(57)【要約】冷凍サイクル装置１００は、制御装置５０が、圧縮機１の起動時、圧縮機１の通常運転時、通常運転中における圧縮機１のモーター温度上昇時、又は、圧縮機１の低圧カット停止からの起動時のいずれかに応じて、電磁弁６及び電磁弁７の開閉を制御するものである。
2013001688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、前記圧縮機から吐出された冷媒と熱媒体とで熱交換する凝縮器、及び、前記凝縮器から流出した冷媒を過冷却するサブクールコイルを配管接続した熱源側回路と、
前記熱源回路における前記サブクールコイルの下流側で配管を分岐し、前記サブクールコイルを介して前記圧縮機の中間圧力部に接続するインジェクション回路と、
前記インジェクション回路における前記サブクールコイルの下流側で配管を分岐し、前記圧縮機の吸入側に接続するバイパス回路と、
前記インジェクション回路の前記バイパス回路を接続した接続点より前記圧縮機側に設置された第１電磁弁と、
前記バイパス回路に設置された第２電磁弁と、
前記圧縮機の周波数、前記第１電磁弁の開閉、及び、前記第２電磁弁の開閉を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記圧縮機の起動時、前記圧縮機の通常運転時、通常運転中における前記圧縮機のモーター温度上昇時、又は、前記圧縮機の低圧カット停止からの起動時のいずれかに応じて、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁の開閉を制御する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記圧縮機の起動時、
前記第１電磁弁を閉、前記第２電磁弁を開に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記圧縮機の通常運転時、
前記第１電磁弁を開、前記第２電磁弁を閉に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記圧縮機が起動してから前記圧縮機の周波数が所定周波数以上になったときに、前記圧縮機が通常運転状態にあることを判断する
ことを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
通常運転中における前記圧縮機のモーター温度上昇時、
前記第２電磁弁を開に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記圧縮機のシェルの温度が所定値以上になっているとき前記圧縮機のモーター温度上昇時であると判断する
ことを特徴とする請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記圧縮機の低圧カット停止からの起動時、
前記第１電磁弁を開、前記第２電磁弁を閉に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記圧縮機の周波数が所定周波数以上もしくは前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度が所定温度以上になった時点で前記第１電磁弁を開にする
ことを特徴とする請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記圧縮機の停止理由を記憶する記憶手段を備え、
前記制御装置は、
前記記憶手段に記憶されている情報により前記圧縮機が低圧カットで停止したのかどうかを判断する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記圧縮機を２台以上並列に接続した
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジェクションできる圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インジェクションできる圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置が存在している。圧縮機にインジェクションする目的の１つは、圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度を下げることである。圧縮機から吐出されるガス冷媒の吐出温度を下げる方式として、圧縮機の中間圧力部（中間ポート）に冷媒をインジェクションする方式と、圧縮機の吸入側に冷媒をインジェクションする方式と、それらのインジェクション方式を組み合わせた方式と、がある。【０００３】
また、圧縮機の吸入側に冷媒をインジェクションする方式を採用している冷凍サイクル装置においては、圧縮機の潤滑油およびモーターの温度を下げることも目的にしているものもある（たとえば、特許文献１参照）。さらに、２つのインジェクション方式を組み合わせた冷凍サイクル装置においては、圧縮機の起動時の液圧縮による圧縮機破損を回避することを目的にしているものもある（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９―２１７４５８号公報（第２ページ、図１等）
【特許文献２】特開平５―３４０６１５号公報（第３、４ページ、図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧縮機の中間圧力部に冷媒をインジェクションする方式を採用している冷凍サイクル装置は、二重管コイルなどを設けて過冷却をとれる構造にすれば冷凍能力が上昇するという長所がある。その一方で、圧縮機の中間圧力部に直接冷媒をインジェクションするため、冷媒が液の状態で（大量に）入る場合、液圧縮になり圧縮機起動不良の原因となってしまうことがある。【０００６】
特許文献１に記載されているような冷凍サイクル装置は、吐出温度のみではなく、圧縮機のモーター温度（油の温度）を下げる効果もある。これは、モーター温度が上がりやすい蒸発温度が低い領域では特に有効となる。その一方で、系内の冷媒循環量が低下するため、冷凍能力が低下してしまうという短所があった。また、高低圧バイパスとなるため、低圧が上がりやすく、省エネ効果の低減やポンプダウン不良の原因となってしまうことがある。【０００７】
特許文献２に記載されている冷凍サイクル装置は、圧縮機の中間圧力部に冷媒をインジェクションする方式及び圧縮機の吸入側に冷媒をインジェクションする方式の長所及び短所を併せ持つことになる。しかしながら、冷凍サイクルが動作している際は常に２つのインジェクション回路が作動するようになっており、２つのインジェクション回路の切り替えについての制御には言及がなく、インジェクションの流量調整やインジェクション圧力調整をどのようにするのかが分からない。そのため、冷凍サイクルの能力を十分に発揮しているとはいえない。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、圧縮機の起動性を改善するインジェクション制御を実現した冷凍サイクル装置を提供することを第１の目的としている。第１の目的に加え、冷凍能力を低下させずに圧縮機のモーター温度（もしくは圧縮機内の油の温度）を低下させるインジェクション制御を実現した冷凍サイクル装置を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、前記圧縮機から吐出された冷媒と熱媒体とで熱交換する凝縮器、及び、前記凝縮器から流出した冷媒を過冷却するサブクールコイルを配管接続した熱源側回路と、前記熱源回路における前記サブクールコイルの下流側で配管を分岐し、前記サブクールコイルを介して前記圧縮機の中間圧力部に接続するインジェクション回路と、前記インジェクション回路における前記サブクールコイルの下流側で配管を分岐し、前記圧縮機の吸入側に接続するバイパス回路と、前記インジェクション回路の前記バイパス回路を接続した接続点より前記圧縮機側に設置された第１電磁弁と、前記バイパス回路に設置された第２電磁弁と、前記圧縮機の周波数、前記第１電磁弁の開閉、及び、前記第２電磁弁の開閉を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記圧縮機の起動時、前記圧縮機の通常運転時、通常運転中における前記圧縮機のモーター温度上昇時、又は、前記圧縮機の低圧カット停止からの起動時のいずれかに応じて、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁の開閉を制御するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、圧縮機の起動時、圧縮機の通常運転時、通常運転中における圧縮機のモーター温度上昇時、又は、圧縮機の低圧カット停止からの起動時のそれぞれに応じてインジェクション回路とバイパス回路を使い分けるように構成したので、冷凍能力の低下を抑えた上で、圧縮機の起動性（通常起動時、低圧カット停止からの起動時）を改善することができ、また、圧縮機のモーター温度を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の電磁弁の開閉タイミングを説明するための説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置のインジェクション制御を行わなかった場合の冷媒の状態遷移を示す圧力―エンタルピ線図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の中間インジェクション制御を行った場合の冷媒の状態遷移を示す圧力―エンタルピ線図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の電子膨張弁の制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の電磁弁の開閉タイミングを説明するための説明図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の電磁弁の開閉パターンを決定するための処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置のポンプダウン時の低圧の上昇イメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の冷媒回路構成例を示す模式図である。図１に基づいて、冷凍サイクル装置１００の構成及び動作について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表されている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１の起動時の起動不良を改善するインジェクション制御を実現したものである。また、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１の通常運転時の冷凍能力向上を図るインジェクション制御を実現したものである。さらに、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、冷凍能力を低下させずに圧縮機１のモーター温度（もしくは圧縮機内の油の温度）を低下させるインジェクション制御を実現したものである。この冷凍サイクル装置１００は、たとえば冷蔵庫や冷凍庫、空気調和装置、ショーケース等の室外機として利用される。
【００１４】
冷凍サイクル装置１００は、インバータ圧縮機１（以下、圧縮機１と称する）と、圧縮機１からの吐出ガスを空気と熱交換し、冷媒を凝縮させる凝縮器２と、凝縮器２から流出した液冷媒を溜める液溜め３と、液溜め３から流出した液冷媒を過冷却させるためのサブクールコイル４と、負荷側装置（少なくとも冷媒を減圧するための膨張弁、及び、減圧した冷媒を空気と熱交換させ、蒸発させるための冷却器（負荷側熱交換器）が直列に接続されて搭載された負荷側ユニット）から戻ってきた冷媒の気液を分離するためのアキュムレーター８と、を冷媒配管で直列に配管接続した熱源側回路を有している。なお、凝縮器２は、冷媒によっては放熱器として機能する。
【００１５】
また、冷凍サイクル装置１００は、熱源側回路におけるサブクールコイル４の下流側で分岐し、圧縮機１の中間圧力部（中間ポート）に接続するインジェクション回路５５を有している。さらに、冷凍サイクル装置１００は、インジェクション回路５５のサブクールコイル４と圧縮機１との間と、負荷側装置とアキュムレーター８との間と、を接続するバイパス回路５６を有している。そして、インジェクション回路５５のサブクールコイル４の流入側には電子膨張弁５が、バイパス回路５６には電磁弁（第２電磁弁）７が、インジェクション回路５５のバイパス回路５６の分岐点と圧縮機１との間には電磁弁（第１電磁弁）６が、それぞれ設置されている。
【００１６】
よって、冷凍サイクル装置１００は、サブクールコイル４から流出した液冷媒を分岐し、一方を負荷装置側へ、もう一方をインジェクション回路５５に分流可能になっている。インジェクション回路５５に流入した冷媒は、電子膨張弁５により減圧され、サブクールコイル４にて液溜め３から流出した液冷媒と熱交換し、その後、電磁弁６を通って圧縮機１の中間ポートにインジェクションされる。また、冷凍サイクル装置１００は、インジェクション回路５５を流れる冷媒をバイパス回路５６を介して圧縮機１の吸入側（アキュムレーター８の上流側）へバイパスすることを可能としている。バイパス回路５６を介して圧縮機１の吸入側へ冷媒をバイパスすることを「吸入インジェクション」と称する場合がある。なお、圧縮機１の停止時は電磁弁６及び電磁弁７は閉の状態である。
【００１７】
圧縮機１は、冷媒を高温・高圧の状態に圧縮して吐出するものである。この圧縮機１は、インジェクション回路５５を流れる冷媒が圧縮機１内の中間圧力部にインジェクション（注入）可能な構造となっている。圧縮機１は、インバータにより回転数が制御可能な容量制御タイプで構成する。また、圧縮機１は、ロータリ方式、スクリュー方式、レシプロ方式、スクロール方式の内、どれを選択してもよい。
【００１８】
凝縮器２は、圧縮機１からの吐出冷媒と空気や水等の熱媒体との間で熱交換を行なって冷媒を凝縮液化するものである。液溜め３は、熱源側回路における凝縮器２とサブクールコイル４との間に設けられ、凝縮器２から流出した冷媒を溜めるものである。サブクールコイル４は、二重管コイルで構成され、液溜め３から流出した冷媒とインジェクション回路５５を流れる冷媒とを熱交換させるものである。アキュムレーター８は、圧縮機１の吸入側に設けられており、気液を分離し、余剰冷媒を蓄えるものである。
【００１９】
電子膨張弁５は、開度が可変に制御可能であり、インジェクション回路５５を流れる冷媒を減圧して膨張させるものである。電磁弁６は、インジェクション回路５５を電磁式に開閉するものである。つまり、電磁弁６が開閉制御されることで、圧縮機１にインジェクションするかどうかが決定される。電磁弁７は、バイパス回路５６を電磁式に開閉するものである。つまり、電磁弁７が開閉させることで、バイパス回路５６への冷媒の流通が決定される。
【００２０】
冷凍サイクル装置１００には、全体を統括制御できるようなマイクロコンピュータ等で構成された制御装置５０が搭載されている。この制御装置５０は、圧縮機１の駆動周波数制御、電子膨張弁５の開度制御、電磁弁６及び電磁弁７の開閉制御等を行なう機能を有している。制御装置５０は、これらアクチュエーター（たとえば圧縮機１や電子膨張弁５、電磁弁６、電磁弁７等）を制御して、以下で説明する各運転を実行するようになっている。
【００２１】
冷凍サイクル装置１００の基本的な運転時における冷媒の流れを説明する。
圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器２に流入し、凝縮器２に供給される熱媒体との熱交換により放熱することで高圧液冷媒となり、凝縮器２から流出する。凝縮器２から流出した高圧液冷媒は、液溜め３に流入する。液溜め３から流出した冷媒は、サブクールコイル４に流入し、インジェクション回路５５に冷媒が流れていれば、その冷媒によって過冷却される。サブクールコイル４から流出した冷媒は、負荷側装置で利用された後、アキュムレーター８を介して圧縮機１に再度吸入される。
【００２２】
圧縮機１へのインジェクション、及び、バイパス回路５６への冷媒の流通は、電磁弁６及び電磁弁７の開閉によって決定される。そこで、冷凍サイクル装置１００では、電磁弁６及び電磁弁７の開閉を最適なタイミングで制御できるようになっている。まず、圧縮機１の起動時の電磁弁６及び電磁弁７の開閉タイミングについて説明する。次に、圧縮機１の通常運転時の冷凍能力を向上させる際の電磁弁６及び電磁弁７の開閉タイミングについて説明する。最後に、圧縮機１のモーター温度を低下させる際の電磁弁６及び電磁弁７の開閉タイミングについて説明する。なお、複数系統の冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置については実施の形態２で、ポンプダウン停止からの復帰については実施の形態３で、それぞれ説明する。
【００２３】
［圧縮機１の起動時の電磁弁６及び電磁弁７の開閉タイミング］
図２は、冷凍サイクル装置１００の電磁弁（電磁弁６及び電磁弁７）の開閉タイミングを説明するための説明図である。図２（ａ）が電磁弁６及び電磁弁７の開閉制御のタイミングチャートを、図２（ｂ）が電磁弁６及び電磁弁７の開閉制御の流れを示すフローチャートである。
【００２４】
上述したように圧縮機１の停止時は、電磁弁６及び７は閉の状態である（図２（ａ）の（１）、図２（ｂ）のＳ１、Ｓ２）。そのため、インジェクション回路５５内に存在する冷媒は、高圧の液冷媒となっている。この状態で圧縮機１を起動すると、圧縮機１の中間ポートに高圧の液冷媒がインジェクションされることになる。この場合、液圧縮状態となってしまい圧縮機１に作用するトルクが大きく、過電流が働く。そこで、冷凍サイクル装置１００においては、圧縮機１の起動時（圧縮機１の運転周波数が所定周波数（たとえば３０Ｈｚ）になるまで）は、電磁弁６を閉、電磁弁７を開とする（図２（ａ）の（２）、図２（ｂ）のＳ３、Ｓ５）。
【００２５】
したがって、圧縮機１の起動後、所定周波数となるまでは、電磁弁６を閉にしているため、圧縮機１の中間ポートに液冷媒が流れ込むことはない。よって、圧縮機１の起動時において液圧縮をすることがなく、圧縮機１の起動時に過電流が働くことを抑制することができる。また、同時に電磁弁７を開にしているため、インジェクション回路５５内に溜まっている液冷媒をバイパス回路５６を介して全て低圧側へと逃がすことができる。よって、次回（圧縮機１の運転周波数が所定周波数（たとえば３０Ｈｚ）以上になったとき）、電磁弁６を開にするタイミングにおいても（図２（ａ）の（３）、図２（ｂ）のＳ３、Ｓ４）、インジェクション回路５５内には液冷媒はほとんど存在せず、圧縮機１が液圧縮をすることはない。
【００２６】
以上のように、冷凍サイクル装置１００においては、圧縮機１の起動時の起動不良を改善するインジェクション制御を実現でき、圧縮機１の起動から圧縮機１の通常運転までスムーズに連続運転を実行することができる。
【００２７】
［通常運転時の冷凍能力を向上させる際の電磁弁６及び電磁弁７の開閉タイミング］
図３は、冷凍サイクル装置１００のインジェクション制御を行わなかった場合の冷媒の状態遷移を示す圧力―エンタルピ線図である。図４は、冷凍サイクル装置１００のインジェクション制御を行った場合の冷媒の状態遷移を示す圧力―エンタルピ線図である。図１〜図４に基づいて、圧縮機１の通常運転時の冷凍能力を向上させる際の電磁弁６及び電磁弁７の開閉タイミングについて説明する。なお、冷凍能力は、冷媒循環量×エンタルピ差で表され、エンタルピ差は図３に示すｈ１−ｈ２で示される。
【００２８】
インジェクション制御を行った場合、サブクールコイル４にて過冷却を多くとる構造になっているため、エンタルピ差ｈ１−ｈ２が増加する（図４参照）。そのため、全体の冷凍能力もインジェクション制御を行わない場合に比べ大きくなる。また、バイパス回路５６を介して吸入インジェクションした場合も、サブクールコイル４にて過冷却を多くとる構造になっており、エンタルピ差は中間ポートにインジェクションを流入させる場合と同じである。しかし、中間ポートにインジェクションを流入させる場合と比べて吸入側にインジェクションを入れる場合では、冷媒循環量が小さくなるため、冷凍能力は中間ポートにインジェクションを流入させる場合より低下する。
【００２９】
このように通常運転時においては、吸入インジェクションをすると冷媒循環量が減少するため冷凍能力が低下する。冷凍サイクル装置１００においては、インジェクション回路５５に流入した液冷媒の一部を電子膨張弁５にて減圧し、減圧した二相冷媒と液冷媒を熱交換させることで過冷却を取っている。そのため冷凍能力増加のためには、圧縮機１の中間ポートにインジェクションさせる必要がある。そこで、冷凍サイクル装置１００では、圧縮機１の通常運転時には電磁弁６を開、電磁弁７を閉とする（図２（ａ）の（３）、図２（ｂ）のＳ３、Ｓ４）。なお、ここで言う通常運転とは、圧縮機１の周波数がある所定周波数（たとえば３０Ｈｚ）以上になった場合を示す。
【００３０】
ここで、電子膨張弁５の制御の一例を説明する。図５は、電子膨張弁５の制御処理の流れを示すフローチャートである。電子膨張弁５の開度は、圧縮機１の吐出配管に設けられた図示省略の温度センサー（サーミスタ）の検知温度（吐出温度）により制御される。
【００３１】
つまり、制御装置５０は、圧縮機１から吐出された冷媒の吐出温度の制御値（たとえば１００℃）に対して、温度センサーの検知温度がそれ以下の場合（図５のＳ１１；ＮＯ）、電子膨張弁５の開度を小さくし、吐出温度を上昇させるような制御を行う（図５のＳ１２）。逆に、制御装置５０は、温度センサーの検知温度が吐出温度の制御値以上の場合（図５のＳ１１；ＹＥＳ）、電子膨張弁５の開度を大きくし、吐出温度を低下させるような制御を行う（図５のＳ１３）。
【００３２】
なお、圧縮機１の停止時は、電子膨張弁５の開度は完全に閉の状態にはならない。また、ここで示す電子膨張弁５の開度制御は、あくまで一例である。たとえば、サブクールコイル４の出口直後の負荷側装置へと続く液配管に温度センサー（サーミスタ）を設けて、液冷媒の温度から、サブクールコイル４での過冷却量を算出することにより電子膨張弁５の開度を調整する方法もある。
【００３３】
以上のように、冷凍サイクル装置１００においては、圧縮機１の通常運転時に圧縮機１の中間ポートに冷媒をインジェクションするようにしているので、冷凍能力を向上することができる。
【００３４】
［圧縮機１のモーター温度を低下させる際の電磁弁６及び電磁弁７の開閉タイミング］
蒸発温度が低い領域で使用する場合、冷媒循環量が小さく、圧縮機１のモーターの発熱が冷やされにくくなる。圧縮機１の中間ポートにインジェクションさせるパターンでは、圧縮機１のモーターの発熱を抑制することができず、やがて圧縮機１がモーターの巻線保護制御のため異常停止する可能性がある。圧縮機１が異常停止すると、次に圧縮機１が運転再開するのはモーターの温度が下がってからとなる。しかし、一旦、圧縮機１が異常停止するほどモーター温度が上昇すると、モーター温度が低下するまでに長い時間を要する場合がある。その場合には、冷凍サイクル装置１００を運転できない時間帯が増加し、冷凍能力の低下に繋がってしまう。
【００３５】
したがって、圧縮機１の異常停止を回避するためには、吸入インジェクションを実行し、圧縮機１に直接低温の冷媒を吸入することで、モーター温度を低下させる必要がある。そこで、冷凍サイクル装置１００では、圧縮機１のモーター温度上昇時は、電磁弁６を閉（開でも良い）、電磁弁７を開とする（図２（ａ）の（４）、図２（ｂ）のＳ６、Ｓ７）。ただし、電磁弁６および電磁弁７の両方を開にする場合は、電磁弁７の低圧側にキャピラリチューブなどの減圧装置をつける必要がある。
【００３６】
圧縮機１の通常運転時の説明においては、吸入インジェクションすることは冷凍能力が低下すると述べているが、多少冷凍能力が下がっても、圧縮機１が異常停止してしまうよりは冷凍能力は維持できる。そのため、圧縮機１のモーター温度が上昇した際には、吸入インジェクションを実行することが望ましい。
【００３７】
なお、圧縮機１のモーターは、圧縮機１の内部にあるため、モーターの温度を直接測定することは困難である。そこで、圧縮機１のモーター温度の測定は、圧縮機１のシェル下に設けられた温度センサー（サーミスタ）によって圧縮機１の底面に溜まった冷凍機油の温度を測定することによって代用することも可能である。すなわち、「圧縮機１のモーター温度上昇時」とは、圧縮機１のシェル下に設けられた、温度センサー（サーミスタ）の検知温度がある値以上（たとえば８０℃）になった場合のことを言う（図２（ｂ）のＳ６）。
【００３８】
以上のように、冷凍サイクル装置１００においては、圧縮機１のモーターの温度が上昇した際にはモーター温度を下げるように圧縮機の吸入に冷媒をバイパスするようにしているので、吸入インジェクションを実行している間は冷凍能力が多少減少するものの、圧縮機１を停止させることなく連続運転をすることができる。
【００３９】
なお、圧縮機１のモーター温度を低下させる方法は、吸入インジェクションを実行する以外にも、たとえば圧縮機１の運転周波数を低下させモーターの発熱を減少させる方法もある。しかし、ここで示した圧縮機１のモーター温度低下制御は、直接、圧縮機１の吸入側から低温の冷媒を流入させているため、圧縮機１のモーター温度を低下させるには最も効果的な方法といえる。
【００４０】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の冷媒回路構成例を示す模式図である。図６に基づいて、冷凍サイクル装置２００の構成及び動作について説明する。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、冷媒回路構成など実施の形態１と同一の箇所については説明を割愛するものとする。
【００４１】
実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様に圧縮機１の起動時の起動不良を改善するインジェクション制御を実現したものである。また、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様に通常運転時の冷凍能力向上を図るインジェクション制御を実現したものである。さらに、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様に冷凍能力を低下させずに圧縮機１のモーター温度（もしくは圧縮機内の油の温度）を低下させるインジェクション制御を実現したものである。この冷凍サイクル装置２００は、たとえば冷蔵庫や冷凍庫、空気調和装置、ショーケース等の室外機として利用される。
【００４２】
実施の形態１では、冷媒回路が１系統である場合を例に示したが、実施の形態では、冷媒回路が複数系統（図６では２系統）である場合を例に示している。このような２台以上のインバータ圧縮機（圧縮機１１、圧縮機１２）を持つ冷凍サイクル装置２００についても、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様のインジェクション制御を適用できる。
【００４３】
冷凍サイクル装置２００は、２系統の冷媒回路を液溜め３０の上流側で合流し、液溜め３０の下流側で再度２系統の冷媒回路に分流するように構成されている。そして、凝縮器２１と液溜め３０との間、つまり凝縮器２１の下流側には、冷媒の流れを一方向にのみ許容する逆止弁９１が設置されている。また、凝縮器２２と液溜め３０との間、つまり凝縮器２２の下流側には、冷媒の流れを一方向にのみ許容する逆止弁９２が設置されている。冷凍サイクル装置２００は、逆止弁９１、逆止弁９２を設けることで、たとえば圧縮機１１が運転しており圧縮機１２が停止しているような場合に、停止している圧縮機１２の方へ冷媒が逆流しないように構成されている。
【００４４】
なお、冷凍サイクル装置１００の圧縮機１、凝縮器２、液溜め３、サブクールコイル４、電子膨張弁５、電磁弁６、電磁弁７、アキュムレーター８、インジェクション回路５５、バイパス回路５６が、冷凍サイクル装置２００の圧縮機１１及び圧縮機１２、凝縮器２１及び凝縮器２２、液溜め３０、サブクールコイル４１及びサブクールコイル４２、電子膨張弁５１及び電子膨張弁５２、電磁弁６１及び電磁弁６２、電磁弁７１及び電磁弁７２、アキュムレーター８１及びアキュムレーター８２、インジェクション回路５５ａ及びインジェクション回路５５ｂ、バイパス回路５６ａ及びバイパス回路５６ｂにそれぞれ対応している。
【００４５】
冷凍サイクル装置２００のように、２台以上の圧縮機（圧縮機１１、圧縮機１２）がある回路においては、逆止弁（逆止弁９１、逆止弁９２）が接続されているため、各圧縮機の吐出圧力（逆止弁より上流側）が、熱源機の液出口側（逆止弁より下流側）の圧力より低くなる可能性がある。その場合、停止している圧縮機（たとえば圧縮機１２）が起動するときに、圧縮機１２の中間ポートに冷媒をインジェクションする制御では、圧縮機１２内の冷媒圧力が一時的に逆圧の状態になる。つまり、圧縮機１２内の圧力の大小関係として、圧縮機１２の吸入側の圧力が低く、圧縮機１２の中間ポートの圧力が高く、圧縮機１２の吐出側の圧力が中程度（圧縮機１２の吸入側圧力よりも高く、圧縮機１２の中間ポート１２の圧力よりも低い圧力状態）となる（吸入側：中間ポート：吐出側＝低：高：中）。
【００４６】
そうすると、１台の圧縮機が接続されているものと比べてより大きなトルクが作用し、過電流による起動不良が発生しやすくなる。つまり、２台以上の圧縮機が並列に接続された場合、実施の形態１で示した制御がより有効になる。このような現象は、特に１台以上の圧縮機が運転中で、その他の圧縮機が起動しようとする際に顕著に現れる。
【００４７】
以上のように、冷凍サイクル装置２００においては、圧縮機１の起動時の起動不良を改善するインジェクション制御を実現でき、圧縮機１の起動から通常運転までスムーズに連続運転を実行することができる。加えて、冷凍サイクル装置２００においては、圧縮機１の通常運転時に圧縮機１の中間ポートに冷媒をインジェクションするようにしているので、冷凍能力を向上することができる。さらに、冷凍サイクル装置２００においては、圧縮機１のモーターの温度が上昇した際にはモーター温度を下げるように圧縮機の吸入に冷媒をバイパスするようにしているので、吸入インジェクションを実行している間は冷凍能力が多少減少するものの、圧縮機１を停止させることなく連続運転をすることができる。
【００４８】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の電磁弁の開閉タイミングを説明するための説明図である。図８は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の電磁弁の開閉パターンを決定するための処理の流れを示すフローチャートである。図９は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置のポンプダウン時の低圧の上昇を模式的に示すイメージ図である。図７〜９に基づいて、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の特徴点について説明する。なお、この実施の形態３では上述した実施の形態１、２との相違点を中心に説明するものとし、冷媒回路構成など実施の形態１、２と同一の箇所については説明を割愛するものとする。また、図７（ａ）が電磁弁６及び電磁弁７の開閉制御のタイミングチャートを、図７（ｂ）が電磁弁６及び電磁弁７の開閉制御の流れを示すフローチャートである。
【００４９】
実施の形態３に係る冷凍サイクル装置は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００又は実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００と同様の回路構成を備え、圧縮機１のポンプダウン停止（低圧カット）から復帰起動する際の電磁弁６及び電磁弁７の制御に特徴を有している。
【００５０】
［ポンプダウン停止から復帰する際における電磁弁６及び電磁弁７の開閉タイミング］
図９に示すように、負荷側装置のデフロスト時などの際には、液電磁弁（通常、蒸発器および絞り装置の上流に設置されている。実施の形態３に係る冷凍サイクルでは図示省略）を閉にしてポンプダウンさせ、低圧側の冷媒を高圧側に溜めることが一般的である。そして、低圧側の冷媒が高圧側へ移動するため、低圧圧力が低下し、やがて圧縮機は低圧カットにて停止する（図９の矢印（イ））。ただし、一般的に低圧カットにて圧縮機が停止した後も、冷凍機油に溶解していた冷媒の析出や、系内の弁装置からの微小な漏れ等により徐々に低圧圧力が上昇し（図９の矢印（ロ））、低圧がある値以上になると再び圧縮機が再起動することがある（図９の矢印（ハ））。
【００５１】
デフロスト運転時、負荷側装置のデフロストヒータは、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦによってヒーターのＯＦＦ／ＯＮをしている場合が多い。そのため、このようにポンプダウン中（液電磁弁が閉の状態）での圧縮機の発停回数が多かったり、運転時間が長かったりする場合はヒーターがＯＮになる時間が短くなる。その結果、負荷側装置の熱交換器に付着した霜が完全に溶解するまでの時間が長くなったり、完全に溶解する前にデフロスト運転が終了してしまったりなど、デフロスト不良につながる場合がある。
【００５２】
冷凍サイクル装置１００においては、実施の形態１で説明したように圧縮機１の起動時に電磁弁７を開とする。つまり、圧縮機１の起動時にはバイパス回路５６を介して高低圧がバイパスした状態になっているため、一旦溜めたはずの高圧側の冷媒が、低圧側へと再び戻される状態になり、低圧圧力が上昇することになる。したがって、ポンプダウン中に冷凍機油に溶解していた冷媒の析出や、系内の弁装置からの微小な漏れ等により低圧が上昇し、圧縮機１が再起動する際には、一気に低圧が上がってしまう（図９の矢印（ニ））。そのため、再び低圧カットにより圧縮機１を停止させるまでに圧縮機１を長時間運転させる必要があり、デフロスト不良の原因を作ってしまっていた（図９の矢印（ホ））。
【００５３】
冷凍サイクル装置１００では、ポンプダウン停止（低圧カット）から復帰し、圧縮機１が再起動する際は、電磁弁６を開、電磁弁７を閉とする。ただし、起動直後から電磁弁６を開にすると、実施の形態１の［圧縮機１の起動時の電磁弁６及び電磁弁７の開閉タイミング］で述べた理由により、起動できないパターンが想定され、起動性とポンプダウン性能といった点でジレンマが生じる。
【００５４】
しかし、ポンプダウンからの復帰時は、圧縮機１（特に、実施の形態２では圧縮機１１、圧縮機１２）が停止した状態からの起動となる。その場合、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の液出口と圧縮機の吐出圧力はほぼ等しくなり、実施の形態２で示した圧縮機（圧縮機１１、圧縮機１２）内の圧力の大小関係は吸入側：中間ポート：吐出側＝低：高：高となり、起動性は若干改善される。
【００５５】
そこで上記のジレンマを解決するために、電磁弁６を開にするタイミングを以下に示すように若干ずらし（高周波数側にする）、より安定した運転状態で圧縮機１のトルクが小さい時に圧縮機１の中間ポートに冷媒をインジェクションさせてもよい。ただし、吐出温度の上昇が大きい場合はその限りではない。吐出温度が高い場合は、吐出温度異常にて圧縮機１が停止してしまう可能性もあるため、冷媒をインジェクションさせるタイミングには圧縮機１の周波数の他に、吐出温度もパラメータとして持っておく。
【００５６】
つまり、圧縮機１の運転周波数が所定周波数（たとえば４５Ｈｚ）以上もしくは吐出温度が所定温度（たとえば９０℃）以上になった時点で電磁弁６を開にする。ただし、この制御においても圧縮機１を起動できない場合は、次回以降の起動は実施の形態１で示す制御を行う。
【００５７】
上述したように圧縮機１の停止時は、電磁弁６及び７は閉の状態である（図７（ａ）の（１）、図７（ｂ）のＳ２１、Ｓ２２）。ポンプダウン停止（低圧カット）から復帰し、圧縮機１が再起動する際は、電磁弁６を開、電磁弁７を閉とする（図７（ａ）の（２）、図７（ｂ）のＳ２４）。このとき、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置では、圧縮機１の運転周波数が所定周波数（たとえば４５Ｈｚ）以上もしくは吐出温度が所定温度（たとえば９０℃）以上になったかどうかを判断する（図７（ｂ）のＳ２３）。その後は、実施の形態１で説明した制御と同様の制御を実行する（通常運転時の制御、圧縮機１のモーター温度を低下させる際の制御）。
【００５８】
すなわち、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置では、低圧カットで停止した圧縮機１の起動時の制御を、実施の形態１で説明した圧縮機１の起動時の制御と異なるものとしているのである。なお、実施の形態１で説明した圧縮機１の起動時の制御とするのか、実施の形態３で説明した圧縮機１の起動時の制御とするのか、ということは図８に示すフローチャートに従って決定するとよい。つまり、制御装置５０は、圧縮機１が低圧カットからの起動であるのかどうかを判断し（図８のＳ３１）、そうであれば（図８のＳ３１；ＹＥＳ）、実施の形態３で説明した圧縮機１の起動時の制御を実行し（図８のＳ３３）、そうでなければ（図８のＳ３１；ＮＯ）、実施の形態１で説明した圧縮機１の起動時の制御を実行する（図８のＳ３２）。なお、圧縮機１の停止理由は、制御装置５０の記憶手段等に記憶しておくとよい。
【００５９】
以上のように、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置においては、実施の形態１又は実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の有する効果に加え、低圧カットからの圧縮機１の起動であっても、圧縮機１の通常起動時の電磁弁の制御と異なる制御を実行することにより、通常機構時に発生する可能性が高いポンプダウン不良を抑制することができる。
【００６０】
以上、本発明の特徴事項を実施の形態１〜３に分けて説明した。実施の形態１〜３で示した制御は、大きく分けて次の４つの目的から成り立っている。
（１）冷凍サイクル装置起動時の圧縮機の起動性を改善するための制御（実施の形態１、２）
（２）圧縮機１の通常運転時の冷凍能力を向上させる制御（実施の形態１、２）
（３）圧縮機２の通常運転中に圧縮機のモーター温度(または冷凍機油の温度)が上昇したときにそれらを低下させる制御（実施の形態１、２）
（４）実施の形態１の制御を用いることによりポンプダウン不良が生じることを改善する制御（実施の形態３）
【００６１】
したがって、実施の形態１〜３に係る冷凍サイクル装置によれば、圧縮機の起動性を改善するインジェクション制御を実現することができる。また、実施の形態１〜３に係る冷凍サイクル装置によれば、冷凍能力を低下させずに圧縮機のモーター温度（もしくは圧縮機内の油の温度）を低下させるインジェクション制御を実現することができる。さらに、実施の形態１〜３に係る冷凍サイクル装置によれば、低圧カットからの圧縮機１の起動であっても、ポンプダウン不良の発生を抑制することができる。
【００６２】
なお、これらの制御パターンはあくまで一例であるので、それぞれ（１）〜（４）の目的に応じて制御パターンを変更してもよいことは言うまでもない。また、冷凍サイクル装置の使用状況や使用目的に応じて各制御パターンを適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  圧縮機、２  凝縮器、３  液溜め、４  サブクールコイル、５  電子膨張弁、６  電磁弁、７  電磁弁、８  アキュムレーター、１１  圧縮機、１２  圧縮機、２１  凝縮器、２２  凝縮器、３０  液溜め、４１  サブクールコイル、４２  サブクールコイル、５０  制御装置、５１  電子膨張弁、５２  電子膨張弁、５５  インジェクション回路、５５ａ  インジェクション回路、５５ｂ  インジェクション回路、５６  バイパス回路、５６ａ  バイパス回路、５６ｂ  バイパス回路、６１  電磁弁、６２  電磁弁、７１  電磁弁、７２  電磁弁、８１  アキュムレーター、８２  アキュムレーター、９１  逆止弁、９２  逆止弁、１００  冷凍サイクル装置、２００  冷凍サイクル装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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