WO2021084774A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2021084774A1
WO2021084774A1 PCT/JP2020/010335 JP2020010335W WO2021084774A1 WO 2021084774 A1 WO2021084774 A1 WO 2021084774A1 JP 2020010335 W JP2020010335 W JP 2020010335W WO 2021084774 A1 WO2021084774 A1 WO 2021084774A1
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WO
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temperature
valve
heat exchanger
refrigerant
refrigeration cycle
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/010335
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康敬 落合
宣明 田崎
一宏 小松
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Publication of WO2021084774A1 publication Critical patent/WO2021084774A1/ja

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32Responding to malfunctions or emergencies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Definitions

  • This technology is related to a refrigeration cycle device equipped with a refrigeration cycle circuit.
  • it relates to abnormality detection of a valve in a circuit.
  • the air conditioner includes a compressor, a condenser, an electronic expansion valve and an evaporator.
  • a temperature sensor for detecting the temperature of the evaporator is provided between the electronic expansion valve and the evaporator. Further, the suction port of the evaporator is provided with a temperature sensor that detects and detects the suction air temperature.
  • abnormality detection of the electronic expansion valve is performed based on the detection temperature of each temperature sensor.
  • two solenoid valves for switching the flow direction of the refrigerant in each of the plurality of indoor heat exchangers are provided for each indoor heat exchanger.
  • the flow of the refrigerant becomes complicated, and either the electronic expansion valve or the solenoid valve is used. There is a problem that it may be difficult to accurately detect the abnormality generated in the valve.
  • the refrigeration cycle device disclosed here includes a refrigeration cycle circuit that circulates a refrigerant by connecting a compressor, a refrigerant flow path switching device, an outdoor heat exchanger, and a set of a plurality of expansion valves and an indoor heat exchanger, and an outdoor.
  • a first branch portion that branches the refrigerant between the heat exchanger and the plurality of sets of expansion valves
  • a second branch portion that branches the refrigerant between the plurality of sets of indoor heat exchangers and the refrigerant flow path switching device, and a second branch portion.
  • a plurality of bypass pipes that connect the first branch portion and the second branch portion and serve as a flow path for the refrigerant, and a plurality of bypass pipes provided between the second branch portion and the refrigerant flow path switching device corresponding to each set.
  • 1st valve and a plurality of 2nd valves provided in the bypass pipe corresponding to each set, and corresponding to each set, detect the temperature in the room where the air passed through the indoor heat exchanger is supplied.
  • the control device is provided with a control device for controlling the equipment possessed by the refrigerant, and the control device is in an operating state in which a compressor is operated, a set of expansion valves is fully closed, and a set of first and second valves are closed.
  • a set of expansions is performed while the compressor is operating.
  • the valves are fully closed, and a set of first and second valves is in the closed operating state. If an abnormality occurs in at least one of the expansion valve and the second valve in this operating state, a temperature difference occurs between the detection temperature of the first temperature sensor and the detection temperature of the second temperature sensor corresponding to a certain set. Therefore, it is more accurate to determine that at least one of a set of expansion valves and the second valve is abnormal depending on whether or not there is a temperature difference between the detection temperature of the first temperature sensor and the detection temperature of the second temperature sensor. Can be detected.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the combination pattern of the state which each of the electronic expansion valve 21a, the low pressure valve 45a and the high pressure valve 46a can take in the refrigeration cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the operation of the electronic expansion valve 21a, the low pressure valve 45a, and the high pressure valve 46a in the state pattern 1 in the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the graph which shows the temperature distribution of the refrigerant in the room heat exchanger 22a in the state pattern 1 in the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the operation of the electronic expansion valve 21a, the low pressure valve 45a, and the high pressure valve 46a in the state pattern 2 in the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the graph which shows the temperature distribution of the refrigerant in the room heat exchanger 22a in the state pattern 2 in the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the operation of the electronic expansion valve 21a, the low pressure valve 45a, and the high pressure valve 46a in the state pattern 3 in the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the graph which shows the temperature distribution of the refrigerant in the room heat exchanger 22a in the state pattern 3 in the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the flowchart in the example of the flow of the abnormality detection processing executed by the control device 3 of the refrigeration cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a refrigeration cycle device according to the first embodiment.
  • the refrigeration cycle device a multi-type air conditioner capable of performing simultaneous cooling and heating operation is illustrated.
  • the refrigeration cycle device of the present embodiment includes a refrigeration cycle circuit 10 for circulating a refrigerant and a control device 3 for controlling the entire refrigeration cycle device including the refrigeration cycle circuit 10.
  • the refrigerating cycle apparatus includes an outdoor unit 1, an indoor unit 2a, an indoor unit 2b, and a flow dividing controller 4.
  • the equipment and the like constituting the refrigeration cycle circuit 10 are separately housed in the outdoor unit 1, the indoor unit 2a and the indoor unit 2b, and the flow dividing controller 4.
  • the compressor 11, the refrigerant flow path switching device 14, the outdoor heat exchanger 12, the electronic expansion valve 21a and the electronic expansion valve 21b, and the indoor heat exchanger 22a and the indoor heat exchanger 22b are connected via the refrigerant piping. It has a structure connected in a ring shape.
  • the set of the electronic expansion valve 21a and the indoor heat exchanger 22a and the set of the electronic expansion valve 21b and the indoor heat exchanger 22b are connected in parallel with each other.
  • the number of pairs of the electronic expansion valve 21 and the indoor heat exchanger 22 is assumed to be two, but the number of pairs of the electronic expansion valve 21 and the indoor heat exchanger 22 is one or one. It may be 3 or more.
  • the refrigeration cycle circuit 10 has a bypass flow path 44 composed of an electronic expansion valve 21a and an electronic expansion valve 21b, and a bypass pipe for passing the refrigerant by bypassing the indoor heat exchanger 22a and the indoor heat exchanger 22b.
  • One end side of the bypass flow path 44 is connected to a first branch portion 41 provided between the outdoor heat exchanger 12, the electronic expansion valve 21a, and the electronic expansion valve 21b in the refrigeration cycle circuit 10.
  • a gas-liquid separator 43 is provided in the first branch portion 41.
  • the other end side of the bypass flow path 44 is branched into a plurality of branch flow paths 44a and branch flow paths 44b configured as a part of the bypass pipe.
  • the branch flow path 44a and the branch flow path 44b are provided corresponding to the indoor unit 2a and the indoor unit 2b, which will be described later, respectively.
  • the number of branch flow paths 44a and branch flow paths 44b is the same as the number of indoor units 2a and indoor units 2b, that is, the number of indoor heat exchangers 22a and indoor heat exchangers 22b.
  • the branch flow path 44a is connected to the second branch section 42a side provided between the indoor heat exchanger 22a and the refrigerant flow path switching device 14 in the refrigeration cycle circuit 10.
  • branch flow path 44b is connected to the second branch portion 42b side provided between the indoor heat exchanger 22b and the refrigerant flow path switching device 14 in the refrigeration cycle circuit 10.
  • the second branch portion 42a and the second branch portion 42b are provided corresponding to the indoor unit 2a and the indoor unit 2b, respectively.
  • the number of the second branch portion 42a and the second branch portion 42b is the same as the number of the indoor units 2a and the indoor unit 2b, that is, the number of the indoor heat exchangers 22a and the indoor heat exchangers 22b.
  • a low pressure valve 45a is provided between the second branch portion 42a and the refrigerant flow path switching device 14. Further, in the refrigeration cycle circuit 10, a low pressure valve 45b is provided between the second branch portion 42b and the refrigerant flow path switching device 14.
  • the low-pressure valve 45a and the low-pressure valve 45b through which the low-pressure refrigerant mainly passes are examples of the first valve, respectively.
  • the low-pressure valve 45a and the low-pressure valve 45b are provided corresponding to the set of the electronic expansion valve 21a and the indoor heat exchanger 22a of the indoor unit 2a and the set of the electronic expansion valve 21b and the indoor heat exchanger 22b of the indoor unit 2b, respectively. There is.
  • the number of low-pressure valves 45a and low-pressure valves 45b is the same as the number of indoor units 2a and 2b, that is, the number of indoor heat exchangers 22a and indoor heat exchangers 22b.
  • a high pressure valve 46a is provided between the branch flow path 44a of the bypass flow path 44 and the second branch portion 42a. Further, a high pressure valve 46b is provided between the branch flow path 44b of the bypass flow path 44 and the second branch portion 42b.
  • the high-pressure valve 46a and the high-pressure valve 46b through which the high-pressure refrigerant mainly passes are examples of the second valve, respectively.
  • the high-pressure valve 46a and the high-pressure valve 46b are provided corresponding to the set of the electronic expansion valve 21a and the indoor heat exchanger 22a of the indoor unit 2a and the set of the electronic expansion valve 21b and the indoor heat exchanger 22b of the indoor unit 2b, respectively. There is.
  • the number of high-pressure valves 46a and high-pressure valves 46b is the same as the number of indoor units 2a and 2b, that is, the number of indoor heat exchangers 22a and indoor heat exchangers 22b.
  • the refrigeration cycle device includes an outdoor unit 1, a flow dividing controller 4, and two indoor units 2a and 2b.
  • the equipment in the outdoor unit 1 and the equipment in the distribution controller 4 are connected via two refrigerant pipes.
  • the equipment in the flow dividing controller 4 and the respective equipments of the two indoor units 2a and 2b are connected via two refrigerant pipes.
  • one outdoor unit 1 is illustrated, but the number of outdoor units 1 may be two or more.
  • one divergence controller 4 is illustrated, but the number of divergence controllers 4 may be two or more.
  • two indoor units 2a and 2b are illustrated, but the number of indoor units 2 may be one or three or more. Then, the outdoor unit 1 and the flow dividing controller 4 may be connected via three refrigerant pipes.
  • the outdoor unit 1 is installed outdoors, for example.
  • the outdoor unit 1 includes the compressor 11, the refrigerant flow path switching device 14, the outdoor heat exchanger 12, and the check valves 171 to 174. Further, the outdoor unit 1 includes an outdoor fan 13, a high pressure pressure sensor 15, and a low pressure pressure sensor 16.
  • the compressor 11 is a fluid machine that sucks in a low-pressure low-temperature gas refrigerant, compresses it, and discharges it as a high-pressure high-temperature gas refrigerant.
  • the compressor 11 operates, the refrigerant circulates in the refrigeration cycle circuit 10.
  • an inverter-driven compressor whose operating frequency can be adjusted is used.
  • the operation of the compressor 11 is controlled by the control device 3.
  • the refrigerant flow path switching device 14 is a valve that switches the flow direction of the refrigerant between the cooling main operation and the heating main operation.
  • the refrigerant flow path switching device 14 is controlled by the control device 3 to set the flow path shown by the solid line in the refrigerant flow path switching device 14 of FIG. 1 during the cooling main operation, and the refrigerant flow path of FIG. 1 during the heating main operation.
  • the flow path shown by the broken line is set in the switching device 14.
  • the cooling main operation is an operation mode executed when the cooling load in the indoor unit 2a and the indoor unit 2b is larger than the heating load.
  • the cooling-based operation shall include a full cooling operation in which the cooling operation is performed in all the indoor units 2a and 2b.
  • the heating main operation is an operation mode executed when the heating load in the indoor unit 2a and the indoor unit 2b is larger than the cooling load.
  • the heating-based operation includes a full heating operation in which the heating operation is performed in all the indoor units 2a and 2b.
  • the refrigerant flow path switching device 14 for example, a four-way valve is used.
  • the outdoor heat exchanger 12 is a heat exchanger that functions as a condenser during cooling-based operation and as an evaporator during heating-based operation. In the outdoor heat exchanger 12, heat exchange between the refrigerant and the outdoor air is performed.
  • the outdoor fan 13 is configured to supply outdoor air to the outdoor heat exchanger 12.
  • a propeller fan driven by a motor (not shown) is used.
  • the outdoor fan 13 When the outdoor fan 13 operates, the outdoor air is sucked into the outdoor unit 1, and the outdoor air that has passed through the outdoor heat exchanger 12 is discharged to the outside of the outdoor unit 1.
  • the operation of the outdoor fan 13 is controlled by the control device 3.
  • the high-pressure pressure sensor 15 is provided in the discharge pipe between the compressor 11 and the refrigerant flow path switching device 14, that is, on the discharge side of the compressor 11 in the refrigeration cycle circuit 10.
  • the high-pressure pressure sensor 15 becomes the discharge pressure of the compressor 11, detects the high-pressure pressure Pd on the high-pressure side in the refrigeration cycle circuit 10, and outputs the detection signal to the control device 3.
  • the condensation temperature Tc of the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 10 is calculated based on the high pressure Pd in the refrigeration cycle circuit 10.
  • the low pressure pressure sensor 16 is provided in the refrigerating cycle circuit 10 on the suction pipe between the refrigerant flow path switching device 14 and the compressor 11, that is, on the suction side of the compressor 11.
  • the low-pressure pressure sensor 16 detects the low-pressure pressure Ps on the low-pressure side in the refrigeration cycle circuit 10 and outputs the detection signal to the control device 3.
  • the control device 3 calculates the evaporation temperature Te of the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 10 based on the low pressure Ps in the refrigeration cycle circuit 10.
  • the indoor unit 2a is installed indoors, for example.
  • the indoor unit 2a houses the above-mentioned electronic expansion valve 21a and the indoor heat exchanger 22a. Further, the indoor unit 2a includes an indoor fan 25a, a first temperature sensor TH1a, a second temperature sensor TH2a, and a third temperature sensor TH3a.
  • the electronic expansion valve 21a is a valve that serves as a throttle device that adiabatically expands the refrigerant and adjusts the amount and pressure of the refrigerant passing through the indoor heat exchanger 22a.
  • the opening degree of the electronic expansion valve 21a is controlled by the control device 3 so that the superheat degree SH or the supercooling degree SC of the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 10 approaches the target value.
  • the electronic expansion valve 21a is an example of a throttle device.
  • the electronic expansion valve 21a is used, but it does not have to be an electronic expansion valve as long as the opening degree can be adjusted based on the control.
  • the indoor heat exchanger 22a is a heat exchanger that functions as an evaporator when the indoor unit 2a performs a cooling operation and functions as a condenser when the indoor unit 2a performs a heating operation. is there. In the indoor heat exchanger 22a, heat exchange between the refrigerant and the indoor air is performed.
  • the indoor fan 25a is configured to supply indoor air to the indoor heat exchanger 22a.
  • a centrifugal fan or a cross-flow fan driven by a motor (not shown) is often used.
  • the indoor fan 25a When the indoor fan 25a operates, the indoor air is sucked into the indoor unit 2a, and the conditioned air that has passed through the indoor heat exchanger 22a is supplied to the room.
  • the operation of the indoor fan 25a is controlled by the control device 3.
  • the first temperature sensor TH1a detects the indoor temperature TH1 in the room where the indoor unit 2a is installed, and outputs a detection signal including the detected temperature to the control device 3.
  • the first temperature sensor TH1a is provided, for example, at the suction port of the indoor unit 2a on the upstream side of the indoor heat exchanger 22a in the flow of indoor air.
  • the second temperature sensor TH2a is provided between the electronic expansion valve 21a and the indoor heat exchanger 22a in the refrigeration cycle circuit 10.
  • the second temperature sensor TH2a detects the liquid side temperature TH2 temperature, which is the temperature of the refrigerant through which the liquid refrigerant of the indoor heat exchanger 22a flows, and outputs a detection signal including the detected temperature to the control device 3. Therefore, the second temperature sensor TH2a detects the temperature of the refrigerant on the refrigerant outlet side of the indoor heat exchanger 22a during the heating operation of the indoor unit 2a.
  • the third temperature sensor TH3a is provided between the indoor heat exchanger 22a, the low pressure valve 45a, and the high pressure valve 46a in the refrigeration cycle circuit 10.
  • the third temperature sensor TH3a detects the gas side temperature TH3, which is the temperature of the refrigerant through which the gas refrigerant of the indoor heat exchanger 22a flows, and outputs a detection signal including the detected temperature to the control device 3. Therefore, the third temperature sensor TH3a detects the temperature on the refrigerant inlet side of the indoor heat exchanger 22a during the heating operation of the indoor unit 2a.
  • the indoor unit 2b has the same configuration as the indoor unit 2a.
  • the indoor unit 2b includes an electronic expansion valve 21b, an indoor heat exchanger 22b, an indoor fan 25b, a first temperature sensor TH1b, a second temperature sensor TH2b, and a third temperature sensor TH3b.
  • the diversion controller 4 is installed indoors, for example.
  • the flow dividing controller 4 is a repeater provided between the outdoor unit 1 and the indoor unit 2a and the indoor unit 2b in the flow of the refrigerant.
  • the flow dividing controller 4 accommodates the first branch portion 41, the second branch portion 42a and the second branch portion 42b, the gas-liquid separator 43, the bypass flow path 44, the branch flow path 44a and the branch flow path 44b described above. ..
  • the flow dividing controller 4 includes a low-pressure valve 45a and a low-pressure valve 45b, a high-pressure valve 46a and a high-pressure valve 46b, a valve 47, and a low-pressure bypass flow path 48.
  • the valve 47 controls the flow of refrigerant by opening and closing. For example, during the total cooling operation, the valve 47 is opened so that the liquid refrigerant from the outdoor unit 1 flows to the indoor unit 2a and the indoor unit 2b. Further, for example, when the valve 47 is closed, the gas refrigerant flowing into the flow dividing controller 4 from the outdoor unit 1 passes through the gas-liquid separator 43 and the bypass flow path 44 among the indoor unit 2a and the indoor unit 2b. , It is supplied to the indoor unit 2 during the heating operation. The liquid refrigerant flowing out of the indoor unit 2 passes through, for example, a low-pressure bypass flow path 48 that serves as a bypass pipe.
  • Each of the low-pressure valve 45a and the low-pressure valve 45b and the high-pressure valve 46a and the high-pressure valve 46b is an on-off valve capable of opening and closing the flow path.
  • an electromagnetic valve, an electric valve or the like is used as the low pressure valve 45a and the low pressure valve 45b and the high pressure valve 46a and the high pressure valve 46b.
  • the operation of each of the low-pressure valve 45a and the low-pressure valve 45b and the high-pressure valve 46a and the high-pressure valve 46b is controlled by the control device 3.
  • the control device 3 When the indoor unit 2a is used for cooling operation, the low pressure valve 45a is opened and the high pressure valve 46a is closed.
  • the low pressure valve 45a is closed and the high pressure valve 46a is open.
  • the low pressure valve 45b is opened and the high pressure valve 46b is closed.
  • the indoor unit 2b is used for heating operation, the low pressure valve 45b is closed and the high pressure valve 46b is open.
  • the control device 3 has a microcomputer provided with a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an I / O port, and the like.
  • the control device 3 controls the operation of the entire refrigeration cycle device based on detection signals from various sensors provided in the refrigeration cycle circuit 10 and the like, operation signals from an operation unit (not shown), and the like.
  • the control device 3 includes a compressor 11, a refrigerant flow path switching device 14, an outdoor fan 13, an electronic expansion valve 21a and an electronic expansion valve 21b, an indoor fan 25a and an indoor fan 25b, a low pressure valve 45a and a low pressure valve 45b, and a high pressure valve 46a. Controls equipment such as the high pressure valve 46b. As shown in FIG.
  • control device 3 is provided in the outdoor unit 1, but the installation location of the control device 3 is not particularly limited.
  • the control device 3 may be provided in either the indoor unit 2a or the indoor unit 2b, or may be provided in the flow dividing controller 4. Further, the control device 3 may be installed independently.
  • the control device 3 in the present embodiment particularly performs an abnormality determination process related to abnormality detection of the electronic expansion valve 21a and the electronic expansion valve 21b and the high pressure valve 46a and the high pressure valve 46b. Therefore, the control device 3 has a storage unit 31, an extraction unit 32, a calculation unit 33, a comparison unit 34, and a determination unit 35 as functional blocks.
  • the storage unit 31 stores pressure data related to each detection of the high-pressure pressure sensor 15 and the low-pressure pressure sensor 16. Further, the storage unit 31 describes the temperature related to the detection of the first temperature sensor TH1a and the first temperature sensor TH1b, the second temperature sensor TH2a and the second temperature sensor TH2b, and the third temperature sensor TH3a and the third temperature sensor TH3b, respectively. Store data. Here, these data are periodically acquired during the operation of the refrigeration cycle circuit 10. In addition, the storage unit 31 stores various data necessary for the control device 3 to perform the abnormality determination process.
  • the extraction unit 32 extracts the data required for performing the abnormality determination process from the data stored in the storage unit 31. For example, when anomaly detection of the electronic expansion valve 21a and the high pressure valve 46a corresponding to the indoor unit 2a is performed, the data when the refrigeration cycle circuit 10 and the indoor unit 2a are operating in a specific operating state is used.
  • the outdoor heat exchanger 12 may be in an operating state in which the outdoor heat exchanger 12 functions as a condenser to perform the cooling operation.
  • the data when the refrigeration cycle circuit 10 and the indoor unit 2b are operating in a specific operating state is used.
  • the specific operating state related to the indoor unit 2b is that when the compressor 11 is operating, the indoor unit 2b is in the thermo-off or stopped state, the electronic expansion valve 21b is in the fully closed state, and the low-pressure valve 45b and the high-pressure valve are in the fully closed state.
  • 46b is an operating state in which the closed state is set.
  • the extraction unit 32 extracts the data obtained by the specific operation performed when the operation mode switching unit 37 is switched to the abnormality detection mode.
  • the calculation unit 33 performs necessary calculations based on the data extracted by the extraction unit 32. Further, the comparison unit 34 compares the value obtained by the calculation unit 33 with the threshold value or the value obtained by the calculation by the calculation unit 33.
  • the determination unit 35 Based on the comparison result in the comparison unit 34, the determination unit 35 performs an abnormality determination process on at least one of the electronic expansion valve 21a, the electronic expansion valve 21b, the high pressure valve 46a, and the high pressure valve 46b.
  • the notification unit 36 and the operation mode switching unit 37 are connected to the control device 3.
  • the notification unit 36 and the operation mode switching unit 37 may be provided in the control device 3 as a part of the control device 3.
  • the notification unit 36 notifies various information such as an abnormality of the electronic expansion valve 21a, the electronic expansion valve 21b, the high pressure valve 46a, and the high pressure valve 46b by a command from the control device 3.
  • the notification unit 36 has at least one of a display unit that visually notifies the information and an audio output unit that aurally notifies the information.
  • the operation mode switching unit 37 receives the operation mode switching operation by the user and sends a signal related to the operation to the control device 3.
  • the control device 3 switches the operation mode based on the signal output from the operation mode switching unit 37.
  • the operation mode of the refrigeration cycle device in the present embodiment includes, for example, a normal operation mode and an abnormality detection mode.
  • the normal operation mode the refrigerating cycle device is operated in an operating state in response to requests from the indoor unit 2a and the indoor unit 2b side. For example, when there is a heating request from all the indoor units 2a and 2b, the full heating operation is performed.
  • the abnormality detection mode is a mode for detecting an abnormality in the electronic expansion valve 21a, the electronic expansion valve 21b, the high pressure valve 46a, and the high pressure valve 46b. Therefore, in the abnormality detection mode, the indoor unit 2a or the indoor unit 2b is in the thermo-off state of the heating operation regardless of the request from the indoor unit 2a and the indoor unit 2b side.
  • the indoor unit 2a is in the thermo-off state of the heating operation, it is possible to detect an abnormality in the electronic expansion valve 21a and the high pressure valve 46a.
  • the indoor unit 2b is in the thermo-off state of the heating operation, it is possible to detect an abnormality in the electronic expansion valve 21b and the high pressure valve 46b.
  • the operation of the refrigeration cycle device in the present embodiment will be described by taking a heating-based operation as an example.
  • the heating main operation is performed, the refrigerant flow path switching device 14 is switched so that the flow path shown by the solid line is formed in the refrigerant flow path switching device 14 of FIG.
  • a case where the indoor unit 2a is in the thermo-off or stopped state and the indoor unit 2b is used for heating operation will be taken as an example.
  • the indoor fan 25a is driven, but the refrigeration cycle is in the same state as when it is stopped. Therefore, the refrigerant does not flow into the indoor unit 2a.
  • the low pressure valve 45a and the high pressure valve 46a are set to the closed state. Then, the electronic expansion valve 21a is fully closed. Further, the low pressure valve 45b is set to the closed state for the valve related to the indoor unit 2b in which the heating operation is performed. Further, the high pressure valve 46b is set to the open state. The opening degree of the electronic expansion valve 21b is controlled so that, for example, the supercooling degree SC at the outlet of the indoor heat exchanger 22a approaches the target supercooling degree SCm.
  • the low pressure valve 45a and the low pressure valve 45b, the high pressure valve 46a and the high pressure valve 46b, and the electronic expansion valve 21a and the electronic expansion valve 21b are opened.
  • the valve in the state is shown in white, and the valve in the closed state is shown in black.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the indoor heat exchanger 22b via the refrigerant flow path switching device 14, the check valve 172, the gas-liquid separator 43, and the high-pressure valve 46b.
  • the indoor heat exchanger 22b functions as a condenser.
  • the gas refrigerant flowing into the indoor heat exchanger 22b is condensed by heat exchange with the indoor air supplied by the indoor fan 25b to become a high-pressure liquid refrigerant.
  • the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 22b flows into the outdoor heat exchanger 12 via the low-pressure bypass flow path 48 and the check valve 173.
  • the inflowing refrigerant evaporates and gasifies in the outdoor heat exchanger 12, and is sucked into the compressor 11 via the refrigerant flow path switching device 14.
  • the high-pressure constant constant control performed by the control device 3 will be described.
  • the operating frequency of the compressor 11 is controlled so that the high pressure Pd in the refrigeration cycle circuit 10, that is, the discharge pressure of the compressor 11 becomes constant. Therefore, the condensation temperature Tc calculated using the value of the high pressure pressure Pd is a constant temperature.
  • the outdoor fan control performed by the control device 3 will be described.
  • the control device 3 controls the rotation speed of the outdoor fan 13 so that the temperature difference between the evaporation temperature Te and the outside air temperature becomes constant.
  • the steady control during the heating operation will be described by taking the indoor unit 2b as an example.
  • the high pressure Pd is controlled to be constant. Therefore, supercooling degree control is executed as a method of changing the air conditioning capacity of the indoor unit 2b.
  • the supercooling degree control is a control for adjusting the target supercooling degree SCm of the supercooling degree SC at the outlet of the indoor heat exchanger 22b so that the indoor unit 2b can obtain a desired air conditioning capacity.
  • the amount of heat exchanged in the indoor heat exchanger 22b changes depending on the magnitude of the supercooling degree SC. Therefore, by adjusting the target supercooling degree SCm of the supercooling degree SC, the indoor unit 2b can exhibit an appropriate air conditioning capacity.
  • the target supercooling degree SCm of the supercooling degree SC is set to a small value.
  • the target supercooling degree SCm of the supercooling degree SC is set to a large value.
  • the opening degree of the electronic expansion valve 21b is controlled so that the supercooling degree SC at the outlet of the indoor heat exchanger 22b approaches the target supercooling degree SCm. As a result, the required amount of refrigerant is supplied to the indoor heat exchanger 22b.
  • the electronic expansion valve 21 and the high pressure valve 46 are abnormal will be described.
  • the electronic expansion valve 21a, the indoor heat exchanger 22a, the first temperature sensor TH1a, the second temperature sensor TH2a, the third temperature sensor TH3a, which the indoor unit 2a has stopped operating in a specific operating state The low pressure valve 45a and the high pressure valve 46a will be described as an example.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a combination pattern in which each of the electronic expansion valve 21a, the low pressure valve 45a, and the high pressure valve 46a can be in the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment.
  • the refrigeration cycle apparatus is controlled to be in the specific operating state described above. Therefore, the indoor unit 2b is in the heating operation thermo-on state, and the indoor unit 2a is in the thermo-off or stopped state.
  • FIG. 3 is a diagram showing the operation of the electronic expansion valve 21a, the low pressure valve 45a, and the high pressure valve 46a in the state pattern 1 in the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment.
  • the electronic expansion valve 21a, the low pressure valve 45a, and the high pressure valve 46a are all in a normal state.
  • the electronic expansion valve 21a, the low pressure valve 45a, and the high pressure valve 46a are in the closed state.
  • FIG. 4 is a graph showing a graph showing the temperature distribution of the refrigerant in the indoor heat exchanger 22a in the state pattern 1 in the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment.
  • the horizontal axis of FIG. 4 represents the position in the refrigerant flow path in the indoor heat exchanger 22a, and the vertical axis of FIG. 4 represents the temperature.
  • the right end of the graph represents the refrigerant inlet of the indoor heat exchanger 22a during the heating operation.
  • the temperature at the right end of the graph corresponds to the gas side temperature TH3 of the indoor heat exchanger 22a detected by the third temperature sensor TH3a.
  • the left end of the graph represents the refrigerant outlet of the indoor heat exchanger 22a during the heating operation.
  • the temperature at the left end of the graph corresponds to the liquid side temperature TH2 of the indoor heat exchanger 22a detected by the second temperature sensor TH2a.
  • FIG. 5 is a diagram showing the operation of the electronic expansion valve 21a, the low pressure valve 45a, and the high pressure valve 46a in the state pattern 2 in the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment.
  • the state pattern 2 is a state in which the electronic expansion valve 21a is open-locked.
  • the open lock of the electronic expansion valve 21a is one of the abnormalities of the electronic expansion valve 21a, and is a state in which the electronic expansion valve 21a is fixed in the open state due to the sticking of the valve body in the electronic expansion valve 21a. is there.
  • the electronic expansion valve 21a In the normal state pattern 1, the electronic expansion valve 21a is fully closed, whereas in the state pattern 2, the electronic expansion valve 21a is opened.
  • FIG. 6 is a graph showing a graph showing the temperature distribution of the refrigerant in the indoor heat exchanger 22a in the state pattern 2 in the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment.
  • the horizontal axis and the vertical axis of FIG. 6 are the same as those of FIG.
  • FIG. 6 shows a state in which the refrigerant has two phases.
  • FIG. 7 is a diagram showing the operation of the electronic expansion valve 21a, the low pressure valve 45a, and the high pressure valve 46a in the state pattern 3 in the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment.
  • the state pattern 3 is a state in which the high pressure valve 46a is open-locked.
  • the open lock of the high-pressure valve 46a is one of the abnormalities of the high-pressure valve 46a, and is a state in which the high-pressure valve 46a is fixed in the open state by sticking the valve body in the high-pressure valve 46a.
  • the high pressure valve 46a In the normal state pattern 1, the high pressure valve 46a is in the closed state, whereas in the state pattern 3, the high pressure valve 46a is in the open state.
  • the refrigeration cycle apparatus becomes the state pattern 3 instead of the state pattern 1.
  • FIG. 8 is a graph showing a graph showing the temperature distribution of the refrigerant in the indoor heat exchanger 22a in the state pattern 3 in the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment.
  • the horizontal axis and the vertical axis of FIG. 8 are the same as those of FIG.
  • the thick solid line curve C11 shows the temperature distribution of the refrigerant when a sufficient time has passed since the state pattern 1 was changed to the state pattern 3.
  • the thin solid line curve C13 shows the temperature distribution of the refrigerant immediately after the change from the state pattern 1 to the state pattern 3.
  • the thin solid line curve C12 shows the change in the temperature distribution of the refrigerant from the temperature distribution shown by the curve C11 to the temperature distribution shown by the curve C13 in chronological order.
  • the gas side temperature TH3 is the same temperature as the room temperature TH1, but when the high pressure valve 46a is open-locked as in the state pattern 3, the room heat exchanger 22a has a high temperature. Refrigerant flows in and condenses, and the refrigerant accumulates. Therefore, in the indoor heat exchanger 22a, the gas refrigerant is liquefied by heat exchange with the indoor air, and the inside of the indoor heat exchanger 22a is gradually filled with the two-phase refrigerant. As a result, as shown in FIG. 8, the gas side temperature TH3 and the liquid side temperature TH2 approach the condensation temperature Tc from the room temperature TH1. This temperature difference changes depending on the cooling performance of the indoor heat exchanger 22.
  • the notification unit 36 may notify that at least one of the electronic expansion valve 21a and the high pressure valve 46a is abnormal.
  • FIG. 9 is a diagram showing a flowchart in an example of the flow of the abnormality detection process executed by the control device 3 of the refrigeration cycle device according to the first embodiment.
  • the control device 3 performs an abnormality determination process related to abnormality detection of the high-pressure valve 46a and the electronic expansion valve 21a.
  • the control device 3 repeatedly executes the abnormality determination process shown in FIG. 9 at set time intervals.
  • a case where the control device 3 executes the abnormality determination process related to the abnormality detection of the high pressure valve 46a or the electronic expansion valve 21a will be described.
  • the abnormality determination process related to the abnormality detection of the high pressure valve 46b or the electronic expansion valve 21b can also be executed in the same flow.
  • step S001 the control device 3 determines whether or not the compressor 11 is operating based on the instructed operation mode. For example, when the outdoor heat exchanger 12 is an evaporator, the refrigeration cycle device is performing a heating operation. When the control device 3 determines that the compressor 11 is operating, the control device 3 proceeds to step S002, and in other cases, ends the abnormality detection process.
  • step S002 the control device 3 determines whether or not the indoor unit 2a is in the thermo-off state or stopped during the heating operation. This determination can be rephrased as determining whether or not the electronic expansion valve 21a is in the fully closed state and the low pressure valve 45a and the high pressure valve 46a are in the closed state.
  • the control device 3 determines that the indoor unit 2a is in the thermo-off state or stopped in the heating operation, the process proceeds to step S003, and in other cases, the abnormality detection process ends.
  • step S003 the control device 3 acquires temperature data at the room temperature TH1 and the liquid side temperature TH2 or the gas side temperature TH3.
  • the liquid side temperature TH2 and the gas side temperature TH3 either one may be used, but data of both temperatures may be acquired.
  • the data of the room temperature TH1 is acquired based on the detection signal of the first temperature sensor TH1a.
  • the data of the liquid side temperature TH2 is acquired based on the detection signal of the second temperature sensor TH2a.
  • the data of the gas side temperature TH3 is acquired based on the detection signal of the third temperature sensor TH3a.
  • step S004 the control device 3 determines whether the gas side temperature TH3 is equal to the room temperature TH1 or the liquid side temperature TH2 is equal to the room temperature TH1.
  • the control device 3 considers a detection error and the like, and if it is larger than a preset temperature difference, for example, by giving a margin of ⁇ 1 ° C., it is assumed that there is a temperature difference, and a preset temperature difference is obtained.
  • step S005 determines that the gas side temperature TH3 and the room temperature TH1 are not equal and have a temperature difference, and the liquid side temperature TH2 and the room temperature TH1 are not equal and have a temperature difference, at least one of them is a step. Proceed to S005. Further, when the control device 3 determines that the gas side temperature TH3 or the liquid side temperature TH2 is equal to the room temperature TH1, the abnormality detection process ends. Here, the control device 3 determines whether or not the gas side temperature TH3 is equal to the room temperature TH1. However, in step S007, which will be described later, since the control device 3 makes a judgment by comparing the liquid side temperature TH2 and the room temperature TH1, it is more efficient to compare and judge with the same parameters as in step S007. is there.
  • step S005 the control device 3 determines that the electronic expansion valve 21a or the high pressure valve 46a is abnormal. This is because when the gas side temperature TH3 is not equal to the room temperature TH1 or the liquid side temperature TH2 is not equal to the room temperature TH1, it corresponds to the state pattern 2 or the state pattern 3 instead of the normal state pattern 1 described above. is there.
  • step S006 the control device 3 performs a process of notifying the notification unit 36 that the electronic expansion valve 21a or the high pressure valve 46a is abnormal.
  • the processes of steps S007 to S011 are performed, the processes of steps S005 and S006 can be omitted. Further, the process performed by the control device 3 may be completed in step S006.
  • step S007 the control device 3 determines whether or not the liquid side temperature TH2 is higher than the temperature of the room temperature TH1. If the control device 3 determines that the liquid side temperature TH2 is higher than the room temperature TH1, the process proceeds to step S008, and if the control device 3 determines that the liquid side temperature TH2 is lower than the room temperature TH1, the process proceeds to step S010.
  • the determination process in step S007 may be performed after the elapsed time from the determination in step S004 exceeds a preset threshold time, that is, after the gas side temperature TH3 stabilizes. ..
  • control device 3 compares and processes the liquid side temperature TH2 and the room temperature TH1
  • the gas side temperature TH3 and the room temperature TH1 may be compared and processed.
  • the control device 3 proceeds to step S008 when the gas side temperature TH3 is determined to be higher than the room temperature TH1, and the gas side temperature TH3 is set. If it is determined that the room temperature is lower than TH1, the process proceeds to step S010.
  • step S008 the control device 3 determines that the high pressure valve 46a has an open lock abnormality. This is because when the liquid side temperature TH2 is higher than the room temperature TH1, it corresponds to the state pattern 3.
  • step S009 the control device 3 performs a process of notifying the notification unit 36 that the high pressure valve 46a is abnormal. Then, the control device 3 ends the abnormality detection process.
  • step S010 the control device 3 determines that the electronic expansion valve 21a has an open lock abnormality. This is because when the liquid side temperature TH2 is lower than the room temperature TH1, it corresponds to the state pattern 2.
  • step S011 the control device 3 performs a process of notifying the notification unit 36 that the electronic expansion valve 21a is abnormal. After that, the control device 3 ends the abnormality detection process.
  • the refrigeration cycle apparatus includes a refrigeration cycle circuit 10, a bypass flow path 44, a low pressure valve 45a, a high pressure valve 46a, a first temperature sensor TH1a, and a second temperature. It includes a sensor TH2a and a notification unit 36.
  • the refrigeration cycle circuit 10 includes a compressor 11, a refrigerant flow path switching device 14, an outdoor heat exchanger 12, an electronic expansion valve 21a, and an indoor heat exchanger 22a.
  • the bypass flow path 44 includes a first branch portion 41 provided between the outdoor heat exchanger 12 and the electronic expansion valve 21a in the refrigeration cycle circuit 10, an indoor heat exchanger 22a, and a refrigerant flow path switching device 14. It is connected to the second branch portion 42a provided between them.
  • the low pressure valve 45a is provided between the second branch portion 42a and the refrigerant flow path switching device 14 in the refrigeration cycle circuit 10. Further, the high pressure valve 46a is provided in the bypass flow path 44.
  • the first temperature sensor TH1a detects the indoor temperature TH1 which is the temperature inside the room where the air that has passed through the indoor heat exchanger 22a is supplied.
  • the second temperature sensor TH2a detects the liquid side temperature TH2, which is the temperature of the liquid side refrigerant of the indoor heat exchanger 22a.
  • the third temperature sensor TH3a detects the gas side temperature TH3, which is the temperature of the gas side refrigerant of the indoor heat exchanger 22a.
  • the notification unit 36 is configured to notify an abnormality.
  • the compressor 11 operates in the refrigeration cycle circuit 10 to operate.
  • the indoor heat exchanger 22a is in an operating state in which the electronic expansion valve 21a is fully closed and the low pressure valve 45a and the high pressure valve 46a are closed, and the indoor unit 2a is operated in a thermo-off or stopped state during cooling operation. I do.
  • the control device 3 determines that the gas side temperature TH3 is not equal to the room temperature TH1 and the liquid side temperature TH2 is not equal to the room temperature TH1
  • the notification unit 36 determines that the electron Notifies an abnormality of the expansion valve 21a or the high pressure valve 46a.
  • the high-pressure valve 46a is an example of the second valve.
  • the low pressure valve 45a is an example of the first valve.
  • the electronic expansion valve 21a is an example of an expansion valve serving as a throttle device.
  • the abnormality of the electronic expansion valve 21a or the high pressure valve 46a can be detected more accurately and earlier. Further, in the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment, since the abnormality of the electronic expansion valve 21a or the high pressure valve 46a can be notified earlier, the electronic expansion valve 21a or the high pressure valve 46a can be restored earlier. Therefore, in the refrigeration cycle device of the first embodiment, the malfunction period of the indoor unit 2a can be shortened.
  • the notification unit 36 when the control device 3 determines that the liquid side temperature TH2 is lower than the room temperature TH1 in the above-mentioned operating state, the notification unit 36 causes an abnormality in the electronic expansion valve 21a. Can be notified.
  • the notification unit 36 detects an abnormality in the high pressure valve 46a. It can be notified.
  • Embodiment 2 In the refrigeration cycle device of the first embodiment described above, the control device 3 detects an abnormality in all the valves of the high pressure valve 46a and the high pressure valve 46b and the electronic expansion valve 21a and the electronic expansion valve 21b which are the second valves. And said. However, it is not limited to this.
  • the control device 3 may perform abnormality detection on a predetermined or selected valve.
  • control device 3 controls the operating frequency of the compressor 11 so that the high pressure pressure Pd in the refrigeration cycle circuit 10 approaches the target high pressure pressure Pdm.
  • the operating frequency of the compressor 11 may be controlled so that the low pressure Ps in the refrigeration cycle circuit 10 approaches the target low pressure Psm.

Abstract

圧縮機、冷媒流路切替装置、室外熱交換器、膨張弁および室内熱交換器を接続する冷凍サイクル回路と、室外熱交換器と膨張弁との間で冷媒を分岐させる第1分岐部と、室内熱交換器と冷媒流路切替装置との間で冷媒を分岐させる第2分岐部と、第1分岐部と第2分岐部とを接続するバイパス配管と、第2分岐部と冷媒流路切替装置との間に設けられた第1弁と、バイパス配管に設けられた第2弁と、室内の温度を検出する第1温度センサと、室内熱交換器の液側冷媒の温度を検出する第2温度センサと、制御装置とを備え、制御装置は、圧縮機が動作し、膨張弁を全閉状態とし、第1弁および第2弁を閉状態とする運転状態において、第1温度センサと第2温度センサとの検出温度に差があると、膨張弁および第2弁の少なくとも一方が異常であることを検知するものである。

Description

冷凍サイクル装置
 この技術は、冷凍サイクル回路を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。特に、回路内の弁の異常検知に係るものである。
 従来、機器自身によって膨張弁の異常を検知する空気調和装置がある(たとえば、特許文献1参照)。この空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、電子膨張弁および蒸発器を備える。電子膨張弁と蒸発器との間には、蒸発器の温度を検出する温度センサが設けられている。また、蒸発器の吸込口には、吸込空気温度を検出検知する温度センサが設けられている。異常検知装置では、各温度センサの検出温度に基づき、電子膨張弁の異常検知が行われる。
特開2000-274896号公報
 たとえば、冷暖同時運転を実行可能なマルチ型の冷凍サイクル装置では、複数の室内熱交換器のそれぞれでの冷媒の流れ方向を切り替えるための2つの電磁弁が室内熱交換器毎に設けられる。このように、1つの室内熱交換器に対して電子膨張弁および2つの電磁弁が設けられた冷凍サイクル装置では、冷媒の流れが複雑になり、電子膨張弁および電磁弁のうちのいずれかの弁に生じた異常を正確に検知することが困難な場合があるという課題があった。
 そこで、上述のような課題を解決するため、弁の異常をより正確に検知することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
 ここで開示される冷凍サイクル装置は、圧縮機、冷媒流路切替装置、室外熱交換器並びに複数の膨張弁および室内熱交換器の組を接続して、冷媒を循環させる冷凍サイクル回路と、室外熱交換器と複数組の膨張弁との間で冷媒を分岐させる第1分岐部と、複数組の室内熱交換器と冷媒流路切替装置との間で冷媒を分岐させる第2分岐部と、第1分岐部と第2分岐部とを接続して、冷媒の流路となるバイパス配管と、各組に対応して、第2分岐部と冷媒流路切替装置との間に設けられた複数の第1弁と、各組に対応して、バイパス配管に設けられた複数の第2弁と、各組に対応して、室内熱交換器を通過した空気が供給される室内の温度を検出する複数の第1温度センサと、各組に対応して、室外熱交換器が蒸発器のときの室内熱交換器における液側冷媒の温度を検出する複数の第2温度センサと、冷凍サイクル回路が有する機器を制御する制御装置とを備え、制御装置は、圧縮機が動作し、ある組の膨張弁を全閉状態とし、ある組の第1弁および第2弁を閉状態とする運転状態において、ある組に対応する第1温度センサの検出温度とある組に対応する第2温度センサの検出温度との間に、あらかじめ設定された温度差があると、ある組の膨張弁および第2弁の少なくとも一方の弁が異常であることを検知するものである。
 開示に係る冷凍サイクル装置によれば、室内熱交換器と膨張弁の組を複数有し、並列に接続された冷媒回路を有する冷凍サイクル装置において、圧縮機を動作した状態で、ある組の膨張弁を全閉状態とし、ある組の第1弁および第2弁を閉状態の運転状態とする。この運転状態において、膨張弁および第2弁の少なくとも一方に異常が生じると、ある組に対応する第1温度センサの検出温度と第2温度センサの検出温度とに温度差が生じる。したがって、第1温度センサの検出温度と第2温度センサの検出温度とに温度差があるかどうかで、ある組の膨張弁および第2弁の少なくとも一方の弁が異常であることを、より正確に検知することができる。
実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置において、電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aのそれぞれがとり得る状態の組合せパターンの例を示す図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置において、状態パターン1での電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aの動作を示す図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置における状態パターン1での室内熱交換器22a内の冷媒の温度分布を示すグラフを示す図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置における状態パターン2での電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aの動作を示す図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置における状態パターン2での室内熱交換器22a内の冷媒の温度分布を示すグラフを示す図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置における状態パターン3での電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aの動作を示す図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置における状態パターン3での室内熱交換器22a内の冷媒の温度分布を示すグラフを示す図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の制御装置3で実行される異常検知処理の流れの例におけるフローチャートを示す図である。
 以下、実施の形態に係る冷凍サイクル装置について、図面などを参照しながら説明する。各図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、図面では、各構成部材の大きさの関係が、実際のものとは異なる場合がある。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に、構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、圧力および温度などの高低については、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、装置などにおける状態、動作などにおいて相対的に定まるものとする。そして、添字で区別などしている複数の同種の機器などについて、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字などを省略して記載する場合がある。
実施の形態1.
 図1は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。本実施の形態では、冷凍サイクル装置として、冷暖同時運転を実行可能なマルチ型の空気調和装置を例示している。図1に示すように、本実施の形態の冷凍サイクル装置は、冷媒を循環させる冷凍サイクル回路10と、冷凍サイクル回路10を含む冷凍サイクル装置全体を制御する制御装置3とを有する。ここで、本実施の形態においては、図1に示すように、冷凍サイクル装置は、室外機1、室内機2aおよび室内機2bおよび分流コントローラ4を有する。冷凍サイクル回路10を構成する機器などは、室外機1、室内機2aおよび室内機2b並びに分流コントローラ4に分かれて収容される。
 冷凍サイクル回路10は、圧縮機11、冷媒流路切替装置14、室外熱交換器12、電子膨張弁21aおよび電子膨張弁21b並びに室内熱交換器22aおよび室内熱交換器22bが、冷媒配管を介して環状に接続された構成を有する。冷凍サイクル回路10において、電子膨張弁21aおよび室内熱交換器22aの組と、電子膨張弁21bおよび室内熱交換器22bの組とは、互いに並列に接続されている。本実施の形態では、電子膨張弁21および室内熱交換器22の組の数が2つであるものとして説明するが、電子膨張弁21および室内熱交換器22の組の数は、1つまたは3つ以上であってもよい。
 また、冷凍サイクル回路10は、電子膨張弁21aおよび電子膨張弁21b並びに室内熱交換器22aおよび室内熱交換器22bをバイパスして冷媒を通過させるバイパス配管で構成されるバイパス流路44を有する。バイパス流路44の一端側は、冷凍サイクル回路10のうち、室外熱交換器12と電子膨張弁21aおよび電子膨張弁21bとの間に設けられた第1分岐部41に接続されている。第1分岐部41には、気液分離器43が設けられている。
 バイパス流路44の他端側は、バイパス配管の一部として構成される複数の分岐流路44aおよび分岐流路44bに分岐している。分岐流路44aおよび分岐流路44bは、後述する室内機2aおよび室内機2bにそれぞれ対応して設けられている。分岐流路44aおよび分岐流路44bの数は、室内機2aおよび室内機2bの台数、すなわち、室内熱交換器22aおよび室内熱交換器22bの数と同数である。分岐流路44aは、冷凍サイクル回路10のうち、室内熱交換器22aと冷媒流路切替装置14との間に設けられた第2分岐部42a側と接続されている。また、分岐流路44bは、冷凍サイクル回路10のうち、室内熱交換器22bと冷媒流路切替装置14との間に設けられた第2分岐部42b側と接続されている。第2分岐部42aおよび第2分岐部42bは、室内機2aおよび室内機2bにそれぞれ対応して設けられている。第2分岐部42aおよび第2分岐部42bの数は、室内機2aおよび室内機2bの台数、すなわち、室内熱交換器22aおよび室内熱交換器22bの数と同数である。
 冷凍サイクル回路10のうち、第2分岐部42aと冷媒流路切替装置14との間には、低圧弁45aが設けられている。また、冷凍サイクル回路10のうち、第2分岐部42bと冷媒流路切替装置14との間には、低圧弁45bが設けられている。主として低圧の冷媒が通過する低圧弁45aおよび低圧弁45bは、それぞれ、第1弁の一例である。低圧弁45aおよび低圧弁45bは、室内機2aの電子膨張弁21aおよび室内熱交換器22aの組並びに室内機2bの電子膨張弁21bおよび室内熱交換器22bの組にそれぞれ対応して設けられている。低圧弁45aおよび低圧弁45bの数は、室内機2aおよび室内機2bの台数、すなわち、室内熱交換器22aおよび室内熱交換器22bの数と同数である。
 また、バイパス流路44の分岐流路44aと第2分岐部42aとの間には、高圧弁46aが設けられている。また、バイパス流路44の分岐流路44bと第2分岐部42bとの間には、高圧弁46bが設けられている。主として高圧の冷媒が通過する高圧弁46aおよび高圧弁46bは、それぞれ、第2弁の一例である。高圧弁46aおよび高圧弁46bは、室内機2aの電子膨張弁21aおよび室内熱交換器22aの組並びに室内機2bの電子膨張弁21bおよび室内熱交換器22bの組にそれぞれ対応して設けられている。高圧弁46aおよび高圧弁46bの数は、室内機2aおよび室内機2bの台数、すなわち、室内熱交換器22aおよび室内熱交換器22bの数と同数である。
 前述したように、冷凍サイクル装置は、室外機1と、分流コントローラ4と、2台の室内機2aおよび室内機2bとを有する。室外機1内の機器と分流コントローラ4内の機器との間は、2本の冷媒配管を介して接続されている。また、分流コントローラ4内の機器と2台の室内機2aおよび室内機2bのそれぞれの機器との間は、2本の冷媒配管を介して接続されている。ここで、本実施の形態では、1台の室外機1を例示しているが、室外機1の台数は2台以上であってもよい。また、本実施の形態では、1台の分流コントローラ4を例示しているが、分流コントローラ4の台数が2台以上であってもよい。さらに、本実施の形態では、2台の室内機2aおよび室内機2bを例示しているが、室内機2の台数は、1台または3台以上であってもよい。そして、室外機1と分流コントローラ4との間は、3本の冷媒配管を介して接続されていてもよい。
 室外機1は、たとえば、屋外に設置される。室外機1には、上記した圧縮機11、冷媒流路切替装置14および室外熱交換器12並びに逆止弁171~逆止弁174が収容されている。また、室外機1には、室外ファン13、高圧圧力センサ15および低圧圧力センサ16が収容されている。
 圧縮機11は、低圧低温のガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧高温のガス冷媒として吐出する流体機械である。圧縮機11が動作すると、冷媒が冷凍サイクル回路10内を循環する。圧縮機11としては、運転周波数を調整可能なインバータ駆動の圧縮機が用いられる。圧縮機11の動作は、制御装置3により制御される。
 冷媒流路切替装置14は、冷房主体運転時と暖房主体運転時とで冷媒の流れ方向を切り替える弁である。冷媒流路切替装置14は、制御装置3の制御により、冷房主体運転時には、図1の冷媒流路切替装置14において実線で示す流路が設定され、暖房主体運転時には、図1の冷媒流路切替装置14において破線で示す流路が設定される。ここで、冷房主体運転は、室内機2aおよび室内機2bでの冷房負荷が、暖房負荷よりも大きいときに実行される運転モードである。冷房主体運転には、全ての室内機2aおよび室内機2bで冷房運転が行われる全冷房運転も含まれるものとする。また、暖房主体運転は、室内機2aおよび室内機2bでの暖房負荷が、冷房負荷よりも大きいときに実行される運転モードである。ここで、暖房主体運転には、全ての室内機2aおよび室内機2bで暖房運転が行われる全暖房運転も含まれるものとする。冷媒流路切替装置14としては、たとえば四方弁が用いられる。
 室外熱交換器12は、冷房主体運転時には凝縮器として機能し、暖房主体運転時には蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器12では、冷媒と室外空気との熱交換が行われる。
 室外ファン13は、室外熱交換器12に室外空気を供給するように構成されている。室外ファン13としては、たとえば、モータ(図示せず)によって駆動するプロペラファンが用いられる。室外ファン13が動作すると、室外空気が室外機1の内部に吸入され、室外熱交換器12を通過した室外空気が、室外機1の外部に排出される。室外ファン13の動作は、制御装置3により制御される。
 高圧圧力センサ15は、冷凍サイクル回路10のうち、圧縮機11と冷媒流路切替装置14との間の吐出配管、すなわち、圧縮機11の吐出側に設けられている。高圧圧力センサ15は、圧縮機11の吐出圧力となり、冷凍サイクル回路10内において高圧側となる高圧圧力Pdを検出し、検出信号を制御装置3に出力する。制御装置3では、冷凍サイクル回路10内の高圧圧力Pdに基づいて、冷凍サイクル回路10内の冷媒の凝縮温度Tcが演算される。
 低圧圧力センサ16は、冷凍サイクル回路10のうち、冷媒流路切替装置14と圧縮機11との間の吸入配管、すなわち、圧縮機11の吸入側に設けられている。低圧圧力センサ16は、冷凍サイクル回路10内において低圧側となる低圧圧力Psを検出し、検出信号を制御装置3に出力する。制御装置3は、冷凍サイクル回路10内の低圧圧力Psに基づいて、冷凍サイクル回路10内の冷媒の蒸発温度Teを演算する。
 室内機2aは、たとえば、屋内に設置される。室内機2aには、前述した電子膨張弁21aおよび室内熱交換器22aが収容されている。また、室内機2aには、室内ファン25a、第1温度センサTH1a、第2温度センサTH2aおよび第3温度センサTH3aが収容されている。
 電子膨張弁21aは、冷媒を断熱膨張させ、室内熱交換器22aを通過する冷媒量および圧力を調整する絞り装置となる弁である。電子膨張弁21aの開度は、冷凍サイクル回路10内の冷媒の過熱度SHまたは過冷却度SCが目標値に近づくように、制御装置3によって制御される。電子膨張弁21aは、絞り装置の一例である。ここでは電子膨張弁21aとしたが、制御に基づいて、開度を調整できるものであれば、電子膨張弁でなくてもよい。
 室内熱交換器22aは、室内機2aで冷房運転が実行される場合には、蒸発器として機能し、室内機2aで暖房運転が実行される場合には、凝縮器として機能する熱交換器である。室内熱交換器22aでは、冷媒と室内空気との熱交換が行われる。
 室内ファン25aは、室内熱交換器22aに室内空気を供給するように構成される。室内ファン25aとしては、たとえば、モータ(図示せず)によって駆動する遠心ファンまたはクロスフローファンが用いられることが多い。室内ファン25aが動作すると、室内空気が室内機2aの内部に吸入され、室内熱交換器22aを通過した調和空気が室内に供給される。室内ファン25aの動作は、制御装置3により制御される。
 第1温度センサTH1aは、室内機2aが設置された室内の室内温度TH1を検出し、検出温度を含む検出信号を制御装置3に出力する。第1温度センサTH1aは、たとえば、室内空気の流れにおいて、室内熱交換器22aの上流側となる室内機2aの吸込口に設けられている。
 第2温度センサTH2aは、冷凍サイクル回路10のうち、電子膨張弁21aと室内熱交換器22aとの間に設けられている。第2温度センサTH2aは、室内熱交換器22aの液冷媒が流れる冷媒の温度である液側温度TH2温度を検出し、検出温度を含む検出信号を制御装置3に出力する。したがって、第2温度センサTH2aは、室内機2aの暖房運転時に室内熱交換器22aの冷媒出口側における、冷媒の温度を検出することになる。
 第3温度センサTH3aは、冷凍サイクル回路10のうち、室内熱交換器22aと低圧弁45aおよび高圧弁46aとの間に設けられている。第3温度センサTH3aは、室内熱交換器22aのガス冷媒が流れる冷媒の温度であるガス側温度TH3を検出し、検出温度を含む検出信号を制御装置3に出力する。したがって、第3温度センサTH3aは、室内機2aの暖房運転時に室内熱交換器22aの冷媒入口側の温度を検出することになる。
 室内機2bは、室内機2aと同様の構成を有する。室内機2bには、電子膨張弁21b、室内熱交換器22b、室内ファン25b、第1温度センサTH1b、第2温度センサTH2bおよび第3温度センサTH3bが収容されている。
 分流コントローラ4は、たとえば、屋内に設置される。分流コントローラ4は、冷媒の流れにおいて、室外機1と室内機2aおよび室内機2bのそれぞれとの間に設けられる中継機である。分流コントローラ4には、前述した第1分岐部41、第2分岐部42aおよび第2分岐部42b、気液分離器43、バイパス流路44、分岐流路44aおよび分岐流路44bが収容される。また、分流コントローラ4には、低圧弁45aおよび低圧弁45b、高圧弁46aおよび高圧弁46b、弁47並びに低圧バイパス流路48が収容されている。
 弁47は、開閉により、冷媒の流れを制御する。たとえば、全冷房運転時には、弁47は開放され、室外機1からの液冷媒が室内機2aおよび室内機2bに流れるようにする。また、たとえば、弁47が閉止されていると、室外機1から分流コントローラ4に流入したガス冷媒は、気液分離器43およびバイパス流路44を介して、室内機2aおよび室内機2bのうち、暖房運転中の室内機2に供給される。室内機2から流出した液冷媒は、たとえば、バイパス管となる低圧バイパス流路48を通過する。
 低圧弁45aおよび低圧弁45b並びに高圧弁46aおよび高圧弁46bのそれぞれは、流路を開閉可能な開閉弁である。低圧弁45aおよび低圧弁45b並びに高圧弁46aおよび高圧弁46bとしては、電磁弁または電動弁などが用いられる。低圧弁45aおよび低圧弁45b並びに高圧弁46aおよび高圧弁46bのそれぞれの動作は、制御装置3により制御される。室内機2aで冷房運転が行われる場合には、低圧弁45aが開状態となり、高圧弁46aが閉状態となる。また、室内機2aで暖房運転が行われる場合には、低圧弁45aが閉状態となり、高圧弁46aが開状態となる。同様に、室内機2bで冷房運転が行われる場合には、低圧弁45bが開状態となり、高圧弁46bが閉状態となる。また、室内機2bで暖房運転が行われる場合には、低圧弁45bが閉状態となり、高圧弁46bが開状態となる。
 制御装置3は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、I/Oポートなどを備えたマイクロコンピュータを有する。制御装置3は、冷凍サイクル回路10などに設けられた各種センサからの検出信号および操作部(図示せず)からの操作信号などに基づき、冷凍サイクル装置全体の動作を制御する。制御装置3は、圧縮機11、冷媒流路切替装置14、室外ファン13、電子膨張弁21aおよび電子膨張弁21b、室内ファン25aおよび室内ファン25b、低圧弁45aおよび低圧弁45b並びに高圧弁46aおよび高圧弁46bなどの機器を制御する。図1に示すように、本実施の形態では、制御装置3を室外機1に設けているが、制御装置3の設置場所については、特に限定しない。たとえば、制御装置3は、室内機2aまたは室内機2bのいずれかに設けられていてもよいし、分流コントローラ4に設けられていてもよい。また、制御装置3が独立して設置されていてもよい。
 本実施の形態における制御装置3は、特に、電子膨張弁21aおよび電子膨張弁21b並びに高圧弁46aおよび高圧弁46bの異常検知に関わる異常判定処理を行う。このため、制御装置3は、機能ブロックとして、記憶部31、抽出部32、演算部33、比較部34および判定部35を有する。記憶部31は、高圧圧力センサ15および低圧圧力センサ16のそれぞれの検出に係る圧力のデータを記憶する。また、記憶部31は、第1温度センサTH1aおよび第1温度センサTH1b、第2温度センサTH2aおよび第2温度センサTH2b並びに第3温度センサTH3aおよび第3温度センサTH3bのそれぞれの検出に係る温度のデータを記憶する。ここで、これらのデータは、冷凍サイクル回路10の運転中に定期的に取得される。また、記憶部31は、制御装置3が異常判定処理を行うために必要な各種データの記憶を行う。
 抽出部32は、記憶部31に記憶されたデータの中から、異常判定処理を行うために必要となるデータを抽出する。たとえば、室内機2aに対応する電子膨張弁21aおよび高圧弁46aの異常検知を行う場合には、冷凍サイクル回路10および室内機2aが特定の運転状態で運転しているときのデータが用いられる。ここでは、たとえば、冷凍サイクル回路10において、室外熱交換器12が蒸発器として機能して暖房運転を行っており、室内機2aがサーモオフ状態にあるときについて説明するが、これに限定するものではない。室外熱交換器12が凝縮器として機能して冷房運転を行っている運転状態でもよい。
 同様に、室内機2bに対応する電子膨張弁21bおよび高圧弁46bの異常検知には、冷凍サイクル回路10および室内機2bが特定の運転状態で運転しているときのデータが用いられる。室内機2bに係る特定の運転状態とは、圧縮機11が動作しているときに、室内機2bがサーモオフまたは停止状態にあり、電子膨張弁21bが全閉状態で、低圧弁45bおよび高圧弁46bが閉状態となる運転状態である。本実施の形態では、後述するように、抽出部32は、運転モード切替部37において異常検知モードに切り替えられた場合に行われる特定の運転によって得られたデータを抽出する。
 演算部33は、抽出部32で抽出されたデータに基づき、必要な演算を行う。また、比較部34は、演算部33が演算して得られた値と閾値との比較または演算部33での演算により得られた値同士の比較を行う。
 判定部35は、比較部34での比較結果に基づき、電子膨張弁21aおよび電子膨張弁21bおよび高圧弁46aおよび高圧弁46bのうちの少なくとも1つについて、異常判定処理を行う。
 また、制御装置3には、報知部36および運転モード切替部37が接続されている。報知部36および運転モード切替部37は、制御装置3の一部として制御装置3に備えられていてもよい。報知部36は、制御装置3からの指令により、電子膨張弁21aおよび電子膨張弁21bおよび高圧弁46aおよび高圧弁46bの異常などの各種情報を報知する。報知部36は、情報を視覚的に報知する表示部および情報を聴覚的に報知する音声出力部の少なくとも一方を有する。
 運転モード切替部37は、ユーザによる運転モードの切替操作を受け付け、操作に係る信号を制御装置3に送る。運転モード切替部37で運転モードの切替操作が行われると、制御装置3は、運転モード切替部37から出力される信号に基づき、運転モードを切り替える。本実施の形態における冷凍サイクル装置の運転モードには、たとえば、通常運転モードと異常検知モードとが含まれている。通常運転モードでは、冷凍サイクル装置は、室内機2aおよび室内機2b側からの要求に応じた運転状態で運転する。たとえば、全ての室内機2aおよび室内機2bから暖房要求がある場合には、全暖房運転が行われる。
 一方、異常検知モードは、電子膨張弁21aおよび電子膨張弁21bおよび高圧弁46aおよび高圧弁46bの異常検知を行うモードである。このため、異常検知モードでは、室内機2aおよび室内機2b側からの要求に関わらず、室内機2aまたは室内機2bが暖房運転のサーモオフ状態になる。ここで、通常運転モードの実行中であっても、室内機2aが暖房運転のサーモオフ状態である場合には、電子膨張弁21aおよび高圧弁46aの異常検知が可能である。また、通常運転モードの実行中であっても、室内機2bが暖房運転のサーモオフ状態である場合には、電子膨張弁21bおよび高圧弁46bの異常検知が可能である。
 次に、本実施の形態における冷凍サイクル装置の動作について、暖房主体運転を例に挙げて説明する。暖房主体運転が行われる場合、冷媒流路切替装置14は、図1の冷媒流路切替装置14において実線で示す流路が形成されるように切り替えられる。ここでは、室内機2aがサーモオフまたは停止状態であり、室内機2bで暖房運転が行われる場合を例に挙げる。ここで、室内機2aがサーモオフ状態では、室内ファン25aは駆動しているが、冷凍サイクルについては、停止しているときと同様の状態となる。したがって、室内機2aには、冷媒は流れない。このとき、室内機2aに係る弁については、低圧弁45aおよび高圧弁46aが、閉状態に設定される。そして、電子膨張弁21aは、全閉状態になる。また、暖房運転が行われる室内機2bに係る弁については、低圧弁45bが、閉状態に設定される。また、高圧弁46bが、開状態に設定される。そして、電子膨張弁21bは、たとえば、室内熱交換器22aの出口での過冷却度SCがそれぞれ目標過冷却度SCmに近づくように、開度が制御される。ここで、図1並びに後述する図3、図5、図7および図9では、低圧弁45aおよび低圧弁45b、高圧弁46aおよび高圧弁46b並びに電子膨張弁21aおよび電子膨張弁21bのうち、開状態の弁は白抜きで表しており、閉状態の弁は黒塗りで表している。
 圧縮機11から吐出された高温および高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置14、逆止弁172、気液分離器43並びに高圧弁46bを介して室内熱交換器22bに流入する。暖房主体運転時には、室内熱交換器22bは、凝縮器として機能する。
 室内熱交換器22bに流入したガス冷媒は、室内ファン25bにより供給される室内空気との熱交換によって凝縮し、高圧の液冷媒となる。室内熱交換器22bで凝縮した冷媒は、低圧バイパス流路48および逆止弁173を介して、室外熱交換器12に流入する。流入した冷媒は、室外熱交換器12において蒸発およびガス化して、冷媒流路切替装置14を介して、圧縮機11に吸引される。
 次に、制御装置3が行う高圧圧力一定制御について説明する。本実施の形態のようなマルチ型の空気調和装置では、複数の室内機2aおよび室内機2bを能力不足なく暖房運転させる必要がある。そこで、圧縮機11の運転周波数は、冷凍サイクル回路10内の高圧圧力Pd、すなわち圧縮機11の吐出圧力が一定になるように制御される。このため、高圧圧力Pdの値を用いて演算される凝縮温度Tcは、一定の温度となる。
 さらに、制御装置3が行う室外ファン制御について説明する。暖房主体運転時において、制御装置3は、蒸発温度Teと外気温度との温度差が一定となるように、室外ファン13の回転数を制御する。
 暖房運転時の定常制御について、室内機2bを例に挙げて説明する。冷凍サイクル回路10では、高圧圧力Pdが一定に制御される。このため、室内機2bの空調能力を変更する方法として、過冷却度制御が実行される。過冷却度制御は、室内機2bが所望の空調能力を得られるように、室内熱交換器22bの出口における過冷却度SCの目標過冷却度SCmを調節する制御である。室内熱交換器22bにおける熱交換量は、過冷却度SCの大小に応じて変化する。このため、過冷却度SCの目標過冷却度SCmが調節されることにより、室内機2bは、適正な空調能力を発揮することができる。室内機2bの設定温度と室内温度TH1との温度差が大きい場合、過冷却度SCの目標過冷却度SCmは、小さい値に設定される。室内機2bの設定温度と室内温度TH1との温度差が小さい場合、過冷却度SCの目標過冷却度SCmは、大きい値に設定される。電子膨張弁21bの開度は、室内熱交換器22bの出口での過冷却度SCが目標過冷却度SCmに近づくように制御される。これにより、必要な量の冷媒が、室内熱交換器22bに供給される。
 次に、本実施の形態の冷凍サイクル装置において、電子膨張弁21および高圧弁46が異常である場合について説明する。以下の説明では、特定の運転状態において、運転停止している室内機2aが有する電子膨張弁21a、室内熱交換器22a、第1温度センサTH1a、第2温度センサTH2a、第3温度センサTH3a、低圧弁45aおよび高圧弁46aを例に挙げて説明する。
 図2は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置において、電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aのそれぞれがとり得る状態の組合せパターンの例を示す図である。ここで、冷凍サイクル装置は、前述した特定の運転状態となる制御が行われているものとする。したがって、室内機2bは、暖房運転サーモオン状態であり、室内機2aは、サーモオフまたは停止状態にある。
 図3は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置において、状態パターン1での電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aの動作を示す図である。図2および図3に示すように、状態パターン1は、電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aがいずれも正常な状態にある。状態パターン1では、電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aは、閉状態である。
 図4は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置における状態パターン1での室内熱交換器22a内の冷媒の温度分布を示すグラフを示す図である。図4の横軸は、室内熱交換器22a内の冷媒流路における位置を表しており、図4の縦軸は、温度を表している。グラフの右端は、暖房運転時における室内熱交換器22aの冷媒入口を表している。グラフの右端での温度は、第3温度センサTH3aで検出される室内熱交換器22aのガス側温度TH3に相当する。グラフの左端は、暖房運転時における室内熱交換器22aの冷媒出口を表している。グラフの左端での温度は、第2温度センサTH2aで検出される室内熱交換器22aの液側温度TH2に相当する。
 正常な状態パターン1では、電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aは閉じており、室内熱交換器22a内に冷媒が供給されない。したがって、正常な状態パターン1では、図4に示すように、液側温度TH2およびガス側温度TH3は、室内温度TH1に近づくこととなる(TH2=TH3=TH1)。
 図5は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置における状態パターン2での電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aの動作を示す図である。図2および図5に示すように、状態パターン2は、電子膨張弁21aが開ロックとなった状態である。電子膨張弁21aの開ロックとは、電子膨張弁21aの異常の1つであり、電子膨張弁21a内の弁体の固着によって、電子膨張弁21aが開状態で固定されてしまう状態のことである。正常な状態パターン1では、電子膨張弁21aは全閉するのに対し、状態パターン2では、電子膨張弁21aは開状態となる。
 図6は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置における状態パターン2での室内熱交換器22a内の冷媒の温度分布を示すグラフを示す図である。図6の横軸および縦軸は、図4と同様である。電子膨張弁21aが開状態である場合、電子膨張弁21aで断熱膨張した低圧の二相冷媒が室内熱交換器22aに流入する。このため、室内熱交換器22aの液側温度TH2は、蒸発温度Te相当まで低下する。その後、室内熱交換器22aにおいて冷媒が蒸発し、過熱ガス化すれば、ガス側温度TH3は液側温度TH2よりも温度が上昇する。また、室内熱交換器22aにおいて冷媒が二相状態であれば、ガス側温度TH3は液側温度TH2と同等温度となる。図6では、冷媒が二相となっている状態を表している。
 図7は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置における状態パターン3での電子膨張弁21a、低圧弁45aおよび高圧弁46aの動作を示す図である。図2および図7に示すように、状態パターン3は、高圧弁46aが開ロックとなった状態である。高圧弁46aの開ロックとは、高圧弁46aの異常の1つであり、高圧弁46a内の弁体が固着することによって、高圧弁46aが開状態で固定されてしまう状態のことである。正常な状態パターン1では、高圧弁46aが閉状態であるのに対し、状態パターン3では、高圧弁46aは、開状態となっている。冷凍サイクル装置が、暖房運転から暖房サーモオフに切り替わったとき、高圧弁46aに開ロックが生じていると、高圧弁46aが閉状態にならない。これにより、冷凍サイクル装置は、状態パターン1ではなく、状態パターン3になる。
 図8は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置における状態パターン3での室内熱交換器22a内の冷媒の温度分布を示すグラフを示す図である。図8の横軸および縦軸は、図4と同様である。太実線の曲線C11は、状態パターン1から状態パターン3に変化してから十分に時間が経過したときの冷媒の温度分布を示している。細実線の曲線C13は、状態パターン1から状態パターン3に変化した直後の冷媒の温度分布を示している。細実線の曲線C12は、曲線C11で示す温度分布から曲線C13で示す温度分布に至るまでの冷媒の温度分布の変化を時系列で示している。
 正常な状態パターン1では、ガス側温度TH3は、室内温度TH1と同等温度であるが、状態パターン3のように、高圧弁46aに開ロックが生じていると、室内熱交換器22aには高温の冷媒が流入して凝縮し、冷媒が貯留する。このため、室内熱交換器22a内において、ガス冷媒が室内空気との熱交換によって液化し、室内熱交換器22a内は、二相冷媒で徐々に満たされる。これにより、図8に示すように、ガス側温度TH3および液側温度TH2が、室内温度TH1から凝縮温度Tcに近づく。この温度差は、室内熱交換器22の冷却性能により変化する。
 冷凍サイクル装置が状態パターン2および状態パターン3である場合についてまとめて説明する。状態パターン2および状態パターン3ではいずれも、ガス側温度TH3または液側温度TH2と室内温度TH1とに温度差が発生する。このため、液側温度TH2またはガス側温度TH3と室内温度TH1とに温度差が発生した場合、状態パターン2または状態パターン3であると判定することができる。
 さらに、液側温度TH2またはガス側温度TH3の温度が、室内温度TH1よりも高い場合は、高圧弁46aの開ロック異常であると判定することができる。また、液側温度TH2またはガス側温度TH3の温度が、室内温度TH1よりも低い場合は、電子膨張弁21aの開ロック異常であると判定することができる。このとき、電子膨張弁21aおよび高圧弁46aの少なくとも一方が異常であることを、報知部36が報知するようにしてもよい。
 図9は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の制御装置3で実行される異常検知処理の流れの例におけるフローチャートを示す図である。ここで制御装置3が行う異常検知処理では、制御装置3は、高圧弁46aおよび電子膨張弁21aの異常検知に係る異常判定処理を行う。制御装置3は、図9に示す異常判定処理を、設定された時間間隔で繰り返し実行する。ここでは、制御装置3が、高圧弁46aまたは電子膨張弁21aの異常検知に係る異常判定処理を実行する場合について説明する。高圧弁46bまたは電子膨張弁21bの異常検知に係る異常判定処理についても、同様の流れで実行することができる。
 まず、ステップS001では、制御装置3は、指示された運転モードに基づき、圧縮機11が動作しているかどうかを判定する。たとえば、室外熱交換器12が蒸発器であるときは、冷凍サイクル装置は、暖房運転を行っていることになる。制御装置3は、圧縮機11が動作していると判定すると、ステップS002に進み、それ以外の場合には、異常検知処理を終了する。
 ステップS002では、制御装置3は、室内機2aが暖房運転のサーモオフ状態または停止しているか否かを判定する。この判定は、電子膨張弁21aが全閉状態並びに低圧弁45aおよび高圧弁46aが閉状態となる運転状態であるか否かの判定と言い換えることもできる。制御装置3は、室内機2aが暖房運転のサーモオフ状態または停止していると判定すると、ステップS003に進み、それ以外の場合には異常検知処理を終了する。
 ステップS003では、制御装置3は、室内温度TH1と、液側温度TH2またはガス側温度TH3とにおける温度のデータを取得する。液側温度TH2およびガス側温度TH3については、どちらか一方でよいが、両方の温度のデータを取得してもよい。室内温度TH1のデータは、第1温度センサTH1aの検出信号に基づき、取得される。液側温度TH2のデータは、第2温度センサTH2aの検出信号に基づき、取得される。ガス側温度TH3のデータは、第3温度センサTH3aの検出信号に基づき、取得される。
 次に、ステップS004では、制御装置3は、ガス側温度TH3が室内温度TH1と等しいか否かまたは液側温度TH2が室内温度TH1と等しいか否かを判定する。ガス側温度TH3と室内温度TH1とが等しいまたは液側温度TH2と室内温度TH1とが等しいとは、温度差がないことを示す。ここで、温度差の有無に関する判定については、温度差が0である必要はない。現実的には、制御装置3は、検出誤差などを考慮し、たとえば、±1℃などのマージンをもたせるなどして、あらかじめ設定した温度差より大きければ温度差があるとし、あらかじめ設定した温度差内であれば温度差がないとするような判定を行う。制御装置3は、ガス側温度TH3と室内温度TH1とが等しくなく温度差がある場合および液側温度TH2と室内温度TH1とが等しくなく温度差がある場合の少なくとも一方であると判定すると、ステップS005に進む。また、制御装置3は、ガス側温度TH3または液側温度TH2が室内温度TH1と等しいと判定すると、異常検知処理を終了する。ここでは、制御装置3は、ガス側温度TH3が室内温度TH1と等しいか否かについて判定を行った。ただ、後述するステップS007において、制御装置3は、液側温度TH2と室内温度TH1とを比較して判定を行っていることから、ステップS007と同じパラメータで比較し、判定する方が効率的である。
 ステップS005では、制御装置3は、電子膨張弁21aまたは高圧弁46aが異常であると判定する。これは、ガス側温度TH3が室内温度TH1と等しくないまたは液側温度TH2が室内温度TH1と等しくないときには、前述した正常な状態パターン1ではなく、状態パターン2または状態パターン3に該当するためである。
 次に、ステップS006では、制御装置3は、電子膨張弁21aまたは高圧弁46aが異常であることを報知部36に報知させる処理を行う。ここで、たとえば、ステップS007~ステップS011の処理を行う場合、ステップS005およびステップS006の処理は、省略することも可能である。また、制御装置3が行う処理は、ステップS006で終了してもよい。
 次に、ステップS007では、制御装置3は、液側温度TH2が室内温度TH1の温度よりも高いか否かを判定する。制御装置3が、液側温度TH2が室内温度TH1よりも高いと判定すると、ステップS008に進み、液側温度TH2が室内温度TH1よりも低いと判定すると、ステップS010に進む。ここで、ステップS007の判定処理は、ステップS004の判定を行ってからの経過時間が、あらかじめ設定された閾値時間を超えた後、すなわち、ガス側温度TH3が安定した後に行うようにしてもよい。また、ここでは、制御装置3が、液側温度TH2と室内温度TH1とを比較処理する場合を例に示したが、ガス側温度TH3と室内温度TH1とを比較処理してもよい。ガス側温度TH3を用いた場合も液側温度TH2の場合と同様に、制御装置3は、ガス側温度TH3が室内温度TH1よりも高いと判定した場合はステップS008に進み、ガス側温度TH3が室内温度TH1よりも低いと判定した場合はステップS010に進む。
 ステップS008では、制御装置3は、高圧弁46aが開ロックの異常であると判定する。これは、液側温度TH2が室内温度TH1よりも高い場合は、状態パターン3に該当するためである。
 次に、ステップS009では、制御装置3は、高圧弁46aが異常であることを報知部36に報知させる処理を行う。そして、制御装置3は、異常検知処理を終了する。
 ステップS010では、制御装置3は、電子膨張弁21aが開ロックの異常であると判定する。これは、液側温度TH2が室内温度TH1よりも低い場合は、状態パターン2に該当するためである。
 次に、ステップS011では、制御装置3は、電子膨張弁21aが異常であることを報知部36に報知させる処理を行う。その後、制御装置3は、異常検知処理を終了する。
 以上、説明したように、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置は、冷凍サイクル回路10と、バイパス流路44と、低圧弁45aと、高圧弁46aと、第1温度センサTH1aと、第2温度センサTH2aと、報知部36とを備えている。そして、冷凍サイクル回路10は、圧縮機11、冷媒流路切替装置14、室外熱交換器12、電子膨張弁21aおよび室内熱交換器22aを有する。バイパス流路44は、冷凍サイクル回路10において、室外熱交換器12と電子膨張弁21aとの間に設けられた第1分岐部41と、室内熱交換器22aと冷媒流路切替装置14との間に設けられた第2分岐部42aとの間を接続している。また、低圧弁45aは、冷凍サイクル回路10のうち、第2分岐部42aと冷媒流路切替装置14との間に設けられている。さらに、高圧弁46aは、バイパス流路44に設けられている。第1温度センサTH1aは、室内熱交換器22aを通過した空気が供給される室内の温度である室内温度TH1を検出する。第2温度センサTH2aは、室内熱交換器22aの液側冷媒の温度である液側温度TH2を検出する。第3温度センサTH3aは、室内熱交換器22aのガス側冷媒の温度であるガス側温度TH3を検出する。報知部36は、異常を報知するように構成されている。そして、冷凍サイクル回路10は、圧縮機11が動作して運転を行う。一方、室内熱交換器22aは、電子膨張弁21aが全閉状態となり、低圧弁45aおよび高圧弁46aが閉状態となる運転状態である、室内機2aが冷房運転のサーモオフまたは停止状態での運転を行う。このような運転状態において、制御装置3が、ガス側温度TH3が室内温度TH1と等しくないおよび液側温度TH2が室内温度TH1と等しくないの少なくとも一方であると判定すると、報知部36は、電子膨張弁21aまたは高圧弁46aの異常を報知する。ここで、高圧弁46aは、第2弁の一例である。低圧弁45aは、第1弁の一例である。電子膨張弁21aは、絞り装置となる膨張弁の一例である。
 以上のような、実施の形態1の冷凍サイクル装置の構成により、電子膨張弁21aまたは高圧弁46aの異常を、より正確に、かつ、より早期に検知することができる。また、本実施の形態の冷凍サイクル装置では、電子膨張弁21aまたは高圧弁46aの異常をより早期に報知できるため、電子膨張弁21aまたは高圧弁46aをより早期に復旧させることができる。したがって、実施の形態1の冷凍サイクル装置においては、室内機2aの不調期間を短縮することができる。
 また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置では、前述した運転状態において、制御装置3が、液側温度TH2が室内温度TH1よりも低いと判定すると、報知部36は、電子膨張弁21aの異常を報知することができる。
 また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置では、前述した運転状態において、制御装置3が、液側温度TH2が室内温度TH1よりも高いと判定すると、報知部36は、高圧弁46aの異常を報知することができる。
実施の形態2.
 上述した実施の形態1の冷凍サイクル装置では、制御装置3は、第2弁となる高圧弁46aおよび高圧弁46b並びに電子膨張弁21aおよび電子膨張弁21bのすべての弁について、異常検知を行うものとした。ただし、これに限定するものではない。制御装置3は、あらかじめ定められたまたは選択された弁について、異常検知を行うようにしてもよい。
 また、実施の形態1の冷凍サイクル装置においては、制御装置3が、冷凍サイクル回路10内の高圧圧力Pdが目標高圧圧力Pdmに近づくように、圧縮機11の運転周波数を制御する例について説明した。ただし、これに限定するものではない。たとえば、冷凍サイクル回路10内の低圧圧力Psが目標低圧圧力Psmに近づくように、圧縮機11の運転周波数を制御してもよい。
 1 室外機、2,2a,2b 室内機、3 制御装置、4 分流コントローラ、10 冷凍サイクル回路、11 圧縮機、12 室外熱交換器、13 室外ファン、14 冷媒流路切替装置、15 高圧圧力センサ、16 低圧圧力センサ、171,172,173,174 逆止弁、21,21a,21b 電子膨張弁、22,22a,22b 室内熱交換器、25,25a,25b 室内ファン、31 記憶部、32 抽出部、33 演算部、34 比較部、35 判定部、36 報知部、37 運転モード切替部、41 第1分岐部、42a,42b 第2分岐部、43 気液分離器、44 バイパス流路、44a,44b 分岐流路、45,45a,45b 低圧弁、46,46a,46b 高圧弁、47 弁、48 低圧バイパス流路、TH1a,TH1b 第1温度センサ、TH2a,TH2b 第2温度センサ、TH3a,TH3b 第3温度センサ。

Claims (6)

  1.  圧縮機、冷媒流路切替装置、室外熱交換器並びに複数の膨張弁および室内熱交換器の組を接続して、冷媒を循環させる冷凍サイクル回路と、
     前記室外熱交換器と複数組の前記膨張弁との間で前記冷媒を分岐させる第1分岐部と、
     複数組の前記室内熱交換器と前記冷媒流路切替装置との間で前記冷媒を分岐させる第2分岐部と、
     前記第1分岐部と前記第2分岐部とを接続して、前記冷媒の流路となるバイパス配管と、
     各組に対応して、前記第2分岐部と前記冷媒流路切替装置との間に設けられた複数の第1弁と、
     各組に対応して、前記バイパス配管に設けられた複数の第2弁と、
     各組に対応して、前記室内熱交換器を通過した空気が供給される室内の温度を検出する複数の第1温度センサと、
     各組に対応して、前記室外熱交換器が蒸発器のときの前記室内熱交換器における液側冷媒の温度を検出する複数の第2温度センサと、
     前記冷凍サイクル回路が有する機器を制御する制御装置とを備え、
     前記制御装置は、前記圧縮機が動作し、ある組の前記膨張弁を全閉状態とし、前記ある組の前記第1弁および前記第2弁を閉状態とする運転状態において、
     前記ある組に対応する前記第1温度センサの検出温度と前記ある組に対応する前記第2温度センサの検出温度との間に、あらかじめ設定された温度差があると、前記ある組の前記膨張弁および前記第2弁の少なくとも一方の弁が異常であることを検知する冷凍サイクル装置。
  2.  前記制御装置は、前記運転状態において、前記ある組に対応する前記第2温度センサの検出温度が、前記ある組に対応する前記第1温度センサの検出温度よりも低いと、前記ある組の前記膨張弁が異常であることを検知する請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3.  前記制御装置は、前記運転状態において、前記ある組に対応する前記第2温度センサの検出温度が、前記ある組に対応する前記第1温度センサの検出温度よりも高いと、前記ある組の前記第2弁が異常であることを検知する請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  4.  前記制御装置は、前記膨張弁および前記第2弁の少なくとも一方が異常である旨を報知する報知部を備える請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  5.  前記冷媒流路切替装置は、指示に基づいて少なくとも前記運転状態での運転が行われる運転モードに切り替えられる請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  6.  各組に対応して、前記室内熱交換器のガス側冷媒の温度を検出する第3温度センサを備え、
     前記制御装置は、前記運転状態において、前記ある組に対応する前記第2温度センサの検出温度または前記ある組に対応する前記第3温度センサの検出温度の少なくとも一方と前記ある組に対応する前記第1温度センサの検出温度との間にあらかじめ設定された温度差があると、前記ある組の前記膨張弁および前記第2弁の少なくとも一方の弁が異常であることを検知する請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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