JP2016166719A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストかつ施工性が良好な構成で室外機間の冷凍機油の偏りを解消する空気調和装置を提供する。
【解決手段】第１圧縮機２１ａ１および第２圧縮機２１ａ２に滞留する冷凍機油量が増加して第１圧縮機および第２圧縮機における油面の高さが第１油流出部２１ａ３および第２油流出部２１ａ４に到達すれば、その後第１圧縮機および第２圧縮機に吸入される冷凍機油は、第１油流出部および第２油流出部から第１油流出管４８ａ１および第２油流出管４８ａ２に流出し、第１油流出管および第２油流出管から冷媒流出管４２ａへと流れる。第１圧縮機および第２圧縮機から第１油流出管および第２油流出管を経て冷媒流出管に流入した冷凍機油は、四方弁を介して室外機から流出して冷媒回路を冷媒とともに循環する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に、複数台の室外機を備える空気調和装置に関わる。

従来、複数台の室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された空気調和装置が広く使用されている。このような空気調和装置では、室外機の運転台数や各室外機に備えられた圧縮機の回転数の違い等によって、冷媒回路における冷媒流量の変動が大きくなる。圧縮機の冷凍機油は冷媒とともに圧縮機から吐出されて冷媒回路を流れるため、冷媒流量の変動に伴って室外機間の冷凍機油の分布に偏りが生じることがある。

以上のような問題を解決する手段として、異なる室外機に備えられた圧縮機を連通する均油管を設ける空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の空気調和装置では、複数の圧縮機の回転数を所定の回転数だけ異ならせることで各圧縮機間の内部圧力に差をつけている。各圧縮機間で内部圧力に差がつくと、圧力差のある圧縮機間を均油管を通して冷凍機油が移動するので、複数の圧縮機間の圧力差を順次変更していけば各圧縮機間つまり各室外機間の冷凍機油量の偏りをなくすことができる。

特開２０１１−２２６７１４号公報

室外機が複数台存在する空気調和装置では、運転している室内機から要求される空調能力によっては、一方の室外機の圧縮機の回転数を、他方の室外機の圧縮機の回転数より高くする場合がある。このような場合は、高い回転数で駆動している室外機の圧縮機から冷媒とともに多くの冷凍機油が吐出されるのに対し、低い回転数で駆動している室外機の圧縮機から冷媒とともに吐出される冷凍機油量が少なくなる。このような状態が続くと、圧縮機の回転数の低い室外機に多くの冷凍機油が偏る恐れがあった。

上記のような空気調和装置に特許文献１に記載の均油管を用いる場合は、各室外機間を均油管で接続する必要がある。この場合、室外機の設置台数に応じた本数の均油管が必要となり、設置する室外機の台数が増えるほど均油管の本数が増えてコストアップに繋がるという問題があった。また、複数台の室外機のうち、ある室外機が他の室外機と離れた場所に設置されている場合のように、室外機の設置場所に応じて均油管の長さや形状を異ならせねばならなくなり、空気調和装置の設置の際の施工性が悪化す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、低コストかつ施工性が良好な構成で室外機間の冷凍機油の偏りを解消する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、圧縮機と吐出管と吸入管と油流出管を少なくとも有する複数の室外機と、複数の室外機に冷媒配管で接続される室内機とを有する。圧縮機には吐出管および吸入管が接続されている。そして、圧縮機は、圧縮機における必要量より多い量の冷凍機油が流入したときに冷凍機油を圧縮機の外部に流出させる油流出部を有し、油流出部と吐出管が油流出管で接続されている。

本発明の空気調和装置によれば、必要量より多い冷凍機油が流入した室外機から余剰な冷凍機油が冷媒回路に流出することで室外機間の冷凍機油の偏りを解消する。従って、空気調和装置の設置時に室外機間を接続する均油管を設ける必要がないのでコストアップとならず、かつ、空気調和装置の設置時の施工性が向上する。

本発明の実施形態における、空気調和装置の冷媒回路図である。 圧縮機における冷凍機油の流入および流出を説明する要部回路図である。

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、２台の室外機と１０台の室内機が冷媒配管で接続され、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に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、屋外に設置される２台の室外機２ａ、２ｂと、室外機２ａ、２ｂに液管８およびガス管９で接続された１０台の室内機５ａ〜５ｊと、液側分岐器１０ａと、ガス側分岐器１０ｂを備えている。詳細には、液管８は、一端が液側分岐器１０ａに、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｊの各液管接続部５３ａ〜５３ｊに、それぞれ接続されている。室外機２ａの閉鎖弁２６ａと液側分岐器１０ａが液分管８ａで、室外機２ｂの閉鎖弁２６ｂと液側分岐器１０ａが液分管８ｂで、それぞれ接続されている。ガス管９は、一端がガス側分岐器１０ｂに、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｊの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｊに、それぞれ接続されている。室外機２ａの閉鎖弁２７ａとガス側分岐器１０ｂがガス分管９ａで、室外機２ｂの閉鎖弁２７ｂとガス側分岐器１０ｂがガス分管９ｂで、それぞれ接続されている。
以上により、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成される。尚、図１では、１０台の室内機５３ａ〜５３ｊのうち３台（室内機５ａ、５ｂ、および５ｊ）のみ図示している。

まずは、図１を用いて室外機２ａ、２ｂについて説明する。尚、室外機２ａ、２ｂの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室外機２ａの構成についてのみ説明を行い、室外機２ｂについては説明を省略する。また、図１では、室外機２ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂに変更したものが、室外機２ａの構成装置と対応する室外機２ｂの構成装置となる。

室外機２ａは、第１圧縮機２１ａ１および第２圧縮機２１ａ２の２台の圧縮機と、第１オイルセパレータ２２ａ１および第２オイルセパレータ２２ａ２の２台のオイルセパレータと、四方弁２３ａと、室外熱交換器２４ａと、室外膨張弁２５ａと、液分管８ａの一端が接続された閉鎖弁２６ａと、ガス分管９ａの一端が接続された閉鎖弁２７ａと、第１キャピラリーチューブ２８ａ１および第２キャピラリーチューブ２８ａ２の２つのキャピラリーチューブと、室外ファン２９ａと、第１油流出管４８ａ１および第２油流出管４８ａ２を備えている。そして、室外ファン２９ａを除くこれら各装置が以下で詳述するように相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０ａを構成している。

第１圧縮機２１ａ１および第２圧縮機２１ａ２は、各々が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。第１圧縮機２１ａ１の冷媒吐出口は、第１オイルセパレータ２２ａ１の冷媒流入口に第１吐出管４１ａ１で接続されている。第２圧縮機２１ａ２の冷媒吐出口は、第２オイルセパレータ２２ａ２の冷媒流入口に第２吐出管４１ａ２で接続されている。第１圧縮機２１ａ１の冷媒吸入口には第１吸入管４６ａ１の一端が接続され、第２圧縮機２１ａ２の冷媒吸入口には第２吸入管４６ａ２の一端が接続されている。そして、第１吸入管４６ａ１の他端と第２吸入管４６ａ２の他端が流入管４６ａの一端に接続されている。

第１オイルセパレータ２２ａ１は、冷媒流入口が第１吐出管４１ａ１で第１圧縮機２１ａ１の冷媒吐出口に接続され、冷媒流出口は一端が２つに分岐された冷媒流出管４２ａの一方に接続されている。また、第１オイルセパレータ２２ａ１と第２圧縮機２１ａ２に接続される第２吸入管４６ａ２とが、第１キャピラリーチューブ２８ａ１を備えた第１油戻し管４７ａ１で接続されている。第１油戻し管４７ａ１は、第１圧縮機２１ａ１から冷媒とともに吐出され第１オイルセパレータ２２ａ１で冷媒から分離された冷凍機油を、第２圧縮機２１ａ２に第２吸入管４６ａ２を介して吸入させるものである。このとき、第１オイルセパレータ２２ａ１からは、冷凍機油とともに冷媒も第１油戻し管４７ａ１に流出するが、第１キャピラリーチューブ２８ａ１によって第１油戻し管４７ａ１から第２吸入管４６ａ２を介して第２圧縮機２１ａ２に流れる冷媒量が規制される。

第２オイルセパレータ２２ａ２は、冷媒流入口が第２吐出管４１ａ２で第２圧縮機２１ａ２の冷媒吐出口に接続され、冷媒流出口は一端が２つに分岐された冷媒流出管４２ａの他方に接続されている。また、第２オイルセパレータ２２ａ２と第１圧縮機２１ａ１に接続される第１吸入管４６ａ１とが、第２キャピラリーチューブ２８ａ２を備えた第２油戻し管４７ａ２で接続されている。第２油戻し管４７ａ２は、第２圧縮機２１ａ２から冷媒とともに吐出され第２オイルセパレータ２２ａ２で冷媒から分離された冷凍機油を、第１圧縮機２１ａ１に第１吸入管４６ａ１を介して吸入させるものである。このとき、第２オイルセパレータ２２ａ２からは、冷凍機油とともに冷媒も第２油戻し管４７ａ２に流出するが、第２キャピラリーチューブ２８ａ２によって第２油戻し管４７ａ２から第１吸入管４６ａ１を介して第１圧縮機２１ａ１に流れる冷媒量が規制される。

第１油流出管４８ａ１は、一端が第１オイルセパレータ２２ａ１に接続される冷媒流出管４２ａに接続され、他端が第１圧縮機２１ａ１の第１油流出部２１ａ３に接続されている。第１油流出部２１ａ３は第１圧縮機２１ａ１の密閉容器側面に設けられており、第１圧縮機２１ａ１で必要とされる量（本発明における第１圧縮機２１ａ１における必要量。第１圧縮機２１ａ１が安定して駆動するために必要となる最低限の量）の冷凍機油が第１圧縮機２１ａ１に滞留しているときの油面位置と、第１圧縮機２１ａ１の図示しないモータコイルの下端部の間に配置されている。従って、第１圧縮機２１ａ１に滞留する冷凍機油量が増加して油面の高さが第１油流出部２１ａ３を超えたときは、第１油流出部２１ａ３を超えた分の冷凍機油が第１油流出部２１ａ３から第１油流出管４８ａ１へと流出し冷媒流出管４２ａへと流れる。

第２油流出管４８ａ２は、一端が第２オイルセパレータ２２ａ２に接続される冷媒流出管４２ａに接続され、他端が第２圧縮機２１ａ２の第２油流出部２１ａ４に接続されている。第２油流出部２１ａ４は第２圧縮機２１ａ２の密閉容器側面に設けられており、第２圧縮機２１ａ２で必要とされる量（本発明における第２圧縮機２１ａ２における必要量。第２圧縮機２１ａ２が安定して駆動するために必要となる最低限の量）の冷凍機油が第２圧縮機２１ａ２に滞留しているときの油面位置と、第２圧縮機２１ａ２の図示しないモータコイルの下端部の間に配置されている。従って、第２圧縮機２１ａ２に滞留する冷凍機油量が増加して油面の高さが第２油流出部２１ａ４を超えたときは、第２油流出部２１ａ４を超えた分の冷凍機油が第２油流出部２１ａ４から第２油流出管４８ａ２へと流出し第２吐出管４１ａ２へと流れる。

四方弁２３ａ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。ポートａには、上述した冷媒流出管４２ａの他端が接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２４ａの一方の冷媒出入口と冷媒配管４３ａで接続されている。ポートｃには、上述した流入管４６ａの他端が接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２７ａと室外機ガス管４５ａで接続されている。

室外熱交換器２４ａは、冷媒と、後述する室外ファン２９ａの回転により室外機２ａの内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。室外熱交換器２４ａの一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２３ａのポートｂに冷媒配管４３ａで接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管４４ａで閉鎖弁２６ａに接続されている。

室外膨張弁２５ａは、室外機液管４４ａに設けられている。室外膨張弁２５ａは、その開度が調整されることで、室外熱交換器２４ａに流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２４ａから流出する冷媒量を調整する。室外膨張弁２５ａの開度は、空気調和装置１が冷房運転を行っている場合は全開とされる。また、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ３３ａで検出した第１圧縮機２１ａ１および第２圧縮機２１ａ２の吐出温度に応じて制御することで、吐出温度が各圧縮機の性能上限値を超えないようにしている。

室外ファン２９ａは樹脂材で形成されており、室外熱交換器２４ａの近傍に配置されている。室外ファン２９ａは、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外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２４ａにおいて冷媒と熱交換した外気を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２ａには各種のセンサが設けられている。図１に示すように、冷媒流出管４２ａには、第１圧縮機２１ａ１および第２圧縮機２１ａ２から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ３１ａと、第１圧縮機２１ａ１および第２圧縮機２１ａ２から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３ａが設けられている。流入管４６ａには、第１圧縮機２１ａ１および第２圧縮機２１ａ２に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ３２ａと、第１圧縮機２１ａ１および第２圧縮機２１ａ２に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３４ａが設けられている。

室外機液管４４ａにおける室外熱交換器２４ａと室外膨張弁２５ａとの間には、室外熱交換器２４ａに流入する冷媒の温度あるいは室外熱交換器２４ａから流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５ａが設けられている。そして、室外機２ａの図示しない吸込口付近には、室外機２ａ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センサ３６ａが備えられている。

次に、１０台の室内機５ａ〜５ｊについて説明する。尚、１０台の室内機５ａ〜５ｊの構成は全て同じであるため、前述したように図１では室内機５ａ、５ｂ、および５ｊの３台だけを図示し、かつ、室内機５ａのみに室内機５ａを構成する各装置を図示している。従って、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ〜５ｊについては説明を省略する。また、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂ〜ｊにそれぞれ変更したものが、室内機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ〜５ｊの構成装置となる。

室内機５ａは、室内熱交換器５１ａと、室内膨張弁５２ａと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａと、室内ファン５５ａを備えている。そして、室内ファン５５ａ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１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａを構成している。

室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものである。室内熱交換器５１ａの一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合、室内膨張弁５２ａの開度は室内熱交換器５１ａの冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整され、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合は、その開度が室内熱交換器５１ａの冷媒出口（液管接続部５３ａ側）での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度および目標冷媒過冷却度は、室内機５ａで十分な暖房能力あるいは冷房能力が発揮されるための冷媒過熱度および冷媒過冷却度である。

室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、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５ａの内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を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５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する液冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入するガス冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。そして、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａ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、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１を用いて説明する。以下の説明では、まず、室内機５ａ〜５ｊが暖房運転を行う場合について説明し、次に室内機５ａ〜５ｊが冷房運転を行う場合について説明する。尚、以下の説明では、室内機５ａ〜５ｊが全て暖房運転もしくは冷房運転を行っているために室外機に要求される運転能力が大きく、これに応じて室外機２ａと室外機２ｂがともに運転し、かつ、室外機２ａの第１圧縮機２１ａ１および第２圧縮機２１ａ２が駆動するとともに、室外機２ｂの第１圧縮機２１ｂ１および第２圧縮機２１ｂ２が駆動するものとする。

また、図１では、暖房運転時の四方弁２３ａ、２３ｂにおける４つのポート間の接続状態を実線で示し、冷房運転時の四方弁２３ａ、２３ｂにおける４つのポート間の接続状態を破線で示している。また、冷媒回路１００における暖房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示し、冷房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示している。但し、第１圧縮機２１ａ１および第２圧縮機２１ａ２と四方弁２３ａの間の冷媒の流れ、および、第１圧縮機２１ｂ１および第２圧縮機２１ｂ２と四方弁２３ｂの間の冷媒の流れは暖房運転時と冷房運転時で同じであるため、実線矢印のみで示している。

＜暖房運転＞
室内機５ａ〜５ｊが暖房運転を行う場合、四方弁２３ａ、２３ｂは実線で示す状態、すなわち、四方弁２３ａ、２３ｂのポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り換えられる。これにより、室外熱交換器２４ａ、２４ｂが蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｊが凝縮器として機能する。四方弁２３ａ、２３ｂが上記のように切り替えられた後、第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１および第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２が起動する。

第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１から吐出された高圧の冷媒は、第１吐出管４１ａ１、４１ｂ１を流れて第１オイルセパレータ２２ａ１、２２ｂ１に流入する。第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１から吐出された冷媒には、第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１に滞留していた冷凍機油が含まれているが、この冷凍機油は第１オイルセパレータ２２ａ１、２２ｂ１で冷媒から分離され、第１オイルセパレータ２２ａ１、２２ｂ１から冷媒流出管４２ａ、４２ｂには冷媒のみが流出する。尚、第１オイルセパレータ２２ａ１、２２ｂ１で冷媒から分離された冷凍機油は第１油戻し管４７ａ１、４７ｂ１に流出し、第１キャピラリーチューブ２８ａ１、２８ｂ１から第２吸入管４６ａ２、４６ｂ２を介して第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２に吸入される。

第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２から吐出された高圧の冷媒は、第２吐出管４１ａ２、４１ｂ２を流れて第２オイルセパレータ２２ａ２、２２ｂ２に流入する。第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２から吐出された冷媒には、第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２に滞留していた冷凍機油が含まれているが、この冷凍機油は第２オイルセパレータ２２ａ２、２２ｂ２で冷媒から分離され、第２オイルセパレータ２２ａ２、２２ｂ２から冷媒流出管４２ａ、４２ｂには冷媒のみが流出する。尚、第２オイルセパレータ２２ａ２、２２ｂ２で冷媒から分離された冷凍機油は第２油戻し管４７ａ２、４７ｂ２に流出し、第２キャピラリーチューブ２８ａ２、２８ｂ２から第１吸入管４６ａ１、４６ｂ１を介して第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１に吸入される。

第１オイルセパレータ２２ａ１、２２ｂ１および第２オイルセパレータ２２ａ２、２２ｂ２から冷媒流出管４２ａ、４２ｂに流出した冷媒は四方弁２３ａ、２３ｂを介して室外機ガス管４５ａ、４５ｂを流れ、ガス側閉鎖弁２７ａ、２７ｂを介してガス分管９ａ、９ｂに流入する。ガス分管９ａ、９ｂに流入した冷媒はガス側分岐器１０ｂで合流してガス管９に流出する。

ガス管９を流れる冷媒は、ガス管接続部５４ａ〜５４ｊへと分流して室内機５ａ〜５ｊに流入する。室内機５ａ〜５ｊに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｊを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｊに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｊの回転により室内機５ａ〜５ｊの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｊが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｊで冷媒と熱交換を行って暖められた室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｊが設置された室内の暖房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｊから流出した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｊを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｊを通過して減圧される。減圧された冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｊ、液管接続部５３ａ〜５３ｊを流れて液管８に流入する。液管８に流入した冷媒は液側分岐器１０ａで液分管８ａ、８ｂに分流する。

液分管８ａ、８ｂに分流した冷媒は、液側閉鎖弁２６ａ、２６ｂを介して室外機２ａ、２ｂに流入する。室外機２ａ、２ｂに流入した冷媒は、室外機液管４４ａ、４４ｂを流れ、吐出温度センサ３３ａ、３３ｂで検出した第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１および第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２の吐出温度に応じた開度とされた室外膨張弁２５ａ、２５ｂを通過するときにさらに減圧される。室外機液管４４ａ、４４ｂから室外熱交換器２４ａ、２４ｂに流入した冷媒は、室外ファン２９ａ、２９ｂの回転により室外機２ａ、２ｂの内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２４ａ、２４ｂから流出した冷媒は、冷媒配管４３ａ、４３ｂから四方弁２３ａ、２３ｂを経て流入管４６ａ、４６ｂへと流れ、流入管４６ａ、４６ｂから第１吸入管４６ａ１、４６ｂ１および第２吸入管４６ａ２、４６ｂ２に分流して第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１および第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２に吸入されて再び圧縮される。
以上説明したように冷媒回路１００を冷媒が循環することで、空気調和装置１の暖房運転が行われる。

＜冷房運転＞
室内機５ａ〜５ｊが冷房運転を行う場合、四方弁２３ａ、２３ｂは破線で示す状態、すなわち、四方弁２３ａ、２３ｂのポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換えられる。これにより、室外熱交換器２４ａ、２４ｂが凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｊが蒸発器として機能する。四方弁２３ａ、２３ｂが上記のように切り替えられた後、第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１および第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２が起動する。
尚、第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１および第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２と四方弁２３ａ、２３ｂの間の冷媒の流れは、前述した暖房運転時と同じであるため、詳細な説明は省略する。

四方弁２３ａ、２３ｂから冷媒配管４３ａ、４３ｂを介して室外熱交換器２４ａ、２４ｂに流入した冷媒は、室外ファン２９ａ、２９ｂの回転により室外機２ａ、２ｂの内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器２４ａ、２４ｂから室外機液管４４ａ、４４ｂに流出した冷媒は、全開とされている室外膨張弁２５ａ、２５ｂを通過し、液側閉鎖弁２６ａ、２６ｂを介して液分管８ａ、８ｂに流入する。液分管８ａ、８ｂに流入した冷媒は、液側分岐器１０ａで合流して液管８に流出する。

液管８を流れる冷媒は、液管接続部５３ａ〜５３ｊへと分流して室内機５ａ〜５ｊに流入する。室内機５ａ〜５ｊに流入した冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｊを流れ室内膨張弁５２ａ〜５２ｊを通過して減圧される。室内膨張弁５２ａ〜５２ｊで減圧された冷媒は室内熱交換器５１ａ〜５１ｊに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｊの回転により室内機５ａ〜５ｊ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。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｊが蒸発器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｊで冷媒と熱交換を行って冷却された室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｊが設置された室内の冷房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｊから流出した冷媒は室内機ガス管７２ａ〜７２ｊを流れ、ガス管接続部５４ａ〜５４ｊを介してガス管９に流入する。ガス管９に流入した冷媒はガス側分岐器１０ｂでガス分管９ａ、９ｂに分流し、ガス側閉鎖弁２７ａ、２７ｂを介して室外機２ａ、２ｂに流入する。室外機２ａ、２ｂに流入した冷媒は、室外機ガス管４５ａ、４５ｂから四方弁２３ａ、２３ｂへと流れる。
以上説明したように冷媒回路１００を冷媒が循環することで、空気調和装置１の冷房運転が行われる。

次に、図１および図２を用いて、本実施形態の空気調和装置１における第１油流出管４８ａ１、４８ｂ１および第２油流出管４８ａ２、４８ｂ２の働きとその効果について説明する。尚、図２では、第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１の第１油流出部２１ａ３、２１ｂ３から流出した冷凍機油の流れを実線矢印２００ａで示し、第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２の第２油流出部２１ａ４、２１ｂ４から流出した冷凍機油の流れを実線矢印２００ｂで示している。また、第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１から第１吐出管４１ａ１、４１ｂ１に冷媒とともに吐出される冷凍機油の流れを破線矢印３００ａで示し、第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２から第２吐出管４１ａ２、４１ｂ２に冷媒とともに吐出される冷凍機油の流れを破線矢印３００ｂで示している。

本実施形態の空気調和装置１のように、室外機２ａ、２ｂに室内機５ａ〜５ｊが接続されたものでは、
運転している室内機５ａ〜５ｊから要求される空調能力によっては、例えば、室外機２ａの第１圧縮機２１ａ１と第２圧縮機２１ａ２の回転数を、室外機２ｂの第１圧縮機２１ｂ１と第２圧縮機２１ｂ２の回転数より高くする場合がある。

上記のような場合は、高い回転数で駆動している室外機２ａの第１圧縮機２１ａ１と第２圧縮機２１ａ２から冷媒とともに多くの冷凍機油が吐出されるので、室外機２ａの第１オイルセパレータ２２ａ１や第２オイルセパレータ２２ａ２で冷媒から冷凍機油を分離し切れずに室外機２ａから冷媒回路１００に流出する場合がある。一方、室外機２ａの第１圧縮機２１ａ１と第２圧縮機２１ａ２より低い回転数で駆動している室外機２ｂの第１圧縮機２１ｂ１と第２圧縮機２１ｂ２から冷媒とともに吐出される冷凍機油量が少なく、かつ、吐出された冷凍機油は室外機２ｂの第１オイルセパレータ２２ｂ１や第２オイルセパレータ２２ｂ２で冷媒から全て分離されて室外機２ｂの第１油戻し管４７ｂ１や第２油戻し管４７ｂ２を介して室外機２ｂの第１圧縮機２１ｂ１と第２圧縮機２１ｂ２に吸入される。

つまり、室外機２ａでは、室外機２ａから流出する冷凍機油量に対して冷媒回路１００から室外機２ａに流入する冷凍機油量が少なくなる。また、室外機２ｂでは、室外機２ｂから流出する冷凍機油量に対して冷媒回路１００から室外機２ｂに流入する冷凍機油量が多くなる。このような状態が続くと、室外機２ｂに多くの冷媒が偏る恐れがあった。

しかし、本実施形態の空気調和装置１は、第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１で必要とされる冷凍機油量の油面高さに対応した位置に設けられた第１油流出部２１ａ３、２１ｂ３と冷媒流出管４２ａ、４２ｂを接続する第１油流出管４８ａ１、４８ｂ１と、第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２で必要とされる冷凍機油量の油面高さに対応した位置に設けられた第２油流出部２１ａ４、２１ｂ４と冷媒流出管４２ａ、４２ｂを接続する第２油流出管４８ａ２、４８ｂ２を備えている。

これにより、室外機２ａ、２ｂのいずれかに冷凍機油が偏り、第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１あるいは第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２にいずれかに過剰に流入した冷凍機油は、当該圧縮機の回転数によらず第１油流出管４８ａ１、４８ｂ１や第２油流出管４８ａ２、４８ｂ２から流出する。従って、冷凍機油が偏っている室外機から冷凍機油を流出させるための特別な制御、例えば、一方の室外機の圧縮機の回転数を他方の室外機の圧縮機の回転数より所定の回転数だけ高くすることで各圧縮機間の内部圧力に差をつける、といった制御を行わなくても、室外機間の冷凍機油の偏りが解消する。

また、第１油流出管４８ａ１、４８ｂ１や第２油流出管４８ａ２、４８ｂ２は、予め室外機２ａ、２ｂに設けられているものであるため、室外機２ａ、２ｂ間の冷媒の偏りを解消するための特別な設置工事が不要なため、室外機２ａ、２ｂの設置時の施工性がよく、かつ、空気調和装置１のコストアップを抑制できる。

次に、図２を用いて、室外機２ａ、２ｂのいずれか一方の室外機に冷凍機油が偏っている場合の、第１油流出管４８ａ１、４８ｂ１および第２油流出管４８ａ２、４８ｂ２の働きによる両室外機間の冷媒偏りの解消について説明する。尚、以下の説明では、室外機２ａに備えられた第１圧縮機２１ａ１と第２圧縮機２１ａ２が室外機２ｂに備えられた第１圧縮機２１ｂ１と第２圧縮機２１ｂ２より高い回転数で駆動しており、室外機２ａから流出する冷凍機油量より室外機２ａに流入する冷凍機油量が少なくなるとともに、室外機２ｂから流出する冷凍機油量より室外機２ｂに流入する冷凍機油量が多くなることで、室外機２ａに存在する冷凍機油量より室外機２ｂに存在する冷凍機油量が多くなる、つまり、室外機２ｂに冷凍機油が偏る場合を例に挙げて説明する。

第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１が駆動しているとき、第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１には図２の実線矢印２００ａに示すように、吸入管４６ａ、４６ｂから第１吸入管４６ａ１、４６ｂ１を経て冷媒とともに冷媒回路１００を循環していた冷凍機油が吸入される。一方、図２の破線矢印３００ａに示すように、第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１から冷媒とともに吐出された冷凍機油は、第１オイルセパレータ２２ａ１、２２ｂ１で冷媒から分離されて第１油戻し管４７ａ１、４７ｂ１に流出し、第１油戻し管４７ａ１、４７ｂ１から第２吸入管４６ａ２、４６ｂ２を経て第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２に吸入される。

第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２が駆動しているとき、第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２には図２の実線矢印２００ｂに示すように、吸入管４６ａ、４６ｂから第２吸入管４６ａ２、４６ｂ２を経て冷媒とともに冷媒回路１００を循環していた冷凍機油が吸入される。一方、図２の破線矢印３００ｂに示すように、第２圧縮機２１ａ２、２１ｂ２から冷媒とともに吐出された冷凍機油は、第２オイルセパレータ２２ａ２、２２ｂ２で冷媒から分離されて第２油戻し管４７ａ２、４７ｂ２に流出し、第２油戻し管４７ａ２、４７ｂ２から第１吸入管４６ａ１、４６ｂ１を経て第１圧縮機２１ａ１、２１ｂ１に吸入される。

上記のように室外機２ａ、２ｂにおいて冷凍機油が流れているとき、室外機２ｂに冷媒が偏って第１圧縮機２１ｂ１および第２圧縮機２１ｂ２に多くの冷凍機油が流入し、第１圧縮機２１ｂ１および第２圧縮機２１ｂ２に滞留する冷凍機油量が増加する。そして、第１圧縮機２１ｂ１における油面の高さが第１油流出部２１ｂ３に到達、および、第２圧縮機２１ｂ２における油面の高さが第２油流出部２１ｂ４に到達すれば、その後第１圧縮機２１ｂ１および第２圧縮機２１ｂ２に吸入される冷凍機油（第１圧縮機２１ｂ１および第２圧縮機２１ｂ２における過剰な冷凍機油）は、図２の矢印２００ａ、２００ｂに示すように、第１油流出部２１ｂ３および第２油流出部２１ｂ４から第１油流出管４８ｂ１および第２油流出管４８ｂ２に流出し、第１油流出管４８ｂ１および第２油流出管４８ｂ２から冷媒流出管４２ｂへと流れる。

第１圧縮機２１ｂ１および第２圧縮機２１ｂ２から第１油流出管４８ｂ１および第２油流出管４８ｂ２を経て冷媒流出管４２ｂに流入した冷凍機油は、暖房運転時は四方弁２３ｂから室外機ガス管４５ｂを経て、冷房運転時は四方弁２３ｂから室外熱交換器２４ｂ、室外膨張弁２５ｂを経て、それぞれ室外機２ｂから流出して冷媒回路１００を冷媒とともに循環する。

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１では、室外機２ｂに偏って分布していた冷凍機油が室外機２ｂから冷媒回路１００に流出するので、冷媒回路１００に流出した冷凍機油が室外機２ａにも行き渡るようになり、室外機２ａと室外機２ｂの間の冷媒偏りが解消する。

尚、以上説明した本発明の実施形態では、空気調和装置１が第１オイルセパレータ２２ａ１、２２ｂ１および第２オイルセパレータ２２ａ２、２２ｂ２を備える場合について説明したが、これら各オイルセパレータを設けずに、第１吐出管４１ａ１、４１ｂ１および第２吐出管４１ａ２、４１ｂ２に第１油流出管４８ａ１、４８ｂ１や第２油流出管４８ａ２、４８ｂ２が接続されていてもよい。

１ 空気調和装置
２ａ、２ｂ 室外機
５ａ〜５ｊ 室内機
８ 液管
８ａ、８ｂ 液分管
９ ガス管
９ａ、９ｂ ガス分管
２０ａ、２０ｂ 室外機冷媒回路
２１ａ１、２１ｂ１ 第１圧縮機
２１ａ２、２１ｂ２ 第２圧縮機
２１ａ３、２１ｂ３ 第１油流出部
２１ａ４、２１ｂ４ 第２油流出部
２２ａ１、２２ｂ１ 第１オイルセパレータ
２２ａ２、２２ｂ２ 第２オイルセパレータ
４１ａ１、４１ｂ１ 第１吐出管
４１ａ２、４１ｂ２ 第２吐出管
４２ａ、４２ｂ 冷媒流出管
４６ａ、４６ｂ 流入管
４６ａ１、４６ｂ１ 第１吸入管
４６ａ２、４６ｂ２ 第２吸入管
４７ａ１、４７ｂ１ 第１油戻し管
４７ａ２、４７ｂ２ 第２油戻し管
４８ａ１、４８ｂ１ 第１油流出管
４８ａ２、４８ｂ２ 第２油流出管
１００ 冷媒回路
２００ａ、ｂ 冷凍機油の流れ
３００ａ、ｂ 冷凍機油の流れ

Claims (2)

1. 圧縮機と、吐出管と、吸入管と、油流出管を少なくとも有する複数の室外機と、
   複数の前記室外機に冷媒配管で接続される室内機と、
   を有し、
   前記圧縮機に前記吐出管および前記吸入管が接続され、
   前記圧縮機は、同圧縮機における必要量より多い量の冷凍機油が流入したときに、同冷凍機油を前記圧縮機の外部に流出させる油流出部を有し、
   前記油流出部と前記吐出管が前記油流出管で接続されている、
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記室外機はオイルセパレータと冷媒流出管を有し、
   前記吐出管の一端が前記圧縮機に接続されるとともに前記吐出管の他端が前記オイルセパレータに接続され、
   前記冷媒流出管が前記オイルセパレータに接続され、
   前記油流出部と前記冷媒流出管が前記油流出管で接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。

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