DE69829806T2 - Kälte- und Klimagerät und Verfahren zur Bestimmung der Kältemittelzusammensetzung eines Kälte- und Klimagerätes - Google Patents

Kälte- und Klimagerät und Verfahren zur Bestimmung der Kältemittelzusammensetzung eines Kälte- und Klimagerätes Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kühl- und Klimagerät, das ein nichtazeotropes in einem Kältemittel verwendet, und insbesondere auf ein Kühl- und Klimagerät, das in der Lage ist, mit hoher Zuverlässigkeit und hohem Wirkungsgrad zu arbeiten, indem die Zusammensetzung des Kältemittels, das in einem Kühlzyklus zirkuliert, genau erfasst wird, wobei ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet wird, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind.
  • Zunächst wird eine Beschreibung der Charakteristiken der Zusammensetzung eines Kältemittels, das in einem Zyklus eines Kühl- und Klimageräts unter Verwendung eines nichtazeotropen Kältemittels zirkuliert, gegeben. 15 ist ein Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm, das die Charakteristiken eines nichtazeotropen Kältemittels illustriert, in welchem zwei Arten von Kältemitteln gemischt sind, und die Koordinate stellt die Temperatur dar, während die Abszisse eine zirkulierende Zusammensetzung (ein Zusammensetzungsverhältnis von niedrigsiedenden Komponenten) darstellt, wobei der Parameter der Druck ist. In dem Fall des aus zwei Arten gemischten nichtazeotropen Kältemittels werden eine gesättigte Dampfkurve und eine gesättigte Flüssigkeitskurve durch den Druck bestimmt, wie in 15 gezeigt. Der oberhalb der gesättigten Dampfkurve befindliche Bereich zeigt einen überhitzten Dampfzustand an, der unterhalb der gesättigten Flüssigkeitskurve befindliche Bereich zeigt einen unterkühlten Zustand an, und der zwischen der gesättigten Dampfkurve und der gesättigten Flüssigkeitskurve befindliche Bereich zeigt einen Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand an. In 15 bezeichnet Z die zirkulierende Zusammensetzung in einem Kühlzyklus; ein Punkt 1 einen Auslassbereich eines Verdichters; ein Punkt 2 einen Auslassbereichs eines Kondensators; ein Punkt 3 einen Einlassbereich eines Verdampfers; und ein Punkt 4 einen Einlassbereich des Verdichters.
  • Im Allgemeinen stimmen in einem ein nichtazeotropes Kältemittel verwendenden Kühlzyklus die Zusammensetzung des in dem Zyklus zirkulierenden Kältemittels und die Zusammensetzung des in den Zyklus geladenen Kältemittels nicht notwendigerweise miteinander überein. Dies ergibt sich daraus, dass in dem Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenbereich des Kühlzyklus, der durch einen Punkt A in 15 gezeigt ist, die flüssige Zusammensetzung gleich X wird, die kleiner als die zirkulierende Zusammensetzung Z ist, während die Dampfzusammensetzung gleich Y wird, die größer als die zirkulierende Zusammensetzung ist. Insbesondere in einem Zyklus, in welchem ein Akkumulator in der Leitung zwischen dem Auslass des Verdampfers und dem Einlass des Verdichters vorgesehen ist, zeigt, wenn das flüssige Kältemittel in dem Akkumulator gesammelt wird, die zirkulierende Zusammensetzung eine Tendenz, bei der niedrigsiedende Komponenten stärker zunehmen als in dem Fall der chargierten Zusammensetzung. Dies ist dem Umstand zuzuschreiben, dass das flüssige Kältemittel, in welchem der Anteil von niedrigsiedenden Komponenten kleiner ist (der Anteil von hochsiedenden Komponenten ist größer) als in dem Fall der chargierten Zusammensetzung, in dem Akkumulator gesammelt wird.
  • Zusätzlich ändern sich, selbst wenn das Kältemittel in dem Kühlzyklus nach außen entwichen ist, die zirkulierenden Zusammensetzungen in dem Zyklus. Wenn beispielsweise das Entweichen des flüssigen Kältemittels in dem durch den Punkt A in 15 gezeigten Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenbereich auftritt, entweicht das Kältemittel mit einer Zusammensetzung X, die kleiner als die zirkulierende Zusammensetzung ist, so dass die zirkulierende Zusammensetzung eine Tendenz zeigt, größer zu werden. Wenn andererseits das dampfförmige Kältemittel in dem Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenbereich entweicht, das Kältemittel mit der Zusammensetzung Y, die größer als die zirkulierende Zusammensetzung ist, dann zeigt die zirkulierende Zusammensetzung eine Tendenz, kleiner zu werden. Somit ändert sich in dem Zyklus, der ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet, die Zusammensetzung des in dem Zyklus zirkulierenden Kältemittels im Wesentlichen aufgrund der Arbeitsbedingung des Zyklus, des Entweichens des Kältemittels und dergleichen.
  • Wenn sich die zirkulierende Zusammensetzung in dem Zyklus ändert, ändert sich die Beziehung zwischen dem Druck und der Sättigungstemperatur des Kältemittels, wie aus 15 ersichtlich ist, und die Kühlfähig keit ändert sich auch wesentlich. Demgemäß ist es erforderlich, um den Zyklus stabil zu machen und die vorbestimmten Fähigkeiten zu demonstrieren, die zirkulierende Zusammensetzung in dem Zyklus genau zu erfassen und die Anzahl von Umdrehungen des Verdichters, das Ausmaß der Öffnung einer Druckverminderungsvorrichtung und dergleichen entsprechend der zirkulierenden Zusammensetzung optimal zu steuern.
  • In dem Stand der Technik gemäß EP 0 715 134 A2 ist ein Kühlzyklus (Klimagerät), der ein gemischtes Kältemittel verwendet, bekannt, bei dem ein Mischverhältnis des Kältemittels in einem Kältemittelkreis durch einen Mischverhältnis-Detektor gemessen wird. Eine Steuervorrichtung empfängt das Erfassungssignal, um ein Steuerventil zu öffnen, wenn das Mischverhältnis einer Kältemittelkomponente mit hohem Siedepunkt niedrig ist, wodurch die in einem Flüssigkeitsreservoir gespeicherten Kältemittel mit hohem Siedepunkt in den Kältemittelkreis zurückkehren. Das Kältemittel mit hohem Siedepunkt wird von einer Niedrigdruckseite eines Verdichters in den Kältemittelkreis geliefert, um das Mischverhältnis des in dem Kältemittelkreis zirkulierenden Kältemittels auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Weiterhin ist im Stand der Technik ( EP 0 750 166 A2 ) ein System bekannt, dass eine nichtazeotrope Mischung als Kältemittel verwendet. Dieses System weist mehrere Temperaturdetektoren und mehrere Druckdetektoren auf, um die entsprechenden physikalischen Eigenschaften an verschiedenen Positionen innerhalb des Kältemittelkreises zu erfassen, und es weist eine Vorrichtung zum Berechnen der Zusammensetzung des gemischten Kältemittels auf.
  • 16 zeigt eine Ausbildung eines herkömmlichen Kühl- und Klimageräts, das ein nichtazeotropes Kälte mittel verwendet. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Verdichter; 2 einen Kondensator, 33 einen Empfänger; 3 eine Druckverminderungsvorrichtung und 4 einen Verdampfer, und diese Komponentenelemente sind aufeinander folgend durch Leitungen verbunden und bilden einen Kühlzyklus. Als Kältemittel wird ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet, in welchem zwei Arten von Kältemitteln, enthaltend eine hochsiedende Komponente und eine niedrigsiedende Komponente, gemischt sind. Zusätzlich sind ein Temperaturdetektor 34 und ein Druckdetektor 35 für einen Empfänger 33 an einem Auslass des Kondensators 2 vorgesehen, und Signale von diesen Detektoren werden in eine Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 eingegeben.
  • Bei dem herkömmlichen Kühl- und Klimagerät, das ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet und wie vorstehend beschrieben ausgebildet ist, wird der Dampf des nichtazeotropen Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittels, das durch den Verdichter 1 komprimiert ist, durch den Kondensator 2 kondensiert und verflüssigt, und fließt in den Sammelbehälter 33. Dieses flüssige Kältemittel geht durch die Druckverminderungsvorrichtung 3 hindurch, in der es in ein Niedrigtemperatur-Niedrigdruck-Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittel umgewandelt wird und in den Verdampfer 4 fließt, in welchem es verdampft wird und zu dem Verdichter 1 zurückkehrt.
  • Die zirkulierende Zusammensetzung in dem Zyklus wird von der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 auf der Grundlage der Informationen über die Temperatur und den Druck des flüssigen Kältemittels, das in den Sammelbehälter 33 geflossen ist, der Temperatur und des Drucks, die von dem Temperaturdetektor 34 und dem Druckdetektor 35 erfasst wurden, berechnet. D.h., ein Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm wie das in 17 gezeigt, wird erhalten von der Art des chargierten nichtazeotropen Kältemittels, in welchem zwei Arten von Kältemitteln gemischt sind, sowie dem von dem Druckdetektor 35 erfassten Druck TH. Wenn angenommen wird, dass der Zustand des Kältemittels in dem Sammelgefäß 33 der einer gesättigten Flüssigkeit ist, kann die zirkulierte Zusammensetzung Z in dem Zyklus erfasst werden anhand eines Schnittpunktes der gesättigten Flüssigkeitskurve und der von dem Temperaturdetektor 34 erfassten Temperatur TH, wie in 17 gezeigt ist.
  • Wenn dieses Grundprinzip der Erfassung der zirkulierenden Zusammensetzung in dem Fall des aus zwei Arten gemischten nichtazeotropen Kältemittels erweitert wird, kann die zirkulierende Zusammensetzung erfasst werden, wenn die Qualität von nassem Dampf, X, (= der Strömungsrate der Masse von Kältemitteldampf/der Strömungsrate der Gesamtmasse des Kältemittels) sowie die Temperatur und der Druck des Kältemittels bei dieser Qualität von nassem Dampf, X, bekannt sind. D.h., in dem Fall des aus den zwei Arten gemischten nichtazeotropen Kältemittels, in einem Fall, in welchem der Druck P festgelegt ist, ist die Beziehung wie die durch die strichpunktierte Linie in 18 gezeigte, die das herkömmliche Grundprinzip der Erfassung von zirkulierenden Zusammensetzungen des aus zwei Arten gemischten Kältemittels illustriert, zwischen der Temperatur und der zirkulierenden Zusammensetzung Z des Kältemittels bei der Qualität von nassem Dampf, X, enthaltend die gesättigte Dampfkurve, bei der die Qualität von nassem Dampf, X, = 1 ist, und die gesättigte Flüssigkeitslinie, bei der die Qualität von nassem Dampf, X = 0 ist, vorhanden. Demgemäß ist durch Verwendung dieser Beziehung möglich, die zirkulierende Zusammensetzung in dem Zyklus zu erfassen, wenn der Druck, die Temperatur und die Qualität von nassem Dampf des Kältemittels in dem Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand, enthaltend den gesättigten Dampf und die gesättigte Flüssigkeit, bekannt sind.
  • Jedoch kann, obgleich dieses Verfahren auf das aus zwei Arten gemischte Kältemittel, bei dem zwei Arten von Kältemitteln gemischt sind, angewendet werden kann, es nicht auf ein gemischtes Kältemittel angewendet werden, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind. In dem Fall des aus zwei Arten gemischten Kältemittels kann, wenn das Zusammensetzungsverhältnis Z1 der ersten Komponente bekannt sein kann, das Zusammensetzungsverhältnis Z2 der zweiten Komponente bestimmt werden als (1 – Z1). In dem Fall des aus drei Arten gemischten Kältemittels gibt es andererseits, selbst wenn das Zusammensetzungsverhältnis Z1 der ersten Komponente allein bekannt sein kann, unendliche Kombinationen des Zusammensetzungsverhältnisses Z2 der zweiten Komponente und des Zusammensetzungsverhältnisses Z3 der dritten Komponente, so dass es unmöglich ist, die Gesamtzusammensetzung zu bestimmen.
  • Es wird eine Beschreibung dieses Aspekts mit Bezug auf das Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm eines aus drei Arten gemischten Kältemittels, das in 19 gezeigt ist, gegeben. 19 ist ein Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm eines aus drei Arten gemischten Kältemittels unter den Bedingungen, bei denen der Druck P festgelegt ist und die Temperatur T festgelegt ist. Die Abszisse zeigt das Zusammensetzungsverhältnis Z1 der ersten Komponente, während die Ordinate das Zusammensetzungsverhältnis Z2 der zwei ten Komponente zeigt. Die beiden ausgezogenen Linien in der Zeichnung zeigen die Kurve des gesättigten Dampfes und die Kurve der gesättigten Flüssigkeit. Der sich oberhalb der Kurve des gesättigten Dampfes befindliche Bereich zeigt einen überhitzten Dampfzustand an, der sich unterhalb der Kurve der gesättigten Flüssigkeit befindliche Bereich zeigt einen unterkühlten Zustand an, und der von der Kurve des gesättigten Dampfes und der Kurve der gesättigten Flüssigkeit umgebene Bereich zeigt einen Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand an. Die strichpunktierte Linie in der Zeichnung zeigt den Zustand an, in welchem die Qualität von nassem Dampf, X, in dem Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand festgelegt ist. Wie aus dieser Zeichnung ersichtlich ist, kann es in dem Fall des aus drei Arten gemischten Kältemittels, selbst wenn der Druck P, die Temperatur T und die Qualität des nassen Dampfes, X, des Kältemittels in dem Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand bekannt sind, nur bekannt sein, dass die zirkulierende Zusammensetzung auf der strichpunktierten Linie in der Zeichnung vorhanden ist, und es ist unmöglich, die zirkulierende Zusammensetzung zu bestimmen, d.h. die Zusammensetzung der ersten Komponente und die Zusammensetzung der zweiten Komponente der zirkulierenden Zusammensetzung. In dem Fall des aus drei Arten gemischten Kältemittels wird, wenn das Zusammensetzungsverhältnis Z1 der ersten Komponente und das Zusammensetzungsverhältnis Z2 der zweiten Komponente bekannt sind, das Zusammensetzungsverhältnis Z3 der verbleibenden dritten Komponente eindeutig aus (1 – Z1 – Z2) bestimmt.
  • Als ein herkömmliches Verfahren zum Erfassen zirkulierender Zusammensetzung des aus drei Arten gemischten nichtazeotropen Kältemittels ist ein Verfahren bekannt, das beispielsweise in der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 261576/1996 offenbart ist. 20 ist ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Kühl- und Klimageräts, das ein aus drei Arten gemischtes nichtazeotropes Kältemittel verwendet. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Verdichter, 2 einen Kondensator, 3 eine Druckverminderungsvorrichtung; 4 einen Verdampfter; und 5 einen Akkumulator, und diese Komponentenelemente sind aufeinander folgend durch Leitungen verbunden und bilden einen Kühlzyklus. Als ein Kältemittel wird ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet, in welchem drei Arten von Kältemittel mit unterschiedlichen Siedepunkten gemischt sind. Zusätzlich bezeichnet die Zahl 41 eine Bypassleitung, die zwischen einem Auslass des Kondensators 2 und dem Akkumulator 5 vorgesehen ist, und ein Kapillarrohr 42 ist in der Mitte der Leitung vorgesehen: Weiterhin sind ein Temperaturdetektor 43 und ein Druckdetektor 46 an einem Saugrohr des Verdichters 1 vorgesehen, und Temperaturdetektoren 44 und 45 sind jeweils vor und nach dem Kapillarrohr 42 der Bypassleitung 41 vorgesehen. Signale von diesen drei Temperaturdetektoren 43, 44 und 45 und des Druckdetektors 46 werden in eine Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 eingegeben.
  • Es wird eine Beschreibung des Grundprinzips der Erfassung der zirkulierenden Zusammensetzung in dem herkömmlichen Kühl- und Klimagerät, das wie beschrieben ausgebildet ist und ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet, gegeben. Das Innere des Akkumulators 5 ist bei dem Druck P1 in einem gesättigten Zustand, und der gesättigte Dampf des aus drei Arten gemischten Kältemittels mit einer Zusammensetzung y1, y2 und y3 ist in dem oberen Bereich hiervon vorhanden, während die gesättigte Flüssigkeit mit einer Zusammen setzung x1, x2 und x3 in einem unteren Bereich hiervon vorhanden ist. Die zirkulierende Zusammensetzung in dem Zyklus ist identisch mit y1, y2 und y3, und diese zirkulierende Zusammensetzung wird berechnet auf der Grundlage der Signale von den drei Temperaturdetektoren 43, 44 und 45 und von dem Druckdetektor 46. Zuerst werden die Temperatur T1 und der Druck P1 innerhalb des Akkumulators 6 von dem Temperaturdetektor 43 und dem Druckdetektor 46 erfasst. Die Zusammensetzung des gesättigten Dampfes bei der Temperatur T1 und dem Druck P1 ist auf der Kurve des gesättigten Dampfes, die durch die ausgezogene Linie in dem Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm des aus drei Arten gemischten Kältemittels in 21 gezeigt ist, und es kann geschätzt werden, dass die zirkulierende Zusammensetzung auch auf der gesättigten Dampfkurve vorhanden ist.
  • Als Nächstes werden die Einlasstemperatur T2 und die Auslasstemperatur T3 des Kapillarrohres 42 der Bypassleitung 41 durch die Temperaturdetektoren 44 und 45 erfasst. In dem Kapillarrohrbereich wird das Kältemittel einer Änderung mit konstanter Enthalpie unterzogen, wobei die Enthalpie vor und die Enthalpie nach dem Kapillarrohr 42 einander gleich sind, so dass die Enthalpie dieses Bereichs aus der Einlasstemperatur T2 des Kapillarrohrs 42 bekannt sein kann. Demgemäß werden die Temperatur, der Druck und die Enthalpie des Gas/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kältemittels am Auslassbereich des Kapillarrohrs 42 bekannte Größen, so dass die Qualität von nassem Dampf, X3, bestimmt werden kann. D.h., die Temperatur T3, der Druck P1 und die Qualität von nassem Dampf, X3, des Gas/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kältemittels am Auslassbereich des Kapillarrohrs werden bekannte Größen. In dem Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm des aus drei Arten gemischten Kältemittels, das in 22 gezeigt ist, wird die Zusammensetzung des Gas/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kältemittels bei der Qualität von nassem Dampf, X3, bei der Temperatur T3 und dem Druck P1 durch die gestrichelte Linie dargestellt, und es kann geschätzt werden, dass die zirkulierende Zusammensetzung auch auf dieser strichlierten Linie vorhanden ist.
  • Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass die zirkulierende Zusammensetzung auf der gesättigten Dampfkurve bei der Temperatur T1 und dem Druck P1, die in 21 gezeigt sind, vorhanden ist, und auf der feststehenden Linie der Qualität von nassem Dampf, X3, bei der Temperatur T3 und dem Druck P1, die in 22 gezeigt ist, welches ein Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm des aus drei Arten gemischten Kältemittels ist, vorhanden. Demgemäß können, wie in 23 gezeigt ist, die ein Diagramm ist, das das Grundprinzip der Erfassung von zirkulierenden Zusammensetzung eines aus drei Arten gemischten Kältemittels illustriert, wenn diese zwei Diagramme einander überlagert werden, die erste Komponente y1 und die zweite Komponente y2 der zirkulierenden Zusammensetzung bestimmt werden als ein Schnittpunkt dieser zwei Kurven, während die dritte Komponente y3 bestimmt werden kann als (1 – y1 – y2), wodurch es möglich wird, die zirkulierende Zusammensetzung y1, y2 und y3 zu bestimmen.
  • Jedoch sind bei einem derartigen Verfahren der Erfassung der zirkulierenden Zusammensetzung drei Temperaturdetektoren und ein Druckdetektor erforderlich. Zusätzlich ist die Differenz zwischen dem Gradienten der gesättigten Dampfkurve bei der Temperatur T1 und dem Druck P1 und dem Gradienten der festen Linie der Qualität von nassem Dampf, X3, bei der Temperatur T3 und dem Druck P1 sehr klein hinsichtlich des Grundprinzips. Daher ist es erforderlich, um die zirkulierende Zusammensetzung als den Schnittpunkt dieser beiden Kurven zu bestimmen, die beiden Kurven genau zu identifizieren. D.h., um diese beiden Kurven genau zu identifizieren, sind drei Temperaturdetektoren und ein Druckdetektor, die hochgenau sind, erforderlich, so dass der Nachteil aufgetreten ist, dass das Gerät sehr kostenaufwendig wird. Zusätzlich bestand ein Nachteil dahingehend, dass, wenn Temperaturdetektoren und ein Druckdetektor mit der in einem gewöhnlichen Kühl- und Klimagerät verwendeten Genauigkeit verwendet werden, Fehler der beiden Kurven groß werden, mit dem Ergebnis, dass ein großer Fehler in der zirkulierenden Zusammensetzung enthalten ist, die als der Schnittpunkt bestimmt wird, wodurch es unmöglich ist, das Kühl- und Klimagerät stabil und mit hoher Zuverlässigkeit zu betreiben.
  • Bei den herkömmlichen Kühl- und Klimageräten, die ein nichtazeotropes Kältemittel verwenden, sind die meisten Geräte in der Lage, die zirkulierenden Zusammensetzung von aus zwei Arten gemischten Kältemitteln zu erfassen, aber nicht in der Lage, die zirkulierenden Zusammensetzungen von gemischten Kältemitteln, in denen drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zu erfassen. Zusätzlich ist, obgleich einige Geräte vorgeschlagen wurden, die in der Lage sind, die zirkulierenden Zusammensetzungen von aus drei Arten gemischten Kältemitteln zu erfassen, die Anzahl von erforderlichen Sensoren groß, und eine hohe Genauigkeit der Sensoren wird gefordert, so dass der Nachteil bestand, dass die Geräte kostenaufwendig wurden. Zusätzlich bestand in einem Fall, in welchem Temperaturdetektoren und ein Druckdetektor mit der in einem gewöhnlichen Kühl- und Klimagerät verwendeten Genauigkeit verwendet werden, der Nachteil, dass Fehler der beiden Kurven groß werden, mit dem Ergebnis, dass ein großer Fehler in der zirkulierenden Zusammensetzung enthalten ist, die als der Schnittpunkt bestimmt wird, wodurch es unmöglich wird, das Kühl- und Klimagerät stabil und mit hoher Zuverlässigkeit zu betreiben.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorbeschriebenen Probleme zu überwinden, und es ist ihre Aufgabe, ein Kühl- und Klimagerät vorzusehen, das ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet und das in der Lage ist, unter geringen Kosten und genau die zirkulierende Zusammensetzung eines nichtazeotropen Kältemittels zu erfassen, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, und das eine hohe Zuverlässigkeit hat und in der Lage ist, einen wirksamen Betrieb durchzuführen, selbst wenn sich die zirkulierende Zusammensetzung in dem Zyklus geändert hat.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kühl- und Klimagerät vorgesehen, das zumindest einen Verdichter, einen Kondensator, eine Druckverminderungsvorrichtung und einen Verdampfer hat, und in welchem ein durch ein nichtazeotropes Kältemittel gebildetes Kältemittel, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, welches aufweist: eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung zum Erhalten einer Beziehung zwischen Komponentenzusammensetzungen von einem oder mehreren Kältemitteln des nichtazeotropen Kältemittels durch Erfassen der Temperatur und des Drucks des Kältemittels, und zum Bestimmen der zirkulierenden Zusammensetzungen des in einem Kühlzyklus zirkulierenden Kältemittels durch Verwendung der Beziehung zwischen Komponentenbeziehungen des nichtazeotropen Kältemittels, die vorher gesetzt wurde.
  • Bei einem Kühl- und Klimagerät gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Beziehung zwischen Komponentenzusammensetzungen des nichtazeotropen Kältemittels, die vorher gesetzt wurde, abgeleitet aus Informationen über zirkulierende Zusammensetzungen, die anhand eines Experiments oder einer Simulation erhalten wurden.
  • Bei einem Kühl- und Klimagerät gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Beziehung zwischen Komponentenzusammensetzung des nichtazeotropen Kältemittels, die vorher gesetzt wurde, abgeleitet aus Informationen über Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen, wie eine chargierte Zusammensetzung und eine Dampfzusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer flüssigen Zusammensetzung, die identisch mit der chargierten Zusammensetzung ist, ist, und eine Flüssigkeitszusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer Dampfzusammensetzung, die identisch mit der chargierten Zusammensetzung ist, ist.
  • Bei einem Kühl- und Klimagerät gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nichtazeotropes Kältemittel, das aus den drei Arten R.32, R.125 und R.134a von Kältemitteln zusammengesetzt ist, verwendet.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kühl- und Klimagerät vorgesehen, das zumin dest einen Verdichter, einen Kondensator, eine Druckverminderungsvorrichtung und einen Verdampfer hat und in welchem ein durch ein nichtazeotropes Kältemittel gebildetes Kältemittel, in welchem N Arten (N ≥ 3) von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, bei dem zirkulierende Zusammensetzungen bestimmt werden durch Verwendung von zumindest (N – 2) Beziehungen über Zusammensetzungsverhältnisse zwischen einer ersten Komponente bis zu einer j-ten (2 ≤ j ≤ N – 1) Komponente des nichtazeotropen Kältemittels.
  • Bei einem Kühl- und Klimagerät gemäß einem sechsen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die zumindest (N – 2) Beziehungen von Zusammensetzungsverhältnissen zwischen der ersten Komponente zu der j-ten (2 ≤ j ≤ N – 1) Komponente des nichtazeotropen Kältemittels auf der Grundlage von Informationen über die zirkulierende Zusammensetzung, die anhand eines Experiments oder einer Simulation erhalten wurden, gesetzt.
  • Bei einem Kühl- und Klimagerät gemäß einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die zumindest (N – 2) Beziehungen von Zusammensetzungsverhältnissen zwischen der ersten Komponente bis zu der j-ten (2 ≤ j ≤ N – 1) Komponente des nichtazeotropen Kältemittels auf der Grundlage von Informationen über Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen gesetzt, wie einer chargierten Zusammensetzung und einer Dampfzusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer Flüssigkeitszusammensetzung, die identisch mit der chargierten Zusammensetzung ist, ist, und einer Flüssigkeitszusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer Dampfzusammensetzung, die identisch mit der chargierten Zusammensetzung ist, ist.
  • Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei einem Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter, einen Kondensator, eine Druckverminderungsvorrichtung und einen Verdampfer hat, und in welchem ein Kältemittel, das aus einem nichtazeotropen Kältemittel gebildet ist, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, und das eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung zum Erfassen von zirkulierenden Zusammensetzungen des Kältemittels hat, ein Verfahren zum Bestimmen von Kältemittelzusammensetzungen des Kühl- und Klimageräts vorgesehen, das die Schritte aufweist: Eingeben der Temperatur eines Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels und der Temperatur und des Drucks eines Niedrigdruck-Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittels, bei dem das Hochdruck-Flüssigkeitskältemittel einer Expansion bei konstanter Enthalpie unterzogen wird; das Zusammensetzungsverhältnis von einer Komponente des nichtazeotropen Kältemittels angenommen wird; ein Verhältnis einer anderen zirkulierenden Zusammensetzung angenommen wird durch Verwenden einer Beziehung von Zusammensetzungsverhältnis zwischen der Komponente des nichtazeotropen Kältemittels, dessen Zusammensetzungsverhältnis angenommen wurde, und einer anderen Komponente; Berechnen der Enthalpie des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels durch Verwendung eines angenommenen Wertes der zirkulierenden Zusammensetzung und der Temperatur des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels; und Berechnen der zirkulierenden Zusammensetzung auf der Grundlage der Temperatur und des Drucks des Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittels und der Enthalpie des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels, und zum Vergleichen derselben mit dem angenommenen Wert der zirkulierenden Zusammensetzung.
  • Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei einem Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter einen Kondensator, eine Druckverminderungsvorrichtung und einen Verdampfer hat und in welchem ein durch ein nichtazeotropes Kältemittel gebildetes Kältemittel, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, und das eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung zum Erfassen zirkulierender Zusammensetzungen des Kältemittels hat, ein Verfahren zum Bestimmen von Kältemittelzusammensetzungen des Kühl- und Klimageräts vorgesehen, das die Schritte aufweist: Eingeben der Temperatur eines Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels und der Temperatur und des Drucks eines Niederdruck-Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittels, in welchem das Hochdruck-Flüssigkeitskältemittel einer Expansion mit konstanter Enthalpie unterzogen ist; Berechnen der Enthalpie des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels durch Verwendung der Temperatur des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels; Berechnen des Zusammensetzungsverhältnisses einer Komponente des nichtazeotropen Kältemittels auf der Grundlage der Temperatur und des Drucks des Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittels und der Enthalpie des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels; und Bestimmen des Zusammensetzungsverhältnisses einer anderen Komponente durch Verwendung einer Beziehung von Zusammensetzungsverhältnissen zwischen der Komponente des nichtazeotropen Kältemittels, dessen Zusammensetzungsverhältnis berechnet wurde, und der anderen Komponente.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den begleitenden Zeichnungen:
  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Kälte mittelkreises, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 2 ist ein Diagramm, das Änderungen in den zirkulierenden Zusammensetzungen von R.32, R125 und R134a illustriert;
  • 3 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise einer Vorrichtung für die Erfassung einer zirkulierenden Zusammensetzung illustriert;
  • 4 ist ein Diagramm, das das Grundprinzip der Erfassung von zirkulierenden Zusammensetzungen illustriert;
  • 5 ist ein Flussdiagramm zum Erfassen zirkulierender Zusammensetzungen, das ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Flüssigkeitstemperatur, der Enthalpie und der Zusammensetzung des Kältemittels illustriert;
  • 7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Enthalpie, Druck, Qualität von nassem Dampf und Zusammensetzung illustriert;
  • 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Temperatur, Druck, Qualität von nassem Dampf und Zusammensetzung eines Zweiphasen-Kältemittels illustriert;
  • 9 ist ein Flussdiagramm zum Erfassen zirkulierender Zusammensetzungen, das noch ein ande res Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 10 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Temperatur, Druck, Qualität von nassem Dampf und Zusammensetzung illustriert;
  • 11 ist ein Diagramm, das Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen von R.32, R.125 und R.134a illustriert;
  • 12 ist ein Diagramm, das Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen von R.32, R.125 und R.134a illustriert;
  • 13 ist ein Diagramm, das eine Beziehung von Zusammensetzungen von R.32 und R.125 illustriert, die aus den Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen identifiziert wurden;
  • 14 ist ein Diagramm des Vergleichs zwischen den Beziehungen von Zusammensetzungen von R.32 und R.125;
  • 15 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise eines herkömmlichen Kühl- und Klimageräts, das ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet, illustriert;
  • 16 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise eines herkömmlichen Kühl- und Klimageräts, das ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet, in welchem zwei Arten von Kältemitteln gemischt sind, illustriert;
  • 17 ist ein Diagramm, das das herkömmliche Grundprinzip der Erfassung von zirkulierenden Zusammensetzungen des nichtazeotropen Kältemittels, in welchem zwei Arten von Kältemitteln gemischt sind, illustriert;
  • 18 ist ein Diagramm, das das herkömmliche Grundprinzip der Erfassung von zirkulierenden Zusammensetzungen des nichtazeotropen Kältemittel, in welchem zwei Arten von Kältemitteln gemischt sind, illustriert;
  • 19 ist ein Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm eines nichtazeotropen Kältemittels, in welchem drei Arten von Kältemitteln gemischt sind;
  • 20 ist ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Kühlkreises, der ein nichtazeotropes Kältemittel, in welchem drei Arten von Kältemitteln gemischt sind verwendet;
  • 21 ist ein Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm eines nichtazeotropen Kältemittels, in welchem drei Arten von Kältemitteln gemischt sind;
  • 22 ist ein Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm eines nichtazeotropen Kältemittels, in welchem drei Arten von Kältemitteln gemischt sind; und
  • 23 ist ein Diagramm, das das herkömmliche Grundprinzip der Erfassung von zirkulierenden Zusammensetzungen des nichtazeotropen Kältemittels, in welchem drei Arten von Käl temitteln gemischt sind, illustriert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 1 ist ein Diagramm eines Kühlkreises, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert, und solche Teile, die denjenigen des herkömmlichen Geräts ähnlich sind, sind durch dieselben Bezugszahlen bezeichnet. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Verdichter; 2 einen Kondensator; 3 eine Druckverminderungsvorrichtung; 4 einen Verdampfer; und 5 einen Akkumulator, und diese Komponentenelemente sind aufeinander folgend durch Leitungen verbunden und bilden einen Kühlzyklus. Als ein Kältemittel wird ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet, in welchem drei Arten von Kältemitteln gemischt sind (die chargierte Zusammensetzung beträgt 23 Gew.-% für R.32, 25 Gew.-% für R.125 und 52 Gew.-% für R.134a). Zusätzlich bezeichnet die Bezugszahl 20 eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung, und ein Verfahren, das beispielsweise in der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 75280/1996 offenbart ist, wird angewendet. Die Zahl 11 bezeichnet eine Bypassleitung zum Umgehen einer Entladungsleitung und einer Saugleitung des Verdichters 1, und ein Kapillarrohr 12 ist in der Mitte der Leitung vorgesehen. Die Zahl 13 bezeichnet einen Wärmetauscher zum Kühlen des nichtazeotropen Kältemittels, das von der Hochdruckseite der Bypassleitung 11 in das Kapillarrohr 12 strömt, und der Wärmetauscher 13 ist durch einen Doppelrohr-Wärmetauscher gebildet, der die Niederdruckseite der Bypassleitung 11 kombiniert. Weiterhin sind ein Temperaturdetektor 21 und ein Druck detektor 22 in einem Auslassbereich des Kapillarrohrs 12 vorgesehen, während ein Temperaturdetektor 23 an einem Einlassbereich des Kapillarrohrs 12 vorgesehen ist. Signale von diesen Detektoren werden in eine Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10, die einen Mikrocomputer verwendet, eingegeben und werden berechnet.
  • Als Nächstes zeigt, um eine Änderung der zirkulierenden Zusammensetzung zu illustrieren, 2 ein Beispiel für die Ergebnisse einer tatsächlichen Messung einer zirkulierenden Zusammensetzung für einen Kühlzyklus, in welchem ein aus drei Arten gemischtes nichtazeotropes Kältemittel zirkuliert, in welches R32, R.125 und R.134a mit einem Zusammensetzungsverhältnis von 23 Gew.-%, 25 Gew.-% und 52 Gew.-% chargiert sind. 2 zeigt ein Beispiel für die Ergebnisse der Messung der zirkulierenden Zusammensetzung unter Verwendung eines Gaschromatographen zu einer Zeit, zu der die Menge von in einem Akkumulator 6 akkumulierten flüssigen Kältemittel geändert wurde, und zu der bewirkt wurde, dass das dampfförmige Kältemittel des flüssigen Kältemittels in dem Zyklus entweicht. Die Abszisse stellt das Verhältnis der zirkulierenden Zusammensetzung von R.23, während die Ordinate das Verhältnis der zirkulierenden Zusammensetzung von R.125 (weiße Punkte in der Zeichnung) und von R.134a (schwarze Punkte in der Zeichnung) darstellt. Mit Bezug auf die chargierte Zusammensetzung von 23 Gew.-%, 25 Gew.-% und 52 Gew.-% ändert sich die zirkulierende Zusammensetzung wesentlich von 11 Gew.-%, 15 Gew.-% und 74 Gew.-% in 23 Gew.-%, 3 Gew.-% und 34 Gew.-%. Zusätzlich kann geschätzt werden, dass eine feste Beziehung, die durch eine strichlierte Linie A in der Zeichnung angezeigt ist, sich zwischen dem Verhältnis der zirkulierenden Zusammenset zung von R.32 und dem Verhältnis der zirkulierenden Zusammensetzung von R.125 befindet. D.h., wenn die durch diese strichlierte Linie A gezeigte Beziehung verwendet wird, wenn nur das Verhältnis Z1 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 erfasst wird, kann das Verhältnis Z2 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.125 anhand der Beziehung der strichlierten Linie A bestimmt werden, und das Verhältnis Z3 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.134a wird aus (1 – Z1 – Z2) bestimmt, mit dem Ergebnis, dass die zirkulierenden Zusammensetzungen von R.32, R.125 und R.134a bestimmt werden können.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird als ein Ergebnis der Erfassung der Temperatur und des Drucks des Kältemittels die Beziehung zwischen dem Zusammensetzungsverhältnis von einer Art von Kältemittel und dem Zusammensetzungsverhältnis eines nichtazeotropen Kältemittels, in welchem mehrere Arten von Kältemitteln gemischt sind. Gleichzeitig kann, wie in 2 gezeigt ist, die Beziehung des Zusammensetzungsverhältnisses des nichtazeotropen Kältemittels vorher bestimmt und gespeichert werden anhand der Informationen über die zirkulierende Zusammensetzung, die durch ein Experiment oder durch Simulation erhalten wurden. Daher können die zirkulierenden Zusammensetzungen des Kältemittels, die in dem Kühlzyklus zirkulieren, einfach durch Bestimmen eines Schnittpunkts der beiden Kurven unter Verwendung dieser Daten bestimmt werden, wodurch es möglich wird, hochzuverlässige Daten über die zirkulierenden Zusammensetzungen genau, einfach und kostengünstig zu verwenden.
  • Nachfolgend wird eine Beschreibung des Grundprinzips der Erfassung der zirkulierenden Zusammensetzungen des aus drei Arten gemischten Kältemittels von R.32, R.125 und R.134a gegeben. Die Arbeitsweise der Erfassungsvorrichtung für zirkulierende Zusammensetzungen, die in 1 gezeigt ist, wird mit Bezug auf das in 3 gezeigte Druck/Enthalpie-Diagramm beschrieben. Der Teil (Punkt A in der Zeichnung) des Kältemittels, der aus dem Verdichter 1 ausgegeben wurde und in die Bypassleitung 11 eingetreten ist, wird durch den Doppelrohr-Wärmetauscher 13 gekühlt und verflüssigt (Punkt B in der Zeichnung), wird einer Druckverminderung durch das Kapillarrohr 12 unterzogen und wird hierdurch in ein Niederdruck-Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittel umgewandelt (Punkt C in der Zeichnung. Dieses Zweiphasenkältemittel wird verdampft bei Erwärmung durch den Doppelrohr-Wärmetauscher 13 und konvergiert (Punkt D in der Zeichnung) an der Saugleitung des Verdichters 1. Die Kältemitteltemperatur T2 im Einlassbereich des Kapillarrohrs am Punkt B wird durch den Temperaturdetektor 23 erfasst, und die Enthalpie H2 an diesem Punkt kann anhand dieser Temperatur ermittelt werden. Da die Änderung des Kältemittels an dem Kapillarrohrbereich eine Änderung mit konstanter Enthalpie ist, so dass die Enthalpie am Auslassbereich des Kapillarrohrs am Punkt C ebenfalls gleich H2 ist. Der Druck P1 im Auslassbereich des Kapillarrohrs am Punkt C wird von dem Druckdetektor 22 erfasst, und die Qualität von nassem Dampf, X1, (= die Strömungsrate der Masse von Kältemitteldampf/die Strömungsrate der Gesamtmasse des Kältemittels) kann anhand des Drucks P1 und der Enthalpie H2 ermittelt werden. D.h., die Temperatur T1, der Druck P1 und die Qualität von nassem Dampf, X1, des Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittels im Auslassbereich des Kapillarrohrs kann anhand der Informationen von dem zwei Temperaturdetektoren 21 und 23 und dem einen Druckdetektor 22 erfasst werden.
  • 4 zeigt ein Grundprinzip der Erfassung der zirkulierenden Zusammensetzung und illustriert den Zustand des Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichts von R.32, R.125 und R.134a. Die Ordinate stellt das Zusammensetzungsverhältnis von R.125 dar, und die Abszisse stellt das Zusammensetzungsverhältnis von R.32 dar. Die beiden ausgezogenen Linien in der Zeichnung zeigen jeweils die gesättigte Dampfkurve und die gesättigte Flüssigkeitskurve, und der sich zwischen diesen beiden Kurven befindende Bereich stellt den Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand dar. Zusätzlich ist die strichpunktierte Linie in der Zeichnung eine Kurve, die den Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand zeigt, bei dem X1 fixiert ist. Anhand der Informationen über die Temperatur T1, den Druck P1 und die Qualität von nassem Dampf, X1, des Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittels im Auslassbereich des Kapillarrohrs 12, die von der Zusammensetzungserfassungsvorrichtung 20 erfasst wurde, kann geschätzt werden, dass die zirkulierende Zusammensetzung in dem Zyklus auf der strichpunktierten Linie in 4 vorhanden ist. Es ist festzustellen, dass bei der vorbeschriebenen Berechnen die Enthalpie und dergleichen anhand der erfassten Temperatur und des Drucks auf der Grundlage der physikalischen Eigenschaften, die in einer Speichervorrichtung eines Mikrocomputers in der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 gespeichert sind, bestimmt werden kann.
  • Die gestrichelte Linie in 4 zeigt die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125, die anhand von Informationen über die in 2 gezeigten zirkulierenden Zusammensetzungen von R.32, R.125 und R.134a erhalten wurde, und die zirkulierenden Zusammensetzungen sind auf dieser strichlierten Linie vorhanden. Demgemäß werden das Verhältnis Z1 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 und das Verhältnis Z2 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.125 als ein Schnittpunkt der strichpunktierten Linie und der strichlierten Linie in 4 bestimmt, und das Verhältnis Z3 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.134a wird aus (1 – Z1 – Z2) bestimmt, wodurch es möglich wird, die zirkulierenden Zusammensetzungen R.32, R.125 und R.134a zu bestimmen.
  • 4 ist ein Diagramm, das aus Werten der physikalischen Eigenschaften des Kältemittels entsprechend dem Zusammensetzungsverhältnis der drei Arten von Kältemitteln bestimmt ist. Da sowohl die Ordinate als auch die Abszisse durch das Verhältnis von 0–1 bestimmt sind, d.h., da nur R.125 auf der Abszisse null ist und nur R.32 auf der Ordinate null ist, ist eine Zerstörung nicht vorhanden in einem dreieckigen Bereich in der oberen rechten Hälfte, mit dem Ergebnis, dass das Diagramm als ein Bereich in der unteren linken Hälfte aufgezeichnet ist.
  • Wie in 4 gezeigt ist, sind hinsichtlich der festen Linie der Qualität des nassen Dampfes, X1, (strichpunktierte Linie in 4) bei der Temperatur T1 und dem Druck P1 und der Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125 (strichlierte Linie in 4) die Neigungen ihrer Kurven im Wesentlichen unterschiedlich, und es ist einfach, den Schnittpunkt der Kurven im Vergleich mit dem in 23 gezeigten herkömmlichen Verfahren zu bestimmen. D.h., hinsichtlich der Temperaturdetektoren und des Druckdetektors, die zum Bestimmen der Kurven erforderlich sind, kann, selbst hochgenaue Detektoren nicht verwendet werden, die zirkulierende Zusammensetzung genau bestimmt werden. Zusätzlich kann, da nur zwei Temperaturdetektoren und ein Druckdetektor als Sensoren erforderlich sind, die Anzahl von Sensoren geringer als bei dem herkömmlichen Verfahren sein, und die erforderliche Genauigkeit ist nicht hoch, so dass ein Vorteil dahin besteht, dass das Gerät kostengünstig hergestellt werden kann.
  • Obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel eine Beschreibung des Verfahrens zum Bestimmen der zirkulierenden Zusammensetzung durch Verwendung der Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125, die in dem Mikrocomputer der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung gespeichert sind, gegeben wurde, kann eine ähnliche Wirkung gezeigt werden, selbst wenn die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.134a oder die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.125 und R.134a verwendet wird. Zusätzlich ist selbstverständlich, obgleich die vorstehende Beschreibung durch Zitieren spezifischer Kältemittel als ein Beispiel gegeben wurde, das jedes Kältemittel verwendet werden kann, soweit wie ein gemischtes Kältemittel, dass aus einer Kombination von nichtazeotropen Kältemitteln zusammengesetzt ist, verwendet wird. Obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel eine Beschreibung des Falles mit einem aus drei Arten gemischten Kältemittel gegeben wurde, kann eine ähnliche Wirkung gezeigt werden durch Verwendung einer Beziehung von Zusammensetzungsverhältnissen, selbst wenn ein nichtazeotropes Kältemittel, in welchem mehr als drei Arten von Kältemitteln gemischt sind, wie ein aus vier Arten gemischtes Kältemittel verwendet wird. Beispielsweise können in dem Fall des aus vier Arten gemischten Kältemittels durch Verwenden der Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse der ersten Komponente und der zweiten Komponente sowie der Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse der ersten Komponente und der dritten Komponente die zirkulierenden Zusammensetzungen einfach erfasst werden durch eine Handhabung ähnlich der bei dem aus zwei Arten gemischten Kältemittel.
  • Zusätzlich ist, obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel eine Beschreibung des Verfahrens zum Bestimmen der zirkulierenden Zusammensetzung durch die Zusammensetzungserfassungsvorrichtung 20 auf der Grundlage von Informationen über die Temperatur, den Druck und die Qualität von nassem Dampf des Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustands-Kältemittels im Auslassbereich des Kapillarrohrs 12 gegeben wurde, die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Anordnung derart vorgesehen sein, dass eine Kurve, bei der die zirkulierende Zusammensetzung vorhanden ist, anhand von Informationen über die Temperatur, den Druck und die Qualität des nassen Dampfes des Kältemittels in dem Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand in dem Zyklus bestimmt wird, enthaltend den gesättigten Dampfzustand und den gesättigten Flüssigkeitszustand, und die zirkulierende Zusammensetzung wird bestimmt aus dem Schnittpunkt dieser Kurve und der Beziehung der Zusammensetzungen. Obgleich in der vorstehenden Beschreibung ein Beispiel gezeigt wurde, bei dem das Kapillarrohr bei der Bypassleitung vorgesehen ist und eine Kurve, bei der die zirkulierende Zusammensetzung vorhanden ist, bestimmt ist anhand des Drucks und der Temperatur vor und dem nach dem Kapillarrohr, können die stromaufwärtsseitige Temperatur und die stromabwärtsseitige Temperatur und der Druck vor und nach der Druckverminderungsvorrichtung 3, d.h., LEV, erfasst werden, obgleich es zwischen Kühlen und Erwärmen unterschiedlich ist. Noch alternativ können die Temperatur und der Druck am Auslass des Kondensators oder am Auslass des Verdampfers auf der Stromabwärtsseite verwendet werden.
  • Im Allgemeinen ändert sich, wenn sich zirkulierende Zusammensetzung ändert, der thermische Charakteristikwert. Wenn beispielsweise die Flüssigkeit übermäßig in dem Akkumulator gesammelt ist und die zirkulierende Zusammensetzung sich ändert, ändert sich die Sättigungstemperatur mit Bezug auf die Druckänderungen, und die Kondensationstemperatur kann nicht auf einen festen Pegel gesteuert werden, mit dem Ergebnis, dass die Fähigkeiten des Wärmetauschers abnehmen und die Fähigkeit des Erwärmungsvorgangs abnehmen.
  • Insbesondere ist es in dem Fall eines Kühlzyklus zum Steuern eines multiplen Systems, das zur gleichzeitigen Betätigung mehrerer Innenraumeinheiten fähig ist, wichtig, die Kondensationstemperatur und die Verdampfungstemperatur auf feste Pegel zu steuern, und die Überhitzungssteuerung und dergleichen werden auf der Basis einer derartigen Steuerung bewirkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann selbst bei einer derartigen multiplen Konfiguration die zirkulierende Zusammensetzung genau erfasst werden, das beabsichtigte Leistungsvermögen des Kühlgeräts kann auf einer stabilen Basis sichergestellt werden und ein hochzuverlässiger Betrieb kann bewirkt werden, in welcher Art der Betrieb auch durchgeführt wird.
  • Obgleich in der vorstehenden Beschreibung die Beziehung unter den Komponentenzusammensetzungsverhältnissen des nichtazeotropen Kältemittels beschrieben wurde durch Zitieren der Verhältnisse der zirkulierenden Zusammensetzungen von R.32, R.125 und R.134a als ein Beispiel, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Indem beispielsweise die Wirkung auf die globale Erwärmung und die Verbesserung des Leistungsvermögens des Kühl zyklus, insbesondere des Wärmetauschers und dergleichen berücksichtigt werden, ist es möglich, verschiedene Kombinationen von Kältemitteln anzuwenden, enthaltend R.32, R.134a und R.290; R.32, R.134a und R.600a; R.32, R.125, R.134a und R.290; R.32, R.125, R.134a und R.143a; und R.32, R.125, R.134a und R.600a, unter anderen. Als die Verhältnisse der zirkulierenden Zusammensetzungen von R.32, R.125 und R.134a sind Beziehungen unter den Verhältnissen der Komponentenzusammensetzungen von 25 Gew.-%, 15 Gew.-% und 60 Gew.-% ebenfalls möglich für die Beschreibung der chargierten Zusammensetzung von 23 Gew.-%, 25 Gew.-% und 52 Gew.-%.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • 5 ist ein Flussdiagramm zum Erfassen von zirkulierenden Zusammensetzungen, das ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. Wenn die Operation der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 gestartet wird, werden im Schritt S1 die Kapillarrohr-Auslasstemperatur T1, die Kapillarrohr-Einlasstemperatur T2 und der Kapillarrohr-Auslassdruck P1 zuerst von den Temperaturdetektoren 21 und 23 bzw. dem Druckdetektor 22 in die Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 innerhalb der Zusammensetzungserfassungsvorrichtung 20 geholt. Als Nächstes wird im Schritt S2 das Verhältnis Z1 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 unter den Verhältnissen der zirkulierenden Zusammensetzungen von R.32, R.125 und R.134a angenommen. Im Schritt S3 wird die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125, die in 2 oder 4 gezeigt sind, angenähert als Z2 = a × Z1 + b (a, b sind Konstanten), das Verhältnis Z2 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.125 wird berechnet unter Verwendung des im Schritt S2 angenommenen Verhältnisses der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32, und das Verhältnis Z3 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.134a wird aus (1 – Z1 – Z2) berechnet. Im Schritt S4 wird die Kältemittelenthalpie im Einlassbereich des Kapillarrohrs 12 aus der eingegebenen Kapillarrohr-Einlasstemperatur T2 und den Verhältnissen Z1, Z2 und Z3 der zirkulierenden Zusammensetzungen berechnet. D.h., die Beziehung wie die eine in 6 gezeigte, die die Beziehung illustriert, ist vorhanden zwischen der Temperatur, Zusammensetzung und Enthalpie des flüssigen Kältemittels, und wenn diese Beziehung vorher in der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 als H2 = f1(T2, Z1, Z2, Z3)gesetzt und gespeichert wird, dann kann die Enthalpie H2 im Einlassbereich des Kapillarrohrs anhand der Temperatur T2 im Einlassbereich des Kapillarrohrs und den Verhältnissen Z1, Z2 und Z3 der zirkulierenden Zusammensetzung durch Verwendung dieser Beziehung berechnet werden. Im Schritt S5 wird die Qualität von nassem Dampf, X1, im Auslassbereich des Kapillarrohrs anhand des Drucks P1 am Auslass des Kapillarrohrs 12, und der Enthalpie H2 und der angenommenen Werte von Verhältnissen Z1, Z2 und Z3 von zirkulierenden Zusammensetzungen, die im Schritt S4 bestimmt wurden, berechnet. D.h., zwischen dem Druck, der Enthalpie, der Zusammensetzung und der Qualität von nassem Dampf des nichtazeotropen Kältemittels ist die Beziehung wie die eine in 7 gezeigt vorhanden, und wenn diese Beziehung vorher in der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 als X1 = f2(P1, H2, Z1, Z2, Z3) gesetzt und gespeichert wird, dann kann die Qualität von nassem Dampf, X1, des Kältemittels im Auslassbereich des Kapillarrohrs 12 unter Verwendung dieser Beziehung berechnet werden. Weiterhin wird im Schritt S6 die zirkulierende Zusammensetzung Z1* von R.32 anhand der Temperatur T1, des Drucks P1 und der Qualität von nassem Dampf, X1, im Auslassbereich des Kapillarrohrs 12 berechnet. D.h., mit dem nichtazeotropen Kältemittel in dem Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand ist zwischen dem Druck, der Temperatur, der Qualität von nassem Dampf und der Zusammensetzung die Beziehung wie die in 8 gezeigte vorhanden, und wenn diese Beziehung vorher in der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 als Z1* = f3(T1, P1, X1)gesetzt und gespeichert wird, dann kann das Verhältnis Z1* der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 anhand der Temperatur T1, des Drucks P1 und der Qualität von nassem Dampf, X1, im Auslassbereich des Kapillarrohrs 12 durch Verwendung dieser Beziehung berechnet werden. Im Schritt S7 erfolgt ein Vergleich zwischen dem Verhältnis Z1* der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 und der zirkulierenden Zusammensetzung Z1 von R.32, die im Schritt S2 angenommen wurde, und wenn sie innerhalb eines vorbestimmten Bereichs miteinander übereinstimmen, können die Verhältnisse der zirkulierenden Zusammensetzungen bestimmt werden als Z1, Z2 und Z3. Wenn sie nicht miteinander übereinstimmen, wird das Verhältnis der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 wieder im Schritt S8 angenommen, und der Vorgang geht zum Schritt S3 zurück, um die vorbeschriebene Berechnung durchzuführen, und die Berechnung wird fortgesetzt, bis sie innerhalb des vorbestimmten Bereichs miteinander übereinstimmen.
  • Wenn im Schritt S7 die beiden Verhältnisse der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 in dem vorbestimmten Bereich miteinander übereinstimmen, d.h., einem Bereich, in welchem die Anzahl von Wiederholungen der Berechnung herabgesetzt ist ohne Verschlechterung der Genauigkeit, können die zirkulierenden Zusammensetzungen bestimmt werden. Wenn sie jedoch außerhalb dieses Bereichs fallen, ist es ausreichend, wenn die Berechnung fortgesetzt wird durch Setzen eines Durchschnittswertes des Verhältnisses Z1* der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 und des Verhältnisses Z1 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32, das im Schritt S2 angenommen wurde, als einen neuen angenommenen Wert von Z1, d.h., einen durch Teilen eines addierten Werts der beiden zirkulierenden Zusammensetzungen durch zwei erhaltenen Wert. P1' und P1'' in den 7 und 8 zeigen die Beziehung in der relativen Größe in Bezug auf P1. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Verwendung der Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125 die Bestimmung der zirkulierenden Zusammensetzungen eines aus drei Arten gemischten Kältemittels mit zwei Freiheitsgraden nur auf der Grundlage des Zusammensetzungsverhältnisses R.32 erfolgen, und die Verhältnisse der zirkulierenden Zusammensetzungen können erfasst werden durch einen relativ einfachen Erfassungsalgorithmus, der ähnlich dem des aus zwei Arten gemischten Kältemittels ist.
  • Die vorbeschriebene Berechnung kann leicht erhalten werden durch Berechnen der erfassten Eingangssignale und der in der Speichervorrichtung des Mikrocomputers gespeicherten und gesetzten Daten durch Verwendung eines arithmetischen Prozessors oder dergleichen.
  • Obgleich vorstehend beschrieben wurde, dass durch Verwendung der Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125 die Bestimmung der zirkulierenden Zusammensetzungen eines aus drei Arten gemischten Kältemittels mit zwei Freiheitsgraden nur auf der Grundlage des Zusammensetzungsverhältnisses von R.32 erfolgen kann, und die zirkulierenden Zusammensetzungen durch einen relativ einfachen Erfassungsalgorithmus, der ähnlich dem des aus zwei Arten gemischten Kältemittels ist, erfasst werden können, kann die Bestimmung auf der Grundlage jedes Kältemittels oder eines Kältemittels, das ein anderes als die vorgenannten Kältemittel ist, erfolgen.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • 9 ist ein Flussdiagramm zum Erfassen von zirkulierenden Zusammensetzungen, das noch ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. Wenn die Operation der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 gestartet wird, werden im Schritt S11 die Kapillarrohr-Auslasstemperatur T1, die Kapillarrohr-Einlasstemperatur T2 und die Kapillarrohr-Auslassdruck P1 zuerst von den Temperaturdetektoren 21 und 23 bzw. dem Druckdetektor 22 in die Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 innerhalb der Zusammensetzungserfassungsvorrichtung 20 geholt. Als Nächstes wird im Schritt S12 die Kältemittelenthalpie im Einlassbereich des Kapillarrohrs 12 anhand der eingegebenen Kapillarrohr-Einlasstemperatur T2 und der Verhältnisses Z10, Z20 und Z30 der chargierten Zusammensetzungen, die bekannte Größen sind, berechnet. D.h., wenn die Beziehung betreffend die Temperatur und die Enthalpie des flüssigen Kältemit tels in den chargierten Zusammensetzungen, die bekannte Größen sind, vorher in der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 als. H2 = f1(T2, Z10, Z20, Z30)gesetzt und gespeichert wird, dann kann die Enthalpie H2 im Einlassbereich des Kapillarrohrs anhand der Temperatur T2 im Einlassbereich des Kapillarrohrs und der Verhältnisse Z10, Z20 und Z30 der chargierten Zusammensetzungen durch Verwendung dieser Beziehung berechnet werden. Im Schritt S13 wird die Qualität von nassem Dampf, X1, im Auslassbereich des Kapillarrohrs berechnet anhand des Drucks P1 am Auslass des Kapillarrohrs 12 und der Enthalpie H2 und der angenommenen Werte von Verhältnisses Z10, Z20 und Z30 von chargierten Zusammensetzungen, die im Schritt S12 bestimmt wurden. D.h., wenn die Beziehung betreffend die Qualität von nassem Dampf, den Druck und die Enthalpie des gemischten Kältemittels mit den chargierten Zusammensetzungen von Z10, Z20 und Z30 vorher in der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 als X1 = f2(P1, H2, Z10, Z20, Z30)gesetzt und gespeichert wird, dann kann die Qualität von nassem Dampf, X1, des Kältemittels im Auslassbereichs des Kapillarrohrs 12 unter Verwendung dieser Beziehung berechnet werden. Weiterhin wird im Schritt S14 das Verhältnis Z1 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 anhand der Temperatur T1, des Drucks P1 und der Qualität von nassem Dampf, X1, im Auslassbereich des Kapillarrohrs 12 berechnet. D.h., wenn die Beziehung der in 2 gezeigten Zusammensetzungsverhältnisse von R.2 und R.125 für das aus drei Arten gemischte Kältemittel von R.32, R.125 und R.134a ver wendet wird, wird der Freiheitsgrad der Zusammensetzung gleich eins, und eine Handhabung ähnlich der des aus zwei Arten gemischten Kältemittels wird möglich. Mit dem aus zwei Arten gemischten Kältemittel ist zwischen dem Druck, der Temperatur, der Qualität des nassen Dampfes und der Zusammensetzung die Beziehung wie die eine in 10 gezeigte vorhanden, und wenn diese Beziehung vorher in der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung 10 als Z1 = f3(T1, P1, X1)gesetzt und gespeichert wird, dann kann das Verhältnis Z1 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 anhand der Temperatur T1, des Drucks P1 und der Qualität von nassem Dampf, X1, im Auslassbereichs des Kapillarrohrs 12 durch Verwendung dieser Beziehung berechnet werden. Im Schritt S15 wird die Beziehung der Zusammensetzungen von R.32 und R.125 anhand des Verhältnisses Z1 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.32 als Z2 = a × Z1 + b (a, b sind Konstanten) angenähert, das Verhältnis Z2 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.125 wird berechnet, und das Verhältnis Z3 der zirkulierenden Zusammensetzung von R.134a wird aus (1 – Z1 – Z2) berechnet, wodurch die Verhältnisse Z1, Z2 und Z3 der zirkulierenden Zusammensetzungen bestimmt werden.
  • Demgemäß wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125 verwendet, und Zusammensetzungen zu der Zeit, zu der Werte der physikalischen Eigenschaften, wie die Enthalpie und die Qualität von nassem Dampf des Kältemittels, bestimmt werden, werden als chargierte Zusammensetzungen verwendet. Als ein Ergebnis wird im Vergleich zu dem in 5 gezeigten Fluss diagramm zum Erfassen zirkulierender Zusammensetzungen eine Schleife zum Bestimmen der Konvergenz einer angenommenen zirkulierenden Zusammensetzung unnötig, wodurch es möglich wird, die zur Erfassung von zirkulierenden Zusammensetzungen erforderliche Berechnungszeit wesentlich zu verkürzen.
  • Obgleich bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel eine Beschreibung des Verfahrens, bei dem die Zusammensetzungen zu der Zeit der Bestimmung von Werten der physikalischen Eigenschaften, wie der Enthalpie des Kältemittels und der Qualität von nassem Dampf des Kältemittels, berechnet werden durch Verwendung der chargierten Zusammensetzungen, die bekannte Größen sind, gegeben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieselbe beschränkt. Beispielsweise kann eine Anordnung derart vorgesehen sein, dass zirkulierende Zusammensetzungen, die häufig im Betrieb des Kühlzyklus auftreten, und Werte der physikalischen Eigenschaften wie die Enthalpie des Kältemittels und die Qualität von nassem Dampf des Kältemittels bestimmt werden durch Verwendung der zirkulierenden Zusammensetzungen. Noch alternativ können die Zusammensetzungen zu der Zeit der Bestimmung von Werten der physikalischen Eigenschaften wie der Enthalpie des Kältemittels und der Qualität von nassem Dampf des Kältemittels geändert werden in Abhängigkeit von der Betriebsart wie Kühlen und Erwärmen. Beispielsweise können Berechnungsergebnisse mit höherer Genauigkeit erhalten werden, wenn während des Kühlens, wenn die Veränderung der Größe des Kältemittels klein ist, die chargierten Zusammensetzungen, die leicht bekannte Größen sind, als Z10, Z20 und Z30 gesetzt sind, während während des Erwärmens das Zusammensetzungsverhältnis, das von der überschüssigen Größe in dem Sammelbehälter geschätzt werden kann, als Z10, Z20 und Z30 gesetzt wird.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Die 11 und 12 sind Diagramme, die Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen von R.32, R.125 und R.134a illustrieren, um ein Verfahren zum Identifizieren der Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu illustrieren. Die Zusammensetzung von Dampf, der im Gleichgewicht mit einer gesättigten Flüssigkeit einer bestimmten Zusammensetzung eines nichtazeotropen Kältemittels ist, oder die Zusammensetzung einer Flüssigkeit, die im Gleichgewicht mit gesättigtem Dampf einer bestimmten Zusammensetzung ist, kann eindeutig aus dem Druck bestimmt werden. In 11 wird zuerst, wobei der Druck bei 1000 kPa festgelegt ist, eine Dampfzusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer gesättigten Flüssigkeit von 23 Gew.-%, 25 Gew.-% und 52 Gew.-%, die eine chargierte Zusammensetzung von R.32, R.125 und R.134a ist, in einer Zeichnung auf der linken Seite bestimmt. Dann wird eine Dampfzusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer gesättigten Flüssigkeit ist, die identisch mit dieser Dampfzusammensetzung ist, in einer mittleren Zeichnung bestimmt, und wird in ähnlicher Weise in einer rechten Zeichnung bestimmt. In 12 wird zuerst, wobei der Druck bei 1000 kPa festgelegt ist, eine flüssige Zusammensetzung, die im Gleichgewicht mit gesättigtem Dampf von 23 Gew.-%, 25 Gew.-% und 52 Gew.-% ist, welche eine chargierte Zusammensetzung von R.32, R.125 und R.134a ist, in einer linken Zeichnung bestimmt. Dann wird eine flüssige Zusammensetzung, die im Gleichgewicht mit gesättigtem Dampf ist, der identisch mit dieser flüssigen Zusammenset zung ist, in einer mittleren Zeichnung bestimmt, und wird in ähnlicher Weise in einer rechten Zeichnung bestimmt. Anhand der linken Zeichnungen von 11 und 12 allein ist es möglich, die Beziehung betreffend das Zusammensetzungsverhältnis aus Informationen über die Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen zu erhalten, aber schnelle und zuverlässige Daten können aus den 11 und 12 erhalten werden als ein Verfahren zum Erhalten eines Operationsbereichs des Kühlzyklus und des Bereichs der Beziehung betreffend das Zusammensetzungsverhältnis in dem Bereich des Zusammensetzungsverhältnisses zu der Zeit einer Anomalität. 13 ist ein Diagramm, das die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125, die anhand der Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen identifiziert wurden, illustriert, und sie ist ein Diagramm, in welchem eine ähnliche Berechnung in dem Druckbereich von 50–2500 kPa durchgeführt wird, und die Dampfzusammensetzungen und die Flüssigkeitszusammensetzungen werden mit der Abszisse, die das Zusammensetzungsverhältnis von R.32 darstellt, und der Ordinate, die das Zusammensetzungsverhältnis von R.125 darstellt, aufgezeichnet. Wie anhand der Zeichnung geschätzt werden kann, ist eine feste Beziehung zwischen dem Zusammensetzungsverhältnis von R.32 und dem Zusammensetzungsverhältnis von R.125 in diesen Gleichgewichtszusammensetzungen vorhanden. Die ausgezogene Linie in der Zeichnung stellt die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse dar, die durch das Verfahren der geringsten Quadrate bestimmt wurden.
  • 14 zeigt einen Vergleich zwischen einerseits der Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125 (strichlierte Linie in 14), bestimmt anhand von Informationen über die tatsächlich gemes senen und in 2 gezeigten zirkulierenden Zusammensetzungen, und andererseits der Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125 (ausgezogene Linie in 14) in den in 13 gezeigten Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen. Diese zwei Beziehungen der Zusammensetzungsverhältnisse bestimmen innerhalb des Bereichs von angenähert 2% miteinander überein. Demgemäß wird, selbst wenn jeder Ausdruck als die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125 verwendet wird, die zum Erfassen der Verhältnisse der zirkulierenden Zusammensetzungen von R.32, R.125 und R.134a verwendet wurden, eine ausreichende Genauigkeit für praktische Zwecke erhalten.
  • Wenn die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse von R.32 und R.125 anhand der Informationen über die zirkulierenden Zusammensetzungen identifiziert ist, sind tatsächliche Messinformationen auf der Grundlage eines Experiments und dergleichen erforderlich, aber wenn die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse anhand der Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen identifiziert ist, ist das Experiment und dergleichen nicht erforderlich. D.h., die Beziehung der Zusammensetzungsverhältnisse kann wirksam bestimmt werden durch Speichern von Informationen über die Kältemittelbestandteile des verwendeten gemischten Kältemittels und die chargierten Zusammensetzungen, d.h., durch Verwendung der physikalischen Eigenschaftswerte der Kältemittel, und durch Durchführung von Berechnungen mittels, der Berechnungsvorrichtung eines Mikrocomputers. Wie vorstehend beschrieben ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung, um von den Berechnungsmitteln der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung das Zusammensetzungsverhältnis einer Art von Kältemittel oder die Beziehung betreffend das Kälte mittelzusammensetzungsverhältnis eines nichtazeotropen Kältemittels, in welchem mehrere Arten von Kältemitteln gemischt sind, durch Erfassen der Temperatur und des Drucks des Kältemittels zu erhalten, eine Operation, und vorher die Beziehung betreffend das Zusammensetzungsverhältnis des nichtazeotropen Kältemittels in der Speichervorrichtung der Zusammensetzungsberechnungsvorrichtung zu setzen, eine andere Operation. Zusätzlich kann bei der zuletzt genannten Operation eine Anordnung vorgesehen werden derart, dass die Beziehung betreffend das Zusammensetzungsverhältnis des nichtazeotropen Kältemittels einfach vorher durch ein Experiment oder eine Simulation bestimmt und gespeichert wird, und nach dem Beginn der Operation wird die Komponentenzusammensetzung eines spezifischen Kältemittels durch die Berechnungsmittel auf der Grundlage eines Eingangssignals berechnet, und dann wird ein Vergleich durchgeführt mit der Beziehung der Komponentenzusammensetzungen des Kältemittels, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, wodurch es möglich wird, die Verhältnisse der zirkulierenden Zusammensetzungen aller Kältemittel zu bestimmen. Weiterhin können bei der zuletzt genannten Operation, selbst wenn mehrere Kältemittel vorhanden sind, wenn die Beziehung betreffend die beiden jeweiligen Arten, d.h., die Beziehung betreffen zwei Komponentenzusammensetzungsverhältnisses von beispielsweise R.32 und R.125 oder R.32 und R.134a oder R.125 und R.134a vorher gesetzt ist, wie in 2 gezeigt ist, die Verhältnisse der zirkulierenden Zusammensetzungen aller Kältemittel bestimmt werden durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung, einschließlich der Komponentenzusammensetzung des Kältemittels von beispielsweise R.290, was eine nachfolgende vierte Art ist. Daher ist es möglich, selbst wenn vier oder mehr Arten von Kältemitteln in dem nichtazeotropen Kältemittel vorhanden sind, einfach die zirkulierenden Zusammensetzungen der in dem Kühlzyklus zirkulierenden Kältemittel zu bestimmen. D.h., bei dem Kühl- und Klimagerät, in welchem ein Kältemittel, das durch ein nichtazeotropes Kältemittel gebildet wird, in welchem N Arten (N ≥ 3) von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, werden die zirkulierenden Zusammensetzungen bestimmt durch Verwendung zumindest (N – 2) Beziehungen von Zusammensetzungsverhältnissen zwischen einer ersten Komponente bis zu einer j-ten (2 ≤ j ≤ N – 1) Komponente eines nichtazeotropen Kältemittels.
  • Vorteile der Erfindung
  • Wie vorstehend beschrieben ist, weist gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung das Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter, einen Kondensator, eine Druckverminderungsvorrichtung und einen Verdampfer hat und in welchem ein durch ein nichtazeotropes Kältemittel gebildetes Kältemittel, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, auf: eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung zum Erhalten einer Beziehung unter Komponentenzusammensetzungsverhältnissen von einem oder mehreren Kältemitteln des nichtazeotropen Kältemittels durch Erfassen der Temperatur und des Drucks des Kältemittels, und zum Bestimmen von zirkulierenden Zusammensetzungen des in einem Kühlzyklus zirkulierenden Kältemittels durch Verwendung der vorher gesetzten Beziehung unter Komponentenzusammensetzungsverhältnissen des nichtazeotropen Kältemittels. Demgemäß kann die Zusammensetzung des in dem Kühlzyklus zirkulierenden Kältemittels genau bestimmt werden und die Operation kann mit hoher Zuverlässigkeit und Wirksamkeit bewirkt werden.
  • Bei dem Kühl- und Klimagerät gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die vorher gesetzte Beziehung zwischen Komponentenzusammensetzungsverhältnissen des nichtazeotropen Kältemittels abgeleitet anhand von Informationen über zirkulierende Zusammensetzungen, die durch ein Experiment oder eine Simulation erhalten wurden. Demgemäß kann die Zusammensetzung des in dem Kühlzyklus zirkulierenden Kältemittels kostengünstig und genau erfasst werden, und die Arbeitsweise kann mit hoher Zuverlässigkeit und Wirkung bewirkt werden.
  • Bei dem Kühl- und Klimagerät gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die vorher gesetzte Beziehung zwischen Komponentenzusammensetzungsverhältnissen des nichtazeotropen Kältemittels abgeleitet anhand von Informationen über Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen wie eine chargierte Zusammensetzung und eine Dampfzusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer Flüssigkeitszusammensetzung ist, die identisch mit der chargierten Zusammensetzung ist, und eine Flüssigkeitszusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer Dampfzusammensetzung ist, die identisch mit der chargierten Zusammensetzung ist. Demgemäß kann die Zusammensetzung des in dem Kühlzyklus zirkulierenden Kältemittels kostengünstig und genau erfasst werden, selbst wenn Informationen über tatsächliche Messungen der zirkulierenden Zusammensetzungen nicht verfügbar sind.
  • Bei dem Kühl- und Klimagerät gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet, das aus drei Arten von Kältemitteln R.32, R.125 und R.134a zusammengesetzt ist. Demgemäß kann der Betrieb mit hoher Zuverlässigkeit und Wirksamkeit als eine R.22-substituierende Kühlmaschine bewirkt werden.
  • Das Kühl- und Klimagerät gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Verdichter, einen Kondensator, eine Druckverminderungsvorrichtung und einen Verdampfer auf, und in einem Kühlzyklus, der als ein Arbeitskältemittel ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet, das aus N Arten (N ≥ 4) von Kältemitteln zusammengesetzt ist, und versehen ist mit einer Zusammensetzungserfassungsvorrichtung zum Erfassen der zirkulierenden Zusammensetzungen des nichtazeotropen Kältemittels, werden zirkulierende Zusammensetzungen bestimmt durch Verwenden von zumindest (N – 2) Beziehungen von Zusammensetzungsverhältnissen zwischen einer ersten Komponente bis zu einer j-ten (2 ≤ j ≤ N – 1) Komponente des nichtazeotropen Kältemittels. Demgemäß kann die Zusammensetzung des in dem Kühlzyklus zirkulierenden Kältemittels kostengünstig und genau erfasst werden, und der Betrieb kann mit hoher Zuverlässigkeit und Wirksamkeit bewirkt werden.
  • Bei dem Kühl- und Klimagerät gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die zumindest (N – 2) Beziehungen von Zusammensetzungsverhältnissen zwischen der ersten Komponente bis zu der j-ten (2 ≤ j ≤ N – 1) Komponente des nichtazeotropen Kältemittels identifiziert auf der Grundlage von Informationen über zirkulierende Zusammensetzungen, die durch ein Experiment oder eine Simulation erhalten wurden. Demgemäß kann die Zusammensetzung des in dem Kühlzyklus zirkulierenden Kältemittels kostengünstig und genau erfasst werden, und der Betrieb kann mit hoher Zuverlässigkeit und Wirksamkeit bewirkt werden.
  • Bei dem Kühl- und Klimagerät gemäß dem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die (N – 2) Beziehungen von Zusammensetzungsverhältnissen zwischen der ersten Komponente bis zu der j-ten (2 ≤ j ≤ N – 1) Komponente des nichtazeotropen Kältemittels identifiziert auf der Grundlage von Informationen über Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichtszusammensetzungen wie eine chargierte Zusammensetzung und eine Dampfzusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer Flüssigkeitszusammensetzung ist, die identisch mit der chargierten Zusammensetzung ist, und eine Flüssigkeitszusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer Dampfzusammensetzung ist, die identisch mit der chargierten Zusammensetzung ist. Demgemäß kann die Zusammensetzung des in dem Kühlzyklus zirkulierenden Kältemittels kostengünstig und genau erfasst werden, selbst wenn Informationen über tatsächliche Messungen der zirkulierenden Zusammensetzungen nicht verfügbar sind.
  • Gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter, einen Kondensator, eine Druckverminderungsvorrichtung und einen Verdampfer hat, und in welchem ein durch ein nichtazeotropes Kältemittel gebildetes Kältemittel, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, und das eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung zum Erfassen von zirkulierenden Zusammensetzungen des Kältemittels aufweist, ein Verfahren zum Bestimmen von Kältemittelzusammensetzungen des Kühl- und Klimageräts vorgesehen, das die Schritte aufweist: Eingeben der Temperatur eines Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels und der Temperatur und des Drucks eines Niederdruck-Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittels, in welchem das Hochdruck-Flüssigkeitskältemittel einer Expansion unter konstanter Enthalpie unterzogen ist; Annehmen des Zusammensetzungsverhältnisses einer Komponente des nichtazeotropen Kältemittels; Annehmen eines anderen Verhältnisses einer zirkulierenden Zusammensetzung durch Verwendung einer Beziehung des Zusammensetzungsverhältnisses zwischen der Komponente des nichtazeotropen Kältemittels, dessen Zusammensetzungsverhältnis angenommen wurde, und einer anderen Komponente; Berechnen der Enthalpie des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels durch Verwenden eines angenommenen Wertes des Verhältnisses der zirkulierenden Zusammensetzung und der Temperatur des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels; und Berechnen des Verhältnisses der zirkulierenden Zusammensetzung auf der Grundlage der Temperatur und des Drucks des Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittels und der Enthalpie des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels, und zum Vergleichen desselben mit dem angenommenen Wert des Verhältnisses der zirkulierenden Zusammensetzung. Demgemäß ist eine wirksame Operation möglich, welche Kombination von Kühlzyklen das Gerät auch verwenden mag.
  • Gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter, einen Kondensator, eine Druckverminderungsvorrichtung und einen Verdampfer hat, und in welchem ein durch ein nichtazeotropes Kältemittel gebildetes Kältemittel, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, und das eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung zum Erfassen von zirkulierenden Zusammensetzungen des Kältemittels hat, ein Verfahren zum Bestimmen von Kältemittelzusammensetzungen des Kühl- und Klimageräts vorgesehen, das die Schritte aufweist: Eingeben der Temperatur eines Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels und der Temperatur und des Drucks eines Niederdruck-Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittels, in welchem das Hochdruck-Flüssigkeitskältemittel einer Expansion unter konstanter Enthalpie unterzogen ist; Berechnen der Enthalpie des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels durch Verwenden der Temperatur des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels; Berechnen des Zusammensetzungsverhältnisses einer Komponente des nichtazeotropen Kältemittels auf der Grundlage der Temperatur und des Drucks des Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittels und der Enthalpie des Hochdruck-Flüssigkeitskältemittels; und Bestimmen des Zusammensetzungsverhältnisses einer anderen Komponente durch Verwenden einer Beziehung des Zusammensetzungsverhältnisses zwischen der Komponente des nichtazeotropen Kältemittels, dessen Zusammensetzungsverhältnis berechnet wurde, und der anderen Komponente. Demgemäß ist eine hochzuverlässige und wirksame Operation bei Verwendung eines einfachen Geräts möglich.

Claims (12)

  1. Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter (1), einen Kondensator (2), eine Druckverminderungsvorrichtung (3) und einen Verdampfer (4) hat und in welchem ein Kältemittel, das durch ein nicht azeotropes Kältemittel gebildet wird, in dem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, und das eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) zum Erfassen der Zusammensetzungen des Kältemittels hat, bei dem die Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) die Temperatur eines flüssigen Hochdruck-Kältemittels und die Temperatur und den Druck eines gasförmigen-flüssigen Niederdruck-Zweiphasenkältemittels, in das das flüssige Hochdruck-Kältemittel durch Expansion mit konstanter Enthalpie umgewandelt wurde, erfasst; und die Enthalpie des flüssigen Hochdruck-Kältemittels durch Verwendung der Temperatur des flüssigen Hochdruck-Kältemittels bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) eine Beziehung zwischen Komponentenzusammensetzungsverhältnissen von einem oder mehreren Kältemitteln des nichtazeotropen Kältemittels auf der Grundlage der Temperatur und des Drucks des gasförmigen-flüssigen Zweiphasenkältemittels und der Enthalpie des flüssigen Hochdruck-Kältemittels berechnet, und die Zusammensetzung des Kältemittels bestimmt durch Verwendung der berechneten Beziehung und einer Beziehung zwischen Komponentenzusammensetzungsverhältnissen des nichtazeotropen Kältemittels, die vorher gespeichert wurden.
  2. Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter (1), einen Kondensator (2), eine Druckverminderungsvorrichtung (3) und einen Verdampfer (4) hat und in welchem ein Kältemittel, das durch ein nichtazeotropes Kältemittel gebildet ist, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, und das eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) zum Erfassen von Zusammensetzungen des Kältemittels hat, bei dem die Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) die Temperatur eines flüssigen Hochdruck-Kältemittels und die Temperatur und den Druck eines gasförmigen-flüssigen Niederdruck-Zweiphasenkältemittels, in das das flüssige Hochdruck-Kältemittel durch Expansion mit konstanter Enthlapie umgewandelt wurde, erfasst; das Zusammensetzungsverhältnis einer Komponente des nichtazeotropen Kältemittels annimmt; die Enthalpie des flüssigen Hochdruck-Kältemittels berechnet durch Verwendung eines angenommenen Wertes der zirkulierenden Zusammensetzung und der Temperatur des flüssigen Hochdruck-Kältemittels; und das Zusammensetzungsverhältnis berechnet auf der Grundlage der Temperatur und des Druckes des gasförmigen-flüssigen Zweiphasenkältemittels und der Enthalpie des flüssigen Hochdruck- Kältemittels und dasselbe mit dem angenommenen Wert des Zusammensetzungsverhältnisses vergleicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) ein anderes Verhältnis der zirkulierenden Zusammensetzung annimmt durch Verwendung einer Beziehung von vorher gespeicherten Zusammensetzungsverhältnissen zwischen der Komponente des nichtazeotropen Kältemittels, dessen Zusammensetzungsverhältnis angenommen wurde, und einer anderen Komponente.
  3. Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter (1), einen Kondensator (2), eine Druckverminderungsvorrichtung (3) und einen Verdampfer (4) hat und in welchem ein Kühlmittel, das durch ein nichtazeotropes Kühlmittel gebildet wird, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, und das eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) zum Erfassen von Zusammensetzungen des Kältemittels hat, bei dem die Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) die Temperatur eines flüssigen Hochdruck-Kältemittels und die Temperatur und den Druck eines gasförmigen-flüssigen Niederdruck-Zweiphasenkältemittels, in das das flüssige Hochdruck-Kältemittel durch Expansion mit konstanter Enthalpie umgewandelt wurde, erfasst; die Enthalpie des flüssigen Hochdruck-Kältemittels berechnet durch Verwendung der Temperatur des flüssigen Hochdruck-Kältemittels; und das Zusammensetzungsverhältnis einer Komponente des nichtazeotropen Kältemittels berechnet auf der Grundlage der Temperatur und des Drucks des gasförmigen-flüssigen Zweiphasenkältemittels und der Enthalpie des flüssigen Hochdruck-Kältemittels, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) das Zusammensetzungsverhältnis einer anderen Komponente bestimmt durch Verwenden einer Beziehung von vorher gespeicherten Zusammensetzungsverhältnissen zwischen der Komponente des nichtazeotropen Kältemittels, dessen Zusammensetzungsverhältnis berechnet wurde, und der anderen Komponente.
  4. Kühl- und Klimagerät nach Anspruch 1, bei dem eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) die Beziehung zwischen vorher gespeicherten Komponentenzusammensetzungsverhältnissen des nichtazeotropen Kältemittels aus Informationen über zirkulierende Zusammensetzungen, die durch ein Experiment oder eine Simulation erhalten wurden, ableitet.
  5. Kühl- und Klimagerät nach Anspruch 1, bei dem die Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) die Beziehung zwischen vorher gespeicherten Komponentenzusammensetzungsverhältnissen des nichtazeotropen Kältemittels durch Informationen über gasförmige-flüssige Gleichgewichtszusammensetzungen ableitet, wie eine chargierte Zusammensetzung und eine Dampfzusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer zu der chargierten Zusammensetzung identischen flüssigen Zusammensetzung ist, und eine flüssige Zusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer zu der chargierten Zusammensetzung identischen Dampfzusammensetzung ist.
  6. Kühl- und Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein nichtazeotropes Kältemittel verwendet wird, das aus drei Arten von Kältemitteln R.32, R.125, und R.134a zusammengesetzt ist.
  7. Kühl- und Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem in dem zirkulierenden nichtazeotropen Kältemittel N Arten (N ≥ 3) von Kältemitteln gemischt sind, und bei dem Verhältnisse der zirkulierenden Zusammensetzung bestimmt sind durch Verwendung von zumindest (N – 2) Beziehungen zwischen Zusammensetzungsverhältnissen unter einer ersten Komponente bis zu einer j-ten (2 ≤ j ≤ N – 1) Komponente des nichtazeotropen Kältemittels.
  8. Kühl- und Klimagerät nach Anspruch 7, bei dem die zumindest (N – 2) Beziehungen zwischen Zusammensetzungsverhältnissen unter der ersten Komponente bis zu der j-ten (2 ≤ j ≤ N – 1) Komponente des nichtazeotropen Kältemittels gesetzt sind auf der Grundlage der Informationen über die zirkulierende Zusammensetzung, die durch ein Experiment oder eine Simulation erhalten wurden.
  9. Kühl- und Klimagerät nach Anspruch 7, bei dem die zumindest (N – 2) Beziehungen zwischen Zusammensetzungsverhältnissen unter der ersten Komponente bis j-ten (2 ≤ j ≤ N – 1) Komponente des nichtazeotropen Kältemittels gesetzt sind auf der Grundlage von Informationen über gasförmige-flüssige Gleichgewichtszusammensetzungen, wie eine chargierte Zusammensetzung und eine Dampfzusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer zu der chargierten Zusammensetzung identischen flüssigen Zusammensetzung ist, und eine flüssige Zusammensetzung, die im Gleichgewicht mit einer zu der chargierten Zusammensetzung identischen Dampfzusammensetzung ist.
  10. Verfahren zum Bestimmen von Kältemittelzusammensetzungen in einem Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter (1), einen Kondensator (2), eine Druckverminderungsvorrichtung (3) und einen Verdampfer (4) hat, und in welchem ein Kältemittel, das durch ein nichtazeotropes Kältemittel gebildet ist, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, und das eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) zum Erfassen von Zusammensetzungen des Kältemittels hat, welches die Schritte aufweist: Erfassen und Eingeben der Temperatur eines flüssigen Hochdruck-Kältemittels und der Temperatur und des Drucks eines gasförmigen-flüssigen Niederdruck-Zweiphasenkältemittels, in das das flüssige Hochdruck-Kältemittel durch Expansion mit konstanter Enthalpie umgewandelt wurde; und Bestimmen der Enthalpie des flüssigen Hochdruck-Kältemittels durch Verwendung der Temperatur des flüssigen Hochdruck-Kältemittels, gekennzeichnet durch Berechnen einer Beziehung zwischen Komponentenzusammensetzungsverhältnissen von einem oder mehreren von Kältemitteln des nicht azeotropen Kältemittels auf der Grundlage der Temperatur und des Drucks des gasförmigen-flüssigen Zweiphasenkältemittels und der Enthalpie des flüssigen Hochdruck-Kältemittels, und Bestimmen der Zusammensetzung des Kältemittels durch Verwendung der berechneten Beziehung und einer Beziehung zwischen vorher gespeicherten Komponenten zusammensetzungsverhältnissen des nichtazeotropen Kältemittels.
  11. Verfahren zum Bestimmen von Kältemittelzusammensetzungen in einem Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter (1), einen Kondensator (2), eine Druckverminderungsvorrichtung (3) und einen Verdampfer (4) hat, und in welchem ein Kältemittel, das durch ein nichtazeotropes Kältemittel gebildet wird, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, und das eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) zum Erfassen von Zusammensetzungen des Kältemittels hat, welches die Schritte aufweist: Erfassen und Eingeben der Temperatur eines flüssigen Hochdruck-Kältemittels und der Temperatur und des Drucks eines gasförmigen-flüssigen Niederdruck-Zweiphasenkältemittels, in das das flüssige Hochdruck-Kältemittel durch Expansion mit konstanter Enthalpie umgewandelt wurde; Annehmen des Zusammensetzungsverhältnisses einer Komponente des nichtazeotropen Kältemittels; Berechnen der Enthalpie des flüssigen Hochdruck-Kältemittels durch Verwenden eines angenommenen Wertes der zirkulierenden Zusammensetzung und der Temperatur des flüssigen Hochdruck-Kältemittels; und Berechnen des Zusammensetzungsverhältnisses auf der Grundlage der Temperatur und des Drucks des gasförmigen-flüssigen Zweiphasenkältemittels und der Temperatur des flüssigen Hochdruck-Kältemittels, und Vergleichen desselben mit dem angenommenen Wert des Verhältnisses der zirkulierenden Zusammensetzung, gekennzeichnet durch Annehmen eines Verhältnisses einer anderen zirkulierenden Zusammensetzung durch Verwendung einer Beziehung von vorher gespeicherten Zusammensetzungsverhältnissen zwischen der Komponente des nichtazeotropen Kältemittels, deren Zusammensetzungsverhältnis angenommen wurde, und einer anderen Komponente.
  12. Verfahren zum Bestimmen von Kältemittelzusammensetzungen in einem Kühl- und Klimagerät, das zumindest einen Verdichter (1), einen Kondensator (2), eine Druckverminderungsvorrichtung (3) und einen Verdampfer (4) hat, und in welchem ein Kältemittel, das von einem nichtazeotropen Kältemittel gebildet ist, in welchem drei oder mehr Arten von Kältemitteln gemischt sind, zirkuliert, und das eine Zusammensetzungserfassungsvorrichtung (20) zum Erfassen von Zusammensetzungen des Kältemittels hat, welches die Schritte aufweist: Erfassen und Eingeben der Temperatur eines flüssigen Hochdruck-Kältemittels und der Temperatur und des Drucks eines gasförmigen-flüssigen Niederdruck-Zweiphasenkältemittels, in das das flüssige Hochdruck-Kältemittel durch Expansion mit konstanter Enthalpie umgewandelt wurde; Berechnen der Enthalpie des flüssigen Hochdruck-Kältemittels durch Verwenden der Temperatur des flüssigen Hochdruck-Kältemittels; und Berechnen des Zusammensetzungsverhältnisses einer Komponente des nichtazeotropen Kältemittels auf der Grundlage der Temperatur und des Drucks des gasförmigen-flüssigen Zweiphasenkältemittels und der Enthalpie des flüssigen Hochdruck-Kältemittels, gekennzeichnet durch Bestimmen des Zusammensetzungsverhältnisses einer anderen Komponente durch Verwendung einer Beziehung von vorher gespeicherten Zusammensetzungsverhältnissen zwischen der Komponente des nichtazeotropen Kältemittels, dessen Zusammensetzungsverhältnis berechnet wurde, und der anderen Komponente.
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