JP2557903B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、室外ユニットおよび複数の室内ユニット
からなるマルチタイプの空気調和機に関する。
（従来の技術） 一般に、この種の空気調和機としては第８図に示すよ
うなヒートポンプ式冷凍サイクルを備えたものがある。
第８図において、Ａは室外ユニット、Ｂは分岐ユニッ
ト、C,D,Eは室内ユニットである。室外ユニットＡは２
台の能力可変圧縮機1,2を備え、その圧縮機1,2を逆止弁
3,4をそれぞれ介して並列に接続している。そして、圧
縮機1,2、四方弁５、室外熱交換器６、暖房用膨張弁７
と冷房サイクル形成用逆止弁８の並列体、リキッドタン
ク９、電動式流量調整弁11,21,31、冷房用膨張弁12,22,
32と暖房サイクル形成用逆止弁13,23,33の並列体、室内
熱交換器14,24,34、ガス側開閉弁（電磁開閉弁）15,25,
35、アキュームレータ10などを順次連通し、ヒートポン
プ式冷凍サイクルを構成している。
なお、冷房用膨張弁12,22,32はそれぞれ感温筒12a,22
a,32aを有しており、これら感温筒を室内熱交換器14,2
4,34のガス側冷媒配管にそれぞれ取付けている。
すなわち、室内熱交換器14,24,34を並列構成とすると
ともに、冷房運転時は図示実線矢印の方向に冷媒を流し
て冷房サイクルを形成し、暖房運転時は四方弁５の切換
作動により図示破線矢印の方向に冷媒を流して暖房サイ
クルを形成するようにしている。
このような空気調和機においては、各室内ユニットの
要求能力を満足するべく、圧縮機1,2の運転台数および
能力を制御するとともに、流量制御弁11,21,31の開度を
それぞれ制御して各室内熱交換器への冷媒装置を調節す
るようにしている。
そして、膨張弁12,22,32により、冷媒流量の変化にか
かわらず各室内熱交換器における冷媒過熱度を一定に維
持し、安定かつ効率の良い運転を行なうようにしてい
る。
したがって、たとえば冷房運転時、各室内ユニットの
要求能力が大きくなると、圧縮機１の能力が増大した
り、さらには圧縮機１に加えて圧縮機２も起動すること
になる。この状態から各室内ユニットの要求能力が小さ
くなると、圧縮機２の能力が低減したり、さらには圧縮
機２の運転が停止して圧縮機１のみの運転となる。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような空気調和機においては、圧縮機
の１台運転から２台運転への切換えに際し、１台目圧縮
機の吐出圧力が影響して２台目圧縮機の起動負荷が大と
なり、２台目圧縮機が起動異常を起こすことがある。
また、２台目圧縮機は、停止中あるいは起動から指令
運転周波数に移行する間、圧縮機ケース圧力が１台目圧
縮機よりも高くなる。このため、１台目圧縮機から２台
目圧縮機への冷凍機油の均油効果が損われ、いわゆるオ
イル上りによって２台目圧縮機がロックする恐れがあ
る。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもの
で、その主として目的とするところは、２台目圧縮機を
確実かつスムーズに起動することができ、これにより常
に安定運転を可能とする空気調和機を提供することにあ
る。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 互いに別個のインバータ回路により駆動制御される２
台の能力可変圧縮機を有する室外ユニット、および複数
の室内ユニットからなる空気調和機において、前記２台
の能力可変圧縮機を並列に接続しそれに前記複数の室内
ユニットを接続してなる冷凍サイクルと前記各室内ユニ
ットの要求能力に応じて前記各圧縮機の運転台数および
能力を制御する手段と、前記各圧縮機の１台運転から２
台運転への切換えに際し、すでに運転状態の圧縮機の運
転周波数を下げた状態で他の圧縮機を起動する手段とを
設ける。
（作用） 圧縮機の１台運転から２台運転への切換えに際し、す
でに運転状態の圧縮機の運転周波数が下がり、冷凍サイ
クルの高圧側圧力が低下する。そして、高圧側圧力が低
下した状態で他の圧縮機が起動する。
（実施例） 以下、この発明の第１実施例について図面を参照して
説明する。なお、図面において第８図と同一部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。
第１図に示すように、圧縮機１の冷媒吐出側配管にオ
イルセパレータ41を設け、そのオイルセパレータ41から
圧縮機１の冷媒吸込側配管にかけてオイルバイパス管42
を設ける。さらに、圧縮機２の冷媒吐出側配管にオイル
セパレータ43を設け、そのオイルセパレータ43から圧縮
機２の冷媒吸込側配管にかけてオイルバイパス管44を設
ける。そして、圧縮機1,2のそれぞれ底部を均油管45で
連通する。
制御回路を第２図に示す。
室外ユニットＡは、室外制御部50を備えている。この
室外制御部50は、マイクロコンピュータおよびその周辺
回路などからなり、外部にインバータ回路51,52を接続
している。インバータ回路51,52は、交流電源53の電圧
を整流し、それを室外制御部50の指令に応じたスイッチ
ングによって所定周波数の交流電圧に変換し、圧縮機モ
ータ1M,2Mにそれぞれ駆動電力として供給するものであ
る。
分岐ユニットＢは、マルチ制御部60を備えている。こ
のマルチ制御部60は、マイクロコンピュータおよびその
周辺回路からなり、外部に流量調整弁11,21,31および開
閉弁15,25,35をそれぞれ駆動制御するものである。
室内ユニットC,D,Eは、室内制御部70,80,90を備えて
いる。これら室内制御部は、マイクロコンピュータおよ
びその周辺回路からなり、外部に運転操作部71,81,91お
よび室内温度センサ72,82,92をそれぞれ接続している。
そして、各室内制御部は周波数設定信号f1,f2,f3を要
求能力としてマルチ制御部60に転送するようになってい
る。マルチ制御部60は、転送されてくる周波数設定信号
から各室内ユニットの要求能力の総和を求め、それに対
応する周波数設定信号f0を室外制御部50に転送するよう
になっている。
つぎに、上記のような構成において第３図および第４
図を参照しながら作用を説明する。
いま、全ての室内ユニットで冷房運転を行なっている
ものとする。このとき、室内ユニットＣの室内制御部70
は、室内温度センサ72の検知温度と運転操作部71で定め
られた設定温度との差を演算し、その温度差に対応する
周波数設定信号f1を要求冷房能力としてマルチ制御部60
に転送する。同じく、室内ユニットD,Eの室内制御部80,
90も、周波数設定信号f2,f3を要求冷房能力としてマル
チ制御部60に転送する。
マルチ制御部60は、転送されてくる周波数設定信号に
基づいて各室内ユニットの要求冷房能力の総和を求め
る。そして、求めた総和に対応する周波数設定信号f0を
室外制御部50に転送する。
室外制御部50は、転送されてくる周波数設定信号f0に
基づいて各室内ユニットの要求冷房能力の総和を求め、
その総和に応じて圧縮機1,2の運転台数および能力を制
御する。
この場合、室外制御部50は、要求冷房能力の総和が大
きくなるに従い圧縮機１の１台運転から圧縮機1,2の２
台運転に移行するが、その切換えに際しては先ず圧縮機
１の運転周波数（インバータ回路51の出力周波数）を予
め定めている最低運転周波数Fminに下げる。そして、運
転周波数を下げた状態で圧縮機２を起動し、以後、圧縮
機1,2の運転周波数（インバータ回路51,52の出力周波
数）を指定周波数（要求冷房能力の総和に基づく）へと
上昇させる。
こうして、各室内ユニットの要求冷房能力の総和に対
応する能力をもって圧縮機1,2の運転がなされる。
なお、マルチ制御部60は、各室内ユニットからの周波
数設定信号に応じて冷媒流量調整弁11,21,31の開度を制
御しており、よって各室内ユニットの要求冷房能力に対
応する最適な量の冷媒が各室内熱交換器に流入する。ま
た、膨張弁12,22,32により、各室内熱交換器における冷
媒過熱度が一定に制御される。
このように、圧縮機の１台運転から２台運転への切換
えに際し、すでに運転状態の圧縮機１の運転周波数を下
げることにより、冷凍サイクルの高圧側圧力が低下し、
その状態で圧縮機２を起動することにより、圧縮機２の
起動負荷を小さく抑えることができ、圧縮機２の確実か
つスムーズな起動を行なうことができる。つまり、安定
運転が可能である。
また、圧縮機1,2に対してオイルセパレータ等のオイ
ル戻し経路を設けているので、冷凍機油を効率よく回収
することができる。特に、圧縮機２が起動してから圧縮
機1,2が指令運転周波数に移行する間において、冷凍機
油が均油管45を通して圧縮機1,2間を流通し、よって圧
縮機２のオイル上りおよびそれに伴うロックを回避する
ことができる。
次に、第２実施例を第５図および第６図に示す。な
お、第５図および第６図は要部を示しており、他の部分
については第１図および第２図と同じである。
圧縮機１の冷媒吐出側配管と冷媒吸込側配管との間に
キャピラリチューブ46を介して冷媒バイパス管47を設
け、そこに電磁開閉弁48を設ける。そして、電磁開閉弁
48を室外制御部50に接続する。
すなわち、第７図に示すように、圧縮機の１台運転か
ら２台運転への切換えに際し、圧縮機１の運転周波数を
下げると同時に電磁開閉弁48を開放し、高圧側と低圧側
の圧力バランスをとる。こうすることにより、圧縮機２
の起動負荷をさらに小さくすることができ、起動性が大
幅に向上する。
なお、上記実施例では、室内ユニットが３台の場合に
ついて説明したが、それ以上あるいは２台の場合につい
ても同様に実施可能である。その他、この発明は上記実
施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で
種々変形実施可能である。
［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、２台の能力可変
圧縮機を並列に接続しそれに複数の室内ユニットを接続
してなる冷凍サイクルと、各室内ユニットの要求能力に
応じて各圧縮機の運転台数および能力を制御する手段
と、各圧縮機の１台運転から２台運転への切換えに際
し、すでに運転状態の圧縮機の運転周波数を下げた状態
で他の圧縮機を起動する手段とを設けたので、２台目圧
縮機を確実かつスムーズに起動することができ、これに
より常に安定運転を可能とする空気調和機を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の第１実施例における冷凍サイクルの
構成を示す図、第２図は同実施例における制御回路の構
成を示す図、第３図は同実施例の動作を説明するための
フローチャート、第４図は同実施例における運転周波数
の変化を示す図、第５図はこの発明の第２実施例におけ
る冷凍サイクルの要部の構成を示す図、第６図は同実施
例における制御回路の要部の構成を示す図、第７図は同
実施例の動作を説明するためのフローチャート、第８図
は従来の空気調和機における冷凍サイクルの構成を示す
図である。 Ａ……室外ユニット、Ｂ……分岐ユニット、C,D,E……
室内ユニット、1,2……能力可変圧縮機、50……室外制
御部、60……マルチ制御部、70,80,90……室内制御部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに別個のインバータ回路により駆動制
    御される２台の能力可変圧縮機を有する室外ユニット、
    および複数の室内ユニットからなる空気調和機におい
    て、前記２台の能力可変圧縮機を並列に接続しそれに前
    記複数の室内ユニットを接続してなる冷凍サイクルと、
    前記各室内ユニットの要求能力に応じて前記各圧縮機の
    運転台数および能力を制御する手段と、前記各圧縮機の
    １台運転から２台運転への切換えに際し、すでに運転状
    態の圧縮機の運転周波数を下げた状態で他の圧縮機を起
    動する手段とを具備したことを特徴とする空気調和機。
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