JPH11159895A

JPH11159895A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH11159895A
Application number: JP32685797A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nonaka; 正之野中; Hiroaki Matsushima; 弘章松嶋; Hiroo Nakamura; 啓夫中村; Ichiro Fujibayashi; 一朗藤林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-15

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮機電気入力値に基づき封入冷媒の種類を
判定することができる空気調和装置を提供する。【解決手段】圧縮機１、凝縮機４、減圧機構３、蒸発
器２を配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃで接続して構成され
る空気調和装置において、各冷媒について所定の条件で
圧縮機理論動力値を第一の演算制御装置１０で計算し、
その所定の条件で圧縮機動力値をセンサ８で計測し、両
入力値を比較し、封入冷媒の種類を判定し、誤封入と判
断した場合は、運転を停止、表示器１１で報知いこれら
のいずれかを行うようにしたものである。これにより、
冷媒の誤封入を運転に検知し、機器の性能低下や破損を
防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置に係
り、ルームエアコンやパッケージエアコンなどの空気調
和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまで空気調和装置に用いられる冷媒
には、オゾン破壊能力のあるＨＣＦＣやＣＦＣ系の冷媒
が用いられていた。このため、オゾン破壊能力のないＲ
４１０Ａ〔ＨＦＣ−３２／１２５（５０／５０ｗｔ
％）〕やＲ４０７Ｃ〔ＨＦＣ−３２／１２５／１３４ａ
（２３／２５／５２ｗｔ％）〕等のＨＦＣ系冷媒やプロ
パンやイソブタンなどの自然系冷媒など複数の代替冷媒
が提案され、これに伴いＨＦＣ系冷媒と相溶性を持つエ
ステル系やエーテル系の冷凍機油も提案され、今後、徐
々にこれらへの代替化が行われる。

【０００３】すなわち、今後、世の中には複数の冷媒や
冷凍機油が混在することになる。そしてこれらの冷媒
は、物性特性や用いられる適正な冷凍機油が異なるた
め、従来の冷媒を用いるように設計された空気調和装置
に対して冷媒だけを入れ替えて用いることはできない。

【０００４】また、ＨＦＣ系用の冷凍機油、特にエステ
ル系冷凍機油は、冷凍サイクル内に水分が存在した場
合、加水分解してスラッジを析出し、該スラッジが膨張
弁やキャピラリーチューブ等の減圧機構やストレーナ部
に堆積し、空気調和装置の性能低下や破損を招く恐れが
あつた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように代替冷媒
は、従来用いていたＨＣＦＣ系やＣＦＣ系冷媒と物性特
性や用いられる適正な冷凍機油が異なるため、空気調和
装置に用いられる場合、従来冷媒と入れ替えて用いるこ
とはできない。このため、世の中に多数の冷媒が混在す
る場合、空気調和装置毎に封入すべき冷媒を確認し、封
入作業が行われなければならないという必要が出てく
る。したがって、誤って種類の異なる冷媒を封入（以
下、誤封入という）して運転を続けると、機器の性能低
下や破損の恐れがあるという問題が生ずる。

【０００６】これに対応するために次のような技術が提
案されていた。一般に冷凍サイクルにおいては圧縮工程
に、冷媒の種類に特有な特性があらわれるので、これを
利用し、圧縮工程の初めと終わりとの吸込み圧力と温度
および吐出し圧力と温度を圧力センサと温度センサを用
いて検出して冷媒のエンタルピを演算し、圧縮工程にお
ける圧力／エンタルピの傾きを演算して封入されている
冷媒を推定し、誤封入を検知する方法も提案されてい
た。しかし、この方法は、冷媒が二相域では圧力および
温度が定まっても前記エンタルピが演算できず、誤検知
してしまうという問題を生じていた。これに、関連する
ものとしては、特開平８−２５４３６３号公報に示され
る技術がある。

【０００７】また、圧縮工程ではなく、停止時に外気温
度と冷媒の圧力に基づいて封入冷媒を推定し、誤封入を
検知する方法も考えられる。図１４を参照して、従来の
空気調和装置の誤封入検知方法を説明する。図１４は、
各冷媒における飽和ガス温度と飽和ガス圧力を示す線図
である。この方法では、例えば図示するように、代替候
補の冷媒Ｒ３２（ＨＦＣ−３２）と冷媒Ｒ４１０Ａ〔Ｈ
ＦＣ−３２／１２５（５０／５０ｗｔ％）〕等のように
飽和温度と飽和圧力がほぼ等しい場合は区別することが
できないという問題があった。また、上記冷媒圧力の検
出に用いられる圧力センサは、高価であることや、圧力
センサの消費電力分だけ消費電力が増加し、冷凍サイク
ル装置の効率が低下してしまう点も問題であった。

【０００８】また、上記の各問題点は、冷媒の誤封入の
問題点であったが、吸湿性が高いエステル系冷凍機油等
を封入している場合に、十分な水分管理が行えず、空気
調和装置内に水分を混入させてしまうことがある。この
ような場合、スラッジ等の不純物を析出させてしまう場
合も生ずることがある。この不純物を捕捉する手段とし
て、圧縮機の吸入部にストレーナを設ける方法もあった
が、該ストレーナに不純物が堆積しすぎると、循環させ
る冷媒の流路抵抗が増加したりする。さらに、該ストレ
ーナで捕捉できない場合は、減圧機構に堆積し、該減圧
機構の減圧量を必要以上に増加させる。この状態で運転
を続けると空気調和装置の性能が低下したり、破損して
しまうという問題があった。

【０００９】本発明の第一の目的は、かかる従来の問題
点の一つを解決するためになされたもので、冷媒の誤封
入を、運転を続ける前に確実に検知し、機器の性能低下
や破損を防止する空気調和装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、かかる従来の問題点の他
の一つを解決するためになされたもので、エステル系冷
凍機油等を用いた冷凍サイクル装置に水分を混入させて
しまった場合でも、機器の性能低下や破損を防ぐことが
できる空気調和装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第一の発明に係る空気調和装置の構成は、少なくと
も圧縮機、凝縮器、減圧機構、蒸発器を配管接続して構
成される空気調和装置において、封入した冷媒の種類を
検出する冷媒種類検出手段を有し、前記冷媒種類検出手
段があらかじめ定めた冷媒と異なる冷媒が封入されてい
ることを検出した場合、該空気調和装置の運転を停止お
よび／または冷媒が異なる旨の報知を行うことを特徴と
するものである。

【００１１】前項記載の空気調和装置において、前記冷
媒種類検出手段は、所定の条件下における圧縮機動力値
もしくは圧縮機回転数のいずれかに基づいて行なわれる
ものであることを特徴とするものである。前項記載の空
気調和装置において、前記冷媒種類検出手段は、予め定
めた冷媒の該空気調和装置の所定の熱負荷と所定の冷媒
循環量における理論圧縮動力値を求め、冷媒封入時の前
記所定の熱負荷と所定の冷媒循環量における圧縮動力値
を計測し、両圧縮動力値を比較して該封入冷媒の種類を
検知することを特徴とするものである。前項記載の記載
の空気調和装置において、前記冷媒種類検出手段は、予
め定めた冷媒の該空気調和装置の所定の圧縮動力値と所
定の熱負荷における理論冷媒循環量を求め、封入冷媒の
所定の圧縮動力値と所定の熱負荷における冷媒循環量を
測定し、両冷媒循環量を比較して該封入冷媒の種類を検
知することを特徴とするものである。

【００１２】前項記載のいずれかの空気調和装置におい
て、前記圧縮動力値は、圧縮機電動機電流値で近似させ
ることを特徴とするものである。前項記載のいずれかの
空気調和装置において、前記冷媒循環量は、圧縮機回転
数で近似させることを特徴とするものである。

【００１３】また、第二の発明に係る空気調和装置の構
成は、少くなくとも圧縮機、凝縮器、減圧機構、蒸発器
を配管接続して構成される空気調和装置において、前記
減圧機構に冷媒流れ方向切替手段と減圧量検出手段を配
設したことを特徴とするものである。前項記載の空気調
和装置において、前記減圧量検出手段が、減圧機構の減
圧量を所定値以上と検出した場合、一時的に冷媒流れ方
向を逆転もしくは運転の停止および／または前記検出し
た旨を報知を行うことを特徴とするものである。さら
に、第二の発明に係る空気調和装置の他の構成は、少な
くとも圧縮機、凝縮器、減圧機構、蒸発器を配管接続し
て構成される空気調和装置において、前記凝縮器と前記
蒸発器間の配管に並列に不純物補足手段を設けたことを
特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本実施形態に係る空気調和装置に
おける冷媒の誤封入の検知方法を図１を参照して説明す
る。図１は、本発明に係る空気調和装置の冷媒誤封入の
検知方法の説明図である。これは、圧縮機動力値が、凝
縮（蒸発）熱量、すなわち（熱負荷）と回転数を一定と
すれば、冷媒の理論物性値により決定される理論圧縮動
力と冷媒循環量に関係することを利用するようにしたも
のである。圧縮機電動機入力は式（１）で表わされる。

【数１】

【００１５】図１に示す如く、上記式（１）において、
Ｗadは、実圧縮動力値、Δｈadは、理論圧縮動力値、Ｇ
rは、冷媒循環量、ηadは、圧縮機断熱効率、ηmoは、
圧縮機電動機効率、Ｖは圧縮機行程容積、Ｎは、圧縮機
回転数、ｖiは吸い込みガス比容積である。冷媒の熱物
性より、所定の熱負荷時の各部温度である図１に示され
るＳＣ（過冷却域）、Ｔｃ（凝縮温度）、Ｔｅ（蒸発温
度）、ＳＨ（過熱域）のパラメータを一定にすると、Ｖ
を一定とし、冷媒の種類によりΔｈad／ｖiが定るの
で、Ｎを一定とすれば、所定の熱負荷時の実圧縮動力値
Ｗadが一義的に定まる。逆に、Ｎ＝一定のとき、各冷媒
封入時の実圧縮動力値Ｗadがわかれば、その値の差は、
冷媒のΔｈad／ｖiの違いで生ずるものであり、冷媒の
種類を特定することができる。

【００１６】また、式（１）を変形し、下記に示すＮを
表わす式（２）が得られる。

【数２】式（２）において、式中の符号は、式（１）と同様であ
る。冷媒の熱物性による定数を定め、実圧縮動力値Ｗa
d、圧縮機行程容積Ｖを一定とすれば、圧縮機回転数Ｎ
が一義的に定る。逆に、Ｗad＝一定のとき、各冷媒封入
時のＮの値が、冷媒のｖiおよびΔｈadによって異なる
ので冷媒を特定することができる。このようにして、圧
縮機回転数Ｎにより、圧縮機動力値の場合と同様にし
て、冷媒の種類を検出することができる。

【００１７】以下、上記原理に基づく、各実施形態を説
明する。〔実施形態１〕図２は、本発明に係る空気調和装置の
一実施形態の構成図である。図２において、１は圧縮
機、２は凝縮器としての室外熱交換器、３は減圧機構と
してのキャピラリーチューブ、４は蒸発器としての室内
熱交換器、５は室外熱交換器用送風ファン、６は室内熱
交換器用送風ファン、７は電源、８は圧縮機電動機電流
センサ、９は室外空気温度センサ、１０は、前記室外空
気温度センサ９の検出結果を基に、適正な冷媒が封入さ
れている場合の圧縮機電動機入力を演算し、圧縮機の電
気入力制御等を行う第一の演算制御装置、１１は、誤封
入の旨を警報する誤封入表示器、３０ａ、３０ｂ、３０
ｃは、前記圧縮機１と凝縮器としての室外熱交換器２
間、該室外熱交換器２と蒸発器としての室内熱交換器４
間、該室内熱交換器４と前記圧縮機１間の接続配管であ
る。そして、第一の演算制御装置１０は、適正な冷媒と
してＲ４１０Ａとして設定している。また圧縮機１は、
電源７が通電したときのみ一定速度で運転する。上記各
機器および部材により空気調和装置を構成している。

【００１８】次ぎに、上記のように構成された空気調和
装置の動作について説明する。適正な冷媒Ｒ４１０Ａが
適正量封入されている場合は、圧縮機１で圧縮された高
温高圧の冷媒ガスが接続配管３０ａ内を流れ、室外熱交
換器２で室外熱交換器送風ファン５により送風される室
外空気に放熱して凝縮する。この凝縮した冷媒Ｒ４１０
Ａは、接続配管３０ｂ内に設けられた減圧機構としての
キャピラリーチューブ３で減圧膨張され、低温低圧の冷
媒液Ｒ４１０Ａとなる。

【００１９】該低温低圧の冷媒液Ｒ４１０Ａは、室内熱
交換器４で室内熱交換器送風ファン６により送風される
空気から吸熱して蒸発し、低温低圧の冷媒ガスとなり、
接続配管３０ｃを経て再び圧縮機１へ戻る。前記圧縮機
１ではこの低温低圧の冷媒ガスを圧縮し高温高圧の冷媒
ガスにして送り出される。

【００２０】次ぎに、適正でない冷媒が誤封入されてい
る場合の検知時の動作を図３、４を参照して説明する。
該空気調和装置の冷凍能力と回転数を所定値とするもの
とする。図３は、図２の空気調和装置において回転数を
所定値とした場合における室外温度（熱負荷）と圧縮機
入力電流の関係を示す線図、図４は、図２の空気調和装
置の運転フロチャートである。

【００２１】図３に示すように、圧縮機回転数を３５０
０／ｍｉｎとし、室外温度の変化に対応して圧縮機電動
機電流が変化する。圧縮機電動機電流、すなわち上記式
（１）実圧縮動力が変化するのは、他のパラメータを一
定にすれば、凝縮温度に関連する。凝縮温度は、空気調
和装置の熱負荷と関係する。この熱負荷は、室外温度と
関係するものである。各冷媒によつて同じ空気調和装置
の熱負荷（室外温度）に対しても圧縮機電動機電流が異
なる。本実施形態は、各冷媒の種類を該各冷媒の熱負荷
（室外温度）における圧縮機電動機電流の差として検出
するものである。

【００２２】まず、ステップ１において、室外空気温度
センサ９が室外空気温度Ｔoutを検出する。ステップ２
において、前記検出結果に基づき、第一の演算制御装置
１０は、Ｒ４１０Ａが封入されている場合の圧縮機電動
機入力Ｉ'を演算する。ステップ３において、圧縮機電
動機電流センサ８は実際の圧縮機電動機入力Ｉを検出す
る。ステップ４において、第一の演算制御装置１０は、
Ｒ４１０Ａ封入時の演算されたＩ'と実際のＩを比較す
る。そして、Ｉ'＝Ｉと判断されれば、ステップ５にお
いて、適正な冷媒Ｒ４１０Ａが封入されていると判定し
て運転を継続する。Ｉ'≠Ｉと判断されれば、ステップ
６において、Ｒ４１０Ａ以外の適正でない冷媒が封入さ
れていると判定する。ステップ７において、圧縮機１の
運転を停止し、ステップ８において、誤封入されている
旨を誤封入表示器１１が表示する。このようにして、誤
封入が検知することができる。

【００２３】また、本実施形態では、空気調和装置の熱
負荷として室外空気温度を検出したが、空気調和装置の
熱負荷に関係するものであれば、室内空気温度、室外熱
交換器温度、室内熱交換器温度のいずれでも良く、条件
によっては複数の温度の検出結果が必要である。逆に、
室内温度、室外温度とも大幅な変動がなければ、温度セ
ンサは不要である。また本実施形態では、圧縮機回転数
に対する圧縮機電動機電流をグラフ化したデータで示し
たが、テーブルを作成しても差し支えない。上記〔実施
形態１〕では、式（１）に示される各冷媒の定数を定
め、回転数を一定とし、該式（１）において、圧縮機電
動機電流と熱負荷（外気温度）との相関で誤封入が検知
できるようにした。

【００２４】本実施形態をさらに説明する。例えば、室
外気温３５℃、圧縮機回転数Ｎをパラメータとした場合
の圧縮機電動機電流を図５に示すものである。図５は、
本発明に係る空気調和装置の実施形態における圧縮機電
動機電流線図である。図５に示すように、例えば圧縮機
の回転数が３５００ＲＰＭの場合を例にとると、冷媒Ｒ
４１０Ａで４．２Ａ、冷媒Ｒ３２で４．５Ａ、冷媒Ｒ２
２で２．７Ａであり、圧縮機電動機電流で冷媒の種類を
検知することができる。

【００２５】これは、図６に示すように飽和ガス温度に
おける飽和ガス比容積は、冷媒Ｒ４１０Ａと他の冷媒は
大きく異なる。図６は、各冷媒における飽和ガス温度と
飽和ガス比容積との関係を示す線図である。本実施形態
の冷媒の判別を前記Δｈad／ｖi、すなわち比容積にも
関係する圧縮機電動機入力とすることで各冷媒の判別が
可能となる。また、比容積を一定にするには、式（１）
において、Ｔｃ（凝縮温度）、Ｔｅ（蒸発温度）、ＳＨ
（過熱域）−Ｔｅ（蒸発温度）＝Ｔs（圧縮機の吸入部
温度）を所定値とすれば一定値とすることができるの
で、これを利用して冷媒の判別をすることができる。

【００２６】以上のように、冷媒種類を誤まって封入し
た場合でも、封入された冷媒の種類を室外空気温度と圧
縮機動力値から判別し、そのまま運転を続ける前に圧縮
機の運転を停止するので、空気調和装置の性能低下や破
損を防ぐことができる。また、圧力センサを使用せずに
誤封入を検知できるので、圧力センサの消費電力分だけ
機器の消費電力の増加を抑えることができる。

【００２７】また、本実施形態の圧縮機１は、一定速タ
イプの電動機で駆動されていたが、インバータにより回
転数が可変タイプの電動機にも、各回転数での電流入力
を第一の演算制御装置に記憶させておけば適用すること
ができる。また、本実施形態では、誤封入した旨を表示
したが、ブザー等による警報、あるいは空気調和装置の
管理者に通報する報知方法でも差し支えない。また、本
実施形態では、適正な冷媒の種類がＲ４１０Ａの場合で
あったが、データを変更すれば適正な冷媒がＲ２２やＲ
４０７Ｃの場合にも適用可能である。

【００２８】〔実施形態２〕本発明に係る空気調和装
置の他の実施形態を図７、８を用いて説明する。図７
は、本発明に係る空気調和装置のさらに他の実施形態の
構成図である。図２の〔実施形態１〕とは、式（２）
において実圧縮動力値Ｗadを一定となる。このため、圧
縮機１の回転数は、モータトルクが一定となるため、高
熱負荷の場合は低速、低熱負荷の場合は高回転となる。
図７において、図２と同一符号は同等部分であるので再
度の説明を省略し、新しい符号のみを説明する。

【００２９】図７において、１２は圧縮機回転数セン
サ、１３は室外空気温度センサ９の検出結果を基に、適
正冷媒が封入されている場合の圧縮機回転数を演算し、
圧縮機電気入力制御等を行う第二の演算制御装置であ
る。そして、第二の演算制御装置１３は、適正な冷媒が
Ｒ４１０Ａとして設定している。本構成の空気調和装置
は、図２の〔実施形態１〕とほぼ同様であるので再度
の説明を省略し、下記の動作の説明でその相違を説明す
る。

【００３０】図８を参照して、上記構成の空気調和装置
の動作について説明する。適正な冷媒Ｒ４１０Ａが封入
されている場合は、〔実施形態１〕と同様の順序によ
り運転されるので、再度の説明を省略し、冷媒が誤封入
されたときの検知時の運転を説明する。図８は、図７の
空気調和装置の運転フローチャートである。まず、ステ
ップ１において、室外空気温度センサ９が室外空気温度
Ｔoutを検出する。ステップ２において、検出結果に基
ずき第二の演算制御装置１３は、冷媒Ｒ４１０Ａが封入
されている場合の圧縮機回転数Ｎ'を演算する。ステッ
プ３において、圧縮機回転数センサ１２は、実際の圧縮
機回転数Ｎを検出する。ステップ４において、第二の演
算制御装置１３は、演算されたＮ'と実際のＮを比較す
るステップ５において、Ｎ'＝Ｎであれば、冷媒がＲ４
１０Ａが封入されていると判定して運転を継続する。ス
テップ６において、Ｎ'≠Ｎであれば、Ｒ４１０Ａ以外
の適正でない冷媒が封入されていると判定する。ステッ
プ７において、圧縮機１の運転を停止する。ステップ８
において、誤封入の旨を誤封入表示器１１が表示する。

【００３１】ここで圧縮機回転数からの誤封入検知は、
冷媒により動作圧力と比容積が異なるため、圧縮機動力
値が一定の場合は、モータトルクが一定となるので圧縮
機回転数が異なる特性を利用するものである。例えば、
冷媒Ｒ４１０Ａ用の空気調和装置に冷媒Ｒ４１０Ａ、冷
媒Ｒ３２、冷媒Ｒ２２をそれぞれ封入し、室外気温３５
℃で圧縮機動力値としての圧縮機電動機電流が４．２Ａ
の場合の圧縮機回転数は、図５に示すように冷媒Ｒ４１
０Ａで３５００ＲＰＭ、冷媒Ｒ３２で３２００ＲＰＭ、
冷媒Ｒ３２で５２００ＲＰＭとなる。

【００３２】以上のように、圧縮機回転数で封入された
冷媒を判別するので、冷媒種類を誤まって封入した場合
でも、そのまま運転を続ける前に封入された冷媒を判別
でき、運転を停止できるので、圧縮機電動機電流を用い
る〔実施形態１〕と同様の効果が得られる。

【００３３】〔実施形態４〕本発明に係る空気調和機
のさらに他の実施形態を図９を参照して説明する。図９
は、本発明に係る空気調和機のさらに他の実施形態の構
成図である。図９において、図２と同一符号は同一機
能、構成であるので再度の説明を省略し、新しい符号の
みを説明する。

【００３４】１４は冷媒流れ方向反転手段としての四方
弁、１５は圧縮機吐出温度センサ、１６は、前記圧縮機
吐出温度センサ１２と室外空気温度センサ９の検出結果
を基に減圧機構であるキャピラリーチューブの減圧量を
検出し、減圧量があらかじめ定めた値より大きい場合
は、四方弁の冷媒流れ方向を反転あるいは圧縮機の運転
を停止する第三の演算制御装置、１７はキャピラリーチ
ューブ減圧量増加表示器である。上記各機器により空気
調和装置を構成する。

【００３５】図９の空気調和機の動作を中心について説
明する。キャピラリーチューブ３の減圧量がスラッジ等
により増加していない場合は、図２の〔実施形態１〕
と同様であるので、再度の説明を省略する。前記キャピ
ラリーチューブ３の減圧量が、スラッジ等により増加し
ている場合の運転フローを図１０を参照して説明する。
図１０は、図９の空気調和機の運転フローチャートであ
る。

【００３６】まず、ステップ１において、室外空気温度
センサ９が室外空気温度Ｔoutを検出する。ステップ２
において、第三の演算制御装置が室外空気温度を基づ
き、キャピラリーチューブ３の減圧量が増加していない
場合の圧縮機吐出温度Ｔd'を演算する。ステップ３にお
いて、圧縮機吐出温度センサ１５が実際の圧縮機吐出温
度Ｔdを検出する。ステップ４において、第三の演算制
御装置１６は、前記ステップ２で演算されたＴd'とステ
ップ３で検出した実際のＴdを比較する。ステップ５に
おいて、前記比較がＴd＜Ｔd'であれば、キャピラリー
チューブ３の減圧量は増加していないと判断して運転を
継続する。ステップ６において、前記比較がＴd＞Ｔd'
であれば、キャピラリーチューブ３の減圧量が増加して
いると判断し、四方弁１４を切り替える。ステップ７に
おいて、冷媒流れ方向を反転させる（図示では冷媒流れ
方向を示す矢印とは逆方向）逆サイクル運転を行なわせ
る。そして、一定時間冷媒を逆方向に循環させる。これ
によりキャピラリーチューブ３内に堆積しているスラッ
ジの大部分あるいは一部を除去することができる。ステ
ップ８において、再び四方弁を切り換えて冷媒の流れを
元の方向（図示では冷媒流れ方向を示す矢印方向）に戻
すようにする。ステップ９において、一定時間内に逆サ
イクル運転を行った回数が３回以下の場合、すなわち、
Ｎｏの場合は、再びステップ１に戻り、ステップ２から
ステップ８までの圧縮機吐出温度Ｔdを検出してキャピ
ラリーチューブ３の減圧量が増加しているか否かを検出
するサイクルを繰り返すようにする。逆サイクル運転を
４回以上を行った場合、すなわち、Ｙｅｓの場合は、ス
テップ１０において、スラッジ除去不可と判定する。ス
テップ１１において、圧縮機の運転を停止し、ステップ
１２において、キャピラリーチューブ３の減圧量が増加
した旨をキャピラリーチューブ減圧量増加表示器１７に
表示させる。

【００３７】上記圧縮機吐出温度を減圧機構の減圧量検
出手段として用いる原理を図１１を参照して説明する。
図１１は、図９の空気調和機におけるモリエル線図およ
び冷凍サイクル図である。図１１において、破線は、キ
ャピラリーチューブ３で構成された膨張機構の減圧量の
増加のないとき、実線は、キャピラリーチューブ３で構
成された膨張機構の減圧量の増加している場合の線図で
ある。実線において、減圧量が増加している場合は、蒸
発圧力は低下し、過熱度がＳＨ０からＳＨ１へ大きくな
り、圧縮機の吸入部のエントロピが、Ｓs０からＳs１へ
と増加する。そして、冷凍サイクルの圧縮工程により断
熱圧縮が行われると、圧縮機の吐出温度がＴd０からＴd
１へ増加する。すなわち、膨張機構の減圧量が増加する
と圧縮機吐出温度が上昇する。

【００３８】以上のように、減圧機構であるキャピラリ
ーチューブ３内に堆積しているスラッジを除去できない
場合は、圧縮機の運転を停止する。したがって、誤って
空気調和装置内に水分を混入させ、加水分解により生じ
るスラッジが析出しても減圧機構部にスラッジを堆積し
た状態で運転を続けることがないので、性能低下や機器
の破壊を防ぐことができる。なお、本実施形態では減圧
機構の減圧量検知を圧縮機吐出温度Ｔdで行ったが、図
１１のモリエル線図で減圧量増加時と非増加時の違いが
現れている蒸発器温度、凝縮器温度、圧縮機動力値、圧
縮機吸入部過熱度も減圧機構減圧量検出手段として利用
できる。

【００３９】また、減圧機構の減圧量が任意に設定で
き、スラッジが堆積した場合は、これによる減圧量増加
分だけ減圧機構の設定減圧量を減少させられる場合は、
この設定減圧量の変化量に基づいて、減圧量検知を行っ
てもよい。また、本実施形態では誤封入した旨を表示し
たが、ブザー等による警報、あるいは空気調和装置の管
理者に通報する報知方法でもよい。また、本実施例では
適正冷媒の種類が、冷媒Ｒ４１０Ａの場合であったが、
データを変更すれば適正な冷媒が冷媒Ｒ２２や冷媒Ｒ４
０７Ｃの場合にも適用可能である。

【００４０】〔実施形態５〕本発明に係る空気調和装
置のさらに他の実施形態について、図１２を参照して説
明する。図１２は、本発明に係る空気調和装置のさらに
他の実施形態の構成図である。図１２において、図９と
同一符号は、同一構成、同一機能であるので再度の説明
を省略する。新たな符号のみを説明する。１８は、減圧
機構としての第二のキャピラリーチューブ、１９は逆止
弁、２０はスラッジ回収容器、２１はフィルタである。

【００４１】接続配管３０ｂにおいて、第二のキャピラ
リーチューブ１８は、第一のキャピラリーチューブ３と
室内熱交換器４との間に取付けられている。前記逆止弁
１９とフィルタ２１が室内熱交換器４側に内設されたス
ラッジ回収容器２０が直列に接続されており、これらが
前記第二のキャピラリーチューブ１８と並列に接続され
ている。前記スラッジ回収容器２１とフィルタ２０は不
純物補足手段であり、フィルタ２１の穴径は、加水分解
により析出するスラッジよりも小さく構成されている。

【００４２】以上のように構成することにより、例えば
スラッジを含む冷媒が、室外熱交換器２側から室内熱交
換器４側に図中（実線）に示す方向に流れる場合は、冷
媒の大部分は、第二のキャピラリーチューブ１８の抵抗
により、逆止弁１９とフィルタ２１側を通過することに
なる。スラッジは、フィルタ２１と逆止弁１９の間のス
ラッジ回収容器２０内に堆積する。

【００４３】また、冷媒が室内熱交換器４側から室外熱
交換器２側へ図中（破線）に示す方向に流れる場合は、
前記逆止弁１９とフィルタ２１側には、該逆止弁１９が
逆方向であるので閉じるため、冷媒は流れず、該第二の
キャピラリーチューブ１８を通過する。

【００４４】これにより、前記フィルタ２１と逆止弁１
９間のスラッジ回収容器２０に堆積させたスラッジが、
再び接続配管３０ｂを介して、冷凍サイクル内に戻るこ
とを防ぐことができる。これにより、誤って冷凍サイク
ル内に水分を混入させ、加水分解により生じるスラッジ
が析出しても、このスラッジを回収できるので、キャピ
ラリーチューブ３等でのつまりによる空気調和装置の性
能低下や破壊を防ぐことができる。また、スラッジは、
凝縮器２と蒸発器４間の接続配管３０ｂと並列に設けて
いる箇所に堆積するので、空気調和装置の性能に影響は
ない。

【００４５】〔実施形態６〕本発明に係る空気調和装
置のさらに他の実施形態について、図１３を参照して説
明する。図１３は、本発明に係る空気調和装置のさらに
他の実施形態の構成図である。図１３の空気調和装置の
構成は、図９の〔実施形態４〕の空気調和装置とほぼ
同一の構成であるが第三の演算制御装置１６の代わり
に、図２の〔実施形態１〕の第一の演算制御装置１０と
冷媒種類判定機能運転スイッチ２２を付設したものであ
る。

【００４６】これにより、冷媒封入直後の試運転時の時
などでのみ、第一の演算制御装置１０を動作させるの
で、図１の〔実施形態１〕の機能効果に加え、冷媒種
類の判定が不必要な時には、第一の演算制御装置１０の
電気入力を必要としないので、それだけ空気調和装置の
電気入力を低減できる。

【００４７】また、インバータ制御等により圧縮機の回
転数が可変となっている場合には、冷媒種類判定機能運
転スイッチ２２がＯＮになった時に、第一の演算制御装
置１０は圧縮機回転数を一定値となるように制御する機
能を持たせれば、第一の演算制御装置は、ある圧縮機回
転数でのみの冷媒物性データのみを記憶しておけばよい
ので、第一の演算制御装置の小型化が行える。

【００４８】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、第一の発明
の構成によれば、冷媒の誤封入を、運転を続ける前に確
実に検知し、機器の性能低下や破損を防止する空気調和
装置を提供することができる。第二の発明の構成によれ
ば、エステル系冷凍機油等を用いた冷凍サイクル装置に
水分を混入させてしまった場合でも、機器の性能低下や
破損を防ぐことができる空気調和装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気調和装置の冷媒誤封入の検知
方法の説明図である。

【図２】本発明に係る空気調和装置の一実施形態の構成
図である。

【図３】図２の空気調和装置において回転数を所定値と
した場合の室外温度と圧縮機入力電流の関係を示す線図
である。

【図４】図２の空気調和装置において運転フローチャー
トである。

【図５】本発明に係る空気調和装置の他の実施形態にお
ける圧縮機入力電流の線図である。

【図６】各冷媒における飽和ガス温度と飽和ガス比容積
との関係を示す線図である。

【図７】本発明に係る空気調和装置のさらに他の実施形
態の構成図である。

【図８】図７の空気調和装置の運転フローチャートであ
る。

【図９】本発明に係る空気調和装置のさらに他の実施形
態の構成図である。

【図１０】図９の空気調和装置の運転フローチャートで
ある。

【図１１】図９の空気調和装置におけるモリエル線図お
よび冷凍サイクル図である。

【図１２】本発明に係る空気調和装置のさらに他の実施
形態の構成図である。

【図１３】本発明に係る空気調和装置のさらに他の実施
形態の構成図である。

【図１４】各冷媒における飽和ガス温度と飽和ガス圧力
を示す線図である。

【符号の説明】

１…圧縮機２…室外熱交換器３…キャピラリーチューブ４…室外熱交換器５…室外熱交換器用送風ファン６…室内熱交換器用送風ファン７…電源８…圧縮機電流入力センサ９…室外空気温度センサ１０…第一の演算制御装置１１…誤封入表示器１２…圧縮機回転数センサ１３…第二の演算制御装置１４…四方弁１５…圧縮機吐出温度センサ１６…第三の演算制御装置１７…キャピラリーチューブ減圧量増加表示器１８…第二のキャピラリーチューブ１９…逆止弁２０…スラッジ回収容器２１…フィルタ２２…冷媒種類判定機能運転スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤林一朗栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧機構、
蒸発器を配管接続して構成される空気調和装置におい
て、封入した冷媒の種類を検出する冷媒種類検出手段を
有し、前記冷媒種類検出手段が予め定めた冷媒と異なる
冷媒が封入されていることを検出した場合、該空気調和
装置の運転を停止および／または冷媒が異なる旨の報知
を行うことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】請求項１記載の空気調和装置において、前記冷媒種類検出手段は、所定条件下の圧縮機動力値も
しくは圧縮機回転数のいずれかに基づいて行なわれるも
のであることを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】請求項２記載の空気調和装置において、
前記冷媒種類検出手段は、予め該空気調和装置の所定の
熱負荷と所定の冷媒循環量における理論圧縮動力値を求
め、冷媒封入時の前記所定の熱負荷と所定の冷媒循環量
における圧縮動力値を計測し、両圧縮動力値を比較して
該封入冷媒の種類を検知することを特徴とする空気調和
装置。
【請求項４】請求項２記載の空気調和装置において、
前記冷媒種類検出手段は、予め定めた冷媒の該空気調和
装置の所定の圧縮動力値と所定の熱負荷における理論冷
媒循環量を求め、冷媒封入時の所定の圧縮動力値と所定
の熱負荷における冷媒循環量を測定し、両冷媒循環量を
比較して該封入冷媒の種類を検知することを特徴とする
空気調和装置。
【請求項５】請求項２、３、４記載のいずれかの空気
調和装置において、前記冷媒封入時の圧縮動力値は、圧
縮機電動機電流値で近似させることを特徴とする空気調
和装置。
【請求項６】請求項２、３、４、記載のいずれかの空
気調和装置において、前記冷媒封入時の冷媒循環量は、
圧縮機回転数で近似させることを特徴とする空気調和装
置。
【請求項７】少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧機構、
蒸発器を配管接続して構成される空気調和装置におい
て、前記減圧機構に冷媒流れ方向切替手段と減圧量検出
手段を配設したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項８】請求項７記載の空気調和装置において、
前記減圧量検出手段が、減圧機構の減圧量を所定値以上
と検出した場合、一時的に冷媒流れ方向を逆転もしくは
運転の停止および／または前記検出した旨を報知を行う
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項９】少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧機構、
蒸発器を配管接続して構成される空気調和装置におい
て、前記凝縮器と前記蒸発器間の配管に並列に不純物補
足手段を設けたことを特徴とする空気調和装置。