JP3998346B2

JP3998346B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JP3998346B2
Application number: JP29553898A
Authority: JP
Inventors: 春彦金野; 定康中野; 啓赤塚; 圭司和田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2018-10-16
Also published as: JP2000121134A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和装置に係り、特に冷媒の種類に応じた適正制御を簡単に実行できる空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、室外機と室内機とこれらを制御する制御手段とを備えた空気調和装置が知られている。この種のものでは、近年、オゾン層破壊問題、地球温暖化問題等に対応するため、Ｒ２２等の従来型冷媒に代わってＲ４０７Ｃ等の新しい混合冷媒が使用されるようになってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、Ｒ２２等の冷媒とＲ４０７Ｃ等の冷媒とでは、室外機や室内機の構造を変更することなく、制御用プログラムに若干の変更を加えるだけで、空気調和装置に両冷媒を切替使用することが可能である。
【０００４】
しかし、従来では制御用プログラムを変更する場合、冷媒種類毎にマイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）を準備し、当該マイコンごと交換しなければならない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記した従来の技術が有する課題を解決し、マイコンごと交換することなく、冷媒の種類に応じた適正制御を簡単に実行できるようにした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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、圧縮機を有する室外機と室内機とこれらを制御する制御手段とを備えた空気調和装置において、前記制御手段は冷媒の種類を記憶する記憶手段を備え、この記憶手段に記憶された冷媒の種類を、当該制御手段に記録された前記室外機の種類をパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという。）等の外部装置を接続して入力し、この入力された室外機の機種により前記冷媒の種類を判断させることで、前記記憶手段に記憶された冷媒の種類に応じて前記室外機を制御することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記制御手段は前記記憶手段に記憶された冷媒の種類に対応する飽和蒸気温度演算式に基づいて飽和蒸気温度を演算することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記制御手段は前記圧縮機の吐出圧力が前記記憶手段に記憶された冷媒の種類に応じて定められる高圧警報圧力よりも大きくなった場合に高圧警報を行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、複数台の室内機１ａ，１ｂ…（以下、室内機１で代表させる）と一台の室外機３とからなるヒートポンプ形の空気調和機の概略構成図であり、同図中には実線で冷媒回路を示し、一点鎖線で電気回路を示してある。
【００１０】
室内機１側には、室内熱交換器５、電動ファン７、電動膨張弁９、電気ヒータ１１等が設置されている。また、室外機３側には、圧縮機１３、電磁式の四方弁１５、室外熱交換器１７、電動ファン１９、アキュムレータ２１、レシーバタンク２３等が設置されている。冷媒回路を構成する機器は、ガス冷媒あるいは液冷媒の流通に供される冷媒配管３１〜３９により接続されている。
【００１１】
室内機１内には、室内側コントロール器（以下、室内側ＥＣＵと記す）４１が設置されている。室内側ＥＣＵ４１は、図示を省略したが、ＣＰＵを始め、入出力インタフェースやＲＯＭ，ＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性記憶装置）等から構成されている。ＲＯＭには各種の運転制御プログラム等が記憶され、ＥＥＰＲＯＭには組立ラインに設置されたロムライター等により種々の運転制御パラメータが記録されている。室内側ＥＣＵ４１の入力インタフェースには、室温Ｔr を検出する室温センサ６１や、室内熱交換器５の冷房運転時における入口側および出口側の冷媒温度Ｔfi，Ｔfoを検出する第１，第２冷媒温度センサ６３，６５、リモコン６７ａ（入力系）等が接続している。また、室内側ＥＣＵ４１の出力インタフェースには、電動ファン７や電動膨張弁９、電気ヒータ１１、リモコン６７ａ（表示系）等が接続している。
【００１２】
一方、室外機３内には、室外側コントロール器（以下、室外側ＥＣＵと記す）７１が設置されている。室外側ＥＣＵ７１は、室内側ＥＣＵ４１と同様に、ＣＰＵを始め、入出力インターフェースやＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性記憶手段）７２等から構成されている。このＥＥＰＲＯＭ７２には、組立ラインでの生産時にパソコン（外部装置）等により、本機種に対応する冷媒の種類が記録されている。室外側ＥＣＵ７１の入力インターフェースには、圧縮機１３の吸込側冷媒圧力を検出する圧力センサ８２、圧縮機１３の吐出側冷媒圧力Ｐｄを検出する圧力センサ８３、外気温Ｔａを検出する外気温センサ８５、ディスプレイ９１を備えたコントロールパネル９３等が接続している。
【００１３】
また、室外側ＥＣＵ７１の出力インタフェースには、四方弁１５、電動ファン１９、コントロールパネル９３等が接続している。尚、各室内側ＥＣＵ４１と室外側ＥＣＵ７１とは、入出力インタフェースを介してシリアル通信により接続されており、相互に信号の授受を行う。
【００１４】
次に、冷房運転時における冷媒の流れを説明する。
【００１５】
冷媒配管３９から圧縮機１３に吸引されたガス冷媒は、断熱圧縮により高温高圧となって圧縮機１３から吐出され、冷媒配管３１、四方弁１５、冷媒配管３２を経由して室外熱交換器１７に流入する。高温高圧のガス冷媒は、室外熱交換器１７内を通過する間に外気により冷却され、凝縮することにより液冷媒となった後、冷媒配管３３、レシーバタンク２３、冷媒配管３４を経由して電動膨張弁９に流入する。液冷媒は、電動膨張弁９で流量を調整された後、冷媒配管３５を経由して室内熱交換器５に流入する。液冷媒は、室内熱交換器５内を通過する間に気化してガス冷媒となり、気化潜熱により電動ファン７が送風した室内空気を冷却する。この際、室内側ＥＣＵ４１は、設定温度Ｔsと室温Ｔrとの偏差に基づき電動ファン７の回転数（rpm ）を制御すると共に、室内熱交換器５の入口側冷媒温度Ｔfiと出口側冷媒温度Ｔfoとの偏差が所定値（例えば、０〜１℃）となるように電動膨張弁９の開弁量（弁体駆動用ステップモータのステップ数）を制御する。室内熱交換器５内で気化したガス冷媒は、冷媒配管３６、四方弁１５、冷媒配管３７を経由してアキュムレータ２１に流入し、冷媒配管３９から再び圧縮機１３に吸引される。
【００１６】
一方、暖房運転時には、四方弁１５が点線で示す位置に切り換えられ、圧縮機１３から吐出された冷媒は、冷房運転時と逆の経路を経て流れ、最終的には、冷媒配管３７を経由してアキュムレータ２１に流入し、冷媒配管３９から再び圧縮機１３に吸引される。
【００１７】
つぎに、図２乃至図４を参照して、冷媒の種類を切り替えるための手順について説明する。組立ラインでの生産時に、室外機３の通信ポートにパソコン（外部装置）を接続し、このパソコンを通じて、図２に示すように、本機種を入力する（Ｓ１）。本機種がＲ２２対応の機種か、Ｒ４０７Ｃ対応の機種かが判断され（Ｓ２）、Ｒ２２対応の機種であれば、冷媒フラグ＝０が設定され（Ｓ３）、Ｒ４０７Ｃ対応の機種であれば、冷媒フラグ＝１が設定され（Ｓ４）、いずれかのフラグがＥＥＰＲＯＭ７２に記憶される。
【００１８】
このフラグは、図３に示すように、飽和蒸気温度演算の段階で使用される。すなわち、飽和蒸気温度を演算する段階では、冷媒フラグが確認され（Ｓ６）、冷媒フラグ＝０（Ｒ２２）であれば、演算式がＲ２２に切り替えられ、飽和蒸気温度が、Ｒ２２の演算式に基づいて演算され（Ｓ７）、冷媒フラグ＝１（Ｒ４０７Ｃ）であれば、演算式がＲ４０７Ｃに切り替えられ、飽和蒸気温度が、Ｒ４０７Ｃの演算式に基づいて演算される（Ｓ８）。
【００１９】
冷媒の種類が、Ｒ２２であれば飽和蒸気温度は簡単な一つの演算式に基づいて演算される。これに対し、冷媒の種類が、Ｒ４０７Ｃの場合、この冷媒は温度グライドを有するため、図５中に実線で示すように、一つの仮想的な飽和蒸気温度演算式（４次曲線１００で示す）が設定される。
【００２０】
この演算式１００に従うと、冷媒の低圧領域（圧縮機１３の吸込圧力常用域）ＬＡではガス冷媒圧力による飽和蒸気温度が採用されるとともに、高圧領域（圧縮機１３の吐出圧力常用域）ＨＡでは液冷媒圧力による飽和蒸気温度が採用され、その中間圧力領域ＭＡではガス冷媒の圧力における飽和蒸気温度と液冷媒の圧力における飽和蒸気温度との中間温度が採用される。
【００２１】
尚、演算された飽和蒸気温度は、空気調和装置の運転時の過冷却度制御或いは過熱度制御に用いられる。すなわち、この飽和蒸気温度と、凝縮器（冷房時の室外熱交換器１７）及び蒸発器（冷房時の室内熱交換器５）に備えられた温度センサ（図示せず）での検出温度とから冷媒の過冷却度或いは過熱度が算出され、この過冷却度或いは過熱度に従って電動膨張弁９の開弁量が制御される。
【００２２】
前記フラグは、図４に示すように、冷媒高圧警報検出の段階においても使用される。すなわち、高圧警報圧力Ｒ１は、設計時に、Ｒ２２の高圧警報圧力Ｒ１を基準に設計される（Ｓ９）。冷媒高圧警報検出の段階では、前述の冷媒フラグが確認され（Ｓ１０）、冷媒フラグ＝０（Ｒ２２）であれば、そのまゝの高圧警報圧力Ｒ１が採用され、圧力センサ８３で検出される高圧が高圧警報圧力Ｒ１よりも高いか否かが判断され（Ｓ１１）、高くなったとき、異常高圧警報処理が実行され（Ｓ１２）、圧縮機１３が停止される。
【００２３】
Ｓ１０で、冷媒フラグ＝１（Ｒ４０７Ｃ）であれば、Ｓ１３に移行し、高圧警報圧力Ｒ１にＲ４０７Ｃに対応するオフセット値が加算され、圧力センサ８３で検出される高圧が、この加算された圧力値Ｒ１よりも高いか否かが判断され（Ｓ１１）、高くなったとき、高圧警報処理が実行される（Ｓ１２）。
【００２４】
この実施形態では、図２に示すように、Ｓ１で、本機種を入力することにより、ＥＥＰＲＯＭ７２に記憶された冷媒の種類を切り替えることができる。この冷媒の種類を切り替えるだけで、図３及び図４に示すように、制御用のプログラムが冷媒の種類に対応して自動的に切り替えられるので、従来のようにマイコンを交換する必要がなく、マイコンを冷媒種別毎に開発する必要がなく、開発期間、開発コストを抑えることができる。
【００２５】
また、室外側ＥＣＵ７１のＥＥＰＲＯＭ７２に記憶された冷媒の種類を切り替えるだけであるので、生産時の充填冷媒に応じて簡単に切替が可能であり、市場の要求に迅速に対応できるようになる。
【００２６】
以上、ＥＥＰＲＯＭ７２に記憶された冷媒の種類を切り替える場合、室外機３の通信ポートに接続されたパソコンの操作による切り換えを説明したが、これに限定されるものではなく、室外機３のメインテナンス用操作部（図示せず）からの操作による切り換え、或いは室内機１と室外機３との通信バスラインからの操作による切り換えが可能なことは言うまでもない。
【００２７】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、Ｒ４０７Ｃの一つの飽和蒸気温度演算式１００を作成するに当たり、中間圧力領域ＭＡを省略し、低圧領域ＬＡと高圧領域ＨＡとの２つに区別して作成してもよいことは明らかである。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、制御手段となるマイコン毎交換することなく、冷媒の種類に応じた適正制御を簡単に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。
【図２】冷媒の種類の切り替えを示すフローチャートである。
【図３】飽和蒸気温度演算の切り替えを示すフローチャートである。
【図４】冷媒高圧警報検出の切り替えを示すフローチャートである。
【図５】Ｒ４０７Ｃの飽和蒸気温度演算式を示す線図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ室内機
３室外機
５室内熱交換器
７送風機
９電動膨張弁
１３圧縮機
１７室外熱交換器
７１室外側ＥＣＵ（制御手段）
７２ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性記憶手段）
８２，８３圧力センサ
１００飽和蒸気温度演算式

Claims

圧縮機を有する室外機と室内機とこれらを制御する制御手段とを備えた空気調和装置において、
前記制御手段は冷媒の種類を記憶する記憶手段を備え、この記憶手段に記憶された冷媒の種類を、当該制御手段に記録された前記室外機の機種をパーソナルコンピュータ等の外部装置を接続して入力し、この入力された室外機の機種により前記冷媒の種類を判断させることで、前記記憶手段に記憶された冷媒の種類に応じて前記室外機を制御することを特徴とする空気調和装置。
前記制御手段は前記記憶手段に記憶された冷媒の種類に対応する飽和蒸気温度演算式に基づいて飽和蒸気温度を演算することを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
前記制御手段は前記圧縮機の吐出圧力が前記記憶手段に記憶された冷媒の種類に応じて定められる高圧警報圧力よりも大きくなった場合に高圧警報を行うことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。