(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮機が高い容量で動作すると、冷媒は凝縮器および蒸発器から圧縮機に十分な潤滑剤を戻すものの、低い容量であると、潤滑剤を適切に戻すことが困難であった。【解決手段】圧縮機の電動機３７の制御装置３６は、前記電動機を少なくとも１つの低容量と少なくとも１つの高容量で動作させるようにプログラムされている。前記制御装置は、少なくとも圧縮機が低容量率で動作するときに、圧縮機シェル２３から移動した油量を推定するように動作することができる。電動機の制御装置は、一旦推定された油量が所定の限界を超えると、前記圧縮機の電動機を低容量から少なくとも１つの高容量に切り替えられる。容量は、空間に関連している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機のポンプ装置と電動機がシェル内に格納され、前記シェルは一定量の潤滑剤を保持する槽を有する圧縮機のポンプ装置と、
前記圧縮機の制御装置であって、前記制御装置は少なくとも１つの低容量と少なくとも１つの高容量で動作させるようにプログラムされ、また、前記制御装置は少なくとも前記圧縮機が低容量で動作するときに前記圧縮機から移動した油量を推定するように動作し、前記制御装置は一旦前記推定された油量が所定の限界を超えると前記少なくとも１つの低容量から前記少なくとも１つの高容量へ前記圧縮機の電動機を切り替えるように動作する、圧縮機。
【請求項２】
前記少なくとも１つの低容量と前記少なくとも１つの高容量は、前記電動機の速度を変化することにより達成される請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記油量の推定は、前記装置における圧力に基づく請求項１記載の圧縮機。
【請求項４】
前記油量の推定は、前記圧縮機に接続された凝縮器及び蒸発器の両方の圧力に基づく請求項３記載の圧縮機。
【請求項５】
前記油量の推定は、前記圧縮機に接続された凝縮器及び蒸発器の両方の推定飽和温度に基づく請求項３記載の圧縮機。
【請求項６】
前記油量の推定は、温度測定に基づく請求項１記載の圧縮機。
【請求項７】
容量率量を含む乗数は、前記凝縮器及び前記蒸発器における圧力又は推定飽和温度から計算された油損失率を乗じられた請求項１記載の圧縮機。
【請求項８】
凝縮器、蒸発器、膨張装置及び圧縮機を有し、
前記圧縮機は、圧縮機のポンプ装置を駆動する電動機を有し、前記圧縮機のポンプ装置及び電動機はシェル内に格納され、前記シェルは一定量の潤滑剤を保持する槽を有し、
前記圧縮機は、前記電動機の制御装置を有し、前記制御装置は少なくとも１つの低容量と少なくとも１つの高容量で動作させるようにプログラムされ、前記電動機の制御装置は少なくとも前記圧縮機が前記少なくとも１つの低容量で動作するときに前記圧縮機から移動する油量を推定するように動作し、前記電動機の制御装置は一旦前記推定された油量が所定の限界を超えると前記圧縮機の電動機を前記少なくとも１つの低容量から前記少なくとも１つの高容量に切り替えるように動作する、冷媒装置。
【請求項９】
前記油量の損失の推定は、装置における圧力に基づく請求項８記載の冷媒装置。
【請求項１０】
前記油量は、前記凝縮器及び前記蒸発器の両方の圧力に基づく請求項８記載の冷媒装置。
【請求項１１】
ＲＰＭ量を含む乗数は、前記凝縮器及び前記蒸発器の圧力から計算された油損失によって乗じられた請求項８記載の冷媒装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの低容量と前記少なくとも１つの高容量は、前記電動機の速度を変化させることで達成される請求項８記載の冷媒装置。
【請求項１３】
（ａ）圧縮機の電動機を少なくとも１つの低容量と少なくとも１つの高容量で動作させるステップと、
（ｂ）少なくとも、前記圧縮機が前記少なくとも１つの低容量率で動作するときに、前記圧縮機から移動した油量を推定するステップと、
（ｃ）一旦前記推定された油量が所定の限界を超えると前記電動機を前記少なくとも１つの低容量から前記少なくとも１つの高容量に移動させるステップと、
を有する圧縮機を動作させる方法。
【請求項１４】
前記油量の損失の推定は、前記装置における圧力に基づく請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記油量の推定は、前記圧縮機に接続された凝縮器及び蒸発器の両方の圧力に基づく請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
ＲＰＭ量を含む乗数は、前記凝縮器及び前記蒸発器における圧力から計算された油損失率によって乗じられる請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの低容量と前記少なくとも１つの高容量は、前記電動機の速度を変動させることで達成される請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
前記油量の推定は、温度測定に基づく請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本願は、容量可変圧縮機を含む冷媒システムにおいて適切な返油を確保するアルゴリズムに関する。
【０００２】
圧縮機は、冷媒システムの不可欠な部品として利用されている。一般に、圧縮機は、冷媒を圧縮し、下流にある凝縮器に供給する。凝縮器からの冷媒は、膨張装置を通り、さらに蒸発器を通る。蒸発器から、冷媒は圧縮機に戻る。
【０００３】
潤滑剤は、典型的には空調装置、ヒートポンプまたは冷凍装置のような冷媒システムに含まれ、圧縮機における移動部品を滑らかにするのに特に重要である。しかしながら、潤滑剤は、冷媒に混入され、冷媒システムを冷媒とともに流れるようにすることができる。このような場合、圧縮機に戻される潤滑剤の供給が適切でないことがしばしばある。潤滑剤は、特に凝縮器と蒸発器のような、冷媒システムの他の領域に留まることがある。
【０００４】
最近、システムエネルギー効率の改善により、圧縮機および冷媒システムは多様な容量になった。容量を変化させる圧縮機の能力の典型的な適用は、圧縮部材のかみ合いの可変速度、多段階変調、圧縮、または容量または圧縮機の質量流量に影響を及ぼす他の手法である。したがって、冷媒システムに対する冷却の要求が低いとき、圧縮機はエネルギー効率を改善するために低い容量で動作することができる。高い容量で動作すると、冷媒は凝縮器および蒸発器から圧縮機に十分な潤滑剤を戻し、適切な潤滑剤の供給があるようにする。しかしながら、低い容量であると、潤滑剤を適切に戻すことが困難であることがしばしばある。
【０００５】
一つの知られたシステムは、圧縮機が低い速度で動作するとき、周期的に速度を増加させる。増加した速度は、潤滑剤が圧縮機に送られる短期間にわたって維持される。しかしながら、速度の増加は冷媒システムに存在する条件に結びついていないので、頻繁に動作し過ぎたり、十分に頻繁に動作しなかったりすることがある。いうまでもなく、増加した速度であまりに頻繁に動作することは、圧縮機を低速で動作させるという目的をいくらか損なってしまう。一方、潤滑剤を戻すための高速な動作があまりにまれなことは、さらに望ましくない。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の開示された実施形態において、システム条件は、低い容量での動作の間、圧縮機からの油の移動の量を予測するために監視されている。圧縮機から特定の量の潤滑剤が移動したと認められるとき、増加した圧縮機の容量がある期間にわたって動作される。本発明の特定の適用の例として、可変速度圧縮機が使用される。
【０００７】
本発明のこれらと他の特徴は、以下の明細書、図面、図面の簡単な説明によって最大に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、冷媒システムを概略的に示す図である。
【図２】図２は、多様な圧縮機の速度における時間当たりの油損失を示すチャートである。
【図３】図３は、フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
冷媒システム２０が、図１に示されている。圧縮機シェル２３は、一定量の潤滑剤を維持する潤滑剤槽２２を含んでいる。圧縮機ポンプ部２４は、冷媒を圧縮し、冷媒を排出管２６に送る。排出管２６から、潤滑剤は、凝縮器２８、膨張装置３０、蒸発器３２を通り、吸引管３３を戻って圧縮機２３に達する。
【００１０】
圧縮機の電動機３７の制御装置３７は、圧縮機の電動機を多様な速度で動作させる。したがって、圧縮機は、冷却の要求もまた低いとき、エネルギー効率を増加させるために比較的低い速度で動作する。
【００１１】
センサ３４、３５は、蒸発器３２、凝縮器２８それぞれの圧力のような条件を監視している。これに代わって、温度または推定飽和冷媒温度を監視するセンサを圧縮機が動作する条件を監視するのに使用することができる。これらの条件は、制御装置３６に送られ、油量の定量化を補助するのに使用されることがある。この油は、通常、圧縮機シェル２３の外部の他の構成部品に低速動作で送られる。
【００１２】
図２に示されるように、一定の期間の様々な低速の圧縮機の動作について油損失に等しい曲線が描かれる。したがって、図示のように、ある点、ここでは２４００ｒｐｍ（毎分回転数）において、油損失は発生しなくなる。しかしながら、他の速度においては、明らかな油の損失が存在する。
【００１３】
本発明は、図２に示されたような関係に基づき、時間の経過に従う油漏れの量を組み込み、組み込まれた量が特定の限界を超えたときに返油時間を短くするために電動機の速度を増加させるように電動機制御装置３６を動作させる。
【００１４】
したがって、図３のフローチャートに示すように、油損失の量が計算され、その量が限界を超えたときに速度が増加される。
【００１５】
一つの実施の形態では、圧縮機の速度は、短期間（例えば３秒）にわたって、低効率速度から下記のような特性を有する所定の量、例えば２４００ｒｐｍまで増加する。
【００１６】
返油速度の増加が発生する点は、圧縮機の容量の関数として又は他の変数に基づいて、圧縮機の吸入又は排出における圧力の関数として規定することができる。１０の係数のマップは、図２に示すものに似た曲線の設定に利用することができる。
【００１７】
したがって、油損失率は、次のように計算することができる。
【００１８】
油損失率（オンス（ＯＺ）／時間）＝
【数１】
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【００１９】
上記の油損失率は、蒸発器における圧力と凝縮器における圧力に基づいている。同様な形式の式は、蒸発及び凝縮温度に適用することができる。容量レベルの係数の乗数を乗じることもできる。一つのこのような乗数は、次のような式によって決定される。
【００２０】
乗数＝
【数２】
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【００２１】
ここで、ＲＣ＝現在の容量レベル／最大の容量レベル
この一例として、様々の速度の圧縮機についてこれは現在のｒｐｍ／最大ＲＰＭとなる。
【００２２】
本発明では、一旦適切な曲線が展開されると、圧縮機が低速で動作する間に「損失」した又は圧縮機から移動した油量が計算され、または統合される。一旦その量が所定の量を超えると、圧縮機の容量は返油速度まで短い期間にわたって増加する。
【００２３】
一つの応用では、油損失の量は、圧縮機が低速で動作するときに複数の離散的な時間単位において計算される。例として、これは５秒ごとに発生することができる。
【００２４】
本発明の実施の形態が開示されたが、本技術分野において通常の知識を有する者は、一定の変更が本発明の範囲内にあることを理解するであろう。このような理由によって、次の特許請求の範囲は、本発明の真の範囲と内容を決定するために検討されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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