CN101331370B - 空调装置 - Google Patents
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Abstract
一种空调装置(1),可减少在分体式空调装置运行前输入室内单元信息的麻烦,并可高精度判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适,包括:由热源单元(2)和利用单元(4、5)连接而成的制冷剂回路(10);在热源单元与利用单元之间进行信号交换的传输线(8a);信息获取装置;可进行制冷剂量判定运行的运行控制装置;制冷剂量判定装置;以及条件设定装置。信息获取装置通过传输线获取与热源单元连接的利用单元的信息。制冷剂量判定装置使用制冷剂量判定运行中在制冷剂回路内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适。条件设定装置根据信息获取装置获取的利用单元的信息来设定制冷剂量判定运行的相关条件。
Description
技术领域
本发明涉及对空调装置的制冷剂回路内的制冷剂量是否合适进行判定的功能,尤其涉及对由热源单元和利用单元构成的空调装置的制冷剂回路内的制冷剂量是否合适进行判定的功能。
背景技术
以往,在由热源单元和利用单元连接而成的分体式空调装置中,为了能够高精度地判定制冷剂回路内的制冷剂量过于不足而输入利用单元的容量等信息(例如参照专利文献1)。
专利文献1:日本专利特开平8-200905号公报
但是,上述输入利用单元的信息的作业极其麻烦,同时还存在容易产生输入错误的问题。
发明内容
本发明的目的在于可减少在分体式空调装置运行之前输入室内单元信息的麻烦,并可高精度地判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适。
第1发明的空调装置包括:制冷剂回路、传输线、信息获取装置、运行控制装置、制冷剂量判定装置和条件设定装置。制冷剂回路由热源单元和利用单元连接而成。传输线在热源单元与利用单元之间进行信号交换。信息获取装置通过传输线来获取与热源单元连接的利用单元的信息。运行控制装置可以进行制冷剂量判定运行。制冷剂量判定装置使用制冷剂量判定运行中在制冷剂回路内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适。条件设定装置根据信息获取装置获取的利用单元的信息来设定制冷剂量判定运行的相关条件。
在该空调装置中,通过传输线来获取与热源单元连接的利用单元的信息,并根据该利用单元的信息来设定制冷剂量判定运行的相关条件,因此,可根据利用单元的连接条件来进行合适的制冷剂量判定运行和制冷剂回路内的制冷剂量是否合适的判定。由此,在该空调装置中,可减少输入室内单元信息的麻烦,并可高精度地判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适。在此,“利用单元的信息”是指利用单元的机型和容量等信息。“制冷剂量判定运行的相关条件”是指制冷剂量判定运行中的构成设备的控制目标值以及在判定制冷剂量是否合适时使用的关系式等。
第2发明的空调装置是在第1发明的空调装置中,还具有制冷剂量运算装置,该制冷剂量运算装置使用制冷剂回路的制冷剂量与在制冷剂回路内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式,基于制冷剂量判定运行中在制冷剂回路内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算制冷剂回路内的制冷剂量。制冷剂量判定装置使用由制冷剂量运算装置进行运算的制冷剂回路内的制冷剂量来判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适。条件设定装置根据信息获取装置获取的利用单元的机型来设定作为制冷剂量判定运行的相关条件的关系式。
在该空调装置中采用了如下方法:使用制冷剂回路的制冷剂量与在制冷剂回路内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式、基于制冷剂量判定运行中在制冷剂回路内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算制冷剂回路内的制冷剂量,并使用运算出的制冷剂量来判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适。但是,在该空调装置中,由于以在热源单元上连接各种利用单元为前提,因此,在通过该方法来判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适时,若想要能够高精度地判定制冷剂量是否合适,则最好根据利用单元的机型来设定关系式。因此,在该空调装置中,可根据利用单元的机型信息来设定关系式。由此,在该空调装置中,可根据与热源单元连接的利用单元的机型,通过使用合适的制冷剂回路的制冷剂量与在制冷剂回路内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式来判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适。
第3发明的空调装置是在第2发明的空调装置中,关系式被分割成利用单元和利用单元以外的部分来进行准备。条件设定装置根据信息获取装置获取的利用单元的机型来设定为利用单元的制冷剂量准备的关系式。
在该空调装置中,由于关系式被分割成利用单元和利用单元以外的部分来进行准备,因此,在根据利用单元的机型来设定与制冷剂回路整体的制冷剂量相关的关系式时,只需变更与利用单元的制冷剂量相关的关系式即可。由此,与制冷剂回路整体的制冷剂量相关的关系式可对应于多种利用单元的机型,运算处理也可顺利地进行。
第4发明的空调装置是在第1~第3发明的任一个空调装置中,条件设定装置根据利用单元的容量来设定作为制冷剂量判定运行的相关条件的、制冷剂量判定运行中的构成设备的控制目标值。
在该空调装置中,以在热源单元上连接各种利用单元为前提。因此,在判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适时,若想要能够高精度地判定制冷剂量是否合适,则最好根据与热源单元连接的利用单元的容量来设定制冷剂量判定运行中的构成设备的控制目标值。因此,在该空调装置中,可根据利用单元的容量信息来设定制冷剂量判定运行中的构成设备的控制目标值。由此,在该空调装置中,可根据与热源单元连接的利用单元的容量,使用合适的控制目标值来进行制冷剂量判定运行。
第5发明的空调装置是在第4发明的空调装置中,热源单元具有压缩机和热源侧热交换器。利用单元具有膨胀机构和利用侧热交换器。制冷剂回路由压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构和利用侧热交换器连接而成。运行控制装置在制冷剂量判定运行中使利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用,并对构成设备进行控制,以使从利用侧热交换器送往压缩机的制冷剂的压力或与压力等价的运行状态量稳定在作为控制目标值的低压目标值。
在该空调装置中,可根据利用单元的容量信息来设定制冷剂量判定运行中的低压目标值。由此,在该空调装置中,可根据与热源单元连接的利用单元的容量、使用合适的低压目标值来进行制冷剂量判定运行。
第6发明的空调装置是在第4发明的空调装置中,热源单元具有压缩机和热源侧热交换器。利用单元具有膨胀机构和利用侧热交换器。制冷剂回路由压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构和利用侧热交换器连接而成。运行控制装置在制冷剂量判定运行中使利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用,并对构成设备进行控制,以使从利用侧热交换器送往压缩机的制冷剂的过热度稳定在作为控制目标值的过热度目标值。
在该空调装置中,可根据利用单元的容量信息来设定制冷剂量判定运行中的过热度目标值。由此,在该空调装置中,可根据与热源单元连接的利用单元的容量、使用合适的过热度目标值来进行制冷剂量判定运行。
第7发明的空调装置是在第4发明的空调装置中,热源单元具有压缩机和热源侧热交换器。利用单元具有膨胀机构、利用侧热交换器和向利用侧热交换器供给空气的送风风扇。制冷剂回路由压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构和利用侧热交换器连接而成。运行控制装置在制冷剂量判定运行中使利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用,并通过控制使送风风扇的风量稳定在风量目标值。
在该空调装置中,可根据利用单元的容量信息来设定制冷剂量判定运行中的风量目标值。由此,在该空调装置中,可根据与热源单元连接的利用单元的容量、使用合适的风量目标值来进行制冷剂量判定运行。
附图说明
图1是本发明一实施形态的空调装置的概略结构图。
图2是空调装置的控制方框图。
图3是试运行模式的流程图。
图4是制冷剂自动填充运行的流程图。
图5是表示制冷剂量判定运行中在制冷剂回路内流动的制冷剂的状态的示意图(四通切换阀等未图示)。
图6是表示制冷剂量判定运行中的信息获取处理和条件设定处理的流程图。
图7是表示制冷剂量运算中的信息获取处理和条件设定处理的流程图。
图8是配管容积判定运行的流程图。
图9是表示液体制冷剂连通配管用的配管容积判定运行中空调装置的制冷循环的焓-熵图。
图10是表示气体制冷剂连通配管用的配管容积判定运行中空调装置的制冷循环的焓-熵图。
图11是初始制冷剂量判定运行的流程图。
图12是制冷剂泄漏检测运行模式的流程图。
(符号说明)
1 空调装置
2 室外单元(热源单元)
4、5 室内单元(利用单元)
8a 传输线
10 制冷剂回路
21 压缩机
23 室外热交换器(热源侧热交换器)
41、51 室内膨胀阀(膨胀机构)
42、52 室内热交换器(利用侧热交换器)
43、53 室内风扇(送风风扇)
具体实施方式
下面参照附图对本发明的空调装置的实施形态进行说明。
(1)空调装置的结构
图1是本发明一实施形态的空调装置1的概略结构图。空调装置1是通过进行蒸汽压缩机的制冷循环运行来用于大楼等的室内的制冷、供暖的装置。空调装置1主要包括:一个作为热源单元的室外单元2;与其并列连接的多个(本实施形态中为两个)作为利用单元的室内单元4、5;以及连接室外单元2和室内单元4、5的作为制冷剂连通配管的液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7。即,本实施形态的空调装置1的蒸汽压缩机式制冷剂回路10由室外单元2、室内单元4、5以及液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7连接而成。
<室内单元>
室内单元4、5通过埋入大楼等的室内的顶棚内或从顶棚上吊下等、或者挂设在室内的壁面上等进行设置。室内单元4、5通过液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7与室外单元2连接,构成制冷剂回路10的一部分。
下面对室内单元4、5的结构进行说明。由于室内单元4和室内单元5的结构相同,因此在此仅对室内单元4的结构进行说明,至于室内单元5的结构,对表示室内单元4各部分的40号段的符号分别标注50号段的符号,省略各部分的说明。
室内单元4主要具有构成制冷剂回路10的一部分的室内侧制冷剂回路10a(在室内单元5中为室内侧制冷剂回路10b)。该室内侧制冷剂回路10a主要具有作为膨胀机构的室内膨胀阀41和作为利用侧热交换器的室内热交换器42。
在本实施形态中,室内膨胀阀41是为了对在室内侧制冷剂回路10a内流动的制冷剂的流量进行调节等而与室内热交换器42的液体侧连接的电动膨胀阀。
在本实施形态中,室内热交换器42是由传热管和大量翅片构成的交叉翅片式的翅片管热交换器,是在制冷运行时作为制冷剂的蒸发器发挥作用而对室内空气进行冷却、在供暖运行时作为制冷剂的冷凝器发挥作用而对室内空气进行加热的热交换器。
在本实施形态中,室内单元4具有作为送风风扇的室内风扇43,该室内风扇43用于将室内空气吸入到单元内而使其在室内热交换器42内与制冷剂进行热交换,并在之后将其作为供给空气向室内供给。室内风扇43是可以改变对室内热交换器42供给的空气的风量Wr的风扇,在本实施形态中是受由直流风扇电动机所构成的电动机43a驱动的离心风扇和多叶片风扇等。
在室内单元4内设有各种传感器。在室内热交换器42的液体侧设有对制冷剂的温度(即与供暖运行时的冷凝温度Tc或制冷运行时的蒸发温度Te对应的制冷剂温度)进行检测的液体侧温度传感器44。在室内热交换器42的气体侧设有对制冷剂的温度Teo进行检测的气体侧温度传感器45。在室内单元4的室内空气的吸入口侧设有对流入室内单元中的室内空气的温度(即室内温度Tr)进行检测的室内温度传感器46。在本实施形态中,液体侧温度传感器44、气体侧温度传感器45和室内温度传感器46由热敏电阻构成。室内单元4具有对构成室内单元4的各部分的动作进行控制的室内侧控制部47。室内侧控制部47具有为了控制室内单元4而设置的微型计算机和监视器等,可在与用于单独操作室内单元4的遥控器(未图示)之间进行控制信号等的交换,或在与室外单元2之间通过传输线8a进行控制信号等的交换。
<室外单元>
室外单元2设置在大楼等的室外,通过液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7与室内单元4、5连接,在室内单元4、5之间构成制冷剂回路10。
下面对室外单元2的结构进行说明。室外单元2主要具有构成制冷剂回路10的一部分的室外侧制冷剂回路10c。该室外侧制冷剂回路10c主要具有:压缩机21、四通切换阀22、作为热源侧热交换器的室外热交换器23、作为膨胀机构的室外膨胀阀38、蓄能器24、作为温度调节机构的过冷却器25、液体侧截止阀26和气体侧截止阀27。
压缩机21是可改变运行容量的压缩机,在本实施形态中是由电动机21a驱动的容积式压缩机,该电动机21a的转速Rm由变换器来控制。在本实施形态中,压缩机21为一台,但并不局限于此,也可根据室内单元的连接个数等而并列连接两台以上的压缩机。
四通切换阀22是用于切换制冷剂流方向的阀,在制冷运行时,为了使室外热交换器23作为被压缩机21压缩的制冷剂的冷凝器发挥作用并使室内热交换器42、52作为在室外热交换器23内被冷凝的制冷剂的蒸发器发挥作用,可将压缩机21的排出侧和室外热交换器23的气体侧连接并将压缩机21的吸入侧(具体而言是蓄能器24)和气体制冷剂连通配管7侧连接(参照图1中的四通切换阀22的实线),在供暖运行时,为了使室内热交换器42、52作为被压缩机21压缩的制冷剂的冷凝器发挥作用并使室外热交换器23作为在室外热交换器42、52内被冷凝的制冷剂的蒸发器发挥作用,可将压缩机21的排出侧和气体制冷剂连通配管7侧连接并将压缩机21的吸入侧和室外热交换器23的气体侧连接(参照图1中的四通切换阀22的虚线)。
在本实施形态中,室外热交换器23是由传热管和大量翅片构成的交叉翅片式的翅片管热交换器,是在制冷运行时作为制冷剂的冷凝器发挥作用、在供暖运行时作为制冷剂的蒸发器发挥作用的热交换器。室外热交换器23的气体侧与四通切换阀22连接,液体侧与液体制冷剂连通配管6连接。
在本实施形态中,室外膨胀阀38是为了对在室外侧制冷剂回路10c内流动的制冷剂的压力和流量等进行调节而与室外热交换器23的液体侧连接的电动膨胀阀。
在本实施形态中,室外单元2具有作为送风风扇的室外风扇28,该室外风扇28用于将室外空气吸入到单元内而使其在室外热交换器23内与制冷剂进行热交换,并在之后将其向室外排出。该室外风扇28是可以改变对室外热交换器23供给的空气的风量Wo的风扇,在本实施形态中是受由直流风扇电动机构成的电动机28a驱动的螺旋桨风扇等。
蓄能器24连接在四通切换阀22与压缩机21之间,是可以储藏因室内单元4、5的运行负载的变动等而在制冷剂回路10内产生的剩余制冷剂的容器。
在本实施形态中,过冷却器25为双管式热交换器,是为了对在室外热交换器23内冷凝后被送往室内膨胀阀41、51的制冷剂进行冷却而设置的。在本实施形态中,过冷却器25连接在室外膨胀阀38与液体侧截止阀26之间。
在本实施形态中设有作为过冷却器25的冷却源的旁通制冷剂回路61。在下面的说明中,为了方便而将制冷剂回路10中除旁通制冷剂回路61以外的部分称作主制冷剂回路。
旁通制冷剂回路61以使从室外热交换器23送往室内膨胀阀41、51的制冷剂的一部分从主制冷剂回路分流而返回压缩机21的吸入侧的形态与主制冷剂回路连接。具体而言,旁通制冷剂回路61具有:以使从室外膨胀阀38送往室内膨胀阀41、51的制冷剂的一部分在室外热交换器23与过冷却器25之间的位置上分流的形态连接的分流回路61a、以及以从过冷却器25的靠旁通制冷剂回路侧的出口朝压缩机21的吸入侧返回的形态与压缩机21的吸入侧连接的汇流回路61b。在分流回路61a上设有旁通膨胀阀62,该旁通膨胀阀62用于对在旁通制冷剂回路61内流动的制冷剂的流量进行调节。在此,旁通膨胀阀62由电动膨胀阀构成。由此,从室外热交换器23送往室内膨胀阀41、51的制冷剂在过冷却器25内被在由旁通膨胀阀62减压后的旁通制冷剂回路61内流动的制冷剂冷却。即,过冷却器25通过旁通膨胀阀62的开度调节来进行能力控制。
液体侧截止阀26和气体侧截止阀27是设在与外部设备、配管(具体而言是液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7)之间的连接口上的阀。液体侧截止阀26与室外热交换器23连接。气体侧截止阀27与四通切换阀22连接。
在室外单元2上设有各种传感器。具体而言,在室外单元2上设有:对压缩机21的吸入压力Ps进行检测的吸入压力传感器29、对压缩机21的排出压力Pd进行检测的排出压力传感器30、对压缩机21的吸入温度Ts进行的吸入温度传感器31、以及对压缩机21的排出温度Td进行检测的排出温度传感器32。吸入温度传感器31设在蓄能器24与压缩机21之间的位置上。在室外热交换器23上设有对在室外热交换器23内流动的制冷剂的温度(即与制冷运行时的冷凝温度Tc或供暖运行时的蒸发温度Te对应的制冷剂温度)进行检测的热交换温度传感器33。在室外热交换器23的液体侧设有对制冷剂的温度Tco进行检测的液体侧温度传感器34。在过冷却器25的靠主制冷剂回路侧的出口设有对制冷剂的温度(即液体管道温度Tlp)进行检测的液体管道温度传感器35。在旁通制冷剂回路61的汇流回路61b上设有旁通温度传感器63,该旁通温度传感器63用于对从过冷却器25的靠旁通制冷剂回路侧的出口流过的制冷剂的温度进行检测。在室外单元2的室外空气的吸入口侧设有对流入单元内的室外空气的温度(即室外温度Ta)进行检测的室外温度传感器36。在本实施形态中,吸入温度传感器31、排出温度传感器32、热交换温度传感器33、液体侧温度传感器34、液体管道温度传感器35、室外温度传感器36和旁通温度传感器63由热敏电阻构成。室外单元2具有对构成室外单元2的各部分的动作进行控制的室外侧控制部37。室外侧控制部37具有为了进行室外单元2的控制而设置的微型计算机、存储器和控制电动机21a的变换器回路等,可通过传输线8a与室内单元4、5的室内侧控制部47、57之间进行控制信号等的交换。即,由室内侧控制部47、57、室外侧控制部37和将控制部37、47、57彼此连接的传输线8a来构成对空调装置1整体进行运行控制的控制部8。
如图2所示,控制部8连接成可以接收各种传感器29~36、44~46、54~56、63的检测信号,并连接成可以基于这些信号等来控制各种设备和阀21、22、24、28a、38、41、43a、51、53a、62。在控制部8上连接有由LED等构成的警报显示部9,该警报显示部9用于报知在下述的制冷剂泄漏检测运行中检测到制冷剂泄漏。在此,图2是空调装置1的控制方框图。
<制冷剂连通配管>
制冷剂连通配管6、7是在将空调装置1设置于大楼等设置场所时在现场进行施工的制冷剂配管,可根据设置场所和室外单元与室内单元之间的组合等设置条件而使用各种长度和管径的配管。因此,例如在新设置空调装置时,为了计算制冷剂填充量,需要准确把握制冷剂连通配管6、7的长度和管径等信息,而该信息管理和制冷剂量的计算本身很烦琐。在利用已设配管来更新室内单元和室外单元之类的场合,有时制冷剂连通配管6、7的长度和管径等信息已丢失。
如上所述,室内侧制冷剂回路10a、10b、室外侧制冷剂回路10c以及制冷剂连通配管6、7连接而构成空调装置1的制冷剂回路10。另外,该制冷剂回路10也可以说是由旁通制冷剂回路61和除旁通制冷剂回路61以外的主制冷剂回路构成的。本实施形态的空调装置1利用由室内侧控制部47、57和室外侧控制部37构成的控制部8、且通过四通切换阀22而在制冷运行和供暖运行之间切换运行,并根据各室内单元4、5的运行负载来控制室外单元2和室内单元4、5的各设备。
(2)空调装置的动作
下面对本实施形态的空调装置1的动作进行说明。
作为本实施形态的空调装置1的运行模式,包括:根据各室内单元4、5的运行负载来控制室外单元2和室内单元4、5的构成设备的通常运行模式;在空调装置1的构成设备设置之后(具体而言并不局限于最初的设备设置之后,例如还包括对室内单元等的构成设备进行追加和拆去等改造之后、对设备故障进行了修理之后等)进行的试运行用的试运行模式;以及在试运行结束并开始通常运行之后对制冷剂回路10有无制冷剂泄漏进行判定的制冷剂泄漏检测运行模式。通常运行模式主要包括对室内进行制冷的制冷运行和对室内进行供暖的供暖运行。试运行模式主要包括:在制冷剂回路10内填充制冷剂的制冷剂自动填充运行、对制冷剂连通配管6、7的容积进行检测的配管容积判定运行、以及对设置了构成设备后或在制冷剂回路内填充了制冷剂后的初始制冷剂量进行检测的初始制冷剂量检测运行。
下面对空调装置1在各运行模式下的动作进行说明。
<通常运行模式>
(制冷运行)
首先用图1和图2对通常运行模式下的制冷运行进行说明。
在制冷运行时,四通切换阀22处于图1中的实线所示的状态,即成为压缩机21的排出侧与室外热交换器23的气体侧连接、且压缩机21的吸入侧通过气体侧截止阀27和气体制冷剂连通配管7与室内热交换器42、52的气体侧连接的状态。室外膨胀阀38处于全开状态。液体侧截止阀26和气体侧截止阀27处于打开状态。对各室内膨胀阀41、51进行开度调节,以使室内热交换器42、52出口(即室内热交换器42、52的气体侧)处的制冷剂的过热度SHr稳定在过热度目标值SHr2。在本实施形态中,各室内热交换器42、52出口处的制冷剂的过热度SHr通过从用液体侧温度传感器14、55所检测出的制冷剂温度值中减去用液体侧温度传感器44、54所检测出的制冷剂温度值(与蒸发温度Te对应)来进行检测,或通过将用吸入压力传感器29所检测出的压缩机21的吸入压力Ps换算成与蒸发温度Te对应的饱和温度值、并从用气体侧温度传感器45、55所检测出的制冷剂温度值中减去该制冷剂的饱和温度值来进行检测。在本实施形态中虽未采用,但也可以设置对在各室内热交换器42、52内流动的制冷剂的温度进行检测的温度传感器,通过将与用该温度传感器所检测出的蒸发温度Te对应的制冷剂温度值从用气体侧温度传感器45、55所检测出的制冷剂温度值中减去,来检测各室内热交换器42、52出口处的制冷剂的过热度SHr。另外,对旁通膨胀阀62进行开度调节,以使过冷却器25的靠旁通制冷剂回路侧的出口处的制冷剂的过热度SHb成为过热度目标值SHbs。在本实施形态中,过冷却器25的靠旁通制冷剂回路侧的出口处的过热度SHb通过将用吸入压力传感器29所检测出的压缩机21的吸入压力Ps换算成与蒸发温度Te对应的饱和温度值、并从用旁通温度传感器63所检测出的制冷剂温度值中减去该制冷剂的饱和温度值来进行检测。在本实施形态中虽未采用,但也可以在过冷却器25的靠旁通制冷剂侧的出口设置温度传感器,通过将用该温度传感器检测出的制冷剂温度值从用旁通温度传感器63所检测出的制冷剂温度值中减去来检测过冷却器25的靠旁通制冷剂侧的出口处的制冷剂的过热度SHb。
当在该制冷剂回路10的状态下启动压缩机21、室外风扇28和室内风扇43、53时,低压的气体制冷剂被压缩机21吸入并压缩成为高压的气体制冷剂。之后,高压的气体制冷剂经由四通切换阀22被送往室外热交换器23,与由室外风扇28供给的室外空气进行热交换,从而冷凝成高压的液体制冷剂。接着,该高压的液体制冷剂流过室外膨胀阀38而流入过冷却器25内,与在旁通制冷剂回路61内流动的制冷剂进行热交换,从而被进一步冷却成为过冷状态。此时,在室外热交换器23内冷凝的高压液体制冷剂的一部分向旁通制冷剂回路61分流,并在被旁通膨胀阀62减压后返回压缩机21的吸入侧。在此,流过旁通膨胀阀62的制冷剂被减压至接近压缩机21的吸入压力Ps,因而其一部分蒸发。另外,从旁通制冷剂回路61的旁通膨胀阀62的出口朝压缩机21的吸入侧流动的制冷剂流过过冷却器25,与从主制冷剂回路侧的室外热交换器23被送往室内单元4、5的高压液体制冷剂进行热交换。
接着,成为过冷状态的高压液体制冷剂经由液体侧截止阀26和液体制冷剂连通配管6被送往室内单元4、5。该被送往室内单元4、5的高压液体制冷剂在被室内膨胀阀41、51减压至接近压缩机21的吸入压力Ps而成为低压的气液两相状态的制冷剂后被送往室内热交换器42、52,在室内热交换器42、52内与室内空气进行热交换,从而蒸发成低压的气体制冷剂。
该低压的气体制冷剂经由气体制冷剂连通配管7被送往室外单元2,并经由气体侧截止阀27和四通切换阀22而流入蓄能器24内。接着,流入蓄能器24内的低压气体制冷剂再次被压缩机21吸入。
(供暖运行)
下面对通常运行模式下的供暖运行进行说明。
在供暖运行时,四通切换阀22处于图1中的虚线所示的状态,即成为压缩机21的排出侧通过气体侧截止阀27和气体制冷剂连通配管7而与室内热交换器42、52的气体侧连接、且压缩机21的吸入侧与室外热交换器23的气体侧连接的状态。为了将流入室外热交换器23内的制冷剂减压至可在室外热交换器23内进行蒸发的压力(即蒸发压力Pe)而对室外膨胀阀38进行开度调节。液体侧截止阀26和气体侧截止阀27处于打开状态。对室内膨胀阀41、51进行开度调节,以使室内热交换器42、52出口处的制冷剂的过冷度SCr稳定在过冷度目标值SCrs。在本实施形态中,室内热交换器42、52出口处的制冷剂的过冷度SCr通过将用排出压力传感器30检测出的压缩机21的排出压力Pd换算成与冷凝温度Tc对应的饱和温度值、并从该制冷剂的饱和温度值中减去用液体侧温度传感器44、54所检测出的制冷剂温度值来进行检测。在本实施形态中虽未采用,但也可以设置对在各室内热交换器42、52内流动的制冷剂的温度进行检测的温度传感器,通过将与用该温度传感器所检测出的冷凝温度Tc对应的制冷剂温度值从用液体侧温度传感器44、54所检测出的制冷剂温度值中减去来检测室内热交换器42、52出口处的制冷剂的过冷度SCr。另外,旁通膨胀阀62被关闭。
当在该制冷剂回路10的状态下启动压缩机21、室外风扇28和室内风扇43、53时,低压的气体制冷剂被压缩机21吸入并压缩成为高压的气体制冷剂,并经由四通切换阀22、气体侧截止阀27和气体制冷剂连通配管7被送往室内单元4、5。
接着,被送往室内单元4、5的高压气体制冷剂在室内热交换器42、52内与室内空气进行热交换而冷凝成高压的液体制冷剂,之后,当流过室内膨胀阀41、51时,与室内膨胀阀41、51的阀开度对应地被减压。
该流过室内膨胀阀41、51后的制冷剂经由液体制冷剂连通配管6被送往室外单元2,并经由液体侧截止阀26、过冷却器25和室外膨胀阀38而被进一步减压,之后,流入室外热交换器23内。接着,流入室外热交换器23内的低压的气液两相状态的制冷剂与由室外风扇28供给来的室外空气进行热交换而蒸发成低压的气体制冷剂,并经由四通切换阀22流入蓄能器24内。然后,流入蓄能器24内的低压气体制冷剂再次被压缩机21吸入。
在如上所述的通常运行模式下的运行控制由控制部8(更具体而言是将室内侧控制部47、57、室外侧控制部37以及将控制部37、47、57彼此连接的传输线8a)来进行,该控制部8进行包括制冷运行和供暖运行在内的通常运行,作为通常运行控制装置发挥作用。
<试运行模式>
下面用图1~图3对试运行模式进行说明。在此,图3是试运行模式的流程图。在本实施形态中,在试运行模式下,首先进行步骤S1的制冷剂自动填充运行,接着进行步骤S2的配管容积判定运行,然后进行步骤S3的初始制冷剂量检测运行。
在本实施形态中以下述场合为例进行说明,即,将预先填充有制冷剂的室外单元2、室内单元4、5设置在大楼等设置场所并通过液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7来连接,从而构成制冷剂回路10,之后,根据液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7的容积,将不足的制冷剂追加填充到制冷剂回路10内。
(步骤S1:制冷剂自动填充运行)
首先,打开室外单元2的液体侧截止阀26和气体侧截止阀27,使预先填充在室外单元2内的制冷剂充满制冷剂回路10内。
接着,当进行试运行的操作者将追加填充用的制冷剂罐与制冷剂回路10的维修端口(未图示)连接、并直接或通过遥控器(未图示)等远程地发出开始试运行的指令时,由控制部8来进行图4所示的步骤S11~步骤S13的处理。在此,图4是制冷剂自动填充运行的流程图。
(步骤S11:制冷剂量判定运行)
当发出制冷剂自动填充运行的开始指令时,在制冷剂回路10中的室外单元2的四通切换阀22处于图1中的实线所示的状态、且室内单元4、5的室内膨胀阀41、51和室外膨胀阀38为打开状态的情况下,压缩机21、室外风扇28和室内风扇43、53启动,对室内单元4、5全部强制地进行制冷运行(下面称作室内单元全部运行)。
这样一来,如图5所示,在制冷剂回路10中,在从压缩机21到作为冷凝器发挥作用的室外热交换器23为止的流路内流动着在压缩机21内被压缩后排出的高压气体制冷剂(参照图5的斜线阴影部分中从压缩机21到室外热交换器23为止的部分),在作为冷凝器发挥作用的室外热交换器23内流动着因与室外空气进行热交换而从气态相变成液态的高压制冷剂(参照图5的斜线阴影部分和涂黑阴影部分中与室外热交换器23对应的部分),在从室外热交换器23到室内膨胀阀41、51为止的、包括室外膨胀阀38、过冷却器25的靠主制冷剂回路侧的部分和液体制冷剂连通配管6在内的流路、以及从室外热交换器23到旁通膨胀阀62为止的流路内流动着高压的液体制冷剂(参照图5的涂黑阴影部分中从室外热交换器23到室内膨胀阀41、51和旁通膨胀阀62为止的部分),在作为蒸发器发挥作用的室内热交换器42、52的部分和过冷却器25的靠旁通制冷剂回路侧的部分上流动着因与室内空气进行热交换而从气液两相状态相变成气态的低压制冷剂(参照图5的格子状阴影和斜线阴影部分中的室内热交换器42、52的部分和过冷却器25的部分),在从室内热交换器42、52到压缩机21为止的、包括气体制冷剂连通配管7和蓄能器24在内的流路、以及从过冷却器25的靠旁通制冷剂回路侧的部分到压缩机21为止的流路内,流动着低压的气体制冷剂(参照图5的斜线阴影部分中从室内热交换器42、52到压缩机21为止的部分以及从过冷却器25的靠旁通制冷剂回路侧的部分到压缩机21为止的部分)。图5是表示制冷剂量判定运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂的状态的示意图(四通切换阀22等未图示)。
接着,转移到通过如下的设备控制来使在制冷剂回路10内循环的制冷剂的状态变得稳定的运行。具体而言,对室内膨胀阀41、51进行控制以使作为蒸发器发挥作用的室内热交换器42、52的过热度SHr成为一定(下面称作过热度控制),对压缩机21的运行容量进行控制以使蒸发压力Pe成为一定(下面称作蒸发压力控制),对用室外风扇28向室外热交换器23供给的室外空气的风量Wo进行控制以使室外热交换器23内的制冷剂的冷凝压力Pc成为一定(下面称作冷凝压力控制),对过冷却器25的能力进行控制以使从过冷却器25送往室内膨胀阀41、41的制冷剂的温度成为一定(下面称作液体管道温度控制),并使由室内风扇43、53向室内热交换器42、52供给的室内空气的风量Wr成为一定,以使制冷剂的蒸发压力Pe被上述蒸发压力控制稳定地控制。
在此,之所以进行蒸发压力控制是因为:在作为蒸发器发挥作用的室内热交换器42、52内流动着因与室内空气进行热交换而从气液两相状态相变成气态的低压制冷剂,流动着低压制冷剂的室内热交换器42、52内(参照图5的格子状阴影和斜线阴影部分中与室内热交换器42、52对应的部分,下面称作蒸发器部C)的制冷剂量会对制冷剂的蒸发压力Pe产生较大的影响。在此,利用转速Rm被变换器控制的的电动机21a来控制压缩机21的运行容量,从而使室内热交换器42、52内的制冷剂的蒸发压力Pe成为一定,使在蒸发器C内流动的制冷剂的状态变得稳定,从而形成主要通过蒸发压力Pe使蒸发器C内的制冷剂量变化的状态。在本实施形态的压缩机21对蒸发压力Pe的控制中,将用室内热交换器42、52的液体侧温度传感器44、54所检测出的制冷剂温度值(与蒸发温度Te对应)转换成饱和压力值,以使该压力值稳定在低压目标值Pes的形态对压缩机21的运行进行控制(即进行使电动机21a的转速Rm变化的控制),通过对在制冷剂回路10内流动的制冷剂循环量Wc进行增减来实现。在本实施形态中虽未采用,但也可以对压缩机21的运行容量进行控制,以使与室内热交换器42、52内的制冷剂在蒸发压力Pe下的制冷剂压力等价的运行状态量、即吸入压力传感器29所检测出的压缩机21的吸入压力Ps稳定在低压目标值Pes,或与吸入压力Ps对应的饱和温度值(与蒸发温度Te对应)稳定在低压目标值Tes,还可以对压缩机21的运行容量进行控制,以使室内热交换器42、52的液体侧温度传感器44、54所检测出的制冷剂温度(与蒸发温度Te对应)稳定在低压目标值Tes。
通过进行这种蒸发压力控制,在从室内热交换器42、52到压缩机21为止的包括气体制冷剂连通配管7和蓄能器24在内的制冷剂配管内(参照图5的斜线阴影部分中从室内热交换器42、52到压缩机21为止的部分,下面称作气体制冷剂流通部D)流动的制冷剂的状态也变得稳定,从而形成在气体制冷剂流通部D内的制冷剂量主要因与气体制冷剂流通部D的制冷剂压力等价的运行状态量、即蒸发压力Pe(即吸入压力Ps)而变化的状态。
之所以进行冷凝压力控制是因为:在流动着因与室外空气进行热交换而从气态相变成液态的高压制冷剂的室外热交换器23内(参照图5的斜线阴影和涂黑阴影部分中与室外热交换器23对应的部分,下面称作冷凝器部A),制冷剂量会对制冷剂的冷凝压力Pc产生较大的影响。另外,由于该冷凝器部A处的制冷剂的冷凝压力Pc会比室外温度Ta的影响更大幅度地变化,因此,通过对由电动机28a从室外风扇28向室外热交换器23供给的室内空气的风量Wo进行控制,使室外热交换器23内的制冷剂的冷凝压力Pc成为一定,使在冷凝器部A内流动的制冷剂的状态变得稳定,从而形成冷凝器部A内的制冷剂量主要因室外热交换器23的液体侧(在下面的制冷剂量判定运行的相关说明中称作室外热交换器23的出口)的过冷度Sco而变化的状态。在本实施形态的室外风扇28对冷凝压力Pc的控制中使用的是与室外热交换器23内的制冷剂的冷凝压力Pc等价的运行状态、即排出压力传感器30所检测出的压缩机21的排出压力Pd或热交换温度传感器33所检测出的在室外热交换器23内流动的制冷剂的温度(即冷凝温度Tc)。
通过进行这种冷凝压力控制,在从室外热交换器23到室内膨胀阀41、51为止的包括室外膨胀阀38、过冷却器25的靠主制冷剂回路侧的部分和液体制冷剂连通配管6在内的流路、以及从室外热交换器23到旁通制冷剂回路61的旁通膨胀阀62为止的流路内流动着高压的液体制冷剂,在从室外热交换器23到室内膨胀阀41、51和旁通膨胀阀62为止的部分(参照图5的涂黑阴影部分,下面称作液体制冷剂通路B)上的制冷剂的压力也稳定,液体制冷剂通路B被液体制冷剂密封而成为稳定状态。
之所以进行液体管道温度控制是为了使包括从过冷却器25至室内膨胀阀41、51的液体制冷剂连通配管6在内的制冷剂配管内(参照图5所示的液体制冷剂通路B中从过冷却器25到室内膨胀阀41、51为止的部分)的制冷剂的密度不变化。通过以使设在过冷却器25的靠主制冷剂回路侧的出口处的液体管道温度传感器35所检测出的制冷剂的温度Tlp稳定在液体管道温度目标值Tlps的形态对在旁通制冷剂回路61内流动的制冷剂的流量进行增减、对在过冷却器25的主制冷剂回路侧流动的制冷剂与在旁通制冷剂回路侧流动的制冷剂之间的交换热量进行调节来实现过冷却器25的能力控制。通过旁通膨胀阀62的开度调节来增减上述在旁通制冷剂回路61内流动的制冷剂的流量。这样,便可实现液体管道温度控制,使包括从过冷却器25至室内膨胀阀41、51的液体制冷剂连通配管6在内的制冷剂配管内的制冷剂温度成为一定。
通过进行这种液体管道温度控制,即使在制冷剂回路10内的制冷剂量因对制冷剂回路10填充制冷剂而逐渐增加、同时导致室外热交换器23出口处的制冷剂温度Tco(即室外热交换器23出口处的制冷剂的过冷度Sco)发生变化时,室外热交换器23出口处的制冷剂温度Tco的变化也只是影响从室外热交换器23的出口至过冷却器25的制冷剂配管,而不会影响液体制冷剂流通部B中包括从过冷却器25到室内膨胀阀41、51为止的液体制冷剂连通配管6在内的制冷剂配管。
之所以进行过热度控制,是因为蒸发器部C的制冷剂量会对室内热交换器42、52出口处的制冷剂的干燥度产生较大的影响。对于该室内热交换器42、52出口处的制冷剂的过热度SHr,通过对室内膨胀阀41、51的开度进行控制,使室内热交换器42、52的气体侧(在下面的制冷剂量判定运行的相关说明中称作室内热交换器42、52的出口)的制冷剂的过热度SHr稳定在过热度目标值SHrs(即,使室内热交换器42、52出口处的气体制冷剂成为过热状态),从而使在蒸发器部C内流动的制冷剂的状态变得稳定。
通过进行这种过热度控制,能形成使气体制冷剂在气体制冷剂连通部D内可靠地流动的状态。
在此,如图6所示,上述各种控制目标值在步骤S11中根据与室外单元2连接的室内单元4、5的信息被设定成最合适的值(步骤S14~S16)。
具体而言,首先,在步骤S14中,作为信息获取装置发挥作用的控制部8(更具体而言是室外侧控制部37)通过传输线8a从室内单元4、5获取室内单元4、5的容量信息。
接着,在步骤S15中,作为条件设定装置发挥作用的控制部8通过将室内单元4的容量和室内单元5的容量相加来运算室内单元4、5的总容量,并根据该总容量来设定各种控制目标值(具体而言是低压目标值Pes、过热度目标值SHrs或风量目标值Wrs)。在此,有室内单元4、5的总容量越大蒸发压力Pe和吸入压力Ps越高的倾向,因此,顺着该倾向,室内单元4、5的总容量越大,就将低压目标值Pes的值设定得越高。但是,当与室内单元4、5的总容量较小时的低压目标值Pes之间的差增大时,由下述的制冷剂量运算得到的制冷剂量的误差可能会增大。因此,设定成在室内单元4、5的总容量越大时使过热度目标值SHrs越大并使风量目标值Wrs越小,从而抑制低压目标值Pes随室内单元4、5的总容量的增加而上升,使低压目标值Pes的差不会因室内单元4、5的总容量的差而增大。在本实施形态中,各种控制目标值被预先存储在构成控制部8的室外侧控制部37的存储器内来进行准备,在步骤S15中,可根据室内单元4、5的总容量做出选择,从而进行设定。
接着,在步骤S16中进行设备控制,该设备控制包括:冷凝压力控制;液体管道温度控制;使用在步骤S15中设定的过热度目标值SHrs的过热度控制;使用在步骤S15中设定的低压目标值Pes的蒸发压力控制;以及使用在步骤S15中设定的风量目标值Wrs的室内风扇43、53的风量Wr控制。
通过上述各种控制,在制冷剂回路10内循环的制冷剂的状态稳定,在制冷剂回路10内的制冷剂量的分布稳定,因此,当通过接着进行的制冷剂追加填充而开始向制冷剂回路10内填充制冷剂时,可使制冷剂回路10内的制冷剂量的变化主要表现为室外热交换器23内的制冷剂量的变化(下面将该运行称作制冷剂量判定运行)。
上述控制由进行制冷剂量判定运行的、作为制冷剂量判定运行控制装置发挥作用的控制部8(更具体而言是室内侧控制部47、57、室外侧控制部37以及将控制部37、47、57彼此连接的传输线8a)作为步骤S11的处理进行,在该步骤S11中,作为信息获取装置和条件设定装置的控制部8通过传输线8a从室内单元4、5获取室内单元4、5的信息,并根据该信息来进行步骤S14、S15的处理,在步骤S14、S15中对作为制冷剂量判定运行相关条件的控制目标值进行设定。
另外,当与本实施形态不同、在室外单元2内预先并未填充制冷剂时,在上述步骤S11的处理之前进行上述制冷剂量判定运行时,需要填充使构成设备不会异常停止的左右的量的制冷剂量。
(步骤S12:制冷剂量的运算)
接着,一边进行上述制冷剂量判定运行一边在制冷剂回路10内追加填充制冷剂,此时,利用作为制冷剂量运算装置发挥作用的控制部8,基于步骤S12中追加填充制冷剂时在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算制冷剂回路10内的制冷剂量。
首先对本实施形态的制冷剂量运算装置进行说明。制冷剂量运算装置将制冷剂回路10分割成多个部分并对分割形成的各部分运算制冷剂量,由此来运算制冷剂回路10内的制冷剂量。更具体而言,对分割形成的各部分设定了各部分的制冷剂量与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式,可使用这些关系式来运算各部分的制冷剂量。在本实施形态中,在四通切换阀22处于图1中的实线所示的状态、即压缩机21的排出侧与室外热交换器23的气体侧连接且压缩机21的吸入侧通过气体侧截止阀27和气体制冷剂连通配管7与室内热交换器42、52的气体侧连接的状态下,制冷剂回路10被分割成:压缩机21的部分和从压缩机21到包括四通切换阀22(图5中未表示)在内的室外热交换器23的部分(下面称作高压气体管部E);室外热交换器23的部分(即冷凝器部A);液体制冷剂流通部B中从室外热交换器23到过冷却器25为止的部分和过冷却器25的靠主制冷剂回路侧的部分的入口侧一半部(下面称作高温液体管部B1);液体制冷剂通路B中过冷却器25的靠主制冷剂回路侧的部分的出口侧一半部和从过冷却器25到液体侧截止阀26(图5中未表示)为止的部分(下面称作低温液体管部B2);液体制冷剂通路B中的液体制冷剂连通配管6的部分(下面称作液体制冷剂连通配管部B3);从液体制冷剂通路B中的液体制冷剂连通配管6到包括室内膨胀阀41、51和室内热交换器42、52的部分(即蒸发器部C)在内的气体制冷剂流通部D中的气体制冷剂连通配管7为止的部分(下面称作室内单元部F);气体制冷剂流通部D中的气体制冷剂连通配管7的部分(下面称作气体制冷剂连通配管部G);气体制冷剂流通部D中从气体侧截止阀27(图5中未表示)到压缩机21为止的包括四通切换阀22和蓄能器24在内的部分(下面称作低压气体管部H);以及液体制冷剂通路B中从高温液体管部B1到低压气体管部H为止的包括旁通膨胀阀62和过冷却器25的靠旁通制冷剂回路侧的部分在内的部分(下面称作旁通回路部I),对各部分设定了关系式。下面说明对上述各部分设定的关系式。
在本实施形态中,高压气体管部E的制冷剂量Mog1与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式例如由以下函数式来表示:
Mog1=Vog1×ρd
该函数式是将室外单元2的高压气体管部E的容积Vog1乘上高压气体管部E的制冷剂的密度ρd。其中,高压气体管部E的容积Vog1是在将室外单元2设置于设置场所之前已知的值,被预先存储在控制部8的存储器内。高压气体管部E的制冷剂的密度ρd可通过换算排出温度Td和排出压力Pd而得到。
冷凝器部A的制冷剂量Mc与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式例如由室外温度Ta、冷凝温度Tc、压缩机排出过热度SHm、制冷剂循环量Wc、室外热交换器23内的制冷剂的饱和液密度ρc和室外热交换器23出口处的制冷剂密度ρco的以下函数式来表示:
Mc=kc1×Ta+kc2×Tc+kc3×SHm+kc4×Wc
+kc5×ρc+kc6×ρco+kc7
上述关系式中的参数kc1~kc7是通过对试验和详细模拟的结果进行回归分析后求出的,被预先存储在控制部8的存储器内。压缩机排出过热度SHm为压缩机排出侧的制冷剂的过热度,可通过将排出压力Pd换算成制冷剂的饱和温度值并从排出温度Td中减去该制冷剂的饱和温度值而得到。制冷剂循环量Wc表示为蒸发温度Te和冷凝温度Tc的函数(即,Wc=f(Te,Tc))。制冷剂的饱和液密度ρc可通过换算冷凝温度Tc而得到。室外热交换器23出口处的制冷剂密度ρco可通过对换算冷凝温度Tc得出的冷凝压力Pc和制冷剂的温度Tco进行换算而得到。
高温液体管部B1的制冷剂量Mol1与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式例如由以下函数式来表示:
Mol1=Vol1×ρco
该函数式是将室外单元2的高温液体管部B1的容积Vol1乘上高温液体管部B1的制冷剂密度ρco(即上述室外热交换器23出口处的制冷剂的密度)。高温液体管部B1的容积Vol1是在将室外单元2设置于设置场所之前已知的值,被预先存储在控制部8的存储器内。
低温液体管部B2的制冷剂量Mol2与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式例如由以下函数式来表示:
Mol2=Vol2×ρlp
该函数式是将室外单元2的低温液体管部B2的容积Vol2乘上低温液体管部B2的制冷剂密度ρlp。低温液体管部B2的容积Vol2是在将室外单元2设置于设置场所之前已知的值,被预先存储在控制部8的存储器内。低温液体管部B2的制冷剂密度ρlp为过冷却器25出口处的制冷剂密度,可通过换算冷凝压力Pc和过冷却器25出口处的制冷剂温度Tlp而得到。
液体制冷剂连通配管部B3的制冷剂量Mlp与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式例如由以下函数式来表示:
Mlp=Vlp×ρlp
该函数式是将液体制冷剂连通配管6的容积Vlp乘上液体制冷剂连通配管部B3的制冷剂密度ρlp(即过冷却器25出口处的制冷剂的密度)。由于液体制冷剂连通配管6是在将空调装置1设置于大楼等设置场所时现场进行施工的制冷剂配管,因此液体制冷剂连通配管6的容积Vlp可通过以下方式算出:输入基于长度和管径等信息而在现场运算出的值,或在现场输入长度和管径等信息并由控制部8基于这些被输入的液体制冷剂连通配管6的信息进行运算,或者如下所述用配管容积判定运行的运行结果来运算。
室内单元部F的制冷剂量Mr与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式例如由过冷却器25出口处的制冷剂的温度Tlp、从室内温度Tr中减去了蒸发温度Te的温度差ΔT、室内热交换器42、52出口处的制冷剂的过热度SHr和室内风扇43、53的风量Wr的以下函数式来表示:
Mr=kr1×Tlp+kr2×ΔT+kr3×SHr+kr4×Wr+kr5
上述关系式中的参数kr1~kr5是通过对试验和详细模拟的结果进行回归分析后求出的,被预先存储在控制部8的存储器内。在此,对应两个室内单元4、5分别设定了制冷剂量Mr的关系式,通过将室内单元4的制冷剂量Mr和室内单元5的制冷剂量Mr相加来运算室内单元部F的全部制冷剂量。在室内单元4和室内单元5的机型和容量不同时,则使用参数kr1~kr5的值不同的关系式。
在此,如图7所示,与上述室内单元部F的制冷剂量Mr相关的关系式在步骤S12中根据与室外单元2连接的室内单元4、5的信息被设定成最合适的关系式(步骤S17~S19)。
具体而言,首先,在步骤S17中,作为信息获取装置发挥作用的控制部8通过传输线8a从室内单元4、5获取室内单元4、5的机型信息。
接着,在步骤S18中,作为条件设定装置发挥作用的控制部8对应各室内单元4、5的机型来设定与上述制冷剂量Mr相关的关系式。在本实施形态中,室内单元部F的制冷剂量Mr的关系式中的参数kr1~kr5的值对应于室内单元的每一机型被预先存储在构成控制部8的室外侧控制部37的存储器内做好准备,在步骤S18中,可根据各室内单元4、5的机型做出选择,从而进行设定。
步骤S17、S18的处理也可与用于设定上述制冷剂量判定运行中的各种控制目标值的步骤S14、S15的处理同时进行。
气体制冷剂连通配管部G的制冷剂量Mgp与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式例如由以下函数式来表示:
Mgp=Vgp×ρgp
该函数式是将气体制冷剂连通配管7的容积Vgp乘上气体制冷剂连通配管部H的制冷剂密度ρgp。与液体制冷剂连通配管6一样,气体制冷剂连通配管7是在将空调装置1设置于大楼等设置场所时现场进行施工的制冷剂配管,因此,气体制冷剂连通配管7的容积Vgp可通过以下方式算出:输入基于长度和管径等信息而在现场运算出的值,或在现场输入长度和管径等信息并由控制部8基于这些被输入的气体制冷剂连通配管7的信息进行运算,或者也可如下所述地用配管容积判定运行的运行结果来运算。气体制冷剂连通配管部G的制冷剂密度ρgp是压缩机21吸入侧的制冷剂密度ρs和室内热交换器42、52出口(即气体制冷剂连通配管7的入口)处的制冷剂密度ρeo的平均值。制冷剂密度ρs可通过换算吸入压力Ps和吸入温度Ts而得到,制冷剂密度ρeo可通过对蒸发温度Te的换算值、即蒸发压力Pe和室内热交换器42、52的出口温度Teo进行换算而得到。
低压气体管部H的制冷剂量Mog2与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式例如由以下函数式来表示:
Mog2=Vog2×ρs
该函数式是将室外单元2内的低压气体管部H的容积Vog2乘上低压气体管部H的制冷剂密度ρs。低压气体管部H的容积Vog2是在设置于设置场所之前已知的值,被预先存储在控制部8的存储器内。
旁通回路部I的制冷剂量Mob与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式例如由室外热交换器23出口处的制冷剂密度ρco、过冷却器25的靠旁通回路侧的出口处的制冷剂的密度ρs和蒸发压力Pe的以下函数式来表示:
Mob=kob1×ρco+kob2×ρs+kob3×Pe+kob4
上述关系式中的参数kob1~kob3是通过对试验和详细模拟的结果进行回归分析后求出的,被预先存储在控制部8的存储器内。由于旁通回路部I的容积Mob与其它部分相比制冷剂量较少,因此也可用更简单的关系式来运算。例如由以下函数式来表示:
Mob=Vob×ρe×kob5
该函数式是将旁通回路部I的容积Vob乘上过冷却器25的靠旁通回路侧的部分的饱和液密度ρe和修正系数kob。旁通回路部I的容积Vob是在将室外单元2设置于设置场所之前已知的值,被预先存储在控制部8的存储器内。过冷却器25的靠旁通回路侧的部分的饱和液密度ρe可通过换算吸入压力Ps或蒸发温度Te而得到。
在本实施形态中有一个室外单元2,但在连接多个室外单元时,与室外单元相关的制冷剂量Mog1、Mc、Mol1、Mol2、Mog2和Mob,通过对多个室外单元分别设定各部分的制冷剂量的关系式并将多个室外单元的各部分的制冷剂量相加来运算室外单元的全部制冷剂量。在连接机型和容量不同的多个室外单元时,则使用参数值不同的各部分的制冷剂量的关系式。
如上所述,在本实施形态中,通过使用制冷剂回路10各部分的相关关系式并基于制冷剂量判定运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算各部分的制冷剂量,可运算出制冷剂回路10的制冷剂量。此时,室内单元部F的制冷剂量Mr可通过在步骤S19中使用对应各室内单元4、5的机型设定的关系式来运算。
由于反复进行该步骤S12直到满足下述步骤S13中的制冷剂量是否合适的判定条件,因此,在制冷剂的追加填充从开始到完成为止的期间内,可使用制冷剂回路10各部分的相关关系式并基于制冷剂填充时的运转状态量来运算出各部分的制冷剂量。更具体而言,可对下述步骤S13中判定制冷剂量是否合适时所需的室外单元2内的制冷剂量Mo和各室内单元4、5内的制冷剂量Mr(即除了制冷剂连通配管6、7以外的制冷剂回路10的各部分的制冷剂量)进行运算。在此,室外单元2内的制冷剂量Mo可通过将上述室外单元2内的各部分的制冷剂量Mog1、Mc、Mol1、Mol2、Mog2和Mob相加而得到。
这样,制冷剂回路10各部分的制冷剂量的运算由作为制冷剂量运算装置发挥作用的控制部8作为步骤S12的处理来进行,该控制部8基于制冷剂自动填充运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算制冷剂回路10各部分的制冷剂量,在步骤S12中,作为信息获取装置和条件变更装置的控制部8通过传输线8a从室内单元4、5获取室内单元4、5的容量信息,并根据该信息来进行步骤S17、S18的处理,在步骤S17、S18中对作为制冷剂量判定运行相关条件的关系式进行设定。
(步骤S13:制冷剂量是否合适的判定)
如上所述,当开始向制冷剂回路10内追加填充制冷剂时,制冷剂回路10内的制冷剂量逐渐增加。在此,当制冷剂连通配管6、7的容积未知时,无法将在制冷剂的追加填充后要填充到制冷剂回路10内的制冷剂量规定为制冷剂回路10整体的制冷剂量。不过,若只看室外单元2和室内单元4、5(即除了制冷剂连通配管6、7以外的制冷剂回路10),由于可通过试验和详细模拟来预知通常运行模式下的最佳的室外单元2的制冷剂量,因此,只要预先将该制冷剂量作为填充目标值Ms存储在控制部8的存储器内后进行制冷剂的追加填充,直到将室外单元2的制冷剂量Mo和室内单元4、5的制冷剂量Mr相加后的制冷剂量的值达到该填充目标值Ms为止即可,室外单元2的制冷剂量Mo和室内单元4、5的制冷剂量Mr可通过使用上述关系式并基于制冷剂自动填充运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量进行运算。即,步骤S13是通过对制冷剂自动填充运行中室外单元2的制冷剂量Mo和室内单元4、5的制冷剂量Mr相加后的制冷剂量的值是否达到填充目标值Ms进行判定,来判定通过制冷剂的追加填充被填充到制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适。
在步骤S13中,当室外单元2的制冷剂量Mo和室内单元4、5的制冷剂量Mr相加后的制冷剂量的值小于填充目标值Ms、制冷剂的追加填充未完成时,反复进行步骤S13的处理,直到达到填充目标值Ms。当室外单元2的制冷剂量Mo和室内单元4、5的制冷剂量Mr相加后的制冷剂量的值达到了填充目标值Ms时,制冷剂的追加填充完成,作为制冷剂自动填充运行处理的步骤S1完成。
在上述制冷剂量判定运行中,随着向制冷剂回路10内追加填充制冷剂的进行,主要会呈现出室外热交换器23出口处的过冷度Sco增大的倾向,从而出现室外热交换器23内的制冷剂量Mc增加、其它部分的制冷剂量大致保持一定的倾向,因此,不一定要将填充目标值Ms设定成与室外单元2和室内单元4、5对应的值,也可将填充目标值Ms设定成仅与室外单元2的制冷剂量Mo对应的值或设定成与室外热交换器23的制冷剂Mc对应的值后进行制冷剂的追加填充,直到达到填充目标值Ms为止。
这样,利用作为制冷剂量判定装置发挥作用的控制部8来进行步骤S13的处理,该控制部8对制冷剂自动填充运行的制冷剂量判定运行中制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适(即是否达到填充目标值Ms)进行判定。
(步骤S2:配管容积判定运行)
在上述步骤S1的制冷剂自动填充运行完成后,转移到步骤S2的配管容积判定运行。在配管容积判定运行中,由控制部8来进行图8所示的步骤S21~步骤S25的处理。在此,图8是配管容积判定运行的流程图。
(步骤S21、S22:液体制冷剂连通配管用的配管容积判定运行和容量的运算)
在步骤S21中,与上述制冷剂自动填充运行中步骤S11的制冷剂量判定运行一样,进行包括室内单元全部运行、冷凝压力控制、液体管道温度控制、过热度控制和蒸发压力控制在内的液体制冷剂连通配管6用的配管容积判定运行。在此,将液体管道温度控制中过冷却器25的靠主制冷剂回路侧的出口处的制冷剂的温度Tlp的液体管道温度目标值Tlps设为第一目标值Tlps1,将制冷剂量判定运行在该第一目标值Tlps1下稳定的状态设为第一状态(参照图9的包括虚线在内的线表示的制冷循环)。图9是表示液体制冷剂连通配管用的配管容积判定运行中空调装置1的制冷循环的焓-熵图。
另外,从液体管道温度控制中过冷却器25的靠主制冷剂回路侧的出口处的制冷剂的温度Tlp稳定在第一目标值Tlps1的第一状态起在其它的设备控制、即冷凝压力控制、过热度控制和蒸发压力控制的条件不变的情况下(即不变更过热度目标值SHrs和低压目标值Tes的情况下),将液体管道温度目标值Tlps变更稳定在与第一目标值Tlps1不同的第二目标值Tlps2作为第二状态(参照图9的实线表示的制冷循环)。在本实施形态中,第二目标值Tlps2是比第一目标值Tlps1高的温度。
这样,通过从稳定在第一状态的状态变更为第二状态,使液体制冷剂连通配管6内的制冷剂的密度变小,因此第二状态下的液体制冷剂连通配管部B3的制冷剂量Mlp与第一状态下的制冷剂量相比减少。从该液体制冷剂连通配管部B3减少的制冷剂朝制冷剂回路10的其它部分移动。更具体而言,如上所述,由于液体管道温度控制以外的其它的设备控制的条件不变,因此高压气体管部E的制冷剂量Mog1、低压气体管部H的制冷剂量Mog2和气体制冷剂连通配管部G的制冷剂量Mgp大致保持一定,从液体制冷剂连通配管部B3减少的制冷剂会朝冷凝器部A、高温液体管部B1、低温液体管部B2、室内单元F和旁通回路部I移动。即,冷凝器部A的制冷剂量Mc、高温液体管部B1的制冷剂量Mol1、低温液体管部B2的制冷剂量Mol2、室内单元F的制冷剂量Mr和旁通回路部I的制冷剂量Mob增加与从液体制冷剂连通配管部B3减少的制冷剂相应的量。
上述控制由作为配管容积判定运行控制装置发挥作用的控制部8(更具体而言是室内侧控制部47、57、室外侧控制部37以及将控制部37、47、57彼此连接的传输线8a)作为步骤S21的处理进行,该控制部8进行用于运算液体制冷剂连通配管6的容积Mlp的配管容积判定运行。
接着,在步骤S22中,通过从第一状态向第二状态变更,利用制冷剂从液体制冷剂连通配管部B3减少而朝制冷剂回路10的其它部分移动的现象,来运算出液体制冷剂连通配管6的容积Vlp。
首先,对为了运算液体制冷剂连通配管6的容积Vlp而使用的运算式进行说明。若通过上述配管容积判定运行将从该液体制冷剂连通配管部B3减少而朝制冷剂回路10的其它部分移动的制冷剂量设为制冷剂增减量ΔMlp,将第一和第二状态之间的各部分的制冷剂的增减量设为ΔMc、ΔMol1、ΔMol2、ΔMr和ΔMob(在此,制冷剂量Mog1、制冷剂量Mog2和制冷剂量Mgp因大致保持一定而省略),则制冷剂增减量ΔMlp例如可由以下函数式进行运算:
ΔMlp=-(ΔMc+ΔMol1+ΔMol2+ΔMr+ΔMob)
另外,通过将该ΔMlp的值除以液体制冷剂连通配管6内的第一和第二状态之间的制冷剂的密度变化量Δρlp,可以运算出液体制冷剂连通配管6的容积Vlp。虽然对于制冷剂增减量ΔMlp的运算结果几乎没有影响,但也可在上述函数式中包含制冷剂量Mog1和制冷剂量Mog2。
Vlp=ΔMlp/Δρlp
ΔMc、ΔMol1、ΔMol2、ΔMr和ΔMob可通过使用上述制冷剂回路10各部分的相关关系式运算出第一状态下的制冷剂量和第二状态下的制冷剂量后从第二状态下的制冷剂量中减去第一状态下的制冷剂量而得到,密度变化量Δρlp可通过运算出第一状态下过冷却器25出口处的制冷剂密度和第二状态下过冷却器25出口处的制冷剂密度后从第二状态下的制冷剂密度中减去第一状态下的制冷剂密度而得到。
使用如上所述的运算式,可基于第一和第二状态下在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算出液体制冷剂连通配管6的容积Vlp。在此,在运算ΔMr时,需要运算各室内单元4、5内的制冷剂量Mr,此时,与制冷剂自动填充运行中步骤S12的制冷剂量运算一样,也要进行步骤S17的获取室内单元4、5的信息的处理以及步骤S18的设定制冷剂量的关系式的处理。
在本实施形态中,要进行状态变更以使第二状态下的第二目标值Tlps2成为比第一状态下的第一目标值Tlps1高的温度,并使液体制冷剂连通配管部B2的制冷剂朝其它部分移动而使其它部分的制冷剂量增加,从而基于该增加量来运算液体制冷剂连通配管6的容积Vlp,但也可以进行状态变更,以使第二状态下的第二目标值Tlps2成为比第一状态下的第一目标值Tlps1低的温度,且使制冷剂从其它部分朝液体制冷剂连通配管部B3移动而使其它部分的制冷剂量减少,从而基于该减少量来运算液体制冷剂连通配管6的容积Vlp。
这样,由作为液体制冷剂连通配管用的配管容积运算装置发挥作用的控制部8来进行步骤S22的处理,该控制部8基于液体制冷剂连通配管6用的配管容积判定运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算液体制冷剂连通配管6的容积Vlp。
(步骤S23、S24:气体制冷剂连通配管用的配管容积判定运行和容积的运算)
在上述步骤S21和步骤S22完成后,在步骤S23中进行包括室内单元全部运行、冷凝压力控制、液体管道温度控制、过热度控制和蒸发压力控制在内的气体制冷剂连通配管7用的配管容积判定运行。在此,将蒸发压力控制中压缩机21的吸入压力Ps的低压目标值Pes设为第一目标值Pes1,将制冷剂量判定运行在该第一目标值Pes1下稳定的状态设为第一状态(参照图10的包括虚线在内的线表示的制冷循环)。图10是表示气体制冷剂连通配管用的配管容积判定运行中空调装置1的制冷循环的焓-熵图。
另外,从蒸发压力控制中压缩机21的吸入压力Ps的低压目标值Pes稳定在第一目标值Pes1的第一状态起,在其它的设备控制、即液体管道温度控制、冷凝压力控制和过热度控制的条件不变的情况下(即不变更液体管道温度目标值Tlps和过热度目标值SHrs的情况下),将低压目标值Pes变更稳定在与第一目标值Pes1不同的第二目标值Pes2作为第二状态(参照仅由图10的实线表示的制冷循环)。在本实施形态中,第二目标值Pes2是比第一目标值Pes1低的压力。
这样,通过从稳定在第一状态的状态变更为第二状态,气体制冷剂连通配管7内的制冷剂的密度变小,因此第二状态下的气体制冷剂连通配管部G的制冷剂量Mgp与第一状态下的制冷剂量相比减少。从该气体制冷剂连通配管部G减少的制冷剂朝制冷剂回路10的其它部分移动。更具体而言,如上所述,由于蒸发压力控制以外的其它的设备控制的条件不变,因此高压气体管部E的制冷剂量Mog1、高温液体管部B1的制冷剂量Mol1、低温液体管部B2的制冷剂量Mol2和液体制冷剂连通配管部B3的制冷剂量Mlp大致保持一定,从气体制冷剂连通配管部G的减少的制冷剂会朝低压气体管部H、冷凝器部A、室内单元F和旁通回路部I移动。即,低压气体管部H的制冷剂量Mog2、冷凝器部A的制冷剂量Mc、室内单元F的制冷剂量Mr和旁通回路部I的制冷剂量Mob增加与从气体制冷剂连通配管部G减少的制冷剂相应的量。
上述控制由作为配管容积判定运行控制装置发挥作用的控制部8(更具体而言是室内侧控制部47、57、室外侧控制部37以及将控制部37、47、57彼此连接的传输线8a)作为步骤S23的处理进行,该控制部8进行用于运算气体制冷剂连通配管7的容积Vgp的配管容积判定运行。
接着,在步骤S24中,通过从第一状态向第二状态变更,利用制冷剂从气体制冷剂连通配管部G减少而朝制冷剂回路10的其它部分移动的现象来运算出气体制冷剂连通配管7的容积Vgp。
首先,对为了运算气体制冷剂连通配管7的容积Vgp而使用的运算式进行说明。若将上述配管容积判定运行中从该气体制冷剂连通配管部G减少而朝制冷剂回路10的其它部分移动的制冷剂量设为制冷剂增减量ΔMgp,将第一和第二状态之间的各部分的制冷剂的增减量设为ΔMc、ΔMol2、ΔMr和ΔMob(在此,制冷剂量Mog1、制冷剂量Mol1、制冷剂量Mol2和制冷剂量Mlp大致保持一定,故而省略),则制冷剂增减量ΔMgp例如可由
ΔMgp=-(ΔMc+ΔMog2+ΔMr+ΔMob)
的函数式进行运算。另外,通过将该ΔMgp的值除以气体制冷剂连通配管7内的第一和第二状态之间的制冷剂的密度变化量Δρgp,可以运算出气体制冷剂连通配管7的容积Vgp。虽然对于制冷剂增减量ΔMgp的运算结果几乎没有影响,但也可在上述函数式中包含制冷剂量Mog1、制冷剂量Mol1和制冷剂量Mol2。
Vgp=ΔMgp/Δρgp
ΔMc、ΔMog2、ΔMr和ΔMob可通过使用上述制冷剂回路10各部分的相关关系式运算出第一状态下的制冷剂量和第二状态下的制冷剂量后从第二状态下的制冷剂量中减去第一状态下的制冷剂量而得到,密度变化量Δρgp可通过运算出第一状态下压缩机21吸入侧的制冷剂密度ρs和室内热交换器42、52出口处的制冷剂密度ρeo的平均密度后从第二状态下的平均密度中减去第一状态下的平均密度而得到。
使用如上所述的运算式,可基于第一和第二状态下在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算出气体制冷剂连通配管7的容积Vgp。在此,在运算ΔMr时,需要运算各室内单元4、5内的制冷剂量Mr,此时,与制冷剂自动填充运行中步骤S12的制冷剂量运算一样,也要进行步骤S17的获取室内单元4、5的信息的处理以及步骤S18的设定制冷剂量的关系式的处理。
在本实施形态中,进行状态变更,以使第二状态下的第二目标值Pes2成为比第一状态下的第一目标值Pes1低的压力,使气体制冷剂连通配管部G的制冷剂朝其它部分移动而使其它部分的制冷剂量增加,从而基于该增加量来运算气体制冷剂连通配管7的容积Vgp,但也可以进行状态变更,以使第二状态下的第二目标值Pes2成为比第一状态下的第一目标值Pes1高的压力,使制冷剂从其它部分朝气体制冷剂连通配管部G移动而使其它部分的制冷剂量减少,从而基于该减少量来运算气体制冷剂连通配管7的容积Vgp。
这样,由作为气体制冷剂连通配管用的配管容积运算装置发挥作用的控制部8来进行步骤S24的处理,该控制部8基于气体制冷剂连通配管7用的配管容积判定运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算出气体制冷剂连通配管7的容积Vgp。
(步骤S25:配管容积判定运行结果的准确性判定)
在上述步骤S21~步骤S24完成后,在步骤S25中对配管容积判定运行的结果是否准确、即由配管容积运算装置运算出的制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp是否准确进行判定。
具体而言,如下面的不等式所示,对根据运算得到的液体制冷剂连通配管6的容积Vlp与气体制冷剂连通配管7的容积Vgp之比是否处在规定的数值范围内进行判定。
ε1<Vlp/Vgp<ε2
其中,ε1和ε2是可以根据热源单元与利用单元之间的可能组合的配管容积比的最小值和最大值而变化的值。
若容积比Vlp/Vgp满足上述数值范围,则配管容积判定运行的步骤S2的处理完成,若容积比Vlp/Vgp不满足上述数值范围,则再次进行步骤S21~步骤S24的配管容积判定运行和容积的运算处理。
这样,由作为准确性判定装置发挥作用的控制部8来进行步骤S25的处理,该控制部8对上述配管容积判定运行的结果是否准确、即由配管容积运算装置运算出的制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp是否准确进行判定。
在本实施形态中,是先进行液体制冷剂连通配管6用的配管容积判定运行(步骤S21、S22),后进行气体制冷剂连通配管7用的配管容积判定运行(步骤S23、S24),但也可先进行气体制冷剂连通配管7用的配管容积判定运行。
在上述步骤S25中,在步骤S21~S24的配管容积判定运行的结果被多次判定为不准确时、或是想要更简单地进行制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp的判定时,图8中虽未图示,但例如也可以如下进行,即在步骤S25中,在步骤S21~S24的配管容积判定运行的结果被判定为不准确后,即转移到如下处理:基于制冷剂连通配管6、7的压力损失来推测制冷剂连通配管6、7的配管长度并基于该推测出的配管长度和平均容积比来运算制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp,从而得到制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp。
在本实施形态中说明了在没有制冷剂连通配管6、7的长度和管径等信息、制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp未知的前提下通过运行配管容积判定运行来运算制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp的情况,但在配管容积运算装置具有可通过输入制冷剂连通配管6、7的长度和管径等信息来运算制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp的功能时,也可同时使用该功能。
在不运用通过使用上述配管容积判定运行及其运行结果来运算制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp的功能、而仅运用通过输入制冷剂连通配管6、7的长度和管径等信息来运算制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp的功能时,也可使用上述准确性判定装置(步骤S25)对输入的制冷剂连通配管6、7的长度和管径等信息是否准确进行判定。
(步骤S3:初始制冷剂量检测运行)
在上述步骤S2的配管容积判定运行完成后,转移到步骤S3的初始制冷剂量检测运行。在初始制冷剂量检测运行中,由控制部8来进行图11所示的步骤S31和步骤S32的处理。在此,图11是初始制冷剂量检测运行的流程图。
(步骤S31:制冷剂量判定运行)
在步骤S31中,与上述制冷剂自动填充运行的步骤S11的制冷剂量判定运行一样,进行包括室内单元全部运行、冷凝压力控制、液体管道温度控制、过热度控制和蒸发压力控制在内的制冷剂量判定运行。在此,液体管道温度控制中的液体管道温度目标值Tlps、过热度控制中的过热度目标值SHrs和蒸发压力控制中的低压目标值Pes原则上使用与制冷剂自动填充运行的步骤S11的制冷剂量判定运行中的目标值相同的值。另外,与制冷剂自动填充运行中步骤S11的制冷剂量判定运行一样,要进行步骤S14的获取室内单元4、5的信息的处理以及步骤S15的设定各种控制目标值的处理。
这样,由作为制冷剂量判定运行控制装置发挥作用的控制部8来进行步骤S31的处理,该控制部8进行包括室内单元全部运行、冷凝压力控制、液体管道温度控制、过热度控制和蒸发压力控制在内的制冷剂量判定运行。
(步骤S32:制冷剂量的运算)
利用一边进行上述制冷剂量判定运行一边作为制冷剂量运算装置发挥作用的控制部8,基于步骤S32的初始制冷剂量判定运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算制冷剂回路10内的制冷剂量。制冷剂回路10内的制冷剂量的运算使用上述制冷剂回路10各部分的制冷剂量与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式来进行运算,此时,由于在空调装置1的构成设备的设置后未知的制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp通过上述配管容积判定运行进行了运算而已知,因此通过将这些制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp乘上制冷剂密度来运算制冷剂连通配管6、7内的制冷剂量Mlp、Mgp并加上它各部分的制冷剂量,可检测出制冷剂回路10整体的初始制冷剂量。在此,在运算初始制冷剂量时,需要运算各室内单元4、5内的制冷剂量Mr,此时,与制冷剂自动填充运行中步骤S12的制冷剂量运算一样,也要进行步骤S17的获取室内单元4、5的信息的处理以及步骤S18的设定制冷剂量的关系式的处理。由于该初始制冷剂量在下述的制冷剂泄漏检测运行中作为构成判定有无从制冷剂回路10泄漏的基准的制冷剂回路10整体的基准制冷剂量Mi使用,因此将其作为运行状态量之一而存储在作为状态量储存装置的控制部8的存储器内。
这样,由作为制冷剂量运算装置发挥作用的控制部8来进行步骤S32的处理,该控制部8基于初始制冷剂量检测运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算制冷剂回路10各部分的制冷剂量。
<制冷剂泄漏检测运行模式>
下面用图1、图2、图5和图12来说明制冷剂泄漏检测运行模式。在此,图12是制冷剂泄漏检测运行模式的流程图。
在本实施形态中,以定期(例如休息日和深夜等不必进行空气调节的时间段等)检测制冷剂是否意外地从制冷剂回路10泄漏到外部的情况为例进行说明。
(步骤S41:制冷剂量判定运行)
首先,在上述制冷运行和供暖运行那样的通常运行模式下运行了一定时间(例如每半年~一年等)后,自动或手动地从通常运行模式切换成制冷剂泄漏检测运行模式,与初始制冷剂量检测运行的制冷剂量判定运行一样地进行包括室内单元全部运行、冷凝压力控制、液体管道温度控制、过热度控制和蒸发压力控制在内的制冷剂量判定运行。在此,液体管道温度控制中的液体管道温度目标值Tlps、过热度控制中的过热度目标值SHrs和蒸发压力控制中的低压目标值Pes原则上使用与初始制冷剂量检测运行中制冷剂量判定运行的步骤S32中的目标值相同的值。另外,与制冷剂自动填充运行中步骤S11的制冷剂量判定运行一样,要进行步骤S14的获取室内单元4、5的信息的处理以及步骤S15的设定各种控制目标值的处理。
该制冷剂量判定运行在每次进行制冷剂泄漏检测运行时进行,例如即使在因冷凝压力Pc不同或发生制冷剂泄漏那样的运行条件差异而导致室外热交换器23出口处的制冷剂温度Tco变动时,也可通过液体管道温度控制使液体制冷剂连通配管6内的制冷剂的温度Tlp以相同液体管道温度目标值Tlps保持一定。
这样,由作为制冷剂量判定运行控制装置发挥作用的控制部8来进行步骤S41的处理,该控制部8进行包括室内单元全部运行、冷凝压力控制、液体管道温度控制、过热度控制和蒸发压力控制在内的制冷剂量判定运行。
(步骤S42:制冷剂量的运算)
接着,利用一边进行上述制冷剂量判定运行一边作为制冷剂量运算装置发挥作用的控制部8基于步骤S42的初始制冷剂量判定运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算制冷剂回路10内的制冷剂量。制冷剂回路10内的制冷剂量的运算使用上述制冷剂回路10各部分的制冷剂量与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式来进行运算,此时,与初始制冷剂量判定运行一样,由于在空调装置1的构成设备的设置后未知的制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp通过上述配管容积判定运行进行了运算而成为已知,因此通过将这些制冷剂连通配管6、7的容积Vlp、Vgp乘上制冷剂密度来运算制冷剂连通配管6、7内的制冷剂量Mlp、Mgp,并加上其它各部分的制冷剂量,可运算出制冷剂回路10整体的制冷剂量M。在此,在运算初始制冷剂量时,需要运算各室内单元4、5内的制冷剂量Mr,此时,与制冷剂自动填充运行中步骤S12的制冷剂量运算一样,也要进行步骤S17的获取室内单元4、5的信息的处理以及步骤S18的设定制冷剂量的关系式的处理。
在此,如上所述,由于通过液体管道温度控制使液体制冷剂连通配管6内的制冷剂的温度Tlp在液体管道温度目标值Tlps下保持一定,因此,不管制冷剂泄漏检测运行的运行条件是否不同,即使是在热交换器23出口处的制冷剂温度Tco变动时,液体制冷剂连通配管部B3的制冷剂量Mlp也会保持一定。
这样,由作为制冷剂量运算装置发挥作用的控制部8来进行步骤S42的处理,该控制部8基于制冷剂泄漏检测运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算制冷剂回路10各部分的制冷剂量。
(步骤S43、S44:制冷剂量是否合适的判定、警报显示)
制冷剂一旦从制冷剂回路10泄漏到外部,制冷剂回路10内的制冷剂量便会减少。若制冷剂回路10内的制冷剂量减少,则主要会呈现出室外热交换器23出口处的过冷度SCo变小的倾向,相应地出现室外热交换器23内的制冷剂量Mc减少、其它部分的制冷剂量大致保持一定的倾向。因此,上述步骤S42中运算出的制冷剂回路10整体的制冷剂量M在制冷剂回路10发生制冷剂泄漏时小于在初始制冷剂量检测运行中检测出的基准制冷剂量Mi,在制冷剂回路10未发生制冷剂泄漏时与基准制冷剂量Mi大致相同。
根据上述内容在步骤S43中对制冷剂有无泄漏进行判定。在步骤S43中,当判定为制冷剂回路10未发生制冷剂泄漏时,结束制冷剂泄漏检测运行模式。
另一方面,在步骤S43中,当判定为制冷剂回路10发生制冷剂泄漏时,转移到步骤S44的处理,在警报显示部9中显示报知检测到制冷剂泄漏的警报,之后结束制冷剂泄漏检测运行模式。
这样,由作为制冷剂泄漏检测装置发挥作用的控制部8来进行步骤S42~S44的处理,该控制部8在制冷剂泄漏检测运行模式下一边进行制冷剂量判定运行一边对制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适进行判定,从而检测有无制冷剂泄漏。
如上所述,在本实施形态的空调装置1中,控制部8作为制冷剂量判定运行装置、制冷剂量运算装置、制冷剂量判定装置、配管容积判定运行装置、配管容积运算装置、准确性判定装置、信息获取装置、条件设定装置和状态量储存装置发挥作用,从而构成用于对被填充到制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适进行判定的制冷剂量判定系统。
(3)空调装置的特征
本实施形态的空调装置1具有如下特征。
(A)在本实施形态的空调装置1中,在通过传输线8a获取与作为热源单元的室外单元2连接的、作为利用单元的室内单元4、5的信息后,根据这些室内单元4、5的信息来设定制冷剂量判定运行的相关条件,因此,可根据室内单元4、5的连接条件来进行合适的制冷剂量判定运行和制冷剂回路内的制冷剂量是否合适的判定。由此,在该空调装置1中,可减少输入室内单元4、5信息的麻烦,并可高精度地判定制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适。
(B)在本实施形态的空调装置1中采用了如下方法:使用制冷剂回路10的制冷剂量与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式、基于制冷剂量判定运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算制冷剂回路10内的制冷剂量,并使用运算出的制冷剂量来判定制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适。但是,在该空调装置1中,由于以在室外单元2上连接各种室内单元4、5为前提,因此,在通过该方法来判定制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适时,若想要能够高精度地判定制冷剂量是否合适,则最好根据室内单元4、5的机型来设定关系式。因此,在该空调装置1中,可根据室内单元4、5的机型信息来设定关系式(具体而言是与室内单元部F的制冷剂量Mr相关的关系式)。由此,在该空调装置1中,可根据与室外单元2连接的室内单元4、5的机型,使用合适的制冷剂回路10的制冷剂量与在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量之间的关系式来判定制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适。
另外,在本实施形态中,由于运算制冷剂量用的关系式被分割成室内单元4、5和室内单元4、5以外的部分来进行准备,因此,在根据室内单元4、5的机型来设定与制冷剂回路10整体的制冷剂量相关的关系式时,只需变更与室内单元4.5的制冷剂量相关的关系式即可。由此,与制冷剂回路10整体的制冷剂量相关的关系式可对应于多种室内单元4、5的机型,运算处理也可顺利地进行。
(C)在本实施形态的空调装置1中以在室外单元2上连接各种室内单元4、5为前提。因此,在判定制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适时,若想要能够高精度地判定制冷剂量是否合适,则最好根据与室外单元2连接的室内单元4、5的总容量来设定制冷剂量判定运行(具体而言是制冷剂自动填充运行、初始制冷剂量检测运行和制冷剂泄漏检测运行中的制冷剂量判定运行)中构成设备的控制目标值。因此,在该空调装置1中,可根据室内单元4、5的容量信息来设定制冷剂量判定运行中的构成设备的控制目标值(具体而言是低压目标值Pes、过热度目标值SHrs和风量目标值Wrs)。由此,在该空调装置1中,可根据与室外单元2连接的室内单元4、5的容量,通过使用合适的控制目标值来进行制冷剂量判定运行。
(D)在本实施形态的空调装置1中,是将制冷剂回路10分割成多个部分后设定各部分的制冷剂量与运行状态量之间的关系式,因此,与进行以往那种制冷循环特性的模拟时相比,可抑制运算负荷,并可在运算各部分的制冷剂量时将重要的运行状态量作为关系式的变量选择性地代入,从而也可提高各部分的制冷剂量的运算精度,其结果是,可高精度地判定制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适。
例如,作为制冷剂量运算装置的控制部8可使用关系式并基于向制冷剂回路10内填充制冷剂的制冷剂自动填充运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量迅速地运算各部分的制冷剂量。另外,作为制冷剂量判定装置的控制部8可使用运算出的各部分的制冷剂量来高精度地判定制冷剂回路10内的制冷剂量(具体而言是将室外单元2内的制冷剂量Mo和室内单元4、5内的制冷剂量Mr相加后的值)是否达到了填充目标值Ms。
控制部8通过使用关系式并基于初始制冷剂量检测运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来运算各部分的制冷剂量,可迅速地运算作为基准制冷剂量Mi的初始制冷剂量,所述初始制冷剂量检测运行对设置了构成设备后或向制冷剂回路10内填充了制冷剂后的初始制冷剂量进行检测。另外,还可高精度地检测初始制冷剂量。
控制部8可使用关系式并基于对有无制冷剂从制冷剂回路10泄漏进行判定的制冷剂泄漏检测运行中在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来迅速地运算各部分的制冷剂量。另外,控制部8通过对运算出的各部分的制冷剂量和构成判定有无制冷剂泄漏的基准的基准制冷剂量Mi进行比较,可高精度地判定有无制冷剂从制冷剂回路10泄漏。
(E)在本实施形态的空调装置1中,设置有作为温度调节机构的过冷却器25,该过冷却器25可对从作为冷凝器的室外热交换器23送往作为膨胀机构的室内膨胀阀41、51的制冷剂的温度进行调节,在制冷剂量判定运行时以使从过冷却器25送往作为膨胀机构的室内膨胀阀41、51的制冷剂的温度Tlp成为一定的形态进行过冷却器25的能力控制,从而使从过冷却器25至室内膨胀阀41、51的制冷剂配管内的制冷剂的密度ρlp不变化,因此,即使作为冷凝器的室外热交换器23出口处的制冷剂的温度Tco在每次进行制冷剂量判定运行时不同,这种制冷剂的温度差异的影响也只限于从室外热交换器23的出口至过冷却器25的制冷剂配管,在制冷剂量判定时,可减小因室外热交换器23出口处的制冷剂的温度Tco的差异(即制冷剂的密度差异)而引起的判定误差。
特别是如本实施形态,当作为热源单元的室外单元2和作为利用单元的室内单元4、5通过液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7连接时,将室外单元2和室内单元4、5彼此连接的制冷剂连通配管6、7的长度和管径等因设置场所等条件而不同,因此,在制冷剂连通配管6、7的容积大时,室外热交换器23出口处的制冷剂的温度Tco的差异会导致构成从室外热交换器23的出口至室内膨胀阀41、51的制冷剂配管的大部分的液体制冷剂连通配管6内的制冷剂的温度差异,存在判定误差增大的倾向,但如上所述,由于设置了过冷却器25,并在制冷剂量判定运行时以使液体制冷剂连通配管6内的制冷剂的温度Tlp成为一定的形态进行过冷却器25的能力控制,使从过冷却器25至室内膨胀阀41、51的制冷剂配管内的制冷剂的密度ρlp不变化,因此,在冷剂量判定时,可减小因室外热交换器23出口处的制冷剂的温度Tco的制冷剂的温度差异(即制冷剂的密度差异)而引起的判定误差。
例如,在向制冷剂回路10内填充制冷剂的制冷剂自动填充运行时,可高精度地判定制冷剂回路10内的制冷剂量是否达到填充目标值Mi。在对设置了构成设备后或向制冷剂回路10内填充了制冷剂后的初始制冷剂量进行检测的初始制冷剂量检测运行时,可高精度地检测初始制冷剂量。在判定有无制冷剂从制冷剂回路10泄漏的制冷剂泄漏检测运行时,可高精度地判定制有无制冷剂从冷剂回路10泄漏。
在本实施形态的空调装置1中,在制冷剂量判定运行时,以使从作为蒸发器的室内热交换器42、52送往压缩机21的制冷剂的压力(例如吸入压力Ps和蒸发压力Pe)或与压力等价的运行状态量(例如蒸发温度Te等)成为一定的形态进行构成设备的控制,使从室内热交换器42、52送往压缩机21的制冷剂的密度ρgp不变化,因此,在制冷剂量判定时,可减小因室内热交换器42、52出口处的制冷剂的压力或与压力等价的运行状态量的差异(即制冷剂的密度差异)而引起的判定误差。
(F)在本实施形态的空调装置1中,进行配管容积判定运行,在该运行中形成使在制冷剂连通配管6、7内流动的制冷剂的密度不同的两种状态,且基于制冷剂连通配管6、7以外的部分的制冷剂量来运算这两种状态之间的制冷剂的增减量,将制冷剂的增减量除以第一和第二状态之间的制冷剂连通配管6、7内的制冷剂的密度变化量,由此来运算制冷剂连通配管6、7的容积,因此,即使是在设置了构成设备后制冷剂连通配管6、7的容积未知的场合,也可检测出制冷剂连通配管6、7的容积。由此,可减少输入制冷剂连通配管6、7信息的麻烦,并可得到制冷剂连通配管6、7的容积。
在该空调装置1中,可使用由配管容积运算装置运算出的制冷剂连通配管6、7的容积和在制冷剂回路10内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来判定制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适,因此,即使是在设置了构成设备后制冷剂连通配管6、7的容积未知的场合,也可高精度地判定制冷剂回路10内的制冷剂量是否合适。
例如,即使是在设置了构成设备后制冷剂连通配管6、7的容积未知的场合,也可使用由配管容积运算装置运算出的制冷剂连通配管6、7的容积来运算初始制冷剂量判定运行中在制冷剂回路10内的制冷剂量。另外,即使是在设置了构成设备后制冷剂连通配管6、7的容积未知的场合,也可使用由配管容积运算装置运算出的制冷剂连通配管6、7的容积来运算制冷剂泄漏检测运行中在制冷剂回路10内的制冷剂量。由此,可减少输入制冷剂连通配管信息的麻烦,并可对为了检测有无制冷剂从制冷剂回路10泄漏所需的初始制冷剂量进行检测,可高精度地判定有无制冷剂从制冷剂回路10泄漏。
(G)在本实施形态的空调装置1中,基于液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7的信息(例如配管容积判定运行的运行结果和由操作者等输入的制冷剂连通配管6、7的长度和管径等信息)来运算液体制冷剂连通配管6的容积Vlp和气体制冷剂连通配管7的容积Vgp,并基于运算得出的液体制冷剂连通配管6的容积Vlp和气体制冷剂连通配管7的容积Vgp的运算结果来判定运算中使用的液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7的信息是否准确,因此,在判断为准确时,可得到准确的液体制冷剂连通配管6的容积Vlp和气体制冷剂连通配管7的容积Vgp,在判断为不准确时,可重新输入合适的液体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7的信息并采取再次进行配管容积判定运行等应对措施。另外,该判定方法并不对运算得出的液体制冷剂连通配管6的容积Vlp和气体制冷剂连通配管7的容积Vgp分别进行检查,而是根据液体制冷剂连通配管6的容积Vlp和气体制冷剂连通配管7的容积Vgp是否满足规定的关系进行判定,因此,可实现兼顾了液体制冷剂连通配管6的容积Vlp和气体制冷剂连通配管7的容积Vgp的相对关系的合适判定。
(4)其它实施形态
上面参照附图对本发明的实施形态进行了说明,但具体结构并不局限于上述实施形态,可在不脱离发明主旨的范围内进行变更。
例如,在上述实施形态中对将本发明应用于可冷暖切换的空调装置的例子进行了说明,但并不局限于此,也可将本发明应用于制冷专用的空调装置等其它空调装置。另外,在上述实施形态中对将本发明应用于具有一个室外单元的空调装置的例子进行了说明,但并不局限于此,也可将本发明应用于具有多个室外单元的空调装置。
工业上的可利用性
采用本发明,可减少在分体式空调装置运行之前输入室内单元信息的麻烦,并可高精度地判定制冷剂回路内的制冷剂量是否合适。
Claims (5)
1.一种空调装置(1),其特征在于,包括:
制冷剂回路(10),该制冷剂回路(10)由热源单元(2)和利用单元(4、5)连接而成;
传输线(8a),该传输线(8a)在所述热源单元与所述利用单元之间进行信号交换;
信息获取装置,该信息获取装置通过所述传输线来获取与所述热源单元连接的所述利用单元的信息;
运行控制装置,该运行控制装置可以进行制冷剂量判定运行;
制冷剂量判定装置,该制冷剂量判定装置使用所述制冷剂量判定运行中在所述制冷剂回路内流动的制冷剂或构成设备的运行状态量来判定所述制冷剂回路内的制冷剂量是否合适;以及
条件设定装置,该条件设定装置根据所述信息获取装置获取的所述利用单元的信息来设定所述制冷剂量判定运行的相关条件。
2.如权利要求1所述的空调装置(1),其特征在于,所述条件设定装置根据所述利用单元(4、5)的容量来设定作为所述制冷剂量判定运行的相关条件的、所述制冷剂量判定运行中的构成设备的控制目标值。
3.如权利要求2所述的空调装置(1),其特征在于,
所述热源单元(2)具有压缩机(21)和热源侧热交换器(23),
所述利用单元(4、5)具有膨胀机构(41、51)和利用侧热交换器(42、52),
所述制冷剂回路(10)由所述压缩机、所述热源侧热交换器、所述膨胀机构和所述利用侧热交换器连接而成,
所述运行控制装置在所述制冷剂量判定运行中使所述利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用,并对构成设备进行控制,以使从所述利用侧热交换器送往所述压缩机的制冷剂的压力或与所述压力等价的运行状态量稳定在作为所述控制目标值的低压目标值。
4.如权利要求2所述的空调装置(1),其特征在于,
所述热源单元(2)具有压缩机(21)和热源侧热交换器(23),
所述利用单元(4、5)具有膨胀机构(41、51)和利用侧热交换器(42、52),
所述制冷剂回路(10)由所述压缩机、所述热源侧热交换器、所述膨胀机构和所述利用侧热交换器连接而成,
所述运行控制装置在所述制冷剂量判定运行中使所述利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用,并对构成设备进行控制,以使从所述利用侧热交换器送往所述压缩机的制冷剂的过热度稳定在作为所述控制目标值的过热度目标值。
5.如权利要求2所述的空调装置(1),其特征在于,
所述热源单元(2)具有压缩机(21)和热源侧热交换器(23),
所述利用单元(4、5)具有膨胀机构(41、51)、利用侧热交换器(42、52)和向所述利用侧热交换器供给空气的送风风扇(43、53),
所述制冷剂回路(10)由所述压缩机、所述热源侧热交换器、所述膨胀机构和所述利用侧热交换器连接而成,
所述运行控制装置在所述制冷剂量判定运行中使所述利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用,并通过控制使所述送风风扇的风量稳定在作为所述控制目标值的风量目标值。
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