JP3882120B2 - 冷凍サイクル装置及びその故障診断方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルを利用した空気調和機や冷凍機を含む冷凍サイクル装置に関し、特に膨張装置の動作不良を検出するような故障診断方法に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気調和機や冷凍機の故障診断、特に膨張装置の動作不良を検出するため、膨張装置の開度を変化させ、膨張装置前後の圧力差の変化量を求め、その値が所定値未満の場合、膨張装置が動作不良を起こしていると判断することが知られ、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】
特開平１１−３２５６６２号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、膨張装置の前後の圧力差を検出するために圧力検出装置が２台必要である。そのため、それぞれの圧力検出装置が検出する圧力値のバラツキを考慮して圧力差の判定値を設定する必要があるので、動作不良を判定する検知範囲が減少し動作不良の検知精度が低下する。
【０００４】
本発明の目的は、空気調和機や冷凍機の故障診断、特に膨張装置の動作不良を精度良く検出し、信頼性を向上することにある。
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、冷媒圧縮機、凝縮器、第１の膨張装置、第２の膨張装置、蒸発器を順次連結してなる冷凍サイクル装置において、第２の膨張装置を開閉し、冷媒の流れ方向に対して第２の膨張装置よりも後方側の圧力変化を検出するものである。
また、本発明は、冷媒圧縮機、凝縮器、第１の膨張装置、第２の膨張装置、蒸発器、逆止弁を順次連結してなる冷凍サイクル装置において、前記第２の膨張装置を開閉し、前記第２の膨張装置と前記逆止弁との間の圧力変化を検出するものである。
【０００６】
また、本発明は、冷媒圧縮機、凝縮器、第１の膨張装置、第１の開閉弁、第２の膨張装置、蒸発器、第２の開閉弁を順次連結してなる冷凍サイクル装置において、第２の開閉弁を閉止した状態で、第２の膨張装置を開閉し、第２の膨張装置と第２の開閉弁との間の圧力変化を検出するものである。
【０００７】
さらに、冷媒圧縮機、凝縮器、第１の膨張装置、第１の開閉弁、液接続配管、第２の膨張装置、蒸発器、ガス接続配管、第２の開閉弁を順次連結してなる冷凍サイクル装置の故障診断方法において、第１の開閉弁と第２の開閉弁を閉止した状態で液接続配管、第２の膨張装置、蒸発器、ガス接続配管の真空引きを実施し、第２の膨張装置を全閉の状態とし、高圧ガスを第１の開閉弁と第２の膨張装置の間、または第２の膨張装置と第１の開閉弁の間に封入し、第２の膨張装置を開閉して低圧側の圧力変化を検出するものである。
【０００８】
さらに、上記のものにおいて、第２の膨張装置よりも冷媒の流れ方向に対して後方側の圧力が外気温度または室内空気温度で定まる冷媒の飽和圧力に到達したら、第２の膨張装置全てを全閉し、冷媒圧縮機を所定時間駆動することが望ましい。
【０００９】
さらに、上記のものにおいて、第２の膨張装置の開閉を所定台数行い、その後全ての前記第２の膨張装置を全閉し、前記冷媒圧縮機を所定時間駆動することが望ましい。
【００１０】
さらに、上記の方法において、高圧ガスとして冷媒又は窒素ガスを用いることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１は、一実施の形態によるサイクル系統図を示し、図４及び図５は膨張装置の動作不良を検知する方法を示す。
まず、図１の室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆを全閉に設定し、圧縮機１を駆動する。圧縮機１で圧縮された冷媒は四方弁２、室外熱交換器３、室外膨張弁４、受液器５、液阻止弁６、液接続配管７へと供給される。
また、圧縮機１には、室内熱交換器１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆ、ガス接続配管８、ガス阻止弁９、四方弁２、アキュムレータ１０、逆止弁２３を通過した冷媒が吸入される。なお、逆止弁２３は圧縮機１の内部に搭載してもよい。
つぎに、圧縮機１を一定時間駆動した後に停止すると、実際の室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの開度が全閉状態であるならば、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの前後で圧力差が生じ、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの後流側である室内熱交換器１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆから逆止弁２３の間は低圧に保持される。そして、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの後流側の圧力は圧力検出装置２２により計測される。
ここで、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆを全閉に設定したにもかかわらず、室内熱交換器１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆから逆止弁２３の間の圧力が低圧に保持されず上昇するようであれば、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの少なくともいずれかが全閉状態になり得ない、つまり開状態であることがわかる。
【００１２】
次に、図４及び図５を用いて、個々の室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆを順次開閉し、動作不良の有無を検知する方法について説明する。
まず、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆを全閉に設定し、実際の開度も全閉状態であった場合について説明する。
図４において、まず膨張装置ｄ（室内膨張装置１１２ｄ）を全開に設定する。実際の室内膨張弁の動作が全開状態であるならば、そのときの室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの後流側での圧力変化ΔＰｄの方が、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆ全てが全閉状態であったときの圧力変化よりも、大きい。
その後、膨張装置ｅ（室内膨張装置１１２ｅ）、膨張装置ｆ（室内膨張装置１１２ｆ）についても膨張装置ｄ（室内膨張装置１１２ｄ）と同様に膨張装置を開閉することで室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの後流側での圧力変化を検知し、膨張装置の動作不良の有無を確認する。
【００１３】
このとき、例えば図５のように、膨張装置ｅ（室内膨張装置１１２ｅ）を全開に設定したにもかかわらず、実際の開度が全閉状態であったならば、膨張装置を全開に設定する間、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの後流側での圧力変化ΔＰｅが、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆ全てが全閉状態であったときの圧力変化とほぼ同じとなる。したがって、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの後流側での圧力変化を計測することで、膨張装置の動作不良を検知することができる。
また、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆを全閉に設定したにもかかわらず、室内熱交換器１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆから逆止弁２３の間の圧力が低圧に保持されず上昇する場合であっても、上記と同様に個々の膨張装置が全閉状態で固渋したか否かを検知できると共に、膨張装置を全開に設定した後に全閉に設定することで、全開状態で固渋した膨張装置を特定することが可能である。
【００１４】
さらに、室内膨張装置を多数備えた冷凍装置の場合、膨張装置の動作不良を検知するために膨張装置の開閉動作を実施することにより、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの後流側での圧力が上昇し、冷凍装置の雰囲気温度で決定する飽和圧力Ｐsatとなり、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの前後の圧力差がなくなる。そのため、膨張装置の動作不良を検知することができない。そこで図６に示すように、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの後流側での圧力が冷凍装置の雰囲気温度で決定する飽和圧力Ｐsatから許容誤差ΔＰを考慮した圧力Ｐmax以上なったら、圧縮機１を駆動する。その後、室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの後流側での圧力が所定の圧力Ｐminに到達したら、圧縮機１を停止する。これにより、室内膨張装置を多数備えた冷凍装置の場合でも、膨張装置の動作不良を検知することができる。
さらに、圧縮機１を駆動する条件として、動作不良の検知を実施する膨張装置が所定の台数に達したら、圧縮機１を駆動してもよい。
また、図７に示すように、駆動する圧縮機として、例えば冷媒回収装置などの圧縮機５０１を搭載した冷媒搬送装置５０を、冷凍機器の室外ユニット４０ｄと室内ユニット１１ｄ、１１ｅ、１１ｆと接続する液接続配管７及びガス接続配管８の間に接続し、冷媒搬送装置５０の圧縮機５０１を駆動してもよい。
【００１５】
図２は他の実施の形態を示し、図１の逆止弁２３の代わりに開閉弁２４を設置したもので、開閉弁２４を閉止した後に、前述同様に膨張装置の動作不良を検出することができ、冷暖房の両モードでの動作に支障がなく使用できる。
【００１６】
図３はさらに、他の実施の形態を示し、液阻止弁６およびガス阻止弁９を全閉状態で液接続配管７、室内ユニット１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、ガス接続配管８内の真空引きを実施する。次に室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆを全閉に設定し、液阻止弁６に併設されたサービスポート６１から高圧ガス（冷媒または窒素ガス）を液接続配管７内に封入する。
室内膨張装置１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの後流側である室内熱交換器１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆおよびガス接続配管８の圧力は、ガス阻止弁９のガス接続配管側に設置した圧力測定装置２２ｃにより計測される。その後、前述同様に膨張装置の動作不良を検出する。
【００１７】
冷凍サイクルを利用した空気調和機や冷凍機を含む冷凍装置に使用する膨張装置の動作不良を試運転時に検出することができるので、膨張装置の動作不良による冷凍装置の能力不足等を未然に防ぐことができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、空気調和機や冷凍機の故障診断、特に膨張装置の動作不良を精度良く検出し、信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による一実施の形態を示すサイクル系統図。
【図２】 本発明による他の実施の形態を示すサイクル系統図。
【図３】 本発明によるさらに他の実施の形態を示すサイクル系統図。
【図４】 膨張装置の開閉状態と膨張装置の後流側の圧力変化を示すグラフ。
【図５】 膨張装置の開閉状態と膨張装置の後流側の圧力変化を示すグラフ。
【図６】 膨張装置の開閉状態と冷媒圧縮機のON/OFF状態と膨張装置の後流側の圧力変化を示すグラフ。
【図７】 本発明によるさらに他の実施の形態を示すサイクル系統図。
【符号の説明】
１、５０１…冷媒圧縮機、２…四方弁、３…空気熱交換器（室外熱交換器）、４…室外膨張弁（第１の膨張装置）、５…受液器、６、９、６ａ、９ａ、４５６、４５９、５０６、５０９…阻止弁、２１…外気温度検出装置、２２、２２ｃ…圧力測定装置、２３…逆止弁、２４…開閉弁、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ…室外ユニット、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ…室内ユニット、５０…冷媒搬送装置、４０９…ガス側接続口、４０６…液側接続口、５５、７…液接続配管、８…ガス接続配管、６９…ガス阻止弁、６１…液阻止弁サービスポート、１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆ…室内膨張装置（第２の膨張装置）、１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆ…室内熱交換器（蒸発器）、１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆ…室内温度検出装置。

Claims (7)

1. 冷媒圧縮機、凝縮器、第１の膨張装置、第１の開閉弁、第２の膨張装置、蒸発器、第２の開閉弁を順次連結してなる冷凍サイクル装置において、
   前記第２の開閉弁を閉止した状態で、前記第２の膨張装置を開閉し、前記第２の膨張装置と前記第２の開閉弁との間の圧力変化を検出することを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 冷媒圧縮機、凝縮器、第１の膨張装置、第１の開閉弁、液接続配管、第２の膨張装置、蒸発器、ガス接続配管、第２の開閉弁を順次連結してなる冷凍サイクル装置の故障診断方法において、
   前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁を閉止した状態で前記液接続配管、第２の膨張装置、蒸発器、ガス接続配管の真空引きを実施し、前記第２の膨張装置を全閉の状態とし、高圧ガスを前記第１の開閉弁と前記第２の膨張装置の間、または前記第２の膨張装置と前記第１の開閉弁の間に封入し、前記第２の膨張装置を開閉して低圧側の圧力変化を検出することを特徴とする冷凍サイクル装置の故障診断方法。
3. 冷媒圧縮機、凝縮器、第１の膨張装置、第２の膨張装置、蒸発器、逆止弁を順次連結してなる冷凍サイクル装置において、前記第２の膨張装置を開閉し、前記第２の膨張装置と前記逆止弁との間の圧力変化を検出し、前記第２の膨張装置よりも冷媒の流れ方向に対して後方側の圧力が外気温度または室内空気温度で定まる冷媒の飽和圧力に到達したら、
   前記第２の膨張装置全てを全閉し、前記冷媒圧縮機を所定時間駆動することを特徴とする冷凍サイクル装置。
4. 冷媒圧縮機、凝縮器、第１の膨張装置、第１の開閉弁、第２の膨張装置、蒸発器、第２の開閉弁を順次連結してなる冷凍サイクル装置において、
   前記第２の開閉弁を閉止した状態で、前記第２の膨張装置を開閉し、前記第２の膨張装置と前記第２の開閉弁との間の圧力変化を検出し、前記第２の膨張装置よりも冷媒の流れ方向に対して後方側の圧力が外気温度または室内空気温度で定まる冷媒の飽和圧力に到達したら、前記第２の膨張装置全てを全閉し、前記冷媒圧縮機を所定時間駆動することを特徴とする冷凍サイクル装置。
5. 冷媒圧縮機、凝縮器、第１の膨張装置、第２の膨張装置、蒸発器、逆止弁を順次連結してなる冷凍サイクル装置において、
   前記第２の膨張装置を開閉し、前記第２の膨張装置と前記逆止弁との間の圧力変化を検出し、前記第２の膨張装置の開閉を所定台数行い、その後全ての前記第２の膨張装置を全閉し、前記冷媒圧縮機を所定時間駆動することを特徴
   とする冷凍サイクル装置。
6. 冷媒圧縮機、凝縮器、第１の膨張装置、第１の開閉弁、第２の膨張装置、蒸発器、第２の開閉弁を順次連結してなる冷凍サイクル装置において、
   前記第２の開閉弁を閉止した状態で、前記第２の膨張装置を開閉し、前記第２の膨張装置と前記第２の開閉弁との間の圧力変化を検出し、前記第２の膨張装置の開閉を所定台数行い、その後全ての前記第２の膨張装置を全閉し、前記冷媒圧縮機を所定時間駆動することを特徴とする冷凍サイクル装置。
7. 請求項２に記載の方法において、前記高圧ガスとして冷媒又は窒素ガスを用いることを特徴とする冷凍サイクル装置の故障診断方法。

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