(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒回路（11）に設けられた圧縮機（21）と、該圧縮機（21）を駆動する電動機（28）とを備えた冷凍装置において、
上記電動機（28）の駆動後の停止時に、該電動機（28）が駆動力を発生しない程度の通電を行う停止通電手段（63）と、
予め設定された所定状態の温度と、該所定状態における電動機（28）のコイル抵抗値と、上記停止通電手段（63）による通電時における電動機（28）のコイル抵抗値とに基づいて、上記停止通電手段（63）の通電時における電動機（28）のコイル温度を導出する温度導出手段（64）と、
該温度導出手段が導出したコイル温度が、所定値以上に過上昇すると上記圧縮機（21）の起動を禁止する起動制御手段（65）とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
冷媒回路（11）に設けられた圧縮機（21）と、該圧縮機（21）を駆動する電動機（28）とを備えた冷凍装置において、
初期運転前の予め設定された電動機（28）の初期停止時における該電動機（28）のコイル温度相当の状態温度を検出して記憶する状態温度検出手段（61）と、
上記電動機（28）の初期停止時における該電動機（28）のコイル（29）の初期抵抗値を導出して記憶する抵抗値導出手段（62）と、
上記電動機（28）の駆動後の停止時に、該電動機（28）が駆動力を発生しない程度の通電を行う停止通電手段（63）と、
上記電動機（28）の駆動後の停止時に、上記状態温度検出手段（61）の状態温度と、抵抗値導出手段（62）の初期抵抗値と、上記停止通電手段（63）による通電時における電動機（28）のコイル（29）の抵抗値とに基づいて、上記停止通電手段（63）の通電時における電動機（28）のコイル温度を導出する温度導出手段（64）と、
該温度導出手段（64）が導出したコイル温度が所定値以上に過上昇すると、上記圧縮機（21）の起動を禁止する起動制御手段（65）とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍装置に関し、特に、圧縮機の起動制御対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷凍装置には、特開２０００−１０５０１１号公報に開示されているように、冷媒状態の異常が検出されると圧縮機を停止させることにより、圧縮機の保護を図るようにしているものが知られている。この種の冷凍装置では、圧縮機が誘導電動機により駆動される一方、例えば、吸入側に冷媒の圧力を検出するセンサが設けられ、吸入側の圧力が所定圧力より低下する異常状態になると、圧縮機が一旦停止するようになっている。そして、所定の待機時間が経過すると、圧縮機が再起動する、いわゆるリトライ制御を実行するようになっている。このリトライ制御を行うことによって、庫内の冷却をなるべく継続させ、庫内の貨物の損傷を防ぐようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記冷凍装置では、例えば、冷媒が十分に充填されていないようなときには、圧縮機の吸入側の圧力が低下しやすく、圧縮機が停止しやすい。このような場合には、リトライ制御が繰り返し実行されることがある。
【０００４】
従来の冷凍装置では、圧縮機内において誘導電動機のコイル温度を検出する手段が設けられておらず、コイルの温度については何ら考慮されていなかったために、リトライ制御動作中にコイル温度が過上昇している場合があった。このような場合に圧縮機を駆動させると、圧縮機が損傷する等して信頼性を低下させるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、コイル温度に基づく起動制御を行うことにより、圧縮機の信頼性を向上させることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧縮機（21）を駆動する電動機（29）のコイル抵抗値の変化量から電動機（28）のコイル（29）の温度を導出するようにしたものである。
【０００７】
具体的に、第１の解決手段は、冷媒回路（11）に設けられた圧縮機（21）と、該圧縮機（21）を駆動する電動機（28）とを備えた冷凍装置を前提として、上記電動機（28）の駆動後の停止時に、該電動機（28）が駆動力を発生しない程度の通電を行う停止通電手段（63）と、予め設定された所定状態の温度と、該所定状態における電動機（28）のコイル抵抗値と、上記停止通電手段（63）による通電時における電動機（28）のコイル抵抗値とに基づいて、上記停止通電手段（63）の通電時における電動機（28）のコイル温度を導出する温度導出手段（64）と、該温度導出手段が導出したコイル温度が、所定値以上に過上昇すると上記圧縮機（21）の起動を禁止する起動制御手段（65）とを備えている。
【０００８】
また、第２の解決手段は、冷媒回路（11）に設けられた圧縮機（21）と、該圧縮機（21）を駆動する電動機（28）とを備えた冷凍装置を前提として、初期運転前の予め設定された電動機（28）の初期停止時における該電動機（28）のコイル温度相当の状態温度を検出して記憶する状態温度検出手段（61）と、上記電動機（28）の初期停止時における該電動機（28）のコイル（29）の初期抵抗値を導出して記憶する抵抗値導出手段（62）と、上記電動機（28）の駆動後の停止時に、該電動機（28）が駆動力を発生しない程度の通電を行う停止通電手段（63）と、上記電動機（28）の駆動後の停止時に、上記状態温度検出手段（61）の状態温度と、抵抗値導出手段（62）の初期抵抗値と、上記停止通電手段（63）による通電時における電動機（28）のコイル（29）の抵抗値とに基づいて、上記停止通電手段（63）の通電時における電動機（28）のコイル温度を導出する温度導出手段（64）と、該温度導出手段（64）が導出したコイル温度が所定値以上に過上昇すると、上記圧縮機（21）の起動を禁止する起動制御手段（65）とを備えている。
【０００９】
すなわち、上記第１の解決手段では、圧縮機（21）が一旦停止すると、停止通電手段（63）が、電動機（28）が駆動力を発生しない程度の通電を行う。温度導出手段（64）が、所定状態の温度と、該所定状態における電動機（28）のコイル抵抗値と、上記停止通電手段（63）による通電時における電動機（28）のコイル抵抗値とに基づいて、上記停止通電手段（63）の通電時における電動機（28）のコイル温度を導出する。温度導出手段（64）が導出したコイル温度が所定値以上に過上昇すると、起動制御手段（65）が、圧縮機（21）の起動を禁止する。
【００１０】
また、上記第２の解決手段では、状態温度検出手段（61）が、初期運転前の予め設定された電動機（28）の初期停止時における該電動機（28）のコイル温度相当の状態温度を検出して記憶する。抵抗値導出手段（62）が、電動機（28）の初期停止時における該電動機（28）のコイル（29）の初期抵抗値を導出して記憶する。停止通電手段（63）が、電動機（28）の駆動後の停止時に、該電動機（28）が駆動力を発生しない程度の通電を行う。温度導出手段（64）が、電動機（28）の駆動後の停止時に、上記状態温度検出手段（61）の状態温度と、抵抗値導出手段（62）の初期抵抗値と、上記停止通電手段（63）による通電時における電動機（28）のコイル（29）の抵抗値とに基づいて、上記停止通電手段（63）の通電時における電動機（28）のコイル（29）の温度を導出する。温度導出手段（64）が導出したコイル（29）の温度が所定値以上に過上昇すると、起動制御手段（65）が、圧縮機（21）の起動を禁止する。
【００１１】
【発明の効果】
従って、上記解決手段によれば、所定状態の温度と、所定状態におけるコイル抵抗値と、通電時におけるコイル抵抗値とに基づいて、通電時におけるコイル温度を導出するようにしたために、設置が困難なコイル温度の検出手段を設けることなくコイル温度を把握することができる。そして、コイル温度が過上昇している場合には、圧縮機（21）の起動を防止することができ、圧縮機が損傷するのを防止することができる。従って、圧縮機（21）の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
また、上記第２の解決手段によれば、初期停止時におけるコイル温度相当の状態温度とコイル（29）の初期抵抗値とを記憶するようにしたために、停止通電手段（63）による通電時におけるコイル（29）の温度を正確に得ることができ、温度の過上昇時における圧縮機（21）の起動を確実に禁止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態の冷凍装置は、図１に示すように、熱源側ユニットである室外ユニット（20）と利用側ユニットである室内ユニット（30）とが接続されたいわゆるセパレートタイプの空気調和装置（10）である。室外ユニット（20）と室内ユニット（30）とは、液側連絡管（12）及びガス側連絡管（13）により接続されている。
【００１５】
上記室外ユニット（20）は、圧縮機（21）と四路切換弁（22）と室外熱交換器（23）と室外ファン（24）と膨張回路（25）とを備えている。
【００１６】
上記室内ユニット（30）は、室内熱交換器（31）と室内ファン（32）とを備えている。
【００１７】
そして、上記圧縮機（21）と四路切換弁（22）と室外熱交換器（23）と膨張回路（25）と室内熱交換器（31）とが接続され、冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（11）が構成されている。
【００１８】
上記圧縮機（21）の吐出側には吐出管（41）が、吸入側には吸入管（42）がそれぞれ設けられている。吐出管（41）は、一端が圧縮機（21）の吐出側に接続され、他端が四路切換弁（22）に接続されている。吸入管（42）は、一端が圧縮機（21）の吸入側に接続され、他端が四路切換弁（22）に接続されている。
【００１９】
上記室外熱交換器（23）の一端が四路切換弁（22）と配管接続される一方、他端が膨張回路（25）と配管接続されている。
【００２０】
上記膨張回路（25）は、ブリッジ回路で構成される方向制御回路（43）と、一方向通路（44）とにより構成されている。一方向通路（44）は、冷媒を貯留すると共に、冷媒を流出させる受液器（26）と、その下流側に位置する開度調整可能な電動弁（27）とが直列に配置されている。
【００２１】
上記受液器（26）の上部には、ガス抜き管（45）が設けられている。ガス抜き管（45）は、一端が受液器（26）の上部に接続され、他端が吸入管（42）に接続されている。ガス抜き管（45）には、電磁弁（46）が設けられている。ガス抜き管（45）には、均圧管（47）が接続されている。均圧管（47）は、一端がガス抜き管（45）における受液器（26）と電磁弁（46）との間に接続され、他端が吐出管（41）に接続されている。均圧管（47）には、受液器（26）から圧縮機（21）の吐出側に向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（48）が設けられている。
【００２２】
上記液側連絡管（12）は、一端が方向制御回路（43）と配管接続される一方、他端が室内熱交換器（31）の一端と接続されている。上記ガス側連絡管（13）は、一端が四路切換弁と配管接続される一方、他端が室内熱交換器（31）の一端と配管接続されている。
【００２３】
上記圧縮機（21）は、スクロールタイプの圧縮機（21）に構成されると共に、誘導電動機（21a）を備えている。誘導電動機（28）は、図２に示すように、３つのコイル（29）を備え、三相交流電力の供給を受けて圧縮機（21）を駆動する駆動手段を構成する一方、インバータ回路（図示せず）が接続されている。誘導電動機（28）は、インバータ回路の出力周波数が変更されることにより、回転数が変更し、圧縮機容量を調整するように構成されている。
【００２４】
上記四路切換弁（22）は、切り換えにより冷媒回路（11）における冷媒の循環方向を反転させ、冷凍サイクル運転動作とヒートポンプサイクル運転動作とを切り換えさせるように構成されている。
【００２５】
上記室外熱交換器（23）は、室外空気と冷媒とを熱交換させるように構成されている。
【００２６】
上記方向制御回路（43）は、２本の流入路（49）と、２本の流出路（50）とがブリッジ状に接続されて構成されている。各流入路（49）及び各流出路（50）には、それぞれ逆止弁（CV）が設けられている。方向制御回路（43）は、冷房運転時には室外熱交換器（23）からの冷媒を、また暖房運転時には室内熱交換器（31）からの冷媒を一方向通路（44）に案内するように構成されている。また、方向制御回路（43）は、受液器（26）から流出した冷媒を、冷房運転時には、室内熱交換器（31）に案内し、暖房運転時には、室外熱交換器（23）に案内するように構成されている。
【００２７】
上記室内熱交換器（31）は、室内空気と冷媒とを熱交換させるように構成されている。
【００２８】
上記圧縮機（21）の吐出管（41）には、該圧縮機（21）の吐出側の冷媒温度である吐出管温度Tdを検出する吐出管温度センサ（51）と、高圧冷媒圧力を検出して、該高圧冷媒圧力が所定圧力より高圧になるとオンとなって高圧保護信号を出力する高圧保護圧力スイッチ（52）とが配置されている。
【００２９】
上記室外ユニット（20）の空気吸込口には、室外温度Taを検出する室外温度センサ（53）が配置され、室外熱交換器（23）の伝熱管付近には、冷房運転時には凝縮温度となり、暖房運転時には蒸発温度となる冷媒温度を検出する室外熱交温度センサ（54）が配置されている。上記室内ユニット（30）の空気吸込口には、室内温度を検出する室内温度センサ（55）が配置され、室内熱交換器（31）の伝熱管付近には、冷房運転時には蒸発温度となり、暖房運転時には凝縮温度となる冷媒温度を検出する室内熱交温度センサ（56）が配置されている。
【００３０】
図２に示すように、誘導電動機（28）のコイル（29）に接続する電源線（57）には、コイル（29）の通電量を検出する電流センサ（58）が配置されている。この電流センサ（58）は、通電量検出手段を構成している。このコイル（29）は、圧縮機（21）を駆動する誘導電動機（28）に備えられ、電力供給によって誘導電動機（28）に駆動力を発生させる駆動力発生手段（29）を構成している。
【００３１】
上記各種センサ類の出力信号がコントローラ（60）に入力されている。コントローラ（60）は、状態温度検出制御部（61）と抵抗値導出制御部（62）と停止通電制御部（63）と温度導出制御部（64）と起動制御部（65）とを備えている。
【００３２】
上記状態温度検出制御部（61）は、状態温度検出手段を構成している。つまり、上記状態温度検出制御部（61）は、ＲＯＭを備え、据付後の最初の電源投入後において、初めて圧縮機（21）を駆動する前の予め設定された初期停止時に、吐出管温度センサ（51）が検出した吐出管温度Tdをコイル（29）の初期温度T1として記憶するように構成されている。つまり、初期停止時には、圧縮機（21）が未だ駆動されていないために、吐出管温度Tdと冷凍機油の温度とコイル（29）の温度とが同一温度になっており、コイル（29）の初期温度T1は、吐出管温度センサ（51）が検出する吐出管温度Tdで代用することができる。この吐出管温度Tdが、コイル温度相当の状態温度である。
【００３３】
上記抵抗値導出制御部（62）は、抵抗値導出手段を構成している。抵抗値導出制御部（62）は、上記初期停止時に、誘導電動機（28）のコイル（29）に直流電流を通電する初期通電を行うように構成されている。初期通電では、誘導電動機（28）に駆動力を発生させない程度の通電量で通電される。また、抵抗値導出制御部（62）は、ＲＯＭを備え、コイル（29）の印加電圧を電流センサ（58）が検出する通電量で除して得られるコイル（29）の抵抗値を、初期抵抗値R1として記憶するように構成されている。初期抵抗値R1は、例えば、５Ｖ，７Ｖ，１０Ｖの所定電圧を印加したときの直流電流の通電量を電流センサ（58）で検出し、印加電圧を通電量で除した値の平均値として与えられる。初期抵抗値R1は、初期温度T1におけるコイル（29）の抵抗値を表している。
【００３４】
上記停止通電制御部（63）は、停止通電運転手段を構成し、圧縮機（21）が一旦停止すると、駆動力を発生させない程度の直流電流を誘導電動機（28）に通電させる通電運転を行うように構成されている。
【００３５】
上記温度導出制御部（64）は、温度導出手段を構成している。温度導出制御部（64）は、状態温度検出制御部（61）に記憶された初期温度T1と抵抗値導出制御部（62）に記憶されたと初期抵抗値R1とを数１に代入すると共に、通電運転時におけるコイル（29）の抵抗値R2を数１に代入し、通電運転時におけるコイル（29）の温度T2を導出するように構成されている。つまり、圧縮機（21）を停止した後のコイル（29）の温度が一定ではないために、通電運転時におけるコイル（29）の抵抗値R2を求めることによって、通電運転時におけるコイル（29）の温度T2を導出するようにしたものである。通電運転時におけるコイル（29）の抵抗値R2は、例えば、５Ｖ，７Ｖ，１０Ｖの所定電圧を印加したときの直流電流の通電量を電流センサ（58）で検出し、印加電圧をこの通電量で除して得られた値を平均して導出される。
【００３６】
【数１】
0004491974.tif 000002
【００３７】
【数２】
0004491974.tif 000003
【００３８】
ここで、T1はコイル（29）の初期温度、T2は通電運転時におけるコイル（29）の温度、R1はコイル（29）の初期抵抗値、R2は通電運転時におけるコイル（29）の抵抗値、αは温度係数を表している。抵抗値は、温度によって相異し、この温度と抵抗値との関係は、一般的に数２で表される。数１は、この数２を変形したものである。通電運転時におけるコイル（29）の抵抗値R2は、抵抗値が温度によって相異することに基づいて、初期停止時における抵抗値R1を補正したものである。
【００３９】
上記起動制御部（65）は、起動制御手段を構成している。つまり、起動制御部（65）は、温度導出制御部（64）が導出した通電運転時におけるコイル（29）の温度T2が、例えば、１２０℃を越えると、圧縮機（21）の起動を禁止するように構成されている。
【００４０】
−運転動作−
上記冷凍装置の初期通電動作及び通電運転制御動作について、図３及び図４を参照しながら説明する。先ず、図３に示すように、ステップST11において据付後の最初の電源投入が行われると、ステップST12に移る。ステップST12において、吐出管温度センサ（51）が吐出管温度Tdを検出して、コイル（29）の初期温度T1とし、状態温度検出制御部（61）に記憶してステップST13に移る。ステップST13において、例えば、５Ｖ，７Ｖ，１０Ｖの所定電圧をコイル（29）に印加して直流電流を通電させ、このときの通電量を電流センサ（58）により検出する。そして、印加電圧を通電量で除した値を平均して得られた値をコイル（29）の初期抵抗値R1とし、ステップST14に移る。ステップST14において、コイル（29）の初期抵抗値R1を抵抗値導出制御部（62）に記憶して初期通電を終了する。
【００４１】
その後、空調運転を行い、空調運転が停止すると、図４に示すように、通電運転を開始する。通電運転では、先ず、ステップST21において、空調運転が停止すると、ステップST22に移り、コイル（29）に直流電流を通電させ、通電運転時の抵抗値R2を導出する。コイル（29）の抵抗値R2は、例えば、５Ｖ，７Ｖ，１０Ｖの所定電圧をコイル（29）に印加して、このときの通電量を電流センサ（58）により検出し、印加電圧をこの通電量で除した値を平均して得られる。そして、ステップST23に移り、状態温度検出制御部（61）に記憶されているコイル（29）の初期温度T1と、抵抗値導出制御部（62）に記憶されているコイル（29）の初期抵抗値R1とを数１に代入すると共に、コイル（29）の抵抗値R2を数１に代入することにより、通電運転時におけるコイル（29）の温度T2を導出し、ステップST24に移る。ステップST24において、コイル（29）の温度T2が１２０℃を越えているか否かを判断し、コイル（29）の温度T2が１２０℃を越えていないときは、ステップST25に進み、圧縮機（21）の起動が禁止されているときは、起動の禁止を解除し、ステップST26に移る。ステップST26において、圧縮機（21）が起動しているか否かを判断し、起動するまでは、ステップST22に戻る。そして、上記同様にステップST22からステップST26までを繰り返し実行する。この間に、コイル（29）の温度T2が１２０℃を越えると、ステップST24の判断がＹＥＳとなってステップST27に進み、圧縮機（21）の起動を禁止して、ステップST22に戻る。そして、ステップST22とステップST27との間を繰り返し実行する。
【００４２】
一方、ステップST24でコイル（29）の温度T2が１２０℃以下の場合において、圧縮機（21）が起動されると、ステップST26の判断がＹＥＳとなってステップST28に進み、コイル（29）への直流電流の通電が停止し、通電運転を終了する。その後は、三相交流の電力が誘導電動機（28）に供給され、誘導電動機（28）が駆動する。
【００４３】
−実施形態１の効果−
本実施形態によれば、初期停止時の温度と、初期停止時におけるコイル抵抗値と、通電時におけるコイル抵抗値とに基づいて、通電時におけるコイル温度を導出するようにしたために、設置が困難なコイル温度の検出手段を設けることなくコイル温度を把握することができる。そして、コイル温度が過上昇している場合には、圧縮機（21）の起動を防止することができ、圧縮機が損傷するのを防止することができる。従って、圧縮機（21）の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
また、停止通電制御部（63）による通電時におけるコイル（29）の温度を正確に得ることができ、温度の過上昇時における圧縮機（21）の起動を確実に禁止することができる。
【００４５】
＜発明のその他の実施の形態＞
本発明は、上記実施形態について、圧縮機（21）は、スクロールタイプの圧縮機には限られず、例えば、ロータリー圧縮機に構成してもよい。
【００４６】
また、セパレートタイプの空気調和装置（10）に限られず、例えば、複数の利用側ユニットを備えた、いわゆるマルチタイプの冷凍装置に構成してもよい。
【００４７】
また、抵抗値導出制御部（62）を省略し、所定温度時におけるコイル（29）の抵抗値を予め設定しておく構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る空気調和装置の全体構成を示す冷媒系統図である。
【図２】実施形態に係る空気調和装置の誘導電動機の構成を示す概略図である。
【図３】実施形態に係る空気調和装置の初期通電動作の流れを示すフロー図である。
【図４】実施形態に係る空気調和装置の通電運転動作の流れを示すフロー図である。
【符号の説明】
（11）    冷媒回路
（21）    圧縮機
（28）    誘導電動機
（29）    コイル
（51）    吐出管温度センサ
（58）    電流センサ
（61）    状態温度検出制御部
（62）    抵抗値導出制御部
（63）    停止通電制御部
（64）    温度導出制御部
（65）    起動制御部
【図１】
0004491974.tif 000004
【図２】
0004491974.tif 000005
【図３】
0004491974.tif 000006
【図４】
0004491974.tif 000007