JP2016169875A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒を圧縮する圧縮要素を収容するケーシング内に冷凍機油を貯留する油溜まり部が形成された圧縮機と、油溜まり部に貯留された冷凍機油を加熱するヒータと、ヒータを制御する制御部と、を備えた冷凍装置において、冷媒の寝込みの発生状況を考慮した適切なヒータ加熱を行えるようにして、ヒータ加熱に必要なエネルギの削減と圧縮機の速やかな起動を実現する。
【解決手段】ここでは、圧縮機２１のケーシング２１ａ内に希釈度センサ２８を設け、冷凍装置１の停止中に、希釈度センサ２８によって検出される冷凍機油の成分比率に応じてヒータ２７を制御するようにしている。しかも、ここでは、冷凍装置１の停止中における冷凍機油の成分比率の低下率に応じて閾油比率を変更するようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍装置、特に、冷媒を圧縮する圧縮要素を収容するケーシング内に冷凍機油を貯留する油溜まり部が形成された圧縮機と、油溜まり部に貯留された冷凍機油を加熱するヒータと、ヒータ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、冷凍装置として、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、ビル等の室内の冷暖房に使用される空気調和装置がある。この種の冷凍装置では、冷凍装置の停止中に、圧縮機内の冷凍機油中に冷媒が溶解する、いわゆる冷媒の寝込みが発生する。そして、冷凍機油中に冷媒が寝込んで冷凍機油が希釈されると、冷凍機油の粘性率が低下して圧縮機の潤滑不足が発生するおそれがある。

これに対して、従来より、圧縮機内における冷媒の寝込みを防止するため、圧縮機の外周にヒータを取り付けて、冷凍装置の停止中に圧縮機内の冷凍機油を加熱して冷媒が寝込まないようにする対策が採用されている。

しかし、冷凍装置の停止中にヒータによって圧縮機内の冷凍機油を加熱する構成を採用するだけでは、冷媒の寝込みによる圧縮機内の冷凍機油の希釈度合いによらずに、冷凍装置の停止中に常時ヒータ加熱に必要なエネルギが消費されてしまい、ヒータ加熱に必要なエネルギを削減することができないという課題がある。

これに対して、特許文献１（特開平４−２７３９４８号公報）のように、圧縮機に希釈度センサを設けて、圧縮機の起動時に、希釈度センサによって検出される冷凍機油の希釈度が高い場合（すなわち、冷凍機油の成分比率が低い場合）にだけ、ヒータによって圧縮機内の冷凍機油を加熱するようにした冷凍装置がある。このようなヒータ制御によれば、冷凍装置の停止中に圧縮機内の冷凍機油を常時ヒータ加熱する場合に比べて、ヒータ加熱に必要なエネルギを削減することができる。

しかし、特許文献１のヒータ加熱の構成では、圧縮機の起動時にヒータ加熱を行うようにしているため、冷凍機油の成分比率が非常に低い場合には、ヒータ加熱に長い時間が必要になり、速やかに圧縮機を起動できないことがある。また、冷媒の寝込みが急激に発生している状況では、希釈度センサによって検出される冷凍機油の成分比率自体はそれほど低くなっていない場合であっても、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが大きくなる傾向にあるため、ヒータ加熱に長い時間が必要になることがある。これに対して、冷媒の寝込みが緩やかに発生している状況では、冷凍機油の成分比率自体はある程度低くなっている場合であっても、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが小さくなる傾向にあるため、ヒータ加熱が短い時間で済むことがある。

このように、圧縮機に希釈度センサを設けて希釈度センサによって検出される冷凍機油の成分比率が低い場合にヒータによって圧縮機内の冷凍機油を加熱する構成を採用するだけでは、冷媒の寝込みの発生状況が考慮されないため、ヒータ加熱を適切に行うことができず、これにより、ヒータ加熱に必要なエネルギの削減が不十分になり、また、圧縮機の速やかな起動も難しいという課題がある。

本発明の課題は、冷媒を圧縮する圧縮要素を収容するケーシング内に冷凍機油を貯留する油溜まり部が形成された圧縮機と、油溜まり部に貯留された冷凍機油を加熱するヒータと、ヒータを制御する制御部と、を備えた冷凍装置において、冷媒の寝込みの発生状況を考慮した適切なヒータ加熱を行えるようにして、ヒータ加熱に必要なエネルギの削減と圧縮機の速やかな起動を実現することにある。

第１の観点にかかる冷凍装置は、冷媒を圧縮する圧縮要素を収容するケーシング内に冷凍機油を貯留する油溜まり部が形成された圧縮機と、油溜まり部に貯留された冷凍機油を加熱するヒータと、ヒータを制御する制御部と、を有している。そして、ここでは、ケーシング内に、油溜まり部に貯留されている冷凍機油と液状態の冷媒との成分比率を検出する希釈度センサを設け、制御部が、冷凍装置の停止中に、希釈度センサによって検出される冷凍機油の成分比率が閾油比率以下になった場合に、ヒータを作動させ、冷凍機油の成分比率が閾油比率以上になった場合に、ヒータを停止させる制御を行うようにしている。しかも、ここでは、制御部が、冷凍装置の停止中における冷凍機油の成分比率の低下率に応じて閾油比率を変更するようにしている。尚、冷凍機油の成分比率とは、冷凍機油量と冷凍機油中の冷媒量とを加えた量で冷凍機油量を除した値、すなわち、冷凍機油量／（冷凍機油量＋冷凍機油中の冷媒量）である。

ここでは、上記のように、ケーシング内に希釈度センサを設けて、冷凍装置の停止中に希釈度センサによって検出される冷凍機油の成分比率に応じてヒータを制御するようにしている。このとき、ヒータ制御用の閾油比率を、特許文献１と同様に、冷媒の寝込みの発生状況によらずに一定の値にしていると、適切なヒータ加熱を行えなくなり、ヒータ加熱に必要なエネルギの削減が不十分になり、また、圧縮機の速やかな起動も難しくなるおそれがある。

これに対して、ここでは、上記のように、ヒータ制御用の閾油比率を、冷凍機油の成分比率の低下率に応じて変更するようにしている。このため、ここでは、冷媒の寝込みの発生状況を考慮した適切なヒータ加熱を行うことができるようになる。

このように、ここでは、ケーシング内に希釈度センサを設けて、冷凍装置の停止中に希釈度センサによって検出される冷凍機油の成分比率に応じてヒータを制御する構成を採用するにあたり、ヒータ制御用の閾油比率を冷凍機油の成分比率の低下率に応じて変更することによって、冷媒の寝込みの発生状況を考慮した適切なヒータ加熱を行えるようにして、ヒータ加熱に必要なエネルギの削減と圧縮機の速やかな起動を実現することができる。

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、冷凍装置の停止中における冷凍機油の成分比率の低下率が大きいほど閾油比率が大きくなるように変更する。

冷媒の寝込みが急激に発生している状況、すなわち、冷媒の寝込みの発生速度が大きい状況では、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが大きくなる傾向にあり、冷媒の寝込みが緩やかに発生している状況、すなわち、冷媒の寝込みの発生速度が小さい状況では、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが小さくなる傾向にある。

そこで、ここでは、上記のように、冷凍装置の停止中における冷凍機油の成分比率の低下率が大きいほど閾油比率が大きくなるように変更するようにしている。このため、ここでは、冷媒の寝込みが急激に発生している状況では、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが大きくなる傾向に応じて、閾油比率を大きくして、冷凍機油の加熱量を大きくすることができ、冷媒の寝込みが緩やかに発生している状況では、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが小さくなる傾向に応じて、閾油比率を小さくして、冷凍機油の加熱量を小さくすることができる。

このように、ここでは、冷凍機油の成分比率の低下率に応じてヒータ制御用の閾油比率を変更するにあたり、冷凍機油の成分比率の低下率が大きいほど閾油比率が大きくなるように変更することによって、冷媒の寝込みの発生状況に応じて適切なヒータ加熱を行うことができる。

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、冷凍装置の停止中における圧縮機の吸入側又は吐出側における冷媒の温度と圧縮機が設置される空間の雰囲気温度である室外温度との温度差である第１温度差に応じて閾油比率を変更する。

冷凍装置の停止中において、室外温度に対して圧縮機周りの冷媒の温度が低い等のように圧縮機周りの冷媒の温度と室外温度との温度差が小さい状況になると、冷媒の寝込みの発生速度が大きくなり、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが大きくなる傾向にある。

そこで、ここでは、上記のように、圧縮機周りの冷媒の温度と室外温度との温度差である第１温度差に応じて閾油比率を変更するようにしている。例えば、第１温度差を圧縮機周りの冷媒の温度から室外温度を差し引いた値とし、第１温度差が小さいほど閾油比率を大きくして、冷凍機油の加熱量を大きくすることができる。

このように、ここでは、冷凍機油の成分比率の低下率だけでなく、圧縮機周りの冷媒の温度と室外温度との温度差である第１温度差にも応じて、ヒータ制御用の閾油比率を変更することによって、より適切なヒータ加熱を行うことができる。

第４の観点にかかる冷凍装置は、第１〜第３の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、制御部が、冷凍装置の停止中における空調対象の空間の雰囲気温度である室内温度と室内温度の目標温度である目標室内温度との温度差である第２温度差に応じて閾油比率を変更する。

冷凍装置の停止中において、目標室内温度に対して室内温度が低い等のように室内温度と目標室内温度との温度差が大きい状況になると、次の圧縮機起動時には、冷凍能力をより速く発揮するために起動直後から圧縮機の運転容量を大きくする必要が出てくる。そうなると急激に低圧が低下してしまい、その時に冷媒が多く寝込んでいると、フォーミングを起こして冷凍機油が不足するおそれが出てくる。

そこで、ここでは、上記のように、室内温度と目標室内温度との温度差である第２温度差に応じて閾油比率を変更するようにしている。例えば、第２温度差を室内温度から目標室内温度を差し引いた値とし、第２温度差が大きいほど閾油比率を大きくして、冷凍機油の加熱量を大きくし、冷媒の寝込みを抑制するようにしている。これにより、次に圧縮機起動時において、フォーミングによる冷凍機油の不足を未然に防ぐことができ、その結果、余裕を持って圧縮機の起動を行うことができる。

このように、ここでは、冷凍機油の成分比率の低下率だけでなく、室内温度と目標室内温度との温度差である第２温度差にも応じて、ヒータ制御用の閾油比率を変更することによって、より適切なヒータ加熱を行うことができる。

第５の観点にかかる冷凍装置は、第１〜第４の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、希釈度センサのうち油溜まり部に貯留されている冷凍機油の成分比率を検出する検出部が、油溜まり部から圧縮要素に冷凍機油を吸い上げるための吸油口よりも下側の位置において冷凍機油の成分比率を検出できるように配置されている。

希釈度センサは、その検出部が冷凍機油や液状態の冷媒に浸漬された状態においては、正常な冷凍機油の成分比率（正常値）を得ることできるが、検出部が冷凍機油や液状態の冷媒に浸漬されていない状態においては、正常な冷凍機油の成分比率を得ることができない（すなわち、冷凍機油や液状態の冷媒ではあり得ない異常値が得られる）。例えば、希釈度センサが冷凍機油や液状態の冷媒の比誘電率を検出して成分比率を得るものである場合、検出部が冷凍機油や液状態の冷媒に浸漬されていない状態においては、冷凍機油や液状態の冷媒の比誘電率ではなく、ケーシング内のガス冷媒の比誘電率を検出することになるため、冷凍機油や液状態の冷媒ではあり得ない異常な比誘電率が検出されるのである。

そこで、ここでは、この点を考慮して、上記のように、希釈度センサの検出部を油溜まり部から圧縮要素に冷凍機油を吸い上げるための吸油口よりも下側の位置において冷凍機油の成分比率を検出できるように配置するようにしている。このため、希釈度センサが異常値を検出した場合には、油溜まり部に貯留された冷凍機油の量が不足しているものと判定することができる。

このように、ここでは、ヒータ制御用に希釈度センサを設けるにあたり、その検出部を吸油口よりも下側の位置において冷凍機油の成分比率を検出できるように配置することによって、適切なヒータ加熱を行えるようにするとともに、圧縮機内の冷凍機油が不足しているかどうかも判定することができる。

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の観点にかかる冷凍装置では、ケーシング内に希釈度センサを設けて、冷凍装置の停止中に希釈度センサによって検出される冷凍機油の成分比率に応じてヒータを制御する構成を採用するにあたり、ヒータ制御用の閾油比率を冷凍機油の成分比率の低下率に応じて変更することによって、冷媒の寝込みの発生状況を考慮した適切なヒータ加熱を行えるようにして、ヒータ加熱に必要なエネルギの削減と圧縮機の速やかな起動を実現することができる。

第２の観点にかかる冷凍装置では、冷凍機油の成分比率の低下率に応じてヒータ制御用の閾油比率を変更するにあたり、冷凍機油の成分比率の低下率が大きいほど閾油比率が大きくなるように変更することによって、冷媒の寝込みの発生状況に応じて適切なヒータ加熱を行うことができる。

第３の観点にかかる冷凍装置では、冷凍機油の成分比率の低下率だけでなく、圧縮機周りの冷媒の温度と室外温度との温度差である第１温度差にも応じて、ヒータ制御用の閾油比率を変更することによって、より適切なヒータ加熱を行うことができる。

第４の観点にかかる冷凍装置では、冷凍機油の成分比率の低下率だけでなく、室内温度と目標室内温度との温度差である第２温度差にも応じて、ヒータ制御用の閾油比率を変更することによって、より適切なヒータ加熱を行うことができる。

第５の観点にかかる冷凍装置では、ヒータ制御用に希釈度センサを設けるにあたり、その検出部を吸油口よりも下側の位置において冷凍機油の成分比率を検出できるように配置することによって、適切なヒータ加熱を行えるようにするとともに、圧縮機内の冷凍機油が不足しているかどうかも判定することができる。

本発明にかかる冷凍装置の一実施形態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。 圧縮機の概略縦断面図である。 冷凍機油の成分比率の低下率によるヒータ制御用の閾油比率の変更を伴う冷凍機油のヒータ加熱制御のフローチャートである。 変形例１における冷凍機油のヒータ加熱制御のフローチャートである。 変形例２における冷凍機油のヒータ加熱制御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。また、図２は、空気調和装置１の制御ブロック図である。

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には、空調対象の空間（室内）の雰囲気温度である室内温度Ｔｒを検出する室内温度センサ４３が設けられている。

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、ケーシング２１ａ内に収容されたロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素２１ｂを圧縮機用モータ２１ｃ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。また、圧縮機２１には、空気調和装置１の停止中に圧縮機２１内の冷凍機油をヒータ加熱するための構成（具体的には、クランクケースヒータ２７及び希釈度センサ２８）が設けられているが、冷凍機油をヒータ加熱するための構成を含めた圧縮機２１の内部構造については、後述するものとする。

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の吸入側の冷媒の温度Ｔｓを検出する吸入温度センサ３７と、圧縮機２１の吐出側の冷媒の温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ３８と、が設けられている。ここで、吸入温度センサ３７は吸入管３１に設けられており、吐出温度センサ３８は吐出管３２に設けられている。また、室外ユニット２には、圧縮機２１が設置される空間（室外）の雰囲気温度である室外温度Ｔａを検出する室外温度センサ３９が設けられている。

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２０を有している。そして、室外側制御部２０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。

＜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との間が伝送線等で接続されることによって、空気調和装置１の停止中に圧縮機２１内の冷凍機油をヒータ加熱する動作を含めた空気調和装置１全体の運転動作を制御する制御部８が構成されている。

制御部８は、各種センサ２８、３７〜３９、４３等の検出信号を受けることができるように、各種センサ２８、３７〜３９、４３等に接続されている。そして、制御部８は、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁２１、２２、２４、２７、３６、４２等を制御することができるように、各種機器及び弁２１、２２、２４、２７、３６、４２等に接続されている。

（２）空気調和装置の基本動作
次に、空気調和装置１（冷凍装置）の基本動作について、図１及び図２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。

尚、この冷房運転においては、制御部８が、圧縮機２１の運転容量、膨張弁２４の開度、室外ファン３６の風量、及び、室内ファン４２の風量を制御することによって、室内温度センサ４２によって検出される室内温度Ｔｒを室内温度の目標温度である目標室内温度Ｔｒｓに近づける冷房能力制御が行われるようになっている。尚、目標室内温度Ｔｒｓは、リモコン（図示せず）等を通じてユーザによって設定されている。

＜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。

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、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。

尚、この暖房運転においては、制御部８が、圧縮機２１の運転容量、膨張弁２４の開度、室外ファン３６の風量、及び、室内ファン４２の風量を制御することによって、室内温度センサ４２によって検出される室内温度Ｔｒを室内温度の目標温度である目標室内温度Ｔｒｓに近づける暖房能力制御が行われるようになっている。尚、目標室内温度Ｔｒｓは、リモコン（図示せず）等を通じてユーザによって設定されている。

（３）冷凍機油をヒータ加熱するための構成を含めた圧縮機の内部構造
次に、冷凍機油をヒータ加熱するための構成を含めた圧縮機２１の内部構造について、図１〜図３を用いて説明する。図３は、圧縮機２１の概略縦断面図である。

＜圧縮機の基本構造＞
圧縮機２１は、縦長円筒形状のケーシング２１ａを有している。ケーシング２１ａは、ケーシング本体５１ａと上壁部５１ｂと底壁部５１ｃとによって構成される圧力容器であり、その内部は空洞になっている。ケーシング本体５１ａは、上下方向に延びる軸線を有する円筒状の胴部である。上壁部５１ｂは、ケーシング本体５１ａの上端部に気密状に溶接されて一体接合されており、上方に突出した凸面を有する椀状の部分である。底壁部５１ｃは、ケーシング本体５１ａの下端部に気密状に溶接されて一体接合されており、下方に突出した凸面を有する椀状の部分である。

ケーシング２１ａの内部には、冷媒を圧縮する圧縮要素２１ｂと、圧縮要素２１ｂの下方に配置される圧縮機モータ２１ｃとが収容されている。圧縮要素２１ｂと圧縮機モータ２１ｃとは、ケーシング２１ａ内を上下方向に延びるように配置される駆動軸５２によって連結されている。

圧縮要素２１ｂは、ここでは、スクロール型の圧縮要素が採用されており、主として、ハウジング５３と、ハウジング５３の上方に密着して配置される固定スクロール５４と、固定スクロール５４に噛合する可動スクロール５５とを有している。ハウジング５３は、その外周面において周方向の全体に亘ってケーシング本体５１ａに圧入固定されており、これにより、ケーシング２１ａ内が、ハウジング５３の下方の高圧空間５６ａと、ハウジング５３の上方の低圧空間５６ｂとに区画されている。

ケーシング２１ａの上壁部５１ｂには、冷媒回路１０（ここでは、吸入管３１）の冷媒をケーシング２１ａの外部から内部に冷媒を流入させて圧縮要素２１ｂに導く吸入ノズル５７が気密状に嵌入されている。また、ケーシング本体５１ａには、ケーシング２１ａ内の冷媒をケーシング２１ａ外（ここでは、冷媒回路１０の吐出管３２）に吐出させる吐出ノズル５８が気密状に嵌入されている。

圧縮機モータ２１ｃは、高圧空間５６ａに配置されており、ケーシング２１ａ内の壁面に固定された環状のステータ５９と、ステータ５９の内周側に回転自在に構成されたロータ６０とを有するモータにより構成されている。ステータ５９には、巻線が装着されている。ロータ６０は、上下方向に延びるようにケーシング本体５１ａの軸心に配置された駆動軸５２を介して圧縮要素２１ｂの可動スクロール５５に駆動連結されている。

圧縮機モータ２１ｃの下方の空間には、その底部に冷凍機油が貯留される油溜まり部５６ｃが形成されるとともに、ポンプ６１が配設されている。ポンプ６１は、ケーシング本体５１ａに固定される一方で駆動軸５２の下端に取り付けられ、油溜まり部５６ｃに貯留された冷凍機油を吸油口６１ａから吸い上げるように構成されている。駆動軸５２内には給油路５２ａが形成されており、ポンプ６１により吸い上げられた冷凍機油は、給油路５２ａを通じて圧縮要素２１ｂ等の各摺動部分へ供給されるようになっている。

そして、圧縮機２１は、吸入ノズル５７を通じてケーシング２１ａ内に吸入された冷媒を圧縮要素２１ｂによって圧縮する。そして、この圧縮要素２１ｂによって圧縮された冷媒は、圧縮要素２１ｂに形成された流路及びケーシング２１ａとモータ２１ｃとの隙間を下方に向かって通過して、油溜まり部５６ｃの油面付近に至る。そして、この油溜まり部５６ｃの油面付近に至った冷媒は、圧縮機モータ２１ｃの下端と油溜まり部５６ｃの油面との上下方向間の空間を通過した後に、ケーシング２１ａとモータ２１ｃとの隙間やステータ５９とロータ６０との隙間を上方に向かって通過して、吐出ノズルを通じてケーシング２１ａ外に吐出される。このように、ここでは、圧縮機２１は、圧縮要素２１ｂによって圧縮した冷媒を、冷凍機油を貯留する油溜まり部５６ｃが形成されたケーシング２１ａの内部空間（ここでは、高圧空間５６ａ）に吐出した後に、ケーシング２１ａ外に送る構造（「高圧ドーム型」と呼ばれる構造）を有している。

＜冷凍機油をヒータ加熱するための構成＞
圧縮機２１には、ケーシング２１ａの外周から油溜まり部５６ｃに貯留された冷凍機油を加熱するヒータとしてのクランクケースヒータ２７が設けられている。ここでは、クランクケースヒータ２７は、ケーシング２１ａの底壁部５１ｃに巻き付けられるように配置されている。尚、クランクケースヒータ２７は、底壁部５１ｃに配置されるものに限定されず、例えば、ケーシング本体５１ａの下端部等に配置されていてもよい。そして、クランクケースヒータ２７は、他の機器と同様に、制御部８によって制御されるようになっている。

また、圧縮機２１には、冷凍機油をヒータ加熱する際に使用される希釈度センサ２８が設けられている。希釈度センサ２８は、ケーシング２１ａ内に設けられており、油溜まり部５６ｃに貯留されている冷凍機油と液状態の冷媒との成分比率を検出するセンサである。ここで、冷凍機油の成分比率とは、冷凍機油量と冷凍機油中の冷媒量とを加えた量で冷凍機油量を除した値、すなわち、冷凍機油量／（冷凍機油量＋冷凍機油中の冷媒量）である。そして、希釈度センサ２８としては、例えば、電極間にエレメントを挟むことによって構成された検出部２８ａを有しており、この検出部２８ａによって油溜まり部５６ｃに貯留された冷凍機油の比誘電率を検出して成分比率を得るものを採用することができる。ここで、希釈度センサ２８のうち検出部２８ａは、油溜まり部５６ｃから圧縮要素２１ｂに冷凍機油を吸い上げるための吸油口６１ａよりも下側の位置において冷凍機油の成分比率を検出できるように配置されている。具体的には、検出部２８ａは、その下端が吸油口６１ａの高さ位置よりも下側になるように配置されている。尚、検出部２８ａの配置は、これに限定するものではなく、吸油口６１ａと同一高さに配置されていてもよいし、吸油口６１ａ近傍の上側に配置されてもよい。そして、制御部８は、他のセンサと同様に、希釈度センサ２８からの検出信号を受けることができるように希釈度センサ２８に接続されている。

このように、空気調和装置１（冷凍装置）は、圧縮機２１の油溜まり部５６ｃに貯留された冷凍機油を加熱するヒータ（ここでは、クランクケースヒータ２７）と、クランクケースヒータ２７を制御する制御部８とを有しており、そして、圧縮機２１のケーシング２１ａ内に油溜まり部５６ｃに貯留されている冷凍機油と液状態の冷媒との成分比率を検出する希釈度センサ２８が設けられている。

（４）冷凍機油のヒータ加熱制御
空気調和装置１（冷凍装置）では、制御部８が、圧縮機２１内における冷媒の寝込みを防止するために、クランクケースヒータ２７（ヒータ）を使用して、空気調和装置１の停止中（すなわち、圧縮機２１の停止中）に圧縮機２１内（より具体的には、油溜まり部５６ｃ内）の冷凍機油を加熱するようにしている。

このとき、空気調和装置１の停止中に油溜まり部５６ｃ内の冷凍機油をクランクケースヒータ２７によって常時加熱することによる無駄なエネルギ消費を削減するために、特許文献１と同様に、圧縮機２１の起動時に、希釈度センサ２８によって検出される冷凍機油の成分比率が所定の閾値以下である場合に、クランクケースヒータ２７によって圧縮機２１内の冷凍機油を加熱することが考えられる。

しかし、このような冷凍機油のヒータ加熱制御では、圧縮機２１の起動時にヒータ加熱を行うようにしているため、冷凍機油の成分比率が非常に低い場合には、ヒータ加熱に長い時間が必要になり、速やかに圧縮機２１を起動できないことがある。また、冷媒の寝込みが急激に発生している状況では、希釈度センサ２８によって検出される冷凍機油の成分比率自体はそれほど低くなっていない場合であっても、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが大きくなる傾向にあるため、ヒータ加熱に長い時間が必要になることがある。これに対して、冷媒の寝込みが緩やかに発生している状況では、冷凍機油の成分比率自体はある程度低くなっている場合であっても、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが小さくなる傾向にあるため、ヒータ加熱が短い時間で済むことがある。

このように、ケーシング２１ａ内に希釈度センサを設けて、空気調和装置１の停止中に希釈度センサ２８によって検出される冷凍機油の成分比率に応じてクランクケースヒータ２７を制御する場合において、ヒータ制御用の閾油比率を、冷媒の寝込みの発生状況によらずに一定の閾値にしていると、適切なヒータ加熱を行えなくなり、ヒータ加熱に必要なエネルギの削減が不十分になり、また、圧縮機２１の速やかな起動も難しくなるおそれがある。

そこで、ここでは、制御部９が、空気調和装置１の停止中に、希釈度センサ２８によって検出される冷凍機油の成分比率Ｒが閾油比率Ｒｓ以下になった場合に、クランクケースヒータ２７を作動させ、冷凍機油の成分比率Ｒが閾油比率Ｒｓ以上になった場合に、クランクケースヒータ２７を停止させる制御を行うとともに、ヒータ制御用の閾油比率Ｒｓを、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲに応じて変更するようにしている。

次に、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲによるヒータ制御用の閾油比率Ｒｓの変更を伴う冷凍機油のヒータ加熱制御について、図１〜図４を用いて説明する。ここで、図４は、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲによるヒータ制御用の閾油比率Ｒｓの変更を伴う冷凍機油のヒータ加熱制御のフローチャートである。

空気調和装置１が停止すると、制御部８は、まず、ステップＳＴ１において、ヒータ制御用の閾油比率Ｒｓを初期値Ｒｓ０に設定する。

次に、制御部８は、ステップＳＴ２において、所定時間ｔが経過した後に、ステップＳＴ３において、この所定時間ｔをカウントする直前に希釈度センサ２８よって検出された冷凍機油の成分比率Ｒ１、及び、この所定時間ｔが経過した直後に希釈度センサ２８よって検出された冷凍機油の成分比率Ｒ２から冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲ（＝Ｒ１−Ｒ２）を算出する。

次に、制御部８は、ステップＳＴ４において、ステップＳＴ３において算出された冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲから閾油比率の補正値ｆ（ΔＲ）を算出する。ここで、閾油比率の補正値ｆ（ΔＲ）は、次式のような冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲを変数とする関数で表される。

ｆ（ΔＲ）＝ｋｆ×ΔＲ
ここで、ｋｆは正の値からなる定数であり、これにより、閾油比率の補正値ｆ（ΔＲ）は、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲが大きいほど大きい値になる。尚、ここでは、補正値ｆ（ΔＲ）が冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲの一次式で表されているが、これに限定されるものではなく、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲの二次式や三次式等のような他の関数によって表されていてもよく、この場合においても、閾油比率の補正値ｆ（ΔＲ）が、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲが大きいほど大きい値になるものであればよい。そして、制御部８は、この補正値ｆ（ΔＲ）を現在の閾油比率Ｒｓ（停止直後は初期値Ｒｓ０）に加えること（次式参照）によって、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲに応じて変更された後の閾油比率Ｒｓを算出する。

Ｒｓ＝Ｒｓ＋ｆ（ΔＲ）
ここで、閾油比率の補正値ｆ（ΔＲ）は、上記のように、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲが大きいほど大きい値になるため、閾油比率Ｒｓも、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲが大きいほど大きくなるように変更されることになる。

次に、制御部８は、ステップＳＴ５において、現在の冷凍機油の成分比率ＲがステップＳＴ４において算出された変更後の閾油比率Ｒｓ以下であるかどうかを判定する。そして、現在の冷凍機油の成分比率Ｒが閾油比率Ｒｓ以下である場合には、ステップＳＴ５に移行して、クランクケースヒータ２７を作動（ＯＮ）させる制御を行い、現在の冷凍機油の成分比率Ｒが閾油比率Ｒｓ以上になった場合には、ステップＳＴ６において、クランクケースヒータ２７を停止（ＯＦＦ）させる制御を行い、その後、ステップＳＴ２の処理に戻る。

その後、制御部８は、空気調和装置１の停止中において、ステップＳＴ２〜ＳＴ７の処理を繰り返し、これにより、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲに応じてヒータ制御用の閾油比率Ｒｓを変更しつつ冷凍機油のヒータ加熱を行うのである。

以上のような冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲによるヒータ制御用の閾油比率Ｒｓの変更を伴う冷凍機油のヒータ加熱制御によれば、以下のような作用効果を得ることができる。

まず、ここでは、空気調和装置１（圧縮機２１）の起動時ではなく、空気調和装置１の停止時にヒータ加熱を行うようにしているため、冷凍機油の成分比率Ｒが非常に低い場合であっても、空気調和装置１の起動に先立ってヒータ加熱を行っておくことができ、速やかに空気調和装置１を起動することができる。

また、ここでは、ヒータ制御用の閾油比率Ｒｓを冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲに応じて変更するようにしているため、冷媒の寝込みが急激に発生している状況、すなわち、冷媒の寝込みの発生速度が大きい状況においては、ヒータ制御用の閾油比率Ｒｓが大きくなるように変更され、これにより、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが大きくなる傾向に対応したヒータ加熱を行うことができる。これに対して、冷媒の寝込みが緩やかに発生している状況、すなわち、冷媒の寝込みの発生速度が小さい状況においては、ヒータ制御用の閾油比率Ｒｓが小さくなるように変更され、これにより、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが小さくなる傾向に対応したヒータ加熱を行うことができる。このため、ここでは、冷媒の寝込みの発生状況を考慮した適切なヒータ加熱を行うことができる。

このように、ここでは、ケーシング２１ａ内に希釈度センサ２８を設けて、空気調和装置１の停止中に希釈度センサ２８によって検出される冷凍機油の成分比率Ｒに応じてクランクケースヒータ２７を制御する構成を採用するにあたり、ヒータ制御用の閾油比率Ｒｓを冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲに応じて変更することによって、冷媒の寝込みの発生状況を考慮した適切なヒータ加熱を行えるようにして、ヒータ加熱に必要なエネルギの削減と圧縮機２１の速やかな起動を実現することができる。

また、ここでは、圧縮機２１内における希釈度センサ２８の配置に関して、次のような工夫を行っている。また、希釈度センサ２８は、その検出部２８ａが冷凍機油や液状態の冷媒に浸漬された状態においては、正常な冷凍機油の成分比率（正常値）を得ることできるが、検出部２８ａが冷凍機油や液状態の冷媒に浸漬されていない状態においては、正常な冷凍機油の成分比率を得ることができない（すなわち、冷凍機油や液状態の冷媒ではあり得ない異常値が得られる）。例えば、希釈度センサ２８が冷凍機油や液状態の冷媒の比誘電率を検出して成分比率を得るものである場合、検出部２８ａが冷凍機油や液状態の冷媒に浸漬されていない状態においては、冷凍機油や液状態の冷媒の比誘電率ではなく、ケーシング２１ａ内のガス冷媒の比誘電率を検出することになるため、冷凍機油や液状態の冷媒ではあり得ない異常な比誘電率が検出されるのである。そこで、ここでは、この点を考慮して、希釈度センサ２８の検出部２８ａを油溜まり部５６ｃから圧縮要素２１ｂに冷凍機油を吸い上げるための吸油口６１ａよりも下側の位置において冷凍機油の成分比率を検出できるように配置するようにしている。このため、希釈度センサ２８が異常値を検出した場合には、油溜まり部５６ｃに貯留された冷凍機油の量が不足しているものと判定することができる。尚、ここでは、検出部２８ａが吸油口６１ａよりも下側の位置に配置されているが、ポンプ６１の給油性能によっては、検出部２８ａが吸油口６１ａと吸油口６１ａと同一高さや吸油口６１ａ近傍の上側に配置されてもよい。

このように、ここでは、ヒータ制御用に希釈度センサ２８を設けるにあたり、その検出部２８ａを吸油口６１ａよりも下側の位置において冷凍機油の成分比率を検出できるように配置することによって、適切なヒータ加熱を行えるようにするとともに、圧縮機２１内の冷凍機油が不足しているかどうかも判定することができる。

（５）変形例１
空気調和装置１（冷凍装置）の停止中において、室外温度に対して圧縮機２１周りの冷媒の温度が低い等のように圧縮機２１周りの冷媒の温度と室外温度との温度差が小さい状況になると、冷媒の寝込みの発生速度が大きくなり、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが大きくなる傾向にある。

そこで、ここでは、上記の実施形態におけるヒータ制御用の閾油比率Ｒｓを冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲに応じて変更することに加えて、空気調和装置１の停止中における圧縮機２１の吸入側又は吐出側における冷媒の温度Ｔｓ、Ｔｄと圧縮機２１が設置される空間の雰囲気温度である室外温度Ｔａとの温度差である第１温度差ΔＴ１に応じて閾油比率Ｒｓを変更するようにしている。

具体的には、図５のフローチャートに示すように、まず、制御部８は、ステップＳＴ３において、第１温度差ΔＴ１を圧縮機周りの冷媒の温度Ｔｓ、Ｔｄから室外温度Ｔａを差し引くこと（＝Ｔｓ−Ｔａ、又は、Ｔｄ−Ｔａ）によって算出する。

次に、制御部８は、ステップＳＴ４において、ステップＳＴ３において算出された第１温度差ΔＴ１から閾油比率の補正値ｇ（ΔＴ１）を算出する。ここで、閾油比率の補正値ｇ（ΔＴ１）は、次式のような第１温度差ΔＴ１を変数とする関数で表される。

ｇ（ΔＴ１）＝ｋｇ×ΔＴ１
ここで、ｋｇは負の値からなる定数であり、これにより、閾油比率の補正値ｇ（ΔＴ１）は、第１温度差ΔＴ１が小さいほど大きい値になる。尚、ここでは、補正値ｇ（ΔＴ１）が第１温度差ΔＴ１の一次式で表されているが、これに限定されるものではなく、第１温度差ΔＴ１の二次式や三次式等のような他の関数によって表されていてもよく、この場合においても、閾油比率の補正値ｇ（ΔＴ１）が、第１温度差ΔＴ１が小さいほど大きい値になるものであればよい。そして、制御部８は、この補正値ｇ（ΔＴ１）を現在の閾油比率Ｒｓ（停止直後は初期値Ｒｓ０）に加えること（次式参照）によって、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲ及び第１温度差ΔＴ１に応じて変更された後の閾油比率Ｒｓを算出する。

Ｒｓ＝Ｒｓ＋ｆ（ΔＲ）＋ｇ（ΔＴ１）
ここで、閾油比率の補正値ｇ（ΔＴ１）は、上記のように、第１温度差ΔＴ１が小さいほど大きい値になるため、閾油比率Ｒｓも、第１温度差ΔＴ１が小さいほど大きくなるように変更されることになり、冷凍機油の加熱量を大きくすることができる。

このように、ここでは、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲだけでなく、圧縮機２１周りの冷媒の温度Ｔｓ、Ｔｄと室外温度Ｔａとの温度差である第１温度差ΔＴ１にも応じて、ヒータ制御用の閾油比率Ｒｓを変更することによって、より適切なヒータ加熱を行うことができる。

（６）変形例２
空気調和装置１（冷凍装置）の停止中において、目標室内温度に対して室内温度が低い等のように室内温度と目標室内温度との温度差が大きい状況になると、冷媒の寝込みの発生速度が大きくなり、冷凍機油の加熱に必要なエネルギが大きくなる傾向にある。

そこで、ここでは、上記の実施形態におけるヒータ制御用の閾油比率Ｒｓを冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲに応じて変更することに加えて、空気調和装置１の停止中における空調対象の空間の雰囲気温度である室内温度Ｔｒと室内温度の目標温度である目標室内温度Ｔｒｓとの温度差である第２温度差ΔＴ２に応じて閾油比率Ｒｓを変更するようにしている。

具体的には、図６のフローチャートに示すように、まず、制御部８は、ステップＳＴ３において、第２温度差ΔＴ２を室内温度Ｔｒから目標室内温度Ｔｒｓを差し引くこと（＝Ｔｒ−Ｔｒｓ）によって算出する。

次に、制御部８は、ステップＳＴ４において、ステップＳＴ３において算出された第２温度差ΔＴ２から閾油比率の補正値ｈ（ΔＴ２）を算出する。ここで、閾油比率の補正値ｈ（ΔＴ２）は、次式のような第２温度差ΔＴ２を変数とする関数で表される。

ｈ（ΔＴ２）＝ｋｈ×ΔＴ２
ここで、ｋｈは負の値からなる定数であり、これにより、閾油比率の補正値ｈ（ΔＴ２）は、第２温度差ΔＴ２が小さいほど大きい値になる。尚、ここでは、補正値ｈ（ΔＴ２）が第２温度差ΔＴ２の一次式で表されているが、これに限定されるものではなく、第２温度差ΔＴ２の二次式や三次式等のような他の関数によって表されていてもよく、この場合においても、閾油比率の補正値ｈ（ΔＴ２）が、第２温度差ΔＴ２が小さいほど大きい値になるものであればよい。そして、制御部８は、この補正値ｈ（ΔＴ２）を現在の閾油比率Ｒｓ（停止直後は初期値Ｒｓ０）に加えること（次式参照）によって、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲ及び第２温度差ΔＴ２に応じて変更された後の閾油比率Ｒｓを算出する。

Ｒｓ＝Ｒｓ＋ｆ（ΔＲ）＋ｈ（ΔＴ２）
ここで、閾油比率の補正値ｇ（ΔＴ２）は、上記のように、第２温度差ΔＴ２が小さいほど大きい値になるため、閾油比率Ｒｓも、第２温度差ΔＴ２が小さいほど大きくなるように変更されることになり、冷凍機油の加熱量を大きくすることができる。

このように、ここでは、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲだけでなく、室内温度Ｔｒと目標室内温度Ｔｒｓとの温度差である第２温度差ΔＴ２にも応じて、ヒータ制御用の閾油比率Ｒｓを変更することによって、より適切なヒータ加熱を行うことができる。

また、ここでは図示しないが、変形例１と変形例２とを組み合わせてもよい。すなわち、冷凍機油の成分比率の低下率ΔＲだけでなく、圧縮機２１周りの冷媒の温度Ｔｓ、Ｔｄと室外温度Ｔａとの温度差である第１温度差ΔＴ１、及び、室内温度Ｔｒと目標室内温度Ｔｒｓとの温度差である第２温度差ΔＴ２にも応じて、ヒータ制御用の閾油比率Ｒｓを変更するようにしてもよい。

本発明は、冷媒を圧縮する圧縮要素を収容するケーシング内に冷凍機油を貯留する油溜まり部が形成された圧縮機と、油溜まり部に貯留された冷凍機油を加熱するヒータと、ヒータ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
２１ 圧縮機
２１ａ ケーシング
２１ｂ 圧縮要素
２１ｃ 圧縮機用モータ
２７ クランクケースヒータ（ヒータ）
２８ 希釈度センサ
２８ａ 検出部
５６ｃ 油溜まり部
６１ａ 吸油口

特開平４−２７３９４８号公報

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮する圧縮要素（２１ｂ）を収容するケーシング（２１ａ）内に冷凍機油を貯留する油溜まり部（５６ｃ）が形成された圧縮機（２１）と、前記油溜まり部に貯留された前記冷凍機油を加熱するヒータ（２７）と、前記ヒータを制御する制御部（８）と、を備えた冷凍装置において、
   前記ケーシング内に、前記油溜まり部に貯留されている前記冷凍機油と液状態の前記冷媒との成分比率を検出する希釈度センサ（２８）を設け、
   前記制御部は、前記冷凍装置の停止中に、前記希釈度センサによって検出される前記冷凍機油の成分比率が閾油比率以下になった場合に、前記ヒータを作動させ、前記冷凍機油の成分比率が前記閾油比率以上になった場合に、前記ヒータを停止させる制御を行っており、
   前記制御部は、前記冷凍装置の停止中における前記冷凍機油の成分比率の低下率に応じて前記閾油比率を変更する、
   冷凍装置（１）。
2. 前記制御部（８）は、前記冷凍装置の停止中における前記冷凍機油の成分比率の低下率が大きいほど前記閾油比率が大きくなるように変更する、
   請求項１に記載の冷凍装置（１）。
3. 前記制御部（８）は、前記冷凍装置の停止中における前記圧縮機（２１）の吸入側又は吐出側における前記冷媒の温度と前記圧縮機が設置される空間の雰囲気温度である室外温度との温度差である第１温度差に応じて前記閾油比率を変更する、
   請求項１又は２に記載の冷凍装置（１）。
4. 前記制御部（８）は、前記冷凍装置の停止中における空調対象の空間の雰囲気温度である室内温度と前記室内温度の目標温度である目標室内温度との温度差である第２温度差に応じて前記閾油比率を変更する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍装置（１）。
5. 前記希釈度センサ（２８）のうち前記油溜まり部（５６ｃ）に貯留されている前記冷凍機油の成分比率を検出する検出部（２８ａ）は、前記油溜まり部から前記圧縮要素（２１ｂ）に前記冷凍機油を吸い上げるための吸油口（６１ａ）よりも下側の位置において前記冷凍機油の成分比率を検出できるように配置されている、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍装置（１）。

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