JP2002340425A - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JP2002340425A
JP2002340425A JP2001150630A JP2001150630A JP2002340425A JP 2002340425 A JP2002340425 A JP 2002340425A JP 2001150630 A JP2001150630 A JP 2001150630A JP 2001150630 A JP2001150630 A JP 2001150630A JP 2002340425 A JP2002340425 A JP 2002340425A
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compressors
oil
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refrigerant
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Seiji Hiramatsu
誠司 平松
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07Details of compressors or related parts
    • F25B2400/075Details of compressors or related parts with parallel compressors

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各圧縮機で冷凍機油が不足するのを未然に防
止し、安定した油面制御を確保し得る冷凍装置を提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 複数台の室内ユニット1A、1Bが室外
ユニット10に対して、それぞれ並列に接続されてなる
冷媒回路に、少なくとも2つの圧縮機12A、12Bと
アキュームレータ11とを有する冷凍装置において、各
圧縮機12A、12Bに接続される吸入配管とアキュー
ムレータ11の底部とをそれぞれ連通するように接続さ
れ、当該アキュームレータ11内の冷凍機油を移動させ
るための油移動用配管と、各油移動用配管にそれぞれ配
設される電磁弁V3A、V3Bとを設けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置に関し、
例えば複数台の圧縮機を並列に配設してなる冷凍装置に
適して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の冷凍装置としては、複数
台の圧縮機と、油分離器(オイルセパレータ)と、凝縮
器と、膨張弁と、蒸発器と、アキュームレータとを順次
配管接続して冷凍サイクルを構成しているものが一般的
である。
【0003】そして、このような冷凍装置では、その圧
縮機の冷凍機油が不足しないように、例えばオイルセパ
レータで分離された冷凍機油を、一旦各圧縮機よりも高
い位置にあるオイルレギュレータ等を介してから、それ
ぞれ各圧縮機に適量ずつ供給したり、オイルセパレータ
で分離された冷凍機油を、油戻し管を介してからそれぞ
れ各圧縮機に戻した後、それぞれ各圧縮機間を接続する
均油管でオイルレベルの調整を行うようにして、定期的
に冷凍機油が各圧縮機間を移動するような制御を行って
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな冷凍装置における冷凍機油の油面制御では、前者の
場合、それぞれの圧縮機に均一に冷凍機油を戻すことが
できるものの、オイルタンクやオイルレギュレータが比
較的大型で高価な部品であるため、冷凍装置が全体とし
て大型化し、その製造コストを高くする未だ不十分な問
題点があった。
【0005】また後者の場合は、各圧縮機間に均油管を
設けているため、それぞれの圧縮機の能力が異なると、
それら各圧縮機の圧力差によって、それぞれの圧縮機に
おけるオイルレベルに違いを生じ、各圧縮機の油面制御
が困難となる問題があった。
【0006】さらに、このような圧縮機を複数有する冷
凍装置では、通常、運転している圧縮機側に冷凍機油が
集中するため、長時間一つの圧縮機を利用する場合に、
その圧縮機に冷凍機油が片寄って集中し、満液となる問
題があった。
【0007】この場合、運転していない圧縮機側におい
ては、冷凍機油が不足する問題があるとともに、この冷
凍機油の不足に起因して、その圧縮機が焼き付いて壊れ
てしまうおそれがあった。
【0008】さらに、このような冷凍装置では、圧縮機
への冷凍機油の供給を、吸入配管に通して行っていた。
ところが、この吸入配管のアキュームレータ側の接続部
分がU字状等の形状であったことから、圧縮機の運転と
停止が頻繁に行われることによってアキュームレータに
冷媒が溜まると、圧縮機へ供給される冷凍機油に、この
冷媒が混入して冷凍機油を希釈する問題があるととも
に、このことに起因して圧縮機を破損する問題があっ
た。
【0009】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたもので、各圧縮機で冷凍機油が不足するのを未然
に防止し、安定した油面制御を確保し得る冷凍装置を実
現することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、以下の手段を採用した。請求項1
に記載の冷凍装置は、複数台の室内ユニットが室外ユニ
ットにそれぞれ並列に接続されてなる冷媒回路に、少な
くとも2つの圧縮機とアキュームレータとを有する冷凍
装置において、各上記圧縮機に接続される吸入配管と上
記アキュームレータの底部とをそれぞれ連通するように
接続され、当該アキュームレータ内の冷凍機油を移動さ
せるための油移動用配管と、各上記油移動用配管にそれ
ぞれ配設される電磁弁とを設けることを特徴としてい
る。
【0011】上述した冷凍装置によれば、各圧縮機に接
続される吸入配管とアキュームレータの底部とをそれぞ
れ連通するように接続され、当該アキュームレータ内の
冷凍機油を移動させるための油移動用配管と、各油移動
用配管にそれぞれ配設される電磁弁とを設けることによ
り、アキュームレータの底部に溜まった冷凍機油を、当
該電磁弁を開閉することによって運転している圧縮機に
移動させ、冷凍機油が冷媒によって希釈されるのを防止
する。
【0012】しかも、請求項2に記載の発明は、請求項
1に係る冷凍装置において、各上記電磁弁が、それぞれ
対応する上記圧縮機の運転時に開放されることを特徴と
している。この冷凍装置によれば、各電磁弁が、それぞ
れ対応する圧縮機の運転時に開放されることにより、運
転していない圧縮機へ冷凍器油が送られるのを未然に防
止する。
【0013】また、請求項3に記載の発明は、請求項2
に係る冷凍装置において、各上記圧縮機を、一定の運転
時間ごとに順次切換えて運転することを特徴としてい
る。この冷凍装置によれば、各圧縮機を、一定の運転時
間ごとに順次切換えて運転することにより、これら各圧
縮機に収容する冷凍機油の油糧を、それぞれ適量に確保
する。
【0014】さらに、請求項4に記載の発明は、請求項
1、2または3に係る冷凍装置において、各上記圧縮機
のうち、少なくとも1つが能力可変型でなることを特徴
としている。この冷凍装置によれば、各圧縮機のうち、
少なくとも1つが能力可変型でなることにより、能力可
変型の圧縮機と能力一定型の圧縮機とを任意に組み合わ
せて、空調負荷に見合った冷凍装置を形成する。
【0015】また、請求項5に記載の発明は、請求項
1、2、3または4に係る冷凍装置において、各上記圧
縮機の運転時間を計測し、この計測結果に応じて、当該
各圧縮機の運転を切換えるように制御する制御手段を設
けることを特徴としている。この冷凍装置によれば、各
圧縮機の運転時間を計測し、この計測結果に応じて、当
該各圧縮機の運転を切換えるように制御する制御手段を
設けることにより、各圧縮機における油戻しを、その運
転時間に応じて個々に行う。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明にお
ける一実施の形態について詳述する。
【0017】図1は、本発明における第1の実施の形態
に係る冷凍装置の回路図である。図1において、1A、
1Bは、それぞれ室内ユニットを示し、室外ユニット1
0に対して、順次並列に接続されている。なお、この実
施の形態においては、室外ユニット10に対して2台の
室内ユニット1A、1Bを並列接続する場合について述
べるが、本発明はこれに限らず、室外ユニット10に対
して順次同様に接続すれば、室内ユニットの台数を増や
すことができるのは言うまでもない。
【0018】室内ユニット1A、1Bは、それぞれ空気
熱交換器2A、2Bと電子膨張弁V1A、V1Bとが設
けられてなり、冷房時、冷媒を冷却器(蒸発器)として
の空気熱交換器2A、2Bから吐出して室外ユニット1
0へ送り、暖房時、室外ユニット10から送られてくる
冷媒を加熱器(凝縮器)としての空気熱交換器2A、2
Bに受け入れるようになされている。
【0019】室外ユニット10は、アキュームレータ1
1と、複数の圧縮機12A、12Bと、当該各圧縮機1
2A、12Bに対応したオイルセパレータ13A、13
Bと、各圧縮機12A、12Bを連通する均油管14
と、空気熱交換器15A、15Bと、ストレーナ16
と、四方切換弁V2とが設けられてなる。また、各圧縮
機12A、12B近傍には、制御手段である制御部17
と電気的に接続された運転時間検出センサ17A、17
Bが設置されている。
【0020】この実施の形態の場合、アキュームレータ
11の底部と各圧縮機12A、12Bとの間には、それ
ぞれアキュームレータから各圧縮機12A、12Bへ、
当該アキュームレータ11内の冷凍機油を移動させるた
めの油移動用配管が設けられるとともに、この油移動用
配管に電磁弁V3A、V3Bが設けられている。
【0021】そして、この冷凍装置では、冷房時、室内
ユニット1A、1Bの空気熱交換器2A、2Bを経た冷
媒を、図中実線の矢印で示すように、冷媒配管を通して
四方切換弁V2に送り、この四方切換弁V2を介してア
キュームレータ11に入れ、このアキュームレータ11
から、そのとき運転している対応する圧縮機12A、1
2Bに送り込む。
【0022】このときアキュームレータ11には、冷媒
の他に、この冷媒とともに送られてくる冷凍機油が収容
されており、これらのうちの冷媒に関しては、上述の通
り、それぞれ冷媒配管を通して対応する圧縮機12A、
12Bに送り込まれるようになされており、冷凍機油に
関しては、油移動用配管を通して対応する圧縮機12
A、12Bに送り込まれるようになされている。
【0023】そして、この油移動用配管を通した冷凍機
油の移動は、圧縮機12Aまたは12Bの運転している
側の対応する電磁弁V3AまたはV3Bが開放されるこ
とにより、行うようになっている。このような圧縮機1
2Aまたは12Bの運転は、例えば制御部17の制御の
もとに一定時間ごとに切換えられ、各圧縮機12A、1
2Bがそれぞれ適量の冷凍機油を確保し得るようになさ
れている。
【0024】これら圧縮機12A、12Bに送られた冷
媒は、ここで圧縮され高温高圧のガス冷媒となり、冷媒
配管を通って対応するオイルセパレータ13A、13B
を経た後、四方切換弁V2を介して空気熱交換器15
A、15Bに送られる。
【0025】このとき、オイルセパレータ13A、13
Bでは、それぞれ対応する圧縮機12A、12Bから送
られてくるガス冷媒中の冷凍機油を分離し、そのうちの
ガス冷媒を、冷媒配管を通して四方切換弁V2に送ると
ともに、冷凍機油を、油配管を通して対応する各圧縮機
12A、12Bに戻す。
【0026】空気熱交換器15A、15Bに送られたガ
ス冷媒は、空気により冷やされて凝縮され液冷媒になっ
た後、冷媒配管を通してストレーナ16を経て、各室内
ユニット1A、1Bの電子膨張弁V1A、V1Bに送ら
れる。
【0027】これら電子膨張弁V1A、V1Bに入った
液冷媒は、ここで絞られることにより断熱膨張して気液
二相の冷媒となり、冷媒配管を通って空気熱交換器2
A、2Bに入り、この空気熱交換器2A、2Bで冷媒の
蒸発潜熱で室内空気を冷却することによって蒸発気化す
る。
【0028】このようにして、蒸発気化した冷媒(すな
わちガス冷媒)は、冷媒配管を通して再び室外ユニット
10に送られ、四方切換弁V2を介してアキュームレ−
タ11を経た後、各圧縮機12A、12Bに送られる。
【0029】一方、この冷凍装置では、暖房時、室内ユ
ニット1A、1Bの空気熱交換器2A、2Bから吐出し
た冷媒を、図中破線の矢印で示すように、冷媒配管を通
して電子膨張弁V1A、V1Bに送り、ここで絞られる
ことにより断熱膨張して気液二相の冷媒とした後、室外
ユニット10のストレーナ16を経て空気熱交換器15
A、15Bに入れる。
【0030】空気熱交換器15A、15Bに入れられた
冷媒は、その蒸発潜熱で冷やされて蒸発しガス冷媒にな
った後、冷媒配管を通って四方切換弁V2を介し、アキ
ュームレータ11に送られる。
【0031】このアキュームレータ11に送られたガス
冷媒は、そのとき運転している対応する圧縮機12A、
12Bに入れられ、ここで圧縮されて高温高圧のガス冷
媒となり、冷媒配管を通って対応するオイルセパレータ
13A、13Bに送られる。
【0032】このときアキュームレータ11から対応す
る圧縮機12A、12Bへの冷凍機油の移動は、上述し
た冷房時と同様に、各圧縮機12Aまたは12Bのうち
の運転している側の対応する電磁弁V3AまたはV3B
が開放されることにより、油移動用配管を通して行うよ
うになされている。
【0033】そして、このオイルセパレータ13A、1
3Bでは、それぞれ対応する圧縮機12A、12Bから
送られてくるガス冷媒中の冷凍機油を分離し、そのうち
のガス冷媒を冷媒配管を通して四方切換弁V2を介し、
各室内ユニット1A、1Bの空気熱交換器2A、2Bに
入れるともに、冷凍機油を油配管を通して対応する各圧
縮機12A、12Bに戻す。
【0034】各室内ユニット1A、1Bの空気熱交換器
2A、2Bに入れられたガス冷媒は、空気により冷やさ
れて凝縮され液冷媒になった後、冷媒配管を通して電子
膨張弁V1A、V1Bに送られ、ここで絞られることに
より断熱膨張して気液二相の冷媒となり、冷媒配管を通
って再び室外ユニット10に送られる。
【0035】この冷凍装置では、図2に示すように、圧
縮機12Aが運転している運転パターン1の場合に、対
応する電磁弁V3Aを開放し、圧縮機12Bが運転して
いる運転パターン2の場合に、対応する電磁弁V3Bを
開放するようにする。
【0036】これにより、アキュームレータ11の底部
に溜まっている冷凍機油を、当該アキュームレータ11
に収容されている冷媒に希釈されることなく運転してい
る圧縮機12Aまたは12Bに送ることができ、当該圧
縮機12Aまたは12Bの冷凍機油が不足するのを未然
に防止することができる。
【0037】このようにして、この冷凍装置では、室外
ユニット10の各電磁弁V3A、V3Bを、対応する圧
縮機12Aまたは12Bの運転している側のみ開放する
ように制御することにより、アキュームレータ11の底
部に溜まっている冷凍機油を、当該アキュームレータ1
1に収容されている冷媒に希釈されることなく運転して
いる圧縮機12Aまたは12Bに送ることができ、当該
圧縮機12Aまたは12Bの冷凍機油が不足するのを未
然に防止することができる。
【0038】なお、本実施の形態においては、本発明を
上述した冷凍装置に適用するようにした場合について述
べたが、本発明はこれに限ることはなく、冷凍装置とし
ては、この他種々の構成のものを広く適用することがで
きる。
【0039】また、この実施の形態においては、室外ユ
ニット10の複数の圧縮機として、2つの圧縮機12
A、12Bを用いる場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、複数の圧縮機であれば、3つ以上の圧縮機
を用いるようにしてもよい。
【0040】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、各圧縮機
に接続される吸入配管とアキュームレータの底部とをそ
れぞれ連通するように接続され、当該アキュームレータ
内の冷凍機油を移動させるための油移動用配管と、各油
移動用配管にそれぞれ配設される電磁弁とを設けること
により、アキュームレータの底部に溜まった冷凍機油
を、当該電磁弁を開閉することによって運転している圧
縮機に移動させ、冷凍機油が冷媒によって希釈されるの
を防止することができ、かくして安定した油面制御を確
保し得る冷凍装置を実現することができる。
【0041】しかも、この冷凍装置によれば、各電磁弁
が、それぞれ対応する圧縮機の運転時に開放されること
により、運転していない圧縮機へ冷凍器油が送られるの
を未然に防止することができる。
【0042】また、この冷凍装置によれば、各圧縮機
を、一定の運転時間ごとに順次切換えて運転することに
より、これら各圧縮機に収容する冷凍機油の油糧を、そ
れぞれ適量に確保することができる。
【0043】さらに、この冷凍装置によれば、各圧縮機
のうち、少なくとも1つが能力可変型でなることによ
り、能力可変型の圧縮機と能力一定型の圧縮機とを任意
に組み合わせて、空調負荷に見合った冷凍装置を形成す
ることができる。
【0044】さらに、この冷凍装置によれば、各圧縮機
の運転時間を計測し、この計測結果に応じて、当該各圧
縮機の運転を切換えるように制御する制御手段を設ける
ことにより、各圧縮機における油戻しを、その運転時間
に応じて個々に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる一実施の形態による冷凍装置
の回路図である。
【図2】 その室外ユニットにおける電磁弁の制御の説
明に供する表である。
【符号の説明】 1A、1B 室内ユニット 2A、2B 空気熱交換器 10 室外ユニット 11 アキュームレータ 12A、12B 圧縮機 13A、13B オイルセパレータ 14 均油管 15A、15B 空気熱交換器 16 ストレーナ 17 制御部(制御手段) 17A、17B 運転時間検出センサ V1A、V1B 電子膨張弁 V2 四方切換弁 V3A、V3B 電磁弁

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数台の室内ユニットが室外ユニットに
    対し、それぞれ並列に接続されてなる冷媒回路に、少な
    くとも2つの圧縮機とアキュームレータとを有する冷凍
    装置において、 各上記圧縮機に接続される吸入配管と上記アキュームレ
    ータの底部とをそれぞれ連通するように接続され、当該
    アキュームレータ内の冷凍機油を移動させるための油移
    動用配管と、 各上記油移動用配管にそれぞれ配設される電磁弁とを具
    えることを特徴とする冷凍装置。
  2. 【請求項2】 各上記電磁弁が、それぞれ対応する上記
    圧縮機の運転時に開放されることを特徴とする請求項1
    に記載の冷凍装置。
  3. 【請求項3】 各上記圧縮機を、一定の運転時間ごとに
    順次切換えて運転することを特徴とする請求項2に記載
    の冷凍装置。
  4. 【請求項4】 各上記圧縮機のうち、少なくとも1つが
    能力可変型でなることを特徴とする請求項1、2または
    3に記載の冷凍装置。
  5. 【請求項5】 各上記圧縮機の運転時間を計測し、この
    計測結果に応じて、 当該各圧縮機の運転を切換えるように制御する制御手段
    を設けることを特徴とする請求項1、2、3または4に
    記載の冷凍装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010007963A (ja) * 2008-06-26 2010-01-14 Orion Mach Co Ltd 温度調整装置
JP2010255859A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Mitsubishi Electric Corp 冷凍装置

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