JP2005188816A

JP2005188816A - 冷媒回路の運転制御方法及び冷媒回路運転制御システム

Info

Publication number: JP2005188816A
Application number: JP2003429687A
Authority: JP
Inventors: Shunji Moriwaki; 俊二森脇; Nobuhiro Nakagawa; 信博中川; Masahiro Kishino; 正裕岸野
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2005-07-14
Also published as: KR20050065257A; KR100597672B1

Abstract

【課題】通常の冷暖房運転において高い運転効率とすることができる冷媒回路の運転制御方法及び冷媒回路運転制御システムを提供すること。
【解決手段】冷媒回路Ｋａ中に、均油管１６を介して互いに並列に連通された第１から第３圧縮機１１〜１３の各シェルの均油を行う冷媒回路の運転制御方法において、第１から第３圧縮機１１〜１３の各シェル内の運転中の圧力差を、互いに１ｋＰａ以下とすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機などで用いられる複数の圧縮機において、各圧縮機のオイルミストの移動を防止することができる冷媒回路の運転制御方法及び冷媒回路運転制御システムに関するものである。

例えば、空気調和機には、複数の室内機に対応できるよう、１台の室外機に複数の圧縮機を備える、いわゆるマルチ形のものがある。
この種の空気調和機の室外機に配備される複数の圧縮機としては、可変容量型のものや、それら互いの圧縮機のシェル同士の間で互いにシェル容量が異なっている場合がある。
このとき、圧縮機が均油管で連通されていると、高圧側の圧縮機のシェルから低圧側の圧縮機のシェルへオイルが移動する。また、圧縮機のシェル内では、貯留オイルが回転部品によって攪拌され、ミスト状の形で存在するため、オイル量が均油管接続口位置よりたとえ下がったとしても、オイルがミスト状の形で移動し続けることとなり、結局、高圧側の圧縮機がオイル不足になる問題がある。

このようなオイルミストの移動を防止するものとして、複数の圧縮機のシェルを、均油管を介して互いに連通し、かつ、均油管を圧縮機の吐出側の冷媒配管とバイパス管によって接続したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−２２２３５４号公報（図１）

この複数圧縮機の冷媒回路運転制御システムについて簡単に説明すると、図３に示すように、冷媒回路Ｋｂ中には、３台の圧縮機５１、５２、５３が互いに並列となるよう、吸入側の冷媒配管である吸入管５４と吐出側の冷媒配管である吐出管５５とにそれぞれ接続されている。それら圧縮機のシェル５１ａ、５２ａ、５３ａは、隣接する圧縮機同士が均油管５６を介して互いに連通されている。圧縮機５１、５２、５３の吐出管５５は均油管５６に、開閉弁５７を介装されたバイパス管５８によって接続されている。
なお、バイパス管５８の径は、均油管５６の径に比べてはるかに小さいため、この小径のバイパス管５８を介して液状のオイルが圧縮機同士の間で移動することはない。

この冷媒回路運転制御システムによれば、通常の冷暖房運転中は、開閉弁５７を開とし、バイパス管５８を介して高圧冷媒ガスを均油管５６に流入させる。これにより、均油管５６を介した各圧縮機のシェル５１ａ、５２ａ、５３ａ間のオイルミストの移動を防止し、高圧側の圧縮機のオイル量不足を回避している。
また、長時間運転により各圧縮機のシェル５１ａ、５２ａ、５３ａ間のオイル量に偏りが発生した場合には、開閉弁５７を閉とし、複数の圧縮機５１、５２、５３のうち１台のみの運転を順次行う、いわゆる均油運転を行い、各圧縮機５１、５２、５３内の余剰オイルを均油管を介して順次移動させ、各圧縮機５１、５２、５３のシェル５１ａ、５２ａ、５３ａ内のオイル量を適正値に復帰させるようにしている。

しかしながら、上記従来の冷媒回路運転制御システムには、以下の問題が残されている。すなわち、従来の冷媒回路運転制御システムは、通常の冷暖房運転において、開閉弁５７を開とし、バイパス管５８を介して高圧冷媒ガスを均油管５６に流入させることでオイルミストの移動を防止しているため、各圧縮機５１、５２、５３の運転効率が低下するという問題がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、通常の冷暖房運転において高い運転効率とすることができる冷媒回路の運転制御方法及び冷媒回路運転制御システムを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の冷媒回路の運転制御方法は、冷媒回路中に、吸入管及び均油管を介して互いに並列に連通された複数の圧縮機の各シェルの均油を行う冷媒回路の運転制御方法において、前記複数の圧縮機の各シェル内の運転中の圧力差を、互いに１ｋＰａ以下とすることを特徴とする。

この発明にかかる冷媒回路の運転制御方法では、各圧縮機のシェル内の圧力差が互いに１ｋＰａ以下であることによって、通常の冷暖房運転中にオイルミストが均油管に流出することを抑制し、各圧縮機のオイル量不足を回避できる。また、オイルミストの移動を、吐出管と均油管とを開閉弁を介してバイパス管を接続し、均油管に高圧ガスを流入させることによって防止する必要がないので、予め開閉弁やバイパス管を設ける必要がなくなり、冷媒回路運転制御システムのコストアップを未然に防止できる。さらに、バイパス管を設けないことにより、冷暖房運転の運転効率が向上できる。

また、本発明の冷媒回路の運転制御方法は、前記各圧縮機の各シェル内の運転中の圧力を、互いに等しくすることが好ましい。

この発明にかかる冷媒回路の運転制御方法では、各圧縮機のシェル内の圧力が互いに等しいので、通常の冷暖房運転中にオイルミストが均油管に流出することが回避される。

また、本発明にかかる冷媒回路運転制御システムは、冷媒回路中に、互いに並列に接続された複数の低圧シェル式の圧縮機と、該複数の圧縮機の各シェルに接続する均油管と、前記複数の圧縮機の各シェルに接続する吸入管とを備え、該吸入管が、吸入管分岐点と前記各圧縮機の各シェルとをそれぞれ接続する吸入枝管を有し、該吸入枝管の配管圧力損失の差が、互いに１ｋＰａ以下であることを特徴とする。

この発明にかかる冷媒回路運転制御システムでは、吸入管集合点と各圧縮機の各シェルとを接続する吸入枝管のそれぞれの運転中の配管圧力損失の差が互いに１ｋＰａ以下であることで、通常の冷暖房運転中に、それぞれの吸入枝管に接続する各圧縮機のシェル内の圧力が互いに１ｋＰａ以下となる。したがって、オイルミストの移動を抑制することができる。

また、本発明にかかる冷媒回路運転制御システムは、前記複数の低圧シェル式の圧縮機が、互いに等しい冷凍能力を有し、前記吸入枝管が、互いに同じ材料で構成されると共に、同じ形状を有していることが好ましい。

この発明にかかる冷媒回路運転制御システムでは、互いに同じ材料で構成され、同じ形状を有する吸入枝管で、互いに等しい冷凍能力を有する複数の圧縮機の各シェルを接続することにより、通常の冷暖房運転中に、各圧縮機のシェル内の圧力が等しくなる。したがって、均油管を通じてオイルミストが流出することを防止できる。

また、本発明にかかる冷媒回路運転制御システムは、前記複数の低圧シェル式の圧縮機が３台以上であって、前記均油管が、均油管集合点と前記複数の圧縮機の各シェルとを接続する均油枝管を有することが好ましい。

この発明にかかる冷媒回路運転制御システムでは、圧縮機が３台以上であったとき、均油管集合点と各圧縮機のシェルとを接続する均油枝管を介して、各圧縮機が直接接続される。ここで、複数の圧縮機の１台のみの運転を順次行う均油運転の際に、一部の圧縮機のオイルレベルがその圧縮機に接続する均油枝管の接続口よりも低い場合であっても、その圧縮機の吸入管から流入する冷媒ガスに邪魔されることなく、圧縮機の間の均油管を介したオイル移動が可能になる。

本発明の冷媒回路の運転制御方法によれば、各圧縮機のシェル内の圧力差が互いに１ｋＰａ以下であることによって、通常の冷暖房運転中にオイルミストが均油管に流出することを防止し、各圧縮機のオイル量不足を回避する。また、オイルミストの移動を、吐出管１５と均油管１６とを開閉弁を介してバイパス管を接続し、均油管１６に高圧ガスを流入させることによって防止する必要がないので、予め開閉弁やバイパス管を設ける必要がなくなり、冷媒回路運転制御システムのコストアップを未然に防止できる。さらに、バイパス管を設けないことにより、冷暖房運転の運転効率が向上できる。

以下、本発明にかかる冷媒回路運転制御システムの一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
本実施形態による冷媒回路運転制御システムは、例えば空気調和機のような冷媒回路に用いられるものである。
この冷媒回路Ｋａは、図１に示すように、第１圧縮機１１、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３が互いに並列となるよう、吸入側の冷媒配管である吸入管１４と吐出側の冷媒配管である吐出管１５とにそれぞれ接続されている。これら第１圧縮機１１、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３のシェル１１ａ、１２ａ、１３ａ同士は直接均油管１６を介して互いに連通されている。なお、ここで用いられている第１圧縮機１１、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３は、それぞれ同じ冷凍能力を有する低圧シェル式圧縮機である。

吸入管１４は、第１から第３圧縮機１１、１２、１３に共通するメイン吸入管２１と、吸入管集合点Ｐ１で分岐してメイン吸入管２１と第１圧縮機１１とを接続する第１吸入枝管２２と、吸入管集合点Ｐ１で分岐してメイン吸入管２１と第２圧縮機とを接続する第２吸入枝管２３と、吸入管集合点Ｐ１で分岐してメイン吸入管２１と第３圧縮機１３とを接続する第３吸入枝管２４とを備えている。
第１から第３吸入枝管２２、２３、２４は、互いの配管圧力損失の差が１ｋＰａ以下となるような形状をそれぞれ有している。

均油管１６は、均油管集合点Ｐ２と第１圧縮機１１の均油管接続口１１ｂとを接続する第１均油枝管３１と、均油管集合点Ｐ２と第２圧縮機１２の均油管接続口１２ｂとを接続する第２均油枝管３２と、均油管集合点Ｐ２と第３圧縮機１３の均油管接続口１３ｂとを接続する第３均油枝管３３とを備えている。

この冷媒回路運転制御システムにおいて、通常の冷暖房運転中は、第１から第３吸入枝管２２、２３、２４の互いの配管圧力損失の差が１ｋＰａ以下となるような形状を有しているので、第１圧縮機１１のシェル１１ａ内の圧力と第２圧縮機１２のシェル１２ａ内の圧力と第３圧縮機１３のシェル内の圧力との差が互いに１ｋＰａ以下となる。したがって、均油管１６を介して第１から第３圧縮機１１、１２、１３のシェル１１ａ、１２ａ、１３ａの間でオイルミストが移動しない。

また、長時間運転により、各圧縮機のシェル１１ａ、１２ａ、１３ａの間のオイル量に偏りが発生した場合には、第１圧縮機１１、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３のうち１台のみの運転を順次行う、いわゆる均油運転を行う。
ここで、図１の第１圧縮機１１を均油運転するときを例に挙げて説明すると、第２圧縮機１２のオイルレベルが均油管接続口１２ｂより下がっている場合、第２圧縮機１２に接続される第２吸入枝管２３から流入する冷媒ガスが、均油管１６を介して運転中の第１圧縮機１１へ移動する。これと同時に、第３圧縮機１３も直接均油管１６を介して第１圧縮機１１に連通されているため、第３圧縮機１３から液状のオイルが均油管１６を介して第１圧縮機１１へ移動する。

このように構成された冷媒回路運転制御システム及び冷媒回路の運転制御方法によれば、第１から第３吸入枝管２２、２３、２４の互いの配管圧力損失の差が１ｋＰａ以下となる形状を有しているので、各シェル１１ａ、１２ａ、１３ａ内の圧力差が１ｋＰａ以下となる。したがって、通常の冷暖房運転中に、オイルミストが均油管１６に流出することを確実に防止し、第１から第３圧縮機１１、１２、１３のオイル量不足を回避する。また、オイルミストの移動を、吐出管１５と均油管１６とを開閉弁を介してバイパス管を接続し、均油管１６に高圧ガスを流入させることによって防止する必要がないので、予め開閉弁やバイパス管を設ける必要がなくなり、冷媒回路運転制御システムのコストアップを未然に防止できる。さらに、バイパス管を設けないことにより、冷媒ガスを分流させる必要がないので、冷暖房運転の運転効率が向上できる。

また、第１から第３圧縮機１１、１２、１３が互いに直接均油管１６によって連通されているので、例えば第１圧縮機１１のみを運転する均油運転を行ったときに第２圧縮機１２のオイルレベルが均油管接続口１２ｂより下がっていても、第２圧縮機１２の第２吸入枝管２３から流入する冷媒ガスに邪魔されることなく、第３圧縮機１３から第１圧縮機１１への均油管１６を介したオイルも移動が可能となり、各圧縮機のシェル１１ａ、１２ａ、１３ａのオイル量を適正値に復帰させることができる。

加えて、圧縮機のシェルが他の圧縮機の各シェルと直接均油管１６で連通されているから、つまり、一の圧縮機のシェルと他の各圧縮機のシェルとの連通箇所が、均油管との接続部分一箇所で足りることから、たとえ中央側に位置する第２圧縮機１２のシェル１２ａであっても、均油管接続口は一箇所のみで足り、均油管接続口を複数設ける必要がなくなるため、圧縮機のシェルのコストアップを未然に防止することができる。

次に、本発明にかかる冷媒回路運転制御システムを、実施例により具体的に説明する。
圧縮機の各シェル間の圧力差が０〜３ｋＰａの時の均油管を介した各圧縮機間のオイルミストの移動流量を図２に示す。
ここで、冷媒ガスとして、Ｒ４１０Ａを用い、オイルとして、粘度グレードが３２である３ＭＰＯＥを用い、高圧側シェル内の圧力を、１ＭＰａとし、ガス加熱度を１１Ｋとし、外径が９．５３ｍｍで長さが１ｍである均油管を用い、ガス中のオイル体積比を、１％としている。
図２より、各シェルの圧力差が１ＫＰａ以下であれば、均油管にオイルミストがほとんど流出しないことがわかる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施形態では、圧縮機を３台配列しているが、圧縮機の数は必ずしも３台である必要はなく、２台や、４台以上であってもよい。
また、第１から第３吸入枝管が、同じ材料で構成されると共に同じ形状を有していてもよい。このようにすることで、第１から第３吸入枝管の配管圧力損失が互いに等しくなり、第１から第３圧縮機の各シェル内の圧力を等しくすることができる。

本発明にかかる一実施形態における複数圧縮機の運転制御システムを示す概略側断面図である。本発明にかかる実施例における運転制御システムの各シェル内の圧力差とオイルミスト流出量との関係を示すグラフである。従来の複数圧縮機の運転制御システムを示す概略側断面図である。

符号の説明

１１第１圧縮機
１２第２圧縮機
１３第３圧縮機
１１ａ、１２ａ、１３ａシェル
１４吸入管
１６均油管
２２第１吸入枝管
２３第２吸入枝管
２４第３吸入枝管
３１第１均油枝管
３２第２均油枝管
３３第３均油枝管
Ｋａ冷媒回路
Ｐ１均油管集合点

Claims

冷媒回路中に、吸入管及び均油管を介して互いに並列に連通された複数の圧縮機の各シェルの均油を行う冷媒回路の運転制御方法において、
前記複数の圧縮機の各シェル内の運転中の圧力差を、互いに１ｋＰａ以下とすることを特徴とする冷媒回路の運転制御方法。
前記各圧縮機の各シェル内の運転中の圧力を、互いに等しくすることを特徴とする請求項１に記載の冷媒回路の運転制御方法。
冷媒回路中に、互いに並列に接続された複数の低圧シェル式の圧縮機と、
該複数の圧縮機の各シェルに接続する均油管と、
前記複数の圧縮機の各シェルに接続する吸入管とを備え、
該吸入管が、吸入管分岐点と前記各圧縮機の各シェルとをそれぞれ接続する吸入枝管を有し、
該吸入枝管の配管圧力損失の差が、互いに１ｋＰａ以下であることを特徴とする冷媒回路運転制御システム。
前記複数の低圧シェル式の圧縮機が、互いに等しい冷凍能力を有し、
前記吸入枝管が、互いに同じ材料で構成されると共に、同じ形状を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の冷媒回路運転制御システム。
前記複数の低圧シェル式の圧縮機が３台以上であって、
前記均油管が、均油管集合点と前記複数の圧縮機の各シェルとを接続する均油枝管を有することを特徴とする請求項２または３に記載の冷媒回路運転制御システム。