JP2013122361A - Air conditioning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和装置に関する。特に、冷媒回路に複数の圧縮機を備えるとともに、圧縮機内の潤滑油の量を制御(制限)する油量制御運転が可能な空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner. In particular, the present invention relates to an air conditioner including a plurality of compressors in a refrigerant circuit and capable of an oil amount control operation for controlling (limiting) the amount of lubricating oil in the compressor.
一般に、ビルや大店舗等の比較的大規模な施設には、室外機に対して複数の室内機を冷媒配管で接続した冷媒回路を有する空気調和装置が用いられている。この種の空気調和装置には室外機に複数の圧縮機を内蔵したものがあり、この複数の圧縮機の動作を制御することによって、低負荷から高負荷にわたる幅広い空調負荷に対応した運転が可能となっている(例えば、特許文献1参照)。 In general, an air conditioner having a refrigerant circuit in which a plurality of indoor units are connected to an outdoor unit by a refrigerant pipe in a relatively large facility such as a building or a large store. Some of these types of air conditioners have built-in multiple compressors in the outdoor unit. By controlling the operation of these multiple compressors, it is possible to operate in a wide range of air conditioning loads from low to high loads. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1に記載の空気調和装置は、複数の圧縮機の吐出側にそれぞれ油分離器が接続されており、各圧縮機から冷媒に伴って潤滑油が吐出された場合に、この潤滑油を冷媒から分離して油戻し管を介して圧縮機に戻している。そして、複数の圧縮機における潤滑油の油量の偏りを抑制するため、各油分離器は、当該油分離器が接続された圧縮機とは異なる他の圧縮機の吸入側へ、互いに油戻し先が重複しないように油戻し管によって接続されている。具体的に、室外機に2台の圧縮機が備わっている場合には、一方の圧縮機に接続された油分離器は、油戻し管を介して他方の圧縮機の吸引側に接続され、他方の圧縮機に接続された油分離器は、油戻し管を介して一方の圧縮機の吸引側に接続されている。 In the air conditioner described in Patent Document 1, oil separators are connected to the discharge sides of a plurality of compressors, and when the lubricant is discharged from each compressor along with the refrigerant, It is separated from the refrigerant and returned to the compressor via an oil return pipe. In order to suppress unevenness in the amount of lubricating oil in the plurality of compressors, the oil separators return oil to the suction side of another compressor different from the compressor to which the oil separator is connected. It is connected by an oil return pipe so that the tip does not overlap. Specifically, when the outdoor unit has two compressors, the oil separator connected to one compressor is connected to the suction side of the other compressor via an oil return pipe, The oil separator connected to the other compressor is connected to the suction side of one compressor via an oil return pipe.
空気調和装置の運転中、圧縮機から吐出された潤滑油が冷媒回路内を循環し、凝縮器や蒸発器に流入すると、この潤滑油が熱伝達を妨げ、空調能力を低下させてしまうおそれがある。そのため、冷媒回路に油分離器を設けて潤滑油の循環を抑制するだけでなく、圧縮機内の潤滑油量をできるだけ少なくするように制御することによって、圧縮機からの潤滑油の吐出量を抑え、これによって空調能力を高める運転(油量制御運転)を行う場合がある。また、室外機に接続される室内機の数が少なく、総配管長が短い場合等には、圧縮機の潤滑に必要な潤滑油も少なくなるため、積極的に圧縮機内の潤滑油量を少なくすることによって、空調能力を高める場合もある。このように圧縮機内の潤滑油量を少なくするには、油戻し管を弁で閉じ、油分離器で分離された潤滑油を油分離器内に溜め込み、圧縮機に戻さないようにすることが行われている。 If the lubricating oil discharged from the compressor circulates in the refrigerant circuit and flows into the condenser or evaporator during operation of the air conditioner, this lubricating oil may interfere with heat transfer and reduce air conditioning capacity. is there. For this reason, not only the oil separator is provided in the refrigerant circuit to suppress the circulation of the lubricating oil, but also the discharge amount of the lubricating oil from the compressor is suppressed by controlling the amount of the lubricating oil in the compressor as small as possible. Thus, there is a case where an operation (oil amount control operation) for increasing the air conditioning capability is performed. In addition, when the number of indoor units connected to the outdoor unit is small and the total pipe length is short, the amount of lubricating oil required for lubricating the compressor is also reduced, so the amount of lubricating oil in the compressor is actively reduced. By doing so, the air conditioning capacity may be increased. In order to reduce the amount of lubricating oil in the compressor in this way, it is necessary to close the oil return pipe with a valve and collect the lubricating oil separated by the oil separator in the oil separator so that it does not return to the compressor. Has been done.
しかし、圧縮機内の潤滑油量を少なくすると、余剰の潤滑油を溜めておくために油分離器の容量を大きくしなければならず、油分離器が大型化し、コストアップとなる。また、油分離器が大型化すると、室外ユニット内の配置スペースを広く確保しなければならず、室外機内の機器のレイアウトの自由度が低くなるとともに、油分離器が室外機内の空気流の妨げになるおそれがある。 However, if the amount of lubricating oil in the compressor is reduced, the capacity of the oil separator has to be increased in order to store excess lubricating oil, which increases the size of the oil separator and increases costs. In addition, when the oil separator becomes large, it is necessary to secure a large arrangement space in the outdoor unit, and the degree of freedom in layout of the equipment in the outdoor unit is reduced, and the oil separator obstructs the air flow in the outdoor unit. There is a risk of becoming.
本発明は、圧縮機内の潤滑油量を制御する油量制御運転を行う際に、余剰の潤滑油を油分離器に溜め込まないようにし、油分離器を小型化することが可能な空気調和装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to an air conditioner capable of reducing the size of an oil separator by preventing excess lubricant oil from accumulating in an oil separator during an oil amount control operation for controlling the amount of lubricating oil in a compressor. The purpose is to provide.
(1)本発明の第1の観点に係る空気調和装置は、並列に接続された複数の圧縮機と、これらの圧縮機の吸引側に接続されたアキュムレータと、各圧縮機の吐出側にそれぞれ接続された複数の油分離器と、各油分離器により分離された潤滑油を、当該油分離器が接続された圧縮機とは異なる他の圧縮機の吸入側へ、互いに油戻し先が重複しないように戻す複数の第1油戻し管と、を備えている空気調和装置であって、
一の第1油戻し管から分岐して前記潤滑油を前記アキュムレータへ流入させるためのバイパス管と、
前記アキュムレータ内の潤滑油を前記圧縮機の吸引側へ戻すための第2油戻し管と、
前記第2油戻し管に設けられた第2開閉弁と、
前記バイパス管に設けられた第3開閉弁と、を備えていることを特徴とする。
(1) An air conditioner according to a first aspect of the present invention includes a plurality of compressors connected in parallel, an accumulator connected to the suction side of these compressors, and a discharge side of each compressor. A plurality of connected oil separators and the lubricating oil separated by each oil separator are overlapped with each other to the suction side of another compressor different from the compressor to which the oil separator is connected. A plurality of first oil return pipes that return so as not to be,
A bypass pipe for branching from one first oil return pipe and flowing the lubricating oil into the accumulator;
A second oil return pipe for returning the lubricating oil in the accumulator to the suction side of the compressor;
A second on-off valve provided in the second oil return pipe;
And a third on-off valve provided in the bypass pipe.
本発明の空気調和装置は、一の第1油戻し管から分岐するバイパス管と、このバイパス管に設けられた第3開閉弁とを備えているので、この第3開閉弁を開くことによって、前記一の第1油戻し管からバイパス管を介してアキュムレータへ潤滑油を流入させることができる。また、各第1油戻し管は、各油分離器により分離された潤滑油を当該油分離器が接続された圧縮機とは異なる他の圧縮機の吸入側へ互いに油戻し先が重複しないように戻すため、前記一の第1油戻し管とは異なる他の第1油戻し管を流れる潤滑油も、いずれは前記一の第1油戻し管及びバイパス管を介してアキュムレータに流入させることができる。そして、空気調和装置は、アキュムレータ内の潤滑油を圧縮器へ戻す第2油戻し管と、この第2油戻し管に設けられた第2開閉弁とを備えているので、この第2開閉弁を閉じることによってアキュムレータに流入した潤滑油をアキュムレータ内に貯留することができる。以上により、圧縮器内の潤滑油量を制御(制限)する油量制御運転を行うことができ、しかも、余剰の潤滑油を油分離器ではなくより容量の大きなアキュムレータ内に貯留することができる。そのため、各油分離器を小型化することができ、コストを低減することができるとともに、空気調和装置の室外機内における機器のレイアウトの自由度を高め、室外機内の空気の流れを妨げることも少なくなる。 Since the air conditioner of the present invention includes a bypass pipe branched from one first oil return pipe and a third on-off valve provided on the bypass pipe, by opening the third on-off valve, Lubricating oil can be allowed to flow from the first first oil return pipe into the accumulator through the bypass pipe. Further, each first oil return pipe is configured so that the oil return destinations of the lubricating oil separated by each oil separator do not overlap each other to the suction side of another compressor different from the compressor to which the oil separator is connected. Therefore, any lubricating oil flowing in another first oil return pipe different from the one first oil return pipe may be allowed to flow into the accumulator via the first oil return pipe and the bypass pipe. it can. The air conditioner includes a second oil return pipe that returns the lubricating oil in the accumulator to the compressor, and a second on-off valve provided on the second oil return pipe. By closing the, the lubricating oil flowing into the accumulator can be stored in the accumulator. As described above, the oil amount control operation for controlling (limiting) the amount of lubricating oil in the compressor can be performed, and the surplus lubricating oil can be stored not in the oil separator but in a larger capacity accumulator. . Therefore, each oil separator can be reduced in size, the cost can be reduced, the degree of freedom of the layout of the equipment in the outdoor unit of the air conditioner is increased, and the flow of air in the outdoor unit is hardly hindered. Become.
(2)上記空気調和装置は、前記一の第1油戻し管における前記バイパス管の分岐部分よりも下流側に第1開閉弁を備えていることが好ましい。
この構成によれば、油量制御運転を行う際に、第1開閉弁を閉じることによって、前記一の第1油戻し管を流れる潤滑油の全量をバイパス管に送ることができ、圧縮機内の潤滑油を早急に減少させることができる。
(2) It is preferable that the air conditioner includes a first on-off valve on the downstream side of the branch portion of the bypass pipe in the first oil return pipe.
According to this configuration, when performing the oil amount control operation, the entire amount of the lubricating oil flowing through the first oil return pipe can be sent to the bypass pipe by closing the first on-off valve. Lubricating oil can be reduced quickly.
(3)上記(1)記載の空気調和装置は、圧縮機内の潤滑油量を制御する油量制御運転を行う際に、前記第3開閉弁を開き、かつ前記第2開閉弁を閉じるように、各弁を連動させて開閉制御する開閉制御部を備えていることが好ましい。
このような構成によって、油量制御運転を円滑に実行することができる。
(3) The air conditioner described in (1) above opens the third on-off valve and closes the second on-off valve when performing an oil amount control operation for controlling the amount of lubricating oil in the compressor. It is preferable that an opening / closing control unit that controls opening / closing by interlocking each valve is provided.
With such a configuration, the oil amount control operation can be executed smoothly.
(4)上記(2)記載の空気調和装置は、圧縮器内の潤滑油量を制御する油量制御運転を行う際に、前記第3開閉弁を開き、かつ前記第1,第2開閉弁を閉じるように、各弁を連動させて開閉制御する開閉制御部を備えていることが好ましい。
このような構成によって、油量制御運転を円滑に実行することができる。
(4) The air conditioner described in (2) above opens the third on-off valve and performs the first and second on-off valves when performing an oil amount control operation for controlling the amount of lubricating oil in the compressor. It is preferable to provide an open / close control unit that controls opening and closing of each valve in conjunction with each other.
With such a configuration, the oil amount control operation can be executed smoothly.
(5)上記空気調和装置は、前記圧縮機内の潤滑油量を検出する検出部をさらに備えており、前記油量制御運転を行っているときに、当該検出部によって前記圧縮機内の潤滑油が所定量にまで減少したことが検出されると、前記開閉制御部は、各弁の開閉状態を逆にする制御を行うことが好ましい。
この構成によれば、圧縮機内の潤滑油が所定量、例えば、適正な運転が可能な最小限の量にまで減少した場合には、第2油戻し管を介してアキュムレータから圧縮機へ潤滑油を戻し、圧縮機内の潤滑油量を適正に維持しつつ油量制御運転を継続して行うことができる。
(5) The air conditioner further includes a detection unit that detects the amount of lubricating oil in the compressor. When the oil amount control operation is performed, the detection unit causes the lubricating oil in the compressor to be detected. When it is detected that the amount has decreased to a predetermined amount, the opening / closing control unit preferably performs control to reverse the opening / closing state of each valve.
According to this configuration, when the lubricating oil in the compressor is reduced to a predetermined amount, for example, a minimum amount capable of proper operation, the lubricating oil is transferred from the accumulator to the compressor via the second oil return pipe. The oil amount control operation can be continuously performed while maintaining the amount of lubricating oil in the compressor appropriately.
(6)前記一の第1油戻し管における前記バイパス管の分岐部分よりも上流側には、流量調整部が設けられていてもよい。
このような構成によって、一の第1油戻し管を流れる潤滑油と、バイパス管を流れる潤滑油の流量を一つの流量調整部によって調整することができる。
(6) A flow rate adjusting unit may be provided on the upstream side of the branch portion of the bypass pipe in the first oil return pipe.
With such a configuration, the flow rate of the lubricating oil flowing through one first oil return pipe and the lubricating oil flowing through the bypass pipe can be adjusted by one flow rate adjusting unit.
(7)本発明の第2の観点に係る空気調和装置は、並列に接続された複数の圧縮機と、これらの圧縮機の吸引側に接続されたアキュムレータと、各圧縮機の吐出側にそれぞれ接続された複数の油分離器と、各油分離器により分離された潤滑油を、当該油分離器が接続された圧縮機とは異なる他の圧縮機の吸入側へ、互いに油戻し先が重複しないように戻す複数の第1油戻し管と、を備えている空気調和装置であって、
一の第1油戻し管から分岐して前記潤滑油を前記アキュムレータへ流入させるためのバイパス管と、
前記アキュムレータ内の潤滑油を前記圧縮機の吸引側へ戻すための第2油戻し管と、
前記各油分離器において分離された潤滑油を前記各第1油戻し管及び前記バイパス管を介して前記アキュムレータに流入させて貯留する動作と、当該アキュムレータに貯留した潤滑油を前記第2油戻し管を介して前記圧縮機に戻す動作とを行うことによって、前記圧縮機内の潤滑油量を制御する油量制御機構と、を備えている。
(7) The air conditioner according to the second aspect of the present invention includes a plurality of compressors connected in parallel, an accumulator connected to the suction side of these compressors, and a discharge side of each compressor. A plurality of connected oil separators and the lubricating oil separated by each oil separator are overlapped with each other to the suction side of another compressor different from the compressor to which the oil separator is connected. A plurality of first oil return pipes that return so as not to be,
A bypass pipe for branching from one first oil return pipe and flowing the lubricating oil into the accumulator;
A second oil return pipe for returning the lubricating oil in the accumulator to the suction side of the compressor;
The operation of causing the lubricating oil separated in each oil separator to flow into the accumulator via the first oil return pipe and the bypass pipe and storing the lubricating oil, and the lubricating oil stored in the accumulator to be returned to the second oil return An oil amount control mechanism for controlling the amount of lubricating oil in the compressor by performing an operation of returning to the compressor via a pipe.
上記構成の空気調和装置は、圧縮機内の潤滑油量を制御する油量制御運転を行う場合に、圧縮機から吐出された潤滑油を油分離器に貯留するのではなく、油分離器よりも大容量のアキュムレータに貯留する。そのため、油分離器を小型化することができ、コストを低減することができるとともに、空気調和装置の室外機内における機器のレイアウトの自由度を高め、室外機内の空気流に対する抵抗を小さくすることができる。また、各油分離器により分離された潤滑油は、第1油戻し管によって当該油分離器が接続された圧縮機とは異なる他の圧縮機の吸入側へ互いに油戻し先が重複しないように戻されるため、一の第1油戻し管から分岐する1本のバイパス管を設けるだけで、他の第1油戻し管を流れる潤滑油はいずれ一の第1油戻し管からバイパス管を経てアキュムレータに流入し、貯留される。したがって、当該一の第1油戻し管に接続される油分離器だけでなく、他の油分離器をも小型化することができる。 The air conditioner having the above configuration does not store the lubricating oil discharged from the compressor in the oil separator when the oil amount control operation for controlling the lubricating oil amount in the compressor is performed, but rather than the oil separator. Store in a large capacity accumulator. Therefore, the oil separator can be reduced in size, the cost can be reduced, the degree of freedom in the layout of the equipment in the outdoor unit of the air conditioner can be increased, and the resistance to the air flow in the outdoor unit can be reduced. it can. Also, the lubricating oil separated by each oil separator is not overlapped with the oil return destination to the suction side of another compressor different from the compressor to which the oil separator is connected by the first oil return pipe. Therefore, only one bypass pipe branched from one first oil return pipe is provided, and the lubricating oil flowing through the other first oil return pipes is accumulated from any one first oil return pipe via the bypass pipe. It flows into and is stored. Therefore, not only the oil separator connected to the first oil return pipe but also other oil separators can be reduced in size.
本発明によれば、圧縮機内の潤滑油量を制御する油量制御運転を行う際に、余剰の潤滑油を油分離器ではなくより容量の大きいアキュムレータに溜めることができるので、当該油分離器を小型化することができる。 According to the present invention, when the oil amount control operation for controlling the amount of lubricating oil in the compressor is performed, surplus lubricating oil can be stored not in the oil separator but in a larger capacity accumulator. Can be miniaturized.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。空気調和装置1は、例えばビル用のマルチタイプの空気調和装置であり、1つ又は複数の室外機2に対して1又は複数の室内機3が接続され、冷媒が流通できるように、冷媒回路10が形成されている。
室外機2には、圧縮機11A,11B、四路切換弁12、室外熱交換器13、室外膨張弁14、アキュムレータ20、油分離器(オイルセパレータ)21A,21B等が設けられ、これらは冷媒配管によって接続されている。また、室外機2には、送風ファン23が設けられている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a refrigerant circuit of the air-conditioning apparatus according to the first embodiment of the present invention. The air conditioner 1 is a multi-type air conditioner for buildings, for example, and is a refrigerant circuit so that one or a plurality of indoor units 3 are connected to one or a plurality of
The
室内機3には、室内膨張弁15および室内熱交換器16等が設けられている。四路切換弁12と室内熱交換器16とはガス側冷媒連絡配管17aにより接続され、室外膨張弁14と室内膨張弁15とは液側冷媒連絡配管17bにより接続されている。室外機2の内部冷媒回路の端末部には、ガス側閉鎖弁18と液側閉鎖弁19とが設けられている。ガス側閉鎖弁18は四路切換弁12側に配置されており、液側閉鎖弁19は室外膨張弁14側に配置されている。ガス側閉鎖弁18にはガス側冷媒連絡配管17aが接続され、液側閉鎖弁19には液側冷媒連絡配管17bが接続される。
The indoor unit 3 is provided with an
室外熱交換器13は、例えばクロスフィンチューブ式の熱交換器であり、外気と熱交換するために用いられる。室外機2は、送風ファン23によって外気を内部に取り込み、室外熱交換器13との間で熱交換を行った後に外部に吹き出すように構成されている。
室内熱交換器16も、例えばクロスフィンチューブ式の熱交換器とされており、室内の空気と熱交換するために用いられる。室内機3は、室内の空気を図示しないファンによって室内機3内に取り込み、室内熱交換器16との間で熱交換を行った後に室内に吹き出すように構成されている。なお、図1においては、1台の室内機3のみが図示されているが、2台以上の室内機3が並列に接続されていてもよい。
The
The
本実施の形態の室外機2には、2台の圧縮機11A,11Bが設けられており、これら2台の圧縮機11A,11Bは並列に接続されている。各圧縮機11A,11Bは、能力可変型(可変容量型)の圧縮機であり、内蔵されている電動機をインバータ制御することによって、この電動機の運転回転数を段階的又は連続的に調整することが可能である。以下の説明においては、図1の右側に配置された圧縮機11Aを第1圧縮機、左側に配置された圧縮機11Bを第2圧縮機と呼称することがある。そして、本実施の形態の空気調和装置1は、空調負荷が小さく1台の圧縮機のみを運転させる場合には、第1圧縮機11Aを優先的に運転させるように構成されている。
The
アキュムレータ20は、2台の圧縮機11A,11Bの吸引側に接続されている。アキュムレータ20は、室内機3側の空調負荷の変動等に応じて冷媒回路内に発生する余剰冷媒を溜めることができる。アキュムレータ20には、四路切換弁12からガス状冷媒を取り入れる取入管20aと、圧縮機11A,11Bへガス状冷媒を送る送出管20bと、アキュムレータ20に溜まった冷媒や潤滑油を圧縮機へ戻す液戻し管(第2油戻し管)42とが接続されている。液戻し管42は、アキュムレータ20の底部と送出管20bの中途部との間に設けられている。また、液戻し管42には、第2電磁弁(第2開閉弁)32が設けられている。
The
第1,第2圧縮機11A,11Bの吐出側には、それぞれ第1,第2油分離器21A,21Bが接続されている。この第1,第2油分離器21A,21Bは、第1,第2圧縮機11A,11Bから冷媒とともに潤滑油が吐出された場合に、冷媒から潤滑油を分離する。分離された冷媒は、四路切換弁12へ送られ、分離された潤滑油は、油戻し管(第1油戻し管)41A,41Bを介して各圧縮機11B,11Aに戻される。
First and
各油分離器21A,21Bの油戻し管41A,41Bは、当該油分離器21A,21Bが接続された圧縮機11A,11Bとは異なる他の圧縮機11B,11Aの吸入側に、互いに油戻し先が重複しないように接続されている。具体的に、第1圧縮機11Aに接続された第1油分離器21Aから潤滑油を戻す油戻し管41Aは、第2圧縮機11Bの吸入側に接続されている。逆に、第2圧縮機11Bに接続された第2油分離器21Bから潤滑油を戻す油戻し管41Bは、第1圧縮機11Aの吸入側に接続されている。したがって、各圧縮機11A,11Bから吐出された潤滑油は、それぞれ他の圧縮機11B,11Aによって吸引されることになり、これによって両圧縮機11A,11B間の潤滑油の偏りが解消されるようになっている。
The
双方の油戻し管41A,41Bには、流量調整部を構成するキャピラリチューブ36A,36Bが設けられている。このキャピラリチューブ36A,36Bは、圧縮機11A,11Bに戻る潤滑油の流量を調整するとともに、潤滑油に混ざった冷媒が油戻し管41A,41Bから圧縮機11A,11Bに吸引されるのを抑制している。さらに、第1油分離器21Aに接続された油戻し管41Aには、キャピラリチューブ36Aよりも下流側に第1電磁弁(第1開閉弁)31が設けられている。
Both the
第1,第2油分離器21A,21Bと四路切換弁12との間にはそれぞれ逆止弁35A,35Bが設けられている。この逆止弁35A,35Bによって、四路切換弁12側から第1,第2油分離器21A,21Bへの冷媒の逆流を防止することができるとともに、第1圧縮機11Aのみが運転し、第2圧縮機11Bが停止している場合に、第1圧縮機11Aから吐出された冷媒が、第2油分離器21B側へ逆流するのを防止することができる。
Check
四路切換弁12は、冷媒の流れを反転させ、第1,第2圧縮機11A,11Bから吐出される冷媒を室外熱交換器13と室内熱交換器16とに切り換えて供給し、冷房運転と暖房運転とを切り換えることが可能となっている。
具体的に、冷房運転時には、四路切換弁12が実線のように切り換わる。これにより、圧縮機11A,11Bから吐出された冷媒が室外熱交換器13に供給され、その後、室内膨張弁15において減圧されて室内熱交換器16に供給される。この際、室外熱交換器13は凝縮器として機能し、圧縮機11A,11Bによって圧縮された高温高圧のガス状冷媒を凝縮・液化させ、室内熱交換器16は蒸発器として機能し、膨張弁15によって減圧された低温低圧の液状冷媒を蒸発・気化させる。
The four-
Specifically, during the cooling operation, the four-
暖房運転時には、四路切換弁12が点線のように切り換わり、冷媒の流れが反転する。これにより、室外熱交換器13は蒸発器として機能して室外膨張弁14によって減圧された低温低圧の液状冷媒を蒸発・気化させ、室内熱交換器16は凝縮器として機能して第1,第2圧縮機11A,11Bによって圧縮された高温高圧のガス状冷媒を凝縮・液化させる。
During the heating operation, the four-
各膨張弁14,15、四路切換弁12、第1,第2圧縮機11A,11B等は、空気調和装置1の運転スイッチのオンオフ操作や、温度センサ、圧力センサ等のセンサ出力に応じてコントローラにより動作制御される。特に、第1,第2圧縮機11A,11Bは、室内機3側の空調負荷に応じた要求能力を満たすように運転制御される。
The
(油量制御運転について)
第1,第2圧縮機11A,11Bを運転すると、冷媒とともに潤滑油が吐出され、第1,第2油分離器21A,21Bによって冷媒から潤滑油が分離されるが、完全に分離されなかった潤滑油が冷媒とともに冷媒配管を循環してしまう場合がある。そして、潤滑油が室外熱交換器13や室内熱交換器16に流入すると、冷媒と空気(外気や室内空気)との間の熱伝達が阻害され、空調能力の低下の原因になる可能性がある。したがって、冷媒回路における潤滑油の循環を抑制することが空調能力を高めるうえで望ましいといえる。
(About oil quantity control operation)
When the first and
また、一般に、圧縮機11A,11Bは、内部の潤滑油量が多いほど、潤滑油を吐出し易くなっている。そのため、圧縮機11A,11B内の潤滑油量を少なく制限することが、冷媒回路10への潤滑油の循環を抑制するために有効である。したがって、本実施の形態の空気調和装置1は、第1,第2圧縮機11A,11Bの内部に貯留される潤滑油の量を通常よりも少なくする制御を行う油量制御運転を行うことが可能となっている。そして、本実施の形態の空気調和装置1は、第1,第2圧縮機11A,11B内の潤滑油量を所定に制御すると同時に、余剰となった潤滑油を油分離器21A,21Bではなくアキュムレータ20に溜め込むように構成されている。そのため、空気調和装置1は、アキュムレータ20に潤滑油を送るためのバイパス管43と、このバイパス管43を介してアキュムレータ20に潤滑油を送り、潤滑油を貯留するための油量制御機構50とを備えている。
In general, the
バイパス管43は、第1油分離器21Aに接続された油戻し管41Aにおける第1電磁弁31よりも上流側でキャピラリチューブ36Aよりも下流側から分岐し、アキュムレータ20の上流側(冷媒流入側)の取入管20aに接続されている。また、バイパス管43には、第3電磁弁(第3開閉弁)33が設けられている。
一方、油量制御機構50は、油戻し管41Aに設けられた第1電磁弁31と、アキュムレータ20の液戻し管(第2油戻し管)42に設けられた第2電磁弁32と、バイパス管43に設けられた第3電磁弁33と、これらの電磁弁31,32,33の開閉動作を制御する開閉制御部51と、圧縮機11A,11B内の潤滑油量を検出する検出部52とを備えている。
The
On the other hand, the oil
次に、空気調和装置1の運転動作について説明する。まず、油量制御運転ではない通常の運転(定常運転)を行う場合、開閉制御部51は、第1,第2電磁弁31,32を開き、第3電磁弁33を閉じるように各弁31〜33を制御する。これにより、第1,第2各圧縮機11A,11Bから冷媒とともに吐出された潤滑油は、第1,第2油分離器21A,21Bによって冷媒から分離され、油戻し管41A,41Bから第2,第1圧縮機11B,11Aに戻される。また、第1,第2油分離器21A,21Bによって完全に分離されず、冷媒回路10を循環した潤滑油は、アキュムレータ20を経て液戻し管42から第1,第2圧縮機11A,11Bに戻される。また、開閉制御部51は、第1,第2圧縮機11A,11Bが湿り運転の状態になった場合に第2電磁弁32を閉じた状態にし、アキュムレータ20内に溜まった液冷媒が圧縮機11A,11Bに取り込まれないようにする。
Next, the operation of the air conditioner 1 will be described. First, when performing a normal operation (steady operation) that is not an oil amount control operation, the open /
上記の定常運転から油量制御運転に切り替える場合、開閉制御部51は、第1,第2電磁弁31,32を閉じ、第3電磁弁33を開くように各弁31〜33を制御する。そして、第1,第2圧縮機11A,11Bから冷媒とともに吐出された潤滑油は、第1,第2油分離器21A,21Bによって冷媒から分離され、油戻し管41A,41Bに流れるが、第1電磁弁31が閉じた状態とされているため、第1油分離器21A側の油戻し管41Aを流れる潤滑油は、第2圧縮機11Bに戻されること無く、バイパス管43からアキュムレータ20に流入する。また、第2油分離器21B側の油戻し管41Bを流れる潤滑油は、そのまま第1圧縮機11Aに吸引され、再度、第1圧縮機11Aから吐出された後に、第1油分離器21及び第1油戻し管41Aを経てバイパス管43からアキュムレータ20に流入する。そして、第2電磁弁32が閉じた状態とされているため、アキュムレータ20に流入した潤滑油は、第1,第2圧縮機11A,11Bに戻されることなくアキュムレータ20内に貯留される。
When switching from the steady operation to the oil amount control operation, the opening /
以上の運転を継続することによって、次第にアキュムレータ20に貯留される潤滑油が増え、逆に第1,第2圧縮機11A,11B内の潤滑油量が減少する。第1,第2圧縮機11A,11Bの潤滑油量が減少することによって、第1,第2圧縮機11A,11Bから吐出される潤滑油も減少し、冷媒回路10内を循環する潤滑油を少なくすることができる。したがって、室外熱交換器13及び室内熱交換器16における熱交換が潤滑油によって阻害されることがなく、空調能力を好適に高めることができる。
By continuing the above operation, the amount of lubricating oil stored in the
上記の運転を継続すると、圧縮機11A,11B内の潤滑油量は減り続けるが、圧縮機11A,11Bの運転に必要な最小限の潤滑油量は確保する必要がある。このため、本実施の形態の空気調和装置1は、圧縮機11A,11B内の潤滑油量を検出する検出部52を備えている。圧縮機11A,11B内の潤滑油量は、運転時間や運転回転数等から演算によって求めることが可能である。そのため、本実施の形態の検出部52は、油量制御運転開始後の経過時間を計測し、所定時間が経過したときに、圧縮機11A,11Bの潤滑油量が所定の適正下限量(適正な油量制御運転が可能な下限量)にまで減少したと判断する。そして、開閉制御部51は、検出部52によって圧縮機11A,11Bの潤滑油量が適正下限量にまで減少したと判断された場合に、第1〜第3電磁弁31〜33の開閉状態を逆にする制御を行う。すなわち、開閉制御部51は、第1,第2電磁弁31,32を開き、第3電磁弁33を閉じる制御を行う。
If the above operation is continued, the amount of lubricating oil in the
このような制御を行うことによって、空気調和装置1は、定常運転とほぼ同様の運転状態となり、アキュムレータ20に貯留されていた潤滑油が液戻し管42から各圧縮機11A,11Bに戻される。また、各圧縮機11A,11Bから吐出された潤滑油は、油戻し管41A,41Bを介してバイパス管43を流れることなく各圧縮機11B,11Aに戻される。
By performing such control, the air conditioner 1 is in an operation state substantially similar to the steady operation, and the lubricating oil stored in the
圧縮機11A,11Bに潤滑油を戻す運転が所定時間実行されると、検出部52は、圧縮機11A,11B内の潤滑油量が適正上限量(適切な油量制御運転が可能な上限量)に達したと判断する。そして、開閉制御部51は、検出部52による当該判断に基づいて、再度、第1〜第3電磁弁31〜33の開閉状態を逆にする制御を行う。すなわち、開閉制御部51は、第1,第2電磁弁31,32を閉じ、第3電磁弁33を開く制御を行う。これによって再度、アキュムレータ20に余剰の潤滑油を貯留することができる。
以上の動作を繰り返し行うことによって、油量制御運転を継続して行うことができる。
When the operation of returning the lubricating oil to the
By repeating the above operation, the oil amount control operation can be continued.
以上説明したように、本実施の形態においては、油量制御運転を行う場合に、潤滑油を油分離器21A,21Bに貯留するのではなく、比較的容量の大きいアキュムレータ20に潤滑油を貯留している。そのため、油分離器21A,21Bを小型化することができ、コストダウンを図ることができる。また、油分離器21A,21Bを小型化することによって、室外機2内における機器のレイアウトの自由度を高めることができる。また、油分離器21A,21Bが室外機2内における空気の流れの妨げになることも防止することができる。
As described above, in the present embodiment, when the oil amount control operation is performed, the lubricating oil is not stored in the
本実施の形態においては、一つの油戻し管41Aにバイパス管43を設けるだけで、全ての油分離器21A,21Bにおいて分離した潤滑油をアキュムレータ20に送ることができる。したがって、全ての油分離器21A,21Bを小型化することが可能となる。
また、バイパス管43は、油戻し管41Aにおけるキャピラリチューブ36Aよりも下流側から分岐しているので、油戻し管41A及びバイパス管43を流れる潤滑油の流量を1つのキャピラリチューブ36Aにより調整することができる。
In the present embodiment, the lubricating oil separated in all the
Further, since the
[第2の実施の形態]
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。
本実施の形態の空気調和装置1は、第1〜第3圧縮機11A〜11Cを備えている。本実施の形態では、第1圧縮機11Aが、他の圧縮機11B,11Cよりも優先的に運転される圧縮機とされている。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic diagram showing a refrigerant circuit of an air-conditioning apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The air conditioning apparatus 1 according to the present embodiment includes first to
また、第1〜第3圧縮機11A〜11Cの吐出側にはそれぞれ第1〜第3油分離器21A〜21Cが接続されている。第1〜第3油分離器21A〜21Cの油戻し管41A〜41Cは、第1の実施の形態と同様に、各油分離器21A〜21Cに接続された圧縮機11A〜11Cとは異なる他の圧縮機11A〜11Cの吸引側に、互いに油戻し先が重複しないように接続されている。
The first to
具体的に、図2に示される例では、第1油分離器21Aに接続された油戻し管41Aが、第2圧縮機11Bの吸引側に接続され、第2油分離器21Bに接続された油戻し管41Bが、第3圧縮機11Cの吸引側に接続され、第3油分離器21Cに接続された油戻し管41Cが、第1圧縮機11Aの吸引側に接続されている。したがって、本実施の形態においても、各圧縮機11A〜11C間の潤滑油量の偏りを好適に解消することができる。
Specifically, in the example shown in FIG. 2, the
各油戻し管41A〜41Cには、それぞれキャピラリチューブ36A〜36Cが設けられている。また、各油分離器21A〜21Cと四路切換弁12との間には、逆止弁35A〜35Cが設けられている。
バイパス管43は、第1油分離器21Aに接続された油戻し管41Aから分岐し、アキュムレータ20の取入管20aに接続されている。バイパス管43には第3電磁弁33が設けられている。
開閉制御部51及び検出部52の動作は第1の実施の形態と同様である。したがって、本実施の形態においても第1の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
The
The
The operations of the open /
[第3の実施の形態]
図3は、本発明の第3の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。
本実施の形態は、第1油分離器21Aに接続された油戻し管41Aに第1電磁弁31が設けられていない点、及び、第1キャピラリチューブ36Aが、油戻し管41Aにおけるバイパス管43よりも下流側に設けられている点で、第1の実施の形態と異なっている。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a refrigerant circuit of an air-conditioning apparatus according to the third embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the
本実施の形態の空気調和装置1において油量制御運転を行う場合、開閉制御部51は、第2電磁弁32を閉じ、第3電磁弁33を開く制御を行う。そのため、第1油分離器21Aで分離された潤滑油は、その一部が油戻し管41Aからバイパス管43に流れ、残りは第2圧縮機11Bに吸引される。しかし、油戻し管41Aには、バイパス管43の下流側にキャピラリチューブ36Aが設けられるので、バイパス管43の流路抵抗が油戻し管41Aよりも相対的に小さくなり、バイパス管43への潤滑油の流れをより多くすることができる。以上により、第1の実施の形態と同様にアキュムレータ20に潤滑油を貯留し、圧縮機11A,11B内の潤滑油量を制御することが可能となる。
When performing the oil amount control operation in the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment, the opening /
本実施の形態では、電磁弁の数を少なくすることができるので第1の実施の形態よりも安価に構成することができる。その反面、本実施の形態においては、油戻し管41Aを流れる潤滑油の一部が圧縮機11Bに戻されるため、圧縮機11A,11B内の潤滑油量を減少させるのに時間を要する。したがって、圧縮機11A,11B内の潤滑油を迅速に減少させることができる点では、第1の実施の形態の方がより有利である。
In the present embodiment, since the number of electromagnetic valves can be reduced, it can be configured at a lower cost than in the first embodiment. On the other hand, in the present embodiment, since a part of the lubricating oil flowing through the
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更することができる。
例えば、油量制御機構の検出部は、圧縮機内の潤滑油の量をセンサによって直接的に検出するように構成されていてもよい。
また、本発明は、圧縮機を4台以上備えた空気調和装置にも適用することができる。複数の圧縮機は、可変容量型の圧縮機と定容量型の圧縮機とを組み合わせてもよい。この場合、優先的に起動される第1圧縮器を可変容量型とするのが好ましい。また、複数の圧縮器は、定容量型の圧縮機同士を組み合わせてもよい。
空気調和装置は、冷房運転及び暖房運転の一方のみを行うものであってもよい。この場合、四路切換弁を省略することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the invention described in the claims.
For example, the detection unit of the oil amount control mechanism may be configured to directly detect the amount of lubricating oil in the compressor using a sensor.
Moreover, this invention is applicable also to the air conditioning apparatus provided with four or more compressors. The plurality of compressors may be a combination of a variable capacity compressor and a constant capacity compressor. In this case, it is preferable that the first compressor that is activated preferentially is a variable capacity type. The plurality of compressors may be a combination of constant capacity compressors.
The air conditioner may perform only one of the cooling operation and the heating operation. In this case, the four-way switching valve can be omitted.
11A,11B,11C 圧縮機
20 アキュムレータ
21A,21B,21C 油分離器
31 第1開閉弁
32 第2開閉弁
33 第3開閉弁
36A 流量調整部
41A,41B,41C 油戻し管(第1油戻し管)
42 液戻し管(第2油戻し管)
43 バイパス管
50 油量制御機構
51 開閉制御部
52 検出部
11A, 11B,
42 Liquid return pipe (second oil return pipe)
43
Claims (7)
一の第1油戻し管(41A)から分岐して前記潤滑油を前記アキュムレータ(20)へ流入させるためのバイパス管(43)と、
前記アキュムレータ(20)内の潤滑油を前記圧縮機(11A,11B,11C)の吸引側へ戻すための第2油戻し管(42)と、
前記第2油戻し管(42)に設けられた第2開閉弁(32)と、
前記バイパス管(43)に設けられた第3開閉弁(33)と、を備えていることを特徴とする空気調和装置。 A plurality of compressors (11A, 11B, 11C) connected in parallel, an accumulator (20) connected to the suction side of these compressors (11A, 11B, 11C), and each compressor (11A, 11B, 11C) and a plurality of oil separators (21A, 21B, 21C) respectively connected to the discharge side, and the lubricating oil separated by each oil separator (21A, 21B, 21C) 21B, 21C) are connected to the suction side of another compressor (11A, 11B, 11C) different from the compressor (11A, 11B, 11C) to which the plurality of first oil return destinations are returned so as not to overlap each other. An oil return pipe (41A, 41B, 41C), and an air conditioner comprising:
A bypass pipe (43) for branching from one first oil return pipe (41A) and allowing the lubricating oil to flow into the accumulator (20);
A second oil return pipe (42) for returning the lubricating oil in the accumulator (20) to the suction side of the compressor (11A, 11B, 11C);
A second on-off valve (32) provided in the second oil return pipe (42);
An air conditioner comprising: a third on-off valve (33) provided in the bypass pipe (43).
前記油量制御運転を行っているときに、当該検出部(52)によって前記圧縮機(11A,11B,11C)内の潤滑油が所定量まで減少したことが検出されると、前記開閉制御部(51)が各弁(31,32,33)の開閉状態を逆にする制御を行う、請求項3又は4に記載の空気調和装置。 A detector (52) for detecting the amount of lubricating oil in the compressor (11A, 11B, 11C);
When the detection unit (52) detects that the lubricating oil in the compressor (11A, 11B, 11C) has decreased to a predetermined amount during the oil amount control operation, the opening / closing control unit The air conditioner according to claim 3 or 4, wherein (51) performs control to reverse the open / close state of each valve (31, 32, 33).
一の第1油戻し管(41A)から分岐して前記潤滑油を前記アキュムレータ(20)へ流入させるためのバイパス管(43)と、
前記アキュムレータ(20)内の潤滑油を前記圧縮機(11A,11B,11C)の吸引側へ戻すための第2油戻し管(42)と、
前記各油分離器(21A,21B,21C)において分離された潤滑油を前記各第1油戻し管(41A,41B,41C)及び前記バイパス管(43)を介して前記アキュムレータ(20)に流入させて貯留する動作と、当該アキュムレータ(20)に貯留した潤滑油を前記第2油戻し管(42)を介して前記圧縮機(11A,11B,11C)に戻す動作とを行うことによって、前記圧縮機(11A,11B,11C)内の潤滑油量を制御する油量制御機構(50)と、を備えていることを特徴とする空気調和装置。 A plurality of compressors (11A, 11B, 11C) connected in parallel, an accumulator (20) connected to the suction side of these compressors (11A, 11B, 11C), and each compressor (11A, 11B, 11C) and a plurality of oil separators (21A, 21B, 21C) respectively connected to the discharge side, and the lubricating oil separated by each oil separator (21A, 21B, 21C) 21B, 21C) are connected to the suction side of another compressor (11A, 11B, 11C) different from the compressor (11A, 11B, 11C) to which the plurality of first oil return destinations are returned so as not to overlap each other. An oil return pipe (41A, 41B, 41C), and an air conditioner comprising:
A bypass pipe (43) for branching from one first oil return pipe (41A) and allowing the lubricating oil to flow into the accumulator (20);
A second oil return pipe (42) for returning the lubricating oil in the accumulator (20) to the suction side of the compressor (11A, 11B, 11C);
Lubricating oil separated in each oil separator (21A, 21B, 21C) flows into the accumulator (20) via each first oil return pipe (41A, 41B, 41C) and the bypass pipe (43). By performing the operation of storing and the operation of returning the lubricating oil stored in the accumulator (20) to the compressor (11A, 11B, 11C) via the second oil return pipe (42). And an oil amount control mechanism (50) for controlling the amount of lubricating oil in the compressor (11A, 11B, 11C).
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