JP2016145651A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数台の圧縮機間で確実に均油が行える空気調和装置を提供する。
【解決手段】第１圧縮機２１ａに過剰な冷凍機油が滞留し油面が第１油流出部２１ａａより高くなっているとき、第１圧縮機２１ａ内の過剰な冷凍機油は、第１油流出部２１ａａを介して第１油流出管４８ａに流出し、第１油流出管４８ａから第１吐出管４１ａに流入する。第１吐出管４１ａに流入した冷凍機油は、第１圧縮機２１ａから吐出された冷媒および冷凍機油とともに第１オイルセパレータ２２ａに流入し、冷媒から分離される。冷媒から分離された冷凍機油は、第１オイルセパレータ２２ａから第１油戻し管４７ａに流出し、第１キャピラリーチューブ２８ａを介して第２圧縮機２１ｂに接続されている第２吸入管４６ｂに流入し、第２吸入管４６ｂから第２圧縮機２１ｂに吸入される。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に、室外機に複数台の圧縮機を備える空気調和装置に関わる。

従来、室外機に複数台の室内機が冷媒配管で接続されてなる空気調和装置では、室内機の運転台数により要求される冷房能力あるいは暖房能力が異なる。これに対応するために、室外機に複数台の圧縮機を搭載するものがある。例えば、第１圧縮機と第２圧縮機の２台の圧縮機を搭載する空気調和装置では、２台の圧縮機が冷媒回路に並列に接続され、要求される冷房能力あるいは暖房能力が所定値を超えるまでは第１圧縮機のみを駆動し、要求される冷房能力あるいは暖房能力が所定値を超えれば第１圧縮機と第２圧縮機を駆動する。

上記の様な２台の圧縮機が搭載されている空気調和装置においては、２台の圧縮機を回転数を異ならせて駆動している場合や、２台の圧縮機の排除容積が異なる場合に、一方の圧縮機に冷媒が偏って他方の圧縮機で冷凍機油が不足する恐れがある。このような問題を解決するものとして、各圧縮機の冷媒吐出口にオイルセパレータを設け、一方の圧縮機の冷媒吐出口に接続されたオイルセパレータと他方の圧縮機の冷媒吸入口に接続された吸入管とを接続することで、圧縮機間の均油（圧縮機に過剰に冷凍機油が滞留している状態や圧縮機で冷凍機油が不足している状態を解消し、両圧縮機における冷凍機油量を適正量とすること）を行う空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１０−１３９１５６号公報

特許文献１に記載の空気調和装置では、一方の圧縮機から冷媒とともに吐出された冷凍機油が当該圧縮機に接続されたオイルセパレータで冷媒から分離され、油戻し管を介して他方の圧縮機に吸入される。従って、一方の圧縮機の回転数が低くて当該圧縮機から吐出される冷凍機油量が少ない場合は、他方の圧縮機に吸入される冷凍機油量が減少してこの圧縮機で冷凍機油不足となる恐れがあり、圧縮機間の均油が十分に行われているとは言えなかった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、複数台の圧縮機間で均油が確実に行える空気調和装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、第１圧縮機と第２圧縮機と第１吐出管と第２吐出管と第１オイルセパレータと第２オイルセパレータと第１油戻し管と第２油戻し管と第１吸入管と第２吸入管と第１油流出管と第２油流出管を少なくとも有する室外機と、室外機に冷媒配管で接続される室内機とを有するものであって、第１圧縮機の冷媒吐出口と第１オイルセパレータが第１吐出管で接続され、第１圧縮機の冷媒吸入口に第１吸入管が接続され、第２圧縮機の冷媒吐出口と第２オイルセパレータが第２吐出管で接続され、第２圧縮機の冷媒吸入口に第２吸入管が接続され、第１オイルセパレータと第２吸入管が第１油戻し管で接続され、第２オイルセパレータと第１吸入管が第２油戻し管で接続されている。そして、第１圧縮機は、第１圧縮機における必要量より多い量の冷凍機油が流入したときに、この冷凍機油を第１圧縮機外部に流出させる第１油流出部を有し、第２圧縮機は、第２圧縮機における必要量より多い量の冷凍機油が流入したときに、この冷凍機油を第２圧縮機外部に流出させる第２油流出部を有し、第１油流出部と第１吐出管が第１油流出管で接続され、第２油流出部と第２吐出管が第２油流出管で接続されているものである。

上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、一方の圧縮機に必要量より多い冷凍機油が流入しても、この冷凍機油を油流出管を介してオイルセパレータに流出させ、オイルセパレータから油戻し管を介して他の圧縮機に冷凍機油を吸入させる。従って、圧縮機間の均油が確実に行える。

本発明の実施形態における、空気調和装置の冷媒回路図である。 圧縮機間の冷凍機油の流れを説明する要部回路図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１に示すように、本実施例における空気調和装置１は、屋外に設置される１台の室外機２と、屋内に設置され室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ〜５ｃとを備えている。詳細には、液管８は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各液管接続部５３ａ〜５３ｃに、それぞれ接続されている。また、ガス管９は、一端が室外機２の閉鎖弁２７に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｃに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。

まずは、室外機２について説明する。室外機２は、第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂの２台の圧縮機と、第１オイルセパレータ２２ａおよび第２オイルセパレータ２２ｂの２台のオイルセパレータと、四方弁２３と、室外熱交換器２４と、室外膨張弁２５と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２６と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２７と、第１キャピラリーチューブ２８ａおよび第２キャピラリーチューブ２８ｂの２つのキャピラリーチューブと、室外ファン２９と、第１油流出管４８ａおよび第２油流出管４８ｂを備えている。そして、室外ファン２９を除くこれら各装置が以下で詳述するように相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。

第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂは、各々がインバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。第１圧縮機２１ａの冷媒吐出口は、第１オイルセパレータ２２ａの冷媒流入口に第１吐出管４１ａで接続されている。第２圧縮機２１ｂの冷媒吐出口は、第２オイルセパレータ２２ｂの冷媒流入口に第２吐出管４１ｂで接続されている。第１圧縮機２１ａの冷媒吸入口には第１吸入管４６ａの一端が接続され、第２圧縮機２１ｂの冷媒吸入口には第２吸入管４６ｂの一端が接続されている。そして、第１吸入管４６ａの他端と第２吸入管４６ｂの他端が流入管４６の一端に接続されている。

第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂは、室内機５ａ〜５ｃの運転台数や室内機５ａ〜５ｃで要求される能力の変動等といった空調負荷の変動に応じて、いずれか一方の回転数を他方の回転数より低くして駆動する（一方の圧縮機を停止させる場合も含む）、あるいは、２台とも同じ回転数で駆動することが選択されるものであり、例えば、空調負荷が予め定められた所定値より小さいときは第２圧縮機２１ｂを第１圧縮機２１ａより低い回転数で駆動し、空調負荷が所定値より大きいときは第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂを共に空調負荷に応じた回転数、かつ、上述した空調負荷が予め定められた所定値より小さいときの第２圧縮機２１ｂの回転数より高い回転数）で駆動する。

第１オイルセパレータ２２ａは、冷媒流入口が第１吐出管４１ａで第１圧縮機２１ａの冷媒吐出口に接続され、冷媒流出口は一端が分岐された流出管４２の一方に接続されている。また、第１オイルセパレータ２２ａと第２圧縮機２１ｂに接続される第２吸入管４６ｂとが、第１キャピラリーチューブ２８ａを備えた第１油戻し管４７ａで接続されている。第１油戻し管４７ａは、第１圧縮機２１ａから冷媒とともに吐出され第１オイルセパレータ４７ａで冷媒から分離された冷凍機油を、第２圧縮機２１ｂに第２吸入管４６ｂを介して吸入させるものである。このとき、第１オイルセパレータ４７ａからは、冷凍機油とともに冷媒も第１油戻し管４７ａに流出するが、第１キャピラリーチューブ２８ａによって第１油戻し管４７ａから第２吸入管４６ｂを介して第２圧縮機２１ｂに流れる冷媒量が規制される。

第２オイルセパレータ２２ｂは、冷媒流入口が第２吐出管４１ｂで第２圧縮機２１ｂの冷媒吐出口に接続され、冷媒流出口は一端が分岐された流出管４２の他方に接続されている。また、第２オイルセパレータ２２ｂと第１圧縮機２１ａに接続される第１吸入管４６ａとが、第２キャピラリーチューブ２８ｂを備えた第２油戻し管４７ｂで接続されている。第２油戻し管４７ｂは、第２圧縮機２１ｂから冷媒とともに吐出され第２オイルセパレータ４７ｂで冷媒から分離された冷凍機油を、第１圧縮機２１ａに第１吸入管４６ａを介して吸入させるものである。このとき、第２オイルセパレータ４７ｂからは、冷凍機油とともに冷媒も第２油戻し管４７ｂに流出するが、第２キャピラリーチューブ２８ｂによって第２油戻し管４７ｂから第１吸入管４６ａを介して第１圧縮機２１ａに流れる冷媒量が規制される。

第１油流出管４８ａは、一端が第１吐出管４１ａに接続され、他端が第１圧縮機２１ａの第１油流出部２１ａａに接続されている。第１油流出部２１ａａは第１圧縮機２１ａの密閉容器側面に設けられており、第１圧縮機２１ａで必要とされる量（本発明における第１圧縮機における必要量。第１圧縮機２１ａが安定して駆動するために必要となる最低限の量）の冷凍機油が第１圧縮機２１ａに滞留しているときの油面位置と、第１圧縮機２１ａの図示しないモータコイルの下端部の間に配置されている。従って、第１圧縮機２１ａに滞留する冷凍機油量が増加して油面の高さが第１油流出部２１ａａを超えたときは、冷凍機油が第１油流出部２１ａａから第１油流出管４８ａへと流出し第１吐出管４１ａへと流れる。

第２油流出管４８ｂは、一端が第２吐出管４１ｂに接続され、他端が第２圧縮機２１ｂの第２油流出部２１ｂａに接続されている。第２油流出部２１ｂａは第２圧縮機２１ｂの密閉容器側面に設けられており、第２圧縮機２１ｂで必要とされる量（本発明における第２圧縮機における必要量。第２圧縮機２１ｂが安定して駆動するために必要となる最低限の量）の冷凍機油が第２圧縮機２１ｂに滞留しているときの油面位置と、第２圧縮機２１ｂの図示しないモータコイルの下端部の間に配置されている。従って、第２圧縮機２１ｂに滞留する冷凍機油量が増加して油面の高さが第２油流出部２１ｂａを超えたときは、冷凍機油が第２油流出部２１ｂａから第２油流出管４８ｂへと流出し第２吐出管４１ｂへと流れる。

四方弁２３は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａには、上述した流出管４２の他端が接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２４の一方の冷媒出入口と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃには、上述した流入管４６の他端が接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２７と室外機ガス管４５で接続されている。

室外熱交換器２４は、冷媒と、後述する室外ファン２９の回転により室外機２内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものである。室外熱交換器２４の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２３のポートｂに冷媒配管４３で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管４４で閉鎖弁２６に接続されている。

室外膨張弁２５は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２５は、その開度が調整されることで、室外熱交換器２４に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２４から流出する冷媒量を調整する。室外膨張弁２５の開度は、空気調和装置１が冷房運転を行っている場合は全開とされる。また、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じて制御することで、吐出温度が性能上限値を超えないようにしている。

室外ファン２９は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２４の近傍に配置されている。室外ファン２９は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２４において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１に示すように、流出管４２には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。流入管４６には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３４とが設けられている。

室外機液管４４における室外熱交換器２４と室外膨張弁２５との間には、室外熱交換器２４に流入する冷媒の温度あるいは室外熱交換器２４から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が備えられている。

次に、３台の室内機５ａ〜５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ〜５ｃは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ〜５３ｃと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃとを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。

尚、室内機５ａ〜５ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂおよびｃにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。

室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものである。室内熱交換器５１ａの一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合、室内膨張弁５２ａの開度は室内熱交換器５１ａの冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整され、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合は、その開度が室内熱交換器５１ａの冷媒出口（液管接続部５３ａ側）での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度および目標冷媒過冷却度は、室内機５ａで十分な暖房能力あるいは冷房能力が発揮されるための冷媒過熱度および冷媒過冷却度である。

室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａの内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ供給する。

以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する液冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入するガス冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。そして、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａの内部に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６３ａが備えられている。

次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１を用いて説明する。以下の説明では、まず、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合について説明し、次に室内機５ａ〜５ｃが冷房運転を行う場合について説明する。尚、以下の説明では、室内機５ａ〜５ｃが全て暖房運転もしくは冷房運転を行っているために空調負荷が大きく、これに応じて第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂがともに駆動しているものとする。

また、図１において、暖房運転時の四方弁２３における４つのポート間の接続状態を実線で示し、冷房運転時の四方弁２３における４つのポート間の接続状態を破線で示している。また、冷媒回路１００における暖房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示し、冷房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示している。但し、第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂから四方弁２３のポートａまでの冷媒の流れと、四方弁２３のポートｃから第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂまでの冷媒の流れは、暖房運転時と冷房運転時で同じであるため、実線矢印のみで示している。

＜暖房運転＞
室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合、四方弁２３は実線で示す状態、すなわち、四方弁２３のポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り換えられる。これにより、室外熱交換器２４が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能する。四方弁２３が上記のように切り替えられた後、第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂが起動する。

第１圧縮機２１ａから吐出された高圧の冷媒は、第１吐出管４１ａを流れて第１オイルセパレータ２２ａに流入する。第１圧縮機２１ａから吐出された冷媒には、第１圧縮機２１ａに滞留していた冷凍機油が含まれているが、この冷凍機油は第１オイルセパレータ２２ａで冷媒から分離され、第１オイルセパレータ２２ａから流出管４２には冷媒のみが流出する。尚、第１オイルセパレータ２２ａで冷媒から分離された冷凍機油は第１油戻し管４７ａに流出し、第１キャピラリーチューブ２８ａ、第２吸入管４６ｂを介して第２圧縮機２１ｂに吸入される。

第２圧縮機２１ｂから吐出された高圧の冷媒は、第２吐出管４１ｂを流れて第２オイルセパレータ２２ｂに流入する。第２圧縮機２１ｂから吐出された冷媒には、第２圧縮機２１ｂに滞留していた冷凍機油が含まれているが、この冷凍機油は第２オイルセパレータ２２ｂで冷媒から分離され、第２オイルセパレータ２２ｂから流出管４２には冷媒のみが流出する。尚、第２オイルセパレータ２２ｂで冷媒から分離された冷凍機油は第２油戻し管４７ｂに流出し、第２キャピラリーチューブ２８ｂ、第１吸入管４６ａを介して第１圧縮機２１ａに吸入される。

第１オイルセパレータ２２ａおよび第２オイルセパレータ２２ｂから流出管４２に流出した冷媒は、流出管４２内で合流し四方弁２３を介して室外機ガス管４５を流れ、ガス側閉鎖弁２７を介してガス管９に流入する。

ガス管９を流れる冷媒は、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃへと分流して室内機５ａ〜５ｃに流入する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃ内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の暖房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過して減圧される。減圧された冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃ、液管接続部５３ａ〜５３ｃを流れて液管８に流入する。

液管８で合流した冷媒は、液側閉鎖弁２６を介して室外機２に流入する。室外機２に流入した冷媒は、室外機液管４４を流れ、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じた開度とされた室外膨張弁２５を通過するときにさらに減圧される。室外機液管４４から室外熱交換器２４に流入した冷媒は、室外ファン２９の回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２４から流出した冷媒は、冷媒配管４３、四方弁２３、流入管４６の順に流れ、流入管４６から第１吸入管４６ａおよび第２吸入管４６ｂに分流して第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂに吸入されて再び圧縮される。
以上説明したように冷媒回路１００を冷媒が循環することで、空気調和装置１の暖房運転が行われる。

＜冷房運転＞
室内機５ａ〜５ｃが冷房運転を行う場合、四方弁２３は破線で示す状態、すなわち、四方弁２３のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換えられる。これにより、室外熱交換器２４が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能する。四方弁２３が上記のように切り替えられた後、第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂが起動する。
尚、第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂから四方弁２３までの冷媒の流れは、前述した暖房運転時と同じであるため、詳細な説明は省略する。

四方弁２３から冷媒配管４３を介して室外熱交換器２４に流入した冷媒は、室外ファン２９の回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器２４から室外機液管４４に流出した冷媒は、全開とされている室外膨張弁２５を通過し、液側閉鎖弁２６を介して液管８に流入する。

液管８を流れる冷媒は、液管接続部５３ａ〜５３ｃへと分流して室内機５ａ〜５ｃに流入する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過して減圧される。室内膨張弁５２ａ〜５２ｃで減圧された冷媒は室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃ内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の冷房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れ、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃを介してガス管９に流入する。ガス管９で合流した冷媒は、ガス側閉鎖弁２７を介して室外機２に流入する。室外機２に流入した冷媒は、室外機ガス管４５、四方弁２３、流入管４６の順に流れ、流入管４６から第１吸入管４６ａおよび第２吸入管４６ｂに分流して第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂに吸入されて再び圧縮される。
以上説明したように冷媒回路１００を冷媒が循環することで、空気調和装置１の冷房運転が行われる。

次に、図２を用いて、本実施形態の空気調和装置１における第１油流出管４８ａおよび第２油流出管４８ｂの働きとその効果について説明する。尚、図２では、第１圧縮機２１ａの第１油流出部２１ａａから流出した冷凍機油の流れを矢印２００ａで示し、第２圧縮機２１ｂの第２油流出部２１ｂａから流出した冷凍機油の流れを矢印２００ｂで示している。

本実施形態の空気調和装置１のように、第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂを室外機２に有するものでは、暖房運転時や冷房運転時の空調負荷が小さい、例えば、室内機５ａ〜５ｃのうち運転している室内機が１台である場合は、第１圧縮機２１ａあるいは第２圧縮機２１ｂのうちいずれか一方の回転数より他方の回転数を低くして第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂとを駆動する。

例えば、第２圧縮機２１ｂを第１圧縮機２１ａより低い回転数で駆動しているとき、第１圧縮機２１ａから冷媒とともに吐出される冷凍機油量は、第２圧縮機２１ｂから冷媒とともに吐出される冷凍機油量よりも多くなる。このとき、第１圧縮機２１ａから吐出されて第１オイルセパレータ２２ａで冷媒から分離され、第１油戻し管４７ａに流れて第２圧縮機２１ｂに吸入される冷凍機油量は、第２圧縮機２１ｂから吐出されて第２オイルセパレータ２２ｂで冷媒から分離され、第２油戻し管４７ｂに流れて第１圧縮機２１ａに吸入される冷凍機油量より多くなる。

上記のような第２圧縮機２１ｂを第１圧縮機２１ａより低い回転数で駆動している状態が長時間継続すると、第１圧縮機２１ａにおいては、第１吐出管４１ａに吐出する冷凍機油量に対して第２油戻し管４７ｂから吸入する冷凍機油量が少ない状態が継続するため、第１圧縮機２１ａで冷凍機油が不足する恐れがある。一方、第２圧縮機２１ｂにおいては、第２吐出管４１ｂに吐出する冷凍機油量に対して第１油戻し管４７ａから吸入する冷凍機油量が多い状態が継続するため、第２圧縮機２１ｂで冷凍機油が過剰に滞留する恐れがある。

しかし、本実施形態の空気調和装置１では、前述したように、第１圧縮機２１ａで必要とされる冷凍機油量の油面高さに対応した位置に設けられた第１油流出部２１ａａと第１吐出管４１ａを接続する第１油流出管４８ａと、第２圧縮機２１ｂで必要とされる冷凍機油量の油面高さに対応した位置に設けられた第２油流出部２１ｂａと第２吐出管４１ｂを接続する第２油流出管４８ｂを備えている。これにより、第１圧縮機２１ａあるいは第２圧縮機２１ｂのうちいずれか一方の回転数より他方の回転数を低くして第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂとを駆動している場合であっても、後述するように第１油流出管４８ａや第２油流出管４８ｂを冷凍機油が流れることによって、いずれか一方の圧縮機に冷凍機油が過剰に滞留し他方で冷凍機油が不足するといった状態を防ぐことができる。

次に、図２を用いて、第１圧縮機２１ａあるいは第２圧縮機２１ｂのいずれか一方に冷凍機油が過剰に滞留し他方で冷凍機油が不足している場合の、第１油流出管４８ａおよび第２油流出管４８ｂの働きによる両圧縮機間の均油について説明する。

まず、第２圧縮機２１ｂが第１圧縮機２１ａより高い回転数で駆動されることによって、第２圧縮機２１ｂから吐出される冷凍機油量が第１圧縮機２１ａから吐出される冷凍機油量より多くなり、この結果、第１圧縮機２１ａに吸入される冷凍機油量が第２圧縮機２１ｂに吸入される冷凍機油量より多くなる場合について説明する。第１圧縮機２１ａに流入する冷凍機油量が多くなって第１圧縮機２１ａ内部に滞留する冷凍機油の油面が第１油流出部２１ａａに到達すれば、その後第１圧縮機２１ａに流入する冷凍機油（第１圧縮機２１ａにおける過剰な冷凍機油）は、図２の矢印２００ａに示すように、第１油流出部２１ａａから第１油流出管４８ａに流出し、第１油流出管４８ａから第１吐出管４１ａに流入する。

第１吐出管４１ａに流入した冷凍機油は、第１圧縮機２１ａから吐出された冷媒および冷凍機油とともに第１オイルセパレータ２２ａに流入し、第１オイルセパレータ２２ａで冷媒から分離される。冷媒から分離された冷凍機油は、第１オイルセパレータ２２ａから第１油戻し管４７ａに流出し、第１キャピラリーチューブ２８ａを介して第２圧縮機２１ｂに接続されている第２吸入管４６ｂに流入し、第２吸入管４６ｂから第２圧縮機２１ｂに吸入される。

一方、第２圧縮機２１ｂでは、冷媒とともに吐出される冷凍機油量に対して第１油戻し管４７ａから吸入する冷凍機油量が少ないため、第２圧縮機２１ｂ内に滞留する冷凍機油量が減少して油面高さが第２油流出部２２ｂａより低くなるので、第２油流出部２２ｂａから第２油流出管４８ｂに冷凍機油が流出することがない。従って、第１圧縮機２１ａにおいては、流出する冷凍機油量に比べて流入する冷凍機油量が少なくなるので、滞留する冷凍機油量が過剰となることがない。また、第２圧縮機２１ｂにおいては、流出する冷凍機油量に比べて流入する冷凍機油量が多くなるので、冷凍機油が不足することがない。

次に、第１圧縮機２１ａが第２圧縮機２１ｂより高い回転数で駆動されることによって、第１圧縮機２１ａから吐出される冷凍機油量が第２圧縮機２１ｂから吐出される冷凍機油量より多くなり、この結果、第２圧縮機２１ｂに吸入される冷凍機油量が第１圧縮機２１ａに吸入される冷凍機油量より多くなる場合について説明する。第２圧縮機２１ｂに流入する冷凍機油量が多くなって第２圧縮機２１ｂ内部に滞留する冷凍機油の油面が第２油流出部２１ｂａに到達すれば、その後第２圧縮機２１ｂに流入する冷凍機油（第２圧縮機２１ｂにおける過剰な冷凍機油）は、図２の矢印２００ｂに示すように、第２油流出部２１ｂａから第２油流出管４８ｂに流出し、第２油流出管４８ｂから第２吐出管４１ｂに流入する。

第２吐出管４１ｂに流入した冷凍機油は、第２圧縮機２１ｂから吐出された冷媒および冷凍機油とともに第２オイルセパレータ２２ｂに流入し、第２オイルセパレータ２２ｂで冷媒から分離される。冷媒から分離された冷凍機油は、第２オイルセパレータ２２ｂから第２油戻し管４７ｂに流出し、第２キャピラリーチューブ２８ｂを介して第１圧縮機２１ａに接続されている第１吸入管４６ａに流入し、第１吸入管４６ａから第１圧縮機２１ａに吸入される。

一方、第１圧縮機２１ａでは、冷媒とともに吐出される冷凍機油量に対して第２油戻し管４７ｂから吸入する冷凍機油量が少ないため、第１圧縮機２１ａ内に滞留する冷凍機油量が減少して油面高さが第１油流出部２２ａａより低くなるので、第１油流出部２２ａａから第１油流出管４８ａに冷凍機油が流出することがない。従って、第２圧縮機２１ｂにおいては、流出する冷凍機油量に比べて流入する冷凍機油量が少なくなるので、滞留する冷凍機油量が過剰となることがない。また、第１圧縮機２１ａにおいては、流出する冷凍機油量に比べて流入する冷凍機油量が多くなるので、冷凍機油の不足することがない。

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１では、第１圧縮機２１ａあるいは第２圧縮機２１ｂのいずれか一方に必要量より多い量の冷凍機油が流入しても、第１油流出管４８ａあるいは第２油流出管４８ｂを介して第１オイルセパレータ２２ａあるいは第２オイルセパレータ２２ｂに冷凍機油を流出させ、第１オイルセパレータ２２ａから第１油戻し管４７ａを介して第２圧縮機２１ｂに冷凍機油を供給、あるいは、第２オイルセパレータ２２ｂから第２油戻し管４７ｂを介して第１圧縮機２１ａに冷凍機油を供給できる。従って、第１圧縮機２１ａおよび第２圧縮機２１ｂがともに駆動しているときでも、圧縮機間の均油が確実に行える。

１ 空気調和装置
２ 室外機
２０ 室外機冷媒回路
２１ａ 第１圧縮機
２１ａａ 第１油流出部
２１ｂ 第２圧縮機
２１ｂａ 第２油流出部
２２ａ 第１オイルセパレータ
２２ｂ 第２オイルセパレータ
４１ａ 第１吐出管
４１ｂ 第２吐出管
４２ 流出管
４６ 流入管
４６ａ 第１吸入管
４６ｂ 第２吸入管
４７ａ 第１油戻し管
４７ｂ 第２油戻し管
４８ａ 第１油流出管
４８ｂ 第２油流出管
１００ 冷媒回路
２００ａ、ｂ 冷凍機油の流れ

Claims (1)

1. 第１圧縮機と、第２圧縮機と、第１吐出管と、第２吐出管と、第１オイルセパレータと、第２オイルセパレータと、第１油戻し管と、第２油戻し管と、第１吸入管と、第２吸入管と、第１油流出管と、第２油流出管を少なくとも有する室外機と、
   前記室外機に冷媒配管で接続される室内機と、
   を有し、
   前記第１圧縮機の冷媒吐出口と前記第１オイルセパレータが前記第１吐出管で接続され、
   前記第１圧縮機の冷媒吸入口に前記第１吸入管が接続され、
   前記第２圧縮機の冷媒吐出口と前記第２オイルセパレータが前記第２吐出管で接続され、
   前記第２圧縮機の冷媒吸入口に前記第２吸入管が接続され、
   前記第１オイルセパレータと前記第２吸入管が前記第１油戻し管で接続され、
   前記第２オイルセパレータと前記第１吸入管が前記第２油戻し管で接続され、
   前記第１圧縮機は、同第１圧縮機における必要量より多い量の冷凍機油が流入したときに、同冷凍機油を前記第１圧縮機外部に流出させる第１油流出部を有し、
   前記第２圧縮機は、同第２圧縮機における必要量より多い量の冷凍機油が流入したときに、同冷凍機油を前記第２圧縮機外部に流出させる第２油流出部を有し、
   前記第１油流出部と前記第１吐出管が前記第１油流出管で接続され、
   前記第２油流出部と前記第２吐出管が前記第２油流出管で接続されている、
   ことを特徴とする空気調和装置。

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