JP6293647B2

JP6293647B2 - ヒートポンプ

Info

Publication number: JP6293647B2
Application number: JP2014237145A
Authority: JP
Inventors: 秀志岡田; 憲弘奥田; 吉村　智也; 智也吉村
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2034-11-21
Also published as: KR20170071593A; AU2015350991B2; US20200063987A1; KR102017964B1; JP2016099068A; CN110887271A; EP3222938B1; US10495325B2; CN107110581A; US20170328581A1; EP3222938A4; AU2015350991A1; WO2016080465A1; EP3222938A1; US11215370B2; CN107110581B

Description

本発明は、ヒートポンプに関する。

従来より、室外機と室内機とを有するヒートポンプであって、複数台で使用されるときにヒートポンプそれぞれの室外機が複数のヒートポンプの室内機との間で冷媒をやりとりすることができる構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の場合、複数のヒートポンプの室外機同士は接続経路を介して接続されており、その接続経路には開閉弁が設けられている。この接続経路と開閉弁とにより、室外機同士でも冷媒がやりとりされる。

特許第４７６４８５０号公報

ところで、特許文献１は、例えば複数のヒートポンプを設置した後に、ヒートポンプそれぞれに冷媒を充填するための冷媒充填用ポートを開示していない。

そこで、本発明は、室外機と室内機とを有するヒートポンプであって、複数台で使用されるときにヒートポンプそれぞれの室外機が複数のヒートポンプの室内機との間で冷媒をやりとりすることができる構成を備えるとともに、冷媒充填用ポートを備えるヒートポンプを提供することを課題とする。

上記技術的課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
室外機を有するヒートポンプにおいて、
室外機が、
圧縮機と、
圧縮機の吐出経路に設けられたオイルセパレータと、
圧縮機の吸入経路と他のヒートポンプの室外機とを接続し、他のヒートポンプの室外機に冷媒を供給するための室外機接続管と、
オイルセパレータの所定位置から延在して室外機接続管に接続するオイル供給管と、
オイル供給管に設けられた開閉弁と、
吸入経路に接続する接続部とオイル供給管に接続する接続部との間の室外機接続管の部分に設けられた膨張弁と、
オイル供給管に接続する接続部と膨張弁との間の室外機接続管の部分に設けられた冷媒充填用ポートと、を備えるヒートポンプが提供される。

また、本発明の別態様によれば、
室外機を有するヒートポンプにおいて、
室外機が、
圧縮機と、
圧縮機の吐出経路に設けられたオイルセパレータと、
圧縮機の吸入経路と他のヒートポンプの室外機とを接続し、他のヒートポンプの室外機から供給された冷媒を圧縮機の吸入経路に充填するための冷媒充填管と、
オイルセパレータの所定位置から延在して冷媒充填管に接続するオイル供給管と、
オイル供給管に設けられた開閉弁と、
吸入経路に接続する接続部とオイル供給管に接続する接続部との間の冷媒充填管の部分に設けられた膨張弁と、
オイル供給管に接続する接続部と膨張弁との間の冷媒充填管の部分に設けられた冷媒充填用ポートと、を備えるヒートポンプが提供される。

本発明によれば、室外機と室内機とを有するヒートポンプであって、複数台で使用されるときにヒートポンプそれぞれの室外機が複数のヒートポンプの室内機との間で冷媒をやりとりすることができる構成を備えるとともに、冷媒充填用ポートを備えるヒートポンプを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るヒートポンプの構成を示す回路図本発明の一実施の形態に係るヒートポンプの一部を示す斜視図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るヒートポンプの構成を示す回路図である。図２は、ヒートポンプの一部を示す斜視図である。なお、図１に示す回路図では、説明を簡略化するために、フィルタなどのヒートポンプの構成要素が省略されている。

図１はまた、複数のヒートポンプ、具体的には、外気と熱交換を行う１基の室外機１２Ａ、１２Ｂと室内空気と熱交換を行う２基の室内機１４Ａ、１４Ｂとをそれぞれ有する、２台のヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂが示されている。

ヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂそれぞれの室外機１２Ａ、１２Ｂは、詳細は後述するが、複数のヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂの室内機１４Ａ、１４Ｂとの間で冷媒をやりとりするように構成されている。

また、複数の室外機１２Ａ、１２Ｂの構成は実質的に同一であって、また複数の室内機１４Ａ、１４Ｂの構成も実質的に同一である。そのため、図１において、室外機１２Ｂは簡略化されている。

ヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂの室外機１２Ａ、１２Ｂは、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１６と、外気と熱交換を行う熱交換器１８と、四方弁２０とを有する。一方、室内機１４Ａ、１４Ｂは、室内空気と熱交換を行う熱交換器２２を有する。

圧縮機１６は、例えばガスエンジンなどの駆動源２４によって駆動される。本実施の形態の場合、２基の圧縮機１６と１基のガスエンジン２４とが室外機１２Ａ、１２Ｂに搭載されている。図２に示すように、圧縮機１６それぞれは、クラッチ２６とベルト２８とを介して、ガスエンジン２４の出力軸に取り付けられたフライホイール３０に連結されている。クラッチ２６を介することにより、１つのガスエンジン２４によって圧縮機１６の少なくとも一方を選択的に駆動することができる。

圧縮機１６の吐出ポート１６ａから吐出された高温・高圧のガス状冷媒は、四方弁２０によって室外機１２Ａ、１２Ｂの熱交換器１８または室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２に向けられる。暖房運転の場合、圧縮機１６から吐出されたガス状冷媒は、室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２に送られる。一方、冷房運転の場合、ガス状冷媒は室外機１２Ａ、１２Ｂの熱交換器１８に送られる。

圧縮機１６の吐出経路上、すなわち圧縮機１６の吐出ポート１６ａと四方弁２０との間の冷媒経路上には、冷媒に含まれる冷凍機油（オイル）を分離するオイルセパレータ３２が設けられている。なお、冷媒から分離されてオイルセパレータ３２の底部３２ａに貯まるオイルは、オイル戻し経路（図示せず）を介して圧縮機１６内の摺動部に戻される。

暖房運転の場合、圧縮機１６から吐出されて四方弁２０（実線）を通過した高温・高圧のガス状冷媒は、室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２で室内空気と熱交換を行う。すなわち、熱交換器２２を介して、冷媒から室内空気に熱が移動する。その結果、冷媒は、低温・高圧の液状態にされる。

レシーバ３６が室外機１２Ａ、１２Ｂに設けられている。レシーバ３６は、室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２で室内空気と熱交換を行った後の低温・高圧の液状冷媒を一時的に蓄えるバッファタンクである。室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２から流出した液状冷媒は、逆止弁３４を通過してレシーバ３６内に流入する。

レシーバ３６内の低温・高圧の液状冷媒は、室外機１２Ａ、１２Ｂの熱交換器１８に送られる。レシーバ３６の底部３６ａと熱交換器１８との間の経路には、逆止弁３８と膨張弁４０とが設けられている。レシーバ３６の底部３６ａから流出した低温・高圧の液状冷媒は、膨張弁４０によって膨張され、低温・低圧の液状態（霧状態）にされる。

膨張弁４０を通過した低温・低圧の液状冷媒は、室外機１２Ａ、１２Ｂの熱交換器１８で外気と熱交換を行う。すなわち、熱交換器１８を介して、外気から冷媒に熱が移動する。その結果、冷房は、低温・低圧のガス状態にされる。

室外機１２Ａ、１２Ｂの熱交換器１８で外気と熱交換を行った後の低温・低圧のガス状冷媒を一時的に蓄えるアキュムレータ４２が室外機１２Ａ、１２Ｂに設けられている。アキュムレータ４２は、圧縮機１６の吸入経路（圧縮機１６の吸入ポート１６ｂと四方弁２０との間の経路）に設けられている。

アキュムレータ４２内の低温・低圧のガス状冷媒は、圧縮機１６内に吸入されて圧縮される。その結果、冷媒は、高温・高圧のガス状態にされ、再び室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２に向かって送られる。

なお、低温・低圧ガス状冷媒がアキュムレータ４２に一時的に留まる間に、ガス状冷媒に含まれる少量の液状冷媒が分離する。この液状冷媒は、アキュムレータ４２内に貯められる。

一方、冷房運転の場合、圧縮機１６の吐出ポート１６ａから吐出された高温・高圧のガス状冷媒は、四方弁２０（二点鎖線）を介して、室外機１２Ａ、１２Ｂの熱交換器１８に移動する。その熱交換器１８で外気と熱交換することにより、冷媒は、低温・高圧の液状態にされる。熱交換器１８から流出した冷媒は、膨張弁４０を通過することにより、低温・低圧の液状態（霧状態）にされる。膨張弁４０を通過した冷媒は、逆止弁４４、レシーバ３６、逆止弁４６を順に通過して室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２に到達する。その熱交換器２２で室内空気と熱交換することにより、冷媒は低温・低圧のガス状態にされる。そして、熱交換器２２を流出した冷媒は、四方弁２０、アキュムレータ４２を通過して圧縮機１６に戻る。

また、冷房効率を向上させるために、ヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂの室外機１２Ａ、１２Ｂは、レシーバ３６から逆止弁４６に向かう冷媒を冷却するための冷却用熱交換器４８を有する。

冷却用熱交換器４８は、レシーバ３６から逆止弁４６に向かう液状冷媒と霧状冷媒との間で熱交換が行われるように、すなわち液状冷媒を霧状冷媒で冷却するように構成されている。この霧状冷媒は、冷却用熱交換器４８から逆止弁４６に向かう液状冷媒の一部を膨張弁５０によって霧状にしたものである。この膨張弁５０は、冷却用熱交換器４８による液状冷媒の冷却を選択的に行うために、開度調整可能な弁である。

ヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂの制御装置（図示せず）が膨張弁５０を制御することによって該膨張弁５０が少なくとも部分的に開くと、冷却用熱交換器４８を通過して逆止弁４６を通過する前の液状冷媒の一部が膨張弁５０を通過して霧状にされる。膨張弁５０によって霧状にされた冷媒は、冷却用熱交換器４８内に流入し、レシーバ３６から流出して逆止弁４６を通過する前の液状冷媒から熱を奪い、それによりガス化する。その結果として、室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２に、膨張弁５０が閉じた状態の時に比べて低温な液状冷媒が流入する。

一方、レシーバ３６から流出して逆止弁４６を通過する前の液状冷媒から熱を奪ったガス状冷媒は、冷却用熱交換器４８から圧縮機１６に直接戻される。また、このガス冷媒は、アキュムレータ４２に貯まる液状冷媒を蒸発させるために使用される。すなわち、開閉弁５２が開くことにより、アキュムレータ４２内の液状冷媒が、冷却用熱交換器４８から圧縮機１６に戻るガス状冷媒に混合されてガス化し、圧縮機１６に戻される。

さらに、ヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂは、四方弁２０から圧縮機１６に戻るガス状冷媒に含まれる液状冷媒をガス化するための蒸発補助用熱交換器５４を有する。

圧縮機１６に戻るガス状冷媒に液状冷媒が含まれるか否かを判定するために、四方弁２０とアキュムレータ４２との間の経路には、冷媒の温度と圧力とを検出する温度センサ５６と圧力センサ５８とが設けられている。温度センサ５６と圧力センサ５８は、検出結果に対応する検出信号をヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂの制御装置（図示せず）に出力する。制御装置は、温度センサ５６と圧力センサ５８とからの検出信号に基づいて、圧縮機１６に戻るガス状冷媒に液状冷媒が含まれるか否かを判定する。すなわち、圧力センサ５８によって検出された冷媒の圧力が、温度センサ５６によって検出された温度に対応する蒸気圧とほぼ同一であれば、圧縮機１６に戻るガス状冷媒に液状冷媒がほとんど含まれていない（液状冷媒は実質的にゼロである）と判定する。

蒸発補助用熱交換器５４は、レシーバ３６から流出して逆止弁３８を通過する前の低温・高圧の液状冷媒の一部を利用する。そのために、レシーバ３６と蒸発補助用熱交換器５４との間には、開度が調節可能な膨張弁６０が設けられている。

ヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂの制御装置（図示せず）は、圧縮機１６に戻るガス状冷媒に液状冷媒が規定量以上含まれていると判定すると、膨張弁６０を制御する。それにより、膨張弁６０が少なくとも部分的に開く。

膨張弁６０が少なくとも部分的に開くと、レシーバ３６から流出して逆止弁３８を通過する前の低温・高圧の液状冷媒の一部が、膨張弁６０を流れ、低温・低圧の霧状にされる。

膨張弁６０を通過した霧状の冷媒は、蒸発補助用熱交換器５４で、例えばガスエンジン２４の高温な排気ガスや冷却液などによって加熱される。それにより、膨張弁６０を通過して蒸発補助用熱交換器５４に流入した霧状の冷媒は、高温・低圧のガス状態にされる。この蒸発補助用熱交換器５４で加熱された高温のガス状冷媒は、四方弁２０とアキュムレータ４２との間の経路に投入される。それにより、四方弁２０を通過して圧縮機１６に戻るガス状冷媒に含まれる液状冷媒が、蒸発補助用熱交換器５４からの高温のガス状冷媒によって加熱されて蒸発する（ガス化する）。その結果として、アキュムレータ４２に流入する冷媒は、ほぼガス状態にされる。

次に、ヒートポンプが複数台で使用されるときに利用されるヒートポンプの構成要素について説明する。

まず、図１に示すように、ヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂそれぞれの室内機１４Ａ、１４Ｂは、共通冷媒配管６２、６４に接続されている。また、ヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂそれぞれの室外機１２Ａ、１２Ｂも共通冷媒配管６２、６４に接続されている。それにより、ヒートポンプ１０Ａの室外機１４Ａおよびヒートポンプ１０Ｂの室外機１４Ｂの少なくとも一方が、室内機１４Ａ、１４Ｂの少なくとも１つと、共通冷媒配管６２、６４を介して冷媒のやりとりを行うことができる。

例えば、室外機１２Ａ、１２Ｂ（その圧縮機１６）の両方が稼動し、少なくとも１つの室内機１４Ａ、１４Ｂが稼動する場合がある。なお、室内機１４Ａ、１４Ｂそれぞれには、開度が調整可能な膨張弁６６が設けられている。この膨張弁６６が開くことにより、熱交換器２２内に冷媒が流れ、室内機１４Ａ、１４Ｂが稼動する。また、その膨張弁６６の開度が調整されることにより、室内機１４Ａ、１４Ｂの出力が調整される。

また例えば、室外機１２Ａ、１２Ｂ（その圧縮機１６）のいずれか一方のみが稼動し、少なくとも１つの室内機１４Ａ、１４Ｂが稼動する場合がある。具体的には、少なくとも１つの室内機１４Ａ、１４Ｂのトータルの出力に対して、室外機１２Ａ、１２Ｂのいずれか一方の出力で足りる場合がある。そのような場合、室外機１２Ａ、１２Ｂ（その圧縮機１６）のいずれか一方が稼動し、他方が停止する。これは、室外機１２Ａ、１２Ｂのガスエンジン２４の両方を定格出力に比べて低い出力で駆動する場合に比べて、室外機１２Ａ、１２Ｂのガスエンジン２４の一方のみを定格出力で駆動して他方を停止させる方が、燃費、エネルギ効率、寿命などに関して優れているからである。

ただし、室外機１２Ａ、１２Ｂ（その圧縮機１６）のいずれか一方のみが稼動する場合、稼動中の室外機において冷媒が不足する場合がある。これは、室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２から流出した冷媒が、室外機１２Ａ、１２Ｂのいずれか一方の稼動中の室外機よりは停止中の室外機に向かって流れる傾向があるからである。

また、室外機１２Ａ、１２Ｂのいずれか一方の稼動中の室外機において冷媒が不足すると、それとともに稼動中の室外機の圧縮機１６を潤滑するオイルが不足する場合がある。これは、稼動中の室外機の圧縮機１６から吐出されてオイルを含んでいる冷媒が、室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２から流出した後、オイルとともに停止中の室外機に流れるからである。

この対処として、本実施の形態のヒートポンプの室外機は、複数台で使用されるとき、停止中の室外機から稼動中の室外機に冷媒およびオイルを供給できるように構成されている。

室外機１２Ｂが稼動中であって室外機１２Ａが停止中の場合を例に挙げて説明する。なお、以下の説明は、符号の添え字「Ａ」、「Ｂ」を入れ替えれば、室外機１２Ａが稼動中であって室外機１２Ｂが停止中の場合にも対応することができる。

図１に示すように、室外機１２Ｂ（その圧縮機１６）が稼動しているとき、室外機１２Ｂから流出した冷媒（およびその内部に含まれるオイル）は、共通冷媒配管６２を介して、少なくとも１つの室内機１４Ａ、１４Ｂの熱交換器２２に流入する。熱交換器２２で室内空気と熱交換をした後の冷媒の大部分は稼動中の室外機１２Ｂの圧縮機１６の吸引によって該室外機１２Ｂ側に向かって流れるが、一部が停止中の室外機１２Ａ側に向かって流れる。そして、その一部の冷媒は、停止中の室外機１２Ａ内に留まる。したがって、停止中の室外機１２Ａから稼動中の室外機１２Ｂに対して冷媒の一部を供給する必要がある。

停止中の室外機１２Ａから稼動中の室外機１２Ｂに冷媒を供給するために、稼動中の室外機１２Ｂと接続するための室外機接続管７０を停止中の室外機１２Ａは有する。

停止中の室外機１２Ａの室外機接続管７０は、その圧縮機１６の吸入経路と稼動中の室外機１２Ｂとを接続する。本実施の形態の場合、停止中の室外機１２Ａの室外機接続管７０の一端は、圧縮機１６の吸入経路の一部である、蒸発補助用熱交換器５４と膨張弁６０との間の経路部分に接続されている（接続部７０ａ）。一方、その他端近傍には、手動で開閉可能な開閉弁７２が設けられている。

また、図２に示すように、停止中の室外機１２Ａの室外機接続管７０の他端には、稼動中の室外機１２Ｂと接続するためのコネクタ７４が設けられている。具体的には、停止中の室外機１２Ａにおける室外機接続管７０のコネクタ７４は、図１に示す接続配管７６を介して、稼動中の室外機１２Ｂにおける室外機接続管７０のコネクタ７４に接続される。その結果、停止中の室外機１２Ａにおける室外機接続管７０から接続配管７６を介して稼動中の室外機１２Ｂにおける室外機接続管７０に向かって冷媒は流れることができる。すなわち、稼動中の室外機１２Ｂにおいて、室外機接続管７０は、停止中の室外機１２Ａから供給された冷媒を圧縮機１６の吸入経路に充填するための冷媒充填管として機能する。

停止中の室外機１２Ａにおいて、冷媒の大部分はレシーバ３６と熱交換器１８とに貯まる。停止中の室外機１２Ａのレシーバ３６内の冷媒を稼動中の室外機１２Ｂに供給するために、レシーバ３６と室外機接続管７０とを直接的に接続する第１の冷媒供給管７８が室外機１２Ａに設けられている。

第１の冷媒供給管７８は、レシーバ３６の側面３６ｂに接続されている。具体的には、底部３６ａに対して所定の高さに位置するレシーバ３６の側面３６ｂの位置に、第１の冷媒供給管７８は接続されている。これにより、停止中の室外機１２Ａのレシーバ３６内に貯えられている冷媒を、第１の冷媒供給管７８および室外機接続管７０を介して、稼動中の室外機１２Ｂに供給することができる。また、停止中の室外機１２Ａが将来稼動されたときに備え、規定量の冷媒をレシーバ３６内に残すことができる。

なお、第１の冷媒供給管７８には、開閉弁８０と逆止弁８２とが設けられている。室外機１２Ａ（その圧縮機１６）が稼動中であるとき、開閉弁８０は閉じた状態である。逆止弁８２は、室外機１２Ａが停止しているとき、第１の冷媒供給管７８を介するレシーバ３６への冷媒の逆流を防止する。

停止中の室外機１２Ａの熱交換器１８内の冷媒を稼動中の室外機１２Ｂに供給するために、第２の冷媒供給管８４が室外機１２Ａに設けられている。

第２の冷媒供給管８４の一端は、四方弁２０と熱交換器１８との間の経路に接続されている。具体的には、四方弁２０と熱交換器１８との間の経路には、圧縮機１６の停止中、熱交換器１８から圧縮機１６の吐出経路（吐出ポート１６ａ）に冷媒が逆流しないように閉じる開閉弁８６が設けられている。その開閉弁８６と熱交換器１８との間に、第２の冷媒供給管８４の一端が接続されている。

一方、第２の冷媒供給管８４の他端は、蒸発補助用熱交換器５４と膨張弁６０との間の経路に接続されている。

これにより、停止中の室外機１２Ａの熱交換器１８内に貯えられた冷媒を、第２の冷媒供給管８４および室外機接続管７０を介して、稼動中の室外機１２Ｂに供給することができる。

なお、第２の冷媒供給管８４には、開閉弁８８と逆止弁９０とが設けられている。室外機１２Ａ（その圧縮機１６）が稼動中であるとき、開閉弁８８は閉じた状態である。逆止弁９０は、室外機１２Ａの停止しているとき、第２の冷媒供給管８４を介する熱交換器１８への冷媒の逆流を防止する。

上述したように、停止中の室外機１２Ａのレシーバ３６内の冷媒の一部と熱交換器１８内の冷媒とが、第１および第２の冷媒供給管７８、８４と室外機接続管７０とを介して、稼動中の室外機１２Ｂに供給される。ところが、それでも稼動中の室外機１２Ｂにおいて冷媒が不足する場合がある。

この場合、停止中の室外機１２Ａのレシーバ３６からさらに冷媒が稼動中の室外機１２Ｂに供給される。

具体的には、暖房運転では、停止中の室外機１２Ａの開閉弁１００を開いて稼働中の室外機１２Ｂの吐出冷媒を引き込みレシーバ３６に滞留している冷媒を逆止弁４６と第１の冷媒供給管７８へ押し出す。逆止弁４６に押し出された冷媒は、共通冷媒配管６４を経て稼働中の室外機１２Ｂへ流れる。第１の冷媒供給管７８へ押し出された冷媒は、開閉弁８０および逆止弁８２を経由して接続配管７６から室外機１２Ｂへ流れる。このとき室外機１２Ｂの膨張弁１１０の開度を制御して接続配管７６から流れ込む冷媒量が調整される。

一方、冷房運転では、停止中の室外機１２Ａの開閉弁８８を開いて熱交換器１８に滞留している冷媒が、逆止弁８８、第２の冷媒供給管８４、蒸発補助用熱交換器５４、四方弁２０および共通配管６２を経由して稼働中の室外機１２Ｂに吸引される。

停止中の室外機１２Ａの第１および第２の冷媒供給管７８、８４を介して（場合によっては第３および第４の冷媒供給管９２、９８も介して）、室外機１２Ａから稼動中の室外機１２Ｂに冷媒が供給される。これに加えて、停止中の室外機１２Ａから、稼動中の室外機１２Ｂの圧縮機１６を潤滑するためのオイルが供給される。

そのために、オイルセパレータの所定位置から延在して室外機接続管７０に接続するオイル供給管１０４が、室外機１２Ａに設けられている。

一方、オイル供給管１０４の一端は、圧縮機１６の吸入経路に接続する接続部７０ａと手動開閉弁７２との間の室外機接続管７０の部分に接続されている（接続部７０ｂ）。

一方、オイル供給管１０４の他端は、オイルセパレータ３２の底部３２ａに対して所定の高さに位置するオイルセパレータ３２の側面３２ｂの所定位置に接続されている。これにより、停止中の室外機１２Ａのオイルセパレータ３２内に貯えられているオイルを、オイル供給管１０４および室外機接続管７０を介して、稼動中の室外機１２Ｂに供給することができる。また、停止中の室外機１２Ａ（その圧縮機１６）が将来稼動されたときに備え、規定量のオイルをオイルセパレータ３２内に残すことができる。

なお、停止中の室外機１２Ａのオイル供給管１０４には、開閉弁１０６と逆止弁１０８とが設けられている。開閉弁１０６は、その室外機１２Ａが稼動中のときは閉じている。逆止弁１０８は、室外機接続管７０からオイルセパレータ３２内への冷媒の流入を防止する。

ここからは、停止中の室外機１２Ａから冷媒およびオイルが供給された稼動中の室外機１２Ｂについて説明する。なお、室外機１２Ａ、１２Ｂの構成は、上述したように実質的に同一である。そのため、室外機１２Ｂの構成を理解するために、図１に示す室外機１２Ａの構成を利用することが可能である。

停止中の室外機１２Ａから供給された冷媒は、稼動中の室外機１２Ｂの室外機接続管７０（すなわち冷媒充填管）内に流入する。稼動中の室内機１２Ｂにおいて、第１の冷媒供給管７８上の開閉弁８０、第２の冷媒供給管８４上の開閉弁８８、第３の冷媒供給管９２上の開閉弁９４、第４の冷媒供給管９８上の開閉弁１００、およびオイル供給管１０４の開閉弁１０６は閉じている。したがって、稼動中の室外機１２Ｂの室外機接続管７０内に流入した冷媒は、蒸発補助用熱交換器５４、アキュムレータ４２を順に通過して、圧縮機１６の吸入ポート１６ｂに入る。

稼動中の室外機１２Ｂの室外機接続管７０には、開度が調整可能な膨張弁１１０が設けられている。膨張弁１１０は、圧縮機１６の吸入経路に接続する接続部７０ａとオイル供給管１０４と接続する接続部７０ｂとの間の室外機接続管７０の部分に設けられている。停止中の室外機１２Ａと稼動中の室外機１２Ｂとの間で室外機接続管７０を介して冷媒をやりとりするとき、膨張弁１１０は開いている。

停止中の室外機１２Ａから供給されて稼動中の室外機１２Ｂ内の室外機接続管７０内に流入した冷媒は、膨張弁１１０によって霧状にされる。膨張弁１１０によって霧状にされた冷媒は、蒸発補助用熱交換器５４によって加熱されてガス化する。その結果、停止中の室外機１２Ａから供給された冷媒は、ガス状態で稼動中の室外機１２Ｂの圧縮機１６内に流入することができる。

また、停止中の室外機１２Ａから供給されたオイルは、同様に室外機１２Ａから供給された冷媒に同伴し、稼動中の室外機１２Ｂの室外機接続管７０（すなわち冷媒充填管）内に流入する。したがって、室外機接続管７０（すなわち冷媒充填管）は、冷媒のみならず、オイルを供給するためのオイル供給経路として機能する。

稼動中の室外機１２Ｂの室外機接続管７０内に流入したオイルは、冷媒とともに圧縮機１６内に入り、ガス状冷媒とともに圧縮機１６から吐出され、オイルセパレータ３２によって回収される。オイルセパレータ３２に回収されたオイルは、オイル戻し回路（図示せず）を介して圧縮機１６の摺動部に供給される。

稼動中の室外機１２Ｂの制御装置は、冷媒が十分でなく不足していると判定した場合、停止中の室外機１２Ａの制御装置に対して冷媒を要求する信号を送信する。一方、冷媒要求信号を受け取った停止中の室外機１２Ａの制御装置は、第１の冷媒供給管７８上の開閉弁８０、第２の冷媒供給管８４上の開閉弁８８、第３の冷媒供給管９２上の開閉弁９４、第４の冷媒供給管９８上の開閉弁１００、およびオイル供給管１０４の開閉弁１０６の少なくとも１つを開き、稼動中の室外機１２Ｂに冷媒を供給する。

加えて、室外機１２Ａ、１２Ｂの室外機接続管７０には、冷媒を充填するための冷媒充填用ポート１１２が設けられている。具体的には、冷媒充填用ポート１１２は、オイル供給管１０４に接続する接続部７０ｂと膨張弁１１０との間の室外機接続管７０の部分に設けられている。

冷媒充填用ポート１１２は、例えば複数のヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂを設置した後に、具体的には、複数の室外機１２Ａ、１２Ｂと複数の室内機１４Ａ、１４Ｂを設置し、これらを接続した後に、それぞれのヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂの室外機１２Ａ、１２Ｂに冷媒を充填するために使用される。

室外機１２Ａ、１２Ｂそれぞれに冷媒充填用ポート１１２を介して冷媒を充填するとき、作業者によって室外機接続管７０の手動開閉弁７２が閉じられる。また、室外機１２Ａ、１２Ｂそれぞれの圧縮機１６が稼動した状態で、冷媒充填用ポート１１２を介して冷媒が充填される。すなわち、冷媒充填用ポート１１２が設けられた室外機接続管７０は、冷媒充填用の経路として機能する。

なお、室外機接続管７０に手動開閉弁７２と冷媒充填用ポート１１２とが設けられているため、図２に示すように手動開閉弁７２と冷媒充填用ポート１１２とが近い。その結果、作業者は、手動開閉弁７２が閉じられた状態を確認した上で、冷媒充填用ポート１１２を介して冷媒を室外機１２Ａ、１２Ｂに充填することができる。

冷媒充填用ポート１１２を介して室外機接続管７０内に充填された冷媒は、膨張弁１１０によって霧状にされ、蒸発補助用熱交換器５４によってガス化される。ガス化された冷媒は、圧縮機１６内に流入する。そして、冷媒は、圧縮機１６に吐出されて経路全体に充填される。

以上、本実施の形態によれば、室外機１２Ａ、１２Ｂと室内機１４Ａ、１４Ｂとを有するヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂであって、複数台で使用されるときにヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂそれぞれの室外機１２Ａ、１２Ｂが複数のヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂの室内機１４Ａ、１４Ｂとの間で冷媒をやりとりすることができる構成を備えるとともに、冷媒充填用ポート１１２を備えるヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂを提供することができる。

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限らない。

例えば、上述の実施の形態では、２台のヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂを挙げて本発明を説明したが、本発明は２台のヒートポンプに限定されない。例えば、３台以上のヒートポンプであってもよい。

また、上述の実施の形態の場合、ヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂそれぞれは、１基の室外機１２Ａ、１２Ｂと２基の室内機１４Ａ、１４Ｂとを有するがこれに限定されない。ヒートポンプの室外機１基に対する室内機は３基以上であってもよい。

さらに、上述の実施の形態に係るヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂそれぞれは、単独で使用されることも可能である。この場合、手動開閉弁７２、第１の冷媒供給管７８上の開閉弁８０、第２の冷媒供給管８４上の開閉弁８８、第３の冷媒供給管９２上の開閉弁９４、第４の冷媒供給管９８上の開閉弁１００、およびオイル供給管１０４の開閉弁１０６は閉じた状態で維持される。

また、本発明に係るヒートポンプは、上述の実施の形態のヒートポンプ１０Ａ、１０Ｂに限らない。本発明に係るヒートポンプは、広義には、室外機を有するヒートポンプであって、室外機が、圧縮機と、圧縮機の吐出経路に設けられたオイルセパレータと、圧縮機の吸入経路と他のヒートポンプの室外機とを接続し、他のヒートポンプの室外機に冷媒を供給するための室外機接続管と、オイルセパレータの所定位置から延在して室外機接続管に接続するオイル供給管と、オイル供給管に設けられた開閉弁と、吸入経路に接続する接続部とオイル供給管に接続する接続部との間の室外機接続管の部分に設けられた膨張弁と、オイル供給管に接続する接続部と膨張弁との間の室外機接続管の部分に設けられた冷媒充填用ポートと、を備えるヒートポンプである。

また、本発明に係るヒートポンプは、広義には、室外機を有するヒートポンプであって、室外機が、圧縮機と、圧縮機の吐出経路に設けられたオイルセパレータと、圧縮機の吸入経路と他のヒートポンプの室外機とを接続し、他のヒートポンプの室外機から供給された冷媒を圧縮機の吸入経路に充填するための冷媒充填管と、オイルセパレータの所定位置から延在して冷媒充填管に接続するオイル供給管と、オイル供給管に設けられた開閉弁と、吸入経路に接続する接続部とオイル供給管に接続する接続部との間の冷媒充填管の部分に設けられた膨張弁と、オイル供給管に接続する接続部と膨張弁との間の冷媒充填管の部分に設けられた冷媒充填用ポートと、を備えるヒートポンプである。

本発明は、圧縮機の吐出経路にオイルセパレータが設けられているヒートポンプに適用可能である。

１０Ａヒートポンプ
１０Ｂヒートポンプ
１２Ａ室外機
１２Ｂ室外機
１６圧縮機
３２オイルセパレータ
７０室外機接続管
７０ａ接続部
７０ｂ接続部
１０４オイル供給管
１０６開閉弁
１１０膨張弁
１１２冷媒充填用ポート

Claims

室外機を有するヒートポンプにおいて、
室外機が、
圧縮機と、
圧縮機の吐出経路に設けられたオイルセパレータと、
圧縮機の吸入経路と他のヒートポンプの室外機とを接続し、他のヒートポンプの室外機に冷媒を供給するための室外機接続管と、
オイルセパレータの所定位置から延在して室外機接続管に接続するオイル供給管と、
オイル供給管に設けられた開閉弁と、
吸入経路に接続する接続部とオイル供給管に接続する接続部との間の室外機接続管の部分に設けられた膨張弁と、
オイル供給管に接続する接続部と膨張弁との間の室外機接続管の部分に設けられた冷媒充填用ポートと、を備えるヒートポンプ。
室外機を有するヒートポンプにおいて、
室外機が、
圧縮機と、
圧縮機の吐出経路に設けられたオイルセパレータと、
圧縮機の吸入経路と他のヒートポンプの室外機とを接続し、他のヒートポンプの室外機から供給された冷媒を圧縮機の吸入経路に充填するための冷媒充填管と、
オイルセパレータの所定位置から延在して冷媒充填管に接続するオイル供給管と、
オイル供給管に設けられた開閉弁と、
吸入経路に接続する接続部とオイル供給管に接続する接続部との間の冷媒充填管の部分に設けられた膨張弁と、
オイル供給管に接続する接続部と膨張弁との間の冷媒充填管の部分に設けられた冷媒充填用ポートと、を備えるヒートポンプ。