JP2005155929A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサ自体にバラツキが生じていても、そのバラツキを補正し、かつ冷媒配管が延長された場合においても、運転中の冷媒配管の圧力損失による冷媒飽和温度のズレを加味して、湿り運転による圧縮機不良を回避するとともに、効率のよい運転を確保することが可能な空気調和機を提供する。
【解決手段】吸入冷媒飽和運転手段１３が圧縮機１の吸入管での冷媒が飽和状態になるように運転設定し、その運転状態にて、室内熱交換器温度センサ１１により検知された温度と吸入温度センサ１２により検知された温度、もしくは冷房吸入冷媒過熱度演算手段１４により演算された結果を冷房吸入冷媒過熱度校正手段１５にて記憶する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に関わり、特に複数の温度センサの検知値により過熱度制御等を行っている装置における信頼性向上に関するものである。

従来の空気調和機の温度検知装置としては、一旦運転を開始した後に運転を停止し、一定時間経過後の各温度センサの検出温度を相互検定して補正値を計算して記憶し、以後その補正値を運転時の温度センサからの検出温度に加味することにより、過熱度制御などの制御に使用しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。

図４は、従来の空気調和機の温度検知装置を示すものである。図４において、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱交換器５を環状に接続して構成した冷媒回路は、前記四方弁２の切換作動によって冷媒循環方向を可逆的に変更して冷房運転と暖房運転とを選択可能としている。

このような冷媒回路を備えた空気調和機において、例えば冷房運転時に過熱度制御を行う場合には、室内熱交換器温度センサ１１の検知温度Ｔｅと、吸入温度センサ１２の検知温度Ｔｓとの差（Ｔｓ−Ｔｅ）を圧縮機吸入冷媒過熱度ＳＨとして求め、この値があらかじめ設定した基準値になるように膨張弁４の開度制御を行う方法がある。

しかしながらそれぞれの温度センサ１１、１２の電気回路上のバラツキや取り付けバラツキなどにより検出温度のバラツキが生じて制御レベルが異なってしまい、結果として、効率が悪くなったり湿り運転となって圧縮機不良を発生することがあった。

そこで従来の空気調和機の温度検知装置では、図５のフローチャートに示すように、電源をオンして（ＳＴＥＰ１）運転（暖房あるいは冷房運転）を開始する（ＳＴＥＰ２）。そして運転を所定時間継続して行った後に一旦運転を停止する。そしてＳＴＥＰ３に示すように、運転の停止後Ｔ１時間経過した後にＳＴＥＰ４に進む。これは運転されると各部の温度が変わるため、停止状態が一定時間あったとき内部の温度が安定したとして検定するものである。なおＴ１時間は運転による各部の熱が放熱してほぼ外気温度となる時間であり、このＴ１時間以後の各温度センサ１１、１２での検出温度も同じとなるはずである。ＳＴＥＰ４において各温度センサ１１、１２での検出温度を演算部１３に読み込んで相互検定を行い、補正値を計算する（ＳＴＥＰ５）。そして演算部１３で計算した補正値を記憶部１４にて記憶し（ＳＴＥＰ６）、以後この補正値を使用して運転時の弁操作部１５による膨張弁制御をするようにしていた。
特開平７−１９８１９１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、空気調和機が停止した状態で温度センサの検知を行うため、温度センサ自体の発熱や周囲温度の影響により、補正値自体が誤差を含んだものになる危険性があるとともに、室内熱交換器温度センサと吸入温度センサの間の冷媒配管が延長された場合、運転中の冷媒配管の圧力損失による冷媒飽和温度のズレを加味できないという課題を有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、温度センサ自体にバラツキが生じていても、そのバラツキを補正し、かつ冷媒配管が延長された場合においても、運転中の冷媒配管
の圧力損失による冷媒飽和温度のズレを加味して、湿り運転による圧縮機不良を回避するとともに、効率のよい運転を確保することが可能な空気調和機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明は、冷房運転時に吸入温度センサの検知値と室内熱交換器温度センサの検知値の差によって圧縮機の吸入管における冷媒過熱度を演算する冷房吸入冷媒過熱度演算手段と、圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる運転状態に設定する吸入冷媒飽和運転手段と、吸入冷媒飽和運転手段による運転状態での冷房吸入冷媒過熱度演算手段の演算結果を記憶する冷房吸入冷媒過熱度校正手段を備えたものである。

これによって、吸入冷媒飽和運転手段が圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる状態で運転し、該運転状態において室内熱交換器温度センサと吸入温度センサの検知値の差を補正値として記憶し、以後その補正値を運転時の温度センサからの検出温度に加味することにより、過熱度制御などの制御に使用するため、冷房運転中の冷媒配管の圧力損失による冷媒飽和温度のズレを加味して、湿り運転による圧縮機不良を回避するとともに、効率のよい運転を確保することが可能となる。

本発明の空気調和機は、温度センサ自体にバラツキが生じていても、そのバラツキを補正し、かつ冷媒配管が延長された場合においても、運転中の冷媒配管の圧力損失による冷媒飽和温度のズレを加味して、湿り運転による圧縮機不良を回避するとともに、効率のよい運転を確保することを実現することができる。

第１の発明は圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器を環状に接続して構成した冷媒回路と、前記圧縮機の吸入管に配設された吸入温度センサと、前記室内熱交換器の冷媒温度を検知する室内熱交換器温度センサと、冷房運転時に前記吸入温度センサの検知値と前記室内熱交換器温度センサの検知値の差によって前記圧縮機の吸入管における冷媒過熱度を演算する冷房吸入冷媒過熱度演算手段と、前記圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる運転状態に設定する吸入冷媒飽和運転手段と、前記吸入冷媒飽和運転手段による運転状態での前記冷房吸入冷媒過熱度演算手段の演算結果を記憶する冷房吸入冷媒過熱度校正手段を備えた構成とすることにより、吸入冷媒飽和運転手段が前記圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる状態で運転し、該運転状態において室内熱交換器温度センサと吸入温度センサの検知値の差を補正値として記憶し、以後その補正値を運転時の温度センサからの検出温度に加味することにより、過熱度制御などの制御に使用するため、冷房運転中の冷媒配管の圧力損失による冷媒飽和温度のズレを加味して、湿り運転による圧縮機不良を回避するとともに、効率のよい運転を確保することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の室内熱交換器温度センサを室外熱交換器温度センサとし、暖房運転時に吸入温度センサの検知値と前記室外熱交換器温度センサの検知値の差によって圧縮機の吸入管における冷媒過熱度を演算する暖房吸入冷媒過熱度演算手段と、吸入冷媒飽和運転手段による運転状態での暖房吸入冷媒過熱度演算手段の演算結果を記憶する暖房吸入冷媒過熱度校正手段を備えた構成とすることにより、吸入冷媒飽和運転手段が圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる状態で運転し、該運転状態において室外熱交換器温度センサと吸入温度センサの検知値の差を補正値として記憶し、以後その補正値を運転時の温度センサからの検出温度に加味することにより、過熱度制御などの制御に使用するため、暖房運転中の冷媒配管の圧力損失による冷媒飽和温度のズレを加味して、湿り運転による圧縮機不良を回避するとともに、効率のよい運転を確保することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の温度検知装置の制御ブロック図を示すものである。図１において、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱交換器５を環状に接続して構成した冷媒回路は、四方弁２の切換作動によって冷媒循環方向を可逆的に変更して冷房運転と暖房運転とを選択可能としている。このような冷媒回路を備えた空気調和機において、冷房運転時に過熱度制御を行う場合には、室内熱交換器温度センサ１１の検知温度Ｔｅと、吸入温度センサ１２の検知温度Ｔｓとの差（Ｔｓ−Ｔｅ）を冷房吸入冷媒過熱度演算手段１４により圧縮機吸入冷媒過熱度ＳＨとして求め、この値があらかじめ設定した基準値になるように膨張弁４の開度制御を行う。

図２は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の温度検知装置の制御フローチャートである。吸入冷媒飽和運転手段１３は、当該冷媒回路において圧縮機１の吸入管での冷媒が飽和状態になる圧縮機１の運転速度と膨張弁４の開度をあらかじめ設定しておき、その設定にて吸入冷媒飽和運転を行う（ＳＴＥＰ１）。吸入冷媒飽和運転開始から冷媒回路が安定状態になるまでのＴ１時間が経過するまで待機し（ＳＴＥＰ２）、その後、室内熱交換器温度センサ１１の検知温度Ｔｅと、吸入温度センサ１２の検知温度Ｔｓを読み込む（ＳＴＥＰ３）。冷房吸入冷媒過熱度演算手段１４により、Ｔｓ−Ｔｅを圧縮機吸入冷媒過熱度ＳＨとして演算し（ＳＴＥＰ４）、冷房吸入冷媒過熱度校正手段１５は演算結果を記憶する。

吸入冷媒飽和運転以後の冷房運転において、冷房吸入冷媒過熱度校正手段１５による補正値を加味して通常の過熱度制御を行う。

以上のように、本実施の形態においては吸入冷媒飽和運転手段が圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる状態で運転し、該運転状態において室内熱交換器温度センサと吸入温度センサの検知値の差を補正値として記憶することにより、以後その補正値を運転時の温度センサからの検出温度に加味することにより、過熱度制御などの制御に使用するため、冷房運転中の冷媒配管の圧力損失による冷媒飽和温度のズレを加味して、湿り運転による圧縮機不良を回避するとともに、効率のよい運転を確保することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における空気調和機の温度検知装置の制御ブロック図を示すものである。本実施の形態では、暖房運転時に過熱度制御を行う方法として、実施の形態１における室内熱交換器温度センサ１１の代わりに室外熱交換器温度センサ２１を設け、その検知温度Ｔｅと吸入温度センサ１２の検知温度Ｔｓとの差（Ｔｓ−Ｔｅ）を暖房吸入冷媒過熱度演算手段２４により圧縮機吸入冷媒過熱度ＳＨとして求め、この値があらかじめ設定した基準値になるように膨張弁４の開度制御を行う。以下、実施の形態１に示した方法と同様に、暖房吸入冷媒過熱度演算手段２４により、Ｔｓ−Ｔｅを圧縮機吸入冷媒過熱度ＳＨとして演算し、暖房吸入冷媒過熱度校正手段２５は演算結果を記憶する。吸入冷媒飽和運転以後の暖房運転において、暖房吸入冷媒過熱度校正手段２５による補正値を加味して通常の過熱度制御を行う。

以上のように、本実施の形態においては吸入冷媒飽和運転手段が圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる状態で運転し、該運転状態において室外熱交換器温度センサと吸入温度センサの検知値の差を補正値として記憶することにより、以後その補正値を運転時の温度センサからの検出温度に加味することにより、過熱度制御などの制御に使用するため、暖房運転中の冷媒配管の圧力損失による冷媒飽和温度のズレを加味して、湿り運転に
よる圧縮機不良を回避するとともに、効率のよい運転を確保することができる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、温度センサ自体にバラツキが生じていても、そのバラツキを補正し、かつ冷媒配管が延長された場合においても、運転中の冷媒配管の圧力損失による冷媒飽和温度のズレを加味して、湿り運転による圧縮機不良を回避するとともに、効率のよい運転を確保することを実現することが可能となるので、特に空気調和機以外の圧力損失を伴う熱流体の制御等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の制御ブロック図 同制御フローチャート 本発明の実施の形態２における空気調和機の制御ブロック図 従来の空気調和機の温度検知装置の制御ブロック図 従来の空気調和機の温度検知装置の制御フローチャート

符号の説明

１ 圧縮機
３ 室外熱交換器
５ 室内熱交換器
１１ 室内熱交換器温度センサ
１２ 吸入温度センサ
１３ 吸入冷媒飽和運転手段
１４ 冷房吸入冷媒過熱度演算手段
１５ 冷房吸入冷媒過熱度校正手段
２１ 室外熱交換器温度センサ
２４ 暖房吸入冷媒過熱度演算手段
２５ 暖房吸入冷媒過熱度校正手段

Claims (2)

1. 圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器を環状に接続して構成した冷媒回路と、前記圧縮機の吸入管に配設された吸入温度センサと、前記室内熱交換器の冷媒温度を検知する室内熱交換器温度センサと、冷房運転時に前記吸入温度センサの検知値と前記室内熱交換器温度センサの検知値の差によって前記圧縮機の吸入管における冷媒過熱度を演算する冷房吸入冷媒過熱度演算手段と、前記圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる運転状態に設定する吸入冷媒飽和運転手段と、前記吸入冷媒飽和運転手段による運転状態での前記冷房吸入冷媒過熱度演算手段の演算結果を記憶する冷房吸入冷媒過熱度校正手段を備えた空気調和機。
2. 室外熱交換器の冷媒温度を検知する室外熱交換器温度センサと、暖房運転時に前記吸入温度センサの検知値と前記室外熱交換器温度センサの検知値の差によって前記圧縮機の吸入管における冷媒過熱度を演算する暖房吸入冷媒過熱度演算手段と、前記吸入冷媒飽和運転手段による運転状態での前記暖房吸入冷媒過熱度演算手段の演算結果を記憶する暖房吸入冷媒過熱度校正手段を備えた請求項1記載の空気調和機。

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