JP2008064331A - 逆相検知装置、それを備えた空気調和装置、及び、逆相検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】逆相防止リレー等の電気回路部品の追加を抑えつつ、空気調和装置において、三相交流電源に接続されるモータの逆相接続を検知できるようにする。
【解決手段】逆相検知装置は、モータと、逆相判定手段とを備えている。モータは、三相交流電源に接続されており、空気調和装置の構成機器の一部である被モータ駆動機器を駆動する。逆相判定手段は、空気調和装置の冷媒回路内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量に基づいて、モータが三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、逆相検知装置及び逆相検知方法、特に、空気調和装置において、三相交流電源に接続されるモータの逆相検知装置及び逆相検知方法に関する。

従来より、空気調和装置の構成機器の一部である圧縮機として、三相交流電源に接続されたモータによって駆動されるものがある。このような圧縮機においては、三相交流電源とモータとが誤配線されて各相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の接続順序がずれてしまう、いわゆる逆相接続が生じる場合がある。このような逆相接続が生じると、モータが逆回転してしまうことから、これを防止するために、空気調和装置においては、特許文献１に示されるように、三相交流電源の逆相接続を検知してモータへの通電を禁止する逆相防止リレーを設けるようにしている。
特開２００２−４２６２４号公報

上述のような逆相防止リレーを設けることによって、圧縮機を駆動するモータの逆回転を防ぐことができるが、逆相防止リレーを必要とするため、コストアップが生じている。

また、空気調和装置の構成機器の一部である送風ファンにおいても、送風ファンを駆動するモータの逆回転を防ぐために、圧縮機を駆動するモータと同様、逆相防止リレーを設けることもできるが、この場合にも、逆相防止リレーの追加によるコストアップが生じてしまう。

このように、空気調和装置において、構成機器の一部である圧縮機や送風ファン等の被モータ駆動機器を駆動するモータの三相交流電源への逆相接続を防ぐために、逆相防止リレー等の電気回路部品を設けると、これによるコストアップが生じてしまうという問題がある。

本発明の課題は、逆相防止リレー等の電気回路部品の追加を抑えつつ、空気調和装置において、三相交流電源に接続されるモータの逆相接続を検知できるようにすることにある。

第１の発明にかかる逆相検知装置は、モータと、逆相判定手段とを備えている。モータは、三相交流電源に接続されており、空気調和装置の構成機器の一部である被モータ駆動機器を駆動する。逆相判定手段は、空気調和装置の冷媒回路内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量に基づいて、モータが三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定する。

この逆相検知装置では、空気調和装置の冷媒回路内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量に基づいて、モータが三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定するようにしているため、逆相防止リレー等の電気回路部品の追加を抑えつつ、空気調和装置において、三相交流電源に接続されるモータの逆相接続を検知できる。

第２の発明にかかる逆相検知装置は、第１の発明にかかる逆相検知装置において、被モータ駆動機器は、構成機器の一部である熱交換器に空気を送るための送風ファンである。逆相判定手段は、熱交換器の上流側における空気の温度である吸入空気温度と、熱交換器の下流側における空気の温度である吹出空気温度との温度差を、運転状態量として使用している。

被モータ駆動機器としての送風ファンを駆動するモータが三相交流電源に接続されるものである場合には、逆相接続が生じると、モータが逆回転して、送風ファンも逆回転することになる。このとき、送風ファンの型式にもよるが、モータが逆回転した場合であっても、ある程度の風量が確保されるため、逆相接続が生じていることがわからない場合がある。このように、送風ファンを駆動するモータに逆相接続が生じた状態において、空調運転を継続すると、空調能力が不足した状態になってしまうことになる。これに対して、従来のように、逆相防止リレー等の電気回路部品を設けると、これによるコストアップが生じてしまう。

そこで、この逆相検知装置では、逆相接続されているかどうかを判定するために使用する運転状態量として、熱交換器の上流側における空気の温度である吸入空気温度と、熱交換器の下流側における空気の温度である吹出空気温度との温度差を用いて、送風ファンを駆動するモータが三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定することで、三相交流電源に接続される送風ファンのモータの逆相接続を検知できるようにしている。

例えば、吸入空気温度と吹出空気温度との温度差が異常に大きい場合には、送風ファンの実際の風量が小さい状態になっていると考えられるため、第３の発明にかかる逆相検知装置のように、逆相判定手段は、温度差が、モータが三相交流電源に正常に接続されている場合に得られる温度差に基づいて設定されたしきい温度差よりも大きい場合に、モータが三相交流電源に逆相接続されているものと判定することができる。

尚、ここでいう温度差は、熱交換器が空気を冷却する運転を行う場合においては、吸入空気温度から吹出空気温度を減算することによって求められるものであり、熱交換器が空気を加熱する運転を行う場合においては、吹出空気温度から吸入空気温度を減算することによって求められるものである。

第４の発明にかかる逆相検知装置は、第３の発明にかかる逆相検知装置において、モータは、回転数を可変することが可能である。しきい温度差は、モータの回転数によって変化する送風ファンの風量に関係づけられた形で設定されている。

送風ファンを駆動するモータは、回転数を可変することが可能であるため、モータが三相交流電源に正常に接続されている場合であっても、モータの回転数によって送風ファンの風量が変化することになる。そうすると、しきい温度差も送風ファンの風量に応じて設定しないと、送風ファンを駆動するモータが三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定する際に、誤判定を生じるおそれがある。

そこで、この逆相検知装置では、しきい温度差をモータの回転数によって変化する送風ファンの風量に関係づけられた形で設定することで、誤判定が生じないようにしている。

第５の発明にかかる逆相検知装置は、第３又は第４の発明にかかる逆相検知装置において、構成機器には、運転容量を可変することが可能な圧縮機が含まれている。しきい温度差は、圧縮機の運転容量に関係づけられた形で設定されている。

空気調和装置の構成機器には、運転容量を可変することが可能な圧縮機が含まれているため、冷媒回路内を循環する冷媒の流量や熱交換器内を流れる冷媒の流量は、圧縮機の運転容量によって変化することになる。そして、熱交換器内を流れる冷媒の流量が変化すると、熱交換器における冷媒と空気との交換熱量も変化することになるため、しきい温度差も圧縮機の運転容量に応じて設定しないと、送風ファンを駆動するモータが三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定する際に、誤判定を生じるおそれがある。

そこで、この逆相検知装置では、しきい温度差を圧縮機の運転容量に関係づけられた形で設定することで、誤判定が生じないようにしている。

第６の発明にかかる空気調和装置は、第１〜第５の発明のいずれかにかかる逆相検知装置を備えている。

この空気調和装置では、空気調和装置の冷媒回路内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量に基づいて逆相接続を検知することが可能な逆相検知装置を備えているため、逆相防止リレー等の電気回路部品の追加を抑えることができる。

第７の発明にかかる逆相検知方法は、三相交流電源に接続されたモータによって駆動される被モータ駆動機器を備えた空気調和装置において、モータが三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定する逆相検知方法であって、空気調和装置の冷媒回路内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量に基づいて、モータが三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定する。

この逆相検知方法では、空気調和装置の冷媒回路内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量に基づいて、モータが三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定するようにしているため、逆相防止リレー等の電気回路部品の追加を抑えつつ、空気調和装置において、三相交流電源に接続されるモータの逆相接続を検知できる。

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６及び第７の発明では、逆相防止リレー等の電気回路部品の追加を抑えつつ、空気調和装置において、三相交流電源に接続されるモータの逆相接続を検知できる。

第２及び第３の発明では、逆相防止リレー等の電気回路部品の追加を抑えつつ、空気調和装置において、三相交流電源に接続される送風ファンのモータの逆相接続を検知できる。

第４の発明では、しきい温度差をモータの回転数によって変化する送風ファンの風量に関係づけられた形で設定することで、誤判定が生じないようにしている。

第５の発明では、しきい温度差を圧縮機の運転容量に関係づけられた形で設定することで、誤判定が生じないようにしている。

以下、図面に基づいて、本発明にかかる逆相検知装置及び逆相検知方法の実施形態について説明する。

（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明にかかる逆相検知装置及び逆相検知方法が採用された一実施形態としての空気調和装置１の概略構成図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、室内の冷房等を行う装置である。

空気調和装置１は、いわゆるセパレートタイプの空気調和装置であり、主として、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とを接続する冷媒連絡管６、７とを備えており、蒸気圧縮式の冷媒回路１０を構成している。

＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、室外に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成する室外側冷媒回路１０ａを備えている。この室外側冷媒回路１０ａは、主として、室外熱交換器２１を有している。

室外熱交換器２１は、例えば、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からなり、室外空気を熱源として、高圧冷媒の冷却器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２１の出口は、冷媒連絡管６を介して室内ユニット４（より具体的には、後述の膨張機構４１）に接続されており、室外熱交換器２１の入口は、冷媒連絡管７を介して室内ユニット４（より具体的には、後述の圧縮機４３の吐出側）に接続されている。また、室外ユニット２は、本実施形態において、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２１において冷媒と熱交換させた後に、ユニット外に排出するための室外ファン２２を備えている。この室外ファン２２は、室外ファン用モータ２３によって駆動されるように構成されている。この室外ファン２２としては、本実施形態において、軸流ファンの一種であるプロペラファンが使用されている。

また、室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する室外ファン２２等の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、メモリ等を有しており、室内ユニット４の室内側制御部５６（後述）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。

＜室内ユニット＞
室内ユニット４は、室内に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成する室内側冷媒回路１０ｂを備えている。この室内側冷媒回路１０ｂは、主として、膨張機構４１と、室内熱交換器４２と、圧縮機４３とを有している。

膨張機構４１は、主として、室外ユニット２の室外熱交換器２１において冷却された冷媒の減圧を行うために、冷媒連絡管６を介して室外熱交換器２１の出口に接続された電動膨張弁である。

室内熱交換器４２は、例えば、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からなり、低圧冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却する熱交換器である。室内熱交換器４２の入口は、膨張機構４１に接続されており、室内熱交換器４２の出口は、圧縮機４３の吸入側に接続されている。また、室内ユニット４は、本実施形態において、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器４２において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン４５を備えている。この室内ファン４５は、室内ファン用モータ４６によって駆動されるように構成されている。この室内ファン４５としては、本実施形態において、遠心ファンの一種であるシロッコファンが使用されている。

圧縮機４３は、低圧冷媒を吸入し、圧縮して高圧冷媒として吐出する機能を有する容積式圧縮機であり、圧縮機用モータ４４によって駆動されるように構成されている。本実施形態において、圧縮機４３は密閉型圧縮機であり、圧縮機用モータ４４は圧縮機４３のケーシング内に内蔵されている。この圧縮機４３としては、本実施形態において、スクロール型の圧縮要素が使用されている。そして、圧縮機４３の吸入側は、室内熱交換器４２の出口に接続されており、圧縮機４３の吐出側は、冷媒連絡管７を介して室外ユニット２の室外熱交換器２１の入口に接続されている。

また、室内ユニット４には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室内ユニット４には、ユニット内に吸入される室内空気の温度（以下、吸入空気温度Ｔｉとする）を室内熱交換器４２の上流側において検知する吸入空気温度センサ４７と、ユニット外に吹き出される室内空気の温度（以下、吹出空気温度Ｔｏとする）を室内熱交換器４２の下流側において検知する吹出空気温度センサ４８とが設けられている。また、室内ユニット４は、室内ユニット４を構成する圧縮機４３や室内ファン４５等の各部の動作を制御する室内側制御部５６を備えている。この室内側制御部５６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、室外ユニット２の室外側制御部３６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。

以上のように、この空気調和装置１では、室外側冷媒回路１０ａと、室内側冷媒回路１０ｂと、冷媒連絡管６、７とが接続されて、蒸気圧縮式の冷媒回路１０が構成されている。

また、室内側制御部５６と室外側制御部３６とによって、空気調和装置１の制御装置８が構成されている。この制御装置８には、図２に示されるように、各種センサ（本実施形態においては、吸入空気温度センサ４７や吹出空気温度センサ４８）が検知した運転状態量（温度値等）に対応する信号を取り込むことができるようになっている。これらの信号は、制御装置８において、空気調和装置１の運転制御を行うために使用される。ここで、図２は、空気調和装置１の制御装置８の制御ブロック図（室内側制御部５６及び室外側制御部３６については、制御装置８としてまとめて図示）である。

そして、本実施形態において、圧縮機用モータ４４は、図２に示されるように、三相交流電源５１に接続されたインバータ装置４９を介して電力の供給を受けて駆動されるようになっている。このため、圧縮機４３は、圧縮機用モータ４４の回転数を可変することによって、運転容量を可変することが可能になっている。また、本実施形態において、室内ファン用モータ４６は、図２に示されるように、三相交流電源５１に接続されたインバータ装置５０を介して電力の供給を受けて駆動されるようになっている。このため、室内ファン４５は、室内ファン用モータ４６の回転数を可変することによって、風量を可変することが可能になっている。また、本実施形態において、室外ファン用モータ４６は、図２に示されるように、図示しない電磁接触器等を介して三相交流電源５１に接続されており、直結駆動されるようになっている。

（２）空気調和装置の動作
＜空気調和装置の基本動作＞
次に、空気調和装置１の基本動作について、図１を用いて説明する。

圧縮機４３、室内ファン４５及び室外ファン２２を起動すると、低圧冷媒は、室内ユニット４において、圧縮機４３に吸入されて圧縮されて高圧冷媒となる。その後、高圧冷媒は、冷媒連絡管７を経由して室外ユニット２に送られ、室外熱交換器２１において、室外ファン２２によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却される。

そして、室外熱交換器２１において冷却された高圧冷媒は、冷媒連絡管６を経由して室内ユニット４に送られる。この室内ユニット４に送られた高圧冷媒は、膨張機構４１によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器４２に送られ、室内熱交換器４２において、室内ファン４５によって供給される室内空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して低圧冷媒となる。この室内熱交換器４２において加熱された低圧冷媒は、再び、圧縮機４３に吸入される。

ここで、圧縮機４３の運転容量や室内ファン４５の風量は、制御装置８からの制御指令によって、室内ユニット４における冷房負荷等の条件に応じて、適宜変更されるようになっている。

＜逆相検知＞
上述の基本動作を行うことが可能な空気調和装置１においては、構成機器の一部である被モータ駆動機器として、圧縮機用モータ４４によって駆動される圧縮機４３と、室内ファン用モータ４６によって駆動される室内ファン４５と、室外ファン用モータ２３によって駆動される室外ファン２２とがあり、図２に示されるように、三相交流電源５１から電力の供給を受けて駆動されるようになっている。このような構成においては、三相交流電源５１と各モータ４４、４６、２３とが正常に接続されること、すなわち、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の接続順序がずれてしまう、いわゆる逆相接続を生じることなく接続されることを前提として、上述の基本動作が行われるものである。

しかし、逆相接続が生じると、各モータ４４、４６、２３が逆回転してしまい、圧縮機用モータ４４では、圧縮機４３の圧縮要素の型式がスクロール型であることから、冷媒を吸入し圧縮した後に吐出するという動作そのものが行われなくなり、室内ファン用モータ４６では、室内ファン４５がシロッコファンであることから、送風の方向は正常接続時と同じであるものの、実際の風量が正常接続時における風量よりも小さくなり、室外ファン用モータ２３では、室外ファン２２がプロペラファンであることから、送風の方向が正常接続時と逆向きになるという問題が生じることになる。そして、これらの逆相接続に起因する問題のうち、室内ファン用モータ４６の逆相接続については、室内ファン４５の風量が正常接続時における風量よりも小さくなることに起因して、空調能力（ここでは、冷房能力）が不足ぎみの状態（すなわち、空調の利き具合が悪い状態）になるものの、一応、上述の基本動作が実行されることから、この問題が生じていることを発見しにくい。

そこで、本実施形態においては、制御装置８が室内ファン用モータ４６の逆相接続を検知するための逆相検知装置として機能することで、冷媒回路１０内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量に基づいて、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されているかどうかを判定するようにしている。

以下、室内ファン用モータ４６の逆相接続を検知する方法及び動作について、図１〜図３を用いて説明する。図３は、本発明の逆相検知装置及び逆相検知方法の実施形態を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、制御装置８が温度差演算手段として機能することで、吸入空気温度Ｔｉと吹出空気温度Ｔｏとの温度差ΔＴを演算する。本実施形態において、温度差ΔＴは、吸入空気温度Ｔｉから吹出空気温度Ｔｏを減算することによって求められるものであり、また、本実施形態において、室内熱交換器４２は室内空気を冷却する機能を有しているため、室内熱交換器４２が室内空気を冷却する機能を果たす限りにおいて、温度差ΔＴは、正の値になる。

また、ステップＳ１においては、制御装置８がファン風量演算手段として機能することで、室内ファン４５の風量Ｗを演算する。本実施形態において、室内ファン用モータ４６は、回転数Ｎｆ又は周波数Ｆｆを可変することによって、室内ファン４５の風量Ｗを変化させることが可能になっている。そして、室内ファン４５の風量Ｗは、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されている場合には、室内ファン４５の静圧設定Ｐｆ（この値は、室内ファン４５の設置条件・構造等によって決まる装置定数）及び回転数Ｎｆの関数式Ｗ＝ｈｆ（Ｐｆ、Ｎｆ）として表され、回転数Ｎｆが大きくなるにつれて、風量Ｗが大きくなる傾向にある。ここで、回転数Ｎｆは、制御装置８からインバータ装置５０に対する指令する回転数、又は、これに対応する周波数の逆数であり、室内ファン用モータ４６において実測された回転数ではない。このため、下記の説明において、室内ファン４５の風量Ｗという場合には、上述の関数式によって演算された値をいうものとする。尚、室内ファン４５の風量Ｗを演算するための関数式は、上述のものに限られるものではなく、他の変数をさらに追加したものであってもよいし、回転数Ｎｆを風量Ｗと等価なものとして扱うようにしてもよい。

さらに、ステップＳ１においては、制御装置８が圧縮機容量演算手段として機能することで、圧縮機４３の運転容量Ｇを演算する。本実施形態において、圧縮機用モータ４４は、回転数Ｎｃ又は周波数Ｆｃを可変することによって、圧縮機４３の運転容量Ｇを変化させることが可能になっている。そして、圧縮機４３の運転容量Ｇは、圧縮機用モータ４４が三相交流電源５１に正常に接続されている場合には、回転数Ｎｃの関数式Ｗ＝ｈｇ（Ｎｃ）として表され、回転数Ｎｃが大きくなるにつれて、運転容量Ｇが大きくなる傾向にある。ここで、回転数Ｎｃは、制御装置８からインバータ装置４９に対する指令する回転数、又は、これに対応する周波数の逆数であり、圧縮機用モータ４４において実測された回転数ではない。尚、圧縮機４３の運転容量Ｇを演算するための関数式は、上述のものに限られるものではなく、他の変数をさらに追加したものであってもよいし、回転数Ｎｃ以外の変数を使用してもよい。

次に、ステップＳ２〜Ｓ４において、制御装置８が逆相判定手段として機能することで、温度差ΔＴがしきい温度差ΔＴｓよりも大きい状態が、所定時間ｔｓ以上継続するかどうかを判定し（ステップＳ２）、このステップＳ２の条件を満たす場合には、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されているものとみなし（ステップＳ３）、逆に、ステップＳ２の条件を満たさない場合には、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されているものとみなして、運転を継続する（ステップＳ４）。

ここで、しきい温度差ΔＴｓは、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されている場合に得られる温度差に基づいて設定された値である。以下、しきい値ΔＴｓについて、詳細に説明する。

まず、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されている場合であって、室内ファン４５の風量Ｗ（すなわち、回転数Ｎｆ）が一定で、かつ、圧縮機４３の運転容量Ｇ（すなわち、回転数Ｎｃ）が一定である場合においては、室内熱交換器４２を通過する室内空気の流量がある流量範囲内で安定し、かつ、冷媒回路１０内を循環する冷媒の流量や熱交換器４２、２１内を流れる冷媒の流量がある流量範囲内で安定することになるため、室内熱交換器４２における室内空気と冷媒との交換熱量もある熱量範囲内で安定し、その結果、温度差ΔＴもある温度差の範囲内で安定することになる。

しかし、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されている場合には、上述のように、回転数Ｎｆが室内ファン用モータ４６において実測された回転数ではないことから、見かけ上、上述の関数式によって演算された室内ファン４５の風量Ｗは一定になるが、実際には、室内ファン用モータ４６の逆回転が生じており、室内ファン４５の実際の風量は、上述の関数式によって演算された室内ファン４５の風量Ｗよりも小さい値になる。そうすると、温度差ΔＴは、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されている場合における温度差の範囲よりも、大きな値を示すようになる。

そこで、本実施形態においては、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されている場合における温度差の範囲に基づいて、しきい温度差ΔＴｓが設定されている。例えば、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されている場合における温度差の範囲の上限値をしきい温度差ΔＴｓとして設定しておき、ステップＳ１において得られた温度差ΔＴの値がしきい温度差ΔＴｓよりも大きい状態が、所定時間ｔｓ以上継続するかどうかを判定することによって、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されているもの判定することができる。ここで、しきい温度差ΔＴｓや所定時間Ｔｓは、制御装置８に設定されている。

また、本実施形態では、室内ファン４５が室内ファン用モータ４６の回転数Ｎｆを可変することによって風量を変更することが可能になっているため、室内ファン用モータ４６が三相交流電源に正常に接続されている場合であっても、室内ファン用モータ４６の回転数Ｎｆによって上述の関数式によって演算される室内ファン４５の風量Ｗが変化することになる。そうすると、しきい温度差ΔＴｓも室内ファン４５の風量Ｗに応じて設定しないと、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されているかどうかを判定する際に、誤判定を生じるおそれがある。そこで、本実施形態においては、しきい温度差ΔＴｓを室内ファン用モータ４６の回転数Ｎｆによって変化する室内ファン４５の風量Ｗに関係づけられた形で設定することで、誤判定が生じないようにしている。例えば、制御装置８からインバータ装置５０に指令される回転数Ｎｆが大きくなる（これによって、上述の関数式によって演算される風量Ｗも大きくなる）につれて、実際の室内ファン４５の風量が大きくなる場合には、風量Ｗが大きくなるにつれて、しきい温度差ΔＴｓが小さくなるような関数式等によって関連づけるようにすることができる。

さらに、本実施形態では、運転容量Ｇを可変することが可能な圧縮機４３が含まれているため、冷媒回路１０内を循環する冷媒の流量や室内熱交換器４２内を流れる冷媒の流量は、圧縮機４３の運転容量Ｇによって変化することになる。そして、室内熱交換器４２内を流れる冷媒の流量が変化すると、室内熱交換器４２における冷媒と空気との交換熱量も変化することになるため、しきい温度差ΔＴｓも圧縮機４３の運転容量Ｇに応じて設定しないと、室内ファン４５を駆動する室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されているかどうかを判定する際に、誤判定を生じるおそれがある。そこで、本実施形態においては、しきい温度差ΔＴｓを圧縮機４３の運転容量Ｇに関係づけられた形で設定することで、誤判定が生じないようにしている。例えば、制御装置８からインバータ装置４９に指令される回転数Ｎｃが大きくなり、これによって、上述の関数式によって演算される運転容量Ｇも大きくなるにつれて、しきい温度差ΔＴｓが大きくなるような関数式等によって関連づけるようにすることができる。

次に、ステップＳ３において、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されているものとみなされた場合には、ステップＳ５において、図２に示される警報装置９によって逆相接続が検知されたことを報知するようにしている。

（３）本実施形態の逆相検知装置、それを備えた空気調和装置、及び、逆相検知方法の特徴
本実施形態の逆相検知装置、それを備えた空気調和装置、及び、逆相検知方法には、以下のような特徴がある。

（Ａ）
本実施形態の逆相検知装置及び逆相検知方法では、空気調和装置１の冷媒回路１０内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量に基づいて、空気調和装置１の構成機器の一部である被モータ駆動機器（本実施形態では、送風ファンの一つである室内ファン４５）を駆動するモータ（本実施形態では、室内ファン用モータ４６）が三相交流電源５１に逆相接続されているかどうかを判定するようにしているため、逆相防止リレー等の電気回路部品の追加を抑えつつ、空気調和装置１において、三相交流電源５１に接続されるモータの逆相接続を検知できるようになっている。

そして、本実施形態では、被モータ駆動機器としての送風ファン（本実施形態では、室内ファン４５）を駆動するモータ（本実施形態では、室内ファン用モータ４６）が三相交流電源５１に接続されるものである場合には、逆相接続が生じると、室内ファン用モータ４６が逆回転して、室内ファン４５も逆回転することになる。このとき、本実施形態のように、室内ファン４５としてシロッコファンのような遠心ファンを使用している場合には、室内ファン用モータ４６が逆回転した場合であっても、ある程度の風量が確保されるため、逆相接続が生じていることがわからない場合がある。このように、室内ファン４５を駆動する室内ファン用モータ４６に逆相接続が生じた状態において、空調運転（本実施形態では、冷房運転）を継続すると、空調能力（本実施形態では、冷房能力）が不足した状態になってしまうことになる。これに対して、従来のように、逆相防止リレー等の電気回路部品を設けると、これによるコストアップが生じてしまう。

そこで、本実施形態の逆相検知装置及び逆相検知方法では、逆相接続されているかどうかを判定するために使用する運転状態量として、熱交換器（本実施形態では、室内熱交換器４２）の上流側における空気の温度である吸入空気温度Ｔｉと、室内熱交換器４２の下流側における空気の温度である吹出空気温度Ｔｏとの温度差を用いて、室内ファン４５を駆動する室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されているかどうかを判定することで、三相交流電源５１に接続される室内ファン４５の室内ファン用モータ４６の逆相接続を検知できるようにしている。

例えば、吸入空気温度Ｔｉと吹出空気温度Ｔｏとの温度差ΔＴが異常に大きい場合には、室内ファン４５の実際の風量が小さい状態になっていると考えられるため、本実施形態のように、温度差ΔＴが、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されている場合に得られる温度差に基づいて設定されたしきい温度差ΔＴｓよりも大きい場合に、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されているものと判定することができる。

尚、ここでいう温度差ΔＴは、本実施形態における空気調和装置１が室内熱交換器４２において空気を冷却する運転を行うもの、すなわち、冷房運転を行うものであるため、吸入空気温度Ｔｉから吹出空気温度Ｔｏを減算することによって求めるようにしているが、本実施形態とは異なり、空気調和装置が冷房運転だけでなく暖房運転を行うことができる形態であって、上述の逆相検知を暖房運転時に行う場合、すなわち、室内熱交換器４２において空気を加熱する運転を行う場合においては、吹出空気温度Ｔｏから吸入空気温度Ｔｉを減算することによって求めるようにすればよい。

（Ｂ）
また、室内ファン４５を駆動する室内ファン用モータ４６が、回転数Ｎｆを可変することが可能である場合には、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されている場合であっても、室内ファン用モータ４６の回転数Ｎｆによって室内ファン４５の風量Ｗが変化することになる。

そうすると、しきい温度差ΔＴｓも室内ファン４５の風量Ｗ（すなわち、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されている場合の風量）に応じて設定しないと、室内ファン４５を駆動する室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されているかどうかを判定する際に、誤判定を生じるおそれがある。

そこで、本実施形態の逆相検知装置及び逆相検知方法では、しきい温度差ΔＴｓを室内ファン用モータ４６の回転数Ｎｆ（すなわち、制御装置８からインバータ装置５０に指令される回転数又はこれに対応する周波数）によって変化する室内ファン４５の風量Ｗ（室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されている場合における風量）に関係づけられた形で設定することで、誤判定が生じないようにしている。

尚、本実施形態とは異なり、室内ファン用モータ４６として、一定の回転数で回転するものが採用される場合には、しきい温度差ΔＴｓを室内ファン４５の風量Ｗに関係づける必要はなくなるため、本実施形態におけるステップＳ２の判定処理が簡略化されるとともに、ステップＳ１における送風ファン４５の風量Ｗの演算も不要となる。

（Ｃ）
また、運転容量を可変することが可能な圧縮機４３が含まれている場合には、冷媒回路１０内を循環する冷媒の流量や室内熱交換器４２内を流れる冷媒の流量は、圧縮機４３の運転容量によって変化することになる。

そうすると、室内熱交換器４２内を流れる冷媒の流量が変化すると、室内熱交換器４２における冷媒と空気との交換熱量も変化することになるため、しきい温度差ΔＴｓも圧縮機４３の運転容量Ｇに応じて設定しないと、室内ファン４５を駆動する室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に逆相接続されているかどうかを判定する際に、誤判定を生じるおそれがある。

そこで、本実施形態の逆相検知装置及び逆相検知方法では、しきい温度差ΔＴｓを圧縮機４３の運転容量Ｇに関係づけられた形で設定することで、誤判定が生じないようにしている。

尚、本実施形態とは異なり、圧縮機４３として一定容量で運転するものが採用される場合には、しきい温度差ΔＴｓを圧縮機４３の運転容量Ｇに関係づける必要はなくなるため、本実施形態におけるステップＳ２の判定処理が簡略化されるとともに、ステップＳ１における圧縮機４３の運転容量Ｇの演算も不要となる。

（４）変形例
上述の実施形態では、ステップＳ３において、室内ファン用モータ４６が三相交流電源５１に正常に接続されているものとみなした場合には、ステップＳ５において、警報装置９によって逆相接続が検知されたことを報知し、かつ、運転を継続するようにしているが、警報装置９によって逆相接続が検知されたことを報知するとともに、空気調和装置１の運転を停止するようにしてもよい。

（５）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（Ａ）
上述の実施形態においては、室内ユニットに圧縮機が設けられた、いわゆるリモートコンデンサタイプの空気調和装置に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、他のタイプの空気調和装置に本発明を適用してもよい。

（Ｂ）
上述の実施形態においては、室内ファンを駆動する室内ファン用モータに本発明を適用した例を説明したが、室外ファンの型式にもよるが、例えば、室外ファンとして遠心ファンを使用するような場合には、室外ファンを駆動する室外ファン用モータに本発明を適用してもよい。この場合には、室外熱交換器の上流側と下流側との温度差に基づいて、逆相接続されているかどうかを判定することになる。また、圧縮機の型式にもよるが、例えば、圧縮機としてレシプロ型の圧縮機を使用するような場合には、圧縮機を駆動する圧縮機用モータに本発明を適用してもよい。

本発明を利用すれば、逆相防止リレー等の電気回路部品の追加を抑えつつ、空気調和装置において、三相交流電源に接続されるモータの逆相接続を検知することができる。

本発明にかかる逆相検知装置及び逆相検知方法が採用された一実施形態としての空気調和装置の概略構成図である。 空気調和装置の制御ブロック図である。 本発明の逆相検知装置及び逆相検知方法の実施形態を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 空気調和装置
８ 制御装置
２１ 室外熱交換器
２２ 室外ファン
２３ 室外ファン用モータ
４２ 室内熱交換器
４３ 圧縮機
４４ 圧縮機用モータ
４５ 室内ファン
４６ 室内ファン用モータ
４７ 吸入空気温度センサ
４８ 吹出空気温度センサ
５１ 三相交流電源

Claims (7)

1. 三相交流電源に接続されており、空気調和装置の構成機器の一部である被モータ駆動機器を駆動するモータと、
   前記空気調和装置の冷媒回路内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量に基づいて、前記モータが前記三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定する逆相判定手段と、
   を備えた逆相検知装置。
2. 前記被モータ駆動機器は、前記構成機器の一部である熱交換器に空気を送るための送風ファンであり、
   前記逆相判定手段は、前記熱交換器の上流側における空気の温度である吸入空気温度と、前記熱交換器の下流側における空気の温度である吹出空気温度との温度差を、前記運転状態量として使用している、
   請求項１に記載の逆相検知装置。
3. 前記逆相判定手段は、前記温度差が、前記モータが前記三相交流電源に正常に接続されている場合に得られる温度差に基づいて設定されたしきい温度差よりも大きい場合に、前記モータが前記三相交流電源に逆相接続されているものと判定する、請求項２に記載の逆相検知装置。
4. 前記モータは、回転数を可変することが可能であり、
   前記しきい温度差は、前記モータの回転数によって変化する前記送風ファンの風量に関係づけられた形で設定されている、
   請求項３に記載の逆相検知装置。
5. 前記構成機器には、運転容量を可変することが可能な圧縮機が含まれており、
   前記しきい温度差は、前記圧縮機の運転容量に関係づけられた形で設定されている、
   請求項３又は４に記載の逆相検知装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の逆相検知装置を備えた空気調和装置。
7. 三相交流電源に接続されたモータによって駆動される被モータ駆動機器を備えた空気調和装置において、前記モータが前記三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定する逆相検知方法であって、
   前記空気調和装置の冷媒回路内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量に基づいて、前記モータが前記三相交流電源に逆相接続されているかどうかを判定する、
   逆相検知方法。

Images