JP2004347247A - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の回転数が低く、外気温が低い条件下でも、室外送風ファンが異常であると判断し、空気調和機の運転を所定時間停止することにより、室外送風ファンで冷却している部品等の故障を防止することができる空気調和機の制御方法を提供する。
【解決手段】圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器とをそれぞれ連結して形成された冷凍サイクルと、室外熱交換器の中間部温度及び冷房運転時の冷媒出口部温度をそれぞれ検出する中間温度センサ及び出口温度センサと、圧縮機の回転数を検出する回転数検出手段とを備えた空気調和機であって、冷房運転時に、室外熱交換器の中間部温度Ｔｃと出口部温度Ｔｄ１ との温度差ΔＴ が所定値Ｔｓ以下で、圧縮機の回転数ＦＳが所定値Ｆａ以下で、かつ出口部温度が圧縮機の運転開始時から所定値上昇したら、圧縮機の運転を停止させる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機に係わり、詳しくは、室外熱交換器の中間部温度と出口温度及び圧縮機の回転数を検出し、これらの検出値より室外送風ファンの異常を検知して運転を停止し、送風ファンで冷却する発熱部品等の故障を保護する空気調和機の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気調和機の室外機において、ファンモータの不具合により、室外送風ファンが停止した場合、一般的に室外熱交換器の温度を検出し、この温度が所定値以上に達したとき空気調和機の運転を停止するようにしていた。
室外熱交換器の負荷が大きい場合、温度上昇の検出が容易であるが、負荷が小さく、圧縮機が低回転数で、外気温が低い冷房運転の場合、室外熱交換器の温度上昇が小さく、ファンモータの不具合（停止）の検出が困難で、場合によっては、送風ファンで冷却する発熱部品等が故障する恐れがある。
【０００３】
また、従来の空気調和機の制御方法として、図４及び図５に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１）。室内機と室外機とを備えた空気調和機において、室外機の室外熱交換手段における風回路に、室外空気の吸い込み温度を検出する吸い込み温度センサ３と室外熱交換手段を通った空気の吹き出し温度を検出する吹き出し温度センサ１３とを備え、また、室内機に格納されている制御装置は吸い込み温度センサ３と吹き出し温度センサ１３の信号とを入力して、吸い込み温度と吹き出し温度との温度差が所定値よりも低くなったとき、室外ファンが停止したと判断して異常制御信号を出力し、室内機は異常表示部に室外機の異常発生を表示する。また、室外機は圧縮機の運転周波数を正常動作時よりも低い運転周波数に下げ、さらに、室内機は室内ファンの回転数を正常動作時より低い所定回転数に下げる。
このように、室外機の室外ファンが停止と判断したとき、それを表示するとともに、圧縮機の運転周波数を所定周波数まで下げて、電装品の負荷を低減することにより、電装品における発熱部品の破壊を防止することができる。
【０００４】
次に、図５のフローチャートにより制御動作を説明すると、ステップ１において操作者が冷暖房運転を指示して運転を開始すると、ステップ２に移行して室内機の室内ファンが動作を開始すると共に、室外機の圧縮機と室外ファンとが動作を開始し、ステップ３に移行する。ステップ３〜ステップ５において、異常検出回路１５が常に室外空気の吸い込み温度Ｔｉｎと室外熱交換機を通った空気の吹き出し温度Ｔｏｕｔ とを測定し、その温度差（Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ ）を演算し、温度差があらかじめ設定された所定の温度差値Ｔａ より小さいか否かをチェックしている。室外機の室外ファンが停止すると熱交換が殆ど実行されないので、吸い込み温度Ｔｉｎと吹き出し温度Ｔｏｕｔ との温度差が発生しない。したがって、温度差（Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ ）があらかじめ設定した温度差値Ｔａ より小さくなれば室外ファンが停止していると判断できる。この場合、ステップ６に移行し、室内機に異常制御信号を出力する。ステップ７において室内機はこの異常制御信号を入力し、異常表示部により室外機に異常が発生したことをユーザに表示する。
【０００５】しかしながら、上記特許文献１の場合、室外熱交換器の負荷が小さく、圧縮機が低回転数で、外気温が低い冷房運転の場合、室外熱交換器の吸い込み温度Ｔｉｎと吹き出し温度Ｔｏｕｔ との温度差が小さいため、室外ファンが動作しているにも係わらず停止したと判断し、異常が発生したという誤判定を招く恐れがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２２１６４５号公報（要約、第３〜４頁、第３〜４図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を鑑みなされたもので、冷房運転時に、室外熱交換器の中間部温度と出口温度との温度差、圧縮機の回転数、出口温度の初期温度と現在の温度差の検出値により、圧縮機の回転数が低く、外気温が低い条件下でも、室外送風ファンの異常を判断し、空気調和機の運転を停止することにより、室外送風ファンで冷却している発熱部品等の故障を防止することができる空気調和機の制御方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するため、冷凍サイクルを構成する室外熱交換器の中間部温度及び冷房運転時における出口部温度をそれぞれ検出する中間温度センサ及び出口温度センサと、検出された前記中間部温度と出口部温度の温度差を算出する温度差算出部と、この検出された温度差と予め設定された設定温度差とを比較する温度差比較部と、圧縮機の回転数を検出する回転数検出手段と、この検出された回転数と予め設定された前記圧縮機の設定回転数とを比較する回転数比較部と、前記温度差比較部及び前記回転数比較部からの出力信号により、前記圧縮機の駆動を制御する制御部とからなり、
冷房運転時に、前記中間温度センサ及び前記出口温度センサが検出した中間部温度と出口部温度の温度差が所定値以下で、次いで前記回転数検出手段が検出した圧縮機の回転数が所定値以下で、その後前記出口部温度が前記圧縮機の運転開始時から所定値上昇したら、前記圧縮機の運転を停止してなる構成となっている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による空気調和機の冷凍サイクルを示す構成図、図２は本発明による空気調和機の制御装置を適用する制御ブロック図である。
図において、１はインバータ駆動される圧縮機、２は冷媒の流れを切り換えることにより冷房運転または暖房運転を可能とする四方弁、３は室内熱交換器、４は膨張弁（電子膨張弁）、５は室外熱交換器でありこれらにより冷凍サイクルが構成される。６は前記室外熱交換器５を冷却する室外送風ファンで、７は後述する室外機を制御するための室外制御装置（マイコン）である。
【００１０】
５ａは前記室外熱交換器５の中間部温度を検出する室外熱交中間温度センサで、５ｂは前記室外熱交換器５の冷房運転時の冷媒出口部温度を検出する室外熱交出口温度センサである。上記構成において、図１に示すように、冷房運転時に冷媒は実線矢印の方向に流れ、暖房運転時には破線矢印の方向に流れる。
【００１１】
図２に示す制御ブロック図において、まず前記室外制御装置７は、前記室外熱交出口温度センサ５ｂが検知した温度を、前記圧縮機１が起動したときの出口初期温度Ｔｄｓ と、一定時間間隔毎の出口部温度Ｔｄ１，Ｔｄ２．．．とをＡ／Ｄ 変換して検出する室外熱交出口温度検出部７ａと、前記出口初期温度Ｔｄｓ を記憶しておく初期温度記憶部７ｃと、前記室外熱交中間温度センサ５ａが検知した中間部温度Ｔｃを、一定時間間隔毎にＡ／Ｄ 変換して検出する室外熱交中間温度検出部７ｂと、所定運転後、前記中間部温度Ｔｃと前記出口部温度Ｔｄ１ との温度差ΔＴ を算出すると共に、その後（現在）の前記出口部温度Ｔｄ２ と前記出口初期温度Ｔｄｓ との温度差ΔＴｄを算出する温度差算出部７ｄと、前記温度差ΔＴ と予め設定された所定値Ｔｓを比較判断すると共に、前記温度差ΔＴｄと予め設定された所定温度差Ｔｄｅ とを比較判断する温度差比較部７ｆとから構成されている。
【００１２】
更に、前記室外制御装置７は、予め設定された前記圧縮機１の所定回転数Ｆａ（低回転数）を記憶しておく設定回転数記憶部７ｇと、前記圧縮機１の現在の回転数を検出する回転数検出手段１ａ（例えば、回転数センサ）が検出した回転数Ｆｓと、前記所定回転数Ｆａを比較する回転数比較部７ｈと、前記温度差比較部７ｆからの出力信号及び、前記回転数比較部７ｈからの出力信号に応じて前記圧縮機１を駆動制御する圧縮機駆動制御部７ｉとから構成されている。
【００１３】
上記構成において、室外熱交換器５を冷却する室外送風ファン６が停止した場合、室外熱交換器５の熱交換効率が悪くなり、中間部温度と出口部温度との差が無くなってくるのを利用し、冷房運転時に、前記室外熱交換器５の中間部温度Ｔｃと出口部温度Ｔｄ１ との温度差ΔＴ が所定値Ｔｓ以下で、かつ前記圧縮機１の回転数Ｆｓが所定値Ｆａ以下の場合、前記出口部温度Ｔｄ２ が前記圧縮機１の運転開始時の出口初期温度Ｔｄｓ より所定値Ｔｄｅ 以上上昇したら、前記圧縮機１の回転数が低く、外気温が低い条件下で、室外送風ファン６が異常であると判断し、前記圧縮機１の運転を所定時間停止することにより、室外送風ファン６で冷却している部品等の故障を防止することができる。
【００１４】
次に、上記構成の制御方法の動作を図３のフローチャートを参照して説明する。冷房運転がスタートすると、圧縮機１の起動と同時に、まず、ステップＳＴ１で室外熱交換器５の出口初期温度Ｔｄｓ を検出し、この温度Ｔｄｓ を初期温度記憶部７ｃに記憶する（ＳＴ２）。次に、ＳＴ３で所定時間運転後の室外熱交出口部温度Ｔｄ１ を検出し、ＳＴ４で室外熱交中間部温度Ｔｃを検出して、ＳＴ５でこの中間と出口との温度差ΔＴ＝Ｔｃ−Ｔｄ１ を算出する。
そして、ＳＴ６でこの温度差ΔＴ が予め設定された所定値Ｔｓ以上かどうか判定され、もし以上であれば制御が正常であると判断し終了する。
【００１５】
もし、温度差ΔＴ が所定値Ｔｓ以下の場合、ＳＴ７で圧縮機１の現在の回転数Ｆｓを読み出し、ＳＴ８でこの回転数Ｆｓが予め設定された所定回転数Ｆａ以下かどうか判定され、もし以下であれば、ＳＴ９で現在の室外熱交出口部温度Ｔｄ２ を検出し、ＳＴ１０でこの出口部温度Ｔｄ２ と記憶しておいた出口初期温度Ｔｄｓ との温度差ΔＴｄ＝Ｔｄ２−Ｔｄｓ を算出する。
そして、ＳＴ１１でこの温度差ΔＴｄが予め設定された所定温度差Ｔｄｅ 以上かどうか判定され、もし以上であれば室外送風ファン６が異常であると判断し、前記圧縮機１の運転を停止する。
【００１６】
ＳＴ１１で一旦、運転を停止することにより、室外送風ファン６で冷却している部品等の故障を防止することができる。そして、誤動作を確認するため運転を停止し、所定時間経過後に運転を再スタ−トとして、ステップＳＴ１からステップＳＴ１１までの動作を繰り替えし、圧縮機１の回転数Ｆｓが所定回転数Ｆａ以上となり、外気温が上昇し、温度差ΔＴｄが所定温度差Ｔｄｅ 以下になれば室外送風ファン６が正常に復帰した状態と判断する。
【００１７】
上記に説明したように、冷房運転時に、室外熱交換器５の中間部温度Ｔｃと出口部温度Ｔｄ１ との温度差ΔＴ が所定値Ｔｓ以下で、かつ圧縮機１の回転数Ｆｓが所定値Ｆａ以下の場合、前記出口部温度Ｔｄ２ が圧縮機１の運転開始時の初期温度Ｔｄｓ より所定値Ｔｄｅ 以上上昇したら、圧縮機１の回転数が低く、外気温が低い条件下でも、室外送風ファン６が異常であると判断し、圧縮機１の運転を停止することにより、室外送風ファン６で冷却している部品等の故障を防止することができる空気調和機の制御方法となる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、冷房運転時に、室外熱交換器の中間部温度Ｔｃと出口部温度Ｔｄ１ との温度差ΔＴ が所定値Ｔｓ以下で、かつ圧縮機の回転数Ｆｓが所定値Ｆａ以下の場合、前記出口部温度Ｔｄ２ が圧縮機の運転開始時の初期温度Ｔｄｓ より所定値Ｔｄｅ 以上上昇したら、圧縮機の回転数が低く、外気温が低い条件下でも、室外送風ファンが異常であると判断し、圧縮機の運転を停止することにより、室外送風ファンで冷却している部品等の故障を防止することができる空気調和機の制御方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和機の冷凍サイクルを示す構成図である。
【図２】本発明による空気調和機の制御ブロック図である。
【図３】本発明による空気調和機の制御装置のフローチャートである。
【図４】従来例による空気調和機の制御ブロック図である。
【図５】従来例による空気調和機のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 圧縮機
１ａ 回転数検出手段
２ 四方弁
３ 室内熱交換器
４ 膨張弁
５ 室外熱交換器
５ａ 室外熱交中間温度センサ
５ｂ 室外熱交出口温度センサ
６ 室外送風ファン
７ 室外制御装置
７ａ 室外熱交出口温度検出部
７ｂ 室外熱交中間温度検出部
７ｃ 初期温度記憶部
７ｄ 温度差算出部
７ｅ 設定温度差記憶部
７ｆ 温度差比較部
７ｇ 設定回転数記憶部
７ｈ 回転数比較部
７ｉ 圧縮機駆動制御部

Claims (1)

1. 冷凍サイクルを構成する室外熱交換器の中間部温度及び冷房運転時における出口部温度をそれぞれ検出する中間温度センサ及び出口温度センサと、検出された前記中間部温度と出口部温度の温度差を算出する温度差算出部と、この検出された温度差と予め設定された設定温度差とを比較する温度差比較部と、圧縮機の回転数を検出する回転数検出手段と、この検出された回転数と予め設定された前記圧縮機の設定回転数とを比較する回転数比較部と、前記温度差比較部及び前記回転数比較部からの出力信号により、前記圧縮機の駆動を制御する制御部とからなり、
   冷房運転時に、前記中間温度センサ及び前記出口温度センサが検出した中間部温度と出口部温度の温度差が所定値以下で、次いで前記回転数検出手段が検出した圧縮機の回転数が所定値以下で、その後前記出口部温度が前記圧縮機の運転開始時から所定値上昇したら、前記圧縮機の運転を停止してなることを特徴とする空気調和機の制御方法。

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