(57)【要約】【課題】冷凍機油が不均衡になることを防ぐ均油制御装置を提供する。【解決手段】均油制御装置は、複数の圧縮機を備える冷媒回路において、複数の圧縮機の各々について、圧縮機内の冷凍機油の量に関する状態量を取得するセンサ情報取得部と、状態量に基づく圧縮機内の冷凍機油の量に応じて、均油制御における圧縮機の制御順を決定する制御順決定部と、制御順決定部が決定した順番に基づいて、複数の圧縮機のうち少なくとも一つの回転速度を変化させ、均油制御を行う均油制御部と、を備える。【選択図】図２
2018109452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列に接続された複数の圧縮機を備える冷媒回路において、
前記複数の圧縮機の各々について、圧縮機内の冷凍機油の量に関する状態量を取得するセンサ情報取得部と、
前記状態量に基づく前記圧縮機内の冷凍機油の量に応じて、均油制御における圧縮機の制御順を決定する制御順決定部と、
前記制御順決定部が決定した順番に基づいて、前記複数の圧縮機のうち少なくとも一つの回転速度を変化させて均油制御を行う均油制御部と、
を備える均油制御装置。
【請求項２】
前記制御順決定部は、前記制御順を、冷凍機油の量が少ない方から順に並べた順番として決定し、
前記均油制御部は、前記制御順に、順番をむかえた圧縮機の圧力が相対的に低圧となるように当該順番をむかえた圧縮機の回転速度を変化させる、
請求項１に記載の均油制御装置。
【請求項３】
前記センサ情報取得部は、前記複数の圧縮機の各々について、その低圧側の圧力の計測値を取得し、
前記制御順決定部は、相対的に圧力を低下させる圧縮機の順番を、前記圧力の計測値が高い方から順に設定する、
請求項２に記載の均油制御装置。
【請求項４】
前記センサ情報取得部は、前記複数の圧縮機の各々について、ドーム下の温度の計測値を取得し、
前記制御順決定部は、相対的に圧力を低下させる圧縮機の順番を、前記温度の計測値が低い方から順に設定する、
請求項２に記載の均油制御装置。
【請求項５】
前記均油制御部は、前記複数の圧縮機の全てについて、前記制御順に所定時間ずつ回転速度を上昇させる
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の均油制御装置。
【請求項６】
互いに並列に接続された複数の圧縮機と、
前記複数の圧縮機を互いに接続する均油管と、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の均油制御装置と、
を備える冷媒回路システム。
【請求項７】
均油制御装置が、
互いに並列に接続された複数の圧縮機を備える冷媒回路において、前記複数の圧縮機の各々について、圧縮機内の冷凍機油の量に関する状態量を取得する工程と、
前記状態量に基づく前記圧縮機内の冷凍機油の量に応じて、均油制御における圧縮機の制御順を決定する工程と、
前記制御順に基づいて、前記複数の圧縮機のうち少なくとも一つの回転速度を変化させて均油制御を行う、
均油制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均油制御装置、冷媒回路システム、及び均油制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１台の室外機に複数の圧縮機を備える空調機や、複数の室外機を備える空調システムにおいて、圧縮機間の冷凍機油の不均衡を回避するため、各圧縮機の低圧部分を配管（均油管）で接続する構成が採用される場合がある。さらに、各圧縮機の冷凍機油の量の不均衡を解消するために均油制御を行う場合がある。一般的な均油制御では、例えば、通常は同じ回転速度で運転を行う複数の圧縮機について、その一部の圧縮機の回転速度を上昇させることで、他の圧縮機との間の圧力差を生じさせ、圧力の高い方から低い方へと均油管を通じて冷凍機油を移動させる。
【０００３】
なお、関連する技術として、特許文献１には、各圧縮機内の冷凍機油の液面位置を液面センサ等で検出し、液面位置の差が減少するように圧縮機の回転速度を制御することにより、冷凍機油の偏在を解消する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４１０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の一般的な均油制御では、圧縮機ごとに予め順番を割り当て、この順番に沿って、回転速度を上昇させる制御を行うことが多い。均油制御の本来の目的を考えると、冷凍機油の量が少ない圧縮機から順に冷凍機油を回復させることが望ましい。その場合、冷凍機油の量が少ない圧縮機の回転速度を上昇させることによってこの圧縮機の圧力を低下させ、相対的に圧力の高い他の圧縮機から冷凍機油を呼び込む必要がある。ところが、上記した一般的な均油制御では、個々の圧縮機の冷凍機油の量を考慮せず、予め定めた番号順に回転速度の上昇を行うため、例えば、一番目の圧縮機に貯留されている冷凍機油の量が元々多い場合など、さらにその冷凍機油の量を増加させ、結果として不均衡をより悪化させる可能性がある。
【０００６】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる均油制御装置、冷媒回路システム、及び均油制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、互いに並列に接続された複数の圧縮機を備える冷媒回路において、前記複数の圧縮機の各々について、圧縮機内の冷凍機油の量に関する状態量を取得するセンサ情報取得部と、前記状態量に基づく前記圧縮機内の冷凍機油の量に応じて、均油制御における圧縮機の制御順を決定する制御順決定部と、前記制御順決定部が決定した順番に基づいて、前記複数の圧縮機のうち少なくとも一つの回転速度を変化させて均油制御を行う均油制御部と、を備える均油制御装置である。
【０００８】
本発明の第２の態様における前記制御順決定部は、前記制御順を、冷凍機油の量が少ない方から順に並べた順番として決定し、前記均油制御部は、前記制御順に、順番をむかえた圧縮機の圧力が相対的に低圧となるように当該順番をむかえた圧縮機の回転速度を変化させる。
【０００９】
本発明の第３の態様における前記センサ情報取得部は、前記複数の圧縮機の各々について、その低圧側の圧力の計測値を取得し、前記制御順決定部は、相対的に圧力を低下させる圧縮機の順番を、前記圧力の計測値が高い方から順に設定する。
【００１０】
本発明の第４の態様における前記センサ情報取得部は、前記複数の圧縮機の各々について、ドーム下の温度の計測値を取得し、前記制御順決定部は、相対的に圧力を低下させる圧縮機の順番を、前記温度の計測値が低い方から順に設定する。
【００１１】
本発明の第５の態様における前記均油制御部は、前記複数の圧縮機の全てについて、前記制御順に所定時間ずつ回転速度を上昇させる。
【００１２】
本発明の第６の態様は、互いに並列に接続された複数の圧縮機と、前記複数の圧縮機を互いに接続する均油管と、上述の何れか一つに記載の均油制御装置と、を備える冷媒回路システムである。
【００１３】
本発明の第７の態様は、均油制御装置が、互いに並列に接続された複数の圧縮機を備える冷媒回路において、前記複数の圧縮機の各々について、圧縮機内の冷凍機油の量に関する状態量を取得する工程と、前記状態量に基づく前記圧縮機内の冷凍機油の量に応じて、均油制御における圧縮機の制御順を決定する工程と、前記制御順に基づいて、前記複数の圧縮機のうち少なくとも一つの回転速度を変化させて均油制御を行う、均油制御方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の圧縮機間の冷凍機油の不均衡を解消し、システムの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における冷媒回路システムの一例を示す第１の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態における制御装置の概略ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態における圧縮機の制御順を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態における圧縮機の回転速度制御の一例を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態における均油制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態における冷媒回路システムの一例を示す第２の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態による冷媒回路システムを図１〜図６を参照して説明する。
本発明の一実施形態における冷媒回路システムの一例を示す第１の概略図である。
冷媒回路システム１００は、例えば、空気調和機に用いられる冷媒回路システムである。図１に示すように冷媒回路システム１００は、圧縮機１Ａ，１Ｂ、オイルセパレータ２Ａ，２Ｂ、吐出管３Ａ，３Ｂ、油戻し管４Ａ，４Ｂ、電磁弁５Ａ，５Ｂ、吸入管６Ａ，６Ｂ、均油管７、四方弁８、アキュムレータ９、室外熱交換器１０、レシーバ１１、膨張弁１２、室内熱交換器１３、液管１４、ガス管１５，１６，１７、制御装置２０を含んで構成される。図１に示す冷媒回路システム１００は、基本的な構成を模式的に示したものであって、さらに他の構成要素が含まれていてもよい。
【００１７】
圧縮機１Ａ，１Ｂは、冷媒を圧縮し、圧縮した高圧冷媒を冷媒回路に供給する。圧縮機１Ａ，１Ｂは、互いに並列に接続されており、通常運転時において、同等の押しのけ量で運転するように制御される。例えば、圧縮機１Ａ，１Ｂが同じ機種の場合、圧縮機１Ａ，１Ｂは、同じ回転速度で運転される。
オイルセパレータ２Ａ，２Ｂは、それぞれ圧縮機１Ａ，１Ｂの吐出側に設けられ、吐出管３Ａ，３Ｂを通って送り込まれる冷凍機油が混在した冷媒から、冷凍機油を分離する装置である。オイルセパレータ２Ａ，２Ｂは、例えば、上下が封鎖された円筒形状を有しており、分離された冷凍機油を貯留する。
油戻し管４Ａ，４Ｂの一端は、それぞれオイルセパレータ２Ａ，２Ｂの容器の下部に接続されている。油戻し管４Ａ，４Ｂの反対側の端部は、それぞれ圧縮機１Ａ，１Ｂに接続されている。油戻し管４Ａには、電磁弁５Ａが設けられており、電磁弁５Ａの開度を調節することにより、オイルセパレータ２Ａから圧縮機１Ａに戻る冷凍機油の量を調整することができる。同様に油戻し管４Ｂには、電磁弁５Ｂが設けられており、電磁弁５Ｂの開度を調節することにより、オイルセパレータ２Ｂから圧縮機１Ｂに戻る冷凍機油の量を調整することができる。
均油管７は、圧縮機１Ａ、１Ｂを連通し、２つの圧縮機が貯留する冷凍機油を平均化する。
【００１８】
四方弁８は、暖房運転時と冷房運転時とで冷媒の流通する方向を切り替える。例えば、暖房運転時には、圧縮機１Ａ，１Ｂが吐出した高圧の冷媒は、四方弁８によって、ガス管１５へと導かれ、室内熱交換器１３（凝縮器）が冷媒の熱を室内へ放熱する。室内熱交換器１３を通過して液化した冷媒は、膨張弁１２によって低圧化され、液管１４を通過して室外熱交換器１０（蒸発器）へと供給される。液管１４に設けられたレシーバ１１は、液化された液体の冷媒を貯留する。室外熱交換器１０にて気化した冷媒は、ガス管１７を通過して、四方弁８へ至り、ガス管１６を通過してアキュムレータ９へ供給される。アキュムレータ９は、圧縮機１Ａ，１Ｂの上流側に設けられている圧力容器である。アキュムレータ９は、圧縮機１Ａ，１Ｂに供給される冷媒の気液分離を行う。アキュムレータ９で分離された冷媒ガスは、吸入管６Ａ，６Ｂを通過してそれぞれ圧縮機１Ａ，１Ｂへと吸入される。
【００１９】
また、冷房運転時には、冷媒は、暖房運転時とは逆方向に循環する。つまり、圧縮機１Ａ，１Ｂが吐出した高圧の冷媒は、四方弁８によって、ガス管１７へと導かれ、室外熱交換器１０（凝縮器）、液管１４、膨張弁１２、室内熱交換器１３（蒸発器）へと供給される。室内熱交換器１３にて室内の空気と熱交換を行った冷媒は、ガス管１５を通過して、四方弁８によってガス管１６へと導かれ、アキュムレータ９を介して、圧縮機１Ａ，１Ｂへと吸入される。
【００２０】
ところで、圧縮機１Ａ，１Ｂが吐出した冷媒には冷凍機油が含まれる。圧縮機１Ａ，１Ｂが吐出した冷凍機油の多くは、オイルセパレータ２Ａ，２Ｂにて捕捉され、油戻し管４Ａ，４Ｂを経由して圧縮機１Ａ，１Ｂに戻される。それ以外の冷凍機油は、上記のように形成された冷凍サイクルを循環し、アキュムレータ９に流入する。アキュムレータ９に流入した冷凍機油の一部は、気化した冷媒とともに圧縮機１Ａ，１Ｂへと戻り、残りはアキュムレータ９にて貯留される。
【００２１】
圧縮機１Ａ，１Ｂへ回収される冷凍機油の量が足りなくなると、圧縮機１Ａ，１Ｂに焼き付き等の不具合が生じるため、制御装置２０は、例えば一定の運転時間ごとに、適切な量の冷凍機油が回収されるよう油戻し制御を実行する。油戻し制御には様々な方法が存在するが、冷媒回路システム１００では、例えば、冷凍機油をアキュムレータ９に回収する制御を行う。その後、制御装置２０は、アキュムレータ９に回収された冷凍機油を、時間をかけて徐々に圧縮機１Ａ，１Ｂへ戻す制御を行う。このとき、アキュムレータ９から圧縮機１Ａ，１Ｂへ冷凍機油を戻す制御を行った結果、圧縮機１Ａ，１Ｂが貯留する冷凍機油に不均衡が生じないように制御装置２０は、均油制御を行う。
【００２２】
なお、圧縮機１Ａの吸入側には圧力センサＰＡ、圧縮機１Ｂの吸入側には圧力センサＰＢが設けられている。また、圧縮機１Ａのドーム下には温度センサＴＡ、圧縮機１Ｂのドーム下には温度センサＴＢが設けられている。さらに、圧縮機１Ａの内部には冷凍機油の油面の高さを検出する液面検出センサＬＡが設けられ、同様に圧縮機１Ｂの内部には液面検出センサＬＢが設けられている。これらのセンサは、全て設けられている必要は無く、例えば、圧力センサＰＡ、ＰＢのみが設けられていてもよいし、温度センサＴＡ、ＴＢのみが設けられていてもよい。
冷媒回路システム１００の制御装置２０は、圧力センサＰＡ、ＰＢが計測した圧縮機１Ａ，１Ｂの吸入側（低圧側）の圧力、または、温度センサＴＡ、ＴＢが計測した圧縮機１Ａ，１Ｂのドーム下温度、または、液面検出センサＬＡ、ＬＢが計測した油面の高さに基づいて、冷凍機油の足りない圧縮機から順に優先的にその圧縮機に冷凍機油が戻るように均油制御を行う。制御装置２０については、図２を用いて詳しく説明する。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態における均油制御装置の概略ブロック図である。
制御装置２０は、例えばマイコン等のコンピュータ装置である。制御装置２０は、圧力センサＰＡ，ＰＢ、温度センサＴＡ，ＴＢ、液面検出センサＬＡ，ＬＢ、圧縮機１Ａ，１Ｂと接続されている。図２に示すように制御装置２０は、センサ情報取得部２１と、制御順決定部２２と、均油制御部２３と、記憶部２４と、を備えている。なお、制御装置２０は、均油制御以外にも冷媒回路システム１００の種々の制御を行うが、本明細書では他の制御に関する機能の説明を省略する。
【００２４】
センサ情報取得部２１は、圧縮機１Ａ，１Ｂの各々について、圧縮機内の冷凍機油の量に関する状態量を取得する。例えば、センサ情報取得部２１は、圧力センサＰＡ，ＰＢが計測した圧縮機１Ａ，１Ｂの吸入側での冷媒の圧力を取得する。また、センサ情報取得部２１は、温度センサＴＡ，ＴＢが計測した圧縮機１Ａ，１Ｂのドーム下温度を取得する。また、センサ情報取得部２１は、液面検出センサＬＡ，ＬＢが計測した圧縮機１Ａ，１Ｂの液面の高さを取得する。
【００２５】
制御順決定部２２は、センサ情報取得部２１が取得した状態量に基づく圧縮機１Ａ，１Ｂ内の冷凍機油の量に応じて、均油制御における圧縮機の制御順を決定する。具体的には、制御順決定部２２は、冷凍機油の量が少ない圧縮機から順に回転速度を上昇させることを決定する。以下、圧縮機の回転速度を上昇させる順番を制御順と記載する。例えば、制御順決定部２２は、圧縮機１Ａ等について、吸入側の圧力が高い方から順に並べてこれを制御順とする。また、例えば、制御順決定部２２は、ドーム下温度が低い方から順に並べてこれを制御順とする。また、例えば、制御順決定部２２は、冷凍機油の油面が低い方から順に並べてこれを制御順とする。
【００２６】
均油制御部２３は、制御順決定部２２が決定した制御順に基づいて、複数の圧縮機１Ａ等のうち少なくとも一つの回転速度を変化させ、均油制御を行う。より具体的には、均油制御部２３は、制御順に、その順番をむかえた圧縮機の圧力が残りの圧縮機と比べて相対的に低圧となるように所定時間ずつ圧縮機の回転速度を上昇させる。
【００２７】
記憶部２４は、センサ情報取得部２１が取得した各種計測値や、上昇後の圧縮機の回転速度などの制御パラメータ等、種々の情報を記憶する。また、記憶部２４は、制御装置２０の機能を実現するプログラムを記憶する。
なお、制御順決定部２２、均油制御部２３は、制御装置２０が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）が、記憶部２４からプログラムを読み出して実行することで実現される機能である。
【００２８】
次に図３を用いて本実施形態の均油制御について説明する。
図３は、本発明の一実施形態における圧縮機の制御順を説明する図である。
図３に圧縮機の吸入側圧力、ドーム下温度、冷凍機油の油面の位置、冷凍機油の量、圧縮機の回転速度の制御順の関係を示す。図１に例示した冷媒回路システム１００においては、圧縮機の台数が２台であるが、本実施形態の均油制御の特徴をより明確に説明するため、図３の表には３台の圧縮機１〜３が互いに並列に接続されたシステムの場合の上記関係を例示する。
図３に示す例の場合、圧縮機１の吸入側圧力、ドーム下温度、冷凍機油の油面の位置はそれぞれ、３台の圧縮機のうち、中程度の圧力、中程度の温度、中程度の油面高さ、であることを示している。同様に圧縮機２は、３台中最も高い圧力、最も低い温度、最も低い油面高さ、であることを示し、圧縮機３は、３台中最も低い圧力、最も高い温度、最も高い油面高さ、であることを示している。
吸入側圧力は、高い程、その圧縮機が貯留する冷凍機油の量が少ないことを示す。従って、例えば圧縮機２の圧力「高」は、圧縮機２の冷凍機油の量が３台の中で最も少ないことを示している。
また、圧縮機内の冷凍機油は圧縮機のモータの発熱を吸熱する性質があるため、冷凍機油の量が多い程ドーム下温度は高くなり、冷凍機油の量が低い程ドーム下温度は低くなる。従って、例えば、圧縮機２の温度「低」は、圧縮機２の冷凍機油の量が３台の中で最も少ないことを示している。
また、「油面」の値は、高ければその圧縮機内の冷凍機油の量が多く、低ければ少ないことを示す。例えば、圧縮機の油面「低」は、圧縮機２の冷凍機油の量が３台の中で最も少ないことを示している。
【００２９】
以上のことから、図３に例示した圧縮機１〜３の場合、圧縮機２の冷凍機油の量が最も少なく、次いで圧縮機１の冷凍機油の量が少なく、圧縮機３の冷凍機油の量が最も多いことになる。制御順決定部２２は、センサ情報取得部２１が取得した圧縮機１〜３の中の冷凍機油の量に関する状態量（圧力、温度、油面高さ）に基づいて、上記のように圧縮機１〜３内の冷凍機油の量を判定し、冷凍機油の量の少ない圧縮機から順に回転速度を高速化することを決定する。つまり、上記例の場合、制御順決定部２２は、まず、最も冷凍機油の少ない圧縮機２の回転速度を上昇させ、次いで次に冷凍機油の少ない圧縮機１、最後に最も冷凍機油の多い圧縮機３の回転速度を上昇することを決定する。すると、均油制御部２３は、制御順決定部２２が決定した順番に基づいて、まず、圧縮機２の回転速度を所定時間だけ上昇させる。これにより、圧縮機２の圧力が低下し、均油管７を経由して圧力が高い他の圧縮機１、３から圧縮機２へと冷凍機油が移動する。所定時間が経過すると、均油制御部２３は、圧縮機２の回転速度を元の速度に戻し、次に圧縮機１の回転速度を所定時間だけ上昇させる。さらに所定時間が経過すると、均油制御部２３は、圧縮機１の回転速度を元の速度に戻し、最後に圧縮機３の回転速度を所定時間だけ上昇させる。このように本実施形態では、冷凍機油の量が少ない圧縮機から順番に回転速度を所定時間だけ上昇させる均油制御を行う。これにより、複数の圧縮機１〜３間の冷凍機油の不均衡を解消し、冷凍機油の不足等による圧縮機１〜３の停止を防止し、システムの信頼性を向上させることができる。
【００３０】
次に図４を用いて、図１に例示した冷媒回路システム１００における均油制御について説明する。
図４は、本発明の一実施形態における圧縮機の回転速度制御を説明する図である。
図４に冷媒回路システム１００の運転中における２つの異なる時点で実施される本実施形態による均油制御の例を示す。
図４（ａ）、図４（ｂ）に２つの時点（開始タイミング１、２）での圧縮機１Ａおよび１Ｂの状態量と高速化順の対応表を示す。図４（ｃ）に圧縮機１Ａの回転速度の推移を示す。図４（ｄ）に圧縮機１Ｂの回転速度の推移を示す。
図４（ａ）に示す均油制御の開始タイミング１における圧縮機１Ａおよび１Ｂの状態量を参照すると、圧縮機１Ａの圧力が「高」、圧縮機１Ｂの圧力が「低」などとなっている。つまり、開始タイミング１では、圧縮機１Ａの冷凍機油の量が圧縮機１Ｂよりも少ない状態である。この場合、制御順決定部２２は、圧縮機１Ａ、圧縮機１Ｂの順に所定時間ずつ回転速度を上昇させることを決定する。均油制御部２３は、この決定に基づいて、まず、所定の時間Ｈ１だけ回転速度を所定の回転速度に上昇させて圧縮機１Ａを運転する。一方、圧縮機１Ｂの回転速度についてはそのまま不変としてもよいし、図４に例示するように所定の時間Ｈ１の間だけ回転速度を所定の回転速度まで低下させて運転してもよい。圧縮機１Ｂの回転速度を低下させることで、圧縮機１Ａ，１Ｂの圧力差をより大きくすることができる。これにより、例えば、圧縮機１Ａの回転速度の上昇度合いを抑制し、保護制御の作動による圧縮機１Ａの運転停止などを防ぐことができる。次に、所定時間Ｈ１が経過すると、均油制御部２３は、圧縮機１Ａ、１Ｂを入れ替えて、所定時間Ｈ１だけ回転速度を所定値に上昇させて圧縮機１Ｂを運転し、所定時間Ｈ１だけ回転速度を所定値に低下させて圧縮機１Ａを運転する。圧縮機１Ａ、１Ｂの回転速度を上昇させた運転を１回ずつ行うと、均油制御部２３は、圧縮機１Ａ、１Ｂの回転速度を元に戻し、均油制御を終了する。その後、しばらくの間、制御装置２０は、圧縮機１Ａ、１Ｂを負荷に応じた回転速度で通常運転する。
【００３１】
そして、通常運転が所定の時間継続すると、制御装置２０は、油戻し制御を実行し、その後、所定時間の経過後にアキュムレータ９から圧縮機１Ａ、１Ｂへと冷凍機油を戻す制御を行う。それと並行して制御装置２０は、均油制御を開始する（開始タイミング２）。図４（ｂ）にセンサ情報取得部２１が取得した開始タイミング２での圧縮機１Ａ、１Ｂの状態量を示す。開始タイミング２では、開始タイミング１と異なり、圧縮機１Ａの冷凍機油が圧縮機１Ｂの冷凍機油よりも多い状態である。制御順決定部２２は、均油制御における圧縮機１Ａ、圧縮機１Ｂの制御順として、圧縮機１Ｂ、圧縮機１Ａの順に回転速度を上昇させる制御を行うことを決定する。すると、均油制御部２３は、最初に所定時間Ｈ１だけ圧縮機２の回転速度を所定値に上昇させて運転し、一方の圧縮機１Ａについては、所定時間Ｈ１だけ回転速度を所定値に低下させて運転する。これらの運転を所定時間Ｈ１だけ継続すると、次に均油制御部２３は、圧縮機１Ａ、１Ｂを入れ替えて、所定時間Ｈ１だけ回転速度を所定値に上昇させて圧縮機１Ａを運転し、所定時間Ｈ１だけ回転速度を所定値に低下させて圧縮機１Ｂを運転する。所定時間Ｈ１だけこれらの運転を継続すると、均油制御部２３は、圧縮機１Ａ、１Ｂの回転速度を元に戻し、２回目の均油制御を終了する。
【００３２】
従来の均油制御では、圧縮機内の冷凍機油の量を考慮せず、予め定められた順番に従って回転速度を上昇させることが多かった。このような場合、例えば、冷凍機油の量が比較的多い圧縮機に冷凍機油を振り分けるような制御が先に実行されてしまい、かえって不均衡が生じたり、その状態で保護機能が作動して均油制御が途中終了してしまった場合などには冷凍機油の不均衡が均油制御の実行によってより悪化する可能性がある。これに対し本実施形態では、均油制御開始時における各圧縮機の冷凍機油の量に応じて、最も冷凍機油の量が少ないものから順に、その圧縮機に冷凍機油が戻るように回転速度を上昇させる制御を行う。冷凍機油が均一化する方向で制御を行うので、均油制御中に不均衡が増大することがなく、また、保護機能の作動等により、均油制御が完了しない場合でも冷凍機油の不均衡が均油制御の開始前より悪化した状態となることがない。
【００３３】
図５は、本発明の一実施形態における均油制御の一例を示すフローチャートである。
図５を用いて、図１の冷媒回路システム１００を例に均油処理の流れについて説明する。前提として、例えば油戻し運転が実行されて所定時間が経過し、均油制御の開始タイミングが到来したとする。
まず、センサ情報取得部２１が、全ての圧縮機（１Ａ，１Ｂ）についてのセンサ情報を取得する（ステップＳ１１）。具体的には、センサ情報取得部２１が、圧力センサＰＡ，ＰＢによる圧縮機１Ａ，１Ｂの吸入側の圧力の計測値を取得する。また、センサ情報取得部２１が、温度センサＴＡ，ＴＢによる圧縮機１Ａ，１Ｂのドーム下の温度の計測値を取得する。また、センサ情報取得部２１が、液面検出センサＬＡ，ＬＢによる圧縮機１Ａ，１Ｂの油面の高さの計測値を取得する。センサ情報取得部２１は、取得した各種の計測値を制御順決定部２２へ出力する。
【００３４】
次に制御順決定部２２が、センサ情報取得部２１が取得した計測値に基づいて、全ての圧縮機１Ａ，１Ｂについて、圧縮機内の冷凍機油の量の少ない順に制御順を決定する（ステップＳ１２）。例えば、制御順決定部２２が圧力センサＰＡ，ＰＢの計測値によって制御順を決定する場合、制御順決定部２２は、圧力センサＰＡの計測値＜圧力センサＰＢの計測値であれば、冷凍機油の量の少ない順に圧縮機１Ｂ，圧縮機１Ａとの順番を設定する。制御順決定部２２は、圧縮機１Ｂ，圧縮機１Ａの順に回転速度を上昇させることを決定する。また、圧力センサＰＡの計測値＞圧力センサＰＢの計測値の場合、制御順決定部２２は、冷凍機油の量の少ない順に圧縮機１Ａ，圧縮機１Ｂと制御順を設定し、圧縮機１Ａ，圧縮機１Ｂの順に回転速度を上昇させることを決定する。
【００３５】
また、例えば、制御順決定部２２が温度センサＴＡ，ＴＢの計測値によって制御順を決定する場合、制御順決定部２２は、温度センサＴＡの計測値＜温度センサＴＢの計測値であれば、冷凍機油の量の少ない順に圧縮機１Ａ，圧縮機１Ｂと制御順を設定し、圧縮機１Ａ，圧縮機１Ｂの順に回転速度を上昇させることを決定する。また、例えば、制御順決定部２２が液面検出センサＬＡ，ＬＢの計測値によって制御順を決定する場合、液面検出センサＬＡの計測値＜液面検出センサＬＢの計測値であれば、制御順決定部２２は、冷凍機油の量の少ない順に圧縮機１Ａ，圧縮機１Ｂと制御順を設定し、圧縮機１Ａ，圧縮機１Ｂの順に圧縮機の回転速度を上昇させることを決定する。
なお、図１に例示した冷媒回路システム１００は、圧力センサＰＡ等、温度センサＴＡ等、液面検出センサＬＡ等の３種類のセンサを備えるが、本実施形態の均油制御を行うに当たり、これらのうち少なくとも１種類のセンサを備えていればよい。また、制御順決定部２２は、各種センサの計測した計測値のうち、少なくとも１種類のセンサによって計測された計測値に基づいて、全ての圧縮機１Ａ，１Ｂについての制御順を決定する。制御順決定部２２は、決定した制御順を均油制御部２３に出力する。
【００３６】
次に均油制御部２３は、制御順決定部２２が決定した制御順に圧縮機の回転速度を上昇させる（ステップＳ１３）。例えば、制御順が圧縮機１Ａ，圧縮機１Ｂの順番の場合、均油制御部２３は、所定時間だけ圧縮機１Ａの回転速度を上昇させ、その後、元の回転速度へ戻す。このとき、均油制御部２３は、圧縮機１Ａの回転速度を上昇させる一方で、圧縮機１Ｂの回転速度を所定時間だけ低下させ、その後元に戻す制御を行ってもよい。記憶部２４には上昇後の回転速度、低下後の回転速度の情報が記録されており、均油制御部２３は、この情報に基づいて、圧縮機１Ａ，１Ｂの回転速度の制御を行う。
圧縮機１Ａの回転速度を元の回転速度へ戻すと、均油制御部２３は、今度は、所定時間だけ圧縮機１Ｂの回転速度を上昇させ、その後、元の回転速度へ戻す制御を行う。このとき、均油制御部２３は、圧縮機１Ｂの回転速度を上昇させる一方で、圧縮機１Ａの回転速度を所定時間だけ低下させ、その後元に戻す制御を行ってもよい。以上で、１回の均油制御を終了する。なお、１回の均油制御において、制御順決定部２２が決定した制御順に全ての圧縮機について一通り回転速度を上昇させる制御を１回だけでなく、複数回繰り返すようにしてもよい。
【００３７】
次に均油制御の開始タイミングを迎えたときにも、制御装置２０は、同様の手順で圧縮機１Ａ，１Ｂの回転速度の制御を行う。このように均油制御の開始時における圧縮機１Ａ，１Ｂに貯留された冷凍機油量の実態に合わせた制御を行うことにより、均油制御によってかえって冷凍機油の量が不均衡な状態となるリスクを低減することができる。また、制御順決定部２２が決定した制御順に全ての圧縮機１Ａ，１Ｂについて一通り回転速度を上昇させる制御を行うことにより、全ての圧縮機１Ａ，１Ｂにより均等に冷凍機油を振り分けた状態とすることができる。
【００３８】
次に複数の圧縮機を備える冷媒回路の他の構成例について説明する。
図６は、本発明の一実施形態における冷媒回路システムの一例を示す第２の概略図である。
冷媒回路システム１００´は、２つの室外機３０Ａ，３０Ｂを備えている。室外機３０Ａは、圧縮機１Ａ、オイルセパレータ２Ａ、吐出管３Ａ、油戻し管４Ａ、吸入管６Ａ、四方弁８Ａ、アキュムレータ９Ａ、室外熱交換器１０Ａ等を備える。室外機３０Ｂは、圧縮機１Ｂ、オイルセパレータ２Ｂ、吐出管３Ｂ、油戻し管４Ｂ、吸入管６Ｂ、四方弁８Ｂ、アキュムレータ９Ｂ、室外熱交換器１０Ｂ等を備える。室外機３０Ａと室外機３０Ｂとが備える１つずつの圧縮機１Ａ，１Ｂは均油管７で接続されている。室外機３０Ａ，３０Ｂ、膨張弁１２、室内熱交換器１３は、液管１４、ガス管１５で接続される。また、圧縮機１Ａの吸入側には圧力センサＰＡ、ドーム下には温度センサＴＡ、圧縮機１Ａの内部には液面検出センサＬＡが設けられている。圧縮機１Ｂについても同様である。これらのセンサは、全て設けられている必要は無く、室外機３０Ａと室外機３０Ｂに同種類の何れか１種類のセンサだけが設けられていてもよい。なお、図６に示す冷媒回路システム１００´は、基本的な構成を模式的に示したものであって、さらに他の構成要素が含まれていてもよい。例えば、膨張弁１２、室内熱交換器１３を含む室内機４０は、２台以上設けられていてもよい。
【００３９】
冷媒回路システム１００´においても圧縮機１Ａ，１Ｂは、並列に接続されており、通常運転時において、同じ回転速度で運転される。また、所定時間ごとに制御装置２０が、油戻し運転を実行し、その後、所定時間が経過後、均油制御を実行する。このように複数の室外機３０Ａ，３０Ｂを備える冷媒回路システム１００´に対しても、本実施形態の均油制御を適用することが可能である。
【００４０】
冷媒回路システム１００´を例に均油制御の説明を行う。例えば、センサ情報取得部２１は、室外機３０Ａの圧力センサＰＡ、室外機３０Ｂの圧力センサＰＢの計測値を取得する（ステップＳ１１）。制御順決定部２２が、それらの計測値を取得し、制御順を決定する（ステップＳ１２）。例えば、圧力センサＰＡの計測値＞圧力センサＰＢの計測値の場合、制御順決定部２２は、最初に室外機３０Ａの圧縮機１Ａ、次いで室外機３０Ｂの圧縮機１Ｂの順に圧縮機の回転速度を上昇させることを決定する。次に均油制御部２３は、制御順決定部２２が決定した制御順にまず所定時間だけ圧縮機１Ａの回転速度を上昇させ、その後、元の回転速度へ戻す。次に均油制御部２３は、所定時間だけ圧縮機１Ｂの回転速度を上昇させ、その後、元の回転速度へ戻す制御を行う（ステップＳ１３）。これにより、室外機３０Ａの圧縮機１Ａ、室外機３０Ｂの圧縮機１Ｂの冷凍機油の量の不均衡が解消される。
【００４１】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、図１の構成において互いに並列に接続された圧縮機の数は、３台以上であってもよい。また、例えば、図６の構成において室外機３０Ａ等の数は３基以上であってもよい。また、均油制御時の圧縮機の回転速度の制御において、圧縮機内の冷凍機油の量が多い順にその圧縮機の回転速度を低下させるような制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１００、１００´・・・冷媒回路システム
１Ａ、１Ｂ・・・圧縮機
２Ａ、２Ｂ・・・オイルセパレータ
３Ａ、３Ｂ・・・吐出管
４Ａ、４Ｂ・・・油戻し管
５Ａ、５Ｂ・・・電磁弁
６Ａ、６Ｂ・・・吸入管
７、・・・均油管
８、８Ａ、８Ｂ・・・四方弁
９、９Ａ、９Ｂ・・・アキュムレータ
１０、１０Ａ、１０Ｂ・・・室外熱交換器
１１、１１Ａ、１１Ｂ・・・レシーバ
１２、１２Ａ、１２Ｂ・・・膨張弁
１３・・・室内熱交換器
１４・・・液管
１５、１６、１６Ａ、１６Ｂ、１７、１７Ａ、１７Ｂ・・・ガス管
２０・・・制御装置
２１・・・センサ情報取得部
２２・・・制御順決定部
２３・・・均油制御部
２４・・・記憶部
ＰＡ、ＰＢ・・・圧力センサ
ＴＡ、ＴＢ・・・温度センサ
ＬＡ、ＬＢ・・・液面検出センサ
【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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【図６】
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