JP3635705B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数台の熱源ユニットを備えた冷凍装置に関し、特に、圧縮機の容量制御対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷凍装置としての空気調和装置には、ＷＯ９４／１９６５４号公報に開示されているように、圧縮機と四路切換弁と室外熱交換器と室外電動膨張弁とを備えた２台の室外ユニットがメイン液ラインとメインガスラインに対して並列に接続される一方、室内電動膨張弁と室内熱交換器とを備えた複数台の室内ユニットが上記メイン液ラインとメインガスラインに対して並列に接続されて構成されているものがある。
【０００３】
そして、冷房運転時においては、各室外ユニットの圧縮機から吐出した冷媒は、室外熱交換器で凝縮してメイン液ラインで合流し、その後、上記冷媒は、室内電動膨脹弁で減圧して室内熱交換器で蒸発し、メインガスラインから各室外ユニットに分流して各室外ユニットの圧縮機に戻ることになる。
【０００４】
一方、暖房運転時においては、各室外ユニットの圧縮機から吐出した冷媒は、メインガスラインで合流した後、室内熱交換器で凝縮してメイン液ラインから各室外ユニットに分流し、その後、上記冷媒は、各室外ユニットの室外電動膨脹弁で減圧して室外熱交換器で蒸発し、圧縮機に戻ることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した空気調和装置において、各室外ユニットに複数台の圧縮機を搭載する場合があり、例えば、２台の圧縮機を搭載すると共に、第１室外ユニットの１台の圧縮機は、インバータ制御される可変容量型とし、他の圧縮機は、運転と停止とに制御される低容量型とする場合がある。
【０００６】
この場合、可変容量型圧縮機を先に制御し、つまり、圧縮機の全体容量を増加させる場合、先ず、可変容量型圧縮機が最大容量になると、１の圧縮機の運転を開始すると共に、可変容量型圧縮機を最低容量にし、順次容量を増加させることになる。
【０００７】
しかしながら、上述したように圧縮機の容量を制御するのみでは、空調負荷に対して迅速に対応することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、空調負荷に対して迅速に対応することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、図１に示すように、請求項１に係る発明が講じた手段は、先ず、少なくとも１台の可変容量型圧縮機（COMP-1）を含む複数の圧縮機（COMP-1，COMP-2）より成る圧縮機構（21）と、一端が圧縮機構（21）に接続され且つ他端に分岐液ライン（5L-A，5L-B，…）が接続された熱源側熱交換器（23）とを少なくとも有する複数の熱源ユニット（2A，2B，…）が設けられている。そして、該各熱源ユニット（2A，2B，…）が分岐液ライン（5L-A，5L-B，…）及び分岐ガスライン（5G-A，5G-B，…）を介して並列に接続されるメイン液ライン（4L）及びメインガスライン（4G）が設けられている。更に、膨脹機構（32）と利用側熱交換器（31）とを有し、上記メイン液ライン（4L）及びメインガスライン（4G）に対して並列に接続された複数台の利用ユニット（3A，3B，…）が設けられた冷凍装置を対象としている。
【００１０】
そして、上記可変容量型圧縮機（ COMP-1 ）の運転容量を複数ステップに制御し、空調負荷の増減に対し、可変容量型圧縮機（COMP-1）の運転容量をステップ毎に増減する一方、該可変容量型圧縮機（ COMP-1 ）の運転容量を先行して制御すると共に、圧縮機（COMP-1，COMP-2）の運転台数を制御して圧縮機構（ 21 ）をステップ毎に制御する容量制御手段（81）と、が設けられている。加えて、圧縮機構（21）の高容量運転時に容量制御手段（81）の１ステップ以上の容量低下指令を受けると、熱源ユニット（2A，2B，…）の運転台数を１つ低下させるための低下変更信号を容量制御手段（81）に出力する低下変更手段（83）が設けられている。
【００１１】
【作用】
上記の構成により、請求項１に係る発明では、例えば、冷房運転時において、容量制御手段（81）は吸入冷媒圧力PLである低圧圧力が一定となるように各圧縮機構（21）の容量を制御し、また、暖房運転時において、容量制御手段（81）は吐出冷媒圧力PHである高圧圧力が一定となるように各圧縮機構（21）の容量を制御しており、具体的に、上記容量制御手段（81）は、空調負荷の増減に対し、１の熱源ユニット（2A）における可変容量型圧縮機（COMP-1）の運転容量を先行して制御すると共に、圧縮機（COMP-1，COMP-2）の運転台数を制御する。
【００１２】
例えば、上記容量制御手段（81）は、容量を増加する場合、１の熱源ユニット（2A）の可変容量型圧縮機（COMP-1）の運転容量を順次増大して該上流側圧縮機（COMP-1）が最大容量になると、該圧縮機（COMP-1）を最低容量にしてもう１つの圧縮機（COMP-2）の運転を開始する。
【００１３】
そして、低下変更手段（83）は、例えば、利用ユニット（3A，3B，…）の運転台数が急激に少なくなった場合、熱源ユニット（2A，2B，…）の運転台数を低下させ、２台の利用ユニット（3A，3B）の運転が停止された場合、１の熱源ユニット（2A）の可変容量型圧縮機（COMP-1）の容量を順次低下させることなく、第３の熱源ユニット（2C）の運転を停止する。
【００１４】
【発明の効果】
従って、請求項１に係る発明によれば、容量制御手段（81）の１ステップ以上の容量低下指令を受けると、熱源ユニット（2A，2B，…）の運転台数を低下させるようにしたために、空調負荷に対して迅速に対応することができるので、空調運転の快適性を向上させることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
−全体構成−
図２に示すように、本実施例における冷凍装置としての空気調和装置（10）は、３台の室外ユニット（2A，2B，2C）と３台の室内ユニット（3A，3B，3C）がメイン液ライン（4L）及びメインガスライン（4G）に対してそれぞれ並列に接続されて構成されている。
【００１７】
各室外ユニット（2A，2B，2C）は、圧縮機構（21）と、四路切換弁（22）と、室外ファン（23-F）が近接配置された熱源側熱交換器である室外熱交換器（23）と、熱源側膨脹機構である室外電動膨張弁（24）とを備えて熱源ユニットを構成している。上記室外熱交換器（23）におけるガス側である一端には冷媒配管（25）が、液側である他端には分岐液ライン（5L-A，5L-B，5L-C）がそれぞれ接続されている。
【００１８】
上記ガス側の冷媒配管（25）は、四路切換弁（22）によって圧縮機構（21）の吐出側と吸込側とに切換可能に接続される一方、分岐液ライン（5L-A，5L-B，5L-C）は、上記室外電動膨張弁（24）が設けられて室外熱交換器（23）とメイン液ライン（4L）とに接続されている。そして、上記各分岐液ライン（5L-A，5L-B，5L-C）とメイン液ライン（4L）との接続部には、レシーバ（11）が設けられ、該レシーバ（11）によって各分岐液ライン（5L-A，5L-B，5L-C）とメイン液ライン（4L）とが接続されている。
【００１９】
上記圧縮機構（21）には、分岐ガスライン（5G-A，5G-B，5G-C）が冷媒配管（25）及び四路切換弁（22）を介して接続され、該分岐ガスライン（5G-A，5G-B，5G-C）は、四路切換弁（22）によって圧縮機構（21）の吸込側と吐出側とに切換可能に接続されると共に、メインガスライン（4G）に接続されている。そして、上記圧縮機構（21）の吸込側と四路切換弁（22）との間の冷媒配管（25）にはアキュムレータ（26）が設けられている。
【００２０】
上記３台の室外ユニット（2A，2B，2C）のうち第１室外ユニット（2A）が親機に、第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）が子機に構成され、該第１室外ユニット（2A）が第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）に先行して駆動するように構成され、第１室外ユニット（2A）と第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）とは主として圧縮機構（21）の構成が異なっている。
【００２１】
つまり、第１室外ユニット（2A）の圧縮機構（21）は、図３に示すように、インバータ制御されて多数段階に容量制御される可変容量型の上流側圧縮機（COMP-1）と、運転及び停止の２種類に制御される定容量型の下流側圧縮機（COMP-2）とが並列に接続された所謂ツイン型に構成されている。一方、第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）の圧縮機構（21）は、図４に示すように、上流側圧縮機（COMP-1）と下流側圧縮機（COMP-2）とが何れも運転及び停止の２種類に制御される定容量型の圧縮機で構成され、該上流側圧縮機（COMP-1）と下流側圧縮機（COMP-2）とが並列に接続された所謂ツイン型に構成されている。そして、何れの室外ユニット（2A，2B，2C）においても上流側圧縮機（COMP-1）が下流側圧縮機（COMP-2）に先行して駆動するように構成されている。
【００２２】
一方、各室内ユニット（3A，3B，3C）は、室内ファン（31-F）が近接配置された利用側熱交換器である室内熱交換器（31）と、利用側膨脹機構である室内電動膨張弁（32）とを備えて利用ユニットを構成している。そして、該室内熱交換器（31）は、室内液配管（3L）及び室内ガス配管（3G）を介してメイン液ライン（4L）及びメインガスライン（4G）に接続され、該室内液配管（3L）に室内電動膨張弁（32）が設けられている。
【００２３】
−配管ユニットの構成−
上記空気調和装置（10）は、接続回路部である配管ユニット（12）が設けられており、該配管ユニット（12）は、各室外ユニット（2A，2B，2C）の分岐液ライン（5L-A，5L-B，5L-C）及び分岐ガスライン（5G-A，5G-B，5G-C）とメイン液ライン（4L）及びメインガスライン（4G）とを接続している。
【００２４】
具体的に、分岐液ライン（5L-A，5L-B，5L-C）は、各室外ユニット（2A，2B，2C）より外部に延びる分岐液管（5LAa，5LBa，5LCa）と、該分岐液管（5LAa，5LBa，5LCa）の外端に連続する分岐液通路（5LAb，5LBb，5LCb）とより構成されている。
【００２５】
上記分岐ガスライン（5G-A，5G-B，5G-C）は、室外ユニット（2A，2B，2C）より外部に延びる分岐ガス管（5GAa，5GBa，5GCa）と、該分岐ガス管（5GAa，5GBa，5GCa）の外端に連続する分岐ガス通路（5GAb，5GBb，5GCb）とより構成されている。
【００２６】
上記メイン液ライン（4L）は、室内ユニット（3A，3B，3C）の室内液配管（3L）に接続されるメイン液管（4L-a）と、該メイン液管（4L-a）の一端に連続し且つ各室外ユニット（2A，2B，2C）の分岐液通路（5LAb，5LBb，5LCb）がレシーバ（11）を介して連通するメイン液通路（4L-b）とより構成されている。
【００２７】
上記メインガスライン（4G）は、室内ユニット（3A，3B，3C）の室内ガス配管（3G）に接続されるメインガス管（4G-a）と、該メインガス管（4G-a）の一端に連続し且つ各室外ユニット（2A，2B，2C）の分岐ガス通路（5GAb，5GBb，5GCb）が連続するメインガス通路（4G-b）とより構成されている。
【００２８】
そして、上記配管ユニット（12）は、各室外ユニット（2A，2B，2C）側の分岐液ライン（5L-A，5L-B，5L-C）の分岐液通路（5LAb，5LBb，5LCb）及び分岐ガスライン（5G-A，5G-B，5G-C）の分岐ガス通路（5GAb，5GBb，5GCb）と、メイン液ライン（4L）のメイン液通路（4L-b）及びメインガスライン（4G）のメインガス通路（4G-b）と、上記レシーバ（11）とが一体に形成されてユニット化されている。
【００２９】
更に、上記配管ユニット（12）には、第１ガス開閉弁（VR-1）と第２ガス開閉弁（VR-2）とが一体にユニット化されている。該第１ガス開閉弁（VR-1）は、第２室外ユニット（2B）側の分岐ガス通路（5GBb）に設けられて該分岐ガス通路（5GBb）を開閉する開閉機構を構成する一方、第２ガス開閉弁（VR-2）は、第３室外ユニット（2C）側の分岐ガス通路（5GCb）に設けられて該分岐ガス通路（5GCb）を開閉する開閉機構を構成している。
【００３０】
上記第１ガス開閉弁（VR-1）及び第２ガス開閉弁（VR-2）は、外部均圧型可逆弁で構成されてパイロット回路（50）が接続されている。該パイロット回路（50）は、２つの逆止弁（CV，CV）を有し、且つ第１室外ユニット（2A）側の分岐ガス通路（5GAb）と、後述する第１室外ユニット（2A）側の第１均油補助通路（77-A）とに接続されて高圧冷媒を導く高圧回路（51）を備えると共に、２つの逆止弁（CV，CV）を有し、且つ第１室外ユニット（2A）側の分岐ガス通路（5GAb）と、後述する第１室外ユニット（2A）側の第１均圧補助通路（77-A）とに接続されて低圧状態を保持する低圧回路（52）とを備えている。
【００３１】
そして、上記パイロット回路（50）は、切換弁（50-S）によって高圧回路（51）と低圧回路（52）とを第１ガス開閉弁（VR-1）及び第２ガス開閉弁（VR-2）に切換え接続し、暖房運転時における第２室外ユニット（2B）の停止時に第１ガス開閉弁（VR-1）を全閉になるように制御し、また、暖房運転時における第３室外ユニット（2C）の停止時に第２ガス開閉弁（VR-2）を全閉になるように制御している。
【００３２】
尚、上記第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）の室外電動膨張弁（24，24）は、配管ユニット（12）に設けられていないが、上記第１ガス開閉弁（VR-1）及び第２開閉弁に対応して、各分岐液ライン（5L-A，5L-B，5L-C）を開閉する開閉機構を兼用しており、冷房運転時及び暖房運転時における第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）の停止時に全閉になるように構成されている。
【００３３】
−均圧ラインの構成−
上記各室外ユニット（2A，2B，2C）の間には均圧ライン（60）が接続されており、該均圧ライン（60）は、各室外ユニット（2A，2B，2C）における室外熱交換器（23）のガス側冷媒配管（25，25，25）に接続され、各室外ユニット（2A，2B，2C）の間で双方向の冷媒流通を許容するように構成されている。
【００３４】
更に、上記均圧ライン（60）は、各室外ユニット（2A，2B，2C）より外側に延びる均圧管（61-A，61-B，61-C）の外端に均圧通路（62）が連続して構成されている。そして、上記均圧通路（62）は、配管ユニット（12）に形成され、第１室外ユニット（2A）側から第２室外ユニット（2B）側と第３室外ユニット（2C）側とに分岐した分岐管部に第１均圧弁（SVB1）及び第２均圧弁（SVB2）が設けられている。
【００３５】
該第１均圧弁（SVB1）は、第２室外ユニット（2B）の冷房運転の停止時に全閉となって第２室外ユニット（2B）への冷媒流通を阻止し、第２均圧弁（SVB2）は、第３室外ユニット（2C）の冷房運転の停止時に全閉となって第３室外ユニット（2C）への冷媒流通を阻止するように構成されている。
【００３６】
−補助冷媒回路の構成−
上記各室外ユニット（2A，2B，2C）には、図３及び図４に示すように、圧縮機構（21）に潤滑油を戻す油戻し機構（70）が設けられており、該油戻し機構（70）は、油分離器（71）と第１油戻し管（72）と第２油戻し管（73）と均油バイパス管（74）とを備えている。
【００３７】
一方、上記冷媒配管（25）の一部である下流側圧縮機（COMP-2）の吸込管（25-S）は、上流側圧縮機（COMP-1）の吸込管（25-S）より圧力損失が大きく設定され、両圧縮機（COMP-1，COMP-2）の間に均油管（75）が接続されている。この結果、高圧側となる上流側圧縮機（COMP-1）より低圧側となる下流側圧縮機（COMP-2）に潤滑油が供給される。
【００３８】
上記油分離器（71）は、冷媒配管（25）の一部である上流側圧縮機（COMP-1）と下流側圧縮機（COMP-2）との吐出管（25-D，25-D）の合流部に配設され、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（25-D，25-D）には逆止弁（CV-1，CV-2）が設けられている。更に、上流側圧縮機（COMP-1）の上部と吐出管（25-D）の逆止弁（CV-1）より下流側との間、及び下流側圧縮機（COMP-2）の上部と吐出管（25-D）の逆止弁（CV-2）より下流側との間にはそれぞれ油排出管（76，76）が接続されている。
【００３９】
そして、該各油排出管（76，76）は、例えば、スクロール型圧縮機の上部に溜る潤滑油を吐出管（25-D，25-D）に排出するように構成されている。また、上記上流側圧縮機（COMP-1）の逆止弁（CV-1）は、冷媒循環量が小さい場合、油排出管（76）より潤滑油が確実に排出されるように管路抵抗を付加している。
【００４０】
上記第１油戻し管（72）は、キャピラリチューブ（CP）を備えて油分離器（71）と第１圧縮機（COMP-1）の吸込管（25-S）とに接続され、油分離器（71）に溜った潤滑油を常時第１圧縮機（COMP-1）に戻すように構成されている。また、上記第２油戻し管（73）は、油戻し弁（SVP2）を備えて油分離器（71）と第２圧縮機（COMP-2）の吸込管（25-S）とに接続され、上記油戻し弁（SVP2）は、所定時間毎に開口して油分離器（71）に溜った潤滑油を圧縮機構（21）の吸込側に戻すように構成されている。
【００４１】
上記均油バイパス管（74）は、均油弁（SVO1）を備え、一端が第２油戻し管（73）の油戻し弁（SVP2）より上流側に、他端が均圧ライン（60）の均圧管（61-A，61-B，61-C）にそれぞれ接続されている。そして、該均油バイパス管（74）と共に均油運転を実行するために、上記均圧ライン（60）の均圧通路（62）には、第１均圧補助通路（77-A）と第２均油補助通路（77-B）と第３均圧補助通路（77-C）とが接続され、該各均圧補助通路（77-A，77-B，77-C）は配管ユニット（12）に組込まれている。
【００４２】
上記第１均圧補助通路（77-A）は、一端が均圧通路（62）の第１室外ユニット（2A）側に、他端が第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）の分岐ガス通路（5GBb，5GCb）の合流部に接続され、第１均油補助弁（SVY1）と逆止弁（CV）とを備えている。
【００４３】
上記第２均圧補助通路（77-B）は、一端が均圧通路（62）の第２室外ユニット（2B）側に、他端が第１室外ユニット（2A）の分岐ガス通路（5GAb）に接続され、第２均油補助弁（SVY2）と逆止弁（CV）とを備えている。
【００４４】
上記第３均圧補助通路（77-C）は、一端が均圧通路（62）の第３室外ユニット（2C）側に、他端が第１室外ユニット（2A）の分岐ガス通路（5GAb）に接続され、第３均油補助弁（SVY3）と逆止弁（CV）とを備えている。
【００４５】
そして、上記均油弁（SVO1，SVO1，SVO1）と第１〜第３均油補助弁（SVY1，SVY2，SVY3）とは、２〜３時間に一回の均油運転（２〜３分）を実行する際、又は、油戻し運転の終了後や暖房運転時のデフロスト運転後などの上記均油運転の実行の際に開閉するように構成されている。
【００４６】
尚、上記第２室外ユニット（2B）の分岐ガス通路（5GBb）と第２均圧補助通路（77-B）との間、及び第３室外ユニット（2C）の分岐ガス通路（5GCb）と第３均圧補助通路（77-C）との間には、キャピラリチューブ（CP）を有し、暖房運転時に第１ガス開閉弁（VR-1）及び第２ガス開閉弁（VR-2）より漏れる冷媒を逃がす補助冷媒通路（12-s，12-s）が接続されている。
【００４７】
また、上記各室外ユニット（2A，2B，2C）の分岐液管（5LAa，5LBa，5LCa）には、リキッドインジェクション管（2j）が接続され、該リキッドインジェクション管（2j）は、２つに分岐されると共に、インジェクション弁（SVT1，SVT2）とキャピラリチューブ（CP，CP）とを介して上流側圧縮機（COMP-1）と下流側圧縮機（COMP-2）とに接続されている。上記リキッドインジェクション弁（SVT1，SVT2）は、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出ガス冷媒温度の過上昇時に開口して吐出ガス冷媒温度を低下させるように構成されている。
【００４８】
上記各室外ユニット（2A，2B，2C）における圧縮機構（21）の吐出側と吸込側との間にはホットガスバイパス管（2h）が接続され、該ホットガスバイパス管（2h）は、ホットガス弁（SVP1）を備え、四路切換弁（22）の上流側とアキュムレータ（26）の上流側とに接続されている。上記ホットガス弁（SVP1）は、主として起動時等において圧縮機構（21）の吐出側と吸込側とを均圧するように構成されている。
【００４９】
上記第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）には、圧縮機構（21）の吸込側と吐出側との間には補助バイパス管（2b）が接続され、該補助バイパス管（2b）は、圧縮機構（21）の吸込側から吐出側へのみ冷媒流通を許容する逆止弁（CV）を備え、四路切換弁（22）の上流側とアキュムレータ（26）の上流側とに接続されている。上記補助バイパス管（2b）は、暖房運転中において、第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）が停止した際、分岐ガスライン（5G-B，5G-C）の冷媒が圧縮機構（21）をバイパスして第１室外ユニット（2A）に吸引されるように構成されている。
【００５０】
また、上記配管ユニット（12）におけるレシーバ（11）とパイロット回路（50）の低圧回路（52）との間にはガス抜き通路（12-g）が接続されている。該ガス抜き通路（12-g）は、ガス抜き弁（SVTG）を備えて配管ユニット（12）に組込まれ、該ガス抜き弁（SVTG）は、冷房運転時の高圧保護及び暖房運転時の低圧保護のために開口するように構成されている。
【００５１】
−センサ類の構成−
上記各室外ユニット（2A，2B，2C）及び各室内ユニット（3A，3B，3C）には、各種のセンサが設けられている。該各室外ユニット（2A，2B，2C）には、室外空気温度T1を検出する外気温センサ（Th-1）が室外熱交換器（23）の近傍に、室外熱交換器（23）の液冷媒温度T2を検出する室外液温センサ（Th-2）が分岐液ライン（5L-A，5L-B，5L-C）の分流管に、圧縮機構（21）の吐出冷媒温度T3を検出する吐出温度センサ（Th31，Th32）が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（25-D，25-D）に、圧縮機構（21）の吸入冷媒温度T4を検出する吸入温度センサ（Th-4）が圧縮機構（21）の吸込側冷媒配管（25）に、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の内部の潤滑油の油温Toを検出する油温センサ（Th51，Th52）が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の下部に、室外熱交換器（23）のガス冷媒温度T6を検出する室外ガス温センサ（Th-6）がガス側の冷媒配管（25）にそれぞれ設けられている。
【００５２】
更に、上記第１室外ユニット（2A）には、圧縮機構（21）の吐出冷媒圧力PHを検出する高圧圧力センサ（SP-H）が圧縮機構（21）の吐出側冷媒配管（25）に、また、圧縮機構（21）の吸入冷媒圧力PLを検出する低圧圧力センサ（SP-L）が圧縮機構（21）の吸込側冷媒配管（25）にそれぞれ設けられると共に、上記各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出冷媒圧力が所定高圧になると作動する高圧保護開閉器（H-PS，H-PS）が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（25-D，25-D）に設けられている。
【００５３】
また、第２室外ユニット（2B）及び第２室外ユニット（2B）は、均圧ライン（60）を設けていることから、第１室外ユニット（2A）のように高圧圧力センサ（SP-H）及び低圧圧力センサ（SP-L）が設けられておらず、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出冷媒圧力が所定高圧になると作動する高圧保護開閉器（H-PS，H-PS）が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（25-D，25-D）に、圧縮機構（21）の吐出冷媒圧力が高圧保護開閉器（H-PS，H-PS）より低圧の所定高圧になると作動する高圧制御用開閉器（HPSC）が圧縮機構（21）の吐出側冷媒配管（25）に、圧縮機構（21）の吸入冷媒圧力が所定低圧になると作動する低圧保護開閉器（L-PS）が圧縮機構（21）の吸込側冷媒配管（25）にそれぞれ設けられている。
【００５４】
一方、各室内ユニット（3A，3B，3C）には、室内空気温度T7を検出する室温センサ（Th-7）が室内ファン（31-F）の近傍に、室内熱交換器（31）の液冷媒温度T8を検出する室内液温センサ（Th-8）が室内液配管（3L）に、室内熱交換器（31）のガス冷媒温度T9を検出する室内ガス温センサ（Th-9）が室内ガス配管（3G）にそれぞれ設けられている。
【００５５】
−制御の構成−
上記空気調和装置（10）は、コントローラ（80）を備えており、該コントローラ（80）は、各センサ（Th11〜SP-L）及び開閉器（H-PS〜L-PS）の検出信号が入力され、各センサ（Th11〜SP-L）等の検出信号に基づいて各電動膨脹弁（24〜32）の開度等を制御している。
【００５６】
また、上記コントローラ（80）には、圧縮機構（21）の容量制御手段（81）が設けられ、該容量制御手段（81）は、冷房運転時は吸入冷媒圧力PLである低圧圧力が一定となるように、また、暖房運転時は吐出冷媒圧力PHである高圧圧力が一定となるように各圧縮機構（21）の容量を制御するように構成されている。具体的に、表１及び表２に示すように、上記容量制御手段（81）は、空調負荷の増減に対し、第１室外ユニット（2A）における可変容量型の上流側圧縮機（COMP-1）の運転容量を先行して制御すると共に、圧縮機（COMP-1，COMP-2）の運転台数を制御している。
【００５７】
【表１】

【００５８】
【表２】

つまり、上記容量制御手段（81）は、容量を増加する場合、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の運転容量を順次増大して該上流側圧縮機（COMP-1）が最大容量になると（ステップ０４）、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）を最低容量にして下流側圧縮機（COMP-2）の運転を開始する（ステップ１１）。更に、上記容量制御手段（81）は、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）が最大容量になると（ステップ１４）、該上流側圧縮機（COMP-1）を最低容量にし且つ第１室外ユニット（2A）の下流側圧縮機（COMP-2）を停止して第２室外ユニット（2B）の上流側圧縮機（COMP-1）の運転を開始し（ステップ２１）、順次容量を増大する。
【００５９】
逆に、上記容量制御手段（81）は、容量を低減する場合、全圧縮機（COMP-1，COMP-2，…）を運転している状態で且つ第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）が最大容量のフルロード状態から（ステップ６８）、先ず、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の運転容量を順次低下して該上流側圧縮機（COMP-1）が最低容量になると（ステップ６５）、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）を最大容量にし、第３室外ユニット（2C）の下流側圧縮機（COMP-2）を停止する（ステップ６４）。更に、上記容量制御手段（81）は、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）が最低容量になると（ステップ６１）、該上流側圧縮機（COMP-1）を最大容量にして第２室外ユニット（2B）の下流側圧縮機（COMP-2）の運転を停止し（ステップ５４）、順次容量を低下する。
【００６０】
また、本発明の特徴として、上記コントローラ（80）には、増加変更手段（82）と低下変更手段（83）と容量垂下手段（84）とが設けられている。
【００６１】
該増加変更手段（82）は、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の上限容量を制限する制限指令を受けると、空調負荷の増加に対し、室外ユニット（2A，2B，…）の運転台数が順次先行して増加するように、停止している圧縮機（COMP-1）の運転を開始させるための増加変更信号を容量制御手段（81）に出力する。
【００６２】
例えば、冷房運転時において、室外空気温度T1及び室内空気温度T7が共に高い場合に吐出冷媒圧力PHが過上昇すると、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の上限容量が制限されることになる。その際、冷房負荷が大きくて冷房運転要求があると、つまり、低圧圧力が目標値より高いと、上述した容量制御手段（81）では、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の容量を順次増加していくので、運転容量を増加することができないことになる。
【００６３】
そこで、上記増加変更手段（82）は、冷房運転時に上限容量が制限され且つ冷房運転要求があると、表１及び表２の上昇移り先の欄に示すように、第２室外ユニット（2B）等の運転台数を増加することになる。具体的に、例えば、ステップ０４の運転状態において、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の上限容量が制限され且つ冷房運転要求があると、ステップ２４に移り、第２室外ユニット（2B）の上流側圧縮機（COMP-1）を運転させる。これによって、圧縮機構（21）の運転容量が増加すると同時に、室外熱交換器（23）の熱交換面積が増加し、高圧圧力の上昇が抑制されることになる。
【００６４】
上記低下変更手段（83）は、圧縮機構（21）の高容量運転時に容量制御手段（81）の低下制御量以上の容量低下指令を受けると、室外ユニット（2A，2B，2C）の運転台数を順次低下させるための低下変更信号を容量制御手段（81）に出力するように構成されている。
【００６５】
つまり、室内ユニット（3A，3B，3C）の運転台数が急激に少なくなった場合、低下変更手段（83）は、表１及び表２の低下移り先の欄に示すように、室外ユニット（2A，2B，2C）の運転台数を低下させ、例えば、ステップ６６において、２台の室内ユニット（3A，3B）の運転が停止された場合、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の容量を順次低下させることなく、ステップ３６に移り、第３室外ユニット（2C）の運転を停止する。
【００６６】
上記容量垂下手段（84）は、空調運転状態を低下させる垂下指令を受けると、垂下目標容量に対して室外ユニット（2A，2B，2C）の最大運転台数に維持しつつ予め設定された下限容量まで圧縮機（COMP-1，COMP-2）の運転台数を減少させるための容量垂下信号を容量制御手段（81）に出力するように構成されている。
【００６７】
つまり、例えば、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）への供給電流が所定値を越えると、電流垂下指令が出力されることになるが、その場合、上記容量垂下手段（84）は、表１及び表２の低下移り先の欄の括弧内に示すように、下限容量を制限することになる。その際、上記容量垂下手段（84）は、順次運転容量を低下させ、例えば、ステップ６８の状態において、垂下指令が出力されると、ステップ４１まで容量を低下し、このステップ４１まで容量を低下しても垂下指令が出力されている場合には、異常処理等が行われるように構成されている。
【００６８】
＜空調運転の動作＞
次に、上記空気調和装置（10）における空調運転の制御動作について説明する。
【００６９】
先ず、冷房運転時においては、四路切換弁（22）が図３及び図４の実線に切変り、各室外ユニット（2A，2B，2C）の圧縮機構（21）から吐出した高圧ガス冷媒は、室外熱交換器（23）で凝縮して液冷媒となり、この液冷媒は、配管ユニット（12）のメイン液通路（4L-b）で合流する。その後、上記液冷媒は、室内電動膨張弁（32）で減圧された後、室内熱交換器（31）で蒸発して低圧ガス冷媒となり、このガス冷媒は、配管ユニット（12）で各分岐ガス通路（5GAb，5GBb，5GCb）に分流し、各室外ユニット（2A，2B，2C）の圧縮機構（21）に戻り、この循環動作を繰返すことになる。
【００７０】
一方、暖房運転時においては、上記四路切換弁（22）が図３及び図４の破線に切変り、各室外ユニット（2A，2B，2C）の圧縮機構（21）から吐出した高圧ガス冷媒は、配管ユニット（12）に流れ、該配管ユニット（12）のメインガス通路（4G-b）で合流した後、室内ユニット（3A，3B，3C）に流れる。そして、このガス冷媒は、室内熱交換器（31）で凝縮して液冷媒となり、この液冷媒は、配管ユニット（12）のメイン液通路（4L-b）から各室外ユニット（2A，2B，2C）側の分岐液通路（5LAb，5LBb，5LCb）に分流される。その後、この液冷媒は、室外電動膨張弁（24）で減圧された後、室外熱交換器（23）で蒸発して低圧ガス冷媒となり、各室外ユニット（2A，2B，2C）の圧縮機構（21）に戻り、この循環動作を繰返すことになる。
【００７１】
上記冷房運転時及び暖房運転時において、コントローラ（80）が各室内電動膨張弁（32，32，32）及び各室外電動膨張弁（24，24，24）の開度を制御すると共に、室内負荷に対応して各室外ユニット（2A，2B，2C）における圧縮機構（21）の容量を制御する。具体的に、上記コントローラ（80）は、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）をインバータ制御により負荷に対応してほぼリニアに容量制御すると共に、第１室外ユニット（2A）の下流側圧縮機（COMP-2）と第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）の各圧縮機（COMP-1，COMP-2）とを運転及び停止制御している。そして、上記室内ユニット（3A，3B，3C）の負荷が低下すると、第３室外ユニット（2C）及び第２室外ユニット（2B）の順に運転を停止し、逆に、室内ユニット（3A，3B，3C）の負荷が上昇すると、第２室外ユニット（2B）及び第３室外ユニット（2C）の順に運転を開始することになる。
【００７２】
また、冷房運転時及び暖房運転時の何れにおいても、各室外ユニット（2A，2B，2C）が運転している状態では、第１均圧弁（SVB1）及び第２均圧弁（SVB2）が開口し、冷房運転時では、高圧ガス冷媒が各室外熱交換器（23，23，23）をほぼ均等に流れ、暖房運転時では、低圧ガス冷媒が各室外熱交換器（23，23，23）をほぼ均等に流れることになる。
【００７３】
つまり、冷房運転時において、例えば、第３室外ユニット（2C）の運転容量が冷房負荷に対して大きくなると、圧縮機構（21）から吐出した冷媒の一部が均圧ライン（60）を通って第１室外ユニット（2A）及び第２室外ユニット（2B）における室外熱交換器（23，23）に流れることになる。逆に、暖房運転時において、例えば、第３室外ユニット（2C）の運転容量が暖房負荷に対して大きくなると、第１室外ユニット（2A）及び第２室外ユニット（2B）の圧縮機構（21）に吸込まれる冷媒の一部が均圧ライン（60）を通って第３室外ユニット（2C）の圧縮機構（21）に吸込まれることになる。
【００７４】
−各種弁の開閉動作−
上記第３室外ユニット（2C）の冷房運転の停止時には、室外電動膨張弁（24）及び第２均圧弁（SVB2）を閉鎖し、停止中の第３室外ユニット（2C）に液冷媒が溜り込まないようにし、同様に、第２室外ユニット（2B）の冷房運転も停止すると、室外電動膨張弁（24）及び第１均圧弁（SVB1）を閉鎖し、停止中の第２室外ユニット（2B）に液冷媒が溜り込まないようにすると共に、第１室外ユニット（2A）等と各室内ユニット（3A，3B，3C）との間の冷媒量の不足を防止する。尚、第３室外ユニット（2C）及び第２室外ユニット（2B）の冷房運転の停止時には、分岐ガスライン（5G-A，5G-B，5G-C）が低圧状態であるので、第１ガス開閉弁（VR-1）及び第２ガス開閉弁（VR-2）は開口している。
【００７５】
一方、第３室外ユニット（2C）の暖房運転の停止時には、室外電動膨張弁（24）及び第２ガス開閉弁（VR-2）を閉鎖し、停止中の第３室外ユニット（2C）に液冷媒が溜り込まないようにし、同様に、第２室外ユニット（2B）の暖房運転も停止すると、室外電動膨張弁（24）及び第１ガス開閉弁（VR-1）を閉鎖し、停止中の第２室外ユニット（2B）に液冷媒が溜り込まないようにすると共に、第１室外ユニット（2A）等と各室内ユニット（3A，3B，3C）との間の冷媒量の不足を防止する。尚、第３室外ユニット（2C）及び第２室外ユニット（2B）の暖房運転停止時には、均圧ライン（60）が第１室外ユニット（2A）等の低圧側に連通するので、第２均圧弁（SVB2）及び第１均圧弁（SVB1）は開口している。
【００７６】
更に、第３室外ユニット（2C）及び第２室外ユニット（2B）の暖房運転の停止直後において、例えば、第３室外ユニット（2C）が停止した際、該第３室外ユニット（2C）の室外電動膨張弁（24）と第２ガス開閉弁（VR-2）とを所定時間開口状態とし、具体的に、１〜２分の間開口状態にする。この結果、第１室外ユニット（2A）等から高圧ガス冷媒が第３室外ユニット（2C）の分岐ガスライン（5G-C）及び補助バイパス管（2b）を経由して分岐液ライン（5L-C）に流れ、該停止中の第３室外ユニット（2C）における液冷媒をメイン液ライン（4L）に放出して冷媒量不足を防止している。
【００７７】
また、上記冷房運転及び暖房運転時において、各均油弁（SVO1，SVO1，SVO1）と各均油補助弁（SVY1，SVY2，SVY3）は共に閉鎖される一方、油分離器（71）に溜った潤滑油は常時第１油戻し管（72）から圧縮機構（21）に戻ると共に、所定時間毎に油戻し弁（SVP2）を開口し、油分離器（71）に溜った潤滑油を第２油戻し管（73）から圧縮機構（21）に戻している。
【００７８】
更に、冷房運転時及び暖房運転時の何れにおいても、上記各均油弁（SVO1，SVO1，SVO1）と各均油補助弁（SVY1，SVY2，SVY3）を適宜開閉制御して均油運転が行われ、各室外ユニット（2A，2B，2C）の圧縮機構（21）における潤滑油量が等しくなるようにしている。
【００７９】
−運転容量の制御−
上記冷房運転時において、容量制御手段（81）は吸入冷媒圧力PLである低圧圧力が一定となるように各圧縮機構（21）の容量を制御し、また、暖房運転時において、容量制御手段（81）は吐出冷媒圧力PHである高圧圧力が一定となるように各圧縮機構（21）の容量を制御しており、具体的に、表１及び表２に示すように、上記容量制御手段（81）は、空調負荷の増減に対し、第１室外ユニット（2A）における上流側圧縮機（COMP-1）の運転容量を先行して制御すると共に、圧縮機（COMP-1，COMP-2）の運転台数を制御する。
【００８０】
例えば、上記容量制御手段（81）は、容量を増加する場合、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の運転容量を順次増大して該上流側圧縮機（COMP-1）が最大容量になると（ステップ０４）、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）を最低容量にして下流側圧縮機（COMP-2）の運転を開始する（ステップ１１）。更に、上記容量制御手段（81）は、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）が最大容量になると（ステップ１４）、該上流側圧縮機（COMP-1）を最低容量にし且つ第１室外ユニット（2A）の下流側圧縮機（COMP-2）を停止して第２室外ユニット（2B）の上流側圧縮機（COMP-1）の運転を開始し（ステップ２１）、順次容量を増大する。
【００８１】
逆に、上記容量制御手段（81）は、容量を低減する場合、全圧縮機（COMP-1，COMP-2，…）を運転している状態で且つ第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）が最大容量のフルロード状態から（ステップ６８）、先ず、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の運転容量を順次低下して該上流側圧縮機（COMP-1）が最低容量になると（ステップ６５）、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）を最大容量にし、第３室外ユニット（2C）の下流側圧縮機（COMP-2）を停止する（ステップ６４）。更に、上記容量制御手段（81）は、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）が最低容量になると（ステップ６１）、該上流側圧縮機（COMP-1）を最大容量にして第２室外ユニット（2B）の下流側圧縮機（COMP-2）の運転を停止し（ステップ５４）、順次容量を低下する。
【００８２】
また、上記冷房運転又は暖房運転時において、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の上限容量が制限された際、空調運転の能力増大要求があると、増加変更手段（82）が室外ユニット（2A，2B，2C）の運転台数を増加させることになる。
【００８３】
例えば、冷房運転時において、室外空気温度T1及び室内空気温度T7が共に高い場合に吐出冷媒圧力PHが過上昇すると、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の上限容量が制限されることになる。その際、冷房負荷が大きくて冷房運転要求があると、上述した容量制御手段（81）では、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の容量を順次増加していくので、運転容量を増加することができないことになる。
【００８４】
そこで、上記増加変更手段（82）は、冷房運転時に上限容量が制限され且つ冷房運転要求があると、表１及び表２の上昇移り先の欄に示すように、第２室外ユニット（2B）等の運転台数を増加することになる。具体的に、例えば、ステップ０４の運転状態において、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の上限容量が制限され且つ冷房運転要求があると、ステップ２４に移り、第２室外ユニット（2B）の上流側圧縮機（COMP-1）を運転させる。これによって、圧縮機構（21）の運転容量が増加すると同時に、室外熱交換器（23）の熱交換面積が増加し、高圧圧力の上昇が抑制されることになる。
【００８５】
また、低下変更手段（83）は、例えば、室内ユニット（3A，3B，3C）の運転台数が急激に少なくなった場合、表１及び表２の低下移り先の欄に示すように、室外ユニット（2A，2B，2C）の運転台数を低下させ、具体的に、ステップ６６において、２台の室内ユニット（3A，3B）の運転が停止された場合、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の容量を順次低下させることなく、ステップ３６に移り、第３室外ユニット（2C）の運転を停止する。
【００８６】
また、容量垂下手段（84）は、空調運転状態を低下させる垂下指令を受けると、垂下目標容量に対して熱源ユニット（2A，2B，…）の最大運転台数に維持しつつ予め設定された下限容量まで圧縮機（COMP-2）の運転台数を減少させるための容量垂下信号を容量制御手段（81）に出力する。例えば、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）への供給電流が所定値を越えると、電流垂下指令が出力されることになるが、その場合、上記容量垂下手段（84）は、表１及び表２の低下移り先の欄の括弧内に示すように、下限容量を制限することになる。その際、上記容量垂下手段（84）は、順次運転容量を低下させ、具体的に、ステップ６８の状態において、垂下指令が出力されると、ステップ４１まで容量を低下し、このステップ４１まで容量を低下しても垂下指令が出力されている場合には、異常処理等が行われることになる。
【００８７】
−実施例の特有の効果−
以上のように、本実施例によれば、上記第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）の容量が制限された際に空調負荷が増加すると、室外ユニット（2A，2B，2C）の運転台数を増加させるようにしたために、圧縮機構（21）の運転容量を増加させることができる同時に、室外熱交換器（23）の熱交換面積を増加させることができる。この結果、高圧圧力の上昇等を確実に抑制することができる。
【００８８】
また、運転状態の垂下指令を受けると、下限容量まで室外ユニット（2A，2B，…）の最大運転台数に維持しつつ圧縮機（COMP-1，COMP-2）の運転台数を減少さるようにしたために、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の間で偏油減少を確実に防止することができる。
【００８９】
また、容量制御手段（81）の低下制御量以上の容量低下指令を受けると、室外ユニット（2A，2B，…）の運転台数を順次低下させるようにしたために、空調負荷に対して迅速に対応することができるので、空調運転の快適性を向上させることができる。
【００９０】
−他の変形例−
尚、本実施例においては、各室外ユニット（2A，2B，…）が２台の圧縮機（COMP-1，COMP-2）を備えるようにしたが、本発明は３台以上の圧縮機を備えるようにしてもよい。
【００９１】
また、可変容量型圧縮機は、第１室外ユニット（2A）の上流側圧縮機（COMP-1）に限られるものではなく、例えば、第２室外ユニット（2B）の上流側圧縮機（COMP-1）も可変容量型圧縮機としてもよい。
【００９２】
また、本実施例においては、冷房運転と暖房運転とを行える空気調和装置（10）について説明したが、本発明は、冷房運転専用及び暖房運転専用の空気調和装置にも適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】 空気調和装置の冷媒回路図である。
【図３】 第１室外ユニットの冷媒回路図である。
【図４】 第２及び第３室外ユニットの冷媒回路図である。
【符号の説明】
10 空気調和装置
2A,2B,2C 室外ユニット
21 圧縮機構
COMP-1,COMP-2 圧縮機
22 四路切換弁
23 室外熱交換器
24 室外電動膨張弁
3A,3B,3C 室内ユニット
31 室内熱交換器
32 室内電動膨張弁
4L メイン液ライン
4G メインガスライン
5L-A,5L-B,5L-C 分岐液ライン
5G-A,5G-B,5G-C 分岐ガスライン
80 コントローラ
81 容量制御手段
82 増加変更手段
83 低下変更手段
84 容量垂下手段

Claims (1)

1. 少なくとも１台の可変容量型圧縮機（ COMP-1 ）を含む複数の圧縮機（ COMP-1 ， COMP-2 ）より成る圧縮機構（ 21 ）と、一端が圧縮機構（ 21 ）に接続され且つ他端に分岐液ライン（ 5L-A ， 5L-B ，…）が接続された熱源側熱交換器（ 23 ）とを少なくとも有する複数の熱源ユニット（ 2A ， 2B ，…）と、
   該各熱源ユニット（ 2A ， 2B ，…）が分岐液ライン（ 5L-A ， 5L-B ，…）及び分岐ガスライン（ 5G-A ， 5G-B ，…）を介して並列に接続されるメイン液ライン（ 4L ）及びメインガスライン（ 4G ）と、
   膨脹機構（ 32 ）と利用側熱交換器（ 31 ）とを有し、上記メイン液ライン（ 4L ）及びメインガスライン（ 4G ）に対して並列に接続された複数台の利用ユニット（ 3A ， 3B ，…）とを備えた冷凍装置であって、
   上記可変容量型圧縮機（ COMP-1 ）の運転容量を複数ステップに制御し、空調負荷の増減に対し、可変容量型圧縮機（ COMP-1 ）の運転容量をステップ毎に増減する一方、該可変容量型圧縮機（ COMP-1 ）の運転容量を先行して制御すると共に、圧縮機（ COMP-1 ， COMP-2 ）の運転台数を制御して圧縮機構（ 21 ）をステップ毎に制御する容量制御手段（ 81 ）と、
   圧縮機構（21）の高容量運転時に容量制御手段（81）の１ステップ以上の容量低下指令を受けると、熱源ユニット（2A，2B，…）の運転台数を１つ低下させるための低下変更信号を容量制御手段（81）に出力する低下変更手段（83）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。

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