JP4726081B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に関し、特に、異常が発生した場合にも機器を停止せずに、最大限の運転を継続することが可能な空気調和機に関する。

一般家庭や事業所などにおいて使用される空気調和機において、故障や異常が発生した時の安全性の確保は極めて重要な課題である。そのため、安全性確保のために、空気調和機の制御は、必ず、異常に対する対処運転の機構が組み込まれている。

通常は、故障が発生した場合、空気調和機内に組み込まれた安全装置によって、空気調和機が停止する。しかしながら、軽微な故障で空気調和機がすべて停止するのは不便である。そのため、故障に対処する種々の工夫が行われている。

センサや内部機器等の異常が発生した場合の空気調和機の制御方法としては、特許文献１〜２に記載のものが公知である。

特許文献１には、室内機と、室内機に運転開始・停止等の指示を送信するリモコンと、を備え、リモコンに故障内容を表示するようにした空気調和機が記載されている。リモコンには、点検キーが設けられている。使用者がこの点検キーを操作することにより、リモコンから室内機に、故障コード表示要求信号が送信される。室内機は、故障コード表示要求信号を受信すると、室内機は室内機内部の故障診断を行う。室内機は、内部に故障が発見された場合、室内機からリモコンに故障データが送信される。リモコンは、故障データを受信すると、故障コード表示部に故障コードを表示する。これにより、使用者は、簡単な作業で故障原因の認識を確実に行うことができ、空気調和機の故障に対して適切な対応を採ることができる。

特許文献２には、温度検出器（温度センサ）の故障に対して有効に対処することが可能な空気調和機が記載されている。この空気調和機は、室内機、室外機、及びリモコンの３つの構成部分からなる。室内機には室内機制御基板と温度センサＡが設けられ、リモコンにはリモコン制御基板と温度センサＢが設けられている。室内機の温度センサＡとリモコンの温度センサＢとは、ともに室内の温度を検出している。室内機には、温度センサＡと温度センサＢの何れか一方を室内空調の制御基準として選択する切替スイッチと、切替スイッチによって選択された温度センサの故障判定を行う第１マイクロコンピュータを備えている。第１マイクロコンピュータは、判定結果が故障である場合に、第１マイクロコンピュータは、室内空調の制御基準としている他方の温度センサに自動切り替えを行う。これにより、一方の温度センサが故障しても、他方の温度センサを有効利用して、連続運転を行うことができる。
特開２００１−９１０３３号公報 特開２００２−３１０４９０号公報

しかし、特許文献１に記載の空気調和機のように、故障コードを単に表示するだけでは、空気調和機は故障箇所が故障したまま運転を継続する必要がある。例えば、室内温度センサが故障したまま空気調和機の運転を継続すると、室内の温度調節を正常に行うことができない。従って、リモコンに故障が表示された場合、結局、空気調和機全体を停止し、故障した部品を交換するまでは空気調和機を使用することができない。

一方、特許文献２に記載の空気調和機のように、温度センサを二重化し、一方の温度センサが故障すると他方の温度センサを使用すれば、正常に空気調和機の運転を継続することができる。しかし、故障に備えてすべての部品を二重化するのは無駄であり、コストも嵩む。

そこで、本発明の目的は、部品が故障した場合には故障の重要度に応じ、正常な部品で可能な運転を継続することができるとともに、使用者が故障の認知をすることが可能なあるいは運転を制限する空気調和機を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和機の第１の構成は、空気調和機の本体内の各内部機器、回路、又はセンサにおいて発生する異常を検出する異常検知手段と、前記異常検知手段により検出される異常状態と、それに対応する警報レベルとが対応づけられて記憶された異常状態テーブルと、前記異常検知手段により異常が検出されると、前記異常状態テーブルを参照して、検出された異常状態に対する警報レベルを索出し、当該異常状態に対する警報レベルを決定する警報レベル決定手段と、前記警報レベル決定手段により決定された警報レベルに従って、空気調和機の動作の制限を行う動作制限手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、異常状態に応じて、空気調和機の適切な動作制限を行うことが可能となる。従って、一部の部品に故障等の異常が生じたとしても、異常が生じていない空気調和機の構成部品のみを使用して実行可能な動作を継続することが可能となる。

ここで、「空気調和機」とは、ある空間の空気調節を行う装置をいい、暖房装置、冷房装置、除湿装置、乾燥装置などをいう。

「内部機器」とは、空気調和機の内部に備えられた機器をいい、例えば、送風機、モータ、電動弁などである。「回路」とは、空気調和機内部の電気回路をいい、制御基板などである。「センサ」とは、空気調和機内部又は外部に備えられ、当該空気調和機の運転制御のために各種の物理量を検出する各種のセンサをいい、例えば、温度センサや湿度センサなどである。

「異常」とは、普通の状態と異なっていることをいい、例えば、故障、ゴミ等による管路の閉塞、異常高温、熱交換器における温水抜け、凍結等の原因によって引き起こされる各内部機器、回路、又はセンサの状態をいう。

本発明に係る空気調和機の第２の構成は、前記第１の構成において、使用者が動作の指示を入力するリモコンを備え、前記動作制限手段は、前記警報レベルに従って、前記リモコンにおいて入力可能な動作の指示の種類を制限することを特徴とする。

この構成により、異常検知手段により異常が検出された場合、その異常状態によってリモコンにおいて入力可能な動作の指示の種類を制限することで、空気調和機の動作制限がされる。これにより、異常が生じていない空気調和機の構成部品のみを使用して実行可能な動作を継続することが可能となる。

本発明に係る空気調和機の第３の構成は、前記第１の構成において、前記異常状態テーブルには、さらに、各異常状態に対応して、当該異常状態に対してリモコンに表示するエラーメッセージの種類を指定するエラー表示コードが格納されており、前記警報レベル決定手段は、前記異常検知手段により異常が検出されると、前記異常状態テーブルを参照して、検出された異常状態に対するエラー表示コードを索出し、前記リモコンに送信し、前記リモコンは、受信した前記エラー表示コードに対応するエラーメッセージを表示することを特徴とする。

この構成により、異常検知手段により異常が検出された場合、その異常状態によってリモコンにエラーメッセージが表示される。従って、使用者は、このエラーメッセージを見て、空気調和機に異常が発生したことを認識できる。

本発明に係る空気調和機の第４の構成は、前記第１乃至３の何れかの構成において、前記異常状態テーブルには、さらに、各異常状態に対応して、当該異常状態が検知されるための空気調和機の動作状態（以下「検知条件」という。）が格納されており、前記警報レベル決定手段は、前記異常検知手段により異常が検出されると、前記異常状態テーブルを参照して、検出された異常状態に対する警報レベル及び検知条件を索出するとともに、空気調和機の動作状態が検知条件に合致する場合には、索出された警報レベルを当該異常状態に対する警報レベルに決定することを特徴とする。

この構成により、各種の異常を正確に検出することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、異常状態に応じて、空気調和機の適切な動作制限を行うことが可能となる。従って、一部の部品に故障等の異常が生じたとしても、異常が生じていない空気調和機の構成部品のみを使用して実行可能な動作を継続することが可能となり、利便性が向上する。

また、その異常状態によってリモコンにおいて入力可能な動作の指示の種類を制限することで、空気調和機の動作制限がされる。これにより、異常が生じていない空気調和機の構成部品のみを使用して実行可能な動作を継続することが可能となる。

また、異常検知手段により異常が検出された場合、その異常状態によってリモコンにエラーメッセージが表示される。従って、使用者は、このエラーメッセージを見て、空気調和機に異常が発生したことを認識し、空気調和機の修理を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施例１に係る空気調和装置の内部構造を示す平面図である。本実施例１の空気調和装置１は、デシカントロータを用いて除湿区域と再生区域との間で湿分の交換を行うことにより除湿区域の除湿／加湿区域の加湿を行うデシカント空調機である。

空気調和機１は、筐体２を備えており、筐体２の内部は、仕切部材３，４，５によって除湿区域Ａと再生区域Ｂとに区画されている。また、筐体２の内部には、ロータアセンブリ６、顕熱交換器７、第１送風機８、第２送風機９、再生加熱器１１、デシカントロータ１０、ロータモータ１２、室内温湿度センサ１３、室外温湿度センサ１４、熱動弁１５、再生サーミスタ１６、及び制御基板１７が配設されている。ロータアセンブリ６は、除湿区域Ａと再生区域Ｂとに跨って回転自在に配設されたデシカントロータ１０を備えている。このデシカントロータ１０は、ロータ回転軸１０ａを中心に回転する短軸円柱状のロータである。デシカントロータ１０は、シリカゲルやゼオライト粉末等の吸湿剤（デシカント）が担持又は含浸されたハニカム構造とされている。デシカントロータ１０の両端面側は、仕切部材４，５により、除湿区域Ａと再生区域Ｂとに区画されている。

室外の空気ＯＡは、第２送風機９によって除湿区域Ａ内を室外から室内へ流通される。このとき、ロータアセンブリ６により吸湿が行われ、顕熱交換器７によって室内から排出される空気ＲＡと熱交換される。また、室内の空気ＲＡは、第１送風機８によって再生区域Ｂ内を室内から室外へ流通される。このとき、顕熱交換器７において室外から室内へ供給される空気ＯＡと熱交換された後、再生加熱器１１で加熱され、ロータアセンブリ６においてデシカントロータ１０に吸着した湿分を脱離した後に、室外へ排出される。このようにして、室外空間からは湿分が入らず、室内空間からは湿分を含んだ空気が排出されることにより除湿が行われる。また、上記説明において室内と室外を置き換えれば室内を加湿するデシカント空調機を提供できる。

室内温湿度センサ１３は、室内空間から再生区域Ｂに流入する室内空気ＲＡの温度及び湿度を検出するセンサである。室外温湿度センサ１４は、室外空間から除湿区域Ａに流入する室外空気ＯＡの温度及び湿度を検出するセンサである。

熱動弁１５は、再生加熱器１１に通水する温水の断通を行う電動開閉弁である。再生サーミスタ１６は、再生加熱器１１に供給される温水の温度を検出する温度センサである。

制御基板１７は、空気調和装置１の動作制御及びリモコン１９（図２参照）との通信を行う制御回路が搭載された基板である。

図２は、図１の空気調和機１の制御系を表すブロック図である。空気調和機１の制御系は、第１送風機８、第２送風機９、ロータモータ１２、室内温湿度センサ１３、室外温湿度センサ１４、熱動弁１５、再生サーミスタ１６、制御基板１７、及びリモコン１９を備えている。各部分の符号は、図１と対応させて付してある。

ここで、室内温湿度センサ１３、室外温湿度センサ１４、及び再生サーミスタ１６は、センサ群Ｃを成す。また、第１送風機８、第２送風機９、ロータモータ１２、及び熱動弁１５は、内部機器群Ｄを成す。

尚、リモコン１９は、使用者が空気調和機１に対して遠隔で動作の指示を入力する装置であり、有線／無線を問わない。

制御基板１７には、Ａ／Ｄ変換器２１、入力回路２２、中央演算装置２３、メモリ２４、タイマ２５、及び出力回路２６の各回路が搭載されている。

再生サーミスタ１６、室内温湿度センサ１３、及び室外温湿度センサ１４より出力されるアナログの温度検出信号又は湿度検出信号は、制御基板１７のＡ／Ｄ変換器２１に入力される。Ａ／Ｄ変換器２１では、これらのアナログ信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル信号として入力回路２２に出力する。入力回路２２は、デジタル化された温度検出信号及び湿度検出信号や、リモコンからの動作指示信号を中央演算装置２３に入力する入力インタフェースである。

中央演算装置２３では、入力回路２２から入力される各種信号に基づき、第１送風機８、第２送風機９、ロータモータ１２、熱動弁１５等の動作制御を行う。また、中央演算装置２３には、演算処理に必要なメモリ２４やタイマ２５が接続されている。

出力回路２６は、中央演算装置２３から第１送風機８、第２送風機９、ロータモータ１２、熱動弁１５等に送信される制御信号を出力するための出力インタフェースである。出力回路２６から出力される制御信号は、各機器に送信され、これにより空気調和機１の制御が行われる。

図３は、図１，図２の空気調和機１における異常時制御機構の機能構成を表すブロック図である。異常時制御機構は、異常状態テーブル３１、自己診断手段３２、異常検知手段３３、警報レベル判定手段３４、及び動作制限手段３５を備えている。これらは、制御基板１７によって実現される。具体的には、異常状態テーブル３１は、メモリ２４により実現される。また、自己診断手段３２、異常検知手段３３、警報レベル判定手段３４、及び動作制限手段３５は、Ａ／Ｄ変換器２１，入力回路２２，中央演算装置２３，メモリ２４，タイマ２５，及び出力回路２６が協働することにより実現される。

異常状態テーブル３１は、空気調和機１における「異常状態」と、それに対応する「異常種別」、「警報レベル」、「検知条件」、「エラーコード」、及び「エラー表示コード」が記憶されたテーブルである。（表１）に異常状態テーブル３１のデータ内容の一例を示す。

「異常状態」とは、空気調和機１に発生した異常の状態である。例えば、再生サーミスタ異常（断線、短絡等）、送風機異常などである。「異常種別」とは、異常状態をその重要性により大きく分類した種別である。異常種別には、「警報」と「警告」の２種類がある。

「警報レベル」とは、異常状態に対する空気調和機１の動作の制限を行うための指標となる異常の水準をいう。本実施例の場合、各異常状態は、レベル１（Ｌｅｖ．１）とレベル３（Ｌｅｖ．３）とに分類される。

警報レベルＬｅｖ．１は、除湿運転はできないが換気運転は可能である異常状態に対する警報レベルである。ここで、「除湿運転」とは、第１送風機８及び第２送風機９を作動させ、再生加熱器１１及びロータモータ１２を作動させた状態をいう。「換気運転」とは、第１送風機８及び第２送風機９を作動させ、再生加熱器１１，ロータモータ１２は作動させない運転状態をいう。

一方、警報レベルＬｅｖ．３は、除湿運転も換気運転も実行することができない異常状態に対する警報レベルである。

「検知条件」とは、異常状態の検知を行うときに空気調和機１があるべき動作状態の条件をいう。検知条件が「運転中」の場合には、運転中の場合にのみ異常検知を行い、停止中の時には異常検知は行われない。検知条件が「常時」の場合には、空気調和機１が運転中にも停止中にも異常検知が行われる。

「エラーコード」とは、検出される異常状態に対するエラーコードである。具体的には、中央演算装置２３から出力されるエラーコードであり、回路的にはこのエラーコードにより異常状態が判別される。「エラー表示コード」とは、制御基板１７からリモコンに送信されるコードであって、リモコンにおけるエラーメッセージの表示を指定するためのコードである。

自己診断手段３２は、制御基板１７において生じる異常を自己診断する。
異常検知手段３３は、センサ群Ｃ、内部機器群Ｄ、又は自己診断手段３２の出力に基づいて、異常の検知を行う。例えば、再生サーミスタ１６の出力電圧を検出し、電圧降下が０のときは断線、出力電圧が０のときは短絡として異常を検出する。検出された異常は、その異常発生箇所と異常の状態により、エラーコードとして出力される。

警報レベル判定手段３４は、異常検知手段３３が出力するエラーコードに基づいて、異常状態テーブル３１を検索し、そのエラーコードに対応する「異常種別」、「警報レベル」、「検知条件」、及び「エラー表示コード」を索出する。

動作制限手段３５は、現在の空気調和機１の動作状態が、索出された「検知条件」に合致する場合、「警報レベル」に従って、空気調和機１の動作制限を行う。また、「エラー表示コード」をリモコン１９に送信する。リモコン１９は、送信される「エラー表示コード」に従って、リモコン１９に備えられた表示画面にエラーメッセージの表示を行う。

以上のように構成された本実施例に係る空気調和機１において、以下その動作を説明する。

図４は、本実施例１に係る空気調和機１の異常時の制御動作を表すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、異常検知手段３３は、センサ群Ｃ、内部機器群Ｄ、及び自己診断手段３２から出力される信号や、電圧、電流等に基づいて、異常検知を行う。異常が検知されない場合には、ステップＳ１を繰り返す。異常が検知された場合には、その異常状態に従ってエラーコードを出力し、次のステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、警報レベル判定手段３４は、エラーコードを検索キーとして、異常状態テーブル３１を検索し、「異常種別」、「警報レベル」、「検知条件」、及び「エラー表示コード」を索出する。

ステップＳ３において、警報レベル判定手段３４は、空気調和機１の現在の動作状態を検出し、索出された検知条件と合致するか否かを判定する。合致しない場合はステップＳ１に戻る。合致する場合は、次のステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、動作制限手段３５は、索出された警報レベルに基づいて、空気調和機１の動作制限を行う。具体的には、警報レベルに基づき、リモコン１９で入力・選択が可能な動作指示の入力の制限を行う。

警報レベルＬｅｖ．１のときは、空気調和機１の動作状態は「換気運転」に制限される。このとき、リモコン１９は、「換気運転」のみが選択可能となる。この警報レベルＬｅｖ．１は、リモコン１９からの指示により、空気調和機１の動作状態が「換気運転」→「全停止」となったときに解除される。

警報レベルＬｅｖ．３のときは、空気調和機１の動作状態は「全停止」となる。そして、リモコン１９は、いずれの動作指令も受け付けなくする。この警報レベルＬｅｖ．３は、空気調和機１の電源がＯＦＦとなるまでは解除されない。

ステップＳ５において、動作制限手段３５は、リモコン１９に対してエラー表示コードを送信する。

最後に、ステップＳ６において、リモコン１９は、エラー表示コードに基づいてリモコン１９に備えられた表示画面にエラーメッセージを表示する。

以上のように、本実施例における空気調和機１によれば、異常状態に応じて、空気調和機１の適切な動作制限を行うことにより、一部の部品に故障等の異常が生じたとしても、異常が生じていない空気調和機１の構成部品のみを使用して実行可能な動作を継続することが可能となり、利便性が向上する。

本実施例１に係る空気調和装置の内部構造を示す平面図である。 図１の空気調和機１の制御系を表すブロック図である。 図１，図２の空気調和機１における異常時制御機構の機能構成を表すブロック図である。 本実施例１に係る空気調和機１の異常時の制御動作を表すフローチャートである。

符号の説明

空気調和装置１
筐体２
仕切部材３，４，５
ロータアセンブリ６
顕熱交換器７
第１送風機８
第２送風機９
デシカントロータ１０
ロータ回転軸１０ａ
再生加熱器１１
ロータモータ１２
室内温湿度センサ１３
室外温湿度センサ１４
熱動弁１５
再生サーミスタ１６
制御基板１７
除湿区域Ａ
再生区域Ｂ
リモコン１９
Ａ／Ｄ変換器２１
入力回路２２
中央演算装置２３
メモリ２４
タイマ２５
出力回路２６
異常状態テーブル３１
自己診断手段３２
異常検知手段３３
警報レベル判定手段３４
動作制限手段３５

Claims (3)

1. 使用者が動作の指示を入力するリモコンと、
   空気調和機の本体内の各内部機器、回路、又はセンサにおいて発生する異常を検出する異常検知手段と、
   前記異常検知手段により検出される異常状態と、それに対応する警報レベルとが対応づけられて記憶された異常状態テーブルと、
   前記異常検知手段により異常が検出されると、前記異常状態テーブルを参照して、検出された異常状態に対する警報レベルを索出し、当該異常状態に対する警報レベルを決定する警報レベル決定手段と、
   前記警報レベル決定手段により決定された警報レベルに従って、空気調和機の動作の制限を行う動作制限手段と、を備え、
   前記動作制限手段は、前記警報レベルに従って、前記リモコンにおいて入力可能な動作の指示の種類を制限することを特徴とする空気調和機。
2. 前記異常状態テーブルには、さらに、各異常状態に対応して、当該異常状態に対してリモコンに表示するエラーメッセージの種類を指定するエラー表示コードが格納されており、
   前記警報レベル決定手段は、前記異常検知手段により異常が検出されると、前記異常状態テーブルを参照して、検出された異常状態に対するエラー表示コードを索出し、前記リモコンに送信し、
   前記リモコンは、受信した前記エラー表示コードに対応するエラーメッセージを表示することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記異常状態テーブルには、さらに、各異常状態に対応して、当該異常状態が検知されるための空気調和機の動作状態（以下「検知条件」という。）が格納されており、
   前記警報レベル決定手段は、前記異常検知手段により異常が検出されると、前記異常状態テーブルを参照して、検出された異常状態に対する警報レベル及び検知条件を索出するとともに、空気調和機の動作状態が検知条件に合致する場合には、索出された警報レベルを当該異常状態に対する警報レベルに決定すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。

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