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JPH055564A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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Publication number
JPH055564A
JPH055564A JP3157280A JP15728091A JPH055564A JP H055564 A JPH055564 A JP H055564A JP 3157280 A JP3157280 A JP 3157280A JP 15728091 A JP15728091 A JP 15728091A JP H055564 A JPH055564 A JP H055564A
Authority
JP
Japan
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refrigeration cycle
temperature
detection means
refrigerant
temperature detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3157280A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuji Ogoshi
靖二 大越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3157280A priority Critical patent/JPH055564A/ja
Priority to TW081104716A priority patent/TW222322B/zh
Priority to US07/903,597 priority patent/US5241833A/en
Priority to KR1019920011426A priority patent/KR930000902A/ko
Priority to GB9213765A priority patent/GB2257244B/en
Publication of JPH055564A publication Critical patent/JPH055564A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍サイクル内の冷媒量の不足を検知して圧
縮機の故障を引き起こさないようにする。 【構成】 電子膨張弁７を設けた冷凍サイクルの圧縮機
の吐出口２、吸込口３に各吐出温度検出器１４、吸込温
度検出器１５及び飽和温度検出器１３を設け、さらに冷
凍サイクルの運転状況を検出するために外気温検出器２
１を設け、各検出器からの信号に基づき制御装置２２で
電子膨張弁７の弁開度を調節しながら運転を制御し、弁
開度が全開であってかつ外気温検出器２１の検出信号が
予め設定された設定値以下であるときに運転を停止させ
る。このようになっているため、冷凍サイクルを循環す
る冷媒の量が減少している状態で運転することがなくな
り、圧縮機の故障を引き起こすことがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弁開度が調節制御され
るように形成された膨張弁を用いた空気調和機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば冷凍サイクルの絞り機構に
弁開度が調節制御されるように形成された膨張弁、いわ
ゆる電子膨張弁（以下、ＰＭＶと略記する）を用い、こ
のＰＭＶと圧縮機の吸込み側の間に並列に冷媒の飽和温
度検出回路を接続し、冷房運転と暖房運転を可能にした
空気調和機がある。このような空気調和機について図３
を参照して説明する。図６は冷凍サイクル図で有り、図
において１は圧縮機で、その吐出口２及び吸込口３は四
方弁４を介して室内熱交換器５と室外熱交換器６のそれ
ぞれの片側接続口に連通するように接続されている。な
お１ａは圧縮機１の吸込口３に接続されたアキュムレー
タである。また７は室内熱交換器５と室外熱交換器６の
それぞれの他側接続口の間に接続されたＰＭＶで、その
弁開度は制御装置８によって調節制御されるようになっ
ており、流通する冷媒の流量を連続的に変えるように形
成されている。９は飽和温度検出回路で、これはＰＭＶ
７の２つの接続口のそれぞれに一端側が接続されかつ低
圧となる他端側を圧縮機１の吸込口３に共通配管１０に
よって接続されたキャピラリチューブ１１，１２と、共
通配管１０の吸込口３側に配置され冷媒の飽和温度を検
出する飽和温度検出器１３を設けて形成されている。
【０００３】また、圧縮機１の吐出口２及び吸込口３に
はそれぞれ吐出温度検出器１４及び吸込温度検出器１５
が設けられており、これら吐出温度検出器１４及び吸込
温度検出器１５は、飽和温度検出器１３と共に、それぞ
れから出力された信号の検出温度が制御装置８に入力さ
れるように接続されている。そして、運転に際してＰＭ
Ｖ７は、蒸発器を形成する側の熱交換器、例えば冷房運
転をする場合は室内熱交換器５、また暖房運転をする場
合は室外熱交換器６のスーパーヒート量（ＳＨ）、すな
わち、吸込温度検出器１５の検出した吸込温度（Ｔｓ）
と飽和温度検出器１３の検出した飽和温度（Ｔｅ）との
差が設定された一定の値となるように弁開度が制御装置
８によって調節制御され、冷媒流量を連続的に変える。
これによって負荷状態に対応し、設定された条件を維持
するように冷房運転あるいは暖房運転が行われる。一
方、運転における吐出温度（Ｔｄ）の異常上昇からの圧
縮機保護制御手段としては圧縮機１の吐出口２での冷媒
温度を吐出温度検出器１４で検出することにより行われ
るものがあり、検出した吐出温度（Ｔｄ）が例えば予め
設定された１１５℃以上になると制御装置８によって圧
縮機１の運転が停止されるように制御される。また吐出
温度検出器１４での検出した吐出温度（Ｔｄ）が設定温
度を越え、圧縮機１の運転を一度停止した後において
も、一定時間経過した後には再運転を行うように形成さ
れている。
【０００４】しかしながら上記の従来技術においては、
配管接続時におけるリークあるいは接合部不良による経
時的なリークなど、何等かの原因によって冷凍サイクル
内の冷媒の量が減少し冷媒量の不足状態が生じた場合に
は、冷媒量の不足を検知する手段は設けられておらず、
吐出温度（Ｔｄ）が予め設定した温度を越えて圧縮機保
護制御手段が働くまでは冷媒量が不足したまま運転が継
続される。また冷媒量が不足したまま運転を行うと冷凍
サイクル内を流れる冷媒循環量が減少し、圧縮機１から
冷媒と共に吐出された潤滑油の圧縮機１への戻り量が少
なくなって圧縮機１での潤滑が円滑に行われず、圧縮機
１の故障を引き起こす原因となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような冷凍サイ
クル内の冷媒量が不足したまま運転され、圧縮機が故障
する状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的と
するところは冷凍サイクル内の冷媒量の不足を早期にか
つ確実に検知して圧縮機の故障を引き起こさないように
した空気調和機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の空気調和機は、
弁開度を制御可能にした膨張弁を設けた冷凍サイクル
と、この冷凍サイクルを循環する冷媒の温度を検出する
ように設けられた圧縮機の吐出温度検出手段、吸込温度
検出手段及び飽和温度検出手段と、冷凍サイクルの運転
状況を検出するために設けられた外気温検出手段、蒸発
器温度検出手段、凝縮器温度検出手段及び圧縮器の圧縮
比検出手段の中の少なくとも１つの検出手段と、各検出
手段からの信号を基に膨張弁の弁開度を制御しかつ冷凍
サイクルの運転を制御するように設けられた制御装置と
を備え、制御装置が、膨張弁の弁開度が全開であってか
つ運転状況を検出する検出手段の検出信号が予め設定さ
れた設定値以下であるときに、運転を停止させる機能を
有していることを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】上記のように構成された空気調和機は、通常の
運転が運転状況を検出するために設けられた外気温検出
手段等の検出値が予め設定された設定値以下の状態で、
吐出温度検出手段、吸込温度検出手段及び飽和温度検出
手段で検出された温度を基にし、膨張弁の弁開度を全開
とならない範囲で制御装置で調節制御されて行われる。
そして外気温検出手段等の検出値が予め設定された設定
値以下の状態で膨張弁の弁開度が全開となった場合に
は、冷凍サイクル内を循環する冷媒の量が減少し不足し
ている状態になったために膨張弁の弁開度が全開となっ
ているので、運転を停止させて圧縮機の故障を引き起こ
さないようにする。なお、外気温検出手段等の検出値が
予め設定された設定値を超えた状態で膨張弁の弁開度が
全開となった場合は、過負荷状態にあって冷凍サイクル
内の冷媒の循環量が十分でないことによるもので、圧縮
機の故障を引き起こすものではないため、運転は継続さ
れる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、従来と同一部分には同一符号を付して説明
を省略し、従来と異なる本発明の構成に付いて説明す
る。
【０００９】先ず、第１の実施例を図１及び図２を参照
して説明する。図１は冷凍サイクル図であり、図２はフ
ローチャートである。図において２１は室外熱交換器６
の近傍に設けられ、外気温を検出し検出温度を信号とし
て出力する外気温検出器である。２２は空気調和機の始
動、停止の制御及びＰＭＶ７の弁開度の調節制御などを
行う制御装置で、これには空気調和機の外部からの操作
信号が入力されるように図示しない信号入力部が接続さ
れ、また飽和温度検出器１３、吐出温度検出器１４及び
吸込温度検出器１５さらに外気温検出器２１がそれぞれ
から出力された信号の検出温度が入力されるように接続
されている。また制御装置２２は信号入力部、飽和温度
検出器１３や吐出温度検出器１４及び吸込温度検出器１
５さらに外気温検出器２１からの信号などをもとに予め
プログラムされた中で設定された内容あるいは新たに設
定された内容に従い、空気調和機の運転及びＰＭＶ７の
弁開度等を自動的に制御する。なお、運転状況や制御状
況などは図示しない表示部に表示される。
【００１０】このように構成されるものの動作は、例え
ば冷房運転に付いてみると外部からの操作信号により起
動され運転が開始される。圧縮機１の起動により吐出口
２から吐出された冷媒は、高温高圧の蒸気となって四方
弁４を通り室外熱交換器６に流入する。ここで冷媒は凝
縮され液冷媒となってＰＭＶ７に加えられ、同時にキャ
ピラリチューブ１２にも加えられる。飽和温度検出回路
９のキャピラリチューブ１２に分岐された冷媒は減圧さ
れて共通配管１０を流れ、圧縮機１の吸込口３に設けら
れたアキュムレータ１ａを介して圧縮機１に戻る。一
方、ＰＭＶ７を通過することによって減圧されて室内熱
交換器５に流入する。ここを通過する間に冷媒は蒸発
し、低温低圧のガス冷媒となり四方弁４を通って吸込口
３に設けられたアキュムレータ１ａで気液分離されて圧
縮機１に戻る。なお、暖房運転においては四方弁４が切
り換えられ、冷媒が室内交換器５と室外交換器６及びＰ
ＭＶ７では逆の方向に流通し、飽和温度検出回路９では
キャピラリチューブ１１に分岐されて流れる。
【００１１】そして制御装置２２による通常の制御内容
は次のようなものとなる。すなわち、外部からの操作信
号により運転が開始され、運転開始後の初期の状態では
圧縮機１から吐出される冷媒の温度が低い。そのため吐
出温度検出器１４の検出した吐出温度（Ｔｄ）が第１の
設定吐出温度例えば１０５℃未満では、スーパーヒート
量（ＳＨ）が第１の設定量例えば５度を維持するように
ＰＭＶ７の弁開度を全開とならない範囲で調節制御して
「ＳＨ一定制御」が行われる。低負荷の状態ではこの
「ＳＨ一定制御」が継続して行われることになる。な
お、ＰＭＶ７は予め設定された所定の室外温度、例えば
冷房運転時では４３℃、暖房運転時では２１℃以下で弁
開度が全開とならないように調整されている。
【００１２】また、「ＳＨ一定制御」が行われながら運
転が継続され、高負荷の状態で吐出温度検出器１４の吐
出温度（Ｔｄ）が第１の設定吐出温度以上となった場合
には、ＰＭＶ７の弁開度を全開とならない範囲で調節制
御し、吐出温度検出器１４の吐出温度（Ｔｄ）が第２の
設定吐出温度例えば９５℃を保つように「Ｔｄ一定制
御」が行われる。この「Ｔｄ一定制御」が行われている
途中で、スーパーヒート量（ＳＨ）が第２の設定量例え
ば３度以上となった場合には制御状態が「Ｔｄ一定制
御」から前述の「ＳＨ一定制御」の状態に戻り、「ＳＨ
一定制御」が行われる。なおスーパーヒート量（ＳＨ）
が第２の設定量未満である場合には引き続き「Ｔｄ一定
制御」が継続される。これにより設定された運転条件を
維持するように運転が継続される。
【００１３】さらに、何等かの原因によって冷凍サイク
ル内の冷媒の量が減少し冷媒量の不足状態が生じた場
合、制御装置２２による制御内容は次のようになる。す
なわち、低負荷の状態で「ＳＨ一定制御」が継続して行
われている状況では、冷媒不足によってスーパーヒート
量（ＳＨ）が増大するため第１の設定量を維持するよう
にＰＭＶ７の弁開度が徐々に開いていく。そして最終的
にＰＭＶ７が全開となるが、さらにスーパーヒート量
（ＳＨ）は増大し続ける。ＰＭＶ７が全開のままスーパ
ーヒート量（ＳＨ）が第３の設定量例えば１５度以上と
なり、この状態が第１の設定時間例えば２分間を経過し
た場合には、圧縮機１の運転を停止させ、同時に冷媒不
足の異常信号を出し、異常が発生したことを表示する。
なお、ＰＭＶ７が全開のままでスーパーヒート量（Ｓ
Ｈ）が第３の設定量未満の場合には、冷凍サイクル内の
冷媒の量が許容される範囲にあるとして、継続して「Ｓ
Ｈ一定制御」が行われる。さらにＰＭＶ７が全開のまま
スーパーヒート量（ＳＨ）が第３の設定量以上となり、
この状態が第１の設定時間を経過しない間においても、
同様に継続して「ＳＨ一定制御」が行われる。
【００１４】また、高負荷の状態で「Ｔｄ一定制御」が
継続して行われている状況では、冷媒不足によって吐出
温度検出器１４の吐出温度（Ｔｄ）が上昇するため第２
の設定吐出温度を保つようにＰＭＶ７の弁開度が徐々に
開いていく。そして低負荷状態の「ＳＨ一定制御」と同
様に最終的にＰＭＶ７が全開となる。それ以後吐出温度
検出器１４の吐出温度（Ｔｄ）は上昇し続ける。ＰＭＶ
７が全開のまま外気温検出器２１の検出した外気温度
（Ｔｏｕｔ）が所定の室外温度、例えば冷房運転時では
４３℃、暖房運転時では２１℃未満であって、吐出温度
検出器１４の吐出温度（Ｔｄ）が第３の設定吐出温度例
えば１１５℃以上である場合は、運転を停止させ、同時
に冷媒不足の異常信号を出し、異常が発生したことを表
示する。なお、ＰＭＶ７が全開のまま外気温検出器２１
の外気温度（Ｔｏｕｔ）が所定の室外温度未満であっ
て、吐出温度検出器１４の吐出温度（Ｔｄ）が第３の設
定吐出温度未満である場合には、冷凍サイクル内の冷媒
の量が許容される範囲にあるため継続して「Ｔｄ一定制
御」が行われる。
【００１５】一方、「Ｔｄ一定制御」が継続して行われ
ている状況で、ＰＭＶ７が全開のまま外気温検出器２１
の外気温度（Ｔｏｕｔ）が所定の室外温度以上であっ
て、吐出温度検出器１４の吐出温度（Ｔｄ）が第３の設
定吐出温度以上である場合は、運転を停止させる。そし
て停止させた状態で第２の設定時間例えば３分間以上経
過させた後は、外気温が所定の室外温度以上であるため
に過負荷状態となり吐出温度検出器１４の吐出温度（Ｔ
ｄ）が第３の設定吐出温度以上となったもので、冷凍サ
イクル内の冷媒の量が不足しているのではないと判断し
再起動する。
【００１６】以上のように構成することによって、本実
施例では何等かの原因によって冷凍サイクル内の冷媒の
量が減少し冷媒量が不足するような状態が生じた場合に
は、低負荷の状態で「ＳＨ一定制御」を行っているとき
は、ＰＭＶ７が全開となった状態でスーパーヒート量
（ＳＨ）が設定量以上であり、これが所定の時間経過し
た後に、冷媒量が不足する状態であるとして運転を停止
させる。あるいは、高負荷の状態で「Ｔｄ一定制御」を
行っているときは、ＰＭＶ７が全開となった状態で、外
気温が所定の温度以上で圧縮機１からの冷媒の吐出温度
（Ｔｄ）が設定吐出温度以上である場合に、冷媒量が不
足する状態であるとして運転を停止させる。このように
冷凍サイクルの各部の温度等をチェックすることによっ
て冷媒不足を早期にかつ確実に検知し、圧縮機１の故障
を引き起こさないようにできる。
【００１７】次に、第２の実施例を図３を参照して説明
する。図３はフローチャートである。本実施例において
は第１の実施例と同様に、低負荷の状態で「ＳＨ一定制
御」を行い、高負荷の状態で「Ｔｄ一定制御」を行うよ
うに冷凍サイクルに各温度検出器が設けられて構成され
ていると共に、室内熱交換器及び室外熱交換器に凝縮器
温度検出器が設けられている。また、各検出器からの出
力信号等にもとづいて制御を行う制御装置が設けられて
いる。そして、このように構成されているため、通常の
状態での制御は第１の実施例と同様に、ＰＭＶが全開に
ならない範囲で低負荷の状態では「ＳＨ一定制御」を行
い、高負荷の状態では「Ｔｄ一定制御」を行う。
【００１８】一方、冷凍サイクル内の冷媒の量が不足し
ている場合には、第１の実施例と同様に最終的にＰＭＶ
が全開となり、さらにこのとき、例えば冷房運転で室外
熱交換器の凝縮器温度検出器の検出した凝縮器温度（Ｔ
ｃ）が所定の温度以下である場合に、運転を停止させ、
同時に冷媒不足の異常信号を出し、異常が発生したこと
を表示する。なお、暖房運転では室内熱交換器の凝縮器
温度検出器の検出した凝縮器温度（Ｔｃ）が室外熱交換
器におけるものとは異なる所定の温度以下である場合
に、運転を停止させ、異常を表示する。
【００１９】このように構成された第２の実施例におい
ても第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００２０】次に、第３の実施例を図４を参照して説明
する。図４はフローチャートである。本実施例において
も第１の実施例と同様に、低負荷の状態で「ＳＨ一定制
御」を行い、高負荷の状態で「Ｔｄ一定制御」を行うよ
うに冷凍サイクルに各温度検出器が設けられて構成され
ていると共に、室内熱交換器及び室外熱交換器に蒸発器
温度検出器が設けられている。また、各検出器からの出
力信号等にもとづいて制御を行う制御装置が設けられて
いる。そして、このように構成されているため、通常の
状態での制御は第１の実施例と同様に、ＰＭＶが全開に
ならない範囲で低負荷の状態では「ＳＨ一定制御」を行
い、高負荷の状態では「Ｔｄ一定制御」を行う。
【００２１】一方、冷凍サイクル内の冷媒の量が不足し
ている場合には、第１の実施例と同様に最終的にＰＭＶ
が全開となり、さらにこのとき、例えば冷房運転で室内
熱交換器の蒸発器温度検出器の検出した蒸発器温度（Ｔ
ｖ）が所定の温度以下である場合に、運転を停止させ、
同時に冷媒不足の異常信号を出し、異常が発生したこと
を表示する。なお、暖房運転では室外熱交換器の蒸発器
温度検出器の検出した蒸発器温度（Ｔｖ）が室外熱交換
器におけるものとは異なる所定の温度以下である場合
に、運転を停止させ、異常を表示する。
【００２２】このように構成された第３の実施例におい
ても第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００２３】さらに、第４の実施例を図５を参照して説
明する。図５はフローチャートである。本実施例におい
ても第１の実施例と同様に、低負荷の状態で「ＳＨ一定
制御」を行い、高負荷の状態で「Ｔｄ一定制御」を行う
ように冷凍サイクルに各温度検出器が設けられて構成さ
れていると共に、圧縮機の吐出口と吸込口とに圧力セン
サが取り付けられた圧縮比検出器が設けられている。ま
た、各検出器からの出力信号等にもとづいて制御を行う
制御装置が設けられている。そして、このように構成さ
れているため、通常の状態での制御は第１の実施例と同
様に、ＰＭＶが全開にならない範囲で低負荷の状態では
「ＳＨ一定制御」を行い、高負荷の状態では「Ｔｄ一定
制御」を行う。
【００２４】一方、冷凍サイクル内の冷媒の量が不足し
ている場合には、第１の実施例と同様に最終的にＰＭＶ
が全開となり、さらにこのとき圧縮比検出器の検出した
圧縮比（Ｐｃ）が所定の圧縮比以下である場合に、運転
を停止させ、同時に冷媒不足の異常信号を出し、異常が
発生したことを表示する。
【００２５】このように構成された第４の実施例におい
ては、圧縮比をチェックすることによって冷媒不足を早
期にかつ確実に検知し、圧縮機の故障を引き起こさない
ようにすることができる。
【００２６】尚、本発明は上記の各実施例のみに限定さ
れるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更
して実施し得るものである。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、外気温検出手段等の検出値が予め設定された設定値
以下の状態で膨張弁の弁開度が全開となった場合に運転
を停止させる構成としたことにより、冷凍サイクル内の
冷媒量の不足を早期にかつ確実に検知でき、圧縮機の故
障を引き起こすことがなくなる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す冷凍サイクル図で
ある。
【図２】本発明の第１の実施例に係わるフローチャート
である。
【図３】本発明の第２の実施例に係わるフローチャート
である。
【図４】本発明の第３の実施例に係わるフローチャート
である。
【図５】本発明の第４の実施例に係わるフローチャート
である。
【図６】従来例を示す冷凍サイクル図である。
【符号の説明】
１…圧縮機 ５…室内熱交換器 ６…室外熱交換器 ７…電子膨張弁 １３…飽和温度検出器 １４…吐出温度検出器 １５…吸込温度検出器 ２１…外気温検出器 ２２…制御装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 弁開度を制御可能にした膨張弁を設けた
    冷凍サイクルと、この冷凍サイクルを循環する冷媒の温
    度を検出するように設けられた圧縮機の吐出温度検出手
    段、吸込温度検出手段及び飽和温度検出手段と、前記冷
    凍サイクルの運転状況を検出するために設けられた外気
    温検出手段、蒸発器温度検出手段、凝縮器温度検出手段
    及び圧縮器の圧縮比検出手段の中の少なくとも１つの検
    出手段と、前記各検出手段からの信号を基に前記膨張弁
    の弁開度を制御しかつ前記冷凍サイクルの運転を制御す
    るように設けられた制御装置とを備え、前記制御装置
    が、前記膨張弁の弁開度が全開であってかつ運転状況を
    検出する前記検出手段の検出信号が予め設定された設定
    値以下であるときに、運転を停止させる機能を有してい
    ることを特徴とする空気調和機。
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