(57)【要約】【課題】簡単で且つ安価な構成によって、比較的精度の低い安価な圧力センサを使用して信頼性の高い冷媒回路の制御を確保することができる冷凍サイクル装置を提供するものである。【解決手段】吸入冷媒飽和運転手段１３が圧縮機１の吸入管での冷媒が飽和状態になるように運転設定し、その運転状態にて、吸入圧力センサ１１の検知圧力と、吸入温度センサ１２により検知された温度を入力として冷媒飽和圧力演算手段１４によって算出された飽和圧力との差を吸入圧力センサ校正手段１５が記憶することによって、比較的精度の低い安価な圧力センサを使用した場合においても、冷凍サイクル装置自体が圧力センサを校正できるので、比較的精度の高い高価な圧力センサを使用した場合と同等に信頼性の高い冷媒回路制御を実現することができる。【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、凝縮器、膨張弁、蒸発器を環状に接続して構成した冷媒回路と、前記圧縮機の吸入圧力検知手段と、前記圧縮機の吸入温度検知手段と、前記冷媒回路に封入された冷媒の温度から飽和圧力を算出する冷媒飽和圧力演算手段と、前記圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる運転状態に設定する吸入冷媒飽和運転手段と、当該運転状態において前記吸入温度検知手段からの出力値を前記冷媒飽和圧力演算手段の入力値として算出した飽和圧力値に対して、前記吸入圧力検出手段からの出力値との偏差を記憶する吸入圧力校正手段を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
圧縮機、四方弁、凝縮器、膨張弁、蒸発器を環状に接続して構成した冷媒回路と、前記圧縮機の吐出圧力検知手段と、前記凝縮器と前記膨張弁の間の液冷媒温度を検出する液管温度検出手段と、前記凝縮器と前記膨張弁の間の液管において冷媒が飽和状態となる運転状態に設定する液管冷媒飽和運転手段と、当該運転状態において前記液管温度検出手段の出力値を前記冷媒飽和圧力演算手段の入力値として算出した飽和圧力値に対して、前記吐出圧力検出手段の出力値との偏差を記憶する吐出圧力校正手段を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記吸入冷媒飽和運転手段の代わりに、前記冷媒回路の運転が停止した後に前記冷媒回路の各部温度圧力が平衡状態になるまでの時間をあらかじめ設定したタイマーと、前記タイマーの時間経過後に前記吸入圧力センサ校正手段が作動するようにした請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記液管冷媒飽和運転手段の代わりに、前記冷媒回路の運転が停止した後に前記冷媒回路の各部温度圧力が平衡状態になるまでの時間をあらかじめ設定したタイマーと、前記タイマーの時間経過後に前記吐出圧力センサ校正手段が作動するようにした請求項２記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に空気調和機に関わり、特に安価な圧力検知装置の提供に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍サイクル装置としては、比較的高価な圧力センサを複数個使用するのを避け、一つの圧力センサで冷凍サイクル装置の制御に必要な入力を確保できるように冷媒回路上の工夫をしているものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、前記特許文献１に記載された従来の空気調和機の圧力検知装置を示すものである。圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱交換器５を環状に接続して構成した冷媒回路は、前記四方弁２の切換作動によって冷媒循環方向を可逆的に変更して冷房運転と暖房運転とを選択可能としている。このような冷媒回路を備えた空気調和機において、運転中に冷媒圧力を検出しようとした場合、冷房運転時には前記圧縮機１の吸込側の冷媒圧力（以下、「低圧圧力」という）を、暖房運転時には前記圧縮機１の吐出側の冷媒圧力（以下、「高圧圧力」という）を、それぞれ検出する使用形態があった。
【０００４】
上掲の図４に示す冷媒回路では、前記圧縮機１の吐出側の冷媒流路と吸込側の冷媒流路に、それぞれ吐出圧力センサ２１と吸入圧力センサ１１とを設け、これら二つの圧力センサ２１、１１によって常時、高圧圧力と低圧圧力とをそれぞれ検出するようにしたものである。
【０００５】
そして、この冷媒回路においては、冷房運転時には、前記吸入圧力センサ１１により検出される低圧圧力に基づいて前記圧縮機１の作動制御（回転数制御）を行って「蒸発圧力一定制御」を実現するとともに、前記吐出圧力センサ２１で高圧圧力を検出することで高外気温時における吐出圧力の異常上昇を監視するようになっている。また、暖房運転時には、前記吐出圧力センサ２１により検出される高圧圧力に基づいて前記圧縮機１の作動制御（回転数制御）を行って「凝縮圧力一定制御」を実現するとともに、前記吸入圧力センサ１１で低圧圧力を検出することで低外気温時における吸込圧力の異常低下を監視するようにしていた。
【０００６】
図５は、一つの圧力センサで前述の機能を満足させうるように提案された冷凍サイクル装置である。図５において、前記圧縮機１の吐出側と吸込側とをバイパス路６を介して接続する一方、該バイパス路６には、開閉弁７と減圧手段８とを、該開閉弁７を該減圧手段８よりも上記吸込側に位置させて介設するとともに、該開閉弁７と減圧手段８との間に圧力センサ９を配置している。従って、上記開閉弁７を閉弁させると、上記バイパス路６の上記開閉弁７よりも上記吸込側に位置する部分には上記減圧手段８を介して吸込側の低圧圧力が作用し、該開閉弁７と減圧手段８の間に配置された上記圧力センサ９によって低圧圧力が検出される。一方、上記開閉弁７を開弁させると、上記バイパス路６を通って吐出側から吸込側へ冷媒が流れるが、この場合、該バイパス路６に設けた上記減圧手段８の通路抵抗によって、該減圧手段８よりも吐出側寄りに設けられた上記圧力センサ９の部分には吐出側の高圧圧力が作用し、これが圧力センサ９によって検出されることになる。
【０００７】
このように、圧縮機１の吐出側と吸込側とを接続するバイパス路６に開閉弁７と減圧手段８と圧力センサ９をそれぞれ一つづつ備えることで、冷媒回路を循環する冷媒の低圧圧力と高圧圧力とをそれぞれ選択的に検出することができるものであり、しかも上記減圧手段８を例えばキャピラリーで構成した場合には上記開閉弁７とか圧力センサ９に比して格
段に安価であることから、前記の二つの圧力センサを備えて低圧圧力と高圧圧力とを検出する図４に示した構成のものに比べて、同様の機能をより簡単で且つより安価に実現できるようにしていた。
【特許文献１】特開２００２−３５０００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、一つの圧力センサを選択的に使用している点において、前記二つの圧力センサを備えた構成と比較して、冷媒回路の構成が複雑になるとともに、開閉弁の動作に伴う冷媒音の発生、あるいは断続的な圧力検知のため、急激な圧力変動への対応が困難であるという課題を有していた。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、簡単で且つ安価な構成によって、比較的精度の低い安価な圧力センサを使用して信頼性の高い冷媒回路の制御を確保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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために本発明は、圧縮機、四方弁、凝縮器、膨張弁、蒸発器を環状に接続して構成した冷媒回路と、前記圧縮機吸入圧力検知手段と、前記圧縮機の吸入温度検知手段と、前記冷媒回路に封入された冷媒の温度から飽和圧力を算出する冷媒飽和圧力演算手段と、前記圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる運転状態に設定する吸入冷媒飽和運転手段と、当該運転状態において前記吸入温度検知手段からの出力値を前記冷媒飽和圧力演算手段の入力値として算出した飽和圧力値に対して、前記吸入圧力検知手段からの出力値との偏差を記憶する吸入圧力校正手段を備えたものである。
【００１１】
前記の構成によって、比較的精度の低い安価な圧力検知手段を使用した場合においても、冷凍サイクル装置自体が圧力検知手段を校正できるので、比較的精度の高い高価な圧力検知手段を使用した場合と同等に信頼性の高い冷媒回路制御を実現することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、四方弁、凝縮器、膨張弁、蒸発器を環状に接続して構成した冷媒回路と、前記圧縮機の吸入管に配設された吸入圧力センサと、前記吸入圧力センサ近傍に配設された吸入温度センサと、前記冷媒回路に封入された冷媒の温度から飽和圧力を算出する冷媒飽和圧力演算手段と、前記圧縮機の吸入管において冷媒が飽和状態となる運転状態に設定する吸入冷媒飽和運転手段と、当該運転状態において前記吸入温度検出手段の検知値を前記冷媒飽和圧力演算手段の入力として算出した飽和圧力に対して同時に検知した前記吸入圧力検出手段の検知値の偏差を記憶する吸入圧力センサ校正手段を備えているので、この構成によれば、比較的安価な精度の低い圧力センサをしても実使用上十分に冷媒制御が可能な冷媒回路を構成できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
（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圧力検知装置の制御ブロック図である。図１において、図４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図１において、吸入圧力センサ１１は圧縮機１の吸入管に配設され、冷媒回路の低圧圧力を検知する。吸入温度センサ１２は前記吸入圧力センサ１１と同様、圧縮機１の吸入管に配設され、圧縮機の吸入管の冷媒温度を検知する。吸入冷媒飽和運転手段１３は膨張弁４
を通常運転時より開き気味に設定する、あるいは室内側熱交換器５に併設された室内側ファン（図示せず）の回転数を低く設定することで前記室内側熱交換器５における冷媒の蒸発を抑え、圧縮機１の吸入管での冷媒を湿り状態とした運転に設定する。冷媒飽和圧力演算手段１４は冷媒回路に封入された冷媒の物性に従って飽和状態にある冷媒の温度から圧力を算出する。吸入圧力センサ校正手段１５は吸入冷媒飽和運転手段１３により設定された湿り運転状態での吸入圧力センサ検知値と同時期に吸入温度センサ１２により検知された温度を入力として冷媒飽和圧力演算手段１４によって算出された飽和圧力との差を記憶する。
【００１５】
図２は本実施の形態における吸入圧力センサの一般的な圧力と出力電圧の関係を示した図である。図2において、吸入圧力センサは斜線で示す範囲内でバラツキを有している。例えば圧力Ｐ１の入力に対して、出力電圧がＶ１１からＶ１２の範囲内で何れかの値をとる。一般的な圧力センサは検知した圧力の絶対値が重要な意味を持つために、製造出荷段階で高価な計測装置を用いて校正することにより精度保証を行っている。結果として精度の高い圧力センサは高価となる。ただし、一般的な圧力センサは圧力Ｐと出力電圧Ｖの関係は一次式Ｖ＝a・Ｐ＋ｂで表現され、傾きａ値のバラツキは比較的小さく、切片ｂ値が支配的となる場合が多い。すなわち、一般的な圧力センサの特性は、図２の斜線で示された領域内で同じ傾きをもった直線で示される特性である。こうような特性の場合、同時に計測した圧力Ｐと出力電圧Ｖのデータが一点あれば切片ｂを決定し、圧力センサを校正できる。
【００１６】
上記の実施の形態1によれば、圧縮機の吸入管の冷媒が湿り状態となる運転状態を強制的に創出し、そのときの吸入温度から飽和圧力を算出し、その飽和圧力に対する圧力センサの検知値の偏差でもって圧力センサを校正する。この方法によれば、空気調和機が冷房運転もしくは暖房運転に際して圧縮機や膨張弁を制御するのと同じ構成で吸入冷媒飽和運転手段、冷媒飽和圧力演算手段、吸入圧力センサ校正手段が実現できるため、特別な冷媒回路上の変更することなく、安価な精度の低い圧力センサを使用して信頼性の高い冷媒回路を構成することができる。
【００１７】
（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圧力検知装置の制御ブロック図である。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明を省略する。
【００１８】
図３において、吐出圧力センサ２１は圧縮機１の吐出管に配設され、冷媒回路の高圧圧力を検知する。液管温度センサ２２は室外側熱交換器３と膨張弁４の間の液冷媒温度を検出する。液管冷媒飽和運転手段２３は膨張弁４を通常運転時より開き気味に設定する、あるいは室外側熱交換器３に併設された室外側ファン（図示せず）の回転数を低く設定することで前記室外側熱交換器３における冷媒の凝縮を抑え、前記液管での冷媒が過冷却しない状態とした運転に設定する。吐出圧力センサ校正手段２５は液管冷媒飽和運転手段２３により設定された液管で過冷却しない運転状態での吐出圧力センサ検知値と同時期に液管温度センサ２２により検知された温度を入力として冷媒飽和圧力演算手段１４によって算出された飽和圧力との差を記憶する。
【００１９】
そして、この実施の形態によれば、液管で過冷却しない運転状態を強制的に創出し、そのときの液管温度から飽和圧力を算出し、その飽和圧力に対する圧力センサの検知値の偏差でもって圧力センサを校正する。この方法によれば、実施の形態１と同様に特別な冷媒回路上の変更することなく、安価な精度の低い圧力センサを使用して信頼性の高い冷媒回路を構成することができる。
【００２０】
（実施の形態３）
実施の形態１における吸入冷媒飽和運転手段１３の代わりに、圧縮機１が停止し、圧縮機の吸入温度と吸入圧力が平衡状態になるまでの時間をあらかじめ設定したタイマーの時間が経過した後に、吸入圧力センサ校正手段１５は吸入圧力センサ検知値と同時期に吸入温度センサ１２により検知された温度を入力として冷媒飽和圧力演算手段１４によって算出された飽和圧力との差を記憶することにより、実施の形態１と同様に特別な冷媒回路上の変更することなく、安価な精度の低い圧力センサを使用して信頼性の高い冷媒回路を構成することができる。
【００２１】
（実施の形態４）
実施の形態２における液管冷媒飽和運転手段２３の代わりに、圧縮機１が停止し、冷媒回路の各部温度圧力、液管温度ないしは吐出温度と圧縮機の吐出圧力が平衡状態となった後に、吐出圧力センサ校正手段２５は吐出圧力センサ検知値と同時期に液管温度センサ２２により検知された温度を入力として冷媒飽和圧力演算手段１４によって算出された飽和圧力との差を記憶することにより、実施の形態２と同様に特別な冷媒回路上の変更することなく、安価な精度の低い圧力センサを使用して信頼性の高い冷媒回路を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１における制御ブロック図
【図２】同一実施形態の圧力センサ入出力特性図
【図３】本発明の実施の形態２における制御ブロック図
【図４】従来の冷凍サイクル装置の冷媒回路図
【図５】従来の冷凍サイクル装置の改善案として提案された冷媒回路図
【符号の説明】
【００２３】
１  圧縮機
２  四方弁
３  室外側熱交換器
４  膨張弁
５  室内側熱交換器
６  バイパス路
７  開閉弁
８  減圧手段
９  圧力センサ
１１  吸入圧力センサ
１２  吸入温度センサ
１３  吸入冷媒飽和運転手段
１４  冷媒飽和圧力演算手段
１５  吸入圧力センサ校正手段
２１  吐出圧力センサ
２２  液管温度センサ
２３  液管冷媒飽和運転手段
２５  吐出圧力センサ校正手段
【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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