JP2018059409A - 圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の不均化反応の発生を低減する。【解決手段】圧縮機２１は、圧縮機部１２とモータ部１１と巻き線温度センサ１１５と室外機制御部とを備えている。モータ部１１は、３相電流が印加されることによりその回転動力を生成し、欠相電流が印加されることにより冷媒を加熱する。圧縮機部１２は、モータ部１１により生成された回転動力を用いて冷媒を圧縮する。巻き線温度センサ１１５は、モータ部１１の複数の巻き線１１４の温度を測定する。室外機制御部は、複数の巻き線１１４の温度に基づいて、冷媒が不均化反応を起こす温度の下限値より低い温度に冷媒が加熱されるように、モータ部１１を制御する。【選択図】図２

Description

本開示の技術は、圧縮機および冷凍サイクル装置に関する。

冷凍サイクル装置は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とが設けられ、密閉された系内に冷媒を循環させている。その冷媒としては、ＨＦＯ１１２３を含有する混合冷媒、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２が例示される。ＨＦＯ１１２３を含有する混合冷媒は、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２に比較して、温暖化係数（ＧＷＰ：Ｇｌｏｂａｌ Ｗａｒｍｉｎｇ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が低く、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２に代わる冷媒として注目されている（特許文献１参照）。

国際公開第２０１２／１５７７６４号

しかしながら、ＨＦＯ１１２３は、所定の条件下で次化学反応式：
ＣＦ_２＝ＣＨＦ→１／２ＣＦ_４＋３／２Ｃ＋ＨＦ＋２０ｋＪ／ｍｏｌ
により表現される不均化反応を引き起こすことが知られている。不均化反応は、例えば、物質同士が高密度の状態で、温度や圧力の上昇、又は物質に対して何らかの強いエネルギーが加わると発生する。不均化反応を起こすと、物質は発熱する。冷凍サイクル装置は、ＨＦＯ１１２３を含有する混合冷媒を冷媒として利用している場合で、ＨＦＯ１１２３が系内で不均化反応を起こすと、系内で急激な温度上昇と圧力上昇とが発生し、配管が破裂する等の不具合を発生させる可能性があるという問題がある。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、冷媒の不均化反応の発生を低減する圧縮機および冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

開示の態様では、圧縮機は、筐体と、前記筐体内に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機部と、前記筐体内の冷媒を加熱する加熱部と、前記筐体の内部又は外部に設けられた温度センサと、前記温度センサの測定結果を用いて前記筐体内の冷媒の温度を算出し、前記圧縮機部の停止中において、前記筐体内の冷媒の温度が不均化反応を起こす温度の下限値より低い温度に前記冷媒が加熱されるように、前記加熱部を制御する制御部とを備えている。

開示の圧縮機および冷凍サイクル装置は、冷媒の不均化反応の発生を低減することができる。

図１は、実施形態の冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。 図２は、実施形態の圧縮機を示す断面図である。 図３は、室外機制御部を示すブロック図である。 図４は、ＨＦＯ１１２３が不均化反応を起こす圧力と温度とを示すグラフである。

以下に、本願が開示する実施形態にかかる圧縮機および冷凍サイクル装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

［冷凍サイクル装置］
図１は、実施形態の冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。冷凍サイクル装置１は、複数の室内を冷暖房する空気調和装置に利用され、図１に示されているように、室外機２と複数の室内機５ａ〜５ｄとを備えている。室外機２は、圧縮機２１と四方弁２２と室外熱交換器２３と複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄとバイパスライン２５とバイパス弁２６と吐出温度センサ３３と室外機制御部２００とを備えている。

圧縮機２１は、吐出管４１と吸入管４２とを備えている。圧縮機２１は、室外機制御部２００に制御されることにより、吸入管４２を介して四方弁２２から供給される冷媒を圧縮し、吐出管４１を介してその圧縮された冷媒を四方弁２２に供給する。その冷媒は、ＨＦＯ１１２３を含有する混合冷媒である。

四方弁２２は、冷媒配管を介して吐出管４１と吸入管４２と複数の室内機５ａ〜５ｄと室外熱交換器２３とに接続されている。四方弁２２は、室外機制御部２００に制御されることにより、暖房モードまたは冷房モードのどちらかに切り替えられる。四方弁２２は、冷房モードに切り替えられたときに、吐出管４１を介して圧縮機２１から供給された冷媒を室外熱交換器２３に供給し、複数の室内機５ａ〜５ｄから供給された冷媒を圧縮機２１に吸入管４２を介して供給する。四方弁２２は、暖房モードに切り替えられたときに、吐出管４１を介して圧縮機２１から供給された冷媒を複数の室内機５ａ〜５ｄに供給し、室外熱交換器２３から供給された冷媒を圧縮機２１に吸入管４２を介して供給する。

室外熱交換器２３は、冷媒配管を介して複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄに接続されている。室外熱交換器２３は、冷房モードの際、四方弁２２から冷媒が供給されたときに、室外機２の内部に取り込まれた外気とその冷媒とを熱交換させ、その熱交換された冷媒を複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄに供給する。室外熱交換器２３は、複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄから冷媒が供給されたときに、室外機２の内部に取り込まれた外気とその冷媒とを熱交換させ、その熱交換された冷媒を四方弁２２に供給する。

複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄは、複数の室内機５ａ〜５ｄに対応している。尚、室内機５ａ〜５ｄの構成は全て同じであるため、以下の説明で記載される室内機５ｘは任意の室内機５ａ〜５ｄのうちの一つに読み替えるものとし、後述する室内機５ａ〜５ｄが備える構成部品の符号の末尾の“ｘ”についても任意の“ａ〜ｄ”のうちの一つに読み替えるものとする。また、絞り装置２４ｘについても同様に任意の絞り装置２４ａ〜２４ｄに読み替えるものとする。任意の絞り装置２４ｘは、冷媒配管を介して対応する室内機５ｘに接続されている。絞り装置２４ｘは、冷房モードの際、室外熱交換器２３から冷媒が供給されるときに、その冷媒を断熱膨張させることにより減圧し、低温低圧となった二相冷媒を室内機５ｘに供給する。絞り装置２４ｘは、暖房モードの際、室内機５ｘから冷媒が供給されるときに、その冷媒を断熱膨張させることにより減圧し、低温低圧となった二相冷媒を室外熱交換器２３に供給する。絞り装置２４ｘは、さらに、室外機制御部２００に制御されることにより、開度が調節され、暖房モードの際、室内機５ｘから室外熱交換器２３に供給される冷媒の流量を調節する。

バイパスライン２５は、吐出管４１と吸入管４２とを接続している。バイパス弁２６は、バイパスライン２５の途中に設けられている。バイパス弁２６は、室外機制御部２００に制御されることにより、バイパスライン２５を介して、吐出管４１から吸入管４２に冷媒を供給したり、吐出管４１から吸入管４２に冷媒を供給することを停止したりする。吐出温度センサ３３は、吐出管４１に設けられ、吐出温度を測定する。吐出温度は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を示している。

複数の室内機５ａ〜５ｄのうちの任意の室内機５ｘは、室内熱交換器５１ｘと室内熱交温度センサ６１ｘと室内温度センサ６２ｘと室内機制御部５００ｘとを備えている。室内熱交換器５１ｘは、冷媒配管を介して室外機２の絞り装置２４ｘと四方弁２２とに接続されている。室内熱交換器５１ｘは、四方弁２２が冷房モードに切り替えられたときに蒸発器として機能し、四方弁２２が暖房モードに切り替えられたときに凝縮器として機能する。すなわち、室内熱交換器５１ｘは、冷房モードの際、絞り装置２４ｘから低温低圧となった二相冷媒が供給されたときに、室内機５ｘの内部に取り込まれた室内空気とその冷媒とを熱交換させ、その熱交換された室内空気を室内へ供給し、その熱交換された冷媒を四方弁２２に供給する。室内熱交換器５１ｘは、暖房モードの際、四方弁２２から冷媒が供給されたときに、室内機５ｘの内部に取り込まれた室内空気とその冷媒とを熱交換させ、その熱交換された室内空気を室内へ供給し、その熱交換された冷媒を絞り装置２４ｘに供給する。

室内熱交温度センサ６１ｘは、室内熱交温度を測定する。室内熱交温度は、室内熱交換器５１ｘの温度を示している。室内温度センサ６２ｘは、室内温度を測定する。室内温度は、室内機５ｘの内部に取り込まれる室内空気の温度を示している。

室内機制御部５００ｘは、双方向に情報伝達可能に室外機制御部２００に接続されている。室内機制御部５００ｘは、図示されていない入力装置を備えている。入力装置としては、リモコンが例示される。入力装置は、使用者により操作され、設定温度や設定風量に例示される運転条件を室内機制御部５００ｘに入力することに利用される。室内機制御部５００ｘは、入力装置を介して入力された運転条件と、室内熱交温度センサ６１ｘにより測定された室内熱交温度と、室内温度センサ６２ｘにより測定された室内温度とを室外機制御部２００に送信する。

［圧縮機］
図２は、実施形態の圧縮機を示す断面図である。圧縮機２１は、図２に示されているように、圧縮機筐体１０とシャフト１５とモータ部１１と圧縮機部１２とを備えている。圧縮機筐体１０は、概ね円筒形に形成され、圧縮機２１が設置された環境から密閉された内部空間１６を形成している。内部空間１６は、概ね円柱状に形成されている。圧縮機筐体１０は、圧縮機筐体１０を水平面上に垂直に置いたとき内部空間１６の円柱の軸が鉛直方向に平行になるように、配置されている。圧縮機筐体１０は、内部空間１６の下部に油溜め１７が形成されている。油溜め１７には、圧縮機部１２を潤滑させる潤滑油が貯留される。圧縮機筐体１０は、内部空間１６が吸入管４２と吐出管４１とに接続されている。吸入管４２は、第１吸入管４２１と第２吸入管４２２とを含んでいる。シャフト１５は、棒状に形成され、圧縮機筐体１０の内部空間１６に配置されている。シャフト１５は、内部空間１６が形成する円柱の軸に平行である回転軸を中心に回転可能に圧縮機筐体１０に支持されている。

［モータ部］
モータ部１１は、内部空間１６のうちの上部に配置されている。モータ部１１は、ロータ１１２とステータ１１１とを備えている。ロータ１１２は、概ね円柱状に形成され、シャフト１５に固定されている。ステータ１１１は、概ね円筒形に形成され、ロータ１１２を囲むように配置され、圧縮機筐体１０に固定されている。ステータ１１１は、ステータコア１１３と複数の巻き線１１４と巻き線温度センサ１１５とを備えている。複数の巻き線１１４は、ステータコア１１３に形成される複数のティース部にそれぞれ巻かれている。巻き線温度センサ１１５は、複数の巻き線１１４の温度を測定し、複数の巻き線１１４の温度を室外機制御部２００に送信する。

モータ部１１は、複数の巻き線１１４に三相電流が印加されることにより、ステータ１１１が回転磁界を発生させる。ロータ１１２は、ステータ１１１により生成された回転磁界により、シャフト１５を回転させる。すなわち、モータ部１１は、複数の巻き線１１４に三相電流が印加されることにより、シャフト１５を回転させる。モータ部１１は、複数の巻き線１１４に三相電流のうち一相又は二相を欠く欠相電流が印加されると、ステータ１１１が回転磁界を発生させず、シャフト１５を回転させない。モータ部１１は、冷凍サイクル装置１の運転停止中、複数の巻き線１１４に欠相電流が印加されることにより、発熱し、圧縮機筐体１０の内部空間１６内の冷媒と潤滑油とを加熱する。

［圧縮機部］
圧縮機部１２は、いわゆるロータリー圧縮機から形成され、第１の圧縮部１２Ｓと第２の圧縮部１２Ｔとを備えている。第１の圧縮部１２Ｓは、第１シリンダ１２１Ｓと第１環状ピストン１２５Ｓとを備え、図示されていない第１ベーンを備えている。第１シリンダ１２１Ｓは、第１シリンダ室１３０Ｓを形成している。第１環状ピストン１２５Ｓは、第１シリンダ室１３０Ｓに配置され、シャフト１５に固定されている。第１ベーンは、移動可能に第１シリンダ室１３０Ｓに支持され、第１シリンダ１２１Ｓと第１環状ピストン１２５Ｓとの間に形成される作動室を吸入室と圧縮室とに区画している。吸入室は、圧縮機筐体１０の内部空間１６に接続されず、吸入管４２のうちの第１吸入管４２１に接続されている。吸入室は、シャフト１５が回転することにより、容積が拡張し、所定の容積まで拡張した後に、圧縮室に遷移する。圧縮室は、２つの吸入管４２に接続されていないで、圧縮機筐体１０の内部空間１６に接続されている。圧縮室は、シャフト１５が回転することにより、容積が縮小し、所定の容積まで縮小した後に、吸入室に遷移する。

第２の圧縮部１２Ｔは、第１の圧縮部１２Ｓと概ね同様に形成され、第１の圧縮部１２Ｓの上部に配置されている。第２の圧縮部１２Ｔは、第２シリンダ１２１Ｔと第２環状ピストン１２５Ｔとを備え、図示されていない第２ベーンを備えている。第２シリンダ１２１Ｔは、第２シリンダ室１３０Ｔを形成している。第２環状ピストン１２５Ｔは、第２シリンダ室１３０Ｔに配置され、シャフト１５に対して第２環状ピストン１２５Ｔと１８０°の位相差が形成されるように、シャフト１５に固定されている。第２ベーンは、移動可能に第２シリンダ室１３０Ｔに支持され、第２シリンダ１２１Ｔと第２環状ピストン１２５Ｔとの間に形成される作動室を吸入室と圧縮室とに区画している。吸入室は、圧縮機筐体１０の内部空間１６に接続されていないで、２つの吸入管４２のうちの第２吸入管４２２に接続されている。吸入室は、シャフト１５が回転することにより、容積が拡張し、所定の容積まで拡張した後に、圧縮室に遷移する。圧縮室は、２つの吸入管４２に接続されていないで、圧縮機筐体１０の内部空間１６に接続されている。圧縮室は、シャフト１５が回転することにより、容積が縮小し、所定の容積まで縮小した後に、吸入室に遷移する。

［室外機制御部］
図３は、室外機制御部を示すブロック図である。室外機制御部２００は、いわゆるマイクロコンピュータから形成され、図示されていないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と記憶装置と入出力装置とを備えている。ＣＰＵは、室外機制御部２００にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置と入出力装置とを制御する。ＣＰＵは、さらに、圧縮機２１と四方弁２２と複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄとバイパス弁２６と吐出温度センサ３３と巻き線温度センサ１１５と複数の室内機制御部５００ａ〜５００ｄとを制御する。記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録する。その記憶装置は、さらに、そのＣＰＵにより利用される情報を記録する。

室外機制御部２００にインストールされるコンピュータプログラムは、室外機制御部２００に複数の機能をそれぞれ実現させるための複数のコンピュータプログラムから形成されている。その複数の機能は、図３に示されているように、冷媒加熱部２０１と通常運転部２０２とを含んでいる。

冷媒加熱部２０１は、冷凍サイクル装置１が冷房運転または暖房運転を実行していないときに、すなわち、圧縮機２１が冷媒を圧縮していないときに、巻き線温度センサ１１５によって複数の巻き線１１４の巻き線温度が測定される。冷媒加熱部２０１は、その測定された巻き線温度に基づいて、圧縮機２１の内部空間１６に配置される冷媒の温度を算出する。冷媒加熱部２０１は、冷媒の温度が所定の温度未満のときに、圧縮機筐体１０の内部空間１６内の冷媒と潤滑油とが加熱されるように、複数の巻き線１１４へ欠相電流を印加する。冷媒加熱部２０１は、さらに、冷媒の温度が所定の温度（閾温度）以上となったときに、冷媒と潤滑油とが加熱されないように、すなわち、モータ部１１のステータ１１１の複数の巻き線１１４への欠相電流を停止する。

ここで、所定の温度（閾温度）について図４を用いて説明する。図４は、ＨＦＯ１１２３が不均化反応を起こす圧力と温度とを示すグラフである。図４のグラフは、ＨＦＯ１１２３の雰囲気の温度と圧力とが領域７１に含まれるときに、ＨＦＯ１１２３が不均化反応を起こすことを示している。曲線７２は、領域７１の境界を示し、温度と圧力とを対応付けている。領域７１は、曲線７２の上側の領域である。図４のグラフは、曲線７２が示す温度が温度下限値７３より高いことを示し、すなわち、領域７１上の温度が温度下限値７３より高いことを示している。図４のグラフは、さらに、曲線７２上の圧力が圧力下限値７４より高いことを示し、すなわち、領域７１上の圧力が圧力下限値７４より高いことを示している。

図４のグラフは、さらに、ＨＦＯ１１２３の雰囲気の温度と圧力とが領域７１に含まれないときに、ＨＦＯ１１２３が不均化反応を起こさないことを示している。すなわち、図４のグラフは、温度下限値７３より低い温度でＨＦＯ１１２３が不均化反応を起こさないことを示し、圧力下限値７４より低い圧力でＨＦＯ１１２３が不均化反応を起こさないことを示している。

室外機制御部２００は、温度下限値７３を上述の閾温度に設定し、巻き線温度センサ１１５により測定された巻き線温度に基づいて、冷媒の温度が温度下限値７３以上の温度にならないように、冷媒を加熱する。冷媒の温度は、巻き線温度センサ１１５により測定された巻き線温度に基づいて算出され、具体的には、室外機制御部２００は、予め試験結果等に基づき巻き線温度と冷媒の温度との差を補正値として記憶している。

冷媒加熱部２０１は、さらに、その測定された巻き線温度の変化に基づいて、所定の時間が経過した後に冷媒が閾温度以上となるかどうかを判定する。冷媒加熱部２０１は、冷媒が所定の温度未満であると判定されたときに、冷媒の加熱が継続されるように、複数の巻き線１１４への欠相電流の印加を継続する。冷媒加熱部２０１は、冷媒が所定の温度以上となったと判定されたときに、冷媒が加熱されないように、モータ部１１のステータ１１１の複数の巻き線１１４への欠相電流の印加を停止する。

冷媒加熱部２０１は、圧縮機２１の複数の巻き線１１４に欠相電流が印加されることにより冷媒が加熱されているときに、バイパスライン２５を介して吐出管４１から吸入管４２に冷媒が供給されないように、すなわち、バイパス弁２６が閉鎖されるように、バイパス弁２６を制御する。

通常運転部２０２は、複数の室内機制御部５００ａ〜５００ｄからそれぞれ伝送された複数の情報に基づいて、四方弁２２が暖房モードまたは冷房モードのどちらかに切り替えられるように、四方弁２２を制御する。通常運転部２０２は、さらに、冷媒が冷凍サイクル装置１の冷凍回路を循環するように、すなわち、圧縮機２１が冷媒を圧縮するように制御する。通常運転部２０２は、圧縮機２１が冷媒の圧縮を開始してから所定時間が経過するまで、バイパスライン２５を介して吐出管４１から吸入管４２に冷媒が供給されるように、バイパス弁２６を制御する。ここで、所定時間は、予め試験等で定められ、バイパスライン２５を介して吐出管４１から吸入管４２に冷媒が供給されるようにバイパス弁２６を制御された状態で、圧縮機２１内に貯留された潤滑油に溶け込んだ冷媒が潤滑油から分離しやすくなる程度に十分に加熱されるのに必要な時間が設定される。さらに、バイパスライン２５を介して吐出管４１から吸入管４２に冷媒が供給されたとき、複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄが全閉されるように、複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄを制御する。通常運転部２０２は、さらに、吐出温度センサ３３によって検出された圧縮機２１から吐出される冷媒の吐出温度を取り込む。通常運転部２０２は、さらに、吐出温度センサ３３により測定された吐出温度に基づいて、冷媒が圧縮されるようにモータ部１１を制御する。通常運転部２０２は、さらに、圧縮機２１が冷媒の圧縮を開始してから所定時間が経過した後、バイパス弁２６が閉鎖されるように、バイパス弁２６を制御し、複数の室内機制御部５００ａ〜５００ｄからそれぞれ伝送された複数の情報に基づいて、複数の室内機５ａ〜５ｄに冷媒が適切に供給されるように、複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄを制御する。

［冷凍サイクル装置の動作］
冷凍サイクル装置１の運転停止中は、室外機制御部２００は、巻き線温度センサ１１５によって圧縮機２１の複数の巻き線１１４の巻き線温度を測定し、その測定された巻き線温度に基づいて、圧縮機２１の内部空間１６の冷媒の温度を算出する。

室外機制御部２００は、その算出された冷媒の温度が閾温度未満であるときに、モータ部１１のステータ１１１の複数の巻き線１１４に欠相電流を印加する。モータ部１１は、複数の巻き線１１４に欠相電流が印加されると、シャフト１５を回転させないで、発熱する。圧縮機２１の内部空間１６に配置される冷媒は、モータ部１１が発熱することにより、加熱される。

室外機制御部２００は、さらに、冷媒の温度が閾温度以上であるときに、複数の巻き線１１４への欠相電流の印加を停止する。冷媒の温度が閾温度未満と判定されたときに、複数の巻き線１１４への欠相電流の印加を継続する。冷凍サイクル装置１の運転停止中、室外機制御部２００は、所定の制御間隔時間（例えば１分）毎に上述の判定を繰り返す。

冷凍サイクル装置１には、圧縮機２１を構成する機械要素の摩擦を低減する潤滑油が、冷媒とともに循環している。圧縮機２１の中に貯留された潤滑油は、圧縮機２１が低外気温下で長時間停止していると、多量の冷媒が溶け込む。潤滑油に多量の冷媒が溶け込むと、油溜め１７に貯留された潤滑油の油面が上昇し、第１の圧縮部１２Ｓ及び第２の圧縮部１２Ｔが潤滑油に浸された状態となり、第１の圧縮部１２Ｓ及び第２の圧縮部１２Ｔを構成する部品同士の隙間から冷媒を含んだ潤滑油が徐々にそれぞれ第１シリンダ室１３０Ｓと第２シリンダ室１３０Ｔに染み込んでいく。そのため、圧縮機２１は、多量の冷媒が潤滑油に溶け込んでいる状態で、起動すると、冷媒を液圧縮することがある。液圧縮は、圧縮機２１の機械要素を破壊させることがあり、さらに、第１シリンダ室１３０Ｓ及び第２シリンダ室１３０Ｔにおける圧縮過程で冷媒の圧力が過剰に上昇するため、冷媒に含有されるＨＦＯ１１２３が不均化反応を起こす可能性がある。

冷凍サイクル装置１は、このような制御を実行されることにより、圧縮機２１の内部空間１６に貯留される潤滑油に溶け込んだ冷媒を潤滑油から分離させ易くすることができる。冷凍サイクル装置１は、潤滑油に溶け込んでいる冷媒の量を低減することにより、圧縮機２１が冷媒を液圧縮することを防止することができる。冷凍サイクル装置１は、圧縮機２１が冷媒を液圧縮することを防止することにより、第１シリンダ室１３０Ｓ及び第２シリンダ室１３０Ｔにおける圧縮過程で冷媒の圧力が過剰に上昇することを防ぎ、冷媒に含有されるＨＦＯ１１２３が不均化反応を起こすことを防止することができる。また、冷媒の温度をＨＦＯ１１２３が不均化反応を起こす温度の下限値である温度下限値７３（所定の温度）以上とならないように加熱されるので、冷媒に含有されるＨＦＯ１１２３が不均化反応を起こすことをさらに防止することができる。

一方、従来の冷凍サイクル装置１では、圧縮機２１の内部空間に配置される冷媒を加熱する際に、本実施例の様に巻き線温度が閾温度以上とならないように制御してはいなかった。そのため、冷凍サイクル装置１の運転停止中の圧縮機２１の内部空間１６の冷媒の加熱温度を制御することによって、従来の冷凍サイクル装置よりも加熱温度が低下する場合がある。これによって、圧縮機２１が冷媒を液圧縮することを防止するという効果が低減してしまう恐れがある。そのため、本実施例では、通常運転の開始から所定時間、圧縮機２１から吐出されて吐出管４１を流れる冷媒がバイパスライン２５を介して吸入管４２に供給されるようにして、圧縮機２１の内部空間１６の冷媒の温度を素早く上昇させている。以下、通常運転の起動時の動作を説明する。

［通常運転］
通常運転は、ユーザにより冷凍サイクル装置１が起動されたときに実行される。すなわち、冷凍サイクル装置１のユーザは、室内機５ｘが配置されている室内を温度調節したいときに、図示しないリモコンを操作することにより、冷凍サイクル装置１を起動し、室内機制御部５００ｘに運転条件を入力する。室内機制御部５００ｘは、運転条件が入力されると、その入力された運転条件と、室内熱交温度センサ６１ｘにより測定された室内熱交温度と、室内温度センサ６２ｘにより測定された室内温度とを室外機制御部２００に送信する。

室外機制御部２００は、さらに、室内機制御部５００ｘから受信した情報に基づいて、暖房運転または冷房運転のどちらかを選択する。たとえば、室外機制御部２００は、運転条件が示す設定温度が室内温度より高いときに暖房運転を選択し、運転条件が示す設定温度が室内温度より低いときに冷房運転を選択する。その後、室外機制御部２００は、複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄを制御することにより、複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄの全部を全閉にする。室外機制御部２００は、さらに、バイパス弁２６を制御することにより、バイパスライン２５を介して冷媒が吐出管４１から吸入管４２に供給されるようにバイパス弁２６を開放する。次に、室外機制御部２００は、圧縮機２１が吸入管４２から供給されたガス冷媒を圧縮するようにモータ部１１を制御する。圧縮された高温高圧のガス冷媒は、内部空間１６の冷媒を加熱して吐出管４１に吐出される。吐出管４１に吐出された冷媒は、バイパスライン２５を介して吸入管４２に供給され、圧縮機２１に戻される。このように、圧縮機２１の内部空間１６の冷媒の温度を素早く上昇させることで、冷凍サイクル装置１は、圧縮機２１が冷媒を液圧縮することを防止している。所定時間経過後、バイパス弁２６が閉鎖されるように、バイパス弁２６を制御する。複数の室内機制御部５００ａ〜５００ｄからそれぞれ伝送された複数の情報に基づいて、複数の室内機５ａ〜５ｄに冷媒が適切に供給されるように、複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄを制御する。

［冷房運転］
室外機制御部２００は、冷房運転が選択されたときに、四方弁２２を制御することにより、四方弁２２を冷房モードに切り替える。室外機制御部２００は、モータ部１１を制御ことにより、吸入管４２を介して四方弁２２から圧縮機２１に供給されたガス冷媒を圧縮する。圧縮機２１は、圧縮された高温高圧のガス冷媒を四方弁２２に供給する。四方弁２２は、冷房モードに切り替えられていることにより、圧縮機２１から供給された高温高圧のガス冷媒を室外熱交換器２３に供給する。室外熱交換器２３は、室外機２の内部に取り込まれた外気とその高温高圧のガス冷媒とを熱交換させることにより、高温高圧のガス冷媒を凝縮させて液化させる。室外熱交換器２３は、その高圧の液冷媒を複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄに供給する。

複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄの各絞り装置２４ｘは、室外熱交換器２３から供給された高圧の液冷媒を断熱膨張させて低温低圧の二相冷媒にする。絞り装置２４ｘは、低温低圧の二相冷媒を室内機５ｘの室内熱交換器５１ｘに供給する。室内熱交換器５１ｘは、絞り装置２４ｘから供給された低温低圧の二相冷媒と、室内機５ｘの内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させることにより、低温低圧の二相冷媒を蒸発させてガス化させる。室内熱交換器５１ｘは、低圧のガス冷媒を、四方弁２２に供給する。四方弁２２は、冷房モードに切り替えられていることにより、複数の室内熱交換器５１ａ〜５１ｄから供給された低圧のガス冷媒を圧縮機２１に供給する。

［暖房運転］
室外機制御部２００は、暖房運転が選択されたときに、四方弁２２を制御することにより、四方弁２２を暖房モードに切り替える。室外機制御部２００は、モータ部１１を制御ことにより、吸入管４２を介して四方弁２２から圧縮機２１に供給されたガス冷媒を圧縮する。圧縮機２１は、圧縮された高温高圧のガス冷媒を四方弁２２に供給する。四方弁２２は、暖房モードに切り替えられていることにより、圧縮機２１から供給された高温高圧のガス冷媒を複数の室内機５ａ〜５ｄに供給する。複数の室内機５ａ〜５ｄの各室内機５ｘの室内熱交換器５１ｘは、四方弁２２から室内機５ｘに供給された高温高圧のガス冷媒と、室内機５ｘの内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させることにより、その高温高圧のガス冷媒を凝縮させて液化させる。室内熱交換器５１ｘは、高圧の液冷媒を絞り装置２４ｘに供給する。

絞り装置２４ｘは、室内熱交換器５１ｘから供給された高圧の液冷媒を断熱膨張させて低温低圧の二相冷媒にする。絞り装置２４ｘは、低温低圧の二相冷媒を室外熱交換器２３に供給する。室外熱交換器２３は、室外機２の内部に取り込まれた外気と、複数の絞り装置２４ａ〜２４ｄから供給された低温低圧の二相冷媒とを熱交換させることにより、その低温低圧の冷媒を蒸発させてガス化させる。室外熱交換器２３は、その低圧のガス冷媒を四方弁２２に供給する。四方弁２２は、暖房モードに切り替えられていることにより、室外熱交換器２３から供給された低圧のガス冷媒を圧縮機２１に供給する。

室外機制御部２００は、暖房運転または冷房運転を実行しているときに、さらに、室内機制御部５００ｘから受信した運転条件と室内熱交温度と室内温度とに基づいて、絞り装置２４ｘの開度を調節する。たとえば、室外機制御部２００は、室外機２と室内機５ｘが起動されていないときに、絞り装置２４ｘを制御することにより、絞り装置２４ｘを全閉する。室外機２と室内機５ｘが運転されているときに、室外機制御部２００は、室内機制御部５００ｘから受信した運転条件と室内熱交温度と室内温度とに基づいて、室内熱交換器５１ｘに流れる冷媒の量が少ないと判定されたときに、絞り装置２４ｘを制御することにより、絞り装置２４ｘの開度を増加させる。室外機制御部２００は、室内機制御部５００ｘから受信した運転条件と室内熱交温度と室内温度とに基づいて、室内熱交換器５１ｘに流れる冷媒の量が多いと判定されたときに、絞り装置２４ｘを制御することにより、絞り装置２４ｘの開度を減少させる。

［圧縮機の効果］
実施形態の圧縮機２１は、冷媒を圧縮する圧縮機部１２と、冷媒を加熱するモータ部１１と、冷媒が不均化反応を起こす温度の温度下限値７３より低い温度に冷媒が加熱されるように、モータ部１１を制御する室外機制御部２００とを備えている。このような圧縮機２１は、圧縮機筐体１０内の冷媒を加熱することにより、冷媒が液圧縮されることを防止することができる。このような圧縮機２１は、冷媒が液圧縮されることを防止することにより、第１シリンダ室１３０Ｓ及び第２シリンダ室１３０Ｔにおける圧縮過程で冷媒の圧力が過剰に上昇することを防ぎ、液圧縮による冷媒の不均化反応を起こすことを防止することができる。このような圧縮機２１は、さらに、冷媒の温度が温度下限値７３より高い温度にならないように冷媒を加熱することにより、その加熱により冷媒が不均化反応を起こすことを防止することができる。

また、実施形態の圧縮機２１は、圧縮機筐体１０内の冷媒の温度を測定する巻き線温度センサ１１５をさらに備えている。このとき、室外機制御部２００は、その測定された温度に基づいて冷媒が加熱されるようにモータ部１１を制御する。このような圧縮機２１は、測定された温度に基づいて冷媒を加熱することにより、冷媒の温度が温度下限値７３より高い温度にならないように冷媒の温度を適切に制御することができ、冷媒が不均化反応を起こすことを適切に防止することができる。

また、圧縮機部１２は、回転動力を用いて冷媒を圧縮する。モータ部１１は、３相電流が印加されることによりその回転動力を生成してモータを回転させ、欠相電流が印加されることによりモータを回転させずに冷媒を加熱する。このような圧縮機２１は、冷媒を加熱するヒータをモータ部１１と別個に備える必要がなく、製造コストを低減することができる。

モータ部１１は、３相電流が流れる複数の巻き線１１４を有している。このとき、巻き線温度センサ１１５は、複数の巻き線１１４の温度を測定することにより冷媒の温度を測定する。

ところで、既述の圧縮機２１は、巻き線温度センサ１１５により測定された巻き線温度に基づいて冷媒を加熱しているが、巻き線温度と異なる温度に基づいて冷媒を加熱してもよい。その温度としては、圧縮機２１から吐出される冷媒の吐出温度が例示される。圧縮機２１は、吐出温度に基づいて冷媒を加熱する場合でも、冷媒の温度が温度下限値７３より高い温度にならないように冷媒を加熱することができ、その加熱により冷媒が不均化反応を起こすことを防止することができる。

また、実施形態の圧縮機２１は、圧縮機部１２により圧縮された冷媒を吐出する吐出管４１と、圧縮機部１２に冷媒を供給する吸入管４２と、吐出管４１を吸入管４２に接続するバイパスライン２５を開閉するバイパス弁２６をさらに備えている。室外機制御部２００は、吐出管４１から吸入管４２に冷媒が流れるように、バイパス弁２６を制御する。このような圧縮機２１は、バイパスライン２５を介して、吐出された冷媒を圧縮機筐体１０の内部に戻すことにより、圧縮機筐体１０の内部の冷媒を速やかに加熱させることができ、冷媒を速やかに気化させることができる。

ところで、既述の冷凍サイクル装置１は、バイパスライン２５を備えているが、バイパスライン２５を省略してもよい。圧縮機２１は、冷凍サイクル装置１からバイパスライン２５が省略された場合でも、冷媒の温度が温度下限値７３より高い温度にならないように冷媒を加熱することにより、その加熱により冷媒が不均化反応を起こすことを防止することができる。

また、実施形態の冷凍サイクル装置１は、圧縮機２１と室外熱交換器２３と絞り装置２４ｘと室内熱交換器５１ｘとを備えている。圧縮機２１は、高温低圧の冷媒を圧縮することにより高温高圧の冷媒を生成する。室外熱交換器２３は、高温高圧の冷媒を冷却することにより低温高圧の冷媒を生成する。絞り装置２４ｘは、低温高圧の冷媒を断熱膨張させることにより低温低圧の冷媒を生成する。室内熱交換器５１ｘは、低温低圧の冷媒を加熱することにより高温低圧の冷媒を生成する。このような冷凍サイクル装置１は、運転停止時に、圧縮機２１が温度下限値７３より高い温度にならないように冷媒を加熱することにより、寝込み起動運転時に、冷媒が不均化反応を起こすことを防止することができる。

また、室外機制御部２００は、モータ部１１により冷媒が加熱されるときに、絞り装置２４ｘを流れる冷媒の流量が低減されるように、絞り装置２４ｘを制御する。このような冷凍サイクル装置１は、絞り装置２４ｘから圧縮機２１に供給される低温の冷媒の流量を低減することにより、バイパスライン２５を介して吐出管４１から供給される高温の冷媒の流量が低温の冷媒の流量に比べて相対的に多くなるため、圧縮機部１２内の冷媒の温度を速やかに上昇させることができる。

ところで、既述の圧縮機２１は、モータ部１１を用いて圧縮機筐体１０の内部の冷媒を加熱しているが、モータ部１１と異なる他の加熱部を用いて圧縮機筐体１０の内部の冷媒を加熱してもよい。その加熱部としては、圧縮機筐体１０の下部を囲んで、圧縮機筐体１０を加熱するヒータが例示される。このような加熱部を用いて圧縮機筐体１０の内部の冷媒を加熱する場合でも、冷媒の温度が温度下限値７３より高い温度にならないように冷媒を加熱することにより、その加熱により冷媒が不均化反応を起こすことを防止することができる。

１ ：冷凍サイクル装置
２ ：室外機
５ａ〜５ｄ：複数の室内機
２１：圧縮機
２３：室外熱交換器
２４ａ〜２４ｄ：複数の絞り装置
２５：バイパスライン
２６：バイパス弁
３３：吐出温度センサ
４１：吐出管
４２：吸入管
５１ａ〜５１ｄ：複数の室内熱交換器
２００：室外機制御部
５００ａ〜５００ｄ：複数の室内機制御部
１１：モータ部
１２：圧縮機部
１５：シャフト
１６：内部空間
１７：油溜め
１１１：ステータ
１１２：ロータ
１１３：ステータコア
１１４：複数の巻き線
１１５：巻き線温度センサ

Claims (4)

1. 筐体と、
   前記筐体内に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機部と、
   前記筐体内の冷媒を加熱する加熱部と、
   前記筐体の内部又は外部に設けられた温度センサと、前記温度センサの測定結果を用いて前記筐体内の冷媒の温度を算出し、
   前記圧縮機部の停止中において、前記筐体内の冷媒の温度が不均化反応を起こす温度の下限値より低い温度に前記冷媒が加熱されるように、前記加熱部を制御する制御部
   とを備える圧縮機。
2. 前記加熱部は、３相電流が印加されることにより回転動力を生成するモータ部から形成され、
   前記モータ部は、欠相電流が印加されることにより前記筐体内の冷媒を加熱する
   請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記モータ部は、前記３相電流が流れる複数の巻き線を有し、
   前記温度センサは、前記複数の巻き線の温度を測定し、
   前記制御部は、前記複数の巻き線の温度に基づいて前記冷媒の温度を算出する
   請求項２に記載の圧縮機。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の圧縮機を備えた
   冷凍サイクル装置。

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