(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷の要求能力に基づき圧縮機の運転台数を制御する空気調和機において、圧縮機の吐出側の冷媒ガスを前記圧縮機の吸入側に案内するバイパス開閉管と、前記バイパス管の一側に設けられ前記バイパス管の開閉を調節するバイパスバルブと、前記圧縮機作動時吸入側の圧力を調節できるように前記バイパスバルブの開閉を制御する制御部とを含んでなり、
前記圧縮機作動時吸入側の圧力を多段階で調節できるように、前記バイパス管が連結される各圧縮機の吸入側と室内機から戻る冷媒管との間に設けられ開閉される第１バルブと、前記第１バルブと並列接続される毛細管及び前記毛細管と直列接続され開閉される第２バルブを含む圧力調節部をさらに備えることを特徴とする圧力調節装置を備える空気調和機。
【請求項２】
前記圧縮機作動時吸入側の圧力を多段階で調節できるように前記バイパス管が連結される各圧縮機の吸入側と室内機から戻る冷媒管との間に設けられる開度調節が可能な電動バルブよりなされた圧力調節部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の圧縮機起動制御装置。
【請求項３】
室内機からの負荷要求能力に基づき作動される多数個の圧縮機と、前記圧縮機の吐出側の冷媒ガスを前記圧縮機の吸入側に案内するバイパス管と、前記バイパス管の一側に設けられ前記バイパス管の開閉を調節するバイパスバルブと、前記バイパス管が連結される各圧縮機の吸入側と室内機から戻る冷媒管との間に設けられ開閉される第１バルブと、前記第１バルブと並列接続される毛細管及び前記毛細管と直列接続され開閉される第２バルブを含む圧力調節部を備える空気調和機の制御方法において、前記圧縮機のうち起動しようとする圧縮機の吸入側配管の圧力調節部のバルブを閉じバイパスバルブを開放する段階と、前記起動しようとする圧縮機を起動し前記圧力調節部のバルブ開閉を調節して圧力差を段階的に減らす段階と、前記バイパス部を閉じ前記圧縮機を正常運転する段階とを含んでなされることを特徴とする圧力調節装置を備えた空気調和機の制御方法。
【請求項４】
前記圧力差減少段階は、前記圧縮機起動後予め設定された基準時間が経過した後なされることを特徴とする請求項３に記載の圧力調節装置を備えた空気調和機の制御方法。
【請求項５】
前記圧力差減少段階は、前記圧力調節部の第２バルブ開放、第１バルブ開放、第２バルブ閉じを順次に施すことを特徴とする請求項３に記載の圧力調節装置を備えた空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機に係り、さらに詳しくは多数の圧縮機を備えた空気調和機において作動中の圧縮機を停止させず、停止している圧縮機を起動させることができる圧力調節装置を備えた空気調和機とその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機は、人間が生活するのにあたってさらに快適な室内環境の中で生活したい人間の欲求を充足するための目的で作られたものである。このような空気調和機は、圧縮機、凝縮機、毛細管、蒸発器等で構成される冷凍サイクルにより冷気を生成して室内に供給するが、冷凍サイクルは次の通りである。
【０００３】
圧縮機に吸入された冷媒ガスは、モーターの回転に伴って高温高圧のガス状に圧縮され吐出管を通じ凝縮機に流入され、凝縮機で凝縮機ファンにより流入された外気と熱交換して高圧の液体に液化（凝縮）される。そして、凝縮機で液化された高圧の液体冷媒は毛細管を通過しつつ低圧の液体冷媒に減圧膨脹して蒸発器に流入され、蒸発器で蒸発器ファンにより流入された室内空気と熱交換して気体冷媒に気化蒸発しつつ周囲から熱を吸収した後圧縮機の吸入管を通じ圧縮機に吸い込まれる。
【０００４】
図１は従来の空気調和機の室外機を説明するための説明図である。
図１を参照すれば、従来の室外機は定速型圧縮機の第１圧縮機１ａと第２圧縮機１ｂが並んで接続されており、各圧縮機１ａ及び１ｂから吐き出される冷媒からオイルを分離するために第１圧縮機１ａの吐出側には第１オイル分離部２ａが連結され、第２圧縮機１ｂには第２オイル分離部２ｂが連結される。第１及び第２オイル分離部２ａ及び２ｂの出力側は合せられて第１凝縮機６ａ及び第２凝縮機６ｂと連結され、第１及び第２凝縮機６ａ及び６ｂは受液器８を通じて室内機と連結される。この時、第１凝縮機６ａには第１凝縮機ファン７ａが設けられ、第２凝縮機６ｂには第２凝縮機ファン７ｂが設けられる。また室内機からリターンされる冷媒はアキュムレーター９を通じて各々圧縮機１ａ及び１ｂの吸入側に連結される。
【０００５】
前記第１圧縮機１ａと第２圧縮機１ｂとの間には各圧縮機内のオイルの量を均等に調節するために均油管４が設けられ、冷媒の圧力を均等に調節するために均圧管３が設けられる。
【０００６】
前述した構成による従来の制御方法は次の通りである。
図２は従来の室外機の作動を説明するための流れ図である。
第１圧縮機１ａが既に運転されている状態で能力増加命令に応じて総能力を増加（Ｓ１０）させるべき場合、停止中の第２圧縮機１ｂの圧力差を減らすために現在運転中の圧縮機を停止（Ｓ２０）させ所定時間待機する。
【０００７】
そして、予め設定された時間が経過したかを判断（Ｓ３０）した後、所定時間が経過したと判断されれば第１及び第２圧縮機１ａ及び１ｂを同時に起動させる（Ｓ４０）。
上記の通りに作動する従来の室外機において、一つの圧縮機が運転されている状態で停止しているもう一つの圧縮機を起動する場合、停止している圧縮機はその吸入側及び吐出側の圧力差が大きいために起動不良状態になる恐れがある。
【０００８】
これに伴い、前述した通り第１圧縮機１ａが作動されている状態で停止している第２圧縮機１ｂを起動させる場合、既に作動されている第１圧縮機１ａの作動を停止させ第２圧縮機１ｂの吸入側及び吐出側の圧力差を減らす過程が必要である。
【０００９】
したがって、前述した通り従来の空気調和機は、一つの圧縮機が既に運転されている状態で総能力を増やすべき場合、他の圧縮機を直ちに起動させず既に運転中の圧縮機を所定時間一旦停止させる必要があるという問題点があった。これによって、圧縮機が停止されている間冷房あるいは暖房が中止されるため、快適感が低下される短所があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたものであって、その目的は多数の圧縮機を備える空気調和機において能力増加に基づき圧縮機追加作動時、圧縮機を円滑に起動することができるように圧力調節装置を備えた空気調和機とその制御方法を提供するところにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明に係る圧力調節装置を備えた空気調和機とその制御方法は、圧縮機の吐出側の冷媒ガスを圧縮機の吸入側に案内するバイパス管、バイパス管の一側に設けられバイパス管の開閉を調節するバイパスバルブ、圧縮機作動時吸入側の圧力を調節できるようにバイパスバルブの開閉を制御する制御部を備えることを特徴とする構成である。また、圧縮機のうち起動しようとする圧縮機の吸入側配管の圧力調節部のバルブを閉じバイパスバルブを開放する段階と、起動しようとする圧縮機を起動し圧力調節部のバルブ開閉を調節して圧力差を段階的に減らす段階と、バイパス部を閉じ前記圧縮機を正常運転する段階を含んでなされることを特徴とする方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明に係る望ましい実施形態を参照して詳細に説明する。
図３は本発明に係る空気調和機の連結状態を説明するための説明図である。
【００１３】
本発明に係る室外機は多数の定速型圧縮機を備えるが、本実施形態では第１圧縮機１１と第２圧縮機１２が並んで接続されている。前記第１圧縮機１１と第２圧縮機１２との間には各圧縮機内のオイルの量を均等に調節するために均油管１４が設けられ、冷媒の圧力を均等に調節するために均圧管１３が設けられる。
【００１４】
前記各圧縮機１１及び１２から吐き出される冷媒からオイルを分離するために、前記第１圧縮機１１の吐出側には第１オイル分離部２１が連結され、第２圧縮機１２には第２オイル分離部２２が連結される。
【００１５】
前記第１オイル分離部２１の出力側には第１圧縮機１１から吐き出される冷媒ガスを第１圧縮機１１の吸入側に案内する第１バイパス管３１と、前記第１バイパス管３１の一側には、開閉動作により前記第１バイパス管３１を閉じたり開放する第１バイパスバルブ３２が設けられる。また前記第２オイル分離部２２の出力側には第２圧縮機１２から吐き出される冷媒ガスを第２圧縮機１２の吸入側に案内する第２バイパス管３３が設けられ、前記第２バイパス管３３の一側には開閉動作により前記第２バイパス管３３を閉じたり開放する第２バイパスバルブ３４が設けられる。
【００１６】
一方、前記第１及び第２オイル分離部２１及び２２の出力側は合せられ四方バルブ４０を通じて第１凝縮機５１及び第２凝縮機６１と連結され、第１及び第２凝縮機５１及び６１は受液器７０を通じて室内機と連結される。また、室内機からリターンされる冷媒はアキュムレーター８０を通過し、前記アキュムレーター８０の出力管８１は第１圧縮機１１の吸入側に連結される第１冷媒管８２と、第２圧縮機１２の吸入側に連結される第２冷媒管８３に分岐される。
【００１７】
また、前記第１冷媒管８２には第１圧力調節部９０が設けられ、第２冷媒管８３上には第２圧力調節部１００が設けられる。前記第１及び第２圧力調節部９０及び１００は第１バイパスバルブ３２及び第２バイパスバルブ３４の作動と共に、各圧縮機の作動時吸入圧力を段階的に調節するためのものである。
【００１８】
前記各圧力調節部９０及び１００は各圧縮機吸入側に連結される冷媒管８２及び８３上に設けられる第１バルブ９１及び１０１と、前記第１バルブ９１及び１０１と並列接続される毛細管９３及び１０３と、前記毛細管９３及び１０３と直列接続され各圧縮機の吸入側への開閉を調節する第２バルブ９２及び１０２を含む。この時、前記毛細管及びそれと直列接続された第２バルブは、開度調節が可能な電動バルブに代替可能なだけではなく、圧力調節部の全体を開度調節が可能な電動バルブで構成できる。
【００１９】
図４は本発明に係る空気調和機を説明するためのブロック図である。
図４を参照すれば、本発明に係る空気調和機は、多数の室内機２００を備え、各室内機２００は使用者から命令を入力される入力手段２１０と、室内の温度を感知する温度感知部２２０と、入力手段２１０に入力された情報を室外機制御部に伝送する室内機制御部２３０を含む。この時、入力手段２１０は遠隔制御装置（リモコン）を含む。
【００２０】
また、本発明に係る空気調和機は各室内機２００から伝送される情報に基づき負荷量を判断する室外機制御部３１０と、第１バイパスバルブ３２及び第２バイパスバルブ３４と第１圧力調節部９０及び第２圧力調節部１００の各バルブの開閉を調節するバルブ駆動部３２０と、第１凝縮機ファン５２及び第２凝縮機ファン６２を駆動するファン駆動部３３０と、四方バルブ４０の流路を転換させる四方バルブ駆動部３４０と、第１及び第２圧縮機１１及び１２を駆動する第１圧縮機駆動部３５０及び第２圧縮機駆動部３６０を含む。
【００２１】
前述した構成を持つ本発明は、多数の圧縮機を備える空気調和機において一部の圧縮機が既に運転され停止されている圧縮機が起動する場合、圧縮機の内外部の圧力差により起動されないことを防ぐものであって、図５を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図５は本発明に係る圧力調節装置を備えた空気調和機の作動を説明するための流れ図である。
図５を参照すれば、負荷が増加して能力増加命令が入力され圧縮機をさらに作動させる場合（Ｓ１１０）、室外機制御部３１０はバルブ駆動部３２０を制御して現在停止している第２圧縮機１２の第２バイパスバルブ３４を開放させる（Ｓ１２０）。そして、第２圧力調節部１００の全てのバルブ１０１及び１０２を閉じる（Ｓ１３０）。
【００２３】
これによって現在停止している第２圧縮機１２の吐出側と吸入側は第２バイパス管３３を通じて連結され、第１圧縮機１１側の高圧の冷媒ガスが第２圧縮機１２の吸入側に流入され１次に第２圧縮機１２の内部及び外部の圧力差が減少するようになる。
【００２４】
第２バイパスバルブ３４が開放され、第２圧力調節部１００の全てのバルブ１０１及び１０２が閉じた後室外機制御部３１０は第２圧縮機駆動部３６０を制御して現在停止している第２圧縮機１２を起動させる（Ｓ１４０）。第２圧縮機１２が起動すれば、吐出側の高圧冷媒の一部は第２バイパス管３３を通じて第２圧縮機１２の吸入側に流入されるが、このような過程が続けば第２圧縮機１２の内部及び外部の圧力差が減るようになる。
【００２５】
第２圧縮機１２が起動した後室外機制御部３１０は予め設定された基準時間が経過したかを判断する（Ｓ１５０）。前記予め設定された基準時間は約３分であって、第２圧縮機１２の内部及び外部の圧力差が圧縮機起動に妨害にならない程度に減少されるための時間である。
【００２６】
段階（Ｓ１５０）において予め設定された基準時間が経過したと判断されれば、室外機制御部３１０は第２圧力調節部１００の第２バルブ１０２を開放させる（Ｓ１６０）。
この時、第２圧縮機１２の吸入側の圧力が毛細管１０３の第２冷媒管８３側圧力より一層高いため、実質的には、前記吸入側の圧力が毛細管１０３を通じて第２冷媒管８３に伝えられる。これによって、第２圧縮機１２の吸入側圧力は低くなり、第２冷媒管８３の圧力は高まる。
【００２７】
そして、室外機制御部３１０は、バルブ駆動部３２０を制御して第２圧力調節部１００の第１バルブ１０１を開放（Ｓ１７０）させ第２バルブ１０２を閉じる（Ｓ１８０）。そして、室外機制御部３１０はバルブ駆動部３２０を制御して第２バイパスバルブ３４を閉じる（Ｓ１９０）。これに伴い、第２圧縮機１２の吸入側の圧力は一段階さらに低くなり、室内機から戻るガス冷媒の圧力は一段階さらに高まって、結局圧力が等しくなる。
【００２８】
したがって、第２圧縮機１２の内部と外部の圧力差を段階的に減少させることによって、第２圧縮機１２の起動が完了する。第２圧縮機１２の起動が完了すれば室外機制御部３１０は第２圧縮機駆動部３６０を制御して第２圧縮機１２を正常運転する（Ｓ２００）。
前述した過程は第２圧縮機１２が作動中であり第１圧縮機１１が停止している場合、停止中の第１圧縮機１１を起動する場合も同じく適用される。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明に係る圧力調節装置を備えた空気調和機とその制御方法によれば、多数の圧縮機のうち一部が動作され一部が停止している場合、停止している圧縮機の初期起動時既に動作している圧縮機を停止させなくても停止中の圧縮機を安全に起動することができて冷房あるいは暖房の停止させずに快適感を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の空気調和機の室外機を説明するための説明図である。
【図２】従来の空気調和機の作動を説明するための流れ図である。
【図３】本発明に係る圧力調節装置を備えた空気調和機の室外機を説明するための説明図である。
【図４】本発明に係る圧力調節装置を備えた空気調和機を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明に係る圧力調節装置を備えた空気調和機の作動を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
１１    第１圧縮機
１２    第２圧縮機
２１    第１オイル分離部
２２    第２オイル分離部
３１    第１バイパス管
３２    第１バイパスバルブ
３３    第２バイパス管
３４    第２バイパスバルブ
４０    四方バルブ
５１    第１凝縮機
５２    第１凝縮機ファン
６１    第２凝縮機
６２    第２凝縮機ファン
７０    受液器
８０    アキュムレーター
９０    第１圧力調節部
１００    第２圧力調節部
２００    室内機
２１０    入力手段
２２０    温度感知部
２３０    制御部
３１０    室外機制御部
３２０    バルブ駆動部
３３０    ファン駆動部
３４０    四方バルブ駆動部
３５０    第１圧縮機駆動部
３６０    第２圧縮機駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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