JP2006112784A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機を確実に保護しつつポンプダウン運転を行うことができるようにしたり、施工不良や各種機能部品の故障等が生じた場合でも圧縮機を確実に保護することができるようにする。
【解決手段】空気調和装置１は、インバータ３１により制御される圧縮機用モータ２８によって駆動される圧縮機２１と、室外熱交換器２３と、電動膨張弁２４と、室内熱交換器４１と有する蒸気圧縮式の冷媒回路１０を備えている。この空気調和装置１は、冷媒回路１０の冷凍サイクル運転中におけるインバータ３１から圧縮機用モータ２８に供給される圧縮機電力に基づいて、圧縮機２１を停止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和装置、特に、室外ユニットと室内ユニットとが連絡配管を介して接続された空気調和装置に関する。

従来より、ガス側閉鎖弁、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁及び液側閉鎖弁を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットとが連絡配管を介して接続された、いわゆるセパレートタイプの空気調和装置がある。このような空気調和装置では、室内ユニットや室外ユニットの修理や交換等を行う際に、冷媒回路内に充満する冷媒を室外ユニット内に回収するポンプダウン運転を行うことがある。

このようなポンプダウン運転として、例えば、室外ユニットの液側閉鎖弁を閉止した状態で、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転等の冷凍サイクル運転を行い、圧縮機の吸入圧力が所定値以下又は吐出温度が所定値以上になったことを検知した後に、ガス側閉鎖弁を閉止し、さらに圧縮機を停止することによって、冷媒回路内の冷媒を室外ユニット内に回収する運転方法がある（例えば、特許文献１参照。）。

また、他のポンプダウン運転として、室外ユニットの液側閉鎖弁を閉止した状態で、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転等の冷凍サイクル運転を行い、圧縮機の吸入圧力が所定値以下になったことを検知した時点から所定の停止時間が経過した後に圧縮機を停止することによって、冷媒回路内の冷媒を室外ユニット内に回収する運転方法がある（例えば、特許文献２、３参照。）。
特開２００３−１６１５３５号 特開２０００−１６１７９８号 特開２０００−１６１７９９号

しかし、上記従来のポンプダウン運転方法では、圧縮機の吸入圧力や吐出温度のような冷媒回路内を流れる冷媒の状態値の変化に基づいて圧縮機の停止時期が決定されるため、ポンプダウン運転時の圧縮機の運転状態を正確に把握できず、ポンプダウン運転を長い時間にわたって継続させてしまう場合がある。このような場合には、圧縮機の冷却と潤滑が十分に行われなくなるため、モータや他の圧縮機の構成部品の損傷が生じるおそれがあり、圧縮機の保護の観点上望ましくない。

また、施工不良により閉鎖弁が閉じた状態で運転を行ったり、冷媒配管の詰まりが生じた状態や膨張弁、電磁弁、フィルタ、閉鎖弁、四路切換弁等の各種機能部品が故障した状態で運転を行った場合には、ポンプダウン運転時と同様に、圧縮機のモータや他の構成部品の損傷が生じるおそれがある。
本発明の第１の課題は、室外ユニットと室内ユニットとが連絡配管を介して接続された空気調和装置において、圧縮機を確実に保護しつつ、ポンプダウン運転を行うことができるようにすることにある。

また、本発明の第２の課題は、施工不良や各種機能部品の故障等が生じた場合でも、圧縮機を確実に保護することができるようにすることにある。

第１の発明にかかる空気調和装置は、インバータにより制御されるモータによって駆動される圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と有する蒸気圧縮式の冷媒回路を備えている。そして、この空気調和装置は、冷媒回路の冷凍サイクル運転中におけるインバータからモータに供給される圧縮機電力に基づいて、圧縮機を停止する。
ポンプダウン運転の際には、圧縮機が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性を有する。また、施工不良により閉鎖弁が閉じた状態で運転を行ったり、冷媒配管の詰まりが生じた状態や膨張弁、電磁弁、フィルタ、閉鎖弁、四路切換弁等の各種機能部品が故障した状態で運転を行った場合であって、そのような不具合を生じた箇所が凝縮器の出口から圧縮機の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品である場合には、ポンプダウン運転時と同様に、正常に冷凍サイクル運転を行っている場合に比べて、圧縮機が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性が見られる。そこで、この空気調和装置では、冷媒回路の冷凍サイクル運転中におけるインバータからモータに供給される圧縮機電力に基づいて、ポンプダウン運転の検知や、凝縮器の出口から圧縮機の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品において、施工不良、冷媒配管の詰まりや各種機能部品が故障した状態が生じていること等の故障検知を行うようにしている。このように、従来のような冷媒回路内を流れる冷媒の状態値の変化ではなく、圧縮機の運転特性に基づいてポンプダウン運転の検知や故障検知を行うようにしているため、圧縮機を確実に保護することができる。しかも、圧縮機の圧縮機電力を使用してポンプダウン運転の検知や故障検知を行うようにしているため、商用電源の電圧変動の影響を受けにくく、また、インバータから圧縮機を駆動するモータの電力値を使用しているため、圧縮機を駆動するモータ以外の電気品が消費する電力の影響を受けることもなく、ポンプダウン運転の検知や故障検知の検知精度の向上にも寄与できる。

第２の発明にかかる空気調和装置は、第１の発明にかかる空気調和装置において、圧縮機電力が、所定の判定電力値未満である場合に、圧縮機を停止する。
第３の発明にかかる空気調和装置は、第２の発明にかかる空気調和装置において、判定電力値は、圧縮機の運転周波数を考慮して演算される。
インバータ制御されるモータにより駆動される圧縮機においては、低い運転周波数で運転する場合に比べて高い運転周波数で運転するほうが、圧縮機にかかる負荷が大きくなる傾向にある。そこで、この空気調和装置では、圧縮機を停止するための判定電力値を、運転周波数の関数にすることで、十分な圧縮機の保護を図ることができるようにしている。

第４の発明にかかる空気調和装置は、第３の発明にかかる空気調和装置において、判定電力値は、外気温度をさらに考慮して演算される。
圧縮機にかかる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にある。そこで、この空気調和装置では、圧縮機を停止するための判定電力値を、外気温度の関数にすることで、さらに十分な圧縮機の保護を図ることができるようにしている。

第５の発明にかかる空気調和装置は、第１の発明にかかる空気調和装置において、圧縮機電力が低下する際の電力値の変化率が、所定の判定変化率よりも小さくなった場合に、圧縮機を停止する。
第６の発明にかかる空気調和装置は、第１の発明にかかる空気調和装置において、圧縮機電力が低下する際の電力値の変化幅の絶対値が、所定の判定変化幅よりも大きくなった場合に、圧縮機を停止する。

第７の発明にかかる空気調和装置は、第１〜第６の発明にかかる空気調和装置において、凝縮器の出口から圧縮機の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品の故障の有無を検知する。
第８の発明にかかる空気調和装置は、第７の発明にかかる空気調和装置において、凝縮器の出口から圧縮機の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品の故障が検知された場合には、所定の停止時間が経過した後に、圧縮機を停止する。

第９の発明にかかる空気調和装置は、第８の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、停止時間は、圧縮機の運転周波数を考慮して演算される。
インバータ制御されるモータにより駆動される圧縮機においては、低い運転周波数で運転する場合に比べて高い運転周波数で運転するほうが、圧縮機にかかる負荷が大きくなる傾向にある。そこで、この空気調和装置では、故障を検知してから圧縮機を停止させるまでの時間である停止時間を、運転周波数の関数にすることで、十分な圧縮機の保護を図ることができるようにしている。

第１０の発明にかかる空気調和装置は、第９の発明にかかる空気調和装置において、停止時間は、外気温度をさらに考慮して演算される。
圧縮機にかかる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にある。そこで、この空気調和装置では、故障を検知してから圧縮機を停止させるまでの時間である停止時間を、外気温度の関数にすることで、さらに十分な圧縮機の保護を図ることができるようにしている。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第１、第２及び第５〜第８の発明では、従来のような冷媒回路内を流れる冷媒の状態値の変化ではなく、圧縮機電力の変化に基づいてポンプダウン運転の検知や故障検知を行うようにしているため、圧縮機を確実に保護することができる。
第３の発明では、圧縮機を停止するための判定電力値を、運転周波数の関数にしているため、十分な圧縮機の保護を図ることができる。

第４の発明では、圧縮機を停止するための判定電力値を、外気温度の関数にしているため、さらに十分な圧縮機の保護を図ることができる。
第９の発明では、故障を検知してから圧縮機を停止させるまでの時間である停止時間を、運転周波数の関数にしているため、十分な圧縮機の保護を図ることができる。
第１０の発明では、故障を検知してから圧縮機を停止させるまでの時間である停止時間を、外気温度の関数にしているため、さらに十分な圧縮機の保護を図ることができる。

以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の第１実施形態にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である。空気調和装置１は、室外ユニット２と、室内ユニット４と、室外ユニット２と室内ユニット４とを接続する液冷媒連絡配管５及びガス冷媒連絡配管６とを備えた、いわゆるセパレートタイプの空気調和装置である。空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と、室内ユニット４と、液冷媒連絡配管５及びガス冷媒連絡配管６とが接続されることによって構成されており、後述のように、冷房運転及び暖房運転を切り換えて運転することが可能である。

＜室内ユニット＞
室内ユニット４は、室内の壁面等に設置されている。室内ユニット４は、冷媒連絡配管５、６を介して室外ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
次に、室内ユニット４の構成について説明する。室内ユニット４は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室内側冷媒回路１０ａを備えている。この室内側冷媒回路１０ａは、主として、室内熱交換器４１を備えている。本実施形態において、室内熱交換器４１は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷媒と室内空気との熱交換を行うための機器である。本実施形態において、室内ユニット４は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器４１を通過させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン４２を備えており、室内空気と室内熱交換器４１を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この室内ファン４２は、室内ファンモータ４３により回転駆動される。

また、室内ユニット４には、室内熱交換器４１内を流れる冷媒の温度を検出する室内熱交温度センサ４４や室内温度を検出する室温温度センサ４５等が設けられている。また、室内ユニット４は、室内ユニット４を構成する各部の動作を制御する室内側制御部４６を備えている。そして、室内側制御部４６は、室内ユニット４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット２との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、室外に設置されている。室外ユニット２は、冷媒連絡配管５、６を介して室内ユニット４に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
次に、室外ユニット２の構成について説明する。室外ユニット２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室外側冷媒回路１０ｂを備えている。この室外側冷媒回路１０ｂは、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、室外熱交換器２３と、電動膨張弁２４と、アキュムレータ２５と、液側閉鎖弁２６と、ガス側閉鎖弁２７とを備えている。

圧縮機２１は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、インバータ３１（図２参照）により制御される圧縮機モータ２８によって駆動される容積式圧縮機である。この圧縮機２１の吸入側には、アキュムレータ２５が接続されている。
四路切換弁２２は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には、室外熱交換器２３を圧縮機２１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器４１を室外熱交換器２３において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側（具体的には、アキュムレータ２５）とガス冷媒連絡配管６側（具体的には、ガス側閉鎖弁２７）とを接続し（図１の四路切換弁２２の実線を参照、以下、冷房運転切換状態とする）、暖房運転時には、室内熱交換器４１を圧縮機２１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器２３を室内熱交換器４１において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機２１の吐出側とガス冷媒連絡配管６側（具体的には、ガス側閉鎖弁２７）とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２３のガス側とを接続することが可能である（図１の四路切換弁２２の破線を参照、以下、暖房運転切換状態とする）。

室外熱交換器２３は、本実施形態において、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２３は、そのガス側が四路切換弁２２に接続され、その液側が液冷媒連絡配管５に接続されている。本実施形態において、室外ユニット２は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２３を通過させた後に、ユニット外に排出するための室外ファン２９を備えており、室外空気と室外熱交換器２３を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この室外ファン２９は、室外ファンモータ３０により駆動される。

液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、外部の機器・配管（具体的には、液冷媒連絡配管５及びガス冷媒連絡配管６）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２６は、室外熱交換器２３に接続されている。ガス側閉鎖弁２７は、四路切換弁２２に接続されている。
また、室外ユニット２には、室外熱交換器２３内を流れる冷媒の温度を検出する室外熱交温度センサ３４や外気温度を検出する外気温度センサ３５等が設けられている。また、室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各部の動作を制御する室外側制御部３６を備えている。そして、室外側制御部３６は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリや圧縮機モータ２８を制御するインバータ３１（図２参照）等を有しており、室内ユニット４の室内側制御部４６との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。尚、図２に示される室外ユニット２の概略の電気配線図に示されるように、インバータ３１は、商用電源３２に接続されており、交流を直流に変換して、室外ファンモータ３０や圧縮機モータ２８に直流電圧を印加することができる。そして、インバータ３１と圧縮機モータ２８との間には、インバータ３１から圧縮機モータ２８に供給される圧縮機電力を検出するための電圧・電流検出器３３が設けられている。また、室外ユニット２は、圧縮機２１の回転数、すなわち、圧縮機２１の運転周波数を検出することができるようになっている。

以上のように、室内側冷媒回路１０ａと、室外側冷媒回路１０ｂと、冷媒連絡配管５、６とが接続されて、冷房運転及び暖房運転を切り換えて運転可能な空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。
（２）空気調和装置の動作
次に、空気調和装置１の動作について説明する。

＜冷房運転＞
まず、冷房運転について、図１を用いて説明する。
冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側がガス側閉鎖弁２７に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２６、ガス側閉鎖弁２７及び電動膨張弁２４は、開状態になっている。

この冷媒回路の状態で、室外ユニット２の室外ファン２９、圧縮機２１及び室内ユニット４の室内ファン４２を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁２２を経由して室外熱交換器２３に送られる。そして、室外熱交換器２３に送られた冷媒は、室外空気を加熱して凝縮される。ここで、室外空気は、室外ファン２９の駆動によって、室外ユニット２内に取り込まれ、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換を行った後、室外ユニット２外に排出される。そして、室外熱交換器２３において凝縮した液冷媒は、電動膨張弁２４において減圧された後、液側閉鎖弁２６及び液冷媒連絡配管５を経由して室内ユニット４に送られる。そして、室内ユニット４に送られた液冷媒は、室内熱交換器４１で室内空気を冷却して蒸発される。ここで、室内空気は、室内ファン４２の駆動によって、室内ユニット４内に取り込まれ、室内熱交換器４１において冷媒と熱交換を行った後、室内ユニット４から室内に吹き出される。そして、室内熱交換器４１において蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管６を経由して室外ユニット２に戻される。そして、室外ユニット２に戻ったガス冷媒は、ガス側閉鎖弁２７、四路切換弁２２及びアキュムレータ２５を経由して、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。

＜暖房運転＞
次に、暖房運転について、図１を用いて説明する。
暖房運転時は、四路切換弁２２が暖房運転切換状態になっている。また、液側閉鎖弁２６、ガス側閉鎖弁２７及び電動膨張弁２４は、開状態になっている。
この冷媒回路の状態で、室外ユニット２の室外ファン２９、圧縮機２１及び室内ユニット４の室内ファン４２を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁２２、ガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡配管６を経由して室内ユニット４に送られる。そして、室内ユニット４に送られたガス冷媒は、室内熱交換器４１で室内空気を加熱して凝縮される。そして、室内熱交換器４１において凝縮した液冷媒は、液冷媒連絡配管５を経由して室外ユニット２に送られる。そして、室外ユニット２に送られた液冷媒は、液側閉鎖弁２６を経由して電動膨張弁２４に送られて減圧された後、室外熱交換器２３において室外空気を冷却して蒸発される。室外熱交換器２３において蒸発したガス冷媒は、四路切換弁２２及びアキュムレータ２５を経由して、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。尚、室外空気及び室内空気の流れは、冷房運転時と同様であるため、説明を省略する。

＜ポンプダウン運転＞
次に、ポンプダウン運転について、図１〜図４を用いて説明する。ここで、図３はポンプダウン運転時の動作を示すフローチャートであり、図４はポンプダウン運転時の圧縮機電力の経時変化を示す図である。
ポンプダウン運転は、上述の冷房運転のように、空気調和装置１を室内熱交換器４１を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行っている場合に、液側閉鎖弁２６を閉止する操作（以下、ポンプダウン操作とする）を行うことによって開始され、冷媒回路１０内に充満する冷媒を室外側冷媒回路１０ｂ内に回収（すなわち、室内側冷媒回路１０ａ及び冷媒連絡配管５、６内の冷媒を室外側冷媒回路１０ｂ内に回収）した後に、ガス側閉鎖弁２７を閉止し、圧縮機２１を停止することによって終了する。

そして、本実施形態の空気調和装置１においては、圧縮機２１を保護しつつ、ポンプダウン運転を行うことができるようにするためのポンプダウン運転検知用のプログラムが室外側制御部３６に組み込まれている。次に、このポンプダウン運転時におけるポンプダウン運転検知用のプログラムについて説明する。
まず、ステップＳ１において、ポンプダウン操作を行う前提条件である四路切換弁２２が冷房運転切換状態であること、及び、圧縮機２１が運転中であることを検知する。そして、この条件を満たすと判断される場合には、次のステップＳ２に移行し、この条件を満たさないと判断される場合には、図３に示される処理を終了する。

次に、ステップＳ１の条件が満たされる場合には、ステップＳ２において、圧縮機電力を計算する。ここで、圧縮機電力は、インバータ３１から圧縮機２１の圧縮機モータ２８に供給される電力値であり、電圧・電流検出器３３によって検出された直流電圧値と直流電流値とを用いて、次式により計算される。
圧縮機電力 ＝ 直流電圧値×直流電流値
次に、ステップＳ２で計算された圧縮機電力が、ポンプダウン運転が行われているかどうかを判定するための判定電力値未満であるかどうかを判断する。そして、圧縮機電力が判定電力値未満であると判断される場合には、ポンプダウン運転が行われているものとして圧縮機２１を保護停止するためのステップ（ステップＳ５〜Ｓ１１）に移行し、圧縮機電力が判定電力値以上である（すなわち、判定条件を満たさない）と判断される場合には、ステップＳ４に移行する。ここで、判定電力値は、ポンプダウン運転によって圧縮機２１が冷媒を圧縮する仕事が少なくなった状態において生じうる値に設定されている。そして、ポンプダウン操作を行う前の状態においては、図４に示されるように、ポンプダウン運転前の圧縮機電力が判定電力値よりも大きいため、ステップＳ４に移行することになる。

次に、ステップＳ４において、圧縮機２１を保護停止するためのステップ（ステップＳ５〜Ｓ１１）に移行した際に圧縮機２１の停止時間のカウントに使用されるタイマをクリアする処理がなされて、ステップＳ１の処理に戻る。このため、冷房運転等の室内熱交換器４１を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行っている場合であって、ポンプダウン操作が行われる前の状態においては、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ１の順に処理が繰り返されることになる。

次に、ポンプダウン操作を行った場合について説明する。ポンプダウン操作を行うと、図４に示されるように、ポンプダウン運転によって圧縮機２１が冷媒を圧縮する仕事が少なくなるため、圧縮機電力が低下する。このため、ステップＳ３において、ステップＳ２において計算された圧縮機電力が判定電力値未満になり、ポンプダウン運転が行われているものと判断されて、ステップＳ５に移行することになる。ここで、判定電力値は、予め決定された固定値でもよいが、インバータ制御される圧縮機モータ２８により駆動される圧縮機２１においては、低い運転周波数で運転する場合に比べて高い運転周波数で運転するほうが、圧縮機２１にかかる負荷が大きくなる傾向にあるため、運転周波数の関数としておくことが望ましい。また、圧縮機２１にかかる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にあるため、判定電力値を室外ユニット２において検出される外気温度の関数にすることが望ましい。このため、本実施形態においては、判定電力値を、室外ユニット２において検出される圧縮機２１の運転周波数及び外気温度センサ３５により検出される外気温度の関数としている。このような関数として、例えば、
判定電力値 ＝ 係数Ａ×運転周波数 ＋ 係数Ｂ×外気温度 ＋ 補正値Ｃ
のような一次の多項式を用いることができる。また、このような一次の多項式でだけでなく、二次や三次等のような高次の多項式を用いて、より正確な判定電力値を計算するようにしてもよい。

次に、ステップＳ３の条件が満たされる場合には、ステップＳ５において、タイマがカウント中であるかどうかが判断される。ここで、ポンプダウン操作を行ってから初めてこのステップＳ５に移行した場合やステップＳ４においてタイマがクリアされた後にこのステップＳ５に移行した場合を除いては、このステップＳ５の条件が満たされるため、ステップＳ７に移行する。一方、ポンプダウン操作を行ってから初めてこのステップＳ５に移行した場合やステップＳ４においてタイマがクリアされた後にこのステップＳ５に移行した場合には、この条件が満たされないため、ステップＳ６に移行して、タイマのカウントが開始されることになる。

次に、ステップＳ７において、圧縮機２１の停止時間を計算する。本実施形態において、停止時間の値は、圧縮機モータ２８や他の圧縮機２１の構成部品の損傷を防ぐという観点を考慮して決定される値であり、インバータ制御される圧縮機モータ２８により駆動される圧縮機２１においては、低い運転周波数で運転する場合に比べて高い運転周波数で運転するほうが、圧縮機２１にかかる負荷が大きくなる傾向にあるため、運転周波数の関数としている。また、圧縮機２１にかかる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にあるため、停止時間の値を室外ユニット２において検出される外気温度の関数にしている。すなわち、本実施形態においては、停止時間の値を、室外ユニット２において検出される圧縮機２１の運転周波数及び外気温度センサ３５により検出される外気温度の関数としている。このような関数として、例えば、
停止時間 ＝ 係数Ｄ×運転周波数 ＋ 係数Ｅ×外気温度 ＋ 補正値Ｆ
のような一次の多項式を用いることができる。また、このような一次の多項式でだけでなく、二次や三次等のような高次の多項式を用いて、より正確な停止時間を計算するようにしてもよい。

次に、ステップＳ８において、ステップＳ７において計算された停止時間を経過したかどうかが判断される。ここで、停止時間が経過している場合には、ステップＳ９に移行して、圧縮機２１が保護停止される。そして、本実施形態においては、圧縮機２１が保護停止されたことをポンプダウン作業者等に報知するために、室外ユニット２や室内ユニット４にＬＥＤ表示する処理がなされる（ステップＳ１０）。

一方、ステップＳ８において、停止時間が経過していない場合には、ステップＳ１１に移行して、圧縮機２１の運転周波数又は外気温度センサ３５により検出される外気温度が変化したかどうかが判断され、運転周波数又は外気温度に変化がないと判断された場合には、ステップＳ８に戻って上述と同様な処理がなされる。しかし、ステップＳ１１において、運転周波数又は外気温度に変化があると判断された場合には、ステップＳ１に移行する。

そして、ステップＳ１１からステップＳ１に移行した場合には、再度、ステップＳ１、及びステップＳ２の処理が行われた後に、ステップＳ３において、運転周波数又は外気温度が変化した条件において、ポンプダウン運転が行われているかどうかを判定するのに適した判定電力値が再計算を行う。そして、この再計算された判定電力値と圧縮機電力とを比較して、圧縮機電力が判定電力値未満であると判断される場合には、ステップＳ５以降の処理に移行することになる。ここで、ステップＳ５においては、ステップＳ４においてタイマがクリアされない限り、ステップＳ１１からステップＳ１に移行する前のタイマのカウントが継続された状態でステップＳ７に移行することになるため、ステップＳ１１において運転周波数又は外気温度が変化することによって、ステップＳ７における停止時間の再計算を行ったのと同様の結果となる。

一方、ステップＳ３において圧縮機電力が判定電力値以上であると判断された場合には、ステップＳ４においてタイマがクリアされた後に、ステップＳ１に移行するため、結果的に、ポンプダウン運転の検知処理が最初から行われることになる。
以上のように、本実施形態の空気調和装置１では、ポンプダウン運転検知ロジックによって、圧縮機２１を保護しつつ、ポンプダウン運転を行うことが可能である。

（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。
（Ａ）
本実施形態の空気調和装置１では、ポンプダウン運転の際に、圧縮機２１が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性を有することを利用して、インバータ３１から圧縮機モータ２８に供給される圧縮機電力に基づいて、室内熱交換器４１を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転の状態においてポンプダウン運転が行われているかどうかを判定し、ポンプダウン運転を検知するようにしている。このように、従来のような冷媒回路内を流れる冷媒の状態値の変化ではなく、圧縮機２１の運転特性に基づいてポンプダウン運転を検知するようにしているため、圧縮機２１を確実に保護しつつ、ポンプダウン運転を行うことができる。しかも、圧縮機２１の圧縮機電力を使用してポンプダウン運転を検知するようにしているため、商用電源３２の電圧変動の影響を受けにくく、また、インバータ３１から圧縮機２１を駆動する圧縮機モータ２８の電力値を使用しているため、圧縮機２１を駆動する圧縮機モータ２８以外の電気品が消費する電力の影響を受けることもなく、ポンプダウン運転の検知精度の向上にも寄与できる。

（Ｂ）
また、本実施形態においては、圧縮機電力が判定電力値未満であるかどうかを判定することにより、ポンプダウン運転が行われているかどうかを判定するようにしている。そして、この判定電力値は、圧縮機２１にかかる負荷に影響する傾向のある運転周波数及び外気温度の関数として演算するようにしているため、十分な圧縮機の保護を図ることができる。

（Ｃ）
さらに、本実施形態においては、ポンプダウン運転の検知後に圧縮機２１を停止させるまでの時間についても、圧縮機２１にかかる負荷に影響する傾向のある運転周波数及び外気温度の関数として演算するようにしているため、圧縮機の耐力に応じた停止時間を設定することができる。これにより、停止時間が長すぎたり短すぎたりすることを避けることができるようになり、十分な圧縮機の保護を図ることができる。

（４）変形例
上述の実施形態では、ポンプダウン運転が行われているかどうかを、圧縮機電力が判定電力値未満であるかどうかを判定することによって行っているが、これに限定されず、図４に示されるように、ポンプダウン運転の際に圧縮機２１の圧縮機電力が低下する際の変化率を用いてもよい。例えば、ポンプダウン運転の際に圧縮機２１の圧縮機電力が低下する際の変化率が、所定の判定変化率よりも小さくなる（すなわち、圧縮機電力が低下する際の傾きが判定変化率に相当する傾きよりも急な傾斜になる）ことをもって、ポンプダウン運転が行われているかどうかを判定することができる。

また、ポンプダウン運転が行われているかどうかを、図４に示されるように、ポンプダウン運転の際に圧縮機２１の圧縮機電力が低下する際の電力値の変化幅を用いてもよい。例えば、ポンプダウン運転の際に圧縮機２１の圧縮機電力が低下する際の電力値の変化幅の絶対値（より具体的には、圧縮機電力が、ポンプダウン操作直前の電力値から圧縮機電力の低下が開始して一定の電力値になるまでの変化幅の絶対値）が、所定の判定変化幅よりも大きくなることをもって、ポンプダウン運転が行われているかどうかを判定することができる。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態及びその変形例では、本発明をポンプダウン運転の検知に適用した実施例を説明したが、これに限定されるものではなく、施工不良により閉鎖弁が閉じた状態で運転を行ったり、冷媒配管の詰まりが生じた状態や膨張弁、電磁弁、フィルタ、閉鎖弁、四路切換弁等の各種機能部品が故障した状態で運転を行った場合であって、そのような不具合を生じた箇所が、凝縮器として機能する室内熱交換器や室外熱交換器の出口から圧縮機の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品である場合には、正常に冷凍サイクル運転を行っている場合に比べて、圧縮機が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性を有するため、このことに着目して、本発明を、施工不良による閉鎖弁の閉止状態にあること、冷媒配管の詰まりが生じていることや各種機能部品が故障した状態が生じていること等のような故障検知に適用することも可能である。

以下、本発明を故障検知に適用した実施例としての第２実施形態について説明する。
まず、本実施形態にかかる空気調和装置の構成について、図５に基づいて説明する。ここで、図５は、本発明の第２実施形態にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である。空気調和装置１０１は、室外ユニット１０２と、室内ユニット１０４と、室外ユニット１０２と室内ユニット１０４とを接続する液冷媒連絡配管１０５及びガス冷媒連絡配管１０６とを備えた、いわゆるセパレートタイプの空気調和装置である。空気調和装置１０１の蒸気圧縮式の冷媒回路１１０は、室外ユニット１０２と、室内ユニット１０４と、液冷媒連絡配管１０５及びガス冷媒連絡配管１０６とが接続されることによって構成されており、後述のように、冷房運転、除湿運転及び暖房運転を切り換えて運転することが可能である。

＜室内ユニット＞
室内ユニット１０４は、室内の壁面等に設置されている。室内ユニット１０４は、冷媒連絡配管１０５、１０６を介して室外ユニット１０２に接続されており、冷媒回路１１０の一部を構成している。
次に、室内ユニット１０４の構成について説明する。室内ユニット１０４は、主として、冷媒回路１１０の一部を構成する室内側冷媒回路１１０ａを備えている。この室内側冷媒回路１１０ａは、主として、室内熱交換器１４１を備えている。本実施形態において、熱交換部１４１ａは、主として、第１熱交換部１４１ａと、第２熱交換部１４１ｂとを有している。第１熱交換部１４１ａ及び第２熱交換部１４１ｂは、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷媒と室内空気との熱交換を行うための機器である。ここで、第１熱交換部１４１ａと第２熱交換部１４１ｂとは、除湿用電磁弁１４７を介して接続されている。ここで、除湿用電磁弁１４７は、後述の冷房運転及び暖房運転の際には開状態とし、後述の除湿運転の際には閉状態（具体的には、全閉状態ではなくわずかに微開になった状態を意味する）とすることが可能な電磁弁である。これにより、冷房運転時においては、第１熱交換部１４１ａ及び第２熱交換部１４１ｂが冷媒の蒸発器として機能する。暖房運転時においては、第１熱交換部１４１ａ及び第２熱交換部１４１ｂが冷媒の凝縮器として機能する。また、除湿運転時には、第２熱交換部１４１ｂが冷媒の冷却器として機能し、第１熱交換部１４１ａが冷媒の蒸発器として機能する。尚、除湿用電磁弁１４７は、電磁弁でなく、電動膨張弁等の別の減圧装置を使用することも可能である。

また、本実施形態において、室内ユニット１０４は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器１４１を通過させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン１４２を備えており、室内空気と室内熱交換器１４１を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。これにより、冷房運転時において、室内空気は、第１熱交換部１４１ａ及び第２熱交換部１４１ａ内で蒸発する冷媒によって冷却される。暖房運転時において、、室内空気は、第１熱交換部１４１ａ及び第２熱交換部１４１ａ内で凝縮する冷媒によって加熱される。また、除湿運転時において、室内空気は、第１熱交換部１４１ａ内で蒸発する冷媒によって冷却されるとともに、第２熱交換部１４１ａ内を流れる冷媒によって加熱される。これにより、本実施形態の除湿運転においては、室内空気の温度を極力低下させることなく室内空気の除湿のみを行う除湿運転である再熱除湿運転を行うことができる。尚、この室内ファン１４２は、室内ファンモータ１４３により回転駆動される。

また、室内ユニット１０４には、室内熱交換器１４１内を流れる冷媒の温度を検出する室内熱交温度センサ１４４や室内温度を検出する室温温度センサ１４５等が設けられている。また、室内ユニット１０４は、室内ユニット１０４を構成する各部の動作を制御する室内側制御部１４６を備えている。そして、室内側制御部１４６は、室内ユニット１０４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット１０２との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

＜室外ユニット＞
室外ユニット１０２は、室外に設置されている。室外ユニット１０２は、冷媒連絡配管１０５、１０６を介して室内ユニット１０４に接続されており、冷媒回路１１０の一部を構成している。
次に、室外ユニット１０２の構成について説明する。室外ユニット１０２は、主として、冷媒回路１１０の一部を構成する室外側冷媒回路１１０ｂを備えている。この室外側冷媒回路１１０ｂは、主として、圧縮機１２１と、四路切換弁１２２と、室外熱交換器１２３と、電動膨張弁１２４と、アキュムレータ１２５と、液側閉鎖弁１２６と、ガス側閉鎖弁１２７と、第１及び第２フィルタ１３７、１３８とを備えている。

圧縮機１２１は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、インバータ１３１（図６参照）により制御される圧縮機モータ１２８によって駆動される容積式圧縮機である。この圧縮機１２１の吸入側には、アキュムレータ１２５が接続されている。
四路切換弁１２２は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時や除湿運転時には、室外熱交換器１２３を圧縮機１２１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器１４１を室外熱交換器１２３において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機１２１の吐出側と室外熱交換器１２３のガス側とを接続するとともに圧縮機１２１の吸入側（具体的には、アキュムレータ１２５）とガス冷媒連絡配管１０６側（具体的には、ガス側閉鎖弁１２７）とを接続し（図５の四路切換弁１２２の実線を参照、以下、冷房運転切換状態とする）、暖房運転時には、室内熱交換器１４１を圧縮機１２１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器１２３を室内熱交換器１４１において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機１２１の吐出側とガス冷媒連絡配管１０６側（具体的には、ガス側閉鎖弁１２７）とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器１２３のガス側とを接続することが可能である（図５の四路切換弁１２２の破線を参照、以下、暖房運転切換状態とする）。

室外熱交換器１２３は、本実施形態において、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器１２３は、そのガス側が四路切換弁１２２に接続され、その液側が液冷媒連絡配管１０５に接続されている。本実施形態において、室外ユニット１０２は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器１２３を通過させた後に、ユニット外に排出するための室外ファン１２９を備えており、室外空気と室外熱交換器１２３を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この室外ファン１２９は、室外ファンモータ１３０により駆動される。

電動膨張弁１２４は、冷房運転時には室外熱交換器１２３において凝縮された冷媒を減圧するように開度調節され、暖房運転時には室内熱交換器１４１において凝縮された冷媒を減圧するように開度調節され、除湿運転時には室外熱交換器１２３において凝縮された冷媒を極力減圧しないように全開状態にされるように機能する開度調節が可能な膨張弁である。また、第１及び第２フィルタ１３７、１３８は、電動膨張弁１２４の入口及び出口、すなわち、室外熱交換器１２３と電動膨張弁１２４との間及び電動膨張弁１２４と液側閉鎖弁１２６との間に設けられたフィルタである。

液側閉鎖弁１２６及びガス側閉鎖弁１２７は、外部の機器・配管（具体的には、液冷媒連絡配管１０５及びガス冷媒連絡配管１０６）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁１２６は、電動膨張弁１２４及びフィルタ１３７、１３８を介して第１室外熱交換器１２３に接続されている。ガス側閉鎖弁１２７は、四路切換弁１２２に接続されている。
また、室外ユニット１０２には、室外熱交換器１２３内を流れる冷媒の温度を検出する室外熱交温度センサ１３４や外気温度を検出する外気温度センサ１３５等が設けられている。また、室外ユニット１０２は、室外ユニット１０２を構成する各部の動作を制御する室外側制御部１３６を備えている。そして、室外側制御部１３６は、室外ユニット１０２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリや圧縮機モータ１２８を制御するインバータ１３１（図６参照）等を有しており、室内ユニット１０４の室内側制御部１４６との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。尚、図６に示される室外ユニット１０２の概略の電気配線図に示されるように、インバータ１３１は、商用電源１３２に接続されており、交流を直流に変換して、室外ファンモータ１３０や圧縮機モータ１２８に直流電圧を印加することができる。そして、インバータ１３１と圧縮機モータ１２８との間には、インバータ１３１から圧縮機モータ１２８に供給される圧縮機電力を検出するための電圧・電流検出器１３３が設けられている。また、室外ユニット１０２は、圧縮機１２１の回転数、すなわち、圧縮機１２１の運転周波数を検出することができるようになっている。

以上のように、室内側冷媒回路１１０ａと、室外側冷媒回路１１０ｂと、冷媒連絡配管１０５、１０６とが接続されて、冷房運転、除湿運転及び暖房運転を切り換えて運転可能な空気調和装置１０１の冷媒回路１１０が構成されている。
（２）空気調和装置の動作
次に、空気調和装置１０１の動作について説明する。

＜冷房運転＞
まず、冷房運転について、図５を用いて説明する。
冷房運転時は、四路切換弁１２２が冷房運転切換状態になっている。また、液側閉鎖弁１２６、ガス側閉鎖弁１２７、電動膨張弁１２４及び除湿用電磁弁１４７は、開状態になっている。

この冷媒回路の状態で、室外ユニット１０２の室外ファン１２９、圧縮機１２１及び室内ユニット１０４の室内ファン１４２を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機１２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁１２２を経由して室外熱交換器１２３に送られる。そして、室外熱交換器１２３に送られた冷媒は、室外空気を加熱して凝縮される。ここで、室外空気は、室外ファン１２９の駆動によって、室外ユニット１０２内に取り込まれ、室外熱交換器１２３において冷媒と熱交換を行った後、室外ユニット１０２外に排出される。そして、室外熱交換器１２３において凝縮した液冷媒は、第１フィルタ１３７を通過した後に電動膨張弁１２４において減圧された後、第２フィルタ１３８、液側閉鎖弁１２６及び液冷媒連絡配管１０５を経由して室内ユニット１０４に送られる。そして、室内ユニット１０４に送られた液冷媒は、室内熱交換器１４１で室内空気を冷却して蒸発される。具体的には、室内ユニット１０４に送られた液冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する第２熱交換部１４１ｂ、除湿用電磁弁１４７、及び冷媒の蒸発器として機能する第１熱交換部１４１ａの順に通過して蒸発される。ここで、室内空気は、室内ファン１４２の駆動によって、室内ユニット１０４内に取り込まれ、室内熱交換器１４１において冷媒と熱交換を行った後、室内ユニット１０４から室内に吹き出される。そして、室内熱交換器１４１において蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管１０６を経由して室外ユニット１０２に戻される。そして、室外ユニット１０２に戻ったガス冷媒は、ガス側閉鎖弁１２７、四路切換弁１２２及びアキュムレータ１２５を経由して、再び、圧縮機１２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。

＜暖房運転＞
次に、暖房運転について、図５を用いて説明する。
暖房運転時は、四路切換弁１２２が暖房運転切換状態になっている。また、液側閉鎖弁１２６、ガス側閉鎖弁１２７、電動膨張弁１２４及び除湿用電磁弁１４７は、開状態になっている。

この冷媒回路の状態で、室外ユニット１０２の室外ファン１２９、圧縮機１２１及び室内ユニット１０４の室内ファン１４２を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機１２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁１２２、ガス側閉鎖弁１２７及びガス冷媒連絡配管１０６を経由して室内ユニット１０４に送られる。そして、室内ユニット１０４に送られたガス冷媒は、室内熱交換器１４１で室内空気を加熱して凝縮される。具体的には、室内ユニット１０４に送られた液冷媒は、冷媒の凝縮器として機能する第１熱交換部１４１ａ、除湿用電磁弁１４７、及び冷媒の凝縮器として機能する第２熱交換部１４１ｂの順に通過して凝縮される。そして、室内熱交換器１４１において凝縮した液冷媒は、液冷媒連絡配管１０５を経由して室外ユニット１０２に送られる。そして、室外ユニット１０２に送られた液冷媒は、液側閉鎖弁１２６及び第２フィルタ１３８を経由して電動膨張弁１２４に送られて減圧された後、第１フィルタ１３７を経由して室外熱交換器に送られ、室外熱交換器１２３において室外空気を冷却して蒸発される。室外熱交換器１２３において蒸発したガス冷媒は、四路切換弁１２２及びアキュムレータ１２５を経由して、再び、圧縮機１２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。尚、室外空気及び室内空気の流れは、冷房運転時と同様であるため、説明を省略する。

＜除湿運転＞
まず、除湿運転について、図５を用いて説明する。
冷房運転時は、四路切換弁１２２が冷房運転切換状態になっている。また、液側閉鎖弁１２６、ガス側閉鎖弁１２７及び電動膨張弁１２４は、開状態になっており、除湿用電磁弁１４７は、閉状態になっている。

この冷媒回路の状態で、室外ユニット１０２の室外ファン１２９、圧縮機１２１及び室内ユニット１０４の室内ファン１４２を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機１２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁１２２を経由して室外熱交換器１２３に送られる。そして、室外熱交換器１２３に送られた冷媒は、室外空気を加熱して凝縮される。そして、室外熱交換器１２３において凝縮した液冷媒は、第１フィルタ１３７、電動膨張弁１２４、第２フィルタ１３８、液側閉鎖弁１２６及び液冷媒連絡配管１０５を経由して室内ユニット１０４に送られる。ここで、電動膨張弁１２４は、室外熱交換器１２３において凝縮された冷媒を極力減圧しないように全開状態になっている。そして、室内ユニット１０４に送られた液冷媒は、室内熱交換器１４１で室内空気を冷却して蒸発される。具体的には、室内ユニット１０４に送られた液冷媒は、第２熱交換部１４１ｂにおいて冷却された後（このとき、室内空気は加熱される）、除湿用電磁弁１４７に送られて減圧され、その後、第１熱交換部１４１ａにおいて蒸発される（このとき、室内空気は冷却される）。そして、室内熱交換器１４１において蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管１０６を経由して室外ユニット１０２に戻される。そして、室外ユニット１０２に戻ったガス冷媒は、ガス側閉鎖弁１２７、四路切換弁１２２及びアキュムレータ１２５を経由して、再び、圧縮機１２１に吸入される。このようにして、除湿運転が行われる。尚、室外空気及び室内空気の流れは、冷房運転時と同様であるため、説明を省略する。

＜故障検知＞
次に、上述の冷房運転、暖房運転及び除湿運転時における故障検知について、冷房運転時を例として、図５〜８を用いて説明する。ここで、図７は故障時の圧縮機の保護停止動作を示すフローチャートであり、図８は故障時の圧縮機電力の経時変化を示す図である。
冷房運転時や除湿運転時には、上述のように、正常に運転が行われる場合には、電動膨張弁１２４の出口から圧縮機１２１の吸入側に至るまでの間における冷媒配管や各種機能部品に低圧の冷媒が流れることになる。そして、この正常な冷房運転や除湿運転を維持するには、冷媒の凝縮器として機能する室外熱交換器１２３の出口から圧縮機１２１の吸入側に至るまでの間における冷媒配管や各種機能部品に不具合が生じることで、冷媒の流動抵抗が異常に大きくなってしまうような状態にはならないことが必要である。

しかし、例えば、電動膨張弁１２４や閉鎖弁１２６、１２７が故障して閉止状態になったり、除湿運転時に除湿用電磁弁１４７に詰まりが生じる等の不具合が生じると、図８に示されるように、圧縮機が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり、消費電力が小さくなるという運転特性が見られる。
そして、本実施形態の空気調和装置１０１においては、冷媒の凝縮器として機能する室外熱交換器１２３の出口から圧縮機１２１の吸入側に至るまでの間における冷媒配管や各種機能部品に不具合（以下、故障とする）が生じたことを検知するためのプログラムが室内側制御部１４６及び室外側制御部１３６に組み込まれている。次に、故障検知用プログラムのロジックについて説明する。

まず、ステップＳ１０１において、冷房運転又は除湿運転中であることを検知する。そして、この条件を満たすと判断される場合には、次のステップＳ１０２に移行し、この条件を満たさないと判断される場合には、図７に示される処理を終了する。
次に、ステップＳ１０１の条件が満たされる場合には、ステップＳ１０２において、圧縮機電力を計算する。ここで、圧縮機電力は、インバータ１３１から圧縮機１２１の圧縮機モータ１２８に供給される電力値であり、電圧・電流検出器１３３によって検出された直流電圧値と直流電流値とを用いて、次式により計算される。

圧縮機電力 ＝ 直流電圧値×直流電流値
次に、ステップＳ１０２で計算された圧縮機電力が、ポンプダウン運転が行われているかどうかを判定するための判定電力値未満であるかどうかを判断する。そして、圧縮機電力が判定電力値未満であると判断される場合には、ポンプダウン運転が行われているものとして圧縮機１２１を保護停止するためのステップ（ステップＳ１０５〜Ｓ１１１）に移行し、圧縮機電力が判定電力値以上である（すなわち、判定条件を満たさない）と判断される場合には、ステップＳ１０４に移行する。ここで、判定電力値は、故障によって圧縮機１２１が冷媒を圧縮する仕事が少なくなった状態において生じうる値に設定されている。そして、故障が生じていない状態においては、図８に示されるように、故障が生じていない状態の圧縮機電力が判定電力値よりも大きいため、ステップＳ１０４に移行することになる。

次に、ステップＳ１０４において、圧縮機１２１を保護停止するためのステップ（ステップＳ１０５〜Ｓ１１１）に移行した際に圧縮機１２１の停止時間のカウントに使用されるタイマをクリアする処理がなされて、ステップＳ１０１の処理に戻る。このため、正常な冷房運転が行われている場合においては、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０１の順に処理が繰り返されることになる。

次に、故障が生じた場合について説明する。故障が生じると、図８に示されるように、圧縮機１２１が冷媒を圧縮する仕事が少なくなるため、圧縮機電力が低下する。このため、ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２において計算された圧縮機電力が判定電力値未満になり、故障が生じたものと判断されて、ステップＳ１０５に移行することになる。ここで、判定電力値は、予め決定された固定値でもよいが、インバータ制御される圧縮機モータ１２８により駆動される圧縮機１２１においては、低い運転周波数で運転する場合に比べて高い運転周波数で運転するほうが、圧縮機１２１にかかる負荷が大きくなる傾向にあるため、運転周波数の関数としておくことが望ましい。また、圧縮機１２１にかかる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にあるため、判定電力値を室外ユニット１０２において検出される外気温度の関数にすることが望ましい。このため、本実施形態においては、判定電力値を、室外ユニット１０２において検出される圧縮機１２１の運転周波数及び外気温度センサ１３５により検出される外気温度の関数としている。このような関数として、例えば、
判定電力値 ＝ 係数Ａ×運転周波数 ＋ 係数Ｂ×外気温度 ＋ 補正値Ｃ
のような一次の多項式を用いることができる。また、このような一次の多項式でだけでなく、二次や三次等のような高次の多項式を用いて、より正確な判定電力値を計算するようにしてもよい。

次に、ステップＳ１０３の条件が満たされる場合には、ステップＳ１０５において、タイマがカウント中であるかどうかが判断される。ここで、故障が生じてから初めてこのステップＳ１０５に移行した場合やステップＳ１０４においてタイマがクリアされた後にこのステップＳ１０５に移行した場合を除いては、このステップＳ１０５の条件が満たされるため、ステップＳ１０７に移行する。一方、故障が生じてから初めてこのステップＳ１０５に移行した場合やステップＳ１０４においてタイマがクリアされた後にこのステップＳ１０５に移行した場合には、この条件が満たされないため、ステップＳ１０６に移行して、タイマのカウントが開始されることになる。

次に、ステップＳ１０７において、圧縮機１２１の停止時間を計算する。本実施形態において、停止時間の値は、圧縮機モータ１２８や他の圧縮機１２１の構成部品の損傷を防ぐという観点を考慮して決定される値であり、インバータ制御される圧縮機モータ１２８により駆動される圧縮機１２１においては、低い運転周波数で運転する場合に比べて高い運転周波数で運転するほうが、圧縮機１２１にかかる負荷が大きくなる傾向にあるため、運転周波数の関数としている。また、圧縮機１２１にかかる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にあるため、停止時間の値を室外ユニット１０２において検出される外気温度の関数にしている。すなわち、本実施形態においては、停止時間の値を、室外ユニット１０２において検出される圧縮機１２１の運転周波数及び外気温度センサ１３５により検出される外気温度の関数としている。このような関数として、例えば、
停止時間 ＝ 係数Ｄ×運転周波数 ＋ 係数Ｅ×外気温度 ＋ 補正値Ｆ
のような一次の多項式を用いることができる。また、このような一次の多項式でだけでなく、二次や三次等のような高次の多項式を用いて、より正確な停止時間を計算するようにしてもよい。

次に、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０７において計算された停止時間を経過したかどうかが判断される。ここで、停止時間が経過している場合には、ステップＳ１０９に移行して、圧縮機１２１が保護停止される。そして、本実施形態においては、圧縮機１２１が保護停止されたことをユーザー等に報知するために、室外ユニット１０２や室内ユニット１０４にＬＥＤ表示する処理がなされる（ステップＳ１１０）。

一方、ステップＳ１０８において、停止時間が経過していない場合には、ステップＳ１１１に移行して、圧縮機１２１の運転周波数又は外気温度センサ１３５により検出される外気温度が変化したかどうかが判断され、運転周波数又は外気温度に変化がないと判断された場合には、ステップＳ１０８に戻って上述と同様な処理がなされる。しかし、ステップＳ１１１において、運転周波数又は外気温度に変化があると判断された場合には、ステップＳ１０１に移行する。

そして、ステップＳ１１１からステップＳ１０１に移行した場合には、再度、ステップＳ１０１、及びステップＳ１０２の処理が行われた後に、ステップＳ１０３において、運転周波数又は外気温度が変化した条件において、故障が生じているかどうかを判定するのに適した判定電力値が再計算を行う。そして、この再計算された判定電力値と圧縮機電力とを比較して、圧縮機電力が判定電力値未満であると判断される場合には、ステップＳ１０５以降の処理に移行することになる。ここで、ステップＳ１０５においては、ステップＳ１０４においてタイマがクリアされない限り、ステップＳ１１１からステップＳ１０１に移行する前のタイマのカウントが継続された状態でステップＳ１０７に移行することになるため、ステップＳ１１１において運転周波数又は外気温度が変化することによって、ステップＳ１０７における停止時間の再計算を行ったのと同様の結果となる。

一方、ステップＳ１０３において圧縮機電力が判定電力値以上であると判断された場合には、ステップＳ１０４においてタイマがクリアされた後に、ステップＳ１０１に移行するため、結果的に、故障検知処理が最初から行われることになる。このようにして、冷房運転時や除湿運転時における故障検知処理を行うことができる。
また、暖房運転時についても、正常に運転が行われる場合には、電動膨張弁１２４の出口から圧縮機１２１の吸入側に至るまでの間における冷媒配管や各種機能部品に低圧の冷媒が流れることになる。そして、この正常な暖房運転状態を維持するには、冷媒の凝縮器として機能する室内熱交換器１４１（具体的には、第２熱交換部１４１ｂ）の出口から圧縮機１２１の吸入側に至るまでの間における冷媒配管や各種機能部品に不具合が生じることで、冷媒の流動抵抗が異常に大きくなってしまうような状態にはならないことが必要である。このため、故障検知の対象となる冷媒配管や機能部品が異なるが、冷房運転時や除湿運転時と同様の故障検知処理によって、故障検知を行うことができる。

以上のように、本実施形態の空気調和装置１０１では、圧縮機電力に基づいて圧縮機１２１を停止させるという故障検知ロジックによって、圧縮機１２１を保護することが可能である。
（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１０１には、以下のような特徴がある。

（Ａ）
本実施形態の空気調和装置１０１では、施工不良により閉鎖弁１２６、１２７が閉じた状態で運転を行ったり、冷媒配管の詰まりが生じた状態や電動膨張弁１２４、除湿用電磁弁１４７、フィルタ１３７、１３８、閉鎖弁１２６、１２７、四路切換弁１２２等の各種機能部品が故障した状態で運転を行った場合であって、そのような不具合（以下、故障とする）を生じた箇所が凝縮器として機能する室外熱交換器１２３又は室内熱交換器１４１の出口から圧縮機１２１の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品である場合には、このような故障の際に、圧縮機１２１が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性を有することを利用して、冷媒回路１１０の冷凍サイクル運転（本実施形態では、冷房運転、暖房運転又は除湿運転）中におけるインバータ１３１から圧縮機モータ１２８に供給される圧縮機電力に基づいて、凝縮器として機能する室外熱交換器１２３又は室内熱交換器１４１の出口から圧縮機１２１の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品の故障検知を行うようにしている。このように、圧縮機１２１の運転特性に基づいて故障検知を行うようにしているため、圧縮機１２１を確実に保護することができる。しかも、圧縮機１２１の圧縮機電力を使用して故障検知を行うようにしているため、商用電源の電圧変動の影響を受けにくく、また、インバータ１３１から圧縮機１２１を駆動する圧縮機モータ１２８の電力値を使用しているため、圧縮機１２１を駆動する圧縮機モータ１２８以外の電気品が消費する電力の影響を受けることもなく、故障検知の検知精度の向上にも寄与できる。

（Ｂ）
また、本実施形態においては、圧縮機電力が判定電力値未満であるかどうかを判定することにより、故障が生じているかどうかを判定するようにしている。そして、この判定電力値は、圧縮機１２１にかかる負荷に影響する傾向のある運転周波数及び外気温度の関数として演算するようにしているため、十分な圧縮機の保護を図ることができる。

（Ｃ）
さらに、本実施形態においては、故障検知後に圧縮機１２１を停止させるまでの時間についても、圧縮機１２１にかかる負荷に影響する傾向のある運転周波数及び外気温度の関数として演算するようにしているため、圧縮機の耐力に応じた停止時間を設定することができる。これにより、停止時間が長すぎたり短すぎたりすることを避けることができるようになり、十分な圧縮機の保護を図ることができる。

（４）変形例
上述の実施形態では、故障が生じているかどうかを、圧縮機電力が判定電力値未満であるかどうかを判定することによって行っているが、これに限定されず、図８に示されるように、圧縮機１２１の圧縮機電力が低下する際の変化率を用いてもよい。例えば、圧縮機１２１の圧縮機電力が低下する際の変化率が、所定の判定変化率よりも小さくなる（すなわち、圧縮機電力が低下する際の傾きが判定変化率に相当する傾きよりも急な傾斜になる）ことをもって、故障が生じているかどうかを判定することができる。

また、故障が生じているかどうかを、図８に示されるように、圧縮機１２１の圧縮機電力が低下する際の電力値の変化幅を用いてもよい。例えば、圧縮機１２１の圧縮機電力が低下する際の電力値の変化幅の絶対値（より具体的には、圧縮機電力が、故障が生じていない場合の電力値から圧縮機電力の低下が開始して一定の電力値になるまでの変化幅の絶対値）が、所定の判定変化幅よりも大きくなることをもって、故障が生じているかどうかを判定することができる。

本発明を利用すれば、室外ユニットと室内ユニットとが連絡配管を介して接続された空気調和装置において、圧縮機を確実に保護しつつ、ポンプダウン運転を行うことができる。また、施工不良や各種機能部品の故障等が生じた場合でも、圧縮機を確実に保護することができる。

本発明の第１実施形態にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である。 室外ユニットの概略の電気配線図である。 ポンプダウン運転時の動作を示すフローチャートである。 ポンプダウン運転時の圧縮機電力の経時変化を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である。 室外ユニットの概略の電気配線図である。 故障時の圧縮機の保護停止動作を示すフローチャートである。 故障時の圧縮機電力の経時変化を示す図である。

符号の説明

１、１０１ 空気調和装置
２ 室外ユニット
４ 室内ユニット
５ 液冷媒連絡配管（連絡配管）
６ ガス冷媒連絡配管（連絡配管）
１０、１１０ 冷媒回路
２１、１２１ 圧縮機
２３、１２３ 室外熱交換器（凝縮器、蒸発器）
２４、１２４ 電動膨張弁（膨張弁）
２６ 液側閉鎖弁
２７ ガス側閉鎖弁
２８、１２８ 圧縮機モータ（モータ）
３１、１３１ インバータ
４１、１４１ 室内熱交換器（蒸発器、凝縮器）

Claims (10)

1. インバータ（３１、１３１）により制御されるモータ（２８、１２８）によって駆動される圧縮機（２１、１２１）と、凝縮器（２３）（１２３、１４１）と、膨張弁（２４、１２４）と、蒸発器（４１）（１４１、１２３）と有する蒸気圧縮式の冷媒回路（１０、１１０）を備え、
   前記冷媒回路の冷凍サイクル運転中における前記インバータから前記モータに供給される圧縮機電力に基づいて、前記圧縮機を停止する、
   空気調和装置（１、１０１）。
2. 前記圧縮機電力が、所定の判定電力値未満である場合に、前記圧縮機（２１、１２１）を停止する、請求項１に記載の空気調和装置（１、１０１）。
3. 前記判定電力値は、前記圧縮機（２１、１２１）の運転周波数を考慮して演算される、請求項２に記載の空気調和装置（１、１０１）。
4. 前記判定電力値は、外気温度をさらに考慮して演算される、請求項３に記載の空気調和装置（１、１０１）。
5. 前記圧縮機電力が低下する際の電力値の変化率が、所定の判定変化率よりも小さくなった場合に、前記圧縮機（２１、１２１）を停止する、請求項１に記載の空気調和装置（１、１０１）。
6. 前記圧縮機電力の低下する際の電力値の変化幅の絶対値が、所定の判定変化幅よりも大きくなった場合に、前記圧縮機（２１、１２１）を停止する、請求項１に記載の空気調和装置（１、１０１）。
7. 前記凝縮器（１２３、１４１）の出口から前記圧縮機（１２１）の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品の故障の有無を検知する、請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和装置（１０１）。
8. 前記凝縮器（１２３、１４１）の出口から前記圧縮機（１２１）の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品の故障が検知された場合には、所定の停止時間が経過した後に、前記圧縮機（１２１）を停止する、請求項７に記載の空気調和装置（１０１）。
9. 前記停止時間は、前記圧縮機（１２１）の運転周波数を考慮して演算される、請求項８に記載の空気調和装置（１、１０１）。
10. 前記停止時間は、外気温度をさらに考慮して演算される、請求項９に記載の空気調和装置（１０１）。

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