JPH0718600B2 - 冷凍装置の能力制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明はヒートポンプ式冷暖房機や冷房機並びにショー
ケースの冷凍機等に利用される冷凍装置の能力制御方法
に関する。

（ロ） 従来の技術 圧縮機のケーシング内には運転停止時に潤滑オイルが液
冷媒中に飽和状態で溶け込んでおり、このため起動時に
は圧縮機の吸込管より液冷媒がケーシング内に吸込まれ
ると冷媒がオイルと共に泡状になってケーシングから大
量に吐出される、いわゆるオイルフォーミング現象が発
生してケーシング内のオイルの量が減少してしまう虞れ
がある。このフォーミング現象に対する技術的対応策は
圧縮機の運転周波数が商用周波数90Hz程度であればとれ
るが、周波数変換器（インバータ装置）で運転周波数が
例えば35Hzから105Hzまで可変される能力可変型圧縮機
においては起動時に最低周波数から最大周波数まで一挙
に上げるとオイルフォーミング現象の発生に対応しきれ
ず、圧縮機が破損してしまう問題が生じていた。

このため、能力可変型圧縮機の運転周波数を最低周波数
から最大周波数まで一挙に上げないで途中の中間周波数
で一定時間圧縮機を運転することによりフォーミングに
よる潤滑オイルの吐出を阻止するようにした空気調和装
置が特開昭58-152187号公報で提示されている。

（ハ） 発明が解決しようとする問題点 上記公報で提示の装置では起動後、一定時間（例えば15
分）中間周波数で運転される。このため、次のような不
具合の生じる場合がある。まず、圧縮機の運転が開始
（制御）される場合は、サーモスタット（室内温度の検
出器）のオン−オフ動作（サーモオン）による時と、運
転開始にともなう運転スイッチの投入（スイッチオン）
による時との２つに大別される。ここで、サーモオンに
よる圧縮機の再起動運転前のこの圧縮機の停止時間は、
一般にスイッチオンによる圧縮機の運転開始前の停止時
間よりも短い。このため、サーモオンによる再起動運転
の場合は、スイッチオンによる運転開始の場合よりも圧
縮機の温度低下が少なく、この圧縮機内の潤滑オイルの
油温が高く保たれ、この潤滑オイル内への冷媒の溶け込
み量が少ない。従って、オイルフォーミング現象が発生
しにくいため、運転周波数をできるだけ早く上昇させて
も支障はないにもかかわらず、一定時間経過しないと運
転周波数が上昇せず、サーモオンによる冷暖房運転の立
ち上がり特性が劣るという問題点があった。

本発明はかかる問題点を解決した冷凍装置の能力制御方
法を提供するものである。

（ニ） 問題点を解決するための手段 本発明は、冷媒圧縮機の潤滑油の温度を検出する温度セ
ンサーを設け、冷媒圧縮機の起動時に、前記温度センサ
ーからの検出温度が所定温度以下の場合には前記冷媒圧
縮機の運転周波数を所定の周波数以下に抑え、且つ、起
動後に前記検出温度が所定温度以上になった場合には前
記運転周波数を前記所定の周波数以上にするようにした
ものである。

（ホ） 作用 圧縮機の冷媒吐出温度が設定値60℃を上回るまでは運転
周波数が所定の周波数90Hz以下に抑えられるため、オイ
ルフオーミング現象の発生が防止される。

そして、冷媒吐出温度が設定値60℃を上回ってオイルフ
ォーミング現象が発生しにくい油温に達すると、運転周
波数は上昇禁止が解除され、最高周波数105Hzへ上昇さ
れて急速に室内が冷暖房される。

（ヘ） 実施例 第１図は本発明装置の能力制御方法を示すフローチャー
ト、第２図は本発明装置のヒートポンプ式冷媒回路図で
あり、制御器（１）内の周波数変換器で運転周波数が可
変される能力可変型の冷媒圧縮機（２）と、冷暖流路切
換用の四方弁（３）と、室内側熱交換器（４）と、毛細
管等の減圧素子（５）と、室外側熱交換器（６）とを第
２図の如く環状に接続し、暖房運転時は四方弁（３）を
実線状態に設定して圧縮機（２）からの吐出冷媒を室内
側熱交換器（４）から室外側熱交換器（６）へ、冷房運
転時は四方弁（３）を破線状態に切換えて吐出冷媒を逆
に室外側熱交換器（６）から室内側熱交換器（４）へと
流れるようになっている。

（７）は圧縮機（２）の冷媒吐出管（８）に設けられ冷
媒吐出温度を検出する温度センサー、（９）は被調和室
（10）の温度を検出する室温センサーで、これらセンサ
ー（７）（９）からの信号が制御器（１）に入力される
ことにより圧縮機（２）は第１図のフローチャートに従
って運転周波数で制御されるようになっている。

以下、この制御方法を説明する。冷暖房運転スイッチを
投入した時、室温センサー（９）で検出した室温で設定
温度とに絶対温度差Δｔがあると制御器（１）からの信
号により運転周波数が5Hz/2秒の可変スピードで最低周
波数35Hzから上昇して冷暖房運転が開始される。そし
て、圧縮機（２）の冷媒吐出温度が温度センサー（７）
で検出され、この検出温度が設定値60℃を上回るまでは
制御器（１）からの信号により運転周波数が所定の周波
数90Hz以上に上昇するのが禁止され、オイルフォーミン
グ現象の発生が防止される。

そして、圧縮機（２）の冷媒吐出温度が設定値60℃を上
回って圧縮機（２）のケーシング内の潤滑油がオイルフ
ォーミングしにくい油温に達すると90Hz上昇禁止が解除
され、運転周波数は最高周波数105Hzへ上昇されて急速
に室内が冷暖房される。

尚、上記実施例において、油温と圧縮機（２）の冷媒吐
出温度とは比例関係にあり、油温が低く冷媒への溶け込
み量が少ないためオイルフォーミング現象が発生しやす
い状態にあるか、あるいは油温が高く冷媒への溶け込み
量が多いためオイルフォーミング現象が発生しにくい状
態にあるかを冷媒吐出温度で判別するようにしたが、冷
媒吐出温度を検出する代わりに圧縮機（２）のケーシン
グ温度もしくは圧縮機モーターの巻線温度や潤滑油その
ものの温度等を検出しても良い。

又、上記実施例ではヒートポンプ式冷暖房機について述
べたが、四方弁（３）を有さない冷房機やショーケース
の冷凍機についても適用可能である。

（ト） 発明の効果 本発明によれば、冷媒圧縮機内でオイルフォーミング現
象が発生するか否かを、冷媒圧縮機から吐出される冷媒
の吐出温度等による潤滑油の温度に基づいて常時判断
し、冷媒圧縮機の起動時に、潤滑油の温度が所定温度以
下の場合には、冷媒圧縮機の運転周波数を所定の周波数
以下に抑え、かつ、起動後に潤滑油の温度が所定温度以
上になった場合には、運転周波数を上述の所定の周波数
以上にするようにしたので、オイルフォーミング現象の
発生の防止を前提に、冷媒圧縮機の潤滑油の温度がどの
ような温度でも、換言すれば、冷媒圧縮機の起動時の状
態がどのような場合でも、冷媒圧縮機の運転を、無駄な
時間を費やすことなく、起動から定常状態へと制御する
ことができるのである。冷媒圧縮機の潤滑油の温度は、
停止時間の長短、周囲の外気温度等の状況によって大き
な差があるので、特に、冷媒圧縮機が長い時間停止し、
その後、起動する場合には、従来のように、状況に無関
係にタイマーによる予め決められた時間によって、冷媒
圧縮機の周波数の低速回転の運転時間を決めていたのに
比べ、本願発明では、冷媒圧縮機の起動後の潤滑油の温
度によつて低速回転の運転時間を決めているので、無駄
な時間を費やすことなく、早く所定の周波数の運転にす
ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は冷凍装置
の能力制御方法を示すフローチャート、第２図はヒート
ポンプ式冷媒回路図である。 （１）……制御器、（２）……冷媒圧縮機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周波数変換器で運転周波数が可変される能
   力可変型の冷媒圧縮機を備えた冷凍装置において、この
   冷媒圧縮機の潤滑油の温度を検出する温度センサーを設
   け、冷媒圧縮機の起動時に、前記温度センサーからの検
   出温度が所定温度以下の場合には前記冷媒圧縮機の運転
   周波数を所定の周波数以下に抑え、且つ、起動後に前記
   検出温度が所定温度以上になった場合には前記運転周波
   数を前記所定の周波数以上にすることを特徴とする冷凍
   装置の能力制御方法。