JP2003262410A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オイル不足を発生させることのない空気調和
装置を提供する。 【解決手段】 吐出管、吸込管及び液管より構成される
主配管４と、吐出管が前記吐出管に接続されると共に吸
込管が前記吸込管に接続される圧縮機１１、及び一端が
前記液管に接続されると共に他端が切換弁を介して前記
吐出管と前記吸込管とに分岐接続される熱源側熱交換器
２１を有する熱源側ユニット１０，２０と、一端が減圧
弁を介して前記液管に接続されると共に他端が切換弁を
介して前記吐出管と前記吸込管に分岐接続される利用側
熱交換器を有する複数台の利用側ユニット３０とを備え
た空気調和装置において、主配管４を構成する吐出管１
にオイルセパレータ８０を設け、このオイルセパレータ
８０で分離されたオイルを前記圧縮機に戻す戻し管８１
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱源側ユニットと
複数台の利用側ユニットとから構成され、複数室の全て
を同時に冷房又は暖房し、且つ同時に任意の或る室を冷
房し他室を暖房する多室型の空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、圧縮機と熱源側熱交換器とを有
する熱源側ユニットと、利用側熱交換器と冷媒減圧器と
を有する複数の利用側ユニットとを吐出管と吸込管と液
管とからなるユニット間配管で接続する一方、熱源側熱
交換器と利用側熱交換器とを個々に凝縮器あるいは蒸発
器として切換え作動させるための切換弁を備え、複数室
の全てを同時に冷房又は暖房し、同時に任意の或る室を
冷房し他室を暖房する多室型の空気調和装置が知られて
いる。

【０００３】この種のものでは、各圧縮機にオイル（潤
滑油）が十分に供給されない場合、圧縮機が焼き付く等
の問題が発生する。

【０００４】そのため、従来、熱源側ユニットが複数存
在する機種等では、各熱源側ユニットの圧縮機同士にオ
イルをバランスさせるためのバランス管を接続し、この
バランス管を通じてオイル過多の圧縮機からオイル不足
を生じた圧縮機にオイルを回す等の工夫が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の構成で
は、複数の熱源側ユニットが、例えばビルの屋上１カ所
等のように、近い場所に設置された場合は有効である
が、ビルの屋上と１階部分のように、遠く離れた場所に
設置された場合、複数の熱源側ユニット間をバランス管
で接続するのは現実的ではない。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
技術が有する課題を解消し、オイル不足を発生させるこ
とのない空気調和装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
吐出管、吸込管及び液管より構成される主配管と、吐出
管が前記吐出管に接続されると共に吸込管が前記吸込管
に接続される圧縮機、及び一端が前記液管に接続される
と共に他端が切換弁を介して前記吐出管と前記吸込管と
に分岐接続される熱源側熱交換器を有する熱源側ユニッ
トと、一端が減圧弁を介して前記液管に接続されると共
に他端が切換弁を介して前記吐出管と前記吸込管に分岐
接続される利用側熱交換器を有する複数台の利用側ユニ
ットとを備えた空気調和装置において、前記主配管を構
成する吐出管にオイルセパレータを設け、このオイルセ
パレータで分離されたオイルを前記圧縮機に戻す戻し管
を設けたことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、夫々環状に接続さ
れた吐出管、吸込管及び液管より構成される主配管と、
吐出管が前記吐出管に接続されると共に吸込管が前記吸
込管に接続される圧縮機を有する機械ユニットと、一端
が前記液管に接続されると共に他端が切換弁を介して前
記吐出管と前記吸込管とに分岐接続される熱源側熱交換
器を有する熱源側ユニットと、一端が減圧弁を介して前
記液管に接続されると共に他端が切換弁を介して前記吐
出管と前記吸込管に分岐接続される利用側熱交換器を有
する複数台の利用側ユニットとを備えた空気調和装置に
おいて、前記主配管を構成する吐出管にオイルセパレー
タを設け、このオイルセパレータで分離されたオイルを
前記圧縮機に戻す戻し管を設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のものにおいて、前記熱源側ユニットを複数備え、夫
々の熱源側ユニットに対応して前記オイルセパレータを
設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれか一項記載のものにおいて、前記オイルセパレー
タ内に貯留されたオイル量を検出する手段と、そのオイ
ルが所定量を超えた場合、吐出管を流れる冷媒を、オイ
ルセパレータをバイパスして流す手段とを備えたことを
特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
した図面を参照して説明する。

【００１２】図１において、１は吐出管、２は吸込管、
３は液管を示し、これらは主配管４を構成する。この主
配管４は、環状に閉ループ接続されていてもよい。この
主配管４には、機械ユニット１０と、熱源側ユニット２
０と、冷暖房兼用の利用側ユニット３０と、暖房専用の
利用側ユニット４０と、冷房専用の利用側ユニット５０
と、給湯ユニット６０とが接続される。機械ユニット１
０と熱源側ユニット２０を一体化して熱源側ユニットと
してもよい。

【００１３】機械ユニット１０は、インバータ装置によ
り運転周波数が変わる等の能力可変型圧縮機（第一圧縮
機）１１と、オイルセパレータ１２と、アキュームレー
タ１２とを備えて構成される。熱源側ユニット２０は、
熱源側熱交換器２１と、切換弁２２，２３と、電動膨張
弁等の減圧弁２４とを備えて構成される。冷暖房兼用の
利用側ユニット３０は、利用側熱交換器３１と、切換弁
３２，３３と、電動膨張弁等の減圧弁３４とを備えて構
成される。暖房専用の利用側ユニット４０は、再熱コイ
ル４１と、電動膨張弁等の減圧弁４２とを備えて構成さ
れ、冷房専用の利用側ユニット５０は、蒸発器５１と、
電動膨張弁等の減圧弁５２とを備えて構成され、給湯ユ
ニット６０は、給湯タンク６１と、コイル６２と、電動
膨張弁等の減圧弁６３とを備えて構成される。

【００１４】上記構成において、主配管４には、冷凍冷
蔵ショーケース（第二利用側ユニット）７０が接続され
ている。

【００１５】この冷凍冷蔵ショーケース７０は、第二利
用側熱交換器７１と、第二圧縮機７２と、オイルセパレ
ータ７３と、切換弁７４，７５と、電動膨張弁等の減圧
弁７６とを備えて構成されている。ここで、上述した利
用側ユニット３０、４０、５０等は、第一利用側ユニッ
トを構成し、夫々の利用側熱交換器は第一利用側熱交換
器を構成し、この第一利用側熱交換器と第二利用側熱交
換器７１の蒸発圧力は異なるように設定される。

【００１６】主配管４のうちの吐出管１には、各圧縮機
１１，７２に対応してオイルセパレータ８０が接続さ
れ、ここで分離されたオイルは、夫々のオイル戻し管８
１に設けられた開閉弁８２の開閉によって、各オイルセ
パレータ８０に対応した圧縮機１１，７２に夫々戻され
る。

【００１７】つぎに、空気調和装置の動作を説明する。

【００１８】図１では、ビル内を利用側ユニット３０及
び５０で全て冷房する場合の冷媒の流れを太線で示す。
熱源側ユニット２０の切換弁２２を開いて切換弁２３を
閉じ、利用側ユニット３０の切換弁３３を開いて切換弁
３２を閉じると共に圧縮機１１を運転すると、圧縮機１
１の吐出管から吐出された夫々の冷媒は環状の主配管４
のうちの吐出管１を経て熱源側ユニット２０に分配され
切換弁２２、熱源側熱交換器２１、減圧弁２４を経て、
主配管４のうちの液管３を流れた後、この液管３から利
用側ユニット３０，５０の利用側熱交換器３１，５１
へ、減圧弁３４，５２を経て流入し、然る後、切換弁３
３、主配管４のうちの吸込管２を経て機械ユニット１０
に分配されて圧縮機１１に吸入される冷房サイクルが形
成され、熱源側熱交換機２１が凝縮器として、利用側熱
交換器３１，５１が蒸発器として夫々作用してビル内が
全冷房される。

【００１９】逆に、図２に示すように、全ての利用側ユ
ニット３０，４０でビル内の全室を暖房する場合、熱源
側ユニット２０の切換弁２２を閉じて切換弁２３を開
き、利用側ユニット３０の切換弁３３を閉じて切換弁３
２を開くと共に圧縮機１１を運転すると、圧縮機１１の
吐出管から吐出された夫々の冷媒は環状の主配管４のう
ちの吐出管１を経て利用側ユニット３０，４０の利用側
熱交換器３１，４１へ、切換弁３２を経て流入した後、
減圧弁３４，４２を経て主配管４のうちの液管３を流れ
た後、この液管３から熱源側ユニット２０の熱源側熱交
換器２１へ、減圧弁２４を流入し、然る後、切換弁２
３、主配管４のうちの吸込管２を経て機械ユニット１０
に分配されて圧縮機１１に吸入される暖房サイクルが形
成され、熱源側熱交換器２１が蒸発器として、利用側熱
交換器３１，４１が凝縮器として夫々作用してビル内の
全室が暖房される。

【００２０】なお、冷暖房運転いずれの場合も、給湯の
必要が生じたら、給湯ユニット６３の減圧弁６３を開放
すればよい。

【００２１】冷暖房運転時において、ビルの一部を冷房
し、残りを暖房する場合、例えば切換弁３２，３３を開
閉することにより、図中左端の利用側熱交換器３１及び
利用側熱交換器５１が蒸発器として、残りの利用側熱交
換器３１，４１が凝縮器として作用することにより冷暖
房運転が同時に行なわれ、利用側熱交換器３１，５１と
利用側熱交換器３１，４１との間で熱回収されることに
よって、本空気調和システムの運転効率が向上する。

【００２２】上記構成では、１階の店舗に設置された冷
凍冷蔵ショーケース７０を同時運転させることが可能で
ある。

【００２３】例えば、図４を参照し、熱源側ユニット２
０の切換弁２２を開いて切換弁２３を閉じ、利用側ユニ
ット３０の切換弁３３を開いて切換弁３２を閉じ、さら
に冷凍冷蔵ショーケース７０の切換弁７４を閉じて切換
弁７５を開き、減圧弁７６を開くと共に第一圧縮機１１
と第二圧縮機７２を運転すると、第一圧縮機１１の吐出
管から吐出された冷媒は主配管４のうちの吐出管１を経
て熱源側ユニット２０に分配され切換弁２２、熱源側熱
交換器２１、減圧弁２４を経て、主配管４のうちの液管
３を流れた後、この液管３から利用側ユニット３０の利
用側熱交換器３１へ、減圧弁３４を経て流入し、然る
後、切換弁３３、主配管４のうちの吸込管２を経て機械
ユニット１０に分配されて圧縮機１１に吸入される。そ
れと共に、液管３を流れた冷媒は冷凍冷蔵ショーケース
７０に分配され、減圧弁７６、第二利用側熱交換器７１
を経て、第二圧縮機７２に吸い込まれ、ここで一段圧縮
され、然る後、切換弁７５、主配管４のうちの吸込管２
を経て機械ユニット１０に分配されて圧縮機１１に吸入
される。

【００２４】この場合、熱源側熱交換機２１が凝縮器、
利用側熱交換器３１及び第二利用側熱交換器７１が蒸発
器として夫々作用しビル内が冷房されると共にショーケ
ース７０で食品等が冷蔵冷凍される。

【００２５】上記構成では、冷凍冷蔵ショーケース７０
を同時運転させる場合、第二圧縮機７２で一段圧縮し、
その冷媒を、第一圧縮機１１で二段圧縮する構成である
ため、夫々の圧縮機７１，１１の圧縮比を低く設定する
ことができるため、圧縮効率を向上させることができ
る。

【００２６】図４を参照して、例えば第一圧縮機１１に
故障等が発生した場合、冷凍冷蔵ショーケース７０の切
換弁７５を閉じ、切換弁７４を開いて第二圧縮機７２を
運転すれば、第一圧縮機１１を停止させた状態でバック
アップ運転が可能になり、空調システムダウンが防止さ
れる。

【００２７】ところで、機械ユニット１０、熱源側ユニ
ット２０等は、例えばビルの屋上に配置され、冷暖房兼
用の利用側ユニット３０、暖房専用の利用側ユニット４
０、冷房専用の利用側ユニット５０、給湯ユニット６０
等はビルの各階に配置され、冷凍冷蔵ショーケース７０
は１階の店舗に設置される。

【００２８】従って、この種のものでは主配管４の長さ
が長くなると共に、機械ユニット１０の圧縮機１１がビ
ルの屋上に位置し、冷凍冷蔵ショーケース７０の圧縮機
７２がビルの１階に設置されることになる。

【００２９】従来、熱源側ユニットが複数存在する機種
等では、各熱源側ユニットの圧縮機同士にオイルをバラ
ンスさせるためのバランス管を接続し、このバランス管
を通じてオイル過多の圧縮機からオイル不足を生じた圧
縮機にオイルを回す等の工夫が提案されている。しか
し、本構成では、圧縮機１１，７２がビルの屋上と１階
部分のように、遠く離れた場所に設置されるため、複数
の圧縮機間をバランス管で接続することはできない。

【００３０】本実施形態では、いずれかの圧縮機１１，
７２にオイル不足が発生した場合であっても、各圧縮機
１１，７２に対応してオイルセパレータ８０が接続され
ているため、圧縮機７２にオイル不足が発生した場合で
あれば、冷凍冷蔵ショーケース７０の開閉弁８２を開
き、圧縮機１１にオイル不足が発生した場合であれば、
機械ユニット１０の開閉弁８２を開くことにより、夫
々、オイル戻し管８１を通じてオイルをオイル不足の圧
縮機に戻すことができる。従って、圧縮機のオイル不足
を解消することができる。

【００３１】吐出管１には、オイルセパレータ８０をバ
イパスするバイパス管８３が設けられ、このバイパス管
８３には開閉弁８４が設けられる。このオイルセパレー
タ８０に、図１に示すように、オイル量を検知するオイ
ルレベルセンサ８５を設け、このレベルセンサ８５で検
知されたオイル量が所定量を超えた場合、開閉弁８４を
閉じ、吐出管１を流れる冷媒を、オイルセパレータ８０
をバイパスして流すように構成することが望ましい。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、主配管を構成する吐出
管にオイルセパレータを設け、このオイルセパレータで
分離されたオイルを圧縮機に戻す戻し管を設けたから、
オイル不足を発生させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気調和装置の一実施形態を示し
た冷房運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。

【図２】本発明による空気調和装置の一実施形態を示し
た暖房運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。

【図３】本発明による空気調和装置の一実施形態を示し
た冷暖房同時運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路図であ
る。

【図４】本発明による空気調和装置の一実施形態を示し
た第二利用側ユニット運転時の冷媒の流れを示す冷媒回
路図である。

【符号の説明】

１ 吐出管 ２ 吸込管 ３ 液管 ４ 主配管 １０ 機械ユニット １１，７２ 圧縮機 ２０ 熱源側ユニット ３０，４０，５０，６０ 利用側ユニット ７０ 冷凍冷蔵ショーケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永江 公二 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吐出管、吸込管及び液管より構成される
   主配管と、吐出管が前記吐出管に接続されると共に吸込
   管が前記吸込管に接続される圧縮機、及び一端が前記液
   管に接続されると共に他端が切換弁を介して前記吐出管
   と前記吸込管とに分岐接続される熱源側熱交換器を有す
   る熱源側ユニットと、一端が減圧弁を介して前記液管に
   接続されると共に他端が切換弁を介して前記吐出管と前
   記吸込管に分岐接続される利用側熱交換器を有する複数
   台の利用側ユニットとを備えた空気調和装置において、 前記主配管を構成する吐出管にオイルセパレータを設
   け、このオイルセパレータで分離されたオイルを前記圧
   縮機に戻す戻し管を設けたことを特徴とする空気調和装
   置。
2. 【請求項２】 夫々環状に接続された吐出管、吸込管及
   び液管より構成される主配管と、吐出管が前記吐出管に
   接続されると共に吸込管が前記吸込管に接続される圧縮
   機を有する機械ユニットと、一端が前記液管に接続され
   ると共に他端が切換弁を介して前記吐出管と前記吸込管
   とに分岐接続される熱源側熱交換器を有する熱源側ユニ
   ットと、一端が減圧弁を介して前記液管に接続されると
   共に他端が切換弁を介して前記吐出管と前記吸込管に分
   岐接続される利用側熱交換器を有する複数台の利用側ユ
   ニットとを備えた空気調和装置において、 前記主配管を構成する吐出管にオイルセパレータを設
   け、このオイルセパレータで分離されたオイルを前記圧
   縮機に戻す戻し管を設けたことを特徴とする空気調和装
   置。
3. 【請求項３】 前記熱源側ユニットを複数備え、夫々の
   熱源側ユニットに対応して前記オイルセパレータを設け
   たことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和装
   置。
4. 【請求項４】 前記オイルセパレータ内に貯留されたオ
   イル量を検出する手段と、そのオイルが所定量を超えた
   場合、吐出管を流れる冷媒を、オイルセパレータをバイ
   パスして流す手段とを備えたことを特徴とする請求項１
   乃至３のいずれか一項記載の空気調和装置。