CN101432580A - 空调装置 - Google Patents

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Abstract

空调装置包括：顺序连接可变转数型压缩机(21)、室外侧热交换器(23)、减压装置(24)、室内侧热交换装置(51)、及储液器(25)的冷冻循环单元，连通压缩机(21)的吐出侧与储液器(25)的出口侧的并具有双通阀(31)的旁通管(30)，检测压缩机(21)的温度的吐出温度传感器(28)，以及根据压缩机(21)起动时吐出温度传感器(28)的检测温度开闭双通阀(31)、将压缩机(21)的运转转数限制为规定值以下的控制装置(40)。

Description

空调装置
技术领域
本发明涉及空调装置，尤其涉及防止设置于室外机的压缩机的冷冻机油稀释的空调装置。
背景技术
为了能够防止压缩机在睡眠状态起动时吐出冷冻机油并且根据负载快速发挥能力，已知有连通压缩机的吐出侧和吸入侧并设置具有双通阀的旁通管的空调装置(例如日本专利特开2005-61738号公报)。在这样的空调装置中，使开始运转后的压缩机第一次起动时的低频运转时间长于通常起动时的低频运转时间，而且在压缩机第一次起动时将双通阀打开为预定时间，第一次起动时低频运转的时间较长，缓和起动时的冷冻机油的飞出，一部分被吐出的冷冻机油返回压缩机，第二次以后的起动时，缩短低频运转时间以快速实现必要能力的供给。
发明内容
在上述的空调装置中存在下述问题：即，起动开始后，在解除睡眠状态、关闭双通阀时，积存在储液器中的液体致冷剂从储液器大量流向压缩机，容易引起冷冻机油的稀释。
本发明的目的在于提供能防止因积存在储液器中的液体致冷剂大量流入压缩机引起的冷冻机油稀释的空调装置。
为解决上述问题、达到目的，本发明的空调装置的构成如下。
在环形地连接可变转数型压缩机、四通阀、室外侧热交换器、减压装置、室内侧热交换器及储液器而成的空调装置中，具备：连通所述压缩机的吐出侧与所述储液器的出口侧的、并具有双通阀的旁通管，以及检测所述压缩机的温度的压缩机温度检测单元；具有控制单元，在所述控制单元在所述空调装置运转开始后的所述压缩机的起动时，所述压缩机温度检测单元检测出的温度为第1判定温度以下时，打开所述双通阀，根据所述温度检测单元检测出的温度将所述压缩机的运转转数限制为规定值以下，在所述压缩机温度检测单元检测出的温度为第2判定温度以上时，关闭所述双通阀。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施形态的空调装置构成的方框图。
图2是示出该空调装置的控制流程的说明图。
图3是示出该空调装置的控制方法的压缩机运转频率、压缩机温度、双通阀的开闭时间的时间图的说明图。
图4是示出该控制方法中的压缩机温度、双通阀的开闭时间的时间图的说明图。
图5是示出该控制方法中的压缩机温度、双通阀的开闭时间的时间图的说明图。
图6是示出示出该空调装置的控制方法的其他例的压缩机温度、ΔT(压缩机温度—吐出压力对应的饱和蒸发温度)、双通阀的开闭时间的时间图的说明图。
图7是示出本发明的第2实施形态的空调装置的控制流程的说明图。
图8是示出该空调装置的控制方法的压缩机温度、双通阀的开闭时间的时间图的说明图。
具体实施方式
图1是示出本发明的第1实施形态的空调装置10的构成的方框图，图2是示出该空调装置的控制流程图，图3是示出压缩机21运转频率、压缩机温度、及双通阀4的开闭时间的时间图。
空调装置10包括室外机20、室内机50、及连接它们的连接管60、61。
室外机20包括：壳内高压型、可变转数型的压缩机21，通过四通阀22连接在压缩机21的吐出管21a侧的室外侧热交换器23，连接在该室外侧热交换器23的出口侧的减压装置24。减压装置24的出口侧通过连接管60与室内机50的室内侧热交换器51的入口侧相连接。
储液器25连接在压缩机21的吸入管21b侧。送风机23a邻接配置于室外侧热交换器23。
在压缩机21的吐出管21a上安装有：吐出压力检测单元、即吐出压力传感器27，以及压缩机温度检测单元、即吐出温度传感器28。
在储液器25的入口侧，通过四通阀22连接有连接管61。连接管61与室内机50的室内侧热交换器51相连接。
吸入管21b与吐出管21a之间由旁通管30相连，并设有开闭自如的双通阀31。
此外，室外机20上设置控制单元、即控制装置40。控制装置40根据吐出压力传感器27、吐出温度传感器28等的输出值，控制压缩机21的驱动、送风机23的驱动、四通阀22的切换及双通阀31的开闭等。
室内机50包括室内侧热交换器51与送风机51a。室内侧热交换器51的入口侧连接连接管60，出口侧连接连接管61。
通过环形连接上述的压缩机21、室外侧热交换器23、减压装置24、室内侧热交换器51和储液器25，形成热泵式冷冻循环。
如此构成的空调装置10其动作如下。如图2所示，若起动压缩机21(ST1)，吐出温度传感器28的输出值输入控制装置40，控制装置40判断压缩机温度是否在第1判定温度(下称初期判定温度。例如10℃。)以下(ST2)。压缩机温度在初期判定温度10℃以下时，打开双通阀31(ST3)，在10℃以上时进入ST8。
若双通阀31被打开，判定压缩机温度与吐出压力传感器27的输出所对应的致冷剂的饱和蒸发温度之间的温度差ΔT是否在规定值(例如20K)以上(ST4)，ΔT在20K以上时关闭双通阀31(ST6)。ΔT不到20K时，判断压缩机温度是否在第2判定温度(下称终了判断温度。例如50℃。)以上(ST5)，压缩机温度在终了判定温度50℃以上时关闭双通阀31(ST6)，不到终了温度50℃时继续维持双通阀31打开的状态。
若在ST6关闭双通阀31，判断双通阀关闭后经过规定时间后(例如3分钟)的压缩机温度的下降量是否在规定量(例如25K)以上(ST7)，下降量在25K以上时返回ST3，再次打开双通阀31。压缩机温度下降量不到25K时，判断压缩机温度是否在第3判定温度(下称再判定温度。例如20℃。)以上(ST8)，压缩机温度在再判定温度20℃以上时，继续维持双通阀31的关闭状态。压缩机温度不到再判定温度20℃时，判断ΔT是否在规定值(例如20K)以上(ST9)，ΔT在20K以上时，继续维持双通阀31的关闭状态，ΔT不到20K时返回ST3，再次打开双通阀31。
这里，详细说明双通阀31的开闭动作及压缩机21的驱动。图3是示出根据压缩机温度控制压缩机21的运转频率和双通阀31的开闭动作时的压缩机频率、压缩机温度、双通阀的开闭时间的时间图的说明图；图4是示出双通阀31关闭后压缩机温度下降时的压缩机温度、双通阀的开闭时间的时间图的说明图；图6是示出图4中压缩机温度下降量达到规定量以上时的压缩机温度、双通阀的开闭时间的时间图的说明图。
如图3所示，压缩机21起动时，因压缩机温度是10℃以下，双通阀31被打开。这样一来，在双通阀31打开期间，积存在储液器25中的液体致冷剂不返回压缩机。
由于压缩工作导致油温慢慢上升，压缩机的运转频率也随之上升，并促进油温的上升。也就是说，压缩机温度在20℃以下时最大以25Hz进行驱动，在40℃以下时最大以40Hz进行驱动，在50℃以下时最大以55Hz进行驱动。
当压缩机温度达到第2判定温度50℃时，即使积存在储液器25中的液体致冷剂返回压缩机21，冷冻机油也是难以稀释的状态。因此，关闭双通阀31，然后，将压缩机21转移到对来自室内的要求负载的规定频率上(通常运转)。
这样，由于以根据压缩机温度的频率运转，所以溶入冷冻机油内的致冷剂被缓慢地放出，冷冻机油急剧地起泡现象得到缓和，且能使压缩机温度快速上升至充分解除睡眠状态的温度。
另外，如图4所示，关闭双通阀31后，在通常运转中，积存在储液器25中的液体致冷剂流入压缩机21，当压缩机温度下降到再判定温度(20℃)以下时，再次打开双通阀31，以根据压缩机温度的频率运转压缩机21。
这样，在以关闭双通阀31的状态运转中，即使过量的液体致冷剂流入压缩机21，使压缩机温度下降，通过再次打开双通阀31，以根据压缩机温度的频率运转压缩机31，也能防止因液体致冷剂的流入引起冷冻机油的稀释，防止因起泡的冷冻机油从压缩机21飞出。本实施形态中，通过设定再判定温度(20℃)高于初期判定温度(10℃)，使可靠性提高，但也可设定再判定温度与初期判定温度为相同的温度。
另外，如图5所示，关闭双通阀31后经过规定时间后，压缩机温度下降到规定值以上时，推定积存在储液器25中的液体致冷剂量多，在压缩机温度下降到再判定温度(20℃)以下之前，再次打开双通阀31。具体地说，关闭双通阀313分钟后压缩机温度下降到25K以上时，再次打开双通阀31，以根据压缩机温度的频率运转压缩机21。
这样一来，在大量的液体致冷剂存在于储液器25的状态下，即使关闭双通阀31，也能防止冷冻机油的急剧稀释或因起泡引起的冷冻机油从压缩机31飞出。
接下来说明双通阀开闭动作和压缩机驱动的其他控制方法。图6是示出双通阀开闭动作和压缩机驱动的其他控制方法中的压缩机温度、ΔT(压缩机温度—吐出压力对应的饱和蒸发温度)、与双通阀开闭的关系的时间图的说明图。
当设于压缩机21的吐出侧的吐出压力传感器27的输出对应的致冷剂的饱和蒸发温度，与吐出温度传感器28的输出值之差达到规定值以上时，关闭双通阀31。即，当吐出气体致冷剂的过热度充分高时，睡眠状态已被解除，且储液器25内的液体致冷剂即使流入压缩机21也不会引起冷冻机油的稀释，所以希望立即关闭双通阀，转移到通常运转。
具体地说，如果ΔT超过20K，由于睡眠状态被充分地解除，即使储液器25内的液体致冷剂流入压缩机21也能判断不会引起睡眠状态，所以即便压缩机温度未达到终了判断温度的50℃以上也关闭双通阀。
这种控制方法中，在防止冷冻机油的稀释的同时能快速地转移到通常运转。
另外，如图6所示，关闭双通阀31后即使压缩机温度达到再判定温度以下，当上述ΔT在规定值以上时双通阀31也为关闭状态。就是说，即使压缩机温度下降，吐出气体致冷剂的过热度充分高时，储液器25内的液体致冷剂即使流入压缩机21也难以引起冷冻机油的稀释，所以在关闭双通阀的状态下进行通常运转。
具体地说，如果ΔT超过20K，睡眠状态就被充分地解除，由于即使储液器25内的液体致冷剂流入压缩机21也能判断不会引起冷冻机油的稀释，所以即便压缩机温度达到再判定温度(20℃以下)双通阀也为关闭状态。据此可以不关闭双通阀而防止冷冻机油的稀释并继续通常运转。
下面说明本发明的第2实施形态。
图7是示出表示控制的流程图，图8是示出第2实施形态的双通阀开闭动作和压缩机驱动的控制方法中的时间与压缩机温度、双通阀的开闭动作之间的关系的时间图的说明图。该第2实施形态与第1实施形态的不同之点在于，以规定的间隔使双通阀31进行开闭动作来代替图3的ST3中打开双通阀31，其他的形态与第1实施形态相同。相同部分其说明从略。
本实施形态中的空调装置10动作如下。如图7所示，若起动压缩机21(ST1)，吐出温度传感器28的输出值输入控制装置40，控制装置40判断压缩机温度是否在初期判定温度10℃以下(ST2)。压缩机温度在10℃以下时，实施双通阀的开闭动作(ST3)。该开闭动作是每隔例如3分20秒，将双通阀31关闭例如5秒钟的规定时间。压缩机温度在10℃以上时进入ST8。
若进行ST3的双通阀开闭动作，判定压缩机温度与吐出压力传感器27的输出所对应的致冷剂的饱和蒸发温度之间的温度差ΔT是否在20K以上(ST4)，ΔT在20K以上时关闭双通阀31(ST6)。ΔT不到20K时判断压缩机温度是否在终了判定温度50℃以上(ST5)；压缩机温度在50℃以上时关闭双通阀31(ST6)，压缩机温度不到50℃时继续维持双通阀31的开闭动作。
若在ST6关闭双通阀31，判断关闭双通阀经过3分钟后的压缩机温度的下降量是否在25K以上(ST7)，下降量在25K以上时返回ST3，再次进行双通阀31的开闭动作。下降量不到25K时，判断压缩机温度是否在再判定温度的20℃以上(ST8)，压缩机温度在20℃以上时继续维持双通阀31的关闭状态。压缩机温度不到20℃时，判断ΔT是否在20K以上(ST9)，ΔT在20K以上时双通阀31继续关闭，ΔT不到20K时返回ST3，再次进行双通阀31的开闭动作。
如图8所示，压缩机21起动时，因压缩机温度是初期判定温度10℃以下，进行双通阀31的开闭动作。在关闭双通阀31的5秒钟期间，使积存在储液器25中的液体致冷剂流入压缩机31，但因时间较短，冷冻机油不至于因流入压缩机21的液体致冷剂而稀释。
由于压缩工作导致油温慢慢上升，睡眠状态被解除。压缩机温度随之在20℃以下时最大以25Hz进行驱动，在40℃以下时最大以40Hz进行驱动，在50℃以下时最大以55Hz进行驱动，促进油温的上升。而且，在关闭双通阀31的较短时间中，使液体致冷剂适度地流入，使积存在储液器25的液体致冷剂减少。
当压缩机温度达到终了判定温度50℃时，即使积存在储液器25中的液体致冷剂流入压缩机21难以引起冷冻机油稀释，因此关闭双通阀31。然后，将压缩机21转移到对来自室内的要求负载的规定频率上(通常运转)。
这样，由于以根据压缩机温度的频率进行运转，所以溶入冷冻机油内的致冷剂被缓慢地放出，冷冻机油急剧起泡的现象得到缓和，且能使压缩机温度快速上升至充分解除睡眠状态的温度。
而且，在打开双通阀31期间，抑制液体致冷剂从储液器25向压缩机21流入，同时使压缩机的温度上升，而在双通阀31关闭期间使液体致冷剂适度流入压缩机，这样一来，可以降低储液器25的致冷剂液面，防止因双通阀开闭动作终了时的大量液体致冷剂的流入引起的压缩机温度的下降和冷冻机油的稀释。
另外，在反复开闭双通阀31的期间，也可在控制装置40进行运算决定双通阀31的开时间、闭时间，使吐出致冷剂温度传感器28的检测温度为上升倾向。在打开双通阀31的期间，由于抑制来自储液器25的液体致冷剂的流入，所以压缩机温度因压缩工作而上升；在关闭双通阀31的期间，由于来自储液器25的液体致冷剂的流入，压缩机温度下降，但总的来说要设定成使其为上升倾向的开时间和闭时间。
这样，可以在双通阀开闭的期间使压缩机温度上升，而且使储液器25内的液体致冷剂量减少，能在结束睡眠状态的解除和双通阀开闭动作、双通阀31关闭时抑制大量的液体致冷剂向压缩机流入。
此外，本发明不限定于上述实施的形态。例如，在上述例子中，通过使用安装在压缩机吐出管21a上的吐出温度传感器28作为压缩机温度检测装置，设为大致的压缩机温度，以抑止成本上升，但也可用直接设置于压缩机上的压缩机温度传感器26。另外，当然可以在不脱离本发明的主旨范围内进行各种变形实施。
工业上的实用性
根据本发明，可能防止因积存在储液器中的液体致冷剂大量地流入压缩机而引起冷冻机油的稀释。

Claims (6)

1.一种空调装置，环形地连接可变转数型压缩机、四通阀、室外侧热交换器、减压装置、室内侧热交换器及储液器而成，其特征在于，
具备：将所述压缩机的吐出侧与所述储液器的出口侧连通并具有双通阀的旁通管，以及对所述压缩机的温度进行检测的压缩机温度检测单元；
还具有控制单元，所述控制单元在所述空调装置运转开始后的所述压缩机的起动时、且所述压缩机温度检测单元检测出的温度为第1判定温度以下时，
打开所述双通阀，根据所述温度检测单元检测出的温度将所述压缩机的运转转数限制为规定值以下，
在所述压缩机温度检测单元检测出的温度为第2判定温度以上时，关闭所述双通阀。
2.如权利要求1所述的空调装置，其特征在于，
在所述压缩机温度检测单元检测出的温度为第2判定温度以上、从而关闭所述双通阀后，当所述压缩机温度检测单元检测出的温度低于第3判定温度时，再次打开所述双通阀，直至达到第2判定温度以上。
3.如权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，
在所述压缩机温度检测单元检测出的温度为第2判定温度以上、从而关闭所述双通阀后，当从关闭所述双通阀的时刻起经过规定时间后的所述检测温度的下降量超过规定量时，再次打开所述双通阀，直至达到第2判定温度以上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的空调装置，其特征在于，具备检测所述压缩机的吐出侧压力的压力检测单元，在所述双通阀打开的状态下，当与所述压力检测单元的输出对应的致冷剂的饱和蒸发温度与所述压缩机温度检测单元的检测温度之差为规定值以上时，关闭所述双通阀。
5.如权利要求1至4中任一项所述的空调装置，其特征在于，当与所述压力检测单元的输出对应的致冷剂的饱和蒸发温度与所述压缩机温度检测单元的检测温度之差为规定值以上时，即使所述压缩机温度检测单元的检测温度为所述第3判定温度以下，也关闭所述双通阀。
6.如权利要求1至5中任一项所述的空调装置，其特征在于，在所述空调装置的运转开始后的所述压缩机起动时，当所述压缩机温度检测单元的检测温度在第1判定温度以下、打开所述双通阀时，每隔规定间隔将所述双通阀关闭规定时间，直至所述压缩机温度检测单元的检测温度达到第2判定温度以上。
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