JP2018185118A

JP2018185118A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2018185118A
Application number: JP2017088027A
Authority: JP
Inventors: 貴之井関; Takayuki Izeki
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2018-11-22

Abstract

【課題】冷媒の循環がなく、かつ圧縮機運転電流がある設定された設定値以上検知すると圧縮機の配線不具合等による圧縮機の逆転運転と判断し運転を停止するように制御するが、圧縮機回転数により圧縮機の逆回転時の電流値が変化するので異常か正常かの判断はある一定の電流値では困難で低回転数で運転中は冷媒循環量が少なく冷媒の循環の有無の判断が困難であり、誤検知する可能性があった。【解決手段】圧縮機回転数と圧縮機逆転時の電流特性を設定し、該設定に対し所定範囲を設け、圧縮機が所定回転数以上で運転中に電流が前記範囲内に所定時間継続して流れ、かつ室内外空気温度と室内外熱交換器温度との各々の差温により冷媒が所定時間継続して循環していないと判断した場合機器を停止し、正常と判断した場合は機器の運転を継続しかつ電源がリセットされるまでは再度異常判定を行わないようにする。【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和装置の制御に関するものである。

従来の空気調和装置では、速度固定型の圧縮機が運転中に運転電流が所定値以上あるにもかかわらず冷媒が循環していないと判断されると、圧縮機逆回転等の不具合が発生したものと判断し、運転を停止するように制御されている。

特開２００７−１４７２２０号公報

しかしながら、圧縮機が可変容量圧縮機の場合、回転数により圧縮機の逆回転時の電流値が様々に変化するので、異常か正常かの判断を所定の電流値に対する大小で行うのは困難である。又、可変容量圧縮機の場合、低回転数で運転中は冷媒循環量が極端に少なくなり、冷媒の循環の有無による判断が困難である。又、圧縮機の配線不具合等によって生じる圧縮機モータの逆転の不具合の場合は、サービスマンにより電源リセット等が実施されない限り運転開始後の１回の判定で良く（電源がリセットされた場合はサービスマンにより配線を修正した可能性があるため）、運転開始毎の判定や運転中に継続して繰り返される判定は、却って機器の安全性や信頼性を低下させることにもなる。

前記従来の課題を解決するために本発明の空気調和装置は、可変容量圧縮機と室外熱交換器と室外送風機と四方弁と絞り装置とを有する室外機と、室内熱交換器と室内送風機とを有する室内機とを接続し、前記室外機に室外空気温度検出装置と室外熱交換器温度検出装置と前記可変容量圧縮機の回転数検出装置と電流検出装置とを設け、前記室内機に室内吸込み空気温度検出装置と室内熱交換器温度検出装置とを設け、前記運転開始後所定時間経過後、前記可変容量圧縮機の回転数と運転電流値が所定時間継続して所定範囲内にあり、かつ室外空気温度と室外熱交換器温度との差が所定温度以下の状態を所定時間継続し、かつ室内吸込み空気温度と室内熱交換器温度との差が所定温度以下の状態を所定時間継続した場合に運転を停止する制御装置を設け、電源がリセットされるまでの間に前記制御装置が行う停止動作は１度だけに限定したもので、装置の安全性や信頼性を向上することを目標とする。

本発明により本発明の空気調和装置は、圧縮機が運転中にもかかわらず冷媒が循環していないことを速やかに判断して運転を停止することにより、快適性が損なわれることを抑制することができるとともに、圧縮機の逆回転運転による圧縮機や配管の損傷を防止して信頼性を向上することができる。

本発明の実施の形態１における冷凍サイクル図本発明の実施の形態１における制御ブロック図本発明の実施の形態１にけるフローチャート本発明の実施の形態１における圧縮機回転数−圧縮機電流特性図

第１の発明は、可変容量圧縮機と室外熱交換器と室外送風機と四方弁と絞り装置とを有する室外機と、室内熱交換器と室内送風機とを有する室内機とを接続し、前記室外機に室外空気温度検出装置と室外熱交換器温度検出装置と前記可変容量圧縮機の回転数検出装置と電流検出装置とを設け、前記室内機に室内吸込み空気温度検出装置と室内熱交換器温度検出装置とを設け、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記運転開始後所定時間経過後、前記可変容量圧縮機の回転数と運転電流値が所定時間継続して所定範囲内にあり、かつ室外空気温度と室外熱交換器温度との差が所定温度以下の状態を所定時間継続し、かつ室内吸込み空気温度と室内熱交換器温度との差が所定温度以下の状態を所定時間継続した場合に運転を停止する制御装置を設け、電源がリセットされるまでの間に前記制御装置が行う停止動作は１度だけに限定したものである。

この構成をなすことにより、圧縮機誤配線（電源版交換や圧縮機交換等のサービス後の誤配線）による圧縮機逆回転により冷媒非循環状態になることによる空気調和装置の快適性の低下（冷えないや温まらないといった不具合）が回避できるとともに、圧縮機逆回転による圧縮機や配管の破損を防止でき、空気調和装置の快適性と信頼性が向上する。

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における空気調和機の冷凍サイクル図であり、図２は制御ブロック図、図３はフローチャート、図４は圧縮機回転数−圧縮機電流特性図である。

図１において、室外機１にはインバータ駆動の容量（周波数）可変形圧縮機２（以下単に圧縮機と称す）と、室外熱交換器３と、室外送風機４と、冷暖房切換用の四方弁５、絞り装置６と、室外空気温度検出装置１２が設けられる。室外熱交換器３には室外熱交換器温度検出装置１３が設けられている。

一方、室内機７には室内送風機８と、室内熱交換器９と、室内空気温度検出装置１０とが設けられていて、室内熱交換器９には室内熱交換器温度検出装置１１が設けられている。

上記構成の冷凍サイクルにおいて、冷房あるいは除湿運転時は、圧縮機２から吐出された冷媒は四方弁５を介して室外熱交換器３へと流れ、室外送風機４の駆動により室外熱交換器３で室外空気と熱交換して凝縮液化し、絞り装置６で冷媒を流量制御して室内熱交換器９で蒸発した後に、四方弁５を介して再び圧縮機２に吸入される。一方、暖房運転時は、圧縮機２から吐出された冷媒は四方弁５を介して室内熱交換器９へと流れ、室内送風機８の駆動により室内熱交換器９で室内空気と熱交換して凝縮液化し、絞り装置６で流量制御され、室外熱交換器３で蒸発した後に四方弁５を介して再び圧縮機２に吸入される。

次に図４の圧縮機回転数−圧縮機電流特性図について説明する。
圧縮機回転数Ｈｚによる圧縮機電流値Ｉは圧縮機負荷によりＩｍｉｎとＩｍａｘの間にある（冷媒が循環している場合、圧縮機２の吸入と吐出の差圧が大きいと負荷は大きくなり、圧縮機電流値Ｉは増大する傾向にあり、また内外気温や絞りによって変化する）。

また、圧縮機２への信号線の配線が製造時のミスなどで誤って逆接続された場合、圧縮機が逆転し、比較的大きな電流Ｉａが流れる。この電流は圧縮機回転数が高くなるにつれ
て増大する傾向となる。逆転時は冷媒を圧縮せず冷凍サイクル中を循環しないので、圧縮機負荷の影響は受けず、図の様な限定された特性を示す。

次に、本発明の制御の流れについて図２、３、４を用いて説明する。圧縮機２が運転を開始すると（Ｓ００）、逆転判定完了フラグのＯＮ／ＯＦＦを判断し（Ｓ０１）、ＯＮの場合は、過去に正常運転が出来ていたと判断し、運転を継続（このフラグは電源をリセットされるとリセットされる）（Ｓ０２）するが、逆転判定完了フラグがＯＦＦの場合は、圧縮機２運転開始後ある所定時間経過後（ここでは例えば１分）（Ｓ０３，Ｓ０４）、圧縮機回転数Ｈｚと圧縮機電流Ｉを検出し（Ｓ０６）、圧縮機回転数Ｈｚが圧縮機回転数設定装置１４に設定された設定値ＨｚＡとＨｚｍａｘの間にあり、その時の電流値Ｉが電流設定装置１５に設定された設定値ＩｃとＩｂの間にあり（Ｓ０７，Ｓ０８）、かつ室内空気温度Ｔｉｎと室内熱交換器温度Ｔｅとの差温Δｉｎ及び室外空気温度Ｔｏｕｔと室外熱交換器温度Ｔｃとの差温Δｏｕｔのそれぞれがある所定温度内（ここでは例えば３℃以内）を（Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３）ある所定時間継続（ここでは例えば５分）継続すると（Ｓ１４）、冷媒の循環がないのに圧縮機２の電流が高く、圧縮機２が逆転していると判断し圧縮機２を停止し異常警告を出す（Ｓ０１５）。検知途中で所定温度を外れると（Ｓ１３）、冷媒の循環があり圧縮機２は正常運転をしていると判断し逆転判定完了フラグをＯＮとし（Ｓ０９）、運転を継続する（Ｓ１０）。

圧縮機２運転開始後ある所定時間経過後（ここでは例えば１分）（Ｓ０３，Ｓ０４）非検知とする理由は、圧縮機２起動から冷媒が循環し熱交換器温度が上昇したり下降するのに時間がかかり、特に長時間停止時は冷媒が圧縮機内部に寝込み状態にあるので冷媒が循環するに要する時間がかかる。この間を非検知にしないと、圧縮機逆転による冷媒非循環と圧縮機起動直後による冷媒循環不足（時間的な遅れ）とを判別できず誤動作してしまうからである。

また、圧縮機回転数Ｈｚの下限設定値ＨｚＡは、これ以下の回転数では冷媒の循環が極端に少なくなり熱交換器の温度が上昇したり下降しづらくなり冷媒非循環の誤検知しやすくなるために設定されている。

また、圧縮機２の逆転運転は配線の誤接続が原因となるが、一度正常と判断されれば途中で誤接続に変わることがないので、正常と異常の判断は一度のみとしている。但し電源がリセットされた場合（電源遮断）、この間に圧縮機２の配線を変更している（誤配線されてしまっている）可能性があるので、再度検知する仕様としている。

これによれば、圧縮機誤配線（電源版交換や圧縮機交換等のサービス後の誤配線）による圧縮機逆回転により冷媒非循環状態になることによる空気調和装置の快適性の低下（冷えないや温まらないといった不具合）が回避できるとともに、圧縮機逆回転による圧縮機や配管の破損を防止でき、空気調和装置の快適性と信頼性が向上する。

特に、圧縮機起動後非検知時間を設けたり、電源投入後判定を１度のみに限ることにより、誤動作の心配がなくなり空気調和装置の快適性と信頼性がなお一層向上する。

以上のように本発明にかかる空気調和装置は、故障判断の精度を向上させ、機器の安全性や信頼性の向上を図ることが可能となるので、ヒートポンプを搭載した除湿機や洗濯機、ビル用マルチエアコン等の用途にも適用できる。

１室外機
２圧縮機
３室外熱交換器
４室外送風機
５四方弁
６絞り装置
７室内機
８室内送風機
９室内熱交換器
１０室内空気温度検出装置
１１室内熱交換器温度検出装置
１２室外空気温度検出装置
１３室外熱交換器温度検出装置
１４圧縮機回転数設定装置
１５電流設定装置

Claims

可変容量圧縮機と室外熱交換器と室外送風機と四方弁と絞り装置とを有する室外機と、室内熱交換器と室内送風機とを有する室内機とを接続し、前記室外機に室外空気温度検出装置と室外熱交換器温度検出装置と前記可変容量圧縮機の回転数検出装置と電流検出装置とを設け、前記室内機に室内吸込み空気温度検出装置と室内熱交換器温度検出装置とを設け、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記運転開始後所定時間経過後、前記可変容量圧縮機の回転数と運転電流値が所定時間継続して所定範囲内にあり、かつ室外空気温度と室外熱交換器温度との差が所定温度以下の状態を所定時間継続し、かつ室内吸込み空気温度と室内熱交換器温度との差が所定温度以下の状態を所定時間継続した場合に運転を停止する制御装置を設け、電源がリセットされるまでの間に前記制御装置が行う停止動作は１度だけに限定したことを特徴とする空気調和装置。