(57)【要約】【課題】電源復帰時の情報を記憶しておくことにより、瞬時停電等を要因とする故障の原因を追究可能とする空気調和機を提供する。【解決手段】本発明の空気調和機１は、室内ユニット３と室外ユニット２を備えて冷媒回路６が構成されたものであって、室外ユニット２の制御装置２０を備え、この制御装置２０は記憶手段としてのＲＡＭ５５を有し、停電後の復電時における当該室外ユニット２の動作状態として、例えば、冷媒回路６の温度や圧力、圧縮機１２や電動膨張弁１７、電磁開閉弁１９の動作状態をＲＡＭ５５に記録し、読出可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内ユニットと室外ユニットを備えて冷媒回路が構成された空気調和機において、
前記室外ユニットの制御手段を備え、該制御手段は記憶手段を有し、停電後の復電時における当該室外ユニットの動作状態を前記記憶手段に記録し、読出可能とすることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記記憶手段に記録される前記室外ユニットの動作状態は、前記冷媒回路の温度、圧力、当該冷媒回路を構成する圧縮機、電動弁、電磁弁の状態のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記冷媒回路を構成する圧縮機はガスエンジンにより駆動されると共に、前記記憶手段に記録される前記室外ユニットの動作状態は、前記ガスエンジンの運転状態、当該ガスエンジンに関連するスイッチの状態のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記制御手段は、前記記憶手段に記録された前記室外ユニットの動作状態を読み出すための表示手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れか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、室内ユニットと室外ユニットとを備えて冷媒回路が構成された空気調和機に関するもの、特に、瞬時停電に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和機の室外ユニットでは、その制御部内にＣＰＵ（中央処理装置）やＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置等を配設し、ＣＰＵやＲＯＭから制御プログラムを読み込み、室外ユニット及び室内ユニットの駆動制御等を行う。
【０００３】
この場合、何らかの原因により空気調和機の主電源が停電した場合には、復電後に停電前と同一条件による運転を行うことが求められる。そのため、従来では、制御手段内に、不揮発性記憶装置を設け、室外ユニットの運転制御に関する情報、即ち、運転条件を記憶させることにより、停電後の復電時に再度の運転設定を行うことなく同様の運転を実現していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−４７７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
停電によって空気調和機の運転を停止した場合、それまでの制御が中断し、冷媒回路は、制御途中の状態で停止してしまう。特に、ガスヒートポンプ式空気調和機の場合、ガスエンジンの駆動力を用いて圧縮機を運転させているが、停電によって、ガスエンジンの運転を停止した場合には、同様にそれまでのガスエンジンの制御も途中で停止してしまう。通常、停電用の予備電源回路を有していないため、室外ユニットのガスエンジンや冷媒回路は、それぞれの物理特性に任せて緩やかに初期状態へと復帰し、停電復帰時に制御装置は、初期処理を行って再起動の準備を行う。冷媒回路を構成する電動膨張弁なども停電時には、冷媒の成り行きに任せ緩やかに初期開度へと復帰するものを採用していた。
【０００６】
しかし、停電による運転停止から、直ぐに復帰状態となる瞬時停電の場合であっても、制御装置は、停電によってそれまでの温度や圧力、その他弁開度や弁の開閉状況等の制御情報を消失してしまうため、停電時点における制御状態にかかわらず初期処理を行う。このため、例えば、冷媒回路を構成する電磁弁が所定開度で開放された状態であっても、初期処理によって急激に弁開度を小さくすることで、冷媒圧力による反動や、それまで低温であった熱交換器に急激に高温冷媒が流れることにより配管のヒートショック等が発生し、故障の原因となる場合がある。
【０００７】
故障の原因が、瞬時停電が頻回に起こることによる場合であっても、実際には、当該瞬時停電があったか否かが不明であるため、これらの故障の原因を追跡することが困難であった。即ち、故障が発生したことによる警報に基づき、故障箇所を精査しても、当該故障発生当時の例えば、弁の開閉状況や圧力、温度などを解析することができず、具体的な故障原因の究明を行うことが困難であった。
【０００８】
本発明は、従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、電源復帰時の情報を記憶しておくことにより、瞬時停電等を要因とする故障の原因を追究可能とする空気調和機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の空気調和機は、室内ユニットと室外ユニットを備えて冷媒回路が構成されたものであって、室外ユニットの制御手段を備え、この制御手段は記憶手段を有し、停電後の復電時における当該室外ユニットの動作状態を記憶手段に記録し、読出可能とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、上記において、記憶手段に記録される室外ユニットの動作状態は、冷媒回路の温度、圧力、当該冷媒回路を構成する圧縮機、電動弁、電磁弁の状態のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、上記各発明において、冷媒回路を構成する圧縮機はガスエンジンにより駆動されると共に、記憶手段に記録される室外ユニットの動作状態は、ガスエンジンの運転状態、当該ガスエンジンに関連するスイッチの状態のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、上記各発明において、制御手段は、記憶手段に記録された室外ユニットの動作状態を読み出すための表示手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、室内ユニットと室外ユニットを備えて冷媒回路が構成された空気調和機において、室外ユニットの制御手段を備え、この制御手段は記憶手段を有し、停電後の復電時における当該室外ユニットの動作状態、例えば、冷媒回路の温度、圧力、当該冷媒回路を構成する圧縮機、電動弁、電磁弁の状態、ガスエンジンの運転状態、当該ガスエンジンに関連するスイッチの状態を記憶手段に記録し、読出可能とすることにより、停電による運転停止から、直ぐに復帰状態となる瞬時停電の場合であっても、室外ユニットの制御手段は、復電時（瞬時停電後の電源復旧時）における動作状態を記憶しておくことができる。
【００１４】
瞬時停電の場合には、復電時における動作状態は、ほぼ停電時における動作状態と近似したものであるため、当該瞬時停電等の停電後に故障が発生したときに、記憶手段に記録された室外ユニットの動作状態を読み出すための表示手段等から当該動作状態を把握することによって、具体的な故障原因の究明を行うことが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ガスヒートポンプ式空気調和機の概略構成図である。
【図２】空気調和機１の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の空気調和機１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施例におけるガスヒートポンプ式空気調和機１の概要構成図であり、当該図中では、実線で冷媒回路を示し、鎖線で電気回路を示している。
【００１７】
本実施例におけるガスヒートポンプ式空気調和機１は、屋外に設置される室外ユニット２と、室内に配置され、室内側熱交換器（利用側熱交換器）１５が設けられる例えば壁掛け型の室内ユニット３とから成り、両者は図示しないサービスバルブを介して冷媒配管（液管４Ａ及びガス管４Ｂ）により接続され、冷媒回路６を構成する。
【００１８】
室外ユニット２は、冷媒回路６を構成する圧縮機１２と、発電機３０と、圧縮機１２及び発電機３０を駆動するガスエンジン１０と室外ユニット２の制御手段としての制御装置２０とを備えている。
【００１９】
冷媒回路６は、室外ユニット２に配設される圧縮機１２と、四方弁１３と、室外側熱交換器（熱源側熱交換器）１４、電磁開閉弁（電磁弁）１９と、レシーバータンク１６と、減圧手段としての電動膨張弁（電動弁）１７と、室内ユニット３に配設される室内側熱交換器（利用側熱交換器）１５と、アキュムレータ１８により構成される。
【００２０】
圧縮機１２の吸込側にはアキュムレータ１８が接続され、吐出側には四方弁１３が接続される。この四方弁１３が接続される側には、室外熱交換器１４及びレシーバータンク１６が順次接続される。本実施例では、圧縮機１２の吐出側と、室外熱交換器１４の冷媒出口側とを接続する冷媒配管が設けられており、当該冷媒配管には、電磁開閉弁１９が介設されている。そして、サービスバルブが設けられた液管４Ａを介して電動膨張弁１７及び室内側熱交換器１５が順次接続される。この室内側熱交換器１５の冷媒出口側には、サービスバルブが設けられたガス管４Ｂが接続され、当該ガス管４Ｂは、四方弁１３に接続されている。これにより環状の冷媒回路６が構成される。
【００２１】
室外ユニット２に配設される室外側熱交換器１４の近傍には、室外側熱交換器１４に送風する室外側送風機２１が配設されている。また、室内ユニット３に配設される室内側熱交換器１５の近傍には、室内側熱交換器１５に送風する室内側送風機２２が配設されると共に、風向調整用の電動フラップ２３が設けられている。
【００２２】
圧縮機１２は、電磁式のクラッチ（伝達手段）１４を備えたガスエンジン１０が接離可能に接続され、このガスエンジン１０によって、駆動可能とされ、この駆動力によって当該冷媒回路６を循環する冷媒を圧縮する。
【００２３】
そして、この室外ユニット２に設けられるガスエンジン１０は、燃料供給系から供給された燃料ガスによって稼働される。即ち、ガスエンジン１０には燃料供給管２５が接続され、この燃料供給管２５には燃料遮断弁（電磁弁）２６、ゼロガバナ２７及び燃料調整弁２８が順次接続されている。
【００２４】
燃料遮断弁２６は、全閉又は全開することにより、燃料ガスの遮断と、流通が択一的に制御される。ゼロガバナ２７は燃料供給管２５内で、燃料遮断弁２６側が開閉制御によって圧力変動を生じても、燃料調整弁２８側にてガスエンジン１０への燃料供給を一定圧力に調整する。そして、燃料調整弁２８は、燃料ガスと空気とを混合して生成される混合ガスの空燃比を最適に調整するものである。
【００２５】
ガスエンジン１０は、室外ユニット２に設けられて、上記燃料供給系から供給されるガスを燃焼させて駆動力を発生させ、この駆動力によって、上記圧縮機１２を駆動させるものである。ガスの燃焼によって生じた廃熱は、循環されるエンジン冷却水によって冷却される構成とされている。即ち、ガスエンジン１０の冷却水経路３１は、エンジン冷却水を循環させる冷却水ポンプ３２と、エンジン冷却水の放熱を行わせるためのラジエータ３３とから構成されている。ラジエータには、冷却用のラジエータ用送風機３４が並設されている。
【００２６】
これにより、冷却水ポンプ３２がガスエンジン１０の駆動中に常時運転されることにより、エンジン冷却水は、ガスエンジン１０、冷却水ポンプ３２、ラジエータ３３とを順次経て当該冷却水経路３１を循環することにより、ガスエンジン１０を冷却する。
【００２７】
また、ガスエンジン１０には、発電機３０が添設されており、圧縮機１２を駆動するガスエンジン１０により伝達される余剰の駆動力によって発電する。発電機３０には、ＡＣライン３５を介して系統連系インバータ３６が接続されている。この系統連系インバータ３６は、発電機３０にてガスエンジン１０からの余剰の駆動力により発電された三相交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータを介して整流して直流電力に変換し、一定の出力、例えば３００Ｖに昇圧する。その後、昇圧された直流電力を規定周波数、例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの１００／２００Ｖの交流電力に変換して、ＡＣライン３７を介して商用電源３９が接続された商用系統３８に出力する。
【００２８】
次に、図２のブロック図を参照して空気調和機１の制御装置について説明する。室内ユニット３内には、室内ユニット３の制御手段としての室内側制御装置４０が設けられている。この室内側制御装置４０は、図２に示すように、ＣＰＵ４１、入出力インターフェース４２、４３、ＲＯＭ（記憶手段）４４、ＲＡＭ（記憶手段）４５、ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性記憶装置）４６等から構成されている。
【００２９】
室内ユニット３の入力インターフェース４２には、室温を検出する室温センサ４７や、室内側熱交換器１５の冷房運転時における入口側及び出口側の冷媒温度を検出する第１及び第２の冷媒温度センサ４８、４９、リモコンユニット５０（入力系）等が接続されている。また、室内ユニット３の出力インターフェース４３には、電動膨張弁１７、室内側送風機２２、電動フラップ２３、リモコンユニット５０（表示系）等が接続されている。
【００３０】
室外ユニット２内には、室外ユニット２の制御手段としての室外側制御装置２０が設けられている。この室外側制御装置２０は、図２に示すように、ＣＰＵ５１、入出力インターフェース５２、５３、ＲＯＭ（記憶手段）５４、ＲＡＭ（記憶手段）５５、ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性記憶装置）５６等から構成されている。
【００３１】
一方、室外ユニット２の入力インターフェース５２には、圧縮機１２の吐出側冷媒圧力を検出する圧力センサ５７や、外気温度を検出する外気温度センサ５８、コントロールパネル６０（入力系）等が接続されている。また、室外ユニット２の出力インターフェース５３には、圧縮機１２、四方弁１３、電磁開閉弁１９、室外側送風機２１、ガスエンジン１０、燃料遮断弁（電磁弁）２６、ゼロガバナ２７、燃料調整弁２８、冷却水ポンプ３２、ラジエータ用送風機３４、コントロールパネル６０（表示手段。表示部６０Ａ）等が接続されている。そして、室内側制御装置４０と、室外側制御装置２０とは、バスラインにより接続されており、相互に信号の授受を行う。
【００３２】
以上の構成により、ガスヒートポンプ式空気調和装置１は、リモコン５０によって冷房運転／暖房運転／除霜運転の切換が行われることにより、室外側制御装置２０は、四方弁１３及び電磁開閉弁１９を切り換えて冷媒回路６内の冷媒の流れを制御する。
【００３３】
冷房運転時では、電磁開閉弁１９を閉じた状態で、四方弁１３が冷房運転側に切り替えられると、冷媒回路６内の冷媒は、圧縮機１２から吐出された後、凝縮器として作用する室外側熱交換器１４内に流入して放熱した後、レシーバータンク１６を経て、電動膨張弁１７にて減圧されて、蒸発器として作用する室内側熱交換器１５内に流入して蒸発して冷却作用を発揮した後、圧縮機１２に帰還する。
【００３４】
ここで、室内側制御装置４０は、予め入力して設定され、ＲＡＭ４５に記憶された室内設定温度と、室温センサ４７にて検出された温度の偏差に基づき、室内側送風機２２の回転数を制御すると共に、第１及び第２の冷媒温度センサ４８、４９にて検出された室内側熱交換器１５の入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との偏差が所定値（同じく予め入力して設定され、ＲＡＭ４５に記憶された値。過熱度）となるように電動膨張弁１７の開弁量（弁体駆動用ステップモータのステップ数）を制御する。これにより、被空調空間となる室内は、所定の冷却温度に冷却される。
【００３５】
そして、室外側制御装置２０は、室内側制御装置４０から要求される冷却負荷に応じて圧縮機１２の周波数制御、室外側送風機２１の回転数制御、更には、ガスエンジン１０の制御を行う。
【００３６】
他方、電磁開閉弁１９を閉じた状態で、四方弁１３が暖房運転側に切り替えられると、冷媒回路６内に封入された冷媒は圧縮機１２から吐出された後、凝縮器として作用する室内側熱交換器１５内に流入して放熱した後、電動膨張弁１７にて減圧されて、蒸発器として作用する室外側熱交換器１４内に流入して蒸発した後、圧縮機１２に帰還する。これにより、室内側熱交換器１５によって室内を暖房する。尚、除霜運転では、室外側制御装置２０は、電磁開閉弁１９を開放した状態で、四方弁１３を暖房運転側に切り替えることにより、室外側熱交換器１４内に高温冷媒を流入させて除霜を行う。
【００３７】
次に、停電後の復電時における制御について説明する。何らかの原因によって空気調和機１の主電源が停電した場合、室外側制御装置２０及び室内側制御装置４０は上述したような運転制御を途中で停止する。停止後、冷媒回路６内の冷媒は、圧縮機１２によって圧縮されなくなるため、物理特性によって冷媒回路６内の冷媒圧力が均衡するように緩やかに電源投入前の初期状態へと移行していく。この際、電動膨張弁１７は、当該冷媒の圧力変動の成り行きに任せて開度が変動し、初期状態の開度へと移行していく。
【００３８】
停電後、復電した際、即ち、室外側制御装置２０への給電が再開された際、当該室外側制御装置２０は、その時点における動作状態を記憶手段としてのＲＡＭ５５に書き込む（記憶する）。具体的にその時点における動作状態とは、室外ユニット２の動作状態として、当該室外側制御装置２０に接続される圧力センサ５７により検出される圧縮機１２の吐出側冷媒圧力、外気温度センサ５８により検出される外気温度、圧縮機１２の運転周波数、四方弁１３の切換状態、電磁開閉弁１９の開閉状態、室外側送風機２１の回転数があり、当該室外ユニット２の動作状態には、ガスエンジン１０の運転状態や、クラッチ１４のＯＮ／ＯＦＦ状態、冷却水ポンプ３２の運転状態、更には、ラジエータ用送風機３４の回転数、燃料遮断弁（電磁弁）２６の開閉状態、燃料調整弁２８の調整開度、その他、ヒーター等を含むガスエンジン１０に関連するスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態が含まれる。
【００３９】
また、これ以外にも、室外ユニット２の動作状態には、当該室外側制御装置２０に通信可能に接続される室内側制御装置４０にて検出可能な室温センサ４７により検出される被空調空間の温度、第１及び第２の冷媒温度センサ４８、４９により検出される室内側熱交換器１５の入口側及び出口側の冷媒温度、電動膨張弁１７の開度、室内側送風機２２の回転数、電動フラップ２３の位置状態、更には、復電時の時刻等も含まれる。尚、室外ユニット２の動作状態は、上記に示したものに限られず、冷媒回路６の動作状態を示すものやガスエンジンの運転状態を示すものであれば、同様に室外側制御装置２０に記憶しても良い。また、上記全ての動作状態を記憶するものに限られず、少なくとも一つを含むものであればよい。
【００４０】
ここで、停電してから所定時間、即ち、初期状態に移行するのに必要とされる時間以上が経過した場合には、上述した如き運転状態は、ほぼ初期状態とされている。これに対し、停電してから直ぐに電源復旧する瞬時停電の場合には、室外側制御装置２０に入力され、若しくは室内側制御装置４０から当該室外側制御装置２０に入力された各運転状態は、ほぼ停電時における動作状態と近似したものである。
【００４１】
そのため、当該瞬時停電等の停電後に故障が発生したときは、復電時に室外側制御装置２０のＲＡＭ５５に記憶された上記室外ユニット２の動作状態をコントロールパネル６０を操作して表示手段としての表示部６０Ａにて読み出し、表示することによって、メンテナンス作業者は、瞬時停電後の復電時の当該動作状態を把握することが可能となる。
【００４２】
当該瞬時停電後の復電時の動作状態は、上述したように、停電直後の動作状態であるため、ほぼ停電時における動作状態と近似したものであり、これにより、具体的な故障原因の究明を行うことが容易となる。具体的には、復電時の電動膨張弁１７の開度の状況や、圧縮機１２の吐出冷媒の圧力を読み出すことで、瞬時停電が生じたことを把握でき、復電時の電動膨張弁１７の開度が大きく、室内側制御装置４０による初期処理によりその後、急激に弁開度が小さくされたことことで、冷媒圧力による反動が生じ、電動膨張弁１７の故障を招来したことの解析を事後的に行うことが可能となる。これ以外にも、例えば、復電時の第１及び第２の冷媒温度センサ４８、４９の検出温度から復電時において室内側熱交換器１５が低温であり、この状態で、復電による初期処理によって高温冷媒が急激に流れることで配管のヒートショック等が招来したことの解析を行うことが可能となる。
【００４３】
このように、停電後の電源復帰時の情報を室外側制御装置２０に記憶しておくことで、各箇所の故障理由を事後的に解析することができ、具体的な故障原因の究明を行い、以後の故障対策に役立てることが可能となる。
【００４４】
尚、室外側制御装置２０のＲＡＭ５５に記憶された室外ユニット２の動作状態は、電源がＯＦＦとなることで、消去され、その後電源がＯＮとなる状態で、新たに書き換えられる。そのため、電源がＯＮの状態で室外側制御装置２０に記憶された室外ユニット２の動作状態は、常に、当回の電源ＯＮ時の状態である。
【００４５】
本実施例では、空気調和機の一例としてガスヒートポンプ式空気調和機１を例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではなく、直接、商用電源から給電して運転する空気調和機の場合であっても同様の効果を奏するものである。また、上述した如き電磁開閉弁１９は、除霜運転用のものを採用しているが、これに限定されるものではなく、冷媒回路６の状態を示すものであれば、同様に室外ユニット２の動作状態を示すものとして扱うことで、同様の効果を奏するものである。
【符号の説明】
【００４６】
１    ガスヒートポンプ式空気調和機
２    室外ユニット
３    室内ユニット
４Ａ、４Ｂ  冷媒配管
５    室内側熱交換器（利用側熱交換器）
６    冷媒回路
１０    ガスエンジン
１２    圧縮機
１３    四方弁
１４    室外側熱交換器（熱源側熱交換器）
１５    室内側熱交換器（利用側熱交換器）
１７    電動膨張弁（電動弁）
１９    電磁開閉弁（電磁弁）
２０    室外側制御装置（室外ユニットの制御手段）
２１    室外側送風機
２２    室内側送風機
２６    燃料遮断弁（電磁弁）
２７    ゼロガバナ
２８    燃料調整弁
３２    冷却水ポンプ
３４    ラジエータ用送風機
４０    室内側制御装置（室内ユニットの制御手段）
４１、５１  ＣＰＵ
４２、５２  入力インターフェース
４３、５３  出力インターフェース
４４、５４  ＲＯＭ（記憶手段）
４５、５５  ＲＡＭ（記憶手段）
４６、５６  ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性記憶装置）
４７    室温センサ
４８、４９  冷媒温度センサ
５０    リモコン
５７    圧力センサ
６０    コントロールパネル
６０Ａ  表示部（表示手段）
【図１】
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【図２】
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