CN111094877B - 制冷循环装置以及制冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的制冷循环装置具有制冷剂回路，该制冷剂回路利用制冷剂配管将压缩机、冷凝器、过冷却器、节流装置以及蒸发器连接，使包含具有温度梯度的制冷剂在内的制冷剂循环，其中，过冷却器使从冷凝器到过冷却器的制冷剂流入口之间的温度与过冷却器的下游侧的制冷剂流出口的温度的温度差即制冷剂的过冷却度，比在过冷却器的制冷剂流入口与制冷剂流出口之间的制冷剂的制冷剂不足时产生的温度梯度大，该制冷循环装置具备制冷剂量判定部，该制冷剂量判定部对以比制冷剂的温度梯度大的值设定的判定阈值与制冷剂的过冷却度进行比较，判定填充到制冷剂回路的制冷剂量是否不足。

Description

制冷循环装置以及制冷装置
技术领域
本发明涉及制冷循环装置以及制冷装置。特别是涉及制冷剂不足的判定。
背景技术
在具有制冷剂回路的制冷循环装置中，存在将对象物进行制冷等的制冷装置。在制冷装置中，若发生制冷剂量的过度不足，则成为发生制冷装置的能力降低、构成设备的损伤等不良情况的原因。因此，为了防止这样的不良情况的发生，存在具备判定填充到制冷装置的制冷剂量的过度不足的功能的制冷装置。
作为以往的制冷装置的制冷剂不足的判定方法，例如计算过冷却器的制冷剂流入口的制冷剂温度与制冷剂流出口的制冷剂温度的温度差。而且提出如下的方案：在判定为温度差比设定值减少时，判定为制冷剂泄漏(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开平09-105567号公报
然而，在制冷剂装置所使用的制冷剂例如为R407C、R448A、R449A等这样的存在温度梯度的制冷剂的情况下，即使在相同压力的情况下，在气体饱和温度与液体饱和温度之间也产生温度差。因此，在存在温度梯度的制冷剂的情况下，即使在制冷剂不足的情况下，也产生过冷却器的入口侧的制冷剂的温度与制冷剂流出口侧的制冷剂的温度的温度差。若不考虑制冷剂的温度梯度而进行控制，则无法对因制冷剂不足产生的温度差和基于制冷剂的温度梯度的温度差进行区分，虽然是制冷剂不足，但制冷剂被过冷却，有可能判定为不是制冷剂不足。
发明内容
本发明是以上述的课题为背景所做出的，目的在于得到能够更准确地进行制冷剂不足的判定的制冷循环装置以及制冷装置。
本发明的制冷循环装置具有制冷剂回路，该制冷剂回路利用制冷剂配管将压缩机、冷凝器、过冷却器、节流装置以及蒸发器连接，使包含具有温度梯度的制冷剂在内的制冷剂循环，其中，过冷却器使从冷凝器到过冷却器的制冷剂流入口之间的温度与过冷却器的下游侧的制冷剂流出口的温度的温度差即制冷剂的过冷却度比在过冷却器的制冷剂流入口与制冷剂流出口之间的制冷剂的制冷剂不足时产生的温度梯度大，所述制冷循环装置具备制冷剂量判定部，该制冷剂量判定部对以比制冷剂的温度梯度大的值设定的判定阈值与制冷剂的过冷却度进行比较，判定填充到制冷剂回路的制冷剂量是否不足。
根据本发明的制冷循环装置，在使用了具有温度梯度的制冷剂的情况下，过冷却器的制冷剂的过冷却度比制冷剂的温度梯度大，制冷剂量判定部对制冷剂的过冷却度与以比制冷剂的温度梯度大的值设定的判定阈值进行比较，判定制冷剂量是否不足，因此控制部能够进行对制冷剂的过冷却度与基于制冷剂不足的温度差进行区分的判定，能够更准确地进行制冷剂不足的判定。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的制冷装置1的构成的图。
图2是示意地记载了进行本发明的实施方式1的制冷装置1的控制的控制部3的构成的一例的图。
图3是示出本发明的实施方式1的制冷装置1的制冷剂回路10内的制冷剂量为适当时的p-h线图的一例的图。
图4是示出本发明的实施方式1的制冷装置1的制冷剂回路10内的制冷剂量不足时的p-h线图的一例的图。
图5是示出本发明的实施方式1的制冷装置1的制冷剂回路10内的制冷剂量不足时的p-h线图的另一例的图。
图6是示出本发明的实施方式1的制冷剂回路10内的制冷剂与过冷却度SC的关系的图。
图7是说明本发明的实施方式1的制冷装置1的制冷剂量判定处理的一例的图。
图8是示出本发明的实施方式2和实施方式4的制冷装置1的构成的图。
图9是说明本发明的实施方式3的制冷剂回路10内的制冷剂量、第一过冷却器22的过冷却度SC以及制冷装置1的运转条件的关系的图。
图10是说明在本发明的实施方式3的制冷装置1中制冷剂量为适当量的情况下的、制冷剂回路10内的制冷剂的温度变化的一例的图。
图11是说明在本发明的实施方式3的制冷装置1中制冷剂量不足的情况下的、制冷剂回路10内的制冷剂的温度变化的一例的图。
图12是示出本发明的实施方式3的制冷剂回路10内的制冷剂与温度效率T的关系的图。
图13是说明本发明的实施方式3的制冷剂回路10内的制冷剂量、第一过冷却器22的温度效率T以及制冷装置1的运转条件的关系的图。
图14是示出本发明的实施方式5的制冷装置1的构成的图。
图15是示出本发明的实施方式6的制冷装置1的构成的图。
具体实施方式
以下，一边参照附图、一边对本发明的实施方式进行说明。在此，在以下的附图中标注了相同的附图标记的部分是相同或者与其相当的部分，在以下记载的实施方式的全文中是共通的。另外，说明书全文所示的构成要素的方式只不过是例示，不限于这些记载。特别是构成要素的组合不限于各实施方式的组合，可以将其他实施方式中记载的构成要素适当地应用于其他实施方式。而且，关于温度、压力等的高低，不是特别地按照与绝对值的关系来确定高低，而是在系统、装置等的状态、动作等中相对地确定。另外，对于用下标进行区别等的多个同种设备等，在不需要特别地区别或者确定的情况下，有时省略下标等进行记载。
实施方式1.
[制冷装置1]
图1是示出本发明的实施方式1的制冷装置1的构成的图。图1中记载的制冷装置1是进行蒸气压缩式的制冷循环运转的制冷循环装置。在此，作为制冷循环装置的一例，对制冷装置1进行说明。
制冷装置1例如对房间、仓库、陈列柜或者冰箱等作为冷却对象空间的室内进行冷却。制冷装置1例如包括一台热源侧单元2和相对于热源侧单元2并联连接的两台利用侧单元4。在此，如图1所示，实施方式1的制冷装置1具有一台热源侧单元2和两台利用侧单元4，但不限定上述台数。例如，热源侧单元2也可以为两台以上。另外，利用侧单元4也可以为一台或者三台以上。而且，在热源侧单元2为多台的情况下，多台热源侧单元2的容量可以相同，也可以不同。
在制冷装置1中，热源侧单元2与利用侧单元4由液体制冷剂延长配管6和气体制冷剂延长配管7连接，构成使制冷剂循环的制冷剂回路10。在实施方式1的制冷装置1中，填充到制冷剂回路10的制冷剂为温度梯度较大的制冷剂。在以下的说明中，对制冷剂与空气进行热交换的制冷装置1进行说明。但是并不限于此。例如也可以是水、制冷剂、盐水等流体与制冷剂进行热交换的制冷装置1。
在此，将相同压力下的饱和气体温度与饱和液体温度之差(温度梯度)为1K以上的制冷剂作为温度梯度较大的制冷剂。将相同压力的饱和气体温度与饱和液体温度的平均值作为饱和温度平均值。在饱和温度平均值为0～70[℃]的范围内，R404A和R410A的制冷剂的温度梯度小于1.0K。因此，这些制冷剂为温度梯度较小的制冷剂。另一方面，R407C、R448A、R449A等制冷剂的温度梯度为3.0K以上。因此，这些制冷剂为温度梯度较大的制冷剂。
另外，例如存在R32、R125、R134a、R1234yf和CO2的混合制冷剂。此时，R32的重量相对于混合制冷剂的总重量的比例XR32(wt％)为33＜XR32＜39(条件1)。另外，R125的重量相对于混合制冷剂的总重量的比例XR125(wt％)为27＜XR125＜33(条件2)。并且，R134a的重量相对于混合制冷剂的总重量的比例XR134a(wt％)为11＜XR134a＜17(条件3)。另外，R1234yf的重量相对于混合制冷剂的总重量的比例XR1234yf(wt％)为11＜XR1234yf＜17(条件4)。并且，CO2的重量相对于混合制冷剂的总重量的比例XCO2(wt％)为3＜XCO2＜9(条件5)。而且，XR32、XR125、XR134a、XR1234yf和XCO2的总和为100(条件6)。满足以上全部条件1～条件6的混合制冷剂也为温度梯度较大的制冷剂。
[利用侧单元]
利用侧单元4例如为设置在作为冷却对象空间的室内的单元。利用侧单元4具备：作为制冷剂回路10的一部分的利用侧制冷剂回路10a、利用侧风扇43以及利用侧控制部32。
利用侧制冷剂回路10a具有利用侧膨胀阀41和利用侧热交换器42。利用侧膨胀阀41调整在利用侧制冷剂回路10a中流动的制冷剂的流量。利用侧膨胀阀41例如由电子膨胀阀、温度自动膨胀阀等节流装置构成。在此在实施方式1中，利用侧膨胀阀41设置在利用侧单元4，但也可以配设在热源侧单元2内。在利用侧膨胀阀41处于热源侧单元2内的情况下，利用侧膨胀阀41例如配设在热源侧单元2的第一过冷却器22与液体侧关闭阀28之间。
利用侧热交换器42作为通过与室内的空气的热交换而使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能。利用侧热交换器42例如为具有多个传热管和多个翅片而构成的翅片管型热交换器。
另外，利用侧风扇43是向利用侧热交换器42吹送空气的送风机。利用侧风扇43配设在利用侧热交换器42的附近。利用侧风扇43例如包括离心风扇、多叶片风扇等而构成。利用侧风扇43由省略图示的马达驱动。在此，利用侧风扇43能够通过控制马达的转速来调整向利用侧热交换器42的送风量。
[热源侧单元]
热源侧单元2是对利用侧单元4进行热供给的单元。热源侧单元2例如具有：成为制冷剂回路10的一部分的热源侧制冷剂回路10b、第一注入流路71以及热源侧控制部31。
热源侧制冷剂回路10b具有压缩机21、热源侧热交换器23、受液器25、第一过冷却器22、液体侧关闭阀28、气体侧关闭阀29以及储能器24。压缩机21例如是具有逆变电路且进行变频控制的变频压缩机。因此，压缩机21能够使运转频率任意地变化而使容量(每单位时间送出制冷剂的量)变化。在此，压缩机21也可以是以50Hz或者60Hz进行动作的恒速压缩机。另外在实施方式1中，如图1所示，记载具有一台压缩机21的例子。然而，也可以为根据利用侧单元4的负荷的大小等而将两台以上的压缩机21并联连接的构成。另外，压缩机21具有注入口。因此，能够使制冷剂流入压缩机21的中间压部。
热源侧热交换器23作为通过与室外的空气的热交换而使制冷剂冷凝的冷凝器发挥功能。热源侧热交换器23例如是具有多个传热管和多个翅片而构成的翅片管型热交换器。
另外，热源侧风扇27是向热源侧热交换器23吹送空气的送风机。热源侧风扇27配设在热源侧热交换器23的附近。热源侧风扇27例如包括离心风扇、多叶片风扇等而构成。热源侧风扇27被省略图示的马达驱动。在此，热源侧风扇27能够通过控制马达的转速来调整向热源侧热交换器23的送风量。
受液器25例如是积存剩余液体制冷剂的容器。受液器25配设在热源侧热交换器23与第一过冷却器22之间。在此，剩余液体制冷剂例如根据利用侧单元4的负荷的大小、制冷剂的冷凝温度、室外的温度亦即外部空气温度、压缩机21的容量等而在制冷剂回路10内产生。
第一过冷却器22使制冷剂与室外的空气进行热交换。在实施方式1的制冷装置1中，第一过冷却器22与热源侧热交换器23一体地形成。因此，在实施方式1的制冷装置1中，将热交换器的一部分作为热源侧热交换器23而构成，将热交换器的其他部分作为第一过冷却器22而构成。第一过冷却器22相当于发明中的“过冷却器”。在此，第一过冷却器22与热源侧热交换器23也可以独立地构成。在该情况下，在第一过冷却器22的附近配设有向第一过冷却器22吹送空气的风扇(未图示)。
液体侧关闭阀28和气体侧关闭阀29例如具有球阀、开闭阀、操作阀等进行开闭动作的阀。液体侧关闭阀28和气体侧关闭阀29例如在使制冷装置1不运转的情况下等，将阀关闭而阻断与利用侧单元4之间的制冷剂的流入流出。
另外，第一注入流路71具有注入量调整阀72和注入配管73。注入配管73的一端连接在第一过冷却器22的制冷剂流出口与液体侧关闭阀28之间。另外，注入配管73的另一端与压缩机21的注入口连接。注入配管73是使从热源侧热交换器23侧送至利用侧热交换器42侧的制冷剂的一部分从热源侧制冷剂回路10b分支并流入压缩机21的中间压部的配管。注入量调整阀72调整在注入配管73中流动的制冷剂量和制冷剂压力。
在此，在图1中作为第一注入流路71的制冷剂流入口的注入配管73的一端连接在第一过冷却器22与液体侧关闭阀28之间。然而，例如也可以是注入配管73的一端连接在受液器25与第一过冷却器22之间。另外，注入配管73的一端也可以与受液器25连接。此外，注入配管73的一端也可以连接在热源侧热交换器23与受液器25之间。
[控制系统装置和传感器类]
接下来，对实施方式1的制冷装置1所具备的控制系的装置和传感器类进行说明。热源侧单元2具备进行制冷装置1整体的控制的热源侧控制部31。热源侧控制部31例如包括微型计算机、存储器等而构成。另外，利用侧单元4具备进行利用侧单元4的控制的利用侧控制部32。关于利用侧控制部32，例如包括微型计算机、存储器等而构成。利用侧控制部32与热源侧控制部31能够进行通信而进行控制信号的收发。例如，利用侧控制部32从热源侧控制部31接受指示而进行利用侧单元4的控制。
在实施方式1的制冷装置1中，热源侧单元2具有吸入温度传感器33a、排出温度传感器33b、吸入外部空气温度传感器33c、受液器出口温度传感器33h以及过冷却器出口温度传感器33d。另外，热源侧单元2具有吸入压力传感器34a和排出压力传感器34b。而且，利用侧单元4具有利用侧热交入口温度传感器33e、利用侧热交出口温度传感器33f以及吸入空气温度传感器33g。吸入温度传感器33a、排出温度传感器33b、吸入外部空气温度传感器33c、受液器出口温度传感器33h和过冷却器出口温度传感器33d、吸入压力传感器34a以及排出压力传感器34b与热源侧控制部31连接。利用侧热交入口温度传感器33e、利用侧热交出口温度传感器33f和吸入空气温度传感器33g与利用侧控制部32连接。
吸入温度传感器33a检测压缩机21吸入的制冷剂的温度。排出温度传感器33b检测压缩机21排出的制冷剂的温度。受液器出口温度传感器33h检测受液器25的制冷剂流出口的制冷剂温度。在此，受液器25的制冷剂流出口的制冷剂温度为通过热源侧热交换器23后的制冷剂的温度。另外，受液器25的制冷剂流出口的制冷剂温度为第一过冷却器22的制冷剂流入口侧的制冷剂的温度。因此，受液器出口温度传感器33h也为过冷却器入口温度传感器。过冷却器出口温度传感器33d检测通过第一过冷却器22后的制冷剂的温度。利用侧热交入口温度传感器33e检测向利用侧热交换器42流入的气液二相制冷剂的温度。利用侧热交出口温度传感器33f检测从利用侧热交换器42流出的制冷剂的温度。在此，上述的检测制冷剂的温度的传感器，例如与制冷剂配管抵接或者插入于制冷剂配管进行配设，检测制冷剂的温度。
吸入外部空气温度传感器33c检测通过热源侧热交换器23之前的空气的温度，来检测室外的周围温度。吸入空气温度传感器33g检测通过利用侧热交换器42之前的空气的温度，来检测设置有利用侧热交换器42的室内的周围温度。
吸入压力传感器34a配设在压缩机21的吸入侧，检测被吸入压缩机21的制冷剂的压力。在此，吸入压力传感器34a只要配设在气体侧关闭阀29与压缩机21之间即可。排出压力传感器34b配设在压缩机21的排出侧，检测由压缩机21排出的制冷剂的压力。
在实施方式1中，关于热源侧热交换器23的冷凝温度，能够将排出压力传感器34b的压力换算成饱和温度而得到。其中，热源侧热交换器23的冷凝温度，也可以将设置在受液器25的制冷剂流出口的受液器出口温度传感器33h检测出的温度作为冷凝温度而取得。
图2是示意地记载了进行本发明的实施方式1的制冷装置1的控制的控制部3的构成的一例的图。控制部3进行制冷装置1整体的控制。实施方式1的控制部3包含在图1的热源侧控制部31中。在此，控制部3相当于本发明中的制冷剂量判定部和控制部。
取得部3a基于来自压力传感器、温度传感器等传感器类的信号，将传感器类检测出的温度和压力等作为数据而取得。运算部3b使用取得部3a取得的数据，进行运算、比较、判定等处理。驱动部3d使用运算部3b运算出的结果而对压缩机21、阀类、风扇等设备进行驱动控制。存储部3c例如存储制冷剂的物性值(饱和压力、饱和温度等)、用于运算部3b进行运算的数据等。运算部3b能够根据需要，参照或者更新存储部3c存储的数据的内容。
另外，控制部3包括输入部3e和输出部3f。输入部3e对来自遥控器、开关类等(未图示)的操作输入的信号进行处理或者对从电话线路或LAN线路等通信单元(未图示)发送的通信数据的信号进行处理。输出部3f将控制部3的处理结果输出到LED、监视器等显示单元(未图示)、输出到扬声器等通知单元(未图示)、或者输出到电话线路、LAN线路等通信单元(未图示)。在此，在通过通信单元向远程地输出包含数据的信号的情况下，可以在制冷装置1和远程装置(未图示)双方设置具有相同的通信协议的通信单元(未图示)。
在此，如上所述，控制部3具有微型计算机。微型计算机例如具有CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)等控制运算处理装置。控制运算处理装置实现取得部3a、运算部3b以及驱动部3d的功能。另外，具有管理输入输出的I/O端口。I/O端口实现输入部3e和输出部3f的功能。另外，例如具有能够暂时地存储数据的随机存取存储器(RAM)等易失性存储装置(未图示)和硬盘、能够长期地存储数据的闪存等非易失性的辅助存储装置(未图示)。这些存储装置实现存储部3c的功能。例如，存储装置具有将控制运算处理装置进行的处理步骤作为程序的数据。而且，控制运算处理装置基于程序的数据而执行处理，实现取得部3a、运算部3b和驱动部3d的功能。但是不限于此，也可以分别由专用设备(硬件)构成各部分。
在此，例如也可以使用制冷装置1和远程装置(未图示)来判定制冷剂量的不足等。在该情况下，例如运算部3b使用取得部3a取得的数据而对第一过冷却器22的温度效率T进行运算。而且，输出部3f将包含运算部3b运算出的温度效率T的数据在内的信号发送给远程装置。远程装置例如具备判定制冷剂量的不足的制冷剂不足判定单元(未图示)，使用温度效率T来判定制冷剂量的不足。通过利用远程装置来管理制冷剂的不足信息等，能够在设置有远程装置的场所尽早发现制冷装置1的异常等。因此，在制冷装置1产生了异常的情况下等，能够尽早进行制冷装置1的维护等。
在此，在上述的说明中对控制部3包含在热源侧控制部31中的例子进行了说明。但是不限定于此。例如，控制部3也可以包含在利用侧控制部32中。另外，控制部3也可以构成为与热源侧控制部31和利用侧控制部32不同的装置。
[制冷装置1的动作(制冷剂量适当时)]
图3是示出本发明的实施方式1的制冷装置1的制冷剂回路10内的制冷剂量适当时的p-h线图的一例的图。在此，首先对制冷剂回路10内的制冷剂量适当的情况下的制冷装置1的动作进行说明。图1中记载的压缩机21压缩制冷剂。此时，制冷剂从图3的压缩机21吸入侧的点K的位置的状态变化为压缩机21排出侧的点L的位置的状态。图1所示的压缩机21所压缩的高温高压的气体制冷剂在作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器23中进行热交换而冷凝液化。此时，制冷剂从图3的压缩机21排出侧的点L的位置的状态经由热源侧热交换器23入口侧的点A的位置而变化成受液器25的制冷剂流出口侧的点B的位置的状态。在此，在热源侧热交换器23中进行热交换而冷凝液化的制冷剂流入受液器25而暂时存积在受液器25内。存积在受液器25的制冷剂的量根据利用侧单元4的运转负荷、外部空气温度、冷凝温度等而变化。
从图1的受液器25流出的液体制冷剂在第一过冷却器22中被过冷却。此时，制冷剂从图3的受液器25的制冷剂流出口侧的点B的位置的状态变化成第一过冷却器22的制冷剂流出口侧的点C的位置的状态。在此，从受液器出口温度传感器33h的温度减去过冷却器出口温度传感器33d的温度而得到的温度为第一过冷却器22的制冷剂流出口的过冷却度SC。在图3的例子中，基于排出压力传感器34b检测出的压力的饱和气体温度为40[℃]。另外，受液器25的制冷剂流出口的温度即受液器出口温度为32[℃]。此外，第一过冷却器22的制冷剂流出口的温度即过冷却器出口温度为27[℃]。而且过冷却度SC为5[K]。
在图1的第一过冷却器22中被过冷却的液体制冷剂经由液体侧关闭阀28和液体制冷剂延长配管6而流入利用侧单元4。而且，流入到利用侧单元4的制冷剂被利用侧膨胀阀41减压而成为低压的气液二相制冷剂。此时，制冷剂从图3的第一过冷却器22的制冷剂流出口侧的点C的位置的状态变化成利用侧膨胀阀41通过侧的点O的位置的状态。
由图1的利用侧膨胀阀41减压后的气液二相制冷剂流入作为蒸发器发挥功能的利用侧热交换器42，蒸发而成为气体制冷剂。此时，制冷剂从图3的利用侧膨胀阀41通过侧的点O的位置的状态变化成压缩机21的制冷剂吸入侧(利用侧热交换器42的制冷剂流出口侧)的点K的位置的状态。而且，制冷剂冷却室内的空气。在此，从利用侧热交出口温度传感器33f检测出的温度减去利用侧热交入口温度传感器33e检测出的制冷剂的蒸发温度而得到的温度为从利用侧热交换器42流出的制冷剂的过热度。
在利用侧热交换器42蒸发、气化的气体制冷剂经由气体制冷剂延长配管7而流入热源侧单元2。流入到热源侧单元2的制冷剂经由气体侧关闭阀29和储能器24而返回压缩机21。
接下来，对利用了第一注入流路71的注入进行说明。实施方式1的制冷装置1的注入是指经由第一注入流路71而使制冷剂流入。通过进行注入，能够降低从压缩机21排出的制冷剂的排出温度。在进行注入的情况下，注入量调整阀72对在第一过冷却器22中被过冷却的高压液体制冷剂的一部分进行减压。减压后的制冷剂为中压的二相制冷剂并流入压缩机21的中间压部。
[制冷装置的动作(制冷剂量不足时)]
图4是示出本发明的实施方式1的制冷装置1的制冷剂回路10内的制冷剂量不足时的p-h线图的一例的图。将图4所示的制冷剂量不足的状态设为制冷剂不足1。例如，制冷剂从图1中记载的制冷装置1泄漏等，而使制冷剂回路10内的制冷剂的量减少。在此，在受液器25存积剩余液体制冷剂的期间，存积在受液器25中的剩余液体制冷剂减少。因此，在受液器25存在剩余液体制冷剂的期间，如图3所示，制冷装置1与制冷剂量适当的情况同样地进行动作。
若制冷剂进一步减少、受液器25内的剩余液体制冷剂消失，则如图4所示，受液器25的制冷剂流出口侧的点B的位置处的焓变大。另外，伴随受液器25的制冷剂流出口侧的点B的位置的焓变大，第一过冷却器22进行二相制冷剂的冷凝液化和过冷却。在此如图4所示，制冷剂从受液器25的制冷剂流出口侧的点B的位置的状态变化成第一过冷却器22的制冷剂流出口侧的点C的位置的状态。此时，第一过冷却器22的制冷剂流出口侧的焓也变大。图4表示在第一过冷却器22的制冷剂流出口侧的点C的位置，制冷剂成为干燥度0的饱和液的状态。
在图4的例子中，基于排出压力传感器34b检测出的压力的饱和气体温度为40[℃]。另外，饱和液体温度为32[℃]。并且受液器出口温度为35[℃]。而且过冷却器出口温度为32[℃]。此时，过冷却度SC用下式(1)表示。
过冷却度SC＝饱和液体温度32[℃]－过冷却器出口温度32[℃]
＝0[K]…(1)
然而，在第一过冷却器22的出口侧，受液器出口温度传感器33h检测出的温度为35[℃]。另外，过冷却器出口温度传感器33d检测出的温度为32[℃]。由于制冷剂存在温度梯度，因此温度差为3[K]。这成为制冷剂不足1的状态。另一方面，在不存在温度梯度的制冷剂的情况下，为0[K]。
图5是示出本发明的实施方式1的制冷装置1的制冷剂回路10内的制冷剂量不足时的p-h线图的另一例的图。将图5所示的制冷剂量不足的状态设为制冷剂不足2。若制冷剂回路10内的制冷剂的减少进一步推进，则受液器25的制冷剂流出口侧的点B的位置和第一过冷却器22的制冷剂流出口侧的点C的位置的制冷剂的焓进一步变大。此时，在图5的例子中，基于排出压力传感器34b检测出的压力的饱和气体温度为40[℃]。另外，饱和液体温度为32[℃]。此外，受液器出口温度为37[℃]。而且，过冷却器出口温度为35[℃]。此时，过冷却度SC用下式(2)表示。在此，根据算式，过冷却度SC为-3[K]，但实际上不是过冷却度SC为-3[K]的状态。因此，(2)式表示制冷剂不处于过冷却状态。
过冷却度SC＝饱和液体温度32[℃]－过冷却器出口温度35[℃]
＝-3[K]…(2)
然而，在第一过冷却器22的制冷剂流出口侧，受液器出口温度传感器33h检测出的温度为37[℃]。另外，过冷却器出口温度传感器33d检测出的温度为35[℃]。由于制冷剂存在温度梯度，因此温度差为2[K]。这成为制冷剂不足2的状态。
图6是示出本发明的实施方式1的制冷剂回路10内的制冷剂与过冷却度SC的关系的图。在利用制冷剂的过冷却度SC来进行制冷剂量的判定的情况下，在过冷却度SC比预先设定的判定阈值小时，判定为制冷剂量不足。在如实施方式1的制冷装置1那样，使用温度梯度较大的制冷剂的情况下，以成为比从受液器25的制冷剂流出口侧的位置到第一过冷却器22的制冷剂流出口侧的位置为止的期间的制冷剂的温度梯度大的值的方式设定判定阈值。例如在图6的例子中，将判定阈值设定为3.5[K]。另外，需要将第一过冷却器22的过冷却度SC也设计成比从受液器25的制冷剂流出口到第一过冷却器22的温度梯度大的值。例如在实施方式1的制冷装置1中，控制制冷剂回路10的设备以使过冷却度为5.0[K]。
[制冷剂量判定处理动作]
图7是对本发明的实施方式1的制冷装置1的制冷剂量判定处理的一例进行说明的图。在实施方式1中，对热源侧控制部31作为制冷剂量判定处理部进行制冷剂量判定处理的情况进行说明。实施方式1的制冷装置1对第一过冷却器22的过冷却度SC进行计算，进行制冷剂量是否不足的制冷剂量判定处理。在此，以下进行说明的制冷剂量判定处理能够应用于设置制冷装置1时的制冷剂填充作业或者进行制冷装置1的维护时的制冷剂填充作业。另外，制冷剂量判定动作例如也可以在受到来自远程装置(未图示)的指示时执行。
在图7的步骤ST1中，图1中记载的制冷装置1进行通常运转控制。在制冷装置1的通常运转控制中，热源侧控制部31例如取得传感器类检测出的制冷剂回路10内的压力、温度等运转数据。而且，热源侧控制部31使用运转数据对冷凝温度和蒸发温度等的目标值和偏差等的控制值进行运算，进行压缩机21等致动器类的控制。以下对致动器类的动作进行说明。
例如，热源侧控制部31控制压缩机21的运转频率，以使制冷装置1的利用侧热交换器42的蒸发温度与目标蒸发温度一致。在此，目标蒸发温度例如为0[℃]。另外，利用侧热交换器42的蒸发温度也可以通过将吸入压力传感器34a检测出的压力换算成饱和温度而得到。例如，热源侧控制部31在判定为当前的蒸发温度比目标蒸发温度高的情况下，进行使压缩机21的运转频率上升的控制。另外，在判定为当前的蒸发温度比目标蒸发温度低的情况下，进行使压缩机21的运转频率降低的控制。
另外，例如热源侧控制部31控制对热源侧热交换器23吹送空气的热源侧风扇27的转速，以使制冷装置1的制冷循环的冷凝温度与目标冷凝温度一致。在此，目标冷凝温度例如为45[℃]。另外，制冷装置1的热源侧热交换器23的冷凝温度也可以通过将排出压力传感器34b检测出的压力换算成饱和温度而得到。例如，热源侧控制部31在判定为当前的冷凝温度比目标冷凝温度高的情况下，进行增大热源侧风扇27的转速的控制。另外，在判定为当前的冷凝温度比目标冷凝温度低的情况下，进行减小热源侧风扇27的转速的控制。
另外，例如热源侧控制部31使用从各种传感器发送的信号，来调整第一注入流路71的注入量调整阀72的开度。例如，热源侧控制部31在判定为当前的压缩机21的排出温度较高的情况下，控制为将注入量调整阀72的开度打开。另外，若判定为当前的压缩机21的排出温度较低，则控制为将注入量调整阀72的开度关闭。而且，例如热源侧控制部31进行对利用侧单元4吹送空气的利用侧风扇43的转速的控制。
在步骤ST2中，热源侧控制部31例如使用受液器出口温度、过冷却器出口温度等而进行过冷却度SC的运算。
在步骤ST3中，热源侧控制部31判定在步骤ST1中进行的制冷装置1的通常运转控制是否稳定。若热源侧控制部31判定为制冷装置1的运转控制不稳定，则返回步骤ST1。另一方面，若热源侧控制部31判定为制冷装置1的运转控制稳定，则进入步骤ST4。
在步骤ST4中，热源侧控制部31通过对制冷剂量判定参数及其基准值进行比较，而进行制冷剂回路10内的制冷剂量是否适当的判定。具体而言，求出第一过冷却器22的制冷剂流出口的过冷却度SC与判定阈值SCm的偏差量ΔSC(＝SC-SCm)。在此，将偏差量ΔSC作为制冷剂量判定参数。而且，判定所求出的偏差量ΔSC是否为设定偏差量以上的值(例如，1.5(＝5.0-3.5))。若热源侧控制部31判定为偏差量ΔSC为设定偏差量以上的值，则认为制冷剂量没有不足，进入步骤ST5。若热源侧控制部31判定为偏差量ΔSC是比设定偏差量小的值，则认为制冷剂量不足，进入步骤ST6。
此时，关于第一过冷却器22的过冷却度SC，相比于使用基于1次的检测而运算出的瞬时值，优选采取时间上不同的多个过冷却度SC的移动平均。通过进行基于时间上不同的多个过冷却度SC的移动平均的判定，还能够考虑制冷剂回路10内的稳定。在此关于判定阈值SCm，例如也可以在热源侧控制部31的存储部3c中存储预先设定的数据。另外关于判定阈值SCm，也可以从遥控器、开关等输入来设定数据。此外关于判定阈值SCm，也可以根据从远程装置(未图示)发送的指示来设定数据。
若步骤ST4的制冷剂量判定结果判定为制冷剂量适当，则热源侧控制部31在步骤ST5中进行制冷剂量适当的内容的输出。在制冷剂量适当的情况下，例如在制冷装置1所具有的LED、液晶显示装置等显示部(未图示)上显示制冷剂量适当的内容。另外，例如向远程装置(未图示)发送制冷剂量适当的内容的信号。
另一方面，若步骤ST4的制冷剂量判定结果判定为制冷剂量不足，则热源侧控制部31在步骤ST6中进行制冷剂量异常的内容的输出。在制冷剂量异常的情况下，例如在配设于制冷装置1的LED、液晶装置等显示部(未图示)上显示制冷剂量异常的内容的警报。另外，例如向远程装置(未图示)发送制冷剂量异常的内容的信号。在此，在制冷剂量异常的情况下，有时要求紧急，因此也可以通过电话线路等，直接向维修人员报告异常产生。
在此，热源侧控制部31在步骤ST2中进行了过冷却度SC的运算之后，在步骤ST3中判定是否进行制冷剂量的判定。然而，热源侧控制部31也可以在步骤ST3的处理之后，执行步骤ST2的处理。在判断是否进行制冷剂量的判定之后，通过进行过冷却度SC的运算，热源侧控制部31能够降低进行运算的处理量。
如以上那样，在实施方式1的制冷装置1中，包括控制部3的热源侧控制部31控制压缩机21等设备，以使第一过冷却器22的过冷却度SC成为比从受液器25的制冷剂流出口到第一过冷却器22之间产生的温度梯度大的值。另外，基于第一过冷却器22的过冷却度SC与设定为比从受液器25的制冷剂流出口到第一过冷却器22之间产生的温度梯度大的值的判定阈值SCm的比较，进行判定制冷剂量是否适当的制冷剂量判定处理。因此，在制冷剂回路10中使用温度梯度较大的制冷剂的情况下，热源侧控制部31也能够高精度地进行制冷剂量判定处理。该制冷剂量判定处理还能够应用于没有温度梯度或者温度梯度较小的制冷剂。
此外，在实施方式1的制冷装置1中，能够利用各种温度传感器来进行制冷剂量判定处理，因此不需要压力传感器，能够以廉价的构成进行制冷剂量判定处理。
在此，在上述的运转控制中，不进行确定冷凝温度和蒸发温度的控制。但是，例如也可以进行控制以使冷凝温度和蒸发温度成为恒定。另外，例如，也可以使压缩机21的运转频率和热源侧单元2的热源侧风扇27的转速为恒定值，不进行冷凝温度和蒸发温度的控制。另外，例如也可以进行控制以使冷凝温度或者蒸发温度中的任意一方成为目标温度。通过将制冷装置1的运转状态控制在一定的条件，第一过冷却器22的过冷却度SC和与过冷却度SC对应地变动的运转状态量的变动减小。因此，能够容易地进行阈值的决定，容易进行制冷剂量判定处理。
另外，通过将实施方式1的制冷剂量判定处理应用于设置制冷装置1时的制冷剂填充作业或者进行制冷装置1的维护时的制冷剂填充作业，能够实现制冷剂填充作业的时间缩短、作业者的负荷减少。
实施方式2.
图8是示出本发明的实施方式2的制冷装置1的构成的图。在图8中，赋予与图1相同的附图标记的设备进行与实施方式1中说明的动作相同的动作。在实施方式2的制冷装置1中，过冷却器出口压力传感器34c检测通过了第一过冷却器22的制冷剂的压力。过冷却器出口压力传感器34c取代实施方式1的受液器出口温度传感器33h，被设置为能够检测与过冷却器出口温度传感器33d相同的位置的制冷剂的压力。
在实施方式1中，基于受液器出口温度传感器33h检测出的受液器出口温度而进行过冷却度SC的计算等。在实施方式2中，根据过冷却器出口压力传感器34c所检测的压力而得到饱和液体温度。而且，将饱和液体温度与过冷却器出口温度传感器33d检测出的温度之差作为过冷却度SC。基于相同的位置的制冷剂的压力和温度而得到过冷却度SC，由此不需要考虑制冷剂的温度梯度。
在此，也可以基于根据排出压力传感器34b检测出的排出压力而得到的饱和液体温度，得到过冷却器出口温度传感器33d的设置位置的饱和液体温度。而且，将饱和液体温度与过冷却器出口温度传感器33d检测出的温度之差作为过冷却度SC。因此，能够基于排出压力而得到过冷却度SC，因而能够减少压力传感器，能够实现成本降低。
在此，关于此时得到的与过冷却器出口温度传感器33d相同的位置的压力的饱和温度，需要考虑排出压力传感器34b检测出的排出压力的饱和液体温度和制冷剂不足时的第一过冷却器22的温度梯度量。另外，在排出压力传感器34b与第一过冷却器22的制冷剂流出口之间存在压力损失的情况下，还需要考虑与压力损失对应的饱和温度降低量。因此，与根据过冷却器出口压力传感器34c检测的压力而得到饱和液体温度的情况相比，精度稍微降低，但通过减少压力传感器，能够实现成本降低。
如以上那样，根据实施方式2的制冷装置1，设置对与过冷却器出口温度传感器33d相同的位置的压力进行检测的过冷却器出口压力传感器34c。因此，基于根据在第一过冷却器22的制冷剂流出口处检测出的压力而得到的液体饱和温度，能够计算过冷却度SC而与制冷剂的温度梯度无关。能够进行高精度的制冷剂量判定处理。
此外，在实施方式2的制冷装置1中，不需要考虑制冷剂的温度梯度，因此与制冷剂的温度梯度的有无没有关系，热源侧控制部31能够以相同的顺序进行制冷剂量判定处理。因此能够降低热源侧控制部31执行的程序软件的开发负担。
实施方式3.
图9是对本发明的实施方式3的制冷剂回路10内的制冷剂量、第一过冷却器22的过冷却度SC和制冷装置1的运转条件的关系进行说明的图。如图9所示，第一过冷却器22的过冷却度SC根据制冷装置1的运转条件(外部空气温度、热交换量、制冷剂循环量等)而大幅变动。因此，在利用过冷却度SC来进行制冷剂量不足的判定的情况下，需要将过冷却度阈值S设定得较低，以便不成为错误判定。在将过冷却度阈值S设定得较低的情况下，直到判定制冷剂量的不足为止需要长时间。因此，例如在制冷剂泄漏的情况下，直到判定为止需要时间，由此制冷剂的泄漏量增多。
[制冷剂量的判定]
因此，在实施方式3的制冷装置1中，与过冷却度SC进行比较，使用相对于制冷装置1的运转条件的变化的变动较小的第一过冷却器22的温度效率T，进行制冷剂量的判定。如后述那样，温度效率T表示第一过冷却器22的效率。在此关于实施方式3的制冷装置1的设备构成，采用与图1相同的构成。
图10是对在本发明的实施方式3的制冷装置1中制冷剂量为适当量的情况下的、制冷剂回路10内的制冷剂的温度变化的一例进行说明的图。在图10中示出在热源侧热交换器23、受液器25和第一过冷却器22中流动时的制冷剂的温度变化。在图10中纵轴表示温度。成为朝向上方升高的温度。另外，横轴表示热源侧热交换器23、受液器25和第一过冷却器22的制冷剂路径。s1是制冷剂的冷凝温度(饱和液体温度)。另外，s2是第一过冷却器22的制冷剂流出口的制冷剂温度。而且，s3是外部空气温度。
第一过冷却器22的温度效率T表示第一过冷却器22的效率，是将第一过冷却器22中能够取得的最大温度差X作为分母、将实际的温度差Y作为分子而表示的数值。因此，温度效率T是将实际上能够取得的温度差Y除以最大温度差X而得到的值，用下式(3)表示。
温度效率T＝实际上能够取得的温度差Y/最大温度差X…(3)
在第一过冷却器22中，最大温度差X为冷凝温度s1与外部空气温度s3的温度差。另外，实际上能够取得的温度差B为冷凝温度s1与第一过冷却器22的出口侧的温度s2之差。
图11是对在本发明的实施方式3的制冷装置1中制冷剂量不足的情况下的、制冷剂回路10内的制冷剂的温度变化的一例进行说明的图。图11示出在实施方式1中说明的制冷剂不足1的情况下的制冷剂的温度变化。图11表示在第一过冷却器22的制冷剂流出口侧的点C的位置，成为干燥度0的饱和液体制冷剂的状态。而且，在点C的位置与受液器25的制冷剂流出口侧的点B的位置之间，由于温度梯度而产生温度差Y。因此，若使用温度梯度较大的制冷剂，则与没有温度梯度的制冷剂的情况进行比较，可知在制冷剂不足时，温度效率T增大了与温度梯度对应的量。
在利用温度效率T进行制冷剂量的判定的情况下，在温度效率T比预先设定的阈值小时，热源侧控制部31判定为制冷剂量不足。在此，例如在使用温度梯度较大的制冷剂的情况下，将阈值设定为比考虑了从受液器25的制冷剂流出口侧到第一过冷却器22的温度梯度量的值大的值。
图12是示出本发明的实施方式3的制冷剂回路10内的制冷剂与温度效率T的关系的图。例如在图12的例子中，若将最大温度差X的值设为10K，则设定为比0.23(＝3.0÷(10.0+3.0))大的值。例如，在实施方式3中设为0.4。另外，适当制冷剂时的第一过冷却器22的温度效率T也需要设计成比上述0.23大的值。例如，在实施方式3中设为0.5(＝5.0÷10.0)。
图13是对本发明的实施方式3的制冷剂回路10内的制冷剂量、第一过冷却器22的温度效率T和制冷装置1的运转条件的关系进行说明的图。在图13中横轴为制冷剂的制冷剂量。另外，纵轴为第一过冷却器22的温度效率T。如图13所示，若制冷剂量变少，制冷剂量变为E而受液器25的剩余液体制冷剂消失，则第一过冷却器22的温度效率T降低。因此，热源侧控制部31若判定为温度效率T比预先设定的温度效率阈值T1小，则判定为制冷剂泄漏。温度效率T表示第一过冷却器22的性能。由于温度效率T与过冷却度SC相比，基于制冷装置1的运转条件的变动较小，因此不用按照制冷装置1的运转条件而设定温度效率阈值T1，能够提高制冷剂量不足的判定精度。
关于实施方式3的制冷装置1的制冷剂量判定处理，与实施方式1中基于图7说明的制冷剂量判定处理的流程相同。在实施方式3中，计算温度效率T，取代过冷却度SC而将温度效率T与判定阈值Tm进行比较，判定制冷剂量是否适当。
如以上那样，在实施方式3的制冷装置1中，热源侧控制部31计算温度效率T，基于温度效率T进行制冷剂量判定处理，另外，将温度效率T的判定阈值增大考虑了温度梯度的量，并且第一过冷却器22的规格使制冷剂量适当时的温度效率T比基于制冷剂不足时的温度梯度的温度效率T大，因此相比于利用过冷却度SC进行判定，能够缩短直到判定制冷剂量的不足为止的时间。因此能够减少制冷剂的泄漏量。
实施方式4.
实施方式4的制冷装置1与实施方式2的制冷装置1同样，取代受液器出口温度传感器33h而具有过冷却器出口压力传感器34c。因此，实施方式4的制冷装置1的构成是与图8相同的构成。过冷却器出口压力传感器34c检测通过了第一过冷却器22的制冷剂的压力。过冷却器出口压力传感器34c设置为能够检测与过冷却器出口温度传感器33d相同的位置的制冷剂的压力。
在上述的实施方式3中，基于受液器出口温度传感器33h检测出的受液器出口温度来进行第一过冷却器22的温度效率T的计算等。在实施方式4中，根据过冷却器出口压力传感器34c检测的压力所得到饱和液体温度。而且，将饱和液体温度与过冷却器出口温度传感器33d检测出的温度之差作为过冷却度SC，另外，计算第一过冷却器22的温度效率T。基于相同的位置的制冷剂的压力和温度而得到温度效率T，由此不需要考虑制冷剂的温度梯度。
在此，也可以基于根据排出压力传感器34b检测出的排出压力所得到的饱和液体温度，而得到过冷却器出口温度传感器33d的设置位置的饱和液体温度。而且，将饱和液体温度与过冷却器出口温度传感器33d检测出的温度之差作为过冷却度SC。因此，能够基于排出压力而得到过冷却度SC和温度效率T，因而能够减少压力传感器，能够实现成本降低。
在此，关于此时得到的与过冷却器出口温度传感器33d相同的位置的压力的饱和温度，需要考虑排出压力传感器34b检测出的排出压力的饱和液体温度和制冷剂不足时的第一过冷却器22的温度梯度量。另外，在排出压力传感器34b与第一过冷却器22的制冷剂流出口之间存在压力损失的情况下，还需要考虑与压力损失对应的饱和温度降低量。因此，与根据过冷却器出口压力传感器34c检测的压力而得到饱和液体温度的情况相比，精度稍微降低，但通过减少压力传感器，能够实现成本降低。
如以上那样，根据实施方式4的制冷装置1，设置对与过冷却器出口温度传感器33d相同的位置的压力进行检测的过冷却器出口压力传感器34c。因此，基于根据在第一过冷却器22的制冷剂流出口处检测出的压力而得到的液体饱和温度，能够计算温度效率T，与制冷剂的温度梯度没有关系。能够进行高精度的制冷剂量判定处理。
此外，在实施方式4的制冷装置1中，不需要考虑制冷剂的温度梯度，因此与制冷剂的温度梯度的有无没有关系，热源侧控制部31能够按照相同的顺序进行制冷剂量判定处理。因此，能够降低热源侧控制部31执行的程序软件的开发负荷。
实施方式5.
图14是示出本发明的实施方式5的制冷装置1的构成的图。在图14中标注了与图1和图8相同的附图标记的设备进行与实施方式1和实施方式2中说明的动作相同的动作。
在实施方式5的制冷装置1中，在热源侧热交换器23与第一过冷却器22之间设置压力传感器35c。在实施方式5中，处于与设置在受液器25的制冷剂流出口的受液器出口温度传感器33h的设置位置相同的位置。而且，热源侧控制部31将受液器出口温度传感器33h的检测温度α与压力传感器35c的检测压力的饱和液体温度β的温度差Z(＝α-β)作为指标，判定制冷剂不足时的制冷剂组成变化。因此，实施方式5的热源侧控制部31作为组成变化判定部发挥功能。
在通过实施方式1～实施方式4的处理或者其他处理而判定制冷剂回路10的制冷剂不足之后，在不存在制冷剂的组成变化的情况下，温度梯度变大。例如，如图3所示，在封入适当量的制冷剂时，受液器出口温度传感器33h的检测温度为B点的温度(32[℃])。另一方面，基于压力传感器35c的检测压力的饱和液体温度也为32[℃]。因此，温度差Z如下式(4)表示的那样为0[℃]。
温度差Z＝α-β
＝32-32[℃]＝0[℃]…(4)
另一方面，若制冷剂泄漏推进到图4所示的制冷剂不足1的状态，则受液器出口温度传感器33h的检测温度为B点的温度(35[℃])。另一方面，基于压力传感器35c的检测压力的饱和液体温度在32[℃]无变化。因此，温度差Z如下式(5)表示的那样为3[℃]。
温度差Z＝α-β
＝35-32[℃]＝3[℃]…(5)
此外，若制冷剂泄漏推进到图5所示的制冷剂不足2的状态，则受液器出口温度传感器33h的检测温度为B点的温度(37[℃])。另一方面，基于压力传感器35c的检测压力的饱和液体温度在32[℃]无变化。因此，温度差Z如下式(6)表示的那样为5[℃]。
温度差Z＝α-β
＝37-32[℃]＝5[℃]…(6)
根据以上所述，若制冷剂从制冷剂回路10泄漏，则在不存在制冷剂的组成变化的情况下，在受液器出口温度传感器33h的检测温度α与压力传感器35c的检测压力的饱和液体温度β之间产生温度差Z。热源侧控制部31能够根据温度差Z而判定制冷剂泄漏。
另外，例如将上述的满足六个条件的R32、R125、R134a、R1234yf和CO2的混合制冷剂或者R407C、R448A、R449A等产生温度梯度的混合制冷剂封入制冷剂回路内。在气液二相状态的混合制冷剂从制冷剂回路10泄漏的情况下，有时各成分的泄漏量产生偏差，组成大幅变化。在产生了这样的组成变化的情况下，不会产生由温度梯度引起的较大的温度差。
因此，在实施方式5中，热源侧控制部31利用实施方式1～实施方式4的方法或者其他方法来判定制冷剂不足，并且根据温度差Z判定是否由于制冷剂泄漏而引起组成变化。在此，即使在气体单相区域或者液体单相区域中产生制冷剂泄漏，也不容易产生组成变化。在这样的情况下，热源侧控制部31能够进行仅通过温度差Z来判定制冷剂不足的处理。
在产生了混合制冷剂的组成变化的情况下，需要回收制冷剂回路中的全部制冷剂，而更换制冷剂。这是因为，在产生了组成变化的情况下，在制冷剂的饱和压力与饱和温度之间产生偏差，无法正确地识别制冷剂回路10的状况。另一方面，在没有产生组成变化的情况下，不进行制冷剂的全部回收，只要追加封入制冷剂即可。如果能够判定制冷剂的组成变化，则能够防止不必要的制冷剂的全部回收和全部制冷剂的再追加，节约制冷剂。
如以上那样，根据实施方式5的制冷装置1，热源侧控制部31计算受液器出口温度传感器33h的检测温度α与压力传感器35c的检测压力的饱和液体温度β的温度差Z。因此，在制冷剂不足的情况下，通过使用温度差Z，能够判定组成变化的有无，能够正确地检测制冷剂回路10的压力、温度的状况。因此能够更高效地进行制冷装置1的控制。另外，通过判定组成变化的有无，能够在产生了制冷剂泄漏时判定是否需要全部回收。
另外，也可以不设置压力传感器35c，热源侧控制部31根据排出压力传感器34b的检测压力来计算(预测)考虑了冷凝器的温度梯度、压力损失的饱和温度。而且，热源侧控制部31也可以根据饱和温度与受液器出口温度传感器33h的检测温度的温度差而判定组成变化的有无。
实施方式6.
图15是示出本发明的实施方式6的制冷装置1的构成的图。在图15中标注了与图1和图8相同的附图标记的设备进行与在实施方式1和实施方式2中说明的动作相同的动作。
如图15所示，实施方式6的制冷装置1A的热源侧单元2A还具有第二过冷却器26。第二过冷却器26在制冷剂的流动中设置在第一过冷却器22的下游侧。在此，第二过冷却器26相当于本发明的“过冷却器”。第二过冷却器26例如包含双重管或者板式热交换器而构成。而且，第二过冷却器26是使在热源侧制冷剂回路10b中流动的高压的制冷剂与在第一注入流路71A中流动的中间压的制冷剂进行热交换的制冷剂间热交换器。
通过了第二过冷却器26的制冷剂的一部分在注入量调整阀72中膨胀而成为中间压的制冷剂。而且，与通过第二过冷却器26的制冷剂进行热交换。其结果为，从第一过冷却器22流出并在第二过冷却器26中进行了热交换的高压的制冷剂进一步被过冷却。另外，从注入量调整阀72流入并在第二过冷却器26中进行了热交换的中间压的制冷剂为干燥度较高的制冷剂，为了降低压缩机21的排出温度而对压缩机21的中间压端口进行注入。
在实施方式6的制冷装置1A中，关于热源侧控制部31进行的制冷剂判定处理，能够使用第一过冷却器22的过冷却度SC或者温度效率T来进行。另外，热源侧控制部31也可以使用第二过冷却器26的过冷却度SC或者温度效率T来进行制冷剂判定处理。并且，热源侧控制部31也可以使用第一过冷却器22和第二过冷却器26双方的过冷却度SC或者温度效率T来进行制冷剂判定处理。在此，在实施方式6的制冷装置1A中，也可以采用如下的构成：不设置第一过冷却器22，从受液器25流出的制冷剂向第二过冷却器26流入。此时的温度效率T为温度效率T＝实际上能够取得温度差Y/最大温度差＝(受液器出口温度传感器33h的检测温度-过冷却器出口温度传感器33d的检测温度)/(受液器出口温度传感器33h的检测温度-注入量调整阀72下游侧的中间压饱和温度)。
产业上的可利用性
在上述的实施方式1～实施方式6中，作为制冷循环装置的例子，对制冷装置1和制冷装置1A进行了说明，但不限于此。例如，也可以应用于空调装置、冷藏装置等其他制冷循环装置。
另外，在上述的实施方式1～实施方式6中，对制冷循环装置所使用的制冷剂为温度梯度较大的制冷剂的情况进行了说明。然而，实施方式1～实施方式6的构成也能够应用于温度梯度较小以及没有温度梯度的制冷剂。
附图标记说明
1、1A…制冷装置；2、2A…热源侧单元；3…控制部；3a…取得部；3b…运算部；3c…存储部；3d…驱动部；3e…输入部；3f…输出部；4…利用侧单元；6…液体制冷剂延长配管；7…气体制冷剂延长配管；10…制冷剂回路；10a…利用侧制冷剂回路；10b…热源侧制冷剂回路；21…压缩机；22…第一过冷却器；23…热源侧热交换器；24…储能器；25…受液器；26…第二过冷却器；27…热源侧风扇；28…液体侧关闭阀；29…气体侧关闭阀；31热源侧控制部；32利用侧控制部；33a吸入温度传感器；33b…排出温度传感器；33c…吸入外部空气温度传感器；33d…过冷却器出口温度传感器；33e…利用侧热交入口温度传感器；33f…利用侧热交出口温度传感器；33g…吸入空气温度传感器；33h…受液器出口温度传感器；34a…吸入压力传感器；34b…排出压力传感器；34c…过冷却器出口压力传感器；35c…压力传感器；41…利用侧膨胀阀；42…利用侧热交换器；43…利用侧风扇；71、71A…第一注入流路；72…注入量调整阀；73…注入配管。

Claims (7)

1.一种制冷循环装置，具有制冷剂回路，该制冷剂回路利用制冷剂配管将压缩机、冷凝器、过冷却器、节流装置以及蒸发器连接，使包含具有温度梯度的制冷剂在内的制冷剂循环，其特征在于，
所述过冷却器使从所述冷凝器到所述过冷却器的制冷剂流入口之间的温度与所述过冷却器的下游侧的制冷剂流出口的温度的温度差即所述制冷剂的过冷却度比在所述过冷却器的所述制冷剂流入口与所述制冷剂流出口之间的所述制冷剂的制冷剂不足时产生的所述温度梯度大，
所述制冷循环装置具备制冷剂量判定部，该制冷剂量判定部对以比所述制冷剂的所述温度梯度大的值设定的判定阈值与所述制冷剂的过冷却度进行比较，判定填充到所述制冷剂回路的制冷剂量是否不足。
2.一种制冷循环装置，具有制冷剂回路，该制冷剂回路利用制冷剂配管将压缩机、冷凝器、受液器、过冷却器、节流装置以及蒸发器连接，使包含具有温度梯度的制冷剂在内的制冷剂循环，其特征在于，
所述过冷却器使从所述冷凝器到所述过冷却器的制冷剂流入口之间的温度与所述过冷却器的下游侧的制冷剂流出口的温度的温度差即所述制冷剂的过冷却度除以在所述过冷却器中能够取得的所述制冷剂的最大温度差所得到的值即所述过冷却器的温度效率，比在所述受液器的所述制冷剂流出口与所述过冷却器的所述制冷剂流出口之间的所述制冷剂的制冷剂不足时产生的所述温度梯度除以所述过冷却器的所述制冷剂的最大温度差所得到的值大，
所述制冷循环装置具备制冷剂量判定部，该制冷剂量判定部对以比所述制冷剂的所述温度梯度除以所述过冷却器的所述制冷剂的最大温度差所得到的值大的值设定的判定阈值与所述过冷却器的所述温度效率进行比较，判定填充到所述制冷剂回路的制冷剂量是否不足。
3.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，具备：
过冷却器入口温度传感器，其设置在所述过冷却器的所述制冷剂流入口来检测温度；以及
过冷却器出口温度传感器，其设置在所述过冷却器的所述制冷剂流出口来检测温度，
所述制冷剂量判定部根据基于所述过冷却器入口温度传感器检测出的温度与所述过冷却器出口温度传感器检测出的温度的温度差的过冷却度，来判定所述制冷剂量是否不足。
4.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，具备：
过冷却器出口压力传感器，其设置在所述过冷却器的所述制冷剂流出口来检测压力；以及
过冷却器出口温度传感器，其设置在所述过冷却器的所述制冷剂流出口来检测温度，
所述制冷剂量判定部根据基于由所述过冷却器出口压力传感器检测出的压力所得到的饱和温度与所述过冷却器出口温度传感器检测出的温度的温度差的过冷却度，判定所述制冷剂量是否不足。
5.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，还具备：
压力传感器，其设置在所述冷凝器与所述过冷却器之间来检测压力；
温度传感器，其设置在所述冷凝器与所述过冷却器之间来检测温度；以及
组成变化判定部，若所述制冷剂量判定部判定为所述制冷剂量不足，则该组成变化判定部根据基于由所述压力传感器检测出的压力所得到的饱和温度与所述温度传感器检测出的温度的温度差，判定所述制冷剂的组成变化的有无。
6.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，
所述制冷剂为R32、R125、R134a、R1234yf以及CO2的混合制冷剂，
所述制冷剂满足以下全部条件：
R32的重量相对于所述混合制冷剂的总重量的比例XR32(wt％)为33＜XR32＜39的条件；
R125的重量相对于所述混合制冷剂的总重量的比例XR125(wt％)为27＜XR125＜33的条件；
R134a的重量相对于所述混合制冷剂的总重量的比例XR134a(wt％)为11＜XR134a＜17的条件；
R1234yf的重量相对于所述混合制冷剂的总重量的比例XR1234yf(wt％)为11＜XR1234yf＜17的条件；
CO2的重量相对于所述混合制冷剂的总重量的比例XCO2(wt％)为3＜XCO2＜9的条件；以及
所述XR32、所述XR125、所述XR134a、所述XR1234yf以及所述XCO2的总和为100的条件。
7.一种制冷装置，其特征在于，
具备权利要求1至6中的任一项所述的制冷循环装置。
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