JP6459800B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、室外機に複数台の室内機が冷媒配管で接続された空気調和装置に関する。

従来、空気調和装置としては、１台の室外機に複数台の室内機が液管およびガス管で接続され、複数台の室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転を行うことが可能であるものが知られている。このような空気調和装置の室外機には、室内機の台数と同数の膨張弁が設けられており、各室内機に対応する膨張弁の開度を調整することによって、各室内機における冷媒流量を調整できるようになっている。

上記のような空気調和装置で冷房運転を行っているとき、圧縮機から冷媒とともに吐出された冷凍機油は、凝縮器として機能する室外熱交換器を通過して各室内機に分流する。このとき、停止している室内機に対応する膨張弁は全閉とされているため、当該室内機に向かって分流した冷凍機油は全閉とされている膨張弁によって堰き止められて、膨張弁から上流側の冷媒配管内に滞留する。膨張弁から上流側の冷媒配管内に滞留した冷凍機油は、当該膨張弁が開かれないと冷媒回路を流れて圧縮機に戻らない。

室内機の停止時間が長い場合や、停止している室内機の台数が多い場合は、全閉とされている膨張弁から上流側の冷媒配管内に滞留する冷凍機油量が多くなる。そして、滞留する冷凍機油量が多くなると、圧縮機に戻る冷凍機油量が減少するので、圧縮機で冷凍機油が不足して潤滑不良となる恐れがある。そこで、一定時間毎、例えば、圧縮機の運転時間が所定の積算値となれば、各室内機に対応する膨張弁を全て開くとともに圧縮機の回転数を冷房運転時より上げることによって、膨張弁から上流側の冷媒配管内に滞留する冷凍機油を圧縮機に戻す油回収運転を行うことで、定期的に圧縮機に冷凍機油を戻して潤滑不良となることを防止するマルチ型空気調和機が提案されている（特許文献１参照）。

特開昭６３−７３０５２号公報

ところで、圧縮機から冷媒とともに吐出される冷凍機油の量は、圧縮機の冷媒吐出側における冷媒の過熱度（以下、吐出過熱度と記載）によって増減する。具体的には、吐出過熱度が十分に大きい(例えば、１５ｄｅｇや２０ｄｅｇ）場合は、圧縮機から吐出される冷凍機油量は少なくなり、吐出過熱度が小さい(例えば、２ｄｅｇや４ｄｅｇ）場合は圧縮機から吐出される冷凍機油量は多くなる。これは、吐出過熱度が大きいほど圧縮機内部の温度が高く、圧縮機内部に滞留する冷凍機油の温度も高くなって冷凍機油に冷媒が溶け込みにくくなるためである。従って、前回油回収運転を行ってから次に油回収運転を行うまでの間、吐出過熱度が十分に大きい状態が継続していた場合は、圧縮機から吐出される冷凍機油量は少ない状態が継続することから、全閉とされている膨張弁から上流側の冷媒配管内に滞留する冷凍機油量も少ないので、圧縮機で潤滑不良となる危険性が低い。

上述したように、油回収運転を行うときは、停止している室内機に対応するものも含めて膨張弁を全て開くとともに圧縮機の回転数を冷房運転時より上げるので、冷房運転時の制御条件とは異なる条件での運転となり、使用者の快適性が損なわれる恐れがある。このため、油回収運転を行う回数はできる限り少ないことが好ましい。しかし、特許文献１で提案されている油回収運転では、冷凍機油の吐出量つまりは全閉とされている膨張弁から上流側の冷媒配管内に滞留する冷凍機油量に関わらず一定時間毎に油回収運転を行うため、油回収運転を行う必要がない場合であっても油回収運転が行われるという問題があった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、不要な油回収運転の実行を防ぐ空気調和装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、室外機と、複数台の室内機と、室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有するものであって、室外機は、圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、室内機の台数と同じ数だけ設けられる膨張弁と、圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、制御手段を有し、複数台の室内機は室内熱交換器を有する。また、空気調和装置は、圧縮機から冷媒回路に吐出された冷凍機油を圧縮機に回収する油回収運転が行える。制御手段は、各室内機から運転状態を取り込んで記憶し、空気調和装置が冷房運転を開始した時点あるいは油回収運転を終了して冷房運転を再開した時点から第１所定時間が経過したとき、第１所定時間が経過するまでの間に停止していた室内機が存在する場合は、第１所定時間が経過するまでの間に吐出圧力検出手段で検出した吐出圧力と吐出温度検出手段で検出した吐出温度を用いて算出した吐出過熱度の中の最小値である最小吐出過熱度が所定の第１閾過熱度より大きいときは、油回収運転を実行せず冷房運転を継続する。

上記のように構成した本発明の空気調和装置は、冷房運転開始時点あるいは前回の油回収運転の終了時点から所定時間経過後に、検出した吐出過熱度が所定の閾過熱度より大きい場合は、油回収運転を実行しない。これにより、不要な油回収運転の実行を防いで使用者の快適性が損なわれることを抑制できる。

本発明の実施形態である空気調和装置の説明図であり、（Ａ）が冷媒回路図、（Ｂ）が室外機制御手段のブロック図である。 本発明の実施形態における、室外機制御手段での処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に複数台の室内機が冷媒配管で並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、１台の室外機２に１０台の室内機５が、室内機５の台数と同じ１０本の液管８および１０本のガス管９で並列に接続されている。具体的には、１０本の液管８の各々の一端と室外機２に設けられる１０個の液側閉鎖弁２７が接続され、１０本の液管８の各々の他端と１０台の室内機５の液管接続部５３が接続されている。また、１０本のガス管９の各々の一端と室外機２に設けられる１０個のガス側閉鎖弁２８が接続され、１０本のガス管９の各々の他端と１０台の室内機５のガス管接続部５４が接続されている。このように、室外機２と１０台の室内機５が１０本の液管８および１０本のガス管９で接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。尚、図１（Ａ）では、１０台の室内機５、１０本の液管８、１０本のガス管９、１０個の液側閉鎖弁２７、および、１０個のガス側閉鎖弁２８については、各々３つのみ描画している。

室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、１０個の膨張弁２４と、アキュムレータ２５と、室外ファン２６と、上述した１０個の液側閉鎖弁２７および１０個のガス側閉鎖弁２８と、室外機制御手段２００を備えている。そして、室外ファン２６および室外機制御手段２００を除くこれら各装置が、以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。尚、図１（Ａ）では、１０個の膨張弁２４は３個のみ描画している。

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出口と四方弁２２のポートａが吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側とアキュムレータ２５の冷媒流出側が吸入管４２で接続されている。

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。上述したように、ポートａと圧縮機２１の冷媒吐出口が吐出管４１で接続されている。ポートｂと室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口が冷媒配管４３で接続されている。ポートｃとアキュムレータ２５の冷媒流入側が冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄには室外機ガス管４５の一端が接続されている。室外機ガス管４５の他端には、１０本の室外機ガス分管４５ａ（図１（Ａ）では、このうち３本を描画）の各々の一端が接続されており、１０本の室外機ガス分管４５ａの各々の他端は、１０個のガス側閉鎖弁２８に接続されている。

室外熱交換器２３は、室外ファン２６の回転により図示しない吸込口から室外機２の内部に取り込まれた外気と冷媒を熱交換させる。上述したように、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と四方弁２２のポートｂが冷媒配管４３で接続されている。また、室外熱交換器２３の他方の冷媒出入口には室外機液管４４の一端が接続されている。室外熱交換器２３は、冷媒回路１０が冷房サイクルとなる場合は凝縮器として機能し、冷媒回路１０が暖房サイクルとなる場合は蒸発器として機能する。

室外機液管４４の他端には、１０本の室外機液分管４４ａ（図１（Ａ）では、このうち３本を描画）の各々の一端が接続され、１０本の室外機液分管４４ａの各々の他端は１０個の液側閉鎖弁２７に接続されている。そして、各室外機液分管４４ａには、膨張弁２４が設けられている。これら１０個の膨張弁２４は、全て室外機制御手段２００によりその開度が制御される。各膨張弁２４の開度を制御することによって、各膨張弁２４に接続される１０台の室内機５に流れる冷媒量が調整される。１０個の膨張弁２４は、図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに与えられるパルス数によって開度が調整される。

アキュムレータ２５は、上述したように、冷媒流入側と四方弁２２のポートｃが冷媒配管４６で接続され、冷媒流出側と圧縮機２１の冷媒吸入口が吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２５は、流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを吸入管４２を介して圧縮機２１に吸入させる。

室外ファン２６は、室外熱交換器２３の近傍に配置される樹脂材で形成されたプロペラファンであり、図示しないファンモータによって室外ファン２６が回転することで、室外機２に設けられた図示しない吸込口から室外機２の内部に外気を取り込み、室外熱交換器２３を流れる冷媒と熱交換した外気を室外機２に設けられた図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力検出手段である高圧センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段である吐出温度センサ３３が設けられている。冷媒配管４６におけるアキュムレータ２５の冷媒流入側近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３４が設けられている。

冷媒配管４３における室外熱交換器２３の近傍には、室外熱交換器２３が凝縮器として機能する際に室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ３５が設けられている。室外機液管４４における室外熱交換器２３の近傍には、室外熱交換器２３が蒸発器として機能する際に室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ３６が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度検出手段である外気温度センサ３７が備えられている。

また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。

記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２６の駆動状態、１０台の室内機５の各々から送信される運転情報（運転／停止情報や設定温度情報等を含む）等を記憶する。通信部２３０は、１０台の室内機５の各々との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。ＣＰＵ２１０は、センサ入力部２４０を介して各種センサでの検出値を定期的（例えば、１分毎）に取り込むとともに、１０台の室内機５の各々から送信される運転開始／停止を示す運転状態や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ信号が通信部２３０を介して入力される。ＣＰＵ２１０は、これら入力された各種情報に基づいて、第１膨張弁２４ａ〜第３膨張弁２４ｃの開度制御、圧縮機２１や室外ファン２６の駆動制御を行う。また、図示は省略するが、ＣＰＵ２１０は、タイマー計測機能を有している。

次に、１０台の室内機５について説明する。１０台の室内機５は全て同じ構成を備えており、室内熱交換器５１と、液管接続部５３と、ガス管接続部５４と、室内ファン５５を備えている。そして、室内ファン５５を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路５０を構成している。

室内熱交換器５１は、冷媒と、室内ファン５５の回転により室内機５に備えられた図示しない吸込口から室内機５の内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器５１の一方の冷媒出入口と液管接続部５３が室内機液管７１で接続されている。室内熱交換器５１の他方の冷媒出入口とガス管接続部５４が室内機ガス管７２で接続されている。尚、液管接続部５３やガス管接続部５４には、各冷媒配管が溶接やフレアナット等によって接続されている。

室内熱交換器５１は、室内機５が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。

室内ファン５５は、室内熱交換器５１の近傍に配置される樹脂材で形成されたクロスフローファンであり、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５の内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１において冷媒と熱交換した室内空気を室内機５に備えられた図示しない吹出口から室内へ供給する。

以上説明した構成の他に、室内機５には各種のセンサが設けられている。室内機液管７１における室内熱交換器５１の近傍には、室内熱交換器５１に流入あるいは室内熱交換器５１から流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１が設けられている。室内機ガス管７２における室内熱交換器５１の近傍には、室内熱交換器５１から流出あるいは室内熱交換器５１に流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２が設けられている。そして、室内機５の図示しない吸込口付近には、室内機５の内部に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６３ａが備えられている。

次に、本実施形態の空気調和装置１が冷房運転を行うときの冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作を、図１（Ａ）を用いて説明する。以下の説明では、１０台の室内機５が全て冷房運転を行っている場合について説明する。図１（Ａ）において、矢印は、冷媒回路１０における冷房運転時の冷媒の流れを示してり、また、四方弁２２については、冷房運転時の各ポート間の連通状態を実線で示している。

尚、空気調和装置１が暖房運転を行うときの冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作については詳細な説明を省略するが、暖房運転時は四方弁２２の各ポート間の連通状態は、図１（Ａ）に破線で示す状態となり、室外熱交換器２３が蒸発器として機能し、各室内熱交換器５１が凝縮器として機能する。

室内機５が冷房運転を行う場合は、四方弁２２が図１（Ａ）に実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄが連通するように、また、ポートｂとポートｃが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路１０が図１（Ａ）に矢印で示す方向に冷媒が流れる状態となり、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、各室内熱交換器５１が蒸発器として機能する。

上記のような冷媒回路１０の状態で圧縮機２１が起動すると、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は吐出管４１から四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管４３を流れて室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２６の回転によって室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮し、室外熱交換器２３から室外機液管４４に流出する。室外機液管４４に流入した冷媒は、各室外機液分管４４ａに分流し全開とされている各膨張弁２４を通過して、各液側閉鎖弁２７を介して各液管８に流入する。

各液管８から各液管接続部５３を介して各室内機５に流入した冷媒は、各室内機液管７１を流れて各室内熱交換器５１に流入し、各室内ファン５５の回転によって室内機２の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。各室内熱交換器５１から各室内機ガス管７２に流出した冷媒は、各ガス管接続部５４を介して各ガス管９に流入し、各ガス管９を流れて各ガス側閉鎖弁２８を介して室外機２に流入する。室外機２に流入した冷媒は、各室外機ガス分管４５ａから室外機ガス管４５、四方弁２２、冷媒配管４６へと流れてアキュムレータ２５に流入し、アキュムレータ２５でガス冷媒と液冷媒とに分離される。アキュムレータ２５から吸入管４２へと流出したガス冷媒は、吸入管４２を流れて圧縮機２１に吸入され、再び圧縮される。

以上説明したように空気調和装置１が冷房運転を行っているときに、運転を停止している室内機５がある場合は、当該室内機５に液管８および液側閉鎖弁２７を介して接続された室外機液分管４４ａに設けられた膨張弁２４が全閉とされる。圧縮機２１から冷媒とともに吐出された冷凍機油は、四方弁２２、室外熱交換器２３および室外機液管４４を介して各室外機液分管４４ａに分流するが、各室外機液分管４４ａに分流した冷凍機油のうち、全閉とされている膨張弁２４が設けられた室外機液分管４４ａに流入した冷凍機油は、当該膨張弁２４によって堰き止められて室外機液分管４４ａに滞留する。

上記のように全閉とされている膨張弁２４によって堰き止められて室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量は、膨張弁２４が全閉とされている時間が長いほど多くなる。一方、全閉とされている膨張弁２４によって堰き止められて室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量は、圧縮機２１から吐出される冷凍機油量によっても変化する。具体的には、圧縮機２１の冷媒吐出側における冷媒の吐出過熱度が十分に大きい(例えば、１５ｄｅｇや２０ｄｅｇ）場合は、圧縮機２１から吐出される冷凍機油量は少なくなるので、室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量も少なくなる。また、吐出過熱度が小さい(例えば、２ｄｅｇや４ｄｅｇ）場合は、圧縮機２１から吐出される冷凍機油量は多くなるので、室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量も多くなる。これは、吐出過熱度が大きいほど圧縮機２１内部の温度が高く、圧縮機２１内部に滞留する冷凍機油の温度も高くなって冷凍機油に冷媒が溶け込みにくくなるためである。

そこで、本発明では、複数の所定時間を定め、その所定時間の間に１度も運転していない室内機５が存在する、つまり、当該室内機５に対応する膨張弁２４が一度も開いていない場合に、各所定時間内における圧縮機２１の吐出過熱度の最小値（以降、最小吐出過熱度と記載）が各所定時間に応じて決定した閾過熱度以下であれば、停止している室内機５に対応する膨張弁２４を開くとともに圧縮機２１の回転数を所定回転数として油回収運転を行う。一方で、各所定時間内における最小吐出過熱度が各所定時間に応じて決定した閾過熱度より大きい値であれば、油回収運転は行わず冷房運転を継続する。

以下、図２に示すフローチャートを用いて、本発明の空気調和装置１が冷房運転を行うときに、ＣＰＵ２１０が、冷房運転を開始した時点あるいは油回収運転を終了して冷房運転を再開した時点からの経過時間および圧縮機２１の吐出過熱度に応じて、油回収運転の実行要否を判断する際に実行する処理について説明する。図２に示すフローチャートでは、ＳＴは処理のステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、図２では、本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、冷房運転時に使用者が指示した設定温度や風量等の運転条件に応じた制御といった、空気調和装置１に関わる一般的な処理については説明を省略する。

また、以下の説明では、冷房運転を開始した時点あるいは油回収運転を終了して冷房運転を再開した時点からの経過時間として、第１所定時間Ｔｐ１、第２所定時間Ｔｐ２、第３所定時間Ｔｐ３、第４所定時間Ｔｐ４の４つの所定時間を定め、これらの長短関係を、Ｔｐ１＜Ｔｐ２＜Ｔｐ３＜Ｔｐ４としている。尚、第４所定時間Ｔｐ４が、本発明の強制油回収実行時間である。また、第１所定時間Ｔｐ１が経過した後に油回収運転の要否を判断するのに用いる閾過熱度を第１閾過熱度ＳＨｔ１とし、同様に第２所定時間Ｔｐ２経過後に用いる閾過熱度を第２閾過熱度ＳＨｔ２、第３所定時間Ｔｐ３経過後に用いる閾過熱度を第３閾過熱度ＳＨｔ３とし、これらの大小関係を、ＳＨｔ１＜ＳＨｔ２＜ＳＨｔ３としている。

さらには、冷房運転を開始した時点あるいは油回収運転を終了して冷房運転を再開した時点から冷媒回路１０が安定するまでに必要となる時間である安定時間をＴｓ、圧縮機２１の吐出過熱度をＳＨｄ、吐出過熱度ＳＨｄの最小値である最小吐出過熱度をＳＨｄｍｉｎとしている。以上の各パラメータのうち、第１所定時間Ｔｐ１〜第４所定時間Ｔｐ４、安定時間Ｔｓ、および、第１閾過熱度ＳＨｔ１〜第３閾過熱度ＳＨｔ３は、予め試験等を行って求められて記憶部２２０に記憶されているものである。

使用者が各室内機５の図示しないリモコン等を操作して運転開始を指示すると、ＣＰＵ２１０は、使用者の指示した運転が冷房運転であるか否かを判断する（ＳＴ１）。使用者の指示した運転が冷房運転であれば（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、冷房運転開始処理を実行する（ＳＴ２）。ここで、冷房運転開始処理とは、ＣＰＵ２１０が四方弁２２の各ポートを図１（Ａ）に実線で示す接続となるよう切り換えて、冷媒回路１０を冷房サイクルとすることである。

冷房運転開始処理を終えたＣＰＵ２１０は、冷房運転制御を開始する（ＳＴ３）。ここで、冷房運転制御とは、ＣＰＵ２１０が各室内機５から要求された冷房能力に応じた回転数で圧縮機２１の駆動制御を行うとともに、圧縮機２１の吐出過熱度ＳＨｄが冷房運転時の目標過熱度（予め試験等を行って求められて記憶部２２０に記憶されているもの。例えば、１０ｄｅｇ）以上となるように室外ファン２６の駆動制御を行うことである。

冷房運転制御を開始したＣＰＵ２１０は、タイマー計測を開始し（ＳＴ４）、タイマー計測開始から安定時間Ｔｓ（例えば、１０分）が経過したか否かを判断する（ＳＴ５）。安定時間Ｔｓが経過していなければ（ＳＴ５−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２０に処理を進める。

安定時間Ｔｓが経過していれば（ＳＴ５−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、吐出過熱度ＳＨｄを算出する（ＳＴ６）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、吐出温度センサ３３で検出した吐出温度と、高圧センサ３１で検出した吐出圧力をセンサ入力部２４０を介して取り込み、吐出圧力を用いて算出した高圧飽和温度を吐出温度から減じて吐出過熱度ＳＨｄを算出する。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ６で算出した吐出過熱度ＳＨｄが最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎであるか否かを判断する（ＳＴ７）。算出した吐出過熱度ＳＨｄが最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎであれば（ＳＴ７−Ｙｅｓ）、つまり、算出した吐出過熱度ＳＨｄが冷房運転開始後に最初に算出したもの、あるいは、今までに算出して記憶部２２０に記憶しているものより小さければ、ＣＰＵ２１０は、算出した吐出過熱度ＳＨｄを最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎとして記憶部２２０に上書き記憶して（ＳＴ８）、ＳＴ９に処理を進める。算出した吐出過熱度ＳＨｄが最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎでなければ（ＳＴ７−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、算出した吐出過熱度ＳＨｄを記憶せずＳＴ９に処理を進める。

ＳＴ９において、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ４でタイマー計測を開始してから第１所定時間Ｔｐ１（例えば、３時間）が経過したか否かを判断する。第１所定時間Ｔｐ１が経過していなければ（ＳＴ９−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２０に処理を進める。第１所定時間Ｔｐ１が経過していれば（ＳＴ９−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ４でタイマー計測を開始してから現時点までの間に１度も運転していない室内機５があるか否かを判断する（ＳＴ１０）。尚、詳細な説明は省略するが、記憶部２２０には、各室内機５の運転条件（設定温度や風量等）、運転状態（運転／停止）等を記憶するテーブルが設けられており、ＣＰＵ２１０は、各室内機５から通信部２３０を介して得た情報で随時このテーブルを更新している。ＣＰＵ２１０は、このテーブルを参照してＳＴ１０における判断を行う。

タイマー計測を開始してから現時点までの間に１度も運転していない室内機５がなければ（ＳＴ１０−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２０に処理を進める。タイマー計測を開始してから現時点までの間に１度も運転していない室内機５があれば（ＳＴ１０−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、記憶部２２０に記憶している最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第１閾過熱度ＳＨｔ１（例えば、５ｄｅｇ）以下であるか否かを判断する（ＳＴ１１）。

最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第１閾過熱度ＳＨｔ１以下であれば（ＳＴ１１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１７に処理を進める。最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第１閾過熱度ＳＨｔ１以下でなければ（ＳＴ１１−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ４でタイマー計測を開始してから第２所定時間Ｔｐ２（例えば、４時間）が経過したか否かを判断する（ＳＴ１２）。

第２所定時間Ｔｐ２が経過していなければ（ＳＴ１２−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２０に処理を進める。第２所定時間Ｔｐ２が経過していれば（ＳＴ１２−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、記憶部２２０に記憶している最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第２閾過熱度ＳＨｔ２（例えば、８ｄｅｇ）以下であるか否かを判断する（ＳＴ１３）。

最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第２閾過熱度ＳＨｔ２以下であれば（ＳＴ１３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１７に処理を進める。最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第２閾過熱度ＳＨｔ２以下でなければ（ＳＴ１３−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ４でタイマー計測を開始してから第３所定時間Ｔｐ３（例えば、５時間）が経過したか否かを判断する（ＳＴ１４）。

第３所定時間Ｔｐ３が経過していなければ（ＳＴ１４−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２０に処理を進める。第３所定時間Ｔｐ３が経過していれば（ＳＴ１４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、記憶部２２０に記憶している最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第３閾過熱度ＳＨｔ３（例えば、１０ｄｅｇ）以下であるか否かを判断する（ＳＴ１５）。

最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第３閾過熱度ＳＨｔ３以下であれば（ＳＴ１５−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１７に処理を進める。最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第３閾過熱度ＳＨｔ３以下でなければ（ＳＴ１５−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ４でタイマー計測を開始してから第４所定時間Ｔｐ４（例えば、６時間）が経過したか否かを判断する（ＳＴ１６）。

第４所定時間Ｔｐ４が経過していなければ（ＳＴ１６−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２０に処理を進める。第４所定時間Ｔｐ４が経過していれば（ＳＴ１６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１７に処理を進める。

ＳＴ１１、ＳＴ１３、ＳＴ１５、および、ＳＴ１６での各々の判断が「ｙｅｓ」である場合は、ＣＰＵ２１０は油回収運転を実行する（ＳＴ１７）。ＣＰＵ２１０は、油回収運転を行うとき、各室内機５の室内熱交換器５１における冷媒流量が、各室内熱交換器５１の冷媒流路（パス）が液冷媒で満たされる流量となるように、各室内機５に対応する膨張弁２４の開度を個別に制御するとともに、圧縮機２１を所定の回転数（例えば、７０ｒｐｓ）とする。ここで、各膨張弁２４の開度や圧縮機２１の所定回転数は、予め試験等を行って求められて記憶部２２０に記憶されているものである。

ここで、以上説明したＳＴ９からＳＴ１７までの処理について、詳細に説明する。まず、ＳＴ９〜ＳＴ１１の処理について説明する。ＳＴ９ではタイマー計測開始から第１所定時間Ｔｐ１が経過した後、ＳＴ１０において第１所定時間Ｔｐ１が経過するまでに１度も運転していない室内機５が存在しない場合（ＳＴ１０−Ｎｏ）では、いずれの室内機５においても対応する膨張弁２４が１度は開かれているので、室外機液分管４４ａで膨張弁２４が全閉とされていた際に堰き止められていた冷凍機油が室外機液分管４４ａより流出している。従って、この場合は油回収運転を行う必要がないので、ＣＰＵ２１０は、油回収運転を行わずにＳＴ２０へ処理を進めている。

ＳＴ１０において第１所定時間Ｔｐ１が経過するまでに１度も運転していない室内機５が存在する場合（ＳＴ１０−Ｎｏ）では、当該室内機５に対応する膨張弁２４が第１所定時間Ｔｐ１が経過するまでの間ずっと全閉とされている。これにより、当該膨張弁２４で冷凍機油が堰き止められて室外機液分管４４ａにおける膨張弁２４より上流側（室外熱交換器２３側）に冷凍機油が滞留している。

このとき、ＳＴ１１において最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第１閾過熱度ＳＨｔ１以下でなければ、圧縮機２１から吐出された単位時間当りの冷凍機油は少なく、室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量も少ない。この場合は、圧縮機２１で冷凍機油が枯渇する可能性は低く油回収運転を行う必要がない。従って、ＣＰＵ２１０は、油回収運転を行わずにＳＴ２０へ処理を進めている。一方、ＳＴ１０において最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第１閾過熱度ＳＨｔ１以下であれば、圧縮機２１から吐出された単位時間当りの冷凍機油は多く、室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量も多い。この場合は、圧縮機２１で冷凍機油が枯渇する恐れがあるため油回収運転を行う必要があり、ＣＰＵ２１０はＳＴ１７に処理を進めて油回収運転を行う。

次に、ＳＴ１２〜ＳＴ１３の処理について説明する。ＳＴ１２では、ＣＰＵ２１０は、タイマー計測を開始してから第１所定時間Ｔｐ１よりも長い第２所定時間Ｔｐ２が経過したか否かを判断している。ＳＴ１２の処理を行う時点においては、タイマー計測開始から１度も運転していない室内機５が存在しかつ油回収運転が行われていない状態であり、第１所定時間Ｔｐ１が経過してから第２所定時間Ｔｐ２となるまでの間も、停止している室内機５に対応する室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量が増加している。

そこで、第２所定時間Ｔｐ２が経過した後は、ＳＴ１３において最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第１閾過熱度ＳＨｔ１より値が大きい第２閾過熱度ＳＨｔ２以下であるか否かで、油回収運転の要否を判断している。最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第２閾過熱度ＳＨｔ２以下でなければ、圧縮機２１から吐出された単位時間当りの冷凍機油は少なく、第２所定時間Ｔｐ２が経過した後であっても室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量も少ない。この場合は、圧縮機２１で冷凍機油が枯渇する可能性は低いため油回収運転を行う必要がなく、ＣＰＵ２１０は、油回収運転を行わずにＳＴ２０へ処理を進めている。一方、ＳＴ１３において最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第２閾過熱度ＳＨｔ２以下であれば、最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第１閾過熱度ＳＨｔ１以下である場合より圧縮機２１から吐出された単位時間当りの冷凍機油は少ない可能性はあるものの、第１所定時間Ｔｐ１が経過した時点より長い時間が経過していることから室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量が第１所定時間Ｔｐ１が経過した時点より多くなっており、圧縮機２１で冷凍機油が枯渇する恐れがある。このために油回収運転を行う必要があり、ＣＰＵ２１０はＳＴ１７に処理を進めて油回収運転を行う。

次に、ＳＴ１４〜ＳＴ１５の処理について説明する。ＳＴ１４では、ＣＰＵ２１０は、タイマー計測を開始してから第２所定時間Ｔｐ２よりも長い第３所定時間Ｔｐ３が経過したか否かを判断している。ＳＴ１４の処理を行う時点においては、タイマー計測開始から１度も運転していない室内機５が存在しかつ油回収運転が行われていない状態であり、第２所定時間Ｔｐ２が経過してから第３所定時間Ｔｐ３となるまでの間も、停止している室内機５に対応する室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量がさらに増加している。

そこで、第３所定時間Ｔｐ３が経過した後は、ＳＴ１５において最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第２閾過熱度ＳＨｔ２より値が大きい第３閾過熱度ＳＨｔ３以下であるか否かで、油回収運転の要否を判断している。最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第３閾過熱度ＳＨｔ３以下でなければ、圧縮機２１から吐出された単位時間当りの冷凍機油は少なく、第３所定時間Ｔｐ３が経過した後であっても室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量も少ない。この場合は、圧縮機２１で冷凍機油が枯渇する可能性は低いため油回収運転を行う必要がなく、ＣＰＵ２１０は、油回収運転を行わずにＳＴ２０へ処理を進めている。一方、ＳＴ１５において最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第３閾過熱度ＳＨｔ３以下であれば、最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎが第２閾過熱度ＳＨｔ２以下である場合より圧縮機２１から吐出された単位時間当りの冷凍機油はさらに少ない可能性はあるものの、第２所定時間Ｔｐ２が経過した時点より多くの時間が経過していることから室外機液分管４４ａに滞留する冷凍機油量が第２所定時間Ｔｐ２が経過した時点より多くなっており、圧縮機２１で冷凍機油が枯渇する恐れがある。このために油回収運転を行う必要があり、ＣＰＵ２１０はＳＴ１７に処理を進めて油回収運転を行う。

最後に、ＳＴ１６の処理について説明する。ＳＴ１６では、ＣＰＵ２１０は、タイマー計測を開始してから第３所定時間Ｔｐ３よりも長い第４所定時間Ｔｐ４が経過したか否かを判断している。ここで、第４所定時間Ｔｐ４が経過していれば、最小吐出過熱度ＳＨｄｍｉｎの値に関わらずＳＴ１７に処理を進めて油回収運転を行う。これは、タイマー計測を開始した時点から第４所定時間Ｔｐ４が経過するまでの長時間、１度も運転していない室内機５が存在する場合は、かなりの量の冷凍機油が当該室内機５に対応する室外機液分管４４ａに滞留している恐れがあり、圧縮機２１で冷凍機油が枯渇している恐れがあるためである。

ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１７の処理を行って油回収運転を実行しているとき、油回収運転の終了条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ１８）。ここで油回収運転の終了条件とは、圧縮機２１に湿った冷媒（ガス冷媒中に液冷媒が含まれている状態）が吸入されており冷媒回路１０に滞留している冷凍機油が湿った冷媒とともに圧縮機２１に吸入されたと考えられる条件が成立しているか否かであり、例えば、圧縮機２１に吸入される冷媒の過熱度である吸入過熱度が０ｄｅｇとなれば油回収運転条件が成立したと判断し、吸入過熱度が０ｄｅｇでなければ油回収運転を継続する。尚、ＣＰＵ２１０は、吸入温度センサ３４で検出した吸入温度と、低圧センサ３２で検出した吸入圧力をセンサ入力部２４０を介して取り込み、吸入圧力を用いて算出した低圧飽和温度を吸入温度から減じて吸入過熱度を算出する。ＣＰＵ２１０は、吸入過熱度を定期的（例えば、１分毎）に算出している。

ＳＴ１８において、油回収運転の終了条件が成立していなければ（ＳＴ１８−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１７に処理を戻す。油回収運転の終了条件が成立していれば（ＳＴ１８−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、油回収運転を終了してタイマーをリセットする（ＳＴ１９）。

次に、ＣＰＵ２１０は、使用者が空気調和装置１の運転切替指示をしたか否かを判断する（ＳＴ２０）。ここで、運転切替指示とは、冷房運転から暖房運転への切り替え、あるいは、暖房運転から冷房運転への切り替えが、使用者によって指示されることを意味する。運転切替指示があれば（ＳＴ２０−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１に処理を戻す。運転切替指示がなければ（ＳＴ２０−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、使用者が空気調和装置１の運転停止指示をしたか否かを判断する（ＳＴ２１）。

運転停止指示があれば（ＳＴ２１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１および室外ファン２６を停止するとともに、各膨張弁２４を全閉とする運転停止処理を行い（ＳＴ２３）、処理を終了する。運転停止指示がなければ（ＳＴ２１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、現在の運転が冷房運転であるか否かを判断する（ＳＴ２２）。現在の運転が冷房運転であれば（ＳＴ２２−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ６に処理を戻し、現在の運転が冷房運転でなければ（ＳＴ２２−Ｎｏ）、つまり、暖房運転であれば、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２７に処理を戻す。

尚、ＳＴ１において、使用者の指示した運転が冷房運転でなければ（ＳＴ１−Ｎｏ）、つまり、使用者の指示した運転が暖房運転であれば、ＣＰＵ２１０は、暖房運転開始処理を実行する（ＳＴ２４）。ここで、暖房運転開始処理とは、ＣＰＵ２１０が四方弁２２の各ポートを図１（Ａ）に破線で示す接続となるよう切り換えて、冷媒回路１０を暖房サイクルとすることである。

暖房運転開始処理を終えたＣＰＵ２１０は、暖房運転制御を開始する（ＳＴ２５）。ここで、暖房運転制御とは、ＣＰＵ２１０が各室内機５から要求された暖房能力に応じた回転数で圧縮機２１や室外ファン２６の駆動制御を行うとともに、各膨張弁２４の開度を各膨張弁２４に対応する室内機５から要求された暖房能力に応じた開度とすることである。

ＳＴ２５の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ２０に処理を進める。

以上説明したように、本発明の空気調和装置１で冷房運転を行っているとき、冷房運転開始時点あるいは前回の油回収運転の終了時点から所定時間経過後に、検出した吐出過熱度が所定の閾過熱度より大きい場合は、油回収運転を実行しない。これにより、不要な油回収運転の実行を防いで使用者の快適性が損なわれることを抑制できる。

１ 空気調和装置
２ 室外機
５ 室内機
２１ 圧縮機
２２ 四方弁
２３ 室外熱交換器
２４ 膨張弁
３１ 高圧センサ
３２ 低圧センサ
３３ 吐出温度センサ
３４ 吸入温度センサ
５１ 室内熱交換器
２００ 室外機制御部
２１０ ＣＰＵ
２２０ 記憶部
２４０ センサ入力部
ＳＨｄ 吐出過熱度
ＳＨｄｍｉｎ 最小吐出過熱度
ＳＨｔ１ 第１閾過熱度
ＳＨｔ２ 第２閾過熱度
ＳＨｔ３ 第３閾過熱度
Ｔｐ１ 第１所定時間
Ｔｐ２ 第２所定時間
Ｔｐ３ 第３所定時間
Ｔｐ４ 第４所定時間
Ｔｓ 安定時間

Claims (3)

1. 室外機と、複数台の室内機と、前記室外機と複数台の前記室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有する空気調和装置であって、
   前記室外機は、圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、前記室内機の台数と同じ数だけ設けられる膨張弁と、前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、制御手段を有し、
   複数台の前記室内機は室内熱交換器を有し、
   前記空気調和装置は、前記圧縮機から前記冷媒回路に吐出された冷凍機油を前記圧縮機に回収する油回収運転が行え、
   前記制御手段は、
   各前記室内機から運転状態を取り込んで記憶し、
   前記空気調和装置が冷房運転を開始した時点あるいは前記油回収運転を終了して冷房運転を再開した時点から第１所定時間が経過したとき、同第１所定時間が経過するまでの間に停止していた室内機が存在する場合は、
   前記第１所定時間が経過するまでの間に、前記吐出圧力検出手段で検出した吐出圧力と前記吐出温度検出手段で検出した吐出温度を用いて算出した吐出過熱度の中の最小値である最小吐出過熱度が所定の第１閾過熱度より大きいときは、前記油回収運転を実行せず前記冷房運転を継続する、
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記制御手段は、
   第２所定時間が経過したとき、同第２所定時間が経過するまでの間に停止していた室内機が存在する場合は、
   前記第２所定時間が経過するまでの間に検出した前記最小吐出過熱度が前記第１閾過熱度より大きい所定の第２閾過熱度より大きいときは、前記油回収運転を実行せず前記冷房運転を継続する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記制御手段は、
   所定の強制油回収実行時間が経過したときは、前記最小吐出過熱度の値に関わらず前記油回収運転を実行する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。

Images