WO2002046664A1

WO2002046664A1 - Refrigerateur

Info

Publication number: WO2002046664A1
Application number: PCT/JP2001/010761
Authority: WO
Inventors: Kenji Tanimoto; Masaaki Takegami; Kazuyoshi Nomura
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2002-06-13
Also published as: AU2002221094A1; JP3750520B2; JP2002174463A

Description

明冷凍装置技術分野

本発明は、冷凍装置に関し、特に、 2台の圧縮機を備えた冷凍装置に係るものである。背景技術細 1

従来より、空気調和装置には、特開平 I 0— I 3 2 4 0 6号公報に開示されているように、室外ュニットと室内ュニットとが接続された冷媒回路を備えているものがある。上記室外ユニットは、いわゆるツイン型圧縮機に構成され、第 I 圧縮機と第 2圧縮機とが並列に接続された圧縮機構を備えている。

そして、上記第 I圧縮機と第 2圧縮機とを駆動停止して空調能力を制御するようにしている。

-解決課題 - 上述したように、従来のヅイン型圧縮機の圧縮機構は、第 I圧縮機と第 2圧縮機とが共に低圧ドームで構成されていた。したがって、 C O P (成績係数）が悪いという問題がつた。

つまり、各圧縮機に吸い込まれた冷媒が圧縮機ドーム内の油（潤滑油）と熱交換する。この結果、冷房運転時において、冷媒熱量の一部が油の冷却に使用されるので、冷房能力が低下するという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みて成されたもので、 C O Pの向上を図ることを目的とし、特に、冷房運転時の能力の拡大を図ることを目的とするものである。発明の開示

具体的に、図 Iに示すように、第 Iの発明は、熱源ユニット（11 ) と利用ユニット（12， 13) とが冷媒循環可能に接続されて成る冷媒回路（15) を備えた冷凍装置を対象としている。そして、上記熱源ユニット（11 ) には、一定容量で運転される高圧ドーム型の第 1圧縮機（41 ) と、運転容量が多段に調整される高圧ドーム型の第 2圧縮機（42) とが並列に接続されて成る圧縮機構（40) が設けられている。

また、第 2の発明は、第 1の発明において、圧縮機構（40) の吐出側に油分離器（51 ) が設けられ、該油分離器（51 ) と圧縮機構（40) の吸込み側との間には、油分離器（51 ) で分離された油を圧縮機構（40) に戻す油戻し管（δ2) が接続され、該油戻し管（52) には、連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し開閉機構（53) が設けられた構成としている。更に、第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) の吸込み側との間には、第 1圧縮機（41 ) に貯留された油が所定以上になると、余剰の油を第 2圧縮機（42)の吸込み側に供給する均油管（54) が接続され、該均油管（54) には、連通状態と遮断状態とに切り換わる均油閧閉機構（5⁵) が設けられている。

また、第 3の発明は、第 2の発明において、第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機 (42) とが共に駆動しているときには、油戻し開閉機構（53) と均油開閉機構 ( 55) とが同期して所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し制御を行う構成としている。

また、第 4の発明は、第 3の発明において、第 2圧縮機（42) が駆動している状態で第 1圧縮機（41 ) が駆動する前には、油戻し制御を禁止する構成としている。

また、第 5の発明は、第 3の発明において、第 2圧縮機（42) が駆動している状態で第 1圧縮機（41 ) が駆動する直前には、均油開閉機構（55) を連通状態に保持する構成としている。

また、第 6の発明は、第 3の発明において、第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機 (42) とが共に駆動しているときには、第 2圧縮機（42) の最低容量運転が所定時間継続すると、第 1圧縮機（41 ) の駆動を一旦停止し、第 2圧縮機（42) の運転容量を増大させる構成としている。

また、第 7の発明は、第 3の発明において、第 2圧縮機（42) のみが駆動しているときには、均油開閉機構（55) を遮断状態のまま油戻し開閉機構（53) のみを所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換える構成としている。

また、第 8の発明は、第 3の発明において、第 2圧縮機（42) が異常停止し、第 1圧縮機（41 ) のみが駆動しているときには、均油開閉機構（55) を遮断状態のまま油戻し開閉機構（53) のみを所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換える構成としている。

また、第 9の発明は、第 3の発明において、第 2圧縮機（42) が起動する際には、均油開閉機構（55) を遮断状態に保持する構成としている。

また、第 1 0の発明は、第 2の発明において、油戻し管（52) に油を冷却する冷却機構（56) が設けられた構成としている。

また、第 1 1の発明は、第 2の発明において、均油管（54) に油を冷却する冷却機構（57) が設けられた構成としている。

また、第 1 2の発明は、第 2の発明において、油分離器（51 ) は、第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) との吐出冷媒が合流して流れる吐出管（44) の主管部分に設けられた構成としている。

また、第 1 3の発明は、第 2の発明において、油戻し管（52)の圧縮機構（40) 側の端部は、第 1圧縮機（41 ) に接続される吸入管（43) の吸入枝管（43a) に接続された構成としている。

また、第 1 4の発明は、第 1 3の発明において、第 1圧縮機（41 ) に接続される吸入管（43)の吸入枝管（43a)と第 2圧縮機（42)に接続される吸入管（43) の吸入枝管（43b) とが相互に流通自在に構成されたものである。すなわち、本発明では、圧縮機構（40) の起動は、例えば、第 2圧縮機（42) から行われる。そして、該第 2圧縮機（42) を起動する際、均油開閉機構（55) を遮断状態に保持する。

続いて、上記第 2圧縮機（42) の駆動時において、均油開閉機構（55) を遮断状態のまま油戻し開閉機構（53) のみを所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換える。つまり、この状態において、第 1圧縮機（41 ) が停止してるので、均油開閉機構（55) を遮断状態に保持する。この場合、第 2圧縮機（42) が駆動しているので、第 2圧縮機（42) の内部の油は、冷媒と共に流出し、油分離器（51 ) で分離される。この分離された油は、油戻し開閉機構（53) が開くと、油戻し管（52) を通り、第 2圧縮機（42) に戻る。その際、上記油は、油戻し管（52) の途中で冷却機構（56) で冷却される。

その後、第 1圧縮機（41 ) の駆動を開始する際、油戻し開閉機構（53) と均油開閉機構（55) を共に遮断状態に所定時間の間維持する。また、上記第 1 圧縮機（41 ) を駆動する直前において、均油開閉機構（55) を連通状態にする。

上記第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とが共に駆動している状態において、油戻し開閉機構（53) と均油開閉機構（55) とが同期して所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し制御を行う。つまり、上記第 1圧縮機

(41 ) 及び第 2圧縮機（42) の内部の油は、冷媒と共に流出し、油分離器（51 ) で分離される。この油分離器（51 ) の油を油戻し管（52) から第 1圧縮機（41 ) に一旦戻す。その後、該第 1圧縮機（41 ) から均油管（54) を介して第 2圧縮機（⁴2) に戻す。その際、上記油は、油戻し管（）及び均油管（⁵ の途中で冷却機構（56, 57) で冷却される。

上記第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とが共に駆動している状態において、第 2圧縮機（42) の最低容量運転が所定時間継続すると、第 1圧縮機（41 ) の駆動を一旦停止し、第 2圧縮機（42) の運転容量を増大させ、冷媒回路（15) に吐出する油を多くし、油分離器（51 ) などの油量を多くし、均油を行う。

—方、上記第 2圧縮機（42) が異常停止すると、第 1圧縮機（41 ) のみを駆動し、均油開閉機構（55) を遮断状態のまま油戻し開閉機構（53) のみが所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる。一発明の効果一

したがって、本発明によれば、上記第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とを共に高圧ドームで構成したために、 C O P (成績係数）を向上させることができる。

つまり、各圧縮機（41 , 42) に吸い込まれた冷媒が圧縮機ドーム内の油と熱交換することなく圧縮される。この結果、冷房運転時において、吸入冷媒の熱量が油の冷却に使用されず、圧縮された高圧冷媒が圧縮機ドーム内の油と熱交換して一部が凝縮する。よって、冷房運転時の C O Pを向上させることができる。また、上記第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とが共に駆動している状態において、油戻し開閉機構（53) と均油開閉機構（55) とが同期して所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わるようにしたために、油を第 1圧縮機 (41 ) と第 2圧縮機（⁴2) とに確実に戻すことができる。

従来、低圧ドームの 2台の圧縮機を備えたヅイン型圧縮機では、 2つの圧縮機ドームに均油管（54) を接続していた。しかしながら、この方式では、高圧ドームの 2台の圧縮機を備えた場合、油戻しを正確に行うことができない。

そこで、本実施形態では、上記第 1圧縮機（41 ) 及び第 2圧縮機（42) から流出した冷媒を油分離器（51 ) で捕集し、この油分離器（51 ) の油を油戻し管（52) から第 1圧縮機（41 ) に一旦戻す。その後、該第 1圧縮機（41 ) の余剰の油を均油管（⁵4) から第 2圧縮機（42) に戻し、油戻しを正確に行うようにしている。

また、上記第 1圧縮機（41 ) が駆動する前は、油戻し開閉機構（53) と均油開閉機構（55) とを共に遮断状態に維持する。この結果、油を油分離器（⁵1 ) に溜めることができ、第 1圧縮機（41 ) が起動した際、油分離器（51 ) に溜まつた油を確実に第 1圧縮機（41 ) に戻することができる。

また、上記第 1圧縮機（41 ) が駆動する直前に均油開閉機構（55) を連通状態に保持するようにしたために、起動不良を防止することができる。つまり、第 1圧縮機（41 ) の内部圧力を低下させると共に、油に寝込んだ冷媒を除くことができるので、起動不良を防止することができる。

また、上記第 1圧縮機（41 ) が駆動すると共に、第 2圧縮機（42) の最低容量運転が所定時間継続すると、第 1圧縮機（41 ) の駆動を一旦停止し、第 2 圧縮機（42) の運転容量を増大させるので、均油を正確に行うことができる。つまり、上記第 2圧縮機（42) の最低容量運転時は、第 2圧縮機（42) から冷媒回路（15) に流出する油が少なく、第 2圧縮機（42) に溜まる油が多くなる。そこで、上記第 2圧縮機（42) の容量を一旦増大し、冷媒回路（15) に吐出する油を多くし、均油を行うようにしている。

また、上記第 2圧縮機（42) のみが駆動している状態において、均油開閉機構（55) を遮断状態のまま油戻し開閉機構（53) のみが所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わるようにしているので、油を確実に第 2圧縮機（42) に戻すことができる。

また、上記第 2圧縮機（42) が異常停止し、第 1圧縮機（41 ) のみが駆動しているときには、均油開閉機構（55) を遮断状態のまま油戻し開閉機構（53) のみが所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わるようにしたために、第 2 圧縮機（42) への高圧冷媒の漏れを確実に防止することができる。

また、上記第 2圧縮機（42) が起動する際、均油開閉機構（55) が遮断状態に保持されるようにしたために、第 1圧縮機（41 ) の油を第 2圧縮機（42) が吸入することが確実に防止される。 .

また、上記油戻し管（52) 又は均油管（54) に油の冷却機構（⁵6, 57) を設けるようにすると、第 1圧縮機（41 ) 及び第 2圧縮機（42) の内部温度を低下させることができる。この結果、圧縮機構（40) の信頼性を向上させることができると共に、運転範囲の拡大を図ることができる。更に、圧縮機構（40) の吸入冷媒の日体積を小さくすることができるので、圧縮機能力の向上を図ることができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施形態を示す空気調和装置の冷媒回路図である。

図 2は、圧縮機構を示す拡大構成図である。

図 3は、油戻し制御の特性を示すタイミング図である。

図 4は、他の油戻し制御の特性を示すタイミング図である。

図 5は、圧縮機構の駆動動作を示すフロー図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図 1に示すように、空気調和装置（10) は、冷凍装置を構成し、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うように構成されている。

上記空気調和装置（10)は、熱源側ュニットである 1台の室外ュニヅト（11 ) と利用側ユニットである 2台の室内ユニット（12, 13) とを備え、いわゆるマルチ型に構成されている。また、上記空気調和装置（10) は、冷媒回路（15) と制御手段であるコントローラ（90) とを備えている。

尚、本実施形態では室内ユニット（12 , 13) を 2台としている。これは一例であり、室内ユニットの台数は、室外ユニット（11 ) の能力や用途に応じて適宜定めればよい（ 1台の場合も含む）。

上記冷媒回路（15) は、熱源側回路である 1つの室外回路（20) と、利用側回路である 2つの室内回路（60， 65) と、連絡配管である液側連絡管（16) 及びガス側連絡管（17) とにより構成されている。該室外回路（20) には、液側連絡管（16) 及びガス側連絡管（17) を介して 2つの室内回路（60， 65) が並列に接続されている。

上記室外回路（20) は、室外ユニット（11 ) に収納されている。上記室外回路（20) は、圧縮機構（40) と四路切換弁（21 ) と室外熱交換器（22) とレシーバ（23) と室外膨張弁（24) と液側閉鎖弁（25) とガス側閉鎖弁（26) とを備えている。

上記圧縮機構（40) は、第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) が並列に接続され、いわゆるヅイン型圧縮機に構成されている。該第 1圧縮機（41 ) 及び第 2圧縮機（42) は、何れも高圧ドームの密閉型のスクロール圧縮機である。つまり、上記第 1圧縮機（41 ) 及び第 2圧縮機（42) は、圧縮要素と該圧縮要素を駆動する電動機とを、円筒状のハウジングに収納して構成されている。

また、上記第 1圧縮機（41 ) 及び第 2圧縮機（42) は、圧縮要素で圧縮された高圧ガス冷媒が一旦高圧ドーム（密閉容器）内に吐出され、この高圧ドーム内の高圧冷媒ガスが外部に吐出されるように構成されている。更に、上記第 1圧縮機（41 ) 及び第 2圧縮機（42) は、油（冷凍機油）が高圧ドームの底部に貯留されている。

上記第 1圧縮機（41 ) は、電動機が常に一定回転数で駆動される一定容量の圧縮機である。上記第 2圧縮機（42) は、電動機の回転数が段階的に又は連続的に多段に変更される容量可変の圧縮機である。つまり、上記第 2圧縮機（42) は、ィンバ一夕によって電動機の回転数が制御されている。上記圧縮機構（40)は、第 1圧縮機（41 )の駆動及び停止と第 2圧縮機（42) の容量変更とによって、全体容量が可変に調整される。具体的に、圧縮機構（40) に要求される能力が所定値を越えるまでは、先に優先的に第 2圧縮機（42) の容量を調整しながら 1台で運転し、その後、所定値を越えると第 1圧縮機（41 ) も起動した状態として 2台で運転を行いながら第 2圧縮機（42) の容量を調整する。

上記圧縮機構（40) は、吸入管（43) 及び吐出管（44) を備えている。該吸入管（43) は、その入口端が四路切換弁（21 ) の第 1のポートに接続され、その出口端が 2つの吸入枝管（43a， 43b) に分岐されている。該吸入枝管（43a， 43b) が各圧縮機（41， 42) の吸入側に接続されている。尚、上記 2つの吸入枝管（43a, 43b) は、互いに流通自在に構成されている。

上記吐出管（44) は、その入口端が 2つの吐出枝管（44a， 44b) に分岐され、その出口端が四路切換弁（21 ) の第 2のポートに接続されている。上記吐出枝管（44a, 44b) が各圧縮機（41 , 42) の吐出側に接続されている。該第 1 圧縮機（41 ) に接続される吐出枝管（44a) には、吐出側逆止弁（45) が設けられている。この吐出側逆止弁（45) は、第 1圧縮機（41 ) から流出する方向への冷媒の流通のみを許容する。

また、上記圧縮機構（40) は、油分離器（⁵1 ) と油戻し管（52) と均油管 (54) とを備えている。該油分離器（51 ) は、図 2にも示すように、第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) との吐出冷媒が合流して流れる吐出管（44) の主管部分に設けられている。該油分離器（51 ) は、圧縮機（41 , 2) の吐出冷媒から油を分離するためのものである。上記油戻し管（52) の一端は、油分離器 (51 ) に接続され、他端は、第 1圧縮機（41 ) の吸入枝管（43a) に接続されている。上記油戻し管（½)は、油分離器（⁵1 )で分離された油を、圧縮機（41 , 42) の吸入側へ戻すためのものであって、油戻し開閉機構である油戻し電磁弁（53) を備えている。該油戻し電磁弁（53) は、油戻し管（52) を連通及び遮断するように開閉する。

上記均油管（⁵⁴) の一端は、第 1圧縮機（⁴"0 に接続され、他端は、第 2 圧縮機（42) の吸入枝管（43b) に接続されている。該均油管（54) は、各圧縮機（41 , 42) のハウジング内に貯留される油の量を平均化するためのものであつて、均油開閉機構である均油電磁弁（55) を備えている。つまり、上記均油管（54) は、第 1圧縮機（41 ) の貯留油が所定以上になると、余剰の油を第 2 圧縮機（42) に供給するように構成されている。上記均油電磁弁（⁵⁵) は、均油管（54) を連通及び遮断するように開閉する。

上記四路切換弁（21 ) の第 3のポートは、ガス側閉鎖弁（26) と配管接続され、その第 4のポートは、室外熱交換器（22) の上端部と配管接続されている。上記四路切換弁（21 ) は、第 1のポートと第 3のポートが連通し且つ第 2 のポートと第 4のポートが連通する状態（図 1に実線で示す状態）と、第 1のポ一トと第 4のポートが連通し且つ第 2のポ一トと第 3のポートが連通する状態 (図 1に破線で示す状態）とに切り換わる。この四路切換弁（21 ) の切換動作によって、冷媒回路（15) における冷媒の循環方向が反転する。つまり、冷媒回路（15) は、冷媒の循環方向が可逆に構成されている。

上記レシーバ（23) は、円筒状の容器であって、冷媒を貯留するためのものである。該レシーバ (23) と熱源側膨張機構である上記室外膨張弁（24) とは、整流回路（30) に設けられている。該整流回路（30) は、 4つの逆止弁を有するプリヅジ回路（31 ) と、一方向にのみ冷媒が流れる一方向通路（32) とより構成され、室外熱交換器（22) と液側閉鎖弁（25) との間に設けられている。

上記ブリッジ回路（31 ) の 4つの接続端のうちの第 1の接続端は、室外熱交換器（22) の下端部に接続され、ブリッジ回路（31 ) の第 2の接続端は、液側閉鎖弁（25) に接続されている。

上記プリッジ回路（31 )の第 3の接続端と第 4の接続端は、一方向通路（32) の両端が接続されている。該ー方向通路（32) は、上流側からレシーバ（23) と室外膨張弁（24) とが順に接続され、冷媒がレシーバ（23) から室外膨張弁 (24) に向かう方向にのみ流れるように構成されている。

上記熱源側熱交換器である室外熱交換器（22) は、クロスフィン式のフィン · アンド ■チューブ型熱交換器により構成されている。該室外熱交換器（22) は、冷媒回路（15) を循環する冷媒と室外空気とを熱交換させる。更に、上記室外回路（20) には、ガス抜き管（35) と均圧管（37) とが設けられている。該ガス抜き管（35) の一端は、レシーバ（23) の上端部に接続され、他端は、吸入管（⁴3) に接続されている。該ガス抜き管（35) は、レシ —バ（23) のガス冷媒を各圧縮機（41 , 42) の吸入側へ導入するための連通路を構成している。上記ガス抜き管（35) には、ガス抜き電磁弁（36) が設けられている。該ガス抜き電磁弁（36) は、ガス抜き管（35 ) におけるガス泠媒の流れを断続するための開閉機構を構成している。

上記均圧管（37)の一端は、ガス抜き管（35) におけるガス抜き電磁弁（36) とレシ一バ ( 23) の間に接続され、他端は、吐出管（44) に接続されている。また、上記均圧管（37) には、その一端から他端に向かう冷媒の流通のみを許容する均圧用逆止弁（38) が設けられている。上記均圧管（37) は、空気調和装置（10) の停止中に外気温が異常に上昇してレシーバ（23) の圧力が高くなりすぎた場合に、ガス冷媒を逃がしてレシーバ（23) が破裂するのを防止するためのものである。従って、空気調和装置（10)の運転中において、均圧管（37) を冷媒が流れることはない。

上記室内回路（60， 65) は、各室内ュニット（12 , 13 ) に 1つずつ設けられている。具体的には、第 1室内回路（60) が第 1室内ュニット（12) に収納され、第 2室内回路（65) が第 2室内ユニット（13) に収納されている。

上記第 1室内回路（60) は、利用側熱交換器である第 1室内熱交換器（61 ) を備え、第 2室内回路（65) は、利用側熱交換器である第 2室内熱交換器（66) を備えている。

上記第 1室内熱交換器（61 ) 及び第 2室内熱交換器（66) は、クロスフィン式のフィン■アンド ·チューブ型熱交換器により構成されている。各室内熱交換器（61 , 66) は、冷媒回路（15) を循環する冷媒と室内空気とを熱交換させる。 .

上記液側連絡管（16) の一端は、液側閉鎖弁（25) に接続されている。該液側連絡管（16) の他端側は、 2つに分岐され、第 1の分岐管が第 1室内回路 ( 60) における第 1室内熱交換器（61 ) に接続され、第 2の分岐管が第 2室内回路（65) における第 2室内熱交換器（66) に接続されている。上記ガス側連絡管（17) の一端は、ガス側閉鎖弁（26) に接続されている。該ガス側連絡管 ( 17) の他端側は、 2つに分岐され、第 1の分岐管が第 1室内回路（60) における第 1室内熱交換器（61 ) に接続され、第 2の分岐管が第 2室内回路（65) における第 2室内熱交換器（66) に接続されている。

上記室外ユニット（11 ) には、室外ファン（70) が設けられている。該室外ファン（7 ) は、室外熱交換器（22) へ室外空気を送るためのものである。一方、第 1 , 第 2室内ユニット（12 , 13) には、それぞれ室内ファン (80) が設けられている。該室内ファン（80) は、室内熱交換器（61 , 66) へ室内空気を送るためのものである。

上記空気調和装置（10) には、温度や圧力のセンサ等が設けられている。具体的に、上記室外ユニット（11 ) には、室外空気の温度を検出するための室外温度センサ（71 ) が設けられている。上記室外熱交換器（22) には、伝熱管温度を検出するための室外熱交換温度センサ（72) が設けられている。上記圧縮機構（⁴0) の吸入管（⁴3) には、該圧縮機構（⁴0) の吸入冷媒温度を検出するための吸入温度センサ（73) と、圧縮機構（40) の吸入冷媒圧力を検出するための低圧圧力センサ（74) とが設けられている。また、上記圧縮機構（40) の吐出管（44) には、該圧縮機構（40) の吐出冷媒温度を検出するための吐出温度センサ（75) と、圧縮機構（40) の吐出冷媒圧力を検出するための高圧圧力センサ (76) 及び高圧圧力スィツチ (77) とが設けられている。

上記各室内ユニット（12, 13) には、室内空気の温度を検出するための室内温度センサ（81 ) が 1つずつ設けられている。上記各室内熱交換器（61 , 66) には、伝熱管温度を検出するための室内熱交換温度センサ（82) が 1つずっ設けられている。各室内回路（60， 65) における室内熱交換器（61 , 66) の上端近傍には、室内回路（60, 65) を流れるガス冷媒温度を検出するためのガス側温度センサ（83) が 1つずつ設けられている。

上記コントローラ（90) は、上記のセンサ類からの信号やリモコン等からの指令信号を受けて空気調和装置（10) の運転制御を行うものである。具体的に、上記コントローラ（90) は、室外膨張弁（24)の開度調節、四路切換弁（21 ) の切換、ガス抜き電磁弁（36)の開閉操作を行う。また、上記コントローラ（90) は、圧縮機構（40) の容量制御も行う。

上記コントローラ（90) には、油戻し制御を行う油制御手段（91 ) が設けられている。

該油制御手段（91 ) は、第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とが共に駆動している状態において、油戻し電磁弁（53) と均油電磁弁（55) とが同期して所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し制御を行う。この油制御手段（91 ) の基本制御は、例えば、油戻し電磁弁（53) と均油電磁弁（55) が共に開口した開状態を 1 0秒間行った後、油戻し電磁弁（53) と均油電磁弁 (55) が共に閉鎖した閉状態を 2 0分間行い、この動作が繰り返される。

つまり、上記油制御手段（91 ) は、油分離器（51 ) の油を第 1圧縮機（41 ) に油戻し管（⁵2) を介して一旦戻した後、該第 1圧縮機（41 ) から均油管（54) を介して第 2圧縮機（42) に戻すように制御する。

また、上記油制御手段（91 ) は、第 2圧縮機（42) が駆動している状態で第 1圧縮機（41 ) が駆動する前に油戻し制御を禁止する。つまり、この禁止制御は、第 1圧縮機（41 ) が駆動する前は、油戻し電磁弁（53) と均油電磁弁（55) が共に閉鎖した閉状態に所定時間維持する。

また、上記油制御手段（91 ) は、第 2圧縮機（42) が駆動している状態で第 1圧縮機（41 ) が駆動する直前に均油電磁弁（55) を連通状態に保持する駆動直前制御を行う。つまり、この駆動直線制御は、均油電磁弁（55) を 1 0秒の間、開状態にして第 1圧縮機（41 ) の内部圧力を低下させる。

また、上記油制御手段（91 ) は、第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とが共に駆動しているときには、第 2圧縮機（42) の最低容量運転が所定時間継続すると、第 1圧縮機（41 ) の駆動を一旦停止し、第 2圧縮機（42) の運転容量を増大させる補正制御を行う。つまり、第 2圧縮機（42) の最低容量運転時は、第 2圧縮機（42) から冷媒回路（15) に吐出する油が少なく、第 2圧縮機 (42) に溜まる油が多くなる。そこで、上記油制御手段（91 ) は、第 2圧縮機 (42) の容量を一旦増大し、冷媒回路（15) に吐出する油を多くし、均油を行うようにしている。

また、上記油制御手段（91 ) は、第 2圧縮機（42) のみが駆動している状態において、均油電磁弁（55) を遮断状態のまま油戻し電磁弁（53) のみが所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる低能力制御を行う。つまり、この低能力制御は、第 1圧縮機（41 ) が停止してるので、均油電磁弁（55) を閉状態に保持する。

また、上記油制御手段（91 ) は、第 2圧縮機（42) が異常停止し、第 1圧縮機（41 ) のみが駆動しているときには、均油電磁弁（55) を遮断状態のまま油戻し電磁弁（53) のみが所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる異常制御を行う。つまり、この異常制御は、第 1圧縮機（41 ) の内部が高圧状態であるので、高圧ガス冷媒が第 2圧縮機（42)に流れないように均油電磁弁（55) を閉状態のままに保持する。

また、上記油制御手段（91 ) は、第 2圧縮機（42) が起動する際、均油電磁弁（55) が遮断状態に保持される起動制御を行う。つまり、この起動制御は、第 1圧縮機（41 ) が停止してるので、均油電磁弁（55) を閉状態に保持する。

〈運転動作〉

次に、上述した空気調和装置（10) は、冷媒回路（15) において冷媒が相変化しつつ循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。また、上記空気調和装置 ( 10) は、冷媒回路（15) における冷媒の循環方向を反転させることで冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。

一冷房運転一

冷房運転時には、室内熱交換器（61 , 66) が蒸発器となる冷却動作が行われる。この冷房運転時において、四路切換弁（21 ) は、図 1に実線で示す状態となる。室外膨張弁（24) は所定の開度に調節され、ガス抜き電磁弁（36) は閉鎖状態に保持され、油戻し電磁弁（53) 及び均油電磁弁（55) は適宜開閉される。これら弁操作は、コントローラ（90) により行われる。

圧縮機構（40) で圧縮された冷媒は、吐出管（44) 及び四路切換弁（21 ) を通って室外熱交換器（22) に流れる。該室外熱交換器（22) において、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。この凝縮した冷媒は、ブリッジ回路（31 ) 及び一方向通路（32) を流れ、室外膨張弁（24) で膨張して液側連絡管（1⁶) を流れる。

この液側連絡管（1S) の冷媒は、 2つの室内回路 (60, 65) に分かれ、各室内熱交換器（61， 66) において、室内空気から吸熱して蒸発する。つまり、室内熱交換器（61 , 66) では、室内空気が冷却される。蒸発した冷媒は、ガス側連絡管（17) を流れ、合流した後に室外回路（20) に流入する。その後、冷媒は、四路切換弁（21 ) を通過し、吸入管（43) を通って圧縮機構（40) に戻る。このような冷媒の循環が繰り返される。

一暖房運転一

暖房運転時には、室内熱交換器（61 , 66) が凝縮器となる加熱動作が行われる。この暖房運転時において、四路切換弁（21 ) は、図 1に破線で示す状態となる。室外膨張弁（24) は所定の開度に調節され、油戻し電磁弁（53) 及び均油電磁弁（55) は適宜開閉される。ガス抜き電磁弁（36) は、加熱動作が行われている間は常に開放状態に保持される。これら弁操作は、コントロ一ラ（90) により行われる。

この場合、冷媒は、冷媒回路（15) 内を冷房運転時とは基本的に逆方向に流れる。つまり、冷媒は、室内空気に放熱して凝縮し、室外空気から吸熱して蒸発し、室内が加熱される。尚、泠媒の流れの詳細は省略する。

—油戻し動作—

次に、上記冷房運転及び暖房運転における圧縮機構（40)の第 1圧縮機（41 ) 及び第 2圧縮機（42) の油戻し制御について説明する。

図 3及び図 4に示すように、圧縮機構（40) の起動は、第 2圧縮機（42) から行われる。先ず、 A点において、第 2圧縮機（42) を起動すると、油制御手段（91 ) は、均油電磁弁（55) を遮断状態に保持して起動制御を行う。つまり、現在は、第 1圧縮機（41 ) が停止してるので、均油電磁弁（55) を閉状態に保持する。

続いて、上記第 2圧縮機（42) を最低容量（最低周波数）から最高容量（最高周波数）まで空調負荷に対応して制御する。その際、上記油制御手段（91 ) は、図 3の B点で示すように、均油電磁弁（55) を遮断状態のまま油戻し電磁弁（53) のみを所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる低能力制御を行う。つまり、現在、第 1圧縮機（41 ) が停止してるので、均油電磁弁（55) を閉状態に保持する。上記油戻し電磁弁（53) は、例えば、 1 0秒開き、 2 0 分度閉じる動作を繰り返す。

この第 2圧縮機（42) が駆動すると、第 2圧縮機（42) の内部の油（潤滑油）は、冷媒と共に吐出管（44) に流出し、油分離器（51 ) で分離される。この分離さ lた油は、油戻し電磁弁（53) が開くと、油戻し管（52) を通り、吸入管（43) から第 2圧縮機（42) に戻り、この油戻し動作が繰り返される。

その後、空調負荷が増大し、第 2圧縮機（42) では容量が不足すると、第 1圧縮機（41 ) の駆動を開始する（図 3の C点参照）。

その際、上記油制御手段（91 ) は、第 2圧縮機（42) が駆動している状態で第 1圧縮機（41 ) が駆動する前に油戻し制御を禁止する（図 3の D点参照）。つまり、この禁止制御は、第 1圧縮機（41 )が駆動する前は、油戻し電磁弁（53) と均油電磁弁（55) が共に閉鎖した閉状態に所定時間維持する。

また、上記油制御手段（91 ) は、第 2圧縮機（42) が駆動している状態で第 1圧縮機（41 ) を駆動する直前において、均油電磁弁（55) を連通状態に保持する駆動直前制御を行う（図 3の E点参照）。つまり、均油電磁弁（55) を 1 0秒の間、開状態にして第 1圧縮機（41 ) の内部圧力を低下させる。

その後、上記油制御手段（91 ) は、図 3の: F点に示すように、第 1圧縮機 (41 ) と第 2圧縮機（42) とが共に駆動している状態において、油戻し電磁弁 (53) と均油電磁弁（55) とが同期して所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し制御を行う。例えば、油戻し電磁弁（53) と均油電磁弁（55) が共に開口した開状態を 1 0秒間行った後、油戻し電磁弁（53) と均油電磁弁 (55) が共に閉鎖した閉状態を 2 0分間行い、この動作が繰り返される。

つまり、上記第 1圧縮機（41 ) 及び第 2圧縮機（42) の内部の油（潤滑油）は、冷媒と共に吐出管（44) に流出し、油分離器（51 ) で分離される。油制御手段（91 ) は、油分離器（⁵1 ) の油を油戻し管（⁵2) から吸入枝管（4J3a) を介して第 1圧縮機（41 ) に一旦戻す。その後、該第 1圧縮機（41 ) から均油管（54) を介して第 2圧縮機（⁴2) に戻す。

上記第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とが共に駆動している状態において、油制御手段（91 ) は、第 2圧縮機（42) の最低容量運転が所定時間継続すると、第 1圧縮機（41 ) の駆動を一旦停止し、第 2圧縮機（42) の運転容量を増大させる補正制御を行う。つまり、図 5に示すように、ステップ S T 1において、上記第 1圧縮機（41 ) が駆動し、第 2圧縮機（42) が最低容量で駆動している状態が 2 0分継続したか否かが判定する。

この第 2圧縮機（42) の最低容量運転が 2 0分継続するまで、上述の動作が繰り返される。一方、上記第 2圧縮機（42) の最低容量運転が 2 0分継続すると、ステップ S T 1の判定が Y E Sとなり、ステップ S T 2に移り、第 1圧縮機（41 ) の駆動を一旦停止し、第 2圧縮機（42) の運転容量を増大させる運転を 5分間実行する。つまり、第 2圧縮機（42) の最低容量運転時は、第 2圧縮機（42) から冷媒回路（15) に吐出する油が少なく、第 2圧縮機（42) に溜まる油が多くなる。そこで、上記第 2圧縮機（42) の容量を一旦増大し、冷媒回路（15) に吐出する油を多くし、油分離器（51 ) などの油量を多くし、均油を行う。

その後、上記ステップ S T 2からステヅプ S T 3に移り、元の状態に戻し、第 1圧縮機（41 ) を駆動し、第 2圧縮機（42) を最低容量で駆動する。この動作を繰り返す。

一方、上記第 2圧縮機（42) が異常停止すると、油制御手段（91 ) は、図 4の G点に示すように、第 1圧縮機（41 ) のみを駆動し、均油電磁弁（55) を遮断状態のまま油戻し電磁弁（53) のみが所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる異常制御を行う（図 3の H点参照）。つまり、第 1圧縮機（41 ) の内部が高圧状態であるので、高圧ガス冷媒が第 2圧縮機（42) に流れないように均油電磁弁（55) を閉状態のままに保持する。上記油戻し電磁弁（53) は、例えば、 1 0秒開き、 2 0分度閉じる動作を繰り返す。

〈実施形態の劾果〉

以上のように、本実施形態によれば、第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とを共に高圧ドームで構成したために、 C O P (成績係数）を向上させることができる。つまり、上記第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とに吸い込まれた冷媒が圧縮機ドーム内の油と熱交換することなく圧縮される。この結果、冷房運転時において、吸入冷媒の熱量が油の冷却に使用されず、圧縮された高圧冷媒が圧縮機ドーム内の油と熱交換して一部が凝縮する。よって、冷房運転時の C O Pが向上する。

また、上記第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とが共に駆動している状態において、油戻し電磁弁（53) と均油電磁弁（55) とが同期して所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わるようにしたために、油を第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とに確実に戻すことができる。

そこで、本実施形態では、上記第 1圧縮機（41 ) 及び第 2圧縮機（42) から流出した冷媒を油分離器（51 ) で捕集し、この油分離器（51 ) の油を油戻し管（52) から第 1圧縮機（41 ) に一旦戻す。その後、該第 1圧縮機（41 ) の余剰の油を均油管（54) から第 2圧縮機（42) に戻し、油戻しを正確に行うようにしている。

また、上記第 1圧縮機（41 ) が駆動する前は、油戻し電磁弁（53) と均油電磁弁（55) が共に閉鎖した状態に維持する。この結果、油を油分離器（51 ) に溜めることができ、第 1圧縮機（41 ) が起動した際、油分離器（51 ) に溜まつた油を確実に第 1圧縮機（41 ) に戻することができる。

また、上記第 1圧縮機（41 ) が駆動する直前に均油電磁弁（55) を連通状態に保持するようにしたために、起動不良を防止することができる。つまり、第 1圧縮機（41 ) の内部圧力を低下させると共に、油に寝込んだ泠媒を除くことができるので、起動不良を防止することができる。

また、上記第 1圧縮機（41 ) が駆動すると共に、第 2圧縮機（42) の最低容量運転が所定時間継続すると、第 1圧縮機（41 ) の駆動を一旦停止し、第 2 圧縮機（42) の運転容量を増大させるので、均油を正確に行うことができる。つまり、上記第 2圧縮機（42) の最低容量運転時は、第 2圧縮機（42) から冷媒回路（15) に吐出する油が少なく、第 2圧縮機（42) に溜まる油が多くなる。そこで、上記第 2圧縮機（42) の容量を一旦増大し、冷媒回路（15) に吐出する油を多くし、均油を行うようにしている。

また、上記第 2圧縮機（42) のみが駆動している状態において、均油電磁弁（55) を遮断状態のまま油戻し電磁弁（⁵3) のみが所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わるようにしているので、油を確実に第 2圧縮機（42) に戻すことができる。

また、上記第 2圧縮機（42) が異常停止し、第 1圧縮機（41 ) のみが駆動しているときには、均油電磁弁（55) を遮断状態のまま油戻し電磁弁（53) のみが所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わるようにしたために、第 2圧縮機（42) への高圧冷媒の漏れを確実に防止することができる。

また、上記第 2圧縮機（42) が起動する際、均油電磁弁（55) が遮断状態に保持されるようにしたために、第 1圧縮機（41 ) の油を第 2圧縮機（42) が吸入することが確実に防止される。一他の実施形態一

上記実施形態においては、油分離器（51 ) の油を油戻し管（52) から第 1 圧縮機（41 ) に一旦戻し、該第 1圧縮機（41 ) から均油管（54) を介して第 2 圧縮機（42) に戻すようにしている。しかしながら、図 2の 1点鎖線でに示すように、油戻し管（52) 及び均油管（54) に冷却機構である熱交換器（56, 57) を設け、油を外気で冷却するようにしてもよい。

この場合、上記第 1圧縮機（41 ) 及び第 2圧縮機（42) の内部温度を低下させることができる。この結果、圧縮機構（40) の信頼性を向上させることができると共に、運転範囲の拡大を図ることができる。更に、圧縮機構（40) の吸入冷媒の日体積を小さくすることができるので、圧縮機能力の向上を図ることができる。

また、本発明は、上記実施形態の他、以下のような構成としてもよい。つまり、本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置であれば、空気調和装置以外であっても適用することが可能である。また、本発明は、利用側ユニットとして空調機の室内ュニヅトと冷蔵庫や冷凍庫を並列に接続したシステムにも適用可能である。産業上の利用可能性

以上のように、本発明に係る冷凍装置は、空気調和装置に有用であり、特に、

2台の圧縮機を備えたも空気調和装置に適している。

Claims

請求の範囲

1 . 熱源ユニット（11 ) と利用ユニット（12， 13) とが冷媒循環可能に接続されて成る冷媒回路（15) を備えた冷凍装置であって、

上記熱源ユニット（11 ) には、一定容量で運転される高圧ドーム型の第 1 圧縮機（41 ) と、運転容量が多段に調整される高圧ドーム型の第 2圧縮機（42) とが並列に接続されて成る圧縮機構（40) が設けられている

ことを特徴とする冷凍装置。

2 . 請求項 1において、

圧縮機構（40)の吐出側には、油分離器（51 ) が設けられ、該油分離器（51 ) と圧縮機構（40) の吸込み側との間には、油分離器（51 ) で分離された油を圧縮機構（40) に戻す油戻し管（52) が接続され、該油戻し管（52) には、連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し開閉機構（53) が設けられる一方、

第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) の吸込み側との間には、第 1圧縮機 (41 ) に貯留された油が所定以上になると、余剰の油を第 2圧縮機（42) の吸込み側に供給する均油管（54) が接続され、該均油管（54) には、連通状態と遮断状態とに切り換わる均油開閉機構（55) が設けられている

ことを特徴とする冷凍装置。

3 . 請求項 2において、

第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とが共に駆動しているときには、油戻し開閉機構（53) と均油開閉機構（55) とが同期して所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し制御を行う

ことを特徴とする冷凍装置。

4 . 請求項 3において、

第 2圧縮機（42) が駆動している状態で第 1圧縮機（41 ) が駆動する前には、油戻し制御を禁止することを特徴とする冷凍装置。

5 . 請求項 3において、

第 2圧縮機（42) が駆動している状態で第 1圧縮機（41 ) が駆動する直前には、均油開閉機構（55) を連通状態に保持する

ことを特徴とする冷凍装置。

6 . 請求項 3において、

第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) とが共に駆動しているときには、第 2圧縮機（42) の最低容量運転が所定時間継続すると、第 1圧縮機（41 ) の駆動を一旦停止し、第 2圧縮機（42) の運転容量を増大させる

ことを特徴とする冷凍装置。

7 . 請求項 3において、

第 2圧縮機（42) のみが駆動しているときには、均油開閉機構（55) を遮断状態のまま油戻し開閉機構（53) のみを所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換える

ことを特徴とする冷凍装置。

8 . 請求項 3において、

第 2圧縮機（42) が異常停止し、第 1圧縮機（41 ) のみが駆動しているときには、均油開閉機構（5δ) を遮断状態のまま油戻し開閉機構（53) のみを所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換える

ことを特徴とする冷凍装置。

9 . 請求項 3において、

第 2圧縮機（42) .が起動する際には、均油開閉機構（55) を遮断状態に保持する

ことを特徴とする冷凍装置。

1 0 . 請求項 2において、

油戻し管（52) には、油を冷却する冷却機構（⁵6) が設けられていることを特徴とする冷凍装置。

1 1 . 請求項 2において、

均油管（54) には、油を冷却する冷却機構（57) が設けられていることを特徴とする冷凍装置。

1 2 . 請求項 2において、

油分離器（δ1 ) は、第 1圧縮機（41 ) と第 2圧縮機（42) との吐出冷媒が合流して流れる吐出管（44) の主管部分に設けられている

ことを特徴とする冷凍装置。

1 3 . 請求項 2において、

油戻し管（⁵2) の圧縮機構（40) 側の端部は、第 1圧縮機（41 ) に接続される吸入管（43) の吸入枝管（43a) に接続されている

ことを特徴とする冷凍装置。

1 4 . 請求項 1 3において、

第 1圧縮機（41 ) に接続される吸入管（43) の吸入枝管（43a) と第 2圧縮機（42) に接続される吸入管（43) の吸入枝管（43b) とは、相互に流通自在に構成されている

ことを特徴とする冷凍装置。