JP2006112698A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒抜けを早期に発見し、圧縮機焼損を保護すること。
【解決手段】少なくとも室内温度Ｔｉｉと吹出し温度Ｔｉｏと室内送風機の回転数Ｒｉを検出するとともに、少なくとも室内送風機の回転数Ｒｉと室外送風機の回転数Ｒｏと圧縮機の周波数Ｆを制御する制御装置１０と、前記制御装置１０からの室内温度Ｔｉｉと吹出し温度Ｔｉｏと室内送風機の回転数Ｒｉより室内能力Ｑｓを検出し所定の室内能力Ｑとの演算結果で冷媒抜けを判定する冷媒抜け判定手段１１とを有することを特徴とする。これにより冷媒抜け判定手段１１は室内風量が変わっても室内能力Ｑｓの検出精度を保てるため、冷媒抜け検出精度が向上し、冷媒抜けの早期発見が可能となり圧縮機焼損を保護することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機の保護制御装置に関し、詳しくは冷媒抜けの判定を行う空気調和機に関するものである。

従来、空気調和機の冷凍サイクル中の冷媒抜けを判定する方法については種々の発明がなされている（例えば、特許文献１参照）。

図３は特許文献１に記載された従来の空気調和機のフローチャートであるが、運転中の圧縮機周波数ｆが予め設定した周波数ｆｃ以上で、更に運転電流ｉが予め設定した電流値ｉｃ以下で、更に吸込み温度と吹出し温度の温度差Ｔが予め設定した温度Ｔｃ以下であれば冷媒抜けと判定している。
特開平８−１２８７６５号公報

しかしながら、一般的に冷凍サイクル中の冷媒が抜ければ熱交換器の能力は落ちるが、熱交換器の能力状態は吸込み温度と吹出し温度との差温だけでなく熱交換器を通過する風量が大きく関わっている。そのため従来の方法では熱交換器の能力状態を精度良く検出することができなかった。

また運転電流や吹出し温度は冷凍サイクルの構成部品や空気調和機の運転状態（圧縮機周波数、熱交換器への風量等）や運転環境（内外気温等）で大きく変化するため、冷媒抜けで熱交換器能力が落ちているのかそれとも運転状態や運転環境で落ちているのか区別が難しく、そのため冷媒が抜けた時のみ各々の条件が成立する設定値を決めるのには、各種条件下での膨大な基礎デ−タ採取が必要であった。

更に運転状態や運転環境による誤判定を避けるため、冷媒が大幅に抜けた時しか検出することができないような設定値にするしかなかった。そのために冷媒抜け検出精度が低下し、圧縮機焼損を完全に保護しきれない場合があった。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、比較的容易に冷媒抜け検出精度を高めることで冷媒抜けを早期に発見し、圧縮機焼損を保護することができる空気調和機を提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、少なくとも室内温度と吹出し温度と室内送風機の回転数より室内能力を検出することで、熱交換器の能力状態を精度良く検出することができる。これにより冷媒抜け検出精度が向上し、冷媒抜けの早期発見が可能となることで、圧縮機焼損を事前に保護することができる。

また本発明の空気調和機は少なくとも圧縮機の周波数と室内送風機の回転数と室外送風機の回転数と室内温度と室外温度が所定の範囲内になった時に冷媒抜け判定を行うことを特徴とするものである。これにより冷媒抜け判定を行う度に運転状態や運転環境によって生じる室内能力の変動を減らすことができるため、運転状態や運転環境影響を考慮することなく比較的容易に設定値を設定することができる。更に運転状態や運転環境による室内能力の変動を減らすことができるため、冷媒抜け検出精度も高めることができる。

本発明の空気調和機は、比較的容易に冷媒抜け検出精度を高めることで冷媒抜けを早期に発見し、圧縮機焼損を保護することができる。

第１の発明は、少なくとも室内温度と室内吹出し温度と室内送風機の回転数より室内能力を検出する室内能力検出手段を設けたことを特徴とする。これにより室内能力検出手段は室内熱交換器への風量が変わっても室内能力の検出精度を保てるため、冷媒抜け検出精度が向上し、冷媒抜けの早期発見が可能となる。

第２の発明は、少なくとも圧縮機の周波数と室内送風機の回転数と室外送風機の回転数と室内温度と室外温度が所定の範囲内になった時に冷媒抜け判定を行うことを特徴とする。このように冷媒抜け判定タイミングを運転状態や運転環境により限定することで、判定設定値を所定の運転状態や運転環境下での室内能力に限定できるため、設定値の設定が比較的容易になる。また判定時の運転状態や運転環境が毎回統一できるため冷媒抜け検出精度が向上し、冷媒抜けの早期発見が可能となる。

第３の発明は、冷媒抜け判定時の室内能力を記憶しておき、冷媒抜け判定を行う度に以前の室内能力と比較して、室内能力が長期的に減少傾向にある時冷媒抜けと判定することを特徴とする。これにより少ない判定頻度でも精度よく冷媒抜けを判定することが可能となり、冷媒抜けの早期発見が可能となる。

第４の発明は、定期的または使用者からの要求に応じてに強制的に空気調和機を運転し、冷媒抜けを判定することを特徴とする。これにより冷媒抜けを判定する頻度を上げることができ、冷媒抜けの早期発見が可能となる。

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、本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）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の構成を示すブロック図である。図１において、圧縮機１と室内熱交換器２と絞り機構３と室外熱交換器４が配管により接続され冷媒回路を構成している。また室内熱交換器２の近傍には送風用の室内送風機５と室内温度を検出する吸込み温度センサ６と吹出し温度を検出する吹出し温度センサ７が設けられており、室外熱交換器４の近傍には送風用の室外送風機８と室外温度を検出する室外温度センサ９が設けられている。

制御装置１０はリモコン（図示せず）等からの運転要求に基づき室内温度Ｔｉｉと吹出し温度Ｔｉｏと室外温度Ｔｏと室内送風機５の回転数Ｒｉと室外送風機８の回転数Ｒｏと圧縮機１の周波数Ｆをそれぞれ読み込みながら、同時に圧縮機１の周波数Ｆと室内送風機５の回転数Ｒｉと室外送風機８の回転数Ｒｏを制御する。

冷媒抜け判定手段１１は制御装置１０より得られた室内温度Ｔｉｉ等より冷媒が抜けているか判定を行い、冷媒が抜けていると判断した場合は制御装置１０を介して空気調和機の運転を停止する。

以上のように構成された空気調和機について以下その動作、作用を説明する。図２は、本発明の実施の形態１における空気調和機の制御を示すフローチャートである。図２においてまず冷媒抜け判定手段１１はステップＳ１にて現在の室内能力記憶回数を示すカウン
タｎを０にセットし、ステップＳ２にて運転中か停止中を判断し、運転中の場合はステップＳ３に進み、停止中であればステップＳ２０に進む。ステップＳ３では５分以上運転しているか判断し、５分以上運転していれば冷凍サイクルが安定したと判断してステップＳ４に移り、５分未満であればステップＳ２へ戻る。

一方ステップ２０では停止時間が４８時間以上か判断し、４８時間以上停止状態が続けばステップＳ２１、２２にて室内温度Ｔｉｉと室外温度Ｔｏが所定範囲内か判断し、所定範囲内であればステップＳ２３にて強制的に空気調和機を運転させ、ステップＳ２に戻って冷媒抜けの判定を行う。

ステップＳ４では制御装置１０より室内温度Ｔｉｉと吹出し温度Ｔｉｏと室外温度Ｔｏと室内送風機５の回転数Ｒｉと室外送風機８の回転数Ｒｏと圧縮機１の周波数Ｆを取り込む。そしてステップＳ５にて室内温度Ｔｉｉが所定範囲内であるかを判断し、所定範囲内であればステップＳ６に進み、所定範囲外であればステップＳ２に戻る。同様にステップＳ６からステップＳ９にて室外温度Ｔｏと室内送風機５の回転数Ｒｉと室外送風機８の回転数Ｒｏと圧縮機１の周波数Ｆがそれぞれ所定の範囲内であるかを判定する。尚ａからｊは各判定値の上下限を示す所定値である。

全て所定の範囲内になると、ステップＳ１０にて下式より現在の室内能力Ｑｓを算出し、冷媒抜けの一次判定を開始する。

Ｑｓ＝ｋ×｜Ｔｉｉ−Ｔｉｏ｜×Ｒｉ＋ｌ
ここで、ｋおよびｌはＱｓの値を調整する定数である。ステップＳ１１にて現在の室内能力Ｑｓと所定の室内能力Ｑを比較し、現在の室内能力Ｑｓが所定の室内能力Ｑより小さい場合は冷媒が抜けている可能性が高いと判断し、ステップＳ１２に進む。一方現在の室内能力Ｑｓが大きい場合は冷媒が抜けている可能性は低いと判断し、ステップＳ２４に進む。ここで室内能力Ｑは予め実験室にて室内温度Ｔｉｉと室外温度Ｔｏと回転数Ｒｉと回転数Ｒｏと周波数Ｆをそれぞれ所定の範囲内で動かし、そのときの室内能力を測定するだけで得ることができるため、膨大な基礎デ−タ採取が不要となる。またステップＳ１０での一次判定では、運転状態や運転環境が毎回統一できるため冷媒抜け検出精度が向上し、冷媒抜けの早期発見が可能となる。

ステップＳ１２ではカウンタｎを進めて、ステップＳ１３では現在の室内能力ＱｓをＱ（ｎ）として記憶しておく。ステップＳ１４では過去４回分の室内能力を比較するためカウンタｎが５以上であればステップＳ１５に進み、５未満であればステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では強制運転か判断し、強制運転でなければ２４時間後に再度一次判定からやり直し、強制運転であれば判定が終わったため強制運転を終了してステップＳ２に戻る。ステップＳ２６にて２４時間の時間を開けているのは、運転中に連続して判定を行っても一気に冷媒が抜けない限り検知できず、一気に抜ける場合は設置時または使用時に気付くからである。

ステップＳ１５では過去４回分をカウントするカウンタｉをカウンタｎにした後、ステップＳ１６で現在の室内能力Ｑ（ｉ）と前回の室内能力Ｑ（ｉ−１）を比較して、室内能力が減少傾向にあるか二次判定する。減少傾向にあればステップＳ１７からＳ１８にて同様に過去４回分を判定し、過去４回分も全て減少傾向にあれば本当に冷媒が抜けていると判断してステップＳ１９にて空気調和機の運転を停止して圧縮機焼損を保護する。一方ステップＳ１６にて過去４回分も含めて１つでも減少傾向にないものがあれば、冷媒が抜けている可能性が少ないためステップＳ２４にて２４時間後に再度一次判定からやり直す。

なお、本実施の形態において、室内能力Ｑｓの算出に吹出し温度Ｔｉｏを用いたが、室
内熱交換器の温度を用いるようにしてもよい。

以上のように本発明の空気調和機は、冷媒抜けを早期に発見し圧縮機焼損を保護することができため、冷凍サイクルを利用した製品、例えば除湿機やカ−エアコン等にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における空気調和機の制御を示すフローチャート 従来の空気調和機のフローチャート

符号の説明

１ 圧縮機
２ 室内熱交換器
４ 室外熱交換器
５ 室内送風機
６ 室内温度センサ
７ 吹出し温度センサ
１０ 制御装置
１１ 冷媒抜け判定手段

Claims (4)

1. 少なくとも室内温度と吹出し温度と室内送風機の回転数を検出するとともに、少なくとも室内送風機の回転数と室外送風機の回転数と圧縮機の周波数を制御する制御装置と、前記制御装置からの室内温度と室内吹出し温度と室内送風機の回転数より室内能力を検出し所定の室内能力との演算結果で冷媒抜けを判定する冷媒抜け判定手段とを有することを特徴とする空気調和機。
2. 少なくとも圧縮機の周波数と室内送風機の回転数と室外送風機の回転数と室内温度と室外温度が所定の範囲内になった時に冷媒抜け判定を行うことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 冷媒抜け判定時の室内能力を記憶しておき、冷媒抜け判定を行う度に以前の室内能力と比較して、室内能力が長期的に減少傾向にある時冷媒抜けと判定することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 定期的または使用者からの要求に応じて強制的に空気調和機を運転し、冷媒抜けを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の空気調和機。

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