JP2011117655A

JP2011117655A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2011117655A
Application number: JP2009274747A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Furuyui; 勝美古結; Taizo Kodama; 泰三児玉
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-06-16

Abstract

【課題】部品の劣化に伴う強制的な運転停止の後でも冷媒を容易に回収することができる空気調和機を提供する。
【解決手段】室内ユニットと室外ユニットからなる空気調和機の部品の劣化を検出した場合に、通常の操作に基づく当該空気調和機の以後の通常運転を強制的に停止する。そして、冷凍サイクル内の冷媒を室外ユニットに回収するための圧縮機の運転を、上記通常とは異なる特定の操作に応じて、かつ上記強制的な運転停止にかかわらず、実行する。
【選択図】図３

Description

この発明は、室内ユニットと室外ユニットとが分離され、冷媒配管によって接続された空気調和機に関する。

家庭用の電気機器は、ユーザが気づかないうちに部品が劣化し、そのまま使用が継続されることがある。劣化する部品として、例えば、電解コンデンサの場合は電解液の蒸発による減少（ドライアップ）、電池の場合は液漏れ、絶縁部材の場合は絶縁性の低下、ベアリングの場合は磨損、モータ巻線の場合は焼付きなどがある。

このような症状を伴う部品の劣化は、動作や運転に支障を及ぼすだけでなく、安全性の面からも好ましくない。

そこで、電解コンデンサの劣化をその静電容量の低下から検出して以後の動作を強制的に停止したり（例えば特許文献１）、稼動時間または稼動回数から部品の劣化を検出して以後の運転を強制的に停止する電気機器が知られている（例えば特許文献２）。

特開２００７−２０７７０８号公報特開２００７−２８９４５３号公報

室内ユニットと室外ユニットが分離された空気調和機では、部品の劣化に伴って撤去が必要になると、冷凍サイクル中の冷媒を回収する作業が必須となる。室内ユニットと室外ユニット内の冷凍サイクル部品が冷媒配管によって接続されている空気調和機の場合、室内ユニット側の冷凍サイクル中の冷媒を室外ユニットへ回収、封入するために圧縮機の運転が必要となるが、上記のように運転が強制停止されると、圧縮機の運転ができず、冷媒の回収が不可能となる。このため、室外ユニットの冷媒配管途中にポンプとタンクを備えた冷媒回収機６０を接続し、冷媒回収機６０のポンプを運転して、冷凍サイクル内の冷媒を吸い上げなければならなくなる。この作業は、面倒で、かつ時間のかかる作業となってしまう。

この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的は、部品の劣化に伴う強制的な運転停止の後でも冷媒を簡単に回収することができる空気調和機を提供することである。

請求項１に係る発明の空気調和機は、圧縮機および室外熱交換器を有する室外ユニット、室内熱交換器を有する室内ユニット、前記圧縮機から吐出される冷媒を前記室外熱交換器および前記室内熱交換器に通して循環させる冷凍サイクルを備えたものであって、当該空気調和機の部品の劣化を検出する検出手段と、この検出手段で劣化が検出された場合に、通常の操作に基づく当該空気調和機の以後の通常運転を強制的に停止する第１制御手段と、前記通常とは異なる特定の操作に応じて、前記冷凍サイクル内の冷媒を前記室外ユニットに回収するための前記圧縮機の運転を、前記第１制御手段による強制的な運転停止にかかわらず、実行する第２制御手段と、を備える。

この発明の空気調和機によれば、部品の劣化に伴う強制的な運転停止の後でも冷媒を容易に回収することができる。

この発明の一実施形態における室内ユニットおよびワイヤレスリモコンの外観斜視図。一実施形態における冷凍サイクルの構成および制御回路の要部を示す図。一実施形態の作用を説明するためのフローチャート。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１において、１は空気調和機の室内ユニットで、壁面に取り付け固定され、上面２に吸込口３を有するとともに、突出自在な前面パネル４の内側にも吸込口（図示しない）を有し、これら吸込口から取込んだ空気を内部の室内熱交換器に通して下部の吹出口（図示しない）から吹出す。前面パネル４の内側の吸込口は、前面パネル４が前方に突出することで開放状態となり、前面パネル４が元の位置に復帰することで閉塞状態となる。

前面パネル４の下部には上記吹出口と対応する位置に上下ルーバ５が設けられており、その上下ルーバ５が図示のように閉じている場合は吹出口が閉塞され、上下ルーバ５が開くことで吹出口が開放される。

さらに、前面パネル４の下部に、受光部１０および３つの発光ダイオード（ＬＥＤ）１１，１２，１３が設けられている。発光ダイオード１１は、運転状態の報知用で、運転時に点灯し、運転停止時に消灯する。受光部１０は、運転条件設定用のワイヤレス式のリモートコントロール操作器（以下、ワイヤレスリモコンという）２０から発せられる赤外線光を受光する。ワイヤレスリモコン２０は、上面に液晶表示部および操作部を有し、その操作部からの入力情報を表わす赤外線光を発する。発光ダイオード１２は、タイマ動作の報知用で、タイマ動作時に点灯し、タイマ停止時に消灯する。発光ダイオード１３は、除霜運転の報知用で、除霜運転時に点灯し、除霜停止時に消灯する。この室内ユニット１は、屋外に設置される室外ユニットと信号線や冷媒配管１５ａ，１５ｂで接続される。

室内ユニット１は、図２に示すように、その内部に室内熱交換器５１を有している。この室内熱交換器５１は、室外ユニット３０の液側パックドバルブ（配管接続用開閉弁）４１およびガス側パックドバルブ４２を介してそれぞれ２本の冷媒配管１５ａ，１５ｂによって接続される。この配管接続により、ヒートポンプ式の冷凍サイクルが構成される。すなわち、室内ユニット１から吐出される冷媒が四方弁３２を介して室外熱交換器３３に流れる。室外熱交換器３３に流れたガス冷媒は、室外ファン３７から供給される室外空気との熱交換により、凝縮して液冷媒となり、この際、室内に吹出される冷却風によって室内冷房が実施される。この液冷媒が、膨張弁３４および上記液側パックドバルブ４１を通り、室内熱交換器５１に流れる。室内熱交換器５１に流れた液冷媒は、室内ファン５２から供給される室内空気との熱交換により、蒸発してガス冷媒となる。このガス冷媒が、上記ガス側パックドバルブ４２、上記四方弁３２、およびアキュームレータ３６を通り、圧縮機３１に吸込まれる。この冷媒の流れは冷房時のもので、暖房時は四方弁３２が切換わることにより、冷媒の流れが反対となって、室内熱交換器５１が凝縮器、室外熱交換器３３が蒸発器として機能し、室内の暖房運転が行われる。

そして、室内ユニット１に室内制御部５３が設けられ、その室内制御部５３に上記受光部１０が接続される。また、室外ユニット３０に室外制御部３８が設けられ、その室外制御部３８と室内制御部５３とが信号線３５で接続され、相互に情報をやり取りする。この室内制御部５３および室外制御部３８には、主要な機能として次の（１）〜（４）の手段が搭載される。
（１）当該空気調和機の重要な部品の劣化（または寿命切れ）を検出する検出手段。本実施形態においては、当該空気調和機の運転時間を累積し、その累積運転時間から劣化（または寿命切れ）を検出する。なお、累積運転時間を用いた劣化検出は、部品や機器の状況変化から劣化を検出しているわけではないが、対象となる部品や機器の耐用年数から累積運転時間の上限値を定めていることから、この方式も劣化の検出に含まれるものである。

（２）上記検出手段で劣化が検出された場合に、ワイヤレスリモコン２０の通常の操作に基づく当該空気調和機の以後の運転を強制的に停止する第１制御手段。

（３）上記冷凍サイクル内の冷媒を当該空気調和機の室外ユニット３０内に回収するための圧縮機３１の運転を、ワイヤレスリモコン２０の通常とは異なる特定の操作に応じて、かつ上記第１制御手段による強制的な運転停止にかかわらず、実行する第２制御手段。この運転は、実際には１回のみ、しかも継続した一定時間だけ実行する。

（４）上記第１制御手段による強制的な運転停止の後で、ワイヤレスリモコン２０の通常の操作があったとき、その操作が無効である旨を室内ユニット１における発光ダイオード１１，１２，１３の例えば同時点滅により報知する報知手段。

つぎに、図３のフローチャートを参照しながら作用について説明する。
当該空気調和機の運転時間が累積され、その累積が予め定められている所定時間に達したとき、当該空気調和機の重要な部品が劣化していると検出（判定）される（ステップ１０１のＹＥＳ）。この判定に基づき、運転中であれば、その運転が停止されるとともにワイヤレスリモコン２０の通常の操作に基づく以後の運転たとえば冷房運転、除湿運転、暖房運転、送風運転等が強制的に禁止（停止）される（ステップ１０２）。

重要な部品として、電気回路中の電解コンデンサや絶縁部材、冷凍サイクルの弁などがある。電解コンデンサの場合は劣化が進むと電解液がドライアップしたり、絶縁部材の場合は劣化が進むと絶縁性が低下したり、弁の場合は劣化が進むと冷凍サイクルから冷媒が漏れるなど、それぞれ不具合を生じてしまう。これら不具合が生じる前に、運転が強制的に停止し、以後の大きな被害を未然に阻止する。この強制停止に伴い、室内ユニット１の３つの発光ダイオード１１，１２，１３の全てが消灯する。このとき、ユーザは、ワイヤレスリモコン２０で通常の運転を指示しているにもかかわらず運転が停止したこと、しかも発光ダイオード１１，１２，１３の全てが消灯したことから、また必要に応じてマニュアル本を見ることにより、空気調和機が寿命到来による強制停止の状態にあることを察知し、当該空気調和機の修理、買い替え、廃棄などを検討開始することとなる。

買い替えや廃棄のための当該空気調和機の撤去に際しては、冷凍サイクル中の冷媒を当該空気調和機に外に回収する必要がある。圧縮機の運転ができない場合には、従来、作業員が、液側パックドバルブ４１と室内ユニット１との間にある液側パックドバルブ４１に設けられたサービスポート（図示しない）に、図２に破線で示すように、冷媒回収機６０を接続する。続いて、作業者は、液側パックドバルブ４１のポート開閉操作部を工具を用いてサービスポートを開放し、室内ユニット1への冷媒配管１５ｂの通路を閉塞する作業を行う。その後、冷媒回収機６０のポンプを運転して、冷凍サイクル中の冷媒を冷媒回収機６０内に回収する。

これに対し、本実施形態では、強制停止後も冷媒回収のための圧縮機３１の運転を可能にしている。このため、冷媒回収にあたる作業者は、液側パックドバルブ４１のポート開閉操作部を工具を用いて室内ユニット１への冷媒配管１５ｂの通路を閉塞する作業を行い、その後に圧縮機３１を運転するだけで冷媒が室外ユニット３０に回収できる。

すなわち、室内ユニット1への冷媒配管１５ｂの通路を閉塞し、冷房モードで圧縮機３１を運転すると、圧縮機３１の運転により室内ユニット１側の配管に滞留している冷媒は、圧縮機３１によって吸込まれ、室外熱交換器３３へと流れ込む。ここで、液側パックドバルブ４１の室内ユニット1への冷媒配管１５ｂは閉塞されているため、すべての冷媒は圧縮機３１の吐出口から液側パックドバルブ４１ｂの間に貯留される。現実的には、この間に大きな容積がある室外熱交換器３３にほとんどの冷媒が貯留される。そして、圧縮機３１のある程度の運転を実施し、室内ユニット１内の冷媒がすべて室外ユニットに回収されたところで、ガス側パックドバルブ４２を操作して冷媒配管１５ａへの通路を閉じるとともに圧縮機３１を停止すれば、室内ユニット１側にあった冷媒はすべて室外ユニット３０内に回収できる。この後、両パックドバルブ４１，４２から冷媒配管１５ａ，１５ｂを取り外せば、冷媒を室外ユニット３０に回収した状態で室内ユニット１と室外ユニット３０が分離でき、家屋からの取り外しが可能となる。

強制停止中に冷媒回収を行うために圧縮機３１を運転させるにはワイヤレスリモコン２０の特定の操作を行う。特定の操作は、冷媒回収を業務とする作業員のみが知っている操作であり、マニュアル等には記載していないため、一般のユーザは知ることができない。また、使用者が容易に操作してしまうことができないよう、特定の操作は、通常ありえない２つの釦の長期間の同時押し等の操作法が考えられる。

強制停止中にワイヤレスリモコン２０が操作され（ステップ１０３のＹＥＳ）、その操作が通常とは異なる冷媒回収のための特定の操作であれば（ステップ１０４のＹＥＳ）、冷媒回収運転の実行を確認するためのフラグｆが“０”かどうか判定される（ステップ１０５）。フラグｆが“０”であれば（ステップ１０５のＹＥＳ）、冷媒回収運転が実行される（ステップ１０６）。すでに説明したように、特定の操作を行う前に、作業者は、事前に液側パックドバルブ４１を操作して室内ユニット1への冷媒配管１５ｂの通路を閉塞しておく。ここで、四方弁３２が冷房時の流路に設定された状態で圧縮機３１が起動される。これにより、室内熱交換器５１、室内ユニット１とガス側パックドバルブ４２との間の冷媒配管１５ａ、冷媒配管１５ｂに存する冷媒が圧縮機３１に吸込まれ、その吸込み冷媒が圧縮機３１から吐出される。吐出された冷媒は、高圧側配管、室外熱交換器３３、膨張弁３４に存する冷媒と共に、室外ユニット３０内に収容される。

この冷媒回収運転の実行に伴い、室内ユニット１の３つの発光ダイオード１１，１２，１３が順次に点灯する（ステップ１０７）。これにより、冷媒回収運転の実行の旨が作業員に報知される。また、冷媒回収運転の実行に伴い、上記フラグｆが“１”にセットされるとともに（ステップ１０８）、タイムカウントｔが開始され（ステップ１０９）、そのタイムカウントｔと一定時間たとえば５分とが比較される（ステップ１１０）。

ワイヤレスリモコン２０での作業員による停止操作がないまま（ステップ１１１のＮＯ）、タイムカウントｔが一定時間１０分に達すると（ステップ１１０のＹＥＳ）、冷媒回収運転が停止されるとともに全ての発光ダイオード１１，１２，１３が消灯されて当該空気調和機が全停止となる（ステップ１１２）。一定時間は、冷媒回収に十分な時間であり、冷凍サイクルの冷媒封入量等を考慮して適宜に予め定められている。

熟練の作業員であれば、室内ユニット１とガス側パックドバルブ４２との間のガス側配管に手を触れてその配管温度の変化を感じながら、冷媒回収の進捗状況を察知することも可能である。このような作業員が一定時間１０分内にワイヤレスリモコン２０で停止操作を行った場合も（ステップ１１０のＮＯ、ステップ１１１のＹＥＳ）、上記同様に全停止となる（ステップ１１２）。なお、作業員は室外ユニット３０側に回収した冷媒が室内ユニット１側に戻ることがないよう、圧縮機３１を停止する前にガス側パックドバルブ４２の室内側配管４２の流路を締めることが望ましいが、圧縮機３１がロータリー式である場合には、圧縮機３１が停止してもすぐに圧縮側の冷媒が吸込み側に戻ることはないので、それほど時間をおかなければ、圧縮機３１を停止後にガス側パックドバルブ４２の冷媒配管１５ａの流路を締めてもよい。

このように、部品の劣化に伴う強制的な運転停止の後でも、冷媒回収運転を実行できて、冷凍サイクル中の冷媒を室外ユニット３０に確実に回収することができる。

この後、両パックドバルブ４１，４２から冷媒配管１５ａ，１５ｂを取り外せば、冷媒を室外ユニット３０に回収した状態で室内ユニット１と室外ユニット３０が分離でき、家屋から当該空気調和機の取り外しが可能となる。そのあと、室内ユニット１と室外ユニット３０は、リサイクル工場に移送され、リサイクル工場にて室外ユニット３０に封入された冷媒は適切に回収される。

部品が劣化した空気調和機は極力運転を行わないことが望ましいが、このような冷媒回収運転は短時間であること、熟練した作業者がその場にいる状態で実施することから、問題は生じない。また、全停止の後、冷媒回収のための特定の操作が再度行われた場合（ステップ１０３のＹＥＳ、ステップ１０４のＹＥＳ）は、すでに１回目の冷媒回収運転でフラグｆが“１”にセットされている（ステップ１０８）ので、２回目の冷媒回収運転は実行されない。これにより、部品が劣化した空気調和機における圧縮機の運転が極力防止できる。

なお、本実施形態では冷媒回収運転を1回に制限したが、何らかの手違いで冷媒回収運転に失敗する可能性を見越して3回程度までは冷媒回収運転を許容するように設定しておいてもよい。

一方、強制停止中にワイヤレスリモコン２０が操作されても（ステップ１０３のＹＥＳ）、その操作が特定の操作でなく、ユーザによる通常の操作であれば（ステップ１０４のＮＯ）、室内ユニット１の３つの発光ダイオード１１，１２，１３が同時に点滅する（ステップ１１３）。ユーザは、この同時点滅を見ることにより、当該空気調和機が強制停止の状態にあること、よって今の操作が無効であることを容易に察知することができる。ひいては、ユーザからの誤った保守の依頼を防ぐことができる。

なお、上記実施形態では、部品の劣化を運転時間の累計から検出する構成としたが、部品の劣化時の症状をセンサで直接的に検出する構成としてもよい。例えば、電解コンデンサの電解液の減少をセンサで直接的に検出することが可能である。また、冷媒回収のための特定の操作については、ワイヤレスリモコン２０で行う場合を例に説明したが、それに限らず、作業員が携帯する専用の操作器を空気調和機の制御器に接続して指令する方法でもよい。さらに、強制停止中にワイヤレスリモコン２０の通常の操作があった場合にその操作が無効ある旨を室内ユニット１の３つの発光ダイオード１１，１２，１３により報知したが、ワイヤレスリモコン２０との双方向通信が可能な場合は、操作が無効である旨をワイヤレスリモコン２０の表示部で案内表示してもよい。

その他、この発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。全ての構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

１…室内ユニット、４…前面パネル、５…上下ルーバ、１０…受光部、１１，１２，１３…発光ダイオード（ＬＥＤ）、１５ａ，１５ｂ…冷媒配管、２０…ワイヤレスリモコン（操作器）、３０…室外ユニット、３１…圧縮機、３２…四方弁、３３…室外熱交換器、３４…膨張弁、３５…信号線、３６…アキュームレータ、３７…室外ファン、３８…室外制御部、４１…液側パックドバルブ、４２…ガス側パックドバルブ、５１…室内熱交換器、５２…室内ファン、５３…室内制御部

Claims

圧縮機および室外熱交換器を有する室外ユニット、室内熱交換器を有する室内ユニット、前記圧縮機から吐出される冷媒を前記室外熱交換器および前記室内熱交換器に通して循環させる冷凍サイクルを備えた空気調和機において、
当該空気調和機の部品の劣化を検出する検出手段と、
この検出手段で劣化が検出された場合に、通常の操作に基づく当該空気調和機の以後の通常運転を強制的に停止する第１制御手段と、
前記通常とは異なる特定の操作に応じて、前記冷凍サイクル内の冷媒を前記室外ユニットに回収するための前記圧縮機の運転を、前記第１制御手段による強制的な運転停止にかかわらず、実行する第２制御手段と、
を備えることを特徴とする空気調和機。
前記検出手段は、当該空気調和機の運転時間を累積し、その累積から当該空気調和機の部品の劣化を検出することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
前記第２制御手段は、前記冷凍サイクル内の冷媒を前記室外ユニットに回収するための前記圧縮機の運転を、１回のみ実行することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
前記第１制御手段による強制的な運転停止の後で前記通常の操作があったとき、その操作が無効である旨を報知する報知手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。