JP4468008B2 - コンプレッサの運転制御方式及びこれを有する空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明はコンプレッサの運転制御方式及び空気調和装置に関し、特に複数台のコンプレッサで冷媒を圧縮する場合に適用して有用なものである。

図４は従来技術に係る空気調和装置の一例を示すブロック線図である。同図に示すように、当該空気調和装置は、２台のコンプレッサ１、２を有しており、広い範囲の負荷変動に対処し得るように構成してある。このように、２台のコンプレッサ１、２を有する点が特徴ではあるが、基本的な構成は一般的な空気調和装置と同様である。

すなわち、図４に示すように、当該空気調和装置は室外３に設置される室外機４と空調空間５である室内に設置される室内機６を有している。冷房時には、室外機４が凝縮器として機能するとともに、室内機６が蒸発器として機能し、暖房時には、逆に室外機４が蒸発器として機能し、室内機６が凝縮器として機能する。ここで、冷暖房運転の切り換えは、冷媒の流通方向を四方弁７で変更することにより行う。図中実線の矢印で冷房時の冷媒の流通方向を、また点線の矢印で暖房時の冷媒の流通方向をそれぞれ示す。

かかる空気調和装置において、冷房時には、コンプレッサ１、２で圧縮した高温高圧のガス冷媒が、四方弁７を介して凝縮器として機能する室外機４に至り、室外３に熱を放出しつつ凝縮されて高圧の液冷媒となる。この液冷媒は膨張弁８を介して膨張し、蒸発器として機能する室内機６に至る。この結果、液冷媒が蒸発し、その気化熱で空調空間５の空気を冷却するとともに、低圧のガス冷媒としてコンプレッサ１、２に吸引される。その後、同様の動作を繰り返す。暖房時には、四方弁７で冷媒の流通方向を切換え、コンプレッサ１、２が吐出する高温高圧のガス冷媒を室内機６に供給する。

かかる空気調和装置においては、通常一方のコンプレッサ２は可変能力運転が可能なインバータ制御を行っており、空調負荷の変動に応じてコンプレッサ２の停止／駆動とともに可変能力運転を行っているが、このように２台のコンプレッサ１、２の並列運転により広範囲の空調負荷の変動に対処し得るようにした空気調和装置においては、各コンプレッサ１、２間に油（潤滑油に液冷媒が混入した状態のもの。以下、冷凍機油と称す。）の偏りが生じる。かかる偏在に伴う過剰な冷凍機油はコンプレッサ１、２の効率を低下させてしまうという問題を生起する。

かかる問題を回避すべく、各コンプレッサ１、２間で冷凍機油を平均化するため、通常各コンプレッサ１、２の容器の底部同士を連絡する配管である均油管９を設けている。ただ、均油管９だけでは、運転状態によっては一方に冷凍機油が偏在するということはあり得る。すなわち、両コンプレッサ１、２の冷凍機油を十分平均化することができない場合がある。そこで、適宜油戻し運転を行っている。この油戻し運転とは、各コンプレッサ１、２の一方を停止した状態で、他方を駆動する運転を交互に行う運転モードであり、本来の冷暖房運転の合間に適宜行われる。このように、コンプレッサ１、２を交互にオン／オフすることにより、何れの側に冷凍機油が偏在していてもその平均化を図るべく冷凍機油を移動させることができる。

なお、本願発明に関連する公知技術として次の特許文献１を挙げることができる。

特開２００３−２１４６８６号公報

上述の如き従来技術においては、本来の冷暖房運転の合間に、この運転モードを中断して油戻し運転を行う必要があるため、その間空調を行うことができず、空調効率が低下するという問題を招来していた。

本発明は、上述の如き要望に鑑み、本来の運転を阻害することなく運転中に適宜冷凍機油の偏在を解消し、この偏在による性能低下を防止して高効率の運転を実現し得るコンプレッサの運転制御方式及び空気調和装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明は次の点を特徴とする。

１） 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
前記各コンプレッサの容器に貯留されている液冷媒及び潤滑油の混合油である冷凍機油の量をそれぞれ検出する油量検出センサと、
この油量検出センサが出力する油量情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
前記制御手段は、一台のコンプレッサを主コンプレッサとし、他のコンプレッサを従コンプレッサとしてそれぞれの駆動部の回転数を制御する一方、
設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように前記主コンプレッサの駆動部の回転速度を制御するとともに、
前記従コンプレッサの油量検出センサが検出する油量が、前記主コンプレッサの油量検出センサが検出する油量に一致するように従コンプレッサの駆動部の回転数を制御するように構成したものであること。

２） 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
前記各コンプレッサの容器に貯留されている液冷媒及び潤滑油の混合油である冷凍機油の量をそれぞれ検出する油量検出センサと、
この油量検出センサが出力する油量情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
前記制御手段は、設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御するための回転数指令を演算する回転数増減量演算手段と、
各コンプレッサの油量検出センサがそれぞれ検出する油量を比較し、この油量に応じて各コンプレッサに指令する指令回転数の分配比を決定する分配比演算手段と、
前記回転数指令を前記分配比に基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサの駆動部の回転数を制御する回転数指令手段とを有すること。

３） 上記１）又は２）に記載するコンプレッサの運転制御方式において、
油量検出センサは、前記コンプレッサの容器内に貯留されている冷凍機油の液面の位置を検出する液面センサで構成したこと。

４） 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
前記コンプレッサの容器内に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する圧力センサと、
この圧力センサが出力する吸入圧力情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
前記制御手段は、一台のコンプレッサを主コンプレッサとし、他のコンプレッサを従コンプレッサとしてそれぞれの駆動部の回転数を制御する一方、
設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように前記主コンプレッサの駆動部の回転速度を制御するとともに、
前記従コンプレッサの圧力センサが検出する吸入圧力が、前記主コンプレッサの圧力センサが検出する吸入圧力に一致するように従コンプレッサの駆動部の回転数を制御するように構成したものであること。

５） 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
前記コンプレッサの容器内から吐出される冷媒の吐出圧力を検出する圧力センサと、
この圧力センサが出力する吐出圧力情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
前記制御手段は、一台のコンプレッサを主コンプレッサとし、他のコンプレッサを従コンプレッサとしてそれぞれの駆動部の回転数を制御する一方、
設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように前記主コンプレッサの駆動部の回転速度を制御するとともに、
前記従コンプレッサの圧力センサが検出する吐出圧力が、前記主コンプレッサの圧力センサが検出する吐出圧力に一致するように従コンプレッサの駆動部の回転数を制御するように構成したものであること。

６） 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
前記コンプレッサの容器内に吸入される冷媒の吸入温度を検出する温度センサと、
この温度センサが出力する吸入温度情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
前記制御手段は、一台のコンプレッサを主コンプレッサとし、他のコンプレッサを従コンプレッサとしてそれぞれの駆動部の回転数を制御する一方、
設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように前記主コンプレッサの駆動部の回転速度を制御するとともに、
前記従コンプレッサの温度センサが検出する吸入温度が、前記主コンプレッサの温度センサが検出する吸入温度に一致するように従コンプレッサの駆動部の回転数を制御するように構成したものであること。

７） 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
前記コンプレッサの容器内から吐出される冷媒の吐出温度を検出する温度センサと、
この温度センサが出力する吐出温度情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
前記制御手段は、一台のコンプレッサを主コンプレッサとし、他のコンプレッサを従コンプレッサとしてそれぞれの駆動部の回転数を制御する一方、
設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように前記主コンプレッサの駆動部の回転速度を制御するとともに、
前記従コンプレッサの温度センサが検出する吐出温度が、前記主コンプレッサの温度センサが検出する吐出温度に一致するように従コンプレッサの駆動部の回転数を制御するように構成したものであること。

８） 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
前記コンプレッサの容器内に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する圧力センサと、
この圧力センサが出力する吸入圧力情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
前記制御手段は、設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御するための回転数指令を演算する回転数増減量演算手段と、
各コンプレッサの圧力センサがそれぞれ検出する吸入圧力を比較し、この吸入圧力に応じて各コンプレッサに指令する指令回転数の分配比を決定する分配比演算手段と、
前記回転数指令を前記分配比に基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサの駆動部の回転数を制御する回転数指令手段とを有すること。

９） 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
前記コンプレッサの容器内から吐出される冷媒の吐出圧力を検出する圧力センサと、
この圧力センサが出力する吐出圧力情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
前記制御手段は、設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御するための回転数指令を演算する回転数増減量演算手段と、
各コンプレッサの圧力センサがそれぞれ検出する吐出圧力を比較し、この吐出圧力に応じて各コンプレッサに指令する指令回転数の分配比を決定する分配比演算手段と、
前記回転数指令を前記分配比に基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサの駆動部の回転数を制御する回転数指令手段とを有すること。

１０） 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
前記コンプレッサの容器内に吸入される冷媒の吸入温度を検出する温度センサと、
この温度センサが出力する吸入温度情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
前記制御手段は、設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御するための回転数指令を演算する回転数増減量演算手段と、
各コンプレッサの温度センサがそれぞれ検出する吸入温度を比較し、この吸入温度に応じて各コンプレッサに指令する指令回転数の分配比を決定する分配比演算手段と、
前記回転数指令を前記分配比に基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサの駆動部の回転数を制御する回転数指令手段とを有すること。
１１） 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
前記コンプレッサの容器内から吐出される冷媒の吐出温度を検出する温度センサと、
この温度センサが出力する吐出温度情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
前記制御手段は、設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御するための回転数指令を演算する回転数増減量演算手段と、
各コンプレッサの温度センサがそれぞれ検出する吐出温度を比較し、この吐出温度に応じて各コンプレッサに指令する指令回転数の分配比を決定する分配比演算手段と、
前記回転数指令を前記分配比に基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサの駆動部の回転数を制御する回転数指令手段とを有すること。
１２） 空気調和装置の冷媒の循環回路に組み込んだコンプレッサに上記１）乃至１１）の何れか一つに記載する運転制御方式を適用すること。

請求項１に記載する発明は、上記１）に記載する通りの構成を有するので、
従となるコンプレッサの駆動部の回転速度は各コンプレッサの冷凍機油の液面の位置の差に応じて制御でき、両者の冷凍機油の量を平均化するような従となるコンプレッサの可変速運転が可能になる。すなわち、本来の運転を継続しつつ冷凍機油の偏在を解消するための実質的な油戻し運転も行うことができる。したがって、コンプレッサの本来の運転を阻害することなく運転中に適宜冷凍機油の偏在を解消し、この偏在による性能低下を防止して高効率の運転を実現し得る。

請求項２に記載する発明は、上記２）に記載する通りの構成を有するので、
各コンプレッサの駆動部の回転速度は、各回転数指令を、各コンプレッサの冷凍機油の油量の差に応じて分割した回転数とするので、両者の油量を平均化するような各コンプレッサの可変速運転が可能になる。すなわち、本来の運転を継続しつつ冷凍機油の偏在を解消するための実質的な油戻し運転も行うことができる。したがって、コンプレッサの本来の運転を阻害することなく運転中に適宜冷凍機油の偏在を解消し、この偏在による性能低下を防止して高効率の運転を実現し得る。

請求項３に記載する発明は、上記３）に記載する通りの構成を有するので、
液面センサにより各コンプレッサの冷凍機油の油量を検出することができる。

請求項４乃至請求項１１に記載する発明は、上記４）乃至１１）に記載する通りの構成を有するので、コンプレッサの本来の運転を阻害することなく運転中に適宜冷凍機油の偏在を解消し、この偏在による性能低下を防止して高効率の運転を実現し得る。

請求項１２に記載する発明は、上記１２）に記載する通りの構成を有するので、
各コンプレッサの冷凍機油の偏在を解消しながら本来の空調運転を行うことができ、その分高効率の空調運転を行うことができる。

本発明に係るコンプレッサの運転制御方式は、それぞれの回転速度が調整可能となっている２台（複数台であれば２台に限定するものではない。）のコンプレッサを有するものである。各コンプレッサの可変能力運転はその回転駆動部に誘導電動機を使用し、これをインバータ制御することにより容易に実現し得る。

この場合、各コンプレッサに、例え同型のものを使用したとしても、量産品であるため多少の性能のバラツキは存在する。すなわち、同じような運転をしたとしても冷凍機油の偏在は避けられない。

本形態では、例えばインバータによる各コンプレッサの可変能力運転が可能になるので、かかる特徴を活かして油の偏在による能力低下を防止するようにした。

具体的には、例えば主とするコンプレッサの容器内に貯留する冷凍機油の量に合わせて、従となるコンプレッサの回転数を変えることにより、各コンプレッサの容器内に貯留する冷凍機油の量を平均化する。このため、各コンプレッサの容器に貯留する冷凍機油の量を検出する必要があるが、これは最も直接的には前記冷凍機油の液面位置を液面検出センサで検出することにより実現できる。

一方、密閉された冷媒回路を冷媒が循環する場合、同容量の各コンプレッサから吐出する冷媒の量が等しければ、各コンプレッサの容器に貯留する冷凍機油の量は平均化されると考えられる。したがって、各コンプレッサからの吐出冷媒量を決定する要素となる物理量を検出すれば、この吐出冷媒量、ひいては前記冷凍機油の油量を推定できる。一方、各コンプレッサの容量が異なる場合でも両者の関係を表す補正係数を予め求めておき、この補正係数で補正した吐出冷媒量が等しくなるように調整すれば各コンプレッサの容器に貯留する冷凍機油の量は平均化される。

ここで、前記吐出冷媒量を決定する要素となる物理量としては、吸入圧力、吐出圧力、吸入温度、吐出温度が考えられる。この場合の、吐出冷媒量は次式で求まるが、当該式において、吐出冷媒量はこれらの物理量の関数となっているからである。

Ｇ＝η_v（Ｖ_s／ｖ₁）
η_v＝Ａ−Ｂ（Ｐ₂／Ｐ₁）
ｔ₂＝ｔ₁（Ｐ₂／Ｐ₁）^(n-1/n)
ただし、Ｇ：コンプレッサの吐出流量（ｋｇ／ｈ）、η_v：体積効率、Ｖ_s：コンプレッサの理論吐出量（ｍ³／ｈ）、ｖ₁：吸入ガス比体積（ｍ³／ｋｇ）（ｖ₁はガスによりＰ₁、ｔ₁から決まる。）、Ｐ₁：吸入圧力（Ｐａ）、Ｐ₂：吐出圧力（Ｐａ）、ｔ₁：吸入温度（Ｋ）、ｔ₂：吐出温度（Ｋ）、ｎ：ポリトロープ指数、Ａ，Ｂ：試験値

したがって、吸入圧力若しくは吐出圧力を検出する圧力センサ、又は吸入温度若しくは吐出温度を検出する温度センサにより所定の物理量を検出し、各コンプレッサにおける同種の各物理量が同じになるようにコンプレッサの駆動部の回転数を制御する等、一定の関係を有するように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御することでそれぞれの冷凍機油の油量を平均化することができる。この場合、勿論異なる種類の複数組の物理量を組み合わせて用いても良い。組み合わせる物理量の数が増えれば増えるほど、精確な吐出冷媒量を推定することができ、その分冷凍機油の油量を良好に平均化することができる。

かかる本発明の実施の形態を、さらに具体的な実施例に基づき説明する。

図１は本実施例１に使用するコンプレッサを概念的に示す説明図である。同図に示すように、コンプレッサ１、２は、内部に冷媒及び冷凍機油１０を封入した容器１１、圧縮部１２及び通称誘導電動機を利用するコンプレッサモータ１３を
有しており、吸入口１４を介して吸入した冷媒を圧縮し、高温・高圧のガス冷媒として吐出口１５を介し四方弁７に向けて吐出する。このとき、圧縮部１２は、インバータ制御等による可変速制御の下、コンプレッサモータ１３で回転されて冷媒の圧縮を行う。このことにより可変能力運転を可能としている。また、両コンプレッサ１、２は容器１１の底部にそれぞれ連通する均油管９で接続してある。

液面センサ１６は冷凍機油１０の油面位置を検出するもので、コンプレッサモータ１３の固定子鉄心の下端面に固着してあり、例えば超音波を下方に向かって発射することにより、前記油面位置を検出するようになっている。

図２は、上記コンプレッサ１、２を組み込んだ本発明の実施例１に係る空気調和装置を示すブロック線図である。同図に示すように、当該空気調和装置における基本的な構成、すなわち冷媒回路自体は図４に示す従来技術と全く同一である。そこで、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例１においてはコンプレッサ１を主コンプレッサ、コンプレッサ２を従コンプレッサとして運転するものである。また、何れもその駆動部として誘導電動機を有するものであり、インバータ制御による電流の周波数を調整することによりその回転速度をそれぞれ制御して可変能力運転を実現している。制御部２１は、温度センサ２２が検出する空調空間５の室内温度Ｔａを表す信号と設定温度ＳＰを表す信号とを比較器２３で比較して両者の偏差ｅ₁を求め、この偏差ｅ₁が減少するようにコンプレッサ１の駆動部の回転数を調整する。すなわち、制御部２１が内蔵するインバータの出力周波数Ｆを偏差ｅ₁に応じて適宜調整する。

制御部２４は、コンプレッサ１、２の容器内に貯留された冷凍機油の液面位置をそれぞれ検出する液面センサ１６（図１参照。）の各出力情報を比較し、両者の差を減少するようにコンプレッサ２の駆動部の回転数を調整する。すなわち、制御部２２が内蔵するインバータの出力周波数Ｆを両コンプレッサ１、２の液面位置の差に応じて適宜調整する。

かかる本実施例１によれば、コンプレッサ１の駆動部の回転速度を設定温度ＳＰと室内温度Ｔａとの差である偏差ｅ₁に応じて制御することができるので、空調空間５の温度が設定温度ＳＰになるような、コンプレッサ１、２の可変能力運転を実現して所定の空調を行うことができる。同時に、コンプレッサ２の駆動部の回転速度はコンプレッサ１、２の冷凍機油の液面の位置の差に応じて制御することができるので、両者の液面を平均化するような冷凍機油コンプレッサ２の可変速運転が可能になる。すなわち、空調のための可変能力運転と、冷凍機油の偏在を解消するための油戻し運転とを同時に行うことができる。

図３は本発明の実施例２に係る空気調和装置を示すブロック線図である。本実施例２でも図１に示すコンプレッサ１、２を使用している。また、本実施例２は、前記実施例１に対して制御系の構成が一部異なるだけで、多くの部分が同様の構成となっている。そこで、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

図３に示すように、制御部３１は、温度センサ２２が検出する空調空間５の室内温度Ｔａを表す信号と設定温度ＳＰを表す信号とを比較器２３で比較して両者の偏差ｅ₁を求め、この偏差ｅ₁が減少するようにコンプレッサ１、２の駆動部の回転数を調整する。すなわち、制御部３１が内蔵する各インバータの出力周波数Ｆを偏差ｅ₁に応じてそれぞれ適宜調整する。この点は、基本的に前記実施例１と同様であるが、本実施例２では、偏差ｅ₁を各コンプレッサ１、２の液面に応じて各コンプレッサ１、２の駆動部の回転速度として分配するようになっている。この点が実施例２の特徴である。

すなわち、制御部３１は、回転数増減量演算部３２、分配比演算部３３及び回転数指令部３４からなる。回転数増減量演算部３２は、偏差ｅ₁に基づきこれが減少するように各コンプレッサ１、２の駆動部の回転数を制御するための回転数の増減量を表す回転数増加分（負の増加分も含む。）ΔＦに関する情報を出力する。分配比演算部３３は、各コンプレッサ１、２の液面センサ１６（図１参照）がそれぞれ検出する冷凍機油の液面位置を比較し、この液面位置に応じて各コンプレッサ１、２に指令する回転数指令の分配比ｋを決定する。回転数指令部３４は、前記回転数増加分を前記分配比ｋに基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサ１、２の駆動部の回転数を制御する。

かかる本実施例２によれば、コンプレッサ１の駆動部の回転速度を設定温度ＳＰと室内温度Ｔａとの差である偏差ｅ₁に応じて制御することができるので、空調空間５の温度が設定温度ＳＰになるような、コンプレッサ１、２の可変能力運転を実現して所定の空調を行うことができる。同時に、コンプレッサ１、２の駆動部の回転速度は、前記偏差ｅ₁を減少するための回転数増加分ΔＦを、コンプレッサ１、２の冷凍機油の液面の位置の差に応じて分割した回転数とるので、両者の液面を平均化するような冷凍機油コンプレッサ２の可変速運転が可能になる。すなわち、本実施例２によっても空調のための可変能力運転と、冷凍機油の偏在を解消するための油戻し運転とを同時に行うことができる。

なお、上記実施例１、２においては、コンプレッサ１、２が２台の場合について説明したが複数台であれば、特にその数に制限はない。また、冷凍機油１０の量を検出するセンサは、液面センサ１６に限るものでもない。コンプレッサ１、２の容器内に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ、コンプレッサ１、２の容器内から吐出される冷媒の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ、コンプレッサ１、２の容器内に吸入される冷媒の吸入温度を検出する吸入温度センサ、コンプレッサ１、２の容器内から吐出される冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサで、その機能を代替し得る。さらには、これら液面センサ、吸入圧力センサ、吐出圧力センサ、吸入温度センサ、吐出圧力センサから選択した複数組のセンサで構成することもできる。

また、上記実施例においては、均油管９を有する構成について説明したが、これに限られるものではなく、均油管９を有しない構成においても、本発明は好適に実施し得るものである。

本発明は複数台のコンプレッサの可変能力運転による負荷に応じた高範囲の運転を行う必要がある熱交換システムに関する産業分野で利用することができる。

本発明の実施例に適用するコンプレッサを概念的に示す説明図である。 本発明の実施例１に係る空気調和装置を示すブロック線図である。 本発明の実施例２に係る空気調和装置を示すブロック線図である。 従来技術に係る空気調和装置の一例を示すブロック線図である。

符号の説明

１、２ コンプレッサ
５ 空調空間
９ 均油管
１０ 冷凍機油
１１ 容器
１３ コンプレッサモータ
１４ 吸入口
１５ 吐出口
１６ 液面センサ
２１、２４ 制御部
２２ 温度センサ
２３ 比較器
３１ 制御部
３２ 回転数増減量演算部
３３ 分配比演算部
３４ 回転数指令部

Claims (12)

1. 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
   前記各コンプレッサの容器に貯留されている液冷媒及び潤滑油の混合油である冷凍機油の量をそれぞれ検出する油量検出センサと、
   この油量検出センサが出力する油量情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、一台のコンプレッサを主コンプレッサとし、他のコンプレッサを従コンプレッサとしてそれぞれの駆動部の回転数を制御する一方、
   設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように前記主コンプレッサの駆動部の回転速度を制御するとともに、
   前記従コンプレッサの油量検出センサが検出する油量が、前記主コンプレッサの油量検出センサが検出する油量に一致するように従コンプレッサの駆動部の回転数を制御するように構成したものであることを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
2. 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
   前記各コンプレッサの容器に貯留されている液冷媒及び潤滑油の混合油である冷凍機油の量をそれぞれ検出する油量検出センサと、
   この油量検出センサが出力する油量情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御するための回転数指令を演算する回転数増減量演算手段と、
   各コンプレッサの油量検出センサがそれぞれ検出する油量を比較し、この油量に応じて各コンプレッサに指令する指令回転数の分配比を決定する分配比演算手段と、
   前記回転数指令を前記分配比に基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサの駆動部の回転数を制御する回転数指令手段とを有することを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
3. 請求項１又は請求項２に記載するコンプレッサの運転制御方式において、
   油量検出センサは、前記コンプレッサの容器内に貯留されている冷凍機油の液面の位置を検出する液面センサで構成したことを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
4. 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
   前記コンプレッサの容器内に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する圧力センサと、
   この圧力センサが出力する吸入圧力情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、一台のコンプレッサを主コンプレッサとし、他のコンプレッサを従コンプレッサとしてそれぞれの駆動部の回転数を制御する一方、
   設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように前記主コンプレッサの駆動部の回転速度を制御するとともに、
   前記従コンプレッサの圧力センサが検出する吸入圧力が、前記主コンプレッサの圧力センサが検出する吸入圧力に一致するように従コンプレッサの駆動部の回転数を制御するように構成したものであることを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
5. 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
   前記コンプレッサの容器内から吐出される冷媒の吐出圧力を検出する圧力センサと、
   この圧力センサが出力する吐出圧力情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、一台のコンプレッサを主コンプレッサとし、他のコンプレッサを従コンプレッサとしてそれぞれの駆動部の回転数を制御する一方、
   設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように前記主コンプレッサの駆動部の回転速度を制御するとともに、
   前記従コンプレッサの圧力センサが検出する吐出圧力が、前記主コンプレッサの圧力センサが検出する吐出圧力に一致するように従コンプレッサの駆動部の回転数を制御するように構成したものであることを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
6. 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
   前記コンプレッサの容器内に吸入される冷媒の吸入温度を検出する温度センサと、
   この温度センサが出力する吸入温度情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、一台のコンプレッサを主コンプレッサとし、他のコンプレッサを従コンプレッサとしてそれぞれの駆動部の回転数を制御する一方、
   設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように前記主コンプレッサの駆動部の回転速度を制御するとともに、
   前記従コンプレッサの温度センサが検出する吸入温度が、前記主コンプレッサの温度センサが検出する吸入温度に一致するように従コンプレッサの駆動部の回転数を制御するように構成したものであることを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
7. 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
   前記コンプレッサの容器内から吐出される冷媒の吐出温度を検出する温度センサと、
   この温度センサが出力する吐出温度情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、一台のコンプレッサを主コンプレッサとし、他のコンプレッサを従コンプレッサとしてそれぞれの駆動部の回転数を制御する一方、
   設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように前記主コンプレッサの駆動部の回転速度を制御するとともに、
   前記従コンプレッサの温度センサが検出する吐出温度が、前記主コンプレッサの温度センサが検出する吐出温度に一致するように従コンプレッサの駆動部の回転数を制御するように構成したものであることを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
8. 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
   前記コンプレッサの容器内に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する圧力センサと、
   この圧力センサが出力する吸入圧力情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御するための回転数指令を演算する回転数増減量演算手段と、
   各コンプレッサの圧力センサがそれぞれ検出する吸入圧力を比較し、この吸入圧力に応じて各コンプレッサに指令する指令回転数の分配比を決定する分配比演算手段と、
   前記回転数指令を前記分配比に基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサの駆動部の回転数を制御する回転数指令手段とを有することを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
9. 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
   前記コンプレッサの容器内から吐出される冷媒の吐出圧力を検出する圧力センサと、
   この圧力センサが出力する吐出圧力情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御するための回転数指令を演算する回転数増減量演算手段と、
   各コンプレッサの圧力センサがそれぞれ検出する吐出圧力を比較し、この吐出圧力に応じて各コンプレッサに指令する指令回転数の分配比を決定する分配比演算手段と、
   前記回転数指令を前記分配比に基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサの駆動部の回転数を制御する回転数指令手段とを有することを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
10. 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
    前記コンプレッサの容器内に吸入される冷媒の吸入温度を検出する温度センサと、
    この温度センサが出力する吸入温度情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
    前記制御手段は、設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御するための回転数指令を演算する回転数増減量演算手段と、
    各コンプレッサの温度センサがそれぞれ検出する吸入温度を比較し、この吸入温度に応じて各コンプレッサに指令する指令回転数の分配比を決定する分配比演算手段と、
    前記回転数指令を前記分配比に基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサの駆動部の回転数を制御する回転数指令手段とを有することを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
11. 冷媒を高温高圧のガス冷媒にそれぞれ圧縮して吐出するとともに、可変速運転を可能とする駆動部によって駆動される、相互に並列に接続した複数台のコンプレッサの運転制御方式において、
    前記コンプレッサの容器内から吐出される冷媒の吐出温度を検出する温度センサと、
    この温度センサが出力する吐出温度情報に基づき各コンプレッサの前記冷凍機油が同量となるように前記コンプレッサの前記駆動部の回転数を制御してその冷媒吐出量を調整する制御手段とを有し、
    前記制御手段は、設定値との偏差に基づきこれが小さくなるように各コンプレッサの駆動部の回転数を制御するための回転数指令を演算する回転数増減量演算手段と、
    各コンプレッサの温度センサがそれぞれ検出する吐出温度を比較し、この吐出温度に応じて各コンプレッサに指令する指令回転数の分配比を決定する分配比演算手段と、
    前記回転数指令を前記分配比に基づいて分配し、この結果得る分配後の各回転数指令で各コンプレッサの駆動部の回転数を制御する回転数指令手段とを有することを特徴とするコンプレッサの運転制御方式。
12. 冷媒の循環回路に組み込んだコンプレッサに前記請求項１乃至請求項１１の何れか一つに記載する運転制御方式を適用することを特徴とする空気調和装置。

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