JP4195120B2 - 空気調和機 - Google Patents

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機に係り、特に、互いに並列接続された複数台の圧縮機を備える空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】
空気調和機の能力を広範囲で制御可能にするために、互いに並列接続された複数台の圧縮機を備える空気調和機が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
空気調和機が互いに並列接続された複数台の圧縮機を備える場合、複数台の圧縮機の間で冷凍機油の均一化を図ることは容易ではなく、油切れなどが生じたまま稼働したりして損傷を受けるという問題があった。
【0004】
また、起動優先される圧縮機とその他の圧縮機との間で、起動優先される圧縮機を下側設置しその他の圧縮機を上側設置すると、冷凍機油の均一化を図ることができず、このために、圧縮機のレイアウトが制限されるという問題があった。
【0005】
また、通常、圧縮機はケースを加熱するためにクランクケースヒータが設けられている。少なくとも一台の圧縮機が稼働中であり、運転停止している他の圧縮機のケースをクランクケースヒータで加熱しようとすると、総計のヒータの容量が非常に大きくなる。このため、従来のような方式でクランクケースヒータで各々の圧縮機のケースを加熱しようとするとヒータ容量が不十分であり、各々の圧縮機のケースを十分には加熱できないという問題があった。
【0006】
また、起動優先される圧縮機のみが運転されている場合、吸い込みガスが過熱されて起動優先される圧縮機が過熱されるという問題があった。
【0007】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、運転中の圧縮機の信頼性を確保できるとともに圧縮機のレイアウトの自由度を拡大できる空気調和機を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願の第1の発明は、起動優先される第1圧縮機とその他の第2圧縮機とからなり稼働中に内部が高圧になるケースを有する互いに並列接続された複数台の圧縮機と、前記の複数台の圧縮機へ冷媒を供給する主吸い込み管と、前記主吸い込み管から分岐され前記第1圧縮機の冷媒吸い込み管である第1吸い込み管と、前記主吸い込み管から分岐され前記第2圧縮機の冷媒吸い込み管である第2吸い込み管と、前記第1圧縮機の吐出管である第1吐出管と、前記第2圧縮機の吐出管である第2吐出管と、前記第1吐出管と前記第2吐出管とから吐出される冷媒中の冷凍機油を分離するオイルセパレータと、前記オイルセパレータで分離した冷凍機油を前記第1吸い込み管へ送るための第1戻し管と、前記第1圧縮機のケース内の冷凍機油を前記第2吸い込み管へ送るための第2戻し管と、を備え、前記第2戻し管は、前記第1圧縮機のケースから前記第2吸い込み管へ至るまでの間に前記第2圧縮機のケース内を経由していることを特徴とする。
【0009】
また、本願の第2の発明は、起動優先される第1圧縮機とその他の第2圧縮機とからなり稼働中に内部が高圧になるケースを有する互いに並列接続された複数台の圧縮機と、前記の複数台の圧縮機へ冷媒を供給する主吸い込み管と、前記主吸い込み管から分岐され前記第1圧縮機の冷媒吸い込み管である第1吸い込み管と、前記主吸い込み管から分岐され前記第2圧縮機の冷媒吸い込み管である第2吸い込み管と、前記第1圧縮機の吐出管である第1吐出管と、前記第2圧縮機の吐出管である第2吐出管と、前記第1吐出管と前記第2吐出管とから吐出される冷媒中の冷凍機油を分離するオイルセパレータと、前記オイルセパレータで分離した冷凍機油を前記第1吸い込み管へ送るための第1戻し管と、前記第1圧縮機のケース内の冷凍機油を前記第2吸い込み管へ送るための第2戻し管と、を備え、前記第1戻し管は、前記オイルセパレータから前記第1吸い込み管へ至るまでの間に前記第2圧縮機のケース内を経由していることを特徴とする。
【0010】
また、本願の第3の発明は、起動優先される第1圧縮機とその他の第2圧縮機とからなり稼働中に内部が高圧になるケースを有する互いに並列接続された複数台の圧縮機と、前記の複数台の圧縮機へ冷媒を供給する主吸い込み管と、前記主吸い込み管から分岐され前記第1圧縮機の冷媒吸い込み管である第1吸い込み管と、前記主吸い込み管から分岐され前記第2圧縮機の冷媒吸い込み管である第2吸い込み管と、前記第1圧縮機の吐出管である第1吐出管と、前記第2圧縮機の吐出管である第2吐出管と、前記第1吐出管と前記第2吐出管とから吐出される冷媒中の冷凍機油を分離するオイルセパレータと、前記オイルセパレータで分離した冷凍機油を前記第1吸い込み管へ送るための第1戻し管と、前記第1圧縮機のケース内の冷凍機油を前記第2吸い込み管へ送るための第2戻し管と、を備え、前記の複数台の圧縮機から吐出された冷媒の低圧力下の飽和温度を検出する第1温度検出手段と、前記第2戻し管中の冷媒温度を検出する第2温度検出手段と、前記第2温度検出手段で検出した温度と第1温度検出手段で検出した飽和温度との温度差が、所定値以下の場合に前記第2圧縮機を所定時間運転する運転制御手段と、を備えることを特徴とする。
【0011】
上述の第1の発明において、圧縮機の稼働中にはケースの内部は高圧になる。第1戻し管によってオイルセパレータで分離した冷凍機油を第1吸い込み管へ送ることによって、起動優先の第1圧縮機は冷凍機油を優先的に確保できる。第2戻し管によって第1圧縮機のケース内の余剰分の冷凍機油を第2圧縮機へ送ることができ、第2圧縮機における油切れを防止することができる。
第2戻し管は、第1圧縮機のケースから第2吸い込み管へ至るまでの間に第2圧縮機のケース内を経由しているので、第2圧縮機の冷凍機油を加熱することで冷媒の寝込みや冷媒と冷凍機油との2層分離を防止でき、また、起動優先される第1圧縮機が運転中に過熱されることを防止することができる。
【0012】
上述の第2の発明において、圧縮機の稼働中にはケースの内部は高圧になる。第1戻し管によってオイルセパレータで分離した冷凍機油を第1吸い込み管へ送ることによって、起動優先の第1圧縮機は冷凍機油を優先的に確保できる。第2戻し管によって第1圧縮機のケース内の余剰分の冷凍機油を第2圧縮機へ送ることができ、第2圧縮機における油切れを防止することができる。
第1戻し管は、オイルセパレータから第1吸い込み管へ至るまでの間に第2圧縮機のケース内を経由しているので、第2圧縮機の冷凍機油を加熱することで冷媒の寝込みや冷媒と冷凍機油との2層分離を防止でき、また、起動優先される第1圧縮機が運転中に過熱されることを防止することができる。
【0013】
上述の第2の発明において、圧縮機の稼働中にはケースの内部は高圧になる。第1戻し管によってオイルセパレータで分離した冷凍機油を第1吸い込み管へ送ることによって、起動優先の第1圧縮機は冷凍機油を優先的に確保できる。第2戻し管によって第1圧縮機のケース内の余剰分の冷凍機油を第2圧縮機へ送ることができ、第2圧縮機における油切れを防止することができる。
第1戻し管は、オイルセパレータから第1吸い込み管へ至るまでの間に第2圧縮機のケース内を経由しているので、第2圧縮機の冷凍機油を加熱することで冷媒の寝込みや冷媒と冷凍機油との2層分離を防止でき、また、起動優先される第1圧縮機が運転中に過熱されることを防止することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明に係る空気調和機の実施の形態について説明する。
【0015】
まず、図1乃至図4を参照して、本発明の第1の参考例について説明する。
図1に示すように、空気調和機は、互いに並列接続された複数台の圧縮機を有する圧縮部1と、四方弁2と、室外熱交換器3と、電子膨張弁4と、室内熱交換器5と、冷媒配管6を備えている。
【0016】
冷房モードでは、室内熱交換器5で吸熱し加熱された冷媒は矢印Aの方向に流れ、四方弁2を経て冷媒配管6中を矢印C方向に流れ、圧縮部1を経て四方弁2に至り、室外熱交換器3を経て電子膨張弁4を経て室内熱交換器5に至る。
【0017】
また、暖房モードでは、室内熱交換器5で放熱し冷却された冷媒は矢印Bの方向に流れ、電子膨張弁4を経て室外熱交換器3を経て、四方弁2に入り、冷媒配管6中を矢印C方向に流れ、圧縮部1を経て四方弁2に至り、室内熱交換器5に至る。
【0018】
図15を参照して圧縮部1を構成する圧縮機10の一般的な構成を説明する。圧縮機10は、稼働中に内部が高圧になるケース10aを有する。圧縮機10の底部には冷凍機油10bが貯留している。冷凍機油10bは、規定油面10cまで貯留しているのが望ましい。規定油面10cの高さ近傍には、規定油面10cを越えて貯留された余剰油を外部へ戻す油戻し管10dが設けられている。規定油面10cより下方の高さ近傍には、冷媒配管6を経て送られた冷媒を圧縮機10内へ吸い込むための吸い込み管10eが設けられ、ケース10aの頂部には冷媒を吐出するための吐出管10fが設けられている。また、液冷媒寝込みや冷媒と冷凍機油との2層分離を防止するためにケース10aを加熱するためのクランクケースヒータ10gが設けられている。
【0019】
次に、圧縮部1について詳細に説明する。
圧縮部1は、冷媒配管6に接続されたアキュウムレータ11と、起動優先される第1圧縮機12とその他の第2圧縮機13とからなる互いに並列接続された複数台の圧縮機と、第1圧縮機12と第2圧縮機13から吐出された冷媒中の冷凍機油を分離するオイルセパレータを備えている。
【0020】
アキュウムレータ11の出口側には主吸い込み管21が接続されている。主吸い込み管21の出口側は分岐し、第1圧縮機12の冷媒吸い込み管である第1吸い込み管22と第2圧縮機13の冷媒吸い込み管である第2吸い込み管23とが設けられている。
【0021】
第1圧縮機12の頂部には第1吐出管24が設けられ、第2圧縮機13の頂部には第2吐出管25が接続され、第1吐出管24と第2吐出管25とは出口側で結合され、第1吐出管24と第2吐出管25とから吐出される冷媒中の冷凍機油を分離するオイルセパレータ14に接続されている。
【0022】
第2吐出管25には第2圧縮機13の頂部近傍において逆止弁26が配設されている。逆止弁26によって第2圧縮機13は停止中ではケース内の圧力は低圧になる。また、第1圧縮機12の方には逆止弁26に相当するものは設けられていない。これによって、第1圧縮機12が起動優先される。
【0023】
オイルセパレータ14と第1吸い込み管22との間には、オイルセパレータ14で分離した冷凍機油を第1圧縮機12に戻すための第1戻し管27が設けられている。第1戻し管27はその途中にキャピラリチューブ28を有している。
【0024】
また、第1圧縮機12のケースと第2吸い込み管23との間には、第1圧縮機12のケース内の冷凍機油を第2圧縮機13へ戻すための第2戻し管29が設けられている。第2戻し管29は、第1圧縮機12のケース側において規定油面の近傍に接続されている。
【0025】
また、第2圧縮機13のケースと主吸い込み管21との間には、第2圧縮機13のケース内の冷凍機油を第1圧縮機12および第2圧縮機13へ戻すための第3戻し管30が設けられている。第3戻し管30はその途中に二方弁31を有している。
【0026】
次に図2乃至図4を参照して、本参考例の作用について説明する。
まず、図2を参照して第1圧縮機12と第2圧縮機13がともに運転されているモード(1)の状態を説明する。
【0027】
アキュウムレータ11から出力された冷媒は、主吸い込み管21を経て第1吸い込み管22と第2吸い込み管23とによって第1圧縮機12と第2圧縮機13へ供給される。第1吸い込み管22と第2吸い込み管23の内部には、冷媒が第1圧縮機12と第2圧縮機13に向かって流れ込み、この方向に冷媒の流れ方向が形成されている。
【0028】
第1圧縮機12と第2圧縮機13は、運転中に吐油41、42が発生し、第1吐出管2と第2吐出管2とで輸送された吐油はオイルセパレータ14で分離され、第1戻し管27によって戻油43として第1吸い込み管22を経て第1圧縮機12へ戻される。第1圧縮機12では常に一定量の冷凍機油が維持される。
【0029】
一方、第1圧縮機12の冷凍機油が規定油面を越えて規定量以上になると、余剰分の油は、第1圧縮機12のケース内の圧力は高圧であるため押し流され、吐油44として第2戻し管29を介して第2吸い込み管23へ戻される。第2吸い込み管23では第2圧縮機13に向かって冷媒の流れ方向が形成されているので、第2吸い込み管23に戻された余剰分の油は戻油44として第2吸い込み管23を介して第2圧縮機13へ戻される。
【0030】
このようにして、第1圧縮機12と第2圧縮機13とはともに一定量の冷凍機油が維持される。
【0031】
次に、図3を参照して、第1圧縮機12のみが運転されているモード(2)の状態を説明する。
【0032】
第2圧縮機13が停止すると第2吐出管25における逆止弁26が作用して第2圧縮機13のケースの内部圧力は次第に低圧バランスする。
【0033】
アキュウムレータ11から出力された冷媒は、主吸い込み管21を経て第1吸い込み管22によって第1圧縮機12のみに供給される。第1吸い込み管22の内部にのみ、第1圧縮機12に向かって流れ込む方向に冷媒の流れ方向が形成されている。
【0034】
第1圧縮機12の運転中に吐油41が発生し、第1吐出管22で輸送された吐油はオイルセパレータ14で分離され、第1戻し管27によって戻油43として第1吸い込み管22を経て第1圧縮機12へ戻される。
【0035】
一方、第1圧縮機12の冷凍機油が規定油面を越えて規定量以上になると、余剰分の油は、第1圧縮機12のケース内の圧力は高圧であるため押し流され、第2戻し管29を介して戻油44として第2吸い込み管23へ戻される。ここで、モード(1)の場合と異なり、第2吸い込み管23では第2圧縮機13に向かって冷媒の流れ方向が形成されていない。第2吸い込み管23に戻された余剰分の油は戻油44として第1吸い込み管22を介して戻油43とともに第1圧縮機12へ戻される。これによって、第1圧縮機12では常に一定量の冷凍機油が維持される。
【0036】
このようにして、第2圧縮機13が停止中であっても第1圧縮機12では一定量の冷凍機油が維持される。
【0037】
この結果、第1圧縮機12と第2圧縮機13との間で冷凍機油の均一化を図ることができ、油切れなどが生じたまま稼働したりすることを防止でき、圧縮機が損傷を受けるということを回避することができる。
【0038】
また、起動優先される第1圧縮機12とその他の第2圧縮機13との間で、冷凍機油の均一化を図るために生じていたレイアウトの制限を除去することができる。
【0039】
次に、図4を参照して、第1圧縮機12と第2圧縮機13の両方が運転されている状態から第1圧縮機12のみが運転され第2圧縮機13が停止した状態に移行するモード(3)の状態を説明する。
【0040】
第2圧縮機13が停止した直後においては、第2圧縮機13のケース内部が高圧から低圧へ移行する過程でケース内の油が第2圧縮機13内部の油吸入口から第2吸い込み管23へ逆流してしまう恐れがあり、これによって第2圧縮機13を次に起動するときに油切れが生じて損傷が生じてしまう恐れがある。しかしながら、本実施の形態では、第3戻し管30が設けれているので、このようなことを防止することができる。
【0041】
すなわち、第2圧縮機13が停止したときに、第3戻し管30における二方弁31がONなり、第2圧縮機13のケースと主吸い込み管21との間が導通し、圧力バランスを確実にとることができる。また、第3戻し管30は、第2圧縮機13における余剰分の油を第1圧縮機12へ戻す効果をも奏することができる。
【0042】
次に、図13を参照して本参考例の他の実施例について説明する。
第1圧縮機12と第2圧縮機13のうち少なくとも第1圧縮機11は、商用電源でインバータ方式で容量制御可能であるように構成されている。
【0043】
また、第1圧縮機12は高圧仕様であって大きい容量を有し、第2圧縮機13は低圧仕様であり小さい容量を有する。
【0044】
室内要求指令に応じて、小さい容量の場合には起動優先される第1圧縮機12のみが運転され、少なくとも第1圧縮機12は商用電源でインバータ方式で容量制御可能であるので、小さい容量の範囲で容量制御可能となる。また、第1圧縮機12は第2圧縮機13に比べて大きい容量を有するので、この大きい容量の範囲で容量制御することができる。
【0045】
また、室内要求指令に応じて、大きい容量の場合には第1圧縮機12と第2圧縮機13とが運転され、第2圧縮機13に比べて大きい容量を有する第1圧縮機12は商用電源でインバータ方式で容量制御可能であるので、第2圧縮機13の容量に第1圧縮機12の比較的大きい範囲で可変である容量が加算され、この結果、かなり大きい容量の範囲で容量制御可能となる。
【0046】
次に、図5乃至図7を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図5に示すように、図1に示した形態とは異なり、第2戻し管29は、第1圧縮機12のケースから第2吸い込み管23へ至るまでの間に第2圧縮機13のケース内を経由する経由部分29aを有する。
【0047】
また、第1圧縮機12と第2圧縮機13から吐出された冷媒の低圧力下の飽和温度Toを検出する第1温度検出手段52が設けられている。また、第2戻し管29中を通り経由部分29aを経た後の冷媒温度Tを検出する第2温度検出手段51が設けられている。
【0048】
また、第2温度検出手段52で検出した冷媒温度Tと第1温度検出手段51で検出した飽和温度Toとの温度差ΔTが、所定値以下の場合に第1圧縮機12を所定時間運転する運転制御手段56が設けられている。
【0049】
第2温度検出手段51による飽和温度Toの検出は次のようにして行われる。
【0050】
すなわち、冷房モードでは、室外熱交換器3から流れ出た冷媒の一部が電子膨張弁4へ入る手前で分岐管54へ流れ、分岐管53を介して冷媒回路6へ送られる。第2温度検出手段51は分岐管53のに接触して設置されており、第2温度検出手段51によって飽和温度Toが検出される。
【0051】
また、暖房モードでは、室内熱交換器5から流れ出た冷媒の一部が電子膨張弁4へ入る手前で分岐管55へ流れ、分岐管53を介して冷媒回路6へ送られ、第2温度検出手段51によって飽和温度Toが検出される。
【0052】
次に図5乃至図7を参照して、本実施の形態の作用について説明する。
まず、第1圧縮機12と第2圧縮機13がともに運転されているモード(1)の状態を説明する。この場合は図2に示した場合とほぼ同様に動作する。第2戻し管29が経由部分29aを有する点については、第2圧縮機13の運転中はケース内が高温高圧であるため、第2戻し管29による戻油44が経由部分29aで加熱される効果は少なく、何ら影響を与えない。従って、図2を参照して説明した場合と同様に、第1圧縮機12と第2圧縮機13とはともに一定量の冷凍機油が維持される。
【0053】
次に、図6を参照して、第1圧縮機12のみが運転されているモード(4)の状態を説明する。
第2圧縮機13が停止すると第2吐出管25における逆止弁26が作用して第2圧縮機13のケースの内部圧力は次第に低圧バランスする。アキュウムレータ11から出力された冷媒は、主吸い込み管21を経て第1吸い込み管22によって第1圧縮機12のみに供給される。第1吸い込み管22の内部にのみ、第1圧縮機12に向かって流れ込む方向に冷媒の流れ方向が形成されている。
【0054】
第1圧縮機12の運転中に吐油41が発生し、第1吐出管2で輸送された吐油はオイルセパレータ14で分離され、第1戻し管27によって戻油43として第1吸い込み管22を経て第1圧縮機12へ戻される。
【0055】
一方、第1圧縮機12の冷凍機油が規定油面を越えて規定量以上になると、余剰分の油は、第1圧縮機12のケース内の圧力は高圧であるため押し流され、第2戻し管29を介して戻油44として第2吸い込み管23へ戻される。ここで、モード(1)の場合と異なり、第2吸い込み管23では第2圧縮機13に向かって冷媒の流れ方向が形成されていない。第2吸い込み管23に戻された余剰分の油は戻油44として第1吸い込み管22を介して戻油43とともに第1圧縮機12へ戻される。これによって、第1圧縮機12では常に一定量の冷凍機油が維持される。
【0056】
ここで、第1戻し管27と第2戻し管29によって、油と共に高圧ガス冷媒が第1圧縮機12へも土sれてしまうため第1圧縮機12が過熱される恐れがあり、また、第2圧縮機13が温度低下するとケース内に冷媒が寝込んでしまったり冷凍機油と冷媒とが二層分離したりする恐れがある。
【0057】
しかしながら、本実施の形態では、第2戻し管29が、第1圧縮機12のケースから第2吸い込み管23へ至るまでの間に第2圧縮機13のケース内を経由する経由部分29aを有するので、経由部分29aを通る戻油44によって第2圧縮機13内の冷凍機油が加熱されるので、第2圧縮機13のケース内の冷媒の寝込みや二層分離を防止することができる。
【0058】
なお、モード(5)として図7に示すように、図6において示したように第2戻し管29に経由部分29aを設ける代わりに、第1戻し管27に経由部分27aを設けてもよい。経由部分27aは、オイルセパレータ14から第1吸い込み管27へ至るまでの間に第2圧縮機13のケース内を経由するように設けられている。
【0059】
この場合、図6に示した場合と同様に、経由部分27aを通る戻油44によって第2圧縮機13内の冷凍機油が加熱されるので、第2圧縮機13のケース内の冷媒の寝込みや二層分離を防止することができる。
【0060】
次に、図5及び図16を参照して、第1温度検出手段52と第2温度検出手段52と運転制御手段56の作用について説明する。
【0061】
第1温度検出手段52で飽和温度Toを検出し、第2温度検出手段51で冷媒温度Tを検出し、図示しない演算部で冷媒温度Tと飽和温度Toとの温度差ΔTを演算する。
【0062】
以下に、第1圧縮機12が運転中であり、第2圧縮機13が停止している状態について説明する。
【0063】
第1圧縮機12の油温が十分に高く、かつ第2圧縮機13の冷媒が寝込んでいなければ、温度差ΔTは十分に高い値となる。
【0064】
一方、第1圧縮機12のみが運転されておりその運転状況が低温サイクルである場合、すなわち低外気や低負荷冷房等のように高圧側の圧力が比較的に低い低温状態である場合や、第2圧縮機13の内部が低温であるときは、図16に示すように、時間とともに温度差ΔTの値は小さくなる。そこで、温度差ΔTが例えば5℃以下の温度にある所定時間だけ、運転制御手段56によって第2圧縮機13を運転するように制御する。
【0065】
すなわち、所定時間だけ、第1圧縮機12の運転に加えて第2圧縮機13も運転する。この場合、図2を参照してモード(1)について説明したことから明らかなように、第1圧縮機12と第2圧縮機13とはともに一定量の冷凍機油が維持される。この結果、第2圧縮機13のケース内の冷媒の寝込みや二層分離を防止することができる。
【0066】
次に、図8乃至図12を参照して、本発明の第2の参考例について説明する。
図8に示すように、図1または図5等に示した参考例とは異なり、第1圧縮機12と第2圧縮機13との間では、互いに並列接続されているが起動優先の設定はされていない。図1または図5等に示した参考例と同一部材には同一符号をつけて説明を省略する。
【0067】
図8において、オイルセパレータ14で分離した冷凍機油を主吸い込み管21へ送るための第4戻し管1が設けられている。図1等の場合は第1戻し管27は第1吸い込み管22に接続されていたのであり、図8の場合と異なる。
【0068】
また、第1圧縮機12のケース内の冷凍機油を第2吸い込み管23へ送るための第5戻し管62と、第2圧縮機13のケース内の冷凍機油を第1吸い込み管22へ送るための第6戻し管63が設けられている。第5戻し管62は一端が第1圧縮機12のケースの規定油面近傍に接続されており、第6戻し管63は一端が第2圧縮機13のケースの規定油面近傍に接続されている。
【0069】
また、第1圧縮機12のケース内の圧力と第2圧縮機13のケース内の圧力とを均衡させるための圧力均衡管64が、第1圧縮機12のケースの上部と第2圧縮機13の上部との間に設けられている。圧力均衡管64はその途中に加圧回路としての可逆弁65を有しており、可逆弁65を介して第1圧縮機12のケースと第2圧縮機13のケースとの間がバイパスされる。
【0070】
また、第2吐出管25に逆止弁26が設けられている他に、第1吐出管24には逆止弁66が設けられている。これによって、第1圧縮機12と第2圧縮機13とはともに、停止中にはケース内の圧力が低圧になる。
【0071】
また、第1圧縮機12と第2圧縮機13とは、互いに容量が異なり、ともに商用電源で容量制御可能である。
【0072】
以上のように、第1圧縮機12と第2圧縮機13とは、互いに容量が異なる点を除けば、互いにほぼ対称的に配設されている。
【0073】
次に図9乃至図12を参照して、本参考例の形態の作用について説明する。
まず、図9を参照して第1圧縮機12と第2圧縮機13がともに運転されているモード(6)の状態を説明する。
【0074】
アキュウムレータ11から出力された冷媒は、主吸い込み管21を経て第1吸い込み管22と第2吸い込み管23とによって第1圧縮機12と第2圧縮機13へ供給される。第1吸い込み管22と第2吸い込み管23の内部には、冷媒が第1圧縮機12と第2圧縮機13に向かって流れ込み、この方向に冷媒の流れ方向が形成されている。
【0075】
第1圧縮機12と第2圧縮機13は、運転中に吐油41、42が発生し、第1吐出管2と第2吐出管2とで輸送された吐油はオイルセパレータ14で分離され、第1戻し管27によって戻油71として主吸い込み管21へ戻され、第1吸い込み管22と第2吸い込み管23を経て第1圧縮機12と第2圧縮機13へ戻される。
【0076】
第1圧縮機12の冷凍機油が規定油面を越えて規定量以上になると、余剰分の油は、第1圧縮機12のケース内の圧力は高圧であるため押し流され、吐油72として第4戻し管62を介して第2吸い込み管23へ戻される。第2吸い込み管23では第2圧縮機13に向かって冷媒の流れ方向が形成されているので、第2吸い込み管23に戻された余剰分の油は第2吸い込み管23を介して第2圧縮機13へ戻される。
【0077】
同様にして、第2圧縮機13の冷凍機油が規定油面を越えて規定量以上になると、余剰分の油は、第2圧縮機13のケース内の圧力は高圧であるため押し流され、吐油73として第5戻し管64を介して第1吸い込み管22へ戻される。第1吸い込み管22では第1圧縮機12に向かって冷媒の流れ方向が形成されているので、第1吸い込み管22に戻された余剰分の油は第1吸い込み管22を介して第1圧縮機12へ戻される。
【0078】
このようにして、第1圧縮機12と第2圧縮機13とはともに一定量の冷凍機油が維持される。
【0079】
次に、図10を参照して、第1圧縮機12と第2圧縮機13のいずれか一方、例えば第1圧縮機12のみが運転されているモード(7)の状態を説明する。
【0080】
第2圧縮機13が停止すると第2吐出管25における逆止弁26が作用して第2圧縮機13のケースの内部圧力は次第に低圧バランスする。このとき、第2圧縮機13の余剰分の油は、第5戻し管63によって第1吸い込み管22を介して第1圧縮機12へ戻される。
【0081】
アキュウムレータ11から出力された冷媒は、主吸い込み管21を経て第1吸い込み管22によって第1圧縮機12のみに供給される。第1吸い込み管22の内部にのみ、第1圧縮機12に向かって流れ込む方向に冷媒の流れ方向が形成されている。
【0082】
第1圧縮機12の運転中に吐油41が発生し、第1吐出管22で輸送された吐油はオイルセパレータ14で分離され、第4戻し管61によって戻油71として主吸い込み管21へ戻され、第1吸い込み管22を経て第1圧縮機12へ戻される。
【0083】
一方、第1圧縮機12の冷凍機油が規定油面を越えて規定量以上になると、余剰分の油は、第1圧縮機12のケース内の圧力は高圧であるため押し流され、第5戻し管62を介して戻油72として第2吸い込み管23へ戻される。ここで、モード(6)の場合と異なり、第2吸い込み管23では第2圧縮機13に向かって冷媒の流れ方向が形成されていないので、第2吸い込み管23に戻された余剰分の油は戻油72として第1吸い込み管22を介して戻油71とともに第1圧縮機12へ戻される。これによって、第1圧縮機12では常に一定量の冷凍機油が維持される。
【0084】
このようにして、第2圧縮機13が停止中であっても第1圧縮機12では一定量の冷凍機油が維持される。
【0085】
第2圧縮機13のみが運転されている場合も同様に、第1圧縮機12が停止中であっても第2圧縮機13では一定量の冷凍機油が維持される。
【0086】
次に、図11を参照して、第1圧縮機12と第2圧縮機13の両方が停止したモード(8)の状態を説明する。
【0087】
この状態では、第2圧縮機13が停止すると第2吐出管25における逆止弁26が作用して第2圧縮機13のケースの内部圧力は低圧バランスし、同様に、第1圧縮機12が停止すると第1吐出管24における逆止弁66が作用して第1圧縮機12のケースの内部圧力は低圧バランスし、図11に示すように、一方の圧縮機、例えば第2圧縮機13に冷凍機油が偏った状態で低圧バランスすることが想定される。しかしながら、第1圧縮機12と第2圧縮機13との間で冷凍機油が偏ったとしても、ともに停止中であるので、何ら支障はない。
【0088】
次に、図12を参照して、第1圧縮機12と第2圧縮機13との両方が停止している状態から、第1圧縮機12と第2圧縮機13のいずれか一方、例えば第1圧縮機12のみが運転されているモード(9)の状態を説明する。
【0089】
第1圧縮機12と第2圧縮機13との両方が停止している状態では、図11に示すように、第1圧縮機12と第2圧縮機13との間で冷凍機油が偏った状態にあることを想定する必要がある。
【0090】
この場合、冷凍機油が偏った側である第2圧縮機13から第1圧縮機12へ冷凍機油を戻す必要がある。このために、圧力均衡管64が設けられており、圧力均衡管64に設けれた加圧回路としての可逆弁65を動作させるようにする。
【0091】
すなわち、第1圧縮機12が運転されるとそのケース内は高圧になるが、圧力均衡管65の可逆弁64をONにすると、第2圧縮機13のケース内の圧力が上昇し第2圧縮機13の余剰分の油が押し出され、第6戻し管63によって戻油73として第1圧縮機12へ戻される。
【0092】
このように、第1圧縮機12と第2圧縮機13との両方が停止している状態であって第1圧縮機12と第2圧縮機13との間で冷凍機油が偏った状態からでも、一方の圧縮機を確実に起動することができる。
【0093】
なお、上述の例では、圧力均衡管64は第1圧縮機12のケースの上部と第2圧縮機13の上部との間に設けられているが、これに代えて、均衡管64は第1圧縮機12のケースの上部から逆止弁66に至るまでの第1吐出孔24の部分と第2圧縮機13の上部から逆止弁26に至るまでの第2吐出孔25の部分との間に設けてもよい。
【0094】
以上のように、本参考例によれば、第1圧縮機12と第2圧縮機13との間で冷凍機油の均一化を図ることができ、油切れなどが生じたまま稼働したりすることを防止でき、圧縮機が損傷を受けるということを回避することができる。
【0095】
また、起動優先される第1圧縮機12とその他の第2圧縮機13との間で、冷凍機油の均一化を図るために生じていたレイアウトの制限を除去することができる。
【0096】
次に、図14を参照して本参考例の他の実施例について説明する。
第1圧縮機12は小容量、例えば2馬力であり、第2圧縮機13は大容量、例えば4馬力であり、第1圧縮機12と第2圧縮機13とはともに、商用電源でインバータ方式で容量制御可能であるように構成されている。
【0097】
図14に示すように、室内要求指令に応じて、第1圧縮機12のみを起動した場合には2馬力の範囲で容量制御が可能になり、第2圧縮機13のみを起動した場合には4馬力の範囲で容量制御が可能になり、第1圧縮機12と第2圧縮機13の両方を起動した場合には6馬力の範囲で容量制御が可能になる。
【0098】
本実施例によれば、第1圧縮機12と第2圧縮機13とを並列接続することにより、油切れなどが生じさせることなく広範囲で容量制御が可能になる。
【0099】
次に、図17を参照して本発明の第3の参考例実施の形態について説明する。
図17において、第1圧縮機12は稼動中にケースの内部が高圧になる高圧仕用の圧縮機であり、第2圧縮機13は稼動中にケースの内部が高圧にならない低圧仕用の圧縮機である。また、図1に示した場合と異なり、図17においては第3戻し管30は設けられていない。
【0100】
このような構成によって、図1に示した場合と同等の効果を奏することができる。
【0101】
以上の説明において、第1圧縮機12と第2圧縮機13を各々1台ずつで構成した例で示したが、本願発明はこれに限らず、第1圧縮機12と第2圧縮機13は複数台であってもよい。
【0102】
【発明の効果】
以上のように、本発明の構成によれば、運転中の圧縮機の信頼性を確保できるとともに圧縮機のレイアウトの自由度を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の空気調和機の第1の参考例の全体構成を示す図。
【図2】 本発明の空気調和機の第1の参考例の一動作モードを説明する図。
【図3】 本発明の空気調和機の第1の参考例の他の動作モードを説明する図。
【図4】 本発明の空気調和機の第1の参考例のさらに他の動作モードを説明する図。
【図5】 本発明の空気調和機の実施形態の全体構成を示す図。
【図6】 本発明の空気調和機の実施形態の一動作モードを説明する図。
【図7】 本発明の空気調和機の実施形態の他の動作モードを説明する図。
【図8】 本発明の空気調和機の第2の参考例の全体構成を示す図。
【図9】 本発明の空気調和機の第2の参考例の一動作モードを説明する図。
【図10】 本発明の空気調和機の第2の参考例の他の動作モードを説明する図。
【図11】 本発明の空気調和機の第2の参考例のさらに他の動作モードを説明する図。
【図12】 本発明の空気調和機の第2の参考例のさらに他の動作モードを説明する図。
【図13】 本発明の空気調和機の第1の参考例の容量が可変制御可能であることを説明する図。
【図14】 本発明の空気調和機の第2の参考例の容量が可変制御可能であることを説明する図。
【図15】 本発明で使用する圧縮機の一例を示す断面図(a)と平面図(b)。
【図16】 本発明の空気調和機の実施形態において、冷媒温度と飽和温度との温度差を説明する図。
【図17】 本発明の空気調和機の第3の参考例の全体構成を示す図。
【符号の説明】
1 圧縮部
2 四方弁
3 室外熱交換器
4 電子膨張弁
5 室内熱交換器
6 冷媒配管
11 アキュウムレータ
12 第1圧縮機
13 第2圧縮機
21 主吸い込み管
22 第1吸い込み管
23 第2吸い込み管
24 第1吐出孔
25 第2吐出管
26 逆止弁
27 第1戻し管
27a 経由部分
28 キャピラリチューブ
29 第2戻し管
29a 経由部分
30 第3戻し管
31 二方弁
41 戻油
42 戻油
43 戻油
51 第1温度検出手段
52 第2温度検出手段
61 第4戻し管
62 第5戻し管
63 第6戻し管
66 逆止弁

Claims (3)

  1. 起動優先される第1圧縮機とその他の第2圧縮機とからなり稼働中に内部が高圧になるケースを有する互いに並列接続された複数台の圧縮機と、
    前記の複数台の圧縮機へ冷媒を供給する主吸い込み管と、
    前記主吸い込み管から分岐され前記第1圧縮機の冷媒吸い込み管である第1吸い込み管と、
    前記主吸い込み管から分岐され前記第2圧縮機の冷媒吸い込み管である第2吸い込み管と、
    前記第1圧縮機の吐出管である第1吐出管と、
    前記第2圧縮機の吐出管である第2吐出管と、
    前記第1吐出管と前記第2吐出管とから吐出される冷媒中の冷凍機油を分離するオイルセパレータと、
    前記オイルセパレータで分離した冷凍機油を前記第1吸い込み管へ送るための第1戻し管と、
    前記第1圧縮機のケース内の冷凍機油を前記第2吸い込み管へ送るための第2戻し管と、
    を備え、
    前記第2戻し管は、前記第1圧縮機のケースから前記第2吸い込み管へ至るまでの間に前記第2圧縮機のケース内を経由していることを特徴とする空気調和機。
  2. 起動優先される第1圧縮機とその他の第2圧縮機とからなり稼働中に内部が高圧になるケースを有する互いに並列接続された複数台の圧縮機と、
    前記の複数台の圧縮機へ冷媒を供給する主吸い込み管と、
    前記主吸い込み管から分岐され前記第1圧縮機の冷媒吸い込み管である第1吸い込み管と、
    前記主吸い込み管から分岐され前記第2圧縮機の冷媒吸い込み管である第2吸い込み管と、
    前記第1圧縮機の吐出管である第1吐出管と、
    前記第2圧縮機の吐出管である第2吐出管と、
    前記第1吐出管と前記第2吐出管とから吐出される冷媒中の冷凍機油を分離するオイルセパレータと、
    前記オイルセパレータで分離した冷凍機油を前記第1吸い込み管へ送るための第1戻し管と、
    前記第1圧縮機のケース内の冷凍機油を前記第2吸い込み管へ送るための第2戻し管と、
    を備え、
    前記第1戻し管は、前記オイルセパレータから前記第1吸い込み管へ至るまでの間に前記第2圧縮機のケース内を経由していることを特徴とする空気調和機。
  3. 起動優先される第1圧縮機とその他の第2圧縮機とからなり稼働中に内部が高圧になるケースを有する互いに並列接続された複数台の圧縮機と、
    前記の複数台の圧縮機へ冷媒を供給する主吸い込み管と、
    前記主吸い込み管から分岐され前記第1圧縮機の冷媒吸い込み管である第1吸い込み管と、
    前記主吸い込み管から分岐され前記第2圧縮機の冷媒吸い込み管である第2吸い込み管と、
    前記第1圧縮機の吐出管である第1吐出管と、
    前記第2圧縮機の吐出管である第2吐出管と、
    前記第1吐出管と前記第2吐出管とから吐出される冷媒中の冷凍機油を分離するオイルセパレータと、
    前記オイルセパレータで分離した冷凍機油を前記第1吸い込み管へ送るための第1戻し管と、
    前記第1圧縮機のケース内の冷凍機油を前記第2吸い込み管へ送るための第2戻し管と、
    を備え、
    前記の複数台の圧縮機から吐出された冷媒の低圧力下の飽和温度を検出する第1温度検出手段と、
    前記第2戻し管中の冷媒温度を検出する第2温度検出手段と、
    前記第2温度検出手段で検出した温度と第1温度検出手段で検出した飽和温度との温度差が、所定値以下の場合に前記第2圧縮機を所定時間運転する運転制御手段と、
    を備えることを特徴とする空気調和機。
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