JP2009168366A

JP2009168366A - ゲージマニホールド

Info

Publication number: JP2009168366A
Application number: JP2008008059A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Honda; 信行本田
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2009-07-30

Abstract

【課題】機構要素を含まずに冷媒の特性を計測するゲージマニホールドを提供することである。
【解決手段】ゲージマニホールドは、冷凍空調機器の冷媒回路の冷媒の特性を計測するゲージマニホールドにおいて、上記冷媒回路の高圧側を流れる冷媒の圧力を電気信号に変換する高圧側センサ部と、上記冷媒回路の低圧側を流れる冷媒の圧力を電気信号に変換する低圧側センサ部と、上記冷凍空調機器の冷媒のモリエル線図のデータが記憶されているとともに上記高圧側センサ部または低圧側センサ部で計測された圧力で上記モリエル線図のデータを検索して凝縮温度または蒸発温度を特定するマイクロコンピュータと、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、冷凍空調機器の低圧側および高圧側のそれぞれにおける冷媒の圧力および飽和温度を計測表示するゲージマニホールドに関するものである。

従来、例えば冷凍空調機器に関する作業において冷媒を扱う際には、ゲージマニホールドを用い、冷凍空調機器の低圧側および高圧側のそれぞれにおける圧力および冷媒の飽和温度を検知することによって、該冷凍空調機器の稼働状態を確認しながら作業を進めるようにしている。そして、ゲージマニホールドは、低圧側の圧力および飽和温度を計測表示する低圧側ゲージと、高圧側の圧力および飽和温度を計測表示する高圧側ゲージとを有し、両ゲージのそれぞれには、圧力目盛表示ならびに温度目盛表示が併せて配設されている。

しかし、液相における冷媒の飽和温度しか表示されていないゲージマニホールドで、非共沸混合冷媒を使用した冷凍空調機器を扱う場合には、冷媒の飽和温度を正しく表示することができず、その結果冷凍空調機器の稼働状態の判断が不正確となるという問題があった。

そこで、流体の飽和温度を正しく表示することができるゲージを提供し、非共沸混合冷媒を使用した冷凍空調機器の稼働状態を正しく判断することができるゲージマニホールドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２０１８５１号公報

しかし、圧力を機械的に計測し、ゲージの針を機構的に動かして表示しているので、カバーが割れやすいし、針が狂い易いし、長持ちしないという問題がある。
また、圧力は機械的に示されるので、過冷却度や過熱度を求めるためには別に温度計で計測して得た温度を用いて計算しなければならず、処理が煩雑である。

この発明の目的は、機構要素を含まずに冷媒の特性を計測するゲージマニホールドを提供することである。

この発明に係るゲージマニホールドは、冷凍空調機器の冷媒回路の冷媒の特性を計測するゲージマニホールドにおいて、上記冷媒回路の高圧側を流れる冷媒の圧力を電気信号に変換する高圧側センサ部と、上記冷媒回路の低圧側を流れる冷媒の圧力を電気信号に変換する低圧側センサ部と、上記冷凍空調機器の冷媒のモリエル線図のデータが記憶されているとともに上記高圧側センサ部または低圧側センサ部で計測された圧力で上記モリエル線図のデータを検索して凝縮温度または蒸発温度を特定するマイクロコンピュータと、を備える。

この発明に係るゲージマニホールドの効果は、高圧側センサ部および低圧側センサ部で圧力を電気信号に変換し、変換した電気信号を処理して計測結果を表示するので、機械的に動作する構成要素が含まれていないために故障し難く、長期に亘って使用できることである。

図１は、この発明の実施の形態に係るゲージマニホールドの外観図である。
この発明の実施の形態に係るゲージマニホールド１は、冷凍空調機器の冷媒回路を流れる冷媒の圧力や温度などの特性を計測するために用いられるものである。そして、ゲージマニホールド１は、冷凍空調機器の冷媒回路の高圧側の配管に一方の接続口２ａが図示しないチャージホースを介して接続される高圧側バルブ２、冷凍空調機器の冷媒回路の低圧側の配管に一方の接続口３ａが図示しないチャージホースを介して接続される低圧側バルブ３、高圧側バルブ２の他方の接続口２ｂに接続される高圧側センサ部４、低圧側バルブ３の他方の接続口３ｂに接続される低圧側センサ部５、接続ケーブル６の先端に接続される温度計としてのサーミスタ７、および、高圧側センサ部４および低圧側センサ部５からの圧力およびサーミスタ７からの温度から過冷却度および過熱度を演算し表示する表示部８を備える。

高圧側バルブ２および低圧側バルブ３は、それぞれのバルブのボディが鋳物により一体として作製されている。
高圧側センサ部４は、ゲージ圧のうちの正圧を計測する正圧圧力センサ１１とゲージ圧のうちの負圧を計測する負圧圧力センサ１２とから構成される。その結果、−０．１から３．８ＭＰａまでのゲージ圧が計測できる。この高圧側センサ部４から出力される圧力が高圧側圧力である。
低圧側センサ部５は、ゲージ圧のうちの正圧を計測する正圧圧力センサ１３とゲージ圧のうちの負圧を計測する負圧圧力センサ１４とから構成される。その結果、−０．１から１．８ＭＰａまでのゲージ圧が計測できる。この低圧側センサ部５から出力される圧力が低圧側圧力である。

表示部８は、操作面に設けられた切替スイッチ２１、ＡＤ変換機能を有するインターフェース回路２５を含むマイクロコンピュータ２２、およびマイクロコンピュータ２２により求められた値を表示するディスプレイ２３を備える。
切替スイッチ２１は、１投双極のスイッチであり、計測する圧力および温度が高圧側または低圧側のとき該当する側に切り替える。

図２は、この発明の実施の形態に係るマイクロコンピュータ２２のブロック図である。
マイクロコンピュータ２２は、アナログデータである高圧側圧力、低圧側圧力および温度が入力されるインターフェース回路２５、適合する冷媒のモリエル線図のデータが記憶されるデータメモリ部２６、プログラムに従ってデータを処理するＣＰＵ２７、および、ＣＰＵ２７でデータを処理する手順であるプログラムが記憶されるＲＯＭ２８を有する。
インターフェース回路２５は、アナログデータである高圧側圧力、低圧側圧力および温度をディジタルデータである高圧側圧力、低圧側圧力および温度に変換する。

図３は、この発明の実施の形態に係るＲＯＭ２８に記憶されるプログラムの構成を示す構成図である。
ＲＯＭ２８に記憶されるプログラムは、切替スイッチ２１が高圧側に切り替えられているとき高圧側圧力を使用してモリエル線図の飽和液線から凝縮温度を求め、次に凝縮温度からサーミスタにより計測された凝縮器の出口の温度を差し引いて過冷却度を求める過冷却度演算手順３１、切替スイッチ２１が低圧側に切り替えられているとき低圧側圧力を使用してモリエル線図の乾き飽和蒸気線から蒸発温度を求め、次にサーミスタにより計測された蒸発器の出口の温度から蒸発温度を差し引いて過熱度を求める過熱度演算手順３２、切替スイッチ２１が高圧側に切り替えられているとき高圧側圧力、凝縮温度、凝縮器出口温度および過冷却度を表示する高圧側表示手順３３、および、切替スイッチ２１が低圧側に切り替えられているとき低圧側圧力、蒸発温度、蒸発器出口温度および過熱度を表示する低圧側表示手順３４を有する。

図４は、切替スイッチ２１が高温側に切り替えられているときにディスプレイ２３に表示されている画像であり、高温側圧力が９．８×１０４Ｐａ、凝縮温度が４２℃、凝縮器出口温度が４０℃、過冷却度が２Ｋと表示している。逆に、切替スイッチ２１が低温側に切り替えられているときには低温側圧力、蒸発温度、蒸発器出口温度、および、過熱度が表示される。

図５は、この発明の実施の形態に係るゲージマニホールド１で冷媒特性を計測する単段圧縮冷凍装置のブロック図である。
次に、この発明の実施の形態に係るゲージマニホールド１で単段圧縮冷凍装置の過冷却度を算出し表示する手順を説明する。
対象の単段圧縮冷凍装置は、過熱蒸気を吸入し等比エントロピー線上に沿って断熱圧縮する圧縮機４１、圧縮機４１からの高圧ガスを等圧のまま冷却して過冷却液とする凝縮器４２、凝縮器４２からの過冷却液を等エンタルピー線上に沿って等エンタルピー膨張して湿り蒸気とする膨張弁４３、湿り蒸気を外部から熱を受け入れて等圧のまま吸熱して過熱蒸気とする蒸発器４４を備える。
準備段階として、ゲージマニホールド１の高圧側バルブ２にチャージホースを介して圧縮機４１の吐出口の配管に設けられた分岐配管４５を接続する。また、サーミスタ７を凝縮器４２の出口の配管４６に接続する。また、切替スイッチ２１を高圧側に切り替える。
ゲージマニホールド１は、高圧側センサ部４で高圧側圧力を計測し、サーミスタ７で凝縮器４２の出口の温度を計測する。
次に、高圧側圧力と飽和液線とが交わる点から凝縮温度を求め、求めた凝縮温度から凝縮器４２の出口の温度を差し引いて過冷却度を求める。
次に、ディスプレイ２３に高圧側圧力、凝縮温度、凝縮器出口温度、および、過冷却度を表示する。

次に、この発明の実施の形態に係るゲージマニホールド１で単段圧縮冷凍装置の過熱度を算出し表示する手順を説明する。なお、対象の単段圧縮冷凍装置は上述と同様である。
準備段階として、ゲージマニホールド１の低圧側バルブ３にチャージホースを介して圧縮機４１の吸入口の配管に設けられた分岐配管４７を接続する。また、サーミスタ７を蒸発器４４の出口の配管４８に接続する。また、切替スイッチ２１を低圧側に切り替える。
ゲージマニホールド１は、低圧側センサ部５で低圧側圧力を計測し、サーミスタ７で蒸発器４４の出口の温度を計測する。
次に、低圧側圧力と乾き飽和蒸気線とが交わる点から蒸発温度を求め、蒸発器４４の出口の温度から求めた蒸発温度を差し引いて過熱度を求める。
次に、ディスプレイに低圧側圧力、蒸発温度、蒸発器出口温度、および、過熱度を表示する。

この発明の実施の形態に係るゲージマニホールド１は、高圧側センサ部４および低圧側センサ部５で圧力を電気信号に変換し、変換した電気信号を処理して計測結果を表示するので、機械的に動作する構成要素が含まれていないために故障し難く、長期に亘って使用できる。

また、ゲージマニホールド１には、冷媒のモリエル線図のデータが記憶されており、計測した圧力でモリエル線図のデータを調べることにより凝縮温度または蒸発温度を特定し表示するので、ゲージの目盛板上で調べるときに起こり得る誤りがなくなるし、読み取り誤差も発生しない。

また、ゲージマニホールド１には、冷媒の温度を計測するサーミスタ７を備えており、特定された凝縮温度または蒸発温度と冷媒の温度とから過冷却度または過熱度を演算するので、別途温度計を用意しなくても良いし、別途計算しなくても良い。

この発明の実施の形態に係るゲージマニホールドの外観図である。この発明の実施の形態に係るマイクロコンピュータのブロック図である。この発明の実施の形態に係るＲＯＭに記憶されるプログラムの構成を示す構成図である。切替スイッチが高温側に切り替えられているときにディスプレイに表示されている画像である。この発明の実施の形態に係るゲージマニホールドで冷媒特性を計測する単段圧縮冷凍装置のブロック図である。

符号の説明

１ゲージマニホールド、２高圧側バルブ、２ａ、２ｂ（高圧側バルブの）接続口、３低圧側バルブ、３ａ、３ｂ（低圧側バルブの）接続口、４高圧側センサ部、５低圧側センサ部、６接続ケーブル、７サーミスタ、８表示部、１１、１３正圧圧力センサ、１２、１４負圧圧力センサ、２１切替スイッチ、２２マイクロコンピュータ、２３ディスプレイ、２５インターフェース回路、２６データメモリ部、２７ＣＰＵ、２８ＲＯＭ、３１過冷却度演算手順、３２過熱度演算手順、３３表示手順、４１圧縮機、４２凝縮器、４３膨張弁、４４蒸発器、４５、４７分岐配管、４６、４８配管。

Claims

冷凍空調機器の冷媒回路の冷媒の特性を計測するゲージマニホールドにおいて、
上記冷媒回路の高圧側を流れる冷媒の圧力を電気信号に変換する高圧側センサ部と、
上記冷媒回路の低圧側を流れる冷媒の圧力を電気信号に変換する低圧側センサ部と、
上記冷凍空調機器の冷媒のモリエル線図のデータが記憶されているとともに上記高圧側センサ部または低圧側センサ部で計測された圧力で上記モリエル線図のデータを検索して凝縮温度または蒸発温度を特定するマイクロコンピュータと、
を備えることを特徴とするゲージマニホールド。
上記冷媒回路を構成する凝縮器の出口または上記冷媒回路を構成する蒸発器の出口の温度を計測する温度計を備え、
上記マイクロコンピュータは、上記凝縮温度から上記凝縮器の出口の温度を差し引いて過冷却度または上記蒸発器の出口の温度から上記蒸発温度を差し引いて過熱度を演算することを特徴とする請求項１に記載のゲージマニホールド。