| 【発明の名称】 |
冷凍装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】岡 昌弘
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| 【要約】 |
【課題】複数の室外ユニット(11),(12),(13)と複数の室内ユニット(16)とが接続されて成る冷凍装置において、ローテーション制御の精度を向上させることにより、装置全体の寿命を延ばす。
【解決手段】室外ユニット(11),(12),(13)は、容量調節自在であって２次側冷媒回路(15)の循環駆動力を発生させる容量可変式駆動圧縮機としてのインバータ圧縮機(20A),(20B)と、容量が一定であって２次側冷媒の循環駆動力を発生させる容量固定式駆動圧縮機(21A),(21B),(20C),(21C)と、容量が一定であって２次側冷媒の循環駆動力は発生させない容量固定式非駆動圧縮機(22A),(22B),(22C)とを備えている。各圧縮機の種類に応じて圧縮機を基準としてローテーション制御を実行するコントローラ(14)を備えている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数台の室外ユニット(11,12,13)と複数台の室内ユニット(16)とが接続されて成る冷媒回路(10)を備えた冷凍装置であって、上記各室外ユニット(11,12,13)は１又は２以上の圧縮機(20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c)を備え、かつ上記複数台の室外ユニット(11,12,13)のうちの少なくとも１台は２以上の圧縮機を備え、上記複数台の室外ユニット(11,12,13)に設けられた圧縮機(20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c)の各々を基準として、各圧縮機(20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c)の積算運転時間を均一化させるローテーション制御を行う制御手段(14)を備えている冷凍装置。
【請求項２】 複数台の室外ユニット(11,12,13)と複数台の室内ユニット(16)とが接続されて成る冷媒回路(10)を備えた冷凍装置であって、上記各室外ユニット(11,12,13)は１又は２以上の圧縮機(20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c)を備え、かつ上記複数台の室外ユニット(11,12,13)のうちの少なくとも１台は２以上の圧縮機を備え、上記複数台の室外ユニット(11,12,13)に設けられた圧縮機は、容量制御自在な容量可変式圧縮機(20A,20B)と、容量一定の複数の容量固定式圧縮機(21A,22A,21B,22B,20C,21C,22C)とを含み、複数の容量固定式圧縮機(21A,22A,21B,22B,20C,21C,22C)の各々の積算運転時間を均一化させるローテーション制御を行う制御手段(14)を備えている冷凍装置。
【請求項３】 請求項１又は２のいずれか一つに記載の冷凍装置であって、冷媒回路(10)は、１次側冷媒回路(30,31,32)と２次側冷媒回路(15)とが主熱交換器(44,55,65)を介して接続されて成り、該主熱交換器(44,55,65)を介して該１次側冷媒回路(30,31,32)の熱を該２次側冷媒回路(15)に供給する一方、該１次側冷媒回路(30,31,32)を循環する１次側冷媒の蒸発熱及び凝縮熱を駆動源として該２次側冷媒回路(15)で２次側冷媒を循環させる熱駆動式の冷媒回路に構成され、室外ユニット(11,12,13)には、少なくとも上記１次側冷媒回路(30,31,32)が設けられる一方、複数の圧縮機は、上記１次側冷媒回路(30)に設けられ、容量調節自在に構成され且つ１次側冷媒から２次側冷媒に熱を搬送すると共に２次側冷媒を循環させる駆動源となる容量可変式駆動圧縮機(20A,20B)と、上記１次側冷媒回路(31)に設けられ、容量が一定に構成され且つ１次側冷媒から２次側冷媒に熱を搬送すると共に２次側冷媒を循環させる駆動源となる容量固定式駆動圧縮機(21A,21B,20C,21C)と、上記１次側冷媒回路(32)に設けられ、容量が一定に構成され且つ１次側冷媒から２次側冷媒への熱搬送のみを行う容量固定式非駆動圧縮機(22A,22B,22C)と、を含んでいる冷凍装置。
【請求項４】 請求項３に記載の冷凍装置であって、冷媒回路(10)は、２次側冷媒を貯留する第１及び第２の貯留手段(101,102)と、１次側冷媒と２次側冷媒とを熱交換させて該２次側冷媒を加熱し、２次側冷媒回路に高圧圧力を発生させる加圧熱交換器(47,55a)と、１次側冷媒と２次側冷媒とを熱交換させて該２次側冷媒を冷却し、２次側冷媒回路に低圧圧力を発生させる減圧熱交換器(52)と、上記第１又は第２のいずれか一方の貯留手段(101,102)と上記加圧熱交換器(47,55a)とを連通させると共に他方の貯留手段(102,101)と上記減圧熱交換器(52)とを連通させる第１状態と、該一方の貯留手段(101,102)と該減圧熱交換器(52)とを連通させると共に該他方の貯留手段(102,101)と該加圧熱交換器(47,55a)とを連通させる第２状態とを交互に切り換える連通切換手段(111,112,121,122)とを備えている冷凍装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置に係り、特に、圧縮機のローテーション制御を行う冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば特開平１０−２８８４２８号公報に開示されているように、１又は２以上の圧縮機を備えた複数の室外ユニットと複数の室内ユニットとが接続されて成る冷凍装置が知られている。そして、この種の冷凍装置のうち、室外ユニット間でローテーション制御を行うものがある。
【０００３】この種の冷凍装置では、複数の室外ユニットのうち、積算運転時間が短いユニットから優先的に運転を行うことにより、室外ユニット間の積算運転時間の平準化を図り、装置全体の寿命を延ばすこととしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の冷凍装置では、ローテーション制御は専ら室外ユニットを基準として行われていた。すなわち、１台の室外ユニットに２以上の圧縮機が設けられた場合、これら圧縮機の各々の積算運転時間に相違があったとしても、ローテーション制御に関して当該２以上の圧縮機のＯＮ／ＯＦＦ動作は同時に行われていた。
【０００５】そのため、同一の室外ユニットに設けられた２以上の圧縮機間においては、積算運転時間を平準化することが困難であった。その結果、一部の圧縮機は寿命に至っていないにもかかわらず、ユニット全体としては寿命が尽きるといった不経済な場合が生じることがあった。
【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ローテーション制御の精度を向上させることにより、装置全体の寿命を長期化することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、ローテーション制御を、室外ユニットに設けられた圧縮機を基準として行うこととした。
【０００８】具体的には、本発明に係る冷凍装置は、複数台の室外ユニット(11,12,13)と複数台の室内ユニット(16)とが接続されて成る冷媒回路(10)を備えた冷凍装置であって、上記各室外ユニット(11,12,13)は１又は２以上の圧縮機(20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c)を備え、かつ上記複数台の室外ユニット(11,12,13)のうちの少なくとも１台は２以上の圧縮機を備え、上記複数台の室外ユニット(11,12,13)に設けられた圧縮機(20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c)の各々を基準として、各圧縮機(20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c)の積算運転時間を均一化させるローテーション制御を行う制御手段(14)を備えていることとしたものである。
【０００９】上記事項により、制御手段(14)によって圧縮機(20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c)の各々を基準としてローテーション制御が行われ、各圧縮機の積算運転時間が平準化される。従って、例えば、同一の室外ユニットに設けられた複数の圧縮機間で積算運転時間が異なる場合であっても、同一ユニット内において圧縮機のローテーション制御が実行されることになり、積算運転時間の差は緩和されることになる。従って、高精度なローテーション制御が可能となり、装置全体の寿命が延びることになる。
【００１０】また、本発明に係る冷凍装置は、複数台の室外ユニット(11,12,13)と複数台の室内ユニット(16)とが接続されて成る冷媒回路(10)を備えた冷凍装置であって、上記各室外ユニット(11,12,13)は１又は２以上の圧縮機(20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c)を備え、かつ上記複数台の室外ユニット(11,12,13)のうちの少なくとも１台は２以上の圧縮機を備え、上記複数台の室外ユニット(11,12,13)に設けられた圧縮機は、容量制御自在な容量可変式圧縮機(20A,20B)と、容量一定の複数の容量固定式圧縮機(21A,22A,21B,22B,20C,21C,22C)とを含み、複数の容量固定式圧縮機(21A,22A,21B,22B,20C,21C,22C)の各々の積算運転時間を均一化させるローテーション制御を行う制御手段(14)を備えていることとしたものである。
【００１１】上記事項により、積算運転時間の相違が顕著になりやすい容量固定式圧縮機間において積算運転時間の平準化が行われ、装置全体の高寿命化が効率的に達成されることになる。
【００１２】上記冷媒回路(10)は、１次側冷媒回路(30,31,32)と２次側冷媒回路(15)とが主熱交換器(44,55,65)を介して接続されて成り、該主熱交換器(44,55,65)を介して該１次側冷媒回路(30,31,32)の熱を該２次側冷媒回路(15)に供給する一方、該１次側冷媒回路(30,31,32)を循環する１次側冷媒の蒸発熱及び凝縮熱を駆動源として該２次側冷媒回路(15)で２次側冷媒を循環させる熱駆動式の冷媒回路に構成され、室外ユニット(11,12,13)には、少なくとも上記１次側冷媒回路(30,31,32)が設けられる一方、複数の圧縮機は、上記１次側冷媒回路(30)に設けられ、容量調節自在に構成され且つ１次側冷媒から２次側冷媒に熱を搬送すると共に２次側冷媒を循環させる駆動源となる容量可変式駆動圧縮機(20A,20B)と、上記１次側冷媒回路(31)に設けられ、容量が一定に構成され且つ１次側冷媒から２次側冷媒に熱を搬送すると共に２次側冷媒を循環させる駆動源となる容量固定式駆動圧縮機(21A,21B,20C,21C)と、上記１次側冷媒回路(32)に設けられ、容量が一定に構成され且つ１次側冷媒から２次側冷媒への熱搬送のみを行う容量固定式非駆動圧縮機(22A,22B,22C)とを含んでいてもよい。
【００１３】上記事項により、種類の異なる圧縮機に対し、圧縮機を基準としたローテーション制御が実行されることになる。
【００１４】上記冷媒回路(10)は、２次側冷媒を貯留する第１及び第２の貯留手段(101,102)と、１次側冷媒と２次側冷媒とを熱交換させて該２次側冷媒を加熱し、２次側冷媒回路に高圧圧力を発生させる加圧熱交換器(47,55a)と、１次側冷媒と２次側冷媒とを熱交換させて該２次側冷媒を冷却し、２次側冷媒回路に低圧圧力を発生させる減圧熱交換器(52)と、上記第１又は第２のいずれか一方の貯留手段(101,102)と上記加圧熱交換器(47,55a)とを連通させると共に他方の貯留手段(102,101)と上記減圧熱交換器(52)とを連通させる第１状態と、該一方の貯留手段(101,102)と該減圧熱交換器(52)とを連通させると共に該他方の貯留手段(102,101)と該加圧熱交換器(47,55a)とを連通させる第２状態とを交互に切り換える連通切換手段(111,112,121,122)とを備えていてもよい。
【００１５】上記事項により、圧縮機を基準としたローテーション制御が、熱駆動式のシステムにおいて実現されることになる。
【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いて説明する。
【００１７】−全体構成−図１に示すように、本実施形態の冷凍装置は、複数台の室外ユニット(11),(12),(13)と複数台の室内ユニット(16),(16),…とが接続されて構成されている。本冷凍装置は、いわゆる熱駆動式の冷媒回路(10)を備えている。
【００１８】冷媒回路(10)は、各室外ユニット(11),(12),(13)に設けられた１次側冷媒回路（図１では図示せず）と２次側冷媒回路(15)とが、主熱交換器(44),(55),(65)（図１では図示せず）を介して接続されて構成されている。
【００１９】詳細は後述するが、第１室外ユニット(11)は、容量調節自在であって２次側冷媒を循環させる駆動源となる容量可変式駆動圧縮機(20A)と、容量が一定であって２次側冷媒を循環させる駆動源となる容量固定式駆動圧縮機(21A)と、容量が一定であって２次側冷媒を循環させる駆動源にならない容量固定式非駆動圧縮機(22A)とを備えている。第２室外ユニット(12)は、同様に、容量可変式駆動圧縮機(20B)と容量固定式駆動圧縮機(21B)と容量固定式非駆動圧縮機(22B)とを備えている。第３室外ユニット(13)は、容量固定式駆動圧縮機(20C),(21C)と容量固定式非駆動圧縮機(22C)とを備えている。
【００２０】−第１室外ユニット(11)の構成−図２に示すように、第１室外ユニット(11)は、容量可変式駆動圧縮機としてのインバータ圧縮機(20A)を備え、２次側冷媒回路(15)の２次側冷媒を循環させる駆動源となる容量可変式駆動ユニットである。
【００２１】詳しくは、第１室外ユニット(11)には、インバータ圧縮機(20A)が設けられた主回路(30)と、容量固定式駆動圧縮機から成る第１圧縮機(21A)が設けられた第１回路(31)と、容量固定式非駆動圧縮機から成る第２圧縮機(22A)が設けられた第２回路(32)と、２次側冷媒回路(15)の一部を構成する駆動回路(33)とが収容されている。主回路(30)、第１回路(31)及び第２回路(32)はそれぞれ、１次側冷媒が循環する１次側冷媒回路を構成している。
【００２２】主回路(30)は、インバータ圧縮機(20A)、四路切換弁(41)、第１室外熱交換器(42)、膨張弁(43)、第１主熱交換器(44)及び上記四路切換弁(41)が順に接続されて成る回路(45)と、当該回路(45)に接続された加熱回路(46)及び冷却回路(50)を備えている。加熱回路(46)の一端はインバータ圧縮機(20A)の吐出側配管に接続され、その他端は第１室外熱交換器(42)と膨張弁(43)との間に接続されている。この加熱回路(46)には、上記一端から他端に向かって順に、第１加圧熱交換器(47)と、電磁弁(48)と、上記他端から一端に向かう方向の冷媒流れのみを許容する逆止弁(49)とが設けられている。冷却回路(50)の一端は、加熱回路(46)における電磁弁(48)と逆止弁(49)との間に接続され、その他端はインバータ圧縮機(20A)の吸入側配管に接続されている。冷却回路(50)には、上記一端から他端に向かって順に膨張弁(51)及び減圧熱交換器(52)が設けられている。
【００２３】第１回路(31)は、第１圧縮機(21A)、四路切換弁(53)、第２室外熱交換器（５４）、第２加圧熱交換器（５５ａ）、膨張弁(54a)、第２主熱交換器(55)、及び上記四路切換弁(53)が接続されて成る回路(56)に対し、冷却回路(57)及び補助回路(58)が接続されて構成されている。冷却回路(57)の一端は回路(56)における第２加圧熱交換器(55a)と膨張弁(54a)との間に接続され、その他端は第１圧縮機(21A)の吸入側配管に接続されている。この冷却回路(57)にはキャピラリーチューブ(59)が設けられ、このキャピラリーチューブ(59)の下流側に減圧熱交換器(52)が介設されている。補助回路(58)の一端は冷却回路(57)のキャピラリーチューブ(59)の上流側に接続され、その他端は第１圧縮機(21A)の吸入側配管に接続されている。この補助回路(58)には、上記一端から他端に向かって順に膨張弁(60)及び冷却熱交換器(61)が設けられている。
【００２４】第２回路(32)は、第２圧縮機(22A)、四路切換弁(62)、第３室外熱交換器(63)、膨張弁(64)、第３主熱交換器(65)、及び上記四路切換弁(62)が順に接続されて構成されている。
【００２５】駆動回路(100)は、第１及び第２貯留手段に対応する第１タンク(101)及び第２タンク(102)と補助タンク(103)とを備えている。
【００２６】第１タンク(101)の上端と各加圧熱交換器(47),(55a)の上端とは、第１加圧電磁弁(111)が設けられた配管によって接続されている。第２タンク(102)の上端と各加圧熱交換器(47),(55a)の上端とは、第２加圧電磁弁(112)が設けられた配管によって接続されている。補助タンク(103)の上端と各加圧熱交換器(47),(55a)の上端とは、補助加圧電磁弁(113)が設けられた配管によって接続されている。
【００２７】第１タンク(101)の上端と減圧熱交換器(52)の上端とは、第１減圧電磁弁(121)が設けられた配管によって接続されている。第２タンク(102)の上端と減圧熱交換器(52)の上端とは、第２減圧電磁弁(122)が設けられた配管によって接続されている。補助タンク(103)の上端と減圧熱交換器(52)の上端とは、補助減圧電磁弁(123)が設けられた配管によって接続されている。
【００２８】第１タンク(101)の下方には、第１タンク(101)内の液冷媒を室内ユニット(16)側に供給する方向の冷媒流れのみを許容する第１流出逆止弁(114)と、室内ユニット(16)側からの冷媒を第１タンク(101)に回収する方向の冷媒流れのみを許容する第１流入逆止弁(115)と、減圧熱交換器(52)からの冷媒を第１タンク(101)に回収する方向の冷媒流れのみを許容する第１回収逆止弁(116)とが設けられている。
【００２９】同様に、第２タンク(102)の下方には、第２タンク(102)内の液冷媒を室内ユニット(16)側に供給する方向の冷媒流れのみを許容する第２流出逆止弁(117)と、室内ユニット(16)側からの冷媒を第２タンク(102)に回収する方向の冷媒流れのみを許容する第２流入逆止弁(118)と、減圧熱交換器(52)からの冷媒を第２タンク(102)に回収する方向の冷媒流れのみを許容する第２回収逆止弁(119)とが設けられている。
【００３０】補助タンク(103)の下方には、補助タンク(103)内の液冷媒を各加圧熱交換器(47),(55a)に供給する方向の冷媒流れのみを許容する液供給逆止弁(124)と、補助タンク(103)に液冷媒を補給する方向の冷媒流れのみを許容する液補給逆止弁(125)とが設けられている。なお、補助タンク(103)は、補助タンク(103)内の液冷媒が重力の作用（自然落下）によって各加圧熱交換器(47),(55a)に自然に流れていくように、両加圧熱交換器(47),(55a)よりも高い位置に設置されている。
【００３１】第１加圧電磁弁(111)、第２加圧電磁弁(112)、第１減圧電磁弁(121)及び第２減圧電磁弁(122)は、第１タンク(101)又は第２タンク(102)のいずれか一方のタンクを加圧熱交換器(47),(55a)に連通させると共に、他方のタンクを減圧熱交換器(52)に連通させて冷媒の循環駆動力を発生させる連通切換手段を構成している。
【００３２】室内ユニット(16)側から第１タンク(101)又は第２タンク(102)に冷媒を回収する配管には、冷却熱交換器(61)が設けられている。この冷却熱交換器(61)は、１次側の冷媒回路(30),(31)における冷媒の熱バランスを調節することを主目的に設けられている。また、冷却熱交換器(61)は、第１タンク(101)又は第２タンク(102)に流入する冷媒中に気泡が含まれないように、流入冷媒を予め冷却する役割を果たすものでもある。
【００３３】第１タンク(101)及び第２タンク(102)の上端には、互いのタンク(101),(102)を連通する連通管(126)が接続されている。連通管(126)の中間部よりも第１タンク(101)側には、第１排出弁(127)が設けられている。連通管(126)の中間部よりも第２タンク(102)側には、第２排出弁(128)が設けられている。連通管(126)の中間部には、一端が四路切換弁(129)と冷却熱交換器(61)との間に接続された冷媒排出管(130a)が接続されている。
【００３４】第１タンク(101)及び第２タンク(102)の下方に設けられた配管は互いに合流して四路切換弁(129)の第１ポートに接続されている。四路切換弁(129)の第２ポートは、配管(130)を介して各主熱交換器(44),(55),(65)に接続されている。四路切換弁(129)の第３ポートは、配管(131)を介して冷却熱交換器(61)の下端に接続されている。四路切換弁(129)の第４ポートは、室内ユニット(16)側に延びる配管(132)に接続されている。
【００３５】−第２室外ユニット(12)及び第３室外ユニット(13)の構成−第２室外ユニット(12)の構成は、第１室外ユニット(11)と同様である。
【００３６】第３室外ユニット(13)は、第１室外ユニット(11)において、インバータ圧縮機(20A)を容量固定式駆動圧縮機(20C)に置き換えた構成を有している。つまり、第３室外ユニット(13)は、圧縮機がすべて容量固定式の圧縮機で構成されている室外ユニットである。
【００３７】−室外ユニット(11)の冷媒循環動作−各室外ユニット(11),(12),(13)の冷媒循環動作は基本的に同様であるので、ここでは第１室外ユニット(11)における冷媒循環動作のみを説明する。
【００３８】＜冷房運転＞冷房運転では、主回路(30)の四路切換弁(41)、第１回路(31)の四路切換弁(53)、及び第２回路(32)の四路切換弁(62)は、それぞれ図２の実線側に設定される。また、駆動回路(100)の液供給逆止弁(124)も図２の実線側に設定される。
【００３９】主回路(30)の運転時には、インバータ圧縮機(20A)から吐出された１次側冷媒は、第１室外熱交換器(42)で凝縮し、膨張弁(43)で減圧し、第１主熱交換器(44)で蒸発して２次側冷媒を冷却し、インバータ圧縮機(20A)に戻る循環動作を行うと共に、第１室外熱交換器(42)からの冷媒の一部は第１加圧熱交換器(47)で凝縮し、１次側冷媒を加熱して駆動回路(100)に高圧圧力を生成する。また、第１室外熱交換器(42)からの冷媒の一部は膨張弁(51)で減圧し、減圧熱交換器(52)で蒸発して１次側冷媒を冷却し、駆動回路(100)に低圧圧力を生成する。
【００４０】第１回路(31)の運転時には、第１圧縮機(21A)から吐出された１次側冷媒は、第２室外熱交換器(54)及び第２加圧熱交換器(55a)で凝縮し、第２加圧熱交換器(55a)において２次側冷媒を加熱する。これにより、駆動回路(100)において高圧圧力が生成される。第２加圧熱交換器(55a)を流出した１次側冷媒の一部は、膨張弁(54a)で減圧し、第２主熱交換器(55)で蒸発し、第１圧縮機(21A)に吸入される。また、第２加圧熱交換器(55a)から流出した冷媒の一部は、膨張弁(60)で減圧し、冷却熱交換器(61)で蒸発し、第１圧縮機(21A)に吸入される。
【００４１】第２回路(32)の運転時には、第２圧縮機(22A)から吐出された１次側冷媒は、第３室外熱交換器(63)で凝縮し、膨張弁(64)で減圧し、第３主熱交換器(65)で蒸発し、第２圧縮機(22A)に戻る循環動作を行う。
【００４２】駆動回路(100)では、以下に説明する第１状態及び第２状態が交互に繰り返されることにより、２次側冷媒が各室内ユニット(16)に供給される循環駆動力が発生する。
【００４３】第１状態では、第１加圧電磁弁(111)及び第２減圧電磁弁(122)は開口され、第２加圧電磁弁(112)及び第１減圧電磁弁(121)は閉鎖される。このことにより、第１タンク(101)と各加圧熱交換器(47),(55a)とが連通すると共に、第２タンク(102)と減圧熱交換器(52)とが連通する。その結果、第１タンク(101)は上方から加圧され、第１タンク(101)内の液冷媒が下方に押し出される。押し出された冷媒は、第１流出逆止弁(114)、四路切換弁(129)及び配管(132)を通過し、各室内ユニット(16)に供給される。この冷媒は、各室内ユニット(16)の室内熱交換器（図示せず）で蒸発し、室内空気を冷却する。蒸発した冷媒は、室内ユニット(16)から第１室外ユニット(11)に戻り、各主熱交換器(44),(55),(65)で凝縮し、液冷媒となって四路切換弁(129)を通過し、更に第２流入逆止弁(118)を通じて第２タンク(102)に流入する。この際、第２タンク(102)は減圧熱交換器(52)に連通されて減圧されているため、第２タンク(102)への冷媒の回収は円滑に行われる。
【００４４】このように、第１状態は、第１タンク(101)から供給された液冷媒が室内ユニット(16)を経て第２タンク(102)に回収される状態である。
【００４５】ところで、このまま第１状態を継続していくと、第１タンク(101)の液冷媒が不足気味になる一方、第２タンク(102)の液冷媒が過剰気味になる。そこで、このような状態になると、冷媒の循環動作を第１状態から以下の第２状態に切り換える。
【００４６】第２状態は、第１加圧電磁弁(111)及び第２減圧電磁弁(122)を閉鎖する一方、第２加圧電磁弁(112)及び第１減圧電磁弁(121)を開口させる状態である。このことにより、第２タンク(102)と各加圧熱交換器(47),(55a)とが連通すると共に、第１タンク(101)と減圧熱交換器(52)とが連通する。その結果、第２タンク(102)は上方から加圧されると同時に、第１タンク(101)は上方から減圧される。これにより、第１状態とは逆に、液冷媒が第２タンク(102)から押し出され、第１タンク(101)に回収される冷媒循環動作が行われる。
【００４７】そして、第２タンク(102)の液冷媒が不足気味になると、再び第２状態から第１状態に切り換えられる。このように、第１状態と第２状態とが交互に繰り返されることにより、冷媒は循環動作を継続的に行うようになる。
【００４８】なお、補助タンク(103)は、第１室外ユニット(11)の起動時など加圧熱交換器(47),(55a)に液冷媒が不足している場合等に、液冷媒を供給するための貯留手段である。加圧熱交換器(47),(55a)に液冷媒が不足している状態では、補助加圧電磁弁(113)を開口すると共に補助減圧電磁弁(123)を閉鎖する。この結果、補助タンク(103)と加圧熱交換器(47),(55a)とが連通する。そのため、補助タンク(103)から液冷媒が押し出され、この冷媒は液供給逆止弁(124)を通過して加圧熱交換器(47),(55a)に供給されることになる。
【００４９】一方、補助タンク(103)内の液冷媒が不足した場合には、補助加圧電磁弁(113)を閉鎖すると共に補助減圧電磁弁(123)を開口する。これにより、液冷媒は液補給逆止弁(125)を通じて補助タンク(103)に補給されることになる。
【００５０】＜暖房運転＞暖房運転では、主回路(30)の四路切換弁(41)、第１回路(31)の四路切換弁(53)、及び第２回路(32)の四路切換弁(62)は、それぞれ図２の破線側に設定される。
【００５１】主回路(30)の運転時には、インバータ圧縮機(20A)から吐出された１次側冷媒は、第１主熱交換器(44)で凝縮して２次側冷媒を加熱し、膨張弁(43)で減圧し、第１室外熱交換器(42)で蒸発し、インバータ圧縮機(20A)に戻る循環動作を行う。また、インバータ圧縮機(20A)から吐出された冷媒の一部は、第１加圧熱交換器(47)で凝縮し、膨張弁(51)で減圧し、減圧熱交換器(52)で蒸発し、インバータ圧縮機(20A)に戻る循環動作を行う。
【００５２】第１回路(31)の運転時には、第１圧縮機(21A)から吐出された１次側冷媒は、第２主熱交換器(55)及び第２加圧熱交換器(55a)で凝縮し、キャピラリーチューブ(59)で減圧し、減圧熱交換器(52)で蒸発し、第１圧縮機(21A)に戻る循環動作を行う。この際、第２加圧熱交換器(55a)を流出した冷媒の一部は、膨張弁(60)で減圧し、冷却熱交換器(61)で蒸発し、第１圧縮機(21A)に吸入される。
【００５３】第２回路(32)の運転時には、第２圧縮機(22A)から吐出された１次側冷媒は、第３主熱交換器(65)で凝縮し、膨張弁(64)で減圧し、第３室外熱交換器(63)で蒸発し、第２圧縮機(22A)に戻る循環動作を行う。
【００５４】駆動回路(100)では、上記第１状態と第２状態とが交互に繰り返され、第１タンク(101)又は第２タンク(102)のいずれか一方から押し出された液冷媒は各主熱交換器(44),(55),(65)で蒸発した後、各室内ユニット(16)に供給され、図示しない室内熱交換器で凝縮して室内空気を加熱する。各室内ユニット(16)から第１室外ユニット(11)に戻った冷媒は、他方のタンク(101),(102)に回収される。
【００５５】−圧縮機のローテーション制御−次に、圧縮機のローテーション制御について説明する。本ローテーション制御は、起動ローテーション制御と停止ローテーション制御とから構成されている。
【００５６】＜起動ローテーション制御＞図３を参照しながら、起動ローテーション制御について説明する。まず、所定の起動制御信号を受け、ステップＳＴ１において、システム（冷凍装置）内に既に駆動している圧縮機が存在しているか否かを判定する。つまり、当該起動制御信号に基づいて起動すべき圧縮機が、１台目の圧縮機であるか否かを判定する。なお、所定の起動制御信号は、例えば、システムの運転を開始するときや、冷凍負荷が大きくなった場合に圧縮機の運転台数を増加させるときなどに、運転停止中の圧縮機の運転を開始するために伝達される信号である。
【００５７】ステップＳＴ１の判定がＹＥＳの場合はステップＳＴ２に進み、システム内に容量可変式駆動圧縮機つまりインバータ圧縮機が存在しているか否かを判定する。このような判定を行う理由は、システムの容量制御が容易なように、１台目の圧縮機はインバータ圧縮機とすることが好ましいことから、システム内にインバータ圧縮機がある場合には容量固定式の圧縮機に優先してインバータ圧縮機を起動させるためである。そのため、ステップＳＴ２の判定がＹＥＳの場合は、ステップＳＴ３に進み、積算運転時間ＤＴｌが最小のインバータ圧縮機を起動する。なお、本冷凍装置では、第１室外ユニット(11)及び第２室外ユニット(12)にそれぞれインバータ圧縮機(20A),(20B)が存在しているため、ステップＳＴ２の判定はＹＥＳとなる。
【００５８】ステップＳＴ２の判定がＮＯの場合は、ステップＳＴ４に進み、容量固定式駆動圧縮機(21A),(21B),(20C),(21C)すなわちスタンダード圧縮機のうち、積算運転時間が最小のものを起動する。つまり、容量固定式圧縮機の各々の積算運転時間を均一化させるような制御を行う。
【００５９】ステップＳＴ１の判定結果がＮＯの場合は、ステップＳＴ５に進み、システム内の停止している圧縮機のうちに、インバータ圧縮機が存在するか否かを判定する。その結果、ＹＥＳの場合はステップＳＴ６に進み、ＮＯの場合はステップＳＴ７に進む。
【００６０】ステップＳＴ７では、容量固定式の圧縮機のうち積算運転時間が最小のものを起動する。つまり、容量固定式駆動圧縮機(21A),(21B),(20C),(21C)及び容量固定式非駆動圧縮機(22A),(22B),(22C)のうち運転停止中の圧縮機の中から、積算運転時間が最小のものを優先的に起動する。
【００６１】ステップＳＴ６では、システム中で積算運転時間が最小である圧縮機が容量固定式非駆動圧縮機(22A),(22B),(22C)であるか否かを判定する。その結果、ＹＥＳの場合はステップＳＴ８に進み、積算運転時間が最小である圧縮機の属する室外ユニットのインバータ圧縮機と、容量固定式駆動圧縮機のうち積算運転時間が最小のものとを比較し、積算運転時間が短い方のいずれか一方を起動する。
【００６２】ステップＳＴ６における判定結果がＮＯの場合は、ステップＳＴ９に進み、積算運転時間の最小の圧縮機を起動する。
【００６３】＜停止ローテーション制御＞次に、図４を参照しながら、停止ローテーション制御について説明する。
【００６４】まず、所定の停止制御信号を受け、ステップＳＴ１１において、システム内で運転中の圧縮機が１台のみであるか否かを判定する。つまり、当該停止制御信号に基づいて停止させるべき圧縮機が、最後の圧縮機であるか否かを判定する。
【００６５】ステップＳＴ１１の判定結果がＹＥＳの場合はステップＳＴ１２に進み、運転中の圧縮機の運転を停止させる。ステップＳＴ１１の判定結果がＮＯの場合はステップＳＴ１３に進み、運転中の２以上の圧縮機のうちにインバータ圧縮機が２台以上あるか否かを判定する。
【００６６】ステップＳＴ１３の判定結果がＹＥＳの場合はステップＳＴ１５に進み、ＮＯの場合はステップＳＴ１４に進む。ステップＳＴ１４では、容量固定式駆動圧縮機のうち、積算運転時間が最大のものを優先的に停止させる。
【００６７】ステップＳＴ１５では、容量可変式駆動圧縮機(20A),(20B)及び容量固定式駆動圧縮機(21A),(21B),(20C),(21C)のうち積算運転時間が最大のものが、容量可変式駆動圧縮機であるか否かを判定する。ＹＥＳの場合はステップＳＴ１６に進み、ＮＯの場合はステップＳＴ１４に進む。
【００６８】ステップＳＴ１６では、積算運転時間が最大の室外ユニットにおいて、運転継続中の圧縮機がインバータ圧縮機のみであるか否かを判定する。ＹＥＳの場合はステップＳＴ１７に進み、当該インバータ圧縮機の運転を停止させる。ＮＯの場合はステップＳＴ１４に進む。
【００６９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数台の室外ユニットに設けられた圧縮機の各々を基準としてローテーション制御を行うこととしたので、個々の圧縮機の積算運転時間に対応したより高精度なローテーション制御が可能となり、装置全体の寿命を長期化することができる。
【００７０】複数の圧縮機は容量可変式圧縮機と容量固定式圧縮機とを含み、複数の容量固定式圧縮機の各々の積算運転時間が均一化するようにローテーション運転を行うようにすることにより、積算運転時間の相違が顕著になりやすい容量固定式圧縮機に対して積算運転時間の平準化を行うことができ、装置全体の高寿命化を効率よく実現することができる。
【００７１】１次側冷媒回路及び２次側冷媒回路を有する冷媒回路を備え、複数の圧縮機として容量可変式駆動圧縮機と容量固定式駆動圧縮機と容量固定式非駆動圧縮機とを備えることにより、種類の異なる圧縮機に対し圧縮機を基準としたローテーション制御を行うことが可能となり、上記の効果をより顕著に発揮することができる。
【００７２】第１又は第２の貯留手段のいずれか一方と加圧熱交換器とを連通させると共に他方の貯留手段と減圧熱交換器とを連通させることによって冷媒を循環させるように冷媒回路を構成することにより、いわゆる熱駆動式の熱搬送システムにおいて、上記の効果を発揮させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２８５３
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月７日（１９９８．１２．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７９３１
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 弘 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１７１１１６（Ｐ２０００−１７１１１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月２３日（２０００．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３４６７２５ |
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