JP5865103B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1における空気調和装置のシステム構成を示す冷媒回路図である。
空気調和装置は、冷媒回路Aと、負荷回路Bとを備えている。冷媒回路Aは、圧縮機4と、四方弁5と、室外熱交換器6と、絞り装置8と負荷側熱交換器9とを順次配管で接続して熱源側冷媒が循環するように構成されている。負荷回路Bは、媒体搬送装置としてのポンプ10と、負荷側熱交換器9と、室内熱交換器12A、12B、12C、12D(以下、総称するときには単に「室内熱交換器12」と呼ぶ)と、流量調整弁11A、11B、11C、11D(以下、総称するときには単に「流量調整弁11」と呼ぶ)とを順次配管で接続して負荷側冷媒が循環するように構成されている。
次に、空気調和装置に備えられたセンサ類について説明する。
分流コントローラー2は、負荷側熱交換器9で熱交換後の循環水の温度又は後述の空気抜き運転時のポンプ10の吐出温度Toutを検出する吐出温度検知器14と、温度検知器15A、15B、15C、15D(以下、総称するときには単に「温度検知器15」と呼ぶ)とを備えている。温度検知器15は、流量調整弁11を備えた各分岐経路のそれぞれに設置され、流量調整弁11に流入する循環水の温度を検知する。
図2は、図1の空気調和装置の制御系の接続構成を示す図である。
図2に示すように、室外ユニット1には制御装置20が設置され、分流コントローラー2には制御装置21が設置されている。また、各室内ユニット3A、3B、3C、3Dには、それぞれ制御装置22A、22B、22C、22D(以下、総称するときには単に「制御装置22」と呼ぶ)が設置されている。これらの各制御装置20、21、22が、それぞれ通信線にて接続されることで、連動制御が行われる。また、室内ユニット3には、それぞれリモコン23A、23B、23C、23D(以下、総称するときには単に「リモコン23」と呼ぶ)が接続され、そこから運転操作が行われる。なお、制御装置20、21、22を、ここでは分けて構成したが、全てを統合した機能を有する一台の制御装置を、室外ユニット1又は分流コントローラー2に設ける構成としてもよい。
冷房運転では、四方弁5が図1の実線で示される状態に切り換えられる。室外ユニット1の圧縮機4で圧縮された高温高圧のガス冷媒(フロン)は、四方弁5を通り、室外熱交換器6に流入する。室外熱交換器6に流入した冷媒は、空気との熱交換によって冷やされて液化し、室外ユニット1を流出して分流コントローラー2に流入する。分流コントローラー2に流入した冷媒は、絞り装置8にて減圧され、負荷側熱交換器9に流入する。負荷側熱交換器9に流入した冷媒は、負荷回路B側の循環水と熱交換し、すなわち循環水から吸熱して蒸発ガス化し、分流コントローラー2から流出する。分流コントローラー2から流出した冷媒は、室外ユニット1に再び流入し、四方弁5を経て圧縮機4に戻る流れとなる。
暖房運転では、四方弁5が図1の点線で示される状態に切り換えられる。室外ユニット1の圧縮機4で圧縮された高温高圧のガス冷媒(フロン)は、四方弁5を通った後、室外ユニット1から流出して分流コントローラー2の負荷側熱交換器9に流入する。負荷側熱交換器9に流入した冷媒は、負荷回路B側の循環水と熱交換し、すなわち循環水に放熱して凝縮液化して高圧の液冷媒となり、絞り装置8にて減圧され、分流コントローラー2から流出して再び室外ユニット1に流入する。室外ユニット1に流入した冷媒は、室外熱交換器6と熱交換して蒸発ガス化し、四方弁5を経て圧縮機4に戻る流れとなる。
次に、配管の誤接続検知原理について説明する。一般的に空気の温度と循環水の温度とは同一ではない。このため、循環水が、ある温度検知器の設置箇所に到達すると、それまで検知していた温度が、空気温度から循環水温度に変わるため、検知温度に変化が生じる。よって、その温度変化により循環水がその温度検知器の設置場所に到達したことを検知することができる。本実施の形態1では、このような循環水の到達による温度変化を利用して、誤配管接続を検出する。なお、室内熱交換器12の入口から流入した循環水が、室内熱交換器12の出口から流出するまでの時間は、標準的な空調運転時で約5秒程度で、空気抜き運転時は、約10秒程度である。よって、温度検知器のサンプリング時間を1秒としても十分にその変化を検知することができる。なお、一般的には循環水の温度の方が空気温度よりも低いため、以下の説明では、循環水の到達によって検知温度が下がるものとして説明する。
ここで、図5のフローチャートの説明をするに先立ち、ポンプ10の吐出温度Tout、配管入口温度TAin及び配管出口温度TAoutの時系列の温度変化について説明する。温度変化の概要については上述した通りであるが、ここでは、説明をわかりやすくするため、具体的な数値の一例を以て説明していくことにする。なお、ここで使用する具体的数値は一例を示したに過ぎず、それらは実使用条件等に応じて適宜設定すれば良い。この点は以下の実施の形態2において同様である。
接続が正常な場合は、Tout→TAin→TAoutの順で、温度が低下していくため、時系列の温度変化は以下のようになる。
(a)空気抜き運転開始時
Tout=TAin=TAout=25℃
(b)空気抜き運転開始直後で吐出温度検知器14の設置箇所に循環水到達した段階
Tout=15℃、TAin=TAout=25℃
(c)もう少し経過:室内熱交換器12の入口に循環水到達
Tout=10℃、TAin=15℃、TAout=25℃
(d)更に経過
Tout=10℃、TAin=12℃、TAout=20℃
(e)もっと経過
Tout=10℃、TAin=12℃、TAout=12℃
図5のフローでは、まず、FLG=0にする(S1)。そして、空気抜き運転開始から30分以内か否かを判断(S2)し、ここではYに進み、続いてFLGが0であるかを判断する(S3)。ここではFLG=0であるため、Yに進み、続いてポンプ10の吐出温度Toutと室内ユニット3の配管出口温度TAoutとの温度差が3℃以上で、且つ吐出温度Toutの方が低いかどうかを判断する(S4)。このS3は、循環水注入口25から注入された循環水が吐出温度検知器14の設置箇所に到達したかを検知するための判断である。
次に、誤接続の場合について説明する。図4に示したように誤接続されている場合、時系列の温度変化は、配管入口温度TAinと配管出口温度TAoutとの温度変化が、正常接続の場合と逆になり、以下のようになる。
(A)空気抜き運転開始時
Tout=TAin=TAout=25℃
(B)空気抜き運転開始直後で吐出温度検知器14の設置箇所に循環水到達した段階
Tout=15℃、TAin=TAout=25℃
(C)もう少し経過:室内熱交換器12の出口側に循環水到達
Tout=10℃、TAin=25℃、TAout=15℃
(D)更に経過
Tout=10℃、TAin=20℃、TAout=12℃
(E)もっと経過
Tout=10℃、TAin=12℃、TAout=12℃
図5のフローでは、まず、FLG=0にする(S1)。そして、空気抜き作業開始から30分以内か否かを判断(S2)し、ここではYに進み、続いてFLGが0であるかを判断する(S3)。ここではFLG=0であるため、Yに進み、続いてポンプ10の吐出温度Toutと室内ユニット3の配管出口温度TAoutとの温度差が3℃以上で、且つ吐出温度Toutの方が低いかどうかを判断する(S4)。
上記実施の形態1では、室内ユニット1台の中での入口と出口の配管の誤接続を検知するものであったが、実施の形態2では、更に、室内ユニット3間の誤接続を検知するものである。
図6には、室内ユニット3間の誤接続の一例として、室内ユニット3Aと室内ユニット3Bとが逆に接続された状態を示している。このように逆に接続されていると、本来流量調整弁11Aの開度調整により室内熱交換器12Aの流量を制御できるはずが、室内熱交換器12Bの流量が制御されてしまうことになる。よって、このような室内ユニット3間の誤接続の検知は重要であり、実施の形態2では、冷房又は暖房の試運転で室内ユニット3を一台ずつ動作させて室内ユニット3間の誤接続を検知する。なお、実施の形態2の空気調和装置は、室内ユニット間の誤接続だけでなく、実施の形態1と同様に室内ユニット1台の中での入口と出口の誤接続検知も可能である。
まず、室内ユニット3Aに対応する流量調整弁11Aを予め設定した所定開度に開く。ここでの所定開度は、上述したように流量を少量とするための開度であり、通常の冷房運転時の開度(この開度は、所定の冷房能力を発揮するために吐出温度検知器14で検知された温度と温度検知器15で検知された開度との差温が所定値になるように流量調整されたときの開度である。)(暖房運転時の誤接続検知の場合は、通常の暖房運転時の開度)よりも小さい開度とする。流量調整弁11A以外の流量調整弁11B、11C、11Dは閉じる。このように流量調整弁11Aを開いてポンプ10を作動させることにより、正常に接続されていれば、ポンプ10→負荷側熱交換器9→室内熱交換器12A→流量調整弁11Aの順に水が循環する。また、室内ユニット送風機13Aを駆動し、室外ユニット1の圧縮機4を駆動して冷媒回路A内に熱源側冷媒を循環させ、まず、室内ユニット3Aの冷房運転を開始する。以下、室内ユニット3Aの冷房運転を開始して以降の図7のフローの流れを、接続が正常な場合と誤接続の場合とに分けて説明する。
まず、接続が正常な場合について説明する。冷房運転を開始してまず、FLG=0にし(S20)、開始から所定時間(例えば30分)以内かを判断(S21)し、ここではYに進み、続いて吸込空気温度TA0(A)と配管入口温度TAin(A)との温度差が5℃(第1所定値)以上か否かを判断する(S22)。運転開始時は吸込空気温度TA0(A)と配管入口温度TAin(A)との温度差は小さいため、S22でN→S21でY→S22のループが繰り返される。そして、正常に接続されている場合は、上述したように吸込空気温度TA0(A)と配管入口温度TAin(A)との温度差が広がっていくため、5℃以上となると、FLG=1にして(S23)、S24に進む。
次に、誤接続の場合について説明する。図6に示したように室内ユニット3Aと室内ユニット3Bとが逆に接続されている場合を例に説明する。
室内ユニット3Aの冷房運転を開始してまず、FLG=0にし(S20)、開始から所定時間(例えば30分)以内かを判断(S21)し、ここではYに進み、続いてS22の判断を行う。ここでは誤接続されているため、流量調整弁11Aが所定開度で開かれていても、循環水注入口25から注水した循環水は、室内ユニット3Aには流入せず、室内ユニット3B側に流入する。このため、吸込空気温度TA0(A)と配管出口温度TAout(A)とは変化しない。よって、S22でNに進み、S22でN→S21でY→S22でNのループが続くことになる。
まず、分流コントローラー2の制御装置21は、記憶している識別情報の数をチェックし(S30)、複数の場合、つまり複数台の室内ユニットで「異室内ユニット間誤接続の可能性有り」と判断された場合、「異室内ユニット間の誤接続」と判断して、記憶した全ての識別情報と共に異常発報を行う(R6)。異常発報としては例えば、該当の各室内ユニット3のそれぞれのリモコン23に、誤接続有と判断した室内ユニット3のアドレスと、誤接続異常のエラーコードとを表示させたり、音声を使用して発報したりする等、任意の方法で発報すればよい。一方、記憶している識別情報の数が1つの場合は、その識別情報の室内ユニット3のポンプ10又は室外ユニット1側の異常と判断する(R7)。
吸込空気温度TA0(A)と配管入口温度TAin(A)との温度差が5℃以上あり(S22でY)、室内熱交換器12Aへの循環水の流通がみられる場合、つまり室内ユニット3間での誤接続は生じていない場合であって、30分を超えた際(S21でN)の配管出口温度TAout(A)と配管入口温度TAin(A)との温度差が5℃(第2所定値)以上で、且つ配管出口温度TAout(A)の方が低い場合は(S27のY)、室内ユニット3Aにおいて入口と出口とを誤接続していると判断して異常発報を行う(R3)。
Claims (5)
- 圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び負荷側熱交換器が順次接続されて熱源側媒体が循環する冷媒回路と、
前記冷媒回路の前記熱源側媒体と前記負荷側熱交換器で熱交換される負荷側冷媒が循環する負荷回路と、
制御装置とを備え、
前記負荷回路は、
前記負荷回路内に前記負荷側冷媒を循環させる媒体搬送装置と、
前記負荷側熱交換器と、
前記負荷側熱交換器で熱交換後の負荷側冷媒を複数に分岐させた後、合流して前記媒体搬送装置に戻す経路と、
各分岐経路のそれぞれに設けられた各室内ユニットの各室内熱交換器と、
前記各室内ユニットに対応して前記各分岐経路のそれぞれに設けられた流量調整弁とを有し、
前記各室内ユニットのそれぞれは、自己の前記室内熱交換器の配管入口温度を検知する配管入口温度検知器と、自己の前記室内熱交換器の吸込空気温度を検知する吸込空気温度検知器とを有しており、
前記制御装置は、
前記各室内ユニットのうちの一つの室内ユニットの流量調整弁を、通常の冷房又は暖房運転時の開度よりも小さい所定開度とすると共に他の前記流量調整弁を閉じた状態とし、その状態において前記一つの室内ユニットを冷房又は暖房運転し、その運転中の前記室内ユニットの前記吸込空気温度検知器により検知された吸込空気温度と前記配管入口温度検知器により検知された配管入口温度との温度差が、運転を開始してから所定時間を超えて、第1所定値未満の状態が続く場合、前記運転中の室内ユニットの識別情報を記憶する処理を、前記室内ユニットの全てについて行い、全ての前記室内ユニットについて前記処理を終えたときに、記憶した前記識別情報の数が複数の場合、室内ユニット間の誤接続有りと検知することを特徴とする空気調和装置。 - 前記制御装置は、室内ユニット間の誤接続有りと検知した場合、前記記憶された複数の前記識別情報と共に、異常発報を行うことを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
- 記憶した前記識別情報の数が一つの場合、前記圧縮機、前記室外熱交換器及び前記絞り装置を有する室外ユニット側又は前記媒体搬送装置の異常と検知することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の空気調和装置。
- 圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び負荷側熱交換器が順次接続されて熱源側媒体が循環する冷媒回路と、
前記冷媒回路の前記熱源側流体と前記負荷側熱交換器で熱交換される負荷側冷媒が循環する負荷回路と、
制御装置とを備え、
前記負荷回路は、
前記負荷回路内に前記負荷側冷媒を循環させる媒体搬送装置と、
前記負荷側熱交換器と、
前記負荷側熱交換器で熱交換後の負荷側冷媒を複数に分岐させた後、合流して前記媒体搬送装置に戻す経路と、
各分岐経路のそれぞれに設けられた各室内ユニットの各室内熱交換器と、
前記各室内ユニットに対応して前記各分岐経路のそれぞれに設けられた流量調整弁とを有し、
前記各室内ユニットのそれぞれは、自己の前記室内熱交換器の配管入口温度を検知する配管入口温度検知器と、自己の前記室内熱交換器の配管出口温度を検知する配管出口温度検知器と、自己の前記室内熱交換器の吸込空気温度を検知する吸込空気温度検知器とを有しており、
前記制御装置は、
前記各室内ユニットのうちの一つの室内ユニットの流量調整弁を、通常の冷房又は暖房運転時の開度よりも小さい所定開度とすると共に他の前記流量調整弁を閉じた状態とし、その状態において前記一つの室内ユニットを冷房又は暖房運転し、運転中の間、その運転中の前記室内ユニットに関する温度を、前記吸込空気温度検知器、前記配管入口温度検知器及び前記配管出口温度検知器により繰り返し検知し、
前記冷房運転の場合、
前記吸込空気温度と前記配管入口温度との温度差が第1所定値以上で、且つ、運転を開始してから所定時間を超えた際の前記配管出口温度が、前記配管入口温度よりも第2所定値以上、低い場合に誤接続有りと検知し、
前記暖房運転の場合、
前記吸込空気温度と前記配管入口温度との温度差が第1所定値以上で、且つ、運転を開始してから所定時間を超えた際の前記配管入口温度が、前記配管出口温度よりも第2所定値以上、低い場合に誤接続有りと検知することを特徴とする空気調和装置。 - 前記冷房又は暖房運転の際、その運転を行う前記室内ユニットの室内ユニット送風機を駆動することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の空気調和装置。
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