JP2010261609A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒がある程度以上抜けた状態でも、冷媒抜けを発見し圧縮機を保護することができる空気調和機を提供する。
【解決手段】圧縮機８、四方弁９、室外熱交換器１０、流量可変型の電動膨張弁１５、室内熱交換器３を順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、室外熱交換器１０の近傍に配された室外ファン１２と、室内熱交換器３の近傍に配された室内ファン４と、冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度センサー１４と、電動膨張弁１５の絞り開度と吐出温度を記憶する室外制御装置１３とを備え、電動膨張弁１５の絞り開度が設定値以上で、かつ吐出温度が吐出温度設定値以上になった場合に、前記圧縮機８を停止させるもので、本体中から冷媒がある程度抜けた状態から確実に異常を判断でき、圧縮機８内の圧縮機構部（図示せず）やモータ（図示せず）のコイルを過昇温から保護することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に関するもので、特に、冷凍サイクル内の圧縮機の保護制御に関するものである。

従来の空気調和機では、冷媒小あるいは冷媒抜け冷凍サイクルや冷凍サイクル中のどこかが詰まっている場合の冷凍サイクル、特に圧縮機の保護制御としては、圧縮機の温度過昇を保護するための圧縮機温度センサーや吐出温度センサーの取付け、あるいは圧縮機内部にインナーサーマルプロテクタを内蔵する方法が一般的であった。

しかしながらこのようなセンサーの取付けやプロテクタの内蔵では製造コストが増大するという課題を有しているため、従来、ヒートポンプ式の空気調和機に、冷凍サイクルの冷媒の凝縮温度を検出する室内配管温度検出手段と、冷凍サイクルを制御すると共に室外総合運転電流検知手段及び室外総合運転電流設定記憶手段と室内配管温度設定記憶手段と判定手段とを有する制御装置を設け、制御装置は、室外総合運転電流が設定値より下回り、かつ冷房運転時は室内配管温度が設定温度を所定時間上回った時、また暖房運転時は室内配管温度が設定温度を所定時間下回った時、それぞれ圧縮機を停止するように構成している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３２９３１２号公報

しかしながら、上述した従来の冷凍サイクル保護制御を有する空気調和機においては、冷媒がある程度抜けた状態で設置された空調条件や運転条件によっては、誤動作や誤判定が避けきれない、という課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷媒がある程度抜けた状態から適切に冷凍サイクルの異常判定を行うことができる空気調和機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、流量可変型の膨張弁、室内熱交換器を順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、前記室外熱交換器の近傍に配された室外ファンと、前記室内熱交換器の近傍に配された室内ファンと、前記冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記膨張弁の絞り開度と吐出温度を記憶する記憶手段とを備え、前記膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ吐出温度が吐出温度設定値以上になった場合に、前記圧縮機を停止させるもので、本体中から冷媒がある程度抜けた状態から確実に異常を判断でき、圧縮機内の圧縮機構部や圧縮機構部を駆動するモータのコイルを過昇温から保護することができる。

また、本発明の空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、流量可変型の膨張弁、室内熱交換器を順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、前記室外熱交換器の近傍に配された室外ファンと、前記室内熱交換器の近傍に配された室内ファンと、前記冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記膨張弁の絞り開度と吐出温度及び前記圧縮機の運転周波数を記憶する記憶手段とを備え、前記膨張弁の絞り開度が設定値以
上で、吐出温度が吐出温度設定値以上でかつ、前記圧縮機の運転周波数が設定運転周波数以上になった場合に、前記圧縮機を停止させるもので、本体中から冷媒がある程度抜けた状態から確実に異常を判断でき、圧縮機内の圧縮機構部や圧縮機構部を駆動するモータの
コイルを過昇温から保護することができる。

本発明の空気調和機は、設置された環境や条件による影響を受けず、冷媒ガスがかなり抜け、残り少ない場合でも確実に異常を判断できて、圧縮機を確実に保護することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の冷媒回路の回路図 同空気調和機の制御例を説明するフローチャート 同空気調和機の他の制御例を説明するフローチャート 同空気調和機の他の制御例を説明するフローチャート 同空気調和機の他の制御例を説明するフローチャート

第１の発明は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、流量可変型の膨張弁、室内熱交換器を順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、前記室外熱交換器の近傍に配された室外ファンと、前記室内熱交換器の近傍に配された室内ファンと、前記冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記膨張弁の絞り開度と吐出温度を記憶する記憶手段とを備え、前記膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ吐出温度が吐出温度設定値以上になった場合に、前記圧縮機を停止させるもので、本体中から冷媒がある程度抜けた状態から確実に異常を判断でき、圧縮機内の圧縮機構部や圧縮機構部を駆動するモータのコイルを過昇温から保護することができる。

第２の発明は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、流量可変型の膨張弁、室内熱交換器を順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、前記室外熱交換器の近傍に配された室外ファンと、前記室内熱交換器の近傍に配された室内ファンと、前記冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記膨張弁の絞り開度と吐出温度及び前記圧縮機の運転周波数を記憶する記憶手段とを備え、前記膨張弁の絞り開度が設定値以上で、吐出温度が吐出温度設定値以上でかつ、前記圧縮機の運転周波数が設定運転周波数以上になった場合に、前記圧縮機を停止させるもので、本体中から冷媒がある程度抜けた状態から確実に異常を判断でき、圧縮機内の圧縮機構部や圧縮機構部を駆動するモータのコイルを過昇温から保護することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ吐出温度が所定時間の間、吐出温度設定値以上になった場合に圧縮機を停止させるもので、過渡的な状態で圧縮機が停止することが無いので、圧縮機の信頼性が向上する。

第４の発明は、特に、第２の発明の膨張弁の絞り開度が設定値以上で、吐出温度が吐出温度設定値以上でかつ、圧縮機の運転周波数が所定時間の間設定運転周波数以上になった場合に、圧縮機を停止させるもので、過渡的な状態で圧縮機が停止することが無いので、圧縮機の信頼性が向上する。

第５の発明は、特に、第４の発明の圧縮機を停止させるときに、冷媒不足の異常コードを空気調和機の室内機に送信するもので、室内側の使用者に冷媒不足を告知することができる。

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。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における空気調和機について、図１及び図２を用いて説明する。

図１は、本実施の形態における空気調和機の冷媒回路の回路図を示している。図１において、本実施の形態における空気調和機は、圧縮機８と、四方弁９と、室外熱交換器１０と、流量可変型の電動膨張弁１５により室外機２の冷媒回路を形成し、室内機１の室内熱交換器３とを接続配管２０にて冷媒回路を構成している。

また、この空気調和機は、室内熱交換器３の近傍に配置された室内ファン４と、室内ファン４を駆動させるファンモータ５と、室温を検出する温度センサー６と、これらを検出、制御を行う室内制御装置７と、室外ファン１２と、室外気温を検出する外気温度センサー１１と、吐出温度を検出する吐出温度検出手段としての吐出温度センサー１４と、圧縮機８、電動膨張弁１５、四方弁９を制御する室外制御装置１３を備えている。前記室内制御装置７と室外制御装置１３により空気調和機は制御される。

次に、図２のフローチャートに従って、本実施の形態における空気調和機の動作を説明する。

まず、空気調和機の処理がスタートすると、圧縮機８が運転しているかを判断し、圧縮機８が運転している場合、現状の電動膨張弁１５の開度ＥＸＰを室外制御装置１３に記憶する。すなわち、本実施の形態では、室外制御装置１３は、開度ＥＸＰなどの各種データを記憶する記憶手段を兼ねている。

現在の開度ＥＸＰが、設定値ｅｘｐ１より小さい場合は通常の運転を行い、設定値ｅｘｐ１より大きくなった場合は、吐出温度センサー１４により検出された吐出温度Ｔｄを室外制御装置１３に記憶する。次に現在の吐出温度Ｔｄが吐出温度設定値ｔ１より小さい場合は通常の運転に戻り、吐出温度設定値ｔ１より大きくなった場合に圧縮機８を停止する。

このように本実施の形態では、通常冷媒がある程度抜けた状態であっても電動膨張弁１５を開いて吐出温度を下げる動作になり、圧縮機８などの冷凍サイクルが異常になることはないが、室内、室外負荷が高い状態などの時は、電動膨張弁１５の開度が設定開度以上になり、電動膨張弁１５による冷凍サイクルの温度制御ができなくなり、吐出温度が上昇することで、異常を判断し圧縮機８を停止するように構成したもので、本体中から冷媒がある程度抜けた状態から確実に異常を判断でき、圧縮機８内の圧縮機構部や圧縮機構部を駆動するモータのコイルを過昇温から保護することができる。

次に、図３のフローチャートに従って、本実施の形態における空気調和機の他の制御例を説明する。

空気調和機の処理がスタートすると、圧縮機８が運転しているかを判断し、圧縮機８が運転している場合、現状の電動膨張弁１５の開度ＥＸＰを室外制御装置１３に記憶する。現在の電動膨張弁１５の開度ＥＸＰが設定値ｅｘｐ２より小さい場合は、通常の運転を行い、設定値ｅｘｐ２より大きくなった場合に、現在の圧縮機８の周波数ＣｏｍｐＨｚを室外制御装置１３に記憶する。

そして、現在の圧縮機８の周波数ＣｏｍｐＨｚが設定運転周波数Ｈｚ２より小さい場合
は、通常の運転を行い、設定運転周波数Ｈｚ２より大きくなった場合に、吐出温度センサー１４により検出された吐出温度Ｔｄを室外制御装置１３に記憶する。次に現在の吐出温度Ｔｄが吐出温度設定値ｔ２より小さい場合は、通常の運転に戻り吐出温度設定値ｔ２より大きくなった場合に圧縮機８を停止する。

このように本制御例では、通常冷媒がある程度抜けた状態であっても電動膨張弁１５を開いて吐出温度を下げる動作になり、圧縮機８などの冷凍サイクルが異常になることはないが、室内、室外負荷が高い状態などの時は、膨張弁開度、吐出温度により異常を判断し、圧縮機周波数が設定運転周波数以上で判断することで誤検出を防止するように構成したもので、本体中から冷媒がある程度抜けた状態から確実に異常を判断でき、圧縮機８のモ
ータのコイルや圧縮機部品を過昇温から保護することができる。

次に、図４のフローチャートに従って、本実施の形態における空気調和機の他の制御例を説明する。

まず、空気調和機の処理がスタートすると、圧縮機８が運転しているかを判断し、圧縮機８が運転している場合、時間Ｔ１のタイマーカウントセットし、現状の電動膨張弁１５の開度ＥＸＰを室外制御装置１３に記憶する。現在の電動膨張弁１５の開度ＥＸＰが設定値ｅｘｐ３より小さい場合は、通常の運転を行い、設定値ｅｘｐ３より大きくなった場合に、吐出温度センサー１４により検出された吐出温度Ｔｄを室外制御装置１３に記憶する。

次に、現在の吐出温度Ｔｄが吐出温度設定値ｔ３より小さい場合は現状のまま、吐出温度設定値ｔ３より大きくなった場合に、時間Ｔ１が所定時間Ｔｓ３以上になるまで開度ＥＸＰ、吐出温度Ｔｄがそれぞれの設定値より大きい状態を継続した場合に圧縮機８を停止する。連続して開度ＥＸＰ、吐出温度Ｔｄがそれぞれの設定値より大きい状態を維持できないときは所定時間Ｔｓ３以上になるまで運転を行う。

このように本制御例では、通常冷媒がある程度抜けた状態であっても電動膨張弁１５を開いて吐出温度を下げる動作になり圧縮機８などの冷凍サイクルが異常になることはないが、室内、室外負荷が高い状態などの時は、膨張弁開度、吐出温度により異常を判断し、一定時間継続することにより過渡的な状態で圧縮機８を停止させないように構成したもので、本体中から冷媒がある程度抜けた状態から確実に異常を判断でき、圧縮機８のモータのコイル、圧縮機構部を過昇温から保護することができる。

次に、図５のフローチャートに従って、本実施の形態における空気調和機の他の制御例を説明する。

空気調和機の処理がスタートすると、圧縮機８が運転しているかを判断し、圧縮機８が運転している場合、時間Ｔ１のタイマーカウントセットし、時間Ｔ２のタイマーカウントセットして、現状の電動膨張弁１５の開度ＥＸＰを室外制御装置１３に記憶する。現在の開度ＥＸＰが設定値ｅｘｐ４より小さい場合は、通常の運転を行い、設定値ｅｘｐ４より大きくなった場合に、現在の圧縮機８の周波数ＣｏｍｐＨｚを室外制御装置１３に記憶する。そして、現在の周波数ＣｏｍｐＨｚが設定運転周波数Ｈｚ４より小さい場合は通常の運転を行い、設定運転周波数Ｈｚ４より大きくなった場合に、時間Ｔ１が所定時間Ｔｓ４以上になるまで開度ＥＸＰ、周波数ＣｏｍｐＨｚがそれぞれの設定値より大きい状態を継続した場合、吐出温度センサー１４により検出された吐出温度Ｔｄを室外制御装置１３に記憶する。

連続して、開度ＥＸＰ、周波数ＣｏｍｐＨｚがそれぞれ設定値、設定運転周波数より大
きい状態を維持できないときは、もう一度時間Ｔ１をリセットして運転を行う。

次に現在の吐出温度Ｔｄが設定値ｔ４より小さい場合は、現状のまま、設定値ｔ４より大きくなった場合に時間Ｔ２が所定時間Ｔｓ５以上になるまで、開度ＥＸＰ、周波数ＣｏｍｐＨｚ、吐出温度Ｔｄがそれぞれ設定値、設定運転周波数より大きい状態を継続した場合に、圧縮機８を停止する。連続して開度ＥＸＰ、周波数ＣｏｍｐＨｚ、吐出温度Ｔｄがそれぞれ設定値、設定運転周波数より大きい状態を維持できないときは、所定時間Ｔｓ５以上になるまで運転を行う。圧縮機８が停止した状態で、室内制御装置７、室外制御装置１３に冷媒抜け異常を記憶させる。

このように本制御例では、通常冷媒がある程度抜けた状態であっても電動膨張弁１５を開いて吐出温度を下げる動作になり圧縮機８などの冷凍サイクルが異常になることはないが、室内、室外負荷が高い状態などの時は、一定時間、膨張弁開度、吐出温度、圧縮機周波数が、設定値、設定運転周波数以上の時に異常を判断することで誤検出を防止するように構成し、室内制御装置７、室外制御装置１３に異常が発生したことを記憶することで、例えば１時間に４回も異常が出た場合は、再度空気調和機を運転しないようにすることで、圧縮機８のモータのコイル、圧縮機部品を過昇温から保護することができる。

また、冷凍サイクルが異常と判断され、圧縮機８を停止させるときに、冷媒不足の異常コードを空気調和機の室内機１に送信するようにすれば、室内側にいる使用者に冷媒不足を速やかに告知することができる。

以上のように本発明に係る空気調和機は、適切に冷凍サイクルの異常判定を行うことができるもので、家庭用、業務用の各種空気調和機に適用できる。

１ 室内機
２ 室外機
３ 室内熱交換器
４ 室内ファン
５ ファンモータ
６ 温度センサー
７ 室内制御装置
８ 圧縮機
９ 四方弁
１０ 室外熱交換器
１１ 外気温度センサー
１２ 室外ファン
１３ 室外制御装置（記憶手段）
１４ 吐出温度センサー（吐出温度検出手段）
１５ 電動膨張弁（膨張弁）

Claims (5)

1. 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、流量可変型の膨張弁、室内熱交換器を順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、前記室外熱交換器の近傍に配された室外ファンと、前記室内熱交換器の近傍に配された室内ファンと、前記冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記膨張弁の絞り開度と吐出温度を記憶する記憶手段とを備え、前記膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ吐出温度が吐出温度設定値以上になった場合に、前記圧縮機を停止させることを特徴とする空気調和機。
2. 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、流量可変型の膨張弁、室内熱交換器を順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、前記室外熱交換器の近傍に配された室外ファンと、前記室内熱交換器の近傍に配された室内ファンと、前記冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記膨張弁の絞り開度と吐出温度及び前記圧縮機の運転周波数を記憶する記憶手段とを備え、前記膨張弁の絞り開度が設定値以上で、吐出温度が吐出温度設定値以上でかつ、前記圧縮機の運転周波数が設定運転周波数以上になった場合に、前記圧縮機を停止させることを特徴とする空気調和機。
3. 膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ吐出温度が所定時間の間、吐出温度設定値以上になった場合に圧縮機を停止させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
4. 膨張弁の絞り開度が設定値以上で、吐出温度が吐出温度設定値以上でかつ、圧縮機の運転周波数が所定時間の間設定運転周波数以上になった場合に、圧縮機を停止させることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
5. 圧縮機を停止させるときに、冷媒不足の異常コードを空気調和機の室内機に送信することを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。

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