JP4765921B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、オイルセパレータを備える冷凍サイクル装置に関する。

従来、特許文献１に、冷媒に混合された圧縮機潤滑用のオイルを分離するオイルセパレータを備える冷凍サイクル装置が開示されている。

この特許文献１の冷凍サイクル装置では、オイルセパレータにて圧縮機吐出冷媒からオイルを分離して、減圧手段であるキャピラリチューブが配置されたオイル通路を介して、分離したオイルを圧縮機吸入側へ戻している。

さらに、特許文献１の冷凍サイクル装置では、圧縮機吐出冷媒の温度と減圧手段出口側のオイル通路内温度との温度差が所定値以上となった場合に、オイルセパレータ内のオイル切れが発生したものと判定し、圧縮機の運転を停止させて、圧縮機のオイル切れ運転による不具合を回避している。
特開２００２−２５７４２６号公報

ところが、特許文献１の冷凍サイクル装置では、サイクルの運転中に、例えば、圧縮機内で発生した金属摩耗粉等が減圧手段に詰まってしまうと、オイルセパレータから圧縮機吸入側へオイルを戻すことができなくなるだけでなく、圧縮機の運転を停止させることもできないので、圧縮機のオイル切れ運転による不具合を回避できない。

その理由は、減圧手段が詰まってしまうと、減圧手段には圧縮機から吐出した気相冷媒も通過できないので、減圧後の冷媒によって減圧手段出口側のオイル通路内温度が低下しにくくなるからである。

さらに、減圧手段出口側のオイル通路内温度がオイル通路の周囲温度まで低下したとしても、周囲温度が高い場合や、圧縮機吐出冷媒温度が低い場合には、温度差が所定値以上に拡大しないので、圧縮機のオイル切れ運転による不具合を回避できない。

本発明は、上記点に鑑み、オイルセパレータから圧縮機吸入側へのオイル戻りの不良を適切に判定することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明では、冷媒を吐出して圧縮する圧縮機（１２）と、冷媒に混合された圧縮機（１２）潤滑用のオイルを圧縮機（１２）吐出冷媒から分離するオイルセパレータ（１５）と、オイルセパレータ（１５）にて分離されたオイルを圧縮機（１２）吸入側へ導くオイル通路（１５ｂ）と、オイル通路（１５ｂ）に配置されてオイルを減圧させる減圧手段（１５ａ）と、減圧手段（１５ａ）下流側のオイル温度（ＴＬ）を検出する第１温度検出手段（３４）と、圧縮機（１２）の吸入冷媒温度（ＴＳ）を検出する第２温度検出手段（３１）と、オイル通路（１５ｂ）を介して圧縮機（１２）吸入側へ戻るオイル戻りの良否を判定する良否判定手段（Ｓ３）とを備え、
圧縮機（１２）吸入側には、圧縮機（１２）へ吸入される冷媒が通過する冷媒吸入配管（２２）が接続されており、オイル通路（１５ｂ）は、冷媒吸入配管（２２）に接続されており、第１温度検出手段（３４）は、オイル通路（１５ｂ）のうち冷媒吸入配管（２２）から熱伝導の影響を受ける範囲内であって、かつ、実際のオイル戻りが不良となったときの温度差が、実際のオイル戻りが良好のときに取りうる温度差よりも小さくなる範囲内として、オイル通路（１５ｂ）のうち冷媒吸入配管（２２）との接続部（Ａ）から３００ｍｍ以内の範囲内に配置されており、
良否判定手段（Ｓ３）は、オイル温度（ＴＬ）から吸入冷媒温度（ＴＳ）を減算した温度差が予め定めた基準温度差（Ｔａ）以下になっているときに、オイル戻りが不良であると判定するようになっている冷凍サイクル装置を特徴とする。

これによれば、オイル温度（ＴＬ）から吸入冷媒温度（ＴＳ）を減算した温度差が、予め定めた基準温度差（Ｔａ）以下になっているときに、良否判定手段（Ｓ３）がオイル戻りの不良を判定するようになっているので、オイル戻りの不良を適切に判定できる。

その理由は、オイル戻りが不良である場合は、減圧手段（１５ａ）下流側に高温のオイルが流れにくくなり、第１温度検出手段（３４）の検出値であるオイル温度（ＴＬ）が圧縮機（１２）吸入側の低圧冷媒温度の影響を受けるからである。

つまり、第１温度検出手段（３４）が低圧冷媒温度の影響を受けると、オイル温度（ＴＬ）としてオイル戻りが良好である場合に対して低い温度が検出され、吸入冷媒温度（ＴＳ）とオイル温度（ＴＬ）との温度差が縮小する。その結果、オイル戻りの不良を適切に判定できる。

従って、本発明のオイル戻り不良には、単に、減圧手段（１５ａ）に詰まりが発生している場合だけでなく、オイル戻り量が圧縮機（１２）を充分潤滑するために必要な量よりも少なくなっている場合も含む。

さらに、第１温度検出手段（３４）が、オイル通路（１５ｂ）のうち冷媒吸入配管（２２）から熱伝導の影響を受ける範囲内であって、かつ、実際のオイル戻りが不良となったときの温度差が、実際のオイル戻りが良好のときに取りうる温度差よりも小さくなる範囲内に配置されているので、確実にオイル戻りの不良を判定できる。

さらに、具体的には、オイル通路（１５ｂ）のうち冷媒吸入配管（２２）から熱伝導の影響を受ける範囲内であって、かつ、実際のオイル戻りが不良となったときの温度差が、実際のオイル戻りが良好のときに取りうる温度差よりも小さくなる範囲内として、第１温度検出手段（３４）は、オイル通路（１５ｂ）のうち冷媒吸入配管（２２）との接続部（Ａ）から３００ｍｍ以内の範囲内に配置されている。また、予め定めた基準温度差（Ｔａ）は、２０℃としてもよい。

また、上述の特徴の冷凍サイクル装置において、圧縮機（１２）の作動を制御する制御手段（３０）を備え、制御手段（３０）は、良否判定手段（Ｓ３）がオイル戻りの不良を判定したときに、圧縮機（１２）を停止させるようになっていてもよい。

これによれば、良否判定手段（Ｓ３）がオイル戻りの不良を判定したときに、制御手段（３０）が圧縮機（１２）を停止させるので、例えば、圧縮機（１２）の圧縮機構の摩耗といった、圧縮機（１２）のオイル切れ運転による不具合を回避して、圧縮機（１２）の製品寿命を向上できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

図１〜４により、本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の冷凍サイクル装置をヒートポンプ空調装置に適用した例の全体構成図である。このヒートポンプ空調装置は、室内へ送風される室内送風空気を冷却して室内を冷房する冷房モードと、室内送風空気を加熱して室内を暖房する暖房モードとを切替可能に構成されている。

まず、このヒートポンプ空調装置は、室外機１０と室内機１１とに大別される。室外機１０は、圧縮機１２および圧縮機１２を駆動するエンジン１３等を有して構成される。圧縮機１２は、冷凍サイクル装置において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、プーリおよびベルトを介してエンジン１３から駆動力が伝達される。従って、圧縮機１２はエンジン１３によって駆動されるエンジン駆動式圧縮機である。

また、本実施形態では、圧縮機１２として、外部からの制御信号によって吐出容量を連続的に可変制御できる周知の斜板式可変容量型圧縮機を採用している。斜板式可変容量型圧縮機は、吐出容量を変更することにより冷媒吐出能力を変更可能に構成されている。

具体的には、空調制御装置３０の制御信号によって制御される電磁式容量制御弁１２ａによって内部に形成された斜板室へ導入させる吸入冷媒と吐出冷媒との割合を調整し、これにより圧縮機１２内部の斜板の傾斜角度を変化させてピストンストロークを変更する。なお、吐出容量とは冷媒の吸入圧縮を行う作動空間の幾何学的な容積であり、ピストンストロークの上死点と下死点との間のシリンダ容積を意味する。

また、斜板式可変容量型圧縮機では、吐出容量を略０％〜１００％の範囲で連続的に変化させることができるので、吐出容量を略０％付近に減少することによって、圧縮機１２を実質的に作動停止状態にすることができる。そこで、本実施形態では、圧縮機１２をプーリおよびベルトを介してエンジン１３に常時連結するクラッチレスの構成としている。

もちろん、可変容量型圧縮機であっても電磁クラッチを介してエンジン１３から動力を伝達できるようにしてもよい。また、圧縮機１２として固定容量型圧縮機を採用する場合は、電磁クラッチにより圧縮機を断続的に作動させて、オンオフ作動の比率を制御する稼働率制御によって冷媒吐出能力を制御してもよい。

エンジン１３は、灯油を燃料とするディーゼルエンジンであり、図示しない始動用スタータ、燃料噴射弁および燃料噴射弁駆動装置を有し、燃料噴射弁駆動装置によって燃料噴射弁の弁開度を変化させて燃料噴射量を制御することで回転数制御される。なお、燃料噴射弁駆動装置は後述する空調制御装置３０の制御信号によって制御される。

圧縮機１２吐出口側には、オイルセパレータ１５が接続されている。オイルセパレータ１５は、冷媒に混合された圧縮機１２潤滑用のオイルを圧縮機１２吐出冷媒から分離するものである。なお、オイルセパレータ１５にて分離されたオイルは、減圧手段であるキャピラリチューブ１５ａが配置されたオイル通路１５ｂを介して圧縮機１２吸入側へ戻るようになっている。

このオイルセパレータ１５としては、鉛直方向に延びる円筒状のタンク内に邪魔板を配置して、邪魔板に圧縮機１２吐出冷媒を当てることによって密度の異なる気相冷媒とオイルとを分離する方式、また、圧縮機１２吐出冷媒をタンク内壁に沿って流入させて遠心力によって気相冷媒とオイルとを分離する方式など、種々の方式のものを採用できる。

また、オイル通路１５ｂは、オイルセパレータ１５にて分離されたオイルを圧縮機１２吸入側へ導く機能を果たす。さらに、減圧手段は、キャピラリチューブ１５ａに限定されず、オリフィス等の固定絞りを採用してもよい。なお、圧縮機１２、オイルセパレータ１５、オイル通路１５ｂおよび後述する冷媒吸入配管２２との接続関係の詳細については後述する。

オイルセパレータ１５の気相冷媒出口１５ｃには、流路切替手段である電気式四方弁１６が接続されている。電気式四方弁１６は、圧縮機１２吐出口側と後述する室外熱交換器１７との間および室内機１１と圧縮機１２吸入口側との間を同時に接続する回路（図１の実線矢印で示す回路）と、圧縮機１２吐出口側と室内機１１との間および室外熱交換器１７と圧縮機１２吸入口側との間を同時に接続する回路（図１の破線矢印で示す回路）とを切り替えるものである。

そして、電気式四方弁１６が、上記の如く、流路を切り替えることによって、後述する冷房モードおよび暖房モードにおける冷媒流路が切り替えられる。この電気式四方弁１６も後述する空調制御装置３０の出力信号によって制御される。

次に、図１の実線矢印で示す回路のように、冷房モードにおける圧縮機１２吐出口側には、電気式四方弁１６を介して、室外熱交換器１７が接続されている。室外熱交換器１７は冷媒と室外ファン１７ａによって送風された室外空気とを熱交換させるもので、本実施形態では、フィンアンドチューブ式の熱交換器を採用している。

また、室外ファン１７ａはモータ１７ｂによって駆動される電動ファンである。なお、モータ１７ｂは後述する空調制御装置３０から出力される制御電圧によって回転駆動される。

室外熱交換器１７の他端側には、室外側可変絞り弁１８が接続されている。室外側可変絞り弁１８は、後述する空調制御装置３０から出力される制御信号によって冷媒通路面積を変化させて冷媒を減圧膨張させるものである。また、この室外側可変絞り弁１８は、全開時（冷媒通路面積最大時）には減圧作用を発揮することなく、単に冷媒通路として機能するようになっている。

室外側可変絞り弁１８の他端側には、レシーバ１９が接続されている。レシーバ１９は、気相冷媒と液相冷媒を分離してサイクル内の余剰液相冷媒を溜める気液分離器である。レシーバ１９の他端側は、第１接続ポート２０ａを介して、室内機１１に接続される。

なお、第１接続ポート２０ａは、室外機１０と室内機１１とを接続するためのコネクタである。また、室内機１１は、第２接続ポート２０ｂを介して、室外機１０の電気式四方弁１６にも接続されている。この第２接続ポート１７ｂも第１接続ポート２０ａと同様の構成である。さらに、電気式四方弁１６には、アキュムレータ２１が接続されている。

アキュムレータ２１は、気相冷媒と液相冷媒を分離して余剰液相冷媒を溜める気液分離器であり、アキュムレータ２１の気相冷媒出口は、冷媒吸入配管２２を介して、圧縮機１２冷媒吸入口に接続されている。

次に、室内機１１の詳細について説明する。本実施形態では、室内機１１は２台の室内機ユニット１１ａ、１１ｂを備えている。また、室内機ユニット１１ａは室内熱交換器２３ａ、室内側可変絞り弁２４ａ、室内ファン２５ａおよびモータ２６ａを有している。

室内熱交換器２３ａは室内ファン２５ａによって送風された室内送風空気と冷媒を熱交換させるもので、利用側熱交換器を構成する。室内ファン２５ａはモータ２６ａによって駆動される電動ファンである。なお、モータ２６ａは後述する空調制御装置３０から出力される制御電圧によって回転数制御される。

室内側可変絞り弁２４ａは、後述する空調制御装置３０から出力される制御信号によって冷媒通路面積を変化させて冷媒を減圧膨張させるものである。また、この室内側可変絞り弁２４ａは、全開時（冷媒通路面積最大時）には減圧作用を発揮することなく、単に冷媒通路として機能するようになっている。

また、室内機ユニット１１ｂは、室内熱交換器２３ｂ、室内側可変絞り弁２４ｂ、室内ファン２５ｂおよびモータ２６ｂを有し、室内機ユニット１１ａと全く同様の構成になっている。なお、本実施形態では、室内機ユニット１１ａ、１１ｂの２台を室外機１０に対して並列に接続しているが、３台以上の複数の室内機ユニットを並列接続してもよいし、１台のみを接続してもよい。

次に、図２により、圧縮機１２、オイルセパレータ１５、オイル通路１５ｂおよび後述する冷媒吸入配管２２との接続関係の詳細について説明する。前述の如く、アキュムレータ２１の気相冷媒出口と圧縮機１２冷媒吸入口は、冷媒吸入配管２２を介して接続されている。

そして、この冷媒吸入配管２２には、圧縮機１２の吸入冷媒温度ＴＳを検出する吸入冷媒温度センサ３１が配置されている。また、圧縮機１２吐出口側とオイルセパレータ１５入口側を接続する冷媒配管には、圧縮機１２の吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出冷媒温度センサ３２が配置されている。

オイルセパレータ１５の気相冷媒出口１５ｃには、電気式四方弁１６が接続され、オイルセパレータ１５の鉛直方向下方側に設けられたオイル出口１５ｄには、オイル通路１５ｂが接続されている。また、オイル通路１５ｂの他端側は、冷媒吸入配管２２の接続部Ａに接続されている。

オイル通路１５ｂに設けられたキャピラリチューブ１５ａは、オイル通路１５ｂを通過するオイルを減圧させるもので、圧縮機１２吸入側と吐出側との圧力差、すなわちキャピラリチューブ１５ａ上流側と下流側との圧力差、および、キャピラリチューブ１５ａの減圧作用によって、オイルセパレータ１５側から圧縮機１２吸入側へ適切な量のオイルが供給されるようになっている。

さらに、キャピラリチューブ１５ａのオイル流れ方向上流側には、キャピラリチューブ１５ａへ流入するオイル温度ＴＨを検出する流入オイル温度センサ３３が配置され、下流側には、キャピラリチューブ１５ａから流出したオイル温度ＴＬを検出する流出オイル温度センサ３４が配置される。

なお、これらの温度センサ３１〜３４としては、配管表面温度を検出するサーミスタを採用できる。また、本実施形態では、流出オイル温度センサ３４が第１温度検出手段となり、吸入冷媒温度センサ３１が第２温度検出手段となる。

さらに、流出オイル温度センサ３４は、オイル通路１５ｂのうち冷媒吸入配管２２から熱伝導の影響を受ける範囲内であって、かつ、実際のオイル戻りが不良となったときのオイル温度ＴＬから吸入冷媒温度ＴＳを減算した温度差が、実際のオイル戻りが良好のときに取りうる温度差よりも小さくなる範囲内に配置されている。

この範囲について、図３により具体的に説明する。図３は、オイル通路１５ｂと冷媒吸入配管２２との接続部Ａからオイル通路１５ｂのうち流出オイル温度センサ３４が配置される部位までの距離Ｌ（図２参照）と、温度差との関係を示すグラフである。

また、図３における条件１は、通常運転時に対して、サイクルに要求される冷凍能力が多くなる高負荷運転条件を示し、条件２はサイクルに要求される冷凍能力が小さくなる低負荷運転条件を示している。さらに、条件１、２のうち実線はキャピラリチューブ１５ａに詰まりが発生しておらず、オイル戻りが良好である場合を示し、破線はキャピラリチューブ１５ａに詰まりが発生して、オイル戻りが不良である場合を示している。

図３によれば、条件１、２のいずれの場合も、温度差は距離Ｌの縮小に伴って小さくなっている。これは、距離Ｌの縮小に伴って、流出オイル温度センサ３４が圧縮機１２吸入側の低圧冷媒温度の影響を受けやすくなり、オイル温度ＴＬとして低い値が検出されるからである。

さらに、オイル戻りが良好の場合、距離Ｌが変化しても条件１では４５℃以上となり、条件２では２５℃以上となっている。一方、オイル戻りが不良の場合は、条件１、２のいずれにおいても、距離Ｌが３００ｍｍ以下になると、温度差は２０℃以下となる。

これは、オイル戻りが不良になると、キャピラリチューブ１５ａ下流側に高温のオイルが通過しなくなり、流出オイル温度センサ３４が、より一層、低圧冷媒温度の影響を受けやすくなるからである。そのため、オイル戻りが不良の場合は、オイル戻りが良好の場合に対して温度差が小さくなる。

また、前述の如く、オイル戻りが良好であれば、いずれの条件においても、距離Ｌの値にかかわらず、温度差は２５℃以上となるので、温度差が２５℃より低い場合は、オイル戻りが不良になっていることを意味する。

そこで、本実施形態では、温度センサの測定誤差等を考慮して、温度差が２０℃以下となったときにオイル戻りが不良であると判定することとし、いずれの条件においても、オイル戻りが不良となったときに温度差が２０℃以下となる範囲、すなわち、距離Ｌが３００ｍｍ以下となる範囲（具体的には、距離Ｌ＝１５０ｍｍの部位）に流出オイル温度センサ３４を配置している。

次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。空調制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って前述の空調機器群へ制御信号を出力する。

空調制御装置３０の入力側には、上述した温度センサ３１〜３４他のセンサ群およびリモコン操作機３５が接続され、センサ群の検出信号およびリモコン操作器３５の操作信号が入力される。

リモコン操作器３５には、室内機１１の空調対象となる室内空気温度を設定する温度設定スイッチ、室内ファン２５ａ、２５ｂの風量を切り替える風量切替スイッチ、室内吹出空気の吹出方向を切り替える風向切替スイッチ、サイクルの冷房暖房モードを切り替える冷房暖房切替スイッチなどの複数の操作スイッチ、および作動表示部（いずれも図示せず）が設けられている。

空調機器群としては、上述の電磁式容量制御弁１２ａ、電気式四方弁１６、室外ファン１７ａ用のモータ１７ｂ、室外側可変絞り弁１８、室内側可変絞り弁２４ａ、２４ｂ、室内ファン２５ａ、２５ｂ用のモータ２６ａ、２６ｂ等が接続されている。従って、空調制御装置３０は圧縮機１２の作動を制御する制御手段としての機能も有する。

次に、上述の構成において本実施形態の作動について説明する。まず、通常時の冷房モードの作動について説明する。冷房モードはリモコン操作器３５の冷房暖房切替スイッチが冷房側に切り替えられると開始される。

冷房モードでは、空調制御装置３０が、電気式四方弁１６が冷媒流路を図１の実線矢印で示す回路側に切り替え、室外側可変絞り弁１８が全開状態となり、室内側可変絞り弁２４ａ、２４ｂが冷媒を減圧膨張させる絞り状態となる。

具体的には、電気式四方弁１６は、図１の実線に示すように、圧縮機１２吐出口側と室外熱交換器１７との間および室内機１１と圧縮機１２吸入口側との間を同時に接続するように切り替える。従って、圧縮機１２から吐出された高温高圧の気相冷媒は電気式四方弁１６を通過して室外熱交換器１７へ流入する。

室外熱交換器１７に流入した冷媒は、室外ファン１７より送風された室外空気と熱交換して凝縮する。また、冷房モードでは室外側可変絞り弁１８が全開状態となっているので、室外側可変絞り弁１８は単なる冷媒通路として機能する。そのため、室外熱交換器１７から流出した冷媒は減圧されることなくレシーバ１９へ流入する。

レシーバ１９から流出した液相冷媒は、室内機１１へ流出する。室内機１１へ流入した液相冷媒は、室内側可変絞り弁２４ａ、２４ｂにおいて減圧される。ここで、空調制御装置３０は、例えば、冷房モードにおける室内熱交換器２３ａ、２３ｂの出口冷媒圧力が目標冷媒圧力となるように、室内側可変絞り弁２４ａ、２４ｂを制御する。

室内側可変絞り弁２４ａ、２４ｂにおいて減圧された冷媒は、室内熱交換器２３ａ、２３ｂに流入し、室内ファン２５ａ、２５ｂにより送風された室内空気と熱交換して蒸発する。これにより、室内ファン２５ａ、２５ｂにより送風された空気が冷却されて室内へ吹き出し、室内の冷房が行われる。

そして、室内熱交換器２３ａ、２３ｂから流出した冷媒は、室外機１０へ流入し、電気式四方弁１６を介して、アキュムレータ２１へ流入し、再び圧縮機１２に吸入される。上記の如く、冷房モードでは、図１の実線矢印方向に冷媒が流れる冷凍サイクルを構成し、室外熱交換器１７を凝縮器として作用させ、室内熱交換器２３ａ、２３ｂを蒸発器として作用させて、室内空気の冷房を行っている。

次に、通常時の暖房モードの作動について説明する。暖房モードはリモコン操作器３５の冷房暖房切替スイッチが暖房側に切り替えられると開始される。暖房モードでは、空調制御装置３０が、電気式四方弁１６が冷媒流路を図１の破線矢印で示す回路側に切り替え、室外側可変絞り弁１８が冷媒を減圧膨張させる絞り状態となり、室内側可変絞り弁２４ａ、２４ｂが全開状態となる。

具体的には、電気式四方弁１６は、図１の破線で示すように、圧縮機１２吐出口側と室内機１１との間および室外熱交換器１７と圧縮機１２吸入口側との間を同時に接続するように切り替える。従って、圧縮機１２から吐出された高温高圧の気相冷媒は電気式四方弁１６を通過して室内機１１へ流入する。

室内機１１側に流入した冷媒は室内熱交換器２３ａ、２３ｂにおいて室内ファン２５ａ、２５ｂより送風された室内空気と熱交換して凝縮する。これにより、室内ファン２５ａ、２５ｂより送風された空気が加熱されて室内へ吹き出し、室内の暖房が行われる。

また、暖房モードでは室内側可変絞り弁２４ａ、２４ｂが全開状態となっており、単なる冷媒通路として機能するので、冷媒は減圧されることなく室内機１１から流出する。室内機１１から流出して室外機１０へ流入した冷媒は、レシーバ１９へ流入する。レシーバ１９から流出した液相冷媒は、室外側可変絞り弁１８へ流入する。

室外側可変絞り弁１８へ流入した液相冷媒は、室外側可変絞り弁１８において減圧される。ここで、空調制御装置３０は、例えば、暖房モードにおける室外熱交換器１７の出口冷媒圧力が目標冷媒圧力となるように室外側可変絞り弁１８を制御する。

室外側可変絞り弁１８において減圧された冷媒は、室外熱交換器１７に流入し、室外ファン１７ａにより送風された室外空気と熱交換して蒸発する。そして、室外熱交換器１７から流出した冷媒は、電気式四方弁１６を介して、アキュムレータ２１へ流入し、再び圧縮機１２に吸入される。

上記の如く、暖房モードでは、図１の破線矢印方向に冷媒が流れるサイクルを構成し、室内熱交換器２３ａ、２３ｂを凝縮器として作用させ、室外熱交換器１７を蒸発器として作用させて、室内空気の暖房を行っている。

さらに、本実施形態のヒートポンプ空調装置では、空調制御装置３０が、冷房モードおよび暖房モードの双方の運転モードにおいて、オイルセパレータ１５から圧縮機１２吸入側へのオイル戻りが不良になっている場合に圧縮機１２を停止させる圧縮機停止制御を行っている。

この圧縮機停止制御については、図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、図４の制御ルーチンは、冷房モードまたは暖房モードの通常運転時に実行されるメイン制御ルーチンのサブルーチンとして実行されるものである。

まず、ステップＳ１で冷房モードまたは暖房モードの運転が開始されてから１０分以上経過しているか否かを判定する。これは、運転開始時から温度センサ３１〜３４の検出値が安定するまでの時間を待つためのステップである。従って、ステップＳ１で冷房モードまたは暖房モードの運転が開始されてから１０分以上経過していない場合は、メイン制御ルーチンへ戻る。

一方、ステップＳ１で冷房モードまたは暖房モードの運転が開始されてから１０分以上経過している場合は、ステップＳ２へ進み、吸入冷媒温度センサ３１の検出値である吸入冷媒温度ＴＳおよび流出オイル温度センサ３４の検出値であるオイル温度ＴＬを読み込む。

次に、ステップＳ３にて、オイル温度ＴＬから吸入冷媒温度ＴＳを減算した温度差が基準温度差Ｔａ以下になっているか否かを判定する。ステップＳ３で温度差が基準温度差Ｔａ以下になっている場合は、オイル戻りが不良であると判定して、ステップＳ４に進む。一方、ステップＳ３で温度差が基準温度差Ｔａ以下になっていない場合は、オイル戻りが良好であると判定してメイン制御ルーチンへ戻る。

従って、本実施形態では、このステップＳ３がオイル戻りの良否を判定する良否判定手段となる。なお、本実施形態では、前述の如く、距離Ｌを１５０ｍｍとしているので、ステップＳ３の基準温度差Ｔａを２０℃としている。そして、ステップＳ４では、圧縮機１２の作動を停止させて、ヒートポンプ空調装置のシステムを停止させる。

本実施形態では、上記の如く、温度差が基準温度差Ｔａ以下になっているときに、オイル戻りの不良を判定するようになっているので、キャピラリチューブ１５ａの詰まりが発生している場合のオイル戻りの不良を適切に判定できる。

さらに、オイル戻りが不良の場合は、空調制御装置３０が圧縮機１２を停止させるので、例えば、圧縮機１２の圧縮機構の摩耗といった、圧縮機１２のオイル切れ運転による不具合を回避して、圧縮機１２の製品寿命を向上できる。

また、本実施形態では、基準温度差Ｔａを上述の如く２０℃と設定しているが、オイル戻り量が圧縮機１２を充分潤滑するために必要な量よりも少なくなっている場合の温度差に基づいて基準温度差Ｔａを決定すれば、キャピラリチューブ１５ａに詰まりが発生している場合のみならず、オイル戻り量が圧縮機１２を充分潤滑するために必要な量よりも少なくなっている場合のオイル戻りの不良についても適切に検出できる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、灯油を燃料とするディーゼルエンジンを採用しているが、ガソリン、天然ガスやプロパンガス、軽油、水素等を燃料とする他の形式のエンジンを採用してもよい。さらに、暖房モードにおいて、エンジンを冷却するエンジン冷却水の廃熱を室外熱交換器１７下流側冷媒に吸熱させる冷媒加熱器を設けて、エンジン廃熱を回収するようにしてもよい。

（２）上述の実施形態では、オイル温度ＴＬから吸入冷媒温度ＴＳを減算した温度差が基準温度差Ｔａ以下になっているか否かを判定しているが、この温度差を算出するために、他のパラメータを採用してもよい。例えば、吸入冷媒温度ＴＳと相関関係を有する吸入冷媒圧力ＰＳから吸入冷媒温度ＴＳを算出して用いることができる。

また、上述の実施形態のように、オイル温度ＴＬおよび吸入冷媒温度ＴＳに基づいてオイル戻りの良否を判定する場合は、吐出冷媒温度センサ３２および流入オイル温度センサ３３を設けなくてもオイル戻りの良否を適切に判定できる。

（３）上述の実施形態では、圧縮機１２として、エンジン駆動式圧縮機を採用しているが、圧縮機１２として電動モータで駆動される電動圧縮機を採用してもよい。

（４）上述の実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置を熱交換対象流体が室内送風空気であるヒートポンプ空調装置に適用したが、熱交換対象流体が水である給湯装置等に適用してもよい。また、空調対象空間が車室となる車両用空調装置に適用してもよい。さらに、冷房モードと暖房モードとを切替可能に構成されていない冷房装置や冷蔵・冷凍装置等に適用してもよい。

一実施形態のヒートポンプ空調装置の全体構成図である。 一実施形態のヒートポンプ空調装置の要部の構成図である。 距離Ｌと温度差との関係を示すグラフである。 一実施形態の空調制御装置の制御の要部を示すフローチャートである。

符号の説明

１２…圧縮機、１５…オイルセパレータ、１５ａ…キャピラリチューブ、
１５ｂ…オイル通路、２２…冷媒吸入配管、３１…吸入冷媒温度センサ、
３４…流出オイル温度センサ。

Claims (3)

1. 冷媒を吐出して圧縮する圧縮機（１２）と、
   前記冷媒に混合された前記圧縮機（１２）潤滑用のオイルを前記圧縮機（１２）吐出冷媒から分離するオイルセパレータ（１５）と、
   前記オイルセパレータ（１５）にて分離された前記オイルを前記圧縮機（１２）吸入側へ導くオイル通路（１５ｂ）と、
   前記オイル通路（１５ｂ）に配置されて前記オイルを減圧させる減圧手段（１５ａ）と、
   前記減圧手段（１５ａ）下流側のオイル温度（ＴＬ）を検出する第１温度検出手段（３４）と、
   前記圧縮機（１２）の吸入冷媒温度（ＴＳ）を検出する第２温度検出手段（３１）と、
   前記オイル通路（１５ｂ）を介して前記圧縮機（１２）吸入側へ戻るオイル戻りの良否を判定する良否判定手段（Ｓ３）とを備え、
   前記圧縮機（１２）吸入側には、前記圧縮機（１２）へ吸入される冷媒が通過する冷媒吸入配管（２２）が接続されており、
   前記オイル通路（１５ｂ）は、前記冷媒吸入配管（２２）に接続されており、
   前記第１温度検出手段（３４）は、前記オイル通路（１５ｂ）のうち前記冷媒吸入配管（２２）から熱伝導の影響を受ける範囲内であって、かつ、実際のオイル戻りが不良となったときの前記温度差が、実際のオイル戻りが良好のときに取りうる前記温度差よりも小さくなる範囲内として、前記オイル通路（１５ｂ）のうち前記冷媒吸入配管（２２）との接続部（Ａ）から３００ｍｍ以内の範囲内に配置されており、
   前記良否判定手段（Ｓ３）は、前記オイル温度（ＴＬ）から吸入冷媒温度（ＴＳ）を減算した温度差が予め定めた基準温度差（Ｔａ）以下になっているときに、前記オイル戻りが不良であると判定するようになっていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記予め定めた基準温度差（Ｔａ）は、２０℃であ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。
3. 前記圧縮機（１２）の作動を制御する制御手段（３０）を備え、
   前記制御手段（３０）は、前記良否判定手段（Ｓ３）が前記オイル戻りの不良を判定したときに、前記圧縮機（１２）を停止させるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。

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