(57)【要約】【課題】  冷凍空調装置の運転状況からショートサーキットを検出し、例えば集中管理を行う上位システムへ発報することにより、安定した運転を維持できる冷凍空調装置を得る。【解決手段】  圧縮機１、熱源機側熱交換器３及び熱源機側送風機が内蔵された熱源機Ａと、利用側熱交換器６が内蔵された室内機Ｂとを備えたものにおいて、熱源機Ａの外気吸込温度を検知する外気吸込温度検知手段Ｔ２と、圧縮機１の吐出圧力を検知する吐出圧力検知手段Ｐ１と、熱源機Ａの運転状況における外気吸込温度と圧縮機吐出圧力の相関関係からショートサーキットを検出するショートサーキット検出手段９とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源機側熱交換器及び熱源機側送風機が内蔵された熱源機と、利用側熱交換器と流量調整器とを備えた冷凍空調装置において、
熱源機の外気吸込温度を検知する外気吸込温度検知手段と、
圧縮機の吐出圧力を検知する吐出圧力検知手段と、
前記熱源機の運転状況における外気吸込温度と圧縮機吐出圧力の相関関係からショートサーキットを検出するショートサーキット検出手段と、
を備えたことを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項２】
圧縮機、熱源機側熱交換器及び熱源機側送風機が内蔵された熱源機と、利用側熱交換器と流量調整器とを備えた冷凍空調装置において、
熱源機の外気吸込温度を検知する外気吸込温度検知手段と、
圧縮機の吐出温度を検知する吐出温度検知手段と、
前記熱源機の運転状況における外気吸込温度と圧縮機吐出温度の相関関係からショートサーキットを検出するショートサーキット検出手段と、
を備えたことを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項３】
圧縮機、熱源機側熱交換器及び熱源機側送風機が内蔵された熱源機と、利用側熱交換器と流量調整器とを備えた冷凍空調装置において、
熱源機の外気吸込温度を検知する外気吸込温度検知手段と、
圧縮機の吐出圧力を検知する吐出圧力検知手段と、
圧縮機の吐出温度を検知する吐出温度検知手段と、
前記熱源機の運転状況における外気吸込温度と圧縮機周波数又は回転数の相関関係からショートサーキットを検出するショートサーキット検出手段と、
を備えたことを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項４】
圧縮機、熱源機側熱交換器及び熱源機側送風機が内蔵された熱源機と、利用側熱交換器と流量調整器とを備えた冷凍空調装置において、
熱源機の外気吸込温度を検知する外気吸込温度検知手段と、
圧縮機の吐出圧力を検知する吐出圧力検知手段と、
圧縮機の吸入圧力を検知する吸入圧力検知手段と、
圧縮機の吐出温度を検知する吐出温度検知手段と、
前記熱源機の運転状況における外気吸込温度、圧縮機周波数又は回転数、及び圧縮機吐出圧力と圧縮機吐出温度の相関関係からショートサーキットを検出するショートサーキット検出手段と、
を備えたことを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項５】
ショートサーキット検出手段が熱源機のショートサーキットを検出した時、集中管理を行う上位システムに発報することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の冷凍空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍空調装置に関するものである。さらに詳しくは、外気吸込温度、圧縮機周波数又は回転数、高圧圧力と圧縮機吐出温度の相関関係から熱源機の運転状況を判断し、ショートサーキットを検出するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍空調装置は、ビル等の建物に設置される場合、一般的に屋上もしくは各階等に熱源機が設置される。しかし、設置スペース等の制約から、悪条件下に設置される場合や許容範囲外の集中設置や連続設置をされるケースが多い。
そのため、別の熱源機からの吹出空気を吸い込むようなショートサーキット現象が生じてしまう。その結果、熱源機に内装されている熱源機側熱交換器における熱交換量が低下するため、運転状態が不安定となり、快適性が悪化する等の問題が生じる。また、各部品が異常温度となることによる機器（部品）の劣化が促進される。しかし、単なる異常として処理されることが多い為、真の原因を特定するには多大な時間がかかってしまう。
上記のようなショートサーキットの問題を解消する従来技術として、室外機からの排気の排出方向下流側に、室外ファンの送風量と同等以上の送風性能を有する補助ファンを設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４８７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の冷凍空調装置では、ショートサーキット現象は、単なる異常として処理されることが多く、真の原因を特定することはかなり困難であった。また、特許文献１記載の従来技術では、室外ファンの送風量と同等以上の送風性能を有する補助ファンを設けるため、コストが高く、また設置スペースが大きくなるという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、その目的は、冷凍空調装置の運転状況からショートサーキットを検出し、例えば集中管理を行う上位システムへ発報することにより、安定した運転を維持できる冷凍空調装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る冷凍空調装置は、圧縮機、熱源機側熱交換器及び熱源機側送風機が内蔵された熱源機と、利用側熱交換器と流量調整器とを備えたものにおいて、熱源機の外気吸込温度を検知する外気吸込温度検知手段と、圧縮機の吐出圧力を検知する吐出圧力検知手段と、熱源機の運転状況における外気吸込温度と圧縮機吐出圧力の相関関係からショートサーキットを検出するショートサーキット検出手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、圧縮機、熱源機側熱交換器及び熱源機側送風機が内蔵された冷凍空調装置の熱源機において、熱源機の運転状況における外気吸込温度と圧縮機吐出圧力の相関関係からショートサーキットを検出することにより、悪条件下に設置される場合や許容範囲外の集中設置や連続設置をされる場合でも集中管理等の上位システムへの発報を行うことで、別途対応策を講じることができ、安定した運転を維持、継続できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１〜４による冷凍空調装置の一例として、冷媒回路を示す図である。
図１において、冷凍空調装置は、熱源機Ａ及び室内機Ｂから構成されている。熱源機Ａは、圧縮機１、四方弁２、熱源機側（室外）熱交換器３、第１の操作弁４、第２の操作弁７、アキュムレータ８を内蔵している。また、室内機Ｂは、流量調整器５、利用側（室内）熱交換器６を内蔵している。
また、アキュムレータ８のＵ字管状の流出配管の下部には返油穴８ａが設けられている。
また、圧縮機１の出入口には、吐出圧力検知手段Ｐ１及び吸入圧力検知手段Ｐ２が設けられている。また、熱源機Ａの外気吸込み口となる熱源機側熱交換器３近傍には外気吸込温度検知手段Ｔ２が設けられている。また、圧縮機１の出口に、吐出温度検知手段Ｔ１が設けられている。なお、図中、９は熱源機Ａのショートサーキットを検出するショートサーキット検出手段であり、ショートサーキットを検出した時、集中管理を行う上位システム（図示せず）に発報を行うものである。
【０００９】
実施の形態１
実施の形態１は、図１において、圧縮機１の出入口の吐出圧力検知手段Ｐ１と吸入圧力検知手段Ｐ２、及び熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２をそれぞれ備えたものである。 この冷凍サイクル装置の冷媒の流れを図１に添って説明する。図中、実線矢印が冷房運転の流れを、破線矢印が暖房運転の流れを示す。
まず、冷房運転の流れを説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は四方弁２を経て、熱源機側熱交換器３へと流入し、ここで空気・水など熱源媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は第１の操作弁４、流量調整器５へ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、利用側熱交換器６で空気などの利用媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化した冷媒は、第２の操作弁７、四方弁２、アキュムレータ８を経て圧縮機１へ戻る。
【００１０】
熱源機Ａにて熱交換された空気は高温状態となり、その空気を吸込むことにより、熱源機Ａの外気吸込温度Ｔ２が高くなると、圧縮比が増大し、圧縮機１出口に具備された吐出圧力検知手段Ｐ１の圧力が上昇する。その結果、目標性能を維持できなくなる。
【００１１】
次に、暖房運転の流れを説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は四方弁２、第２の操作弁７、利用側熱交換器６へと流入し、ここで空気など利用側媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は流量調整器５へ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、第１の操作弁４を経て、熱源側熱交換器３で空気・水などの熱源媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化した冷媒は四方弁２、アキュムレータ８を経て圧縮機１へ戻る。
【００１２】
熱源機Ａにて熱交換された空気は低温状態となり、その空気を吸込むことにより、熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度が低くなると、熱源側熱交換器３での熱交換量が低下する為、圧縮比が増大し、圧縮機１の体積効率が低下することで、圧縮機１入口に具備された吸込圧力検知手段Ｐ２の圧力が低下する。その結果、目標性能を維持できなくなる。
【００１３】
以上のように、熱源機Ａの運転状況における外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度と圧縮機１の吐出圧力検知手段Ｐ１もしくは吸入圧力検知手段Ｐ２の圧力は相関性を維持しており、この関係からショートサーキット検出手段９は熱源機Ａのショートサーキットを検出することができる。このような検出手段により、設置環境が悪条件下における機器損傷を未然に防止でき、機器寿命を長く維持することができる。さらに、集中管理を行う上位システムにショートサーキットが起きたことを発報することで、別途対応策を早めに講じることができる。
【００１４】
この実施の形態１では、室内機Ｂが並列に複数台接続された冷凍サイクル装置についても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機側熱交換器３と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽（湯を含む）が設置されても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機Ａが複数台並列に接続された冷凍サイクル装置においても同様の効果を奏することは明らかである。
また、冷凍サイクル装置に限らず、蒸気圧縮式の冷凍サイクル応用品で、熱源機側熱交換器３が内蔵されたユニットと利用側熱交換器６が内蔵されたユニットが離れて設置されるものであれば、同様の効果を奏することは明らかである。
実施の形態１によれば、圧縮機、熱源機側熱交換器及び熱源機側送風機が内蔵された冷凍空調装置の熱源機において、熱源機の運転状況における外気吸込温度と圧縮機吐出圧力の相関関係からショートサーキットを検出することにより、悪条件下に設置される場合や許容範囲外の集中設置や連続設置をされる場合でも集中管理等の上位システムへの発報を行うことで、別途対応策を講じることができ、安定した運転を維持、継続できる。
【００１５】
実施の形態２．  
実施の形態２は、図１において、圧縮機１出口の吐出温度検知手段Ｔ１及び熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２をそれぞれ備えたものである。従って、実施の形態１とほぼ同様であるから、詳細の説明を適宜省略または簡略化する。
【００１６】
冷房運転時、熱源機Ａにて熱交換された空気は高温状態となり、その空気を吸込むことにより、熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度が高くなると、圧縮機１出口に具備された吐出温度検知手段Ｔ１の温度が上昇する。その結果、目標性能を維持できなくなる。
【００１７】
暖房運転時、熱源機Ａにて熱交換された空気は低温状態となり、その空気を吸込むことにより、熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度が低くなると、熱源側熱交換器３での熱交換量が低下する為、冷媒ガスの比容積の増大を招き、希薄な冷媒ガスを吸入することにより、圧縮機１出口に具備された吐出温度検知手段Ｔ１の温度が上昇する。その結果、目標性能を維持できなくなる。
【００１８】
以上のように、熱源機Ａの運転状況における外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度と圧縮機１の吐出温度検知手段Ｔ１の温度は相関性を維持しており、この関係からショートサーキット検出手段９は熱源機Ａのショートサーキットを検出することができる。このような検出手段により、設置環境が悪条件下における機器損傷を未然に防止でき、機器寿命を長く維持することができる。さらに、集中管理を行う上位システムにショートサーキットが起きたことを発報することで、別途対応策を早めに講じることができる。
【００１９】
この実施の形態２では、室内機Ｂが並列に複数台接続された冷凍サイクル装置についても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機側熱交換器３と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽（湯を含む）が設置されても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機Ａが複数台並列に接続された冷凍サイクル装置においても同様の効果を奏することは明らかである。
また、冷凍サイクル装置に限らず、蒸気圧縮式の冷凍サイクル応用品で、熱源機側熱交換器３が内蔵されたユニットと利用側熱交換器６が内蔵されたユニットが離れて設置されるものであれば、同様の効果を奏することは明らかである。
また、実施の形態２によれば、圧縮機、熱源機側熱交換器及び熱源機側送風機が内蔵された冷凍空調装置の熱源機において、熱源機の運転状況における外気吸込温度と圧縮機吐出温度の相関関係からショートサーキットを検出することにより、悪条件下に設置される場合や許容範囲外の集中設置や連続設置をされる場合でも集中管理等の上位システムへの発報を行うことで、別途対応策を講じることができ、安定した運転を維持、継続できる。
【００２０】
実施の形態３．
実施の形態３は、図１において、圧縮機１出口の吐出圧力検知手段Ｐ１、圧縮機１出口の吐出温度検知手段Ｔ１、及び熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２をそれぞれ備えたものである。従って、実施の形態１とほぼ同様であるから、詳細の説明を適宜省略または簡略化する。
【００２１】
冷房運転時、熱源機Ａにて熱交換された空気は高温状態となり、その空気を吸込むことにより、熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度が高くなると、圧縮機１出口に具備された吐出圧力検知手段Ｐ１の圧力及び吐出温度検知手段Ｔ１の温度が上昇するようになる。吐出圧力検知手段Ｐ１の圧力、吐出温度検知手段Ｔ１の温度が許容範囲を逸脱すると、圧縮機１の損傷防止の為、圧縮機１の運転周波数又は回転数を低下させるようになる。
【００２２】
暖房運転時、熱源機Ａにて熱交換された空気は低温状態となり、その空気を吸込むことにより、熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度が低くなると、熱源側熱交換器３での熱交換量が低下する為、冷媒ガスの比容積の増大を招き、希薄な冷媒ガスを吸入することにより、圧縮機１出口に具備された吐出温度検知手段Ｔ１の温度が上昇するようになる。吐出温度検知手段Ｔ１の温度が許容範囲を逸脱すると、圧縮機１の損傷防止の為、圧縮機１の運転周波数又は回転数を低下させるようになる。
【００２３】
以上のように、熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度と圧縮機１の吐出温度検知手段Ｔ１の温度もしくは吐出圧力検知手段Ｐ１の圧力は相関性を維持しており、この関係からショートサーキット検出手段９は熱源機Ａのショートサーキットを検出することができる。このような検出手段により、設置環境が悪条件下における機器損傷を未然に防止でき、機器寿命を長く維持することができる。さらに、集中管理を行う上位システムにショートサーキットが起きたことを発報することで、別途対応策を早めに講じることができる。
【００２４】
この実施の形態３では、室内機Ｂが並列に複数台接続された冷凍サイクル装置についても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機側熱交換器３と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽（湯を含む）が設置されても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機Ａが複数台並列に接続された冷凍サイクル装置においても同様の効果を奏することは明らかである。
また、冷凍サイクル装置に限らず、蒸気圧縮式の冷凍サイクル応用品で、熱源機側熱交換器３が内蔵されたユニットと利用側熱交換器６が内蔵されたユニットが離れて設置されるものであれば、同様の効果を奏することは明らかである。
また、実施の形態３によれば、圧縮機、熱源機側熱交換器及び熱源機側送風機が内蔵された冷凍空調装置の熱源機において、熱源機の運転状況における外気吸込温度と圧縮機周波数又は回転数の相関関係からショートサーキットを検出することにより、悪条件下に設置される場合や許容範囲外の集中設置や連続設置をされる場合でも集中管理等の上位システムへの発報を行うことで、別途対応策を講じることができ、安定した運転を維持、継続できる。
【００２５】
実施の形態４．  
実施の形態４は、図１において、圧縮機１の出入口の吐出圧力検知手段Ｐ１と吸入圧力検知手段Ｐ２、圧縮機１出口の吐出温度検知手段Ｔ１、及び熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２の全てを備えたものである。従って、実施の形態１とほぼ同様であるから、詳細の説明を適宜省略または簡略化する。
【００２６】
冷房運転時、熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度が高くなると、圧縮機１出口に具備された吐出圧力検知手段Ｐ１の圧力が上昇し、その結果、圧縮機１の吐出温度検知手段Ｔ１の温度が上昇する。さらに吐出温度検知手段Ｔ１の温度もしくは吐出圧力検知手段Ｐ１の圧力が許容範囲を逸脱すると、圧縮機１の損傷防止の為、圧縮機１の運転周波数又は回転数を低下させることで、冷房性能が低下してしまう。また、性能低下つまり熱交換量が低下する為、熱源機Ａの吹出温度も低下し、ショートサーキットが緩和されるようになる。そこで、外気吸込温度検知手段Ｔ１の温度も低下することで、圧縮機１の吐出圧力検知手段Ｐ１の圧力及び吐出温度検知手段Ｔ１の温度も低下し、その結果、圧縮機１の運転周波数又は回転数を上昇でき、冷房性能が上昇してくるようになる。外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度が高い状態では、上記現象を繰り返すようになる。
【００２７】
暖房運転時、熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度が低くなると、熱源側熱交換器３での熱交換量が低下する為、圧縮機１の吸入圧力検知手段Ｐ２の圧力が低下し、その結果吐出温度検知手段Ｔ１の温度が上昇する。さらに吐出温度検知手段Ｔ１の温度が許容範囲を逸脱すると、圧縮機１の損傷防止の為、圧縮機１の運転周波数又は回転数を低下させることで、暖房性能が低下してしまう。また、性能低下つまり熱交換量が低下する為、熱源機Ａの吹出温度も低下し、ショートサーキットが緩和されるようになる。その結果、圧縮機１の運転周波数又は回転数を上昇でき、暖房性能が上昇してくるようになる。外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度が低い状態では、上記現象を繰り返すようになる。
【００２８】
以上のように、熱源機Ａの外気吸込温度検知手段Ｔ２の温度と圧縮機１の吐出温度検知手段Ｔ１の温度、吐出圧力検知手段Ｐ１の圧力もしくは吸入圧力検知手段Ｐ２の圧力、運転周波数又は回転数は相関性を維持しており、この関係からショートサーキット検出手段９は熱源機Ａのショートサーキットを検出することができる。このような検出手段により、設置環境が悪条件下における機器損傷を未然に防止でき、機器寿命を長く維持することができる。さらに、集中管理を行う上位システムにショートサーキットが起きたことを発報することで、別途対応策を早めに講じることができる。
【００２９】
この実施の形態４では、室内機Ｂが並列に複数台接続された冷凍サイクル装置についても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機側熱交換器３と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽（湯を含む）が設置されても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機Ａが複数台並列に接続された冷凍サイクル装置においても同様の効果を奏することは明らかである。
また、冷凍サイクル装置に限らず、蒸気圧縮式の冷凍サイクル応用品で、熱源機側熱交換器３が内蔵されたユニットと利用側熱交換器６が内蔵されたユニットが離れて設置されるものであれば、同様の効果を奏することは明らかである。
また、実施の形態４によれば、圧縮機、熱源機側熱交換器及び熱源機側送風機が内蔵された冷凍空調装置の熱源機において、熱源機の運転状況における外気吸込温度、圧縮機周波数又は回転数、及び圧縮機吐出圧力と圧縮機吐出温度の相関関係からショートサーキットを検出することにより、悪条件下に設置される場合や許容範囲外の集中設置や連続設置をされる場合でも集中管理等の上位システムへの発報を行うことで、別途対応策を講じることができ、安定した運転を維持、継続できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施の形態１〜４による冷凍空調装置の一例として、冷媒回路を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ：熱源機、  Ｂ：室内機、１：圧縮機、  ２：四方弁、  ３：熱源機側（室外）熱交換器、  ４：第１の操作弁  ５：流量調整器、  ６：利用側（室内）熱交換器、  ７：第２の操作弁、  ８：アキュムレータ、  ９：ショートサーキット検出手段、  Ｔ１：吐出温度検知手段、  Ｐ１：吐出圧力検知手段、  Ｐ２：吸入圧力検知手段、  Ｔ２：外気吸込温度検知手段。
【図１】
2005221179.tif 000003