JP7439591B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
まず、冷媒回路に充填される冷凍機油量は、圧縮機の潤滑を損なわない範囲でできる限り少ないことが望ましい。冷媒回路に充填される冷凍機油量が多いと圧縮機から冷媒とともに冷媒回路に吐出される冷凍機油の量も多くなり、熱交換器において冷媒流路の内壁に存在する冷凍機油が多くなれば、冷媒と空気の間の熱交換を阻害するからである。
まずは、室外機2について説明する。室外機2は、圧縮機20と、オイルセパレータ21と、逆止弁49、流路切換弁である四方弁22と、室外熱交換器23と、室外機膨張弁24と、液管8が接続された閉鎖弁25と、ガス管9が接続された閉鎖弁26と、アキュムレータ27と、室外機ファン28とを備えている。そして、室外機ファン28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10の一部をなす室外機冷媒回路20を形成している。
室外機ファン28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。室外機ファン28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。
次に、10台の室内機5-1~5-10について説明する。10台の室内機5-1~5-10は全て同じ構成を有しており、室内熱交換器51と、冷媒流量調整手段としての室内機膨張弁52と、液管接続部53と、ガス管接続部54と、室内機ファン55とを備えている。そして、室内機ファン55を除くこれら各構成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10の一部をなす室内機冷媒回路50を構成している。
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10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。尚、以下の説明ではまず、空気調和装置1が暖房運転を行う場合について説明し、次に、空気調和装置1が冷房運転を行う場合について説明する。尚、図1における実線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。また、図1における破線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れを示している。
図1に示すように、空気調和装置1が暖房運転を行う場合は、四方弁22が実線で示す状態、すなわち、四方弁22のポートaとポートdとが連通するように、また、ポートbとポートcとが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路10は、各室内熱交換器51が凝縮器として機能するとともに、室外熱交換器23が蒸発器として機能する暖房サイクルとなる。
このように、各室内熱交換器51が凝縮器として機能し、各室内熱交換器51で冷媒と熱交換を行って加熱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5-1~5-10が設置された室内の暖房が行われる。
室外機膨張弁24で減圧された冷媒は、室外機液管44を流れて室外熱交換器23に流入し、最大回転数とされている室外機ファン28の回転によって室外機5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23から冷媒配管43へと流入した冷媒は、四方弁22、冷媒配管46、アキュムレータ27、吸入管42の順に流れ、圧縮機20に吸入されて再び圧縮される。
空気調和装置1が冷房運転を行う場合は、図1に示すように、四方弁22が破線で示す状態、すなわち、四方弁22のポートaとポートbとが連通するように、また、ポートcとポートdとが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路10は、各室内熱交換器51が蒸発器として機能するとともに、室外熱交換器23が凝縮器として機能する冷房サイクルとなる。
各室内熱交換器51から各室内機ガス管72に流出した冷媒は、各ガス管接続部54を介してガス管9に流出する。ガス管9で合流し閉鎖弁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27、吸入管42の順に流れ、圧縮機20に吸入されて再び圧縮される。
<通常運転>
通常運転は、制御装置80が、第1開閉弁38と第2開閉弁39とを制御して、圧縮機20から吐出された冷媒をバイパス路48側に流す運転である。空気調和装置1の運転が開始されると、制御装置80は、第1開閉弁38を閉鎖して、第2開閉弁39を開放する。これにより、圧縮機20からの吐出冷媒はオイルセパレータ21に流れ込むことなくバイパス路48を流れ、四方弁22を介して暖房運転時は室内機5-1~5-10側へと流れていき、冷房運転時は室外熱交換器23へと流れていく。通常運転では、冷媒と共に圧縮機20から吐出された冷凍機油が室内機側5-1~5-10あるいは室外熱交換器23へ流れていくが、吐出された冷媒の一部がオイルセパレータ27を介して圧縮機20へ戻されてしまうことが抑制できる。
油戻し運転は、制御装置80が、第1開閉弁38と第2開閉弁39とを制御して、圧縮機20から吐出された冷媒をオイルセパレータ21側に流す運転である。制御装置80は、通常運転中に所定条件になると、第1開閉弁38を開放して、第2開閉弁39を閉鎖する。第1開閉弁38が開放して、第2開閉弁39が閉鎖することにより、圧縮機20から吐出された冷媒はバイパス路48には流れずにオイルセパレータ21に流入する。オイルセパレータ21に冷媒と共に流入した冷凍機油が冷媒から分離され、油戻し管47を介して圧縮機20の吸入側へと流れる。一方で、オイルセパレータ21で冷凍機油と分離した冷媒は、流出管41および四方弁22を介して暖房運転時は室内機5-1~5-10側へと流れていき、冷房運転時は室外熱交換器23へと流れていく。このように、油戻し運転では、オイルセパレータ27で分離された冷凍機油と冷媒の一部が油戻し管47を介して圧縮機20に戻されるため、圧縮機20から吐出された冷凍機油が、冷媒回路、特に室外熱交換器や室内熱交換器に滞留することない。そのため、圧縮機20で冷凍機油が不足してしまうことを抑制できる。
尚、吐出過熱度は、吐出圧力センサ3で検出した吐出圧から凝縮温度を計算して求め、吐出温度センサ33で検出した吐出温度から計算して求めた凝縮温度を減じることによって、求めることができる。
ローテーション制御における通常運転から油戻し運転への切り換えは、室内機5-1の次に停止させる室内機5-2を停止させるタイミング(本発明の所定条件の一例)であるが、具体的には、例えば、停止させる室内機5を室内機5-1から室内機5-2に切り換える時点の第2所定時間(例えば、10分)前から油戻し運転を開始し、停止させる室内機を室内機5-1から室内機5-2に切り換える時点で、油戻し運転から通常運転に切り換える。
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
Claims (6)
- 圧縮機と四方弁、及び、室外熱交換器を備えた室外機と、室内熱交換器を備えた複数の室内機とが冷媒配管で接続された冷媒回路と、前記室外機や複数の前記室内機を制御する制御手段と、を備えた空気調和装置において、
前記圧縮機の吐出側に接続して吐出冷媒を冷凍機油と冷媒に分離するオイルセパレータと、
前記オイルセパレータと前記圧縮機の吸入側とを接続して前記オイルセパレータで分離された冷凍機油を圧縮機の吸入側へ戻す油戻し管と、
前記オイルセパレータをバイパスして前記圧縮機の吐出側と前記四方弁とを接続するバイパス路と、
前記圧縮機からの吐出冷媒の流れを前記バイパス路側、または、前記オイルセパレータ側のいずれかに切換える切換手段と、を備え、
前記制御手段は、前記切換手段を前記バイパス路側に切換えて、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス路に流す通常運転と、前記通常運転中に所定条件が成立した場合に、前記切換手段を前記オイルセパレータ側に切換えて、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記オイルセパレータに流す油戻し運転と、の切換えを行い、前記油戻し運転を、前記オイルセパレータに前記冷媒が流れても前記圧縮機の潤滑に十分な量の前記冷凍機油が前記圧縮機に戻ることができ、前記冷媒が不足なく前記冷媒回路を流れることが可能な程度に前記通常運転と前記油戻し運転の切換えを行う制御の態様に応じて設定される短い時間行うことを特徴とする空気調和装置。 - 前記制御手段は、前記所定条件として、一定時間ごとに前記油戻し運転を行うことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記圧縮機は前記圧縮機内の冷凍機油量を検知する油量検知センサを備えており、
前記制御手段は、前記所定条件として、前記油量検知センサの検知に基づき、前記圧縮機内の冷凍機油量が不足していると判断した場合に前記油戻し運転を行うことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記冷媒回路は、吐出圧力センサ及び吐出温度センサを備えており、
前記制御手段は、前記所定条件として、前記吐出圧力センサ及び前記吐出温度センサでの各検出値を用いて吐出過熱度を算出し、算出された前記吐出過熱度が所定値未満であれば前記油戻し運転を行うことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 圧縮機と四方弁、及び、室外熱交換器を備えた室外機と、室内熱交換器を備えた複数の室内機とが冷媒配管で接続された冷媒回路と、前記室外機や複数の前記室内機を制御する制御手段と、を備えた空気調和装置において、
前記圧縮機の吐出側に接続して吐出冷媒を冷凍機油と冷媒に分離するオイルセパレータと、
前記オイルセパレータと前記圧縮機の吸入側とを接続して前記オイルセパレータで分離された冷凍機油を圧縮機の吸入側へ戻す油戻し管と、
前記オイルセパレータをバイパスして前記圧縮機の吐出側と前記四方弁とを接続するバイパス路と、
前記圧縮機からの吐出冷媒の流れを前記バイパス路側、または、前記オイルセパレータ側のいずれかに切換える切換手段と、を備え、
前記冷媒回路には、全ての前記各室内機で定格能力を発揮するために必要な冷媒量である最大充填量より少ない冷媒量である規制充填量が充填されており、
前記制御手段は、前記切換手段を前記バイパス路側に切換えて、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス路に流す通常運転と、前記通常運転中に所定条件が成立した場合に、前記切換手段を前記オイルセパレータ側に切換えて、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記オイルセパレータに流す油戻し運転と、の切換えを行い、
前記所定条件として、前記最大充填量と前記規制充填量との差分に応じて前記室内機の運転の停止と、当該停止する停止室内機を所定のタイミングで変更するローテーション制御を実行し、
前記停止する停止室内機を所定のタイミングで変更する際に、前記油戻し運転を行う、ことを特徴とする空気調和装置。 - 前記切換手段は、前記バイパス路に配置される第1開閉弁と、前記オイルセパレータと前記圧縮機の間に配置される第2開閉弁とを有し、
前記制御手段は、前記通常運転の場合は前記第1開閉弁を開くと共に前記第2開閉弁を閉じ、前記油戻し運転の場合は、前記第1開閉弁を閉じると共に前記第2開閉弁を開くことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の空気調和装置。
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