CN114585868A - 冷冻装置 - Google Patents

Abstract

空调装置具有制冷剂回路、吸入温度传感器和控制部。制冷剂回路依次连接有压缩机、散热器、膨胀阀、蒸发器和气液分离器。控制部对压缩机的转速和膨胀阀的开度进行控制。控制部在根据吸入温度传感器的检测结果判断为制冷剂和润滑油在气液分离器的内部分离时，进行降低压缩机的转速的步骤(S3)的控制，并且，进行使膨胀阀的开度成为规定开度的步骤(S4)的控制。

Description

冷冻装置

技术领域

涉及冷冻装置，特别涉及在蒸发器与压缩机之间配备容器的冷冻装置。

背景技术

以往，存在具有暂时贮留从蒸发器返回到压缩机的制冷剂的容器的冷冻装置。在冷冻装置的制冷剂回路中，与制冷剂一起封入冷冻机油，根据温度、压力的条件，制冷剂和冷冻机油有时在容器内分离。针对该问题，在专利文献1(日本特开2016-211774号公报)中，示出实施对分离的制冷剂和冷冻机油进行搅拌的运转来消除分离状态的发明。

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1(日本特开2016-211774号公报)中，公开了为了对分离的制冷剂和冷冻机油进行搅拌而使压缩机以高转速进行工作的发明，但是，也考虑了不优选这样提高压缩机的转速的状况。

用于解决课题的手段

第1观点的冷冻装置具有制冷剂回路、检测部和控制部。制冷剂回路依次连接有压缩机、散热器、膨胀阀、蒸发器和容器。制冷剂在制冷剂回路的内部流动。检测部检测制冷剂的温度或压力。控制部对压缩机的转速和膨胀阀的开度进行控制。控制部在根据检测部的检测结果判断为制冷剂和润滑油在容器的内部分离时，进行第1控制，并且进行第2控制。第1控制是降低压缩机的转速的控制。第2控制使膨胀阀的开度成为规定开度。

这里，在制冷剂和润滑油在容器的内部分离时，进行降低压缩机的转速、并且使膨胀阀的开度成为规定开度这样的第1、第2控制，因此，能够提高包含容器的压缩机的吸入侧的压力(以下称为低压值)。由此，能够改变容器内的压力和温度，消除制冷剂和润滑油的分离状态。

第2观点的冷冻装置在第1观点的冷冻装置中，控制部在第2控制中，使膨胀阀的开度成为全开或全开的90％以上的开度。

这里，在制冷剂和润滑油在容器的内部分离时，膨胀阀的开度成为接近全开的开度，因此，温度高的制冷剂较多地流入容器。由此，在早期消除制冷剂和润滑油的分离状态。

第3观点的冷冻装置在第1观点或第2观点的冷冻装置中，控制部在第1控制中，降低压缩机的转速，使压缩机的转速成为规定转速。

这里，压缩机的转速降低到规定转速，因此，在早期消除制冷剂和润滑油的分离状态。

第4观点的冷冻装置在第3观点的冷冻装置中，除第1控制和第2控制之外，控制部还具有回油运转。回油运转是使除了压缩机以外的制冷剂回路中滞留的润滑油返回到压缩机的运转。

第4观点的冷冻装置还保有现有冷冻装置具有的回油运转。但是，在回油运转中，使压缩机的马达以比较高的转速旋转，因此，作为用于消除容器的内部的制冷剂和润滑油的分离状态的运转，有时也不优选。因此，除回油运转之外，第4观点的冷冻装置的控制部还具有借助第1控制和第2控制来消除容器内的制冷剂和润滑油的分离的运转。

第5观点的冷冻装置在第4观点的冷冻装置中，控制部在满足了在制冷剂回路中循环的制冷剂的量的累计值超过阈值这样的条件时，进行回油运转。

第6观点的冷冻装置在第4观点或第5观点的冷冻装置中，第1控制中的规定转速比回油运转中的压缩机的转速小。

这里，相对于使压缩机以比较高的转速旋转的回油运转，在用于消除容器内的制冷剂和润滑油的分离的第1控制中，降低压缩机的转速。与回油运转不同地使压缩机以较低的转速(规定转速)旋转，因此，容器内的压力上升，容器内的制冷剂和润滑油的分离状态容易消除。

第7观点的冷冻装置在第1观点～第6观点中的任意一个观点的冷冻装置中，控制部在接收到停止压缩机的请求时，根据检测部的检测结果决定是否在停止压缩机之前进行第1控制和第2控制。

这里，在制冷剂和润滑油在容器的内部分离时，在停止压缩机之前进行第1控制和第2控制。因此，抑制如下情况：在制冷剂和润滑油在容器内分离的状态下使压缩机停止，在压缩机再次启动时，压缩机的润滑油不足。

另外，停止压缩机的请求是基于冷冻装置的用户进行的运转停止操作的停止请求、或冷冻装置的利用侧单元中的制冷剂循环的请求暂时消失时的停止请求。后者的停止请求例如是在作为空调装置的利用侧单元的室内机中、制冷运转时的室温低于设定温度时的温控器关闭信号。

第8观点的冷冻装置在第1观点～第6观点中的任意一个观点的冷冻装置中，控制部在接收到停止压缩机的请求时，根据检测部的检测结果，利用第1判断基准判断制冷剂和润滑油是否在容器的内部分离。控制部在未接收到停止压缩机的请求时，根据检测部的检测结果，利用与第1判断基准不同的第2判断基准判断制冷剂和润滑油是否在容器的内部分离。

这里，在接收到停止压缩机的请求时和未接收到停止压缩机的请求时，均根据检测部的检测结果判断制冷剂和润滑油是否在容器的内部分离。因此，在压缩机工作和压缩机停止时，均能够进行消除制冷剂和润滑油的分离状态的第1、第2控制。而且，在接收到停止压缩机的请求时和未接收到停止压缩机的请求时，改变制冷剂和润滑油是否在容器的内部分离的判断基准。由此，例如，能够在压缩机工作时降低进行第1、第2控制的频度，在压缩机停止时提高进行第1、第2控制的频度。

第9观点的冷冻装置在第1观点～第8观点中的任意一个观点的冷冻装置中，检测部具有传感器。传感器对容器内的制冷剂的温度或在与容器连接的制冷剂配管中流动的制冷剂的温度进行测定。

这里，能够根据温度传感器和/或压力传感器的测定值，准确地检测容器内的制冷剂的温度。

第10观点的冷冻装置在第1观点～第9观点中的任意一个观点的冷冻装置中，在制冷剂回路中循环的制冷剂是R32。

第11观点的冷冻装置在第1观点～第10观点中的任意一个观点的冷冻装置中，控制部在根据检测部的检测结果判断为制冷剂和润滑油在容器的内部分离时，进行第1控制和第2控制，使压缩机继续工作达1分钟～10分钟的规定期间。

附图说明

图1是空调装置的概略结构图。

图2是气液分离器的概略结构图。

图3是空调装置的控制框图。

图4是示出气液分离器内的制冷剂/冷冻机油的分离消除控制的流程的图。

图5是示出油浓度和两层分离温度的关系的曲线图。

具体实施方式

下面，根据附图对作为冷冻装置的空调装置进行说明。

(1)整体结构

图1是空调装置1(冷冻装置)的概略结构图。空调装置1是能够利用蒸汽压缩式的冷冻循环进行建筑物等室内的制冷和制热的装置。空调装置1具有室外单元2和室内单元4。室外单元2和室内单元4经由液体制冷剂联络管5和气体制冷剂联络管6连接。构成空调装置1的蒸汽压缩式的冷冻循环的制冷剂回路10是室外单元2和室内单元4经由制冷剂联络管5、6连接而构成的。而且，作为制冷剂的二氟甲烷(R32)填充于制冷剂回路10中。此外，与制冷剂不相溶的冷冻机油也与制冷剂一起填充于制冷剂回路10中。

(2)详细结构

(2-1)室内单元

室内单元4设置于室内，构成制冷剂回路10的一部分。室内单元4具有室内热交换器41。

室内热交换器41在制冷运转时作为制冷剂的蒸发器发挥功能，对室内空气进行冷却，在制热运转时作为制冷剂的散热器发挥功能，对室内空气进行加热。室内热交换器41的第1端部与液体制冷剂联络管5连接。室内热交换器41的第2端部与气体制冷剂联络管6连接。

室内单元4具有室内风扇42。室内风扇42将室内空气吸入到室内单元4内，在室内热交换器41中与制冷剂进行热交换后，作为供给空气供给到室内。室内风扇42例如是由室内风扇用马达43驱动的离心风扇、多叶片风扇等。室内风扇用马达43能够利用逆变器来变更频率(转速)。

室内单元4具有各种传感器。室内单元4具有液体管温度传感器56、中间温度传感器57和室内温度传感器58。液体管温度传感器56检测室内热交换器41的液体侧的制冷剂配管中的制冷剂的温度Trl。中间温度传感器57检测室内热交换器41的中间部分处的制冷剂的温度Trm。室内温度传感器58检测吸入到室内单元4内的室内空气的温度Tra。

(2-2)室外单元

室外单元2设置于室外，构成制冷剂回路10的一部分。室外单元2具有压缩机21、四路切换阀22、室外热交换器23、膨胀阀24、液体侧截止阀26、气体侧截止阀27和气液分离器28。此外，室外单元2具有室外风扇36。

(2-2-1)压缩机

压缩机21将冷冻循环中的低压的制冷剂压缩到成为高压。压缩机21利用压缩机用马达21a驱动旋转式或涡旋式等容积式压缩要素(未图示)旋转。这里，作为压缩机21，使用密闭式构造的旋转压缩机。压缩机用马达21a能够利用逆变器来变更频率(转速)。压缩机21在吸入侧连接有吸入管31，在排出侧连接有排出管32。吸入管31连接压缩机21的吸入侧和四路切换阀22的第1阀口22a。而且，在吸入管31设置有气液分离器28。吸入管31在气液分离器28的前后被分成第1配管31a和第2配管31b。气液分离器28是暂时贮留吸入到压缩机21中的制冷剂的容器。气液分离器28在后面参照图2详细叙述。排出管32是连接压缩机21的排出侧和四路切换阀22的第2阀口22b的制冷剂管。

(2-2-2)四路切换阀

四路切换阀22对制冷剂回路10中的制冷剂的流动的方向进行切换。

四路切换阀22在制冷运转的开始时，切换为使室外热交换器23作为在压缩机21中被压缩后的制冷剂的散热器发挥功能、并且使室内热交换器41作为在室外热交换器23中散热后的制冷剂的蒸发器发挥功能的制冷循环状态。四路切换阀22在制冷运转的开始时进行切换，以使第2阀口22b和第3阀口22c连通、并且使第1阀口22a和第4阀口22d连通。由此，压缩机21的排出侧(排出管32)和室外热交换器23的气体侧(第1气体制冷剂管33)连接(参照图1的四路切换阀22的实线)。进而，压缩机21的吸入侧(吸入管31)和气体制冷剂联络管6侧(第2气体制冷剂管34)连接(参照图1的四路切换阀22的实线)。

四路切换阀22在制热运转的开始时，切换为使室外热交换器23作为在室内热交换器41中散热后的制冷剂的蒸发器发挥功能、并且使室内热交换器41作为在压缩机21中被压缩后的制冷剂的散热器发挥功能的制热循环状态。四路切换阀22在制热运转的开始时进行切换，以使第2阀口22b和第4阀口22d连通、并且使第1阀口22a和第3阀口22c连通。由此，压缩机21的排出侧(排出管32)和气体制冷剂联络管6侧(第2气体制冷剂管34)连接(参照图1的四路切换阀22的虚线)。进而，压缩机21的吸入侧(吸入管31)和室外热交换器23的气体侧(第1气体制冷剂管33)连接(参照图1的四路切换阀22的虚线)。第1气体制冷剂管33是连接四路切换阀22的第3阀口22c和室外热交换器23的气体侧的制冷剂管。第2气体制冷剂管34是连接四路切换阀22的第4阀口22d和气体制冷剂联络管6侧的制冷剂管。

(2-2-3)室外热交换器

室外热交换器23在制冷运转时，作为将室外空气设为冷却源的制冷剂的散热器发挥功能。室外热交换器23在制热运转时，作为将室外空气设为加热源的制冷剂的蒸发器发挥功能。室外热交换器23的液体侧的第1端部与液体制冷剂管35连接，气体侧的第2端部与第1气体制冷剂管33连接。液体制冷剂管35是连接室外热交换器23的液体侧的第1端部和液体制冷剂联络管5的制冷剂管。

(2-2-4)膨胀阀

膨胀阀24在制冷运转时，将在室外热交换器23中散热后的冷冻循环中的高压的制冷剂减压到冷冻循环中的低压。膨胀阀24在制热运转时，将在室内热交换器41中散热后的冷冻循环中的高压的制冷剂减压到冷冻循环中的低压。膨胀阀24设置于液体制冷剂管35。膨胀阀24是开度能够变更的电动膨胀阀。

(2-2-5)液体侧截止阀和气体侧截止阀

液体侧截止阀26和气体侧截止阀27设置于与外部的设备/配管(具体而言为液体制冷剂联络管5和气体制冷剂联络管6)的连接口。液体侧截止阀26设置于液体制冷剂管35的端部。气体侧截止阀27设置于第2气体制冷剂管34的端部。液体侧截止阀26和气体侧截止阀27是手动进行开闭的手动阀。

(2-2-6)室外风扇

室外风扇36发挥如下作用：将室外空气吸入到室外单元2内，在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后，将其排出到外部。室外风扇36是由室外风扇用马达37驱动的螺旋桨式风扇等。此外，室外风扇用马达37能够利用逆变器来变更频率(转速)。

(2-2-7)各种传感器

室外单元2具有各种传感器。室外单元2具有吸入温度传感器51、排出温度传感器52、中间温度传感器53、液体管温度传感器54和外部空气温度传感器55。吸入温度传感器51检测被吸入到压缩机21中的冷冻循环中的低压的制冷剂的温度Ts。排出温度传感器52检测从压缩机21排出的冷冻循环中的高压的制冷剂的温度Td。中间温度传感器53检测室外热交换器23的中间部分处的制冷剂的温度Tom。液体管温度传感器54检测室外热交换器23的液体侧的制冷剂的温度Tol。外部空气温度传感器55检测被吸入到室外单元2内的室外空气的温度Toa。

(2-2-8)气液分离器

如上所述，室外单元2的气液分离器28配置于压缩机21的吸入侧与四路切换阀22的第1阀口22a之间。气液分离器28具有在压缩机21的吸入侧对制冷剂进行气液分离、并且贮留剩余制冷剂的功能。气液分离器28对从作为蒸发器发挥功能的室内热交换器41或室外热交换器23通过与四路切换阀22连接的吸入管31的第1配管31a返回的制冷剂进行气液分离。气液分离后的制冷剂中的气体制冷剂被送至压缩机21。如图2所示，气液分离器28具有形成内部空间IS的外壳71、入口管72和出口管73。

外壳71主要由圆筒状的主体71a、封堵主体71a的上方的开口的碗状的上部盖体71b、以及封堵主体71a的下方的开口的碗状的下部盖体71c构成。入口管72将通过吸入管31的第1配管31a后的制冷剂导入到内部空间IS。入口管72贯通上部盖体71b的周缘部。入口管72的末端开口72a配置于内部空间IS的上部。

气液分离器70的出口管73将在内部空间IS中分离出的气体制冷剂引导至与压缩机21连接的吸入管31的第2配管31b。出口管73是J字状的管。出口管73贯通上部盖体71b，在内部空间IS的下部进行U型转弯。出口管73的上端(末端)的开口73a的高度位置位于内部空间IS的上部。在出口管73的处于内部空间IS的下部的U型转弯部分形成有回油孔73b。回油孔73b是为了使与液体制冷剂一起滞留于外壳71的内部空间IS的下部的冷冻机油返回到压缩机21而设置的。此外，在出口管73的上部盖体71b附近的部分形成有均压孔73c。

气液分离器70的出口管73和压缩机21利用吸入管31的第2配管31b连接。

(3)制冷剂联络管

制冷剂联络管5、6是在建筑物等设置场所设置空调装置1时在现场施工的制冷剂管。制冷剂联络管5、6的长度、管径根据设置场所、室外单元2和室内单元4的组合等设置条件来选定。

如上所述，室内单元4的制冷剂回路10的一部分和室外单元2的制冷剂回路10的一部分利用制冷剂联络管5、6连接，整体构成制冷剂回路10。在制冷剂回路10中，主要依次连接有压缩机21、作为制冷剂的散热器或蒸发器发挥功能的室外热交换器23、膨胀阀24、作为制冷剂的蒸发器或散热器发挥功能的室内热交换器41和气液分离器(容器)28。

(4)控制结构

图3是空调装置1(冷冻装置)的控制框图。空调装置1具有对结构设备进行控制的控制部8。控制部8是室外控制部38、室内控制部44和遥控器9经由传输线或通信线连接而构成的。室外控制部38设置于室外单元2。室内控制部44设置于室内单元4。遥控器9设置于室内。另外，这里，控制部38、44和遥控器9经由传输线或通信线进行有线连接，但是，也可以进行无线连接。

(4-1)室外控制部

如上所述，室外控制部38设置于室外单元2，主要具有室外CPU 38a、室外传输部38b和室外存储部38c。室外控制部38接收温度传感器51～55等的检测信号。

室外CPU 38a与室外传输部38b和室外存储部38c连接。室外传输部38b在与室内控制部44之间传输控制数据等。室外存储部38c存储控制数据等。而且，室外CPU38a经由室外传输部38b、室外存储部38c进行控制数据等的传输、读写，并且，对设置于室外单元2的结构设备(压缩机21、四路切换阀22、膨胀阀24、室外风扇36等)进行控制。

(4-2)室内控制部

如上所述，室内控制部44设置于室内单元4，主要具有室内CPU 44a、室内传输部44b、室内存储部44c和室内通信部44d。室内控制部44接收温度传感器56～58等的检测信号。

室内CPU 44a与室内传输部44b、室内存储部44c和室内通信部44d连接。室内传输部44b在与室外控制部38之间传输控制数据等。室内存储部44c存储控制数据等。室内通信部44d在与遥控器9之间发送接收控制数据等。而且，室内CPU 44a经由室内传输部44b、室内存储部44c、室内通信部44d进行控制数据等的传输、读写，并且进行发送接收，并且对设置于室内单元4的结构设备(室内风扇42等)进行控制。

(4-3)遥控器

如上所述，遥控器9设置于室内，主要具有遥控器CPU 91、遥控器通信部93、遥控器操作部94和遥控器显示部95。

遥控器CPU 91与遥控器通信部93、遥控器操作部94和遥控器显示部95连接。遥控器通信部93在与室内通信部44d之间发送接收控制数据等。遥控器操作部94受理来自用户的控制指令等的输入。遥控器显示部95进行运转显示等。而且，遥控器CPU 91经由遥控器操作部94受理运转指令、控制指令等的输入，在遥控器显示部95中进行运转状态、控制状态的显示等，并且，经由遥控器通信部93对室内控制部44发出控制指令等。

(5)基本动作

接着，使用图1和图3对空调装置1(冷冻装置)的基本动作进行说明。作为基本动作，空调装置1进行制冷运转和制热运转。

(5-1)制冷运转

控制部8在经由遥控器9的遥控器操作部94等受理制冷运转的指令后，将空调装置1的运转模式设定为制冷运转。然后，控制部8将四路切换阀22切换为制冷循环状态(图1的实线所示的状态)，驱动压缩机21和风扇36、42，打开膨胀阀24。

于是，制冷剂回路10内的冷冻循环中的低压的制冷剂被吸入到压缩机21，在被压缩到成为冷冻循环中的高压之后被排出。

从压缩机21排出的高压的气体制冷剂通过四路切换阀22送至室外热交换器23。

被送至室外热交换器23的高压的气体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇36作为冷却源供给的室外空气进行热交换而散热，成为高压的液体制冷剂。

在室外热交换器23中散热后的高压的液体制冷剂被送至膨胀阀24。送至膨胀阀24的高压的液体制冷剂被膨胀阀24减压到冷冻循环中的低压。

在膨胀阀24中减压后的低压的制冷剂通过液体侧截止阀26和液体制冷剂联络管5被送至室内热交换器41。

被送至室内热交换器41的低压的制冷剂在室内热交换器41中与由室内风扇42作为加热源供给的室内空气进行热交换而蒸发。由此，室内空气被冷却，然后，被供给到室内而进行室内的制冷。

在室内热交换器41中蒸发后的低压的制冷剂通过气体制冷剂联络管6、气体侧截止阀27和四路切换阀22被送至吸入管31。然后，制冷剂通过气液分离器28再次被吸入到压缩机21。

(5-2)制热运转

控制部8在经由遥控器9的遥控器操作部94等受理制热运转的指令后，将空调装置1的运转模式设定为制热运转。然后，控制部8将四路切换阀22切换为制热循环状态(图1的虚线所示的状态)，驱动压缩机21和风扇36、42，打开膨胀阀24。

于是，制冷剂回路10内的冷冻循环中的低压的制冷剂被吸入到压缩机21，在被压缩到成为冷冻循环中的高压之后被排出。

从压缩机21排出的高压的气体制冷剂通过四路切换阀22、气体侧截止阀27和气体制冷剂联络管6被送至室内热交换器41。

被送至室内热交换器41的高压的气体制冷剂在室内热交换器41中与由室内风扇42作为冷却源供给的室内空气进行热交换而散热，成为高压的液体制冷剂。由此，室内空气被加热，然后，被供给到室内而进行室内的制热。

在室内热交换器41中散热后的高压的液体制冷剂通过液体制冷剂联络管5和液体侧截止阀26被送至膨胀阀24。

被送至膨胀阀24的高压的液体制冷剂被膨胀阀24减压到冷冻循环中的低压。在膨胀阀24中减压后的低压的制冷剂被送至室外热交换器23。

被送至室外热交换器23的低压的液体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇36作为加热源供给的室外空气进行热交换而蒸发。

在室外热交换器23中蒸发后的低压的制冷剂通过四路切换阀22被送至吸入管31，通过气液分离器28再次被吸入到压缩机21。

(5-3)基本控制

在上述基本动作(制冷运转和制热运转)中，作为基本控制，控制部8进行压缩机能力控制和膨胀阀过冷却度控制。

(5-3-1)压缩机能力控制

压缩机能力控制是根据室内温度Tra与室内的设定温度Trat的温度差ΔTra使压缩机21的频率F变化的控制。设定温度Trat是经由遥控器9的遥控器操作部94等设定的温度值。

控制部8在制冷运转中，从室内温度Tra减去设定温度Trat而得到温度差ΔTra。控制部8在制热运转中，从设定温度Trat减去室内温度Tra而得到温度差ΔTra。

控制部8在温度差ΔTra为正值的情况下(换言之室内温度Tra未达到设定温度Trat的情况下)，请求增大作为冷冻能力的空调能力(制冷能力或制热能力)，因此，使压缩机21的频率F增加。具体而言，控制部8决定与温度差ΔTra的大小对应的压缩机21的频率F的变化幅度ΔF，使压缩机21的频率F增加变化幅度ΔF。此外，控制部8在温度差ΔTra为负值的情况下(换言之室内温度Tra达到设定温度Trat的情况下)，请求减小空调能力(制冷能力或制热能力)，因此，使压缩机21的频率F降低。具体而言，控制部8决定与温度差ΔTra的大小对应的压缩机21的频率F的变化幅度ΔF，使压缩机21的频率F降低变化幅度ΔF。

(5-3-2)膨胀阀过冷却度控制

膨胀阀过冷却度控制是根据制冷剂的散热器的出口处的制冷剂的过冷却度SC使膨胀阀24的开度MV变化的控制。具体而言，控制部8使膨胀阀24的开度MV变化，以使过冷却度SC成为目标过冷却度SCt。在制冷运转中，过冷却度SC是作为制冷剂的散热器发挥功能的室外热交换器23的出口处的过冷却度，在制热运转中，过冷却度SC是作为制冷剂的散热器发挥功能的室内热交换器41的出口处的过冷却度。

控制部8在制冷运转中，从室外热交换器23的中间部分处的制冷剂的温度Tom减去室外热交换器23的液体侧的制冷剂的温度Tol，得到过冷却度SC。控制部8在制热运转中，从室内热交换器41的温度Trm减去温度Trl，得到过冷却度SC。

控制部8在过冷却度SC大于目标过冷却度SCt的情况下，增大膨胀阀24的开度MV，以减小过冷却度SC。具体而言，控制部8决定跟过冷却度SC与目标过冷却度SCt的过冷却度差ΔSC对应的膨胀阀24的开度MV的变化幅度ΔMV，使膨胀阀24的开度MV增大变化幅度ΔMV。此外，控制部8在过冷却度SC小于目标过冷却度SCt的情况下，减小膨胀阀24的开度MV，以增大过冷却度SC。具体而言，控制部8决定跟目标过冷却度SCt与过冷却度SC的过冷却度差ΔSC对应的膨胀阀24的开度MV的变化幅度ΔMV，使膨胀阀24的开度MV减小变化幅度ΔMV。

(5-4)回油控制

回油控制是用于使从压缩机21向制冷剂回路10(压缩机21以外)流出的冷冻机油返回到压缩机21的回油运转中的控制。在回油运转中，以规定的回油转速、规定时间驱动压缩机21。

另外，规定的回油转速设定为通过以规定时间驱动压缩机21而使向除了压缩机21以外的制冷剂回路10流出的冷冻机油中的期望的冷冻机油量返回到压缩机21的转速即可，通过模拟、实验、桌上计算等适当决定即可。规定的回油转速通常设置成某个程度比较高的转速。这是为了高效地使制冷剂回路10内的冷冻机油返回到压缩机21。

控制部8在满足了从上次的回油运转后累计的、在制冷剂回路10中循环的制冷剂的量超过阈值这样的条件时，进行回油运转。制冷剂的累计值的阈值设定为压缩机21的可靠性上所容许的排出油量的上限附近。

(5-5)消除气液分离器内的制冷剂/冷冻机油的分离状态的分离消除控制

在空调装置1中，使用二氟甲烷(R32)作为制冷剂，因此，在低外部空气温度时，为了进行压缩机21的润滑而与制冷剂一起封入的冷冻机油和制冷剂的相溶程度非常小。因此，在冷冻循环中的低压侧，由于制冷剂温度的降低，冷冻机油和制冷剂的相溶程度大幅降低，在冷冻循环中成为低压的气液分离器28内，制冷剂和冷冻机油分离成两层，冷冻机油很难返回到压缩机21。例如，在低外部空气温度时的制热运转中，如图2所示，存在如下倾向：外壳71的内部空间IS的下部被液体制冷剂填满，从液体制冷剂分离出的冷冻机油集中于内部空间IS的上部。于是，气液分离器28的出口管73的回油孔73b和冷冻机油分离，因此，无法使滞留于气液分离器28的内部空间IS的冷冻机油返回到压缩机21。换言之，成为液体制冷剂在出口管73的回油孔73b的周围较多的状态，因此，从回油孔73b吸入的冷冻机油的量减少，无法使足够量的冷冻机油返回到压缩机21。

(5-5-1)包含分离消除运转的分离消除控制

鉴于该情况，控制部8在制冷剂和冷冻机油在气液分离器28内分离的情况下，执行用于消除分离状态的分离消除运转。下面，根据图4所示的控制流程对包含分离消除运转的分离消除控制进行说明。

在步骤S1中，控制部8判定是否存在运转停止信号。运转停止信号是在遥控器9的遥控器操作部94中进行了空调装置1的运转停止的操作时从遥控器9向室内控制部44发送的信号。此外，运转停止信号例如是在室温使室内的制热设定温度提高1℃以上时从室内控制部44向室外控制部38发送的温控器关闭信号。

在步骤S1中判定为存在运转停止信号时，转移到步骤S12，控制部8判定吸入温度Ts是否小于第1阈温度T1。吸入温度Ts是吸入温度传感器51检测出的气液分离器28的近前的制冷剂的温度。

在步骤S12中判定为吸入温度Ts为第1阈温度T1以上时，气液分离器28内的制冷剂和冷冻机油的分离的程度为压缩机停止中的容许范围内，因此，控制部8直接使压缩机21停止(步骤S13)。

在步骤S1中判定为不存在运转停止信号时，转移到步骤S2，控制部8判定吸入温度Ts是否小于第2阈温度T2。

在步骤S2中判定为吸入温度Ts为第2阈温度T2以上时，气液分离器28内的制冷剂和冷冻机油的分离的程度为压缩机运转中的容许范围内，因此，控制部8维持该时点的通常的压缩机21的转速控制、膨胀阀24的开度控制，返回步骤S1。

另外，关于气液分离器28内的制冷剂和冷冻机油的分离的程度，压缩机停止中的容许范围和压缩机运转中的容许范围不同。在压缩机运转时，优选尽可能继续进行通常控制，因此，压缩机运转时的容许范围设定为较宽。压缩机停止时的容许范围设定为比压缩机运转时的容许范围窄，以使得在压缩机21的再启动时，压缩机21内的冷冻机油不会不足。因此，第2阈温度T2小于第1阈温度T1。

在步骤S2中判断为吸入温度Ts低于第2阈温度T2时、或在步骤S12中判断为吸入温度Ts低于第1阈温度T1时，控制部8转移到步骤S3、S4。在步骤S3、S4中，为了缓和、消除气液分离器28内的制冷剂和冷冻机油的分离状态，压缩机21的转速降低到规定转速，膨胀阀24的开度增大到全开。控制部8同时并行地实施步骤S3、S4的各动作。

然后，等待一定时间的经过(步骤S5)，转移到步骤S6，控制部8使膨胀阀24的开度和压缩机21的转速返回借助进行步骤S3、S4之前的通常控制进行调整的状态。通常控制中的压缩机21的转速、膨胀阀24的开度如(5-3-1)、(5-3-2)中说明的那样决定。

另外，步骤S5中的一定时间能够从1分钟～10分钟的范围进行选择，在空调装置1的制造时预先设定。

如上所述，控制部8根据吸入温度传感器51检测到的温度Ts判断制冷剂和冷冻机油是否在气液分离器28内分离(步骤S2、S12)。然后，控制部8在检测到制冷剂和冷冻机油在气液分离器28内分离的情况下，执行分离消除运转(步骤S3、S4、S5)。在分离消除运转中，压缩机21以比回油运转时低的规定转速被驱动。由此，气液分离器28的内部空间IS中的制冷剂和冷冻机油的分离状态被缓和、消除。

(5-5-2)气液分离器内的制冷剂和冷冻机油的分离的程度的判断

在上述步骤S12、S2中，使用各个阈值(第1阈温度T1、第2阈温度T2)判断制冷剂和冷冻机油是否在气液分离器28内分离。控制部8根据气液分离器28的内部的温度、这里为与该温度相当的吸入温度Ts进行该判断。

控制部8参照图5所示的曲线图判断制冷剂和冷冻机油是否在气液分离器28内分离。图5所示的曲线图被分成处于制冷剂和冷冻机油分离的环境的区域A、以及处于制冷剂和冷冻机油不分离的环境的区域B。图5所示的曲线图是示出制冷剂为二氟甲烷(R32)、冷冻机油为聚乙烯醚(PVE)时的油浓度和两层分离温度的关系的曲线图。例如，如果油浓度为25wt％，则两层分离温度大约为0℃，各阈值被设置为0℃附近。例如，第2阈温度T2设置为-3℃，第1阈温度T1设置为0℃。

另外，在分离消除运转中，降低压缩机21的转速，增大膨胀阀24的开度，由此，提高气液分离器28内的压力，提高制冷剂的温度。由此，即使制冷剂和冷冻机油在气液分离器28内分离，制冷剂的温度也提高而高于图5所示的两层分离温度，分离状态被缓和、消除。

(6)特征

接着，对空调装置1(冷冻装置)的特征进行说明。

(6-1)

在空调装置1中，吸入温度传感器51检测流入气液分离器28的制冷剂的温度。控制部8对压缩机21的转速和膨胀阀24的开度进行控制。控制部8在根据吸入温度传感器51的检测结果判断为制冷剂和冷冻机油(润滑油)在气液分离器28的内部分离时，进行包含步骤S3、S4的分离消除运转。在步骤S3的控制中，降低压缩机21的转速。在步骤S4的控制中，使膨胀阀24的开度成为规定开度(全开)。

这里，在制冷剂和冷冻机油在气液分离器28的内部分离时，进行降低压缩机21的转速、并且增大膨胀阀24的开度这样的分离消除运转，因此，能够提高包含气液分离器28的压缩机21的吸入侧的压力(低压值)。由此，能够改变气液分离器28内的压力和温度，消除制冷剂和冷冻机油的分离状态。

(6-2)

在空调装置1中，控制部8在步骤S4的控制中，使膨胀阀24的开度成为全开。因此，在制冷剂和冷冻机油在气液分离器28的内部分离时，进行使膨胀阀24的开度成为全开的分离消除运转，因此，温度高的制冷剂较多地流入气液分离器28。由此，分离消除运转在早期消除制冷剂和冷冻机油的分离状态。

(6-3)

在空调装置1中，控制部8在步骤S3的控制中，降低压缩机21的转速，使压缩机21的转速成为规定转速。这里，不是采用稍微降低压缩机21的转速这样的控制，而是采用使压缩机21的转速降低到规定转速这样的控制，因此，在短时间内消除制冷剂和冷冻机油的分离状态。另外，作为一例，在步骤S3的控制中，压缩机21的转速降低到位于20rpm～30rpm的范围的规定转速。

(6-4)

在空调装置1中，控制部8除分离消除运转之外还实施回油运转。如上所述，回油运转是使除了压缩机21以外的制冷剂回路10中滞留的冷冻机油返回到压缩机21的运转。

在现有的空调装置等冷冻装置中，也进行与本实施方式相同的回油运转。但是，在回油运转中，使压缩机的马达以比较高的转速旋转，因此，作为用于消除气液分离器等容器的内部的制冷剂和冷冻机油的分离状态的运转，有时也不优选。因此，空调装置1的控制部8除回油运转之外还进行上述图4所示的分离消除运转，缓和、消除气液分离器28内的制冷剂和冷冻机油的分离。

另外，相对于使压缩机21以比较高的转速旋转的回油运转，在用于消除气液分离器28内的制冷剂和冷冻机油的分离的分离消除运转中，使压缩机21的转速降低到规定转速。与回油运转不同地，使压缩机21以低转速(规定转速)旋转，因此，气液分离器28内的压力上升，在早期缓和、消除气液分离器28内的制冷剂和冷冻机油的分离状态。

(6-5)

在空调装置1中，控制部8在接收到停止压缩机21的请求时，根据吸入温度传感器51的检测结果决定是否在停止压缩机21之前进行分离消除运转(参照图4的步骤S12)。进而，在吸入温度Ts较低、若直接停止压缩机21则在再启动时可能陷入压缩机21内的冷冻机油不足的状态的情况下，以进行分离消除运转后转移到压缩机的停止(图4的步骤S13)的方式进行控制。在步骤S12中吸入温度Ts低于第1阈温度T1而实施了分离消除运转的情况下，由此使吸入温度Ts上升，在分离消除运转结束后再次在步骤S12中进行判定时，在步骤S12中判定为吸入温度Ts高于第1阈温度T1，转移到步骤S13，压缩机21停止。

这里，抑制了如下情况：在制冷剂和冷冻机油在气液分离器28内分离的状态下使压缩机21停止，在压缩机21再次启动时，压缩机21的冷冻机油不足。

(6-6)

在空调装置1中，控制部8在接收到停止压缩机21的请求时，根据吸入温度传感器51的检测结果，利用第1判断基准(第1阈温度T1)判断制冷剂和冷冻机油是否在气液分离器28的内部分离。另一方面，在未接收到停止压缩机21的请求时，控制部8根据吸入温度传感器51的检测结果，利用与第1判断基准(第1阈温度T1)不同的第2判断基准(第2阈温度T2)判断制冷剂和冷冻机油是否在气液分离器28的内部分离。

这里，在接收到停止压缩机21的请求时和未接收到停止压缩机21的请求时，均判断制冷剂和冷冻机油是否在气液分离器28的内部分离。因此，在压缩机21工作和压缩机21停止时，均能够进行消除制冷剂和冷冻机油的分离状态的分离消除运转。而且，在接收到停止压缩机21的请求时和未接收到停止压缩机21的请求时，改变制冷剂和冷冻机油是否在气液分离器28的内部分离的判断基准。由此，例如，能够在压缩机21工作时降低进行第1、第2控制的频度，在压缩机21停止时提高进行第1、第2控制的频度。

(7)变形例

(7-1)

在上述实施方式中，使用检测流入气液分离器28的制冷剂的温度的吸入温度传感器51的测定值，判断气液分离器28内的制冷剂和冷冻机油的分离的程度。

但是，取而代之，也可以设置能够直接测定气液分离器28的内部的温度的传感器，使用该传感器的测定值。

此外，还可以在气液分离器28的外周面安装温度传感器，或者在气液分离器28的下游侧的配管安装温度传感器。

进而，还可以不设置温度传感器，而设置测定气液分离器28内或气液分离器28的周围的制冷剂的压力的压力传感器，并根据该测定值运算气液分离器28内的制冷剂的温度。

此外，也可以不是仅根据1个传感器的测定值判断气液分离器28内的制冷剂和冷冻机油的分离的程度，而是根据吸入温度传感器51的测定值和蒸发温度等多个参数进行分离的判断。

(7-2)

上述实施方式的空调装置1是能够切换进行制冷运转和制热运转的空调装置，但是不限于此，在仅进行制冷运转的空调装置中，上述分离消除运转也是有效的。此外，在制冷运转时和制热运转时，在制冷剂和冷冻机油在气液分离器28内分离的情况下，分离消除运转均是有效的。

(7-3)

在上述实施方式中，在分离消除运转中使膨胀阀24成为全开(图4的步骤S4)，但是，也可以不必成为全开。这是因为，在使膨胀阀24成为全开的情况下，在分离消除运转后返回通常控制时，存在稍微花费时间这样的缺点。但是，优选分离消除运转中的膨胀阀24的开度为全开的90％以上。这是因为，由此，借助上述膨胀阀过冷却度控制而保持在热交换器的内部的液体制冷剂最终流入气液分离器28。

(7-4)

在上述实施方式中，说明了单独使用二氟甲烷(R32)作为制冷剂的空调装置1，但是，即使是包含二氟甲烷的混合制冷剂，只要是在温度低时与冷冻机油分离的混合制冷剂，则上述分离消除运转是有效的。此外，即使是不包含二氟甲烷的制冷剂，只要是在温度低时与冷冻机油分离的混合制冷剂，则上述分离消除运转是有效的。

(7-5)

以上说明了本发明的实施方式，但是，能够理解为能够在不脱离权利要求书所记载的本发明的主旨和范围的情况下进行方式和详细情况的多种变更。

标号说明

1空调装置(冷冻装置)

8控制部

10制冷剂回路

21压缩机

23室外热交换器

24膨胀阀

28气液分离器(容器)

41室内热交换器

51吸入温度传感器(检测部)

S3分离消除运转的控制步骤(第1控制)

S4分离消除运转的控制步骤(第2控制)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-211774号公报

Claims (11)

1.一种冷冻装置(1)，其具有：

制冷剂回路(10)，其依次连接有压缩机(21)、散热器(23、41)、膨胀阀(24)、蒸发器(41、23)和容器(28)，制冷剂在所述制冷剂回路的内部流动；

检测部(51)，其检测制冷剂的温度或压力；以及

控制部(8)，其对所述压缩机的转速和所述膨胀阀的开度进行控制，

所述控制部在根据所述检测部的检测结果判断为制冷剂和润滑油在所述容器的内部分离时，进行降低所述压缩机的转速的第1控制(S3)，并且，进行使所述膨胀阀的开度成为规定开度的第2控制(S4)。

2.根据权利要求1所述的冷冻装置，其中，

所述控制部在所述第2控制中，使所述膨胀阀的开度成为全开或全开的90％以上的开度。

3.根据权利要求1或2所述的冷冻装置，其中，

所述控制部在所述第1控制中，降低所述压缩机的转速，使所述压缩机的转速成为规定转速。

4.根据权利要求3所述的冷冻装置，其中，

所述控制部具有使除了所述压缩机以外的所述制冷剂回路中滞留的润滑油返回到所述压缩机的回油运转。

5.根据权利要求4所述的冷冻装置，其中，

所述控制部在满足了在所述制冷剂回路中循环的制冷剂的量的累计值超过阈值这样的条件时，进行所述回油运转。

6.根据权利要求4或5所述的冷冻装置，其中，

所述第1控制中的所述规定转速比所述回油运转中的所述压缩机的转速小。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的冷冻装置，其中，

所述控制部在接收到停止所述压缩机的请求时，根据所述检测部的检测结果决定是否在停止所述压缩机之前进行所述第1控制和所述第2控制。

8.根据权利要求1～6中的任意一项所述的冷冻装置，其中，

所述控制部在接收到停止所述压缩机的请求时，根据所述检测部的检测结果，利用第1判断基准判断制冷剂和润滑油是否在所述容器的内部分离，

所述控制部在未接收到停止所述压缩机的请求时，根据所述检测部的检测结果，利用与所述第1判断基准不同的第2判断基准判断制冷剂和润滑油是否在所述容器的内部分离。

9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的冷冻装置，其中，

所述检测部具有对所述容器内的制冷剂的温度或在与所述容器连接的制冷剂配管中流动的制冷剂的温度进行测定的传感器。

10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的冷冻装置，其中，

在所述制冷剂回路中循环的制冷剂是R32。

11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的冷冻装置，其中，

所述控制部在根据所述检测部的检测结果判断为制冷剂和润滑油在所述容器的内部分离时，进行所述第1控制和所述第2控制，使所述压缩机继续工作达1分钟～10分钟的规定期间。

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