JP2008121926A - 冷凍空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アキュームレータから圧縮機に確実に冷凍機油を供給することができ、しかも圧縮機の型式や内部熱交換器の有無にかかわらず有効に適用することが可能な冷凍空調装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 冷媒圧縮機２と、放熱器３と、減圧弁５と、吸熱器６と、アキュームレータ７と、が順次接続されて冷凍サイクル８が構成され、該冷凍サイクル８内に二酸化炭素冷媒および冷凍機油が封入された冷凍空調装置１において、アキュームレータ７に、少なくとも二酸化炭素冷媒と冷凍機油の密度の大小が逆になる密度逆転温度以下のときに作動される加熱装置１６が設けられる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用空調装置に用いて好適な冷凍空調装置に関するものであり、特に冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を用いる冷凍空調装置に関するものである。

冷媒に二酸化炭素（ＣＯ２）を用いた冷凍空調装置において、冷凍機油としてポリアルキレングリコール油（以下「ＰＡＧ油」という。）を使用した場合、二酸化炭素冷媒とＰＡＧ油の相溶性が低いため、二層分離を起こしやすく、通常の温度領域では、冷凍機油の密度が冷媒の密度よりも大きいことから、冷媒液と冷凍機油が滞留する、例えばアキュームレータ等においては、冷凍機油がアキュームレータの底部に滞留し、その冷凍機油の上に冷媒が浮いた状態で滞留されることとなる。

アキュームレータは、通常そのＵ字出口管の底部に油戻し穴が設けられた構成を備え、上記のようにアキュームレータ底部に滞留される冷凍機油を、油戻し穴を経て圧縮機に一定量ずつ供給し、圧縮機を潤滑するとともに、余剰冷媒液の圧縮機への吸入を阻止して、冷凍サイクルの信頼性を確保する機能を有する。また、アキュームレータは、冷凍サイクルの冷媒循環量を調整する機能を有するため、運転中においても一定量の冷媒液と冷凍機油が貯留されている。従って、冷凍空調装置の運転が停止されると、アキュームレータ内には一定量の冷媒液および冷凍機油がそのまま滞留される。

一方、二酸化炭素冷媒とＰＡＧ油の密度の関係は、温度が−１５℃程度よりも高いときには、上記したように、二酸化炭素冷媒の液密度がＰＡＧ油の密度に対して「冷媒液密度＜油密度」の関係にあるが、温度が−１５℃よりも低くなると、「冷媒液密度＞油密度」となり、密度の大小が逆になることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このため、冷凍空調装置が停止している状態で、その周囲温度が−１５℃以下になった場合、アキュームレータ内に滞留されている冷媒液と冷凍機油は、冷媒の密度が冷凍機油の密度よりも大きくなり、上記とは逆に冷媒がアキュームレータの底部に滞留し、その冷媒の上に冷凍機油が浮いた状態で滞留されることとなる。

こうした状況下（−１５℃以下の状況下）で冷凍空調装置を起動すると、起動初期にはアキュームレータ底部に滞留している冷媒液のみが圧縮機に供給され、冷媒液が圧縮機の所要潤滑箇所に供給されることとなる。このため、圧縮機が潤滑不良を起こす可能性が生じ、圧縮機運転の信頼性を低下させる。なお、このような状況は、ヒートポンプ運転を行っている場合に生じ得る。
そこで、上記特許文献１では、圧縮機に加熱装置を設け、圧縮機に滞留する冷凍機油の温度を検知し、その温度が、冷媒と冷凍機油の密度の大小が逆になる温度である密度逆転温度に基いて設定した設定温度以下のときに、加熱装置によって冷凍機油を加熱することにより、冷凍空調装置の周囲が低温となっても、冷媒の下に冷凍機油を滞留させることができるものを提案している（請求項１参照）。

特開２００５−１５５９８１号公報

しかしながら、上記特許文献１ものは、圧縮機での冷媒と冷凍機油の二層分離に起因する問題を解決しようとするものであり、アキュームレータでの上記問題を解決し得るものではない。特許文献１ものは、シェル内に冷媒液と冷凍機油を保持でき、シェル底部から冷凍機油を給油する機構を有する圧縮機には、有効であるが、シェル内に冷媒液および冷凍機油が保持されないタイプの圧縮機には適用することができない問題がある。
また、冷凍サイクル中に内部熱交換器が設けられているものでは、圧縮機に内部熱交換器で過熱度が与えられた冷媒が吸入されることとなるため、運転中に圧縮機内部で冷媒と冷凍機油の密度の大小が逆転して冷凍機油が冷媒の上に浮く状態となることはない。しかし、内部熱交換器の上流側に設けられるアキュームレータでは、運転中であっても冷却されて密度逆転温度以下になる場合が起こり得る。特許文献１のものでは、このようなアキュームレータ特有の問題に対応することが困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、アキュームレータから圧縮機に確実に冷凍機油を供給することができ、しかも圧縮機の型式や内部熱交換器の有無にかかわらず有効に適用することが可能な冷凍空調装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の冷凍空調装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる冷凍空調装置は、冷媒圧縮機と、放熱器と、減圧弁と、吸熱器と、アキュームレータと、が順次接続されて冷凍サイクルが構成され、該冷凍サイクル内に二酸化炭素冷媒および冷凍機油が封入された冷凍空調装置において、前記アキュームレータに、少なくとも前記二酸化炭素冷媒と前記冷凍機油の密度の大小が逆になる密度逆転温度以下のときに作動される加熱装置が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、アキュームレータに、少なくとも密度逆転温度以下のときに作動される加熱装置が設けられているため、アキュームレータ内に滞留されている液冷媒と冷凍機油の温度が少なくとも密度逆転温度以下となり、二酸化炭素冷媒と冷凍機油の密度の大小が逆転する場合に、加熱装置を作動させてアキュームレータを加熱することにより、冷凍機油が液冷媒の上に浮く状態となるのを阻止して、液冷媒の下に冷凍機油が滞留する状態とすることができる。従って、アキュームレータから圧縮機に確実に冷凍機油を供給して圧縮機を潤滑することができ、圧縮機運転の信頼性を確保することができる。

さらに、本発明の冷凍空調装置は、上記の冷凍空調装置において、前記加熱装置は、外気温度を検出し、該検出値が前記密度逆転温度に基いて設定される設定温度以下のときに作動されることを特徴とする。

本発明によれば、外気温度を検出し、その温度が密度逆転温度に基いて設定される設定温度以下のときに、アキュームレータの温度も密度逆転温度以下と見做し、加熱装置を作動させて、アキュームレータを加熱することができる。これによって、二酸化炭素冷媒と冷凍機油の密度の大小が逆転し、冷凍機油が液冷媒の上に浮く状態となるのを阻止することができる。従って、アキュームレータから圧縮機に確実に冷凍機油を供給することができ、圧縮機運転の信頼性を確保することができる。

さらに、本発明の冷凍空調装置は、上記の冷凍空調装置において、前記加熱装置は、前記圧縮機が起動される前に、所定時間作動されることを特徴とする。

本発明によれば、外気温度が設定温度以下のとき、圧縮機が起動される前に、加熱装置を所定時間作動させてアキュームレータを加熱することができるため、停止中に二酸化炭素冷媒と冷凍機油の密度の大小関係が逆転して、冷凍機油が液冷媒の上に浮いた状態となっていたとしても、圧縮機が起動の際には、液冷媒の下に冷凍機油が滞留する状態とすることができる。従って、起動後直ちに圧縮機に冷凍機油を供給することができ、圧縮機の潤滑機能を確保することができる。

さらに、本発明の冷凍空調装置は、上記の冷凍空調装置において、前記加熱装置は、前記アキュームレータ内の冷媒温度を検出し、該検出値と前記密度逆転温度に基いて設定される設定温度とに基き、オン／オフ制御されることを特徴とする。

本発明によれば、アキュームレータ内の冷媒温度を検出し、その温度が、密度逆転温度に基いて設定される設定温度以下の場合には、加熱装置を作動させてアキュームレータを加熱し、液冷媒の下に冷凍機油が滞留する状態とすることができる。このため、圧縮機に対する冷凍機油の供給機能を確実に確保することができる。また、加熱装置の作動によりアキュームレータ内の冷媒温度が設定温度以上になれば、その時点で加熱装置を停止することができるため、加熱装置の作動時間を必要最小限に抑制することができる。従って、省動力化を図ることができる。

さらに、本発明の冷凍空調装置は、上記の冷凍空調装置において、前記圧縮機の運転中に、前記アキュームレータ内の冷媒温度を検出し、該冷媒温度が前記密度逆転温度に基いて設定される設定値以下となる運転時間をカウントするタイマーを備え、前記加熱装置は、前記タイマーのカウント時間が設定時間以上のときに作動されることを特徴とする。

本発明によれば、圧縮機の運転中に、アキュームレータ内の冷媒温度を検出し、その温度が密度逆転温度に基いて設定される設定値以下となる運転時間をタイマーによりカウントし、その時間が設定時間以上のときに、加熱装置を作動させるようにしているため、圧縮機の潤滑に影響を及ぼさない範囲で最大限、正常に冷凍運転ないしヒートポンプ運転を継続させることができる。また、カウント時間が設定時間を超えたときは、加熱装置を作動させてアキュームレータを加熱することができるため、二酸化炭素冷媒と冷凍機油の密度の大小が逆転して冷凍機油が液冷媒の上に浮く状態となるのを阻止し、圧縮機に対する冷凍機油の供給機能を確実に確保することができる。

さらに、本発明の冷凍空調装置は、上述のいずれかの冷凍空調装置において、前記アキュームレータ内の冷媒温度は、前記アキュームレータに設けられる温度センサの検出値、または前記吸熱器に設けられるフロストセンサの検出値、または冷凍サイクルに設けられる低圧圧力センサの検出値から算出される圧力飽和温度、のいずれかから検出されることを特徴とする。

本発明によれば、アキュームレータ内の冷媒温度は、アキュームレータに設けられる温度センサにより直接検出する以外に、吸熱器に設けられるフロストセンサの検出温度、あるいは冷凍サイクルに設けられる低圧圧力センサの検出値から算出される圧力飽和温度によっても間接的に検出することができる。従って、新たにアキュームレータに温度センサを設けてもよいが、通常の冷凍空調装置に設けられている既存のフロストセンサや低圧圧力センサを利用してもよく、この場合、経済的効果を期待することができる。

さらに、本発明の冷凍空調装置は、上述のいずれかの冷凍空調装置において、前記冷凍サイクルにおいて、前記アキュームレータと前記圧縮機との間に、前記放熱器出口側の冷媒と前記圧縮機に吸入される冷媒とを熱交換させる内部熱交換器が設けられることを特徴とする。

内部熱交換器を備えた冷凍サイクルの場合、圧縮機には内部熱交換器で過熱度が与えられた冷媒が吸入されるため、運転中に圧縮機内部で冷媒と冷凍機油が二層分離し、油が冷媒の上に浮く状態となることはない。しかし、アキュームレータは、内部熱交換器の上流側に位置されているため、運転中であっても冷却されて密度逆転温度以下になる場合が起こり得る。
本発明によれば、上記のような場合であっても、加熱装置によりアキュームレータを加熱することによって、二酸化炭素冷媒と冷凍機油の密度の大小が逆転するのを阻止し、液冷媒の下に冷凍機油が滞留する状態を維持することができるため、アキュームレータから圧縮機に確実に冷凍機油を供給することができる。従って、本発明は、内部熱交換器を備えた冷凍サイクルにおいても有効である。

本発明の冷凍空調装置によると、二酸化炭素冷媒と冷凍機油の密度の大小が逆転する密度逆転温度下においても、加熱装置でアキュームレータを加熱して、冷凍機油が冷媒の上に浮く状態となるのを阻止できるため、アキュームレータから圧縮機に確実に冷凍機油を供給することができる。従って、圧縮機の潤滑機能を確実に保持し、圧縮機運転の信頼性を確保することができる。また、密度の大小が逆転する現象に対しアキュームレータで対応することができるため、圧縮機の型式や内部熱交換器の有無にかかわらず有効に適用することができる。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図３を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る冷凍空調装置１の冷凍サイクル図が示されている。冷凍空調装置１は、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機２と、圧縮された高温高圧の冷媒と放熱器用ファン３Ａにより送風される空気とを熱交換させて放熱する放熱器３と、放熱器３出口の高圧冷媒と圧縮機２に吸入される低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器４と、高圧冷媒を減圧させる減圧弁５と、減圧された低圧冷媒と吸熱器用ファン６Ａにより送風される空気とを熱交換させる吸熱器６と、冷媒を気液分離してガス冷媒のみを圧縮機２に吸入させるとともに、液冷媒を一部貯留して循環量を調整するアキュームレータ７と、を順次接続して冷凍サイクル８を構成している。この冷凍サイクル８内には、冷媒として二酸化炭素冷媒（ＣＯ２冷媒）が封入され、冷凍機油としてＰＡＧ油（ポリアルキレングリコール油）が封入される。

アキュームレータ７は、図２に示すように、密閉構造の容器１１と、容器１１の上部に接続開口される冷媒入口管１２と、Ｕ字形状に曲げられ、一端が容器１１内の上部で開口されるとともに、下方屈曲部分に油戻し穴１４が設けられている冷媒出口管１３と、冷媒入口管１２から導入される冷媒が直接冷媒出口管１３に流入しないように、冷媒入口管１２の開口端と冷媒出口管１３の開口端との間に設けられる傘部材１５と、容器１１内に保持される液冷媒と冷凍機油（ＰＡＧ油）を加熱する加熱装置を構成するヒータ１６と、から構成される。

ヒータ１６は、図３に示すように、圧縮機２を起動する際に、外気温センサ２１により検出された外気温度が、二酸化炭素冷媒の液密度とＰＡＧ油の密度との大小が逆になる密度逆転温度に基いて設定される設定温度以下、具体的には−１５℃以下のときに、タイマ回路２２により設定された所定時間だけスイッチ回路２３を介して作動（ＯＮ）される構成とされている。

次に、上記冷凍空調装置１の運転動作を説明する。ここでは、冷凍空調装置１が放熱器３を利用してヒートポンプ暖房を行うものとして説明する。
圧縮機２が起動されると、冷媒が吸入圧縮され、高温高圧のガス冷媒として圧縮機２から吐出される。この冷媒は、放熱器３に流入され、ここでファン３Ａから送風される空気と熱交換されて放熱しながら温度降下される。このとき、高圧が臨界圧以上であれば、冷媒は超臨界状態のまま温度降下して放熱する。また、高圧が臨界圧以下であれば、冷媒は液化しながら放熱する。冷媒から放熱された熱をファン３Ａにより送風される負荷側の空気に与えることにより暖房を行うことができる。

放熱器３から流出された冷媒は、内部熱交換器４で圧縮機２に吸入される低圧冷媒ガスと熱交換され、吸熱器６に流入される冷媒のエンタルピを低下させて吸熱器６の出入口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を増大させるとともに、圧縮機２への吸入冷媒を加熱して圧縮機２に液冷媒が吸入されるのを防止する。
内部熱交換器４から流出された冷媒は、減圧弁５により減圧されて低圧の二相状態となり、吸熱器６に流入される。吸熱器６では、冷媒はファン６Ａにより送風される外気などの熱源から吸熱して蒸発ガス化され、アキュームレータ７に至る。アキュームレータ７では、冷媒入口管１２から流入された冷媒は、気液分離され、ガス冷媒だけが冷媒出口管１３のＵ字形状の開口端から内部熱交換器４を経て圧縮機２へと吸入されて行く。

アキュームレータ７で気液分離された液冷媒は、冷媒に伴われて冷凍サイクル８内を循環される冷凍機油と共にアキュームレータ７の底部に貯留される。この液冷媒は、徐々に蒸発されて圧縮機２に吸入され、冷凍機油は、冷媒出口管１３に設けられている油戻し穴１４より一定量ずつ冷媒出口管１３に戻され、圧縮機２に吸入される冷媒ガスに伴われて圧縮機２に戻り、圧縮機２の潤滑に供される。

ここで、冷凍空調装置１の運転開始時に圧縮機２を起動する際、アキュームレータ７には、図２に示すように、ある量の液冷媒と冷凍機油が滞留されている。停止中に冷凍空調装置１の周辺温度が、通常の温度帯域（−１５℃以上）であれば、液冷媒と冷凍機油（ＰＡＧ油）は、相溶性が低いことから二層分離した状態で、液面Ａが冷媒液面、液面Ｂが冷凍機油液面となり、冷凍機油の上に冷媒が浮いた状態で滞留されている。従って、そのまま圧縮機２を起動しても、アキュームレータ７の底部に滞留されている冷凍機油は、冷媒出口管１３の油戻し穴１４から吸入され、正常に圧縮機２へと供給されるため、圧縮機２の潤滑に支障を及ぼすことはなく、圧縮機運転の信頼性を確保することができる。

一方、停止中に冷凍空調装置１の周辺温度が、冷媒と冷凍機油の密度の大小が逆になる密度逆転温度（−１５℃）以下に低下している場合は、冷媒と冷凍機油の密度の大小が逆になるため、アキュームレータ７内では、上記とは逆に、液面Ａが冷凍機油液面、液面Ｂが冷媒液面となり、冷媒の上に冷凍機油が浮いた状態で滞留されている。従って、そのまま圧縮機２を起動すると、冷媒出口管１３の油戻し穴１４からは液冷媒が吸入されることとなり、圧縮機２に冷凍機油を供給することができない事態が生じることとなる。

そこで、圧縮機２を起動して冷凍空調装置１の運転を開始する際に、冷凍空調装置１の周辺温度が密度逆転温度（−１５℃）以下になっている場合は、外気温センサ２１が外気温を検出し、スイッチ回路２３を介してタイマ回路２２に設定されている所定時間だけヒータ１６を作動させ、アキュームレータ７内に保持されている冷媒および冷凍機油を加熱する。
これによって、アキュームレータ７内の冷媒と冷凍機油の密度を、「冷媒＜冷凍機油」の状態に戻し、冷媒の下に冷凍機油が滞留する状態とすることができる。

従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
冷凍空調装置１の周辺温度が−１５℃以下の場合でも、圧縮機２を起動する際には、アキュームレータ７内に滞留されている冷媒および冷凍機油を、冷媒の下に冷凍機油が滞留する状態とすることができる。このため、圧縮機２の起動時より直ちにアキュームレータ７から圧縮機２に冷凍機油を供給して、圧縮機２を潤滑することができる。従って、起動時に圧縮機２に液冷媒が供給されることに起因する圧縮機２の潤滑不良を解消し、圧縮機運転の信頼性を向上させることができる。
また、圧縮機２の型式にかかわらず、起動時よりアキュームレータ７から圧縮機２に冷凍機油を供給することにより、圧縮機２を確実に潤滑することができ、圧縮機２の潤滑機能を確実に確保することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態は、上記第１実施形態に対して、ヒータ１６の作動回路の構成が異なっている。その他の点については第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
本実施形態は、アキュームレータ７の内部または外部に、冷媒温度を検出する温度センサ３１を設け、この温度センサ３１による検出値が密度逆転温度に基いて設定される設定温度以下の場合には、スイッチ回路３２を介してヒータ１６を作動させ、設定温度以上になるとヒータ１５の作動を停止させるよう構成したものである。
なお、本実施形態の場合は、冷凍空調装置１の運転時または停止時を問わず、ヒータ１６は上記の条件で作動されるものとする。

しかして、本実施形態によれば、温度センサ３１による検出値が密度逆転温度に基いて設定される設定温度以下であれば、ヒータ１６が作動され、アキュームレータ７内の冷媒および冷凍機油を加熱することにより、アキュームレータ７内の冷媒と冷凍機油の密度が「冷媒＞冷凍機油」の状態となるのを阻止し、密度が「冷媒＜冷凍機油」の関係を維持して、冷媒の下に冷凍機油が滞留される状態を保つことができる。
従って、上記第１実施形態と同様の効果が奏される。

また、運転中、圧縮機２には内部熱交換器４を経た過熱ガスが吸入されるため、圧縮機２で冷媒と冷凍機油の密度が大小逆になることはないが、アキュームレータ７は、冷媒によって冷やされ、その温度が密度逆転温度以下になる可能性がある。本実施形態では、このような場合でも、温度センサ３１がその温度を検出してヒータ１６を作動させることができるため、密度の関係が「冷媒＞冷凍機油」の状態となるのを阻止し、冷媒の下に冷凍機油が滞留される状態を保つことができる。
従って、確実に圧縮機２に冷凍機油を供給し続けることができ、圧縮機２の潤滑機能が損なわれるのを防止することができる。また、内部熱交換器４を有する冷凍サイクル８に適用しても有効である。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態は、上記第１および第２実施形態に対して、ヒータ１６の作動回路の構成が異なっている。その他の点については第１および第２実施形態と同様であるので、説明は省略する。
本実施形態は、第２実施形態のように、アキュームレータ７に冷媒温度を検出する温度センサ３１を設ける代わりに、既設の温度センサを利用しようとするものである。一般に吸熱器６には、運転中のフロストを防止するため、吸熱器６の温度を検出するフロストセンサ４１が設けられている。このフロストセンサ４１を利用して圧縮機２の起動前の低圧側の冷媒温度を検出し、温度センサ３１の代用とするものである。

そして、このフロストセンサ４１の検出温度が、密度逆転温度に基いて設定される設定温度以下の場合には、圧縮機２の起動前に、スイッチ回路４２を介してヒータ１６を作動させることにより、アキュームレータ７内の冷媒と冷凍機油の密度が「冷媒＞冷凍機油」の状態となるのを阻止し、密度の関係を「冷媒＜冷凍機油」に維持して冷媒の下に冷凍機油が滞留される状態とする。なお、運転中は、フロストセンサ４１の検出値によるヒータ１６の作動は中止する。
従って、本実施形態によっても、上記第１および第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、既存のセンサを用いることができるため、新たに温度センサ等を追設する必要がなく、経済的に実施することができる。
なお、上記では、温度センサ３１の代わりに既設のフロストセンサ４１を利用した例について説明したが、その以外に、冷凍サイクルに設けられる既設の低圧圧力センサを利用し、その検出値から算出される圧力飽和温度を用いるようにしてもよい。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態は、上記第１ないし第３実施形態に対して、ヒータ１６の作動回路の構成が異なっている。その他の点については第１ないし第３実施形態と同様であるので、説明は省略する。
本実施形態は、アキュームレータ７の内部または外部に、冷媒温度を検出する温度センサ５１を設け、この温度センサ５１により冷媒温度が密度逆転温度に基いて設定される設定温度以下か否かを検出する。一方、圧縮機２の運転信号５２を入力して圧縮機２の運転時間をカウントするタイマ回路５３を設け、圧縮機２の運転中に、冷媒温度が密度逆転温度に基いて設定される設定値以下となる運転時間をタイマ回路５３によりカウントし、そのカウント時間が設定時間以上のときに、スイッチ回路５４を介してヒータ１６を作動させるように構成したものである。

しかして、本実施形態では、圧縮機２の運転中に、アキュームレータ７内の冷媒温度を温度センサ５１により検出し、その温度が密度逆転温度に基いて設定される設定値以下となる運転時間をタイマ回路５３によってカウントし、その時間が設定時間以上となったときに、スイッチ回路５４を介してヒータ１６を作動させることができる。
従って、運転中にアキュームレータ７内の冷媒温度が密度逆転温度に基いて設定される設定値以下となっても、圧縮機２の潤滑に影響を及ぼさない範囲で最大限、正常な運転を継続させることができる。そして、タイマ回路５３によるカウント時間が設定時間を超えたときに、ヒータ１６を作動させてアキュームレータ７を加熱し、冷凍機油が冷媒の上に浮く状態となるのを阻止することができるため、圧縮機２に対する冷凍機油の供給機能を確実に確保することができる。

なお、上記実施形態において、アキュームレータ７に設けられているヒータ１６を、アキュームレータ７に大量の液冷媒が滞留されている場合に、それを加熱してガス化するために用いてもよい。これによって、起動時、圧縮機２に液冷媒が吸入されるのを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る冷凍空調装置の冷凍サイクル図である。 図１に示す冷凍空調装置に用いられるアキュームレータの構成図である。 本発明の第１実施形態に係る冷凍空調装置における加熱装置の作動回路図である。 本発明の第２実施形態に係る冷凍空調装置における加熱装置の作動回路図である。 本発明の第３実施形態に係る冷凍空調装置における加熱装置の作動回路図である。 本発明の第４実施形態に係る冷凍空調装置における加熱装置の作動回路図である。

符号の説明

１ 冷凍空調装置
２ 冷媒圧縮機
３ 放熱器
４ 内部熱交換器
５ 減圧弁
６ 吸熱器
７ アキュウムレータ
１６ ヒータ（加熱装置）
２１ 外気温センサ
２２，５３ タイマ回路
２３，３２，４２，５４ スイッチ回路
３１，５１ 温度センサ
４１ フロストセンサ
５２ 圧縮機運転信号

Claims (7)

1. 冷媒圧縮機と、放熱器と、減圧弁と、吸熱器と、アキュームレータと、が順次接続されて冷凍サイクルが構成され、該冷凍サイクル内に二酸化炭素冷媒および冷凍機油が封入された冷凍空調装置において、
   前記アキュームレータに、少なくとも前記二酸化炭素冷媒と前記冷凍機油の密度の大小が逆になる密度逆転温度以下のときに作動される加熱装置が設けられることを特徴とする冷凍空調装置。
2. 前記加熱装置は、外気温度を検出し、該検出値が前記密度逆転温度に基いて設定される設定温度以下のときに作動されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
3. 前記加熱装置は、前記圧縮機が起動される前に、所定時間作動されることを特徴とする請求項２に記載の冷凍空調装置。
4. 前記加熱装置は、前記アキュームレータ内の冷媒温度を検出し、該検出値と前記密度逆転温度に基いて設定される設定温度とに基き、オン／オフ制御されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
5. 前記圧縮機の運転中に、前記アキュームレータ内の冷媒温度を検出し、該冷媒温度が前記密度逆転温度に基いて設定される設定値以下となる運転時間をカウントするタイマーを備え、
   前記加熱装置は、前記タイマーのカウント時間が設定時間以上のときに作動されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
6. 前記アキュームレータ内の冷媒温度は、前記アキュームレータに設けられる温度センサの検出値、または前記吸熱器に設けられるフロストセンサの検出値、または冷凍サイクルに設けられる低圧圧力センサの検出値から算出される圧力飽和温度、のいずれかから検出されることを特徴とする請求項４または５に記載の冷凍空調装置。
7. 前記冷凍サイクルにおいて、前記放熱器の出口側に、該放熱器を出た冷媒と前記圧縮機に吸入される冷媒とを熱交換させる内部熱交換器が設けられることを特徴とする請求項１ないし６に記載の冷凍空調装置。
   
   

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