JP2503743B2 - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、四路切換弁により冷暖房サイクルを切換え
るようにした空気調和装置の運転制御装置に係り、特に
高圧の印加による四路切換弁の故障防止対策に関する。

（従来の技術） 従来より、例えば特開平１−147270号公報に開示され
る如く、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧弁及び利用側熱
交換器を順次接続してなる冷媒回路を備え、かつ冷媒回
路の冷暖房サイクルを可逆に切換える四路切換弁を備え
た空気調和装置において、高圧側圧力が設定値以上に達
すると、高圧異常信号（停止信号）を出力し、空気調和
装置の運転を停止させることにより、空気調和装置を保
護するようにしたものは公知の技術である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来のもののように、高圧側圧力の過
上昇により空気調和装置を異常停止させる場合、誤検知
を防止するために、一度の高圧異常信号で直ぐに停止さ
せるのではなく、何回か高圧異常信号が出力されるまで
異常停止を待機させるいわゆるリトライ機能が設けられ
ている場合がある。すなわち、高圧異常は、センサの誤
作動によっても生じることがあり、特に空気調和装置の
運転直後にはセンサの特性が安定していないので、誤作
動を起こす場合がある。したがって、このようなリトラ
イ機能を設けることにより、異常停止回数を低減させる
ことができる。

しかるに、冷媒回路において、例えば空気調和装置の
取付け時や、補修時等に閉鎖弁等が閉じられていると、
冷媒の循環が行われないので、当然に高圧は過上昇して
高圧異常信号が出力されるが、上記のようなリトライ機
能を設けたものでは、四路切換弁に何回も高圧が作用す
ることになる。そして、四路切換弁の弁体がこのような
高圧の印加を何回も受ける結果、四路切換弁が故障する
虞れが生じるという問題があった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、閉鎖弁等の閉鎖起因する真の高圧異常信号とセ
ンサの異常に起因する高圧異常信号とを区別しうる手段
を講ずることにより、不必要な異常停止を防止しなが
ら、信頼性の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の解決手段は、第１図
に示すように、圧縮機（１）、熱源側熱交換器（３）、
減圧弁（５）及び利用側熱交換器（６）を順次接続し、
かつ冷媒の循環方向を正逆サイクルに切換える四路切換
弁（２）を設けてなる冷媒回路（９）を備えた空気調和
装置を前提とする。

そして、空気調和装置の運転制御装置として、空気調
和装置の運転中、上記冷媒回路（９）の高圧側圧力を検
出して高圧側圧力が上限値以上に達すると停止信号を出
力する高圧異常検出手段（HPS）と、該高圧異常検出手
段（HPS）からの停止信号を受け、高圧側圧力を低下さ
せて運転を再開させる復帰処理を行うとともに、他から
停止信号を受けるまでの間に所定回数以上受けたときに
空気調和装置を異常停止させるよう制御する異常処理手
段（51）と、上記高圧異常検出手段（HPS）からの停止
信号を受けた後直ちに異常停止信号が解除されたときに
は、上記異常処理手段（51）の制御を強制的に停止させ
て、空気調和装置をすぐに異常停止させるよう制御する
強制停止手段（52）とを設ける構成としたものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、空気調和装置の運転
中に、高圧側圧力が過上昇すると、高圧異常検出手段
（HPS）によりそれが検出され、装置を異常停止させる
よう指令する停止信号が出力される。

そして、異常処理手段（51）により、上記停止信号に
応じ、高圧側圧力を低下させた後運転を再開させる復帰
処理が繰返し行われ、その間に所定回数以上停止信号が
出力されると空気調和装置を異常停止させるよう処理さ
れるので、高圧異常検出手段（HPS）の故障による空気
調和装置の異常停止が回避され、異常停止回数の不必要
な増大が防止される。

その場合、閉鎖弁の閉鎖等により、高圧側圧力が過上
昇したときには、四路切換弁（２）に高圧が作用して、
弁体の故障を招く等の虞れが生じるが、本発明では、強
制停止手段（52）により、停止信号を受けた後、上記異
常処理信号（51）の制御により高圧側圧力が低下して、
直ちに停止信号が解除されたときには、異常処理手段
（51）の制御を強制的に停止させて空気調和装置を異常
停止させるよう制御されるので、四路切換弁（２）への
高圧の再印加が防止され、信頼性が向上することにな
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に
基づき説明する。

第２図は本発明を適用した空気調和装置の冷媒配管系
統を示し、（１）は圧縮機、（２）は冷房運転時には図
中実線のごとく、暖房運転時には図中破線のごとく切換
わる四路切換弁、（３）は冷房運転時には凝縮器とし
て、暖房運転時には蒸発器として機能する熱源側熱交換
器である室外熱交換器、（４）は液冷媒を貯留するため
のレシーバ、（５）は冷媒の減圧機能と冷媒流量の調節
機能とを有する電動膨張弁、（６）は室内に設置され、
冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器と
して機能する利用側熱交換器である室内熱交換器、
（７）は圧縮機（１）の吸入管に介設され、吸入冷媒中
の液冷媒を除去するためのアキュムレータである。

上記各機器（１）〜（７）は冷媒配管（８）により順
次接続され、冷媒の循環により熱移動を生ぜしめるよう
にした冷媒回路（９）が構成されている。

ここで、上記冷媒回路（９）の圧縮機（１）吐出側に
は、吐出冷媒中の油を回収するための油回収器（10）が
介設されていて、該油回収器（10）から圧縮機（１）−
アキュムレータ（７）間の吸入管まで、油回収器（10）
の油を圧縮機（１）の吸入側に戻すための油戻し通路
（11）が設けられている。そして、この油戻し通路（1
1）には、通路を開閉する開閉弁（12）が介設されてい
て、該開閉弁（12）は常時は閉じられている一方、圧縮
機（１）の起動時等には所定の制御により開けられて、
圧縮機（１）の吸入側に油回収器（10）の油及び吐出冷
媒の一部を戻すようになされている。

また、冷媒回路（９）の液管において、上記レシーバ
（４）と電動膨張弁（５）とは、電動膨張弁（５）がレ
シーバ（４）の下部つまり液部に連通するよう共通路
（8a）に直列に配置されており、共通路（8a）のレシー
バ（４）上部側の端部である点（Ｐ）と室外熱交換器
（３）との間は、レシーバ（４）側への冷媒の流通のみ
を許容する第１逆止弁（21）を介して第１流入路（8b）
により、上記共通路（8a）の点（Ｐ）と室内熱交換器
（６）との間はレシーバ（４）側への冷媒の流通のみを
許容する第２逆止弁（22）を介して第２流入路（8c）に
よりそれぞれ接続されている一方、共通路（8a）の上記
電動膨張弁（５）側の端部である点（Ｑ）と上記第１逆
止弁（21）−室外熱交換器（３）間の点（Ｓ）とは第１
キャピラリチューブ（C₁）を介して第１流出路（8d）に
より、共通路（8a）の上記点（Ｑ）と上記第２逆止弁
（22）−室内熱交換器（６）間の点（Ｒ）とは第２キャ
ピラリチューブ（C₂）を介して第２流出路（8e）により
それぞれ接続されている。

すなわち、冷房運転時には、室外熱交換器（３）で凝
縮液化された液冷媒が第１逆止弁（21）を経てレシーバ
（４）に貯溜され、電動膨張弁（５）及び第２キャピラ
リチューブ（C₂）で減圧された後、室内熱交換器（６）
で蒸発して圧縮機（１）に戻る循環となる一方、暖房運
転時には、室内熱交換器（６）で凝縮液化された液冷媒
が第２逆止弁（22）を経てレシーバ（４）に貯溜され、
電動膨張弁（５）及び第１キャピラリチューブ（C₁）で
減圧された後、室外熱交換器（３）で蒸発して圧縮機
（１）に戻る循環となるように構成されている。

なお、（14），（14）は室外ユニットにおいて、連絡
配管を取り付ける冷媒配管（８）の出口端に設けられた
閉鎖弁である。（8f）は、点（Ｐ）−点（Ｓ）間の第１
流入路（8b）において第１逆止弁（21）をバイパスして
設けられた液封防止バイパス路であって、該液封防止バ
イパス路（8f）には冷媒減圧用の第３キャピラリチュー
ブ（C₃）が介設されている。

さらに、空気調和装置には、センサ類が配置されてい
て、（Th2）は圧縮機（１）の吐出管に配置され、吐出
管温度を検出する吐出管センサ、（Thc）は室外熱交換
器（３）の液管に配置され、冷房運転時には冷媒の凝縮
温度、暖房運転時には冷媒の蒸発温度を検出する外熱交
センサ、（Tha）は室外熱交換器（３）の空気吸込口に
配置され、外気温度を検出する外気温センサ、（The）
は室内熱交換器（６）の液管に配置され、冷房運転時に
は蒸発温度、暖房運転時には凝縮温度を検出する内熱交
センサ、（Thr）は室内熱交換器（６）の空気吸込口に
配置され、吸込空気温度Trを検出する室内吸込センサ、
上記各センサは、空気調和装置の運転を制御するための
コントローラ（図示せず）に信号の入力可能に接続され
ており、該コントローラにより、センサの信号に応じて
各機器の運転を制御するようになされている。

また、（HPS）は、高圧異常検出手段としての高圧圧
力開閉器であって、該高圧圧力開閉器（HPS）により、
高圧側圧力が過上昇して上限値に達すると、それを検知
して空気調和装置を異常停止させるよう指令する停止信
号を出力するようになされている。

ここで、上記コントローラによる高圧保護制御の内容
について、第３図のフローチャートに基づき説明する
に、ステップS₁で、上記高圧圧力開閉器（HPS）が作動
するまで通常運転を行い、高圧圧力開閉器（HPS）が作
動して、空気調和装置を異常停止させるよう指令する停
止信号が出力されると、ステップS₂に進み、圧縮機
（１）を停止させる。そして、高圧圧力開閉器（HPS）
からの停止信号の出力回数を３回までカウントする高圧
異常リトライフラグFhpsの積算を行った後、ステップS₄
で、１秒間待機し、ステップS₅でこの待機後に高圧過上
昇状態から通常状態に復帰して高圧圧力開閉器（HPS）
の停止信号が解除されたか否かを判別し、復帰しなけれ
ばステップS₆に進んで、高圧異常リトライフラグFhpsが
「３」以上か否かを判別し、Fhps≧３になるまではステ
ップS₇に進んで、サーモオフ状態にした後、ステップS₈
で、再び高圧圧力開閉器（HPS）が復帰したか否かを判
別して、復帰すれば、上記制御を繰返す（以下の制御内
容は省略する）。

一方、上記ステップS₆の判別で、Fhps≧３になると、
センサの異常ではないと判断して、ステップS₉に移行
し、高圧異常リトライフラグFhpsをリセットした後、ス
テップS₁₀で、空気調和装置を異常停止させる異常処理
を行う。

ここで、本発明の特徴として、上記ステップS₅の判別
で、高圧圧力開閉器（HPS）が復帰した場合、高圧異常
リトライフラグFhpsの値如何に拘らず、ステップS₉に移
行して、上記ステップS₉及びS₁₀の制御を行う。

上記制御のフローにおいて、ステップS₂〜S₆及びS₁₀
の制御により、高圧圧力開閉器（HPS）の停止信号を受
け、高圧側圧力を低下させて運転を再開させる復帰処理
を行うとともに、他から停止信号を受けるまでの間に所
定回数以上受けたときに空気調和装置を異常停止させる
よう制御する異常処理手段（51）が構成され、ステップ
S₅からS₁₀に移行する制御により、高圧圧力開閉器（HP
S）からの停止信号を受けた後、停止信号が直ちに（上
記実施例では１秒間後）解除されたときには、上記異常
処理手段（51）の制御を強制的に停止させて、空気調和
装置をすぐに異常停止させるよう制御する強制停止手段
（52）が構成されている。

したがって、上記実施例では、空気調和装置の運転
時、何らかの原因で高圧側圧力が過上昇すると、高圧圧
力開閉器（高圧異常検出手段）（HPS）によりそれが検
知され、空気調和装置を停止させるよう指令する停止信
号が出力される。

そして、高圧圧力開閉器（HPS）の誤作動による異常
停止を回避すべく、異常処理手段（51）により、この停
止信号を受け、いったん圧縮機（１）を停止させた後再
起動させる復帰処理が繰返し行われ、他から停止信号を
受けるまでの間に所定回数（上記実施例では３回）以上
異常信号が出力されたときに、異常停止手段（51）によ
り、空気調和装置を異常停止させるよう制御される。

その場合、空気調和装置の据付け時等で、閉鎖弁（1
4），（14）が閉じられているときに空気調和装置を運
転すると高圧が急激に上昇するが、かかる場合にも上記
実施例のステップS₆のごとく、３回以上停止信号が出力
されるまで、異常停止を回避すると、四路切換弁（２）
の弁体が何回も高圧を受けることになり、ついには四路
切換弁（２）内で高圧による部分的な変形を生じて四路
切換弁（２）が故障してしまう虞れがある。

それに対し、本発明では、高圧圧力開閉器（HPS）か
らの停止信号が出力された後直ちに停止信号が解除され
たときには、強制停止手段（52）により、上記異常処理
手段（51）によるリトライ制御を行うことなく、空気調
和装置を異常停止させるよう制御される。すなわち、高
圧圧力開閉器（HPS）の故障に起因する停止信号であれ
ば、停止信号は解除されることなく持続するが、閉鎖弁
（14），（14）の閉鎖等による高圧上昇であれば、圧縮
機（１）を停止させる等の処理により、高圧側圧力がす
ぐに低下して停止信号が解除される。したがって、停止
信号の解除を検知することにより、高圧圧力開閉器（HP
S）の故障による停止信号と真の冷媒状態の変化に起因
する停止信号とを区別することができ、高圧の印加によ
る四路切換弁（２）の故障を防止することができる。

その場合、停止信号が持続する場合には、異常処理手
段（51）によるリトライ制御が行われるので、空気調和
装置の異常停止の回数を不必要に増大させることなく、
信頼性の向上を図ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、四路切換弁に
より冷媒の循環サイクルを正逆切換えるようにした空気
調和装置の運転制御装置として、高圧側圧力の過上昇に
応じて停止信号を出力し、この停止信号が出力される
と、高圧側圧力を低下させて運転を再開させる復帰処理
を繰返し行って、他から停止信号を受けるまでの間に所
定回数停止信号が出力されたときに空気調和装置を異常
停止させるとともに、停止信号が出力された後直ちに解
除されたときには、空気調和装置を強制的に異常停止さ
せるようにしたので、四路切換弁に何回も高圧が作用す
ることによる故障を防止することができ、よって、空気
調和装置の異常停止回数の不必要な増大を招くことな
く、信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。第２図
及び第３図は本発明の実施例を示し、第２図は空気調和
装置の構成を示す冷媒配管系統図、第３図はコントロー
ラによる高圧保護制御の内容を示すフローチャート図で
ある。 １……圧縮機 ２……四路切換弁 ３……室外熱交換器 （熱源側熱交換器） ５……電動膨張弁 （減圧弁） ６……室内熱交換器 （利用側熱交換器） 51……異常処理手段 52……強制停止手段 HPS……高圧圧力開閉器 （高圧異常検出手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）、熱源側熱交換器（３）、減
   圧弁（５）及び利用側熱交換器（６）を順次接続し、か
   つ冷媒の循環方向を正逆サイクルに切換える四路切換弁
   （２）を設けてなる冷媒回路（９）を備えた空気調和装
   置において、 空気調和装置の運転中、上記冷媒回路（９）の高圧側圧
   力を検出して高圧側圧力が上限値以上に達すると停止信
   号を出力する高圧異常検出手段（HPS）と、該高圧異常
   検出手段（HPS）からの停止信号を受けたときに、高圧
   側圧力を低下させて運転を再開させる復帰処理を行うと
   ともに、他から停止信号を受けるまでの間に所定回数以
   上受けたときに空気調和装置を異常停止させるよう制御
   する異常処理手段（51）と、上記高圧異常検出手段（HP
   S）からの停止信号を受けた後直ちに異常停止信号が解
   除されたときには、上記異常処理手段（51）の制御を強
   制的に停止させて空気調和装置をすぐに異常停止させる
   よう制御する強制停止手段（52）とを備えたことを特徴
   とする空気調和装置の運転制御装置。