JPH06147659A - 圧縮機保温装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機内部に電気加熱器を設置せずに、圧縮
機内部からも加熱でき、圧縮機を保温する手段を備えた
圧縮機保温装置を提供する。 【構成】 補助継電器３を介して、密閉形圧縮機中に設
置された圧縮機用モータ１のコイル１ｕ，１ｖを電気加
熱器４と直列接続し、モータ駆動用の電磁接触器２およ
び補助継電器３を開閉し、圧縮機用モータ１のコイル１
ｕ，１ｖを発熱体として使用する。 【効果】 圧縮機用モータのコイルを発熱体として使用
するため、圧縮機内部からも圧縮機を加熱でき、効率の
よい圧縮機保温装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機の保温装置に係
り、特に、冷凍機用圧縮機の保温装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数台の圧縮機を備えた空気調和機にお
いては、負荷容量に応じて、少なくとも１台の圧縮機を
作動／停止させる制御方式を採用している。停止中の圧
縮機の温度が冷媒凝縮温度以下になると、液冷媒がその
圧縮機に滞留してしまうので、圧縮機の温度を冷媒凝縮
温度よりも高く保つ必要がある。そこで、従来は、圧縮
機に電気加熱器を取り付けて圧縮機を加熱し、冷媒凝縮
温度以上に保つ方式が採られてきた。

【０００３】従来の電気加熱器は、実開昭５７−１９８
３８６号公報に記載のように、圧縮機とは電気的に独立
して設置されていた。すなわち、電気加熱器は、圧縮機
の内部配線とは独立して、圧縮機の外部または内部のい
ずれか一方に取り付けられ、または、内部および外部の
双方に取り付けられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】製造コスト等の関係か
ら、圧縮機の内部または外部のいずれ一方に電気加熱器
を取り付ける方式を採ることが多い。また、作業のしや
すさの面から考えれば、圧縮機の外部に取り付ける方式
が容易であり、一般的でもある。

【０００５】しかし、圧縮機外部からだけの保温では、
電気加熱器が発生する熱は、圧縮機と直接接触している
面からしか伝達できず、圧縮機と接触していない面から
は、熱が逃げてしまうため、熱損失が大きかった。そこ
で、圧縮機を十分に加熱し保温するには、熱損失分も考
慮した大きな容量の電気加熱器を取り付ける必要があ
り、使用電力が大きくなってしまう問題があった。

【０００６】一方、圧縮機内部に電気加熱器を取り付け
る方式では、設置スペースの確保が困難であり、圧縮機
の組立て作業も容易ではなかった。

【０００７】また、例えば特開平１−６０７８７号公報
に記載のように、三相交流圧縮機用モータのａ相および
ｂ相に電気加熱器を接続し、圧縮機の電源回路の接点入
切に連動させて電気加熱器に通電し、電源回路を簡素化
しているものもある。

【０００８】この方式では、圧縮機が停止すると、直ち
に電気加熱器に通電されてしまう。したがって、圧縮機
が高温状態でも、不要な通電を必ず行なうために、不経
済となる。しかも、圧縮機用モータのコイルの絶縁性能
低下などへの配慮が充分になされていないため、圧縮機
温度が高い場合は、信頼性低下の問題がある。また、電
源回路に三接点の電磁接触器を使用した場合には、構成
不可能な回路構成となっている。

【０００９】本発明の目的は、圧縮機内部に電気加熱器
を設置せずに、圧縮機内部からも加熱でき、圧縮機を確
実に保温する手段を備えた圧縮機保温装置を提供するこ
とである。

【００１０】本発明の他の目的は、圧縮機に電気加熱器
を設置せずに、圧縮機を確実に保温する手段を備えた圧
縮機保温装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、圧縮機停止
時に電気加熱器と圧縮機用モータのコイルとを直列接続
して通電し、圧縮機用モータのコイルを内部加熱源とし
て動作させる圧縮機保温装置により達成される。

【００１２】すなわち、本発明は、上記目的を達成する
ために、空気調和機の圧縮機に取付けられ温度低下を防
止する電気加熱器を含む圧縮機保温装置において、電気
加熱器と圧縮機用モータのコイルとを直列接続して同時
に通電し発熱させる切換え手段を備えた圧縮機保温装置
を提案するものである。

【００１３】前記切換え手段は、圧縮機が停止している
間のみ電気加熱器と圧縮機用モータのコイルとを直列接
続して同時に通電し発熱させる手段とする。

【００１４】前記切換え手段は、冷媒凝縮温度と圧縮機
温度との関係に基づいて、電気加熱器と圧縮機用モータ
のコイルとを直列接続して同時に電源に接続し発熱させ
る手段である。

【００１５】前記切換え手段は、外気温度と圧縮機温度
との関係に基づいて、電気加熱器と圧縮機用モータのコ
イルとを直列接続して同時に電源に接続し発熱させる手
段とすることもできる。

【００１６】圧縮機が複数台ある場合、切換え手段は、
複数の圧縮機の運転状態に応じて、複数の電気加熱器お
よび圧縮機用モータのコイルの通電時間を制御する手段
とする。

【００１７】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、電気加熱器を持たない複数の圧縮機を有する冷凍サ
イクルの圧縮機保温装置において、各圧縮機の運転状
態，停止中の圧縮機温度，冷媒凝縮温度等に基づいて、
停止状態にあり冷媒温度が所定温度まで低下した圧縮機
を順次再起動させる一方で、冷媒温度がある温度以上の
圧縮機を前記再起動される台数に対応して停止させる手
段を備えた圧縮機保温装置を提案するものである。

【００１８】

【作用】本発明においては、電気加熱器と圧縮機用モー
タのコイルとを直列接続したことにより、電気加熱器の
数を増やさずに、圧縮機内部からも加熱し、圧縮機を効
率的に保温できる。

【００１９】また、圧縮機内部からも加熱して保温効果
を利用することが可能となるため、圧縮機外部の電気加
熱器を小形化し、その熱損失を少なくできる。

【００２０】さらに、外気温度および圧縮機温度等に基
づいて電気加熱器に通電するようにしたので、無駄な電
力消費を削減できる。

【００２１】一方、電気加熱器を持たない複数の圧縮機
を有する冷凍サイクルの圧縮機保温装置の場合は、停止
状態にあり冷媒温度が所定温度まで低下した圧縮機を順
次再起動させる一方で、冷媒温度がある温度以上の圧縮
機を前記再起動される台数に対応して停止させるので、
どの圧縮機の温度も冷媒凝縮温度まで低下するおそれが
なくなる。

【００２２】

【実施例】次に、図１〜図６を参照して、本発明による
圧縮機保温装置の実施例を説明する。図１は、本発明に
よる圧縮機保温装置の一実施例の電気的接続を示す回路
図である。空気調和機の密閉形圧縮機は、ここには図示
していない圧縮機と、圧縮機用モータ１と、電気加熱器
４等により構成されている。本実施例においては、圧縮
機用モータ１のコイル例えば１ｕ，１ｖを、具体的には
補助継電器の形の切換え手段３を介して、電気加熱器４
に接続してある。

【００２３】圧縮機用モータ１を通常使用する時には、
電磁接触機２を閉じて補助継電器３を開くと、圧縮機用
モータ１は、３相モータとして動作することになる。

【００２４】次に、電磁接触器２を開き、圧縮機用モー
タ１が動作を停止したときに、補助継電器３を閉じる
と、電源のＲ相，電気加熱器４，コイル１ｕ，１ｖ，電
源のＳ相までの回路が形成され、電気加熱器４が発熱す
る。

【００２５】ところで、コイル１ｕ，１ｖも微小ではあ
るが抵抗を持っている。このため、Ｐ＝Ｅ²／Ｒ（Ｐ：
電力，Ｅ：電圧，Ｒ：抵抗）の関係で発熱する。この熱
は、圧縮機内部で発熱することになる。

【００２６】既に述べたように、通常、電気加熱器４
は、その取付け易さなどから、圧縮機の外周に巻き付け
られることが多く、電気加熱器４の熱を圧縮機に伝達で
きるのは接触面だけであり、その他の面からは空気中へ
放熱してしまうため、熱損失が大きくなる構造となって
いる。このため、従来の電気加熱器４は、熱損失分を見
込んだ容量の大きいものとなり、無駄な電力を消費する
結果となる。

【００２７】これに対して、本実施例によれば、圧縮機
内部からの直接発熱分を見込むことにより、電気加熱器
を小形化し、省電力化できる。

【００２８】図２は、図１の実施例における電気加熱器
の通電手順を示すフローチャートである。ステップ２１
において、圧縮機の運転停止を検出すると、圧縮機に取
り付けてある吐出温度センサにより温度を読み取る。ス
テップ２２において、その温度が、冷媒の凝縮温度より
低くなったとき、ステップ２３に移り、補助継電器３を
閉じて電気加熱器４に通電し、保温を開始する。この制
御の間、または、電気加熱器４への通電を待っている間
に、ステップ２４において、停止していた圧縮機が再び
運転を開始する場合は、ステップ２５において、補助継
電器３を開き、電気加熱器４への通電は中止される。

【００２９】図３は、図１の実施例における電気加熱器
の他の通電手順を示すフローチャートである。ステップ
３１において、圧縮機が停止したことを検出すると、ス
テップ３２において、その時点での外気温度を読み取
る。あらかじめ、この外気温度に応じた圧縮機の被冷却
時間のデータを制御プログラム中にマップデータとして
用意しておき、ステップ３３において、読み取った外気
温度に対応する被冷却時間を読み込む。この被冷却時間
を、電気加熱器４への通電待ち時間ｔと設定し、内部で
カウンタを動作させる。ステップ３４において、カウン
タの値ＣＮＴと通電待ち時間ｔとを比較し、カウンタ値
ＣＮＴが通電待ち時間ｔを超えたときに、ステップ３５
に移り、補助継電器３を閉じ、電気加熱器４への通電を
開始する。

【００３０】この制御の間、または、電気加熱器４への
通電を待っている間、ステップ３６において、停止して
いた圧縮機が再び運転を開始する場合には、ステップ３
７において、電気加熱器４への通電を中止する。なお、
ステップ３８は、圧縮機運転が再開されない場合の手順
である。

【００３１】ここで、通電待ち時間ｔは、実験および計
算によって求められた値であり、外気温度ごとに、圧縮
機温度が冷媒凝縮温度以下になるまでの時間をマップデ
ータとして用意してある。

【００３２】また、複数台の圧縮機を使用した空気調和
機の例で考えると、負荷の状態に応じて、圧縮機の運転
台数を変化させる制御を行なうことがある。この場合、
停止した圧縮機は冷却され、冷媒の凝縮温度以下とな
る。停止中の圧縮機がこのような低温の状態になると、
運転中の圧縮機で圧縮された冷媒ガスが停止中の圧縮機
に集まり、凝縮し、液冷媒の状態で溜ってしまうことに
なる。この、液冷媒が溜った圧縮機を、再起動した場
合、圧縮機は液圧縮を起こし、損傷してしまう。

【００３３】そこで、上記図２または図３の制御方式、
あるいはこの二つの制御を複合した制御方式を用いて、
圧縮機温度を冷媒の凝縮温度以上に保つ必要がある。

【００３４】図４は、図１の実施例における圧縮機運転
切換手順を示すフローチャートである。図２または３の
制御方式では、電気加熱器４を用いて保温しているが、
図４の制御方式は、圧縮機の運転状態の変更のみによ
り、圧縮機の温度を冷媒の凝縮温度以上に保温する制御
方式である。

【００３５】図３の実施例と同様に、ステップ４１にお
いて、圧縮機の停止を検知したら、ステップ４２におい
て、外気温度を読み込む。その外気温度に応じた圧縮機
の被冷却時間のデータを制御プログラム中にマップデー
タとして用意しておき、ステップ４３において、読み取
った外気温度に対応する被冷却時間ｔを読み込む。

【００３６】この被冷却時間を圧縮機運転待ち時間ｔと
して設定し、ステップ４４において、内部でカウンタを
動作させる。ステップ４５において、動作したカウンタ
の値ＣＮＴと圧縮機運転待ち時間ｔとを比較し、カウン
タ値ＣＮＴが通電待ち時間ｔを超えたとき、ステップ４
６において、停止中の圧縮機を起動し、現在運転中の圧
縮機の内の１台を代わりに停止する。一方、カウンタ値
ＣＮＴが通電待ち時間ｔを超えない間は、ステップ４７
において、圧縮機運転を再開するかどうかを判断し、し
ない場合は、ステップ４８でカウンタを１だけインクリ
メントし、ステップ４５に戻る。先のステップ４７にお
いて、圧縮機運転を再開した場合は、ステップ４９にお
いて、カウンタをリセットし、スタートに戻る。

【００３７】本実施例においては、停止した圧縮機を同
様に制御し、圧縮機を交互に運転すれば、電気加熱器が
無くとも、すべての圧縮機の温度を冷媒の凝縮温度以上
に保つことが可能である。

【００３８】図５は、図１の実施例における他の圧縮機
運転切換手順を示すフローチャートである。図５の実施
例は、被冷却時間で停止中の圧縮機を起動するパラメー
タを圧縮機温度または吐出口温度とするものである。図
５の実施例は、ステップ５１において、圧縮機運転中か
どうかを判断し、運転中ならばこの判断を繰り返す。ス
テップ５１において、圧縮機の運転が停止したと判断す
ると、ステップ５２において、圧縮機温度または吐出口
温度が冷媒凝縮温度以下かどうかを判断する。以下にな
っていれば、ステップ５３において、運転している圧縮
機としていない圧縮機とを入替える。冷媒凝縮温度以下
でない場合または圧縮機を入替えた場合には、圧縮機の
運転再開かどうかを判断する。運転再開でない場合は、
ステップ５２に戻る。運転再開である場合は、スタート
に戻る。

【００３９】図６は、図１の実施例における別の圧縮機
運転切換手順を示すフローチャートである。図６の実施
例は、圧縮機の印加電圧を低くしても、圧縮機の温度を
上昇させることができる場合に、運転を交互に切り替え
ず、停止中の圧縮機の温度を上昇させるに必要なだけの
電圧を印加し、圧縮機を加温させる方式である。ステッ
プ６１において、圧縮機運転中かどうかを判断する。圧
縮機が運転中でないすなわち停止している場合、ステッ
プ６２において、圧縮機温度または吐出口温度が冷媒凝
縮温度以下かどうかを判断する。以下になっていれば、
ステップ６３において、圧縮機への印加電圧を低くして
通電し、保温する。以下になっていなければ、電力の無
駄なので、圧縮機への通電を打ち切る。その後、ステッ
プ６４において、圧縮機の運転再開かどうかを判断す
る。運転再開でない場合は、ステップ６２に戻る。運転
再開である場合は、圧縮機に運転可能な電力を通電し、
スタートに戻る。

【００４０】なお、図５または図６の実施例において、
状況に対応し、外気温度等のパラメータを採用してもよ
いことは明らかであろう。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、電気加熱器と圧縮機用
モータのコイルとを直列接続したことにより、電気加熱
器の数を増やさずに、圧縮機内部からも加熱し、圧縮機
を効率的に保温できる。

【００４２】圧縮機内部からも加熱して保温効果を高め
ることでき、圧縮機外部の電気加熱器を小形化し、その
熱損失を少なくできる。

【００４３】外気温度および圧縮機温度等に基づいて電
気加熱器に通電するので、無駄な電力消費を削減でき
る。

【００４４】一方、電気加熱器を持たない複数の圧縮機
を有する冷凍サイクルの圧縮機保温装置の場合は、停止
状態にあり冷媒温度が所定温度まで低下した圧縮機を順
次再起動させる一方で、冷媒温度がある温度以上の圧縮
機を前記再起動される台数に対応して停止させることか
ら、いずれの圧縮機の温度も冷媒凝縮温度まで低下する
ことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による圧縮機保温装置の一実施例の電気
的接続を示す回路図である。

【図２】図１の実施例の電気加熱器の通電手順を示すフ
ローチャートである。

【図３】図１の実施例の電気加熱器の他の通電手順を示
すフローチャートである。

【図４】図１の実施例の圧縮機運転切換手順を示すフロ
ーチャートである。

【図５】図１の実施例の他の圧縮機運転切換手順を示す
フローチャートである。

【図６】図１の実施例の別の圧縮機運転切換手順を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ 圧縮機用モータ １ｕ 圧縮機用モータコイル１のｕ相 １ｖ 圧縮機用モータコイル１のｖ相 １ｗ 圧縮機用モータコイル１のｗ相 ２ 電磁接触器 ３ 補助継電器 ４ 電気加熱器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 眞一朗 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内 (72)発明者 上杉 秀史 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内 (72)発明者 八木 浩作 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内 (72)発明者 永井 秀幸 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気調和機の圧縮機に取付けられ温度低
   下を防止する電気加熱器を含む圧縮機保温装置におい
   て、 前記電気加熱器と前記圧縮機用モータのコイルとを直列
   接続して同時に通電し発熱させる切換え手段を備えたこ
   とを特徴とする圧縮機保温装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の圧縮機保温装置におい
   て、 前記切換え手段は、前記圧縮機が停止している間のみ前
   記電気加熱器と前記圧縮機用モータのコイルとを直列接
   続して同時に通電し発熱させる手段であることを特徴と
   する圧縮機保温装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の圧縮機保温装
   置において、 前記切換え手段は、冷媒凝縮温度と圧縮機温度との関係
   に基づいて、前記電気加熱器と前記圧縮機用モータのコ
   イルとを直列接続して同時に電源に接続し発熱させる手
   段であることを特徴とする圧縮機保温装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の圧縮機保温装
   置において、 前記切換え手段は、外気温度と圧縮機温度との関係に基
   づいて、前記電気加熱器と前記圧縮機用モータのコイル
   とを直列接続して同時に電源に接続し発熱させる手段で
   あることを特徴とする圧縮機保温装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載の圧縮機保温装
   置において、 前記圧縮機が、複数台あり、 前記切換え手段が、前記複数の圧縮機の運転状態に応じ
   て、前記複数の電気加熱器および前記圧縮機用モータの
   コイルの通電時間を制御する手段であることを特徴とす
   る圧縮機保温装置。
6. 【請求項６】 電気加熱器を持たない複数の圧縮機を有
   する冷凍サイクルの圧縮機保温装置において、 前記各圧縮機の運転状態，停止中の圧縮機温度，冷媒凝
   縮温度等に基づいて、停止状態にあり冷媒温度が所定温
   度まで低下した圧縮機を順次再起動させる一方で、冷媒
   温度がある温度以上の圧縮機を前記再起動される台数に
   対応して停止させる手段を備えたことを特徴とする圧縮
   機保温装置。