JPH11142002A - 冷凍空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 利用側熱交換器から還流する冷凍機油を複数
の熱源機それぞれの圧縮機に均等に配分する冷凍空気調
和装置を得る。 【解決手段】 主熱源機１と従熱源機１０１を組合わせ
て大容量の熱源手段を形成する。この熱源手段により冷
媒回路を構成した冷凍空気調和装置の液側合流部１４、
ガス側合流部１５における各熱源機への返油量の偏向を
考慮し、各熱源機の運転が所定時間継続した段階で均油
運転要否判定手段２０２の動作により均油運転を行う。
そして、利用側熱交換器１２から戻る冷凍機油を適正な
頻度の均油運転により、主熱源機１及び従熱源機１０１
に均等に配分する。これによって、冷凍空気調和の快適
性や、冷凍空気調和の性能の低下を伴うことなく、主圧
縮機２、従圧縮機１０２の動作信頼性を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数台の熱源機
を組合わせて形成された大容量の熱源手段が、一つの冷
媒系統により利用側負荷と接続されて構成された冷凍空
気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１７は、従来の冷凍空気調和装置を示
す冷媒回路図である。図において、１は主熱源機で、そ
れぞれ同容量又は互いに異容量の一台以上の出力制御可
能な主圧縮機２、主油分離器３、主四方切換弁４、主熱
交換器５、一台以上の出力制御可能な主送風機６、主油
溜部７、主液溜部８、主油分離器３及び主油溜部７を接
続した主連結管９、主油溜部７から主圧縮機２に冷凍機
油を戻す主返油回路１０及び主液溜部８から主圧縮機２
に液を戻す主返液回路１１によって構成されている。

【０００３】１０１は従熱源機で、それぞれ同容量又は
互いに異容量の一台以上の定出力又は出力制御可能な従
圧縮機１０２、従油分離器１０３、従四方切換弁１０
４、従熱交換器１０５、一台以上の出力制御可能な従送
風機１０６、従油溜部１０７、従液溜部１０８、従油分
離器１０３と従油溜部１０７を接続した従連結管１０
９、従油溜部１０７から従圧縮機１０２に冷凍機油を戻
す従返油回路１１０及び従液溜部１０８から従圧縮機１
０２に液を戻す従返液回路１１１によって構成されてい
る。

【０００４】１２は利用側流量制御弁１３を介して主熱
源機１及び従熱源機１０１に並列に接続された利用側熱
交換器、１４は液側合流部で、主熱源機１及び利用側熱
交換器１２を接続した管路と従熱源機１０１及び利用側
熱交換器１２を接続した管路とを接続する。１５はガス
側合流部で、主熱源機１及び利用側熱交換器１２を接続
した管路と従熱源機１０１及び利用側熱交換器１２を接
続した管路とを接続する。

【０００５】従来の冷凍空気調和装置は上記のように構
成され、主熱源機１、従熱源機１０１及び利用側熱交換
器１２を主要部として冷媒回路が構成される。そして、
主熱源機１、従熱源機１０１の出力により利用側熱交換
器１２を介して所要の空気調和作用が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の冷
凍空気調和装置において、主熱源機１、従熱源機１０１
等の複数台の熱源機を組合わせることにより大容量の熱
源手段が形成され、この熱源手段が配置された冷媒回路
が構成される。このような構成では利用側熱交換器１２
から戻る冷凍機油がそれぞれの熱源機から吐出した分だ
け各熱源機に戻ることが望ましい。

【０００７】しかし、主熱源機１、従熱源機１０１が別
個に配置されるので、実際に各熱源機から吐出される冷
凍機油量に対して、戻って来る冷凍機油量が同じなるよ
うに制御することは、設置される熱源機台数の増加に比
例して困難となる。このため、一部の熱源機で冷凍機油
が過剰気味になり、他部の熱源機で冷凍機油が不足気味
になって、冷凍機油の不足した熱源機において圧縮機の
動作信頼性が低下するという問題点があった。

【０００８】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたものであり、利用側熱交換器から戻る冷凍機
油が複数の熱源機それぞれの圧縮機に均等に配分される
冷凍空気調和装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る冷凍空気
調和装置においては、出力制御可能な主圧縮機、主油分
離器、主熱交換器及び主油溜部を有する主熱源機と、定
出力又は出力制御可能な従圧縮機、従油分離器、従熱交
換器及び従油溜部を有する従熱源機と、主熱源機及び従
熱源機に接続された利用側熱交換器と、主熱源機及び利
用側熱交換器を接続した管路と従熱源機及び利用側熱交
換器を接続した管路とを接続する液側合流部と、主熱源
機及び利用側熱交換器を接続した管路と従熱源機及び利
用側熱交換器を接続した管路とを接続するガス側合流部
と、主油溜部及び従油溜部が油溜管路によって連結さ
れ、油溜管路の主油溜部側開口部は主油溜部内の液量が
第一所定量以下になったときに主油溜部内の液と接しな
い位置に配置され、油溜管路の従油溜部側開口部は従油
溜部内の液量が第二所定量以下になったときに従油溜部
内の液と接しない位置に配置された均油回路と、主圧縮
機及び従圧縮機の圧縮機運転時間計時手段と、この圧縮
機運転時間計時手段による主圧縮機及び従圧縮機の運転
時間を後述する式１における時間ＴＯに対して比較して
均油運転要否を判定する均油運転要否判定手段とが設け
られる。

【００１０】また、この発明に係る冷凍空気調和装置に
おいては、均油運転要否判定手段の均油運転要判定を介
して制御されて、運転出力が所定時間交互に増減する主
圧縮機及び従圧縮機が設けられる。

【００１１】また、この発明に係る冷凍空気調和装置に
おいては、主熱源機の主圧縮機の吐出部と主油溜部の間
のバイパス回路に設けられて均油運転要否判定手段の均
油運転要判定を介して制御されて所定時間開放する主開
閉弁と、従熱源機の従圧縮機の吐出部と従油溜部の間の
バイパス回路に設けらて均油運転要否判定手段の均油運
転要判定を介して制御されて主開閉弁の開放時に閉成す
る従開閉弁とが設けられる。

【００１２】また、この発明に係る冷凍空気調和装置に
おいては、主熱源機側に設けられた主低圧圧力検知手段
と、従熱源機側に設けられた従低圧圧力検知手段と、主
低圧圧力検知手段及び従低圧圧力検知手段の両者の検知
値が第一所定値に収束したときに動作する第一収束判定
手段と、上記両者の検知値が第二所定値に収束したとき
に動作する第二収束判定手段と、第一収束判定手段及び
第二収束判定手段による収束時間を計時する収束時間計
時手段と、主熱交換器の主送風機の送風出力を制御する
主送風出力調整制御手段と、従熱交換器の従送風機の送
風出力を制御する従送風出力調整制御手段と、均油運転
要否判定手段の均油運転要判定を介して動作し、主送風
機及び従送風機の送風出力を主低圧圧力検知手段を介し
て検知した値と従低圧圧力検知手段を介して検知した値
が所定値に収束して、収束時間計時手段の計時値が所定
時間に達するまで主送風出力調整制御手段及び従送風出
力調整制御手段を動作させる均油運転制御装置とが設け
られる。

【００１３】また、この発明に係る冷凍空気調和装置に
おいては、主熱源機側に設けられた主低圧圧力検知手段
と、従熱源機側に設けられた従低圧圧力検知手段と、主
低圧圧力検知手段及び従低圧圧力検知手段の両者の検知
値が第一所定値に収束したときに動作する第一収束判定
手段と、上記両者の検知値が第二所定値に収束したとき
に動作する第二収束判定手段と、第一収束判定手段及び
第二収束判定手段による収束時間を計時する収束時間計
時手段と、従熱交換器と液側合流部の間の管路に設けら
れた流量制御弁と、均油運転要否判定手段の均油運転要
判定を介して動作し、流量制御弁を主低圧圧力検知手段
を介して検知した値と従低圧圧力検知手段を介して検知
した値が所定値に収束して、収束時間計時手段の計時値
が所定時間に達するまで流量制御弁を動作させる流量制
御弁調整手段とが設けられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図７は、こ
の発明の実施の形態の一例を示す図で、図１は冷媒回路
図、図２は図１の熱源機における油収支を概念的に示す
グラフ、図３は図２に関連した主熱源機側の油収支関係
グラフ、図４は図２に関連した従熱源機側の油収支関係
グラフ、図５は図１の冷媒回路の油収支に関する返油回
路図、図６は図１の冷媒回路の冷媒循環量に対する油収
支関係グラフ、図７は図１の冷媒回路に対する制御を説
明するフローチャートである。

【００１５】図において、１は主熱源機で、一台又は複
数台によって構成されて一台の場合は出力制御可能な圧
縮機によって構成され、複数台の場合は、出力制御可能
な圧縮機とこの圧縮機と同能力の定出力圧縮機又は出力
制御可能な圧縮機の組合わせ、もしくは異能力の定出力
圧縮機又は出力制御可能な圧縮機の組合わせによる複数
台からなる主圧縮機２、主油分離器３、主四方切換弁
４、主熱交換器５、一台以上の出力制御可能な主送風機
６、主油溜部７、主液溜部８、主油分離器３と主油溜部
７を接続した主連結管９、主油溜部７から主圧縮機２に
冷凍機油を戻す主返油回路１０及び主液溜部８から主圧
縮機２に液を戻す主返液回路１１によって構成されてい
る。

【００１６】１０１は従熱源機で、それぞれ同容量又は
互いに異容量の一台以上の定出力又は出力制御可能な従
圧縮機１０２、従油分離器１０３、従四方切換弁１０
４、従熱交換器１０５、一台以上の出力制御可能な従送
風機１０６、従油溜部１０７、従液溜部１０８、従油分
離器１０３と従油溜部１０７を接続した従連結管１０
９、従油溜部１０７から従圧縮機１０２に冷凍機油を戻
す従返油回路１１０及び従液溜部１０８から従圧縮機１
０２に液を戻す従返液回路１１１によって構成されてい
る。

【００１７】１２は利用側流量制御弁１３を介して主熱
源機１及び従熱源機１０１に並列に接続された利用側熱
交換器、１４は液側合流部で、主熱源機１及び利用側熱
交換器１２を接続した管路と従熱源機１０１及び利用側
熱交換器１２を接続した管路とを接続する。１５はガス
側合流部で、主熱源機１及び利用側熱交換器１２を接続
した管路と従熱源機１０１及び利用側熱交換器１２を接
続した管路とを接続する。

【００１８】１６は均油回路で、主油溜部７及び従油溜
部１０７が油溜管路によって連結され、油溜管路の主油
溜部側開口部は主油溜部７内の液量が第一所定量以下に
なったときに主油溜部７内の液と接しない位置に配置さ
れ、油溜管路の従油溜部側開口部は従油溜部１０７内の
液量が第二所定量以下になったときに従油溜部１０７内
の液と接しない位置に配置される。

【００１９】Ｇｏは各熱源機の冷媒循環量ＧＲに対する
吐出油量、ＯＳは油分離器による油分離効率、Ｒ１は各
熱源機系外への循環油量、Ｒ２は各熱源機系外へ流出し
た循環油量Ｒ１に対するガス側合流部１５、液側合流部
１４から各熱源機への返油量、Ｒ３は油分離器から油溜
部への返油量、Ｒ４は油溜部から圧縮機への返油量、Ｒ
５は油溜部から圧縮機への返油量である。なお、各記号
の末尾におけるａは主熱源機１に関する量を示し、ｂは
従熱源機１０１に関する量を示す。

【００２０】また、図２において横軸に主熱源機１及び
従熱源機１０１の冷媒循環量ＧＲａ、ＧＲｂ、縦軸に主
熱源機１及び従熱源機１０１からの吐出油量Ｇｏａ、Ｇ
ｏｂを示す。また、図３及び図４において横軸に主熱源
機１及び従熱源機１０１の循環油量Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、縦
軸にガス側合流部１５、液側合流部１４からの返油量Ｒ
２ａ、Ｒ２ｂを示す。

【００２１】なお、以下は主熱源機１の主圧縮機２につ
いて一台の出力制御型圧縮機とし、また従熱源機１０１
の従圧縮機１０２について一台の定出力型圧縮機として
説明する。しかし、主圧縮機２については一台又は複数
台によって構成されて一台の場合は出力制御可能な圧縮
機によって構成され、複数台の場合は、出力制御可能な
圧縮機とこの圧縮機と同能力の定出力圧縮機又は出力制
御可能な圧縮機の組合わせ、もしくは異能力の定出力圧
縮機又は出力制御可能な圧縮機の組合わせによる構成で
あっても同様の作用を得ることができる。また、従圧縮
機１０２については適宜な能力の、また適宜な出力形態
の圧縮機の一台又は複数台によって構成された場合であ
っても同様の作用を得ることができる。

【００２２】また、上記のような圧縮機の組合わせにお
いて一台以上の主熱源機１に対し、上記のような圧縮機
の組合わせにおける複数の従熱源機１０１が組合わされ
た場合であっても同様の作用を得ることができる。

【００２３】なお、図２において冷媒循環量ＧＲの増加
に伴い油吐出量Ｇｏ、各熱源機系外への循環油量Ｒ１も
増加することを示し、また返油量Ｒ４、Ｒ５は油吐出量
Ｇｏに比例し、返油量Ｒ３は冷媒循環量ＧＲに対してほ
ぼ一定値を示す。以下、一例として主熱源機１側の油吐
出量Ｇｏａが、従熱源機１０１の油吐出量Ｇｏｂよりも
大きい場合について述べる。

【００２４】また、図３及び図４において主熱源機１及
び従熱源機１０１からの循環油量Ｒ１に対する返油量Ｒ
２の偏差を示す。すなわち、図３及び図４中の一次直線
上に返油量Ｒ２が載れば、主熱源機１及び従熱源機１０
１の循環油量Ｒ１に対する返油量Ｒ２が適正であること
を示す。

【００２５】以下、一例として、主熱源機１側の循環油
量Ｒ１ａが増加すると主熱源機１側への返油量Ｒ２ａが
減少し、その減少分が図４のＡ領域に示すように従熱源
機１０１側へ過剰に返油される。また、主熱源機１側の
循環油量Ｒ１ａが減少すると主熱源機１側への返油量Ｒ
２ａが増加し、主熱源機１側へ過剰に返油されその過剰
分が図４のＢ領域に示すように従熱源機１０１側への返
油量が減少する場合について述べる。

【００２６】上記のように構成された冷凍空気調和装置
において、主熱源機１、従熱源機１０１及び利用側熱交
換器１２を主要部として冷媒回路が構成される。そし
て、主熱源機１、従熱源機１０１の出力により利用側熱
交換器１２を介して所要の空気調和が行われる。

【００２７】そして、均油回路１６は主熱源機１及び従
熱源機１０１の両者の間に構成され、上記両者の油吐出
量に対し上記両者への返油量に不均衡が生じて、上記両
者の一方の熱源機で冷凍機油不足、他方の熱源機で冷凍
機油過剰となった場合に主油溜部７と従油溜部１０７の
間で均油を行う。

【００２８】また、主油溜部７内と従油溜部１０７内に
は圧縮機の必要冷凍機油量以外に前述の第一所定量又は
第二所定量分の冷凍機油が封入されている。これらの所
定量は、上記両者から吐出される冷凍機油量に対して上
記両者への返油量に不均衡が生じた場合に、上記両者の
圧縮機を不均衡発生後に所定時間運転するために必要な
冷凍機油量である。

【００２９】以下、冷媒の挙動について図１に実線の矢
印で示す冷房運転の場合について説明する。すなわち、
主熱源機１の主圧縮機２を出た高温、高圧のガス冷媒は
主四方弁４を経て主熱交換機５へ流れる。ここで放熱し
高圧の液冷媒となり、その後主熱源機１を出て液側合流
部１４に至る。

【００３０】また、従熱源機１０１においても同様に従
圧縮機１０２から従四方弁１０４を経て従熱交換機１０
５へ流れ、液側合流部１４で主熱源機１からの液冷媒と
合流する。次いで、合流した液冷媒は利用側流量制御弁
１３へ流れて減圧されて低温低圧の二相冷媒となり利用
側熱交換器１２に流れて吸熱して、その殆どがガス状に
なる。そして、この低圧ガス冷媒はガス側合流部１５で
主熱源機１側と従熱源機１０１側に別れる。

【００３１】そして、主熱源機１に流れた冷媒は主四方
弁４を経て主液溜部８に入り、一部未蒸発であった液冷
媒を分離してガス冷媒のみが主圧縮機２に戻る。また、
従熱源機１０１側も主熱源機１側と同様に従四方弁１０
４及び従液溜部１０８を経て従圧縮機１０２に戻る。

【００３２】次に、図１に破線の矢印で示す暖房運転の
場合について説明する。すなわち、主熱源機１の主圧縮
機２を出た高温、高圧のガス冷媒は主四方弁４を経てガ
ス側合流部１５に至る。ここで主熱源機１側と同様にし
て従熱源機１０１から流れるガス冷媒と合流し、利用側
熱交換器１２に流れてガス冷媒が放熱、凝縮して高圧の
液冷媒となる。

【００３３】そして、利用側熱交換器１２を出た冷媒は
利用側流量制御弁１３へ流れて減圧されて低圧の二相冷
媒となる。この二相冷媒はそのまま液側合流部１４に至
り主熱源機１側と従熱源機１０１側に別れる。主熱源機
１側に流れた冷媒は主熱交換機５でその液部が殆ど吸熱
蒸発し主四方弁４を経て、主液溜部８により気液分離さ
れてガス冷媒のみが主圧縮機２に至る。また、液側合流
部１４から従熱源機１０１に流れた冷媒は従熱交換機１
０５、従四方弁１０４及び従液溜部１０８を経て従圧縮
機１０２に戻る。

【００３４】次に、冷凍機油の挙動について図１に実線
の矢印で示す冷房運転の場合について説明する。すなわ
ち、主熱源機１の主圧縮機２を出た高温、高圧のガス冷
媒と共に冷凍機油も吐出されて、主油分離器３によりガ
ス冷媒と冷凍機油に分離される。

【００３５】そして、主油分離器３で冷凍機油の大部分
を回収するが一部分はガス冷媒と共に主四方弁４を経て
主熱交換機５へ流れ、その後主熱源機１を出て液側合流
部１４に至る。また、主油分離器３で分離された冷凍機
油は、主油分離器３と主油溜部７を連結する主連結管９
をとおって主油溜部７に溜められて、主返油回路１０に
より主圧縮機２に還流する。

【００３６】また、従熱源機１０１においても主熱源機
１と同様に、従圧縮機１０２から吐出された冷凍機油は
従油分離器１０３でガス冷媒と冷凍機油に分離される。
そして、冷凍機油は一部分がガス冷媒と共に従四方弁１
０４を経て従熱交換機１０５へ流れ、その後従熱源機１
０１を出て液側合流部１４に至る。また、従油分離器１
０３で分離された冷凍機油は、従油分離器１０３と従油
溜部１０７を連結する従連結管１０９をとおって従油溜
部１０７に溜められて、従返油回路１１０により従圧縮
機１０２に還流する。

【００３７】一方、主油分離器３又は従油分離器１０３
で分離されきれずに主熱源機１及び従熱源機１０１外へ
流出して、液側合流部１４において合流した主熱源機１
及び従熱源機１０１からの冷凍機油は、そのまま利用側
熱交換器１２に向かう。そして、利用側流量制御弁１３
により減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、利用側熱
交換器１２で吸熱することにより、その殆どがガス状と
なった冷媒と共にガス側合流部１５で主熱源機１側と従
熱源機１０１側に分かれる。

【００３８】そして、主熱源機１側に流れた冷凍機油は
主四方弁４を経て未蒸発の液冷媒と共に、主液溜部８に
入りガス冷媒と分離されて溜められる。この主液溜部８
に溜められた冷凍機油は、主液溜部８から主圧縮機２に
冷媒と冷凍機油の混合液を戻す主返液回路１１によって
主圧縮機２へ戻る。また、従熱源機１０１側も主熱源機
１側と同様に従四方弁１０４、従液溜部１０８及び従返
液回路１１１を経て従圧縮機１０２に戻る。

【００３９】次に、冷凍機油の挙動について図１に破線
の矢印で示す暖房運転の場合について説明する。すなわ
ち、主熱源機１の主圧縮機２を出た高温、高圧のガス冷
媒と共に吐出された冷凍機油は、主油分離器３によりガ
ス冷媒と冷凍機油に分離される。

【００４０】そして、主油分離器３で冷凍機油の大部分
を回収するが一部分はガス冷媒と共に主四方弁４を経て
主熱源機１を出てガス側合流部１５に至る。また、主油
分離器３で分離された冷凍機油は、主油分離器３と主油
溜部７を連結する主連結管９をとおって主油溜部７に溜
められて、主返油回路１０により主圧縮機２に還流す
る。

【００４１】また、従熱源機１０１においても主熱源機
１と同様に、従圧縮機１０２から吐出された冷凍機油は
従油分離器１０３でガス冷媒と冷凍機油に分離される。
そして、冷凍機油は一部分がガス冷媒と共に従四方弁１
０４を経て従熱交換機１０５へ流れ、その後従熱源機１
０１を出てガス側合流部１５に至る。また、従油分離器
１０３で分離された冷凍機油は、従油分離器１０３と従
油溜部１０７を連結する従連結管１０９をとおって従油
溜部１０７に溜められて、従返油回路１１０により従圧
縮機１０２に還流する。

【００４２】一方、主油分離器３又は従油分離器１０３
で分離されきれずに主熱源機１及び従熱源機１０１外へ
流出して、ガス側合流部１５において合流した主熱源機
１及び従熱源機１０１からの冷凍機油は、そのまま利用
側熱交換器１２に向かう。そして、利用側熱交換器１２
で放熱して液冷媒となり利用側流量制御弁１３により減
圧されて低温低圧の二相状態となった冷媒と共に、液側
合流部１４で主熱源機１側と従熱源機１０１側に分かれ
る。

【００４３】そして、主熱源機１側に流れた冷凍機油は
主熱交換機５及び主四方弁４を経て未蒸発の液冷媒と共
に、主液溜部８に入りガス冷媒と分離されて溜められ
る。この主液溜部８に溜められた冷凍機油は、主液溜部
８から主圧縮機２に冷媒と冷凍機油の混合液を戻す主返
液回路１１によって主圧縮機２へ戻る。

【００４４】また、従熱源機１０１側も主熱源機１側と
同様に従熱交換機１０５及び従四方弁１０４を経て、未
蒸発の液冷媒と共に従液溜部１０８に溜められた冷凍機
油は、従液溜部１０８から従圧縮機１０２に冷媒と冷凍
機油の混合液を戻す従返液回路１１１によって従圧縮機
１０２へ戻る。

【００４５】ここで、主熱源機１及び従熱源機１０１の
両者の一方で冷凍機油が不足し、他方で冷凍機油が過剰
となる事態が発生する経過を説明する。なお、このよう
な事態は前述の冷凍機油の挙動によって上記両者から吐
出された冷凍機油量に対し、液側合流部１４及びガス側
合流部１５において上記両者への返油量の不均衡のため
に発生する。

【００４６】すなわち、今、図２に示すように主熱源機
１の主圧縮機２の油吐出量Ｇｏａに比べ、従熱源機１０
１の従圧縮機１０２の油吐出量Ｇｏｂの方が小さく、図
３及び図４に示すように主熱源機１系外へ流出する循環
油量Ｒ１ａに対し返油量Ｒ２ａが少なく、従圧縮機１０
２の油吐出量Ｇｏｂに対し返油量Ｒ２ｂが過剰な場合、
すなわち図４中のＡ領域について図５によって説明す
る。

【００４７】すなわち、図２に示すように主圧縮機２の
油吐出量Ｇｏａが大きくなると、ある一定差圧において
一定返油能力の主油分離器３から主油溜部７への返油量
Ｒ３ａに対し、主油分離器３における油分離効率ＯＳａ
（＝Ｒ３ａ／Ｇｏａ）が低下するので、主熱源機１系外
へ流出する循環油量Ｒ１ａが増加する。また、図３中の
Ａ領域に示すように液側合流部１４及びガス側合流部１
５からの返油量Ｒ２ａが主熱源機１系外へ流出する循環
油量Ｒ１ａに比べ減少するため、主液溜部８から主圧縮
機２への返油量Ｒ４ａも低下する。

【００４８】そして、油吐出量Ｇｏａの増加に対し主油
分離器３から主油溜部７への返油量Ｒ３ａが少ない上
に、主油溜部７から主圧縮機２への返油量Ｒ５ａは油吐
出量Ｇｏａとほぼ同量で返油されるため、時間の経過と
共に主油溜部７内の冷凍機油量が低下してＲ５ａ＞Ｒ３
ａとなる。これによって、主油溜部７内の冷凍機油量が
空になるとＧｏａ＞Ｒ５ａ（＝Ｒ３ａ）＋Ｒ４ａとなっ
て、いずれ主圧縮機２内の冷凍機油量さえも低下する。

【００４９】また、図２に示すように油吐出量Ｇｏａの
大きい主圧縮機２に比べて、比較的に油吐出量Ｇｏｂの
小さい従圧縮機１０２では、図４に示すＡ領域のように
液側合流部１４及びガス側合流部１５からの返油量Ｒ２
ｂが従熱源機１０１系外へ流出する循環油量Ｒ１ｂに比
べ増加するため、従液溜部１０８から従圧縮機１０２へ
の返油量Ｒ４ｂも増加する。

【００５０】このとき、従圧縮機１０２内の冷凍機油量
が増加するので油吐出量Ｇｏｂが若干増加してＧｏｂ’
となるが、油吐出量Ｇｏｂに対し油分離効率ＯＳａが一
定領域であるため従油分離器１０３から従油溜部１０７
への絶対返油量Ｒ３ｂのみが増加し、返油量Ｒ１ｂは一
定のままとなる。

【００５１】また、従油溜部１０７から従圧縮機１０２
への返油量Ｒ５ｂは、従液溜部１０８から従圧縮機１０
２への返油量Ｒ４ｂが増加する前の油吐出量Ｇｏｂとほ
ぼ同量で返油されるため、Ｇｏｂ’＝Ｒ５ｂ（＝Ｇｏ
ｂ）＋Ｒ４ｂ、Ｒ５ｂ＜Ｒ３ｂとなり、時間の経過と共
に従油溜部１０７内の冷凍機油量が増加する。

【００５２】なお、前述の説明では主熱源機１及び従熱
源機１０１の両者間の冷凍機油の偏在を放置すると、上
記両者の一方の圧縮機の冷凍機油量が低下して圧縮機の
動作信頼性が低下する状況を述べた。しかし、この問題
は上記両者間において均油運転を行うことによって解消
するものの、過度に均油運転を行うと冷凍空気調和の快
適性や、冷凍空気調和性能の低下を招く。

【００５３】したがって、図１〜図７の実施の形態にお
いては上記両者の圧縮機の油吐出量Ｇｏと、液側合流部
１４及びガス側合流部１５における上記両者への返油量
の偏差及び上記両者の圧縮機の運転出力を考慮し、上記
両者の運転が所定時間に達したときに適正な均油運転を
行うように冷凍空気調和装置が制御される。

【００５４】すなわち、主熱源機１及び従熱源機１０１
の両者間の冷凍機油の偏在を解消するために適正な均油
運転を行って上記両者の圧縮機の動作信頼性を向上す
る。このために主油溜部７及び従油溜部１０７の一方の
内部の冷凍機油が空になった場合にのみ均油運転を行
う。

【００５５】このような均油運転を行うには、主圧縮機
２及び従圧縮機１０２の油吐出量Ｇｏと液側合流部１４
及びガス側合流部１５における上記両者への返油量の偏
差及び主圧縮機２及び従圧縮機１０２の運転出力の図６
に示すような関係から均油運転要、すなわち油溜部内部
の冷凍機油が空となるまでの運転可能時間を最適に設定
することにより均油運転の頻度が抑制される。

【００５６】そして、前述の油吐出量Ｇｏａ＞Ｇｏｂ、
かつ返油量Ｒ２ａ＜Ｒ２ｂについて考察すると、油溜部
内部の冷凍機油が空となるまでの運転可能時間Ｔは次の
式１に示すようになる。

【数２】 ここに χ：主油溜部７、従油溜部１０７内の冷凍機油
量 ρ：油密度 Ｒ５：主油溜部７、従油溜部１０７から主圧縮機２、従
圧縮機１０２への返油量 Ｒ３：主油分離器３、従油分離器１０３から主油溜部
７、従油溜部１０７への返油量

【００５７】そして、前述のＡ領域の運転範囲では最悪
条件であるＲ５ａ＝Ｒ５ａmax ≒〔Ｇｏａmax （圧縮機
の冷媒循環量max に対する油吐出量max 値）又は圧縮機
吸入管内の流速max 値と前後差圧、液冷媒ヘッドにより
求められる返油量max 値〕と、Ｒ３ａ＝Ｒ３ａmin （主
油分離器３と主油溜部７を結ぶ主連結管９の管路径、長
さ及び前後差圧から求められるmin 値）によって運転可
能時間Ｔａが求められる。

【００５８】また、従熱源機１０１の従油溜部１０７内
の冷凍機油量が低下する場合、すなわち油吐出量Ｇｏａ
＜Ｇｏｂ、かつ返油量Ｒ２ａ＞Ｒ２ｂについて考察する
と、均油運転要、すなわち油溜部内部の冷凍機油が空と
なるまでの運転可能時間Ｔｂは、最悪条件であるＲ５ｂ
＝Ｒ５ｂmax ≒〔Ｇｏｂmax （圧縮機の冷媒循環量max
に対する油吐出量max 値）又は圧縮機吸入管内の流速ma
x 値と前後差圧、液冷媒ヘッドにより求められる返油量
max 値〕と、Ｒ３ｂ＝Ｒ３ｂmin （従油分離器１０３と
従油溜部１０７を結ぶ従連結管１０９の管路径、長さ及
び前後差圧から求められるmin 値）によって運転可能時
間Ｔｂが求められる。

【００５９】したがって、無用な均油運転を抑制して適
正な均油運転を行う圧縮機運転時間は、運転可能時間Ｔ
ａ及び運転可能時間Ｔｂのいずれかの小さい方というこ
とになる。そして、図７に示すフローチャートによって
均油運転が行われる。すなわちステップ２０１において
運転時間計時手段２０１により主圧縮機２及び従圧縮機
１０２の運転時間Ｔが計時される。

【００６０】次いでステップ２０２、すなわち均油運転
要否判定手段２０２へ進み、運転時間Ｔが運転可能時間
Ｔａ及び運転可能時間Ｔｂのいずれかの小さい方、すな
わち運転可能時間Ｔｏよりも小さければステップ２０１
へ戻り、大きければステップ２０３へ進む。そして、ス
テップ２０３へ進んで均油運転が行われる。

【００６１】これによって、主熱源機１及び従熱源機１
０１を組合わせて大容量の熱源手段が形成され、この熱
源手段により冷媒回路が構成された冷凍空気調和装置に
おいて、液側合流部１４、ガス側合流部１５における各
熱源機への返油量の偏向を考慮し、各熱源機の運転が所
定時間継続した段階で均油運転要否判定手段２０２の判
定を介して均油運転が行われる。

【００６２】そして、均油運転要否判定手段２０２の判
定による均油運転により利用側熱交換器１２から戻る冷
凍機油が、適正な頻度により主熱源機１及び従熱源機１
０１に均等に配分される。したがって、冷凍空気調和の
快適性や、冷凍空気調和の性能の低下を伴うことなく、
主圧縮機２、従圧縮機１０２の動作信頼性を向上するこ
とができる。

【００６３】実施の形態２．図８〜図１１は、この発明
の他の実施の形態の一例を示す図で、図８〜図１１はそ
れぞれ通常運転時における均油運転時の圧縮機運転出力
を示すグラフである。なお、冷凍空気調和装置の構成、
冷媒の流れ、通常運転時の冷凍機油の流れは前述の図１
〜図７の実施の形態と同様であり、均油運転については
次に述べるように行われる。

【００６４】すなわち、前述の図７におけるステップ２
０２、すなわち均油運転要否判定手段２０２による均油
運転要判定のときに、図８に示すように通常運転時の圧
縮機運転出力に応じて、均油運転時は各熱源機間で冷凍
機油が移動し得る所定時間だけ各熱源機の圧縮機の出力
を増減させる。そして、熱源機内の主油溜部７の内圧Ｐ
ａと従油溜部１０７の内圧Ｐｂとにより差圧を生じさせ
て冷凍機油を移動させる。

【００６５】図８により通常運転時に主圧縮機２運転出
力＜従圧縮機１０２運転出力の場合、すなわち図８に示
すＡ部、図９の場合に少なくとも一台の出力制御型圧縮
機を有する主圧縮機２の運転出力を、従圧縮機１０２の
運転出力よりも大きくなるように所定時間増加させる。
これにより、主油溜部７の内圧Ｐａと従油溜部１０７の
内圧Ｐｂの関係を逆転させ、すなわち通常時Ｐａ＞Ｐｂ
→均油時Ｐａ＜Ｐｂとし、従油溜部１０７内の冷凍機油
を主油溜部７へ移動させる。

【００６６】そして、均油運転の所定時間が経過した後
に元の通常運転時の主圧縮機２、従圧縮機１０２の運転
状態に戻す。このときに主油溜部７、従油溜部１０７の
差圧は元に戻って主油溜部７内の冷凍機油が従油溜部１
０７へ移動する。なお、均油回路１６の開口部は主油溜
部７内の液量が第一所定量以下になったときに主油溜部
７内の液面と接しない位置に配置され、また従油溜部１
０７内の液量が第二所定量以下になったときに従油溜部
１０７内の液面と接しない位置に配置される。このた
め、均油運転を行ったときに主油溜部７、従油溜部１０
７の冷凍機油量が所定量を超えて低下することはない。

【００６７】例えば、図８に示すＡ部、図９の状態で
は、内圧Ｐａ＞Ｐｂであり従油溜部１０７へ冷凍機油が
偏在し易い。このため、従油溜部１０７内に第二所定量
以上の冷凍機油が存在し、主油溜部７側で冷凍機油が不
足しているとすると、均油運転では従油溜部１０７から
主油溜部７へ冷凍機油が移動する。しかし、従油溜部１
０７の第二所定量以上の余剰油のみが移動して、従油溜
部１０７に第二所定量の冷凍機油が保持される。

【００６８】次に、図８により通常運転時に主圧縮機２
運転出力＝従圧縮機１０２運転出力の場合、すなわち図
８に示すＢ部、図１０の場合に少なくとも一台の出力制
御型圧縮機を有する主圧縮機２の運転出力を、まず従圧
縮機１０２の運転出力よりも大きくなるように所定時間
増加させる。

【００６９】これにより、主油溜部７の内圧Ｐａと従油
溜部１０７の内圧Ｐｂに差圧を生じさせ、すなわち通常
時Ｐａ＝Ｐｂ→均油時Ｐａ＜Ｐｂとし、従油溜部１０７
内の第二所定量以上の冷凍機油を主油溜部７へ移動させ
る。そして、均油運転の所定時間が経過した後に、主圧
縮機２側の運転出力を従圧縮機１０２の運転出力よりも
小さくなるように所定時間減少させ、主油溜部７の内圧
Ｐａと従油溜部１０７の内圧Ｐｂに差圧を逆転させて均
油時Ｐａ＜Ｐｂ→均油時Ｐａ＞Ｐｂとする。

【００７０】これにより、主油溜部７内の第一所定量以
上の冷凍機油を従油溜部１０７へ移動させる。そして、
所定時間経過後に元の通常運転時の主圧縮機２、従圧縮
機１０２の運転状態に戻す。また、図８により通常運転
時に主圧縮機２運転出力＞従圧縮機１０２運転出力の場
合、すなわち図８に示すＣ部、図１１の場合に少なくと
も一台の出力制御型圧縮機を有する主圧縮機２の運転出
力を、従圧縮機１０２の運転出力よりも小さくなるよう
に所定時間減少させる。

【００７１】これにより、主油溜部７の内圧Ｐａと従油
溜部１０７の内圧Ｐｂの関係を逆転させ、すなわち通常
時Ｐａ＜Ｐｂ→均油時Ｐａ＞Ｐｂとし、主油溜部７内の
第一所定量以上の冷凍機油を従油溜部１０７へ移動させ
る。そして、均油運転の所定時間が経過した後に、元の
通常運転時の主圧縮機２、従圧縮機１０２の運転状態に
戻す。

【００７２】このときの主油溜部７、従油溜部１０７内
の差圧は元に戻って、従油溜部１０７内の第二所定量以
上の冷凍機油は主油溜部７へ移動する。このようにし
て、主熱源機１及び従熱源機１０１を組合わせて大容量
の熱源手段が形成され、この熱源手段により冷媒回路が
構成された冷凍空気調和装置において、主熱源機１及び
従熱源機１０１の運転出力差を所定時間逆転させる。

【００７３】これによって、利用側熱交換器１２から戻
る冷凍機油が、適正な頻度の均油運転によって主熱源機
１及び従熱源機１０１に均等に配分される。したがっ
て、詳細な説明を省略するが図８〜図１１の実施の形態
においても図１〜図７の実施の形態と同様な作用が得ら
れる。なお、以上の説明は均油運転時に主油溜部７、従
油溜部１０７の内圧差をつけるための圧縮機運転出力調
整を主圧縮機２側のみで行うものとした。

【００７４】しかし、従圧縮機１０２側にも出力制御型
圧縮機が設けられている場合に、主圧縮機２側の運転出
力をそのままとし、従圧縮機１０２側のみで圧縮機運転
出力を調整して主油溜部７、従油溜部１０７の内圧差を
つけ均油運転を行っても図８〜図１１の実施の形態と同
様な作用を得ることができる。また、主圧縮機２及び従
圧縮機１０２の両方の運転出力を調整し、主油溜部７、
従油溜部１０７の内圧差をつけて均油運転を行うように
しても図８〜図１１の実施の形態と同様な作用を得るこ
とができる。

【００７５】実施の形態３．図１２も、この発明の他の
実施の形態の一例を示す図で、図１２は冷凍空気調和装
置における冷媒回路の油収支に関する返油回路図であ
る。なお、冷凍空気調和装置の構成、冷媒の流れ、通常
運転時の冷凍機油の流れは前述の図１〜図７の実施の形
態と同様であり、均油運転については次に述べるように
行われる。図において、前述の図５と同符号は相当部分
を示す。

【００７６】１７は主熱源機１に設けられた主開閉弁
で、主圧縮機２の吐出部と主油溜部７の間のバイパス回
路に配置されている。１１７は従熱源機１０１に設けら
れた従開閉弁で、従圧縮機１０２の吐出部と従油溜部１
０７の間のバイパス回路に配置されている。なお、主開
閉弁１７及び従開閉弁１１７を、それぞれ対応した主圧
縮機２及び従圧縮機１０２のいかなる運転出力パターン
時においても、主油溜部７内圧Ｐａと従油溜部１０７内
圧Ｐｂとの差圧調整が可能な容量に設定する。

【００７７】上記のように構成された冷凍空気調和装置
において、前述の均油運転要否判定手段２０２により均
油運転要と判定された場合に、次に述べるように制御さ
れる。すなわち、図１２に示すように均油運転時には主
圧縮機２、従熱圧縮１０２の運転出力にかかわらず、主
熱源機１、従熱源機１０１間で冷凍機油が移動し得る所
定時間だけ主開閉弁１７、従開閉弁１１７を交互に開閉
させて、主油溜部７内圧Ｐａと従油溜部１０７内圧Ｐｂ
との間に差圧をつけて冷凍機油を移動する。

【００７８】例えば、図１２に示すように通常運転時に
主油溜部７内圧Ｐａと従油溜部１０７内圧Ｐａの関係
が、Ｐａ＜Ｐｂであり、主油溜部７内に余剰油が滞留し
従油溜部１０７内で冷凍機油の不足気味である場合に、
次の制御が行われる。

【００７９】すなわち、まず主開閉弁１７を冷凍機油が
移動し得る所定時間だけ開放し、前述の差圧の関係をＰ
ａ＞Ｐｂとして主油溜部７内の冷凍機油を均油管１６に
より従油溜部１０７へ移動させる。そして、所定時間経
過後に主開閉弁１７を閉成して従開閉弁１１７を冷凍機
油が移動可能な所定時間開放し、前述の差圧の関係をＰ
ａ＜Ｐｂとして従油溜部１０７内の冷凍機油を均油管１
６により主油溜部７へ移動させる。次いで、この均油運
転のための所定時間の経過後に従開閉弁１１７が閉成さ
れて均油運転が終了し通常運転に復帰する。

【００８０】なお、均油回路１６の開口部は、主油溜部
７内で第一所定量以下の液面になったときに主油溜部７
内の液面と接しない位置に配置され、また従油溜部１０
７内で第二所定量以下の液面になったときに従油溜部１
０７内の液面と接しない位置に配置される。このため、
均油運転を行ったときに主油溜部７、従油溜部１０７の
冷凍機油量が所定量を超えて低下することはない。

【００８１】例えば、前述の状態では主油溜部７に第一
所定量以上の冷凍機油があり、従油溜部１０７内で冷凍
機油が不足しているとすると、均油運転により主油溜部
７から従油溜部１０７へ冷凍機油が移動する。しかし、
主油溜部７の第一所定量以上の余剰冷凍機油のみが移動
して、第一所定量の冷凍機油は主油溜部７に保持され
る。

【００８２】また、以上は主油溜部７から従油溜部１０
７へ冷凍機油を移動させる均油運転の制御について説明
したが、この制御と同様な制御によって従油溜部１０７
から主油溜部７へ冷凍機油を移動させる均油運転が行わ
れる。なお、主開閉弁１７、従開閉弁１１７の交互開閉
動作は、冷凍機油の移動方向に対応した順序によって行
われる。

【００８３】このようにして、主熱源機１及び従熱源機
１０１を組合わせて大容量の熱源手段が形成され、この
熱源手段により冷媒回路が構成された冷凍空気調和装置
において、主熱源機１及び従熱源機１０１間で冷凍機油
が移動し得る所定時間についてバイパス回路の主開閉弁
１７、従開閉弁１１７を開閉させる。

【００８４】これによって、利用側熱交換器１２から戻
る冷凍機油が、適正な頻度の均油運転によって主熱源機
１及び従熱源機１０１に均等に配分される。したがっ
て、詳細な説明を省略するが図１２の実施の形態におい
ても図１〜図７の実施の形態と同様な作用が得られる。

【００８５】また、図１２の実施の形態における圧縮機
運転出力調整により均油運転を行う手法と、他の実施の
形態における手法を組合わせて均油運転を行うことも可
能である。また、主油溜部７、従油溜部１０７と主液溜
部８、従液溜部１０８が連通している場合に、主圧縮機
２、従熱圧縮１０２から主開閉弁１７、従開閉弁１１７
を介して主液溜部８、従液溜部１０８へのバイパス回路
を設けた構成であっても図１２の実施の形態における作
用が得られる。

【００８６】実施の形態４．図１３及び図１４も、この
発明の他の実施の形態の一例を示す図で、図１３は冷媒
回路図、図１４は図１３の冷媒回路に対する制御を説明
するフローチャートである。なお、冷凍空気調和装置の
構成、冷媒の流れ、通常運転時の冷凍機油の流れは前述
の図１〜図７の実施の形態と同様であって、均油運転に
ついては次に述べるように行われる。図において、前述
の図１〜図７と同符号は相当部分を示す。

【００８７】１８は主四方切換弁４と主油溜部７との間
に設けられた主低圧圧力検知手段、１１８は従四方切換
弁１０４と従油溜部１０７との間に設けられた従低圧圧
力検知手段、１９は主低圧圧力検知手段１８及び従低圧
圧力検知手段１１８の検知値が予め設定された第一の値
に収束したかどうかを判定する第一収束判定手段、２０
は主低圧圧力検知手段１８及び従低圧圧力検知手段１１
８の検知値が予め設定された第二の値に収束したかどう
かを判定する第二収束判定手段である。

【００８８】２１は第一収束判定手段１９及び第二収束
判定手段２０の判定に基づく収束時間を計時する収束時
間計時手段、２２は主送風機６の主送風出力調整制御手
段、１２２は従主送風機１０６の従送風出力調整制御手
段である。２２２は第一収束判定手段１９、第二収束判
定手段２０、収束時間計時手段２１、主送風出力調整制
御手段２２及び従送風出力調整制御手段１２２を主要部
として構成された均油運転制御装置である。

【００８９】なお、主低圧圧力検知手段１８及び従低圧
圧力検知手段１１８の配置位置は、対応した主圧縮機
２、従圧縮機１０２の吸入側に接続される適宜な低圧管
路であっても上記の配置と同様な作用を得ることができ
る。

【００９０】上記のように構成された冷凍空気調和装置
において、通常運転時の主圧縮機２、従圧縮機１０２の
運転出力にかかわらず主圧縮機２、従圧縮機１０２の運
転出力はそのままで、主油溜部７、従油溜部１０７の内
圧とほぼ同値である主熱源機１、従熱源機１０１内の低
圧圧力を検知する。この検知を介して冷凍機油の移動が
できる主油溜部７、従油溜部１０７の内圧差が確保でき
るように、主送風機６、従主送風機１０６の運転出力、
すなわち風量を調整して均油動作を行う。

【００９１】そして、前述の均油運転要否判定手段２０
２により均油運転要と判定された場合に、図１４のフロ
ーチャートによる制御が行われる。すなわち、ステップ
３０１において前述の運転時間計時手段２０１により主
圧縮機２及び従圧縮機１０２の運転時間Ｔが計時され
る。

【００９２】次いでステップ３０２、すなわち均油運転
要否判定手段２０２へ進み、運転時間Ｔが運転可能時間
Ｔａ及び運転可能時間Ｔｂのいずれかの小さい方、すな
わち運転時間Ｔｏよりも小さければステップ３０１へ戻
り、大きければステップ３０３へ進んで均油運転が行わ
れる。そして、ステップ３０４により主低圧圧力検知手
段１８、ステップ３０５により従低圧圧力検知手段１１
８によって対応した熱源機の低圧圧力を検知してステッ
プ３０６へ進む。

【００９３】そして、ステップ３０６で均油運転時に主
圧縮機２、従圧縮機１０２の運転出力にかかわらず主油
溜部７から従油溜部１０７へ冷凍機油を移動させるため
に、第一収束判定手段１９の主油溜部７内圧Ｐａと従油
溜部１０７内圧Ｐｂの関係がＰａ＞Ｐｂでなければステ
ップ３０７へ進み、Ｐａ＞Ｐｂであればステップ３０８
へ進む。

【００９４】そして、ステップ３０７において、主送風
出力調整制御手段２２により主送風機６の運転出力が、
従送風出力調整制御手段１２２により従主送風機１０６
の運転出力が調整されてステップ３０６へ戻る。また、
ステップ３０８において収束時間計時手段２１が動作し
てステップ３０９へ進み、収束時間計時手段２１の計時
値Ｔ１が圧縮機運転時間Ｔよりも大きくなければステッ
プ３０８へ戻り、大きければステップ３１０へ進む。

【００９５】そして、ステップ３１０で従油溜部１０７
から主油溜部７へ冷凍機油を移動させるために第二収束
判定手段２０の主油溜部７内圧Ｐａと従油溜部１０７内
圧Ｐｂの関係がＰａ＜Ｐｂでなければステップ３１１へ
進み、Ｐａ＜Ｐｂであればステップ３１２へ進む。

【００９６】これにより、ステップ３１１において、主
送風出力調整制御手段２２により主送風機６の運転出力
が、従送風出力調整制御手段１２２により従主送風機１
０６の運転出力が調整されてステップ３１０へ戻る。ま
た、ステップ３１２で収束時間計時手段２１が動作して
ステップ３１３へ進み、収束時間計時手段２１の計時値
Ｔ１が圧縮機運転時間Ｔよりも大きくなければステップ
３１２へ戻り、大きければステップ３１４へ進んで均油
運転が終了する。

【００９７】例えば、暖房運転時に第一収束判定手段１
９の主油溜部７内圧Ｐａと従油溜部１０７内圧Ｐｂの関
係をＰａ＞Ｐｂとして、主油溜部７から従油溜部１０７
へ冷凍機油を移動させる場合に主油溜部７内圧Ｐａを上
昇させるために主送風機６の運転出力を増加して主熱交
換器５の蒸発圧力を上昇させる。また、従油溜部１０７
内圧Ｐｂを低下させるために従送風機１０６の運転出力
を減少して従熱交換器１０５の蒸発圧力を低下させる。

【００９８】このときに、主油溜部７内圧Ｐａは蒸発圧
力の上昇に伴い上昇し、従油溜部１０７内圧Ｐｂは蒸発
圧力の低下に伴い低下する。このため、主油溜部７内の
冷凍機油は従油溜部１０７へ移動する。また、第二収束
判定手段２０の主油溜部７内圧Ｐａと従油溜部１０７内
圧Ｐｂの関係をＰａ＜Ｐｂとして、従油溜部１０７から
主油溜部７へ冷凍機油を移動させる場合に、主油溜部７
内圧Ｐａを低下させるために主送風機６の運転出力を低
下して主熱交換器５の蒸発圧力を低下させる。

【００９９】また、従油溜部１０７内圧Ｐｂを上昇させ
るために従送風機１０６の運転出力を増加して従熱交換
器１０５の蒸発圧力を上昇させる。このときに、主油溜
部７内圧Ｐａは蒸発圧力の低下に伴い低下し、従油溜部
１０７内圧Ｐｂは蒸発圧力の上昇に伴い上昇する。この
ため、従油溜部１０７内の冷凍機油は主油溜部７へ移動
する。

【０１００】このようにして、主熱源機１及び従熱源機
１０１を組合わせて大容量の熱源手段が形成され、この
熱源手段により冷媒回路が構成された冷凍空気調和装置
において、暖房運転中に均油運転が必要となった場合
に、均油運転制御装置２２２の動作により次に述べる作
用が得られる。すなわち、主熱源機１及び従熱源機１０
１の運転出力をそのままとし各熱源機で検知した低圧に
基づいて、それぞれの低圧が各熱源機間で冷凍機油が移
動し得る値となるまで、主送風機６、従送風機１０６の
運転出力を調整する。

【０１０１】これによって、均油運転中の快適性、性能
低下が少なく、また各熱源機の運転出力変化がないこと
とも相俟って均油運転後に迅速に冷凍空気調和装置が性
能回復し、かつ利用側熱交換器１２から戻る冷凍機油
が、適正な頻度の均油運転によって主熱源機１及び従熱
源機１０１に均等に配分される。したがって、詳細な説
明を省略するが図１３及び図１４の実施の形態において
も図１〜図７の実施の形態と同様な作用が得られる。

【０１０２】実施の形態５．図１５及び図１６も、この
発明の他の実施の形態の一例を示す図で、図１５は冷媒
回路図、図１６は図１５の冷媒回路に対する制御を説明
するフローチャートである。なお、冷凍空気調和装置の
構成、冷媒の流れ、通常運転時の冷凍機油の流れは前述
の図１〜図７の実施の形態と同様であって、均油運転に
ついては次に述べるように行われる。図において、前述
の図１〜図７、図１３及び図１４と同符号は相当部分を
示し、２３は従熱交換器１０５と液側合流部１４の間の
管路に設けられた流量制御弁、２４は流量制御弁２３に
接続された流量制御弁調整手段である。

【０１０３】上記のように構成された冷凍空気調和装置
において、通常運転時の主圧縮機２、従圧縮機１０２の
運転出力にかかわらず主圧縮機２、従圧縮機１０２の運
転出力はそのままで、主油溜部７、従油溜部１０７の内
圧とほぼ同値である主熱源機１、従熱源機１０１内の低
圧圧力を検知する。この検知を介して冷凍機油の移動が
できる主油溜部７、従油溜部１０７の内圧差が確保でき
るように、従熱源機１０１側の流量制御弁２３を調整し
て均油動作を行う。

【０１０４】そして、前述の均油運転要否判定手段２０
２により均油運転要と判定された場合に、図１６のフロ
ーチャートによる制御が行われる。すなわち、ステップ
４０１において前述の運転時間計時手段２０１により主
圧縮機２及び従圧縮機１０２の運転時間Ｔが計時され
る。

【０１０５】次いでステップ４０２、すなわち均油運転
要否判定手段２０２へ進み、運転時間Ｔが運転可能時間
Ｔａ及び運転可能時間Ｔｂのいずれかの小さい方、すな
わち運転時間Ｔｏよりも小さければステップ４０１へ戻
り、大きければステップ４０３へ進んで均油運転が行わ
れる。そして、ステップ４０４により主低圧圧力検知手
段１８、ステップ４０５により従低圧圧力検知手段１１
８によって対応した熱源機の低圧圧力を検知してステッ
プ４０６へ進む。

【０１０６】そして、均油運転時に主圧縮機２、従圧縮
機１０２の運転出力にかかわらず主油溜部７から従油溜
部１０７へ冷凍機油を移動させるために、第一収束判定
手段１９の主油溜部７内圧Ｐａと従油溜部１０７内圧Ｐ
ｂの関係がＰａ＞Ｐｂでなければステップ４０７へ進
み、Ｐａ＞Ｐｂであればステップ４０８へ進む。

【０１０７】そして、ステップ４０７において、流量制
御弁調整手段２４により流量制御弁２３が調整されてス
テップ４０６へ戻る。また、ステップ４０８において収
束時間計時手段２１が動作してステップ４０９へ進み、
収束時間計時手段２１の計時値Ｔ１が圧縮機運転時間Ｔ
よりも大きくなければステップ４０８へ戻り、大きけれ
ばステップ４１０へ進む。

【０１０８】そして、ステップ４１０で従油溜部１０７
から主油溜部７へ冷凍機油を移動させるために第二収束
判定手段２０の主油溜部７内圧Ｐａと従油溜部１０７内
圧Ｐｂの関係がＰａ＜Ｐｂでなければステップ４１１へ
進み、Ｐａ＜Ｐｂであればステップ４１２へ進む。これ
により、ステップ４１１において、流量制御弁調整手段
２４により流量制御弁２３が調整されてステップ４１０
へ戻る。

【０１０９】また、ステップ４１２で収束時間計時手段
２１が動作してステップ４１３へ進み、収束時間計時手
段２１の計時値Ｔ１が圧縮機運転時間Ｔよりも大きくな
ければステップ４１２へ戻り、大きければステップ４１
４へ進んで均油運転が終了する。

【０１１０】次に、図１５により暖房運転時の冷媒の挙
動と併せて均油運転時の冷凍機油の流れを説明する。す
なわち、暖房運転時に第一収束判定手段１９の主油溜部
７内圧Ｐａと従油溜部１０７内圧Ｐｂの関係をＰａ＞Ｐ
ｂとして、主油溜部７から従油溜部１０７へ冷凍機油を
移動させる場合に、従油溜部１０７内圧Ｐｂを低下させ
るために流量制御弁２３を次第に閉成して従熱交換器１
０５の蒸発圧力を低下させる。

【０１１１】このときに、利用側熱交換器１２、利用側
流量制御弁１３を経て液側合流部１４から従熱源機１０
１へ分流された気液二相冷媒は、流量制御弁２３を閉成
することにより更に減圧される。このため、液側合流部
１４の圧力に対して主熱交換器５までの間に絞り装置の
ない主熱源機１側よりも圧力低下が大きいので、従熱交
換器１０５の蒸発圧力が低下する。

【０１１２】これに伴って、従油溜部１０７内圧Ｐｂも
主油溜部７内圧Ｐａよりも低下して、主油溜部７内の冷
凍機油は従油溜部１０７へ移動する。また、第二収束判
定手段２０の主油溜部７内圧Ｐａと従油溜部１０７内圧
Ｐｂの関係をＰａ＜Ｐｂとして、従油溜部１０７から主
油溜部７へ冷凍機油を移動させる場合に、主油溜部７内
圧Ｐａを上昇させるために流量制御弁２３を次第に開放
し、従熱交換器１０５の蒸発圧力を上昇させる。

【０１１３】このときに、利用側熱交換器１２、利用側
流量制御弁１３を経て液側合流部１４から従熱源機１０
１へ分流された気液二相冷媒は、流量制御弁２３を開放
することにより液側合流部１４の圧力に対して圧力低下
が小さくなる。このため、従熱交換器１０５における蒸
発圧力が上昇する。これに伴って、従油溜部１０７内圧
Ｐｂも主油溜部７内圧Ｐａよりも上昇して、従油溜部１
０７内の冷凍機油が主油溜部７へ移動する。

【０１１４】このようにして、主熱源機１及び従熱源機
１０１を組合わせて大容量の熱源手段が形成され、この
熱源手段により冷媒回路が構成された冷凍空気調和装置
において、暖房運転中に均油運転が必要となった場合
に、主熱源機１及び従熱源機１０１の運転出力をそのま
まとし各熱源機で検知した低圧に基づいて、それぞれの
低圧が各熱源機間で冷凍機油が移動し得る値となるま
で、従熱交換器１０５と液側合流部１４の間に配置され
た流量制御弁２３を調整する。

【０１１５】これによって、均油運転中の快適性、性能
低下が少なく、また各熱源機の運転出力変化がないこと
とも相俟って均油運転後に迅速に冷凍空気調和装置が性
能回復し、かつ利用側熱交換器１２から戻る冷凍機油
が、適正な頻度の均油運転によって主熱源機１及び従熱
源機１０１に均等に配分される。したがって、詳細な説
明を省略するが図１３及び図１４の実施の形態において
も図１〜図７の実施の形態と同様な作用が得られる。

【０１１６】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、出力制
御可能な主圧縮機、主油分離器、主熱交換器及び主油溜
部を有する主熱源機と、定出力又は出力制御可能な従圧
縮機、従油分離器、従熱交換器及び従油溜部を有する従
熱源機と、主熱源機及び従熱源機に接続された利用側熱
交換器と、主熱源機及び利用側熱交換器を接続した管路
と従熱源機及び利用側熱交換器を接続した管路とを接続
する液側合流部と、主熱源機及び利用側熱交換器を接続
した管路と従熱源機及び利用側熱交換器を接続した管路
とを接続するガス側合流部と、主油溜部及び従油溜部が
油溜管路によって連結され、油溜管路の主油溜部側開口
部は主油溜部内の液量が第一所定量以下になったときに
主油溜部内の液と接しない位置に配置され、油溜管路の
従油溜部側開口部は従油溜部内の液量が第二所定量以下
になったときに従油溜部内の液と接しない位置に配置さ
れた均油回路と、主圧縮機及び従圧縮機の圧縮機運転時
間計時手段と、この圧縮機運転時間計時手段による主圧
縮機及び従圧縮機の運転時間を前述の式１における時間
ＴＯに対して比較して均油運転要否を判定する均油運転
要否判定手段とを設けたものである。

【０１１７】これによって、主熱源機及び従熱源機を組
合わせて大容量の熱源手段が形成され、この熱源手段に
より冷媒回路が構成された冷凍空気調和装置において、
液側合流部、ガス側合流部における各熱源機への返油量
の偏向を考慮し、各熱源機の運転が所定時間継続した段
階で均油運転要否判定手段の判定を介して均油運転を行
う。そして、利用側熱交換器から戻る冷凍機油が適正な
頻度の均油運転によって、主熱源機及び従熱源機に均等
に配分される。したがって、冷凍空気調和の快適性や、
冷凍空気調和の性能の低下を伴うことなく、主圧縮機、
従圧縮機の動作信頼性を向上する効果がある。

【０１１８】また、この発明は以上説明したように、均
油運転要否判定手段の均油運転要判定を介して制御され
て、運転出力が所定時間交互に増減する主圧縮機及び従
圧縮機を設けたものである。

【０１１９】これによって、主熱源機及び従熱源機を組
合わせて大容量の熱源手段が形成され、この熱源手段に
より冷媒回路が構成された冷凍空気調和装置において、
液側合流部、ガス側合流部における各熱源機への返油量
の偏向を考慮し、各熱源機の運転が所定時間継続した段
階で均油運転要否判定手段の判定を介して、主熱源機及
び従熱源機の運転出力差を所定時間逆転させる均油運転
を行う。

【０１２０】これにより、利用側熱交換器から戻る冷凍
機油が、適正な頻度の均油運転によって主熱源機及び従
熱源機に均等に配分される。したがって、冷凍空気調和
の快適性や、冷凍空気調和の性能の低下を伴うことな
く、主圧縮機、従圧縮機の動作信頼性を向上する効果が
ある。

【０１２１】また、この発明は以上説明したように、主
熱源機の主圧縮機の吐出部と主油溜部の間のバイパス回
路に設けられて均油運転要否判定手段の均油運転要判定
を介して制御されて所定時間開放する主開閉弁と、従熱
源機の従圧縮機の吐出部と従油溜部の間のバイパス回路
に設けられて均油運転要否判定手段の均油運転要判定を
介して制御されて主開閉弁の開放時に閉成動作する従開
閉弁とを設けたものである。

【０１２２】これによって、主熱源機及び従熱源機を組
合わせて大容量の熱源手段が形成れ、この熱源手段によ
り冷媒回路が構成された冷凍空気調和装置において、液
側合流部、ガス側合流部における各熱源機への返油量の
偏向を考慮し、各熱源機の運転が所定時間継続した段階
で均油運転要否判定手段の判定を介して、バイパス回路
の主開閉弁、従開閉弁を所定時間交互に開閉させる。

【０１２３】これにより、利用側熱交換器から戻る冷凍
機油が、適正な頻度の均油運転によって主熱源機及び従
熱源機に均等に配分される。したがって、冷凍空気調和
の快適性や、冷凍空気調和の性能の低下を伴うことな
く、主圧縮機、従圧縮機の動作信頼性を向上する効果が
ある。

【０１２４】また、この発明は以上説明したように、主
熱源機側に設けられた主低圧圧力検知手段と、従熱源機
側に設けられた従低圧圧力検知手段と、主低圧圧力検知
手段及び従低圧圧力検知手段の両者の検知値が第一所定
値に収束したときに動作する第一収束判定手段と、上記
両者の検知値が第二所定値に収束したときに動作する第
二収束判定手段と、第一収束判定手段及び第二収束判定
手段による収束時間を計時する収束時間計時手段と、主
熱交換器の主送風機の送風出力を制御する主送風出力調
整制御手段と、従熱交換器の従送風機の送風出力を制御
する従送風出力調整制御手段と、均油運転要否判定手段
の均油運転要判定を介して動作し、主送風機及び従送風
機の送風出力を主低圧圧力検知手段を介して検知した値
と従低圧圧力検知手段を介して検知した値が所定値に収
束して、収束時間計時手段の計時値が所定時間に達する
まで主送風出力調整制御手段及び従送風出力調整制御手
段を動作させる均油運転制御装置とを設けたものであ
る。

【０１２５】これによって、主熱源機及び従熱源機を組
合わせて大容量の熱源手段が形成され、この熱源手段に
より冷媒回路が構成された冷凍空気調和装置において、
液側合流部、ガス側合流部における各熱源機への返油量
の偏向を考慮し、暖房運転中に均油運転が必要となった
場合に、各熱源機の運転が所定時間継続した段階で均油
運転要否判定手段の判定を介して、主熱源機及び従熱源
機の運転出力をそのままとし各熱源機で検知した低圧に
基づいて、それぞれの低圧が各熱源機間で冷凍機油が移
動し得る値となるまで、主送風機、従送風機の送風出力
を調整する。

【０１２６】これにより、均油運転中の快適性、性能低
下が少なく、また各熱源機の運転出力変化がないことと
も相俟って均油運転後に迅速に性能回復し、かつ利用側
熱交換器から戻る冷凍機油が、適正な頻度の均油運転に
よって主熱源機及び従熱源機に均等に配分される。した
がって、冷凍空気調和の快適性や、冷凍空気調和の性能
の低下を伴うことなしに、主圧縮機、従圧縮機の動作信
頼性を向上する効果がある。

【０１２７】また、この発明は以上説明したように、主
熱源機側に設けられた主低圧圧力検知手段と、従熱源機
側に設けられた従低圧圧力検知手段と、主低圧圧力検知
手段及び従低圧圧力検知手段の両者の検知値が第一所定
値に収束したときに動作する第一収束判定手段と、上記
両者の検知値が第二所定値に収束したときに動作する第
二収束判定手段と、第一収束判定手段及び第二収束判定
手段による収束時間を計時する収束時間計時手段と、従
熱交換器と液側合流部の間の管路に設けられた流量制御
弁と、均油運転要否判定手段の均油運転要判定を介して
動作し、流量制御弁を主低圧圧力検知手段を介して検知
した値と従低圧圧力検知手段を介して検知した値が所定
値に収束して、収束時間計時手段の計時値が所定時間に
達するまで流量制御弁を動作させる流量制御弁調整手段
とを設けたものである。

【０１２８】これによって、主熱源機及び従熱源機を組
合わせて大容量の熱源手段が形成され、この熱源手段に
より冷媒回路が構成された冷凍空気調和装置において、
液側合流部、ガス側合流部における各熱源機への返油量
の偏向を考慮し、暖房運転中に均油運転が必要となった
場合に、各熱源機の運転が所定時間継続した段階で均油
運転要否判定手段の判定を介して、主熱源機及び従熱源
機の運転出力をそのままとし各熱源機で検知した低圧に
基づいて、それぞれの低圧が各熱源機間で冷凍機油が移
動し得る値となるまで、従熱交換器と液側合流部の間に
配置された流量制御弁を調整する。

【０１２９】これにより、均油運転中の快適性、性能低
下が少なく、また各熱源機の運転出力変化がないことと
も相俟って均油運転後に迅速に性能回復し、かつ利用側
熱交換器１２から戻る冷凍機油が、適正な頻度の均油運
転によって主熱源機及び従熱源機に均等に配分される。
したがって、冷凍空気調和の快適性や、冷凍空気調和の
性能の低下を伴うことなしに、主圧縮機、従圧縮機の動
作信頼性を向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す冷媒回路図。

【図２】 図１の熱源機における油収支を概念的に示す
グラフ。

【図３】 図２に関連した主熱源機側の油収支関係グラ
フ。

【図４】 図２に関連した従熱源機側の油収支関係グラ
フ。

【図５】 図１の冷媒回路の油収支に関する返油回路
図。

【図６】 図１の冷媒回路の冷媒循環量に対する油収支
関係グラフ。

【図７】 図１の冷媒回路に対する制御を説明するフロ
ーチャート。

【図８】 この発明の実施の形態２を示す通常運転時に
おける均油運転の圧縮機運転出力を示すグラフ。

【図９】 図８に関連した他の圧縮機運転出力を示すグ
ラフ。

【図１０】 図８に関連した他の圧縮機運転出力を示す
グラフ。

【図１１】 図８に関連した他の圧縮機運転出力を示す
グラフ。

【図１２】 この発明の実施の形態３を示す図で、冷凍
空気調和装置における冷媒回路の油収支に関する返油回
路図。

【図１３】 この発明の実施の形態４を示す冷媒回路
図。

【図１４】 図１３の冷媒回路に対する制御を説明する
フローチャート。

【図１５】 この発明の実施の形態５を示す冷媒回路
図。

【図１６】 図１５の冷媒回路に対する制御を説明する
フローチャート。

【図１７】 従来の冷凍空気調和装置を示す冷媒回路
図。

【符号の説明】

１ 主熱源機、２ 主圧縮機、３ 主油分離器、５ 主
熱交換器、６ 主送風機、７ 主油溜部、１０１ 従熱
源機、１０２ 従圧縮機、１０３ 従油分離器、１０５
従熱交換器、１０６ 従送風機、１０７ 従油溜部、
１２ 利用側熱交換器、１４ 液側合流部、１５ ガス
側合流部、１６ 均油回路、２０１ 圧縮機運転時間計
時手段、２０２ 均油運転要否判定手段、１７ 主開閉
弁、１１７ 従開閉弁、１８ 主低圧圧力検知手段、１
１８ 従低圧圧力検知手段、１９第一収束判定手段、２
０ 第二収束判定手段、２１ 収束時間計時手段、２２
主送風出力調整制御手段、１２２ 従送風出力調整制御
手段、２２２ 均油運転制御装置、２３ 流量制御弁、
２４ 流量制御弁調整手段。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力制御可能な主圧縮機、主油分離器、
   主熱交換器及び主油溜部を有する主熱源機と、従圧縮
   機、従油分離器、従熱交換器及び従油溜部を有する従熱
   源機と、上記主熱源機及び従熱源機に接続された利用側
   熱交換器と、上記主熱源機及び利用側熱交換器を接続し
   た管路と上記従熱源機及び利用側熱交換器を接続した管
   路とを接続する液側合流部と、上記主熱源機及び利用側
   熱交換器を接続した管路と上記従熱源機及び利用側熱交
   換器を接続した管路とを接続するガス側合流部と、上記
   主油溜部及び従油溜部が油溜管路によって連結され、上
   記油溜管路の上記主油溜部側開口部は上記主油溜部内の
   液量が第一所定量以下になったときに上記主油溜部内の
   液と接しない位置に配置され、上記油溜管路の上記従油
   溜部側開口部は上記従油溜部内の液量が第二所定量以下
   になったときに上記従油溜部内の液と接しない位置に配
   置された均油回路と、上記主圧縮機及び従圧縮機の圧縮
   機運転時間計時手段と、この圧縮機運転時間計時手段に
   よる上記主圧縮機及び従圧縮機の運転時間を下式におけ
   る時間ＴＯと比較して均油運転要否を判定する均油運転
   要否判定手段とを備えた冷凍空気調和装置。 【数１】 ここに χ：油溜部内油量 ρ：油密度 Ｒ５：油溜部から圧縮機への返油量 Ｒ３：油分離器から油溜部への返油量
2. 【請求項２】 均油運転要否判定手段の均油運転要判定
   を介して制御されて、運転出力が所定時間交互に増減す
   る主圧縮機及び従圧縮機としたことを特徴とする請求項
   １記載の冷凍空気調和装置。
3. 【請求項３】 主熱源機の主圧縮機の吐出部と主油溜部
   の間のバイパス回路に設けられて均油運転要否判定手段
   の均油運転要判定を介して制御されて所定時間開放する
   主開閉弁と、従熱源機の従圧縮機の吐出部と従油溜部の
   間のバイパス回路に設けらて上記均油運転要否判定手段
   の均油運転要判定を介して制御されて上記主開閉弁の開
   放時に閉成する従開閉弁とを備えたことを特徴とする請
   求項１記載の冷凍空気調和装置。
4. 【請求項４】 主熱源機側に設けられた主低圧圧力検知
   手段と、従熱源機側に設けられた従低圧圧力検知手段
   と、上記主低圧圧力検知手段及び従低圧圧力検知手段の
   両者の検知値が第一所定値に収束したときに動作する第
   一収束判定手段と、上記両者の検知値が第二所定値に収
   束したときに動作する第二収束判定手段と、上記第一収
   束判定手段及び第二収束判定手段による収束時間を計時
   する収束時間計時手段と、主熱交換器の主送風機の送風
   出力を制御する主送風出力調整制御手段と、従熱交換器
   の従送風機の送風出力を制御する従送風出力調整制御手
   段と、均油運転要否判定手段の均油運転要判定を介して
   動作し、上記主送風機及び従送風機の送風出力を上記主
   低圧圧力検知手段を介して検知した値と上記従低圧圧力
   検知手段を介して検知した値が所定値に収束して、上記
   収束時間計時手段の計時値が所定時間に達するまで上記
   主送風出力調整制御手段及び従送風出力調整制御手段を
   動作させる均油運転制御装置とを備えたことを特徴とす
   る請求項１記載の冷凍空気調和装置。
5. 【請求項５】 主熱源機側に設けられた主低圧圧力検知
   手段と、従熱源機側に設けられた従低圧圧力検知手段
   と、上記主低圧圧力検知手段及び従低圧圧力検知手段の
   両者の検知値が第一所定値に収束したときに動作する第
   一収束判定手段と、上記両者の検知値が第二所定値に収
   束したときに動作する第二収束判定手段と、上記第一収
   束判定手段及び第二収束判定手段による収束時間を計時
   する収束時間計時手段と、従熱交換器と液側合流部の間
   の管路に設けられた流量制御弁と、均油運転要否判定手
   段の均油運転要判定を介して動作し、上記流量制御弁を
   上記主低圧圧力検知手段を介して検知した値と上記従低
   圧圧力検知手段を介して検知した値が所定値に収束し
   て、上記収束時間計時手段の計時値が所定時間に達する
   まで上記流量制御弁を動作させる流量制御弁調整手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の冷凍空気調和
   装置。