(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内熱交換器と、この室内熱交換器を流れる冷媒量を制御して冷媒温度を制御する冷媒流量制御自在の膨張弁と、圧縮機と、前記室内熱交換器に取付けられた複数個の温度センサーと、この温度センサーの検出温度に基づき前記膨張弁および圧縮機を制御する制御手段を具備する空気調和機において、前記室内交換器の入口から出口の中間部に取付けられた室内熱交換器中間部温度センサーと、前記室内熱交換器の冷房時の入口に取付けられた室内熱交換器入口温度センサーとを有し、前記両温度センサーで検知される温度を前記制御手段により常に比較し、暖房時においては、そのうちの高い方の温度を検知した温度センサーに基づき前記圧縮機を制御して冷媒温度の上昇を抑制することにより高圧抑制制御を行い、冷房時においては、そのうちの低い方の温度を検知した温度センサーに基づき前記圧縮機および／または膨張弁を制御することにより凍結防止制御および／またはスーパーヒート制御を行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
複数個の温度センサーを用いて室内熱交換器を流れる冷媒温度を検知しこの冷媒温度を制御する空気調和機の制御方法において、室内熱交換器の入口から出口の中間部の温度及び室内熱交換器の冷房時に入口になる入口温度を検出し、この両温度を常に比較し、暖房運転における高圧抑制制御には、高い温度を検知した温度センサーに基づき冷媒温度を抑制し、冷房運転における凍結防止抑制および／またはスーパーヒート抑制には、低い温度を検知した温度センサーに基づき冷媒温度を制御することを特徴とする空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器及びその熱交換器を流れる冷媒温度を制御するのに用い温度センサーを備えた空気調和機及び空気調和機の制御方法に係わり、特にこれらセンサー取付け後、制御手段によりその取付位置を特定する空気調和機及び空気調和機の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヒートポンプ式空気調和機において、冷房運転時には、室内熱交換器入口に取付けられる蒸発器入口温度センサーが検知した温度信号を用いて凍結防止制御および／またはスーパーヒート制御を行い、暖房運転時には、室内熱交換器の入口から出口の中間部の温度を検出する蒸発器中間部温度センサー温度信号を用いて高圧抑制制御を行っている。
【０００３】
この室内熱交換器の中間部温度センサーと蒸発器入口温度センサーは、用途・取付位置が異なるが、取付位置が近いため誤取付の虞があり、各温度センサーの両方または一方に目印を付け、取付位置の選別を行っていた。
【０００４】
しかしながら、温度センサーに目印を付して温度センサーの選別を行うと同種の温度センサーを両者共通に使用できなくなり、また、温度センサーの取付位置の選別を行う必要があるため作業効率が悪くなり、さらに、二つの温度センサーの選別を誤ると空気調和機が温度センサーに基因して保護制御が働かないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、室内熱交換器中間部温度センサー及び室内熱交換器の冷房時の蒸発器入口温度センサーとして用いられる温度センサーの共用化、作業効率向上及び誤接続防止を実現して保護制御が働く空気調和機、空気調和機の制御方法が要望されていた。
【０００６】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、室内熱交換器中間部温度センサー及び室内熱交換器の冷房時の入口温度センサーとして用いられる温度センサーの共用化、作業効率向上及び誤接続防止を実現して保護制御が働く空気調和機、空気調和機の制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、室内熱交換器と、この室内熱交換器を流れる冷媒量を制御して冷媒温度を制御する冷媒流量制御自在の膨張弁と、圧縮機と、前記室内熱交換器に取付けられた複数個の温度センサーと、この温度センサーの検出温度に基づき前記膨張弁および圧縮機を制御する制御手段を具備する空気調和機において、前記室内交換器の入口から出口の中間部に取付けられた室内熱交換器中間部温度センサーと、前記室内熱交換器の冷房時の入口に取付けられた室内熱交換器入口温度センサーとを有し、前記両温度センサーで検知される温度を前記制御手段により常に比較し、暖房時においては、そのうちの高い方の温度を検知した温度センサーに基づき前記圧縮機を制御して冷媒温度の上昇を抑制することにより高圧抑制制御を行い、冷房時においては、そのうちの低い方の温度を検知した温度センサーに基づき前記圧縮機および／または膨張弁を制御することにより凍結防止制御および／またはスーパーヒート制御を行うことを特徴とする空気調和機が提供される。これにより、起動後に判別制御により入口温度センサーと中間部温度センサーを決定でき、同種の温度センサーを両者共通に使用可能となり、温度センサーの取付位置の選別も必要なくなり作業効率が向上し、さらに、二つの温度センサーの選別を誤ると空気調和機が温度センサーに基因して保護制御が働かないという問題は解消される。
【０００８】
また、本発明の他の態様によれば、複数個の温度センサーを用いて室内熱交換器を流れる冷媒温度を検知しこの冷媒温度を制御する空気調和機の制御方法において、室内熱交換器の入口から出口の中間部の温度及び室内熱交換器の冷房時に入口になる入口温度を検出し、この両温度を常に比較し、暖房運転における高圧抑制制御には、高い温度を検知した温度センサーに基づき冷媒温度を抑制し、冷房運転における凍結防止抑制および／またはスーパーヒート抑制には、低い温度を検知した温度センサーに基づき冷媒温度を制御することを特徴とする空気調和機の制御方法が提供される。これにより、起動後に判別制御により入口温度センサーと中間部温度センサーを決定でき、同種の温度センサーを両者共通に使用可能となり、温度センサーの取付位置の選別も必要なくなり作業効率が向上し、さらに、二つの温度センサーの選別を誤ると空気調和機が温度センサーに基因して保護制御が働かないという問題は解消される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる空気調和機の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明に係わる空気調和機の一実施形態に用いられる冷凍サイクル図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係わる空気調和機に用いられる冷凍サイクル１は、圧縮機２、室外熱交換器３、パルスモータ駆動バルブ（ＰＭＶ）等よりなる冷媒流量制御自在の膨張弁としての電子膨張弁４、室内熱交換器５をこの順に冷媒配管６により順次接続して冷媒を循環させるように構成しており、図中矢印方向に冷媒を循環させることにより冷房及び暖房運転するようになっている。
【００１６】
また、室内熱交換器５には、これに室内空気を送風して熱交換を促進させる、例えば横流ファン等の室内ファン１０が設けられており、冷房運転時には蒸発器として作用し、暖房時には凝縮器として作用するものであって、その冷媒入口側には冷房運転時に室内熱交換器入口温度（以下、単に入口温度という。）Ｔｉを検出する室内熱交換器入口温度センサ（以下、単に入口温度センサーという。）８が取付けられると共に、その冷媒入口と出口の中間部に設置されて、その室内熱交換器中間部温度（以下、単に中間部温度という。）Ｔｃを検出する室内熱交換器中間部温度センサー（以下、単に中間部温度センサーという。）９が設けられる一方、室外熱交換器３に外気を送風して熱交換を促進させる、例えばプロペラファン等からなる室外ファン７が設けられている。
【００１７】
さらに、これら電子膨張弁４、入口温度センサー８及び中間部温度センサー９を図中破線で示す信号線を介して例えばマイクロプロセッサー等よりなり後述のように上記空気調和機全体を制御する制御手段としての制御装置１１に電気的に接続している。
【００１８】
この制御装置１１は、入口温度センサー８により検出された入口温度Ｔｉまたは中間部温度センサー９により検出された中間部温度Ｔｃ信号を受信し電子膨張弁４を制御して冷媒量を制御し、冷房運転時、入口温度センサー８により検出された入口温度Ｔｉ、中間部温度センサー９により検出された中間部温度Ｔｃをそれぞれ読み込み、さらに入口温度Ｔｉと中間部温度Ｔｃとを常時比較して低い温度を検知した温度センサー８または中間部温度センサー９を用いて凍結防止制御あるいはスーパーヒート制御を行う。また、暖房運転時、同様に中間部温度センサー９と入口温度センサー８の検知温度を常に比較し、高い温度を検知したセンサーを用いて高圧抑制制御を行う。
【００１９】
上記電子膨張弁４による冷媒の制御（スーパーヒート制御）は、制御装置１１から与える制御パルスのパルス数により、その開度を所定開度ずつ開閉して行き制御を行うものである。冷房時、圧縮機吸込温度センサー１３の温度と入口温度センサー８または中間部温度センサー９の低い方の温度との温度差１〜５Ｋを目標として制御され、暖房時、圧縮機吸込出温度センサー１３と室外熱交換器入口温度センサー１４の温度差１〜５Ｋを目標として制御される。冷房時の凍結防止制御は、入口温度センサー８または中間部温度センサー９の低い方の検知温度に基づき圧縮機２の運転能力が次のように制御される。図２に示すように、Ｊゾーンを６分間検出すると圧縮機駆動周波数を下げ、以降Ｊゾーンにある間、３０秒毎に周波数を下げ、さらに、Ｋゾーンではタイマカウントを中断し、周波数を保持し、Ｉゾーンではタイマカウントをクリアして冷房負荷に応じた通常運転にする。暖房時、圧縮機吸込出温度センサー１３と室外熱交換器入口温度センサー１４の温度差１〜５Ｋを目標として制御される。暖房時の高温抑制制御は、入口温度センサー８または中間部温度センサー９の高い方の検知温度に基づき次のように制御される。図３に示すように、Ｍゾーンを検知すると圧縮機駆動周波数を下げ、以降Ｍゾーンにある間、３０秒毎に周波数を下げ、さらに、Ｎゾーンではタイマカウントを中断し、周波数を保持し、Ｌゾーンではタイマカウントをクリアして暖房負荷に応じた通常運転にする。
【００２０】
上記制御装置１１には、入口温度センサー８、中間部温度センサー９が接続されているほか、圧縮機２、電子膨張弁４、室外ファン７、室内ファン１０、さらに、圧縮機吐出温度センサー１２、圧縮機吸込出温度センサー１３、室外熱交換器入口温度センサー１４、室外熱交換器出口温度センサー１５が各々接続されて、これらの要素を制御しあるいは温度信号を受けるようになっている。
【００２１】
従って、上記空気調和機を冷房運転すると、その冷凍サイクル１内の冷媒が図１中実線矢印方向に循環する。このために、圧縮機２で圧縮された高温高圧のガス状冷媒が室外熱交換器３内に流入し、ここで放熱する一方で凝縮して液化する。この液冷媒は電子膨張弁４により減圧されると共に所要流量に制御されてから室内熱交換器５内に流入し、ここで蒸発して気化し、外気から吸熱して周囲の空気を冷却し、その冷却空気を室内ファン１０により室内へ送風することにより室内を冷房する。
【００２２】
また、暖房運転すると、その冷凍サイクル１内の冷媒が図１中点線矢印方向に循環する。このために、圧縮機２で圧縮された高温高圧のガス状冷媒が室内熱交換器５内に流入し、ここで放熱する一方で凝縮して液化する。この液冷媒は電子膨張弁４により減圧されると共に所要流量に制御されてから室外熱交換器３内に流入し、ここで蒸発して気化し、冷却空気を室外ファン７の働きを得て外気から吸熱する。
【００２３】
次に本発明に係わる空気調和機の制御方法について、図４に示す制御フロー図に沿って説明する。
【００２４】
冷房運転か暖房運転かを判断する（Ｓ１）。
冷房運転（ｙｅｓ）の場合には、中間部温度Ｔｃ＞入口温度Ｔｉであるか否かを判断する（Ｓ２）。
中間部温度Ｔｃ＞入口温度Ｔｉである（ｙｅｓ）の場合には、入口温度センサー８で検知される入口温度Ｔｉに基づき、制御装置１１を介して圧縮機２および電子膨張弁４を制御し、凍結防止制御・スーパーヒート制御等を行う（Ｓ３）。
中間部温度Ｔｃ＜入口温度Ｔｉである（ｎｏ）場合には、中間部温度センサー９で検知される中間部温度Ｔｃに基づき、制御装置１１を介して圧縮機２および電子膨張弁４を制御し、凍結防止制御およびスーパーヒート制御等を行う（Ｓ４）。
【００２５】
Ｓ１において、ｎｏの場合には、暖房運転か否かを判断する（Ｓ５）。
暖房運転（ｙｅｓ）の場合には、中間部温度Ｔｃ＞入口温度Ｔｉであるか否かを判断する（Ｓ６）。
中間部温度Ｔｃ＞入口温度Ｔｉである（ｙｅｓ）場合には、中間部温度センサー９で検知される中間部温度Ｔｃに基づき、制御装置１１を介して圧縮機２を制御し、高圧抑制制御等を行う（Ｓ７）。
【００２６】
上記のように冷房運転か暖房運転かの判断はリモコンなどの入力手段（図示せず）によって入力された冷房運転または暖房運転の入力信号を受信し、メモリから必要なプログラムを読み出して制御装置１１によって判断し、冷房運転の場合には、さらに、中間部温度Ｔｃと入口温度Ｔｉの温度を比較し、低い温度を検知した温度センサーの温度を採用して、凍結防止制御およびスーパーヒート制御等を行い、暖房運転の場合には、中間部温度Ｔｃと入口温度Ｔｉの温度を比較し、高い温度を検知した温度センサーの温度を採用して、高圧抑制制御等を行うので、同種の任意の温度センサーを２個取り出し、１個を室内熱交換器５の入口に取付け、他の１個を室内熱交換器５の冷媒入口と出口の中間部に取付けることで、入口温度センサー８と中間部温度センサー９の取付けが行える。
【００２７】
従って、起動後に判別制御により入口温度センサーと中間部温度センサーを決定するため、同種の温度センサーを両者共通に使用でき、温度センサー取付位置の選別も必要なくなり作業効率が向上し、さらに、二つの温度センサーの選別を誤ると空気調和機が温度センサーに基因して保護制御が働かないという問題は解消される。
【００２８】
また、本発明に係わる空気調和機の他の制御方法について、図５に示す制御フロー図に沿って説明する。
【００２９】
本制御方法では、空気調和機の出荷時、入口温度センサーと中間部温度センサーの設定は、両温度センサー共に仮設定とし空気調和機の設置後初の冷凍サイクル１の起動を行う。
【００３０】
冷房運転か暖房運転かを判断する（Ｓ１１）。
冷房運転（ｙｅｓ）の場合には、空気調和機が設置後初起動、例えば、試運転の初起動か否か判断する（Ｓ１２）。
初起動（ｙｅｓ）の場合には、▲１▼中間部温度Ｔｃと入口温度Ｔｉとの差、▲２▼中間部温度Ｔｃと入口温度Ｔｉとの大小関係、▲３▼起動からの経過時間から液（ガス）冷媒温度が、入口温度センサーと中間部温度センサーのどちらの温度センサーに最先に到達したかを判断し、先に到達した温度センサーを入口温度センサー８（中間部温度センサー９）とする（Ｓ１３）。
【００３１】
この選別結果を制御装置１１に記憶する（Ｓ１４）。
この選別結果に基づき、以降、通常制御を行う（Ｓ１５）。
Ｓ１１において、空気調和機が設置後初起動でない（ｎｏ）場合には、既に入口温度センサーと中間部温度センサーが決定されているので、通常制御を行う。
【００３２】
Ｓ１１において、冷房運転でない（ｎｏ）の場合には、暖房運転か否かを判断する（Ｓ１６）。
暖房運転（ｙｅｓ）の場合には、空気調和機が設置後初起動か否か判断する（Ｓ１７）。
初起動（ｙｅｓ）の場合には、▲１▼中間部温度Ｔｃと入口温度Ｔｉとの差、▲２▼中間部温度Ｔｃと入口温度Ｔｉとの大小関係、▲３▼起動からの経過時間、（▲４▼）室内ファン１０の起動タイミングからガス（液）冷媒温度が、▲１▼乃至▲３▼必要に応じて▲４▼の項目からどちらの温度センサーに最先に到達したかを判断し、先に到達した温度センサーを中間部温度センサー９（入口部温度センサー８）とする（Ｓ１８）。
【００３３】
このとき、必要に応じて、室内ファン１０の起動タイミングを、先にガス冷媒温度を感知した温度センサーと判定するときの判定要素にすることができる。これにより、より確実に最初に検知した温度センサーを判定できる。
【００３４】
冷房運転の場合と同様に、この選別結果を制御装置１１に記憶する（Ｓ１４）。
冷房運転の場合と同様に、この選別結果に基づき、以降、通常制御を行う（Ｓ１５）。
【００３５】
上記のように空気調和機の設置後初の起動においても、冷房運転か暖房運転かの判断はリモコンなどの入力手段（図示せず）によって入力された冷房運転または暖房運転の入力信号を受信し、メモリから必要なプログラムを読み出して制御装置１１によって判断し、冷房運転の場合であって、空気調和機設置後初の起動の場合には、液冷媒温度が先に到達した温度センサーを入口温度センサーとし、この結果を記憶し以降これを入口温度センサーとし、暖房運転の場合であって、空気調和機設置後初の起動の場合には、ガス冷媒温度が先に到達した温度センサーを中間部温度センサーとし、この結果を記憶し以降これを中間部温度センサーとすることができるので、同種の任意の温度センサーを２個取り出し、１個を室内熱交換器５の入口に取付け、他の１個を室内熱交換器５の冷媒入口と出口の中間部に取付けることで、入口温度センサー８と中間部温度センサー９の取付けが行える。
【００３６】
従って、起動後に判別制御により入口温度センサーと中間部温度センサーを決定するため、同種の温度センサーを両者共通に使用でき、温度センサー取付け位置の選別も必要なくなり作業効率が向上し、さらに、二つの温度センサーの選別を誤ると空気調和機が温度センサーに基因して保護制御が働かないという問題は解消される。
【００３７】
さらに、本発明に係わる空気調和機の他の制御方法について、図６に示す制御フロー図に沿って説明する。
【００３８】
本制御方法では、空気調和機の冷凍サイクル１の起動毎に入口温度センサーと中間部温度センサーの設定を行う。
【００３９】
冷房運転か暖房運転かを判断する（Ｓ２１）。
冷房運転（ｙｅｓ）の場合には、空気調和機が運転起動か否か判断する（Ｓ２２）。
運転起動時（ｙｅｓ）の場合には、Ｓ１３同様の判断を行い、先に液冷媒温度が到達した温度センサーを入口温度センサー８とする。
この選別結果に基づき、以降、通常制御を行う（Ｓ２３）。
【００４０】
Ｓ２１において、冷房運転でない（ｎｏ）の場合には、暖房運転か否かを判断する（Ｓ２４）。
暖房運転（ｙｅｓ）の場合には、Ｓ１８と同様の判断を行い、ガス冷媒温度が先に到達した温度センサーを中間部温度センサー９とする（Ｓ２５）。
この選別結果に基づき、以降、通常制御を行う（Ｓ２３）。
【００４１】
上記のように冷凍サイクル１の起動後においても、上述した空気調和機の設置後初の冷凍サイクル１の起動時と同様に、冷房時あるいは暖房時に、入口温度センサー８あるいは中間部温度センサー９を選別することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係わる空気調和機、空気調和機の制御方法によれば、室内熱交換器中間部温度センサー及び室内熱交換器の冷房時蒸発器となる入口温度センサーとして用いられる温度センサーの共用化、作業効率向上及び誤接続防止を実現して保護制御が働く空気調和機、空気調和機の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる空気調和機の冷凍サイクルの概念図。
【図２】本発明に係わる空気調和機における凍結防止制御の説明図。
【図３】本発明に係わる空気調和機における高温抑制制御の説明図。
【図４】本発明に係わる空気調和機の制御方法の制御フロー図。
【図５】本発明に係わる空気調和機の制御方法の他の制御フロー図。
【図６】本発明に係わる空気調和機の制御方法の他の制御フロー図。
【符号の説明】
１  冷凍サイクル
２  圧縮機
３  室外熱交換器
４  電子膨張弁
５  室内熱交換器
６  冷媒配管
７  室外ファン
８  室内熱交換器入口温度センサー
９  室内熱交換器中間部温度センサー
１０  室内ファン
１１  制御装置
１２  圧縮機吐出温度センサー
１３  圧縮機吸込温度センサー
１４  室外熱交換器入口温度センサー
１５  室外熱交換器出口温度センサー
Ｔｉ  室内熱交換器入口温度
Ｔｃ  室内熱交換器中間部温度
【図１】
0003984054.tif 000002
【図２】
0003984054.tif 000003
【図３】
0003984054.tif 000004
【図４】
0003984054.tif 000005
【図５】
0003984054.tif 000006
【図６】
0003984054.tif 000007