JP2017227418A - 空気調和機および空気調和機の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の漏れを未然に防ぐことができる空気調和機および空気調和機の運転方法を提供する。
【解決手段】空気調和機１００は、制御部１１０と、フィン６２の温度Ｔ_Ｆを検出する温度センサ２０と、室外熱交換器６の冷媒温度Ｔ_Ｒを検出するデフロストサーミスタ３０と、外気温度Ｔ_Ｇを検出する外気温サーミスタ４０と、を備える。制御部１１０は、空気調和機１００の運転時に、フィン温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴを閾値ΔＴ_Ａと比較し、温度差ΔＴが閾値ΔＴ_Ａを超えた場合、伝熱管６１とフィン６２の接触部の腐食が所定以上進行したと推定し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機および空気調和機の運転方法に関する。

特許文献１には、冷媒回路の内で液冷媒が溜まる可能性があるところに配置され、上記液冷媒の温度を検出する温度センサと、圧縮機が停止しているときに上記温度センサが検出した冷媒温度が所定速度を超えて下降したときに、冷媒が漏洩していると判断する冷媒漏洩判断部を備える冷凍装置が記載されている。

特開２０００−０８１２５８号公報

しかしながら、特許文献１記載の冷凍装置では、冷媒の漏れが発生したことを検知する方法であるため、事前に冷媒の漏れが近いことを予測することはできないという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、冷媒の漏れを未然に防ぐことができる空気調和機および空気調和機の運転方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の空気調和機は、室外熱交換器の伝熱管の熱を放熱するフィンの温度を検出するフィン温度検出手段と、前記伝熱管を流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、運転時に、前記フィンの温度と前記冷媒の温度との差または比をフィンの腐食判定の閾値と比較し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、冷媒の漏れを未然に防ぐことができる空気調和機および空気調和機の運転方法を提供する。

本発明の実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す系統図である。 上記実施形態に係る空気調和機の室外機の外観を示す分解斜視図である。 上記実施形態に係る空気調和機の室外熱交換器の外観を示す図である。 上記実施形態に係る空気調和機のフィン温度測定用の温度センサの設置位置を示す斜視図である。 上記実施形態に係る空気調和機の温度センサの概略を示す図である。 上記実施形態に係る空気調和機の冷媒温度測定用のデフロストサーミスタの取付位置を示す斜視図である。 上記実施形態に係る空気調和機の冷媒温度Ｔ_Ｒ、フィンの温度Ｔ_Ｆ、温度差ΔＴ、および閾値ΔＴ_Ａを示す図である。 上記実施形態に係る空気調和機の腐食進行度の推定結果に基づく運転制御（<腐食判定に伴う運転制御１>）を示すフローチャートである。 上記実施形態に係る空気調和機の室外機の熱交換器を伝熱管の長さ方向から見た場合のフィンの平面図である。 上記実施形態に係る空気調和機の腐食進行度の推定結果に基づく運転制御（<腐食判定に伴う運転制御２>）を示すフローチャートである。 上記実施形態に係る空気調和機の外気温度Ｔ_Ｇ、フィンの温度Ｔ_Ｆ、温度差ΔＴ_２、および閾値ΔＴ_Ｂを示す図である。 上記実施形態に係る空気調和機の腐食進行度の推定結果に基づく運転制御（<腐食判定に伴う運転制御３>）を示すフローチャートである。 上記実施形態に係る空気調和機の室外熱交換器を前面から見た図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す系統図である。
図１に示すように、空気調和機１００は、熱源側で室外（非空調空間）に設置される室外機１と、利用側で室内（空調空間）に設置される室内機２とから構成され、冷媒配管３で繋がれている。
室外機１には、圧縮機４、四方弁５、室外熱交換器６、室外ファン７等が設置されており、室内機２には室内熱交換器８、膨張弁９、室内ファン１０等が設置されている。
空気調和機１００は、制御部１１０（制御手段）と、フィン６２の温度Ｔ_Ｆを検出する温度センサ２０（フィン温度検出手段）と、室外熱交換器６の冷媒温度Ｔ_Ｒを検出するデフロストサーミスタ３０（冷媒温度検出手段）と、外気温度Ｔ_Ｇを検出する外気温サーミスタ４０（外気温度検出手段）と、を備える。制御部１１０は、腐食判定の閾値を記憶する記憶部１１１（記憶手段）を備える。

制御部１１０には、温度センサ２０によるフィン６２（図３参照）の温度Ｔ_Ｆ、デフロストサーミスタ３０による室外熱交換器６の冷媒温度Ｔ_Ｒ、および外気温サーミスタ４０による外気温度Ｔ_Ｇが入力される。
制御部１１０は、運転時に、フィン６２の温度Ｔ_Ｆと冷媒の温度Ｔ_Ｒとの差ΔＴをフィン６２の腐食判定の閾値ΔＴ_Ａと比較し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する（<腐食判定に伴う運転制御１>）。具体的には、制御部１１０は、空気調和機１００の運転時に、フィン温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴを閾値ΔＴ_Ａと比較し、温度差ΔＴが閾値ΔＴ_Ａを超えた場合、伝熱管６１とフィン６２の接触部の腐食が所定以上進行したと推定して、警告、または／および、運転の停止を制御する。ここで、あらかじめ実験等により、フィン６２による犠牲防食効果が失われると推定される値を算出しておき、この推定値を閾値ΔＴ_Ａに設定しておく。上記犠牲防食効果が喪失してから伝熱管６１が腐食により貫通状態となるまでの時間は、統計的に得られている。

さらに、制御部１１０は、フィン温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴの時間変化率Ｓを算出し、フィン温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴが、閾値ΔＴ_Ａより大きく、かつ、算出した時間変化率Ｓが、所定値ＳＢよりも小さくなった場合、フィン６２の腐食が進行したと推定して、警告、または／および、運転の停止を制御する（<腐食判定に伴う運転制御２>）。

また、別の空気調和機１００の運転方法として、制御部１１０は、運転時に、フィン６２の温度Ｔ_Ｆと外気の温度Ｔ_Ｇとの差ΔＴ_２をフィン６２の腐食判定の閾値ΔＴ_Ｂと比較し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する（<腐食判定に伴う運転制御３>）。具体的には、制御部１１０は、空気調和機１００の運転時に、フィン温度Ｔ_Ｆと外気温度Ｔ_Ｇとの温度差ΔＴ_２を閾値ΔＴ_Ａと比較し、温度差ΔＴ_２が閾値ΔＴ_Ｂを超えた場合、伝熱管６１とフィン６２の接触部の腐食が所定以上進行したと推定して、警告、または／および、運転の停止を制御する。

記憶部１１１は、伝熱管６１とフィン６２の接触部の犠牲防食の進行に伴う熱伝導度の低下を示す曲線（図７参照）と、この曲線上に設けられた腐食判定のための閾値ΔＴ_Ａとを記憶する。また、記憶部１１１は、伝熱管６１とフィン６２の接触部の犠牲防食の進行に伴う熱伝導度の低下を示す第２曲線（図１１参照）と、この第２曲線上に設けられた腐食判定のための第２閾値ΔＴ_Ｂとを記憶する。

なお、制御部１１０が、上記<腐食判定に伴う運転制御１>のみを行う場合、外気温度Ｔ_Ｇの検出と、記憶部１１１の第２曲線（図９参照）および第２閾値ΔＴ_Ｂの記憶は不要である。逆に、制御部１１０が、上記<腐食判定に伴う運転制御３>のみを行う場合、冷媒温度Ｔ_Ｒの検出と、記憶部１１１の曲線（図１１参照）および閾値ΔＴ_Ａの記憶は不要である。

空気調和機１００の基本的な動作について暖房運転、冷房運転に分けて説明する。
暖房運転の場合、圧縮機４により圧縮されたガス状態の冷媒が四方弁５を介して室内熱交換器８へ流れ、室内ファン１０により発生した気流で室内空気と熱交換を行うことで冷媒はガス状態から凝縮して液状態に変化する。液状態となった冷媒は、膨張弁９を介して室外熱交換器６へと流れ、室外ファン７により発生した気流によって室外空気の熱を吸収し熱交換を行うことで、冷媒は液状態から蒸発してガス状態となり圧縮機４に流れる。

冷房運転の場合、四方弁５を切り替えることで冷媒の流れる方向が暖房運転と逆になる。圧縮機４により圧縮されたガス状態の冷媒は四方弁５を介して室外熱交換器６へと流れ込み、室外ファン７により発生した気流で室外空気に熱を放出し熱交換を行うことでガス状態から凝縮して液状態に変化する。液状態となった冷媒は、膨張弁９を介して室内熱交換器８へと流れ、室内ファン１０により発生した気流で室内空気から熱を吸収し、蒸発することでガス状態となり圧縮機４に流れる。

図２は、空気調和機１００の室外機１の外観を示す分解斜視図である。
図２に示すように、室外機１の筐体１３は、ベース１３ａ、正面板１３ｂ、天板１３ｃ、右側面板１３ｄ、および左側面板１３ｅを備える。筐体１３は、例えば鋼板に塗装を施したものを用いる。
室外機１の内部には、室外熱交換器６と、室外機１の内部を送風室と機械室に分ける仕切り板１２とが設置されている。仕切り板１２上部には、電機箱１１が配置され、電機箱１１は、仕切り板１２によって支持されている。送風室には、室外熱交換器６、送風機７、およびモータ支持材（図示省略）が配置され、機械室には、圧縮機３、四方弁（図示省略）、および膨張弁（図示省略）が配置されている。室外の空気は、送風機７によって、室外機１の背面側から吸い込まれ、室外熱交換器６を通過した後、室外機１の正面板１３ｂから吹き出される。室外熱交換器６は、左側面板１３ｄ内と室外機１の背面側を覆うように、左側面板１３ｄ内から室外機１の背面まで湾曲して配置される。

図３は、室外熱交換器６の外観を示す図である。
図３に示すように、室外熱交換器６は、内部に冷媒が流れる伝熱管６１と、伝熱管６１の外周部を覆って放熱する複数板のフィン６２と、を備える。伝熱管６１は、積層されたフィン６２内を所定パターンで折り返しながら連通するように配置される。より詳細には、伝熱管６１は、Ｕ字形状の丸管型の伝熱管６１_１〜６１_ｎを複数本用意し、各伝熱管６１_１〜６１_ｎ全てを複数板のフィン６２_１〜６２_ｍで覆った上で、各伝熱管６１_１〜６１_ｎの他方の端部をベンド管（ベンド部）で繋いで冷媒の流路を形成する。これにより、フィン６２内を、フィン６２の厚み方向の両端部で折り返すように蛇行する伝熱管６１が配置される。

図３の例では、室外機１の前面側の室外熱交換器６の一方の端面（フィン６２_１露出面）から伝熱管６１のヘアピン曲げ部６１ａが室外機１の前面側に向かって突出している。一方、室外機１の右面板側の室外熱交換器６の他方の端面（フィン６２_ｍ露出面）から各伝熱管６１_１〜６１_ｎの他方の端部が突出し、当該端部にキャップ６１ｂが取り付けられるとともに、各伝熱管６１_１〜６１_ｎの上下同士は、キャップ６１ｂを介してＵ字形状のベンド部６１ｃにより繋がれる。伝熱管６１の最上位（伝熱管６１_１）の端部と、伝熱管６１の最下位（伝熱管６１_ｎ）の端部には、冷媒の導入管・排出管（図示省略）が接続される。図３に示すように、室外熱交換器６は、伝熱管６１のヘアピン曲げ部６１ａが室外機１の前面側に向かって突出し、また伝熱管６１のベンド部６１ｃが室外機１の右側面に向かって突出している。このため、室外熱交換器６の伝熱管６１のヘアピン曲げ部６１ａやベンド部６１ｃは、フィン６２に覆われず伝熱管６１が露出した状態となっている。

室外熱交換器６は、銅や銅合金、アルミニウム合金で構成された丸管型の伝熱管６１に、アルミニウム合金で構成されたフィン６２を組み合わせて構成される。また、図示は省略するが、アルミニウム合金で構成された扁平管型の伝熱管にアルミニウム合金で構成されたフィンを組み合わせた構成でもよい。
このうち、伝熱管６１の材料にアルミニウム合金を用いた室外熱交換器６は、伝熱管６１に銅を用いた室外熱交換器６に比べ外気暴露環境における耐食性が低く、特にアルミニウムは局所的に肉厚方向へ腐食が進行する孔食という形態の腐食が発生し易く、腐食対策を施していないと孔食により伝熱管が貫通し、冷媒の漏れが発生し易い。また、アルミニウムは塩化物イオンの存在下において、例えば塩化ナトリウムが存在する環境下において孔食がより発生しやすくなる。
上述したように、室外熱交換器６は、内部に冷媒が流れる伝熱管６１を備えており、伝熱管６１が腐食によって薄肉化し貫通すると、空気調和機１００（図１参照）が機能しなくなるだけでなく、冷媒（例えばＲ３２）が外部に漏れる可能性がある。

これを防ぐ対策として、室外熱交換器６のフィン６２に、伝熱管材料の自然電位よりも低い自然電位を持つ材料で構成されるフィンを用いるという方法が挙げられる。なお、本明細書において「自然電位」とは、塩化ナトリウム−過酸化水素溶液中における、カロメル参照電極を基準とした自然電位を指すものとする。
伝熱管材料の自然電位よりも低い自然電位を持つ材料で構成されるフィンを用いることで、室外熱交換器６が腐食環境に置かれた場合に、自然電位の低いフィンが優先的に腐食し、自然電位の高い伝熱管の腐食は防止されるという現象が起こる。この現象は一般に犠牲防食と呼ばれる。

上記のように、伝熱管材料の自然電位を適切に調整することにより伝熱管６１を防食することが可能である。ところが、犠牲防食が進むとフィン６２（特に伝熱管６１との接触部）が腐食により失われ、次第に伝熱管６１とフィン６２の間に隙間が生じる。
隙間ができると伝熱管６１からフィン６２への熱伝導度が大きく低下し、熱交換効率が低下するだけでなく、犠牲防食が発生するのに必要な条件である伝熱管６１とフィン６２の電気的、イオン的な接続も失われるため、伝熱管６１の耐食性も低下してしまう。
近年は、冷媒として地球温暖化係数の低い冷媒、例えばＲ３２が用いられることが多くなっているが、冷媒の漏れが発生した時点で、空気調和機１００の性能低下、冷媒の漏れによる環境への影響等の問題が発生してしまう。このため、冷媒が漏れたことを検出するよりも、冷媒が漏れる可能性が高まったことを警告することがより好ましい。すなわち、あらかじめ冷媒の漏れを予測できた方が、空気調和機１００の使用者および環境面からより好ましい。

図４は、フィン温度測定用の温度センサ２０の設置位置を示す斜視図である。この図４は、空気調和機１００の室外機１の熱交換器６を伝熱管６１の長さ方向から見ている。
図４に示すように、複数枚のフィン６２_１〜６２_ｍ（６２）は、伝熱管６１（図示省略）の長さ方向に重ねられて配置され、図示しない伝熱管６１がこの複数枚のフィン６２_１〜６２_ｍ（以下、フィン６２という）内に通される。フィン６２は、伝熱管６１（図示省略）を通す開口部６２ａと、温度センサ２０を突き刺して取り付ける円形の開口部６２ｂと、を有する。
フィン６２には、伝熱管６１（図示省略）を差し込む場合と同様に、フィン６２_ｍ露出面の開口部６２ｂから内部に突き刺すような形で温度センサ２０が取り付けられている。フィン６２に突き刺すような形で温度センサ２０を取り付けることで、温度センサ２０は、フィン６２から脱落することなく安定してフィン６２の温度Ｔ_Ｆを測定することができる。

図５は、温度センサ２０の概略を示す図である。図５に示すように、温度センサ２０は、フィン６２の表面温度を検出する。温度センサ２０の表面の材料２１には、腐食によりフィン６２や伝熱管６１との接触が失われないような材料を選定する。例えば、犠牲防食により腐食が促進されてしまうのを防ぐために、温度センサ２０表面の材料にはフィン６２と同組成の合金や材料を用いる方法が挙げられる。

図６は、冷媒温度測定用のデフロストサーミスタ３０の取付位置を示す斜視図である。この図６は、空気調和機１００の室外機１の室外熱交換器６を伝熱管６１の長さ方向から見ている。
冷媒温度Ｔ_Ｒは、冷媒温度測定用の温度センサであるデフロストサーミスタ３０を用いて測定する。
図６に示すように、室外熱交換器６には、室外熱交換器６の霜取運転を行うかどうかを判定するための冷媒温度測定用の温度センサであるデフロストサーミスタ３０が備えられている。デフロストサーミスタ３０は、室外熱交換器６の冷媒温度Ｔ_Ｒを測定する。図６に示すように、デフロストサーミスタ３０を、温度センサ２０に近い位置の伝熱管６１に取り付けることで、伝熱管６１−フィン６２間の温度差をより正確に測定することができる。
ただし、温度センサ２０とフィン６２の接触部、または温度センサ２０と伝熱管６１の接触部が腐食により損なわれると室外熱交換器６の冷媒温度Ｔ_Ｆの値に誤差が生じる。温度センサ２０の場合と同様に、犠牲防食により腐食が促進されてしまうのを防ぐために、デフロストサーミスタ３０には、伝熱管６１と同組成の材料を用いる方法が挙げられる。

以下、上述のように構成された空気調和機１００の作用効果について説明する。
（基本的な考え方）
本実施形態は、空気調和機１００の室外機１のフィン６２の一部に温度センサ２０を取り付け、フィン６２の温度Ｔ_Ｆと室外熱交換器６の冷媒温度Ｔ_Ｒを比較することで、伝熱管６１とフィン６２との接触部の腐食進行度を推算し、腐食による伝熱管６１の貫通をあらかじめ予測する。
フィン６２に取り付ける温度センサ２０の位置は、図６の例等には限定されない。ちなみに、特に腐食環境の厳しい位置に温度センサ２０を設置した方が、最も貫通の起こりやすい位置での腐食進行度をより効果的に推算することができる。例えば、前記図３の破線で囲んだ位置Ａに温度センサ２０を設置するようにする。図３に示す位置Ａは、熱交換器６の鉛直方向下部、かつ水平方向中心部の位置であり、外気に含まれる塩分付着量が多くなりやすい位置である。

（腐食進行度推算方法）
室外熱交換器６の腐食進行度を推算する方法について説明する。
制御部１１０は、フィン６２の温度Ｔ_Ｆと室外熱交換器６の冷媒温度Ｔ_Ｒの温度差ΔＴと所定閾値ΔＴ_Ａとを比較して室外熱交換器６の腐食進行度を推定し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する。例えば、制御部１１０は、空気調和機１００の運転時に温度差ΔＴが閾値ΔＴ_Ａを上回った時に、フィン６２の腐食が進行し、伝熱管６１とフィン６２との接触が少なくなり、フィン６２による犠牲防食効果が失われたと判定する。

<腐食判定に伴う運転制御１>
図７は、冷媒温度Ｔ_Ｒ、フィンの温度Ｔ_Ｆ、温度差ΔＴ、および閾値ΔＴ_Ａを示す図である。図７の縦軸は温度差、横軸は空気調和機１００の腐食進行度の経過時間をとる。測定条件を同一とするため、定常運転時のフィン６２の温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒの温度差ΔＴを比較する。なお、冷房のときは（Ｔ_Ｆ−Ｔ_Ｒ）のΔＴはマイナス、暖房のときは（Ｔ_Ｆ−Ｔ_Ｒ）のΔＴはプラスとなる。図７では、ΔＴの絶対値で表記している。
図７に示すように、フィンの温度Ｔ_Ｆは、冷媒温度Ｔ_Ｒを基点として、時間の経過とともに緩やかに低下していく曲線であることが判明した。
ΔＴ＝ΔＴ_Ａである点Ｘ_１より左側の領域は、伝熱管６１がフィン６２により犠牲防食されている領域である。また、上記点Ｘ_１より右側の領域は、フィン６２による犠牲防食効果がなくなっている領域である。
伝熱管６１とフィン６２による犠牲防食効果が失われた場合、伝熱管６１の耐食寿命は、単純に伝熱管６１の素材の寿命に等しくなる。このため、伝熱管６１単体が大気暴露においてどの程度の寿命を持つのかを把握しておけば、腐食により伝熱管６１が貫通するまでの期間を予測することが可能になる。

例えば、「ある一定の腐食環境」において、空気調和機１００の室外機１を設置してから腐食により伝熱管６１とフィン６２の接触が失われるまでの時間をｔ_１、伝熱管６１とフィン６２の接触が失われ、伝熱管６１単体が腐食により貫通するまでの時間をｔ_２とする。制御部１１０は、この２つの時間ｔ_１，ｔ_２をあらかじめ把握している。
また、空気調和機１００の稼働開始から、フィン６２による犠牲防食効果が失われたと判定された時点までに経過した時間をｔ_０年、伝熱管６１の貫通までの残り寿命の予測値をｔ_Ｌとする。予測値ｔ_Ｌは、次式（１）で算出される。

ｔ_Ｌ＝ｔ_０×（ｔ_２／ｔ_１） …（１）

式（１）に示す予測値ｔ_Ｌを算出することで、伝熱管６１からの冷媒漏れまでの時間を予測することができる。

本腐食進行度推算方法によれば、室外機１が設置された環境が、上記「ある一定の腐食環境」よりも厳しい腐食環境、すなわちｔ_０＜ｔ_１であった場合は、ｔ_Ｌ＜ｔ_２となり、より厳しい残り寿命にあることを評価できる。逆に、上記「ある一定の腐食環境」よりも穏やかな腐食環境であった場合、すなわちｔ_０＞ｔ_１であった場合には、ｔ_Ｌ＞ｔ_２となり、より長い残り寿命であると評価できる。このように、室外機１が設置された腐食環境に応じて、柔軟に室外熱交換器６の寿命を予測することができる。

例えば、１年の余裕をもって腐食による伝熱管６１の貫通の防止を行うと考えると、残り寿命ｔ_Ｌを算出した時点から（ｔ_Ｌ−１年）の時間が経過した時点で空気調和機１００の運転を停止させることで、冷媒漏れを予め未然に防ぐことができる。

図８は、腐食進行度の推定結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する（<腐食判定に伴う運転制御１>）を示すフローチャートである。図中、Ｓはフローの各ステップを示す。本フローは制御部１１０（図１参照）の腐食判定に伴う運転制御プログラムとして所定タイミング毎に繰り返し実行される。
まず、ステップＳ１１で制御部１１０は、室外熱交換器６に設置された温度センサ２０によりフィン６２の温度Ｔ_Ｆを取得する。
ステップＳ１２では、制御部１１０は、デフロストサーミスタ３０により室外熱交換器６の冷媒温度Ｔ_Ｒを取得する。
ステップＳ１３では、制御部１１０は、記憶部１１１に格納されている腐食度判定のための閾値ΔＴ_Ａを読み出す。腐食度判定のための閾値ΔＴ_Ａは、前記図７に示すような特性を持つグラフの値である。図７に示すグラフはテーブル値として格納されており、制御部１１０は、記憶部１１１のテーブルから、温度差ΔＴに対応する閾値ΔＴ_Ａをピックアップする。

ステップＳ１４では、制御部１１０は、フィンの温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔ_Ｆ−Ｔ_Ｒ）を算出する。
ステップＳ１５では、制御部１１０は、取得したフィンの温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴが、腐食度判定のための閾値ΔＴ_Ａより大きい（ΔＴ＞ΔＴ_Ａ）か否かを判別する。
上記温度差ΔＴが閾値ΔＴ_Ａより大きい（ΔＴ＞ΔＴ_Ａ）場合、ステップＳ１６で制御部１１０は、腐食は進行していると判定して警告、または／および、運転の停止を行って本フローの処理を終了する。
上記温度差ΔＴが閾値ΔＴ_Ａ以下（ΔＴ≦ΔＴ_Ａ）場合、ステップＳ１７で制御部１１０は、腐食は進行していないと判定して通常運転を行って本フローの処理を終了する。

ここで、フィン６２の温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒの温度差ΔＴをより正確に測定するために、フィン６２に取り付けた温度センサ２０（図４参照）に最も近い伝熱管６１以外からの熱影響を防ぐように、フィン６２にスリットを入れる、もしくはフィン６２を切断してもよい。

図９は、空気調和機１００の室外機１の熱交換器６を伝熱管６１の長さ方向から見た場合のフィンの平面図である。図９（ａ）は、スリットを有するフィンの平面図、図９（ｂ）は、切断部を有するフィンの平面図である。
図９（ａ）に示すように、フィン６２Ａは、温度センサ２０に最も近い伝熱管６１_ｎとそれ以外の伝熱管６１_ｎ−１との間のフィンに隙間を形成するスリット６３を有する。スリット６３を形成することで、温度センサ２０は、伝熱管６１_ｎ−１からの熱伝導の影響を減らし、伝熱管６１_ｎからの熱伝導を測定することができる。

図９（ｂ）に示すように、フィン６２Ｂは、温度センサ２０に最も近い伝熱管６１_ｎとそれ以外の伝熱管６１_ｎ−１との間のフィンを切断する切断部６４を有する。フィン６２Ｂは、切断部６４でフィンを分割することで、温度センサ２０は、伝熱管６１_ｎ−１からの熱伝導の影響を減らし、伝熱管６１_ｎからの熱伝導を測定することができる。

<腐食判定に伴う運転制御２>
上記<腐食判定に伴う運転制御１>では、腐食進行度を予測する計算に用いる数値として、フィンの温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒの温度差ΔＴを用いる例を挙げたが、各時点における上記温度差ΔＴだけでなく、温度差ΔＴの時間変化も腐食進行度を予測するための情報として用いることができる。以下、温度差ΔＴの時間変化で腐食進行度を予測する例について説明する。
室外熱交換器６は、設置直後には伝熱管６１とフィン６２の接触面積が大きく熱伝導度も高いため、空気調和機１００の運転中におけるフィンの温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒの温度差ΔＴは小さい。時間が経過して、伝熱管６１とフィン６２との接触部の腐食が進行すると、伝熱管６１とフィン６２の接触面積が小さくなることでフィン−伝熱管間の熱伝導度が小さくなる。これに伴い、空気調和機１００の運転中における伝熱管６１とフィン６２間の温度差ΔＴが大きくなっていく。

そして、伝熱管６１とフィン６２との接触がほとんどなくなると、より腐食が進行しても熱伝導度の値が下がらなくなり、その結果、フィンの温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒの温度差ΔＴは、時間が経過してもほとんど変化しなくなる。これを利用し、フィンの温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒの温度差ΔＴの時間変化率（以後Ｓと表記する）にある閾値（以後ＳＢと表記する）を設けることで、より正確な腐食進行度の評価を可能にする。具体的には、空気調和機１００の運転時にΔＴ＞ΔＴ_Ａを満たし、かつＳ＜ＳＢを満たした場合に、フィン６２による犠牲防食効果が失われたと判定する。これにより、より正確な腐食進行度の評価が可能になる。

図１０は、腐食進行度の推定結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する（<腐食判定に伴う運転制御２>）を示すフローチャートである。図８と同じ処理には同一ステップ番号を付して重複部分の説明を省略する。
上記ステップＳ１４でフィンの温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔ_Ｆ−Ｔ_Ｒ）を算出すると、ステップＳ２１で制御部１１０は、フィンの温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒの温度差ΔＴの時間変化率Ｓを算出する。
上記ステップＳ１５で温度差ΔＴが閾値ΔＴ_Ａより大きい（ΔＴ＞ΔＴ_Ａ）場合、ステップＳ２２で制御部１１０は、時間変化率Ｓが閾値ＳＢより小さい（Ｓ＜ＳＢ）か否かを判別する。
Ｓ＜ＳＢの場合、ステップＳ１７で制御部１１０は、腐食は進行していると判定して警告、または／および、運転の停止を行って本フローの処理を終了する。
Ｓ≧ＳＢの場合、ステップＳ１６で制御部１１０は、腐食は進行していないと判定して通常運転を行って本フローの処理を終了する。

このように、空気調和機１００の運転時にΔＴ＞ΔＴ_Ａを満たし、かつＳ＜ＳＢを満たした場合に、フィン６２による犠牲防食効果が失われたと判定する。すなわち、ΔＴ＞ΔＴ_Ａであっても時間変化率Ｓが閾値ＳＢ以上の場合は、前記接触による熱伝導度の変化がある場合であり、腐食は進行していないと判定する。なお、各温度の検出タイミングによっては、一時的にΔＴ＞ΔＴ_Ａを満たしてしまう場合もあり得る。<腐食判定に伴う運転制御２>によれば、このような検出条件不適格を排除することができ、より正確な腐食進行度の評価が可能になる。

<腐食判定に伴う運転制御３>
腐食進行度を予測する計算に用いる数値として、冷媒温度Ｔ_Ｒに代えて外気温度Ｔ_Ｇを用いることも可能である。空気調和機１００は、外気温度Ｔ_Ｇを測定する外気温サーミスタ４０（図１参照）を備えている。
外気温度をＴ_Ｇとおくと、フィンの温度Ｔ_Ｆと外気温度Ｔ_Ｇの温度差ΔＴ_２は、次のようになる。空気調和機１００の運転時には、熱交換が行われているので、フィンの温度Ｔ_Ｆと外気温度Ｔ_Ｇの間には温度差ΔＴ_２が生まれる。ところが、フィン６２の腐食の進行により伝熱管６１とフィン６２との接触面積が小さくなると、熱伝導度が低下し、温度差ΔＴ_２は次第に小さくなる。制御部１１０は、温度差ΔＴ_２に所定閾値ΔＴ_Ｂを設け、空気調和機１００の運転時に、温度差ΔＴ_２が閾値ΔＴ_Ｂを下回った場合に、フィン６２による犠牲防食効果が失われたと判定する。
このように、フィンの温度Ｔ_Ｆと外気温度Ｔ_Ｇの温度差ΔＴ_２をもとに、伝熱管６１が腐食により貫通するまでの期間を予測することが可能になる。

図１１は、外気温度Ｔ_Ｇ、フィンの温度Ｔ_Ｆ、温度差ΔＴ_２、および閾値ΔＴ_Ｂを示す図である。図１１の縦軸は温度差、横軸は空気調和機１００の室外機１を設置してからの経過時間をとる。
図１１に示すように、フィンの温度Ｔ_Ｆは、時間の経過とともに緩やかに外気温度Ｔ_Ｇに近づく曲線である。
図１１に示すように、ΔＴ_２＝ΔＴ_Ｂである点Ｘ_２より左側の領域は、伝熱管６１がフィン６２により犠牲防食されている領域である。また、点Ｘ_２より右側の領域は、フィン６２による犠牲防食効果がなくなっている領域である。外気温度Ｔ_Ｇを測定するための温度センサは、一般的な空気調和機１００にはあらかじめ備わっている。このため、新たに設置する温度センサは、フィンの温度Ｔ_Ｆ測定用の温度センサ２０のみでよく、低コストで腐食進行度の評価をすることが可能である。

図１２は、腐食進行度の推定結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する（<腐食判定に伴う運転制御３>）を示すフローチャートである。本フローは制御部１１０（図１参照）の腐食判定に伴う運転制御プログラムとして所定タイミング毎に繰り返し実行される。
まず、ステップＳ３１で制御部１１０は、室外熱交換器６に設置された温度センサ２０により外気温度Ｔ_Ｇを取得する。
ステップＳ３２では、制御部１１０は、外気温サーミスタ４０（図１参照）により室外熱交換器６の冷媒温度Ｔ_Ｒを取得する。
ステップＳ３３では、制御部１１０は、記憶部１１１に格納されている腐食度判定のための閾値ΔＴ_Ｂを読み出す。腐食度判定のための閾値ΔＴ_Ｂは、前記図１１に示すような特性を持つグラフの値である。図１１に示すグラフはテーブル値として格納されており、制御部１１０は、記憶部１１１のテーブルから、温度差ΔＴ_２に対応する閾値ΔＴ_Ｂをピックアップする。

ステップＳ３４では、制御部１１０は、フィンの温度Ｔ_Ｆと外気温度Ｔ_Ｇとの温度差ΔＴ_２（ΔＴ_２＝Ｔ_Ｆ−Ｔ_Ｇ）を算出する。
ステップＳ３５では、制御部１１０は、取得したフィンの温度Ｔ_Ｆと外気温度Ｔ_Ｇとの温度差ΔＴ_２が、腐食度判定のための閾値ΔＴ_Ｂより小さい（ΔＴ_２＞ΔＴ_Ｂ）か否かを判別する。
上記温度差ΔＴ_２が閾値ΔＴ_Ｂより大きい（ΔＴ_２＞ΔＴ_Ｂ）場合、ステップＳ３６で制御部１１０は、腐食は進行していると判定して警告、または／および、運転の停止を行って本フローの処理を終了する。
上記温度差ΔＴ_２が閾値ΔＴ_Ｂ以下（ΔＴ_２≦ΔＴ_Ｂ）場合、ステップＳ３７で制御部１１０は、腐食は進行していないと判定して通常運転を行って本フローの処理を終了する。

外気温度Ｔ_Ｇを測定する外気温サーミスタ４０（図１参照）は、一般的な空気調和機１００にはあらかじめ備わっているため、新たに設置する温度センサはＴ_Ｆ測定用の温度センサ２０のみでよく、低コストで腐食進行度の評価をすることが可能である。

ここで、本実施形態では、腐食環境の厳しい熱交換器６の鉛直方向の最下部、水平方向の中心部を温度センサ２０の取り付け位置として選択している（図３の位置Ａ参照）。しかし、この部位（図３の位置Ａ参照）は、外部から流入する空気中に含まれる塩化ナトリウム等の腐食要因となる物質が付着しやすいだけでなく、ベース５０（図１３参照）に用いられる金属、特に鉄との接触が起こる可能性が高い。
フィン６２と鉄が接触した状態になると、アルミニウムの自然電位（約−０．８３Ｖ）は鉄の自然電位（約−０．５８Ｖ）を大きく下回るため、アルミニウムが鉄を犠牲防食することによりアルミニウムの腐食が過剰に促進される。その結果、伝熱管６１とフィン６２の接触面積の推定に誤差が生じ、さらに伝熱管６１の寿命を短くしてしまう可能性が高い。これは室外熱交換器６の鉛直方向下部の水平方向中心部のみならず、鉛直方向下部の全体に言えることである。

図１３は、空気調和機１００の室外熱交換器６を前面から見た図である。
図１３に示すように、室外熱交換器６下部とベース１３ａの接触は、間に樹脂部品等の絶縁性の材料６０を挟むことにより避けることが好ましい。
また、ベース５０が腐食することにより発生する水酸化鉄や酸化鉄等の腐食生成物が、風雨等により飛ばされてフィン６２に付着すると、フィン６２の腐食が促進される効果がある。このため、ベース５０と熱交換器６の間には、５ｍｍ以上の空間ができるよう、樹脂部品等の絶縁性材料６０を設置することが、より好ましい。
また、熱交換器６で発生した結露水の排水性を良好にするため、樹脂部品等の絶縁性の材料６０には親水性の高いものや親水性を高める表面処理を施した材料を使うことがより好ましい。

以上説明したように、本実施形態の空気調和機１００は、制御部１１０と、フィン６２の温度Ｔ_Ｆを検出する温度センサ２０と、室外熱交換器６の冷媒温度Ｔ_Ｒを検出するデフロストサーミスタ３０と、外気温度Ｔ_Ｇを検出する外気温サーミスタ４０と、を備える。制御部１１０の記憶部１１１は、伝熱管６１とフィン６２の接触部の犠牲防食の進行に伴う熱伝導度の低下を示す曲線（図７参照）と、この曲線上に設けられた腐食判定のための閾値ΔＴ_Ａとを記憶する。制御部１１０は、空気調和機１００の運転時に、フィン温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴを閾値ΔＴ_Ａと比較し、温度差ΔＴが閾値ΔＴ_Ａを超えた場合、伝熱管６１とフィン６２の接触部の腐食が所定以上進行したと推定し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する。

これにより、伝熱管６１とフィン６２との接触部の腐食進行度を推算することで、腐食による伝熱管６１の貫通をあらかじめ予測することができる。すなわち、あらかじめ冷媒の漏れを予測できるので、空気調和機１００の使用者および環境面からより好ましい。例えば、１年の余裕をもって腐食による伝熱管６１の貫通の防止を行うと考えると、残り寿命ｔ_Ｌを算出した時点から（ｔ_Ｌ−１年）の時間が経過した時点で空気調和機１００の運転を停止させることで、冷媒漏れを予め未然に防ぐことができる。

また、本実施形態（<腐食進行度判定２>）では、制御部１１０は、さらに、フィン温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴの時間変化率Ｓを算出し、フィン温度Ｔ_Ｆと冷媒温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴが、閾値ΔＴ_Ａより大きく、かつ、算出した時間変化率Ｓが、所定値ＳＢよりも小さくなった場合、フィン６２の腐食が進行したと推測することで、より正確な腐食進行度の評価が可能になる。

また、本実施形態（<腐食進行度判定３>）では、記憶部１１１は、伝熱管６１とフィン６２の接触部の犠牲防食の進行に伴う熱伝導度の低下を示す第２曲線（図９参照）と、この第２曲線上に設けられた腐食判定のための第２閾値ΔＴ_Ｂとを記憶する。制御部１１０は、空気調和機１００の運転時に、フィン温度Ｔ_Ｆと外気温度Ｔ_Ｇとの温度差ΔＴ_２を閾値ΔＴ_Ａと比較し、温度差ΔＴ_２が閾値ΔＴ_Ｂを超えた場合、伝熱管６１とフィン６２の接触部の腐食が所定以上進行したと推定し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する。これにより、伝熱管６１とフィン６２との接触部の腐食進行度を推算することで、腐食による伝熱管６１の貫通をあらかじめ予測することができる。また、外気温度Ｔ_Ｇを測定する外気温サーミスタ４０（図１参照）は、一般的な空気調和機１００にはあらかじめ備わっているため、低コストで腐食進行度の推算することができる。

なお、本実施形態における腐食進行度の推定は、伝熱管６１がフィン６２により犠牲防食されることを前提としているため、伝熱管６１を構成する材料の自然電位は、フィン６２を構成する材料の自然電位を上回っていなければならない。

また、本発明は、上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜その構成を変更することができる。
例えば、本実施形態では、フィン６２の温度Ｔ_Ｆと冷媒の温度Ｔ_Ｒ（または外気の温度Ｔ_Ｇ）との差を比較しているが、比を用いてもよい。フィン６２の温度Ｔ_Ｆと冷媒の温度Ｔ_Ｒの比を用いる場合、例えば、Ｔ_Ｒ／（Ｔ_Ｆ＋Ｔ_Ｒ）を所定タイミング毎に取得して蓄積し、現在値とその過去値とを比較し、比較結果が前記閾値を超えたか否かを判定する。または、Ｔ_Ｆ／（Ｔ_Ｆ＋Ｔ_Ｒ）を所定タイミング毎に取得して蓄積し、現在値とその過去値とを比較し、比較結果が前記閾値を超えたか否かを判定するものでもよい。外気温度Ｔ_Ｇについても同様にして、比を用いることができる。なお、上記比と時間は、図７や図１１のような関係をあらかじめ試験等で把握しておくことで処理する。

また、腐食判定結果に基づいて運転制御を行う場合、警告と運転の停止を併用しても、それぞれ別個に行ってもよい。一例を挙げると、前記温度差が閾値と所定以上差がない場合は、警告のみを行い、前記温度差が閾値と所定以上差がある場合は、警告と同時に運転の停止を行う態様でもよい。
また、空気調和機について説明したが、物体を低温に冷却する冷凍機、液体を冷却するチラー、水を加熱する給湯機にも適用することができる。

上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１ 室外機
２ 室内機
３ 冷媒配管
４ 圧縮機
５ 四方弁
６ 室外熱交換器
７ 室外ファン
８ 熱交換器
９ 膨張弁
１０ 室内ファン
２０ 温度センサ（フィン温度検出手段）
３０ デフロストサーミスタ（冷媒温度検出手段）
４０ 外気温サーミスタ（外気温度検出手段）
６１，６１_１〜６１_ｎ 伝熱管
６１_ｎ 温度センサに最も近い伝熱管
６１ａ ヘアピン曲げ部
６１ｂ キャップ
６１ｃ ベンド部
６２，６２_１〜６２_ｍ フィン
１００ 空気調和機
１１０ 制御部（制御手段）
１１１ 記憶部（記憶手段）
Ｔ_Ｆフィンの温度
Ｔ_Ｒ冷媒温度
Ｔ_Ｇ外気温度
ΔＴ_Ａ 閾値
ΔＴ_Ｂ 第２閾値

Claims (8)

1. 室外熱交換器の伝熱管の熱を放熱するフィンの温度を検出するフィン温度検出手段と、
   前記伝熱管を流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、
   運転時に、前記フィンの温度と前記冷媒の温度との差または比をフィンの腐食判定の閾値と比較し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする空気調和機。
2. 室外熱交換器の伝熱管の熱を放熱するフィンの温度を検出するフィン温度検出手段と、
   外気の温度を検出する外気温度検出手段と、
   運転時に、前記フィンの温度と前記外気の温度との差または比をフィンの腐食判定の閾値と比較し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする空気調和機。
3. 前記腐食判定の閾値は、前記伝熱管と前記フィンの接触部の犠牲防食の進行に伴う熱伝導度の低下に関する閾値であり、
   前記制御手段は、前記差または比が前記腐食判定の閾値を超えた場合、前記制御を行う
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記フィン温度検出手段は、
   前記室外熱交換器における最下段の伝熱管を取り囲むフィンの温度を検出する
   を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機。
5. 前記フィン温度検出手段に最も近い位置の前記伝熱管が、それ以外の前記伝熱管からの熱影響を受けないよう、前記フィンにスリットを入れる、または前記フィンを切断した
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機。
6. 前記伝熱管を構成する材料は、前記フィンを構成する材料より自然電位が高い
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機。
7. 室外熱交換器の伝熱管の熱を放熱するフィンの温度を検出する工程と、
   前記伝熱管を流れる冷媒の温度を検出する工程と、
   運転時に、前記フィンの温度と前記冷媒の温度との差または比をフィンの腐食判定の閾値と比較し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する工程と、
   を有することを特徴とする空気調和機の運転方法。
8. 室外熱交換器の伝熱管の熱を放熱するフィンの温度を検出する工程と、
   外気の温度を検出する工程と、
   運転時に、前記フィンの温度と前記外気の温度との差または比をフィンの腐食判定の閾値と比較し、その結果に基づいて警告、または／および、運転の停止を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする空気調和機の運転方法。

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