JPS63197858A - 冷凍装置における温度センサの劣化検出装置 - 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？１！装置における温度センサの劣化検出
装置の改良に関し、特に劣化の早期検出対策に関する。

（従来の技術） 従来、冷凍装置においては、その制御対象温度を設定値
に制御すべく、各種の温度センサが利用側の熱交換型置
りに備えられる。例えば、特開昭６０−１０８６３３号
公報に開示される空気調和装置では、利用側熱交換器（
室内熱交換器）周りに空気温度を検出する空気温度セン
サを備えると共に、冷媒の過熱度検出用として上記室内
熱交換器における冷媒入口温度及び冷媒出口温度を各々
検出する冷媒入口温度センサと、冷媒出口温度センサと
の３個の温度センサが備えられている。

ところで、上記各温度センサが劣化した場合には、制御
対象温度の精度良い制御が困難になることから、通常、
その劣化を検出することが行われる。この劣化の検出は
、例えば温度センサがサーミスタで構成される場合には
、正常な温度−抵抗特性曲線に従い、通常温度範囲から
外れた異常温度範囲を予め設定しておき、温度センサが
この異常温度範囲に対応する抵抗値を取った時に、劣化
の進んだ異常時と判断するのが一般的でおる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の如くサーミスタの温度検出範囲に
異常温度範囲を設定する場合には、この異常温度範囲に
入ったとき、つまり断線時や短絡時、又は劣化の進んだ
末期的な場合に初めて異常の判断が可能となるため、そ
の初期、中期の劣化に対しては検出不可能である。その
結果、劣化の進行に応じて制御対象温度の制御精度が漸
次低下して、冷凍性能の低下等を招く欠点が生じる。

本発明は斯かる点に鑑みて、特に次の点に着目してなさ
れたものでおる。すなわち、上記の如く空気温度センサ
に加えて、利用側熱交換器の冷媒出口又は入口温度の少
なくとも一方を検出する冷媒温度センサを備える場合に
おいて、この冷媒温度センサは、劣化の無い正常状態で
は、長時間の運転の停止時にはほぼ空気温度（室内温度
）を検出して、その検出温度値が空気温度センサの空気
温度と等しく、その後の暖房運転時には冷媒温度を検出
して、室内温度以上に上昇する特性を有し、空気温度（
つまり室内温度）未満には低下しない。

一方、冷媒温度センサに劣化が生じた場合、その劣化が
実際値よりも低温度を検出する側のときには、暖房運転
が開始されると、初期、中期の劣化状態でも空気温度値
未満を検出して、上記の正常特性とは異なるから、その
劣化を初期の状態から検出できる（この場合、空気温度
センサは、熱変化が少なくて劣化の程度が遅いと考えら
れるので、検出される空気温度値はほぼ一定値と推定で
きる）。同様に、冷房運転時における冷媒温度センサの
検出温度値は、常に室内温度値以下に低下する特性を有
し、空気温度を越えて上昇しないから、実際値よりも高
温度を検出する側に劣化した場合には、１援房運転が開
始されると、初期、中期の劣化状態でも空気温度値を越
える温度値を検出して、上記の正常特性とは異なって、
その劣化を初期の状態から検出できる。

そのため、本発明の目的は、上記の如く空気温度センサ
と、利用側熱交換器の冷媒出口又は入口温度を検出する
冷媒温度センサとを猫えた冷凍装置において、空調運転
時には、空気温度と冷媒温度との大小関係を正常時の大
小関係と比較することにより、冷媒温度センサの劣化を
初期、中期の早期から検出できて、制御媒体温度の制御
精度を常に良好に確保することにある。

（問題点を解決するための手段） 以上の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１
図に示すように、利用側熱交換器（９）周りに、空気温
度を検出する空気温度センサ（ＴＨＩ）と、上記利用側
熱交換器（９）の冷媒入口温度又は冷媒出口温度を検出
する冷媒温度センサ（Ｔｌ２．　Ｔｌ３）とをＭムえ、
上記各温度センサ（■旧）、　（Ｔｌ＋２．　ｎ１３）
はサーミスタよりなる冷凍装置を前提とする。そして、
運転時に上記冷媒温度センサ（Ｔｌ２．　Ｔｌ３）の冷
媒入口温度値又は媒出口温度値を、上記空気温度センサ
（ＴＨＩ）の空気温度値と比較する温度比較手段（２５
）と、該温度１ヒ較手段（２５）の比較結果信号に基づ
き温度値の大小関係が上記冷媒温度センサ（Ｔｌ２．　
Ｔｌ３）に劣化のない正常運転時の大小関係にないとき
、上記冷媒温度センサ（Ｔｌ２．　Ｔｌ３）の劣化信号
を出力する劣化信号出力手段（２６）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、暖房運転時、冷媒温度
温度センサ（月１２．　Ｔｌ３）に劣化の無い正常状態
では、該冷媒温度セン」ノ（Ｔｌ＋２．　Ｔｌ３）　ｔ
’検出される冷媒入口温度又は冷媒出口温度は、各々常
に空気温度センサ（Ｔ旧）で検出した空気温度以上にお
って、正常の温度の大小関係にあるから、劣化信号出力
手段（２６）では化信号は出力されない。

一方、冷媒温度センサ（Ｔｌ２．　Ｔｌ３）に劣化が生
じ、この劣化が実際値よりも低温度を検出する側の場合
には、初期、中期の劣化時にも冷媒の検出温度値は空気
温度値未満に低下して、上記正常の温度の大小関係とは
逆転するので、劣化信号出力手段（２６）から劣化信号
が出力されて、その劣化が容易に検出される。

同様に、冷房運転時には、冷媒入口温度や冷媒出口温度
の検出値は、各々、劣化の無い正常運転時には空気温度
以下の温度値を示して、正常な温度の大小関係にあるか
ら、劣化信号出力手段（２６）では劣化信号は出力され
ないが、実際値よりも高温度を検出する側に劣化が生じ
た場合には、初期。

中期の劣化時にも検出温度値は空気温度値を越えて、上
記正常の温度の大小関係とは逆転するので、劣化信号が
出力されて、その劣化が容易に検出される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説明
する。

第２図は本発明をセパレート型冷暖房機に適用した実施
例を示し、（Ａ）は室外ユニット（Ｂ）は室内ユニット
であって、室外ユニット（Ａ）内には、圧縮機（１）と
、四路切換弁（２）と、熱源側熱交換器としての室外熱
交換器（３）と、アキュムレータ（４）とが備えられ、
該各機器（１）〜（４）は各々冷媒配管（５）・・・で
冷媒の流通可能に接続されている。

また、室内ユニット（Ｂ）の内部には、冷媒の過熱度調
整用の電子制御弁（７）と、冷房用の！膨張）幾４Ｍ￥
とじてのキャピラリデユープ（８）と、利用側熱交＠器
としての室内熱交換器（９）とが備えられ、冷媒配管（
１１）・・・でもって該各別器（７）〜（９）が冷媒の
流通可能に接続されている。

そして、上記室外ユニット（Ａ）と室内ユニットＦＢ）
とは、２本の冷媒配管（１２）、　（１２）で冷媒の循
環可能に接続されており、室内の暖房運転時には、四路
切換弁（２）を図中実線の如く切換えて、冷媒を実線矢
印の如く循環させることにより、室外空気から室外熱交
換器（３）で吸熱した熱量を室内熱交換器（９）で室内
空気に放熱して、室内を暖房空調する一方、室内の冷房
運転時には、四路切換弁（２）を図中破線の如く切換え
て、冷媒を破線矢印の如く循環ざぜることにより、熱量
の授受を上記とは逆にして、室内を冷房空調するように
している。ここに、室内熱交換器（９）前後の冷媒温度
は、暖房運転時には室内温度以上に上界する一方、冷房
運転時には逆に室内温度以下に低下する特性を有してい
る。

また、室内ユニット（８）において、室内熱交換器（９
）周りには、室内からの吸込空気温度Ｔａを検出する空
気温度センサとしての吸込空気温度センサ（Ｔ旧）と、
室内熱交換器（９）の冷房運転時上流側に配置されて、
室内熱交換器（９）への冷媒出口温度丁２を検出する冷
媒入口温度センサ（ＴＨ２）と、同様に室内熱交換器（
９）の冷房運転時下流側に配置されて、室内熱交換器（
９）からの冷媒出口温度Ｔ３を検出する冷媒出口温度セ
ンサ（ＴＨ３）とが備えられている。該各温度センナ（
１旧）　、　（Ｔ１１２）　、　（ＴＩ３）は、各々ザ
ーミスタよりなり、その温度−抵抗特性は、第４図に示
す如く、温度の上昇に応じて抵抗値が漸次減少する特性
となっている。

そして、各温度センサ（ＴＨＩ）　、　（ＴＨ２）　、
　（ＴＨ３）は、第３図に示す如く、各々抵抗（旧）、
　（ｒ？２）、　（Ｒ３）と直列に接続されて直流電圧
Ｅｏが印加されていて、その抵抗側の電位が各々抵抗１
直信居として、上記電子制御弁（７）を制御する制御装
置（１５）に各々入力されている。

上記制御装置（１５）は、内部に上記各温度セン１ノ（
ＴＨ１）〜（ＴＨ３）の抵抗値信号をＡ／［）変換した
後に入力するＣ　Ｐ　Ｕ　（２０）を備えている。該Ｃ
Ｐ　Ｕ　（２０）は、上記吸込空気温１宴センサ（゛「
旧）で検出した吸込空気温度’ｌａが設定値になるよう
室外ユニット（Ａ）の圧縮機（１）を容量制御するとと
もに、冷房運転時には、上記冷媒入口温度センサ（ＴＨ
２）で検出した冷媒入口温度１−２に塁いて室内熱交換
器（９）の凍結状態を判面すると共に、この冷媒入口温
度Ｔ２と、冷媒出口温度センサ（ＴＨ３）で検出した冷
媒入口温度丁３との偏差を演算して冷媒の過熱１哀５ｌ
ｌ（ＳＨ−Ｔｒｉ　−Ｔ２　）を把握し、この過熱度Ｓ
Ｈが設定過熱度になるよう上記電子制御弁（７）の聞Ｉ
宴を増減制御する！幾重を有する。また、ＣＰＵ（２０
）には、冷媒入口温度センサ（翔２）や冷媒出口温度セ
ンサ（ＴＨ３）の劣化の検出時にこれを知らせるための
発光ダイオード等を内蔵する表示部（２１）か接続され
ている。

そして、上記ＣＰ　Ｕ　（２０）は、予め上記３１１２
ｉ１の温度センサ（Ｔｌ１）〜（ＴＨ３）の第４図の如
き温度−抵抗値特性を記・臆していて、各温度センサ（
Ｔ旧）〜（ＴＨ３）から受信する抵抗値信号に基いてこ
れに対応する温度値を把握する機能を有する。

次に、上記ＣＰ　ｔＪ　（２０）による冷媒入口温度セ
ン＋Ｊ（ＴＨ２）及び冷媒出口温度センサ（ＴＨ３）の
劣化の判別を第５図の制御フローに基いて説明する。電
源投入によりスタートして、ステップＳ】で３個の温度
センサ（Ｔ旧）〜（丁Ｈ３）の抵抗値信号を入力してこ
の各信号値を、対応する温度−抵抗特性に基いて温度値
に変換し、吸込空気温度Ｔａ、冷媒入口温度Ｔ２、冷媒
出口温度Ｔ３を把握する。

その後、ステップＳ２で室内の温調運転（空調運転）時
か否かを判別し、運転の停止時の場合には上記ステップ
Ｓ１に戻る一方、温調運転時には、ステップＳ３でこの
温調運転が冷房運転か否かを判別し、暖房運転時の場合
（ＮＯの場合）には、ステップＳ４で至外熱交換器（３
）のデフロスト運転時でない場合を確認した上で、ステ
ップＳ５で上記冷媒入口温度Ｔ２及び冷媒出口温度Ｔ３
を、吸込空気温度下ａに温度センυのバラツキや誤差を
考慮した補正値Δ丁を減算した値（Ｔａ−Δ丁）と大小
比較し、丁ａ−ΔＴ≦Ｔ２　、Ｔａ−ΔＴ≦Ｔ３のＹＥ
Ｓの場合には、冷媒入口温度センサ（ＴＨ２）及び冷媒
出口温度センサ（ＴＨ３）に劣化の無い正常時と判断し
て、ステップＳ１に戻る。これに対し、Ｔａ−ΔＴ＞Ｔ
３　、Ｔａ−ΔＴ＞Ｔ２の場合には、各温度センサ（Ｔ
Ｈ２）、（ＴＨ３）に劣化が生じた場合と判断して、ス
テップＳ６でこれを在室者に喚起すべく表示部（２１）
に劣化信号を出力して発光ダイオード等を点灯させると
共に、制御精度が低下するので運転を停止する。

また、上記ステップＳ３で冷房運転時のＹＥＳの場合に
は、ステップＳ７で上記冷媒入口温度］−２及び冷媒出
口温度Ｔ３を、吸込空気温度下ａと上記補正値Δ丁との
加算値（Ｔａ＋Δ丁）と大小比較し、ｌ’−ａ＋Δ丁≧
丁２１　Ｔａ＋ΔＴ≧Ｔ３のＹＥＳの場合には、冷媒入
口温度センサ（ＴＨ２）及び冷媒出口温度センサ（Ｔｌ
＋３）に劣化の無い正常時と判断して、ステップＳ１に
戻る一方、−１’−ａ＋ΔＴくＴ２　、Ｔａ＋ΔＴ＜Ｔ
３の場合には、各温度センサ（Ｔ１１２）、　（ＴＨ３
）に劣化が生じた場合と判断して、上記ステップＳ６に
進んで、表示部（２１）に劣化信号を出力して発光ダイ
オード等を点灯させると共に、制御精度が低下するので
運転を停止する。

よって、上記第３図の制御フローにより、暖房運転時及
び冷房運転時に、吸込空気温度センサ（Ｔ旧）の吸込空
気温度値Ｔａを適宜補正値６丁で補正した後、冷媒入口
温度センサ（ＴＨ２）の冷媒入口温度値Ｔ２及び冷媒出
口温度センサ（ＴＨ３）の冷媒出口温度値Ｔ３をこの補
正後の吸込空気温度と大小比較する温度比較手段（２５
）と、該温度比較手段（２５）の比較結果信号に基づい
て各温度値の大小関係が、上記各冷媒温度センサ（ＴＨ
２）、　（Ｔｌｌ３）に劣化のない正常運転時の大小関
係にないときには、冷媒入口温度センサ（ＴＨ２）及び
冷媒出口温度センサ（ＴＨ３）の劣化信号を出力する劣
化信号出力手段（２６）とを構成している。

したがって、上記実施例においては、暖房運転時、冷媒
入口温度センサ（耐２）や冷媒出口温度センサ（ＴＨ３
）は、各々、冷媒温度の上昇に伴い常に吸込空気温度セ
ンサ印１１）の吸込空気温度Ｔａ以上の温度値を検出し
て、正常な温度の大小関係となるので、劣化信号出力手
段（２６）では劣化信号は出力されず、発光ダイオード
等の点灯はなく、暖房運転も続行される。

しかし、上記２個の冷媒出口温度センサ（ＴＨ２）、　
（ＴＨ３）の一方に劣化が生じた場合、その劣化が実際
値よりも低温値を検出する側のとぎには、その各検出温
度度値Ｔ２　、Ｔ３は、初期、中１ｉ１１の劣化時にも
吸込空気温度値Ｔａ未満になって、上記正常な温度の大
小関係と逆転するので、劣化信号出力手段（２６）では
劣化信号が出力されて、発光ダイオード等が点灯すると
共に、その暖房運転が強制的に停止制御される。

また、室内の冷房運転時には、上記暖房運転時とは逆に
冷媒入口温度センサ（Ｔ１１２）や冷媒出口温度センサ
（Ｔｌｌ３）での各検出温度値Ｔ２．丁３は、劣化の無
い正常状態では、冷媒温度の低下に伴い各々吸込空気温
度センサ（翔１）の検出温度値１’−ａ以下であり、正
常の温度の大小関係にあるので、劣化信号出力手段（２
６）では劣化信号は出力されず、冷房運転は続行される
。これに対し、実際値よりも高温度を検出する側に劣化
が生じた場合には、初期、中期の劣化時にも上記吸込空
気温度値Ｔａを越えた冷媒温度値Ｔ２　、Ｔ３を検出し
、正常な温度の大小関係と逆転するので、劣化信号出力
手段（２６）から劣化信号が出力されて、冷房運転が停
止することになる。よって、冷媒入口温度センサ（ＴＨ
２）や冷媒用ロ温度センサ印１３）の劣化を初期。

中期の早期から検出できて、室内温度の制御精度を良好
に確保できる等の効果か生じる。しかも、各温度センサ
（ＴＨ２）、　（ＴＨ３）の劣化の検出は、その使用時
である暖房及び冷房の各空調運転時に行われるので、運
転の停止時に検出する場合に比べて、劣化検出と同時に
空調運転を停止でき、室内温度の制御精度がより一層向
上する。

尚、上記実施例では、各温度の大小関係の比較に際して
、吸込空気温度値ｌａをバラツキや誤差を考慮した補正
値Δ丁で補正したが、サーミスタの特性が均一に場合に
は不要である。また、冷媒入口温度セン１月Ｔｌ＋２）
と冷媒出口温度センサ（ＴＨ３）との双方の劣化を検出
したが、本発明は少なくともその何れか一方を備えたも
のに対しても適用できる。ざらに、空気温度セン１ノー
として吸込空気温度センサ印１１）を用いたが、吹出空
気温度を検出するセンサを用いてもよい。

また、上記実施例では、劣化の検出を冷房運転時と暖房
運転時との双方で行ったが、その一方であってもよいの
は勿論のこと、冷暖房装置に限らず、伯の冷凍装置にも
同様に適用できるのはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、空調運転時にお
ける利用側熱交換器の冷媒人口部１哀又は冷媒出口温度
の、吸込空気温度に対する大小関係を利用して、上記利
用側熱交換器に配置した冷媒温度センサの劣化を、その
初期、中期の早期から確実に検出するようにしたので、
室内温度等のａｉｌＪ皿対象温度の制御精度を常に高く
確保できる。しかも、運転の停止時に劣化の検出を行う
場合に比べて、制御精度のより一層の向上を図ることか
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図ないし第５図は本発明の実施例を示し、第２図は
冷暖房装置に適用した冷媒配管系統図、第３図は各温度
センザ周りの電気回路図、第４図はサーミスタの温度−
抵抗特性を示す図、第５図はＣＰＵの作動を示すフロー
チャート図である。 （Ａ）・・・Ｗ外ユニット、（Ｂ）・・・ｕ内ユニット
、（９）・・・室内熱交換器、（ＴＩ＋１）・・・吸込
空気温度センサ、丁Ｈ２）・・・冷媒入口温度センサ、
（Ｔ１１３）・・・冷媒出口温度センサ、（１５）・・
・制御′Ａ置、（２０）・・・ＣＰＵ、（２５）・・・
温度比較手段、（２６）・・・劣化信号出力手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）利用側熱交換器（９）周りに空気温度を検出する
   空気温度センサ（ＴＨ１）と、上記利用側熱交換器（９
   ）の冷媒入口温度又は冷媒出口温度を検出する冷媒温度
   センサ（ＴＨ２，ＴＨ３）とを備え、上記各温度センサ
   （ＴＨ１），（ＴＨ２，ＴＨ３）はサーミスタよりなる
   冷凍装置において、運転時に上記冷媒温度センサ（ＴＨ
   ２，ＴＨ３）の冷媒入口温度値又は冷媒出口温度値を、
   上記空気温度センサ（ＴＨ１）の空気温度値と比較する
   温度比較手段（２５）と、該温度比較手段（２５）の比
   較結果信号に基づき温度値の大小関係が上記冷媒温度セ
   ンサ（ＴＨ２，ＴＨ３）に劣化のない正常運転時の大小
   関係にないとき、上記冷媒温度センサ（ＴＨ２，ＴＨ３
   ）の劣化信号を出力する劣化信号出力手段（２６）とを
   備えたことを特徴とする冷凍装置における温度センサの
   劣化検出装置。