JPS63127055A - 冷凍装置 - 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】 げ）産業上の利用分野 本発明は電動膨脹弁と冷凍負荷に応じて回転速度が変え
られる圧縮機とを備えた冷凍装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、この種の冷凍装置としては特願１ｉｆ３６１−２
０７４８号に示されたものがある。

この内容は、室内温度と設定温度との差が大きい（冷凍
負荷が大きい）程、圧縮機に供給される電源周波数を高
くすると共に、この電源周波数に比例して電動膨脹弁の
開度な太き（するようにしたものである。

ヒ→　発明が解決しようとする問題点 このような冷凍装置においては、運転開始時の外気温度
とは関係な（電源周波数に応じて電動膨脹弁の開度を決
めていたため次のようなことがあった。すなわち外気温
度が一８°〜Ｏ℃位の低外気温時には圧縮機や熱交換器
もこの外気温度と同じ位に冷やされている。このように
圧縮機が冷やされていると、圧縮機内に冷媒が寝込んで
しまう（オイルと冷媒とが分離してオイルが冷媒の上に
溜まる）おそれがあり、このような状態で圧縮機を運転
させると、圧縮機からオイルが多量に吐出される。そし
て吐出されたオイルは熱交換器に流れ込むものの、この
熱交換器は外気によって冷やされているため、オイルの
粘性が太き（なり、冷凍機器（熱交換器や膨脹弁等）に
このオイルが付着して、オイルが圧縮機に戻りにくくな
り、圧縮機のシリンダやベーンの摩耗が激しくなるおそ
れがあった。

本発明は低外気温時に圧縮機を運転させた際オイルが圧
縮機に戻りや丁（して、圧縮機のγリンダやベーンの摩
耗を少な（することを目的としたものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明は運転開始から電源周波数が一定値となるまでは
外気温度が低い時は高い時よりも電動式膨脹弁の開度な
太き（する制御手段と、電源周波数が一定値以上となっ
た時にはこの膨脹弁の動作を停止する制御手段とを備え
るようにしたものである。

（ホ）作用 運転開始時に外気温が低い程、電動膨脹弁の開度な太き
（して冷凍サイクルの流通抵抗を減らして冷媒やオイル
をスムーズに流し、オイルを圧縮機へ戻りやすくしてい
る。

（へ）実施例 第１図において、１は分離型空気調和機で室内ユニット
２と、室外ユニット３と、両ユニットを結ぶユニット間
配管４とから構成されている。室内ユニット２には冷房
運転時に蒸発器として作用し暖房運転時に凝縮器として
作用づ−る室内熱交換器５が内蔵されている。

一方、室外ユニット３には圧縮機６と、四方弁７と、冷
房運転時に凝縮器として作用し暖房運転時に蒸発器とし
て作用する室外熱交換器８と、ストレーナ９と、電動式
膨脹弁１０と、ディバイド１１とマフラ１２と、アキュ
ムレータ１３．１４とが冷媒配管でつながれている。１
５は四方弁７と、室内熱交換器５と電動式膨脹弁１０と
を側路するバイパス管で、このバイパス管１５には開閉
弁１６が備えられている。この開閉弁１５は除霜運転時
に開放されて、一点鎖線矢印のように圧縮機６から吐出
された高温の冷媒を直接意外熱交換器８へ流すようにし
ている。１７は電動な膨脹弁１０や圧縮機６０制御装置
である。

１８は圧縮機６の吐出管１９に装着された感温素子で、
圧縮機６から吐出された冷媒の温度を検知するものであ
る。そして冷房運転時に電源周波数を３０Ｈｚ〜８５Ｈ
ｚに可変出来る周波数出力電源装置からの入力で圧縮機
６の回転速度が変わり、冷凍能力を１３２０ｍ／ｈ　〜
２７５０ｍ／ｈＫ可変させることができる。又、暖房運
転時に電源周波数を３０Ｈｚ〜１２５１’ｌｚに可変出
来る周波数出力電源装置からの入力で冷凍能力を１３５
０ｍ／ｈ〜４１００ｍ／ｈに可変できるものである。

制御装置１７の一力の出力側配線２０は電動膨脹弁１０
のモータに接続されている。他力の出力側配線２１は、
圧縮機６に接続されている。又第１の入力側配線２２は
室内温度の検出素子２３に、第２の入力側配線２４は圧
縮機６の吐出管１９の感温素子１８Ｋ、第３の入力側配
線２５は室外熱交換器８につながれた冷媒配管２６の感
温素子２７に又、第４の入力側配管２８は室外温度の検
出素子２９に夫々つながれている。

そして冷房運転時は四方弁７を実線状態として冷媒を第
１図実線矢印の如く流ｊ。−力暖房運転時は四方弁７を
破線状態として冷媒を破線矢印の如く流す。又、除霜運
転時は四方弁７を破線状態に保持したまま開閉弁１６を
開放して圧縮機６から吐出された高温冷媒の一部を、一
点鎖線矢印の如く流ｊ。

前記電動膨脹弁１０は内蔵されたパルスモータの駆動に
よって弁の開度が変えられるものである。

すなわち、第２図に示すように弁の開度はパルス数と比
例しており、例えば５００パルスの時に弁が全開で２５
０パルスで弁は半開、Ｏパルスで閉じられるようになっ
ている。従って以下弁の開度はパルス数で示す。

冷房並びに暖房運転開始時に圧縮機６に入力される電源
周波数は室内温度と設定温度との差△Ｔ１に応じて下表
のように設定されている。

このように設定された周波数Ｘに対応して第３図に示す
ように電動膨脹弁１０の開度ｙ（上述したようにパルス
数で示し、数字の大きい程弁の開度が大きい）は一般的
に次の式で表わされる。

ｙ　＝　Ａ　ｘ　十Ｂ ここでＡ並びにＢは共に運転状態並びに外気温そしてｙ
、を冷房運転開始時の弁開度、ｙ、を外気温度が４℃以
上の暖房運転開始時の弁開度、ｙ３を外気温度が４℃以
下の暖房運転開始時の弁開度とすると夫々次の式で表わ
される。

ｙ、＝ｘ＋１０１（ｘ（１００）、ｙ＋＝２０１（ｘ≧
１００）ｔＹｔ＝Ｘ＋４３　　（ｘ（１００）、ｙ２＝
１４３（ｘ≧１００）。

’／ｓ”０．６７ｘ千７６　（ｘ（１００）。

Ｙｓ＝１４３（ｘ≧１００）。

第４図は運転開始から一定時間経過後の運転周波数と圧
縮機６から吐出された冷媒の目標温度（後述する）との
関係を示すものである。

第５図は圧縮機６の運転制御並びに電動弁の制御の手順
を示すフローチャートである。

この第５図において、空気調和機１の運転が開始される
と８分タイマーをスタートさせる（ステップ５０）。そ
して室温Ｔａの測定と設定温度Ｔｓの検知とが行なわれ
ＴＩＬ　とＴｓ　との差△Ｔ、を求める。次いで△Ｔ、
に対応する電源周波数に基づいて（上記表参照）圧縮機
６が駆動される（ステップ５１〜ステツプ５５）。

このように圧縮機６の運転を開始すると１％に暖房運転
時は外気温を測定し、その温度が４℃以上か以下かによ
って第３図に示すような電動膨脹弁１０の開度特性に基
づいて電動膨脹弁１０の開閉が行なわれる（ステップ５
６〜ステツプ５９）。

このように運転開始から８分間は△Ｔ、並びに外気温に
基づいて、圧縮機６並びに電動弁１０を制御させる（ス
テップ６０）。そして運転開始から８分後に圧縮機６か
ら吐出される冷媒の温度が安定したとみなす。８分経過
後は△Ｔ、を算出すると共に、まず感温素子２７で室外
熱交換器８に流れ込む（暖房運転時）冷媒の温度Ｔａを
検出する。次に、第４図のようにこの冷媒温度Ｔｄが比
較的高い（低い）時は空気調和機が過（低）負荷運転の
状態であると判断し、それぞれの運転周波数に対応して
、圧縮機６から吐出される冷媒の目標温度Ｔｂを算出す
る（ステップ６１〜ステツプ６６）。次に感温素子１８
で圧縮機６から吐出された冷媒の温度Ｔｃを検知して、
この温度’ｆｃ　と目標温度Ｔｂ　との差へＴ、を求め
る（ステップ６７〜ステツプ６８）。この△Ｔ、が０以
上であれば電動弁の開度な大きくする。−力△Ｔ２がＯ
以下であれば電動膨脹弁１０の開度な小さくする（ステ
ップ６゛９〜ステツプ７１）。このようにして外気温が
高く（低く）なって、これに伴なって冷媒の温度Ｔｃが
高く（低く）なっても、常に周波数に対応する温度Ｔｂ
となるように電動膨脹弁１０の開度が調整される。

このように暖房運転開始時に外気温が低（（４℃以下）
てオイルが圧縮機６がら多量に吐出されるような時には
電動膨脹弁１０を開けぎみで制御させる。そして冷凍サ
イクル内での高圧冷媒圧力と低圧冷媒圧力との差を小さ
くして圧縮機６から吐出された冷媒やオイルが圧縮機６
に戻りやすくしている。このようにして電動膨脹弁１０
を制御している間に圧縮機６の運転によって、圧縮機６
自体が発熱して圧縮機６の内部の機器が冷媒の蒸発温度
以上となり、圧縮機６にオイル並びに冷媒が戻されても
冷媒のみが蒸発加圧されて、圧縮機６から吐出され、オ
イルはそのまま圧縮機内に溜まり、シリンダやベーンの
摩耗を少なくする。

−力、暖房運転開始時に外気温が高（て（４６Ｃ以上）
圧縮機６から吐出されるオイル量が少ない時には電動膨
脹弁１０を絞りぎみで制御させて短時間で冷凍サイクル
内での高圧冷媒圧力と低圧冷媒圧力との差を通常状態と
し、通常の圧縮機の運転状態（オイルを圧縮機内に溜め
ておき冷媒のみを吐出させる）にすることができる。

（ト）発明の効果 以上述べたように本発明は運転開始から電源周波数が一
定値となるまでは外気温度が低い時は高い時よりも電動
式膨脹弁の開度な太き（し電源周波数が一定値以上とな
った時にはこの膨脹弁の動作を停止するようにしたもの
である。従って低外気温時に圧縮機を運転させた時は流
通抵抗を減らすようにして圧縮機から吐出されたオイル
を圧縮機へ戻しやすくしたので圧縮機のシリンダやベー
ンの摩耗を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の冷凍装置を示すもので、第１図は同装置
の冷媒回路図、第２図は同装置に組み込まれた電動膨脹
弁の弁開度とパルス数との関係を示す説明図、第３図は
圧縮機の運転開始時の運転周波数とパルス数（弁開度）
との関係を示す説明図、第４図は同圧縮機の初期時間経
過後の運転周波数と冷媒の目標温度との関係を示す説明
図、第５図は同装置の処理手順を示すフローチャートで
ある。 ５・・・室内熱交換器、　６・・・圧縮機、　８・・・
室外熱交換器、　１０・・・電動式膨脹弁、　１７・・
・制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）供給される電源周波数の変動によって能力が変え
   られる圧縮機と、室外熱交換器と室内熱交換器との間に
   配設される電動式膨脹弁とを備えた冷凍装置において、
   運転開始から前記電源周波数が一定値となるまでは外気
   温度が低い（高い）場合に前記電動式膨脹弁の開度を大
   きく（小さく）する制御手段と、この電源周波数が一定
   値以上となる時にはこの膨脹弁の動作を停止する制御手
   段とを備えたことを特徴とする冷凍装置。