JP2001099459A - 空気調和機の試運転判断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】送風機の動作確認も同時に行える試運転方法を
提供するものである。 【手段】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱
交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクルを構成し、四
方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器として作用させ
る冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器として作用させ
る暖房運転を可能に構成した空気調和機の制御装置にお
いて、圧縮機の運転開始後の利用側熱交換器の温度変化
が第１の所定値以上でありかつ前記利用側熱交換器で暖
房／冷房される前後の空気の温度差が第２の所定値以上
の際に試運転の正常終了を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明は圧縮機、熱源側熱交換器、
減圧装置、利用側熱交換器、四方切換弁を冷媒配管で環
状に接続して冷房運転／暖房運転を可能にした冷凍サイ
クル及び温水供給源と温水熱交換器とを温水配管で環状
に接続した温水回路を備える空気調和機の試運転制御に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機では、温水回路の試運
転は温水供給源を運転させ利用側に設けられる温水熱交
換器の温度上昇から温水回路の動作を確認し、冷凍サイ
クルの試運転も同様に暖房運転／冷房運転を行った際の
利用側熱交換器の温度変化から冷凍サイクルの動作を確
認するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
試運転方法では、熱交換器の温度変化から冷凍サイク
ル、温水回路の試運転検査は行えるが、送風機等の動作
確認が充分に行えないものであった。

【０００４】本願発明は、送風機の動作確認も同時に行
える試運転方法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮機、熱源
側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器、四方切換弁を
用いて冷凍サイクルを構成し、四方切換弁により利用側
熱交換器を蒸発器として作用させる冷房運転又は利用側
熱交換器を凝縮器として作用させる暖房運転を可能に構
成した空気調和機の制御装置において、圧縮機の運転開
始後の利用側熱交換器の温度変化が第１の所定値以上で
ありかつ利用側熱交換器で暖房／冷房される前後の空気
の温度差が第２の所定値以上の際に試運転の正常終了を
判断するものである。

【０００６】さらに、第２の所定値は冷房運転と暖房運
転とで異なるものである。

【０００７】また、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装
置、利用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクル
を構成し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器と
して作用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器と
して作用させる暖房運転を可能に構成すると共に、温水
供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路
とを備え、被調和室の空気が循環する単一のユニット内
に風上から順に利用側熱交換器及び温水熱交換器を配置
してなる空気調和機において、圧縮機の運転開始後の温
水熱交換器の温度変化が第１の所定値以上でありかつ利
用側熱交換器で暖房／冷房される前後の空気の温度差が
第２の所定値以上の際に試運転の正常終了を判断するも
のである。

【０００８】さらに、第２の所定値は冷房運転と暖房運
転とで異なるものである。

【０００９】また、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装
置、利用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクル
を構成し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器と
して作用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器と
して作用させる暖房運転を可能に構成すると共に、温水
供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路
とを備え、被調和室の空気が循環する単一のユニット内
に風上から順に利用側熱交換器及び温水熱交換器を配置
してなる空気調和機において、温水供給源の運転開始後
の温水熱交換器の温度変化が第１の所定値以上でありか
つ温水熱交換器で暖房される前後の空気の温度差が第２
の所定値以上の際に試運転の正常終了を判断するもので
ある。

【００１０】また、第２の所定値は冷房運転と暖房運転
とで異なるものである。

【００１１】

【発明の実施形態】以下本発明の実施例を図面に基づい
て説明する。図１は本発明の温水回路及び冷凍サイクル
を示す概略図である。この図において、５ａ、５ｂは被
調和室に設けられた室内ユニットであり、８は屋外に設
けられた室外ユニットであり、３は温水を供給するボイ
ラー等からなる熱源側ユニットであり、信号に応答して
温水暖房用に温水を循環させる機能を備える汎用のもの
を用いることができる。

【００１２】尚、熱源側ユニット３と室内ユニット５ａ
とは相互に信号の授受ができるように信号線で接続され
ている。

【００１３】熱源側ユニット３からの出湯は温水管１２
と戻り管１１とで温水の循環回路が構成され、温水管１
２と戻り管１１との間には流量可変弁１４ａと温水熱交
換器（放熱器）１３ａとが室内ユニット５ａの中で直列
に接続され、流量可変弁１４ｂと温水熱交換器１３ｂと
が室内ユニット５ｂの中で直列に接続されている。

【００１４】これら流量可変弁１４ａ、１４ｂの開度を
調節することによって温水熱交換器１３ａ、１３ｂに流
れる温水の流量を調節することができる。すなわち暖房
（加熱）能力を負荷に基づいて能力制御することができ
るものである。

【００１５】尚、温水熱交換器１３ａ、１３ｂで加熱さ
れた調和空気は送風機（図示せず）で実線矢印に示すよ
うに被調和室に供給されるものである。

【００１６】室外ユニット８には圧縮機１７（第１の設
定値とこの設定値より小さい第２の設定値との間で任意
に運転能力を設定することができる運転能力可変型の圧
縮機）、四方切換弁１８、室外熱交換器１９、電動膨張
弁２０、ストレーナー２１、アキュムレーター２３が搭
載され、室内ユニット５ａには室内熱交換器２２が温水
熱交換器１３ｂの風上になるように配置されている。

【００１７】これらの機器は圧縮機１７から吐出される
冷媒が循環する冷凍サイクルを構成するように冷媒配管
で環状に接続されている。四方切換弁１８を切り換える
ことにより室内熱交換器２２を蒸発器（冷房運転時）と
して作用させ、または凝縮器（暖房運転時）として作用
させるものである。

【００１８】従って、室内ユニット５ａで冷房運転を行
うときは流量可変弁１４ａを閉じ、圧縮機１７を運転し
四方切換弁１８を図１の実線に示す状態にすることによ
って、室内熱交換器２２で冷媒が蒸発して被調和室の冷
房運転が可能になる。

【００１９】暖房運転時は流量可変弁１４ａを開いて温
水熱交換器１３ａに温水を供給することによって暖房運
転が行われる。このとき、圧縮機１７を運転し、四方切
換弁１８を図１に示す点線の状態に切り換えれば、室内
熱交換器２２で冷媒が凝縮し暖房能力の増加が行えるも
のである。

【００２０】尚、冷媒熱交換器２２を蒸発器として作用
させ、同時に温水熱交換器１３ａに温水を供給すること
によって被調和室の除湿運転が可能になる。すなわち蒸
発器で冷却されかつ水分が凝縮して除去された空気を温
水熱交換器１３ａで再加熱する事によって除湿された空
気が得られるものである。

【００２１】このとき流量可変弁１６の開度を調節して
温水の流量を調節すれば再加熱時の加熱量を調整でき、
除湿運転時に被調和室に吹き出される調和空気の温度を
調節することができるものである。

【００２２】図２は室内ユニット５ａの制御回路を示す
ブロック図である。この図において、２５はプラグであ
り、屋内配線に接続され商用の交流電力（例えば１００
Ｖ）の供給を受けるものである。この交流電力はスイッ
チ２６を介して制御回路内に供給されると共に、パワー
リレー２７の常開接片２７ａと端子２８を介して室外ユ
ニット８へ電力が供給されるものである。常開接片２７
ａは空気調和機の運転中に閉じて室外ユニットの運転を
可能にするものである。

【００２３】２９は送風用のＤＣファンであり、温水熱
交換器１５ａ、室内熱交換器２２へ室内（被調和室）の
空気を循環させるものである。このＤＣファン２９は、
モーター電源３０から出力される直流の定電圧を駆動回
路３１で回転子の回転角度に応じてスイッチングして所
定の固定子巻き線に通電させ回転子の連続回転を得るブ
ラシレスモーターである。

【００２４】駆動回路３１でのスイッチングをマイコン
３２（制御部）が制御し、またモーター電源３０から出
力される定電圧の電圧を変えることによってＤＣファン
２９の回転数を変えることができる。この電圧はマイコ
ン３２で制御するようにしても良い。

【００２５】３３は制御回路電源であり、ＤＣファン２
９以外の駆動素子（マイコン、リレー及び各種センサな
ど）へ電力を供給するものであり、モーター電源３０に
ヒューズ３４と共に直列に接続されている。

【００２６】３５、３６はそれぞれシリアル電源、シリ
アル回路であり、端子２８の端子、信号線（端子を
電源と共通線としている）を介して室外ユニット８のマ
イコンと信号の送受を可能にするものであって、シリア
ル電源３５で生成された定電圧にシリアル回路３６でマ
イコン３２からの信号を重畳させて端子から出力し、
また受信した信号をマイコン３２に出力するものであ
る。送受信する信号方式としては汎用のＰＣＭ方式など
が可能であるが、これに限るものではない。

【００２７】３７は熱源側ユニット（給湯器）３と信号
線７を介して信号の送受を行うインターフェース回路で
あり、マイコン３２と熱源側ユニット３との間での信号
の送受を可能にしている。

【００２８】４０は記憶部であり、マイコンの初期定数
を格納し、マイコン３２のイニシル時にこれらの定数が
読み込まれるものである。

【００２９】４２はスピーカーであり信号の受信音や警
報音などを必要に応じて出力するものであり、マイコン
３２からの出力によって制御されている。

【００３０】４４、４５はフラップモータ、流量可変弁
１６の駆動用ステップモータであり、マイコン３２から
の信号で駆動回路４３を介して制御される。フラップモ
ータ（ステップモータ）４４を駆動させることによって
室内ユニット５から被調和室へ吐出される調和空気の角
度を変えることができるものである。また、ステップモ
ータ４５を駆動させることによって流量可変弁１６の開
度が変わり温水の流量を変えることができるものであ
る。

【００３１】４６は表示部であり、マイコン３２からの
信号で点灯が制御されるＬＥＤやリモートコントローラ
からのワイヤレス信号（赤外線信号）を受信する受信用
ＩＣを含む受信回路であり、リモートコントローラから
の信号を復調後マイコン３２に出力するものである。

【００３２】４７は室温センサであり、室内ユニット５
ａの空気の吸い込み側に設けられ室内の空気の温度を検
出するものであり、このセンサの出力はマイコン３２が
Ａ／Ｄ変換した後取り込み温度制御に用いられる。

【００３３】尚、室温はセンサをリモートコントローラ
に設け、このセンサで検出した温度を表示部４６の受信
回路で受信して運転制御に用いるようにしてもよい。

【００３４】４８は室内熱交換器２２に取り付けられる
冷媒熱交換器温度センサであり、室内熱交換器２２の温
度を検出し、マイコン３２はこの温度に基づいて、過負
荷状態や温度異常に対する制御を行うものである。

【００３５】４９は温水熱交換器温度センサであり、温
水熱交換器１５の温度を検出し、マイコン３２はこの温
度に基づいて、過負荷状態や温度異常（凍結）に対する
制御を行うものである。

【００３６】５０は吐出温度センサであり、空気調和機
から被調和室へ吐出される調和空気の温度を検出し温度
異常に対する制御を行うものである。

【００３７】５１はスイッチ基板であり、試運転／通常
運転／停止等の運転時のモードを切り換えるスイッチで
あり、近くには異常発生時の原因を特定するための表示
ＬＥＤが複数設けられている。

【００３８】このように構成された室内ユニット５ａ
は、リモートコントローラ（図示せず）の操作に基づく
信号を受信して空調運転が行われると共に、最適な空調
運転が行えるように圧縮機の運転能力を第１の設定値と
第２の設定値との間で自動的に制御するものである。こ
のような運転能力の制御はマイコン３２内にプログラム
で構成された運転能力制御部によって行われる。

【００３９】また流量可変弁１４ａの開度も暖房運転／
除湿運転などの時に室内の負荷に応じて最適な空調運転
が行えるように制御するものである。同時に熱源ユニッ
ト３を制御する信号（給湯の開始、出湯温度の変更な
ど）をインターフェース回路３７を介して送信するもの
である。

【００４０】図３は室外ユニットに搭載される制御回路
の概略を示すブロック図であり、端子板６１の端子番号
を同じくして図２に示す端子板２８に接続されるもので
ある。

【００４１】この図において、６２は電源回路であり、
端子板６１の１番端子、２番端子を介して得られる室内
ユニットからの１００Ｖの交流電力を倍電圧整流し平滑
するものである。この電源回路６２から出力される直流
電力は、スイッチング素子を３相ブリッジ状に結線した
インバータ回路６３へ出力されて、３相交流（圧縮機１
７が誘導電動機を用いている場合）または、回転子の回
転位置に対応する固定子巻線を通電できる波形（圧縮機
１７が直流ブラシレスモータを用いている場合）に変換
された後圧縮機１７へ供給される。

【００４２】６４はマイコンであり、端子板６１の３番
端子及びシリアル回路６５を介して室内ユニットのマイ
コン３２から制御信号を受信し主に圧縮機１７の回転
数、四方切換弁１８の切換やファンモータ６６の運転な
どの制御を行うものである。

【００４３】６７は外気温度を検出する外気温度センサ
であり、このセンサの検出した外気温度をマイコン６４
が制御に用いると共に室内ユニット５ａへ信号線を介し
て送信されるものである。

【００４４】従って室外ユニット８は室内ユニット５ａ
から送られて来る運転能力を示す信号に対応する運転能
力で第１の設定値と第２の設定値（＜第１の設定値）と
の間で圧縮機１７の運転を行うものであり、室外ユニッ
ト８において異常が起きたときは室内ユニット５ａが自
動的に保護動作を行うものである。

【００４５】図４は試運転の動作を示すフローチャート
であり、メインプログラムの一部を成すサブルーチンで
あり、「Ｒ」を介してメインプログラムへ戻るものであ
る。

【００４６】図４においてステップＳ１、ステップＳ２
で暖房試運転が設定されたか、又は冷房試運転が設定さ
れたかを判断し、暖房試運転が判断されたときはステッ
プＳ３へ進み暖房運転を開始する。

【００４７】暖房運転条件は、温水供給源３を運転し温
水を温水熱交換器１３ａへ循環させる。このとき流量可
変弁１４ａは全開に対して５０％の開度に設定され、次
いで送風装置（ＤＣファンモータ２９）を駆動して室内
に温風の供給を行う。

【００４８】次いで、ステップＳ４、ステップＳ５でス
テップＳ６がタイムＵＰを判断するまでの間に温水熱交
換器１３ａの温度がＴ０（第１の所定値）以上になった
か否かと、吹出温度（吐出温度センサ５０の検出する温
度）が吸込温度（室温センサ４７の検出する温度）より
１０度（第２の所定値）高くなったか否かの判断を行
い、ステップＳ４、ステップＳ５の条件を満たすときに
ステップＳ７へ進み暖房試運転を終了し「Ｒ」を介して
メインプログラムへ戻るものである。

【００４９】ステップＳ６で設定された時間内にステッ
プＳ４、ステップＳ５の条件をいずれも満たさなかった
ときはステップＳ８へ進み暖房試運転の異常出力（表
示）を行い「Ｒ」を介してメインプログラムへ戻るもの
である。

【００５０】流量可変弁の１３ａの開度、温度Ｔ０、吹
出温度の判断に用いる１０度の値、ステップＳ８で計時
される時間は、温水供給源３から供給される温水の温度
や温水熱交換器１３ａの容量、室内ユニット５ａの熱容
量等を考慮し、正常状態であればステップＳ８で設定さ
れた時間内で温水熱交換器１３ａ、吐出温度が充分に上
昇するように設定されている。

【００５１】また、温水を用いない暖房運転、すなわち
冷凍サイクルを用いたヒートポンプ暖房運転の時は、ス
テップＳ３でヒートポンプによる暖房運転を開始させる
ように構成すればよく、また、ステップＳ４で冷媒熱交
換器２２の温度がＴ０以上か否かの判断を行うように構
成する。このときＴ０の値は冷媒熱交換器２２に合わせ
た値に設定する。

【００５２】構成することによって、温水熱交換器１３
ａの温度上昇から温水回路の正常／異常の判断ができ、
吸込温度と吹出温度との比較から送風装置（ＤＣファン
モータ）の正常／異常の判断が行えるものである。

【００５３】また、図４のフローチャートにおいてステ
ップＳ２で冷房試運転が設定されたときは、ステップＳ
４へ進み冷房運転が開始される。この冷房運転は四方切
換弁を切り換えて冷凍サイクルを冷房運転に設定して行
われる。このとき圧縮機１７の運転能力は定格能力に設
定され、次いで送風装置（ＤＣファンモータ２９）を駆
動して室内に温風の供給を行う。

【００５４】次いで、ステップＳ１０、ステップＳ１１
でステップＳ１４がタイムＵＰを判断するまでの間に温
水熱交換器１３ａの温度がＴ１以下になったか否かと、
吹出温度（吐出温度センサ５０の検出する温度）が吸込
温度（室温センサ４７の検出する温度）より５度低くな
ったか否かの判断を行い、ステップＳ１０、ステップＳ
１１の条件を満たすときにステップＳ１２へ進み冷房試
運転を終了し「Ｒ」を介してメインプログラムへ戻るも
のである。

【００５５】ステップＳ１４で設定された時間内にステ
ップＳ１０、ステップＳ１１の条件をいずれも満たさな
かったときはステップＳ１３へ進み暖房試運転の異常出
力（表示）を行い「Ｒ」を介してメインプログラムへ戻
るものである。

【００５６】圧縮機１７の運転能力、温度Ｔ０、吹出温
度の判断に用いる５度の値、ステップＳ１４で計時され
る時間は、冷媒熱交換器２２の容量、室内ユニット５ａ
の熱容量等を考慮し、正常状態であればステップＳ１４
で設定された時間内で温水熱交換器１３ａ、吐出温度が
充分に低下するように設定されている。

【００５７】また、ステップＳ１０で温水熱交換器１３
ａの温度の変わりに冷媒熱交換器２２の温度がＴ０以下
か否かの判断を行うように構成する。このときＴ０の値
は冷媒熱交換器２２に合わせた値に設定する。

【００５８】構成することによって、温水熱交換器１３
ａの温度低低下から温水回路の正常／異常の判断がで
き、吸込温度と吹出温度との比較から送風装置（ＤＣフ
ァンモータ）の正常／異常の判断が行えるものである。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明の空気調和機の制御
装置では、温水回路、冷凍サイクルの試運転に加えて送
風装置の試運転が同時に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷凍サイクル及び温水回路を示す説明
図である。

【図２】図１に示した室内ユニットの制御を示すブロッ
ク図である。

【図３】図１に示した室外ユニットの制御を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

５ａ 室内ユニット ８ 室外ユニット １３ａ 温水熱交換器 ２２ 室内熱交換器 ３２ マイコン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利
   用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクルを構成
   し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器として作
   用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器として作
   用させる暖房運転を可能に構成した空気調和機の制御装
   置において、圧縮機の運転開始後の利用側熱交換器の温
   度変化が第１の所定値以上でありかつ前記利用側熱交換
   器で暖房／冷房される前後の空気の温度差が第２の所定
   値以上の際に試運転の正常終了を判断することを特徴と
   する空気調和機の試運転判断方法。
2. 【請求項２】 第２の所定値は冷房運転と暖房運転とで
   異なることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の
   試運転判断方法。
3. 【請求項３】 圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利
   用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクルを構成
   し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器として作
   用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器として作
   用させる暖房運転を可能に構成すると共に、温水供給源
   と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備
   え、被調和室の空気が循環する単一のユニット内に風上
   から順に前記利用側熱交換器及び前記温水熱交換器を配
   置してなる空気調和機において、圧縮機の運転開始後の
   温水熱交換器の温度変化が第１の所定値以上でありかつ
   前記利用側熱交換器で暖房／冷房される前後の空気の温
   度差が第２の所定値以上の際に試運転の正常終了を判断
   することを特徴とする空気調和機の試運転判断方法。
4. 【請求項４】 第２の所定値は冷房運転と暖房運転とで
   異なることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の
   試運転判断方法。
5. 【請求項５】 圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利
   用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクルを構成
   し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器として作
   用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器として作
   用させる暖房運転を可能に構成すると共に、温水供給源
   と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備
   え、被調和室の空気が循環する単一のユニット内に風上
   から順に前記利用側熱交換器及び前記温水熱交換器を配
   置してなる空気調和機において、温水供給源の運転開始
   後の温水熱交換器の温度変化が第１の所定値以上であり
   かつ前記温水熱交換器で暖房される前後の空気の温度差
   が第２の所定値以上の際に試運転の正常終了を判断する
   ことを特徴とする空気調和機の試運転判断方法。
6. 【請求項６】 第２の所定値は冷房運転と暖房運転とで
   異なることを特徴とする請求項５に記載の空気調和機の
   試運転判断方法。