JP2557656B2 - 冷凍装置の能力制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はヒートポンプ式冷暖房機や冷房機並びにショ
ーケースの冷凍機等に利用される冷凍装置の能力制御に
関する。

（ロ）従来の技術 圧縮機のケーシング内には運転停止時に潤滑オイル中
に液冷媒が飽和状態で溶け込んでおり、このため起動時
には潤滑オイル中の液冷媒が蒸発し潤滑オイルが冷媒と
共に泡状になってケーシングから大量に吐出される、い
わゆるオイルフォーミング現象が発生してケーシング内
のオイルの量が減少してしまう虞れがある。このフォー
ミング現象に対する技術的対応策は圧縮機の運転周波数
が商用周波数60〜90Hz程度であればとれるが、周波数変
換器（インバータ装置）で運転周波数が例えば35Hzから
105Hzまで可変される能力可変型圧縮機においては起動
時に最低周波数から最大周波数まで一挙に上げるとオイ
ルフォーミング現象の発生に対応しきれず、圧縮機が破
損してしまう問題が生じていた。

このため、能力可変型圧縮機の運転周波数を最低周波
数から最大周波数まで一挙に上げないで途中の中間周波
数で一定時間圧縮機を運転することによりフォーミング
による潤滑オイルの吐出を阻止するようにした空気調和
装置が特開昭58−152187号公報で提示されている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記公報で提示の装置では起動後、一定時間（例えば
15分）中間周波数で運転される。このため、サーモオン
による再起動運転の場合のように、油温が高く冷媒への
溶け込み量が少ないためオイルフォーミング現象が発生
しにくい場合でも一定時間経過しないと最大周波数へ上
げられないので、冷暖房運転の立ち上がり特性が劣る問
題点を有していた。

本発明はかかる問題点を解決すると共に、圧縮機内の
潤滑油を加熱する手段としてクランクケースヒータを用
い、圧縮機の運転が停止している時に電源が入りヒータ
で潤滑油を圧縮機の運転に先立って加熱したり、圧縮機
の運転と同時にヒータを作用させて潤滑油を加熱したり
する冷凍装置の能力制御方法を提供するものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、周波数変換器で運転周波数が可変される能
力可変型の冷媒圧縮機にこの圧縮機内の潤滑油を加熱す
る手段を設け、加熱手段の作用が圧縮機の起動と同時に
行われた時にはこの圧縮機の吐出側温度が所定温度を上
回るまで圧縮機の運転周波数を第１の所定周波数以下に
抑え、一方加熱手段の発熱中に圧縮機を起動する時には
圧縮機の吐出側温度が所定温度を上回るまでこの圧縮機
の運転周波数を第１の所定周波数よりも高い第２の所定
周波数以下に抑えるようにしたものである。

（ホ）作用 圧縮機内の潤滑油を加熱する加熱手段の作用が圧縮機
の起動と同時に行われた時にはこの圧縮機の吐出側温度
が所定温度（例えば60℃）を上回るまで圧縮機の運転周
波数を第１の所定（設定）周波数（例えば60HZ）以下に
抑え、一方この加熱手段の発熱中にこの圧縮機を起動す
る時には圧縮機の吐出側温度が所定温度を上回るまで第
１の所定周波数よりも高い第２の所定（設定）周波数以
下（例えば90HZ）に抑えるようにして、オイルフォーミ
ング現象の発生を防止している。

（ヘ）実施例 第１図は本発明装置の能力制御方法を示すフローチャ
ート、第２図は本発明装置のヒートポンプ式冷媒回路図
であり、制御器（１）内の周波数変換器で運転周波数が
可変される能力可変型の冷媒圧縮機（２）と、冷暖流路
切換用の四方弁（３）と、室内側熱交換器（４）と、毛
細管等の減圧素子（５）と、室外側熱交換器（６）とを
第２図の如く還状に接続し、暖房運転時は四方弁（３）
を実線状態に設定して圧縮機（２）からの吐出冷媒を室
内側熱交換器（４）から室外側熱交換器（６）へ、冷房
運転時は四方弁（３）を破線状態に切換えて吐出冷媒を
逆に室外側熱交換器（６）から室内側熱交換器（４）へ
と流れるようになっている。

（７）は圧縮機（２）内の潤滑油を加熱する手段で、
電源スイッチの投入により通電されて発熱するクランク
ケースヒータが用いられている。

（８）は圧縮機（２）の冷媒吐出管（９）に設けられ
冷媒吐出温度を検出する温度センサー、（10）は被調和
室（11）の温度を検出する室温センサーで、これらセン
サー（８）（10）からの信号が制御器（１）に入力され
ることにより、圧縮機（２）は第１図のフローチャート
に従った運転周波数で制御されるようになっている。

以下、この制御方法を説明する。冷暖房運転スイッチ
を投入した時、室温センサー（９）で検出した室温と設
定温度とに絶対温度差Δｔがあると制御器（１）からの
信号により運転周波数が5Hz/2秒の可変スピードで最低
周波数35Hzから上昇して冷暖房運転が開始される。この
運転開始時に、電源スイッチが同時に投入されて加熱手
段（７）により圧縮機（２）内の潤滑油がこれから加熱
される場合は温度センサー（８）で検出された圧縮機
（２）の冷媒吐出温度が所定温度60℃を上回るまで制御
器（１）からの信号により運転周波数が第１の設定周波
数60Hz以上に上昇するのが禁止され、オイルフォーミン
グ現象の発生が防止される。

一方、冷暖房運転開始時に、電源スイッチが既に投入
されていて加熱手段（７）により圧縮機（２）内の潤滑
油が加熱されている場合は温度センサー（８）で検出さ
れた圧縮機（２）の冷媒吐出温度が所定温度60℃を上回
るまで制御器（１）からの信号により運転周波数が第２
の設定周波数90Hz以上に上昇するのが禁止され（所定周
波数以下に抑えられ）、オイルフォーミング現象の発生
が防止される。

そして、圧縮機（２）の冷媒吐出温度が所定温度60℃
を上回わって圧縮機（２）のケーシング内の潤滑油がオ
イルフォーミングしにくい油温に達すると60Hz及び90Hz
上昇禁止が解除され、運転周波数は最高周波数105Hzへ
上昇されて急速に室内が冷暖房される。

このように、圧縮機（２）の起動時に圧縮機（２）内
の潤滑油が加熱手段（７）で既に加熱されている場合は
運転周波数を90Hzまで上昇させて冷暖房運転の立ち上が
りを早めてもオイルフォーミングが生じる虞れはない
が、圧縮機（２）の起動時に潤滑油の温度が低い場合は
運転周波数を60Hz以下に抑えてオイルフォーミングの発
生を防止している。

尚、上記実施例において、油温と圧縮機（２）の冷媒
吐出温度とは比例関係にあり、油温が低く冷媒の溶け込
み量が多いためオイルフォーミング現象が発生しやすい
状態にあるか、あるいは、油温が高く冷媒の溶け込み量
が少ないためオイルフォーミング現象が発生しにくい状
態にあるかを冷媒吐出温度で判別するようにしたが、冷
媒吐出温度を検出する代わりに圧縮機（２）のケーシン
グ温度もしくは圧縮機モーターの巻線温度や潤滑油その
ものの温度等を検出しても良い。

又、加熱手段（７）としてクランクケースヒータを用
いる代わりに圧縮機モーターの巻線を兼用し、この巻線
の発熱で潤滑油を加熱するようにしても良い。

又、上記実施例ではヒートポンプ式冷暖房機について
述べたが、四方弁（３）を有さない冷房機やショーケー
スの冷凍機についても適用可能である。

（ト）発明の効果 本発明によれば、圧縮機内でオイルフォーミング現象
が発生するか否かを圧縮機の吐出側温度を検出して判別
すると共に、圧縮機の起動時にこの圧縮機内の潤滑油を
加熱手段で加熱している時は、この圧縮機の吐出側温度
が所定温度を上回るまでこの圧縮機の運転周波数を第２
の所定周波数以下に抑え、その加熱手段の作用が圧縮機
の起動と同時に行われた時にはこの圧縮機の吐出側温度
が所定温度を上回るまで圧縮機の運転周波数を第２の所
定周波数よりも低い第１の所定周波数（例えば60HZ）以
下に抑えるようにしたので、オイルフォーミング現象の
発生を防止しながら冷暖房運転の立ち上がり特性を良好
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は冷凍装置
の能力制御方法を示すフローチャート、第２図はヒート
ポンプ式冷媒回路図である。 （１）……制御器、（２）……冷媒圧縮機。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周波数変換器で運転周波数が可変される能
   力可変型の冷媒圧縮機にこの圧縮機内の潤滑油を加熱す
   る手段を設けた冷凍装置において、前記加熱手段の作用
   が前記圧縮機の起動と同時に行われた時にはこの圧縮機
   の吐出側温度が所定温度を上回るまでこの圧縮機の運転
   周波数を第１の所定周波数以下に抑え、一方前記加熱手
   段の発熱中に圧縮機を起動した時には圧縮機の吐出側温
   度が所定温度を上回るまでこの圧縮機の運転周波数を前
   記第１の所定周波数よりも高い第２の所定周波数以下に
   抑えるようにしたことを特徴とする冷凍装置の能力制御
   方法。