CN100549573C

CN100549573C - 空气调节器及其制冷剂量判定方法

Info

Publication number: CN100549573C
Application number: CNB2007101608620A
Authority: CN
Inventors: 川口博之; 永松信一郎; 伏见直之; 浦田和干; 远藤刚
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Johnson Controls Hitachi Air Conditioning Technology Hong Kong Ltd
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: EP1942307A2; JP2008164265A; JP4317878B2; EP1942307A3; CN101216231A

Abstract

本发明的目的是提供一种在开始空气调节器的通常运转后、在制冷剂泄漏的情况下可以尽早地对其进行检测的空气调节器及其制冷剂量判定方法。所述空气调节器通过液体配管(30)和气体配管(31)连接室外机和室内机，所述室外机具有压缩机(1、2)、四通阀(3)、室外热交换器(4)、室外膨胀装置(5)以及室外送风机(20)，所述室内机具有室内膨胀装置(9)、室内热交换器(10)以及室内送风机。事先求出如下的系数χ与外部气体温度的关系并储存，所述系数χ为与封入适当的制冷剂的状态下的向上述室内膨胀装置或上述室外膨胀装置的输出量、和向压缩机的输出量的比相关的系数。在空气调节器运转的过程中求出与向上述室内膨胀装置或上述室外膨胀装置的输出量、和向压缩机的输出量的比相关的系数χ，通过比较该系数χ和相对于此时的外部气体温度事先储存的上述系数χ来判定制冷剂量是否适当。

Description

空气调节器及其制冷剂量判定方法

技术领域

本发明涉及可以判定填充在空气调节器内的制冷剂量是否适当的空气调节器及其制冷剂量判定方法，尤其是涉及可以判定在设置空气调节器后是否封入适当的制冷剂量或者是否有制冷剂泄漏的空气调节器及其制冷剂量判定方法。

背景技术

在具有室外机和室内机的空气调节器中，特别是在连接多台室内机的分体式空气调节器的情况下，由于室内机和室外机的设置条件复杂，因此难以在向室外机填充所有的必要的制冷剂的状态下向空气调节器输出负荷。因此，需要向室外机填充规定量的制冷剂，在现场施工时追加封入必要的制冷剂。

与此相对，如专利文献1记载的装置那样，在现场施工后的试运转时，在室外机的制冷剂量调节器(储液器)和室内机之间配置具有副流部的过冷却热交换器的主流部，通过该主流部出口侧的制冷剂过冷却度来判定空气调节器(冷冻循环)内的制冷剂量是否适当。

专利文献1日本特开2005-114184号公报

在上述专利文献1的装置中，在试运转时，通过实施制冷剂量判定运转使与空气调节器连接的室内机全部进行制冷运转，需要在冷冻循环的状态稳定的状态下进行制冷剂量的判定。因此，在结束试运转、开始通常运转后，难以进行制冷剂回路内的制冷剂向外部泄漏的情况下的制冷剂量判定。特别是，在具有可能个别地起动停止的多个室内机的空气调节器中，由于根据各室内机而使得运转状态有所不同，因此导致制冷剂量判定精度低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种在开始通常运转后、在空气调节器内的制冷剂向外部泄漏的情况下也可以对其进行检测的空气调节器及其制冷剂量判定方法。

本发明的另一个目的是在开始通常运转后、在发生制冷剂泄漏的情况下尽早地检测出该泄漏。

本发明的又一个目的是尽早发现通常运转开始后的制冷剂量判定，同时，可进行高精度的制冷剂量判定。

为了解决上述课题，本发明提供一种空气调节器，通过液体连接配管和气体连接配管连接室外机和室内机，所述室外机具有压缩机、四通阀、室外热交换器、室外膨胀装置以及室外送风机，所述室内机具有室内膨胀装置、室内热交换器以及室内送风机，其特征在于，具有：基于向上述室内膨胀装置或者上述室外膨胀装置的输出量、以及向压缩机的输出量通过如下算式求出系数χ的机构，所述算式是：系数χ＝向室内或者室外膨胀装置的输出量/向压缩机的输出量；检测外部气体温度的外部气体温度检测机构；事先在适当制冷剂量的状态下运转空气调节器、求出相对于外部气体温度的系数χ的值以及该系数χ的许容范围的上限值并储存，根据在通常运转时求出的系数χ和上述检测出的外部气体温度判定制冷剂量的机构。

另外，作为向室内或者室外膨胀装置的输出量，可以使用膨胀装置的开度或脉冲数(在电动膨胀阀的情况下)等，作为向压缩机的输出量可以使用压缩机的转速(在转速控制压缩机的情况下)、被驱动的压缩机的台数(在具有多台压缩机的装置的情况下)。

另外，判定上述制冷剂量的机构，可以事先在适当制冷剂量的状态下运转空气调节器、求出相对于外部气体温度的系数χ的值以及该系数χ的许容范围的上限值并储存，根据在通常运转时求出的系数χ和外部气体温度判定制冷剂量。

另外，在求出上述系数χ的情况下，在制冷运转时使用向室内膨胀装置的输出量，在采暖运转时可使用向室外膨胀装置的输出量。

此外，在判定上述制冷剂量时，追加从室外机到室内机的配管长度、或室外机和室内机的高低差数据进行判定，这样可高精度地进行制冷剂量的判定。

在判定制冷剂量减少的情况下，进行有制冷剂泄漏的意思显示，同时，自动地停止运转。

另外，具有强制运转所有室内机、判定制冷剂量的制冷剂量判定运转模式，在判定通常运转中制冷剂量减少的情况下，可自动实施上述制冷剂量判定运转模式、高精度地判定制冷剂量是否适当。

可以经由互联网将制冷剂量判定的信息显示在服务部门的终端上。

本发明的另一特征为一种空气调节器，通过液体连接配管和气体连接配管连接室外机和室内机，所述室外机具有压缩机、四通阀、室外热交换器、室外膨胀装置以及室外送风机，所述室内机具有室内膨胀装置、室内热交换器以及室内送风机，其特征在于，具有：运算机构，该运算机构通过如下的算式求出基于向上述室内膨胀装置的输出量和向压缩机的输出量的系数χ，所述算式为：系数χ＝向室内膨胀装置的输出量/向压缩机的输出量；检测外部气体温度的外部气体温度检测机构；根据上述求出的系数χ和上述检测出的外部气体温度判定制冷剂量的机构。

本发明的又一特征为一种空气调节器的制冷剂量判定方法，所述空气调节器通过液体连接配管和气体连接配管连接室外机和室内机，所述室外机具有压缩机、四通阀、室外热交换器、室外膨胀装置以及室外送风机，所述室内机具有室内膨胀装置、室内热交换器以及室内送风机，其特征在于，事先求出如下的值与外部气体温度的关系，所述值为与封入适当的制冷剂的状态下的向上述室内膨胀装置或上述室外膨胀装置的输出量、和向压缩机的输出量的比相关的值，在空气调节器运转过程中求出与向上述室内膨胀装置或上述室外膨胀装置的输出量、和向压缩机的输出量的比相关的值，通过比较该值和相对于此时的外部气体温度事先求出的上述值来判定制冷剂量。

在此，上述值是作为下面的系数χ、即系数χ＝向室内或者室外膨胀装置的输出量/向压缩机的输出量而求出的值，在上述式中，在制冷运转时可使用向室内膨胀装置的输出量，在采暖运转时可使用向室外膨胀装置的输出量。

根据本发明，具有如下的效果，即，在开始通常运转后，在空气调节器内的制冷剂向外部泄漏的情况下，可以早期或快速地检测该泄漏。

另外，可以尽早地发现开始通常运转后的制冷剂量判定，同时，在判定制冷剂量减少的情况下，可以进一步实施制冷剂量判定运转模式，在这样的装置中，可以高精度地进行制冷剂量是否适当的判定。

附图说明

图1是表示本发明的空气调节器的实施例的冷冻循环结构图。

图2是说明通常运转中的判定制冷剂量的顺序的流程图。

图3是通常的制冷运转中的用于判定制冷剂量的外部气体温度和系数χ的关系的线图。

图4是通常的采暖运转中的用于判定制冷剂量的外部气体温度和系数χ的关系的线图。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的具体实施例。

在图1中，室外机22具有可通过变换器改变运转频率而进行控制的容量可变式的压缩机1以及容量固定式的压缩机2，这些压缩机1、2如图所示并列地进行配置并与四通阀3连接。四通阀3通过配管与室外热交换器4侧以及气体阻止阀11侧连接。另外，从室外热交换器4经由室外膨胀装置5通过配管以制冷剂量调节器(储液器)6、过冷却热交换器7、液体阻止阀8的顺序连接。

室内机23如图所示经由液体配管30和气体配管31与上述室外机22并列地连接有多台，各室内机23由室内膨胀装置9、室内热交换器10以及室内送风机(未图示)等构成。

在室外机22的压缩机1、2的排出侧配管上具有检测从压缩机排出的制冷剂气体的压力的排出压力传感器13、以及检测制冷剂气体的温度的排出温度传感器15，在过冷却热交换器7和液体阻止阀8之间设置有用于检测液体配管(液体制冷剂)的温度的温度传感器17。另外，在室内机23上具有用于检测流入室内热交换器10的空气温度的吸入温度传感器(室内温度热敏电阻)32、用于检测从室内热交换器10吹出的空气温度的吹出温度传感器(室外温度热敏电阻)24，另外，在与室内热交换器10连接的气体配管上具有气体温度传感器19，在室内膨胀装置9与液体阻止阀8之间的液体配管上具有液体温度传感器18。

另外，16、18、19是温度传感器，21是控制空气调节器的运算装置。

下面，对使上述结构的空气调节器进行通常的制冷运转的情况进行说明。

在制冷运转的情况下，制冷剂向图1的实线箭头的方向流动，从压缩机1、2排出的气体制冷剂通过四通阀3流入室外热交换器4、冷凝。冷凝的液体制冷剂进入制冷剂量调节器6，从该制冷剂量调节器6导出的液体制冷剂，通过过冷却热交换器7进行过冷却，并经过连接室外机22和室内机23的液体配管30流入室内膨胀装置9。室内膨胀装置9是可设定成任意的节流量的膨胀装置，在室内膨胀装置9中减压的制冷剂被输送到室内热交换器10、进行蒸发，由此冷却室内空气。蒸发的制冷剂通过气体配管31，返回到压缩机1、2的吸入侧。

接着，对使上述空气调节器进行通常的采暖运转的情况进行说明。在采暖运转的状态下，通过切换四通阀3而使制冷剂向图1的虚线箭头的方向流动，从压缩机1、2排出的制冷剂通过四通阀3、气体阻止阀11，在室内热交换器10中放热、冷凝，由此加热室内空气、进行采暖。冷凝的液体制冷剂经过液体配管30流入室外机22，进入制冷剂量调整器6，然后从该制冷剂量调整器6导出液体制冷剂、进入室外膨胀装置5。室外膨胀装置5也是可以设定成任意的节流量的膨胀装置，在室外膨胀装置5中减压的制冷剂流入室外热交换器4、进行蒸发，处于干燥度大的状态，然后通过四通阀3返回压缩机1、2。

另外，在本实施例中，具有与上述制冷运转以及采暖运转分开进行的制冷剂量判定运转模式，下面通过图1对该制冷剂量判定运转模式进行说明。在制冷剂量判定运转模式中，使与空气调节器连接的室内机23全部进行制冷运转(如实线箭头所示地使制冷剂流动)。在制冷运转中控制成如下的状态，即，压缩机1、2的排出气体温度或排出气体压力的变化变小的状态、也就是到冷冻循环稳定为止通过室内膨胀阀9使排出气体过热度达到设定值以上。在排出气体过热度达到设定值以上的状态(压缩机排出过热度稳定的状态)下，如果根据从排出压力传感器13运算得到的饱和温度和通过过冷却热交换器7出口的温度传感器17检测的温度求出的过冷却度的值在预先设定的范围内，则判定为适当的制冷剂量。

上述的制冷剂量判定运转模式，通过使与空气调节器连接的室内机23全部进行制冷运转来判定封入的制冷剂量是否适当，但是为了实施该模式必须使通常的空调运转中止一次。在本实施例中即使在持续通常运转的状态下也可以判定制冷剂量是否适当(或者判定制冷剂是否泄漏)。下面，根据图1～图4对通常运转中的制冷剂量判定进行说明。

首先，对通常的制冷运转中的制冷剂量判定进行说明。在制冷运转中，调整室内膨胀装置的节流量、使排出气体过热度达到预先设定的范围。在排出气体过热度进入设定温度范围内、排出压力以及排出温度的变动变小的情况下，例如通过下式(1)求出基于向室内膨胀装置9的输出量(为膨胀阀开度或者电动膨胀阀的情况下的脉冲数等，在室内机具有多个的情况下为合计室内膨胀阀的开度的合计开度)和向压缩机的输出量(若在转速控制压缩机的情况下，则为频率等)的系数χ。

系数χ＝向室内膨胀装置的输出量/向压缩机的输出量...(1)

另外，通过室外温度热敏电阻24检测室外机22的环境温度(外部气体温度)。并且，在上述系数χ达到根据外部气体温度预先设定的值以上的情况下，判定为制冷剂不足。图3表示用于进行该判定的例子。预先在适当的制冷剂量的状态下使空气调节器运转，如图3的实线所示预先求出相对于外部气体温度的系数χ的值。并且，如图3的虚线所示预先求出相对于外部气体温度的系数χ的许容范围的上限。接着，求出在通常运转时基于上式(1)的系数χ和外部气体温度，如果所求出的系数χ位于图3的制冷剂不足区域，则判定为制冷剂不足，如果为系数χ的许容范围的上限以下，则判定为适当的制冷剂量。另外，在判定为制冷剂不足的情况下，意味着制冷剂与将制冷剂封入空气调节器的时刻相比有所泄漏。

另外，在上述例子中，如果构成为通过室内温度热敏电阻32也可检测向室内机23的吸入温度(室内温度)、并可求出上述系数χ与外部气体温度以及室内温度的关系，则可进行精度更高的制冷剂量的判定。此外，在转速控制压缩机的情况下向压缩机的输出量为频率，但在具有一台或者多台容量固定式压缩机的装置中，也可以为压缩机的运转台数。即，可以使用与来自所有压缩机的总排出流量相关的参数。

下面，对通常的采暖运转中的制冷剂量判定进行说明。在采暖运转中，调整室外膨胀装置5的节流量、以使排出气体过热度达到预先设定的范围。在排出气体过热度进入设定温度范围内、排出压力以及排出温度的变动变小的情况下，例如通过下式(2)求出基于向室外膨胀装置5的排出量和向压缩机的排出量的系数χ。

系数χ＝向室外膨胀装置的输出量/向压缩机的输出量...(2)

另外，通过室外温度热敏电阻24检测室外机22的环境温度(外部气体温度)。另外，与上述制冷运转的情况相同，在适当制冷剂量的状态下运转空气调节器，如图4所示预先求出相对于外部气体温度的系数χ的值(实线是最佳值，虚线是许容范围的上限值)，判定制冷剂量是否适当。

图2是总结判定上述实施例的制冷剂量是否适当的一连串动作的流程图。

另外，在上述中，作为判定条件仅使用外部气体温度(以及室内温度)，但是考虑到因空气调节器的施工条件(配管长度/室外机与室内机的高低差等)而导致向膨胀装置的输出改变，因此，如果将空气调节器的施工条件作为判定条件而追加，则可以进一步提高判定精度。另外，在控制空气调节器的运算装置21(参照图1)上设置有存储器，可以记录系数χ的变化、将系数χ的时间变化的信息加入到判定中。

在上述通常运转中的制冷剂量的判定中，在判定制冷剂量不足的情况下，可显示在遥控开关(未图示)等中，向空气调节器的使用者报告制冷剂泄漏，停止空气调节器的运转。另外，也可以通过利用警报器发出警告音来向使用者报告制冷剂的泄漏。另外，通过将空气调节器与互联网等连接，可以将制冷剂泄漏的信息向服务部门的终端显示，可以尽早地派遣服务人员。

此外，在上述通常运转中的制冷剂量判定中，在判定制冷剂量不足的情况下，自动地强制实施上述制冷剂量判定运转模式，若使与空气调节器连接的所有的室内机都强制地进行制冷运转、判定制冷剂量，则可以进一步提高判定制冷剂量的精度。另外，也可以不自动地进行这种情况下的制冷剂量判定运转模式，而是由服务人员等操作设置在室外机上的开关等，或者可在空气调节器上连接个人电脑，通过个人电脑进行向制冷剂量判定运转模式的切换。而且，还可以将空气调节器与互联网电脑或者集中控制器等连接，由此进行向上述制冷剂量判定运转模式的切换。

根据本实施例，在空气调节器的运转中，通过检测运转状态量(膨胀装置输出量以及压缩机输出量等)，在制冷剂回路内(连接配管或者空气调节器)的制冷剂量减少的情况下，可以早期地对其进行判定。在判断为制冷剂量减少的情况下，显示制冷机泄漏的意思，并停止运转，由此，可以尽早地通知制冷剂泄漏，采取防止制冷剂进一步泄漏的对策。在判定为制冷剂量减少的情况下，还可以实施制冷剂量判定运转模式，由此可以更高精度地判定制冷剂量是否适当。

Claims

1.一种空气调节器，通过液体连接配管和气体连接配管连接室外机和室内机，所述室外机具有压缩机、四通阀、室外热交换器、室外膨胀装置以及室外送风机，所述室内机具有室内膨胀装置、室内热交换器以及室内送风机，其特征在于，具有：

基于向上述室内膨胀装置或者上述室外膨胀装置的输出量、以及向压缩机的输出量通过如下算式求出系数χ的机构，

所述算式是：系数χ＝向室内或者室外膨胀装置的输出量/向压缩机的输出量；

检测外部气体温度的外部气体温度检测机构；

事先在适当制冷剂量的状态下运转空气调节器、求出相对于外部气体温度的系数χ的值以及该系数χ的许容范围的上限值并储存，根据在通常运转时求出的系数χ和上述检测出的外部气体温度判定制冷剂量的机构。

2.如权利要求1所述的空气调节器，其特征在于，在制冷运转时使用向室内膨胀装置的输出量，在采暖运转时使用向室外膨胀装置的输出量。

3.如权利要求1所述的空气调节器，其特征在于，在判定上述制冷剂量时，追加从室外机到室内机的配管长度、或室外机和室内机的高低差数据进行判定。

4.如权利要求1所述的空气调节器，其特征在于，在判定制冷剂量减少的情况下，进行有制冷剂泄漏的意思显示，并且自动地停止运转。

5.如权利要求1所述的空气调节器，其特征在于，具有强制运转所有室内机、判定制冷剂量的制冷剂量判定运转模式，在判定通常运转中制冷剂量减少的情况下，自动实施上述制冷剂量判定运转模式、判定制冷剂量是否适当。

6.如权利要求1所述的空气调节器，其特征在于，经由互联网将制冷剂量判定的信息显示在服务部门的终端上。

7.一种空气调节器的制冷剂量判定方法，所述空气调节器通过液体连接配管和气体连接配管连接室外机和室内机，所述室外机具有压缩机、四通阀、室外热交换器、室外膨胀装置以及室外送风机，所述室内机具有室内膨胀装置、室内热交换器以及室内送风机，其特征在于，

事先求出如下的值与外部气体温度的关系，所述值为与封入适当的制冷剂的状态下的向上述室内膨胀装置或上述室外膨胀装置的输出量和向压缩机的输出量的比相关的值，

在空气调节器运转过程中求出与向上述室内膨胀装置或上述室外膨胀装置的输出量、和向压缩机的输出量的比相关的值，通过比较该值和相对于此时的外部气体温度事先求出的上述值来判定制冷剂量。

8.如权利要求7所述的空气调节器的制冷剂量判定方法，其特征在于，上述值是作为下面的系数χ、即系数χ＝向室内或者室外膨胀装置的输出量/向压缩机的输出量而求出的值，在上述式中，在制冷运转时使用向室内膨胀装置的输出量，在采暖运转时使用向室外膨胀装置的输出量。