(57)【要約】【課題】アキュムレータを設けない冷凍サイクルにおける圧縮機では、デフロスト運転時に、圧縮機吸入側に液冷媒が吸入され圧縮機室が液圧縮による圧力上昇により破壊されたり、圧縮機シェル内の潤滑油である冷凍機油が希釈されて潤滑不良で回転軸が焼き付いたりして信頼性に問題があった。【解決手段】高圧シェルタイプの圧縮機、四方弁、室外熱交換器、第１の絞り装置と第２の絞り装置を両方の接続配管に設けたレシーバとを順次配管で接続した冷凍サイクルと、圧縮機への冷媒の液戻りを検知する液バック検知手段を備え、デフロスト運転時に、前記液バック検知手段により液戻りを検知したら前記第２の絞り装置を絞るように動作する。【選択図】　　　　図１
2004116794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、前記圧縮機へ吸入する冷媒が二相冷媒または液冷媒であることを検知する液バック検知手段を備え、デフロスト運転時、前記液バック検知手段により液バック状態を検知すると前記第２の絞り装置を絞ることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項２】
前記圧縮機の吐出配管に設けられた吐出温度センサーもしくは前記吐出温度センサーとともに前記室外熱交換器の中間部に設けられた凝縮温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、吐出温度センサーにより検知された吐出温度が設定された第１の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段、または吐出温度センサーにより検知された吐出温度と凝縮温度センサーにより検知された凝縮温度の差から算出された吐出スーパーヒートが設定された第２の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段であることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
【請求項３】
前記圧縮機の外郭シェルに設けられた圧縮機シェル温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、前記圧縮機シェル温度センサーにより検知された圧縮機シェル温度が設定された第３の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段であることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
【請求項４】
前記圧縮機の吸入配管に設けられた吸入温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、吸入温度センサーにより検知された吸入温度が設定された第４の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段であることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
【請求項５】
前記室内熱交換器の出口側配管に設けられた室内熱交換器出口温度センサーもしくは前記室内熱交換器出口温度センサーとともに室内熱交換器中間に設けられた蒸発温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、前記室内熱交換器出口温度センサーにより検知された室内熱交換器出口温度が設定された第６の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段、または前記室内熱交換器出口温度センサーにより検知された室内熱交換器出口温度と前記蒸発温度センサーにより検知された蒸発温度の差から算出された室内熱交換器出口スーパーヒートが設定された第７の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段であることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
【請求項６】
前記室外熱交換器の出口側配管に設けられた室外熱交換器出口温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、前記室外熱交換器出口温度センサーにより検知された室外熱交換器出口温度が設定された第８の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段であることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
【請求項７】
四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、前記圧縮機の吐出配管に設けられた吐出温度センサーと、前記室外熱交換器の中間部に設けられた凝縮温度センサーと、デフロスト運転の際に前記圧縮機の運転周波数を前記吐出温度センサーにより検知された吐出温度と前記凝縮温度センサーにより検知された凝縮温度の差から算出した吐出スーパーヒートがゼロ以上を維持することができる下限周波数以上とする制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項８】
四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、圧縮機シェル加熱手段と、前記圧縮機シェルに設けられた圧縮機シェル温度センサーと、暖房運転停止時に前記圧縮機シェル温度センサーにより検知された圧縮機シェル温度が３０℃以上を維持するように前記圧縮機シェル加熱手段を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項９】
四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、暖房起動時に前記四方弁を冷房モードに設定して一定時間運転した後暖房モードに切換えるように制御する制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１０】
前記室外熱交換器に外気を流通させる室外ファンを有し、暖房起動の際、前記四方弁が冷房モードに設定されている時は前記室外ファンを停止し、前記四方弁が暖房モードに切換えた後に前記室外ファンを運転するように制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項９記載の冷凍サイクル。
【請求項１１】
暖房起動の際、前記四方弁が冷房モードに設定されている時は前記第１の絞り装置を全開にし、前記四方弁を暖房モードに切換える直前に第１の絞り装置の開度を小さくするように制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の冷凍サイクル。
【請求項１２】
暖房起動の際、前記四方弁が冷房モードに設定されている時の前記圧縮機の運転周波数を、前記四方弁が暖房モードに切換え後よりも低周波数で運転するように制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の冷凍サイクル。
【請求項１３】
四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、電源投入後１回目の暖房起動の際に、前記第１の絞り装置の開度を通常起動時よりも大きくするように制御する制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１４】
四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、電源投入後１回目の暖房起動の際に、前記圧縮機の起動周波数を通常起動時よりも大きくするように制御する制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１５】
使用する冷媒として、ＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒または自然冷媒を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の冷凍サイクル。
【請求項１６】
使用する冷凍機油として、冷媒と弱相溶性の冷凍機油を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載の冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機等の冷凍サイクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機の冷凍サイクルにおいては、アキュムレータ内の低温低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し高温高圧のガス冷媒を吐出する圧縮機が四方弁、室外熱交換器、絞り装置、室内熱交換器そしてアキュムレータを順次配管で接続した冷媒回路を構成する。デフロスト運転（除霜運転）の場合、四方弁によるリバース回路を利用し、圧縮機より高温高圧のガス冷媒が吐出し、四方弁を通って室外熱交換器に入り、このガス冷媒は室外熱交換器に着霜した霜と熱交換されて液状の冷媒となり絞り装置を介して減圧され乾き度の低い二相冷媒となって室内熱交換器、四方弁を通ってアキュームレータに入る。アキュームレータ内に入った二相冷媒はガス冷媒と液冷媒に分離され、液冷媒はアキュームレータ内に貯溜され、ガス冷媒のみ圧縮機へ吸入される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１６６１８３号公報（第２項、第６図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来の冷凍サイクルにおいてデフロスト運転時は、アキュムレータへ大量の冷媒液バック（液戻り）が発生するが、アキュムレータ内でガス冷媒と液冷媒は分離されるので、圧縮機へ大量の液冷媒が吸入されることはない。しかし、従来の冷凍サイクルの運転効率を改善するために、圧力損失の要因ともなるアキュームレータを用いず、代わりに室外熱交換器と室内熱交換器の間にレシーバを設ける冷媒回路に変更する場合、デフロスト運転時には蒸発器側での熱交換量が少なく、さらに蒸発器から直接圧縮機吸入側へ接続流出されるので、圧縮機吸入側に液冷媒が吸入され、圧縮機室が液圧縮による圧力上昇により破壊されたり、圧縮機シェル内の油が希釈されて潤滑不良で軸受けが焼付いたりする危険がある。特に圧縮機が高圧シェルタイプの場合、吸入冷媒は直接圧縮室に吸入されるため、液冷媒が圧縮機側へ戻ってくるとすぐに液圧縮が起こり圧力上昇が起きやすい。また高圧シェルタイプの圧縮機の場合、圧縮された後の吐出ガスは吐出される前に一旦圧縮機シェル内に放出される構造のため、例えば暖房起動時など圧縮機シェルが冷えている状態の場合、吐出ガスがこのシェルによって冷やされ凝縮して圧縮機内の潤滑油を希釈するという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、室外熱交換器と室内熱交換器の間に余剰冷媒を貯溜するためのレシーバを設け、圧縮機吸入側にアキュームレータを取り付けない冷凍サイクルにおいて、デフロストや暖房起動時に発生する液バックに対して液圧縮による圧縮室破壊や油希釈による潤滑不良を防止する冷凍サイクルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、前記圧縮機へ吸入する冷媒が二相冷媒または液冷媒であることを検知する液バック検知手段を備え、デフロスト運転時、前記液バック検知手段により液バック状態を検知すると前記第２の絞り装置を絞るものである。
【０００７】
また、前記圧縮機の吐出配管に設けられた吐出温度センサーもしくは前記吐出温度センサーとともに前記室外熱交換器の中間部に設けられた凝縮温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、吐出温度センサーにより検知された吐出温度が設定された第１の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段、または吐出温度センサーにより検知された吐出温度と凝縮温度センサーにより検知された凝縮温度の差から算出された吐出スーパーヒートが設定された第２の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段である。
【０００８】
また、前記圧縮機の外郭シェルに設けられた圧縮機シェル温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、前記圧縮機シェル温度センサーにより検知された圧縮機シェル温度が設定された第３の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段である。
【０００９】
また、前記圧縮機の吸入配管に設けられた吸入温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、吸入温度センサーにより検知された吸入温度が設定された第４の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段である。
【００１０】
また、前記室内熱交換器の出口側配管に設けられた室内熱交換器出口温度センサーもしくは前記室内熱交換器出口温度センサーとともに室内熱交換器中間に設けられた蒸発温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、前記室内熱交換器出口温度センサーにより検知された室内熱交換器出口温度が設定された第６の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段、または前記室内熱交換器出口温度センサーにより検知された室内熱交換器出口温度と前記蒸発温度センサーにより検知された蒸発温度の差から算出された室内熱交換器出口スーパーヒートが設定された第７の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段である。
【００１１】
また、前記室外熱交換器の出口側配管に設けられた室外熱交換器出口温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、前記室外熱交換器出口温度センサーにより検知された室外熱交換器出口温度が設定された第８の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段である。
【００１２】
また、本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、前記圧縮機の吐出配管に設けられた吐出温度センサーと、前記室外熱交換器の中間部に設けられた凝縮温度センサーと、デフロスト運転の際に前記圧縮機の運転周波数を前記吐出温度センサーにより検知された吐出温度と前記凝縮温度センサーにより検知された凝縮温度の差から算出した吐出スーパーヒートがゼロ以上を維持することができる下限周波数以上とする制御装置とを備えたものである。
【００１３】
本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、圧縮機シェル加熱手段と、前記圧縮機シェルに設けられた圧縮機シェル温度センサーと、暖房運転停止時に前記圧縮機シェル温度センサーにより検知された圧縮機シェル温度が３０℃以上を維持するように前記圧縮機シェル加熱手段を制御する制御装置とを備えたものである。
【００１４】
本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、暖房起動時に前記四方弁を冷房モードに設定して一定時間運転した後暖房モードに切換えるように制御する制御装置とを備えたものである。
【００１５】
また、前記室外熱交換器に外気を流通させる室外ファンを有し、暖房起動の際、前記四方弁が冷房モードに設定されている時は前記室外ファンを停止し、前記四方弁が暖房モードに切換えた後に前記室外ファンを運転するように制御する制御装置を備えたものである。
【００１６】
また、暖房起動の際、前記四方弁が冷房モードに設定されている時は前記第１の絞り装置を全開にし、前記四方弁を暖房モードに切換える直前に第１の絞り装置の開度を小さくするように制御する制御装置を備えたものである。
【００１７】
また、暖房起動の際、前記四方弁が冷房モードに設定されている時の前記圧縮機の運転周波数を、前記四方弁が暖房モードに切換え後よりも低周波数で運転するように制御する制御装置を備えたものである。
【００１８】
本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、電源投入後１回目の暖房起動の際に、前記第１の絞り装置の開度を通常起動時よりも大きくするように制御する制御装置とを備えたものである。
【００１９】
本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、電源投入後１回目の暖房起動の際に、前記圧縮機の起動周波数を通常起動時よりも大きくするように制御する制御装置とを備えたものである。
【００２０】
また、使用する冷媒として、ＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒または自然冷媒を用いるものである。
【００２１】
また、使用する冷凍機油として、冷媒と弱溶解性の冷凍機油を用いるものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
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のブロック図である。また、図２は本発明の実施の形態１における第２の絞り装置の制御フローチャートを示す。
【００２３】
図１のブロック図において、冷媒の流れを切換える四方弁２に配管を介して吐出側が接続されるとともに、この四方弁２のもう一方と吸入側が冷媒貯留器を介さず接続され、吸入冷媒が直接圧縮室に流れ込み圧縮される高圧シェルタイプの圧縮機１と、この四方弁２に配管を介して接続された室外熱交換器３と、四方弁２に配管を介して接続された室内熱交換器５の間に配管を介して接続されるレシーバ７と、室外熱交換器３とレシーバ７とを結ぶ配管に設けられた第１の絞り装置４ａと、レシーバ７と室内熱交換器５とを結ぶ配管に設けられた第２の絞り装置４ｂとが接続され冷凍サイクルを構成している。なお、四方弁２から圧縮機１の吸入側へ接続される吸入配管９は、その途中にレシーバ７の内部を通過経由してこのレシーバ７内部に貯留している冷媒と吸入配管９を流れる冷媒との間で熱交換する構成となっている。また、冷凍サイクル上から得られる信号情報を液バック検知手段１０にて受け取り、その検知結果を制御装置１１に送り、そこから状態に応じた動作指示を行う。
【００２４】
次に、このように構成された冷凍サイクルにおいてデフロスト運転時の動作を説明する。
まずデフロスト運転の前半においては、圧縮機１より高温高圧のガス冷媒が吐出し、冷房モードに設定された四方弁２を通って室外熱交換器３に入る。このガス冷媒は室外熱交換器３の表面に多量に着霜している霜と熱交換するので、乾き度の低い二相冷媒または液冷媒まで凝縮し、室外熱交換器３内の冷媒配管は液冷媒の存在率が高い状態となる。そして、室外熱交換器３を流出した乾き度の低い二相冷媒または液冷媒は第１の絞り装置４ａを通ってレシーバ７に流入してレシーバ７内に溜まり、その貯留した冷媒一部の少量の液冷媒がレシーバ７を流出する。レシーバ７を流出した少量の液冷媒は第２の絞り装置４ｂを通って室内熱交換器５へ流入するが、このとき室内熱交換器５内はガス冷媒で満たされた状態であり、室内熱交換器５出口を流出する冷媒は完全なガス冷媒である。室内熱交換器５を流出したガス冷媒は四方弁２を介して圧縮機１の吸入側へ戻る。
【００２５】
次に、デフロスト運転後半においては、圧縮機１より高温高圧のガス冷媒が吐出し、四方弁２を通って室外熱交換器３に入る。このとき室外熱交換器３に着霜している霜の量は、デフロスト運転前半より減少しており、高温高圧の吐出ガス冷媒は霜との熱交換が少なくなるため、室外熱交換器３内の冷媒は十分凝縮されず乾き度の高い二相冷媒の状態となる。これによって、デフロスト運転前半に室外熱交換器３内に存在していた多量の液冷媒は下流側へ押し出され、第１の絞り装置４ａ、レシーバ７、第２の絞り装置４ｂを介して室内熱交換器５へ流入する。室内熱交換器５へ流入する冷媒は乾き度の低い二相冷媒または液冷媒であり、室内熱交換器５内を満たした後、室内熱交換器５出口を流出し四方弁２を介して圧縮機１の吸入側へ戻る。
【００２６】
以上のように、デフロスト運転前半は圧縮機１の吸入側は完全ガス冷媒が戻り、デフロスト運転後半になると圧縮機吸入側へ液バック運転となる。ここで液バック運転抑制のため、デフロスト運転の全領域においてレシーバ７の下流側にある第２の絞り装置４ｂを絞って運転すると、冷媒循環量が減少し、デフロスト時間が長くなってしまうという不具合が生じる。そこで本実施の形態１によれば、圧縮機１の吸入側への液バック検知手段１０を有し、デフロスト運転中に液バック検知手段１０により圧縮機への液バックの発生を検知すると、制御装置１１は図２に示すようにレシーバ７の下流側にある第２の絞り装置４ｂを絞るデフロスト液バック防止制御を行うため、デフロスト時間の増加をできるだけ抑えながら過度の液バックを抑制し、液圧縮による圧縮機の破壊や油希釈による潤滑不良を防止することが可能となる。
【００２７】
図２に示す第２の絞り装置の制御フローチャートを用いて液バック防止制御について説明する。制御装置１１からデフロスト運転開始指令が出されると（Ｓ１）、液バック検知手段１０にて圧縮機への液バックを発生しているかどうか判定し（Ｓ２）、液バックを起こしていないと判定したら第２の絞り装置４ｂの弁開度は全開のままに維持（Ｓ４）する。一方、液バックを起こしている判定した場合は、第２の絞り装置４ｂの弁開度を小さくする（Ｓ３）。そしてデフロスト運転が終了したら圧縮機および第２の絞り装置の制御を終了する（Ｓ６）。またデフロスト運転が終了していなければ液バック判定（Ｓ２）に戻り繰り返す。
【００２８】
ここで、デフロスト運転時の液バック検知手段を説明する。図３は本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルのブロック図である。図３において、５１は圧縮機の吐出管に設けられ吐出温度を検知する吐出温度センサー、５２は室外熱交換器の流路中間部に設けられデフロスト運転時に凝縮温度を検知する凝縮温度センサーであり、図１と同一または相当部分は同一符号を付け、その説明は省略する。図４は液バック検知手段を説明するフローチャートである。また、図５はデフロスト運転中の吐出温度および吐出スーパーヒートの変化を示すグラフであり、横軸に経過時間［ｍｉｎ］、縦軸に温度［℃］をとり、図中の上側実線は吐出温度、下側実線は吐出スーパーヒートを示している。
【００２９】
図５に示すように、デフロスト運転途中において、圧縮機１の吸入側冷媒がガス状態から液バック状態に変わると（液バック開始点）、高圧シェルタイプの圧縮機１においては液冷媒が直接圧縮室に吸入され、その後の圧縮工程では液冷媒は気化しながら圧縮されるため、冷媒の気化熱により冷媒の温度上昇が抑制され、結果的に圧縮機１を吐出するガス冷媒の温度が低下するとともに、吐出スーパーヒートも低下する。したがって、図４（ａ）のフローチャートに示すように、吐出温度センサー５１により吐出温度Ｔｄを検知し（Ｓ１１）、その吐出温度Ｔｄが設定された第１の基準値以下かどうか判断して（Ｓ１２）、第１の基準値以下であれば液バックと判定し（Ｓ１６）、一方第１の基準地以下でなければ液バックなしと判定（Ｓ１７）する液バック検知手段もしくは、図４（ｂ）のフローチャートに示すように、吐出温度センサー５１により吐出温度Ｔｄを検知し、さらに凝縮温度センサー５２により凝縮温度Ｔｃを検知（Ｓ１３）して、検知したそれぞれの温度の差により吐出スーパーヒートを算出し（Ｓ１４）、その吐出スーパーヒートが設定された第２の基準値以下かどうか判断して（Ｓ１５）、第２の基準値以下であれば液バックと判定し（Ｓ１６）、一方第２の基準値以下でなければ液バックなしと判定（Ｓ１７）する液バック検知手段を備えることにより、液バック発生時には制御装置１１は第２の絞り装置４ｂを絞る液バック防止制御（Ｓ１８）を実施することができるため、確実に液圧縮による圧縮機の破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００３０】
また、デフロスト運転時の別の液バック検知手段を説明する。図６は本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルを示すブロック図である。図６において、５３は圧縮機シェルの表面に設けられ圧縮機シェル温度を検知する圧縮機シェル温度センサーであり、図１と同一または相当部分には同一符号を付け、その説明は省略する。図７は液バック検知手段を説明する圧縮機シェル温度による液バック検知フローチャートである。また、図８はデフロスト運転中の圧縮機シェル温度を示すグラフであり、横軸に経過時間［ｍｉｎ］、縦軸に温度［℃］をとり、実線で圧縮機シェル温度を表している。
【００３１】
図８に示すようにデフロスト運転途中において、圧縮機１の吸入側がガス冷媒から液バック状態に変わると（図中の液バック開始点）、高圧シェルタイプの圧縮機１においては液冷媒が直接圧縮室に吸入され、その後の圧縮工程では液冷媒は気化しながら圧縮されるため、冷媒の気化熱により冷媒の温度上昇が抑制され、結果的に圧縮室を吐出するガス冷媒の温度が低下し、圧縮室を吐出したガス冷媒は圧縮機シェル内に一旦放出された後、吐出管より吐出されるため、圧縮機シェル温度も液バックに伴ない低下する。したがって、図７のフローチャートに示すように、圧縮機シェル温度センサーにより圧縮機シェル温度Ｔｓｈｅｌｌを検知（Ｓ１９）して、そのシェル温度Ｔｓｈｅｌｌが第３の基準値以下かどうかを判断（Ｓ２０）し、第３の基準値以下であれば液バックと判定し（Ｓ１６）、一方第３の基準値以上であれば液バックなしと判定（Ｓ１７）する液バック検知手段を備えることにより、液バック発生時に制御装置１１は第２の絞り装置４ｂを絞る液バック防止制御（Ｓ１８）を実施することができるため、確実に液圧縮による圧縮機の破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００３２】
また、デフロスト運転時のさらに別の液バック検知手段を説明する。図９は本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルを示すブロック図である。図９において、５４は圧縮機吸入配管に設けられ圧縮機吸入温度を検知する圧縮機吸入温度センサーであり、図１と同一または相当部分には同一符号を付け、その説明は省略する。図１０は液バック検知手段を説明する圧縮機吸入温度による液バック検知フローチャートである。また、図１１はデフロスト運転中の吸入温度を示すグラフであり、横軸に経過時間［ｍｉｎ］、縦軸に温度［℃］をとり、図中の上側実線が吸入スーパーヒート、下側実線が吸入温度を表している。
【００３３】
図１１に示すように、デフロスト運転の開始から前半は、圧縮機１の吸入側は過熱ガス冷媒が戻ってくるため吸入温度は吸入圧力の飽和温度より高い（吸入スーパーヒートがつく）が、デフロスト運転の後半あたりからは液バックが開始されると吸入圧力の飽和温度まで低下する。したがって、図１０のフローチャートに示すように、吸入管に設けられた吸入温度センサー５４を備え、吸入温度センサー５４により検知された吸入温度（Ｓ２１）が設定された第４の基準値以下に低下することにより液バックを判定する（Ｓ２２）液バック検知手段を備えることにより、液バック発生時に制御装置１１は第２の絞り装置４ｂを絞る液バック防止制御（Ｓ１８）を実施することができるため、確実に液圧縮による圧縮機の破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００３４】
また、デフロスト運転時のさらに別の液バック検知手段を説明する。図１２は本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルを示すブロック図である。図１２において、５６は室内熱交換器５の出口側配管に設けられ、室内熱交換器出口温度を検知する室内熱交換器出口温度センサーであり、図１と同一または相当部分には同一符号を付け、その説明は省略する。図１３は液バック検知手段を説明する（ａ）室内熱交換器出口温度による液バック検知フローチャート、（ｂ）室内熱交換器出口スーパーヒートによる液バック検知フローチャートである。また、図１４はデフロスト運転中の室内熱交換器５の出口温度または出口スーパーヒートを示すグラフであリ、横軸に時間［ｍｉｎ］、縦軸に温度［℃］をとり、経過時間後半に上側にある実線が室内熱交換器出口のスーパーヒート、下側にある実線が室内熱交換器出口温度を表している。
【００３５】
図１４に示すように、デフロスト運転の開始から前半側は、室内熱交換器５の出口部における冷媒は過熱ガス冷媒であり、室内熱交換器５の出口冷媒温度は室内熱交換器５の出口冷媒圧力の飽和温度より高い（室内熱交換器出口スーパーヒートがつく）が、デフロスト運転後半においては室内熱交換器５内は液冷媒に満たされ室内熱交換器５の出口温度は室内熱交換器５の出口圧力の飽和温度まで低下する。したがって、図１３に示すフローチャートのように、室内熱交換器出口に設けられた室内熱交換器出口温度センサー５６もしくは室内熱交換器出口温度センサー５６とともに室内熱交換器中間に設けられた蒸発温度センサー５５を備え、室内熱交換器出口温度センサー５６により検知された室内熱交換器出口温度Ｔｉｎｏ（Ｓ２３）が設定された第６の基準値以下に低下することにより液バックを判定（Ｓ２４）する液バック検知手段、または室内熱交換器出口温度センサー５６により検知された室内熱交換器出口温度（Ｓ２５）と蒸発温度センサー５５により検知された蒸発温度（Ｓ２５）の差によって算出された室内熱交換器出口スーパーヒートＳＨｉｎｏ（Ｓ２６）が設定された第７の基準値以下に低下することにより液バックを判定（Ｓ２７）する液バック検知手段を備えることにより、液バック発生時に制御装置１１は第２の絞り装置４ｂを絞る液バック防止制御（Ｓ１８）を実施することができるため、確実に液圧縮による圧縮機の破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００３６】
また、デフロスト運転時のさらに別の液バック検知手段を説明する。図１５は本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルのブロック図である。図１５において、５７は室外熱交換器３の出口側配管に設けられ、室外熱交換器出口の冷媒温度を検知する室外熱交換器出口温度センサーであり、図１と同一または相当部分には同一符号を付け、その説明は省略する。図１６は液バック検知手段を説明する室外熱交換器の出口温度による液バック検知フローチャートである。また、図１７はデフロスト運転中の室外熱交換器３の出口温度を示すグラフであり、横軸に経過時間［ｍｉｎ］、縦軸に温度［℃］をとり、実線が室外熱交換器出口温度を表わしている。
【００３７】
図１７に示すように、デフロスト運転の開始から前半側では、圧縮機からの吐出冷媒ガスが室外熱交換器３に着霜した霜と十分熱交換し液冷媒となるため、室外熱交換器３の出口温度は０℃付近となるが、デフロスト運転の後半あたりからは霜の量が少なくなり熱交換量も少なくなるため、室外熱交換器３出口の冷媒状態は圧力が上昇し乾き度の高い二相冷媒の状態となって室外熱交換器３の出口温度も上昇する。したがって、図１６に示すフローチャートのように、室外熱交換器出口に設けられた室外熱交換器出口温度センサー５７を備え、室外熱交換器出口温度センサー５７により検知された室外熱交換器出口温度Ｔｏｏ（Ｓ２７）が設定された第８の基準値以上に上昇することにより液バックを判定（Ｓ２８）する液バック検知手段を備えることにより、液バック発生時に制御装置１１は第２の絞り装置４ｂを絞る液バック防止制御（Ｓ１８）を実施することができるため、確実に液圧縮による圧縮機の破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００３８】
なお、上述の実施の形態１で、冷媒回路上の各部に設けたセンサーによる液バック検知手段により液バック発生の開始を検知して液バックを防止する制御を示したが、これに限るものではなく、例えば、あらかじめ制御装置１１はデフロスト開始から液バックが起きるまでの時間を液バック開始時間Ｔｄｅｆとして保有しておき、デフロスト運転経過時間を計時して、この経過時間が予め設定した液バック開始時間Ｔｄｅｆを超えたら制御装置１１は第２の絞り装置４ｂを絞り込む動作をする液バック防止制御を実施する制御でもよく、同様の効果が得られる。
【００３９】
実施の形態２．
図１８は、本発明の実施の形態２に係わる冷凍サイクルのデフロスト運転時の圧縮機運転周波数制御を示すフローチャートであり、ここでの冷凍サイクルは図３のブロック図を用いるものである。また、図１９に本実施の形態の冷凍サイクルに用いられる高圧シェルタイプの圧縮機の構造図としてスクロール圧縮機を例に示す。図１９において、３１は固定スクロール３２と揺動スクロール３３によって構成された圧縮室である。揺動スクロール３３は、ローター３９と締結された主軸４０に連結されており、ステータ３８とローター３９で構成されるモータ部の回転運動によって揺動運動をする。揺動スクロール３３の揺動運動により圧縮室３１の徐々に容積は小さくなり、吸入管３６より圧縮室３１へ吸引された冷媒は低圧から高圧へ圧力上昇し、最終的に吐出ポート３４より圧縮機シェル４１の内部に吐き出される。圧縮機シェル４１内に吐出された高圧ガス冷媒は一部ステータ３８とローター３９で構成されるモーター部を冷却し、その他の高圧ガス冷媒とともに吐出管３７より吐出される。
【００４０】
ここで、デフロスト運転中に圧縮機吸入管３６を流通する流入冷媒に液バック状態が発生し、それに伴い吐出スーパーヒートがゼロとなると、吐出ポート３４から吐出される冷媒は液冷媒を含む二相状態で吐出され、液冷媒はそのまま圧縮機のシェル４１内の底に溜まり込む。このシェル４１内の底には本来軸受部を潤滑するための潤滑油４２が溜まっているが、ここに液冷媒が溜まると、シェル底に滞留する潤滑油４２の濃度が薄くなり、軸受け等の潤滑に不具合を生じる。そこで、デフロスト運転中に吐出スーパーヒートがゼロになり液冷媒がシェル内に溜まり込むことを防止する方法として、予めデフロスト運転中全域において、吐出スーパーヒートがゼロ以上を確保することができる圧縮機運転周波数をデフロスト運転時下限周波数と設定し、デフロスト運転時はこの下限周波数以上で運転するように制御装置１１により制御する。
【００４１】
図２０は冷凍サイクルにおける圧縮機運転周波数に対して、デフロスト運転終了直前の圧縮機シェル温度および吐出スーパーヒートを示したものであり、縦軸に温度［℃］、横軸に圧縮機運転周波数［Ｈｚ］をとり、黒丸印で吐出スーパーヒートそして黒三角印でシェル温度の特性を示している。この図２０に示す特性から、例えば吐出スーパーヒートがゼロ以上となるには下限周波数が８０Ｈｚであり、それ以上に圧縮機運転周波数を変化させると徐々に吐出スーパーヒートはゼロより高くなり、それにつれてシェル温度も高くなる。圧縮機運転周波数を高くし圧縮機消費電力を多くするほど発熱量が増加するため、圧縮室や圧縮機シェルの温度は高くすることが可能であり、ある圧縮機運転周波数（上記の下限周波数）以上で運転すると圧縮機吸入側へ流入する冷媒に液バック状態が発生しても圧縮室または圧縮機シェル内で液バックによる液冷媒を十分蒸発させることができるため、圧縮機シェル内に滞留する潤滑油の希釈を防止し潤滑不良を防止することができる。
【００４２】
実施の形態３．
図２１は本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクルの運転停止時の圧縮機温度制御を示すフローチャートである。ここで用いる冷凍サイクルは図６に示す冷媒回路と同一であり、特に圧縮機１は高電圧微小電流を圧縮機モータに印加することにより圧縮機モータを回転させることなく発熱させる拘束通電制御や電気発熱体を用いたヒータなど圧縮機シェル加熱手段と圧縮機の外郭シェルに設けられた圧縮機シェル温度センサー５３を有している。図２１に示すように、暖房運転停止時（Ｓ４１）、シェル温度センサにより検知（Ｓ４２）する圧縮機シェル温度Ｔｓｈｅｌｌを少なくとも３０℃以上に維持するように（Ｓ４３）、圧縮機シェル加熱手段をＯＮ（Ｓ４５）して圧縮機シェルを加熱またはＯＦＦ（Ｓ４４）して制御するものである。そして、暖房運転停止が解除（Ｓ４６）されると圧縮機加熱手段をＯＦＦ（Ｓ４７）とする動作を行う。
【００４３】
図２２は冷凍サイクルの暖房起動運転時における、圧縮機シェル温度と圧縮機シェル内の油濃度の関係を示したグラフであり、縦軸に暖房起動時油濃度［％］、横軸に圧縮機シェル温度［℃］をとり、黒四角印にて特性値を示している。図２２で示すように、圧縮機シェル温度を少なくとも３０℃以上に維持すれば、圧縮機起動時のシェル内の油濃度は３０％以上の比較的高い濃度で運転できることがわかる。油濃度による溶解度で粘度が決まり、この油濃度が３０％以上あれば軸受けの潤滑に十分な油の粘度を確保することができる。したがって、本実施の形態３の圧縮機シェル温度制御を実施することにより、シェル内油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００４４】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について図２３〜図２９を用いて説明する。
図２３は冷凍サイクルの暖房起動時のブロック図、図２４は図２３の冷凍サイクルのブロック図における暖房起動四方弁制御を示すフローチャートである。なお、図２３において、図１のブロック図と同一または相当部分には同一符号を付け、その説明を省略するが、制御装置１１からの制御情報の流れを示す矢印が異なるものである。通常、夜間などの暖房停止時において、外風などで室外熱交換器３が冷却されると、室外熱交換器３内に冷媒が凝縮し液冷媒として溜まり込む状態となる。このような状態から通常の暖房運転を起動すると、室外熱交換器３内の多量の液冷媒は四方弁２を介し、圧縮機吸入側へ吸入され、過度な液バック運転となる。これにより、液圧縮による圧縮機の破壊や圧縮機シェル内の油の希釈による潤滑不良の問題が起こる。
【００４５】
図２４に示すように本実施の形態では、暖房運転開始指令（Ｓ５１）が発信されると、まず四方弁２を図示のように冷房モードに設定し（Ｓ５２）、次に圧縮機１を起動運転する（Ｓ５４）。そして暖房運転起動から一定時間内はこの状態を維持し（Ｓ５４）、圧縮機１の吐出ガスにて室外熱交換器３内に凝縮し溜まり込んでいた液冷媒を押出し、第１の絞り装置４ａを介してレシーバ７内に貯溜させる。その後、四方弁２を暖房モードに設定切換えを行い（Ｓ５５）、通常の暖房運転に移行する。このように、本実施の形態４においては、室外熱交換器３に溜まりこんでいた液冷媒を一旦レシーバ７へ移動させた後、暖房運転に移行するため、暖房起動時の室外熱交換器３から圧縮機１への液バックを防止することが可能となり、液圧縮による圧縮機の破壊や圧縮機シェル内での油希釈を抑制し潤滑不良を防止することができる。
【００４６】
また、図２５は本発明の実施の形態４に係わり冷凍サイクルの別の暖房起動時のブロック図である。図において、１２は室外熱交換器３へ外気を送風する室外ファン、１３は室外ファンモータであり、図１と同一または相当部分には同一符号を付け、説明は省略する。図２６は図２５のブロック図における暖房起動室外ファン制御を示すフローチャートである。本実施の形態において、図２６に示すように、暖房運転開始指令（Ｓ６１）がでると、まず四方弁２を冷房モードに設定し（Ｓ６２）、次に室外ファン１２を停止とする（Ｓ６３）。それから圧縮機１の起動運転（Ｓ６４）を行い、暖房運転起動後の一定時間はこれらの状態を維持して運転を継続する（Ｓ６５）ことにより室外熱交換器３内に流入する吐出ガスの凝縮を防止する。その後、四方弁２を暖房モードの設定に切換え（Ｓ６６）た後、室外ファン１２を運転し（Ｓ６７）、通常の暖房運転に移行する。
【００４７】
このように、本実施の形態においては、暖房起動運転時に室外ファン１２を停止状態とし、四方弁２を冷房モードに設定して一定時間その状態で運転することによって室外熱交換器３に流入する吐出ガスが凝縮することを防止するため、その後四方弁２を暖房モードに設定を切換えて通常の暖房運転に移行する際、室外熱交換器３内より液冷媒が圧縮機吸入側へ液バックすることがなく、液圧縮による圧縮機の破壊や圧縮機シェル内にて油希釈を抑制し潤滑不良を防止することができる。
【００４８】
また、図２７は冷凍サイクルのさらに別の暖房起動時のブロック図、図２８は図２７のブロック図における暖房起動第１絞り装置制御を示すフローチャートである。図２７は図２５とは制御装置１１から第１絞り装置４ａへの制御指令を示す矢印が追加されたものである。図２６に示す本実施の形態では、暖房運転開始指令（Ｓ７１）がでると、まず四方弁２を冷房モードに設定し（Ｓ７２）、第１の絞り装置４ａを全開とする（Ｓ７３）。それから圧縮機１の起動運転を行う（Ｓ７４）。そしてこの状態を維持したまま所定時間運転を行う（Ｓ７５）ことにより、圧縮機１の吐出ガスにて室外熱交換器３内から押出された液冷媒が減圧されて二相冷媒とならず、液冷媒のままレシーバ７内に溜めることができる。その後、四方弁２を暖房モードに設定を切換える（Ｓ７７）前に、第１の絞り装置４ａの絞り開度を小さくして（Ｓ７６）絞り量を増し、通常の暖房運転に移行する。
【００４９】
このように、本実施の形態においては、暖房運転起動後四方弁を冷房モードで運転する間、第１の絞り装置４ａを全開とし、室外熱交換器３内の液冷媒が減圧されて二相冷媒となることなく液冷媒のままレシーバ７内に溜めることができるため、確実にレシーバ７を液冷媒のバッファとして機能させることが可能であるとともに、その後四方弁２を暖房モードに切換える前に、第１の絞り装置４ａを絞り、通常の暖房運転に移行することで、レシーバ７に貯溜した液冷媒が圧縮機吸入側へ液バックすることがなく、液圧縮による圧縮機の破壊や圧縮機シェル内にて油希釈を抑制し潤滑不良を防止することができる。
【００５０】
また、図２９は本発明の実施の形態４に係り冷凍サイクルの別の暖房起動圧縮機制御を示すフローチャートである。ここでの冷凍サイクルにおけるブロック図は図２３と同一である。図２９に示す本実施の形態では、暖房運転開始指令（Ｓ８１）がでると、まず四方弁２を冷房モードに設定し（Ｓ８２）、それから圧縮機の起動運転を行うが、この時圧縮機の運転周波数を低周波数で起動運転する（Ｓ８３）。起動から所定時間（例えば３０秒程度）経過したら、四方弁２を暖房モードに設定の切換えを行い（Ｓ８５）、以降は圧縮機運転周波数を増加して所定の運転へ移行する。
【００５１】
このように本実施の形態においては、暖房運転起動後四方弁２を冷房モードで運転する間、圧縮機運転周波数を低周波数で運転して冷凍サイクルの高圧と低圧の差圧を小さく維持するため、四方弁２を暖房モードに切り替えたときに発生する冷凍サイクル内の圧力変動による冷媒音を抑制することができる。
【００５２】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について図３０〜図３２を用いて説明する。
図３０は冷凍サイクルのブロック図、図３１は図３０のブロック図における暖房起動絞り制御を示すフローチャートである。図３０は図２７のブロック図に対して制御装置１１から室外ファンモータ１３および四方弁２への制御信号の流れの矢印を削除したものである。図３１の本実施の形態では、暖房起動指令（Ｓ９１）がでると、電源投入後１回目かどうかの判定を行い（Ｓ９２）、電源投入後１回目の暖房起動時は、通常起動時よりも第１絞り装置４ａの開度を大きくし（Ｓ９３）、この状態を運転起動から所定時間（例えば数分程度）維持して運転を行う。一方電源投入後１回目の起動でなければ、第１の絞り装置４ａは通常起動開度を行う（Ｓ９４）。その後、所定時間が経過したら通常の運転へ移行する（Ｓ９６）。
【００５３】
上述のように電源投入直後で、圧縮機の加熱手段が十分働かず低い圧縮機シェル温度の状態から起動され、圧縮機内の冷凍機油が大量に持ち出されることが想定される場合、つまり電源投入後１回目の起動であれば、本実施の形態のように第１絞り装置４ａの開度を通常起動よりも大きくすることにより、冷媒流量を増やし、圧縮機から持ち出された冷凍機油を早く圧縮機に戻すことが可能となり、圧縮機シェル内の冷凍機油を長時間枯渇させることによる圧縮機の破壊を防ぐことができる。
【００５４】
また、図３２は冷凍サイクルのブロック図における別の暖房起動圧縮機制御を示すフローチャートである。図３２に示す本実施の形態では、暖房起動指令（Ｓ１０１）がでると、電源投入後１回目かどうかの判定を行い（Ｓ１０２）、電源投入後１回目の暖房起動時は、通常起動時よりも圧縮機運転周波数を大きくする（Ｓ１０３）。一方電源投入後１回目の起動でなければ、通常の起動周波数にて圧縮機を運転する（Ｓ１０４）。起動から所定時間内はこの暖房起動圧縮機制御を維持して運転を行い、所定時間経過後は通常の運転へ移行する（Ｓ１０６）。
【００５５】
上述のように電源投入直後で、圧縮機の加熱手段が十分働かず低い圧縮機シェル温度の状態からの起動され、圧縮機内の冷凍機油が大量に持ち出されることが想定される場合、本実施形態のように圧縮機起動周波数を通常起動よりも大きくすることにより冷媒流量を増やし、圧縮機から持ち出されて低圧側配管と蒸発器内に残っている冷凍機油を早く圧縮機に戻すことが可能となり、圧縮機シェル内の冷凍機油を長時間枯渇させることによる圧縮機の破壊を防ぐことができる。
【００５６】
また、上述の実施の形態１〜５において、冷凍サイクルに使用する冷媒としてＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒または自然冷媒を用いる。例えばＲ３２、Ｒ１３４ａ、Ｒ４１０Ａ，Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０７Ｅ、Ｒ４０４ＡなどのＨＦＣ冷媒またはＲ２９０、Ｒ６００ａなどのＨＣ冷媒またはＲ７４４などの自然冷媒を用いているため、オゾン層破壊など地球環境に悪影響を与えない空気調和機を提供することができる。
【００５７】
また、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクルは使用する冷凍機油として冷媒に対して弱溶解性の油を用いるもので、例えば、冷媒に対して弱溶解性の油であるアルキルベンゼン油は、非常に安定性が高い油として知られており、水分などの異物が混入しても分解することなくスラッジの発生により冷媒回路が閉塞したりする危険性が小さい。
【００５８】
以上のように、本発明の冷凍サイクルは、冷凍機油として非常に安定性が高い弱溶解性油を用いているため、設置工事などの際、異物が混入してもシステムに故障を起こす危険性が少なく高い信頼性を確保することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、前記圧縮機へ吸入する冷媒が二相冷媒または液冷媒であることを検知する液バック検知手段を備え、デフロスト運転時、前記液バック検知手段により液バック状態を検知すると前記第２の絞り装置を絞るので、圧縮機吸入側にアキュームレータを取り付けない冷凍サイクルにおいてもデフロスト時に発生する液バックに対して液圧縮による圧縮室破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００６０】
また、前記圧縮機の吐出配管に設けられた吐出温度センサーもしくは前記吐出温度センサーとともに前記室外熱交換器の中間部に設けられた凝縮温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、吐出温度センサーにより検知された吐出温度が設定された第１の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段、または吐出温度センサーにより検知された吐出温度と凝縮温度センサーにより検知された凝縮温度の差から算出された吐出スーパーヒートが設定された第２の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段であるので、圧縮機吸入側にアキュームレータを取り付けない冷凍サイクルにおいてもデフロスト時に発生する液バックに対して液圧縮による圧縮室破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００６１】
また、前記圧縮機の外郭シェルに設けられた圧縮機シェル温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、前記圧縮機シェル温度センサーにより検知された圧縮機シェル温度が設定された第３の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段であるので、圧縮機吸入側にアキュームレータを取り付けない冷凍サイクルにおいてもデフロスト時に発生する液バックに対して液圧縮による圧縮室破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００６２】
また、前記圧縮機の吸入配管に設けられた吸入温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、吸入温度センサーにより検知された吸入温度が設定された第４の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段であるので、圧縮機吸入側にアキュームレータを取り付けない冷凍サイクルにおいてもデフロスト時に発生する液バックに対して液圧縮による圧縮室破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００６３】
また、前記室内熱交換器の出口側配管に設けられた室内熱交換器出口温度センサーもしくは前記室内熱交換器出口温度センサーとともに室内熱交換器中間に設けられた蒸発温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、前記室内熱交換器出口温度センサーにより検知された室内熱交換器出口温度が設定された第６の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段、または前記室内熱交換器出口温度センサーにより検知された室内熱交換器出口温度と前記蒸発温度センサーにより検知された蒸発温度の差から算出された室内熱交換器出口スーパーヒートが設定された第７の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段であるので、圧縮機吸入側にアキュームレータを取り付けない冷凍サイクルにおいてもデフロスト時に発生する液バックに対して液圧縮による圧縮室破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００６４】
また、前記室外熱交換器の出口側配管に設けられた室外熱交換器出口温度センサーを備え、前記液バック検知手段は、前記室外熱交換器出口温度センサーにより検知された室外熱交換器出口温度が設定された第８の基準値以下に低下することにより液バックの発生を判定する液バック検知手段であるので、圧縮機吸入側にアキュームレータを取り付けない冷凍サイクルにおいてもデフロスト時に発生する液バックに対して液圧縮による圧縮室破壊や油希釈による潤滑不良を防止することができる。
【００６５】
また、本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、前記圧縮機の吐出配管に設けられた吐出温度センサーと、前記室外熱交換器の中間部に設けられた凝縮温度センサーと、デフロスト運転の際に前記圧縮機の運転周波数を前記吐出温度センサーにより検知された吐出温度と前記凝縮温度センサーにより検知された凝縮温度の差から算出した吐出スーパーヒートがゼロ以上を維持することができる下限周波数以上とする制御装置とを備えたので、圧縮機吸入側にアキュームレータを取り付けない冷凍サイクルにおいてもデフロスト時に発生する液バックによる油希釈を防ぎ、圧縮機軸受け等の潤滑不良を防止することができる。
【００６６】
また、本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、圧縮機シェル加熱手段と、前記圧縮機シェルに設けられた圧縮機シェル温度センサーと、暖房運転停止時に前記圧縮機シェル温度センサーにより検知された圧縮機シェル温度が３０℃以上を維持するように前記圧縮機シェル加熱手段を制御する制御装置とを備えたので、高圧シェルタイプの圧縮機を用いる冷凍サイクルにおいても、暖房起動時に圧縮機シェル内に吐出ガス冷媒が凝縮することを防止し、油希釈による圧縮機軸受け等の潤滑不良を防止することができる。
【００６７】
また、本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、暖房起動時に前記四方弁を冷房モードに設定して一定時間運転した後暖房モードに切換えるように制御する制御装置とを備えたので、室外熱交換器に溜まりこんでいた液冷媒を一旦レシーバへ移動させた後、暖房運転に移行し、暖房起動時の室外熱交換器から圧縮機への液バックを防止することが可能となり、液圧縮による圧縮機の破壊や圧縮機シェル内にて油希釈を防止し潤滑不良を防止することができる。
【００６８】
また、前記室外熱交換器に外気を流通させる室外ファンを有し、暖房起動の際、前記四方弁が冷房モードに設定されている時は前記室外ファンを停止し、前記四方弁が暖房モードに切換えた後に前記室外ファンを運転するように制御する制御装置を備えたので、暖房起動運転時に室外ファンを停止状態とし、四方弁を冷房モードとすることによって室外熱交換器に流入する吐出ガスが凝縮することを防止するため、その後四方弁を暖房モードに切換え、通常の暖房運転に移行する際、室外熱交換器内より液冷媒が圧縮機吸入側へ液バックすることがなく、液圧縮による圧縮機の破壊や圧縮機シェル内にて油希釈を防止し潤滑不良を防止することができる。
【００６９】
また、暖房起動の際、前記四方弁が冷房モードに設定されている時は前記第１の絞り装置を全開にし、前記四方弁を暖房モードに切換える直前に第１の絞り装置の開度を小さくするように制御する制御装置を備えたので、暖房運転起動後四方弁を冷房モードで運転する間、第１の絞り装置を全開とし、室外熱交換器内の液冷媒が減圧されて二相冷媒となることなく液冷媒のままレシーバ内に溜めることができるため、確実にレシーバを液冷媒のバッファとして機能させることが可能であるとともに、その後四方弁を暖房モードに切換える前に、第１の絞り装置を絞り、通常の暖房運転に移行することで、レシーバに貯溜した液冷媒が圧縮機吸入側へ液バックすることがなく、液圧縮による圧縮機の破壊や圧縮機シェル内にて油希釈を防止し潤滑不良を防止することができる。
【００７０】
また、暖房起動の際、前記四方弁が冷房モードに設定されている時の前記圧縮機の運転周波数を、前記四方弁が暖房モードに切換え後よりも低周波数で運転するように制御する制御装置を備えたので、四方弁を暖房モードに切り替えたときに発生する冷凍サイクル内の圧力変動による冷媒音を抑制することができる。
【００７１】
また、本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、電源投入後１回目の暖房起動の際に、前記第１の絞り装置の開度を通常起動時よりも大きくするように制御する制御装置とを備えたので、電源投入直後で、圧縮機の加熱手段が十分働かず低い圧縮機シェル温度の状態からの起動され、圧縮機内の冷凍機油が大量に持ち出されることが想定される場合、第１絞り装置の開度を通常起動よりも大きくすることにより、冷媒流量を増やし、持ち出された冷凍機油を早く圧縮機に戻すことが可能となり、圧縮機シェル内の冷凍機油を長時間枯渇させることによる圧縮機の破壊を防ぐことができる。
【００７２】
また、本発明の冷凍サイクルは、四方弁に配管を介して接続され、前記四方弁と吸入側は冷媒貯留容器を介さず接続される高圧シェルタイプの圧縮機と、前記四方弁に配管を介して接続された室外熱交換器と、前記四方弁に配管を介して接続された室内熱交換器と、一方が前記室外熱交換器に、他方が前記室内熱交換器にそれぞれ配管を介して接続されるレシーバと、該レシーバと前記室外熱交換器との間の配管に設けられた第１の絞り装置と、前記レシーバと前記室内熱交換器との間の配管に設けられた第２の絞り装置と、電源投入後１回目の暖房起動の際に、前記圧縮機の起動周波数を通常起動時よりも大きくするように制御する制御装置とを備えたので、電源投入直後で、圧縮機の加熱手段が十分働かず低い圧縮機シェル温度の状態からの起動され、圧縮機内の冷凍機油が大量に持ち出されることが想定される場合、圧縮機起動周波数を通常起動よりも大きくすることにより冷媒流量を増やし、持ち出された冷凍機油を早く圧縮機に戻すことが可能となり、圧縮機シェル内の冷凍機油を長時間枯渇させることによる圧縮機の破壊を防ぐことができる。
【００７３】
また、ＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒または自然冷媒を用いているため、オゾン層破壊など地球環境に悪影響を与えない空気調和機を提供することができる。
【００７４】
また、使用する冷凍機油として冷媒に対して弱溶解性の油を用いているため、冷凍機油として非常に安定性が高く、設置工事などの際、異物が混入してもシステムに故障を起こす危険性が少なく高い信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る第２の絞り装置の制御フローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る別の冷凍サイクルのブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルの吐出温度または吐出スーパーヒートによる液バック検知フローチャートである。
【図５】デフロスト運転中の吐出温度または吐出スーパーヒートの変化を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態１に係るさらに別の冷凍サイクルのブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルの圧縮機シェル温度による液バック検知フローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルのデフロスト運転中の圧縮機シェル温度の変化を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態１に係るさらに別の冷凍サイクルのブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルの圧縮機吸入温度による液バック検知フローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルのデフロスト運転中の吸入温度を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施の形態１に係るさらに別の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルの室内熱交換器の出口温度または出口スーパーヒートによる液バック検知フローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルのデフロスト運転中の室内熱交換器の出口温度または出口スーパーヒートを示すグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態１に係るさらに別の冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルの室外熱交換器出口側の冷媒温度による液バック検知フローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクルのデフロスト運転中の室外熱交換器出口側における冷媒温度を示すグラフである。
【図１８】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクルのデフロスト運転中の圧縮機運転周波数制御フローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクルの高圧シェルタイプ圧縮機の構造図である。
【図２０】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクルの圧縮機運転周波数に対するデフロスト運転終了直前の圧縮機シェル温度および吐出スーパーヒートを示したグラフである。
【図２１】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクルの運転停止時の圧縮機温度制御を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクルの暖房起動運転時における圧縮機シェル温度と圧縮機シェル内の油濃度の関係を示したグラフである。
【図２３】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクルの暖房起動時のブロック図である。
【図２４】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクルの暖房起動四方弁制御を示すフローチャートである。
【図２５】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクルの別の暖房起動時のブロック図である。
【図２６】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクルの暖房起動室外ファン制御を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクルのさらに別の暖房起動時のブロック図である。
【図２８】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクルの暖房起動第１絞り装置制御を示すフロチャートである。
【図２９】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクルの暖房起動圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図３０】本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクルの暖房起動時のブロック図である。
【図３１】本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクルの暖房起動絞り制御を示すフローチャートである。
【図３２】本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクルの暖房起動圧縮機制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　圧縮機、２　四方弁、３　室外熱交換器、４　絞り装置、４ａ　第１の絞り装置、４ｂ　第２の絞り装置、５　室内熱交換器、６　アキュームレータ、７レシーバ、９　吸入配管、１０　液バック検知手段、１１　制御装置、１２　室外ファン、１３　室外ファンモータ、３１　圧縮室、３２　固定スクロール、３３　揺動スクロール、３４　吐出ポート、３６　吸入管、３７　吐出管、３８ステータ、３９　ロータ、４０　主軸、４１　シェル、４２　潤滑油、５１　吐出温度センサー、５２　凝縮温度センサー、５３　圧縮機シェル温センサー、５４　　吸入温度センサー、５５　蒸発温度センサー、５６　室内熱交換器出口温度センサー。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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