JPS6354557A

JPS6354557A - 空気調和機

Info

Publication number: JPS6354557A
Application number: JP61194915A
Authority: JP
Inventors: 石岡　秀哲; 松田　謙治; 博之梅村; 哲治岡田; 克之青木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1988-03-08

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〕この発明は、ヒートポンプ式の空気調和機に係り、特に
空気調和システムの運転状態に応じて電動式膨張弁を開
閉制御すること運転制御する空気調和機に関する。

〔従来の技術〕

第９図は、例えば実開昭５９−２３０６５号公報に示さ
れたヒートポンプ式空気調和機の冷凍サイクルを示す基
本構成図である。

同図において、■は圧縮機、２ば圧縮機１の吐出側に接
続された四方弁、３は電動式膨張弁５４は室内側熱交換
器、５は室外側熱交換器□　６は上記圧縮機１．四方弁
２．電動式膨張弁３及び室内外熱交換器４，５のファン
４ａ、５ａを制御する制御部であり、この制御部６には
、圧１１［１の吐出側及び吸入側冷媒温度を検出する温
度検出器６ａ、６ｂ及び上記室内、外熱交換器４．５の
温度を検出する温度検出器６ｃ、６ｄからの検出信号が
入力されるようになっている。

第１０図は上記制御部６の具体的回路構成図を示す。こ
の制御部６はマイクロコンピュータから構成されるもの
で、中央処理装置（以下ｃｐｕと略称する）７と、空気
調和機の運転制御プログラム及びＣＰＵ７での演算処理
結果等のデータを記憶するメモリ８と、入力回路９及び
出力回路１０を備えている。また、上記入力回路９には
冷凍ザイクルの運転状態を検知する検出部１１が接続さ
れており、この検出部１１は第９図の温度検出器６ａ〜
６ｄに相当するものである。１２は上記出力回路１０に
接続された駆動回路で、圧縮機モータ１ａ電動式膨張弁
３及び室内、外熱交換器４゜５のファンモータ４ｂ、５
ｂを駆動制御するものである。

このような制御部６は、検出部１１により検出された温
度情報から、圧縮機モータｌａ、電動式膨張弁３及びフ
ァンモータ４ｂ、５ｂの運転条件をメモリ８に格納され
た制御プログラムにしたがって算出し、これに基き室内
温度が予め定められた設定温度に到達するように圧縮機
１を発停制御し、かつ圧縮機１への冷媒液の戻りを防ぎ
、最大能力を維持できるように電動式膨張弁３を開閉制
御することになる。

第１１図は上記電動式膨張弁３を開閉制御するための機
能ブロック図を示すもので、温度検出器５ａ、６ｂで検
出された圧縮機１の吐出冷媒温度及び吸入冷媒温度に基
いて電動式膨張弁３の開度が開きぎみか、閉じぎみかを
判定する開度判定手段１３と、この判定手段１３の判定
結果から現在の電動式膨張弁３の開度の補正値を決定す
る補正開度決定手段１４と、この決定手段１４の結果に
基いて電動式膨張弁３の開度を制御する開度制御手段１
５を有している。

次に、上記のように構成された従来のヒートポンプ式空
気調和機の暖房運転時の動作を第１２図に示すフローチ
ャートに従って説明する。

図示しない運転スイッチが投入されると、制御部６が動
作を開始し、第１２図に示すプログラムがスタートする
。これに伴い、まず、ステップ２０において、温度検出
器６ａ、６ｂにより検出された圧縮機１の吐出冷媒温度
及び圧縮機の吸入冷媒温度が取込まれる。そして、次の
ステップ２１では、圧縮機吐出冷媒温度′ＦＯＵ？と設
定温度範囲の最小値Ｔ０とが比較され、ステップ２２．
２４のように制御部６から駆動回路１２を介して、電動
式膨張弁３に開閉指令を出力する。すなわち、ステップ
２３において圧縮機吐出冷媒温度Ｔ　０ｔｌ　ｔが設定
温度範囲の最小値Ｔ０より高ければステップ２４に進み
電動式膨張弁３の開度を開き、また圧縮機吐出冷媒温度
Ｔ。Ｕ、が設定温度範囲の最小値Ｔ。より低ければステ
ップ２２に進み電動式膨張弁３の開度を閉じる。

次にステップ２３では、圧縮機吐出冷媒温度ＴＯＬＩＴ
と設定温度範囲の最大値Ｔ１が比較され、この比較結果
に基いてステップ２２．２４に示す如き電動式膨張弁３
の開閉指令が出力される。すなわちステップ２３におい
て圧縮機吐出冷媒温度ＴＯＵＴが設定温度範囲の最大値
Ｔ、より高ければ、ステップ２４に移行して電動式膨張
弁３の開度を開き、圧縮機吐出冷媒温度Ｔ　ｏｕｔが設
定温度範囲の最大値Ｔ、より低ければステップ２２に戻
って電動式膨張弁３の開度を閉しる。

次に、ステップ２５では、圧縮機吸入冷媒温度ＴＩＮと
設定温度Ｔ２とが比較され、この比較結果に応じてステ
ップ２４．２６に示す如き電動式膨張弁３の開閉指令を
出力する。すなわちステップ２５において、圧縮機吸入
冷媒温度Ｔ１Ｎが設定温度Ｔ２より高ければ、ステップ
２４に進み電動式膨張弁３の開度を開き、また、圧縮機
吸入冷媒温度Ｔｉｌ＋が設定温度Ｔ２より低ければ、ス
テップ２６に進み電動式膨張弁３の開度を閉じる。

したがって、空気調和装置は、電動式膨張弁３の開度調
整により、運転状態に応じて最適な状態を保つことが可
能なようになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の空気調和機は以上のように、圧縮機の吐出冷媒温
度及び吸込冷媒温度のみに基いて、電動式膨張弁を開閉
制御しているため、電動式膨張弁が故障等により動作し
なかった場合、例えば、電動式膨張弁が開度全閉のまま
動作しないような状態になると、制御部では電動式膨張
弁の開度の開信号を指令しているにもかかわらず、空気
調和機の運転が継続されるという状態になる。このため
、冷凍サイクルに構成機器の能力が出ないばかりか圧縮
機に冷媒が循環せず、圧縮機モータの巻線の温度上昇に
より巻線が焼損される等の重大故障の発生の原因となる
問題があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、電動式膨張弁が故障しても、これによる圧縮
機の破損等の重大事故の発生を未然に防止できるように
した空気調和機を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この発明に係る空気調和機は、温度情報に従って圧縮機
の発停制御及び電動式膨張弁の開閉制御を行う制御部に
、圧縮機起動からの時間を計数し設定する時間設定手段
と、圧縮機起動時及び時間設定手段による設定時間経過
後の熱交換器温度もしくは室内温度に基づいて電動式膨
張弁の異常判定を行う手段と、該異常判定手段が膨張弁
の異常を検出したとき圧ｖａ機の運転を停止する手段を
付加したものである。

〔作　用〕

この発明においては、電動式膨張弁の異常判定手段が、
圧縮機起動時の熱交換器温度と一定時間経過後の熱交換
器温度との差もしくは一定時間経過後の室内温度との差
が設定値以下であることを判定すると、電動式膨張弁の
全閉固定による異常が発生したと判断し、これにより圧
縮機停止制御手段が動作して圧縮機即ち空気調和機を停
止させることになる。従って電動式膨張弁が全閉のまま
固定された状態になっても圧縮機の過熱及び焼損を防止
することが可能になる。

〔実施例〕

以下、この発明の空気調和機の実施例を図面について説
明する。

第１図はこの発明に係る空気調和機の第１の実施例を示
す制御システムのブロック図である。

同図において、マイクロコンピュータから構成される制
御部３０は、ＣＰＵ３１と、空気調和機の運転制御プロ
グラム及びＣＰＩＪ３０での演算処理結果等のデータを
記憶するメモリ３２と、ＣＰＵ３０に接続された入力回
路３３及び出力回路３４を備えている。上記入力回路３
３には、従来と同様に温度検出器６ａ〜６ｃに相当する
温度検出部１１からの温度情報が入力されるようになっ
ていると共に、上記出力回路３４には、圧縮機モータｌ
ａ、電動式膨張弁３及び室内、外熱交換器用ファンモー
タ４ｂ、５ｂを駆動する駆動回路１２が接続されている
。

このように構成された制御部３０は、温度検出部１１で
検出された温度情報、から、圧縮機モータｌａ、電動式
膨張弁３及びファンモータ４ｂ。

５ｂの運転条件をメモリ３２に格納された制御プログラ
ムにしたがって算出し、これに基き室内温度が設定温度
に達するように圧縮機を発停制御し、かつ圧縮機への冷
媒液の戻りを防ぎ、最大能力を維持できるように電動式
膨張弁３を開閉制御することになる。

第２図は上記制御部３０における電動式膨張弁３の開閉
制御部及びその異常判定部の機能ブロック図を示す。

第２図において、電動式膨張弁３の開閉制御部は、第１
０図の場合と同様に温度検出器６ａ５６ｂで検出された
圧縮機１の吐出冷媒温度及び吸入冷媒温度に基いて電動
式膨張弁３の開度が開きぎみか、閉じぎみかを判定する
開度判定手段１３と、この判定手段１３の判定結果から
現在の電動式膨張弁３の開度の補正値を決定する補正開
度決定手段１４と、この決定手段１４の結果に基いて電
動式膨張弁３の開度を制御する開度制御手段１５を有し
ている。

また、電動式膨張弁３の異常判定部は、温度検出器６Ｃ
により検出された室内熱交換器４　（第９図参照）の圧
縮機起動時及びある一定時間経過後の各温度情報を入力
制御する時間設定手段３５と、この時間設定手段３５に
より取りこまれる上記各温度情報に基づいて電動式膨張
弁の異常を判定する異常判定手段３６と、この判定手段
３６が異常を判断したとき圧縮機の運転を停止させる運
転停止手段３７を有している。

次に、上記のように構成された本実施例と動作を第３図
に示すフローチャー１・に従って説明する。

まず、動作の説明に先立ち、第４図について説明する。

第４図（Ａ）〜（Ｂ）は、暖房時及び冷房時の通常時制
御と電動式膨張弁３の全閉時にｉける室内熱交換器４．
室外熱交換器５　（いずれも第９図参照）の温度変化を
示したものである。

通常、圧縮機停止時の熱交換器４，５の温度は室内、室
外の温度と同一となり、圧縮機が起動されると、暖房時
では、室内熱交換器４の温度は第４図（Ａ）の実線のよ
うに上昇し、そして室外熱交換器５の温度は第４図（Ｂ
）の実線のように低下する。また、電動式膨張弁３が全
閉になると、熱交換器には冷媒が流れなくなるため、圧
縮機起動時点より、ある一定時間経過後には、室内、外
の熱交換器４．５の温度は第４図（Ａ、）、　　（Ｂ）
の破線に示す如く圧縮機停止時とほぼ同じになる。

また、冷房時の通常制御時においては、室内熱交換器４
及び室外熱交換器５の温度は第４図（Ｃ）。

（Ｄ）の実線のように変化し、また電動式膨張弁３の全
閉時の熱交換器４．５の温度は、同図（Ｃ）。

（Ｄ）の破線に示す温度特性となる。

従って、圧縮機起動時の熱交換器温度と、これにより一
定時間経過後の熱交換温度との差を検出することにより
電動式膨張弁３が全閉のまま固定しているか否かを判定
することができる。

制御部３０の動作開始に伴い第３図の制御プログラムが
スタートすると、まず、ステップ４０において圧縮機が
起動したかを判定する。これにより圧縮機が起動したこ
とが判定されると、ステップ４１に進み、タイマをスタ
ートさせる。そして、次のステップ４２において、圧縮
機起動時の室内熱交換器４の温度Ｔ　ｈ　ａ　ｘを取り
込む。次のステップ４３では、タイマの計数内容ＴＩが
所定値以上に達したか否かを判定する。即ち圧縮機が起
動されてから一定時間、例えば５分経過したかを判定し
、５分経過したことが判断されると、ステップ４４に移
行して５分経過後の室内熱交換器４の温度Ｔ’ｈｌｌＸ
を取り込む。

ステップ４５では、空気調和機の運転モードを判定し、
暖房運転であると判定された場合は、ステップ４６に進
み、冷房運転と判定されたときはステップ４７に進む。

ステップ４６では、Ｔ’ｋａｘＴ　ｈ　ｅ　ｘＯ差が一
定値以下、例えば４　ｄｅｇ以下であると判断された時
は、電動式膨張弁３に異常、即ち膨張弁３が全閉のまま
固定状態にあると判断してステップ４８に進み、異常停
止指令を駆動回路１２に出力して圧縮機運転停止手段３
７を駆動させ、圧縮機モータ１ａを非常停止させる。ま
た、ステップ４６でＴ’ｈａｘ　　Ｔｈａｗ　＞　４．
ｄｅｇであると判断された時は、電動式膨張弁３が正常
であるとしてステップ４９に進み、通常の運転制御を実
行する。

一方、ステップ４７において、Ｔ　’　ｈ　＊　ｘ　　
Ｔ　ｈ。８の差が一定値例えば−４ｄｅｇ以下でないと
判定された時は、電動式膨張弁３に異常、即ち膨張弁３
が全閉のまま固定状態にあると判断してステップ４８に
進み、圧縮機を非常停止させる。また、ステップ４７で
の判定結果がＴ′ｈｅＸ’ｒｈ＠Ｘ　〈４ｄｅｇである
場合は、ステップ４９に移行して通常の運転を行う。

このように本実施例では、電動式膨張弁３が故障して開
度全閉のまま動作しないような異常状態の場合、これを
圧縮機起動時の室内熱交換器４の温度１ｈａｍと、一定
時間経過後の室内熱交換器４の温度Ｔ’ｈ＊ｘの差から
検出して圧縮機の運転を停止するようにしたので、圧縮
機モータの過熱及び焼損を未然に防止できる。

なお、第２図において電動式膨張弁３の通常の開閉制御
動作は、第１１図の場合と同様であるので、その説明は
省略する。

第５図及び第６図はこの発明の空気調和機の第２の実施
例を示すもので、第５図は電動式膨張弁の開閉制御部及
び異常判定部の機能ブロック図、第６図はその動作手順
を示すフローチャートである。

第５図において、第２図と同一符号は同一部分を表わし
ており、第２図と異なる点は、第２図に示す異常判定用
の全閉固定情報を得るための温度検出器６Ｃに代えて室
外熱交換器５の温度検出６ｄからの温度情報を電動式膨
張弁異常判定手段３８の入力情報としたものである。

次に、電動式膨張弁３が全閉のまま固定された異常状態
の判定制御を第６図に示す制御プログラムの手順に従っ
て説明する。

制御部３０の動作開始に伴い第６図の制御プログラムが
スタートすると、まず、ステップ５０において圧縮機が
起動したかを判定する。これにより圧縮機が起動したこ
とが判定されると、ステップ５１に進み、タイマをスタ
ートさせる。次のステップ５２では、圧縮機起動時の室
内熱交換器５の温度Ｔ　ｈ　ｍ　ｗを取り込む。そして
次のステップ５３では、タイマの計数内容ＴＩが所定値
以上に達したか否かを判定する。即ち、圧縮機が起動さ
れてから一定時間、例えば５分経過したかを判定し、５
分経過したことが判断されると、ステップ５４に移行し
て５分経過後の室内熱交換器５の温度Ｔ゛ｈＱｘを取り
込む。

ステップ５５では、空気調和機の運転モードを判定し、
暖房運転であると判定された場合は、ステップ５６に進
み、冷房運転と判定されたときはステップ５７に進む。

ステップ５６では、Ｔ’ｈｅｘＴ　ｈ　ｅ　Ｘの差が一
定値以下、例えば４　ｄｅｇ以下であると判断された時
は、電動式膨張弁３に異常、即ち膨張弁３が全閉のまま
固定状態にあると判断してステップ５８に進み、異常停
止指令を駆動回路１２に出力して圧縮機運転停止手段３
７を駆動させ、圧縮機モータ１ａを非常停止させる。ま
た、ステップ５６でＴ’ｈａｘ　　Ｔｈａｗ　＞　４ｄ
ｅｇであると判断された時は、電動式膨張弁３が正常で
あるとしてステップ５９に進み、通常の運転制御を実行
する。

一方、ステップ５７において、Ｔ″ｈａ、ｌ”ｒ’ｂｏ
ｘの差が一定値以下、例えば−４ｄｅｇ以下でないと判
定された時は、電動式膨張弁３に異常、即ち膨張弁３が
全閉のまま固定状態にあると判断してステップ５８に進
み、圧縮機を非常停止させる。また、ステップ５７での
判定結果がＴ　’　＋ｉ＋ｘ　　Ｔ　ｈｔｉＸ＜−４ｄ
ｅｇである場合は、ステップ５９に移行して通常の制御
運転を実行させる。

上記のような第２の実施例においても上記第１の実施例
と同様な効果が得られる。

第７図及び第８図はこの発明の空気調和機の第３の実施
例を示すもので、第７図は電動式膨張弁の開閉制御部及
び異常判定部の機能ブロック図、第８図はその動作を手
順を示すフローチャートである。

第７図において、第２図と同一符号は同一部分を表して
おり、第２図と異なる点は、室内熱交換器温度検出６Ｃ
及び時間設定手段３５の他に室内温度検出器３８を設け
、時間設定手段３５による一定時間後の室内熱交換器温
度と室内温度に基づいて電動式膨張弁３の異常判定を行
うようにしたものである。

次に、電動式膨張弁３が全閉のまま固定された異常状態
の判定手段を第８図に示す制御プログラムに従って説明
する。

制御部３０の動作開始に伴い第８図の制御プログラムが
スタートすると、まず、ステップ６０において圧縮機が
起動したかを判定する。これにより圧縮機が起動したこ
とが判定されると、ステツブ６１に進み、タイマをスタ
ートさせる。次のステップ６２では、タイマの計数内容
ＴＩが所定値以上に達したか否かを判定する。即ち、圧
縮機が起動されてから一定時間、例えば５分経過したか
を判定し、５分経過したことが判断されると、ステップ
６３に移行して室内熱交換器４の温度情報と室内温度情
報を取り込み、ΔＴ−室内熱交換器温度−室内温度の演
算を実行し、両者の温度差ΔＴが一定値以下、例えば４
　ｄｅｇ以下であると判断された時は、電動式膨張弁３
が全閉のまま固定されているものであると判定して、ス
テップ６５に進み、圧縮機を非常停止させる。

また、ステップ６３において、１ΔＴｉ＜４ｄｅｇでな
いと判定された場合は、電動式膨張弁３が正常であると
判断してステップ６６に進み、通常の運転制御を行う。

この第３の実施例においても上記第１の実施例と同様な
効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、電動式膨張弁が全閉
のまま固定した時、これを異常さして検出して空気調和
機の運転を停止させるようにしたので、電動式膨張弁が
全閉状態に固定されたまま圧縮機が駆動されることがな
くなり、圧縮機モータの過熱、焼損を防止できると共に
、空気調和機として全体のシステムの信乾性を向上でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る空気調和機の制御システムの第
１の実施例を示すブロック図、第２図は第１図における
電動式膨張弁の制御用の機能ブロック図、第３図はその
動作手順を示すフローチャート、第４図（Ａ）、　　（
Ｂ）は動作を説明するための熱交換器の温度変化同第５
図はこの発明における電動式膨張弁の制御部の第２の実
施例を示す機能ブロック図、第６図はその動作手順を示
すフローチャート、第７図はこの発明における電動式膨
張弁の制御部の第３の実施例を示す機能ブロック図、第
８図はその動作手順を示すフローチャート、第９図は空
気調和機の基本的冷凍サイクルの構成図、第１０図は従
来における制御部の電気ブロック図、第１１図は従来に
おける電動式膨張弁の制御用の機能ブロック図、第１２
図はその動作手順を示すフローチャートである。１・・・圧縮機、１ａ・・・圧縮機モータ、２・・・四
方弁３・・・電動式膨張弁、４．５・・・熱交換器、１
１・・・温度検出部、１３・・・電動式膨張弁開度判定
手段、１４・・・電動式膨張弁補正開度決定手段、１５
・・・電動式膨張弁開度制御手段、３０・・・制御部、
３５・・・時間設定手段、３６・・・電動式膨張弁異常
判定手段、３７・・・圧縮機運転停止手段、３８・・・
室内温度検出器。なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。代理人　　大　岩　増　雄　　　（はが２名）第３図第４図〈□〉〈冷房時〉圧縮Ｉ！ＩＯＮ　　　　　　　　　検出第６図第７図第８図第９図第１Ｑ図６・。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　圧縮機，四方弁，室内外熱交換器及び電動式膨
張弁を閉ループに接続して冷凍サイクルを構成する空気
調和機において、上記冷凍サイクルの運転状態を検出す
る手段からの温度情報に基いて上記圧縮機を発停制御す
ると共に上記電動式膨張弁を開閉制御する制御部を有し
、上記制御部は、上記圧縮機起動からの時間を計数し、
設定する時間設定手段と、上記圧縮機起動及び上記時間
設定手段による設定時間経過後の上記熱交換器温度もし
くは設定時間経過後の室内温度に基づいて上記電動式膨
張弁の異常を判定する手段及び該異常判定手段が膨張弁
の異常を判定したとき圧縮機の運転を停止させる手段を
備えていることを特徴とする空気調和機。