JPS63194173A - 冷凍装置における電動膨張弁の故障検出装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍装置における電動膨張弁の故障検出装置
に関する。　　・ （従来の技術） 従来、冷凍装置、特に空気調和機においては、例えば特
開昭５８−２０５０５７＠公報に開示されるように、圧
縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを順次閉回路
に接続して冷媒循環系統を形成するとともに、上記膨張
ＦＭ構を電気的に開度調整可能な電動膨張弁で構成し、
この電動膨張弁の開度を冷媒の過熱度（冷媒の状態量）
に応じて増減制御することにより、室内の負荷変動に良
好に対応させて、快適空調することが行われる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、冷凍装置の故障時等では、その故障箇所を見
出すべく、サービスマンが電動膨張弁の故障の有無を確
認判断することが必要になる。

しかるに、その場合、電動膨張弁の開度制御は、制御装
置内の電子制御基板上にＣＰＵを設け、該ＣＰＵから制
御信号を電動膨張弁に送信して、その回転軸を正、逆回
転させることにより、その弁開度を増減調整している関
係上、サービスマンは、電動膨張弁の開度変化の無い場
合にも、真に故障しているのか、又は制御信号の非送信
状態に伴い単に開度変化しないのか容易に判断し得ない
。しかも、電動膨張弁の開度制御の方法には、冷媒の過
熱度制御や吐出管温度制御等があり、各制御毎に弁開度
変化の様子が異なるため、例えばゴミの噛込み等に起因
して電動膨張弁の動きがロックした故障時の場合か、又
は単に開度変化の無い正常時の場合かは、サービスマン
が上記弁開度の制御方法を知って弁開度変化の特徴を正
確に認識していなければ、故障の有無判断は非常に困難
なものになる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、電動膨
張弁の開度変化時には、これに伴い冷媒循環系統の冷媒
の状態量（温度や圧力等）も変化することを利用し、そ
の目的は、故障の有無判断の必要時には、サービスマン
等の手動操作に基づき電動膨張弁の開度を強制的に変化
させ、この開度変化に伴う冷媒の状態量変化をサービス
マン等が視覚で確認し得るようにすることにより、電動
膨張弁の故障の有無判断を容易に行い得て、サービス性
の向上を図ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１図
に示すように、冷媒循環系統（８）に配置された電動膨
張弁（３）と、上記電動膨張弁（３）の開度を運転状態
に応じて制御する開度制御手段（２３）とを備えた冷凍
装置を前提とする。そして、サービス用の操作手段（２
５）と、該操作手段（２５）の操作時に上記電動膨張弁
（３）を開度を上記開度制御手段（２３）に優先してそ
の時の開度値とは異なる開度値に変更制御する開度変更
手段（３０）と、該開度変更手段（３０）による電動膨
張弁（３）の開度変化に伴う冷媒の状態量変化を検出し
て表示する変化表示手段（３１）とを設ける構成とした
ものでおる。

（作用） 以上の構成により、本発明では、通常運転時には、冷媒
循環系統（８）における電動膨張弁（３）の開度が開度
制御手段（２３）により運転状態に応じて増減制御され
て、良好な冷凍が行われる。

今、サービスマン等の操作者が上記電動膨張弁（３）の
故障の有無を判断する場合、先ず操作手段（２５）が操
作者により手動操作される。このことにより、電動膨張
弁（３）の開度は開度変更手段（３０）でその時の開度
値とは異なる開度値に強制的に変更制御される。そして
、電動膨張弁（３０）に故障の無い正常時の場合には、
弁開度が変化し、これに伴い冷媒循環系統（８）の冷媒
の状態量（例えば温度や圧力）も変化して、この状態量
の変化が変化表示手段（３１）で検出されて表示される
と、操作者は、その冷媒の状態量の変化を見て電動膨張
弁（３）の正常時と容易に判断することができる。

これに対し、電動膨張弁（３）の故障時には、上記開度
変更手段（３０）による弁開度の変更制御によっても弁
開度は変化せず、冷媒の状態量も変化することがない。

その結果、変化表示手段（３１）で表示された冷媒の状
態量も変化せず、操作者は、電動膨張弁（３）の故障時
と容易に判断することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説明
する。

第２図は本発明をセパレート型空気調和機に適用した実
施例を示し、図中に示す一点鎖線より左側は室外ユニッ
ト（Ｘ）を、一点鎖線より右側は室内ユニット（Ｙ）を
各々示す。

同図において、室外ユニット（Ｘ）内には、圧縮ｔｌ（
１）と、四路切換弁（２）と、膨張弁（３）と、室外送
風ファン（４ａ）を有する室外熱交換器（４）と、アキ
ュムレータ（５）とが備えられている。また、室内ユニ
ット（Ｙ）内には、室内送風ファン（６ａ）を有する室
内熱交換器（６）が備えられている。そして、室外、室
内の両ユニット（Ｘ）　、　（Ｙ）内の各搬器（１）〜
（６）は各々冷媒配管（７）・・・で冷媒の循環可能に
接続されて冷媒循環系統（８）が形成されていると共に
、該冷媒循環系統（８）に配置された上記膨張弁（３）
は、弁開度が電気的に増減調整可能な電動膨張弁で構成
されている。而して、室内の暖房運転時には、四路切換
弁（２）を図中実線の如く切換えて、冷媒を図中実線矢
印の如く循環させることにより、室外熱交換器（４）で
外気から吸熱した熱量を室内熱交換器（６）で室内空気
に放熱して、室内を暖房する一方、冷房運転時には、四
路切換弁（２）を図中破線の如く切換えて、冷媒を図中
破線矢印の如く循環させることにより、熱量の授受を上
記とは逆にして、室内を冷房するようにしている。尚、
第２図中、（９）は圧縮１（１）の運転周波数によりそ
の容量を可変調整するインバータ、（１０）は、上記電
動膨張弁（３）の両側を接続するバイパス管（１１）に
介設されたキャピラリチューブであって、電動膨張弁（
３）の全開時に冷媒を絞りつつ循環させるためのもので
ある。また、（１２）は、暖房運転時に開作動して、圧
縮機（１）吐出側と暖房時の室外熱交換器（４）入口側
とを接続する冷媒配管（１３）を連通させる電磁弁であ
って、暖房運転時に蒸発器となる室外熱交換器（４）の
除霜運転を正サイクル（暖房運転サイクル）で行うため
のものである。

また、第２図において、（１５）は冷媒循環系統（８）
における圧縮機（１）からの冷媒の吐出温度Ｔ１（冷媒
の状態量）を検出する状態量検出手段しての温度センサ
であって、該温度センサ（１５）からの冷媒吐出温度信
号は、上記電動膨張弁（３）及びインバータ（９）を制
御する制御装置（１６）に入力されている。

上記制御装置（１６）は、室内温度と室温設定値（室温
目標値）との偏差を演算し、この温度偏差に応じて圧縮
機（１）の容量が変化するようインバータ（９）に周波
数設定信号を出力して、空調負荷と空調能力とをほぼ対
応させる機能を有すると共に、第３図に示すように、Ｃ
ＰＵ等が配設された制御基板（２０）を有し、該制御基
板（２０）は、上記電動膨張弁（３）の回度制御用の制
御信号をＣＰＵから出力し、このｉ制御信号を複数本の
制御用配線（２１）・・・を介して上記電動膨張弁（３
）に送信して、ぞの弁開度を増減制御するようにしてい
る。

上記電動膨張弁（３）の開度制御は、冷房及び暖房運転
共に、上記温度センサ（１５）からの冷媒吐出温度信号
に基いて行われる。すなわち、電動膨張弁（３）の開度
を先ず圧縮機（１）の運転周波数に応じて、予め、湿り
運転にならないよう絞り気味の基本開度値に調整した後
、この調整に起因して過熱運転となる領域に移行すると
、上記温度センサ（１５）からの冷媒吐出温度信号に基
いて、この冷媒吐出温度が設定値以上の高温度状態では
、所定時間毎に微小開度づつ増大させる制御を行う。こ
の制御により、電動膨張弁（３）の開度を制御するよう
にした開度制御手段（２３）を構成している。

そして、上記制御基板（２０）には、上記第３図に示す
如く、サービスマン等の操作者により上記電動膨張弁（
３）の故障の有無の判断時等に必要に応じて操作される
操作手段としての短絡ピン（２５）が設けられている。

この短絡ピン（２５）は通常時は開放されており、サー
ビスが必要なときに例えば別部品としての導電部材を用
意しておいて短絡するか、又はドライ−バーの先部で接
触させて短絡する。

そして該短絡ピン（２５）の短絡、開放状態は該制御基
板（２０）上のＣＰｔＪに入力されている。

次に、上記電動膨張弁（３）の開度制御を第４図の制御
フローに基いて説明する。スタートして、ステップＳ１
で圧縮機（１）の保護装置が作動したか否かを判断し、
保護装置が作動しない場合（ＮＯの場合）には、ステッ
プＳ２で正常運転時と判断して、更にステップＳ３で短
絡ピン（２５）の状態を判別し、ＮＯの開放状態にある
通常時には、ステップＳ４で電動膨張弁（３）の開度を
圧縮機（１）からの冷媒吐出温度に基いて増減制御した
後、ステップＳ１に戻る。

一方、短絡ピン（２５）が短絡されたＹＥＳの場合、つ
まり電動膨張弁（３）の故障の有無の判断の必要時には
、電動膨張弁（３）の開度を強制的に第５図に示す如く
、５段階（０，２５，５０，７５，１００％）で現在の
開度値近傍の段階から順次冷媒圧力の応答時間を加味し
た所定時間ｔｏ（例えば３０秒）毎に１段階づつ変化さ
せて１往復した時点で元の開度値に戻るよう制御すべく
、ステップＳ５で開度変化の１往復経過時に相当する故
障判別時の検査運転回数Ｎの値を判別し、当初はＮ＝Ｏ
のＮＯであるので、ステップＳ６で所定時間ｔｏ経過毎
に弁開度を強制的に１段階変化させる。

その後、ステップＳ７で弁開度が１往復した検査運転の
終了時か否かを判別し、未だ終了しないＮＯの場合には
、ステップＳ８で検査運転回数Ｎの値を「０」値に設定
して、上記ステップＳ１に戻り、弁開度の１段階毎の変
化制御を繰返し、１往復して検査運転が終了したＹＥＳ
になると、ステップＳ９で検査運転回数Ｎの値を「１」
値に設定する。そして、その俊は、上記ステップ＄１に
戻り、短絡ピン（２５）が依然として短絡状態にあって
も、上記ステップＳ５で検査運転回数Ｎ＝１であるので
、弁開度の強制的な変化制御は停止する。また、上記ス
テップＳ３で短絡ピン（２５）が１往復の途中で開放さ
れた場合にも、その時点で強制的な変化制御は停止する
。

一方、上記ステップＳ＋で圧縮ハ（１）の保護装置が作
動したＹＥＳの異常時の場合には、ステップ３１Ｇで圧
縮は（１）を直ちに停止させる。

よって、上記第４図の制御フローにおいて、ステップ８
３〜Ｓ９により、上記短絡ピン（２５）の短絡時には、
電動膨張弁（３）の開度を上記開度制御手段（２３）に
優先して、所定時間ｔｏ毎に１段階づつ変化させて、開
度を全開から全開まで１往復させて、短絡ピン（２５）
の短絡時の開度値とは異なる値に変更制御するようにし
た開度変更手段（３０）を構成している。

而して、上記第２図において、冷房運転時の場合には、
低圧ガス冷媒が流通する冷媒配管（７）に配設されたガ
ス側閉鎖弁（１７）のサービスポートに、短絡ピン（２
５）の短絡操作の際に該冷媒配管（７）の冷媒圧力の変
化（つまり電動膨張弁（３）の強制的な開度変化に伴う
冷媒の状態量変化）を検出して表示する変化表示手段と
しての圧力計（３１）がサービスマン等の操作者により
取付は接続される。

したがって、上記実施例においては、正常運転時には、
冷媒循環系統（８）における電動膨張弁（３）の開度が
先ず圧縮機（１）の運転周波数に応じた基本値に調整さ
れた状態で、開度制御手段（２３）により圧縮機（１）
からの冷媒吐出温度に応じて増大制御されるので、圧縮
機（１）の過熱運転が確実に防止されて、室内の快適空
調が行われる。

これに対し、冷凍装置の試運転時又は故障時等では、そ
の故障箇所を見出すべく、サービスマンが電動膨張弁（
３）の故障の有無を確認判断するのが行われる。この場
合、制御基板（２０）上の短絡ピン（２５）がサービス
マン等の操作者により短絡操作される。その際、上記の
如く冷房時に低圧ガス冷媒が流通する冷媒配管（７）の
ガス側閉鎖弁（１７）のサービスポートには、圧力計（
３１）が操作者により取付接続される。そして、短絡ピ
ン（２５）の短絡操作に基いて電動膨張弁（３）の開度
は、開度変更手段（３０）により強制的に変更制御され
て、その故障の無い正常時は、第５図に示す如く、その
時の開度値から段階的に１００％の全開状態に制御され
た後、段階的に減少して０％の全開状態に制御されて、
再び段階的に開度増大して、元の開度値に戻る。このこ
とにより、圧縮機（１）吸入側の低圧圧力は、電動膨張
弁（３）の開度増大時には上昇し、開度減少時には低下
する。これに対し、電動膨張弁（３）の故障時には、上
記弁開度の強制的な変更制御によっても変化せずロック
したままであり、低圧圧力の変化は無く、その結果、正
常時にのみ、低圧圧力の変化が圧力計（３１）で検出さ
れて表示される。よって、操作者はこの圧力計（３１）
による低圧圧力の変化を見て、電動膨張弁（３）の故障
の有無を容易に確認判断することができる。

尚、上記実施例では、操作手段を短絡ピン（２５）で構
成したが、押ボタン等で構成してもよいのは勿論である
。また、開度制御手段（２３）を冷媒吐出温度制御する
ものに代え、過熱度制御等するもので構成してもよい。

また、冷媒の状態検出の対象としては、低圧圧力の他、
蒸発温度や圧縮機の吸入ガス温度、高圧圧力、凝縮温度
、吐出ガス温度笠、種々考えられるが、電動膨張弁の開
度増減による変化は、これに良好に対応する低圧圧力を
検出するのが好ましい。

また、上記実施例では、短絡ピン（２５）の短絡操作時
に開度変更手段（３０）で電動膨張弁（３）の開度を一
段階づつ一往復させたが、全開状態や全開状態等の所定
開度直に制御してもよく、要は、短絡操作時の開度値と
は異なる開度値に制御すればよい。さらに、変化表示手
段（３１）は短絡操作時に操作者により取付接続するの
に代え、予め添設しておいてもよい。

また、圧力計（３１）の配置位置は、上記の如き冷房運
転時には低圧ガス冷媒が流通する冷媒配管（７）のガス
側閉鎖弁（１７）に設けたが、暖房運転時には、低圧ガ
ス冷媒が流通する冷媒配管（７）にサービス用ポート（
１８）を設け、該サービス用ボート（１８）に圧力計（
３１）を接続してもよい。その他、冷暖房運転時共に低
圧となる冷媒配管（７）にサービス用ボート（１９）を
設け、該サービス用ポート（１９）に圧力計（３１）を
接続してもよい。

ざらに、上記実施例では、セパレート型空気調和機に適
用した場合について説明したが、一体型やその他の冷凍
装置に対しても同様に適用できるのは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、電動膨張弁の故
障の有無の判断時には、操作手段の手動操作に基づき弁
開度を強制的にその時の開度値とは異なる開度値に変更
制御して、その開度変化に伴う冷媒の状態量の変化を変
化表示手段で表示したので、サービスマン等の操作者は
、電動膨張弁の故障の有無を容易に判断することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図ないし第５図は本発明の実施例を示し、第２図は
セパレート型空気調和機に適用した冷媒配管系統図、第
３図は制御基板と電動膨張弁との接続状態を示す図、第
４図は電動膨張弁の制御フローを示すフローチャート図
、第５図は短絡ピンの短絡時の電動膨張弁の開度変化の
様子を示す図である。 （３）・・・電動膨張弁、（８）・・・冷媒循環系統、
（２３）・・・開度制御手段、（２５）・・・短絡ピン
、（３０）・・・開度変更手段、（３１）・・・圧力計
。 特許出願人　ダイキン工業　株式会社 第５図 ＃ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷媒循環系統（８）に配置された電動膨張弁（３
   ）と、上記電動膨張弁（３）の開度を運転状態に応じて
   制御する開度制御手段（２３）とを備えた冷凍装置にお
   いて、サービス用の操作手段（２５）と、該操作手段（
   ２５）の操作時に上記電動膨張弁（３）を開度を上記開
   度制御手段（２３）に優先してその時の開度値とは異な
   る開度値に変更制御する開度変更手段（３０）と、該開
   度変更手段（３０）による電動膨張弁（３）の開度変化
   に伴う冷媒の状態量変化を検出して表示する変化表示手
   段（３１）とを備えたことを特徴とする冷凍装置におけ
   る電動膨張弁の故障検出装置。