JP2002195626A - 圧力調節装置を備えた空気調和機とその制御方法 - Google Patents

圧力調節装置を備えた空気調和機とその制御方法

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    • F25B2500/26—Problems to be solved characterised by the startup of the refrigeration cycle

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動している圧縮機を停止させずに停止して
いる圧縮機を起動させられる圧力調節装置を備えた空気
調和機とその制御方法を提供する。 【解決手段】 圧縮機の吐出側の冷媒ガスを圧縮機の吸
入側に案内するバイパス管、バイパス管の一側に設けら
れバイパス管の開閉を調節するバイパスバルブ、バイパ
スバルブの開閉を制御する制御部とを備え、圧縮機のう
ち起動しようとする圧縮機の吸入側配管の圧力調節部の
バルブを閉じてバイパスバルブを開放し、起動しようと
する圧縮機を起動して圧力調節部のバルブ開閉を調節し
て圧力差を段階的に減らし、バイパス部を閉じて圧縮機
を正常運転することによって、多数の圧縮機のうち一部
が動作され一部が停止している場合停止中の圧縮機の初
期起動時既に動作している圧縮機を停止させずに停止中
の圧縮機を安全に起動することができ冷房又は暖房の停
止せずに快適感を維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機に係り、
さらに詳しくは多数の圧縮機を備えた空気調和機におい
て作動中の圧縮機を停止させず、停止している圧縮機を
起動させることができる圧力調節装置を備えた空気調和
機とその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気調和機は、人間が生活するのにあた
ってさらに快適な室内環境の中で生活したい人間の欲求
を充足するための目的で作られたものである。このよう
な空気調和機は、圧縮機、凝縮機、毛細管、蒸発器等で
構成される冷凍サイクルにより冷気を生成して室内に供
給するが、冷凍サイクルは次の通りである。
【０００３】圧縮機に吸入された冷媒ガスは、モーター
の回転に伴って高温高圧のガス状に圧縮され吐出管を通
じ凝縮機に流入され、凝縮機で凝縮機ファンにより流入
された外気と熱交換して高圧の液体に液化(凝縮)され
る。そして、凝縮機で液化された高圧の液体冷媒は毛細
管を通過しつつ低圧の液体冷媒に減圧膨脹して蒸発器に
流入され、蒸発器で蒸発器ファンにより流入された室内
空気と熱交換して気体冷媒に気化蒸発しつつ周囲から熱
を吸収した後圧縮機の吸入管を通じ圧縮機に吸い込まれ
る。
【０００４】図１は従来の空気調和機の室外機を説明す
るための説明図である。図１を参照すれば、従来の室外
機は定速型圧縮機の第１圧縮機１ａと第２圧縮機１ｂが
並んで接続されており、各圧縮機１ａ及び１ｂから吐き
出される冷媒からオイルを分離するために第１圧縮機１
ａの吐出側には第１オイル分離部２ａが連結され、第２
圧縮機１ｂには第２オイル分離部２ｂが連結される。第
１及び第２オイル分離部２ａ及び２ｂの出力側は合せら
れて第１凝縮機６ａ及び第２凝縮機６ｂと連結され、第
１及び第２凝縮機６ａ及び６ｂは受液器８を通じて室内
機と連結される。この時、第１凝縮機６ａには第１凝縮
機ファン７ａが設けられ、第２凝縮機６ｂには第２凝縮
機ファン７ｂが設けられる。また室内機からリターンさ
れる冷媒はアキュムレーター９を通じて各々圧縮機１ａ
及び１ｂの吸入側に連結される。
【０００５】前記第１圧縮機１ａと第２圧縮機１ｂとの
間には各圧縮機内のオイルの量を均等に調節するために
均油管４が設けられ、冷媒の圧力を均等に調節するため
に均圧管３が設けられる。
【０００６】前述した構成による従来の制御方法は次の
通りである。図２は従来の室外機の作動を説明するため
の流れ図である。第１圧縮機１ａが既に運転されている
状態で能力増加命令に応じて総能力を増加(Ｓ１０)させ
るべき場合、停止中の第２圧縮機１ｂの圧力差を減らす
ために現在運転中の圧縮機を停止(Ｓ２０)させ所定時間
待機する。
【０００７】そして、予め設定された時間が経過したか
を判断(Ｓ３０)した後、所定時間が経過したと判断され
れば第１及び第２圧縮機１ａ及び１ｂを同時に起動させ
る(Ｓ４０)。上記の通りに作動する従来の室外機におい
て、一つの圧縮機が運転されている状態で停止している
もう一つの圧縮機を起動する場合、停止している圧縮機
はその吸入側及び吐出側の圧力差が大きいために起動不
良状態になる恐れがある。
【０００８】これに伴い、前述した通り第１圧縮機１ａ
が作動されている状態で停止している第２圧縮機１ｂを
起動させる場合、既に作動されている第１圧縮機１ａの
作動を停止させ第２圧縮機１ｂの吸入側及び吐出側の圧
力差を減らす過程が必要である。
【０００９】したがって、前述した通り従来の空気調和
機は、一つの圧縮機が既に運転されている状態で総能力
を増やすべき場合、他の圧縮機を直ちに起動させず既に
運転中の圧縮機を所定時間一旦停止させる必要があると
いう問題点があった。これによって、圧縮機が停止され
ている間冷房あるいは暖房が中止されるため、快適感が
低下される短所があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述したよう
な問題点を解決するために案出されたものであって、そ
の目的は多数の圧縮機を備える空気調和機において能力
増加に基づき圧縮機追加作動時、圧縮機を円滑に起動す
ることができるように圧力調節装置を備えた空気調和機
とその制御方法を提供するところにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明に係る圧力調節装置を備えた空気調和機と
その制御方法は、圧縮機の吐出側の冷媒ガスを圧縮機の
吸入側に案内するバイパス管、バイパス管の一側に設け
られバイパス管の開閉を調節するバイパスバルブ、圧縮
機作動時吸入側の圧力を調節できるようにバイパスバル
ブの開閉を制御する制御部を備えることを特徴とする構
成である。また、圧縮機のうち起動しようとする圧縮機
の吸入側配管の圧力調節部のバルブを閉じバイパスバル
ブを開放する段階と、起動しようとする圧縮機を起動し
圧力調節部のバルブ開閉を調節して圧力差を段階的に減
らす段階と、バイパス部を閉じ前記圧縮機を正常運転す
る段階を含んでなされることを特徴とする方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明に係る望ましい実施形態を参照して詳細に説明する。
図３は本発明に係る空気調和機の連結状態を説明するた
めの説明図である。
【００１３】本発明に係る室外機は多数の定速型圧縮機
を備えるが、本実施形態では第１圧縮機１１と第２圧縮
機１２が並んで接続されている。前記第１圧縮機１１と
第２圧縮機１２との間には各圧縮機内のオイルの量を均
等に調節するために均油管１４が設けられ、冷媒の圧力
を均等に調節するために均圧管１３が設けられる。
【００１４】前記各圧縮機１１及び１２から吐き出され
る冷媒からオイルを分離するために、前記第１圧縮機１
１の吐出側には第１オイル分離部２１が連結され、第２
圧縮機１２には第２オイル分離部２２が連結される。
【００１５】前記第１オイル分離部２１の出力側には第
１圧縮機１１から吐き出される冷媒ガスを第１圧縮機１
１の吸入側に案内する第１バイパス管３１と、前記第１
バイパス管３１の一側には、開閉動作により前記第１バ
イパス管３１を閉じたり開放する第１バイパスバルブ３
２が設けられる。また前記第２オイル分離部２２の出力
側には第２圧縮機１２から吐き出される冷媒ガスを第２
圧縮機１２の吸入側に案内する第２バイパス管３３が設
けられ、前記第２バイパス管３３の一側には開閉動作に
より前記第２バイパス管３３を閉じたり開放する第２バ
イパスバルブ３４が設けられる。
【００１６】一方、前記第１及び第２オイル分離部２１
及び２２の出力側は合せられ四方バルブ４０を通じて第
１凝縮機５１及び第２凝縮機６１と連結され、第１及び
第２凝縮機５１及び６１は受液器７０を通じて室内機と
連結される。また、室内機からリターンされる冷媒はア
キュムレーター８０を通過し、前記アキュムレーター８
０の出力管８１は第１圧縮機１１の吸入側に連結される
第１冷媒管８２と、第２圧縮機１２の吸入側に連結され
る第２冷媒管８３に分岐される。
【００１７】また、前記第１冷媒管８２には第１圧力調
節部９０が設けられ、第２冷媒管８３上には第２圧力調
節部１００が設けられる。前記第１及び第２圧力調節部
９０及び１００は第１バイパスバルブ３２及び第２バイ
パスバルブ３４の作動と共に、各圧縮機の作動時吸入圧
力を段階的に調節するためのものである。
【００１８】前記各圧力調節部９０及び１００は各圧縮
機吸入側に連結される冷媒管８２及び８３上に設けられ
る第１バルブ９１及び１０１と、前記第１バルブ９１及
び１０１と並列接続される毛細管９３及び１０３と、前
記毛細管９３及び１０３と直列接続され各圧縮機の吸入
側への開閉を調節する第２バルブ９２及び１０２を含
む。この時、前記毛細管及びそれと直列接続された第２
バルブは、開度調節が可能な電動バルブに代替可能なだ
けではなく、圧力調節部の全体を開度調節が可能な電動
バルブで構成できる。
【００１９】図４は本発明に係る空気調和機を説明する
ためのブロック図である。図４を参照すれば、本発明に
係る空気調和機は、多数の室内機２００を備え、各室内
機２００は使用者から命令を入力される入力手段２１０
と、室内の温度を感知する温度感知部２２０と、入力手
段２１０に入力された情報を室外機制御部に伝送する室
内機制御部２３０を含む。この時、入力手段２１０は遠
隔制御装置(リモコン)を含む。
【００２０】また、本発明に係る空気調和機は各室内機
２００から伝送される情報に基づき負荷量を判断する室
外機制御部３１０と、第１バイパスバルブ３２及び第２
バイパスバルブ３４と第１圧力調節部９０及び第２圧力
調節部１００の各バルブの開閉を調節するバルブ駆動部
３２０と、第１凝縮機ファン５２及び第２凝縮機ファン
６２を駆動するファン駆動部３３０と、四方バルブ４０
の流路を転換させる四方バルブ駆動部３４０と、第１及
び第２圧縮機１１及び１２を駆動する第１圧縮機駆動部
３５０及び第２圧縮機駆動部３６０を含む。
【００２１】前述した構成を持つ本発明は、多数の圧縮
機を備える空気調和機において一部の圧縮機が既に運転
され停止されている圧縮機が起動する場合、圧縮機の内
外部の圧力差により起動されないことを防ぐものであっ
て、図５を参照して詳細に説明する。
【００２２】図５は本発明に係る圧力調節装置を備えた
空気調和機の作動を説明するための流れ図である。図５
を参照すれば、負荷が増加して能力増加命令が入力され
圧縮機をさらに作動させる場合(Ｓ１１０)、室外機制御
部３１０はバルブ駆動部３２０を制御して現在停止して
いる第２圧縮機１２の第２バイパスバルブ３４を開放さ
せる(Ｓ１２０)。そして、第２圧力調節部１００の全て
のバルブ１０１及び１０２を閉じる(Ｓ１３０)。
【００２３】これによって現在停止している第２圧縮機
１２の吐出側と吸入側は第２バイパス管３３を通じて連
結され、第１圧縮機１１側の高圧の冷媒ガスが第２圧縮
機１２の吸入側に流入され１次に第２圧縮機１２の内部
及び外部の圧力差が減少するようになる。
【００２４】第２バイパスバルブ３４が開放され、第２
圧力調節部１００の全てのバルブ１０１及び１０２が閉
じた後室外機制御部３１０は第２圧縮機駆動部３６０を
制御して現在停止している第２圧縮機１２を起動させる
(Ｓ１４０)。第２圧縮機１２が起動すれば、吐出側の高
圧冷媒の一部は第２バイパス管３３を通じて第２圧縮機
１２の吸入側に流入されるが、このような過程が続けば
第２圧縮機１２の内部及び外部の圧力差が減るようにな
る。
【００２５】第２圧縮機１２が起動した後室外機制御部
３１０は予め設定された基準時間が経過したかを判断す
る(Ｓ１５０)。前記予め設定された基準時間は約３分で
あって、第２圧縮機１２の内部及び外部の圧力差が圧縮
機起動に妨害にならない程度に減少されるための時間で
ある。
【００２６】段階(Ｓ１５０)において予め設定された基
準時間が経過したと判断されれば、室外機制御部３１０
は第２圧力調節部１００の第２バルブ１０２を開放させ
る(Ｓ１６０)。この時、第２圧縮機１２の吸入側の圧力
が毛細管１０３の第２冷媒管８３側圧力より一層高いた
め、実質的には、前記吸入側の圧力が毛細管１０３を通
じて第２冷媒管８３に伝えられる。これによって、第２
圧縮機１２の吸入側圧力は低くなり、第２冷媒管８３の
圧力は高まる。
【００２７】そして、室外機制御部３１０は、バルブ駆
動部３２０を制御して第２圧力調節部１００の第１バル
ブ１０１を開放(Ｓ１７０)させ第２バルブ１０２を閉じ
る(Ｓ１８０)。そして、室外機制御部３１０はバルブ駆
動部３２０を制御して第２バイパスバルブ３４を閉じる
(Ｓ１９０)。これに伴い、第２圧縮機１２の吸入側の圧
力は一段階さらに低くなり、室内機から戻るガス冷媒の
圧力は一段階さらに高まって、結局圧力が等しくなる。
【００２８】したがって、第２圧縮機１２の内部と外部
の圧力差を段階的に減少させることによって、第２圧縮
機１２の起動が完了する。第２圧縮機１２の起動が完了
すれば室外機制御部３１０は第２圧縮機駆動部３６０を
制御して第２圧縮機１２を正常運転する(Ｓ２００)。前
述した過程は第２圧縮機１２が作動中であり第１圧縮機
１１が停止している場合、停止中の第１圧縮機１１を起
動する場合も同じく適用される。
【００２９】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明に係る圧力調節
装置を備えた空気調和機とその制御方法によれば、多数
の圧縮機のうち一部が動作され一部が停止している場
合、停止している圧縮機の初期起動時既に動作している
圧縮機を停止させなくても停止中の圧縮機を安全に起動
することができて冷房あるいは暖房の停止させずに快適
感を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の空気調和機の室外機を説明するための
説明図である。
【図２】 従来の空気調和機の作動を説明するための流
れ図である。
【図３】 本発明に係る圧力調節装置を備えた空気調和
機の室外機を説明するための説明図である。
【図４】 本発明に係る圧力調節装置を備えた空気調和
機を説明するためのブロック図である。
【図５】 本発明に係る圧力調節装置を備えた空気調和
機の作動を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
１１ 第１圧縮機 １２ 第２圧縮機 ２１ 第１オイル分離部 ２２ 第２オイル分離部 ３１ 第１バイパス管 ３２ 第１バイパスバルブ ３３ 第２バイパス管 ３４ 第２バイパスバルブ ４０ 四方バルブ ５１ 第１凝縮機 ５２ 第１凝縮機ファン ６１ 第２凝縮機 ６２ 第２凝縮機ファン ７０ 受液器 ８０ アキュムレーター ９０ 第１圧力調節部 １００ 第２圧力調節部 ２００ 室内機 ２１０ 入力手段 ２２０ 温度感知部 ２３０ 制御部 ３１０ 室外機制御部 ３２０ バルブ駆動部 ３３０ ファン駆動部 ３４０ 四方バルブ駆動部 ３５０ 第１圧縮機駆動部 ３６０ 第２圧縮機駆動部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 負荷の要求能力に基づき圧縮機の運転台
    数を制御する空気調和機において、 圧縮機の吐出側の冷媒ガスを前記圧縮機の吸入側に案内
    するバイパス開閉管と、 前記バイパス管の一側に設けられ前記バイパス管の開閉
    を調節するバイパスバルブと、 前記圧縮機作動時吸入側の圧力を調節できるように前記
    バイパスバルブの開閉を制御する制御部とを含んでなさ
    れることを特徴とする圧力調節装置を備える空気調和
    機。
  2. 【請求項２】 前記圧縮機作動時吸入側の圧力を多段階
    で調節できるように前記バイパス管が連結される各圧縮
    機の吸入側と室内機から戻る冷媒管との間に設けられる
    開度調節が可能な電動バルブよりなされた圧力調節部を
    さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調
    和機の圧縮機起動制御装置。
  3. 【請求項３】 前記圧縮機作動時吸入側の圧力を多段階
    で調節できるように、前記バイパス管が連結される各圧
    縮機の吸入側と室内機から戻る冷媒管との間に設けられ
    開閉される第１バルブと、前記第１バルブと並列接続さ
    れる毛細管及び前記毛細管と直列接続され開閉される第
    ２バルブを含む圧力調節部をさらに備えることを特徴と
    する請求項１に記載の圧力調節装置を備えた空気調和
    機。
  4. 【請求項４】 室内機からの負荷要求能力に基づき作動
    される多数個の圧縮機と、前記圧縮機の吐出側の冷媒ガ
    スを前記圧縮機の吸入側に案内するバイパス管と、前記
    バイパス管の一側に設けられ前記バイパス管の開閉を調
    節するバイパスバルブと、前記バイパス管が連結される
    各圧縮機の吸入側と室内機から戻る冷媒管との間に設け
    られ開閉される第１バルブと、前記第１バルブと並列接
    続される毛細管及び前記毛細管と直列接続され開閉され
    る第２バルブを含む圧力調節部を備える空気調和機の制
    御方法において、 前記圧縮機のうち起動しようとする圧縮機の吸入側配管
    の圧力調節部のバルブを閉じバイパスバルブを開放する
    段階と、 前記起動しようとする圧縮機を起動し前記圧力調節部の
    バルブ開閉を調節して圧力差を段階的に減らす段階と、 前記バイパス部を閉じ前記圧縮機を正常運転する段階と
    を含んでなされることを特徴とする圧力調節装置を備え
    た空気調和機の制御方法。
  5. 【請求項５】 前記圧力差減少段階は、前記圧縮機起動
    後予め設定された基準時間が経過した後なされることを
    特徴とする請求項４に記載の圧力調節装置を備えた空気
    調和機の制御方法。
  6. 【請求項６】 前記圧力差減少段階は、前記圧力調節部
    の第２バルブ開放、第１バルブ開放、第２バルブ閉じを
    順次に施すことを特徴とする請求項４に記載の圧力調節
    装置を備えた空気調和機の制御方法。
JP2001107618A 2000-12-18 2001-04-05 圧力調節装置を備えた空気調和機とその制御方法 Expired - Fee Related JP3556918B2 (ja)

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