制冷循环装置的制作方法

文档序号:13349341阅读:256来源:国知局
制冷循环装置的制作方法

本发明涉及使用包含r1123的工作流体的制冷循环装置。



背景技术:

一般来讲,制冷循环装置根据需要将压缩机、四通阀、散热器(或者冷凝器)、毛细管、膨胀阀等的减压器、蒸发器等用配管连接而构成制冷循环,使制冷剂在其内部循环,进行冷却或者加热作用。

作为这些制冷循环装置中的制冷剂,已知有称为氟里昂类(氟里昂类记载为r○○或r○○○,而由美国ashrae34标准限定。以下记为r○○或者r○○○)的由甲烷或者乙烷衍生的卤代烃。

作为上述的制冷循环装置用制冷剂,多使用r410a,但是,r410a制冷剂的全球变暖潜势(gwp)为2090,较大,从防止全球变暖的观点出发存在问题。

所以,从防止地球温暖化的观点出发,作为gwp小的制冷剂例如提出了r1123(1,1,2-三氟乙烯)、r1132(1,2-二氟乙烯)(例如参照专利文献1或者专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2012/157764号

专利文献2:国际公开第2012/157765号



技术实现要素:

但是,r1123(1,1,2-三氟乙烯)、r1132(1,2-二氟乙烯)与r410a等的现有的制冷剂相比稳定性低,在生成了自由基的情况下,存在因歧化反应而变化为另一化合物的可能。歧化反应伴随较大的热放出,所以存在使压缩机和制冷循环装置的可靠性降低的问题。因此,在将r1123、r1132用于压缩机、制冷循环装置的情况下,需要抑制该歧化反应。

本发明例如在用于空气调节机等用途的制冷循环装置中,提供更适合使用包含r1123的工作流体的制冷循环装置。

于是,本发明的制冷循环装置包括将具有电动机的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器连接而成的制冷循环回路。另外,作为封入到制冷循环回路的制冷剂使用包含1,1,2-三氟乙烯和二氟甲烷的工作流体,且具有驱动电动机的电动机驱动装置,电动机驱动装置具有转速估测部。

由此,检测电动机的旋转状态,所以在电动机发生旋转异常的情况下,能够停止向电动机的电源供给。因此,能够抑制产生工作流体内的r1123的分子运动活化的结果的歧化反应,能够提高可靠性。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的制冷循环装置的概略结构图。

图2是构成本发明的第1实施方式的制冷循环装置的压缩机的概略结构图。

图3是构成本发明的第1实施方式的制冷循环装置的压缩机的集中卷绕的电动机的概略结构图。

图4是构成本发明的第1实施方式的制冷循环装置的压缩机的分布卷绕的电动机的概略结构图。

图5是本发明的第1实施方式的制冷循环装置的电动机驱动装置的系统结构图。

图6是表示本发明的第1实施方式的制冷循环装置的高压侧压力和电流值的变化率的阈值的关系的图。

图7是表示本发明的第1实施方式的制冷循环装置的高压侧压力和直流电压值的变化率的阈值的关系的图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外,本发明并不限定于这些实施方式。

(第1实施方式)

图1表示本发明的第1实施方式的制冷循环装置。本实施方式的制冷循环装置100是室内机单元101a和室外机单元101b通过制冷剂配管和控制配线等相互连接而成的所谓分体型的空气调节机。

室内机单元101a具有向室内热交换器103和室内热交换器103送风并且将通过室内热交换器103进行了热交换的空气吹出到室内的作为贯流风扇(横流式风扇)的室内送风风扇107a。室外机单元101b包括压缩机102、作为减压部的膨胀阀104、室外热交换器105、四通阀106、和向室外热交换器105送风的作为螺旋桨风扇的室外送风风扇107b。

室内机单元101a具有配管连接部112,以能够将室内机单元101a和室外机单元101b分离。室外机单元101b包括配管连接部112,并且包括由设置在配管连接部112与四通阀106之间的二通阀108a、108b构成三通阀108、和设置在配管连接部112与膨胀阀104之间的二通阀109。另外,室内机单元101a包括对设置在压缩机102内的电动机进行驱动的电动机驱动装置115。

而且,室内机单元101a的一方的配管连接部112和室外机单元101b的设置有二通阀109一侧的配管连接部112,通过作为制冷剂配管之一的液体管111a连接。另外,室内机单元101a的另一方的配管连接部112和室外机单元101b的设置有三通阀108一侧的配管连接部112通过作为制冷剂配管之一的气体管111b连接。

如上所述,本实施方式的制冷循环装置100主要通过将压缩机102、室内热交换器103、膨胀阀104、室外热交换器105依次通过制冷剂配管连接,构成制冷循环回路。制冷循环回路在压缩机102与室内热交换器103或者室外热交换器105之间设置有将从压缩机102排出的制冷剂的流动方向切换至室内热交换器103或者室外热交换器105任一者的四通阀106。

通过具有四通阀106,本实施方式的制冷循环装置100能够切换供冷运转和供暖运转。即,在供冷运转时,切换四通阀106,以使压缩机102的排出侧和室外热交换器105连通,并且使室内热交换器103和压缩机102的吸入侧连通。由此,使室内热交换器103作为蒸发器作用,从周围大气(室内空气)吸热,使室外热交换器105作为冷凝器起作用,将在室内吸收的热散发到周围大气(室外空气)。另一方面,在供暖运转时,切换四通阀106,以使压缩机102的排出侧和室内热交换器103连通,并使室外热交换器105和压缩机102的吸入侧连通。由此,使室外热交换器105作为蒸发器起作用,从周围大气(室内空气)吸热,使室内热交换器103作为冷凝器作用,将在室内吸收的热散发到周围大气(室外空气)。

此外,四通阀106能够使用通过来自控制装置(未图示)的电信号,能够切换供冷和供暖的电磁阀式的部件。

另外,制冷循环回路包括:对四通阀106进行旁通,将压缩机102的吸入侧和排出侧连通的旁通配管113;和将旁通配管113的制冷剂流开放、关闭的开闭阀113a。

另外,在压缩机102的排出侧设置有作为电子控制式的开闭阀的安全阀114。此外,安全阀114设置在从压缩机102的排出部至膨胀阀104之间、或者从压缩机102的排出部至三通阀108之间即可,但是,为了使压缩机102的压力急速泄压,优选设置在从压缩机102的排出部至四通阀106之间。

制冷循环回路包括设置在压缩机102的排出侧与膨胀阀104的入口之间的高压侧压力检测部116。高压侧压力检测部116用应变计等电检测被加压的隔膜的形变进行测定的结构。并且,由机械地检测压力的金属波纹管、金属隔膜构成。

制冷循环回路包括设置在压缩机102的排出侧与冷凝器的入口之间的排出温度检测部117。在本实施方式中,通过四通阀106的切换,室内热交换器103或者室外热交换器105任一者成为冷凝器,所以排出温度检测部117设置在压缩机102的排出侧与四通阀106的入口之间。排出温度检测部117由热敏电阻、热电偶等构成,来对温度进行电子化检测。

高压侧压力检测部116、排出温度检测部117的检测值被发送到控制装置。

在制冷循环回路内封入有工作流体(制冷剂)。以下,说明工作流体。本实施方式的制冷循环装置100中所封入的工作流体是由r1123(1,1,2-三氟乙烯)和r32(二氟甲烷)形成的二成分的混合工作流体,尤其是,r32为30重量%以上60重量%以下的混合工作流体。

通过使r32在r1123中混合30重量%以上,能够抑制r1123的歧化反应。另外,r32的浓度越高,越能够抑制歧化反应。这是通过缓和r32对氟原子的极化小导致的歧化反应的作用和使r1123和r32因物理特性相似而冷凝、蒸发等相变化时的举动成为一体导致的不均化的反应机会减少作用,能够抑制r1123的歧化反应。

另外,r1123和r32的混合制冷剂在r32为30重量%、r1123为70%的情况下具有共沸点,为了消除温度滑动,能够进行与单一制冷剂相同的处理。即,使r32混合为60重量%以上,温度滑动变大,有可能难以进行与单一制冷剂相同的处理,所以优选使r32在60重量%以下混合。特别是,为了防止不均化,且接近共沸点,所以进一步减小温度滑动,使设备的设计变得容易,所以优选使r32在40重量%以上50重量%以下混合。

表1、表2是表示计算r1123和r32的混合工作流体中的、r32为30重量%以上60重量%以下的混合比例的、制冷循环的压力、温度、压缩机的位移容积相同的情况的制冷能力和循环效率(cop),对r410a和r1123进行了比较的图。

首先,说明表1、表2的计算条件。近年来,为了提高设备的循环效率,进行热交换器的高性能化,在实际的运转状态下,具有冷凝温度降低,蒸发温度上升的倾向,排出温度也具有降低的倾向。因此,考虑实际的运转条件,表1的供冷计算条件对应制冷循环装置100的供冷运转时(室内干球温度27℃、湿球温度19℃、室外干球温度35℃),蒸发温度为15℃,冷凝温度为45℃,压缩机的吸入制冷剂的过热度为5℃,冷凝器出口的过冷却度为8℃。

另外,表2的供暖计算条件为与制冷循环装置100的供暖运转时(室内干球温度20℃、室外干球温度7℃、湿球温度6℃)对应的计算条件,蒸发温度为2℃,冷凝温度为38℃,压缩机的吸入制冷剂的过热度为2℃,冷凝器出口的过冷却度为12℃。

[表1]

[表2]

从表1、表2可知,将r32在30重量%以上60重量%以下混合,由此在供冷和供暖运转时,与r410a相比,制冷能力增加大约20%,循环效率(cop)为94~97%,全球变暖潜势能够降低至r410a的10~20%。

如以上说明的方式,在r1123和r32的2成分系统中,综合考虑防止不均化、温度滑动的大小、供冷运转时、供暖运转时的能力、cop时(即,确定适合于使用后述的压缩机的空气调节设备的混合比例时),优选包含30重量%以上60重量%以下的r32的混合物,进一步优选包含40重量%以上50重量%以下的r32的混合物。

接着,说明构成制冷循环回路的各构成要素。

室内热交换器103、室外热交换器105能够使用翅片管型热交换器、并流型(微管型)热交换器等。此外,不是图1所示的分体型的空气调节机,例如作为室内热交换器103的周围介质使用盐水(将盐水用于居住空间的供冷供暖)的情况下、使用二元式制冷循环的制冷剂的情况下,作为热交换器的方式可以使用双重管热交换器、板式热交换器、管壳式热交换器(未图示)。在该情况下,室内热交换器103可以不对被冷却、加热对象(分体型的空气调节机的情况、室内空气)直接冷却、加热,并不一定配置在室内。

此外,膨胀阀104例如能够使用脉冲电动机驱动方式的电子膨胀阀等。

接着,使用图2说明压缩机102的详情。压缩机102是所谓的密闭型的旋转式压缩机。在密闭容器102g的内部收纳有电动机102e、压缩机构102c,内部被高温高压的排出制冷剂和冷冻机油充满。电动机(电动机)102e是所谓的无刷电动机。电动机102e包括与压缩机构102c连接的转子1021e和设置在转子1021e的周围的定子1022e。

定子1022e被实施三相绕组,在定子1022e上下方向的端部形成线圈端部1023e。而且,三相绕组的端部各自成为引线102i。即,定子1022e具有从三相绕组各自延伸的3根引线102i。3根引线102i的另一端与供电端子102h连接。供电端子102h具有3个端子,各个端子与图1所示的电动机驱动装置115连接。

如图2所示,3根引线102i各自在电动机102e的水平截面上从离开线圈端部1023e的位置延伸。更详细来讲,3根引线102i各自的、定子1022e侧(后述的线圈端部1023e侧)中的相邻的引线102i彼此的间隔,比供电端子102h侧的相邻的引线彼此的间隔大。另外,3根引线102i在电动机102e的水平截面上以转子1021e的旋转中心为中心每隔大致120度配置。

图3是电动机102e的横截面图。电动机102e是所谓的集中卷绕的电动机。定子1022e包括一个齿31和将齿31连接的环状的轭32,与定子1022e的内周部相对地,包括大致圆筒形的转子铁心33和配置在其外周部的永磁铁34的转子1021e以曲柄轴102m为中心可旋转地被保持。永磁铁34通过将不锈钢等非磁性体的环35插入到外周而将外周固定。

此外,永磁铁34的固定方法可以还是用环氧树脂等的粘结剂固定。

另外,作为永磁铁34的配置方法,在上述中,作为将永磁铁34配置在转子铁心33的外周部的构造进行了说明,但是也可以为将永磁铁34配置在转子铁心33的内部的构造(未图示)。

另一方面,定子1022e通过热套于压缩机的壳体而被固定在图2所示的密闭容器102g内部。定子1022e的固定方法不限于此,例如可以通过焊接等的方法固定。

定子1022e的齿31被实施三相绕组,通过后述的电动机驱动装置115的开关元件,在绕组中流过电流以使得在转子1021e产生旋转磁场。旋转磁场能够通过逆变器可变速地产生,在压缩机102的运转刚开始之后等高速、稳定运转时等以低速进行运转。

通过在定子1022e的外周部设置切口、或者槽、孔37,在密闭容器102g与定子1022e之间或者定子1022e其自身上,具有贯通定子1022e的全长的部分,冷冻机油通过该处,进行制冷作用。

通过使电动机102e为集中卷绕的电动机,能够降低绕组电阻,能够大幅降低铜损,并且能够减小电动机全长。

此外,以电动机102e为集中卷绕的电动机进行了说明,但是可以为分布卷绕的电动机。

图4是分布卷绕的电动机102e的横截面图。定子1022e包括多个齿61和将齿61连接的环状的轭62,与定子1022e的内周部相对地,包括大致圆筒形的转子铁心63和配置在其外周部的永磁铁64的转子1021e以曲柄轴102m为中心可旋转地被保持。永磁铁64通过将不锈钢等的非磁性体的环66插入到外周而将外周固定。另面,定子1022e通过热套于压缩机的壳体而被固定在图2所示的密闭容器102g内部。

在定子1022e的外周部设置切口67、或者槽、孔,冷冻机油通过该处,进行制冷作用。

转子1021e是4极,定子1022e的齿数与槽数相等,是12或者24。各槽被实施三相绕组。

此外,转子的极数和定子的槽数可以为6极9槽、6极18槽、4极6槽、8极12槽、10极12槽。

在压缩机102中,从蒸发器流出的低压制冷剂经由四通阀106被吸入管102a吸入,在压缩机构102c中升压。被升压而成为高温高压的排出制冷剂,被从排出消音器102l排出,通过在电动机102e周围形成的间隙(转子1021e与定子1022e间、定子1022e与密闭容器102g间),向排出空间102d流动。之后,从排出管102b排出到压缩机102之外,经由四通阀106,流向冷凝器。

压缩机构102c与电动机102e经由曲柄轴102m连接。在电动机102e中,将从外部电源接收的电力从电能转换为机械(旋转)能。在压缩机构102c中,使用从电动机102e经由曲柄轴102m传递来的机械能,做将制冷剂升压的压缩功。

接着,说明使压缩机102的电动机102e驱动的电动机驱动装置。图5是电动机驱动装置的系统结构图。如图5所示,电动机驱动装置115具有:包括与多个开关元件5a~5f成对的续流二极管6a~6f的逆变器5、速度控制部11、电流控制部12、pwm信号生成部13、感应电压估测部14和转子位置速度估测部15。另外,电动机驱动装置115包括:检测输入到电动机102e的电流的电流检测部9;和作为检测输入到电动机驱动装置115的电压的电压检测部的直流电压检测部10。

来自交流电源1的输入电压被整流电路2整流为直流,该直流电压被逆变器5转换为三相的交流电压,由此,来驱动作为无刷dc电动机的电动机102e。

在电动机驱动装置115中,为了实现被从外部给予的目标速度,速度控制部11通过比例积分控制(以下称为pi控制)来计算电流指令值i*,以使得目标速度ω*与当前的速度ω1(估测转速、即由转子位置速度估测部15估测的估测速度的当前值)的速度误差δω为零。

电流控制部12通过pi控制计算电压指令值v*,以使得基于由速度控制部11计算出的电流指令值i*生成的定子绕组的相电流指令值与从电流检测器7a、7b和电流检测部9获得的电流检测值的电流误差为零。

感应电压估测部14基于由电流检测器7a、7b和电流检测部9检测出的电动机102e的电流检测值、电压指令值v*、由分压电阻8a、8b和直流电压检测部10检测出的逆变器5的直流电压的信息,估测在电动机102e的定子绕组的各相产生的感应电压。

转子位置速度估测部15使用由感应电压估测部14估测出的感应电压估测电动机102e中的转子1021e(参照图2)的磁极位置和速度。基于该估测出的转子磁极位置的信息,在电流控制部12中,为了逆变器5输出电压指令值v*,生成用于驱动开关元件5a~5f的信号,该驱动信号被pwm信号生成部13转换为用于对开关元件5a~5f进行电驱动的驱动信号。通过驱动信号,各开关元件5a~5f进行动作。通过这样的结构,电动机驱动装置115进行无位置传感器正弦波驱动,使压缩机102的电动机102e旋转。

在电动机102e旋转后,转子位置速度估测部15估测转子1021e的速度为零的情况下,电流控制部12停止电压指令值v*的输出。

此外,电动机102e可以为ac电动机。在该情况下,电动机驱动装置115可以替代无位置传感器正弦波驱动而进行矢量控制。而且,转子位置速度估测部15使用由电流检测部9检测出的电流值,估测转子1021e的速度。或者,转子位置速度估测部15使用由感应电压估测部14估测出的感应电压估测转子1021e的磁极位置和速度。

电动机驱动装置115包括电流变化率运算部(未图示)、直流电压变化率计算部(未图示)、和存储部(未图示)。

由电流检测部9检测出的电流值依次存储在存储部中。电流变化率运算部根据由电流检测部9检测出的电流值i和存储在存储部中的规定时间前的电流值ia,计算电流值的变化率δi。而且,当电流值的变化率δi在规定值δi0以上时,电流控制部12停止电压指令值v*的输出。

规定值δi0可以为预先设定的一定值,而可以如图6所示,以至高压侧压力的规定值ph1为止为一定值,在规定值ph1以上则为高压侧压力越变高、越减小规定值δi0的方式设定的阈值。即,在存储部将预先设定的、高压侧压力越高越变小的规定值δi0作为相关函数、表存储,电流值的变化率δi为与高压侧压力检测部116(参照图1)检测的压力相应的规定值δi0以上时,电流控制部12停止电压指令值v*的输出。

此外,也可以替代使用电流检测部9的检测值的变化率δi,使用直流电压检测部10的检测值的变化率δv。即,由直流电压检测部10检测的电压值v依次存储在存储部中。直流电压变化率运算部根据由直流电压检测部10检测出的电压值v和存储在存储部中的规定时间前的直流电压值va,计算直流电压值的变化率δv。而且,当直流电压值的变化率δv小于规定值δv0时,电流控制部12停止电压指令值v*的输出。在该情况下,,规定值δv0可以如图7所示,以至高压侧压力的规定值ph1为止为一定值,在规定值ph1以上则为高压侧压力越变高、越增大规定值δi0的方式设定的阈值。

在本实施方式的制冷循环装置中,说明能够成为歧化反应发生的原因的现象。

容易发生歧化反应的条件是制冷剂过度在高温高压下的条件。在这样的高温高压下的制冷剂气氛下,被施加高能源时,成为发生反应的起点。因此,为了抑制歧化反应,避免制冷剂过度在高温高压的气氛下,或者,需要避免施加高温高压的在制冷剂气氛下的高能源。

在本实施方式那样的制冷循环装置中,考虑发生上述的现象的状况。首先,考虑制冷剂过度成为高温高压的状况。

当考虑室内或者室外送风风扇导致的状况时,考虑在制冷剂成为高压的冷凝器侧送风风扇并不充足工作而给送风带来障碍的结果,不进行从制冷剂向空气的散热的情况。

具体而言,作为给送风带来障碍的状况,可以预想冷凝器侧的送风风扇异常停止的情况、由冷凝器的送风风扇驱动的空气的送风路径被障碍物堵塞的情况等。在冷凝器中不进行来自制冷剂的散热时,冷凝器内的制冷剂温度、压力过度上升。

另一方面,作为制冷剂侧导致的状况,存在因制冷剂配管的一部分破损而制冷剂配管堵塞的情况。另外,在设置作业和维护作业中,存在因制冷剂配管的抽真空不足等的原因,水分(水蒸气、雨天时作业等、存在于空气中的水分因抽真空不足而残留在管内的情况等)、碎片等残留物(配管设置作业时残留有因配管切断而产生的碎片情况等)残留、堆积在配管、膨胀阀104等构成制冷循环回路的组件,将电路堵塞的情况。而且,可以考虑在设置作业中的二通阀109、三通阀108的忘记打开导致的电路堵塞、泵吸运转时的运转停止忘记等(参照图1)。

在压缩机102的运转中制冷循环回路堵塞时,从压缩机102的排出部至制冷循环回路的堵塞部的制冷剂压力、温度过度上升。

如之前说明的方式,容易发生歧化反应的条件为过度的高温高压下的条件,所以上述状况成为歧化反应发生的原因。

为了确保安全性,需要即使在发生上述那样的状况的情况下也不发生歧化反应、或者即使在发生了反应的情况下也将装置的破损防止在最小限度的对策。

接着,考虑在制冷循环装置内被施加高能源的状况。

是不在规定的运转条件下的状态、即因上述的冷凝器侧的送风风扇停止、制冷循环回路的堵塞等而排出压力(制冷循环的高压侧)过度上升的状态、发生压缩机102的压缩机构102c的滑动部与异物的咬合的状态等。在上述的状态下,当电动机从电能向机械能转换时,超过能够向压缩机构传递的能量的上限值,压缩机构在其以上不能够做将制冷剂升压的压缩功,即发生所谓的压缩机102的锁定异常(参照图2)。

在该状态下,当继续向压缩机102供给电力时,向构成压缩机102的电动机102e过度供给电力,电动机102e异常发热。其结果是,构成电动机102e的定子1022e的绕组的绝缘体破损,绕组的导线彼此直接接触,发生被称为层间短路(layershort)的现象。层间短路在制冷剂气氛下,是产生高能的现象(放电现象),所以会成为歧化反应的起点。

除了该层间短路以外,当向电动机102e过度供给电力时,存在向电动机102e供给电力的引线、供电端子的绝缘体破损而发生短路的危险,上述部位的短路也成为歧化反应的起点。

但是,在本实施方式中,电动机102e包括具有永磁铁的转子1021e。转子具有永磁铁的电动机的电动机效率高,能够减轻热损失。因此,能够抑制电动机102e的过度的温度上升。因此,能够抑制歧化反应的发生或进行。

另外,伴随电动机效率提高,能够减少三相绕组的匝数,所以能够减小线圈端部的体积。由此,能够使在线圈端部1023e容易发生的层间短路变得不容易发生,能够抑制歧化反应的发生或进行。

并且,电动机102e优选是集中卷绕的电动机。通过采用集中卷绕,能够进一步减小线圈端部,所以使在线圈端部容易发生的层间短路变得不容易发生,能够抑制歧化反应的发生或进行。因此,能够进一步抑制歧化反应的发生或进行。

另外,永磁铁优选为钕磁铁。由此,与其它的磁铁相比,钕磁铁的磁力大,所以能够减少三相绕组的匝数。其结果是,能够减小线圈端部1023e的体积,所以能够使在线圈端部1023e容易发生的层间短路变得不容易发生。因此,能够抑制歧化反应的发生或进行。

另外,3根引线102i各自保持供电端子102h各自的引线102i的间隔以上的距离,从线圈端部1023e向供电端子102h延伸,所以密闭容器102g内的引线102i彼此的间隔变大,所以能够使层间短路变得不容易发生,能够抑制歧化反应的发生或进行。

另外,转子位置速度估测部15通过向电动机102e输入的电流、或者转子1021e的磁极位置的信息,来检测转子1021e是否正在旋转。然后,在压缩机102的旋转后,在目标速度ω*不是零的状态且估测转子1021e的估测转速为零即转子1021e不旋转时,电流控制部12停止电压指令值v*的输出。

即,在压缩机102启动后,至具有向压缩机102的停止指示为止的期间,估测(推定)转子1021e不旋转时,使压缩机102停止。

因此,在电动机102e扭矩不足的状态、即压缩机102的锁定异常的状态下,不存在从电动机驱动装置115向电动机102e过度供给电力的问题。因此,能够防止可能成为歧化反应的起点的向压缩机102供给过度的电力供给,所以能够抑制歧化反应的发生或进行。

另外,当目标速度ω*不是零、电流检测部9的检测值的变化率δi在规定值δi0以上时,电流控制部12停止电压指令值v*的输出。通过使用电流检测部9的检测值的变化率δi,能够检测在发生了层间短路等时的急剧的电流值的上升,所以能够在进行歧化反应前停止从电动机驱动装置115向电动机102e供给电力。

此外,使用上述的电流检测部9的检测值的变化率δi、停止电动机102e的旋转指令的控制,限于在高压侧压力检测部116检测的压力在规定值ph0以上的情况下进行。或者,可以在限于排出温度检测部117检测的温度在规定值td0以上的情况下进行(参照图1)。

由此,能够在容易进行歧化反应的高压下或高温下,阻止歧化反应的进行。因此,安全性提高。另外,在不容易进行歧化反应的条件下,不需要能够防止电动机102e停止。

另外,可以设定成高压侧压力检测部116的检测值越大,规定值δi0越小。由此,能够在容易进行歧化反应的高压下,阻止歧化反应的进行。另外,在不容易进行歧化反应的条件下,不需要能够防止电动机102e停止。

或者,当目标速度ω*不是零、直流电压检测部10的检测值的变化率δv小于规定值δv0时,电流控制部12停止电压指令值v*的输出。通过使用直流电压检测部10的检测值的变化率δv,能够检测在发生了层间短路时的急剧的直流电压值的降低,所以能够在进行歧化反应前停止从电动机驱动装置115向电动机102e供给电力。

此外,使用上述的直流电压检测部10的检测值的变化率δv、停止电动机102e的旋转指令的控制,可以限于在高压侧压力检测部116检测的压力在规定值ph0以上的情况下进行。或者,可以限于在排出温度检测部117检测的温度在规定值td0以上的情况下进行。

由此,能够在容易进行歧化反应的高压下或高温下,阻止歧化反应的进行。因此,安全性提高。另外,在不容易进行歧化反应的条件下,不需要能够防止电动机102e停止。

另外,可以设定成高压侧压力检测部116的检测值越大,规定值δv0越小。由此,能够在容易进行歧化反应的高压下,阻止歧化反应的进行。另外,在不容易进行歧化反应的条件下,不需要能够防止电动机102e停止。

此外,作为抑制歧化反应发生的方案,可以如上述那样在停止向压缩机102供给的电力的同时,将四通阀106切换到均压方向(当供暖运转时切换到供冷运转,当供冷运转时切换到供暖运转)。或者,在停止向压缩机102供给的电力的同时,打开开闭阀113a,经由旁通配管113使压缩机102的排出侧和吸入侧连通。或者,在停止向压缩机102供给的电力的同时,打开安全阀114,将制冷剂放出到外部空间。由此,能够降低制冷循环回路内的高压侧压力,所以能够抑制歧化反应的发生或进行。

此外,压缩机102为旋转式压缩机进行了说明,但是,可以使用其它的形式例如涡旋式、往复式等容积式压缩机、或者离心式压缩机。

如以上说明的那样,本发明包括:将具有电动机的压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器连接而成的制冷循环回路。另外,作为封入到制冷循环回路的制冷剂使用包含1,1,2-三氟乙烯和二氟甲烷的工作流体,且具有驱动电动机的电动机驱动装置,电动机驱动装置具有转速估测部。

由此,电动机驱动装置检测转子的旋转状态,所以在电动机发生了旋转异常的情况下,停止向电动机供给电源。因此,能够防止可能成为制冷剂的歧化反应的起点的向压缩机供给过度的电力。由此,能够抑制制冷剂的歧化反应的发生或进行。

另外,在本发明中,转速估测部根据输入到电动机的电流的检测值估测转速。

另外,在本发明中,电动机可以包括转子和配置在转子的周围的定子,转速估测部基于转子的磁极位置的信息估测转速。

另外,在本发明中,转子可以具有永磁铁。转子具有永磁铁的电动机的电动机效率高,能够减轻热损失。因此,能够抑制电动机的过度的温度上升。另外,伴随电动机效率提高,能够减少绕组的匝数,能够减小线圈端部的体积。由此,能够使在线圈端部容易发生的层间短路变得不容易发生。因此,能够抑制制冷剂的歧化反应的发生或进行。

另外,在本发明中,定子可以是集中卷绕的定子。通过使定子为集中卷绕,能够减小线圈端部,所以能够使在线圈端部容易发生的层间短路变得不容易发生。因此,能够抑制制冷剂的歧化反应的发生或进行。

另外,在本发明中,可以使构成转子永磁铁是钕磁铁。转子具有钕磁铁的电动机的电动机效率高,所以能够抑制电动机的过度的温度上升。能够减少绕组的匝数,所以能够减小线圈端部的体积,所以能够使在线圈端部容易发生的层间短路变得不容易发生。因此,能够抑制制冷剂的歧化反应的发生或进行。

另外,在本发明中,电动机可以包括转子和配置在转子的周围的定子,定子包括具有与供电端子连接的引线的三相绕组,引线的定子侧的相邻的引线彼此的间隔比供电端子侧的相邻的引线彼此的间隔大。

由此,能够增大压缩机内的引线彼此的间隔,所以能够使可能成为制冷剂的歧化反应的起点的层间短路变得不容易发生,能够抑制制冷剂的歧化反应的发生或进行。

另外,在本发明中,电动机驱动装置可以包括检测输入到电动机的电流的电流检测部,在电流检测部的检测值的变化率成为规定值以上的情况下,停止向电动机供给电力。由此,能够在进行制冷剂的歧化反应前停止电力供给。

另外,在本发明中,电动机驱动装置可以包括检测输入到电动机的电压的电压检测部,在电压检测部的检测值的变化率小于规定值的情况下,停止向电动机供给电力。由此,能够在进行制冷剂的歧化反应前停止电力供给。

另外,在本发明中,可以在压缩机的排出部与膨胀阀的入口之间设置有高压侧压力检测部,高压侧压力检测部的检测值越大,越减小规定值。由此,能够更可靠地在进行制冷剂的歧化反应前,停止电力供给。因此,安全性提高。

另外,在本发明中,可以在压缩机的排出部与膨胀阀的入口之间设置有高压侧压力检测部,高压侧压力检测部的检测值越大,越增大规定值。由此,能够更可靠地在进行制冷剂的歧化反应前,停止电力供给。

另外,在本发明中,电动机驱动装置包括检测输入到电动机的电流的电流检测部,检测电动机驱动装置输入到电动机的电流。另外,在高压侧压力检测部的检测值为规定值以上且电流检测部的检测值的变化率在规定值以上的情况下,停止向电动机供给电力。由此,能够更可靠地在进行制冷剂的歧化反应前,停止电力供给。

另外,在本发明中,电动机驱动装置包括检测输入到电动机驱动装置的电压的电压检测部,检测电动机驱动装置输入到电动机的电压。另外,在高压侧压力检测部的检测值为规定值以上且电压检测部的检测值的变化率小于规定值的情况下,停止向电动机供给电力。由此,能够更可靠地在进行制冷剂的歧化反应前,停止电力供给。

产业上的可利用性

如上所述,本发明的制冷循环装置适用于使用包含r1123的工作流体,所以也能够应用于热水器、汽车空调机、冷冻冷藏库、除湿机等用途。

附图标记说明

1交流电源

2整流电路

5逆变器

5a~5f开关元件

6a~6f续流二极管

7a、7b电流检测器

8a、8b分压电阻

9电流检测部

10直流电压检测部

11速度控制部

12电流控制部

13pwm信号生成部

14感应电压估测部

15转子位置速度估测部

31、61齿

32、62轭

33、63转子铁心

34、64永磁铁

35、66环

37孔

67切口

100制冷循环装置

101a室内机单元

101b室外机单元

102压缩机

102a吸入管

102c压缩机构

102d排出空间

102e电动机

102f积油部

102g密闭容器

102h供电端子

102i引线

102j上轴承

102k下轴承

102l排出消音器

102m曲柄轴

1021c压缩室

1021e转子

1022c活塞

1022e定子

1023c缸

1023e线圈端部

103室内热交换器

104膨胀阀

105室外热交换器

106四通阀

107a室内送风风扇

107b室外送风风扇

108三通阀

108a、108b、109二通阀

111a液体管

111b气体管

112配管连接部

113旁通配管

113a开闭阀

114安全阀

115电动机驱动装置

116高压侧压力检测部

117排出温度检测部。

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