JP5202073B2

JP5202073B2 - 冷凍空気調和装置

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Publication number: JP5202073B2
Application number: JP2008090860A
Authority: JP
Inventors: 万誉篠崎; 博文高下; 幸志東
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: JP2009243761A

Description

本発明は、複数の熱源機を１つの冷媒系統で利用側負荷機器と接続した冷凍空気調和装置に関し、特に各熱源機が有する圧縮機に戻る冷媒量の均等化を図る冷凍空気調和装置に関するものである。

従来から、圧縮機から吐出した冷媒の吐出温度と、凝縮器での凝縮温度と、蒸発器での蒸発温度とから圧縮機に吸入される冷媒の乾き度を正確に検知し、その検知結果に基づいて圧縮機の吸入乾き度が適切な状態になるように膨張弁の開度を制御することで運転効率の向上を図るようにした冷凍空気調和装置が存在する（たとえば、特許文献１参照）。この冷凍空気調和装置では、検知した冷媒の乾き度を予め設定してある目標値の範囲内となるように制御することで、運転効率の向上を図るようにしている。

また、特許文献１のような冷凍空気調和装置において、複数台の熱源機を組み合わせて全体として吐出容量（単位時間あたりの冷媒を送り出す量）が大きな熱源手段を形成し、それを一つの冷媒系統により１、又は、複数の利用側負荷機器と配管接続することも一般的となっている。このように複数台の熱源機を組み合わせて大容量の熱源手段を形成するものでは、各熱源機で想定している馬力を実現するために、利用側負荷機器に搭載される利用側熱交換器から戻る冷媒が各熱源機から吐出した分量だけ、それぞれの熱源機に戻ることが望ましい。

しかしながら、各熱源機が個別に配置されるので、実際に各熱源機が吐出する冷媒量に対して、戻って来る冷媒量が等しくなるように制御することは、設置する熱源機台数の増加に比例して困難となる。このため、制御を行わなければ、一部の熱源機では冷媒が過剰気味になり、他の熱源機では冷媒が不足気味になる可能性が高くなる。例えば、冷媒の戻りが過剰になる熱源機では液溜部（以下、アキュムレータという）における液冷媒量が過剰になってしまう。このような状態が放置されると圧縮機への液戻し（液バック）が過多となる。また、逆に冷媒の戻りが不足すると圧縮機への適正な液戻しができなくなって圧縮機が過熱運転となる。これらは圧縮機の正常な運転の阻害要因、また、圧縮機が損傷する原因等となり、これにより熱源機における圧縮機の動作信頼性が低下してしまう。

そこで、各熱源機に設けたアキュムレータの入口（冷媒流入口）における冷媒の過熱度（乾き度）から、各熱源機への液冷媒の戻り量の不均衡を検知し、不均衡を是正する均液制御を行うようにした冷凍空気調和装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。この冷凍空気調和装置では、アキュムレータの入口における冷媒の過熱度（乾き度）に基づいて各熱源機に戻る冷媒量の均等化を図り、一方の熱源機への過剰な液戻りに起因する他方の熱源機における過熱運転を防止して圧縮機の動作信頼性を向上させるようにしている。
特開２００１−２２１５２６号公報（第４−６頁、第１図）特開平１１−１４２０１０号公報（第４、５頁、第１図）

ここで、上記の特許文献２に記載の冷凍空気調和装置では、過熱度演算手段を設け、各熱源機のアキュムレータの入口における冷媒の過熱度（乾き度）を演算し、各熱源機への液冷媒の戻り量の不均衡を検知（判断）するものである。このような空気調和装置では、各熱源機が設置される場所や、各熱源機（圧縮機）の容量（又は、馬力）によって各熱源機に分配する冷媒量を決定することとなり、各分配量に基づいて、不均衡かどうかを検知（判断）する。このように、各熱源機への液冷媒の戻り量の不均衡を更に高精度に検知（判断）し、その対応を行うことができる冷凍空気調和装置が要求されている。このとき、液冷媒により影響をうける圧縮機の状態を判断することができればさらに高精度の検知（判断）を行うことができる。

そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、利用側負荷機器の利用側熱交換器から戻る冷媒について、複数の熱源機における液冷媒の状態を、更に高精度に判断することができる冷凍空気調和装置を提供することを目的とする。更に、複数の熱源機の各圧縮機への液戻しが過多にならないように、より高精度に分配する制御を行うことができるような冷凍空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明に係る冷凍空気調和装置は、圧縮機と熱交換器との間にアキュムレータを有する熱源機を複数台並列に配管接続した冷凍空気調和装置であって、蒸発器として機能する熱交換器から流出する冷媒の出口過熱度を演算する熱交換器出口過熱度演算手段と、圧縮機から吐出する冷媒の吐出過熱度を演算する圧縮機吐出過熱度演算手段と、出口過熱度、及び、吐出過熱度に基づいて、各熱源機が有するアキュムレータに貯留した液冷媒の量が不均衡の状態であるかどうかを判断する均液制御手段とを備え、均液制御手段は、熱交換器出口過熱度演算手段、及び、圧縮機吐出過熱度演算手段の演算値に基づき、出口過熱度、及び、吐出過熱度がそれぞれ所定値より大きくなるように、圧縮機の運転出力を制御して均液制御を実行する。

本発明に係る冷凍空気調和装置は、均液制御手段が、各熱源機の熱交換器出口過熱度演算手段が演算した熱交換出口側における冷媒の出口過熱度、及び、圧縮機吐出過熱度演算手段が演算した圧縮機の吐出過熱度に基づいて、各熱源機への液冷媒の戻り量の不均衡を高精度に判断するようにしたので、各アキュムレータ内の液量不均衡を高精度で是正することが可能になる。これにより、圧縮機の一方への過剰な液戻り等を防止し、各圧縮機の動作信頼性を向上することができる。そして、冷媒回路内の冷媒の減量化、アキュムレータの容積減少による熱源機の小型化を期待することができる。また、冷媒の分配を適切に行うことにより、圧縮機が効率よく運転を行うことができるので、省エネルギを図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態に係る冷凍空気調和装置１００の全体構成を示す図である。図１に基づいて、冷凍空気調和装置１００を構成する手段（装置）等について説明する。この冷凍空気調和装置１００は、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して、冷房運転、又は、暖房運転を行なうものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、ここでは複数の熱源機に便宜的に主従を付して説明するものとする。

図１に示すように、本実施の形態の冷凍空気調和装置１００は、複数系統の熱源機（主熱源機１、及び、従熱源機１０１）と、２台の利用側負荷機器５０とを、液配管、及び、ガス配管からなる冷媒配管１８で配管接続することで冷媒回路を構成している。ここで、２台の利用側負荷機器５０（５０ａ、５０ｂ）は、冷媒配管１８で２台の熱源機と並列接続している。この冷媒回路を冷媒が循環し、利用側負荷機器５０において、冷媒に吸放熱させることにより、冷凍空気調和装置１００は対象空間等に対して冷房運転、又は、暖房運転をすることができる。

また、冷媒配管１８上には、液体の冷媒（以下、液冷媒という。気液二相冷媒の場合もある）について、冷房運転の際には熱源機１、及び、従熱源機１０１からの冷媒が合流し、暖房運転の際には主熱源機１、及び、従熱源機１０１に冷媒が分岐する液側合流分岐部９を設けている。同様に、気体の冷媒（以下、ガス冷媒という。気液二相冷媒の場合もある）について、冷房運転の際には主熱源機１、及び、従熱源機１０１に冷媒が分岐し、暖房運転の際には熱源機１、及び、従熱源機１０１からの冷媒が合流するガス側合流分岐部１０を冷媒配管１８上に設けている。

主熱源機１は、それぞれ同じ吐出容量、又は、互いに異なる吐出容量の１台以上の出力制御可能な主圧縮機２（ここでは１台であるものとする）、主四方切換弁３、主第１水用熱交換機４ａ、主第２水用熱交換器４ｂ、主第３水用熱交換器４ｃ、主第１開閉弁５ａ、主第２開閉弁５ｂ、主第３開閉弁５ｃ、及び、主アキュムレータ６を有している。主圧縮機２は、吸入した冷媒に圧力を加え、高温・高圧の状態にして吐出する（送り出す）。なお、ここでいう高圧、低圧は冷媒回路内における圧力の相対的な関係を表すものとする（温度についても同様である）。一般的には主圧縮機２、従圧縮機１０２の吐出側が最も高圧の部分となり、吸入側が最も低圧の部分となる。

主四方切換弁３は、弁の切り換えを行い、冷房運転時、暖房運転時で冷媒の流れ（経路）を切り替えるものである。主第１水用熱交換器４ａ、主第２水用熱交換器４ｂ、及び、主第３水用熱交換器４ｃは、冷媒を通過させる伝熱管、及び、その伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィン（図示せず）を有し、主水配管１９から供給される水と冷媒との間で熱交換を行う。主第１水用熱交換器４ａ、主第２水用熱交換器４ｂ、及び、主第３水用熱交換器４ｃは、それぞれ、冷房運転時には凝縮器として機能して、冷媒を凝縮させて液化し、暖房運転時には蒸発器として機能して冷媒を蒸発させてガス化する。ここで、本実施の形態では、主第１水用熱交換器４ａ、主第２水用熱交換器４ｂ、及び、主第３水用熱交換器４ｃの熱交換容量（熱交換に係る熱量）を同じであるものとして説明するが、それぞれ異ならせるようにしてもよい。また、主水用熱交換器４は水と冷媒との間の熱交換を行う水冷式の熱交換器であるが、冷媒と熱交換を行う対象は特に水に限定する必要はなく、例えば空冷式であってもよい。そして、例えば主第１水用熱交換器４ａ、主第２水用熱交換器４ｂ、主第３水用熱交換器４ｃ等において、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、以下、ａ、ｂ、ｃの添字を省略して主水用熱交換器４と記載するものとする（以下、他の添え字を有する機器についても同様とする）。

主第１開閉弁５ａ、主第２開閉弁５ｂ、及び、主第３開閉弁５ｃは、開閉することによってそれぞれ第１水用熱交換器４ａ、主第２水用熱交換器４ｂ、主第３水用熱交換器４ｃへの冷媒の流入出を制御するためのものである。熱交換を行う水用熱交換器４の個数を増減することで、装置全体の熱交換容量を調整することができる。本実施の形態では主開閉弁５の開閉制御は均液制御手段１７が行うものとする。ここでは、開閉弁としているが、例えば流量制御弁等により流量制御を行い、さらに細かく装置全体の熱交換容量を調整できるようにしてもよい。主アキュムレータ６は、液化した冷媒を貯留する容器である。この容器に貯留することができない液冷媒が余剰冷媒となる。余剰冷媒が発生しない程度に容器の容積を減らすことができれば、主熱源機１の小型化を図ることができるため、均液制御を有効に行えることが望ましい。

また、主熱源機１には、主圧縮機２の吸入側と主四方切換弁３との間の配管路に主低圧圧力検知手段１１を設けている。主低圧圧力検知手段１１は、圧力センサ等で構成され、主圧縮機２に吸入する冷媒の圧力（低圧）を検知する機能を有している。さらに、主水用熱交換器４ａ、４ｂ、及び、４ｃの合流部（暖房運転時における冷媒の出口部分となる。以下、主水用熱交換器４の合流部という）から主四方切換弁３、及び、主アキュムレータ６を経て主圧縮機２吸入側に至る配管路に、主熱交換器出口温度検知手段１２を設けている。主水用熱交換器出口温度検知手段１２は、サーミスタ等の温度センサで構成されており、主水用熱交換器４の合流部の温度を検知する機能を有している。

主水用熱交換器出口過熱度演算手段１５は、例えばマイクロコンピュータ等で構成され、後述する均液制御手段１７が演算、判断等を行う際に用いる出口過熱度を演算する機能を有している。主水用熱交換器出口過熱度演算手段１５は、主低圧圧力検知手段１１の検知に係る低圧圧力検知値と主熱交換器出口温度検知手段１２の検知に係る出口温度検知値に基づいて、主水用熱交換器４の出口合流部における出口過熱度を演算する。この出口過熱度は主アキュムレータ６の流入口側における冷媒の過熱度とみなすことができる。

さらに、主圧縮機２の吐出側と主四方切換弁３との間の配管路に主高圧圧力検知手段１３を設けている。主高圧圧力検知手段１３は、圧力センサ等で構成され、主圧縮機２が吐出する冷媒の圧力（高圧）を検知する機能を有している。また、サーミスタ等の温度センサで構成されている主吐出温度検知手段１４も主圧縮機２の吐出側と主四方切換弁３との間の配管路に設け、主圧縮機２が吐出する冷媒の温度を検知する。

主圧縮機吐出過熱度演算手段１６も、例えばマイクロコンピュータ等で構成され、主吐出温度検知手段１４、及び、主高圧圧力検知手段１３の検知に係る高圧圧力検知値と主吐出温度検知手段１４の検知に係る吐出温度検知値に基づいて、主圧縮機２の吐出過熱度を演算する。

なお、主水用熱交換器出口過熱度演算手段１５、及び、主圧縮機吐出過熱度演算手段１６は、一体の手段として主熱源機１に設けるようにしてもよく、それぞれ別体として主熱源機１に設けるようにしてもよい。また、図１では、主熱交換器出口過熱度演算手段１５、及び、主圧縮機吐出過熱度演算手段１６を主熱源機１に設けている状態を例に示しているが、主熱源機１の外部に設けるようにしてもよい。さらに、主水用熱交換器出口過熱度演算手段１５、及び、主圧縮機吐出過熱度演算手段１６における演算処理機能を、後述する均液制御手段１７が行うようにしてもよい。

従熱源機１０１には、それぞれ同容量、又は、互いに異容量の１台以上の出力制御可能な従圧縮機１０２（ここでは１台であるものとする）、従四方切換弁１０３、従第１水用熱交換機１０４ａ、従第２水用熱交換器１０４ｂ、従第３水用熱交換器１０４ｃ、従第１開閉弁１０５ａ、従第２開閉弁１０５ｂ、従第３開閉弁１０５ｃ、及び、従アキュムレータ１０６が設けられている。これらの従熱源機１０１に設けている各機器は、主熱源機１において対応する各機器と同様の機能を有し、機能に基づく動作を行うため、説明を省略する。

また、従熱源機１０１には、従圧縮機１０２の吸入側と従四方切換弁１０３との間の配管路に設けられた従低圧圧力検知手段１１１、従水用熱交換器１０４ａ、１０４ｂ、及び、１０４ｃの合流部（以下、従水用熱交換器１０４の合流部という）から従四方切換弁１０３、及び、従アキュムレータ１０６を経て従圧縮機１０２の吸入側に至る配管路に設けられた従水用熱交換器出口温度検知手段１１２、及び、従低圧圧力検知手段１１１の低圧圧力検知値と従水用熱交換器出口温度検知手段１１２の出口温度検知値により従水用熱交換器１０４の合流部の出口過熱度を演算する従水用熱交換器出口過熱度演算手段１１５を設けている。これらの従熱源機１０１に設けている各手段は、主熱源機１において対応する各機器と同様の機能を有し、機能に基づく動作を行うため、説明を省略する。

さらに、従熱源機１０１には、従圧縮機１０２の吐出側と従四方切換弁１０３との間の配管路に設けられた従高圧圧力検知手段１１３、従圧縮機１０２の吐出温度検知手段１１４、及び、従高圧圧力検知手段１１３の高圧圧力検知値と従圧縮機２の吐出温度検知手段１１４の温度検知値により従圧縮機１０２の吐出過熱度を演算する従圧縮機吐出過熱度演算手段１１６を設けている。これらの従熱源機１０１に設けている各手段も、主熱源機１において対応する各機器と同様の機能を有し、機能に基づく動作を行うため、説明を省略する。なお、従水用熱交換器出口過熱度演算手段１１５、及び、従圧縮機吐出過熱度演算手段１１６が行う処理についても、後述する均液制御手段１７が行うようにしてもよい。

複数台の利用側負荷機器５０（５０ａ，５０ｂ）は、それぞれ利用側熱交換器７（７ａ，７ｂ）と利用側流量制御弁８（８ａ，８ｂ）とが直列に接続されて設けられている。利用側熱交換器７は、冷房運転時には凝縮器として機能して冷媒を凝縮液化し、暖房運転時には蒸発器として機能して冷媒を蒸発ガス化する。利用側流量制御弁８は、減圧弁や膨張弁として機能し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この利用側流量制御弁８は、開度を可変制御できる、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。また、利用側負荷機器５０には、ファン等で構成された送風機（図示省略）が利用側熱交換器７の近傍に設けられている。なお、２台の利用側負荷機器５０において、それぞれの熱交換容量が異なっていてもよく、同一であってもよい。

また、本実施の形態では、冷凍空気調和装置１００に、主熱源機１、及び、従熱源機１０１に接続された均液制御手段１７を設けている。均液制御手段１７は、主水用熱交換器出口過熱度演算手段１５、主圧縮機吐出過熱度演算手段１６、従水用熱交換器出口過熱度演算手段１１５、及び、従圧縮機吐出過熱度演算手段１１６がそれぞれ演算した値に基づいて、主アキュムレータ６、及び、従アキュムレータ１０６内の液量不均衡を是正するための均液制御を行う機能を有している（詳細は後述する）。

ここで、冷凍空気調和装置１００の動作による冷媒の流れ等について説明する。まず、図１に実線矢印で示す冷房運転の場合における冷媒の流れ等について説明する。主熱源機１の主圧縮機２が圧縮により吐出した高温・高圧のガス冷媒は、主四方切換弁３を経て、主開閉弁５ａ、５ｂ、及び、５ｃの開閉動作に従って、主水用熱交換器４ａ、４ｂ、及び、４ｃのうち少なくとも１台に流入する。ガス冷媒は、流入に係る主水用熱交換器４において、主水配管１９から供給される水との熱交換により放熱し、低温・高圧の液冷媒に状態変化する。そして、主水用熱交換器４（主熱源機１）から流出した液冷媒は、液側合流分岐部９に到達し、従熱源機１０１からの液冷媒と合流する。

また、従熱源機１０１においても主熱源機１の場合と同様に、従圧縮機１０２が吐出した高温・高圧のガス冷媒が、従四方切換弁１０３を経て、従開閉弁１０５ａ、１０５ｂ、及び、１０５ｃの開閉動作に従って、従水用熱交換器１０４ａ、１０４ｂ、及び、１０４ｃのうち少なくとも１台に流入し、液冷媒に状態変化する。液冷媒は、従熱源機１０１から流出して、液側合流分岐部９に到達し、主熱源機１０１からの液冷媒と合流する。

次いで、液側合流分岐部９において合流した液冷媒は、利用側負荷機器５０に流入し、利用側流量制御弁８を通過する際に減圧されて低温・低圧の気液二相冷媒に状態変化する。その後、気液二相冷媒は、利用側熱交換器７に流入し、空気との熱交換により吸熱し、その殆どがガス冷媒に状態変化する。この低圧のガス冷媒は、ガス側合流分岐部１０で主熱源機１側と従熱源機１０１側とに分岐する。

主熱源機１に流入した冷媒は、主四方切換弁３を経て主アキュムレータ６に流入する。主アキュムレータ６において、一部未蒸発であった液冷媒がガス冷媒と分離する。そして、ガス冷媒のみが主圧縮機２に戻って（吸入されて）再度冷媒回路を循環することになる。また、従熱源機１０１に流入した冷媒も、主熱源機１側と同様に、従四方切換弁１０３を経て従アキュムレータ１０６に流入し、一部未蒸発であった液冷媒がガス冷媒と分離して、ガス冷媒のみが従圧縮機１０２に戻ることになる。以上のように、冷媒が冷凍空気調和装置１００の各機器が行う動作により状態を変化しつつ、循環することによって冷凍空気調和装置１００の冷房運転を実現している。

次に、図１に破線矢印で示す暖房運転の場合における冷媒の流れ等について説明する。主熱源機１の主圧縮機２が吐出した高温・高圧のガス冷媒は、主四方切換弁３を経てガス側合流分岐部１０に到達し、従熱源機１０１からのガス冷媒と合流する。従熱源機１０１の従圧縮機１０２が吐出した高温・高圧のガス冷媒についても同様に、ガス側合流分岐部１０に到達し、主熱源機１からのガス冷媒と合流する。次いで、合流したガス冷媒は、利用側負荷機器５０の利用側熱交換器７に流入する。利用側熱交換器７に流入したガス冷媒は、この利用側熱交換器７で空気との熱交換により放熱凝縮して低温・高圧の液冷媒に状態変化する。

そして、利用側熱交換器７から流出した液冷媒は、さらに利用側流量制御弁８を通過する際に減圧されて低圧の気液二相冷媒に状態変化する。この気液二相冷媒は、利用側負荷機器５０から流出し、そのまま液側合流分岐部９に到達し、そこで主熱源機１側と従熱源機１０１側とに分岐する。主熱源機１側に流れた冷媒は、主開閉弁５ａ、５ｂ、及び、５ｃの開閉動作に従って、主水用熱交換器４ａ、４ｂ、及び、４ｃのうち少なくとも１台に流入する。流入に係る主水用熱交換器４において、主水配管１９から供給される水との熱交換によりその液部の殆どが吸熱、蒸発し、主四方切換弁３を経て、主アキュムレータ６に流入する。主アキュムレータ６において、一部未蒸発であった液冷媒がガス冷媒と分離する。そして、ガス冷媒のみが主圧縮機２に戻って再度冷媒回路を循環する。また、従熱源機１０１に流れた冷媒も、主熱源機１側の場合と同様に、従開閉弁１０５ａ、１０５ｂ、及び、１０５ｃの開閉動作に従って、少なくとも１台の従水用熱交換器１０４、従四方切換弁１０３、及び、従アキュムレータ１０６を経て従圧縮機１０２に戻ることになる。

次に冷媒の循環によって生じる各熱源機の冷媒の過不足発生状況について説明する。ここで、冷房運転時は、液冷媒として液管内に滞留する冷媒が多く、また、利用側熱交換器７で吸熱するため、殆どがガス冷媒に状態変化して熱源機側に流入する。そのため、主アキュムレータ６、及び、従アキュムレータ１０６には余剰冷媒が比較的発生し難い。そこで、以下では暖房運転時における冷媒の過不足状態発生の経過等について説明するものとする。

暖房運転時に利用側熱交換器７から流出し、主熱源機１、及び、従熱源機１０１に戻ってくる冷媒は、液側合流分岐部９で主熱源機１側と従熱源機１０１側とに分岐するが、このときに主圧縮機２、従圧縮機１０２がそれぞれ吐出した冷媒の量に見合った割合で分流することが望ましい。しかしながら、冷媒の流れの良否は、配管の圧損（圧力損失）に支配される。そのため、圧縮機（主圧縮機２、及び、従圧縮機１０２）における冷媒流量（吐出容量）、配管径、配管路長によって左右されることになる。

例えば、図１の場合において、液側合流分岐部９から主水用熱交換器４までの配管径が、液側合流分岐部９から従水用熱交換器１０４までの配管径よりも太いとき、他の条件が同じであれば、基本的に主熱源機１の方が圧損が小さくなる。したがって、主熱源機１側に流れる冷媒流量が、従熱源機１０１側に流れる冷媒流量よりも多くなることになる。このため、主水用熱交換器４に流れる冷媒流量が多くなる。

また、圧損の小さい主水用熱交換器４では、液側合流分岐部９に対して圧力低下が小さいため、蒸発器として機能する主水用熱交換器４においては蒸発温度が高くなってしまう。蒸発温度が高い場合には、冷媒の熱交換対象となる水との温度差が小さくなるので、蒸発能力が低下してしまう。このような現象が発生することによって、主水用熱交換器４で水との熱交換を行っても蒸発しきれない液冷媒が増加し、気液二相冷媒の液蒸発量も少なくなってしまうので、主水用熱交換器４を流出する冷媒の乾き度も小さくなり易い。

以上より、主水用熱交換器４で水との熱交換を行っても蒸発しきれない液冷媒が増加する。そして、主圧縮機２に戻される冷媒量よりも、未蒸発の液冷媒の量が上回ると、主アキュムレータ６内の余剰冷媒量が増加していく。

例えば、前述のような場合に、主圧縮機２、及び、従圧縮機１０２の冷媒吐出量に見合った割合で冷媒を分流する望ましい状態に近づけるためには、主熱源機１、及び、従熱源機１０１が吐出する冷媒量に対して、液側合流分岐部９から主水用熱交換器４、及び、従熱交換器１０４までの圧力損失を同等とし、また、蒸発器として作用する主水用熱交換器４、及び、従水用熱交換器１０４の蒸発温度を同等にし、圧縮機による圧損に基づく調整を行う必要がある。

図２は実施の形態１に係る冷凍空気調和装置１００における均液制御の流れを示すフローチャートを表す図である。図２に基づいて、本実施の形態では、冷凍空気調和装置１００の均液制御手段１７が中心となって行う、冷媒が不均衡な状態にあるかどうかの判断を行うための手順について説明する。

まず、暖房運転時において、主低圧圧力検知手段１１の検知に係る低圧圧力検知値と主水用熱交換器出口温度検知手段１２の検知に係る出口温度検知値とに基づいて、主水用熱交換器出口過熱度演算手段１５は、主水用熱交換器４の合流部における出口過熱度ＨＥＸＳＨａを演算する。また、主高圧圧力検知手段１３の検知に係る高圧圧力検知値と主吐出温度検知手段１４の検知に係る吐出温度検知値とに基づいて、主圧縮機吐出過熱度演算手段１６は、主圧縮機２の吐出過熱度ＴｄＳＨａを演算する（ステップＳ２０１）。

同様に、従低圧圧力検知手段１１１の検知に係る低圧圧力検知値と従水用熱交換器出口温度検知手段１１２の検知に係る出口温度検知値とに基づいて、従水用熱交換器出口過熱度演算手段１１５は、従水用熱交換器１０４の合流部における出口過熱度ＨＥＸＳＨｂを演算する。また、従高圧圧力検知手段１１３の検知に係る高圧圧力と従圧縮機吐出温度検知手段１１４の検知に係る温度とに基づいて、従圧縮機吐出過熱度演算手段１１６は、従圧縮機１０２の吐出過熱度ＴｄＳＨｂを演算する（ステップＳ２０２）。

均液制御手段１７は、出口過熱度ＨＥＸＳＨａと出口過熱度ＨＥＸＳＨｂとが、共に予め設定してある所定値Ａよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ２０３）。ここで、前述したように、出口過熱度によりアキュムレータの流入口における過熱度を判断することができる。この判断からはアキュムレータに液冷媒が貯留されていく傾向にあるかどうかを推測することができ、対処を図ることができるが、均液制御は、本来的には、吸入する冷媒の過不足（特に圧縮機への液戻り過多）による圧縮機の損傷等を防ぎ、信頼性向上を図るものである。その点からは、圧縮機の運転状態等から、直接的に圧縮機の液戻りの状態を判断できるとなおよい。

そこで、共に所定値Ａよりも大きいと判断すると（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、さらに、主圧縮機１の吐出過熱度ＴｄＳＨａと従圧縮機１０１の吐出過熱度ＴｄＳＨｂとが共に予め設定してある所定値Ｂよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ２０４）。吐出過熱度ＴｄＳＨａと吐出過熱度ＴｄＳＨｂとについても、共に所定値Ｂよりも大きいと判断すると（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）、通常運転を継続するように各機器を制御する（ステップＳ２０５）。ここで、所定値Ｂについては、各熱源機の設置状況等により異なるため特に限定するものではない。一例としては均液制御において、熱源機間の冷媒の均衡が保たれていれば冷媒過多も圧縮機の過熱運転も生じないが、一方の圧縮機の吐出過熱度ＴｄＳＨが所定値Ｂ以下になると他方の圧縮機が過熱運転の可能性があるとみなすような所定値Ｂを設定することができる。この場合は各圧縮機が過熱運転であるかどうかの判断を特にしなくてもよい。また、本実施の形態では、均液制御手段１７が冷媒の不均衡を判断するための値として所定値Ｂを設定し、例えば、均液制御とは別に行う制御で過熱運転防止のために別に値を設定する場合においてもその値と矛盾しないようにする必要がある。

一方、水用熱交換器出口合流部の過熱度ＨＥＸＳＨａ、又は、水用熱交換器出口合流部の過熱度ＨＥＸＳＨｂの少なくともいずれか一方が予め設定してある所定値Ａ以下であると判断したとき（ステップＳ２０３；ＮＯ）、また、主圧縮機２の吐出過熱度ＴｄＳＨａ、又は、従圧縮機１０２の吐出過熱度ＴｄＳＨｂの少なくともいずれか一方が予め設定してある所定値Ｂ以下であると判断したとき（ステップＳ２０４；ＮＯ）には、均液制御手段１７は、主熱源機１側に流れる冷媒流量と、従熱源機１０１側に流れる冷媒流量とを調整するための均液制御を実行する（ステップＳ２０６）。以上の検知、判断等の処理を所定時間毎に行う。

以上のように、実施の形態１の冷凍空気調和装置１００によれば、均液制御手段１７が、主水用熱交換器出口過熱度演算手段１５が演算した出口過熱度ＨＥＸＳＨａ、従水用熱交換器出口過熱度演算手段１１５が演算した出口過熱度ＨＥＸＳＨｂと所定値Ａとを比較して主アキュムレータ６、及び、従アキュムレータ１０６の流入側における冷媒の過熱度（乾き度）を判断し、また、主圧縮機吐出過熱度演算手段１６が演算した主圧縮機２の吐出過熱度ＴｄＳＨａ、従圧縮機吐出過熱度演算手段１１６が演算した従圧縮機１０２の吐出過熱度ＴｄＳＨｂと所定値Ｂとを比較して主圧縮機２、及び、従圧縮機１０２の吐出側における冷媒の過熱度（乾き度）を判断することにより、主熱源機１、及び、従熱源機１０１の冷媒が不均衡であるかどうかを判断することができる。特に、各圧縮機の吐出過熱度に基づいて不均衡であるかどうかを判断することにより、圧縮機の損傷防止、信頼性向上のための直接的な判断を行うことができる。

これにより、均液制御手段１７が、主アキュムレータ６、及び、従アキュムレータ１０６内の液量不均衡を解消するために、出口過熱度、及び、吐出過熱度が予め設定してある所定値以上となるようにすればよい。このようにして、主圧縮機２、及び、従圧縮機１０２の一方への過剰な液戻りを防止することで、圧縮機（主圧縮機２、及び、従圧縮機１０２）の動作信頼性を向上することができる。また、他方の圧縮機の過熱運転の防止を行うこともできる。

なお、この実施の形態１では、冷凍空気調和装置１００に主熱源機１、及び、従熱源機１０１の２台が搭載されている場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、３台以上が搭載されていてもよい。また、この実施の形態１では、冷凍空気調和装置１００に２台の利用側負荷機器５０が搭載されている場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、３台以上が搭載されていてもよい。さらに、均液制御手段１７は、主熱源機１、及び、従熱源機１０１に接続されていればよく、主熱源機１や従熱源機１０１、利用側負荷機器５０のいずれかに備えてもよく、それらの外部に備えてもよい。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２に係る冷凍空気調和装置の特徴を説明するための説明図である。また、図４は実施の形態２に係る冷凍空気調和装置における均液制御の流れを示すフローチャートを表す図である。図３、及び、図４に基づいて、本発明の実施の形態２に係る冷凍空気調和装置について、冷媒回路に対する制御を中心に説明する。なお、実施の形態２に係る冷凍空気調和装置の構成、通常運転時の冷媒の流れ等については、実施の形態１に係る冷凍空気調和装置１００と同様である。したがって、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

図３において、図３（ａ）は蒸発器熱交換容量（縦軸）と開閉弁状態（横軸）との関係を示すグラフである。また、図３（ｂ）は熱交換器出口過熱度（縦軸）と開閉弁状態（横軸）との関係を示すグラフである。そして、図３（ｃ）は圧縮機吐出過熱度（縦軸）と開閉弁状態（横軸）との関係を示すグラフであり、図３（ｄ）はアキュムレータ内液量（縦軸）と開閉弁状態（横軸）との関係を示すグラフである。

実施の形態２では、例えば冷媒循環量に対して従熱源機１０１側の熱交換器の能力が小さく、従熱源機１０１側に液冷媒が偏在しやすくなる場合を例として説明する。主圧縮機２と従圧縮機１０２の冷媒吐出量に見合った割合で冷媒が分流する望ましい状態に近づけるためには、主圧縮機２と従圧縮機１０２の冷媒循環量（吐出量）に対して液側合流分岐部９から主水用熱交換器４、及び、液側合流分岐部９から従水用熱交換器１０４の出口合流部までの出口過熱度を同等とすると共に主圧縮機２、及び、従圧縮機１０２の吐出過熱度を所定値以上あるいは同等とすればよい。

このことから、図３（ｂ）における主水用熱交換器４出口過熱度ＨＥＸＳＨａと従水用熱交換器１０４の出口過熱度ＨＥＸＳＨｂ、及び、図３（ｃ）における主圧縮機２の吐出過熱度ＴｄＳＨａと従圧縮機１０２の吐出過熱度ＴｄＳＨｂをもとに、それぞれの過熱度が所定値より大きくなるように、主開閉弁５ａ、５ｂ、又は、５ｃのうち少なくとも一つを開放して主圧縮機２全体として蒸発器熱交換容量を増加させるか、従開閉弁１０５ａ、１０５ｂ、又は、１０５ｃのうち少なくとも一つを閉止して従圧縮機１０２全体として蒸発器熱交換容量を減少させるようにすればよい。

前者により、主熱源機１側の蒸発器熱交換容量を増加させることで（図３（ａ））、主水用熱交換器４の出口過熱度（乾き度）が増加すると共に（図３（ｂ））、主圧縮機２の吐出過熱度が増加し（図３（ｃ））、主アキュムレータ６の液冷媒量が減少する（図３（ｄ））。また、後者により、従熱源機１０１側の蒸発器熱交換容量を低下させることで（図３（ａ））、従熱交換器１０４の出口過熱度（乾き度）が低下すると共に（図３（ｂ））、従圧縮機１０２の吐出過熱度が低下し（図３（ｃ））、主アキュムレータ６の液冷媒量を減少する（図３（ｄ））。これにより、主水用熱交換器４の出口過熱度（乾き度）、及び、従水用熱交換器１０４の出口過熱度（乾き度）を同等とすることができ、従熱源機１０１側に液冷媒が偏在することを解消できる。以上のような制御を行うため、均液制御手段１７は、主開閉弁５ａ、５ｂ、又は、５ｃの開放、又は、従開閉弁１０５ａ、１０５ｂ、又は、１０５ｃの閉止を制御することで、蒸発器熱交換容量を変化させる。

次に図４に基づいて、冷凍空気調和装置１００の均液制御手段１７が中心となって行う、均液制御の手順について説明する。まず、暖房運転時において、主低圧圧力検知手段１１の検知に係る低圧圧力と主水用熱交換器出口温度検知手段１２の検知に係る温度とに基づいて、主水用熱交換器出口過熱度演算手段１５は、主水用熱交換器４ａ、４ｂ、及び、４ｃの出口側合流部の出口過熱度ＨＥＸＳＨａを演算する。また、主高圧圧力検知手段１３の検知に係る高圧圧力と主吐出温度検知手段１４の検知に係る温度とに基づいて、主圧縮機吐出過熱度演算手段１６は、主圧縮機２の吐出過熱度ＴｄＳＨａを演算する（ステップＳ３０１）。

同様に、従低圧圧力検知手段１１１の検知に係る低圧圧力と従水用熱交換器出口温度検知手段１１２の検知に係る温度とに基づいて、従水用熱交換器出口過熱度演算手段１１５は、従水用熱交換器１０４ａ、１０４ｂ、及び、１０４ｃの出口側合流部の出口過熱度ＨＥＸＳＨｂを演算する。また、従高圧圧力検知手段１１３の検知に係る高圧圧力と従圧縮機吐出温度検知手段１１４の検知に係る温度とに基づいて、従圧縮機吐出過熱度演算手段１１６は、従圧縮機１０２の吐出過熱度ＴｄＳＨｂを演算する（ステップＳ３０２）。

均液制御手段１７は、出口過熱度ＨＥＸＳＨａと出口過熱度ＨＥＸＳＨｂとが、共に予め設定してある所定値Ａよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ３０３）。

共に所定値Ａよりも大きいと判断すると（ステップＳ３０３；ＹＥＳ）、さらに、主圧縮機２の吐出過熱度ＴｄＳＨａと従圧縮機１０２の吐出過熱度ＴｄＳＨｂが共に予め設定してある所定値Ｂよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ３０４）。吐出過熱度ＴｄＳＨａと吐出過熱度ＴｄＳＨｂとについても、共に所定値Ｂよりも大きいと判断すると（ステップＳ３０４；ＹＥＳ）、通常運転を継続するように各機器を制御し（ステップＳ３０５）、例えば所定時間後にステップＳ３０１、Ｓ３０２に戻る。

一方、均液制御手段１７は、水用熱交換器出口合流部の過熱度ＨＥＸＳＨａ、又は、水用熱交換器出口合流部の過熱度ＨＥＸＳＨｂの少なくともいずれか一方が予め設定してある所定値Ａ以下であると判断したとき（ステップＳ３０３；ＮＯ）、また、吐出過熱度ＴｄＳＨａ、又は、吐出過熱度ＴｄＳＨｂの少なくともいずれか一方が予め設定してある所定値Ｂ以下であると判断したとき（ステップＳ３０４；ＮＯ）には、主熱源機１側に流れる冷媒流量と、従熱源機１０１側に流れる冷媒流量とを調整するための均液制御を実行するため、吐出過熱度ＴｄＳＨａと吐出過熱度ＴｄＳＨｂとを比較する（ステップＳ３０６）。

そして、均液制御手段１７は、吐出過熱度ＴｄＳＨａが吐出過熱度ＴｄＳＨｂよりも大きいと判断すると（ステップＳ３０６；ＹＥＳ）、主熱源機１側に液冷媒が偏在していると判断し、出口過熱度ＨＥＸＳＨｂが所定値Ａより大きく、かつ、吐出過熱度ＴｄＳＨｂが所定値Ｂより大きくなったものと判断するまで、従開閉弁１０５ａ、１０５ｂ、又は、１０５ｃのうち少なくとも一つを開放させ（ステップＳ３０７）、例えば所定時間後にステップＳ３０１、Ｓ３０２に戻る。

一方、吐出過熱度ＴｄＳＨａが吐出過熱度ＴｄＳＨｂ以下であると判断すると（ステップＳ３０６；ＮＯ）、従熱源機１０１側に液冷媒が偏在していると判断し、出口過熱度ＨＥＸＳＨａが所定値Ａより大きく、かつ、吐出過熱度ＴｄＳＨａが所定値Ｂより大きくなったものと判断するまで、主開閉弁５ａ、５ｂ、又は、５ｃのうち少なくとも一つを開放させ（ステップＳ３０８）、例えば所定時間後にステップＳ３０１、Ｓ３０２に戻る。

以上のように、実施の形態２によれば、均液制御手段１７が、均液制御を行う際、吐出過熱度ＴｄＳＨａと吐出過熱度ＴｄＳＨｂとを比較し、吐出過熱度ＴｄＳＨが低い方の蒸発器熱交換容量を大きくし、出口過熱度、及び、吐出過熱度が高くなるように主開閉弁５、又は、従開閉弁１０５を制御して出口過熱度（乾き度）を同等とするようにしたので、より高精度に、吐出量に応じた割合で分岐させることができる。そのため、主アキュムレータ６、又は、従アキュムレータ１０６への液冷媒の偏在を防止し、一方の熱源機への過剰な液戻りに起因する過熱運転を防止して圧縮機の動作信頼性を向上することができる。また、均液制御を行うことで、不均衡状態を想定して冷媒回路内に冷媒を用意する必要がなく、冷媒の減量化を図ることができる。また、不均衡状態を想定して必要以上に主アキュムレータ６、従アキュムレータ１０６の容器の容積を増やしておくことがなくなるため、主熱源機１、従熱源機１０１の小型化を図ることができる。また、均液制御により、冷媒の分配を適切に行うことにより、特に圧縮機において効率のよい運転を行うことができるので、省エネルギを図ることができる。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３に係る冷凍空気調和装置の特徴を説明するための説明図である。また、図６は実施の形態３に係る冷凍空気調和装置における均液制御の流れを示すフローチャートを表す図である。図５、及び、図６に基づいて、本発明の実施の形態３に係る冷凍空気調和装置について、冷媒回路に対する制御を中心に説明する。なお、実施の形態３に係る冷凍空気調和装置の構成、通常運転時の冷媒の流れ等については、実施の形態１に係る冷凍空気調和装置１００と同様である。

図５において、図５（ａ）は圧力損失（縦軸）と圧縮機冷媒循環量（横軸）との関係を示すグラフである。また、図５（ｂ）は熱交換器蒸発温度（縦軸）と圧縮機冷媒循環量（横軸）との関係を示すグラフである。さらに、図５（ｃ）は熱交換器出口過熱度（縦軸）と圧縮機冷媒循環量（横軸）との関係を示すグラフである。また、図５（ｄ）は圧縮機吐出過熱度（縦軸）と圧縮機冷媒循環量（横軸）との関係を示すグラフである。そして、図５（ｅ）はアキュムレータ内液量（縦軸）と圧縮機冷媒循環量（横軸）との関係を示すグラフである。また、図５の横軸に示すＧＲ、Ｇｒ及びＧｒ’は圧縮機冷媒循環量を表しているものとする。

実施の形態３に係る冷凍空気調和装置１００は、液側合流分岐部９から主水用熱交換器４までの配管径が、液側合流分岐部９から従水用熱交換器１０４までの配管径よりも太いものとする。そのため、図５（ａ）に示すように、主熱源機１の方が圧損が小さい場合の例について説明する。主圧縮機２と従圧縮機１０２の圧縮機冷媒循環量（吐出量）に見合った割合で冷媒が分流する望ましい状態に近づけるためには、主圧縮機２と従圧縮機１０２の冷媒循環量（冷媒を吐出する量）に対して液側合流分岐部９から主水用熱交換器４の出口過熱度と液側合流分岐部９から従水用熱交換器１０４の出口までの出口過熱度（圧損）を同等とすればよい。

このことから、図５（ｃ）における主水用熱交換器４出口過熱度ＨＥＸＳＨａと従水用熱交換器１０４の出口過熱度ＨＥＸＳＨｂ、及び、図５（ｄ）における主圧縮機２の吐出過熱度ＴｄＳＨａと従圧縮機１０２の吐出過熱度ＴｄＳＨｂをもとに、それぞれの過熱度が所定値となるように少なくとも主圧縮機２の運転出力を増加するか、従圧縮機１０２の運転出力を減少すればよい。

前者により、主熱源機１側の圧力損失を増加させ（図５（ａ））、蒸発温度を低下させ、（図５（ｂ））、主アキュムレータ６の液冷媒量を減少させる（図５（ｅ））。また、後者により、従熱源機１０１側の圧力損失を低下させ（図５（ａ））、蒸発温度を増加させ（図５（ｂ））、従アキュムレータ１０６の液冷媒量を増加させる（図５（ｅ））。このように、主熱源機１側と従熱源機１０１側の蒸発温度、過熱度、圧損が同等になるように制御することで、主熱源機１、及び、従熱源機１０１の一方の側に冷媒が偏在することを解消することができる。

次に図６に基づいて、冷凍空気調和装置１００の均液制御手段１７が中心となって行う、均液制御の手順について説明する。まず、暖房運転時において、主低圧圧力検知手段１１の検知に係る低圧圧力と主水用熱交換器出口温度検知手段１２の検知に係る温度とに基づいて、主水用熱交換器出口過熱度演算手段１５は、主水用熱交換器４ａ、４ｂ、及び、４ｃの出口側合流部の出口過熱度ＨＥＸＳＨａを演算する。また、主高圧圧力検知手段１３の検知に係る高圧圧力と主吐出温度検知手段１４の検知に係る温度とに基づいて、主圧縮機吐出過熱度演算手段１６は、主圧縮機２の吐出過熱度ＴｄＳＨａを演算する（ステップＳ４０１）。

同様に、従低圧圧力検知手段１１１の検知に係る低圧圧力と従水用熱交換器出口温度検知手段１１２の検知に係る温度とに基づいて、従水用熱交換器出口過熱度演算手段１１５は、従水用熱交換器１０４ａ、１０４ｂ、及び、１０４ｃの出口側合流部の出口過熱度ＨＥＸＳＨｂを演算する。また、従高圧圧力検知手段１１３の検知に係る高圧圧力と従圧縮機吐出温度検知手段１１４の検知に係る温度とに基づいて、従圧縮機吐出過熱度演算手段１１６は、従圧縮機１０２の吐出過熱度ＴｄＳＨｂを演算する（ステップＳ４０２）。

均液制御手段１７は、出口過熱度ＨＥＸＳＨａと出口過熱度ＨＥＸＳＨｂとが、共に予め設定してある所定値Ａよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ４０３）。

共に所定値Ａよりも大きいと判断すると（ステップＳ４０３；ＹＥＳ）、さらに、吐出過熱度ＴｄＳＨａと吐出過熱度ＴｄＳＨｂが共に予め設定してある所定値Ｂよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ４０４）。吐出過熱度ＴｄＳＨａと吐出過熱度ＴｄＳＨｂとについても、共に所定値Ｂよりも大きいと判断すると（ステップＳ３０４；ＹＥＳ）、通常運転を継続するように各機器を制御し（ステップＳ４０５）、例えば所定時間後にステップＳ４０１、Ｓ４０２に戻る。

一方、均液制御手段１７は、水用熱交換器出口合流部の過熱度ＨＥＸＳＨａ、又は、水用熱交換器出口合流部の過熱度ＨＥＸＳＨｂの少なくともいずれか一方が予め設定してある所定値Ａ以下であると判断したとき（ステップＳ４０３；ＮＯ）、また、吐出過熱度ＴｄＳＨａ、又は、吐出過熱度ＴｄＳＨｂの少なくともいずれか一方が予め設定してある所定値Ｂ以下であると判断したとき（ステップＳ４０４；ＮＯ）には、主熱源機１側に流れる冷媒流量と、従熱源機１０１側に流れる冷媒流量とを調整するための均液制御を実行するため、吐出過熱度ＴｄＳＨａと吐出過熱度ＴｄＳＨｂとを比較する（ステップＳ４０６）。

そして、均液制御手段１７は、吐出過熱度ＴｄＳＨａが吐出過熱度ＴｄＳＨｂよりも大きいと判断すると（ステップＳ４０６；ＹＥＳ）、主熱源機１側に液冷媒が偏在していると判断し、出口過熱度ＨＥＸＳＨｂが所定値Ａより大きく、かつ、吐出過熱度ＴｄＳＨｂが所定値Ｂより大きくなったものと判断するまで、従圧縮機１０２の運転出力を増加させ（ステップＳ４０７）、例えば所定時間後にステップＳ４０１、Ｓ４０２に戻る。

一方、吐出過熱度ＴｄＳＨａが吐出過熱度ＴｄＳＨｂ以下であると判断すると（ステップＳ４０６；ＮＯ）、従熱源機１０１側に液冷媒が偏在していると判断し、出口過熱度ＨＥＸＳＨａが所定値Ａより大きく、かつ、吐出過熱度ＴｄＳＨａが所定値Ｂより大きくなったものと判断するまで、主圧縮機２の運転出力を増加させ（ステップＳ４０８）、例えば所定時間後にステップＳ４０１、Ｓ４０２に戻る。

以上のように、実施の形態３によれば、均液制御手段１７が、均液制御を行う際、吐出過熱度ＴｄＳＨａと吐出過熱度ＴｄＳＨｂとを比較し、吐出過熱度ＴｄＳＨｂの低い方の圧縮機の運転出力を増加させ、出口過熱度、及び、吐出過熱度が高くなるように主開閉弁５、又は、従開閉弁１０５を制御して出口過熱度（乾き度）を同等とするようにしたので、より高精度に、吐出量に応じた割合で分岐させることができる。そのため、主アキュムレータ６、又は、従アキュムレータ１０６への液冷媒の偏在を防止し、一方の熱源機への過剰な液戻りに起因する過熱運転を防止して圧縮機の動作信頼性を向上することができる。

実施の形態４．
上述の実施の形態では、主開閉弁５、又は、従開閉弁１０５を開閉することで、主熱源機１、又は、従熱源機１０１全体の熱交換容量を変化させるようにしたが、例えば、主水配管１９、又は、従水配管１１９を流れる水の流量を制御することにより、熱交換容量を変化させるようにしてもよい。

各実施の形態に係る冷凍空気調和装置は、冷凍装置やルームエアコン、パッケージエアコン、冷蔵庫や、加湿器、調湿装置、ヒートポンプ給湯機等、他の冷凍サイクル装置においても適用することが可能である。したがって、冷凍空気調和装置等の適用される目的・用途に応じて使用する冷媒や、各熱源機の接続台数、利用側負荷機器５０の接続台数を決定するとよい。また、均液制御手段１７は、さらに大きなシステムにおいて、冷凍空気調和装置等の全体を統括制御できるようなマイクロコンピュータ等で構成するようにしてもよい。

実施の形態１に係る冷凍空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。実施の形態１に係る均液制御におけるフローチャートを表す図である。実施の形態２に係る冷凍空気調和装置の特徴を説明するための説明図である。実施の形態２に係る均液制御におけるフローチャートを表す図である。実施の形態３に係る冷凍空気調和装置の特徴を説明するための説明図である。実施の形態３に係る均液制御におけるフローチャートを表す図である。

符号の説明

１主熱源機、２主圧縮機、３主四方切換弁、４，４ａ，４ｂ，４ｃ主水用熱交換器、５，５ａ，５ｂ，５ｃ主開閉弁、６主アキュムレータ、７，７ａ，７ｂ利用側熱交換器、８，８ａ，８ｂ利用側流量制御弁、９液側合流分岐部、１０ガス側合流分岐部、１１主低圧圧力検知手段、１２主水用熱交換器出口温度検知手段、１３主高圧圧力検知手段、１４主圧縮機吐出温度検知手段、１５主水用熱交換器出口過熱度演算手段、１６主圧縮機吐出過熱度演算手段、１７均液制御手段、１８冷媒配管、１９主水配管、５０，５０ａ，５０ｂ利用側負荷機器、１００冷凍空気調和装置、１０１従熱源機、１０２従圧縮機、１０３従四方切換弁、１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ主水用熱交換器、１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ主開閉弁、１０６従アキュムレータ、１１１従低圧圧力検知手段、１１２従水用熱交換器出口温度検知手段、１１３従高圧圧力検知手段、１１４従圧縮機吐出温度検知手段、１１５従水用熱交換器出口過熱度演算手段、１１６従圧縮機吐出過熱度演算手段、１１９従水配管。

Claims

圧縮機と熱交換器との間にアキュムレータを有する熱源機を複数台並列に配管接続した冷凍空気調和装置であって、
蒸発器として機能する前記熱交換器から流出する冷媒の出口過熱度を演算する熱交換器出口過熱度演算手段と、
前記圧縮機から吐出する冷媒の吐出過熱度を演算する圧縮機吐出過熱度演算手段と、
前記出口過熱度、及び、前記吐出過熱度に基づいて、各熱源機が有する前記アキュムレータに貯留した液冷媒の量が不均衡の状態であるかどうかを判断する均液制御手段と
を備え、
前記均液制御手段は、前記熱交換器出口過熱度演算手段、及び、前記圧縮機吐出過熱度演算手段の演算値に基づき、前記出口過熱度、及び、前記吐出過熱度がそれぞれ所定値より大きくなるように、前記圧縮機の運転出力を制御して均液制御を実行することを特徴とする冷凍空気調和装置。
前記均液制御手段は、前記出口過熱度、又は、前記吐出過熱度が所定値以下と判断した熱源機における圧縮機の運転出力を大きくして均液制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の冷凍空気調和装置。
圧縮機と熱交換器との間にアキュムレータを有する熱源機を複数台並列に配管接続した冷凍空気調和装置であって、
蒸発器として機能する前記熱交換器から流出する冷媒の出口過熱度を演算する熱交換器出口過熱度演算手段と、
前記圧縮機から吐出する冷媒の吐出過熱度を演算する圧縮機吐出過熱度演算手段と、
前記出口過熱度、及び、前記吐出過熱度に基づいて、各熱源機が有する前記アキュムレータに貯留した液冷媒の量が不均衡の状態であるかどうかを判断する均液制御手段と
を備え、
前記熱源機は、並列に配管接続した複数の前記熱交換器と、
開閉により前記各熱交換器への冷媒供給、又は、停止を行うための開閉弁とを備え、
前記均液制御手段は、前記熱交換器出口過熱度演算手段、及び、前記圧縮機吐出過熱度演算手段の演算値に基づき、前記出口過熱度、及び、前記吐出過熱度がそれぞれ所定値より大きくなるように、前記各開閉弁の開閉を制御して均液制御を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍空気調和装置。
前記均液制御手段は、前記出口過熱度、又は、前記吐出過熱度が所定値以下であると判断した熱源機における前記開閉弁を少なくとも１つ開放して均液制御を実行することを特徴とする請求項３に記載の冷凍空気調和装置。
各熱源機は、
前記圧縮機の吸入側における冷媒の圧力を低圧圧力として検知する低圧圧力検知手段と、
前記熱交換器から流出する冷媒の温度を出口温度として検知する熱交換器出口温度検知手段と、
前記圧縮機の吐出側における冷媒の圧力を高圧圧力として検知する高圧圧力検知手段と、
前記圧縮機の吐出側から吐出する冷媒の温度を吐出温度として検知する圧縮機吐出温度検知手段とを備え、
前記熱交換器出口過熱度演算手段は、前記低圧圧力の値、及び、前記出口温度の値に基づいて、前記出口過熱度を演算し、
前記圧縮機吐出過熱度演算手段は、前記高圧圧力の値、及び、前記吐出温度の値に基づいて、前記吐出過熱度を演算することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷凍空気調和装置。
前記均液制御手段は、各熱源機における前記出口過熱度、又は、前記吐出過熱度が、所定値以下であると判断すると、均液制御を実行することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の冷凍空気調和装置。
前記熱交換器は、前記冷媒と水との熱交換を行う水冷式熱交換器であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の冷凍空気調和装置。