JP2015092123A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍装置の回路構成を変えずにアキュムレータ内で発生する二相分離状態を解消する。【解決手段】圧縮機２１は、冷凍サイクルを行なうための冷媒回路１１に設けられている。アキュムレータ２６は、冷媒回路１１において圧縮機２１の吸入側に設けられている。圧縮機２１は、液冷媒と冷凍機油とがアキュムレータ２６で分離していると判断するための所定条件が満たされたときに、回転数を変化させて、アキュムレータ中の液冷媒を発泡させアキュムレータ内の液冷媒と冷凍機油を攪拌することで、液冷媒と冷凍機油の分離を解消する分離解消運転を行なう。【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍装置、特に、冷媒回路に圧縮機及びアキュムレータを備える冷凍装置に関する。

従来から、冷媒回路において蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行なう冷凍装置では、特許文献１（特開２００５−８３７０４号公報）に記載されているように、種々の条件が重なることによってアキュムレータ内で液冷媒と冷凍機油とが分離して二相分離状態が発生することが知られている。このような二相分離状態が発生すると、アキュムレータから圧縮機に冷凍機油が戻りにくくなり、圧縮機において冷凍機油の不足が生じて焼き付きや異常磨耗などの不具合が発生する。そのため、特許文献１の冷凍装置では、圧縮機の吐出側にバイパス回路を設けて圧縮機から吐出される冷凍機油を圧縮機に戻すことが行なわれている。

しかしながら、特許文献１のように、バイパス回路を設けて、バイパス回路に流れる冷媒を制御しようとすると、従来の冷凍装置に比べて構造や制御が複雑になる。

本発明の課題は、冷凍装置の回路構成を変えずにアキュムレータ内で発生する二相分離状態を解消することである。

本発明の第１観点に係る冷凍装置は、冷凍サイクルを行なうための冷媒回路に設けられている圧縮機と、冷媒回路において圧縮機の吸入側に設けられているアキュムレータとを備え、圧縮機は、液冷媒と冷凍機油とがアキュムレータで分離していると判断するための所定条件が満たされたときに、回転数を変化させて液冷媒と冷凍機油の分離を解消する分離解消運転を行なう、ものである。

第１観点の冷凍装置においては、アキュムレータで二相分離が起きている可能性の高い所定条件が満たされたときに圧縮機が分離解消運転を行なうことにより、アキュムレータでの二相分離状態の解消が行なえる。

本発明の第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置において、圧縮機は、分離解消運転において、一旦停止して再起動することにより回転数を変化させるように構成されている、ものである。

第２観点の冷凍装置においては、圧縮機を一旦止めて再起動するので、圧縮機の回転数を大きく変化させることができるので、例えばアキュムレータ中の液冷媒を発泡させてアキュムレータ内の液冷媒と冷凍機油を攪拌でき、液冷媒と冷凍機油の分離状態を解消させることができる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置は、第２観点に係る冷凍装置において、圧縮機は、分離解消運転において一旦停止した状態を均圧期間よりも長く続けるように構成されている、ものである。

第３観点の冷凍装置においては、圧縮機を均圧期間よりも長く停止させておくことで、アキュムレータ内を低圧化させ易くなり、アキュムレータ内の発泡を促進して液冷媒と冷凍機油の攪拌効果を高めることができる。

本発明の第４観点に係る冷凍装置は、第２観点又は第３観点に係る冷凍装置において、圧縮機は、分離解消運転において、一旦停止して再起動することにより回転数を変化させる動作を複数回繰り返すように構成されている、ものである。

第４観点の冷凍装置においては、圧縮機が一旦停止して再起動する動作が複数回繰り返されるので、圧縮機の停止と再起動による液冷媒と冷凍機油の攪拌を複数回行なわせることができる。

本発明の第５観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置において、圧縮機は、分離解消運転において、液冷媒と冷凍機油の分離が解消される回転数まで一時的に回転数を上昇させるように構成されている、ものである。

第５観点の冷凍装置においては、圧縮機の回転数を液冷媒と冷凍機油の分離が解消される回転数まで一時的に上昇させるので、簡単な制御と動作で、アキュムレータ内の液冷媒と冷凍機油を攪拌して液冷媒と冷凍機油の分離状態を解消させることができる。

本発明の第６観点に係る冷凍装置は、第１観点から第５観点のいずれかに係る冷凍装置において、冷媒回路は、循環させている冷媒の種類がＲ３２である、ものである。

第６観点の冷凍装置においては、冷媒にＲ３２を用いるので、分離解消運転による二相分離の解消効果が顕著に認められる。

本発明の第７観点に係る冷凍装置は、第１観点から第６観点のいずれかに係る冷凍装置において、所定条件は、アキュムレータを流れる冷媒の循環量に関連する第１検出値と冷媒の蒸発温度に関連する第２検出値とを用いて設定されている、ものである。

第７観点の冷凍装置においては、冷媒循環量と蒸発温度から比較的正確に冷媒が二相分離しているか否かが判断でき、冷媒循環量と冷媒の蒸発温度に係わる第１検出値及び第２検出値を用いることで、アキュムレータで二相分離が起きていないときに分離解消運転をする無駄を抑制することができる。

本発明の第１観点に係る冷凍装置では、分離解消運転として圧縮機の回転数を変化させる運転を行なえばよいことから、冷凍装置の回路構成を変更することなく、アキュムレータでの二相分離を解消することができる。

本発明の第２観点に係る冷凍装置では、アキュムレータ内の液冷媒と冷凍機油を攪拌して、液冷媒と冷凍機油の分離状態を解消させることができる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置では、液冷媒と冷凍機油の攪拌効果が向上する。

本発明の第４観点に係る冷凍装置では、攪拌回数を増やして二相分離の解消効果を向上させることができる。

本発明の第５観点に係る冷凍装置では、液冷媒と冷凍機油の分離状態を解消させる制御や動作が簡単になる。

本発明の第６観点に係る冷凍装置では、二相分離の解消に顕著な効果がみられる。

本発明の第７観点に係る冷凍装置では、無駄な分離解消運転を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路。 蒸発温度と圧縮機回転数と二相分離との関係を示すグラフ。 分離解消運転に関する制御を説明するためのフローチャート。 分離解消運転における圧縮機の動作を説明するためのタイミングチャート。 油濃度と二相分離温度と二相分離との関係を示すグラフ。

（１）空気調和装置の構成
（１−１）冷媒回路
本発明の一実施形態に係る冷凍装置として、空気調和装置を例に挙げて説明する。図１には、空気調和装置の冷媒回路が示されている。空気調和装置１０は、マルチ型の空気調和装置であって、１台の室外ユニット２０に対して５台の室内ユニット３０が並列に接続される構成となっている。ここでは、５台の室内ユニット３０が１台の室外ユニット２０に接続されている例が示されているが、ガス管接続ポート１４や液管接続ポート１５の液管接続口やガス管接続口の数の設定などを変えれば、接続できる室内ユニット３０の台数の上限値は変更することができる。また、この実施形態のように構成されている空気調和装置１０でも、常に１台の室外ユニット２０に５台の室内ユニット３０を接続しなければならない訳ではなく、５台以内であれば何台でも接続が可能である。

空気調和装置１０の冷媒回路１１は、主として、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、５つの電磁弁２４、圧縮機用気液分離器２５、アキュムレータ２６及び室内熱交換器３１が接続されたものである。この冷媒回路１１では、Ｒ３２冷媒を用いて蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行なわれる。冷媒回路１１は、室外ユニット２０の中に形成される室外側冷媒回路１２と室内ユニット３０の中に形成される室内側冷媒回路１３とが接続された構成になっている。室外側冷媒回路１２には、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、５つの電磁弁２４、圧縮機用気液分離器２５、アキュムレータ２６が含まれ、室内側冷媒回路１３には室内熱交換器３１が含まれる。

室外ユニット２０の室外側冷媒回路１２と室内ユニット３０の室内側冷媒回路１３との間は、５本のガス側冷媒連絡配管１７ａ及び５本の液側冷媒連絡配管１７ｂにより接続されている。５本のガス側冷媒連絡配管１７ａは、室外ユニット２０のガス管接続ポート１４に接続され、５本の液側冷媒連絡配管１７ｂは、室外ユニット２０の液管接続ポート１５に接続される。ガス管接続ポート１４は、５本のガス側冷媒連絡配管１７ａを１本にまとめて、その１本のガス管がガス側閉鎖弁１８を介して四路切換弁２２の第４ポートに接続されている。この四路切換弁２２の第２ポートは室外熱交換器２３の一端側に接続されている。液管接続ポート１５では、５本の液側冷媒連絡配管１７ｂがそれぞれ５つの電磁弁２４の一端側に接続されて、５つの電磁弁２４の他端側を１本の液管にまとめている。５つの電磁弁２４の他端側に接続される１本の液管は、液側閉鎖弁１９を介して室外熱交換器２３の他端側に接続されている。また、圧縮機２１の吐出側が四路切換弁２２の第１ポートに接続され、四路切換弁２２の第３ポートがアキュムレータ２６に接続されている。アキュムレータ２６は圧縮機用気液分離器２５を介して圧縮機２１の吸入側に接続されている。

室外ユニット２０には、圧縮機２１や四路切換弁２２や電磁弁２４や室外ファン２７などを制御するための室外側制御部２８が設けられている。また、各室内ユニット３０には、室内ファン３２などを制御するための室内側制御部３３が設けられている。室外側制御部２８は、室外熱交換器２３を流れる冷媒の温度（以下外熱交温度と呼ぶ）を測定する温度センサ２９に接続されており、外熱交温度の測定結果を受信する。

（１−２）アキュムレータ
アキュムレータ２６は、容器２６ａと流入管２６ｂと流出管２６ｃとを有している。アキュムレータ２６の流入管２６ｂは四路切換弁２２の第３ポートに接続され、流出管２６ｃは圧縮機用気液分離器２５に接続されている。アキュムレータ２６は、容器２６ａの下部に液冷媒が貯留され、上部にガス冷媒が貯留される構成になっている。そして、容器２６ａ内部にある流入管２６ｂの流出口及び流出管２６ｃの流入口は、いずれも上部のガス冷媒が貯留される部分に配置されている。流出管２６ｃは、図１に示されているようにＵ字形の形状を持っており、Ｕ字形の湾曲部分に油戻し穴２６ｄが形成されている。Ｕ字形の湾曲部分は、通常は液冷媒の中に浸っているように容器２６ａの下部に配置される。そのため、油戻し穴２６ｄも通常は液冷媒中に存在する。

（２）空気調和装置の動作
次に、この空気調和装置１０の冷房運転時及び暖房運転時の動作について説明する。なお、以下の説明では、５台の室内ユニット３０が全て動作している場合について説明しているが、各室内ユニット３０は、空気調和装置１０の設定や環境状況によって動作したり、停止したりするものである。

（２−１）冷房運転
まず、冷房運転時は、四路切換弁２２が図１において実線で示す状態に切り換えられて第１ポートと第２ポートが接続され、第３ポートと第４ポートが接続される。つまり、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３の一端側に接続され、圧縮機２１の吸入側がガス側閉鎖弁１８に接続される。このような冷房運転時の冷媒回路１１の回路構成により、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を介して室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３で室外空気と熱交換されることによって凝縮して液化する。室外熱交換器２３で液化した液冷媒は、液側閉鎖弁１９を通過した後、５つに分流され、５つの分流が５つの電磁弁２４をそれぞれ通過する。液管接続ポート１５の５つの電磁弁２４を通過した液冷媒は、電磁弁２４を通過することで膨張し、それぞれ５本の液側冷媒連絡配管１７ｂを通って５台の室内ユニット３０にそれぞれ流入する。

各室内ユニット３０において、液冷媒は、室内熱交換器３１で室内空気と熱交換して蒸発する。そして、冷媒の蒸発によって冷却された室内空気は、室内ファン３２によって室内へと吹き出され、室内を冷房する。また、５台の室内熱交換器３１で蒸発して気化したガス冷媒は、５本のガス側冷媒連絡配管１７ａを通ってガス管接続ポート１４から室外ユニット２０の室外側冷媒回路１２に戻る。室外側冷媒回路１２に戻ったガス冷媒は、四路切換弁２２からアキュムレータ２６及び圧縮機用気液分離器２５を経由して圧縮機２１に吸入される。

（２−２）暖房運転
一方、暖房運転時は、四路切換弁２２が図１において破線で示す状態に切り換えられて第１ポートと第４ポートが接続され、第２ポートと第３ポートが接続される。つまり、圧縮機２１の吐出側がガス側閉鎖弁１８に接続され、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３の一端側に接続される。このような暖房運転時の冷媒回路１１の回路構成により、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２及びガス側閉鎖弁１８を介してガス管接続ポート１４から５本のガス側冷媒連絡配管１７ａに流出する。そして、ガス冷媒は、これら５本のガス側冷媒連絡配管１７ａを通って各室内ユニット３０の室内熱交換器３１に流入し、室内熱交換器３１で室内空気と熱交換されることによって凝縮して液化する。冷媒の凝縮によって加熱された室内空気は、室内ファン３２によって室内へと吹き出され、室内を暖房する。５台の室内熱交換器３１において液化した液冷媒は、それぞれ５本の液側冷媒連絡配管１７ｂを通って液管接続ポート１５から室外ユニット２０の室外側冷媒回路１２に戻る。室外ユニット２０に戻った液冷媒は、液管接続ポート１５において５つの電磁弁２４を通過して膨張する。５つの電磁弁２４を通過した液冷媒は、液管接続ポート１５で合流して液側閉鎖弁１９を通過して室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した液冷媒は、室外熱交換器２３で室外空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器２３で蒸発して気化したガス冷媒は、四路切換弁２２からアキュムレータ２６及び圧縮機容器液分離器２５を経由して圧縮機２１に吸入される。

（３）室外ユニットの制御
（３−１）二相分離状態の判定
図２には、縦軸に圧縮機２１の回転数、横軸に冷媒回路１１の蒸発温度をとって、液冷媒と冷凍機油が分離する二相分離が発生し得る二相分離領域Ａｒ１と二相分離がほとんど発生しない領域Ａｒ２とが示されている。厳密には二相分離領域Ａｒ１とそれ以外の領域Ａｒ２との境界ははっきりと線を引いて分けられるものではないが、図２には制御を行なうために必要な境界線つまり二相分離領域Ａｒ１とそれ以外の領域Ａｒ２との境界を示す境界線Ｌ１が描かれている。従って、圧縮機２１の回転数と冷媒回路２１の蒸発温度の値を示す点が二相分離領域Ａｒ１に入っているからといっても他の条件によっては二相分離が発生していない場合もあるが、二相分離領域Ａｒ１の条件を満たすときには二相分離が発生している可能性が極めて高いため不具合を発生させないことを優先して二相分離を解消する分離解消運転を行う制御をすることとしたものである。もし、二相分離が発生してないときに後述する分離解消運転を行なったとしても、余分な電気の消費があるだけで圧縮機２１の故障の原因になるなどの不具合は発生しない。なお、以下の説明では、二相分離領域Ａｒ１の上限の温度を二相分離温度と呼び、直線Ｌ２が二相分離温度を示している。また、境界線Ｌ１上の圧縮機２１の回転数は、蒸発温度が決まれば一定の値に決まるものであり、ここではその回転数が二相分離攪拌可能循環量相当と呼ばれている。

室外側制御部２８において二相分離領域Ａｒ１に入っているか否かを判定する場合、圧縮機２１の回転数は、室外側制御部２８が圧縮機２１の制御をしているため、室外側制御部２８が有する圧縮機２１の回転数に関するデータに基づいて決定することができる。また、この場合、蒸発温度は、室外側制御部２８が温度センサ２９から受信した外熱交温度を用いることができる。室外側制御部２８は、図２のグラフに表されている情報を内部の記憶部（図示せず）に記憶している。

（３−２）分離解消運転に係る制御
次に、図３及び図４を用いて分離解消運転について説明する。室外側制御部２８は、内部にタイマー（図示せず）を有している。まず、二相分離条件が継続している時間を計るためタイマーによる二相分離条件継続時間のカウント値をリセットする（ステップＳ１）。二相分離条件の継続時間の開始点は、デフロストのための運転やなどの所定の運転が行なわれて、アキュムレータ２６内に貯留されている液冷媒の攪拌がなされた時点である。

次に、タイマーのカウントを継続するか否かを判断する（ステップＳ２）。ステップＳ２においては、室外側制御部２８は、圧縮機２１が運転中であるか否かという第１の条件と、外熱交温度が二相分離温度よりも低いか否かという第２の条件と、圧縮機２１の回転数が二相分離攪拌可能循環量相当よりも小さいか否かという第３の条件とを検討する。

そして、第１の条件と第２の条件と第３の条件が全て満たされたときには、二相分離条件継続時間をカウントするか否かをさらに判断するため、ステップＳ３に進む。もし、第１の条件と第２の条件と第３の条件のうちの一つでも条件が満たされないときは、ステップＳ５に進み、二相分離条件継続時間のカウントを一時停止してステップＳ２に戻る。

次に、ステップＳ４に進むと、外熱交温度が二相分離温度以上か否かが判定される。つまり、ステップＳ４で、室外側制御部２８は、温度センサ２９の測定温度が直線Ｌ２で示されている温度（図２では１０℃）以下であるか否かを判定する。外熱交温度が二相分離温度以上であれば、二相分離状態が進むことはないと判断できるので、ステップＳ５に進み、二相分離条件継続時間のカウントを一時停止してステップＳ２に戻る。

ステップＳ３で外熱交温度が二相分離温度未満であると判断されたときには、ステップＳ４に進み、圧縮機２１の回転数が二相分離攪拌可能循環相当量未満か否かが判定される。ステップＳ４で、室外側制御部２８は、内部の記憶部に記憶している情報に基づいて、圧縮機２１の回転数と温度センサ２９から受信した外熱交温度を用いて、圧縮機２１の回転数が二相分離攪拌可能循環相当量未満か否かを判定する。もし、圧縮機２１の回転数が二相分離攪拌可能循環相当量以上であれば、室外側制御部２８において、液冷媒と冷凍機油とが圧縮機２１の駆動によって攪拌されていると判断することができる。このときの圧縮機２１の駆動により二相状態が解消されていると判断できるので、ステップＳ４で圧縮機２１の回転数が二相分離攪拌可能循環相当量以上と判定されたときにはステップＳ１に進み、室外側制御部２８のタイマーをリセットする。

ステップＳ４で圧縮機２１の回転数が二相分離攪拌可能循環相当量未満と判定されたときには、先のステップＳ３での判定と合わせて、二相分離領域Ａｒ１の範囲内に圧縮機２１の回転数と蒸発温度が入っていると判断される。そこで、ステップＳ６に進み、二相分離条件継続時間をカウントする。例えば、ステップＳ６では室外側制御部２８のタイマーのカウント値が１だけ増加し、ステップＳ５を経てステップＳ２に戻るときには室外側制御部２８のタイマーのカウント値が変化せず、ステップＳ１に戻るとタイマーのカウント値は例えば０に戻る構成になっている。

ステップＳ６の次はステップＳ７に進み、二相分離条件継続時間として所定時間（例えば７２時間）が経過したか否かが判断される。二相分離が発生していてもすぐに全ての冷凍機油と液冷媒が分離するわけではなく、徐々に進行するので、液冷媒への冷凍機油の溶け込みが不具合の発生するほど少なくなるまでには比較的長い時間が必要である。そのため、室外側制御部２８は、タイマーのカウント値から二相分離条件継続時間が所定時間以上か否かを判定する。例えば、３０分に１回ずつステップＳ７の判断が行なわれるとすれば、室外側制御部２８のタイマーのカウント値が１４４以上になれば、二相分離条件継続時間として所定時間が経過したとして分離解消運転を行なう（ステップＳ８）。ステップＳ８で分離解消運転を行なった後は、また、ステップＳ１に戻るようにしてもよい。

ステップＳ７で、二相分離条件継続時間として所定時間が経過してないと判断されたときには、ステップＳ２に戻って、室外側制御部２８は上述のステップＳ２からステップＳ６の操作を行う。

（３−３）分離解消運転の内容
図４は、分離解消運転を説明するためのタイミングチャートである。分離解消運転は、ここでは二相分離攪拌処理と言い換えることもできる。図４において、時刻ｔ１では、圧縮機２１の回転数が下がって、回転数が二相分離攪拌可能循環量相当の回転数Ｒ１未満になっている。説明を簡単にするために、このタイミングチャートの時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、蒸発温度が一定であるものとする。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間が経過することで二相分離条件継続時間が所定の時間を超え、時刻ｔ２で分離解消運転が始まる。すなわち、時刻ｔ２で上述のステップＳ８が開始されたということである。分離解消運転が始まると、まず、室外側制御部２８は圧縮機２１を停止させる。時刻ｔ３では、圧縮機２１が完全に停止して回転数が０になっている。

時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、室外側制御部２８は、タイマーにより予め設定されている均圧時間だけ圧縮機２１を停止させて均圧を行なわせている。ここで、均圧とは、圧縮機２１の吸入側の圧力と吐出側の圧力の差が吸入側の圧力に対して１０％以内になっている状態をいう。均圧に要する均圧時間は、例えば、予め試運転などによって計測されて設定される。

室外側制御部２８は、均圧時間が経過した時刻ｔ４になると、圧縮機２１を再起動する。再起動によって圧縮機２１の回転数が急に高くなって回転数Ｒ２（時刻ｔ５）に達すると、アキュムレータ２６の容器２６ａの上部の圧力が急に低下してアキュムレータ２６の容器２６ａの下部に溜まっていた液冷媒が発泡する。つまり、この回転数Ｒ２は二相分離が解消される回転数ということになる。二相分離が発生していると液冷媒の上に冷凍機油が豊富な層が形成されているが、液冷媒が発泡することによって冷凍機油の豊富な層が攪拌される。この発泡による攪拌処理によって二相分離状態が解消される。図４における時刻ｔ５から時刻ｔ６の間、アキュムレータ２６の内部の液冷媒が発泡している。室外側制御部２８は、所定の回転数まで圧縮機２１の回転を上げて一定の回転数を予め定められた時間だけ維持した後に圧縮機２１の回転数を通常運転時の値に戻す。図４では、時刻ｔ６以降が通常運転時の圧縮機２１の回転数を表している。

図４に示されているタイミングチャートは、再起動を１回だけする場合のものである。しかし、分離解消運転として再起動が複数回行われてもよく、その場合には図４の時刻ｔ２から時刻ｔ６までの動作を複数回行なうように室外側制御部２８が圧縮機２１を制御する構成にしてもよい。

（４）特徴
（４−１）
上述のように、圧縮機２１は、液冷媒と冷凍機油とがアキュムレータ２６で分離していると判断するための条件として、ステップＳ８に移行する条件（所定条件の例）が満たされたときに、回転数を変化させて液冷媒と冷凍機油の分離を解消する分離解消運転（ステップＳ８）を行なっている。圧縮機２１内の冷凍機油が不足して圧縮機摺動部の潤滑不良による焼き付きや異常磨耗等の不具合が発生するほどの二相分離がアキュムレータ２６で起きている可能性の高い所定条件が満たされたとき、圧縮機２１が分離解消運転を行なうことにより、アキュムレータ２６での二相分離状態の解消が行なえる。分離解消運転では圧縮機２１の回転数を変化させる運転を行なえばよいことから、空気調和装置１０（冷凍装置の例）の回路構成を変更することなく、アキュムレータ２６での二相分離を解消することができる。

（４−２）
圧縮機２１は、図４に示されているように、分離解消運転において、一旦停止して再起動することにより回転数を変化させる。それにより、圧縮機２１の回転数を大きく変化させて、アキュムレータ２６中の液冷媒を発泡させてアキュムレータ２６内の液冷媒と冷凍機油を攪拌し、液冷媒と冷凍機油の分離状態を解消させている。

（４−３）
図４の時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間は均圧期間よりも長い時間である。このように、圧縮機２１を均圧期間よりも長く停止させておくことで、アキュムレータ２６の容器２６ａの内部を十分に低圧化させられ、アキュムレータ２６の容器２６ａの内部での発泡を促進して液冷媒と冷凍機油の攪拌効果を高めている。それにより、液冷媒と冷凍機油の攪拌効果が向上する。

（４−４）
既に説明したように、室外側制御部２８は、圧縮機２１が、分離解消運転において、一旦停止して再起動することにより回転数を変化させる動作を複数回繰り返すように制御してもよい。圧縮機２１が一旦停止して再起動する動作が複数回繰り返されると、圧縮機２１の停止及び再起動による液冷媒と冷凍機油の攪拌を複数回行なわせることができる。

（４−５）
室外側制御部２８は、分離解消運転において、図４に示されている液冷媒と冷凍機油の分離が解消される回転数Ｒ２以上に一時的に回転数を圧縮機２１が上昇させるように制御している。このように室外側制御部２８による簡単な制御と圧縮機２１の動作で、アキュムレータ２６内の液冷媒と冷凍機油を攪拌して液冷媒と冷凍機油の分離状態を解消させることができる。そして、分離状態が解消される時間だけ回転数をＲ２以上に維持した後は、再び圧縮機２１の回転数を通常運転の回転数に戻すように構成されている。そのため、一時的に分離解消運転を行なった後は、室外ユニット２０においてそのまま続けて通常運転が行なえる。

（４−６）
冷媒回路１１では、Ｒ３２冷媒を循環させて冷凍サイクルを行なっている。図５は、Ｒ３２冷媒に関する油濃度と二相分離温度との関係を示すグラフである。図５において、曲線Ｃ１は高温側の二相分離温度と油濃度との関係を示しており、曲線Ｃ２は低音側の二相分離温度と油濃度との関係を示している。つまり、曲線Ｃ１よりも高温になると二相分離が起き、曲線Ｃ２よりも低温になっても二相分離が起きることが示されている。図５の曲線Ｃ２を見ると、例えば油濃度が１５ｗｔ％のときには１０℃で二相分離が起こり得ることがわかる。１０℃よりも低い温度は自然界ではしばしば発生する温度であり、このような環境下にある室外ユニット２０において分離解消運転をすると圧縮機２１内の冷凍機油が不足して不具合が起きるのを高い頻度で防げることになる。このように冷媒にＲ３２を用いる場合には、分離解消運転による二相分離の解消効果が顕著に認められるものとなる。

（４−７）
ステップＳ８に移行する条件（所定条件の例）は、圧縮機２１の回転数（アキュムレータ２６を流れる冷媒の循環量に関連する第１検出値の例）と、外熱交温度（冷媒の蒸発温度に関連する第２検出値の例）とを用いて設定されている。図２を用いて説明したように、冷媒循環量に係わる圧縮機２１の回転数と蒸発温度から比較的正確に冷媒が二相分離しているか否かが判断できるので、アキュムレータ２６で二相分離が起きていないときに分離解消運転をする無駄を抑制することができる。

（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、分離解消運転を行なうか否かの所定条件を定めるために、冷媒回路１１すなわちアキュムレータ２６を循環する冷媒の低圧側の蒸発温度と圧縮機２１の回転数と二相分離との関係を用いている（図４参照）。そして、具体的には、この蒸発温度に関連する外熱交温度を温度センサ２９から室外側制御部２８が受信して分離解消運転の判断を行なっているが、室外側制御部２８は、外熱交温度以外の蒸発温度に関連する測定値を用いることもできる。例えば、分離解消運転の判断に用いられる蒸発温度は、圧縮機２１の吸入側に設けられた低圧センサで検知される冷媒の圧力から推定されてもよい。また、圧縮機２１の吸入温度で蒸発温度を代用することもできる。さらには、アキュムレータ２６の内部温度をアキュムレータ２６の表面温度から推定して、この内部温度と圧縮機２１の回転数と二相分離との関係を予め検討しておき、この関係を用いて分離解消運転を行なうか否かの所定条件を定めてもよい。

（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、圧縮機２１の回転数を用いて分離解消運転を行なうか否かの所定条件を定めているが、これはアキュムレータ２６を流れる冷媒循環量に関連する第１検出値の例である。この第１検出値として冷媒回路１１を循環する冷媒について高圧力と低圧力の差である高低圧差を用いることもできる。この高低圧差から冷媒循環量の大小が判断できるからである。

（５−３）変形例Ｃ
圧縮機２１に供給される冷媒の粘度を粘度センサなどで測定するとともにこの冷媒の温度を温度センサで測定してこれら粘度と冷媒温度との関係から油濃度を推定し、油濃度と冷媒温度（二相分離温度）と二相分離の関係を用いて分離解消運転を行なうか否かの所定条件を定めてもよい。図５を用いて説明したように、油濃度と二相分離温度とは密接な関係がある。

（５−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、分離解消運転において圧縮機２１の回転数（アキュムレータ２６の冷媒循環量）を変化させるために一旦圧縮機２１を停止する場合について説明したが、圧縮機２１を停止させずに、分離解消運転に移行すると判断したステップＳ８の時点の圧縮機２１の回転数からさらに回転数を上げることによって圧縮機２１の回転数を変化させて冷媒循環量を変化させてもよい。

（５−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、室外側冷媒回路１２がアキュムレータ２６を通る一本の経路しか持っていなかったが、室外側冷媒回路１２はアキュムレータ２６のところで並列に複数の経路を持つように構成されてもよく、そのように構成されたときにはアキュムレータ２６を循環する冷媒について所定条件が決定されればよい。

１０ 空気調和機
１１ 冷媒回路
１２ 室外側冷媒回路
１３ 室内側冷媒回路
２０ 室外ユニット
２１ 圧縮機
２３ 室外熱交換器
２６ アキュムレータ
２９ 温度センサ
３０ 室内ユニット

特開２００５−８３７０４号公報

Claims (7)

1. 冷凍サイクルを行なうための冷媒回路に設けられている圧縮機（２１）と、
   前記冷媒回路において前記圧縮機の吸入側に設けられているアキュムレータ（２６）と
   を備え、
   前記圧縮機は、液冷媒と冷凍機油とが前記アキュムレータで分離していると判断するための所定条件が満たされたときに、回転数を変化させて液冷媒と冷凍機油の分離を解消する分離解消運転を行なう、冷凍装置。
2. 前記圧縮機は、前記分離解消運転において、一旦停止して再起動することにより回転数を変化させる、
   請求項１に記載の冷凍装置。
3. 前記圧縮機は、前記分離解消運転において一旦停止した状態を均圧期間よりも長く続ける、
   請求項２に記載の冷凍装置。
4. 前記圧縮機は、前記分離解消運転において、一旦停止して再起動することにより回転数を変化させる動作を複数回繰り返す、
   請求項２又は請求項３に記載の冷凍装置。
5. 前記圧縮機は、前記分離解消運転において、液冷媒と冷凍機油の分離が解消される回転数まで一時的に回転数を上昇させる、
   請求項１に記載の冷凍装置。
6. 前記冷媒回路は、循環させている冷媒の種類がＲ３２である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
7. 前記所定条件は、前記アキュムレータを流れる冷媒の循環量に関連する第１検出値と冷媒の蒸発温度に関連する第２検出値とを用いて設定されている、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の冷凍装置。

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