JP6634590B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンにより駆動される非電源駆動圧縮機と、電力により駆動される電源駆動圧縮機とを併設した空気調和機の室外ユニットに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an outdoor unit of an air conditioner provided with a non-power-driven compressor driven by an engine and a power-driven compressor driven by electric power.
ガスヒートポンプは、部分負荷時には、ガスエンジンの熱効率が低下し、空気調和機としての運転効率が低下する。これを回避するため、ガスエンジンにより駆動される圧縮機よりも排除容積が小さく電動モータで駆動する圧縮機を併設し、部分負荷時は電動モータ駆動の圧縮機を主体に運転し、高負荷時にはガスエンジンを主体に運転する、いわゆる、ガスエンジン駆動圧縮機と電動モータ駆動圧縮機とのハイブリッド空調調和機とし、求められる負荷の大きさに応じて高効率運転を可能とすることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 When the gas heat pump is partially loaded, the heat efficiency of the gas engine is reduced, and the operation efficiency of the air conditioner is reduced. In order to avoid this, a compressor driven by an electric motor with a smaller displacement volume than a compressor driven by a gas engine is installed in parallel, and when a partial load is applied, the compressor is driven mainly by an electric motor driven compressor. It has been proposed that a so-called hybrid air conditioner with a gas engine-driven compressor and an electric motor-driven compressor that operates mainly on a gas engine and that enables high-efficiency operation according to the required load size. (For example, see Patent Document 1).
ハイブリッド空気調和装置には、全ての圧縮機を電源モータ駆動とした空気調和装置と比較して、電気の基本料金を安く設定できる、あるいはエネルギーリスクを分散させるといったメリットがある。そうしたメリットを活かし、ガスエンジン駆動圧縮機の処理負荷能力、電動モータ駆動圧縮機の処理負荷能力、電動モータ駆動圧縮機の使用電力の上限値などのパラメータの組合せ条件によって、ガスエンジン駆動、電動モータ駆動の圧縮機の運転割合を制御し、トータルの効率を高く維持するとともに、電力使用の平準化を図る技術が提案されている。(特許文献2参照) Compared to an air conditioner in which all compressors are driven by a power motor, the hybrid air conditioner has an advantage that a basic electricity charge can be set lower or energy risks are dispersed. Taking advantage of these advantages, the gas engine drive and electric motor are controlled by the combination of parameters such as the processing load capacity of the gas engine drive compressor, the processing load capacity of the electric motor drive compressor, and the upper limit of the power consumption of the electric motor drive compressor. There has been proposed a technique for controlling the operation ratio of a driven compressor to maintain the total efficiency at a high level and level the power consumption. (See Patent Document 2)
特許文献1に開示されている空気調和機では、求められる負荷の大きさに応じて高効率運転を可能とする技術について開示されている。 The air conditioner disclosed in Patent Literature 1 discloses a technology that enables high-efficiency operation according to a required load.
ただ、特許文献1では、ガスエンジンを駆動源とする圧縮機と電動モータを駆動源とする圧縮機とを併存させ、トータルの効率を高く維持するという発明であり、ハイブリッド空気調和装置のメリットである電力使用の平準化については示されていない。 However, Patent Document 1 discloses an invention in which a compressor using a gas engine as a driving source and a compressor using an electric motor as a driving source coexist to maintain a high total efficiency. No leveling of power use is indicated.
特許文献2に開示されている空気調和装置では、ガスエンジン駆動、電動モータ駆動圧縮機の運転割合を制御し、トータルの効率を高く維持するとともに、電力使用の平準化を図る技術について開示されている。例えば夏期の日中や、冬期の早朝など、空調負荷が高い場合には、空調調和装置に高い能力が要求され、何も制御を行わない場合には、電力使用量が非常に大きくなる。このような場合、特許文献2に開示されている技術では、電力使用の平準化を図るため、ガスエンジン駆動圧縮機の運転割合を高め、電動モータ駆動圧縮機の運転割合を低下させる制御となるが、そうした場合、ガスエンジン駆動圧縮機が高回転で運転され、電動モータ圧縮機が低回転で運転されるため、それぞれの圧縮機で圧縮される冷媒量に大きな偏りが生じる。その結果、冷媒とともに回路内を循環しているオイルが、高回転で運転しているエンジン駆動圧縮機側に偏って戻されるため、エンジン駆動圧縮機のオイル量が増加することで、低回転で運転される電動モータ駆動圧縮機のオイル量が低下し、オイル不足による圧縮機の損傷、という課題が生じる。 In the air conditioner disclosed in Patent Literature 2, a technology for controlling the operation ratio of a gas engine drive compressor and an electric motor drive compressor to maintain the total efficiency at a high level and level the power use is disclosed. I have. For example, when the air-conditioning load is high, such as during the daytime in summer or early in the morning in winter, high performance is required for the air-conditioning apparatus. When no control is performed, the power consumption becomes extremely large. In such a case, according to the technology disclosed in Patent Literature 2, in order to equalize the power usage, control is performed to increase the operating ratio of the gas engine driven compressor and decrease the operating ratio of the electric motor driven compressor. However, in such a case, since the gas engine driven compressor is operated at a high rotation speed and the electric motor compressor is operated at a low rotation speed, the amounts of refrigerant compressed by the respective compressors are largely biased. As a result, the oil circulating in the circuit together with the refrigerant is biased back toward the engine-driven compressor that is operating at a high speed. The amount of oil in the driven electric motor driven compressor is reduced, which causes a problem that the compressor is damaged due to insufficient oil.
しかしながら、特許文献2に開示された技術は、あくまでも効率を高く維持し、電力使用を平準化するという発明であり、電力使用の平準化のために生じる課題については、解決策が示されてはいない。 However, the technology disclosed in Patent Literature 2 is an invention that maintains the efficiency to a high degree and level power use, and a solution to the problem caused by leveling power use is not shown. Not in.
本発明の目的は、駆動方式、容量が異なる圧縮機を組合せて駆動させる場合でも、オイル量の偏りを解消し、信頼性の高い空気調和装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly reliable air conditioner that eliminates unevenness in the amount of oil even when a compressor having a different driving system and a different capacity is driven in combination.
上記の課題を解決するため、本発明の空気調和装置では、冷凍サイクル内で並列に接続されるガスエンジンを駆動源とする第一の圧縮機と、電動モータを駆動源とする第二の圧縮機とにより冷媒を循環させて空調を行う空気調和装置において、第一および第二の圧縮機の吐出側にそれぞれ冷媒と潤滑油とを分離する第一および第二のオイルセパレータと、第一のオイルセパレータで分離された潤滑油を第一の圧縮機の吸込側に導くための第一のオイル戻し管と、第二のオイルセパレータで分離された潤滑油を第二の圧縮機の吸込側に導くための第二のオイル戻し管と、を有し、第一のオイル戻し管には、第一の電磁弁と第一の流路抵抗、および第二の電磁弁と第一の流路抵抗よりも抵抗が小さい第二の流路抵抗が分岐部を介して並列に設けられ、第二の圧縮機に設けられたオイルレベル検知手段からの信号をもとに、第一の電磁弁および第二の電磁弁の開閉を制御する制御手段を備え、制御手段は、第二の圧縮機のオイルレベルが低いと検知された際には第一の電磁弁を閉、第二の電磁弁を開とし、第二の圧縮機のオイルレベルが低いと検知されない際は、第一の電磁弁を開、第二の電磁弁を閉とするものである。 In order to solve the above problems, in the air conditioner of the present invention, a first compressor using a gas engine connected in parallel in a refrigeration cycle as a drive source and a second compressor using an electric motor as a drive source in the air conditioning apparatus performs air conditioning by circulating the refrigerant by the machine, the first and second oil separator for separating the first and second compressors each refrigerant and lubricating oil to the discharge side of the first The first oil return pipe for guiding the lubricating oil separated by the oil separator to the suction side of the first compressor, and the lubricating oil separated by the second oil separator to the suction side of the second compressor. A second oil return pipe for guiding, the first oil return pipe has a first electromagnetic valve and a first flow path resistance, and a second electromagnetic valve and a first flow path resistance A second flow path resistance having a lower resistance than the second flow path resistance is provided in parallel via the branch part. , On the basis of a signal from the second oil level detecting means provided in the compressor, a control means for controlling the opening and closing of the first solenoid valve and the second solenoid valve, control means, second When the oil level of the compressor is detected to be low, the first solenoid valve is closed, and the second solenoid valve is opened.When the oil level of the second compressor is not detected to be low, the first solenoid valve is closed. the solenoid valve opens, the second electromagnetic valve is to be you closed.
これによって、第二圧縮機のオイルレベルが低いと検知された際には、第一の圧縮機へのオイル戻し管のうち、流路抵抗が小さい戻し管が選択されるため、第一の圧縮機へのオイル戻り量が多くなる。圧縮機が吸込むオイル量が増加すると、冷媒とともに圧縮機の圧縮室に流入するオイル量も増え、圧縮機から吐出される冷媒に含まれるオイル量も増加する。その後、圧縮機の吐出側に備えられたオイルセパレータにて、冷媒とオイルが分離されるが、その分離効率((圧縮機から吐出される冷媒に含まれるオイル量割合−オイルセパレータを通過後の冷媒に含まれるオイル量割合)/圧縮機から吐出される冷媒に含まれ
るオイル量割合))は略一定、たとえば80〜90%程度であり、残りの10〜20%のオイルは分離されずに、冷媒とともに冷媒回路に吐出される。結果、第一の圧縮機へのオイル戻り量を多くすると、第一の圧縮機から冷媒回路に吐出されるオイル量も増加する。
Thereby, when it is detected that the oil level of the second compressor is low, among the oil return pipes to the first compressor, a return pipe having a small flow path resistance is selected. The amount of oil returned to the machine increases. When the amount of oil sucked by the compressor increases, the amount of oil flowing into the compression chamber of the compressor together with the refrigerant also increases, and the amount of oil contained in the refrigerant discharged from the compressor also increases. Thereafter, the refrigerant and the oil are separated by an oil separator provided on the discharge side of the compressor, and the separation efficiency ((the ratio of the amount of oil contained in the refrigerant discharged from the compressor−the amount of oil after passing through the oil separator) The ratio of the amount of oil contained in the refrigerant) / the amount of the oil contained in the refrigerant discharged from the compressor)) is substantially constant, for example, about 80 to 90%, and the remaining 10 to 20% of the oil is not separated. Is discharged to the refrigerant circuit together with the refrigerant. As a result, when the amount of oil returned to the first compressor increases, the amount of oil discharged from the first compressor to the refrigerant circuit also increases.
また、本発明の空気調和装置では、制御手段は、第二の圧縮機のオイルレベルが低いと検知された際、第一の電磁弁を閉、第二の電磁弁を開とする制御を行ってから所定時間経過後も、第二の圧縮機のオイルレベルが回復しない際は、第一の電磁弁、第二の電磁弁をともに開とするものである。 In the air conditioner of the present invention, the control means performs control to close the first solenoid valve and open the second solenoid valve when it is detected that the oil level of the second compressor is low. after a predetermined time has elapsed since even when the oil level of the second compressor is not recovered, the first solenoid valve, in which together with the open second solenoid valve.
これによって、並列に接続された第一の流路抵抗と第二の流路抵抗をともに用いるため、流路抵抗がもっとも小さくなり、より第一の圧縮機へのオイル戻り量が増加し、結果、上述の作用と同様に、第一の圧縮機から冷媒回路に流れるオイル量をより増加させる。 As a result, since both the first flow path resistance and the second flow path resistance connected in parallel are used, the flow path resistance is minimized, and the amount of oil returned to the first compressor increases. As in the above-described operation, the amount of oil flowing from the first compressor to the refrigerant circuit is further increased.
また、本発明の空気調和装置では、制御手段は、第二の圧縮機のオイルレベルが低いと検知された際、第一の電磁弁を閉、第二の電磁弁を開とする制御、または第一の電磁弁、第二の電磁弁をともに開とする制御を行うとともに、第二の圧縮機の回転数を略最大回転数とするものである。 Further, in the air conditioner of the present invention, the control means, when it is detected that the oil level of the second compressor is low, control to close the first solenoid valve, open the second solenoid valve, or The control is performed to open both the first solenoid valve and the second solenoid valve, and the rotation speed of the second compressor is set to substantially the maximum rotation speed.
これによって、第二の圧縮機の回転数を略最大としたので、第二の圧縮機で圧縮される冷媒量が増加する。 Thereby, since the rotation speed of the second compressor is substantially maximized, the amount of refrigerant compressed by the second compressor increases.
本発明の空気調和装置では、電動モータにより駆動される圧縮機にオイルレベル低下が検知された際に、冷媒回路に流れるオイル量が増加させたので、第一の圧縮機から冷媒回路に吐出されるオイル量が増加し、結果、電動モータにより駆動される圧縮機に戻るオイル量も増加し、電動モータで駆動する圧縮機のオイルレベル低下を解消することが可能となる。 In the air conditioner of the present invention, when a decrease in the oil level is detected in the compressor driven by the electric motor, the amount of oil flowing in the refrigerant circuit is increased, so that the oil discharged from the first compressor to the refrigerant circuit is increased. As a result, the amount of oil returning to the compressor driven by the electric motor also increases, thereby making it possible to eliminate a decrease in the oil level of the compressor driven by the electric motor.
第1の発明は、冷凍サイクル内で並列に接続されるガスエンジンを駆動源とする第一の圧縮機と、電動モータを駆動源とする第二の圧縮機とにより冷媒を循環させて空調を行う空気調和装置において、第一および第二の圧縮機の吐出側にそれぞれ冷媒と潤滑油とを分離する第一および第二のオイルセパレータと、第一のオイルセパレータで分離された潤滑油を第一の圧縮機の吸込側に導くための第一のオイル戻し管と、第二のオイルセパレータで分離された潤滑油を第二の圧縮機の吸込側に導くための第二のオイル戻し管と、を有する。 The first invention includes a first compressor for a gas engine which is connected in parallel within the refrigeration cycle as a driving source, a second air-conditioning by circulating the refrigerant by a compressor of which the electric motor as a drive source In the air conditioner to be performed, first and second oil separators for separating the refrigerant and the lubricating oil respectively on the discharge sides of the first and second compressors, and the lubricating oil separated by the first oil separator A first oil return pipe for leading to the suction side of one compressor, and a second oil return pipe for leading the lubricating oil separated by the second oil separator to the suction side of the second compressor. And
さらに、第一のオイル戻し管には、第一の電磁弁と第一の流路抵抗、および第二の電磁弁と第一の流路抵抗よりも抵抗が小さい第二の流路抵抗が分岐部を介して並列に設けられ、第二の圧縮機に設けられたオイルレベル検知手段からの信号をもとに、第一の電磁弁および第二の電磁弁の開閉を制御する制御手段を備え、制御手段は、第二の圧縮機のオイルレベルが高いと検知された際には第一の電磁弁を開、第二の電磁弁を閉とし、第二の圧縮機のオイルレベルが低いと検知した際は、第一の電磁弁を閉、第二の電磁弁を閉とするものである。 Further, the first oil return pipe is branched into a first solenoid valve and a first flow path resistance, and a second solenoid valve and a second flow path resistance having a smaller resistance than the first flow path resistance. Control means for controlling the opening and closing of the first solenoid valve and the second solenoid valve based on a signal from an oil level detecting means provided in the second compressor The control means opens the first solenoid valve and closes the second solenoid valve when it is detected that the oil level of the second compressor is high, and when the oil level of the second compressor is low, Upon detection, the first solenoid valve is closed and the second solenoid valve is closed.
これにより、第二圧縮機のオイルレベルが低いと検知された際には、第一の圧縮機へのオイル戻し管のうち、流路抵抗が小さい戻し管が選択されるため、第一の圧縮機へのオイル戻り量が多くなる。圧縮機が吸込むオイル量が増加すると、冷媒とともに圧縮機の圧縮室に流入するオイル量も増え、圧縮機から吐出される冷媒に含まれるオイル量も増加する。その後、圧縮機の吐出側に備えられたオイルセパレータにて、冷媒とオイルが分離されるが、分離されずに、冷媒とともに冷媒回路に吐出されるオイル量も増加する。従って、第一の圧縮機へのオイル戻り量を多くすると、第一の圧縮機から冷媒回路に吐出されるオイル量も増加する。 Accordingly, when it is detected that the oil level of the second compressor is low, a return pipe having a small flow path resistance among the oil return pipes to the first compressor is selected. The amount of oil returned to the machine increases. When the amount of oil sucked by the compressor increases, the amount of oil flowing into the compression chamber of the compressor together with the refrigerant also increases, and the amount of oil contained in the refrigerant discharged from the compressor also increases. Thereafter, the refrigerant and the oil are separated by the oil separator provided on the discharge side of the compressor, but the amount of the oil discharged to the refrigerant circuit together with the refrigerant without being separated increases. Therefore, when the amount of oil returned to the first compressor is increased, the amount of oil discharged from the first compressor to the refrigerant circuit is also increased.
結果、冷媒回路に流れるオイル量が増加したので、第二の圧縮機に戻るオイル量も増加し、第二の圧縮機のオイルレベル低下を解消することができる。 As a result, the amount of oil flowing through the refrigerant circuit increases, so that the amount of oil returning to the second compressor also increases, and a decrease in the oil level of the second compressor can be eliminated.
第2の発明は、第1の発明の空気調和装置において、制御手段は、第二の圧縮機のオイルレベルが低いと検知された際、第一の電磁弁を閉、第二の電磁弁を開とする制御を行ってから所定時間経過後も、第二の圧縮機のオイルレベルが回復しない際は、第一の電磁弁、第二の電磁弁をともに開とするものである。 According to a second aspect, in the air conditioner of the first aspect, the control means closes the first solenoid valve and sets the second solenoid valve when it is detected that the oil level of the second compressor is low. If the oil level of the second compressor does not recover even after a predetermined time has elapsed since the control for opening, the first solenoid valve and the second solenoid valve are both opened.
これにより、並列に接続された第一の流路抵抗と第二の流路抵抗をともに用いるため、流路抵抗がもっともちいさくなり、より第一の圧縮機へのオイル戻り量が増加し、結果、第一の発明の作用に加え、より第一の圧縮機から冷媒回路に吐出するオイル量を増加させ、第二の圧縮機のオイルレベル低下を解消することができる。 As a result, since both the first flow path resistance and the second flow path resistance connected in parallel are used, the flow path resistance becomes the smallest, and the amount of oil returned to the first compressor increases. In addition to the effect of the first invention, it is possible to further increase the amount of oil discharged from the first compressor to the refrigerant circuit, thereby eliminating a decrease in the oil level of the second compressor.
第3の発明は、第1または第2の発明の空気調和装置において、制御手段は、第二の圧縮機のオイルレベルが低いと検知された際、第一の電磁弁を閉、第二の電磁弁を開とする制御、または第一の電磁弁、第二の電磁弁をともに開とする制御を行うとともに、第二の圧縮機の回転数を略最大回転数とするものである。これによって、第二の圧縮機で圧縮される冷媒量が増加し、冷媒とともに回路内を循環するオイル戻り量が増加し、第二の圧縮機のオイルレベル低下をより早く解消することができる。 According to a third aspect, in the air conditioner of the first or second aspect, the control means closes the first solenoid valve when the oil level of the second compressor is detected to be low, The control for opening the solenoid valve or the control for opening both the first solenoid valve and the second solenoid valve is performed, and the rotation speed of the second compressor is set to substantially the maximum rotation speed. As a result, the amount of refrigerant compressed by the second compressor increases, the amount of oil returned circulating in the circuit together with the refrigerant increases, and the decrease in the oil level of the second compressor can be eliminated more quickly.
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。なお、この実施形態によって、本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by this embodiment.
(実施の形態1)
本実施の形態の空気調和装置の冷凍サイクル構成を図1に示す。図1の空気調和装置は、室外ユニット1台に対し、室内機が2台接続した、いわゆるマルチ構成となっている。なお、冷凍サイクル構成に関しては、図1に示したものに限定されない。例えば、室外ユニットは2台以上、室内機も3台以上、並列に接続可能である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a refrigeration cycle configuration of the air conditioner of the present embodiment. The air conditioner in FIG. 1 has a so-called multi-configuration in which two indoor units are connected to one outdoor unit. The configuration of the refrigeration cycle is not limited to that shown in FIG. For example, two or more outdoor units and three or more indoor units can be connected in parallel.
100は室外ユニットであり、室外ユニット100と室内機200、210とは、冷媒が流通する配管で連結されている。室外ユニット100において、111は例えばガスを駆動源とするエンジン、112はエンジン111より駆動力を得て冷媒を圧縮するエンジン駆動圧縮機、113は商用電源など電力により駆動する電源駆動圧縮機である。エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113は、冷凍サイクル内で並列に接続されている。エンジン駆動圧縮機112の排除容積は、電源駆動圧縮機113の排除容積よりも大きい。また、エンジン駆動圧縮機112、電源駆動圧縮機113の潤滑油は同じ冷凍機油とする。
また、エンジン駆動圧縮機112の吐出および吸入配管は、電源駆動圧縮機113の吐出および吸入配管よりも太い。こうすることで、冷媒流量が多い非電源駆動圧縮機側の吐出および吸入配管における圧力損失の増大を抑えるとともに、冷凍サイクルからのエンジン駆動圧縮機112への冷凍機油の戻り量が、電源駆動圧縮機113よりも多くなる。
Further, the discharge and suction pipes of the engine-driven
114はアキュムレータであり、エンジン駆動圧縮機112の吸入配管と電源駆動圧縮機113の吸入配管との合流点から、両圧縮機とは反対側の冷媒配管に接続され、両圧縮機にガス冷媒を供給する。
An
115a、115bはオイルセパレータであり、エンジン駆動圧縮機112の吐出側と電源駆動圧縮機113の吐出側の冷媒配管に設置されており、両圧縮機の吐出ガスに含まれるオイルをそれぞれ分離する。オイルセパレータ115aで分離されたオイルは、エンジン駆動圧縮機112の吸入配管にオイル戻し管140aで、電源駆動圧縮機113の吸入配管に油戻し管140bにより戻される。また、オイル戻し管140aには、分岐部を介し、オイル戻し管開閉弁150a、流路抵抗160aおよびオイル戻し開閉弁150b、流路抵抗160bが並列に接続されている。なお、流路抵抗160aの抵抗値は流路抵抗160bの抵抗値よりも大きく設定されている。また、電源駆動圧縮機113の側面と電源駆動圧縮機113の吸入管は、後述するオイルレベル検知手段170を介して接続されている。
116は冷房と暖房で冷凍サイクルを切り替える四方弁、117は冷媒を膨張させる室外ユニット減圧装置である。また、118は、エンジン111の冷却に用いた高温の冷却水と冷媒との熱交換を行うエンジン排熱熱交換器であり、暖房時に利用する。119はエンジン排熱熱交換器118に流入する冷媒流量を調整するエンジン排熱熱交換器用冷媒流量調整弁である。120は室外熱交換器130に室外ユニット100周囲の空気を供給する室外送風ファンである。
116 is a four-way valve for switching the refrigerating cycle between cooling and heating, and 117 is an outdoor unit decompression device for expanding the refrigerant.
室内機200において、201は室内空気熱交換器、202は室内空気熱交換器201に室内機200周囲の空気を供給する室内送風ファン、203は冷媒を膨張させる室内機減圧装置である。同様に、室内機210において、211は室内空気熱交換器、212は室内空気熱交換器211に室内機210周囲の空気を供給する室内送風ファン、213は冷媒を膨張させる室内機減圧装置である。
In the
次に、電源駆動圧縮機113内のオイルレベルを検出する検出手段170について図2を用いて説明する。電源駆動圧縮機の側面および吸入配管は、キャピラリチューブ171を介してオイルレベル検出用配管172で接続され、キャピラリチューブ171と吸入配管の間には、配管の温度を検出するためのオイル温度検出手段173が設けられている。また、電源駆動圧縮機113の吐出配管には、吐出された冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段174が設けられている。なお、電源駆動圧縮機113におけるオイルレベル検出用配管172の接続位置は、電源駆動圧縮機113内におけるオイル量が、最低限度の確保すべきオイル量位置となる高さに設けられている。
Next, the detection means 170 for detecting the oil level in the power
次に、検出手段170の検出動作について説明する。電源駆動圧縮機113内は、圧縮された冷媒で高圧となっており、電源駆動圧縮機113の運転中は、オイルレベル検出用配管172を通って、低圧となっている吸入配管へ常に電源駆動圧縮機113内の流体の流れが生じる。オイルレベル検出用配管172には、キャピラリチューブ171が設けられているため、オイルレベル検出用配管を流れる流体は、キャピラリチューブ171で減圧され吸入配管へ流れる。この際、電源駆動圧縮機113内に十分な量のオイルが確保されている場合には、オイルレベル検出用配管172を流れる流体はオイルとなり、逆に電源駆動圧縮機113内に十分な量のオイルが確保されていない場合には、オイルレベル検出用配管172を流れる流体は冷媒ガスとなる。オイルレベル検出用配管172を流れる流体がオイルである場合、キャピラリチューブ通過後の流体温度は圧力降下に伴う温度降下が生じないため、オイル温度検出手段173で検出される温度Toilは、吐出温度検出手段174で検出される吐出温度Tdisとほぼ同じ温度となる。一方、オイルレベル検出用配管172を流れる流体が冷媒ガスである場合、キャピラリチューブ通過後の流体温度は圧力降下に伴う温度降下が生じ、油温度検出手段173で検出される温度Toilは、吐出温度検出手段174で検出される吐出温度Tdisに比べ低い温度となる。このToilとTdisの温度差を検出することで、検出手段170は電源駆動圧縮機113内の潤滑油量の過不足を検出する。
Next, the detecting operation of the detecting means 170 will be described. The inside of the power-driven
次に、室外ユニット100と室内機200、210の動作を説明する。冷房運転時、四方弁116は実線に冷媒を流すよう設定される(図1参照)。エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113とで圧縮された高温高圧の冷媒は、合流した後、油分離器115に流入する。油分離器115にて、冷凍機油を分離された純度の高いガス冷媒は四方弁116を通り、室外熱交換器130に入る。ガス冷媒は、室外熱交換器130にて、外気と熱交換して放熱したのち凝縮し、高圧の液冷媒となって室外ユニット減圧装置117を通り、室内機200、210に供給される。
Next, the operation of the
室内機200に入った高圧の液冷媒は、室内機減圧装置203にて減圧され、気液二相状態となって、室内熱交換器201に流入する。気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器201にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱した後蒸発し、ガス冷媒となって室内機200から流出する。
The high-pressure liquid refrigerant that has entered the
室内機200に入った高圧の液冷媒は、室内機減圧装置203にて減圧され、気液二相状態となって、室内熱交換器201に流入する。気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器201にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒
となって室内機200から流出する。
The high-pressure liquid refrigerant that has entered the
室内機210においても、室内機200と同様に、まず、高圧の液冷媒は、室内機減圧装置213にて減圧され、気液二相状態となって、室内熱交換器211に流入する。気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器211にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱した後蒸発し、ガス冷媒となって室内機210から流出する。
In the
なお、室内機200のみ冷房運転を行う場合は、室内機減圧装置213を閉じ、室内機210の室内熱交換器211には冷媒の供給を行わない。一方、室内機210のみ冷房運転を行う場合は、室内機減圧装置203を閉じ、室内機200の室内熱交換器201には冷媒の供給を行わない。
When only the
室内機200、210から流出したガス冷媒は、再度室外ユニット100に戻る。室外ユニット100に流入したガス冷媒は、四方弁116、アキュムレータ114を通って、エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113に戻る。
The gas refrigerant flowing out of the
冷房運転時における、エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113の運転方法は、例えば下記のようにする。
The operation method of the
冷房負荷が、エンジン駆動圧縮機112が最低運転周波数で運転した時の冷房能力(エンジン駆動圧縮機112の最小冷房能力)よりも小さい場合には、エンジン駆動圧縮機112のみでは断続運転に陥るため、電源駆動圧縮機113のみを運転する。
If the cooling load is smaller than the cooling capacity when the engine-driven
冷房負荷が、エンジン駆動圧縮機112の最小冷房負荷よりも大きく、かつ、エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113とがともに最低運転周波数で運転した場合の冷房能力(両圧縮機運転時の最小冷房能力)よりも小さい場合は、エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113のどちらか一方、例えば、運転コストが安い、もしくは、消費エネルギーが小さい方を選択して運転する。
The cooling capacity when the cooling load is larger than the minimum cooling load of the engine-driven
冷房負荷が、両圧縮機運転時の最小冷房能力よりも大きい場合は、エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113の両方を、例えば、運転コスト、もしくは、消費エネルギーが最小となるように運転する。この場合、運転コストト、もしくは、消費エネルギーを最小とするためのエンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113の運転周波数の決定には、各圧縮機の運転周波数と運転コストト、もしくは、消費エネルギーとの関係を利用する。
If the cooling load is larger than the minimum cooling capacity during the operation of both compressors, both the engine-driven
実際には、冷房負荷全体に対してエンジン駆動圧縮機112が受け持つ冷房負荷の割合は、両圧縮機をともに最高運転周波数で運転した場合の最大冷房能力(両圧縮機運転時の最大冷房能力)に対する、エンジン駆動圧縮機112のみを最高運転周波数で運転したときの冷房能力の割合±15%程度である。
Actually, the ratio of the cooling load that the engine-driven
次に暖房運転では、四方弁116は点線に冷媒を流すよう設定される(図1参照)。エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113とで圧縮された高温高圧の冷媒は、合流した後、油分離器115に流入する。油分離器115にて、冷凍機油を分離された純度の高いガス冷媒は四方弁116を通り、室外ユニット100を出て、室内機200、210に供給される。
Next, in the heating operation, the four-
室内機200に入った高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器201に流入する。高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器201にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して放熱した後凝縮し、高圧の液冷媒となって、室内機減圧装置203を通り、室内機20
0から流出する。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has entered the
Flows out of zero.
室内機210においても、室内機200と同様に、まず、高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器211に流入する。高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器211にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して放熱した後凝縮し、高圧の液冷媒となって、室内機減圧装置213を通り、室内機210から流出する。
In the
なお、冷房時と同様に、室内機200のみ暖房運転を行う場合は、室内機減圧装置213を閉じ、室内機210の室内熱交換器211には冷媒の供給を行わない。一方、室内機210のみ暖房運転を行う場合は、室内機減圧装置203を閉じ、室内機200の室内熱交換器201には冷媒の供給を行わない。
As in the case of cooling, when only the
室内機200、210から流出した高圧の液冷媒は、再度室外ユニット100に戻る。室外ユニット100に流入した高圧の液冷媒は、室外ユニット減圧装置117にて減圧され、気液二相状態となって、室外熱交換器130とエンジン排熱熱交換器118に流入する。気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器130では外気と、また、エンジン排熱熱交換器118では、エンジン111の冷却に用いた高温の冷却水と熱交換して吸熱したのち蒸発し、減圧四方弁116、アキュムレータ114を通って、エンジン駆動圧縮機112、および、電源駆動圧縮機113に戻る。
The high-pressure liquid refrigerant flowing out of the
暖房運転時における、エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113の運転方法は、例えば下記のようにする。
The operation method of the
暖房負荷が、エンジン駆動圧縮機112が最低運転周波数で運転した時の暖房能力(エンジン駆動圧縮機112の最小暖房能力)よりも小さい場合には、エンジン駆動圧縮機112のみでは断続運転に陥るため、電源駆動圧縮機113のみを運転する。
If the heating load is smaller than the heating capacity when the engine-driven
暖房負荷が、エンジン駆動圧縮機112の最小暖房負荷よりも大きく、かつ、エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113とがともに最低運転周波数で運転した場合の暖房能力(両圧縮機運転時の最小暖房能力)よりも小さい場合は、エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113のどちらか一方、例えば、運転コストが安い、もしくは、消費エネルギーが小さい方を選択して運転する。
The heating capacity when the heating load is larger than the minimum heating load of the engine-driven
暖房負荷が、両圧縮機運転時の最小暖房能力よりも大きい場合は、エンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113の両方を、例えば、運転コスト、もしくは、消費エネルギーが最小となるように運転する。この場合、運転コスト、もしくは、消費エネルギーを最小とするためのエンジン駆動圧縮機112と電源駆動圧縮機113の運転周波数の決定には、各圧縮機の運転周波数と運転コスト、もしくは、消費エネルギーとの関係を利用する。
When the heating load is larger than the minimum heating capacity during the operation of both compressors, both the engine-driven
実際には、暖房負荷全体に対してエンジン駆動圧縮機112が受け持つ暖房負荷の割合は、両圧縮機をともに最高運転周波数で運転した場合の最大暖房能力(両圧縮機運転時の最大暖房能力)に対する、エンジン駆動圧縮機112のみを最高運転周波数で運転したときの暖房能力の割合±15%程度である。
Actually, the ratio of the heating load that the engine-driven
ただし、暖房運転時は、常時室外熱交換器130の着霜状態を監視しており、着霜の危険性がある場合は、運転コスト、もしくは、消費エネルギーが最小となるように各圧縮機の運転周波数を設定していても、エンジン駆動圧縮機112の運転周波数を上げ、電源駆動圧縮機113の運転周波数を下げる制御をおこなう。
However, during the heating operation, the frost formation state of the
エンジン駆動圧縮機112の運転周波数を上げると、エンジン111の排熱量が増加し、エンジン排熱熱交換器118に供給される冷却水熱量も増加する。すなわち、エンジン排熱熱交換器118にて、より多くの冷媒を蒸発させることができ、室外熱交換器130に流す冷媒量を減らして、着霜の危険性を低減する。
When the operating frequency of the engine-driven
次にオイル戻し管開閉弁150a、150bの動作について説明する。オイル戻し管開閉弁150a、150bはオイルレベル検出手段170と図示しない制御装置によって開、閉を制御される。オイルレベル検出手段170によって、電源駆動圧縮機113内のオイル量が少なくないと検出された場合には、エンジン駆動圧縮機112、電源駆動圧縮機113内のオイル量はバランスしており、制御装置はオイル戻し開閉弁150aを開、150bを閉とし、抵抗値の大きい流路抵抗160aを用いるように制御し、オイルセパレータ115aからエンジン駆動圧縮機112へ返流するオイル量を制限している。
Next, the operation of the oil return pipe opening /
一方、オイルレベル検出手段170によって、電源駆動圧縮機113内のオイル量が少ないと検出された場合には、エンジン駆動圧縮機112、電源駆動圧縮機113内のオイル量が偏っており、制御装置はオイル戻し開閉弁150aを閉、150bを開とし、抵抗値の小さい流路抵抗160bを用いるように制御し、オイルセパレータ115aからエンジン駆動圧縮機112へ返流するオイル量を多くする。
On the other hand, when the oil
エンジン圧縮機112へ変流するオイル量が増加すると、冷媒とともにエンジン駆動圧縮機113の圧縮室に流入するオイル量が増え、エンジン駆動圧縮機112から吐出される冷媒に含まれるオイル量も増加する。その後、エンジン駆動圧縮機112の吐出側に備えられたオイルセパレータ115aにて、冷媒とオイルが分離されるが、分離されずに、冷媒とともに冷媒回路に吐出されるオイル量も増加する。従って、エンジン駆動圧縮機112へのオイル戻り量を多くすると、エンジン駆動圧縮機112から冷媒回路に吐出されるオイル量も増加する。
When the amount of oil flowing to the
結果、冷媒回路に流れるオイル量が増加したので、電源駆動圧縮機113に戻るオイル量も増加し、電源駆動圧縮機113のオイルレベル低下を解消することができる。
As a result, the amount of oil flowing through the refrigerant circuit increases, so that the amount of oil returning to the power supply driven
(実施の形態2)
オイルレベル検出手段170によって、電源駆動圧縮機113内のオイル量が少ないと検出され、実施の形態1の制御をおこなっても、電源駆動圧縮機113内のオイルレベルが回復しない場合には、制御装置はオイル戻し開閉弁150a、150bをともに開としてもよい。
(Embodiment 2)
If the oil level in the power-driven
この場合、並列に接続された流路抵抗160aと流路抵抗160bをともに用いるため、流路抵抗がもっともちいさくなり、よりエンジン駆動圧縮機112へのオイル戻り量が増加する。
In this case, since both the
v結果、実施の形態1の作用に加え、よりエンジン駆動圧縮機112から冷媒回路に吐出するオイル量を増加させ、電源駆動圧縮機113のオイルレベル低下を解消することができる。その他の構成、制御は、実施の形態1と同じなので、それらの説明は省略する。
v As a result, in addition to the operation of the first embodiment, the amount of oil discharged from the engine-driven
(実施の形態3)
オイルレベル検出手段170によって、電源駆動圧縮機113内のオイル量が少ないと検出され、実施の形態1または実施の形態2の制御を行うとともに、制御装置は電源駆動圧縮機113の回転数を略最大とする制御を行っても良い。
(Embodiment 3)
The oil
この場合、電源駆動圧縮機113で圧縮される冷媒量が増加し、冷媒とともに回路内を
循環するオイル戻り量も相対的に増加する。このため電源駆動圧縮機113のオイルレベル低下をより早く解消することができる。その他の構成、制御は、実施の形態1と同じなので、それらの説明は省略する。
In this case, the amount of refrigerant compressed by the power
本発明は、運転コストもしくはエネルギー消費量を低減する空気調和機として好適に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized suitably as an air conditioner which reduces operation cost or energy consumption.
100 室外ユニット
111 エンジン
112 エンジン駆動圧縮機
113 電源駆動圧縮機
114 アキュムレータ
115 オイルセパレータ
116 四方弁
117 室外ユニット減圧装置
120 室外送風ファン
130 室外熱交換器
150 オイル戻し開閉弁
160 流路抵抗
170 オイルレベル検出手段
200,210 室内機
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
前記第一のオイル戻し管には、第一の電磁弁と第一の流路抵抗、および第二の電磁弁と前記第一の流路抵抗よりも抵抗が小さい第二の流路抵抗が分岐部を介して並列に設けられ、前記第二の圧縮機に設けられたオイルレベル検知手段からの信号をもとに、前記第一の電磁弁および前記第二の電磁弁の開閉を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記第二の圧縮機のオイルレベルが低いと検知された際には前記第一の電磁弁を閉、前記第二の電磁弁を開とし、前記第二の圧縮機のオイルレベルが低いと検知されない際は、前記第一の電磁弁を開、前記第二の電磁弁を閉とすることを特徴とする空気調和装置。 A first compressor for a gas engine which is connected in parallel with the refrigeration cycle as a drive source, an electric motor to circulate the refrigerant through a second compressor whose drive source in the air conditioner for performing air conditioning, and first and second oil separator for separating the respective refrigerant and the lubricating oil to the discharge side of the first and second compressors, the compression of the lubricating oil separated by the first oil separator of the first a first oil return pipe for guiding the suction side of the machine, and a second oil return pipe for guiding the lubricating oil separated by the second oil separator on the suction side of the second compressor, Has,
Wherein the first oil return pipe, the first solenoid valve and the first flow resistance, and the second of the second resistor is smaller than the electromagnetic valve first flow path resistance of the flow path resistance is branched It provided in parallel through the parts, on the basis of a signal from the oil level detecting means provided in the second compressor, the control for controlling the opening and closing of the first solenoid valve and the second solenoid valve comprising means, the control means, the second oil level of the compressor when the sensed low closing the first solenoid valve, the second solenoid valve is opened, the second when the oil level of the compressor is not detected to be low, the first solenoid valve open, an air conditioner, wherein the closing and to Turkey the second solenoid valve.
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