JP3920671B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機を駆動するエンジンを冷却するエンジン冷却装置を備えた空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、室外機に装備される圧縮機がエンジンにて駆動され、このエンジンの冷却水を冷却水循環ポンプで放熱器に循環させて冷却するエンジン冷却装置を備えた空気調和装置が知られている。
【0003】
この種のエンジン冷却装置では、水配管をつないで構成されるため、各つなぎ部から冷却水漏れの発生する恐れがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来、この冷却水漏れを効率よく検知する手段がなく、冷却水不足に起因して冷却水温度が異常上昇する等の問題があった。
【0005】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、エンジン冷却装置における冷却水漏れを、効率よく検知することができる空気調和装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、室外機に装備される圧縮機がエンジンにて駆動され、このエンジンの冷却水を冷却水循環ポンプで放熱器に循環させて冷却するエンジン冷却装置を備えた空気調和装置において、前記冷却水循環ポンプの駆動電流を検知する検知手段と、この検知値に基づいて冷却水循環ポンプのエアー噛みの発生を判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記駆動電流の検知値と比較する基準値として、下限基準値及び上限基準値の2つの基準値を持ち、当該判定手段は、1回目の駆動電流の検知値が下限基準値以下の場合、直ちにエアー噛みと判定し、上限基準値以上の場合、誤検知と判定し、それ以外の場合、駆動電流値を複数回カウントして平均値を求め、この平均値が所定のエアー噛み判定値を越えている場合、エアー噛みと判定することを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のものにおいて、エアー噛みと判定した回数をカウントし、このカウントが一定時間内に所定回数に至った場合、最終的にエアー噛みが発生したと判定することを特徴とする。
【0010】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のものにおいて、前記冷却水循環ポンプのエアー噛みの発生が検出された場合、冷却水不足のメッセージを出力することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【0012】
図1は、本発明に係る空気調和装置の一実施形態における冷媒回路等を示す回路図である。
【0013】
この図1に示すように、冷凍装置としてのヒートポンプ式空気調和装置10は、室外機11、例えば複数台(例えば2台)の室内機12A、12B及び制御装置13を有してなり、室外機11の室外冷媒配管14と室内機12A、12Bの各室内冷媒配管15A、15Bとが連結されている。
【0014】
室外機11は室外に設置され、室外冷媒配管14には圧縮機16が配設されるとともに、この圧縮機16の吸込側にアキュムレータ17が、吐出側に四方弁18がそれぞれ配設され、この四方弁18側に室外熱交換器19、室外膨張弁24、ドライコア25が順次配設されて構成される。室外熱交換器19には、この室外熱交換器19側から空気を吸引する室外ファン20が隣接して配置されている。また、圧縮機16は、フレキシブルカップリング27等を介してガスエンジン30に連結され、このガスエンジン30により駆動される。更に、室外膨張弁24をバイパスしてバイパス管26が配設されている。
【0015】
一方、室内機12A、12Bはそれぞれ室内に設置され、それぞれ、室内冷媒配管15A、15Bに室内熱交換器21A、21Bが配設されるとともに、室内冷媒配管15A、15Bのそれぞれにおいて室内熱交換器21A、21Bの近傍に室内膨張弁22A、22Bが配設されて構成される。上記室内熱交換器21A、21Bには、これらの室内熱交換器21A、21Bから室内へ送風する室内ファン23A、23Bが隣接して配置されている。
【0016】
尚、図1中の符号28はストレーナを示す。また、符号29は、圧縮機16の吐出側の冷媒圧力を圧縮機16の吸込側へ逃す安全弁である。
【0017】
また、上記制御装置13は室外機11に設置され、室外機11及び室内機12A、12Bの運転を制御する。具体的には、制御装置13は、室外機11におけるガスエンジン30(即ち圧縮機16)、四方弁18、室外ファン20及び室外膨張弁24、並びに室内機12A、12Bにおける室内膨張弁22A、22B、及び室内ファン23A、23Bをそれぞれ制御する。更に、制御装置13は、後述するエンジン冷却装置41の循環ポンプ47、三方弁45等を制御する。
【0018】
制御装置13により四方弁18が切り換えられることにより、ヒートポンプ式空気調和装置10が冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、制御装置13が四方弁18を冷房側に切り換えたときには、冷媒が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器19が凝縮器に、室内熱交換器21A、21Bが蒸発器になって冷房運転状態となり、各室内熱交換器21A、21Bが室内を冷房する。また、制御装置13が四方弁18を暖房側に切り換えたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱交換器21A、21Bが凝縮器に、室外熱交換器19が蒸発器になって暖房運転状態となり、各室内熱交換器21A、21Bが室内を暖房する。
【0019】
また、制御装置13は、冷房運転時には、室内膨張弁22A、22Bのそれぞれの弁開度を空調負荷に応じて制御する。暖房運転時には、制御装置13は、室外膨張弁24及び室内膨張弁22A、22Bのそれぞれの弁開度を空調負荷に応じて制御する。
【0020】
一方、圧縮機16を駆動するガスエンジン30の燃焼室(不図示)には、エンジン燃料供給装置31から混合気が供給される。このエンジン燃料供給装置31は、燃料供給配管32に、2個の燃料遮断弁33、ゼロガバナ34、燃料調整弁35及びアクチュエータ36が順次配設され、この燃料供給配管32のアクチュエータ36側端部がガスエンジン30の上記燃焼室に接続されて構成される。
【0021】
燃料遮断弁33は、直列に2個配設されて2閉鎖型の燃料遮断弁機構を構成し、2個の燃料遮断弁33が連動して全閉または全開し、燃料ガスの漏れのない遮断と連通とを択一に実施する。
【0022】
ゼロガバナ34は、燃料供給配管32内における当該ゼロガバナ34の前後の1次側燃料ガス圧力(一次圧a)と2次側燃料ガス圧力(二次圧b)とのうち、一次圧aの変動によっても二次圧bを一定の所定圧に調整して、ガスエンジン30の運転を安定化させる。
【0023】
燃料調整弁35は、アクチュエータ36の上流側から空気が導入されることで生成される混合気の空燃比を最適に調整するものである。また、アクチュエータ36は、ガスエンジン30の燃焼室へ供給される混合気の供給量を調整して、ガスエンジン30の回転数を制御する。
【0024】
ガスエンジン30には、エンジンオイル供給装置37が接続されている。このエンジンオイル供給装置37は、オイル供給配管38にオイル遮断弁39及びオイル供給ポンプ40等が配設されたものであり、ガスエンジン30へエンジンオイルを適宜供給する。
【0025】
前記制御装置13によるガスエンジン30の制御は、具体的には、エンジン燃料供給装置31の燃料遮断弁33、ゼロガバナ34、燃料調整弁35及びアクチュエータ36、並びにエンジンオイル供給装置37のオイル遮断弁39及びオイル供給ポンプ40を制御装置13が制御することによってなされる。
【0026】
さて、上記ガスエンジン30は、室外機11に設置されたエンジン冷却装置41内を循環するエンジン冷却媒体(例えば、エンジン冷却水)により冷却される。このエンジン冷却装置41は、一端がガスエンジン30に付設された図示しない排ガス熱交換器にガスエンジン30を介して接続されると共に、他端がその排ガス熱交換器に直接接続された略閉ループ形状の冷却水配管42にワックス三方弁43、三方弁45、放熱器としてのプレート式熱交換器44、ラジエータ46及び循環ポンプ47が順次配設されて構成される。尚、プレート式熱交換器44とラジエータ(放熱器)46とは、エンジン冷却水の循環経路である冷却水配管42に並列に配設される。
【0027】
上記循環ポンプ47は、稼働時にエンジン冷却水を昇圧して、このエンジン冷却水を冷却水配管42内で循環させる。
【0028】
上記ワックス三方弁43は、ガスエンジン30を速やかに暖機させるためのものである。このワックス三方弁43は、入口側ポート43Aが、冷却水配管42におけるガスエンジン30に付設の排ガス熱交換器側に、低温側ポート43Bが冷却水配管42における循環ポンプ47の吸込側に、高温側ポート43Cが冷却水配管42における三方弁45側にそれぞれ接続される。
【0029】
また、三方弁45は、三方弁45の入口側のポート45Aが冷却水配管42におけるワックス三方弁43側に接続され、三方弁45の第1のポート45Bが冷却水配管42におけるプレート式熱交換器44側に接続され、三方弁45の第2のポート45Cが冷却水配管42におけるラジエータ46側に接続される。
【0030】
この三方弁45は、電磁式或いは電動比例式三方弁である。これにより、この三方弁45を切り替えるだけで、プレート式熱交換器44側又はラジエータ46側へエンジン冷却水を択一に導くことができる。
【0031】
尚、この三方弁45は、ワックス三方弁43から流入したエンジン冷却水が、暖房運転時は三方弁45の第1のポート45Bを経てプレート式熱交換器44側へ、冷房運転時は三方弁45の第2のポート45Cを経てラジエータ46側へ流れるように制御装置13により切り替えられる。
【0032】
また、プレート式熱交換器44は、圧縮機16の冷媒吸込側に設置され、四方弁18を経て圧縮機16の冷媒吸込口16Aへと流れる冷媒と、三方弁45から流入したエンジン冷却水とを熱交換して、この冷媒をガスエンジン30の排熱により加熱して昇温(昇圧)させるとともに、エンジン冷却水を冷却するものである。また、ラジエータ46は、このラジエータ46に流入するエンジン冷却水の熱を放出するものであり、室外熱交換器19に隣接して配置される。従って、室外ファン20により放熱が促進される。このラジエータ46は、この室外熱交換器19の風下側に設置される。
【0033】
ガスエンジン30のエンジン冷却水の出口側であるガスエンジン30とワックス三方弁43との間の冷却水配管42には、エンジン冷却水の温度を検出するための温度センサ50が設けられている。この温度センサ50により検出された温度を示す信号は、制御装置13に送られる。
【0034】
エンジン冷却水は、循環ポンプ47の吐出側から、ガスエンジン30の排ガス熱交換器へ流入し、ガスエンジン30の排熱(排気ガスの熱)を回収した後にガスエンジン30内を流れてこのガスエンジン30を冷却し、加熱される。例えば、エンジン冷却水は、循環ポンプ47の吐出側から、約70℃でガスエンジン30の排ガス熱交換器へ流入した場合、ガスエンジン30の排熱(排気ガスの熱)を回収した後にガスエンジン30内を流れてこのガスエンジン30を冷却し、約80℃に加熱される。
【0035】
ガスエンジン30からワックス三方弁43に流入したエンジン冷却水は、低温(例えば80℃以下)のときにはワックス三方弁43の高温側ポート43Cから三方弁45へ流れる流量よりもワックス三方弁43の低温側ポート43Bから循環ポンプ47に戻される流量が多く、ガスエンジン30を速やかに暖機し、高温(例えば80℃以上)のときにはワックス三方弁43の低温側ポート43Bから循環ポンプ47に戻される流量よりもワックス三方弁43の高温側ポート43Cから三方弁45へ流れる流量が多い。
【0036】
次に、冷暖房運転時のエンジン冷却装置41の動作について説明する。
【0037】
暖房運転時において、三方弁45は、制御装置13によりプレート式熱交換器44側に切り替えられる。これにより、ワックス三方弁43の高温側ポート43Cから三方弁45へ流れたエンジン冷却水は、三方弁45の第1のポート45Bからプレート式熱交換器44に導かれて冷媒と熱交換して冷却(放熱)され、循環ポンプ47の吸込側を経てガスエンジン30の排ガス熱交換器へ導かれる。これによって、暖房運転に最適な冷却水量にコントロールすることが可能となる。
【0038】
また、冷房運転時において、三方弁45は、制御装置13によりラジエータ46側に切り替えられる。これにより、ワックス三方弁43の高温側ポート43Cから三方弁45へ流れたエンジン冷却水は、三方弁45の第2のポート45Cからラジエータ46に導かれて冷却(放熱)され、循環ポンプ47の吸込側を経てガスエンジン30の排ガス熱交換器へ導かれる。
【0039】
さて、上記構成において、エンジン冷却装置41の各箇所から冷却水漏れが発生する恐れがある。この冷却水漏れを放置した場合、冷却水不足に至り、冷却水温度が異常上昇する恐れがあり、最悪の場合、エンジンが焼き付くなどの心配がある。
【0040】
本実施形態では、冷却水循環ポンプ47の駆動電流を検知する検知手段51と、この検知値に基づいて冷却水循環ポンプ47のエアー噛みの発生を判定する制御手段(判定手段)13とを備えて構成される。
【0041】
図2は、判定手段13での判定ルーチンを示す。
【0042】
この判定手段13は、エンジン冷却装置41の稼働中に、循環ポンプ47の駆動電流の検知値と比較する基準値として、下限基準値α及び上限基準値βの2つの基準値を持つ。まず、検知手段51により検知された循環ポンプ47の駆動電流値Xが、下限基準値αよりも低いか、上限基準値βよりも高いか、或いはそれ以外かが判定される(S1)。
【0043】
上限基準値βよりも高い場合、誤検知としてスタートに戻される。上限基準値βと下限基準値αとの間であれば、所定回数に亘って検知されたB個の駆動電流の平均値Y(又はその標準偏差)が求められ(S2)、この平均値Yと上記駆動電流値Xとの差Zが求められ(S3)、この差Zがエアー噛み判定値γを越えているか否かが判定される(S4)。そして、この差Zがエアー噛み判定値γを越えている場合、エアー噛みと判定し、この判定結果がカウントされ(S5)、このカウントが一定時間内に所定回数εに至った場合、最終的に、エアー噛みが発生したと判定される(S6)。
【0044】
S1で、下限基準値αよりも低い場合、直ちに、エアー噛みと判定し、S2〜S4を飛ばして、この判定結果がカウントされ(S5)、以降、同様にして判定される(S6)。
【0045】
この構成によれば、一旦、「エアー噛み」と判定した場合であっても、検知誤差等を考慮し、「エアー噛み」と判定した回数をカウントし、このカウントが一定時間内に所定回数εに至った場合、最終的に「エアー噛みが発生した」と判定するため、ほぼ確実な判定が可能になる。
【0046】
「エアー噛みが発生した」と判定された場合、エンジン冷却装置41の冷却水が不足している。そのため、「エアー噛みが発生した」と判定された場合、判定手段13は、冷却水不足のメッセージをブザー、或いはランプ表示等の手段によって出力することが望ましい。
【0047】
本実施形態では、「エアー噛み」を判定することによって、エンジン冷却装置41の冷却水漏れを検知することができるため、冷却水不足による冷却水温度の異常上昇を防止することができる。
【0048】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0049】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却水循環ポンプのエアー噛みを判定することにより、エンジン冷却装置の冷却水漏れを検知することができ、冷却水不足による冷却水温度の異常上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空気調和装置の一実施形態における回路図である。
【図2】判定手段での判定ルーチンを示す図である。
【符号の説明】
10 空気調和装置
11 室外機
12A、12B 室内機
13 制御装置(判定手段)
41 エンジン冷却装置
47 冷却水循環ポンプ
51 検知手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner including an engine cooling device that cools an engine that drives a compressor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In general, an air conditioner including an engine cooling device is known in which a compressor mounted in an outdoor unit is driven by an engine and the cooling water of the engine is cooled by circulating it through a radiator with a cooling water circulation pump.
[0003]
Since this type of engine cooling device is configured by connecting water pipes, there is a risk of leakage of cooling water from each connecting portion.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, there is no means for efficiently detecting this cooling water leakage, and there has been a problem that the cooling water temperature rises abnormally due to the lack of cooling water.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an air conditioner that can solve the above-described problems of the prior art and can efficiently detect a coolant leak in the engine cooling device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an air conditioner provided with an engine cooling device in which a compressor mounted in an outdoor unit is driven by an engine and the cooling water of the engine is cooled by circulating it through a radiator with a cooling water circulation pump. And a detecting means for detecting the driving current of the cooling water circulation pump and a determining means for determining the occurrence of air biting of the cooling water circulation pump based on the detected value , wherein the determining means is a detected value of the driving current. As a reference value to be compared with the reference value, there are two reference values, a lower limit reference value and an upper limit reference value, and when the detection value of the first drive current is equal to or lower than the lower limit reference value, the determination means immediately determines that the air is engaged. If it exceeds the upper limit reference value, it is determined as a false detection; otherwise, the drive current value is counted multiple times to obtain an average value, and if this average value exceeds a predetermined air bite determination value, And judging the bite.
[0009]
The invention according to claim 2 is the one according to claim 1 , wherein the number of times of air biting is counted, and when this count reaches a predetermined number of times within a predetermined time, it is finally determined that air biting has occurred. It is characterized by doing.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, when the occurrence of air biting of the cooling water circulation pump is detected, a cooling water shortage message is output.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a refrigerant circuit and the like in an embodiment of an air conditioner according to the present invention.
[0013]
As shown in FIG. 1, a heat pump
[0014]
The outdoor unit 11 is installed outside, a
[0015]
On the other hand, the
[0016]
In addition, the code |
[0017]
The
[0018]
By switching the four-
[0019]
Moreover, the
[0020]
On the other hand, an air-fuel mixture is supplied from an engine
[0021]
Two fuel shut-off
[0022]
The zero
[0023]
The
[0024]
An engine
[0025]
The control of the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The wax three-
[0029]
In the three-way valve 45, the
[0030]
The three-way valve 45 is an electromagnetic or electric proportional three-way valve. Thereby, engine cooling water can be alternatively led to the
[0031]
In this three-way valve 45, the engine cooling water flowing in from the wax three-
[0032]
The
[0033]
A cooling
[0034]
The engine cooling water flows into the exhaust gas heat exchanger of the
[0035]
The engine coolant flowing into the wax three-
[0036]
Next, the operation of the
[0037]
During the heating operation, the three-way valve 45 is switched to the
[0038]
During the cooling operation, the three-way valve 45 is switched to the
[0039]
Now, in the above configuration, there is a possibility that cooling water leaks from each part of the
[0040]
In the present embodiment, the detection means 51 for detecting the drive current of the cooling
[0041]
FIG. 2 shows a determination routine in the determination means 13.
[0042]
This determination means 13 has two reference values, a lower limit reference value α and an upper limit reference value β, as reference values to be compared with the detected value of the drive current of the
[0043]
If it is higher than the upper reference value β, it is returned to the start as a false detection. If it is between the upper limit reference value β and the lower limit reference value α, an average value Y (or its standard deviation) of B drive currents detected over a predetermined number of times is obtained (S2). And the drive current value X is determined (S3), and it is determined whether the difference Z exceeds the air engagement determination value γ (S4). If this difference Z exceeds the air biting determination value γ, it is determined that the air biting occurs, and this determination result is counted (S5). If this count reaches a predetermined number of times ε within a predetermined time, the final determination is made. Then, it is determined that air biting has occurred (S6).
[0044]
If it is lower than the lower limit reference value α in S1, it is immediately determined that the air is biting, S2 to S4 are skipped, and this determination result is counted (S5), and thereafter the same determination is made (S6).
[0045]
According to this configuration, even if it is determined that “air biting” once, the number of times that “air biting” is determined is counted in consideration of detection error and the like, and this count is a predetermined number of times ε within a certain time. In the case of reaching, since it is finally determined that “air biting has occurred”, almost reliable determination is possible.
[0046]
When it is determined that “air biting has occurred”, the cooling water of the
[0047]
In the present embodiment, it is possible to detect a cooling water leak of the
[0048]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to detect a cooling water leak of the engine cooling device by determining the air engagement of the cooling water circulation pump, and it is possible to prevent an abnormal increase in the cooling water temperature due to a lack of cooling water.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram in an embodiment of an air conditioner according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a determination routine in a determination unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
41
Claims (3)
前記冷却水循環ポンプの駆動電流を検知する検知手段と、
この検知値に基づいて冷却水循環ポンプのエアー噛みの発生を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記駆動電流の検知値と比較する基準値として、下限基準値及び上限基準値の2つの基準値を持ち、当該判定手段は、1回目の駆動電流の検知値が下限基準値以下の場合、直ちにエアー噛みと判定し、上限基準値以上の場合、誤検知と判定し、それ以外の場合、駆動電流値を複数回カウントして平均値を求め、この平均値が所定のエアー噛み判定値を越えている場合、エアー噛みと判定することを特徴とする空気調和装置。In an air conditioner equipped with an engine cooling device that is driven by an engine and is cooled by circulating the cooling water of the engine to a radiator with a cooling water circulation pump,
Detecting means for detecting a driving current of the cooling water circulation pump;
Determination means for determining occurrence of air biting of the cooling water circulation pump based on the detected value ,
The determination means has two reference values, a lower limit reference value and an upper limit reference value, as reference values to be compared with the detection value of the drive current, and the determination means has the first detection value of the drive current as the lower limit reference value. In the following cases, it is immediately determined that the air is biting, and if it exceeds the upper limit reference value, it is determined as false detection. Otherwise, the drive current value is counted a plurality of times to obtain an average value, and this average value is a predetermined air value. An air conditioner characterized by determining air biting when the biting determination value is exceeded .
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