(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の室外ユニットと複数台の室内ユニットとを同一系統の冷媒配管で接続した空気調和装置において、
室内ユニットからのオイル回収条件が成立した場合、運転中の室外ユニットの運転を継続すると共に、室内ユニットをグループ化して同一グループに入るすべての室内ユニットの室内電動式膨脹弁を開放し、これら室内ユニットのオイルを運転中の室外ユニットに一度に回収するオイル回収制御手段を備え、
前記室内ユニットのグループ化は前回のオイル回収時にオイル回収が行われていない室内ユニットを優先してグループ化する、
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
複数台の室外ユニットと複数台の室内ユニットとを同一系統の冷媒配管で接続した空気調和装置において、
運転中の室外ユニットにオイル不足が発生し、残りの室外ユニットのすべてがオイル不足であった場合、運転中の室外ユニットの運転を継続すると共に、室内ユニットをグループ化して同一グループに入るすべての室内ユニットの室内電動式膨脹弁を開放し、これら室内ユニットのオイルを運転中の室外ユニットに一度に回収するオイル回収制御手段を備え、
前記室内ユニットのグループ化は前回のオイル回収時にオイル回収が行われていない室内ユニットを優先してグループ化する、
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
複数台の室外ユニットと複数台の室内ユニットとを同一系統の冷媒配管で接続した空気調和装置において、
所定時間が経過した場合、運転中の室外ユニットの運転を継続すると共に、室内ユニットをグループ化して同一グループに入るすべての室内ユニットの室内電動式膨脹弁を開放し、これら室内ユニットのオイルを運転中の室外ユニットに一度に回収するオイル回収制御手段を備え、
前記室内ユニットのグループ化は前回のオイル回収時にオイル回収が行われていない室内ユニットを優先してグループ化する、
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
前記室内ユニットのグループ化はグループ化される室内ユニットの総合能力が一定能力を超えないようにグループ化することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記グループ化される室内ユニットの総合能力の算出は、停止中の室内ユニットは全能力を加算し、運転中の室内ユニットは全能力の半分を加算して算出することを特徴とする請求項４記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の室外ユニットを室内ユニットから延びるユニット間配管に並列につないだ空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、室外熱交換器と圧縮機とオイルセパレータとを有し、このオイルセパレータで分離されたオイルを戻し管を介して前記圧縮機に戻す室外ユニットを複数台備え、これらの室外ユニットを複数台の室内ユニットから延びるユニット間配管に並列につなぐと共に、各室外ユニットにおけるオイル量を計測し、いずれかの室外ユニットのオイル量が不足した場合、他の室外ユニットからオイルを回収して各室外ユニット間のオイル量をバランスさせる手段を備えた空気調和装置が知られている（特開平５−２４０５２０号公報）。
【０００３】
この種のオイル回収制御では、他の室外ユニットに余剰のオイルが存在しなければならず、他の室外ユニットにも余剰のオイルが存在しない場合、従来、複数台の室内ユニットから順にオイルを回収している。
【０００４】
この場合、運転中の室外ユニットの運転を継続し、一台の室内ユニットの室内側電動弁を開放し、この一台の室内ユニットからオイル回収をした後、つぎの一台の室内ユニットの室内側電動弁を開放して、この一台の室内ユニットからオイルを回収し、このような制御を繰り返すことによって、すべての室内ユニットからオイルを順に回収するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、室内ユニット１台当たりのオイル回収に要する時間が約３０分かかるため、例えば室内ユニット６台のシステムでは合計１８０分の時間がかかるといった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、室内ユニットからのオイル回収を短時間で実行することのでき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】
請求項１記載の発明は、複数台の室外ユニットと複数台の室内ユニットとを同一系統の冷媒配管で接続した空気調和装置において、室内ユニットからのオイル回収条件が成立した場合、運転中の室外ユニットの運転を継続すると共に、室内ユニットをグループ化して同一グループに入るすべての室内ユニットの室内電動式膨脹弁を開放し、これら室内ユニットのオイルを運転中の室外ユニットに一度に回収するオイル回収制御手段を備え、前記室内ユニットのグループ化は前回のオイル回収時にオイル回収が行われていない室内ユニットを優先してグループ化する、ことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、複数台の室外ユニットと複数台の室内ユニットとを同一系統の冷媒配管で接続した空気調和装置において、運転中の室外ユニットにオイル不足が発生し、残りの室外ユニットのすべてがオイル不足であった場合、運転中の室外ユニットの運転を継続すると共に、室内ユニットをグループ化して同一グループに入るすべての室内ユニットの室内電動式膨脹弁を開放し、これら室内ユニットのオイルを運転中の室外ユニットに一度に回収するオイル回収制御手段を備え、前記室内ユニットのグループ化は前回のオイル回収時にオイル回収が行われていない室内ユニットを優先してグループ化する、ことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、複数台の室外ユニットと複数台の室内ユニットとを同一系統の冷媒配管で接続した空気調和装置において、所定時間が経過した場合、運転中の室外ユニットの運転を継続すると共に、室内ユニットをグループ化して同一グループに入るすべての室内ユニットの室内電動式膨脹弁を開放し、これら室内ユニットのオイルを運転中の室外ユニットに一度に回収するオイル回収制御手段を備え、前記室内ユニットのグループ化は前回のオイル回収時にオイル回収が行われていない室内ユニットを優先してグループ化する、ことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明において、前記室内ユニットのグループ化はグループ化される室内ユニットの総合能力が一定能力を超えないようにグループ化することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記グループ化される室内ユニットの総合能力の算出は、停止中の室内ユニットは全能力を加算し、運転中の室内ユニットは全能力の半分を加算して算出することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【００１４】
図１において、１ａ，１ｂは室外ユニットを示し、３ａ〜３ｆは室内ユニットを示している。室外ユニット１ａは、アキュームレータ１０ａと、ガスエンジン駆動による圧縮機１１ａと、オイルセパレータ１２ａと、四方弁１３ａと、室外熱交換器１４ａと、室外電動式膨脹弁１５ａとで構成されている。なお、１７ａは室外熱交換器１４ａのファンである。
【００１５】
室外ユニット１ｂについては、以下の構成を含めて、室外ユニット１ａと同じであるので、説明を省略する。
【００１６】
また、室内ユニット３ａは、室内熱交換器３４ａと、室内電動式膨脹弁３５ａ（以下「室内メカ弁３５ａ」という。）とで構成されている。なお、室内ユニット３ｂ〜３ｆについては、以下の構成を含めて、室内ユニット３ａと同じであるので、説明を省略する。各室内ユニット３ａ〜３ｆは例えばそれぞれ能力が異なるものとする。この室内ユニット３ａ，３ｂからは、ガス管５及び液管７からなるユニット間配管が延び出し、このユニット間配管には、室外ユニット１ａ，１ｂが並列に接続されている。
【００１７】
オイルセパレータ１２ａは、圧縮機１１ａから吐出される冷媒中の潤滑油を分離するものであり、ここで分離された潤滑油は常時オイル戻し管２１ａと強制オイル戻し管２２ａとを通じて圧縮機１１ａに戻される。常時オイル戻し管２１ａにはキャピラリーチューブ２４ａが設けられ、このキャピラリーチューブ２４ａによって圧縮機１１ａに戻されるオイルに流路抵抗がかけられる。この常時オイル戻し管２１ａはオイルセパレータ１２ａの中程につながれ、これがつながれた位置よりもオイルセパレータ１２ａ内のオイルの油面が上回る限りにおいて、この常時オイル戻し管２１ａを通じてオイルが常時圧縮機１１ａの吸込管に戻される。強制オイル戻し管２２ａには開閉弁２３ａ，２５ａが設けられる。この強制オイル戻し管２２ａは、オイルセパレータ１２ａの底部につながれ、開閉弁２３ａ，２５ａを開くことによってオイルセパレータ１２ａ内のオイルが強制的に圧縮機１１ａの吸込管に戻される。
【００１８】
室外ユニット１ａ，１ｂの強制オイル戻し管２２ａ，２２ｂどうしは、バランス管５１によりつながれる。このバランス管５１は、第３の補助管５３ａを通じて、四方弁１３ａとチェッキ弁１８ａとの間につながれ、第３の補助管５３ａには第３の開閉弁５５ａが設けられる。
【００１９】
第３の開閉弁５５ａが開き、四方弁１３ａが図示の位置に切り替わると、バランス管５１は室外熱交換器１４ａに連通する。
【００２０】
この実施形態では、圧縮機１１ａ，１１ｂにフロートスイッチからなる油面センサＳａ、Ｓｂが取り付けられ、各油面センサＳａ、Ｓｂによって室外ユニット１ａ，１ｂにおけるオイル量を計測し、運転中のいずれかの室外ユニット１ａ，１ｂのオイル量が不足した場合、余剰のオイルを保有する他の停止中を含む室外ユニット１ａ，１ｂからオイルを回収して各室外ユニット１ａ，１ｂ間のオイル量をバランスさせる制御が行われる。また、他の室外ユニット１ａ，１ｂに余剰のオイルが無い場合、複数台の室内ユニット１ａ，１ｂからオイルを順に回収する制御が実行される。
【００２１】
このオイル回収制御について、図２のフローを参照して説明する。まずスタート（Ｓ１）して、冷房運転が行われている時に（Ｓ２）、圧縮機１１ａのオイル量に不足があるか否かが判断される（Ｓ３）。この判断は油面センサＳａからの信号に基づいて行われる。
【００２２】
Ｓ３の判断がＮＯであれば、オイル不足はないから、そのまゝ冷房制御を継続し、ＹＥＳであれば、オイル不足であるから、ほかに十分なオイル量を有する室外ユニット１ｂが有るか否かを確認する（Ｓ４）。Ｓ４の確認は、油面センサＳｂからの信号に基づいて行われる。
【００２３】
ここで、十分なオイル量を有する室外ユニット有りとなれば、その室外ユニットからオイルを回収するための制御を実行する（Ｓ５）。例えば、一方の室外ユニット１ａのオイル量が不足し、他方の室外ユニット１ｂからオイルを回収する場合、一方の室外ユニット１ａの開閉弁２３ａを閉じ、開閉弁（オイル回収弁）２５ａを開く。また、他方の室外ユニット１ｂの開閉弁（バランス弁）２３ｂを開き、オイル回収弁２５ｂを閉じ、第３の開閉弁（フラッシング弁）５５ｂを開く。そして、両室外ユニット１ａ，１ｂを運転する。
【００２４】
すると、他方の室外ユニット１ｂにおけるオイルセパレータ１２ｂ内のオイルが、点線矢印で示すように、バランス弁２３ｂ、バランス管５１、さらには一方の室外ユニット１ａにおけるオイル回収弁２５ａを経て圧縮機１１ａの吸込管に回収される（Ｓ５）。
【００２５】
その後、いわゆる高圧冷媒によるバイパス管の洗い流し制御を実行する（Ｓ６）。この場合、他方の室外ユニット１ｂにおけるフラッシング弁５５ｂを開く。これが開かれると、高圧冷媒の圧力によって、バランス管５１内のオイルが一方の室外ユニット１ａに向けて勢いよく押し流される。このＳ６の制御は、約１０秒間程度実行され、これがタイムアウトすると（Ｓ７）、Ｓ２の冷房制御に移行する。なお、図２において、フローは冷房時の流れを示しているが、暖房時の処理も同じである。
【００２６】
これによれば、バランス管５１を通じて、オイル量の多い方から少ない方にオイルを流して油量を調整した後に、バランス管５１内に高圧冷媒が導かれ、この高圧冷媒により、バランス管５１内に残留するオイルが、圧縮器１１ａの戻し管２１ａに送り出されるので、オイル量の調整後に、オイルがバランス管５１内に残留することはない。従って、開閉弁（電磁弁）の耐久性は向上し、それが誤動作したり、液封が生じたりすることはない。また、高圧冷媒によるバイパス管５１の洗い流し制御を実行するので、室外ユニット間の距離が長いとしても、即ち、バイパス管５１の長さが長いとしても、潤滑油が残留することはなく、上記の弊害を確実に解消することができる。
【００２７】
このような制御によって各室外ユニット１ａ、１ｂ間のオイル量がバランスし、全体的なオイル量バランス制御（Ｓ５〜Ｓ７）が終了する。
【００２８】
Ｓ４にて、十分なオイル量を有する室外ユニット無しとなれば、もはや室外ユニット１ａ，１ｂに回収できるオイルは無いのであるから 、「室内ユニットからのオイル回収条件が成立した」（Ｓ８）とされて、以降、複数台の室内ユニット３ａ〜３ｆからオイルを順に回収する制御が実行される。
【００２９】
複数台の室内ユニットからオイルを回収するに先だって、運転中の室外ユニットの運転を継続し、例えばその圧縮機の回転数を低速回転とすると共に（Ｓ９）、複数台の室内ユニットを以下のようにグループ化する（Ｓ１０）。なお、圧縮機の回転数は必ずしも低速回転とする必要はない。
【００３０】
グループ化に当たっては▲１▼前回のオイル回収時にオイル回収が行われていない室内ユニットを優先してグループ化する。▲２▼グループ化される室内ユニットの総合能力が一定能力を超えないようにグループ化する。この一定能力とは、例えば一台の室外ユニットの能力に相当する能力とする。▲３▼グループ化される室内ユニットの総合能力の算出は、停止中の室内ユニットはそのまま全能力を加算し、運転中の室内ユニットは全能力の半分を加算して算出する。
【００３１】
停止中の室内ユニットには回収すべきオイルが能力相当分だけ寝込んでいるのに対し、運転中の室内ユニットには回収すべきオイルが能力相当分だけ寝込んでいないと推定されるからである。
【００３２】
例えば、▲１▼の条件に従って、前回のオイル回収時に４台の室内ユニット３ａ〜３ｄのオイル回収が行われていない場合、これら室内ユニット３ａ〜３ｄを優先して、オイル回収すべき室内ユニットをグループ化する。この場合、▲２▼の条件に従って、グループ化される室内ユニットの総合能力が一定能力を超えないようにグループ化される。さらに、▲３▼の条件に従って、４台の室内ユニット３ａ〜３ｄの総合能力が算出される。
【００３３】
ここで２台の室内ユニット３ａ、３ｂが停止中で、他の室内ユニット３ｃ、３ｄが運転中であるとすると、まず、停止中のもの（冷媒の寝込みが多い。）を優先して、室内ユニット３ａの能力（Ｘ１）と室内ユニット３ｂの能力（Ｘ２）とを合計する。この合計値（Ｘ１＋Ｘ２）が、一台の室外ユニットの能力Ｙに満たない場合、運転中の室内ユニット３ｃの半分の能力１／２（Ｘ３）を加算する。この合計値（Ｘ１＋Ｘ２＋１／２（Ｘ３））が、一台の室外ユニットの能力Ｙに満たない場合、さらに運転中の室内ユニット３ｄの半分の能力１／２（Ｘ４）を加算する。この合計値（Ｘ１＋Ｘ２＋１／２（Ｘ３）＋１／２（Ｘ４））が、一台の室外ユニットの能力Ｙを超えた場合、加算する前の３台の室内ユニット３ａ〜３ｃでグループ化する。
【００３４】
つぎに、複数台の室内ユニット（例えば、３台の室内ユニット３ａ〜３ｃ）がグループ化された場合、同一グループＧに入るすべての室内ユニット３の室内電動式膨脹弁３５が開放され、オイル回収が実行される（Ｓ１１）。
【００３５】
この室内電動式膨脹弁３５の弁開度は、停止中の室内ユニットの室内電動（パルスモータ）式膨脹弁にあっては、所定の弁開度（例えば、全開を４８０パルスとした場合、１００パルス程度。）に設定され、運転中の室内ユニットの室内電動式膨脹弁にあっては、運転時の弁開度に一定の開度を加えた弁開度（例えば、運転時の弁開度＋αパルス。）に設定する。
【００３６】
上記グループＧ内のオイル回収が実行され、それが終了すると、他の室内ユニット３すべてのオイル回収制御が終了したか否かが判定される（Ｓ１２）。これが終了していない場合、すべての室内ユニットのオイル回収を終了するまで、室内ユニットのグループ化を含めて上記制御が繰り返される。
【００３７】
以上説明した図２に示すオイル回収制御は、図示を省略したコントローラ（オイル回収制御手段）が司る。
【００３８】
この実施形態では、グループ化された室内ユニットは一度にオイル回収されるので、一回あたりの時間が従来通り３０分であったとしても、例えば二回のグループに分けてオイル回収が実行されたとすれば、合計６０分の時間で終了するので、従来のものに比べて短時間で実行することができる。
【００３９】
このように短時間で実行できるので、上記のように、圧縮機の回転数を低速回転に制御することが可能になる（Ｓ９）。
【００４０】
上記オイル回収制御にあっては、室内ユニットから回収される冷媒が、液冷媒の状態でアキュームレータを経て圧縮機に回収される。従って、一度に多量のオイルを回収しようとすると、液バックを起こし、圧縮機が破損するおそれがある。圧縮機の回転数を低速回転に制御して、上記オイル回収制御を実行すれば、その分だけ一度に多量の冷媒が圧縮機に戻されることがなく、液バックが未然に防止され、圧縮機の破損が防止される。
【００４１】
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。
【００４２】
上記実施形態では、運転中の室外ユニットにオイル不足が発生し、残りの室外ユニットのすべてがオイル不足であった場合、これを「室内ユニットからのオイル回収条件が成立した」としているが、これに限定されず、所定時間が経過した場合、すなわち定期的に、図２のＳ９以降の制御を実行するようにしてもよいことは明らかである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明では、グループ化された室内ユニットは一度にオイル回収されるので、一回あたりのオイル回収時間が従来通りであったとしても、数回のグループに分けてオイル回収が実行されることにより、従来のものに比べて短時間でオイル回収を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和装置の一例を示す系統図である。
【図２】一実施形態の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  室外ユニット
３ａ〜３ｆ  室内ユニット
５  ガス管
７  液管
１１ａ，１１ｂ  圧縮機
１４ａ，１４ｂ  室外熱交換器
３５  室内電動式膨脹弁
【図１】
0003754249.tif 000002
【図２】
0003754249.tif 000003