CN107532835B - 制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

制冷循环装置具备：制冷剂回路，所述制冷剂回路包括冷凝器；多个温度传感器，所述多个温度传感器检测冷凝器的制冷剂温度，且在冷凝器中排列配置在制冷剂流动的方向上；存储部，所述存储部存储多个温度传感器的位置信息；以及制冷剂量运算部，所述制冷剂量运算部基于多个温度传感器的位置信息、多个温度传感器的检测温度及制冷剂的饱和液体温度来运算冷凝器的制冷剂量。

Description

制冷循环装置

技术领域

本发明涉及制冷循环装置，详细而言，涉及具备运算制冷剂回路的制冷剂量的功能的制冷循环装置。

背景技术

在以往的制冷循环装置中，在配管等连接部位存在紧固不充分的状态下，当使用时间为长期间时，有时会从配管等的紧固的间隙一点一点地产生制冷剂泄漏。另外，有时会由于配管的损伤等而突发地产生制冷剂泄漏。这样的制冷剂泄漏会成为造成空气调节能力下降或构成设备损伤的原因。另外，当在制冷剂回路中过量地填充制冷剂时，在压缩机中进行液体制冷剂的长时间压送，会导致故障。

因此，从提高质量性及维护性的方面来看，期望具备运算在制冷剂回路中填充的制冷剂量并判定制冷剂量的过量和不足的功能。因此，在专利文献1中提出了如下方法：通过测定制冷剂回路的多个位置处的运转状态量，根据测定的运转状态量运算制冷剂量，并与适当制冷剂量进行比较，从而判定制冷剂量的过量和不足。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4975052号公报

发明内容

发明要解决的课题

为了提高制冷剂量的运算精度，需要提高制冷剂存在量多的冷凝器中的制冷剂量的推定精度。在这里，在由专利文献1提出的方法中，根据热交换量间接地求出热交换器中的液相、气液两相及气相的容积比例，从而进行制冷剂量的运算。在该情况下，由于需要修正由实机的设置环境等导致的误差，所以使用系数或假定条件来进行运算。因此，这些会成为误差因素，从而难以在制冷剂量的运算中得到足够的精度。

本发明为解决上述课题而做出，其目的在于提供一种能够提高制冷剂量的运算精度的制冷循环装置。

用于解决课题的方案

本发明的制冷循环装置，具备：制冷剂回路，所述制冷剂回路包括冷凝器；多个温度传感器，所述多个温度传感器检测冷凝器的制冷剂温度，且在冷凝器中排列配置在制冷剂流动的方向上；存储部，所述存储部存储多个温度传感器的位置信息；以及制冷剂量运算部，所述制冷剂量运算部基于多个温度传感器的位置信息、多个温度传感器的检测温度及制冷剂的饱和液体温度来运算冷凝器的制冷剂量。

发明的效果

根据本发明的制冷循环装置，通过根据配置在冷凝器的制冷剂流动的方向上的多个温度传感器的检测温度及位置信息来运算制冷剂量，从而能够提高制冷剂量的运算精度而无需进行利用系数的误差修正等。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1中的制冷循环装置的制冷剂回路结构的图。

图2是示出本发明的实施方式1中的制冷循环装置的控制结构的图。

图3是示出本发明的实施方式1中的冷凝器的制冷剂温度的变化及温度传感器的配置的图。

图4是示出本发明的实施方式1中的容积比例运算处理的流程图。

图5是示出本发明的实施方式2中的冷凝器的制冷剂温度的变化及温度传感器的配置的图。

图6是非共沸混合制冷剂的情况下的p-h线图。

图7是示出本发明的实施方式3中的冷凝器的制冷剂温度的变化及温度传感器的配置的图。

图8是示出本发明的实施方式3中的容积比例运算处理的流程图。

图9是用于说明本发明的实施方式4中的压力损失修正的图。

图10是示出本发明的实施方式5中的冷凝器的制冷剂温度的变化及温度传感器的配置的图。

图11是示出本发明的实施方式5中的容积比例运算处理的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本发明中的制冷循环装置的实施方式。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1中的制冷循环装置100的制冷剂回路结构的图。本实施方式的制冷循环装置100通过进行蒸汽压缩式的制冷循环运转，从而用作用于室内制冷的空气调节装置。如图1所示，制冷循环装置100具备利用连接配管15连接压缩机11、冷凝器12、减压装置13及蒸发器14而构成的制冷剂回路。制冷循环装置100还具备控制制冷剂回路的控制装置20(图2)。

压缩机11例如由能够控制容量的变频压缩机等构成，吸入气体制冷剂，将其压缩为高温高压的状态并排出。冷凝器12例如是由传热管和多个翅片构成的交叉翅片式的翅片管型热交换器。冷凝器12使从压缩机11排出的高温高压的制冷剂与空气进行热交换而冷凝。减压装置13例如由膨胀阀或毛细管构成，将由冷凝器12冷凝的制冷剂减压而使其膨胀。与冷凝器12同样地，蒸发器14例如是由传热管和多个翅片构成的交叉翅片式的翅片管型热交换器。蒸发器14使利用减压装置13膨胀而成的制冷剂与空气进行热交换而蒸发。

在压缩机11的排出侧，设置有检测压缩机11的制冷剂的排出压力的排出压力传感器16。并且，在冷凝器12上设置有用于检测流经冷凝器12的制冷剂的温度的温度传感器1。温度传感器1包括配置在冷凝器12的出口的第一液相温度传感器1a、配置在第一液相温度传感器1a的上游的第二液相温度传感器1b、配置在冷凝器12的入口的第一气相温度传感器1c以及配置在第一气相温度传感器1c的下游的第二气相温度传感器1d。温度传感器1在冷凝器12中沿着制冷剂流动的方向排列配置。将由排出压力传感器16及温度传感器1检测出的信息向控制装置20输出。

图2是示出制冷循环装置100的控制结构的图。控制装置20控制制冷循环装置100的各部分，由微型计算机或DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等构成。控制装置20具有控制部21、存储部22及制冷剂量运算部23。控制部21及制冷剂量运算部23是通过执行程序而实现的功能块或ASIC(Application Specific IC：专用集成电路)等电子电路。控制部21实施压缩机11的转速及减压装置13的开度的控制等来对制冷循环装置100的整体的动作进行控制。存储部22由非易失性存储器等构成，并存储有用于控制部21的控制的各种程序及数据。存储部22例如存储有各部分的规格、与在制冷剂回路内流动的制冷剂的物性相关的信息及温度传感器1的位置信息等。制冷剂量运算部23基于从排出压力传感器16及温度传感器1输出的信息，运算制冷循环装置100的制冷剂回路内的制冷剂量。

接着，说明制冷循环装置100的动作。在制冷循环装置100中，低温低压的气体状态下的制冷剂由压缩机11压缩，成为高温高压的气体制冷剂并被排出。从压缩机11排出的高温高压的气体制冷剂流入冷凝器12。流入冷凝器12的高温高压的制冷剂向室外空气等散热，从而冷凝并成为高压的液体制冷剂。流出冷凝器12的高压的液体制冷剂流入减压装置13，膨胀并被减压，成为低温低压的气液两相制冷剂。从减压装置13流出的气液两相制冷剂流入蒸发器14。流入蒸发器14的气液两相制冷剂与空气或水进行热交换并蒸发，成为低温低压的气体制冷剂。从蒸发器14流出的气体制冷剂被吸入压缩机11并再次被压缩。

此外，作为能够用于制冷循环装置100的制冷剂，有单一制冷剂、近共沸混合制冷剂及非共沸混合制冷剂等。作为近共沸混合制冷剂，有作为HFC制冷剂的R410A、R404A等。该近共沸混合制冷剂除了与非共沸混合制冷剂同样的特性以外，还具有R22的约1.6倍的工作压力这样的特性。作为非共沸混合制冷剂，有作为HFC(氢氟烃)制冷剂的R407C、R1123+R32等。由于该非共沸混合制冷剂是沸点不同的制冷剂的混合物，所以具有液相制冷剂与气相制冷剂的组成比率不同这样的特性。

接着，说明制冷剂量运算部23中的制冷剂量的运算。如式(1)所示，制冷循环装置100中的制冷剂量Mr[kg]用各元件的内容积V[m³]与平均制冷剂密度ρ[kg/m³]之积的总和表示。

[数学式1]

M_r=ΣV×ρ...(1)

在这里，一般来说，大部分制冷剂存在于内容积V及平均制冷剂密度ρ高的冷凝器12。因此，在本实施方式中，说明制冷剂量运算部23中的冷凝器12的制冷剂量的运算。此外，在这里所说的平均制冷剂密度ρ高的元件是指压力高的元件或者供气液两相或液相的制冷剂通过的元件。冷凝器12的制冷剂量Mr,c[kg]用下式表示。

[数学式2]

M_r，c＝V_c×ρ_c···(2)

由于冷凝器12的内容积Vc[m³]是装置规格，所以是已知的。冷凝器12的平均制冷剂密度ρc[kg/m³]用下式表示。

[数学式3]

ρ_c＝R_cg×ρ_cg+R_cs×ρ_cs+R_cl×ρ_cl···(3)

在这里，Rcg[-]、Rcs[-]及Rcl[-]分别表示冷凝器12中的气相、气液两相及液相的容积比例，ρcg[kg/m³]、ρcs[kg/m³]及ρcl[kg/m³]分别表示气相、两相及液相的平均制冷剂密度。即，为了运算冷凝器12的平均制冷剂密度，需要运算各相的容积比例及平均制冷剂密度。

首先，说明各相的平均制冷剂密度的计算方法。冷凝器12中的气相平均制冷剂密度ρcg例如利用冷凝器12的入口密度ρd[kg/m³]与冷凝器12中的饱和蒸汽密度ρcsg[kg/m³]的平均值求出。

[数学式4]

冷凝器12的入口密度ρd能够根据冷凝器12的入口温度(第一气相温度传感器1c的检测温度)和压力(排出压力传感器16的检测压力)进行运算。另外，冷凝器12中的饱和蒸汽密度ρcsg能够根据冷凝压力(排出压力传感器16的检测压力)进行运算。另外，冷凝器12中的液相平均制冷剂密度ρcl例如根据冷凝器12的出口密度ρsco[kg/m³]与冷凝器12中的饱和液体密度ρcsl[kg/m³]的平均值求出。

[数学式5]

冷凝器12的出口密度ρsco能够根据冷凝器12的出口温度(第一液相温度传感器1a的检测温度)和压力(排出压力传感器16的检测压力)进行运算。另外，冷凝器12中的饱和液体密度ρcsl能够根据冷凝压力(排出压力传感器16的检测压力)进行运算。

当假定为在气液两相部中热通量一定时，冷凝器12中的两相平均制冷剂密度ρcs如下式表示。

[数学式6]

在这里，z[-]是制冷剂的干度，fcg[-]是冷凝器12中的孔隙率，用下式表示。

[数学式7]

在这里，s[-]是滑移率。就滑移率s的运算式而言，此前已提出了较多的实验式，用质量通量Gmr[kg/(m²s)]、冷凝压力(排出压力传感器16的检测压力)及干度z的函数表示。

[数学式8]

s＝f(G_mr,P_d,z)···(8)

由于质量通量Gmr根据压缩机11的运转频率而变化，所以在本方法中，通过计算滑移率s，能够检测制冷剂量Mr相对于压缩机11的运转频率的变化。质量通量Gmr能够根据冷凝器12的制冷剂流量求出。能够通过将压缩机11的特性(制冷剂流量、运转频率、高压及低压等的关系)函数化或表格化来推定制冷剂流量。

接着，说明各相的容积比例Rcg、Rcs、Rcl的运算方法。图3是示出冷凝器12中的制冷剂温度的变化及冷凝器12中的温度传感器1的配置的图。在图3中，纵轴表示温度，横轴表示位置。此外，在本实施方式中，以使用单一制冷剂或共沸混合制冷剂的情况为例进行说明。如图3所示，流经冷凝器12的制冷剂在各相中温度变化。具体而言，在气相部中，温度逐渐降低直到达到饱和气体温度T_G1为止，在气液两相部中，温度为一定，仅状态变化，在液相部中，温度从饱和液体温度T_L1逐渐降低。

另外，如图3所示，配置成：第一液相温度传感器1a检测冷凝器12的出口处的制冷剂温度，第二液相温度传感器1b检测冷凝器12的液相部的制冷剂温度。并且，配置成：第一气相温度传感器1c检测冷凝器12的入口处的制冷剂温度，第二气相温度传感器1d检测冷凝器12的气相部的制冷剂温度。由此，制冷剂量运算部23能够根据第一液相温度传感器1a及第二液相温度传感器1b的检测温度及位置信息求出液相部中的制冷剂流动的方向上的温度梯度(dT_L/dx_L)，并根据第一气相温度传感器1c及第二气相温度传感器1d的检测温度及位置信息求出气相部中的制冷剂流动的方向上的温度梯度(dT_G/dx_G)。然后，通过使用这些温度梯度及饱和温度(T_L1及T_G1)，推定冷凝器12中的各相部的长度及容积比例。

图4是示出本实施方式中的容积比例运算处理的流程图。在制冷循环装置100的运转开始后，等待制冷剂回路内的制冷剂的移动变稳定而开始本处理。在本处理中，首先，推定制冷循环装置100中的饱和液体温度T_L1及饱和气体温度T_G1(S1)。在这里，通过利用排出压力传感器16检测压缩机11的排出压力，并使用检测出的排出压力(即冷凝压力)及已知的制冷剂物性信息，从而推定饱和液体温度T_L1及饱和气体温度T_G1。在制冷剂为单一或共沸制冷剂的情况下，饱和液体温度T_L1与饱和气体温度T_G1相同。此外，也可以在冷凝器12的两相部设置温度传感器并直接测定冷凝温度来代替具备排出压力传感器16的结构。在该情况下，测定的冷凝温度为饱和液体温度T_L1及饱和气体温度T_G1。

接着，运算液相部中的温度梯度dT_L/dx_L(S2)。dT_L是第一液相温度传感器1a的检测温度与第二液相温度传感器1b的检测温度之差，dx_L是第一液相温度传感器1a与第二液相温度传感器1b的距离。该距离根据存储于存储部22的第一液相温度传感器1a及第二液相温度传感器1b的位置信息求出。接着，运算气相部中的温度梯度dT_G/dx_G(S3)。dT_G是第一气相温度传感器1c的检测温度与第二气相温度传感器1d的检测温度之差，dx_G是第一气相温度传感器1c与第二气相温度传感器1d的距离。该距离根据存储于存储部22的第一气相温度传感器1c和第二气相温度传感器1d的位置信息求出。

接着，根据在S1中推定的饱和液体温度T_L1及饱和气体温度T_G1、在S2及S3中运算出的温度梯度dT_L/dx_L及dT_G/dx_G，分别推定液相部的长度L_L、两相部的长度L_S及气相部的长度L_G(S4)。具体而言，能够通过求出液相部的温度梯度dT_L/dx_L的延长线与饱和液体温度T_L1相交的位置，从而求出液相部的开始位置。然后，根据液相部的开始位置与冷凝器12的出口位置的关系推定液相部的长度L_L。同样地，通过求出气相部的温度梯度dT_G/dx_G的延长线与饱和气体温度T_G1相交的位置，从而求出气相部的终端位置。然后，根据气相部的终端位置与冷凝器12的入口位置的关系推定气相部的长度L_G。并且，通过将液相部与气相部之间设为两相部，求出两相部的长度L_S。然后，根据各相部的长度求出各相的容积比例(S5)。具体而言，在冷凝器12为圆管且截面积为一定的情况下，各相部的长度相对于已知的冷凝器12的长度的比例为各相的容积比例Rcg、Rcs、Rcl。

然后，通过将在容积比例运算处理中求出的各相的容积比例Rcg、Rcs、Rcl、以及平均制冷剂密度ρcg、ρcs、ρcl代入式(3)，从而求出冷凝器12的平均制冷剂密度ρc。然后，根据平均制冷剂密度ρc和已知的冷凝器12的容积Vc运算冷凝器12的制冷剂量Mr,c。并且，通过用已知的方法运算并求出蒸发器14及连接配管15中的制冷剂量，将各部分的制冷剂量合计，从而推定制冷循环装置100的制冷剂回路中的制冷剂量。

如上所述，在本实施方式中，根据配置在冷凝器12的制冷剂流动的方向上的多个温度传感器1的检测温度及位置信息，直接求出冷凝器12的各相的容积比例。因此，能够进行精度高的制冷剂量的推定而无需进行利用系数的误差修正等。

实施方式2.

接着，说明本发明的实施方式2。在实施方式2中，在冷凝器12A中的温度传感器1的配置及容积比例运算处理这方面与实施方式1不同。制冷循环装置100的其他结构与实施方式1相同。

图5是示出冷凝器12A中的制冷剂温度的变化及本实施方式的温度传感器1的配置的图。在这里，在实施方式1中，设为分别运算液相、两相及气相的容积比例的结构，但由于气相的密度比液相小，所以即使设为将气相视为两相并运算液相及两相的制冷剂量的结构，误差也小。因此，在本实施方式中，成为如下结构：仅具备检测冷凝器12A的出口温度的第一液相温度传感器1a及检测冷凝器12A的液相部的制冷剂温度的第二液相温度传感器1b，并仅直接求出液相部的长度L_L。

在该情况下，制冷剂量运算部23根据液相部中的温度梯度dT_L/dx_L及饱和液体温度T_L1，推定液相部的长度L_L，将剩余的长度推定为两相部的长度L_S，进行容积比例及制冷剂量的运算。在一般的制冷循环装置中，大多标准地具备测定冷凝器12A的出口温度的第一液相温度传感器1a。因此，通过设为本实施方式这样的结构，能够仅通过追加第二液相温度传感器1b来进行容积比例运算处理。因此，在本实施方式中，除了第一实施方式的效果之外，能够实现零件件数及产品成本的削减。

实施方式3.

接着，说明本发明的实施方式3。在上述实施方式1和实施方式2中，以使用单一制冷剂及共沸混合制冷剂的情况为例进行了说明，而实施方式3应用于使用非共沸制冷剂作为制冷剂的情况。在本实施方式中，冷凝器12B中的温度传感器2的配置及容积比例运算处理与实施方式1不同。制冷循环装置100的其他结构与实施方式1相同。

图6是使用非共沸混合制冷剂的情况下的p-h线图。非共沸混合制冷剂是使沸点不同的两种以上的制冷剂混合而成的制冷剂。如图6所示，在使用非共沸混合制冷剂的情况下，压力P1下的饱和液体温度T_L1与饱和气体温度T_G1不相等，饱和气体温度T_G1为比饱和液体温度T_L1高的温度。因此，p-h线图的气液两相部中的等温线成为倾斜的线。

图7是示出本实施方式的冷凝器12B中的制冷剂温度的变化及温度传感器2的配置的图。在图7中，横轴表示位置，纵轴表示温度。如图7所示，在使用非共沸混合制冷剂的情况下，与气相部及液相部同样地，两相部中的制冷剂温度在制冷剂的流动方向上直线地降低。由此，能够根据制冷剂的流动方向上的位置和温度推定两相部的制冷剂的状态(焓及干度)。

因此，配置于冷凝器12B的温度传感器2包括检测冷凝器12B的两相部的温度的第一两相温度传感器2a及第二两相温度传感器2b。第一两相温度传感器2a及第二两相温度传感器2b在制冷剂流动方向上排列地配置于冷凝器12B的中央部。由此，制冷剂量运算部23能够根据第一两相温度传感器2a及第二两相温度传感器2b的检测温度及位置信息，求出两相部中的制冷剂流动的方向上的温度梯度(dT_S/dx)。然后，通过使用该温度梯度及饱和温度(T_L1及T_G1)，推定各相部的长度及容积比例。

在这里，通过改变非共沸混合制冷剂的混合成分(混合的制冷剂)的比率，ph线图变为不同，两相部的温度梯度变化。因此，根据使用的制冷剂(的温度梯度)，以能够求出足够的温度梯度(dT_S/dx)的方式设定第一两相温度传感器2a与第二两相温度传感器2b的距离。具体而言，例如，在使用的制冷剂的温度梯度小的情况下，与温度梯度大的情况相比，将第一两相温度传感器2a与第二两相温度传感器2b的距离设定为较长。

图8是示出本实施方式中的容积比例运算处理的流程图。此外，在图8中，对与实施方式1同样的处理标注与图4相同的附图标记。在本处理中，首先，根据由排出压力传感器16检测出的排出压力及已知的制冷剂物性信息，推定饱和液体温度T_L1及饱和气体温度T_G1(S1)。在这里，在本实施方式中，由于使用非共沸制冷剂，所以饱和液体温度T_L1与饱和气体温度T_G1不相等，为T_L1<T_G1的关系。接着，运算两相部中的温度梯度dT_S/dx(S21)。dT_S是第一两相温度传感器2a的检测温度与第二两相温度传感器2b的检测温度之差，dx是第一两相温度传感器2a与第二两相温度传感器2b的距离。该距离根据存储于存储部22的第一两相温度传感器2a及第二两相温度传感器2b的位置信息求出。

接着，根据在S1中推定的饱和液体温度T_L1及饱和气体温度T_G1、在S21中运算出的温度梯度dT_S/dx，分别推定液相部的长度L_L、两相部的长度L_S及气相部的长度L_G(S22)。具体而言，通过求出温度梯度dT_S/dx的延长线与饱和液体温度T_L1相交的位置，求出两相部的终端位置。然后，根据两相终端位置与冷凝器12的出口位置的关系推定液相部的长度L_L。另外，同样地，根据温度梯度dT_S/dx和饱和气体温度T_G1，推定气相部的长度L_G。具体而言，根据温度梯度dT_S/dx的延长线与饱和气体温度T_G1相交的位置求出两相部的开始位置。然后，根据两相部的开始位置与冷凝器12的入口位置的关系推定气相部的长度L_G。并且，通过将液相部与气相部之间设为两相部，从而推定两相部的长度L_S。

然后，与实施方式1同样地，根据各相部的长度运算各相的容积比例(S5)。然后，根据液相、两相及气相的容积比例和平均制冷剂密度，运算冷凝器12B的制冷剂量。

这样，在本实施方式中，能够基于非共沸混合制冷剂的两相部的温度梯度推定各相部的长度。由于冷凝器12B中的两相部的范围比较大，所以第一两相温度传感器2a及第二两相温度传感器2b的配置的自由度较高，能够更可靠地推定各相部的长度。特别是，即使在没怎么达到过冷的条件下，也能够正确地推定各相部的长度。

另外，在如本实施方式那样使用非共沸混合制冷剂的情况下，能够根据制冷剂的流动方向上的位置及温度推定两相部中的制冷剂的干度分布。然后，能够根据该干度分布，使用上述式(6)运算每个干度区间的两相平均制冷剂密度ρcs。由此，也能够提高密度推定中的精度。

实施方式4.

接着，说明本发明的实施方式4。在容积比例运算处理中，实施方式4在进行考虑了两相部的压力损失的修正这方面与实施方式3不同。制冷循环装置100的其他结构与实施方式3相同。

图9是用于说明本实施方式中的压力损失修正的图。在图9中，用实线表示冷凝器12B中的无压力损失的情况下的温度变化，用虚线表示产生压力损失的情况下的温度变化的一例。如图9所示，在产生冷凝器12B的压力损失的情况下，冷凝器12B的下游的温度比无压力损失的情况低。因此，需要考虑压力损失并根据物性值修正制冷剂温度。

例如，在图9所示的例子中，由压力损失导致的温度降低为dT_L。将该dT_L设为饱和液体温度T_L1的修正量。然后，通过从与冷凝器12B的入口的压力相当的饱和液体温度T_L1减去dT_L，能够推定正确的饱和液体温度T_L1。其结果是，能够运算考虑了压力损失的温度梯度dT_S/dx，能够进行精度高的制冷剂量的推定。

在这里，能够通过预先调查流经冷凝器12B的制冷剂流量与dT_L的关系，并将其表格化或函数化，从而推定修正量dT_L。推定的dT_L存储于存储部22，并在进行容积比例运算处理时读出。此外，能够通过将压缩机11的特性(制冷剂流量与运转频率、高压及低压等的关系)函数化或表格化来推定制冷剂流量。

实施方式5.

接着，说明本发明的实施方式5。在实施方式5中，在冷凝器12C中的温度传感器3的配置及容积比例运算处理这方面与实施方式1不同。制冷循环装置100的其他结构与实施方式1相同。

图10是示出本实施方式的冷凝器12C中的制冷剂温度的变化及温度传感器3的配置的图。如图10所示，本实施方式的温度传感器3包括温度传感器3a、3b、3c、3d、3e及3f。温度传感器3a、3b、3c、3d、3e及3f在冷凝器12C中沿着制冷剂流动的方向排列配置。本实施方式的制冷剂量运算部23根据配置在制冷剂流动的方向上的多个温度传感器3a、3b、3c、3d、3e及3f的检测温度，推定冷凝器12中的温度分布，并根据该温度分布运算各相的容积比例。

图11是示出本实施方式中的容积比例运算处理的流程图。此外，在图11中，对与实施方式1同样的处理标注与图4相同的附图标记。在本处理中，首先，根据由排出压力传感器16检测出的排出压力及已知的制冷剂物性信息，推定饱和液体温度T_L1及饱和气体温度T_G1(S1)。接着，将变量n设定为1(S31)。在这里，n是用于识别温度传感器3的变量。

然后，判断检测温度Tn是否比饱和液体温度T_L1小(S32)。在这里，将利用温度传感器3a检测出的温度设为T1，将利用温度传感器3b检测出的温度设为T2，以下，同样地将利用温度传感器3c～3f检测出的温度设为T3～T6。然后，在S32中，在n＝1的情况下，判断利用温度传感器3a检测出的温度T1是否比饱和液体温度T_L1小。然后，在检测温度Tn比饱和液体温度T_L1小的情况下(S32：是)，判断为与检测温度Tn对应的温度传感器(例如检测温度T1的情况下的温度传感器3a)配置在液相部(S33)。

然后，判断n是否为N以下(S34)。N是温度传感器的数量，在本实施方式的情况下为6。在n为N以下的情况下(S34：是)，将n加1(S35)，返回到S32的处理。然后，在S32中检测温度Tn为饱和液体温度T_L1以上的情况下(S32：否)，判断检测温度Tn是否为饱和气体温度T_G1以下(S36)。然后，在检测温度Tn为饱和气体温度T_G1以下的情况下(S36：是)，判断为与检测温度Tn对应的温度传感器(例如检测温度T3的情况下的温度传感器3c)配置在两相部(S37)。

另一方面，在检测温度Tn比饱和气体温度T_G1大的情况下(S36：否)，判断为与检测温度Tn对应的温度传感器(例如检测温度T5的情况下的温度传感器3e)配置在气相部(S38)。然后，当在S34中判断为n比N大时(S34：否)，基于S33、S37及S38的判断结果，分别推定液相部的长度L_L、两相部的长度L_S及气相部的长度L_G(S39)。具体而言，例如，在判断为温度传感器3a配置在液相并判断为温度传感器3b配置在两相的情况下，将从冷凝器12C的出口到温度传感器3b为止的部分设为液相部，并基于温度传感器3b的位置信息推定液相部的长度L_L。同样地，在判断为温度传感器3d配置在两相部并判断为温度传感器3e配置在气相部的情况下，将从温度传感器3b到温度传感器3e为止的部分设为两相部，并基于温度传感器3e的位置信息推定两相部的长度L_S。然后，根据各相部的长度求出各相的容积比例(S5)。然后，根据液相、两相及气相的容积比例和平均制冷剂密度，运算冷凝器12C的制冷剂量。

这样，在本实施方式中也能够得到与实施方式1同样的效果。此外，在本实施方式中，设为将6个温度传感器3配置于冷凝器12C的结构，但也可以设为将7个以上或5个以下的温度传感器3配置于冷凝器12C的结构。另外，在图10的例子中，设为以等间隔配置各温度传感器3a～3f的结构，但不限定于此。例如，为了以高精度推定液相部的长度L_L，可以在冷凝器12的液相部(即出口附近)配置较多的温度传感器3，并减少冷凝器12的中央部附近的温度传感器3的数量。

以上是本发明的实施方式的说明，但本发明不限定于上述实施方式的结构，能够在其技术思想的范围内进行各种变形或组合。例如，在本实施方式中，如图1所示，说明了制冷循环装置100具备一台压缩机11、冷凝器12及蒸发器14的情况，但不特别限定它们的台数。例如，也可以具备两台以上的压缩机11、冷凝器12及蒸发器14。另外，在上述实施方式中列举制冷循环装置100是用于室内制冷的空气调节装置的情况为例子而进行了说明，但不限定于此，也可以将本发明应用于用于室内制热的空气调节装置或能够切换冷热的空气调节装置。另外，也可以将本发明应用于家庭用冰箱等小型的制冷循环装置、冷藏仓库的冷却用的制冷机或热泵冷却器等大型的制冷循环装置。

另外，在上述实施方式3及5中，设为分别求出液相、两相及气相的容积比例的结构，但也可以与实施方式2同样地，设为将气相视为两相并运算液相及两相的容积比例的结构。通过按这种方式构成，能够减少温度传感器的数量，能够实现进一步的成本削减。另外，在上述实施方式1、2及5中，以使用单一制冷剂或共沸混合制冷剂的情况为例进行了说明，但也同样能够将本发明应用于使用非共沸混合制冷剂的情况。

另外，制冷剂量的运算方法不限定于上述实施方式记载的运算方法。例如，能够根据各相部的长度及已知的冷凝器12的规格，求出各相的容积。例如，在冷凝器12为圆管的情况下，管内截面积×各相部的长度＝各相的容积。然后，能够通过将平均制冷剂密度乘以各相的容积，从而运算各相的制冷剂量。

并且，在上述实施方式中，以在冷凝器12内部没有分支及合流的配管结构的情况为例进行了说明，但也能够将本发明应用于具备从入口或中途分支并在中途或出口合流的配管结构的冷凝器。另外，分支数量也可以是两个分支或两个分支以上的分支数量。在该情况下，按每一分支路径沿着制冷剂流动的方向配置温度传感器，并按每一分支路径如上述实施方式说明的那样求出各相部(液相部、气液两相部、及气相部)的长度。然后，通过根据各相部的长度按每一分支路径运算制冷剂量，并将它们合计，从而运算冷凝器的制冷剂量。由此，能够以更高的精度运算制冷剂量。

另外，也可以是，将分支路径中的任一个作为代表路径，并仅在该代表路径设置温度传感器，求出该代表路径中的各相部的长度。然后，也能够将其他分支路径中的各相部的长度设为与代表路径中的各相部的长度相同，运算各分支路径的制冷剂量。由此，能够减少温度传感器的数量，能够削减零件件数及产品成本。

附图标记的说明

1、2、3、3a、3b、3c、3d、3e、3f温度传感器，1a第一液相温度传感器，1b第二液相温度传感器，1c第一气相温度传感器，1d第二气相温度传感器，2a第一两相温度传感器，2b第二两相温度传感器，11压缩机，12、12A、12B、12C冷凝器，13减压装置，14蒸发器，15连接配管，16排出压力传感器，20控制装置，21控制部，22存储部，23制冷剂量运算部，100制冷循环装置。

Claims (14)

1.一种制冷循环装置，其中，所述制冷循环装置具备：

制冷剂回路，所述制冷剂回路包括冷凝器；

多个温度传感器，所述多个温度传感器检测所述冷凝器的制冷剂温度，且在所述冷凝器中排列配置在制冷剂流动的方向上；

存储部，所述存储部存储所述多个温度传感器的位置信息；以及

制冷剂量运算部，所述制冷剂量运算部基于所述多个温度传感器的位置信息、所述多个温度传感器的检测温度及所述制冷剂的饱和液体温度来运算所述冷凝器的制冷剂量。

2.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其中，

所述制冷剂量运算部基于所述多个温度传感器的位置信息、所述多个温度传感器的检测温度及所述制冷剂的饱和液体温度，推定所述冷凝器中的液相部的长度。

3.根据权利要求2所述的制冷循环装置，其中，

所述制冷剂量运算部根据所述冷凝器中的所述液相部的长度求出所述冷凝器中的所述液相部的容积比例或容积，并根据所述容积比例或所述容积、和所述液相部的平均制冷剂密度运算所述冷凝器的制冷剂量。

4.根据权利要求2或3所述的制冷循环装置，其中，

所述制冷剂量运算部根据基于所述位置信息的所述多个温度传感器间的距离和所述多个温度传感器的检测温度求出所述制冷剂流动的方向上的所述制冷剂的温度梯度，并根据所述温度梯度和所述饱和液体温度推定所述液相部的长度。

5.根据权利要求4所述的制冷循环装置，其中，

所述多个温度传感器包括：第一液相温度传感器，所述第一液相温度传感器配置在所述冷凝器的出口，并检测所述冷凝器的出口处的制冷剂温度；和第二液相温度传感器，所述第二液相温度传感器配置在所述第一液相温度传感器的上游，并检测所述冷凝器的液相部的制冷剂温度，

所述制冷剂量运算部根据基于所述位置信息的所述第一液相温度传感器与所述第二液相温度传感器的距离、和所述第一液相温度传感器及所述第二液相温度传感器的检测温度，求出所述液相部中的制冷剂的温度梯度，并根据所述液相部中的制冷剂的温度梯度和所述饱和液体温度推定所述液相部的长度。

6.根据权利要求5所述的制冷循环装置，其中，

所述多个温度传感器还包括：第一气相温度传感器，所述第一气相温度传感器配置在所述冷凝器的入口，并检测所述冷凝器的入口处的制冷剂温度；和第二气相温度传感器，所述第二气相温度传感器配置在所述第一气相温度传感器的下游，并检测所述冷凝器的气相部的制冷剂温度，

所述制冷剂量运算部根据基于所述位置信息的所述第一气相温度传感器与所述第二气相温度传感器的距离、和所述第一气相温度传感器及所述第二气相温度传感器的检测温度求出所述气相部中的制冷剂的温度梯度，并根据所述气相部中的制冷剂的温度梯度和所述制冷剂的饱和气体温度，推定流经所述冷凝器的制冷剂的气相部的长度，

所述制冷剂量运算部还根据所述液相部的长度及所述气相部的长度推定流经所述冷凝器的制冷剂的气液两相部的长度。

7.根据权利要求4所述的制冷循环装置，其中，

所述制冷剂是非共沸混合制冷剂，

所述多个温度传感器包括：第一两相温度传感器，所述第一两相温度传感器配置在所述冷凝器的中央部，并检测所述冷凝器的气液两相部的制冷剂温度；和第二两相温度传感器，所述第二两相温度传感器配置在所述第一两相温度传感器的上游，并检测气液两相部的制冷剂温度，

所述制冷剂量运算部根据基于所述位置信息的所述第一两相温度传感器与所述第二两相温度传感器的距离、和所述第一两相温度传感器及所述第二两相温度传感器的检测温度求出所述气液两相部中的制冷剂的温度梯度，并根据所述气液两相部中的制冷剂的温度梯度和所述饱和液体温度推定所述液相部的长度。

8.根据权利要求7所述的制冷循环装置，其中，

所述制冷剂量运算部根据所述气液两相部中的制冷剂的温度梯度和所述制冷剂的饱和气体温度推定流经所述冷凝器的制冷剂的气相部的长度。

9.根据权利要求7或8所述的制冷循环装置，其中，

所述制冷剂量运算部根据所述第一两相温度传感器及所述第二两相温度传感器的检测温度和所述位置信息求出所述气液两相部中的干度分布，并基于所述干度分布运算所述气液两相部中的平均制冷剂密度。

10.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷循环装置，其中，

所述存储部还存储有修正由所述冷凝器中的压力损失导致的温度降低的修正值，

所述制冷剂量运算部使用存储于所述存储部的修正值来修正所述饱和液体温度。

11.根据权利要求2或3所述的制冷循环装置，其中，

所述制冷剂量运算部将所述多个温度传感器的检测温度和所述制冷剂的饱和液体温度分别进行比较，从而推定所述液相部的长度。

12.根据权利要求2或3所述的制冷循环装置，其中，

所述冷凝器具有供所述制冷剂流动的多个分支路径，

所述多个温度传感器在所述多个分支路径中的每一个中排列配置在所述制冷剂流动的方向上，

所述制冷剂量运算部针对所述多个分支路径中的每一个，推定流经该分支路径的制冷剂的液相部的长度。

13.根据权利要求2或3所述的制冷循环装置，其中，

所述冷凝器具有供所述制冷剂流动的多个分支路径，

所述多个温度传感器在所述多个分支路径中的一个分支路径中排列配置在所述制冷剂流动的方向上，

所述制冷剂量运算部推定流经所述一个分支路径的制冷剂的液相部的长度，并根据流经所述一个分支路径的制冷剂的液相部的长度推定流经其他分支路径的制冷剂的液相部的长度。

14.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷循环装置，其中，

所述制冷循环装置还具备检测所述制冷剂回路的压缩机的排出压力的排出压力传感器，

所述饱和液体温度根据所述排出压力进行推定。

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