JPWO2017183070A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

冷媒回路を制御する制御装置と、冷媒回路に関する温度を示す温度情報を検出する温度検出装置と、を有する空気調和装置。制御装置は、停電状態から復電したときの温度情報と、停電検出部が停電を検出したときの温度情報との差分を求めるものである。制御装置は、求めた差分が停電基準閾値より大きければ、圧縮機を一定時間だけ加熱する圧縮機保護制御を行った後、圧縮機を回転駆動させる。一方、制御装置は、求めた差分が停電基準閾値以下であれば、圧縮機保護制御を行わずに圧縮機を回転駆動させる。

Description

本発明は、冷媒を循環させて空気調和を行う空気調和装置に関する。

空気調和装置は、運転を停止している間に、圧縮機内に冷媒が溜まり込むことがある。圧縮機内に冷媒が溜まり込んだ状態のまま、空気調和装置を起動すると、圧縮機を損傷させるおそれがある。このため、従来の空気調和装置は、起動時に、圧縮機の損傷を防ぐための圧縮機保護制御を行う（例えば、特許文献１参照）。

ここで、圧縮機保護制御とは、ヒータなどの加熱手段により、停止中の圧縮機を加熱し、圧縮機内に溜まり込んだ冷媒を蒸発させる制御のことである。特許文献１の空気調和装置は、圧縮機に巻きつけた電気ヒータへ通電することにより、圧縮機保護制御を行っている。

また、従来の空気調和装置には、長時間電源が遮断され、ヒータなどの加熱手段を用いた加熱処理が行えない場合に備え、運転開始後しばらくの間は、圧縮機の運転周波数を制限し、圧縮機に備わる電動機のコイルで発生する熱を利用して圧縮機保護制御を行うものもある。

特開２０１０−１１２６１９号公報

しかしながら、空気調和装置の運転停止後、圧縮機内に冷媒が溜まり込むまでには、一般に数時間かかるため、短時間の停電後の給電再開時のような場合には、圧縮機保護制御を行う必要がない。それにもかかわらず、従来の空気調和装置は、短い時間の停電と、長時間の電源遮断とを区別することなく、起動時において一律に圧縮機保護制御を実施する。圧縮機は、圧縮機保護制御を行っている状態では、１００％の能力を発揮することができない。そのため、従来の空気調和装置は、停電時間が短い場合にも、空調対象空間の空気の状態を、停電前の状態に回復させるまでに、長い時間がかかるという課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、短時間の停電後の復電時において、空調対象空間の空気の状態を迅速に停電前の空調状態に回復させる空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、および負荷側熱交換器が冷媒配管で連結されて冷媒回路が形成された空気調和装置であって、冷媒回路を制御する制御装置と、冷媒回路に関する温度を示す温度情報を検出する温度検出装置と、を有し、制御装置は、停電を検出する停電検出部と、停電状態から復電したときの温度情報と、停電検出部が停電を検出したときの温度情報との差分を求める温度差演算部と、差分が停電基準閾値より大きければ、圧縮機を一定時間だけ加熱する圧縮機保護制御を行った後、圧縮機を回転駆動させ、差分が停電基準閾値以下であれば、圧縮機保護制御を行わずに圧縮機を回転駆動させる動作制御部と、を有するものである。

本発明は、停電発生時の温度情報と復電時の温度情報との差分が停電基準閾値以下である場合、圧縮機保護制御を行わずに、圧縮機を回転駆動させて通常運転制御へと移行する。よって、圧縮機に停電前の能力をすみやかに発揮させることができるため、短時間の停電後の復電時において、空調対象空間の空気の状態を迅速に停電前の空調状態に回復させることができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す模式図である。 図１の室外機制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１の空気調和装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成を示す模式図である。 図４の室外機制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図４の空気調和装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成を示す模式図である。 図７の室外機制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図７の空気調和装置の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の構成を示す模式図である。図１を参照して、空気調和装置１００の全体的な構成を説明する。図１に示すように、空気調和装置１００は、室外機１と室内機２とを有している。室外機１及び室内機２は、交流電源である商用電源５００から供給される電力で動作する。

室外機１は、圧縮機３と、熱源側熱交換器４と、熱源側送風機７と、室外機制御装置９と、を有している。室内機２は、膨張弁５と、負荷側熱交換器６と、負荷側送風機８と、室内機制御装置１０と、を有している。圧縮機３、熱源側熱交換器４、膨張弁５、および負荷側熱交換器６は、冷媒配管１３で連結され、冷媒を循環させる冷媒回路を形成している。

圧縮機３は、可変容量の圧縮機であり、冷媒を圧縮するものである。圧縮機３は、インバータにより制御される圧縮機モータ（図示せず）を有している。熱源側熱交換器４は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、熱媒体としての外気と冷媒との熱交換を行うものである。膨張弁５は、例えば電子膨張弁からなり、冷媒を減圧するものである。負荷側熱交換器６は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、空調対象空間の空気と冷媒との熱交換を行うものである。

熱源側送風機７は、例えば、プロペラファン等の軸流送風機からなり、熱源側熱交換器４に併設されている。熱源側送風機７は、熱源側熱交換器４に送風するものである。負荷側送風機８は、例えば、クロスフローファン等の遠心送風機からなり、負荷側熱交換器６に併設されている。負荷側送風機８は、負荷側熱交換器６に送風するものである。

室外機１は、圧縮機３の吐出側に設けられ、圧縮機３から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度検出装置３ａを有している。吐出温度検出装置３ａは、例えばサーミスタからなる温度センサであり、圧縮機３の吐出し口等に設けられる。なお、吐出温度は、本発明における「温度情報」に含まれる。

室内機２は、吸込温度検出装置１１と、入力装置１２と、を有している。吸込温度検出装置１１は、例えばサーミスタからなる温度センサであり、空調対象空間内の空気の温度である内気温度を検出するものである。入力装置１２は、ユーザによる入力操作を受け付けるものである。つまり、入力装置１２は、例えば、電源のＯＮ／ＯＦＦ操作、目標温度の設定操作、風向の設定操作、及び風速の設定操作などを受け付けるものである。

室外機制御装置９は、室外機１に設けられた圧縮機３及び熱源側送風機７などの各種アクチュエータの動作を制御するものである。室内機制御装置１０は、室内機２に設けられた膨張弁５及び負荷側送風機８などの各種アクチュエータの動作を制御するものである。室外機制御装置９と室内機制御装置１０とは、相互通信を行うことにより、空気調和装置１００の連携制御を実行する。すなわち、室外機制御装置９は、室内機制御装置１０を介して、室内機２に設けられた各種アクチュエータの動作を制御することができる。

図２は、図１の室外機制御装置９の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、室外機制御装置９は、停電検出部９１と、温度記憶処理部９２と、記憶部９３と、温度差演算部９４と、動作制御部９５と、を有している。

停電検出部９１は、商用電源５００からの給電状態を常時監視し、商用電源５００からの給電停止、すなわち停電を検出するものである。また、停電検出部９１は、商用電源５００からの給電が再開したこと、すなわち復電を検出し、復電を検出したことを示す信号を温度記憶処理部９２へと出力するものである。

温度記憶処理部９２は、停電検出部９１が停電を検出したときに、吐出温度検出装置３ａから吐出温度を取得し、取得した吐出温度を吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆとして記憶部９３に記録するものである。また、温度記憶処理部９２は、停電検出部９１から復電を検出したことを示す信号を受けたときに、吐出温度検出装置３ａから吐出温度を取得し、取得した吐出温度を吐出温度Ｔｄ_ｏｎとして記憶部９３に記録するものである。

記憶部９３は、上記の通り、温度情報としての吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆ及び吐出温度Ｔｄ_ｏｎを記憶するものである。記憶部９３は、停電中においても、記憶したデータを保持することができる。なお、記憶部９３は、フラッシュメモリ等のＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等により構成することができる。

温度差演算部９４は、停電状態から復電したときに吐出温度検出装置３ａが検出した吐出温度Ｔｄ_ｏｎと、停電検出部９１が停電を検出したときに吐出温度検出装置３ａが検出した吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆとの差分を求めるものである。より具体的に、温度差演算部９４は、停電が発生した後、商用電源５００からの給電が再開されたときに、記憶部９３から吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆ及び吐出温度Ｔｄ_ｏｎを読み出し、吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆから吐出温度Ｔｄ_ｏｎを減算することにより温度差ΔＴｄを求めるものである。そして、温度差演算部９４は、求めた温度差ΔＴｄを動作制御部９５へ出力する機能を有している。

動作制御部９５は、停電時間判定部９５ａと、保護制御部９５ｂと、空調制御部９５ｃと、を有している。停電時間判定部９５ａは、温度差演算部９４が求めた温度差ΔＴｄと停電基準閾値とを比較し、温度差ΔＴｄが停電基準閾値より大きいか否かを判定するものである。

ところで、空気調和装置１００において、圧縮機３の吐出温度は、運転状態を把握するための重要な運転データである。このため、吐出温度検出装置３ａは、断熱材（図示せず）で覆われている。空気調和装置１００が運転している場合、圧縮機３の吐出温度は、外気の温度よりも十度から数十度程度は高くなる。そして、空気調和装置１００が運転を停止すると、吐出温度検出装置３ａにおいて検出される吐出温度は、徐々に外気の温度に近づいていく。

ここで、圧縮機３の吐出温度の温度変化が最も少なくなる状況としては、例えば、空気調和装置１００が運転しているときの、圧縮機３の吐出温度と外気の温度との温度差が、十度程度しかない状況が考えられる。こうした状況下では、停電から復電までの間に、圧縮機３の吐出温度が十度程度しか変化しない。

上記のような事情に鑑みて、本実施の形態１では、停電基準閾値が１０ｄｅｇに設定されている。なお、圧縮機３の吐出温度が１０ｄｅｇ下がるまでにかかる時間は、数分から数十分であるが、圧縮機３内に冷媒が溜まり込んでしまうまでにかかる時間は、一般に数時間である。このため、圧縮機３の吐出温度が１０ｄｅｇ下がるまでの間に、圧縮機３内に冷媒が溜まり込むことはない。したがって、温度差ΔＴｄが１０ｄｅｇ以下の場合は、圧縮機保護制御を行わなくても、圧縮機３を損傷させることはない。

もっとも、停電基準閾値は、空気調和装置１００の冷媒量、圧縮機３の方式、及び吐出温度検出装置３ａ又は吸込温度検出装置１１の取付状況などに応じて、適宜設定変更するようにしてもよい。例えば、停電基準閾値は、１０ｄｅｇよりも小さい値に設定されてもよい。すなわち、温度差ΔＴｄが、空気調和装置１００の冷媒量などに応じて設定された停電基準閾値以下であれば、圧縮機保護制御を行わなくても、圧縮機３の損傷を防ぐことができる。

したがって、停電時間判定部９５ａは、温度差ΔＴｄが停電基準閾値より大きければ、停電時間が長かったと判断できるため、制御指令信号を保護制御部９５ｂへ出力し、保護制御部９５ｂに対して圧縮機保護制御の実施を促す。また、停電時間判定部９５ａは、温度差ΔＴｄが停電基準閾値以下であれば、停電時間が短かったと判断できるため、制御指令信号を空調制御部９５ｃへ出力し、保護制御部９５ｂによる圧縮機保護制御を省略させる。ここで、停電時間とは、停電が発生してから給電が再開するまでの時間のことである。

保護制御部９５ｂは、停電時間判定部９５ａからの制御指令信号に応じて、圧縮機３を一定時間だけ加熱する圧縮機保護制御を行うものである。本実施の形態１の圧縮機３には、電気ヒータ（図示せず）が設けられており、保護制御部９５ｂは、停電時間判定部９５ａからの制御指令信号に応じて、電気ヒータに対し一定時間の通電を行うものである。また、保護制御部９５ｂは、圧縮機保護制御が終了したとき、すなわち一定時間が経過したときに、制御指令信号を空調制御部９５ｃへ出力する。

空調制御部９５ｃは、停電時間判定部９５ａ又は保護制御部９５ｂから出力される制御指令信号に応じて、圧縮機３を回転駆動させ、空気調和に関する通常の運転制御を行うものである。以降では、空気調和に関する通常の運転制御を「通常運転制御」ともいう。

より具体的に、空調制御部９５ｃは、室内機制御装置１０と連携して、室外機１及び室内機２に設けられた各種アクチュエータの動作を制御することにより、通常運転制御を行うものである。例えば、空調制御部９５ｃは、入力装置１２等を介して設定された内容に応じて、各種アクチュエータの動作を制御する。また、空調制御部９５ｃは、入力装置１２を介して設定された目標温度と、吸込温度検出装置１１において検出された内気温度との温度差が小さくなるように、各種アクチュエータの動作を制御する。

すなわち、動作制御部９５は、温度差ΔＴｄが停電基準閾値より大きければ、圧縮機保護制御を行った後、圧縮機３を回転駆動させて通常運転制御を実行するものである。また、動作制御部９５は、温度差ΔＴｄが停電基準閾値以下であれば、圧縮機保護制御を行わずに、圧縮機３を回転駆動させて通常運転制御を実行するものである。

上記の通り、室外機制御装置９は、給電が再開した際、吐出温度検出装置３ａによって検出される吐出温度を用いて、停電時間が短いか否かの判断を間接的に行い、通常運転制御へ移行する前に圧縮機保護制御を実施するか否かを決定する保護要否決定処理を実行するものである。

なお、本実施の形態１では、停電検出部９１が復電を検出する機能を有する場合を例示したが、これに限らず、温度記憶処理部９２に復電を検出する機能をもたせてもよい。また、温度差演算部９４は、温度差ΔＴｄを動作制御部９５へ出力する代わりに、温度差ΔＴｄを記憶部９３等に記憶させるようにしてもよい。そして、停電時間判定部９５ａが、記憶部９３等から温度差ΔＴｄを読み出して判定処理を行うようにしてもよい。

ここで、室外機制御装置９及び室内機制御装置１０は、上記の各機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、例えばＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のマイコン又はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。

図３は、図１の空気調和装置１００の動作を示すフローチャートである。図３を参照して、保護要否決定処理を中心とした室外機制御装置９による制御動作を説明する。

まず、温度記憶処理部９２は、停電検出部９１が停電を検出するまで待機する（図３：ステップＳ１０１／ＮＯ）。温度記憶処理部９２は、停電検出部９１が停電を検出したとき（図３：ステップＳ１０１／ＹＥＳ）、吐出温度検出装置３ａにおいて検出された吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆを記憶部９３に記録する（図３：ステップＳ１０２）。空気調和装置１００は、商用電源５００からの給電が再開するまで、運転停止状態となる（図３：ステップＳ１０３／ＮＯ）。

商用電源５００からの給電が再開すると（図３：ステップＳ１０３／ＹＥＳ）、温度記憶処理部９２は、吐出温度検出装置３ａにおいて検出された吐出温度Ｔｄ_ｏｎを記憶部９３に記録する（図３：ステップＳ１０４）。

次いで、温度差演算部９４は、記憶部９３に記録された吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆ及び吐出温度Ｔｄ_ｏｎを読み出し、吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆから吐出温度Ｔｄ_ｏｎを減算して温度差ΔＴｄを求める（図３：ステップＳ１０５）。

動作制御部９５は、温度差演算部９４が求めた温度差ΔＴｄと停電基準閾値とを比較し、温度差ΔＴｄが停電基準閾値より大きいか否かを判定する（図３：ステップＳ１０６）。動作制御部９５は、温度差ΔＴｄが停電基準閾値より大きい場合（図３：ステップＳ１０６／ＹＥＳ）、圧縮機保護制御を実施した後（図３：ステップＳ１０７）、圧縮機３を回転駆動させて通常運転制御を実施する（図３：ステップＳ１０８）。一方、動作制御部９５は、温度差ΔＴｄが停電基準閾値以下である場合（図３：ステップＳ１０６／ＮＯ）、圧縮機保護制御を実施することなく、圧縮機３を回転駆動させて通常運転制御を実施する（図３：ステップＳ１０８）。

以上のように、本実施の形態１における空気調和装置１００は、停電発生時に、停電検出部９１によって停電を検出し、吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆを記憶部９３に記憶させる。停電後、給電が再開されると、空気調和装置１００は、自動的に運転を再開する。その際、空気調和装置１００は、給電再開後の吐出温度Ｔｄ_ｏｎと吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆとを比較し、比較の結果に応じて圧縮機保護制御を実施するか否かを決定する。

すなわち、空気調和装置１００は、吐出温度Ｔｄ_ｏｎと吐出温度Ｔｄ_ｏｆｆとの温度差ΔＴｄが停電基準閾値以下であれば、圧縮機保護制御を省略し、停電前に実行していた通常運転制御に戻る。一方、空気調和装置１００は、温度差ΔＴｄが停電基準閾値よりも大きければ、圧縮機保護制御を実施し、圧縮機保護制御が終了した後に、停電前に実行していた通常運転制御に戻る。つまり、空気調和装置１００は、短時間の停電後の給電再開時に、不要な圧縮機保護制御を省略することができるため、圧縮機３に停電前の能力をすみやかに発揮させ、空調対象空間の空気の状態を迅速に停電前の空調状態に回復させることができる。

そして、圧縮機３の吐出温度が停電基準閾値だけ下がるまでにかかる時間は、圧縮機３内に冷媒が溜まり込むまでの時間よりも短いため、圧縮機３の吐出温度が停電基準閾値だけ下がるまでの間に、圧縮機３内に冷媒が溜まり込むことはない。このため、空気調和装置１００は、温度差ΔＴｄが停電基準閾値以下の場合、圧縮機３を損傷させることなく、圧縮機保護制御を省略することができる。

したがって、空気調和装置１００によれば、信頼性を損なうことなく、停電中における空気の温度変化等の状態変化を素早く調整し、空調対象空間の空気の状態を、停電前の空調状態に迅速に復旧させることができる。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成を示す模式図である。図４を参照して、空気調和装置１００Ａの全体的な構成を説明する。前述した実施の形態１における空気調和装置１００と同等の構成部材については、同一の符号を用いて説明は省略する。

空気調和装置１００Ａの室外機１は、インバータ装置１４と、放熱フィン１４ａと、第一インバータ装置１５と、第一放熱フィン１５ａと、放熱温度検出装置１７と、を有している。インバータ装置１４は、室外機１は、室外機制御装置９からの制御信号に応じて、圧縮機３の圧縮機モータを駆動させるものである。インバータ装置１４は、圧縮機３を動作させるための電圧を生成し、生成した電圧を圧縮機モータへ供給するものである。

放熱フィン１４ａは、インバータ装置１４で発生した熱を放熱するものである。放熱フィン１４ａは、例えばヒートシンクからなり、インバータ装置１４に設けられている。放熱フィン１４ａは、特に、インバータ装置１４に備わるスイッチング素子（図示せず）で発生する熱を放熱するものである。

放熱温度検出装置１７は、例えばサーミスタからなる温度センサであり、放熱フィン１４ａに設けられている。放熱温度検出装置１７は、インバータ装置１４に設けられた放熱フィン１４ａの温度である放熱温度を検出するものである。なお、放熱温度は、本発明における「温度情報」に含まれる。

第一インバータ装置１５は、室外機制御装置９からの制御信号に応じて、熱源側送風機７に備わるモータを駆動させるものである。第一放熱フィン１５ａは、例えばヒートシンクからなり、第一インバータ装置１５で発生した熱を放熱するものである。
なお、第一インバータ装置１５は、本発明における「インバータ装置」に相当し、第一放熱フィン１５ａは、本発明における「放熱フィン」に相当する。

空気調和装置１００Ａの室内機２は、室内機制御装置１０からの制御信号に応じて、負荷側送風機８に備わるモータを駆動させる第二インバータ装置１６と、例えばヒートシンクからなり、第二インバータ装置１６で発生した熱を放熱する第二放熱フィン１６ａと、を有している。
なお、第二インバータ装置１６は、本発明における「インバータ装置」に相当し、第二放熱フィン１６ａは、本発明における「放熱フィン」に相当する。

室外機制御装置９Ａは、インバータ装置１４及び第一インバータ装置１５の動作を制御する機能を有している。また、室内機制御装置１０Ａは、第二インバータ装置１６の動作を制御する機能を有している。室外機制御装置９Ａ及び室内機制御装置１０Ａの他の構成は、それぞれ、実施の形態１における室外機制御装置９及び室内機制御装置１０と同様である。

図５は、図４の室外機制御装置９Ａの機能構成を示すブロック図である。室外機制御装置９Ａは、温度記憶処理部１９２と、温度差演算部１９４と、停電時間判定部１９５ａを有する動作制御部１９５と、を備えている。

温度記憶処理部１９２は、停電検出部９１が停電を検出したときに、放熱温度検出装置１７から放熱温度を取得し、取得した吐出温度を放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｆｆとして記憶部９３に記録するものである。また、温度記憶処理部１９２は、停電状態から復電したときに、放熱温度検出装置１７から放熱温度を取得し、取得した放熱温度を放熱温度Ｔｉｎ_ｏｎとして記憶部９３に記録するものである。すなわち、本実施の形態２において、記憶部９３は、温度情報としての放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｆｆ及び放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｎを記憶するものである。なお、温度記憶処理部１９２の他の構成については、実施の形態１における温度記憶処理部９２と同様である。

温度差演算部１９４は、停電状態から復電したときに放熱温度検出装置１７が検出した放熱温度と、停電検出部９１が停電を検出したときに放熱温度検出装置１７が検出した放熱温度との差分を求めるものである。より具体的に、温度差演算部１９４は、停電が発生した後、商用電源５００からの給電が再開されたときに、記憶部９３から放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｆｆ及び放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｎを読み出し、放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｆｆから放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｎを減算することにより、温度差ΔＴｉｎｖを求めるものである。そして、温度差演算部１９４は、求めた温度差ΔＴｉｎｖを動作制御部１９５へ出力する機能を有している。

停電時間判定部１９５ａは、温度差演算部１９４が求めた温度差ΔＴｉｎｖと停電基準閾値とを比較し、温度差ΔＴｉｎｖが停電基準閾値より大きいか否かを判定するものである。温度差ΔＴｉｎｖが停電基準閾値より大きい場合は、停電時間が長かったと判断できるため、停電時間判定部１９５ａは、制御指令信号を保護制御部９５ｂへ出力する。また、温度差ΔＴｉｎｖが停電基準閾値以下の場合は、停電時間が短かったと判断できるため、停電時間判定部１９５ａは、制御指令信号を空調制御部９５ｃへ出力する。

停電基準閾値は、実施の形態１と同様、１０ｄｅｇに設定されている。もっとも、停電基準閾値は、空気調和装置１００Ａの冷媒量、圧縮機３の方式、及び放熱温度検出装置１７又は吸込温度検出装置１１の取付状況などに応じて、適宜設定変更するようにしてもよい。すなわち、温度差ΔＴｉｎｖが、空気調和装置１００の冷媒量などに応じて設定された停電基準閾値以下であれば、圧縮機保護制御を行わなくても、圧縮機３の損傷を防ぐことができる。

上記の通り、室外機制御装置９Ａは、給電が再開した際、放熱温度検出装置１７によって検出される放熱温度を用いて、停電時間が短いか否かの判断を間接的に行い、通常運転制御へ移行する前に圧縮機保護制御を実施するか否かを決定する保護要否決定処理を実行するものである。

なお、温度差演算部１９４は、温度差ΔＴｉｎｖを動作制御部１９５へ出力する代わりに、温度差ΔＴｉｎｖを記憶部９３等に記憶させるようにしてもよい。そして、停電時間判定部１９５ａが、記憶部９３等から温度差ΔＴｉｎｖを読み出して判定処理を行うようにしてもよい。

図６は、図４の空気調和装置１００Ａの動作を示すフローチャートである。図６を参照して、保護要否決定処理を中心とした室外機制御装置９Ａによる制御動作を説明する。

まず、停電検出部９１が停電を検出するまで待機する（図６：ステップＳ２０１／ＮＯ）。温度記憶処理部１９２は、停電検出部９１が停電を検出したとき（図６：ステップＳ２０１／ＹＥＳ）、放熱温度検出装置１７において検出された放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｆｆを記憶部９３に記録する（図６：ステップＳ２０２）。そして、空気調和装置１００Ａは、商用電源５００からの給電が再開するまで、運転停止状態となる（図６：ステップＳ２０３／ＮＯ）。

商用電源５００からの給電が再開すると（図６：ステップＳ２０３／ＹＥＳ）、温度記憶処理部１９２は、放熱温度検出装置１７において検出された放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｎを記憶部９３に記録する（図６：ステップＳ２０４）。

次いで、温度差演算部９４は、記憶部９３に記録された放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｆｆ及び放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｎを読み出し、放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｆｆから放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｎを減算して温度差ΔＴｉｎｖを求める（図６：ステップＳ２０５）。

動作制御部１９５は、温度差演算部９４が求めた温度差ΔＴｉｎｖと停電基準閾値とを比較し、温度差ΔＴｉｎｖが停電基準閾値より大きいか否かを判定する（図６：ステップＳ２０６）。動作制御部１９５は、温度差ΔＴｉｎｖが停電基準閾値より大きい場合（図６：ステップＳ２０６／ＹＥＳ）、圧縮機保護制御を実施した後（図６：ステップＳ２０７）、圧縮機３を回転駆動させて通常運転制御を実施する（図６：ステップＳ２０８）。一方、動作制御部１９５は、温度差ΔＴｉｎｖが停電基準閾値以下である場合（図６：ステップＳ２０６／ＮＯ）、圧縮機保護制御を実施することなく、圧縮機３を回転駆動させて通常運転制御を実施する（図６：ステップＳ２０８）。

以上のように、本実施の形態２における空気調和装置１００Ａは、停電発生時に、停電検出部９１によって停電を検出し、放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｆｆを記憶部９３へ記憶させる。停電後に給電が再開されると、空気調和装置１００Ａは、自動的に運転を再開する。その際、空気調和装置１００Ａは、給電再開特後の放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｎと放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｆｆとを比較し、比較の結果に応じて圧縮機保護制御を実施するか否かを決定する。

すなわち、空気調和装置１００Ａは、放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｎと放熱温度Ｔｉｎｖ_ｏｆｆとの温度差ΔＴｉｎｖが停電基準閾値以下であれば、圧縮機保護制御を省略し、停電前に実行していた通常運転制御に戻る。一方、空気調和装置１００Ａは、温度差ΔＴｉｎｖが停電基準閾値よりも大きければ、圧縮機保護制御を実施し、圧縮機保護制御が終了した後に、停電前に実行していた通常運転制御に戻る。つまり、空気調和装置１００Ａは、短時間の停電後の給電再開時に、不要な圧縮機保護制御を省略することができるため、圧縮機３に停電前の能力をすみやかに発揮させ、空調対象空間の空気の状態を迅速に停電前の空調状態に回復させることができる。

そして、放熱フィン１４ａの温度が停電基準閾値だけ下がるまでにかかる時間は、圧縮機３内に冷媒が溜まり込むまでの時間よりも短いため、放熱フィン１４ａの温度が停電基準閾値だけ下がるまでの間に、圧縮機３内に冷媒が溜まり込むことはない。このため、空気調和装置１００Ａは、温度差ΔＴｉｎｖが停電基準閾値以下の場合、圧縮機３を損傷させることなく、圧縮機保護制御を省略することができる。

したがって、空気調和装置１００Ａによれば、信頼性を損なうことなく、停電中における空気の温度変化等の状態変化を素早く調整し、空調対象空間の空気の状態を、停電前の空調状態に迅速に復旧させることができる。

また、インバータ装置１４に設けられた放熱フィン１４ａの温度は、インバータ装置１４の周囲温度と、圧縮機３の運転容量とに応じて変化するが、冷媒量によって変化するものではない。このため、空気調和装置１００Ａは、短時間の停電であるか否かを、より正確に判定することができる。

ここで、図４では、放熱フィン１４ａに放熱温度検出装置１７を設けた場合を例示したが、これに限らず、放熱温度検出装置１７は、第一放熱フィン１５ａ又は第二放熱フィン１６ａに設けるようにしてもよい。そして、室外機制御装置９Ａが、第一放熱フィン１５ａ又は第二放熱フィン１６ａに設けられた放熱温度検出装置１７によって検出された放熱温度を用いて保護要否決定処理等を実行するようにしてもよい。

特に、空調対象空間である室内の温度変化は、室外の温度変化に比べて相対的に小さいため、室内機２に設けられた第二放熱フィン１６ａに放熱温度検出装置１７を設けた場合は、より正確な保護要否決定処理を実現することができる。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成を示す模式図である。図７を参照して、空気調和装置１００Ｂの全体的な構成を説明する。前述した各実施の形態における空気調和装置１００及び空気調和装置１００Ａと同等の構成部材については、同一の符号を用いて説明は省略する。

図７に示すように、空気調和装置１００Ｂの室外機１は、室外機制御装置９Ｂと、停電時間計測装置１８と、予備電源装置１９と、を有している。停電時間計測装置１８は、時間をカウントするタイマーであり、停電状態にある時間である停電時間を計測するように構成されている。予備電源装置１９は、例えばバッテリーであり、停電時に停電時間計測装置１８へ給電するものである。

図８は、図７の室外機制御装置９Ｂの機能構成を示すブロック図である。室外機制御装置９Ｂは、停電時間処理部２９６と、停電時間判定部２９５ａを有する動作制御部２９５と、を備えている。

停電時間処理部２９６は、停電検出部９１が停電を検出したときに、停電時間計測装置１８へ計測開始指令を出力するものである。つまり、停電時間計測装置１８は、停電時間処理部２９６からの計測開始指令に応じて、時間の計測を開始するものである。また、停電時間処理部２９６は、商用電源５００からの給電が再開したときに、停電時間計測装置１８へ計測停止指令を出力するものである。つまり、停電時間計測装置１８は、停電時間処理部２９６からの計測停止指令に応じて、時間の計測を停止するものである。

そして、停電時間処理部２９６は、停電時間計測装置１８が計測した時間を停電時間Ｔｐｆとして取得するものである。また、停電時間処理部２９６は、停電時間計測装置１８から取得した停電時間Ｔｐｆを、停電時間判定部２９５ａに出力する機能を有している。

停電時間判定部２９５ａは、停電時間Ｔｐｆと停電基準時間とを比較し、停電時間Ｔｐｆが停電基準時間より長いか否かを判定するものである。停電時間Ｔｐｆが停電基準時間より長い場合、停電時間判定部２９５ａは、制御指令信号を保護制御部９５ｂへ出力する。また、停電時間Ｔｐｆが停電基準時間以下の場合、停電時間判定部２９５ａは、制御指令信号を空調制御部９５ｃへ出力する。

ここで、圧縮機３内に冷媒が溜まり込むまでには数時間かかる。そして、停電後、圧縮機３内に冷媒が溜まり込むまでにかかる時間は、空気調和装置１００Ｂの冷媒量、及び圧縮機３の方式などに応じて変化する。このため、停電基準時間は、空気調和装置１００Ｂの冷媒量、及び圧縮機３の方式などに応じて設定する。圧縮機３内に比較的速く冷媒が溜まり込むことが想定される場合、停電基準時間は、例えば６０分に設定される。

上記の通り、室外機制御装置９Ｂは、給電が再開した際、停電時間計測装置１８が計測した停電時間Ｔｐｆを用いて、停電時間が短いか否かの判断を直接的に行い、通常運転制御へ移行する前に圧縮機保護制御を実施するか否かを決定する保護要否決定処理を実行するものである。

ここで、停電時間計測装置１８及び予備電源装置１９のうちの少なくとも一つは、室外機制御装置９Ｂの内部に設けられていてもよい。また、停電時間計測装置１８及び予備電源装置１９は、室内機２に設けられていてもよく、この場合、例えば、室内機制御装置１０の内部に、停電時間計測装置１８及び予備電源装置１９のうちの少なくとも一つが設けられていてもよい。

なお、停電時間処理部２９６は、停電時間Ｔｐｆを停電時間判定部２９５ａへ出力する代わりに、停電時間Ｔｐｆを内部メモリ等（図示せず）に記憶させるようにしてもよい。そして、停電時間判定部２９５ａが、内部メモリ等から停電時間Ｔｐｆを読み出して判定処理を行うようにしてもよい。

図９は、図７の空気調和装置１００Ｂの動作を示すフローチャートである。図９を参照して、保護要否決定処理を中心とした室外機制御装置９Ｂによる制御動作を説明する。

まず、停電検出部９１が停電を検出するまで待機する（図９：ステップＳ３０１／ＮＯ）。停電時間処理部２９６は、停電検出部９１が停電を検出したとき（図９：ステップＳ３０１／ＹＥＳ）、停電時間計測装置１８へ計測開始指令を出力し、停電時間計測装置１８に時間の計測を開始させる（図９：ステップＳ３０２）。空気調和装置１００Ｂは、商用電源５００からの給電が再開するまで、運転停止状態となる（図９：ステップＳ３０３／ＮＯ）。

商用電源５００からの給電が再開すると（図９：ステップＳ３０３／ＹＥＳ）、停電時間処理部２９６は、停電時間計測装置１８へ計測停止指令を出力し、停電時間計測装置１８に時間の計測を停止させる。そして、停電時間処理部２９６は、停電時間計測装置１８が計測した停電時間Ｔｐｆを取得する（図９：ステップＳ３０４）。

次いで、動作制御部２９５は、停電時間Ｔｐｆと停電基準時間とを比較し、停電時間Ｔｐｆが停電基準時間より長いか否かを判定する（図９：ステップＳ３０５）。動作制御部２９５は、停電時間Ｔｐｆが停電基準時間より長い場合（図９：ステップＳ３０５／ＹＥＳ）、圧縮機保護制御を実施した後（図９：ステップＳ３０６）、圧縮機３を回転駆動させて通常運転制御を実施する（図９：ステップＳ３０７）。一方、動作制御部２９５は、停電時間Ｔｐｆが停電基準時間以下である場合（図９：ステップＳ３０５／ＮＯ）、圧縮機保護制御を実施することなく、圧縮機３を回転駆動させて通常運転制御を実施する（図９：ステップＳ３０７）。

以上のように、空気調和装置１００Ｂは、短時間の停電後の給電再開時に、不要な圧縮機保護制御を省略することができるため、圧縮機３に停電前の能力をすみやかに発揮させ、空調対象空間の空気の状態を迅速に停電前の空調状態に回復させることができる。すなわち、空気調和装置１００Ｂによれば、信頼性を損なうことなく、停電中における空気の温度変化等の状態変化を素早く調整し、空調対象空間の空気の状態を、停電前の空調状態に迅速に復旧させることができる。

ところで、上記各実施の形態における空気調和装置１００及び１００Ａは、停電前の温度情報を記憶しておき、これを復電後の温度情報と比較することにより、保護要否決定処理を実行する。ここで、圧縮機３の吐出温度又は放熱フィン１４ａ等の温度が下がるまでにかかる時間と、停電後に冷媒が溜まり込むまでの時間とを比較すると、上述した通り、停電後に冷媒が溜まり込むまでの時間の方が長い。このため、停電基準閾値の設定精度如何によっては、圧縮機３の吐出温度又は放熱フィン１４ａ等の温度が停電基準閾値以下となっていても、冷媒が溜まり込むまでには十分な猶予があり、未だ冷媒が溜まり込んでいない場合がある。

この点、本実施の形態３における空気調和装置１００Ｂは、停電時間計測装置１８が計測した停電時間Ｔｐｆ、つまり停電時間の実測値を用いて保護要否決定処理を実行する。そして、停電時間Ｔｐｆとの比較に用いる停電基準時間は、停電後に冷媒が溜まり込むまでの時間を直接考慮して、圧縮機３を損傷させない範囲でのより長い時間に設定することができる。すなわち、空気調和装置１００Ｂは、停電時間を直接カウントする機能を有することから、圧縮機保護制御の要否をより精度よく判定することができるため、不要な圧縮機保護制御を省略した運転を、信頼性を損なうことなく拡張することができる。

ここで、室外機１が、例えばサーミスタからなる温度センサであり、外気の温度である外気温度を検出する外気温度検出装置（図示せず）を有するように構成してもよい。そして、外気温度検出装置によって検出された外気温度と、吸込温度検出装置１１によって検出された内気温度との温度差である内外温度差に応じて、停電基準時間を設定するようにしてもよい。

かかる構成を採る場合、例えば、停電時間判定部２９５ａが、外気温度検出装置及び吸込温度検出装置１１から外気温度及び内気温度を取得して内外温度差を求めるようにしてもよい。そして、停電時間判定部２９５ａが、求めた内外温度差に応じて停電基準時間を設定し、設定した停電基準時間を停電時間Ｔｐｆとの比較に用いるようにするとよい。

内外温度差が大きい場合は、圧縮機３に冷媒が溜まりやすいため、停電時間判定部２９５ａは、内外温度差が大きくなるほど、停電基準時間が短くなるように設定変更するするとよい。このようにすれば、室外機制御装置９Ｂが、より精度のよい保護要否決定処理を実行できる。例えば、内部メモリ等に、内外温度差と停電基準時間とを関連づけた温度差時間テーブルを格納しておき、停電時間判定部２９５ａが、求めた内外温度差を温度差時間テーブルに照らすことにより、停電基準時間を求めるようにするとよい。

上述した各実施の形態は、空気調和装置における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、上記各実施の形態では、保護制御部９５ｂが、圧縮機３に設けられた電気ヒータに通電することにより、圧縮機保護制御を行う場合を例示したが、これに限定されるものではない。保護制御部９５ｂは、圧縮機３に備わる電動機のコイル（図示せず）に、電動機が回転しない程度の低電圧を印加し、コイルで発生する熱で圧縮機３を加熱することにより、圧縮機保護制御を行うようにしてもよい。かかる構成を採った場合は、圧縮機３に電気ヒータを設けなくてもよい。

また、上記各実施の形態では、冷房運転に特化した空気調和装置１００、１００Ａ、及び１００Ｂを例示したが、これに限らず、空気調和装置１００、１００Ａ、及び１００Ｂは、冷媒の流路を切り替える四方弁を有するように構成し、暖房運転及び除霜運転時などを実行できるようにしてもよい。すなわち、上記各実施の形態では、熱源側熱交換器４が凝縮器として機能し、負荷側熱交換器６が蒸発器として機能する場合を例示したが、熱源側熱交換器４を蒸発器として機能させ、負荷側熱交換器６を凝縮器として機能させるようにしてもよい。

さらに、上記各実施の形態では、室外機１に備わる室外機制御装置が、メインの制御装置として機能し、保護要否決定処理などを行う場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、室内機２に備わる室外機制御装置が、メインの制御装置として機能し、保護要否決定処理などを行うように構成してもよい。上記各実施の形態における空気調和装置は、室外機制御装置の機能と室内機制御装置の機能とを併せもつ１の制御装置を有するように構成してもよい。

加えて、図１、図４、及び図７では、室外機１と室内機２とが別々に設けられた分離型の空気調和装置１００、１００Ａ、及び１００Ｂを例示しているが、空気調和装置１００、１００Ａ、及び１００Ｂは、室外機１の機能と室内機２の機能とを組み合わせた一体型のものであってもよい。

１ 室外機、２ 室内機、３ 圧縮機、３ａ 吐出温度検出装置、４ 熱源側熱交換器、５ 膨張弁、６ 負荷側熱交換器、７ 熱源側送風機、８ 負荷側送風機、９、９Ａ、９Ｂ 室外機制御装置、１０ 室内機制御装置、１１ 吸込温度検出装置、１２ 入力装置、１３ 冷媒配管、１４ インバータ装置、１４ａ 放熱フィン、１５ 第一インバータ装置、１５ａ 第一放熱フィン、１６ 第二インバータ装置、１６ａ 第二放熱フィン、１７ 放熱温度検出装置、１８ 停電時間計測装置、１９ 予備電源装置、９１ 停電検出部、９２、１９２ 温度記憶処理部、９３ 記憶部、９４、１９４ 温度差演算部、９５、１９５、２９５ 動作制御部、９５ａ、１９５ａ、２９５ａ 停電時間判定部、９５ｂ 保護制御部、９５ｃ 空調制御部、１００、１００Ａ、１００Ｂ 空気調和装置、２９６ 停電時間処理。

本発明に係る空気調和装置は、インバータ装置によって駆動される圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、および負荷側熱交換器が冷媒配管で連結されて冷媒回路が形成された空気調和装置であって、冷媒回路を制御する制御装置と、インバータ装置に設けられ、インバータ装置で発生した熱を放熱させる放熱フィンと、放熱フィンに設けられ、放熱フィンの温度を温度情報として検出する温度検出装置と、を有し、制御装置は、停電を検出する停電検出部と、停電状態から復電したときの温度情報と、停電検出部が停電を検出したときの温度情報との差分を求める温度差演算部と、差分が停電基準閾値より大きければ、圧縮機を一定時間だけ加熱する圧縮機保護制御を行った後、圧縮機を回転駆動させ、差分が停電基準閾値以下であれば、圧縮機保護制御を行わずに圧縮機を回転駆動させる動作制御部と、を有するものである。

Claims (5)

1. 圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、および負荷側熱交換器が冷媒配管で連結されて冷媒回路が形成された空気調和装置であって、
   前記冷媒回路を制御する制御装置と、
   前記冷媒回路に関する温度を示す温度情報を検出する温度検出装置と、を有し、
   前記制御装置は、
   停電を検出する停電検出部と、
   停電状態から復電したときの前記温度情報と、前記停電検出部が前記停電を検出したときの前記温度情報との差分を求める温度差演算部と、
   前記差分が停電基準閾値より大きければ、前記圧縮機を一定時間だけ加熱する圧縮機保護制御を行った後、前記圧縮機を回転駆動させ、前記差分が前記停電基準閾値以下であれば、前記圧縮機保護制御を行わずに前記圧縮機を回転駆動させる動作制御部と、を有する空気調和装置。
2. 前記温度検出装置は、前記圧縮機の吐出側に設けられ、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度の情報を前記温度情報として検出するものである請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記圧縮機は、インバータ回路によって駆動されるものであり、
   前記インバータ回路には、当該インバータ回路で発生した熱を放熱させる放熱フィンが設けられており、
   前記温度検出装置は、前記放熱フィンに設けられ、前記放熱フィンの温度を前記温度情報として検出するものである請求項１に記載の空気調和装置。
4. 前記熱源側熱交換器及び前記負荷側熱交換器のうちの少なくとも一方には、インバータ回路によって駆動される送風機が併設されており、
   前記インバータ回路には、当該インバータ回路で発生した熱を放熱させる放熱フィンが設けられており、
   前記温度検出装置は、前記放熱フィンに設けられ、前記放熱フィンの温度を前記温度情報として検出するものである請求項１に記載の空気調和装置。
5. 圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、および負荷側熱交換器が冷媒配管で連結されて冷媒回路が形成された空気調和装置であって、
   前記冷媒回路の動作を制御する制御装置と、
   停電状態にある時間である停電時間を計測する停電時間計測装置と、を有し、
   前記制御装置は、
   前記停電時間が停電基準時間より長ければ、前記圧縮機を一定時間だけ加熱する圧縮機保護制御を行った後、前記圧縮機を回転駆動させ、前記停電時間が前記停電基準時間以下であれば、前記圧縮機保護制御を行わずに前記圧縮機を回転駆動させる動作制御部と、を有する空気調和装置。

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