JP2005061767A

JP2005061767A - 多室形空気調和機

Info

Publication number: JP2005061767A
Application number: JP2003295122A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hisataka; 悟久高; Hiroyuki Takeuchi; 裕幸武内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】複数の室内機を有する多室形空気調和機において、流量調整用の膨張弁に対して全閉を指示しているにもかかわらず、実際には開度パルスずれのため微開となっているために、システムが異常判定してしまうという誤動作を防止することを目的とする。
【解決手段】室内吸込温度と熱交換器出口温度の温度変化から膨張弁の微開を検知記憶させ、設定期間内での圧縮機ＯＮ回数との比較により初期化実施頻度を抑制することにより、弁を完全に閉じ冷媒漏れを防ぎながら、膨張弁初期化音を低減できるものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、１台の室外機に対して複数の室内機を有する多室形空気調和機の膨張弁制御方法に関するものである。

従来の空気調和機の膨張弁制御方法について説明する。図６は、従来制御Ａのフローチャート、図７は、従来制御Ａのタイムチャートを示す。図８は、別の従来制御Ｂのブロック図を示す。一般的に２台以上の室内機が接続された多室形空気調和機においては、１室がサーモＯＦＦであるにもかかわらず他の室内機がサーモＯＮで圧縮機が運転されている状態は普通に起こり得る現象である。

ここで、例えば、従来制御Ａにおいては、冷房運転開始時に圧縮機起動１の後に、２にて当該室内熱交換器温度Ｔｅｘ１を取込み、所定時間３（ここでは３分）経過後に、４にて当該室内熱交換器温度Ｔｅｘ２を取込み、前記当該室内熱交換器温度変化を検知し、比較手段５にて例えば５℃以上であれば膨張弁の故障による冷媒漏れと判断し、６にて圧縮機及び外ファンを停止させてしまうというものであった（例えば特許文献１参照）。

また、別の従来制御Ｂにおいては、室内機７と室外機８間に複数の膨張弁９を並設し、予め設定されている運転時間後に一つの膨張弁９ａを全閉し、開度リセット中に次の膨張弁９ｂを制御させ、その後、前記膨張弁９ｂを全閉させ、運転時間後に、前記膨張弁９ｂを開度リセットさせながら膨張弁９ａを制御させ、各膨張弁を順次、同様に制御、開度リセットさせることで圧縮機を停止させることなく冷暖房能力を確保させるというものであった（例えば特許文献２参照）。
特開２００１−２２１４８３号公報特開平５−５２４２９号公報

しかしながら、上記従来制御Ａの構成では、冷房あるいは除湿運転開始時にサーモＯＦＦ室内機に本来流れるはずがない冷媒の流通を検知することから膨張弁の故障を検知し、圧縮機を停止させるという点では、有効な手段ではあるが、膨張弁は正常であるにもかかわらず、弁がパルスずれでわずかに開き微少の冷媒ガスが流れる場合は検知不能という課題を有していた。

室内熱交換器出口温度設定を変更することで微少の冷媒漏れを検知しようとすると正常であるにもかかわらず異常と判定してしまい誤検知の確率が高くなるため、本制御では膨張弁の開度異常を検知するには限界があった。

また、上記従来制御Ｂにおいては、一つの膨張弁が開度リセット中に別の膨張弁を制御させ、その後全閉させ、順次、同様に膨張弁制御、開度リセットさせることで圧縮機を停止させることなく冷暖房能力を確保させるという点では、有効な手段ではあるが、順次行なわれる制御であるため、膨張弁パルスずれなど微開発生の頻度も高く、その時の冷媒流通音の抑制が図りにくく、また、膨張弁開度リセット時の膨張弁初期化音も都度発生するという課題を有していた。つまり、冷媒流通音および膨張弁初期化音に対する騒音抑制については、解決できていなかった。

本発明はこれらのような従来の課題を解決するものであり、膨張弁が正常であるにもかかわらず、弁がパルスずれでわずかに開き微少の冷媒が流れる場合でも、膨張弁開度異常を検知し、膨張弁開度異常検知回数を記憶させ、圧縮機ＯＮからＯＦＦへの切換回数に対して、過去の膨張弁開度異常検知回数が所定比率より少ない場合、圧縮機ＯＮからＯＦＦ時の膨張弁初期化実施頻度を低減させることで、膨張弁の完全閉による冷媒漏れ防止、冷媒流通音防止及び膨張弁初期化実施頻度を抑制することで、圧縮機を停止させることなく引続き正常な運転状態の確保しながら、同時に、膨張弁初期化時に発生する初期化音の騒音低減をも可能にする空気調和機の膨張弁制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明請求項第１の膨張弁制御は、室内吸込温検出手段、室内熱交温検出手段、サーモＯＮ／ＯＦＦ検出手段、圧縮機ＯＮ／ＯＦＦ検出手段、膨張弁駆動手段を備え、前記膨張弁の開度異常検知判定装置と回数検出装置と回数記憶装置と開度異常頻度比較装置からなる膨張弁開度異常検知手段、圧縮機ＯＮ回数により圧縮機ＯＦＦ直後の膨張弁初期化実施回数を設定する初期化実施判定手段により構成することにより、圧縮機が規定時間以上運転後、ＯＮ継続状態で１台目の当該室内機のサーモＯＦＦ時、サーモＯＦＦ直後の室内吸込温度（以降、吸込温）及び室内熱交換器出口温度（以降、熱交温）を記憶し、設定時間経過後、サーモＯＦＦ継続状態であれば、例えば、冷房運転または除湿運転において、前記設定時間後の吸込温が、サーモＯＦＦ直後の吸込温以上で、もし、前記膨張弁が微開で冷媒が流通していれば、熱交温が下がり、設定時間後にはサーモＯＦＦ直後時の熱交温との温度差が設定値以上に広がり、サーモＯＦＦ直後と前記設定時間後との熱交温差が設定値以上となることで、膨張弁開度異常手段により、微少の冷媒漏れを検知することで、前記膨張弁開度異常として検知し、膨張弁開度異常検知の回数を記憶させ、予め設定された設定期間内における圧縮機ＯＮ／ＯＦＦ検出手段にて記憶される圧縮機ＯＮ回数に対する前記膨張弁開度異常検知回数の頻度（比率）が、基準値として予め設定された基準値比率より少ない場合、圧縮機ＯＦＦ直後の膨張弁初期化制御時の初期化実施前に前記比率が基準値比率より少ないか否かを膨張弁開度異常検知手段にある開度異常頻度比較装置にて比較判定し、少なければ、初期化実施判定手段により圧縮機ＯＮ回数のカウントによって事前に設定している膨張弁初期化実施頻度を、例えば、１０回に１回実施として設定していた初期化実施頻度を２０回に１回実施として設定変更させることで、圧縮機ＯＮ回数が２０回に満たない場合は、圧縮機ＯＦＦ直後の膨張弁初期化を実施しないという膨張弁制御機能を設けることで、膨張弁が完全に閉じることによる冷媒漏れ防止、冷媒流通音防止及び膨張弁初期化時に発生する初期化音の騒音低減化を実現させるものである。

上記から明らかなように、本発明は、サーモＯＦＦ直後の室内吸込温度と室内熱交換器出口温度を検出し、サーモＯＦＦ直後と任意設定時間後の室内吸込温度の差および室内熱交換器出口温度の差から比較判断し、膨張弁開度異常検知を行い、検知回数が、予め設定された設定期間内における圧縮機ＯＮ回数に対する膨張弁開度異常検知回数の頻度が、基準値比率より少ない場合、圧縮機ＯＦＦ直後の膨張弁初期化実施頻度を抑制させることで、膨張弁が完全に閉じることによる冷媒漏れ防止、冷媒流通音防止及び膨張弁初期化時に発生する初期化音の騒音低減化を実現させるものである。

以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
本発明請求項第１の実施の形態について、部品構成を示す図１の冷凍サイクル図および
膨張弁制御機能を示す図２の膨張弁開度異常検知制御ブロック図で説明する。尚、同一名称については同一番号を付し、説明を省略する。

２室以上の室内機を接続した多室形空気調和機においては、冷凍サイクルは、図１に示すように能力可変型圧縮機（以降、圧縮機）１０、室内熱交換器１１、室内送風機１２、電動式膨張弁（以降、膨張弁）１３、室外熱交換器１４、室外送風機１５、暖房運転と冷房または除湿運転を切換える４方弁１６、室温を検出する室内吸込温温度センサ（以降、吸込温温度センサ）１７、室内熱交換器出口部に具備された冷媒の蒸発温度が検知可能な室内熱交換器出口温度温度センサ（以降、熱交温温度センサ）１８とで構成されている。冷媒は、前記４方弁１６が切り換わることで、冷房または除湿運転時は、矢印ａ方向に、暖房運転時には矢印ｂ方向に流れるようになっている。

前記吸込温温度センサ１７を具備する室内吸込温検出装置１９と前記吸込温を記憶させる室内吸込温記憶装置２０と設定時間後の前記吸込温を比較する吸込温比較装置２１などからなる室内吸込温検出手段２２、前記熱交温温度センサ１８を具備する室内熱交温検出装置２３と、熱交温を記憶させる室内熱交温記憶装置２４と設定時間後の熱交温を比較する熱交温比較装置２５などからなる室内熱交温検出手段２６、室内サーモＯＮ／ＯＦＦ時間を検出記憶するサーモＯＮ／ＯＦＦ時間検出装置２７、サーモＯＮ／ＯＦＦ時間記憶装置２８からなるサーモＯＮ／ＯＦＦ検出手段２９、前記圧縮機ＯＮ／ＯＦＦの状態と時間と回数を検出記憶する圧縮機ＯＮ／ＯＦＦ検出装置３０と圧縮機ＯＮ／ＯＦＦ時間記憶装置３１と圧縮機ＯＮ／ＯＦＦ回数記憶装置３２からなる圧縮機ＯＮ／ＯＦＦ検出手段３３、前記膨張弁１３に対しパルス信号を与えることで前記膨張弁１３を駆動させる膨張弁駆動装置３４と前記膨張弁パルスの設定値を記憶させる膨張弁パルス設定値記憶装置３５からなる膨張弁駆動手段３６である。

更に、前記膨張弁パルス設定値記憶装置３５などを利用して膨張弁開度を確認し異常検知判定する膨張弁開度異常判定装置３７と膨張弁開度異常検知の回数を累積し検出記憶可能とする膨張弁開度異常検知回数検出装置３８と膨張弁開度異常検知回数記憶装置３９と設定期間内での圧縮機ＯＮ回数に対する前記膨張弁開度異常検知回数の比率（頻度）が基準として設定する基準値比率より少ないか否かを比較する膨張弁開度異常頻度比較装置４０からなる膨張弁開度異常検知手段４１、圧縮機ＯＮ回数により圧縮機がＯＮからＯＦＦに切換る際の膨張弁初期化実施回数を設定する初期化実施判定手段４２を備えている。

ここで、膨張弁開度異常制御について簡単に説明する。２台以上の室内機が冷房運転または除湿運転中で、圧縮機ＯＮ状態において、圧縮機ＯＮ／ＯＦＦ検出手段２３にて、圧縮機運転時間Ｔｃが設定時間ｔ１分以上経過後、うち１台の当該室内機がサーモＯＦＦしたらサーモＯＦＦ直後の室内吸込温度（以降、吸込温）Ｔｓ・０及び室内熱交換器出口温度（以降、熱交温）Ｔｇ・０をそれぞれ室内吸込温検出手段２２および室内熱交温検出手段２６にて検出し、記憶させ、引続きサーモＯＦＦがサーモＯＮ／ＯＦＦ検出手段２９にてｔ分間継続したことを認識したら、サーモＯＦＦｔ分後の吸込温Ｔｓ・ｔおよび熱交温Ｔｇ・ｔを前記室内吸込温検出手段２２および室内熱交温検出手段２６にて検出し、記憶させ、Ｔｓ・ｔ≧Ｔｓ・０であることが吸込温比較装置２１で認識された場合に、もし、前記膨張弁が微開で冷媒が流通していれば、サーモＯＦＦｔ分後の熱交温Ｔｇ・ｔは下がり、設定時間後にはサーモＯＦＦ直後時の熱交温Ｔｇ・０との温度差が設定値Ｔｋ以上に広がり、熱交温比較装置２５にて認識された場合、膨張弁のパルスずれによる開度異常で微小の冷媒が漏れているとして膨張弁開度異常判定装置３７にて判定し、膨張弁開度異常検知回数Ｎとしてカウントされる。

ここで、本発明において、予め設定された設定期間Ｔにおける圧縮機ＯＮ／ＯＦＦ検出手段３３にて記憶される圧縮機ＯＮ回数Ｘに対する前記膨張弁開度異常検知回数Ｙの頻度
Ｚ（Ｚ＝Ｘ／Ｙの式で表される比率）が、基準値として予め設定された基準値比率ｐより少ない場合、圧縮機ＯＦＦ直後の膨張弁初期化制御時の初期化実施前に前記膨張弁開度異常検知回数Ｙの頻度Ｚが基準値比率ｐより少ないか否かを膨張弁開度異常検知手段４１にある開度異常頻度比較装置４０にて比較判定し、少なければ、初期化実施判定手段４２により圧縮機ＯＮ回数のカウントによって事前に設定している膨張弁初期化実施頻度ａを、例えば、圧縮機ＯＮ回数Ｘが１０回目に１回膨張弁初期化実施（１／１０回）として設定していた初期化実施頻度を実施頻度ｂの例えば、２０回に１回（１／２０回）実施として設定ダウン変更させることで、圧縮機ＯＮ回数Ｘが２０回に満たない場合は、圧縮機ＯＦＦ直後の膨張弁初期化を実施しないという膨張弁制御機能を設けることで、膨張弁が完全に閉じることによる冷媒漏れ防止、冷媒流通音防止及び膨張弁初期化時に発生する初期化音の騒音低減化を実現させるものである。

尚、図４は、膨張弁開度異常検知制御タイムチャート、図５は、圧縮機ＯＦＦ直後の膨張弁初期化制御を示すタイムチャートの一例である。図５において、圧縮機ＯＦＦ直後の膨張弁初期化は、暖房時、冷房時あるいは除湿時にサーモＯＦＦ時の膨張弁制御の後に室内機の膨張弁を一斉に初期化させるものであり、本発明においては、この初期化回数を低減させるものである。

本発明の第１の実施形態を示す膨張弁制御方法の冷凍サイクル図本発明の第１の実施形態を示す膨張弁制御方法のブロック図本発明の第１の実施形態を示す膨張弁制御方法のフローチャート本発明の第１の実施形態を示す膨張弁開度異常検知制御のタイムチャート本発明の第１の実施形態を示す膨張弁初期化のタイムチャート従来の空気調和機にかかる制御Ａの膨張弁フローチャート従来の空気調和機にかかる制御Ａの膨張弁制御タイムチャート従来の空気調和機にかかる制御Ｂのブロック図

符号の説明

１０圧縮機
１１室内熱交換器
１２室内送風機
１３室内膨張弁
１７室内吸込温温度センサ
１８室内熱交換器出口温度温度センサ

Claims

能力可変型圧縮機（以降、圧縮機）、室内熱交換器、室外熱交換器、減圧可能な電動式膨張弁（以降、膨張弁）、及び暖房運転と冷房または除湿運転を切換える４方弁、並びに室内送風機、室外送風機とで形成される冷凍サイクルを具備した２室以上の室内機を接続した多室形空気調和機において、室内吸込温度の検出装置と記憶装置と比較装置からなる室内吸込温検出手段、冷媒の蒸発温度が検知可能な室内熱交温度の検出装置と記憶装置と比較装置からなる室内熱交温検出手段、室内サーモＯＮ／ＯＦＦ時間を検出記憶するサーモＯＮ／ＯＦＦ検出手段、前記圧縮機ＯＮ／ＯＦＦの状態と時間と回数を検出記憶する圧縮機ＯＮ／ＯＦＦ検出手段、前記膨張弁を任意のパルス設定値にて駆動させる膨張弁駆動装置と前記パルス設定値を記憶させるパルス設定値記憶装置からなる膨張弁駆動手段を備え、前記膨張弁の開度異常検知判定装置と回数検出装置と回数記憶装置と開度異常頻度比較装置からなる膨張弁開度異常検知手段、圧縮機ＯＮ回数により膨張弁初期化実施回数を設定する初期化実施判定手段により構成され、圧縮機が規定時間以上運転後、ＯＮ継続状態で１台目の室内機のサーモＯＦＦ時、サーモＯＦＦ直後の室内吸込温度（以降、吸込温）及び室内熱交換器出口温度（以降、熱交温）を記憶し、設定時間経過後、サーモＯＦＦ継続状態であれば、例えば、冷房運転または除湿運転において、前記設定時間後の吸込温が、サーモＯＦＦ直後の吸込温以上で、かつ、サーモＯＦＦ直後と前記設定時間後との熱交温差が設定値以上の場合に、膨張弁開度異常手段により、膨張弁開度異常検知し、膨張弁開度異常検知の回数を記憶させ、設定期間内での圧縮機ＯＮ回数に対する前記膨張弁開度異常検知回数の比率（頻度）が基準として設定する基準値比率より少ない場合、圧縮機ＯＦＦ後の膨張弁初期化実施頻度を低減させることを特徴とする多室形空気調和機。