JPH10170079A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒配管の配管径を変化させることなく、冷
媒中に含まれるオイルを短時間のうちに室外機に戻すこ
とのできる空気調和システムを提供する。 【解決手段】 ビル１の各階に室内機３を設置し、各室
内機３につながる室外機９を各室内機３よりも高所に配
置した空気調和システムにおいて、室外機９と室内機３
とをつなぐ冷媒太管５の下端部に、冷媒中に含まれるオ
イルを一時的に貯留し、且つこのオイルを室外機に戻す
手段を有するオイル戻しユニット３０を備えたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒中に含まれる
オイルを室外機に戻すオイル戻しユニットを備える空気
調和システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、室外機と複数の室内機とを備
え、各室内機をビルの各階に配置した空気調和システム
は知られている。この種のものでは、冷媒配管の長さが
全般的に長くなるので、冷凍サイクル内に充填される冷
媒の量は多くなる。

【０００３】従って、ビルの各階に配置される各室内機
を循環して、前記室外機の圧縮機に戻されるまでの冷媒
戻りに要する時間は必然的に長くなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この冷媒の戻り時間が
長くなると、一緒に循環するオイルの戻り時間も長くな
るので、圧縮機でオイル不足が生じるおそれがある。従
来の空気調和システムでは、冷媒配管の長さを例えば１
００ｍ以内に抑えないと、実際にオイル不足が生じるの
で、それ以上に亘って冷媒配管の長さを長くする場合に
は、配管径を変化させて、オイル戻りの時間を短縮する
ようにしている。

【０００５】そこで、本発明の目的は、従来の技術の有
する課題を解消し、冷媒配管の配管径を変化させること
なく、冷媒中に含まれるオイルを短時間のうちに室外機
に戻すことのできる空気調和システムを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ビルの各階に室内機を設置し、各室内機につながる
室外機を各室内機よりも高所に配置した空気調和システ
ムにおいて、前記室外機と室内機とをつなぐ冷媒太管の
下端部に、冷媒中に含まれるオイルを一時的に貯留し、
且つこのオイルを室外機に戻す手段を有するオイル戻し
ユニットを備えたことを特徴とするものである。

【０００７】請求項２に記載の発明は、ビルの各階に室
内機を設置し、各室内機につながる室外機を各室内機よ
りも高所に配置した空気調和システムにおいて、前記室
外機と室内機とをつなぐ冷媒太管の下端部に、冷媒中に
含まれるオイルを一時的に貯留するオイル溜めと、この
オイル溜めと室外機とをつなぎ、当該オイル溜めに貯留
されるオイルを室外機に戻すオイル専用戻し管と、この
オイル専用戻し管に設けられるポンプとを有するオイル
戻しユニットを備えたものである。

【０００８】請求項３に記載の発明は、ビルの各階に室
内機を設置し、各室内機につながる室外機を各室内機よ
りも高所に配置した空気調和システムにおいて、前記室
外機と室内機とをつなぐ冷媒太管の下端部に、冷媒中に
含まれるオイルを一時的に貯留するオイル溜めと、この
オイル溜めと室外機とをつなぎ、当該オイル溜めに貯留
されるオイルを室外機に戻すオイル専用戻し管と、前記
オイル溜めと冷媒太管、又は冷媒細管のいずれかをつな
ぎ、オイル溜めに貯留されるオイルを室外機に戻す時に
オイルに冷媒太管、又は冷媒細管内の圧力を付加する圧
力付加手段とを有するオイル戻しユニットを備えたこと
を特徴とするものである。

【０００９】請求項４に記載の発明は、ビルの各階に室
内機を設置し、各室内機につながる室外機を各室内機よ
りも高所に配置した空気調和システムにおいて、前記室
外機と室内機とをつなぐ冷媒太管の下端部に、冷媒中に
含まれるオイルを一時的に貯留するオイル溜めと、この
オイル溜めに設けられ、オイル溜めに貯留されるオイル
を室外機に戻す時にオイルを気化させるオイル気化手段
とを有するオイル戻しユニットを備えたことを特徴とす
るものである。

【００１０】請求項５に記載の発明は、ビルの各階に室
内機を設置し、各室内機につながる室外機を各室内機よ
りも低所に配置した空気調和システムにおいて、前記室
外機と室内機とをつなぐ冷媒太管に、冷媒中に含まれる
オイルを一時的に貯留するオイル溜めと、このオイル溜
めと室外機とをつなぎ、当該オイル溜めに貯留されるオ
イルを室外機に戻すオイル専用戻し管とを有するオイル
戻しユニットを備えたことを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による空気調和シス
テムの一実施の形態を添付の図面を参照して説明する。

【００１２】図１において、１はビルを示し、このビル
１の各階にはそれぞれ２台づつの室内機３が設置されて
いる。各室内機３には冷媒太管５と冷媒細管７とを介し
て１台の室外機９がつながれ、この室外機９は各室内機
３よりも高所、例えばビル１の屋上等に配置されてい
る。室外機９と室内機３とをつなぐ冷媒太管５の下端部
５ａには、後述するオイル戻しユニット３０が設けられ
ている。

【００１３】図２を参照して、本実施の形態の冷媒サイ
クルを説明すると、室外機９には、アキュームレータ１
１、圧縮機１３、オイルセパレータ１５、四方弁１７、
及び室外熱交換器１９等が収納され、これらは冷媒管を
介して順につながれている。この室外熱交換器１９に
は、前述した冷媒細管７を介して各室内機３の室内メカ
弁２１、及び室内熱交換器２２がつながれ、この室内熱
交換器２２は、冷媒太管５を介して室外機９の四方弁１
７につながれている。

【００１４】オイル戻しユニット３０には、図３に示す
ように、冷媒中に含まれるオイルを一時的に貯留するオ
イル溜め３１と、このオイル溜め３１の下端３１ａと室
外機９のアキュームレータ１１の入口（図２参照）とを
つなぎ、当該オイル溜め３１に貯留されるオイルを室外
機９に戻すオイル専用戻し管３３と、オイル専用戻し管
３３に設けられるポンプ３５、及び電動弁３７とが内蔵
される。

【００１５】冷房運転時には、四方弁１７が点線の位置
に切り換えられ、冷媒は、点線矢印で示す方向に流れ
る。この時、室外熱交換器１９は凝縮器として機能し、
室内熱交換器２２は蒸発器として機能して、冷房運転が
おこなわれる。また、暖房運転時には、四方弁１７が実
線の位置に切り換えられ、冷媒は、実線矢印で示す方向
に流れる。この時、室外熱交換器１９は蒸発器として機
能し、室内熱交換器２２は凝縮器として機能して、暖房
運転が行われる。

【００１６】これらの冷暖房運転中において冷媒中に含
まれるオイルは、室外機９と各室内機３との間を循環し
ながらオイル溜め３１に溜められる。

【００１７】例えば、冷房運転時には、図１を参照し
て、冷媒太管５内を、液冷媒（点線矢印）が下から上に
向けて、即ち、各室内機３から室外機９に向けて流れ、
この冷媒太管５内でオイルは分離されて落下し、オイル
戻しユニット３０のオイル溜め３１に溜まる。また、暖
房運転時には、図１を参照して、冷媒太管５内を、ガス
冷媒（実線矢印）が上から下に向けて、即ち、室外機９
から各室内機３に向けて流れ、この冷媒太管５内でオイ
ルは分離されて真下に落下して、オイル戻しユニット３
０のオイル溜め３１に溜まる。

【００１８】この実施の形態によれば、オイル溜め３１
にオイルが溜まったならば、電動弁３７が開かれると共
に、ポンプ３５が駆動され（図３）、オイルはオイル専
用戻し管３３を通じて汲み上げられて、室外機９のアキ
ュームレータ１１の入口（図２）を通じて二つの圧縮機
１３に戻される。

【００１９】オイル溜め３１にオイルが溜まったかどう
かは、例えば圧縮機１３に付設されるオイルセンサ（図
示せず）からのオイル不足を表す信号等に基づいて判断
される。或いは空気調和システムの運転時間から推定し
てもよい。

【００２０】このようにポンプ３５を用いてオイルを汲
み上げるので、冷媒太管５の管径を細くすることなく、
短時間のうちにオイルを室外機９に戻すことができる。
従って、冷媒の流れに抵抗が加わらず、圧損を低減させ
ることができる。また、冷媒配管の長さに制限を受ける
ことがなく、配管長フリーの空気調和システムを提供す
ることができる、等の効果が得られる。

【００２１】図４は別の実施の形態を示している。この
空気調和システムでは、室外機９と室内機３とをつなぐ
冷媒太管５、及び冷媒細管７の下端部にオイル戻しユニ
ット４０が設けられる。このオイル戻しユニット４０
は、図５に示すように、冷媒中に含まれるオイルを一時
的に貯留するオイル溜め４１を有し、このオイル溜め４
１の上端４１ｂには、逆止弁４２を介して冷媒太管５が
つながれ、キャピラリーチューブ４４、及び第一の電動
弁４３を介して冷媒細管７がつながれる。なお、この第
一の電動弁４３とキャピラリーチューブ４４との接続順
序は、図５に示すものと反対の順序であってもよい。

【００２２】このオイル溜め４１の下端４１ａには、オ
イル専用戻し管４５がつながれ、このオイル専用戻し管
４５には、第二の電動弁４６と、第三の電動弁４７とが
直列につながれる。更に、第三の電動弁４７をバイパス
するバイパス管４８がつながれ、このバイパス管４８に
はキャピラリーチューブ４９がつながれる。そしてオイ
ル専用戻し管４５は、図１のものと同様に、室外機９の
アキュームレータ１１の入口（例えば図２）につながれ
る。

【００２３】この実施の形態によれば、暖房時におい
て、図１のものと同様にしてオイル溜め４１にオイルが
溜まったならば、第二の電動弁４６のみが開かれる。

【００２４】すると、図５において実線の矢印で示すよ
うに、高圧のガス冷媒が、逆止弁４２を通じて冷媒太管
５からオイル溜め４１に流入し、このオイル溜め４１か
ら第二の電動弁４６を介してオイルが押し出される。こ
のオイルはキャピラリーチューブ４９を通って押し出さ
れ、オイル専用戻し管４５を通じて室外機９の例えばア
キュームレータ１１の入口（図２）から圧縮機１３に戻
される。

【００２５】このように暖房運転時には、オイル溜め４
１に溜まるオイルに冷媒太管５内の圧力が付加されて、
この圧力によってオイルが圧縮機１３に戻される。ここ
で、第二の電動弁４６は圧力付加手段を構成している。

【００２６】また、冷房時においては、図１のものと同
様にしてオイル溜め４１にオイルが溜まったならば、第
一〜第三の電動弁４３，４６，４７の全てが開かれる。

【００２７】すると、図５において点線の矢印で示すよ
うに、高圧の液冷媒が、第一の電動弁４３を通じて冷媒
細管７からオイル溜め４１に流入し、このオイル溜め４
１から第二の電動弁４６を介してオイルが押し出され
る。このオイルは第三の電動弁４７を通って押し出さ
れ、オイル専用戻し管４５を通じて室外機９の例えばア
キュームレータ１１の入口（図２）から圧縮機１３に戻
される。

【００２８】このように冷房時には、オイル溜め４１に
溜まるオイルに冷媒細管７内の圧力が付加され、この圧
力によりオイルが圧縮機１３に戻される。ここで、第一
〜第三の電動弁４３，４６，４７は圧力付加手段を構成
する。

【００２９】なお、オイル溜め４１にオイルが溜まった
かどうかは、例えば圧縮機１３に付設されるオイルセン
サ（図示せず）からのオイル不足を表す信号等に基づい
て判断される。或いは空気調和システムの運転時間から
推定してもよい。

【００３０】この実施の形態によれば、オイル溜め４１
に溜まるオイルに圧力を付加し、この圧力によってオイ
ルを戻すので、オイル戻りの時間は短縮される。

【００３１】図６は更に別の実施の形態を示している。
このシステムでは、室外機９と各室内機３とをつなぐ冷
媒太管５の下端部に、オイル戻しユニット５０が設けら
れる。このオイル戻しユニット５０は、図７に示すよう
に、冷媒中に含まれるオイルを一時的に貯留するオイル
溜め５１を有し、このオイル溜め５１には、オイル溜め
５１に貯留されるオイルを室外機９に戻す時に、オイル
を気化させるオイル気化手段５３が設けられる。このオ
イル気化手段５３は、具体的には貯留されるオイルに振
動を与える振動器で構成される。

【００３２】この実施の形態によれば、図１に示すもの
と同様にしてオイル溜め５１にオイルが溜まったなら
ば、振動器５３が駆動され、この振動によりオイルが気
化し、この気化したオイルは冷媒太管５を通じて圧縮機
１３に戻される。

【００３３】オイル溜め６１にオイルが溜まったかどう
かは、例えば圧縮機１３に付設されるオイルセンサ（図
示せず）からのオイル不足を表す信号等に基づいて判断
される。或いは空気調和システムの運転時間から推定し
てもよい。

【００３４】この実施の形態によれば、オイル溜め５１
に溜まるオイルに振動を与えてオイルを気化し、この気
化したオイルを冷媒太管５を通じて圧縮機１３に戻すの
で、オイル専用戻し管は不要になり、オイル戻りの時間
は短縮される。

【００３５】図８は更に別の実施の形態を示している。
このシステムでは、まず室外機９が地面に設置される。
そして、室外機９と各室内機３とをつなぐ冷媒太管５の
最下部にオイル戻しユニット６０が設けられる。このオ
イル戻しユニット６０は、図９に示すように、冷媒中に
含まれるオイルを一時的に貯留するオイル溜め６１を有
し、このオイル溜め６１には、オイル溜め６１に貯留さ
れるオイルを、室外機９の例えばアキュームレータ１１
の入口（図２）を通じて圧縮機１３に戻すオイル専用戻
し管６３がつながれ、このオイル専用戻し管６３には電
動弁６５、及びキャピラリーチューブ６７がつながれ
る。電動弁６５とキャピラリーチューブ６７との接続順
序は、図９に示すものと反対の順序であってもよい。

【００３６】この実施の形態によれば、暖房運転時にお
いて、図１に示すものと同様にしてオイル溜め６１にオ
イルが溜まったならば、電動弁６５が開かれる。する
と、冷媒太管５内を流れる高圧ガス冷媒の圧力により押
し出されるようにして、オイル専用戻し管６３を通じ
て、オイルが圧縮機９に戻される。

【００３７】オイル溜め６１にオイルが溜まったかどう
かは、例えば圧縮機１３に付設されるオイルセンサ（図
示せず）からのオイル不足を表す信号等に基づいて判断
される。或いは空気調和システムの運転時間から推定し
てもよい。

【００３８】この空気調和システムが冷房運転する場合
には、冷媒細管７を通じて、オイルが圧縮機９に戻され
る。しかし、室外機９は室内機３よりも下方に位置する
ので、冷房時にオイルは戻り易く、オイル戻りに問題は
生じない。

【００３９】以上、一実施の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。例えば、オイルを一時的に貯留する部
分として、以上の実施の形態では「オイル溜め」と表現
しているが、これはタンクであってもよいし、例えば冷
媒太管の一部であってもよい。

【００４０】

【発明の効果】これらの発明によれば、冷媒中に含まれ
るオイルを一時的に貯留し、且つこのオイルを室外機に
戻す手段を有するオイル戻しユニットを備えているの
で、短時間のうちにオイルを圧縮機に戻すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気調和システムの一実施の形態
を示す系統図である。

【図２】同じく冷媒回路図である。

【図３】オイル戻しユニットの回路図である。

【図４】別の実施の形態を示す系統図である。

【図５】同じくオイル戻しユニットの回路図である。

【図６】更に別の実施の形態を示す系統図である。

【図７】同じくオイル戻しユニットの回路図である。

【図８】更に別の実施の形態を示す系統図である。

【図９】同じくオイル戻しユニットの回路図である。

【符号の説明】

１ ビル ３ 室内機 ５ 冷媒太管 ７ 冷媒細管 ９ 室外機 １３ 圧縮機 １９ 室外熱交換器 ２２ 室内熱交換器 ３０，４０，５０，６０ オイル戻しユニット ３１，４１，５１，６１ オイル溜め ３３，４５，６３ オイル専用戻し管 ５３ オイル気化手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビルの各階に室内機を設置し、各室内機
   につながる室外機を各室内機よりも高所に配置した空気
   調和システムにおいて、 前記室外機と室内機とをつなぐ冷媒太管の下端部に、 冷媒中に含まれるオイルを一時的に貯留し、且つこのオ
   イルを室外機に戻す手段を有するオイル戻しユニットを
   備えたことを特徴とする空気調和システム。
2. 【請求項２】 ビルの各階に室内機を設置し、各室内機
   につながる室外機を各室内機よりも高所に配置した空気
   調和システムにおいて、 前記室外機と室内機とをつなぐ冷媒太管の下端部に、 冷媒中に含まれるオイルを一時的に貯留するオイル溜め
   と、このオイル溜めと室外機とをつなぎ、当該オイル溜
   めに貯留されるオイルを室外機に戻すオイル専用戻し管
   と、このオイル専用戻し管に設けられるポンプとを有す
   るオイル戻しユニットを備えたことを特徴とする空気調
   和システム。
3. 【請求項３】 ビルの各階に室内機を設置し、各室内機
   につながる室外機を各室内機よりも高所に配置した空気
   調和システムにおいて、 前記室外機と室内機とをつなぐ冷媒太管の下端部に、 冷媒中に含まれるオイルを一時的に貯留するオイル溜め
   と、このオイル溜めと室外機とをつなぎ、当該オイル溜
   めに貯留されるオイルを室外機に戻すオイル専用戻し管
   と、前記オイル溜めと冷媒太管、又は冷媒細管のいずれ
   かをつなぎ、オイル溜めに貯留されるオイルを室外機に
   戻す時にオイルに冷媒太管、又は冷媒細管内の圧力を付
   加する圧力付加手段とを有するオイル戻しユニットを備
   えたことを特徴とする空気調和システム。
4. 【請求項４】 ビルの各階に室内機を設置し、各室内機
   につながる室外機を各室内機よりも高所に配置した空気
   調和システムにおいて、 前記室外機と室内機とをつなぐ冷媒太管の下端部に、 冷媒中に含まれるオイルを一時的に貯留するオイル溜め
   と、このオイル溜めに設けられ、オイル溜めに貯留され
   るオイルを室外機に戻す時にオイルを気化させるオイル
   気化手段とを有するオイル戻しユニットを備えたことを
   特徴とする空気調和システム。
5. 【請求項５】 ビルの各階に室内機を設置し、各室内機
   につながる室外機を各室内機よりも低所に配置した空気
   調和システムにおいて、 前記室外機と室内機とをつなぐ冷媒太管に、 冷媒中に含まれるオイルを一時的に貯留するオイル溜め
   と、このオイル溜めと室外機とをつなぎ、当該オイル溜
   めに貯留されるオイルを室外機に戻すオイル専用戻し管
   とを有するオイル戻しユニットを備えたことを特徴とす
   る空気調和システム。