JP2010139122A

JP2010139122A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2010139122A
Application number: JP2008314037A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Maruoka; 俊也丸岡; Goji Ohira; 剛司大平
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2010-06-24

Abstract

【課題】圧縮機オイル不足による軸受焼損を回避できる空気調和装置を提供する。
【解決手段】圧縮機１と、オイル分離器２と、オイル分離器２から第１の電磁開閉弁８と第１の減圧装置９を介して吸入管３２へ戻すオイル戻しバイパス回路１０と、室外熱交換器３と、四方弁６とを備えた室外機２０と、室外機２０に接続されると共に、それぞれ室内熱交換器２１と、室内送風機２２と、室内電動膨張弁２３とを備えた複数の室内機２７とで構成され、吐出ガスを第２の電磁開閉弁１１と第２の減圧装置１２を介して吸入管３２へ戻すガスバイパス回路１３を、オイル分離器２の下方に取り付け、かつオイル戻しバイパス回路１０に併設したもので、運転開始時などに、第２の電磁開閉弁１１を開いて、オイル分離器２から吸入管３２へ戻すオイル及び液冷媒の流量を増加させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉型の圧縮機を搭載した空気調和装置に関わり、特に運転開始時の圧縮機オイルの確保に関するものである。

従来、この種の空気調和装置では、圧縮機の停止中に冷媒が圧縮機内部のオイルに溶け込む、所謂「寝込み」を抑制するために、圧縮機停止中に圧縮機内部のオイルを加熱する手段が採られている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、上記特許文献１に記載された従来の空気調和装置における制御部の予熱運転処理のフローチャートである。

図６に示すように、従来の空気調和装置として、外気温度が所定温度以下のとき、圧縮機の温度が低くなって冷媒が圧縮機内部のオイルに溶け込み易くなると判断し、外気温度が低温のときほど加熱量を大きくしてオイルを加熱するようにしたものがある。
特開平８−１１４３４６号公報

しかしながら、前記従来の空気調和装置の構成では、圧縮機の底部を暖めるため、圧縮機内部のオイルや液冷媒は温められるものの、圧縮機の上部まで十分温めるには至らず、起動時に、圧縮機のシリンダーから吐出したガス冷媒が、比較的温度の低い圧縮機の容器と熱交換し凝縮する。そして、凝縮した液冷媒が、オイルと共に圧縮機から冷凍サイクル中に吐出され、圧縮機内部のオイルを減少させるという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、圧縮機からオイルを多く含んだ液冷媒が吐出されても、長配管や室内機に流出するのを防止し、圧縮機オイルの不足による軸受焼損を回避することができる空気調和装置を提供することを目的とするものである。

上記従来の課題を解決するために本発明の空気調和装置は、圧縮機と、オイル分離器と、前記オイル分離器から第１の電磁開閉弁と第１の減圧装置を介して吸入管へ戻すオイル戻しバイパス回路と、室外熱交換器と、室外送風機と、室外電動膨張弁と、四方弁とを備えた室外機と、前記室外機に接続されると共に、それぞれ室内熱交換器と、室内送風機と、室内電動膨張弁とを備えた複数の室内機とで構成された空気調和装置において、吐出ガスを第２の電磁開閉弁と第２の減圧装置を介して前記吸入管へ戻すガスバイパス回路を、前記オイル分離器の下方に取り付けると共に、前記オイル戻しバイパス回路に併設したもので、運転開始時など臨時的に、第２の電磁開閉弁を開き、オイル分離器から吸入管へ戻すオイル及び液冷媒の流量を増加させることができる。

以上のように本発明の空気調和装置は、圧縮機から液冷媒と共に流出するオイルを、オイル分離器以降へ流出し難くし、かつ効率的に圧縮機へオイルを含む液冷媒を返すことで、圧縮機内のオイル量を確保し圧縮機の信頼性を向上させることができる。

第１の発明は、圧縮機と、オイル分離器と、前記オイル分離器から第１の電磁開閉弁と
第１の減圧装置を介して吸入管へ戻すオイル戻しバイパス回路と、室外熱交換器と、室外送風機と、室外電動膨張弁と、四方弁とを備えた室外機と、前記室外機に接続されると共に、それぞれ室内熱交換器と、室内送風機と、室内電動膨張弁とを備えた複数の室内機とで構成された空気調和装置において、吐出ガスを第２の電磁開閉弁と第２の減圧装置を介して前記吸入管へ戻すガスバイパス回路を、前記オイル分離器の下方に取り付けると共に、前記オイル戻しバイパス回路に併設したもので、運転開始時など臨時的に、第２の電磁開閉弁を開き、オイル分離器から吸入管へ戻すオイル及び液冷媒の流量を増加させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の空気調和装置において、暖房運転開始時、圧縮機の過熱が取れるまで、オイル戻しバイパス回路とガスバイパス回路を開状態、かつ室外電動膨張弁を閉状態とするもので、圧縮機から液冷媒と共に流出するオイルを、オイル分離器以降へ流出し難くし、かつ効率的に圧縮機へオイルを含む液冷媒を返すことで、圧縮機内のオイル量を確保し、圧縮機の信頼性を向上させることが出来る。

第３の発明は、特に、第２の発明の暖房運転開始時、吸入圧力が所定の設定値となる最大の周波数で圧縮機を運転するもので、圧縮機の過熱を最大限早くし、暖房の立ち上がり性能を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第１の発明の空気調和装置において、冷房運転開始時、圧縮機の過熱が取れるまで、オイル戻しバイパス回路とガスバイパス回路を開状態、かつ全ての室内電動膨張弁を閉状態とするもので、圧縮機から液冷媒と共に流出するオイルを、オイル分離器以降へ流出し難くし、かつ効率的に圧縮機へオイルを含む液冷媒を返すことで、圧縮機内のオイル量を確保し、圧縮機の信頼性を向上させることができる。

第５の発明は、特に、第４の発明の冷房運転開始時、吸入圧力が所定の設定値となる最大の周波数で圧縮機を運転するもので、圧縮機の過熱を最大限早くし、冷房の立ち上がり性能を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和装置の冷凍サイクル図である。

同図において、本実施の形態における空気調和装置は、一台の室外機２０と、接続配管３０を介して、室外機２０に接続された複数の室内機２７とで構成されている。

室外機２０は、圧縮機１と、オイル分離器２と、オイル分離器２から第１の電磁開閉弁８と第１の減圧装置９を介して圧縮機１の吸入側に接続された吸入管３２へ戻すオイル戻しバイパス回路１０と、室外熱交換器３と、室外送風機４と、室外電動膨張弁５と、四方弁６と、アキュームレータ７を備え、室内機２７は、室内熱交換器２１と、室内送風機２２と、室内電動膨張弁２３とを備えている。

１４は、吐出温度検出手段、１５は、吐出圧力検出手段、１６は、吸入圧力検出手段、１７は、室外熱交換器温度検出手段、１８は、外気温度検出手段、１９は、室外機制御装置、２４は、室内熱交換器温度検出手段、２５は、室内吸い込み空気温度検出手段、２６は、室内機制御装置である。

本実施の形態における空気調和装置においては、吐出ガスを第２の電磁開閉弁１１と第
２の減圧装置１２を介して吸入管３２へ戻すガスバイパス回路１３をオイル分離器２の下方に取り付け、さらにオイル戻しバイパス回路１０に併設している。これにより、運転開始時など臨時的に、第２の電磁開閉弁１１を開き、オイル分離器２から吸入管３２へ戻すオイル及び液冷媒の流量を増加させることができる。

以上のように本実施の形態によれば、オイル分離器２以降の室外、室内熱交換器３、２１、接続配管３０、室内機２７などへのオイルを含む液冷媒の流出を防止でき、圧縮機１に効率よくオイルを戻すことができるので、圧縮機１の信頼性を向上させることができる。

（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における空気調和装置の運転制御方法を説明するフローチャートである。なお、上記第１の実施の形態における空気調和装置と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

同図において、本実施の形態における空気調和装置は、暖房起動時、まず室外電動膨張弁５を０（ｐｌｓ）、オイル戻しバイパス回路１０に備えた第１の電磁開閉弁８をＯＮ、ガスバイパス回路１３に備えた第２の電磁開閉弁１１をＯＮとし、圧縮機１を所定の周波数Ｆ１（Ｈｚ）で起動する。

次に、吐出温度検出手段１４で検出した吐出温度と吐出圧力検出手段１５で検出した吐出圧力を用い室外機制御装置１９で吐出過熱度ＤＳＨを算出する。算出したＤＳＨと所定の設定値Ｔ１と比較し、ＤＳＨ＞Ｔ１となれば、室外電動膨張弁５を所定の設定値Ａ（ｐｌｓ）に開く。

次に、ＤＳＨと所定の設定値Ｔ２と比較し、ＤＳＨ＞Ｔ２となれば、室外電動膨張弁５を所定の設定値Ｂ（ｐｌｓ）、オイル戻しバイパス回路１０に備えた第１の電磁開閉弁８をＯＦＦ、ガスバイパス回路１３に備えた第２の電磁開閉弁１１をＯＦＦとし、圧縮機１を所定の周波数Ｆ２（Ｈｚ）に変更し、暖房通常運転へと移行する。

このような運転開始方法すなわち、室外電動膨張弁５を閉状態にて運転を開始することで、圧縮機１から液冷媒と共に流出するオイルを、オイル分離器２以降へ流出し難く、かつ、２つのバイパス回路１０、１３から効率的に圧縮機１へオイルを含む液冷媒を返しながら圧縮機１を過熱することができるので、圧縮機１内のオイル量を確保でき圧縮機１の信頼性を向上させることができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における空気調和装置の運転制御方法を説明するフローチャートである。なお、上記第１の実施の形態における空気調和装置と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

同図において、暖房起動時、まず室外電動膨張弁５を０（ｐｌｓ）、オイル戻しバイパス回路１０に備えた第１の電磁開閉弁８をＯＮ、ガスバイパス回路１３に備えた第２の電磁開閉弁１１をＯＮとし圧縮機１を所定の周波数Ｆ１（Ｈｚ）で起動する。

次に、吸入圧力検出手段１６で検出した吸入圧力Ｐｓと所定の設定Ｐ１を比較し、Ｐｓ＜Ｐ１となるまで、周波数をアップする。次に吐出温度検出手段１４で検出した吐出温度と吐出圧力検出手段１５で検出した吐出圧力を用い、室外機制御装置１９で吐出過熱度ＤＳＨを算出する。算出したＤＳＨと所定の設定値Ｔ１と比較し、ＤＳＨ＞Ｔ１となれば、室外電動膨張弁５を所定の設定値Ａ（ｐｌｓ）に開く。

このような運転開始方法すなわち、実施の形態２の起動方法に加えて、圧縮機１の過熱をとるための要素である圧縮機入力を最大限にするので、圧縮機１内のオイル量を確保し圧縮機１の信頼性を向上しながら暖房の立ち上がり性能も向上できる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における空気調和装置の運転制御方法を説明するフローチャートである。なお、上記実施の形態における空気調和装置と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

同図において、本実施の形態における空気調和装置は、冷房起動時、まず全ての室内電動膨張弁２３を０（ｐｌｓ）、オイル戻しバイパス回路１０に備えた第１の電磁開閉弁８をＯＮ、ガスバイパス回路１３に備えた第２の電磁開閉弁１１をＯＮとし、圧縮機１を所定の周波数Ｆ１（Ｈｚ）で起動する。

次に、吐出温度検出手段１４で検出した吐出温度と吐出圧力検出手段１５で検出した吐出圧力を用い室外機制御装置１９で吐出過熱度ＤＳＨを算出する。算出したＤＳＨと所定の設定値Ｔ１と比較し、ＤＳＨ＞Ｔ１となれば、全ての室内電動膨張弁２３を所定の設定値Ａ（ｐｌｓ）に開く。

次に、ＤＳＨと所定の設定値Ｔ２と比較し、ＤＳＨ＞Ｔ２となれば、全ての室内電動膨張弁２３を所定の設定値Ｂ（ｐｌｓ）、オイル戻しバイパス回路１０に備えた第１の電磁開閉弁８をＯＦＦ、ガスバイパス回路１３に備えた第２の電磁開閉弁１１をＯＦＦとし、圧縮機１を所定の周波数Ｆ２（Ｈｚ）に変更し、冷房通常運転へと移行する。

このような運転開始方法すなわち、全ての室内電動膨張弁２３を閉状態にて運転を開始することで、圧縮機１から液冷媒と共に流出するオイルを、オイル分離器２以降へ流出し難くし、かつ、２つのバイパス回路１０、１３から効率的に圧縮機１へオイルを含む液冷媒を返しながら圧縮機１を過熱することができるので、圧縮機１内のオイル量を確保でき、圧縮機１の信頼性を向上させることができる。

（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５における空気調和装置の運転制御方法を説明するフローチャートである。なお、上記実施の形態における空気調和装置と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

次に、吸入圧力検出手段１６で検出した吸入圧力Ｐｓと所定の設定Ｐ１を比較し、Ｐｓ＜Ｐ１となるまで、周波数をアップする。

次に吐出温度検出手段１４で検出した吐出温度と、吐出圧力検出手段１５で検出した吐
出圧力を用いて、室外機制御装置１９で、吐出過熱度ＤＳＨを算出する。算出したＤＳＨと所定の設定値Ｔ１と比較し、ＤＳＨ＞Ｔ１となれば、全ての室内電動膨張弁２３を所定の設定値Ａ（ｐｌｓ）に開く。

このような運転開始方法すなわち、実施の形態４の起動方法に加えて、圧縮機１の過熱をとるための要素である圧縮機入力を最大限にするので、圧縮機１内のオイル量を確保し、圧縮機１の信頼性を向上しながら冷房の立ち上がり性能も向上できる。

本発明の空気調和装置は、１系統の多室型の空気調和装置に限定されるものではなく、複数の系統の室外機を接続した室外マルチタイプの空気調和装置にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和装置の冷凍サイクル図本発明の実施の形態２における空気調和装置の運転制御方法を説明するフローチャート本発明の実施の形態３における空気調和装置の運転制御方法を説明するフローチャート本発明の実施の形態４における空気調和装置の運転制御方法を説明するフローチャート本発明の実施の形態５における空気調和装置の運転制御方法を説明するフローチャート従来の空気調和装置における制御部の予熱運転処理のフローチャート

符号の説明

１圧縮機
２オイル分離器
３室外熱交換器
４室外送風機
５室外電動膨張弁
６四方弁
７アキュームレータ
８第１の電磁開閉弁
９第１の減圧装置
１０オイル戻しバイパス回路
１１第２の電磁開閉弁
１２第２の減圧装置
１３ガスバイパス回路
１４吐出温度検出手段
１５吐出圧力検出手段
１６吸入圧力検出手段
１７室外熱交換器温度検出手段
１８外気温度検出手段
１９室外機制御装置
２０室外機
２１室内熱交換器
２２室内送風機
２３室内電動膨張弁
２４室内熱交換器温度検出手段
２５室内吸い込み空気温度検出手段
２６室内機制御装置
２７室内機
３２吸入管

Claims

圧縮機と、オイル分離器と、前記オイル分離器から第１の電磁開閉弁と第１の減圧装置を介して吸入管へ戻すオイル戻しバイパス回路と、室外熱交換器と、室外送風機と、室外電動膨張弁と、四方弁とを備えた室外機と、前記室外機に接続されると共に、それぞれ室内熱交換器と、室内送風機と、室内電動膨張弁とを備えた複数の室内機とで構成された空気調和装置において、吐出ガスを第２の電磁開閉弁と第２の減圧装置を介して前記吸入管へ戻すガスバイパス回路を、前記オイル分離器の下方に取り付けると共に、前記オイル戻しバイパス回路に併設したことを特徴とする空気調和装置。
暖房運転開始時、圧縮機の過熱が取れるまで、オイル戻しバイパス回路とガスバイパス回路を開状態、かつ室外電動膨張弁を閉状態とすることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
暖房運転開始時、吸入圧力が所定の設定値となる最大の周波数で圧縮機を運転することを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
冷房運転開始時、圧縮機の過熱が取れるまで、オイル戻しバイパス回路とガスバイパス回路を開状態、かつ全ての室内電動膨張弁を閉状態とすることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
冷房運転開始時、吸入圧力が所定の設定値となる最大の周波数で圧縮機を運転することを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。