JPH0429945B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍サイクルにより室内を冷房また
は暖房する空気調和装置の改良に関し、特に圧縮
機の潤滑油の一部が冷媒と共に吐出されて冷凍サ
イクル中に溜り込むことに起因する圧縮機の潤滑
油不足の解消対策に関する。

（従来の技術） 一般に、冷凍サイクルにより室内を空調する空
気調和装置においては、圧縮機を低能力で運転す
ると、冷媒の高低圧力差が小さくなつて、冷凍サ
イクルにおける冷媒循環量が減少し、このため、
冷凍サイクル中の冷媒の中に吐出された圧縮機の
潤滑油を圧縮機へ返戻する能力が低下し、この状
態で長時間運転を継続すると、圧縮機の潤滑油の
溜り込み量が増大して、圧縮機の潤滑油不足を来
たし、その結果、圧縮機摺動部の異常高温や焼付
き等を招くことがある。

そのため、従来、例えば実公昭57−41416号公
報に開示されるものでは、圧縮機の低能力での運
転時間を計測するタイマを設け、この低能力運転
時間が所定時間に達する毎に圧縮機を強制的に設
定時間のあいだ高能力で運転することにより、冷
媒サイクル中に停溜する前記潤滑油を圧縮機に回
収して上記潤滑油不足に起因する圧縮機の潤滑油
不足を解消するようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、圧縮機および室外熱交換器を内蔵す
る１台の室外ユニツトに対して、それぞれ室内熱
交換器および絞り機構を内蔵する複数台の室内ユ
ニツトを並列に接続してなるいわゆるマルチ方式
の空気調和装置があるが、これに対して、上記油
溜りに起因する圧縮機の潤滑油不足を解消すべ
く、上記従来の技術を適用する場合、複数台の室
内ユニツトを有することからこれを直ちに採用す
ることはできない。すなわち、マルチ方式のもの
では、室外ユニツト側での冷媒通路面積（配管
径）に比べて室内ユニツト側での合計冷媒通路面
積（合計配管径）が大きい関係上（例えば1.4倍
程度）、圧縮機を高能力で運転しても冷媒の高低
圧力間に、溜つた冷媒を回収できる程度の差圧が
生じないことがあり、このため、冷媒循環量が少
なく冷媒流速が小さくて、冷凍サイクル中に溜つ
た潤滑油を能率良く回収できず、圧縮機の潤滑油
不足を確実に解消することができない。一方、各
室内ユニツトに付属する絞り機構が負荷に対応し
て開度調整可能な電動式膨張弁等の可変絞り機構
で構成されている場合には、逆に油溜り時におい
て絞り開度が小さな負荷に対応して過度に小さく
なつていることがあるため、この絞り機構での冷
媒流通抵抗が大き過ぎて冷媒が流れにくく、溜つ
た潤滑油の回収がより困難になる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、上記の如きマルチ方式の空気調
和装置において、油溜りに起因する圧縮機の潤滑
油不足時には圧縮機を高能力で運転するととも
に、各室内ユニツトにおける冷媒通路面積をそれ
ぞれ順次適切に調整することにより、冷媒の高低
圧力間に大きな差圧を発生させるとともに、絞り
開度が空調負荷に応じて変化する絞り機構を有す
る場合にも冷媒の流通をスムーズに行わせて冷凍
サイクル中に溜つた潤滑油を確実に圧縮機に回収
し、よつて油溜りに起因する圧縮機の潤滑油不足
を確実に解消することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段
は、第１図に示すように、マルチ方式の空気調和
装置、つまり圧縮機１および室外熱交換器３を内
蔵する１台の室外ユニツトＡに対して、それぞれ
室内熱交換器７および冷媒通路面積の絞り度を調
整する絞り度調整弁８を内蔵する複数台の室内ユ
ニツトＢ，Ｃ，Ｄを並列に接続した空気調和装置
において、上記室外ユニツトＡの圧縮機１の潤滑
油不足を検出する油不足時検出手段２０と、該油
不足時検出手段２０の出力を受け、上記圧縮機１
を高能力で運転するとともに、運転中の室内ユニ
ツトＢ〜Ｄのうち一部の室内ユニツトの絞り度調
整弁８を開方向に、且つ他の室内ユニツトの絞り
度調整弁８を閉方向に制御するごとを順次所定時
間毎に繰返す制御手段２１とを備える構成とした
ものである。

（作用） 以上により、本発明では、油溜りに起因する圧
縮機の潤滑油不足時には、圧縮機からの冷媒の吐
出量が増大するとともに、この冷媒が流通する室
内ユニツト側の合計冷媒通路面積が大きすぎる場
合には該面積が縮少することによつて、冷媒の高
低圧力間に大きな差圧が発生し、絞り開度が圧縮
機の負荷に応じて変化する可変絞り機構を備えた
場合であつて、該絞り機構の開度が過渡に小さい
場合には、冷媒の流通系路にある可変絞り機構の
絞り開度が増大することによつて、冷媒の流通
量、流通速度が増加して、各室内ユニツトに溜つ
た全ての潤滑油が圧縮機に冷媒とともに順次回収
され、よつて、油溜りに起因する圧縮機の潤滑油
不足が確実に解消されるものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基
づいて説明する。

第２図において、Ａは室外ユニツト、Ｂ，Ｃ，
Ｄは相異なる室内に配設された複数台（３台）の
室内ユニツトであつて、該室外ユニツトＡは内部
に、潤滑油により潤滑される圧縮機１と、四路切
換弁２と、室外送風フアン（図示せず）を有する
室外熱交換器３と、レシーバ４と、アキユムレー
タ５とを内蔵していて、該各機器１〜５はそれぞ
れ冷媒配管６…により冷媒の流通可能に接続され
ている。また、各室内ユニツトＢ〜Ｄは同一構成
であつて、それぞれ、内部に室内送風フアン（図
示せず）を有する室内熱交換器７と、開度調整可
能な電動式膨張弁８とを内蔵し、該両機器７，８
は冷媒配管９…により冷媒流通可能に接続されて
いて、上記電動式膨張弁８により、冷媒通路面積
の絞り度を調整するようにした絞り度調整弁を構
成している。そして、上記各室内ユニツトＢ〜Ｄ
は冷媒配管１０…により室外ユニツトＡに対して
互いに並列に接続されていて、冷房運転時には四
路切換弁２を実線の如く切換えて冷媒を実線矢印
の如く循環させることにより、各室内熱交換器７
で室内から吸熱した熱量を室外熱交換器３で外気
に放熱することを繰返して各室内を冷房する一
方、暖房運転時には四路切換弁２を破線の如く切
換えて冷媒を破線矢印の如く循環させることによ
り、熱量の授受を上記とは逆にして室内の暖房す
るようになされている。

また、上記各室内ユニツトＢ〜Ｄには、対応す
る室内に配設されて室温を検出するサーミスタ等
の室温検知器１５と、室内温度の目標値が設定さ
れる可変抵抗器よりなる室温設定器１６と、該両
機器１５，１６からの信号を受けて室温と室温設
定値との偏差を演算する偏差演算回路１７とが備
えられている。一方、室外ユニツトＡ内には、圧
縮機１を回転数制御により能力制御するインバー
タ１８と、上記偏差演算回路１７からの偏差信号
を受けて上記インバータ１８に該偏差信号に応じ
た周波数設定信号を出力するとともに、各室内ユ
ニツトＢ〜Ｄの電動式膨張弁８の開度を対応する
偏差演算回路１７からの偏差信号に応じて大小制
御する制御回路１９とが備えられている。そし
て、上記制御回路１９は、第３図のフローチヤー
トに基づいて圧縮機１の潤滑油不足を検出すると
ともに、この検出時にインバータ１８および３個
の電動式膨張弁８を偏差信号に応じた値以外の値
に作動制御する機能を併有している。

すなわち、第３図のフローチヤートにおいて、
先ずステツプS₁でインバータ１８への周波数設定
信号の値に基づき圧縮機１の負荷が所定値以下か
否かを判別し、所定値を越えているNOの場合に
は、圧縮機１の潤滑油不足の発生時でないと判断
してステツプS₂でタイマＴを「０」にセツトして
上記ステツプS₁に戻る。一方、圧縮機１の負荷が
所定値以下のYESの場合にはステツプS₃でタイ
マＴに「１」を加算したのち、ステツプS₄でタイ
マＴが所定時間T₀以上になつたか否かを判別し、
Ｔ＜T₀のNOの場合は圧縮機１の潤滑油不足の発
生時でないと判断して上記ステツプS₁に戻る。

一方、上記ステツプS₄でＴ≧T₀のYESの場合
には圧縮機１の潤滑油不足の発生時であると判断
してステツプS₅に進み、該ステツプS₅でインバー
タ１８に最高の周波数設定信号を出力して圧縮機
１を最大能力で運転するとともに、ステツプS₆で
１つの室内ユニツトＢの電動式膨張弁８を全開に
し且つ他の室内ユニツトＣ，Ｄの電動式膨張弁８
を閉じて、圧縮機１から吐出された冷媒の全量を
３台の室内熱交換器のうち室内ユニツトＢの室内
熱交換器７のみに循環させ、これをステツプS₇で
所定時間だけ続行する。

しかる後、ステツプ₈で今度は次の室内ユニツ
トＣの電動式膨張弁８を全開にし且つ他の室内ユ
ニツトＢ，Ｄの電動式膨張弁８を閉じて、圧縮機
１からの全冷媒を室内ユニツトＣの室内熱交換器
７のみに循環させ、これをステツプS₉で所定時間
だけ続行する。その後、ステツプS₁₀で次の室内
ユニツトＤの電動式膨張弁８を全開にし且つ他の
室内ユニツトＢ，Ｃの電動式膨張弁８を閉じて圧
縮機１からの全冷媒を室内ユニツトＤの室内熱交
換器７のみに循環させ、これをステツプS₁₁で所
定時間だけ続行して終了し、以後は各偏差演算回
路１７の偏差信号に応じてインバータ１８および
３個の電動式膨張弁８を制御して再びステツプS₁
に戻る。よつて、上記ステツプS₁，S₄において圧
縮機１の運転状態が所定能力以下で且つT₀時間
以上継続したことを検出することにより、圧縮機
１の潤滑油不足を検出するようにした油不足時検
出手段２０を構成している。また、ステツプS₅以
降の処理動作により、圧縮機１を高能力で運転す
るとともに、運転中の室内ユニツトＢ〜Ｄのうち
一部の室内ユニツトの電動式膨張弁８を全開に、
且つ他の室内ユニツトの電動式膨張弁８を全閉に
制御することを順次所定時間毎に繰返すようにし
た制御手段２１を構成している。

尚、上記第３図のフローチヤートにおいては、
図示していないが、所定の室内ユニツトに対する
冷媒の流通を行う際、この室内ユニツトの運転が
室内温度に応じて停止している場合には、これに
対する冷媒の流通を行わないか、又は対応する電
動式膨張弁８を開いて室内熱交換器７に冷媒を流
通させるものの、その室内送風フアン７ａを停止
させておくかして、室内の過冷房又は過暖房を行
わずに快適空調を確保することが行われる。ま
た、溜つた潤滑油の回収中は、室外熱交換器３の
室外送風フアンは風量を減少するよう回転数制御
されて、冷房時には蒸発温度の低下によつて生じ
る室内熱交換器７での霜付きを防止するととも
に、暖房時には凝縮温度の上昇に起因する圧縮機
保護上の運転の停止を未然に防止するようになさ
れている。

したがつて、上記実施例においては、圧縮機１
の運転が所定能力以下で且つこれがT₀時間以上
継続することにより、圧縮機１の潤滑油のうち冷
媒中に混入したものが圧縮機１から冷媒と共に吐
出され、冷媒循環系統の各室内ユニツトＢ〜Ｄ内
に順次溜り込み、その結果、圧縮機１の潤滑油不
足が生じたような場合にあつても、圧縮機１が最
高能力で運転されるとともに、当初室内ユニツト
Ｂの電動式膨張弁８の開度が圧縮機の負荷に応じ
た小開度から全開になり、且つ他の室内ユニツト
Ｃ，Ｄの電動式膨張弁８が全閉となるので、室内
ユニツトＢ〜Ｄ側の冷媒通路面積が上記溜つた潤
滑油を回収するのに適切な面積になつて、上記圧
縮機１の最大能力での運転に基づき冷媒の高低圧
力間に大きな差圧が発生すると同時に冷媒循環
量、冷媒流速が増加して室内ユニツトＢに溜つた
潤滑油が確実に回収される。そして、以後は上記
の如き作動が室内ユニツトＣ，Ｄについても同様
に行われて、該室内ユニツトＣ，Ｄに溜つた潤滑
油が確実に回収されることになる。よつて、油溜
りに起因する圧縮機１の潤滑油不足を確実に解消
することができる。

尚、上記実施例では絞り度調整弁を電動式膨張
弁で構成した場合について説明したが、その他、
第４図イに示すように各室内ユニツトの絞り機構
を開度固定のキヤピラリチユーブ２５で構成する
とともに該キヤピラリチユーブ２５への冷媒の流
通を開閉弁２６で制御するもの、若しくは同図ロ
に示すようにこれらを二組用いて並列に接続し、
絞り開度を２段階に調整するようにしたもの、又
は同図ハに示すようにこれらに開度固定の膨張弁
２７を並列に接続したものでは、開閉弁２６で絞
り度調整弁を構成すればよい。

また、上記実施例では、圧縮機１の潤滑油不足
時に冷媒の全量を所定の一台の室内ユニツトに順
次流通させるようにしたが、複数台（一部）の室
内ユニツトに順次流通させるようにしてもよく、
また全室内ユニツトに対して冷媒を流通させなが
ら冷媒分配量を異ならせて、一部の室内ユニツト
に対して冷媒を多く流通させるようにしてもよ
く、要は複数台の室内ユニツトのうち、一部のユ
ニツトの冷媒通路面積を増加し、他のユニツトの
冷媒流通路面積を減少させる制御を、対象ユニツ
トを順次所定時間毎に変更し、これを繰り返えす
ようにすればよい。

さらに、上記実施例では、油不足検出手段２０
を圧縮機１の低能力の運転状態の継続の検出によ
り構成したが、潤滑油の油面検知などにより構成
してもよいのは勿論のこと、圧縮機の潤滑油不足
時には圧縮機を最高能力に限らず高能力（例えば
80〜90％能力）で運転すればよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係るいわゆるマ
ルチ方式の空気調和装置によれば、油溜りに起因
する圧縮機の潤滑油不足時には、各室内ユニツト
の絞り度調整弁により各室内ユニツトにおける冷
媒通路面積を順次調整して、高能力で運転される
圧縮機からの冷媒を順次一部の室内ユニツトに対
して多く流通させるようにしたので、各室内ユニ
ツトに溜り込んだ潤滑油を圧縮機に確実に回収し
て、油溜りに起因する圧縮機の潤滑油不足を確実
に解消することができ、よつて圧縮機の信頼性の
向上に有効に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２
図ないし第４図は本発明の実施例を示し、第２図
は冷媒配管系統図、第３図は制御回路の作動を示
すフローチヤート図、第４図イ〜ハはそれぞれ絞
り度調整弁の変形例を示す図である。 Ａ……室外ユニツト、Ｂ，Ｃ，Ｄ……室内ユニ
ツト、１……圧縮機、３……室外熱交換器、７…
…室内熱交換器、８……電動式膨張弁（絞り度調
整弁）、２０……油不足時検出手段、２１……制
御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１および室外熱交換器３を内蔵する１
   台の室外ユニツトＡに対して、それぞれ室内熱交
   換器７および冷媒通路面積の絞り度を調整する絞
   り度調整弁８を内蔵する複数台の室内ユニツト
   Ｂ，Ｃ，Ｄを並列に接続した空気調和装置におい
   て、上記室外ユニツトＡの圧縮機１の潤滑油不足
   を検出する油不足時検出手段２０と、該油不足時
   検出手段２０の出力を受け、上記圧縮機１を高能
   力で運転するとともに、運転中の室内ユニツトＢ
   〜Ｄのうち一部の室内ユニツトの絞り度調整弁８
   を開方向に、且つ他の室内ユニツトの絞り度調整
   弁８を閉方向に制御することを順次所定時間毎に
   繰返す制御手段２１とを備えたことを特徴とする
   空気調和装置。