(57)【要約】【課題】オイル冷媒比の安定化を図る空気調和装置を提供する。【解決手段】圧縮機、室外熱交換器及び油分離器を有する複数台の室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、室内熱交換器を備えた複数台の室内機１２ａ、１２ｂとがユニット間配管４０により接続され、各圧縮機と各油分離器とをオイル配管５１で接続して、圧縮機のオイル不足時に、他の室外機の油分離器から当該オイル不足の圧縮機にオイルを供給するようにした空気調和装置において、前記複数台の室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち、常時運転する室外機１１ａを設定し、残りの室外機１１ｂ、１１ｃの運転中に、残りの室外機１１ｂ、１１ｃにおける油分離器１６ｂ、１６ｃのオイルの一部を、常時運転する室外機１１ａの圧縮機１４ａ、１５ａに供給する制御を行う集中制御装置６２を備えた。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器及び油分離器を有する複数台の室外機と、室内熱交換器を備えた複数台の室内機とがユニット間配管により接続され、各圧縮機と各油分離器とをオイル配管で接続して、圧縮機のオイル不足時に、他の室外機の油分離器から当該オイル不足の圧縮機にオイルを供給するようにした空気調和装置において、
前記複数台の室外機のうち、常時運転する室外機を設定し、残りの室外機の運転中に、前記残りの室外機における油分離器のオイルの一部を、前記常時運転する室外機の圧縮機に供給する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和装置において、
前記制御手段は、オイルを供給するオイル供給時間と、インターバルとを設定して、前記残りの室外機における油分離器のオイルの一部を前記常時運転する室外機における圧縮機に供給するように制御することを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の空気調和装置において、
前記残りの室外機における圧縮機には、圧縮機のオイルレベルを検出する油面センサが設けられており、
前記制御手段は、前記残りの室外機における圧縮機のオイル不足の頻度に応じて、前記オイル供給時間及び／又は前記インターバルを補正することを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
請求項３に記載の空気調和装置において、
前記制御手段は、前記残りの室外機における圧縮機のオイル不足の頻度が増加した場合、前記オイル供給時間を短くすることを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
請求項３に記載の空気調和装置において、
前記制御手段は、前記残りの室外機における圧縮機のオイル不足の頻度が増加した場合、前記インターバルを長くすることを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記常時運転する室外機における圧縮機は、能力可変型であることを特徴とする空気調和装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記常時運転する室外機における圧縮機は、能力可変型の圧縮機と能力一定型の圧縮機とを並列接続して構成されることを特徴とする空気調和装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記常時運転する室外機における油分離器は、前記残りの室外機における油分離器よりも容量が大きいことを特徴とする空気調和装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
室外熱交換器の一端が、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに択一に分岐して接続され、前記ユニット間配管が、前記冷媒吐出管に接続された高圧ガス管と、前記冷媒吸込管に接続された低圧ガス管と、前記室外熱交換器の他端に接続された液管とを有して構成され、室内熱交換器の一端が前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管に、他端が前記液管にそれぞれ接続され、複数台の前記室内機を同時に冷房運転若しくは暖房運転可能とし、または、これらの冷房運転と暖房運転を混在して実施可能とするよう構成されたことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の室外機と複数台の室内機とをユニット間配管により接続した空気調和装置であって、室外機のオイル量を制御する空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機、室外熱交換器及び油分離器を有する複数台の室外機と、室内熱交換器を備えた複数台の室内機とがユニット間配管により接続され、各圧縮機と各油分離器とをオイル配管で接続して、圧縮機のオイル不足時に、他の室外機の油分離器から当該オイル不足の圧縮機にオイルを供給するようにした空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２９６５８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の空気調和装置では、空調負荷に応じて室外機の運転台数が設定されて、各室外機の運転又は停止の制御が行われており、運転中にオイル不足が生じた圧縮機に対して、他の運転している室外機に設けてある油分離器からオイルを供給するように制御して、室外機間のオイル量をバランスさせている。
【０００５】
このような制御を行っている場合、停止する室外機が増加すると、この停止状態の室外機（つまり油分離器）にオイルが溜まっていることになるため、循環する冷媒量に対する運転中の室外機のオイル量の比を示すオイル冷媒比が減少してしまい、このオイル冷媒比が小さすぎる場合は、圧縮機の耐久性が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、オイル冷媒比の安定化を図る空気調和装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、圧縮機、室外熱交換器及び油分離器を有する複数台の室外機と、室内熱交換器を備えた複数台の室内機とがユニット間配管により接続され、各圧縮機と各油分離器とをオイル配管で接続して、圧縮機のオイル不足時に、他の室外機の油分離器から当該オイル不足の圧縮機にオイルを供給するようにした空気調和装置において、前記複数台の室外機のうち、常時運転する室外機を設定し、残りの室外機の運転中に、前記残りの室外機における油分離器のオイルの一部を、前記常時運転する室外機の圧縮機に供給する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
この場合において、前記制御手段は、オイルを供給するオイル供給時間と、インターバルとを設定して、前記残りの室外機における油分離器のオイルの一部を前記常時運転する室外機における圧縮機に供給するように制御してもよい。
【０００９】
また、前記残りの室外機における圧縮機には、圧縮機のオイルレベルを検出する油面センサが設けられており、前記制御手段は、前記残りの室外機における圧縮機のオイル不足の頻度に応じて、前記オイル供給時間及び／又は前記インターバルを補正するようにしてもよい。
【００１０】
さらに、前記制御手段は、前記残りの室外機における圧縮機のオイル不足の頻度が増加した場合、前記オイル供給時間を短くするようにしてもよい。
【００１１】
さらにまた、前記制御手段は、前記残りの室外機における圧縮機のオイル不足の頻度が増加した場合、前記インターバルを長くするようにしてもよい。
【００１２】
また、前記常時運転する室外機における圧縮機は、能力可変型であってもよい。
【００１３】
さらに、前記常時運転する室外機における圧縮機は、能力可変型の圧縮機と能力一定型の圧縮機とを並列接続して構成されるようにしてもよい。
【００１４】
さらにまた、前記常時運転する室外機における油分離器は、前記残りの室外機における油分離器よりも容量が大きい場合であってもよい。
【００１５】
また、室外熱交換器の一端が、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに択一に分岐して接続され、前記ユニット間配管が、前記冷媒吐出管に接続された高圧ガス管と、前記冷媒吸込管に接続された低圧ガス管と、前記室外熱交換器の他端に接続された液管とを有して構成され、室内熱交換器の一端が前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管に、他端が前記液管にそれぞれ接続され、複数台の前記室内機を同時に冷房運転若しくは暖房運転可能とし、または、これらの冷房運転と暖房運転を混在して実施可能とするよう構成されてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。この空気調和装置１０は、複数台（例えば、３台）の室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、複数台（例えば、２台）の室内機１２ａ、１２ｂとを備えて構成される。
【００１８】
室外機１１ａは、大別して、アキュムレータ１３ａと、能力可変型の圧縮機１４ａと、能力一定型の圧縮機１５ａと、複数（例えば、２つ）の油分離器１６ａ、１７ａと、室外熱交換器１８ａと、室外電動式膨張弁１９ａとを備えて構成される。室外機１１ｂは、大別して、アキュムレータ１３ｂと、能力一定型の圧縮機１４ｂと、油分離器１６ｂと、室外熱交換器１８ｂと、室外電動式膨張弁１９ｂとを備えて構成される。室外機１１ｃについては、室外機１１ｂと同じであるので説明を省略する。
【００１９】
室内機１２ａは、室内熱交換器２０ａと、室内電動式膨張弁２１ａとを備えて構成される。室内機１２ｂについては、室内機１２ａと同じであるので説明を省略する。
【００２０】
これら室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び室内機１２ａ、１２ｂがユニット間配管４０により接続されて、空気調和装置１０は、室内機１２ａ、１２ｂを同時に冷房運転もしくは暖房運転可能とし、または、これらの冷房運転と暖房運転とを混在して実施可能としている。
【００２１】
室外機１１ａは、空気調和装置１０を運転する場合、常時運転するものであり、空調負荷に応じて、能力可変型の圧縮機１４ａの能力を調整した運転、及び能力一定型の圧縮機１５ａの運転又は停止を行う。
【００２２】
残りの室外機１１ｂ、１１ｃは、室外機１１ａだけでは能力が足りない場合に運転するものである。つまり、空調負荷が大きく室外機１１ａだけでは能力が足りない場合に室外機１１ｂまたは室外機１１ｃを運転するものである。更に、残りの室外機１１ｂ又は１１ｃを運転するときでも能力が足りない場合には、室外機１１ｂ及び室外機１１ｃを運転するものである。つまり、残りの室外機１１ｂ、１１ｃは、空調負荷に応じて、運転又は停止を行うものである。
【００２３】
この常時運転する室外機１１ａと、残りの室外機１１ｂ、１１ｃとの組み合わせにより、室外機全体としての能力を、ほぼ直線的に制御することが可能となる。
【００２４】
以下、空気調和装置１０の具体的な構成について説明する。
【００２５】
ユニット間配管４０は、高圧ガス管４１、低圧ガス管４２及び液管４３を備えてなる。
【００２６】
室外機１１ａでは、圧縮機１４ａ、１５ａが並列接続されており、これら圧縮機１４ａ、１５ａの冷媒吐出管２３ａが、高圧ガス管４１に接続され、圧縮機１４ａ、１５ａの冷媒吸込管２４ａが、低圧ガス管４２に接続されている。
【００２７】
室外熱交換器１８ａの一端は、高圧ガス管４１と低圧ガス管４２とに分岐して接続されることにより、圧縮機１４ａ、１５ａの冷媒吐出管２３ａと冷媒吸込管２４ａとに、それぞれ切換弁（電磁弁）２５ａ、２６ａを介して択一に分岐して接続されている。室外熱交換器１８ａの他端は、室外電動式膨張弁１９ａを介して液管４３に接続されている。また、冷媒吸込管２４ａには、アキュムレータ１３ａが設けられており、冷媒吐出管２３ａには、並列接続した油分離器１６ａ、１７ａが設けられている。さらに、冷媒吐出管２３ａには、油分離器１６ａ、１７ａの冷媒吐出側に、逆止弁２７ａが設けられている。また、能力一定型の圧縮機１５ａの吐出口には、圧縮機１５ａを停止させているときに冷媒の逆流を防止するための逆止弁２８ａが設けられている。また、冷媒吸込管２４ａは、吸込管３６ａと吸込管３７ａとに分岐して、吸込管３６ａが能力一定型の圧縮機１５ａに接続され、吸込管３７ａが能力可変型の圧縮機１４ａに接続される。
【００２８】
室外機１１ｂでは、圧縮機１４ｂの冷媒吐出管２３ｂが、高圧ガス管４１に接続され、圧縮機１４ｂの冷媒吸込管２４ｂが、低圧ガス管４２に接続されている。
【００２９】
室外熱交換器１８ｂの一端は、高圧ガス管４１と低圧ガス管４２とに分岐して接続されることにより、圧縮機１４ｂの冷媒吐出管２３ｂと冷媒吸込管２４ｂとに、それぞれ切換弁（電磁弁）２５ｂ、２６ｂを介して択一に分岐して接続されている。室外熱交換器１８ｂの他端は、室外電動式膨張弁１９ｂを介して液管４３に接続されている。また、冷媒吸込管２４ｂには、アキュムレータ１３ｂが設けられており、冷媒吐出管２３ｂには、油分離器１６ｂが設けられている。さらに、冷媒吐出管２３ｂには、油分離器１６ｂの冷媒吐出側に、逆止弁２７ｂが設けられている。
【００３０】
室外機１１ｃは、室外機１１ｂと同様の構成であるので説明を省略する。
【００３１】
室内機１２ａでは、室内熱交換器２０ａの一端が、第１開閉弁（電磁弁）３１ａを有するガス分岐管３２ａを介して高圧ガス管４１に接続されるとともに、第２開閉弁（電磁弁）３３ａを有するガス分岐管３４ａを介して低圧ガス管４２に接続される。
【００３２】
また、室内熱交換器２０ａの他端が、室内電動式膨張弁２１ａを有する液分岐管３５ａを介して液管４３に接続される。
【００３３】
室内機１２ｂは、室内機１２ａと同様の構成であるので説明を省略する。
【００３４】
各圧縮機１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１４ｃと各油分離器１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１６ｃとは、オイル配管５１で接続されており、各圧縮機、例えば、圧縮機１４ｂのオイル不足時に、運転中の他の室外機、例えば、室外機１１ａの油分離器１６ａ、１７ａから当該オイル不足の圧縮機１４ｂにオイルを供給することが可能である。
【００３５】
常時運転する室外機１１ａ以外の残りの室外機１１ｂ、１１ｃの圧縮機１４ｂ、１４ｃには、圧縮機の油面レベル（オイルレベル）を検出する油面センサ２２ｂ、２２ｃが設けられている。この油面センサ２２ｂ、２２ｃによって油面レベルの低下を検出することができる。
【００３６】
オイル配管５１は、各油分離器のオイルバランス管と、各圧縮機のオイル回収管と、各オイルバランス管及び各オイル回収管が接続されるオイル連通管とを備えて構成される。
【００３７】
つまり、室外機１１ａでは、油分離器１６ａ、１７ａにおいて共通のオイルバランス管５２ａと、能力可変型の圧縮機１４ａ及び能力一定型の圧縮機１５ａにおいて共通のオイル回収管５３ａとが、オイル連通管５４に接続されている。即ち、オイルバランス管５２ａは、油分離器１６ａ、１７ａを合流接続しており、オイル回収管５３ａは、圧縮機１４ａ、１５ａに分流接続している。
【００３８】
オイルバランス管５２ａには、キャピラリチューブ５４ａ、オイルバランス弁（電磁弁）５５ａ及び油分離器１６ａ、１７ａ側への逆流を防止する逆止弁５６ａが設けられている。オイル回収管５３ａには、オイル回収弁（電磁弁）５７ａが設けられている。
【００３９】
更に、冷媒吐出配管２３ａの逆止弁２７ａの冷媒吐出側と、オイルバランス管５２ａの逆止弁５６ａのオイル吐出側（オイルバランス管５２ａ及びオイル連通管５１の接続点）とをバイパスするバイパス管５８ａが設けられており、このバイパス管５８ａには、バイパス弁（電磁弁）５９ａが設けられている。
【００４０】
能力可変型の圧縮機１４ａには、能力一定型の圧縮機１５ａの吸込管３６ａをむすぶオーバーフロー管３８が接続され、能力可変型の圧縮機１４ａの潤滑油が所定量を越えると、余剰の油を能力一定型の圧縮機１５ａに導出することができるようになっている。このオーバーフロー管３８には、油を減圧するためのキャピラリチューブ３８ａが設けられている。
【００４１】
また、能力一定型の圧縮機１５ａには能力可変型の圧縮機１４ａの吸込管３７ａをむすぶオーバーフロー管３９が接続され、このオーバーフロー管３９には、油を減圧するためのキャピラリチューブ３９ａが設けられている。
【００４２】
室外機１１ｂでは、油分離器１６ｂのオイルバランス管５２ｂと、圧縮機１４ｂのオイル回収管５３ｂとがオイル連通管５４に接続されている。
【００４３】
オイルバランス管５２ｂには、キャピラリチューブ５４ｂ、オイルバランス弁（電磁弁）５５ｂ及び油分離器１６ｂ側への逆流を防止する逆止弁５６ｂが設けられている。オイル回収管５３ｂには、オイル回収弁（電磁弁）５７ｂが設けられている。
【００４４】
更に、冷媒吐出配管２３ｂの逆止弁２７ｂの冷媒吐出側と、オイルバランス管５２ｂの逆止弁５６ｂのオイル吐出側（オイルバランス管５２ｂ及びオイル連通管５１の接続点）とをバイパスするバイパス管５８ｂが設けられており、このバイパス管５８ｂには、バイパス弁（電磁弁）５９ｂが設けられている。
【００４５】
室外機１１ｃは、室外機１１ｂと同様の構成であるので説明を省略する。
【００４６】
油分離器１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１６ｃは、同様の容量及び構成とし、油分離器１６として説明する。
【００４７】
油分離器１６は、図２に示すように、円筒状の容器７１を備え、この容器７１内の中ほどには、容器７１内を上下に仕切るための仕切り部材７２が設けられている。この仕切り部材７２は、外周に段部７３を備え、この段部７３と容器７１との間には、環状の貯留部７４が形成されている。容器７１の上部には、吸込口７５が設けられ、この吸込口７５から、ガス冷媒とオイルとが吸込まれる。貯留部７４には、オイルが一時的に貯留され、このオイルの一部は、戻し管６７（図１中６７ａ、６８ａ、６７ｂ、６７ｃ）を通じて運転中の圧縮機に常時戻される。冷媒は、吐出口７６から吐出される。
【００４８】
図２において、この仕切り部材７２の段部７３には、油導入口（不図示）が設けられ、この油導入口を通じて、オイルが下部空間７７に導かれる。この下部空間７７に導かれたオイルは、そこに貯留される。容器７１の下部には、オイルバランス管５２（図１中５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）が接続されており、このオイルバランス管５２を通じて、容器７１に貯留されたオイルを導出することができる。
【００４９】
図１において、各室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃには、それぞれの室外機を制御する制御装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃが設けられており、更に、室外機１１ａには、空気調和装置１０全体を制御する集中制御装置６２が設けられている。各室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの制御装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、集中制御装置６２に信号線で接続されている。
【００５０】
また、常時運転する室外機１１ａ以外の残りの室外機１１ｂ、１１ｃにおける各制御装置６１ｂ、６１ｃには、油面センサ２２ｂ、２２ｃの検出した油面レベルが所定レベル以下となった場合をオイル不足と判断し、オイル不足を計数するカウンタ６３ｂ、６３ｃがそれぞれ備えられている。
【００５１】
室外機１１ａの制御装置６１ａは、集中制御装置６２の指示に従って、切換弁２５ａ、２６ａや室外電動式膨張弁１９ａを制御するほか、オイルバランス弁５５ａ、オイル回収弁５７ａ、及びバイパス弁５９ａを制御する。
【００５２】
また、室外機１１ｂの制御装置６１ｂは、集中制御装置６２の指示に従って、切換弁２５ｂ、２６ｂや室外電動式膨張弁１９ｂを制御するほか、オイルバランス弁５５ｂ、オイル回収弁５７ｂ、及びバイパス弁５９ｂを制御する。そして、圧縮機１４ｂに取り付けられている油面センサ２２ｂにおいて油面レベルが検出され、圧縮機１４ｂの油面レベルが低下した場合、制御装置６１ｂは、集中制御装置６２に油面レベル低下を示す信号を送信する。室外機１１ｃの制御装置６１ｃは、制御装置６１ｂと同様の制御を行うので説明を省略する。
【００５３】
集中制御装置６２は、複数台（例えば、３台）の室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち、常時運転する室外機１１ａを設定する。そして、空調負荷に応じて、能力可変型の圧縮機１４ａの能力を調整して運転するとともに、能力一定型の圧縮機１５ａの運転又は停止を行うように、制御装置６１ａに指示を送る。
【００５４】
更に、集中制御装置６２は、空調負荷に応じて、空調負荷が常時運転する室外機１１ａの能力を上回っているとき、制御装置６１ｂ及び／又は制御装置６１ｃに運転を行うように指示を送る。
【００５５】
また、集中制御装置６２は、運転している各室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃのオイル量の調整を行うべく、運転している各室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの制御装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃにオイル量を調整するための指示を送り、各制御装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、指令に従って、各種弁を制御する。
【００５６】
また、常時運転する室外機１１ａ以外の残りの室外機１１ｂ、１１ｃにおける各制御装置６１ｂ、６１ｃには、油面センサ２２ｂ、２２ｃにより検出された油面レベルが所定レベル以下となった場合のオイル不足の頻度をカウントするカウンタ６３ｂ、６３ｃが設けられている。このカウンタ６３ｂ、６３ｃは、オイル不足の頻度を示す係数Ｏｃを記憶しており、オイル不足が生じたら、この係数Ｏｃに１を加算する制御を行っている。この係数Ｏｃの初期値は「０」である。また、この係数Ｏｃには、上限値が設けてあり、本実施の形態では、例えば、「１０」であるものとする。このようにして、カウンタ６３ｂによりオイル不足の頻度が計数される。
【００５７】
以上の構成において、まず、集中制御装置６２、制御装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃによる空気調和装置１０の空調運転の制御について説明する。
【００５８】
例えば、室外機１１ａのみで運転する場合について説明する。
【００５９】
室内機１２ａを暖房運転するときは、図示を省略した室内機１２ａに設置の室内制御装置により、第１開閉弁３１ａが開制御、第２開閉弁３３ａが閉制御される。室内機１２ａを冷房運転するときは、室内制御装置により、第１開閉弁３１ａが閉制御、第２開閉弁３３ａが開制御される。室内機１２ｂにおいても、室内機１２ａと同様の制御が行われる。このとき、室内機１２ａおよび１２ｂは、同時に冷房運転、同時に暖房運転、或いは冷房暖房混在運転を行うことができる。
【００６０】
室外機１１ａの集中制御装置６２は、室内機１２ａ、１２ｂにおける冷房負荷と暖房負荷の偏差に基づいて、制御装置６１ａに切換弁２５ａ、２６ａの切換の制御を行わせるとともに、圧縮機１４ａの能力の調整、圧縮機１５ａの運転又は停止を行わせる。
【００６１】
具体的に、暖房負荷が冷房負荷よりも高ければ、制御装置６１ａは、切換弁２５ａを閉制御、切換弁２６ａを開制御する。
【００６２】
これによって、圧縮機１６ａ、１７ａで吐出されたガス冷媒は、吐出管２３ａを通過して高圧ガス管４１に流入し、暖房運転している室内機、例えば、室内機１２ａのガス分岐管３２ａを流れて、室内熱交換器２０ａにおいて室内を暖房して凝縮液化し、液分岐管３５ａを通じて液管４３に流入する。
【００６３】
この液管４３に流入した液冷媒の一部は、冷房運転している室内機、例えば、室内機１２ｂに液分岐管３５ｂを通じて流れて室内電動式膨張弁２１ｂにて減圧膨張され、室内熱交換器２０ｂにて蒸発して室内を冷房し、ガス分岐管３４ｂを通じて低圧ガス管４２に流入して圧縮機１４ａ、１５ａに吸込まれる。
【００６４】
また、液管４３に流入した残りの液冷媒は、室外電動式膨張弁１９ａにて減圧膨張され、室外熱交換器１８ａにて蒸発して切換弁２６ａを通じて低圧ガス管４２に流入して圧縮機１４ａ、１５ａに吸込まれる。
【００６５】
次に、冷房負荷が暖房負荷よりも高ければ、制御装置６１ａは、切換弁２５ａを開制御、切換弁２６ａを閉制御する。
【００６６】
これによって、圧縮機１６ａ、１７ａで吐出されたガス冷媒は、吐出管２３ａを通過して高圧ガス管４１に流入する。
【００６７】
そして、高圧ガス管４１のガス冷媒の一部は、暖房運転している室内機、例えば、室内機１２ａのガス分岐管３２ａを流れて、室内熱交換器２０ａにおいて室内を暖房して凝縮液化し、液分岐管３５ａを通じて液管４３に流入する。
【００６８】
また、高圧ガス管４１の残りのガス冷媒は、切換弁２５ａを通じて室外熱交換器１８ａに流入して凝縮液化し、液管４３に流入する。
【００６９】
そして、この合流した液管４３の液冷媒は、冷房運転する室内機、例えば、室内機１２ｂの液分岐管３５ｂに流入して室内電動式膨張弁２１ｂにて減圧膨張され、室内熱交換器２０ｂにて蒸発して室内を冷房し、ガス分岐管３４ｂを通じて低圧ガス管４２に流入し、冷媒吸込管２４ａを通じて圧縮機１４ａ、１５ａに吸込まれる。
【００７０】
このように室外機１１ａのみで運転しているときに、空調負荷が常時運転する室外機１１ａの能力を上回っている場合、集中制御装置６２は、制御装置６１ｂ及び／又は制御装置６１ｃに運転を行うように指示を送る。制御装置６１ｂ、６１ｃは、制御装置６１ａと同様に、暖房負荷が冷房負荷よりも高ければ、切換弁２５ｂ、２５ｃを閉制御、切換弁２６ｂ、２６ｃを開制御し、冷房負荷が暖房負荷よりも高ければ、制御装置６１ｂ、６１ｃは、切換弁２５ｂ、２５ｃを開制御、切換弁２６ｂ、２６ｃを閉制御する。
【００７１】
次に、集中制御装置６２、制御装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃによる空気調和装置１０の空調運転を行っているときのオイル量の制御について説明する。
【００７２】
まず、オイル量不足のときの動作について説明する。例えば、室外機１１ｂの圧縮機１４ｂのオイル不足の場合について説明する。室外機１１ｂの制御装置６１ｂは、油面センサ２２ｂの油面レベルの検出の結果、オイル不足と判断した場合、制御装置６１ｂのカウンタ６３ｂにおいてオイル不足の頻度を示す係数Ｏｃに１を加算する。
【００７３】
次に、制御装置６１ｂは、中央制御装置６２に、オイル不足を示す信号とともに、係数Ｏｃの値を送信する。
【００７４】
中央制御装置６２は、各室外機１１ｂ、１１ｃ毎にこの係数Ｏｃを記憶しており、この係数Ｏｃを受信したら、送信元に対応する係数Ｏｃを書き換えるものである。
【００７５】
そして、中央制御装置６２は、オイル不足を解消すべく、運転中の室外機、例えば、室外機１１ａの制御装置６１ａに、オイルを提供するように指示を送るとともに、制御装置６１ｂに、オイルを受ける準備をするように指示を送る。これによって、制御装置６１ａは、オイル回収弁５７ａを閉制御し、オイルバランス弁５５ａを開制御する。また、制御装置６１ｂは、オイル回収弁５７ｂを開制御し、オイルバランス弁５５ｂを閉制御する。これによって、室外機１１ａの油分離器１６ａ、１７ａに貯留されているオイルは、オイルバランス管５２ａを通じてオイル連通管５４に流入し、オイル回収管５３ｂを通じて圧縮機１４ｂに流入する。そして、圧縮機１４ｂのオイル不足が解消するまでオイルは供給される。
【００７６】
このとき、オイル連通管５４の管路が長く、油分離器１６ａ、１７ａ内の圧力で各圧縮機にオイルを供給するのが困難な場合、制御装置６１ａはバイパス弁５９ａを開制御し、冷媒吐出管２３ａを流れる高圧のガス冷媒でオイルを押し流すようにしている。尚、このバイパス弁５９ａの制御は、このオイル不足のときに限らず、オイルを他の室外機における圧縮機に供給する場合であれば適用することができる。また、制御装置６１ｂ、６１ｃにおいても同様にバイパス弁の制御を行うものである。
【００７７】
次に、室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃが運転しているものとして、従来は、圧縮機のオイル量が低下している場合に他の室外機の油分離器からオイルを供給するようにして、各室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃにオイル量を均等にバランスさせる制御を行っているが、空調負荷が減少していずれかの室外機を停止させる場合、オイルを溜め込んだ状態で室外機が停止することになる。このようなとき、循環する冷媒の量はほとんど変わらないが、空気調和装置１０全体として見ると、停止している室外機に溜まっているオイルの量だけ減少することになる。つまり、循環する冷媒量に対する運転中の室外機のオイル量の比を示すオイル冷媒比が減少してしまい、このオイル冷媒比が小さすぎる場合は、運転している圧縮機の耐久性が低下してしまうことがある。
【００７８】
本実施の形態において、集中制御装置６２は、常時運転する室外機１１ａ以外の残りの室外機１１ｂ、１１ｃの運転中に、残りの室外機１１ｂ、１１ｃにおける油分離器１６ｂ、１６ｃのオイルの一部を、常時運転する室外機１１ａの圧縮機１４ａ、１５ａに供給する制御を行うものである。
【００７９】
つまり、集中制御装置６２は、常時運転する室外機１１ａ以外の残りの室外機１１ｂ、１１ｃの運転中に、残りの室外機１１ｂ、１１ｃにおける油分離器１６ｂ、１６ｃのオイルの一部を、常時運転する室外機１１ａの圧縮機１４ａ、１５ａに供給するように、運転している各室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの制御装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃに指示を送り、この指示を受けた各制御装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、それぞれの室外機のオイル配管５１上の弁を制御する。
【００８０】
例えば、室外機１１ａ、１１ｂが運転しており、室外機１１ｃが停止している場合を例に、常時運転する室外機１１ａの圧縮機１４ａ、１５ａに残りの室外機１１ｂの油分離器１６ｂのオイルの一部を供給する場合について説明する。
【００８１】
まず、常時運転する室外機１１ａの制御装置６１ａは、集中制御装置６２の制御の下、オイル回収弁５７ａを開制御するとともに、オイルバランス弁５５ａを閉制御する。残りの室外機１１ｂの制御装置６１ｂは、集中制御装置６２の制御の下、オイルバランス弁５５ｂを開制御するとともに、オイル回収弁５７ｂを閉制御する。
【００８２】
これによって、油分離器１６ｂに貯留されているオイルは、油分離器１６ｂ内部が圧縮機１４ｂの冷媒吐出圧力で高圧となっているので、オイルバランス管５２ｂを通じてオイル連通管５４に流入し、オイル回収管５３ａを通じて低圧である圧縮機１４ａ、１５ａの吸込側に流入して、圧縮機１４ａ、１５ａに吸込まれる。そして、圧縮機１４ａ、１５ａのオイルは、冷媒とともに吐出されて油分離器１６ａ、１７ａに導かれ、この油分離器１６ａ、１７ａに貯留される。つまり、油分離器１６ａ、１７ａに貯留されるオイルが増加することとなる。そして、残りの室外機１１ｂが停止するような場合には、制御装置６１ａが、オイルバランス弁５５ａ及びオイル回収弁５７ａを開制御することで、油分離器１６ａ、１７ａに貯留してあるオイルを圧縮機１４ａ、１５ａに供給することができる。つまり、オイル冷媒比の低下を抑制することができる。
【００８３】
また、３台の室外機１１ａ、１１ｂ、１１ｃが運転しているときに、例えば、室外機１１ｃが停止した場合、室外機１１ｂの圧縮機１４ｂにも、油分離器１６ａ、１７ａに貯留してあるオイルを供給することができる。
【００８４】
室外機１１ｃが運転している場合においても、制御装置６１ｃは、制御装置６１ｂと同様の制御を行うので、説明を省略する。
【００８５】
このように、常時運転している室外機１１ａの油分離器１６ａ、１７ａには、運転している室外機１１ｂ、１１ｃから、オイルが供給されるので、残りの室外機１１ｂ、１１ｃが停止しても、オイル冷媒比の低下を減少させることができるので、オイル冷媒比が安定し、ひいては、圧縮機の耐久性を向上させることができる。また、この常時運転する室外機１１ａにおける圧縮機１４ａ、１５ａには、室外機１１ｂ、１１ｃにおける油分離器１６ｂ、１６ｃの一部が供給されるので、オイル不足になる可能性が低く、圧縮機１４ａ、１５ａに油面センサが省略可能であり、コストダウンを図ることができる。
【００８６】
ここで、集中制御装置６２は、オイルを供給するオイル供給時間Ｙ（例えば、５分間）と、インターバルＸ（例えば、３０分間）とを設定して、残りの室外機１１ｂ、１１ｃにおける油分離器１６ｂ、１６ｃのオイルの一部を常時運転する室外機１１ａにおける圧縮機１６ａ、１７ａに供給するように制御している。
【００８７】
集中制御装置６２は、各室外機１１ｂ、１１ｃ毎に、オイル供給時間Ｙ及びインターバルＸを設定している。
【００８８】
このインターバルＸとは、オイルを供給するオイル供給時間Ｙとオイル供給時間Ｙとの間の時間である。つまり、オイル供給のマスク時間である。
【００８９】
オイル供給時間Ｙ及びインターバルＸに基づく集中制御装置６２の制御動作を図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００９０】
まず、運転している室外機が、常時運転している室外機１１ａであるか否かを判別する（ステップＳ１）。つまり、常時運転する室外機１１ａ以外の残りの室外機１１ｂ、１１ｃが、運転しているか否かを判別する。
【００９１】
運転している室外機が、常時運転している室外機１１ａのみの場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、再びステップＳ１の処理に移行する。
【００９２】
常時運転している室外機１１ａ以外の残りの室外機１１ｂ、１１ｃが運転している場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、例えば、室外機１１ｂが運転中である場合、オイル供給中であるか否かを判別する（ステップＳ２）。つまり、ステップＳ２では、運転中である室外機１１ｂの油分離器１６ｂのオイルを室外機１１ａ（つまり、圧縮機１６ａ、１７ａ）に供給中であるか否かを判別する。尚、運転中の室外機が、室外機１１ｂである場合としたが、これに限るものではなく、室外機１１ｃであってもよいし、室外機１１ｂ及び室外機１１ｃが運転している場合であっても適用することができる。
【００９３】
室外機１１ｂが室外機１１ａにオイル供給中でなければ（ステップＳ２；Ｎｏ）、室外機１１ｂの圧縮機１６ｂの積算運転時間が、設定されているインターバルＸ［分］以上であるか否かを判別する（ステップＳ３）。
【００９４】
ここで、集中制御装置６２は、室外機１１ｂ、１１ｃ（つまり、圧縮機１４ｂ、１４ｃ）が運転している場合に、オイル供給終了時点又は室外機１１ｂ、１１ｃを運転開始した時点から圧縮機１４ｂ、１４ｃの積算運転時間を計測し、インターバルＸ［分］経過してオイル供給を終了した時点で、この計測した圧縮機１４ｂ、１４ｃの積算運転時間をリセットする制御を行っている。
【００９５】
ステップＳ３の判別において、室外機１１ｂの圧縮機１６ｂの積算運転時間が、設定されているインターバルＸ［分］以上でない場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、ステップＳ１の処理に移行する。
【００９６】
ステップＳ３の判別において、室外機１１ｂの圧縮機１６ｂの積算運転時間が、設定されているインターバルＸ［分］以上である場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、室外機１１ｂの油分離器１６ｂのオイルを、室外機１１ａの圧縮機１４ａ、１５ａに供給を開始する制御を行う（ステップＳ４）。
【００９７】
次に、ステップＳ２の判別で、オイル供給中であった場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、又は、ステップＳ４の処理を行った場合、オイルを供給している時間が、設定されているオイル供給時間Ｙ［分］を経過しているか否かを判別する（ステップＳ５）。
【００９８】
ここで、集中制御装置６２は、オイル供給開始時点からオイルを供給している時間を計測する制御を行っている。
【００９９】
ステップＳ５の判別で、オイル供給時間Ｙを経過していない場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、オイル供給を続行し（ステップＳ６）、ステップＳ１の処理に移行する。
【０１００】
ステップＳ５の判別で、オイル供給時間Ｙを経過した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、オイル供給を停止する制御を行い（ステップＳ７）、ステップＳ１の処理に移行する。
【０１０１】
つまり、常にオイルを供給するようにすると、残りの室外機１１ｂ、１１ｃにおいて、オイル不足の要因となってしまうことがあるので、このように制御することで、常にオイルを供給するのを防止して、残りの室外機１１ｂ、１１ｃ、つまり圧縮機１４ｂ、１４ｃにおいてオイル不足の頻度の増加を防止している。また、常時運転する室外機１１ａにおける圧縮機１４ａ、１５ａには、室外機１１ｂ、１１ｃにおける油分離器１６ｂ、１６ｃの一部が定期的に供給されるので、圧縮機１４ａ、１５ａに油面センサが省略可能であり、コストダウンを図ることができる。
【０１０２】
また、集中制御装置６２は、残りの室外機１１ｂ、１１ｃにおける圧縮機１４ｂ、１４ｃのオイル不足の頻度に応じて、設定されているオイル供給時間Ｙ及びインターバルＸを補正するようにしている。
【０１０３】
具体的に、集中制御装置６２は、残りの室外機１１ｂ、１１ｃにおける圧縮機１４ｂ、１４ｃのオイル不足の頻度が増加した場合、オイル供給時間Ｙを短くしするとともに、インターバルＸを長くするように補正している。
【０１０４】
集中制御装置６２は、各制御装置６１ｂ、６１ｃから送られてくるオイル不足の頻度を示す係数Ｏｃを記憶しているので、この係数Ｏｃに基づいて、オイル供給時間Ｙ及びインターバルＸを補正している。
【０１０５】
例えば、集中制御装置６２は、
Ｘ＝ｘ＋Ｏｃ×α［分］
Ｙ＝ｙ−Ｏｃ×β［分］
の演算式でオイル供給時間Ｙ及びインターバルＸを補正している。ここで、ｘは、補正を行わない場合のインターバルを示す定数であり、例えば、３０［分］である。また、αは、任意の定数であり、例えば、１［分］である。また、ｙは補正を行わない場合のオイル供給時間を示す定数であり、例えば、５［分］である。また、βは、Ｙが著しく低下したり負の値にならない程度の任意の定数であり、例えば、０．４［分］である。
【０１０６】
ここで、係数Ｏｃには、上限値（例えば、１０）が設けられているので、インターバルＸは、例えば、３０［分］から４０［分］の間に設定され、オイル供給時間Ｙは、１［分］から５［分］の間に設定されることとなる。
【０１０７】
さらに、各制御装置６１ｂ、６１ｃは、所定時間（例えば、１時間）室外機１１ｂ、１１ｃを運転した場合にオイル不足が生じなければ、この係数Ｏｃから１を減算するようにしている。この減算の操作は、係数Ｏｃが初期値（例えば、０）である場合は行わない。また、空気調和装置１０を停止させても、集中制御装置６２、制御装置６１ｂ、６１ｃは、この係数Ｏｃを保持しておくようにしている。
【０１０８】
集中制御装置６２は、これらのオイル供給時間Ｙ及びインターバルＸの補正を各室外機１１ｂ、１１ｃ毎に行う。つまり、集中制御装置６２は、各室外機１１ｂ、１１ｃ毎に、オイル供給時間Ｙ及びインターバルＸを設定しており、各室外機１１ｂ、１１ｃの圧縮機１４ｂ、１４ｃのオイル不足の頻度に応じて、各室外機１１ｂ、１１ｃに対応するオイル供給時間Ｙ及びインターバルＸを補正している。
【０１０９】
このように、各室外機１１ｂ、１１ｃの圧縮機１４ｂ、１４ｃにおいてオイル不足の頻度が高くなる場合、この室外機に対応して設定されているオイル供給時間Ｙが短くなるように補正され、インターバルＸが長くなるように補正されることから、オイル不足の頻度が高い室外機による常時運転する室外機へのオイル供給量を減らすことができ、常時運転する室外機１１ａ以外の室外機１１ｂ、１１ｃにおけるオイル量の制御動作が安定する。
【０１１０】
更に、運転している全室外機の能力が、所定の能力以下となる場合、油分離器にて回収されずに吐出されたオイルが、冷媒配管内（例えば、ユニット間配管４０等）に留まり、圧縮機１４ａ、１５ａに戻ることができなくなることがある。つまり、運転している全室外機の能力が低いために、冷媒の流速が低下して、オイルが冷媒配管内（例えば、ユニット間配管４０等）に留まり、圧縮機１４ａ、１５ａに戻ることができなくなることがある。
【０１１１】
集中制御装置６２は、運転している全室外機の能力が、所定の能力以下となる場合、この所定の能力以下となる運転時間に基づいて、常時運転する室外機１１ａ以外の室外機１１ｂ、１１ｃの運転中に、室外機１１ｂ、１１ｃにおける油分離器１６ｂ、１６ｃのオイルの一部を、常時運転する室外機１１ａの圧縮機１４ａ、１５ａに強制的に供給するようにしている。これによって、油面センサを設けていない圧縮機１４ａ、１５ａのオイル不足を回避することができる。
【０１１２】
例えば、集中制御装置６２は、強制オイル供給時間を設定し、運転している全室外機が所定の能力以下で連続して運転しているときの連続運転時間が、所定の運転時間を超えたとき、常時運転する室外機１１ａ以外の室外機１１ｂ、１１ｃの運転中に、室外機１１ｂ、１１ｃにおける油分離器１６ｂ、１６ｃのオイルの一部を、設定した強制オイル供給時間に亘って常時運転する室外機１１ａの圧縮機１４ａ、１５ａに供給するように制御している。これによって、油面センサを設けていない圧縮機１４ａ、１５ａのオイル不足を回避することができる。
【０１１３】
この制御は、上記のオイル供給時間Ｙ及びインターバルＸに基づく制御を無視して行われる。
【０１１４】
以上、本実施の形態によれば、常時運転する室外機１１ａの圧縮機１４ａ、１５ａに、残りの室外機１１ｂ、１１ｃの運転中に油分離器１６ｂ、１６ｃのオイルの一部を供給するようにしたことから、室外機１１ｂ、１１ｃの運転中に圧縮機１４ａ、１５ａに供給されたオイルが、油分離器１６ａ、１７ａに貯留されているため、残りの室外機１１ｂ、１１ｃが停止しても、オイル冷媒比の低減を抑制することが可能である。
【０１１５】
また、本実施の形態によれば、常時運転する室外機１１ａの油分離器１６ａ、１７ａを並列接続して、残りの室外機１１ｂ、１１ｃの油分離器１６ｂ、１６ｃよりも容量を大きくしていることから、油分離器１６ｂ、１６ｃのオイルの一部を供給した場合にオーバーフローを防止することができる。
【０１１６】
以上、本実施の形態では、常時運転する室外機１１ａの圧縮機が、能力可変型の圧縮機１４ａと、能力一定型の圧縮機１５ａとを並列接続して構成される場合について説明したが、これに限るものではなく、能力一定型の圧縮機を省略し、常時運転する室外機１１ａの圧縮機が、能力可変型の圧縮機である場合であってもよい。
【０１１７】
また、本実施の形態では、常時運転する室外機１１ａの油分離器１６ａ、１７ａを並列接続して、残りの室外機１１ｂ、１１ｃの油分離器１６ｂ、１６ｃよりも容量を大きくしている場合について説明したが、これに限るものではなく、大容量の油分離器であれば、１つの油分離器が常時運転する室外機１１ａに備えられる場合であってもよい。
【０１１８】
また、本実施の形態では、集中制御装置６２が残りの室外機１１ｂ、１１ｃにおける圧縮機１４ｂ、１４ｃのオイル不足の頻度に応じて、オイル供給時間Ｙ及びインターバルＸを補正する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、オイル供給時間Ｙのみを補正するようにしてもよいし、インターバルＸのみを補正するようにしてもよい。
【０１１９】
また、本実施の形態では、複数台の室外機として３台の場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、２台であってもよいし、４台であってもよく、室外機の台数は任意に設定することが可能である。
【０１２０】
また、本実施の形態では、複数台の室内機として２台の場合について説明したが、これに限るものではなく、室内機の台数は任意に設定することができる。
【０１２１】
また、圧縮機、室外熱交換器及び油分離器を有する複数台の室外機と、室内熱交換器を備えた複数台の室内機とがユニット間配管により接続される場合として、能力可変型の圧縮機及び室外熱交換器を備えた室外機と、室内熱交換器を備えた複数台の室内機とが、ガス管及び液管の２本の管からなるユニット間配管により接続され、室内ユニットを冷房運転若しくは暖房運転可能とするよう構成された場合であってもよい。
【０１２２】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明らかである。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明に係る空気調和装置によれば、室外機の運転台数が変動してもオイル冷媒比を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】油分離器を示す断面図である。
【図３】集中制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　空気調和装置
１１ａ　室外機（常時運転する室外機）
１１ｂ、１１ｃ　室外機（残りの室外機）
１２ａ、１２ｂ　室内機
１４ａ　圧縮機（能力可変型の圧縮機）
１５ａ　圧縮機（能力一定型の圧縮機）
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１７ａ　油分離器
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ　室外熱交換器
２０ａ、２０ｂ　室内熱交換器
２２ｂ、２２ｃ　油面センサ
４０　ユニット間配管
４１　高圧ガス管
４２　低圧ガス管
４３　液管
５１　オイル配管
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ　制御装置
６２　集中制御装置
【図１】
2004144339.tif 000003
【図２】
2004144339.tif 000004
【図３】
2004144339.tif 000005