CN102679507A - 空调机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调机，该空调机通过将压缩机内的润滑油浓度也考虑在内判断是否需要预备加热，能够排除无用的预备加热，降低电力消耗。空调机具备：检测室外温度的室外温度传感器(10)、检测压缩机外廓温度的压缩机温度传感器(11)、检测压缩机(3)内的液面高度及压缩机(3)内的液体中的润滑油浓度的液面·浓度检测传感器(8)、对压缩机(3)进行加热的电加热器(3a)以及控制装置(100)；该控制装置(100)在室外温度传感器(10)的检测值为压缩机温度传感器(11)的检测值以上、进而由液面·浓度检测传感器(8)检测出的压缩机(3)内的液面高度为规定高度以上并且该液体的润滑油浓度低于预先设定了的必要最低浓度的场合，驱动电加热器(3a)，进行压缩机(3)的预备加热。

Description

空调机

技术领域

本发明涉及一种空调机，更详细地说，涉及一种压缩机的制冷剂积存防止控制。

背景技术

在空调机中，室外机大多设置在屋外，有时在室外机的停止过程中制冷剂积存在压缩机中。例如，在室外温度低的冬季，与设置在室内的室内单元的周围温度相比，屋外的室外单元周围温度较低。在该场合，有时在制冷剂回路内在室内单元侧与室外单元侧产生压力差，制冷剂积存在压力低的室外单元侧。特别是如果制冷剂积存在配置于室外单元中的压缩机内，则制冷剂溶入润滑油中，润滑油的浓度下降，为此，当空调机起动时，存在在润滑油与制冷剂一起流出到压缩机外之际产生压缩机的润滑不良，发展成为故障的可能性。

对于上述问题，以往采取了通过对压缩机进行加热来防止制冷剂积存在压缩机中的方法。然而，在空调机的停止过程中，制冷剂并不总是积存在压缩机内。为此，从节能的观点出发，期望用某些方法判断为在压缩机内积存了制冷剂的状态，仅在该场合对压缩机加热(预备加热)。为此，例如在专利文献1中公开了这样的方法，该方法为在室外机设置室外温度传感器和压缩机外廓温度传感器，根据各自的检测值判断制冷剂是否积存在压缩机内，在已判断为制冷剂积存的状态的场合，按缺相状态对压缩机的电动机通电(供给缺了一相的状态的交流电力，由此按不使电动机旋转的方式通电，使线圈发热)，对压缩机进行预备加热。

另外，在专利文献2中公开了这样一种方法，该方法为在压缩机内设置气液判别传感器，在由气液判别传感器检测出液体制冷剂在压缩机内积存到了某一液面高度以上的场合，对设于压缩机外周的曲轴箱加热器通电，对压缩机进行预备加热。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-64447号公报(18页，图3)

专利文献2：日本实开昭62-180号公报(图1)

在专利文献1中，根据室外温度和压缩机外廓温度判断是否为制冷剂积存的状态，但没有对实际积存了的量是否达到引起压缩机的故障的水平作出判断。因此，存在实际上处于不需要预备加热的状态但都进行了通电的情况，无用地消耗了电力。

另外，在专利文献2中，由气液判别传感器直接检测压缩机内的液体制冷剂的液面高度上升，检查实际积存在压缩机内的液体制冷剂量。然而，未对该液体制冷剂中的润滑油浓度是高还是低作出判断。实际上导致压缩机发生故障的情况是因制冷剂的积存而使润滑油浓度下降了的场合，即使液面高度高，如果润滑油浓度足够高，则对压缩机也没有太大的不良影响。在空调机的运行过程中，润滑油随制冷剂一起在制冷剂回路内移动，滞留在换热器、延长配管内等，为此，根据停止空调机的时间不同，残存在压缩机内的润滑油量变化。因此，在由气液判别传感器单纯地检测液面高度的方法中，存在有时不论在压缩机内是否存在高浓度、足够的润滑油都进行了预备加热的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的问题而做出的，其目的在于提供一种空调机，该空调机将压缩机内的润滑油浓度也考虑在内判断是否需要预备加热，从而能够排除无用的预备加热，降低电力消耗。

本发明的空调机具备室外温度检测装置、压缩机外廓温度检测装置、液面·浓度检测装置、加热装置以及控制装置；该室外温度检测装置检测室外温度；该压缩机外廓温度检测装置检测压缩机外廓温度；该液面·浓度检测装置检测压缩机内的液面高度及压缩机内的液体中的润滑油浓度；该加热装置对压缩机进行加热；该控制装置在室外温度检测装置的检测值为压缩机外廓温度检测装置的检测值以上、进而由液面·浓度检测装置检测出的压缩机内的液面高度为规定高度以上并且该液体的润滑油浓度低于预先设定了的必要最低浓度的场合，驱动加热装置，进行压缩机的预备加热。

按照本发明，在压缩机内的液面上升至规定高度以上并且压缩机内的润滑油浓度低于必要最低浓度的场合，进行压缩机的预备加热，所以，即使压缩机内的液面上升至规定高度以上，也能够减少压缩机内的润滑油浓度足够的场合的预备加热，能够降低不需要的电力消耗。

附图说明

图1为本发明的一实施方式的一般的空调机的制冷剂回路图。

图2为表示本发明的一实施方式的空调机的室外单元的构成的概略构成图。

图3为表示本发明的一实施方式的压缩机预备加热时的动作的流程图。

附图标记的说明

1室外单元，2室内单元，3压缩机，3a电加热器(加热装置)，4四通阀，5室外换热器，6膨胀阀，7室内换热器，8液面·浓度检测传感器(液面·浓度检测装置)，10室外温度传感器(室外温度检测装置)，11压缩机温度传感器(压缩机外廓温度检测装置)，100控制装置。

具体实施方式

图1为本发明的一实施方式的一般的空调机的制冷剂回路图。

空调机具有设置在屋外的室外单元1和设置在室内的室内单元2，用延长配管连接。在室外单元1中设置压缩机3、四通阀4、室外换热器5、膨胀阀6，在室内单元2中设置室内换热器7，将它们连接成环状，构成制冷剂循环的制冷剂回路。这样构成了的空调机能够通过四通阀4的切换进行制热运行及制冷运行。另外，在压缩机3中设置作为用于对积存在压缩机3内的制冷剂进行加热的加热装置的电加热器3a。加热装置不限于电加热器3a，还可以为对压缩机驱动用马达(图中未表示)进行限制通电(施加使马达的绕组发热但压缩机3不旋转的程度的低电压)，利用马达绕组的发热对制冷剂进行加热的构成。

在该空调机中，还设有控制整个空调机的控制装置100。而且，在图1中虽然表示了仅在室外单元1设置有控制装置100的构成，但还可以为在各室内单元2设置具有控制装置100的功能的一部分的室内控制装置，在控制装置100与室内控制装置之间进行数据通信，从而进行联合处理的构成。

图2为表示本发明的一实施方式的空调机的室外单元的构成的概略构成图。在图2中，对与图1相同的部分标注同一符号。

在压缩机3内，设置对积存在了压缩机3内的液体制冷剂的液面高度及液体制冷剂的润滑油浓度进行检测的液面·浓度检测传感器8。液面·浓度检测传感器8能够同时测量液面检测及浓度检测双方，从与液面·浓度检测传感器8的安装加工相伴的可靠性、成本方面考虑，液面·浓度检测传感器8在压缩机3内的安装仅为一个部位。而且，液面·浓度检测传感器8的安装位置被设在即使是在压缩机3内的润滑所需要的最低润滑油量的润滑油中积存了液体制冷剂的场合也能够确保必要的最低浓度的高度位置。

可是，就室外温度比室内温度低的冬季等而言，如上述那样在制冷剂回路内产生压力差，为此，有时在室外单元1侧积存液体制冷剂。液体制冷剂主要容易积存在压缩机3、室外换热器5中。通常压缩机3的热容量比室外换热器5更大，为此，在室外温度持续下降的期间，室外换热器5在制冷剂回路内也成为温度最低的部位。因此，可以认为在室外换热器5内积存大量的制冷剂。然而，在一度下降了的室外温度再次开始上升时，室外换热器5的温度比较迅速地上升，但直到压缩机3的温度上升为止产生时间差。因此，在此期间，压缩机3在制冷剂回路内成为最低温度，为此，有时在压缩机3内大量积存冷凝了的制冷剂。液面·浓度检测传感器8对基于这样的原因积存在了压缩机3内的该制冷剂的液面高度及液体制冷剂的润滑油浓度进行检测。

由液面·浓度检测传感器8所进行的浓度检测例如能够通过测量液体的介电常数检测出液体制冷剂内的润滑油浓度。在该场合，需要事先测定制冷剂和润滑油的混合液体浓度与其介电常数的关系。

另外，为了用液面·浓度检测传感器8对液面上升进行检测，例如根据气体与液体的介电常数差进行判断。具体地说，当液面·浓度检测传感器8的检测值随着液面上升而从气体的介电常数变化成了液体的介电常数时，能够检测出压缩机3内的液面高度超过了能够确保必要最低浓度的液面高度。由液面·浓度检测传感器8所进行的液面上升检测，其他还可例如由浮子式液位开关进行，还可以与进行浓度检测的传感器一起组装在一个箱体内作为液面·浓度检测传感器8而构成。

在室外单元1中还设有检测室外温度的室外温度传感器10和检测压缩机3的外廓温度的压缩机温度传感器11。这些液面·浓度检测传感器8、室外温度传感器10、以及压缩机温度传感器11的检测信号被输出给控制装置100。

下面对动作进行说明。

图3为表示本发明的一实施方式的压缩机预备加热时的动作的流程图。

空调机处于停止状态时，控制装置100对室外温度传感器10和压缩机温度传感器11的各自的检测值进行监视。在室外温度传感器10的检测值低于压缩机温度传感器11的检测值的场合(室外温度＜压缩机温度)(S1)，控制装置100判断为不是在压缩机3内积存制冷剂的状态，将压缩机3的预备加热保持为停止(S5)，返回到步骤S1继续对室外温度及压缩机温度进行监视。另一方面，在室外温度传感器10的检测值为压缩机温度传感器11的检测值以上的场合(室外温度≥压缩机温度)(S1)，控制装置100判断为是在压缩机3中积存制冷剂的状态，接着根据液面·浓度检测传感器8的检测值检查液面高度(S2)。

控制装置100在根据来自液面·浓度检测传感器8的检测值判断为液面·浓度检测传感器8未检测到液面的场合，判断为，即使为制冷剂积存在压缩机3内的状态，实际积存了的量也还不太多，将压缩机3的预备加热保持为停止状态(S5)，再次返回到步骤S1。另一方面，控制装置100在根据来自液面·浓度检测传感器8的检测值判断为液面·浓度检测传感器8检测到了液面的场合，继续根据来自液面·浓度检测传感器8的检测值测量压缩机3内的制冷剂的介电常数，计算润滑油浓度。

控制装置100在计算出了的润滑油浓度为预先设定了的必要最低浓度以上的场合(检测值≥必要最低浓度)(S3)，判断在压缩机3内存在足够高的浓度的润滑油，将压缩机3的预备加热保持为停止状态(S5)，再次返回到步S1。另一方面，控制装置100在计算出了的润滑油浓度低于预先设定了的必要最低浓度的场合(检测值＜必要最低浓度)(S3)，判断为在压缩机3中积存大量的制冷剂、润滑油浓度下降，使电加热器3a工作，开始压缩机3的预备加热(S4)。然后，若保持加热状态直到液面·浓度检测传感器8变得检测不到液面为止，液面·浓度检测传感器8变得检测不到液面，则停止压缩机3的预备加热(S5)，再次返回到步骤S1。另外，即使液面·浓度检测传感器8检测到液面，在润滑油浓度为必要最低浓度以上的场合，同样也停止压缩机3的预备加热(S5)，再次返回到步骤S1。而且，对压缩机3的加热量可根据液面高度、润滑油浓度的变化而变化，也可按阶梯状重复进行开/关。

如以上那样按照本实施方式，在处于制冷剂积存在压缩机3内的环境状态下，进而，实际积存在压缩机3内的液体的液面高度在规定高度以上而且该液体的润滑油浓度低于预先设定了的必要最低浓度的场合，进行预备加热，所以，能够仅在压缩机3内实际处于需要进行预备加热的状态的场合进行预备加热。因此，能够排除压缩机3内的液面高但润滑油的浓度足够的场合的无用的预备加热，将消耗能量削减到极限。

可是，由于压缩机3内在制冷剂回路中成为最高的高压，为此，从气密性、耐压性等可靠性观点及成本的观点出发，在将传感器安装在压缩机3内的场合，一个部位比多个部位更好。在本例中，将液面·浓度检测传感器8安装在压缩机3内的一个部位，为此，在可靠性及成本方面有效。

另外，在室外温度比压缩机温度低、制冷剂不积存在压缩机3内的环境状态下，将压缩机3的预备加热保持为停止状态。另外，即使是室外温度在压缩机温度以上、制冷剂积存在压缩机3内的环境状态，在压缩机3内的液面未充满到规定高度的场合，同样将压缩机的预备加热保持为停止状态。这样，能够避免不管在压缩机3内未积存太多的制冷剂都会进行压缩机3的预备加热的事态，为此，能够削减消耗电力。

另外，即使为室外温度在压缩机温度以上、制冷剂积存在压缩机3内的环境状态而且压缩机3内的液面上升到规定高度以上，在润滑油浓度为必要最低浓度以上的场合，将压缩机的预备加热也保持为停止状态。这样，能够避免不管在压缩机3内残存足够的高浓度润滑油都仅根据压缩机3内的液面高度判断为制冷剂的积存而会进行压缩机3的预备加热的事态，为此，能够进一步削减消耗能量。

Claims (7)

1.一种空调机，其特征在于：具备室外温度检测装置、压缩机外廓温度检测装置、液面·浓度检测装置、加热装置以及控制装置，

该室外温度检测装置检测室外温度；

该压缩机外廓温度检测装置检测压缩机外廓温度；

该液面·浓度检测装置检测压缩机内的液面高度及压缩机内的液体中的润滑油浓度；

该加热装置对上述压缩机进行加热；

该控制装置在上述室外温度检测装置的检测值为上述压缩机外廓温度检测装置的检测值以上、进而由上述液面·浓度检测装置检测出的上述压缩机内的液面高度为规定高度以上并且上述压缩机内的液体的润滑油浓度低于预先设定了的必要最低浓度的场合，驱动上述加热装置，进行上述压缩机的预备加热。

2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于：上述液面·浓度检测装置安装在上述压缩机内部的一个部位。

3.根据权利要求1或2所述的空调机，其特征在于：上述控制装置在上述室外温度检测装置的检测值比上述压缩机外廓温度检测装置的检测值低的场合，使上述压缩机的预备加热为停止状态。

4.根据权利要求1或2所述的空调机，其特征在于：即使在上述室外温度检测装置的检测值为上述压缩机外廓温度检测装置的检测值以上的场合，只要是由上述液面·浓度检测装置检测出液面高度不到规定高度的场合，上述控制装置就使上述压缩机的预备加热为停止状态。

5.根据权利要求1或2所述的空调机，其特征在于：即使上述室外温度检测装置的检测值为上述压缩机外廓温度检测装置的检测值以上，进而由上述液面·浓度检测装置检测出液面高度上升到了规定高度以上，只要是由上述液面·浓度检测装置检测出的润滑油浓度为上述必要最低浓度以上的场合，上述控制装置就使上述压缩机的预备加热为停止状态。

6.根据权利要求1或2所述的空调机，其特征在于：即使在预备加热开始后由上述液面·浓度检测装置检测出液面高度下降到了不到规定高度的场合，或者在预备加热开始后由上述液面·浓度检测装置检测出液面高度在规定高度以上，只要是由上述液面·浓度检测装置检测出的润滑油浓度为上述必要最低浓度以上的场合，上述控制装置就停止上述压缩机的预备加热。

7.根据权利要求1或2所述的空调机，其特征在于：上述液面·浓度检测装置测量上述压缩机内的液体的介电常数，根据其测量结果检测润滑油浓度。

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