JPS62294850A - 冷凍装置の能力制御方法 - 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】 ３、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は込んでおり、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
量に吐出きれる、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７オ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６０Ｈｚ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３０Ｈ２から１２０Ｈｚ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５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中間周波数で運転される時間
を約１５分とある程度長くしないと才イルフオーミング
現象が発生してしまう虞れがあり、このため冷暖房運転
の立ち上がり特性が劣ってしまう問題点を有していた。

又、熱交換器の凝縮温度を検出するセンサを高圧圧力の
異常上昇防止用のセンサとして兼用して運転周波数の上
昇を抑えるようにした場合、中間周波数から最高周波数
に至る運転周波数の可変スピードが早いために冷媒圧力
の上昇スピードが冷媒温度の上昇スピードを上回わり、
運転周波数の上昇が抑えられる前に高圧冷媒圧力が早く
上昇して高圧保護スイッチが働いてしまい、圧縮機が頻
繁に停止してしまう問題点を有していた。このため、高
圧圧力の異常上昇防止用として高圧冷媒圧力を検出する
高価な圧力センサを設ける必要があった。

本発明はかかる問題点に鑑み、冷暖房運転の立ち上がり
特性の向上と、温度センサによる高圧圧力の異常上昇防
止とを可能に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 本発明は能力可変型冷媒圧縮機の運転周波数の可変スピ
ードを最低周波数から中間周波数に至るまでは早く、中
間周波数から最高周波数に至るまでは遅くするようにし
たものである。

（ネ）作用 圧縮機の運転周波数が最低周波数３０Ｈｚから中間周波
数５０／６０１２に至るまではオイルフォーミング現象
に対応できるため運転周波数の可変スピード（周波数７
秒）を２　Ｎ１／　２秒に設定して早くしているが、中
間周波数６０旧から最大周波数１２０Ｈ２に至るまでは
運転周波数の可変スピードを２Ｈ，／１０秒に設定して
遅くすることにより、オイルフォーミング現象の発生が
抑制される。

又、このように運転周波数の高い領域での可変スピード
を遅くしたことにより高圧冷媒圧力が急激に上昇するこ
とはなく、このため高圧保護スイッチが働く前に冷媒温
度を検出するセンサからの信号でも運転周波数の上昇が
確実に抑えられ圧縮機が頻繁に停止することはない。

（へ）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、室内イＩＩ！Ｉ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（Ｉ！！ｌ熱
交換器（４）へと流れるようになっている。

しかも圧縮機〈２）の吐出管（７）には高圧保護スイッ
チ（８）が、又、吸込管（９）には低圧保護スイッチ（
ｌＯ）が、何れも圧縮機（２）の保護用として設けられ
ており、且つ室内側熱交換器（４）には暖房運転時の冷
風防止と冷房運転時の凍結防止用として冷媒温度を検出
する温度センサ（１１）が設けられている。

そして、これらの保護スイッチ（８）（１０）と温度セ
ンサ（１１）からの信号が制御器（１）に入力されて圧
縮機（２）は第１図（暖房運転時の例を示す）のフロー
チャートに従った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。暖房運転スイッチを投
入した時、室温と設定温度との温度差が△ｔ、（３°Ｃ
）以上にある場合は運転周波数がＮ１（１２０）Ｎ２に
、温度差が△ｔ、（３°Ｃ）と△ｔ、（２°Ｃ）の間に
ある時はＮｚ（９０）Ｈｚに、温度差がΔｔ２（２°Ｃ
）と△ｔｓ（ＸｏＣ）の間にある時はＮ、（５０）Ｈｚ
に夫々設定される。

併せて室内側熱交換器（４）の冷媒温度がｔ、（５８℃
）に達しているか否か温度センサ（１１）で検出して監
視しており、冷媒温度がｔ、（５８°Ｃ）以下である場
合は制御器（１）からの信号により運転周波数の可変ス
ピードが２　Ｎ２／　２秒（Ｔｌ＝２秒）に設定キれ、
この早い速度で圧縮機（２）は３０８．から上述の設定
周波数Ｎ１、Ｎ１、Ｎ　、Ｎ２へと上昇する運転周波数
で運転される。

そして、Ｎ１．Ｎ２Ｈ２へ上昇していき、運転周波数Ｎ
、（６０）Ｈ２以上になると、運転周波数の可変スピー
ドが第３図に示すように２　Ｈｚ／　１０秒（Ｔ。

−１０秒）に設定され、この遅い速度で圧縮機（２）は
上述の設定周波数Ｎ　１．　Ｎ　ｚＨｚへと上昇する運
転周波数で運転されるため、オイルフォーミング現象の
発生が抑制され、且つ、高圧冷媒圧力が急激に上昇して
高圧保護スイッチ（８）が働くことはない。

一方、室内側熱交換器（４）の冷媒温度が１ｔ（５８”
Ｃ）とｔ　ｔ（ｓｏ℃）との間にあれば制御器（１）は
温度センサ（１１〉からの信号を受けて運転周波数がこ
れ以上、上昇しないように制御され、もし、この冷媒温
度が６０″Ｃ以上になれば制御器（１）は運転周波数を
２Ｈ，きざみで下げていき、冷媒温度がｔｌ（５８°Ｃ
）以下になるように制御される。

以上、暖房運転を例にして説明したが、冷房運転の場合
も同様に運転周波数の可変スピードをＮ、（６０）Ｈ，
に上昇するまでは２　Ｈ，／　２秒に、Ｎ４（６０）Ｈ
２以上になると２Ｈｚ／１０秒に設定されるため、オイ
ルフォーミング現象の発生が抑制され、且つ低圧冷媒圧
力が急激に下がって低圧保護スイッチ（１０）が働くこ
とはなく、しかも室内側熱交換器（４）の冷媒温度がＯ
″Ｃに下がり凍結する状態になるようであれば制御器（
１）は温度センサ（１１）からの信号を受けて運転周波
数の上昇を停止もしくは運転周波数を２Ｈ２きざみで下
げるように制御きれる。

尚、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、高圧保護スイッチ（８）と四方弁（３）とを有
きない冷房機やショーケースについても適用することが
できる。又、運転周波数が２Ｈｚきざみで変わるステッ
プ制御を例にとって説明したが運転周波数がリニアに変
わる制御方法にも適用することができる。

（ト）発明の効果 本発明によれば、圧縮機の運転周波数の可変スピードを
最低周波数から中間周波数に至るまでは早く、中間周波
数から最高周波数に至るまでは遅くするようにしたので
、冷暖房運転の立ち上がり特性を良好にしながらもオイ
ルフォーミング現象の発生を防止でき、且つ、冷風防止
や凍結防止を目的に取りつけられる冷媒温度の検出セン
サでも運転周波数の上昇を停止する信号源として活用で
き、高圧（低圧）保護スイッチが突発的な圧力変動でも
って働いて圧縮機が頻繁に停止するのを未然に防止する
ことができる。

【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図は暖房運転
時のフローチャート、第２図はヒートポンプ式冷媒回路
図、第３図は運転周波数の特性図である。 （１）・・・制御器、　（２）・・・冷媒圧縮機、　（
８）・・・高圧保護スイッチ、　（１０）・・・低圧保
護スイッチ、（１１〉・・・温度センサ。 出願人　三洋電機株式会社外１名 代理人　弁理士　西野卓嗣　外１名 第３図 ３０　　　　　６０　　　　９０　　　　　　＋２□−
１社組ば敷（）ＩＩ） 第１図 ｆ１２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）周波数変換器で運転周波数が最低周波数と最高周
   波数の間で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、最低周波数から中間周波数に至る運
   転周波数の可変スピードよりも中間周波数から最高周波
   数に至る運転周波数の可変スピードを遅くしたことを特
   徴とする冷凍装置の能力制御方法。