(57)【要約】  共通の吸入マニフォールドおよび共通の蒸発器から冷媒を受けるタンデム圧縮機システムが利用される。圧縮機から、冷媒は、複数の凝縮器に入る。これらの凝縮器の各々は、好ましくは異なる温度レベルで排熱される個別の区域と関連付けられる。これらの凝縮器の各々は、複数の圧縮機の少なくとも１つと関連付けられる。共通の蒸発器、さらに複数の凝縮器を利用することによって、多くの区域への排熱の温度および量を独立して制御する能力が、複数の付加的な圧縮機を有する専用の回路を有することを必要とせずに、達成される。従って、システム全体のコストおよび複雑さを著しく低減させることができる。一実施例では、複数の圧縮機の１つもしくはいくつかを、専用の複数の圧縮機を有する圧縮機列として設けることができる。
2008517243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧縮機を備え、前記圧縮機の少なくとも２つは、共通の蒸発器と通じる吸入マニフォールドから冷媒を受け、前記少なくとも２つの圧縮機からの冷媒は、複数の凝縮器に入り、前記複数の凝縮器は、前記複数の圧縮機と関連付けられ、前記少なくとも２つの圧縮機は、前記複数の凝縮器の個別の凝縮器に接続されることを特徴とする冷媒サイクル。
【請求項２】
前記複数の圧縮機の少なくとも１つが、冷媒を共通の凝縮器に送る専用の複数の圧縮機を有する圧縮機列であることを特徴とする請求項１に記載の冷媒サイクル。
【請求項３】
個別の膨張装置が、前記複数の凝縮器の下流で冷媒を受けるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷媒サイクル。
【請求項４】
前記複数の圧縮機が、少なくとも３つの圧縮機を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷媒サイクル。
【請求項５】
前記複数の圧縮機の少なくとも１つが、前記共通の蒸発器と通じる共通の吸入マニフォールドからの冷媒を受ける専用の複数の圧縮機を有する圧縮機列であることを特徴とする請求項４に記載の冷媒サイクル。
【請求項６】
前記圧縮機の少なくとも１つが、前記複数の凝縮器の対応する１つに通じる吐出ラインに、流量制御装置を有することを特徴とする請求項１に記載の冷媒サイクル。
【請求項７】
前記流量制御装置が、変調制御およびパルス制御の１つによる調整式であることを特徴とする請求項６に記載の冷媒サイクル。
【請求項８】
冷媒サイクルを運転する方法において、
１）複数の圧縮機を備える冷媒サイクルを設けるステップであって、前記圧縮機の少なくとも２つは、冷媒を共通の蒸発器から吸入マニフォールドを通して受け、冷媒は、前記圧縮機から複数の凝縮器に入り、前記凝集器の各々は、前記複数の圧縮機の１つから冷媒を受ける、ステップと、
２）前記凝縮器の各々への冷媒流れを独立して制御することによって、前記冷媒サイクルを運転するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記複数の圧縮機の少なくとも１つが、専用の複数の圧縮機を含む圧縮機列を備え、前記圧縮機列が、調整されるべき環境内において所望の状態を達成するように、制御されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記圧縮機の少なくとも１つの下流の吐出流量制御装置が、変調制御およびパルス制御の１つによって、調整されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
膨張装置が、前記凝縮器の下流に配置され、前記膨張装置は、調整されるべき環境内において所望の状態を達成するように、制御されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、共通の蒸発器を共有すると共に個別の凝縮器を有する、タンデム圧縮機を利用する冷媒サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷媒サイクルは、温度および湿度を変化させる用途またはそれ以外に環境を調整する用途に利用される。標準的な冷媒システムでは、圧縮機が、圧縮された冷媒を通常は室外に配置される凝縮器として知られる熱交換器に送る。凝縮器から、冷媒は、膨張装置を通して、蒸発器として知られる室内熱交換器に送られる。蒸発器では、湿気が空気から取除かれ、蒸発器コイルに吹き込まれた空気の温度は下げられる。蒸発器から、冷媒は、圧縮機に戻される。勿論、基本的な冷媒サイクルは、多くの構成変形例や任意選択的な特徴と組合せて利用される。しかし、上記の説明によって、基本的な概念が簡潔に理解されよう。
【０００３】
さらに先進的な冷媒システムでは、空調システムの容量を、いわゆるタンデム圧縮機を実装することによって、制御することができる。タンデム圧縮機は、通常、共通の吸入マニフォールドおよび共通の吐出マニフォールドを介して、互いに接続される。単一の共通蒸発器から、冷媒は、吸入マニフォールドを通して戻され、次いで、タンデム圧縮機の各々に分配される。個々の圧縮機から、冷媒は、共通の吐出マニフォールド内に送られ、次いで、共通の単一凝縮器に送られる。また、タンデム圧縮機は、個別に制御され、一方または両方の圧縮機が一度に操作され得るように、互いに独立して、始動かつ中断されるようにすることができる。どの圧縮機を運転するかを制御することによって、組合せシステムの容量の制御が達成される。多くの場合、２つの圧縮機は、より良好な容量制御が得られるように、異なる大きさを有するように選択される。また、タンデム圧縮機は、遮断弁を有していてもよい。これらの遮断弁は、タンデム圧縮機のいくつかが中断されたとき、それらの中断された圧縮機を能動冷媒回路から隔離する。さらに、もしこれらの圧縮機が異なる飽和吸入温度で運転される場合、圧力均等化ラインおよび油均等化ラインがしばしば用いられる。
【０００４】
タンデム圧縮機の１つの利点は、圧縮機の各々を専用の回路で作動させることを必要とせずに、良好な容量制御が得られることにある。これによって、システムのコストが低減される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タンデム圧縮機は、さらに良好な制御をもたらす潜在能力を有する。しかし、役立つと考えられる多くの有益な組合せのタンデム圧縮機は、いまだに提供されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、従来のタンデムシステムと違って、タンデム圧縮機を互いに接続する吐出マニフォールドが存在しない。タンデム圧縮機の各々は、専用の凝縮器に接続され、両方の圧縮機は、従来と同じように、共通の吸入マニフォールドおよび単一の蒸発器に接続される。その結果、このようなタンデム圧縮機システムの構成では、各凝縮器と関連する排熱のさらなる温度レベルが利用可能になる。各凝縮器内を流れる冷媒の量は、関連する膨張装置を制御するかまたは凝縮器の空気流れのような他の制御手段を利用することに加えて、圧縮機の吐出口に配置される流量制御装置を用いることによっても、調節することができる。
【０００７】
本発明によれば、個別の凝縮器を設けることによって、２つの異なる区域への２つの異なる温度の排熱が可能である。一例として、第１の凝縮器は、室外区域と関連させることができ、第２の凝縮器は、異なる温度にあると見なされる室内区域と関連させることができる。熱が排出される温度を制御することによって、その凝縮器を通過する冷媒の量を厳密に制御することができる。１つの考えられる用途では、凝縮器の１つを過剰な着霜の防止（除霜操作）に利用し、他の凝縮器を通常の空調設備のように従来の方法によって操作することができる。脱湿用途における空気の流れの再加熱または暖房のような多くの他の用途も、実現可能である。
【０００８】
もし２つ以上のタンデム圧縮機が互いに接続されるなら、システムは、追加された圧縮機と関連する追加的な温度レベルの各々で作動することができることが理解されるべきである。例えば、３つの圧縮機の場合、３つの温度レベルの排熱が、３つの圧縮機の各々を専用の凝縮器に接続することによって、達成することができる。他の構成例では、３つの圧縮機のうち、２つの圧縮機を共通の吸入マニフォールドおよび共通の吐出マニフォールドと共に作動することを可能にすると共に同じ凝縮器に接続し、第３の圧縮機を別の凝縮器に接続することもできる。勿論、タンデム用途は、４つ以上の圧縮機に対して、同様に、拡張することもできる。
【０００９】
本発明のこれらの特徴および他の特徴は、以下の最良の形態および図面の簡単な説明からよく理解することができるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
一般的にタンデム圧縮機として作動する１対の圧縮機２２，２３を有する冷媒サイクル２０が、図１に示されている。圧力均等化ライン２４および油均等化ライン２５が、周知のように、２つの圧縮機２２，２３を接続することができる。任意選択的な弁２６が、圧縮機２２，２３の各々と関連する吐出ラインの下流に位置している。これらの弁は、圧縮機の１つのみしか操作しない場合に、圧縮機２２または２３のいずれかへの冷媒の逆流を防ぐように、制御することができる。すなわち、例えば、圧縮機２３を停止した状態で圧縮機２２を操作する場合、圧縮機２３と関連する弁２６が閉鎖される。
【００１１】
圧縮機２３からの冷媒は、凝縮器２８に流れる。この冷媒は、さらに下流に流れ、膨張装置３０を通る。膨張装置３０から、冷媒の流れは、蒸発器３２を通過する。蒸発器３２を通過した冷媒は、吸入マニフォールド３４に入って、圧縮機２２，２３に戻る。圧縮機２２からの冷媒は、凝縮器３３を通過する。この冷媒も、膨張装置３０を通過し、蒸発器３２および吸入マニフォールド３４を通って、圧縮機２２，２３に戻る。
【００１２】
本発明によれば、個別の凝縮器を設けることによって、２つの異なる区域Ａ，Ｂに対して、熱を２つの異なる温度レベルで排出することが可能である。一例として、第１の凝縮器を室外区域Ａと関連させることができ、第２の凝縮器を異なる温度と見なされる室内区域Ｂと関連させることができる。熱が排出される温度を制御することによって、凝縮器を通過する冷媒の量を、厳密に制御することができる。１つの考えられる用途では、凝縮器の１つを過剰な着霜の防止（除霜操作）に利用し、他の凝縮器を通常の空調装置のように従来の方法によって操作することができる。脱湿用途における空気の流れの再加熱または暖房のような多くの他の用途も、実行可能である。
【００１３】
冷媒サイクル２０用の制御装置４０が、圧縮機２２，２３、膨張装置３０、および弁２６を制御するように、操作可能に接続されている。これらの要素の各々を組合せて適切に制御することによって、従属環境Ａ，Ｂに必要とされるのに応じて、各凝縮器２８，３３の条件を制御することができる。必要とされる正確な制御は、本技術分野において知られているので、ここでは、説明しない。しかし、共通の蒸発器３２を利用するタンデム圧縮機２２，２３を用いることによって、領域Ａ，Ｂへの排熱を独立して制御するのに必要な部品の数が低減され、従って、従来技術の改良が得られる。
【００１４】
また、弁２６は、従来のオン・オフ式または弁の制御をパルスまたは変調によって行なう、調整式とすることが可能であることが理解されねばならない。このような場合、より一層の融通性を達成することができる。
【００１５】
図２では、３つの区域Ａ，Ｂ，Ｃへの排熱用のさらに複雑な冷媒サイクル５０が示されている。図示されるように、単一の蒸発器５２が、吸入マニフォールド５１と連通している。第１の圧縮機５４も、吸入マニフォールド５１と連通している。第２の圧縮機列５６は、２つのタンデム圧縮機を備え、これらの圧縮機は、各々、吐出マニフォールド６５および吸入マニフォールド５１と連通している。
【００１６】
第３の圧縮機列５８は、３つの圧縮機を備え、これらの圧縮機は、全て、タンデム式に作動し、吐出マニフォールド６７と連通すると共に、ここでも吸入マニフォールド５１と連通している。圧縮機列５６，５８の制御は、タンデム圧縮機の技術分野ではよく知られている。前述したように、圧縮機列５６，５８を利用することによって、区域Ｂ，Ｃの各々における温度レベルおよび排熱量が制御される。
【００１７】
凝縮器１００，１０２，１０４から、冷媒は、個別の膨張装置６０，６０，６０および蒸発器５２を通過する。図示されるように、凝縮器１０２は、区域Ｂに熱を排出し、凝縮器１０４は、区域Ｃに熱を排出する。ここでも、凝縮器１００，１０２，１０４の各々において所望の条件を達成するために、要素の各々を制御する制御装置７２が設けられている。凝縮器の各々に対してなされる個々の制御ステップは、周知であろう。ここで、新規性があるのは、タンデム圧縮機および個別の凝縮器と組合せて共通の蒸発器を利用する組合せシステムを提供することにある。
【００１８】
勿論、凝縮器と共に他の複数の圧縮機および圧縮機列が、本発明の範囲内において利用されるようにすることができる。
【００１９】
本発明の好ましい実施例を開示したが、当業者であれば、一部の修正が本発明の範囲内において思い浮かぶことを認めるだろう。この理由から、本発明の真の範囲および内容を決定するには、特許請求の範囲が検討されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の回路図である。
【図２】第２の回路図である。
【図１】
2008517243.tif 000003
【図２】
2008517243.tif 000004
【国際調査報告】
2008517243.tif 000005