JP5803958B2 - 冷凍装置 - Google Patents
冷凍装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5803958B2 JP5803958B2 JP2013046882A JP2013046882A JP5803958B2 JP 5803958 B2 JP5803958 B2 JP 5803958B2 JP 2013046882 A JP2013046882 A JP 2013046882A JP 2013046882 A JP2013046882 A JP 2013046882A JP 5803958 B2 JP5803958 B2 JP 5803958B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil
- refrigerant
- compressor
- refrigerating machine
- machine oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
- F25B49/022—Compressor control arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/02—Lubrication
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/02—Lubrication
- F04B39/0223—Lubrication characterised by the compressor type
- F04B39/023—Hermetic compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/008—Hermetic pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
- F04C29/028—Means for improving or restricting lubricant flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/002—Lubrication
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/005—Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
- F04C2270/19—Temperature
- F04C2270/195—Controlled or regulated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/023—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
- F25B2313/0233—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/01—Heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/16—Lubrication
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/27—Problems to be solved characterised by the stop of the refrigeration cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/31—Low ambient temperatures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/19—Pressures
- F25B2700/193—Pressures of the compressor
- F25B2700/1931—Discharge pressures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/19—Pressures
- F25B2700/193—Pressures of the compressor
- F25B2700/1933—Suction pressures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
- F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
- F25B2700/21151—Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the suction side of the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
- F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
- F25B2700/21152—Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the discharge side of the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
- F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
- F25B2700/21155—Temperatures of a compressor or the drive means therefor of the oil
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Compressor (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
図1は、本発明にかかる冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、ビル等の室内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置1は、主として、1台の室外ユニット2と、複数台(ここでは、2台)の室内ユニット5、6と、室外ユニット2と室内ユニット5、6とを接続する液冷媒連絡管7及びガス冷媒連絡管8とを有している。すなわち、空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット5、6と、液冷媒連絡管7及びガス冷媒連絡管8とが接続されることによって構成されている。尚、室内ユニット5、6の台数は、2台に限られるものではなく、1台だけでもよいし、また、3台以上であってもよい。
室内ユニット5、6は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、又は、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット5、6は、液冷媒連絡管7及びガス冷媒連絡管8を介して室外ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
室外ユニット2は、ビル等の室外に設置されている。室外ユニット2は、液冷媒連絡管7及びガス冷媒連絡管8を介して室内ユニット5、6に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
冷媒連絡配管7、8は、空気調和装置1をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
空気調和装置1は、室内側制御部54、64と室外側制御部27とから構成される制御部9によって、室外ユニット2及び室内ユニット4の各機器の制御を行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部54、64と室外側制御部27と制御部27、54、64間を接続する伝送線9aとによって、空気調和装置1の運転制御を行う制御部9が構成されている。そして、ここでは、切換機構22を図1の実線で示される状態に切り換えて、圧縮機21、室外熱交換器23、室外膨張弁24、及び、室内膨張弁51、61、室内熱交換器52、62の順に冷媒を循環させることによって冷房運転を行うことができるようになっている。また、切換機構22を図1の破線で示される状態に切り換えて、圧縮機21、室内熱交換器52、62、室内膨張弁51、61、及び、室外膨張弁24、室外熱交換器23の順に冷媒を循環させることによって暖房運転を行うことができるようになっている。
次に、圧縮機21の詳細構造及び圧縮機21内の冷凍機油を加熱制御するための構成について、図1〜図3を用いて説明する。ここで、図2は、圧縮機21の概略縦断面図である。図3は、空気調和装置1の制御ブロック図である。
圧縮機21は、縦長円筒形状のケーシング21aを有している。ケーシング21aは、ケーシング本体31aと上壁部31bと底壁部31cとによって構成される圧力容器であり、その内部は空洞になっている。ケーシング本体31aは、上下方向に延びる軸線を有する円筒状の胴部である。上壁部31bは、ケーシング本体31aの上端部に気密状に溶接されて一体接合されており、上方に突出した凸面を有する椀状の部分である。底壁部31cは、ケーシング本体31aの下端部に気密状に溶接されて一体接合されており、下方に突出した凸面を有する椀状の部分である。
圧縮機21には、ケーシング21aの外周から油溜まり部36cに貯留された冷凍機油を加熱するヒータとしてのクランクケースヒータ28が設けられている。ここでは、クランクケースヒータ28は、ケーシング21aの底壁部31cに巻き付けられるように配置されている。尚、クランクケースヒータ28は、底壁部31cに配置されるものに限定されず、例えば、ケーシング本体31aの下端部等に配置されていてもよい。そして、クランクケースヒータ28は、他の機器と同様に、制御部9によって制御されるようになっている。
空気調和装置1では、従来と同様に、制御部9が、圧縮機21内における冷媒の寝込みを防止するために、クランクケースヒータ28を使用して、空気調和装置1の停止中(すなわち、圧縮機21の停止中)に圧縮機21内(より具体的には、油溜まり部36c内)の冷凍機油を加熱するようにしている。このとき、空気調和装置1の停止中に油溜まり部36c内の冷凍機油を常時加熱すると、空気調和装置1の待機電力が増加することになる。このため、空気調和装置1の待機電力を削減するために、油温センサ29gによって油溜まり部36cに貯留された冷凍機油の温度Toilを検出し、冷凍機油の温度Toilが所定の油温目標値になるようにクランクケースヒータ28を制御することが考えられる。これにより、空気調和装置1の停止中の油溜まり部36c内の冷凍機油の濃度(粘度)を維持することができる。
空気調和装置1(圧縮機21)が停止すると、制御部9は、ステップST1において、空気調和装置1の停止中における油溜まり部36cに貯留された冷凍機油の量Moilを計算する。ここで、冷凍機油の量Moilを計算するのは、ドーム内凝縮による冷凍機油の濃度(粘度)の低下の程度が、空気調和装置1の停止中における油溜まり部36cに貯留された冷凍機油の量Moilと、ドーム内凝縮によって発生する冷媒の凝縮量Mrefとに基づいて決まるからである。そして、冷凍機油の量Moilは、次式1−1から計算される。
ここで、Voilは、空気調和装置1の停止中における油溜まり部36cの冷凍機油の油容積であり、油面センサ29gによって検出される油溜まり部36cの空気調和装置1の停止中における冷凍機油の油面高さLoilと、油溜まり部29gの寸法関係から得られる容積計算式とに基づいて計算される。ρは、空気調和装置1の停止中における油溜まり部36cの冷凍機油及び冷媒の混合密度である。さらに、yoilは、空気調和装置1の停止中における油溜まり部36cの冷凍機油の油濃度であり、冷凍機油の油温Toil、吸入圧力センサ29aによって検出される油溜まり部36cの空気調和装置1の停止中における高圧空間36aの冷媒圧力Pbd(又は冷媒圧力Pbdを飽和温度に換算することによって得られる高圧空間36aの冷媒飽和温度Tbd)と、冷凍機油に対する冷媒の飽和溶解度関係式とに基づいて計算される。
次に、制御部9は、ステップST2において、ステップST1において得られた空気調和装置1の停止中における油溜まり部36cに貯留された冷凍機油の量Moilに基づいて、圧縮機21の潤滑に必要な冷凍機油の濃度又は粘度(すなわち、許容油濃度yaoil又は許容油粘度μaoil)に維持することが可能な許容凝縮量Mcrefを計算する。具体的には、許容凝縮量Mcrefは、次式2−1から計算される。
ここで、Marefは、ステップST1において得られた冷凍機油の量Moilに対して、許容油濃度yaoil(又は許容油粘度μaoil)になるように冷媒を溶解させた場合に油溜まり部36c中に存在する冷媒量であり、次式2−2から計算される。
また、Mbrefは、ステップST1において得られた冷凍機油の量Moilに対して、空気調和装置1の運転開始直前(すなわち、圧縮機21の起動直前)の時点における油溜まり部36c中に存在する冷媒量であり、次式2−3から計算される。
ここで、yboilは、空気調和装置1の運転開始直前の時点における油溜まり部36cの冷凍機油の油濃度であり、空気調和装置1の運転開始直前の時点における油溜まり部36cの冷凍機油の温度Toilと、冷凍機油に対する冷媒の飽和溶解度関係式とに基づいて計算される。ここでは、後述のステップST7〜ST10の空気調和装置1の停止中のヒータ制御によって、空気調和装置1の停止中における油溜まり部36cの冷凍機油の温度Toilが油温目標値Tsoilとしての第1油温目標値Ts1oilに達することになるため、空気調和装置1の運転開始直前の時点における油溜まり部36cの冷凍機油の油濃度yboilは、第1油温目標値Ts1oilにおける冷凍機油の油濃度となる。尚、第1油温目標値Ts1oilは、このステップST2及び後述のステップST3〜ST6の処理において、空気調和装置1の運転開始時のドーム内凝縮によって発生する冷媒の凝縮量Mrefが許容凝縮量Mcrefと一致するまで更新される値である。そして、空気調和装置1の停止後の最初のステップST2の処理においては、外気温度センサ29eによって検出される室外空気の温度Taが第1油温目標値Ts1oilの初期値として設定される。但し、第1油温目標値Ts1oilの初期値は、室外空気の温度Taに限定されるものではない。
次に、制御部9は、ステップST3において、空気調和装置1の運転開始時(圧縮機21の起動時)のドーム内凝縮によって発生する冷媒の凝縮量Mrefを予測計算する。ここで、冷媒の凝縮量Mrefは、空気調和装置1の運転開始時に圧縮要素21bから高圧空間36aに吐出される冷媒が吐出流路49を通過する際に冷却されて凝縮することによって発生する。このため、ここでは、油溜まり部36cの油面における冷媒の放熱モデルを過渡計算モデルの形で準備して、空気調和装置1の運転開始時の油溜まり部36cの油面における冷媒の所定時間Δt毎の放熱量ΔQrefを予測計算する。そして、予測計算された放熱量ΔQrefから放熱によって凝縮する冷媒の量ΔMrefを計算し、これらの冷媒の凝縮量ΔMrefを積算することによって、ドーム内凝縮によって発生すると予測される冷媒の凝縮量Mrefを計算している。具体的には、ドーム内凝縮によって発生すると予測される冷媒の凝縮量Mrefは、次式3−1から計算される。
ここで、ΔMrefは、空気調和装置1の運転開始時において所定時間Δt毎の冷媒の予測凝縮量であり、Σは、所定時間Δt毎の冷媒の予測凝縮量ΔMrefを積算することを意味する。
ここで、Grefは、空気調和装置1の運転開始時に圧縮要素21bから高圧空間36aに吐出される冷媒の予測流量であり、次式3−3から計算される。
ここで、Wcは、圧縮要素21bの押しのけ量であり、圧縮機21の設計値である。Ncは、空気調和装置1の運転開始時における圧縮機21の回転数であり、空気調和装置1の運転開始時に予定されている回転数設定から決まる値である。ρsは、空気調和装置1の運転開始時に圧縮要素21bに吸入される冷媒の密度であり、ここでは、吸入圧力センサ29aによって検出される冷媒の圧力Pcs及び吸入温度センサ29bによって検出される冷媒の温度Tcsと、冷媒の圧力−温度−密度関係式とに基づいて計算される。Kcは、体積効率である。また、xoutrefは、空気調和装置1の運転開始時に圧縮要素21bから高圧空間36aに吐出されて油溜まり部36cの油面において放熱した後の冷媒の乾き度であり、空気調和装置1の運転開始時に圧縮要素21bから高圧空間36aに吐出されて油溜まり部36cの油面において放熱した後の冷媒のエンタルピioutrefを次式3−4から計算し、計算によって得られた冷媒のエンタルピioutref及び空気調和装置1の吐出圧力センサ29cによって検出される冷媒の圧力Pcdと、冷媒の圧力−エンタルピ−乾き度関係式とに基づいて計算される。
ここで、iinrefは、空気調和装置1の運転開始時に圧縮要素21bから高圧空間36aに吐出されて油溜まり部36cの油面において放熱する前の冷媒のエンタルピであり、空気調和装置1の吐出圧力センサ29cによって検出される冷媒の圧力Pcd及び吐出温度センサ29dによって検出される冷媒の温度Tinrefを代用し、冷媒の圧力−温度−エンタルピ関係式に基づいて計算される。また、圧縮要素21bから油溜まり部36cの油面に至るまでの経路の熱損失を冷媒の吸入温度Tcsから推定する計算モデルを使用して、エンタルピiinrefを推定するようにしてもよい。また、前回の空気調和装置1の運転開始時のデータを使用できる場合には、冷媒の吐出温度からエンタルピiinrefを予測することもできる。
・・・式3−5
href=Nu×λref/Dref・・・式3−6
Nu=C×Re^α×Pr^β・・・式3−7
Re=Dref×Gref×ρref/μref・・・式3−8
Pr=Cpref×μref/λref・・・式3−9
ここで、krefは、油溜まり部36cの油面における冷媒−冷凍機油間の熱伝達率hrefの補正係数であり、空気調和装置1の運転開始時に圧縮要素21bから高圧空間36aに吐出されて油溜まり部36cの油面において放熱する前の冷媒の乾き度xinrefが1未満(湿り状態)である場合には適宜設定される。尚、冷媒の乾き度xinrefは、冷媒のエンタルピiinref及び空気調和装置1の吐出圧力センサ29cによって検出される冷媒の圧力Pcdと、冷媒の圧力−エンタルピ−乾き度関係式とに基づいて計算される。また、熱伝達率hrefは、熱伝達率の計算に従来からよく使用されるヌセルトNu、レイノズル数Re及びプランドル数Prの関係式3−6〜3−9によって計算される。そして、λref、ρref、μref及びCprefは、油溜まり部36cの油面における冷媒の熱伝導率、密度、粘度及び定圧比熱であり、空気調和装置1の吐出圧力センサ29cによって検出される冷媒の圧力Pcd及び吐出温度センサ29dによって検出される冷媒の温度Tcdと、冷媒の圧力−温度−熱伝導率関係式、冷媒の圧力−温度−密度関係式、冷媒の圧力−温度−粘度関係式及び冷媒の圧力−温度−定圧比熱関係式とに基づいて計算される。また、Drefは、代表長さであり、C、α及びβは、ヌセルトNu、レイノズル数Re及びプランドル数Prの関係式の係数であり、これらの値は、実験的に決定されている。また、Arefは、油溜まり部36cの油面の表面積である。
次に、制御部9は、ステップST4において、ステップST2において決定された許容凝縮量Mcrefと、ステップST3において決定された予測凝縮量Mrefとが一致するかどうかを判定する。空気調和装置1の停止後の最初のステップST4の処理においては、第1油温目標値Ts1oilの初期値(ここでは、室外空気の温度Ta)を使用して計算された許容凝縮量Mcrefと予測凝縮量Mrefが一致するかどうかが判定される。
次に、制御部9は、ステップST7において、ステップST6において得られた第1油温目標値Ts1oilを、空気調和装置1(圧縮機21)の停止中のヒータ制御における油温目標値Tsoilとして設定する。
上記実施形態における圧縮機21内の冷凍機油の加熱制御では、空気調和装置1の運転開始時(圧縮機21の起動時)のドーム内凝縮によって発生する冷凍機油の濃度(粘度)の低下を考慮した第1油温目標値Ts1oilを油温目標値Tsoilとしている。ここでは、ドーム内凝縮に加えて、空気調和装置1(圧縮機21)の停止中における冷凍機油の濃度(粘度)の低下を考慮して、圧縮機21内の冷凍機油の加熱制御を行うようにしている。
そして、制御部9は、図9に示すように、ステップST7において、ステップST11及びST12において決定された第2油温目標値Ts2oilと、ステップST1〜ST6において決定された第1油温目標値Ts1oilとを比較して、両者のいずれか高いほうを油温目標値Tsoilに設定して、ステップST8〜ST10のヒータ制御を行うようにしている。
<A>
上記実施形態及び変形例1においては、冷凍機油の加熱を行うヒータとして、クランクケースヒータ28を使用しているが、これに限定されるものではない。例えば、クランクケースヒータ28に代えて、圧縮機モータ21cへの欠相通電によって、冷凍機油の加熱を行うようにしてもよい。また、ヒータは、ケーシング21aの外周に巻き付け配置さられたものではなく、ケーシング21a内に配置されたものであってもよい。
上記実施形態及び変形例1においては、圧縮要素によって圧縮した冷媒を冷凍機油を貯留する油溜まり部が形成されたケーシングの内部空間に吐出した後にケーシング外に送る構造を有する圧縮機として、単段圧縮の圧縮要素21bを有する高圧ドーム型構造の圧縮機21を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、多段圧縮の圧縮要素を有する圧縮機を採用する場合には、中間段又は最終段の圧縮要素によって圧縮した冷媒を油溜まり部が形成されたケーシングの内部空間に吐出した後にケーシング外に送る中間圧ドーム型構造や高圧ドーム型構造であってもよい。
上記実施形態及び変形例1においては、冷房運転と暖房運転とを切り換え可能な冷媒回路10を有する空気調和装置1に本発明を適用したが、これに限定されるものではなく、例えば、冷房専用等の他の冷媒回路を有する冷凍装置に本発明を適用してもよい。
9 制御部
21 圧縮機
21a ケーシング
21b 圧縮要素
21c 圧縮機用モータ(ヒータ)
28 クランクケースヒータ(ヒータ)
36a 内部空間(高圧空間)
36c 油溜まり部
Claims (2)
- 圧縮要素(21b)によって圧縮した冷媒を冷凍機油を貯留する油溜まり部(36c)が形成されたケーシング(21a)の内部空間(36a)に吐出した後に前記ケーシング外に送る構造を有する圧縮機(21)と、前記油溜まり部に貯留された前記冷凍機油を加熱するヒータ(28、21c)と、前記ヒータを制御する制御部(9)とを備えた冷凍装置において、
前記制御部は、前記冷凍装置の停止中に、前記油溜まり部に貯留された前記冷凍機油の温度が、前記冷凍装置の運転開始時に前記圧縮要素から前記内部空間に吐出される前記冷媒が前記ケーシング外に送られる前に前記内部空間で凝縮するドーム内凝縮によって発生する前記冷媒の凝縮量を前記圧縮機の潤滑に必要な前記冷凍機油の濃度又は粘度に維持することが可能な許容凝縮量以下にするための第1油温目標値を決定し、
前記制御部は、前記冷凍装置の停止中に、溶解平衡状態にある前記油溜まり部に貯留された前記冷凍機油の濃度又は粘度を前記圧縮機の潤滑に必要な前記冷凍機油の濃度又は粘度に維持することが可能な第2油温目標値を決定し、
前記制御部は、前記冷凍装置の停止中に、前記油溜まり部に貯留された前記冷凍機油の温度が、前記第1油温目標値及び前記第2油温目標値のいずれか高いほうに達するように、前記ヒータを制御する、
冷凍装置(1)。 - 前記制御部(9)は、前記冷凍装置の停止中における前記油溜まり部(36c)に貯留された前記冷凍機油の量に基づいて前記許容凝縮量を決定し、前記ドーム内凝縮によって発生する前記冷媒の凝縮量が前記許容凝縮量以下になるように前記第1油温目標値を決定する、
請求項1に記載の冷凍装置(1)。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013046882A JP5803958B2 (ja) | 2013-03-08 | 2013-03-08 | 冷凍装置 |
EP14759593.8A EP2966380B1 (en) | 2013-03-08 | 2014-03-06 | Refrigeration device |
US14/773,133 US9897360B2 (en) | 2013-03-08 | 2014-03-06 | Refrigeration apparatus |
AU2014226888A AU2014226888B2 (en) | 2013-03-08 | 2014-03-06 | Refrigeration apparatus |
PCT/JP2014/055746 WO2014136865A1 (ja) | 2013-03-08 | 2014-03-06 | 冷凍装置 |
CN201480012639.XA CN105026853B (zh) | 2013-03-08 | 2014-03-06 | 制冷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013046882A JP5803958B2 (ja) | 2013-03-08 | 2013-03-08 | 冷凍装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014173791A JP2014173791A (ja) | 2014-09-22 |
JP5803958B2 true JP5803958B2 (ja) | 2015-11-04 |
Family
ID=51491373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013046882A Active JP5803958B2 (ja) | 2013-03-08 | 2013-03-08 | 冷凍装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9897360B2 (ja) |
EP (1) | EP2966380B1 (ja) |
JP (1) | JP5803958B2 (ja) |
CN (1) | CN105026853B (ja) |
AU (1) | AU2014226888B2 (ja) |
WO (1) | WO2014136865A1 (ja) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102198326B1 (ko) * | 2013-12-26 | 2021-01-05 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
US10801522B2 (en) * | 2014-05-30 | 2020-10-13 | Nuovo Pignone Srl | System and method for draining a wet-gas compressor |
JP6476810B2 (ja) * | 2014-12-10 | 2019-03-06 | ダイキン工業株式会社 | 圧縮機の予熱装置 |
US10816249B2 (en) | 2015-05-07 | 2020-10-27 | Lennox Industries Inc. | Compressor protection and control in HVAC systems |
EP3136010B1 (en) * | 2015-07-08 | 2018-10-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Air-conditioning device |
US10801762B2 (en) * | 2016-02-18 | 2020-10-13 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Compressor floodback protection system |
JP6600597B2 (ja) * | 2016-05-02 | 2019-10-30 | 荏原冷熱システム株式会社 | ターボ冷凍機 |
LT3244513T (lt) * | 2016-05-13 | 2019-04-10 | Nidec Asi S.P.A. | Elektrinis variklis |
EP3575708B1 (en) * | 2017-01-25 | 2023-11-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration cycle device |
US10480495B2 (en) * | 2017-05-08 | 2019-11-19 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Compressor with flooded start control |
US11073313B2 (en) | 2018-01-11 | 2021-07-27 | Carrier Corporation | Method of managing compressor start for transport refrigeration system |
CN108374777A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-08-07 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种压缩机预热控制方法、装置、存储介质及设备 |
WO2019171600A1 (ja) * | 2018-03-09 | 2019-09-12 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
WO2019189315A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | ダイキン工業株式会社 | 圧縮機、冷凍サイクル装置 |
US11435125B2 (en) | 2019-01-11 | 2022-09-06 | Carrier Corporation | Heating compressor at start-up |
US11624539B2 (en) | 2019-02-06 | 2023-04-11 | Carrier Corporation | Maintaining superheat conditions in a compressor |
WO2020202515A1 (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-08 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 圧縮機及び空気調和機 |
KR20220042004A (ko) * | 2020-09-25 | 2022-04-04 | 엘지전자 주식회사 | 스크롤 압축기 |
CN114593045B (zh) * | 2020-12-04 | 2023-05-26 | 广东美的暖通设备有限公司 | 压缩机回气干度检测方法、装置、设备及存储介质 |
CN113113887A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-13 | 河北优创电气有限公司 | 一种电动智能电缆沟盖板 |
CN115523138A (zh) * | 2021-06-25 | 2022-12-27 | 丹佛斯商用压缩机公司 | 涡旋式压缩机和用于控制涡旋式压缩机的方法 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3705499A (en) * | 1971-09-23 | 1972-12-12 | Carrier Corp | Oil dilution control |
US4066869A (en) * | 1974-12-06 | 1978-01-03 | Carrier Corporation | Compressor lubricating oil heater control |
GB1587452A (en) * | 1977-07-18 | 1981-04-01 | Electricity Council | Compressors for heat pumps |
US4444017A (en) * | 1982-03-29 | 1984-04-24 | Carrier Corporation | Method and apparatus for controlling the operation of a compressor crankcase heater |
US4506519A (en) * | 1983-08-24 | 1985-03-26 | Tecumseh Products Company | Hermetic compressor discharge line thermal block |
US4755657A (en) * | 1986-12-16 | 1988-07-05 | American Standard Inc. | Method of heating an oil reservoir of a refrigeration compressor |
US5012652A (en) * | 1990-09-21 | 1991-05-07 | Carrier Corporation | Crankcase heater control for hermetic refrigerant compressors |
JPH09170826A (ja) | 1995-12-21 | 1997-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機 |
JPH10148405A (ja) * | 1996-11-20 | 1998-06-02 | Hitachi Ltd | 冷凍・空気調和機 |
JP2000130865A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Hitachi Ltd | 冷媒圧縮機及びそれを用いた空気調和装置 |
JP3109500B2 (ja) * | 1998-12-16 | 2000-11-13 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
JP2001073952A (ja) | 1999-09-03 | 2001-03-21 | Yamaha Motor Co Ltd | 圧縮機の加熱装置 |
JP3852591B2 (ja) * | 2002-09-24 | 2006-11-29 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル |
US6672102B1 (en) * | 2002-11-27 | 2004-01-06 | Carrier Corporation | Oil recovery and lubrication system for screw compressor refrigeration machine |
JP4454224B2 (ja) * | 2002-12-27 | 2010-04-21 | 三洋電機株式会社 | 空気調和装置の油回収方法及び空気調和装置 |
JP3685180B2 (ja) * | 2003-04-14 | 2005-08-17 | ダイキン工業株式会社 | 密閉型圧縮機 |
JP4552388B2 (ja) * | 2003-05-28 | 2010-09-29 | パナソニック株式会社 | 圧縮機の運転制御方法、制御装置、冷媒圧縮機、及び冷凍装置 |
JP4436716B2 (ja) * | 2004-06-14 | 2010-03-24 | パナソニック株式会社 | 自動販売機 |
US7870733B2 (en) * | 2005-12-21 | 2011-01-18 | Denso Corporation | Fluid machine for rankine cycle |
AU2007282582B2 (en) | 2006-08-11 | 2010-10-28 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigeration apparatus |
JP4111246B2 (ja) | 2006-08-11 | 2008-07-02 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
JP2011102674A (ja) | 2009-11-11 | 2011-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和機 |
US20120102989A1 (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-03 | Honeywell International Inc. | Integrated receiver and suction line heat exchanger for refrigerant systems |
JP5264871B2 (ja) * | 2010-12-09 | 2013-08-14 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
JP2012189240A (ja) | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和機 |
-
2013
- 2013-03-08 JP JP2013046882A patent/JP5803958B2/ja active Active
-
2014
- 2014-03-06 US US14/773,133 patent/US9897360B2/en active Active
- 2014-03-06 CN CN201480012639.XA patent/CN105026853B/zh active Active
- 2014-03-06 AU AU2014226888A patent/AU2014226888B2/en active Active
- 2014-03-06 WO PCT/JP2014/055746 patent/WO2014136865A1/ja active Application Filing
- 2014-03-06 EP EP14759593.8A patent/EP2966380B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160018148A1 (en) | 2016-01-21 |
US9897360B2 (en) | 2018-02-20 |
EP2966380A1 (en) | 2016-01-13 |
CN105026853A (zh) | 2015-11-04 |
JP2014173791A (ja) | 2014-09-22 |
WO2014136865A1 (ja) | 2014-09-12 |
CN105026853B (zh) | 2017-03-15 |
AU2014226888B2 (en) | 2016-06-09 |
EP2966380B1 (en) | 2019-01-09 |
AU2014226888A1 (en) | 2015-10-22 |
EP2966380A4 (en) | 2016-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5803958B2 (ja) | 冷凍装置 | |
CN114111113B (zh) | Hvacr***的润滑剂管理 | |
JP4715615B2 (ja) | 冷凍装置 | |
JP4816220B2 (ja) | 冷凍装置 | |
EP2012075B1 (en) | Refrigeration device | |
JP2007285681A5 (ja) | ||
CN103534541A (zh) | 制冷循环装置 | |
WO2019189315A1 (ja) | 圧縮機、冷凍サイクル装置 | |
WO2007114187A1 (ja) | ヒートポンプ給湯機 | |
JP2016014512A (ja) | 冷凍装置 | |
WO2021085330A1 (ja) | 冷凍装置 | |
JP6005002B2 (ja) | 空気調和装置 | |
CN110520623B (zh) | 涡旋压缩机及其控制方法以及空调装置 | |
JP2016169875A (ja) | 冷凍装置 | |
KR100691233B1 (ko) | 에어컨의 압축기 보호방법 | |
JP2007285676A (ja) | 冷凍装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150203 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150804 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150817 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5803958 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |