JP2005257219A

JP2005257219A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2005257219A
Application number: JP2004072196A
Authority: JP
Inventors: Eiji Fukushima; 英治福島; Yasunori Shida; 安規志田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】冷媒の漏れをより早く検知できる精度の高い空気調和機を提供する。
【解決手段】制御装置は、室内機及び室外機を運転し、この時の室内送風機、圧縮機及び室外送風機の制御値を入力すると共に、室内機及び室外機の各温度センサの検出冷媒温度、第２及び第６温度センサの検出外気温度を初期学習データとして保存し、予め室内機及び室外機の各機器の個体差及び実据付条件に応じて設定された、冷媒漏れ検知時に用いる冷媒漏れ検知運転データを、初期学習データに基づいて補正し、補正された冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が室外熱交換器へ溜め込まれるように室内機及び室外機を運転し、この運転時に第４温度センサの検出温度及び第５温度センサの検出温度を入力して差を求め、かつ、この温度差が予め設定された閾値以上かどうかを判定し、温度差がその閾値以上のときに冷媒漏れと判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内機と室外機の間を循環する冷媒量もしくは冷媒相当量を推定して冷媒の漏れを検知する空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機は、室内熱交換器（蒸発器）に備え付けられた温度センサの値と室内空気温度との差が予め設定された閾値を下回った場合に、冷媒不足と判断して運転を停止させている（例えば、特許文献１参照）。
また、圧力センサを用いて高圧と低圧の差が予め設定された閾値を下回った場合に、冷媒不足と判断しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−２８３５２１号公報（第３頁、図３）特開平６−３０７７４１号公報（第２−３頁、図１−２）

前述した従来の技術は、温度センサや圧力センサの情報を元に、間接的に冷媒の漏れを検知するものだが、わずかな情報しか使用しておらず冷媒が多量に抜けて製品の信頼性に問題が発生する時点でようやく検知できるものであり、冷媒漏れを早い段階で検知するのには不十分である。また、空気調和機のタイプとしては、受液器を持たないものが想定されているが、受液器を持ち、余剰冷媒が多くの場合、存在するチャージレスタイプの空気調和機を考えると、従来の技術では、実際に冷媒漏れが検知されるまでに大気に放出される冷媒量が多く、冷媒漏れ検知手段としては不充分である。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、冷媒の漏れをより早く検知できる精度の高い空気調和機を提供するものである。

また、第２の目的は、特に受液器を持つチャージレスタイプ（現地での冷媒追加が不要なタイプ）の空気調和機において冷媒漏れ検知を可能とすることにある。

本発明に係る空気調和機は、室内熱交換器と室内送風機の各機器、室内熱交換器内の冷媒の温度を検出する第１温度センサ、及び室内送風機により取り込まれる外気の温度を検出する第２温度センサを有する室内機と、余剰冷媒を貯蔵する受液器、圧縮機、室外熱交換器及び室外送風機の各機器、圧縮機の吸入側の冷媒の温度を検出する第３温度センサ、圧縮機の吐出側の冷媒の温度を検出する第４温度センサ、室外熱交換器内の冷媒の温度を検出する第５温度センサ、及び室外送風機により取り込まれる外気の温度を検出する第６温度センサを有する室外機と、室内機及び室外機を運転し、かつ、この運転時に少なくとも室内送風機、圧縮機及び室外送風機の制御値を入力すると共に、室内機及び室外機の各温度センサの検出冷媒温度、第２及び第６温度センサの検出外気温度をそれぞれ入力し、初期学習データとして保存する初期学習データ取得手段と、予め室内機及び室外機の各機器の個体差及び実据付条件に応じて設定された、冷媒漏れ検知時に用いる冷媒漏れ検知運転データを、初期学習データに基づいて補正する補正手段と、補正手段により補正された冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が室外熱交換器へ溜め込まれるように、室内機及び室外機を運転する冷媒漏れ検知運転手段と、この運転時に、第４温度センサの検出温度及び第５温度センサの検出温度をそれぞれ入力して差を求め、かつ、この温度差が予め設定された閾値以上かどうかを判定し、温度差がその閾値以上のときに冷媒漏れと判断する冷媒漏れ判定手段とを備えたものである。

また、本発明に係る空気調和機は、室内熱交換器と室内送風機の各機器、室内熱交換器内の冷媒の温度を検出する第１温度センサ、及び室内送風機により取り込まれる外気の温度を検出する第２温度センサを有する室内機と、余剰冷媒を貯蔵する受液器、圧縮機、室外熱交換器及び室外送風機の各機器、圧縮機の吸入側の冷媒の温度を検出する第３温度センサ、圧縮機の吐出側の冷媒の温度を検出する第４温度センサ、室外熱交換器内の冷媒の温度を検出する第５温度センサ、及び室外送風機により取り込まれる外気の温度を検出する第６温度センサを有する室外機と、受液器に蓄積された余剰の冷媒量を計測する冷媒量計測センサと、室内機及び室外機を運転し、かつ、この運転時に少なくとも室内送風機、圧縮機及び室外送風機の制御値を入力すると共に、室内機及び室外機の各温度センサの検出冷媒温度、第２及び第６温度センサの検出外気温度をそれぞれ入力し、初期学習データとして保存する初期学習データ取得手段と、予め室内機及び室外機の各機器の個体差及び実据付条件に応じて設定された、冷媒漏れ検知時に用いる冷媒漏れ検知運転データを、初期学習データに基づいて補正する補正手段と、補正手段により補正された冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が室外熱交換器へ溜め込まれるように、室内機及び室外機を運転する冷媒漏れ検知運転手段と、この運転時に、第２温度センサと第６温度センサの検出温度、及び運転状態から想定される正常時の予定冷媒量を判別し、かつ、冷媒量計測センサにより計測された余剰冷媒量と比較し、この差が所定量より多いときに冷媒漏れと判断する冷媒漏れ判定手段とを備えたものである。

本発明においては、室内機及び室外機を運転し、かつ、この運転時に少なくとも室内送風機、前記圧縮機及び室外送風機の制御値を入力すると共に、室内機及び室外機の各温度センサの検出冷媒温度、第２及び第６温度センサの検出外気温度をそれぞれ初期学習データとして保存し、予め室内機及び室外機の各機器の個体差及び実据付条件に応じて設定された、冷媒漏れ検知時に用いる冷媒漏れ検知運転データを、初期学習データに基づいて補正し、この補正された冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が室外熱交換器へ溜め込まれるように室内機及び室外機を運転し、この運転時に、第４温度センサの検出温度及び第５温度センサの検出温度をそれぞれ入力して差を求め、かつ、この温度差が予め設定された閾値以上かどうかを判定し、温度差がその閾値以上のときに冷媒漏れと判断するようにしたので、各機器のばらつきや配管長や高低差などの実際の据付状況を考慮した冷媒漏れ検知として、精度良く、かつ、冷媒の漏れをより早く検知することができる。

また、本発明においては、室内機及び室外機を運転し、かつ、この運転時に少なくとも室内送風機、前記圧縮機及び室外送風機の制御値を入力すると共に、室内機及び室外機の各温度センサの検出冷媒温度、第２及び第６温度センサの検出外気温度をそれぞれ初期学習データとして保存し、予め室内機及び室外機の各機器の個体差及び実据付条件に応じて設定された、冷媒漏れ検知時に用いる冷媒漏れ検知運転データを、初期学習データに基づいて補正し、この補正された冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が室外熱交換器へ溜め込まれるように室内機及び室外機を運転し、この運転時に、第２温度センサと第６温度センサの検出温度、及び運転状態から想定される正常時の予定冷媒量を判別し、かつ、冷媒量計測センサにより計測された余剰冷媒量と比較し、この差が所定量より多いときに冷媒漏れと判断するようにしたので、特に受液器を持つチャージレスタイプの空気調和機においては、冷媒漏れの検知を可能とする。

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冷媒回路図である。
室内機１は、室内熱交換器２と、この室内熱交換器２に取り付けられた第１温度センサ２ａと、室内送風機３と、室内送風機３の運転により取り込まれる室内空気の温度を検出する第２温度センサ４とを備えている。室外機１１は、余剰冷媒を貯蔵する受液器１２と、圧縮機１３と、圧縮機１３の吸入管に取り付けられた第３温度センサ１４ａと、圧縮機１３の吐出管に取り付けられた第４温度センサ１４ｂと、室外熱交換器１５と、室外熱交換器１５に取り付けられた第５温度センサ１５ａと、室外送風機１６と、室外送風機１６の運転により取り込まれる外気の温度を検出する第６温度センサ１７とを備えている。

制御装置２０は、例えばマイコンからなり、予め設定された制御パターンに基づいて室内機１の室内送風機３と、室外機１１の圧縮機１３、絞り装置１９及び室外送風機１６をそれぞれ運転し、そして、この運転時に室内送風機３、圧縮機１３、絞り装置１９及び室外送風機１６の制御値を入力すると共に、室内機１及び室外機１１の各温度センサ２ａ、１４ａ、１４ｂ、１５ａの検出冷媒温度、第２及び第６温度センサ４、１７の検出空気温度をそれぞれ入力し、初期学習データとして保存する初期学習データ取得手段と、予め室内機１及び室外機１１の各機器の個体差及び実据付条件に応じて設定された、冷媒漏れ検知時に用いる冷媒漏れ検知運転データを、初期学習データに基づいて補正する補正手段と、例えばリモコンに設けられた起動スイッチのオンを検知したときに、補正された冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が室外熱交換器１５へ溜め込まれるように、室内機１及び室外機１１を運転する冷媒漏れ検知運転手段と、この運転時に、第４温度センサ１４ｂの検出温度及び第５温度センサ１５ａの検出温度をそれぞれ入力して差を求め、かつ、この温度差が予め設定された閾値以上かどうかを判定し、前記温度差がその閾値以上のときに冷媒漏れと判断して、例えばリモコンに設けられたＬＥＤを点滅してその旨を知らせる冷媒漏れ判定手段とを備えている。
適性冷媒量の場合に室外送風機１６と絞り装置１９を制御して室外熱交換器１５に冷媒を溜め込ませるようにしたときの第４温度センサ１４ｂの検出温度及び第５温度センサ１５ａの検出温度の差である。吐出スーパーヒートが設定した閾値を超える時点を見つけ出し、その制御値（回転数、絞り開度）を記憶しておく。但し、この値は初期学習運転によって補正をかけている。例えば、実際の据付時の配管長が前記測定時よりも長い場合は、より小さい回転数、より小さい絞り開度で閾値を超えるので、制御値の回転数と絞り開度を小さくしておく補正をかける。冷媒漏れ検知運転では、室外送風機１６の回転数と絞り装置１９の開度をこの値になるよう制御する。冷媒漏れの判定では、この運転時の吐出スーパーヒートが予め適性冷媒量の場合に測定した吐出スーパーヒートと比較して、大きい場合（多少のマージンは持たせる）は、冷媒漏れであると判定する。前記は、制御値を合わせ込み、吐出スーパーヒートをみて判断しているが、逆に吐出スーパーヒートを合わせ込み、制御値をみて判断することも可能である。前記設定した閾値を超えるように室外送風機１６の回転数と絞り装置１９の開度を制御して、この時の制御値を適性冷媒量で予め測定した制御値と比較して回転数が低い場合や、絞り装置１９の開度が大きい場合に冷媒漏れと判断する。

なお、図１に示す制御装置２０は、室内機１及び室外機１１にそれぞれ設けられた前記の各種温度センサや各機器から直接情報を得るように図示しているが、例えば、室内機１の運転制御を司る室内制御装置（図示せぬ）と室外機１１の運転制御を司る室外制御装置（図示せぬ）とを介して入力するようになっている。また、前述した各機器とは、室内熱交換器２、室内送風機３、受液器１２、圧縮機１３、室外熱交換器１５、室外送風機１６などのことであり、個体差とは、室内機１及び室外機１１にそれぞれ備えられた各機器の能力差である。また、実据付条件とは、据え付けられた室内機１と室外機１１との間の配管長、高低差などの条件である。

次に、前記のように構成された空気調和機の動作を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。
製品（室内機１及び室外機１１）を据付けた後に初期学習運転を実施すると（Ｓ１）、制御装置２０は、予め設定された制御パターンに基づいて室内機１及び室外機１１をそれぞれ室内制御装置と室外制御装置とを介して運転し、その時の室内送風機３、圧縮機１３及び室外送風機１６の制御値をそれぞれ入力すると共に、室内機１及び室外機１１の各温度センサ２ａ、１４ａ、１４ｂ、１５ａの検出冷媒温度、第２及び第６温度センサ４、１７の検出空気温度をそれぞれ入力し、初期学習データとして記憶部（図示せず）に保存する（Ｓ２）。そして、予め室内機１及び室外機１１の各機器の個体差及び実据付条件に応じて設定された、冷媒漏れ検知時に用いる冷媒漏れ検知運転データを、前記の初期学習データに基づいて補正する（Ｓ３）。この時、実使用下での運転可能になっており（Ｓ４）、例えば、リモコンにより暖房運転が選択されたときは、室内制御装置と室外制御装置とにより暖房運転が実行される。

一方、室内機１内に設けられた冷媒漏れ検知用の起動スイッチがオンされると（Ｓ５）、制御装置２０は、室内制御装置と室外制御装置を介して実使用下での運転を停止させ、先に補正した冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が室外熱交換器１５へ溜め込まれるように、室内機１及び室外機１１を運転する（Ｓ６）。そして、この運転時に、第４温度センサ１４ｂの検出温度（圧縮機１３の吐出側の冷媒温度）及び第５温度センサ１５ａの検出温度（室外熱交換器１５の冷媒温度）をそれぞれ入力して差を求め、かつ、この温度差が予め設定された閾値以上かどうかを判定する（Ｓ７）。その温度差が閾値未満のときは、実使用下での運転可能状態となるが（Ｓ４）、圧縮機１３の吐出側の冷媒温度と室外熱交換器１５の冷媒温度との差が大きくなって閾値以上のときは冷媒漏れと判断して、リモコンに設けられたＬＥＤを点滅しその旨を知らせる（Ｓ８）。冷媒漏れが検出された場合は、人間が漏れ箇所を特定して修繕し、冷媒量が適量となるように調整する（Ｓ９）。

以上のように実施の形態１によれば、据付後や修繕後に初期学習をするようにしているので、各機器の固体差や配管長、高低差などの実際の設置状況を考慮した冷媒量の推定ができ、精度の高い冷媒漏れ検知を行うことが可能となる。また、冷媒漏れを確実に検出できるので、冷媒漏れがないときに異常が発生した場合に、その分、原因探索にかかる時間を大幅に減少させることができる。

実施の形態２．
前記の実施の形態１では、冷媒漏れ検知用の起動スイッチがオンされたときに、冷媒漏れ検知のための運転に入るようにしたが、予め設定された時間の経過後に自動的に冷媒漏れ検知に入るようにしてもよい。本実施の形態２においては、制御装置２０に、予め設定された時間、例えば１週間或いは１ヶ月が経過したかどうかを判定し、その時間を経過したときは、補正された冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が室外熱交換器１５へ溜め込まれるように、室内機１及び室外機１１を運転する冷媒漏れ検知運転手段を備えたものである。

次に、前記のように構成された空気調和機の動作を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、図２と同じ動作については同一のステップ番号を付し説明を省略する。
制御装置２０は、実使用下での運転が行われているとき（Ｓ４）、所定時間経過したかどうかを判定しており（Ｓ５ａ）、所定時間経過したときは、室内制御装置と室外制御装置を介して実使用下での運転を停止させ、製品据付時に補正した冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が室外熱交換器１５へ溜め込まれるように、室内機１及び室外機１１を運転する（Ｓ６）。この以降の動作については、前述したように実施の形態１と同じであるため省略する。

以上のように実施の形態２によれば、冷媒漏れ検知を自動で実施するようにしているので、人が介在する実施の形態１よりも冷媒漏れを検知するのが早く、オゾン層の破壊、地球温暖化に配慮した製品とすることができ、かつ、人件費等のコストを抑えることができる。

実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３における空気調和機の冷媒回路図である。
実施の形態３は、図中に示すように、余剰冷媒を貯蔵する受液器１２に設けられた冷媒量計測センサ１８と、製品据付時に補正した冷媒漏れ検知運転データに基づいて室内機１及び室外機１１が運転されているとき、第２温度センサの検出温度（室内空気温度）、第６温度センサの検出温度（室外外気温度）及び運転状態（冷房運転、暖房運転など）から想定される正常時の冷媒回路内の予定冷媒量を判別し、かつ、冷媒量計測センサ１８により計測された余剰冷媒量と比較し、この差が所定量より多いときに冷媒漏れと判断して、リモコンのＬＥＤを点滅する冷媒漏れ判定手段を有する制御装置２０とを備えたものである。
なお、本実施の形態３の動作については、例えば、図３に示すＳ７で前記の判定動作を行い、その他の部分では図３と同じとなる。

以上のように実施の形態３によれば、製品据付時に補正した冷媒漏れ検知運転データに基づいて室内機１及び室外機１１が運転されているとき、第２温度センサの室内空気温度、第６温度センサの室外外気温度、及び運転状態から想定される正常時の冷媒回路内の予定冷媒量を判別し、かつ、冷媒量計測センサ１８により計測された余剰冷媒量と比較し、この差が所定量より多いときに冷媒漏れと判断するようにしたので、より精度の高い冷媒漏れの検知が可能になり、さらに早いタイミングで冷媒漏れを検知することができるようになる。

なお、前述した各実施の形態では、センサとして温度センサと冷媒量計測センサを使用しているが、圧力センサをさらに使用することで冷媒漏れの検知精度を上げることができ、また、初期学習運転を行う際に、実際の配管長や高低差を入力できるようにすれば、検知精度をさらに向上させることができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の冷媒回路図である。実施の形態１における冷媒漏れ検知時の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２における冷媒漏れ検知時の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態３における空気調和機の冷媒回路図である。

符号の説明

１室内機、２室内熱交換器、２ａ第１温度センサ、３室内送風機、４第２温度センサ、１１室外機、１２受液器、１３圧縮機、１４ａ第３温度センサ、
１４ｂ第４温度センサ、１５室外熱交換器、１５ａ第５温度センサ、１６室外送風機、１７第６温度センサ、１８冷媒量計測センサ、２０制御装置。

Claims

室内熱交換器と室内送風機の各機器、室内熱交換器内の冷媒の温度を検出する第１温度センサ、及び室内送風機により取り込まれる外気の温度を検出する第２温度センサを有する室内機と、
余剰冷媒を貯蔵する受液器、圧縮機、室外熱交換器及び室外送風機の各機器、圧縮機の吸入側の冷媒の温度を検出する第３温度センサ、圧縮機の吐出側の冷媒の温度を検出する第４温度センサ、室外熱交換器内の冷媒の温度を検出する第５温度センサ、及び室外送風機により取り込まれる外気の温度を検出する第６温度センサを有する室外機と、
前記室内機及び室外機を運転し、かつ、この運転時に少なくとも前記室内送風機、前記圧縮機及び室外送風機の制御値を入力すると共に、前記室内機及び室外機の各温度センサの検出冷媒温度、前記第２及び第６温度センサの検出外気温度をそれぞれ入力し、初期学習データとして保存する初期学習データ取得手段と、
予め前記室内機及び室外機の各機器の個体差及び実据付条件に応じて設定された、冷媒漏れ検知時に用いる冷媒漏れ検知運転データを、初期学習データに基づいて補正する補正手段と、
該補正手段により補正された冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が前記室外熱交換器へ溜め込まれるように、前記室内機及び室外機を運転する冷媒漏れ検知運転手段と、
この運転時に、前記第４温度センサの検出温度及び第５温度センサの検出温度をそれぞれ入力して差を求め、かつ、この温度差が予め設定された閾値以上かどうかを判定し、前記温度差がその閾値以上のときに冷媒漏れと判断する冷媒漏れ判定手段と
を備えていることを特徴とする空気調和機。
室内熱交換器と室内送風機の各機器、室内熱交換器内の冷媒の温度を検出する第１温度センサ、及び室内送風機により取り込まれる外気の温度を検出する第２温度センサを有する室内機と、
余剰冷媒を貯蔵する受液器、圧縮機、室外熱交換器及び室外送風機の各機器、圧縮機の吸入側の冷媒の温度を検出する第３温度センサ、圧縮機の吐出側の冷媒の温度を検出する第４温度センサ、室外熱交換器内の冷媒の温度を検出する第５温度センサ、及び室外送風機により取り込まれる外気の温度を検出する第６温度センサを有する室外機と、
前記受液器に蓄積された余剰の冷媒量を計測する冷媒量計測センサと、
前記室内機及び室外機を運転し、かつ、この運転時に少なくとも前記室内送風機、前記圧縮機及び室外送風機の制御値を入力すると共に、前記室内機及び室外機の各温度センサの検出冷媒温度、前記第２及び第６温度センサの検出外気温度をそれぞれ入力し、初期学習データとして保存する初期学習データ取得手段と、
予め前記室内機及び室外機の各機器の個体差及び実据付条件に応じて設定された、冷媒漏れ検知時に用いる冷媒漏れ検知運転データを、初期学習データに基づいて補正する補正手段と、
該補正手段により補正された冷媒漏れ検知運転データに基づいて、冷媒が前記室外熱交換器へ溜め込まれるように、前記室内機及び室外機を運転する冷媒漏れ検知運転手段と、
この運転時に、前記第２温度センサと第６温度センサの検出温度、及び運転状態から想定される正常時の予定冷媒量を判別し、かつ、前記冷媒量計測センサにより計測された余剰冷媒量と比較し、この差が所定量より多いときに冷媒漏れと判断する冷媒漏れ判定手段とを備えていることを特徴とする空気調和機。
リモコン或いは室内機側に設けられた起動スイッチを備え、
前記冷媒漏れ検知運転手段は、前記起動スイッチの操作を検知したときに前記の動作を開始し、
前記冷媒漏れ判定手段は、冷媒漏れを検知したとき、その旨をリモコン或いは室内機を通して報知することを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機。
前記冷媒漏れ検知運転手段は、予め設定された時間が経過したかどうかを判定し、その時間を経過したときに前記の動作を開始し、
前記冷媒漏れ判定手段は、冷媒漏れを検知したとき、その旨をリモコン或いは室内機を通して報知することを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機。