(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列に設けられた複数台の圧縮機(11,12)を備えた冷凍装置であって、
少なくとも１台の圧縮機(11)を停止させて行う所定運転の際に、停止している圧縮機(11)の吸入配管(41)に吐出ガス冷媒を供給すると共に、
該吐出ガスの供給を前記所定運転の開始前から開始する
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
互いに並列に設けられた第１及び第２の圧縮機(11,12)を含む複数台の圧縮機を備えた冷凍装置であって、
冷媒の流通方向を切り替えるための四路切換弁(13)と、
上記第１圧縮機(11)と上記第２圧縮機(12)とを接続する均油管(43)と、
吐出配管(22)と上記第１圧縮機(11)の吸入配管(41)とを接続するバイパス管(60)と、
上記バイパス管(60)に設けられた通路開閉手段(61)と、
上記四路切換弁(13)を切り替えると共に上記第２圧縮機(12)を駆動し且つ上記第１圧縮機(11)を停止させて行う所定運転の開始前から、上記通路開閉手段(61)を開放する制御手段(40)と
を備えていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷凍装置であって、
前記所定運転は、デフロスト運転である
ことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の圧縮機を備えた冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、互いに並列に設けられた複数台の圧縮機を備えた冷凍装置はよく用いられている。この種の冷凍装置では、圧縮機の運転台数を変更することにより、広い範囲で能力を調整することができる。また、逆サイクルデフロスト等、圧縮機の容量が少なくてもよいときには、一部の圧縮機のみを駆動させて運転を行う。
【０００３】
例えば図４に示すように、２台の圧縮機(101,102)を備えた冷凍装置において、そのうちの１台の圧縮機(101)のみを駆動する運転にあっては、冷媒は吸入配管(106)から圧縮機(101)に吸い込まれ、当該圧縮機(101)によって圧縮されてから、高圧のガス冷媒として吐出される。この際、運転を停止している圧縮機(102)には、吸入冷媒が流れ込むことはない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、例えば逆サイクルデフロスト運転の開始直後などのように運転状態が過渡的な状態になったときには、アキュムレータ(100)の液面が変動すること等によって、アキュムレータ(100)から液冷媒が流出する場合がある。その際、運転を停止している圧縮機(102)があると、図４に破線矢印で示すように、吸入配管(106)から当該圧縮機(102)に向かって液冷媒が流れ込むことがあった。すなわち、運転を停止している圧縮機(102)があると、運転中の圧縮機(101)は均油管(105)を通じて上記圧縮機(102)の内部の冷媒を引き込むため、内部の冷媒を引き込まれた分だけ上記圧縮機(102)は吸入配管(106)から冷媒を引き込むことになる。しかし、このように運転停止中の圧縮機(102)に液冷媒が流れ込むと、液冷媒が内部に溜まり込むことによって圧縮機(102)内の冷凍機油は希釈化される。
【０００５】
以上のように、従来の冷凍装置では、一部の圧縮機(102)を停止させて行う運転の際に何らかの原因によって吸入配管(106)に液冷媒が流れ出したときには、停止している圧縮機(102)の冷凍機油が希釈化されるおそれがあった。そのため、当該圧縮機(102)を再起動した際に、十分な信頼性を確保することができないという課題があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、運転停止中の圧縮機における冷凍機油の希釈化を防止し、冷凍装置の信頼性を向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、運転停止中の圧縮機に液冷媒が流入しないように、高圧の吐出ガス冷媒を当該圧縮機の吸入配管に供給することとした。
【０００８】
具体的には、本発明に係る冷凍装置は、互いに並列に設けられた複数台の圧縮機を備えた冷凍装置であって、少なくとも１台の圧縮機を停止させて行う所定運転の際に、停止している圧縮機の吸入配管に吐出ガス冷媒を供給すると共に、該吐出ガスの供給を前記所定運転の開始前から開始するものである。
【０００９】
このように停止している圧縮機の吸入配管に吐出ガス冷媒を供給することにより、当該圧縮機の吸入配管内の圧力は高圧となり、低圧の吸入冷媒が当該吸入配管に流れ込むことはなくなる。従って、停止している圧縮機に吸入冷媒が流れ込むことがなくなり、冷凍機油の希釈化は防止される。また、停止している圧縮機に高温の吐出ガス冷媒が流入することにより、冷凍機油にとけ込んでいる冷媒は蒸発する。従って、冷凍機油の希釈化はより効果的に防止される。
【００１０】
さらに、上記事項によれば、吐出ガスの供給を前記所定運転の開始前から開始するため、所定運転の開始と同時に運転状態が過渡的な状態になった場合であっても、運転を停止する圧縮機の吸入配管には予め吐出ガスが供給されているので、液冷媒の流入は確実に防止されることになる。
【００１１】
本発明に係る他の冷凍装置は、互いに並列に設けられた第１及び第２の圧縮機を含む複数台の圧縮機を備えた冷凍装置であって、冷媒の流通方向を切り替えるための四路切換弁と、上記第１圧縮機と上記第２圧縮機とを接続する均油管と、吐出配管と上記第１圧縮機の吸入配管とを接続するバイパス管と、上記バイパス管に設けられた通路開閉手段と、上記四路切換弁を切り替えると共に上記第２圧縮機を駆動し且つ上記第１圧縮機を停止させて行う所定運転の開始前から、上記通路開閉手段を開放する制御手段とを備えているものである。
【００１２】
上記事項によれば、上記所定運転の開始前から通路開閉手段が開放されるので、運転を停止する第１圧縮機の吸入配管には予めバイパス管を通じて吐出ガス冷媒が供給される。そのため、第１圧縮機に液冷媒が流れ込むことは防止される。また、高温の吐出ガス冷媒が流れ込むことによって、第１圧縮機内の冷凍機油にとけ込んでいる冷媒は蒸発する。従って、運転を停止している第１圧縮機の冷凍機油の希釈化は防止される。
【００１３】
停止中の圧縮機に液冷媒が流れ込む現象は、運転状態が過渡的な状態にあるときに特に起こりやすい。そのため、上記の希釈化防止の効果は、運転状態が過渡的な状態になるような運転であるときに、特に顕著に発揮される。
【００１４】
そこで、前記所定運転は、デフロスト運転であってもよい。
【００１５】
上記事項によれば、デフロスト運転の際には運転状態が過渡的な状態になりやすいので、前述の効果はより顕著に発揮されることになる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、少なくとも１台の圧縮機を停止させて行う所定運転の際に停止している圧縮機の吸入配管に吐出ガス冷媒を供給すると共に、該吐出ガスの供給を前記所定運転の開始前から開始することとしたので、当該圧縮機に液冷媒が流れ込むことを防止することができる。また、運転停止中の圧縮機に高温の吐出ガス冷媒を導入するので、当該圧縮機内の冷凍機油にとけ込んでいる冷媒を蒸発させることができる。従って、冷凍機油の希釈化を効果的に防止することができ、装置の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
＜実施形態１＞
図１に示すように、本発明の実施形態に係る冷凍装置(1)は、複数の室外ユニット(2,3)と複数の室内ユニット(4,4,…)とを備えたマルチ式の空気調和装置である。室内ユニット(4,4,…)は冷媒配管(5,6)を介して室外ユニット(2,3)に接続されており、各室内ユニット(4)には、室内電子膨張弁(7)及び室内熱交換器(8)が設けられている。
【００１９】
図２に示すように、第１室外ユニット(2)には、容量固定型の圧縮機としての非インバータ圧縮機(11)と、容量可変型の圧縮機としてのインバータ圧縮機(12)とが設けられている。両圧縮機(11,12)は、冷媒回路上互いに並列に設けられている。また、両圧縮機(11,12)は、均油管(43)を介して接続されている。第１室外ユニット(2)にはさらに、四路切換弁(13)、第１室外熱交換器(14)、第１室外送風機(15)、第１室外電子膨張弁(16)、第２室外電子膨張弁(17)、受液器(18)、及びアキュムレータ(19)が設けられている。第２室外ユニット(3)には、第２室外熱交換器(20)及び第２室外送風機(21)が設けられている。
【００２０】
四路切換弁(13)の第１ポート（図中の下側のポート）は圧縮機(11,12)の吐出配管(22)に接続され、第２ポート（図中の右側のポート）は冷媒配管(23)に接続されている。冷媒配管(23)は分岐し、一方の分岐管は第１室外熱交換器(14)の一端に接続され、他方の分岐管は第２室外熱交換器(20)の一端に接続されている。第１室外熱交換器(14)の他端は、冷媒配管(24)を介して第１室外電子膨張弁(16)に接続されている。第２室外熱交換器(20)の他端は、冷媒配管(25)を介して第２室外電子膨張弁(17)に接続されている。第１室外電子膨張弁(16)に接続された冷媒配管(26)と第２室外電子膨張弁(17)に接続された冷媒配管(27)とは合流し、受液器(18)の一端に接続されている。受液器(18)の他端は、室内ユニット(4,4,…)に接続された液側の冷媒配管(5)に接続されている。室内ユニット(4,4,…)に接続されたガス側の冷媒配管(6)は、四路切換弁(13)の第４ポート（図中の左側のポート）に接続されている。四路切換弁(13)の第３ポート（図中の上側のポート）は、圧縮機(11,12)の吸入配管(28)に接続されている。この吸入配管(28)にはアキュムレータ(19)が設けられている。吸入配管(28)は、非インバータ圧縮機(11)の吸入配管(41)とインバータ圧縮機(12)の吸入配管(42)とに分岐している。圧縮機(11,12)の吐出側には、油分離器(29,29)がそれぞれ設けられている。
【００２１】
吐出配管(22)には、吐出冷媒圧力を検出する圧力センサ(39)が設けられている。吸入配管(28)には、吸入冷媒温度を検出する温度センサ(37)と吸入冷媒圧力を検出する圧力センサ(38)とが設けられている。
【００２２】
受液器(18)の上部にはガスバイパス管(35)が接続されている。ガスバイパス管(35)は、受液器(18)内のガス冷媒を吸入配管(28)にバイパスするバイパス通路であり、受液器(18)と吸入配管(28)とを連通している。ガスバイパス管(35)には電磁弁(36)が設けられている。
【００２３】
吐出配管(22)と吸入配管(28)との間には、バイパス管(50)が設けられている。バイパス管(50)には電磁弁(54)が設けられ、その下流側は３本の分岐管(51,52,53)に分岐している。分岐管(51,52,53)は、吸入配管(28)にそれぞれ接続されている。このバイパス管(50)は、低圧側圧力が所定値以下になると電磁弁(54)を開放することによって高圧冷媒を吸入配管(28)に供給し、低圧側圧力の過剰な低下を防止するものである。このようにバイパス管(50)の下流側を３本の分岐管(51,52,53)に分岐させることにより、一本当たりの冷媒流通量が減るので、冷媒の通過音を低減させることができる。
【００２４】
バイパス管(50)と非インバータ圧縮機(11)の吸入配管(41)とは、バイパス管(60)によって接続されている。バイパス管(60)には、通路開閉手段としての電磁弁(61)が設けられている。
【００２５】
第１室外熱交換器(14)及び第２室外熱交換器(20)には、温度センサ(31,32)がそれぞれ設けられている。温度センサ(31)は第１室外熱交換器(14)の第１室外電子膨張弁(16)側の位置に設けられ、温度センサ(32)は第２室外熱交換器(20)の第２室外電子膨張弁(17)側の位置に設けられている。なお、(33,34)は室外空気温度を検出するための温度センサであり、(40)は電磁弁(61)の開閉制御等を行うコントローラである。
【００２６】
次に、空気調和装置の運転動作について説明する。
【００２７】
冷房運転のときには、四路切換弁(13)は第１ポートと第２ポートとが連通し、第３ポートと第４ポートとが連通した状態に設定される。冷媒は、圧縮機(11,12)から吐出された後、室外熱交換器(14,20)において凝縮し、室内電子膨張弁(7,7,…)で減圧され、室内熱交換器(8,8,…)において蒸発し、圧縮機(11,12)に戻る。
【００２８】
暖房運転のときには、四路切換弁(13)は第１ポートと第４ポートとが連通し、第２ポートと第３ポートとが連通した状態に設定される。冷媒は、圧縮機(11,12)から吐出された後、室内熱交換器(8,8,…)において凝縮し、室外電子膨張弁(16,17)で減圧され、室外熱交換器(14,20)において蒸発し、圧縮機(11,12)に戻る。
【００２９】
逆サイクルデフロスト運転のときには、四路切換弁(13)は上記冷房運転のときと同様の状態に切り替えられる。このとき、非インバータ圧縮機(12)は運転を停止し、インバータ圧縮機(11)のみが運転を行う。本実施形態では、バイパス管(60)の電磁弁(61)は、デフロスト運転の開始に先だって開放される。具体的には、バイパス管(60)の電磁弁(61)は、デフロスト運転の開始時よりも所定時間（例えば１０秒）前から開放される。
【００３０】
その結果、デフロスト運転の際には、インバータ圧縮機(12)から吐出された冷媒は、その大部分が室外熱交換器(14,20)に供給されてデフロストを行う一方、他の部分はバイパス管(50)及びバイパス管(60)を通じて吸入配管(41)に供給される。このように吸入配管(41)に高温高圧の吐出ガス冷媒が供給されることにより、吸入配管(41)の圧力は高圧となる。従って、四路切換弁(13)の切り替えによって冷媒回路が不安定な状態になってアキュムレータ(19)から吸入配管(28)に液冷媒が流れ出したとしても、この液冷媒は吸入配管(41)に流れ込むことはない。そのため、非インバータ圧縮機(11)に液冷媒が溜まり込むことがないので、非インバータ圧縮機(11)の内部の冷凍機油は、液冷媒によって希釈化されることはない。また、非インバータ圧縮機(11)に高温の吐出ガス冷媒が供給されるので、非インバータ圧縮機(11)の内部は比較的高温の状態になる。その結果、非インバータ圧縮機(11)の冷凍機油にとけ込んでいた冷媒は蒸発し、冷凍機油は適正な粘度を有する好適な状態に維持される。
【００３１】
以上のように、本実施形態に係る空気調和装置においては、デフロスト運転の際に、運転停止中の非インバータ圧縮機(11)の吸入配管(41)に吐出ガス冷媒を供給することとしたので、当該圧縮機(11)への液冷媒の流れ込みを防止することができる。また、当該圧縮機(11)を吐出ガス冷媒によって暖めることができるので、冷凍機油にとけ込んでいる冷媒を蒸発させることができる。従って、運転停止中の非インバータ圧縮機(11)における冷凍機油の希釈化を防止することができ、空気調和装置の信頼性を向上させることができる。
【００３２】
特に、本実施形態では、デフロスト運転の開始に先立って吐出ガス冷媒の供給を開始しているので、たとえデフロスト運転の開始直後から運転状態が不安定な状態になったとしても、非インバータ圧縮機(11)の冷凍機油の希釈化を確実に防止することができる。
【００３３】
＜実施形態２＞
図３に示すように、実施形態２に係る空気調和装置は、互いに並列に設けられた３台の圧縮機(11a,11b,12)を備えているものである。
【００３４】
(12)はインバータ圧縮機であり、(11a,11b)は非インバータ圧縮機である。本実施形態では、バイパス管(60)は第１バイパス管(62)と第２バイパス管(63)とに分岐している。第１バイパス管(62)は非インバータ圧縮機(11a)の吸入配管(41a)に接続され、第２バイパス管(63)は非インバータ圧縮機(11b)の吸入配管(41b)に接続されている。第１バイパス管(62)には電磁弁(64)が設けられ、第２バイパス管(63)には電磁弁(65)が設けられている。
【００３５】
また、本実施形態では、第１室外ユニット(2)に２台の室外熱交換器(14a,14b)が設けられている。それぞれの室外熱交換器(14a,14b)の一端に接続された配管(24a,24b)には、各室外熱交換器(14a,14b)に対応するように、電子膨張弁(16a,16b)がそれぞれ設けられている。
【００３６】
本実施形態においても実施形態１と同様、バイパス管(62,63)の電磁弁(64,65)は、逆サイクルデフロスト運転に先立って開放される。デフロスト運転の際には四路切換弁(13)の設定が切り替えられ、インバータ圧縮機(12)の運転を継続したまま、非インバータ圧縮機(11a,11b)の運転が停止される。従って、実施形態１と同様、運転を停止している圧縮機(11a,11b)の吸入配管(41a,41b)には、バイパス管(50,60,62,63)を通じて高圧の吐出ガス冷媒が供給される。その結果、アキュムレータ(19)から液冷媒が流れ出すようなことがあったとしても、この液冷媒は運転を停止している圧縮機(11a,11b)に流れ込むことはない。また、これら圧縮機(11a,11b)には高温の吐出ガス冷媒が供給されるので、冷凍機油にとけ込んでいた冷媒は蒸発する。従って、運転を停止している圧縮機(11a,11b)内の冷凍機油の希釈化を効果的に防止することができる。
【００３７】
本発明における圧縮機の台数は２台または３台に限定されるものではなく、４台以上であってもよいことは勿論である。運転を停止する方の圧縮機は非インバータ圧縮機に限られず、インバータ圧縮機であってもよい。圧縮機の構成は、インバータ圧縮機と非インバータ圧縮機とを含むものに限られず、複数台のインバータ圧縮機のみで構成されていてもよく、複数台の非インバータ圧縮機のみで構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る空気調和装置の全体構成図である。
【図２】実施形態１に係る室外ユニットの構成図である。
【図３】実施形態２に係る室外ユニットの構成図である。
【図４】従来の冷凍装置の圧縮機近傍の冷媒回路図である。
【符号の説明】
(8)      室内熱交換器
(11)     非インバータ圧縮機
(12)     インバータ圧縮機
(14,20)  室外熱交換器
(19)     アキュムレータ
(40)     コントローラ
(41)     吸入配管
(43)     均油管
(60)     バイパス管
(61)     電磁弁
【図１】
0003543750.tif 000002
【図２】
0003543750.tif 000003
【図３】
0003543750.tif 000004
【図４】
0003543750.tif 000005