JPH02282673A - 電子膨張弁の故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍装置に備える電子膨張弁の故障診断装置
の改良に関する。

（従来の技術） 本出願人は、この種の電子膨張弁の故障診断装置として
、先に特開昭６３−１９４１７３号公報に開示されるよ
うに、冷媒循環系統に配置した電子膨張弁の故障の診断
に際し、該電子膨張弁の開度を手動操作により強制的に
変化させ、これに伴う冷媒循環系統の冷媒の状態量の変
化、例えば冷媒温度や冷媒圧力等をサービスマンが視覚
で確認することにより、電子膨張弁の故障の有無を判断
するものを提案している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記提案のものでは、電子膨張弁の開度
を変化させる幅が小さい場合には、冷媒の状態の露化の
幅も少なく、故障の−ａ無判断が困難になる。また、弁
開度の変化幅が大きい場合にも、弁開度の変化の前後で
冷媒の状態量を正確に確認しなければ、故障の有無判断
は容易でなく、誤診断することもある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、電子膨張弁の故障診断を自動化することにより、
その故障の有無判断を正確に行うことにある。

（課題を解決するための手段） その場合、電子膨張弁の開度を変化させる方向には、全
開方向と全開方向とがあるが、全開方向とするときには
冷媒量の増大に伴い冷媒は蒸発器で全て蒸発するとは限
らず、液状態のまま圧縮機に戻って液圧縮が生じること
も考えられ、圧縮機の破壊を招く等の欠点が生じる。一
方、全開方向とする場合には、冷媒の状態口の変化は全
開方向とする場合よりも大きく、故障診断も容易になる
ので、電子膨張弁の開度を閉方向に強制的に変化させる
ことにする。

つまり、本発明の具体的な解決手段は、第１図及び第２
図に示すように、冷凍装置の冷媒循環系統（１０）に備
えた電子膨張弁（ＥＶ）の故障診断装置を前提とする。

そして、電子膨張弁（ＥＶ）の開度を小さく制御するよ
う指令信号を出力する信号出力手段（２０）と、該信号
出力手段（２０）からの指令信号の出力に基づく弁開度
の制御時に上記冷媒循環系統（１０）の状態量の変化を
検出する変化検出手段（２１）と、該変化検出手段（２
Ｉ）により検出した冷媒循環系統（ＩＱ）の状ａｍの変
化を上記電子膨張弁（ＥＶ）の正常時に相当する基準値
と比較して電子膨張弁（ＥＶ）の故障を判別する判別手
段（２２）とを設ける構成としたものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、電子膨張弁（１３Ｖ）
の故障診断時において、信号出力手段（２０）から指令
信号が出力された弁開度の制御時に、電子膨張弁（ＥＶ
）の正常なときには、その弁開度が全開方向に変化し、
この変化に伴い冷媒循環系統（１０）の冷媒の状！！量
も正常に変化するので、判別手段（２２）は電子膨張弁
（ＥＶ）の正常時と判断する。この場合、電子膨張弁Ｃ
ＣＶ）の開度は全開方向に変化するので、圧縮機での液
圧縮は生じない。

これに対し、電子膨張弁（ＥＶ）の故障時には、全開方
向に制御されても、電子膨張弁（ＥＶ）の開度は変化せ
ず又は変化幅が微小であり、基準値と大きく隔たりがあ
るので、判別手段（２２）は電子膨張弁（ＥＶ）の故障
時と判断する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の電子膨張弁の故障診断装
置によれば、電子膨張弁の開度を全閉方向に強制的に変
化するよう制御し、この制御時での冷媒循環系統の冷媒
の状態量の変化を電子膨張弁の正常値に相当する基準値
と比較して電子膨張弁の故障を自動的に診断するので、
この電子膨張弁の故障診断を正確に行うことができ、装
置のサービス性の向上を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は本発明をセパレート型空気調和機に適用した第
１の実施例を示し、図中に示す一点鎖線より左側は室外
ユニット（ｘ）を、−点鎖線より右側は室内ユニッ）　
（Ｙ）を各々示す。

同図において、室外ユニット（Ｘ）内には、圧縮機（１
）と、膨張弁（ＥＶ）と、室外送風ファン（４ａ）を有
する室外熱交換器（４）と、アキュムレータ（５）とが
備えられている。また、室内ユニット（Ｙ）内には、室
内送風ファン（６ａ）を有する室内熱交換器（６）が備
えられている。そして、室外、室内の両ユニット（Ｘ）
　、　（Ｙ）内の各機器（１）〜（６）は各々冷媒配管
（７）・・・で冷媒の循環可能に接続されて冷媒循環系
統（１０）が形成されている。また、冷媒循環系統（ｌ
Ｏ）に配置された上記膨張弁（ＥＶ）は、弁開度が電気
的に増減調整可能な電子膨張弁で構成されている。而し
て、室内の冷房運転時には、圧縮機（１）から吐出され
た冷媒を室外熱交換器（６）に送って冷媒の有する熱量
を外気に放出し、その後、この冷媒を電子膨張弁（ＥＶ
）を経て室内熱交換器（４）に送って室内空気の熱量を
吸収した後、再び圧縮機（１）に循環させることを繰返
すことにより、室内を冷房空調するようにしている。尚
、第１図中、（１５）は圧縮機（１）の運転周波数を変
更して容量を可変調整するインバータ、（ＩＧ）は該イ
ンバータ（１５）及び電子膨張弁（３）を制御するコン
トロラ、（１７）はレシーバである。

また、第１図において、（２３）は冷媒循環系統（ｌＯ
）の圧縮機（Ｊ、）とアキュムレータ〈５）との間に配
置した冷媒の吸入管（７ａ）の冷媒の圧力、つまり低圧
圧力を検出する低圧圧力センサであり、この低圧圧力セ
ンサ（２１）の出力は上記コントローラ（１６）に入力
される。

次に、上記コントローラ（１６）による電子膨張弁（Ｅ
Ｖ）の故障診断を第２図の診断フローに基いて説明する
。スタートして、ステップＳ１で通常の空調運転時に、
ステップＳ２で押ボタンやスイッチ又は短絡ピン等の操
作に基いて、又は設定周期（例えば２００時間）毎に電
子膨張弁（ＢＹ）の故障診断を行うチエツクモードか否
かを判別し、チエツクモード時でない場合はステップＳ
２に戻って通常運転を続行する一方、チエツクモード時
であればステップＳ３以降に進んで電子膨張弁（ＥＶ）
の故障診断を自動で行う。

つまり、先ずステップＳ３で電子膨張弁（ＥＶ）に全開
指令信号を出力する。このことにより電子膨張弁（ＥＶ
）の正常時には冷媒の低圧圧力は低下する。

その後、ステップＳ４で低圧圧力センサ（２３）で検出
した低圧圧力ＬＰを基準値ＬＰＩと比較する。

ここに、基準値ＬＰＩは通常運転では取り得ない低圧正
値、例えば１．　２ｋｇ／　ｃＪＧである。そして、Ｎ
ｏの場合（ＬＰ≧ＬＰＩの場合）には、冷媒圧力の安定
を待つべく、ステップＳ５で一定時間の経過を判別し、
一定時間の経過前ではステップＳ４に戻り、一定時間を
経過してもＬＰ≧ＬＰＩの場合には、ステップＳ６で電
子膨張弁（ＥＶ）の故障と判断して、ステップＳ７で電
子膨張弁（ＥＶ）の故障を警報によりメツセージする。

一方、上記ステップＳ４でＬＰ＜ＬＰＩのＹＥＳの場合
には、電子膨張弁（ＥＶ）の全開方向の制御は正常と判
断して、更にステップＳ８で電子膨張弁（ＥＶ）を元の
開度まで戻すよう指令信号を出力する。このことにより
、電子膨張弁（ＥＶ）は正常時には開度が増大して低圧
圧力ＬＰは上昇する。そして、ステップＳ９でＬＰ＞Ｌ
ＰＩを判別し、ＬＰ＞ＬＰｌの場合には、電子膨張弁（
ＥＶ）の正常と判断して、ステップＳ１０で電子膨張弁
（ＥＶ）の正常をメツセージする。しかし、ＬＰ≦ＬＰ
ＩのＮＯの場合には、冷媒圧力の安定を待つべく、ステ
ップＳｌ＋で一定時間の経過を判別し、一定時間を経過
してもＬＰ；５ＬＰＩの場合には、ステップＳ６で電子
膨張弁（ＥＶ）の故障と判断して、ステップＳ７で電子
膨張弁（ＥＶ）の故障を警報によりメツセージする。

よって、第２図の診断フローのステップＳ２及びＳ８に
より、電子膨張弁（ＥＶ）の開度をチエツクモード開始
時の開度未満に小さく制御するよう指令信号を出力する
ようにした信号出力手段（２０）を構成している。また
、ステップＳ４及びＳ９により、上記信号出力手段（２
０）からの指令信号の出力に基づく弁開度の制御時に、
冷媒循環系統（１０）の状態量の変化、つまり低圧圧力
ＬＰの変化を検出するようにした変化検出手段（２１）
を構成していると共に、このステップＳ４及びＳ９並び
にステップ８６，５１０により、上記変化検出手段（２
１）により検出した低圧圧力ＬＰの変化を電子膨張弁（
ＥＹ）の正常時に相当する基準値ＬＰ１と比較して電子
膨張弁（ＥＶ）の故障を判別するようにした判別手段（
２２）を構成している。

したがって、上記実施例においては、電子膨張弁（ＥＶ
）を全閉に制御し、この開度制御の間の低圧圧力ＬＰの
変化が基準値ＬＰ１以上の場合には電子膨張弁（ＥＶ）
の故障と自動診断される。また、低圧圧力ＬＰがＬＰ＜
ＬＰＩの場合にも、電子膨張弁（ＥＶ）を元の開度に制
御しても低圧圧力ＬＰの変化が基準値ＬＰ１未満のとき
には電子膨張弁（ＥＶ）の故障と自動診断されるので、
電子膨張弁（ＥＶ）の故障を確実に診断することができ
る。

また、第３図は第２の実施例を示し、上記実施例では低
圧圧力センサ〈２３）を用いたのに代え、ＯＮ−ＯＦＦ
作動する低圧圧力開閉器を使用して診断したものである
。つまり、第３図の診断フローにおいては、ステップＳ
３で電子膨張弁（ＢＹ）を全閉に制御した後は、ステッ
プＳＡ４で低圧が低下したか否かを低圧圧力開閉器ＬＰ
ＳのＯＦＦ状態（低圧圧力開閉器は低圧ＬＰの低下時に
ＬＰ≦ＬＰ１．（ＬＰＩは例えば１．２　ｋｇ／　ｃｊ
Ｇ）となればＯＦＦ作動し、低圧ＬＰの上昇時にＬＰ２
≦ＬＰ（ＬＰ２は例えば２．０　ｋｇ／　ｃｊＧ）とな
ればＯＮ作動する）で判別する。また、ステップＳ８で
電子膨張弁（ＥＶ）の開度を元に制御した後は、ステッ
プＳＡ９で低圧の上昇を低圧圧力開閉器ＬＰＳのＯＮ状
態で判別する。その他は上記第２図の診断フローと同一
であるので説明を省略する。

第４図及び第５図は第３の実施例を示し、電子膨張弁（
ＥＶ）を閉制御している間の冷媒量の変化として、吸入
管（７ａ）側での冷媒の過熱度を使用したものである。

つまり、第４図の冷媒循環系統（１０）において、圧縮
機（１）とアキュムレータ（５）との間の吸入管（７ａ
）には、低圧圧力を検出する圧力センサ（２Ｂ）と、吸
入管（７ａ）を流通している冷媒の温度を検出する温度
センサ（２７）とが配置されている。

次に、冷媒の過熱度の変化に基く電子膨張弁（ＥＶ）の
故障診断を第５図を参照して説明する。スタートして、
ステップＳ８＋で通常運転中に、ステップＳＢ２にて電
子膨張弁（ＥＶ）のチエツクモードが選択された時には
、ステップＳＢ３で電子膨張弁（ＥＶ）を全閉に制御し
た後、ステップＳＢ４で先ず上記圧力センサ（２６）で
検出した低圧ＬＰに基いて蒸発圧力相当飽和温度Ｔ１を
算出し、次いで温度センサ（２７）の冷媒温度ＴＰＩと
蒸発圧力相当飽和温度Ｔ１との差（ＴＰＩ−Ｔ＋）を冷
媒の吸入側の過熱度ＳＨとして求め、この過熱度ＳＲの
設定時間当りの平均値ＳＨを求める。そして、ステップ
Ｓｓｓで吸入側の冷媒の平均過熱度ＳＨを通常運転時に
相当する冷媒の吸入側の過熱度ＳＨＯと比較し、ＳＨＯ
≦ＳＨの場合には、ステップ８８６で電子膨張弁（ＥＶ
＞は正常と判断して、この正常を表示すると共に、ステ
ップＳＢ７で電子膨張弁（ＥＶ）の開度を元の開度値に
戻してステップＳＳ１に戻る。

一方、ステップＳａｓでＳＨＱ＞ＳＨの場合には、ステ
ップＳｓｓで電子膨張弁（ＥＶ）の故障と判断し、ステ
ップＳ８９でこの故障を表示して、ステップ５ＢＩＯで
運転を停止する。

したがって、本実施例では、電子膨張弁（ＢＹ）の全閉
制御時には、電子膨張弁（ｍ下流側への冷媒流通量が制
限されて、冷媒の吸入側の過熱度ＳＨが高くなる現象を
利用し、過熱度ＳＲが基準値ＳＨｏ未満の場合には故障
と自動診断できる。

また、第６図は第４の実施例を示し、今度は吐出側の冷
媒の過熱度の変化を利用して電子膨張弁（Ｅｖ）の故障
を診断したものである。

つまり、第６図においては、圧縮機（１）と室外熱交換
器（８）との間の冷媒吐出管（７ｂ）に、該吐出管（７
ｂ）の冷媒の圧力、つまり高圧圧力ＨＰを検出する圧力
センサ（２８）と、この吐出管（７ｂ）の冷媒の温度Ｔ
Ｐ２を検出する温度センサ（２９）とを設け、上記高圧
圧力ＨＰに基いて凝縮圧力相当飽和温度Ｔ２を演算して
、ＴＰ２とＴ２との差により吐出側の冷媒の過熱度ＳＲ
を算出して、電子膨張弁（ＥＶ）の故障を診断するもの
である。この場合の診断フローは上記第５図と同様であ
るので、その図示及び説明を省略する。

第７図及び第８図は第５の実施例を示す。上記第３及び
第４の実施例では冷媒の過熱度の変化に基いて故障診断
したが、これに代えて電子膨張弁（ＥＶ）の前後の冷媒
の温度差の変化を利用して故障診断したものである。

つまり、第７図では、電子膨張弁（ＥＶ）の前後の冷媒
配管（７）　、　（７）に、各々該冷媒配管（７）　、
　（７）を流通する冷媒の温度を検出する温度センサ（
３０）、　（３１）を配置している。また第８図の診断
フローでは、ステップＳＣ４で上記両温度センサ（３０
）。

（３１）で検出した温度の差ΔＴ１を求めて、ステップ
ＳＣ５でこの温度差ΔＴ１を電子膨張弁（ＥＶ）の正常
時における温度差ΔＴｏと比較し、Δｒ□＞ΔＴ１の場
合にステップＳｓ８で故障と診断する。

また、ΔＴｏ≦ΔＴ１の場合にも、ステップＳＣ９で電
子膨張弁（ＥＶ）を全開に制御し、ステップＳＣＩｌｌ
でΔＴ□＜ΔＴ１の場合には電子膨張弁（ＥＶ）の故障
と診断する。

よって、本実施例においても、電子膨張弁の故障を自動
診断できて、その故障を正確に診断できる。

尚、上記実施例では、セパレート型空気調和機に適用し
た場合について説明したが、一体型空気調和機やその他
の冷凍装置に対しても同様に適用できるのは勿論である
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示し、第１図
は冷媒配管系統図、第２図は電子膨張弁の故障を診断す
るフローチャート図である。また、第３図は第２実施例
を示す故障診断用のフローチャート図である。第４図及
び第５図は第３実施例を示し、第４図は冷媒配管系統図
、第５図は故障診断用フローチャート図である。第６図
は第４実施例を示す故障診断用フローチャート図である
。 第７図及び第８図は第５実施例を示し、第７図は冷媒配
管系統図、第８図は故障診断用フローチャート図である
。 （ＥＶ）・・・電子膨張弁、（７）・・・冷媒配管、（
７ａ）・・・吸入管、（７ｂ）・・・吐出管、（ｌＯ）
・・・冷媒循環系統、（２１）・・・変化検出手段、（
２２）・・・判別手段、り２３）・・・低圧圧力センサ
、（２６）、（２ｇ）・・・圧力センサ、（２７）、　
（２９）。 （３０）、　　（３１）・・・温度センサ。 第 図 第 図 第 図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷凍装置の冷媒循環系統（１０）に備えた電子膨
   張弁（ＥＶ）の故障診断装置であって、電子膨張弁（Ｅ
   Ｖ）の開度を小さく制御するよう指令信号を出力する信
   号出力手段（２０）と、該信号出力手段（２０）からの
   指令信号の出力に基づく弁開度の制御時に上記冷媒循環
   系統（１０）の状態量の変化を検出する変化検出手段（
   ２１）と、該変化検出手段（２１）により検出した冷媒
   循環系統（１０）の状態量の変化を上記電子膨張弁（Ｅ
   Ｖ）の正常時に相当する基準値と比較して電子膨張弁（
   ＥＶ）の故障を判別する判別手段（２２）とを備えたこ
   とを特徴とする電子膨張弁の故障診断装置。
2. （２）変化検出手段（２１）は、冷媒循環系統（１０）
   の低圧圧力を検出する圧力センサ（２３）で構成されて
   いる請求項（１）記載の電子膨張弁の故障診断装置。
3. （３）変化検出手段（２１）は、冷媒循環系統（１０）
   の低圧圧力に応じてＯＮ−ＯＦＦ動作する低圧圧力開閉
   器で構成されている請求項（１）記載の電子膨張弁の故
   障診断装置。
4. （４）変化検出手段（２１）は、冷媒循環系統（１０）
   の吸入管（１０ａ）側での冷媒の過熱度を検出するもの
   で構成されている請求項（１）記載の電子膨張弁の故障
   診断装置。
5. （５）変化検出手段（２１）は、冷媒循環系統（１０）
   の吐出管（１０ｂ）側での冷媒の過熱度を検出するもの
   で構成されている請求項（１）記載の電子膨張弁の故障
   診断装置。
6. （６）変化検出手段（２１）は、冷媒循環系統（１０）
   の電子膨張弁（ＥＶ）前後の冷媒の温度差を検出するも
   ので構成されている請求項（１）記載の電子膨張弁の故
   障診断装置。