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制冷循環(huán)裝置的制作方法

文檔序號:12286626閱讀:440來源:國知局
制冷循環(huán)裝置的制作方法

本發(fā)明涉及使用含有R1123的工作流體的制冷循環(huán)裝置。



背景技術(shù):

通常,制冷循環(huán)裝置根據(jù)需要由壓縮機、四通閥、散熱器(或冷凝器)、毛細(xì)管或膨脹閥等減壓器、蒸發(fā)器等構(gòu)成。而且,通過將這些部件進(jìn)行配管連接構(gòu)成制冷循環(huán)回路,使制冷劑在配管的內(nèi)部循環(huán),而進(jìn)行冷卻或加熱作用。

在此,作為制冷循環(huán)裝置的制冷劑,通常已知由稱為氟里昂類的甲烷或乙烷衍生的鹵代烴。通常,氟里昂類記載為R○○或R○○○,但根據(jù)美國ASHRAE34標(biāo)準(zhǔn)被限定。因此,以下,將氟里昂類記載為R○○或R○○○進(jìn)行說明。

作為現(xiàn)有的制冷循環(huán)裝置用的制冷劑,大多使用R410A。但是,R410A的地球溫暖化系數(shù)(Global-Warming Potential;以下,簡稱為“GWP”)大到1730,從防止地球溫暖化的觀點來看存在問題。

因此,作為GWP較小的制冷劑,例如,提出了R1123(1,1,2-三氟乙烯)及R1132(1,2-二氟乙烯)(例如,參照專利文獻(xiàn)1或?qū)@墨I(xiàn)2)。

但是,與現(xiàn)有的制冷劑即R410A等相比,R1123及R1132的穩(wěn)定性低。因此,制冷劑在生成有自由基的情況下,可能通過不均化反應(yīng)變化成其它化合物。不均化反應(yīng)伴隨大量的熱放出,因此,由于異常發(fā)熱,可能降低壓縮機及制冷循環(huán)裝置的可靠性。因此,在將R1123及R1132用于壓縮機或制冷循環(huán)裝置的情況下,需要抑制上述不均化反應(yīng)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:國際公開第2012/157764號

專利文獻(xiàn)2:國際公開第2012/157765號



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供一種制冷循環(huán)裝置,即使使用含有R1123的工作流體,也可抑制不均化反應(yīng)。

即,本發(fā)明提供一種制冷循環(huán)裝置,具備將壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器連接的制冷循環(huán)回路。另外,作為封入制冷循環(huán)回路的制冷劑,使用含有1,1,2-三氟乙烯(R1123、1,1,2-trifluoroethylene)和二氟甲烷(R32、difluoromethane)的工作流體。而且,具有控制膨脹閥的開度以使制冷劑在壓縮機的吸入部成為二相的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)該結(jié)構(gòu),以工作流體不會在過度的過熱狀態(tài)(異常發(fā)熱狀態(tài))下進(jìn)入壓縮機的主體的方式進(jìn)行控制。由此,防止工作流體的壓縮機排出溫度過度上升,并防止工作流體內(nèi)的R1123的分子運動活躍化。其結(jié)果,抑制含有R1123的工作流體的不均化反應(yīng),可實現(xiàn)具有較高的可靠性的制冷循環(huán)裝置。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖;

圖2是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖;

圖3是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖;

圖4是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖;

圖5是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖;

圖6是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖;

圖7是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖;

圖8是構(gòu)成本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的配管接頭的概略結(jié)構(gòu)圖;

圖9是本發(fā)明實施方式2的制冷循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖;

圖10是本發(fā)明實施方式3的制冷循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖;

圖11是說明本發(fā)明實施方式4的制冷循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖;

圖12是說明本發(fā)明實施方式4的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖;

圖13是說明本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖;

圖14是構(gòu)成本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的壓縮機的概略結(jié)構(gòu)圖;

圖15是說明本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的控制的流程圖;

圖16是說明本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的變形例1的控制的流程圖;

圖17是本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的變形例1的溫度檢測部的動作概要圖;

圖18是說明本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的變形例2及變形例3的控制的流程圖;

圖19是說明本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的變形例4的控制的流程圖。

符號說明

1、20、30、40、50 制冷循環(huán)裝置

2、502 壓縮機

2a、3a、4a 入口

2b、3b、4b、5b 出口

3 冷凝器

4、504 膨脹閥

5 蒸發(fā)器

6 制冷劑配管

7a、7b 流體機械

8 等溫線

9 飽和液線(飽和蒸氣線)

10a 冷凝溫度檢測部

10b 冷凝器出口溫度檢測部

10c 蒸發(fā)溫度檢測部

10d 吸入溫度檢測部

10e 第一介質(zhì)溫度檢測部

10f 第二介質(zhì)溫度檢測部

11 擴(kuò)張聯(lián)管(flare-type union)

12 密封件

13、513 旁通流路

13a、513a 旁通開閉閥

14、514安全閥(relief valve、泄放閥)(大氣開放部)

15a 高壓側(cè)壓力檢測部

15b 低壓側(cè)壓力檢測部

16 周圍介質(zhì)的流路

17 配管接頭

50a、50b、50c、50d 流程圖

501a 室內(nèi)機單元

501b 室外機單元

502a 吸入管

502b 排出管

502c 壓縮機構(gòu)

502d 排出空間

502e 電動機

502h 供電端子

502i 引線

502g 密閉容器

502l 排出消聲器(discharge muffler)

502m 曲軸

5021e 轉(zhuǎn)子

5022e 定子

5023e 線圈端部

503 室內(nèi)熱交換器

505 室外熱交換器

506 四通閥

507a 室內(nèi)送風(fēng)風(fēng)扇

507b 室外送風(fēng)風(fēng)扇

508 三通閥

508a 閥

508b 輔助閥

509 二通閥

510a 殼溫度檢測部

510b 排出管溫度檢測部

510c 定子溫度檢測部

511a 液管

511b 氣體管

512a、512b、512c、512d 配管連接部

515c 排出壓力檢測部

520 溫度履歷

具體實施方式

以下,參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。此外,本發(fā)明不被該實施方式限定。

(實施方式1)

以下,使用圖1說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置。

圖1是本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

如圖1所示,本實施方式的制冷循環(huán)裝置1至少由壓縮機2、冷凝器3、膨脹閥4、蒸發(fā)器5、制冷劑配管6、周圍介質(zhì)的流路16等構(gòu)成。而且,通過將這些部件利用制冷劑配管6依次連接,構(gòu)成制冷循環(huán)回路。此時,在制冷循環(huán)回路內(nèi)封入有以下說明的工作流體(制冷劑)。

首先,對本實施方式的制冷循環(huán)裝置所使用的工作流體進(jìn)行說明。

封入制冷循環(huán)裝置1的工作流體利用由R1123(1,1,2-三氟乙烯)和R32(二氟甲烷)構(gòu)成的雙組分體系(two-component system)的混合流體構(gòu)成。

在本實施方式中,特別使用R32為30重量%以上且60重量%以下的混合工作流體(混合制冷劑)。即,通過向R1123中混合30重量%以上的R32,可抑制R1123的不均化反應(yīng)。此外,R32的濃度越高,越可以進(jìn)一步抑制不均化反應(yīng)。以下,敘述其原因。

第一,通過R32的對氟原子的極化較小,具有緩和不均化反應(yīng)的作用。第二,R1123和R32的物理特性相似,因此,冷凝·蒸發(fā)等的相變化時的舉動成為一體。由此,產(chǎn)生減少產(chǎn)生R1123的不均化反應(yīng)的機會的作用。通過以上的作用,可抑制R1123的不均化反應(yīng)。

另外,R1123和R32的混合制冷劑在R32為30重量%,且R1123為70%時具有共沸點,溫度下滑消失。因此,可以一邊是混合制冷劑,一邊進(jìn)行與單一制冷劑同樣的處理。另一方面,當(dāng)混合60重量%以上的R32時,溫度下滑變大。因此,與單一制冷劑同樣的處理變得困難,因此,優(yōu)選混合60重量%以下的R32。另外,更優(yōu)選為混合40重量%以上、50重量%以下的R32。由此,防止不均化反應(yīng),并且接近共沸點(azeotropic point),因此,溫度下滑更小。其結(jié)果,制冷循環(huán)裝置等設(shè)備的設(shè)計變得容易。

接著,使用(表1)和(表2)說明R1123和R32的混合制冷劑的混合比率的效果。

在此,(表1)、(表2)比較表示出將R32成為30重量%以上且60重量%以下的混合比例下的制冷循環(huán)回路的壓力、溫度、壓縮機的推壓容積相同時的制冷能力及循環(huán)效率(COP)在以下條件進(jìn)行計算的值。同時,為了比較還表示R410A為100%和R1123為100%的情況。

首先,對(表1)、(表2)的計算條件進(jìn)行說明。

近年來,為了提高設(shè)備的循環(huán)效率,熱交換器的高性能化不斷發(fā)展。由此,在實際的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下,處于熱交換器的冷凝溫度降低且蒸發(fā)溫度上升的傾向。其結(jié)果,處于排出溫度也降低的傾向。

因此,考慮到實際的運轉(zhuǎn)條件,作為(表1)的制冷計算條件,與空氣調(diào)和設(shè)備的制冷運轉(zhuǎn)時(室內(nèi)干球溫度27℃,濕球溫度19℃,室外干球溫度35℃)對應(yīng),將蒸發(fā)溫度設(shè)為15℃,將冷凝溫度設(shè)為45℃,將壓縮機的吸入制冷劑的過熱度設(shè)為5℃,將冷凝器出口的過冷卻度設(shè)為8℃。

另外,同樣,作為(表2)的制熱計算條件,與空氣調(diào)和設(shè)備的制熱運轉(zhuǎn)時(室內(nèi)干球溫度20℃,室外干球溫度7℃,濕球溫度6℃)對應(yīng),蒸發(fā)溫度設(shè)為2℃,冷凝溫度設(shè)為38℃,壓縮機的吸入制冷劑的過熱度設(shè)為2℃,冷凝器出口的過冷卻度設(shè)為12℃。

將計算的結(jié)果在以下的(表1)、(表2)中表示。

[表1]

[表2]

如(表1)、(表2)所示可知,如果在30重量%以上且60重量%以下的范圍內(nèi)混合R32,則在制冷及制熱運轉(zhuǎn)時,與R410A相比,制冷能力增加約20%,循環(huán)效率(COP)成為94~97%,溫暖化系數(shù)可降低至R410A的10~20%。

如以上說明,在R1123和R32的雙組分體系的混合工作流體中,綜合性地鑒于不均化反應(yīng)的防止、溫度下滑的大小、制冷運轉(zhuǎn)時·制熱運轉(zhuǎn)時的能力、COP時(即,特定適用于使用后述的壓縮機的空氣調(diào)和設(shè)備的混合比例時),優(yōu)選含有30重量%以上且60重量%以下的R32的混合物。另外,還優(yōu)選含有40重量%以上且50重量%以下的R32的混合物。

因此,本實施方式的制冷循環(huán)裝置中,將以上述范圍混合的制冷劑用作混合工作流體(以下,有時稱為“工作流體”或簡稱為“制冷劑”)。

接著,說明本實施方式的制冷循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)。

壓縮機2由例如旋轉(zhuǎn)活塞式、渦旋式、往復(fù)式等容積式壓縮機、或離心式壓縮機等構(gòu)成。

冷凝器3或蒸發(fā)器5在周圍介質(zhì)為空氣的情況下,由例如翅片管型熱交換器或并流形(微管型micro-tube-type)熱交換器等構(gòu)成。另一方面,在周圍介質(zhì)為鹽水或二元式制冷循環(huán)裝置的制冷劑的情況下,冷凝器3或蒸發(fā)器5由雙管熱交換器、或板式熱交換器或殼管式熱交換器構(gòu)成。

膨脹閥4由例如脈沖電動機驅(qū)動方式的電子膨脹閥等構(gòu)成。

制冷循環(huán)裝置1的冷凝器3中配設(shè)有構(gòu)成設(shè)置于周圍介質(zhì)的流路16的第一輸送部的流體機械7a。流體機械7a使與制冷劑進(jìn)行熱交換的周圍介質(zhì)(第一介質(zhì))向冷凝器3的熱交換面進(jìn)行驅(qū)動(流動)。另外,在制冷循環(huán)裝置1的蒸發(fā)器5中配設(shè)有構(gòu)成設(shè)置于周圍介質(zhì)的流路16的第二輸送部的流體機械7b。流體機械7b與制冷劑進(jìn)行熱交換的周圍介質(zhì)(第二介質(zhì))向蒸發(fā)器5的熱交換面進(jìn)行驅(qū)動(流動)。

此外,上述周圍介質(zhì)通常使用例如大氣中的空氣、水、或乙二醇(ethylene glycol)等鹽水(brine、鹵水)。在制冷循環(huán)裝置1為二元式制冷循環(huán)裝置的情況下,作為周圍介質(zhì),使用在制冷循環(huán)回路及工作溫度域中優(yōu)選的制冷劑、例如氫氟碳(HFC)、碳?xì)浠衔?HC)、二氧化碳等。

另外,就流體機械7a、7b而言,在周圍介質(zhì)為空氣的情況下,例如可使用螺旋槳式風(fēng)扇等的軸流送風(fēng)機、橫流送風(fēng)機、渦輪送風(fēng)機等離心送風(fēng)機。在周圍介質(zhì)為鹽水的情況下,可使用例如離心泵等。

此外,在制冷循環(huán)裝置1為二元式制冷循環(huán)裝置的情況下,周圍介質(zhì)的輸送用的流體機械7a、7b使周圍介質(zhì)用的壓縮機發(fā)揮其作用。

另外,冷凝器3將冷凝溫度檢測部10a設(shè)置于在內(nèi)部流動的制冷劑以二相(氣體和液體混合的狀態(tài))流過的部位(以下,稱為“冷凝器的二相管(two-phase pipe of condenser)”)。由此,測定在冷凝器3的二相管內(nèi)流動的制冷劑的溫度。

另外,在冷凝器3的出口3b和膨脹閥4的入口4a之間的制冷劑配管6中設(shè)置有冷凝器出口溫度檢測部10b。冷凝器出口溫度檢測部10b檢測膨脹閥4的入口4a的過冷卻度(膨脹閥4的入口溫度減去冷凝器溫度的值)。

另外,蒸發(fā)器5將蒸發(fā)溫度檢測部10c設(shè)置于在內(nèi)部流動的制冷劑以二相流過的部位(以下,稱為“蒸發(fā)器的二相管(two-phase pipe of evaporator)”)。蒸發(fā)溫度檢測部10c測量在蒸發(fā)器5的二相管內(nèi)流動的制冷劑的溫度。

在壓縮機2的吸入部(蒸發(fā)器5的出口5b和壓縮機2的入口2a之間)設(shè)置有吸入溫度檢測部10d。吸入溫度檢測部10d測量吸入壓縮機2的制冷劑的溫度(吸入溫度)。

此外,上述冷凝溫度檢測部10a、冷凝器出口溫度檢測部10b、蒸發(fā)溫度檢測部10c、吸入溫度檢測部10d由例如與制冷劑流過的配管或傳熱管的外管接觸連接的電子式恒溫器構(gòu)成。另外,也有時以直接與工作流體接觸的例如護(hù)套管方式的電子式恒溫器構(gòu)成。

另外,在冷凝器3的出口3b和膨脹閥4的入口4a之間設(shè)置有高壓側(cè)壓力檢測部15a。高壓側(cè)壓力檢測部15a檢測制冷循環(huán)回路的高壓(從壓縮機2的出口2b到膨脹閥4的入口4a的制冷劑以高壓存在的區(qū)域)側(cè)的壓力。

在膨脹閥4的出口4b設(shè)置有低壓側(cè)壓力檢測部15b。低壓側(cè)壓力檢測部15b檢測制冷循環(huán)回路的低壓(從膨脹閥4的4b出口到壓縮機2的入口2a的制冷劑以低壓存在的區(qū)域)側(cè)的壓力。

此外,上述高壓側(cè)壓力檢測部15a、低壓側(cè)壓力檢測部15b由將位移轉(zhuǎn)換成電信號的例如膜片等構(gòu)成。也可以使用差壓計(測量膨脹閥4的出口4b和入口4a的壓力差的測量部),代替高壓側(cè)壓力檢測部15a和低壓側(cè)壓力檢測部15b。由此,可簡化結(jié)構(gòu)。

此外,本實施方式的制冷循環(huán)裝置1的說明中,以具備冷凝溫度檢測部10a、冷凝器出口溫度檢測部10b、蒸發(fā)溫度檢測部10c、吸入溫度檢測部10d、高壓側(cè)壓力檢測部15a、低壓側(cè)壓力檢測部15b的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了說明但不限于此。例如,在后述的控制中,當(dāng)然也可以省略不使用檢測值的檢測部。

如以上,構(gòu)成本實施方式的制冷循環(huán)裝置。

以下,使用圖2說明本實施方式的制冷循環(huán)裝置的動作。

圖2是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖。此外,圖中的由實線箭頭表示的EP表示,制冷循環(huán)裝置1內(nèi)的工作流體的壓縮機排出溫度過度上升時的制冷循環(huán)。同樣,圖中的由虛線箭頭表示的NP表示,制冷循環(huán)裝置1的正常運轉(zhuǎn)時的制冷循環(huán)。

首先,如圖2所示,制冷循環(huán)裝置1的含有R1123的制冷劑(工作流體)被壓縮機2升壓(壓縮)。其后,制冷劑成為高溫·高壓的過熱氣體,并流入冷凝器3。高溫·高壓的過熱氣體利用冷凝器3,由與構(gòu)成第一輸送部的流體機械7a驅(qū)動流入的周圍介質(zhì)進(jìn)行熱交換。由此,過熱氣體一邊溫度下降到飽和蒸氣線9,一邊向周圍介質(zhì)進(jìn)行放熱。

而且,超過飽和蒸氣線9后,工作流體成為氣體液混合的二相流體。由此,將二相流體本身冷凝產(chǎn)生的冷凝熱向周圍介質(zhì)進(jìn)行放熱。其后,超過飽和液線9后,工作流體在過冷卻狀態(tài)的中溫·高壓狀態(tài)下向膨脹閥4導(dǎo)入。

膨脹閥4使導(dǎo)入的工作流體膨脹。膨脹的工作流體成為低溫·低壓的氣體液混合的二相流體并到達(dá)蒸發(fā)器5。

到達(dá)蒸發(fā)器5的工作流體從由構(gòu)成第二輸送部的流體機械7b驅(qū)動而流動的周圍介質(zhì)吸收熱。由此,工作流體本身蒸發(fā)氣化。

氣化的工作流體再次導(dǎo)向壓縮機2的吸入部而升壓。

如以上,執(zhí)行本實施方式的制冷循環(huán)裝置1的動作即制冷循環(huán)。

接著,對本實施方式的制冷循環(huán)裝置1所使用的含有R1123的工作流體進(jìn)行說明。

含有R1123的工作流體如上述具有大幅降低地球溫暖化系數(shù)即GWP值的優(yōu)點,但相反,易于產(chǎn)生不均化反應(yīng)。不均化反應(yīng)是,在制冷循環(huán)回路中生成自由基的情況下,變化成化合物的反應(yīng)。不均化反應(yīng)伴隨大量的熱放出,因此,由于異常發(fā)熱,可能降低壓縮機2或制冷循環(huán)裝置1的可靠性。

此外,從微觀的觀點來看,產(chǎn)生不均化反應(yīng)的條件是分子間距離的接近及分子舉動活躍地運動的狀態(tài)。另一方面,從宏觀的觀點來看,換而言之,為過度的高壓條件、高溫度條件下的狀態(tài)。因此,在實際的制冷循環(huán)裝置中,使用含有R1123的工作流體時,需要將壓力條件、溫度條件抑制成適當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn),在安全的條件下使用。另一方面,需要一邊擔(dān)保安全性,一邊最大限地發(fā)揮作為制冷循環(huán)裝置的功能。

即,如上述,當(dāng)以高壓·高溫狀態(tài)使用工作流體時,易于產(chǎn)生不均化反應(yīng)。因此,本實施方式中,可看到壓縮機2的吸入部的含有R1123的工作流體的狀態(tài),使高質(zhì)量(high quality of vapor)的二相流體在壓縮機2的吸入部存在。為此,以工作流體在壓縮機2的排出部不會成為過度高溫的方式控制。具體而言,控制膨脹閥4的開度,并以壓縮機2的排出部的工作流體不會成為過度高溫的方式控制。

此外,高質(zhì)量是指,氣相和液相的混合狀態(tài)的二相狀態(tài)的制冷劑中的氣相的量所占的比例較高。

以下,對使用脈沖電動機驅(qū)動式膨脹閥作為膨脹閥4時的、膨脹閥4的控制方法進(jìn)行說明。

先以使用設(shè)置于壓縮機2的吸入部的吸入溫度檢測部10d進(jìn)行控制的情況為例進(jìn)行說明。

首先,比較吸入溫度檢測部10d和蒸發(fā)溫度檢測部10c的溫度。由此,判定壓縮機2的吸入部中,工作流體的狀態(tài)是否為過熱狀態(tài)(異常發(fā)熱狀態(tài))。具體而言,判定吸入溫度檢測部10d的檢測值即吸入溫度與蒸發(fā)溫度檢測部10c的檢測值即蒸發(fā)溫度的差是否比預(yù)定的規(guī)定值(例如,1K)大。

在此,以下說明壓縮機2的吸入部中的工作流體不是過熱狀態(tài)的情況。此外,不是過熱狀態(tài)的情況是指,壓縮機2的吸入部中的工作流體的吸入狀態(tài)為低~中質(zhì)量的(吸入溫度與蒸發(fā)溫度的溫度差低于規(guī)定值)情況。

在上述狀態(tài)的情況下,在控制開始時,即使使膨脹閥4的開度脈沖值向關(guān)閉方向減少,吸入溫度檢測部10d的檢測值中也不會產(chǎn)生較大的變化。這是由于,在壓縮機2的吸入部,工作流體成為二相域。即,在二相域成為潛熱變化,因此,在成為共沸的混合制冷劑中,完全沒有溫度變化,與在成為非共沸的混合制冷劑中也成為顯熱變化的氣體相域相比,溫度變化變小。

因此,使膨脹閥4的開度脈沖值向關(guān)閉方向減少,直到吸入溫度檢測部10d的檢測值上升。而且,如果吸入溫度檢測部10d的檢測值開始增加,則根據(jù)開度脈沖值(膨脹閥4的開度值),使數(shù)脈沖程度、膨脹閥4的開度向打開方向返回。由此,結(jié)束膨脹閥4的開度控制。其結(jié)果,以穩(wěn)定的制冷循環(huán),工作流體進(jìn)行循環(huán)。

接著,說明壓縮機2的吸入部中的工作流體為過熱狀態(tài)的(吸入溫度與蒸發(fā)溫度的溫度差成為規(guī)定值以上)情況。

在上述狀態(tài)的情況下,在控制開始時,如果使膨脹閥4的開度脈沖值向打開方向增加,則吸入溫度檢測部10d的檢測值減少。這是由于,在壓縮機2的吸入部,工作流體成為過熱域。

因此,向打開方向控制膨脹閥4的開度脈沖值,直到吸入溫度檢測部10d的檢測值成為一定值。而且,根據(jù)壓縮機2的吸入溫度開始取得一定值的脈沖值打開數(shù)脈沖程度,膨脹閥4的開度。由此,結(jié)束膨脹閥4的開度控制。其結(jié)果,工作流體的溫度從過熱域返回至二相域,可實現(xiàn)穩(wěn)定的制冷循環(huán)。

此外,在上述的控制方法以外,也可以在例如壓縮機2的排出部設(shè)置排出溫度檢測部(未圖示),基于檢測值進(jìn)行工作流體的過熱狀態(tài)的控制。

以下,參照圖2說明基于排出溫度檢測部的檢測值的控制方法。

上述的控制方法中,預(yù)先在壓縮機2的吸入部的工作流體的狀態(tài)為高質(zhì)量的二相流體的情況下記錄壓縮機2的排出部的溫度。具體而言,一些運轉(zhuǎn)條件中,將壓縮機2的吸入部的工作流體的狀態(tài)和壓縮機2的目標(biāo)排出溫度設(shè)為一組進(jìn)行記錄。

而且,首先,基于冷凝溫度檢測部10a及蒸發(fā)溫度檢測部10c的檢測值,決定更接近預(yù)定的運轉(zhuǎn)條件的運轉(zhuǎn)條件。

接著,比較決定的運轉(zhuǎn)條件中的壓縮機2的目標(biāo)排出溫度和排出溫度檢測部的檢測值。

此時,在排出溫度檢測部的檢測值比目標(biāo)排出溫度高的情況下,判定為壓縮機2的吸入部的工作流體處于過熱狀態(tài)。而且,將膨脹閥4的開度向打開方向控制,直到排出溫度檢測部的檢測值成為目標(biāo)排出溫度。

另一方面,在排出溫度檢測部的檢測值比目標(biāo)排出溫度低的情況下,判定為壓縮機2的吸入部的工作流體處于過濕狀態(tài)。因此,將膨脹閥4的開度向關(guān)閉方向控制,直到排出溫度檢測部的檢測值成為目標(biāo)排出溫度。

通過以上動作,壓縮機2的吸入部的工作流體以微濕(潮濕氣味)的狀態(tài)導(dǎo)向壓縮機2的主體。

當(dāng)工作流體以微濕的狀態(tài)流入壓縮機2時,壓縮機2的排出部的溫度從圖2中所示的等溫線8的Tdis1降低至Tdis2。由此,抑制工作流體的過度的溫度上升,并可抑制不均化反應(yīng)的產(chǎn)生。

如以上,基于排出溫度檢測部的檢測值,可控制工作流體的過熱狀態(tài)。

另外,本實施方式中,在冷凝溫度檢測部10a的溫度檢測值過大的情況下,也可以進(jìn)行打開膨脹閥4,并降低制冷循環(huán)裝置1內(nèi)的高壓側(cè)的工作流體的壓力·溫度的控制。

以下,參照圖3說明基于冷凝溫度檢測部10a的溫度檢測值的控制方法。

圖3是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖。此外,圖中以實線箭頭表示的EP表示,成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生原因的過大的壓力條件下的制冷循環(huán)。同樣,圖中由虛線箭頭表示的NP表示,制冷循環(huán)裝置1的正常運轉(zhuǎn)下的制冷循環(huán)。

一般而言,若是二氧化碳以外的制冷劑,則需要在不成為超過圖3中以Tcri表示的臨界點的超臨界條件的狀態(tài)下使工作流體動作。這是由于,在超臨界狀態(tài)下,物質(zhì)成為也不是氣體也不是液體的狀態(tài),因此,物質(zhì)的舉動不穩(wěn)定且活躍,難以進(jìn)行控制。

因此,上述的控制方法以臨界點的溫度(臨界溫度)為基準(zhǔn),根據(jù)臨界溫度,在預(yù)定的值(例如,5K)以內(nèi)控制膨脹閥4的開度,以不接近冷凝溫度。此外,在使用例如含有R1123的工作流體(混合制冷劑)的情況下,以工作流體的溫度比臨界溫度低-5℃的方式控制。

即,如圖3的EP所示,由設(shè)于冷凝器3的二相管的冷凝溫度檢測部10a檢測的溫度值相對于預(yù)先存儲于控制裝置的臨界溫度成為5K以內(nèi)時,將膨脹閥4的開度向打開的側(cè)控制。由此,例如如圖3的NP所示,制冷循環(huán)裝置1的高壓側(cè)的冷凝壓力降低。其結(jié)果,可抑制由制冷劑壓力的過度上升產(chǎn)生的不均化反應(yīng)。另外,即使在產(chǎn)生了不均化反應(yīng)的情況下,也可抑制制冷循環(huán)裝置1的高壓側(cè)的壓力上升。

此外,在上述的控制方法中,根據(jù)由冷凝溫度檢測部10a測量的冷凝溫度,間接性地掌握冷凝器3內(nèi)的壓力,并控制膨脹閥4的開度。即,代替冷凝壓力,而將冷凝溫度用作指標(biāo)。因此,優(yōu)選用作含有R1123的工作流體在共沸(azerotropic)或類共沸(pseudo azerotropic)下,與含有冷凝器3內(nèi)的R1123的工作流體的露點和沸點沒有溫度差(溫度梯度)或較小時的控制方法。

<變形例1>

上述的實施方式中,以比較臨界溫度和冷凝溫度,間接性地控制膨脹閥4等的控制方法為例進(jìn)行了說明,但不限于此。例如,也可以基于直接測定的壓力,進(jìn)行膨脹閥4的開度控制。

因此,以下,參照圖4說明本實施方式的膨脹閥4的開度控制的變形例1。

圖4是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖。此外,圖中以實線箭頭表示的EP表示,從壓縮機2的排出部到冷凝器3、膨脹閥4的入口產(chǎn)生過度的壓力上升的狀態(tài)的制冷循環(huán)。同樣,圖中以虛線箭頭表示的NP表示,從以EP表示的過度的壓力狀態(tài)脫離的狀態(tài)的制冷循環(huán)。

變形例1的控制方法如圖4所示,在運轉(zhuǎn)中,基于預(yù)先存儲于控制裝置的臨界點下的壓力(臨界壓力)Pcri減去例如由高壓側(cè)壓力檢測部15a檢測的冷凝器出口壓力Pcond的壓力差進(jìn)行控制。

即,臨界壓力Pcri減去冷凝器出口壓力Pcond的壓力差如圖4中的EP所示,在比預(yù)定的值(例如Δp=0.4MPa)小的情況下,判定為從壓縮機2的出口2b到膨脹閥4的入口4a,含有R1123的工作流體中產(chǎn)生不均化反應(yīng),或產(chǎn)生的可能性高。因此,控制裝置將膨脹閥4的開度向打開的側(cè)控制,以避免上述高壓條件下的持續(xù)。

由此,圖4中的制冷循環(huán)如圖中所示的NP那樣,向降低高壓(冷凝壓力)的側(cè)進(jìn)行作用。其結(jié)果,抑制工作流體的不均化反應(yīng),或可抑制不均化反應(yīng)后產(chǎn)生的壓力上升。

此外,變形例1的控制方法優(yōu)選用于以成為非共沸(nona zerotropic)的混合比例使用含有R1123的工作流體的情況,特別是在冷凝壓力下溫度梯度較大的情況。即,在成為非共沸的混合制冷劑中,在二相域產(chǎn)生溫度變化,因此,不易根據(jù)溫度推定壓力。因此,優(yōu)選直接檢測壓力。

<變形例2>

另外,也可以基于過冷卻度進(jìn)行控制。

以下,參照圖5說明本實施方式的膨脹閥4的開度控制的變形例2。

圖5是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖。此外,圖中以實線箭頭表示的EP表示,處于成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生原因的過大的壓力條件下的狀態(tài)的制冷循環(huán)。同樣,圖中以虛線箭頭表示的NP表示,處于正常運轉(zhuǎn)下的狀態(tài)的制冷循環(huán)。

通常,制冷循環(huán)裝置以如下方式設(shè)定,通過膨脹閥、壓縮機等的制冷循環(huán)的適當(dāng)?shù)目刂啤峤粨Q器尺寸、制冷劑充填量的適當(dāng)化,冷凝器3內(nèi)的制冷劑的溫度相對于周圍介質(zhì)高一定溫度。在該情況下,過冷卻度通常采用5K左右的值。因此,在用于同樣的制冷循環(huán)裝置的含有R1123的工作流體中,也可采用同樣的措施。

在上述那樣設(shè)定過冷卻度的制冷循環(huán)裝置的情況下,例如當(dāng)制冷劑壓力過高時,如圖5所示的EP,膨脹閥4的入口的過冷卻度上升。

因此,變形例2中,以膨脹閥4的入口的制冷劑的過冷卻度為基準(zhǔn),控制膨脹閥4的開度。

具體而言,將制冷循環(huán)的正常運轉(zhuǎn)時的膨脹閥4的入口處的制冷劑的過冷卻度估計為例如5K。而且,以估計的值的3倍即15K為基準(zhǔn),控制膨脹閥4的開度。此外,將作為閾值的過冷卻度設(shè)為3倍的原因在于,考慮到根據(jù)運轉(zhuǎn)條件不同,過冷卻度的范圍進(jìn)行變化的可能性。

以下,說明變形例2中的具體的控制方法。

首先,根據(jù)冷凝溫度檢測部10a和冷凝器出口溫度檢測部10b的檢測值算出過冷卻度。過冷卻度是冷凝溫度檢測部10a的檢測值減去冷凝器出口溫度檢測部10b的檢測值的值。

接著,控制裝置判斷膨脹閥4的入口處的過冷卻度是否到達(dá)預(yù)定的設(shè)定值(15K)。而且,當(dāng)過冷卻度到達(dá)設(shè)定值時,使膨脹閥4的開度向打開的方向動作。由此,如圖5的EP~NP所示,向降低制冷循環(huán)裝置1的高壓部分即冷凝壓力的方向控制。冷凝壓力的降低與冷凝溫度的降低相同。即,以等溫線8表示的冷凝溫度從Tcond1向Tcond2減少。由此,膨脹閥4的入口的過冷卻度從Tcond1-Texin向Tcond2-Texin減少。此時,膨脹閥4的入口的工作流體的溫度一定為Texin。

如上述,隨著制冷循環(huán)裝置1內(nèi)的冷凝壓力的降低,過冷卻度也降低。因此,通過變形例2的控制方法,在以過冷卻度為基準(zhǔn)的情況下,也可以進(jìn)行制冷循環(huán)裝置1內(nèi)的冷凝壓力的控制。

<變形例3>

另外,也可以基于高低壓力差進(jìn)行控制。

因此,以下,參照圖6說明本實施方式的膨脹閥4的開度控制的變形例3。

圖6是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖。此外,圖中以實線箭頭表示的EP表示,制冷循環(huán)裝置1內(nèi)的工作流體的高壓側(cè)(冷凝)壓力過度上升時的制冷循環(huán)。同樣,圖中以虛線箭頭表示的NP表示,正常運轉(zhuǎn)時的制冷循環(huán)。

在此,如圖1所示,本實施形式的制冷循環(huán)裝置1中,利用設(shè)于膨脹閥4的出口4b及入口4a的高壓側(cè)壓力檢測部15a、低壓側(cè)壓力檢測部15b可以進(jìn)行含有R1123的工作流體的壓力測定。

此時,在壓縮機2的輸入及周圍介質(zhì)的樣態(tài)(狀態(tài))沒有變化的情況下,當(dāng)縮小膨脹閥4的開度時,制冷循環(huán)裝置1內(nèi)的含有R1123的工作流體的高壓側(cè),即冷凝器3內(nèi)的工作流體的壓力上升,低壓側(cè)(蒸發(fā)器5側(cè))的壓力下降。

如上述,易于產(chǎn)生工作流體的不均化反應(yīng)的條件是,制冷劑分子間的分子間距離短,分子運動活躍的情況。特別是在工作流體成為高壓的冷凝器3內(nèi),產(chǎn)生不均化反應(yīng)的可能性最高。

因此,變形例3以防止工作流體的過度的壓力上升,且不產(chǎn)生不均化反應(yīng)的方式控制?;蚣僭O(shè)即使在產(chǎn)生不均化反應(yīng),且產(chǎn)生壓力上升的情況下,也以緩和制冷循環(huán)裝置1內(nèi)的過度的壓力上升的方式控制。

即,在工作流體內(nèi)產(chǎn)生過度的壓力上升的情況下,如圖6所示,制冷循環(huán)裝置1向壓縮機2的高壓側(cè)和低壓側(cè)的壓力差(高低壓力差)變大的方向動作。因此,變形例3中,在壓力差成為某一定值(預(yù)定的設(shè)定值)以上的情況下,控制裝置向打開的方向控制膨脹閥4的開度。由此,緩和工作流體的不均化反應(yīng)引起的壓力上升。或,控制到不產(chǎn)生工作流體的不均化反應(yīng)的水準(zhǔn),以總是降低制冷劑的壓力。

此外,變形例3中,作為進(jìn)行膨脹閥4的開度控制的指標(biāo),將膨脹閥4的入口4a和出口4b的壓力差設(shè)定成例如3.5MPa。該設(shè)定值是比可能在工作流體中產(chǎn)生不均化反應(yīng)的壓力差小的值。這是在也考慮了將制冷循環(huán)裝置1用于空調(diào)、溫水制熱或冷凍冷藏用途的情況下的蒸發(fā)及冷凝壓力差的基礎(chǔ)上設(shè)定的壓力差。因此,如果需要考慮上述內(nèi)容,則上述設(shè)定值中不需要特別限定。

此外,變形例3的控制方法優(yōu)選用于以成為非共沸的混合比例使用含有R1123的工作流體的情況,特別是在冷凝壓力下溫度梯度較大的情況。

<變形例4>

以下,參照圖7說明本實施方式的膨脹閥4的開度控制的變形例4。

此外,變形例4在根據(jù)冷凝溫度、蒸發(fā)溫度推定高低壓力差的點上與變形例3不同。

圖7是說明本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖。此外,圖中以實線箭頭表示的EP表示,制冷循環(huán)裝置內(nèi)的高壓側(cè)工作流體的壓力過度上升時的制冷循環(huán)。同樣,圖中以虛線箭頭表示的NP表示,處于正常運轉(zhuǎn)下的狀態(tài)的制冷循環(huán)。

即,一般而言,可以根據(jù)工作流體的溫度測量,預(yù)測壓力。因此,變形例4中,代替直接測量壓力差,而測量溫度差進(jìn)行控制。

在此,如上述,已經(jīng)產(chǎn)生不均化反應(yīng),或可能產(chǎn)生的狀況是制冷循環(huán)裝置1內(nèi)的工作流體的壓力過度上升的情況。

因此,測定冷凝溫度檢測部10a和蒸發(fā)溫度檢測部10c的檢測值即冷凝溫度和蒸發(fā)溫度。而且,基于檢測的冷凝溫度和蒸發(fā)溫度的溫度差,進(jìn)行膨脹閥4的開度的控制。

具體而言,在檢測的冷凝溫度和蒸發(fā)溫度的溫度差比預(yù)定的一定值(例如,85K)大的情況下,向打開的方向控制膨脹閥4的開度。

此外,變形例4中,作為進(jìn)行膨脹閥4的開度控制的溫度差的指標(biāo),設(shè)定成例如85K。與變形例3一樣,該設(shè)定值是比可能在工作流體中產(chǎn)生不均化反應(yīng)的溫度差小的值。這是在也考慮了將制冷循環(huán)裝置1用于空調(diào)、溫水制熱或冷凍冷藏用途的情況下的蒸發(fā)溫度及冷凝溫度的溫度差的基礎(chǔ)上設(shè)定的溫度。因此,如果需要考慮上述內(nèi)容,則上述設(shè)定值中不需要特別限定。

另外,變形例4的控制方法是在溫度差的測量中,間接性地測定制冷劑的壓力差的形式。因此,特別優(yōu)選,在冷凝器3內(nèi)沒有溫度梯度的、以成為共沸、類共沸的混合比例使用含有R1123的工作流體。即,在成為非共沸的混合制冷劑中,在二相域中產(chǎn)生溫度變化,因此,不易根據(jù)溫度推定壓力。因此,優(yōu)選以成為共沸、類共沸的混合比例使用。

如以上說明,本實施方式的制冷循環(huán)裝置可以有效地控制易于產(chǎn)生不均化反應(yīng)的含有R1123的工作流體,使其穩(wěn)定地動作。

以下,使用圖8說明本實施方式的制冷循環(huán)裝置1的配管接頭的結(jié)構(gòu)。

圖8是構(gòu)成本發(fā)明實施方式1的制冷循環(huán)裝置的配管接頭的概略結(jié)構(gòu)圖。

本實施方式的制冷循環(huán)裝置1用于例如家庭用的分流型的空氣調(diào)和裝置(空調(diào)裝置)等。在該情況下,空調(diào)裝置由具有室外熱交換器的室外單元和具有室內(nèi)熱交換器的室內(nèi)單元構(gòu)成。通常,空調(diào)裝置的室外單元和室內(nèi)單元在結(jié)構(gòu)上不能一體化。因此,使用圖8所示的例如擴(kuò)張聯(lián)管11等機械性的配管接頭,在設(shè)置場所直接連接室外單元和室內(nèi)單元。

因此,由于作業(yè)時的笨拙等,有時在機械性的配管接頭的連接狀態(tài)下產(chǎn)生不良情況。當(dāng)具有不良情況時,制冷劑從例如接頭部分泄漏,對制冷循環(huán)裝置1等的設(shè)備性能造成不良影響。另外,含有R1123的工作流體本身是具有溫暖化效果的溫室效果氣體。因此,當(dāng)工作流體泄漏時,可能對地球環(huán)境造成不良影響。

因此,本實施方式的制冷循環(huán)裝置1以迅速地檢測且可修繕制冷劑的泄漏的方式,構(gòu)成配管接頭17。

通常,制冷劑的泄漏通過將例如檢測劑等涂布于機械性的配管接頭等部位,根據(jù)氣泡的產(chǎn)生等進(jìn)行檢測的檢測方法或利用檢測傳感器等進(jìn)行檢測。但是,上述的檢測方法中,作業(yè)時間均較大,沒有效率。

因此,本實施方式中,在擴(kuò)張聯(lián)管(flare type union)11的外周卷繞含有聚合促進(jìn)劑的密封件12來構(gòu)成。由此,使制冷劑的泄漏檢測容易,并且實現(xiàn)制冷劑的泄漏量的降低。

具體而言,在含有R1123的工作流體的情況下,利用通過聚合反應(yīng),產(chǎn)生作為碳氟樹脂(fluorocarbon resin)之一的聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)等聚合生成物。因此,在擴(kuò)張聯(lián)管11的外周卷繞密封件12,使含有R1123的工作流體和聚合促進(jìn)劑在泄漏部位意圖性地接觸。由此,在制冷劑的泄漏部位,以聚四氟乙烯析出·固化的方式構(gòu)成。其結(jié)果,視覺上,可以檢測制冷劑的泄漏。即,可大幅縮短制冷劑的泄漏的發(fā)現(xiàn)和直到修繕?biāo)ㄙM的時間。

另外,產(chǎn)生聚四氟乙烯的析出·固化的部位是含有R1123的工作流體泄漏的部位。因此,通過在防止泄漏的部位產(chǎn)生·附著的聚合生成物,可抑止制冷劑的泄漏量。

(實施方式2)

以下,使用圖9說明本發(fā)明實施方式2的制冷循環(huán)裝置。

圖9是本發(fā)明實施方式2的制冷循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

如圖9所示,本實施方式的制冷循環(huán)裝置20在將高壓側(cè)壓力檢測部15a設(shè)于壓縮機2的排出部和冷凝器3的入口之間的點上與實施方式1不同。該其它結(jié)構(gòu)及動作等與實施方式1相同,因此,省略說明。

如圖9所示,當(dāng)考慮工作流體的流動方向時,在制冷循環(huán)裝置20內(nèi),顯示最高的壓力值的是由壓縮機2加壓之后的壓縮機2的排出部。

即,根據(jù)本實施方式,以不均化反應(yīng)的產(chǎn)生原因或產(chǎn)生不均化反應(yīng)之后產(chǎn)生的壓力值、即制冷循環(huán)裝置20內(nèi)的最高壓力點的壓力為基準(zhǔn),可控制膨脹閥4的開度。由此,可以精度更良好地控制。

(實施方式3)

以下,使用圖10說明本發(fā)明實施方式3的制冷循環(huán)裝置。

圖10是本發(fā)明實施方式3的制冷循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

如圖10所示,本實施方式的制冷循環(huán)裝置30還設(shè)置具備與膨脹閥4的入口4a及出口4b連接的旁通開閉閥13a的旁通流路13。而且,在冷凝器3的出口3b和膨脹閥4的入口4a之間具備具有構(gòu)成大氣開放部的安全閥14的驅(qū)逐線的點上,與實施方式1不同。在該情況下,安全閥14的開口側(cè)配置于室外。此外,圖10省略了使用圖1說明的冷凝溫度檢測部10a、冷凝器出口溫度檢測部10b、蒸發(fā)溫度檢測部10c、吸入溫度檢測部10d、高壓側(cè)壓力檢測部15a、低壓側(cè)壓力檢測部15b等的記載。

即,使用實施方式1中說明的各種控制方法,以全開控制膨脹閥4的開度的情況中,具有制冷劑在壓縮機的吸入部不會成為二相,且工作流體的壓力不會下降的情況,或產(chǎn)生要加快壓力的下降速度的狀況。

因此,在產(chǎn)生上述狀況的情況下,本實施方式打開設(shè)于旁通流路13的旁通開閉閥13a,使制冷劑流向旁通流路13。由此,快速地降低高壓側(cè)的工作流體的壓力。其結(jié)果,可以預(yù)先抑制制冷循環(huán)裝置30的破損。

另外,本實施方式中,也可以在制冷劑在壓縮機的吸入部未成為二相的情況下,進(jìn)行增大膨脹閥4的開度(例如,全開)的控制,和在設(shè)于旁通流路13的旁通開閉閥13a的控制的基礎(chǔ)上,以使壓縮機2緊急停止的方式控制。由此,可以更有效地防止制冷循環(huán)裝置30的破損。此外,在使壓縮機2緊急停止的情況下,優(yōu)選不使構(gòu)成第一輸送部的流體機械7a或構(gòu)成第二輸送部的流體機械7b停止。由此,可以排放工作流體的熱,并快速地降低高壓側(cè)的工作流體的壓力。

此時,即使進(jìn)行上述對應(yīng)時,在以下表示的狀況下還不能抑制不均化反應(yīng),在制冷劑在壓縮機的吸入部未成為二相的情況下,使用上述安全閥14驅(qū)逐工作流體。

即,是工作流體的臨界溫度與由冷凝溫度檢測部10a檢測的冷凝溫度的差低于5K的情況。另外,是工作流體的臨界壓力與由高壓側(cè)壓力檢測部15a檢測的壓力的差低于0.4MPa的情況。在這些狀態(tài)的情況下,制冷循環(huán)裝置30內(nèi)的制冷劑的壓力還可能上升。因此,需要將成為高壓的制冷劑向外部排放,防止制冷循環(huán)裝置30的破損。

因此,本實施方式中,打開將制冷循環(huán)裝置30內(nèi)的含有R1123的工作流體向外部空間驅(qū)逐的安全閥14。由此,可以將高壓的制冷劑排放至外部,更可靠地防止制冷循環(huán)裝置30的破損。

此外,安全閥14優(yōu)選設(shè)置于制冷循環(huán)裝置30的高壓側(cè)。另外,優(yōu)選將安全閥14從本實施方式中表示的冷凝器3的出口3b設(shè)置至膨脹閥4的入口4a。其原因是由于,在該位置,工作流體為高壓的過冷卻液的狀態(tài),因此,易于產(chǎn)生工作流體的伴隨不均化反應(yīng)的急劇的壓力上升。由此,易于引起水沖擊。此外,水沖擊(water hammer)是如下現(xiàn)象(作用),在制冷劑中,隨著不均化反應(yīng)引起的急劇的壓力上升而產(chǎn)生的壓力波不會衰減,直到到達(dá)離開的部位為止,在到達(dá)的部位產(chǎn)生高壓部。因此,由于水沖擊,可能產(chǎn)生回路部件的破損。因此,在該位置設(shè)置安全閥14,抑制制冷循環(huán)裝置30的破損。

另外,特別優(yōu)選將安全閥14從壓縮機2的排出部設(shè)置至冷凝器3的入口3a。其原因在于,在該位置,工作流體以高溫·高壓的氣體狀態(tài)存在。因此,工作流體的分子運動變得活躍,易于產(chǎn)生不均化反應(yīng)。因此,在該位置設(shè)置安全閥14,可靠地抑制產(chǎn)生不均化反應(yīng)。

另外,安全閥14設(shè)于室外單元側(cè)。由此,在空調(diào)裝置的情況下,可防止工作流體放出至室內(nèi)側(cè)的居住空間。另外,在冷凍冷藏單元的情況下,可防止工作流體放出至陳列柜等的商品陳列側(cè)。即,以對人類及商品不直接造成工作流體的影響的方式考慮。

此外,在本實施方式的情況下,從安全上來看,還優(yōu)選打開安全閥14,并且將制冷循環(huán)裝置30,例如電源進(jìn)行OFF而停止。由此,可以降低室外單元內(nèi)的電氣零件成為著火源的可能性。

(實施方式4)

以下,使用圖11及圖12說明本發(fā)明實施方式4的制冷循環(huán)裝置。

圖11是本發(fā)明實施方式4的制冷循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

如圖11所示,本實施方式的制冷循環(huán)裝置40在各周圍介質(zhì)的流路16中設(shè)置檢測流入冷凝器3之前的第一介質(zhì)即周圍介質(zhì)的溫度的第一介質(zhì)溫度檢測部10e、和檢測流入蒸發(fā)器5之前的第二介質(zhì)即周圍介質(zhì)的溫度的第二介質(zhì)溫度檢測部10f。另外,在冷凝溫度檢測部10a、冷凝器出口溫度檢測部10b、蒸發(fā)溫度檢測部10c、吸入溫度檢測部10d、第一介質(zhì)溫度檢測部10e、第二介質(zhì)溫度檢測部10f、高壓側(cè)壓力檢測部15a、低壓側(cè)壓力檢測部15b的檢測值、或壓縮機2、流體機械7a、7b的輸入電力值以一定時間記錄于電子記錄裝置(未圖示)的點上,與實施方式1的制冷循環(huán)裝置1不同。

另外,圖12是說明本發(fā)明實施方式4的制冷循環(huán)裝置的動作的莫里爾圖。此外,圖中以實線箭頭表示的EP線表示,制冷循環(huán)為不均化反應(yīng)產(chǎn)生時的冷凝壓力的制冷循環(huán)。同樣,圖中以虛線箭頭表示的NP線表示正常運轉(zhuǎn)時的制冷循環(huán)。此時,圖12中,為了使說明簡單,省略冷凝壓力上升時的循環(huán)變化(例如,NP和EP的蒸發(fā)壓力的差異等)。

在此,由冷凝器3內(nèi)的二相管測定的含有R1123的工作流體的冷凝溫度急劇上升的原因考慮以下4個方面。即,(1)周圍介質(zhì)溫度Tmcon、Tmeva的急劇的上升,(2)壓縮機2的動力上升產(chǎn)生的升壓作用,(3)周圍介質(zhì)的流動變化(驅(qū)動周圍介質(zhì)的流體機械7a、7b任一的動力上升)等。另外,作為含有R1123的工作流體的特有的主要原因,具有(4)不均化反應(yīng)產(chǎn)生的升壓作用等。

因此,本實施方式判別控制未產(chǎn)生上述(1)~(3)的情況。由此,特定在工作流體中產(chǎn)生不均化反應(yīng)。

即,本實施方式以如下方式控制,在相對于上述(1)~(3)的溫度或輸入電力的變化量,含有R1123的工作流體的冷凝溫度的變化量較大的情況下,打開膨脹閥4的開度。

以下,說明本實施方式的具體的控制方法。

此外,通常不易在相同的基準(zhǔn)下比較溫度的變化量和輸入電力值的變化量。因此,在測量溫度的變化量的情況下,以輸入電力不改變的方式控制,并測量溫度的變化量。即,將構(gòu)成壓縮機2或流體機械7a、7b的例如電動機的轉(zhuǎn)速保持一定,測量溫度的變化量。

在上述狀態(tài)下,以例如10秒鐘~1分鐘的規(guī)定的時間間隔測量溫度的變化量。具體而言,首先,從溫度的變化量的測量之前(例如,10秒鐘~1分左右),將輸入電力量保持一定值驅(qū)動壓縮機2及流體機械7a、7b。由此,壓縮機2及流體機械7a、7b的輸入電力量的每單位時間的變化量大致為零。此外,大致為零是指,在壓縮機2的情況下,由于制冷劑的偏斜引起的的壓縮機2的吸入狀態(tài)的變化,輸入電力中產(chǎn)生少許變動。另外,是由于,在第一介質(zhì)、第二介質(zhì)為周圍空氣的情況下,流體機械7a、7b由于風(fēng)的吹入等影響,輸入電力中產(chǎn)生少許變動。即,大致為零是指,在含有上述變動的狀態(tài)下,比預(yù)定的規(guī)定值小的值。

而且,在以上的條件下,首先,利用冷凝溫度檢測部10a測定冷凝溫度的每單位時間的變化量。

接著,利用第一介質(zhì)溫度檢測部10e檢測第一介質(zhì)的溫度的每單位時間的變化量,并利用第二介質(zhì)溫度檢測部10f檢測第二介質(zhì)的溫度的單位時間的變化量。

接著,判斷測定的冷凝溫度的變化量是否比第一介質(zhì)的溫度的變化量或第二介質(zhì)的溫度的變化量的任一項大。

此時,在測定的冷凝溫度的變化量較大的情況下,看作工作流體中產(chǎn)生不均化反應(yīng),向打開的方向控制膨脹閥4。

此外,本實施方式中,以僅通過膨脹閥4的開度控制,控制伴隨不均化反應(yīng)而產(chǎn)生的壓力上升的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了說明,但不限于此。在僅通過膨脹閥4的開度控制不易進(jìn)行壓力控制的情況下,也可以同時進(jìn)行與實施方式3同樣的方法。即,也可以與膨脹閥4并聯(lián)地設(shè)置旁通流路13,并執(zhí)行壓縮機2的緊急停止。另外,也可以設(shè)為如下結(jié)構(gòu),設(shè)置安全閥14等,向外部放出制冷劑,來降低壓力。

另外,本實施方式中,以將設(shè)置于冷凝器3的二相管的溫度檢測部的變化量作為基準(zhǔn),控制膨脹閥4的開度的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了說明,但不限于此。例如,也可以以從壓縮機2的排出部到膨脹閥4的入口4a的在任一點檢測的壓力的變化量為基準(zhǔn)進(jìn)行控制。另外,也可以以膨脹閥4的入口4a的過冷卻度的變化量為基準(zhǔn)進(jìn)行控制。

另外,也可以將本實施方式與上述的實施方式1~實施方式3的任一方式組合控制。由此,可以實現(xiàn)制冷循環(huán)裝置的可靠性的進(jìn)一步提高。

(實施方式5)

以下,使用圖13說明本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置。

圖13是本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

如圖13所示,本實施方式的制冷循環(huán)裝置50利用至少由室內(nèi)機單元501a、室外機單元501b、配管連接部512a、512b、512c、512d等構(gòu)成的所謂的分離式空氣調(diào)和設(shè)備等構(gòu)成。室內(nèi)機單元501a和室外機單元501b利用制冷劑配管及控制配線等相互連接。

室內(nèi)機單元501a具備室內(nèi)熱交換器503和室內(nèi)送風(fēng)風(fēng)扇507a等。室內(nèi)送風(fēng)風(fēng)扇507a由向室內(nèi)熱交換器503送風(fēng),并且將利用室內(nèi)熱交換器503進(jìn)行了熱交換的空氣向室內(nèi)吹出的貫流風(fēng)扇(例如,橫流風(fēng)扇)構(gòu)成。

室外機單元501b至少具備:壓縮機502、作為減壓部的膨脹閥504、室外熱交換器505、四通閥506、室外送風(fēng)風(fēng)扇507b等。室外送風(fēng)風(fēng)扇507b由向室外熱交換器505送風(fēng)的例如螺旋槳式風(fēng)扇構(gòu)成。

配管連接部512a和配管連接部512b以設(shè)于室內(nèi)機單元501a,而將室內(nèi)機單元501a和室外機單元501b分離的方式構(gòu)成。室外機單元501b具備:配管連接部512c、設(shè)于配管連接部512d和四通閥506之間的三通閥508、設(shè)于配管連接部512c和膨脹閥504之間的二通閥509。

設(shè)于室內(nèi)機單元501a側(cè)的配管連接部512a和設(shè)于室外機單元501b的二通閥509側(cè)的配管連接部512c與作為制冷劑配管之一的液管511a連接。室內(nèi)機單元501a側(cè)的配管連接部512b和設(shè)于室外機單元501b的三通閥508側(cè)的配管連接部512d與作為制冷劑配管之一的氣體管511b連接。

在室外機單元501b的壓縮機502的密閉容器502g中設(shè)置殼溫度檢測部510a,檢測密閉容器502g的外郭的溫度。

即,本實施方式的制冷循環(huán)裝置50至少由壓縮機502、室內(nèi)熱交換器503、膨脹閥504、室外熱交換器505、制冷劑配管等構(gòu)成。此時,通過將這些部件利用制冷劑配管依次連接,構(gòu)成制冷循環(huán)回路。

另外,制冷循環(huán)回路在壓縮機502和室內(nèi)熱交換器503或室外熱交換器505之間具備四通閥506。此外,作為四通閥506,例如可利用根據(jù)來自控制電路(未圖示)的電信號切換制冷和制熱的電磁閥式四通閥506。

四通閥506將從壓縮機502排出的制冷劑的流動方向切換向室內(nèi)熱交換器503或室外熱交換器505的任一方。

即,本實施方式的制冷循環(huán)裝置50利用四通閥506切換制冷運轉(zhuǎn)和制熱運轉(zhuǎn)。

具體而言,在制冷運轉(zhuǎn)時,以使壓縮機502的排出側(cè)和室外熱交換器505連通,并且使室內(nèi)熱交換器503和壓縮機502的吸入側(cè)連通的方式,切換四通閥506。由此,使室內(nèi)熱交換器503作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用,從周圍介質(zhì)(室內(nèi)空氣)吸收熱。同時,使室外熱交換器505作為冷凝器發(fā)揮作用,將在室內(nèi)吸收的熱向周圍介質(zhì)(室外空氣)放熱。

另一方面,在制熱運轉(zhuǎn)時,以使壓縮機502的排出側(cè)和室內(nèi)熱交換器503連通,并且使室外熱交換器505和壓縮機502的吸入側(cè)連通的方式,切換四通閥506。由此,使室外熱交換器505作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用,從周圍介質(zhì)(室外空氣)吸熱。同時,使室內(nèi)熱交換器503作為冷凝器發(fā)揮作用,將在室外吸收的熱向周圍介質(zhì)(室內(nèi)空氣)放熱。

此外,本實施方式中,作為周圍介質(zhì),例如使用空氣。空氣利用設(shè)于室內(nèi)機單元501a、室外機單元501b各自的室內(nèi)送風(fēng)風(fēng)扇507a、室外送風(fēng)風(fēng)扇507b進(jìn)行驅(qū)動(送風(fēng))。而且,實現(xiàn)經(jīng)由室內(nèi)熱交換器503、室外熱交換器505與制冷劑進(jìn)行熱交換的制冷循環(huán)。

如以上,構(gòu)成本實施方式的制冷循環(huán)裝置50。

接著,具體地說明上述的三通閥508及二通閥509的功能。

室外機單元501b具備由閥508a及輔助閥508b構(gòu)成的三通閥508和二通閥509。三通閥508及二通閥509分別朝向室內(nèi)機單元501a,并與氣體管511b、液管511a連接。

三通閥508中設(shè)有將氣體管511b和三通閥508連接的配管連接部512d、和供給端口(未圖示)。另一方面,二通閥509中設(shè)有與液管511a連接的配管連接部512c。利用三通閥508及二通閥509,構(gòu)成將室外機單元501b側(cè)的制冷循環(huán)回路全閉,且可將室內(nèi)機單元501a和室外機單元501b分離的構(gòu)造。

而且,三通閥508的配管連接部512d和氣體管511b、二通閥509的配管連接部512c和液管511a利用可裝卸的接頭(例如,擴(kuò)張聯(lián)管等)或釬焊等連接。另外,三通閥508中,在供給端口設(shè)有輔助閥508b。由此,可以進(jìn)行設(shè)置作業(yè)及維護(hù)時的真空引、及制冷劑的追加充填等。

一般而言,在家庭用室內(nèi)空調(diào)的情況下,以預(yù)先在室外機單元501b側(cè)的制冷循環(huán)回路中充填有制冷劑的所謂的預(yù)充電狀態(tài)向城市中(市場)出庫。在該情況下,二通閥509及三通閥508為了在制冷循環(huán)回路內(nèi)保管(保持)制冷劑而以全閉狀態(tài)出庫。

三通閥508及二通閥509如以上那樣發(fā)揮功能。

以下,以空調(diào)為例簡單地說明本實施方式的制冷循環(huán)裝置50的設(shè)置作業(yè)。

首先,在空調(diào)的設(shè)置場所固定室內(nèi)機單元501a、室外機單元501b。而且,將室內(nèi)機單元501a和室外機單元501b經(jīng)由液管511a、氣體管511b機械性地連接,并且經(jīng)由電源線、信號線進(jìn)行電接線。

接著,進(jìn)行從二通閥509到三通閥508的室內(nèi)機單元501a側(cè)的制冷循環(huán)回路的抽真空。其后,將二通閥509及三通閥508的閥508a開放,使制冷劑遍布制冷循環(huán)回路的整體。

最后,進(jìn)行空調(diào)的試運轉(zhuǎn),結(jié)束設(shè)置作業(yè)。

以下,簡單地說明作為本實施方式的制冷循環(huán)裝置50的空調(diào)的拆除作業(yè)。

一般而言,在拆除空調(diào)的情況下,進(jìn)行向室外機單元501b側(cè)的制冷循環(huán)回路回收制冷劑的運轉(zhuǎn)的所謂的抽空運轉(zhuǎn)(pump-down operation)。而且,在向室外機單元501b側(cè)回收制冷劑后,卸下制冷循環(huán)裝置50的各要素。

具體而言,首先,閉塞二通閥509,以制冷運轉(zhuǎn)模式進(jìn)行空調(diào)的運轉(zhuǎn)。由此,向室外機單元501b側(cè)壓入制冷劑。接著,確認(rèn)到室內(nèi)機單元501a側(cè)的制冷劑消失后,閉塞三通閥508,停止空調(diào)的運轉(zhuǎn)。

而且,停止空調(diào)的運轉(zhuǎn)后,將室內(nèi)機單元501a、室外機單元501b的配管、配線系卸下,拆除室內(nèi)機單元501a及室外機單元501b。

通過以上,結(jié)束空調(diào)的拆除作業(yè)。

以下,參照圖13,使用圖14說明本實施方式的制冷循環(huán)裝置50的壓縮機502的結(jié)構(gòu)及動作。

圖14是構(gòu)成本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的壓縮機的概略結(jié)構(gòu)圖。

如圖14所示,本實施方式的壓縮機502由所謂的密閉型的旋轉(zhuǎn)式壓縮機構(gòu)成。

壓縮機502具備密閉容器502g,在內(nèi)部至少收納例如由電動機等構(gòu)成的電動機502e和壓縮機構(gòu)502c。密閉容器502g的內(nèi)部由高溫高壓的排出制冷劑和冷凍機油充滿。

電動機502e具備經(jīng)由曲軸502m與壓縮機構(gòu)502c連接的轉(zhuǎn)子5021e和設(shè)于轉(zhuǎn)子5021e周圍的定子5022e。

接著,對壓縮機502的動作進(jìn)行說明。

首先,從蒸發(fā)器流出的低壓制冷劑經(jīng)由四通閥506,從吸入管502a吸入壓縮機502的內(nèi)部。吸入的低壓制冷劑利用壓縮機構(gòu)502c進(jìn)行升壓(壓縮)。

升壓而成為高溫·高壓的制冷劑從排出消聲器502l排出。排出的制冷劑通過在電動機502e周圍構(gòu)成的間隙(轉(zhuǎn)子5021e和定子5022e之間,定子5022e和密閉容器502g之間),向排出空間502d流動。

其后,從排出管502b向壓縮機502外排出。排出的制冷劑經(jīng)由四通閥506向冷凝器循環(huán)。

另外,壓縮機構(gòu)502c經(jīng)由電動機502e和曲軸502m連接。電動機502e將從外部電源接收的電力從電能量轉(zhuǎn)換成機械(旋轉(zhuǎn))能量。即,壓縮機構(gòu)502c使用從電動機502e經(jīng)由曲軸502m傳遞的機械能量,進(jìn)行對制冷劑升壓的“壓縮工作”。

壓縮機502如以上那樣進(jìn)行動作。

接著,在本實施方式的制冷循環(huán)裝置中,對成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生原因的情況進(jìn)行說明。

如上述各實施方式中進(jìn)行的說明,易于產(chǎn)生不均化反應(yīng)的條件在于,制冷劑過度成為高溫·高壓的狀態(tài)。而且,在高溫·高壓的制冷劑氛圍的狀態(tài)下,當(dāng)對制冷劑附加高能量源時,成為產(chǎn)生不均化反應(yīng)的起點。

即,為了抑制不均化反應(yīng),要避免制冷劑過度成為高溫·高壓的氛圍的狀態(tài)?;蛐枰苊鈱Ω邷亍じ邏旱姆諊碌闹评鋭└郊痈吣芰吭础?/p>

因此,在本實施方式的制冷循環(huán)裝置中,考慮產(chǎn)生上述現(xiàn)象的狀況。

首先,考慮制冷劑過度成為高溫·高壓的、例如室內(nèi)送風(fēng)風(fēng)扇507a、或室外送風(fēng)風(fēng)扇507b所引起的狀況。

在該情況下,假定如下狀況,在制冷劑成為高壓的冷凝器側(cè),送風(fēng)風(fēng)扇不能順利地動作而給送風(fēng)帶來障礙,不會從制冷劑向作為周圍介質(zhì)的空氣進(jìn)行放熱。

具體而言,是冷凝器側(cè)的送風(fēng)風(fēng)扇異常停止的情況,或由冷凝器的送風(fēng)風(fēng)扇驅(qū)動的空氣的送風(fēng)路徑被障礙物閉塞的情況等。此時,不能進(jìn)行來自制冷劑的放熱,因此,冷凝器內(nèi)的制冷劑的溫度及壓力過度上升。

另一方面,作為制冷劑側(cè)所引起的狀況,考慮以下的主要原因的任一項。

首先,是由于制冷劑配管的局部的破損,而閉塞制冷劑配管的情況。另外,是如下情況,在設(shè)置作業(yè)或維護(hù)作業(yè)中,由于制冷劑配管的抽真空不足等,水分或切屑等的殘留物在制冷劑配管或膨脹閥等制冷循環(huán)回路內(nèi)殘留·堆積,而閉塞制冷循環(huán)回路。

此外,在例如在水蒸氣或雨天時的作業(yè)等中,存在于空氣中的水分由于抽真空不足而殘留于制冷劑配管內(nèi)的情況下產(chǎn)生水分的殘留。另外,在例如在配管設(shè)置作業(yè)時通過配管切斷而產(chǎn)生的切屑?xì)埩粼谂涔軆?nèi)的情況下產(chǎn)生切屑等的殘留。另外,是設(shè)置作業(yè)中的二通閥或三通閥的打開遺忘引起的制冷循環(huán)回路的閉塞或抽空運轉(zhuǎn)時的運轉(zhuǎn)停止遺忘等的情況。

由于上述的一些主要原因,當(dāng)在壓縮機502的運轉(zhuǎn)中制冷循環(huán)回路閉塞時,從壓縮機502的排出部到制冷循環(huán)回路的閉塞部,制冷劑的壓力及制冷劑的溫度過度上升。由此,產(chǎn)生易于生成不均化反應(yīng)的狀況。

因此,為了擔(dān)保安全性,需要在產(chǎn)生上述狀況的情況下抑制不均化反應(yīng),或假設(shè)即使在引起反應(yīng)的情況下也最小限地抑制制冷循環(huán)裝置的破損的對策。

接著,考慮在制冷循環(huán)回路內(nèi)對制冷劑附加高能量源的、不是規(guī)定的運轉(zhuǎn)條件下的狀態(tài)的狀況。

具體而言,是由于冷凝器側(cè)的送風(fēng)風(fēng)扇的停止或制冷循環(huán)回路的閉塞等,排出壓力(制冷循環(huán)回路的高壓側(cè))過度上升的狀態(tài)。另外,是在構(gòu)成壓縮機的壓縮機構(gòu)的滑動部產(chǎn)生異物嚙入(進(jìn)入)的狀態(tài)。在該情況下,電動機502e從電能向機械能量轉(zhuǎn)換時,超過向壓縮機構(gòu)502c可傳遞的能量的上限值。即,是壓縮機構(gòu)502c不能進(jìn)行以上將制冷劑進(jìn)行升壓的壓縮工作的、產(chǎn)生所謂的壓縮機502的鎖定異常的狀況。

在上述狀況下,當(dāng)繼續(xù)向壓縮機502供給電力時,向構(gòu)成壓縮機502的電動機等的電動機502e過量供給電力,電動機502e異常發(fā)熱。由此,構(gòu)成電動機502e的定子5022e的繞阻的絕緣體破損。其結(jié)果,繞阻的導(dǎo)線彼此直接接觸,引起稱為層間短路(layer short circuiting)的現(xiàn)象。層間短路相當(dāng)于在壓縮機502內(nèi)的制冷劑氛圍下產(chǎn)生高能量的現(xiàn)象(放電現(xiàn)象)。放電現(xiàn)象成為相對于由上述的含有R1123的工作流體等構(gòu)成的制冷劑,產(chǎn)生不均化反應(yīng)的起點。

另外,除了層間短路以外,向電動機502e也過量供給電力時,向電動機502e供給電力的引線502i或供電端子502h的絕緣體破損。由此,可能產(chǎn)生短路。因此,在這些部位的短路也成為不均化反應(yīng)的起點。

因此,本實施方式以避免成為上述不均化反應(yīng)的起點的、向壓縮機502施加過量的供給電力(電力)的方式進(jìn)行控制。

以下,使用圖15說明本實施方式的制冷循環(huán)裝置的控制。

圖15是說明本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的控制的流程圖。

此外,圖15表示使用向壓縮機502供給的電流值抑制不均化反應(yīng)的控制的流程圖50a。

具體而言,考慮供給電力的電動機502e超過最大扭矩而不能工作的情況。在該情況下,當(dāng)停動扭矩時的電流值(鎖定電流值)持續(xù)規(guī)定時間時,產(chǎn)生成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生源的層間短路的可能性變高。因此,在以下的控制中進(jìn)行各種對應(yīng)。此外,上述規(guī)定時間根據(jù)電動機502e的種類、絕緣體的耐久性、向周圍介質(zhì)的放熱性等設(shè)定。以下,例如將規(guī)定時間設(shè)為15秒進(jìn)行說明。

如圖15所示,首先,檢測向壓縮機502供給的電流值(步驟S100)。

接著,判斷電流值是否到達(dá)鎖定電流值(步驟S110)。此時,在電流值未到達(dá)鎖定電流值的情況下(步驟S110的No),繼續(xù)壓縮機502的運轉(zhuǎn)(步驟S180)。

另一方面,在電流值到達(dá)鎖定電流值,且繼續(xù)15秒以上的情況下(步驟S110的Yes(是)),進(jìn)行向壓縮機502遮斷供給電力的控制(步驟S120)。此時,供給電力(電流)值記錄于控制電路中。因此,當(dāng)鎖定電流持續(xù)15秒鐘且被檢測時,控制裝置向電源電路發(fā)送對壓縮機502的供給電力的遮斷指示。

此外,就供給電力的遮斷方法而言,除了上述以外,也可以通過流過規(guī)定值以上的電流時,遮斷電路的例如OLP(Over Load Protector:過負(fù)荷保護(hù)電路)構(gòu)成。在該情況下,從安全上來看,更優(yōu)選電力供給不會自動恢復(fù)的結(jié)構(gòu),例如斷路器或保險絲那樣的結(jié)構(gòu)。

另外,也可以設(shè)為如下結(jié)構(gòu),向電動機502e供給電力的、使密閉容器502g外側(cè)的供電端子502h比電動機502e的定子5022e的繞阻間、引線502i間短路更快地斷線,而遮斷電力供給。具體而言,設(shè)為使供電端子502h的接點部分熔斷的結(jié)構(gòu)。而且,只要設(shè)為如下結(jié)構(gòu)即可,當(dāng)鎖定電流(過大電流)流過一定時間以上時,供電端子502h的接點部分熔斷。

另外,就電動機502e的鎖定異常的檢測而言,除了鎖定電流值以外,也可以利用例如電位計等檢測電動機502e的轉(zhuǎn)子5021e的旋轉(zhuǎn)舉動。在該情況下,當(dāng)在運轉(zhuǎn)中電位計檢測到轉(zhuǎn)子5021e的旋轉(zhuǎn)停止時,判定為鎖定異常的狀態(tài)并可進(jìn)行控制。

另外,也可以根據(jù)需要,遮斷步驟S120的向壓縮機502供給電力,并且施加向均壓方向切換四通閥506的(步驟S130)控制。具體而言,在制熱運轉(zhuǎn)的情況下,向制冷運轉(zhuǎn)切換,在制冷運轉(zhuǎn)的情況下,向制熱運轉(zhuǎn)切換。此外,圖15中,以進(jìn)行步驟S120和步驟S130雙方的流程表示,但未必執(zhí)行步驟S130。

例如,在制熱運轉(zhuǎn)時的情況下,制冷劑成為高壓的冷凝器是室內(nèi)機單元501a側(cè)的室內(nèi)熱交換器503。因此,當(dāng)室內(nèi)送風(fēng)風(fēng)扇507a停止時,從壓縮機502的排出管502b或排出空間502d到室內(nèi)熱交換器503內(nèi)的制冷劑壓力過度成為高壓。壓縮機502的鎖定異常是排出側(cè)的制冷劑壓力過度成為高壓,且壓縮機構(gòu)502c不進(jìn)行壓縮工作時必然產(chǎn)生的狀態(tài)。

因此,在產(chǎn)生壓縮機502的鎖定異常的情況下,判斷為排出側(cè)的制冷劑壓力過度成為高壓。而且,使將四通閥506從制熱運轉(zhuǎn)向制冷運轉(zhuǎn)切換的控制(步驟S130)與向壓縮機502的電力供給的遮斷(步驟S120)同時進(jìn)行。由此,可防止不均化反應(yīng)的產(chǎn)生。

此外,鎖定異常的產(chǎn)生原因沒有特別說明,但除此之外,還有各種原因。結(jié)論上產(chǎn)生鎖定異常時,引起壓縮機502的異常發(fā)熱,可能產(chǎn)生成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生的起點的短路。因此,在產(chǎn)生鎖定異常的情況下,從抑制不均化反應(yīng)的觀點來看,更優(yōu)選進(jìn)行降低制冷劑的壓力的步驟S130的動作。另外,從多重安全的觀點來看,更優(yōu)選同時進(jìn)行步驟S130的動作和步驟S120的動作。

即,在步驟S130中,將四通閥506從制熱運轉(zhuǎn)切換成制冷運轉(zhuǎn)。由此,在四通閥506的切換前,向低壓的壓縮機502的吸入側(cè)或室外機單元501b側(cè)導(dǎo)入高壓的制冷劑。其結(jié)果,室內(nèi)機單元501a側(cè)的制冷劑的壓力迅速地下降,可以使制冷循環(huán)回路內(nèi)的制冷劑改變成均壓狀態(tài)。

具體而言,四通閥506的切換與控制電路進(jìn)行的遮斷向壓縮機502的電力供給同時指示。因此,在利用OLP或斷路器等,遮斷向壓縮機502的電力供給的情況下,制冷循環(huán)裝置50的控制電路在檢測到遮斷向壓縮機502的電力供給時,指示四通閥506的切換。

此外,在上述中,以制熱運轉(zhuǎn)時為例說明了四通閥的切換動作,但在制冷運轉(zhuǎn)時的情況下,只要與上述相反使四通閥506進(jìn)行從制冷運轉(zhuǎn)向制熱運轉(zhuǎn)切換的動作即可。

另外,如圖13所示,也可以還設(shè)置將壓縮機502的吸入管502a和排出管502b連通的、具有旁通開閉閥513a的旁通流路513,并進(jìn)行步驟S130的控制。即,在步驟S130中,也可以在切換四通閥506的同時,向打開方向控制旁通流路513的旁通開閉閥513a。由此,可以將制冷循環(huán)回路內(nèi)的制冷劑設(shè)為更迅速地均壓的狀態(tài)。

此外,也可以僅使用四通閥506的切換和旁通流路513的切換的任一方。但是,更優(yōu)選為進(jìn)行四通閥506的切換控制和旁通流路513產(chǎn)生的均壓控制雙方的控制。由此,即使在四通閥506或旁通流路513的任一方不動作的情況下,也可以通過另一方進(jìn)行均壓控制。即,從考慮了故障安全的控制的觀點來看,優(yōu)選。

另外,如圖13所示,也可以以使用設(shè)于壓縮機502的排出管502b或排出空間502d的構(gòu)成大氣開放部的安全閥514,將制冷劑向外部空間放出的方式控制。此外,安全閥514只要設(shè)于從壓縮機502的排出部到膨脹閥4之間,或從壓縮機502的排出部到三通閥508之間即可。但是,更優(yōu)選設(shè)于從壓縮機502的排出部到四通閥506之間。由此,可以將壓縮機502的壓力更快地排放至外部。

接著,在步驟S120中,對向壓縮機502的電力供給由于以下原因而不能遮斷時的處理進(jìn)行說明。

即,在步驟S120中,在向壓縮機502的電力供給由于電源部的端子熔接等不能遮斷的情況下,持續(xù)進(jìn)行向壓縮機502的電力供給。在該情況下,不易防止供給的電力引起的電動機502e中的短路的產(chǎn)生。此時,如步驟S130中進(jìn)行的說明,經(jīng)由四通閥506的切換或旁通流路513,進(jìn)行對制冷循環(huán)回路內(nèi)的排出側(cè)的壓力進(jìn)行減壓的控制。但是,步驟S130中,即使改變成均壓狀態(tài),也不易可靠地抑制不均化反應(yīng)的產(chǎn)生。

因此,如圖15所示,判斷是否遮斷向壓縮機502的電力(步驟S140)。此時,在未遮斷向壓縮機502的電力的情況下(步驟S140的No(否)),將安全閥514開放(步驟S150)。然后,經(jīng)由安全閥514將制冷劑向外部空間放出。由此,以防止制冷循環(huán)裝置50主體的破損,不使制冷循環(huán)裝置50的零件飛散帶來的損害波及周圍的方式進(jìn)行控制。

另一方面,在遮斷了向壓縮機502的電力的情況下(步驟S140的Yes),判斷上升的壓力是否為安全閥514的設(shè)定壓力以上(步驟S160)。此時,在為安全閥514的設(shè)定壓力以上的情況下(步驟S160的Yes),將安全閥514開放(步驟S150)。

另一方面,在上升的壓力低于安全閥514的設(shè)定壓力的情況下(步驟S160的No),結(jié)束對應(yīng)處理(步驟S170)。

而且,將上述處理進(jìn)行規(guī)定時間或總是反復(fù)執(zhí)行,來控制制冷循環(huán)裝置。

此外,本實施方式的安全閥(減壓閥、relief valve)514的開放部與實施方式3的安全閥(減壓閥、relief valve)14一樣,設(shè)于室外側(cè)。另外,安全閥514優(yōu)選配置于制冷劑的狀態(tài)成為最高溫·高壓的壓縮機502主體的從排出空間502d到排出管502b的位置。另外,更優(yōu)選將安全閥514設(shè)于壓縮機502主體。由此,可迅速地緩和高溫·高壓狀態(tài)。

另外,安全閥514也可以是電子控制式開閉閥、彈簧式安全閥或爆破片(rupture disk、安全膜)。

具體而言,如圖15所示,在以向壓縮機502的供給電力(電流)值進(jìn)行控制的情況下,即使控制電路進(jìn)行遮斷向壓縮機502的電力供給的指示,電力供給持續(xù)時,進(jìn)行開發(fā)安全閥514的控制。

此時,在彈簧式安全閥514的情況下,就連續(xù)吹出制冷劑的吹出壓力的設(shè)定壓力值而言,在設(shè)置安全閥514的部位的制冷循環(huán)裝置的制冷劑的允許壓力的1.2倍以下或開始吹出壓力的1.15倍以下設(shè)定設(shè)定壓力值。

另外,在安全閥514為爆破片的情況下,就破裂壓力而言,在設(shè)置爆破片的部位的制冷循環(huán)裝置的耐壓試驗壓力的0.8~1.0倍左右的范圍內(nèi)設(shè)定設(shè)定壓力值。

此外,安全閥514的數(shù)量不是必須為一個,也可以設(shè)置多個。由此,可以將制冷劑向大氣迅速地開放,因此,在盡可能可避免制冷循環(huán)裝置1主體的破壞的點上優(yōu)選。

另外,作為安全閥514的控制參數(shù),從多重確保安全性的點來看,更優(yōu)選使用供給電力和壓力值雙方進(jìn)行控制。

<變形例1>

在上述中,以使用向壓縮機502的供給電流的電流值,抑制不均化反應(yīng)的控制方法為例進(jìn)行了說明,但不限于此。例如,也可以根據(jù)排出管溫度Tdis與殼溫度Tsh(構(gòu)成壓縮機的密閉容器502g的溫度)的溫度差,掌握成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生的起點的現(xiàn)象,并進(jìn)行抑制不均化反應(yīng)的控制。

以下,參照圖13及圖14,使用圖16說明本實施方式中的不均化反應(yīng)的抑制控制的變形例1。

圖16是說明本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的變形例1的控制的流程圖。

此外,圖16表示根據(jù)排出管溫度Tdis和殼溫度Tsh的溫度差,抑制不均化反應(yīng)的控制的流程圖50b。

排出管溫度Tdis和殼溫度Tsh由圖13所示的設(shè)于壓縮機502的排出管502b的排出管溫度檢測部510b和設(shè)于壓縮機502的密閉容器502g的外側(cè)的殼溫度檢測部510a測定。此時,殼溫度檢測部510a如圖14所示,優(yōu)選設(shè)置于電動機502e的定子5022e附近,更優(yōu)選設(shè)置于線圈端部5023e附近。由此,可以高靈敏度地檢測設(shè)于壓縮機502內(nèi)部的電動機502e的定子5022e的溫度。

另外,變形例1中,排出管溫度檢測部510b由例如熱敏電阻或熱電偶等構(gòu)成,電氣性地檢測溫度。而且,檢測值電氣性地發(fā)送至控制電路。

首先,對變形例1的控制參數(shù)即壓縮機502的排出管溫度Tdis和殼溫度Tsh的舉動進(jìn)行說明。此外,例如在高壓殼型的壓縮機的情況下,電動機502e的周圍由高壓的排出制冷劑充滿。

首先,在壓縮機502的動作正常的情況下,電動機502e略微被加熱,但被周圍的制冷劑吸熱。從電動機502e接收了熱的制冷劑從壓縮機502的排出管502b排出,且噴向冷凝器。此時,制冷劑總是從壓縮機502的排出空間502d向外部流動。因此,利用制冷劑,向壓縮機502外輸送熱,不會產(chǎn)生電動機502e的溫度持續(xù)上升那樣的情況。其結(jié)果,壓縮機502的殼溫度Tsh不會過度上升(異常發(fā)熱),其溫度不會大幅變化為制冷劑的排出溫度。

另一方面,在制冷循環(huán)不能正常發(fā)揮功能,且壓縮機502引起鎖定異常的情況下,如上述,壓縮機502不能進(jìn)行壓縮工作。此時,向電動機502e供給的電力(電氣能量)不能轉(zhuǎn)換成機械能量,而轉(zhuǎn)換成熱能量。因此,電動機502e的溫度過度上升(異常發(fā)熱)。此時,制冷劑不會流動,因此,也不能進(jìn)行來自電動機502e的放熱。由此,電動機502e的溫度和其附近的制冷劑的溫度持續(xù)上升。其結(jié)果,內(nèi)包電動機502e的壓縮機502的殼溫度Tsh也上升。

另一方面,與電動機502e的周圍的制冷劑相比,壓縮機502的排出管溫度Tdis的溫度上升的比例較小。這是由于,排出管502b遠(yuǎn)離作為熱源的電動機502e,且排出制冷劑不會向排出管502b流動。

即,當(dāng)壓縮機502引起鎖定異常時,殼溫度Tsh與排出管溫度Tdis的差逐漸變大。

因此,本變形例中,測量殼溫度Tsh與排出管溫度Tdis的溫度差的舉動(變化),檢測壓縮機502的電動機502e的異常。而且,以基于溫度差,停止向壓縮機502的電力供給的方式控制。

首先,使用圖17,具體地說明殼溫度Tsh和排出管溫度Tdis的溫度差的舉動。

圖17是本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的變形例1的溫度檢測部的動作概要圖。

此外,圖17表示由殼溫度檢測部510a檢測的殼溫度Tsh和由排出管溫度檢測部510b檢測的排出溫度Tdis的溫度履歷520。

如圖17所示,壓縮機502引起鎖定異常后,殼溫度Tsh與排出溫度Tdis的溫度差隨著時間的經(jīng)過而變大。

而且,在溫度差超過規(guī)定值例如ΔT=20K的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時間、例如Δt=15秒鐘的情況下,遮斷向壓縮機502的電力供給。此外,上述溫度差及時間的規(guī)定值根據(jù)制冷劑的混合比、壓縮機502的排出空間502d、壓縮機502的能力、各溫度檢測部的設(shè)置位置制定。因此,通常,溫度差及時間的規(guī)定值實驗性地求得設(shè)定。

另外,優(yōu)選時間差的規(guī)定值以在構(gòu)成成為不均化反應(yīng)的觸發(fā)器的壓縮機502的、電動機502e的繞阻彼此、引線502i彼此或供電端子502h產(chǎn)生短路的20~30秒之前,遮斷供給電力的方式設(shè)定。這是由于,當(dāng)在產(chǎn)生短路的數(shù)秒之前遮斷供給電力,時間富余較少,因此,確保安全上的富余。

以下,使用圖16具體地說明變形例1的控制。

如圖16所示,首先,檢測殼溫度Tsh和排出管溫度Tdis(步驟S200)。此時,殼溫度Tsh和排出溫度Tdis的檢測值由各溫度檢測部檢測之后,記錄于控制電路。

接著,控制電路判斷殼溫度Tsh與排出溫度Tdis的溫度差比規(guī)定值大的狀態(tài)是否持續(xù)一定時間(步驟S210)。此時,在溫度差未到達(dá)規(guī)定值(例如ΔT=20K)的情況下(步驟S210的No),繼續(xù)壓縮機502的運轉(zhuǎn)(步驟S280)。

另一方面,在溫度差到達(dá)規(guī)定值且繼續(xù)15秒以上的情況下(步驟S210的Yes),控制電路進(jìn)行遮斷向壓縮機502的供給電力的控制(步驟S220)。此時,控制電路將指示遮斷向壓縮機502的電力供給的信號發(fā)送至電源電路。由此,將向壓縮機502供給電力的開關(guān)開放,遮斷電力的供給。此外,步驟S220與實施方式的流程圖50a的步驟S120一樣,因此,省略詳細(xì)的說明。

在該情況下,考慮到安全方面,優(yōu)選為向壓縮機502的電力供給的遮斷不會自動恢復(fù)的結(jié)構(gòu)。即,例如優(yōu)選設(shè)為在電源電路上設(shè)置恢復(fù)開關(guān),且只要不裝入恢復(fù)開關(guān),電力供給就不會恢復(fù)的結(jié)構(gòu)。

通過以上的處理流程,可以在成為不均化反應(yīng)的觸發(fā)器的電動機502e的短路開始之前,遮斷向壓縮機502的電力供給。

另外,與上述實施方式的流程圖50a的步驟S130一樣,在變形例1中,也可以如步驟S230所示,使用排出管溫度Tdis與殼溫度Tsh的溫度差,進(jìn)行四通閥506、旁通流路513的旁通開閉閥513a、安全閥514的控制。在該情況下,四通閥506或旁通開閉閥513a的控制的設(shè)定值只要以與上述實施方式中敘述的遮斷電力供給的設(shè)定值相同的方式設(shè)定即可。此外,詳細(xì)的說明與實施方式的步驟S130一樣,因此,進(jìn)行省略。

在此,在變形例1的步驟S230中,即使改變成均壓狀態(tài),也不易可靠地抑制不均化反應(yīng)的產(chǎn)生。另外,有時還不會遮斷向壓縮機502的電力。

因此,變形例1中,如圖16所示,判斷是否緩和(縮小)排出管溫度Tdis與殼溫度Tsh的溫度差(步驟S240)。此時,在未緩和溫度差的情況下(步驟S240的No),開放安全閥514(步驟S250)。這是由于,即使遮斷向壓縮機502的電力供給,或進(jìn)行四通閥506、旁通流路513的旁通開閉閥513a的控制,在排出管溫度Tdis與殼溫度Tsh的溫度差繼續(xù)變大的情況下,推定為不能遮斷向壓縮機502的電力供給,或產(chǎn)生了不均化反應(yīng)。因此,以開放安全閥514,將工作流體向外部放出的方式進(jìn)行控制。

另一方面,在溫度差被緩和的情況下(步驟S240的Yes),判斷上升的壓力是否為安全閥514的設(shè)定壓力以上(步驟S260)。此時,在安全閥514的設(shè)定壓力以上的情況下(步驟S260的Yes),將安全閥514開放(步驟S250)。

另一方面,在上升的壓力低于安全閥514的設(shè)定壓力的情況下(步驟S260的No),結(jié)束對應(yīng)處理(步驟S270)。

而且,將上述處理進(jìn)行規(guī)定時間或總是反復(fù)執(zhí)行,并控制制冷循環(huán)裝置。

此時,也可以使用上述的彈簧式安全閥514或爆破片,通過壓力進(jìn)行閥的開放控制。由此,可多重確保安全性。

此外,在變形例1的控制中,也可以并用進(jìn)行上述實施方式5的檢測向壓縮機502的供給電力(電流值)的控制。由此,在任一方檢測到異常的情況下,可以進(jìn)行上述控制。其結(jié)果,可多重確保安全性,因此,更優(yōu)選。

<變形例2>

另外,僅通過由殼溫度檢測部510a檢測的殼溫度Tsh,掌握成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生起點的現(xiàn)象并進(jìn)行控制,以下說明變形例2。

變形例2首先測量構(gòu)成壓縮機502的電動機502e的定子5022e短路之前的溫度。而且,根據(jù)測量的溫度,掌握成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生起點的現(xiàn)象。由此,是進(jìn)行不均化反應(yīng)的抑制的控制的結(jié)構(gòu)。

在該情況下,變形例2使用殼溫度檢測部510a,作為檢測電動機502e的定子5022e的溫度的定子溫度檢測部。利用殼溫度檢測部510a,間接性地檢測定子5022e的溫度,檢測控制不均化反應(yīng)。

以下,參照圖18說明本實施方式中的不均化反應(yīng)的抑制控制的變形例2。

圖18是說明本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的變形例2的控制的流程圖。

即,圖18中,使用殼溫度Tsh表示抑制不均化反應(yīng)的控制的流程圖50c。

此外,遮斷向壓縮機502的電力供給的定子5022e的設(shè)定溫度,考慮安全上的富余,并根據(jù)以下的溫度最低的溫度進(jìn)行設(shè)定。即,根據(jù)定子5022e的繞阻、向定子5022e供給電力的引線502i、包裹供電端子502h的絕緣體破損的溫度進(jìn)行設(shè)定。

以下,說明上述溫度設(shè)定的方法。

首先,根據(jù)絕緣體的破損,將電動機502e的繞阻彼此、引線502i彼此、供電端子502h的短路中產(chǎn)生的定子5022e的溫度假定為例如200℃。

在該情況下,面向周圍介質(zhì)即空氣側(cè)的密閉容器502g的外郭的殼溫度Tsh比作為高熱源側(cè)的短路產(chǎn)生時的定子5022e的溫度低(例如,比200℃低)。

此時,定子5022e彼此的短路的產(chǎn)生部位成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生起點。即,需要以絕緣體破損而短路的定子5022e的溫度不會上升到200℃的方式,考慮控制安全上的富余度。

因此,變形例2中,將殼溫度Tsh的設(shè)定溫度設(shè)定控制成例如150℃左右。

此外,殼溫度檢測部510a也可以由電氣性地進(jìn)行溫度檢測的例如熱敏電阻或熱電偶等構(gòu)成。另外,也可以由機械性地進(jìn)行溫度檢測的例如雙金屬等構(gòu)成。還可以通過非接觸型的溫度檢測部、例如熱成像等進(jìn)行構(gòu)成。

以下,使用圖18具體地說明變形例2的控制。

如圖18所示,首先,經(jīng)由殼溫度檢測部510a檢測殼溫度Tsh(步驟S300)。此時,殼溫度Tsh的檢測值由殼溫度檢測部510a檢測后,記錄于控制電路。

接著,控制電路判斷殼溫度Tsh是否到達(dá)規(guī)定值(150℃)(步驟S310)。此時,在殼溫度Tsh未到達(dá)規(guī)定值的情況下(步驟S310的No),繼續(xù)壓縮機502的運轉(zhuǎn)(步驟S380)。

另一方面,在殼溫度Tsh到達(dá)規(guī)定值的情況下(步驟S310的Yes),控制電路進(jìn)行遮斷向壓縮機502的供給電力的控制(步驟S320)。此時,在將熱敏電阻或熱電偶用于殼溫度檢測部510a的情況下,殼溫度Tsh的檢測值作為電信號發(fā)送至控制電路。而且,控制電路在殼溫度Tsh到達(dá)規(guī)定值(例如,150℃)時,對向壓縮機502供給電力的電源電路輸出遮斷電力供給的指示。由此,將向壓縮機502供給電力的開關(guān)開放,遮斷電力的供給。另一方面,在將雙金屬用于殼溫度檢測部510a的情況下,使用例如根據(jù)規(guī)定值(例如,150℃)遮斷的熱繼電器,遮斷向壓縮機502的電力供給。

此外,步驟S320與實施方式及變形例1的流程圖50a、50b的步驟S120及步驟S220一樣,因此,詳細(xì)的說明省略。

此外,上述變形例中,也可以并用電氣性地檢測溫度的方法和機械性地檢測溫度的方法,進(jìn)行向壓縮機502的電力供給的遮斷控制。由此,可多重確保安全性。

通過以上的處理流程,可以在成為不均化反應(yīng)的觸發(fā)器的殼溫度Tsh超過規(guī)定溫度之前,遮斷向壓縮機502的電力供給。

另外,與上述實施方式的流程圖50a的步驟S130一樣,在變形例2中,也可以如步驟S330所示,使用由殼溫度檢測部510a檢測的殼溫度Tsh的檢測值,進(jìn)行四通閥506、旁通流路513的旁通開閉閥513a、安全閥514的控制。在該情況下,四通閥506或旁通流路513的控制的設(shè)定值只要以與上述實施方式中敘述的遮斷電力供給的設(shè)定值相同的方式設(shè)定即可。此外,詳細(xì)的說明與實施方式的步驟S130一樣,因此,進(jìn)行省略。

在此,在變形例2的步驟S330中,即使改變成均壓狀態(tài),也不易可靠地抑制不均化反應(yīng)的產(chǎn)生。另外,有時還不能遮斷向壓縮機502的電力。

因此,變形例2中,如圖18所示,判斷由殼溫度檢測部510a測量的殼溫度Tsh是否降低(步驟S340)。此時,在殼溫度Tsh未降低的情況下(步驟S340的No),將安全閥514開放(步驟S350)。這是由于,即使進(jìn)行向壓縮機502的電力供給遮斷,及四通閥506、旁通流路513的旁通開閉閥513a的控制,在由殼溫度檢測部510a測量的溫度上升不會停止的情況下,推定為不能遮斷向壓縮機的電力供給,或產(chǎn)生了不均化反應(yīng)。因此,以將安全閥514開放,使工作流體向外部放出的方式控制。

此時,例如在電氣性地檢測溫度的情況下,同樣只要電氣性地進(jìn)行安全閥514的控制即可。在機械性地檢測溫度的情況下,也可以以使用熱繼電器,并裝入在設(shè)定溫度以上將安全閥514開放的開關(guān)的方式進(jìn)行控制。

另一方面,在殼溫度Tsh降低的情況下(步驟S340的Yes),判斷上升的壓力是否為安全閥514的設(shè)定壓力以上(步驟S360)。此時,在為安全閥514的設(shè)定壓力以上的情況下(步驟S360的Yes),將安全閥514開放(步驟S350)。

另一方面,在上升的壓力低于安全閥514的設(shè)定壓力的情況下(步驟S360的No),結(jié)束對應(yīng)處理(步驟S370)。

此時,也可以使用上述的彈簧式安全閥514或爆破片,通過壓力進(jìn)行閥的開放控制。由此,可多重確保安全性。

此外,變形例2中,也可以并用進(jìn)行上述實施方式5的向壓縮機502的供給電力檢測及變形例1的溫度差檢測。由此,在任一方檢測到異常的情況下,可以進(jìn)行上述控制。其結(jié)果,可更多重確保安全性。

<變形例3>

變形例2中,以僅通過殼溫度Tsh,掌握成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生起點的現(xiàn)象進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明,但不限于此。

也可以利用定子溫度檢測部510c直接測量定子5022e的溫度,掌握成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生起點的現(xiàn)象并進(jìn)行控制。

此外,如圖14所示,定子溫度檢測部510c設(shè)于在定子5022e的線圈端部5023e附近或定子5022e和密閉容器502g的間隙構(gòu)成的冷凍機油返回路(未圖示)。由此,可以直接測量定子5022e的溫度。

以下,使用圖18說明使用定子5022e的溫度抑制不均化反應(yīng)的產(chǎn)生的變形例3。

此外,除了定子5022e的溫度的檢測以外,控制的流程圖基本上與變形例2中說明的圖18的流程圖50c一樣。

首先,對遮斷向壓縮機502的電力供給的、由定子溫度檢測部510c檢測的設(shè)定溫度進(jìn)行說明。

首先,上述設(shè)定溫度根據(jù)絕緣體破損的溫度,設(shè)定考慮了安全上的富余的溫度。因此,與變形例2一樣,將絕緣體破損的溫度假定為例如200℃。

而且,在變形例3的情況下,將定子溫度檢測部510c的設(shè)定溫度設(shè)定成例如170℃進(jìn)行控制。其原因在于,與變形例2的殼溫度Tsh不同,定子溫度檢測部510c可直接檢測定子5022e的溫度,因此,將富余度較小地估計為30℃。

此外,定子溫度檢測部510c也可以與變形例2一樣,由電氣元件或機械元件構(gòu)成。另外,也可以并用雙方而構(gòu)成。由此,可多重地確保安全性。

以下,參照圖18說明變形例3的控制方法。

與變形例2一樣,如圖18所示,首先,經(jīng)由定子溫度檢測部510c,檢測定子5022e的溫度(步驟S300)。此時,定子溫度檢測部510c的檢測值由定子溫度檢測部510c檢測后,記錄于控制電路中。

接著,控制電路判斷定子5022e的溫度是否到達(dá)規(guī)定值(170℃)(步驟S310)。此時,在溫度未到達(dá)規(guī)定值的情況下(步驟S310的No),繼續(xù)壓縮機502的運轉(zhuǎn)(步驟S380)。

另一方面,在溫度到達(dá)規(guī)定值的情況下(步驟S310的Yes),控制電路進(jìn)行遮斷向壓縮機502的供給電力的控制(步驟S320)。

此時,在電氣性地檢測到定子5022e的溫度的情況下,來自定子溫度檢測部510c的檢測值經(jīng)由信號線,作為電信號向控制電路發(fā)送。而且,控制電路在定子5022e的溫度到達(dá)規(guī)定值(例如,170℃)時,對向壓縮機502供給電力的電源電路輸出遮斷電力供給的指示。由此,將向壓縮機502供給電力的開關(guān)開放,遮斷電力的供給。此外,上述信號線也可以與向電動機502e供給電力的供電端子502h共用,也可以是額外設(shè)置路徑的結(jié)構(gòu)。由此,可將由定子溫度檢測部510c檢測的定子5022e的溫度發(fā)送至密閉容器502g外。

另一方面,在機械性地檢測到定子5022e的溫度的情況下,也可以設(shè)為如下結(jié)構(gòu),在向壓縮機502內(nèi)部的電動機502e供給電力的引線502i的中途設(shè)置熱繼電器,并遮斷向壓縮機502的電力供給。

在該情況下,考慮到安全方面,優(yōu)選為向壓縮機502的電力供給的遮斷不會自動恢復(fù)的結(jié)構(gòu)。即,例如優(yōu)選設(shè)為在電源電路上設(shè)置恢復(fù)開關(guān),且只要不裝入恢復(fù)開關(guān),電力供給就不會恢復(fù)的結(jié)構(gòu)。

通過以上的處理流程,可以在成為不均化反應(yīng)的觸發(fā)器的定子5022e的溫度超過規(guī)定值之前,遮斷向壓縮機502的電力供給。

此外,變形例3中的步驟S330以后的控制的流程與變形例2的控制的流程一樣,因此,省略說明。即,只要將變形例2的殼溫度替換成定子5022e的溫度并進(jìn)行同樣控制即可。

另外,變形例3中,也可以并用向壓縮機502的供給電力檢測及變形例1及變形例2的檢測方法。由此,在任一方檢測到異常的情況下,可以進(jìn)行上述的控制。其結(jié)果,可更多重確保安全性。

<變形例4>

另外,也可以使用由設(shè)于壓縮機502的排出部的排出壓力檢測部515c檢測的壓力,掌握成為不均化反應(yīng)的產(chǎn)生起點的現(xiàn)象,進(jìn)行抑制不均化反應(yīng)的控制。

即,使用設(shè)于圖14所示的壓縮機502的排出管502b或壓縮機502的排出空間502d的排出壓力檢測部515c,檢測排出壓力并進(jìn)行控制。

以下,參照圖19說明本實施方式的不均化反應(yīng)的抑制控制的變形例4。

圖19是說明本發(fā)明實施方式5的制冷循環(huán)裝置的變形例4的控制的流程圖。

此外,圖19表示使用排出壓力,抑制不均化反應(yīng)的控制的流程圖50d。

在上述中,在高壓殼方式的壓縮機502內(nèi),壓縮機構(gòu)502c鎖定,且制冷劑不會流動(滯留)的情況下,記載為電動機502e及其周圍的制冷劑溫度上升。此時,當(dāng)對壓縮機502內(nèi)的排出空間502d的制冷劑施加熱時,制冷劑的壓力也上升。

因此,變形例4中,在排出制冷劑的壓力上升到某規(guī)定值(規(guī)定壓力),超過規(guī)定壓力的時間持續(xù)規(guī)定時間的情況下,遮斷向壓縮機502的供給電力。由此,是以抑制工作流體的不均化反應(yīng)的方式進(jìn)行控制結(jié)構(gòu)。即,當(dāng)排出壓力檢測部515c的測量值到達(dá)規(guī)定值時,遮斷向壓縮機502的電力供給。

此時,遮斷向壓縮機502的電力供給的排出壓力的規(guī)定值也可以如實施方式1的變形例1中敘述那樣,以不到達(dá)臨界點壓力Pcri的方式設(shè)定。另外,也可以設(shè)定壓縮機502的允許壓力。另外,也可以設(shè)定成壓縮機502的規(guī)定的運轉(zhuǎn)范圍(還包括抽空運轉(zhuǎn)時)中的高壓側(cè)的上限值。

此外,關(guān)于規(guī)定時間,在將壓縮機502的允許壓力設(shè)定為規(guī)定壓力的情況下,在記錄后,應(yīng)迅速地遮斷電力供給,因此,優(yōu)選為不設(shè)置規(guī)定時間的結(jié)構(gòu)。另一方面,在將壓縮機502的規(guī)定運轉(zhuǎn)的高壓側(cè)的上限值設(shè)定為規(guī)定壓力的情況,且測量到超過規(guī)定壓力的時間連續(xù)一定時間(例如,分鐘級)的情況下,優(yōu)選為以遮斷電力供給的方式進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)。

另外,排出壓力檢測部515c也可以是利用應(yīng)變計等電氣性地檢測測定加壓的膜片的應(yīng)變的結(jié)構(gòu)。另外,也可以利用機械性地檢測壓力的金屬波紋管或金屬膜片構(gòu)成。

以下,使用圖19,具體地說明變形例4的控制。

如圖19所示,首先,利用排出壓力檢測部515c檢測壓縮機502的排出壓力(步驟S400)。此時,壓縮機502的排出壓力的檢測值記錄于控制電路中。

接著,控制電路判斷壓縮機502的排出壓力的檢測值是否為規(guī)定值以上,還判斷是否繼續(xù)上述規(guī)定時間(步驟S410)。此時,在排出壓力低于規(guī)定值的情況下(步驟S410的No),繼續(xù)壓縮機502的運轉(zhuǎn)(步驟S490)。

另一方面,在壓縮機502的排出壓力的檢測值為規(guī)定值以上,且繼續(xù)了規(guī)定時間的情況下(步驟S410的Yes),進(jìn)行遮斷向壓縮機502的供給電力的控制(步驟S420)。此時,排出壓力的檢測值記錄于控制電路中。

具體而言,遮斷向壓縮機502的供給電力的控制如下執(zhí)行。

例如,在電氣性地檢測壓力的情況下,當(dāng)壓力到達(dá)規(guī)定值時,從控制電路遮斷向壓縮機502的供給電力的指示向電源電路發(fā)送。另一方面,在機械性地檢測壓力的情況下,當(dāng)壓力到達(dá)規(guī)定值時,壓入例如彈簧等,將向壓縮機502的供給電源的接點開放。由此,遮斷向壓縮機502的供給電力。此外,步驟S420與實施方式的流程圖50a的步驟S120一樣,因此,詳細(xì)的說明省略。

通過以上的處理流程,可以在成為不均化反應(yīng)的觸發(fā)器的壓縮機502的排出壓力超過規(guī)定值之前,遮斷向壓縮機502的電力供給。

另外,與上述實施方式的流程圖50a的步驟S130一樣,在變形例4中,也可以如步驟S430所示,使用排出壓力的檢測值,進(jìn)行四通閥506、旁通流路513的旁通開閉閥513a、安全閥514的控制。在該情況下,四通閥506或旁通開閉閥513a的控制的設(shè)定值只要以與上述實施方式中敘述的遮斷電力供給的設(shè)定值相同的方式設(shè)定即可。此外,詳細(xì)的說明與實施方式的步驟S130一樣,因此,進(jìn)行省略。

在此,在變形例4的步驟S430中,即使改變成均壓狀態(tài),也不易可靠地抑制不均化反應(yīng)的產(chǎn)生。另外,有時也不能遮斷向壓縮機502的電力。

因此,變形例4中,如圖19所示,判斷排出壓力值是否降低(步驟S440)。此時,在排出壓力值降低的情況下(步驟S440的Yes),結(jié)束對應(yīng)處理(步驟S470)。

另一方面,在排出壓力值未降低的情況下(步驟S440的No),判斷上升的壓力是否為安全閥514的設(shè)定壓力以上(步驟S450)。此時,在為安全閥514的設(shè)定壓力以上的情況下(步驟S450的Yes),將安全閥514開放(步驟S460)。

另一方面,在上升的壓力低于安全閥514的設(shè)定壓力的情況下(步驟S450的No),結(jié)束對應(yīng)處理(步驟S470)。

而且,將上述處理進(jìn)行規(guī)定時間或總是反復(fù)執(zhí)行,并控制制冷循環(huán)裝置。

通過以上的動作,可以使用由排出壓力檢測部515c檢測的排出壓力,抑制不均化反應(yīng)的產(chǎn)生。

此外,變形例4中,在電氣性地檢測壓力的情況下,只要在遮斷向壓縮機502的供給電力的基礎(chǔ)上,通過控制電路進(jìn)行上述各閥的開放控制即可。由此,可簡化結(jié)構(gòu)。

另外,變形例4中,在機械性地檢測壓力的情況下,也可以使用例如彈簧式閥。具體而言,在使用旁通流路513的旁通開閉閥513a的情況下,只要將一次(高)壓側(cè)設(shè)定為排出壓,并將二次(低)壓側(cè)設(shè)定為吸入壓即可。

另外,在變形例4中,在使用安全閥514的情況下,只要將一次壓側(cè)設(shè)定為制冷循環(huán)內(nèi)的制冷劑壓力,并將二次壓側(cè)設(shè)定為周圍空氣的壓力即可。

另外,在變形例4的控制中,也可以并用設(shè)定電氣性的壓力檢測部及機械性的壓力檢測部并進(jìn)行控制。由此,可更多重確保安全性。

另外,在變形例4的控制中,也可以并用向壓縮機502的供給電力檢測及變形例1~變形例3的檢測部并進(jìn)行控制。由此,在任一方檢測到異常的情況下,可以進(jìn)行上述控制。其結(jié)果,可多重確保安全性,因此,更優(yōu)選。

如以上進(jìn)行的說明,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置具備將壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器連接的制冷循環(huán)。另外,使用含有1,1,2-三氟乙烯(R1123)和二氟甲烷(R32)的工作流體作為制冷循環(huán)的制冷劑。而且,也可以以制冷劑在壓縮機的吸入部成為二相的方式控制膨脹閥的開度。

根據(jù)該結(jié)構(gòu),設(shè)為工作流體不會以過度的過熱狀態(tài)流入壓縮機的主體的結(jié)構(gòu)。由此,防止工作流體的壓縮機排出溫度過度上升,并防止工作流體內(nèi)的R1123的分子運動的活躍化,其結(jié)果,抑制含有R1123的工作流體的不均化反應(yīng),可實現(xiàn)具有較高的可靠性的制冷循環(huán)裝置。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以具備設(shè)于冷凝器的冷凝溫度檢測部,以工作流體的臨界溫度與由冷凝溫度檢測部檢測的冷凝溫度的差成為5K以上的方式,控制膨脹閥的開度。

根據(jù)該結(jié)構(gòu),使由冷凝溫度檢測部測定的工作流體溫度與其壓力相當(dāng),并以將高壓側(cè)工作流體溫度(壓力)限制成根據(jù)臨界壓力考慮了安全性的富余的5K以上的方式,控制膨脹閥的開度。由此,防止更高壓的冷凝壓力過度變高,可抑制由于過度的壓力上升(分子運動的活躍化)易于產(chǎn)生的不均化反應(yīng)。其結(jié)果,可以確保制冷循環(huán)裝置的可靠性。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以具備設(shè)于壓縮機的排出部和膨脹閥的入口之間的高壓側(cè)壓力檢測部,且以工作流體的臨界壓力與由高壓側(cè)壓力檢測部檢測的壓力的差成為0.4MPa以上的方式,控制膨脹閥的開度。

根據(jù)該結(jié)構(gòu),在將含有R1123的工作流體以成為溫度梯度特別大的非共沸的混合比例使用的情況下,可以更精確地檢測制冷劑壓力。進(jìn)而,基于檢測的結(jié)果,控制膨脹閥的開度。由此,可以降低制冷循環(huán)裝置內(nèi)的高壓側(cè)壓力(冷凝壓力)。其結(jié)果,抑制工作流體的不均化反應(yīng),可提高制冷循環(huán)裝置的可靠性。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以具備將冷凝器與膨脹閥之間、膨脹閥與蒸發(fā)器之間連接的旁通管和用于開閉旁通管的旁通開閉閥,在膨脹閥的開度全開的狀態(tài)且制冷劑在壓縮機的吸入部未成為二相的情況下,將旁通開閉閥設(shè)為打開。

由此,與使膨脹閥単獨動作相比,可以更迅速地進(jìn)行含有R1123的工作流體的壓力控制。其結(jié)果,進(jìn)一步可提高制冷循環(huán)裝置的可靠性。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以在膨脹閥的開度全開的狀態(tài)且制冷劑在壓縮機的吸入部未成為二相的情況下,停止壓縮機。

根據(jù)該結(jié)構(gòu),通過停止壓縮機,可以僅抑制不均化反應(yīng)和對含有R1123的工作流體的壓力的上升造成影響的要素與周圍介質(zhì)的熱交換。由此,可以進(jìn)一步提高制冷循環(huán)裝置的可靠性。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以具備與制冷循環(huán)的外部空間連通的安全閥,在膨脹閥的開度全開的狀態(tài)且制冷劑在壓縮機的吸入部未成為二相的情況下,將安全閥打開。

根據(jù)該結(jié)構(gòu),即使在產(chǎn)生并進(jìn)行了不均化反應(yīng)的情況下,也可以向外部排出制冷劑,將壓力開放。由此,可以防止制冷循環(huán)裝置的破損,其結(jié)果,可以進(jìn)一步提高制冷循環(huán)裝置的可靠性。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置中,壓縮機也可以具備電動機,在電動機成為溫度比規(guī)定值高的異常發(fā)熱時,為了抑制制冷劑的不均化反應(yīng),停止向壓縮機的電力供給。

根據(jù)該結(jié)構(gòu),可防止成為不均化反應(yīng)的起點的向壓縮機的過量的電力供給。由此,可預(yù)先抑制不均化反應(yīng)的產(chǎn)生或進(jìn)行。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以在向電動機的供給電流到達(dá)電動機的停動扭矩時的電流值的時間超過規(guī)定時間的情況下,判斷為異常發(fā)熱時。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以在檢測到電動機的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動停止的情況下,判斷為異常發(fā)熱時。

由此,可檢測成為不均化反應(yīng)的起點的向壓縮機的過量的電力供給。其結(jié)果,可預(yù)先抑制異常發(fā)熱引起的不均化反應(yīng)的產(chǎn)生或進(jìn)行。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置中,壓縮機也可以具備收納電動機的密閉容器,并具備在密閉容器中配置電動機的定子的附近設(shè)置的殼溫度檢測部和設(shè)于壓縮機的排出部的排出溫度檢測部,在排出溫度檢測部的檢測值與殼溫度檢測部的檢測值的差成為規(guī)定值以上的時間超過規(guī)定時間的情況下,判斷為異常發(fā)熱時。

由此,在產(chǎn)生不均化反應(yīng)之前,可遮斷向壓縮機的過量的電力供給。其結(jié)果,可預(yù)先抑制異常發(fā)熱引起的不均化反應(yīng)的產(chǎn)生或進(jìn)行。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以具備檢測電動機的定子溫度的定子溫度檢測部,在定子溫度檢測部的檢測值到達(dá)規(guī)定值的時間超過規(guī)定時間的情況下,判斷為異常發(fā)熱時。

由此,可防止作為產(chǎn)生或進(jìn)行不均化反應(yīng)的條件之一的制冷劑成為高溫氛圍。其結(jié)果,可預(yù)先抑制異常發(fā)熱引起的不均化反應(yīng)的產(chǎn)生或進(jìn)行。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以具備設(shè)于壓縮機的排出部的排出部壓力檢測部,在排出部壓力檢測部的檢測值到達(dá)規(guī)定值的時間超過規(guī)定時間的情況下,判斷為異常發(fā)熱時。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以具備切換從壓縮機排出的制冷劑的流動的四通閥,在判斷為異常發(fā)熱時的情況下,將四通閥的連通切換成與異常發(fā)熱前相反的方向。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以具備將四通閥與壓縮機的吸入部之間、四通閥與壓縮機的排出部之間連通的旁通流路和設(shè)于旁通流路的旁通開閉閥,在判斷為異常發(fā)熱時的情況下,將旁通開閉閥設(shè)為打開。

另外,本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置也可以具備設(shè)于四通閥和壓縮機的排出部之間,且將制冷劑開放向周圍大氣的大氣開放部,在判斷為異常發(fā)熱時的情況下,使大氣開放部進(jìn)行打開動作。

由此,可防止作為產(chǎn)生或進(jìn)行不均化反應(yīng)的條件之一的制冷劑成為高壓氛圍。其結(jié)果,可預(yù)先抑制異常發(fā)熱引起的不均化反應(yīng)的產(chǎn)生或進(jìn)行。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明可適用于使用含有R1123的工作流體的例如熱水器、汽車空調(diào)、冷凍冷藏庫、除濕機等用途所使用的制冷循環(huán)裝置。

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