WO2006009141A1

WO2006009141A1 - 空気調和装置

Info

Publication number: WO2006009141A1
Application number: PCT/JP2005/013248
Authority: WO
Inventors: Akinori Nakai; Yukimasa Yano; Nobuyuki Yamaguchi
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2006-01-26
Also published as: CN1973168A; EP1783442A1; KR20070039535A; KR100815030B1; US20080053120A1; JP2006112784A; CN100467975C; JP2006052939A; JP3829867B2; JP4341615B2; AU2005264480A1; AU2005264480B2

Abstract

　室外ユニットと室内ユニットとが連絡配管を介して接続された空気調和装置において、圧縮機を確実に保護しつつ、ポンプダウン運転を行うことができるようにする。空気調和装置（１）は、ガス側閉鎖弁（２６）とインバータ（３１）により制御される圧縮機モータ（２８）によって駆動される圧縮機（２１）と室外熱交換器（２３）と電動膨張弁（２４）と液側閉鎖弁（２７）とを有する室外ユニット（２）と、室内熱交換器（４１）を有する室内ユニット（４）と、室外ユニット（２）と室内ユニット（４）とを接続する連絡配管（５、６）とを備えている。空気調和装置（１）は、インバータ（３１）から圧縮機モータ（２８）に供給される圧縮機電力に基づいて、室内熱交換器（４１）を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転の状態においてポンプダウン運転が行われているかどうかを判定し、ポンプダウン運転が行われている場合には、所定の停止時間が経過した後に、圧縮機（２１）を停止する。

Description

明細書

空気調和装置

技術分野

[0001] 本発明は、空気調和装置、特に、室外ユニットと室内ユニットとが連絡配管を介して接続された空気調和装置に関する。

背景技術

[0002] 従来より、ガス側閉鎖弁、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁及び液側閉鎖弁を有する室外ユニットと、室内熱交翻を有する室内ユニットとが連絡配管を介して接続された、いわゆるセパレートタイプの空気調和装置がある。このような空気調和装置では、室内ユニットや室外ユニットの修理や交換等を行う際に、冷媒回路内に充満する冷媒を室外ユニット内に回収するポンプダウン運転を行うことがある。

このようなポンプダウン運転として、例えば、室外ユニットの液側閉鎖弁を閉止した状態で、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転等の冷凍サイクル運転を行い、圧縮機の吸入圧力が所定値以下又は吐出温度が所定値以上になったことを検知した後に、ガス側閉鎖弁を閉止し、さらに圧縮機を停止することによって、冷媒回路内の冷媒を室外ユニット内に回収する運転方法がある（例えば、特許文献 1参照。）。

[0003] また、他のポンプダウン運転として、室外ユニットの液側閉鎖弁を閉止した状態で、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転等の冷凍サイクル運転を行い、圧縮機の吸入圧力が所定値以下になったことを検知した時点力所定の停止時間が経過した後に圧縮機を停止することによって、冷媒回路内の冷媒を室外ュ- ット内に回収する運転方法がある（例えば、特許文献 2、 3参照。；)。

特許文献 1 :特開 2003— 161535号

特許文献 2 :特開 2000— 161798号

特許文献 3 :特開 2000— 161799号

発明の開示

[0004] しかし、上記従来のポンプダウン運転方法では、圧縮機の吸入圧力や吐出温度のような冷媒回路内を流れる冷媒の状態値の変化に基づいて圧縮機の停止時期が決定されるため、ポンプダウン運転時の圧縮機の運転状態を正確に把握できず、ボンプダウン運転を長い時間にわたって継続させてしまう場合がある。このような場合には、圧縮機の冷却と潤滑が十分に行われなくなるため、モータや他の圧縮機の構成部品の損傷が生じるおそれがあり、圧縮機の保護の観点上望ましくない。

また、施工不良により閉鎖弁が閉じた状態で運転を行ったり、冷媒配管の詰まりが生じた状態や膨張弁、電磁弁、フィルタ、閉鎖弁、四路切換弁等の各種機能部品が故障した状態で運転を行った場合には、ポンプダウン運転時と同様に、圧縮機のモータゃ他の構成部品の損傷が生じるおそれがある。

[0005] 本発明の第 1の課題は、室外ユニットと室内ユニットとが連絡配管を介して接続された空気調和装置において、圧縮機を確実に保護しつつ、ポンプダウン運転を行うことができるようにすることにある。

また、本発明の第 2の課題は、施工不良や各種機能部品の故障等が生じた場合でも、圧縮機を確実に保護することができるようにすることにある。

第 1の発明にかかる空気調和装置は、室外ユニットと、室内ユニットと、室外ユニットと室内ユニットとを接続する連絡配管とを備えている。室外ユニットは、ガス側閉鎖弁と、インバータにより制御されるモータによって駆動される圧縮機と、室外熱交^^と、膨張弁と、液側閉鎖弁とを有している。室内ユニットは、室内熱交を有している。そして、この空気調和装置は、インバータからモータに供給される圧縮機電力に基づヽて、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転の状態にお、てポンプダウン運転が行われて、るかどうかを判定し、ポンプダウン運転が行われている場合には、所定の停止時間が経過した後に、圧縮機を停止する。

[0006] ポンプダウン運転の際には、圧縮機が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性を有する。そこで、この空気調和装置では、インバータからモータに供給される圧縮機電力に基づいて、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転の状態にぉ、てポンプダウン運転が行われて、るかどうかを判定し、ポンプダウン運転を検知するようにしている。このように、従来のような冷媒回路内を流れる冷媒の状態値の変化ではなぐ圧縮機の運転特性に基づいてポンプダウン運転を検知するようにしているため、圧縮機を確実に保護しつつ、ボンプダウン運転を行うことができる。し力も、圧縮機の圧縮機電力を使用してポンプダウン運転を検知するようにしているため、商用電源の電圧変動の影響を受けにくぐまた、インバータカも圧縮機を駆動するモータの電力値を使用しているため、圧縮機を駆動するモータ以外の電気品が消費する電力の影響を受けることもなぐポンプダウン運転の検知精度の向上にも寄与できる。尚、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転としては、例えば、冷房運転や除湿運転がある。

[0007] 第 2の発明にかかる空気調和装置は、第 1の発明にかかる空気調和装置において、圧縮機電力が、所定の判定電力値未満である場合に、ポンプダウン運転が行われているものと判定する。

第 3の発明に力かる空気調和装置は、第 2の発明に力かる空気調和装置にお!、て、判定電力値は、圧縮機の運転周波数を考慮して演算される。

インバータ制御されるモータにより駆動される圧縮機においては、低い運転周波数で運転する場合に比べて高ヽ運転周波数で運転するほうが、圧縮機にかかる負荷が大きくなる傾向にある。そこで、この空気調和装置では、ポンプダウン運転が行われているかどうかを判定するための判定電力値を、運転周波数の関数にすることで、十分な圧縮機の保護を図ることができるようにして!/、る。

[0008] 第 4の発明に力かる空気調和装置は、第 3の発明に力かる空気調和装置にお!、て、判定電力値は、外気温度をさらに考慮して演算される。

圧縮機に力かる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にある。そこで、この空気調和装置では、ポンプダウン運転が行われているかどうかを判定するための判定電力値を、外気温度の関数にすることで、さらに十分な圧縮機の保護を図ることができるようにしている第 5の発明にかかる空気調和装置は、第 1の発明にかかる空気調和装置において、圧縮機電力が低下する際の電力値の変化率が、所定の判定変化率よりも小さくなつた場合に、ポンプダウン運転が行われて、るものと判定する。

第 6の発明にかかる空気調和装置は、第 1の発明にかかる空気調和装置において、圧縮機電力が低下する際の電力値の変化幅の絶対値が、所定の判定変化幅よりも大きくなつた場合に、ポンプダウン運転が行われて、るものと判定する。

[0009] 第 7の発明にかかる空気調和装置は、第 1〜第 6の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、停止時間は、圧縮機の運転周波数を考慮して演算される。インバータ制御されるモータにより駆動される圧縮機においては、低い運転周波数で運転する場合に比べて高ヽ運転周波数で運転するほうが、圧縮機にかかる負荷が大きくなる傾向にある。そこで、この空気調和装置では、ポンプダウン運転を検知して力圧縮機を停止させるまでの時間である停止時間を、運転周波数の関数にすることで、十分な圧縮機の保護を図ることができるようにしている。

第 8の発明に力かる空気調和装置は、第 7の発明に力かる空気調和装置にお!、て、停止時間は、外気温度をさらに考慮して演算される。

圧縮機に力かる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にある。そこで、この空気調和装置では、ポンプダウン運転を検知して力圧縮機を停止させるまでの時間である停止時間を、外気温度の関数にすることで、さらに十分な圧縮機の保護を図ることができるようにしている。

[0010] 第 9の発明にかかる空気調和装置は、インバータにより制御されるモータによって駆動される圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と有する蒸気圧縮式の冷媒回路を備えている。そして、この空気調和装置は、冷媒回路の冷凍サイクル運転中におけるインバータカゝらモータに供給される圧縮機電力に基づいて、圧縮機を停止する。ポンプダウン運転の際には、圧縮機が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性を有する。また、施工不良により閉鎖弁が閉じた状態で運転を行ったり、冷媒配管の詰まりが生じた状態や膨張弁、電磁弁、フィルタ、閉鎖弁、四路切換弁等の各種機能部品が故障した状態で運転を行った場合であって、そのような不具合を生じた箇所が凝縮器の出口力圧縮機の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品である場合には、ポンプダウン運転時と同様に、正常に冷凍サイクル運転を行ってヽる場合に比べて、圧縮機が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性が見られる。そこで、この空気調和装置では、冷媒回路の冷凍サイクル運転中におけるインバータカモータに供給される圧縮機電力に基づいて、ポンプダウン運転の検知や、凝縮器の出口カゝら圧縮機の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品において、施工不良、冷媒配管の詰まりや各種機能部品が故障した状態が生じていること等の故障検知を行うようにしている。このように、従来のような冷媒回路内を流れる冷媒の状態値の変化ではなぐ圧縮機の運転特性に基づ、てポンプダウン運転の検知ゃ故障検知を行うようにしているため、圧縮機を確実に保護することができる。しかも、圧縮機の圧縮機電力を使用してポンプダウン運転の検知ゃ故障検知を行うようにして、るため、商用電源の電圧変動の影響を受けにくぐまた、インバータカ圧縮機を駆動するモータの電力値を使用しているため、圧縮機を駆動するモータ以外の電気品が消費する電力の影響を受けることもなぐポンプダウン運転の検知ゃ故障検知の検知精度の向上にも寄与できる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]本発明の第 1実施形態に力かる空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である

[図 2]室外ユニットの概略の電気配線図である。

[図 3]ポンプダウン運転時の動作を示すフローチャートである。

[図 4]ポンプダウン運転時の圧縮機電力の経時変化を示す図である。

[図 5]本発明の第 2実施形態に力かる空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である

[図 6]室外ユニットの概略の電気配線図である。

[図 7]故障時の圧縮機の保護停止動作を示すフローチャートである。

[図 8]故障時の圧縮機電力の経時変化を示す図である。

符号の説明

[0012] 1、 101 空気調和装置

2 室外ユニット

4 室内ユニット

5 液冷媒連絡配管 (連絡配管） 6 ガス冷媒連絡配管 (連絡配管）

10、 110 冷媒回路

21、 121 圧縮機

23、 123 室外熱交 (凝縮器、蒸発器）

24、 124 電動膨張弁 (膨張弁）

26 液側閉鎖弁

27 ガス側閉鎖弁

28、 128 圧縮機モータ（モータ）

31、 131 インバータ

41、 141 室内熱交換器 (蒸発器、凝縮器）

発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。

(第 1実施形態）

(1)空気調和装置の構成

図 1は、本発明の第 1実施形態にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である。空気調和装置 1は、室外ユニット 2と、室内ユニット 4と、室外ユニット 2と室内ュニット 4とを接続する液冷媒連絡配管 5及びガス冷媒連絡配管 6とを備えた、 Vヽゎゆるセパレートタイプの空気調和装置である。空気調和装置 1の蒸気圧縮式の冷媒回路 10は、室外ユニット 2と、室内ユニット 4と、液冷媒連絡配管 5及びガス冷媒連絡配管 6とが接続されることによって構成されており、後述のように、冷房運転及び暖房運転を切り換えて運転することが可能である。

[0014] <室内ユニット >

室内ユニット 4は、室内の壁面等に設置されている。室内ユニット 4は、冷媒連絡配管 5、 6を介して室外ユニット 2に接続されており、冷媒回路 10の一部を構成している次に、室内ユニット 4の構成について説明する。室内ユニット 4は、主として、冷媒回路 10の一部を構成する室内側冷媒回路 10aを備えている。この室内側冷媒回路 10 aは、主として、室内熱交換器 41を備えている。本実施形態において、室内熱交換器 41は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン 'アンド'チューブ型熱交^^であり、冷媒と室内空気との熱交換を行うための機器である。本実施形態において、室内ユニット 4は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器 41を通過させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン 42を備えており、室内空気と室内熱交を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この室内ファン 42は、室内ファンモータ 43により回転駆動される。

[0015] また、室内ユニット 4には、室内熱交換器 41内を流れる冷媒の温度を検出する室内熱交温度センサ 44や室内温度を検出する室温温度センサ 45等が設けられている。また、室内ユニット 4は、室内ユニット 4を構成する各部の動作を制御する室内側制御部 46を備えている。そして、室内側制御部 46は、室内ユニット 4の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット 2との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになって!/、る。

<室外ユニット >

室外ユニット 2は、室外に設置されている。室外ユニット 2は、冷媒連絡配管 5、 6を介して室内ユニット 4に接続されており、冷媒回路 10の一部を構成している。

[0016] 次に、室外ユニット 2の構成について説明する。室外ユニット 2は、主として、冷媒回路 10の一部を構成する室外側冷媒回路 10bを備えている。この室外側冷媒回路 10 bは、主として、圧縮機 21と、四路切換弁 22と、室外熱交換器 23と、電動膨張弁 24 と、アキュムレータ 25と、液側閉鎖弁 26と、ガス側閉鎖弁 27とを備えている。

圧縮機 21は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、インバータ 31 (図 2 参照）により制御される圧縮機モータ 28によって駆動される容積式圧縮機である。この圧縮機 21の吸入側には、アキュムレータ 25が接続されている。

四路切換弁 22は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には、室外熱交 23を圧縮機 21において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交 41を室外熱交 23において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機 21の吐出側と室外熱交 23のガス側とを接続するとともに圧縮機 21の吸入側（具体的には、アキュムレータ 25)とガス冷媒連絡配管 6側（具体的には、ガス側閉鎖弁 27)とを接続し（図 1の四路切換弁 22の実線を参照、以下、冷房運転切換状態とする）、暖房運転時には、室内熱交 41を圧縮機 21において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交を室内熱交 41において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機 21の吐出側とガス冷媒連絡配管 6側 (具体的には、ガス側閉鎖弁 27)とを接続するとともに圧縮機 21の吸入側と室外熱交 23のガス側とを接続することが可能である（図 1の四路切換弁 22の破線を参照、以下、暖房運転切換状態とする)。

[0017] 室外熱交は、本実施形態において、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン 'アンド'チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交である。室外熱交換器 23は、そのガス側が四路切換弁 22に接続され、その液側が液冷媒連絡配管 5に接続されている。本実施形態において、室外ユニット 2は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交を通過させた後に、ユニット外に排出するための室外ファン 29を備えており、室外空気と室外熱交を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この室外ファン 29は、室外ファンモータ 30により駆動される。

液側閉鎖弁 26及びガス側閉鎖弁 27は、外部の機器 ·配管 (具体的には、液冷媒連絡配管 5及びガス冷媒連絡配管 6)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁 26は、室外熱交翻23に接続されている。ガス側閉鎖弁 27は、四路切換弁 22に接続されている。

[0018] また、室外ユニット 2には、室外熱交翻23内を流れる冷媒の温度を検出する室外熱交温度センサ 34や外気温度を検出する外気温度センサ 35等が設けられている。また、室外ユニット 2は、室外ユニット 2を構成する各部の動作を制御する室外側制御部 36を備えている。そして、室外側制御部 36は、室外ユニット 2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリや圧縮機モータ 28を制御するインバータ 31 ( 図 2参照）等を有しており、室内ユニット 4の室内側制御部 46との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになつている。尚、図 2に示される室外ユニット 2の概略の電気配線図に示されるように、インバータ 31は、商用電源 32に接続されており、交流を直流に変換して、室外ファンモータ 30や圧縮機モータ 28に直流電圧を印加することができる。そして、インバータ 31と圧縮機モータ 28との間には、インバータ 31から圧縮機モータ 28に供給される圧縮機電力を検出するための電圧'電流検出器 33 が設けられている。また、室外ユニット 2は、圧縮機 21の回転数、すなわち、圧縮機 2 1の運転周波数を検出することができるようになって、る。

以上のように、室内側冷媒回路 10aと、室外側冷媒回路 10bと、冷媒連絡配管 5、 6 とが接続されて、冷房運転及び暖房運転を切り換えて運転可能な空気調和装置 1の冷媒回路 10が構成されている。

[0019] (2)空気調和装置の動作

次に、空気調和装置 1の動作について説明する。

<冷房運転 >

まず、冷房運転について、図 1を用いて説明する。

冷房運転時は、四路切換弁 22が図 1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機 21 の吐出側が室外熱交換器 23のガス側に接続され、かつ、圧縮機 21の吸入側がガス側閉鎖弁 27に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁 26、ガス側閉鎖弁 27 及び電動膨張弁 24は、開状態になっている。

[0020] この冷媒回路の状態で、室外ユニット 2の室外ファン 29、圧縮機 21及び室内ュ-ット 4の室内ファン 42を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機 21に吸入されて圧縮された後、四路切換弁 22を経由して室外熱交 23に送られる。そして、室外熱交 23 に送られた冷媒は、室外空気を加熱して凝縮される。ここで、室外空気は、室外ファン 29の駆動によって、室外ユニット 2内に取り込まれ、室外熱交換器 23において冷媒と熱交換を行った後、室外ユニット 2外に排出される。そして、室外熱交 23〖こおいて凝縮した液冷媒は、電動膨張弁 24において減圧された後、液側閉鎖弁 26及び液冷媒連絡配管 5を経由して室内ユニット 4に送られる。そして、室内ユニット 4に送られた液冷媒は、室内熱交換器 41で室内空気を冷却して蒸発される。ここで、室内空気は、室内ファン 42の駆動によって、室内ユニット 4内に取り込まれ、室内熱交において冷媒と熱交換を行った後、室内ユニット 4から室内に吹き出される。そして、室内熱交換器 41において蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管 6を経由して室外ユニット 2に戻される。そして、室外ユニット 2に戻ったガス冷媒は、ガス側閉鎖弁 27、四路切換弁 22及びアキュムレータ 25を経由して、再び、圧縮機 21に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。

[0021] <暖房運転 >

次に、暖房運転について、図 1を用いて説明する。

暖房運転時は、四路切換弁 22が暖房運転切換状態になっている。また、液側閉鎖弁 26、ガス側閉鎖弁 27及び電動膨張弁 24は、開状態になっている。

この冷媒回路の状態で、室外ユニット 2の室外ファン 29、圧縮機 21及び室内ュ-ット 4の室内ファン 42を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機 21に吸入されて圧縮された後、四路切換弁 22、ガス側閉鎖弁 27及びガス冷媒連絡配管 6を経由して室内ユニット 4に送られる。そして、室内ユニット 4に送られたガス冷媒は、室内熱交^^ 41で室内空気を加熱して凝縮される。そして、室内熱交換器 41において凝縮した液冷媒は、液冷媒連絡配管 5を経由して室外ユニット 2に送られる。そして、室外ユニット 2に送られた液冷媒は、液側閉鎖弁 26を経由して電動膨張弁 24に送られて減圧された後、室外熱交換器 23において室外空気を冷却して蒸発される。室外熱交換器 23において蒸発したガス冷媒は、四路切換弁 22及びアキュムレータ 25を経由して、再び、圧縮機 21に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。尚、室外空気及び室内空気の流れは、冷房運転時と同様であるため、説明を省略する。

[0022] <ポンプダウン運転 >

次に、ポンプダウン運転について、図 1〜図 4を用いて説明する。ここで、図 3はボンプダウン運転時の動作を示すフローチャートであり、図 4はポンプダウン運転時の圧縮機電力の経時変化を示す図である。

ポンプダウン運転は、上述の冷房運転のように、空気調和装置 1を室内熱交換器 4 1を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行ってヽる場合に、液側閉鎖弁 26を閉止する操作 (以下、ポンプダウン操作とする）を行うことによって開始され、冷媒回路 10内に充満する冷媒を室外側冷媒回路 10b内に回収 (すなわち、室内側冷媒回路 10a及び冷媒連絡配管 5、 6内の冷媒を室外側冷媒回路 10b内に回収)した後に、ガス側閉鎖弁 27を閉止し、圧縮機 21を停止することによって終了する。

[0023] そして、本実施形態の空気調和装置 1においては、圧縮機 21を保護しつつ、ボンプダウン運転を行うことができるようにするためのポンプダウン運転検知用のプロダラムが室外側制御部 36に組み込まれている。次に、このポンプダウン運転時におけるポンプダウン運転検知用のプログラムについて説明する。

まず、ステップ S1において、ポンプダウン操作を行う前提条件である四路切換弁 22 が冷房運転切換状態であること、及び、圧縮機 21が運転中であることを検知する。そして、この条件を満たすと判断される場合には、次のステップ S2に移行し、この条件を満たさないと判断される場合には、図 3に示される処理を終了する。

次に、ステップ S1の条件が満たされる場合には、ステップ S2において、圧縮機電力を計算する。ここで、圧縮機電力は、インバータ 31から圧縮機 21の圧縮機モータ 2 8に供給される電力値であり、電圧'電流検出器 33によって検出された直流電圧値と直流電流値とを用いて、次式により計算される。

圧縮機電力 = 直流電圧値 X直流電流値

[0024] 次に、ステップ S 2で計算された圧縮機電力力ポンプダウン運転が行われて、る力どうかを判定するための判定電力値未満であるかどうかを判断する。そして、圧縮機電力が判定電力値未満であると判断される場合には、ポンプダウン運転が行われているものとして圧縮機 21を保護停止するためのステップ (ステップ S5〜S11)に移行し、圧縮機電力が判定電力値以上である (すなわち、判定条件を満たさない)と判断される場合には、ステップ S4に移行する。ここで、判定電力値は、ポンプダウン運転によって圧縮機 21が冷媒を圧縮する仕事が少なくなつた状態において生じうる値に設定されている。そして、ポンプダウン操作を行う前の状態においては、図 4に示されるように、ポンプダウン運転前の圧縮機電力が判定電力値よりも大きいため、ステツプ S4に移行することになる。

[0025] 次に、ステップ S4において、圧縮機 21を保護停止するためのステップ (ステップ S 5 〜S11)に移行した際に圧縮機 21の停止時間のカウントに使用されるタイマをクリアする処理がなされて、ステップ S1の処理に戻る。このため、冷房運転等の室内熱交 41を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行っている場合であつて、ポンプダウン操作が行われる前の状態においては、ステップ Sl、 S2、 S3、 S4、 S 1の順に処理が繰り返されることになる。

次に、ポンプダウン操作を行った場合について説明する。ポンプダウン操作を行うと、図 4に示されるように、ポンプダウン運転によって圧縮機 21が冷媒を圧縮する仕事が少なくなるため、圧縮機電力が低下する。このため、ステップ S3において、ステップ S2において計算された圧縮機電力が判定電力値未満になり、ポンプダウン運転が行われているものと判断されて、ステップ S5に移行することになる。ここで、判定電力値は、予め決定された固定値でもよいが、インバータ制御される圧縮機モータ 28により駆動される圧縮機 21におヽては、低ヽ運転周波数で運転する場合に比べて高!ヽ運転周波数で運転するほうが、圧縮機 21にかかる負荷が大きくなる傾向にあるため、運転周波数の関数としておくことが望ましい。また、圧縮機 21にかかる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にあるため、判定電力値を室外ユニット 2において検出される外気温度の関数にすることが望ましい。このため、本実施形態においては、判定電力値を、室外ユニット 2において検出される圧縮機 21の運転周波数及び外気温度センサ 35 により検出される外気温度の関数としている。このような関数として、例えば、

判定電力値 = 係数 A X運転周波数 + 係数 B X外気温度 + 補正値 C のような一次の多項式を用いることができる。また、このような一次の多項式でだけでなぐ二次や三次等のような高次の多項式を用いて、より正確な判定電力値を計算するようにしてちょい。

次に、ステップ S3の条件が満たされる場合には、ステップ S5において、タイマが力ゥント中であるかどうかが判断される。ここで、ポンプダウン操作を行ってから初めてこのステップ S5に移行した場合やステップ S4においてタイマがクリアされた後にこのステツプ S5に移行した場合を除いては、このステップ S5の条件が満たされるため、ステップ S7に移行する。一方、ポンプダウン操作を行ってから初めてこのステップ S5に移行した場合やステップ S4においてタイマがクリアされた後にこのステップ S5に移行した場合には、この条件が満たされないため、ステップ S6に移行して、タイマのカウント力 S開始されること〖こなる。次に、ステップ S7において、圧縮機 21の停止時間を計算する。本実施形態において、停止時間の値は、圧縮機モータ 28や他の圧縮機 21の構成部品の損傷を防ぐという観点を考慮して決定される値であり、インバータ制御される圧縮機モータ 28により駆動される圧縮機 21におヽては、低ヽ運転周波数で運転する場合に比べて高!ヽ運転周波数で運転するほうが、圧縮機 21にかかる負荷が大きくなる傾向にあるため、運転周波数の関数としている。また、圧縮機 21にかかる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にあるため、停止時間の値を室外ユニット 2において検出される外気温度の関数にしている。すなわち、本実施形態においては、停止時間の値を、室外ユニット 2において検出される圧縮機 21の運転周波数及び外気温度センサ 35により検出される外気温度の関数としている。このような関数として、例えば、

停止時間 = 係数 D X運転周波数 + 係数 E X外気温度 + 補正値 F のような一次の多項式を用いることができる。また、このような一次の多項式でだけでなぐ二次や三次等のような高次の多項式を用いて、より正確な停止時間を計算するようにしてもよい。

[0027] 次に、ステップ S8において、ステップ S7において計算された停止時間を経過した力どうかが判断される。ここで、停止時間が経過している場合には、ステップ S9に移行して、圧縮機 21が保護停止される。そして、本実施形態においては、圧縮機 21が保護停止されたことをポンプダウン作業者等に報知するために、室外ユニット 2や室内ユニット 4に LED表示する処理がなされる（ステップ S10)。

一方、ステップ S8において、停止時間が経過していない場合には、ステップ S11に移行して、圧縮機 21の運転周波数又は外気温度センサ 35により検出される外気温度が変化したかどうかが判断され、運転周波数又は外気温度に変化がないと判断された場合には、ステップ S8に戻って上述と同様な処理がなされる。しかし、ステップ S 11において、運転周波数又は外気温度に変化があると判断された場合には、ステツプ S1に移行する。

[0028] そして、ステップ S11からステップ S1に移行した場合には、再度、ステップ Sl、及びステップ S2の処理が行われた後に、ステップ S3において、運転周波数又は外気温度が変化した条件にぉ、て、ポンプダウン運転が行われて、るかどうかを判定するのに適した判定電力値が再計算を行う。そして、この再計算された判定電力値と圧縮機電力とを比較して、圧縮機電力が判定電力値未満であると判断される場合には、ステップ S5以降の処理に移行することになる。ここで、ステップ S5においては、ステツプ S4にお!/、てタイマがクリアされな!、限り、ステップ SI 1からステップ S1に移行する前のタイマのカウントが継続された状態でステップ S7に移行することになるため、ステップ S 11において運転周波数又は外気温度が変化することによって、ステップ S7における停止時間の再計算を行ったのと同様の結果となる。

一方、ステップ S3において圧縮機電力が判定電力値以上であると判断された場合には、ステップ S4においてタイマがクリアされた後に、ステップ S1に移行するため、結果的に、ポンプダウン運転の検知処理が最初力行われることになる。

以上のように、本実施形態の空気調和装置 1では、ポンプダウン運転検知ロジックによって、圧縮機 21を保護しつつ、ポンプダウン運転を行うことが可能である。

(3)空気調和装置の特徴

本実施形態の空気調和装置 1には、以下のような特徴がある。

(A)

本実施形態の空気調和装置 1では、ポンプダウン運転の際に、圧縮機 21が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性を有することを利用して、インバータ 31から圧縮機モータ 28に供給される圧縮機電力に基づいて、室内熱交 41を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転の状態においてポンプダウン運転が行われて、るかどうかを判定し、ポンプダウン運転を検知するようにしている。このように、従来のような冷媒回路内を流れる冷媒の状態値の変化ではなぐ圧縮機 21の運転特性に基づ!/、てポンプダウン運転を検知するようにしてヽるため、圧縮機 21を確実に保護しつつ、ポンプダウン運転を行うことができる。しかも、圧縮機 21の圧縮機電力を使用してポンプダウン運転を検知するようにしているため、商用電源 32の電圧変動の影響を受けにくぐまた、インバータ 31から圧縮機 21を駆動する圧縮機モータ 28の電力値を使用しているため、圧縮機 21を駆動する圧縮機モータ 28以外の電気品が消費する電力の影響を受けることもなぐポンプダウン運転の検知精度の向上にも寄与できる。

[0030] (B)

また、本実施形態においては、圧縮機電力が判定電力値未満であるかどうかを判定することにより、ポンプダウン運転が行われて、るかどうかを判定するようにして!/、る。そして、この判定電力値は、圧縮機 21にかかる負荷に影響する傾向のある運転周波数及び外気温度の関数として演算するようにしているため、十分な圧縮機の保護を図ることができる。

(C)

さらに、本実施形態においては、ポンプダウン運転の検知後に圧縮機 21を停止させるまでの時間についても、圧縮機 21にかかる負荷に影響する傾向のある運転周波数及び外気温度の関数として演算するようにして、るため、圧縮機の耐カに応じた停止時間を設定することができる。これにより、停止時間が長すぎたり短すぎたりすることを避けることができるようになり、十分な圧縮機の保護を図ることができる。

[0031] (4)変形例

上述の実施形態では、ポンプダウン運転が行われているかどうかを、圧縮機電力が判定電力値未満であるかどうかを判定することによって行っている力これに限定されず、図 4に示されるように、ポンプダウン運転の際に圧縮機 21の圧縮機電力が低下する際の変化率を用いてもよい。例えば、ポンプダウン運転の際に圧縮機 21の圧縮機電力が低下する際の変化率が、所定の判定変化率よりも小さくなる (すなわち、圧縮機電力が低下する際の傾きが判定変化率に相当する傾きよりも急な傾斜になる )ことをもって、ポンプダウン運転が行われて、るかどうかを判定することができる。また、ポンプダウン運転が行われているかどうかを、図 4に示されるように、ポンプダゥン運転の際に圧縮機 21の圧縮機電力が低下する際の電力値の変化幅を用いてもよい。例えば、ポンプダウン運転の際に圧縮機 21の圧縮機電力が低下する際の電力値の変化幅の絶対値 (より具体的には、圧縮機電力が、ポンプダウン操作直前の電力値力圧縮機電力の低下が開始して一定の電力値になるまでの変化幅の絶対値）力所定の判定変化幅よりも大きくなることをもって、ポンプダウン運転が行われて V、るかどうかを判定することができる。 [0032] (第 2実施形態）

上述の第 1実施形態及びその変形例では、本発明をポンプダウン運転の検知に適用した実施例を説明したが、これに限定されるものではなぐ施工不良により閉鎖弁が閉じた状態で運転を行ったり、冷媒配管の詰まりが生じた状態や膨張弁、電磁弁、フィルタ、閉鎖弁、四路切換弁等の各種機能部品が故障した状態で運転を行った場合であって、そのような不具合を生じた箇所が、凝縮器として機能する室内熱交換器や室外熱交換器の出口力圧縮機の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品である場合には、正常に冷凍サイクル運転を行っている場合に比べて、圧縮機が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性を有するため、このことに着目して、本発明を、施工不良による閉鎖弁の閉止状態にあること、冷媒配管の詰まりが生じていることや各種機能部品が故障した状態が生じていること等のような故障検知に適用することも可能である。

[0033] 以下、本発明を故障検知に適用した実施例としての第 2実施形態について説明する。

まず、本実施形態に力かる空気調和装置の構成について、図 5に基づいて説明する。ここで、図 5は、本発明の第 2実施形態に力かる空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である。空気調和装置 101は、室外ユニット 102と、室内ユニット 104と、室外ユニット 102と室内ユニット 104とを接続する液冷媒連絡配管 105及びガス冷媒連絡配管 106とを備えた、いわゆるセパレートタイプの空気調和装置である。空気調和装置 101の蒸気圧縮式の冷媒回路 110は、室外ユニット 102と、室内ユニット 104と、液冷媒連絡配管 105及びガス冷媒連絡配管 106とが接続されることによって構成されており、後述のように、冷房運転、除湿運転及び暖房運転を切り換えて運転することが可能である。

[0034] <室内ユニット >

室内ユニット 104は、室内の壁面等に設置されている。室内ユニット 104は、冷媒連絡配管 105、 106を介して室外ユニット 102に接続されており、冷媒回路 110の一部を構成している。

次に、室内ユニット 104の構成について説明する。室内ユニット 104は、主として、冷媒回路 110の一部を構成する室内側冷媒回路 110aを備えている。この室内側冷媒回路 110aは、主として、室内熱交換器 141を備えている。本実施形態において、熱交換部 141aは、主として、第 1熱交換部 141aと、第 2熱交換部 141bとを有している。第 1熱交換部 141a及び第 2熱交換部 141bは、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン 'アンド'チューブ型熱交^^であり、冷媒と室内空気との熱交換を行うための機器である。ここで、第 1熱交換部 141aと第 2熱交換部 141 bとは、除湿用電磁弁 147を介して接続されている。ここで、除湿用電磁弁 147は、後述の冷房運転及び暖房運転の際には開状態とし、後述の除湿運転の際には閉状態 (具体的には、全閉状態ではなくわずかに微開になった状態を意味する）とすることが可能な電磁弁である。これにより、冷房運転時においては、第 1熱交換部 141a及び第 2熱交換部 141bが冷媒の蒸発器として機能する。暖房運転時においては、第 1 熱交換部 141a及び第 2熱交換部 141bが冷媒の凝縮器として機能する。また、除湿運転時には、第 2熱交換部 141bが冷媒の冷却器として機能し、第 1熱交換部 141a が冷媒の蒸発器として機能する。尚、除湿用電磁弁 147は、電磁弁でなぐ電動膨張弁等の別の減圧装置を使用することも可能である。

[0035] また、本実施形態において、室内ユニット 104は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交 l41を通過させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン 142を備えており、室内空気と室内熱交換器 141を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。これにより、冷房運転時において、室内空気は、第 1熱交換部 1 41a及び第 2熱交換部 141a内で蒸発する冷媒によって冷却される。暖房運転時において、、室内空気は、第 1熱交換部 141a及び第 2熱交換部 141a内で凝縮する冷媒によって加熱される。また、除湿運転時において、室内空気は、第 1熱交換部 141 a内で蒸発する冷媒によって冷却されるとともに、第 2熱交換部 141a内を流れる冷媒によって加熱される。これにより、本実施形態の除湿運転においては、室内空気の温度を極力低下させることなく室内空気の除湿のみを行う除湿運転である再熱除湿運転を行うことができる。尚、この室内ファン 142は、室内ファンモータ 143により回転駆動される。

[0036] また、室内ユニット 104には、室内熱交換器 141内を流れる冷媒の温度を検出する室内熱交温度センサ 144や室内温度を検出する室温温度センサ 145等が設けられている。また、室内ユニット 104は、室内ユニット 104を構成する各部の動作を制御する室内側制御部 146を備えている。そして、室内側制御部 146は、室内ユニット 104 の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット 102との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになって、る。

<室外ユニット >

室外ユニット 102は、室外に設置されている。室外ユニット 102は、冷媒連絡配管 1 05、 106を介して室内ユニット 104に接続されており、冷媒回路 110の一部を構成している。

次に、室外ユニット 102の構成について説明する。室外ユニット 102は、主として、冷媒回路 110の一部を構成する室外側冷媒回路 110bを備えている。この室外側冷媒回路 110bは、主として、圧縮機 121と、四路切換弁 122と、室外熱交翻 123と、電動膨張弁 124と、アキュムレータ 125と、液側閉鎖弁 126と、ガス側閉鎖弁 127と、第 1及び第 2フィルタ 137、 138とを備えている。

圧縮機 121は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、インバータ 131 ( 図 6参照）により制御される圧縮機モータ 128によって駆動される容積式圧縮機である。この圧縮機 121の吸入側には、アキュムレータ 125が接続されている。

四路切換弁 122は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時や除湿運転時には、室外熱交換器 123を圧縮機 121において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交 141を室外熱交 123において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機 121の吐出側と室外熱交 123のガス側とを接続するとともに圧縮機 121の吸入側（具体的には、アキュムレータ 125)とガス冷媒連絡配管 106側 (具体的には、ガス側閉鎖弁 127)とを接続し (図 5の四路切換弁 122の実線を参照、以下、冷房運転切換状態とする）、暖房運転時には、室内熱交 141を圧縮機 121において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交 l23を室内熱交 l41において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機 121の吐出側とガス冷媒連絡配管 106側 (具体的には、ガス側閉鎖弁 127)とを接続するとともに圧縮機 21の吸入側と室外熱交 123のガス側とを接続することが可能である（図 5の四路切換弁 122の破線を参照、以下、暖房運転切換状態とする)。

[0038] 室外熱交換器 123は、本実施形態において、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン ·アンド ·チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器 123は、そのガス側が四路切換弁 122に接続され、その液側が液冷媒連絡配管 105に接続されている。本実施形態において、室外ユニット 102は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器 123を通過させた後に、ユニット外に排出するための室外ファン 129を備えており、室外空気と室外熱交換器 123を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この室外ファン 129は、室外ファンモータ 130により駆動される。

電動膨張弁 124は、冷房運転時には室外熱交換器 123において凝縮された冷媒を減圧するように開度調節され、暖房運転時には室内熱交 l41にお、て凝縮された冷媒を減圧するように開度調節され、除湿運転時には室外熱交換器 123にお Vヽて凝縮された冷媒を極力減圧しなヽように全開状態にされるように機能する開度調節が可能な膨張弁である。また、第 1及び第 2フィルタ 137、 138は、電動膨張弁 124 の入口及び出口、すなわち、室外熱交^^ 123と電動膨張弁 124との間及び電動膨張弁 124と液側閉鎖弁 126との間に設けられたフィルタである。

[0039] 液側閉鎖弁 126及びガス側閉鎖弁 127は、外部の機器'配管 (具体的には、液冷媒連絡配管 105及びガス冷媒連絡配管 106)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁 126は、電動膨張弁 124及びフィルタ 137、 138を介して第 1室外熱交換器 123に接続されている。ガス側閉鎖弁 127は、四路切換弁 122に接続されている。また、室外ユニット 102には、室外熱交換器 123内を流れる冷媒の温度を検出する室外熱交温度センサ 134や外気温度を検出する外気温度センサ 135等が設けられている。また、室外ユニット 102は、室外ユニット 102を構成する各部の動作を制御する室外側制御部 136を備えている。そして、室外側制御部 136は、室外ユニット 102 の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリや圧縮機モータ 128を制御するインバータ 131 (図 6参照）等を有しており、室内ユニット 104の室内側制御部 146との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになつている。尚、図 6に示される室外ユニット 102の概略の電気配線図に示されるように、インバータ 131は、商用電源 132に接続されており、交流を直流に変換して、室外ファンモータ 130や圧縮機モータ 128に直流電圧を印加することができる。そして、インバータ 131と圧縮機モータ 128との間には、インバータ 131から圧縮機モータ 128に供給される圧縮機電力を検出するための電圧 ·電流検出器 133が設けられている。また、室外ユニット 102 は、圧縮機 121の回転数、すなわち、圧縮機 121の運転周波数を検出することができるようになつている。

[0040] 以上のように、室内側冷媒回路 110aと、室外側冷媒回路 110bと、冷媒連絡配管 1 05、 106とが接続されて、冷房運転、除湿運転及び暖房運転を切り換えて運転可能な空気調和装置 101の冷媒回路 110が構成されている。

(2)空気調和装置の動作

次に、空気調和装置 101の動作について説明する。

<冷房運転 >

まず、冷房運転について、図 5を用いて説明する。

冷房運転時は、四路切換弁 122が冷房運転切換状態になっている。また、液側閉鎖弁 126、ガス側閉鎖弁 127、電動膨張弁 124及び除湿用電磁弁 147は、開状態になっている。

[0041] この冷媒回路の状態で、室外ユニット 102の室外ファン 129、圧縮機 121及び室内ユニット 104の室内ファン 142を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機 121に吸入されて圧縮された後、四路切換弁 122を経由して室外熱交換器 123に送られる。そして、室外熱交換器 123に送られた冷媒は、室外空気を加熱して凝縮される。ここで、室外空気は、室外ファン 129の駆動によって、室外ユニット 102内に取り込まれ、室外熱交 l23において冷媒と熱交換を行った後、室外ユニット 102外に排出される。そして、室外熱交換器 123において凝縮した液冷媒は、第 1フィルタ 137を通過した後に電動膨張弁 124において減圧された後、第 2フィルタ 138、液側閉鎖弁 126及び液冷媒連絡配管 105を経由して室内ユニット 104に送られる。そして、室内ユニット 1 04に送られた液冷媒は、室内熱交換器 141で室内空気を冷却して蒸発される。具体的には、室内ユニット 104に送られた液冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する第 2 熱交換部 141b、除湿用電磁弁 147、及び冷媒の蒸発器として機能する第 1熱交換部 141aの順に通過して蒸発される。ここで、室内空気は、室内ファン 142の駆動によつて、室内ユニット 104内に取り込まれ、室内熱交換器 141において冷媒と熱交換を行った後、室内ユニット 104から室内に吹き出される。そして、室内熱交^^ 141において蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管 106を経由して室外ユニット 102〖こ戻される。そして、室外ユニット 102に戻ったガス冷媒は、ガス側閉鎖弁 127、四路切換弁 122及びアキュムレータ 125を経由して、再び、圧縮機 121に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。

<暖房運転 >

次に、暖房運転について、図 5を用いて説明する。

暖房運転時は、四路切換弁 122が暖房運転切換状態になっている。また、液側閉鎖弁 126、ガス側閉鎖弁 127、電動膨張弁 124及び除湿用電磁弁 147は、開状態になっている。

この冷媒回路の状態で、室外ユニット 102の室外ファン 129、圧縮機 121及び室内ユニット 104の室内ファン 142を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機 121に吸入されて圧縮された後、四路切換弁 122、ガス側閉鎖弁 127及びガス冷媒連絡配管 106を経由して室内ユニット 104に送られる。そして、室内ユニット 104に送られたガス冷媒は、室内熱交換器 141で室内空気を加熱して凝縮される。具体的には、室内ユニット 1 04に送られた液冷媒は、冷媒の凝縮器として機能する第 1熱交換部 141a、除湿用電磁弁 147、及び冷媒の凝縮器として機能する第 2熱交換部 141bの順に通過して凝縮される。そして、室内熱交換器 141において凝縮した液冷媒は、液冷媒連絡配管 105を経由して室外ユニット 102に送られる。そして、室外ユニット 102に送られた液冷媒は、液側閉鎖弁 126及び第 2フィルタ 138を経由して電動膨張弁 124に送られて減圧された後、第 1フィルタ 137を経由して室外熱交換器に送られ、室外熱交換器 123において室外空気を冷却して蒸発される。室外熱交換器 123において蒸発したガス冷媒は、四路切換弁 122及びアキュムレータ 125を経由して、再び、圧縮機 1 21に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。尚、室外空気及び室内空気の流れは、冷房運転時と同様であるため、説明を省略する。

[0043] <除湿運転 >

まず、除湿運転について、図 5を用いて説明する。

冷房運転時は、四路切換弁 122が冷房運転切換状態になっている。また、液側閉鎖弁 126、ガス側閉鎖弁 127及び電動膨張弁 124は、開状態になっており、除湿用電磁弁 147は、閉状態になっている。

この冷媒回路の状態で、室外ユニット 102の室外ファン 129、圧縮機 121及び室内ユニット 104の室内ファン 142を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機 121に吸入されて圧縮された後、四路切換弁 122を経由して室外熱交換器 123に送られる。そして、室外熱交換器 123に送られた冷媒は、室外空気を加熱して凝縮される。そして、室外熱交換器 123において凝縮した液冷媒は、第 1フィルタ 137、電動膨張弁 124、第 2フィルタ 138、液側閉鎖弁 126及び液冷媒連絡配管 105を経由して室内ユニット 1 04に送られる。ここで、電動膨張弁 124は、室外熱交 23において凝縮された冷媒を極力減圧しないように全開状態になっている。そして、室内ユニット 104に送られた液冷媒は、室内熱交換器 141で室内空気を冷却して蒸発される。具体的には、室内ユニット 104に送られた液冷媒は、第 2熱交換部 141bにおいて冷却された後（このとき、室内空気は加熱される）、除湿用電磁弁 147に送られて減圧され、その後、第 1熱交換部 141aにおいて蒸発される（このとき、室内空気は冷却される)。そして、室内熱交換器 141において蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管 106を経由して室外ユニット 102に戻される。そして、室外ユニット 102に戻ったガス冷媒は、ガス側閉鎖弁 127、四路切換弁 122及びアキュムレータ 125を経由して、再び、圧縮機 12 1に吸入される。このようにして、除湿運転が行われる。尚、室外空気及び室内空気の流れは、冷房運転時と同様であるため、説明を省略する。

[0044] <故障検知>

次に、上述の冷房運転、暖房運転及び除湿運転時における故障検知について、冷房運転時を例として、図 5〜8を用いて説明する。ここで、図 7は故障時の圧縮機の保護停止動作を示すフローチャートであり、図 8は故障時の圧縮機電力の経時変化を示す図である。

冷房運転時や除湿運転時には、上述のように、正常に運転が行われる場合には、電動膨張弁 124の出口から圧縮機 121の吸入側に至るまでの間における冷媒配管や各種機能部品に低圧の冷媒が流れることになる。そして、この正常な冷房運転や除湿運転を維持するには、冷媒の凝縮器として機能する室外熱交換器 123の出口力圧縮機 121の吸入側に至るまでの間における冷媒配管や各種機能部品に不具合が生じることで、冷媒の流動抵抗が異常に大きくなつてしまうような状態にはならないことが必要である。

[0045] しかし、例えば、電動膨張弁 124や閉鎖弁 126、 127が故障して閉止状態になったり、除湿運転時に除湿用電磁弁 147に詰まりが生じる等の不具合が生じると、図 8に示されるように、圧縮機が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり、消費電力が小さくなるという運転特性が見られる。

そして、本実施形態の空気調和装置 101においては、冷媒の凝縮器として機能する室外熱交 l23の出口力も圧縮機 121の吸入側に至るまでの間における冷媒配管や各種機能部品に不具合 (以下、故障とする）が生じたことを検知するためのプログラムが室内側制御部 146及び室外側制御部 136に組み込まれている。次に、故障検知用プログラムのロジックについて説明する。

まず、ステップ S 101において、冷房運転又は除湿運転中であることを検知する。そして、この条件を満たすと判断される場合には、次のステップ S 102に移行し、この条件を満たさないと判断される場合には、図 7に示される処理を終了する。

[0046] 次に、ステップ S101の条件が満たされる場合には、ステップ S102において、圧縮機電力を計算する。ここで、圧縮機電力は、インバータ 131から圧縮機 121の圧縮機モータ 128に供給される電力値であり、電圧 ·電流検出器 133によって検出された直流電圧値と直流電流値とを用いて、次式により計算される。

圧縮機電力 = 直流電圧値 X直流電流値

次に、ステップ S 102で計算された圧縮機電力力ポンプダウン運転が行われているかどうかを判定するための判定電力値未満であるかどうかを判断する。そして、圧縮機電力が判定電力値未満であると判断される場合には、ポンプダウン運転が行われているものとして圧縮機 121を保護停止するためのステップ (ステップ S 105〜S 11 1)に移行し、圧縮機電力が判定電力値以上である (すなわち、判定条件を満たさない）と判断される場合には、ステップ S104に移行する。ここで、判定電力値は、故障によって圧縮機 121が冷媒を圧縮する仕事が少なくなつた状態において生じうる値に設定されている。そして、故障が生じていない状態においては、図 8に示されるように、故障が生じていない状態の圧縮機電力が判定電力値よりも大きいため、ステップ S 104に移行することになる。

次に、ステップ S104において、圧縮機 121を保護停止するためのステップ (ステツプ S105〜S111)に移行した際に圧縮機 121の停止時間のカウントに使用されるタイマをクリアする処理がなされて、ステップ S101の処理に戻る。このため、正常な冷房運転力 S行われてヽる場合にぉ、て【ま、ステップ S101、 S102、 S103、 S104、 SI 01の順に処理が繰り返されることになる。

次に、故障が生じた場合について説明する。故障が生じると、図 8に示されるように、圧縮機 121が冷媒を圧縮する仕事が少なくなるため、圧縮機電力が低下する。このため、ステップ S103において、ステップ S102において計算された圧縮機電力が判定電力値未満になり、故障が生じたものと判断されて、ステップ S 105に移行することになる。ここで、判定電力値は、予め決定された固定値でもよいが、インバータ制御される圧縮機モータ 128により駆動される圧縮機 121においては、低い運転周波数で運転する場合に比べて高、運転周波数で運転するほうが、圧縮機 121にかかる負荷が大きくなる傾向にあるため、運転周波数の関数としておくことが望ましい。また、圧縮機 121にかかる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にあるため、判定電力値を室外ュニット 102において検出される外気温度の関数にすることが望ましい。このため、本実施形態においては、判定電力値を、室外ユニット 102において検出される圧縮機 121 の運転周波数及び外気温度センサ 135により検出される外気温度の関数としている。このような関数として、例えば、

[0048] 次に、ステップ S 103の条件が満たされる場合には、ステップ S105において、タイマがカウント中であるかどうかが判断される。ここで、故障が生じて力初めてこのステップ S105に移行した場合やステップ S104においてタイマがクリアされた後にこのステツプ S 105に移行した場合を除いては、このステップ S 105の条件が満たされるため、ステップ S107に移行する。一方、故障が生じてから初めてこのステップ S105に移行した場合やステップ S 104においてタイマがクリアされた後にこのステップ S 105に移行した場合には、この条件が満たされないため、ステップ S 106に移行して、タイマのカウントが開始されることになる。

次に、ステップ S107において、圧縮機 121の停止時間を計算する。本実施形態において、停止時間の値は、圧縮機モータ 128や他の圧縮機 121の構成部品の損傷を防ぐという観点を考慮して決定される値であり、インバータ制御される圧縮機モータ 128により駆動される圧縮機 121においては、低い運転周波数で運転する場合に比ベて高い運転周波数で運転するほうが、圧縮機 121にかかる負荷が大きくなる傾向にあるため、運転周波数の関数としている。また、圧縮機 121にかかる負荷は、外気温度が低い条件で運転する場合に比べて外気温度が高い条件で運転するほうが大きくなる傾向にあるため、停止時間の値を室外ユニット 102において検出される外気温度の関数にしている。すなわち、本実施形態においては、停止時間の値を、室外ユニット 102において検出される圧縮機 121の運転周波数及び外気温度センサ 135 により検出される外気温度の関数としている。このような関数として、例えば、

[0049] 次に、ステップ S108において、ステップ S107において計算された停止時間を経過したかどうかが判断される。ここで、停止時間が経過している場合には、ステップ S10 9に移行して、圧縮機 121が保護停止される。そして、本実施形態においては、圧縮機 121が保護停止されたことをユーザー等に報知するために、室外ユニット 102や室内ユニット 104に LED表示する処理がなされる（ステップ S110)。

一方、ステップ S108において、停止時間が経過していない場合には、ステップ S1 11に移行して、圧縮機 121の運転周波数又は外気温度センサ 135により検出される外気温度が変化したかどうかが判断され、運転周波数又は外気温度に変化がないと判断された場合には、ステップ S108に戻って上述と同様な処理がなされる。しかし、ステップ S111にお、て、運転周波数又は外気温度に変化があると判断された場合には、ステップ S101に移行する。

[0050] そして、ステップ S111からステップ S101に移行した場合には、再度、ステップ S10 1、及びステップ S 102の処理が行われた後に、ステップ S 103において、運転周波数又は外気温度が変化した条件において、故障が生じているかどうかを判定するのに適した判定電力値が再計算を行う。そして、この再計算された判定電力値と圧縮機電力とを比較して、圧縮機電力が判定電力値未満であると判断される場合には、ステップ S105以降の処理に移行することになる。ここで、ステップ S105においては、ステップ S104においてタイマがクリアされない限り、ステップ S111からステップ S101 に移行する前のタイマのカウントが継続された状態でステップ S107に移行することになるため、ステップ S 111にお、て運転周波数又は外気温度が変化することによって、ステップ S107における停止時間の再計算を行ったのと同様の結果となる。

[0051] 一方、ステップ S103において圧縮機電力が判定電力値以上であると判断された場合には、ステップ S104においてタイマがクリアされた後に、ステップ S101に移行するため、結果的に、故障検知処理が最初力も行われることになる。このようにして、冷房運転時や除湿運転時における故障検知処理を行うことができる。

また、暖房運転時についても、正常に運転が行われる場合には、電動膨張弁 124 の出口力も圧縮機 121の吸入側に至るまでの間における冷媒配管や各種機能部品に低圧の冷媒が流れることになる。そして、この正常な暖房運転状態を維持するには、冷媒の凝縮器として機能する室内熱交 l41 (具体的には、第 2熱交換部 141b )の出口力も圧縮機 121の吸入側に至るまでの間における冷媒配管や各種機能部品に不具合が生じることで、冷媒の流動抵抗が異常に大きくなつてしまうような状態にはならないことが必要である。このため、故障検知の対象となる冷媒配管や機能部品が異なるが、冷房運転時や除湿運転時と同様の故障検知処理によって、故障検知を行うことができる。

[0052] 以上のように、本実施形態の空気調和装置 101では、圧縮機電力に基づいて圧縮機 121を停止させるという故障検知ロジックによって、圧縮機 121を保護することが可能である。

(3)空気調和装置の特徴

本実施形態の空気調和装置 101には、以下のような特徴がある。

(A)

本実施形態の空気調和装置 101では、施工不良により閉鎖弁 126、 127が閉じた状態で運転を行ったり、冷媒配管の詰まりが生じた状態や電動膨張弁 124、除湿用電磁弁 147、フィルタ 137、 138、閉鎖弁 126、 127、四路切換弁 122等の各種機能部品が故障した状態で運転を行った場合であって、そのような不具合 (以下、故障とする)を生じた箇所が凝縮器として機能する室外熱交換器 123又は室内熱交換器 1 41の出口力も圧縮機 121の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品である場合には、このような故障の際に、圧縮機 121が冷媒を圧縮する仕事が少なくなり消費電力が小さくなるという運転特性を有することを利用して、冷媒回路 110の冷凍サイクル運転 (本実施形態では、冷房運転、暖房運転又は除湿運転）中におけるインバータ 131から圧縮機モータ 128に供給される圧縮機電力に基づいて、凝縮器として機能する室外熱交換器 123又は室内熱交換器 141の出口力も圧縮機 121の吸入側に至るまでの間の冷媒配管や各種機能部品の故障検知を行うようにしている。このように、圧縮機 121の運転特性に基づいて故障検知を行うようにしているため、圧縮機 121を確実に保護することができる。しかも、圧縮機 121の圧縮機電力を使用して故障検知を行うようにしているため、商用電源の電圧変動の影響を受けにくぐまた、インバータ 131から圧縮機 121を駆動する圧縮機モータ 128の電力値を使用しているため、圧縮機 121を駆動する圧縮機モータ 128以外の電気品が消費する電力の影響を受けることもなぐ故障検知の検知精度の向上にも寄与できる。

[0053] (B) また、本実施形態においては、圧縮機電力が判定電力値未満であるかどうかを判定することにより、故障が生じているかどうかを判定するようにしている。そして、この判定電力値は、圧縮機 121にかかる負荷に影響する傾向のある運転周波数及び外気温度の関数として演算するようにしているため、十分な圧縮機の保護を図ることができる。

(C)

さらに、本実施形態においては、故障検知後に圧縮機 121を停止させるまでの時間についても、圧縮機 121にかかる負荷に影響する傾向のある運転周波数及び外気温度の関数として演算するようにして、るため、圧縮機の耐カに応じた停止時間を設定することができる。これにより、停止時間が長すぎたり短すぎたりすることを避けることができるようになり、十分な圧縮機の保護を図ることができる。

[0054] (4)変形例

上述の実施形態では、故障が生じているかどうかを、圧縮機電力が判定電力値未満であるかどうかを判定することによって行っている力これに限定されず、図 8に示されるように、圧縮機 121の圧縮機電力が低下する際の変化率を用いてもよい。例えば、圧縮機 121の圧縮機電力が低下する際の変化率が、所定の判定変化率よりも小さくなる (すなわち、圧縮機電力が低下する際の傾きが判定変化率に相当する傾きよりも急な傾斜になる）ことをもって、故障が生じているかどうかを判定することができる。また、故障が生じているかどうかを、図 8に示されるように、圧縮機 121の圧縮機電力が低下する際の電力値の変化幅を用いてもよい。例えば、圧縮機 121の圧縮機電力が低下する際の電力値の変化幅の絶対値 (より具体的には、圧縮機電力が、故障が生じていない場合の電力値力圧縮機電力の低下が開始して一定の電力値になるまでの変化幅の絶対値)が、所定の判定変化幅よりも大きくなることをもって、故障が生じて、るかどうかを判定することができる。

産業上の利用可能性

[0055] 本発明を利用すれば、室外ユニットと室内ユニットとが連絡配管を介して接続された空気調和装置において、圧縮機を確実に保護しつつ、ポンプダウン運転を行うことができる。また、施工不良や各種機能部品の故障等が生じた場合でも、圧縮機を確実に保護することができる。

Claims

請求の範囲

[1] ガス側閉鎖弁（27)と、インバータ（31)により制御されるモータ（28)によって駆動される圧縮機 (21)と、室外熱交換器 (23)と、膨張弁 (24)と、液側閉鎖弁 (26)とを有する室外ユニット（2)と、

室内熱交翻 (41)を有する室内ユニット (4)と、

前記室外ユニットと前記室内ユニットとを接続する連絡配管（5、 6)とを備え、前記インバータから前記モータに供給される圧縮機電力に基づいて、前記室内熱交を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転の状態においてポンプダゥン運転が行われて、るかどうかを判定し、ポンプダウン運転が行われて、る場合には、所定の停止時間が経過した後に、前記圧縮機を停止する、

空気調和装置（1)。

[2] 前記圧縮機電力が、所定の判定電力値未満である場合に、ポンプダウン運転が行われて!/、るものと判定する、請求項 1に記載の空気調和装置（1)。

[3] 前記判定電力値は、前記圧縮機 (21)の運転周波数を考慮して演算される、請求項 2に記載の空気調和装置（1)。

[4] 前記判定電力値は、外気温度をさらに考慮して演算される、請求項 3に記載の空気調和装置（1)。

[5] 前記圧縮機電力が低下する際の電力値の変化率が、所定の判定変化率よりも小さくなつた場合に、ポンプダウン運転が行われているものと判定する、請求項 1に記載の空気調和装置（1)。

[6] 前記圧縮機電力の低下する際の電力値の変化幅の絶対値が、所定の判定変化幅よりも大きくなつた場合に、ポンプダウン運転が行われているものと判定する、請求項

1に記載の空気調和装置（1)。

[7] 前記停止時間は、前記圧縮機 (21)の運転周波数を考慮して演算される、請求項 1

〜6の、ずれかに記載の空気調和装置（1)。

[8] 前記停止時間は、外気温度をさらに考慮して演算される、請求項 7に記載の空気調和装置（1)。

[9] インバータ（31、 131)により制御されるモータ（28、 128)によって駆動される圧縮機 (21、 121)と、凝縮器 (23) (123、 141)と、膨張弁 (24、 124)と、蒸発器 (41) (1 41、 123)と有する蒸気圧縮式の冷媒回路（10、 110)を備え、

前記冷媒回路の冷凍サイクル運転中における前記インバータカ前記モータに供給される圧縮機電力に基づいて、前記圧縮機を停止する、

空気調和装置（1、 101)。