JP2012137231A

JP2012137231A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2012137231A
Application number: JP2010289368A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kobayashi; 貴之小林; Mitsuhiro Kamata; 充博鎌田; Takehiko Nitta; 武彦新田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-07-19

Abstract

【課題】正確に冷凍サイクルの不具合を検出し、確実に圧縮機の保護を行うことができる空気調和機を提供すること。
【解決手段】本発明の空気調和機は、圧縮機と、室内熱交換器と、電子膨張弁と、室外熱交換器と、室内熱交換器へ送風する室内送風ファンと、室外熱交換器へ送風する室外送風ファンと、室内熱交換器の温度を検知する室内熱交換器温度検出手段と、室外熱交換器の温度を検知する室外熱交換器温度検出手段と、室温を検出する室温検出手段とを備え、圧縮機の運転を開始してから所定時間経過したときに室内熱交換器と室温との温度差が所定温度以内のときに圧縮機の運転を停止し、室内熱交換器と室温との温度差が所定温度以上のときであって、室内送風ファンが停止している場合は、室外熱交換器の温度変化を検出し、室外熱交換器の温度変化が所定以内であれば、圧縮機の運転を停止する保護制御を、圧縮機の初回起動時のみ行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機を保護する空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機の制御方法には、圧縮機の運転が開始されてから所定時間経過した後に、室温と室内熱交換器の中間部の温度を検出して、検出した室温と室内熱交換器温度との温度差が所定温度以内の時に冷媒が流れていないと判断し、圧縮機を停止する保護制御がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−０９０５８２号公報

しかしながら、前記従来の空気調和機の保護制御は、例えば、設置時に弁を開く作業を忘れた場合、冷風防止のため室内送風ファンを停止し、室温が低い状態で、室内熱交換器の温度が上昇し、冷媒が流れていないにもかかわらず、室温と室内熱交換器の温度に温度差が生じてしまい、冷媒が流れていると誤って判断してしまうという課題を有していた。

これは、何らかの冷凍サイクル上において不具合があり、圧縮機からの吐出冷媒が室内機までは流れるが、室外機へは流れない場合などが考えられ、室内送風ファンが停止していることによって、さらに排熱が行われず、室温と室内熱交換器の温度に差が生じてしまうことに起因する。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、室温が低い場合であっても、正確に冷凍サイクルの不具合を検出し、確実に圧縮機の保護を行うことができる空気調和機を提供することを目的とする。

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、圧縮機と、室内熱交換器と、電子膨張弁と、室外熱交換器と、室内熱交換器へ送風する室内送風ファンと、室外熱交換器へ送風する室外送風ファンと、室内熱交換器の温度を検知する室内熱交換器温度検出手段と、室外熱交換器の温度を検知する室外熱交換器温度検出手段と、室温を検出する室温検出手段とを備え、圧縮機の運転を開始してから所定時間経過したときに室内熱交換器と室温との温度差が所定温度以内のときに圧縮機の運転を停止し、室内熱交換器と室温との温度差が所定温度以上のときであって、室内送風ファンが停止している場合は、室外熱交換器の温度変化を検出し、室外熱交換器の温度変化が所定以内であれば、圧縮機の運転を停止する保護制御を、圧縮機の初回起動時のみ行なうことにより、確実に冷凍サイクルの不具合を検出し、かつ、快適性を損なうことを防止することができる。

本発明は、室温が低い場合であっても、正確に冷凍サイクルの不具合を検出し、確実に圧縮機の保護を行うことができる空気調和機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図同実施の形態１における空気調和機の圧縮機の保護制御のフローチャート

第１の発明の空気調和機は、少なくとも、圧縮機と、室内熱交換器と、電子膨張弁と、室外熱交換器と、室内熱交換器へ送風する室内送風ファンと、室外熱交換器へ送風する室外送風ファンと、室内熱交換器の温度を検知する室内熱交換器温度検出手段と、室外熱交換器の温度を検知する室外熱交換器温度検出手段と、室温を検出する室温検出手段とを備え、圧縮機の運転を開始してから所定時間経過したときに室内熱交換器と室温との温度差が所定温度以内のときに圧縮機の運転を停止し、室内熱交換器と室温との温度差が所定温度以上のときであって、室内送風ファンが停止している場合は、室外熱交換器の温度変化を検出し、室外熱交換器の温度変化が所定以内であれば、圧縮機の運転を停止する保護制御を、圧縮機の初回起動時のみ行なうことにより、確実に冷凍サイクルの不具合を検出し、かつ、快適性を損なうことを防止することができる。

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、この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図である。図１に示すように、本発明の空気調和機は、室外に設置する室外機１と、室内に設置する室内機１３とを冷媒配管５および冷媒配管６で接続することによって構成される。

次に、室外機１の構成について説明する。本実施の形態１における室外機１は、筐体の内部に、冷媒を圧縮する圧縮機２と、冷媒流路を切り替える四方弁７と、外気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器３と、冷媒を減圧する電子膨張弁８と、室外熱交換器３へ送風し冷媒と空気との熱交換を促進する室外送風ファン４とを少なくとも備える。

さらに、室外熱交換器３の温度を検出する室外熱交換器温度検出手段９と、外気温度を検出する外気温度検出手段１０と、圧縮機２の吐出側には吐出冷媒温度を検知する吐出温度検出手段２０とを備え、それぞれサーミスタ等の温度を検知できる装置によって構成される。

次に、室内機１３の構成について説明する。本実施の形態１における室内機１３は、筐体の内部に、室内空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器１５と、室内熱交換器１５へ送風し冷媒と室内空気との熱交換を促進する室内送風ファン１４とを少なくとも備える。

さらに、室内熱交換器１５の温度を検出する室内熱交換器温度検出手段１６と、室温を検出する室温検出手段１７とを備え、それぞれサーミスタ等の温度を検知できる装置によって構成される。

なお、図１に示すように、点線矢印は冷房運転時の冷媒の流れ方向を示し、実線矢印は暖房運転時の冷媒の流れ方向を示す。同様に、四方弁７の点線は冷房運転時の冷媒の流路を示し、実線矢印は暖房運転時の冷媒の流路を示す。

また、室外機１の側面に設けた配管取付口には、室内機１３と接続される冷媒配管５および６を取り付けるための二方弁１１および三方弁１２が設けられている。通常、空気調和機の設置業者は、空気調和機を設置した際に冷媒配管５および６を接続後、二方弁１１および三方弁１２を開く作業を行なう必要がある。

しかしながら、二方弁１１および三方弁１２を開き忘れ、正常に空調運転ができない場
合がある。そこで、本実施の形態では冷凍サイクル上に何らかの異常が発生していることを確実に検出し、圧縮機の運転を停止して、圧縮機の保護を行なっている。以下、本実施の形態１における圧縮機の保護制御について説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における圧縮機の保護制御のフローチャートである。まず、ステップＳＰ０１において運転を開始する。そして、ステップＳＰ０２で吐出温度検出手段２０で検出される温度が、ある所定の温度Ｔｏ（例えば、１００℃）よりも低いかどうかを判断する。このときの所定の温度とは、圧縮機の保護をする必要がある高温の上限温度とし、圧縮機の性能によって一義的に決定されるものではない。

ステップＳＰ０２で吐出温度検出手段２０で検出される温度が、所定の温度Ｔｏよりも高ければステップＳＰ０３で圧縮機２を停止する。また、ステップＳＰ０２で吐出温度検出手段２０で検出される温度が、所定の温度Ｔｏよりも低ければステップＳＰ０４へ進む。

ステップＳＰ０４では、圧縮機２の運転を開始後、所定時間Ｌｓが経過したかどうかを判断する。このときの所定時間Ｌｓとは、冷媒が安定するための時間を設定し、空気調和機の構成によって異なり、本実施の形態における空気調和機の場合は、実験的に算出した時間を設定している。例えば、本実施の形態の場合は、冷房運転の場合は５分とし、暖房運転の場合は１５分としている。

そして、ステップＳＰ０４で圧縮機２の運転を開始してから所定時間Ｌｓが経過したかどうかを判断しており、所定時間Ｌｓを経過していなければステップＳＰ０２へ戻り、所定時間Ｌｓを経過していればステップＳＰ０５へ進む。

ステップＳＰ０５では、室温検出手段１７で検出される室温と、室内熱交換器温度検出手段１６で検出される室内熱交換器温度とを比較し、その温度差を算出している。そして温度差が、所定の温度Ｔｓ（例えば、４℃）よりも低いかどうかを判断する。このときの所定の温度Ｔｓとは、システムの構成によって異なり実験的に算出されるもので予め設定された温度であり、一義的に決定されるものではない。なお、本実施の形態では４℃としている。

また、ステップＳＰ０５では、室内熱交換器の温度と室温との温度差の絶対値が、所定の温度Ｔｓの範囲内かどうかを判断している。もし、ステップＳＰ０５で温度差の絶対値が所定の温度Ｔｓの範囲内であれば、ステップＳＰ０６へ進み、冷媒が流れていないと判断し、圧縮機２の運転を停止する。また、温度差が所定の温度Ｔｓ以上を検出した場合であっても、室内送風ファンが駆動していないために単に温度差が発生しているだけかもしれないため、ステップＳＰ０７で室内送風ファン１４が駆動しているかどうかを判断している。

ステップＳＰ０７で室内送風ファン１４が駆動している場合にはステップＳＰ０８へ進み、通常運転と判断する。しかしながらステップＳＰ０７で室内送風ファン１４が駆動していない場合は、ステップＳＰ０９へ進み、室外熱交換器温度検出手段９で検出された室外熱交換器の温度を記憶する。

次に、ステップＳＰ１０では、室外送風ファン４を停止もしくは微風として次のステップへ進む。これによって、室外熱交換器３における温度変化が付く方向となるため、正常であれば確実に温度変化を検出することができる。

ステップＳＰ１１では、室外熱交換器温度検出手段９で検出される温度と、ステップＳ
Ｐ０９で記憶した室外熱交換器の温度との差を比較し、所定の温度Ｔｇ（例えば、４℃）以上の変化があったかどうかを判断する。このときの所定の温度Ｔｇとは、システムの構成によって異なり実験的に算出されるもので予め設定された温度であり、一義的に決定されるものではない。なお、本実施の形態では４℃としている。

そして、ステップＳＰ１１で室外熱交換器温度の温度変化が、所定の温度Ｔｇ以上の変化があった場合は、ステップＳＰ１３へ進み、通常運転となるが、所定の温度Ｔｇ以内の変化である場合は、ステップＳＰ１２へ進む。

そして、ステップＳＰ１２ではステップＳＰ１０で室外送風ファン４を停止もしくは微風運転としてから所定時間Ｌｇが経過したかどうかを判断している。このときの所定時間Ｌｇとは、実験的に算出した時間を予め設定しており、本実施の形態の場合は、４分としている。

ステップＳＰ１２では、所定時間Ｌｇが経過していなければステップＳＰ１１へ戻り、所定時間Ｌｇが経過した場合は、ステップＳＰ１４へ進み、圧縮機２を停止し、再起動は行なわない。なお、ステップＳＰ０３、ステップＳＰ０６、ステップＳＰ１４において圧縮機２を停止する際は、室外機１もしくは室内機１３に表示器等を設けておき、エラーコード等を表示するようにしてもよい。その場合、サービスマン等への認識を促すことができ、サービス性を向上させることができる。

また、この制御は、圧縮機２の初回起動時のみ行なうことにより、二方弁１１もしくは三方弁１２の開け忘れや、膨張弁の詰まりといった初期不良の判断をすることができ、設置初回以降は判定を行わず通常の運転を継続するため、室外送風ファン４の停止というような通常の空調運転とは異なる判定動作を行わないことで、快適性を損なうことを防止することができる。

また、室外機には、各種構成部品を駆動したり、温度情報を収集する室外機制御装置２１を有し、マイクロコンピュータおよびその周辺回路で構成される。そして、室外機制御装置２１には、閉塞検知の情報を記憶する３箇所の記憶領域Ａ、記憶領域Ｂ、記憶領域Ｃを有する。

図２に示す閉塞検知のフローチャートが正常に終了、すなわちステップＳＰ０８、もしくはステップＳＰ１３になると、記憶領域Ａ、記憶領域Ｂ、記憶領域Ｃの３箇所に数十ｍｓ周期で順番にデータを書き込んでいく。このとき、１箇所のみの記憶領域であった場合は、誤ってデータを書き込んでしまうことがあるため、正常に判断することができない。そのため、本実施の形態では３箇所の記憶領域に順番に書き込んでいくという方式としている。

そして、３箇所に記憶した履歴を元に、次回の運転時に閉塞検知が正常に終了したかどうかを確認し、履歴があれば、次回の運転以降に保護制御は行わない。なお、この履歴は初期化可能に構成されており、例えば、空気調和機の移設時などに履歴を初期化することによって、再度、保護制御を実施することができる。

以上のように、本実施の形態では、空気調和機を設置した際に冷凍サイクルに異常がないかどうかを精度良く判断することができる。

以上のように本発明は、空気調和機をはじめ冷凍サイクルを用いる産業機器、製品等の用途に使用できる。

１室外機
２圧縮機
３室外熱交換器
４室外送風ファン
７四方弁
８電子膨張弁
９室外熱交換器温度検出手段
１０外気温度検出手段
１１二方弁
１２三方弁
１３室内機
１４室内送風ファン
１５室内熱交換器
１６室内熱交換器温度検出手段
１７室温検出手段

Claims

少なくとも、圧縮機と、室内熱交換器と、電子膨張弁と、室外熱交換器と、前記室内熱交換器へ送風する室内送風ファンと、前記室外熱交換器へ送風する室外送風ファンと、室内熱交換器の温度を検知する室内熱交換器温度検出手段と、前記室外熱交換器の温度を検知する室外熱交換器温度検出手段と、室温を検出する室温検出手段とを備え、前記圧縮機の運転を開始してから所定時間経過したときに前記室内熱交換器と室温との温度差が所定温度以内のときに前記圧縮機の運転を停止し、前記室内熱交換器と室温との温度差が所定温度以上のときであって、前記室内送風ファンが停止している場合は、前記室外熱交換器の温度変化を検出し、前記室外熱交換器の温度変化が所定以内であれば、前記圧縮機の運転を停止する保護制御を、前記圧縮機の初回起動時のみ行なうことを特徴とした空気調和機。