空气调节机

申请号 CN201110310480.8 申请日 2011-10-14 公开(公告)号 CN102538134A 公开(公告)日 2012-07-04
申请人 三菱电机株式会社; 发明人 涌田尚季; 加藤央平; 松下真也; 大森崇言; 柴广有;
摘要 本 发明 得到一种不必过度加热 压缩机 ,即可以防止制冷剂在压缩机中冷凝并积存,抑制空气调节机处于停止时的电 力 消耗的空气调节机。在压缩机(1)处于停止的状态下,在外气 温度 变化率(Tah)超过了零的情况下,开始第一加热动作,根据外气温度变化率(Tah),在加 热能 力上限(Pmax)以下的范围内设定压缩机加热部(10)的加热能力,根据外气温度变化率(Tah)和加热能力,求出作为即使通过第一加热动作也不 蒸发 ,而是在压缩机(1)内冷凝的制冷剂量的残留制冷剂液量(Ms),在压缩机(1)处于停止的状态下,在外气温度变化率(Tah)在零以下且残留制冷剂液量(Ms)超过了零的情况下,开始第二加热动作,根据残留制冷剂液量(Ms),控制压缩机加热部(10),使冷凝在压缩机(1)内的制冷剂蒸发。
权利要求

1.一种空气调节机,其特征在于,具备:
制冷剂回路,其由制冷剂配管至少将压缩机、热源侧热交换器、膨胀构件以及利用侧热交换器连接,使制冷剂循环;
将上述压缩机加热的加热构件;和
控制构件,其获取上述压缩机内的制冷剂温度,根据每个规定时间的上述制冷剂温度的变化率,控制上述加热构件,
上述控制构件
在上述压缩机处于停止的状态下,在上述制冷剂温度的变化率超过了零的情况下,开始第一加热动作,
在上述第一加热动作中,
根据上述制冷剂温度的变化率,在加热能的上限以下的范围内设定上述加热构件的加热能力,
根据上述制冷剂温度的变化率和上述加热能力,求出残留制冷剂液量,该残留制冷剂液量作为即使进行第一加热动作也不蒸发,而是在上述压缩机内冷凝了的制冷剂量,在上述压缩机处于停止的状态下,在上述制冷剂温度的变化率在零以下且上述残留制冷剂液量超过了零的情况下,开始第二加热动作,
在上述第二加热动作中,
根据上述残留制冷剂液量,控制上述加热构件,使在上述压缩机内冷凝了的制冷剂蒸发。
2.如权利要求1所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
获取上述压缩机的温度,
在上述压缩机处于停止的状态下,在上述制冷剂温度超过上述压缩机的温度且上述制冷剂温度的变化率超过了零的情况下,开始第一加热动作。
3.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
在上述第一加热动作中,在上述制冷剂温度的变化率成为了零以下的情况下,结束上述第一加热动作,
在结束了上述第一加热动作时,在上述压缩机处于停止的状态下,在上述残留制冷剂液量为零的情况下,开始第三加热动作,
在上述第三加热动作中,
使上述加热构件为规定的加热能力,加热上述压缩机,直至规定的持续时间流逝为止。
4.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
在上述压缩机处于停止的状态下,
在接通该空气调节机的电源时以及由上述加热构件进行的对上述压缩机的加热的停止状态流逝了规定的停止时间以上时的至少一方时,开始第四加热动作,在上述第四加热动作中,
使上述加热构件为规定的加热能力,加热上述压缩机,直至规定的第二持续时间流逝为止。
5.如权利要求4所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
在上述第一~第四加热动作的任意一个动作状态下,使告知构件告知当前的动作状态的信息。
6.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
在上述第一加热动作中,
与和上述制冷剂温度的变化率成比例的必要加热能力相应地在加热能力的上限以下的范围内设定上述加热构件的加热能力,
根据和上述制冷剂温度的变化率成比例的必要加热能力和设定了的上述加热能力的差分,求出在上述规定时间中在上述压缩机内冷凝了的制冷剂量,积算上述制冷剂量,求出上述残留制冷剂液量。
7.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
在上述第一加热动作中,
求出和上述制冷剂温度的变化率成比例的必要加热能力,在上述必要加热能力不足上述加热能力的上限的情况下,
在超过上述必要加热能力、且在上述加热能力的上限以下的范围内设定上述加热构件的加热能力,
根据设定了的上述加热能力和上述必要加热能力的差分,求出在上述规定时间在上述压缩机内蒸发了的制冷剂量,
从上述残留制冷剂液量减去上述制冷剂量。
8.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
在上述第二加热动作中,
根据上述残留制冷剂液量,求出在上述加热构件为规定的加热能力时,作为使上述残留制冷剂液量蒸发所必要的时间的辅助加热时间,
使上述加热构件为上述规定的加热能力,加热上述压缩机,直至上述辅助加热时间流逝为止。
9.如权利要求8所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
在上述压缩机起动了的情况下,
使上述第二加热动作停止,使上述残留制冷剂液量以及上述辅助加热时间为零,上述压缩机处于停止的状态下,在上述制冷剂温度的变化率超过了零的情况下,使上述第二加热动作停止,保持该停止时的上述残留制冷剂液量以及上述辅助加热时间的至少一方,开始上述第一加热动作。
10.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
使用当前的制冷剂温度和规定时间前的制冷剂温度,求出上述制冷剂温度的变化率。
11.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
至少使用当前的制冷剂温度和规定时间前的制冷剂温度,推定规定时间后的制冷剂温度,
使用上述规定时间后的制冷剂温度和当前的制冷剂温度,求出上述制冷剂温度的变化率。
12.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
获取上述压缩机的温度,
在上述压缩机的温度超过上述制冷剂温度且上述压缩机的温度超过了规定的上限温度的情况下,
停止由上述加热构件进行的对上述压缩机的加热。
13.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述控制构件
在上述制冷剂温度在规定的下限温度以下的情况下,
使上述加热构件为规定的加热能力,加热上述压缩机。
14.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述热源侧热交换器
被构成为热容量比上述利用侧热交换器的热容量大,
上述控制构件
使用上述热源侧热交换器与上述制冷剂进行热交换的空气的温度,替代上述制冷剂温度。
15.如权利要求1或2所述的空气调节机,其特征在于,
上述利用侧热交换器
被构成为热容量比上述热源侧热交换器的热容量大,
上述控制构件
使用上述利用侧热交换器与上述制冷剂进行热交换的空气的温度,替代上述制冷剂温度。

说明书全文

空气调节机

技术领域

[0001] 本发明涉及具备了压缩机的空气调节机。

背景技术

[0002] 在空气调节机中,存在在装置停止的期间制冷剂积存(下面,也称“滞留”)在压缩机内的情况。
[0003] 积存在压缩机内的制冷剂溶入压缩机内的润滑油。由此,润滑油的浓度降低,润滑油的粘度降低。
[0004] 若在该状态下起动压缩机,则存在粘度低的润滑油向压缩机的旋转轴、压缩部供给,由于润滑不良,导致压缩机内的滑动部分等烧结的可能性。
[0005] 另外,由于制冷剂积存在压缩机内,所以压缩机内的液面上升。由此,存在驱动压缩机的电动机的起动负荷增加,在空气调节机起动时被看作过电流,空气调节机不能起动的情况。
[0006] 为了解决这些问题点,采用加热停止中的压缩机,抑制制冷剂在压缩机内滞留的对策。
[0007] 作为加热压缩机的加热构件,有向卷绕在压缩机上的电加热器通电的方法。另外,有向设置在压缩机上的电动机的线圈施加高频的电压,不使电动机旋转,而由线圈产生的热进行加热的方法。
[0008] 但是,由于为了防止在停止中制冷剂在压缩机内积存,而将压缩机加热,即使空气调节机处于停止中,也消耗电
[0009] 作为该问题点的对策,在以往的技术中,提出了例如“检测外气温度,与该外气温度相应地使从逆变器装置向电动机线圈的通电时间或通电电压变化,将压缩机的温度与上述外气温度的变化无关地控制在大致一定值”的方案(例如,参照专利文献1)。
[0010] 另外,例如还提出了“具备根据由压力检测构件产生的检测压力,求出压缩机内的制冷剂的饱和温度的饱和温度演算构件;和对求出的饱和温度和由上述温度检测构件产生的检测温度进行比较,判别制冷剂容易冷凝的状态,在压缩机处于停止中且在压缩机内的制冷剂处于容易冷凝的状态时,控制应对压缩机进行加热的上述加热器的控制构件”的方案(例如,参照专利文献2)。
[0011] 在先技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1:日本特开平7-167504号公报(权利要求1)
[0014] 专利文献2:日本特开2001-73952号公报(权利要求1)

发明内容

[0015] 发明所要解决的课题
[0016] 为了将制冷剂积存在压缩机,需要冷凝压缩机内的气体制冷剂。
[0017] 而且,制冷剂的冷凝例如在覆盖压缩机的壳体的温度比压缩机内的制冷剂温度低的情况下,由压缩机壳体和制冷剂的温度差引起。
[0018] 反之,因为若压缩机壳体温度比制冷剂温度高,则不会引起制冷剂的冷凝,所以,没有必要加热压缩机。
[0019] 但是,即使像专利文献1公开的那样,仅考虑代表制冷剂温度的外气温度,若压缩机壳体的温度比制冷剂温度(外气温度)高,制冷剂也不冷凝。因此,存在尽管制冷剂没有积存在压缩机也加热压缩机,消耗浪费的电力的问题点。
[0020] 另外,若像上述那样,制冷剂积存在压缩机,则润滑油的浓度和粘度降低,存在因润滑不良导致压缩机的旋转轴、压缩部等滑动部分烧结的可能性。
[0021] 这样的压缩机的旋转轴、压缩部的烧结实际上需要润滑油的浓度降低到规定值。
[0022] 即,若积存的制冷剂量在规定值以下,则不会成为在压缩机产生烧结的润滑油的浓度。
[0023] 但是,在像专利文献2公开的那样,根据从排出温度和排出压力换算来的制冷剂饱和温度判断制冷剂的液化的情况下,存在尽管润滑油的浓度高也加热压缩机,消耗浪费的电力这样的问题点。
[0024] 本发明是为了解决上述那样的课题而做出的发明,得到一种不会对压缩机过度地加热,能够防止制冷剂在压缩机冷凝滞留,抑制空气调节机处于停止中的电力消耗的空气调节机。
[0025] 为了解决课题的手段
[0026] 有关本发明的空气调节机具备由制冷剂配管至少将压缩机、热源侧热交换器、膨胀构件以及利用侧热交换器连接,使制冷剂循环的制冷剂回路、将上述压缩机加热的加热构件、获取上述压缩机内的制冷剂温度,根据每个规定时间的上述制冷剂温度的变化率,控制上述加热构件的控制构件,上述控制构件在上述压缩机处于停止的状态下,在上述制冷剂温度的变化率超过了零的情况下,开始第一加热动作,在上述第一加热动作中,根据上述制冷剂温度的变化率,在加热能力的上限以下的范围设定上述加热构件的加热能力,根据上述制冷剂温度的变化率和上述加热能力,求出作为即使进行第一加热动作也不蒸发,而是在上述压缩机内冷凝了的制冷剂量的残留制冷剂液量,在上述压缩机处于停止的状态下,在上述制冷剂温度的变化率在零以下,且上述残留制冷剂液量超过了零的情况下,开始第二加热动作,在上述第二加热动作中,根据上述残留制冷剂液量,控制上述加热构件,使在上述压缩机内冷凝了的制冷剂蒸发。
[0027] 发明效果
[0028] 本发明不会过度地加热压缩机,能够防止制冷剂在压缩机冷凝并积存。另外,能够抑制空气调节机处于停止的电力消耗。附图说明
[0029] 图1是本发明的实施方式1中的空气调节机的制冷剂回路图。
[0030] 图2是本发明的实施方式1中的压缩机的简单的内部构造图。
[0031] 图3是表示本发明的实施方式1中的制冷剂温度和压缩机壳体温度的关系的图表。
[0032] 图4是表示本发明的实施方式1中的制冷剂温度变化率和必要加热能力的关系的图表。
[0033] 图5是表示本发明的实施方式1中的加热动作的转变的图。
[0034] 图6是表示本发明的实施方式1中的外气温度变化率的算出动作的流程图
[0035] 图7是表示本发明的实施方式1中的第一加热动作的流程图。
[0036] 图8是表示本发明的实施方式1中的第二加热动作的流程图。
[0037] 图9是表示本发明的实施方式1中的外气温度变化和当时的加热能力的关系的图表。
[0038] 图10是表示本发明的实施方式2中的加热动作的转变的图。
[0039] 图11是表示本发明的实施方式3中的加热动作的转变的图。
[0040] 图12是表示本发明的实施方式4中的加热动作的转变的图。
[0041] 图13是本发明的实施方式5中的空气调节机的制冷剂回路图。
[0042] 图14是表示本发明的实施方式6中的控制动作的流程图。

具体实施方式

[0043] 实施方式1.
[0044] [整体的结构]
[0045] 图1是本发明的实施方式1中的空气调节机的制冷剂回路图。
[0046] 如图1所示,空气调节机50具备制冷剂回路40。
[0047] 制冷剂回路40将作为热源侧制冷剂回路的室外制冷剂回路41、和作为利用侧制冷剂回路的室内制冷剂回路42通过液侧连接配管6和气体侧连接配管7连接。
[0048] 室外制冷剂回路41被收容在例如设置在屋外的室外机51中。
[0049] 在室外机51上设置着将屋外的空气向室外机51内供给的室外扇11。
[0050] 室内制冷剂回路42被收容在例如设置在屋内的室内机52中。
[0051] 在室内机52上设置着将室内的空气向室内机52内供给的室内风扇12。
[0052] [室外制冷剂回路的结构]
[0053] 室外制冷剂回路41设有压缩机1、四通2、室外热交换器3、膨胀阀4、液侧封闭阀8、气体侧封闭阀9,依次由制冷剂配管连接。
[0054] 液侧封闭阀8与液侧连接配管6连接。气体侧封闭阀9与气体侧连接配管7连接。在设置空气调节机50后,液侧封闭阀8以及气体侧封闭阀9成为开放状态。
[0055] 另外,“室外热交换器3”相当于本发明中的“热源侧热交换器”。
[0056] 另外,“膨胀阀4”相当于本发明中的“膨胀构件”。
[0057] [室内制冷剂回路的结构]
[0058] 室内制冷剂回路42设有室内热交换器5。
[0059] 室内制冷剂回路42的一端经液侧连接配管6与液侧封闭阀8连接,另一端经气体侧连接配管7与气体侧封闭阀9连接。
[0060] 另外,“室内热交换器5”相当于本发明中的“利用侧热交换器”。
[0061] [压缩机的说明]
[0062] 图2是本发明的实施方式1中的压缩机的简单的内部构造图。
[0063] 压缩机1例如如图2所示,由全密闭式压缩机构成。压缩机1由压缩机壳体部61构成外壳
[0064] 在压缩机壳体部61收纳着电动机部62和压缩部63。
[0065] 在压缩机1设置将制冷剂向压缩机1内吸入的吸入部66。
[0066] 另外,在压缩机1设置将压缩后的制冷剂排出的排出部65。
[0067] 从吸入部66吸入的制冷剂在向压缩部63吸引后被压缩。在压缩部63中被压缩的制冷剂暂时向压缩机壳体部61内放出。放出到压缩机壳体部61内的制冷剂从排出部65向制冷剂回路40送出。此时,压缩机1内部成为高压。
[0068] [压缩机达的说明]
[0069] 压缩机1的电动机部62例如由三相电动机构成,通过未图示出的逆变器被供给电力。
[0070] 若逆变器的输出频率变化,则电动机部62的转速变化,压缩部63的压缩容量变化。
[0071] [空气热交换器的说明]
[0072] 室外热交换器3以及室内热交换器5例如是翅片管型热交换器。
[0073] 室外热交换器3对从室外风扇11供给的屋外的空气和制冷剂回路40的制冷剂进行热交换。
[0074] 室内热交换器5对从室内风扇12供给的屋内的空气和制冷剂回路40的制冷剂进行热交换。
[0075] [四通阀的说明]
[0076] 四通阀2是为了切换制冷剂回路40的流动而使用的。
[0077] 另外,在不需要切换制冷剂的流动的情况下,例如在制冷专用或制热专用使用空气调节机50的情况下等,由于不需要,所以,从制冷剂回路40拆下。
[0078] [传感器类的说明]
[0079] 在空气调节机50上,根据需要,设置温度或压力传感器
[0080] 图1中,设置着压缩机温度传感器21、制冷剂温度传感器22、外气温度传感器23、室内温度传感器24、压力传感器25。
[0081] 压缩机温度传感器21检测压缩机1(压缩机壳体部61)的温度(下面称为“压缩机壳体温度”)。
[0082] 制冷剂温度传感器22检测压缩机1内的制冷剂温度。
[0083] 外气温度传感器23检测室外热交换器3与制冷剂进行热交换的空气的温度(下面也称为“外气温度”)。
[0084] 室内温度传感器24检测室内热交换器5与制冷剂进行热交换的空气的温度(下面也称为“室内温度”)。
[0085] 压力传感器25例如被设置在压缩机1的制冷剂吸入侧的配管上,检测制冷剂回路40内的制冷剂压力。
[0086] 另外,压力传感器的配置位置并不被限定于此。压力传感器25能够配置在制冷剂回路40的任意的位置。
[0087] 另外,“压缩机壳体温度”相当于本发明中的“压缩机的温度”。
[0088] [控制装置的说明]
[0089] 控制装置31被输入各传感器的检测值,进行空气调节机的运转控制,例如压缩机的容量控制、后述的压缩机加热部10的加热控制。
[0090] 另外,控制装置31具备演算装置32。
[0091] 演算装置32使用压缩机温度传感器21的检测值,求出每个规定时间的制冷剂温度的变化率(下面称为“制冷剂温度变化率”)。另外,演算装置32具有存储用于演算的规定时间前的制冷剂温度的存储装置(未图示出)和对规定时间的流逝进行计时的计时器等(未图示出)。
[0092] 控制装置31使用由演算装置32演算的演算值,调整压缩机加热部10的加热能力。细节在后面阐述。
[0093] 另外,“控制装置31”以及“演算装置32”相当于本发明中的“控制构件”。
[0094] [压缩机加热部的说明]
[0095] 压缩机加热部10是加热压缩机1的部件。
[0096] 压缩机加热部10通过控制装置31,在规定的上限值以下的范围设定加热压缩机1的加热能力(电力)。
[0097] 该压缩机加热部10例如可以由压缩机1的电动机部62构成。在这种情况下,控制装置31在空气调节机50处于停止中,即,压缩机1处于停止中时,以缺相(欠相)状态向压缩机1的电动机部62通电。据此,以缺相状态被通电的电动机部62不旋转,能够通过电流向线圈流动而产生焦耳热,加热压缩机1。即,在空气调节机50处于停止中时,电动机部62成为压缩机加热部10。
[0098] 另外,压缩机加热部10只要是加热压缩机1的部件即可,并不限定于此。例如,也可以另行设置电加热器。
[0099] 另外,“压缩机加热部10”相当于本发明中的“加热构件”。
[0100] 接着,对在空气调节机50停止期间,制冷剂在压缩机1内积存的原理和压缩机1的加热效果进行说明。
[0101] [压缩机内的制冷剂滞留原理说明1]
[0102] 在空气调节机50处于停止中,制冷剂回路40的制冷剂在构成要素中的温度最低的部分中冷凝并积存。
[0103] 因此,若压缩机1的温度比制冷剂的温度低,则存在制冷剂在压缩机1积存的可能性。
[0104] [压缩机内的制冷剂滞留原理说明2]
[0105] 压缩机1例如是图2所示那样的全密闭式压缩机。在压缩机1内储存着润滑油100。
[0106] 润滑油100在压缩机1运转时,向压缩部63、旋转轴64供给,用于润滑。
[0107] 若在压缩机1内制冷剂冷凝并留存,则由于制冷剂向润滑油100溶入,所以导致润滑油100的浓度降低,粘度也降低。
[0108] 若在该状态下起动压缩机1,则粘度低的润滑油100向压缩部63、旋转轴64供给,存在因润滑不良而烧结的可能性。
[0109] 另外,若由于制冷剂积存,压缩机内的液面上升,则存在压缩机1的起动负荷增加,在空气调节机50起动时被看作过电流,空气调节机50不能起动的情况。
[0110] [压缩机加热的效果说明]
[0111] 因此,通过在空气调节机50处于停止时利用控制装置31操作压缩机加热部10,加热压缩机1,能够通过溶入到压缩机1内的润滑油100的液制冷剂的蒸发,来减少溶入润滑油100的制冷剂量。
[0112] 另外,通过加热压缩机,以便能够维持压缩机壳体温度比制冷剂温度高的状态,能够防止制冷剂在压缩机1冷凝,抑制润滑油100的浓度降低。
[0113] 图3是表示本发明的实施方式1中的制冷剂温度和压缩机壳体温度的关系的图表。
[0114] 如图3所示,若制冷剂温度变化,则与之相伴,压缩机壳体温度也变化。
[0115] 压缩机壳体温度的变化由于压缩机1的热容量,总是相对于制冷剂温度延迟地追从。
[0116] 而且,由于制冷剂温度和压缩机壳体温度的温度差和该温度差持续的时间,存在于压缩机1内的气体制冷剂的冷凝量不同。
[0117] 即,由于压缩机壳体温度比制冷剂温度低,其温度差越大,冷凝热量越大,所以,为使制冷剂不冷凝而进行的向压缩机1的加热量增大。
[0118] 另一方面,在制冷剂温度和压缩机壳体温度的差小的情况下,由于在压缩机1内冷凝的冷凝量少,所以,向压缩机1的加热量小即可。
[0119] 由于压缩机1的压缩机壳体温度的变化受到压缩机1的热容量的影响,所以,若预先掌握压缩机1内的制冷剂温度变化率和冷凝液量的关系,则能够根据规定时间的制冷剂温度的变化幅度决定必要的加热能力。
[0120] 即,由于通过由控制装置31和演算装置32,与制冷剂温度变化率成比例地使压缩机1的加热能力增减,不会过度地加热压缩机1,所以,能够抑制空气调节机50处于停止时的电力消耗。
[0121] 接着,说明压缩机1内的制冷剂温度变化率和用于防止制冷剂在压缩机1内冷凝所必要的必要加热能力的关系。
[0122] [制冷剂温度变化率和必要加热能力的关系]
[0123] 首先,阐述压缩机1内的制冷剂温度Tr、压缩机1的压缩机壳体温度Ts、压缩机1内的液制冷剂量Mr的关系。
[0124] 这里,假设制冷剂在压缩机1滞留的情况,假定压缩机壳体温度Ts比制冷剂温度Tr小的状态。
[0125] 用于压缩机1内的制冷剂冷凝所必要的压缩机1的热交换量Qr(冷凝能力)和制冷剂温度Tr及压缩机壳体温度Ts的关系用算式(1)表示。
[0126] Qr=A·K·(Tr-Ts) (1)
[0127] 这里,A表示压缩机1和压缩机1内的制冷剂进行热交换的面积。K表示压缩机1和压缩机1内的制冷剂之间的热传输率。
[0128] 另一方面,由于压缩机1内的制冷剂因压缩机壳体温度Ts和制冷剂温度Tr的温度差而冷凝,所以,热交换量Qr和在规定时间dt的液制冷剂量变化dMr的关系由算式(2)表示。
[0129] Qr=dMr×dH/dt (2)
[0130] 这里,dH表示制冷剂的蒸发潜热
[0131] 根据算式(1)和算式(2),在某个时间变化(规定时间dt)的压缩机1内的液制冷剂量变化dMr、制冷剂温度Tr、压缩机壳体温度Ts的关系为算式(3)。
[0132] dMr/dt=C1·(Tr-Ts) (3)
[0133] 若在Ts<Tr的状态从某个时刻t1(液制冷剂量Mr1)持续到t2(液制冷剂量Mr2),则根据算式(3),在压缩机1冷凝的液制冷剂量变化dMr(=Mr2-Mr1)由算式(4)表示。
[0134] [公式1]
[0135]
[0136] 这里,C1是固定值,是将传热面积A和热传输率K除以蒸发潜热dH的值。
[0137] 压缩机壳体温度Ts在能够忽视压缩机1的压缩机壳体部61的散热以及吸热量的情况下,取决于制冷剂温度Tr,由压缩机壳体部61的热容量决定。
[0138] 即,Tr-Ts取决于制冷剂温度Tr的变化幅度dTr。因此,在制冷剂温度Tr的变化从某个温度变化dTr的量并稳定了的情况下,液制冷剂量变化dMr可由算式(5)表示。
[0139] dMr=C2·dTr (5)
[0140] 这里,C2是可通过试验结果或理论计算求出的比例常数。
[0141] 根据算式(2)和算式(5),压缩机1的热交换量Qr可由算式(6)表示。
[0142] Qr=C2·dH·dTr/dt (6)
[0143] 图4是表示本发明的实施方式1中的制冷剂温度变化率和必要加热能力的关系的图表。
[0144] 为了使制冷剂不在压缩机1内冷凝,只要向压缩机1供给与在制冷剂温度Tr变化时产生的压缩机1的热交换量Qr(冷凝能力)一致的加热量即可。
[0145] 用于得到此时的加热量所必要的必要加热能力P*具有算式(7)的关系。
[0146] 即,如图4所示,必要加热能力P*与作为制冷剂温度Tr的变化幅度dTr和规定时间dt之比的制冷剂温度变化率(dTr/dt)成比例。
[0147] Ph ∝C2·dH·(dTr/dt) (7)
[0148] 即,由于若制冷剂温度变化率(dTr/dt)大,则压缩机1的热交换量Qr(冷凝能力)大,所以,必要加热能力P*增加。
[0149] 反之,由于若制冷剂温度变化率(dTr/dt)小,则压缩机1的热交换量Qr(冷凝能力)小,所以,必要加热能力P*减小。
[0150] 这样,可以通过制冷剂温度变化率(dTr/dt),决定用于防止制冷剂向压缩机1内冷凝所必要的、向压缩机1供给的加热能力。
[0151] [制冷剂温度的代替]
[0152] 通过像上述那样使用压缩机1内的制冷剂温度Tr,能够求出必要加热能力P*。但是,产生了另行设置制冷剂温度传感器22的必要。另外,由于制冷剂温度的温度的变化幅度大,所以,例如在由热敏电阻构成制冷剂温度传感器22的情况下,存在在低温区域分解能力降低,产生测定误差的情况。
[0153] 这里,室外热交换器3以及室内热交换器5由于是使制冷剂与空气进行热交换的热交换器,所以,与空气接触的表面的面积大。
[0154] 另外,室外热交换器3以及室内热交换器5例如通过由等热传导率比较高的金属构成的部件构成,其热容量比较小。
[0155] 例如,在室外热交换器3比室内热交换器5表面积大,室外热交换器3的热容量比室内热交换器5的热容量大的情况下,若外气温度变化,则制冷剂温度也几乎同时变化。即,制冷剂温度进行与外气温度大致相同的变化。
[0156] 由于这种情况,在室外热交换器3的热容量被构成得比室内热交换器5的热容量大的情况下,可以在压缩机1处于停止时,替代制冷剂温度Tr,使用外气温度传感器23的检测值。
[0157] 另外,例如,在室内热交换器5比室外热交换器3表面积大,室内热交换器5的热容量比室外热交换器3的热容量大的情况下,若室内温度变化,则制冷剂温度也几乎同时变化。即,制冷剂温度进行与室内温度大致相同的变化。
[0158] 由于这种情况,在室内热交换器5的热容量被构成得比室外热交换器3的热容量大的情况下,可以在压缩机1处于停止时,替代制冷剂温度Tr,使用室内温度传感器24的检测值。
[0159] 由于像这样,使用外气温度传感器23或室内温度传感器24的检测值,不需要检测压缩机1内的制冷剂温度的制冷剂温度传感器22,因此,从制冷剂回路40拆下。
[0160] 因此,使用搭载在一般的空气调节机50上的外气温度传感器23或室内温度传感器24,能够求出向压缩机1的加热量,能够进行加热量的算出,而不会使结构复杂化。
[0161] 在本实施方式中,对室外热交换器3的热容量构成得比室内热交换器5的热容量大,替代制冷剂温度Tr,使用外气温度Ta的情况进行说明。
[0162] 即,上述算式(5)的液制冷剂量变化dMr[kg]可以使用外气温度Ta[℃]的在规定时间dt[s]的变化幅度dTa[℃],由算式(8)表示。
[0163] dMr=α·dTa (8)
[0164] 这里,α是可通过试验结果或理论计算求出的比例常数。
[0165] 另外,根据算式(2)和算式(8),压缩机1的热交换量Qr[W]可用算式(9)表示。
[0166] Qr=α·dH·dTa/dt (9)
[0167] 这里,dH表示制冷剂的蒸发潜热[J/kg]。
[0168] 另外,必要加热能力P*[W]可以使用作为外气温度Ta的变化幅度dTa和规定时间dt之比的外气温度变化率Tah(dTa/dt),由算式(10)表示。
[0169] P*=Qr=α·dH·Tah (10)
[0170] 另外,也可以考虑压缩机1的散热损失,将上述必要加热能力P*除以规定的压缩机升温贡献率fhcomp[%]。
[0171] 另外,本实施方式中的“外气温度变化率Tah”与本发明中的“制冷剂温度的变化率”同义。
[0172] [因加热能力不足造成的制冷剂滞留的说明]
[0173] 如上所述,为使制冷剂不在压缩机1内冷凝,只要向压缩机1供给必要加热能力P*以上的加热能力(电力)即可。
[0174] 但是,实际上,能够从压缩机加热部10向压缩机1供给的加热能力(电力)存在限度。
[0175] 因此,在必要加热能力P*超过压缩机加热部10的加热能力的上限(下称“加热能力上限Pmax”)的情况下,使得制冷剂在压缩机1内冷凝加热能力不足的量。
[0176] 这里,假定某个规定时间dt的必要加热能力P*(i)超过了加热能力上限Pmax。在该规定时间dt,作为在压缩机1内冷凝了的制冷剂量的推定冷凝液量ΔMs(i)在压缩机加热部10的加热能力为加热能力上限Pmax时,由算式(11)表示。
[0177] [公式2]
[0178]
[0179] 这里,dH表示制冷剂的蒸发潜热[J/kg]。
[0180] 另外,若上述规定时间dt的压缩机加热部10的加热能力为Ph(<加热能力上限Pmax),则推定冷凝液量ΔMs(i)由算式(12)表示。
[0181] [公式3]
[0182]
[0183] 根据算式(11)或算式(12),作为因加热能力的不足导致不蒸发、而是在压缩机1内冷凝了的制冷剂量的残留制冷剂液量Ms由算式(13)表示。
[0184] [公式4]
[0185] Ms=∑ΔMs(i) (13)
[0186] 为防止制冷剂向压缩机1内冷凝,需要向压缩机1供给用于使该残留制冷剂液量Ms蒸发的加热量。
[0187] 接着,对不会过度加热压缩机1,防止制冷剂在压缩机1内冷凝并积存的、本实施方式中的压缩机1的加热动作进行说明。
[0188] [加热动作的说明]
[0189] 图5是表示本发明的实施方式1中的加热动作的转变的图。
[0190] 首先,根据图5的各步骤,对本实施方式中的压缩机1的加热动作的转变进行说明。
[0191] (S0)
[0192] 控制装置31在空气调节机50处于停止(压缩机1处于停止的状态)时,算出外气温度变化率Tah。
[0193] (S1)
[0194] 控制装置31在压缩机1处于停止的状态下,在外气温度变化率Tah超过了零的情况下,开始第一加热动作。
[0195] 在第一加热动作中,控制装置31根据外气温度变化率Tah,在加热能力上限Pmax以下的范围内设定压缩机加热部10的加热能力,进行压缩机1的加热。
[0196] 再有,控制装置31根据外气温度变化率Tah和压缩机加热部10的加热能力的设定值,求出作为即使通过第一加热动作也不蒸发、而是在压缩机1内冷凝了的制冷剂量的残留制冷剂液量Ms。
[0197] 在第一加热动作中,在外气温度变化率Tah在零以下,且残留制冷剂液量Ms为零的情况下,控制装置31停止加热动作(S0)。
[0198] (S2)
[0199] 另一方面,在第一加热动作中,在外气温度变化率Tah在零以下,且残留制冷剂液量Ms超过了零的情况下,控制装置31开始第二加热动作。
[0200] 在第二加热动作中,控制装置31根据残留制冷剂液量Ms,控制压缩机加热部10,使在压缩机1内冷凝的制冷剂蒸发。
[0201] 在外气温度变化率Tah在零以下,且后述的辅助加热时间Δth流逝了的情况下,控制装置31停止加热动作(S0)。
[0202] 另一方面,在第二加热动作中,在外气温度变化率Tah超过了零的情况下,开始第一加热动作(S1)。
[0203] 通过这样的动作,在第一加热动作中,能够不会过度加热压缩机1地防止制冷剂的冷凝。另外,就因加热能力的不足,导致未通过第一加热动作蒸发而冷凝的制冷剂而言,能够通过第二加热动作使之蒸发。
[0204] 接着,对外气温度变化率Tah的算出动作、第一以及第二加热动作的细节进行说明。
[0205] [外气温度变化率Tah算出动作]
[0206] 图6是表示本发明的实施方式1中的外气温度变化率的算出动作的流程图。
[0207] 首先,根据图6的各步骤,说明外气温度变化率Tah的算出动作。
[0208] (S11)
[0209] 控制装置31在空气调节机50处于停止时,使用外气温度传感器23,检测当前的外气温度Ta。
[0210] (S12)
[0211] 控制装置31的演算装置32使用检测到的当前的外气温度Ta(0)和在规定时间dt前存储的外气温度Ta(1)(后述),算出外气温度变化率Tah(=(dTa/dt)=(Ta(0)-Ta(1))/dt)。
[0212] 另外,在初次动作时等,未存储规定时间dt前的外气温度Ta(0)的情况下,省略步骤S12,进入步骤S13。
[0213] (S13)
[0214] 控制装置31使搭载在演算装置32上的存储装置存储当前的外气温度Ta。
[0215] (S14)
[0216] 控制装置31通过搭载在演算装置32上的计时器等,对规定时间dt的流逝进行计时,在规定时间dt流逝后,返回步骤S11,反复进行上述步骤。
[0217] 通过这样的动作,对每个规定时间dt,算出外气温度变化率Tah。
[0218] 接着,说明第一加热动作的细节。
[0219] [第一加热动作]
[0220] <开始条件>
[0221] 在满足了下述所有的条件的情况下(逻辑积),开始第一加热动作。
[0222] (a)压缩机1处于停止的状态
[0223] (b)Tah>0
[0224] <加热控制内容>
[0225] 图7是表示本发明的实施方式1中的第一加热动作的流程图。
[0226] 下面,根据图7的各步骤,进行说明。
[0227] (S21)
[0228] 控制装置31的演算装置32求出与当前的外气温度变化率Tah成比例的必要加热*能力P 。
[0229] 该必要加热能力P*的算出可将当前的外气温度变化率Tah适用于上述算式(10)来算出。
[0230] 另外,例如也可以通过对当前的外气温度变化率Tah乘以预先设定的规定的系数来算出。
[0231] (S22)
[0232] 控制装置31判断算出的必要加热能力P*是否比预先设定的加热能力上限Pmax大。
[0233] 在必要加热能力P*在加热能力上限Pmax以下的情况下,进入步骤S23。
[0234] 在必要加热能力P*比加热能力上限Pmax大的情况下,进入步骤S24。
[0235] (S23)
[0236] 控制装置31将压缩机加热部10的加热能力设定为算出的必要加热能力P*,在规定的加热时间(=规定时间dt)的期间,进行压缩机1的加热。
[0237] 另外,虽然这里作为规定的加热时间使用了规定时间dt,但是,本发明并不限定于此。例如,也可以将比规定时间dt短的时间作为加热时间,在短时间内给出大的加热能力(≤加热能力上限Pmax),还可以使加热能力阶段性地增减。即,只要在规定时间dt的加热*能力的积算(积分运算)值与该必要加热能力P ×规定时间dt一致即可。
[0238] (S24)
[0239] 另一方面,在必要加热能力P*比加热能力上限Pmax大的情况下,控制装置31将压缩机加热部10的加热能力设定为加热能力上限Pmax,在规定的加热时间(=规定时间dt)的期间,进行压缩机1的加热。
[0240] 另外,虽然这里将压缩机加热部10的加热能力设定为加热能力上限Pmax,但是,本发明并不限定于此。例如,也可以是控制装置31将压缩机加热部10的加热能力设定为加热能力上限Pmax以下的任意的值,在规定的加热时间(=规定时间dt)的期间,进行压缩机1的加热。
[0241] (S25)
[0242] 控制装置31的演算装置32将压缩机加热部10的加热能力(=加热能力上限*Pmax)和在上述步骤S21算出的必要加热能力P 应用于上述算式(11),算出在规定时间dt中冷凝在压缩机1内的推定冷凝液量ΔMs(i)。
[0243] 另外,当在上述步骤S24中设定了加热能力上限Pmax以下的加热能力Ph的情况下,应用上述算式(12),算出推定冷凝液量ΔMs(i)。
[0244] 即,根据由当前的外气温度变化率Tah算出的必要加热能力P*和压缩机加热部10的当前的加热能力的差分,算出推定冷凝液量ΔMs(i)。
[0245] (S26)
[0246] 控制装置31的演算装置32通过上述算式(13),积算(积分运算)本次的推定冷凝液量ΔMs(i),算出作为即使通过第一加热动作也未蒸发、而是在压缩机1内冷凝了的制冷剂量的合计的残留制冷剂液量Ms。
[0247] 控制装置31使搭载在演算装置32上的存储装置存储算出的残留制冷剂液量Ms。
[0248] (S27)
[0249] 控制装置31通过搭载在演算装置32上的计时器等,对规定时间dt的流逝进行计时,在规定时间dt流逝后,返回步骤S21,反复进行上述步骤。
[0250] <结束条件>
[0251] 在满足了上述任意一个条件的情况下(逻辑和),结束第一加热动作。
[0252] (a)Tah≤0
[0253] (b)压缩机1起动了的情况下
[0254] 接着,说明第二加热动作的细节。
[0255] [第二加热动作]
[0256] <开始条件>
[0257] 在满足了下述所有的条件的情况下(逻辑积),开始第一加热动作。
[0258] (a)压缩机1处于停止的状态
[0259] (b)Tah≤0
[0260] (c)残留制冷剂液量Ms>0
[0261] <加热控制内容>
[0262] 图8是表示本发明的实施方式1中的第二加热动作的流程图。
[0263] 下面,根据图8的各步骤进行说明。
[0264] (S31)
[0265] 控制装置31的演算装置32根据残留制冷剂液量Ms,求出在压缩机加热部10为规定的加热能力时,作为使该残留制冷剂液量Ms蒸发所必要的时间的辅助加热时间Δth。
[0266] 控制装置31使搭载在演算装置32上的存储装置存储上述辅助加热时间Δth。
[0267] 该辅助加热时间Δth[s]可使用规定的加热能力下的蒸发流量Ge[kg/s],通过算式(14)求出。
[0268] Δth=Ms/Ge (14)
[0269] 这里,蒸发流量Ge是通过压缩机1的压缩机壳体部61的热容量、压缩机加热部10的加热能力等确定的常数,可通过试验结果或理论计算求出。
[0270] 在本实施方式中,作为上述规定的加热能力,例如为加热能力上限Pmax。
[0271] 另外,本发明并不限定于此,也可以为加热能力上限Pmax以下的任意的加热能力。
[0272] 即,通过使用应用于设定的加热能力的蒸发流量Ge,能够求出为了使残留制冷剂液量Ms蒸发所必要的辅助加热时间Δth。
[0273] (S32)
[0274] 控制装置31将压缩机加热部10的加热能力设定为加热能力上限Pmax,在规定的加热时间(=规定时间dt)的期间,进行压缩机1的加热。
[0275] 另外,虽然这里将压缩机加热部10的加热能力设定为加热能力上限Pmax,但是,本发明并不限定于此。例如,也可以在上述步骤S31,求出加热能力上限Pmax以下的任意的加热能力下的辅助加热时间Δth,以该任意的加热能力进行压缩机1的加热。
[0276] (S33)
[0277] 控制装置31通过搭载在演算装置32上的计时器等,对规定时间dt的流逝进行计时,在流逝了规定时间dt后,进入步骤S34。
[0278] (S34)
[0279] 控制装置31的演算装置32从当前的辅助加热时间Δth减去规定时间dt,将辅助加热时间Δth更新。
[0280] (S35)
[0281] 控制装置31的演算装置32求出进行了上述加热后的当前的残留制冷剂液量Ms,将存储在存储装置中的残留制冷剂液量Ms的值更新,返回步骤S32,反复进行上述步骤。
[0282] 当前的残留制冷剂液量Ms可通过上述算式(14)、更新后的辅助加热时间Δth和算式(15)求出。
[0283] 当前的Ms=更新后的Δth·Ge (15)
[0284] <结束条件>
[0285] 在满足了下述任意一个条件的情况下(逻辑和),结束第二加热动作。
[0286] (a)Tah>0
[0287] (b)压缩机1起动了的情况下
[0288] (c)更新后的辅助加热时间Δth≤0
[0289] 即,在压缩机1处于停止的状态下,在Tah≤0的状态下,使压缩机加热部10为规定的加热能力(=加热能力上限Pmax),对压缩机1进行加热,直至辅助加热时间Δth流逝为止。
[0290] 另一方面,在压缩机1处于停止的状态下,在满足了上述(a)的情况下,满足第一加热动作的开始条件,向第一加热动作转变。此时,保持存储在存储装置中的更新后的残留制冷剂液量Ms的值。
[0291] 然后,在通过第一加热动作产生了加热不足的情况下,将推定冷凝液量ΔMs(i)积算到上述更新后的残留制冷剂液量Ms。
[0292] 另外,也可以在向第一加热动作转变时,保持更新后的辅助加热时间Δth,在再次进行第二加热动作时,使用保持了的辅助加热时间Δth。
[0293] 据此,即使在加热动作转变了的情况下,也能够使冷凝在压缩机1内的残留制冷剂液量Ms蒸发。
[0294] 另外,在满足了上述(b)的情况下,控制装置31使残留制冷剂液量Ms的值以及辅助加热时间Δth为零。
[0295] 这是由于制冷剂温度因压缩机1的运转而上升,滞留在压缩机1内的制冷剂蒸发。
[0296] 接着,通过图9,说明上述的压缩机1的加热控制结果的一例。
[0297] 图9是表示本发明的实施方式1中的外气温度变化和当时的加热能力的关系的图表。
[0298] 图9的上部表示外气温度和时刻的关系。图9的下部表示基于上述的加热动作的压缩机加热部10的加热能力。
[0299] 另外,规定时间dt为30分钟。加热能力上限Pmax是25W。
[0300] 如图9所示,在外气温度(制冷剂温度)为一定或降低的期间,由于外气温度变化率Tah在零以下,所以,加热能力为零。
[0301] 这样,在不引起制冷剂的冷凝的情况下,能够停止压缩机1的加热。
[0302] 另一方面,在外气温度(制冷剂温度)上升的情况下,加热能力与其变化率成比例地增减。
[0303] 这样,在外气温度(制冷剂温度)上升时,通过以与压缩机1的热交换量Qr(冷凝能力)一致的加热能力加热压缩机1,能够防止制冷剂向压缩机1内的冷凝,而不会过度加热压缩机1。
[0304] 再有,在必要加热能力超过加热能力上限的情况下,通过在外气温度(制冷剂温度)为一定或降低的期间利用第二加热动作(辅助加热)供给与超过了该上限的加热能力(冷凝热量)相当的热量,能够使因加热能力不足而在压缩机1内冷凝的制冷剂蒸发。
[0305] [实施方式1的效果]
[0306] 如上所述,在本实施方式中,在压缩机1处于停止的状态下,在外气温度变化率Tah(制冷剂温度变化率)超过了零的情况下,开始第一加热动作。而且,在第一加热动作中,根据外气温度变化率Tah(制冷剂温度变化率),在加热能力上限Pmax以下的范围内设定压缩机加热部10的加热能力。
[0307] 因此,能够不会对压缩机1过度加热地防止制冷剂在压缩机1中冷凝并积存的情况。据此,能够抑制空气调节机处于停止时的电力消耗,即,待机电力。
[0308] 另外,通过防止制冷剂向压缩机1内的冷凝,能够抑制润滑油的浓度的降低,能够防止因润滑不良引起的压缩机1内的烧结、压缩机的起动负荷的增加。
[0309] 另外,在本实施方式中,根据当前的外气温度变化率Tah(制冷剂温度变化率)和设定的压缩机加热部10的加热能力,求出作为即使进行第一加热动作也不蒸发、而是在压缩机1内冷凝了的制冷剂量的残留制冷剂液量Ms。而且,在压缩机1处于停止的状态下,在外气温度变化率Tah(制冷剂温度变化率)在零以下,且残留制冷剂液量Ms超过了零的情况下,开始第二加热动作。在第二加热动作中,根据残留制冷剂液量Ms,控制压缩机加热部10,使冷凝在压缩机1内的制冷剂蒸发。
[0310] 因此,能够通过第二加热动作(辅助加热),使因第一加热动作中的加热能力不足而冷凝在压缩机1内的制冷剂蒸发。因此,能够防止制冷剂在压缩机1中冷凝并积存。
[0311] 另外,在本实施方式中,在第一加热动作中,相应于与当前的外气温度变化率*Tah(制冷剂温度变化率)成比例的必要加热能力P ,在加热能力上限Pmax以下的范围内*
设定压缩机加热部10的加热能力。而且,根据必要加热能力P 和设定的加热能力的差分,求出推定冷凝液量ΔMs(i),积算该推定冷凝液量ΔMs(i),求出残留制冷剂液量Ms。
[0312] 因此,能够求出因第一加热动作中的加热能力不足而冷凝在压缩机1内的制冷剂。
[0313] 另外,在本实施方式中,在第二加热动作中,根据残留制冷剂液量Ms,求出使残留制冷剂液量Ms蒸发所必要的辅助加热时间Δth。然后,使压缩机加热部10为规定的加热能力,对压缩机1加热,直至辅助加热时间Δth流逝为止。
[0314] 因此,能够使因第一加热动作中的加热能力不足而冷凝在压缩机1内的制冷剂蒸发。据此,能够防止制冷剂在压缩机1中冷凝并积存。
[0315] 另外,在流逝了辅助加热时间Δth的情况下,能够停止压缩机1的加热。据此,能够防止过度地加热压缩机1,能够抑制空气调节机50处于停止时的电力消耗。
[0316] 另外,在本实施方式中,在压缩机1在第二加热动作中起动了的情况下,使第二加热动作停止,使残留制冷剂液量Ms以及辅助加热时间Δth为零。
[0317] 因此,在因压缩机1的运转,滞留在压缩机1内的制冷剂蒸发的情况下,能够使残留制冷剂液量Ms以及辅助加热时间Δth为零,能够高精度地求出滞留在压缩机1内的制冷剂量。
[0318] 另外,在本实施方式中,在压缩机1处于停止的状态下,在外气温度变化率Tah超过了零的情况下,使第二加热动作停止,保持该停止时的残留制冷剂液量以及辅助加热时间的至少一方,开始第一加热动作。
[0319] 因此,即使在第一加热动作和第二加热动作之间,加热动作转变,也能够高精度地求出滞留在压缩机1内的制冷剂量。
[0320] 另外,在本实施方式1中,通过第二加热动作,使残留制冷剂液量Ms的制冷剂蒸*发,但是,也可以在第一加热动作中设定超过必要加热能力P 的加热能力,使冷凝在压缩机1内的制冷剂蒸发。
[0321] 即,控制装置31在第一加热动作中,在必要加热能力P*不足加热能力上限Pmax*的情况下,在超过必要加热能力P 且在加热能力上限Pmax以下的范围内,设定压缩机加热部10的加热能力。例如,设定为加热能力上限Pmax。
[0322] 而且,根据设定的加热能力(=加热能力上限Pmax)和必要加热能力P*的差分,求出在规定时间dt中在压缩机1内蒸发的制冷剂量,从残留制冷剂液量Ms减去该制冷剂量。
[0323] 该蒸发的制冷剂量Mm例如可以使用上述设定的加热能力Ph和必要加热能力P**的差分(Ph-P )的加热能力的蒸发流量Ge’,通过算式(16)求出。
[0324] Mm=Ge’·dt (16)
[0325] 这样,通过在第一加热动作设定超过必要加热能力P*的加热能力,在第一加热动作中,也能够使冷凝在压缩机1内的制冷剂蒸发。
[0326] 实施方式2.
[0327] [基于压缩机壳体温度的开始条件]
[0328] 如上所述,若压缩机壳体温度比制冷剂温度(外气温度)低,则存在制冷剂积存在压缩机1内的可能性。反之,因为若压缩机壳体温度比制冷剂温度(外气温度)高,则不会引起制冷剂的冷凝,所以,没有必要加热压缩机。
[0329] 由于这种情况,所以在本实施方式2中,对在第一加热动作的开始条件中追加压缩机壳体温度的条件,进一步抑制电力消耗的方式进行说明。
[0330] 另外,本实施方式中的结构与上述实施方式1相同,对相同部分标注相同的符号。
[0331] 图10是表示本发明的实施方式2中的加热动作的转变的图。
[0332] 如图10所示,本实施方式中的控制装置31在满足了下述所有的条件的情况下(逻辑积),开始第一加热动作。
[0333] 另外,第一加热动作的其它动作、第二加热动作与上述实施方式1相同。
[0334] [第一加热动作]
[0335] <开始条件>
[0336] (a)压缩机1处于停止的状态
[0337] (b)Tah>0
[0338] (c)压缩机壳体温度<外气温度Ta
[0339] 另外,作为上述压缩机壳体温度,可以原样使用压缩机温度传感器21的检测值,也可以考虑传感器的检测误差,将从检测值减去了规定值的值作为上述压缩机壳体温度。
[0340] 通过这样的动作,例如在压缩机1的运转刚刚停止后等,压缩机壳体温度为高温的状态下,即使在外气温度上升了的情况下(Tah>0),也不进行压缩机1的加热。
[0341] [实施方式2的效果]
[0342] 如上所述,在本实施方式中,在压缩机1处于停止的状态下,在外气温度(制冷剂温度)超过压缩机壳体温度,且外气温度变化率Tah(制冷剂温度变化率)超过了零的情况下,开始第一加热动作。
[0343] 因此,在制冷剂向压缩机1内积存的可能性低的情况下,能够不进行压缩机1的加热。据此,在上述实施方式1的效果的基础上,能够进一步抑制空气调节机处于停止时的电力消耗。
[0344] 实施方式3.
[0345] 在上述实施方式1、2中,在第一加热动作中外气温度变化率Tah在零以下,且残留制冷剂液量Ms为零的情况下,使加热动作停止。
[0346] 在这样的动作中,在由于外气温度变化率Tah的波动等暂时在零以下的情况下,压缩机加热部10在暂时停止后,再次向加热状态转移。
[0347] 作为压缩机加热部10,例如在对电动机部62进行缺相通电的情况下,为从停止状态向加热状态转换,需要进行基于逆变器控制的初期条件的演算、波形生成处理等。因此,在加热动作开始之前,需要一些时间,不能立即得到所希望的加热能力的情况也要进行考虑。
[0348] 由于这种情况,所以在本实施方式3中,对在第一加热动作结束时,残留制冷剂液量Ms为零的情况下,通过第三加热动作使一定时间加热持续的方式进行说明。
[0349] 另外,本实施方式中的结构与上述实施方式1相同,对相同部分标注相同的符号。
[0350] 图11是表示本发明的实施方式3中的加热动作的转变的图。
[0351] 下面,根据图11的各步骤,以与上述实施方式1、2的不同之处为中心进行说明。
[0352] (S0、S1、S2)
[0353] 与上述实施方式1同样,算出外气温度变化率Tah,在外气温度变化率Tah超过了零的情况下,开始第一加热动作。
[0354] 在第一加热动作中,外气温度变化率Tah在零以下的情况下,结束第一加热动作,在残留制冷剂液量Ms超过零的情况下,开始第二加热动作。
[0355] (S3)
[0356] 在第一加热动作结束时,在压缩机1处于停止的状态下,在残留制冷剂液量为零的情况下,开始第三加热动作。
[0357] 而且,在第三加热动作中,在满足了第一加热动作的开始条件的情况下,结束第三加热动作,开始第一加热动作。
[0358] 另一方面,在外气温度变化率Tah在零以下,且流逝了后述的持续时间的情况下,控制装置31停止加热动作(S0)。
[0359] 这里,对第三加热动作的细节进行说明。
[0360] [第三加热动作]
[0361] <开始条件>
[0362] 在满足了下述所有的条件的情况下(逻辑积),开始第三加热动作。
[0363] (a)压缩机1处于停止的状态
[0364] (b)第一加热动作因Tah≤0而结束(满足第一加热动作的结束条件(a))。
[0365] (c)残留制冷剂液量Ms=0
[0366] <加热控制内容>
[0367] 控制装置31使压缩机加热部10的加热能力为规定的加热能力,对压缩机1进行加热,直至规定的持续时间流逝为止。
[0368] 这里,作为持续时间,例如设定三十分钟。
[0369] 另外,作为规定的加热能力,例如设定为在压缩机加热部10可设定的加热能力的最小值(下称“加热能力下限Pmin”)。另外,加热能力下限Pmin≠0。
[0370] 另外,加热能力并不限定于此,可以在比零大且加热能力上限Pmax以下的范围内任意设定。
[0371] <结束条件>
[0372] 在满足了下述任意一个条件的情况下(逻辑和),结束第三加热动作。
[0373] (a)流逝了持续时间的情况下
[0374] (b)压缩机1起动了的情况下
[0375] (c)满足了第一加热动作的开始条件的情况下
[0376] 通过这样的动作,即使在外气温度变化率Tah在零以下,残留制冷剂液量为零的情况下,也能够在规定的持续时间的期间持续进行加热。
[0377] [实施方式3的效果]
[0378] 如上所述,在本实施方式中,在第一加热动作中,外气温度变化率Tah在零以下的情况下,结束第一加热动作,在结束了第一加热动作时,在压缩机1处于停止的状态下,在残留制冷剂液量为零的情况下,开始第三加热动作。而且,在第三加热动作中,使压缩机加热部10为规定的加热能力,对压缩机1进行加热,直至规定的持续时间流逝为止。
[0379] 因此,在外气温度变化率Tah成为零以下后,在直到规定的持续时间流逝为止,不向停止状态转移,在该持续时间期间满足了第一加热动作的开始条件的情况下,能够立即得到所希望的加热能力。
[0380] 实施方式4.
[0381] 在装配空气调节机50后、电源长时间断开的情况下,存在制冷剂在压缩机1内滞留的可能性。
[0382] 在本实施方式4中,对在上述实施方式1~3的动作的基础上,在该空气调节机50的电源接通时,通过第四加热动作进行一定时间加热的方式进行说明。
[0383] 另外,本实施方式中的结构与上述实施方式1相同,对相同部分标注相同的符号。
[0384] 图12是表示本发明的实施方式4中的加热动作的转变的图。
[0385] 如图12所示,本实施方式中的控制装置31在电源接通时,开始第四加热动作。另外,第一~第三加热动作与上述实施方式1~3相同。
[0386] 下面,对第四加热动作的细节进行说明。
[0387] <开始条件>
[0388] 在满足了下述所有的条件的情况下(逻辑积),开始第四加热动作。
[0389] (a)空气调节机50的电源接通时(初始处理刚刚完成后)
[0390] (b)压缩机1处于停止的状态下
[0391] <加热控制内容>
[0392] 控制装置31使压缩机加热部10的加热能力为规定的加热能力,对压缩机1进行加热,直至规定的第二持续时间流逝为止。
[0393] 这里,作为规定的加热能力,例如设定为加热能力上限Pmax。
[0394] 另外,加热能力并不限定于此,可以在比零大且加热能力上限Pmax以下的范围内任意设定。
[0395] 另外,作为第二持续时间,例如设想向压缩机1内滞留的制冷剂的最大量(最坏情况),设定以上述规定的加热能力使该最大量的制冷剂蒸发所必要的时间。
[0396] <结束条件>
[0397] 在满足了下述任意一个条件的情况下(逻辑和),结束第四加热动作。
[0398] (a)流逝了第二持续时间的情况下
[0399] (b)压缩机1起动了的情况下
[0400] 另外,在上述的说明中,作为开始条件为电源接通时,但是,本发明并不限定于此。
[0401] 例如,也可以在压缩机1处于停止的状态下,由压缩机加热部10对压缩机1的加热的停止状态流逝了规定的停止时间以上时,开始第四加热动作。
[0402] 据此,例如在由于外气温度传感器23的冻结等,在长时间未检测到温度上升的情况下,也能够通过第四加热动作使滞留的制冷剂蒸发。
[0403] [实施方式4的效果]
[0404] 如上所述,在本实施方式中,在压缩机1处于停止的状态下,在该空气调节机50的电源接通时以及由压缩机加热部10对压缩机1的加热的停止状态流逝了规定的停止时间以上时的至少一方时,开始第四加热动作。而且,在第四加热动作中,使压缩机加热部10为规定的加热能力,对压缩机1进行加热,直至规定的第二持续时间流逝为止。
[0405] 因此,能够在电源接通前,使冷凝在压缩机1内的制冷剂蒸发。
[0406] 另外,在经过长时间不进行加热动作,制冷剂滞留的可能性高的情况下,能够进行压缩机1的加热。
[0407] 因此,可以防止制冷剂在压缩机1中冷凝并积存的情况。
[0408] 实施方式5.
[0409] 本实施方式5中,对使告知构件告知当前的动作状态的信息的方式进行说明。
[0410] 图13是本发明的实施方式5中的空气调节机的制冷剂回路图。
[0411] 如图13所示,在本实施方式中的空气调节机50设有用于输出与控制装置31的控制相关的信息的输出端子33。
[0412] 在该输出端子33上连接着显示来自控制装置31的信息的信息显示装置300。
[0413] 另外,其它的结构与上述实施方式1相同,对相同部分标注相同的符号。
[0414] 另外,“信息显示装置300”相当于本发明中的“告知构件”。
[0415] 通过这样的结构,控制装置31在进行上述第一~第四加热动作中的任何动作的状态下,将当前的动作状态的信息向信息显示装置300输出。信息显示装置300通过该信息显示当前的加热动作的信息。
[0416] 另外,这里对向外部的信息显示装置300输出控制装置31的信息的情况进行了说明,但本发明并不限定于此。
[0417] 例如,也可以在控制装置31设置七段LED等显示部,进行识别第一~第四加热动作的显示。另外,也可以在例如附属的遥控器的显示部进行该显示。另外,并不限定于显示,也可以通过声音来告知。
[0418] [实施方式5的效果]
[0419] 如上所述,在本实施方式中,在第一~第四加热动作中的任何动作状态下,使告知构件告知当前的动作状态的信息。
[0420] 因此,使用者能够认识当前的动作状态。
[0421] 实施方式6.
[0422] [制冷剂温度的推定]
[0423] 在本实施方式6中,对推定规定时间dt后的外气温度Ta*,使用该规定时间dt后*的外气温度Ta 和当前的外气温度Ta,求出制冷剂温度变化率的方式进行说明。
[0424] 另外,本实施方式中的结构与上述实施方式1相同,对相同部分标注相同的符号。
[0425] 图14是表示本发明的实施方式6中的控制动作的流程图。
[0426] 下面,根据图14的各步骤,以与上述实施方式1(图6)的不同之处为中心进行说明。
[0427] 另外,对与上述实施方式1相同的步骤标注相同的符号。
[0428] (S41)
[0429] 控制装置31的演算装置32使用在步骤S11检测到的当前的外气温度Ta(0)和上次在步骤S13存储的在规定时间dt前的外气温度Ta(1)以及上上次在步骤S13存储的外气温度Ta(2)(外气温度Ta(1)的规定时间dt前),推定从当前到规定时间dt后的外气温*度Ta 。
[0430] 另外,在初次动作时等,未存储外气温度Ta(1)以及Ta(2)的情况下,省略步骤S41、S42,进入步骤S13。
[0431] 作为该推定方法,例如可以使用二次近似函数、一次延迟近似函数。
[0432] 另外,推定方法并不限定于此,例如,也可以通过最小平方法等统计上的手法,推*定规定时间dt后的外气温度Ta 。
[0433] 另外,也可以求出外气温度Ta(0)、Ta(1)、Ta(2)相互间的增加量的变化率,从该*变化率推定规定时间dt后的外气温度Ta 。
[0434] 另外,也可以通过依次存储过去一天的外气温度的变化,将该过去的外气温度的*变化和检测到的外气温度Ta(0)、Ta(1)、Ta(2)进行比较,推定外气温度Ta 。
[0435] 另外,在本实施方式中,对使用当前的外气温度Ta(0)和上次的外气温度Ta(1)以*及上上次的外气温度Ta(2),推定规定时间dt后的外气温度Ta 的情况进行了说明,但本发明并不限定于此。
[0436] 也可以至少使用当前的外气温度Ta(0)和规定时间dt前的外气温度Ta(1),推定*规定时间dt后的外气温度Ta 。
[0437] 另外,也可以使用在上上次的外气温度Ta(2)之前检测到的外气温度Ta(n)(n=3、4...)。
[0438] (S42)
[0439] 控制装置31的演算装置32使用在步骤S42推定的规定时间dt后的外气温度Ta*和在步骤S11检测到的当前的外气温度Ta(0),算出外气温度变化率Tah(=(dTa/dt)=*
(Ta -Ta(0))/dt)。
[0440] 以后,与上述实施方式1同样,进行步骤S13、S14。
[0441] [实施方式6的效果]
[0442] 如上所述,在本实施方式中,至少使用当前的外气温度Ta(0)和规定时间dt前的* *外气温度Ta(1),推定规定时间dt后的外气温度Ta ,使用规定时间dt后的外气温度Ta和当前的外气温度Ta(0),求出外气温度变化率Tah。
[0443] 因此,即使是在外气温度实时变化,制冷剂温度也随之变化的情况下,也能够推定在规定时间流逝后必要的加热量,能够减少规定时间后加热量不足的可能性。
[0444] 据此,能够以与外气温度(制冷剂温度)的变化相应的加热能力加热压缩机1,能够进一步抑制制冷剂向压缩机1的冷凝。
[0445] 实施方式7.
[0446] [强制结束]
[0447] 在本实施方式7中,对压缩机壳体温度超过了上限温度的情况下,使加热停止的方式进行说明。
[0448] 另外,本实施方式中的结构与上述实施方式1相同,对相同部分标注相同的符号。
[0449] 本实施方式中的控制装置31总是或定期地监视压缩机壳体温度。在压缩机壳体温度超过了规定的上限温度的情况下,控制装置31不受上述的各加热动作的开始条件的影响,使压缩机加热部10对压缩机1的加热停止(强制结束)。
[0450] 而且,在压缩机壳体温度低于外气温度(制冷剂温度)的情况下,解除强制结束,进行以上述的各加热动作的开始条件等为基础的控制。
[0451] 这里,规定的上限温度例如设定作为外气温度被设想的温度以上的温度(例如75℃)。
[0452] 另外,作为上述压缩机壳体温度,可以原样使用压缩机温度传感器21的检测值,也可以考虑传感器的检测误差,将从检测值减去了规定值的值作为上述压缩机壳体温度。
[0453] [实施方式7的效果]
[0454] 如上所述,在本实施方式中,获取压缩机壳体温度,在压缩机壳体温度超过外气温度(制冷剂温度)且压缩机壳体温度超过规定的上限温度的情况下,使由压缩机加热部10对压缩机1的加热停止。
[0455] 因此,在制冷剂向压缩机1内积存的可能性低的情况下,能够不进行压缩机1的加热。据此,在上述实施方式1~6的效果的基础上,能够进一步抑制空气调节机处于停止时的电力消耗。
[0456] 实施方式8.
[0457] [连续通电]
[0458] 在本实施方式8中,对在外气温度(制冷剂温度)为规定的下限温度以下的情况进行压缩机1的加热的方式进行说明。
[0459] 另外,本实施方式中的结构与上述实施方式1相同,对相同部分标注相同的符号。
[0460] 例如,在由热敏电阻构成制冷剂温度传感器22的情况下,存在在低温区域等的使用温度范围外产生测定误差的情况。
[0461] 在产生这样的测定误差的情况下,不能求出恰当的必要加热能力,另外,存在残留制冷剂液量Ms的算出值产生误差,制冷剂向压缩机1内积存的可能性。
[0462] 因此,本实施方式中的控制装置31不受上述的各加热动作的开始条件的影响,在外气温度在规定的下限温度以下的情况下,使压缩机加热部10为规定的加热能力,对压缩机1进行加热(连续通电)。
[0463] 这里,规定的下限温度例如根据制冷剂温度传感器22的特性等,设定为测定精度恶化的温度。
[0464] 作为上述规定的加热能力,例如为加热能力上限Pmax。
[0465] 另外,本发明并不限定于此,也可以是加热能力上限Pmax以下的任意的加热能力。
[0466] 另外,也可以在外气温度超过了将规定值加上了下限温度后的温度的情况下,解除上述连续通电。
[0467] 据此,在外气温度为下限温度附近的温度的情况下,能够抑制波动的产生。
[0468] [实施方式8的效果]
[0469] 如上所述,在本实施方式中,在外气温度(制冷剂温度)为规定的下限温度以下的情况下,使压缩机加热部10为规定的加热能力,对压缩机1进行加热。
[0470] 因此,在制冷剂向压缩机1内积存的可能性高的情况下,能够进行压缩机1的加热。据此,能够防止制冷剂在压缩机1中冷凝并积存的情况。
[0471] 符号说明
[0472] 1:压缩机;2:四通阀;3:室外热交换器;4:膨胀阀;5:室内热交换器;6:液侧连接配管;7:气体侧连接配管;8:液侧封闭阀;9:气体侧封闭阀;10:压缩机加热部;11:室外风扇;12:室内风扇;21:压缩机温度传感器;22:制冷剂温度传感器;23:外气温度传感器;24:室内温度传感器;25:压力传感器;31:控制装置;32:演算装置;33:输出端子;40:制冷剂回路;41:室外制冷剂回路;42:室内制冷剂回路;50:空气调节机;51:室外机;52:
室内机;61:压缩机壳体部;62:电动机部;63:压缩部;64:旋转轴;65:排出部;66:吸入部;100:润滑油;300:信息显示装置。
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