JPH02230058A - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍装置の運転制御装置に係り、特に、油回
収運転又はデフロスト運転時における圧縮機の湿り運転
時間の短縮対策に関する。

（従来の技術） 従来より、冷凍装置の油回収運転等の制御装置として、
例えば実公昭５７−４１４１６号公報に開示される如く
、圧縮機の運転容量を低容量側と高容量側とに切換える
切換えスイッチを備えて、油回収運転時には、圧縮機の
運転容量を高容量側に切換えることにより、冷凍装置内
の冷媒流量を増大させて冷凍回路中に滞留する油の回収
を行おうとするものは知られている。また、デフロスト
運転によっても、同様の効果が得られることもよく知ら
れている。

（発明が解決しようとする課８） ところで、上記従来のような油回収を行う場合、アキュ
ムレー夕内に冷媒及び油を液バックにより回収して貯溜
し、さらにアキュムレータの底部側に分離滞留した油を
その底部から連通管を介して圧縮機に直接戻すようにす
ることになる。

その場合、戻された液冷媒により圧縮機は湿り圧縮とな
っており、しかも液冷媒の圧縮機への戻り量を抑制すべ
く、通常油戻しのための連通管も細い目に設定されてい
る。したがって、油回収運転の終了後もアキュムレー夕
に貯溜された液冷媒が抜けきれず、湿り圧縮の時間が相
当に長くなるという問題がある。また、デフロスト運転
においても油回収運転と同様の制御になるため、上記と
同様の問題がある。

そこで、斯かる場合、油回収運転又はデフロスト運転終
了後には、膨張弁を制御するための過熱度の設定値を通
常よりも高く設定することにより、アキュムレー夕内の
液冷媒の蒸発を促進する手段も有効であるが、それでも
、なお十分湿り圧縮時間を短縮できない場合もありうる
。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、油回収運転時又はデフロスト運転時にアキュムレ
ータ内の液冷媒量を適切な手段で検知し、その値に応じ
て膨張弁開度を小さく絞ることにより、湿り運転時間を
短縮し、もフて、運転性能の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため第１の解決手段は、吐出管温度
に応じて膨張弁開度を小さく変更することにある。

具体的には、第１図に示すように（破線部分を含まず、
一点鎖線部分を含む）、圧縮８！　（１）、熱源側熱交
換器（３）、開度の調節可能な膨張弁（５又は４）、利
用側熱交換器（６）および吸入冷媒中の液冷媒を分離す
る液分離器（７）を備えた冷媒回路（９）を有する冷凍
装置を前提とする。

そして、冷凍装置の運転制御装置として、油回収運転又
はデフロスト運転中、圧縮機（１）の運転容量を高容量
値に、かつ膨張弁（５又は４）の開度を所定の高開度値
にするよう制御する制御手段（５２）と、吐出管温度を
検出する吐出温検出手段（　Ｔ　ｈ３）と、該吐出温検
出手段（　Ｔ　ｈ３）の出力を受け、上記制御手段（５
２）による浦回収運転又はデフロスト運転の開始時にお
ける初期吐出管温度値を記憶する記憶手段（５１）と、
上記吐出温検出手段（　Ｔ　ｈ３）の出力を受け、制御
手段（５２）による運転中の吐出管温度が上記記憶手段
（５１）に記憶される初期吐出管温度値よりも所定値以
上低いときには、上記膨張弁（５又は４）の開度を上記
高開度値よりも小さくするよう変更する開度変更手段（
５３）とを設ける構成としたものである。

第２の解決手段は、吸入過熱度に応じて膨張弁開度を小
さく変更することにある。

具体的には、第１図に示すように（一点鎖線部分を含ま
ず、鎖線部分を含む）、上記第１の解決手段と同様の冷
凍装置を前提とし、冷凍装置の運転制御装置として、油
回収運転又はデフロス１・運転中、圧縮機（１）の運転
容量を高容量値に、かつ膨張弁（５又は４）の開度を所
定の高開度値にするよう制御する制御手段（５２）と、
吸入過熱度を検出する過熱度検出手段（５０）と、該過
熱度検出手段（５０）の出力を受け、上記制御手段（５
２）による油回収運転又はデフロスト運転開始時におけ
る初期吸入過熱度値を記憶する記憶手段（５１）と、上
記過熱度検出手段（５０）の出力を受け、制御手段（５
２）による運転中の吸入過熱度が上記記憶手段（５１）
に記憶される初期吸入過熱度値よりも所定値以上低いと
きには、上記膨張弁（５又は４）の開度を上記高開度値
よりも小さくするよう変更する開度変更手段（５３）と
を設けたものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、浦回収運
転又はデフロスト運転中、制御手段（５２）により、圧
縮機（１）の運転容量を高容ユ値にかつ膨張弁（５又は
４）を高開度にした湿り状態で運転が行われ、冷媒回路
（９）中に滞留する油が圧縮機（１）に回収され、冷媒
の循環量の増大と湿り気味運転とにより、液分雌器（７
）では冷媒中の液冷媒が多く分離され貯溜される。

その場合、圧縮機（１）の液圧縮が生じて吐出管温度が
低下し、吐出温険出手段（　Ｔ　ｈ３）で検出される吐
出管温度が記憶手段（５１）に記憶される初期吐出管温
度値よりも所定値以上低くなると、開度変更手段（５３
）により、膨張弁（５又は４）の開度が上記高開度値よ
りも小さくなるよう変更されるので、吸入冷媒中の液冷
媒量の割合が減少し、液分離器（７）内の液冷媒貯溜量
が減少して、湿り運転時間が短縮されることになる。

請求項（２）の発明では、上記請求項（１）の発明にお
ける吐出温検出手段（Ｔｈ３）の代わりに、過熱度検出
手段（５０）で検出される冷媒の吸入過熱度に基づき、
上記請求項（１）の発明と同様の作用が？！ｌられるこ
とになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第５図以下の図面に基
づき説明する。

第２図は本発明の実施例に係る空気調和装置の冷媒配管
系統を示し、該空気調和装置は、一台の室外ユニット（
Ａ）に三台の室内ユニット（Ｂ）〜（Ｄ）が接続された
いわゆるマルチタイプのものである。上記室外ユニット
（Ａ）において、（１）は圧縮機、（２）は冷房運転時
には図中実線のごとく切換わり、暖房運転時には図中破
線のごとく切換わって、冷媒の貼環サイクルを正逆切換
える四路切換弁、（３）は冷房運転時には凝縮器、暖房
運転時には蒸発器として機能する熱源側熱交換器として
の室外熱交換器、（４）は冷房運転時には冷媒の循環量
を調節し、暖房運転時には冷媒の減圧作用を行う室外電
動膨張弁、（７）は吸入冷媒中の液成分を分離する液分
離器としてのアキュムレー夕である。また、上記各室内
ユニット（Ｂ）〜（Ｄ）はいずれも同一構成であって、
冷房運転時には冷媒の減圧作用を行う室内電動膨張弁（
５）と、冷房運転時には蒸発器として、暖房連転時には
凝縮器として機能する利用側熱交換器としての室内熱交
換器（６）とが配置されている。そして、上記各機器（
１）〜（７）は冷媒配管（８）により、冷媒の流通可能
に接続されていて、室外空気との熱交換により得た熱を
室内空気に放出するヒートポンプ作用を行う冷媒回路（
９）が構成されている。

また、装置にはセンサ類が設けられていて、（Ｔｈ３）
は吐出管に配置され、，吐出管温度Ｔｄを検出するため
の吐出温検出手段としての吐出管センサ、（Ｔｈ２）は
吸入管に配置され、吸入管温度Ｔ２を検出するための吸
入管センサ、（Ｐ１）は冷房運転時には吸入ラインとな
り、暖房運転時には吐出ラインとなる部位に配置され、
冷房運転時には低圧Ｔｅ　　（蒸発圧力相当飽和温度）
、暖房運転時には高圧Ｔｃ　　（凝縮圧力相当飽和温度
）を検出するための圧カセンサである。上記吸入管セン
サ（　Ｔ　ｈ２）で検出される吸入管温度Ｔ２と、圧力
センサ（Ｐ１）で検出される蒸発圧力相当飽和温度Ｔｅ
との差温（Ｔ２　−Ｔｅ　）により吸入冷媒の過熱度ｓ
ｈを検知するようになされていて、請求項（２）の発明
では、上記各センサ（　Ｔ　ｈ２）および（Ｐ１）によ
り、吸入過熱度ｓｈを検出する過熱度検出手段（５０）
が構成されている。

なお、図中、（１０），・・・は各室内ユニット（Ｂ）
〜（Ｄ）の分岐配管に介設された手動開閉弁、（１１）
．（１１）は室外ユニット（Ａ）の配管に介設された手
動開閉弁、（１２）は上記アキュムレータ（７）に貯溜
された油を圧縮機（１）に戻すための油戻し管である。

空気調和装置の冷房運転時、四路切換弁（２）が図中実
線側に切換わり、圧縮機（１）で圧縮された冷媒が室外
熱交換器（３）で凝縮され、各室内ユニット（Ｂ）〜（
Ｄ）の各室内電動膨張弁（５），・・・で減圧されて各
室内熱交換器（６），・・・で蒸発した後、合流して圧
縮機（１）に戻るように循環する。

また、暖房運転時には、四路切換弁（２）が図中破線側
に切換わり、圧縮ｔａ　（１）で圧縮された冷媒が各室
内ユニット（Ｂ）〜（Ｄ）の室内熱交換器（６）．・・
・で凝縮された後合流して室外ユニット（Ａ）に戻り、
室外電動膨張弁（４）で減圧され、室外熱交換器（３）
で蒸発して圧縮機（１）に戻るように循環する。

そのとき、コントローラ（図示せず）により行われる室
内電動膨張弁（５），・・・の開度制御について、請求
項（１）の発明を例にとって説明する。第３図は請求項
（１）の発明の制御内容を示し、暖房運転中に、ステッ
プＳ１で油回収運転条件（又はデフロスト運転条件）が
成立したか否かを判別し、油回収運転条件等が成立する
まではステップＳ２で通常運転を行って、油回収運転条
件等が成立すると、ステップＳ３に移行し、油回収運転
等を開始したときか否かを判別する。そして、油回収運
転等の開始時には、四路切換弁（２）を図中実線側に切
換え、冷房サイクルによる油回収運転等を開始すると同
時にステップＳ４で上記吐出管センサ（　Ｔ　ｈ３）の
検出値を入力し、そのときの吐出管温度Ｔｄを初期吐出
管温度値Ｔｄｆとして設定する。

そして、油回収運転等の間、ステップＳ５で、上記ステ
ップＳ４で設定した初期吐出管温度値Ｔｄｆ’が現在の
吐出管温度値Ｔｄに正の定数ｎを加えた値（Ｔｄ十ｎ）
よりも大きいか否かを判別し、Ｔｄｆ≦Ｔｄ＋ｎ（例え
ばＴｄは８０℃程度の値）であれば、アキュムレータ（
７）の液冷媒貯溜量に余裕があると判断して、ステップ
Ｓ６で通常の条件、つまり圧縮機（１）の運転容量をフ
ルロードに、かつ室外電動膨張弁（４）および各室内電
動膨張弁（５），・・・の開度ＥＶを全開値ＥＶｄｌ’
にして、通常の油回収運転等を行う一方、Ｔｄｆ’＞Ｔ
ｄ＋ｎのときには、アキュムレータ（７）の貯溜冷媒が
過剰になっていると判断して、ステップＳ７で、各室内
電動膨張弁（５），・・・の開度ＥＶを、上記全開値Ｅ
Ｖｄｆ’から所定割合だけ絞った値ＥＶｄｆ／ｍ　（例
えばｍは「２」程度の値）に設定して、油回収運転等を
行う。

上記制御のフローにおいて、請求項（１）の発明では、
ステップＳ４により、制御手段（５２）による油回収運
転（又はデフロスト運転）の開始時における吐出管温度
値Ｔｄを記憶する記憶手段（５１）が構成され、ステッ
プＳ６により、油回収運転（又はデフロスト運転）中、
圧縮機（１）の運転容量をフルロード（高容量値）に、
かつ膨張弁（５又は４）の開度ＥＶを所定の高開度値Ｅ
Ｖｄｆ’にするよう制御する制御手段（５２）が構成さ
れている。また、ステップＳ７により、制御手段（５２
）による運転中の吐出管温度Ｔｄが上記記憶手段（５１
）に記憶される初期吐出管温度値Ｔｄｒよりも所定値ｎ
以上低いときには、膨張弁（５又は４）の開度ＥＶを上
記高開度値ＥＶｄｒよりも小さくするよう変更する開度
変更手段（５３）が構成されている。

また、制御内容は省略するが、請求項（２）の発明では
、上記フローにおける吐出管温度Ｔｄの代わりに過熱度
検出手段（５０）で検出される吸入過熱度値ｓｈを初期
吸入過熱度値Ｓｈｆと比較し、Ｓｈｆ＞Ｓｈ　＋ｋ　（
但し、ｋは正の定数、Ｓｈｉ！５℃程度の値）の時のみ
室内電動膨張弁（５）．・・・の開度ＥＶを上記のよう
に小さく変更することにより、同様の制御を行うことが
できる。

したがって、上記実施例では、装置の運転中に油回収運
転条件等が成立すると、制御手段（５２）により、圧縮
機（１）の運転容量をフルロードにかつ室内電動膨張弁
（５），・・・を全開にして湿り気味の運転を行うこと
により、冷媒の循環量を最大にし油回収効率を高めた状
態で運転が行われ、冷媒回路（９）中の冷媒配管（８）
等に滞留する油が圧縮機（１）に回収される。

そのとき、冷媒の循環量の増大と湿り気味運転とにより
、アキュムレータ（７）では冷媒中の液冷媒が多く分離
され貯溜される。そして、貯溜量が過剰になると、油回
収運転等の終了後、正サイクルつまり暖房サイクルの運
転に復帰したときにも、冷媒回路（９）中のガス冷媒量
の不足をきたす一方、圧縮機（１）にはアキュムレータ
（７）の戻し管（１２）から液冷媒が倶給され続けて、
湿り圧縮の時間が長くなる虞れが生じるが、本発明では
、圧縮機（１）の液圧縮が生じて吐出管温度Ｔｄが低下
し、吐出管温度値Ｔｄが記憶手段（５１）に記憶される
初期吐出管温度値Ｔｄ４より？所定値ｎ以上低くなると
、開度変更手段（５３）により、各室内電動膨張弁（５
）．・・・の開度ＥＶが高開度値（全開値）ＥＶｄｒよ
りも小さな値ＥＶｄｉ’／　ｍに変更されるので、湿■
り運転が抑制され、アキュムレータ（７）内の液冷媒貯
溜量が低゛減されることになる。よって、湿り運転時間
の短縮を図ることができる。

また、室内電動膨張弁（５），・・・の開度ＥＶを小さ
く変更して、吐出管温度Ｔｄが初期吐出管温度値Ｔｄｆ
から所定値を減じた値よりも高くなったときには、ふた
たび高開度゛値ＥＶｄｒで油回収等が行われるので、仙
回収機能や除霜機能が損なわれることがなく、かえって
、油回収運転後に過熱度を高く設定するようなことを行
う必要がなくなるので、装置の性能の向上を図ることが
できるのである。

請求項（ａの発明では、上記請求項（１）の発明におけ
る吐出管温度値Ｔｄの代わりに、過熱度検出手段（５０
）で検出される過熱度ｓｈに基づき同様の制御が行われ
る。よって、上記請求項（１）の発明と同様の効果を得
ることができる。

なお、上記実施例では、暖房運転中における油回収運転
又はデフロスト運転について説明したが、冷房運転中に
おける油回収運転についても、同様に制御することがで
きる。また、本発明をコンテナ冷凍機等に適用した場合
、空気調和装置における熱源側熱交換器でなく、利用側
熱交換器の除霜を行うことになるが、本発明はその場合
にも同様に適用しうるちのである。

さらに、上記実施例では複数の室内熱交換器（５），・
・・を備えたマルチ形空気調和装置について説明したが
、本発明は一台の室内熱交換器のみ備えたペアタイプの
空気調和装置等についても、適用しうろことはいうまで
もない。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、冷
凍装置の油回収運転又はデフロスト運転時、吐出管温度
を検出して、吐出管温度値が油回収運転等の開始時にお
ける初期吐出管温度値から一定の値を減じた値よりも低
くなったときには、膨張弁開度を所定の高開度値よりも
低く変更するようにしたので、液分離器から圧縮機への
液冷媒の供給に伴なう液圧縮を検知して、液分離器への
過剰な液冷媒の貯溜を有効に防止することができ、よっ
て、湿り運転時間の短縮と装置の運転性能の向上とを図
ることができる。

請求項（２）の発明によれば、吸入過熱度を検出し、そ
の値により圧縮機の液圧縮を検知するようにして、上記
請求項（１）の発明と同様の制御を行うようにしたので
、上記請求項（１）の発明と同様の効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図以下は本発明の実施例を示し、第２図は装置の全
体構成を示す冷媒配管系統図、第３図は制御内容を示す
フローチャート図である。 １　　　圧縮機 ３　　　室外熱交換器（熱源側熱交換器）４　　　室外
電動膨張弁 ５　　　室内電動膨張弁 室内熱交換器 （利用側熱交換器） アキュムレータ （液分離器） 過熱度検出手段 記憶手段 制御手段 開度制御手段 Ｔｈ３ 吐出管センサ （吐出温検出手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）圧縮機（１）、熱源側熱交換器（３）、開度の調
   節可能な膨張弁（５又は４）、利用側熱交換器（６）お
   よび吸入冷媒中の液冷媒を分離する液分離器（７）を備
   えた冷媒回路（９）を有する冷凍装置において、 油回収運転又はデフロスト運転中、圧縮機 （１）の運転容量を高容量値に、かつ膨張弁（５又は４
   ）の開度を所定の高開度値にするよう制御する制御手段
   （５２）と、吐出管温度を検出する吐出温検出手段（Ｔ
   ｈ３）と、該吐出温検出手段（Ｔｈ３）の出力を受け、
   上記制御手段（５２）による油回収運転又はデフロスト
   運転の開始時における初期吐出管温度値を記憶する記憶
   手段（５１）と、上記吐出温検出手段（Ｔｈ３）の出力
   を受け、制御手段（５２）による運転中の吐出管温度が
   上記記憶手段（５１）に記憶される初期吐出管温度値よ
   りも所定値以上低いときには、上記膨張弁（５又は４）
   の開度を上記高開度値よりも小さくするよう変更する開
   度変更手段（５３）とを備えたことを特徴とする空気調
   和装置の運転制御装置。 （２）圧縮機（１）、熱源側熱交換器（３）、開度の調
   節可能な膨張弁（５又は４）、利用側熱交換器（６）お
   よび吸入冷媒中の液冷媒を分離する液分離器（７）を備
   えた冷媒回路（９）を有する冷凍装置において、 油回収運転又はデフロスト運転中、圧縮機 （１）の運転容量を高容量値に、かつ膨張弁（５又は４
   ）の開度を所定の高開度値にするよう制御する制御手段
   （５２）と、吸入過熱度を検出する過熱度検出手段（５
   ０）と、該過熱度検出手段（５０）の出力を受け、上記
   制御手段（５２）による油回収運転又はデフロスト運転
   開始時における初期吸入過熱度値を記憶する記憶手段（
   ５１）と、上記過熱度検出手段（５０）の出力を受け、
   制御手段（５２）による運転中の吸入過熱度が上記記憶
   手段（５１）に記憶される初期吸入過熱度値よりも所定
   値以上低いときには、上記膨張弁（５又は４）の開度を
   上記高開度値よりも小さくするよう変更する開度変更手
   段（５３）とを備えたことを特徴とする冷凍装置の運転
   制御装置。