JP4259696B2

JP4259696B2 - 空気調和機の試運転判断方法

Info

Publication number: JP4259696B2
Application number: JP27879299A
Authority: JP
Inventors: 幸生鳶; 嘉也山上
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: JP2001099459A

Description

【０００１】
【発明の利用分野】
本発明は圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器、四方切換弁を冷媒配管で環状に接続して冷房運転／暖房運転を可能にした冷凍サイクル及び温水供給源と温水熱交換器とを温水配管で環状に接続した温水回路を備える空気調和機の試運転制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機では、温水回路の試運転は温水供給源を運転させ利用側に設けられる温水熱交換器の温度上昇から温水回路の動作を確認し、冷凍サイクルの試運転も同様に暖房運転／冷房運転を行った際の利用側熱交換器の温度変化から冷凍サイクルの動作を確認するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された試運転方法では、熱交換器の温度変化から冷凍サイクル、温水回路の試運転検査は行えるが、送風機等の動作確認が充分に行えないものであった。
【０００４】
本願発明は、送風機の動作確認も同時に行える試運転方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクルを構成し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器として作用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器として作用させる暖房運転を可能に構成した空気調和機の制御装置において、圧縮機の運転開始後の利用側熱交換器の温度変化が第１の所定値以上でありかつ利用側熱交換器で暖房／冷房される前後の空気の温度差が第２の所定値以上の際に試運転の正常終了を判断するものである。
【０００６】
さらに、第２の所定値は冷房運転と暖房運転とで異なるものである。
【０００７】
また、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクルを構成し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器として作用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器として作用させる暖房運転を可能に構成すると共に、温水供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備え、被調和室の空気が循環する単一のユニット内に風上から順に利用側熱交換器及び温水熱交換器を配置してなる空気調和機において、圧縮機の運転開始後の温水熱交換器の温度変化が第１の所定値以上でありかつ利用側熱交換器で暖房／冷房される前後の空気の温度差が第２の所定値以上の際に試運転の正常終了を判断するものである。
【０００８】
さらに、第２の所定値は冷房運転と暖房運転とで異なるものである。
【０００９】
また、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクルを構成し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器として作用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器として作用させる暖房運転を可能に構成すると共に、温水供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備え、被調和室の空気が循環する単一のユニット内に風上から順に利用側熱交換器及び温水熱交換器を配置してなる空気調和機において、温水供給源の運転開始後の温水熱交換器の温度変化が第１の所定値以上でありかつ温水熱交換器で暖房される前後の空気の温度差が第２の所定値以上の際に試運転の正常終了を判断するものである。
【００１０】
また、第２の所定値は冷房運転と暖房運転とで異なるものである。
【００１１】
【発明の実施形態】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の温水回路及び冷凍サイクルを示す概略図である。この図において、５ａ、５ｂは被調和室に設けられた室内ユニットであり、８は屋外に設けられた室外ユニットであり、３は温水を供給するボイラー等からなる熱源側ユニットであり、信号に応答して温水暖房用に温水を循環させる機能を備える汎用のものを用いることができる。
【００１２】
尚、熱源側ユニット３と室内ユニット５ａとは相互に信号の授受ができるように信号線で接続されている。
【００１３】
熱源側ユニット３からの出湯は温水管１２と戻り管１１とで温水の循環回路が構成され、温水管１２と戻り管１１との間には流量可変弁１４ａと温水熱交換器（放熱器）１３ａとが室内ユニット５ａの中で直列に接続され、流量可変弁１４ｂと温水熱交換器１３ｂとが室内ユニット５ｂの中で直列に接続されている。
【００１４】
これら流量可変弁１４ａ、１４ｂの開度を調節することによって温水熱交換器１３ａ、１３ｂに流れる温水の流量を調節することができる。すなわち暖房（加熱）能力を負荷に基づいて能力制御することができるものである。
【００１５】
尚、温水熱交換器１３ａ、１３ｂで加熱された調和空気は送風機（図示せず）で実線矢印に示すように被調和室に供給されるものである。
【００１６】
室外ユニット８には圧縮機１７（第１の設定値とこの設定値より小さい第２の設定値との間で任意に運転能力を設定することができる運転能力可変型の圧縮機）、四方切換弁１８、室外熱交換器１９、電動膨張弁２０、ストレーナー２１、アキュムレーター２３が搭載され、室内ユニット５ａには室内熱交換器２２が温水熱交換器１３ｂの風上になるように配置されている。
【００１７】
これらの機器は圧縮機１７から吐出される冷媒が循環する冷凍サイクルを構成するように冷媒配管で環状に接続されている。四方切換弁１８を切り換えることにより室内熱交換器２２を蒸発器（冷房運転時）として作用させ、または凝縮器（暖房運転時）として作用させるものである。
【００１８】
従って、室内ユニット５ａで冷房運転を行うときは流量可変弁１４ａを閉じ、圧縮機１７を運転し四方切換弁１８を図１の実線に示す状態にすることによって、室内熱交換器２２で冷媒が蒸発して被調和室の冷房運転が可能になる。
【００１９】
暖房運転時は流量可変弁１４ａを開いて温水熱交換器１３ａに温水を供給することによって暖房運転が行われる。このとき、圧縮機１７を運転し、四方切換弁１８を図１に示す点線の状態に切り換えれば、室内熱交換器２２で冷媒が凝縮し暖房能力の増加が行えるものである。
【００２０】
尚、冷媒熱交換器２２を蒸発器として作用させ、同時に温水熱交換器１３ａに温水を供給することによって被調和室の除湿運転が可能になる。すなわち蒸発器で冷却されかつ水分が凝縮して除去された空気を温水熱交換器１３ａで再加熱する事によって除湿された空気が得られるものである。
【００２１】
このとき流量可変弁１６の開度を調節して温水の流量を調節すれば再加熱時の加熱量を調整でき、除湿運転時に被調和室に吹き出される調和空気の温度を調節することができるものである。
【００２２】
図２は室内ユニット５ａの制御回路を示すブロック図である。この図において、２５はプラグであり、屋内配線に接続され商用の交流電力（例えば１００Ｖ）の供給を受けるものである。この交流電力はスイッチ２６を介して制御回路内に供給されると共に、パワーリレー２７の常開接片２７ａと端子２８を介して室外ユニット８へ電力が供給されるものである。常開接片２７ａは空気調和機の運転中に閉じて室外ユニットの運転を可能にするものである。
【００２３】
２９は送風用のＤＣファンであり、温水熱交換器１５ａ、室内熱交換器２２へ室内（被調和室）の空気を循環させるものである。このＤＣファン２９は、モーター電源３０から出力される直流の定電圧を駆動回路３１で回転子の回転角度に応じてスイッチングして所定の固定子巻き線に通電させ回転子の連続回転を得るブラシレスモーターである。
【００２４】
駆動回路３１でのスイッチングをマイコン３２（制御部）が制御し、またモーター電源３０から出力される定電圧の電圧を変えることによってＤＣファン２９の回転数を変えることができる。この電圧はマイコン３２で制御するようにしても良い。
【００２５】
３３は制御回路電源であり、ＤＣファン２９以外の駆動素子（マイコン、リレー及び各種センサなど）へ電力を供給するものであり、モーター電源３０にヒューズ３４と共に直列に接続されている。
【００２６】
３５、３６はそれぞれシリアル電源、シリアル回路であり、端子２８の▲３▼端子、信号線（▲２▼端子を電源と共通線としている）を介して室外ユニット８のマイコンと信号の送受を可能にするものであって、シリアル電源３５で生成された定電圧にシリアル回路３６でマイコン３２からの信号を重畳させて▲３▼端子から出力し、また受信した信号をマイコン３２に出力するものである。送受信する信号方式としては汎用のＰＣＭ方式などが可能であるが、これに限るものではない。
【００２７】
３７は熱源側ユニット（給湯器）３と信号線７を介して信号の送受を行うインターフェース回路であり、マイコン３２と熱源側ユニット３との間での信号の送受を可能にしている。
【００２８】
４０は記憶部であり、マイコンの初期定数を格納し、マイコン３２のイニシャル時にこれらの定数が読み込まれるものである。
【００２９】
４２はスピーカーであり信号の受信音や警報音などを必要に応じて出力するものであり、マイコン３２からの出力によって制御されている。
【００３０】
４４、４５はフラップモータ、流量可変弁１４ａの駆動用ステップモータであり、マイコン３２からの信号で駆動回路４３を介して制御される。フラップモータ（ステップモータ）４４を駆動させることによって室内ユニット５から被調和室へ吐出される調和空気の角度を変えることができるものである。また、ステップモータ４５を駆動させることによって流量可変弁１４ａの開度が変わり温水の流量を変えることができるものである。
【００３１】
４６は表示部であり、マイコン３２からの信号で点灯が制御されるＬＥＤやリモートコントローラからのワイヤレス信号（赤外線信号）を受信する受信用ＩＣを含む受信回路であり、リモートコントローラからの信号を復調後マイコン３２に出力するものである。
【００３２】
４７は室温センサであり、室内ユニット５ａの空気の吸い込み側に設けられ室内の空気の温度を検出するものであり、このセンサの出力はマイコン３２がＡ／Ｄ変換した後取り込み温度制御に用いられる。
【００３３】
尚、室温はセンサをリモートコントローラに設け、このセンサで検出した温度を表示部４６の受信回路で受信して運転制御に用いるようにしてもよい。
【００３４】
４８は室内熱交換器２２に取り付けられる冷媒熱交換器温度センサであり、室内熱交換器２２の温度を検出し、マイコン３２はこの温度に基づいて、過負荷状態や温度異常に対する制御を行うものである。
【００３５】
４９は温水熱交換器温度センサであり、温水熱交換器１５の温度を検出し、マイコン３２はこの温度に基づいて、過負荷状態や温度異常（凍結）に対する制御を行うものである。
【００３６】
５０は吐出温度センサであり、空気調和機から被調和室へ吐出される調和空気の温度を検出し温度異常に対する制御を行うものである。
【００３７】
５１はスイッチ基板であり、試運転／通常運転／停止等の運転時のモードを切り換えるスイッチであり、近くには異常発生時の原因を特定するための表示ＬＥＤが複数設けられている。
【００３８】
このように構成された室内ユニット５ａは、リモートコントローラ（図示せず）の操作に基づく信号を受信して空調運転が行われると共に、最適な空調運転が行えるように圧縮機の運転能力を第１の設定値と第２の設定値との間で自動的に制御するものである。このような運転能力の制御はマイコン３２内にプログラムで構成された運転能力制御部によって行われる。
【００３９】
また流量可変弁１４ａの開度も暖房運転／除湿運転などの時に室内の負荷に応じて最適な空調運転が行えるように制御するものである。同時に熱源ユニット３を制御する信号（給湯の開始、出湯温度の変更など）をインターフェース回路３７を介して送信するものである。
【００４０】
図３は室外ユニットに搭載される制御回路の概略を示すブロック図であり、端子板６１の端子番号を同じくして図２に示す端子板２８に接続されるものである。
【００４１】
この図において、６２は電源回路であり、端子板６１の１番端子、２番端子を介して得られる室内ユニットからの１００Ｖの交流電力を倍電圧整流し平滑するものである。この電源回路６２から出力される直流電力は、スイッチング素子を３相ブリッジ状に結線したインバータ回路６３へ出力されて、３相交流（圧縮機１７が誘導電動機を用いている場合）または、回転子の回転位置に対応する固定子巻線を通電できる波形（圧縮機１７が直流ブラシレスモータを用いている場合）に変換された後圧縮機１７へ供給される。
【００４２】
６４はマイコンであり、端子板６１の３番端子及びシリアル回路６５を介して室内ユニットのマイコン３２から制御信号を受信し主に圧縮機１７の回転数、四方切換弁１８の切換やファンモータ６６の運転などの制御を行うものである。
【００４３】
６７は外気温度を検出する外気温度センサであり、このセンサの検出した外気温度をマイコン６４が制御に用いると共に室内ユニット５ａへ信号線を介して送信されるものである。
【００４４】
従って室外ユニット８は室内ユニット５ａから送られて来る運転能力を示す信号に対応する運転能力で第１の設定値と第２の設定値（＜第１の設定値）との間で圧縮機１７の運転を行うものであり、室外ユニット８において異常が起きたときは室内ユニット５ａが自動的に保護動作を行うものである。
【００４５】
図４は試運転の動作を示すフローチャートであり、メインプログラムの一部を成すサブルーチンであり、「Ｒ」を介してメインプログラムへ戻るものである。
【００４６】
図４においてステップＳ１、ステップＳ２で暖房試運転が設定されたか、又は冷房試運転が設定されたかを判断し、暖房試運転が判断されたときはステップＳ３へ進み暖房運転を開始する。
【００４７】
暖房運転条件は、温水供給源３を運転し温水を温水熱交換器１３ａへ循環させる。このとき流量可変弁１４ａは全開に設定され、次いで送風装置（ＤＣファンモータ２９）を駆動して室内に温風の供給を行う。
【００４８】
次いで、ステップＳ４、ステップＳ５でステップＳ６がタイムＵＰを判断するまでの間に温水熱交換器１３ａの温度がＴ０（第１の所定値）以上になったか否かと、吹出温度（吐出温度センサ５０の検出する温度）が吸込温度（室温センサ４７の検出する温度）より１０度（第２の所定値）高くなったか否かの判断を行い、ステップＳ４、ステップＳ５の条件を満たすときにステップＳ７へ進み暖房試運転を終了し「Ｒ」を介してメインプログラムへ戻るものである。
【００４９】
ステップＳ６で設定された時間内にステップＳ４、ステップＳ５の条件をいずれも満たさなかったときはステップＳ８へ進み暖房試運転の異常出力（表示）を行い「Ｒ」を介してメインプログラムへ戻るものである。
【００５０】
流量可変弁の１４ａの開度、温度Ｔ０、吹出温度の判断に用いる１０度の値、ステップＳ８で計時される時間は、温水供給源３から供給される温水の温度や温水熱交換器１３ａの容量、室内ユニット５ａの熱容量等を考慮し、正常状態であればステップＳ８で設定された時間内で温水熱交換器１３ａ、吐出温度が充分に上昇するように設定されている。
【００５１】
また、温水を用いない暖房運転、すなわち冷凍サイクルを用いたヒートポンプ暖房運転の時は、ステップＳ３でヒートポンプによる暖房運転を開始させるように構成すればよく、また、ステップＳ４で冷媒熱交換器２２の温度がＴ０以上か否かの判断を行うように構成する。このときＴ０の値は冷媒熱交換器２２に合わせた値に設定する。
【００５２】
このような構成にすることによって、温水熱交換器１３ａの温度上昇から温水回路の正常／異常の判断ができ、吸込温度と吹出温度との比較から送風装置（ＤＣファンモータ）の正常／異常の判断が行えるものである。
【００５３】
また、図４のフローチャートにおいてステップＳ２で冷房試運転が設定されたときは、ステップＳ９へ進み冷房運転が開始される。この冷房運転は四方切換弁を切り換えて冷凍サイクルを冷房運転に設定して行われる。このとき圧縮機１７の運転能力は定格能力に設定され、次いで送風装置（ＤＣファンモータ２９）を駆動して室内に温風の供給を行う。
【００５４】
次いで、ステップＳ１０、ステップＳ１１でステップＳ１４がタイムＵＰを判断するまでの間に温水熱交換器１３ａの温度がＴ１以下になったか否かと、吹出温度（吐出温度センサ５０の検出する温度）が吸込温度（室温センサ４７の検出する温度）より５度低くなったか否かの判断を行い、ステップＳ１０、ステップＳ１１の条件を満たすときにステップＳ１２へ進み冷房試運転を終了し「Ｒ」を介してメインプログラムへ戻るものである。
【００５５】
ステップＳ１４で設定された時間内にステップＳ１０、ステップＳ１１の条件をいずれも満たさなかったときはステップＳ１３へ進み暖房試運転の異常出力（表示）を行い「Ｒ」を介してメインプログラムへ戻るものである。
【００５６】
圧縮機１７の運転能力、温度Ｔ０、吹出温度の判断に用いる５度の値、ステップＳ１４で計時される時間は、冷媒熱交換器２２の容量、室内ユニット５ａの熱容量等を考慮し、正常状態であればステップＳ１４で設定された時間内で温水熱交換器１３ａ、吐出温度が充分に低下するように設定されている。
【００５７】
また、ステップＳ１０で温水熱交換器１３ａの温度の変わりに冷媒熱交換器２２の温度がＴ０以下か否かの判断を行うように構成する。このときＴ０の値は冷媒熱交換器２２に合わせた値に設定する。
【００５８】
このような構成にすることによって、温水熱交換器１３ａの温度低下から温水回路の正常／異常の判断ができ、吸込温度と吹出温度との比較から送風装置（ＤＣファンモータ）の正常／異常の判断が行えるものである。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明の空気調和機の制御装置では、温水回路、冷凍サイクルの試運転に加えて送風装置の試運転が同時に行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷凍サイクル及び温水回路を示す説明図である。
【図２】図１に示した室内ユニットの制御を示すブロック図である。
【図３】図１に示した室外ユニットの制御を示すブロック図である。
【図４】本発明の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
５ａ室内ユニット
８室外ユニット
１３ａ温水熱交換器
２２室内熱交換器
３２マイコン

Claims

圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクルを構成し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器として作用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器として作用させる暖房運転を可能に構成した空気調和機の制御装置において、圧縮機の運転開始後の利用側熱交換器の温度変化が第１の所定値以上でありかつ前記利用側熱交換器で暖房／冷房される前後の空気の温度差が第２の所定値以上の際に試運転の正常終了を判断することを特徴とする空気調和機の試運転判断方法。
第２の所定値は冷房運転と暖房運転とで異なることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の試運転判断方法。
圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクルを構成し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器として作用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器として作用させる暖房運転を可能に構成すると共に、温水供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備え、被調和室の空気が循環する単一のユニット内に風上から順に前記利用側熱交換器及び前記温水熱交換器を配置してなる空気調和機において、圧縮機の運転開始後の温水熱交換器の温度変化が第１の所定値以上でありかつ前記利用側熱交換器で暖房／冷房される前後の空気の温度差が第２の所定値以上の際に試運転の正常終了を判断することを特徴とする空気調和機の試運転判断方法。
第２の所定値は冷房運転と暖房運転とで異なることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の試運転判断方法。
圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器、四方切換弁を用いて冷凍サイクルを構成し、四方切換弁により利用側熱交換器を蒸発器として作用させる冷房運転又は利用側熱交換器を凝縮器として作用させる暖房運転を可能に構成すると共に、温水供給源と温水熱交換器との間で温水が循環する温水回路とを備え、被調和室の空気が循環する単一のユニット内に風上から順に前記利用側熱交換器及び前記温水熱交換器を配置してなる空気調和機において、温水供給源の運転開始後の温水熱交換器の温度変化が第１の所定値以上でありかつ前記温水熱交換器で暖房される前後の空気の温度差が第２の所定値以上の際に試運転の正常終了を判断することを特徴とする空気調和機の試運転判断方法。
第２の所定値は冷房運転と暖房運転とで異なることを特徴とする請求項５に記載の空気調和機の試運転判断方法。