JP2018123975A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷媒として、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒が用いられる。冷凍装置には、圧縮機構(40)から吐出される冷媒の温度、又は吐出された直後の冷媒の温度である吐出冷媒温度を検知する冷媒温度検知部(61,62,91)と、冷媒温度検知部(61,62,91)で検知した温度を所定温度Ts以下に制御する制御部(93)とが設けられる。
【選択図】図1
Description
実施形態に係る冷凍装置は、室内の冷房と暖房とを行う空気調和装置(10)である。図1に示すように、空気調和装置(10)は、冷媒が充填される冷媒回路(11)を備える。冷媒回路(11)では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。この冷媒としては、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒が用いられる(詳細は後述する)。
図2に示すように、圧縮機(30)は、縦長の円筒密閉型のケーシング(31)を備えている。ケーシング(31)の下部には、吸入管(23)が貫通して固定されている。ケーシング(31)の頂部(上部鏡板)には、吐出管(22)が貫通して固定されている。ケーシング(31)の底部には、圧縮機(30)の各摺動部を潤滑するための油(冷凍機油)が貯留される。ケーシング(31)の内部には、圧縮機構(40)から吐出された冷媒(吐出冷媒ないし高圧冷媒)で満たされる内部空間(S)が形成される。つまり、本実施形態の圧縮機(30)は、ケーシング(31)の内部空間(S)の内圧が高圧冷媒の圧力と実質的に等しい、いわゆる高圧ドーム型に構成されている。
圧縮機構(40)は、ブレード(51)及びブッシュ(52)を有する揺動ピストン型に構成される。図2及び図3に示すように、シリンダ(42)には、ブッシュ溝(53)と背圧室(54)とが形成される。ブッシュ溝(53)は、シリンダ室(45)と隣接する位置に形成され、シリンダ室(45)と連通している。ブッシュ溝(53)は、横断面が略円形の円柱状の空間を構成している。背圧室(54)は、シリンダ(42)において、ブッシュ溝(53)よりも径方向外方に位置している。背圧室(54)は、横断面が略円形の円柱状の空間を構成している。
電動機(32)が通電状態となり、駆動軸(35)が回転駆動されると、ピストン(44)がシリンダ室(45)で偏心運動(厳密には、揺動運動)を行う。
冷媒回路(11)に充填される冷媒としては、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素から成る単一冷媒、または不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素と、これ以外の少なくとも1種の冷媒から成る混合冷媒を用いることができる。
図1に示すコントローラ(90)は、中央演算処理装置(CPU)及びメモリが搭載されたプリント基板を含む。コントローラ(90)は、運転の切換指令や各センサの検出信号に基づいて、圧縮機(30)、膨張弁(17)、四方切換弁(19)、室外ファン(20)、及び室内ファン(21)等を制御する。
より詳細には、本実施形態のコントローラ(90)は、冷媒回路(11)の高圧側の冷媒の温度が不均化反応を起こす温度を越えないように、次のような制御を行う。
ΔT=((R/R0)−1)×(α+T0)・・・(2)
ここで、T0は停止時の電動機のコイル温度、ΔTは運転に伴うコイル温度の上昇分、R0は停止時の電動機のコイルの抵抗値、Rは運転時のコイルの抵抗値、αはコイルの温度係数である。
上記実施形態では、HFO−1123等の冷媒を用いることで、オゾン層への影響や地球温暖化の影響を抑制できる。一方、このような不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒を用いる場合、冷媒回路(11)の高圧冷媒の温度が不均化反応を起こす温度を越えてしまう可能性がある。
上記実施形態の圧縮機(30)を以下の変形例の構成としてもよい。
変形例1の空気調和装置(10)は、上記実施形態と冷媒温度検出部の構成が異なる。変形例1では、図5に示すように、冷媒温度検出部が温度センサ(吐出ポート側温度センサ(61))で構成される。吐出ポート側温度センサ(61)は、吐出ポート(47)の内部に配置され、吐出ポート(47)を流れる冷媒の温度(吐出冷媒温度Td)を直接的に検出する。
変形例2の空気調和装置(10)は、上記実施形態と冷媒温度検出部の構成が異なる。変形例2では、図6に示すように、冷媒温度検出部が温度センサ(マフラ側温度センサ(62))で構成される。マフラ側温度センサ(62)は、マフラ(48)内のマフラ空間(49)に配置され、マフラ空間(49)を流れる冷媒の温度(吐出冷媒温度Td)を直接的に検出する。つまり、マフラ側温度センサ(62)は、圧縮機構(40)から吐出された直後の冷媒の温度を検出する。
変形例3の空気調和装置(10)は、上記実施形態とコイル温度検出部の構成が異なる。変形例3では、図7に示すように、コイル温度検出部がコイル温度センサ(70)で構成される。コイル温度センサ(70)は、電動機(32)のコイル(33a)と接触する箇所に設けられる。コイル温度センサ(70)は、電動機(32)のうち冷媒の流れの下流部に配置される(例えば図7参照)。なお、コイル温度センサ(70)を電動機(32)のうち冷媒の流れの上流部に配置してもよいし、電動機(32)のうち冷媒の流れの中間部に配置してもよい。
上記実施形態や各変形例については、以下のような構成としてもよい。
11 冷媒回路
22 吐出管
30 圧縮機
31 ケーシング
32 電動機
40 圧縮機構
47 吐出ポート
48 マフラ
61 吐出ポート側温度センサ(冷媒温度検知部)
62 マフラ側温度センサ(冷媒温度検知部)
70 コイル温度センサ(コイル温度検知部)
91 冷媒温度推定部(冷媒温度検知部)
92 コイル温度推定部(コイル温度検知部)
93 高圧制御部(制御部)
Claims (6)
- 冷媒を圧縮する圧縮機(30)が接続される冷媒回路(11)を備えた冷凍装置であって、
上記冷媒は、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒であり、
上記圧縮機(30)は、ケーシング(31)と、該ケーシング(31)に収容される電動機(32)と、該電動機(32)に駆動され、圧縮した冷媒を該ケーシング(31)の内部空間(S)へ吐出する圧縮機構(40)と、上記内部空間(S)の冷媒を上記冷媒回路(11)へ送る吐出管(22)とを有し、
上記圧縮機構(40)から吐出される冷媒の温度、又は吐出された直後の冷媒の温度である吐出冷媒温度を検知する冷媒温度検知部(61,62,91)と、
上記冷媒温度検知部(61,62,91)で検知した温度を所定温度Ts以下に制御する制御部(93)とを備えていることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記冷媒温度検知部は、上記冷媒回路(11)の運転状態に基づいて上記吐出冷媒温度を推定する冷媒温度推定部(91)であることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記冷媒温度検知部は、上記圧縮機構(40)の吐出ポート(47)に設けられる吐出ポート側温度センサ(61)であることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1つにおいて、
上記圧縮機構(40)から吐出された直後の冷媒が通過するマフラ(48)を備え、
上記冷媒温度検知部は、上記マフラ(48)の内部に設けられるマフラ側温度センサ(62)であることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1つにおいて、
上記ケーシング(31)の上記内部空間(S)には、上記電動機(32)が配置され、
上記電動機(32)のコイル温度を検知するコイル温度検知部(70,92)を備え、
上記制御部(93)は、
上記吐出冷媒温度が上記コイル温度よりも高い条件では、該吐出冷媒温度を上記所定温度Ts以下に制御し、
上記コイル温度が上記吐出冷媒温度よりも高い条件では、該コイル温度を上記所定温度Ts以下に制御することを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1つにおいて、
上記冷媒は、HFO−1123を含む冷媒であることを特徴とする冷凍装置。
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