器、浓度传感器等,也能够根据压缩机的运转状况来限制马达电流,并避免压缩机的异常停止、压缩机故障,因此,即使在传感器等产生故障的情况下,也能够防止舒适性下降及可靠性下降。
实施方式4.
在实施方式4中,说明检测压缩机内的油浓度并将其用于控制的例子。图15是示出实施方式4的制冷循环装置的结构的图。参照图15,制冷循环装置304具备压缩机1、冷凝器(高压侧热交换器)2、膨胀阀(减压装置)3、蒸发器(低压侧热交换器)4、流动点判定传感器100、电流传感器101、油浓度传感器102及控制装置200。
由于制冷剂的循环及流动点判定传感器100与实施方式1相同,电流传感器101与实施方式3相同,因此,不重复进行说明。油浓度传感器102检测压缩机内的冷冻机油的浓度。
在实施方式1中,由于未检测油浓度,因此,在图2中将流动点设定为作为最严格的条件的温度T3。与此相对,在实施方式4中,通过利用油浓度传感器102来检测油浓度,从而能够根据油浓度将流动点切换为图2的T2、T1。
另外,也可以根据油浓度及油温度来推定在实施方式1的式(1)及实施方式2的式(2)中使用的热容量及粘度,在油温度为流动点以下的情况下,以所需的电流值及加热量更准确地进行加热。此外,粘度能够通过预先存储图2所示的关系的图表来进行推定。另外,热容量能够通过存储由加热引起的温度上升并根据比热和温度上升来进行推定。
即,控制装置200基于传感器100的输出、流动点及浓度传感器100的输出,算出赋予冷冻机油的热量。
实施方式4的制冷循环装置能够更准确地算出为了使油温度上升而需要的加热量,并以与之对应的加热器电流值或马达电流值进行加热,因此,能够抑制消耗电力。另外,通过检测油浓度,从而能够检测粘度和油的存在量这两者,能够提高压缩机的可靠性。
实施方式5.
以上说明的实施方式1~4主要研究了压缩机内的冷冻机油的流动性。但是,不仅是压缩机,在低压侧的机构(蒸发器及配管等)内的温度为流动点以下的情况下,会产生以下问题。
第一,在低压侧的配管及热交换器内成为流动点以下,油难以流动,因此,油大量地滞留在低压侧的机构内,由于压缩机内的油枯竭,所以可靠性下降。第二,油大量地滞留于低压侧热交换器的配管,由于配管内的导热性能下降及压力损失增大,所以热交换性能下降。
因此,在实施方式5中,检测低压侧的二相配管温度,在温度为流动点以下的情况下,使经过一定时间后流入的制冷剂的压力或温度上升。
图16是示出实施方式5的制冷循环装置的结构的图。参照图16,制冷循环装置305具备压缩机1、冷凝器(高压侧热交换器)2、膨胀阀(减压装置)3、蒸发器(低压侧热交换器)4、流动点判定传感器103(例如配管温度传感器)、控制装置200及存储装置201。
由于制冷剂的循环与实施方式1相同,因此,不重复进行说明。电流传感器101检测马达电流。存储装置201存储电流传感器101的检测值。流动点判定传感器103能够检测低压侧热交换器(蒸发器4)的温度为流动点以下的情况。存储装置201存储低压系统的温度成为流动点以下的时间。控制装置200在检测到低压系统的温度成为流动点以下的时间为规定时间以上的情况下,控制各致动器。致动器只要能够使冷冻机油的温度上升即可,可以为任何部件。例如,在低压侧热交换器为空气热交换器的情况下,通过使风扇转速增加,从而能够使低压侧热交换器内部的温度上升。另外,在低压侧热交换器为水热交换器的情况下,通过使水流量增加,从而能够使低压侧热交换器内部的温度上升。除此之外,还可以想到通过增大减压装置的开度或使压缩机频率下降,从而使低压部的压力上升。
图17是用于说明由实施方式5的制冷循环装置执行的控制的流程图。参照图17,首先,在步骤S41中,控制装置200利用传感器103检测低压侧热交换器内的温度。接着,控制装置200在步骤S42中进行流动点与当前的油温度的大小判定。
在步骤S42中,在油温度≤流动点的情况下(在S42中为否),控制装置200在步骤S44中开始时间的计数。然后,在步骤S45中,控制装置200利用传感器103检测低压侧热交换器内的温度。而且,在步骤S46中,控制装置200判定计数的时间与规定时间的大小。
在步骤S46中,在流动点>油温度的情况下(在S46中为否),控制装置200在步骤S47中对计数的时间与规定时间进行比较。在步骤S47中,如果计数时间>规定时间不成立,则使处理再次返回到步骤S45。另一方面,在步骤S47中,如果计数时间>规定时间成立,则在步骤S48中,将各致动器控制为使低压侧热交换器的温度上升。
在步骤S42或S46中,在当前的油温度为流动点以上的情况下,处理进入步骤S43,控制装置200进行常规控制,并且使时间计数复位,之后,反复进行从步骤S41起的处理。
根据实施方式5的制冷循环装置,能够防止低压侧热交换器内的油粘度上升而油大量地滞留于低压侧热交换器,能够抑制性能下降及压缩机可靠性下降。
实施方式6.
当在制冷循环装置设置有对高压侧热交换器及低压侧热交换器进行切换的切换阀(例如四通阀)的情况下,在冷冻机油的温度成为流动点以下时,通过切换高压侧热交换器及低压侧热交换器,从而能够使低压侧热交换器内的油温度上升。
图18是示出实施方式6的制冷循环装置的结构的图。参照图18,制冷循环装置306是制冷剂按压缩机1、冷凝器、膨胀阀3及蒸发器的顺序循环的制冷循环装置。冷凝器为第一热交换器402与第二热交换器404中的任一方,蒸发器为第一热交换器402与第二热交换器404中的另一方。制冷循环装置306具备切换阀5、温度传感器103及控制装置200。
切换阀5构成为对第一循环状态和第二循环状态进行切换,所述第一循环状态是将第一热交换器402作为冷凝器并将第二热交换器404作为蒸发器工作的状态,所述第二循环状态是将第一热交换器402作为蒸发器并将第二热交换器404作为冷凝器工作的状态。
温度传感器103检测流经作为蒸发器工作的热交换器的制冷剂温度。在图18的情况下,在第二热交换器404作为蒸发器工作的上述第二循环状态下,对流经蒸发器的制冷剂温度进行检测。此外,也可以在第一热交换器402设置其他温度传感器,并在上述第一循环状态下对流经蒸发器的制冷剂温度进行检测。
在温度传感器103检测到的制冷剂温度比冷冻机油的流动点低的情况下,控制装置200控制切换阀5,以便在将切换阀5切换规定时间的期间之后,使之返回到原来的状态。
图19是用于说明由实施方式6的制冷循环装置执行的控制的流程图。参照图19,控制装置200在起动时,在步骤S1中,根据温度传感器103来检测第二热交换器404的配管中的冷冻机油的温度(制冷剂温度)。然后,控制装置200在步骤S52中对当前的冷冻机油的温度与目标温度(流动点)进行比较。
在步骤S52中,在当前的冷冻机油的温度比流动点低的情况下,使处理进入步骤S53,利用切换阀5进行制冷剂的流通方向的切换。在切换后,在常规控制中,从压缩机1排出的高温高压制冷剂流入第二热交换器404,并经由膨胀阀、第一热交换器402返回到压缩机1。
由此,由于使从压缩机1排出的高温高压的制冷剂流入第二热交换器404,因此,第二热交换器404的配管温度上升。在该状态下,反复执行步骤S52的判定,控制装置200使压缩机1运转,直到检测温度成为目标温度以上。在步骤S52中,在当前的冷冻机油的温度为目标温度以上的情况下(在S52中为否),在步骤S54中,控制装置200使切换阀5返回到常规控制(原来的状态)。在常规控制中,从压缩机1排出的高温高压制冷剂流入第一热交换器402,由膨胀阀3减压,并经由第二热交换器404而返回到压缩机1中。
此外,图19的处理在制冷循环装置的运转开始时执行一次。此时的目标温度为冷冻机油的流动点。流动点根据冷冻机油的种类、浓度而不同,但在极低温度的情况下,例如在为出光冷冻机油(注册商标)的情况下,为-37.5℃。即使在S54的常规运转时,也可以想到产生除霜运转而同样地对切换阀5进行切换,但此时的切换温度比冷冻机油的流动点高,例如为水的凝固点前后的0℃附近。
在低压侧热交换器的温度为流动点以下时,低压侧热交换器内的油粘度上升,油大量地滞留,因此,会产生性能下降及压缩机的油枯竭那样的可靠性下降。在实施方式6中,通过将低压侧热交换器的温度控制成使之成为流动点以上,从而能够抑制制冷循环装置的性能下降及压缩机可靠性下降。
应当认为,此次公开的实施方式在所有方面均为例示,而不是限制性的内容。本发明的范围并不是上述实施方式的说明,而是由权利要求书示出,意图将与权利要求书同等意思及范围内的所有变更都包含在内。
附图标记说明
1、1A、1B、1C压缩机、2冷凝器、3膨胀阀、4蒸发器、5切换阀、11马达、12压缩部、50加热部、100、103流动点判定传感器、101电流传感器、102油浓度传感器、200控制装置、201存储装置、301~306制冷循环装置、402第一热交换器、404第二热交换器。

Claims (10)

1.一种制冷循环装置,在所述制冷循环装置中,制冷剂按压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器的顺序循环,其中,
所述制冷循环装置具备:
检测部,所述检测部检测所述压缩机内的冷冻机油的温度;
加热部,所述加热部加热所述冷冻机油;以及
控制装置,所述控制装置在所述检测部检测到的温度比所述冷冻机油的流动点低的情况下,使所述加热部工作,在所述检测部检测到的温度到达所述流动点的情况下,停止由所述加热部进行的加热。
2.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其中,
所述压缩机包括:
框体;以及
泵部及马达部,所述泵部及马达部收容在所述框体中,
所述加热部具备加热器,所述加热器设置在所述框体的外侧且所述马达部的下部。
3.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其中,
所述压缩机包括:
框体;以及
泵部及马达部,所述泵部及马达部收容在所述框体中,
所述加热部具备加热器,所述加热器设置在所述框体的内侧且所述马达部的下部。
4.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其中,
所述压缩机包括:
框体;以及
泵部及马达部,所述泵部及马达部收容在所述框体中,
所述加热部具备加热器,所述加热器设置在所述框体的外侧或内侧且所述马达部的上部。
5.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其中,
所述控制装置基于所述检测部的输出和所述流动点,算出从所述加热部赋予所述冷冻机油的热量。
6.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其中,
所述加热部具备所述压缩机的马达的线圈作为发热部,
所述制冷循环装置还具备电流传感器,所述电流传感器检测流经所述线圈的电流,
所述控制装置构成为在所述电流传感器的输出超过过电流阈值的情况下,使所述马达停止,
所述控制装置在所述检测部检测到的温度比所述冷冻机油的流动点高的情况下,将流经所述线圈的电流的目标值设定为第一电流值并控制所述马达,在所述检测部检测到的温度比所述冷冻机油的流动点低的情况下,将所述目标值设定为比所述第一电流值大且比所述过电流阈值小的第二电流值并控制所述马达。
7.根据权利要求6所述的制冷循环装置,其中,
所述控制装置根据所述检测部的输出来确定所述第二电流值。
8.根据权利要求6所述的制冷循环装置,其中,
所述控制装置在流经所述马达的电流的变化量比第一变化量小的情况下,将所述目标值设定为所述第一电流值,在流经所述马达的电流的变化量比第一变化量大的情况下,将所述目标值设定为所述第二电流值。
9.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其中,
所述制冷循环装置还具备浓度传感器,所述浓度传感器检测所述压缩机内的液体制冷剂与冷冻机油的混合物中的冷冻机油的浓度,
所述控制装置基于所述检测部的输出、所述流动点及所述浓度传感器的输出,算出从所述加热部赋予所述冷冻机油的热量。
10.一种制冷循环装置,在所述制冷循环装置中,制冷剂按压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器的顺序循环,其中,
所述冷凝器为第一热交换器和第二热交换器中的任一方,
所述蒸发器为所述第一热交换器和所述第二热交换器中的另一方,
所述制冷循环装置具备:
切换阀,所述切换阀对第一循环状态和第二循环状态进行切换,所述第一循环状态是将所述第一热交换器作为所述冷凝器并将所述第二热交换器作为所述蒸发器工作的状态,所述第二循环状态是将所述第一热交换器作为所述蒸发器并将所述第二热交换器作为所述冷凝器工作的状态;
传感器,所述传感器检测流经作为所述蒸发器工作的热交换器的制冷剂温度;以及
控制装置,在所述传感器检测到的制冷剂温度比冷冻机油的流动点低的情况下,所述控制装置控制所述切换阀,以便在将所述切换阀切换规定时间的期间之后,使之返回到原来的状态。
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