JPH04184048A

JPH04184048A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH04184048A
Application number: JP30792390A
Authority: JP
Inventors: Kunimori Sekigami; 邦衛関上
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-11-13
Filing date: 1990-11-13
Publication date: 1992-07-01
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JP2925715B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ〉産業上の利用分野本発明は、複数台の圧縮機が並列につながれる冷凍（空
気調和）装置に関する。

（ロ）従来の技術近年、ビル用のマルチ形の空気調和装置は、特開平２−
８５６５６−を公報の第１０図で示されるように、室内
熱交換器（室内ユニット）を複数個並列に配置すると共
に、これら室内熱交換器へつながれる冷媒管に対して圧
縮機を複数個並列に配置して、このマルチ形空気調和装
置の大型化や大容量システム化を図っている。

（ハ）発明が解決しようとする課題このように大容量システム化を図ったマルチ形空気調和
装置においては、圧縮機が複数個並列に配置されている
ため、これら圧縮機内の潤滑油（以下車に１油」と言う
、）の量がアンバランスとなるおそれが考えられる。圧
縮機内の油量が適正値よりも少なくなると、圧縮機内の
部材の摩耗が早く進んで、空気調和装置の寿命が短かく
なる。

本発明は並列に配置された夫々の圧縮機内の油量を常に
適正値に保ってこの空気調和装置の寿命の長期化を図る
ことを目的としたものである。

（ニ）課題を解決するための手段この目的を達成するために、本発明は並列につながれる
圧縮機を複数台備え、この夫々の圧縮機の吐出管に油分
離器をつなぎ、これらの油分離器で分離された油を夫々
の圧縮機へ戻す戻し管と、これら戻し管同志をつなぐ連
接管とを設け、この戻し管および／又は連接管には夫々
の圧縮機へ戻す油の量を調整する弁を設けるようにした
ものである。

又、並列につながれた複数台の圧縮機のうち少なくとも
１台は圧縮能力が変えられる能力可変型圧縮機とした場
合は、この能力可変型圧縮機内の油量が減少した時にこ
の能力可変型圧縮機の能力を増加させる制御器を備える
ようにしたものである。

（ホ）作用並列につながれた複数台の圧縮機を同時に運転させ、一
方の圧縮機の油が減少した時には、弁の開度を調整して
他方の圧縮機へ戻されるべき油を連接管を介してこの一
方の圧縮機へ流すようにしている。

又、並列につながれた複数台の圧縮機のうち、少なくと
も１台が能力可変型圧縮機の場合は、この能力可変型圧
縮機内の油の量が減少した時にこの能力可変型圧縮機の
能力を増加させる。そしてこの圧縮機に戻される冷媒並
びに油の量を増加させる。

（へ）実施例第１図は本発明の第１の実施例を示し、１はビル等に据
付けられるマルチ型の空気調和（冷凍）装置で、この装
置は、ガス管２と液管３とから構成される冷媒管４に対
して、並列に接続きれた複数台の室内ユニット５，６と
、同じく冷媒管４に対して並列に接続された複数台の室
外ユニット７．８とから構成されている。そして、これ
ら室内ユニット５，６並びに室外ユニット７．８の数は
ビルの大きさ（空調負荷のｉ）によって増減可能である
。

そして、室内ユニット５，６には暖房用減圧器（弁）９
と室内熱交換器１０とが内蔵されている。この暖房用減
圧器９は、冷房時に弁の開度がほぼ全開状態に設定され
、暖房時に弁の開度が負荷に応じて調整されるものであ
る。１１はガス管２と液管３とをつなぐキルピラリチュ
ーブである。

一方、室外ユニット７．８において、１２．１３は圧縮
機、１４はこの圧縮機の吐出管に設けられた油分離器、
１５は四方弁、１６は室外熱交換器で、冷房用減圧器（
弁）１７を介して液管３につながれている。そして、こ
の冷房用減圧器１７は暖房時に弁の開度がほぼ全開状態
に設定され、冷房時に弁の開度が負荷に応じて調整きれ
るものである。１８は圧縮機１２．１３の吸込管２０に
設けられたアキュムレータである。１９は油戻し管で、
入口端が油分離器１４に、出口端が圧縮機１２．１３の
吸込管２０に夫々つながれている。

２１．２２はこの油戻し管１９に設けられた調整弁で、
制御器２３からの信号によってその開度が制御される。

２４は圧縮機１２．１３に取り付けられた油面検出セン
サで、このセンサで検出した値が制御器２３に入力され
る。２５は油戻し管１９同志をつなぐ連続管である。こ
のように、いずれの室外ユニット７．８も路間−の部品
で、しかもこれら部品は同様に配管で接続されている。

又、これら室外ユニット７．８の制御器２３は信号線２
９でつながれている。

このような構成を有するマルチ型空気調和装置ｌにおい
て、冷房運転を行なう場合は、いずれの四方弁１５も実
線状態に設定して、いずれの圧縮機１２．１３をもまず
運転させる。これによって、夫々の圧縮４１！１２．１
３から吐出された冷媒は、油分離器１４、四方弁１５、
室外熱交換器１６、冷房用減圧器１７と夫々並流し、液
管３で合流する。そしてこの液管３を流れている冷媒は
夫々の暖房用減圧器９（この減圧器９の弁開度は、はぼ
全開状態となっている）を介して夫々の室内熱交換器１
０へ導びかれる。その後これらの室内熱交換器１０から
流れ出た冷媒はガス管２で合流する。そして、このガス
管２内の冷媒は夫々の室外ユニット７．８に分流され、
四方弁１５、アキュムレータ１８を介して夫々の圧縮機
１２゜１３に戻される（実線矢印参照）。

このような運転状態において、例えは冷房負荷が減少し
た場合は、一方の室内ユニット５のみ運転を停止し、そ
れにともなって、一方の室外ユニット７（一方の圧縮機
１２．）のみ運転を停止する。換言すれば、冷房負荷の
増減に応じて、これら圧縮機１２．１３は同時運転を行
なったり、個別運転を行なったりする。このような運転
制御を行なうことにより、夫々の圧縮機１２．１３に戻
される油の量が変化し、夫々の圧縮機１２．１３内の油
の量にアンバランスが生じる０例えば、−方の圧縮機１
２が時々運転されるのに対し、他方の圧縮機１３が常に
運転きれているのであれば、この他方の圧縮機１３へ戻
ってこの圧縮機１３に溜まる油の量は増加し、一方の圧
縮機１２に溜まる油の量が減少ぎみとなる（第１図実線
状態）。

そこでこのような状態での同圧縮機１２．１３の運転中
に、一方の圧縮機１２の油面センサ２４で油面の低下（
油量の減少）を検出する。その検出信号が夫々の制御器
２３に送られて、他方の制御器２３からは他方の調整弁
２２の弁開度を絞りぎみにする信号が出力され、又、一
方の制御器２３からは一方の調整弁２１の弁開度を開き
ぎみにする信号が出力される。これらの出力によって、
−点鎖線の矢印で示すように、他方の圧縮機１３へは他
方の油分離器１４からの油の一部が流れ込む。これに対
し、−−Ｘの圧縮機１２へは一方の油分離器１４からの
油の全量が流れ込むと共に、−方の油分離器１４からの
油も連接管２５を介して流れ込む。すなわち、他方の圧
縮機１３へ戻る油の量を抑えて、その分、一方の圧縮機
１２へ油を流すようにして、同圧縮機１２．１３に溜め
られる油の量のバランスをとるようにしている。従って
、いずれの圧縮機１２．１３も油切れ運転を行なうおそ
れは少なく、圧縮機１２．１３の耐久性の向上が図れる
。尚、他方の圧縮機１３内の油量が減少し、一方の圧縮
機１２内の油量が増加した時には、上述の調整弁２１．
２２の弁開度を反対に設定して、同圧縮機１２．１３内
の油量のバランスをとる。

又、暖房運転時は四方弁１５を破線矢印の状態に設定し
て圧縮機１２．１３を運転させれば良い。この運転時に
おいても、暖房負荷の増減に応じてこれら圧縮機１２．
１３は同時運転を行なったり、個別運転を行なったりし
て、この増減に応じた運転制御が行なわれる。そして、
これらの運転制御によって同圧縮機１２．１３に溜めら
れる潤滑油の量にアンバランスが生じた場合は、上述の
方法によってそのアンバランスを解消する。

尚、調整弁２０．２１は連接管２５に設けても良い。

上述の同圧縮機１２．１３のうち、少なくとも１台は、
例えば周波数変換器からの出力を受けて圧縮能力を可変
することのできる圧縮機（以下１インバ一タ圧縮機」と
いう）としても良い、−例として、一方の圧縮機１２を
１馬力から６馬力まで圧縮能力を変えられるインバータ
圧縮機とし、他方の圧縮機１３は５馬力の定格のものと
した場合が考えられる。このように、容量制御可能な圧
縮機１２の最大馬力（６馬力）を定格圧縮機１３の馬力
（５馬力）よりも大きく設定したのは、夫々の圧縮機の
運転制御によって、１馬力から１１馬力まで全域にわた
ってほぼリニア（直線的）な容量制御を行なわせるため
である。（第１表参照）第１表これに対し、５馬力のインバータ圧縮機と、６馬力の定
格圧縮機とを組み合せた場合は、第２表に示すとおりの
夫々の圧縮機の運転制御となり、１馬力〜５馬力、７馬
力〜１１馬力のリニアな制御は行なえるが、５馬力から
７馬力でのリニアな制御が不可能となる。

第２表上述の実施例では、夫々の室外ユニット７．８において
、その冷媒回路の共通化を図って、冷媒管４に対して並
列につなげるようこの室外ユニ・ノド７．８を構成した
ので次のような４つの特徴がある。

■この空気調和装置１の容量制御化や大容量システム化
が図れる。

すなわち夫々の圧縮機として例えば５馬力の定格のもの
を２台使用した場合は、これら圧縮機の個別運転並びに
同時運転によって５馬力と１０馬力との二段の容量制御
が行なえる空気調和装置が形成される。又６馬力（１馬
力から６馬力まで能力が可変できる）の容量制御圧縮機
と、５馬力の定格圧縮機とを並用した場合には１馬力か
ら１１馬力までのリニア（直線的）な容量制御が行なえ
る空気調和装置が形成される。更に、将来の増設により
空調負荷が増加した時は、室外ユニットや室内ユニット
を冷媒管につなぐことにより大容量化が図れる。

■据付工事の省力化が図れる。

すなわち、室外ユニットには１つの圧縮機と室外側熱交
換器とを主に内蔵させるようにしたので、この室外ユニ
ットを小型化することができ、この室外ユニットをビル
内のエレベータ−で、屋上等に搬入することができ、ク
レーン車等で、ビル外からビルの屋上へ室外ユニットを
搬入する手間が省け、クレーン車の使用料等のコスト削
減や危険回避を図ることができる。

■故障時のバックアップの対応が図れる。

すなわち、室外ユニットを並列に接続したので、例えば
１台のユニットが故障したとしても残りのユニットを運
転させることによって、空気調和装置の運転が完全に停
止されるおそれをなくすことができる。

■室外ユニットの設計の省力化、標準化が図れる。すな
わち、これらの室外ユニットはその冷媒回路が路間−で
あるため共通の冷凍部品を使用することができ、これに
よって設計の省力化や標準化によって、コストダウンを
図ることができる。

第２図は本発明の第２の実施例を示したもので、第１の
実施例（第１図参照）との相違点は、圧縮機３０．３１
として、その圧縮機３０．３１のケース内の冷媒圧力が
低圧状態となる圧縮機（具体的にはスクロール型圧縮機
やレシプロ型圧縮機）を用いて、その低圧状態の部分に
戻し管３２．３３をつなぐようにした点である。そして
これら圧縮機３０．３１の順次起動が行なえるようにし
て油切れ状態の圧縮機３０の起動を遅らせ、この状態の
圧縮機３０の摩耗を少なくすることを目的としたもので
ある。すなわち、これら圧縮機３０．３１の運転開始（
起動）に際して、あらかじめこれら圧縮機３０．３１の
運転停止時に、油面センサ２４でこの機内の油量を検出
しておき、運転開始に当っては、油量が所定量よりも少
ない方の圧縮機３０よりも油量が（所定量よりも）多い
方の圧縮機３１を先に起動させる。そして、この停止中
の圧縮機３０の戻し管３２の調整弁３４の開度を運転中
の圧縮機３１の戻し管３３の調整弁３５の開度よりも大
きくして、実線矢印のように、停止中（油量が少ない）
の圧縮機３０へ油を導びく。そして、この圧縮機３０内
の油量が所定量まで達したらこの圧縮機３０の運転を開
始する。これによってこの圧縮機の油切れ運転を未然に
防止して、機内の部品の摩耗か進みにくいようにしてい
る。尚、第１図に示した符号と同一のものは同一符号を
付してその説明は省略した。

第３図は第３の実施例を示し、第１図に示した第１の実
施例との相違点は、四方弁の代りに切換弁（後述する）
を複数個備えて、一方の室内ユニット４０で冷房運転が
、他方の室内ユニット４１で暖房運転が夫々同時に行な
えるようにしたものである。詳述すると、室内ユニット
４０．４１と室外ユニット４２．４３とをつなぐ冷媒管
４４を、高圧ガス管４５と、低圧ガス管４６と、液管４
７とから構成する。この圧縮機１２．１３の吐出管４８
を低圧ガス管４６と室外熱交換器１６の一端４９に分岐
接続し、又、圧縮機１２．１３の吸込管５０を高圧ガス
管４５と室外熱交換器１６の一端４９に分岐接続する。

この室外熱交換器１６の他端５１と液管４７とを第１の
減圧器５２を介して接続し、一方、室内熱交換器５３の
一端５４を分岐して夫々切換弁５５を介して高圧ガス管
４５と低圧ガス管４６とにつなぎ、この室内熱交換器５
３の他端５６を第２の減圧器５７を介して液管４７につ
なぐ、このように構成したマルチ型空気調和装置５９に
おいて、一方の室内ユニット４０を冷房運転、他方の室
内ユニット４１を暖房運転させる場合は、２つの圧縮機
１２．１３から吐出された冷媒が実線矢印のように流れ
るよう各切換弁５５．５８の開閉を行なう。そして、一
方の室内ユニット４０の熱交換器５３を蒸発器として作
用許せ、他方の室内側熱交換ユニット４１の熱交換器５
３を凝縮器として作用させる。このようなマルチ型空気
調和装置５９においても、夫々の圧縮機１２．１３に設
けた油面センサ２４でその圧縮機１２．１３内の油量を
検出して、その量が設定値よりも少なくなった場合には
前述の動作と同様な調整弁２１．２２の操作でこの油量
を設定値に保つようにしている。尚第１図に示した符号
のものと同一のものは、同一符号を付して、その説明は
省略した。

第４図は第４の実施例を示し、第１図に示した第１の実
施例との相違点は、夫々の圧縮機の油分離器１４や、油
戻し管１９やこの油戻し管同志をつなぐ連接管２５を廃
止すると共に、これらの圧縮機をいずれも容量制御可使
な圧縮機６０．６１　　′とし、これら圧縮機の能力制
御をこれら圧縮機６０．６１に設けた油面センサ２４で
検出する値に基づいて行なわせる制御器６２を備えるよ
うにした点である。すなわち、この空気調和装置６３に
よれば夫々の圧縮機６０．６１内の油量を油面検出セン
サ２４で検出して、油量が所定値よりも低下した時には
圧縮機６０．６１の能力を増加（電動機の回転数をアッ
プ）させる信号が制御器６２から出力される。これによ
って圧縮機６０．６１へ戻る冷媒量が増加し、これにと
もなって圧縮機６０．６１へ溜められる油量も増加する
。尚、第１図に示した符号のものと同一のものには、同
一符号を付してその説明は省略した。

第５図は上述したこれらの空気調和装置１，５９．６３
を一般家屋に据付けた場合の設置例を示したもので、こ
の家屋７０は仕切壁７エによって居間７２と、洋間７３
と、寝室７４と、台所７５とに区画されている。この家
屋の建築時に仕切壁７１内に冷媒管４を埋め込んでおき
、この冷媒管４の先端７６を各室や室外に臨ませた状態
で封止してオく（例えば温水コンセントやガスコンセン
トのような状態）。そして空調の必要な室に室内ユニッ
ト５，６を据付け、その室内ユニットの台数すなわち空
調負荷に応じて、必要な台数の室外ユニット７．８を室
外に設置することもできる。

又将来室内ユニットを増設した時には、それに応じて室
外ユニットも増設する。このように、本発明の空気調和
装置は、室内外ユニットの増設が可能で、この装置の大
容量システム化により家屋の総合空調を図ることができ
る。

（ト）発明の効果以上述べたように本発明は圧縮機を複数台並列に備え、
これら圧縮機の夫々の吐出管に夫々油分離器を設け、こ
の夫々の油分離器で分離された油を夫々の圧縮機へ戻す
戻し管と、これら戻し管同志をつなぐ連接管とを設けこ
の戻し管および／又は連接管には油分離器から夫々の圧
縮機へ戻す油の量を調整する弁を設けるようにしたもの
である。従って一方の圧縮機の潤滑油が減少した時には
、弁の開度調整によって、他方の圧縮機へ戻されるべき
潤滑油を連接管を介してこの一方の圧縮機へ流して、圧
縮機内の部品の摩耗を遅らせて冷凍（空気調和）装置の
寿命を長くすることができる。

又、並列につながれた複数台の圧縮機のうち、少なくと
も１台が能力可変型圧縮機の場合は、この能力可変型圧
縮機内の潤滑油の量が減少した時にはこの能力可変型圧
縮機の能力を増加させるようにしたので、冷凍（空気調
和）装置の寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を示すもので、第１図は第１の実施例を示
す冷媒回路図、第２図は第２の実施例を示す要部冷媒回
路図、第３図は第３の実施例を示す冷媒回路図、第４図
は第４の実施例を示す要部冷媒回路図、第５図は本発明
の空気調和装置が一般の家屋に据付けられた状態を示す
説明図である。１．５９．６３・・・冷凍（空気調和）装置、　　１０
．５３・・・室内熱交換器、　　１２，１３，３０゜３
１．６０，６１・・・圧縮機、　　１４・・・油分離器
、１９・・・戻し管、　２０，２１，３４．３５・・・
調整弁、　　２５・・・連接管、　６２・・・制御器。

Claims

【特許請求の範囲】１）複数台の圧縮機が並列につながれ、これら複数台の
圧縮機の夫々に油分離器を配置し、これら油分離器には
分離された油を夫々の圧縮機へ戻す戻し管を設けた冷凍
装置において、これら戻し管同志を連接管でつなぎ、こ
の戻し管および／又は連接管には前記油分離器から夫々
の圧縮機へ戻す油の量を調整する弁を設けたことを特徴
とする冷凍装置。２）複数台の圧縮機が並列につながれる冷凍装置におい
て、前記複数台の圧縮機のうち少なくとも１台は圧縮能
力が変えられる能力可変型圧縮機とし、この能力可変型
圧縮機内の油量が減少した時にはこの能力可変型圧縮機
の能力を増加させる制御器を備えたことを特徴とする冷
凍装置。