JPH11248300A

JPH11248300A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH11248300A
Application number: JP6770098A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Sekiguchi; 正和関口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】空気調和装置に発生する故障部位のうち、室
外機の送風機の停止による異常を検知できるシステムを
得て、効率的なサービスを行えるように図る。【解決手段】室外機の送風機（ファンモータ）は、供
給電圧、周波数を変更し回転数を連続して変化させるイ
ンバータ駆動が行われ、よってファンモータ電流値Ｉ検
出し、かつそのファンモータ最大回転数の時の電流値Ｉ
ｍを記憶し（処理４０、４１、４２、）する一方、その
値が、運転環境で第１所定割合の許容範囲での変動があ
る程度続くならばその値を新規の最大電流として記憶す
る（判断４３、判断４４、処理４５）。そしてファンモ
ータ停止等があって、電流値検出手段にて検出した電流
が、設定済みの第２所定割合以下に減少することが確認
される場合にファンモータ異常と判断され、異常報知が
成される（判断４６、処理４７、４８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置に関
し、特にその異常が熱交換用送風機にあることを特定で
きるように成した空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、空気調和装置（以下、空調装置と
略記する）は、その空調能力を最大にかつ効率的に発揮
できるように、室外機の送風機にインバータを介して電
源を供給し、その送風機駆動用モータの回転数を最低回
転数（０；停止も含む）〜最大回転数にまで連続的に可
変制御させて、熱交換能力をタイムリーに増減制御可能
としたインバータ運転制御が主流となってきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、空調装置の各
駆動要素（圧縮機、室外機ファン、室内機ファン、電動
弁、膨張弁など）に異常が発生すると、その影響を受け
て冷媒経路の圧力が異常に変動する。従って、その圧力
変動が冷媒経路の所定個所に設けた温度センサまたは圧
力センサにより検出することができる。

【０００４】しかし、室外機の送風機駆動用モータ（以
下、ファンモータと記す）の故障や、配線・接続器系統
の断線や接触不良によるファンモータ停止、およびファ
ンモータに内蔵され巻線の温度異常上昇による焼損を避
けるための保護装置であるインターナルサーモ（巻線保
護サーモ）の動作による異常検出を行うようなものはな
かった。

【０００５】よって、このような構成部品の不良の場合
に、冷媒の圧力上昇等の異常となるも、その原因がファ
ンモータであることを知るすべがないので、サービスマ
ンは、ファンモータ以外に原因を求める等する。しか
し、確認個所が多数有るのでサービス時間が増大し、見
落としが発生したりして、復旧に手間取るなど、的確な
サービス、メンテナンスを行えないという問題があっ
た。

【０００６】また、ファンモータの故障を類推できて
も、その設置位置が高い所であったりして、確認が困難
であるというケースもあるので、異常検出が表示されて
知る得るものだと、好都合である。

【０００７】さらに、前述のインターナルサーモは温度
上昇による動作のため、外気温度や雰囲気温度に左右さ
れ、例えば夏季の昼間時にファンモータの異常がインタ
ーナルサーモによる温度上昇（外気温による温度の影響
も加わって）で検知されたのに、サービス時が夜間とな
ったりすると外気温度が下がるのが影響して、インター
ナルサーモが復帰し、ファンモータは回転状態に変則的
に戻るため、これをサービスマンが見て異常なしと見過
ごすという、サービス時に異常を再現できない場合が多
くあり、完全なサービスを実施し難いという問題があっ
た。

【０００８】本発明はこうしたサービス面の実情から、
空気調和機の熱交換器用送風機の駆動系統に異常が発生
した場合の、異常検出の精度向上、および再現性の少な
い異常をも見過ごさないというサービス性の向上を達成
することのできるように図ったもので、これによりファ
ンモータの異常が特定でき、システムが複雑化・高度化
した空調装置であっても、点検、修理などサービスを着
実かつ効率的に行えるようにしたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、室外機の室外側熱交換器に送風させるた
めのファンモータと、このファンモータの回転数を最低
回転数から最高回転数まで連続して変化させるよう電
圧、周波数を変化させて前記ファンモータへ電源供給す
るインバータと、ファンモータ電流を検出する電流値検
出手段と、前記ファンモータが最高回転数で回転してい
るときに前記電流値検出手段が検出した電流値を記憶す
る書き替え可能な電流値記憶部と、前記電流値検出手段
が前記電流値記憶部に記憶された電流値に対して第１の
所定割合以上増減した電流値を所定時間連続して検出し
た場合にその検出した電流値を前記電流値記憶部に記憶
させる制御部とを備えたものである。

【００１０】また、制御部は、前記電流値検出手段が前
記電流値記憶部に記憶された電流値に対して第２の所定
割合以下の電流値を検出した場合に前記ファンモータの
異常を報知するものである。

【００１１】さらに、電流値記憶部に記憶された電流値
をリセットする手段を設けたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を図面に
基づいて説明する。

【００１３】図１は、冷房・暖房が可能な可逆式冷凍サ
イクルを持つ空調装置１の構成図であり、２は圧縮機、
例えばロータリー型コンプレッサーであり、熱源を得る
ための冷媒（例えば、フロンＲ２２、フロンＲ１３７な
ど）を加圧し、圧縮機２内で冷媒と混合操作したオイル
を分離するためのオイル分離器（図示せず）を介して流
路切換部（四方弁）３に与え、室外熱交換器４ａ、室内
熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃにより所要の熱操作を終え
て、低圧化した冷媒をアキュームレータ６を介して再び
圧縮機２に与えるようになっている。

【００１４】ここで、室外機４からは、複数の室内機５
Ａ、５Ｂ、５Ｃに、熱源が供給されるようになってい
る。すなわち、実施例では例えば３つの部屋にそれぞれ
置いた３台の室内機５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各熱交換器５
ａ、５ｂ、５ｃに冷媒が冷媒配管７により個別に送られ
るという具合であり、そして冷媒は室外機４側に配した
室外電動弁８、各室内機５側にそれぞれ配した室内膨張
弁（電動弁）９により流量調整されて供給される。

【００１５】空調装置１の冷媒系統は、圧縮機２−四方
弁３−室外熱交換器４ａ−室外電動弁８−レシーバタン
ク１１−室内膨張弁９−室内熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃ
−アキュームレータ６−圧縮機２を順次連結して構成し
ている（冷房運転時）。

【００１６】また、前記室外機４において、室外熱交換
器４ａは、実施例では２台搭載されると共に熱交換のた
めの外気を送風させる室外ファン（室外送風機）１３を
具備している。１４はその室外ファンを駆動させるため
のファンモータである。

【００１７】ここで、室外ファン１３のファンモータ１
４の駆動用電源としてはインバータ１５が用いられ、該
インバータ１５はマイクロコンピュータを含む制御部１
６に接続された構成となっている。

【００１８】一方、前記各室内熱交換器５ａ、５ｂ、５
ｃの室内ファン１７も、各室内ファンモータ１８により
回転駆動されて、室内に冷気又は暖気を還流し、空調を
行うようになっている。

【００１９】こうした構成の空調装置１において、その
運転は制御部１６によって適切に制御される。すなわ
ち、圧縮機２の冷媒吐出入口や冷媒経路の所定ポイント
に配した温度検出、あるいは圧力検出のための複数の検
出センサ等による検出データ（運転状態値）が、逐時、
制御部１６に入力され、そして制御部１６で処理出力さ
れた制御指令のもとに、圧縮機２や室外ファン１３、室
内ファン１７、さらに電動膨張弁８、９が駆動制御され
て、順調な運転が実行される。

【００２０】ここで、空調装置の室外機側熱交換器４ａ
に使用する送風機としては、３相交流用モータを使用
し、そしてこの送風機駆動用ファンモータ１４を駆動す
るための電源供給装置は、上記インバータ１５を介して
電源を供給するシステムで、これによりファンモータ１
４への供給電圧、周波数を変化させることで、ファンモ
ータ１４の回転を最低回転数Ｎｍｉｎ（０；停止も含
む）から最大回転数Ｎｍａｘ（例、５００ｒｐｍ）ま
で、連続して変化させる駆動制御システムとなってい
る。

【００２１】このような室外機４のファンモータ１４が
インバータ駆動制御されている構成の空調装置におい
て、空調装置に異常が起きた場合、それが前記室外機４
のファンモータ１４にあることを特定できる本発明の検
出装置、およびその検出方法について詳述する。

【００２２】異常検出の基本的手法は、次に記する通り
である。

【００２３】すなわち、室外機４の運転時の電流（ファ
ンモータ電流）を検出する電流値検出手段２１と、この
電流値検出手段２１が検出した電流値を記憶させる書き
替え可能な電流値記憶部２２とを備える。電流値記憶部
２２は、例えば不揮発性メモリを使うことができ、この
電流値記憶部２２には、室外機４のファンモータ１４が
最大回転数で回転している時の電流値Ｉｍを記憶させ
る。そして検出電流値Ｉがファンモータ最大電流Ｉｍに
対し、第１の所定割合以上増減した場合は、通常運転と
許容される最新の運転状況（現況）を反映する新たなフ
ァンモータ最大電流Ｉｍとして電流値記憶部２２に記憶
する。この値に対して、第２の所定割合以下に減少する
電流値が検出された場合には、ファンモータ１４の異常
として処理する。

【００２４】そして、その異常は、表示部２３にファン
モータを番号、記号、コード化等して表示したり、また
故障ランプや、ブザー等を鳴らして報知させる。

【００２５】要するに、ファンモータ１４の電流値を観
測することにより、仮に断線、接触不良があったり、ま
た、保護サーモで駆動回路が切れた場合には、電流値が
減少し、その電流値変動からファンモータ異常を検出す
ることが可能である。

【００２６】これをより具体的に順を追って説明すれば
次の通りである。

【００２７】（１）ファンモータ１４が最大回転数で
運転しているときの（室外機４は通常この運転条件でも
って最大に熱交換能力を発揮する）ファンモータ電流
（以下、ファンモータ最大電流）を測定し、その電流値
を記憶部２２に記憶する。

【００２８】（２）ファンモータ１４の最大電流が記
憶部２２に記憶されている電流値Ｉｍに対して、第１所
定割合以上の増加または減少した電流値として所定時間
連続して検出された場合は、その電流値Ｉをファンモー
タ最大電流Ｉｍとして記憶部２２に記憶する。

【００２９】（３）ファンモータ１４の最大電流が記
憶部２２に記憶されている値に対して、第２所定割合以
下になった場合は、異常として、処理を行う。

【００３０】なお、ファンモータ１４の故障等で、容量
・定格が異なるファンモータ１４に取り替えた場合、そ
のファンモータ最大電流値も異なるので、記憶部２２に
書き込まれたファンモータ最大電流Ｉｍは、リセット部
２４により手動でリセットし、新規な電流値の書き込み
状態に準備される。

【００３１】また、ファンモータ１４は、インバータ１
５から出力される周波数にて駆動制御されていることか
ら、ファンモータ１４の最大回転数は、インバータ１５
の最大周波数で決定され、その時がファンモータ１４の
運転可能最大値であり、すでに制御部１６によりインバ
ータ１５内部に設定済である。今、仮にその最大回転数
で駆動させるための周波数を５０Ｈｚとして説明を続け
る。

【００３２】そして、ファンモータ１４の回転数は環境
や運転状態により変化し、おおむね、冷媒の圧力上昇時
は、最大回転数方向へファンモータ回転数を増加させる
ように、インバータ１５を制御する。

【００３３】また、ファンモータ１４の回転数の変更
は、インバータ出力周波数（電圧）を変更することで行
い、その回転数（例えば、０〜５００ｒｐｍ）−出力周
波数（例えば、０〜５０Ｈｚ）の関係は比例関係にあ
る。

【００３４】その場合の、インバータ出力周波数の変更
は、制御部１６からの指示に基づいて行われ、その指示
（設定）を回転数として読み換える。

【００３５】図２は、上記趣旨に基づくファンモータ異
常検出の具体的動作例として示す異常検出のためのフロ
ーである。

【００３６】フローがスタートすると、通常運転時に、
ファンモータ１４の回転数が５０Ｈｚ（５００ｒｐｍ）
になった時に、ファンモータ１４の運転電流Ｉを、電流
値検出手段２１で検出し（処理４０）、その値をファン
モータ最大電流Ｉｍとして、記憶部２２に記憶する（処
理４１）。ここで、ファンモータ最大電流Ｉｍは、例え
ば，５Ａとする。

【００３７】その後、ファンモータ回転数が５０Ｈｚで
連続して回転している状況で、ファンモータ運転電流値
Ｉを検出し（処理４２）、その電流値ＩがＩｍ（５Ａ）
±第１所定割合（例；２％＝０．１Ａ）の範囲外の電流
値（４．９Ａ〜５．１Ａ）であるかを判断する（判断４
３）。さらに、その変化した電流値状況が一時的現象で
なく、所定時間Ｔ（例；３０分）連続するかを見る（判
断４４）。その結果、所定時間Ｔ以上続く場合（判断４
４のＹｅｓ）は、その電流値Ｉをファンモータ最大電流
Ｉｍとして、変更し、記憶部２２に記憶する（処理４
５）。

【００３８】これは、ファンモータ１４の運転状況が変
わるからである。例えば、室外機４の空気取り入れ口の
目詰まりで、送風抵抗が増したりすると、負荷増大とな
り、最大回転数でファンが回転するには、ファンモータ
電流値が増える。また、雨滴が空気取り入れ口に付着す
ることによる送風抵抗の増加や、ファンに雪が付着して
の駆動負荷の増大などがある。このような運転時の環
境、運転条件によるファンモータ電流の変動が生じる。
しかし、その変動が所定範囲で、かつ定常的なものなら
ば、その増減したファンモータ最大電流値を現況の運転
における値として、正当に記憶させる（処理４５）。

【００３９】こうして、ファンモータ１４が最大回転数
で運転中に、ファンモータ１４やその配線の断線・接触
不良が発生した場合には、ファンモータ１４の運転電流
が減る。その時に電流値検出手段２１で検出した値が、
電流値記憶部２２に記憶された電流値Ｉｍに対して、第
２所定割合（例；５０％）以下に減少したかの比較判断
を行う（判断４６）。

【００４０】この判断４６がＹｅｓの第２所定割合以下
となったとき、ファンモータ１４の異常と判断される
（処理４７）。続いて、異常表示のためのランプを点灯
する等して異常の報知を行う（処理４８）。なお、第２
所定割合は異常と認められるべくところの適当な電流値
を設定することができる。そして、判断４６がＮｏとな
ったときは、ファンモータ１４は正常であると判断され
る（処理４９）。

【００４１】このようなファンモータ電流をファンモー
タ１４の最大回転数時に監視し、最大電流値から相当に
減少する変動状況を把握できるようにすれば、外気温度
に左右される不安定動作のあるファンモータ巻線保護サ
ーモ（インターナルサーモ）の場合も、それが一度でも
動作さえすれば、電流値の大幅な変動は記憶され、ファ
ンモータ１４の停止が発生したという異常は検出され
る。故に、従来の外気温度に左右されて動作し、故障の
事実を再現しにくいというファンモータ巻線保護サーモ
（インターナルサーモ）に引き起こされる異常を見過ご
しという問題も解消できる。

【００４２】また、断線等、上記の不具合は、ファンモ
ータが最大回転数の時に起きるとは限らず、ファンモー
タ最大回転数未満で起こることも当然ある。このような
場合の異常も本発明によれば検出できる。

【００４３】それは、ファンモータ１４が断線等で停止
することで、送風量が減り、これによる室外機の熱交換
器能力の低下で、冷媒の圧力が上昇してくる。すると、
制御部１６は、この圧力情報を受けて、ファンモータ回
転数を上昇させる制御を行う。同時に指示した回転数の
記憶部への書き込みを行う。しかるにファンモータ１４
は停止のままで冷媒の圧力も高いため、さら回転数上昇
の指示が続き、最終的には最大回転数指示となり、その
設定されている最大回転数（５０Ｈｚ）が記憶される。

【００４４】その状態で、電流値検出手段２１が検出す
る電流値が前記した第２所定割合から外れることが判断
されて、上記したと同様の異常検出に至るのである。

【００４５】以上の如きファンモータ最大電流の増減か
ら、ファンモータ１４の異常を検出できるようになり、
ファンモータ１４の取り替え等、サービスを能率的に行
えるようになる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ファン
モータが最大回転数で運転されている時の運転電流を電
流値検出手段で測定し、かつその値を書き替え可能な電
流値記憶部に記憶させる。そして、その最大電流はファ
ンモータの運転環境である程度の変動があるので、変動
したらその時のファンモータ最大電流を新規の電流値と
して記憶する。その後ファンモータ最大電流を測定し続
けることで、ファンモータ駆動系路に断線、接触不良な
どがあれば、ファンモータ電流が減少するので、制御部
が記憶している最新のデータであるファンモータ最大電
流の第２所定割合との比較により、異常が判定される。
これにより、空気調和装置の各部に発生する異常のう
ち、ファンモータに停止等の異常事態があることが検出
され、それが表示されることで特定することができるの
で、サービス作業および復旧を迅速に行える。

【００４７】そして、この異常検出方法は、室外機のフ
ァンモータに供給する出力周波数（電圧）を変更するこ
とで、そのファンモータ回転数を連続的に変化させるイ
ンバータ駆動にとって好都合なもので、インバータによ
る回転数指示とそのファンモータ最大電流とは、１対１
の対応関係があるため、ファンモータが異なれば、異常
検出のためのファンモータ最大電流も、それまでの値を
リセットして新規の電流値を容易に設定することがで
き、異常検出の機能は継続し、汎用性がありかつ、使い
勝手性も良い検出システムとなる。

【００４８】さらに、ファンモータ最大回転数以下の運
転状況で不具合が起きた場合には、その解消を制御部
は、インバータ駆動の特徴であるファンモータを最大回
転数とするような指示をする制御となるので、判定シス
テムは自走して、結果として行きつくファンモータ最大
電流と、ファンモータ停止で検出された減少電流との比
較から、難なくファンモータ異常が自動的に検出される
という広範囲で、かつ検出の精度向上をも達成できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のファンモータ異常検出機能を具備する
空気調和装置の冷凍サイクルである。

【図２】本発明のファンモータ異常検出に係るフロー図
である。

【符号の説明】

１空調装置２圧縮機３四方弁４室外機５ａ、５ｂ、５ｃ室内側熱交換器１３室外ファン１４ファンモータ１５インバータ１６制御部２１電流値検出手段２２電流値記憶部２３表示部２４リセット部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室外機の室外側熱交換器に送風させるた
めのファンモータと、このファンモータの回転数を最低
回転数から最高回転数まで連続して変化させるよう電
圧、周波数を変化させて前記ファンモータへ電源供給す
るインバータと、ファンモータ電流を検出する電流値検
出手段と、前記ファンモータが最高回転数で回転してい
るときに前記電流値検出手段が検出した電流値を記憶す
る書き替え可能な電流値記憶部と、前記電流値検出手段
が前記電流値記憶部に記憶された電流値に対して第１の
所定割合以上増減した電流値を所定時間連続して検出し
た場合にその検出した電流値を前記電流値記憶部に記憶
させる制御部とを備えることを特徴とする空気調和装
置。
【請求項２】前記制御部は、前記電流値検出手段が前
記電流値記憶部に記憶された電流値に対して第２の所定
割合以下の電流値を検出した場合に前記ファンモータの
異常を報知することを特徴とする請求項１に記載の空気
調和装置。
【請求項３】前記電流値記憶部に記憶された電流値を
リセットする手段を設けたことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の空気調和装置。