JP5645413B2

JP5645413B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP5645413B2
Application number: JP2010006735A
Authority: JP
Inventors: 隆直木村; 直道田村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2030-01-15
Also published as: JP2011145015A

Description

この発明は、冷房運転と冷房再熱運転を行なうことのできる空気調和装置の構成および運転制御方法に関するものである。

一般に、冷媒回路を備えた空気調和装置では、空調負荷の変動に対応するためにインバーターなどの運転容量可変式の圧縮機が用いられ、空調負荷の大小に応じて圧縮機に出力される運転周波数が制御されている。ところで、圧縮機の運転周波数を低く設定した低負荷運転時には、冷媒回路中の冷媒循環量が減少するため、冷媒に随伴して圧縮機から吐出された圧縮機用潤滑油が冷媒回路中に滞溜し易くなる。その結果、圧縮機内の潤滑油量が減少し、圧縮機が過熱して焼付きが生じるおそれがあった。
そこで、圧縮機の低容量運転が長時間続いた時に、強制的に圧縮機を高容量で運転し冷媒循環量を増大させて、冷媒回路中に滞溜した潤滑油を圧縮機に戻すようにしたものが知られている（例えば下記の特許文献１）。一方で、冷媒循環量を増大させている間は、冷媒流量調整弁の弁開度を増大させて室内側熱交換器に流れる冷媒流量を十分に確保し、圧縮機への潤滑油の回収を促進させるようにしたものが知られている（例えば下記の特許文献２）。

実開昭５６−４６９６号公報特開２００２−３４９９３８号公報

しかし、前記のような運転態様により潤滑油を回収している間は、空調負荷を無視して運転しているため、そのときの空調負荷に見合った目標の吹出し空気温度を提供することができず、室内の利用者に対し寒すぎたり暑すぎるという不快感を与えてしまうという課題があった。

この発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、冷媒回路中に滞溜している潤滑油を圧縮機に戻す運転（以下、このような運転を油回収運転という）中であっても、空調負荷に見合った目標の吹出し温度の空気を提供することのできる空気調和装置を得ることを目的とする。

この発明に係る空気調和装置は、運転容量可変式の圧縮機、四方切換弁、ならびに、熱源側熱交換器を有する熱源機と、並列接続された第１冷媒流量調整弁および第２冷媒流量調整弁、前記第１冷媒流量調整弁と接続された冷却側熱交換器、ならびに、室内への共通の吹出し風路内に前記冷却側熱交換器とともに配備されて前記第２冷媒流量調整弁と接続された再熱側熱交換器を有する室内機と、前記熱源側熱交換器と前記第１冷媒流量調整弁および前記第２冷媒流量調整弁との間に介在して前記熱源機と前記室内機とを接続する第１接続配管と、並列の前記冷却側熱交換器および前記再熱側熱交換器と前記四方切換弁との間に介在して前記室内機と前記熱源機とを接続する第２接続配管と、を少なくとも有して成り、冷房運転時には前記熱源機からの液冷媒を前記冷却側熱交換器と前記再熱側熱交換器へ流し、冷房再熱運転時には前記熱源機からのガス冷媒を前記再熱側熱交換器へ流し、且つ、前記熱源機からの液冷媒を前記第１冷媒流量調整弁へ流すように、冷媒流路を設定する空気調和装置において、前記吹出し風路における空調負荷を検出する空調負荷検出手段と、前記冷却側熱交換器における冷媒の過熱度または前記再熱側熱交換器における冷媒の過冷却度を検出する冷媒状態検出手段と、油回収運転時に前記空調負荷検出手段により検出された空調負荷を目標空調負荷に近づけるように前記第１冷媒流量調整弁と前記第２冷媒流量調整弁を制御するとともに前記冷媒状態検出手段により検出された前記冷却側熱交換器出側の冷媒の過熱度または前記再熱側熱交換器における冷媒の過冷却度をそれぞれの目標値に近づけるように前記圧縮機の運転容量を制御する制御手段と、を備えているものである。

この発明の空気調和装置は、検出された空調負荷を目標空調負荷に近づけるように第１冷媒流量調整弁と第２冷媒流量調整弁を制御するとともに、検出された冷却側熱交換器出側の冷媒の過熱度または前記再熱側熱交換器における冷媒の過冷却度をそれぞれの目標値に近づけるように圧縮機の運転容量を制御するように構成したので、油回収運転中に圧縮機の運転容量が空調負荷よりも大きい状態で固定され、且つ、冷却側熱交換器の第１冷媒流量調整弁が潤滑油を回収するための弁開度固定の状態にされていても、検出した空調負荷に応じて再熱側熱交換器に流れる冷媒流量を調整することで吹出し空気温度を調整することができ、空調負荷に見合った目標の吹出し温度の空気を提供できるという効果を有する。また、冷却側熱交換器における冷媒の過熱度または前記再熱側熱交換器における冷媒の過冷却度に応じて圧縮機の運転容量を調整することで、油回収時の冷媒回路を油回収効率のよい冷媒流量で運転できるという効果も得られる。

この発明の実施の形態１における空気調和装置のシステム構成図である。この発明の実施の形態１における空気調和装置の冷媒回路図である。この発明の実施の形態１における油回収運転中の制御フローチャートである。この発明の実施の形態２における空気調和装置の冷媒回路図である。この発明の実施の形態２における油回収運転中の制御フローチャートである。この発明の実施の形態３における空気調和装置の冷媒回路図である。この発明の実施の形態３における一方の冷媒回路が油回収運転中の制御フローチャートである。この発明の実施の形態３における他方の冷媒回路が油回収運転中の制御フローチャートである。この発明の実施の形態３における空気調和装置のシステム構成図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における空気調和装置のシステム構成図を示す。
図１において、この実施の形態１の空気調和装置は、運転容量可変式（例えばインバータ駆動式）の圧縮機１を搭載した１台の熱源機３０と、冷却側熱交換器２および再熱側熱交換器３を搭載して室内２８に設置される床置き形の１台の室内機３１と、熱源機３０および室内機３１を制御する制御手段１０とを備えている。これらの熱源機３０と室内機３１とは第１接続配管４および第２接続配管５を介して配管接続されている。更に、室内機３１は、冷却側熱交換器２に流れる冷媒流量を調整する第１冷媒流量調整弁６と、再熱側熱交換器３に流れる冷媒流量を調整する第２冷媒流量調整弁７とを備えている。そして、室内機３１内には、室内２８へ送風するための空気吸込み口２５と空気吹出し口２６を有する吹出し風路２４が形成されており、この吹出し風路２４内に、前記した冷却側熱交換器２および再熱側熱交換器３と、送風機８とが配備されている。また、吹出し風路２４内における冷却側熱交換器２および再熱側熱交換器３の送風方向（矢印Ｆの方向）下流側には、空気吹出し口２６から吹き出される吹出し空気の温度を検出する吹出し温度検出手段９（この発明にいう空調負荷検出手段の一例）が配備されている。この場合の空調負荷は、前記のように検出された吹出し空気温度と、予め設定されている目標吹出し温度との温度差から求められる。

図２にこの発明の実施の形態１における空気調和装置の冷媒回路図を示す。
この冷媒回路は、圧縮機１、四方切換弁１２、熱源側熱交換器１３、熱源側熱交換器１３に第１接続配管４を介して接続された気液分離器１４、気液分離器１４底部と並列接続された第１冷媒流量調整弁６および第２冷媒流量調整弁７、第１冷媒流量調整弁６と接続された冷却側熱交換器２、第２冷媒流量調整弁７と接続された再熱側熱交換器３、気液分離器１４上部と冷却側熱交換器２および再熱側熱交換器３とを接続するとともに冷却側熱交換器２および再熱側熱交換器３と四方切換弁１２とを第２接続配管５を介して接続する第１分岐部１５、ならびに、第１接続配管４の熱源機３０寄りの配管と第２接続配管５の熱源機３０寄りの配管とに連結されていて高圧冷媒は気液分離器１４に流入させるとともに低圧冷媒は四方切換弁１２または熱源側熱交換器１３に流入させる流路切換部１８を有している。冷却側熱交換器２と第１分岐部１５間の冷媒配管には、冷却側熱交換器２から出た冷媒の過熱度を検出する過熱度検出手段１１（冷媒状態検出手段の例）が配備されている。

また、気液分離器１４底部と第１冷媒流量調整弁６および第２冷媒流量調整弁７とをつなぐ冷媒配管の途中から分岐して、第２接続配管５の第１分岐部１５寄りの冷媒配管に合流するバイパス回路を備えている。このバイパス回路はバイパス流量制御弁１６を備えている。このバイパス流量制御弁１６と第２接続配管５近傍配管への合流部との間のバイパス回路には、気液分離器１４底部と第１冷媒流量調整弁６および第２冷媒流量調整弁７とをつなぐ冷媒配管との間で熱交換を行なう二重管式熱交換器１７が形成されている。また、流路切換部１８は、４つの逆止弁と冷媒配管とを組み合わせた回路として構成されている。

この実施の形態１の空気調和装置において、冷房再熱運転を行う際に、制御手段１０は、第１分岐部１５の高圧電磁弁１５ａと低圧電磁弁１５ｄを開にし、高圧電磁弁１５ｂと低圧電磁弁１５ｃを閉にして、気液分離器１４上部からのガス冷媒を再熱側熱交換器３に導き、気液分離器１４底部からの液冷媒を第１冷媒流量調整弁６から冷却側熱交換器２に導くように運転を行う。冷房運転を行う際には、制御手段１０が、高圧電磁弁１５ａを閉にし、低圧電磁弁１５ｃを開にすることで、気液分離器１４底部からの液冷媒を第２冷媒流量調整弁７から再熱側熱交換器３に流し、再熱側熱交換器３も冷却器として使用する。

ここで、実施の形態１の冷媒回路における冷房再熱運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機１から吐出された高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器１３により高圧の気液二相冷媒となったのち、第１接続配管４を通って気液分離器１４に至り、高圧の液冷媒とガス冷媒に分離される。分離されたガス冷媒は第１分岐部１５の高圧電磁弁１５ａを通って再熱側熱交換器３に流入し高圧の液冷媒にされる。一方、気液分離器１４で分離された高圧の液冷媒は二重管式熱交換器１７により過冷却され、このうちの一部の冷媒がバイパス用流量制御装置１６により減圧されたのち、二重管式熱交換器１７でガス化される。他方、大部分の液冷媒は、再熱側熱交換器３で液化された冷媒と合流したのち、第１冷媒流量調整弁６により減圧されて低圧の二相冷媒となり、冷却側熱交換器２で低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は低圧電磁弁１５ｄを通ってバイパス回路のガス冷媒と合流し、第２接続配管５、アキュムレータ１９を経て、再び圧縮機１に吸入される。

次に、実施の形態１の冷媒回路における冷房再熱運転時の潤滑油の流れについて説明する。
圧縮機１から冷媒と共に吐出された潤滑油は熱源側熱交換器１３で気液二相となった冷媒の液冷媒に大部分が溶け込んでいて、第１接続配管４を通って気液分離器１４に流入する。液冷媒に溶けきれなかった少量の潤滑油はガス冷媒に伴って気液分離器１４上部から流出し高圧電磁弁１５ａを通って再熱側熱交換器３に至り、ここで液化した冷媒に溶け込む。一方、気液分離器１４の底部から流出した、液冷媒に溶けている潤滑油の一部はバイパス回路へ流れ、二重管式熱交換器１７で冷媒がガス化されることにより冷媒から分離する。他方、気液分離器１４の底部から流出した大部分の潤滑油は、再熱側熱交換器３からの液冷媒に溶けている潤滑油と合流する。その後、冷媒が第１冷媒流量調整弁６により減圧されて低圧の二相冷媒となり、更に冷却側熱交換器２で低圧のガス冷媒となることで、潤滑油が冷媒から分離する。分離した潤滑油は冷媒と共に低圧電磁弁１５ｄを通り第１分岐部１５を出て、バイパス回路からの潤滑油と合流したのち、第２接続配管５、流路切換部１８、四方切換弁１２、アキュムレータ１９を経て、再び圧縮機１に吸入される。圧縮機１の回転数を駆動制御するインバータが出力する運転周波数が高く冷媒回路の冷媒循環量が多い場合は、前述した経路で潤滑油が圧縮機１へ支障なく戻っていくが、圧縮機１の運転周波数が低く冷媒循環量が少ない場合は、潤滑油に対する搬送力が小さい低圧のガス冷媒が流れる箇所、つまり第２接続配管５や冷却側熱交換器２で潤滑油が滞留しやすくなる。

次に、実施の形態１の通常の冷房再熱運転時の室内機３１において、検出された吹出し空気温度、検出された過熱度、および圧縮機１の運転容量の関係について説明する。
吹出し空気温度が目標吹出し温度よりも高い場合、すなわち空調負荷に対して冷房能力が不足している場合、制御手段１０は圧縮機１の運転容量に相当する運転周波数を増加させる。吹出し空気温度が目標吹出し温度と近い場合、すなわち空調負荷と冷房能力が釣り合っている場合に、制御手段１０は圧縮機１の運転周波数をそのまま維持する。吹出し空気温度が目標吹出し温度よりも低い場合、すなわち空調負荷に対して冷房能力が過大である場合に、制御手段１０は圧縮機１の運転周波数を減少させる。このように、空調負荷に合わせて圧縮機１の運転容量を変化させているため、空調負荷の小さい状態が長時間継続することがあると、圧縮機１の運転周波数が低い状態で運転が継続されるため、潤滑油が圧縮機外の冷媒回路に滞留しやすくなる。

次に、油回収運転中の制御について図３の制御フローチャートを用いて説明する。
制御手段１０は、油回収運転を開始すると、油回収運転を開始するときのために予め設定されている運転周波数の初期値を、圧縮機１駆動用の運転周波数としてセットする（ステップＳ１）。この初期値は、例えば潤滑油を圧縮機１へ戻すために必要最低限の冷媒流量を冷媒回路中で確保できる運転周波数とする。これは低負荷時に圧縮機外の冷媒回路に潤滑油が滞留しやすいことから、できるだけ冷房能力の変化を小さくするためである。次に、第１冷媒流量調整弁６の弁開度を、潤滑油を圧縮機１へ回収するために十分な冷媒流量を確保できる弁開度に固定する（ステップＳ２）。そして、吹出し風路２４の空気吹出し口２６近傍の吹き出し温度検出手段９により吹出し空気温度を検出し、過熱度検出手段１１により冷却側熱交換器２出側の冷媒の過熱度を検出する（ステップＳ３）。続いて、検出した吹出し空気温度の判定を行う（ステップＳ４）。このとき、予め設定されている目標吹出し温度と、検出した吹出し空気温度とを比較し、検出吹出し空気温度の方が大きければ、第２冷媒流量調整弁７の弁開度を小さくして再熱側熱交換器３へ流れる冷媒流量を抑制し、目標吹出し温度と比較して検出吹出し空気温度の方が小さければ、第２冷媒流量調整弁７の弁開度を大きくして再熱側熱交換器３へ流れる冷媒流量を増大させることで、吹出し空気温度を目標吹出し温度に近づける。この吹出し空気温度の判定は例えば１分毎に行う。また、冷却側熱交換器２の出側で検出過熱度が目標過熱度以上になった場合、圧縮機１の運転周波数を増加させて検出過熱度を目標過熱度に近づける。これは、ガス冷媒による潤滑油搬送力が弱いため、冷却側熱交換器２の出口で二相冷媒にして、潤滑油の回収を促進させるためである。この過熱度の検出および判定は、例えば吹出し空気温度の判定と同様の周期で行うと良い。油回収運転は所定時間の経過により終了させる。

すなわち、制御手段１０は、油回収運転時に吹出し温度検出手段９により検出された吹出し空気温度を、予め制御手段１０に設定され保存されている目標吹出し温度に近づけるように、第１冷媒流量調整弁６と第２冷媒流量調整弁７を制御する。同時に、過熱度検出手段１１により検出された冷却側熱交換器２出側の冷媒の過熱度を目標過熱度に近づけるように、圧縮機１の運転周波数を制御するのである。
以上のように、吹出し空気温度を検知し、第２冷媒流量調整弁７の弁開度で再熱側熱交換器３への冷媒流量を調整することにより、吹出し空気温度を制御し、油回収運転中であっても、空調負荷に見合った吹出し空気温度を提供することができる。

実施の形態２．
この発明は、図４に示すように、１台の熱源機３０と１台の室内機３１とを３本の接続配管４，５，２０で接続して成る空気調和装置においても適用することができる。
この実施の形態２の空気調和装置が実施の形態１の構成と異なるところは、気液分離器１４および流路切換部１８が省略され、第２分岐部１５Ａにおいて並列配置の高圧電磁弁１５ａおよび高圧電磁弁１５ｂが第３接続配管２０を介して圧縮機１の吐出側配管に接続されていることと、第１分岐部１５と再熱側熱交換器３の間の冷媒配管の再熱側熱交換器３寄りに過冷却度検出手段２１（冷媒状態検出手段の例）が配備されていることである。尚、第２分岐部１５Ａは実施の形態１で述べた第１分岐部１５の構成と同じである。すなわち、冷房再熱運転を行う際に、制御手段１０は、第１分岐部の高圧電磁弁１５ａと低圧電磁弁１５ｄを開にし、高圧電磁弁１５ｂと低圧電磁弁１５ｃを閉にする。これにより、圧縮機１から第３接続配管２０を通ったガス冷媒は高圧電磁弁１５ａから再熱側熱交換器３へ流れる。そして、熱源側熱交換器１３から第１接続配管４を通った冷媒と、再熱側熱交換器３から第２冷媒流量調整弁７を通った冷媒とが合流して、第１冷媒流量調整弁６へ流れる。第１冷媒流量調整弁６からの冷媒は冷却側熱交換器２を通り低圧電磁弁１５ｄから第２接続配管５を経て四方切換弁１２へ流れる。

上記した構成の実施の形態２の冷媒回路において、冷房再熱運転時に潤滑油が滞留しやすいのは、低圧ガス管となる第２接続配管５と、冷却側熱交換器２である。そこで、第２接続配管５と冷却側熱交換器２に滞留している潤滑油を圧縮機１に回収する場合は、図５のフローチャートのステップＳ１〜Ｓ４に示す制御動作を実行して潤滑油回収が行なわれる。図５のステップＳ１〜Ｓ４の制御動作は、実施の形態１の図３に示したステップＳ１〜Ｓ４の制御動作と同じであるから、ここでは説明を省略する。

一方で、圧縮機１の運転周波数が低い場合、第３接続配管２０についても高圧ではあるがガス冷媒が流れるため、潤滑油が滞留しやすくなっている。そのため、実施の形態２の冷媒回路においては、油回収運転時に第３接続配管２０に滞留した潤滑油を回収する必要がある。そこで、制御手段１０による油回収運転時の制御を図５のステップＳ５以降で説明する。
まず、制御手段１０は、第１冷媒流量調整弁６の弁開度の固定を解除した後、第２冷媒流量調整弁７の弁開度を、必要な冷媒循環量を確保できる弁開度に固定する（ステップＳ５）。次に、吹出し風路２４の吹出し温度検出手段９により、吹出し空気温度を検出させる。また、過冷却度検出手段２１により、再熱側熱交換器３における過冷却度を検出させる。（ステップＳ６）。第２冷媒流量調整弁７の弁開度を固定している間は、検出吹出し空気温度と目標吹出し温度とを比較し、検出吹出し空気温度の方が大きければ、第１冷媒流量調整弁６の弁開度を大きくして冷却側熱交換器２に流れる冷媒流量を増加させる。一方、目標吹出し温度よりも検出吹出し空気温度の方が小さければ、第１冷媒流量調整弁６の弁開度を小さくして冷却側熱交換器２に流れる冷媒流量を増大させる。これにより、吹出し空気温度を目標吹出し温度に近づけることができる。このとき、過冷却度検出手段２１により検出された再熱側熱交換器３出側の冷媒の過冷却度が目標過冷却度以上であったら、再熱側熱交換器３に流れる冷媒流量が減少しているものと判定し、圧縮機１の運転周波数を増加させて一定以上の冷媒流量を確保することができる（ステップＳ７）。この判定は、冷却側熱交換器２に滞留している潤滑油を回収するとき（ステップＳ３〜Ｓ４）と同様、所定時間経過毎に行う。

すなわち、制御手段１０は、第１冷媒流量調整弁６の弁開度を任意の弁開度に固定し、吹出し温度検出手段９により油回収運転時に検出された吹出し空気温度を目標吹出し温度に近づけるように、第２冷媒流量調整弁７の弁開度を制御する。更に、制御手段１０は、過熱度検出手段１１により検出された冷却側熱交換器２出側の冷媒の過熱度を目標過熱度に近づけるように、圧縮機１の運転周波数を制御する。また、制御手段１０は、過冷却度検出手段２１により検出された再熱側熱交換器３出側の冷媒の過冷却度を目標過冷却度に近づけるように、圧縮機１の運転周波数を制御するのである。

実施の形態３．
この発明は、図６に示すように、冷却側熱交換器２を備える第１冷媒回路２７Ａと、再熱側熱交換器３を備える第２冷媒回路２７Ｂとを有する空気調和装置においても適用することができる。このような空気調和装置では、第１冷媒回路２７Ａと第２冷媒回路２７Ｂとが互いに独立しているが、冷却側熱交換器２と再熱側熱交換器３とが室内機３１の共通の吹出し風路内に配備されているため、実施の形態１，２の空気調和装置と同様の共通課題が存在する。すなわち、いずれかまたは双方の冷媒回路で油回収運転を行なっている間は、そのときの空調負荷に見合った目標の吹出し空気温度や湿度を提供できないことがある。そこで、かかる問題をこの実施形態３では解消できるようにしたのである。

この空気調和装置において、第１冷媒回路２７Ａは、運転容量可変式の圧縮機１Ａ、四方切換弁１２、熱源側熱交換器１３、第１冷媒流量調整弁６、および冷却側熱交換器２を順次環状に接続して成る冷暖房切換式の冷媒回路であり、そのうち圧縮機１、四方切換弁１２、熱源側熱交換器１３が熱源機３０に配備されている。また、第２冷媒回路２７Ｂは、運転容量可変式の圧縮機１Ｂ、四方切換弁１２、熱源側熱交換器１３、第２冷媒流量調整弁７、および再熱側熱交換器３を順次環状に接続して成る冷暖房切換式の冷媒回路であり、そのうち圧縮機１、四方切換弁１２、熱源側熱交換器１３が熱源機３０に配備されている。一方で、冷却側熱交換器２、再熱側熱交換器３、第１冷媒流量調整弁６、および第２冷媒流量調整弁７は室内機３１に配備されている。第２冷媒回路２７Ａにおける室内機３１の冷却側熱交換器２２と熱源機３０とは第１接続配管４および第２接続配管５を介して接続され、第２冷媒回路２７Ｂにおける室内機３１の再熱側熱交換器３と熱源機３０とは第４接続配管２９および第５接続配管２２を介して接続されている。この空気調和装置において、冷房運転を行なう際は、第１冷媒回路２７Ａおよび第２冷媒回路２７Ｂがそれぞれの四方切換弁１２，１２をいずれも冷房用冷媒流路に切り換えて運転する。一方、冷媒再熱運転を行なう際は、第１冷媒回路２７Ａがその四方切換弁１２を冷房用冷媒流路に切り換えて運転し、第２冷媒回路２７Ｂがその四方切換弁１２を暖房用冷媒流路に切り換えて運転する。
この実施の形態３の冷媒回路において、冷房再熱運転時に潤滑油が滞留しやすいのは、低圧ガス管となる第２接続配管５と、冷却側熱交換器２である。また、圧縮機１の運転周波数が低い場合は、第５接続配管２２においても、高圧ではあるがガス冷媒が流れるために潤滑油が滞留しやすい。

そこで、実施の形態３において、制御手段１０は、冷媒回路２７Ａ側である冷却側熱交換器２の油回収を行う際に、図７の制御フローに従って冷媒回路２７Ａ，２７Ｂを制御する。すなわち、圧縮機１Ａの運転周波数と第１冷媒流量調整弁６の弁開度をそれぞれ固定して、冷媒回路２７Ａの油回収運転を行なう（ステップＳ１、Ｓ２）。そして、吹出し温度検出手段９により吹出し空気温度が検出されると（ステップＳ８）、検出された吹出し空気温度の判定を行なう（ステップＳ９）。この判定は、次に示す（１）〜（４）のように処理される。ステップＳ９においては、（１）検出吹出し空気温度が目標吹出し温度＋所定値α（例えば２℃）よりも高ければ、他方の冷媒回路２７Ｂの圧縮機１Ｂの運転周波数を減少させる。（２）検出吹出し空気温度が目標吹出し温度よりも高いが所定値α（例えば２℃）を上回っていない場合は、他方の冷媒回路２７Ｂの第２冷媒流量調整弁７の弁開度を減少させる。（３）検出吹出し空気温度が目標吹出し温度以下であるが所定値（−α）を下回っていない場合は、第２冷媒流量調整弁７の弁開度を増大させる。（４）検出吹出し空気温度が目標吹出し温度−所定値αよりも低ければ、圧縮機１Ｂの運転周波数を増大させる。これにより、室内機３１の吹出し空気温度を目標吹出し温度に近づけることができる。

一方、冷媒回路２７Ｂ側である再熱側熱交換器３の油回収を行う際には、図８の制御フローに従って冷媒回路２７Ａを制御する。すなわち、圧縮機１Ｂの運転周波数と第２冷媒流量調整弁７の弁開度をそれぞれ固定して、冷媒回路２７Ｂの油回収運転を行なう（ステップＳ１、Ｓ５）。そして、吹出し温度検出手段９により吹出し空気温度が検出されると（ステップＳ８）、検出された吹出し空気温度の判定を行なう（ステップＳ１０）。ステップＳ１０における処理は、前述した図７の制御フローにおけるステップＳ９と同様であり、検出吹出し空気温度と目標吹出し温度との温度差に基づいて、油回収をしていない冷媒回路２７Ａの圧縮機１Ａの運転周波数と第１冷媒流量調整弁６の弁開度を制御することにより、室内機３１の吹出し空気温度を目標吹出し温度に近づけるようにしている。上記のように制御することで、互いに独立した冷媒回路２７Ａ，２７Ｂの油回収運転を行なうことができ、適切な吹出し空気温度の調整を行なうことができる。
この実施の形態３ではそれぞれ独立した冷媒回路がそれぞれ圧縮機を保有しているので、潤滑油を回収しない方の圧縮機の運転周波数の制御によって吹出し空気温度を調整することが可能となる。そのため、油回収運転を行なうほうの圧縮機の運転周波数は固定したままで、吹出し空気温度と目標吹出し温度とに大きな差がついた場合（例えば、２℃以上）、油回収運転を行なわないほうの冷媒回路の圧縮機運転周波数を増減することで吹出し空気温度を調整し、微調整をその冷媒回路の冷媒流量調整弁で行なうようにしている（図７のステップＳ９、図８のステップＳ１０）。

ところで、この空気調和装置は、２つの冷媒回路２７Ａ，２７Ｂのそれぞれで運転容量可変式の圧縮機１を保有しているため、油回収運転を開始するタイミングは冷媒回路ごとに異なる。そこで、図７に示すように、各冷媒回路の運転状態を知るために、第１冷媒回路２７Ａと第２冷媒回路２７Ｂの油回収運転を検知する通信手段２３が、第１冷媒回路２７Ａと第２冷媒回路２７Ｂとの間に通信可能に配備されている。この通信手段２３により、一方の冷媒回路が油回収運転を開始したことが通信手段２３により検知されたら、制御手段１０が他方の冷媒回路の冷媒流量調整弁６または７を調整することで、空調負荷に見合った吹出し空気温度の空気を室内２８に提供することができる。
すなわち、制御手段１０は、通信手段２３により第１冷媒回路２７Ａまたは第２冷媒回路２７Ｂの油回収運転が検知されたとき、吹出し温度検出手段９により検出された吹出し空気温度を目標吹出し温度に近づけるように、第１冷媒流量調整弁６または第２冷媒流量調整弁７の弁開度を調整し、検出された吹出し空気温度と目標吹出し温度とに大きな差がある場合、油回収運転を行なっていないほうの冷媒回路の圧縮機の運転周波数を制御するのである。

尚、上記した実施の形態１，２，３では、この発明の「空調負荷」を検出するためのものとして、例えば室内機の吹出し空気温度を用いたが、この発明の空調負荷を検出するためのものとして、前記の吹出し空気温度に替えて、例えば吹出し風路における吹出し空気湿度、あるいは吹出し風路における吸込み空気温度または吸込み空気湿度を用いて検出することも可能である。

１圧縮機、２冷却側熱交換器、３再熱側熱交換器、４第１接続配管、５第２接続配管、６第１冷媒流量調整弁、７第２冷媒流量調整弁、８送風機、９吹出し温度検出手段、１０制御手段、１１過熱度検出手段、１２四方切換弁、１３熱源側熱交換器、１４気液分離器、１５第１分岐部、１５Ａ第２分岐部、１５ａ高圧電磁弁、１５ｂ高圧電磁弁、１５ｃ低圧電磁弁、１５ｄ低圧電磁弁、１６バイパス流量制御装置、１７二重管式熱交換器、１８流路切換部、１９アキュムレータ、２０第３接続配管、２１過冷却度検出手段、２２第５接続配管、２３通信手段、２４吹出し風路、２５空気吸込み口、２６空気吹出し口、２７Ａ第１冷媒回路、２７Ｂ第２冷媒回路、２８室内、２９第４接続配管、３０熱源機、３１室内機。

Claims

運転容量可変式の圧縮機、四方切換弁、ならびに、熱源側熱交換器を有する熱源機と、並列接続された第１冷媒流量調整弁および第２冷媒流量調整弁、前記第１冷媒流量調整弁と接続された冷却側熱交換器、ならびに、室内への共通の吹出し風路内に前記冷却側熱交換器とともに配備されて前記第２冷媒流量調整弁と接続された再熱側熱交換器を有する室内機と、
前記熱源側熱交換器と前記第１冷媒流量調整弁および前記第２冷媒流量調整弁との間に介在して前記熱源機と前記室内機とを接続する第１接続配管と、
並列の前記冷却側熱交換器および前記再熱側熱交換器と前記四方切換弁との間に介在して前記室内機と前記熱源機とを接続する第２接続配管と、を少なくとも有して成り、
冷房運転時には前記熱源機からの液冷媒を前記冷却側熱交換器と前記再熱側熱交換器へ流し、冷房再熱運転時には前記熱源機からのガス冷媒を前記再熱側熱交換器へ流し、且つ、前記熱源機からの液冷媒を前記第１冷媒流量調整弁へ流すように、冷媒流路を設定する空気調和装置において、
前記吹出し風路における空調負荷を検出する空調負荷検出手段と、
前記冷却側熱交換器における冷媒の過熱度または前記再熱側熱交換器における冷媒の過冷却度を検出する冷媒状態検出手段と、
油回収運転時に前記空調負荷検出手段により検出された空調負荷を目標空調負荷に近づけるように前記第１冷媒流量調整弁と前記第２冷媒流量調整弁を制御するとともに前記冷媒状態検出手段により検出された前記冷却側熱交換器出側の冷媒の過熱度または前記再熱側熱交換器における冷媒の過冷却度をそれぞれの目標値に近づけるように前記圧縮機の運転容量を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする空気調和装置。
熱源機の熱源側熱交換器と第１接続配管を介して接続される気液分離器が室内機に配備され、前記気液分離器の底部が並列配置の第１冷媒流量調整弁および第２冷媒流量調整弁と接続され、前記気液分離器の上部と冷却側熱交換器および再熱側熱交換器との間に介在するとともに前記冷却側熱交換器および前記再熱側熱交換器と前記熱源機の四方切換弁とを第２接続配管を介して接続する第１分岐部と、前記第１接続配管と前記第２接続配管とに連結されていて高圧冷媒は前記気液分離器に流入させ、且つ、低圧冷媒は前記四方切換弁または前記熱源側熱交換器に流入させる流路切換部とが、前記熱源機に配備されて成り、冷房運転時には前記気液分離器からの液冷媒を前記冷却側熱交換器と前記再熱側熱交換器へ流し、冷房再熱運転状態には前記気液分離器からのガス冷媒を前記再熱側熱交換器へ流し、且つ、前記気液分離器からの液冷媒を前記第１冷媒流量調整弁へ流すように、前記第１分岐部の冷媒流路が設定されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
並列の前記冷却側熱交換器および前記再熱側熱交換器と前記圧縮機の吐出側配管とを接続する第３接続配管と、並列の前記冷却側熱交換器および前記再熱側熱交換器と前記圧縮機の吐出側配管とを前記第３接続配管を介して接続する第２分岐部と、並列の前記冷却側熱交換器および前記再熱側熱交換器と前記熱源機の四方切換弁とを第２接続配管を介して接続する第１分岐部とを備えて成り、冷房運転時には前記熱源側熱交換器から前記第１接続配管を通った冷媒を前記第１冷媒流量調整弁と前記第２冷媒流量調整弁へ流し、前記冷却側熱交換器および再熱側熱交換器を通過後の冷媒を前記第２接続配管を経て前記四方切換弁へ流し、冷房再熱運転時には前記圧縮機から前記第３接続配管を通ったガス冷媒を前記冷却側熱交換器または前記再熱側熱交換器へ流し、且つ、前記熱源側熱交換器から前記第１接続配管を通った冷媒を前記第２冷媒流量調整弁または前記第１冷媒流量調整弁へ流すとともに前記再熱側熱交換器または前記冷却側熱交換器を通過後の冷媒を前記第２接続配管を経て前記四方切換弁へ流すように、前記第２分岐部の冷媒流路が設定されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。