JPH02208437A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不具合によって、循環水の温度が低下しても、循環水を
凍結させることなく、圧縮機を停止し、熱交換器の破損
を未然に防止できる空気調和装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、水力式の空気調和装置の空調用循環水の凍結防止
の方法としては、利用側熱交換器の出口水温度を検出し
て、一定の水温以下に低下すれば圧縮機を停止させる方
法が一般に用いられており、第４図、第５図に示すよう
なものとなっていた。

この第４図、第５図のうち、まず第４図において、（１
）は圧縮機、（２）は冷媒ガスを凝縮するための非利用
側熱交換器、（３１は非利用側熱交換器（２）に冷却空
気を送る送風機、（４）は液冷媒を減圧する絞り装置、
四はたとえば、ファンコイルユニ・ノドなどの空調負荷
装置（７）（以下、ファンコイルユニ・ントという）と
の間で循環させる空調用循環水と圧縮機（１）から供給
される冷媒とを熱交換するための利用側熱交換器で、上
記各装置と共に周知の冷凍サイクルを構成している。

利用側熱交換器（５１の水入口部（５ａ）と水出口部（
５ｂ）間にファンコイルユニット（７）が空調循環水配
管矧により連結されており、水入口部（５ａ）には温度
調節器（６４）が取り付けられており、水出口部（５ｂ
）には凍結防止用温度開閉器（６０）が取り付けられて
いる。

次に、第５図の制御回路について説明する。電源の両極
間に、凍結防止用温度開閉器（６０）の接点（６０ａ）
　（常閉）と、運転スイッチ（６１）と、停止スイッチ
（６２）と、自己保持用リレーコイル（６３）との直列
回路が接続されている。

運転スイッチ（６１）に並列に、自己保持用リレーコイ
ル（６３）の接点（６３ａ）　（常開）が接続されてい
る。

また、運転スイッチ（６１）と停止スイッチ（６２）と
自己保持用リレーコイル（６３）との直列回路に並列に
、自己保持用リレーコイル（６３）の接点（６３ｂ）（
常開）と、温度調節器（６４）の接点（６４ａ）　（常
閉）と、運転用電磁開閉器コイル（６５）との直列回路
が接続されている。

次に動作について説明する。まず電源を投入後、運転ス
イッチ（６１）を入れると停止スイッチ（６２）を通し
て自己保持用リレーコイル（６３）が付勢され、その接
点（６３ａ）と（６３）が閉じ、接点（６３ａ）によっ
て運動スイッチ（６１）は短絡され、自己保持用リレー
コイル（６３）は自己保持され、また接点＜６３ｂ）に
よって温度調節器（６４）の接点（６４ａ）を通じて圧
縮機運転用電磁開閉器コイル（６５）が付勢されて、圧
縮機（１）と、これに連動して送風機（３）が運転を開
始する。

圧縮機（１）で、吐出された冷媒ガスは非利用側熱交換
器（２）で、送風機（３）により冷却され、液冷媒とな
り、絞り装置（２）にて減圧され、利用側熱交換器（９
にて水入口（５ａ）より流入した空調循環水と熱交換し
、冷媒は熱を奪って蒸発し、ガス化されて圧縮機（１）
へ返る。

また、冷媒と熱交換した空調用循環水は熱を奪われて冷
水となり、水出口部（５ｂ）よりファンコイルユニツＩ
−ｍに入り、室内空気を冷却し、温度が上昇した水は再
び利用側熱交換器（５１に流入して冷却される。

以上の冷媒および水のサイクルを繰り遅し行うことによ
り空気調和を行う。

ファンコイルユニット口における冷房負荷が減少した場
合には、空調用循環水温度は室内空気からの採熱量が小
さくなるために低下し、その温度が温度調節器（６４）
の設定温度に達すると接点（６４ａ）が開となるため、
電磁開閉器コイル（６５）が消勢されて、圧縮機（１）
の運転は停止し、空調用循環水の温度上昇を待つことに
なる。

その後、温度調節器（６４）の感温部が設けられている
利用側熱交換器（（５）の水入口部（５ａ）の入口温度
が上昇し、その温度が温度調節器（６４）の復帰温度に
達すると接点（６４ａ）が閉じ、電磁開閉器コイル（６
５）が付勢され、再び圧縮機（１）が運転を開始し、冷
却を始める。

また、空調用循環水の流量が減少した場合および外気温
度の低下により、冷凍サイクルの能力が増大した場合な
ど、利用側熱交換器（５１の水入口部（５ａ）と水出口
部（５ｂ）の水温差が大きくなり、水入口部（５ａ）の
水温が温度調節器（６４）の設定温度以上であっても、
水出口部（５ｂ）の水温が水の凍結温度（＝０℃）に近
くなると、凍結防止用温度開閉器（６０）が作動し、そ
の接点（６０ａ）が制御回路の電源をしゃ断し、電源開
閉器コイル（６５）が消勢されるため、圧縮機（１）の
運転は停止し、空調用循環水の凍結が防止される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の空気調和装置は、上記のように利用側熱交換器（
５］の出口水温によって、圧縮機（１）を停止し、空調
用循環水の凍結を防止していたため、循環水量が低下し
て凍結防止温度開閉器（６０）が動作した場合は、圧縮
機（１）の停止後においても利用側熱交換器（５１の冷
媒通路内部に残留している未蒸発の液冷媒が、循環水か
ら採熱して蒸発を継続するため、利用側熱交換器（町内
部の循環水は温度が低下し、部分的に凍結して利用側熱
交換器（５］を破損するなどの問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解消するなめになされたも
ので、循環水量の低下時においても確実に凍結保護がで
きる空気調和装置を得ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る空気調和装置は、利用側熱交換器の出口
水温を検出する温度検出器の出力信号が予め設定された
温度に相当する信号レベルに達したとき、運転または停
止の出力信号を発生する圧縮機運転停止水温判定手段と
、この圧縮機運転停止水温判定手段から運転出力信号が
発生されたとき、温度検出器の出力信号を記憶する出口
水温記憶手段および、圧縮機の運転時間計測を開始する
圧縮機運転時間計測手段と、この圧縮機運転時間計測手
段の計測時間が所定値に達した時、温度検出器の出力信
号と、出口水温記憶手段に記憶された出力信号とを比較
し、その信号レベル差が予め設定された温度差に相当す
る信号レベル差に達しないとき、出力信号を発生する出
口水温温度差判定手段と、圧縮機運転停止水温判定手段
の出力信号に基づき圧縮機を運転または停止するととも
に出口水温温度差判定手段の出力信号に基づき圧縮機を
停止させる圧ｔａｉ運転停止手段とを設けたものである
。

〔作　　用〕

この発明においては、温度検出器から発生される出力信
号が予め設定された温度に相当する信号レベルに達した
とき、圧縮機運転停止水温判定手段から発生される出力
信号に基づき圧縮機運転停止手段が圧縮機を運転させる
とともに、温度検出器の出力信号を出口水温記憶手段に
て記憶し、かつ、圧縮機運転停止水温判定手段の出力信
号を受けた圧縮機運転時間計測手段が、その時点から圧
縮機の運転時間の計測を開始し、所定時間経過後、出口
水温記憶手段に記憶された出力信号と、温度検出器の出
力信号とを比較し、その信号レベル差が予め設定された
温度差に相当する信号レベル差に達しないとき、出口水
温温度差判定手段の出力に基づき、圧縮機運転停止手段
が上記圧縮機を停止させるように作用する。

〔実　施　例〕

以下、この発明の空気調和装置の実施例について図面に
基づき説明する。第１図はこの発明の一実施例を示す空
気調和装置の全体構成図である。

この実施例の冷凍サイクル側は従来の実施例と同様であ
るが、図から明らかなように、制御の部分が以下のよう
に構成されている。即ち、α〔は利用側熱交換器（９の
水出口部（５ｂ）に設けられて出口水温度を検出し、こ
の出口水温度に応じた出力信号を発生する温度検出器で
ある。

圧縮機運転停止水温判定手段（１１）は温度検出器Ｑｌ
の出力信号が、予め設定された温度に相当する信号レベ
ルに達したとき、運転または停止出力信号を発生するも
のである。

上記圧縮機運転停止水温判定手段（１１）から運転出力
信号が発生されたとき、圧縮機運転時間計測手段（１２
）は圧縮機（１）の運転時間の計測を開始し、所定時間
経過後に出力信号を発生する。

又、圧縮機運転停止水温判定手段（１１）からの運転出
力信号に基づいて、出口水温記憶手段（１３）は、温度
検出器０１の、その時点での出力信号を記憶する。

出口水温温度差判定手段（１４）は、温度検出器００）
の出力信号と、出口水温記憶手段（１３）に記憶された
出力信号とを比較し、それらの信号レベル差が、予め設
定された温度差に相当する信号レベル差に達しないとき
、出力信号を発生するものである。

圧縮機運転停止手段（１５）は圧縮機運転停止水温判定
手段（１１）からの出力信号に基づき圧縮１！　（１１
を運転または停止させると共に出口水温温度差判定手段
（１４）の出力信号に基づき圧縮機（１）を停止させる
ようになされているものである。

第２図は第１図に示す空気調和装置の電気接続を示す回
路図である。図中、（１８）は制御装置（１７）内のマ
イクロコンピュータであり、ＣＰ　Ｕ　（１９）、メモ
リ（２０）、入力回路（２１）、出力回路（２２）を有
している。　（２４）は温度検出器ａＯ）と直列な抵抗
、（２５）は温度検出器００）の検出出力が入力され、
デジタルに変換するＡ／Ｄ変換器であり、その出力は入
力回路（２１）に与えられる。

（２７）は運転スイッチ（２９）と直列な抵抗、（２８
）は圧縮機（１）の保護装置（３０）と直列な抵抗であ
り、運転スイッチ（２９）および保護装置（３０）の状
恋信号も夫々入力回路（２１）に与えられる。

圧縮機運転停止手段（１５）は、圧縮機用電磁開閉器（
図示せず）に信号を出力する補助リレー（３１）および
接点＜３１ａ）、および端子（３２）を有し、トランジ
スタ（３３）のベースは抵抗（３４）を介して出力回路
（２２）に接続されそのエミッタはアースされ、コレク
タは補助リレー（３１）を介して電源に接続されている
。

次に上記実施例の動作を第３図を参照しながら説明する
。第３図はマイクロコンピュータ（１８）のメモリ（２
０）に記憶されたこの発明の空気調和装置のプログラム
を示すフローチャートである。

まず運転スイッチ（２９）を閉にすると、そのＯＮ信号
が入力回路（２１）に入力され、第３図に示すステップ
（３６）が実行され次にステップ（３７）の運転開始可
能水温であるか否かの判定を開始する。この判定は運転
スイッチ（２９）を「開」−子「閉」にして運転を開始
したときのみ行われるもので、温度検出器０ｒｊＩが検
出することにより圧縮機（１）を停止させる温度を例え
ば１０℃に設定した場合、この設定温度に対して出口水
温度が更に例えば６℃以上高い場合にｒＹＥＳ、の判定
を下すものである。この判定で検出する空調用循環水の
温度は、利用側熱交換器（５１の出口水温度を用い、温
度検出器α０）によって検出され、Ａ／Ｄ変換器（２５
）によりデジタル化されて入力回路（２１）に入力され
る。次に判定された結果に基づいて、判定が「Ｎ○」と
なった場合は再度判定が行われ、判定がｒＹＥｓ、にな
るまで判定を縁り返す、ｒＹＥｓＪとなればステップ（
３８）に進み出力回路（２２）から出力が出てｌ・ラン
ジスタ（３３）をオンし、補助リレーコイル（３１）が
励磁されて接点（３１ａ）が閉じ、端子（３２）から図
示しない圧縮機用電磁開閉器に信号が出力されて圧縮ｉ
ｌｌ　（１１及びこれに連動した送風！（３１が運転を
開始し、出口水温の低下が始まる。次のステップ（３９
）では圧ｍ機（１）の運転と同時に、圧縮機運転時間の
計測がマイクロコンピュータ（＋８）のＣＰ　Ｕ　（１
９）にて開始され、メモリ（２０）内に時間が積算され
る。ステップ（４０）では、温度検出器０ωにより圧縮
機（１）の運転と同時に利用側熱交１１Ａ器（５１の水
出口部（５ｂ〉で検出された水温Ｔｏが、マイクロコン
ピュータ−（１８）のメモリ（２０）内に記憶される。

次に、ステップ（４１）では、圧縮機（１）に異常がな
いがどうかの判定すなわち保護袋！　＜３０）が動作し
ていないかどうかの判定が行われ、万一、異常有りの判
定が行われると、ステップ（５１）に進み、出力回路（
２２）からの出力がなくなり、補助リレーコイル（３１
）が消勢され、その接点（３１ａ）が開き、圧１？ｉｉ
　ｌ　（１１及び、送風機（３）が停止する。

異常の有無の判定は、保護装置（３０）の信号が入力回
路（２１）に入力され、ＣＰ　Ｕ　（＋９）にて行われ
る。

ステップ（４１）で異常無しと判定されると、次のステ
ップ（４２）で、空調用循環水の凍結の恐れがないか否
かをチエツクするため、利用側熱交換器＋５１の水出口
部（５ｂ）の水温Ｔｏが水の凍結温度Ｔ［に対し、Ｔｏ
＞Ｔｆであるか否かが判定される。Ｔｏ＞Ｔｆでなけれ
ば凍結の恐れがあるため、ステップ（５Ｉ）に進み、上
記と同様に圧縮機（１）は停止される。

ステップ（４２）において凍結の恐れがないと判定され
ると、次のステップ（４３）においては圧縮機運転時間
の計測が行われているか否かの判定が行われ、行われて
いなければステップ（４７）に進み、行われていればス
テップ（４４）に進み計測された時間Ｔｍｃが予め設定
された時間Ｔｍｓ　（例えば２分）に対し′、Ｔｌｃ≧
Ｔｍｓか否かが判定され、Ｔｉｃ≧Ｔｍｓでなければス
テップ（４７）に進む。ステップ（４７）では、圧縮機
運転・停止水温判定動作が行われ、検出された出口水温
Ｔｏと設定された水温ＴｓがＴｏ≦Ｔｓであるか否かが
判定される。ＴＯ≦Ｔｓでなければステップ（４１）に
戻り、ステップ（４１）〜（４７）をくり返す。

例えば圧縮Ｒｆｉｌの運転時間を計測開始してから２分
後、ステップ（４４）において、ＴｌＩＣ≧Ｔｍｓと判
定すればステップ（４５）に進み、出口水温温度差判定
動作が行われ、温度検出器αωにより検出された出口水
温Ｔｏとメモリ（２０）内に記憶された温度Ｔｄを用い
て、２＜Ｔｄ−Ｔｏであるか否かが判定される。つまり
、圧縮ｆｉ　（１１の運転開始時に記憶された出口水温
Ｔｄと、現在の出口水温Ｔｏの温度差を知ることによっ
て、温度差が一定値以上ある場合は、圧縮機（１）の運
転により、空調用循環水が冷却され且つ利用側熱交換器
（９内を水が流れることによって、温度差がついている
と判定できる。

温度差が極めて小さい場合は、圧縮機（１）の運転によ
り利用側熱交換器（（６）内の水が冷却されているが空
調用循環水配管のつまりゃポンプの故障等により水が流
れていない為に水出口部（５ｂ）の温度は低下しないと
判定できる。

万一、２＜Ｔｄ−Ｔｏでなければ空調用循環水の断水と
判定されステップ（５１）に進み、上記と同様にして圧
縮機（１）は停止する。

２＜Ｔｄ−Ｔｏであればステップ（４６）において、圧
縮機（１）の運転時間の計測を終了し、メモリ（２０）
内に積算された時間がリセットされる。

次いで、ステップ（４７）に進み前述と同ａ！Ｔｏ≦Ｔ
ｓであるか否かの判定が行われ、出口水温Ｔｏが、設定
された水温Ｔｓより低ければステップ（４８）に進み、
圧縮機（１）は、サーモ停止し、その後、ステップ（４
つ）で空調用循環水の温度上昇を待つこととなる。

次に、ステップ（５０）においてＴｏ＞Ｔｓ＋６でない
と判断すれば、ステップ（４９）に戻り、上記動作を繰
返す。ステップ（５０）において、圧縮機（１）の停止
後、空調用循環水の温度上昇によって出口水温Ｔｏが上
昇し、出口水温Ｔｏが予め設定された温度Ｔｓに対し、
例えば、６℃以上上昇すれば、Ｔｏ＞Ｔｓ＋６となり、
圧縮機（１）の運転と判定し、ステップ（３８）に戻り
、圧縮ｆｉ　（１１及び送風機（３）が運転され、以後
、上記フローチャートにより、運転・停止がくり返され
る。

なお、上記実施例では空冷式の冷房専用空気調和装置の
場合について述べたが、水冷式についても同じであり、
また、ヒートポンプ式空気調和装置においても上記実施
例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、圧縮機の運転開始時に
、温度検出器の出力信号を記憶させると共に、圧縮機の
運転時間を計測し、所定時間経過後に、記憶された信号
と、温度検出器の出力信号とを比較し、その信号レベル
差が予め設定された温度差に相当する信号レベル差に達
しないとき、圧縮機を停止させるようにしたので、たと
えば、循環ポンプの故障や配管の詰まりなどによって空
調用循環水が流れなくなっても、利用側熱交換器内での
凍結を予想できるため、利用側熱交換器内での凍結の危
惧を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全体構成図、第２図
は上記実施例の電気接続を示す回路図、第３図は同じく
上記実施例の動作を示すフローチャー１〜、第４図は従
来の空気調和装置の構成図、第５図は従来の空気調和装
置の制御部の電気回路図である。 図において、（１）は圧縮機、（２）は非利用側熱交換
器、■はファンコイルユニット、（（５）は利用側熱交
換器、α（支）は温度検出器、（１１）は圧縮機運転停
止水温判定手段、（１２）は圧縮機運転時間計測手段、
（１３）は出口水温記憶手段、（１４）は出口水温温度
差判定手段、（１５）は圧縮機運転停止手段である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　弁理士　　大　岩　増　雄 少 凪 １０：″′Ｌ夷狸猷潜、 丁二図 才４図 ブ５図 ０ａ 「

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷媒を吸入し圧縮吐出する圧縮機、この圧縮機から供給
   される冷媒と被熱交換流体とを熱交換させる非利用側熱
   交換器、上記圧縮機から供給される冷媒とファンコイル
   ユニットなどの空調負荷装置との間で循環させる空調用
   循環水とを熱交換させる利用側熱交換器、この利用側熱
   交換器の出口水温度を検出し、その温度に応じた出力信
   号を発生する温度検出器、上記温度検出器の出力信号が
   予め設定された温度に相当する信号レベルに達したとき
   、運転または停止の出力信号を発生する圧縮機運転停止
   水温判定手段、この圧縮機運転停止水温判定手段から運
   転出力信号が発生されたとき、上記温度検出器の出力信
   号を記憶する出力水温記憶手段、および圧縮機の運転時
   間の計測を開始する圧縮機運転時間計測手段、この圧縮
   機運転時間計測手段の計測時間が所定値に達した時、上
   記出口水温記憶手段に記憶された出力信号と、上記温度
   検出器の出力信号とを比較し、それらの信号レベル差が
   予め設定された温度差に相当する信号レベル差に達しな
   いとき、出力信号を発生する出口水温温度差判定手段、
   上記圧縮機運転停止水温判定手段の出力信号に基づき上
   記圧縮機を運転または停止させるとともに上記出口水温
   温度差判定手段の出力信号に基づき上記圧縮機を停止さ
   せる圧縮機運転停止手段を備えてなる空気調和装置。