JP4152008B2

JP4152008B2 - Refrigerant circulation type heat transfer device

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Publication number: JP4152008B2
Application number: JP34979497A
Authority: JP
Inventors: 良彦内山; 郁男水野; 誠三沢
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JPH11182971A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調装置や冷凍機に適用される冷媒循環式熱移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧縮機から吐出した冷媒を凝縮器、膨張弁（絞り）、蒸発器を経て圧縮機に戻すように循環させながら、凝縮器での放熱により暖房を行わせたり、あるいは蒸発器での吸熱により冷房や冷凍を行わせるようにした冷媒循環式熱移動装置（熱移動装置と略す）は一般に知られている。
【０００３】
この種の熱移動装置を用いた空調装置では、一般に、温度調整の際に、温度設定手段により設定される目標温度と室内等の現実の温度（検出温度）とを比較し、その温度差に応じて冷媒の目標圧力を設定し、現実の圧力（検出圧力）が目標圧力となるように圧縮機の回転数をフィードバック制御するようにしている。
【０００４】
例えば、冷房では、膨張弁から蒸発器を経て圧縮機の吸い込み口までの間の低圧回路での冷媒の目標圧力を設定し、低圧回路の冷媒の圧力が目標圧力となるように圧縮機の回転数を制御する。この際、検出温度と目標温度との差が大きくなる程、目標圧力を低く設定する。そして、検出圧力と目標圧力との差が大きい場合には、圧縮機の回転数を上昇させ、逆にこの圧力差が小さい場合には回転数を低下させるように圧縮機を制御する。すなわち、検出温度と目標温度との差が大きい場合には、圧縮機の回転数を上昇させることにより、絞りの上下流間での冷媒の圧力差を大きくし、蒸発器への冷媒循環量を増加させるとともに、圧縮機の冷媒吸引作用を増大させて低圧側圧力を低下させ、これに伴い低圧側の冷媒温度を低下させることにより蒸発器での吸熱作用を促進させ、逆に、温度差が小さい場合には、圧縮機の回転数を低下させることにより、絞り上下流間での冷媒の圧力差を小さくし、かつ圧縮機の冷媒吸引作用を低下させ、これにより蒸発器での吸熱作用を抑制するようにしている。
【０００５】
一方、暖房では、圧縮機の吐出口から凝縮器までの間の高圧回路での冷媒の目標圧力を設定し、高圧回路の冷媒の圧力が目標圧力となるように圧縮機の回転数を制御する。この場合には、目標温度と検出温度との差に応じて目標圧力を設定し、目標温度と検出温度との差が大きい場合には、圧縮機の回転数を上昇させることにより、より多くの冷媒を凝縮器に供給するとともに冷媒を高温化することにより放熱効果を促進させ、逆に、温度差が小さい場合には、圧縮機の回転数を低下させ、凝縮器への冷媒の供給を抑えて放熱効果を抑制するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような空調装置においては、設定温度と検出温度とが近似値となると、通常はサーモオフ状態、すなわち圧縮機を停止させて室内温度を保つようにしている。
【０００７】
ところが、例えば、圧縮機を停止させた状態が長時間持続されると、蒸発器の出口から圧縮機の吸い込み口までの間の低圧回路に滞留している冷媒が液化することとなる。そして、換気等により室内温度が急激に変化すると、圧縮機が再起動されることにより低圧回路内の圧力が急激に低下し、これに伴い滞留している液状冷媒が急激に気化する結果、一種の沸騰状態が生じ、完全に気化する前の泡状冷媒が圧縮機に吸入されることがある。
【０００８】
しかし、このような泡状冷媒の吸入が度重なると圧縮機の損傷の原因となるので、これを有効に防止する必要がある。なお、この種の装置では、通常、低圧回路にアキュムレータを介設して液冷媒を分離し、これにより圧縮機への液冷媒の吸入を防止するようにしているが、この場合でも、起動時、アキュムレータに滞留する液冷媒が沸騰してアキュムレータから溢れるため、また、サーモオフ中にアキュムレータと圧縮機の間における気相冷媒の通路内に液冷媒が滞留し得るため、依然として圧縮機の再起動時に泡状の冷媒が圧縮機に吸入される虞れがある。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、液冷媒の吸入に起因した圧縮機の損傷を有効に防止することができる冷媒循環式熱移動装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器、絞り及び蒸発器を通って圧縮機に戻されるように構成された冷媒回路を備え、上記蒸発器での吸熱または上記凝縮器での放熱により冷房、冷凍または暖房を行うようにされた冷媒循環式熱移動装置において、上記冷房等の対象となる空間の温度を検出する温度検出手段と、目標温度を設定可能とする温度設定手段と、目標温度に対する検出温度の偏差を調べ、その偏差が所定値以下の場合に上記圧縮機を停止させる一方、所定値を超える場合に上記圧縮機を作動させるべく上記圧縮機の駆動を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、上記圧縮機を作動させるときに所定の最低回転数と最高回転数との間の許容回転数域内で上記圧縮機の回転数を制御し、かつ、異常が生じたときは最低回転数を同じ条件での通常制御の最低回転数よりも低い回転数にして異常回避制御を行なうようにするとともに、停止状態から作動状態への圧縮機の切替え後、圧縮機の回転数が緩慢に上昇するように、また異常回避制御から通常制御への切替え後も圧縮機の回転数上昇が緩慢になるように、圧縮機を制御するようにしたものである（請求項１）。
【００１１】
この装置によれば、検出温度と目標温度とが近似しているときには圧縮機が停止状態とされ、これにより冷房等が必要以上に行われることが避けられる。そして、目標温度に対する検出温度の偏差が所定値以上となると、圧縮機が停止状態から作動状態へと切替られて冷房等の効果が促進される。この際、停止状態から作動状態への圧縮機の切替え後は、圧縮機の回転数が緩慢に上昇させられるため、低圧回路内の急激な圧力低下が防止される。そのため、低圧回路内に液冷媒がある場合でも、泡立ち現象を招くことなく気化させることが可能となる。また、異常回避制御では圧縮機の回転数を充分に低下させて冷媒の圧力を低下させるので、異常回避制御から通常制御への復帰時には、急激に回転数を上昇させると冷媒の圧力が急激に上昇して再度異常状態となる虞れがあるが、上記のように回転数の上昇を緩慢にして冷媒の圧力上昇を抑えることで、このような事態の発生を回避することができる。
【００１２】
また、特に暖房を行う装置に適用する場合に好ましい構成としては、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器、絞り及び蒸発器を通って圧縮機に戻されるように構成された冷媒回路を備え、上記凝縮器での放熱により暖房を行うようにされた冷媒循環式熱移動装置において、暖房の対象となる空間の温度を検出する温度検出手段と、目標温度を設定可能とする温度設定手段と、上記圧縮機の吐出口から凝縮器の入口までの間の高圧回路の圧力を検出可能とする圧力検出手段と、上記温度設定手段により設定される目標温度と上記温度検出手段による検出温度との差が所定値を超える場合に上記高圧回路の目標圧力を設定する圧力設定手段と、上記目標温度と検出温度との差が上記所定値以下の場合に上記圧縮機を停止させる一方、圧縮機の作動中、上記目標圧力と圧力検出手段による検出圧力との差に応じ、この圧力差が大きい程、回転数が高くなるように上記圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、上記圧縮機を作動させるときに所定の最低回転数と最高回転数との間の許容回転数域内で上記圧縮機の回転数を制御し、かつ、異常が生じたときは最低回転数を同じ条件での通常制御の最低回転数よりも低い回転数にして異常回避制御を行なうようにするとともに、停止状態から作動状態への圧縮機の切替え後、圧縮機の回転数が緩慢に上昇するように、また異常回避制御から通常制御への切替え後も圧縮機の回転数上昇が緩慢になるように、圧縮機を制御するようにしたものである（請求項２）。
【００１３】
この装置によれば、検出温度と目標温度とが近似しているときには圧縮機が停止状態とされ、これにより暖房が必要以上に行われることが避けられる。一方、検出温度と目標温度との差が所定値以上のときには、圧縮機が停止状態から作動状態へと切替られるとともに、検出温度と目標温度との温度差に応じ、低圧回路の冷媒圧力に対する目標圧力が設定され、検出圧力が目標圧力となるように圧縮機の回転数が制御される。これにより暖房の効果が促進される。この際、停止状態から作動状態への圧縮機の切替え後は、圧縮機の回転数が緩慢に上昇させられるため、低圧回路内の急激な圧力低下が防止される。そのため、低圧回路内に液冷媒がある場合でも、泡立ち現象を招くことなく気化させることが可能となる。また、異常回避制御では圧縮機の回転数を充分に低下させて冷媒の圧力を低下させるので、異常回避制御から通常制御への復帰時には、急激に回転数を上昇させると冷媒の圧力が急激に上昇して再度異常状態となる虞れがあるが、上記のように回転数の上昇を緩慢にして冷媒の圧力上昇を抑えることで、このような事態の発生を回避することができる。
【００１４】
また、冷房または冷凍を行う装置に適用する場合に好ましい構成としては、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器、絞り及び蒸発器を通って圧縮機に戻されるように構成された冷媒回路を備え、上記蒸発器での吸熱により冷房または冷凍を行うようにされた冷媒循環式熱移動装置において、冷房または冷凍の対象となる空間の温度を検出する温度検出手段と、目標温度を設定可能とする温度設定手段と、上記蒸発器の出口から圧縮機の吸い込み口までの間の低圧回路の圧力を検出可能とする圧力検出手段と、上記温度検出手段による検出温度と上記温度設定手段により設定される目標温度との差が所定値を超える場合に上記低圧回路の目標圧力を設定する圧力設定手段と、上記検出温度と目標温度との差が上記所定値以下の場合に上記圧縮機を停止させる一方、圧縮機の作動中、圧力検出手段よる検出圧力と上記目標圧力との差に応じ、この圧力差が大きい程、回転数が高くなるように上記圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、上記圧縮機を作動させるときに所定の最低回転数と最高回転数との間の許容回転数域内で上記圧縮機の回転数を制御し、かつ、異常が生じたときは最低回転数を同じ条件での通常制御の最低回転数よりも低い回転数にして異常回避制御を行なうようにするとともに、停止状態から作動状態への圧縮機の切替え後、圧縮機の回転数が緩慢に上昇するように、また異常回避制御から通常制御への切替え後も圧縮機の回転数上昇が緩慢になるように、圧縮機を制御するようにしたものである（請求項３）。
【００１５】
この装置によれば、目標温度と検出温度とが近似しているときには圧縮機が停止状態とされ、これにより冷房または冷凍が必要以上に行われることが避けられる。一方、目標温度と検出温度との差が所定値以上のときには、圧縮機が停止状態から作動状態へと切替られるとともに、目標温度と検出温度との温度差に応じ、高圧回路の冷媒圧力に対する目標圧力が設定され、検出圧力が目標圧力となるように圧縮機の回転数が制御される。これにより冷房または冷凍の効果が促進される。この際、停止状態から作動状態への圧縮機の切替え後は、圧縮機の回転数が緩慢に上昇させられるため、低圧回路内の急激な圧力低下が防止される。そのため、低圧回路内に液冷媒がある場合でも、泡立ち現象を招くことなく気化させることが可能となる。また、異常回避制御では圧縮機の回転数を充分に低下させて冷媒の圧力を低下させるので、異常回避制御から通常制御への復帰時には、急激に回転数を上昇させると冷媒の圧力が急激に上昇して再度異常状態となる虞れがあるが、上記のように回転数の上昇を緩慢にして冷媒の圧力上昇を抑えることで、このような事態の発生を回避することができる。
【００１６】
また、この種の装置においては、圧縮機をクラッチ手段を介してエンジンに接続し、クラッチ手段による断続切替えに応じて圧縮機を作動状態と停止状態とに切替えるものがあり、このような場合には、圧縮機の停止状態において上記エンジンを最低回転数のアイドル運転状態とし、停止状態から作動状態への圧縮機の切替えの際には、上記アイドル運転状態でクラッチ手段を接続状態に切替えてからエンジン回転数を緩慢に上昇させるように制御するのが好ましい（請求項４）。このようにすれば、作動状態への切替え後は、圧縮機の回転数が極低回転から緩慢に上昇することとなるため低圧回路内の急激な圧力低下をより有効に防止することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の冷媒循環式熱移動装置の一例としての空調装置を示しており、この空調装置は、室外ユニット１Ａと、複数の室内ユニット１Ｂとで構成されている。この空調装置には、水冷式ガスエンジン２（以下、エンジン２と略す）と、このエンジン２によって駆動される圧縮機２０と、この圧縮機２０の駆動により冷媒を循環させる冷媒回路３０と、上記エンジン２を冷却するための冷却水回路９０とが設けられている。
【００１９】
上記エンジン２には吸気管３が接続され、この吸気管３にエアクリーナ４及びミキサー５が接続されている。このミキサー５には、図外の燃料ガス供給源に接続された燃料供給管６が接続されており、この燃料供給管６に流量制御弁７、減圧調整弁８及び電磁弁９が介設されている。そして、上記ミキサー５では、スロットル作動モータ５ａによるスロットル弁の回動によりエンジンへの燃料ガス及び空気の供給量を調節するようになっている。エンジン２のオイルパンには、オイル供給管１０を介してオイルタンク１１が接続されており、上記オイル管１０にはオイル供給量を調節するための電磁弁１２が介設されている。
【００２０】
また、上記エンジン２から排気管１３が導出され、この排気管１３に排ガス熱交換器１４、排気サイレンサ１５及びミストセパレータ１６が介設されている。なお、１７はエンジン２のオイルパン内のオイル温度を調節するためのヒータ、１８は排ガス熱交換器１４や排気サイレンサ１５やミストセパレータ１６からのドレン水を中和処理するドレン処理装置である。
【００２１】
上記圧縮機２０は、図示の例では２個の単位圧縮機２０ａ，２０ｂを有するマルチ型圧縮機からなり、上記各単位圧縮機２０ａ，２０ｂは電磁クラッチ２１ａ，２１ｂを介してエンジンの出力軸２２に接続されている。２３は圧縮機２０内のオイル温度を調節するためのヒータである。また、２４，２５は圧縮機温度を検出する圧縮機温度センサである。
【００２２】
上記冷媒回路３０は、上記圧縮機２０と、高圧冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、凝縮後の冷媒を膨張させて低圧にする機能を有する絞りと、膨張後の冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器とを備え、圧縮機２０から吐出した冷媒を凝縮器、絞り及び蒸発器を通して圧縮機２０に戻すように構成されている。当実施形態では、室外ユニット１Ａに設けられた室外回路３１と、室内ユニット１Ｂに設けられた室内回路３２とで冷媒回路３０が構成されるとともに、冷房と暖房とに切換可能で、かつ複数箇所の冷暖房が可能な空調装置を構成すべく、冷媒循環経路を切替えるための四方弁３３と、冷房時に凝縮器、暖房時に蒸発器となる室外熱交換器３４とを室外回路３１に設ける一方、毛細管からなる固定絞り３５と、冷房時に蒸発器、暖房時に凝縮器となる室内熱交換器３６とを、複数の室内ユニット１Ｂの各室内回路３２にそれぞれ設けている。
【００２３】
この冷媒回路３０の構成を具体的に説明する。上記室外回路３１において、圧縮機２０と四方弁３３との間には、圧縮機２０の吐出口と四方弁３３の第１ポート３３ａとを接続する吐出側ライン３８と、四方弁３３の第２ポート３３ｂと圧縮機２０の吸込口とを接続する吸入側ライン３９とが設けられている。
【００２４】
上記吐出側ライン３８にはオイルセパレータ４０が設置されている。このオイルセパレータ４０にはヒータ４１が設けられ、このヒータ４１によりオイルセパレータ４０の温度調節が行われる。そして、オイルセパレータ４０からオイルがストレーナ４２及び毛細管４３を経て吸入側ライン３９の下流部に導かれるようになっている。
【００２５】
上記吸入側ライン３９にはアキュムレータ４５が設置されており、吸入側ライン３９は、四方弁３３の第２ポート３３ｂとアキュムレータ４５の入口とをつなぐ上流側ライン３９ａと、アキュムレータ４５の気相冷媒の出口に接続されたライン３９ｂ、このライン３９ｂに毛細管４６及びこれと並列のＵ字形ライン３９ｄを介して接続された下流側ライン３９ｃとを有し、下流端部が一方向弁４４を介して圧縮機２の吸込口に接続されている。そして、上記アキュムレータ４５で気相冷媒と液相冷媒が分離され、気相冷媒がライン３９ｂ、毛細管４６、ライン３９ｃ等を経て圧縮機２０に吸入されるようになっている。
【００２６】
上記アキュムレータ４５の所定高レベル位置と所定低レベル位置とが、ストレーナ４７及び毛細管４８を有する通路とストレーナ４９及び毛細管５０を有する通路とによってそれぞれライン３９ｄに接続され、これらの通路に対してヒータ５１が設けられるとともに、各通路の温度を検出するセンサ５２，５３が設けられている。そして、アキュムレータ４５内の液面レベルの上昇に応じて通路に液相冷媒が導出されると、ヒータ５１で加熱されている通路内で温度変化が生じてこれがセンサ５２，５３で検出される。これによりセンサ５２，５３は、アキュムレータ４５内の液面が所定高レベル位置に上昇した状態や所定低レベル位置に低下した状態を検出する液面検知センサとして機能するようになっている。
【００２７】
さらにアキュムレータ４５には、液面チェック用のサイトグラス５５が設けられている。また、アキュムレータ４５内のオイルを、さらに必要に応じて運転停止中液相冷媒を導出し得るように、アキュムレータ４５の下端部がストレーナ５６及び制御弁５７を有する通路３９ｅを介してライン３９ｄに接続されている。
【００２８】
また、アキュムレータ４５には、冷房運転時、後述のライン６３を流れる冷媒から吸熱する熱交換器５８が設けられるとともに、主に、暖房運転時、暖房負荷が大きい時に使用されるヒーター５９が具備されている。
【００２９】
四方弁３３の第３ポート３３ｃにはライン６１を介して室外熱交換器３４が接続されており、このライン６１の途中にはプレート熱交換器６２が設けられている。さらに室外熱交換器３４にライン６３が接続され、このライン６３は、アキュムレータ４５に設けられた熱交換器５８を通って、端部がジョイント６４に達している。このライン６３の途中にはフィルタードライヤ６５及び手動弁６６が配置されている。
【００３０】
四方弁３３の第４ポート３３ｄにはライン６７が接続され、このライン６７には手動弁６８が配置されており、ライン６７の端部がジョイント６９に達している。
【００３１】
さらに、室外回路３１には、冷房時に室外熱交換器３４の出口側に位置するライン６３とアキュムレータ４５の入口に通じるライン３９ａとの間に、バイパス通路７０が接続されている。このバイパス通路７０には、ストレーナ７１と、開度調節可能な電磁弁からなる制御弁７２とが配置されている。
【００３２】
このほかに室外回路３１には、吐出側ライン３８の冷媒温度を検出する冷媒吐出温センサ７３、吸入側ライン３９の冷媒温度を検出する冷媒吸入温センサ７４、吐出側ライン３８の冷媒圧力を検出する冷媒吐出圧センサ７５、吸入側ライン３９の冷媒圧力を検出する冷媒吸入圧センサ７６、冷房時に室外熱交換器３４の出口側となる部分の冷媒温度を検出する冷媒熱交出口温センサ７７等のセンサ類が配備されている。
【００３３】
室外回路３１と室内回路３２との間には、ジョイント６４，６９を介してライン６３，６７に接続されたライン８１，８２が設けられている。
【００３４】
一方、室内回路３２においては、上記ライン８１，８２から分岐したライン８３，８４が固定絞り３５及び室内熱交換器３６に接続されるとともに、固定絞り３５と室内熱交換器３６とがライン８５を介して接続されている。また、ライン８５内の冷媒温度を検出する冷媒温センサ８６と、室内温度を検出する室内温センサ８７とが室内ユニット１Ｂに設けられている。
【００３５】
上記冷却水回路９０は、ポンプ９１、エンジン２のウォータジャケット９２、ラジエータ９３、サーモスタット式切換弁９４ａ，９４ｂ等を備え、これらの間に冷却水ラインが配設されている。
【００３６】
すなわち、ポンプ９１の吐出側から冷却水ライン９０ａが導出され、この冷却水ライン９０ａが排ガス熱交換器１４及びウォータジャケット９２に接続されるとともに、排ガス熱交換器１４及びウォータジャケット９２の冷却水流出側に冷却水ライン９０ｂが接続され、この冷却水ライン９０ｂが第１のサーモスタット式切換弁９４ａに接続されるとともに、このサーモスタット式切換弁９４ａより上流で冷却水ライン９０ｂから分岐したライン９０ｃが第２のサーモスタット式切換弁９４ｂに接続されている。
【００３７】
第１のサーモスタット式切換弁９４ａからは冷却水ライン９０ｄ及び冷却水ライン９０ｅが導出されている。上記冷却水ライン９０ｄはラジエータ９３に接続され、ラジエータ９３から冷却水ライン９０ｆが導出されており、また上記冷却水ライン９０ｅはプレート熱交換器６２を通ってから冷却水ライン９０ｆに合流している。さらに上記冷却水ライン９０ｆの下流側が第２のサーモスタット式切換弁９４ｂに接続され、サーモスタット式切換弁９４ｂの下流の冷却水ライン９０ｇがポンプ９１の吸込み側に接続されている。
【００３８】
サーモスタット式切換弁９４ｂは、ライン９０ｃ，９０ｆ，９０ｇの内、２つのみをライン９０ｃの冷却水温度に基づき選択的に連通する。この冷却水温度が第１の所定温度以下の時ライン９０ｃとライン９０ｇを連通し、第１の所定温度以上の時、ライン９０ｆとライン９０ｇを連通する。一方、サーモスタット式切換弁９４ａは、ライン９０ｂ，９０ｄ，９０ｅの内、２つのみをライン９０ｂの冷却水温度に基づき選択的に連通する。この冷却水温度が第１の所定温度より高い第２の所定温度以下の時、ライン９０ｂとライン９０ｅを連通し、第２の所定温度以上の時ライン９０ｂとライン９０ｄを連通する。これによりエンジン２が冷却時の暖気をし、外気温度が低くエンジン冷却水温度が特に高くなりにくい暖房運転時において、プレート熱交換器６２にエンジン冷却水を循環させ、冷媒にエンジン廃熱を回収させることが可能となる。さらに、外気温度が高く、エンジン冷却水温度が高くなり易い冷房運転時において、ラジエータ９３でエンジン冷却水の熱を放熱させ、エンジン２を十分冷却させることが可能となる。
【００３９】
なお、９５ａ，９５ｂはラジエータ９３及び室外熱交換器に対する冷却用のファン、９６ａ，９６ｂは上記ファン９５ａ，９５ｂを駆動するモータ、９７は冷却水ライン９０ｇに冷却水補給ラインを介して接続された水タンクである。また、９８はエンジンのウォータジャケットの出口部分の冷却水温を検出する冷却水温センサ、９９は排ガス熱交換器１４の出口部分の冷却水温を検出する冷却水温センサである。
【００４０】
次に、上記空調装置の制御系について図２のブロック図を用いて説明する。なお、この図では主に冷媒回路３０に関する制御系の構成を示している。
【００４１】
同図に示すように、空調装置の制御系は、室外ユニット１Ａ側に設けられている室外機制御装置１０１と、室内ユニット１Ｂ側に設けられている室内機制御装置１０２とを備え、これらの制御装置１０１，１０２が互いに関連して制御を行なうことができるように電気的に接続されている。
【００４２】
上記室外機制御装置１０１には、図１中にも示した冷媒吐出温センサ７３、冷媒吸入温センサ７４、冷媒吐出圧センサ７５、冷媒吸入圧センサ７６、冷媒熱交出口温センサ７７、圧縮機温度センサ２４，２５、冷却水温センサ９８，冷媒熱交出口温センサ９９、アキュムレータ４５の高位及び低位の液面検知用のセンサ５２，５３からそれぞれ検出信号が入力される。さらに、図１中には示していないが、図２中に示すように圧縮回転数もしくはエンジン回転数を検出する回転数センサ１０３と、外気温を検出する外気温センサ１０４とからの検出信号及び接続台数情報１０５も室外機制御装置１０１に入力される。なお、上記接続台数情報１０５は、室外ユニット１Ａに制御される室内ユニット１Ｂの台数を示すもので、室内機制御装置１０２からの信号もしくは入力操作等によって与えられる。
【００４３】
室外機制御装置１０１からは、図１中にも示したバイパス通路７０の制御弁７２、通路３９ｅの制御弁５７、室外ファンモータ９６ａ，９６ｂ、冷却水ポンプ９１、アキュムレータ４５の液面検知用の通路を加熱するヒータ５１、四方弁３３、エンジン２と圧縮機２０ａ，２０ｂとの間のクラッチ２１ａ，２１ｂ等に対して制御信号が送られる。さらに、運転状態等を表示するためのＬＥＤ１０６にも信号が送られ、図２中には示していないが、ヒータ４１，５９、流量制御弁７、電磁弁９にも室外機制御装置１０１から制御信号が送られるようになっている。なお、図中１０７は、各種設定データ等を記憶する記憶装置で、圧縮機２０の回転数制御において設定される後述の許容回転数等のデータを記憶するようになっている。
【００４４】
一方、室内機制御装置１０２には、ライン８５内の冷媒の温度を検出する冷媒温センサ８６と、室内熱交換器３６が配置されているところの室内温度を検出する室内温センサ（温度検出手段）８７とからの各検出信号が入力されるとともに、室内機容量を示す室内機容量データ１０８と、図外の温度設定手段の操作によって与えられる設定温データ１０９も入力される。室内制御装置１０２からは、要求負荷の大小に合わせ室内熱交換器３６へ送る室内空気量を増減するため、室内フォアモータ２００へ制御信号が出力される。
【００４５】
上記制御装置１０１，１０２は、四方弁３３を制御することによって冷暖房の切替えを行うとともに、冷房運転時や暖房運転時に、温度条件等に応じて適切に冷房等が行わわれるように上記エンジン２及びクラッチ２１ａ，２１ｂ等を介して圧縮機２０の駆動を制御するようになっている。
【００４６】
以下、上記制御装置１０１，１０２によって行われる圧縮機２０の制御について図３〜図５を用いて説明する。
【００４７】
図３は圧縮機２０の制御のメインルーチンを示し、このルーチンがスタートすると、まず、設定が冷房か暖房かという運転条件、設定温データ１０９、すなわち目標温度Ｔ₀及び室内温センサ８７の検出値（検出温度Ｔ）が読み込まれ、暖房時には、目標温度Ｔ₀と検出温度Ｔとの差ΔＴａが、冷房時には、検出温度Ｔと目標温度Ｔ₀との差ΔＴｂがそれぞれ求められる（ステップＳ１，Ｓ２）。そして、温度差ΔＴａまたはΔＴｂと、予め設定された所定値ΔＴ₀との比較に基づき（ステップＳ３）、温度差ΔＴａまたはΔＴｂが所定値ΔＴ₀より小さい場合には、上記クラッチ２１ａ，２１ｂがオフ、すなわち圧縮機２０へのエンジン駆動の伝達が遮断されて圧縮機２０が停止される（ステップＳ１２）。これにより空調装置がサーモオフ状態、つまり圧縮機２０が停止され、エンジン２のみが所定の低回転数で運転（アイドル運転）される状態となる。
【００４８】
一方、温度差ΔＴａまたはΔＴｂが所定値ΔＴ₀以上の場合には、室内機容量データ１０８、外気温センサ１０４の検出値（外気温）及び通常制御か異常回避制御かといった運転条件が読み込まれる（ステップＳ４）。なお、通常制御及び異常回避制御は、上記冷媒吐出圧センサ７５、冷媒吸入圧センサ７６、冷媒熱交出口温センサ７７及び冷却水温センサ９８等の出力に基づき、図外のルーチンで選定され、例えば、高圧側の冷媒圧力が所定の圧力値を超える等、冷媒回路３０を循環する冷媒に異常が生じた場合に異常回避制御が設定され、それ以外は通常制御が選定される。
【００４９】
そして、圧縮機２０の許容回転数（運転範囲）、つまり最高回転数（maxＮｃ）及び最低回転数（minＮｃ）が設定される（ステップＳ５）。この最高回転数（maxＮｃ）及び最低回転数（minＮｃ）の演算は、例えば、室内機側の負荷及び温度条件等に応じ、予めこれらの要素と最高回転数（maxＮｃ）及び最低回転数（minＮｃ）の対応関係が定められているテーブルから求められる。特に、最低回転数（minＮｃ）については、通常制御と異常回避制御との２つのテーブルが用意されており、設定される運転条件に応じていずれかのテーブルが選択的に用いられる。なお、異常回避制御の最低回転数（minＮｃ）は、同じ条件（上記要素）での通常制御の最低回転数（minＮｃ）に比べて充分に低い回転数に設定されるようになっている。
【００５０】
許容回転数が設定されると、冷媒の検出圧力（現在圧力）と、回転数センサ１０３の出力値（回転数（Ｎｃ０））と、上記検出圧力に対する目標圧力と、圧縮機２０の回転数に対する最大変化量を示すデータ（maxｄＮｃ）とが読み込まれ（ステップＳ６）、圧縮機２０の現在の回転数（Ｎｃ０）に加算する変化量（ｄＮｃ）が求められて圧縮機２０の目標回転数（Ｎｃ）が設定される（ステップＳ７）。
【００５１】
ここで、冷媒の検出圧力は、暖房時には上記冷媒吐出圧センサ７５の出力値で、冷房時には上記冷媒吸入圧センサ７６の出力値である。また、上記目標圧力は、上記目標温度Ｔ₀と検出温度Ｔとの差Δａ，Δｂに応じて設定されるもので、暖房時には、温度差Δａが大きい程、目標圧力として高い値が設定され、冷房時には、温度差Δｂが大きい程、目標圧力として低い値が設定される。そして、変化量（ｄＮｃ）は、この目標圧力と検出圧力との比較に基づき、この圧力差が大きい程、回転数がより高くなるように、上記最大変化量（maxｄＮｃ）を超えない範囲で設定される。
【００５２】
目標回転数（Ｎｃ）が設定されると、この値と上記最高回転数（maxＮｃ）及び最低回転数（minＮｃ）との比較が行われ（ステップＳ８）、その結果に応じて、圧縮機２０の回転数が制御される。具体的には、目標回転数（Ｎｃ）が最低回転数（minＮｃ）以下の場合には、圧縮機２０が最低回転数（minＮｃ）で駆動され（ステップＳ９）、目標回転数（Ｎｃ）が最低回転数（minＮｃ）を超え最高回転数（maxＮｃ）未満の場合には、圧縮機２０が目標回転数（Ｎｃ）で駆動され（ステップＳ１０）、目標回転数（Ｎｃ）が最高回転数（maxＮｃ）を超える場合には、圧縮機２０が最高回転数（maxＮｃ）で駆動される（ステップＳ１１）。そして、ステップＳ１にリターンする。
【００５３】
つまり、冷媒の検出圧力が目標圧力となるように、圧縮機２０の回転数がフィードバック制御されるようになっている。
【００５４】
図４は上記ステップＳ５で行われる圧縮機２０の回転数に対する変化量（ｄＮｃ）の設定制御のルーチンである。このルーチンでは、まず、冷媒の検出圧力が読み込まれて回転数の変化量（ｄＮｃ）が求められる。この変化量（ｄＮｃ）は、上記冷媒の圧力差と変化量（ｄＮｃ）との対応関係を定めたテーブルから求められる。
【００５５】
変化量（ｄＮｃ）が求められると、回転数に対する最大変化量を示すデータ（maxｄＮｃ）が読み込まれ、求められた変化量（ｄＮｃ）が最大変化量（maxｄＮｃ）以上か否かが判断される（ステップＳ２３，２４）。
【００５６】
そして、変化量（ｄＮｃ）が最大変化量（maxｄＮｃ）以上の場合には、変化量として最大変化量（maxｄＮｃ）が設定され（ステップＳ２５）、変化量（ｄＮｃ）が最大変化量（maxｄＮｃ）未満の場合には、変化量としてステップＳ２２で求められた変化量（ｄＮｃ）が設定される（ステップＳ２６）。
【００５７】
図５は上記ステップＳ２３で行われる最大変化量（maxｄＮｃ）の設定制御のルーチンである。このルーチンでは、まず、圧縮機２０が起動時か否か、すなわち、空調装置自体の起動により圧縮機２０が起動した状態、あるいは空調装置がサーモオフ状態からサーモオン状態へと切替えられ、これにより圧縮機２０が起動した状態か否かが判断され（ステップＳ３１）、起動時である場合には、例えば、最大変化量（maxｄＮｃ）として予め記憶されている低い値（通常の最大変化量に対して充分に低い値）が設定され、この値が記憶される（ステップＳ３２，３３）。
【００５８】
なお、空調装置がサーモオフ状態にあるときには、上述のようにエンジン２がアイドル運転されており、サーモオン状態への切替えは、エンジン２のアイドル運転状態でクラッチ２１ａ，２１ｂが切替えられることにより行われる。また、空調装置自体の起動時には、クラッチ２１ａ，２１ｂがオフ状態でエンジン２が始動され、エンジン２の回転数がアイドル運転状態に到達するとクラッチ２１ａ，２１ｂが切替えられ、これにより圧縮機２０が起動する。
【００５９】
一方、圧縮機２０の起動時でない場合には、高圧側の冷媒圧力が予め設定されている所定の圧力（高圧力）を超えているか否かが判断され（ステップＳ３４）、超えている場合には、ステップＳ３２同様に最大変化量（maxｄＮｃ）として低い値が設定されてステップＳ３３に移行される（ステップＳ３５）。
【００６０】
高圧側の冷媒圧力が所定圧力を超えていない場合には、現在の圧縮機２０の回転数（Ｎｃ０）が異常回避制御の最低回転数（minＮｃ（異常回避））以上であって通常制御の最低回転数（minＮｃ（通常））以下の範囲内にあるか否かが判別され（ステップＳ３６）、この範囲内にある場合には、ステップＳ３２同様に最大変化量（maxｄＮｃ）として低い値が設定されてステップＳ３３に移行される（ステップＳ３７）。一方、現在の回転数（Ｎｃ０）が上記の範囲内にない場合には、例えば、予め設定されている通常の最大変化量（maxｄＮｃ）が設定されてステップＳ３３に移行される。
【００６１】
以上のような当実施形態の空調装置によると、冷媒回路において、冷房時と暖房時とに応じて上記四方弁３３が切換えられることにより、室外熱交換器３４、室内熱交換器３６のうちの一方が凝縮器、他方が蒸発機となって、圧縮機２０から吐出された冷媒が凝縮器、固定絞り３５及び蒸発器をこの順に通って圧縮機２０に戻るように循環される。
【００６２】
すなわち、暖房運転時には、四方弁３３の第１ポート３３ａと第４ポート３３ｄとが連通されるとともに、第３ポート３３ｃと第２ポート３３ｂとが連通される。これにより、図１中に破線矢印で示すように、圧縮機２０から吐出側ライン３８に吐出された冷媒は、四方弁３３からライン６７、ジョイント６９、ライン８２を通って各室内ユニット１Ｂに送られ、凝縮器となる室内熱交換器３６に導かれ、ここで放熱されて液化し、その凝縮熱で暖房を行う。それから、固定絞り３５を経て、ライン８１、ジョイント６４、ライン６３を通り、蒸発器となる室外熱交換器３４に導かれ、ここで吸熱された後、四方弁３３を経て吸入側ライン３９に流れ、圧縮機２０に戻される。
【００６３】
一方、冷房運転時には、四方弁３３の第１ポート３３ａと第３ポート３３ｃとが連通されるとともに、第４ポート３３ｄと第２ポート３３ｂとが連通される。これにより、図１中に実線矢印で示すように、圧縮機２０から吐出側ライン３８に吐出された冷媒は、四方弁３３を経て、凝縮器となる室外熱交換器３４に導かれ、ここで放熱されて液化した後、ライン６３からジョイント６４およびライン８１を通って各室内ユニット１Ｂに送られ、固定絞り３５を経て、蒸発器となる室内熱交換器３６に導かれ、ここで吸熱されて冷房が行われる。それから、ライン８２、ジョイント６９、ライン６７を通り、四方弁３３を経て、吸入側ライン３９に流れ、圧縮機２０に戻される。
【００６４】
そして、このような冷房及び暖房運転中には、目標温度Ｔ₀と検出温度Ｔとの比較に基づき、空調装置がサーモオン状態とサーモオフ状態とに切替えられるとともに、サーモオン状態では上記のように圧縮機２０の許容回転数が設定され、その範囲内で圧縮機２０の回転数がフィードバック制御されることにより室内熱交換器３６が配置されている室内に対して空調機能が発揮される。
【００６５】
特に、空調装置自体の起動時、あるいはサーモオフ状態からサーモオン状態への切替時に、上述のように圧縮機２０の回転数が制御されることにより圧縮機２０の損傷が有効に防止される。すなわち、空調装置自体の起動時、あるいはサーモオフ状態からサーモオン状態への切替時には、目標回転数（Ｎｃ）の設定に際し、最大変化量（maxｄＮｃ）として通常の最大変化量よりも充分に低い値が設定されるため、圧縮機２０の起動後は、圧縮機２０の回転数が緩慢に上昇することとなり、冷媒回路３０における吸入側ライン３９の急激な圧力低下が抑えられる。そのため、圧縮機２０の停止中に吸入側ライン３９、特にアキュムレータ下流側の気相冷媒の通路であるライン３９に冷媒が液化して滞留していても、このような冷媒が、あるいはアキュムレータ４５内の液冷媒が急激に気化して泡立つようなことがない。従って、従来のこの種の装置のように、急激な冷媒の気化に伴って泡立った冷媒が圧縮機に吸入されるといった現象を防止することができ、泡状冷媒の吸入に起因した圧縮機の損傷を有効に回避することができる。
【００６６】
また、上記装置によれば、圧縮機２０の起動時以外にも、高圧側の冷媒圧力が予め設定されている所定の圧力（高圧力）を超えている場合には、最大変化量（maxｄＮｃ）として通常の最大変化量よりも充分に低い値を設定するようにしているので、例えば、圧縮機２０の回転数が目標回転数に対して充分に余裕がある状態で、かつ冷媒の圧力が許容限度近くまで上昇し過ぎているような場合には、回転数の上昇を緩慢にして冷媒圧力がオーバーシュートするのを有効に防止することができるという特徴もある。また、圧縮機２０の回転数が異常回避制御の最低回転数（minＮｃ（異常回避））以上であって通常制御の最低回転数（minＮｃ（通常））以下にある場合にも、同様に最大変化量（maxｄＮｃ）として低い値を設定するようにしているので、一旦、異常回避制御となった後、通常制御への復帰中に再び異常回避制御が必要となる状態を招くとった事態の発生を有効に回避することができる。すなわち、異常回避制御では圧縮機２０の回転数を充分に低下させて冷媒の圧力を低下させるので、異常回避制御から通常制御への復帰時、すなわちに圧縮機２０の回転数が上記のような範囲内にあるときに急激に回転数を上昇させると、冷媒の圧力が急激に上昇して再度異常状態となる虞れがある。しかし、上記のように回転数の上昇を緩慢にして冷媒の圧力上昇を抑えることで、このような事態の発生を回避することができる。
【００６７】
なお、上記の空調装置では、圧縮機２０をクラッチ２１ａ，２１ｂを介してエンジン２に接続し、クラッチ２１ａ，２１ｂの操作に応じて圧縮機２０を作動状態と停止状態とに切替えるようにしているが、例えば、圧縮機２０をエンジン２に直結するようにしてもよく、また、エンジン２の代わりにモータを駆動源として用いることもできる。
【００６８】
また、上記実施形態においては、圧縮機２０の起動時開度を増大可能な電磁膨張弁を使用することなく、構造が簡単で価格の安い固定絞り３５を使用している。このため、高圧側から固定絞り３５を通過して低圧側に冷媒が供給されにくく、圧縮機２０を起動時短時間に回転上昇させる場合には、低圧側圧力が急激な吸引により過低下状態となった後の圧力回復が遅れて沸騰状態が持続し易くなるので、上記圧縮機２０の回転数制御は特に有効である。
【００６９】
また、上記装置では、停止状態から作動状態への圧縮機の切替えの際には、エンジン２のアイドル運転状態でクラッチ２１ａ，２１ｂを切替えるようにしているが、必ずしもアイドル運転状態で切替える必要はなく、アイドル運転状態から適度にエンジン回転数を上昇させたところでクラッチ２１ａ，２１ｂを切替えるようにしてもよい。但し、アイドル運転状態でクラッチ２１ａ，２１ｂを切替えるようにすれば、圧縮機２０の回転数を極低回転から緩慢に上昇させることができるため、低圧回路内の急激な圧力低下をより有効に防止することができるという利点がある。
【００７０】
なお、上記実施形態では、本発明の冷媒循環式熱移動装置を空調装置に適用した例について説明したが、本発明の冷媒循環式熱移動装置は冷凍装置についても適用可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、冷媒回路で冷媒を循環させながら冷房、冷凍または暖房を行うようにした冷媒循環式熱移動装置において、温度検出手段による検出温度と温度設定手段により設定された目標温度とが近似しているときには圧縮機を停止状態として冷房等の対象となる空間の温度を保つ一方、目標温度に対する検出温度の偏差が所定値以上となると、圧縮機を停止状態から作動状態へと切替えて冷房等の効果を促進させるように圧縮機を制御し、これにより適切な温度調整を行うようにするとともに、停止状態から作動状態への圧縮機の切替えの際には、圧縮機の回転数が緩慢に上昇するように圧縮機を制御して低圧回路内の急激な圧力低下を防止するようにしたので、停止状態から作動状態への圧縮機の切替えの際に低圧回路内に液冷媒が滞留している場合であっても、該冷媒を泡立たせることなく気化させることができる。そのため、従来のこの種の装置において問題となっていた泡状冷媒の吸入に起因した圧縮機の損傷を有効に防止することができる。
【００７２】
特に、この種の装置においては、圧縮機をクラッチ手段を介してエンジンに接続し、クラッチ手段による断続切替えに応じて圧縮機を作動状態と停止状態とに切替えるものがあり、この場合、圧縮機の停止状態において上記エンジンを最低回転数のアイドル運転状態とし、停止状態から作動状態への圧縮機の切替えの際には、上記アイドル運転状態でクラッチ手段を接続状態に切替えてからエンジン回転数を緩慢に上昇させるように制御すれば、圧縮機の回転数を極低回転から緩慢に上昇させることができるため低圧回路内の急激な圧力低下をより有効に防止することができ、圧縮機の損傷をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空調装置に適用した本発明の一実施形態を示す全体回路図である。
【図２】上記空調装置の制御系統を示すブロック図である。
【図３】圧縮機制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図４】回転数の変化量設定制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図５】回転数の最大変化量設定制御のルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
２水冷ガスエンジン
５ａスロットル作動モータ
２０圧縮機
３０冷媒回路
３４室外熱交換器
３５固定絞り
３６室内熱交換器
７５冷媒吐出圧センサ
７６冷媒吸入圧センサ
１０１室外機制御装置
１０２室内機制御装置
１Ａ室外ユニット
１Ｂ室内ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerant circulation heat transfer device applied to an air conditioner or a refrigerator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the refrigerant discharged from the compressor is circulated back to the compressor via a condenser, an expansion valve (throttle) and an evaporator, and heating is performed by heat radiation from the condenser, or heat absorption by the evaporator. Generally, a refrigerant circulation heat transfer device (abbreviated as a heat transfer device) that performs cooling and freezing by means of the above is known.
[0003]
In an air conditioner using this type of heat transfer device, in general, when adjusting the temperature, the target temperature set by the temperature setting means is compared with the actual temperature (detected temperature) of the room or the like, and the temperature difference is calculated. Accordingly, the target pressure of the refrigerant is set, and the rotation speed of the compressor is feedback-controlled so that the actual pressure (detected pressure) becomes the target pressure.
[0004]
For example, in cooling, the target pressure of refrigerant in the low-pressure circuit between the expansion valve, the evaporator, and the compressor suction port is set, and the compressor rotates so that the refrigerant pressure in the low-pressure circuit becomes the target pressure. Control the number. At this time, the target pressure is set lower as the difference between the detected temperature and the target temperature increases. When the difference between the detected pressure and the target pressure is large, the compressor is controlled so as to increase the rotational speed of the compressor, and conversely, when the pressure difference is small, the compressor is controlled to decrease the rotational speed. That is, when the difference between the detected temperature and the target temperature is large, increasing the number of rotations of the compressor increases the refrigerant pressure difference between the upstream and downstream of the throttle, and reduces the amount of refrigerant circulating to the evaporator. In addition to increasing the refrigerant suction action of the compressor and lowering the low-pressure side pressure, the refrigerant temperature on the low-pressure side is lowered accordingly, thereby promoting the endothermic action in the evaporator, and conversely the temperature difference If it is small, the pressure difference of the refrigerant between the upstream and downstream of the throttle is reduced by lowering the rotation speed of the compressor, and the refrigerant suction action of the compressor is lowered, so that the endothermic action in the evaporator is reduced. I try to suppress it.
[0005]
On the other hand, in heating, the target pressure of the refrigerant in the high-pressure circuit between the discharge port of the compressor and the condenser is set, and the rotation speed of the compressor is controlled so that the refrigerant pressure in the high-pressure circuit becomes the target pressure. . In this case, the target pressure is set according to the difference between the target temperature and the detected temperature, and if the difference between the target temperature and the detected temperature is large, the number of rotations of the compressor is increased to increase the pressure. While supplying the refrigerant to the condenser and increasing the temperature of the refrigerant, the heat dissipation effect is promoted. Conversely, when the temperature difference is small, the rotation speed of the compressor is reduced and the supply of refrigerant to the condenser is suppressed. To suppress the heat dissipation effect.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the air conditioner as described above, when the set temperature and the detected temperature become approximate values, normally, the thermostat is off, that is, the compressor is stopped to keep the room temperature.
[0007]
However, for example, if the state where the compressor is stopped is maintained for a long time, the refrigerant staying in the low-pressure circuit between the outlet of the evaporator and the suction port of the compressor is liquefied. When the room temperature changes suddenly due to ventilation or the like, the compressor is restarted, the pressure in the low-pressure circuit rapidly decreases, and as a result, the liquid refrigerant that remains is rapidly vaporized. As a result, the foamed refrigerant before being completely vaporized may be sucked into the compressor.
[0008]
However, repeated inhalation of such a foamed refrigerant causes damage to the compressor, and it is necessary to effectively prevent this. In this type of device, an accumulator is usually provided in the low-pressure circuit to separate the liquid refrigerant, thereby preventing the liquid refrigerant from being sucked into the compressor. Because the liquid refrigerant staying in the accumulator boils and overflows from the accumulator, and the liquid refrigerant can stay in the gas-phase refrigerant passage between the accumulator and the compressor during the thermo-off, There is a risk that foamy refrigerant is sucked into the compressor.
[0009]
The present invention has been made to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide a refrigerant circulation heat transfer device that can effectively prevent damage to the compressor due to suction of liquid refrigerant. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention comprises a refrigerant circuit configured such that refrigerant discharged from a compressor is returned to the compressor through a condenser, a throttle, and an evaporator. In a refrigerant circulation type heat transfer device that performs cooling, freezing, or heating by absorbing heat or radiating heat from the condenser, temperature detection means that detects the temperature of the space to be cooled, etc., and a target temperature are set The temperature setting means to be enabled and the deviation of the detected temperature with respect to the target temperature are checked, and when the deviation is less than a predetermined value, the compressor is stopped, and when the deviation exceeds the predetermined value, the compressor is operated to operate the compressor. Control means for controlling the drive of the machine, the control means,When operating the compressor, the rotational speed of the compressor is controlled within an allowable rotational speed range between a predetermined minimum rotational speed and a maximum rotational speed, and when an abnormality occurs, the minimum rotational speed is the same condition. In order to perform abnormality avoidance control at a lower speed than the minimum speed of normal control atAfter the compressor is switched from the stopped state to the operating state, the compressor speed will increase slowly.In addition, so that the increase in the rotational speed of the compressor becomes slow after switching from the abnormal avoidance control to the normal control,The compressor is controlled (claim 1).
[0011]
  According to this apparatus, when the detected temperature is close to the target temperature, the compressor is stopped, and thereby it is possible to avoid cooling and the like being performed more than necessary. And when the deviation of the detected temperature with respect to target temperature becomes more than predetermined value, a compressor will be switched from a stop state to an operation state, and effects, such as cooling, will be promoted. At this time, since the rotation speed of the compressor is slowly increased after the compressor is switched from the stopped state to the activated state, a rapid pressure drop in the low-pressure circuit is prevented. Therefore, even when there is a liquid refrigerant in the low-pressure circuit, it is possible to vaporize without causing a bubble phenomenon.Also, in the abnormal avoidance control, the compressor speed is sufficiently reduced to lower the refrigerant pressure. Therefore, when returning from the abnormal avoidance control to the normal control, if the engine speed is suddenly increased, the refrigerant pressure rapidly increases. Although there is a possibility that it will rise and become an abnormal state again, the occurrence of such a situation can be avoided by slowing the increase in the rotational speed and suppressing the increase in the pressure of the refrigerant as described above.
[0012]
  In addition, as a preferable configuration particularly when applied to a device for heating, a refrigerant circuit configured to return the refrigerant discharged from the compressor to the compressor through the condenser, the throttle and the evaporator, In the refrigerant circulation heat transfer device that is configured to perform heating by radiating heat from the condenser, a temperature detection unit that detects a temperature of a space to be heated, a temperature setting unit that can set a target temperature, A pressure detecting means capable of detecting the pressure of the high-pressure circuit between the discharge port of the compressor and the inlet of the condenser; and a difference between a target temperature set by the temperature setting means and a temperature detected by the temperature detecting means. Pressure setting means for setting the target pressure of the high-pressure circuit when the pressure exceeds a predetermined value, and the compressor is stopped when the difference between the target temperature and the detected temperature is equal to or lower than the predetermined value. During ~ Depending on the difference between the detected pressure by the target pressure and the pressure detecting means, the higher the pressure difference is large, and control means for controlling the rotational speed of the compressor so that the rotation speed is high, the control means,When operating the compressor, the rotational speed of the compressor is controlled within an allowable rotational speed range between a predetermined minimum rotational speed and a maximum rotational speed, and when an abnormality occurs, the minimum rotational speed is the same condition. In order to perform abnormality avoidance control at a lower speed than the minimum speed of normal control atAfter the compressor is switched from the stopped state to the operating state, the compressor speed will increase slowly.In addition, so that the increase in the rotational speed of the compressor becomes slow after switching from the abnormal avoidance control to the normal control,The compressor is controlled (claim 2).
[0013]
  According to this apparatus, when the detected temperature is close to the target temperature, the compressor is stopped, and this prevents the heating from being performed more than necessary. On the other hand, when the difference between the detected temperature and the target temperature is equal to or greater than a predetermined value, the compressor is switched from the stopped state to the operating state, and the target for the refrigerant pressure in the low-pressure circuit is determined according to the temperature difference between the detected temperature and the target temperature. The pressure is set, and the rotation speed of the compressor is controlled so that the detected pressure becomes the target pressure. ThisheatingThe effect of is promoted. At this time, since the rotation speed of the compressor is slowly increased after the compressor is switched from the stopped state to the activated state, a rapid pressure drop in the low-pressure circuit is prevented. Therefore, even when there is a liquid refrigerant in the low-pressure circuit, it is possible to vaporize without causing a bubble phenomenon.Also, in the abnormal avoidance control, the compressor speed is sufficiently reduced to lower the refrigerant pressure. Therefore, when returning from the abnormal avoidance control to the normal control, if the engine speed is suddenly increased, the refrigerant pressure rapidly increases. Although there is a possibility that it will rise and become an abnormal state again, the occurrence of such a situation can be avoided by slowing the increase in the rotational speed and suppressing the increase in the pressure of the refrigerant as described above.
[0014]
  In addition, as a preferable configuration when applied to an apparatus that performs cooling or freezing, a refrigerant circuit configured such that the refrigerant discharged from the compressor is returned to the compressor through the condenser, the throttle, and the evaporator is provided. In the refrigerant circulation type heat transfer device that performs cooling or freezing by absorbing heat in the evaporator, temperature detection means that detects the temperature of the space to be cooled or frozen, and the target temperature can be set It is set by a temperature setting means, a pressure detection means capable of detecting the pressure of the low-pressure circuit between the outlet of the evaporator and the suction port of the compressor, a temperature detected by the temperature detection means, and the temperature setting means. A pressure setting means for setting a target pressure of the low-pressure circuit when the difference from the target temperature exceeds a predetermined value; and the compressor when the difference between the detected temperature and the target temperature is equal to or less than the predetermined value. On the other hand, during the operation of the compressor, according to the difference between the pressure detected by the pressure detection means and the target pressure, the control for controlling the rotational speed of the compressor so that the rotational speed increases as the pressure difference increases. And the control means comprises:When operating the compressor, the rotational speed of the compressor is controlled within an allowable rotational speed range between a predetermined minimum rotational speed and a maximum rotational speed, and when an abnormality occurs, the minimum rotational speed is the same condition. In order to perform abnormality avoidance control at a lower speed than the minimum speed of normal control atAfter the compressor is switched from the stopped state to the operating state, the compressor speed will increase slowly.In addition, so that the increase in the rotational speed of the compressor becomes slow after switching from the abnormal avoidance control to the normal control,The compressor is controlled (Claim 3).
[0015]
  According to this apparatus, when the target temperature and the detected temperature are close to each other, the compressor is stopped, thereby preventing the cooling or freezing from being performed more than necessary. On the other hand, when the difference between the target temperature and the detected temperature is equal to or greater than a predetermined value, the compressor is switched from the stopped state to the operating state, and the target for the refrigerant pressure of the high-pressure circuit is determined according to the temperature difference between the target temperature and the detected temperature. The pressure is set, and the rotation speed of the compressor is controlled so that the detected pressure becomes the target pressure. ThisAir-conditioned or frozenThe effect is promoted. At this time, since the rotation speed of the compressor is slowly increased after the compressor is switched from the stopped state to the activated state, a rapid pressure drop in the low-pressure circuit is prevented. Therefore, even when there is a liquid refrigerant in the low-pressure circuit, it is possible to vaporize without causing a bubble phenomenon.Also, in the abnormal avoidance control, the compressor speed is sufficiently reduced to lower the refrigerant pressure. Therefore, when returning from the abnormal avoidance control to the normal control, if the engine speed is suddenly increased, the refrigerant pressure rapidly increases. Although there is a possibility that it will rise and become an abnormal state again, the occurrence of such a situation can be avoided by slowing the increase in the rotational speed and suppressing the increase in the pressure of the refrigerant as described above.
[0016]
In addition, in this type of device, there is a type in which the compressor is connected to the engine via the clutch means, and the compressor is switched between the operating state and the stopped state according to the intermittent switching by the clutch means. When the compressor is in a stopped state, the engine is in an idle operation state with the minimum number of revolutions, and when the compressor is switched from the stopped state to the operating state, the clutch means is switched to the connected state in the idle operation state. It is preferable to control the engine speed so as to increase slowly (Claim 4). In this way, after switching to the operating state, the rotational speed of the compressor will slowly rise from the extremely low speed, so it is possible to more effectively prevent a sudden pressure drop in the low pressure circuit. Become.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 shows an air conditioner as an example of the refrigerant circulation heat transfer apparatus of the present invention, and this air conditioner is composed of an outdoor unit 1A and a plurality of indoor units 1B. The air conditioner includes a water-cooled gas engine 2 (hereinafter abbreviated as engine 2), a compressor 20 driven by the engine 2, a refrigerant circuit 30 that circulates refrigerant by driving the compressor 20, and the above A cooling water circuit 90 for cooling the engine 2 is provided.
[0019]
An intake pipe 3 is connected to the engine 2, and an air cleaner 4 and a mixer 5 are connected to the intake pipe 3. A fuel supply pipe 6 connected to a fuel gas supply source (not shown) is connected to the mixer 5, and a flow rate control valve 7, a pressure reducing adjustment valve 8, and an electromagnetic valve 9 are interposed in the fuel supply pipe 6. ing. In the mixer 5, the supply amount of fuel gas and air to the engine is adjusted by the rotation of the throttle valve by the throttle operating motor 5a. An oil tank 11 is connected to the oil pan of the engine 2 through an oil supply pipe 10, and an electromagnetic valve 12 for adjusting the oil supply amount is provided in the oil pipe 10.
[0020]
An exhaust pipe 13 is led out from the engine 2, and an exhaust gas heat exchanger 14, an exhaust silencer 15, and a mist separator 16 are interposed in the exhaust pipe 13. In addition, 17 is a heater for adjusting the oil temperature in the oil pan of the engine 2, and 18 is a drain treatment device that neutralizes drain water from the exhaust gas heat exchanger 14, the exhaust silencer 15, and the mist separator 16.
[0021]
In the illustrated example, the compressor 20 is a multi-type compressor having two unit compressors 20a and 20b, and each of the unit compressors 20a and 20b is connected to an engine output shaft 22 via electromagnetic clutches 21a and 21b. It is connected to the. Reference numeral 23 denotes a heater for adjusting the oil temperature in the compressor 20. Reference numerals 24 and 25 denote compressor temperature sensors for detecting the compressor temperature.
[0022]
The refrigerant circuit 30 includes the compressor 20, a condenser that condenses high-pressure refrigerant and dissipates heat, a throttle having a function of expanding the condensed refrigerant to a low pressure, and evaporating the expanded refrigerant to absorb heat. The refrigerant discharged from the compressor 20 is returned to the compressor 20 through the condenser, the throttle and the evaporator. In the present embodiment, the refrigerant circuit 30 is configured by the outdoor circuit 31 provided in the outdoor unit 1A and the indoor circuit 32 provided in the indoor unit 1B, and can be switched between cooling and heating, and a plurality of locations. The outdoor circuit 31 is provided with a four-way valve 33 for switching the refrigerant circulation path and an outdoor heat exchanger 34 that functions as a condenser during cooling and as an evaporator during heating. And the indoor heat exchanger 36 that is an evaporator during cooling and a condenser during heating are provided in each of the indoor circuits 32 of the plurality of indoor units 1B.
[0023]
The configuration of the refrigerant circuit 30 will be specifically described. In the outdoor circuit 31, between the compressor 20 and the four-way valve 33, a discharge-side line 38 that connects the discharge port of the compressor 20 and the first port 33 a of the four-way valve 33, and a second of the four-way valve 33. A suction-side line 39 that connects the port 33b and the suction port of the compressor 20 is provided.
[0024]
An oil separator 40 is installed in the discharge side line 38. The oil separator 40 is provided with a heater 41, and the temperature of the oil separator 40 is adjusted by the heater 41. The oil is guided from the oil separator 40 to the downstream portion of the suction side line 39 through the strainer 42 and the capillary tube 43.
[0025]
An accumulator 45 is installed in the suction side line 39, and the suction side line 39 includes an upstream line 39 a that connects the second port 33 b of the four-way valve 33 and the inlet of the accumulator 45, and a gas-phase refrigerant of the accumulator 45. It has a line 39b connected to the outlet, a capillary 46 and a downstream line 39c connected to the line 39b via a U-shaped line 39d in parallel therewith, and the downstream end is compressed via a one-way valve 44. It is connected to the suction port of the machine 2. The accumulator 45 separates the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant, and the gas-phase refrigerant is sucked into the compressor 20 through the line 39b, the capillary tube 46, the line 39c, and the like.
[0026]
A predetermined high level position and a predetermined low level position of the accumulator 45 are connected to a line 39d by a passage having a strainer 47 and a capillary 48 and a passage having a strainer 49 and a capillary 50, respectively. And sensors 52 and 53 for detecting the temperature of each passage are provided. When the liquid refrigerant is led out to the passage in accordance with the rise in the liquid level in the accumulator 45, a temperature change occurs in the passage heated by the heater 51, and this is detected by the sensors 52 and 53. Thereby, the sensors 52 and 53 function as a liquid level detection sensor that detects a state in which the liquid level in the accumulator 45 has risen to a predetermined high level position or a state in which the liquid level has fallen to a predetermined low level position.
[0027]
Further, the accumulator 45 is provided with a sight glass 55 for liquid level check. Further, the lower end portion of the accumulator 45 is connected to the line 39d via a passage 39e having a strainer 56 and a control valve 57 so that the oil in the accumulator 45 can be led out as needed when the liquid-phase refrigerant is stopped during operation. Has been.
[0028]
The accumulator 45 is provided with a heat exchanger 58 that absorbs heat from a refrigerant flowing through a line 63 (described later) during cooling operation, and is provided with a heater 59 that is used mainly during heating operation and when the heating load is large. ing.
[0029]
An outdoor heat exchanger 34 is connected to the third port 33 c of the four-way valve 33 via a line 61, and a plate heat exchanger 62 is provided in the middle of the line 61. Further, a line 63 is connected to the outdoor heat exchanger 34, and this line 63 passes through a heat exchanger 58 provided in the accumulator 45, and an end portion reaches the joint 64. A filter dryer 65 and a manual valve 66 are arranged in the middle of the line 63.
[0030]
A line 67 is connected to the fourth port 33 d of the four-way valve 33, and a manual valve 68 is disposed on the line 67, and the end of the line 67 reaches the joint 69.
[0031]
Further, a bypass passage 70 is connected to the outdoor circuit 31 between a line 63 positioned on the outlet side of the outdoor heat exchanger 34 and a line 39a leading to the inlet of the accumulator 45 during cooling. In the bypass passage 70, a strainer 71 and a control valve 72 composed of an electromagnetic valve whose opening degree can be adjusted are arranged.
[0032]
In addition, the outdoor circuit 31 includes a refrigerant discharge temperature sensor 73 that detects the refrigerant temperature in the discharge side line 38, a refrigerant suction temperature sensor 74 that detects the refrigerant temperature in the suction side line 39, and a refrigerant pressure in the discharge side line 38. A refrigerant discharge pressure sensor 75, a refrigerant suction pressure sensor 76 for detecting the refrigerant pressure in the suction side line 39, a refrigerant heat exchange outlet temperature sensor 77 for detecting the refrigerant temperature of the portion on the outlet side of the outdoor heat exchanger 34 during cooling, etc. Sensors are deployed.
[0033]
Lines 81 and 82 connected to the lines 63 and 67 via joints 64 and 69 are provided between the outdoor circuit 31 and the indoor circuit 32.
[0034]
On the other hand, in the indoor circuit 32, lines 83 and 84 branched from the lines 81 and 82 are connected to the fixed throttle 35 and the indoor heat exchanger 36, and the fixed throttle 35 and the indoor heat exchanger 36 are connected to the line 85. Connected through. In addition, a refrigerant temperature sensor 86 for detecting the refrigerant temperature in the line 85 and an indoor temperature sensor 87 for detecting the indoor temperature are provided in the indoor unit 1B.
[0035]
The cooling water circuit 90 includes a pump 91, a water jacket 92 of the engine 2, a radiator 93, thermostat switching valves 94a and 94b, and a cooling water line is disposed therebetween.
[0036]
That is, a cooling water line 90a is led out from the discharge side of the pump 91, and this cooling water line 90a is connected to the exhaust gas heat exchanger 14 and the water jacket 92, and the cooling water outflow of the exhaust gas heat exchanger 14 and the water jacket 92 is performed. A cooling water line 90b is connected to the side, and the cooling water line 90b is connected to the first thermostat type switching valve 94a, and a line 90c branched from the cooling water line 90b upstream from the thermostat type switching valve 94a 2 thermostat switching valve 94b.
[0037]
A cooling water line 90d and a cooling water line 90e are led out from the first thermostat type switching valve 94a. The cooling water line 90d is connected to the radiator 93, the cooling water line 90f is led out from the radiator 93, and the cooling water line 90e passes through the plate heat exchanger 62 and then joins the cooling water line 90f. . Further, the downstream side of the cooling water line 90f is connected to the second thermostat type switching valve 94b, and the cooling water line 90g downstream of the thermostat type switching valve 94b is connected to the suction side of the pump 91.
[0038]
The thermostat switching valve 94b selectively communicates only two of the lines 90c, 90f, and 90g based on the cooling water temperature of the line 90c. When the cooling water temperature is equal to or lower than the first predetermined temperature, the line 90c and the line 90g are communicated. When the cooling water temperature is equal to or higher than the first predetermined temperature, the line 90f and the line 90g are communicated. On the other hand, the thermostat type switching valve 94a selectively communicates only two of the lines 90b, 90d, and 90e based on the cooling water temperature of the line 90b. When the cooling water temperature is equal to or lower than the second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature, the line 90b and the line 90e are communicated, and when the cooling water temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature, the line 90b and the line 90d are communicated. As a result, the engine 2 warms up during cooling, and the engine cooling water is circulated through the plate heat exchanger 62 and the engine waste heat is recovered as a refrigerant during heating operation where the outside air temperature is low and the engine cooling water temperature is not particularly high. It becomes possible to make it. Further, during cooling operation where the outside air temperature is high and the engine coolant temperature is likely to be high, the radiator 93 can dissipate heat from the engine coolant to sufficiently cool the engine 2.
[0039]
95a and 95b are cooling fans for the radiator 93 and the outdoor heat exchanger, 96a and 96b are motors for driving the fans 95a and 95b, and 97 is connected to the cooling water line 90g via a cooling water supply line. It is a water tank. Reference numeral 98 denotes a cooling water temperature sensor for detecting the cooling water temperature at the outlet portion of the water jacket of the engine, and 99 denotes a cooling water temperature sensor for detecting the cooling water temperature at the outlet portion of the exhaust gas heat exchanger 14.
[0040]
Next, the control system of the air conditioner will be described with reference to the block diagram of FIG. In addition, in this figure, the structure of the control system regarding the refrigerant circuit 30 is mainly shown.
[0041]
As shown in the figure, the control system of the air conditioner includes an outdoor unit control device 101 provided on the outdoor unit 1A side, and an indoor unit control device 102 provided on the indoor unit 1B side. The control devices 101 and 102 are electrically connected so that they can perform control in association with each other.
[0042]
The outdoor unit control device 101 includes a refrigerant discharge temperature sensor 73, a refrigerant suction temperature sensor 74, a refrigerant discharge pressure sensor 75, a refrigerant suction pressure sensor 76, a refrigerant heat exchange outlet temperature sensor 77, a compressor, which are also shown in FIG. Detection signals are input from the temperature sensors 24 and 25, the cooling water temperature sensor 98, the refrigerant heat exchange outlet temperature sensor 99, and the high and low liquid level detection sensors 52 and 53 of the accumulator 45, respectively. Further, although not shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, detection signals from a rotation speed sensor 103 for detecting the compression speed or the engine speed and an outside air temperature sensor 104 for detecting the outside air temperature and The connected number information 105 is also input to the outdoor unit control device 101. The connected number information 105 indicates the number of indoor units 1B controlled by the outdoor unit 1A, and is given by a signal from the indoor unit control device 102 or an input operation.
[0043]
From the outdoor unit control device 101, the control valve 72 of the bypass passage 70, the control valve 57 of the passage 39e, the outdoor fan motors 96a and 96b, the cooling water pump 91, and the accumulator 45 that are also shown in FIG. Control signals are sent to the heater 51 that heats the passage, the four-way valve 33, the clutches 21a and 21b between the engine 2 and the compressors 20a and 20b, and the like. Further, a signal is also sent to the LED 106 for displaying the operation state and the like, although not shown in FIG. 2, the heaters 41 and 59, the flow rate control valve 7 and the electromagnetic valve 9 are also controlled from the outdoor unit control device 101. A signal is sent. In the figure, reference numeral 107 denotes a storage device that stores various setting data and the like, and stores data such as a later-described allowable rotation speed set in the rotation speed control of the compressor 20.
[0044]
On the other hand, the indoor unit control device 102 includes a refrigerant temperature sensor 86 that detects the temperature of the refrigerant in the line 85 and an indoor temperature sensor (temperature detection means) that detects the indoor temperature where the indoor heat exchanger 36 is disposed. ) 87, the indoor unit capacity data 108 indicating the indoor unit capacity, and the set temperature data 109 given by the operation of the temperature setting means (not shown) are also input. The indoor control device 102 outputs a control signal to the indoor foremotor 200 in order to increase or decrease the amount of indoor air sent to the indoor heat exchanger 36 in accordance with the magnitude of the required load.
[0045]
The control devices 101 and 102 control the four-way valve 33 to switch between cooling and heating, and the engine 2 and the engine 2 and the cooling device are appropriately cooled according to temperature conditions during cooling operation or heating operation. The drive of the compressor 20 is controlled via the clutches 21a, 21b and the like.
[0046]
Hereinafter, the control of the compressor 20 performed by the control devices 101 and 102 will be described with reference to FIGS.
[0047]
FIG. 3 shows a main routine for controlling the compressor 20. When this routine is started, first, the operating condition of whether the setting is cooling or heating, the set temperature data 109, that is, the target temperature T₀And the detected value (detected temperature T) of the indoor temperature sensor 87 is read, and at the time of heating, the target temperature T₀The difference ΔTa between the detected temperature T and the detected temperature T is the detected temperature T and the target temperature T during cooling.₀Are obtained respectively (steps S1, S2). The temperature difference ΔTa or ΔTb and a predetermined value ΔT set in advance₀(Step S3), the temperature difference ΔTa or ΔTb is a predetermined value ΔT.₀If it is smaller, the clutches 21a and 21b are turned off, that is, the transmission of the engine drive to the compressor 20 is cut off, and the compressor 20 is stopped (step S12). As a result, the air conditioner is in a thermo-off state, that is, the compressor 20 is stopped, and only the engine 2 is operated at a predetermined low speed (idle operation).
[0048]
On the other hand, the temperature difference ΔTa or ΔTb is a predetermined value ΔT.₀In the above case, the indoor unit capacity data 108, the detected value of the outside air temperature sensor 104 (outside air temperature), and the operation conditions such as normal control or abnormality avoidance control are read (step S4). The normal control and the abnormality avoidance control are selected by a routine not shown based on the outputs of the refrigerant discharge pressure sensor 75, the refrigerant suction pressure sensor 76, the refrigerant heat exchange outlet temperature sensor 77, the cooling water temperature sensor 98, etc. The abnormality avoidance control is set when an abnormality occurs in the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 30 such that the refrigerant pressure on the high pressure side exceeds a predetermined pressure value, and the normal control is selected otherwise.
[0049]
Then, the allowable rotational speed (operation range) of the compressor 20, that is, the maximum rotational speed (maxNc) and the minimum rotational speed (minNc) are set (step S5). The calculation of the maximum number of rotations (maxNc) and the minimum number of rotations (minNc), for example, according to the load and temperature conditions on the indoor unit side, these elements, the maximum number of rotations (maxNc) and the minimum number of rotations (minNc) It is obtained from a table in which the correspondence relationship is defined. In particular, for the minimum rotation speed (minNc), two tables of normal control and abnormality avoidance control are prepared, and either table is selectively used according to the set operating conditions. The minimum rotation speed (minNc) for the abnormality avoidance control is set to a sufficiently lower rotation speed than the minimum rotation speed (minNc) for the normal control under the same conditions (the above elements).
[0050]
When the allowable rotational speed is set, the detected pressure (current pressure) of the refrigerant, the output value of the rotational speed sensor 103 (rotational speed (Nc0)), the target pressure for the detected pressure, and the rotational speed of the compressor 20 are set. Data (maxdNc) indicating the maximum change amount is read (step S6), and a change amount (dNc) to be added to the current rotation speed (Nc0) of the compressor 20 is obtained to obtain the target rotation speed (Nc) of the compressor 20. ) Is set (step S7).
[0051]
Here, the detected pressure of the refrigerant is the output value of the refrigerant discharge pressure sensor 75 during heating, and the output value of the refrigerant suction pressure sensor 76 during cooling. The target pressure is the target temperature T.₀And the detected temperature T are set according to the differences Δa and Δb. During heating, the larger the temperature difference Δa, the higher the target pressure, and during cooling, the larger the temperature difference Δb, the larger the target pressure. Is set to a low value. The change amount (dNc) is set in a range not exceeding the maximum change amount (maxdNc) based on the comparison between the target pressure and the detected pressure so that the larger the pressure difference, the higher the rotation speed. Is done.
[0052]
When the target rotational speed (Nc) is set, this value is compared with the maximum rotational speed (maxNc) and the minimum rotational speed (minNc) (step S8), and according to the result, the compressor 20 The rotation speed is controlled. Specifically, when the target rotational speed (Nc) is equal to or lower than the minimum rotational speed (minNc), the compressor 20 is driven at the minimum rotational speed (minNc) (step S9), and the target rotational speed (Nc) is the lowest. When the rotational speed (minNc) is exceeded and less than the maximum rotational speed (maxNc), the compressor 20 is driven at the target rotational speed (Nc) (step S10), and the target rotational speed (Nc) is the maximum rotational speed (maxNc). If it exceeds, the compressor 20 is driven at the maximum rotational speed (maxNc) (step S11). Then, the process returns to step S1.
[0053]
That is, the rotation speed of the compressor 20 is feedback-controlled so that the detected pressure of the refrigerant becomes the target pressure.
[0054]
FIG. 4 is a routine for controlling the amount of change (dNc) with respect to the rotational speed of the compressor 20 performed in step S5. In this routine, first, the detected pressure of the refrigerant is read, and the amount of change in rotational speed (dNc) is obtained. The amount of change (dNc) is obtained from a table that defines the correspondence between the pressure difference of the refrigerant and the amount of change (dNc).
[0055]
When the change amount (dNc) is obtained, data (maxdNc) indicating the maximum change amount with respect to the rotational speed is read, and it is determined whether or not the obtained change amount (dNc) is equal to or greater than the maximum change amount (maxdNc) ( Steps S23, 24).
[0056]
When the change amount (dNc) is equal to or greater than the maximum change amount (maxdNc), the maximum change amount (maxdNc) is set as the change amount (step S25), and the change amount (dNc) is less than the maximum change amount (maxdNc). In this case, the change amount (dNc) obtained in step S22 is set as the change amount (step S26).
[0057]
FIG. 5 is a routine for controlling the setting of the maximum change amount (maxdNc) performed in step S23. In this routine, first, whether or not the compressor 20 is activated, that is, the compressor 20 is activated by the activation of the air conditioner itself, or the air conditioner is switched from the thermo-off state to the thermo-on state. 20 is activated (step S31), and when it is activated, for example, a low value stored in advance as the maximum variation (maxdNc) (sufficient for the normal maximum variation) (Low value) is set, and this value is stored (steps S32, 33).
[0058]
When the air conditioner is in the thermo-off state, the engine 2 is idling as described above, and switching to the thermo-on state is performed by switching the clutches 21a and 21b in the idling operation state of the engine 2. In addition, when the air conditioner itself is started, the engine 2 is started with the clutches 21a and 21b turned off, and the clutches 21a and 21b are switched when the rotational speed of the engine 2 reaches the idle operation state, whereby the compressor 20 is started. To do.
[0059]
On the other hand, when the compressor 20 is not started, it is determined whether or not the refrigerant pressure on the high pressure side exceeds a predetermined pressure (high pressure) set in advance (step S34). As in step S32, a low value is set as the maximum change amount (maxdNc), and the process proceeds to step S33 (step S35).
[0060]
When the refrigerant pressure on the high pressure side does not exceed the predetermined pressure, the current rotation speed (Nc0) of the compressor 20 is equal to or higher than the minimum rotation speed (minNc (abnormality avoidance)) of the abnormal avoidance control, and the minimum of the normal control. It is determined whether or not it is within the range of the rotational speed (minNc (normal)) (step S36). If it is within this range, a low value is set as the maximum change amount (maxdNc) as in step S32. Then, the process proceeds to step S33 (step S37). On the other hand, if the current rotational speed (Nc0) is not within the above range, for example, a preset normal maximum change amount (maxdNc) is set, and the process proceeds to step S33.
[0061]
According to the air conditioner of the present embodiment as described above, in the refrigerant circuit, the four-way valve 33 is switched according to the cooling time and the heating time, so that the outdoor heat exchanger 34 and the indoor heat exchanger 36 are One is a condenser and the other is an evaporator, and the refrigerant discharged from the compressor 20 is circulated so as to return to the compressor 20 through the condenser, the fixed throttle 35 and the evaporator in this order.
[0062]
That is, during the heating operation, the first port 33a and the fourth port 33d of the four-way valve 33 are communicated, and the third port 33c and the second port 33b are communicated. As a result, as indicated by broken line arrows in FIG. 1, the refrigerant discharged from the compressor 20 to the discharge side line 38 is sent from the four-way valve 33 to the indoor units 1B through the line 67, the joint 69, and the line 82. Then, it is led to the indoor heat exchanger 36 that becomes a condenser, where it is radiated and liquefied, and heating is performed with the condensed heat. Then, after passing through the fixed throttle 35, it passes through the line 81, the joint 64, and the line 63, is led to the outdoor heat exchanger 34 serving as an evaporator, and then absorbs heat, and then flows through the four-way valve 33 to the suction side line 39. And returned to the compressor 20.
[0063]
On the other hand, during the cooling operation, the first port 33a and the third port 33c of the four-way valve 33 are communicated, and the fourth port 33d and the second port 33b are communicated. As a result, as indicated by solid arrows in FIG. 1, the refrigerant discharged from the compressor 20 to the discharge side line 38 is guided to the outdoor heat exchanger 34 serving as a condenser through the four-way valve 33, where After being dissipated and liquefied, it is sent from the line 63 to each indoor unit 1B through the joint 64 and the line 81, led to the indoor heat exchanger 36 serving as an evaporator through the fixed throttle 35, and absorbed heat here. Cooling is performed. Then, it passes through the line 82, the joint 69 and the line 67, passes through the four-way valve 33, flows to the suction side line 39, and is returned to the compressor 20.
[0064]
During such cooling and heating operations, the target temperature T₀And the detected temperature T, the air conditioner is switched between the thermo-on state and the thermo-off state. In the thermo-on state, the allowable rotational speed of the compressor 20 is set as described above, and the compressor 20 is within that range. By performing feedback control of the rotation speed, an air conditioning function is exhibited for the room in which the indoor heat exchanger 36 is disposed.
[0065]
In particular, when the air conditioner itself is started up or when switching from the thermo-off state to the thermo-on state, the rotation speed of the compressor 20 is controlled as described above, so that damage to the compressor 20 is effectively prevented. That is, when starting the air conditioner itself or switching from the thermo-off state to the thermo-on state, when setting the target rotational speed (Nc), a value sufficiently lower than the normal maximum change amount is set as the maximum change amount (maxdNc). Therefore, after the compressor 20 is started, the rotation speed of the compressor 20 increases slowly, and a rapid pressure drop in the suction side line 39 in the refrigerant circuit 30 is suppressed. Therefore, even when the refrigerant is liquefied and stays in the suction side line 39, particularly the line 39 that is a passage of the gas-phase refrigerant on the downstream side of the accumulator while the compressor 20 is stopped, such refrigerant or the inside of the accumulator 45 remains. The liquid refrigerant is not rapidly vaporized and foamed. Therefore, as in the conventional device of this type, it is possible to prevent the phenomenon that the refrigerant that is bubbled due to the rapid vaporization of the refrigerant is sucked into the compressor, and the compressor caused by the suction of the bubble refrigerant Damage can be effectively avoided.
[0066]
Further, according to the above apparatus, when the refrigerant pressure on the high pressure side exceeds a predetermined pressure (high pressure) set in advance other than when the compressor 20 is started, the maximum change amount (maxdNc) Is set to a value that is sufficiently lower than the normal maximum change amount, for example, the compressor 20 has a sufficient speed with respect to the target speed and the refrigerant pressure is allowed. In the case where the pressure has risen too close to the limit, there is also a feature that it is possible to effectively prevent the refrigerant pressure from overshooting by slowing the increase in the rotational speed. Similarly, the maximum change occurs when the rotation speed of the compressor 20 is equal to or higher than the minimum rotation speed (minNc (abnormality avoidance)) for the abnormality avoidance control and equal to or lower than the minimum rotation speed (minNc (normal)) for the normal control. Since a low value is set as the amount (maxdNc), after the abnormal avoidance control is once started, the situation that the abnormal avoidance control is required again during the return to the normal control is caused. It can be effectively avoided. That is, in the abnormal avoidance control, the rotation speed of the compressor 20 is sufficiently reduced to reduce the refrigerant pressure. Therefore, when returning from the abnormal avoidance control to the normal control, that is, the rotation speed of the compressor 20 is as described above. If the number of revolutions is suddenly increased when it is within the range, the pressure of the refrigerant may suddenly rise and become abnormal again. However, the occurrence of such a situation can be avoided by slowing the increase in the rotational speed and suppressing the increase in the refrigerant pressure as described above.
[0067]
In the above air conditioner, the compressor 20 is connected to the engine 2 via the clutches 21a and 21b, and the compressor 20 is switched between the operating state and the stopped state in accordance with the operation of the clutches 21a and 21b. However, for example, the compressor 20 may be directly connected to the engine 2, and a motor may be used as a drive source instead of the engine 2.
[0068]
In the above embodiment, the fixed throttle 35 having a simple structure and a low price is used without using an electromagnetic expansion valve that can increase the opening degree of the compressor 20 at the time of startup. For this reason, it is difficult for the refrigerant to be supplied to the low pressure side through the fixed throttle 35 from the high pressure side, and when the compressor 20 is rotated and raised in a short time at the time of startup, the low pressure side pressure is excessively lowered due to rapid suction. Since the subsequent pressure recovery is delayed and the boiling state is easily maintained, the rotational speed control of the compressor 20 is particularly effective.
[0069]
In the above apparatus, when the compressor is switched from the stopped state to the operating state, the clutches 21a and 21b are switched in the idle operation state of the engine 2, but it is not always necessary to switch in the idle operation state. The clutches 21a and 21b may be switched when the engine speed is appropriately increased from the idle operation state. However, if the clutches 21a and 21b are switched in the idle operation state, the number of revolutions of the compressor 20 can be increased slowly from an extremely low speed, so that a rapid pressure drop in the low-pressure circuit can be prevented more effectively. There is an advantage that you can.
[0070]
In the above embodiment, the example in which the refrigerant circulation heat transfer device of the present invention is applied to an air conditioner has been described. However, the refrigerant circulation heat transfer device of the present invention can also be applied to a refrigeration apparatus.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, in the refrigerant circulation type heat transfer apparatus in which cooling, freezing, or heating is performed while circulating the refrigerant in the refrigerant circuit, the present invention is set by the temperature detected by the temperature detecting means and the temperature setting means. When the target temperature is close to the target temperature, the compressor is stopped and the temperature of the target space for cooling is maintained.On the other hand, if the deviation of the detected temperature with respect to the target temperature exceeds a predetermined value, the compressor is moved from the stopped state to the operating state. The compressor is controlled so as to promote the effect of cooling and the like, thereby adjusting the temperature appropriately, and at the time of switching the compressor from the stopped state to the operating state, the compressor Since the compressor was controlled so that the rotational speed of the compressor slowly increased, the sudden pressure drop in the low-pressure circuit was prevented. Even when the liquid refrigerant is accumulated within, it can be vaporized without bubbling the refrigerant. Therefore, it is possible to effectively prevent the compressor from being damaged due to the inhalation of the foamed refrigerant, which has been a problem in this type of conventional apparatus.
[0072]
In particular, in this type of device, there is a device in which a compressor is connected to an engine via a clutch means, and the compressor is switched between an operating state and a stopped state in accordance with intermittent switching by the clutch means. When the compressor is switched from the stopped state to the operating state, the clutch means is switched to the connected state in the idle operation state, and then the engine speed is changed. If the speed is controlled so as to increase slowly, the compressor speed can be increased slowly from an extremely low speed, so it is possible to more effectively prevent a sudden pressure drop in the low-pressure circuit and damage the compressor. Can be prevented more reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall circuit diagram showing an embodiment of the present invention applied to an air conditioner.
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the air conditioner.
FIG. 3 is a flowchart showing a main routine of compressor control.
FIG. 4 is a flowchart showing a routine for a rotational speed change amount setting control;
FIG. 5 is a flowchart showing a routine of maximum speed change setting control;
[Explanation of symbols]
2 Water-cooled gas engine
5a Throttle operating motor
20 Compressor
30 Refrigerant circuit
34 Outdoor heat exchanger
35 Fixed aperture
36 Indoor heat exchanger
75 Refrigerant discharge pressure sensor
76 Refrigerant suction pressure sensor
101 Outdoor unit control device
102 Indoor unit control device
1A outdoor unit
1B indoor unit

Claims

A refrigerant circuit configured so that refrigerant discharged from the compressor is returned to the compressor through a condenser, a throttle, and an evaporator, and is cooled and refrigerated by heat absorption in the evaporator or heat dissipation in the condenser. Alternatively, in the refrigerant circulation heat transfer device that is configured to perform heating, a temperature detection unit that detects a temperature of a space to be cooled or the like, a temperature setting unit that can set a target temperature, and a detection for the target temperature The temperature difference is examined, and when the deviation is equal to or less than a predetermined value, the compressor is stopped, and when it exceeds a predetermined value, the control means for controlling the drive of the compressor to operate the compressor, This control means controls the rotational speed of the compressor within an allowable rotational speed range between a predetermined minimum rotational speed and a maximum rotational speed when the compressor is operated, and is minimum when an abnormality occurs. Same speed Rotational speed lower than the minimum rotational speed of the normal control as well as to perform abnormality avoidance control in the in matter, after switching the compressor into the working state from the stopped state, so that the rotational speed of the compressor is slowly increased In addition , the refrigerant circulation type heat transfer device is characterized in that the compressor is controlled so that the increase in the rotation speed of the compressor becomes slow even after switching from the abnormality avoidance control to the normal control .

A refrigerant circulation system comprising a refrigerant circuit configured to return the refrigerant discharged from the compressor to the compressor through a condenser, a throttle and an evaporator, and to perform heating by heat radiation from the condenser. In the heat transfer device, a temperature detection means for detecting the temperature of the space to be heated, a temperature setting means for setting a target temperature, and a high-pressure circuit between the discharge port of the compressor and the inlet of the condenser Pressure detecting means that can detect the pressure of the high-pressure circuit when the difference between the target temperature set by the temperature setting means and the temperature detected by the temperature detecting means exceeds a predetermined value The compressor is stopped when the difference between the setting means and the target temperature and the detected temperature is equal to or less than the predetermined value, while the compressor is in operation, depending on the difference between the target pressure and the detected pressure by the pressure detecting means. This pressure The larger the difference, and control means for controlling the rotational speed of the compressor so that the rotation speed is high, the control means, the predetermined minimum frequency when operating the above compressor and the maximum speed Controls the compressor speed within the allowable speed range, and if an abnormality occurs, sets the minimum speed to a speed lower than the minimum speed for normal control under the same conditions, and avoids abnormalities. After the compressor is switched from the stopped state to the operating state, the compressor speed is increased slowly, and the compressor speed is changed even after switching from the abnormal avoidance control to the normal control. A refrigerant circulation type heat transfer device , wherein the compressor is controlled so that the rise is slow .

A refrigerant having a refrigerant circuit configured such that refrigerant discharged from the compressor is returned to the compressor through a condenser, a throttle and an evaporator, and is cooled or refrigerated by heat absorption in the evaporator. In the circulation heat transfer device, temperature detection means for detecting the temperature of the space to be cooled or frozen, temperature setting means for setting the target temperature, and from the outlet of the evaporator to the suction port of the compressor Pressure detection means that can detect the pressure of the low-pressure circuit between, and when the difference between the temperature detected by the temperature detection means and the target temperature set by the temperature setting means exceeds a predetermined value, the target pressure of the low-pressure circuit Pressure setting means for setting the pressure, and when the difference between the detected temperature and the target temperature is equal to or less than the predetermined value, the compressor is stopped, while the detected pressure by the pressure detecting means and the target pressure during the operation of the compressor. According to the difference between, the greater the pressure difference, so that the rotation speed is high and a control means for controlling the rotational speed of the compressor, the control means, the predetermined when actuating the compressor Control the rotation speed of the compressor within the allowable rotation speed range between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed, and if an abnormality occurs, set the minimum rotation speed to the minimum rotation speed of the normal control under the same conditions. The abnormality avoidance control is performed at a low rotational speed, and after the compressor is switched from the stopped state to the operating state, the rotational speed of the compressor increases slowly, and the abnormality avoidance control is switched to the normal control. A refrigerant circulation type heat transfer device that controls a compressor so that an increase in the rotation speed of the compressor becomes slow even after switching .

The compressor is connected to the engine via clutch means, and is switched between an operating state and a stopped state in response to switching of the clutch means, and the control means is configured to switch when the compressor is in a stopped state. When the compressor is switched from the stopped state to the operating state when the engine is in the idle operation state with the minimum engine speed, the engine speed is slowly increased after the clutch means is switched to the connected state in the idle operation state. The refrigerant circulation type heat transfer device according to claim 1, wherein the refrigerant circulation type heat transfer device is controlled so as to be controlled.