JP5948567B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の保護装置に関し、詳しくは冷媒抜けの判定を行う空気調和機に関するものである。

近年、居住空間の高気密化が進んで室内の空気調和の必要性が高まり、空気調和機の運転時間も増加している。室内の空気調和を図る空気調和機は、クロスフローファン等の送風機によって室内の空気を塵や埃等を除去するフィルタを介して室内ユニット内へ吸引する。室内ユニット内に吸引された空気が冷凍サイクルを構成する熱交換器を通過することにより温調され、室内ユニットから室内へ吹き出される。これによって室内が所望の空調状態となるようにしている。

ところで、室内居住者が空気調和機は空調能力を発揮していないと感じる場合、大きく分けて次の２つの理由が考えられる。一つは塵や埃等の付着によるフィルタの目詰まりに起因する能力低下であり、もう一つは冷凍サイクル中の冷媒抜けによる能力低下である。特に冷媒抜けによる能力低下は、圧縮機焼損等の原因となり早急な修理が必要である。

このため従来、空気調和機の冷凍サイクル中の冷媒抜けを判定する方法については種々の発明がなされている（例えば、特許文献１参照）。

図３は特許文献１に記載された従来の空気調和機の保護装置のフローチャートであるが、運転中の圧縮機周波数ｆが予め設定した周波数ｆｃ以上で、かつ運転電流ｉが予め設定した電流値ｉｃ以下で、さらに吸い込み温度と吹き出し温度の温度差Ｔが予め設定した温度Ｔｃ以下であれば冷媒抜けと判定している。

特開平８−１２８７６５号公報

しかしながら、一般的に冷凍サイクル中の冷媒が抜ければ熱交換器の能力は落ちるが、熱交換器の能力状態は吸い込み温度と吹き出し温度の温度差だけでなく熱交換器を通過する風量が大きく関わっており、そのため従来の方法では熱交換器の能力状態を精度良く検出することができなかった。

また運転電流や吹き出し温度は冷凍サイクルの構成部品や空気調和機の運転状態（圧縮機周波数、熱交換器への風量等）や運転環境（室内外気温等）で大きく変化するため、冷媒抜けで熱交換器能力が落ちているのかそれとも運転状態や運転環境で落ちているのか区別が難しく、冷媒抜け検出精度が低下することがあった。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、比較的容易に冷媒抜け検出精度を高めることで冷媒抜けを早期に発見し、圧縮機等を保護することができる空気調和機を提供することを課題とする。

上述の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、検知開始指示によりまず空気調和機の運転を風量低下検知条件に固定して風量低下検知を実施し、風量低下と判断されなかった場合、空気調和機の運転を冷媒抜け検知条件に固定して冷媒抜け検知を実施し、風量低下検知では、空気調和機の室内送風機の通電率が所定値未満、かつ室内吸込み温度と室内配管温度の差が所定値以上であればフィルタの目詰まり等の風量低下と判断し、冷媒抜け検知では、室内吸込み温度が所定温度以上、かつ室内吸込み温度と室内配管温度の差が所定値未満であれば冷媒抜けと判断する。

本発明によれば、比較的容易に冷媒抜け検出精度を高めることで冷媒抜けを早期に発見し、圧縮機等を保護することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における空気調和機の保護装置の制御を示すフローチャート 従来の空気調和機の保護装置の制御を示すフローチャート

第１の発明は、空気調和機の運転中または停止中に、使用者からの要求に応じて強制的に検知運転を開始し、まず空気調和機の運転を風量低下検知条件に固定して風量低下検知を実施し、風量低下と判断されなかった場合、空気調和機の運転を冷媒抜け検知条件に固定して冷媒抜け検知を実施し、風量低下検知では、空気調和機の室内送風機の通電率が所定値未満、かつ室内吸込み温度と室内配管温度の差が所定値以上であればフィルタの目詰まり等の風量低下と判断し、冷媒抜け検知では、室内吸込み温度が所定温度以上、かつ室内吸込み温度と室内配管温度の差が所定値未満であれば冷媒抜けと判断することを特徴とする。

これにより、フィルタの目詰まり等の風量低下に起因する能力低下と、冷媒抜けによる能力低下を精度良く識別することが可能となり、冷媒抜けを早期発見し圧縮機等を保護することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における空気調和機の構成を示すブロック図である。図１において、圧縮機１と室内熱交換器２と膨張弁等の絞り機構３と室外熱交換器４が配管により接続され冷凍サイクルを構成している。また室内熱交換器２の近傍には送風用の室内送風機５と室内温度を検出する室内吸込み温度センサ６と吹出し温度の検出を室内熱交換器２の配管温度で代替する室内配管温度センサ７が設けられており、室外熱交換器４の近傍には送風用の室外送風機８と室外温度を検出する室外温度センサ９が設けられている。

また、室内ユニットの吹き出し口（図示せず）には上下風向変更羽根１０および左右風向変更羽根１１が設けられている。

制御装置１２はリモコン（図示せず）等からの運転要求に基づき室内吸込み温度Ｔｉｉと室内配管温度Ｔｉｏと室外温度Ｔｏと室内送風機５の回転数Ｒｉと室外送風機８の回転数Ｒｏと圧縮機１の周波数Ｆと絞り機構３の膨張弁開度Ｖと上下風向変更羽根１０の位置Ｕおよび左右風向変更羽根１１の位置Ｌをそれぞれ読み込みながら、同時に室内送風機５の回転数Ｒｉと室外送風機８の回転数Ｒｏと圧縮機１の周波数Ｆと絞り機構３の膨張弁開度Ｖと上下風向変更羽根１０の位置Ｕおよび左右風向変更羽根１１の位置Ｌとを制御する。

冷媒抜け判定手段１３は制御装置１２より得られた室内吸込み温度Ｔｉｉ等より判定を行い、風量低下または冷媒抜けと判断した場合はそれぞれに応じた報知を行う。

上記構成の本発明に係る空気調和機について以下にその動作、作用を説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における空気調和機の保護装置の制御を示すフローチャートである。図２において、まず冷媒抜け判定手段１３はステップＳ１にて検知運転時間を示すカウンタを０にセットする。ステップＳ２にて検知運転時間が５分以上か判断し、５分未満であればステップＳ３に進んで風量低下検知条件で空気調和機を運転してステップＳ２に戻り、５分以上であれば風量低下検知可能と判断してステップＳ４に移る。

ステップＳ４およびステップＳ５では風量低下の判定を行う。ここでは、室内送風機通電率ＤがＤ１未満、かつ室内吸込み温度Ｔｉｉと室内配管温度Ｔｉｏの差ＴｄがＴｄ１以上であればフィルタの目詰まり等の風量低下と判断し、ステップＳ６にて風量低下フラグを１とし、それ以外であればステップＳ７にて風量低下フラグを０としてステップＳ８に進む。

次に、ステップＳ８にて検知運転時間が１０分以上か判断し、１０分未満であればステップＳ９に進んで冷媒抜け検知条件で空気調和機を運転してステップＳ２に戻り、１０分以上であれば冷媒抜け検知可能と判断してステップＳ１０に移る。

ステップＳ１０およびステップＳ１１では冷媒抜けの判定を行う。ここでは、室内吸込み温度ＴｉｉがＴｉｉ２以上、かつ室内吸込み温度Ｔｉｉと室内配管温度Ｔｉｏの差ＴｄがＴｄ２未満であれば冷媒抜けと判断し、ステップＳ１２にて冷媒抜けフラグを１とし、それ以外であればステップＳ１３にて冷媒抜けフラグを０としてステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４にて冷媒抜けフラグが１であるか判断し、１であればステップＳ１８に進んで、冷媒等を充填する重サービス報知を実施してステップＳ１９に移り運転停止し、１でなければステップＳ１５に移る。

次に、ステップＳ１５にて風量低下フラグが１であるか判断し、１であればステップＳ１７に進んで軽サービス報知を実施してステップＳ１９に移り運転停止し、１でなければステップＳ１６に進んで報知無しでステップＳ１９に移り運転停止する。

本実施の形態において、風量低下検知条件での運転は、上下風向変更羽根位置Ｕ＝Ｕ１、左右風向変更羽根位置Ｌ＝Ｌ１、室内送風機回転数Ｒｉ＝Ｒｉ１、室外送風機回転数Ｒｏ＝Ｒｏ１、圧縮機運転周波数Ｆ＝Ｆ１、および絞り機構３の膨張弁開度Ｖ＝Ｖ１での運転であり、また冷媒抜け検知条件での運転は、上下風向変更羽根位置Ｕ＝Ｕ２、左右風向変更羽根位置Ｌ＝Ｌ２、室内送風機回転数Ｒｉ＝Ｒｉ２、室外送風機回転数Ｒｏ＝Ｒｏ２、圧縮機運転周波数Ｆ＝Ｆ２、および絞り機構３の膨張弁開度Ｖ＝Ｖ２での運転である。

なお、本実施の形態において、室内吹出し温度を室内熱交換器の配管温度で代替したが、室内吹出し温度を使用しても良い。また、各検知運転における上下風向変更羽根および左右風向変更羽根の位置は、通常、室内吹出し風量が最大風量となる位置に設定する。さらに、本実施の形態において、検知運転時間は５分、１０分と設定したが、これは冷凍サイクルが安定し風量低下または冷媒抜け検知が可能となる時間をそれぞれ設定するものであり、上記に限定するものではない。

以上のように、本発明の空気調和機によれば、空気調和機の運転中または停止中に、使用者からの要求に応じて強制的に検知運転を開始し、まず空気調和機の運転を風量低下検知条件に固定して風量低下検知を実施し、その後、空気調和機の運転を冷媒抜け検知条件に固定して冷媒抜け検知を実施することにより、フィルタの目詰まり等の風量低下に起因する能力低下と、冷媒抜けによる能力低下を精度良く識別することが可能となり、冷媒抜けを早期発見し圧縮機等を保護することができる。

本発明は、空気調和機に限らず冷凍サイクルを利用する製品、例えば除湿機やカーエアコンなどに適用可能である。

１ 圧縮機
２ 室内熱交換器
３ 絞り機構
４ 室外熱交換器
５ 室内送風機
６ 室内吸込み温度センサ
７ 室内配管温度センサ
８ 室外送風機
９ 室外温度センサ
１０ 上下風向変更羽根
１１ 左右風向変更羽根
１２ 制御装置
１３ 冷媒抜け判定手段

Claims (2)

1. 空気調和機の運転中または停止中に、使用者からの要求に応じて強制的に検知運転を開始し、前記空気調和機の運転を風量低下検知条件に固定して風量低下検知を実施し、風量低下と判断されなかった場合、前記空気調和機の運転を冷媒抜け検知条件に固定して冷媒抜け検知を実施する保護装置を備え、前記風量低下検知では、前記空気調和機の室内送風機の通電率が所定値未満、かつ室内吸込み温度と室内配管温度の差が所定値以上であればフィルタの目詰まり等の風量低下と判断し、前記冷媒抜け検知では、室内吸込み温度が所定温度以上、かつ室内吸込み温度と室内配管温度の差が所定値未満であれば冷媒抜けと判断する空気調和機。
2. 前記風量低下検知は、検知運転時間が第１所定時間以上であれば実施し、前記冷媒抜け検知は、検知運転時間が第２所定時間以上であれば実施する請求項１に記載の空気調和機。