JPH09287833A

JPH09287833A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH09287833A
Application number: JP9865496A
Authority: JP
Inventors: Kenji Saka; 賢二坂; Kazuyuki Tamura; 和幸田村
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】新たな部品を付加することなく、ブレーカや
圧縮機の保護手段が作動する前に、圧縮機の故障をあら
かじめ検知し得る「空気調和装置」を提供する。【解決手段】圧縮機の運転開始から所定時間ｔ（分）
経過後の室内温センサと吹き出し温センサとの差温が所
定値ｋ（℃）よりも小さくなった場合に、圧縮機などの
運転を停止する制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭等で使用され
る空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭用空気調和装置は、一般に、圧縮
機、室外側熱交換器及びファンがケーシング内に収納さ
れた室外機と、室内側熱交換器及びファンがケーシング
内に収納された室内機とから構成されている。

【０００３】この空気調和装置において、圧縮機は、冷
媒の吸入圧縮を行って該冷媒を循環させる仕事を担うも
のである。したがって、圧縮機のモータは空調システム
の中で最も電力消費が大きく、このため冷媒の循環が阻
害される場合や、その他電気的な障害などにより圧縮機
に過電流が流れる場合には、種々の弊害が生じることが
予想される。すなわち、圧縮機に過電流が生じた場合に
は、圧縮機自体を破損させたり、圧縮機に接続されるハ
ーネスを損傷させたりする虞れがあるだけでなく、家庭
用のブレーカが落ちて他の電気機器への電力供給を一律
的に遮断してしまうというも問題も生じ得る。

【０００４】一方、圧縮機には、通常、保護手段が設け
られており、このオーバーロードプロテクタとも呼ばれ
る保護手段は、過電流が流れた場合に一時的に電力供給
を圧縮機の直前で遮断させて保護するものである。これ
により、圧縮機自体の破損などを防止することが可能と
なっている。

【０００５】ところが、上記保護手段は、圧縮機そのも
のにあらかじめ付設され圧縮機の保護のみを図ったもの
であって、空気調和装置のシステム全体を考慮したもの
ではなく、しかも一時的に回路を遮断して再び復帰し得
るものであるため、状況によっては結果的に家庭用のブ
レーカが落ちたり、圧縮機の前記保護手段がオン・オフ
を繰り返したりする事態が発生する虞れがある。

【０００６】これに対し、圧縮機への電流値を常に検知
しておいて、ブレーカが落ちたり圧縮機の前記保護手段
が働いたりする前に、圧縮機のモータ故障や冷媒のつま
りに伴う負荷増大などによって、あらかじめ設定された
値以上の過電流が生じた場合には、圧縮機の運転を停止
させるようにした空気調和装置も知られている。

【０００７】この種の空気調和装置では、図４に示すよ
うに、圧縮機１のモータＭに接続される電源ライン２の
途中に、電流センサ３が設けられており、この電流セン
サ３は、ハーネス４を介して制御手段５に接続されてい
る。ここで、電流センサ３は、ＡＣ電源６から圧縮機１
に供給される電流値を常時検出し、この検出値を制御手
段５に出力する構成となっている。

【０００８】したがって、電流センサ３により所定値以
上の電流値が流れたことを検知した場合には、制御手段
５が圧縮機１への電力供給を遮断してその運転を停止す
ることにより、事前に、前述したような弊害を回避する
ことができる。

【０００９】なお、図中符号「７」「８」は、室内温度
制御のために使用される室内温センサ７および吹き出し
温センサ８であり、それぞれ室内側熱交換器１１の上流
側および下流側に設けられ、これらのセンサ７，８は、
図示のように、制御手段５に接続されている。また、図
中符号「９」は、前記保護手段を示す。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す従来の空気調和装置にあっては、新たに電流センサ
３を設けなければならないと共に、この電流センサ３を
制御手段５に接続するハーネス４も必要となる。したが
って、これらの専用部品の付加により部品点数が増え、
コストの増大を招くという欠点がある。

【００１１】そこで、本発明の目的は、新たな部品を付
加することなく、ブレーカや圧縮機の保護手段が作動す
る前に、圧縮機の故障をあらかじめ検知し得る空気調和
装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、請求項毎に次のように特定される。請求項
１に記載の発明は、室内側熱交換器、室外側熱交換器お
よび圧縮機を有する空気調和装置であって、前記室内側
熱交換器を通過する空気の上流側に設けられ、吸い込ま
れる室内空気の温度を検出する室内温センサと、前記室
内側熱交換器を通過する空気の下流側に設けられ、室内
に向けて吹き出す空気の温度を検出する吹き出し温セン
サと、前記室内温センサと前記吹き出し温センサとの差
温に基づいて、前記圧縮機の運転を停止させる制御手段
とを有してなる空気調和装置である。このように特定さ
れた発明にあっては、圧縮機において何らかの障害が生
じた場合には、熱交換器による熱交換が行われず、した
がって前記差温が通常時と異なる値を示すようになるの
で、制御手段は、この場合に圧縮機に故障が生じたとの
判断を行う。

【００１３】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に
記載の空気調和装置において、前記制御手段は、前記圧
縮機の運転開始から所定時間経過後の前記差温が所定値
よりも小さくなった場合に、前記圧縮機の運転を停止す
ることを特徴とする。このように特定された発明にあっ
ては、制御手段は、空調システムが安定してから、前記
差温が所定値よりも小さくなったか否かの判断を行う。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係
る空気調和装置の冷房サイクルを示す概略構成図、図２
は、図１に示される空気調和装置の圧縮機故障検知シス
テムのブロック構成図である。なお、図４に示される部
材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一
部省略する。

【００１５】図１において、室内機１０は、室内の図示
しない側壁上部に取り付けられ、一方、室外機２０は、
図示しない窓サッシに装着された取付装置に固定され
る。なお、室外機２０は、地面に設けられた図示しない
置き台の上に設置することもできる。

【００１６】室内機１０には、室内側熱交換器であるエ
バポレータ１１（蒸発器）、ファン１２、及びキャピラ
リーチューブ１３が設けられており、室外機２０から送
られてきた高温高圧の液状冷媒は、キャピラリーチュー
ブ１３で断熱膨張して低温低圧の気液混合冷媒となった
後、ファン１２によってエバポレータ１１に室内空気を
送ると、当該エバポレータ１１を通過した低温低圧の気
液混合冷媒との間で熱交換が行われ、冷風が室内に供給
される。この熱交換により低温低圧の気液混合冷媒は気
化されてガス状冷媒となって室外機２０へ戻される。

【００１７】一方、室外機２０には、室外側熱交換器で
あるコンデンサ２１（凝縮器）、ファン２２、コンプレ
ッサ１、及びリキッドタンク２４が設けられており、室
内機１０から送られてきたガス状冷媒はコンプレッサ１
で高温高圧のガス状冷媒とされた後、ファン２２によっ
てコンデンサ２１に外気を送ると、当該コンデンサ２１
を通過した高温高圧のガス状冷媒との間で熱交換が行わ
れて高温高圧の液状冷媒とされ、キャピラリーチューブ
で低温低圧の気液混合冷媒になる。

【００１８】なお、図１に示すのは冷房機能のみを冷房
サイクルで実現し、暖房機能は別途設けられた加熱器で
行うタイプの空気調和装置であるが、一つの熱サイクル
を用いて冷媒の流れを逆転させることにより冷房及び暖
房を行う空気調和装置であっても良い。但しこの場合に
は、冷房時と暖房時で室内側熱交換器及び室外側熱交換
器の呼称名称が逆転する。

【００１９】これら室内機１０および室外機２０にそれ
ぞれ設けられた冷房サイクルの前記各構成要素は、図示
のように、冷媒配管１５により接続され、この冷媒配管
１５を通って冷媒が循環するように構成されている。

【００２０】本空気調和装置には、図２に示す圧縮機故
障検知システムが備えられている。図１にも示すよう
に、ファン１２によって吸い込まれエバポレータ１１に
送られる室内空気の温度を検出する室内温センサ７が、
当該エバポレータ１１の上流側に設けられ、また、エバ
ポレータ１１を通過して冷却され、室内に向けて吹き出
される空気の温度を検出する吹き出し温センサ８が、当
該エバポレータ１１の下流側に設けられている。

【００２１】これらセンサ７，８は、従来の空気調和装
置にも設置されているものであり（図４参照）、制御手
段５に接続されて室内温度の制御に用いられる。例え
ば、室内温センサ７により検出される室内温度が、図示
しない操作部においてユーザにより入力される目標設定
温度となるように、吹き出し温センサ８にて室内に吹き
出される冷風の温度を検知しつつ、空気調和装置の自動
運転が行われる。

【００２２】ＡＣ電源６から圧縮機１のモータＭに電力
を供給する電源ライン２が設けられており、この電源ラ
イン２は、図１に示す冷媒配管１５に沿って室内機１０
から室外機２０に配設される。

【００２３】図２に示すように、電源ライン２は、制御
手段５の内部に設けられる図示しないリレーを介して圧
縮機１に接続されている。制御手段５には、図示省略す
るがその他ファン１２のモータや前記操作部なども接続
されており、制御手段５は空気調和装置全体を統括して
制御している。

【００２４】本実施の形態では特に、制御手段５は、室
内温センサ７と吹き出し温センサ８との差温に基づい
て、前記リレーを作動させて圧縮機１のモータＭへの電
力供給を遮断し、圧縮機１の運転を停止させる制御を行
う構成とされている。すなわち、圧縮機１が故障した場
合には、冷房サイクルが機能しなくなってエバポレータ
１１による熱交換が行われず、したがって吸い込んだ空
気が冷却されなくなるため前記差温が生じなくなること
を利用したものであり、これにより圧縮機故障の事前検
知を行うことができる。

【００２５】次に、本装置の圧縮機故障検知システムの
動作を、図３に示すフローチャートを参照しつつ説明す
る。まず、圧縮機１が運転中である場合（ステップＳ１
のＹ）に、この圧縮機１が運転開始されてからの経過時
間がチェックされ、制御手段５は、所定時間ｔ（分）が
経過しているか否かの判断を行う（ステップＳ２）。こ
れは、圧縮機１の起動直後すぐには、室内温センサ７と
吹き出し温センサ８との差温が現れないので、冷房サイ
クルが通常機能を発揮できるまで待つためである。した
がって、前記所定時間ｔは、空調システムの安定時間と
ほぼ同等の時間に設定する必要があり、空気調和装置の
システム性能に応じて適宜設定される。このように、空
調システムが安定してから後述のように前記差温を算出
するので、圧縮機故障の検知の信頼性の向上が図られて
いる。

【００２６】ステップＳ２で、所定時間ｔを経過したと
判断された場合には、制御手段５は、室内温センサ７お
よび吹き出し温センサ８の検出値から、室内温と吹き出
し温との差温を算出し、この差温が所定温度ｋ（℃）よ
りも小さいか否かの判断を行う（ステップＳ３）。ここ
で、前記所定温度ｋは、例えば熱交換器の通常動作時に
現れる差温の最低値に設定される。

【００２７】圧縮機１のモータＭの故障や、冷媒のつま
りなどの障害が生じた場合には、エバポレータ１１によ
る熱交換が行われず、したがって前記差温が生じなくな
るので、制御手段５は、この場合に圧縮機１に故障が生
じたとの判断を行う（ステップＳ３のＹ）。

【００２８】次いで、制御手段５は、当該制御手段５内
部の前記リレーの接点を解放させて圧縮機１のモータＭ
を含む室外機２０への電力供給を遮断し、圧縮機１やフ
ァン２２などの運転を停止させると共に、室内機１０の
ファン１２も停止する（ステップＳ４）。さらに、室内
機１０に設けられた図示しない表示部に所定のエラー表
示を行ってユーザに知らせる（ステップＳ４）。

【００２９】このように本実施の形態によれば、家庭用
のブレーカや圧縮機１の保護手段９が作動する前に、圧
縮機の故障をあらかじめ検知して、当該圧縮機を停止さ
せることが可能となる。

【００３０】したがって、家庭用のブレーカが落ちて他
の電気機器への電力供給を一律に停止させてしまった
り、圧縮機１の保護手段９がオン・オフを繰り返したり
する事態の発生を、未然に防止することができる。

【００３１】しかも、室内温度制御用にすでに設置され
ている温度センサを利用する構成となっているので、従
来のように電流センサなどの専用部品を新たに付加する
必要がなく、部品点数や製品コストの低減を図ることが
できる。

【００３２】なお、以上説明した実施の形態は、本発明
の理解を容易にするために記載されたものであって、本
発明を限定するために記載されたものではなく、種々変
更することができる。

【００３３】たとえば、上述した実施の形態では、制御
手段５は、室内温センサ７と吹き出し温センサ８との差
温があらかじめ決められた所定値ｋ（℃）よりも小さく
なった場合に、圧縮機１などの運転を停止するように構
成したが、この所定値ｋを固定しないで、目標設定温度
や熱負荷などの状況に応じて変化させるように構成する
ことも可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、請求
項毎に次のような効果を奏する。請求項１に記載の発明
では、家庭用のブレーカや圧縮機の保護手段が作動する
前に、圧縮機の故障をあらかじめ検知して、圧縮機を停
止させることが可能となる。したがって、家庭用のブレ
ーカが落ちて他の電気機器への電力供給を一律に停止さ
せてしまったり、圧縮機の保護手段がオン・オフを繰り
返したりする事態の発生を、未然に防止することができ
る。

【００３５】しかも、室内温度制御用にすでに設置され
ている温度センサを利用する構成となっているので、従
来のように電流センサなどの専用部品を新たに付加する
必要がなく、部品点数や製品コストの低減を図ることが
できる。

【００３６】請求項２に記載の発明では、空調システム
が安定してから、前記差温が所定値よりも小さくなった
か否かの判断を行うので、圧縮機故障の検知の信頼性が
高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷
房サイクルを示す概略構成図である。

【図２】図１に示される空気調和装置の圧縮機故障検
知システムのブロック構成図である。

【図３】図１に示される空気調和装置の圧縮機故障検
知システムの動作を示すフローチャートである。

【図４】従来の空気調和装置の圧縮機故障検知システ
ムのブロック構成図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、５…制御手段、７…室内温センサ、８…吹き出し温センサ、１１…室内側熱交換器、２１…室外側熱交換器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内側熱交換器(11)、室外側熱交換器(2
1)および圧縮機(1)を有する空気調和装置であって、前記室内側熱交換器(11)を通過する空気の上流側に設け
られ、吸い込まれる室内空気の温度を検出する室内温セ
ンサ(7) と、前記室内側熱交換器(11)を通過する空気の下流側に設け
られ、室内に向けて吹き出す空気の温度を検出する吹き
出し温センサ(8) と、前記室内温センサ(7) と前記吹き出し温センサ(8) との
差温に基づいて、前記圧縮機(1) の運転を停止させる制
御手段(5) とを有してなる空気調和装置。
【請求項２】前記制御手段(5) は、前記圧縮機(1) の
運転開始から所定時間(t) 経過後の前記差温が所定値
(k) よりも小さくなった場合に、前記圧縮機(1) の運転
を停止することを特徴とする請求項１に記載の空気調和
装置。