以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態は、図1に示すように、室外機(11)と室内機(13)とを備えた空気調和装置(10)である。室外機(11)内には、室外回路(21)が設けられている。室内機(13)内には、室内回路(22)が設けられている。この空気調和装置(10)では、室外回路(21)と室内回路(22)とを液側連絡配管(23)及びガス側連絡配管(24)で接続することによって蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)が構成されている。
《室外機の構成》
室外機(11)の室外回路(21)には、圧縮機(30)、室外熱交換器(34)、膨張弁(36)、及び四路切換弁(33)が設けられている。室外回路(21)の一端には、液側連絡配管(23)が接続される液側閉鎖弁(25)が設けられている。室外回路(21)の他端には、ガス側連絡配管(24)が接続されるガス側閉鎖弁(26)が設けられている。
圧縮機(30)は、密閉型で高圧ドーム型の圧縮機として構成されている。圧縮機(30)には、インバータを介して電力が供給される。この圧縮機(30)は、インバータの出力周波数を変化させてモータの回転速度を変更することによって、その容量が変更可能となっている。圧縮機(30)の吐出側は、吐出管(40)を介して四路切換弁(33)の第1ポート(P1)に接続されている。圧縮機(30)の吸入側は、吸入管(41)を介して四路切換弁(33)の第3ポート(P3)に接続されている。
室外熱交換器(34)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として構成されている。この室外熱交換器(34)の近傍には、室外ファン(12)が設けられている。室外ファン(12)の回転軸にはファンモータが直接連結されている。この室外熱交換器(34)では、室外ファン(12)によって送られる室外空気と、室外熱交換器(34)を流通する冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器(34)の一端は、四路切換弁(33)の第4ポート(P4)に接続されている。室外熱交換器(34)の他端は、液配管(42)を介して液側閉鎖弁(25)に接続されている。この液配管(42)には、開度可変の膨張弁(36)が設けられている。また、四路切換弁(33)の第2ポート(P2)はガス側閉鎖弁(26)が接続されている。
四路切換弁(33)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)が互いに連通して第3ポート(P3)と第4ポート(P4)が互いに連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1ポート(P1)と第4ポート(P4)が互いに連通して第2ポート(P2)と第3ポート(P3)が互いに連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とが切り換え可能となっている。
室外回路(21)における圧縮機(30)の吐出側には、圧縮機(30)から吐出された冷媒の温度を計測する吐出温度センサ(47)と、圧縮機(30)から吐出された冷媒の圧力を計測する吐出圧力センサ(48)とが設けられている。また、圧縮機(30)の吸入側には、圧縮機(30)に吸入される冷媒の温度を計測する吸入温度センサ(49)と、圧縮機(30)に吸入される冷媒の圧力を計測する吸入圧力センサ(50)とが設けられている。また、室外回路(21)には、室外熱交換器(34)のガス側の冷媒の温度を計測する室外ガス温度センサ(43)と、室外熱交換器(34)の液側の冷媒の温度を計測する室外液温度センサ(44)とが設けられている。
《室内機の構成》
室内機(13)の室内回路(22)には、室内熱交換器(37)が設けられている。室内熱交換器(37)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として構成されている。この室内熱交換器(37)の近傍には、シロッコファンにより構成された室内ファン(14)が設けられている。室内ファン(14)は、ファンベルト(29)を介してファンモータ(28)の動力が伝達される送風ファン(14)により構成されている。この室内熱交換器(37)では、室内ファン(14)によって送られる室内空気と、室内熱交換器(37)を流通する冷媒との間で熱交換が行われる。
室内回路(22)では、室内熱交換器(37)のガス側の冷媒の温度を計測する室内ガス温度センサ(45)と、室内熱交換器(37)の液側の冷媒の温度を計測する室内液温度センサ(46)とが設けられている。
図2に示すように、室内機(13)は、その構成機器を収容する室内機ケーシング(15)を備えている。室内機ケーシング(15)には、吸込口(16)と吹出口(17)とが形成されている。室内機ケーシング(15)内には、吸込口(16)から吹出口(17)へ向かって上向きに空気が流れる空気通路(31)が形成されている。
吸込口(16)は、室内機ケーシング(15)の側壁の下部に形成されている。吸込口(16)には、室内に連通する状態と室外に連通する状態とを切り換え可能な吸込ダクトが接続されている。吹出口(17)は、室内機ケーシング(15)の天板に形成されている。吹出口(17)には、複数の室内空間に繋がる吹出ダクトが接続されている。
空気通路(31)では、室内熱交換器(37)が斜めに設置されている。室内熱交換器(37)は、空気通路(31)を吸込口(16)側と吹出口(17)側とに区画するように配置されている。室内熱交換器(37)の上端は、室内機ケーシング(15)のうち吸込口(16)が形成された前面付近に位置している。一方、室内熱交換器(37)の下端は、室内機ケーシング(15)の背面付近に位置している。
また、空気通路(31)では、室内熱交換器(37)の上方に、室内ファン(14)が配置されている。室内ファン(14)の吹出口は、室内機ケーシング(15)の吹出口(17)に接続されている。また、室内ファン(14)の斜め下方には、ファンモータ(28)が配置されている。ファンモータ(28)の回転軸に連結されたモータ側プーリと、室内ファン(14)の回転軸に連結されたファン側プーリには、ゴム製のファンベルト(29)が巻き掛けられている。ファンベルト(29)は、ファンモータ(28)の動力を室内ファン(14)に伝達する。また、空気通路(31)には、室内熱交換器(37)を通過した空気に水分を付与する加湿装置(19)が設けられている。
また、室内機ケーシング(15)内には、吸込口(16)から吸い込まれた空気の温度を計測する吸込空気温度センサ(51)と、吸込口(16)から吸い込まれた空気の湿度を計測する吸込空気湿度センサ(52)と、室内ファン(14)から吹き出される空気の温度を計測する吹出空気温度センサ(53)とが設けられている。
また、室内機ケーシング(15)の底板上には、電装品ユニット(27)が設置されている。電装品ユニット(27)には、交流電源からの電力をファンモータ(28)へ供給するための電力供給回路が設けられている。電力供給回路には、ファンモータ(28)を流れるモータ電流の電流値を計測するための電流検出部が接続されている。また、電力供給回路には、ファンモータ(28)に過電流が流れる場合に、ファンモータ(28)への電力の供給を停止させる過電流保護部が接続されている。過電流保護部は、例えば、モータ電流が所定の閾値を上回る状態が所定の時間継続する場合に、モータ電流を遮断する。
−冷凍装置の運転動作−
次に、空気調和装置(10)の運転動作について説明する。この空気調和装置(10)では、四路切換弁(33)によって冷房運転と暖房運転の切り換えが行われる。冷房運転及び暖房運転中は、吸込ダクトが室内に連通する状態に設定される。
また、この空気調和装置(10)は、冷凍サイクルを実行せずに室内ファン(14)を駆動させる換気運転が実行可能になっている。換気運転中は、吸込ダクトが室外に連通する状態に設定される。以下では、冷房運転及び暖房運転における冷媒の流れについて説明する。
<冷房運転>
冷房運転では、四路切換弁(33)が第2状態に設定される。そして、この状態で圧縮機(30)を運転すると、冷媒回路(20)では室外熱交換器(34)が凝縮器となって室内熱交換器(37)が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。この冷凍サイクルは、上記蒸発側の冷凍サイクルに相当する。なお、冷房運転では、膨張弁(36)の開度が適宜調節される。
具体的に、圧縮機(30)から吐出された冷媒は、室外熱交換器(34)で室外空気と熱交換して凝縮する。室外熱交換器(34)で凝縮した冷媒は、膨張弁(36)を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器(37)で室内空気と熱交換して蒸発する。室内熱交換器(37)で蒸発した冷媒は、圧縮機(30)へ吸入されて圧縮される。
<暖房運転>
暖房運転では、四路切換弁(33)が第1状態に設定される。そして、この状態で圧縮機(30)を運転すると、冷媒回路(20)では室外熱交換器(34)が蒸発器となって室内熱交換器(37)が凝縮器となる冷凍サイクルが行われる。この冷凍サイクルは、上記放熱側の冷凍サイクルに相当する。なお、暖房運転においても、膨張弁(36)の開度が適宜調節される。
具体的に、圧縮機(30)から吐出された冷媒は、室内熱交換器(37)で室内空気と熱交換して凝縮する。室内熱交換器(37)で凝縮した冷媒は、膨張弁(36)を通過する際に減圧され、その後に室外熱交換器(34)で室外空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器(34)で蒸発した冷媒は、圧縮機(30)へ吸入されて圧縮される。
《コントローラ》
この空気調和装置(10)は、ユーザーにより入力される設定温度等に基づいて空気調和装置(10)の動作を制御するコントローラ(35)を備えている。コントローラ(35)は、冷媒回路(20)の動作及びファン(12,14)の動作を制御する運転制御手段(54)を構成する運転制御部(54)と、ファンベルト(29)が破断しているか否かを判定するための異常判定手段(55)を構成する異常判定部(55)と、異常判定部(55)によりファンベルト(29)が破断していることが検出された場合にベルト切れ警報を出力する異常発報部(56)とを備えている。
運転制御部(54)は、圧縮機(30)の運転容量を制御するように構成されている。運転制御部(54)では、冷房運転中に、室内熱交換器(37)における冷媒の蒸発温度Teの目標値として、目標蒸発温度が設定される。目標蒸発温度の初期値は例えば5℃に設定されている。目標蒸発温度は、運転条件によって変動する場合があるが、必ず所定の下限温度(例えば0℃)よりも高い温度に設定される。冷房運転中の運転制御部(54)は、吸入圧力センサ(50)の計測圧力に相当する飽和温度を蒸発温度Teとして算出し、算出した蒸発温度Teが目標蒸発温度になるように、圧縮機(30)の運転容量を制御する。冷房運転中は、下限温度に相当する飽和圧力が下限圧力となる。冷房運転中は、室内熱交換器(37)における冷媒の蒸発温度が下限温度よりも高くなる範囲(圧縮機(30)に吸入される低圧冷媒の圧力が下限圧力よりも高くなる範囲)を、冷凍サイクル中に送風ファン(14)がファンモータ(28)により駆動されている状態においてなり得る正常範囲として、圧縮機(30)の運転容量が調節される。
また、運転制御部(54)では、暖房運転中に、室内熱交換器(37)における冷媒の凝縮温度Tcの目標値として、目標凝縮温度が設定される。目標凝縮温度の初期値は例えば45℃に設定されている。目標凝縮温度は、運転条件によって変動する場合があるが、必ず所定の上限温度(例えば50℃)よりも低い温度に設定される。暖房運転中の運転制御部(54)は、吐出圧力センサ(48)の計測圧力に相当する飽和温度を凝縮温度Tcとして算出し、算出した凝縮温度Tcが目標凝縮温度になるように、圧縮機(30)の運転容量を制御する。暖房運転中は、上限温度に相当する飽和圧力が上限圧力となる。暖房運転中は、室内熱交換器(37)における冷媒の凝縮温度が上限温度よりも低くなる範囲(圧縮機(30)から吐出された高圧冷媒の圧力が上限圧力よりも低くなる範囲)を、正常範囲として、圧縮機(30)の運転容量が調節される。
また、運転制御部(54)は、冷房運転中に吸入圧力センサ(50)の計測圧力が所定の垂下判定低圧圧力以下になっている場合に、圧縮機(30)の運転容量を強制的に低下させる低圧側垂下動作を行う。また、運転制御部(54)は、暖房運転中に吐出圧力センサ(48)の計測圧力が所定の垂下判定高圧圧力以上になっている場合に、圧縮機(30)の運転容量を強制的に低下させる高圧側垂下動作を行う。
また、運転制御部(54)は、膨張弁(36)の開度を調節するように構成されている。運転制御部(54)には、蒸発器から流出した冷媒の過熱度の目標値として、目標過熱度(例えば5℃)が設定されている。冷房運転中の運転制御部(54)は、室内ガス温度センサ(45)の計測温度から吸入圧力センサ(50)の計測圧力に相当する飽和温度(蒸発温度)を引いた値を、室内熱交換器(37)から流出した冷媒の過熱度として算出し、算出した過熱度が目標過熱度になるように、膨張弁(36)の開度を調節する。また、暖房運転中の運転制御部(54)は、室外ガス温度センサ(43)の計測温度から吸入圧力センサ(50)の計測圧力に相当する飽和温度(蒸発温度)を引いた値を、室外熱交換器(34)から流出した冷媒の過熱度として算出し、算出した過熱度が目標過熱度になるように、膨張弁(36)の開度を調節する。
異常判定部(55)は、空気調和装置(10)の運転中に、ファンベルト(29)が破断しているか否かを判定するベルト切れの判定を行うように構成されている。ベルト切れの判定は、ファン停止確認動作と、吸込湿度確認動作と、主判定動作とから構成されている。以下では、ベルト切れの判定について、図3に示すフローチャートを参照しながら説明する。
ベルト切れの判定では、まずステップST1が行われる。ステップST1では、異常判定部(55)が、ファン停止確認動作として、第1条件が成立しているか否かを判定する動作を行う。第1条件は、下記の式1及び式2の少なくとも一方が成立する場合に成立する。異常判定部(55)は、第1条件が成立する場合には、ファンモータ(28)が回転しているファンモータ回転状態であると判断して、ステップST2へ移行する。第1条件が成立しない場合には、再びステップST1が行われる。ファンモータ回転状態は、過電流保護部によってモータ電流が遮断されていない状態である。ステップST2以降のステップSTは、ファンモータ回転状態になっている場合に行われる。
式1:モータ電流の低下率A<電流基準値A1
式2:ファン回転速度の低下率N<回転速度基準値N1
上記式1において、モータ電流の低下率Aは、ファンモータ(28)に供給されるモータ電流の電流値の単位時間当たりの低下率である。異常判定部(55)は、電流検出部により検出されるモータ電流の単位時間当たり(例えば、1秒当たり)の低下率を、モータ電流の低下率Aとして検出する。また、電流基準値A1は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値である。
また、上記式2において、ファン回転速度の低下率Nは、室内ファン(14)の回転速度の単位時間当たりの低下率である。異常判定部(55)は、室内ファン(14)の回転軸に設けられた回転速度センサの検出速度の単位時間当たり(例えば、1秒当たり)の低下率を、ファン回転速度の低下率Nとして検出する。また、回転速度基準値N1は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値である。
ステップST2では、異常判定部(55)が、吸込湿度確認動作として、第2条件が成立しているか否かを判定する動作を行う。第2条件は、加湿装置(19)の運転中に、下記の式3が成立する状態が所定の時間t1(例えば、t1=5分)継続する場合に、成立する。異常判定部(55)は、第2条件が成立する場合には、ファンベルト(29)が破断していると判定して、ステップST9へ移行する。第2条件が成立しない場合には、ステップST3へ移行する。
式3:吸込湿度の上昇率Hus>湿度基準値Hus1
上記式3において、吸込湿度の上昇率Husは、吸込空気湿度センサ(52)の計測湿度の単位時間当たり(例えば、1分当たり)の上昇率である。吸込空気湿度センサ(52)の計測湿度は、空気通路(31)の湿度を反映している。また、湿度基準値Hus1は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値(例えば、5%/分)である。
本実施形態の異常判定部(55)は、ファンモータ回転状態で、空気通路(31)の湿度の単位時間当たりの上昇率Husが湿度基準値Hus1よりも大きくなる状態の継続時間が所定の時間に達する場合には、後述する主判定動作を行うことなく、ファンベルト(29)が破断していると判定する。
ステップST3からステップST8までが、主判定動作となる。ステップST3では、異常判定部(55)が、空気調和装置(10)の運転状態を確認し、次にどのステップSTへ移行するかを判断する。空気調和装置(10)の運転状態が、冷房運転中で圧縮機(30)の運転が行われている冷房サーモオン状態である場合には、ステップST4へ移行する。また、空気調和装置(10)の運転状態が、暖房運転中で圧縮機(30)の運転が行われている暖房サーモオン状態である場合には、ステップST6へ移行する。また、空気調和装置(10)の運転状態が、冷房サーモオン状態でも暖房サーモオン状態でもない場合には、ステップST8へ移行する。
ステップST4では、異常判定部(55)が、第3条件が成立しているか否かを判定するする動作を行う。第3条件は、下記の式4が成立する状態が所定時間t2(例えば、t2=5分)継続するという第3−1条件と、運転制御部(54)が低圧側垂下動作中であるという第3−2条件と、下記の式5が成立する状態が所定時間t3(例えば、t3=5分)継続するという第3−3条件との少なくとも1つが成立する場合に、成立する。異常判定部(55)は、第3条件が成立する場合には、ファンベルト(29)が破断していると判定して、ステップST9へ移行する。第3条件が成立しない場合には、ステップST5へ移行する。
式4:低圧圧力LP<第1低圧基準値LP1
式5:吹出温度Tf+所定値>吸込温度Ts
上記式4において、低圧圧力LPは吸入圧力センサ(50)の計測圧力(判定用計測値)である。吸入圧力センサ(50)は、室内熱交換器(37)を流れる冷媒の状態を表す物理量を判定用計測値として計測する計測手段(46,48,50)を構成している。また、第1低圧基準値LP1は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値(例えば、0.2MPa)である。第1低圧基準値LP1は、下限圧力よりも低く、垂下判定低圧圧力よりも高い値に設定されている。第3−1条件は、室内熱交換器(37)を流れる冷媒の状態を表す物理量が所定の時間以上に亘って正常範囲から外れているという判定条件の1つである。第3−1条件は、圧縮機(30)に吸入される低圧冷媒の圧力LPが、所定の時間以上に亘って、下限圧力よりも低い第1低圧側基準値LP1未満になっているという第1低圧条件を構成している。
なお、第3条件において、蒸発温度Teの変化に基づいてファンベルト(29)が破断しているか否かを判定してもよい。具体的に、第3条件において、第3−1条件の代わりに、下記の式6が成立する状態の継続時間が所定時間(例えば、5分間)以上であるという第3−4条件を用いる。
式6:蒸発温度Te<第1低温基準値Te1
上記式6において、蒸発温度Teは、室内液温度センサ(46)の計測温度(判定用計測値)である。室内液温度センサ(46)は計測手段(46,48,50)を構成している。また、第1低温基準値Te1は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値であり、下限温度よりも低い値に設定されている。第3−4条件は、上記判定条件の1つであり、室内熱交換器(37)における冷媒の蒸発温度Teが、所定の時間以上に亘って、下限温度よりも低い第1低温側基準値Te1未満になっているという第1低温条件を構成している。
また、低圧圧力LPに基づく第3−1条件と、蒸発温度Teに基づく第3−4条件とを併用してもよい。この場合、異常判定部(55)は、第3−1条件と第3−4条件の少なくとも一方が成立する場合に、ファンベルト(29)が破断していると判定する。
また、上記式5において、吸込温度Tsは吸込空気温度センサ(51)の計測温度である。また、吹出温度Tfは吹出空気温度センサ(53)の計測温度である。本実施形態では、吹出温度Tfに所定値(例えば、3℃)を加えた値が低温空気基準値を構成している。本実施形態の異常判定部(55)は、判定条件を構成する第3−1条件(第3−4条件)が成立する場合だけでなく、ファンモータ回転状態で、空気通路(31)における室内熱交換器(37)の下方の空気の温度Tsが低温空気基準値(Tf+所定値)よりも低くなる状態の継続時間が所定の時間に達するという条件が成立する場合にも、ファンベルト(29)が破断していると判定する。
なお、第3−3条件の代わりに、吸込温度Tsが所定の吸込判定温度Ts1よりも低くなる状態の継続時間が所定時間(例えば、5分間)以上であるという第3−5条件を用いてもよい。この場合、吸込判定温度Ts1は、低温空気基準値を構成し、目標蒸発温度を基準に設定される。吸込判定温度Ts1は、例えば、目標蒸発温度より所定値だけ低い温度に設定される。また、第3−5条件に加えて、吹出温度Tfが所定の吹出判定温度Tf1よりも高くなる状態の継続時間が所定時間(例えば、5分間)以上であるという第3−6条件を用いてもよい。この場合、異常判定部(55)は、第3−5条件と第3−6条件の少なくとも一方が成立する場合に、ファンベルト(29)が破断していると判定する。
ステップST5では、異常判定部(55)が、第4条件が成立しているか否かを判定するする動作を行う。第4条件は、圧縮機(30)の運転容量が制御可能な範囲の低容量領域に設定された低容量状態になっているという第4−1条件と、下記の式7が成立する状態が所定時間t4(例えば、t4=5分)継続するという第4−2条件が成立する場合に、成立する。異常判定部(55)は、第4条件が成立する場合には、ファンベルト(29)が破断していると判定して、ステップST9へ移行する。第4条件が成立しない場合には、ステップST8へ移行する。
式7:低圧圧力LP<第2低圧基準値LP2
上記式7において、第2低圧基準値LP2は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値(例えば、0.57MPa)である。第2低圧基準値LP2は、飽和温度が例えば−5℃となる冷媒圧力であり、下限圧力以下で且つ第1低圧基準値LP1よりも高い値に設定されている。第4−2条件は、上記判定条件を構成している。また、第4条件は、ファンモータ回転状態で且つ低容量状態で、圧縮機(30)に吸入される低圧冷媒の圧力LPが、所定の時間以上に亘って、下限圧力以下で且つ第1低圧側基準値LP1よりも高い第2低圧側基準値LP2未満になっているという第2低圧条件を構成している。
なお、第4条件において、蒸発温度Teの変化に基づいてファンベルト(29)が破断しているか否かを判定してもよい。具体的に、第4条件において、第4−2条件の代わりに、下記の式8が成立する状態の継続時間が所定時間(例えば、5分間)以上であるという第4−3条件を用いる。
式8:蒸発温度Te<第2低温基準値Te2
上記式8において、第2低温基準値Te2は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値(例えば、−5℃)である。第2低温基準値Te2は、下限温度以下で且つ第1低温基準値Te1よりも高い値に設定されている。この場合、第4−3条件は、判定条件を構成している。また、第4条件は、ファンモータ回転状態で且つ低容量状態で、室内熱交換器(37)における冷媒の蒸発温度Teが、所定の時間以上に亘って、下限温度以下で且つ第1低温側基準値Te1よりも高い第2低温側基準値Te2未満になっているという第2低温条件を構成している。なお、第3条件の場合と同様に、低圧圧力LPに基づく第4−2条件と、蒸発温度Teに基づく第4−3条件とを併用してもよい。
ステップST6では、異常判定部(55)が、第5条件が成立しているか否かを判定するする動作を行う。第5条件は、下記の式9が成立する状態が所定時間t5(例えば、t5=5分)継続するという第5−1条件と、運転制御部(54)が高圧側垂下動作中であるという第5−2条件との少なくとも1つが成立する場合に、成立する。異常判定部(55)は、第5条件が成立する場合には、ファンベルト(29)が破断していると判定して、ステップST9へ移行する。第5条件が成立しない場合には、ステップST7へ移行する。
式9:高圧圧力HP>第1高圧基準値HP1
上記式9において、高圧圧力HPは吐出圧力センサ(48)の計測圧力(判定用計測値)である。吐出圧力センサ(48)は計測手段(46,48,50)を構成している。また、第1高圧基準値HP1は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値(例えば、3.5MPa)である。第1高圧基準値HP1は、上限圧力よりも高く、垂下判定高圧圧力よりも低い値に設定されている。第5−1条件は、判定条件の1つであり、圧縮機(30)から吐出された高圧冷媒の圧力HPが、所定の時間以上に亘って、上限圧力よりも高い第1高圧側基準値HP1を上回るという第1高圧条件を構成している。
なお、第5条件において、凝縮温度Tcの変化に基づいてファンベルト(29)が破断しているか否かを判定してもよい。具体的に、第5条件において、第5−1条件の代わりに、下記の式10が成立する状態の継続時間が所定時間(例えば、5分間)以上であるという第5−3条件を用いる。
式10:凝縮温度Tc>第1高温基準値Tc1
上記式10において、凝縮温度Tcは室内液温度センサ(46)の計測温度(判定用計測値)である。また、第1高温基準値Tc1は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値である。第1高温基準値Tc1は、上限温度よりも高い値に設定されている。第5−3条件は、判定条件の1つであり、室内熱交換器(37)における冷媒の凝縮温度Tcが、所定の時間以上に亘って、上限温度よりも高い第1高温側基準値Tc1を上回るという第1高温条件を構成している。
また、高圧圧力HPに基づく第5−1条件と、凝縮温度Tcに基づく第5−3条件を併用してもよい。この場合、異常判定部(55)は、第5−1条件と第5−3条件の少なくとも1つが成立する場合に、ファンベルト(29)が破断していると判定する。
ステップST7では、異常判定部(55)が、第6条件が成立しているか否かを判定するする動作を行う。第6条件は、圧縮機(30)の運転容量が低容量領域に設定されているという第6−1条件と、下記の式11が成立する状態が所定時間t6(例えば、t6=5分)継続するという第6−2条件の少なくとも一つが成立する場合に、成立する。異常判定部(55)は、第6条件が成立する場合には、ファンベルト(29)が破断していると判定して、ステップST9へ移行する。第6条件が成立しない場合には、ステップST8へ移行する。
式11:高圧圧力HP>第2高圧基準値HP2
上記式11において、第2高圧基準値HP2は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値(例えば、3.0MPa)である。第2高圧基準値HP2は、飽和温度が例えば50℃となる冷媒圧力であり、上限圧力以上で且つ第1高圧基準値HP1よりも低い値に設定されている。第6−2条件は、判定条件を構成している。また、第6条件は、ファンモータ回転状態で且つ低容量状態で、圧縮機(30)から吐出された高圧冷媒の圧力HPが、所定の時間以上に亘って、上限圧力以上で且つ第1高圧側基準値HP1よりも低い第2高圧側基準値HP2未満になっているという第2高圧条件を構成している。
なお、第6条件において、凝縮温度Tcの変化に基づいてファンベルト(29)が破断しているか否かを判定してもよい。具体的に、第6条件において、第6−2条件の代わりに、下記の式12が成立する状態の継続時間が所定時間(例えば、5分間)以上であるという第6−3条件を用いる。
式12:凝縮温度Tc>第2高温基準値Tc2
上記式12において、第2高温基準値Tc2は、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値である。第2高温基準値Tc2は、上限温度以上で且つ第1高温基準値Tc1よりも低い値に設定されている。この場合、第6−3条件は、判定条件を構成している。また、第6条件は、ファンモータ回転状態で且つ低容量状態で、室内熱交換器(37)における冷媒の凝縮温度Tcが、所定の時間以上に亘って、上限温度以上で且つ第1高温側基準値Tc1よりも低い第2高温側基準値Tc2を上回るという第2高温条件を構成している。なお、第5条件の場合と同様に、高圧圧力HPに基づく第6−2条件と、凝縮温度Tcに基づく第6−3条件とを併用してもよい。
また、ステップST7では、異常判定部(55)が、第6条件が成立しているか否かを判定する動作に加えて、第7条件が成立しているか否かを判定する動作を行う。第7条件は、下記の式13が成立する状態が所定時間t7(例えば、t7=5分)継続する場合に、成立する。
式13:吹出温度Tf>暖房時判定温度Tf2
上記式13において、暖房時判定温度Tf2は
、異常判定部(55)に予め設定された判定閾値であり、高温空気基準値を構成している。暖房時判定温度Tf2は、暖房運転中の目標凝縮温度を基準に設定されている。暖房時判定温度Tf2は、例えば目標凝縮温度よりも所定値だけ高い温度に設定されている。
本実施形態の異常判定部(55)は、第2高圧条件が成立する場合だけでなく、ファンモータ回転状態で、空気通路(31)における室内熱交換器(37)の上方の空気の温度Tfが暖房時判定温度Tf2よりも高くなる状態の継続時間が所定の時間に達するという条件が成立する場合にも、ファンベルト(29)が破断していると判定する。
ステップST8では、異常判定部(55)が、空気調和装置(10)の運転状態が換気運転に設定されているか否かを確認する。異常判定部(55)は、換気運転に設定されている場合には、ステップST9へ移行する。換気運転に設定されていない場合には、ステップST1へ移行する。換気運転中の異常判定部(55)は、ファン停止確認動作において第1条件が成立すれば、ファンベルト(29)が破断していると判定する。
ステップST9では、異常発報部(56)によって、ファンベルト切れが発生していることを示すベルト切れ警報が出力される。ベルト切れ警報は、リモコン等に出力される。ステップST9では、異常判定部(55)が、ベルト切れ検知信号を異常発報部(56)に出力する。そして、異常発報部(56)は、ベルト切れ検知信号を受信すると、ベルト切れ警報をリモコン等に出力する。
−実施形態の効果−
本実施形態では、室内ファン(14)が停止すると、室内熱交換器(37)における冷媒の物理量が正常範囲外になるので、ファンモータ回転状態で、室内熱交換器(37)を流れる冷媒の状態を表す物理量が、所定の時間以上に亘って正常範囲から外れている場合に、異常判定部(55)がファンベルト(29)が破断していると判定する。従って、ファンベルト(29)が破断していることを検知可能な空気調和装置(10)を実現することができる。
また、本実施形態では、冷房運転中に低圧冷媒の圧力が所定の下限圧力以下にならないように圧縮機(30)の運転容量が調節される場合は、冷房運転中に室内ファン(14)が停止しているか否かが、低圧冷媒の圧力が下限圧力以下(又は、室内熱交換器(37)における冷媒の蒸発温度が下限温度以下)になっているか否かで判断できることを利用して、ファンベルト(29)が破断しているか否かが判定される。このため、冷房運転を行う空気調和装置(10)として、ファンベルト(29)が破断していることを検知可能な空気調和装置(10)を実現することができる。
また、本実施形態では、ファンベルト(29)が破断した後に圧縮機(30)の運転容量がすぐに低容量領域に低下しない場合に速やかにファンベルト(29)が破断していることを検知できる条件と、低圧冷媒の圧力の低下(又は、蒸発温度の低下)に対して速やかにファンベルト(29)が破断していることを検知できる条件とが、ベルト切れの判定に用いられている。このため、ファンベルト(29)が破断した後に、圧縮機(30)の運転容量がすぐに低容量領域に低下する場合であっても、すぐに低容量領域に低下しない場合であっても、速やかにファンベルト(29)が破断していることを検知できる。
また、本実施形態では、暖房運転中に高圧冷媒の圧力が所定の上限圧力以上にならないように圧縮機(30)の運転容量が調節される場合は、暖房運転中に室内ファン(14)が停止しているか否かが、高圧冷媒の圧力が上限圧力以上(又は、室内熱交換器(37)における冷媒の凝縮温度が上限温度以上)になっているか否かで判断できることを利用して、ファンベルト(29)が破断しているか否かが判定される。このため、暖房運転を行う空気調和装置(10)として、ファンベルト(29)が破断していることを検知可能な空気調和装置(10)を実現することができる。
また、本実施形態では、ファンベルト(29)が破断した後に圧縮機(30)の運転容量がすぐに低容量領域に低下しない場合に速やかにファンベルト(29)が破断していることを検知できる条件と、高圧冷媒の圧力の上昇(又は、凝縮温度の上昇)に対して速やかにファンベルト(29)が破断していることを検知できる条件とが、ベルト切れの判定に用いられている。このため、ファンベルト(29)が破断した後に、圧縮機(30)の運転容量がすぐに低容量領域に低下する場合であっても、すぐに低容量領域に低下しない場合であっても、速やかにファンベルト(29)が破断していることを検知できる。
また、本実施形態では、室内ファン(14)が停止すると、室内熱交換器(37)を流れる冷媒の状態を表す物理量が正常範囲外になると共に、圧縮機(30)の運転容量が低下するので、異常判定部(55)が、ファンモータ回転状態で且つ低容量状態で、室内熱交換器(37)を流れる冷媒の状態を表す物理量が正常範囲外になる状態の継続時間が所定の時間に達する場合に、ファンベルト(29)が破断していると判定する。従って、ファンベルト(29)が破断していることを検知可能な空気調和装置(10)を実現することができる。
また、本実施形態では、冷房運転中に低圧冷媒の圧力が所定の下限圧力以下にならないように圧縮機(30)の運転容量が調節される場合は、冷房運転中に室内ファン(14)が停止しているか否かが、低圧冷媒の圧力(又は、低圧冷媒の圧力に相関する蒸発温度)と圧縮機(30)の運転容量で判断できることを利用して、ファンベルト(29)が破断しているか否かが判定される。このため、冷房運転を行う空気調和装置(10)として、ファンベルト(29)が破断していることを検知可能な空気調和装置(10)を実現することができる。
また、本実施形態では、暖房運転中に高圧冷媒の圧力が所定の上限圧力以上にならないように圧縮機(30)の運転容量が調節される場合は、暖房運転中に室内ファン(14)が停止しているか否かが、高圧冷媒の圧力(又は、高圧冷媒の圧力に相関する凝縮温度)と圧縮機(30)の運転容量で判断できることを利用して、ファンベルト(29)が破断しているか否かが判定される。このため、暖房運転を行う空気調和装置(10)として、ファンベルト(29)が破断していることを検知可能な空気調和装置(10)を実現することができる。
また、本実施形態では、冷房運転中に室内ファン(14)が停止すると、空気通路(31)における室内熱交換器(37)の下方の空気の温度が比較的大きく低下することに着目して、空気通路(31)における室内熱交換器(37)の下方の空気の温度変化に基づいて、ファンベルト(29)が破断しているか否かが判定される。室内熱交換器(37)における冷媒の物理量の変化に基づく判定条件が未成立であっても、空気通路(31)における室内熱交換器(37)の下方の空気の温度変化が所定の条件を満たせば、ファンベルト(29)が破断していると判定される。従って、ファンベルト(29)が破断していることを確実に検知できる。
また、本実施形態では、暖房運転中に室内ファン(14)が停止すると、空気通路(31)における室内熱交換器(37)の上方の空気の温度が比較的大きく上昇することに着目して、空気通路(31)における室内熱交換器(37)の上方の空気の温度変化に基づいて、ファンベルト(29)が破断しているか否かが判定される。室内熱交換器(37)における冷媒の物理量の変化に基づく判定条件が未成立であっても、空気通路(31)における室内熱交換器(37)の上方の空気の温度変化が所定の条件を満たせば、ファンベルト(29)が破断していると判定される。従って、ファンベルト(29)が破断していることを確実に検知できる。
また、本実施形態では、加湿装置(19)の運転中に室内ファン(14)が停止すると、空気通路(31)の湿度が上昇することに着目して、空気通路(31)の湿度の単位時間当たりの上昇率に基づいて、ファンベルト(29)が破断しているか否かが判定される。判定条件が成立するか否かを判定する動作を行う前であっても、空気通路(31)の湿度の変化率が所定の条件を満たせば、ファンベルト(29)が破断していると判定される。従って、加湿装置(19)の運転中に速やかにファンベルト(29)が破断していることを検知できる。
また、本実施形態では、モータ電流の電流値の変化率に基づいて、判定条件が成立するか否かを判定する動作を行うか否かが判断される。モータ電流の電流値の変化率が所定の条件を満たさない場合には、上記動作は実行されない。従って、上記動作を適切に実行することができる。
また、本実施形態では、室内ファン(14)の回転速度の変化率に基づいて、判定条件が成立するか否かを判定する動作を行うか否かが判断される。室内ファン(14)の回転速度の変化率が所定の条件を満たさない場合には、上記動作は実行されない。従って、上記動作を適切に実行することができる。
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
上記実施形態について、異常判定部(55)は、暖房サーモ状態におけるベルト切れの判定として、ステップST6とステップST7の片方だけ行うように、構成されていてもよい。
また、上記実施形態について、冷媒回路(20)が、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも高い値に設定される超臨界サイクルを行うように構成されていてもよい。この場合、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも低い値に設定される通常の冷凍サイクルでは凝縮器となる熱交換器が、ガスクーラとして動作する。冷媒としては、例えば二酸化炭素が用いられる。この場合、暖房運転中の異常判定部(55)は、凝縮温度の代わりに、室内熱交換器(37)の入口等の一定の位置における冷媒の温度を判定用計測値として、ファンベルト(29)が破断しているか否かを判断する。
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。