JP7375490B2

JP7375490B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP7375490B2
Application number: JP2019210478A
Authority: JP
Inventors: 光哉青木; 博俊竹内; 将弘近藤; 太貴島野; 達朗山▲崎▼
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2023-11-08
Anticipated expiration: 2039-11-21
Also published as: JP2021081148A

Description

本発明は、室外機に複数台の室内機が冷媒配管で接続された空気調和装置に関する。

従来、空気調和装置としては、１台の室外機に複数台の室内機が液管およびガス管で接続され、複数台の室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転を行うことが可能であるものが知られている。このような空気調和装置には、各室内機に対応する膨張弁が設けられており、膨張弁の開度を調整することによって、各室内機における冷媒流量を調整できるようになっている。

上記のような空気調和装置で冷房運転を行っているとき、圧縮機から冷媒とともに吐出された冷凍機油は、凝縮器として機能する室外熱交換器を通過して各室内機に流入する。このとき、停止中の室内機に対応する膨張弁は全閉とされているため、当該室内機に流入した冷凍機油は全閉とされている膨張弁によって堰き止められて、膨張弁から上流側の冷媒配管（液管）内や停止中の室内機の室内熱交換器に滞留する。滞留した冷凍機油は、膨張弁が開かれないと冷媒回路を流れて圧縮機に戻ることができない。

液管内や停止中の室内機に冷凍機油が滞留すると、圧縮機の冷凍機油が不足して潤滑不良となり、空気調和装置の信頼性が低下する恐れがある。そこで、定期的に、停止中の室内機に対応するものも含めて膨張弁を全て開くとともに圧縮機の回転数を冷房運転時より上げる油回収運転を行うことで、冷凍機油を圧縮機に戻す技術がある（特許文献１参照）。

特許第６４５９８００号公報

ところで、冷凍機油が滞留するのは、全閉とされている膨張弁によって堰き止められた液管内や停止中の室内機の室内熱交換器に限定されない。冷凍機油は温度が高い状態や冷媒が溶解した状態では粘性が低いが、そうでない場合は粘性が高く、冷媒回路内を流れづらくなる。よって、運転中の室内機であっても、温度が低く、湿った冷媒（ガス冷媒中に液冷媒が含まれている状態）が少ない、室内熱交換器の下流側や、そのさらに下流側の冷媒配管（ガス管）には冷凍機油が滞留しやすい。したがって、油回収運転においては、停止中の室内機に対応するものも含めて膨張弁を全て開くだけでなく、運転中の室内機の室内熱交換器やガス管に湿った冷媒が多く流れるように、十分な開度まで膨張弁を開く必要がある。

このような油回収運転を行うと、油回収運転を行う前に対して冷媒流量が変動する。油回収運転を行う前の冷房運転時、圧縮機と各室内機に対応する膨張弁によって、各室内機の冷媒流量は、各室内機の要求能力に合わせた冷媒流量に調整されている。油回収運転によって圧縮機回転数と各膨張弁の開度が変更され、冷媒流量が変動することで、運転中の室内機の冷却能力が不足あるいは過剰となる。また、停止中の室内機にも冷媒が流れ、冷媒音が発生する。さらに、多くの冷媒が室内熱交換器やガス管等に分布するため、膨張弁入口側に分布する冷媒量が少なくなり、気液二相冷媒が膨張弁に流入し、冷媒音が大きくなりやすい。特に、省冷媒化により冷媒封入量が少ない場合、膨張弁入口側の冷媒が気液二相となりやすいため、上記のような状況が発生しやすい。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、冷凍機油の滞留による信頼性低下を抑制しつつ、冷却能力の不足・過剰や冷媒音の発生によるユーザーの不快感を低減する空気調和装置を提供することを目的とする。

開示の態様では、空気調和装置は、室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有し、該冷媒回路を冷媒が循環して各室内機が設置される空調空間の冷房運転を行う。そして、空気調和装置は、室外機が有する圧縮機から冷媒回路に吐出された冷凍機油を圧縮機へ回収する油回収運転において、室内機の冷媒流量を制御する膨張弁を第１所定開度まで開くとともに室内ファン回転数を低回転数とする制御を複数台の室内機のうちの一部の室内機ごとに実施する第１制御を行う制御手段を有する。

開示の空気調和装置は、冷凍機油の滞留による信頼性低下を抑制しつつ、冷却能力の不足・過剰や冷媒音の発生によるユーザーの不快感を低減できる。

本発明の実施形態である空気調和装置の説明図であり、（Ａ）が冷媒回路図、（Ｂ）が室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。油回収運転に関する処理のフローを示す第１のフローチャートである。油回収運転に関する処理のフローを示す第２のフローチャートである。

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、１台の室外機に複数台の室内機が冷媒配管で並列に接続され、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は、本発明の実施形態における、空気調和装置の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。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、空調空間である部屋の屋外に設置される１台の室外機２と、屋内に設置され、室外機２に液管８およびガス管９と電気配線１０で並列に接続された能力が同じである２０台の室内機５を備えている。具体的には、液管８の一端は室外機２の閉鎖弁２５に接続され、液管８の他端は分岐して各室内機５の液管接続部５３に接続されている。ガス管９の一端は室外機２の閉鎖弁２６に接続され、ガス管９の他端は分岐して各室内機５のガス管接続部５４に接続されている。このように室外機２と２０台の室内機５が接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。また、電気配線１０の一端は後述する室外機２の通信部２３０に接続され、電気配線１０の他端は分岐して後述する各室内機５の通信部５３０に接続されている。尚、図１（Ａ）では、２０台の室内機５のうち、３台の室内機５のみを示している。また、室内機５の台数は、２０台以外の複数台でもよい。

まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、アキュムレータ２８と、室外ファン２７を備えている。そして、室外ファン２７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の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。

圧縮機２１は、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。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａに吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、アキュムレータ２８の冷媒流出側に吸入管４２で接続されている。

四方弁２２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は、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側に吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口に冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２８の冷媒流入側に冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６に室外機ガス管４５で接続されている。

室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２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２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管４３で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管４４で閉鎖弁２５に接続されている。

室外膨張弁２４は室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は電子膨張弁であり、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合すなわち室外熱交換器２３が蒸発器として機能する場合は、後述する吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じてその開度が調整されることで、吐出温度が性能上限値を超えないようにしている。また、空気調和装置１が冷房運転を行っている場合すなわち室外熱交換器２３が凝縮器として機能する場合は、その開度が全開とされる。

室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７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２３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。

アキュムレータ２８は、上述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃに冷媒配管４６で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機２１の冷媒吸入側に吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２８は、冷媒配管４６からアキュムレータ２８の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。冷媒配管４６におけるアキュムレータ２８の冷媒流入口近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸込温度センサ３４が設けられている。

室外機液管４４における室外熱交換器２３と室外膨張弁２４との間には、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度あるいは室外熱交換器２３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３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２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３６が備えられている。

また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。

記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態等を記憶している。通信部２３０は、各室内機５との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。

ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果をセンサ入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、各室内機５から送信される後述する制御信号を通信部２３０および電気配線１０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁２４の開度調整を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、各室内機５に電気配線１０を介して制御信号を送る。

次に、２０台の室内機５について説明する。２０台の室内機５は、室内熱交換器５１と、室内膨張弁５２と、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３と、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４と、室内ファン５５を備えている。そして、室内ファン５５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５０を構成している。

室内熱交換器５１は、冷媒と、後述する室内ファン５５の回転により図示しない吸込口から室内機５の内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部５３に室内機液管７１で接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４に室内機ガス管７２で接続されている。室内熱交換器５１は、室内機５が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５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５３やガス管接続部５４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５２は、室内機液管７１に設けられている。室内膨張弁５２は電子膨張弁であり、室内熱交換器５１が蒸発器として機能する場合すなわち室内機５が冷房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１の冷媒出口（ガス管接続部５４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る。また、室内膨張弁５２は、室内熱交換器５１が凝縮器として機能する場合すなわち室内機５が暖房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１の冷媒出口（液管接続部５３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、目標冷媒過熱度や目標冷媒過冷却度とは、室内機５で十分な冷房能力あるいは暖房能力を発揮するのに必要な冷媒過熱度および冷媒過冷却度である。

室内ファン５５は樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１の近傍に配置されている。室内ファン５５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５の内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１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放出する。

以上説明した構成の他に、室内機５には各種のセンサが設けられている。室内機液管７１における室内熱交換器５１と室内膨張弁５２との間には、室内熱交換器５１に流入あるいは室内熱交換器５１から流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１が設けられている。室内機ガス管７２には、室内熱交換器５１から流出あるいは室内熱交換器５１に流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２が設けられている。室内機５の図示しない吸込口付近には、室内機５の内部に流入する室内空気の温度、すなわち吸込温度を検出する吸込温度センサ６３が備えられている。

また、室内機５には、室内機制御手段５００が備えられている。室内機制御手段５００は、室内機５の図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１０と、記憶部５２０と、通信部５３０と、センサ入力部５４０を備えている。

記憶部５２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室内機５の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部５３０は、室外機２および他の室内機５との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部５４０は、室内機５の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ５１０に出力する。

ＣＰＵ５１０は、前述した室内機５の各センサでの検出結果をセンサ入力部５４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０は、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０は、運転開始／停止信号や運転情報（要求能力や設定温度、室内温度等）を含んだ制御信号を、通信部５３０および電気配線１０を介して室外機２に送信するとともに、室外機２が検出した吐出圧力等の情報を含む制御信号を通信部５３０および電気配線１０を介して室外機２から受信する。ＣＰＵ５１０は、取り込んだ検出結果やリモコンおよび室外機２から送信された信号に基づいて、室内膨張弁５２の開度調整や、室内ファン５５の駆動制御を行う。

尚、以上説明した室外機制御手段２００と２０台の室内機制御手段５００とで、本発明の制御手段が構成される。本発明の制御手段は、後述する油回収運転を制御する。

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（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、空気調和装置１が冷房運転を行う場合でありかつ全ての室内機５が運転する場合について説明し、暖房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示している。

図１（Ａ）に示すように、空気調和装置１が冷房運転を行う場合、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂが連通するよう、また、ポートｃとポートｄが連通するよう、切り換える。これにより、冷媒回路１００は、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに各室内熱交換器５１が蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。

圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管４３を流れて室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２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２３から室外機液管４４に流出した冷媒は、室外膨張弁２４で減圧され閉鎖弁２５を介して液管８に流出する。

液管８を流れる冷媒は液管接続部５３を介して各室内機５に流入する。各室内機５に流入した冷媒は室内機液管７１を流れ、室内膨張弁５２を通過して減圧される。減圧された冷媒は室内熱交換器５１に流入し、室内ファン５５の回転により室内機５の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５１が蒸発器として機能し、室内熱交換器５１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、各室内機５が設置された室内の冷房が行われる。

室内熱交換器５１から流出した冷媒は室内機ガス管７２を流れ、ガス管接続部５４を介してガス管９に流出する。ガス管９を流れて閉鎖弁２６を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機ガス管４５、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２８、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

尚、空気調和装置１が暖房運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、四方弁２２を破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄが連通するよう、また、ポートｂとポートｃが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路１００は、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに各室内機５の室内熱交換器５１が凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。

ところで、空気調和装置１が冷房運転あるいは暖房運転を行うときは、各室内機５において、室内機制御手段５００のＣＰＵ５１０は、使用者が決定した設定温度と吸込温度センサ６３で検出しセンサ入力部５４０を介して取り込んだ室内温度の温度差を算出し、この温度差に基づく各室内機５の要求能力を通信部５３０を介して室外機２に送信する。

一方、通信部２３０を介して各室内機５の要求能力を受信した室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、各室内機５の要求能力の合算値である合計要求能力を算出し、算出した合計要求能力を達成するのに必要な量の冷媒を冷媒回路１００に循環させるための圧縮機２１の回転数を決定する。そして、ＣＰＵ２１０は、決定した回転数で圧縮機２１を駆動制御する。

以上説明したように空気調和装置１が冷房運転を行っているときに、運転を停止中の室内機５がある場合は、当該室内機５の室内膨張弁５２が全閉とされる。圧縮機２１から冷媒とともに吐出された冷凍機油は、四方弁２２、室外熱交換器２３および液管８を介して各室内機液管７１に流入するが、各室内機液管７１に流入した冷凍機油のうち、全閉とされている室内膨張弁５２が設けられた室内機液管７１に流入した冷凍機油は、当該室内膨張弁５２によって堰き止められて室内機液管７１に滞留する。また、運転中の室内機５では、冷凍機油を伴った気液二相冷媒が、室内熱交換器５１で蒸発し、ガス冷媒となって室内機ガス管７２、ガス管９へと流れる。その際、冷凍機油の一部は、冷媒と一緒に流れずに室内熱交換器５１や室内機ガス管７２、ガス管９に滞留する。

そこで、空気調和装置１は、冷房運転時に、滞留した冷凍機油を圧縮機２１に回収する油回収運転を行う。空気調和装置１が行う油回収運転には、第１油回収運転と第２油回収運転がある。尚、第１油回収運転は本発明の第１制御であり、第２油回収運転は本発明の第２制御である。第１油回収運転では、空気調和装置１は、一定の条件の下で、一部の室内機５ごとに、室内膨張弁５２の開度を第１所定開度まで開くとともに室内ファン５５の回転数を低回転数とする。ここで、第１所定開度は、ガス管９に湿った冷媒を流すのに十分な開度であり、例えば全開である。また、低回転数は、ガス管９に湿った冷媒を流すのに十分低い回転数であり、例えば０ｒｐｍ、すなわちファンを停止させてもよい。第２油回収運転では、空気調和装置１は、所定の終了条件が成立するまで、圧縮機２１の回転数を所定回転数に上げるとともに室内膨張弁５２の開度を第２所定開度まで開く運転を、第１所定時間Ｔ＃１ごとに実施する。ここで、所定の終了条件は、例えば、圧縮機吸入冷媒の過熱度が０になることである。また、Ｔ＃１は、時間当たりの圧縮機吐油量、接続配管長などで決められ、油回収運転を行わなくても圧縮機２１に必要な油量を保持できることが確認されている時間である。また、第２所定開度は、ガス管９に湿った冷媒を流すのに十分な開度であり、例えば全開である。第２所定開度は、第１所定開度と同じでもよいし、異なってもよい。尚、暖房運転時は、ガス管９の温度が高く油の粘性が低下するため、油が圧縮機２１に戻りやすい。このため、暖房運転時は、空気調和装置１は、上記のような油回収運転の必要性は低い。

第１油回収運転では、空気調和装置１は、室内膨張弁５２を第１所定開度まで開き冷媒流量を増加させるとともに、室内ファン５５の回転数を低回転数とすることによって室内熱交換器５１での冷媒の蒸発を抑制できるので、室内膨張弁５２によって堰き止められて室内機液管７１に滞留していた冷凍機油が流されるとともに、室内熱交換器５１、室内機ガス管７２、ガス管９に流れる液相冷媒が増加する。これにより、湿った冷媒とともに冷凍機油を流すことができ、冷凍機油の滞留を抑制できる。また、第１油回収運転では、空気調和装置１は、一部の室内機５だけ油回収を行うことで、全台同時に油回収を行う場合に比べて冷媒流量の変動を抑制でき、冷却能力の不足・過剰を抑制できる。ここで、一部の室内機５は、例えば、接続された２０台の内の５台である。また、第１油回収運転では、空気調和装置１は、一部の室内機５だけ油回収を行うことで、全台同時に油回収を行う場合に比べて冷媒が不足しない（室内膨張弁５２の上流が二相冷媒にならない）ので、冷媒音の発生を抑制できる。したがって、第１油回収運転により、空気調和装置１は、信頼性低下を抑制しつつ、ユーザーの不快感を低減できる。

また、空気調和装置１は、室内機５が運転を停止するときに、停止する室内機５を一部の室内機５として第１油回収運転を行う。ここで、室内機５が運転を停止するときとは、リモコン等から停止指示を受け取ってから、室内機５の動作が止まるまでの間であり、空気調和装置１は、この間に第１油回収運転を開始する。運転中の室内機５を対象として第１油回収運転を行うと、室内ファン５５の回転数が低回転数とされることにより冷却能力が低下し、ユーザーは不快に感じる。一方、停止する室内機５を対象として第１油回収運転を行うことで、空気調和装置１は、冷却能力の変動によるユーザーの不快感をなくせる。また、停止する室内機５を対象として第１油回収運転を行い、停止していた室内機５を対象としないことで、空気調和装置１は、停止していた室内機５から油回収により突然冷媒音が発生することをなくせる。したがって、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。尚、室内機５が運転を停止するときに第１油回収運転を行う場合、空気調和装置１は、停止する室内機５の室内ファン５５の回転を停止する。

また、空気調和装置１は、室内機５が運転を停止するときとして、運転合計能力が所定値以上の場合で運転中の室内機５を停止するときに、第１油回収運転を行う。その理由は、運転合計能力が高いときは多くの室内機５が運転しているので、室内機５が運転を停止することによる冷媒流量への影響が相対的に小さくなり、冷却能力の変動を小さくできるためである。逆に、運転合計能力が小さいと、１台の室内機５が停止したときに受ける影響が大きくなる。例えば、運転中の室内機５の内の３台が停止する場合であっても、運転中の室内機が５台（運転合計能力が小さい）の場合よりも、運転中の室内機が１０台（運転合計能力が大きい）の場合の方が、冷却能力の変動は小さい。冷却能力の変動を小さくすることで、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、運転合計能力が所定値以上の場合で室内機５を停止するときとして、ローテーション運転によって室内機５を停止するときに第１油回収運転を行う。ここで、ローテーション運転とは、冷媒が不足する運転とならないように、要求合計能力が閾要求能力を超えた場合に一部の室内機５を停止し、停止する室内機５を定期的に変更する運転である。ローテーション運転においては、複数の室内機５が順次停止するので、複数の室内機５およびその下流のガス管９から油回収を行うことができ、冷凍機油の滞留を抑制できる。また、ローテーション運転においては、停止する室内機５と同等の能力の室内機５が運転を開始するので、全体の冷媒流量の変動を小さくでき、冷却能力の変動を小さくできる。したがって、空気調和装置１は、ローテーション運転によって室内機５を停止するときに第１油回収運転を行うことで、信頼性低下をさらに抑制しつつ、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、ローテーション運転によって室内機５を停止するときに第１油回収運転を行い、第１油回収運転の終了条件の成立後に、ローテーション運転によって新しく運転を開始する新規運転室内機５の室内膨張弁５２を開く。空気調和装置１は、第１油回収運転の開始時ではなく、終了時（すなわち、停止する室内機５の室内膨張弁５２を閉じるタイミング）に、ローテーション運転の新規運転室内機５の室内膨張弁５２を開くので、全体の冷媒流量の変動を小さくでき、冷却能力の変動を小さくできる。したがって、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、ローテーション運転によって室内機５を停止するときに第１油回収運転を行い、第１油回収運転の終了条件の成立後に、第１油回収運転を行った室内機５の室内膨張弁５２を閉じる。このとき、空気調和装置１は、第１油回収運転を行った室内機５の室内膨張弁５２を閉じ始めるのと同時に、ローテーション運転の新規運転室内機５の室内膨張弁５２を開き始める。第１油回収運転を行った室内機５の室内膨張弁５２を閉じ始めるのと同時に、ローテーション運転の新規運転室内機５の室内膨張弁５２を開き始めると、第１油回収運転を行った室内機５の冷媒流量が減少していくのと同時に新規運転室内機５の冷媒流量が増加していく。このため、空気調和装置１は、全体の冷媒流量の変動をより小さくでき、冷却能力の変動をより小さくできる。したがって、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、第１油回収運転を行った場合には、次の第２油回収運転までの間隔を長くする。すなわち、空気調和装置１は、第１油回収運転を行った場合には、第１所定時間Ｔ＃１より大きい第２所定時間Ｔ＃２を次の第２油回収運転までの間隔とする。第１油回収運転を行うと、第１油回収運転を行った室内機５およびガス管９に滞留した冷凍機油の内の一部を圧縮機２１に回収することができる。このため、空気調和装置１は、次の第２油回収運転までの間隔を長くすることができ、第２油回収運転の頻度を減らし、第２油回収運転により発生する冷却能力の変動および冷媒音の頻度を減らせる。したがって、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、圧縮機吸入冷媒の過熱度が０になる、または、所定の油回収時間Ｔ＃３が経過する、を第１油回収運転の終了条件とする。空気調和装置１は、圧縮機吸入冷媒の過熱度が０になって第１油回収運転を終了した場合、前回の第２油回収運転の終了からの時間カウントをリセットする。圧縮機吸入冷媒の過熱度が０になった場合、第１油回収運転を行った室内機５から圧縮機２１の吸入までの経路全体を湿った冷媒が通過したということであり、この経路に滞留していた冷凍機油を圧縮機２１に回収できたことを意味する。よって、空気調和装置１は、すべての室内機５とガス管９全体の冷凍機油を回収する第２油回収運転を行わなくても、一定量の冷凍機油を圧縮機２１に確保することができる。このため、空気調和装置１は、第２油回収運転の実施と同様の扱いとして、前回の第２油回収運転の終了からの時間カウントをリセットすることができ、第２油回収運転の頻度を減らし、第２油回収運転により発生する冷却能力の変動および冷媒音の頻度を減らせる。したがって、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

次に、油回収運転に関する処理のフローについて説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、油回収運転に関する処理のフローを示すフローチャートである。尚、図２Ａおよび図２Ｂでは、ローテーション運転を実施しているときに第１油回収運転を行う場合について説明する。図２Ａに示すように、空気調和装置１は、タイマ＃１のカウントを開始し、フラグ＃１をＯＦＦにする（ステップＳ１）。ここで、タイマ＃１は、ＣＰＵ２１０で処理されるカウント値であり、前回の第２油回収運転の終了からの時間をカウントする。また、フラグ＃１は、前回の第２油回収運転の実施以降に、第１油回収運転を行ったか否かを示すフラグである。

そして、空気調和装置１は、冷房運転中であるか否かを判定し（ステップＳ２）、冷房運転中でない場合には（ステップＳ２－Ｎｏ）、処理を終了する。一方、冷房運転中である場合には（ステップＳ２－Ｙｅｓ）、空気調和装置１は、フラグ＃１はＯＦＦであるか否かを判定し（ステップＳ３）、フラグ＃１がＯＦＦである場合には（ステップＳ３－Ｙｅｓ）、タイマ＃１がＴ＃１より大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。

そして、タイマ＃１がＴ＃１より大きい場合には（ステップＳ４－Ｙｅｓ）、空気調和装置１は、第２油回収運転を行う。すなわち、空気調和装置１は、圧縮機回転数を所定回転数まで上げ、室内膨張弁５２を第２所定開度まで開く（ステップＳ６）。そして、空気調和装置１は、所定の終了条件が成立したか否かを判定し（ステップＳ７）、所定の終了条件が成立していない場合には（ステップＳ７－Ｎｏ）、ステップＳ７の判定を繰り返す。そして、所定の終了条件が成立すると（ステップＳ７－Ｙｅｓ）、空気調和装置１は、タイマ＃１をリセットし、フラグ＃１をＯＦＦにするとともに、圧縮機回転数と室内膨張弁５２の開度を、第２油回収運転の開始前の状態に戻す（ステップＳ８）。そして、空気調和装置１は、ステップＳ２に戻る。

一方、ステップＳ３においてフラグ＃１がＯＦＦでない場合には（ステップＳ３－Ｎｏ）、空気調和装置１は、タイマ＃１がＴ＃２より大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。そして、タイマ＃１がＴ＃２より大きい場合には（ステップＳ５－Ｙｅｓ）、空気調和装置１は、ステップＳ６へ進む。

また、ステップＳ４でタイマ＃１がＴ＃１より大きくない場合（ステップＳ４－Ｎｏ）、または、ステップＳ５でタイマ＃１がＴ＃２より大きくない場合には（ステップＳ５－Ｎｏ）、空気調和装置１は、ローテーション運転により停止する室内機を変更するか否かを判定する（ステップＳ９）。尚、判定の条件は、例えば、前回、停止する室内機を変更してから、あらかじめ定められた時間が経過したか否かである。そして、停止する室内機を変更しない場合には（ステップＳ９－Ｎｏ）、空気調和装置１は、ステップＳ２に戻る。

一方、停止する室内機を変更する場合には（ステップＳ９－Ｙｅｓ）、空気調和装置１は、第１油回収運転を実施する。すなわち、空気調和装置１は、ローテーション運転により新しく停止する室内機５に対し、室内ファン５５の回転を停止し、室内膨張弁５２を第１所定開度まで開く（ステップＳ１０）。そして、空気調和装置１は、タイマ＃２のカウントを開始する（ステップＳ１１）。ここで、タイマ＃２は、ＣＰＵ２１０で処理されるカウント値であり、第１油回収運転の開始からの時間をカウントする。

そして、空気調和装置１は、圧縮機吸入冷媒の過熱度が０であるか否かを判定し（ステップＳ１２）、０である場合には（ステップＳ１２－Ｙｅｓ）、タイマ＃１をリセットする（ステップＳ１３）。そして、空気調和装置１は、ローテーション運転による新規運転室内機５の室内膨張弁５２を開き、第１油回収運転を行った室内機５の室内膨張弁５２を閉じる（ステップＳ１５）。そして、空気調和装置１は、タイマ＃２をリセットし、タイマ＃２のカウントを停止し、フラグ＃１をＯＮにして（ステップＳ１６）、ステップＳ２に戻る。

一方、圧縮機吸入冷媒の過熱度が０でない場合には（ステップＳ１２－Ｎｏ）、空気調和装置１は、タイマ＃２がＴ＃３より大きいか否かを判定し（ステップＳ１４）、Ｔ＃３より大きくない場合には（ステップＳ１４－Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻る。一方、タイマ＃２がＴ＃３より大きい場合には（ステップＳ１４－Ｙｅｓ）、空気調和装置１は、ステップＳ１５へ移動する。

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１は、室内膨張弁５２の開度を第１所定開度まで開くとともに室内ファン５５の回転数を低回転数とする運転を一部の室内機５ごとに実施する第１油回収運転を行う。空気調和装置１は、室内膨張弁５２の開度を第１所定開度まで開き冷媒流量を増加させるとともに、室内ファン５５の回転数を低回転数とすることによって室内熱交換器５１での冷媒の蒸発を抑制するので、室内膨張弁５２によって堰き止められて室内機液管７１に滞留していた冷凍機油が流されるとともに、室内熱交換器５１、室内機ガス管７２、ガス管９に流れる液相冷媒を増加させ、湿った冷媒とともに冷凍機油を流し、冷凍機油の滞留を抑制する。また、空気調和装置１は、一部の室内機５ごとに油回収を行うので、全台同時に油回収を行う場合に比べて、冷却能力の不足・過剰および冷媒音の発生を抑制する。したがって、空気調和装置１は、信頼性低下を抑制しつつ、ユーザーの不快感を低減できる。

また、空気調和装置１は、室内機５が停止するときに、停止する室内機５を対象に第１油回収運転を行うので、冷却能力の変動を抑制するとともに、停止していた室内機５から油回収を行う場合に発生する冷媒音を防ぐ。これにより、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、運転合計能力が所定値以上の場合で運転中の室内機５を停止するときに、停止する室内機５を対象に第１油回収運転を行うので、冷却能力の変動を小さくできる。これにより、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、ローテーション運転によって室内機５を停止するときに、停止する室内機５およびその下流のガス管９を対象に第１油回収運転を行うので、冷凍機油の滞留を抑制するとともに、冷却能力の変動を小さくできる。これにより、空気調和装置１は、信頼性低下をさらに抑制しつつ、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、ローテーション運転によって停止する室内機５を対象に第１油回収運転を行うときに、第１油回収運転の終了条件の成立後に、ローテーション運転の新規運転室内機５の室内膨張弁５２を開くので、冷却能力の変動を小さくできる。これにより、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、第１油回収運転を行った室内機５の室内膨張弁５２を閉じ始めるのと同時に、ローテーション運転の新規運転室内機５の室内膨張弁５２を開き始めるので、冷却能力の変動をより小さくできる。これにより、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、第１油回収運転を行った場合には、次の第２油回収運転までの間隔を長くするので、第２油回収運転の頻度を減らし、第２油回収運転により発生する冷却能力の変動および冷媒音の頻度を減らせる。これにより、空気調和装置１は、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

また、空気調和装置１は、圧縮機吸入冷媒の過熱度が０になって第１油回収運転を終了した場合、前回の第２油回収運転の終了からの時間カウントをリセットする。これにより、空気調和装置１は、第２油回収運転の頻度を減らし、ユーザーの不快感をさらに低減できる。

尚、本実施形態では、室内機５が室内膨張弁５２を備える場合について説明したが、空気調和装置は、室内機の冷媒流量を制御する膨張弁を、例えば液管の、各室内機に冷媒が分配されるように分岐した直後に、各室内機に対応付けて備えてもよい。

１空気調和装置
２室外機
５室内機
８液管
９ガス管
１０電気配線
２１圧縮機
３１吐出圧力センサ
３３吐出温度センサ
５２室内膨張弁
５５室内ファン
７１室内機液管
７２室内機ガス管
１００冷媒回路
２００室外機制御手段
２１０ＣＰＵ
２２０記憶部
２３０通信部
２４０センサ入力部
５００室内機制御手段
５１０ＣＰＵ
５３０通信部

Claims

室外機と複数台の室内機が冷媒配管で接続された冷媒回路を有し、該冷媒回路を冷媒が循環して各室内機が設置される空調空間の冷房運転を行う空気調和装置であって、
前記室外機が有する圧縮機から前記冷媒回路に吐出された冷凍機油を前記圧縮機へ回収する油回収運転において、室内機の冷媒流量を制御する膨張弁を第１所定開度まで開くとともに室内ファン回転数を低回転数とする制御を前記複数台の室内機のうちの一部の室内機ごとに実施する第１制御を行う制御手段を有し、
前記制御手段は、前記圧縮機を所定回転数にして室内機の冷媒流量を制御する全ての膨張弁の開度を第２所定開度まで開く制御を第１所定時間ごとに実施する第２制御を行い、前回の第２制御から該第１所定時間が経過するまでの間に前記第１制御が行われた場合は、次の第２制御までの時間を該第１所定時間よりも長い第２所定時間に変更する、
空気調和装置。
前記制御手段は、室内機の運転を停止するときに、停止する室内機を前記一部の室内機として前記第１制御を行う、
請求項１に記載の空気調和装置。
前記制御手段は、前記複数台の室内機の運転合計能力が所定値以上の場合で運転中の室内機の運転を停止するときに前記第１制御を行う、
請求項２に記載の空気調和装置。
前記制御手段は、要求合計能力が閾要求能力を超えた場合に前記停止する室内機を停止し、前記停止する室内機を定期的に変更する運転であるローテーション運転を行い、前記ローテーション運転によって室内機の運転を停止するときに前記第１制御を行う、
請求項３に記載の空気調和装置。
前記制御手段は、前記第１制御の終了条件の成立後に、前記ローテーション運転の新規運転室内機の冷媒流量を制御する膨張弁を開く、
請求項４に記載の空気調和装置。
前記制御手段は、前記第１制御の終了条件の成立後に、前記第１制御を行った室内機の冷媒流量を制御する膨張弁を閉じ始めるのと同時に前記新規運転室内機の冷媒流量を制御する膨張弁を開き始める、
請求項５に記載の空気調和装置。
前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段と、
前記圧縮機に吸入される冷媒の温度である吸入温度を検出する吸入温度検出手段と、
をさらに有し、
前記制御手段は、前記圧縮機の吸入冷媒の過熱度が０となるか、または、所定の油回収時間が経過すると前記第１制御を終了し、過熱度が０となって前記第１制御を終了した場合は、前回の第２制御から該第１所定時間が経過するまでの時間カウントをリセットする、
請求項１に記載の空気調和装置。