JPH04116350A - 空気調和機 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は空気調和機に係り、特に低圧スイッチ作動時に
冷媒の吐出温度か異常高温を示した場合にシステムを確
実に停止できるようにした空気調和機に関する。

（従来の技術） 一般に空気調和機では異常圧力か発生した時に装置の破
損を防止するための種々の保安制御機構か設けられてい
る。そのうちでも低圧スイッチは圧縮機の吸込み側に設
けられ、この圧縮機の吸込み圧力の異常低下を感知して
圧縮機電動機の電源を切り、圧縮機を停止させる機能を
有するものである。この低圧スイッチか吸込み圧力の異
常低下を感知して作動状態になると同時に連動している
タイマーかＯＮ状態なる。このタイマーは所定経過時間
をカウントするように設定されており、この所定時間経
過中にスイッチか連続して作動状態にありかつタイマー
が所定時間経過した場合にのみ圧縮機電動機の電源が切
れてシステムが停止するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしなから、上述の空気調和機に組込まれた保安制御
機構ではタイマのカウント中に膨張弁の閉塞や電磁弁の
不動作等による急激な吸込み圧力の低下か生しても、こ
の圧力低下に対応できないという問題かある。このため
、圧縮機内部の冷媒温度か急激に」１昇し、圧縮機のス
ラスト部が摩滅するというおそれもある。

そこで、本発明の目的は、−」二連し、た従来の技術が
有する問題点を解消し、圧縮機の吸込み圧力が低下した
状態において冷媒温度か異常に上昇した場合にも圧縮機
の安全性を保持することができる空気調和機を提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 一ヒ記「］的を達成するために、本発明は複数台数の室
内機かマルチコントローラを介して１台の室外機により
制御できるような空気調和機におい−Ｃ３上記室外機は
圧縮機吐出管からの冷媒の吐出温度を検出する温度セン
サと、圧縮機吸込み圧力の異常低圧を感知する低圧スイ
ッチと、上記低圧スイッチの動作開始からのタイマ設定
時間内に検出された吐出温度とあらかじめ設定された温
度上限値とを比較して上記吐出温度か十限値を越えた場
合に異常信号を発して上記圧縮機を停止ト、させる演算
指令手段を白゛する室外機制御部とをｌｉ’ｉｉｉえた
ことを特徴とするものである。

また、複数台数の室内機がマルチコントローラを介して
１台の室外機により制御できるような空気調和機におい
て、上記室外機は圧縮機吐出管からの冷媒の吐出温度を
検出する温度センサと、圧縮機吸込み圧力の異常低圧を
感知する低圧スイッチと、」１記低圧スイッチ動作開始
時の初期吐出温度を記憶する記憶手段と動作開始からの
タイマ設定時間内に検出された吐出温度と上記初期吐出
温度との温度差を算出し、この温度差と設定値とを比較
して」１記温度差か設定値を越えた場合に異常信号を発
して上記圧縮機を停止させる演算指令手段を有する室外
機制御部とを備えたことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明によれば、第１の制御手段として室外機の低圧ス
イッチか圧縮機吸込み圧力の異常低圧を感知する作動し
た状態で、圧縮機吐出管に備えられた温度センサにより
冷媒の吐出温度を検出し、室外機制御部の演算指令手段
において上記低圧スイッチの動作開始からのタイマ設定
時間内に検出された吐出温度とあらかじめ設定された温
度−」−限値とを比較し、上記吐出温度か」二限値を越
えた場合に異常信号を発して上記圧縮機を停止させるよ
うにしたので、圧縮機内の冷媒温度の異常加熱によるス
ラスト部の過熱を防止１７、圧縮機の暴走運転を防止す
ることかできる。

また、第２の制御手段として室外機の低圧スイッチか圧
縮機吸込み圧力の異常低圧を感知する作動した状態で、
圧縮機吐出管に倫えられた温度センサにより冷媒の初期
吐出温度を検出記憶し、室外機制御部の演算指令手段に
おいて上記低圧スイッチの動作開始からのタイマ設定時
間内に検出された吐出温度と記憶された初期吐出温度と
の温度差を算出し、この温度差と設定値とを比較して」
１記温度差か設定値を越えた場合に異常信号を発して上
記圧縮機を停止させるようにしたので、低圧スイッチ作
動以後の圧縮機内の冷媒の相対的温度上昇を抑止して圧
縮機のスラスト部の過熱を確実に防止することかできる
。

（実施例） 以下本発明によって第１の制御手段を実現するための空
気１週刊機の一実施例を第１図乃至第４図を参照して説
明する。

第１図は本発明による空気調和機の冷媒配管系統の一例
を示しており、この配管系統では１台の蚕外機］から２
台のマルチコンＩ・ローラ２．２か並列接続されており
、さらに各マルチコントローラ２に３台の室内機３．３
・・・か並列接続されている。したがって、冷凍ザイク
ルは」１記室外機１とマルチコントローラ２と室内機３
の各装置にわたって多層に構成される形式になっている
。そして各装置間は液路４とガス路５との２系統配管に
より接続されている。

ここで上記室外機１内の冷凍サイクルの配管系統を第１
図を参照して説明する。

第１図において、符号６は圧縮機を示している。

この圧縮機６は２本のシリンダからなり、インバタ制御
される第１圧縮機７と商用電源用の第２圧縮機８とから
構成されている。また、この第］圧縮機７と第２圧縮機
８の吐出側にはそれぞれ吐出温度センサ９、］Ｏか備え
られており、」１記圧縮機６の吐出管］１から吐出され
る冷媒の温度を連続的に検出できる。この温度センサ９
、］０には熱電対等の接触式センサか使用されており、
このセンサからの温度信号は図示しない制御部に出力さ
れるようになっている。

また、上記圧縮機６からの吐用管］コにはそれぞれ高圧
遮断用の高圧スイッチ１２．１３か接続されている。そ
の後第１圧縮機７の吐出管１１Ａと第２圧縮機８の吐出
管１　１、　Ｂとは四方弁］４の前方で合流して四方弁
］４に接続される。この四方弁１４の切換えにより冷暖
機能の切換えを行うことができる。

冷房時には四方弁１４で切換えられた高温高圧の液冷媒
は室外機熱交換器］５に送られて冷却され、さらに膨張
弁１６、リキッドタンク］７、ドライヤ１８を通過して
室外機外部のヘッダ（液路４）を経由して並列配置され
たマルチコントローラ２に送られる。そしてこのマルチ
コントローラ２の内部に備えられた図示しない膨張弁に
より低圧化され、その後各室内機３．３・・・に送られ
各室内の冷房を行えるようになっている。

一方、各室内機３．３・・から室外機１への戻りカス冷
媒はストレーナ］９を介してアキュームレタ２０て液分
離され、カス冷媒のみが上記圧縮機６の吸込み側６Ａに
戻るようになっている。この吸込み配管２］の圧縮機吸
込み側６Ａの近傍には上述の低圧スイッチ２２か介装さ
れている。この低圧スイッチ２２は上記圧縮機６への吸
込み圧力の異常低下を感知して図示しない圧縮機電動機
の電源を切り、圧縮機６を停止させるようになっている
。

なお、上記配管系統には複数個のサーボ弁２３．２４．
２５か配置されている。このうちサーボ弁２３は吸込み
配管のガスバランスのための低圧レリース用弁であり、
サーボ弁２４は上記第２圧縮機の起動用弁として用いら
れ、サーボ弁２５は冷房時の液冷媒の高圧レリース用弁
として機能する。

また、上記吸込み配管２］から上記膨張弁１６の後方位
置にかけて電子膨張弁２６を介装したクーリンクバイパ
ス２７が設けられている。

次に第１の制御手段としての空気調和機の制御部の構成
について第２図および第３図を参照して説明する。

第２図は各装置の制御部の関係を示した概略構成図であ
り、室外機制御部１Ｃとマルチ制御部２Ｃ１室内制御部
３Ｃとは互いに独立してシリアル信号か送受信できるよ
うになっている。また、室外機制御部１Ｃには上記圧縮
機６の吐出側に設けられた吐出温度センサ９（１０）で
検出された温度信号と低圧スイッチ２２の０Ｎ−ＯＦＦ
状態信号が送信されるようになっている。さらにこの室
外機制御部１Ｃからは圧縮機６の制御用インハタ回路２
８に制御信号か送られる。

ここで、第３図を参照して」１紀室外機制御部の構成に
ついて説明する。まず、−に記吐出温度センサからの温
度信号はＡ／Ｄ変換部２つに送られ、ディジタル温度デ
ータに変換される。一方、タイマ回路３０は上記低圧ス
イッチ２２の動作開始に連動して所定のタイムカウント
を開始できるようになっている。たとえば、暖房時に低
圧スイッチ２２か動作すると１０分のタイムカウントを
開始するように設定されている。さらに演算指令回路３
１ては上記タイムカウント中に」二足温度データとあら
かじめ設定されている温度上限値データ３２との比較を
行う。この温度データか上限値ブタ３２を上回る場合に
は上記タイムカウント中であっても上記インバータ回路
２８に圧縮機６を停止Ｊ二指令信号を送るようになって
おり、これにより圧縮機電動機か停止するようになって
いる。また、タイムアツプまでに上記温度データが温度
」二限値を上回らない場合にはタイムアツプ時にシステ
ムダウンするようになっている。

第４図は上記室外機制御部における異常処理手順を示し
たフローチャー１・である。

まず、圧縮機６の吸込み側の圧力か系統内の膨張弁の閉
塞や電磁弁の不動作等により急激に低下すると低圧スイ
ッチ２２か作動する。この低圧スイッチ２２の動作の０
Ｎ−ＯＦＦ状態信号を受信し、低圧スイッチ２２のＯＮ
　−、−ＯＦ　Ｆ状態を判定する（ステップ］ＯＯ）。

低圧スイッチ２２かＯＮ状態にある場合には内蔵のタイ
マ回路３０のカウントを開始しくステップ１１０）、Ｏ
ＦＦ状態の場合にはタイマ回路３０をクリアする（ステ
ップ］２０）。タイムカウントを開始したら吐出温度セ
ンサによる吐出？Ｌｋ度信号ｔ１を逐次読み込み（ステ
ップ１．３０）、あらかじめＲＯＭ等に書込まれた温度
上限値ｔと比較する（ステ・ツブ１、４０　）。ｔ〕≧
ｔの場合にはたプこちに圧縮機６の電動機電源を切って
システムを停止１−する（ステップ］５０）。ｔ１≦ｔ
の場合にはタイマプ功ントを照会しくステップ１６０）
、所定時間か経過したタイムアンプ状態であれば（ステ
ップ１５０）の動作をとり、システム停止を表示するた
めに制御盤の異常ランプを点灯する（ステ・ツブ１７０
）。

一方、タイムカウント中であれば再び低圧スイッチ２２
の０Ｎ−ＯＦＦ状態を判定する（ステップ］００にルー
プ）。

上述の制御手段によれば吐出ｉフスの絶対的な温１　］ 度規制により圧縮機等の保護を図ることかできる。

次に」１記発明と同一の目的を達成するための第２の制
御手段としての他の発明について第５図および第６図を
参照して説明する。

第５図は室外機制御部ＩＣの周辺構成を示しており、こ
の制御部には第３図に示した第１の制御手段の構成に加
え、温度センサにより検出された冷媒の初期吐出温度を
紀憧する記憶回路３３が設けられている。この記憶回路
３３には書替え可能なＲＡＭ等か用いられている。

一方、演算指令回路３］ては低圧スイッチ２２の動作開
始からのタイマ設定時間内に検出された吐出温度と上記
記憶回路３３に記憶された初期吐出温度との温度差を算
出するようになっている。

そしてこの温度差と設定値とを比較して上記温度差が設
定値を越えた場合に異常信号を発することかできる。

第６図は上記室外機制御部における異常処理手順を示し
たフローチャートである。

上記発明と同様にこのフローチャートによりその処理手
順を説明する。

まず、低圧スイッチ２２の動作のＯＮ−〇Ｆ　Ｆ状態信
号を受信し、低圧スイッチ２２の０ＮＯＦＦ状態を判定
する（ステップ２００）。低圧スイッチ２２かＯＦＦ状
態の場合には内蔵のタイマ回路３０をクリアしくステッ
プ２１　（、））　、ＯＮ状態の場合には」１記タイマ
回路３０のカウントを開始しくステップ２２０）、ひき
つつき記憶回路３３の初期吐出温度データｔ。の有無を
照会する（ステップ２３０）。照会の結果、初期吐出温
度データｔ。か記憶されていなければ初期吐出温度ｔｏ
を検出しバステップ２４．０）、初期吐出温度データｔ
。を記憶回路３３に記憶する（ステップ２５０）。次に
吐出温度センサからの吐出温度信号ｔ１を逐次読み込む
とともに（ステップ２６０）、上記記憶回路３３に書込
まれた初期吐出温度データｆ　を読み込み、両者の差分
（ｔ１１ｏ）を算出し、あらかしめＲＯＭ等に書込まれ
た許容」１昇温度差ｔａと比較する（ステップ２７０）
。ｔ　１、　　　ｔ　ｏ≧ｔ、の場合にはたたちに圧縮
機６の電動機電源を切ってシステムを停止する（ステッ
プ２８０　）。ｔｌ　ｔｏ≦ｔａの場合にはタイマカウ
ントを照会しくステップ２９０）、所定時間か経過した
タイムアツプ状態であれば（ステップ２８０）の動作を
とり、システム停止を表示するために制御盤の異常ラン
プを点灯する（ステップ３００）。

一方、タイムカウント中であれは再び低圧スイッチ２２
の０Ｎ−ＯＦＦ状態を判定する（ステップ２００にルー
プ）。

上述の制御手段によれば低圧スイッチ作動後の吐出ノＪ
スの相対的な温度」ニガによる圧縮機等の破損を防１１
−することができる。

次に第７図を参照して本発明による空気調和機の圧縮機
低圧スイッチ作動時の制御内容を説明する。

第７図は低圧スイッチ作動時のタイムカウント経過時間
と検出温度との関係を示した実験による特性図で、図中
曲線ａは圧縮機内部の吐出ガス温度を、曲線すは吐出温
度センサによる検出温度を、曲線Ｃは圧縮機スラスト部
の温度を示したものである。

各曲線から明らかなように圧縮機各部の温度は強い正の
相関関係を示Ｉ７ており、圧縮機外部の吐出管の吐出温
度から圧縮機内部のスラスト部の温度状態をおおよそ把
握することかできる。

このとき、上記第］の制御手段では低圧スィッチ２２温
度上限値ｔはｔ−１２０°Ｃに設定されており、第２の
制御手段では許容上昇温度差ｔ　はｔ　　−１０ｄｅｇ
に設定されている。

ます、上記低圧スイッチは圧縮機の吸込み圧力か０．５
ｋｂ においてはこのときの吐Ｈ臂１■度センザの温度１０−
１０３°Ｃであった（点Ａ）。ここで上記第１の制御手
段によれば、低圧スイッチ作動後約２分間で温度」二限
値（ｔ−１−２０°Ｃ）に達してシステムが停止した（
点Ｂ）。このときの圧縮機スラスト部の温度は約１０２
°Ｃ（点Ｃ）であり、スラスト部の破損に至らすに圧縮
機を停止１ユさせることができる。

］　６ また、第２の制御手段によれば、低圧スイッチ作動後約
１，２分間で許容」−Ｈ温度差ｔ　−１０ｄｅｇに達し
てシステムが停止した（点Ｄ）。このときの圧縮機スラ
スト部の温度は約８６°Ｃ（点Ｅ）−ごあり、上記第１
の制御手段に比べて低い温度で圧縮機を停止させること
かできる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、第１の制御手段として
の発明によれば室外機の低圧スイッチか圧縮機吸込ろ圧
力の異常低圧を感知する作動した状態で、冷媒の吐出温
度を検出し、室外機制御部において検出された吐出温度
と温度上限値とを比較し、上記吐出温度か」二限値を越
えた場合に異常信号を発Ｉ７て上記圧縮機を停止させる
ようにしたので、圧縮機の破損等を防止でき、空気調和
機の耐久性や信頼性を向上させることかできる。

また、第２の制御手段としての発明によれば室外機の低
圧スイッチが圧縮機吸込み圧力の異常低圧を感知する作
動した状態で、温度センサにより冷媒の初期吐出温度を
検出記憶し、室外機制御部において検＋Ｈされた吐出温
度と記憶された初期吐出温度との温度差を算出し、この
温度差か設定値を越えた場合に異常信号を発して上記圧
縮機を停止させるようにしたので、冷媒の温度上昇を早
期に抑止して圧縮機の破損等を確実に防止でき、空気調
和機の耐久性や信頼性を向上させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明による空気調和機の一実施例を示した
冷媒配管系統図、第２図は本願発明による各装置の制御
部の関係を示した概略構成図、第３図及び第５図は本願
発明による室外機制御部の構成を示した概略ブロック図
、第４図及び第６図は本願発明による室外機制御部の動
作を説明１７たフローチャー１・、第７図はタイムカウ
ント経過時間と検出温度との関係を示した特性図である
。 １・室外機、２・マルチコントローラ、３　室内機、６
・圧縮機、９．１０　吐出温度センサ、２２・低圧スイ
ッチ、３０・・タイマ回路、３１演算指令回路、 記憶回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数台数の室内機がマルチコントローラを介して１
   台の室外機により制御できるような空気調和機において
   、上記室外機は圧縮機吐出管からの冷媒の吐出温度を検
   出する温度センサと、圧縮機吸込み圧力の異常低圧を感
   知する低圧スイッチと、上記低圧スイッチの動作開始か
   らのタイマ設定時間内に検出された吐出温度とあらかじ
   め設定された温度上限値とを比較して上記吐出温度が上
   限値を越えた場合に異常信号を発して上記圧縮機を停止
   させる演算指令手段を有する室外機制御部とを備えたこ
   とを特徴とする空気調和機。 ２、複数台数の室内機がマルチコントローラを介して１
   台の室外機により制御できるような空気調和機において
   、上記室外機は圧縮機吐出管からの冷媒の吐出温度を検
   出する温度センサと、圧縮機吸込み圧力の異常低圧を感
   知する低圧スイッチと、上記低圧スイッチ動作開始時の
   初期吐出温度を記憶する記憶手段と動作開始からのタイ
   マ設定時間内に検出された吐出温度信号と上記初期吐出
   温度との温度差を算出し、この温度差と設定値とを比較
   して上記温度差が設定値を越えた場合に異常信号を発し
   て上記圧縮機を停止させる演算指令手段を有する室外機
   制御部とを備えたことを特徴とする空気調和機。