(57)【要約】【課題】冷凍サイクルの正常、異常を確実に検知することができる空気調和機を提供する。【解決手段】圧縮機２、四方弁３、減圧手段４、室外側熱交換器５、圧縮された冷媒を吐出する配管に設置された高温検知手段７を有する室外機１と、室内側熱交換器９を有する室内機８と、室外機１と室内機８とを接続するための接続配管１３により構成された空気調和機において、運転開始直後の前記減圧手段４の初期開度（ａ）または別途設定した開度（ｂ）と、一定時間運転を行った際の減圧手段４の開度（ｃ）を比較し、初期開度（ａ）または開度（ｂ）に対して、開度（ｃ）が小さい場合は、冷凍サイクルが正常であると認識し、初期開度（ａ）または開度（ｂ）に対して、開度（ｃ）が大きく、かつ高温検知手段７で検知した温度が所定の温度を上回る場合に、冷凍サイクルが異状であると認識するもので、冷凍サイクルの異状を確実に検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、減圧手段、室外側熱交換器、室外ファン、前記圧縮機または圧縮された冷媒を吐出する配管に設置された高温検知手段を有する室外機と、室内側熱交換器、室内ファンを有する室内機と、前記室外機と前記室内機とを接続するための接続配管と、前記室外機に隣接し前記室内側熱交換器と前記減圧手段の間に設置した二方弁と、前記室外機に隣接して前記室内側熱交換器と前記四方弁の間に設置した三方弁により構成された空気調和機において、運転開始直後の前記減圧手段の初期開度（ａ）または別途設定した開度（ｂ）と、一定時間運転を行った際の前記減圧手段の開度（ｃ）を比較し、前記初期開度（ａ）または前記開度（ｂ）に対して、前記開度（ｃ）が小さい場合は、冷凍サイクルが正常であると認識し、前記初期開度（ａ）または前記開度（ｂ）に対して、前記開度（ｃ）が大きく、かつ前記高温検知手段で検知した温度が所定の温度を上回る場合は、前記冷凍サイクルは異状であると認識することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
圧縮機、四方弁、減圧手段、室外側熱交換器、室外ファン、前記圧縮機または圧縮された冷媒を吐出する配管に設置された高温検知手段を有する室外機と、室内側熱交換器、室内ファンを有する室内機と、前記室外機と前記室内機とを接続するための接続配管と、前記室外機に隣接し前記室内側熱交換器と前記減圧手段の間に設置した二方弁と、前記室外機に隣接して前記室内側熱交換器と前記四方弁の間に設置した三方弁により構成された空気調和機において、運転開始後一定時間間隔で前記減圧手段の開度を記録手段にて記録し、一定時間間隔における前記開度の変位量が時間経過とともに所定の値を超えて大きくなり、かつ前記高温検知手段で検知した温度が所定の温度を上回る場合に、冷凍サイクルが異状であると認識することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
電源投入後一定時間冷凍サイクルの閉塞を検知する閉塞検知運転を実施することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に関するもので、特に、ヒートポンプ運転による冷暖房運転時に、冷凍サイクルの異状を検知することのできる空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気調和機の制御方法は、冷凍サイクル内に異物が詰まった場合などの不具合を想定して、圧縮機を保護するために、圧縮機の表面温度あるいは運転電流がある一定値を超えた場合に、圧縮機の運転を停止する手法や、コストダウンの為に、室温と室内側熱交換器との温度差を検出し、前記温度差が所定温度以内である場合、圧縮機を停止するように制御している（例えば、特許文献１参照）。 
【０００３】
図５は、上記特許文献１に記載された従来の空気調和機の制御方法を示すフローチャートである。図５に示すように、空気調和機が冷房又は暖房で運転開始され、圧縮機の運転が３０分以上経過したかどうか判断し、経過している場合に、吐出温度が１１５℃以下で、室温と室内側熱交換器温度との温度差が２℃以内、もしくは外気温と室外側熱交換器温度との温度差が２℃以内の場合、冷凍サイクル内を冷媒が流れていない状態、すなわち冷凍サイクルから多量のガスが抜けた完全なガス抜け状態か、電子膨張弁が閉のままロックしたか、もしくは弁に異物が混入し全閉状態か、または二方弁・三方弁の開け忘れなどの不具合と判断することができ、圧縮機を停止し、保護することができる。 
【特許文献１】特開２００３−９０５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空気調和機の実際の使用時における冷凍サイクル異常のケースは、多岐にわたっており、二方弁・三方弁を完全に開け忘れた場合、どちらか一方のみ開け忘れた場合、冷凍サイクルが完全に詰まって冷媒が全く流れない場合、微少に冷媒が流れるが所定の能力がでない場合等様々なケースが考えられる。特に微少でも、冷媒が流れるケースは、室内の冷暖房負荷が小さい時には、室温と室内熱交換器温度との温度差が２℃以上で運転を継続することがあるため、そのまま継続して使用すると圧縮機の破損等問題を引き起こすという課題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷凍サイクルの完全閉塞時だけでなく、微少に冷媒が流れているケースであっても異常を検知することのできる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、圧縮機、四方弁、減圧手段、室外側熱交換器、室外ファン、前記圧縮機または圧縮された冷媒を吐出する配管に設置された高温検知手段を有する室外機と、室内側熱交換器、室内ファンを有する室内機と、前記室外機と前記室内機とを接続するための接続配管と、前記室外機に隣接し前記室内側熱交換器と前記減圧手段の間に設置した二方弁と、前記室外機に隣接して前記室内側熱交換器と前記四方弁の間に設置した三方弁により構成された空気調和機において、運転開始直後の前記減圧手段の初期開度（ａ）または別途設定した開度（ｂ）と、一定時間運転を行った際の前記減圧手段の開度（ｃ）を比較し、前記初期開度（ａ）または前記開度（ｂ）に対して、前記開度（ｃ）が小さい場合は、冷凍サイクルが正常であると認識し、前記初期開度（ａ）または前記開度（ｂ）に対して、前記開度（ｃ）が大きく、かつ前記高温検知手段で検知した温度が所定の温度を上回る場合は、前記冷凍サイクルは異状であると
認識するもので、冷凍サイクルの閉塞や冷媒の流れが微少で所定の能力が出ない状態を検出することができる。
【０００７】
また、本発明の空気調和機は、圧縮機、四方弁、減圧手段、室外側熱交換器、室外ファン、前記圧縮機または圧縮された冷媒を吐出する配管に設置された高温検知手段を有する室外機と、室内側熱交換器、室内ファンを有する室内機と、前記室外機と前記室内機とを接続するための接続配管と、前記室外機に隣接し前記室内側熱交換器と前記減圧手段の間に設置した二方弁と、前記室外機に隣接して前記室内側熱交換器と前記四方弁の間に設置した三方弁により構成された空気調和機において、運転開始後一定時間間隔で前記減圧手段の開度を記録手段にて記録し、一定時間間隔における前記開度の変位量が時間経過とともに所定の値を超えて大きくなり、かつ前記高温検知手段で検知した温度が所定の温度を上回る場合に、冷凍サイクルが異状であると認識するもので、冷凍サイクルの閉塞や冷媒の流れが微少で所定の能力が出ない状態をより高い精度で検出することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の空気調和機は、冷凍サイクルの完全閉塞時に加えて、微少に冷媒が流れているが所定の能力が出ないケースでも冷凍サイクルの異常を判断することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、圧縮機、四方弁、減圧手段、室外側熱交換器、室外ファン、前記圧縮機または圧縮された冷媒を吐出する配管に設置された高温検知手段を有する室外機と、室内側熱交換器、室内ファンを有する室内機と、前記室外機と前記室内機とを接続するための接続配管と、前記室外機に隣接し前記室内側熱交換器と前記減圧手段の間に設置した二方弁と、前記室外機に隣接して前記室内側熱交換器と前記四方弁の間に設置した三方弁により構成された空気調和機において、運転開始直後の前記減圧手段の初期開度（ａ）または別途設定した開度（ｂ）と、一定時間運転を行った際の前記減圧手段の開度（ｃ）を比較し、前記初期開度（ａ）または前記開度（ｂ）に対して、前記開度（ｃ）が小さい場合は、冷凍サイクルが正常であると認識し、前記初期開度（ａ）または前記開度（ｂ）に対して、前記開度（ｃ）が大きく、かつ前記高温検知手段で検知した温度が所定の温度を上回る場合は、前記冷凍サイクルは異状であると認識するもので、冷凍サイクルの閉塞や冷媒の流れが微少で所定の能力が出ない状態を検出することができる。
【００１０】
第２の発明は、圧縮機、四方弁、減圧手段、室外側熱交換器、室外ファン、前記圧縮機または圧縮された冷媒を吐出する配管に設置された高温検知手段を有する室外機と、室内側熱交換器、室内ファンを有する室内機と、前記室外機と前記室内機とを接続するための接続配管と、前記室外機に隣接し前記室内側熱交換器と前記減圧手段の間に設置した二方弁と、前記室外機に隣接して前記室内側熱交換器と前記四方弁の間に設置した三方弁により構成された空気調和機において、運転開始後一定時間間隔で前記減圧手段の開度を記録手段にて記録し、一定時間間隔における前記開度の変位量が時間経過とともに所定の値を超えて大きくなり、かつ前記高温検知手段で検知した温度が所定の温度を上回る場合に、冷凍サイクルが異状であると認識するもので、冷凍サイクルの閉塞や冷媒の流れが微少で所定の能力が出ない状態をより高い精度で検出することができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の空気調和機において、電源投入後一定時間冷凍サイクルの閉塞を検知する閉塞検知運転を実施するもので、長時間運転を行われた際の閉塞状態の誤検知を防止することができる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクルの構成図、図２は、同空気調和機の制御方法を示すフローチャートである。
【００１４】
図１及び２において、本実施の形態における空気調和機は、室外機1と、室外機1と接続配管１３を介して接続される室内機８から構成され、室外機１は、圧縮機２と、四方弁３と、減圧手段４と、室外側熱交換器５と、室外ファン６と、高温検知手段７により構成されている。
【００１５】
室内機８は、室内側熱交換器９と、室内ファン１０と、室内配管温検知手段１１と、室内温検知手段１２により構成されている。室外機１の外側には、室内機８と接続配管１３を通じて接続するための二方弁１４と、三方弁１５が備え付けられており、二方弁１４は減圧手段４と、三方弁１５は四方弁３とそれぞれ接続されて、冷凍サイクルを構成している。１６は、高温検知手段７で検知された温度に応じて、減圧手段４の開度を制御する制御手段である。
【００１６】
ここで、減圧手段４には、外部からの信号等により電気的に開度を調整することができる電子膨張弁を採用している。高温検知手段７は、本実施の形態では、圧縮機２から圧縮した冷媒を吐出する吐出配管１３ａに設置しているが、圧縮機２本体に設置しても同様の効果を得られる。
【００１７】
以上のように構成された本実施の形態における空気調和機の制御方法について以下その動作及び作用を説明する。
【００１８】
空気調和機の設置が完了し、電源投入され暖房または冷房運転にて運転開始されるとまず閉塞検知運転を実施する。
【００１９】
制御手段１６によって、減圧手段４の開度が初期開度（ａ）に合わせられる。運転開始直後の暖房負荷または冷房負荷は一般的にかなり大きく、空気調和機の最大能力によって暖房または冷房を行うため、圧縮機２の運転周波数は最大で運転され、冷媒循環量を大きくするために減圧手段４の開度も初期開度（ａ）または初期開度（ａ）より大きな別途設定された開度（ｂ）にて運転を行う。ある程度の時間、運転を継続すると部屋の温度は運転開始時に設定した温度に近づいていくため最大能力で運転を継続する必要がなくなり、圧縮機２の運転周波数は徐々に小さくなっていく。
【００２０】
運転周波数が小さくなると、圧縮機２の近傍に設置している高温検知手段７が温度の低下を検知するため、この温度を一定に保とうと、制御手段１６を通じて減圧手段４の開度（ｃ）もこれに伴い徐々に小さくなっていき、冷媒循環量を小さくすることで冷暖房能力を調整する。冷凍サイクルが正常な動作を行ってるときの減圧手段４の開度（ｃ）は、初期開度（ａ）または別途設定された開度（ｂ）より小さくなるのが一般的である。
【００２１】
次に、冷凍サイクルが閉塞状態または冷媒の流量が正常状態に比べて少ない場合、空気調和機の最大能力によって暖房または冷房を行うため圧縮機２の運転周波数は最大で運転されるが、ある程度の時間運転を継続しても部屋の温度は、運転開始時に設定した温度に近づかないため圧縮機２の運転周波数は最大のまま運転を継続することになる。この状態でさらに運転を継続すると高温検知手段７が圧縮機２の温度が高くなってきたことを検知し、温度を低下させるために制御手段１６を通じて減圧手段４の開度（ｃ）をどんどん大きくしていく方向に制御を行う。
【００２２】
このようにして制御を行った結果、減圧手段４の開度（ｃ）が、初期開度（ａ）または
別途設定された開度（ｂ）よりも大きな開度まで到達したとき、冷凍サイクルに異常が発生した可能性が高いと判断し高温検知手段７が検知した温度を確認するようにする。そして、確認した結果、高温検知手段７の検知温度が、所定の温度（例えば、８０℃）よりも低い場合さらに運転を継続する。高温検知手段７の検知温度が所定の温度（８０℃）よりも高い場合、冷凍サイクルに異常が発生していると判定し異常表示を行い空気調和機の運転を停止する。
【００２３】
運転開始から、一定時間（例えば、２０分）経過しても、冷凍サイクルが異常と判定されなかった場合、冷凍サイクルは正常であると判断し、そのまま通常運転を継続する。
【００２４】
なお、本実施の形態に示した各種材料や数値などは必ずしもこれに限定されるものではなく、所定の役割を果たすことができるならば別の材料や数値でも何ら問題はない。
【００２５】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における空気調和機の冷凍サイクルの構成図、図４は、同空気調和機の制御方法を示すフローチャートである。尚、上記実施の形態１における空気調和機と同一部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２６】
本実施の形態における空気調和機は、図３に示すように、制御手段１６に隣接して減圧手段４の開度を一定時間間隔で記録する記録手段１７を設けたもので、それ以外は、上記実施の形態１と同一構成であり、詳細な説明を省略する。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態における空気調和機の制御方法について以下その動作及び作用を説明する。
【００２８】
空気調和機の設置が完了し、電源投入され暖房または冷房運転にて運転開始されると、制御手段１６によって減圧手段４の開度が初期開度（ａ）に合わせられる。運転開始直後の暖房負荷または冷房負荷は、一般的にかなり大きく、空気調和機の最大能力によって暖房または冷房を行うため、圧縮機２の運転周波数は、最大で運転され、冷媒循環量を大きくするために、減圧手段４の開度も初期開度（ａ）または初期開度（ａ）より大きな開度（ｂ）にて運転を行う。ある程度の時間、運転を継続すると部屋の温度は運転開始時に設定した温度に近づいていくため最大能力で運転を継続する必要がなくなり、圧縮機２の運転周波数は徐々に小さくなっていく。
【００２９】
運転周波数が小さくなると、圧縮機２の近傍に設置している高温検知手段７が、温度の低下を検知するため、この温度を一定に保とうと制御手段１６を通じて減圧手段４の開度（ｃ）もこれに伴い徐々に小さくなっていき、冷媒循環量を小さくすることで冷・暖房能力を調整する。
【００３０】
ここで、本実施の形態では、運転開始直後から一定時間間隔における減圧手段４の開度（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）、（ｃ４）・・・・・の変位量（ｃ１−ｃ２）、（ｃ２−ｃ３）、（ｃ３−ｃ４）、（ｃｘ−ｃｙ）・・・・・を記録手段１７に記録していくが、冷凍サイクルが正常な動作を行ってるときの一定時間間隔における減圧手段４の開度の変位量は、部屋の温度が設定温度に近づいていくにしたがって小さくなっていくのが一般的である。
【００３１】
次に、冷凍サイクルが閉塞状態または冷媒の流量が正常状態に比べて少ない場合、空気調和機の最大能力によって、暖房または冷房を行うため圧縮機２の運転周波数は、最大で運転されるが、ある程度の時間、運転を継続しても部屋の温度は、運転開始時に設定した温度に近づかないため、圧縮機２の運転周波数は、最大のまま運転を継続する。
【００３２】
この状態で、さらに運転を継続すると、高温検知手段７が圧縮機２の温度が高くなってきたことを検知し、温度を低下させるために、制御手段１６を通じて減圧手段４の開度をどんどん大きくしていく方向に制御を行う。
【００３３】
ここで、運転開始直後から一定時間間隔における減圧手段４の開度（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）、（ｃ４）・・・・・の変位量（ｃ１−ｃ２）、（ｃ２−ｃ３）、（ｃ３−ｃ４）、（ｃｘ−ｃｙ）・・・・・を記録手段１７に記録していくが、この変位量が一定値（Δｃ）を超えた場合、冷凍サイクルに異常が発生した可能性が高いと判断し、高温検知手段７が検知した温度を確認する。確認した結果、高温検知手段７の検知温度が、所定の温度（例えば、８０℃）よりも低い場合さらに運転を継続する。一方、高温検知手段７の検知温度が所定の温度（８０℃）よりも高い場合、冷凍サイクルに異常が発生していると判定し異常表示を行い空気調和機の運転を停止する。
【００３４】
なお、本実施の形態に示した各種材料や数値などは必ずしもこれに限定されるものではなく、所定の役割を果たすことができるならば別の材料や数値で何ら問題はない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、通常使用時において冷凍サイクルの正常・異常を短時間で判定できるため、室内機と室外機が分離されている空気調和機全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクルの構成図
【図２】同空気調和機の制御方法を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態２における空気調和機の冷凍サイクルの構成図
【図４】同空気調和機の制御方法を示すフローチャート
【図５】従来の空気調和機の制御方法を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３７】
１  室外機
２  圧縮機
３  四方弁
４  減圧手段
５  室外側熱交換器
６  室外ファン
７  高温検知手段
８  室内機
９  室内側熱交換器
１０  室内ファン
１３  接続配管
１４  二方弁
１５  三方弁
１７  記録手段
【図１】
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【図２】
2010210197.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010210197.tif 000006
【図５】
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