WO2019193714A1 - 空気調和機 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner that detects dirt on a heat exchanger or an air filter.
  • Air filters or heat exchangers used in air conditioners are regularly cleaned.
  • various methods for determining the degree of contamination based on temperatures detected by various temperature sensors have been proposed so that cleaning is performed according to the degree of contamination of the air filter (for example, Patent Documents 1 to 3). reference).
  • Patent Document 1 it is determined that the air filter is clogged when the temperature difference between the surface temperature of the condenser and the temperature of the cooling air cooled by the condenser exceeds a threshold value. Outputting an alarm is disclosed.
  • Patent Document 2 when it is detected that the temperature difference between the room temperature and the refrigerant outlet temperature in the evaporator has become a predetermined value or more, it is determined that an abnormality has occurred in the air filter, and the air filter is cleaned. Is disclosed.
  • Patent Document 3 air filter clogging is determined based on the accumulated operation time from the time of installation, and air filter clogging is determined based on the temperature difference between the room temperature and the temperature of the indoor heat exchanger. It is disclosed.
  • JP-A 61-44239 Japanese Utility Model Publication No. 5-19835 JP 2002-61995 A
  • the temperature difference is compared with a predetermined threshold value to determine contamination such as clogging.
  • the temperature difference may be larger than a predetermined threshold value, and it may be erroneously detected that the air filter is dirty.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and provides an air conditioner that can accurately detect the degree of contamination of an air filter or a heat exchanger regardless of environmental changes. Objective.
  • the air conditioner of the present invention includes a suction temperature detection unit that detects a temperature of air sucked into the heat exchange unit or a space temperature to be heat exchanged as a suction temperature, and air blown from the heat exchange unit or the heat
  • a cooling temperature detection unit that detects the temperature of the replacement unit as a cooling temperature, a difference in temperature between the suction temperature detected by the suction temperature detection unit and the cooling temperature detected by the cooling temperature detection unit at different times
  • a control device that determines contamination of the heat exchange unit based on the acquired time series of the temperature difference.
  • the contamination of the heat exchange unit is judged based on the time series of the temperature difference. Since detection is performed, contamination of the heat exchange unit can be accurately detected regardless of environmental changes.
  • FIG. It is the schematic which shows an example of a structure of the air conditioner which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a functional block diagram which shows an example of a structure of the indoor control apparatus of FIG. It is a flowchart which shows the operation example of the air conditioner of FIG.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of an air conditioner 1 according to the first embodiment.
  • the air conditioner 1 has an outdoor unit 10 and an indoor unit 20, and a refrigerant circuit is formed by connecting the outdoor unit 10 and the indoor unit 20 via a refrigerant pipe. Yes.
  • the outdoor unit 10 includes a compressor 11, a flow path switching device 12, an outdoor heat exchange unit 13, and a decompression device 14.
  • the compressor 11 sucks low-temperature and low-pressure refrigerant, compresses the sucked refrigerant, and discharges high-temperature and high-pressure refrigerant.
  • the compressor 11 is composed of, for example, an inverter compressor whose capacity, which is a delivery amount per unit time, is controlled by changing an operation frequency. The operating frequency of the compressor 11 is controlled by the outdoor control device 40.
  • the flow path switching device 12 is a four-way valve, for example, and switches between a cooling operation and a heating operation by switching the direction in which the refrigerant flows.
  • the flow path switching device 12 is switched during the cooling operation so that the discharge side of the compressor 11 and the outdoor heat exchange unit 13 are connected as shown by the solid line in FIG.
  • the flow path switching device 12 is switched so that the discharge side of the compressor 11 and the indoor unit 20 are connected as shown by a broken line in FIG.
  • the channel switching in the channel switching device 12 is controlled by the outdoor control device 40.
  • the outdoor heat exchange unit 13 performs heat exchange between the outdoor air and the refrigerant, and includes an outdoor heat exchanger.
  • the outdoor heat exchange unit 13 functions as a condenser that radiates the heat of the refrigerant to the outdoor air and condenses the refrigerant during the cooling operation.
  • the outdoor heat exchange unit 13 functions as an evaporator that evaporates the refrigerant during the heating operation and cools the outdoor air with the heat of vaporization.
  • Outdoor air is supplied to the outdoor heat exchange unit 13 by an outdoor fan 15.
  • the decompression device 14 is composed of, for example, an electronic expansion valve or a temperature type expansion valve, and decompresses and expands the refrigerant and adjusts the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit.
  • FIG. 1 although illustrated about the case where the decompression device 14 is provided in the outdoor unit 10 side, you may provide in the indoor unit 20 side.
  • the indoor unit 20 includes an indoor heat exchange unit 21 and an indoor fan 22.
  • the indoor heat exchange unit 21 includes an indoor heat exchanger 21a and an air filter 21b.
  • the indoor heat exchanger 21a performs heat exchange between indoor air and water supplied by the indoor fan 22. As a result, cooling air or heating air, which is conditioned air supplied to the indoor space, is generated.
  • the indoor fan 22 supplies air to the indoor heat exchanger 21a.
  • the rotational speed of the indoor fan 22 is controlled by the indoor control device 50.
  • the air filter 21b is provided on the air suction side of the indoor heat exchanger 21a, and removes dust and the like contained in the air sucked into the indoor heat exchanger 21a.
  • the air conditioner 1 includes an outdoor suction temperature detection unit 31 and an outdoor cold temperature detection unit 32 provided on the outdoor unit 10 side, and an indoor suction temperature detection unit 33 and an indoor cold temperature detection provided on the indoor unit 20 side. Part 34.
  • the outdoor suction temperature detection part 31 detects the temperature of the air sucked into the outdoor heat exchange unit 13 or the space temperature to be heat exchanged as the suction temperature.
  • the outdoor cold heat temperature detection part 32 detects the temperature blown out from the outdoor heat exchange unit 13 or the temperature of the outdoor heat exchange unit 13 itself as the cold heat temperature.
  • the indoor suction temperature detection unit 33 detects the indoor suction temperature Ta of the air sucked into the indoor heat exchange unit 21.
  • the indoor cold temperature detection unit 34 detects the temperature of the air blown out from the indoor heat exchange unit 21 or the temperature of the indoor heat exchanger 21a itself as the cold temperature.
  • the outdoor control device 40 and the indoor control device 50 are implemented by executing software on an arithmetic device such as a microcomputer, or are configured by hardware such as a circuit device that implements various functions.
  • the outdoor control device 40 controls the operation of the outdoor unit 10 based on various sensor information such as the outdoor suction temperature detection unit 31 and the outdoor cold temperature detection unit 32.
  • the indoor control device 50 controls the operation of the outdoor unit 10 based on various sensor information such as the indoor suction temperature detection unit 33 and the indoor cold / hot temperature detection unit 34.
  • the contamination of the outdoor heat exchange unit 13 or the indoor heat exchange unit 21 is determined based on the suction temperature and the cold temperature.
  • the indoor control device 50 determines the contamination of the indoor heat exchange unit 21 will be exemplified below, any one of the outdoor unit 10, the controller of the air conditioner 1, the centralized controller on the network, the server, or the like It may be performed by a plurality of arithmetic devices.
  • the dirt of the indoor heat exchange unit 21 is judged is illustrated, the dirt of the outdoor heat exchange unit 13 can also be judged based on the time series of the temperature difference ⁇ T between the outdoor suction temperature and the outdoor blowing temperature. .
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the configuration of the indoor control device 50 of FIG.
  • the indoor control device 50 in FIG. 2 has a function of determining the contamination of the indoor heat exchange unit 21 based on the time series of the temperature difference ⁇ T between the indoor suction temperature Ta and the indoor cooling temperature Tb.
  • the indoor control device 50 includes a temperature difference calculation unit 51, a dirt determination unit 53, a storage unit 52, and an operation control unit 54.
  • the temperature difference calculation unit 51 calculates and obtains a temperature difference ⁇ T between the indoor suction temperature Ta detected by the indoor suction temperature detection unit 33 and the indoor cooling temperature Tb detected by the indoor cooling temperature detection unit 34 at different times. To do.
  • the temperature difference calculation unit 51 calculates the temperature difference ⁇ T and stores it in the storage unit 52 when, for example, the indoor suction temperature Ta and the indoor cooling temperature Tb are detected at a constant cycle.
  • the storage unit 52 stores the acquired time and the temperature difference ⁇ T, and the temperature difference ⁇ T is stored in chronological order.
  • the contamination determination unit 53 determines the contamination of the indoor heat exchange unit 21 based on the time series of the temperature difference ⁇ T stored in the storage unit 52.
  • the dirt determination unit 53 determines that the indoor heat exchange unit 21 is dirty when the period in which the temperature difference ⁇ T is within the set temperature range Tbd continues longer than the setting determination period Pref.
  • the dirt determination unit 53 has a function of determining the set temperature zone Tbd according to the temperature level of the indoor suction temperature Ta. For example, during the cooling operation, when the cooling load is high, the indoor suction temperature Ta and the indoor set temperature are greatly separated from each other, so that the temperature difference ⁇ T between the indoor suction temperature Ta and the indoor cooling temperature Tb also increases. On the other hand, when the indoor suction temperature Ta reaches the vicinity of the indoor set temperature, the temperature difference ⁇ T between the indoor suction temperature Ta and the indoor cooling temperature Tb becomes small. However, under any conditions, the temperature difference ⁇ T differs between the case where the indoor heat exchange unit 21 is dirty and the normal case.
  • the dirt determination unit 53 stores a determination table in which the indoor suction temperature Ta is classified for each of a plurality of temperature levels, and different set temperature zones Tbd are stored for each of the plurality of temperature levels. Then, the dirt determination unit 53 selects the set temperature zone Tbd according to the temperature level of the indoor suction temperature Ta, and determines the dirt using the selected set temperature zone Tbd.
  • the setting determination period Pref may be different according to the indoor suction temperature Ta instead of the set temperature zone Tbd. Both the temperature zone Tbd and the setting determination period Pref may be different according to the indoor suction temperature Ta.
  • the dirt determination unit 53 determines that the indoor heat exchange unit 21 is dirty when the period in which the temperature difference ⁇ T is within the set temperature zone Tbd continues even longer than the setting determination period Pref. Alternatively, it may be determined that the indoor heat exchanging unit 21 is dirty when a period that satisfies the above-described condition appears more than a set number of times. Thereby, the accuracy of the determination of dirt can be improved. Further, the dirt determination unit 53 may learn the dirt by learning the arrival time from the start of operation until reaching the set temperature or the degree of temperature change from the steady state.
  • the dirt determination unit 53 may have a function of determining whether the refrigerant is insufficient or whether the heat exchange unit 21 is dirty using the indoor cooling temperature Tb.
  • the indoor cooling temperature Tb is not lowered, and the indoor suction temperature Ta (space temperature) is not lowered.
  • the outdoor unit 10 performs the cooling operation, the indoor cooling temperature Tb rises when the refrigerant shortage occurs. Therefore, the dirt determination unit 53 uses the indoor cold temperature Tb to obtain a desired operation capability, but the heat exchange in the heat exchange unit 21 is hindered or a desired operation due to a lack of refrigerant. Determine if the ability is not available.
  • the dirt determination unit 53 determines that the refrigerant shortage has not occurred when the indoor cooling temperature Tb is lower than the set threshold value. At this time, the contamination determination unit 53 determines the contamination of the heat exchange unit 21 based on the temporal change of the temperature difference ⁇ T as described above. On the other hand, when the indoor cooling temperature Tb is equal to or higher than the set threshold value, the dirt determination unit 53 is in a state in which a desired operation capability is not obtained even if the temperature difference ⁇ T is within the set temperature range Tbd. Judge that there is a shortage. As a result, it is possible to accurately detect whether the problem is due to contamination of the heat exchange unit 21 or the problem due to insufficient refrigerant.
  • the dirt determination unit 53 considers the time change and the time change of the indoor suction temperature Ta is within a predetermined range and the period in which the temperature difference ⁇ T is within the refrigerant amount setting temperature range continues for a predetermined period. In addition, it may have a function of determining whether the refrigerant is insufficient or whether the outdoor heat exchange unit 13 is dirty. Further, the dirt determination unit 53 acquires the outdoor suction temperature or weather information, determines whether the outside air temperature is an abnormal temperature larger than the threshold value, and the temperature difference ⁇ T is gradually reduced instead of the abnormal temperature. When the time changes, it may be determined that the refrigerant is insufficient.
  • the operation control unit 54 determines the degree of contamination based on the acquired time series of the temperature difference ⁇ T, and the period until the operation is abnormally stopped based on the degree of contamination is maximized. As such, it may have a function of controlling the driving ability. Then, the frequency of maintenance can be suppressed and the burden on maintenance can be reduced.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an operation example of the air conditioner according to the present invention, and an operation example of the air conditioner 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Note that FIG. 3 refers to the case of cooling operation.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the outdoor heat exchange unit 13 through the flow path switching device 12 and condenses.
  • the refrigerant flowing into the indoor heat exchange unit 21 absorbs heat from the indoor air supplied via the air filter 21b by the indoor fan 22 and evaporates. On the other hand, the indoor air is cooled by the indoor heat exchange unit 21 and blown into the indoor space as conditioned air. The refrigerant flowing out from the indoor heat exchange unit 21 flows into the outdoor unit 10 and is compressed again by the compressor 11.
  • the indoor control device 50 sequentially determines the contamination of the indoor heat exchange unit 21.
  • the indoor suction temperature detection unit 33 detects the indoor suction temperature Ta, and the indoor cooling temperature detection unit 34 detects the indoor cooling temperature Tb (step ST11). Thereafter, in the temperature difference calculation unit 51 of the indoor control device 50, the temperature difference ⁇ T is acquired at different times and stored in the storage unit 52 (step ST12). Then, in the dirt determination unit 53, a set temperature zone Tbd for determining the dirt is determined based on the indoor suction temperature Ta. When the period during which the temperature difference ⁇ T is within the set temperature zone Tbd continues for the determined setting determination period Pref (YES in step ST13), the dirt determination unit 53 determines that the indoor heat exchange unit 21 is dirty. (Step ST14).
  • step ST13 if the temperature difference ⁇ T is not within the range of the set temperature zone Tbd, or if the period is shorter than the set determination period Pref (NO in step ST13), it is caused by a temporary environmental change, and indoor heat exchange It is determined that the unit 21 is not dirty, and the determination of contamination is continued (steps ST11 to ST13).
  • the contamination of the indoor heat exchange unit 21 can be accurately detected by determining the contamination of the indoor heat exchange unit 21 based on the time series of the temperature difference ⁇ T. That is, when the contamination is determined based on one preset threshold as in the prior art, even if the air filter 21b is not contaminated, the suction temperature is increased only by high environmental load, and the temperature difference ⁇ T is large. Become. Therefore, when the temperature difference ⁇ T between the two points is compared with the set threshold value to determine the contamination of the air filter 21b, erroneous detection due to environmental conditions may occur, and the detection of the contamination cannot be performed accurately.
  • the indoor control device 50 determines the set temperature zone Tbd according to the indoor suction temperature Ta, and the period during which the temperature difference ⁇ T is within the set temperature zone Tbd continues longer than the determined set judgment period Pref. In this case, it is determined that the indoor heat exchange unit 21 is dirty. Thereby, since it is possible to determine the contamination using the optimum set temperature zone Tbd according to the environmental load, it is possible to determine the contamination with higher accuracy.
  • the indoor control device 50 when the temperature difference ⁇ T is within the set temperature zone Tbd and continues for longer than the set determination period Pref, the indoor heat exchange unit 21 is dirty when the set number of times appears. Judge. Thereby, since it turns out that the dirt of the indoor heat exchange unit 21 has not improved even if time passes, it is possible to determine the dirt with higher accuracy.
  • the indoor control device 50 determines that the indoor heat exchange unit 21 is dirty, the indoor control device 50 determines the degree of contamination based on the acquired time series of the temperature difference ⁇ T, and the period until the operation abnormally stops based on the degree of contamination. It has a function of controlling the driving ability so as to be the longest. Thereby, the frequency of maintenance can be suppressed and the burden on maintenance can be reduced.
  • the indoor control device 50 determines the contamination based on the time series of the temperature difference ⁇ T.
  • the indoor control device 50 may determine the contamination based on the temporal change in the cooling temperature. That is, as described above, when the indoor suction temperature Ta reaches the vicinity of the indoor set temperature, the temperature difference ⁇ T between the indoor suction temperature Ta and the indoor cooling temperature Tb becomes small. At the same time, when the indoor heat exchange unit 21 is dirty, the heat exchange between the indoor air and the refrigerant in the indoor heat exchange unit 21 is hindered, and the indoor cold heat temperature Tb of the indoor heat exchanger 21a decreases with time.
  • the indoor control device 50 acquires the indoor suction temperature Ta detected by the indoor suction temperature detection unit 33 and the indoor cooling temperature Tb detected by the indoor cooling temperature detection unit 34 at different times, and the indoor suction temperature. And the contamination of the indoor heat exchange unit 21 is determined based on the time change of the indoor cooling temperature Tb.
  • the indoor control device 50 determines the set temperature zone according to the indoor suction temperature Ta, and the period in which the time change of the indoor cooling temperature Tb is within the set temperature zone continues longer than the determined set judgment period. If so, it is determined that the heat exchange unit is dirty.
  • the dirt determination unit 53 determines the set temperature zone based on the determination table.
  • the indoor cooling temperature Tb (the temperature of the indoor heat exchanger 21a) is lowered according to the degree of filter contamination. Therefore, it can be determined that the filter needs to be cleaned only by the indoor cooling temperature Tb.
  • the contamination of the indoor heat exchange unit 21 can be accurately detected by determining the contamination of the indoor heat exchange unit 21 based on the time series of the temperature change of the indoor cooling temperature Tb. it can.
  • the indoor control device 50 determines the set temperature zone Tbd according to the indoor suction temperature Ta, and the period during which the temperature difference ⁇ T is within the set temperature zone Tbd continues longer than the determined set judgment period Pref. In this case, it is determined that the indoor heat exchange unit 21 is dirty. Thereby, since it is possible to determine the contamination using the optimum set temperature zone Tbd according to the environmental load, it is possible to determine the contamination with higher accuracy.
  • the contamination determination unit 53 determines that the refrigerant is within the range of the set temperature zone Tbd as long as the indoor cooling temperature Tb is equal to or higher than the set threshold. You may have the function to judge that the shortage has arisen.
  • the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be added.
  • the cooling operation may be performed in an environment where the outside air temperature is below freezing point.
  • a known anti-freezing protection mode is performed.
  • the indoor control device 50 may determine the contamination taking into account the number of times the anti-freezing protection mode has been entered.
  • the temperature difference ⁇ T does not continuously change for a certain time.
  • the indoor cooling / heating temperature Tb the same applies to the indoor cooling / heating temperature Tb, but as the filter contamination progresses, the time change of the indoor cooling / heating temperature Tb increases. Since the number of anti-freezing protections is similarly reduced, the condition determination of the number of freezing protections can be changed from the room temperature condition. Furthermore, even if there is no indoor suction temperature Ta, the number of times of protection against freezing is reduced, so that the number of times of protection can be determined.
  • the capacity adjustment may be performed so that the maintenance cycle becomes the longest in a state where the capacity does not become insufficient.
  • a notification is made when an environment that uses a capacity band with a low COP (a capacity of a large compressor speed for a small capacity model) is always required.
  • the temperature difference ⁇ T is calculated by subtracting the indoor cooling temperature Tb from the indoor suction temperature Ta in the cooling operation.
  • the temperature difference ⁇ T is calculated from the indoor cooling temperature Tb. It is calculated by subtracting.
  • the temperature change is calculated by subtracting the current indoor cooling temperature Tb from the past indoor cooling temperature Tb in the case of the cooling operation, but in the heating operation, it is calculated from the past cooling temperature. It is calculated by subtracting the indoor cooling temperature Tb.

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Abstract

空気調和機は、熱交換ユニットに吸い込まれる空気の温度、もしくは熱交換対象になる空間温度を吸込温度として検知する吸込温度検知部と、熱交換ユニットから吹き出される空気もしくは熱交換ユニットの温度を冷熱温度として検知する冷熱温度検知部と、吸込温度検知部により検知された吸込温度と、冷熱温度検知部により検知された冷熱温度との温度差を異なる時刻毎に取得し、取得した温度差の時系列に基づいて、熱交換ユニットの汚れを判断する制御装置とを備える。

Description

空気調和機
　本発明は、熱交換器もしくはエアフィルタの汚れを検知する空気調和機に関するものである。
　空気調和機に用いられるエアフィルタ又は熱交換器は定期的に清掃が行われる。従来から、エアフィルタの汚れ具合に応じて清掃が行われるように、各種温度センサにより検知された温度に基づいて、汚れ具合を判定する種々の手法が提案されている（例えば特許文献１～３参照）。特許文献１には、凝縮器の表面温度と、凝縮器により冷却された冷却用空気の温度との温度差がしきい値以上になったとき、エアフィルタに目詰まりが発生したと判定して警報を出力することが開示されている。
　特許文献２には、室内温度と蒸発器における冷媒出口温度との温度差が所定以上になったことを検知するとエアフィルタに異常が発生していると判定し、エアフィルタの掃除を則す表示を行うことが開示されている。特許文献３には、設置時からの運転積算時間によりエアフィルタの目詰まりを判断するとともに、室内温度と室内熱交換器の温度との温度差に基づいてエアフィルタの目詰まりを判断することが開示されている。
特開昭６１－４４２３９号公報 実開平５－１９８３５号公報 特開２００２－６１９９５号公報
　このように、特許文献１～３において、温度差と所定のしきい値とを比較して目詰まり等の汚れを判断している。しかしながら、例えば室内温度が高い場合等の一時的な環境変化によって、温度差が所定のしきい値より大きくなり、エアフィルタが汚れていると誤検知する場合がある。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、環境変化によらず、エアフィルタもしくは熱交換器の汚れ具合を精度良く検出することができる空気調和機を提供することを目的とする。
　本発明の空気調和機は、熱交換ユニットに吸い込まれる空気の温度、もしくは熱交換対象になる空間温度を吸込温度として検知する吸込温度検知部と、前記熱交換ユニットから吹き出される空気もしくは前記熱交換ユニットの温度を冷熱温度として検知する冷熱温度検知部と、前記吸込温度検知部により検知された前記吸込温度と、前記冷熱温度検知部により検知された前記冷熱温度との温度差を異なる時刻毎に取得し、取得した前記温度差の時系列に基づいて、前記熱交換ユニットの汚れを判断する制御装置と、を備える。
　本発明の空気調和機によれば、温度差の時系列に基づいて、熱交換ユニットの汚れを判断することにより、熱交換ユニットが汚れてくると温度差は継続することを利用して汚れの検出を行うため、環境変化によらず、熱交換ユニットの汚れを精度良く検出することができる。
実施の形態１に係る空気調和機の構成の一例を示す概略図である。 図１の室内制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 図１の空気調和機の動作例を示すフローチャートである。
実施の形態１．
　以下、本発明の実施の形態１に係る空気調和機について説明する。図１は、本実施の形態１に係る空気調和機１の構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、空気調和機１は、室外機１０、室内機２０を有し、室外機１０と室内機２０とが冷媒配管を介して接続されることにより、冷媒回路が形成されている。
　室外機１０は、圧縮機１１、流路切替装置１２、室外熱交換ユニット１３、減圧装置１４を備える。圧縮機１１は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機１１は、例えば、運転周波数を変化させることにより、単位時間あたりの送出量である容量が制御されるインバータ圧縮機等からなる。圧縮機１１の運転周波数は、室外制御装置４０によって制御される。
　流路切替装置１２は、例えば四方弁であり、冷媒の流れる方向を切り替えることにより、冷房運転および暖房運転の切り替えを行う。流路切替装置１２は、冷房運転時に、図１の実線で示すように、圧縮機１１の吐出側と室外熱交換ユニット１３とが接続されるように切り替わる。流路切替装置１２は、暖房運転時に、図１の破線で示すように、圧縮機１１の吐出側と室内機２０とが接続されるように切り替わる。流路切替装置１２における流路の切替は、室外制御装置４０によって制御される。
　室外熱交換ユニット１３は、室外空気と冷媒との間で熱交換を行うものであり、室外熱交換器からなる。室外熱交換ユニット１３は、冷房運転の際に、冷媒の熱を室外空気に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、室外熱交換ユニット１３は、暖房運転の際に、冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により室外空気を冷却する蒸発器として機能する。室外熱交換ユニット１３には、室外ファン１５によって室外空気が供給される。
　減圧装置１４は、例えば電子膨張弁もしくは温度式膨張弁からなっており、冷媒を減圧膨張するとともに、冷媒回路を流れる冷媒流量を調整するものである。なお、図１において、減圧装置１４が室外機１０側に設けられている場合について例示しているが、室内機２０側に設けられていてもよい。
　室内機２０は、室内熱交換ユニット２１および室内ファン２２を備えている。室内熱交換ユニット２１は、室内熱交換器２１ａとエアフィルタ２１ｂとを備える。室内熱交換器２１ａは、室内ファン２２によって供給される室内空気と水との間で熱交換を行う。これにより、室内空間に供給される調和空気である冷房用空気または暖房用空気が生成される。室内ファン２２は、室内熱交換器２１ａに対して空気を供給する。室内ファン２２の回転数は、室内制御装置５０によって制御される。エアフィルタ２１ｂは、室内熱交換器２１ａにおける空気の吸込側に設けられており、室内熱交換器２１ａへ吸い込まれる空気に含まれる埃塵等を除去する。
　また、空気調和機１は、室外機１０側に設けられた室外吸込温度検知部３１及び室外冷熱温度検知部３２と、室内機２０側に設けられた室内吸込温度検知部３３及び室内冷熱温度検知部３４とを備える。室外吸込温度検知部３１は、室外熱交換ユニット１３に吸い込まれる空気の温度、もしくは熱交換対象になる空間温度を吸込温度として検知する。室外冷熱温度検知部３２は、室外熱交換ユニット１３から吹き出される空気もしくは室外熱交換ユニット１３自体の温度を冷熱温度として検知する。室内吸込温度検知部３３は、室内熱交換ユニット２１に吸い込まれる空気の室内吸込温度Ｔａを検知する。室内冷熱温度検知部３４は、室内熱交換ユニット２１から吹き出される空気もしくは室内熱交換器２１ａ自体の温度を冷熱温度として検知する。
　室外制御装置４０及び室内制御装置５０は、マイクロコンピュータなどの演算装置上でソフトウェアを実行することにより各種機能が実現され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。室外制御装置４０は、室外吸込温度検知部３１及び室外冷熱温度検知部３２等の各種センサ情報に基づいて、室外機１０の動作を制御する。室内制御装置５０は、室内吸込温度検知部３３及び室内冷熱温度検知部３４等の各種センサ情報に基づいて、室外機１０の動作を制御する。
　特に、空気調和機１において、室外熱交換ユニット１３もしくは室内熱交換ユニット２１の汚れが吸込温度及び冷熱温度に基づいて判断される。なお、以下に、室内制御装置５０が室内熱交換ユニット２１の汚れを判断する場合について例示するが、室外機１０、空気調和機１のコントローラ、ネットワーク上の集中コントローラ、サーバなどのいずれかもしくはその複数の演算装置で行われてもよい。また、室内熱交換ユニット２１の汚れを判断する場合について例示するが、室外吸込温度及び室外吹出温度の温度差ΔＴの時系列に基づいて、室外熱交換ユニット１３の汚れの判断を行うこともできる。
　図２は、図１の室内制御装置５０の構成の一例を示す機能ブロック図である。図２の室内制御装置５０は、室内吸込温度Ｔａと、室内冷熱温度Ｔｂとの温度差ΔＴの時系列に基づいて、室内熱交換ユニット２１の汚れを判断する機能を有する。室内制御装置５０は、温度差算出部５１、汚れ判断部５３、記憶部５２、運転制御部５４を備える。
　温度差算出部５１は、室内吸込温度検知部３３により検知された室内吸込温度Ｔａと、室内冷熱温度検知部３４により検知された室内冷熱温度Ｔｂとの温度差ΔＴを異なる時刻毎に算出し取得するものである。温度差算出部５１は、例えば一定周期で室内吸込温度Ｔａと室内冷熱温度Ｔｂが検知されたとき、温度差ΔＴを算出して記憶部５２に記憶する。記憶部５２には、取得された時刻と温度差ΔＴとが記憶され、温度差ΔＴが時系列順に記憶された状態になっている。
　汚れ判断部５３は、記憶部５２に記憶された温度差ΔＴの時系列に基づいて、室内熱交換ユニット２１の汚れを判断する。汚れ判断部５３は、温度差ΔＴが設定温度帯Ｔｂｄの範囲内にある期間が、設定判断期間Ｐｒｅｆよりも長く継続した場合、室内熱交換ユニット２１が汚れていると判断する。
　特に、汚れ判断部５３は、室内吸込温度Ｔａの温度レベルに応じて設定温度帯Ｔｂｄを決定する機能を有する。例えば、冷房運転時において、冷房負荷が高い状態においては、室内吸込温度Ｔａと室内設定温度とは大きく離れているため、室内吸込温度Ｔａと室内冷熱温度Ｔｂとの温度差ΔＴも大きくなる。一方、室内吸込温度Ｔａが室内設定温度付近に達している場合、室内吸込温度Ｔａと室内冷熱温度Ｔｂとの温度差ΔＴは小さくなる。但し、いずれの条件下においても、室内熱交換ユニット２１が汚れている場合と正常な場合とでは温度差ΔＴは異なる。そこで、汚れ判断部５３には、室内吸込温度Ｔａが複数の温度レベル毎に分類され、複数の温度レベル毎にそれぞれ異なる設定温度帯Ｔｂｄが記憶された判断テーブルが記憶されている。そして、汚れ判断部５３は、室内吸込温度Ｔａの温度レベルに応じて、設定温度帯Ｔｂｄを選択し、選択した設定温度帯Ｔｂｄを用いて汚れを判断する。
　なお、室内吸込温度Ｔａに応じて設定温度帯Ｔｂｄが異なる場合について例示しているが、設定温度帯Ｔｂｄではなく設定判断期間Ｐｒｅｆが室内吸込温度Ｔａに応じて異なるようにしてもよいし、設定温度帯Ｔｂｄ及び設定判断期間Ｐｒｅｆの双方が室内吸込温度Ｔａに応じて異なるようにしてもよい。
　また、汚れ判断部５３は、１回でも温度差ΔＴが設定温度帯Ｔｂｄの範囲内にある期間が、設定判断期間Ｐｒｅｆよりも長く継続した場合、室内熱交換ユニット２１が汚れていると判断してもよいし、上記条件を満たす期間が設定回数以上出現した場合、室内熱交換ユニット２１が汚れていると判断してもよい。これにより、汚れの判断の精度を向上させることができる。さらに、汚れ判断部５３は、運転開始から設定温度に達するまでの到達時間、または定常状態からの温度変化の度合いなどの学習を行い、汚れの判断を行うようにしてもよい。
　また、汚れ判断部５３は、室内冷熱温度Ｔｂを用いて、冷媒不足が生じているのか、熱交換ユニット２１が汚れているのかを判断する機能を有していても良い。空気調和機１に冷媒不足が生じている場合、所望の運転能力が得られず、室内冷熱温度Ｔｂが低くならず、室内吸込温度Ｔａ（空間温度）も低くならない。室外機１０側が冷房運転を行っている場合、冷媒不足が生じると室内冷熱温度Ｔｂは上昇していく。そこで、汚れ判断部５３は、室内冷熱温度Ｔｂを用いて、所望の運転能力は得られているが、熱交換ユニット２１における熱交換が阻害されている状態であるのか、冷媒不足により所望の運転能力が得られていない状態であるかを判断する。
　すなわち、汚れ判断部５３は、室内冷熱温度Ｔｂが設定閾値よりも小さい場合、冷媒不足は生じていない、と判断する。この際、汚れ判断部５３は、上述したように温度差ΔＴの時間変化に基づいて熱交換ユニット２１の汚れを判断する。一方、汚れ判断部５３は、室内冷熱温度Ｔｂが設定閾値以上である場合、温度差ΔＴが設定温度帯Ｔｂｄの範囲内にあっても、所望の運転能力が得られていない状態であって冷媒不足が生じている、と判断する。これにより、熱交換ユニット２１の汚れによる不具合であるのか、もしくは冷媒不足による不具合であるのかを精度良く検知することができる。
　あるいは、汚れ判断部５３は、時間変化を考慮し、室内吸込温度Ｔａの時間変化が所定範囲内であって、温度差ΔＴが冷媒量設定温度帯の範囲内にある期間が所定期間継続する場合、冷媒不足が生じているのか、室外熱交換ユニット１３が汚れているのかを判断する機能を有していても良い。さらに、汚れ判断部５３は、室外吸込温度もしくは天気情報を取得し、外気温が閾値よりも大きな異常な気温になっているか判断し、異常な気温ではなく、温度差ΔＴが徐々に小さくなるような時間変化をする場合、冷媒不足であると判断するようにしてもよい。
　運転制御部５４は、熱交換ユニットが汚れていると判断した場合、取得した温度差ΔＴの時系列に基づいて汚れ度合いを判定し、汚れ度合いに基づき運転が異常停止するまでの期間が最長になるように、運転能力を制御する機能を有してもよい。すると、メンテナンスの頻度を抑え、メンテナンスに掛かる負担を軽減することができる。
　図３は、本発明に係る空気調和機の動作例を示すフローチャートであり、図１から図３を参照して空気調和機１の動作例について説明する。なお、図３においては冷房運転時の場合について言及する。はじめに、冷房運転が開始されると、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒は、流路切替装置１２を介して室外熱交換ユニット１３に流入し凝縮する。凝縮した冷媒は、室外熱交換ユニット１３から流出し、減圧装置１４により減圧され、室内熱交換ユニット２１に流入する。
　室内熱交換ユニット２１に流入した冷媒は、室内ファン２２によりエアフィルタ２１ｂを介して供給される室内空気から吸熱し蒸発する。一方、室内空気は、室内熱交換ユニット２１により冷却され、調和空気となって室内空間へ吹き出される。室内熱交換ユニット２１から流出した冷媒は室外機１０に流入し、圧縮機１１によって再び圧縮される。
　ここで、上述した冷房運転が開始されると、室内が徐々に冷却されていくため、室内吸込温度Ｔａが低くなっていき、室内吸込温度Ｔａと室内冷熱温度Ｔｂとの温度差ΔＴは運転開始時から徐々に小さくなっていく。しかしながら、室内熱交換器２１ａもしくはエアフィルタ２１ｂが汚れている場合、室内空気と冷媒との熱交換が阻害され、温度差ΔＴは小さくならない。そこで、室内制御装置５０は、室内熱交換ユニット２１の汚れを逐次判断する。
　まず、室内吸込温度検知部３３において室内吸込温度Ｔａが検知され、室内冷熱温度検知部３４において室内冷熱温度Ｔｂが検知される（ステップＳＴ１１）。その後、室内制御装置５０の温度差算出部５１において、温度差ΔＴが異なる時刻毎に取得され、記憶部５２に記憶されていく（ステップＳＴ１２）。そして、汚れ判断部５３において、室内吸込温度Ｔａに基づき、汚れの判断を行うための設定温度帯Ｔｂｄが決定される。汚れ判断部５３において、温度差ΔＴが設定温度帯Ｔｂｄの範囲内にある期間が、決定した設定判断期間Ｐｒｅｆ以上継続した場合（ステップＳＴ１３のＹＥＳ）、室内熱交換ユニット２１が汚れていると判断する（ステップＳＴ１４）。一方、温度差ΔＴが設定温度帯Ｔｂｄの範囲内にない場合、もしくは期間が設定判断期間Ｐｒｅｆよりも短い場合（ステップＳＴ１３のＮＯ）、一時的な環境変化に起因するものであり、室内熱交換ユニット２１は汚れていないと判断し、汚れの判断が継続される（ステップＳＴ１１～ＳＴ１３）。
　上記実施の形態１によれば、温度差ΔＴの時系列に基づいて室内熱交換ユニット２１の汚れの判断を行うことにより、室内熱交換ユニット２１の汚れを精度よく検出することができる。すなわち、従来のように、予め設定された１つの閾値により汚れの判断が行われる場合、エアフィルタ２１ｂが汚れていなくても、環境負荷が高いだけで吸込温度が高くなり、温度差ΔＴは大きくなる。そのため、２点間の温度差ΔＴと設定閾値とを比較してエアフィルタ２１ｂの汚れを判断する場合、環境条件による誤検知が生じる場合があり、汚れの検出を正確に行うことができない。一方、温度差ΔＴの時系列に基づいて室内熱交換ユニット２１の汚れの判断を行うことにより、一時的な環境変化による誤検知を防止することができ、精度良く室内熱交換ユニット２１の汚れを判断することができる。
　特に、室内制御装置５０は、室内吸込温度Ｔａに応じて設定温度帯Ｔｂｄを決定し、温度差ΔＴが設定温度帯Ｔｂｄの範囲内にある期間が、決定した設定判断期間Ｐｒｅｆよりも長く継続した場合、室内熱交換ユニット２１が汚れていると判断する。これにより、環境負荷に応じた最適な設定温度帯Ｔｂｄを用いて汚れの判断を行うことができるため、より精度の高い汚れの判断を行うことができる。
　さらに、室内制御装置５０は、温度差ΔＴが設定温度帯Ｔｂｄの範囲内であって設定判断期間Ｐｒｅｆよりも長く継続した期間が、設定回数以上出現した場合、室内熱交換ユニット２１が汚れていると判断する。これにより、室内熱交換ユニット２１の汚れが時間経過しても改善していないことがわかるため、より精度の高い汚れの判断を行うことができる。
　室内制御装置５０は、室内熱交換ユニット２１が汚れていると判断した場合、取得した温度差ΔＴの時系列に基づいて汚れ度合いを判定し、汚れ度合いに基づき運転が異常停止するまでの期間が最長になるように、運転能力を制御する機能を有する。これにより、メンテナンスの頻度を抑え、メンテナンスに掛かる負担を軽減することができる。
実施の形態２．
　上記実施の形態１において、室内制御装置５０は、温度差ΔＴの時系列に基づいて汚れを判断しているが、冷熱温度の時間変化に基づいて汚れを判断するようにしてもよい。すなわち、上述したように、室内吸込温度Ｔａが室内設定温度付近に達している場合、室内吸込温度Ｔａと室内冷熱温度Ｔｂとの温度差ΔＴは小さくなる。同時に、室内熱交換ユニット２１が汚れている場合、室内熱交換ユニット２１における室内空気と冷媒との熱交換が阻害され、室内熱交換器２１ａの室内冷熱温度Ｔｂは時間経過とともに低くなっていく。
　そこで、室内制御装置５０は、室内吸込温度検知部３３により検知された室内吸込温度Ｔａと、室内冷熱温度検知部３４により検知された室内冷熱温度Ｔｂとを異なる時刻毎に取得し、室内吸込温度と、室内冷熱温度Ｔｂの時間変化とに基づいて、室内熱交換ユニット２１の汚れを判断する。特に、室内制御装置５０は、室内吸込温度Ｔａに応じて設定温度帯を決定し、室内冷熱温度Ｔｂの時間変化が設定温度帯の範囲内にある期間が、決定した設定判断期間よりも長く継続した場合、熱交換ユニットが汚れていると判断する。このとき、実施形態１と同様、汚れ判断部５３は、判断テーブルに基づいて設定温度帯を決定する。
　例えば、冷房運転では室内吸込温度Ｔａが設定温度付近に達している場合、フィルター汚れ具合に応じて室内冷熱温度Ｔｂ（室内熱交換器２１ａの温度）が低くなる。そのため室内冷熱温度Ｔｂだけでフィルター清掃が必要と判断できる。
　上記実施の形態２によれば、室内冷熱温度Ｔｂの温度変化の時系列に基づいて室内熱交換ユニット２１の汚れの判断を行うことにより、室内熱交換ユニット２１の汚れを精度よく検出することができる。特に、室内制御装置５０は、室内吸込温度Ｔａに応じて設定温度帯Ｔｂｄを決定し、温度差ΔＴが設定温度帯Ｔｂｄの範囲内にある期間が、決定した設定判断期間Ｐｒｅｆよりも長く継続した場合、室内熱交換ユニット２１が汚れていると判断する。これにより、環境負荷に応じた最適な設定温度帯Ｔｂｄを用いて汚れの判断を行うことができるため、より精度の高い汚れの判断を行うことができる。なお、実施の形態２においても、実施の形態１と同様、汚れ判断部５３は、温度差ΔＴが設定温度帯Ｔｂｄの範囲内にあっても、室内冷熱温度Ｔｂが設定閾値以上であれば冷媒不足が生じていると判断する機能を有していても良い。
　なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることができる。上記実施の形態１、２において、例えばサーバールームのような年間を通して冷房需要がある場合、外気温度が氷点下となる環境での冷房運転を行う場合がある。このとき、室内機２０の配管が凍結するのを防止するため、公知の凍結防止保護モードを行う。一方、室内熱交換ユニット２１が汚れていると、室内熱交換器２１ａの温度が下がりすぎて凍結防止モードが行われる場合がある。よって、室内制御装置５０は凍結防止保護モードになった回数を加味して汚れの判断を行うようにしてもよい。
　また室内吸込温度Ｔａ（室温）が高くない場合、温度差ΔＴは一定時間継続して変化しない。室内冷熱温度Ｔｂでみた場合も同様だがフィルター汚れが進むと、室内冷熱温度Ｔｂの時間変化が大きくなる。凍結防止保護回数も同様に少なくなるため、室温条件から凍結保護回数の条件判定を変更することもできる。さらに、室内吸込温度Ｔａがなくとも凍結防止保護回数が減るだけのため保護回数で判断することもできる。
　また、上記実施の形態１において、複数の空気調和機１が同じ室内、もしくは屋上など同じ場所に存在する場合、清掃メンテナンス時期に合わせて能力不足にならないよう他の機器の能力を上げることによりメンテナンス周期を守ることができる。このように、定周期で複数台を継続的にメンテナンスできるよう時間を調整することによりメンテナンス人員のコスト削減を行うことができる。
　また前述した異常検出によりメンテナンス時期が決定する場合、能力不足にならない状態でメンテナンス周期が最長になるよう能力調整を行ってもよい。このとき、電気代が増加するためＣＯＰが低い能力帯を使用する環境（小容量機種であれば圧縮機回転数が大きい能力）が常時必要になったら報知する。
　さらに、上記実施の形態１、２において、冷房運転時の場合について例示しているが、暖房運転時においても同様に室外熱交換ユニット１３もしくは室内熱交換ユニット２１の汚れを判断することができる。実施の形態１において、温度差ΔＴは、冷房運転の場合には室内吸込温度Ｔａから室内冷熱温度Ｔｂを引いて算出されるが、暖房運転の場合には室内冷熱温度Ｔｂから室内吸込温度Ｔａを引いて算出される。実施の形態２において、温度変化は、冷房運転の場合には過去の室内冷熱温度Ｔｂから現在の室内冷熱温度Ｔｂを引いて算出されるが、暖房運転の場合には現在の冷熱温度から過去の室内冷熱温度Ｔｂを引いて算出される。
　１　空気調和機、１０　室外機、１１　圧縮機、１２　流路切替装置、１３　室外熱交換ユニット、１４　減圧装置、１５　室外ファン、２０　室内機、２１　室内熱交換ユニット、２１ａ　室内熱交換器、２１ｂ　エアフィルタ、２２　室内ファン、３１　室外吸込温度検知部、３２　室外冷熱温度検知部、３３　室内吸込温度検知部、３４　室内冷熱温度検知部、４０　室外制御装置、５０　室内制御装置、５１　温度差算出部、５２　記憶部、５３　汚れ判断部、５４　運転制御部、Ｐｒｅｆ　設定判断期間、Ｔａ　室内吸込温度、Ｔｂ　室内冷熱温度、Ｔｂｄ　設定温度帯、ΔＴ　温度差。

Claims (10)

  1. 　熱交換ユニットに吸い込まれる空気の温度、もしくは熱交換対象になる空間温度を吸込温度として検知する吸込温度検知部と、
    　前記熱交換ユニットから吹き出される空気もしくは前記熱交換ユニットの温度を冷熱温度として検知する冷熱温度検知部と、
    　前記吸込温度検知部により検知された前記吸込温度と、前記冷熱温度検知部により検知された前記冷熱温度との温度差を異なる時刻毎に取得し、取得した前記温度差の時系列に基づいて、前記熱交換ユニットの汚れを判断する制御装置と、
    　を備えた空気調和機。
  2. 　前記制御装置は、前記吸込温度に応じて設定温度帯を決定し、前記温度差が設定温度帯の範囲内にある期間が、決定した設定判断期間よりも長く継続した場合、前記熱交換ユニットが汚れていると判断するものである請求項１に記載の空気調和機。
  3. 　前記制御装置は、前記温度差が設定温度帯の範囲内であって設定判断期間よりも長く継続した期間が、設定回数以上出現した場合、前記熱交換ユニットが汚れていると判断するものである請求項１に記載の空気調和機。
  4. 　前記制御装置は、前記温度差が設定温度帯の範囲内にある場合であっても、前記冷熱温度が設定閾値以上であるときには、冷媒不足が生じていると判断する機能を有する請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和機。
  5. 　熱交換ユニットに吸い込まれる空気の温度、もしくは熱交換対象になる空間温度を吸込温度として検知する吸込温度検知部と、
    　前記熱交換ユニットから吹き出される空気もしくは前記熱交換ユニットの温度を冷熱温度として検知する冷熱温度検知部と、
    　前記吸込温度検知部により検知された前記吸込温度と、前記冷熱温度検知部により検知された前記冷熱温度とを異なる時刻毎に取得し、前記吸込温度と、前記冷熱温度の時間変化とに基づいて、前記熱交換ユニットの汚れを判断する制御装置と、
    　を備えた空気調和機。
  6. 　前記制御装置は、前記吸込温度に応じて設定温度帯を決定し、前記冷熱温度の時間変化が設定温度帯の範囲内にある期間が、決定した設定判断期間よりも長く継続した場合、前記熱交換ユニットが汚れていると判断するものである請求項５に記載の空気調和機。
  7. 　前記制御装置は、前記冷熱温度の時間変化が設定温度帯の範囲内にある場合であっても、前記冷熱温度が設定閾値以上であるときには、冷媒不足が生じていると判断する機能を有する請求項５又は６に記載の空気調和機。
  8. 　前記制御装置は、前記熱交換ユニットが汚れていると判断した場合、運転が異常停止するまでの期間が最長になるように、運転能力を制御する機能を有する請求項１～７のいずれか１項に記載の空気調和機。
  9. 　前記熱交換ユニットは、室内熱交換器と、前記室内熱交換器に流れる空気の埃塵を除去するエアフィルタとを有しており、室内機に設置されている請求項１～８のいずれか１項に記載の空気調和機。
  10. 　前記熱交換ユニットは、室外熱交換器からなり、室外機に設置されたものである請求項１～９のいずれか１項に記載の空気調和機。
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