专利名称：空气调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备压缩机的空气调节器。
背景技术：
在空气调节器中，有在装置停止期间制冷剂滞留在压缩机内(以下也称为“集聚”)的情况。滞留在压缩机内的制冷剂溶入压缩机内的润滑油。从而润滑油的浓度降低，润滑油的粘度下降。如果在该状态下起动压缩机，则粘度低的润滑油就被向压缩机的旋转轴或压缩部供给，有可能因润滑不良引起压缩机内的滑动部分等烧结。另外，由于制冷剂滞留在压缩机内，导致压缩机内的液面上升。这样，驱动压缩机的电动机的起动负荷增加，在空气调节器起动时形成过电流，有时不能起动空气调节器。为了解决这些问题，采取了对停止期间的压缩机进行加热、抑制制冷剂向压缩机内集聚的措施。作为加热压缩机的加热方法，有向缠绕在压缩机上的电加热器通电的方法。另外，还有向设置在压缩机上的电动机的线圈附加高频的低电压、不使电动机旋转地用线圈产生的焦耳热进行加热的方法。但是，为了防止制冷剂在停止期间滞留于压缩机内而加热压缩机，从而即使空气调节器在停止期间也要耗电。作为解决该问题的措施，在现有技术中例如提出了这样的方案，即:“检测外部空气温度，根据该外部空气温度使从变换器装置向电动机绕组的通电时间或通电电压进行变化，无论上述外部空气的温度如何变化，都将压缩机的温度控制成大致恒定值”(例如参考专利文献I)。另外，例如还提出了这样的方案，S卩:“具备:饱和温度运算设备，基于压力检测机构的检测压力求出压缩机内的制冷剂的饱和温度；控制机构，比较所求出的饱和温度与上述温度检测机构的检测温度，判别制冷剂容易冷凝的状态，当压缩机处于停止期间且压缩机内的制冷剂处于容易冷凝的状态时，控制用于加热压缩机的上述加热器”(例如参考专利文献2)。在先技术文件专利文献专利文献1:日本特开平7-167504号公报(权利要求1)专利文献2:日本特开2001-73952号公报(权利要求1)
发明内容
发明所要解决的课题制冷剂在压缩机内的滞留需要冷凝压缩机内的气体制冷剂。
另外，例如在覆盖压缩机的壳体的温度低于压缩机内的制冷剂温度的情况下，制冷剂的冷凝就由压缩机壳体与制冷剂的温度差引起。相反，如果压缩机壳体的温度高于制冷剂温度，就不会引起制冷剂的冷凝，因此无需加热压缩机。但是，如专利文献I所公开那样，即使只考虑了代表制冷剂温度的外部空气温度，如果压缩机壳体的温度高于制冷剂温度(外部空气温度)，则制冷剂也不冷凝。因此，无论压缩机内是否有制冷剂滞留，都会加热压缩机，存在消耗不必要的电力这样的问题。另外，如上所述，如果制冷剂滞留在压缩机内，则润滑油的浓度和粘度就降低，有可能因润滑不良引起压缩机的旋转轴或压缩部等的滑动部分烧结。这样的压缩机的旋转轴或压缩部的烧结实际上需要润滑油的浓度降低到规定值。S卩，如果滞留的制冷剂量为规定值以下，就不形成产生压缩机烧结的润滑油的浓度。但是，如专利文献2所示，在根据排出温度和排出压力换算制冷剂饱和温度、根据该制冷剂饱和温度判断制冷剂液化的情况下，无论润滑油的浓度是否高，都会加热压缩机，具有消耗不必要的电力这样的问题。本发明是为了解决上述课题而做出的，目的是得到可以防止过度地供给压缩机的加热量、能够抑制空气调节器在停止期间耗电的空气调节器。用于解决课题的手段本发明的空气调节器，具备:利用制冷剂配管至少连接了压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构以及利用侧热交换器而使制冷剂循环的制冷剂回路，加热所述压缩机的加热机构，检测所述压缩机内的制冷剂温度的第一温度检测机构，和控制所述加热机构的控制机构；所述控制机构，在所述压缩机处于停止的状态下，利用所述第一温度检测机构的检测值，求出每段规定时间的所述制冷剂温度的变化率，使依靠所述加热机构对所述压缩机的加热量与所述制冷剂温度的变化率成比例。发明的效果本发明由于使对压缩机的加热量与制冷剂温度的变化率成比例，因此可以防止过度地供给压缩机的加热量，抑制空气调节器在停止期间耗电。
图1是本发明的第一实施方式的空气调节器的制冷剂回路图。图2是本发明的第一实施方式的压缩机的简单的内部结构图。图3是表示本发明的第一实施方式的制冷剂温度与压缩机壳体温度的关系的曲线图。图4是表示本发明的第一实施方式的制冷剂温度变化率与必要加热能力的关系的曲线图。图5是表示本发明的第一实施方式的控制动作的流程图。图6是表示本发明的第一实施方式的外部空气温度变化和此时的加热能力的关系的曲线图。图7是表示本发明的第二实施方式的控制动作的流程图。
图8是表示本发明的第四实施方式的使加热时间和加热能力进行变化时的动作的曲线图。图9是表示本发明的第五实施方式的压力与饱和温度的关系的曲线图。图10是表示本发明的第六实施方式的饱和压力与蒸发潜热的关系的曲线图。
具体实施例方式第一实施方式[整体结构]图1是本发明的第一实施方式的空气调节器的制冷剂回路图。如图1所示，空气调节器50具有制冷剂回路40。制冷剂回路40利用液体侧连接配管6和气体侧连接配管7连接热源侧制冷剂回路即室外制冷剂回路41和利用侧制冷剂回路即室内制冷剂回路42。室外制冷剂回路41被收容于例如设置在室外的室外机51中。在室外机51中设置向室外机51内供给室外空气的室外风扇11。室内制冷剂回路42被收容于例如设置在室内的室内机52中。在室内机52中设置向室内机52内供给室内空气的室内风扇12。[室外制冷剂回路的结构]室外制冷剂回路41设置有压缩机1、四通阀2、室外热交换器3、膨胀阀4、液体侧截止阀8、气体侧截止阀9，利用制冷剂配管依次进行连接。液体侧截止阀8与液体侧连接配管6连接。气体侧截止阀9与气体侧连接配管7连接。在设置空气调节器50之后，液体侧截止阀8和气体侧截止阀9成为开放状态。 另外，“室外热交换器3 ”相当于本发明中的“热源侧热交换器”。另外，“膨胀阀4”相当于本发明中的“膨胀机构”。[室内制冷剂回路的结构]室内制冷剂回路42设置有室内热交换器5。室内制冷剂回路42的一端通过液体侧连接配管6与液体侧截止阀8连接，另一端通过气体侧连接配管7与气体侧截止阀9连接。另外，“室内热交换器5”相当于本发明中的“利用侧热交换器”。[压缩机的说明]图2是本发明的第一实施方式的压缩机的简单的内部结构图。压缩机I例如由图2所示的全封闭式压缩机构成。压缩机I的外壳由压缩机壳体部61构成。在压缩机壳体部61中收纳有电动机部62和压缩部63。在压缩机I上设置将制冷剂吸入压缩机I内的吸入部66。另外，在压缩机I上设置将压缩后的制冷剂排出的排出部65。从吸入部66吸入的制冷剂被向压缩部63吸引后被压缩。在压缩部63被压缩的制冷剂暂时被向压缩机壳体部61内释放。被向压缩机壳体部61内释放的制冷剂被从排出部65向制冷剂回路40输送。此时，压缩机I内部成为高压。[压缩机马达的说明]
压缩机I的电动机部62例如由三相电动机构成，通过未图示的变换器供电。若变换器的输出频率发生变化，则电动机部62的转速发生变化，压缩部63的压缩
容量发生变化。[空气热交换器的说明]室外热交换器3和室内热交换器5例如是翅片管式热交换器。室外热交换器3将从室外风扇11供给的室外空气与制冷剂回路40的制冷剂进行热交换。室内热交换器5将从室内风扇12供给的室内空气与制冷剂回路40的制冷剂进行热交换。[四通阀的说明]四通阀2用于切换制冷剂回路40的流动。另外，在无需切换制冷剂流动的情况下，例如制冷专用或制热专用地使用空气调节器50的情况下等，由于不需要四通阀，因此可以从制冷剂回路40上拆下来。[传感器类的说明]在空气调节器50中根据需要来设置温度或压力传感器。在图1中，设置了压缩机温度传感器21、制冷剂温度传感器22、外部空气温度传感器23、室内温度传感器24和压力传感器25。压缩机温度传感器21检测压缩机I (压缩机壳体部61)的温度(以下称为“压缩机温度”)。制冷剂温度传感器22检测压缩机I内的制冷剂温度。外部空气温度传感器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(以下也称为“外部空气温度”)。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(以下也称为“室内温度”)。压力传感器25例如设置在压缩机I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。另外，压力传感器的配置位置不受此限制。压力传感器25可以配置在制冷剂回路40的任意位置。另外，“制冷剂温度传感器22”相当于本发明中的“第一温度检测机构”。“压缩机温度传感器21”相当于本发明中的“第二温度检测机构”。“外部空气温度传感器23 ”相当于本发明中的“第三温度检测机构”。“室内温度传感器24”相当于本发明中的“第四温度检测机构”。“压力传感器25”相当于本发明中的“压力检测机构”。[控制装置的说明]控制装置31输入各传感器的检测值，进行空气调节器的运行控制，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。另外，控制装置31具备运算装置32。运算装置32利用压缩机温度传感器21的检测值，求出每段规定时间的制冷剂温度的变化率(以下称为“制冷剂温度变化率”)。另外，运算装置32具有存储用于运算的规定时间前的制冷剂温度的存储装置(未图示)、和对规定时间的经过进行计时的计时器等(未图示)。控制装置31利用由运算装置32算出的运算值来调整对压缩机加热部10的加热量。具体内各将在后面说明。另外，“控制装置31”和“运算装置32”相当于本发明中的“控制机构”。[压缩机加热部的说明]压缩机加热部10用于加热压缩机I。该压缩机加热部10例如可以利用压缩机I的电动机部62构成。在这种情况下，在空气调节器50停止期间，即压缩机I停止期间，控制装置31以开相状态向压缩机I的电动机部62通电。这样，以开相状态通电的电动机部62不进行旋转，电流向线圈流动，从而产生焦耳热，可以对压缩机I进行加热。即，在空气调节器50停止期间，电动机部62成为压缩机加热部10。另外，压缩机加热部10只要是加热压缩机I的构成即可，不受此限制。例如也可以另外设置电加热器。另外，“压缩机加热部10”相当于本发明中的“加热机构”。以下，就在空气调节器50停止期间、制冷剂滞留在压缩机I内的原理及压缩机I的加热效果进行说明。[压缩机内的制冷剂集聚原理说明I]在空气调节器50停止期间，制冷剂回路40的制冷剂在构成要素之中的温度最低的部分冷凝并滞留。因此，如果压缩机I的温度低于制冷剂的温度，则制冷剂就有可能滞留在压缩机I内。[压缩机内的制冷剂集聚原理说明2]压缩机I例如是图2所示的全封闭式压缩机。润滑油100储存在压缩机I内。一旦压缩机I进行运转，润滑油100就被向压缩部63、旋转轴64供给而用于润滑。在压缩机I内一旦制冷剂冷凝并滞留，制冷剂就溶入润滑油100，导致润滑油100的浓度降低，粘度也降低。如果在该状态下起动压缩机1，则粘度低的润滑油100就被向压缩部63、旋转轴64供给，有可能因润滑不良导致烧结。另外，一旦因制冷剂滞留导致压缩机内的液面上升，压缩机I的起动负荷就会增加，在起动空气调节器50时被视为过电流，有时不能起动空气调节器50。[压缩机加热效果说明]因此，在空气调节器50停止期间，利用控制装置31操作压缩机加热部10，对压缩机I进行加热，从而利用溶入到压缩机I内的润滑油100中的液体制冷剂的蒸发，可以减少溶入到润滑油100中的制冷剂量。另外，通过加热压缩机以便能够维持压缩机温度高于制冷剂温度的状态，可以防止压缩机I的制冷剂冷凝，抑制润滑油100的浓度降低。图3是表示本发明的第一实施方式的制冷剂温度与压缩机壳体温度的关系的曲线图。
如图3所示，一旦制冷剂温度发生变化，随之压缩机I的压缩机壳体部61的温度(以下也称为“壳体温度”)也进行变化。壳体温度的变化根据压缩机I的热容量始终延迟地追随于制冷剂温度。另外，根据制冷剂温度与壳体温度的温度差和该温度差持续的时间，存在于压缩机I内的气体制冷剂的冷凝量有所不同。S卩，壳体温度低于制冷剂温度，该温度差越大冷凝热量越大，因此，为了防止制冷剂冷凝所进行的对压缩机I的加热量就变大。另一方面，如果制冷剂温度与壳体温度的差小，则压缩机I内进行冷凝的冷凝量少，因此对压缩机I的加热量小也没问题。压缩机I的壳体温度的变化受到压缩机I的热容量的影响，因此，如果事先掌握压缩机I内的制冷剂温度变化率和冷凝液量的关系，就可以根据规定时间的制冷剂温度的变化幅度来决定必要的加热能力。S卩，通过利用控制装置31和运算装置32，与制冷剂温度变化率成比例地增减压缩机I的加热量，从而不会过度地供给压缩机I的加热量，因此可以抑制空气调节器50在停止期间的耗电。以下，就压缩机I内的制冷剂温度变化率与为了防止制冷剂在压缩机I内冷凝所需的向压缩机I供给的加热量的关系进行说明。[制冷剂温度变化率与必要加热量的关系]首先，就压缩机I内的制冷剂温度Tr、压缩机I的压缩机温度Ts以及压缩机I内的液体制冷剂量Mr的关系进行说明。在这里，设想制冷剂集聚在压缩机I内的场合，假设是压缩机温度Ts低于制冷剂温度Tr的状态。算式(I)表示了压缩机I内的制冷剂冷凝所需的压缩机I的热交换量Qr (冷凝能力)、制冷剂温度Tr以及压缩机温度Ts的关系。Qr=A.K.(Tr-Ts) (I)在此，A表示压缩机I与压缩机I内的制冷剂进行热交换的面积。K表示压缩机I与压缩机I内的制冷剂之间的热通过率。另一方面，由于根据压缩机温度Ts与制冷剂温度Tr的温度差，压缩机I内的制冷剂进行冷凝，因此，算式(2)表示热交换量Qr与规定时间dt的液体制冷剂量变化dMr的关系OQr=dMrXdH/dt (2)在此，dH表示制冷剂的蒸发潜热。根据算式(I)和算式(2)，在某段时间变化(规定时间dt)中的压缩机I内的液体制冷剂量变化dMr、制冷剂温度Tr、压缩机温度Ts的关系成为算式(3)。dMr/dt=Cl.(Tr-Ts) (3)假设从形成Ts < Tr状态的时刻tl (液体制冷剂量Mrl)持续到t2 (液体制冷剂量Mr2)，根据算式(3)，在压缩机I进行冷凝的液体制冷剂量变化dMr (=Mr2-Mrl)用算式
(4)表示。dMr=Mr2-Mrl= / Cl.(Tr-Ts) Xdt (4)
在此，Cl是固定值，是将传热面积A及热通过率K除以蒸发潜热dH而得的值。压缩机温度Ts，在可以忽视压缩机I的压缩机壳体部61处的散热及吸热量的情况下，取决于制冷剂温度Tr，由压缩机壳体部61的热容量决定。g卩，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了 dTr后而稳定的情况下，液体制冷剂量变化dMr可以用算式(5)表示。dMr=C2.dTr (5)在此，C2是可以通过试验结果或理论计算求出的比例常数。根据算式(2 )和算式(5 )，压缩机I的热交换量Qr可以用算式(6 )表示。Qr=C2.dH.dTr/dt(6)图4是表示本发明的第一实施方式的制冷剂温度变化率与必要加热能力的关系的曲线图。为了防止制冷剂在压缩机I内冷凝，只要向压缩机I供给与在制冷剂温度Tr变化时产生的压缩机I的热交换量Qr (冷凝能力)一致的加热量即可。为了在规定的加热时间期间得到此时的加热量所需的必要加热能力Ph具有算式
(7)的关系。S卩，如图4所示，必要加热能力Ph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。Ph C2.dH.(dTr/dt) (7)S卩，如果制冷剂温度变化率(dTr/dt)大，则压缩机I的热交换量Qr (冷凝能力)就增大，因此必要加热能力Ph增加。相反，如果制冷剂温度变化率(dTr/dt)小，则压缩机I的热交换量Qr (冷凝能力)就减小，因此必要加热能力Ph降低。这样，可以根据制冷剂温度变化率(dTr/dt)决定为了防止制冷剂在压缩机I内冷凝所需的向压缩机I供给的加热能力。[加热控制动作的说明]接着，利用图5就本实施方式的压缩机I的加热控制进行说明。图5是表示本发明的第一实施方式的控制动作的流程图。以下，基于图5的各步骤进行说明。(Sll)控制装置31在空气调节器50停止期间利用制冷剂温度传感器22检测当前的制冷剂温度Tr。(S12)控制装置31 的运算装置32利用所检测的当前的制冷剂温度Tr和在规定时间dt前存储的制冷剂温度Trx (后述)，计算制冷剂温度变化率Rr (= (dTr/dt)= (Tr-Trx)/dt)0另外，在初次动作时等未存储规定时间dt前的制冷剂温度Trx的情况下，省略步骤S12 S16，进入步骤S17。(S13)控制装置31判断所计算的制冷剂温度变化率Rr是否大于零。如果制冷剂温度变化率Rr大于零，就进入步骤S14。
如果制冷剂温度变化率Rr为零以下，就进入步骤S16。(S14)控制装置31的运算装置32求出与计算的制冷剂温度变化率Rr (=dTr/dt)成比例的对压缩机I的必要加热能力Ph。对于必要加热能力Ph的计算，例如可以通过制冷剂温度变化率Rr乘以事先设定的规定系数来计算。另外，例如将计算的制冷剂温度变化率Rr (=dTr/dt)用于上述算式(6),计算热交换量Qr，得到与其一致的对压缩机I的加热量。另外，将为了在规定的加热时间(=规定时间dt)得到求出的加热量所需的加热能力作为必要加热能力Ph (=Qr/dt)进行计算。(S15)控制装置31将压缩机加热部10的加热能力设定为所计算的必要加热能力Ph，在规定的加热时间(=规定时间dt)期间进行压缩机I的加热。另外，在这里，虽然作为规定的加热时间使用了规定时间dt，但本发明不受此限制。例如也可以将比规定时间dt短的时间作为加热时间，在短时间提供大的加热能力，或者，阶段性地增减加热能力。即，使规定时间dt中的加热能力的积分值与该加热量一致即可。(S16)另一方面，如果制冷剂温度变化率Rr为零以下，则控制装置31的运算装置32就使必要加热能力Ph为零。控制装置31使压缩机加热部10停止对压缩机I进行加热。S卩，如果制冷剂温度变化率Rr为零以下，则由于规定时间dt前的制冷剂温度Trx高于当前的制冷剂温度Tr，因此制冷剂不冷凝，不进行压缩机I的加热。(S17)通过步骤S15对压缩机I加热规定时间后，或者通过步骤S16停止压缩机I的加热后，控制装置31将当前的制冷剂温度Tr存储在安装于运算装置32的存储装置中。(S18)控制装置31通过安装在运算装置32上的计时器等，对规定时间dt的经过进行计时，当经过了规定时间dt之后，返回步骤S11，重复上述步骤。以下，利用图6就上述的压缩机I的加热控制结果的一个例子进行说明。另外，图6中表示外部空气温度变化与此时的加热能力的关系。S卩，设置在室外的室外热交换器3与室外空气接触的表面的面积大，通常其热容量比较小。因此，室外空气温度一旦变化，则制冷剂温度也几乎同时进行变化，因此使用外部空气温度。图6是表不本发明的第一实施方式的外部空气变化和此时的加热能力的关系的曲线图。图6的上段表示外部空气温度与时间的关系。图6的下段表示依靠上述加热控制动作的压缩机加热部10的加热能力。另外，规定时间dt是30分钟。如图6所示，在外部空气温度(制冷剂温度)恒定或降低的期间，制冷剂温度变化率Rr为零以下，因此加热能力为零。这样，在壳体温度高于制冷剂温度、制冷剂不发生冷凝的情况下，可以停止压缩机I的加热。
另一方面，在外部空气温度(制冷剂温度)上升的情况下，与其变化率成比例地增减加热能力。这样，当外部空气温度(制冷剂温度)上升时，向压缩机I供给与压缩机I的热交换量Qr (冷凝能力)一致的加热量，从而不会过度地供给压缩机I的加热量，可以防止制冷剂在压缩机I内冷凝。[第一实施方式的效果]如上所述，在本实施方式中，在压缩机I停止的状态下，利用制冷剂温度传感器22的检测值，求出每段规定时间dt的制冷剂温度Tr的变化率，使压缩机加热部10对压缩机I的加热量与制冷剂温度Tr的变化率成比例。因此，不会过度地供给压缩机I的加热量，可以防止制冷剂在压缩机I内冷凝滞留。因此，可以抑制空气调节器在停止期间的耗电即待机电力。另外，通过防止制冷剂在压缩机I内的冷凝，可以抑制润滑油的浓度降低，可以防止润滑不良引起的压缩机I内的烧结、压缩机的起动负荷的增加。另外，在本实施方式中，在制冷剂温度Tr的变化率为零以下的情况下，使压缩机加热部10停止对压缩机I加热。因此，在不发生制冷剂冷凝的情况下，可以停止压缩机I的加热。因此，可以防止过度地供给压缩机I的加热量，抑制空气调节器50在停止期间的耗电。另外，利用由制冷剂温度传感器22检测的当前的制冷剂温度Tr和规定时间dt前的制冷剂温度Trx，求出制冷剂温度变化率Rr。另外，为了在规 定的加热时间期间得到加热量，使压缩机加热部10的加热能力进行变化。因此，为了防止制冷剂在压缩机I内冷凝，可以向压缩机I供给与在制冷剂温度Tr变化时产生的压缩机I的热交换量Qr (冷凝能力)一致的加热量。因此，不会过度地供给压缩机I的加热量，可以防止制冷剂在压缩机I内冷凝滞
&3甶O第二实施方式[制冷剂温度的推定]在第二实施方式中，就推定规定时间dt后的制冷剂温度Trp、利用该规定时间dt后的制冷剂温度Trp和当前的制冷剂温度Tr求出制冷剂温度变化率的方式进行说明。另外，本实施方式的结构与上述第一实施方式同样，对相同部分标注相同的附图
己 O图7是表示本发明的第二实施方式的控制动作的流程图。以下，基于图7的各步骤，主要就与上述第一实施方式(图5)的不同点进行说明。另外，对与上述第一实施方式相同的步骤标注相同的附图标记。(S21)控制装置31的运算装置32，利用在步骤Sll中检测的当前的制冷剂温度Tr、在上一次的步骤S17中存储的规定时间dt前的制冷剂温度Trl以及在上上次的步骤S17中存储的制冷剂温度Tr2(制冷剂温度Trl的规定时间dt前),推定从当前起经过了规定时间dt后的制冷剂温度Trp。
另外，在初次动作时等未存储制冷剂温度Trl和Tr2的情况下，省略步骤S21、S22、S13 S16，进入步骤S17。该推定方法可以使用任意的方法。例如可以利用最小二乘法等统计方法来推定规定时间dt后的制冷剂温度Trp。另外，也可以求出制冷剂温度Tr、TrU Tr2相互间的增加量的变化率，通过该变化率推定规定时间dt后的制冷剂温度Trp。另外，也可以依次存储过去一天的外部空气温度的变化，比较该过去的外部空气的变化和检测的制冷剂温度Tr、Trl、Tr2，从而推定制冷剂温度Trp。另外，在本实施方式中，就利用当前的制冷剂温度Trl、上一次的制冷剂温度Trl以及上上次的制冷剂温度Tr2来推定规定时间dt后的制冷剂温度Trp的情况进行了说明，但本发明不受此限制。也可以至少利用当前的制冷剂温度Tr和规定时间dt前的制冷剂温度Trl推定规定时间dt后的制冷剂温度Trp。另外，也可以使用在比上上次的制冷剂温度Tr2更靠前地检测到的制冷剂温度Trn (η=3、4...)0(S22)控制装置31的运算装置32利用在步骤S22推定的规定时间dt后的制冷剂温度Trp和在步骤Sll检测到的当前的制冷剂温度Tr，计算制冷剂温度变化率Rr= ( = (dTr/dt)=(Trp-Tr) /dt)。之后，与上述的第一实施方式一样进行步骤S13 S18。[第二实施方式的效果]如上所述，在本实施方式中，至少使用由制冷剂温度传感器22检测的当前的制冷剂温度Tr和规定时间dt前的制冷剂温度Trl,推定规定时间dt后的制冷剂温度Trp。并且，利用规定时间dt后的制冷剂温度Trp和当前的制冷剂温度Tr求出制冷剂变化率Rr。因此，即使在外部空气温度时刻都在变化、制冷剂温度也随之变化的情况下，也可以推定经过规定时间之后所需的加热量,可以减少规定时间之后加热量不够的可能性。因此，可以向压缩机I供给与制冷剂温度的变化对应的加热量，可以进一步抑制制冷剂在压缩机I内的冷凝。第三实施方式[根据壳体温度和制冷剂温度计算加热量]在第三实施方式中，控制装置31所进行的加热量的计算动作与上述第一、第二实施方式不同。另外，本实施方式的结构与上述第一实施方式同样，对相同的部分标注相同的附图标记。本实施方式的控制装置31在压缩机I处于停止的状态下，求出利用制冷剂温度传感器22检测的制冷剂温度Tr与利用压缩机温度传感器21检测的压缩机温度Ts的温度差(Tr-Ts)0在上述算式(I)中应用该温度差(Tr-Ts)，从而求出压缩机I内的制冷剂在冷凝时的热交换量Qr。
然后，控制装置31使压缩机加热部10对压缩机I的加热量与热交换量Qr成比例。例如，控制装置31设定压缩机加热部10的加热能力，以便在规定的加热时间(=规定时间dt)内得到与热交换量Qr —致的加热量。[第三实施方式的效果]如上所述，在本实施方式中，在压缩机I处于停止的状态下，基于由制冷剂温度传感器22检测的制冷剂温度Tr和由压缩机温度传感器21检测的压缩机温度Ts之差，求出压缩机I内的制冷剂在冷凝时的热交换量Qr。然后，使压缩机加热部10对压缩机I的加热量与热交换量Qr成比例。因此，即使受到压缩机I的周围环境影响，也可以精确地推算对压缩机I的必要加热量，可以进一步抑制空气调节器50在停止期间的耗电即待机电力。第四实施方式[加热量恒定控制]在第四实施方式中，就将压缩机加热部10的加热能力作为规定值、使加热时间进行变化以便得到所求得的加热量的方式进行说明。另外，本实施方式的结构与上述第一实施方式同样，对相同的部分标注相同的附图标记。另外，求出加热量的动作与上述第一至第三实施方式中的任意一个相同。图8是表示本发明的第四实施方式的使加热时间和加热能力进行变化时的动作的曲线图。图8的上段表示制冷剂温度与经过时间的关系。图8的中段表示使压缩机加热部10的加热能力进行变化时的加热能力与经过时间的关系。图8的下段表示使压缩机加热部10的加热时间进行变化时的加热能力与经过时间的关系。在上述第一至第三实施方式中，如图8的中段所示，使规定时间dt内的加热能力Ph进行变化，从而向压缩机I供给所期望的加热量。此时，可以用算式(8)表示向压缩机I供给的加热量W。W=PhXdt(8)即，加热量W是在规定时间dt向压缩机供给所需的热量，因此如图8的下段所示，即使将加热能力Ph固定成规定值、使规定时间dt进行变化以便使加热量W—致，也可以供给所期望的加热量W。由此，本实施方式的控制装置31将压缩机加热部10的加热能力设为规定值(恒定)，使加热时间进行变化而得到所求得的加热量。[第四实施方式的效果]如上所述，在本实施方式中，将压缩机加热部10的加热能力设为规定值，使加热时间进行变化以便得到加热量。因此，可以得到与上述第一至第三实施方式相同的效果。而且，由于将压缩机加热部10的加热能力设为规定值(恒定)，因此不需要用于设定加热能力的控制动作，通过进行简单的接通断开控制就可以使控制装置31的控制动作简单化。因此，可以将控制装置31形成为简单的结构，可以实现低成本。第五实施方式[根据压力计算制冷剂温度]在第五实施方式中，就将制冷剂压力换算成制冷剂饱和气体温度、将制冷剂饱和气体温度作为制冷剂温度Tr使用的方式进行说明。另外，本实施方式的结构与上述第一实施方式同样，对相同部分标注相同的附图标记。另外，求出加热量的动作与上述第一至第四实施方式的任意一个相同。图9是表示本发明的第五实施方式的压力与饱和温度的关系的曲线图。在压缩机I处于停止的情况下，制冷剂回路40的压力都是一样的(均压)。另外，制冷剂回路40是闭回路，如果在回路中存在液体制冷剂，则压力传感器25的检测值就成为饱和压力。因此，如图9所示，制冷剂压力可以换算成饱和温度。
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另外，由于制冷剂回路40内的制冷剂温度成为饱和温度，因此，本实施方式的控制装置31在压缩机I处于停止的状态下，将由压力传感器25检测的制冷剂压力换算成制冷剂饱和气体温度。然后，将该制冷剂饱和气体温度作为制冷剂温度Tr使用。[第五实施方式的效果]如上所述，在本实施方式中，在压缩机I处于停止的状态下，将由压力传感器25检测的制冷剂压力换算成制冷剂饱和气体温度，将制冷剂饱和气体温度作为制冷剂温度Tr使用。因而，可以直接知道制冷剂温度，因此可以高精度地计算加热量。由此，可以更高精度地防止压缩机I的过度加热或加热不足引起的制冷剂冷凝等。因此，既可以抑制空气调节器50在停止期间的耗电即待机电力，又可以提高可靠性。第六实施方式[根据蒸发潜热控制加热量]在第六实施方式中，就根据因制冷剂压力或外部空气温度而不同的制冷剂的蒸发潜热来控制加热量的方式进行说明。另外，本实施方式的结构与上述第一实施方式同样，对相同的部分标注相同的附图标记。另外，求出加热量的动作与上述第一至第五实施方式的任意一个相同。图10是表示本发明的第六实施方式的饱和压力与蒸发潜热的关系的曲线图。上述的算式(2)、算式(6)中的制冷剂的蒸发潜热dH因制冷剂压力不同而不同。例如在R410A的情况下，如图10所示，随着制冷剂压力的降低，蒸发潜热也降低。S卩，在制冷剂压力低的情况下，压缩机I的热交换量Qr增大，在制冷剂压力高的情况下，压缩机I的热交换量Qr减小。由此，为了防止加热量的过不足，即使在制冷剂温度变化率相同的情况下，如果制冷剂压力低，也需要增加对压缩机I的加热量。另外，如果制冷剂压力高，则对压缩机I的加热量小也可以。因此，本实施方式中的控制装置31在压缩机I处于停止的状态下，由压力传感器25检测的制冷剂压力越大，就使压缩机加热部10的加热量越小。
或者，由外部空气温度传感器23检测的温度越高，控制装置31就使压缩机加热部10的加热量越小。[第六实施方式的效果]如上所述，在本实施方式中，在压缩机I处于停止的状态下，由压力传感器25检测的制冷剂压力越大，就使压缩机加热部10的加热量越小。或者，由外部空气温度传感器23检测的温度越高，就使压缩机加热部10的加热量越小。因此，制冷剂的蒸发潜热变化使压缩机I的热交换量Qr变化，可以向压缩机I供给与上述热交换量Qr的变化相应的加热量，不会过度地供给压缩机I的加热量，可以防止制冷剂在压缩机I内冷凝。因此，可以抑制空气调节器停止期间的耗电即待机电力。第七实施方式[制冷剂温度的替代]在第七实施方式中，就使用外部空气温度传感器23或室内温度传感器24的检测值代替制冷剂温度Tr的方式 进行说明。另外，本实施方式的结构与上述第一实施方式同样，对相同部分标注相同的附图
己 O另外，求出加热量的动作与上述第一至第六实施方式的任意一个相同。室外热交换器3和室内热交换器5是使制冷剂与空气进行热交换的热交换器，因此，与空气接触的表面的面积大。另外，室外热交换器3和室内热交换器5是由例如以铝或铜等导热系数比较高的金属形成的部件构成的，其热容量比较小。例如，在室外热交换器3的表面积大于室内热交换器5、室外热交换器3的热容量大于室内热交换器5的热容量的情况下，如果外部空气温度进行变化，则制冷剂温度也几乎同时进行变化。即，制冷剂温度与外部空气温度基本上进行相同的变化。因此，在室外热交换器3的热容量大于室内热交换器5的热容量的情况下，控制装置31在压缩机I停止期间，将由外部空气温度传感器23检测的温度作为制冷剂温度Tr使用。另一方面，例如在室内热交换器5的表面积大于室外热交换器3、室内热交换器5的热容量大于室外热交换器3的热容量的情况下，如果室内温度进行变化，制冷剂温度也几乎同时进行变化。即，制冷剂温度与室内温度基本上进行相同的变化。因此，在室内热交换器5的热容量大于室外热交换器3的热容量的情况下，控制装置31在压缩机I停止期间，将由室内温度传感器24检测的温度作为制冷剂温度Tr使用。[第七实施方式的效果]如上所述，在本实施方式中，使用由外部空气温度传感器23或室内温度传感器24检测的温度作为制冷剂温度Tr。因而，无需检测压缩机I内的制冷剂温度的制冷剂温度传感器22。因此，可以利用一般的空气调节器50所安装的外部空气温度传感器23或室内温度传感器24得到对压缩机I的加热量，不使结构复杂化就可以计算加热量。
第八实施方式[通风影响对策]在第八实施方式中，就根据是否有空气通过室外热交换器3来控制加热量的方式进行说明。另外，本实施方式的结构是在上述第一实施方式的结构上追加后述的通风检测机构的结构。其他结构与上述第一实施方式同样，对相同部分标注相同的附图标记。另外，求出加热量的动作与上述第一至第七实施方式的任意一个相同。如上所述,在室外机51上设置向室外热交换器3供给室外空气的室外风扇11。该室外风扇11在空气调节器50停止期间停止驱动，不向室外热交换器3供给空气。但是,一旦室外的风流入室外机51内，空气通过室外热交换器3,室外热交换器3中的制冷剂与空气的热交换量就增加。作为制冷剂在压缩机I内冷凝的条件，相比没有空气通过室外热交换器3的情况，制冷剂温度的变化更大，制冷剂更容易冷凝。因此，在本实施方式中，具备检测是否有空气通过室外热交换器3的通风检测机构。该通风检测机构例如通过检测驱动室外风扇11的风扇电动机所诱发的电位差，从而检测是否有空气通过室外热交换器3。S卩，在室外风扇11停止期间，一旦由通过室外热交换器3的空气使室外风扇11旋转，则在风扇电动机上就产生电位差，因而可以检测是否有空气通过室外热交换器3。另外，通风检测机构的结构不受这种形式的限制。例如也可以在室外热交换器3附近设置风速表等。本实施方式中的控制装置31在压缩机加热部10对压缩机I加热的过程中，在利用通风检测机构检测到有空气通过的情况下，相比没有空气通过的情况，使加热量增加。[第八实施方式的效果]如上所述，在本实施方式中，在压缩机加热部10对压缩机I加热的过程中，在利用通风检测机构检测到有空气通过的情况下，相比没有空气通过的情况，使加热量增加。因而，在室外的风流入室外机51内、室外热交换器3中的制冷剂与空气的热交换量增加、制冷剂容易冷凝的情况下，可以增加向压缩机I内的加热量，可以防止制冷剂在压缩机I内冷凝滞留。由此，可以抑制空气调节器在停止期间的耗电即待机电力。附图标记说明I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液体侧连接配管，7气体侧连接配管，8液体侧截止阀，9气体侧截止阀，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外部空气温度传感器，24室内温度传感器，25压力传感器，31控制装置，32运算装置，40制冷剂回路，41室外制冷剂回路，42室内制冷剂回路，50空气调节器，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。
权利要求
1.一种空气调节器，其特征在于，具备: 利用制冷剂配管至少连接了压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构以及利用侧热交换器而使制冷剂循环的制冷剂回路， 加热所述压缩机的加热机构， 检测所述压缩机内的制冷剂温度的第一温度检测机构，和 控制所述加热机构的控制机构； 所述控制机构，在所述压缩机处于停止的状态下， 利用所述第一温度检测机构的检测值，求出每段规定时间的所述制冷剂温度的变化率， 使依靠所述加热机构对所述压缩机的加热量与所述制冷剂温度的变化率成比例。
2.根据权利要求1所述的空气调节器，其特征在于，所述控制机构，在所述制冷剂温度的变化率为零以下的情况下，使依靠所述加热机构对所述压缩机的加热停止。
3.根据权利要求1或2所述的空气 调节器，其特征在于，所述控制机构利用由所述第一温度检测机构检测到的当前的制冷剂温度和规定时间前的制冷剂温度，求出所述制冷剂温度的变化率。
4.根据权利要求1或2所述的空气调节器，其特征在于，所述控制机构至少利用由所述第一温度检测机构检测到的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， 利用所述规定时间后的制冷剂温度和当前的制冷剂温度，求出所述制冷剂温度的变化率。
5.一种空气调节器，其特征在于，具备: 利用制冷剂配管至少连接了压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构以及利用侧热交换器而使制冷剂循环的制冷剂回路， 加热所述压缩机的加热机构， 检测所述压缩机内的制冷剂温度的第一温度检测机构， 检测所述压缩机的温度的第二温度检测机构，和 控制所述加热机构的控制机构； 所述控制机构，在所述压缩机处于停止的状态下， 基于由所述第一温度检测机构检测到的制冷剂温度与由所述第二温度检测机构检测到的所述压缩机的温度之差，求出所述压缩机内的制冷剂冷凝时的热交换量， 使依靠所述加热机构对所述压缩机的加热量与所述热交换量成比例。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的空气调节器，其特征在于，所述控制机构使所述加热机构的加热能力进行变化，以便在规定的加热时间期间得到所述加热量。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的空气调节器，其特征在于，所述控制机构将所述加热机构的加热能力设为规定值，使加热时间进行变化以便得到所述加热量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的空气调节器，其特征在于，具备被配置在所述制冷剂回路的任意位置上、检测所述制冷剂回路内的制冷剂压力的压力检测机构， 所述控制机构，在所述压缩机处于停止的状态下，将由所述压力检测机构检测到的制冷剂压力换算成制冷剂饱和气体温度，将所述制冷剂饱和气体温度作为所述制冷剂温度使用。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的空气调节器，其特征在于，具备被配置在所述制冷剂回路的任意位置上、检测所述制冷剂回路内的制冷剂压力的压力检测机构， 所述控制机构，在所述压缩机处于停止的状态下，当由所述压力检测机构检测到的制冷剂压力越大时，使所述加热机构的加热量越小。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的空气调节器，其特征在于，具备对在所述热源侧热交换器中与所述制冷剂进行热交换的空气的温度进行检测的第三温度检测机构， 所述控制机构，当由所述第三温度检测机构检测到的温度越大时，使所述加热机构的加热量越小。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的空气调节器，其特征在于，具备对在所述热源侧热交换器中与所述制冷剂进行热交换的空气的温度进行检测的第三温度检测机构， 在所述热源侧热交换器的热容量大于所述利用侧热交换器的热容量的情况下， 所述控制机构替代所述制冷剂温度而使用由所述第三温度检测机构检测到的温度。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的空气调节器，其特征在于，具备对在所述利用侧热交换器中与所述制冷剂进行热交换的空气的温度进行检测的第四温度检测机构， 在所述利用侧热交换器的热容量大于所述热源侧热交换器的热容量的情况下， 所述控制机构替代所述制冷剂温度而使用由所述第四温度检测机构检测到的温度。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的空气调节器，其特征在于，具备检测是否有空气通过所述热源侧热交换器 的 通风检测机构， 所述控制机构，在依靠所述加热机构对所述压缩机的加热过程中，在由所述通风检测器检测到有空气通过的情况下，相比没有空气通过的情况，使所述加热量增加。
全文摘要
在压缩机(1)处于停止的状态下，利用制冷剂温度传感器(22)的检测值来求出每段规定时间dt的制冷剂温度Tr的变化率，使压缩机加热部(10)对压缩机(1)的加热量与制冷剂温度Tr的变化率成比例。
文档编号F25B1/00GK103189690SQ201080069948
公开日2013年7月3日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者加藤央平, 涌田尚季 申请人:三菱电机株式会社