JP2011027415A - 冷媒回路の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油戻し運転の実施による圧縮機の停止を冷媒回路の積算運転時間のみによって決定せず、冷媒回路の運転状態を検知して油枯渇が懸念される運転状態が所定時間継続した時に油戻し運転を実施するようにした冷媒回路の運転制御装置を提供する。
【解決手段】圧縮機１、凝縮器２、受液器３、減圧器４及び冷却器５を配管６によって順次接続して構成される冷媒回路に、圧縮機１内の油圧を検知する油圧検知器１２及び冷媒回路の油戻し運転を行なう油戻し制御装置７を備える。油戻し制御装置７は、油圧検知器１２により、油圧が所定値以下に低下した状態が所定時間継続して検知されると、動作して冷媒回路の油戻し運転を行なう。
【選択図】図５

Description

この発明は、冷媒回路の運転制御装置、特にスーパーマーケットのように複数のショーケースや冷蔵庫を使用する場合における冷媒回路の運転制御装置に関するものである。

図８は、従来の冷媒回路の運転制御装置の構成を示す冷媒回路図で、油戻し制御装置を備えたものである。この図において、１は圧縮機，２は凝縮器、３は受液器、４は減圧器、５は冷却器、６はこれらを連通する冷媒配管、７は油戻し制御装置で、制御用基板などによって構成されるものである。

次に、従来の冷媒回路の運転制御装置の動作について説明する。
圧縮機１にて圧縮された高温、高圧のガス冷媒は冷媒配管６を経て凝縮器２に流入し放熱、凝縮して液化され受液器３に蓄えられる。受液器３を出た液冷媒は、減圧器４で減圧された後、冷却器５で吸熱・蒸発する。
冷却器５を出たガス冷媒は圧縮機１に戻るというサイクルを繰り返す。
一方、油戻し制御装置７は、冷媒回路の運転時間を単純に積算し、所定時間経過毎に油戻しのための圧縮機１の強制停止を実施する。圧縮機の強制停止の意図は、停止後の再起動時に圧縮機が全台数でしかも冷媒が高循環量で運転をするため、冷媒が冷媒配管や冷却器などに滞留した油を押し流しながら循環し、圧縮機に油を回収することを期待したものである。
しかし、複数台の圧縮機を搭載したユニットでは圧縮機１の強制停止を実施する時の圧縮機の運転台数を検知し、全台数が運転状態の時は油戻しのための圧縮機の強制停止は行なわないようにしていた。

従来の冷媒回路の運転制御装置は以上のように構成され、油戻し運転で圧縮機を停止させるタイミングが運転時間の積算のみによるものであったため、圧縮機内の油が所定量以上あり油戻し運転が不必要な時であっても所定の積算時間に達すると圧縮機の油戻し停止を実施していた。
不要な時の圧縮機の停止は、圧縮機の発停回数を増加させ、結果として圧縮機の寿命を縮めるなどの不利益をこうむる危険性を含んでいた。

また、圧縮機内の油が所定量以下になり、圧縮機の油戻し停止が必要な状態であっても、所定の運転時間に達していない時は油戻し運転による圧縮機の停止が実施されないという問題点があった。
油戻し運転が必要であるにも関わらず圧縮機の油戻し停止が行なわれない場合には、最悪、圧縮機内の油の枯渇による圧縮機故障に至ることがあった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、油戻し運転の実施による圧縮機の停止を、冷媒回路の積算運転時間のみによって決定せず、運転状態を検知して油枯渇が懸念される運転状態が所定時間継続した時に油戻し運転を実施するようにした冷媒回路の運転制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る冷媒回路の運転制御装置は、圧縮機、凝縮器、受液器、減圧器及び冷却器を配管によって順次接続して構成される冷媒回路に運転状態を検知する検知器及び冷媒回路の油戻し運転を行なう油戻し制御装置を備え、検知器の検知結果にもとづいて圧縮機への油戻りが必要な状態での運転が所定時間継続していると油戻し制御装置が判定した時、冷媒回路の油戻し運転を行なうようにし、検知器は、圧縮機内の油圧を検知するようにされ、油圧が所定値以下に低下した状態が所定時間継続した時、油戻し制御装置が動作して油戻し運転を行なうようにしたものである。

この発明に係る冷媒回路の運転制御装置であれば、検知器による検知が容易である他、確実に無駄なく油戻し運転を行なうことができ、圧縮機が油枯渇で故障することのない信頼性の高い冷媒回路を確保することができる。

この発明の実施の形態１の構成を示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態２の構成を示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態３の構成を示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態４の構成を示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態５の構成を示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態６の構成を示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態７の構成を示す冷媒回路図である。 従来の冷媒回路の運転制御装置の構成を示す冷媒回路図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の構成を示す冷媒回路図である。この図において、図８と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図８と異なる点は、冷媒回路の運転状態を検知すると共に、運転状態に応じた信号を油戻し制御装置７に送る検知器８を設けた点である。

次に、実施の形態１の動作について説明する。
圧縮機１にて圧縮された高温、高圧のガス冷媒は冷媒配管６を経て凝縮器２に流入し放熱、凝縮して液化され受液器３に蓄えられる。受液器３を出た液冷媒は、減圧器４で減圧された後、冷却器５で吸熱・蒸発する。冷却器５を出たガス冷媒は圧縮機１に戻るというサイクルを繰り返す。
一方、検知器８は冷媒回路の運転状態を検知し、運転状態に応じた信号を油戻し制御装置７に送る。

油戻し制御装置７は、検知器８から送られてきた信号により油戻りが必要な状態での運転が所定時間継続していると判定した場合には油戻し運転を行ない、圧縮機１を強制的に停止させて油枯渇を未然に防止する。
この結果、圧縮機１が油枯渇によって故障することのない信頼性の高い冷媒回路を確保することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図２は、実施の形態２の構成を示す冷媒回路図である。この図において、図８と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図８と異なる点は、圧縮機１の吸入圧力を検知して吸入圧力に応じた信号を油戻し制御装置７に送る吸入圧力検知器９を設けた点である。

次に、実施の形態２の動作について説明する。
冷媒回路における冷媒の流れは、図１と同様のため説明を省略する。ここで、冷媒配管６内の油は温度が低いほど粘度が高くなり冷媒配管内に滞留しやすい。また、油は一定値以下の流速になると立ち上り配管を昇ることができず、一旦圧縮機を出た油は圧縮機に戻ってこなくなる。油の温度及び流速は圧縮機１の吸入圧力（冷媒蒸発温度）により決定されるため、圧縮機１の吸入圧力が所定値以下に低下したことを検知すれば油枯渇の可能性について判断できる。従って、運転中の圧縮機１の吸入圧力を吸入圧力検知器９で検知し、油戻し制御装置７に送る。油戻し制御装置７は、吸入圧力が所定値以下となり油枯渇の危険性のある運転が所定時間継続していると判定した場合は油戻し運転を行ない、圧縮機１を強制的に停止させる。この結果、圧縮機１が油枯渇によって故障することのない信頼性の高い冷媒回路を確保することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図３は、実施の形態３の構成を示す冷媒回路図である。この図において、図８と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図８と異なる点は、冷媒の循環量を検知すると共に、冷媒の循環量に応じた信号を油戻し制御装置７に送る冷媒循環量検知器１０を設けた点である。

次に、実施の形態３の動作について説明する。
冷媒回路における冷媒の流れは、図１と同様のため説明を省略する。ここで、油の流速は冷媒の循環量によって決定されるため、冷媒循環量を検知すれば冷媒の流速（油の流速）が計算でき、油枯渇の可能性について判断できる。
従って、運転中の冷媒循環量を冷媒循環量検知器１０によって検知し、油戻し制御装置７に送る。油戻し制御装置７は、冷媒の循環量が所定量以下に低下し、油枯渇の危険性のある運転が所定時間継続していると判定した場合は油戻し運転を行ない、圧縮機１を強制的に停止させる。この結果、圧縮機１が油枯渇で故障することのない信頼性の高い冷媒回路を確保することができる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図にもとづいて説明する。図４は、実施の形態４の構成を示す冷媒回路図である。この図において、図８と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図８と異なる点は、圧縮機内の油量を検知すると共に、油量に応じた信号を油戻し制御装置７に送る油量検知器１１を設けた点である。

次に、実施の形態４の動作について説明する。
冷媒回路における冷媒の流れは、図１と同様のため説明を省略する。ここで、圧縮機１には所定量以下の油量になると圧縮機１内の潤滑不良が生じ故障に至る危険性があるクリティカル油量が存在する。従って、運転中の圧縮機内の油量を油量検知器１１によって検知し、油戻し制御装置７に送る。油戻し制御装置７は、圧縮機内の油量が所定量以下に低下し、油枯渇の危険性のある運転が所定時間継続していると判定した場合は油戻し運転を行ない、圧縮機１を強制的に停止させる。この結果、圧縮機が油枯渇で故障することのない信頼性の高い冷媒回路を確保することができる。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５を図にもとづいて説明する。図５は、実施の形態５の構成を示す冷媒回路図である。この図において、図８と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図８と異なる点は、圧縮機内の油圧を検知すると共に、油圧に応じた信号を油戻し制御装置７に送る油圧検知器１２を設けた点である。

次に、実施の形態５の動作について説明する。
冷媒回路における冷媒の流れは、図１と同様のため説明を省略する。ここで、圧縮機１内の油が減少した場合には圧縮機１内の油保有部の油圧が急激に変化（低下）する。従って、運転中の圧縮機１内の油圧を油圧検知器１２によって検知し、油戻し制御装置７に送る。油戻し制御装置７は、圧縮機内の油圧が所定値以下に低下し、油枯渇の危険性のある運転が所定時間継続していると判定した場合は油戻し運転を行ない、圧縮機１を強制的に停止させる。この結果、圧縮機１が油枯渇で故障することのない信頼性の高い冷媒回路を確保することができる。

実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６を図にもとづいて説明する。図６は、実施の形態６の構成を示す冷媒回路図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。この実施の形態の特徴は、圧縮機を強制的に停止させることで油戻し運転を行なうようにした点である。

次に、実施の形態６の動作について説明する。
冷媒回路における冷媒の流れは、図１と同様のため説明を省略する。ここで、冷媒回路内の油を回収する方法としては、冷媒の流速を増加させ、冷媒回路内に溜まった油を圧縮機１に押し返す方法が有効である。また、圧縮機１は吸入圧力が高いほど冷媒の流速が速く、冷却器５での冷却物の温度が高いほど吸入圧力が高くなる。従って、検知器８によって吸入圧力を検知して吸入圧力に応じた信号を油戻し制御装置７に送る。油戻し制御装置７は、吸入圧力が所定値以下に低下し、油枯渇が懸念される運転が所定時間継続していると判定した場合は、強制的に圧縮機１を停止させる。それにより冷却器５の冷却物の温度が上昇し、所定時間の圧縮機停止後の再起動時には圧縮機が全台数でしかも高い蒸発温度で運転する可能性が高く、冷媒回路内の油を圧縮機へ回収することが可能となる。
この結果、圧縮機１が油枯渇で故障することのない信頼性の高い冷媒回路を確保することができる。

実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７を図にもとづいて説明する。図７は、実施の形態７の構成を示す冷媒回路図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、冷却器と並列に接続された付加冷却器を設けた点である。即ち図７において、５Ａは冷却器５と並列に接続された付加冷却器、４Ａは付加冷却器５Ａに接続された減圧器、１３、１４は冷媒切換え弁である。

次に、実施の形態７の動作について説明する。
冷媒回路における冷媒の流れは、図１と同様のため説明を省略する。
通常の運転時には、付加冷却器５Ａへの冷媒の流れを開閉する冷媒切換え弁１３、１４は閉止する。ここで、油回収の方法としては冷媒循環量を増加させて冷媒回路内の油を圧縮機１に回収する方法が有効である。そこで、検知器８による運転状態の検知にもとづいて油戻し制御装置７が、油枯渇が懸念される運転が所定時間継続していると判定した場合には、冷媒切換え弁１３、１４を開き冷媒が冷却器５と並列に接続された付加冷却器５Ａにも循環するようにする。冷却器５に加え、付加冷却器５Ａが負荷となり負荷が増加する。負荷の増加は冷媒循環量の増加を招き冷媒回路内の油を圧縮機１へ回収することが可能となる。
この結果、圧縮機１が油枯渇で故障することのない信頼性の高い冷媒回路を確保することができる。

１ 圧縮機、 ２ 凝縮器、 ３ 受液器、 ４ 減圧器、 ５、冷却器、 ５Ａ 付加冷却器、 ６ 冷媒配管、 ７ 油戻し制御装置、 ８ 検知器、 ９ 吸入圧力検知器、 １０ 冷媒循環量検知器、 １１ 油量検知器、 １２ 油圧検知器、 １３、１４ 切換え弁。

Claims (2)

1. 圧縮機、凝縮器、受液器、減圧器及び冷却器を配管によって順次接続して構成される冷媒回路に運転状態を検知する検知器及び上記冷媒回路の油戻し運転を行なう油戻し制御装置を備え、上記検知器の検知結果にもとづいて上記圧縮機への油戻りが必要な状態での運転が所定時間継続していると上記油戻し制御装置が判定した時、上記冷媒回路の油戻し運転を行なうようにし、
   上記検知器は、圧縮機内の油圧を検知するようにされ、
   上記油圧が所定値以下に低下した状態が所定時間継続した時、油戻し制御装置が動作して油戻し運転を行なうようにした
   ことを特徴とする冷媒回路の運転制御装置。
2. 上記油戻し運転は、上記冷却器及びこの冷却器に付加された付加冷却器に冷媒を循環させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の冷媒回路の運転制御装置。

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