JP5693704B2

JP5693704B2 - 空気調和機

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Publication number: JP5693704B2
Application number: JP2013268452A
Authority: JP
Inventors: 青木　正則; 正則青木; 達紀堺; 柴　広有; 広有柴
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2029-05-08
Also published as: JP2014055771A

Description

この発明は、空気調和機に関するもので、空気調和機の据付時における室外機のバルブ開け忘れによる真空運転時の圧縮機の保護に関する。

従来の空気調和機は、バルブ開け忘れや、ガス（冷媒）漏れ時等で圧縮機の吸入側に冷媒が供給されずに真空運転となる場合の保護として、圧縮機の吸入側等に低圧検知用圧力スイッチを取り付けていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−２０５７９号公報特開平０７−１７４３８６号公報特開２００３−０９０５８２号公報特開平０７−０６３４４７号公報

圧縮機の吸入側等に低圧検知用圧力スイッチを取り付けるものは動作は速いものの、低圧検知用圧力スイッチは値段が高く、室外機のバルブの開け忘れという目的のためだけに、低圧検知用圧力スイッチを設けるのはコスト効率が悪く製品のコストアップとなっていた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、低圧検知用圧力スイッチに代えて既設の温度検知サーミスタを流用して真空運転保護を行うようにした空気調和機を提供する。

この発明に係る空気調和機は、
少なくとも冷媒を圧縮する圧縮機、室外熱交換器、減圧装置、液溜め容器が順に接続された室外冷媒回路であって、当該室外冷媒回路の両端部にガス側バルブ及び液側バルブを有する室外冷媒回路と、前記圧縮機の吐出側の冷媒温度を検出する第１の温度センサと、前記室外熱交換器の略中間部に設置され、冷媒の温度を検出する第４の温度センサと、前記圧縮機の密閉容器の温度を検出する第６の温度センサと、前記室外熱交換器の周囲の空気温度を検出する第５の温度センサとを有する室外機と、
少なくとも室内熱交換器が接続された室内冷媒回路であって、当該室内冷媒回路の両端部にガス側接続部及び液側接続部を有する室内冷媒回路を有する室内機と、
前記ガス側バルブと前記ガス側接続部とを接続するガス管と、
前記液側バルブと前記液側接続部とを接続する液管と、
当該空気調和機の運転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
当該空気調和機の暖房運転の運転開始時に、以下の（ａ）条件を一定時間連続して検知した後に、（ｃ）条件を一定時間連続して検知した場合は、前記液側バルブが閉状態と判定して前記圧縮機の運転を停止することを特徴とする。
（ａ）前記第６の温度センサが検出する前記圧縮機の密閉容器の温度が前記第１の温度センサが検出する吐出温度よりも所定値以上高くなる；
（ｃ）前記第５の温度センサが検出する室外空気温度と、前記第４の温度センサが検出する前記室外熱交換器の略中間部の温度との差の絶対値が、所定値以下になる。

この発明に係る空気調和装置は、低圧検知用圧力スイッチに代えて既設の温度検知サーミスタを流用して真空運転保護を行うことができる。

実施の形態１を示す図で、空気調和機の冷媒回路図。実施の形態１を示す図で、冷凍サイクルのＰＨ線図（モリエル線図）。実施の形態１を示す図で、冷房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機３の吸入圧力Ｐｓの変化を示す図。実施の形態１を示す図で、冷房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出温度Ｔｄ及び圧縮機３の吸入温度Ｔｓ及び圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈの変化を示す図。実施の形態１を示す図で、冷房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図。実施の形態１を示す図で、冷房運転でガス側バルブ１４の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機３の吸入圧力Ｐｓの変化を示す図。実施の形態１を示す図で、冷房運転でガス側バルブ１４の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出温度Ｔｄ及び圧縮機３の吸入温度Ｔｓ及び圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈの変化を示す図。実施の形態１を示す図で、冷房運転でガス側バルブ１４の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図。実施の形態１を示す図で、冷房運転でガス側バルブ１４及び液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機３の吸入圧力Ｐｓの変化を示す図。実施の形態１を示す図で、冷房運転でガス側バルブ１４及び液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出温度Ｔｄ及び圧縮機３の吸入温度Ｔｓ及び圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈの変化を示す図。実施の形態１を示す図で、冷房運転でガス側バルブ１４及び液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図。実施の形態１を示す図で、暖房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機３の吸入圧力Ｐｓの変化を示す図。実施の形態１を示す図で、暖房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出温度Ｔｄ及び圧縮機３の吸入温度Ｔｓ及び圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈの変化を示す図。実施の形態１を示す図で、暖房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図。

実施の形態１．
先ず、本実施の形態の概要を説明する。室内機と室外機とを有する空気調和機は、据付時に現地で室内機と室外機とを延長配管で接続する必要がある。

工場出荷時、室内機の冷媒回路（室内熱交換器）には窒素ガス等が封入されている。室内機の冷媒回路の二つの開放端部は、例えば、キャップ付きのフレアナットで閉塞され、窒素ガスが外部へ漏れないようになっている。

また、室外機の冷媒回路（圧縮機、室外熱交換器、減圧装置、四方弁等）には、所定量の冷媒が充填されている。また、圧縮機には、圧縮機構を潤滑するための冷凍機油が所定量封入されている。

室外機の冷媒回路の二つの開放端部には、それぞれバルブが接続され、冷媒が漏れないようになっている。室外機のバルブには、室内機と同様のキャップ付きのフレアナットが取り付けられている。バルブで冷媒回路は閉塞されているので、キャップ付きのフレアナットは、据付時に延長配管を接続するために必要なものである。室内機と同様のキャップ付きのフレアナットを使用するのは、部品を共通化するためである。

空気調和機の据付時における室内機と室外機との接続方法について説明する。

先ず、室内機の冷媒回路における二つの開放端部を閉塞しているキャップ付きのフレアナットを工具を用いて取り外す。このとき室内機の冷媒回路に封入されていた窒素ガスは大気に放出される。

また、室外機のバルブに取り付けられているキャップ付きのフレアナットも工具を用いて取り外す。このときバルブは閉じているので、冷媒は室外機の冷媒回路に充填された状態を維持する。

次に、室内機、室外機のキャップ付きのフレアナット（計４個）からキャップを取り外す。

さらに、延長配管として用いる銅管（二本）を所定の長さに切断する。所定の長さとは、据付状態の室内機と室外機との間の距離に略一致する。

二本の延長配管に、キャップを取り外したフレアナットをそれぞれ２個挿入する。そして、二本の延長配管のそれぞれの両端を拡管する。

４個のフレアナットを室内機、室外機の元の部位に締結する。これで、延長配管の接続が完了する。

接続が完了した室内機の冷媒回路と延長配管の内部は、空気もしくは放出されずに残った窒素ガスを含む空気が残存している。

そのため、室外機のバルブに設けられている冷媒チャージポート（閉止弁を押し開いて延長配管側に連通する）に真空ポンプを接続し、室内機の冷媒回路と延長配管の内部の真空引きを行う。

室内機の冷媒回路と延長配管の内部の真空引きが完了したら、室外機の二つのバルブを開き、室外機に充填されている冷媒を冷媒回路全体に移動させて据付工事は完了する。

しかし、据付業者のミスで、室内機の冷媒回路と延長配管の内部の真空引きが完了したときに室外機の二つのバルブを開け忘れることもあり得る。二つのバルブの両方、いずれか一方のバルブを開け忘れるケースがある。

詳細は本文で後述するが、バルブを開け忘れて空気調和機を運転すると、圧縮機の運転により低圧側の冷媒は高圧側に移動する。圧縮機の運転が継続されると低圧側は略真空となる。この状態では冷媒は冷媒回路の中で移動しない。但し、圧縮機は運転を継続する。低圧側が真空又は真空に近い状態では、圧縮機の圧縮機構は冷媒を吸入しないので、圧縮仕事は略ゼロである。そのため圧縮機構で発生する熱は、圧縮機構の摺動部で発生する僅かな摩擦熱のみである。

但し、圧縮機構を駆動する電動機は低負荷状態（圧縮仕事は略ゼロであり、負荷となるのは圧縮機構の摺動部の摩擦、回転する部位の風損であり極めて小さい）ではあるが、電動機の損失（巻線のジュール熱、鉄心の鉄損等）分が熱に変わり、電動機が発熱する。

そのまま放置すると、圧縮機の温度が電動機の発熱により上昇し、電動機の絶縁部材、冷凍機油等の劣化、精密な圧縮機構に悪影響を及ぼす。

従来は、冷媒回路の低圧側に低圧検知用圧力スイッチを設置し、真空運転になると低圧検知用圧力スイッチが作動し、圧縮機の運転を停止して圧縮機を保護していた。

室外機のバルブ開け忘れだけのために、低圧検知用圧力スイッチを設けるのはコスト効率が悪い。

そこで、本実施の形態では、低圧検知用圧力スイッチに代えて、空気調和機の制御に用いられる既設の温度サーミスタ（冷凍サイクルを構成する各要素に設けられる）の情報により、室外機のバルブ開け忘れによる真空運転時の圧縮機の保護を行うものである。

図１は実施の形態１を示す図で、空気調和機１００の冷媒回路図である。先ず、空気調和機の冷媒回路の一例を図１を参照しながら説明する。

空気調和機１００は、室外機１と、室内機２とを備える。室外機１と室内機２とは、延長配管（接続配管）であるガス管５及び液管７で接続される。

室外機１は、ガス管５を接続するためのガス側バルブ１４と、液管７を接続するための液側バルブ１５とを備える。

室内機２は、ガス管５を接続するためのガス側接続部１６と、液管７を接続するための液側接続部１７とを備える。

ガス管５及び液管７には、所定の径・長さの銅管が使用される。空気調和機１００の据付時に、ガス管５及び液管７は現地の状況に合わせて作られる。

ガス管５及び液管７は、ガス側バルブ１４、液側バルブ１５、ガス側接続部１６と、液側接続部１７がそれぞれ備えるフレアナット（図示せず）によって固定される。

室外機１は、冷媒を圧縮する圧縮機３、冷媒の流れる方向を冷房運転と暖房運転とで切り替える四方弁４、熱源側熱交換器である室外熱交換器１１、第１の減圧装置１０（減圧装置の一例）、中圧レシーバ９、第２の減圧装置８（減圧装置の一例）を備える。室外機１の冷媒回路を室外冷媒回路とする。

冷媒を圧縮する圧縮機３には、回転式圧縮機やスクロール圧縮機等が用いられる。図示はしないが、圧縮機３は、圧縮機構（圧縮要素ともいう）と、この圧縮機構を駆動する電動機（電動要素ともいう）とを密閉容器内に収納するとともに、圧縮機構の摺動部を潤滑する冷凍機油を密閉容器内に封入している。電動機には、高効率で、トルク制御が可能なブラシレスＤＣモータが多く使用される。ブラシレスＤＣモータは、インバータにより駆動され、回転数が制御される。

冷媒の流れる方向を冷房運転と暖房運転とで切り替える四方弁４は、図１では、暖房運転時の冷媒の流路を実線で示している。また、冷房運転時の冷媒の流路を破線で示している。

熱源側熱交換器である室外熱交換器１１は、冷房運転時は凝縮器として動作し、暖房運転時は蒸発器として動作する。また、室外送風機（図示せず）により室外熱交換器１１に送風が行われて冷媒と空気との熱交換が促進される。

第１の減圧装置１０、第２の減圧装置８には、例えば、電子膨張弁が使用される。

中圧レシーバ９では、気液二相冷媒が流入し、圧縮機３の吸入配管１８と熱交換して液冷媒となって流出する。

室内機２は、利用側熱交換器である室内熱交換器６を備える。室内熱交換器６は、冷房運転時は蒸発器として動作する。また、暖房運転時は凝縮器として動作する。また、室内送風機（図示せず）により室内熱交換器６に送風が行われて冷媒と空気との熱交換が促進されるとともに、調和空気を空調空間に送出する。室内機２の冷媒回路を室内冷媒回路とする。

室外機１には、以下に示す温度センサ（温度検知サーミスタ）が設けられる。
（１）圧縮機３の密閉容器の温度を検出する第６の温度センサ１３ｆ；
（２）圧縮機３の吐出側の冷媒温度を間接的に検出する第１の温度センサ１３ａ；
（３）室外熱交換器１１の略中間部に設置され、冷媒の温度を間接的に検出する第４の温度センサ１３ｄ；
（４）室外熱交換器１１の周囲の空気温度を検出する第５の温度センサ１３ｅ。

室内機２には、以下に示す温度センサが設けられる。
（１）室内熱交換器６の略中間部に設置され、冷媒の温度を間接的に検出する第２の温度センサ１３ｂ；
（２）室内機２に吸い込まれる空気温度を検出する第３の温度センサ１３ｃ。

図２は実施の形態１を示す図で、冷凍サイクルのｐｈ線図（モリエル線図）である。図２により空気調和機１００の冷媒回路に動作を、暖房運転と冷房運転のそれぞれについて説明する。

暖房運転時は、圧縮機３から吐出された高圧・高温のガス冷媒（図２の点１）は、四方弁４を通りガス側バルブ１４、ガス管５、ガス側接続部１６を通り室内熱交換器６に流入する。

室内熱交換器６では、ガス冷媒は室内空気（ガス冷媒の温度より低い）と熱交換することにより冷却されて凝縮する。室内熱交換器６の出口付近では、高圧の液冷媒となる（図２の点２）。尚、この高圧の液冷媒は、凝縮温度よりも所定温度低く過冷却されている。

室内熱交換器６を出た高圧の液冷媒は、液側接続部１７、液管７、液側バルブ１５を経て第２の減圧装置８に流入する。第２の減圧装置８で、高圧の液冷媒は減圧されて中圧の気液二相冷媒になる（図２の点３）。

第２の減圧装置８を出た中圧の気液二相冷媒は、中圧レシーバ９に流入する。中圧レシーバ９に流入した中圧の気液二相冷媒は、圧縮機３の吸入配管１８を流れる低圧・低温のガス冷媒と熱交換して、中圧の液冷媒となる（図２の点４）。

中圧レシーバ９を出た中圧の液冷媒は、第１の減圧装置１０にて減圧されて低圧の気液二相冷媒になる（図２の点５）。

第１の減圧装置１０を出た低圧の気液二相冷媒は、室外熱交換器１１に流入する。室外熱交換器１１では、低圧の気液二相冷媒は外気（低圧の気液二相冷媒より温度が高い）と熱交換して蒸発する。そして、低圧のガス冷媒となる（図２の点６）。

さらに、低圧のガス冷媒は、中圧レシーバ９の中圧の気液二相冷媒と熱交換することにより加熱され（図２の点７）、圧縮機３に吸入される。

冷房運転時は、圧縮機３から吐出された高圧・高温のガス冷媒（図２の点１）は、室外熱交換器１１に流入する。

室外熱交換器１１では、ガス冷媒は外気（ガス冷媒の温度より低い）と熱交換することにより冷却されて凝縮する。室外熱交換器１１の出口付近では、高圧の液冷媒となる（図２の点２）。尚、この高圧の液冷媒は、凝縮温度よりも所定温度低く過冷却されている。

室外熱交換器１１を出た高圧の液冷媒は、第１の減圧装置１０に流入する。第１の減圧装置１０で、高圧の液冷媒は減圧されて中圧の気液二相冷媒になる（図２の点３）。

第１の減圧装置１０を出た中圧の気液二相冷媒は、中圧レシーバ９に流入する。中圧レシーバ９に流入した中圧の気液二相冷媒は、圧縮機３の吸入配管１８を流れる低圧・低温のガス冷媒と熱交換して、中圧の液冷媒となる（図２の点４）。

中圧レシーバ９を出た中圧の液冷媒は、第２の減圧装置８にて減圧されて低圧の気液二相冷媒になる（図２の点５）。

第２の減圧装置８を出た低圧の気液二相冷媒は、液側バルブ１５、液管７、液側接続部１７を経て室内熱交換器６に流入する。室内熱交換器６では、低圧の気液二相冷媒は室内空気（低圧の気液二相冷媒より温度が高い）と熱交換して蒸発する。そして、低圧のガス冷媒となる（図２の点６）。

本実施の形態は、空気調和機１００の据付時の室外機１のガス側バルブ１４又は液側バルブ１５の開け忘れによる真空運転時に、第１の温度センサ１３ａ、第２の温度センサ１３ｂ、第３の温度センサ１３ｃ、第４の温度センサ１３ｄ、第５の温度センサ１３ｅ、第６の温度センサ１３ｆを利用して圧縮機を保護する点に特徴がある。

しかし、冷房運転又は暖房運転、ガス側バルブ１４の開け忘れ、液側バルブ１５の開け忘れ、ガス側バルブ１４及び液側バルブ１５の開け忘れを組み合わせるとモードは、六通りあるが、本実施の形態で対象とするモードは、以下に示すものである。
（１）運転モードが冷房運転で、液側バルブ１５の開け忘れ；
（２）運転モードが冷房運転で、ガス側バルブ１４の開け忘れ；
（３）運転モードが冷房運転で、液側バルブ１５及びガス側バルブ１４の開け忘れ；
（４）運転モードが暖房運転で、液側バルブ１５の開け忘れ。

その他の以下に示すモードは、運転開始時に高圧が上昇して圧縮機３に過電流が流れるため、図示しない圧縮機３の過電流保護装置が作動して圧縮機３を停止するので、本実施の形態の対象外となる。
（５）運転モードが暖房運転で、ガス側バルブ１４の開け忘れ；
（６）運転モードが暖房運転で、液側バルブ１５及びガス側バルブ１４の開け忘れ。

運転モードが暖房運転で、ガス側バルブ１４の開け忘れ時は、圧縮機３とガス側バルブ１４との間に四方弁４しかなく、圧縮機３の吐出側の容積は極めて小さい。そのため、圧縮機３が始動すると高圧が上昇して圧縮機３に過電流が流れ、圧縮機３の過電流保護装置が作動して圧縮機３を停止する。

運転モードが暖房運転で、液側バルブ１５及びガス側バルブ１４の開け忘れ時も、同様である。

上記（１）〜（４）の各モードにおいて、運転開始時の圧縮機３の吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機３の吸入圧力Ｐｓ、圧縮機３の吐出温度Ｔｄ及び圧縮機３の吸入温度Ｔｓ及び圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈ、室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度を測定した。

（１）〜（４）の順で、以下、上記測定結果を説明する。図３乃至図５は実施の形態１を示す図で、図３は冷房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機３の吸入圧力Ｐｓの変化を示す図、図４は冷房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出温度Ｔｄ及び圧縮機３の吸入温度Ｔｓ及び圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈの変化を示す図、図５は冷房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図である。

冷房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時は、主に室内熱交換器６の冷媒が圧縮機３により室外熱交換器１１、中圧レシーバ９に移動する。運転を開始すると、最初の２分間程度は通常の冷房運転に近い動作をするが、その後は、低圧側の冷媒がなくなるため圧縮機３の吸入側が略真空状態となる（図３参照）。

圧縮機３の運転を開始してから４分程度経過すると、冷媒回路での冷媒の移動はなくなり、圧縮機３の電動機（図示せず）が無負荷に近い状態で回転しているだけの状態となる。

圧縮機３の電動機は、無負荷に近い状態でも損失（巻線のジュール熱、鉄心の鉄損等）があり、この損失により発熱する。

図４に示す圧縮機３の吐出温度Ｔｄは、圧縮機３の吐出側の冷媒温度を間接的に検出する第１の温度センサ１３ａの情報により測定される。

また、図４に示す圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈは、圧縮機３の密閉容器の温度を検出する第６の温度センサ１３ｆの情報により測定される。尚、シェルとは、密閉容器のことである。

また、図４に示す圧縮機３の吸入温度Ｔｓは、参考までに示すもので、圧縮機３の吸入側の冷媒温度を間接的に検出する温度センサ（図示せず）の情報により測定される。

図４からわかるように、圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが運転開始から約４分経過後、徐々に上昇する。その後も、さらにシェル温度Ｔｓｈは上昇する。

圧縮機３の電動機は、密閉容器に焼き嵌め等により固定されるので、シェル温度Ｔｓｈは圧縮機３の電動機の温度に略等しい。

一方、圧縮機３の吐出温度Ｔｄは、図４に示すように、圧縮機３の運転開始直後は、１０ｄｅｇ以上一旦上昇するが、その後は圧縮機３が圧縮仕事を行わないため、その後の変化は少ない。

従って、シェル温度Ｔｓｈは、吐出温度Ｔｄよりも少なくとも１０ｄｅｇ以上高くなる。正常な冷房運転では、シェル温度Ｔｓｈと吐出温度Ｔｄは略同等である。

空気調和機１００の運転開始後（冷房運転）、圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが吐出温度Ｔｄよりも所定値（例えば、１０ｄｅｇ）以上高くなる場合は、室外機１のバルブ（液側バルブ１５）の開け忘れの可能性があることを示す一つの現象である。

図５は冷房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度の変化を示す図であるが、図５において、「室内熱交中間温度」は、室内熱交換器６の冷媒流路における略中間部に設置され、冷媒の温度を間接的に検出する第２の温度センサ１３ｂの検出する温度のことである。また、「室外熱交中間温度」は、室外熱交換器１１の冷媒流路における略中間部に設置され、冷媒の温度を間接的に検出する第４の温度センサ１３ｄの検出する温度のことである。

図５には、室外空気温度（３５℃）、室内空気温度（２７℃）も示している。

図５に示すように、運転開始直後は圧縮機３の吸入圧力Ｐｓの低下に伴う冷媒の蒸発により室内熱交中間温度も減少する。しかし、冷媒の移動により数分後には、室内空気温度と室内熱交中間温度との差は、１〜３ｄｅｇ程度となる。正常な冷房運転時には、室内空気温度と室内熱交中間温度との差は、５〜２０ｄｅｇ程度ある（室内空気温度＞室内熱交中間温度）。

空気調和機１００の運転開始後（冷房運転）、室内空気温度と室内熱交中間温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度しかない場合は、室外機１のバルブ（液側バルブ１５）の開け忘れの可能性があることを示す他の一つの現象である。

図５に示すように、運転開始直後は圧縮機３の吐出圧力Ｐｄの上昇に伴い室外熱交中間温度は、室外空気温度（３５℃）より高い状態を数分維持するが、その後は圧縮機３が圧縮仕事を行わないため室外送風機による送風により冷却され、室外熱交中間温度と室外空気温度との差は、１〜３ｄｅｇ程度となる。正常な冷房運転時には、室外熱交中間温度と室外空気温度との差は、５〜２０ｄｅｇ程度ある（室外熱交中間温度＞室外空気温度）。

空気調和機１００の運転開始後（冷房運転）、室外熱交中間温度と室外空気温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度しかない場合は、室外機１のバルブ（液側バルブ１５）の開け忘れの可能性があることを示すさらに他の一つの現象である。

以上をまとめると、冷房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時、冷媒回路において以下に示す現象が発生する。
（ａ）圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが吐出温度Ｔｄよりも所定値（例えば、１０ｄｅｇ）以上高くなる；
（ｂ）室内空気温度と室内熱交中間温度との差が、例えば、３ｄｅｇ以下になる；
（ｃ）室外熱交中間温度と室外空気温度との差が、例えば、３ｄｅｇ以下になる。

従って、空気調和機１００の運転を開始してから一定時間（例えば、５分程度）経過後、上記（ａ）〜（ｃ）の現象を一定時間（例えば、３〜５分）連続して検知した場合は、室外機１のバルブの開け忘れと判断して、圧縮機３を停止する。

尚、図示はしないが、空気調和機１００は、制御プログラムが組み込まれたマイクロコンピュータにより構成される制御部を備える。制御部は、第１の温度センサ１３ａ、第２の温度センサ１３ｂ、第３の温度センサ１３ｃ、第４の温度センサ１３ｄ、第５の温度センサ１３ｅ、第６の温度センサ１３ｆからの情報に基づいて、上記（ａ）〜（ｃ）の現象を一定時間連続して検知した場合は、室外機１のバルブの開け忘れと判断して、圧縮機３を停止する。また、制御部は、圧縮機３を停止するとともに、空気調和機１００の室内機２の表示部に室外機１のバルブの開け忘れを表示するようにしてもよい。

図６乃至図８は実施の形態１を示す図で、図６は冷房運転でガス側バルブ１４の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機３の吸入圧力Ｐｓの変化を示す図、図７は冷房運転でガス側バルブ１４の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出温度Ｔｄ及び圧縮機３の吸入温度Ｔｓ及び圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈの変化を示す図、図８は冷房運転でガス側バルブ１４の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図である。

冷房運転でガス側バルブ１４の開け忘れ時は、圧縮機３の吸入配管１８中の僅かな量の冷媒が室外熱交換器１１側に移動するだけである。

従って、図６に示すように、圧縮機３の吐出圧力Ｐｄは、運転開始直後も変化が見られない。圧縮機３の吸入圧力Ｐｓは、運転直後から急激に下がり、圧縮機３の吸入配管１８は数分で略真空状態となる。

圧縮機３の運転を開始してから２分程度経過すると、冷媒回路での冷媒の移動はなくなり、圧縮機３の電動機（図示せず）が無負荷に近い状態で回転しているだけの状態となる。

図７に示す圧縮機３の吐出温度Ｔｄは、圧縮機３の吐出側の冷媒温度を間接的に検出する第１の温度センサ１３ａの情報により測定される。

また、図７に示す圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈは、圧縮機３の密閉容器の温度を検出する第６の温度センサ１３ｆの情報により測定される。

また、図７に示す圧縮機３の吸入温度Ｔｓは、参考までに示すもので、圧縮機３の吸入側の冷媒温度を間接的に検出する温度センサ（図示せず）の情報により測定される。

図７からわかるように、圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが運転開始から約４分経過後、徐々に上昇する。その後も、さらにシェル温度Ｔｓｈは上昇する。

一方、圧縮機３の吐出温度Ｔｄは、図７に示すように、シェル温度Ｔｓｈに比べ温度上昇は緩やかである。

従って、運転開始から６分程度経過後は、シェル温度Ｔｓｈは吐出温度Ｔｄよりも少なくとも１０ｄｅｇ以上高くなる。正常な冷房運転では、シェル温度Ｔｓｈと吐出温度Ｔｄは略同等である。

空気調和機１００の運転開始後（冷房運転）、圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが吐出温度Ｔｄよりも所定値（例えば、１０ｄｅｇ）以上高くなる場合は、室外機１のバルブ（ガス側バルブ１４）の開け忘れの可能性があることを示す一つの現象である。

図８は冷房運転でガス側バルブ１４の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図であるが、図８において、「室内熱交中間温度」は、室内熱交換器６の略中間部に設置され、冷媒の温度を間接的に検出する第２の温度センサ１３ｂの検出する温度のことである。また、「室外熱交中間温度」は、室外熱交換器１１の略中間部に設置され、冷媒の温度を間接的に検出する第４の温度センサ１３ｄの検出する温度のことである。

図８には、室外空気温度（３５℃）、室内空気温度（２７℃）も示している。

図８に示すように、運転開始から数分後には、室内空気温度と室内熱交中間温度との差は、１〜３ｄｅｇ程度となる。正常な冷房運転時には、室内空気温度と室内熱交中間温度との差は、５〜２０ｄｅｇ程度ある（室内空気温度＞室内熱交中間温度）。

空気調和機１００の運転開始後（冷房運転）、室内空気温度と室内熱交中間温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度しかない場合は、室外機１のバルブ（ガス側バルブ１４）の開け忘れの可能性があることを示す他の一つの現象である。

図８に示すように、運転開始から室外熱交中間温度と室外空気温度との差は、１〜３ｄｅｇ程度となる。正常な冷房運転時には、室外熱交中間温度と室外空気温度との差は、５〜２０ｄｅｇ程度ある（室外熱交中間温度＞室外空気温度）。

空気調和機１００の運転開始後（冷房運転）、室外熱交中間温度と室外空気温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度しかない場合は、室外機１のバルブ（ガス側バルブ１４）の開け忘れの可能性があることを示すさらに他の一つの現象である。

以上をまとめると、冷房運転でガス側バルブ１４の開け忘れ時の運転開始時、冷媒回路において以下に示す現象が発生する。
（ａ）圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが吐出温度Ｔｄよりも所定値（例えば、１０ｄｅｇ）以上高くなる；
（ｂ）室内空気温度と室内熱交中間温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度になる；
（ｃ）室外熱交中間温度と室外空気温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度になる。

従って、空気調和機１００の運転を開始してから一定時間（例えば、６分程度）経過後、上記（ａ）〜（ｃ）の現象を一定時間連続して検知した場合は、室外機１のバルブの開け忘れと判断して、圧縮機３を停止する。

図９乃至図１１は実施の形態１を示す図で、図９は冷房運転でガス側バルブ１４及び液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機３の吸入圧力Ｐｓの変化を示す図、図１０は冷房運転でガス側バルブ１４及び液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出温度Ｔｄ及び圧縮機３の吸入温度Ｔｓ及び圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈの変化を示す図、図１１は冷房運転でガス側バルブ１４及び液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図である。

冷房運転でガス側バルブ１４及び液側バルブ１５の開け忘れ時は、ガス側バルブ１４の開け忘れ時と同様、圧縮機３の吸入配管１８中の僅かな量の冷媒が室外熱交換器１１側に移動するだけである。

従って、図９に示すように、圧縮機３の吐出圧力Ｐｄは、運転開始直後も変化が見られない。圧縮機３の吸入圧力Ｐｓは、運転直後から急激に下がり、圧縮機３の吸入配管１８は１分程度で略真空状態となる。

圧縮機３の運転を開始してから１分程度経過すると、冷媒回路での冷媒の移動はなくなり、圧縮機３の電動機（図示せず）が無負荷に近い状態で回転しているだけの状態となる。

図１０に示す圧縮機３の吐出温度Ｔｄは、圧縮機３の吐出側の冷媒温度を間接的に検出する第１の温度センサ１３ａの情報により測定される。

また、図１０に示す圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈは、圧縮機３の密閉容器の温度を検出する第６の温度センサ１３ｆの情報により測定される。

また、図１０に示す圧縮機３の吸入温度Ｔｓは、参考までに示すもので、圧縮機３の吸入側の冷媒温度を間接的に検出する温度センサ（図示せず）の情報により測定される。

図１０からわかるように、圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが運転開始から約４分経過後、徐々に上昇する。その後も、さらにシェル温度Ｔｓｈは上昇する。

一方、圧縮機３の吐出温度Ｔｄは、図１０に示すように、シェル温度Ｔｓｈに比べ温度上昇は緩やかである。

従って、運転開始から５分程度経過後は、シェル温度Ｔｓｈは吐出温度Ｔｄよりも少なくとも１０ｄｅｇ以上高くなる。正常な冷房運転では、シェル温度Ｔｓｈと吐出温度Ｔｄは略同等である。

空気調和機１００の運転開始後（冷房運転）、圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが吐出温度Ｔｄよりも所定値（例えば、１０ｄｅｇ）以上高くなる場合は、室外機１のバルブ（ガス側バルブ１４及び液側バルブ１５）の開け忘れの可能性があることを示す一つの現象である。

図１１は冷房運転でガス側バルブ１４及び液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図であるが、図１１において、「室内熱交中間温度」は、室内熱交換器６の略中間部に設置され、冷媒の温度を間接的に検出する第２の温度センサ１３ｂの検出する温度のことである。また、「室外熱交中間温度」は、室外熱交換器１１の略中間部に設置され、冷媒の温度を間接的に検出する第４の温度センサ１３ｄの検出する温度のことである。

図１１には、室外空気温度（３５℃）、室内空気温度（２７℃）も示している。

図１１に示すように、運転開始から数分後には、室内空気温度と室内熱交中間温度との差は、１〜３ｄｅｇ程度となる。正常な冷房運転時には、室内空気温度と室内熱交中間温度との差は、５〜２０ｄｅｇ程度ある（室内空気温度＞室内熱交中間温度）。

空気調和機１００の運転開始後（冷房運転）、室内空気温度と室内熱交中間温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度しかない場合は、室外機１のバルブ（ガス側バルブ１４及び液側バルブ１５）の開け忘れの可能性があることを示す他の一つの現象である。

図１１に示すように、運転開始から室外熱交中間温度と室外空気温度との差は、１〜３ｄｅｇ程度となる。正常な冷房運転時には、室外熱交中間温度と室外空気温度との差は、５〜２０ｄｅｇ程度ある（室外熱交中間温度＞室外空気温度）。

空気調和機１００の運転開始後（冷房運転）、室外熱交中間温度と室外空気温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度しかない場合は、室外機１のバルブ（ガス側バルブ１４及び液側バルブ１５）の開け忘れの可能性があることを示すさらに他の一つの現象である。

以上をまとめると、冷房運転でガス側バルブ１４及び液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時、冷媒回路において以下に示す現象が発生する。
（ａ）圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが吐出温度Ｔｄよりも所定値（例えば、１０ｄｅｇ）以上高くなる；
（ｂ）室内空気温度と室内熱交中間温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度になる；
（ｃ）室外熱交中間温度と室外空気温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度になる。

図１２乃至図１３は実施の形態１を示す図で、図１２は暖房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機３の吸入圧力Ｐｓの変化を示す図、図１３は暖房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時の圧縮機３の吐出温度Ｔｄ及び圧縮機３の吸入温度Ｔｓ及び圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈの変化を示す図、図１４は暖房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図である。

暖房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時は、主に室内熱交換器６及び中圧レシーバ９の冷媒が圧縮機３により室内熱交換器６に移動する。運転を開始すると、最初の１分間程度は通常の暖房運転に近い動作をするが、その後は、低圧側の冷媒がなくなるため圧縮機３の吸入側が略真空状態となる（図１２参照）。

圧縮機３の運転を開始してから３４分程度経過すると、冷媒回路での冷媒の移動はなくなり、圧縮機３の電動機（図示せず）が無負荷に近い状態で回転しているだけの状態となる。

図１３に示す圧縮機３の吐出温度Ｔｄは、圧縮機３の吐出側の冷媒温度を間接的に検出する第１の温度センサ１３ａの情報により測定される。

また、図１３に示す圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈは、圧縮機３の密閉容器の温度を検出する第６の温度センサ１３ｆの情報により測定される。尚、シェルとは、密閉容器のことである。

また、図１３に示す圧縮機３の吸入温度Ｔｓは、参考までに示すもので、圧縮機３の吸入側の冷媒温度を間接的に検出する温度センサ（図示せず）の情報により測定される。

図１３からわかるように、圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが運転開始から数分経過後、徐々に上昇する。その後も、さらにシェル温度Ｔｓｈは上昇する。

一方、圧縮機３の吐出温度Ｔｄは、図１３に示すように、圧縮機３の運転開始直後は、２０ｄｅｇ以上一旦上昇するが、その後は圧縮機３が圧縮仕事を行わないため、その後の変化は少ない。

従って、シェル温度Ｔｓｈは、吐出温度Ｔｄよりも少なくとも１０ｄｅｇ以上高くなる。正常な暖房運転では、シェル温度Ｔｓｈと吐出温度Ｔｄは略同等である。

空気調和機１００の運転開始後（暖房運転）、圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが吐出温度Ｔｄよりも所定値（例えば、１０ｄｅｇ）以上高くなる場合は、室外機１のバルブ（液側バルブ１５）の開け忘れの可能性があることを示す一つの現象である。

図１４は暖房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始直後の室内熱交換器６の温度及び室外熱交換器１１の温度等の変化を示す図であるが、図１４において、「室内熱交中間温度」は、室内熱交換器６の略中間部に設置され、冷媒の温度を間接的に検出する第２の温度センサ１３ｂの検出する温度のことである。また、「室外熱交中間温度」は、室外熱交換器１１の略中間部に設置され、冷媒の温度を間接的に検出する第４の温度センサ１３ｄの検出する温度のことである。

図１４には、室外空気温度（７℃）、室内空気温度（２０℃）も示している。

図１４に示すように、運転開始直後は圧縮機３の吸入圧力Ｐｓの低下に伴う冷媒の蒸発により室外熱交中間温度も減少する。しかし、冷媒の移動により数分後には、室外空気温度と室外熱交中間温度との差は、１〜３ｄｅｇ程度となる。正常な暖房運転時には、室外空気温度と室外熱交中間温度との差は、５〜２０ｄｅｇ程度ある（室外空気温度＞室外熱交中間温度）。

空気調和機１００の運転開始後（暖房運転）、室外空気温度と室外熱交中間温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度しかない場合は、室外機１のバルブ（液側バルブ１５）の開け忘れの可能性があることを示す他の一つの現象である。

図１４に示すように、運転開始直後は圧縮機３の吐出圧力Ｐｄの上昇に伴い室内熱交中間温度は、室内空気温度（２０℃）より若干高い状態を数分維持するが、その後は圧縮機３が圧縮仕事を行わないため室内送風機による送風により冷却され、室内熱交中間温度と室内空気温度との差は、１〜３ｄｅｇ程度となる。正常な暖房運転時には、室内熱交中間温度と室内空気温度との差は、５〜２０ｄｅｇ程度ある（室内熱交中間温度＞室内空気温度）。

空気調和機１００の運転開始後（暖房運転）、室内熱交中間温度と室内空気温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度しかない場合は、室外機１のバルブ（液側バルブ１５）の開け忘れの可能性があることを示すさらに他の一つの現象である。

以上をまとめると、暖房運転で液側バルブ１５の開け忘れ時の運転開始時、冷媒回路において以下に示す現象が発生する。
（ａ）圧縮機３のシェル温度Ｔｓｈが吐出温度Ｔｄよりも所定値（例えば、１０ｄｅｇ）以上高くなる；
（ｂ）室内空気温度と室内熱交中間温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度になる；
（ｃ）室外熱交中間温度と室外空気温度との差が、１〜３ｄｅｇ程度になる。

従って、空気調和機１００の運転を開始してから一定時間（例えば、５分程度）経過後、上記（ａ）〜（ｃ）の現象を一定時間連続して検知した場合は、室外機１のバルブの開け忘れと判断して、圧縮機３を停止する。

以上の説明では、室外機１の冷媒回路に中圧レシーバ９を備えるものを示したが、これは一例であり、中圧レシーバ９はなくてもよい。中圧レシーバ９を使用しない場合は、減圧装置も一つでよい。

また、四方弁４も必須の構成要件ではなく、冷房専用の場合には、四方弁４は不要である。

１室外機、２室内機、３圧縮機、４四方弁、５ガス管、６室内熱交換器、７液管、８第２の減圧装置、９中圧レシーバ、１０第１の減圧装置、１１室外熱交換器、１３ａ第１の温度センサ、１３ｂ第２の温度センサ、１３ｃ第３の温度センサ、１３ｄ第４の温度センサ、１３ｅ第５の温度センサ、１３ｆ第６の温度センサ、１４ガス側バルブ、１５液側バルブ、１６ガス側接続部、１７液側接続部、１８吸入配管、１００空気調和機。

Claims

少なくとも冷媒を圧縮する圧縮機、室外熱交換器、減圧装置、液溜め容器が順に接続された室外冷媒回路であって、当該室外冷媒回路の両端部にガス側バルブ及び液側バルブを有する室外冷媒回路と、前記圧縮機の吐出側の冷媒温度を検出する第１の温度センサと、前記室外熱交換器の略中間部に設置され、冷媒の温度を検出する第４の温度センサと、前記圧縮機の密閉容器の温度を検出する第６の温度センサと、前記室外熱交換器の周囲の空気温度を検出する第５の温度センサとを有する室外機と、
少なくとも室内熱交換器が接続された室内冷媒回路であって、当該室内冷媒回路の両端部にガス側接続部及び液側接続部を有する室内冷媒回路を有する室内機と、
前記ガス側バルブと前記ガス側接続部とを接続するガス管と、
前記液側バルブと前記液側接続部とを接続する液管と、
当該空気調和機の運転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
当該空気調和機の暖房運転の運転開始時に、以下の（ａ）条件を一定時間連続して検知した後に、（ｃ）条件を一定時間連続して検知した場合は、前記液側バルブが閉状態と判定して前記圧縮機の運転を停止することを特徴とする空気調和機。
（ａ）前記第６の温度センサが検出する前記圧縮機の密閉容器の温度が前記第１の温度センサが検出する吐出温度よりも所定値以上高くなる；
（ｃ）前記第５の温度センサが検出する室外空気温度と、前記第４の温度センサが検出する前記室外熱交換器の略中間部の温度との差の絶対値が、所定値以下になる。