JP5208275B2

JP5208275B2 - 冷凍サイクル装置

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Publication number: JP5208275B2
Application number: JP2011518218A
Authority: JP
Inventors: 雄一藥丸
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: WO2010143343A1; EP2442050A1; CN102301190A; JPWO2010143343A1; US20110283723A1

Description

本発明は、給湯機や空調機などに用いる、膨張機構と複数の圧縮機構を搭載した冷凍サイクル装置に関する。

近年、冷凍サイクル装置の更なる高効率化を図る手段として、膨張弁に代えて膨張機構を用い、冷媒（作動流体）が膨張する過程でその圧力エネルギーを膨張機構によって動力の形で回収し、その回収分だけ圧縮機構の駆動に要する電力を低減する動力回収式の冷凍サイクル装置が提案されている。このような冷凍サイクル装置では、電動機、圧縮機構、および膨張機構がシャフトで連結された膨張機一体型圧縮機が用いられる。

ところで、膨張機一体型圧縮機では、圧縮機構と膨張機構とがシャフトによって連結されているので、運転条件によっては、圧縮機構の押しのけ量が不足したり膨張機構の押しのけ量が不足したりすることがある。そこで、このような運転条件でも回収動力を確保して冷凍サイクル装置のＣＯＰ（Coefficient of Performance）を高く維持できるようにするために、膨張機一体型圧縮機に加え、さらに第２の圧縮機を用いた冷凍サイクル装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１３は、特許文献１に記載された冷凍サイクル装置を示す構成図である。図１３に示すように、膨張機一体型圧縮機２２０と第２の圧縮機２３０を用いた冷凍サイクル装置は、冷媒回路２１０と、制御装置であるコントローラ２５０とを備えている。冷媒回路２１０中では、室内熱交換器２１１と室外熱交換器２１２との間に、膨張機一体型圧縮機２２０の第１圧縮機構２２１と第２の圧縮機２３０の第２圧縮機構２３１とが並列に配置されている。また、第１圧縮機構２２１は、電動機２２２および膨張機構２２３とシャフトで連結されており、第２圧縮機構２３１は、電動機２３２とシャフトで連結されている。

コントローラ２５０は、冷凍サイクルの高圧が所定の目標値となるように、第２の圧縮機２３０の制御を行う。具体的には、このコントローラ２５０は、高圧Ｐｈの測定値が目標値よりも高ければ、電動機２３２の回転速度を低下させて第２圧縮機構２３１の吐出量を減少させ、逆に、高圧Ｐｈの測定値が目標値よりも低ければ、電動機２３２の回転速度を上昇させて第２圧縮機構２３１の吐出量を増大させる。これにより、高圧Ｐｈを目標値近くに維持することができ、ＣＯＰを高く保ちながら冷凍サイクル装置の運転を行うことができる。

ところで、冷凍サイクル装置の運転を停止する場合には、電動機を急激に停止させると、電動機の駆動回路に大きな逆起電圧が発生することがある。これを防止するためには、例えば特許文献２に開示されているように、一定の時間をかけて電動機の回転数を徐々に低下させ、回転数をある程度低下させてから電動機を完全に停止する停止運転を行えばよい。

特開２００４−２１２００６号公報特開昭５８−９９６３５号公報

ところが、図１３に示すような膨張機一体型圧縮機２２０と第２の圧縮機２３０を用いた冷凍サイクル装置において、双方の電動機２２２，２３２の回転数を同一の低下速度で低下させると、膨張機構２２３の押しのけ量が徐々に不足するため、冷凍サイクルの高圧が低圧に対して定まる最適圧力（ＣＯＰが最も高くなる圧力）から段々とずれていく。そのため、冷凍サイクルの高圧と低圧の圧力差がなかなか小さくならずに、停止運転に必要なエネルギーが大きくなる。ここで、高圧を計測し、高圧を最適高圧に保つように制御することも考えられるが、停止運転という非定常な運転でそのような制御を行うことは非常に困難である。

本発明は、このような事情に鑑み、膨張機一体型圧縮機と第２の圧縮機を用いた冷凍サイクル装置において、停止運転の省エネルギー化を図ることができるようにすることを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、冷媒を圧縮する第１圧縮機構、膨張する冷媒から動力を回収する膨張機構、ならびにシャフトにより前記第１圧縮機構および前記膨張機構と連結された第１電動機を含む第１圧縮機と、冷媒を圧縮する第２圧縮機構であって冷媒回路中で前記第１圧縮機構と並列に接続される第２圧縮機構、およびシャフトにより前記第２圧縮機構と連結された第２電動機を含む第２圧縮機と、前記第１圧縮機構および前記第２圧縮機構から吐出される冷媒を放熱させる放熱器と、前記膨張機構から吐出される冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記第１電動機および前記第２電動機の回転数を低下させながら前記第１電動機および前記第２電動機を停止させる停止運転において、前記第２電動機の回転数を、前記第１電動機の回転数よりも大きな低下速度で低下させる制御装置と、前記第１圧縮機構および前記第２圧縮機構から前記放熱器に冷媒を導く第１配管と、前記放熱器から前記膨張機構に冷媒を導く第２配管と、前記膨張機構から前記蒸発器に冷媒を導く第３配管と、前記蒸発器から前記第１圧縮機構および前記第２圧縮機構に冷媒を導く第４配管と、前記第２配管を流れる冷媒の温度を検出する膨張前温度センサと、前記第２配管または前記第１配管を流れる冷媒の圧力を検出する高圧側圧力センサと、前記第４配管を流れる冷媒の温度を検出する圧縮前温度センサと、前記第４配管または前記第３配管を流れる冷媒の圧力を検出する低圧側圧力センサと、を備え、前記制御装置は、停止信号を受けたときに、前記膨張前温度センサおよび前記高圧側圧力センサならびに前記圧縮前温度センサおよび前記低圧側圧力センサで検出される温度および圧力から前記第２配管を流れる冷媒と前記第４配管を流れる冷媒の密度比を算出し、算出した密度比から前記第１電動機用の低下速度と前記第２電動機用の低下速度を決定し、決定した低下速度で前記第１電動機の回転数および前記第２電動機の回転数を低下させる、冷凍サイクル装置を提供する。

上記の構成によれば、第２電動機の回転数の低下速度を第１電動機の回転数の低下速度よりも大きくすることにより、膨張機構の押しのけ量が徐々に不足するのを補うことができる。従って、本発明によれば、冷凍サイクルの高圧と低圧の圧力差を迅速に小さくすることができ、停止運転の省エネルギー化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の概略構成図第１実施形態における停止運転時の冷凍サイクルを示すモリエル線図第１実施形態における停止運転時の時間と第１及び第２電動機の回転数との関係を示すグラフ第１実施形態における停止運転のフローチャート本発明の第２実施形態に係る冷凍サイクル装置の概略構成図第２実施形態における停止運転のフローチャート本発明の第３実施形態における停止運転時の時間と第１及び第２電動機の回転数との関係を示すグラフ第３実施形態における停止運転のフローチャート本発明の第４実施形態に係る冷凍サイクル装置の概略構成図第４実施形態における停止運転のフローチャート本発明の第５実施形態における停止運転のフローチャート本発明の第６実施形態における停止運転のフローチャート従来の冷凍サイクル装置の概略構成図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１００Ａを示している。この冷凍サイクル装置１００Ａは、冷媒を循環させる冷媒回路３を備えている。冷媒回路３は、第１圧縮機（膨張機一体型圧縮機）１、第２圧縮機２、放熱器４、蒸発器５、およびこれらの機器を接続する第１〜第４配管３ａ〜３ｄで構成されている。

第１圧縮機１は、第１シャフト１５により互いに連結された第１圧縮機構１１、第１電動機１２、および膨張機構１３を収容する第１密閉容器１０を有している。第２圧縮機２は、第２シャフト２５により互いに連結された第２圧縮機構２１および第２電動機２２を収容する第２密閉容器２０を有している。第１圧縮機構１１および第２圧縮機構２１は、２本の枝管が１本の本管になる第１配管３ａを介して放熱器４に接続されており、放熱器４は、第２配管３ｂを介して膨張機構１３に接続されている。また、膨張機構１３は、第３配管３ｃを介して蒸発器５に接続されており、蒸発器５は、１本の本管が２本の枝管になる第４配管３ｄを介して第１圧縮機構１１および第２圧縮機構２１に接続されている。すなわち、冷媒回路３中には、第１圧縮機構１１と第２圧縮機構２１とが並列に配置されている。換言すれば、冷媒回路３中では、第１圧縮機構１１は第２圧縮機構２１と並列に接続されている。

そして、第１圧縮機構１１で圧縮された冷媒および第２圧縮機構２１で圧縮された冷媒は、第１圧縮機構１１または第２圧縮機構２１から第１配管３ａに吐出された後、第１配管３ａを流れる途中で合流し、放熱器４に導かれる。圧縮機構１１，２１で圧縮された冷媒は、圧縮機構１１，２１からいったん密閉容器１０，２０内に吐出された後に密閉容器１０，２０から第１配管３ａに排出されるようになっていてもよい。放熱器４に導かれた冷媒は、ここで放熱した後に、第２配管３ｂを通って膨張機構１３に導かれる。膨張機構１３に導かれた冷媒は、ここで膨張する。このとき、膨張機構１３は、膨張する冷媒から動力を回収する。膨張した冷媒は、膨張機構１３から第３配管３ｃに吐出され、蒸発器５に導かれる。蒸発器５に導かれた冷媒は、ここで吸熱した後に、第４配管３ｄを流れる途中で分流し、第１圧縮機構１１および第２圧縮機構２１に導かれる。

なお、第１圧縮機構１１の押しのけ容積と第２圧縮機構２１の押しのけ容積は同じであることが好ましい。このようになっていれば、第１圧縮機構１１と第２圧縮機構２１とを共通の部材で構成することができ、コストを抑えることができる。

冷媒回路３には、高圧部分（第１圧縮機構１１および第２圧縮機構２１から放熱器４を経て膨張機構１３に至る部分）において超臨界状態となる冷媒が充填されている。本実施形態では、そのような冷媒として冷媒回路３に二酸化炭素（ＣＯ₂）が充填されている。ただし、冷媒の種類は特に限定されるものではない。冷媒は、運転時に超臨界状態とならない冷媒（例えばフロン系の冷媒等）であってもよい。

また、冷凍サイクル装置１００Ａは、主に第１電動機１２および第２電動機２２の回転数を制御する、ＣＰＵを搭載した制御装置６を備えている。制御装置６は、インバータ６１，６２を介して第１電動機１２および第２電動機２２にそれぞれ接続されている。

制御装置６は、連続的な定常運転を行っている間に例えばユーザーにより停止スイッチが押され、停止信号を受信したときに、第１電動機１２および第２電動機２２の回転数を低下させながら第１電動機１２および第２電動機２２を停止させる停止運転を行う。

図２は、第１実施形態における停止運転時の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。図２中のａの冷凍サイクルは停止運転の開始直後を表し、ｂの冷凍サイクルは中間を表し、ｃの冷凍サイクルは終了直前を表す。また、図２中の点Ａ，Ａ’，Ａ”は第４配管３ｄを流れる冷媒（すなわち、圧縮機構吸入冷媒）の状態を示し、点Ｂ，Ｂ’，Ｂ”は第１配管３ａ（正確には、第１配管３ａの本管）を流れる冷媒の状態を示し、点Ｃ，Ｃ’，Ｃ”は第２配管３ｂを流れる冷媒（すなわち、膨張機構吸入冷媒）の状態を示し、点Ｄ，Ｄ’，Ｄ”は第３配管３ｃを流れる冷媒の状態を示す。図２に示すように、停止運転が進むにつれて、冷凍サイクルの高圧と低圧の圧力差は小さくなるように変化するため、見かけ上は冷凍サイクルが収縮するような変化を示す。

第１電動機１２の回転数と第２電動機２２の回転数を同一の低下速度で低下させた場合には、停止運転が進むにつれて膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の密度比は小さくなるため、膨張機構１３からの押しのけ量が徐々に不足することになる。その結果、冷凍サイクルの高圧と低圧の圧力差がなかなか小さくならない。

これに対し、本実施形態では、図３に示すように、制御装置６が、第２電動機２２の回転数を、第１電動機１２の回転数よりも大きな低下速度で低下させる。本実施形態では、第１電動機１２および第２電動機２２を停止すべき制動時間Ｔｆが予め設定されており、この制動時間Ｔｆが制御装置６のメモリに記憶されている。制動時間Ｔｆは、例えば１分である。そして、制御装置６は、制動時間Ｔｆに基づいて、第１電動機１２と第２電動機２２を同時に完全に停止する。

なお、図３では、便宜上、定常運転時の第１電動機１２の回転数と第２電動機２２の回転数とが同じ状態を描いているが、それらは制御装置６によって冷凍サイクルの高圧が最適圧力になるように適切な回転数に調整される。

以下、制御装置６が行う停止運転時の制御を、図４のフローチャートを参照して詳細に説明する。

まず、制御装置６は、停止信号を受けるまで待機し（ステップＳ１でＮＯ）、停止信号を受けたときに（ステップＳ１でＹＥＳ）、第１電動機用の低下速度Ｘと第２電動機用の低下速度Ｙを決定する（ステップＳ２）。ただし、低下速度Ｙは、低下速度Ｘよりも大きい。例えば、第１電動機用の低下速度Ｘは１Ｈｚ／秒であり、第２電動機用の低下速度Ｙは２Ｈｚ／秒である。

低下速度Ｘ，Ｙの決定方法としては、種々の方法を採用可能である。例えば、停止運転開始時の回転数と低下速度とを対応付けたテーブルを予め制御装置６のメモリに記憶させておき、停止信号を受けたときに制御装置６が第１電動機１２および第２電動機２２の回転数に対応する低下速度をメモリから読み込むことにより、低下速度Ｘ，Ｙを決定してもよい。あるいは、停止運転で回転数を何割低下させるかを予め設定しておき、停止信号を受けたときの回転数にその割合をかけたものを制動時間Ｔｆで割って低下速度Ｘ，Ｙを決定してもよい。

ついで、制御装置６は、第１電動機１２の回転数を低下速度Ｘで低下させ、第２電動機２２の回転数を低下速度Ｙで低下させる。そして、制御装置６は、停止信号を受けてからの経過時間Ｔがメモリに記憶されている制動時間Ｔｆ以上となるまで回転数の低下を継続し（ステップＳ４でＮＯ）、経過時間Ｔが制動時間Ｔｆ以上となったときに（ステップＳ４でＹＥＳ）、第１電動機１２と第２電動機２２を完全に停止する（ステップＳ５）。

以上説明した冷凍サイクル装置１００Ａでは、第２電動機１２の回転数の低下速度Ｙを第１電動機１２の回転数の低下速度Ｘよりも大きくすることにより、膨張機構１３の押しのけ量が徐々に不足するのを補うことができる。従って、冷凍サイクルの高圧と低圧の圧力差を迅速に小さくすることができ、停止運転の省エネルギー化を図ることができる。

また、本実施形態では、予め設定した制動時間Ｔｆに基づいて第１電動機１２および第２電動機２２を完全に停止しているので、簡単な構成で上記の効果を得ることができる。

例えば、Ｘ＝１．０Ｈｚ／秒、Ｙ＝２．０Ｈｚ／秒としたときには、次の表１に示すように、膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の密度比が小さくなってもそれらの圧力差を小さくすることができる。

これに対し、Ｘ＝Ｙ＝２．０Ｈｚ／秒としたときには、次の表２に示すように、膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の密度比が小さくなってもそれらの圧力差はそれほど小さくならない。

なお、膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の圧力差をより早く小さくするためには、低下速度Ｙは低下速度Ｘの１．５倍以上であることが好ましく、２．０倍以上であることがより好ましい。このようになっていれば、停止運転にかかる時間の短縮を図ることができ、第１圧縮機１および第２圧縮機２の信頼性を向上させることができる。また、冷凍サイクル装置における温度および圧力の安定性向上の観点からは、低下速度Ｙは、２．５Ｈｚ／秒以下であることが好ましく、２．０Ｈｚ／秒以下であることがより好ましい。

（第２実施形態）
次に、図５に本発明の第２実施形態に係る冷凍サイクル装置１００Ｂを示す。本実施形態では、第１実施形態と同一構成部分（フローチャート中のステップも含む）には同一符号を付して、その説明を省略する。この点は、後述する第３〜第６実施形態においても同様である。

本実施形態の冷凍サイクル装置１００Ｂには、第２配管３ｂを流れる冷媒の温度を検出する膨張前温度センサ８２と、第２配管３ｂを流れる冷媒の圧力を検出する高圧側圧力センサ７２と、第４配管３ｄを流れる冷媒の温度を検出する圧縮前温度センサ８１と、第４配管３ｄを流れる冷媒の圧力を検出する低圧側圧力センサ７１とが設けられている。本実施形態では、高圧側圧力センサ７２が第２配管３ｂに、低圧側圧力センサ７１が第４配管３ｄの第１圧縮機構１１側の枝管に設けられているが、高圧側圧力センサ７２が第１配管３ａの本管に設けられていて、低圧側圧力センサ７１が第４配管３ｄの第２圧縮機構２１側の枝管もしくは本管または第３配管３ｃに設けられていてもよい。

そして、制御装置６は、停止信号を受けたときに、膨張前温度センサ８２および高圧側圧力センサ７２ならび圧縮前温度センサ８１および低圧側圧力センサ７１で検出される温度および圧力から膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の密度比を算出し、算出した密度比から第１電動機用の低下速度Ｘと第２電動機用の低下速度Ｙを決定する。

具体的には、制御装置６は、図６に示すように、図４に示すステップＳ２の代わりに、ステップＳ１１〜Ｓ１４を行う。すなわち、制御装置６は、停止信号を受けたときに（ステップＳ１でＹＥＳ）、膨張前温度センサ８２および高圧側圧力センサ７２で膨張機構吸入冷媒の温度および圧力を検出し、圧縮前温度センサ８１および低圧側圧力センサ７１で圧縮機構吸入冷媒の温度および圧力を検出する（ステップＳ１１）。ついで、制御装置６は、検出された温度および圧力から膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の密度比を算出する（ステップＳ１２）。

その後、制御装置６は、算出した密度比に基づいて、第２電動機２２の目標回転数Ｈを算出し、第２電動機用の低下速度Ｙを決定する（ステップＳ１３）。ここで、目標回転数Ｈとは、停止運転において第２電動機２２の回転数をどこまで低下させてから第２電動機２２を完全に停止するかを決定する回転数である。例えば、目標回転数Ｈは、次の表３に示すように、所定の密度比ごとに高圧と低圧の圧力差が十分に小さくなるような値を予め制御装置６に記憶させておき、ステップＳ１２で算出した密度比に応じた値をこれらのデータから求めればよい。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、停止信号を受けてから制動時間Ｔｆ経過後に第１電動機１２および第２電動機２２を完全に停止するようになっている（ステップＳ４）ので、目標回転数Ｈを算出した後に、Ｙ＝（停止信号を受けたときの回転数−Ｈ）／Ｔｆとして低下速度Ｙを決定する。

第２電動機用の低下速度Ｙを決定した後は、第１電動機用の低下速度Ｘを低下速度Ｙよりも小さくなるように決定する（ステップＳ１４）。例えば、低下速度Ｘは、低下速度Ｙから予め設定した速度差を差し引いて算出すればよい。

低下速度Ｘ，Ｙを決定した後は、制御装置６は、第１実施形態と同様に、ステップＳ３〜Ｓ５を行う。

以上説明したように、本実施形態では、膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の密度比を算出し、算出した密度比から第１電動機用の低下速度Ｘと第２電動機用の低下速度Ｙを決定しているので、定常運転中の密度比に基づいた適切な停止運転を行うことができ、よりいっそうの省エネルギー化を図ることができる。

なお、前記実施形態では、第２電動機２２の目標回転数Ｈを用いて低下速度Ｙを決定している（ステップＳ１３）が、例えば、後述する第４〜第６実施形態のように制動時間Ｔｆに基づかずに第１電動機１２および第２電動機２２を完全に停止する場合には、密度比と低下速度とを対応付けたテーブルを使用して、算出した密度比から低下速度Ｘ，Ｙを決定してもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態の冷凍サイクル装置は、図１に示す第１実施形態の冷凍サイクル装置１００Ａと同じ構成であるため、その構成図は省略する。

本実施形態では、第１実施形態と制御装置６が行う制御のみが異なっている。具体的に、本実施形態では、第１電動機１２を停止すべき第１制動時間Ｔｆと第２電動機２２を停止すべき第２制動時間Ｔｐが予め設定されており、これらの制動時間Ｔｆ，Ｔｐが制御装置６のメモリに記憶されている。第２制動時間Ｔｐは、第１制動時間Ｔｆよりも短く設定される。第１制動時間Ｔｆは、例えば１分であり、第２制動時間Ｔｐは、例えば３０秒である。そして、制御装置６は、図７に示すように、制動時間Ｔｆ，Ｔｐに基づいて、第１電動機１２よりも先に第２電動機２２を完全に停止する。

すなわち、制御装置６は、図８に示すように、ステップＳ３までは第１実施形態と同様の制御を行い、停止信号を受けてからの経過時間Ｔがメモリに記憶されている第２制動時間Ｔｐ以上となるまで第１電動機１２および第２電動機２２の回転数の低下を継続し（ステップＳ２１でＮＯ）、経過時間Ｔが第２制動時間Ｔｐ以上となったときに（ステップＳ２１でＹＥＳ）、第２電動機２２を完全に停止する（ステップＳ２２）。

さらにその後も、制御装置６は、停止信号を受けてからの経過時間Ｔがメモリに記憶されている第１制動時間Ｔｆ以上となるまで第１電動機１２の回転数の低下を継続し（ステップＳ２３でＮＯ）、経過時間Ｔが第１制動時間Ｔｆ以上となったときに（ステップＳ２３でＹＥＳ）、第１電動機１２を完全に停止する（ステップＳ２４）。

このように、第１電動機１２よりも先に第２電動機２２を完全に停止することにより、安全性を向上させることができる。

なお、第２実施形態で説明したように、温度センサ８１，８２および圧力センサ７１，７２を設けておけば、それらのセンサで検出される温度および圧力から膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の密度比を算出し、算出した密度比から第１電動機用の低下速度Ｘと第２電動機用の低下速度Ｙを決定することも可能である。例えば、ステップＳ２に代えて図６に示すステップＳ１１〜Ｓ１４を採用する場合には、停止信号を受けたときの回転数から目標回転数Ｈを引いた回転数を第２制動時間Ｔｐで割って第２電動機用の低下速度Ｙを決定すればよい。

（第４実施形態）
次に、図９に本発明の第４実施形態に係る冷凍サイクル装置１００Ｃを示す。本実施形態の冷凍サイクル装置１００Ｃには、蒸発器５での冷媒の蒸発温度Ｔｅを検出する蒸発温度センサ８３が設けられている。そして、制御装置６は、蒸発温度センサ８３で検出される蒸発温度Ｔｅに基づいて、第１電動機１２と第２電動機２２を同時に完全に停止する。

すなわち、制御装置６は、図１０に示すように、ステップＳ３までは第１実施形態と同様の制御を行った後に、蒸発温度センサ８３で蒸発器５での冷媒の蒸発温度Ｔｅを検出する（ステップＳ３１）。制御装置６のメモリには、設定温度ＴＥが予め記憶されており、制御装置６は、検出された蒸発温度Ｔｅが設定温度ＴＥ以上となるまで第１電動機１２および第２電動機２２の回転数の低下を継続し（ステップＳ３２でＮＯ）、検出された蒸発温度Ｔｅが設定温度ＴＥ以上となったときに（ステップＳ３２でＹＥＳ）、第１電動機１２と第２電動機２２を完全に停止する（ステップＳ５）。

このようにすれば、蒸発温度Ｔｅから冷凍サイクルの低圧を予測することができるので、膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の圧力差が確実に小さくなってから第１電動機１２および第２電動機２２を停止することができる。これにより、第１圧縮機１および第２圧縮機２の信頼性を向上させることができる。

なお、第２実施形態で説明したように、温度センサ８１，８２および圧力センサ７１，７２を設けておけば、それらのセンサで検出される温度および圧力から膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の密度比を算出し、算出した密度比から第１電動機用の低下速度Ｘと第２電動機用の低下速度Ｙを決定することも可能である。

また、完全停止の判定条件である設定温度ＴＥを２種類準備しておけば、第３実施形態と同様に、第１電動機１２よりも先に第２電動機２２を完全に停止することも可能である。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態を説明する。本実施形態の冷凍サイクル装置は、図１に示す第１実施形態の冷凍サイクル装置１００Ａに、図５に示す高圧側圧力センサ７２を加えたものであるため、その構成図は省略する。そして、制御装置６は、高圧側圧力センサ７２で検出される圧力Ｐｄに基づいて、第１電動機１２と第２電動機２２を同時に完全に停止する。

すなわち、制御装置６は、図１１に示すように、ステップＳ３までは第１実施形態と同様の制御を行った後に、高圧側圧力センサ７２で膨張機構吸入冷媒の圧力Ｐｄを検出する（ステップＳ４１）。制御装置６のメモリには、設定圧力ＰＤが予め記憶されており、制御装置６は、検出された圧力Ｐｄが設定圧力ＰＤ以下となるまで第１電動機１２および第２電動機２２の回転数の低下を継続し（ステップＳ４２でＮＯ）、検出された圧力Ｐｄが設定圧力ＰＤ以下となったときに（ステップＳ４２でＹＥＳ）、第１電動機１２と第２電動機２２を完全に停止する（ステップＳ５）。

このようにすれば、膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の圧力差が確実に小さくなってから第１電動機１２および第２電動機２２を停止することができる。これにより、第１圧縮機１および第２圧縮機２の信頼性を向上させることができる。

なお、第２実施形態で説明したように、高圧側圧力センサ７２に加えて低圧側圧力センサ７１および温度センサ８１，８２を設けておけば、それらのセンサで検出される温度および圧力から膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の密度比を算出し、算出した密度比から第１電動機用の低下速度Ｘと第２電動機用の低下速度Ｙを決定することも可能である。

また、完全停止の判定条件である設定圧力ＰＤを２種類準備しておけば、第３実施形態と同様に、第１電動機１２よりも先に第２電動機２２を完全に停止することも可能である。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態を説明する。本実施形態の冷凍サイクル装置は、図９に示す第４実施形態の冷凍サイクル装置１００Ｃに、図５に示す圧縮前温度センサ８１を加えたものであるため、その構成図は省略する。そして、制御装置６は、圧縮前温度センサ８１で検出される温度Ｔｓと蒸発温度センサ８３で検出される温度Ｔｅの温度差ΔＴ、すなわち過熱度に基づいて、第１電動機１２と第２電動機２２を同時に完全に停止する。

すなわち、制御装置６は、図１２に示すように、ステップＳ３までは第１実施形態と同様の制御を行った後に、圧縮前温度センサ８１で圧縮機構吸入冷媒の温度Ｔｓを検出するとともに（ステップＳ５１）、蒸発温度センサ８３で蒸発器５での冷媒の蒸発温度Ｔｅを検出する（ステップＳ５２）。ついで、制御装置６は、ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｅとして温度差ΔＴを算出する（ステップＳ５３）。制御装置６のメモリには、設定過熱度ＳＨが予め記憶されており、制御装置６は、算出された温度差ΔＴが設定過熱度ＳＨ以下となるまで第１電動機１２および第２電動機２２の回転数の低下を継続し（ステップＳ５４でＮＯ）、算出された温度差ΔＴが設定過熱度ＳＨ以下となったときに（ステップＳ５４でＹＥＳ）、第１電動機１２と第２電動機２２を完全に停止する（ステップＳ５）。

このようにすれば、第１圧縮機構１１で液圧縮が行われる前に第１電動機１２および第２電動機２２を停止することができる。これにより、第１圧縮機１および第２圧縮機２の信頼性を向上させることができる。

なお、第２実施形態で説明したように、圧縮前温度センサ８１に加えて膨張前温度センサ８２および圧力センサ７１，７２を設けておけば、それらのセンサで検出される温度および圧力から膨張機構吸入冷媒と圧縮機構吸入冷媒の密度比を算出し、算出した密度比から第１電動機用の低下速度Ｘと第２電動機用の低下速度Ｙを決定することも可能である。

また、完全停止の判定条件である設定過熱度ＳＨを２種類準備しておけば、第３実施形態と同様に、第１電動機１２よりも先に第２電動機２２を完全に停止することも可能である。

本発明の冷凍サイクル装置は、浴室乾燥用および融雪用などの様々の用途に利用可能である。

Claims

冷媒を圧縮する第１圧縮機構、膨張する冷媒から動力を回収する膨張機構、ならびにシャフトにより前記第１圧縮機構および前記膨張機構と連結された第１電動機を含む第１圧縮機と、
冷媒を圧縮する第２圧縮機構であって冷媒回路中で前記第１圧縮機構と並列に接続される第２圧縮機構、およびシャフトにより前記第２圧縮機構と連結された第２電動機を含む第２圧縮機と、
前記第１圧縮機構および前記第２圧縮機構から吐出される冷媒を放熱させる放熱器と、
前記膨張機構から吐出される冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記第１電動機および前記第２電動機の回転数を低下させながら前記第１電動機および前記第２電動機を停止させる停止運転において、前記第２電動機の回転数を、前記第１電動機の回転数よりも大きな低下速度で低下させる制御装置と、
前記第１圧縮機構および前記第２圧縮機構から前記放熱器に冷媒を導く第１配管と、
前記放熱器から前記膨張機構に冷媒を導く第２配管と、
前記膨張機構から前記蒸発器に冷媒を導く第３配管と、
前記蒸発器から前記第１圧縮機構および前記第２圧縮機構に冷媒を導く第４配管と、
前記第２配管を流れる冷媒の温度を検出する膨張前温度センサと、
前記第２配管または前記第１配管を流れる冷媒の圧力を検出する高圧側圧力センサと、
前記第４配管を流れる冷媒の温度を検出する圧縮前温度センサと、
前記第４配管または前記第３配管を流れる冷媒の圧力を検出する低圧側圧力センサと、を備え、
前記制御装置は、停止信号を受けたときに、前記膨張前温度センサおよび前記高圧側圧力センサならびに前記圧縮前温度センサおよび前記低圧側圧力センサで検出される温度および圧力から前記第２配管を流れる冷媒と前記第４配管を流れる冷媒の密度比を算出し、算出した密度比から前記第１電動機用の低下速度と前記第２電動機用の低下速度を決定し、決定した低下速度で前記第１電動機の回転数および前記第２電動機の回転数を低下させる、冷凍サイクル装置。
前記制御装置は、予め設定された制動時間に基づいて、前記第１電動機および前記第２電動機を完全に停止する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
前記蒸発器での冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記蒸発温度センサで検出される蒸発温度に基づいて、前記第１電動機および前記第２電動機を完全に停止する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
前記制御装置は、前記高圧側圧力センサで検出される圧力に基づいて、前記第１電動機
および前記第２電動機を完全に停止する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
前記蒸発器での冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記圧縮前温度センサで検出される温度と前記蒸発温度センサで検出される温度との温度差に基づいて、前記第１電動機および前記第２電動機を完全に停止する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
前記制御装置は、前記第１電動機と前記第２電動機を同時に完全に停止する、請求項２〜５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
前記制御装置は、前記第１電動機よりも先に前記第２電動機を完全に停止する、請求項２〜５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。