JP2011242065A

JP2011242065A - 冷凍サイクル装置

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Publication number: JP2011242065A
Application number: JP2010114857A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Yachita; 貴章谷地田; Motoi Abe; 基阿部
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2011-12-01
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: JP5537257B2

Abstract

【課題】正確かつ短時間に吐出温度センサの脱落異常状態を判別する。
【解決手段】圧縮機１、熱交換器２、減圧手段３、蒸発器４を環状に接続した冷凍回路６と、圧縮機１から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度センサ１４と、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力センサ１５と、を備えた冷凍サイクル装置において、圧縮機１の起動開始後に、吐出温度センサ１４が検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、圧力センサ１５が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である状態が所定の判別時間継続すると、吐出温度センサ１４の脱落異常状態であると判別し、運転を停止するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は吐出温度センサの脱落異常を判別するようにした冷凍サイクル装置に関するものである。

従来よりこの種の冷凍サイクル装置においては、特許文献１のように、圧縮機、熱交換器、減圧手段、蒸発器を環状に接続した冷凍回路と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、を備え、前記圧縮機の起動開始から所定時間経過後に前記吐出温度センサが検出する吐出温度が所定温度以下である場合は、前記吐出温度センサの脱落異常状態であると判別するようにしたものがあった。

また、ヒートポンプ給湯装置において、特許文献２のように、圧縮機、給湯熱交換器、減圧手段、蒸発器を環状に接続した冷凍回路と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、給湯熱交換器の出口湯温を検出する沸き上げ温度センサと、を備え、前記圧縮機の起動開始から所定時間経過後に前記吐出温度センサが検出する吐出温度が前記沸き上げ温度センサが検出する温度以下である場合は、前記吐出温度センサの脱落異常状態であると判別するようにしたものがあった。

特開平０５−９９５４３号公報特開２００３−２２２４０６号公報

ところが、この従来の特許文献１のものでは、所定時間が経過するまでは異常判別ができないため、高温高圧状態を長時間継続してしまう恐れがあった。そこで、所定時間を短時間に設定したり、所定温度を低温度に設定すると、雰囲気温度が低い状況での誤検知が増加してしまう問題がある。

また、特許文献２のものでは、沸き上げ目標温度が高温度である場合に、圧縮機の起動開始から所定時間が経過するまでの間に、給湯熱交換器で過熱状態となってしまう可能性があり、機器の耐久性に悪影響を与える可能性があった。そこで、所定時間を短時間に設定すると、雰囲気温度が低い状況での誤検知が増加してしまう問題がある。

本発明は、従来よりも正確かつ短時間に吐出温度センサの脱落異常状態を判別することを目的とする。

そこで、本発明は上記課題を解決するため、圧縮機、熱交換器、減圧手段、蒸発器を環状に接続した冷凍回路と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機の起動開始後に、前記吐出温度センサが検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、前記圧力検出手段が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である状態が所定の判別時間継続すると、前記吐出温度センサの脱落異常状態であると判別し、運転を停止するようにした。

また、圧縮機、熱交換器、減圧手段、蒸発器を環状に接続した冷凍回路と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機の起動開始から所定の立ち上げ時間経過後に前記吐出温度センサが検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、前記圧力検出手段が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である場合は、前記吐出温度センサの脱落異常状態であると判別し、運転を停止するようにした。

また、圧縮機、熱交換器、減圧手段、蒸発器を環状に接続した冷凍回路と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機の起動開始後に、前記吐出温度センサが検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、前記圧力検出手段が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である状態が所定の判別時間継続した場合、あるいは、前記圧縮機の起動開始から前記所定の判別時間よりも長い所定の立ち上げ時間経過後に前記吐出温度センサが検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、前記圧力検出手段が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である場合は、前記吐出温度センサの脱落異常状態であると判別し、運転を停止するようにした。

以上のように、本発明によれば、吐出温度センサの脱落異常の誤検知の可能性を極力減少させられると同時に早期に脱落異常状態を判別することができ、冷凍回路が異常高温高圧状態になることを未然に防止することが可能となる。

本発明の一実施形態のヒートポンプ給湯装置の概略構成図同一実施形態の作動を示すフローチャート

次に、本発明の冷凍サイクル装置の一実施形態のヒートポンプ給湯装置を図面に基づいて説明する。
１は冷媒を圧縮する圧縮機、２は圧縮された高温高圧の冷媒と湯水とを熱交換する熱交換器としての給湯熱交換器、３は給湯熱交換器２で放熱した冷媒を減圧する減圧手段としての電子膨張弁、４は低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器、５は空気熱交換器４に外気を送風する送風手段、６は圧縮機１、給湯熱交換器２、電子膨張弁３、空気熱交換器４を冷媒配管７で環状に接続した冷凍回路である。なお、この冷凍回路６は、冷媒に二酸化炭素を用い、高圧側で超臨界状態となるように設計されているものである。

８は給湯用の湯水を貯湯する貯湯タンク、９は貯湯タンク８下部に接続された給水管、１０は貯湯タンク８上部に接続された出湯管、１１は貯湯タンク８下部と給湯熱交換器２の入口側を接続する往き管、１２は給湯熱交換器２の出口側と貯湯タンク８上部を接続する戻り管、１３は往き管１１途中に設けられ貯湯タンク８下部から取り出した湯水を給湯熱交換器２へ循環させ貯湯タンク８上部へ戻す循環ポンプである。

１４は圧縮機１から吐出された冷媒の温度を検出する吐出温度センサ、１５は冷凍回路６の高圧側圧力を検出する圧力検出手段としての圧力センサ、１６は送風手段５の送風経路に設けられて外気温度を検出する外気温度センサ、１７は給湯熱交換器２に流入する湯水の温度を検出する入水温度センサ、１８は給湯熱交換器２から流出する湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサ、１９は貯湯タンク８の側面上下に複数設けられ貯湯温度を検出する貯湯温度センサである。

２０はこのヒートポンプ給湯装置の制御を行う制御手段で、予め作動を制御するためのプログラムが記憶されていると共に、演算、比較、記憶機能、時計機能を有しているものである。

次に、このヒートポンプ給湯装置の作動について説明すると、制御手段２０は沸き上げ運転要求を受けると、圧縮機１、送風手段５、循環ポンプ１３をそれぞれ所定の初期回転数で駆動し、電子膨張弁３を所定の初期開度に制御して沸き上げ運転を開始する（ステップＳ１）とともに、運転開始からの時間カウントを開始する。

運転開始からの時間のカウントが所定の立ち上げ時間（ここでは１０分間）を超える前に（ステップＳ２でＮｏ）、圧力センサ１５で検出する高圧側圧力が圧縮機１および冷凍回路６が正常に作動していると見なせる下限の所定圧力（ここでは８ＭＰａ）より高い状態を所定の判別時間（ここでは３分間）継続すると（ステップＳ３でＹｅｓ）、次ステップへ進む。

そして、ステップＳ４では、吐出温度センサ１４が検出する冷媒の吐出温度が所定の温度（ここでは５０℃）よりも高い場合は、圧縮機１および冷凍回路６が正常に作動し、かつ、吐出温度センサ１４が正常に機能していると見なせるため、そのまま運転を継続する（ステップＳ５）。

一方、このステップＳ５で、吐出温度センサ１４が検出する冷媒の吐出温度が所定の温度よりも低い場合は、ステップＳ４でＮｏとなりステップＳ６へ進み、再度、圧力センサ１５で検出する高圧側圧力が圧縮機１および冷凍回路６が正常に作動していると見なせる下限の所定圧力（ここでは８ＭＰａ）より高い状態であるかをチェックする。

所定圧力以上あった場合は冷凍回路６の高圧側の圧力は正常に上昇しているにも拘わらず、吐出温度が上昇していない状態であるため、吐出温度センサ１４の脱落異常状態であると判別し、ステップＳ６でＹｅｓとなり次のステップＳ７へ進み、直ちに圧縮機１、電子膨張弁３、送風手段５、循環ポンプ１３の作動を停止して運転を停止する。

このように、圧縮機１の起動開始後に、吐出温度センサ１４が検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、圧力センサ１５が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である状態が所定の判別時間継続すると、吐出温度センサ１４の脱落異常状態であると判別するので、早期に異常状態を判別することができ、冷凍回路６が異常高温高圧状態になることを未然に防止することができる。また、万が一冷凍回路６が異常高温高圧状態となったとしても、短時間で異常状態を判別することができるため、冷凍回路６への悪影響を及ぼす時間を抑制することができる。

一方、吐出温度センサ１４が正常な取り付け状態で正常に作動している場合は、高圧側圧力が所定圧力以上まで上昇した状態で所定の判別時間を経過するため、ステップＳ３でＹｅｓとなってステップＳ４へ進み、吐出温度センサ１４で所定温度以上を検出し、圧縮機１および冷凍回路６が正常に作動し、かつ、吐出温度センサ１４が正常に機能していると見なせるため、そのまま運転を継続する（ステップＳ５）。

ここで、外気温度が極端に低く冷凍回路６の立ち上げに時間が掛かる場合には、冷媒圧力が所定の圧力まで上がらないままに所定の立ち上げ時間が経過し、ステップＳ２でＹｅｓとなり、次のステップＳ４で吐出温度センサ１４で吐出温度をチェックするが、冷凍回路６の立ち上げに時間が掛かっているために所定温度以下を検出し、ステップＳ６へ進む。

このとき、圧力センサ１５で検出する高圧側圧力が圧縮機１および冷凍回路６が正常に作動していると見なせる下限の所定圧力より低い状態であるため、吐出温度センサ１４の脱落異常状態であるとは判別せずに、ステップＳ４とステップＳ６を繰り返して運転を継続し、吐出温度が所定温度以上に昇温されると、ステップＳ５へ進み、圧縮機１および冷凍回路６が正常に作動していると見なせるため、そのまま運転を継続する。

このように、外気温度や冷凍回路６の雰囲気温度が低く冷凍回路６の立ち上げに時間が掛かるような場合には、吐出温度センサ１４の脱落異常状態と誤検知することがなく、不用意に運転を停止してしまうことがない。

また、冷媒圧力が所定圧力に上がってから所定の判別時間を経過する前に運転開始からの所定の立ち上げ時間が経過した際に、ステップＳ４で吐出温度センサ１４で検出する吐出温度が所定温度以上に達していない場合は、ステップＳ６で圧力センサ１５で検出する高圧側圧力が圧縮機１および冷凍回路６が正常に作動していると見なせる下限の所定圧力より高い状態であることを検出すると、吐出温度センサ１４の脱落異常状態であると判別して、ステップＳ６でＹｅｓとなり次のステップＳ７へ進み、直ちに圧縮機１、電子膨張弁３、送風手段５、循環ポンプ１３の作動を停止して運転を停止する。

このように、圧縮機１の起動開始から所定の立ち上げ時間経過後に吐出温度センサ１４が検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、圧力センサ１５が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である場合は、吐出温度センサ１４の脱落異常状態であると判別するので、外気温度や冷凍回路６の雰囲気温度が低く、冷凍回路６の立ち上げに時間が掛かるような場合であっても、正確に吐出温度センサ１４の脱落異常状態を検知することができ、安全に運転停止することができる。

以上のように、本発明によれば、吐出温度センサの脱落異常状態の誤検知の可能性を極力減少でき、不用意に運転停止に至ることを防止するとともに、早期に脱落異常状態を判別することができ、冷凍回路が異常高温高圧状態になることを未然に防止することが可能となる。

なお、本発明は上記の一実施形態に限定されず、要旨を変更しない範囲で種々の改変が可能なもので、例えば、空気調和機に適用することや、冷媒として炭化水素冷媒を利用して高圧側で超臨界以下の圧力で作動するようにすることも可能なものである。また、前記圧力センサ１５の代わりに所定圧力以上で作動する圧力スイッチを用いるようにしてもよいものである。

１圧縮機
２給湯熱交換器（熱交換器）
３電子膨張弁（減圧手段）
４空気熱交換器（蒸発器）
６冷凍回路
１４吐出温度センサ
１５圧力センサ（圧力検出手段）
２０制御手段

Claims

圧縮機、熱交換器、減圧手段、蒸発器を環状に接続した冷凍回路と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機の起動開始後に、前記吐出温度センサが検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、前記圧力検出手段が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である状態が所定の判別時間継続すると、前記吐出温度センサの脱落異常状態であると判別し、運転を停止するようにしたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
圧縮機、熱交換器、減圧手段、蒸発器を環状に接続した冷凍回路と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機の起動開始から所定の立ち上げ時間経過後に前記吐出温度センサが検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、前記圧力検出手段が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である場合は、前記吐出温度センサの脱落異常状態であると判別し、運転を停止するようにしたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
圧縮機、熱交換器、減圧手段、蒸発器を環状に接続した冷凍回路と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機の起動開始後に、前記吐出温度センサが検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、前記圧力検出手段が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である状態が所定の判別時間継続した場合、あるいは、前記圧縮機の起動開始から前記所定の判別時間よりも長い所定の立ち上げ時間経過後に前記吐出温度センサが検出する吐出温度が所定温度以下であり、かつ、前記圧力検出手段が検出する高圧側圧力が所定圧力以上である場合は、前記吐出温度センサの脱落異常状態であると判別し、運転を停止するようにしたことを特徴とする冷凍サイクル装置。