JP2005076939A - 冷媒の充填量の算出方法、及び算出装置、並びに冷媒の充填装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷媒配管に充填する冷媒の充填量を正確に算出する。
【解決手段】室外機1と室内機2とを結ぶ冷媒配管3にガス充填容器4を接続し、ガス充填前の前記ガス充填容器4内のガスの圧力・温度と、ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器4内のガスの圧力・温度とを計測し、ボイル・シャルルの法則に基づく計算式から、ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器4と前記冷媒配管3の合計体積を求め、該合計体積から前記ガス充填容器の容器体積を差し引くことで前記冷媒配管内の体積を求め、該冷媒配管3内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とする。
【選択図】図1
【解決手段】室外機1と室内機2とを結ぶ冷媒配管3にガス充填容器4を接続し、ガス充填前の前記ガス充填容器4内のガスの圧力・温度と、ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器4内のガスの圧力・温度とを計測し、ボイル・シャルルの法則に基づく計算式から、ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器4と前記冷媒配管3の合計体積を求め、該合計体積から前記ガス充填容器の容器体積を差し引くことで前記冷媒配管内の体積を求め、該冷媒配管3内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、空気調和システムに必要とされる冷媒の充填量の算出方法、及び該算出方法に用いる装置、並びに冷媒の充填装置に関するものである。
既設の建物において、空気調和システムを入れ替える場合には、既設の冷媒配管をそのまま利用し、室外機及び室内機のみを交換することで、前記冷媒配管の有効利用を図るとともに、冷媒配管の再施工に要する多額の費用の発生を防ぐようにしている。この空気調和システムの入れ替えの際には、既設の冷媒配管の洗浄が行われるものであり、これについて開示する文献も多数存在する(例えば、特許文献1参照。)。
そして、以上のように室外機及び室内機を交換する場合には、空気調和システム全体として必要とされる冷媒を冷媒回路内に充填することが行われており、これら一連の技術については、本願出願人も特願2002−157540にて提案している。
この冷媒の充填に関し、必要とされる充填量は、室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管の配管内体積と一致する。より詳しくは、冷房サイクルにおける室外機の冷媒出口から、室内機の室内熱交換器の手前までの区間の冷媒配管の配管内体積である。この区間の冷媒配管は、冷房サイクル時では、液冷媒で満たされる液ラインとして機能するものであり、該冷媒配管を液冷媒で満たす分量が前記充填量に相当するものとなる。
このことから、冷媒の充填においては、前記冷媒配管の体積に相当する分量の液冷媒を充填することが必要とされるわけであるが、既設の冷媒配管は建物の壁の内側や天井裏等、直接的には見えない位置に張り巡らされているため、配管の外部から直接的に配管内体積(配管長)を計測するのは極めて困難である。このため、実際には、試運転を重ねながら適宜冷媒を充填して調整するということが行われている。
なお、建物施工時における配管図から既設の冷媒配管の配管内体積の設計上の値を得ることもできるが、配管図どおりに施工されていないケースが多々あり、これにより前記設計上の値との間に誤差が生じるため、実際には、試運転を重ねながら適宜冷媒を充填して調整するということが行われている。
そして、以上のように室外機及び室内機を交換する場合には、空気調和システム全体として必要とされる冷媒を冷媒回路内に充填することが行われており、これら一連の技術については、本願出願人も特願2002−157540にて提案している。
この冷媒の充填に関し、必要とされる充填量は、室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管の配管内体積と一致する。より詳しくは、冷房サイクルにおける室外機の冷媒出口から、室内機の室内熱交換器の手前までの区間の冷媒配管の配管内体積である。この区間の冷媒配管は、冷房サイクル時では、液冷媒で満たされる液ラインとして機能するものであり、該冷媒配管を液冷媒で満たす分量が前記充填量に相当するものとなる。
このことから、冷媒の充填においては、前記冷媒配管の体積に相当する分量の液冷媒を充填することが必要とされるわけであるが、既設の冷媒配管は建物の壁の内側や天井裏等、直接的には見えない位置に張り巡らされているため、配管の外部から直接的に配管内体積(配管長)を計測するのは極めて困難である。このため、実際には、試運転を重ねながら適宜冷媒を充填して調整するということが行われている。
なお、建物施工時における配管図から既設の冷媒配管の配管内体積の設計上の値を得ることもできるが、配管図どおりに施工されていないケースが多々あり、これにより前記設計上の値との間に誤差が生じるため、実際には、試運転を重ねながら適宜冷媒を充填して調整するということが行われている。
一方、前記冷媒配管を含め全ての機器が新設されるケースにおいては、施工時において配管長を計測することも可能ではあるが、高層建物の全フロア、全室の配管長を実測する作業は困難を極めるため、実際には、既設の冷媒配管の場合と同様、試運転を重ねながら適宜冷媒を充填して調整するということが行われている。
しかし、上述した方法による調整では、繰り返しの冷媒充填の作業が必要とされるため作業負担が大きく、また、充填後は再び定常状態となるまで待たなければならず、長時間の試運転を余儀なくされることがあった。
そこで、本発明は、繰り返しの冷媒充填作業を発生させずに、スムーズに試運転を完了できるようにするため、冷媒の充填量を正確に算出する方法を提案するとともに、その冷媒の充填方法についても提案するものである。
そこで、本発明は、繰り返しの冷媒充填作業を発生させずに、スムーズに試運転を完了できるようにするため、冷媒の充填量を正確に算出する方法を提案するとともに、その冷媒の充填方法についても提案するものである。
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1に記載のごとく、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス充填容器を接続し、
ガス充填前の前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度と、
ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを計測し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出することである。
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス充填容器を接続し、
ガス充填前の前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度と、
ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを計測し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出することである。
また、請求項2に記載のごとく、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス充填容器を接続し、
ガス充填前の前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度と、
ガス充填後の過渡状態における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを計測し、該計測値から平衡状態における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを算出し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出することである。
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス充填容器を接続し、
ガス充填前の前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度と、
ガス充填後の過渡状態における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを計測し、該計測値から平衡状態における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを算出し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出することである。
また、請求項3に記載のごとく、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス吸入容器を接続し、
前記冷媒配管内のガスの吸入前の前記ガス吸入容器内の圧力・温度と、
前記冷媒配管内のガスの吸入後の平衡状態における前記ガス吸入容器内の圧力・温度とを計測し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出することである。
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス吸入容器を接続し、
前記冷媒配管内のガスの吸入前の前記ガス吸入容器内の圧力・温度と、
前記冷媒配管内のガスの吸入後の平衡状態における前記ガス吸入容器内の圧力・温度とを計測し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出することである。
また、請求項4に記載のごとく、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス吸入容器を接続し、
前記冷媒配管内のガスの吸入前の前記ガス吸入容器内のガスの圧力・温度と、
前記冷媒配管内のガスの吸入後の過渡状態における前記ガス吸入容器内のガスの圧力・温度とを計測し、該計測値から平衡状態における前記ガス吸入容器内のガスの圧力・温度とを算出し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出することである。
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス吸入容器を接続し、
前記冷媒配管内のガスの吸入前の前記ガス吸入容器内のガスの圧力・温度と、
前記冷媒配管内のガスの吸入後の過渡状態における前記ガス吸入容器内のガスの圧力・温度とを計測し、該計測値から平衡状態における前記ガス吸入容器内のガスの圧力・温度とを算出し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出することである。
また、請求項5に記載のごとく、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管内で音波を進行させ、
共鳴現象、又は、二位置での音波到達時間に基づいて前記冷媒配管の配管長を求め、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とすることである。
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管内で音波を進行させ、
共鳴現象、又は、二位置での音波到達時間に基づいて前記冷媒配管の配管長を求め、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とすることである。
また、請求項6に記載のごとく、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
洗浄機能を具備するマイクロマシンを冷媒配管内で走査させて前記冷媒配管の配管長を求め、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とすることである。
洗浄機能を具備するマイクロマシンを冷媒配管内で走査させて前記冷媒配管の配管長を求め、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とすることである。
また、請求項7に記載のごとく、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
冷媒配管の二位置での測定電圧値に基づいて配管の抵抗値を求め、
該抵抗値に基づいて配管長を求め、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とすることである。
冷媒配管の二位置での測定電圧値に基づいて配管の抵抗値を求め、
該抵抗値に基づいて配管長を求め、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とすることである。
また、請求項8に記載のごとく、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
冷媒配管に沿って設けられる通信線の二位置での測定電圧値に基づいて、該通信線の抵抗値を求め、
該抵抗値に基づいて通信線の長さを求め、該通信線の長さを前記冷媒配管の配管長とし、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とすることである。
冷媒配管に沿って設けられる通信線の二位置での測定電圧値に基づいて、該通信線の抵抗値を求め、
該抵抗値に基づいて通信線の長さを求め、該通信線の長さを前記冷媒配管の配管長とし、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とすることである。
また、請求項9に記載のごとく、冷媒の充填量の算出方法に用いる装置であって、
各種測定値を入力する入力部と、
これら入力値より冷媒充填量を決定する演算部と、
前記演算部により決定された冷媒充填量を表示する表示部と、
前記入力部、演算部、表示部を制御する制御部と、
を有することである。
各種測定値を入力する入力部と、
これら入力値より冷媒充填量を決定する演算部と、
前記演算部により決定された冷媒充填量を表示する表示部と、
前記入力部、演算部、表示部を制御する制御部と、
を有することである。
また、請求項10に記載のごとく、冷媒を充填するための充填装置であって、
冷媒充填容器と、室外機と冷房用膨張弁を結ぶ冷媒配管との間に介設され、
前記冷媒充填容器内の冷媒を、前記冷媒配管に供給するための液ポンプと、
前記液ポンプの下流の冷媒を冷却する冷却装置とを備え、
前記冷却装置による冷却は、前記冷媒配管を液冷媒で満たすように制御されることである。
冷媒充填容器と、室外機と冷房用膨張弁を結ぶ冷媒配管との間に介設され、
前記冷媒充填容器内の冷媒を、前記冷媒配管に供給するための液ポンプと、
前記液ポンプの下流の冷媒を冷却する冷却装置とを備え、
前記冷却装置による冷却は、前記冷媒配管を液冷媒で満たすように制御されることである。
また、請求項11に記載のごとく、冷媒を充填するための充填装置であって、
冷媒充填容器と、室外機と冷房用膨張弁を結ぶ冷媒配管との間に介設され、
前記冷媒充填容器内の冷媒を、前記冷媒配管に供給するための液ポンプと、
前記液ポンプの下流より一部分流させた冷媒を、膨張弁にて膨張させて過冷却冷媒とする冷媒過冷却装置とを備え、
前記過冷却冷媒により前記液ポンプの下流の冷媒を冷却するとともに、
前記膨張弁の開度は、前記冷媒配管を液冷媒で満たすように制御されることである。
冷媒充填容器と、室外機と冷房用膨張弁を結ぶ冷媒配管との間に介設され、
前記冷媒充填容器内の冷媒を、前記冷媒配管に供給するための液ポンプと、
前記液ポンプの下流より一部分流させた冷媒を、膨張弁にて膨張させて過冷却冷媒とする冷媒過冷却装置とを備え、
前記過冷却冷媒により前記液ポンプの下流の冷媒を冷却するとともに、
前記膨張弁の開度は、前記冷媒配管を液冷媒で満たすように制御されることである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、請求項1に記載の発明により、システム導入後に冷媒充填のための試運転を繰り返さなくても、適切な冷媒充填が可能となり、空気調和システムの施工を短期間で完了することができる。
また、請求項2に記載の発明により、請求項1の発明の効果に加えて、平衡状態を待つまでもなく冷媒充填量を決定できるので、施工期間がより短縮できる。
また、請求項3に記載の発明により、システム導入後に冷媒充填のための試運転を繰り返さなくても、適切な冷媒充填が可能となり、空気調和システムの施工を短期間で完了することができる。また、現地配管の真空引きの作業時で本発明を用いることにより、充填時に冷媒充填量を算出する作業が不要となる。
また、請求項4に記載の発明により、請求項3の発明の効果に加えて、平衡状態を待つまでもなく冷媒充填量を決定できるので、施工期間をより短縮できる。
また、請求項5に記載の発明により、システム導入後に冷媒充填のための試運転を繰り返さなくても、適切な冷媒充填が可能となり、空気調和システムの施工を短期間で完了することができる。また、ガス充填機や吸入機が不要なので、作業をより簡易に行える。
また、請求項6に記載の発明により、システム導入後に冷媒充填のための試運転を繰り返さなくても、適切な冷媒充填が可能となり、空気調和システムの施工を短期間で完了することができる。
また、請求項7に記載の発明により、システム導入後に冷媒充填のための試運転を繰り返さなくても、適切な冷媒充填が可能となり、空気調和システムの施工を短期間で完了することができる。また、ガス充填機や吸入機が不要なので、作業をより簡易に行える。
また、請求項8に記載の発明により、システム導入後に冷媒充填のための試運転を繰り返さなくても、適切な冷媒充填が可能となり、空気調和システムの施工を短期間で完了することができる。また、ガス充填機や吸入機が不要なので、作業をより簡易に行える。
また、請求項9に記載の発明により、オペレータは特別な計算をせずに充填量を把握することができ、作業性の向上が図られる。
また、請求項10に記載の発明により、強制的に液冷媒で冷媒配管を満たすことによれば、充填作業中に冷媒の気化を防止できるので、充填時間をより短縮できる。
また、請求項11に記載の発明により、強制的に液冷媒で冷媒配管を満たすことによれば、充填作業中に冷媒の気化を防止できるので、充填時間をより短縮できる。
冷媒配管に充填する冷媒の充填量を正確に算出するという目的を、冷媒配管にガスを充填する、又は冷媒配管内のガスを吸入し、充填/吸入前後の圧力・体積・温度の関係より、冷媒配管内の体積を求め、該体積に相当する分量の冷媒を充填量とすることで達成する。
次に、本発明の実施例1につき、図面に基づいて説明する。
図1は実施例1における冷媒回路について示す図、図2は同じくガス充填容器内のガスの状態変化について示す図である。
図1は実施例1における冷媒回路について示す図、図2は同じくガス充填容器内のガスの状態変化について示す図である。
本実施例1は、空気調和システムの施工後において、室外機1と、室内機2とを結ぶ液ラインの冷媒配管3に充填する冷媒量の算出方法についての実施例である。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、図1に示すごとく、室外機1と室内機2とを結ぶ冷媒配管3にガス充填容器4を接続し、図2に示すごとく、ガス充填前の前記ガス充填容器4内のガスの圧力P1・温度T1と、ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器4内のガスの圧力P2・温度T2とを計測し、ボイル・シャルルの法則に基づく計算式F1から、ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器4と前記冷媒配管3の合計体積V2を求め、該合計体積V2から前記ガス充填容器の容器体積V1を差し引くことで前記冷媒配管内の体積V3を求め、該冷媒配管3内の体積V3に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、図1に示すごとく、室外機1と室内機2とを結ぶ冷媒配管3にガス充填容器4を接続し、図2に示すごとく、ガス充填前の前記ガス充填容器4内のガスの圧力P1・温度T1と、ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器4内のガスの圧力P2・温度T2とを計測し、ボイル・シャルルの法則に基づく計算式F1から、ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器4と前記冷媒配管3の合計体積V2を求め、該合計体積V2から前記ガス充填容器の容器体積V1を差し引くことで前記冷媒配管内の体積V3を求め、該冷媒配管3内の体積V3に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
図1に示すごとく、体積V1のガス充填容器4には、圧力センサ11、温度センサ12が配置されており、これにより、ガス充填容器4内における圧力・温度を測定可能としている。該ガス充填容器4には、窒素、ドライエアー、二酸化炭素などの不活性ガスが予め充填されている。この不活性ガスは、冷媒配管3内の体積V3を求めるためだけに使用されるものであり、冷媒配管3の体積V3を求めた後は大気に開放されるものである。尚、不活性ガスのほか、冷媒ガスを封入し、該冷媒ガスを冷媒配管3の体積V3を求めた後に、そのまま使用するようにしてもよい。
また、該ガス充填容器4は、開閉弁13を介して前記冷媒配管3に接続可能としている。該冷媒配管3は、冷房時において室外機1から室内機2へ向かう液体冷媒が流れる配管(液ライン)であって、室外機1の冷媒出口に設けた開閉弁1aから、室内機2の冷房用膨張弁2aまでの区間を構成する配管をいう。ここで、図1に示される空気調和システムは、いわゆるビル用マルチ型とする態様の冷媒回路構成であり、一台の室外機1に対して一台又は複数台の室内機2・2が接続されるとともに、各室内機2・2は冷房用膨張弁2a・2aをそれぞれ具備しており、各室内機2・2における冷房能力が個別に設定可能に構成されている。そして、この図1に示される空気調和システムにおいては、配管3a〜3eの全てをまとめて冷媒配管3とするものであり、該冷媒配管3の全体積V3は、これら配管3a〜3eの管内体積を合計したものに相当する。
また、該ガス充填容器4は、開閉弁13を介して前記冷媒配管3に接続可能としている。該冷媒配管3は、冷房時において室外機1から室内機2へ向かう液体冷媒が流れる配管(液ライン)であって、室外機1の冷媒出口に設けた開閉弁1aから、室内機2の冷房用膨張弁2aまでの区間を構成する配管をいう。ここで、図1に示される空気調和システムは、いわゆるビル用マルチ型とする態様の冷媒回路構成であり、一台の室外機1に対して一台又は複数台の室内機2・2が接続されるとともに、各室内機2・2は冷房用膨張弁2a・2aをそれぞれ具備しており、各室内機2・2における冷房能力が個別に設定可能に構成されている。そして、この図1に示される空気調和システムにおいては、配管3a〜3eの全てをまとめて冷媒配管3とするものであり、該冷媒配管3の全体積V3は、これら配管3a〜3eの管内体積を合計したものに相当する。
以上の構成にて、空気調和システムの施工後の冷媒充填作業の前段階において、冷媒の充填量の算出を次のように行う。図1に示すごとく、まず、前記開閉弁1a、冷房用膨張弁2a・2a、開閉弁13を全閉とし、冷媒配管3内の空間を密閉とする。そして、該冷媒配管3内を図示せぬ吸引装置にて真空引きした後、前記ガス充填容器4を開閉弁13に接続し、この状態におけるガス充填容器4内の圧力P1・温度T1を測定する。
次に、図2に示すごとく、前記開閉弁13を開くことで、ガス充填容器4内の不活性ガスを冷媒配管3内に充填し、ガス充填容器4内の圧力・温度が安定するまで待つ、即ち、ガス充填容器4内と冷媒配管3内のガス状態が平衡状態51となるまで放置し、平衡状態51となった際に、ガス充填容器4内の圧力P2・温度T2を測定する。ここで、ガス充填容器4の体積V1は既知であることから、ボイル・シャルルの法則に基づく計算式F1(図2参照)より、ガス充填容器4と冷媒配管3の合計体積V2が以下のようにして求められる。
V2=(P1×V1/T1)×(T2/P2)・・・計算式F2
そして、該合計体積V2からガス充填容器4の体積V1を差し引くことで、冷媒配管3内の体積V3を求めることができる。即ち、
V3=V2−V1=(P1×V1/T1)×(T2/P2)−V1・・・計算式F3
以上のように冷媒配管3内の体積V3を求め、ガス充填容器4を取り外して不活性ガスを大気に開放した後、該体積V3に相当する分量の冷媒を図示せぬ冷媒充填容器より充填するものである。
次に、図2に示すごとく、前記開閉弁13を開くことで、ガス充填容器4内の不活性ガスを冷媒配管3内に充填し、ガス充填容器4内の圧力・温度が安定するまで待つ、即ち、ガス充填容器4内と冷媒配管3内のガス状態が平衡状態51となるまで放置し、平衡状態51となった際に、ガス充填容器4内の圧力P2・温度T2を測定する。ここで、ガス充填容器4の体積V1は既知であることから、ボイル・シャルルの法則に基づく計算式F1(図2参照)より、ガス充填容器4と冷媒配管3の合計体積V2が以下のようにして求められる。
V2=(P1×V1/T1)×(T2/P2)・・・計算式F2
そして、該合計体積V2からガス充填容器4の体積V1を差し引くことで、冷媒配管3内の体積V3を求めることができる。即ち、
V3=V2−V1=(P1×V1/T1)×(T2/P2)−V1・・・計算式F3
以上のように冷媒配管3内の体積V3を求め、ガス充填容器4を取り外して不活性ガスを大気に開放した後、該体積V3に相当する分量の冷媒を図示せぬ冷媒充填容器より充填するものである。
また、図2に示すごとく、ガス充填後の過渡状態50における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを計測し、該計測値から平衡状態51における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを算出することで、系の状態が平衡となるのを待たずして、上記計算式F3より冷媒配管3内の体積V3を求めてもよい。
具体的には、過渡状態50における波形より、平衡状態51におけるP2、T2を予測するものであり、これにより、平衡状態51となるのを待つよりも短時間で前記体積V3を求めることができるようになる。これは、平衡状態51になるまでに長時間を要するケースにおいて、とくに有効な手段となる。
具体的には、過渡状態50における波形より、平衡状態51におけるP2、T2を予測するものであり、これにより、平衡状態51となるのを待つよりも短時間で前記体積V3を求めることができるようになる。これは、平衡状態51になるまでに長時間を要するケースにおいて、とくに有効な手段となる。
次に、本発明の実施例2につき、図面に基づいて説明する。
図3は実施例2における冷媒回路について示す図である。
図3は実施例2における冷媒回路について示す図である。
本実施例2は、上記実施例1と同様、空気調和システムの施工後において、室外機1と、室内機2とを結ぶ冷媒配管3に充填する冷媒量の算出方法に関するものであり、図3に示すごとく、いわゆるパッケージ型とする態様の冷媒回路構成に適用する例である。このパッケージ型の冷媒回路構成では、一台の室外機1に対して一台又は複数台の室内機2・2が接続され、また、室外機1内に一つの冷房用膨張弁2bが備えられ、該冷房用膨張弁2bにより、全ての室内機2・2の冷房能力がまとめて設定されるように構成されている。
このようなパッケージ型の空気調和システムにおいては、冷房時において室外機1から室内機2へ向かう液体冷媒が流れる冷媒配管3内(液ライン)の空間を密閉にすることはできない。室外機1内に冷房用膨張弁2bを一つだけ備える構成としているためである。このため、実施例1と同様、ガス充填容器4より不活性ガスを充填する場合には、冷房時において室内機2から室外機1へ向かう液体冷媒が流れる冷媒配管33(ガスライン)にもガスが流れることになる。一方、一般に、冷媒配管3(液ライン)と冷媒配管33(ガスライン)は一体的に張り巡らされて略同一の配管長とするものであることから、両冷媒配管3・33の合計体積の値が得られれば、両冷媒配管3・33の管内断面積の比率より、冷媒配管3内の体積を求めることができる。
そこで、パッケージ型の空気調和システムでは、実施例1の算出方法において充填量の算出に必要となる冷媒配管3内の体積V3’は、以下のようにして求めることになる。
V3’=(V2−V1)×(AG/(AG+AL)−V4・・・計算式F4
V3’:冷媒配管3内の体積
V2:(P1×V1/T1)×(T2/P2)
V1:ガス充填容器4の体積(既定値)
AG:冷媒配管33の管内断面積(既定値)
AL:冷媒配管3の管内断面積(既定値)
V4:室内機2の室内熱交換器22の体積(既定値)
以上のようにして、冷媒配管3内の体積V3’を求めることにより、パッケージ型の空気調和システムにおいても、実施例1と同様、空気調和システムにとって適量な充填量を求めることができる。
尚、この場合における不活性ガスの充填は、室外機1と両冷媒配管3・33とを結ぶ開閉弁1a・1bをそれぞれ全閉とすることにより、室内機2・2及び両冷媒配管3・33から構成される冷媒回路を密閉空間とした状態で行われる。
このようなパッケージ型の空気調和システムにおいては、冷房時において室外機1から室内機2へ向かう液体冷媒が流れる冷媒配管3内(液ライン)の空間を密閉にすることはできない。室外機1内に冷房用膨張弁2bを一つだけ備える構成としているためである。このため、実施例1と同様、ガス充填容器4より不活性ガスを充填する場合には、冷房時において室内機2から室外機1へ向かう液体冷媒が流れる冷媒配管33(ガスライン)にもガスが流れることになる。一方、一般に、冷媒配管3(液ライン)と冷媒配管33(ガスライン)は一体的に張り巡らされて略同一の配管長とするものであることから、両冷媒配管3・33の合計体積の値が得られれば、両冷媒配管3・33の管内断面積の比率より、冷媒配管3内の体積を求めることができる。
そこで、パッケージ型の空気調和システムでは、実施例1の算出方法において充填量の算出に必要となる冷媒配管3内の体積V3’は、以下のようにして求めることになる。
V3’=(V2−V1)×(AG/(AG+AL)−V4・・・計算式F4
V3’:冷媒配管3内の体積
V2:(P1×V1/T1)×(T2/P2)
V1:ガス充填容器4の体積(既定値)
AG:冷媒配管33の管内断面積(既定値)
AL:冷媒配管3の管内断面積(既定値)
V4:室内機2の室内熱交換器22の体積(既定値)
以上のようにして、冷媒配管3内の体積V3’を求めることにより、パッケージ型の空気調和システムにおいても、実施例1と同様、空気調和システムにとって適量な充填量を求めることができる。
尚、この場合における不活性ガスの充填は、室外機1と両冷媒配管3・33とを結ぶ開閉弁1a・1bをそれぞれ全閉とすることにより、室内機2・2及び両冷媒配管3・33から構成される冷媒回路を密閉空間とした状態で行われる。
次に、本発明の実施例3につき、図面に基づいて説明する。
図4は実施例3における冷媒回路について示す図、図5は同じくガス吸入容器内のガスの状態変化について示す図である。
図4は実施例3における冷媒回路について示す図、図5は同じくガス吸入容器内のガスの状態変化について示す図である。
本実施例3は、空気調和システムの施工後において、室外機1と、室内機2とを結ぶ液ラインの冷媒配管3に充填する冷媒量の算出方法についての実施例である。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、図4に示すごとく、室外機1と室内機2とを結ぶ冷媒配管3にガス吸入容器14を接続し、図5に示すごとく、前記冷媒配管3内のガスの吸入前の前記ガス吸入容器14内の圧力P5・温度T5と、前記冷媒配管3内のガスの吸入後の平衡状態53における前記ガス吸入容器14内の圧力P6・温度T6とを計測し、ボイル・シャルルの法則に基づく計算式F5から、前記冷媒配管3内のガスの吸入後の平衡状態53における前記ガス吸入容器14と前記冷媒配管3の合計体積V6を求め、該合計体積V6から前記ガス吸入容器14の容器体積V5を差し引くことで前記冷媒配管3内の体積V7を求め、該冷媒配管3内の体積V7に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、図4に示すごとく、室外機1と室内機2とを結ぶ冷媒配管3にガス吸入容器14を接続し、図5に示すごとく、前記冷媒配管3内のガスの吸入前の前記ガス吸入容器14内の圧力P5・温度T5と、前記冷媒配管3内のガスの吸入後の平衡状態53における前記ガス吸入容器14内の圧力P6・温度T6とを計測し、ボイル・シャルルの法則に基づく計算式F5から、前記冷媒配管3内のガスの吸入後の平衡状態53における前記ガス吸入容器14と前記冷媒配管3の合計体積V6を求め、該合計体積V6から前記ガス吸入容器14の容器体積V5を差し引くことで前記冷媒配管3内の体積V7を求め、該冷媒配管3内の体積V7に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
図4に示すごとく、体積V5のガス吸入容器14には、圧力センサ41、温度センサ42が接続されており、これにより、ガス吸入容器14内における圧力・温度を測定可能としている。また、該ガス吸入容器14は、真空引きされて、内部を空とした真空状態としている。
また、該ガス吸入容器14は、開閉弁43を介して前記冷媒配管3に接続可能としている。該冷媒配管3については、上記実施例1で述べたものと同様である。
以上の構成にて、空気調和システムの施工後の冷媒充填作業の前段階において、冷媒の充填量の算出を次のように行う。まず、前記開閉弁1a、冷房用膨張弁2a・2a、開閉弁43を全閉とし、冷媒配管3内の空間を密閉とする。そして、前記ガス吸入容器14を開閉弁43に接続し、この状態におけるガス吸入容器14内の圧力P5・温度T5を測定する。次に、前記開閉弁43を開くことで、冷媒配管3内のガスをガス吸入容器14内に吸入し、ガス吸入容器14内の圧力・温度が安定するまで待つ、即ち、ガス吸入容器14内と冷媒配管3内のガス状態が平衡状態53となるまで放置し、平衡状態53となった際に、ガス吸入容器14内の圧力P6・温度T6を測定する。一方、ガス吸入容器14の体積V5は既知であることから、ボイル・シャルルの法則に基づく計算式F5(図5参照)より、ガス吸入容器14と冷媒配管3の合計体積V6が以下のようにして求められる。
V6=(P5×V5/T5)×(T6/P6)・・・計算式F6
そして、該合計体積V7からガス吸入容器14の体積V5を差し引くことで、冷媒配管3内の体積V7を求めることができる。即ち、
V7=V6−V5=(P5×V5/T5)×(T6/P6)−V1・・・計算式F7
以上のように冷媒配管3内の体積V7を求め、ガス吸入容器14を取り外した後、該体積V7に相当する分量の冷媒を充填する。
また、該ガス吸入容器14は、開閉弁43を介して前記冷媒配管3に接続可能としている。該冷媒配管3については、上記実施例1で述べたものと同様である。
以上の構成にて、空気調和システムの施工後の冷媒充填作業の前段階において、冷媒の充填量の算出を次のように行う。まず、前記開閉弁1a、冷房用膨張弁2a・2a、開閉弁43を全閉とし、冷媒配管3内の空間を密閉とする。そして、前記ガス吸入容器14を開閉弁43に接続し、この状態におけるガス吸入容器14内の圧力P5・温度T5を測定する。次に、前記開閉弁43を開くことで、冷媒配管3内のガスをガス吸入容器14内に吸入し、ガス吸入容器14内の圧力・温度が安定するまで待つ、即ち、ガス吸入容器14内と冷媒配管3内のガス状態が平衡状態53となるまで放置し、平衡状態53となった際に、ガス吸入容器14内の圧力P6・温度T6を測定する。一方、ガス吸入容器14の体積V5は既知であることから、ボイル・シャルルの法則に基づく計算式F5(図5参照)より、ガス吸入容器14と冷媒配管3の合計体積V6が以下のようにして求められる。
V6=(P5×V5/T5)×(T6/P6)・・・計算式F6
そして、該合計体積V7からガス吸入容器14の体積V5を差し引くことで、冷媒配管3内の体積V7を求めることができる。即ち、
V7=V6−V5=(P5×V5/T5)×(T6/P6)−V1・・・計算式F7
以上のように冷媒配管3内の体積V7を求め、ガス吸入容器14を取り外した後、該体積V7に相当する分量の冷媒を充填する。
また、実施例1で述べた図2で説明したものと同様、過渡状態52(図5参照)の挙動に基づいて平衡状態53におけるP6、T6を予測することとしてもよい。
次に、本発明の実施例4につき、図面に基づいて説明する。
図6は実施例4における冷媒回路について示す図である。
図6は実施例4における冷媒回路について示す図である。
本実施例4は、ビル用マルチ型の冷媒回路構成の実施例3(図4参照)に対し、図6に示すごとく、パッケージ型の冷媒回路構成に対応するものである。
本実施例では、室外機1と両冷媒配管3・33とを結ぶ開閉弁1a・1bをそれぞれ全閉とすることにより、室内機2・2及び両冷媒配管3・33から構成される冷媒回路を密閉空間としたうえで、該密閉空間のガスを吸入することにより、冷媒配管3内の体積V7’を求めるものであり、該体積V7’は、以下の関係より求めることができる。
V7’=(V6−V5)×(AG/(AG+AL)−V4・・・計算式F8
V7’:冷媒配管3内の体積
V6:(P5×V5/T5)×(T6/P6)
V5:ガス充填容器4の体積(既定値)
AG:冷媒配管33の管内断面積(既定値)
AL:冷媒配管3の管内断面積(既定値)
V4:室内機2の室内熱交換器22の体積(既定値)
以上のようにして、冷媒配管3内の体積V7’を求めることにより、パッケージ型の空気調和システムにおいても、実施例3と同様、空気調和システムにとって適量な充填量を求めることができる。
本実施例では、室外機1と両冷媒配管3・33とを結ぶ開閉弁1a・1bをそれぞれ全閉とすることにより、室内機2・2及び両冷媒配管3・33から構成される冷媒回路を密閉空間としたうえで、該密閉空間のガスを吸入することにより、冷媒配管3内の体積V7’を求めるものであり、該体積V7’は、以下の関係より求めることができる。
V7’=(V6−V5)×(AG/(AG+AL)−V4・・・計算式F8
V7’:冷媒配管3内の体積
V6:(P5×V5/T5)×(T6/P6)
V5:ガス充填容器4の体積(既定値)
AG:冷媒配管33の管内断面積(既定値)
AL:冷媒配管3の管内断面積(既定値)
V4:室内機2の室内熱交換器22の体積(既定値)
以上のようにして、冷媒配管3内の体積V7’を求めることにより、パッケージ型の空気調和システムにおいても、実施例3と同様、空気調和システムにとって適量な充填量を求めることができる。
次に、本発明の実施例5につき、図面に基づいて説明する。
図7(a)は共鳴測定装置を用いた配管長の測定法について示す図、図7(b)は音波発生/測定装置の組合せによる配管長の測定法について示す図である。
図7(a)は共鳴測定装置を用いた配管長の測定法について示す図、図7(b)は音波発生/測定装置の組合せによる配管長の測定法について示す図である。
本実施例5は、図7(a)に示すごとく、共鳴測定装置61を用いて配管の長さを求める構成、又は、図7(b)に示すごとく、音波発生装置71及び音波測定装置72の組合せにより配管の長さを求める構成であり、配管の長さを音波の挙動に基づいて求めようとするものである。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、室外機1と室内機2とを結ぶ冷媒配管3内で音波を進行させ、共鳴現象、又は、二位置での音波到達時間に基づいて前記冷媒配管3の配管長を求め、該配管長より前記冷媒配管3内の体積を求め、該冷媒配管3内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、室外機1と室内機2とを結ぶ冷媒配管3内で音波を進行させ、共鳴現象、又は、二位置での音波到達時間に基づいて前記冷媒配管3の配管長を求め、該配管長より前記冷媒配管3内の体積を求め、該冷媒配管3内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
図7(a)に示すごとく、共鳴測定装置61は、音波を発生させ、かつ、冷媒配管3からの共鳴した音波を検出するスピーカー62と、該スピーカー62から出る音波の周波数を調節する発振機63と、共鳴による電流の変化を電圧として読み取る交流電圧計64と、これらと接続される増幅器65を具備している。
この共鳴測定装置61により、音速Vx(m/s)、周波数f(Hz)、音波を発生させてから、共鳴が起こり、かつ、前記電圧が最初に最小値となるまでの時間をt(s)とすると、冷媒配管3の配管長L1(m)は、共鳴の条件式から、おおよそ以下のようにして求めることができる。
L1=((2×ft/2)−1)/4×Vx/f・・・計算式F9
このようにして求めた配管長に、管内断面積を掛けることにより、冷媒配管3内の体積を求めることができる。
そして、以上のように冷媒配管3内の体積を求め、共鳴測定装置61を取り外した後、該体積に相当する分量の冷媒を充填するものである。
この共鳴測定装置61により、音速Vx(m/s)、周波数f(Hz)、音波を発生させてから、共鳴が起こり、かつ、前記電圧が最初に最小値となるまでの時間をt(s)とすると、冷媒配管3の配管長L1(m)は、共鳴の条件式から、おおよそ以下のようにして求めることができる。
L1=((2×ft/2)−1)/4×Vx/f・・・計算式F9
このようにして求めた配管長に、管内断面積を掛けることにより、冷媒配管3内の体積を求めることができる。
そして、以上のように冷媒配管3内の体積を求め、共鳴測定装置61を取り外した後、該体積に相当する分量の冷媒を充填するものである。
一方、図7(b)に示す構成では、冷媒配管3の配管長を計測したい区間の両端に、スピーカー等からなる音波発生装置71と、マイク等からなる音波測定装置72とを設け、音速Vx(m/s)、音波発生装置71にて音波を発生させてから、その音波を音波測定装置72で観測するまでの時間をt(s)とすると、当該区間における配管長L2(m)は、速度、距離、時間の関係から、以下のようにして求めることができる。
L2=Vx × t・・・計算式F10
このように区間ごとに配管長を求め、これら配管長を合計することで冷媒配管3全体としての配管長を求めることができる。そして、該配管長に管内断面積を掛けることにより、冷媒配管3内の体積を求めることができる。
そして、以上のように冷媒配管3内の体積を求め、音波発生装置71、及び音波測定装置72を取り外した後、該体積に相当する分量の冷媒を充填するものである。
L2=Vx × t・・・計算式F10
このように区間ごとに配管長を求め、これら配管長を合計することで冷媒配管3全体としての配管長を求めることができる。そして、該配管長に管内断面積を掛けることにより、冷媒配管3内の体積を求めることができる。
そして、以上のように冷媒配管3内の体積を求め、音波発生装置71、及び音波測定装置72を取り外した後、該体積に相当する分量の冷媒を充填するものである。
次に、本発明の実施例6につき、図面に基づいて説明する。
図8は実施例6における配管長の測定法について示す図である。
図8は実施例6における配管長の測定法について示す図である。
本実施例6では、図8に示すごとく、冷媒配管3内で自走式のマイクロマシンを走査させることにより、冷媒配管3の配管長L3を実測しようとするものである。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、洗浄機能を具備するマイクロマシン75を冷媒配管3内で走査させて前記冷媒配管3の配管長L3を求め、該配管長L3より前記冷媒配管3内の体積を求め、該冷媒配管3内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、洗浄機能を具備するマイクロマシン75を冷媒配管3内で走査させて前記冷媒配管3の配管長L3を求め、該配管長L3より前記冷媒配管3内の体積を求め、該冷媒配管3内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
該マイクロマシン75については、動力ケーブルを介して動力を外部から受ける固定式、或いは、内部に動力源を持つ自走式のいずれの形式であってもよい。また、その大きさは冷媒配管3を通過可能であればよく、医療用に用いられるものと比較すると大型に構成されることが許容され、その設計の自由度は大きいものである。そして、固定式であれば、エネルギーケーブルを介して、自走式であれば無線信号により、マイクロマシン75の走行距離をコントローラ77で取得し、該コントローラー77にて演算することにより冷媒配管3の配管長L3を求めることができる。
また、マイクロマシン75には、洗浄ブラシ76を備えてなる洗浄機能が具備されており、冷媒配管3の管内壁の付着物を剥ぎ取るマニュピュレータとして働き、配管内を洗浄しながらの配管長の計測をできるようにしている。
このようなマイクロマシン75による配管長の計測によれば、配管長を直接的に計測することが可能であり、その計測結果により求まる配管長は、信頼性の高いものとなる。
そして、このようにして求めた配管長に、管内断面積を掛けることにより、冷媒配管3内の体積を求めることができ、該体積に基づいて上記の他の実施例と同様に充填量を求めるものである。
また、マイクロマシン75には、洗浄ブラシ76を備えてなる洗浄機能が具備されており、冷媒配管3の管内壁の付着物を剥ぎ取るマニュピュレータとして働き、配管内を洗浄しながらの配管長の計測をできるようにしている。
このようなマイクロマシン75による配管長の計測によれば、配管長を直接的に計測することが可能であり、その計測結果により求まる配管長は、信頼性の高いものとなる。
そして、このようにして求めた配管長に、管内断面積を掛けることにより、冷媒配管3内の体積を求めることができ、該体積に基づいて上記の他の実施例と同様に充填量を求めるものである。
次に、本発明の実施例7につき、図面に基づいて説明する。
図9は実施例7における配管長の測定法について示す図である。
図9は実施例7における配管長の測定法について示す図である。
本実施例7では、図9に示すごとく、冷媒配管3の配管長を計測したい区間の両端に電極91・92を付設し、両電極91・92の間に電流Iaを流し、その際の電圧Vaに基づいて、両電極91・92の間の配管長L4を求めるものである。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、冷媒配管3の二位置での測定電圧値Vaに基づいて配管の抵抗値(L4×Ra)を求め、該抵抗値に基づいて配管長L4を求め、該配管長L4より前記冷媒配管3内の体積を求め、該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、冷媒配管3の二位置での測定電圧値Vaに基づいて配管の抵抗値(L4×Ra)を求め、該抵抗値に基づいて配管長L4を求め、該配管長L4より前記冷媒配管3内の体積を求め、該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
図9に示すごとく、冷媒配管3の配管長を計測したい区間の両端に電極91・92を付設し、両電極91・92の間に電流Iaを流す。その際の電圧値がVaであるとすると、当該区間における配管長L4は、電流、電圧、抵抗の関係から、以下のようにして求めることができる。
L4=(Va/Ia)/Ra・・・計算式F11
ここで、Raは、冷媒配管3の単位長さあたりの抵抗値である。
このように区間ごとに直接的に配管長を求め、これら配管長を合計することで冷媒配管3全体としての配管長を求めることができる。そして、該配管長に管内断面積を掛けることにより、冷媒配管3内の体積を求めることができ、該体積に基づいて上記の他の実施例と同様に充填量を求めるものである。
L4=(Va/Ia)/Ra・・・計算式F11
ここで、Raは、冷媒配管3の単位長さあたりの抵抗値である。
このように区間ごとに直接的に配管長を求め、これら配管長を合計することで冷媒配管3全体としての配管長を求めることができる。そして、該配管長に管内断面積を掛けることにより、冷媒配管3内の体積を求めることができ、該体積に基づいて上記の他の実施例と同様に充填量を求めるものである。
次に、本発明の実施例8につき、図面に基づいて説明する。
図10は実施例8における配管長の測定法について示す図、図11は同じく冷媒配管に対する通信線の配置関係について示す図である。
図10は実施例8における配管長の測定法について示す図、図11は同じく冷媒配管に対する通信線の配置関係について示す図である。
本実施例8では、上述の実施例7と同様、電圧を計測することにより配管長を求めようとするものであるが、冷媒配管3の長さを直接的に計測するのではなく、該冷媒配管3に沿って設けられる通信線に電流を流すことにより、該通信線95の長さを求め、該通信線95の長さを冷媒配管3の配管長とみなすことにより、間接的に冷媒配管3の長さを求めるものである。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、図10に示すごとく、冷媒配管3に沿って設けられる通信線95の二位置での測定電圧値Vbに基づいて、該通信線95の抵抗値(L5×Rb)を求め、該抵抗値に基づいて通信線の長さL5を求め、該通信線の長さL5を前記冷媒配管の配管長L6とし、該配管長L6より前記冷媒配管3内の体積を求め、該冷媒配管3内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
即ち、空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、図10に示すごとく、冷媒配管3に沿って設けられる通信線95の二位置での測定電圧値Vbに基づいて、該通信線95の抵抗値(L5×Rb)を求め、該抵抗値に基づいて通信線の長さL5を求め、該通信線の長さL5を前記冷媒配管の配管長L6とし、該配管長L6より前記冷媒配管3内の体積を求め、該冷媒配管3内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とするものである。
該通信線95は、室外機1と室内機2とを結び、両者間で制御信号の通信を行うためのものであり、図11に示すごとく、一般に冷媒配管3(液ライン)や冷媒配管33(ガスライン)に沿って設けられるものである。そして、上述の実施例7と同様、冷媒配管3の配管長を計測したい区間における通信線95の両端に電極96・97を付設し、両電極96・97の間に電流Ibを流す。その際の電圧値がVbであるとすると、当該区間における配管長L6は、電流、電圧、抵抗の関係から、以下のようにして求めることができる。
L4=(Vb/Ib)/Rb・・・計算式F12
ここで、Rbは、冷媒配管3の単位長さあたりの抵抗値である。
以上のようにして、通信線95の長さから冷媒配管3の長さを間接的に求めることができる。そして、該配管長に管内断面積を掛けることにより、冷媒配管3内の体積を求めることができ、該体積に基づいて上記の他の実施例と同様に充填量を求めるものである。
L4=(Vb/Ib)/Rb・・・計算式F12
ここで、Rbは、冷媒配管3の単位長さあたりの抵抗値である。
以上のようにして、通信線95の長さから冷媒配管3の長さを間接的に求めることができる。そして、該配管長に管内断面積を掛けることにより、冷媒配管3内の体積を求めることができ、該体積に基づいて上記の他の実施例と同様に充填量を求めるものである。
次に、本発明の実施例9につき、図面に基づいて説明する。
図12は実施例9における冷媒充填量の算出に用いる装置について示す図である。
図12は実施例9における冷媒充填量の算出に用いる装置について示す図である。
本実施例9における装置は、上述の実施例1から実施例8における冷媒の充填量の算出に用いる装置80であって、各種測定値を入力する入力部81と、これら入力値より冷媒充填量を決定する演算部82と、前記演算部82により決定された冷媒充填量を表示する表示部83と、前記入力部81、演算部82、表示部83を制御する制御部84と、を有している。
該装置80において、入力部81に入力される測定値は、温度、圧力、体積、時間、抵抗値、電圧値、冷媒配管3の直径等、上述の実施例1から実施例8における測定値、規定値であり、これら入力された測定値に基づいて演算部82が上記計算式F1〜F12を実行し、その計算結果が表示部83に表示されるものである。この計算結果は、冷媒配管3内の体積より求まる冷媒の充填量(kg)である。該冷媒の充填量は、冷媒配管3内の体積に、冷媒の密度を掛けることにより求まる。
尚、該装置80は、室外機1に一体的に備える構成、即ち、室外機1の制御のために設けられた入力部、演算部、表示部、制御部に上記充填量を求めさせる構成とすることや、室外機1とは別体の装置として、施工時にのみ必要とされる計測器としての位置付けとすることなど、その実施の態様については特に限定されるものではない。
以上のように構成する装置80を用いることによれば、冷媒の充填作業において、入力部81からの数値入力により、冷媒の充填量が表示部83に表示されるため、オペレータは前記計算式F1〜F12の計算をせずに充填量を把握することができ、該充填量を基準に充填作業をすることで作業性の向上が図られる。
さらに、前記装置80に冷媒を高圧充填した冷媒充填容器90を内装する構成とするとともに、該冷媒充填容器90の計量装置93、及び、該冷媒充填容器90の出口側に設けた開閉弁94を前記制御部84に接続した構成にすることもできる。この構成によれば、該制御部84により開閉弁94を開いて冷媒充填を開始させるとともに、計量装置93によって冷媒充填容器90の減量をモニターし、該減量が上記演算で求めた充填量に達した際に前記開閉弁94を閉じることにより、冷媒充填を完了することができる。
このように、冷媒充填容器90を備える構成によれば、充填量の計算から、充填作業の開始、充填作業の停止までを自動的に行うことができ、作業工数のさらなる短縮を図ることができる。
該装置80において、入力部81に入力される測定値は、温度、圧力、体積、時間、抵抗値、電圧値、冷媒配管3の直径等、上述の実施例1から実施例8における測定値、規定値であり、これら入力された測定値に基づいて演算部82が上記計算式F1〜F12を実行し、その計算結果が表示部83に表示されるものである。この計算結果は、冷媒配管3内の体積より求まる冷媒の充填量(kg)である。該冷媒の充填量は、冷媒配管3内の体積に、冷媒の密度を掛けることにより求まる。
尚、該装置80は、室外機1に一体的に備える構成、即ち、室外機1の制御のために設けられた入力部、演算部、表示部、制御部に上記充填量を求めさせる構成とすることや、室外機1とは別体の装置として、施工時にのみ必要とされる計測器としての位置付けとすることなど、その実施の態様については特に限定されるものではない。
以上のように構成する装置80を用いることによれば、冷媒の充填作業において、入力部81からの数値入力により、冷媒の充填量が表示部83に表示されるため、オペレータは前記計算式F1〜F12の計算をせずに充填量を把握することができ、該充填量を基準に充填作業をすることで作業性の向上が図られる。
さらに、前記装置80に冷媒を高圧充填した冷媒充填容器90を内装する構成とするとともに、該冷媒充填容器90の計量装置93、及び、該冷媒充填容器90の出口側に設けた開閉弁94を前記制御部84に接続した構成にすることもできる。この構成によれば、該制御部84により開閉弁94を開いて冷媒充填を開始させるとともに、計量装置93によって冷媒充填容器90の減量をモニターし、該減量が上記演算で求めた充填量に達した際に前記開閉弁94を閉じることにより、冷媒充填を完了することができる。
このように、冷媒充填容器90を備える構成によれば、充填量の計算から、充填作業の開始、充填作業の停止までを自動的に行うことができ、作業工数のさらなる短縮を図ることができる。
次に、本発明の実施例10につき、図面に基づいて説明する。
図13は実施例10における冷媒回路について示す図である。
図13は実施例10における冷媒回路について示す図である。
本実施例は、通常運転時の冷房サイクルにおける冷媒配管3内の冷媒は液状態であることに着目し、高圧・低温状態とした液冷媒を冷媒配管3に充填し、該液冷媒で冷媒配管3が満たされたことをもって冷媒充填を完了することとするものであり、冷媒配管3内の体積の算出や、冷媒充填量の算出をせずに冷媒充填を行う実施例である。
即ち、図13に示すごとく、冷媒充填容器55と、室外機1と冷房用膨張弁2aを結ぶ冷媒配管3との間に介設される充填装置60であって、前記冷媒充填容器55内の冷媒を、前記冷媒配管3に高圧で供給するための液ポンプ66と、前記液ポンプ66の下流の冷媒を冷却する冷却装置67とを備え、前記冷却装置67による冷却は、前記冷媒配管3を液冷媒で満たすように制御されるものである。
即ち、図13に示すごとく、冷媒充填容器55と、室外機1と冷房用膨張弁2aを結ぶ冷媒配管3との間に介設される充填装置60であって、前記冷媒充填容器55内の冷媒を、前記冷媒配管3に高圧で供給するための液ポンプ66と、前記液ポンプ66の下流の冷媒を冷却する冷却装置67とを備え、前記冷却装置67による冷却は、前記冷媒配管3を液冷媒で満たすように制御されるものである。
該充填装置60の制御装置60aは、前記液ポンプ66及び冷却装置67に接続されている。また、前記制御装置60aには、冷房用膨張弁2aの手前の冷媒の温度を検知するための冷媒温度センサ44と、冷媒充填容器55と液ポンプ66の間の冷媒の温度を検知するための冷媒温度センサ44’が接続されており、これら冷媒温度センサ44・44’で検知した温度差に基づき、冷媒配管3内で冷媒が液体状態であるか否かを認識できるようにしている。
また、前記液ポンプ66においては、冷媒充填容器55内に高圧の液状態で充填された冷媒をさらに圧縮し、液状態の冷媒を冷媒配管3に供給するようにしている。
また、前記冷却装置67においては、液ポンプ66により圧縮された冷媒をさらに冷却することにより、確実に冷媒配管3内を液冷媒で満たされるようにしている。尚、冷却装置67には、ペルチェ素子を利用するもの、冷媒配管3への冷媒供給回路とは別の独立した冷媒回路を流れる冷媒により冷却するもの、ヒートシンクと冷却ファンによる組合せによるもの等、様々な形態が考えられる。
そして、前記制御装置60aは、前記冷媒温度センサ44・44’による温度差に基づき、冷媒配管3内を完全に液冷媒で満たすべく、前記温度差が略零となるように液ポンプ66による吐出量、冷却装置67による冷却度合を制御するようにしている。このように制御するのは、冷媒配管3内での冷媒の蒸発を防止して冷媒配管3への充填時間を短縮するためである。
また、前記液ポンプ66においては、冷媒充填容器55内に高圧の液状態で充填された冷媒をさらに圧縮し、液状態の冷媒を冷媒配管3に供給するようにしている。
また、前記冷却装置67においては、液ポンプ66により圧縮された冷媒をさらに冷却することにより、確実に冷媒配管3内を液冷媒で満たされるようにしている。尚、冷却装置67には、ペルチェ素子を利用するもの、冷媒配管3への冷媒供給回路とは別の独立した冷媒回路を流れる冷媒により冷却するもの、ヒートシンクと冷却ファンによる組合せによるもの等、様々な形態が考えられる。
そして、前記制御装置60aは、前記冷媒温度センサ44・44’による温度差に基づき、冷媒配管3内を完全に液冷媒で満たすべく、前記温度差が略零となるように液ポンプ66による吐出量、冷却装置67による冷却度合を制御するようにしている。このように制御するのは、冷媒配管3内での冷媒の蒸発を防止して冷媒配管3への充填時間を短縮するためである。
次に、本発明の実施例11につき、図面に基づいて説明する。
図14は実施例11における冷媒回路について示す図である。
図14は実施例11における冷媒回路について示す図である。
本実施例は、上記実施例11と同様、高圧・低温状態とした液冷媒を冷媒配管3に充填し、該液冷媒で冷媒配管3が満たされたことをもって冷媒充填を完了することとするものであるが、冷媒を低温とするデバイスとして過冷却装置を備える構成としている。
即ち、図14に示すごとく、冷媒充填容器55と、室外機1と冷房用膨張弁2aを結ぶ冷媒配管3との間に介設される充填装置70であって、前記冷媒充填容器55内の冷媒を、前記冷媒配管3に高圧で供給するための液ポンプ66と、前記液ポンプ66の下流より一部分流させた冷媒を、膨張弁68にて膨張させて冷却冷媒とする冷媒過冷却装置69とを備え、前記冷却冷媒により前記液ポンプ66の下流の冷媒を冷却するとともに、前記膨張弁68の開度は、前記冷媒配管を液冷媒で満たすように制御されるものである。
即ち、図14に示すごとく、冷媒充填容器55と、室外機1と冷房用膨張弁2aを結ぶ冷媒配管3との間に介設される充填装置70であって、前記冷媒充填容器55内の冷媒を、前記冷媒配管3に高圧で供給するための液ポンプ66と、前記液ポンプ66の下流より一部分流させた冷媒を、膨張弁68にて膨張させて冷却冷媒とする冷媒過冷却装置69とを備え、前記冷却冷媒により前記液ポンプ66の下流の冷媒を冷却するとともに、前記膨張弁68の開度は、前記冷媒配管を液冷媒で満たすように制御されるものである。
該充填装置70の制御装置70aは、前記液ポンプ66及び膨張弁68に接続されている。また、前記制御装置70aには、冷房用膨張弁2aの手前の冷媒の温度を検知するための冷媒温度センサ44と、冷媒充填容器55と液ポンプ66の間の冷媒の温度を検知するための冷媒温度センサ44’が接続されており、これら冷媒温度センサ44・44’で検知した温度差に基づき、冷媒配管3内で冷媒が液体状態であるか否かを認識できるようにしている。
また、前記液ポンプ66においては、冷媒充填容器55内に高圧の液状態で充填された冷媒をさらに圧縮し、液状態の冷媒を冷媒配管3に供給するようにしている。
また、前記冷媒過冷却装置69においては、液ポンプ66の吐出側の配管35より過冷却用配管36に分流させた冷媒を、膨張弁68にて膨張・低温化して過冷却冷媒とし、該過冷却用冷媒により前記配管35を流れる冷媒の熱を吸熱することにより、配管35を流れる冷媒を低温化させるようにしている。このようにして、低温化された冷媒を冷媒配管3に供給するようにすることで、冷媒配管3内を液冷媒で確実に満たすようにしている。
そして、前記制御装置70aは、前記冷媒温度センサ44・44’による温度差に基づき、冷媒配管3内を完全に液冷媒で満たすべく、前記温度差が略零となるように液ポンプ66による吐出量、膨張弁68による膨張率を制御するようにしている。このように制御するのは、冷媒配管3内での冷媒の蒸発を防止して、冷媒配管3への充填時間を短縮するためである。
本実施例では、膨張弁68による簡易な回路構成であるため、製作コストが安価であること、また、充填装置70全体としてコンパクトに構成されることといった利点を有する。
また、前記液ポンプ66においては、冷媒充填容器55内に高圧の液状態で充填された冷媒をさらに圧縮し、液状態の冷媒を冷媒配管3に供給するようにしている。
また、前記冷媒過冷却装置69においては、液ポンプ66の吐出側の配管35より過冷却用配管36に分流させた冷媒を、膨張弁68にて膨張・低温化して過冷却冷媒とし、該過冷却用冷媒により前記配管35を流れる冷媒の熱を吸熱することにより、配管35を流れる冷媒を低温化させるようにしている。このようにして、低温化された冷媒を冷媒配管3に供給するようにすることで、冷媒配管3内を液冷媒で確実に満たすようにしている。
そして、前記制御装置70aは、前記冷媒温度センサ44・44’による温度差に基づき、冷媒配管3内を完全に液冷媒で満たすべく、前記温度差が略零となるように液ポンプ66による吐出量、膨張弁68による膨張率を制御するようにしている。このように制御するのは、冷媒配管3内での冷媒の蒸発を防止して、冷媒配管3への充填時間を短縮するためである。
本実施例では、膨張弁68による簡易な回路構成であるため、製作コストが安価であること、また、充填装置70全体としてコンパクトに構成されることといった利点を有する。
本発明は、エンジンヒートポンプ、電気エアコン等、空調機全般に適用可能である。
1 室外機
2 室内機
3 冷媒配管
4 ガス充填容器
2 室内機
3 冷媒配管
4 ガス充填容器
Claims (11)
- 空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス充填容器を接続し、
ガス充填前の前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度と、
ガス充填後の平衡状態における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを計測し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出する、
冷媒の充填量の算出方法。 - 空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス充填容器を接続し、
ガス充填前の前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度と、
ガス充填後の過渡状態における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを計測し、該計測値から平衡状態における前記ガス充填容器内のガスの圧力・温度とを算出し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出する、
冷媒の充填量の算出方法。 - 空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス吸入容器を接続し、
前記冷媒配管内のガスの吸入前の前記ガス吸入容器内の圧力・温度と、
前記冷媒配管内のガスの吸入後の平衡状態における前記ガス吸入容器内の圧力・温度とを計測し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出する、
冷媒の充填量の算出方法。 - 空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管にガス吸入容器を接続し、
前記冷媒配管内のガスの吸入前の前記ガス吸入容器内のガスの圧力・温度と、
前記冷媒配管内のガスの吸入後の過渡状態における前記ガス吸入容器内のガスの圧力・温度とを計測し、該計測値から平衡状態における前記ガス吸入容器内のガスの圧力・温度とを算出し、
ボイル・シャルルの法則に基づき、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を算出する、
冷媒の充填量の算出方法。 - 空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
室外機と室内機とを結ぶ冷媒配管内で音波を進行させ、
共鳴現象、又は、二位置での音波到達時間に基づいて前記冷媒配管の配管長を求め、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とする、
冷媒の充填量の算出方法。 - 空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
洗浄機能を具備するマイクロマシンを冷媒配管内で走査させて前記冷媒配管の配管長を求め、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とする、
冷媒の充填量の算出方法。 - 空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
冷媒配管の二位置での測定電圧値に基づいて配管の抵抗値を求め、
該抵抗値に基づいて配管長を求め、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とする、
冷媒の充填量の算出方法。 - 空気調和システムの冷媒配管に充填する冷媒の充填量の算出方法であって、
冷媒配管に沿って設けられる通信線の二位置での測定電圧値に基づいて、該通信線の抵抗値を求め、
該抵抗値に基づいて通信線の長さを求め、該通信線の長さを前記冷媒配管の配管長とし、
該配管長より前記冷媒配管内の体積を求め、
該冷媒配管内の体積に相当する冷媒の量を前記充填量とする、
冷媒の充填量の算出方法。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の冷媒の充填量の算出方法に用いる装置であって、
各種測定値を入力する入力部と、
これら入力値より冷媒充填量を決定する演算部と、
前記演算部により決定された冷媒充填量を表示する表示部と、
前記入力部、演算部、表示部を制御する制御部と、
を有する冷媒の充填量の算出方法に用いる装置。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の算出方法により求めた充填量の冷媒を充填するための充填装置であって、
冷媒充填容器と、室外機と冷房用膨張弁を結ぶ冷媒配管との間に介設され、
前記冷媒充填容器内の冷媒を、前記冷媒配管に供給するための液ポンプと、
前記液ポンプの下流の冷媒を冷却する冷却装置とを備え、
前記冷却装置による冷却は、前記冷媒配管を液冷媒で満たすように制御される、
ことを特徴とする空気調和システムの冷媒充填に用いられる充填装置。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の算出方法により求めた充填量の冷媒を充填するための充填装置であって、
冷媒充填容器と、室外機と冷房用膨張弁を結ぶ冷媒配管との間に介設され、
前記冷媒充填容器内の冷媒を、前記冷媒配管に供給するための液ポンプと、
前記液ポンプの下流より一部分流させた冷媒を、膨張弁にて膨張させて過冷却冷媒とする冷媒過冷却装置とを備え、
前記過冷却冷媒により前記液ポンプの下流の冷媒を冷却するとともに、
前記膨張弁の開度は、前記冷媒配管を液冷媒で満たすように制御される、
ことを特徴とする空気調和システムの冷媒充填に用いられる充填装置。
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JP2003306558A JP2005076939A (ja) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | 冷媒の充填量の算出方法、及び算出装置、並びに冷媒の充填装置 |
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