(57)【要約】【課題】適切に冷凍サイクルの異常判定を行うことができる空気調和機を提供すること。【解決手段】本発明の空気調和機は、圧縮機８、四方弁９、室外側熱交換器１０、流量可変型の膨張弁１５、室内側熱交換器３の順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度検出手段１４と、流量可変型の膨張弁の絞り開度と吐出温度を記憶する記憶手段１３と、空気調和機の運転電流値を検出し記憶する運転電流値記憶手段１３とを備えた空気調和機であって、膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ吐出温度検出手段で検出される吐出温度が吐出温度設定値以上で、かつ空気調和機の運転電流値が運転電流設定値以下の場合に、圧縮機の運転を停止させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、流量可変型の膨張弁、室内側熱交換器の順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記流量可変型の膨張弁の絞り開度と吐出温度を記憶する記憶手段と、空気調和機の運転電流値を検出し記憶する運転電流値記憶手段とを備えた空気調和機であって、前記膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ前記吐出温度検出手段で検出される吐出温度が吐出温度設定値以上で、かつ空気調和機の運転電流値が運転電流設定値以下の場合に、前記圧縮機の運転を停止させることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記圧縮機の周波数を検出し記憶する周波数検出手段を備え、前記圧縮機の周波数が所定の周波数以上の時のみ請求項１に記載の制御を行う空気調和機。
【請求項３】
前記運転電流設定値は、外気温度に応じて２段階以上に運転電流設定値を設けてい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。
【請求項４】
前記膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ前記吐出温度検出手段で検出される吐出温度が所定時間の間、吐出温度設定値以上で、かつ空気調和機の運転電流値が運転電流設定値以下の場合に、前記圧縮機を停止させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項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、冷凍サイクル内の圧縮機の保護制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機では、冷凍サイクル内の冷媒が少ない状態、あるいは冷媒が抜けてしまっている状態、冷凍サイクルのどこかで詰まってしまっている状態における圧縮機の保護制御として、圧縮機の温度過昇を保護するための圧縮機温度センサや吐出温度センサを設けて、それらの温度に基づいて圧縮機の運転を制御するか、あるいは圧縮機内部にインナーサーマルプロテクタを内蔵する方法が一般的であった。
【０００３】
しかしながらこのようなセンサの取付けやプロテクタの内蔵では、センサ取り付けにかかる製造コストが増大してしまうという課題を有していた。
【０００４】
それに対して、従来のヒートポンプ式の空気調和機では、冷凍サイクルの冷媒の凝縮温度を検出する室内配管温度検出手段と、冷凍サイクルを制御すると共に室外総合運転電流検知手段及び室外総合運転電流設定記憶手段と室内配管温度設定記憶手段と判定手段とを有する制御装置を設け、制御装置は、室外総合運転電流が設定値より下回り、かつ冷房運転時は室内配管温度が設定温度を所定時間上回った時、または、暖房運転時は室内配管温度が設定温度を所定時間下回った時に、圧縮機を停止するように構成している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２９３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した冷凍サイクル保護制御を有する空気調和機においては、冷媒がある程度抜けた状態で設置された空気調和機の空調条件や運転条件によっては、誤動作や誤判定をしてしまう場合があるという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、適切に冷凍サイクルの異常判定を行うことが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】
【０００８】
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、室外側熱交換器、流量可変型の膨張弁、室内側熱交換器の順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、流量可変型の膨張弁の絞り開度と吐出温度を記憶する記憶手段と、空気調和機の運転電流値を検出し記憶する運転電流値記憶手段とを備えた空気調和機であって、膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ吐出温度検出手段で検出される吐出温度が吐出温度設定値以上で、かつ空気調和機の運転電流値が運転電流設定値以下の場合に、圧縮機の運転を停止させることにより、冷凍サイクルの異常を判断して、圧縮機の運転を停止することで圧縮機の保護を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空気調和機は、適切に冷凍サイクルの異常判定を行うことができる空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の回路図
【図２】同実施の形態１における空気調和機のフローチャート
【図３】同実施の形態２における空気調和機のフローチャート
【図４】同実施の形態２における外気温度と運転電流設定値との関連図
【図５】同実施の形態３における空気調和機のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明の空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、流量可変型の膨張弁、室内側熱交換器の順に環状に接続して形成された冷凍サイクルと、冷凍サイクルの吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、流量可変型の膨張弁の絞り開度と吐出温度を記憶する記憶手段と、空気調和機の運転電流値を検出し記憶する運転電流値記憶手段とを備えた空気調和機であって、膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ吐出温度検出手段で検出される吐出温度が吐出温度設定値以上で、かつ空気調和機の運転電流値が運転電流設定値以下の場合に、圧縮機の運転を停止させることにより、冷凍サイクルの異常を判断して、圧縮機の運転を停止することで圧縮機の保護を図ることができる。
【００１２】
第２の発明の空気調和機は、圧縮機の周波数を検出し記憶する周波数検出手段を備え、圧縮機の周波数が所定の周波数以上の時のみ第１の発明の制御を行うことにより、周波数が低い時に冷凍サイクルが正常であるにもかかわらず、条件を満たしてしまうことによって誤動作して圧縮機を止めてしまうことを防ぐ。
【００１３】
第３の発明の空気調和機は、特に第１または第２の発明において、運転電流設定値は、外気温度に応じて２段階以上に運転電流設定値を設けていることにより、より正確な冷凍サイクルの状態を検知することができる。
【００１４】
第４の発明の空気調和機は、特に第１から第３の発明において、膨張弁の絞り開度が設定値以上で、かつ吐出温度検出手段で検出される吐出温度が所定時間の間、吐出温度設定値以上で、かつ空気調和機の運転電流値が運転電流設定値以下の場合に、圧縮機を停止させることにより、圧縮機の運転が安定するまで検知を遅らせることで、誤動作を防止することができる。
【００１５】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における空気調和機の回路図である。図１に示すように、本実施の形態１における空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機８と、冷房時と暖房時で冷媒流路を切り替える四方弁９と、冷媒と外気とが熱交換を行う室外熱交換器１０と、冷媒を減圧する電動膨張弁１５と、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器３とを冷媒配管により環状に接続することで冷凍サイクルを構成している。
【００１７】
また、室内熱交換器３の近傍には、室内熱交換器３で室内空気と冷媒との熱交換を促進するために室内ファン４が設けられており、室外熱交換器１０の近傍には外気と冷媒との熱交換を促進するために室外ファン１２と、室外ファン１２を駆動させるファンモータ５と、室温を検出する温度センサ６と、室外の外気温度を検出する外気温度センサ１１と、圧縮機からの吐出温度を検出する吐出温度検出手段である吐出温度センサ１４と、空気調
和機を構成する室内ユニット１の制御を行う室内制御装置７と、室外ユニット２の制御を行う室外制御装置１３とを備えている。
【００１８】
また、流量可変型の膨張弁の絞り開度と吐出温度を記憶する記憶手段と、空気調和機の運転電流値を検出し記憶する運転電流値記憶手段とを有しており、これらの機能を室外制御装置１３が備えている。そして空気調和機は、室内制御装置７と室外制御装置１３とによって制御される。
【００１９】
次に、図２のフローチャートに従って、本実施の形態における空気調和機の制御を説明する。
【００２０】
まず、ステップ１で空気調和機の運転がスタートすると、ステップ２では圧縮機８が運転しているかどうかを判断する。ステップ２で圧縮機８が運転している場合は、ステップ３で現状の膨張弁１５の開度ＥＸＰ、圧縮機８からの吐出温度Ｔｄ、空気調和機の運転電流値Ａを室外制御装置１３に記憶する。
【００２１】
そして、ステップ４で現在の膨張弁開度ＥＸＰが、予め設定されている設定値ｅｘｐ１より大きい場合、かつ、吐出温度センサ１４で検出した冷媒の吐出温度Ｔｄが、予め設定している吐出温度設定値ｔ１よりも大きい場合、かつ、運転電流値Ａが運転電流設定値ａ１より小さい場合は、ステップ５で圧縮機の運転を停止する。
【００２２】
このように本実施例では、通常冷媒がある程度抜けた状態であっても膨張弁を開くことで吐出温度を下げる動作になり、圧縮機などの冷凍サイクルが異常になることはないが、室内、室外負荷が高い状態などの時は、膨張弁開度が設定開度以上になり、膨張弁による冷凍サイクルの温度制御ができなくなるため圧縮機からの吐出温度を下げることができない。
【００２３】
そこで、膨張弁開度と吐出温度と運転電流値とに基づいて冷凍サイクルの異常を判断し、モータのコイル、圧縮機構部を過昇温から保護することができる。
【００２４】
（実施の形態２）
実施の形態２における空気調和機の回路図は、実施の形態１と同様であるため、実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略する。次に、図３のフローチャートに従って、本実施の形態における空気調和機の制御を説明する。
【００２５】
まず、ステップ１で空気調和機の運転がスタートすると、ステップ２では圧縮機８が運転しているかどうかを判断する。ステップ２で圧縮機８が運転している場合は、ステップ３に移る。
【００２６】
ステップ３では、周波数検出手段である室外制御装置１３で、圧縮機８の周波数ＣｏｍｐＨｚを検出し記憶する。そして、ステップ４では、検出した周波数ＣｏｍｐＨｚが設定値Ｈｚ２よりも小さい場合は、冷媒状態が正常であると判断し、ステップ３に戻る。一方、ステップ３で検出した周波数ＣｏｍｐＨｚが設定値Ｈｚ２よりも大きい場合は、ステップ５へ移り、現状の膨張弁１５の開度ＥＸＰ、圧縮機８からの吐出温度Ｔｄ、空気調和機の運転電流値Ａを室外制御装置１３に記憶する。
【００２７】
そして、ステップ６で現在の膨張弁開度ＥＸＰが、予め設定されている設定値ｅｘｐ２より大きい場合、かつ、吐出温度センサ１４で検出した冷媒の吐出温度Ｔｄが、予め設定している吐出温度設定値ｔ２よりも大きい場合、かつ、運転電流値Ａが運転電流設定値ａ２より小さい場合は、ステップ７で圧縮機の運転を停止する。
【００２８】
このように本実施例では、通常冷媒がある程度抜けた状態であっても膨張弁を開くことで吐出温度を下げる動作になり、圧縮機などの冷凍サイクルが異常になることはないが、室内、室外負荷が高い状態などの時は、膨張弁開度が設定開度以上になり、膨張弁による冷凍サイクルの温度制御ができなくなるため圧縮機からの吐出温度を下げることができない。
【００２９】
さらに、圧縮機の周波数が低い状態では、冷凍サイクルの状態が正常であっても、膨張弁開度と吐出温度と運転電流値が全て条件を満たしてしまい、誤動作して圧縮機の運転を止めてしまう。
【００３０】
そこで、まず圧縮機の周波数に基づいて、誤動作してしまう条件を排除し、さらに膨張弁開度と吐出温度と運転電流値とに基づいて冷凍サイクルの異常を判断するので、より確実に異常を判断することができ、モータのコイル、圧縮機構部を過昇温から保護することができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、運転電流設定値ａ２は、外気温度がＧａより小さい時と、外気温度がＧａよりも大きい時とでは異ならせて設定している。図４は本実施の形態における運転電流設定値ａ２を示したものである。外気温度がＧａよりも小さい時のａ２をＡ２１とし、外気温度がＧａよりも大きい時のａ２をＡ２２とすると、Ａ２１とＡ２２との間にはＡ２１＜Ａ２２の関係が成り立つ。
【００３２】
これは、外気温度が低いと室外熱交換器１０において冷媒温度と外気温度との温度差が確保することができるので、より少ない運転電流値で空気調和機を運転できるため、冷凍サイクルの異常を判断する運転電流設定値ａ２も外気温度に応じて異ならせることで、正確な冷凍サイクルの状態を検知することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では運転電流設定値ａ２を２段階に分けて制御を行ったが、これに限定されることはなく、２段階以上の複数段階に分けて制御を行っても良い。その場合は、より正確な冷凍サイクルの異常判断を行うことができる。
【００３４】
（実施の形態３）
実施の形態３における空気調和機の回路図は、実施の形態１と同様であるため、実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略する。次に、図５のフローチャートに従って、本実施の形態における空気調和機の制御を説明する
まず、ステップ１で空気調和機の運転がスタートすると、ステップ２では圧縮機８が運転しているかどうかを判断する。ステップ２で圧縮機８が運転している場合は、ステップ３に移る。
【００３５】
ステップ３では室外制御装置１３で時間を計測するタイマーカウンターをリセットし、ステップ３からの運転時間Ｔ１を計測する。
【００３６】
そしてステップ４へ移り、現状の膨張弁１５の開度ＥＸＰ、圧縮機８からの吐出温度Ｔｄ、空気調和機の運転電流値Ａを室外制御装置１３に記憶する。
【００３７】
そして、ステップ５で現在の膨張弁開度ＥＸＰが、予め設定されている設定値ｅｘｐ３より大きい場合、かつ、吐出温度センサ１４で検出した冷媒の吐出温度Ｔｄが、予め設定している吐出温度設定値ｔ３よりも大きい場合、かつ、運転電流値Ａが運転電流設定値ａ３より小さい場合は、ステップ６へ移り、条件を満たさない場合はステップ３へ戻る。
【００３８】
そして、ステップ６ではステップ３からの運転時間Ｔ１が予め設定されている所定時間Ｔｓ３以上経過したかどうかを判断し、経過していなければステップ４へ戻り、経過しているとステップ７で圧縮機の運転を停止する。これは、圧縮機の吐出温度が安定するであろう所定時間Ｔｓ３を実験等で求めておき、冷凍サイクルの異常の判断に用いる吐出温度として、安定時の吐出温度を確実に用いることができ、より正確な冷媒状態を検出することができる。
【００３９】
このように本実施の形態では、より正確に冷凍サイクルの異常を判断でき、モータのコイル、圧縮機構部を過昇温から保護することができる。
【００４０】
なお、実施の形態１〜３における所定値ｅｘｐ１、ｅｘｐ２、ｅｘｐ３、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ａ１、ａ２、ａ３、Ｈｚ２、Ｔｓ３は、実験等から決定された値であり、一義的に決定されるものではない。すなわち、空気調和機の構成に応じて、それぞれの所定値を変更することは問題はない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明にかかる空気調和機は、室内ユニットと室外ユニットに分離した分離型空気調和機の制御に最適である。
【符号の説明】
【００４２】
１  室内ユニット
２  室外ユニット
３  室内熱交換器
４  室内ファン
５  室内ファンモータ
６  室内温度センサ
７  室内制御装置
８  圧縮機
９  四方弁
１０  室外熱交換器
１１  室外温度センサ
１２  室外ファン
１３  室外制御装置
１４  吐出温度センサ
１５  電動膨張弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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