JP4390679B2 - オイル量判定装置、冷凍装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
前記一の圧縮機の吐出温度、吐出圧力及び吸込圧力に基づいて、前記一の圧縮機の圧縮冷媒が等エンタルピ変化により前記一の圧縮機の吸込圧力の冷媒に変化した場合の温度を算出する温度算出ステップと、前記算出した温度と、前記オイル管のオイル温度とを比較し、この比較結果に基づいて、前記一の圧縮機内のオイル量が不足しているか否かを判定するオイル量判定ステップとを備えたことを特徴とする。
図1は、本発明に係る冷凍装置の一例を示す空気調和装置1の回路図である。この空気調和装置1は、複数台(例えば2台)の室外ユニット2A、2Bと、複数台(例えば2台)の室内ユニット3A、3Bとを備えている。この空気調和装置1は、室外ユニット2A、2Bと室内ユニット3A、3Bとを接続する冷媒配管5が、低圧ガス管6と、高圧ガス管7と、液管8とから構成され、室内ユニット3A、3Bを同時に冷房運転若しくは暖房運転可能とし、または、これらの冷房運転(ドライ運転を含む)と暖房運転とを混在して実施可能としている。
すなわち、一の圧縮機20の高圧部(高圧容器内)と他の圧縮機20の低圧部(吸込管内)とがオイル管61で連結された構成となっている。このため、一の圧縮機20内のオイル量がオイル基準面OM以上となった場合、オイル基準面OM以上の余剰オイルが、オイル管61を介して他の圧縮機20内に供給され、各圧縮機20A、20B1、20B2内のオイル量が略均等に調整される。
また、補助冷却回路28は、レシーバタンク23と液管8とを接続する冷媒配管33を流れる液冷媒を補助冷却するものであり、より具体的には、レシーバタンク23と液管8との間の液冷媒が通る配管33の一部と、この配管33から分岐して膨張弁29を通過した冷媒が通る分岐管34の一部とを2重管で構成した、いわゆる2重管式熱交換器が適用される。この分岐管34は、補助冷却回路28に接続された冷媒配管35を介して圧縮機20の吸込管30とつながり、この分岐管34、35を通過した冷媒は圧縮機20の吸込口に戻される。
この分岐管45Aには、開閉弁45Bが設けられる。このため、開閉弁46Aが開き、開閉弁45Bが閉じると、オイルセパレータ25に貯留されたオイルが他の室外ユニット2Bに供給され、開閉弁46Aが閉じ、開閉弁45Bが開くと、他の室外ユニット2Bから供給されたオイルが分岐管45Aを介して冷媒戻し管45に供給され、これによって、室外ユニット2A、2B間をオイルが行き来可能に構成されている。
そして、室内ユニット3A、3Bにおいては、液管8を介して液冷媒が膨張弁11を介して室内熱交換器10に供給され、ここで吸熱・蒸発し、低温低圧のガス冷媒となり、第2開閉弁14を介して低圧ガス管6に供給される。この低圧ガス管6に供給されたガス冷媒は、室外ユニット2A、2Bの吸込管30を介して圧縮機20で再び圧縮される。これによって、全ての室内ユニット3A、3Bで同時に冷房運転が可能になる。
そして、室内ユニット3A、3Bにおいては、高圧ガス管7を介してガス冷媒が室内熱交換器10に供給され、ここで、放熱・凝縮して液冷媒となった後、膨張弁11を介して液管8に供給される。この液管8に供給された液冷媒は、室外ユニット2A、2Bの冷媒配管33及びレシーバタンク23を介して室外熱交換器21に供給され、ここで、吸熱・蒸発し、ここで低温低圧のガス冷媒となり、吸込管30を介して圧縮機20で再び圧縮される。これによって、全ての室内ユニット3A、3Bで同時に暖房運転が可能になる。
図4は、オイル量検出処理を示すフローチャートである。以下、圧縮機20Aに対して行う場合を例に説明する。まず、室外制御装置100は、温度センサST及び圧力センサSA、SBにより、圧縮機20Aの吐出温度TH、吐出圧力HP及び吸込圧力LPの測定値を取得し、図5に示すように、各値TH、HP、LPから圧縮機20Aのガス冷媒が等エンタルピ変化により吸込圧力LPの冷媒に変化した場合の温度TLを求めるべく、以下に示す(1)式を用いて、温度TLを算出する(ステップS1)。
ここで、オイル管61をガス冷媒が流れている場合は、ガス冷媒はキャピラリーチューブ62で等エンタルピ変化にて圧縮機20Aの低圧(吸込圧力LP)に減圧し、さらに、ガス冷媒のため熱容量が小さく冷やされやすいことから、オイル管61通過中に周囲空気により冷やされ、等エンタルピ変化だけを考慮して算出した温度TLよりも低くなる。
一方、オイル管61をオイルが流れている場合、液体であるオイルはキャピラリーチューブ62を通過しても膨張せず、しかもオイルは熱容量がガス冷媒よりも極めて大きいため、仮にオイル管61の周囲空気が低くオイル管61通過中に冷やされとしても、そのオイル温度は、上記算出した温度TLよりも高い温度となる。
なお、本実施形態では、オイル量検出処理を圧縮機20Aに対して行う場合を例に説明したが、全ての圧縮機20A、20B1、20B2に対して行なってもよく、或いは、室外ユニット2A、3A毎に各一台の圧縮機20だけに対して行うようにしてもよい。
具体的には、図6に他のオイル量検出処理を示すように、室外制御装置100は、圧力センサSA、SB及び温度センサSRにより、圧縮機20の吐出圧力HP、吸込圧力LP及びオイル管61のオイル温度TRを取得し、図7に示すように、各値HP、LP、TRから、オイル管61を流れる圧縮機20のガス冷媒が等エンタルピ変化により吐出圧力HPの冷媒に変化した場合の温度THKを求めるべく、以下に示す(2)式を用いて、温度THKを算出する(ステップS1A)。
図7に示すように、オイル管61をガス冷媒が流れている場合は、吐出温度THが上記温度THKより高くなるため、かかる場合(ステップS2A:YES)、室外制御装置100は、圧縮機20内のオイルがオイル基準面OM以下であり、オイル量が不足していると判定する(ステップS3A)。
このように、オイル管61を流れる圧縮機20のガス冷媒が等エンタルピ変化により吐出圧力HPの冷媒に変化した場合の温度THKを算出し、この算出温度THKと、圧縮機20の吐出温度THの測定値との比較によっても、圧縮機20のオイル不足を検知することが可能である。
2A、2B 室外ユニット
3A、3B 室内ユニット
5 冷媒配管
6 高圧ガス管
7 低圧ガス管
8 液管
10 室内熱交換器(利用側熱交換器)
11、26 膨張弁(減圧装置)
20、20A、20B、20C 圧縮機
21 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
23 レシーバタンク
24 アキュムレータ
25 オイルセパレータ
28 補助冷却回路
30、30A、30B1、30B2 吸込管
60 オイル取出口
61 オイル管
62 キャピラリーチューブ(絞り)
ST、SR 温度センサ
SA、SB 圧力センサ
100 室外制御装置(温度算出手段、オイル量判定手段)
Claims (7)
- 一の圧縮機の高圧部と他の圧縮機の低圧部とを接続するオイル管のオイル温度を測定するオイル温度センサと、
前記一の圧縮機の吐出温度、吐出圧力及び吸込圧力に基づいて、前記一の圧縮機の圧縮冷媒が等エンタルピ変化により前記一の圧縮機の吸込圧力の冷媒に変化した場合の温度を算出する温度算出手段と、
この温度算出手段が算出した温度と前記オイル温度センサの測定温度とを比較し、この比較結果に基づいて、前記一の圧縮機内のオイル量が不足しているか否かを判定するオイル量判定手段とを備えたことを特徴とするオイル量判定装置。 - 複数の高圧容器の圧縮機を備え、一の圧縮機の高圧部と他の圧縮機の低圧部とを、オイル管で接続した冷凍装置において、
前記オイル管のオイル温度を測定するオイル温度センサと、
前記一の圧縮機の吐出温度、吐出圧力及び吸込圧力に基づいて、前記一の圧縮機の圧縮冷媒が等エンタルピ変化により前記一の圧縮機の吸込圧力の冷媒に変化した場合の温度を算出する温度算出手段と、
この温度算出手段が算出した温度と前記オイル温度センサの測定温度とを比較し、この比較結果に基づいて、前記一の圧縮機内のオイル量が不足しているか否かを判定するオイル量判定手段とを備えたことを特徴とする冷凍装置。 - 複数の高圧容器の圧縮機を備え、一の圧縮機の高圧部と他の圧縮機の低圧部とを、オイル管で接続した冷凍装置において、
前記オイル管のオイル温度を測定するオイル温度センサと、
前記一の圧縮機の吐出温度を測定する吐出温度センサと、
前記一の圧縮機の吐出圧力及び吸込圧力、並びに前記センサの測定温度に基づいて、前記オイル管を流れる前記一の圧縮機の圧縮冷媒が等エンタルピ変化により前記一の圧縮機の吐出圧力の冷媒に変化した場合の温度を算出する温度算出手段と、
この温度算出手段が算出した温度と前記吐出温度センサの測定温度とを比較し、この比較結果に基づいて、前記一の圧縮機内のオイル量が不足しているか否かを判定するオイル量判定手段とを備えたことを特徴とする冷凍装置。 - 前記オイル管は、前記一の圧縮機内のオイル量が予め定めたオイルレベル以下の場合に、その圧縮機内の圧縮冷媒が前記オイル管を介して他の圧縮機に流出するように、前記一の圧縮機の所定位置に接続され、
前記オイル量判定手段は、前記一の圧縮機内のオイル量が前記オイルレベル以下か否かを判定することを特徴とする請求項2又は3記載の冷凍装置。 - 前記オイル管は絞りを備え、
前記センサは、前記オイル管の絞りと前記他の圧縮機の低圧部との間の温度を測定することを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の冷凍装置。 - 複数の高圧容器の圧縮機を備え、一の圧縮機の高圧部と他の圧縮機の低圧部とを、オイル管で接続した冷凍装置の制御方法において、
前記一の圧縮機の吐出温度、吐出圧力及び吸込圧力に基づいて、前記一の圧縮機の圧縮冷媒が等エンタルピ変化により前記一の圧縮機の吸込圧力の冷媒に変化した場合の温度を算出する温度算出ステップと、
前記算出した温度と、前記オイル管のオイル温度とを比較し、この比較結果に基づいて、前記一の圧縮機内のオイル量が不足しているか否かを判定するオイル量判定ステップとを備えたことを特徴とする冷凍装置の制御方法。 - 複数の高圧容器の圧縮機を備え、一の圧縮機の高圧部と他の圧縮機の低圧部とを、オイル管で接続した冷凍装置の制御方法において、
前記一の圧縮機の吐出圧力及び吸込圧力、並びに前記センサの測定温度に基づいて、前記オイル管を流れる前記一の圧縮機の圧縮冷媒が等エンタルピ変化により前記一の圧縮機の吐出圧力の冷媒に変化した場合の温度を算出する温度算出ステップと、
前記算出した温度と前記一の圧縮機の吐出温度とを比較し、この比較結果に基づいて、前記一の圧縮機内のオイル量が不足しているか否かを判定するオイル量判定ステップとを備えたことを特徴とする冷凍装置の制御方法。
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