CN109964086B - 制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

制冷循环装置具备多个室外机(50a、50b)。多个室外机(50a、50b)分别包括室外热交换器(2a、2b)、压缩机(1a、1b)、以及用于检测室外机中的冷冻机油的量的传感器(5a、5b)。控制装置(100)具有使多个室外机(50a、50b)中的一部分室外机运转并使其他室外机停止的第一运转模式、和使多个室外机(50a、50b)全部运转的第二运转模式。控制装置(100)在第一运转模式中，在运转中的室外机的运转时间超过规定的时间且运转中的室外机的压缩机中的冷冻机油的量为规定量以上的情况下，以使运转中的室外机停止并使多个室外机(50a、50b)中的停止中的室外机运转的方式进行切换。

Description

制冷循环装置

技术领域

本发明涉及制冷循环装置，特别是涉及具备多个压缩机的制冷循环装置。

背景技术

以往的具备多台室外机和多台室内机的多联型空调机通过共用的制冷剂管(液体管和气体管)将多个室外机与室内机连接而进行制冷剂输送，另一方面，通过用于避免压缩机内的油的分布不均的均油管将各室外机的压缩机连接，对各室外机的压缩机中的油量的平衡进行保持。

然而，在使用均油管的情况下，在现场的装配作业性和成本方面存在问题。另外，如果压缩机内的油量不适度，则压缩机的性能下降，因此，存在消耗电力增加这样的问题。

因此，在日本特开2007-101127号公报(专利文献1)、日本特开2004-69213号公报(专利文献2)、日本特开2011-2160号公报(专利文献3)中公开了应用不使用均油管地避免压缩机的油的分布不均的技术的空气调节装置的控制方法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-101127号公报

专利文献2：日本特开2004-69213号公报

专利文献3：日本特开2011-2160号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述日本特开2007-101127号公报(专利文献1)中，为了适度地保持压缩机的油量，在均油运转控制中，使向压缩机供给的油的供给时间恒定地进行均油运转。另外，在日本特开2004-69213号公报(专利文献2)中，在运转压缩机的运转累计时间达到规定时间的情况下，进行切换压缩机的运转/停止的控制。

然而，由于均油运转时间或运转累计时间的判定时间恒定，因此，根据各环境、设置、运转条件的不同，存在均油变得不充分的可能性，在产生压缩机的油枯竭的情况下，可靠性下降，在产生油过填充的情况下，性能下降。

本发明是为了解决上述那样的课题而做出的，其目的在于使用传感器来准确地检测冷冻机油的量，并对压缩机进行控制，以避免在多个压缩机的容器内产生冷冻机油的分布不均，由此实现压缩机的保护，并防止压缩机及制冷循环装置的性能下降。

用于解决课题的方案

由本申请的实施方式公开的制冷循环装置具备：室内机，所述室内机至少具有室内热交换器；多个室外机，所述多个室外机相互并联地连接于室内机；控制装置，所述控制装置对多个室外机进行控制；以及至少一个膨胀装置。多个室外机分别包括室外热交换器、压缩机、以及用于检测室外机中的冷冻机油的量的传感器。室内热交换器、膨胀装置、及多个室外机所包含的室外热交换器和压缩机构成供制冷剂循环的制冷剂回路。作为运转模式，控制装置具有使多个室外机中的一部分室外机运转并使其他室外机停止的第一运转模式、和使多个室外机全部运转的第二运转模式。控制装置在第一运转模式中，在运转中的室外机的运转时间超过规定的时间且运转中的室外机的压缩机中的冷冻机油的量比规定量少的情况下，维持运转中的室外机的运转，在第一运转模式中，在运转中的室外机的运转时间超过规定的时间且运转中的室外机的压缩机中的冷冻机油的量为规定量以上的情况下，以使运转中的室外机停止并使多个室外机中的停止中的室外机运转的方式进行切换。

发明效果

根据本发明，能够抑制多个压缩机的油枯竭，能够提高各压缩机的可靠性。即便不使用均油管，也能够防止油枯竭，因此，不需要各室外机的均油管的连接作业，能够提高装配作业性。

附图说明

图1是实施方式1的制冷循环装置的整体结构图。

图2是用于说明在实施方式1中控制装置执行的单室外机运转时的控制的流程图。

图3是表示实施方式1中的单室外机运转时的室外机切换前的制冷剂的流动的图。

图4是表示实施方式1中的单室外机运转时的室外机切换后的制冷剂的流动的图。

图5是用于说明在实施方式1中控制装置执行的多室外机运转时的控制的流程图。

图6是表示多室外机运转时的频率变更前的制冷剂的流动的一例的图。

图7是表示多室外机运转时的频率变更后的制冷剂的流动的一例的图。

图8是实施方式2的制冷循环装置的整体结构图。

图9是表示压缩机中的液面高度与冷冻机油的取出量的关系的一例的图。

图10是用于说明在实施方式2中控制装置执行的单室外机运转时的控制的流程图。

图11是表示实施方式2中的单室外机运转时的室外机切换前的制冷剂的流动的图。

图12是表示实施方式2中的单室外机运转时的室外机切换的转变过程中的制冷剂的流动的图。

图13是表示实施方式2中的单室外机运转时的室外机切换完成后的制冷剂的流动的图。

图14是用于说明在实施方式2中控制装置执行的多室外机运转时的控制的流程图。

图15是实施方式3的制冷循环装置的整体结构图。

图16是用于说明在实施方式3中控制装置执行的单室外机运转时的控制的流程图。

图17是用于说明在实施方式3中控制装置执行的多室外机运转时的控制的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。以下，对多个实施方式进行说明，但从申请当初就预定能够将在各实施方式中说明的结构适当地组合。此外，对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，且不重复其说明。

实施方式1.

图1是实施方式1的制冷循环装置的整体结构图。参照图1，制冷循环装置包括多台室外机50a、50b、至少具有室内热交换器4的室内机54、高压侧的配管52、低压侧的配管53、及控制装置100。室外机50a、50b与室内机54通过配管52和配管53连接。

室外机50a、50b相互并联地连接于室内机54。室外机50a至少包括压缩机1a、室外热交换器2a、及膨胀装置3a。室外机50b至少包括压缩机1b、室外热交换器2b、及膨胀装置3b。作为膨胀装置3a、3b，多使用电子膨胀阀(LEV)，但也可以使用毛细管、温度自动膨胀阀等。另外，也可以构成为取代膨胀装置3a、3b而在室内机侧使用一个膨胀装置。

室内热交换器4、膨胀装置3a、3b、室外热交换器2a、2b及压缩机1a、1b构成供制冷剂循环的制冷剂回路。

室外机50a、50b分别包括室外热交换器2a、2b、压缩机1a、1b、及用于检测室外机中的冷冻机油的量的传感器5a、5b。传感器5a、5b分别具备液面检测器101a、101b。即，在压缩机1a设置有能够检测压缩机内的液面高度的液面检测器101a，在压缩机1b设置有能够检测压缩机内的液面高度的液面检测器101b。控制装置100根据各压缩机内的液面高度(液面检测器101a、101b的输出)来控制压缩机1a、1b的排出量。

控制装置100根据制冷循环装置的负荷而适当地切换单室外机运转和多室外机运转。在此，“单室外机运转”是指在两台室外机中同时存在一台的运转中的压缩机和一台的停止中的压缩机的运转，“多室外机运转”是指在多台室外机中同时存在两台以上的运转中的压缩机的运转。此外，在并联连接三台以上的室外机的结构的情况下，单室外机运转是指全部的压缩机中的仅一台压缩机运转的情况。

“单室外机运转”模式相当于使多个室外机50a、50b中的一部分室外机运转并使其他室外机停止的第一运转模式，“多室外机运转”模式相当于使多个室外机50a、50b全部运转的第二运转模式。

由于这样的结构的实施方式1的制冷循环装置使用多个室外机，因此，在使制冷循环装置长时间连续运转的情况下，会产生油的不均，由此，存在产生油枯竭的可能性。更具体而言，根据室外机中的压缩机的运转状况的不同，冷冻机油被大量地排出到配管中，有可能会使冷冻机油在一部分室外机侧偏置，在其余的室外机的压缩机中产生冷冻机油的枯竭。

在未对压缩机进行均油而不均等的状态持续时，压缩机的可靠性下降。为了使各压缩机中的冷冻机油的量一致，也可以考虑设置均油管，但如果设置均油管，则在装配作业时连接部位增加，构件个数也增加，装配作业性下降。

因此，实施方式1的制冷循环装置的控制装置100对多个压缩机进行控制，以使排出到配管中的冷冻机油适当地返回压缩机。控制装置100在“单室外机运转”模式中，在运转中的室外机的运转时间超过规定的时间且运转中的室外机的压缩机中的冷冻机油的量比规定量少的情况下，维持运转中的室外机的运转，在“单室外机运转”模式中，在运转中的室外机的运转时间超过规定的时间且运转中的室外机的压缩机中的冷冻机油的量为规定量以上的情况下，以使运转中的室外机停止并使多个室外机50a、50b中的停止中的室外机运转的方式进行切换。

对上述单室外机运转时的控制进行说明。图2是用于说明在实施方式1中控制装置执行的单室外机运转时的控制的流程图。图3是表示实施方式1中的单室外机运转时的室外机切换前的制冷剂的流动的图。图4是表示实施方式1中的单室外机运转时的室外机切换后的制冷剂的流动的图。

参照图2，每隔一定时间或者每当规定的条件成立时，从制冷循环装置的控制的主例程中调出该流程图的处理并执行。

在步骤S1中，控制装置100检测运转中的压缩机的液面高度。在此，如果将运转中的压缩机设为压缩机1a，则此时，制冷剂如图3所示的箭头那样流动。在该状态下，控制装置100基于液面检测器101a的输出，检测运转中的压缩机1a的液面高度。

液面检测器101a只要能够检测液面高度即可，并不被特别限定，例如也可以使用：通过超声波的传递时间来进行检测的超声波传感器、检测声波的声速的声速传感器、检测热容的热容传感器、检测静电电容的静电电容传感器、检测来自光源的光的波长等的光纤传感器等。这些传感器的检测值均会根据观测的空间的密度变化而变化。

另外，也可以将温度传感器用作液面检测器101a。对于温度传感器而言，与直接测定上述液面高度的传感器不同，而是间接地进行检测。温度传感器的设置位置优选为压缩机的内部，但也可以为压缩机的外部。在压缩机内部的空间，制冷剂和冷冻机油分开地存在于气体部分和液体部分，由于气体部分与液体部分的热容不同，因此，会在温度传感器产生温度差。通过将多个温度传感器设置在高度不同的位置并检测温度差，从而能够判断是液体部分还是气体部分，并对液面高度进行推定。

如图3所示，从压缩机1a喷出制冷剂和冷冻机油。喷出的制冷剂和冷冻机油依次通过配管52、室内热交换器4、配管53、膨胀装置3a、室外热交换器2a，并返回压缩机1a。此时，如果冷冻机油暂时大量地滞留在各配管、热交换器等制冷剂回路中，则冷冻机油向压缩机1a的流入量下降。由于流入量下降，压缩机1a的液面高度下降。

在步骤S2中，控制装置100判断由液面检测器101a检测到的液面位置是否比规定位置高(冷冻机油的量是否比规定量多)。此外，“规定位置”是指能够确保压缩机的可靠性的液面的位置。

在步骤S2中，在液面高度比规定位置低时(在S2中为“否”)，不实施切换控制，直至压缩机1a的液面恢复且冷冻机油向压缩机1a的流入量成为稳定的状态(S5)。在此，“切换控制”是指以使运转中的压缩机停止并使停止中的压缩机运转的方式对多个压缩机的控制进行切换的控制。

接下来，在步骤S3中，控制装置100判断从压缩机1a的运转开始起的经过时间是否比规定时间长。在此，“规定时间”是指强制性地进行切换控制的时间。

在液面为规定位置以上(在S2中为“是”)且经过时间为规定时间以上(在S3中为“是”)时，控制装置100将运转的压缩机从压缩机1a切换为压缩机1b，并重置经过时间的计数值(S4)。在经过时间的计数值被重置时，对新的经过时间开始计数。

在切换后，如图4所示，从压缩机1b喷出制冷剂和冷冻机油。喷出的制冷剂和冷冻机油依次通过配管52、室内热交换器4、配管53、膨胀装置3b、室外热交换器2b，并返回压缩机1b。

在刚进行切换之后，之前从压缩机1a喷出到配管52、室内热交换器4、配管53中的冷冻机油向压缩机1b流入。然而，对于该流入量而言，通过适当地选择切换定时，以避免从压缩机取出的冷冻机油的取出量成为大量的瞬间，从而能够在每次的切换控制时使该流入量成为大致相同的量。因此，能够避免冷冻机油从一方的压缩机向另一方的压缩机大量地移动的事态。

通过像这样进行控制，每当经过规定时间时，对运转的压缩机进行切换，因此，能够降低冷冻机油向一方的压缩机偏置的可能性。另外，由于选择切换定时，以避免冷冻机油暂时大量地滞留于配管等的状态，因此，能够在双方的压缩机中避免产生冷冻机油的枯竭。

接下来，对多室外机运转时的控制进行说明。

控制装置100在“多室外机运转”模式中，在多个室外机50a、50b中的第一室外机的压缩机中的冷冻机油的量比规定量少的情况下，对多个室外机50a、50b进行控制，以使第一室外机的压缩机的排出制冷剂流量增加，并使第二室外机的压缩机的排出制冷剂流量减少。即，在室外机50a的压缩机1a的冷冻机油的量比规定量少的情况下，使压缩机1a的排出制冷剂流量增加，并使压缩机1b的排出制冷剂流量减少。由于排出制冷剂流量根据压缩机的频率而变化，因此，在室外机50a的压缩机1a的冷冻机油的量比规定量少的情况下，提高压缩机1a的运转频率，并使压缩机1b的运转频率下降。由此，滞留在配管52、53及室内热交换器4的内部的冷冻机油较多地返回压缩机1a。

在“多室外机运转”模式时，控制装置100执行“频率控制”。在此，“频率控制”是指如下控制：使液面低于规定位置的压缩机的频率上升，使液面高度为规定位置以上的压缩机的频率下降，以使室内能力成为恒定。图5是用于说明在实施方式1中控制装置执行的“多室外机运转”时的控制的流程图。图6是表示多室外机运转时的频率变更前的制冷剂的流动的一例的图。图7是表示多室外机运转时的频率变更后的制冷剂的流动的一例的图。

参照图5，每隔一定时间或者每当规定的条件成立时，从制冷循环装置的控制的主例程中调出该流程图的处理并执行。

在步骤S11中，控制装置100检测运转中的压缩机1a、1b各自的液面高度。在此，如图6所示，压缩机1b的制冷剂流量为小流量，压缩机1a的制冷剂流量为比压缩机1b的制冷剂流量多的大流量。室内机54的室内热交换器4中的制冷剂流量为更多的合计流量。在该状态下，控制装置100基于液面检测器101a、101b的输出，分别检测运转中的压缩机1a、1b的液面高度。

接下来，在步骤S12中，控制装置100判断压缩机1a的液面高度的检测位置是否比规定位置高。

接下来，在步骤S13中，控制装置100判断压缩机1b的液面高度的检测位置是否比规定位置高。

在压缩机1a及压缩机1b中的液面高度均比规定位置高的情况下(在S12、S13中为“是”)，未在双方的压缩机产生油枯竭。因此，不变更压缩机1a、1b各自的运转频率地维持现状(步骤S14)。

另一方面，在压缩机1a中的液面高度为规定位置以下的情况下(在S12中为“否”)，或者在压缩机1b中的液面高度为规定位置以下的情况下(在S13中为“否”)，在某一压缩机中产生了油枯竭。在该情况下，控制装置100在步骤S15中进行变更压缩机的运转频率的控制。

例如，在以图6所示的制冷剂流量进行的运转中，在压缩机1a的液面高度相比于规定位置下降的情况下(在S12中为“否”)，控制装置100执行对压缩机1a的运转频率进行变更(使其提高)的控制，如图7所示，使压缩机1a的排出流量增加(大流量)，使冷冻机油相对于压缩机1a的流入量增加。另一方面，控制装置100执行对压缩机1b的运转频率进行变更(使其下降)的控制。控制装置100与压缩机1a的排出流量的增加相应地使压缩机1b的排出流量减衰(小流量)，并使油向压缩机1b的流入量减少，以使向室内机的流量成为恒定。此外，当液面高度在压缩机1a与1b中处于相反的关系时，也同样地使液面高度低于规定位置的压缩机的频率提高，使液面高度为规定位置以上的压缩机的频率下降。

如以上说明的那样，在实施方式1的制冷循环装置中，在执行单室外机运转的期间，在运转中的压缩机的液面高度为规定位置以上且运转时间为规定时间以上的情况下，执行使所述运转中的压缩机停止并将停止中的压缩机切换为运转的切换控制。另外，在执行多室外机运转的期间，在存在液面高度低于规定位置的压缩机时，控制各压缩机的频率，以使液面高度增加。例如，使液面高度低于规定位置的压缩机的频率提高，并使规定位置以上的压缩机的频率下降。此时，进行频率控制，以使室内侧的能力成为恒定(进行控制，以使制冷剂流量的合计值相同)。

通过像这样进行控制，从而具有以下效果。即，通过检测液面高度，从而在各运转条件、环境条件、设置条件下均能够抑制压缩机的油枯竭。另外，能够对在确保了液面的状态下运转的压缩机进行切换控制。由此，能够提高各压缩机的可靠性。

如果使用实施方式1的制冷循环装置的结构及控制，则即便不使用均油管，也能够防止油枯竭。在设置多台室外机时，在需要均油管的结构中，在装配时需要按照各室外机进行均油管的连接作业，但在实施方式1的制冷循环装置中，不需要各室外机的均油管的连接作业，能够提高装配作业性。

实施方式2.

图8是实施方式2的制冷循环装置的整体结构图。参照图8，实施方式2的制冷循环装置除了图1所示的制冷循环装置的结构之外，还包括能够检测配管52、配管53的配管长度的位置检测器102a、102b、102c及存储装置200。传感器5a包括液面检测器101a和位置检测器102a。传感器5b包括液面检测器101b和位置检测器102b。控制装置100根据各压缩机1a、1b的液面高度和频率来换算油取出量，并根据油取出量和配管长度来换算推定回油时间T。此外，在存储装置200中存储有预先通过实验等确定的目标回油时间T*。此外，在此，“回油时间”是指在压缩机的冷冻机油的液面暂时下降时到恢复为止所花费的时间。控制装置100根据推定回油时间T及液面高度、目标回油时间T*来控制各压缩机。此外，对于实施方式2的制冷循环装置的其他结构而言，由于与图1的制冷循环装置相同，所以不重复说明。

在实施方式2中，其特征之一在于如下方面，即：检测配管长度，并推定回油时间。即，控制装置100基于位置检测器102a～102c的输出来计算制冷剂配管53的长度，并基于计算出的制冷剂配管53的长度来计算回油时间，所述回油时间是直至从压缩机1a、1b排出的冷冻机油返回到压缩机1a、1b为止的时间。控制装置100基于回油时间来控制压缩机1a、1b的排出量。

作为位置检测器102a、102b、102c，只要能够知晓室外机与室内机的位置即可。例如，可以使用压力传感器作为位置检测器，并根据由配管直径决定的压力损失和配管出入口的压力差来推定配管长度。另外，如果安装GPS等，则能够知晓位置，因此，能够知晓从室内机至室外机的距离，可以根据距离来推定配管长度。除此之外，也可以根据将室内机与室外机连结的通信线的电流值(电压下降量)来推定配线的长度，并将其作为配管长度。

控制装置100基于位置检测器102a、102b、102c的输出，计算配管52、53的配管长度La。而且，控制装置100在计算出配管长度La之后，根据配管长度La换算并求出配管容积Va。并且，控制装置100根据预先存储于存储装置200的液面高度及频率的关系，推定各压缩机的油取出量

图9是表示压缩机中的液面高度与冷冻机油的取出量的关系的一例的图。此外，图9为一例，由于这样的图表依赖于压缩机的特性，因此，使用与所使用的压缩机相匹配的图表。在图9中，斜度在中途发生变化的变化点对应于冷冻机油是否浸渍于电动机的分界点。当液面高度比变化点高时，冷冻机油浸渍于电动机，电动机的设置高度以上的冷冻机油容易被取出到制冷剂回路中，因此，斜度急剧增加。此外，也存在不具有图9的图表那样的变化点的特性的压缩机。

另外，控制装置100根据压缩机运转频率和压缩机行程容积，推定各压缩机的排出流量Gra、Grb。

在根据图9来求解油取出量

时，控制装置100通过以下的式(1)来计算推定回油时间T。

此外，Va表示配管容量(升)，

表示油取出量(％)，Gra、Grb表示排出流量(升/min)，T表示推定回油时间(min)。在将La设为配管长度(m)时，上述Va通过Va＝La×(配管直径)来进行计算。

此外，在上式中，利用(排出流量×油取出量)来表示向系统外流动的油量。另外，从各室外机排出的制冷剂及冷冻机油一时在室内机中汇合。因此，从一方的压缩机(例如1b)排出的冷冻机油也会汇合。因此，当在汇合后进行分支时，按流量比对冷冻机油进行分配，并乘以压缩机1a和压缩机1b的流量比。

此外，上述式(1)是室外机为50a、50b这两台的情况，在室外机为50-1、50-2、…50-n这n台的情况下，如以下的式(2)那样示出。

(Gr1+Gr2+…+Grn)}]…(2)

首先，对单室外机运转时的控制进行说明。图10是用于说明在实施方式2中控制装置执行的单室外机运转时的控制的流程图。图11是表示实施方式2中的单室外机运转时的室外机切换前的制冷剂的流动的图。图12是表示实施方式2中的单室外机运转时的室外机切换的转变过程中的制冷剂的流动的图。图13是表示实施方式2中的单室外机运转时的室外机切换完成后的制冷剂的流动的图。

参照图10，首先，检查运转中的压缩机的液面高度(S21)。如果假定运转中的压缩机为压缩机1a，则如图11的实线箭头所示，制冷剂和冷冻机油在制冷剂回路中循环。当从压缩机1a喷出制冷剂和冷冻机油时，喷出的制冷剂和冷冻机油通过配管52、室内热交换器4、配管53，并返回压缩机1a。此时，如果冷冻机油暂时大量地滞留在制冷剂回路的各部件，则向压缩机1a的流入量下降。由于流入量下降，压缩机1a的液面高度下降。

在此，控制装置100在步骤S22中判断液面高度的检测位置是否比规定位置高。此时，控制装置100在液面高度为规定位置以下时(在S22中为“否”)不实施切换控制。控制装置100使制冷剂和冷冻机油从压缩机1a喷出，以使推定回油时间T成为目标回油时间T*以下。具体而言，在步骤S22中，在不为检测位置>规定位置的情况下(在S22中为“否”)，如图9所示，根据压缩机的液面高度和频率来换算从压缩机取出的油取出量(S23)，控制装置100根据位置检测器102a、102b、102c的输出，计算配管52、53的配管长度La(S24)。之后，基于上述式(1)，执行计算推定回油时间T的处理(S25)。

此外，对于配管长度La而言，只要在设置制冷循环装置后进行一次计算并存储于存储装置200即可，可以不必每次都进行计算。

接下来，在步骤S26中，在推定回油时间T>目标回油时间T*的情况下，使停止中的压缩机1b的运转开始，并使运转频率上升(S27)。在该情况下，如图12所示，除了由实线箭头示出的制冷剂及冷冻机油的循环之外，也开始由虚线箭头示出的制冷剂及冷冻机油的循环。由此，即使运转中的压缩机的冷冻机油的液面暂时比规定位置低，也会从停止的压缩机向配管52排出冷冻机油，因此，能够期待下降的液面提前恢复到规定位置以上。

从压缩机1a(及压缩机1b)喷出的冷冻机油通过制冷剂回路的各部件而分别向压缩机1a及压缩机1b流入(S28)。当在S29或S26中不满足条件时，处理进入到S28，不进行切换控制地继续进行经过时间的测定。

之后，再次执行图10的流程图的处理，在压缩机1a的冷冻机油的液面比规定位置高(在S22中为“是”)且从切换起的经过时间超过了规定时间(在S29中为“是”)时，控制装置100将运转的压缩机从压缩机1a切换为压缩机1b。此时，喷出到配管52、53及室内热交换器4中的冷冻机油向压缩机1b流入。具体而言，在检测位置>规定位置的情况下(在S22中为“是”)，如果经过时间>规定时间(在S29中为“是”)，则开始切换控制，并将经过时间的计数重置(S30)。在执行了步骤S30的处理之后，运转中的压缩机从压缩机1a切换为压缩机1b，变更为制冷剂与冷冻机油如图13的实线箭头所示那样在制冷剂回路中循环。此外，以上说明了从压缩机1a向压缩机1b的运转切换，但对于从压缩机1b向压缩机1a的切换而言，也通过同样的处理来进行。

图14是用于说明在实施方式2中控制装置执行的多室外机运转时的控制的流程图。在多室外机运转时，压缩机1a、1b均运转。参照图14，检测运转中的压缩机1a、1b的液面高度(S31)。接下来，控制装置100判断压缩机1a的液面高度是否比规定位置高(S32)或压缩机1b的液面高度是否比规定位置高(S33)。

在压缩机1a、1b的冷冻机油的液面高度均比规定位置高的情况下(在S32和S33中为“是”)，处理进入到步骤S34，压缩机1a、1b的运转频率维持现状不变，不进行频率的变更(S34)。

另一方面，在压缩机1a、1b中的任一方的冷冻机油的液面高度为规定位置以下的情况下(在S32或S33中为“否”)，依次进行步骤S35、S36、S37、S38的处理。由于步骤S35、S36、S37、S38的处理分别与图10的S23、S24、S25、S26的处理相同，所以不重复说明。

接下来，在步骤S38中，在推定回油时间T>目标回油时间T*的情况下，控制装置100在步骤S39中执行频率变更控制。在频率变更控制中，例如在压缩机1a的液面高度为规定位置以下的情况下，进行频率控制，以使推定回油时间T成为目标推定时间以下，控制装置100使压缩机1a的排出流量增加(大流量)，并使冷冻机油的流入量增加。控制装置100与压缩机1a的排出流量的增加相应地使压缩机1b的排出流量减少(小流量)，并使冷冻机油向压缩机1b的流入量减少，以使室内的流量成为恒定。

根据以上的实施方式2的制冷循环装置，能够得到如下的效果。(1)通过检测液面高度，从而在各运转、环境、设置条件下均能够抑制压缩机的油枯竭，能够提高可靠性。(2)虽然在回油运转中执行与空气调节成设定温度的运转不同的运转，但通过缩短回油时间，从而能够抑制由回油运转引起的舒适性下降。(3)即使在各压缩机中的油不足量不同的情况下，通过对各压缩机进行与各压缩机的回油时间相应的控制，从而能够抑制消耗电力并抑制油枯竭，能够提高可靠性。

实施方式3.

图15是实施方式3的制冷循环装置的整体结构图。参照图15，实施方式3的制冷循环装置除了图8所示的实施方式2的制冷循环装置的结构之外，还设置有能够分别检测压缩机1a、1b的油浓度的浓度检测器103a、103b。在实施方式3中，传感器5a、5b分别包含有设置于室外机50a、50b的压缩机1a、1b并检测冷冻机油的浓度的浓度检测器103a、103b。对于其他部分的结构而言，与图8的制冷循环装置相同。在实施方式3中，控制装置100根据浓度检测器103a、103b的输出来控制压缩机1a、1b的排出量。控制装置100基于液面高度和油浓度的检测值来计算压缩机内的油量的换算值，并根据计算出的压缩机内油量，来控制压缩机的运转频率。

作为能够检测各压缩机1a、1b的油浓度的浓度检测器103a、103b，可以使用对冷冻机油的透射光强度的变化进行检测的光学式传感器。除此之外，作为浓度检测器，例如可以使用对电极间的静电电容的变化进行检测的静电电容式传感器或产生超声波并检测声速的变化的超声波传感器等。

另外，也可以利用温度传感器来检测温度，并基于该温度来计算油浓度。由于根据制冷剂和冷冻机油的种类而存在相对于温度、压力的浓度曲线，因此，能够根据该关系进行运算，并对油浓度进行推定。

图16是用于说明在实施方式3中控制装置执行的单室外机运转时的控制的流程图。

参照图16，首先，在步骤S51中检测运转中的压缩机的液面高度。接下来，在步骤S52中，检测运转中的压缩机的油浓度。在步骤S53中，控制装置100根据液面高度及油浓度来换算运转中的压缩机的油量。

能够根据液面高度来推定压缩机内的液量。在此，在假定冷冻机油以均匀的浓度溶解于液体制冷剂的情况下，使液量乘以油浓度而得到的值为油量。因此，能够使用液面高度和图9的图表来推定油浓度，并换算成油量。

如果假定运转中的压缩机为压缩机1a，则如图11的实线箭头所示，制冷剂和冷冻机油在制冷剂回路中循环。当从压缩机1a喷出制冷剂和冷冻机油时，喷出的制冷剂和冷冻机油通过配管52、室内热交换器4、配管53，并返回压缩机1a。此时，如果冷冻机油暂时大量地滞留在制冷剂回路的各部件，则向压缩机1a的流入量下降。由于流入量下降，压缩机1a的液面高度下降，且油量也减少。

在此，控制装置100在步骤S54中判断压缩机的油换算量是否比规定量高。此时，控制装置100在不为油换算量>规定量时(在S54中为“否”)不实施切换控制。控制装置100使制冷剂和冷冻机油从压缩机1a喷出，以使推定回油时间T成为目标回油时间T*以下。具体而言，在步骤S54中，在不为检测位置>规定位置的情况下(在S54中为“否”)，如图9所示，根据压缩机的液面高度和频率来换算从压缩机取出的油取出量(S55)，控制装置100根据位置检测器102a、102b、102c的输出，计算配管52、53的配管长度La(S56)。之后，基于前述的式(1)，执行计算推定回油时间T的处理(S57)。

接下来，在步骤S58中，在推定回油时间T>目标回油时间T*的情况下，使停止中的压缩机1b的运转开始，并使运转频率上升(S59)。在该情况下，如图12所示，除了由实线箭头示出的制冷剂及冷冻机油的循环之外，也开始由虚线箭头示出的制冷剂及冷冻机油的循环。由此，即使运转中的压缩机的冷冻机油的液面暂时比规定位置低，也会从停止的压缩机向配管52排出冷冻机油，因此，能够期待下降的液面提前恢复到规定位置以上。

从压缩机1a(及压缩机1b)喷出的冷冻机油通过制冷剂回路的各部件而分别向压缩机1a及压缩机1b流入(S60)。当在S61或S58中不满足条件时，处理进入到S60，不进行切换控制地继续进行经过时间的测定。

之后，再次执行从S51起的处理，在压缩机1a的冷冻机油的换算量比规定量多(在S54中为“是”)且从切换起的经过时间超过了规定时间(在S61中为“是”)时，控制装置100将运转的压缩机从压缩机1a切换为压缩机1b。此时，喷出到配管52、53及室内热交换器4中的冷冻机油向压缩机1b流入。具体而言，在换算量>规定量的情况下(在S54中为“是”)，如果经过时间>规定时间(在S61中为“是”)，则开始切换控制，并将经过时间的计数重置(S62)。在执行了步骤S62的处理之后，运转中的压缩机从压缩机1a切换为压缩机1b，变更为制冷剂与冷冻机油如图13的实线箭头所示那样在制冷剂回路中循环。此外，以上说明了从压缩机1a向压缩机1b的运转切换，但对于从压缩机1b向压缩机1a的切换而言，也通过同样的处理来进行。

图17是用于说明在实施方式3中控制装置执行的多室外机运转时的控制的流程图。在多室外机运转时，压缩机1a、1b均运转。参照图17，在步骤S71中，检测运转中的压缩机1a、1b的液面高度。接下来，在步骤S72中，检测压缩机1a、1b的油浓度。然后，在步骤S73中，控制装置100根据液面高度及油浓度来换算运转中的压缩机1a、1b的油量。

接下来，控制装置100判断压缩机1a的油量是否比规定量多(在S74中为“是”)或压缩机1b的油量是否比规定量多(S75)。

在压缩机1a、1b的冷冻机油的油量均比规定量多的情况下(在S74和S75中为“是”)，处理进入到步骤S76，压缩机1a、1b的运转频率维持现状不变，不进行频率的变更(S76)。

另一方面，在压缩机1a、1b中的任一方的冷冻机油的油量为规定量以下的情况下(在S74或S75中为“否”)，依次进行步骤S77、S78、S79、S80的处理。由于步骤S77、S78、S79、S80的处理分别与图10的S23、S24、S25、S26的处理相同，所以不重复说明。

接下来，在步骤S80中，在推定回油时间T>目标回油时间T*的情况下，控制装置100在步骤S81中执行频率变更控制。在频率变更控制中，例如在压缩机1a的液面高度为规定位置以下的情况下，进行频率控制，以使推定回油时间T成为目标推定时间以下，控制装置100使压缩机1a的排出流量增加(大流量)，并使冷冻机油的流入量增加。控制装置100与压缩机1a的排出流量的增加相应地使压缩机1b的排出流量减少(小流量)，并使冷冻机油向压缩机1b的流入量减少，以使室内的流量成为恒定。

对于多室外机的制冷循环装置而言，除了液面下降以外，还有可能产生由回液过多条件等油浓度下降引起的油枯竭，有可能会使可靠性下降。例如，在起动压缩机的情况下、在结束除霜运转后切换为制热运转的情况下、及在由于连接配管短小时等而剩余制冷剂较多的情况下，容易产生回液。根据以上的实施方式3的制冷循环装置，通过检测由液面下降及油浓度下降引起的油量下降，能够抑制所有条件下的油枯竭，能够提高可靠性。

实施方式4.

由于实施方式4的制冷循环装置的整体结构是与实施方式3相同的图15所示的结构，所以不重复说明。

在实施方式4中，其特征在于如下方面，即：在图16、图17示出的在实施方式3执行的控制中，对在步骤S58及S80中使用的推定回油时间T和目标回油时间T*进行修正。

在实施方式3中，基于前述的式(1)来计算推定回油时间T。另外，目标回油时间T*是预先确定的值，并存储于存储装置200。

相对于此，在实施方式4中，控制装置100在压缩机1a、1b的油量相比于规定量减少的情况下，对减少的油量恢复到规定量的恢复时间进行测定，并基于恢复时间对回油时间进行修正。具体而言，基于油量恢复时间来修正前述的目标回油时间T*。例如，在到达目标回油时间T*之后油量增加的情况下，使目标回油时间T*增加，在到达目标回油时间T*之前油量增加的情况下，使目标回油时间T*减少。

另外，在实施方式4中，对推定回油时间T进行修正。例如，根据油量恢复时间及变化量来换算回油流量，推定回油时间T与回油流量相应地进行修正。

像这样，在推定回油时间T与实际花费的回油时间产生推定误差的情况下，进行修正该误差的运转(学习运转)。在产生推定误差的情况下，最初的推定回油时间T(设为推定回油时间T0)与第二个推定回油时间T的时刻不同。根据推定回油时间T0和推定误差来计算修正系数η，并使通过与推定回油时间T0同样的方法计算出的推定回油时间T乘以修正系数η，由此，对第二个推定回油时间T进行计算。其目的在于，通过应用由修正系数η学习得到的推定回油时间T，从而使推定误差逐渐减小。

以下，更详细地对修正方法进行叙述。首先，根据液面高度及油浓度来换算压缩机内油量(与图16的S51～S53相同)。在油量相比于预先确定的规定量减少的情况下，对检测到的油量与规定量之差即变化量ΔM进行检测。另外，之后，对油量到达规定量所需要的时间(油量恢复时间)ΔT进行检测。

此时的回油流量Gr(oil)通过Gr(oil)＝ΔM/ΔT进行计算，修正系数η通过η＝(Gr(oil)/ΔM)/T0进行计算。在此，T0是在油量减少前通过前述的式(1)计算出的推定回油时间T。

然后，如以下的式(3)(4)所示，根据修正系数对目标回油时间T*及推定回油时间T进行修正并将其应用于图16的步骤S58及图17的步骤S80即可。

T*＝ΔT…(3)

此外，目标回油时间T*、推定回油时间T、修正系数η存储于存储装置200。控制装置100根据修正后的目标回油时间T*及推定回油时间T和检测到的液面高度来控制各压缩机。

在实施方式4中，通过检测油量恢复时间及变化量，从而根据运转条件、环境条件及设置条件，对目标回油时间T*及推定回油时间T进行修正。由此，能够以必要最小限度的消耗电力来抑制油枯竭，能够提高可靠性。

实施方式5.

在实施方式5中，通过多台室外机中的一个室外机，推定其他单元的压缩机内油量。

实施方式5的制冷循环装置是至少一个室外机具备与实施方式1～4同样的结构的制冷循环装置。在与实施方式1～4所示的方法同样的方法中，利用油量检测机构(液面检测器或浓度检测器)来换算一部分室外机的压缩机内的油量，利用滞留量检测机构来换算回路内的油滞留量，通过压缩机内油量及油滞留量来推定其余的压缩机内油量。

如果知晓一部分室外机的压缩机内和制冷剂回路内的油量，则能够根据封入的油量(合计量)来推定其他室外机的压缩机的油量。例如，在存在母机室外单元和子机室外单元的情况下，仅母机室外单元具有检测油量的机构即可，即使子机室外单元不具有检测油量的机构，只要假定其余的油量位于其他室外机的压缩机并进行推定即可。

对于实施方式5的制冷循环装置而言，即使在与未在压缩机设置油量传感器的机种并联连接的情况下，通过推定各压缩机内的油量，也能够抑制各压缩机的油枯竭，能够提高可靠性。

此外，在以上的实施方式中，通过在压缩机设置油量传感器来检测或推定室外机的油量，但在分油器、储蓄器包含于室内机的情况下，也可以在分油器、储蓄器设置油量传感器，并一起检测分油器、储蓄器的油量和室外机的油量。

应当认为，本次公开的实施方式在全部方面都仅为例示，而不是限制性的内容。本发明的范围并不由上述实施方式的说明表示，而是由权利要求书示出，意图将与权利要求书同等的意思及范围内的全部变更都包含在内。

附图标记说明

1a、1b压缩机，2a、2b室外热交换器，3a、3b膨胀装置，4室内热交换器，5a、5b传感器，50a、50b室外机，52、53配管，54室内机，100控制装置，101a、101b液面检测器，102a、102b、102c位置检测器，103a、103b浓度检测器，200存储装置。

Claims (5)

1.一种制冷循环装置，其中，

所述制冷循环装置具备：

室内机，所述室内机至少具有室内热交换器；

多个室外机，所述多个室外机相互并联地连接于所述室内机；以及

控制装置，所述控制装置对所述多个室外机进行控制，

所述多个室外机分别包括：

室外热交换器；

压缩机；以及

传感器，所述传感器用于检测所述室外机中的冷冻机油的量，

所述制冷循环装置还具备至少一个膨胀装置，

所述室内热交换器、所述膨胀装置、及所述多个室外机所包含的所述室外热交换器和所述压缩机构成供制冷剂循环的制冷剂回路，

作为运转模式，所述控制装置具有使所述多个室外机中的一部分室外机运转并使其他室外机停止的第一运转模式、和使所述多个室外机全部运转的第二运转模式，

所述控制装置在所述第一运转模式中，在运转中的室外机的压缩机中的冷冻机油的量比规定量多且所述运转中的室外机的运转时间未超过规定的时间的情况下，维持所述运转中的室外机的运转，在所述第一运转模式中，在所述运转中的室外机的压缩机中的冷冻机油的量比所述规定量多且所述运转中的室外机的运转时间超过所述规定的时间的情况下，以使所述运转中的室外机停止并使所述多个室外机中的停止中的室外机运转的方式进行切换，

所述控制装置在所述第二运转模式中，在所述多个室外机中的第一室外机的压缩机中的冷冻机油的量比所述规定量少的情况下，对所述多个室外机进行控制，以使所述第一室外机的压缩机的排出制冷剂流量增加，并使所述多个室外机中的第二室外机的压缩机的排出制冷剂流量减少。

2.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其中，

所述传感器具备设置于所述多个室外机各自的压缩机并检测冷冻机油的液面高度的液面检测器，

所述控制装置根据所述液面检测器的输出来控制压缩机的排出量。

3.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其中，

所述传感器具备用于计算将所述多个室外机与所述室内机连接的制冷剂配管的长度的位置检测器，

所述控制装置基于所述位置检测器的输出来计算所述制冷剂配管的长度，基于计算出的所述制冷剂配管的长度来计算回油时间，所述回油时间是直至从所述压缩机排出的冷冻机油返回到所述压缩机为止的时间，

所述控制装置基于所述回油时间，控制所述压缩机的排出量。

4.根据权利要求3所述的制冷循环装置，其中，

所述控制装置在所述压缩机的油量相比于规定量减少的情况下，对减少的油量恢复到所述规定量的恢复时间进行测定，并基于所述恢复时间对所述回油时间进行修正。

5.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其中，

所述传感器具备设置于所述多个室外机各自的压缩机并检测冷冻机油的浓度的浓度检测器，

所述控制装置根据所述浓度检测器的输出来控制压缩机的排出量。

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