CN117980670A - 空调机及空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的空调机具有室外机及室内机,所述室外机具有压缩机、室外换热器及膨胀阀,所述室内机具有室内换热器。空调机具有通过制冷剂配管将室外机与室内机连接而形成的制冷剂回路,空调机至少能够进行制热运行,所述制热运行使室内换热器作为在压缩机中被压缩的制冷剂的冷凝器发挥功能,且使室外换热器作为在所述室内换热器中被冷凝的制冷剂的蒸发器发挥功能。空调机具有推定部,所述推定部至少使用制热运行中的空调机的运行状态量来推定制冷剂回路中残存的制冷剂量。推定部包含与制冷剂回路中残存的制冷剂量的范围对应的不同的多个推定模型,多个推定模型中的至少一个使用室内侧换热器的出口处的制冷剂过冷度来作为运行状态量。其结果,能够在期望的时机下不受制冷剂残存量影响地判定出制冷剂量。

Description

空调机及空调系统
技术领域
本发明涉及一种空调机或空调系统,其具有推定空调机的制冷剂回路内填充的制冷剂量的不足量(或残存量)的功能,尤其是推定热源侧单元(以下也称作室外机)与利用侧单元(以下也称作室内机)经由制冷剂连通配管而连接的分体式空调机的制冷剂回路内填充的制冷剂量的不足量(或残存量)的功能。
背景技术
已知一种使用制冷剂回路中能够检测出的运行状态量来判定制冷剂量是否合适的空调机。在专利文献1中,例如在制冷剂量判定运行模式(以下也称作默认状态)下使用热源侧换热器出口的过冷度来判定制冷剂量是否合适,所述制冷剂量判定运行模式是指,使利用侧单元进行制冷运行,以使利用侧换热器出口的过热度成为正值(利用侧换热器出口的气体制冷剂成为过热状态)的方式控制利用侧膨胀阀,同时以使利用侧换热器的蒸发压力达到预设值的方式控制压缩机的运行容量。
专利文献1:日本特开2006-23072号公报
发明内容
空调机中,在使用过冷度等运行状态量来判定制冷剂量是否合适的情况下,需要将制冷剂回路设置为上述默认状态。并且,将判定制冷剂量是否合适时的过冷度与刚刚填充规定量的制冷剂之后的过冷度进行比较。若比较过冷度的值的结果为,判定制冷剂量是否合适时的过冷度较小,则判定处于制冷剂量较少的状态(制冷剂量不合适的状态)。
但判定制冷剂量是否合适时的外部气温及室内温度等外部环境受不同季节、不同日照量等的影响,未必与刚刚填充规定量的制冷剂之后的外部环境一致。因此,有时很难在想要判定制冷剂量是否合适时使制冷剂回路的状态与默认状态吻合(例如使蒸发压力与预设值吻合),在期望的时机下无法与默认状态吻合,从而无法判定制冷剂量是否合适。此外,在上述制冷剂回路中,能在制冷剂回路中检测出的运行状态量也会因制冷剂回路中残存的制冷剂量而发生变化,所以制冷剂回路的状态在已填充足量制冷剂的情况下与未填充足量制冷剂的情况下会有所不同。因此,在根据热源侧换热器出口的过冷度的大小来判定制冷剂量是否合适的专利文献1的方法中,虽然能判定出制冷剂回路中的制冷剂不足的状态,但却无法准确地判定制冷剂的不足量(或残存量)。
此外,使利用侧单元进行制冷运行的专利文献1的方法,也无法在使利用侧单元进行制热运行的状态下使用过冷度来判定制冷剂的不足量(或残存量)。
本发明是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供一种空调机,其在使利用侧单元进行制热运行的状态下,也能够不受制冷剂残存量影响地判定出制冷剂量的不足量(或残存量)。
一形态的空调机具有室外机及室内机,该室外机具有压缩机、室外换热器及膨胀阀,该室内机具有室内换热器。空调机具有通过制冷剂配管将室外机与室内机连接而形成的制冷剂回路,空调机至少能够进行制热运行,该制热运行使室内换热器作为在压缩机中被压缩的制冷剂的冷凝器发挥功能,且使室外换热器作为在所述室内换热器中被冷凝的制冷剂的蒸发器发挥功能。空调机具有推定部,该推定部至少使用制热运行中的空调机的运行状态量来推定制冷剂回路中残存的制冷剂量。推定部包含与制冷剂回路中残存的制冷剂量的范围对应的不同的多个推定模型,多个推定模型中的至少一个使用室内侧换热器的出口处的制冷剂过冷度来作为运行状态量。
一方面,能够在期望的时机下不受制冷剂残存量影响地判定出制冷剂量。
附图说明
图1是表示本实施例的空调机的一个示例的说明图。
图2是表示室外机及室内机的一个示例的说明图。
图3A是表示室外机的室外机控制部的一个示例的框图。
图3B是表示室内机的室内机控制部的一个示例的框图。
图4是表示集中控制器内的控制电路的一个示例的框图。
图5是表示空调机的制冷剂变化的状态的莫里尔图。
图6A是表示未通过S型(Sigmoid)曲线来对第一制冷用推定模型的推定结果与第二制冷用推定模型的推定结果之间进行内插的情况的一个示例的说明图。
图6B是表示通过S型曲线来对第一制冷用推定模型的推定结果与第二制冷用推定模型的推定结果之间进行内插后的情况的一个示例的说明图。
图7A是表示未通过S型曲线来对第一制热用推定模型的推定结果与第二制热用推定模型的推定结果之间进行内插的情况的一个示例的说明图。
图7B是表示通过S型曲线来对第一制热用推定模型的推定结果与第二制热用推定模型的推定结果之间进行内插后的情况的一个示例的说明图。
图8是表示传感器数值编辑处理的一个示例的说明图。
图9是表示涉及推定处理的控制电路的处理动作的一个示例的流程图。
图10是表示涉及多元回归分析处理的控制电路的处理动作的一个示例的流程图。
图11是表示制冷运行时的室外换热机中的制冷剂出口侧的制冷剂过冷度与制冷剂不足率的关系的模拟结果的一个示例的说明图。
图12是表示制冷运行时的吸入温度与制冷剂不足率的关系的模拟结果的一个示例的说明图。
图13是表示制热运行时的室外机膨胀阀的开度与制冷剂不足率的关系的模拟结果的一个示例的说明图。
图14是表示制热运行时的室内机3的过冷度与制冷剂不足率的关系的模拟结果的一个示例的说明图。
图15是表示吸入过热度与制冷剂不足率的关系的模拟结果的一个示例的说明图。
图16A是表示仅使用了制热运行时的室外机膨胀阀的开度的第三制热用推定模型的、各个制冷剂不足率的推定值的精确度的关系的说明图。
图16B是表示使用了制热运行时的室外机膨胀阀的开度及室内过冷度等的第三制热用推定模型的、各个制冷剂不足率的推定值的精确度的关系的说明图。
图17是表示实施例2的空调系统的一个示例的说明图。
具体实施方式
下面,基于附图对本申请公开的空调机等的实施例进行详细说明。另外,公开的技术并不受本实施例限定。此外,以下所示的各个实施例也可在合理的范围内适当地变形。
实施例1
空调机的结构
图1是表示本实施例的空调机1的一个示例的说明图。图1所示的空调机1具有一台室外机2、N台室内机3、单独控制器(未图示)及集中控制器7,所述单独控制器作为单独控制单元分别控制各个室内机3,所述集中控制器7作为集中控制单元,显示并控制室外机2及室内机3的状态(例如下述的运行信息等)(N为2以上的自然数)。室外机2通过液管4及气管5并联地与各室内机3连接。并且,室外机2与室内机3通过液管4及气管5等制冷剂配管连接,由此,形成空调机1的制冷剂回路6。室内机3接收使用者通过单独控制器而下达的操作指示,各室内机3分别执行空调运行。集中控制器7具有监控部80及控制电路70,所述监控部80显示包含室外机2及室内机3的空调机主体1A的状态,所述控制电路70用于控制空调机主体1A。
室外机的结构
图2是表示室外机2及N台室内机3的一个示例的说明图。室外机2具有压缩机11、四通阀12、室外换热器13、室外机膨胀阀14、第一截止阀15、第二截止阀16、储液器17、室外机风机18及室外机控制部19。使用上述压缩机11、四通阀12、室外换热器13、室外机膨胀阀14、第一截止阀15、第二截止阀16及储液器17,由下文中详细说明的各制冷剂配管将其相互连接,从而形成作为制冷剂回路6的一部分的室外侧制冷剂回路。
压缩机11例如是根据由逆变器控制转速的未图示的电动机的驱动,而能够改变运行容量的高压容器型的能力可变式压缩机。压缩机11的制冷剂排出侧与四通阀12的第一阀口12A之间通过排出管21连接。此外,压缩机11的制冷剂吸入侧与储液器17的制冷剂流出侧之间通过吸入管22连接。
四通阀12是用于切换制冷剂回路6的制冷剂流向的阀,其具备第一至第四阀口12A~12D。第一阀口12A与压缩机11的制冷剂排出侧之间通过排出管21连接。第二阀口12B与室外换热器13的一侧制冷剂出入口之间通过室外制冷剂管23连接。第三阀口12C与储液器17的制冷剂流入侧之间通过室外制冷剂管26连接。并且,第四阀口12D与第二截止阀16之间通过室外气管24连接。
室外换热器13使制冷剂与通过室外机风机18的旋转而被吸入室外机2内部的外部空气进行换热。室外换热器13的一侧制冷剂出入口与四通阀12的第二阀口12B之间通过室外制冷剂管26连接。室外换热器13的另一侧制冷剂出入口与第一截止阀15之间通过室外液管25连接。室外换热器13在空调机1进行制冷运行时作为冷凝器发挥功能,在空调机1进行制热运行时作为蒸发器发挥功能。
室外机膨胀阀14设于室外液管25,是由未图示的脉冲电动机驱动的电子膨胀阀。室外机膨胀阀14根据供给至脉冲电动机的脉冲数来调节开度,由此来调节流入室外换热器13的制冷剂量、或从室外换热器13流出的制冷剂量。在空调机1进行制热运行的情况下,以使压缩机11的制冷剂吸入侧的制冷剂过热度达到目标吸入制冷剂过热度的方式对室外机膨胀阀14的开度进行调节。此外,室外机膨胀阀14的开度在空调机1进行制冷运行的情况下完全打开。
储液器17的制冷剂流入侧与四通阀12的第三阀口12C之间通过室外制冷剂管26连接。进一步地,储液器17的制冷剂流出侧与压缩机11的制冷剂流入侧之间通过吸入管22连接。储液器17将从室外制冷剂管26流入储液器17内部的制冷剂分离为气体制冷剂与液体制冷剂,从而只使气体制冷剂被吸入压缩机11。
室外机风机18由树脂材料形成,被配置于室外换热器13的附近。室外机风机18基于未图示的风机电动机的旋转,而将外部空气从未图示的吸气口吸入至室外机2的内部,并将在室外换热器13中与制冷剂进行了热交换的外部空气从未图示的排气口排出至室外机2的外部。
此外,室外机2中配置有多个传感器。排出管21配置有排出压传感器31和排出温度传感器32,排出压传感器31用于检测从压缩机11排出的制冷剂的压力,即排出压力,排出温度传感器32用于检测从压缩机11排出的制冷剂的温度,即排出温度。在室外制冷剂管26的储液器17的制冷剂流入口附近配置有吸入压力传感器33和吸入温度传感器34,吸入压力传感器33用于检测被吸入压缩机11的制冷剂的压力,即吸入压力,吸入温度传感器34用于检测被吸入压缩机11的制冷剂的温度。
室外换热器13与室外机膨胀阀14之间的室外液管25配置有制冷剂温度传感器35,其用于检测流入室外换热器13的制冷剂的温度或从室外换热器13流出的制冷剂的温度。并且,在室外机2的未图示的吸气口附近,配置有外部气温传感器36,其用于检测流入室外机2内部的外部空气的温度,即外部气温。
图3A是表示室外机2的室外机控制部19的一个示例的框图。图3A所示的室外机控制部19具有室外侧检测部19A、室外侧存储部19B及室外侧控制部19C。室外侧检测部19A用于检测运行状态量中的室外机2侧的运行状态量,即室外侧运行状态量。室外侧检测部19A是室外机2的各传感器。室外侧存储部19B用于存储由室外侧检测部19A检测出的室外侧检测结果。室外侧检测结果包括室外机2的各传感器的检测结果及各传感器的检测时刻。室外侧控制部19C用于控制室外机2的各部分的动作。室外侧控制部19C在将存储于室外侧存储部19B中的室外侧检测结果传输至集中控制器7时,仅在室外侧检测结果对比紧前检测时刻的传感器数值有变化的情况下,才将此时的传感器数值作为室外侧检测结果传输至集中控制器7。此外,室外侧控制部19C在对比此前检测时刻的传感器数值无变化的情况下,不向集中控制器7传输室外侧检测结果。
室内机的结构
如图2所示,室内机3具有:室内换热器51、室内机膨胀阀52、液管连接部53、气管连接部54、室内机风机55及室内机控制部65。上述室内换热器51、室内机膨胀阀52、液管连接部53及气管连接部54通过后述的各制冷剂配管彼此连接,从而构成作为制冷剂回路6的一部分的室内机制冷剂回路。
室内换热器51使制冷剂与通过室内机风机55的旋转而从未图示的吸气口被吸入室内机3内部的室内空气进行热交换。室内换热器51的一侧制冷剂出入口与液管连接部53之间通过室内液管56连接。此外,室内换热器51的另一侧制冷剂出入口与气管连接部54之间通过室内气管57连接。室内换热器51在空调机1进行制热运行的情况下,作为冷凝器发挥功能。与此相对地,室内换热器51在空调机1进行制冷运行的情况下,作为蒸发器发挥功能。
室内机膨胀阀52是电子膨胀阀,设于室内液管56。在室内换热器51作为蒸发器发挥功能的情况下,也就是在室内机3进行制冷运行的情况下,室内机膨胀阀52的开度被调节至能使室内换热器51的制冷剂出口(气管连接部54侧)的制冷剂过热度达到目标制冷剂过热度的程度。此外,在室内换热器51作为冷凝器发挥功能的情况下,也就是在室内机3进行制热运行的情况下,室内机膨胀阀52的开度被调节至能使室内换热器51的制冷剂出口(液管连接部53侧)的制冷剂过冷度达到目标制冷剂过冷度的程度。其中,目标制冷剂过热度及目标制冷剂过冷度是指,为了使室内机3充分发挥制冷能力或制热能力所需的制冷剂过热度及制冷剂过冷度。
室内机风机55由树脂材料形成,被配置于室内换热器51的附近。室内机风机55被未图示的风机电动机驱动而旋转,从而将室内空气从未图示的吸气口吸入至室内机3的内部,并将在室内换热器51中与制冷剂进行了热交换的室内空气从未图示的排气口排出至室内。
室内机3中设置有各种传感器。室内液管56中,在室内换热器51与室内机膨胀阀52之间配置有液侧制冷剂温度传感器61,其用于检测流入室内换热器51的制冷剂的温度、或从室内换热器51流出的制冷剂的温度。室内气管57中配置有气侧温度传感器62,其用于检测从室内换热器51流出、或流入室内换热器51的制冷剂的温度。在室内机3的未图示的吸气口附近配置有吸入温度传感器63,其用于检测流入室内机3的内部的室内空气的温度,即吸入温度。
图3B是表示室内机3的室内机控制部65的一个示例的框图。图3B所示的室内机控制部65具有室内侧检测部65A、室内侧存储部65B及室内侧控制部65C。室内侧检测部65A用于检测运行状态量中的室内机3侧的运行状态量,即室内侧运行状态量。室内侧检测部65A是室内机3内的各传感器。室内侧存储部65B用于存储由室内侧检测部65A检测出的室内侧检测结果。室内侧检测结果包括室内机3内的各传感器的检测结果及各传感器的检测时刻。室内侧控制部65C从单独控制器(未图示)接收使用者的运行指示。接收到运行指示的室内侧控制部65C按照指示内容,控制室内机3的各部分的动作。此外,室内侧控制部65C将存储于室内侧存储部65B中的室内侧检测结果经由室外机控制部19传输至集中控制器7。此时,室内侧控制部65C仅在室内侧检测结果对比此前检测时刻的传感器数值有变化的情况下,才将此时的传感器数值作为室内侧检测结果传输至集中控制器7。此外,室内侧控制部65C在对比此前检测时刻的传感器数值无变化的情况下,不向集中控制器7传输室外侧检测结果。
制冷剂回路的动作
接下来,对本实施方式的空调机1的空调运行时的制冷剂回路6中的制冷剂的流动及各个部分的动作进行说明。另外,图1中的箭头表示制热运行时的制冷剂的流向。
在空调机1进行制热运行的情况下,四通阀12被切换为第一阀口12A与第四阀口12D连通、第二阀口12B与第三阀口12C连通。由此,制冷剂回路6形成为各室内换热器51作为冷凝器发挥功能、且室外换热器13作为蒸发器发挥功能的制热循环。另外,为了便于说明,通过图2所示的实线箭头来表示制热运行时的制冷剂的流向。
在制冷剂回路6处于上述状态下时驱动压缩机11,则从压缩机11排出的制冷剂从排出管21流过后流入四通阀12,并从四通阀12流经室外气管24后,经由第二截止阀16流入气管5。在气管5中流动的制冷剂,经由各气管连接部54而分流至各室内机3。流入各室内机3的制冷剂从各室内气管57流过后流入各室内换热器51。流入各室内换热器51的制冷剂与通过各室内机风机55的旋转被吸入到各室内机3内部的室内空气之间进行热交换而被冷凝。即,各室内换热器51作为冷凝器发挥功能,在各室内换热器51中被制冷剂加热后的室内空气从未图示的排气口吹出至室内,由此对设置有各室内机3的室内进行制热。
从各室内换热器51流入各室内液管56的制冷剂从各室内机膨胀阀52流过而被减压,其中,各室内机膨胀阀52的开度被调节至能使各室内换热器51的制冷剂出口侧的制冷剂过冷度达到目标制冷剂过冷度的程度。其中,目标制冷剂过冷度是基于各室内机3中所需的制冷能力而确定的。
在各室内机膨胀阀52中被减压的制冷剂从各室内液管56经由各液管连接部53流出至液管4。在液管4中合流的制冷剂经由第一截止阀15流入室外机2。流入室外机2的第一截止阀15的制冷剂从室外液管25流过,通过室外机膨胀阀14而被减压。在室外机膨胀阀14中被减压的制冷剂流过室外液管25后流入室外换热器13,与通过室外机风机18的旋转而从室外机2的未图示的吸气口流入的外部空气进行热交换,从而被蒸发。从室外换热器13流出至室外制冷剂管26的制冷剂依次流入四通阀12、室外制冷剂管26、储液器17及吸入管22后被压缩机11吸入并被再次压缩,再经由四通阀12的第一阀口12A及第四阀口12D流出至室外气管24。
此外,在空调机1进行制冷运行的情况下,四通阀12切换为第一阀口12A与第二阀口12B连通、且第三阀口12C与第四阀口12D连通。由此,制冷剂回路6形成为各室内换热器51作为蒸发器发挥功能,且室外换热器13作为冷凝器发挥功能的制冷循环。另外,为了便于说明,用图2所示的虚线箭头来表示制冷运行时的制冷剂的流动。
在制冷剂回路6的状态下驱动压缩机11,则从压缩机11排出的制冷剂从排出管21流过后流入四通阀12,并从四通阀12流经室外制冷剂管26后流入室外换热器13。流入室外换热器13的制冷剂与通过室外机风机18的旋转而被吸入到室外机2内部的室外空气之间进行热交换,从而被冷凝。即,室外换热器13作为冷凝器发挥功能,在室外换热器13中被制冷剂加热后的室内空气从未图示的排气口吹出至室外。
从室外换热器13流入室外液管25的制冷剂从开度被调节至完全打开的室外机膨胀阀14流过而被减压。在室外机膨胀阀14被减压后的制冷剂经由第一截止阀15从液管4流过,并分流至各室内机3。流入各室内机3的制冷剂经由各液管连接部53,从室内液管56流过,并流过室内机膨胀阀52而被减压,其中,室内机膨胀阀52的开度被调节至能使室内换热器51的制冷剂出口处的制冷剂过冷度达到目标制冷剂过冷度的程度。在室内机膨胀阀52中被减压后的制冷剂从室内液管56流过并流入室内换热器51,与通过室内机风机55的旋转而从室内机3的未图示的吸入口流入的室内空气进行热交换,从而被蒸发。即,各室内换热器51作为蒸发器发挥功能,在各室内换热器51中被制冷剂冷却后的室内空气从未图示的排气口吹出至室内,由此对设置有各室内机3的室内进行制冷。
从室内换热器51经由气管连接部54流入气管5的制冷剂,经由室外机2的第二截止阀16流过室外气管24,并流入四通阀12的第四阀口12D。流入四通阀12的第四阀口12D的制冷剂从第三阀口12C流入储液器17的制冷剂流入侧。从储液器17的制冷剂流入侧流入的制冷剂经由吸入管22,被压缩机11吸入并被再次压缩。
制热运行时,室内换热器51作为在压缩机11中被压缩的制冷剂的冷凝器发挥功能,且室外换热器13作为在室内换热器51中被冷凝的制冷剂的蒸发器发挥功能。
集中控制器内的控制电路
集中控制器7内的控制电路70对整个空调机1进行控制。图4是表示集中控制器7内的控制电路70的一个示例的框图。控制电路70具有获取部71、通信部72、存储部73及控制部74。获取部71用于获取上述各种传感器的传感器数值。获取部71用于获取室外机2内的排出压传感器31、排出温度传感器32、吸入压力传感器33、吸入温度传感器63、制冷剂温度传感器35及外部气温传感器36的传感器数值。进一步地,获取部71用于获取各室内机3的液侧制冷剂温度传感器61、气侧温度传感器62及吸入温度传感器63的传感器数值。
通信部72是用于与室外机2及各室内机3的通信部进行通信的通信接口。存储部73例如为快闪存储器,用于存储:室外机2的控制程序、与来自各种传感器的检测信号对应的检测值等运行状态量、室外机2的运行信息(例如,包括运行/停止等信息、压缩机11及室外机风机18的驱动状态等)、从各室内机3发送来的运行信息(例如,包括运行/停止等信息、制冷/制热等运行模式等)、以及室外机2的额定能力及各室内机3的要求能力等。
本实施例中,存储部73存储有用于推定制冷剂回路6中残存的制冷剂量的推定模型。本实施例中,作为制冷剂回路6中残存的制冷剂量,例如使用的是相对制冷剂量。具体而言,本实施例的存储部73存储有用于推定制冷剂回路6的制冷剂不足率(是指,将制冷剂回路6中填充有规定量的制冷剂的状态设为制冷剂填充率为100%的状态时,对比该规定量所减少的量。以下同样如此)的推定模型。存储部73所存储的推定模型包含例如与制冷剂不足率较低的范围(残存的制冷剂量较多的范围)对应的第一制冷用推定模型73A。此外,存储部73所存储的推定模型包含例如与制冷剂不足率较高的范围(残存的制冷剂量较少的范围)对应的第二制冷用推定模型73B。另外,存储部73所存储的推定模型包含例如由所述第一制冷用推定模型73A与第二制冷用推定模型73B组合而成的第三制冷用推定模型73C。此外,存储部73所存储的推定模型包含例如与制冷剂不足率较低的范围(残存的制冷剂量较多的范围)对应的第一制热用推定模型73D。另外,存储部73所存储的推定模型包含例如与制冷剂不足率较高的范围(残存的制冷剂量较少的范围)对应的第二制热用推定模型73E。此外,存储部73所存储的推定模型包含例如由第一制热用推定模型73D与第二制热用推定模型73E组合而成的第三制热用推定模型73F。
控制部74定期地(例如,每30秒)经由通信部72获取各种传感器中的检测值,且经由通信部72被输入从各室内机3发送来的包含运行信息的信号。控制部74基于这些输入的各种信息,来进行室外机膨胀阀14的开度调节或压缩机11的驱动控制。进一步地,控制部74具有使用上述各推定模型来推定制冷剂不足率的推定部74A。
推定部74A根据制冷剂回路6内的制冷剂不足率的范围,而采用不同的多个推定模型,例如使用制热运行中的空调机主体1A的运行状态量来推定制冷剂回路6中残存的制冷剂量。在使室内机3中至少两台以上室内机3的室内换热器51作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,推定部74A使用作为冷凝器发挥功能的室内换热器51的出口处的制冷剂过冷度,以推定模型来推定制冷剂量。
图5是表示空调机1的制冷循环的莫里尔图。空调机1的制冷运行时,室外换热器13作为冷凝器发挥功能,室内换热器51作为蒸发器发挥功能。此外,空调机1的制热运行时,室外换热器13作为蒸发器发挥功能,室内换热器51作为冷凝器发挥功能。
压缩机11将从蒸发器流入的低温低压的气体制冷剂压缩为高温高压的气体制冷剂(成为图5的点B的状态的制冷剂)后将其排出。另外,压缩机11排出的气体制冷剂的温度为排出温度,排出温度由排出温度传感器32来检测。
冷凝器使来自压缩机11的高温高压的气体制冷剂与空气进行热交换后冷凝。此时,冷凝器中,气体制冷剂通过潜热变化全部变为液体制冷剂后,通过显热变化而使液体制冷剂的温度降低,成为过冷状态(图5的点C的状态)。另外,气体制冷剂通过潜热变化向液体制冷剂进行变化时的温度为高压饱和温度,高压饱和温度是与排出压力传感器31检测出的压力值(图5中以“HPS”表示的压力值P2)相当的温度。冷凝器出口处的呈过冷状态的制冷剂的温度为换热出口温度,空调机1的制冷运行时的换热出口温度由制冷剂温度传感器35来检测。
膨胀阀对从冷凝器流出的低温高压的制冷剂进行减压,使其成为气体与液体混合的气液两相制冷剂(成为图5的点D的状态的制冷剂)。
蒸发器使流入的气液两相制冷剂与空气进行热交换后蒸发。此时,蒸发器中,气液两相制冷剂通过潜热变化全部变为气体制冷剂后,通过显热变化使气体制冷剂的温度上升成为过热状态(图5的点A的状态),然后被吸入压缩机11。另外,液体制冷剂通过潜热变化向气体制冷剂进行变化时的温度为低压饱和温度。低压饱和温度是与吸入压力传感器33检测出的压力值(图5中以“LPS”表示的压力值P1)相当的温度。此外,在蒸发器中被过热后被吸入压缩机11的制冷剂的温度为吸入温度。吸入温度由吸入温度传感器34来检测。
另外,从冷凝器流出时呈过冷状态的制冷剂的制冷剂过冷度,能通过将高压饱和温度减去作为冷凝器发挥功能的换热器的制冷剂出口处的制冷剂温度(上述换热出口温度)来计算得出。此外,从蒸发器流出时呈过热状态的制冷剂的制冷剂过热度能通过将低压饱和温度减去吸入温度来计算得出。
推定模型的结构
推定模型是使用多个运行状态量中的任意运行状态量(特征量),通过例如作为回归分析法的一种的多元回归分析法而生成的。采用多元回归分析法分析多个模拟结果(通过数值计算来再现制冷剂回路,并对运行状态量的值随着残存的制冷剂量的变化(例如制冷剂不足率为0%、制冷剂不足率为10%、制冷剂不足率为20%......)如何变化加以计算所得的结果)后得到多个回归方程。从这些回归方程中,选用P值(表示运行状态量对生成的推定模型的精度所造成的影响程度的值(预设的权重参数))较小且校正值R2(表示生成的推定模型的精度的值)为0.9以上1.0以下之间尽可能大的值的回归方程作为推定模型。其中,P值及校正值R2是在通过多元回归分析法生成推定模型时与该推定模型的精度相关的值,P值越小、校正值R2越接近1.0,则生成的推定模型的精度越高。
其结果,在制冷时的制冷剂不足率为0~30%的情况下,例如将以运行状态量中的制冷剂过冷度、外部气温、高压饱和温度及压缩机11的转速为特征量的回归方程作为推定模型。在制冷时的制冷剂不足率为40~70%的情况下,例如将以吸入温度、外部气温及压缩机11的转速等运行状态量为特征量的回归方程作为推定模型。
在制热时的制冷剂不足率为0~20%的情况下,例如将以运行状态量中的室外机膨胀阀14的开度、室内机3的过冷度、及压缩机11的转速为特征量的回归方程作为推定模型。虽然本实施例的室外机2中并未搭载,但在搭载有过冷换热器(以下也称作SC换热器)的情况下,也可将运行状态量中的SC换热出口温度作为特征量。另外,室内机3的过冷度为,从制热运行时作为冷凝器发挥功能的室内换热器51流出的制冷剂的制冷剂过冷度。室内机3的过冷度是由(室外机2的高压饱和温度(将压缩机11的排出压力传感器31检测出的压力值换算成温度所得的值)-室内换热器51的换热出口温度(液侧制冷剂温度传感器61的检测温度))计算得出的。其中,室内机3的过冷度也会受外部气温及室内温度等外在因素影响,因此若使特征量中包含反映外在因素的运行状态量(外部气温、室内温度),则能够提高制冷剂不足率的推定精确度。
此外,在制热时的制冷剂不足率为30%~70%的情况下,例如将以运行状态量中的吸入制冷剂过热度(由吸入温度减去低压饱和温度而求出)、及室外机膨胀阀14的开度为特征量的回归方程作为推定模型。
本实施例的推定模型包含下述六个推定模型(第一制冷用推定模型73A、第二制冷用推定模型73B、第三制冷用推定模型73C、第一制热用推定模型73D、第二制热用推定模型73E、及第三制热用推定模型73F)。本实施例中,上述各推定模型是使用下述模拟结果而生成的。另外,这些推定模型可以像本实施例这样预先保存在空调机1中(例如,存储在集中控制器7的存储部73中),或者也可以保存在与空调机1连接的服务器120中。
第一制冷用推定模型73A是在例如制冷剂不足率处于0%~30%这样的较低范围(残存的制冷剂量较多的范围(第一范围))内的情况下有效的推定模型,是能够以高精确度推定出制冷剂不足率的第一回归方程。第一回归方程例如为(α1×制冷剂过冷度)+(α2×外部气温)+(α3×高压饱和温度)+(α4×压缩机11的转速)+α5。系数α1~α5是在生成推定模型时确定的。控制部74通过将获取部71获取的当前的制冷剂过冷度、外部气温、高压饱和温度及压缩机11的转速代入第一回归方程,来计算出当前的制冷剂回路6的制冷剂不足率。另外,代入制冷剂过冷度、外部气温、高压饱和温度及压缩机11的转速的理由是为了使用生成第一制冷用推定模型73A时所使用的特征量。制冷剂过冷度例如能够通过(高压饱和温度-换热出口温度)计算得出。外部气温由外部气温传感器36来检测。高压饱和温度是将排出压力传感器31检测出的压力值换算成温度所得的值。压缩机11的转速由压缩机11的未图示的转速传感器来检测。
第二制冷用推定模型73B是在例如制冷剂不足率处于40%~70%这样的较高范围(残存的制冷剂量较少的范围(第二范围))内的情况下有效的推定模型,是能够以高精确度推定出制冷剂不足率的第二回归方程。第二回归方程例如为(α11×吸入温度)+(α12×外部气温)+(α13×压缩机11的转速)+α14。系数α11~α14是在生成推定模型时确定的。控制部74通过将获取部71获取的当前的吸入温度、外部气温及压缩机11的转速代入第二回归方程,来计算出当前的制冷剂回路6的制冷剂不足率。另外,代入吸入温度、外部气温及压缩机11的转速的理由是为了使用生成第二制冷用推定模型73B时所使用的特征量。吸入温度由吸入温度传感器34来检测。外部气温由外部气温传感器36来检测。压缩机11的转速由压缩机11的未图示的转速传感器来检测。
另外,如上所述,能够通过第一回归方程求出的制冷剂不足率为0%~30%,能够通过第二回归方程求出的制冷剂不足率为40%~70%。这种情况下,当制冷剂不足率为30%~40%时,若使用第一回归方程,则计算出制冷剂不足率为30%,若使用第二回归方程,则计算出制冷剂不足率为40%。即,当制冷剂不足率为30%~40%时,在制冷剂不足率为30%以下中贡献度较高的制冷剂过冷度、及在制冷剂不足率为40%以上中贡献度较高的吸入温度的变化皆较小,从而无法生成有效的推定模型。因此,若使用第一回归方程或第二回归方程,则如图6A所示,制冷剂不足率会根据所使用的模型是哪一个而有所不同。
能够根据制冷剂回路6中残存的制冷剂量来切换使用上述第一制冷用推定模型73A及第二制冷用推定模型73B。例如,若是在刚刚设置好空调机1之后,则能够推定出制冷剂不足率大致为零,因此使用第一制冷用推定模型73A。并且,在通过第一制冷用推定模型73A而确认到制冷剂不足率升高的情况下,将推定模型切换成第二制冷用推定模型73B。上述推定模型的切换可由空调机1的控制部来进行,也可手动进行。
但是,若使用下面所说明的第三制冷用推定模型73C,则能够省去推定模型的切换。
第三制冷用推定模型73C是能够覆盖制冷剂不足率为0%~70%的范围的制冷时制冷剂不足率计算公式,该覆盖范围包含无论使用如上所述的第一回归方程或第二回归方程中的哪一个皆无法推定出制冷剂不足率的范围。第三制冷用推定模型73C由第一制冷用推定模型73A与第二制冷用推定模型73B组合生成。具体而言,如图6B所示,第三制冷用推定模型73C(制冷时制冷剂不足率计算公式)是用于将作为第一制冷用推定模型73A(第一回归方程)的推定结果的制冷剂不足率与作为第二制冷用推定模型73B(第二回归方程)的推定结果的制冷剂不足率之间,通过使用了S型系数的S型曲线连续地连接的计算公式。更具体而言,制冷时制冷剂不足率计算公式为(通过S型系数×第一回归方程而求出的制冷剂不足率)+(通过(1-S型系数)×第二回归方程而求出的制冷剂不足率)。控制部74将获取部71获取的当前的运行状态量代入第一回归方程及第二回归方程而分别计算出制冷剂不足率,并将所述制冷剂不足率代入制冷时制冷剂不足率计算公式,从而计算出当前的制冷剂回路6的制冷剂不足率。
其中,S型系数的计算使用运行状态量中的任一个。本实施例中,考虑到过冷度为0时基于第一回归方程所得的结果几乎不变,因此采用的是过冷度为5℃时,S型系数为0.5的计算公式。
p=1/(1+exp-(sc-5))
p:S型系数
sc:过冷值
通过这样来确定S型系数并将其用于第三制冷用推定模型73C,在制冷剂不足率为0%~30%时,也就是制冷剂不足率处于第一范围内时,由第三制冷用推定模型73C所得的推定值中,第一制冷用推定模型73A的推定值将占据主导,并且在制冷剂不足率为40%~70%时,也就是制冷剂不足率处于第二范围内时,由第三制冷用推定模型73C所得的推定值中,第二制冷用推定模型73B的推定值将占据主导。
另外,S型系数的计算并不限于上述方法,只要以如下方式来确定S型系数即可:在实际制冷剂不足率为30%以上时,也就是实际制冷剂不足率不处于第一范围内时,使由第三制冷用推定模型73C所得的推定值中第二制冷用推定模型73B的推定值占据主导,并且在实际制冷剂不足率为40%以下时,也就是实际制冷剂不足率不处于第二范围内时,使由第三制冷用推定模型73C所得的推定值中第一制冷用推定模型73A的推定值占据主导。
第一制热用推定模型73D是在制冷剂不足率为0%~20%(残存的制冷剂量较多的范围(第三范围))的情况下有效的推定模型,是能够高精确度地推定制冷剂不足率的第四回归方程。第四回归方程例如为(α31×室外机膨胀阀14的开度)+(α32×室内机3的过冷度)+(α33×压缩机11的转速)+α34。系数α31~α34是在生成推定模型时确定的。控制部74通过将获取部71获取的当前的室外机膨胀阀14的开度、室内机3的过冷度及压缩机11的转速代入第四回归方程,来计算出制冷剂不足率。另外,代入室外机膨胀阀14的开度、室内机3的过冷度及压缩机11的转速的理由在于,制热运行时的室外机膨胀阀14的开度及室内机3的过冷度是会受制冷剂不足量较少时(例如第三范围)的制冷剂量的变化影响的运行状态量,压缩机11的转速是会受正在运转的室内机台数影响的运行状态量。在生成第一制热用推定模型73D时,使用这些运行状态量(特征量)。室外机膨胀阀14的开度由未图示的传感器来检测。压缩机11的转速由压缩机11的未图示的转速传感器来检测。另外,压缩机11的转速也可以从室外侧控制部中获取。室内机3的过冷度例如由(室外机2的高压饱和温度-液侧制冷剂温度传感器61的检测温度)计算得出。其中,室内机3的过冷度也会受外部气温及室内温度等外在因素影响,因此若使特征量中包含反映外在因素(外部气温及室内温度等)的运行状态量(外部气温、室内温度),则能够提高制冷剂不足率的检测精确度。例如,考虑了外在因素的推定模型(第4′回归方程)为(α31′×室外机膨胀阀14的开度)+(α32′×室内机3的过冷度)+(α33′×外部气温)+(α34′×SC换热出口温度)+(α35′×压缩机11的转速)+(α36′×室内温度)+α37′)。系数α31′~α37′是在生成推定模型时确定的。外部气温由外部气温传感器36来检测。室内温度由未图示的室内温度传感器来检测。
第二制热用推定模型73E是在制冷剂不足率为30%~70%(残存的制冷剂量较少的范围(第四范围))的情况下有效的推定模型,是能够高精确度地推定制冷剂不足率的第五回归方程。第五回归方程例如为(α41×吸入过热度)+(α42×室外机膨胀阀14的开度)+α43。系数α41~α43是在生成推定模型时确定的。控制部74通过将获取部71获取的当前的吸入过热度及室外机膨胀阀14的开度代入第五回归方程,来计算出当前的制冷剂回路6的制冷剂不足率。另外,代入吸入过热度及室外机膨胀阀14的开度的理由在于,制热运行时的吸入过热度及室外机膨胀阀14的开度是会受制冷剂不足量较多时(例如第四范围)的制冷剂量的变化影响的运行状态量,且是为了使用生成第二制热用推定模型73E时所使用的特征量。吸入过热度例如可由(吸入温度(吸入温度传感器34的检测值)-低压饱和温度(与吸入压力传感器33检测出的压力值相当的温度))计算得出。室外机膨胀阀14的开度由未图示的传感器来检测。
此外,如上所述,能够通过第四回归方程求出的制冷剂不足率例如为0%~20%,能够通过第五回归方程求出的制冷剂不足率例如为30%~70%。这种情况下,若对制冷剂不足率处于20%~30%的范围内的空调机1使用第四回归方程,则计算出制冷剂不足率为20%。此外,若对同样的空调机1使用第五回归方程,则计算出制冷剂不足率为30%。即,在空调机1的制冷剂不足率处于20%~30%的范围内的情况下,运行状态量(制冷剂不足量(制冷剂不足率)较低时会受制冷剂量的变化影响的运行状态量(室外机膨胀阀14的开度及室内机3的过冷度)、制冷剂不足量较多(制冷剂不足率较高)时会受制冷剂量的变化影响的运行状态量(室外机膨胀阀14的开度及吸入过热度))的变化均比较小,很难推定出20%~30%之间的制冷剂不足率的变化。故而,若将第四回归方程或第五回归方程独立使用,则需注意以下一点:在空调机1的制冷剂不足率处于20%~30%的范围内时,如图7A所示,制冷剂不足率会根据所使用的模型是哪一个而有所不同。
能够根据制冷剂回路6中残存的制冷剂量来切换使用上述第一制热用推定模型73D及第二制热用推定模型73E。例如,若是在刚刚设置好空调机1之后,则能够推定出制冷剂不足率大致为零,因此能够使用第一制热用推定模型73D。并且,在通过第一制热用推定模型73D确认到制冷剂不足率升高的情况下,将推定模型切换成第二制热用推定模型73E。上述推定模型的切换可由空调机1的控制部来进行,也可手动进行。
但是,若使用下面所说明的第三制热用推定模型73F,则能够省去推定模型的切换。第三制热用推定模型73F是能够覆盖制冷剂不足率为0%~70%的范围的制热时制冷剂不足率计算公式,该覆盖范围包含无论使用如上所述的第四回归方程或第五回归方程中的哪一个皆无法推定出制冷剂不足率的范围。第三制热用推定模型73F由第一制热用推定模型73D与第二制热用推定模型73E组合生成。具体而言,如图7B所示,第三制热用推定模型73F(制热时制冷剂不足率计算公式)是用于将作为第一制热用推定模型73D(第四回归方程)的推定结果的制冷剂不足率与作为第二制热用推定模型73E(第五回归方程)的推定结果的制冷剂不足率之间,通过使用了S型系数的S型曲线连续地连接的计算公式。更具体而言,制热时制冷剂不足率计算公式为(通过S型系数×第五回归方程而求出的制冷剂不足率)+(通过(1-S型系数)×第四回归方程而求出的制冷剂不足率)。控制部74将获取部71获取的当前的运行状态量代入第四回归方程及第五回归方程而分别计算出制冷剂不足率,并将所述制冷剂不足率代入制热时制冷剂不足率计算公式,从而计算出当前的制冷剂回路6的制冷剂不足率。
其中,与制冷运行时一样地,S型系数的计算使用运行状态量中的任一个。本实施例中,使用室外机膨胀阀14的开度来计算S型系数p。室外机膨胀阀14的开度是推定制热运行时的制冷剂不足率的第四回归方程及第五回归方程中任一者所使用的运行状态量。例如,S型系数p是按照室外机膨胀阀14的开度D为完全关闭时D=0,室外机膨胀阀14的开度D为完全打开时D=100,而由下述计算公式计算得出的。考虑到当室外机膨胀阀14的开度为完全打开时,由第四回归方程所得的结果几乎不变,因此下述计算公式采用的是室外机膨胀阀14的开度为90时,S型系数p为0.5的计算公式。
P=1/(1+exp-(D-90))
p:S型系数
D:室外机膨胀阀14的开度
通过这样来确定S型系数并将其用于第三制热用推定模型73F,在制冷剂不足率为0%~20%时,也就是制冷剂不足率处于第三范围内时,由第三制热用推定模型73F所得的推定值中,第一制热用推定模型73D的推定值将占据主导,并且在制冷剂不足率为30%~70%时,也就是制冷剂不足率处于第四范围内时,由第三制热用推定模型73F所得的推定值中,第二制热用推定模型73E的推定值将占据主导。
另外,S型系数的计算并不限于上述方法,只要以如下方式来确定S型系数即可:在实际制冷剂不足率为20%以上时,也就是实际制冷剂不足率不处于第三范围内时,使由第三制热用推定模型73F所得的推定值中第二制热用推定模型73E的推定值占据主导,并且在实际制冷剂不足率为30%以下时,也就是实际制冷剂不足率不处于第四范围内时,使由第三制热用推定模型73F所得的推定值中第一制热用推定模型73D的推定值占据主导。
如上所述,在制冷运行时,能够使用与制冷剂不足率对应的回归方程(第一回归方程、第二回归方程)推定出制冷剂不足率。另外,也可以使用包含第一回归方程及第二回归方程的制冷时制冷剂不足率计算公式来推定制冷剂不足率。在将第一回归方程与第二回归方程分开使用的情况下,例如在制冷时的制冷剂过冷度为大于第一阈值(图6A及图6B的Tv1)的数值时,选择第一回归方程。此外,在制冷时的制冷剂过冷度为第一阈值以下时,选择第二回归方程。在制冷时的制冷剂过冷度为第一阈值附近的数值时,制冷剂不足率的推定值会根据所使用的回归方程是哪一个而不连续地变化。另一方面,在使用包含第一回归方程及第二回归方程的制冷时制冷剂不足率计算公式的情况下,则无需进行如上所述的切换。此外,若选择包含第一回归方程及第二回归方程的制冷时制冷剂不足率计算公式,则即便制冷剂过冷度处于第一阈值附近,也能够连续地推定出制冷时的制冷剂不足率的变化。
此外,在制热运行时,能够使用与制冷剂不足率对应的回归方程(第四回归方程、第五回归方程)推定出制冷剂不足率。另外,也可以使用包含第四回归方程及第五回归方程的制热时制冷剂不足率计算公式来推定制冷剂不足率。在将第四回归方程与第五回归方程分开使用的情况下,例如在制热时的室外机膨胀阀14的开度小于第二阈值(图7A及图7B的Tv2)时,选择第四回归方程。此外,在制热时的室外机膨胀阀14的开度为第二阈值以上时,选择第五回归方程。在制热时的室外机膨胀阀14的开度为第二阈值附近的数值时,制冷剂不足率的推定值会根据所使用的回归方程是哪一个而不连续地变化。另一方面,在使用包含第四回归方程及第五回归方程的制热时制冷剂不足率计算公式的情况下,则无需进行如上所述的切换。此外,若选择包含第四回归方程及第五回归方程的制热时制冷剂不足率计算公式,则即便室外机膨胀阀14的开度处于第二阈值附近,也能够连续地推定出制热时的制冷剂不足率的变化。
推定处理的动作
图9是表示涉及推定处理的控制电路70的处理动作的一个示例的流程图。另外,控制电路70保存有:预先生成的第一制冷用推定模型73A、第二制冷用推定模型73B、第三制冷用推定模型73C、第一制热用推定模型73D、第二制热用推定模型73E及第三制热用推定模型73F。在图9中,控制电路70内的控制部74通过获取部71收集运行状态量来作为运行数据(步骤S11)。控制部74执行数据过滤处理,即,从收集到的运行数据中提取任意的运行状态量(步骤S12)。控制部74执行数据清洗处理(步骤S13)。控制部74内的推定部74A使用各回归方程或各制冷剂不足率计算公式,计算当前的制冷剂回路6的制冷剂不足率(步骤S14),并结束图9所示的处理动作。
数据过滤处理基于预设过滤条件,从多个运行状态量中仅提取计算制冷剂不足率所需的部分运行状态量,而不是使用多个运行状态量的全部。通过将进行了数据过滤处理(剔除了异常值及逸出值)的运行状态量代入生成的推定模型的各回归方程或各制冷剂不足率计算公式,能够更准确地推定出制冷剂不足率。
预设的过滤条件包括第一过滤条件、第二过滤条件及第三过滤条件。第一过滤条件例如为在空调机1的全部运行模式下均提取的数据的过滤条件。第二过滤条件为制冷运行时提取的数据的过滤条件。第三过滤条件为制热运行时提取的数据的过滤条件。
第一过滤条件例如为:压缩机11的驱动状态、运行模式的识别、特殊运行的排除、获取的数值中的缺损值的排除、对生成各回归方程时会造成较大影响的运行状态量执行的变化量较大的数值的去除(变化量较小的数值的选择)等。压缩机11的驱动状态是推定制冷剂不足率所需的运行状态量。作为用于推定制冷剂不足率的条件,需要压缩机11稳定地运行(制冷剂回路6内的制冷剂的循环量稳定)。因此,需要去除在压缩机11启动时等的过渡期(制冷剂回路6内的制冷剂的循环量不稳定的状态下)检测出的运行状态量,而为了去除这种运行状态量则设置了数据过滤处理。
所谓运行模式的识别,是用于仅提取出在制冷运行时及制热运行时获取的运行状态量的过滤条件。因此,在除湿运行时或送风运行时获取的运行状态量会被去除。所谓特殊运行的排除,是用于将在特殊运行时获取的运行状态量去除的过滤条件,其中,特殊运行为制冷剂回路6的状态与制冷运行时或制热运行时相比存在较大差异的运行,例如冷冻机油回收运行或除霜运行等。所谓缺损值的排除,是在用于判定制冷剂不足率的运行状态量中存在缺损值的情况下,使用该运行状态量生成各回归方程可能会导致精确度下降,因此将包含缺损值的运行状态量去除的过滤条件。
所谓对代入各回归方程或各制冷剂不足率计算公式中的运行状态量执行的变化量较小的数值的选择,是仅提取空调机1的运行状态处于稳定状态(制冷剂回路6内的制冷剂的循环量处于稳定状态)时的运行状态量的过滤条件,是为了提高基于各回归方程或各制冷剂不足率计算公式的推定精确度的必要条件。另外,所谓推定制冷剂不足率时会对推定精确度造成较大影响的运行状态量,例如为制冷运行时的制冷剂不足率较低时(例如0~30%时)所使用的制冷剂过冷度、制冷运行时的制冷剂不足率较高时(例如40~70%时)所使用的吸入温度、制热运行时的制冷剂不足率较低时(例如0%~20%时)所使用的室内机3的过冷度、及制热运行时的制冷剂不足率较高时(例如30%~70%时)所使用的吸入过热度等。
第二过滤条件例如包括换热出口温度的排除、过冷度的异常、排出温度的异常等。
换热出口温度的排除是考虑到由于外部气温传感器36与换热出口温度传感器35配置于较近的位置使得在制冷运行时由换热出口温度传感器35检测出的换热出口温度不会低于由外部气温传感器36检测出的外部气温的过滤条件,是用于将低于外部气温的换热出口温度去除的过滤条件。
过冷度异常是在因制冷负荷极大或极小而导致检测出异常高或以上低的制冷剂过冷度时,将其去除的过滤条件。排出温度的异常是用于将在通常所说的气体不足状态时检测出的排出温度去除的过滤条件,该气体不足状态是指,因制冷负荷较小而引起被吸入压缩机11的制冷剂量减少的状态。
第三过滤条件例如为排出温度的异常等。若在制热运行时因制热负荷较大而引起排出温度变高而执行排出温度保护控制,则例如通过使压缩机11的转速降低使得排出温度降低,因此将此时检测出的排出温度去除的过滤条件。
数据清洗处理是用于将存在进行错误推定的风险的运行状态量去除,而非将获取的所有运行状态量皆用于推定制冷剂不足率的处理。具体而言,包括将获取的运行状态量平滑化以抑制干扰(noise)、及限制数据数量等。通过数据的平滑化以抑制干扰是指,通过计算该区间的平均值,在各模型中得出例如制冷剂过冷度、吸入温度、吸入制冷剂过热度的移动平均线,由此抑制干扰的处理。限制数据数量是指,例如由于数据数量较少的数据的可靠性较低而将其去除的处理。例如,若对一天量的输入数据进行过滤处理后留下的数据数量为X个以上,则将其用于制冷剂不足率的推定,若小于X个,则不使用那一天的所有数据。即,在数据清洗处理中,通过向推定模型的各回归方程或各制冷剂不足率计算公式中代入已将异常值及逸出值剔除的运行状态量,能够更准确地推定出制冷剂不足率。
传感器数值编辑处理
此外,在将由室内机3的传感器检测出的运行状态量用于推定模型时,会出现各种问题。例如,在相对于室外机2连接有多台室内机3的情况下,多台室内机3中有时会并存正在运行的室内机3与停止运行的室内机3。考虑到这一点,因此使用由各室内机3的传感器检测出的运行状态量且采用推定模型。
进一步地,在使用室内机3的过冷度且采用第一制热推定模型73D的情况下,室内机3的过冷度使用室内机3的液侧制冷剂温度传感器61的检测温度、及室外机2的高压饱和温度来计算得出。另外,室外机2的高压饱和温度是由室外机2内的排出压力传感器31的传感器数值换算得出的数值。
然而,正在运行的各室内机3的液侧制冷剂温度传感器61的检测温度、及室外机2的排出压力传感器31的传感器数值会受室内温度及室外温度等因素影响而发生变动。这种情况下,为了准确地计算出室内机3的过冷度,需要使用各传感器数值(室内机3的液侧制冷剂温度传感器61的检测温度、及室外机2的排出压力传感器31的压力值)的检测时刻尽量接近的传感器数值(以下也称作同一检测时刻附近的传感器数值)。因此,需要一种用于获得同一检测时刻附近的液侧制冷剂温度传感器61的检测温度、及排出压力传感器31的压力值的机制。
因此,在本实施例中,需要执行传感器数值编辑处理,即,将同一检测时刻附近的室外机2的排出压力传感器31的传感器数值与室内机3的液侧制冷剂温度传感器61的传感器数值建立对应并加以获取。
图8是表示传感器数值编辑处理的一个示例的说明图。图8所示的传感器数值编辑处理例如为由集中控制器7的控制电路70执行的处理。另外,为了便于说明,将多个室内机3中正在运行的室内机3设为三台来进行说明。正在运行的室内机3例如被标记为“室内机“#1””、“室内机“#2””及“室内机“#3””。
室外侧控制部19C将存储于室外侧存储部19B中的室外侧检测结果传输至集中控制器7。此外,室内侧控制部65C将存储于室内侧存储部65B中的室内侧检测结果经由室外机控制部19传输至集中控制器7。从各室内机3或室外机2向集中控制器7传输检测结果的动作仅在检测结果(传感器数值)有变化时进行。例如,室外侧控制部19C或室内侧控制部65C将上次的检测结果与这次的检测结果进行比较,如有变化(例如运行模式改变、运行的开始/停止改变、传感器的温度改变等),则将检测结果传输至集中控制器7。向集中控制器7传输的检测结果,与在各室内机3或室外机2中检测到了检测结果的变化的时刻(检测时刻)建立有关联。
本实施例中示例了集中控制器7的控制电路70内的获取部71从室外机2获取由排出压力传感器31检测出的传感器数值及其检测时刻的情况。此外,还示例了从各室内机3获取由液侧制冷剂温度传感器61检测出的传感器数值及其检测时刻的情况。图8所示的左图为传感器数值编辑处理前的传感器数值,右图为传感器数值编辑处理后的传感器数值。
如图8的左图所示,控制电路70内的控制部74获取检测时刻及各检测时刻的各传感器数值,并依次加以存储。各室内机3或室外机2为了减少通信的业务量,而在检测结果发生了变化时才将检测结果传输至集中控制器7。因此,集中控制器7从各室内机3或室外机2获取检测结果的间隔彼此之间并无规律。故而,图8中的“传感器数值变化”表示的是:与紧前的传感器数值相比,检测时刻的传感器数值有变化(集中控制器7从各室内机3或室外机2获取了检测结果)的情况。此外,图8中的“无变化”表示的是:与紧前的传感器数值相比,检测时刻的传感器数值无变化(集中控制器7未从各室内机3或室外机2获取检测结果)的情况。控制部74参照左图的存储内容,能够识别出各检测时刻的室外机2及室内机3的各传感器数值。
控制部74基于左图的各检测时刻的室外机2及各室内机3的传感器数值,创建整个空调机1(单元)的数据集。数据集由以固定的时间间隔(例如5分钟间隔)标记的时刻(例如图8中的“加工后的时刻”。以下也称作代表时刻)、及与该代表时刻建立关联的各代表传感器数值构成。例如,将在预设的代表时刻至5分钟后的代表时刻之间检测出的传感器数值判断为代表时刻附近的传感器数值,依次编辑各代表时刻附近的传感器数值而创建数据集并加以存储。
例如,对确定代表时刻“0:05”的传感器数值(代表传感器数值)的情况进行说明。在时刻“0:00”~时刻“0:05”之间,控制部74获取了检测时刻“0:00”、“0:01”及“0:03”的传感器数值。而在时刻“0:02”、及“0:04”,传感器数值均无变化,因此控制部74未获取传感器数值。因此,控制部74使用代表时刻“0:05”附近的检测时刻“0:00”、“0:01”及“0:03”的各传感器数值来确定代表传感器数值。例如,控制部74在确定代表时刻“0:05”的室外机2的代表传感器数值时,首先对检测时刻“0:00”、“0:01”及“0:03”的室外机2的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。接着,控制部74在有“传感器数值变化”的情况下,将检测时刻的传感器数值中,例如最早时刻“0:00”的“传感器数值变化”的传感器数值确定为代表时刻“0:05”的室外机2的代表传感器数值。同样地,控制部74在确定代表时刻“0:05”的“室内机#1”的代表传感器数值时,首先对检测时刻“0:00”、“0:01”及“0:03”的“室内机#1”的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。接着,控制部74在有“传感器数值变化”的情况下,将检测时刻的传感器数值中,例如最早时刻的“传感器数值变化”的传感器数值确定为代表时刻“0:05”的“室内机#1”的代表传感器数值。同样地,控制部74在确定代表时刻“0:05”的“室内机#2”的代表传感器数值时,首先对检测时刻“0:00”、“0:01”及“0:03”的“室内机#2”的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。接着,控制部74在有“传感器数值变化”的情况下,将检测时刻的传感器数值中,例如最早时刻的“传感器数值变化”的传感器数值确定为代表时刻“0:05”的“室内机#2”的代表传感器数值。同样地,控制部74在确定代表时刻“0:05”的“室内机#3”的代表传感器数值时,首先对检测时刻“0:00”、“0:01”及“0:03”的“室内机#3”的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。接着,控制部74在有“传感器数值变化”的情况下,将检测时刻的传感器数值中,例如最早时刻的“传感器数值变化”的传感器数值确定为代表时刻“0:05”的“室内机#3”的代表传感器数值。
对控制部74确定例如代表时刻“0:10”的代表传感器数值的情况进行说明。控制部74使用代表时刻“0:10”附近的检测时刻“0:06”及“0:09”的各传感器数值来确定代表传感器数值。例如,控制部74例如在确定代表时刻“0:10”的室外机2的代表传感器数值时,首先对检测时刻“0:06”及“0:09”的室外机2的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。接着,由于无“传感器数值变化”,作为“无变化”的传感器数值,控制部74将此前的代表时刻“0:05”的室外机2的传感器数值作为“之前的传感器数值”而确定为代表时刻“0:10”的室外机2的代表传感器数值。同样地,控制部74在确定代表时刻“0:10”的“室内机#1”的代表传感器数值时,对代表时刻“0:10”附近的检测时刻“0:06”及“0:09”的“室内机#1”的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。接着,由于无“传感器数值变化”,作为“无变化”的传感器数值,控制部74将此前的代表时刻“0:05”的“室内机#1”的代表传感器数值作为“之前的传感器数值”而确定为代表时刻“0:10”的“室内机#1”的代表传感器数值。此外,控制部74例如在确定代表时刻“0:10”的“室内机#2”的代表传感器数值时,对代表时刻“0:10”附近的检测时刻“0:06”及“0:09”的“室内机#2”的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。接着,控制部74在有“传感器数值变化”的情况下,将检测时刻的传感器数值中,例如最早时刻的“传感器数值变化”的传感器数值确定为代表时刻“0:10”的“室内机#2”的代表传感器数值。此外,控制部74在确定代表时刻“0:10”的“室内机#3”的代表传感器数值时,对代表时刻“0:10”附近的检测时刻“0:06”及“0:09”的“室内机#3”的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。接着,控制部74在有“传感器数值变化”的情况下,将检测时刻的传感器数值中,例如最早时刻的“传感器数值变化”的传感器数值确定为代表时刻“0:10”的“室内机#3”的代表传感器数值。
对控制部74确定例如代表时刻“0:15”的代表传感器数值的情况进行说明。在时刻“0:11”~时刻“0:15”之间,任何传感器数值均无变化,因此控制部74未获取传感器数值。故而,无代表时刻“0:15”附近的各传感器数值。这种情况下,将此前的代表时刻“0:10”的各代表传感器数值确定为代表时刻“0:15”的代表传感器数值。
例如,对确定代表时刻“0:30”的代表传感器数值的情况进行说明。控制部74使用代表时刻“0:30”附近的检测时刻“0:27”及“0:28”的各传感器数值来确定代表传感器数值。例如,控制部74在确定代表时刻“0:30”的室外机2的代表传感器数值时,首先对检测时刻“0:27”及“0:28”的室外机2的代表传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。接着,由于无“传感器数值变化”,作为“无变化”的传感器数值,控制部74将此前的代表时刻“0:25”的室外机2的代表传感器数值作为“之前的传感器数值”而确定为代表时刻“0:30”的室外机2的代表传感器数值。
此外,控制部74例如在确定代表时刻“0:30”的“室内机#1”的代表传感器数值时,对代表时刻“0:30”附近的检测时刻“0:27”及“0:28”的“室内机#1”的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。接着,由于无“传感器数值变化”,作为“无变化”的传感器数值,控制部74将此前的代表时刻“0:25”的“室内机#1”的代表传感器数值作为“之前的传感器数值”而确定为代表时刻“0:30”的“室内机#1”的代表传感器数值。另外,控制部74例如在确定代表时刻“0:30”的“室内机#2”的代表传感器数值时,对代表时刻“0:30”附近的检测时刻“0:27”及“0:28”的“室内机#2”的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。控制部74在有“传感器数值变化”的情况下,例如将最早时刻的“传感器数值变化”的传感器数值确定为代表时刻“0:30”的“室内机#2”的代表传感器数值。此外,控制部74例如在确定代表时刻“0:30”的“室内机#3”的代表传感器数值时,对代表时刻“0:30”附近的检测时刻“0:27”及“0:28”的“室内机#3”的传感器数值内是否存在“传感器数值变化”进行判定。控制部74在有“传感器数值变化”的情况下,例如将最早时刻的“传感器数值变化”的传感器数值确定为代表时刻“0:30”的“室内机#3”的代表传感器数值。
控制部74在每个代表时刻对室外机2及各室内机3的传感器数值进行编辑,并将编辑后的室外机2及各室内机3的传感器数值作为代表传感器数值加以存储。另外,控制部74将编辑后的室内机2及室内机3的传感器数值以外的无用传感器数值从存储部中删除。由此来收集空调机1的运行数据。
另外,所收集到的运行数据在被执行图9所示的数据过滤处理及数据清洗处理之后,被用于制冷剂不足率的计算。
例如,对使用第三制热用推定模型73F来计算制冷剂不足率的情况进行说明。这种情况下,参照代表时刻的室外机2及室内机3的代表传感器数值,使用各室内机#1、#2及#3的代表传感器数值的平均值来计算过冷度等。例如,在以排出压力传感器31的传感器数值作为室外机2的传感器数值,液侧制冷剂温度传感器61的传感器数值作为室内机3的传感器数值的情况下,控制部74参照代表时刻附近的排出压力传感器31的传感器数值及液侧制冷剂温度传感器61的传感器数值,获得各室内机3的代表传感器数值。并且,由于控制部74基于代表时刻的排出压力传感器31的代表传感器数值来计算代表时刻的高压饱和温度,因此,基于代表时刻的排出压力传感器31的代表传感器数值、及各室内机3的液侧制冷剂温度传感器61的代表传感器数值的平均值,来计算各代表时刻的室内机3的过冷度。然后,控制部74使用计算出的代表时刻的室内机3的过冷度等及第三制热用推定模型73F,能够计算出代表时刻的制冷剂回路6的制冷剂不足率。
回归方程的生成方法
接下来,对第一~第六回归方程的生成中使用的特征量进行说明。在使用第一~第三回归方程的制冷运行时,作为通过多元回归分析法来生成第一~第六回归方程时所使用的特征量,例如使用的是制冷剂过冷度、外部气温、高压饱和温度、压缩机11的转速、及吸入温度等各运行状态量。并且,上述各运行状态量使用的是由模拟得到的结果。此外,在使用第四~第六回归方程的制热运行时,作为多元回归分析的特征量,例如使用的是室内机3的过冷度、室内温度、吸入过热度、外部气温、压缩机11的转速、及室外机膨胀阀14的开度等各运行状态量。并且,上述各运行状态量使用的是由模拟得到的结果。
具体而言,在空调机1的设计阶段,例如在有四台室内机3正在运行的情况下,通过改变外部气温来进行模拟,并在每次模拟中获取特征量与制冷剂不足率的关系。作为进行模拟时的条件,例如使外部气温变为20℃、25℃、30℃、35℃及40℃。另外,进行模拟时,也可加入外部气温以外的参数,例如也可以使室内机3的运行台数在1~4台间变化。
图11是表示制冷运行时的室外换热机中的制冷剂出口侧的制冷剂过冷度与制冷剂不足率的关系的模拟结果的一个示例的说明图。图11所示的制冷剂过冷度在制冷剂不足率处于0%~30%的范围内时逐渐减少,而在制冷剂不足率处于30%~60%的范围内时无变化。即,在制冷运行时的制冷剂不足率为0~30%的情况下,制冷剂回路6中的制冷剂量的不足会对制冷剂过冷度的数值造成较大影响。另外,在图11中,制冷剂不足率为60%以上时的制冷剂过冷度为负值,但实际上制冷剂过冷度不会低于0℃,因此这个值只是在模拟中才会出现的数值。因此,制冷剂不足率为60%以上时的制冷剂过冷度不用于回归方程的生成。
图12是表示制冷运行时的吸入温度与制冷剂不足率的关系的模拟结果的一个示例的说明图。图12所示的吸入温度在制冷剂不足率为40~70%时存在增加的倾向。即,在制冷运行时的制冷剂不足率为40~70%的情况下,制冷剂回路6中的制冷剂量的不足会对吸入温度的数值造成较大影响。另外,在图12中,制冷剂不足率为70%以上时的吸入温度几乎不变,因此很难根据吸入温度来推测更高的制冷剂不足率。因此,制冷剂不足率为70%以上时的吸入温度不用于回归方程的生成。
图13是表示制热运行时的室外机膨胀阀14的开度与制冷剂不足率的关系的模拟结果的一个示例的说明图。图13所示的室外机膨胀阀14的开度在制冷剂不足率为0~20%时发生变化,而在制冷剂不足率超过20%时,室外机膨胀阀14的开度的变化基本消失。即,在制热运行时的制冷剂不足率为0~20%的情况下,制冷剂回路6中的制冷剂量的不足会对室外机膨胀阀14的开度造成较大影响。另外,如上所述,在制冷剂不足率超过20%时,室外机膨胀阀14的开度的变化基本消失。因此,制冷剂不足率超过20%时的室外机膨胀阀14的开度不用于回归方程的生成。
图14是表示制热运行时的室内机3的过冷度与制冷剂不足率的关系的模拟结果的一个示例的说明图。图14所示的室内机3的过冷度在制冷剂不足率为0~35%时发生变化,而在制冷剂不足率超过35%时,过冷度的变化基本消失。即,在制热运行时的制冷剂不足率较低的区域(例如0~20%),制冷剂回路6中的制冷剂量的不足会对室内机3的过冷度造成较大影响。另外,如上所述,在制冷剂不足率超过35%时,室内机3的过冷度的变化基本消失。
图15是表示吸入过热度与制冷剂不足率的关系的模拟结果的一个示例的说明图。图15所示的吸入过热度存在制冷剂不足率增加时吸入过热度变大的倾向,在制冷剂不足率超过30%时,吸入过热度大幅上升。即,在制热运行时的制冷剂不足率较高的区域(例如30%),制冷剂回路6中的制冷剂量的不足会对吸入过热度造成较大影响。另外,在图15中,制冷剂不足率小于30%时的吸入过热度的变化较小,因此很难根据吸入过热度来高精确度地推测更低的制冷剂不足率。故而,本实施例中,制冷剂不足率小于30%时的吸入过热度不用于回归方程的生成。
接下来,对仅使用了制热运行时的室外机膨胀阀14的开度来作为第一制热用推定模型的运行状态量时的第三制热用推定模型的各个制冷剂不足率的推定值的精确度进行说明。图16A是表示仅使用了制热运行时的室外机膨胀阀14的开度来作为第一制热用推定模型的运行状态量的第三制热用推定模型的各个制冷剂不足率的推定值的精确度的关系的说明图。
例如,仅使用了室外机膨胀阀14的开度的第一制热用推定模型的制冷剂不足率在0%~20%的推定值的校正R2为0.29。另外,校正R2越接近“1”,则表示推定值的精确度越高。在仅使用了制热运行时的室外机膨胀阀14的开度来作为第一制热用推定模型的运行状态量的情况下,如图16A所示,在第三制热用推定模型中,当制冷剂不足率为0%~20%时,各个制冷剂不足率的推定值容易偏离理想值X,推定值的精确度下降。
而在仅使用了制热运行时的室内机3的过冷度来作为第一制热用推定模型的运行状态量的情况下,第一制热用推定模型的制冷剂不足率在0%~20%的推定值的校正R2为0.51。因此,相较于仅使用了室外机膨胀阀14的开度的情况,使用了室内机3的过冷度的情况的第一制热用推定模型的推定值的精确度更高。此外,若除了制热运行时的室内机3的过冷度以外还使用了压缩机11的转速,则第一制热用推定模型的制冷剂不足率在0%~20%的推定值的校正R2变成0.80,推定值的精确度进一步提高。
在本实施例的制热运行时的第三制热用推定模型73F中,除了室内机3的过冷度及压缩机11的转速以外,还使用室外机膨胀阀14的开度作为第一制热用推定模型的运行状态量。特别是,如图14所示,室内机3的过冷度在制冷剂不足率为0~20%时大幅变动。第三制热用推定模型73F通过在制冷剂不足率处于较低的范围时,将室内机3的过冷度也考虑为运行状态量,从而能够提高制冷剂不足率的变化的检测精确度。
本实施例中使用的第一制热用推定模型73D,除了使用室内机3的过冷度及压缩机11的转速以外,还使用室外机膨胀阀14的开度作为运行状态量,因此在制冷剂不足率为0%~20%时的推定值的校正R2为0.82。图16B是表示本实施例的第三制热运行模型73F的各个制冷剂不足率的推定值的精确度的关系的说明图。如图16B所示,在本实施例的第三制热用推定模型73F中,当制冷剂不足率为0%~20%时,各个制冷剂不足率的推定值接近理想值X,制冷剂回路6中残存的制冷剂量的推定精确度变高。另外,如上所述,室内机3的过冷度也会受外部气温及室内温度等外在因素影响,因此若使特征量中包含反映外在因素(外部气温及室内温度等)的运行状态量(外部气温、室内温度),则能够提高制冷剂不足率的检测精确度。在除了室内机3的过冷度、压缩机11的转速及室外机膨胀阀14的开度以外,还包含外部气温、室内温度来作为运行状态量的情况下,制冷剂不足率为0%~20%时的第一制热用推定模型73D的推定值的校正R2为0.92。
实施例1的效果
在实施例1的空调机1中,在生成第四回归方程,即,制热运行时的制冷剂不足率较低的范围内的制冷剂不足率推定模型时,使用的是室内机3的过冷度。其结果,由于在制冷剂不足率较低的范围内(例如0%~20%时),使用的是数值会根据制冷剂不足率而大幅变动的室内机3的过冷度,所以在制冷剂不足率较低的范围内,也能够在制热运行时稳定地推定出制冷剂不足率的变化。
空调机1在生成第五回归方程,即,制热运行时的制冷剂不足率较高的范围内的制冷剂不足率推定模型时,是使用压缩机11的吸入过热度及室外机膨胀阀14的开度作为运行状态量,并采用回归分析法来生成的。其结果,能够在制冷剂不足率较高的范围内,在制热运行时稳定地推定出制冷剂不足率的变化。
空调机1使用制冷用推定模型及制冷运行时的当前的运行状态量,来推定制冷运行时的制冷剂不足率,并且使用制热用推定模型及制热运行时的当前的运行状态量,来推定制热运行时的制冷剂不足率。其结果,根据各运行状态使用不同的推定模型,从而能够以高精确度推定出制冷剂不足率。
空调机1通过将当前的运行状态量代入利用S型曲线连接第一制热用推定模型73D与第二制热用推定模型73E而形成的第三制热用推定模型73F,能够以高精确度推定出制热运行时的制冷剂不足率。
第一制热用推定模型73D使用室外机膨胀阀14的开度及室内机3的过冷度作为运行状态量,来推定制冷剂不足率。其结果,空调机1能够在制热运行时以高精确度推定出制冷剂不足率。
第二制热用推定模型73E使用压缩机11的吸入过热度作为运行状态量,来推定制冷剂不足率。其结果,空调机1能够在制热运行时以高精确度推定出制冷剂不足率。
第三制热用推定模型73F通过S型曲线来对第一制热用推定模型73D的推定结果与第二制热用推定模型73E的推定结果之间进行内插。其结果,能够在制热运行时的制冷剂不足率为0~70%的范围内,推定出准确的制冷剂不足率。
在多元回归分析处理中,将数据过滤处理及数据清洗处理后的当前的运行状态量(传感器数值)代入推定模型的各回归方程。本实施例中,推定模型的各回归方程的生成中使用的是由模拟得到的特征量,由模拟得到的特征量中不包含异常的数值、及与其他数值相比明显大或小的数值。通过向这种使用不包含异常值或逸出值的特征量而生成的推定模型的各回归方程或者各制冷剂不足率计算公式中代入已经过数据过滤处理及数据清洗处理而将异常值及逸出值剔除的运行状态量,能够更准确地推定出制冷剂不足率。
另外,以上所说明的实施例中示例了以下情况:在空调机1的设计阶段求出各运行状态量的模拟结果,使具有学习功能的服务器等终端学习模拟结果从而获得推定模型,将所述推定模型预先存储至控制电路70。取而代之地,也可以存在与空调机1之间以通信网110连接的服务器120,该服务器120生成第一~第六回归方程,并将它们发送至空调机1。关于该实施方式,将在下文中进行说明。
实施例2
空调系统的结构
图17是表示实施例2的空调系统100的一个示例的说明图。另外,对与实施例1的空调机1相同的结构标注相同的符号,从而省略对重复的结构及动作的说明。图17所示的空调系统100具有空调机主体1A、集中控制器7、通信网110及服务器120。空调机主体1A包括:具有压缩机11、室外换热器13及室外机膨胀阀14的室外机2、以及具有室内换热器51的室内机3。空调机主体1A具备通过液管4及气管5等制冷剂配管将室外机2与室内机3连接而构成的制冷剂回路6,该制冷剂回路6中填充有预设量的制冷剂。集中控制器7将空调机主体1A与通信网110之间以通信方式连接。集中控制器7具有监控部80及控制电路70,所述监控部80显示包含室外机2及室内机3的空调机主体1A的状态,所述控制电路70用于控制整个空调机主体1A。
服务器120具有推定部121及发送部122。推定部121使用与制冷剂回路6中填充的制冷剂的制冷剂不足率的推定相关的运行状态量,采用通过多元回归分析法而生成的推定模型来推定制冷剂不足率。另外,推定模型例如具有实施例1中说明的第一制冷用推定模型73A、第二制冷用推定模型73B、第三制冷用推定模型73C、第一制热用推定模型73D、第二制热用推定模型73E及第三制热用推定模型73F。发送部122将由推定部121推定出的推定结果经由通信网110发送至集中控制器7。集中控制器7内的控制电路70使用接收到的推定结果,向使用者显示空调机1的制冷剂回路6中的制冷剂不足率。
实施例2的效果
实施例2的服务器120使用当前的运行状态量来推定制冷剂不足率。其结果,使用者能够经由集中控制器7来确认空调机1的制冷剂不足率。
此外,本实施例中对推定相对的制冷剂量以表示残存于制冷剂回路6中的制冷剂量的情况进行了说明。具体而言,对推定并提供制冷剂不足率的情况进行了说明,所述制冷剂不足率为从制冷剂回路6泄露至外部的制冷剂量相对于在制冷剂回路6中填充制冷剂时的填充量(初始值)的比例。但是,本发明不限于此,还可以将推定出的制冷剂不足率乘以初始值,从而提供从制冷剂回路6泄露至外部的制冷剂量。此外,还可以推定从制冷剂回路6泄露至外部的绝对制冷剂量或残留于制冷剂回路6中的绝对制冷剂量。对于推定从制冷剂回路6泄露至外部的绝对制冷剂量或残留于制冷剂回路6中的绝对制冷剂量的情况,除了至此为止说明过的各运行状态量,只要还考虑到室外换热器13及各室内换热器1的容积、以及液管4的容积即可。
变形例
另外,本实施例中例如示例了在第一制热用推定模型73D的推定结果与第二制热用推定模型73E的推定结果之间通过S型系数进行内插的情况,但并不限定于S型系数,例如也可以使用线性内插等内插方法,能够适当地进行变更。
另外,本实施例中,所使用的推定模型是预先生成的。但也可由服务器120来生成。例如,也可以使用与制冷剂回路6中填充的制冷剂的制冷剂不足率的推定相关的运行状态量、及来自用于测量制冷剂量的测量器的测量结果,采用多元回归分析法,来生成供服务器120推定制冷剂不足率的推定模型。此外,本实施例中示例了使用多元回归分析法生成各推定模型的情况,但也可以使用能够进行普通的回归分析法的机器学习算法,即SVR(支持向量回归:Support Vector Regression)或NN(神经网络:Neural Network)等来生成推定模型。这时,对于特征量的选择,代替在多元回归分析法中使用的P值及校正值R2,使用以使推定模型的精度提高的方式选择特征量的普通的方法(向前特征选择(Forward FeatureSelection)法、向后特征消除(Backward feature Elimination)等)即可。
另外,示例了如下情况:在代表时刻附近的传感器数值有多个时,执行传感器数值编辑处理的控制部74对是否存在“传感器数值变化”进行判定,如有“传感器数值变化”,则将最早时刻的“传感器数值变化”的传感器数值确定为代表传感器数值。但并不限定于最早时刻的“传感器数值变化”,例如也可以采用“传感器数值变化”的传感器数值的平均值、或最晚时刻的“传感器数值”,能够适当地进行变更。
示例了如下情况:控制部74在未能获取代表时刻附近的检测时刻的各传感器数值时,将此前的代表时刻的代表传感器数值确定为代表时刻的代表传感器数值。但并不限定于控制部74使用紧前的代表时刻的代表传感器数值,例如控制部74也可以使用紧前的“传感器数值变化”的传感器数值,能够适当地进行变更。
此外,附图所示的各个部分的每个结构要素并不一定需要在实体上按照附图所示构成。即,各个部分的分散/合并的具体形态不限定于附图所示,可根据各种负载或使用状况等,将其整体或一部分以任意的单位,功能性地或物理性地分散或合并地构成。
进一步地,每个装置所进行的各种处理功能也可在CPU(中央处理单元,CentralProcessing Unit)(或MPU(微处理单元,Micro Processing Unit)、MCU(微控制单元,MicroController Unit)等微型计算机)上执行其全部或任意一部分。此外,各种处理功能很明显也可在由CPU(或MPU、MCU等微型计算机)分析执行的程序上、或者使用布线逻辑的硬件上,执行其全部或任意一部分。
此外,在以上所说明的各实施例中,作为表示制冷剂回路6中残存的制冷剂量的指标,例如使用的是相对的制冷剂量即制冷剂不足率。制冷剂不足率是指,将制冷剂回路6中填充有规定量的制冷剂的状态设定为制冷剂填充率100%时,从该规定量起算的制冷剂的减少率。但作为表示制冷剂回路6中残存的制冷剂量的指标,也可以使用制冷剂的填充率来取代制冷剂的减少率。此外,表示制冷剂的不足率或填充率时的基准量(规定量)采用了预先设定的制冷剂量,但也可取而代之地,将制冷剂回路中实际所填充的制冷剂量视为基准量(规定量)。这种情况下,例如即便制冷剂回路6中实际所填充的制冷剂量少于(或多于)预先设定的规定量,也能够将该制冷剂量当作100%。通过像这样将实际填充的制冷剂量作为基准量,能够更准确地推定出各制冷剂回路的制冷剂不足率。进一步地,作为表示制冷剂回路6中残存的制冷剂量的指标,也可以使用绝对的指标而非相对的指标(比率)的制冷剂量。
符号说明
1 空调机
2 室外机
3 室内机
4 液管
5 气管
11 压缩机
12 四通阀
13 室外换热器
14 室外机膨胀阀
19 室外机控制部
19A 室外侧检测部
19B 室外侧存储部
19C 室外侧控制部
51 室内换热器
65 室内机控制部
65A 室内侧检测部
65B 室内侧存储部
65C 室内侧控制部
71 获取部
73D 第一制热用推定模型
73E 第二制热用推定模型
73F 第三制热用推定模型
74 控制部
74A 推定部

Claims (21)

1.一种空调机,其具有室外机及室内机,所述室外机具有压缩机、室外换热器及膨胀阀,所述室内机具有室内换热器,所述空调机具有通过制冷剂配管将所述室外机与所述室内机连接而形成的制冷剂回路,所述空调机至少能够进行制热运行,所述制热运行使所述室内换热器作为在所述压缩机中被压缩的制冷剂的冷凝器发挥功能,且使所述室外换热器作为在所述室内换热器中被冷凝的制冷剂的蒸发器发挥功能,所述空调机的特征在于,
所述空调机具有推定部,所述推定部至少使用所述制热运行中的所述空调机的运行状态量来推定所述制冷剂回路中残存的制冷剂量,
所述推定部包含与所述制冷剂回路中残存的制冷剂量的范围对应的不同的多个推定模型,所述多个推定模型中的一个使用所述室内侧换热器的出口处的制冷剂过冷度来作为所述运行状态量。
2.根据权利要求1所述的空调机,其特征在于,
将所述多个推定模型中,与所述制冷剂回路中残存的制冷剂量较多的范围对应的推定模型设为第一推定模型,与所述制冷剂回路中残存的制冷剂量较少的范围对应的推定模型设为第二推定模型时,所述第一推定模型使用所述室内侧换热器的出口处的制冷剂过冷度来作为所述运行状态量。
3.根据权利要求2所述的空调机,其特征在于,
将由所述第一推定模型及所述第二推定模型构成的推定模型设为第三推定模型时,所述推定部包含所述第三推定模型。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空调机,其特征在于,
所述室内机设置有多台,
在使所述室内机中的至少两台以上的室内机的室内换热器作为在所述压缩机中被压缩的制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,所述推定部使用作为所述冷凝器发挥功能的室内换热器的出口处的制冷剂过冷度,以所述推定模型来推定制冷剂量。
5.根据权利要求4所述的空调机,其特征在于,
所述推定部使用过冷度来推定所述制冷剂量,所述过冷度基于的是所述两台以上的室内机各自的室内换热器的出口处的制冷剂温度的平均值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的空调机,其特征在于,
所述室内机具备:
室内侧控制部,其用于控制所述室内机的各个部分的动作;室内侧检测部,其用于检测所述运行状态量中的室内机侧的运行状态量,即室内侧运行状态量;以及室内侧存储部,其用于存储由所述室内侧检测部检测出的室内侧检测结果,
所述室外机具备:
室外侧控制部,其用于控制所述室外机的各个部分的动作;室外侧检测部,其用于检测所述运行状态量中的室外机侧的运行状态量,即室外侧运行状态量;以及室外侧存储部,其用于存储由所述室外侧检测部检测出的室外侧检测结果,
所述室内侧控制部将所述室内侧检测结果与检测时刻建立关联并储存至所述室内侧存储部,
所述室外侧控制部将所述室外侧检测结果与检测时刻建立关联并储存至所述室内侧存储部。
7.根据权利要求6所述的空调机,其特征在于,具备:
集中控制单元,其显示所述室内机及所述室外机的状态,
所述集中控制单元具备控制部及存储部,
所述存储部用于存储已与检测时刻建立关联的所述室内侧检测结果、及已与检测时刻建立关联的所述室外侧检测结果,
在所述室内侧检测结果的检测时刻及所述室外侧检测结果的检测时刻处于预设范围内时,所述控制部将所述室内侧检测结果及所述室外侧检测结果与新的时刻建立关联并储存至所述存储部。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的空调机,其特征在于,
所述室内侧检测部包括第一传感器,所述第一传感器用于检测所述室内换热器的出口处的制冷剂温度来作为所述室内侧检测结果,
所述室内侧检测部包括第二传感器,所述第二传感器用于检测所述室外换热器的高压饱和温度来作为所述室外侧检测结果,
所述推定部使用所述过冷度来推定所述制冷剂量,所述过冷度是使用所述室内侧检测结果的检测时刻及所述室外侧检测结果的检测时刻处于预设范围内的所述室内侧检测结果及所述室外侧检测结果而计算得出的。
9.根据权利要求8所述的空调机,其特征在于,
在使所述室内机中的至少两台以上的室内机的室内换热器作为在所述压缩机中被压缩的所述制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,所述推定部使用过冷度来推定所述制冷剂量,所述过冷度基于的是由所述两台以上的室内机各自的所述第一传感器检测出的检测结果的平均值。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的空调机,其特征在于,
所述推定模型是推定制冷剂不足率来作为所述制冷剂回路中残存的制冷剂量的推定模型,所述制冷剂不足率表示从所述制冷剂回路中减少的制冷剂的比率。
11.一种空调系统,其具有空调机、及与所述空调机通信连接的服务器,所述空调机具有室外机及室内机,所述室外机具有压缩机、室外换热器及膨胀阀,所述室内机具有室内换热器,所述空调机具有通过制冷剂配管将所述室外机与所述室内机连接而形成的制冷剂回路,所述空调机至少能够进行制热运行,所述制热运行使所述室内换热器作为在所述压缩机中被压缩的制冷剂的冷凝器发挥功能,且使所述室外换热器作为在所述室内换热器中被冷凝的制冷剂的蒸发器发挥功能,所述空调系统的特征在于,
所述服务器具有推定部,该推定部至少使用所述制热运行中的所述空调机的运行状态量来推定所述制冷剂回路中残存的制冷剂量,
所述推定部包含与所述制冷剂回路中残存的制冷剂量的范围对应的不同的多个推定模型,所述多个推定模型中的一个使用所述室内侧换热器的出口处的制冷剂过冷度来作为所述制热运行中的所述空调机的运行状态量。
12.根据权利要求11所述的空调系统,其特征在于,
将所述多个推定模型中,与所述制冷剂回路中残存的制冷剂量较多的范围对应的推定模型设为第一推定模型,与所述制冷剂回路中残存的制冷剂量较少的范围对应的推定模型设为第二推定模型时,所述第一推定模型使用所述室内侧换热器的出口处的制冷剂过冷度来作为所述运行状态量。
13.根据权利要求12所述的空调系统,其特征在于,
将由所述第一推定模型及所述第二推定模型构成的推定模型设为第三推定模型时,所述推定部包含所述第三推定模型。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的空调系统,其特征在于,
所述室内机设置有多台,
在使所述室内机中的至少两台以上的室内机的室内换热器作为在所述压缩机中被压缩的制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,所述推定部使用作为所述冷凝器发挥功能的室内换热器的出口处的制冷剂过冷度,以所述推定模型来推定制冷剂量。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的空调系统,其特征在于,具备:
集中控制单元,其显示所述室内机及所述室外机的状态,所述空调机与所述服务器经由所述集中控制单元而通信连接。
16.根据权利要求14所述的空调系统,其特征在于,
所述推定部使用过冷度来推定所述制冷剂量,所述过冷度基于的是所述两台以上的室内机各自的室内换热器的出口处的制冷剂温度的平均值。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的空调系统,其特征在于,
所述室内机具备:
室内侧控制部,其用于控制所述室内机的各个部分的动作;室内侧检测部,其用于检测所述运行状态量中的室内机侧的运行状态量,即室内侧运行状态量;以及室内侧存储部,其用于存储由所述室内侧检测部检测出的室内侧检测结果,
所述室外机具备:
室外侧控制部,其用于控制所述室外机的各个部分的动作;室外侧检测部,其用于检测所述运行状态量中的室外机侧的运行状态量,即室外侧运行状态量;以及室外侧存储部,其用于存储由所述室外侧检测部检测出的室外侧检测结果,
所述室内侧控制部将所述室内侧检测结果与检测时刻建立关联并储存至所述室内侧存储部,
所述室外侧控制部将所述室外侧检测结果与检测时刻建立关联并储存至所述室内侧存储部。
18.根据权利要求17所述的空调系统,其特征在于,
所述集中控制单元具备控制部及存储部,
所述存储部用于存储已与检测时刻建立关联的所述室内侧检测结果、及已与检测时刻建立关联的所述室外侧检测结果,
在所述室内侧检测结果的检测时刻及所述室外侧检测结果的检测时刻处于预设范围内时,所述控制部将所述室内侧检测结果及所述室外侧检测结果与新的时刻建立关联并储存至所述存储部。
19.根据权利要求17或18所述的空调系统,其特征在于,
所述室内侧检测部包括第一传感器,所述第一传感器用于检测所述室内换热器的出口处的制冷剂温度来作为所述室内侧检测结果,
所述室内侧检测部包括第二传感器,所述第二传感器用于检测所述室外换热器的高压饱和温度来作为所述室外侧检测结果,
所述推定部使用所述过冷度来推定所述制冷剂量,所述过冷度是使用所述室内侧检测结果的检测时刻及所述室外侧检测结果的检测时刻处于预设范围内的所述室内侧检测结果及所述室外侧检测结果而计算得出的。
20.根据权利要求19所述的空调系统,其特征在于,
在使所述室内机中的至少两台以上的室内机的室内换热器作为在所述压缩机中被压缩的所述制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,所述推定部使用过冷度来推定所述制冷剂量,所述过冷度基于的是由所述两台以上的室内机各自的所述第一传感器检测出的检测结果的平均值。
21.根据权利要求11至20中任一项所述的空调系统,其特征在于,
所述推定模型是推定制冷剂不足率来作为所述制冷剂回路中残存的制冷剂量的推定模型,所述制冷剂不足率表示从所述制冷剂回路中泄露的制冷剂的比率。
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