JP2016156569A

JP2016156569A - 冷凍装置

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Publication number: JP2016156569A
Application number: JP2015034859A
Authority: JP
Inventors: 明治小島; Meiji Kojima
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2016-09-01

Abstract

【課題】圧縮機、放熱器、膨張弁、蒸発器が接続されることによって構成された冷媒回路と、圧縮機及び膨張弁を制御する制御部と、を備えた冷凍装置において、圧縮機の逆回転検知を正確かつ短時間で行える装置を提供する。【解決手段】冷凍装置１は、膨張弁２４の出口から蒸発器２３、４１を通じて圧縮機２１に至るまでの間の低圧部における冷媒の圧力である低圧値を検出する低圧検出機構３７をさらに有しており、制御部８は、圧縮機２１を起動する際に、膨張弁２４を全閉状態又は微小開度状態にする起動制御を行っており、制御部８は、前回の起動制御時における低圧値を記憶低圧値として記憶して、今回の起動制御時における低圧値である今回低圧値を記憶低圧値と比較することによって、圧縮機２１が逆回転しているかどうかを判定する逆回転検知を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍装置、特に、圧縮機、放熱器、膨張弁、蒸発器が接続されることによって構成された冷媒回路と、圧縮機及び膨張弁を制御する制御部と、を備えた冷凍装置に関する。

従来より、特許文献１（特開２０１３−８３３６１号公報）に示すように、圧縮機、放熱器、膨張弁、蒸発器が接続されることによって構成された冷媒回路を備えており、圧縮機を起動する際に、圧縮機から吐出される冷媒の温度の変化に基づいて、誤配線等によって圧縮機が逆回転しているかどうかを判定する逆回転検知を行うもの冷凍装置がある。

上記従来のような冷媒の温度の変化に基づいて逆回転検知では、冷媒の温度の変化が緩やかなことが多いため、十分な温度の変化が現れるまでに時間がかかる。このため、逆回転検知を正確かつ短時間で行うことが難しい。

本発明の課題は、圧縮機、放熱器、膨張弁、蒸発器が接続されることによって構成された冷媒回路と、圧縮機及び膨張弁を制御する制御部と、を備えた冷凍装置において、圧縮機の逆回転検知を正確かつ短時間で行えるようにすることにある。

第１の観点にかかる冷凍装置は、圧縮機、放熱器、膨張弁、蒸発器が接続されることによって構成された冷媒回路と、圧縮機及び膨張弁を制御する制御部と、を有している。そして、ここでは、膨張弁の出口から蒸発器を通じて圧縮機に至るまでの間の低圧部における冷媒の圧力である低圧値を検出する低圧検出機構をさらに有しており、制御部は、圧縮機を起動する際に、膨張弁を全閉状態又は微小開度状態にする起動制御を行っており、制御部は、前回の起動制御時における低圧値を記憶低圧値として記憶して、今回の起動制御時における低圧値である今回低圧値を記憶低圧値と比較することによって、圧縮機が逆回転しているかどうかを判定する逆回転検知を行う。

ここでは、圧縮機の逆回転検知にあたり、圧縮機を起動する際に膨張弁を全閉状態又は微小開度状態にする起動制御を行うことで、圧縮機が正常に回転している場合（すなわち、逆回転していない場合）には、低圧値が急激に低下する状態を作り出すようにしている。これに対して、圧縮機が逆回転している場合には、このような低圧値の低下がほとんど発生せず、圧縮機が正常に回転している場合と明確かつ短時間に区別することができる。

このように、ここでは、圧縮機を起動する際に膨張弁を全閉状態又は微小開度状態にする起動制御を行うことによって、低圧値に基づいて圧縮機の逆回転検知を行うことができる。特に、ここでは、前回の起動制御時における低圧値を記憶低圧値として記憶しておき、今回の起動制御時における低圧値である今回低圧値を記憶低圧値と比較するようにしているため、圧縮機の逆回転検知を正確かつ短時間で行うことができる。

第２の観点にかかる冷凍装置は、第１の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、今回低圧値が記憶低圧値よりも高い場合に圧縮機が逆回転しているものと判定する。

第３の観点にかかる冷凍装置は、第１又は第２の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、圧縮機が起動してから所定時間が経過した後における今回低圧値を記憶低圧値と比較する。

ここでは、上記のように、圧縮機が起動してから所定時間が経過した後における今回低圧値を記憶低圧値と比較するようにしているため、圧縮機の逆回転検知をより正確に行うことができる。

第４の観点にかかる冷凍装置は、第３の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、前回の起動制御時における冷媒の比体積及び冷媒の循環量から低圧部の空間体積を算出して記憶空間体積として記憶して、記憶空間体積と今回の起動制御時における冷媒の比体積及び冷媒の循環量とによって、所定時間を補正する。

低圧値は、冷凍装置の周囲条件（天候や気温等）の影響を受けるため、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで周囲条件が大幅に異なるような場合には、前回の起動制御時と同じ所定時間が経過した後の今回低圧値と記憶低圧値とを比較しても、圧縮機の逆回転検知を正確に行うことができないおそれがある。

そこで、ここでは、上記のように、前回の起動制御時における冷媒の比体積及び循環量から低圧部の空間体積を算出して記憶空間体積として記憶しておき、この記憶空間体積と今回の起動制御時における冷媒の比体積及び循環量とによって、今回低圧値を記憶低圧値とを比較するための所定時間を補正するようにしている。

このため、ここでは、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで周囲条件が異なる場合であっても、所定時間が冷凍装置の周囲条件を考慮して適切に補正されるようになり、これにより、圧縮機の逆回転検知を正確に行うことができる。

第５の観点にかかる冷凍装置は、第３又は第４の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、前回の起動制御時における雰囲気温度を記憶雰囲気温度値として記憶して、今回の起動制御時における雰囲気温度である今回雰囲気温度値と記憶雰囲気温度値との温度差によって、所定時間を補正する。

そこで、ここでは、上記のように、前回の起動制御時における雰囲気温度を記憶雰囲気温度値として記憶しておき、この記憶雰囲気温度値と今回の起動制御時における雰囲気温度値との温度差によって、今回低圧値を記憶低圧値とを比較するための所定時間を補正するようにしている。

第６の観点にかかる冷凍装置は、第３〜第５の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、制御部が、今回の起動制御前の運転停止中において、低圧値が記憶低圧値まで達しなかった場合には、所定時間を補正する。

低圧値は、冷凍装置の運転停止条件の影響を受けるため、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで運転停止の際の状況が大幅に異なるような場合には、前回の起動制御時と同じ所定時間が経過した後の今回低圧値と記憶低圧値とを比較しても、圧縮機の逆回転検知を正確に行うことができないおそれがある。

そこで、ここでは、上記のように、今回の起動制御前の運転停止中において、低圧値が記憶低圧値まで達しなかった場合には、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで運転停止条件が異なるものとして、今回低圧値を記憶低圧値とを比較するための所定時間を補正するようにしている。

このため、ここでは、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで運転停止条件が異なる場合であっても、所定時間が冷凍装置の運転停止条件を考慮して適切に補正されるようになり、これにより、圧縮機の逆回転検知を正確に行うことができる。

第７の観点にかかる冷凍装置は、第１〜第６の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、制御部が、圧縮機が逆回転しているものと判定した場合には、圧縮機を停止する。

ここでは、上記のように、圧縮機が逆回転しているものと判定した場合に圧縮機を停止するようにしているため、圧縮機の保護を図ることができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１及び第２の観点にかかる冷凍装置では、圧縮機を起動する際に膨張弁を全閉状態又は微小開度状態にする起動制御を行うことによって、低圧値に基づいて圧縮機の逆回転検知を行うことができる。特に、ここでは、前回の起動制御時における低圧値を記憶低圧値として記憶しておき、今回の起動制御時における低圧値である今回低圧値を記憶低圧値と比較するようにしているため、圧縮機の逆回転検知を正確かつ短時間で行うことができる。

第３の観点にかかる冷凍装置では、圧縮機が起動してから所定時間が経過した後における今回低圧値を記憶低圧値と比較するようにしているため、圧縮機の逆回転検知をより正確に行うことができる。

第４及び第５の観点にかかる冷凍装置では、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで周囲条件が異なる場合であっても、所定時間が冷凍装置の周囲条件を考慮して適切に補正されるようになり、これにより、圧縮機の逆回転検知を正確に行うことができる。

第６の観点にかかる冷凍装置では、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで運転停止条件が異なる場合であっても、所定時間が冷凍装置の運転停止条件を考慮して適切に補正されるようになり、これにより、圧縮機の逆回転検知を正確に行うことができる。

第７の観点にかかる冷凍装置では、圧縮機が逆回転しているものと判定した場合に圧縮機を停止するようにしているため、圧縮機の保護を図ることができる。

本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置の制御ブロック図である。圧縮機の起動制御及び逆回転検知のフローチャートである。変形例＜Ａ＞における圧縮機の起動制御及び逆回転検知のフローチャートである。変形例＜Ｂ＞における圧縮機の起動制御及び逆回転検知のフローチャートである。変形例＜Ｃ＞における圧縮機の起動制御及び逆回転検知のフローチャートである。

以下、本発明にかかる冷凍装置の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる冷凍装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置１の概略構成図である。

空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット４とが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット２と室内ユニット４とは、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して接続されている。すなわち、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と、室内ユニット４とが冷媒連絡管５、６を介して接続されることによって構成されている。

＜室内ユニット＞
室内ユニット４は、室内に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成している。室内ユニット４は、主として、室内熱交換器４１を有している。

室内熱交換器４１は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。室内熱交換器４１の液側は液冷媒連絡管５に接続されており、室内熱交換器４１のガス側はガス冷媒連絡管６に接続されている。

室内ユニット４は、室内ユニット４内に室内空気を吸入して、室内熱交換器４１において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン４２を有している。すなわち、室内ユニット４は、室内熱交換器４１を流れる冷媒の加熱源又は冷却源としての室内空気を室内熱交換器４１に供給するファンとして、室内ファン４２を有している。ここでは、室内ファン４２として、室内ファン用モータ４２ａによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等が使用されている。

室内ユニット４は、室内ユニット４を構成する各部の動作を制御する室内側制御部４０を有している。そして、室内側制御部４０は、室内ユニット４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット４を個別に操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット２との間で伝送線を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、室外に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２４と、液側閉鎖弁２５と、ガス側閉鎖弁２６とを有している。

圧縮機２１は、冷凍サイクルの低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。圧縮機２１は、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）を圧縮機用モータ２１ａによって回転駆動する密閉式構造となっている。圧縮機２１は、吸入側に吸入管３１が接続されており、吐出側に吐出管３２が接続されている。吸入管３１は、圧縮機２１の吸入側と四路切換弁２２とを接続する冷媒管である。吐出管３２は、圧縮機２１の吐出側と四路切換弁２２とを接続する冷媒管である。

四路切換弁２２は、冷媒回路１０における冷媒の流れの方向を切り換えるための切換弁である。四路切換弁２２は、冷房運転時には、室外熱交換器２３を圧縮機２１において圧縮された冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室内熱交換器４１を室外熱交換器２３において放熱した冷媒の蒸発器として機能させる冷房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、四路切換弁２２は、冷房運転時には、圧縮機２１の吐出側（ここでは、吐出管３２）と室外熱交換器２３のガス側（ここでは、第１ガス冷媒管３３）とが接続される（図１の四路切換弁２２の実線を参照）。しかも、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管３１）とガス冷媒連絡管６側（ここでは、第２ガス冷媒管３４）とが接続される（図１の四路切換弁２２の実線を参照）。また、四路切換弁２２は、暖房運転時には、室外熱交換器２３を室内熱交換器４１において放熱した冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、室内熱交換器４１を圧縮機２１において圧縮された冷媒の放熱器として機能させる暖房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、四路切換弁２２は、暖房運転時には、圧縮機２１の吐出側（ここでは、吐出管３２）とガス冷媒連絡管６側（ここでは、第２ガス冷媒管３４）とが接続される（図１の四路切換弁２２の破線を参照）。しかも、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管３１）と室外熱交換器２３のガス側（ここでは、第１ガス冷媒管３３）とが接続される（図１の四路切換弁２２の破線を参照）。ここで、第１ガス冷媒管３３は、四路切換弁２２と室外熱交換器２３のガス側とを接続する冷媒管である。第２ガス冷媒管３４は、四路切換弁２２とガス側閉鎖弁２６とを接続する冷媒管である。

室外熱交換器２３は、冷房運転時には室外空気を冷却源とする冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時には室外空気を加熱源とする冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２３は、液側が液冷媒管３５に接続されており、ガス側が第１ガス冷媒管３３に接続されている。液冷媒管３５は、室外熱交換器２３の液側と液冷媒連絡管５側とを接続する冷媒管である。

膨張弁２４は、冷房運転時には、室外熱交換器２３において放熱した冷凍サイクルの高圧の冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧する弁である。また、膨張弁２４は、暖房運転時には、室内熱交換器４１において放熱した冷凍サイクルの高圧の冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧する弁である。膨張弁２４は、液冷媒管３５の液側閉鎖弁２５寄りの部分に設けられている。ここでは、膨張弁２４として、電動膨張弁が使用されている。

液側閉鎖弁２５及びガス側閉鎖弁２６は、外部の機器・配管（具体的には、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２５は、液冷媒管３５の端部に設けられている。ガス側閉鎖弁２６は、第２ガス冷媒管３４の端部に設けられている。

室外ユニット２は、室外ユニット２内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換させた後に、外部に排出するための室外ファン３６を有している。すなわち、室外ユニット２は、室外熱交換器２３を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を室外熱交換器２３に供給するファンとして、室外ファン３６を有している。ここでは、室外ファン３６として、室外ファン用モータ３６ａによって駆動されるプロペラファン等が使用されている。

室外ユニット２には、圧縮機２１に吸入される冷凍サイクルの低圧の冷媒の圧力である低圧値Ｐｓを検出する吸入圧力センサ３７（低圧検出機構）が設けられている。ここで、低圧値Ｐｓとは、膨張弁２４の出口から蒸発器（冷房運転時には室内熱交換器４１、暖房運転時には室外熱交換器２３）を通じて圧縮機２１に至るまでの冷媒の圧力の代表値であり、ここでは、吸入管３１に設けられている。尚、この圧力センサ３７は、低圧値Ｐｓを検出できればよいため、膨張弁２４の出口から蒸発器（冷房運転時には室内熱交換器４１、暖房運転時には室外熱交換器２３）を通じて圧縮機２１に至るまでの間の低圧部であれば、どこに設けてもよい。

室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各部の動作を制御する室外側制御部４０を有している。そして、室外側制御部４０は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット４との間で伝送線を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

＜冷媒連絡管＞
冷媒連絡管５、６は、空気調和装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。

以上のように、室外ユニット２と、室内ユニット４と、冷媒連絡管５、６とが接続されることによって、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。冷媒回路１０は、圧縮機２１、放熱器（冷房運転時には室外熱交換器２３、暖房運転時には室内熱交換器４１）、膨張弁２４、蒸発器（冷房運転時には室内熱交換器４１、暖房運転時には室外熱交換器２３）が接続されることによって構成されている。

＜制御部＞
空気調和装置１は、室内側制御部４０と室外側制御部２０とから構成される制御部８によって、室外ユニット２及び室内ユニット４の各機器の制御を行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部４０と室外側制御部２０との間を接続する伝送線とによって、空気調和装置１全体の運転制御を行う制御部８が構成されている。

制御部８は、図２に示すように、各種センサ３７等の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁２１、２２、２４、３６、４２等を制御することができるように接続されている。

（２）空気調和装置の基本動作
次に、空気調和装置１の基本動作について、図１を用いて説明する。空気調和装置１は、基本動作として、冷房運転及び暖房運転を行うことが可能である。尚、冷房運転及び暖房運転は、制御部８によって行われる。

＜冷房運転＞
冷房運転時には、四路切換弁２２が冷房サイクル状態（図１の実線で示される状態）に切り換えられる。

冷媒回路１０において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。

圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を通じて、室外熱交換器２３に送られる。

室外熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２３において、室外ファン３６によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。

室外熱交換器２３において放熱した高圧の液冷媒は、膨張弁２４に送られる。

膨張弁２４に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁２４によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁２４で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、液側閉鎖弁２５及び液冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器４１に送られる。

室内熱交換器４１に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器４１において、室内ファン４２によって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。

室内熱交換器４１において蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管６、ガス側閉鎖弁２６及び四路切換弁２２を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。

＜暖房運転＞
暖房運転時には、四路切換弁２２が暖房サイクル状態（図１の破線で示される状態）に切り換えられる。

圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２、ガス側閉鎖弁２６及びガス冷媒連絡管６を通じて、室内熱交換器４１に送られる。

室内熱交換器４１に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４１において、室内ファン４２によって冷却源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで室内の暖房が行われる。

室内熱交換器４１で放熱した高圧の液冷媒は、液冷媒連絡管５及び液側閉鎖弁２５を通じて、膨張弁２４に送られる。

膨張弁２４に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁２４によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁２４で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器２３に送られる。

室外熱交換器２３に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器２３において、室外ファン３６によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。

室外熱交換器２３で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁２２を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。

（３）圧縮機の起動制御及び逆回転検知
次に、圧縮機の起動制御及び逆回転検知について、図１〜図３を用いて説明する。ここで、図３は、圧縮機２１の起動制御及び逆回転検知のフローチャートである。尚、以下に説明する圧縮機２１の起動制御及び逆回転検知は、上記の基本動作と同様、制御部８によって行われる。

制御部８は、まず、ステップＳＴ１において、圧縮機２１の起動指令がなされると、ステップＳＴ２において、圧縮機２１を起動するとともに、圧縮機２１を起動する際に膨張弁２４を全閉状態又は微小開度状態にする起動制御を行う。ここで、微小開度とは、膨張弁２４の開度を、０％〜１００％の百分率開度で表した場合には５％以下の開度を意味し、０パルス〜最大パルスのパルス開度で表した場合には、最大パルスの２０分の１以下のパルス開度を意味する。すなわち、全閉状態又は微小開度状態とは、百分率開度で表した場合には０〜５％までの開度を意味し、パルス開度で表した場合には０〜最大パルスの２０分の１以下の開度を意味する。

これにより、圧縮機２１が正常に回転している場合（すなわち、逆回転していない場合）には、低圧値Ｐｓが急激に低下する状態が作り出される。これに対して、圧縮機２１が逆回転している場合には、このような低圧値Ｐｓの低下がほとんど発生せず、圧縮機２１が正常に回転している場合と明確かつ短時間に区別できる運転状態になる。これに対して、圧縮機２１を起動する際に膨張弁２４が開いた状態にしていると、圧縮機２１が正常に回転している場合における低圧値Ｐｓの低下が緩やかになるため、圧縮機２１が逆回転している場合と区別できる状態になるまでに時間がかかったり、明確に区別できない場合がある。

次に、制御部８は、ステップＳＴ３において、圧縮機２１が起動してから所定時間ｔｓが経過したら、ステップＳＴ４において、今回の起動制御時（すなわち、圧縮機２１が起動してから所定時間ｔｓが経過した時点）における低圧値Ｐｓ（以下、今回低圧値Ｐｓｐとする）を検出し、ステップＳＴ５において、前回の起動制御時における低圧値Ｐｓ（以下、記憶低圧値Ｐｓｍとする）と比較して、圧縮機２１が逆回転しているかどうかを判定する逆回転検知を行う。具体的には、制御部８は、制御部８のメモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）に記憶されている記憶低圧値Ｐｓｍをメモリから読み出す。ここで、記憶低圧値Ｐｓｍは、前回の起動制御時（圧縮機２１が起動してから所定時間ｔｓが経過した時点）における低圧値Ｐｓであり、前回の起動制御及び逆回転検知の処理後に、ステップＳＴ６（後述）において、制御部８のメモリに記憶された値である。そして、制御部８は、今回低圧値Ｐｓｐから記憶低圧値Ｐｓｍを差し引いた圧力差ΔＰを演算する。そして、制御部８は、演算した圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰｓを超えない範囲内にあって今回低圧値Ｐｓｐが記憶低圧値Ｐｓｍとの差が小さい場合には、圧縮機２１が正常に回転しているもの（すなわち、逆回転していないもの）と判定する。一方、制御部８は、演算した圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰｓを超えており今回低圧値Ｐｓｐが記憶低圧値Ｐｓｍよりも高い場合には、圧縮機２１が逆回転しているものと判定する。

このように、ここでは、圧縮機２１を起動する際に膨張弁２４を全閉状態又は微小開度状態にする起動制御を行うようにしているため、低圧値Ｐｓに基づいて圧縮機２１の逆回転検知を行うことができるようになっている。特に、ここでは、前回の起動制御時における低圧値Ｐｓを記憶低圧値Ｐｓｍとして記憶しておき、今回の起動制御時における低圧値Ｐｓである今回低圧値Ｐｓｐを記憶低圧値Ｐｓｍと比較するようにしているため、圧縮機２１の逆回転検知を正確かつ短時間で行うことができるようになっている。しかも、ここでは、制御部８が、圧縮機２１が起動してから所定時間（ここでは、所定時間ｔｓ）が経過した後における今回低圧値Ｐｓｐを記憶低圧値Ｐｓｍと比較するようにしているため、圧縮機２１の逆回転検知をより正確に行うことができるようになっている。

次に、制御部８は、ステップＳＴ５において、圧縮機２１が正常に回転しているもの（すなわち、逆回転していないもの）と判定した場合には、ステップＳＴ６において、今回低圧値Ｐｓｐを記憶低圧値Ｐｓｍとして制御部８のメモリに記憶した後に、通常運転に移行する。一方、制御部８は、圧縮機２１が逆回転しているものと判定した場合には、ステップＳＴ７において、圧縮機２１を停止する。

このように、ここでは、圧縮機２１が逆回転している場合に圧縮機２１を停止するようにしているため、圧縮機２１の保護を図ることができるようになっている。また、ここでは、圧縮機２１が正常に回転している（すなわち、逆回転していない）場合にだけ、今回低圧値Ｐｓｐを記憶低圧値Ｐｓｍとして記憶しているため、逆回転検知に使用する記憶低圧値Ｐｓｍを圧縮機２１の現状性能を反映した最新の値として準備しておくことができ、圧縮機２１の逆回転検知の正確性の向上に寄与している。

（４）変形例
＜Ａ＞
上記実施形態では、圧縮機２１が起動してから所定時間ｔｓが経過した後における今回低圧値Ｐｓｐと記憶低圧値Ｐｓｍとを比較するようにしている。

しかし、低圧値は、冷凍装置１の周囲条件（天候や気温等）の影響を受けるため、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで周囲条件が大幅に異なるような場合には、前回の起動制御時と同じ所定時間ｔｓが経過した後の今回低圧値Ｐｓｐと記憶低圧値Ｐｓｍとを比較しても、圧縮機２１の逆回転検知を正確に行うことができないおそれがある。

そこで、ここでは、図４に示すように、ステップＳＴ２において、制御部８が、前回の起動制御時における冷媒の比体積Ｖｒ１及び冷媒の循環量Ｇｒ１から低圧部（膨張弁２４の出口から蒸発器４１、２３を通じて圧縮機２１に至るまでの間の部分）の空間体積Ｖｓを算出して記憶空間体積Ｖｓｍとして記憶して、記憶空間体積Ｖｓｍと今回の起動制御時における冷媒の比体積Ｖｒ２及び冷媒の循環量Ｖｒ２とによって、所定時間ｔｓを補正するようにしている。

例えば、前回の起動制御時における低圧値Ｐｓから冷媒の比体積Ｖｒ１を算出し、起動制御中に低圧値Ｐｓが変化して所定時間ｔｓが経過するまでの間、冷媒の循環量Ｇｒ１を圧縮機２１の運転データや特性（電流値や電圧値、特性値等）から算出する。ここでは、低圧値Ｐｓの変化に伴い比体積Ｖｒ１も変化することから、圧縮機２１が起動してから所定時間ｔｓが経過するまでの間の冷媒の循環量の時間変化率ΔＧｒ１を算出し、これらの冷媒の循環量の時間変化率ΔＧｒ１を積算して冷媒の循環量Ｇｒ１を得るのである。そして、冷媒の比体積Ｖｒ１、冷媒の循環量Ｇｒ１及び低圧値Ｐｓから前回の起動時における低圧部の空間体積Ｖｓを算出して、ステップＳＴ６において、記憶空間体積Ｖｓｍとして制御部８のメモリに記憶しておく。そして、今回の起動制御時において、低圧値Ｐｓから比体積Ｖｒ２を算出し、そして、冷媒の循環量Ｇｒ２を圧縮機２１の運転データや特性（電流値や電圧値、特性値等）から算出し、記憶空間体積Ｖｓｍを記憶低圧値Ｐｓｍとともに制御部８のメモリから読み出し、この記憶空間体積Ｖｓｍとこれらの比体積Ｖｒ２及び冷媒の循環量Ｇｒ２とによって、前回の起動制御時における記憶低圧値Ｐｓｍに達するまでの時間を算出し、これを所定時間ｔｓとするのである。

そして、ここでは、今回の起動制御時において、冷媒の比体積及び循環量によって補正された所定時間ｔｓが経過した後における今回低圧値Ｐｓｐを記憶低圧値Ｐｓｍと比較するのである。

このため、ここでは、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで周囲条件が異なる場合であっても、所定時間ｔｓが冷凍装置１の周囲条件を考慮して適切に補正されるようになり、これにより、圧縮機２１の逆回転検知を正確に行うことができる。

尚、ここで、冷凍装置１の雰囲気温度Ｔａを検出する室内温度センサや室外温度センサが設けられている場合には、冷媒の比容積を算出する際に、低圧値Ｐｓだけでなく雰囲気温度Ｔａも用いて冷媒の比容積を算出することができる。

＜Ｂ＞
また、上記変形例＜Ａ＞のように冷凍装置１の周囲条件（天候や気温等）の影響を考慮するにあたり、以下のような所定時間ｔｓの補正を行うようにしてもよい。

ここでは、図５に示すように、ステップＳＴ６において、制御部８が、前回の起動制御時における冷凍装置１の雰囲気温度Ｔａ（例えば、室内温度や室外温度）を記憶雰囲気温度値Ｔａｍとして記憶して、ステップＳＴ２において、今回の起動制御時における雰囲気温度Ｐｓである今回雰囲気温度Ｔａｐとの温度差ΔＴａによって、所定時間ｔｓを補正するようにしている。

そして、ここでは、今回の起動制御時において、雰囲気温度によって補正された所定時間ｔｓが経過した後における今回低圧値Ｐｓｐを記憶低圧値Ｐｓｍと比較するのである。

＜Ｃ＞
上記実施形態及びその変形例＜Ａ＞、＜Ｂ＞では、圧縮機２１が起動してから所定時間ｔｓが経過した後における今回低圧値Ｐｓｐと記憶低圧値Ｐｓｍとを比較するようにしている。

しかし、低圧値Ｐｓは、冷凍装置１の運転停止条件の影響を受けるため、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで運転停止の際の状況が大幅に異なるような場合には、前回の起動制御時と同じ所定時間ｔｓが経過した後の今回低圧値Ｐｓｐと記憶低圧値Ｐｓｍとを比較しても、圧縮機２１の逆回転検知を正確に行うことができないおそれがある。

そこで、ここでは、図６に示すように、ステップＳＴ８において、制御部８が、今回の起動制御前の運転停止中において、低圧値Ｐｓが記憶低圧値Ｐｓｍまで達しなかった場合には、所定時間ｔｓを補正するようにしている。

このような状況は、例えば、冷凍装置１が運転停止を行う際にポンプダウン運転を行うものである場合には、蒸発器４１、２３に溜まり込む冷媒が少ない状態にしているが、このようなポンプダウン運転が通常通りに行えないまま運転停止された場合等がある。このような場合には、その後の起動制御時における低圧値Ｐｓの変化が異なるものとなる。このような状況の有無を、上記のように、今回の起動制御前の運転停止中において、低圧値Ｐｓが記憶低圧値Ｐｓｍまで達したかどうかによって判定して、例えば、低圧値Ｐｓと記憶低圧値Ｐｓｍとの圧力差ΔＰｓに応じて所定時間ｔｓを補正するのである。

このため、ここでは、前回の起動制御時と今回の起動制御時とで運転停止条件が異なる場合であっても、所定時間ｔｓが冷凍装置１の運転停止条件を考慮して適切に補正されるようになり、これにより、圧縮機２１の逆回転検知を正確に行うことができる。

＜Ｄ＞
また、上記変形例＜Ａ＞〜＜Ｃ＞においては、３つの所定時間ｔｓの補正手法のいずれか１つを上記実施形態に適用した例を説明しているが、これに限定されるものではなく、上記変形例＜Ａ＞〜＜Ｃ＞のいずれか２つ以上を組み合わせて上記実施形態に適用するようにしてもよい。ここで、変形例＜Ａ＞の冷媒の比容積及び循環量による所定時間ｔｓの補正と変形例＜Ｃ＞の運転停止条件による所定時間ｔｓの補正とを組み合わせる場合には、変形例＜Ａ＞の補正において使用される冷媒の比容積Ｖｒ１を算出するために、前回の起動制御時における低圧値Ｐｓのデータのうち運転停止中に実際に到達した低圧値までのデータを使用すればよい。

また、冷媒回路によっては、圧縮機２１の吐出から吸入にバイパス管が設けられる場合があるが、このような場合には、圧縮機２１への液バック等を防止するという観点も考慮して圧縮機２１の起動制御が終了するまではバイパス管を開けないようにすることが好ましい。但し、圧縮機２１の起動制御時にバイパス管が開いている場合であっても、バイパス管の流路抵抗や圧力損失からバイパス管を流れる冷媒の循環量を算出して、これを差し引くことで変形例＜Ａ＞の所定時間ｔｓの補正に使用される冷媒の循環量Ｇｒ１、Ｇｒ２を得るようにしてもよい。

＜Ｅ＞
上記実施形態では、膨張弁２４が室外ユニット２だけに設けられた構成を例に挙げて、圧縮機２１の起動制御時に、この膨張弁２４を全閉状態又は微小開度状態にする旨の説明をしているが、これに限定されるものではない。

例えば、膨張弁２４が室内ユニット４に設けられた構成においても、圧縮機２１の起動制御時に膨張弁２４を全閉状態又は微小開度状態にすればよい。また、膨張弁が室外ユニット２及び室内ユニット４の両方に設けられている場合には、圧縮機２１の起動制御時にいずれか一方の膨張弁を全閉状態又は微小開度状態にすればよい。但し、圧縮機２１の逆回転検知を正確かつ短時間で行うという観点では、圧縮機２１が正常に回転している場合の低圧値Ｐｓの低下を明確かつ短時間に発生させるために、圧縮機２１の起動制御時に冷媒の流れに対して蒸発器（冷房運転時には室内熱交換器４１、暖房運転時には室外熱交換器２３）に近い側の膨張弁を全閉状態又は微小開度状態にすることが好ましい。

＜Ｆ＞
上記実施形態では、冷房運転と暖房運転とを切り換えて運転することが可能な空気調和装置１（冷凍装置）を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、冷房運転専用や暖房専用の空気調和装置（冷凍装置）であってもよい。

本発明は、圧縮機、放熱器、膨張弁、蒸発器が接続されることによって構成された冷媒回路と、圧縮機及び膨張弁を制御する制御部と、を備えた冷凍装置に対して、広く適用可能である。

１空気調和装置（冷凍装置）
８制御部
１０冷媒回路
２１圧縮機
２３室外熱交換器（放熱器、蒸発器）
２４膨張弁
３７吸入圧力センサ（低圧検出機構）
４１室内熱交換器（蒸発器、放熱器）

特開２０１３−８３３６１号公報

Claims

圧縮機（２１）、放熱器（２３、４１）、膨張弁（２４）、蒸発器（４１、２３）が接続されることによって構成された冷媒回路（１０）と、前記圧縮機及び前記膨張弁を制御する制御部（８）と、を備えた冷凍装置において、
前記膨張弁の出口から前記蒸発器を通じて前記圧縮機に至るまでの間の低圧部における冷媒の圧力である低圧値を検出する低圧検出機構（３７）をさらに備えており、
前記制御部は、前記圧縮機を起動する際に、前記膨張弁を全閉状態又は微小開度状態にする起動制御を行っており、
前記制御部は、前回の前記起動制御時における前記低圧値を記憶低圧値として記憶して、今回の前記起動制御時における前記低圧値である今回低圧値を前記記憶低圧値と比較することによって、前記圧縮機が逆回転しているかどうかを判定する逆回転検知を行う、
冷凍装置（１）。
前記制御部（８）は、前記今回低圧値が前記記憶低圧値よりも高い場合に前記圧縮機（２１）が逆回転しているものと判定する、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。
前記制御部（８）は、前記圧縮機（２１）が起動してから所定時間が経過した後における前記今回低圧値を前記記憶低圧値と比較する、
請求項１又は２に記載の冷凍装置（１）。
前記制御部（８）は、前記前回の起動制御時における前記冷媒の比体積及び前記冷媒の循環量から前記低圧部の空間体積を算出して記憶空間体積として記憶して、前記記憶空間体積と前記今回の起動制御時における前記冷媒の比体積及び前記冷媒の循環量とによって、前記所定時間を補正する、
請求項３に記載の冷凍装置（１）。
前記制御部（８）は、前記前回の起動制御時における雰囲気温度を記憶雰囲気温度値として記憶して、前記今回の起動制御時における前記雰囲気温度である今回雰囲気温度値と前記記憶雰囲気温度値との温度差によって、前記所定時間を補正する、
請求項３又は４に記載の冷凍装置（１）。
前記制御部（８）は、前記今回の起動制御前の運転停止中において、前記低圧値が前記記憶低圧値まで達しなかった場合には、前記所定時間を補正する、
請求項３〜５のいずれか１項に記載の冷凍装置（１）。
前記制御部（８）は、前記圧縮機（２１）が逆回転しているものと判定した場合には、前記圧縮機を停止する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷凍装置（１）。