(57)【要約】【課題】複数の圧縮機の一部を停止させた運転を一定時間行うと、所定時間のあいだ、すべての圧縮機を同時運転させるか、または、同時に停止させて、潤滑油量のアンバランスを解消させるので、負荷が少ない時にすべての圧縮機の同時運転が行う必要が生じたり、また、負荷が必要な時にすべての圧縮機を停止させなければならなくなったりして、要求される負荷に対応した圧縮機の運転ができないという課題があった。【解決手段】複数の圧縮機２２ａ、２２ｂそれぞれの吸入管４５ａ、４５ｂへ分岐する吸入分岐部４６からそれぞれの圧縮機２２ａ、２２ｂの吸入管４５ａ、４５ｂまでの少なくとも一部をそれぞれ吸入分岐部４６の位置より高くして、停止している圧縮機への潤滑油の溜まり込みを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧容器構造の複数の圧縮機を並列に接続し、前記圧縮機の高圧容器から導出した均油管を減圧手段を介して少なくとも１つの他の圧縮機の吸入管に接続して冷媒循環回路を構成し、それぞれの圧縮機の吸入管へ分岐する吸入分岐部からそれぞれの圧縮機の吸入管までの少なくとも一部を吸入分岐部の位置より高くしたヒートポンプ装置。
【請求項２】
圧縮機をすべて容量可変なものとした請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
圧縮機をすべて同型とした請求項１または２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
圧縮機がすべて冷媒循環回路に対して重力方向に対称となるよう並列に接続した請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
吸入分岐部において、圧縮機の台数より多くの分岐管に分岐し、すべての分岐管からの流れをそれぞれの圧縮機の吸入管に分配可能に接続した請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
圧縮機の吐出管に逆止弁を設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置。
【請求項７】
複数の圧縮機の起動を一定時間以上ずらして行う請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置。
【請求項８】
冷媒循環回路を構成する冷媒配管を設置時に任意の長さで設置可能とした請求項１〜７のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置。
【請求項９】
放熱器において、冷媒で水を加熱して給湯に利用する請求項１〜８のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置。
【請求項１０】
冷媒循環回路は、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷媒循環回路であり、前記臨界圧力以上に昇圧された冷媒により水を加熱する請求項９に記載のヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の圧縮機を並列に備えたヒートポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の複数の圧縮機を備えた冷媒循環回路からなるヒートポンプ装置としては、特許文献１に記載されているようなヒートポンプ装置が提案されている。このヒートポンプ装置を図５に示す。
【０００３】
高圧容器構造の圧縮機１ａ、１ｂを冷媒配管２で並列に接続して、四方弁３、室外熱交換器４、複数の並列に設けられた室内熱交換機５ａ、５ｂを含む閉回路で冷媒循環回路６を構成している。圧縮機１ａ、１ｂの高圧容器からそれぞれ導出した均油管７ａ、７ｂを減圧器８ａ、８ｂを介して他の圧縮機１ｂ、１ａの吸入管に接続している。四方弁３を切替えて室内熱交換器５で冷房、暖房を行うことができ、負荷に応じて、圧縮機１の運転台数を変化させる。
【０００４】
圧縮機１ａ、１ｂの同時運転時には、圧縮機１ａ、１ｂの潤滑油の吐出量と吸入量のアンバランスによって次第に潤滑油量のアンバランスが生じても、圧縮機１の高圧容器と吸入管の圧力差によって潤滑油量が多くなった側の圧縮機１の高圧容器から導出した均油管７を通って、潤滑湯量が少なくなった側の圧縮機１に潤滑油が戻されるので、潤滑湯量のバランスが保たれ、安定した圧縮機の運転を行うことができる。
【０００５】
しかし、負荷に応じて圧縮機１の運転台数を１台とした場合には、吸入分岐部で潤滑油の一部が停止させた側の圧縮機１にも流れ込むため、停止させた圧縮機１に潤滑油が溜まり込んでいく。このとき、片側しか均油管７が機能していないので、圧縮機１の１台運転が一定時間経過したら、所定時間、２台の圧縮機１を同時運転させて潤滑油のアンバランスを解消させる。もしくは、同時に停止させ、重力作用によって潤滑油のアンバランスを解消させる。
【特許文献１】特許第３１９７７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のヒートポンプ装置の構成では、圧縮機の一部を停止させた運転によって、停止させた圧縮機に潤滑油が溜まり込む。そのため、この運転時間が一定時間経過すると、所定時間のあいだ、すべての圧縮機を同時運転させるか、または、同時に停止させて、潤滑油量のアンバランスを解消させるので、負荷が少ない時にすべての圧縮機の同時運転が行う必要が生じたり、また、負荷が必要な時にすべての圧縮機を停止させなければならなくなったりして、要求される負荷に対応した圧縮機の運転ができないという課題があった。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数の圧縮機の一部を停止させた運転を行っても停止させた圧縮機に潤滑油が溜まり込まないようにして、要求される負荷にいつでも対応した複数の圧縮機の運転を行うことができるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ給湯装置は、複数の圧縮機それぞれの吸入管へ分岐する吸入分岐部からそれぞれの圧縮機の吸入管までの少なくとも一部を吸入分岐部の位置より高くしたものである。
【０００９】
これによって、複数の圧縮機の一部を停止させた運転を行った場合に、停止している圧縮機へ潤滑油が溜まり込むことがない程度に、吸入分岐部より下流の配管の一部が吸入分岐部の位置よりも高くなっているので、停止している圧縮機の吸入管へ潤滑油がその落差を乗り越えて流れない。そして、運転している圧縮機へは冷媒の流れによって潤滑油が流れていくので、停止している圧縮機へ潤滑油が溜まり込むことがない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のヒートポンプ装置は、複数の圧縮機の一部を停止させた運転を行った場合に、停止している圧縮機へ潤滑油が溜まり込むことがないため、停止している圧縮機に潤滑油が溜まり込むことによって生じる潤滑油のアンバランスを解消させるための圧縮機動作を行う必要がなく、要求される負荷に対応した圧縮機の運転をいつでも行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、高圧容器構造の複数の圧縮機を並列に接続し、前記圧縮機の高圧容器から導出した均油管を減圧手段を介して少なくとも１つの他の圧縮機の吸入管に接続した冷媒循環回路からなり、それぞれの圧縮機の吸入管へ分岐する吸入分岐部からそれぞれの圧縮機の吸入管までの少なくとも一部を吸入分岐部の位置より高くすることにより、複数の圧縮機の一部を停止させた運転を行った場合に、停止している圧縮機へ潤滑油が溜まり込むことがない程度に、吸入分岐部より下流の配管の一部が吸入分岐部の位置よりも所定量高くなっているので、停止している圧縮機の吸入管へ潤滑油がその落差を乗り越えて流れ込まない。そして、運転している圧縮機へは冷媒の流れによって潤滑油が流れていくので、停止している圧縮機へ潤滑油が溜まり込むことがなく、圧縮機の一部を停止させた運転を行うことによって生じる潤滑油のアンバランスを解消させるための圧縮機動作を行う必要がなく、要求される負荷に対応した圧縮機の運転をいつでも行うことができる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明の圧縮機をすべて容量可変なものとすることにより、それぞれの圧縮機の運転容量を任意にそれぞれ変化させることができるので、潤滑油量のアンバランスが生じないような運転容量の組み合わせで運転しつつ、要求される負荷に応じた圧縮機の運転を行うことができる。
【００１３】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の圧縮機をすべて同型とすることにより、同時運転の最大容量、または、最小容量での運転時に、圧縮機の運転条件をそろえて、潤滑油量のバランスへの影響を抑えることができる。
【００１４】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の圧縮機がすべて冷媒循環回路に対して重力方向に対称となるよう並列に接続したことにより、それぞれの圧縮機に対して圧縮機吐出合流部での合流と圧縮機吸入分岐部での分岐の条件が同等となるので、圧縮機の運転条件を同等とした場合に、冷媒循環回路による循環油量のバランスへの影響を無くすことができる。
【００１５】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の吸入分岐部において、圧縮機の台数より多くの分岐管に分岐し、すべての分岐管の流れをそれぞれの圧縮機の吸入管に分配可能に接続したことにより、一旦、冷媒と潤滑油の流れを多くの分岐管に分岐させ、圧縮機の吸入冷媒量に応じて、それぞれの分岐管を流れる冷媒と潤滑油を流すことができるので、それぞれの圧縮機ごとの冷媒循環量が均等でない場合に潤滑油の分流比率を冷媒の分流比率に近づけることができる。よって、圧縮機の運転条件が異なる運転を行う場合によって生じる潤滑油量のアンバランスを抑えることができる。
【００１６】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の圧縮機の吐出管に逆止弁を設けたことにより、吐出管での流れが逆流することがないので、圧縮機の一部を停止させた場合に、運転している圧縮機からの吐出流が停止している圧縮機を逆流して短絡することを防止することができる。また、吸入管側ではなく吐出管側に逆止弁を設けているので停止している圧縮機の内部が高圧になるのを防止することができる。
【００１７】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明において、複数の圧縮機の起動を一定時間以上ずらして行うことにより、起動時の電流値のピークを分散させて、装置の起動を安定して行うことができる。
【００１８】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明の冷媒循環回路を構成する冷媒配管を設置時に任意の長さで設置可能としたことにより、冷媒配管を長く設置し、大量の潤滑油が圧縮機から冷媒循環回路に吐出されて圧縮機内の潤滑油が減少する場合に、圧縮機の一部を停止させる運転を行っても、停止させた圧縮機に潤滑油が溜まり込むことがないので、安定した一部を停止させた圧縮機の運転を行うことができる。よって、冷媒循環回路を構成する要素である、圧縮機や熱交換器等のレイアウトに自由度を持たせることができるとともに、安定した運転を行うことができる。
【００１９】
第９の発明は、特に、第１〜８のいずれか１つの発明のヒートポンプ装置において、放熱器で冷媒によって水を加熱して給湯に利用することにより、複数の圧縮機のうち１台だけの運転から、全圧縮機の運転まで幅広く圧縮機能力を変化させて、小流量から大流量まで大きく変化する給湯負荷にいつでも素早く対応できるヒートポンプ給湯機とする事ができる。
【００２０】
第１０の発明は、特に、第９の発明の冷媒循環回路が、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷媒循環回路であり、前記臨界圧力以上に昇圧された冷媒により水を加熱することにより、冷媒が、圧縮機で臨界圧力以上に加圧されているので、水を加熱することによって熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。したがって、水を冷媒で加熱する熱交換器全域で冷媒側の流路と水側の流路とに温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くできる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ装置を給湯器に応用したときの構成図である。図１において、冷媒配管２１により並列に設けられた同仕様である２台の高圧容器構造の圧縮機２２ａ、２２ｂ、放熱器として機能する給湯熱交換器２３、膨張弁２４、吸熱器２５が閉回路に接続されて冷媒循環回路２６が構成されている。この冷媒循環回路２６は、例えば炭酸ガスを冷媒として使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとなっている。圧縮機２２ａ、２２ｂは、同型で運転周波数が独立に可変のインバータ駆動の圧縮機である。圧縮機２２の駆動によって吸引した冷媒を臨界圧力を超える圧力まで圧縮して吐出する。圧縮機２２ａ、２２ｂの吐出管にはそれぞれ逆止弁２７ａ、２７ｂを備えている。圧縮機２２ａ、２２ｂの高圧容器の標準油面の位置からそれぞれ均油管２８ａ、２８ｂが導出され、ストレーナ２９ａ、２９ｂを通ったあと、減圧手段３０ａ、３０ｂを介して互いの圧縮機２２ｂ、２２ａの吸入管に接続されている。
【００２３】
給湯熱交換器２３には冷媒が流れる冷媒流路３１と水が流れる水流路３２を備えており、冷媒と水が熱交換可能になっている。この流路３２に水道を直結して水道水を直接供給する給水管３３と、水流路３２から出湯される湯を給湯端末３４ａ、３４ｂへ通水させるための給湯回路３５が接続されている。給湯熱交換器２３は、冷媒流路３１の流れ方向と水流路３２の流れ方向を対向流とし、各流路間を熱移動が容易になるように密着して構成している。この構成により冷媒流路３１と水流路３２の伝熱が均一化し、熱交換効率がよくなる。また、高温の出湯も可能になる。
【００２４】
給水管３３と給湯熱交換器２３内の水流路３２と給湯回路３５とで構成される冷媒回路側水回路３３において熱交換器２３と並行に給湯温度より高温の水を貯留する貯留タンク３７を備えている。貯留タンク３７は断熱手段３８で覆われており、貯留タンク３７の底部に給水管３３から給水分岐管３９によって給水し、貯留タンク３７の上部からの配管が冷媒回路側水回路３３における給湯熱交換器２３の下流に混合手段４０によって給湯熱交換器２３からの水と任意の混合比で混合されるように接続している。また貯留タンク３７内の水を底部から取出し給湯熱交換器２３の水流路３２に流して貯留タンク３７上部に戻すための循環水路４１を設け、循環水路４１における給湯熱交換器２３の水流路３２の下流に流量を調節できる循環ポンプ４２を備えている。このような水路の切り替えに関して、循環水路４１の貯留タンク３７への戻り部分に循環水路閉止弁４３を設けて、循環水路４１を利用しない場合には循環水路閉止弁４３を閉止して給水管３３からの水が給湯熱交換器２３内の水流路３２を通って貯留タンク３７上部に流れ込むのを防止する。また、給水分岐管３９に短絡防止弁４４を設けて、循環水路４１の利用時は短絡防止弁４４を閉止して循環ポンプ４２の駆動によって水が給水分岐管３９を通って短絡して流れないようにする。
【００２５】
また、図２はこの第１の実施の形態における圧縮機周辺の斜視図である。図２において、圧縮機２２ａ、２２ｂの吸入管４５ａ、４５ｂへの吸入分岐部４６から吸入管４５ａ、４５ｂまでの間に、吸入分岐部の位置よりも高くなる部分を設けている。また、吸入分岐部４６から吐出合流部４７までの冷媒配管はそれぞれの圧縮機２２にとって分岐、合流、重力の影響が同等となるように、重力方向に対して対称となるように構成し、接続されている。
【００２６】
以上の構成において、まず、並列に接続された複数の圧縮機の動作、作用について説明する。図１と図２に示す実施の形態１において、圧縮機２２ａ、２２ｂそれぞれの高圧容器から均油管２８ａ、２８ｂが導出されて減圧手段３０ａ、３０ｂを介して、互いの圧縮機２２ｂ、２２ａの吸入管４５ｂ、４５ａに接続されているので、圧縮機２２ａ、２２ｂを同時運転している場合においては、潤滑油の循環に偏りが生じて片方の圧縮機２２の高圧容器内の潤滑油量が増加しても、標準油面以上の潤滑油は高圧容器と吸入管４５の差圧によって他の圧縮機２２の吸入管４５に流れるので、潤滑油のアンバランスを解消することができる。
【００２７】
片側運転時には、均油管２８が片側しか機能しないが、吸入分岐部からそれぞれの圧縮機２２ａ、２２ｂの吸入管までの一部が吸入分岐部より高くなっているので、この落差によって片側運転時に停止している圧縮機２２に潤滑油が流入することを防止できる。よって、片側運転時に停止している圧縮機２２に潤滑油が溜まり込むことがなく、安定した片側運転を継続して行うことができる。
【００２８】
また、圧縮機２２ａ、２２ｂをそれぞれインバータによって駆動するため、どちらの圧縮機２２ａ、２２ｂも低い運転周波数から高い周波数まで運転でき、２台の合計周波数を幅広く変化させることができる。それに加えて、圧縮機２２ａ、２２ｂが同仕様であり、吸入分岐部４６から吐出合流部４７までの冷媒配管が重力方向に対称となっているので、圧縮機２２の同時運転において、同周波数での運転を行うことによって、圧縮機２２ａ、２２ｂの運転条件が全く同等になる。よって、潤滑油量のアンバランスがほとんど生じないので、均油を行うために必要な均油管２８の潤滑油の流量を少なくすることができる。つまり、均油管２８に潤滑油を流すことによって生じる圧縮機２２の損失を少なくして効率の良い運転を行うことができる。同周波数での運転を圧縮機２２の最低周波数から最高周波数まで行う事ができるので、同時運転を行うすべての領域で、このように安定した圧縮機２２の運転を行う事ができる。
【００２９】
次に、給湯装置としての動作、作用を説明する。給湯端末３４ａまたは３４ｂが開かれると給水管３３から水道水が流れ込み始める。このときの流量、水温、給湯温度に応じて給湯負荷が決まる。給湯負荷は、台所での洗い物といった３Ｌ／ｍｉｎ程度の小流量の負荷から、風呂場でのシャワーなどの１５Ｌ／ｍｉｎ程度の大流量まで、幅が広いものであり、この給湯負荷に応じた圧縮能力となるように２台の圧縮機２２ａ、２２ｂの運転周波数と運転台数で起動する。このとき、同時運転が必要となる場合には、圧縮機２２ａ、２２ｂの起動が同時にならないように一定の時間差をおいてから起動を行う。圧縮機起動時にかかる電流値の上昇といった瞬間的な負荷の上昇を分散させることで装置をスムーズに起動する。
【００３０】
２台の圧縮機２２ａ、２２ｂから吐出され給湯熱交換器２３の冷媒流路３１へ流入する高温高圧の冷媒ガスによって水流路３２を流れる水を加熱する。給湯熱交換器２３の冷媒流路３１を流れる冷媒は、圧縮機で臨界圧力以上に加圧されているので、給湯熱交換器２３の水流路３２の流水により熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。したがって給湯熱交換器２３全域で冷媒流路３１と水流路３２とに温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くできる。一方、給湯熱交換器２３で冷却された冷媒は膨張弁２４で減圧されて吸熱器２５に流入し、ここで大気熱、太陽熱など自然エネルギーを吸熱して蒸発ガス化し、圧縮機２２ａ、２２ｂに戻る。
【００３１】
片側運転時は圧縮機２２ａ、２２ｂの吐出側にそれぞれ逆止弁２８ａ、２８ｂを設けているので、例えば、圧縮機２２ａを運転して圧縮機２２ｂを停止させている時に、運転側の圧縮機２２ａから吐出された高圧の冷媒が停止側の圧縮機２２ｂへ吐出側から流入し、停止側の圧縮機２２ｂの内部を通って運転側の圧縮機２２ａの吸入側へと流れて損失となるのを防止する。このとき、吐出側で冷媒の流れを止めているので、停止側の圧縮機２２ｂは運転側の圧縮機２２ａの吸入圧力とほぼ同等に低圧に保たれる。よって、圧縮機２２ａの片側運転から停止側の圧縮機２２ｂの起動をスムーズに行うことができる。また、両方の圧縮機２２ａ、２２ｂの吐出側に同等に逆止弁２８ａ、２８ｂを設けているので、運転時に生じる逆止弁２８ａ、２８ｂでの圧力損失がそれぞれの圧縮機２２ａ、２２ｂに同等に生じて、同時運転時にそれぞれの運転条件を同等とすることができるとともに、片側運転をどちらの圧縮機２２ａ、２２ｂでも行うことができる。
【００３２】
立上がり時、必要となる給湯温度に満たない温度の水が水流路３２から出てしまうので、貯留タンク３７に貯留している給湯温度より高温の水を混合して昇温して給湯する。このとき短絡防止弁４４を開いて貯留タンク３７の下部に給水することで貯留タンク３７上部の水を押し出している。制御手段４３によって給湯温度検知手段４４の温度が給湯端末３４で必要とされる給湯設定温度となるように混合手段４０の混合割合を調節する。そして、冷媒回路側水回路３３からの水の温度が上昇してくると貯留タンク３７側からの混合比率を少なくするよう混合手段４０を調節して給湯温度が給湯設定温度になるようにして冷媒循環回路２６の運転開始直後から必要となる給湯温度での給湯を行う。冷媒回路側水回路３３からの水が給湯設定温度まで上昇すると混合手段４０の混合割合は冷媒回路側水回路３３からの水のみとなり、冷媒循環回路２６の加熱のみで給湯を行う。ヒートポンプサイクルによって加熱を行う場合は沸上温度を高くすると運転効率が悪くなるが、必要となる給湯温度までしか加熱を行わないので効率の良い給湯運転とすることができる。
【００３３】
そして、給湯端末３４を閉じて給湯を停止すると、給湯を行っていない時間を利用して貯留タンク３７へ蓄熱を行う貯湯運転を行って立ち上がり時に補助的に必要となる熱を蓄えておく。
【００３４】
このような形態のヒートポンプ装置によって給湯を行うことで、幅広く変動し、突発的に発生する給湯負荷に素早く対応することができる。
【００３５】
この実施の形態ではヒートポンプサイクルを、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとしたが、もちろん一般の臨界圧力以下のヒートポンプサイクルでもよい。また、圧縮機を２台としているが３台以上であっても、同様な効果が得られる。なお、この実施の形態におけるそれぞれの発明の効果は単独でも効果があるものである。
【００３６】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態のヒートポンプ装置の構成図であり、図４は吸入分岐部の構成図である。圧縮機２２周辺の構成は基本的に本発明の第１の実施の形態と同じであり、同一符号は同機能を有するものである。第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００３７】
まず、構成として、図３に示すように、並列に接続された２台の圧縮機２２、四方弁４８、室外熱交換器４９、膨張弁２４、並列に設けられた複数の室内熱交換器５０、四方弁４８、そして、圧縮機２２の順に冷媒循環回路２６が構成されている。室内熱交換器５０を除く、破線で囲まれている部分は室外機５１として、建物の屋外に設置され、建物の室内に設置された複数の室内熱交換器５０と冷媒配管２１で接続されている。
【００３８】
また、図４に示すように、吸入分岐部４６は３回の分岐によって圧縮機２２の台数以上の８本の分岐管５２に分岐している。そして、それらの分岐管５２を分配可能に圧縮機２２の吸入管４５ａ、４５ｂと接続されている。
【００３９】
以上の構成において、動作、作用を説明する。四方弁４８によって室外熱交換器４９を放熱器、室内熱交換器５０を蒸発器となるよう冷媒の流れとすることで、室内熱交換器５０により建物の室内の冷房を行う。また、四方弁４８を切替えて室内熱交換器５０を放熱器、室外熱交換器４９を蒸発器とすることで、室内の暖房を行う。室内熱交換器５０は複数台あるので、室温、室内設定温度、室内熱交換器５０の運転台数に応じて、冷房もしくは暖房の負荷が大きく変動する。その負荷に応じて圧縮機２２の圧縮能力を変化させて空調を行う。
【００４０】
負荷に応じた圧縮機２２の運転において、圧縮機２２ａと２２ｂの運転周波数が異なる場合がある。例えば、圧縮機２２ａの周波数が１００Ｈｚで圧縮機２２ｂの周波数が６０Ｈｚであるとする。このような場合には、圧縮機２２は並列に接続されているのでそれぞれの吐出圧力と吸入圧力は同じになり、それぞれの圧縮機２２の冷媒吐出量が５対３の割合になる。そして冷媒の吐出とともに、圧縮機２２の高圧容器から潤滑油が吐出されるが、その吐出量は冷媒吐出量に比例して、ほぼ、５対３の割合となる。それに対して、吸入分岐部４６において、一箇所の分岐のみの場合、圧縮機２２の吸入量に応じて、冷媒の流れは５対３に分岐されるが、密度が異なり、慣性力のことなる潤滑油は、冷媒の分岐比率と異なった比率で分岐するので、吐出した潤滑油と吸入する潤滑油のバランスがくずれて、次第にそれぞれの圧縮機２２ａ、２２ｂの潤滑油量に差が生じてくる。しかし、本発明の第２の実施例における吸入分岐部４６は図４に示すように圧縮機２２の台数である２本より多く８本の分岐管５２に分岐している。冷媒が５対３で吸入されるのであれば、図４に示すように、圧縮機２２ａ側の吸入管４５ａに流れる分岐管５２が５本、圧縮機２２ｂ側の吸入管４５ｂに流れる分岐管５２が３本という流れになる。８本の分岐管５２へは冷媒も潤滑油もほぼ均等に同等に分流するので、圧縮機２２それぞれへの冷媒と潤滑油の吸入比率がどちらも５対３に保たれる。このように分岐数が多いことによって、圧縮機２２へのそれぞれの吸入量に潤滑油の分流比率を近づけることができるので、周波数が異なる運転条件においても潤滑油のアンバランスが生じにくく、均油を行うために必要な均油管２８の潤滑油の流量を少なくすることができる。つまり、均油管２８に潤滑油を流すことによって生じる圧縮機２２の損失を少なくして効率の良い運転を行うことができる。
【００４１】
また、冷媒配管２１を任意の長さに設置可能としているので複数の離れた場所に室内熱交換器５０を設置する事ができる。その場合、冷媒配管が長くなって、圧縮機２２を出て流れている潤滑油の量が増えるので圧縮機２２に残っている潤滑油量が少なくなり、少しの潤滑油量のアンバランスでも潤滑油量の減った側の圧縮機２２に対して潤滑油不足という厳しい条件となりやすい。しかし、吸入分岐部４６から吸入管４５までの形状により、片側停止時に停止している圧縮機２２に冷媒が溜まり込みや、異なる周波数で運転を行った場合の潤滑油の戻りのアンバランスなどは極力抑えられるので、潤滑油量のアンバランス自体が生じにくく、安定した圧縮機２２の運転を行う事ができるヒートポンプ装置とする事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかるヒートポンプ装置は、複数の圧縮機の一部を停止させた運転時に、停止している圧縮機に潤滑油が溜まり込むのを防止することができ、潤滑油のアンバランスを解消させるための圧縮機動作を行う必要が無くなる。このような構成は実施の形態で例に挙げた給湯や空気調和の目的以外にも、例えば大規模な冷蔵庫といった、大きく変動する負荷に複数の圧縮機で対応するヒートポンプ装置となるものであればどのような用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ装置を給湯器に応用したときのの構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ装置の圧縮機周辺の斜視図
【図３】本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ装置の吸入分岐部の構成図
【図５】従来のヒートポンプ装置の構成図
【符号の説明】
【００４４】
２２  圧縮機
２７  逆止弁
２８  均油管
２９  給水管
３０  減圧手段
４５  吸入管
４６  吸入分岐部
４７  吐出合流部
【図１】
2005114270.tif 000003
【図２】
2005114270.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005114270.tif 000006
【図５】
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