JP2010048459A - Refrigerating cycle device - Google Patents

Refrigerating cycle device Download PDF

Info

Publication number
JP2010048459A
JP2010048459A JP2008212728A JP2008212728A JP2010048459A JP 2010048459 A JP2010048459 A JP 2010048459A JP 2008212728 A JP2008212728 A JP 2008212728A JP 2008212728 A JP2008212728 A JP 2008212728A JP 2010048459 A JP2010048459 A JP 2010048459A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
temperature
air
detected
evaporator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008212728A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Murase
善則 村瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2008212728A priority Critical patent/JP2010048459A/en
Priority to DE200910038273 priority patent/DE102009038273A1/en
Publication of JP2010048459A publication Critical patent/JP2010048459A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/005Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00978Control systems or circuits characterised by failure of detection or safety means; Diagnostic methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/19Calculation of parameters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/04Refrigerant level
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2117Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21171Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
    • F25B2700/21172Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the inlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2117Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21171Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
    • F25B2700/21173Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the outlet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigerating cycle device accurately determining the refrigerant shortage state regardless of specifications of cycle subassemblies. <P>SOLUTION: Refrigerant evaporation temperature of an evaporator for making refrigerant side cooling capacity Qer calculated from a circulating refrigerant flow rate Gr of a cycle and outside air temperature Tam and air side cooling capacity Qea calculated from blowing air quantity Ga to the evaporator, suction side air temperature Tein and heat exchange fin temperature Tef1 of the evaporator equal to each other is, defined as estimated refrigerant evaporation temperature Tef2. When an absolute value of a difference between the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2 and heat exchange fin temperature Tef1 detected as the actual refrigerant evaporation temperature exceeds a reference difference KTef, the refrigerant is determined to be in a shortage state. Thus, regardless of the specifications of the cycle sub-assemblies, the refrigerant shortage state can be accurately determined. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、サイクル内を循環する冷媒が不足している冷媒不足状態を判定可能に構成された冷凍サイクル装置に関する。   The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus configured to be able to determine a refrigerant shortage state in which a refrigerant circulating in a cycle is insufficient.

従来、特許文献1に、サイクル内を循環する冷媒が不足している冷媒不足状態を判定可能に構成された冷凍サイクル装置が開示されている。この特許文献1の冷凍サイクル装置では、圧縮機として、吐出圧力と吸入圧力との差圧ΔPに応じて吐出容量を変化させる容量制御弁を備える可変容量型圧縮機を採用している。   Conventionally, Patent Document 1 discloses a refrigeration cycle apparatus configured to be able to determine a refrigerant shortage state in which a refrigerant circulating in the cycle is insufficient. In the refrigeration cycle apparatus of Patent Document 1, a variable displacement compressor including a capacity control valve that changes a discharge capacity in accordance with a differential pressure ΔP between a discharge pressure and a suction pressure is employed as a compressor.

そして、高圧側圧力センサにより検出された高圧側冷媒圧力Pdから上述の差圧ΔPを減算した値Pd−ΔPを蒸発器における冷媒蒸発圧力として冷媒蒸発温度を求め、この冷媒蒸発温度と蒸発器吹出空気温度センサによって検出された吹出空気温度とを比較することで、冷媒不足状態を判定している。
特開2007−17110号公報
Then, the refrigerant evaporation temperature is obtained by using the value Pd−ΔP obtained by subtracting the above-described differential pressure ΔP from the high-pressure refrigerant pressure Pd detected by the high-pressure sensor as the refrigerant evaporation pressure in the evaporator. The refrigerant shortage state is determined by comparing the blown air temperature detected by the air temperature sensor.
JP 2007-17110 A

ところで、特許文献1の容量制御弁は、特許文献1の段落0042に記載されているように、制御装置から出力される制御電流値に応じた電磁力を発生させる電磁機構を有しており、この電磁機構による電磁力と上記の差圧による力とのバランスによって弁体部を変位させる構成になっている。   Incidentally, as described in paragraph 0042 of Patent Document 1, the capacity control valve of Patent Document 1 has an electromagnetic mechanism that generates an electromagnetic force corresponding to a control current value output from the control device. The valve body is displaced by a balance between the electromagnetic force generated by the electromagnetic mechanism and the force generated by the differential pressure.

そして、特許文献1の冷凍サイクル装置では、制御電流値を変化させることによって可変容量型圧縮機の吐出容量を制御すると同時に、差圧ΔPそのものを制御している。つまり、制御電流値を決定することで吐出圧力と吸入圧力との目標差圧が決定されることになるので、この制御電流値に基づいて差圧ΔPを検出することができる。   And in the refrigerating cycle device of patent documents 1, the differential pressure deltaP itself is controlled simultaneously with controlling the discharge capacity of a variable capacity type compressor by changing the control current value. That is, since the target differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure is determined by determining the control current value, the differential pressure ΔP can be detected based on this control current value.

しかしながら、特許文献1には、容量制御弁の制御態様が異なる冷凍サイクル装置、あるいは容量制御弁を備えていない冷凍サイクル装置等のように、圧縮機、容量制御弁等のサイクル構成機器の仕様が異なる冷凍サイクル装置における具体的な差圧検出手段について記載されていない。   However, Patent Document 1 discloses specifications of cycle components such as a compressor and a capacity control valve, such as a refrigeration cycle apparatus having a different control mode of the capacity control valve, or a refrigeration cycle apparatus not provided with a capacity control valve. No specific differential pressure detecting means in different refrigeration cycle apparatuses is described.

つまり、特許文献1には、圧縮機、容量制御弁等のサイクル構成機器の仕様が異なる冷凍サイクル装置における冷媒不足状態の判定について一切開示されていない。   That is, Patent Document 1 does not disclose any determination of a refrigerant shortage state in refrigeration cycle apparatuses having different specifications of cycle components such as a compressor and a capacity control valve.

上記点に鑑み、本発明は、サイクル構成機器の仕様によらず、冷媒不足状態を精度良く判定できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus that can accurately determine a refrigerant shortage state regardless of the specifications of the cycle component equipment.

上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、放熱器(12)にて放熱した冷媒を減圧させる減圧手段(13)と、減圧手段(13)にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器(14)と、蒸発器(14)へ向けて冷媒と熱交換する空気を送風する送風機(14a)と、サイクル内を循環する循環冷媒流量に相関を有する物理量を検出する流量検出手段(20a)と、室外空気の温度を検出する外気温検出手段(21)と、送風機(14a)から送風される送風空気量に相関を有する物理量を検出する送風量検出手段(20b)と、蒸発器(14)へ送風される空気の温度を検出する吸込側温度検出手段(24)と、蒸発器(14)から吹き出される空気の温度を検出する吹出側温度検出手段(25)と、少なくとも流量検出手段(20a)により検出された検出循環冷媒流量(Gr)、および、外気温検出手段(21)により検出された検出外気温(Tam)を用いて冷媒側冷房能力(Qer)を算出する冷媒側能力算出手段(S6)と、少なくとも送風量検出手段(20b)により検出された検出送風空気量(Ga)、吸込側温度検出手段(24)により検出された検出吸込側空気温度(Tein)、および、吹出側温度検出手段(25)により検出された検出吹出側空気温度(Tef1)を用いて空気側冷房能力(Qea)を算出する空気側能力算出手段(S7)と、空気側冷房能力(Qea)および冷媒側冷房能力(Qer)が等しくなる蒸発器(14)の冷媒蒸発温度を推定冷媒蒸発温度(Tef2)とする蒸発温度推定手段(S8)と、サイクル内を循環する冷媒が不足している冷媒不足状態であることを判定する冷媒不足判定手段(S9)とを備え、
冷媒不足判定手段(S9)は、前記推定冷媒蒸発温度(Tef2)と前記検出吹出側空気温度(Tef1)との差の絶対値が、予め定めた基準差(KTef)以上となったときに、前記冷媒不足状態であると判定する冷凍サイクル装置を特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a compressor (11) that compresses and discharges a refrigerant, and a radiator (12) that dissipates heat from the refrigerant discharged from the compressor (11), To the decompressor (13) for decompressing the refrigerant radiated by the radiator (12), the evaporator (14) for evaporating the refrigerant decompressed by the decompressor (13), and the evaporator (14) A blower (14a) for blowing air to exchange heat with the refrigerant, a flow rate detecting means (20a) for detecting a physical quantity having a correlation with a circulating refrigerant flow rate circulating in the cycle, and an outside air temperature detecting means for detecting the temperature of the outdoor air (21), a blowing amount detecting means (20b) for detecting a physical quantity having a correlation with the blowing air amount blown from the blower (14a), and a suction side for detecting the temperature of the air blown to the evaporator (14) Temperature detection means (24), steam A blowing side temperature detecting means (25) for detecting the temperature of the air blown from the vessel (14), a detected circulating refrigerant flow rate (Gr) detected by at least the flow rate detecting means (20a), and an outside air temperature detecting means ( 21) Refrigerant-side capacity calculating means (S6) for calculating the refrigerant-side cooling capacity (Qer) using the detected outside air temperature (Tam) detected by 21), and at least the detected blown air detected by the air volume detecting means (20b) Using the amount (Ga), the detected suction-side air temperature (Tein) detected by the suction-side temperature detecting means (24), and the detected outlet-side air temperature (Tef1) detected by the outlet-side temperature detecting means (25) The air side capacity calculating means (S7) for calculating the air side cooling capacity (Qea) and the evaporator (1) having the same air side cooling capacity (Qea) and refrigerant side cooling capacity (Qer) ) Evaporating temperature estimating means (S8) that makes the estimated refrigerant evaporating temperature (Tef2), and refrigerant shortage determining means (S9) for determining that the refrigerant circulating in the cycle is insufficient. )
The refrigerant shortage determining means (S9), when the absolute value of the difference between the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2) and the detected outlet air temperature (Tef1) is equal to or greater than a predetermined reference difference (KTef), A refrigeration cycle apparatus that determines that the refrigerant is in a shortage state is characterized.

これによれば、空気側冷房能力(Qea)および冷媒側冷房能力(Qer)が等しくなる蒸発器(14)の冷媒蒸発温度を推定冷媒蒸発温度(Tef2)として、この推定冷媒蒸発温度(Tef2)と実際の冷媒蒸発温度と均等な検出吹出側空気温度(Tef1)とを比較することによって、冷媒不足状態を判定しているので、サイクル構成機器の仕様によらず、冷媒不足状態をその程度に応じて精度良く判定できる。   According to this, the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2) is defined as the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2), which is the refrigerant evaporation temperature of the evaporator (14) in which the air-side cooling capacity (Qea) and the refrigerant-side cooling capacity (Qer) are equal. Since the refrigerant shortage state is determined by comparing the actual refrigerant evaporation temperature and the equal detected blowing side air temperature (Tef1), the refrigerant shortage state is reduced to that level regardless of the specifications of the cycle component equipment. Accordingly, it can be determined with high accuracy.

つまり、冷媒が若干不足している場合は、検出吹出側空気温度(Tef1)が蒸発器(14)流出冷媒の温度よりも低くなるので、冷媒側能力算出手段(S6)が実際の冷媒側冷房能力よりも小さく冷媒側冷房能力(Qer)を算出する。このため、後述する実施形態に詳述するように、推定冷媒蒸発温度(Tef2)が、検出吹出側空気温度(Tef1)に対して高い値に推定されて、冷媒不足状態を検出できる。   That is, when the refrigerant is slightly insufficient, the detected blowout side air temperature (Tef1) is lower than the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator (14), so that the refrigerant side capacity calculation means (S6) performs the actual refrigerant side cooling. The refrigerant side cooling capacity (Qer) is calculated smaller than the capacity. For this reason, as will be described in detail in an embodiment to be described later, the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2) is estimated to be higher than the detected outlet-side air temperature (Tef1), and the refrigerant shortage state can be detected.

一方、冷媒が大きく不足している場合は、検出吸込側空気温度(Tein)と検出吹出側空気温度(Tef1)との差が小さくなるので、空気側能力算出手段(S7)が実際の空気側冷房能力よりも小さく空気側冷房能力(Qea)を算出する。このため、後述する実施形態に詳述するように、推定冷媒蒸発温度(Tef2)が、検出吹出側空気温度(Tef1)に対して低い値に推定され、冷媒不足状態を検出できる。   On the other hand, when the refrigerant is largely insufficient, the difference between the detected suction side air temperature (Tein) and the detected outlet side air temperature (Tef1) becomes small, so that the air side capacity calculating means (S7) The air side cooling capacity (Qea) is calculated to be smaller than the cooling capacity. For this reason, as will be described in detail in an embodiment to be described later, the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2) is estimated to be lower than the detected outlet air temperature (Tef1), and the refrigerant shortage state can be detected.

その結果、サイクル構成機器の仕様によらず、冷媒不足状態をその程度に応じて精度良く判定できる。   As a result, the refrigerant shortage state can be accurately determined according to the degree, regardless of the specifications of the cycle component equipment.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の冷凍サイクル装置において、圧縮機(11)の冷媒吐出能力を変更する吐出能力変更手段(11a)と、吐出能力変更手段(11a)の作動を制御する吐出能力制御手段(20c)と、冷媒不足判定手段(S9)により冷媒不足状態であると判定された際に、これをユーザに警告する警告手段(34)とを備え、吐出能力制御手段(20c)は、冷媒不足状態であると判定されたときであって、かつ、検出吹出側空気温度(Tef1)が推定冷媒蒸発温度(Tef2)より高いときに、冷媒吐出能力を低下させることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the refrigeration cycle apparatus according to the first aspect, the discharge capacity changing means (11a) for changing the refrigerant discharge capacity of the compressor (11) and the operation of the discharge capacity changing means (11a) A discharge capacity control means (20c) for controlling the discharge capacity and a warning means (34) for warning the user when the refrigerant shortage determination means (S9) determines that the refrigerant is in a shortage state. The means (20c) reduces the refrigerant discharge capacity when it is determined that the refrigerant is in a shortage state and when the detected outlet air temperature (Tef1) is higher than the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2). It is characterized by.

これによれば、冷媒不足状態であると判定されたときに、これをユーザに認識させることができるだけでなく、検出吹出側空気温度(Tef1)が推定冷媒蒸発温度(Tef2)よりも高いときは、吐出能力制御手段(20c)が冷媒吐出能力を低下させるので、サイクル内に封入された冷媒が大きく不足している場合には、圧縮機(11)の保護を図ることができる。   According to this, when it is determined that the refrigerant is in a shortage state, not only can this be recognized by the user, but also when the detected outlet air temperature (Tef1) is higher than the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2). Since the discharge capacity control means (20c) lowers the refrigerant discharge capacity, the compressor (11) can be protected when the refrigerant sealed in the cycle is largely insufficient.

一方、検出吹出側空気温度(Tef1)が推定冷媒蒸発温度(Tef2)よりも高くなっていない場合、すなわち冷媒が若干不足している場合には、圧縮機(11)の冷媒吐出能力を低下させないので、冷媒不足状態であることをユーザに認識させながらも、冷凍サイクル装置に継続して冷房能力を発揮させることができる。   On the other hand, when the detected outlet side air temperature (Tef1) is not higher than the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2), that is, when the refrigerant is slightly insufficient, the refrigerant discharge capacity of the compressor (11) is not lowered. Therefore, the refrigeration cycle apparatus can continuously exhibit the cooling capacity while allowing the user to recognize that the refrigerant is in a shortage state.

なお、本請求項の「冷媒吐出能力を低下させる」には、圧縮機(11)から吐出される冷媒の圧力および流量を低下させることのみを意味するだけでなく、圧縮機(11)の作動を停止させることも含む意味である。   In addition, “reducing refrigerant discharge capacity” in this claim not only means reducing the pressure and flow rate of refrigerant discharged from the compressor (11), but also operating the compressor (11). This also includes stopping the operation.

請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の冷凍サイクル装置において、圧縮機(11)の冷媒吐出能力を変更する吐出能力変更手段(11a)と、吐出能力変更手段(11a)の作動を制御する吐出能力制御手段(20c)とを備え、吐出能力制御手段(20c)は、冷媒不足状態であると判定されたときに、冷媒吐出能力を低下させることを特徴とする。これによれば、冷媒不足状態であると判定されたときに、確実に圧縮機(11)の保護を図ることができる。   According to a third aspect of the present invention, in the refrigeration cycle apparatus according to the first aspect, the discharge capacity changing means (11a) for changing the refrigerant discharge capacity of the compressor (11) and the operation of the discharge capacity changing means (11a) The discharge capacity control means (20c) controls the discharge capacity control means (20c), and the discharge capacity control means (20c) reduces the refrigerant discharge capacity when it is determined that the refrigerant is in a shortage state. According to this, when it is determined that the refrigerant is in a shortage state, the compressor (11) can be reliably protected.

また、具体的に、請求項4に記載の発明のように、請求項2または3に記載の冷凍サイクル装置において、圧縮機は、吐出容量を変更可能に構成された可変容量型圧縮機(11)であり、吐出能力変更手段は、吐出容量を変更する容量制御弁(11a)であり、流量検出手段は、吐出能力制御手段(20c)から容量制御弁(11a)へ出力される制御信号(Ic)を検出することを特徴とする。   Specifically, as in the invention according to claim 4, in the refrigeration cycle apparatus according to claim 2 or 3, the compressor is a variable capacity compressor (11) configured to be capable of changing the discharge capacity. The discharge capacity changing means is a capacity control valve (11a) for changing the discharge capacity, and the flow rate detecting means is a control signal (from the discharge capacity control means (20c) to the capacity control valve (11a) ( Ic) is detected.

これによれば、制御信号(Ic)は、サイクル内を循環する循環冷媒流量に相関を有する物理量なので、サイクル内を循環する循環冷媒流量を容易に検出できる。   According to this, since the control signal (Ic) is a physical quantity having a correlation with the circulating refrigerant flow rate circulating in the cycle, the circulating refrigerant flow rate circulating in the cycle can be easily detected.

請求項5に記載の発明では、請求項1に記載の冷凍サイクル装置において、前記冷媒不足判定手段(S9)により前記冷媒不足状態であると判定された際に、これをユーザに警告する警告手段(34)を備えることを特徴とする。これによれば、冷媒不足状態であると判定されたときに、これをユーザに認識させることができる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the refrigeration cycle apparatus according to the first aspect, when the refrigerant shortage determining means (S9) determines that the refrigerant is in a shortage state, a warning means for warning the user of this. (34). According to this, when it is determined that the refrigerant is in a shortage state, this can be recognized by the user.

請求項6に記載の発明のように、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置において、冷媒側能力算出手段(S6)は、さらに、検出吹出側空気温度(Tef1)を用いて冷媒側冷房能力(Qer)を算出するようになっていてもよい。これにより、精度良く冷媒側冷房能力を算出でき、より一層、精度良く冷媒不足状態を判定できる。   As in the sixth aspect of the present invention, in the refrigeration cycle apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the refrigerant side capacity calculating means (S6) further determines the detected outlet side air temperature (Tef1). It may be used to calculate the refrigerant side cooling capacity (Qer). Thereby, the refrigerant side cooling capacity can be calculated with high accuracy, and the refrigerant shortage state can be determined with higher accuracy.

請求項7に記載の発明のように、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置において、空気側能力算出手段(S7)は、さらに、空気の比熱(Ca)および蒸発器(14)の熱交換効率(φe)のうち、少なくとも1つを用いて空気側冷房能力(Qer)を算出するようになっていてもよい。これにより、精度良く空気側冷房能力を算出できるので、より一層、精度良く冷媒不足状態を判定できる。   As in the invention described in claim 7, in the refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 6, the air-side capacity calculating means (S7) further includes a specific heat (Ca) of air and an evaporator. The air-side cooling capacity (Qer) may be calculated using at least one of the heat exchange efficiencies (φe) of (14). Thereby, since the air side cooling capacity can be calculated with high accuracy, the refrigerant shortage state can be determined with higher accuracy.

請求項8に記載の発明のように、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置において、基準差(KTef)は、検出吹出側空気温度(Tef1)が推定冷媒蒸発温度(Tef2)より低いときに、冷媒不足判定手段(S9)が冷媒不足状態であることを判定可能な値に定められていることを特徴とする。これにより、冷媒不足状態の程度を確実に精度良く判定できる。   As in the eighth aspect of the invention, in the refrigeration cycle apparatus according to any one of the first to seventh aspects, the reference difference (KTef) is calculated based on whether the detected outlet side air temperature (Tef1) is the estimated refrigerant evaporation temperature ( When lower than Tef2), the refrigerant shortage determining means (S9) is set to a value that can determine that the refrigerant is in a shortage state. Thereby, the grade of a refrigerant | coolant insufficient state can be determined reliably with sufficient precision.

また、上述の特徴の冷凍サイクル装置において、請求項9に記載の発明のように、圧縮機(11)は、冷媒を臨界圧力以上となるまで昇圧するようになっていてもよいし、請求項10に記載の発明のように、冷媒は二酸化炭素であってもよい。   Further, in the refrigeration cycle apparatus having the above-described characteristics, as in the ninth aspect of the invention, the compressor (11) may be configured to increase the pressure of the refrigerant until the critical pressure or higher. As in the invention described in item 10, the refrigerant may be carbon dioxide.

なお、この欄および特許請求の範囲に記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(第1実施形態)
図1〜9により、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置10を車両用空調装置に適用している。図1は、本実施形態の冷凍サイクル装置10の全体構成図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the refrigeration cycle apparatus 10 of the present invention is applied to a vehicle air conditioner. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus 10 according to the present embodiment.

冷凍サイクル装置10では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機11の吐出冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上(超臨界状態)となる超臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、この冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、この冷凍機油は冷媒とともにサイクルを循環している。   The refrigeration cycle apparatus 10 employs carbon dioxide as a refrigerant, and constitutes a supercritical refrigeration cycle in which the discharge refrigerant pressure of the compressor 11 is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant (supercritical state). Furthermore, this refrigerant is mixed with refrigerating machine oil for lubricating the compressor 11, and this refrigerating machine oil circulates in the cycle together with the refrigerant.

圧縮機11は、冷凍サイクル装置10において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、プーリおよびベルトを介して車両走行用エンジン(図示せず)から駆動力が伝達されて回転駆動される。   The compressor 11 sucks, compresses and discharges the refrigerant in the refrigeration cycle apparatus 10, and is driven to rotate by a driving force transmitted from a vehicle travel engine (not shown) via a pulley and a belt. .

この圧縮機11は、後述する空調制御装置20から出力される制御信号によって吐出容量を連続的に変更可能に構成された周知の斜板式可変容量型圧縮機である。なお、吐出容量とは冷媒の吸入圧縮を行う作動空間の幾何学的な容積、すなわちピストンストロークの上死点と下死点との間のシリンダ容積である。   The compressor 11 is a well-known swash plate type variable displacement compressor configured such that the discharge capacity can be continuously changed by a control signal output from an air conditioning control device 20 described later. The discharge capacity is the geometric volume of the working space where the refrigerant is sucked and compressed, that is, the cylinder volume between the top dead center and the bottom dead center of the piston stroke.

具体的には、圧縮機11は、吸入冷媒と吐出冷媒とを導入させる斜板室(図示せず)、斜板室へ導入させる吸入冷媒と吐出冷媒との割合を調整する電磁式容量制御弁11a、斜板室の圧力に応じて傾斜角度を変位させる斜板(図示せず)を有して構成されている。そして、この斜板の傾斜角度に応じてピストンストローク(吐出容量)が変更される。   Specifically, the compressor 11 includes a swash plate chamber (not shown) that introduces suction refrigerant and discharge refrigerant, an electromagnetic capacity control valve 11a that adjusts the ratio of suction refrigerant and discharge refrigerant introduced into the swash plate chamber, It has a swash plate (not shown) that displaces the tilt angle in accordance with the pressure in the swash plate chamber. The piston stroke (discharge capacity) is changed according to the inclination angle of the swash plate.

電磁式容量制御弁11aは、圧縮機11の吸入冷媒圧力と吐出冷媒圧力との差圧による力を発生する圧力応動機構と、この差圧による力と対向する電磁力を発生する電磁機構とを内蔵しており、差圧による力と電磁力との釣り合いによって弁開度(吸入冷媒と吐出冷媒との割合)を調整して斜板室の圧力を変化させる。   The electromagnetic capacity control valve 11a includes a pressure responsive mechanism that generates a force due to a differential pressure between the suction refrigerant pressure and the discharge refrigerant pressure of the compressor 11, and an electromagnetic mechanism that generates an electromagnetic force opposite to the force due to the differential pressure. It is built in and adjusts the valve opening (ratio of suction refrigerant and discharge refrigerant) by the balance between the force due to the differential pressure and the electromagnetic force to change the pressure in the swash plate chamber.

また、電磁機構の電磁力は、空調制御装置20から出力される制御電流Icによって決定され、制御電流Icを増加させると、斜板室の圧力が低下して斜板の傾斜角度が増加する。これにより、ピストンストローク(吐出容量)が増加する。逆に、制御電流Icを減少させると、斜板室の圧力が上昇して斜板の傾斜角度が減少する。これにより、ピストンストローク(吐出容量)が減少する。   Further, the electromagnetic force of the electromagnetic mechanism is determined by the control current Ic output from the air conditioning controller 20, and when the control current Ic is increased, the pressure in the swash plate chamber decreases and the inclination angle of the swash plate increases. Thereby, piston stroke (discharge capacity) increases. Conversely, when the control current Ic is decreased, the pressure in the swash plate chamber increases and the tilt angle of the swash plate decreases. Thereby, piston stroke (discharge capacity) decreases.

そして、この吐出容量の増減に応じて、圧縮機11の冷媒吐出能力が増減することになるので、本実施形態では、電磁式容量制御弁11aが吐出能力変更手段を構成する。また、本実施形態における制御電流Icと圧縮機11の吐出流量との関係は、図2の特性図に示されるように、制御電流Icの増加に伴って増加する。   And since the refrigerant | coolant discharge capability of the compressor 11 will increase / decrease according to the increase / decrease in this discharge capacity | capacitance, in this embodiment, the electromagnetic capacity | capacitance control valve 11a comprises a discharge capability change means. Further, the relationship between the control current Ic and the discharge flow rate of the compressor 11 in the present embodiment increases as the control current Ic increases as shown in the characteristic diagram of FIG.

従って、本実施形態の制御電流Icは、サイクル内を循環する循環冷媒流量に相関を有する物理量であり、空調制御装置20では、制御電流Icを流量検出手段としての流量検出回路20aにて検出して循環冷媒流量Grを求めている。なお、このような循環冷媒流量制御機能を持つように構成された容量制御弁および可変容量型圧縮機については、特開2001−173556号公報等を参照することができる。   Therefore, the control current Ic of this embodiment is a physical quantity having a correlation with the circulating refrigerant flow rate circulating in the cycle. In the air conditioning control device 20, the control current Ic is detected by the flow rate detection circuit 20a as the flow rate detection means. Thus, the circulating refrigerant flow rate Gr is obtained. JP, 2001-173556, A, etc. can be referred to for a capacity control valve and a variable capacity compressor configured to have such a circulating refrigerant flow rate control function.

さらに、本実施形態の圧縮機11では吐出容量を約0%とすることができるので、上述の如く、圧縮機11をプーリおよびベルトを介して車両走行用エンジンに常時連結するクラッチレスの構成とすることができる。もちろん、電磁クラッチを介して車両走行用エンジンから動力を伝達できるようにしてもよい。   Further, since the discharge capacity of the compressor 11 of this embodiment can be reduced to about 0%, as described above, the clutch 11 has a clutchless configuration in which the compressor 11 is always connected to the vehicle running engine via a pulley and a belt. can do. Of course, power may be transmitted from the vehicle running engine via the electromagnetic clutch.

圧縮機11の冷媒吐出側には、放熱器12が接続されている。放熱器12は、圧縮機11から吐出された高温高圧冷媒と冷却ファン12aにより送風される外気(車室外空気)とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換器である。   A radiator 12 is connected to the refrigerant discharge side of the compressor 11. The radiator 12 is a heat-dissipating heat exchanger that performs heat exchange between the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 and the outside air (air outside the passenger compartment) blown by the cooling fan 12a to radiate the high-pressure refrigerant.

冷却ファン12aは、後述する空調制御装置20から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。なお、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、放熱器12を通過する冷媒は、凝縮することなく超臨界状態のまま放熱する。   The cooling fan 12a is an electric blower in which the rotation speed (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from an air conditioning control device 20 described later. In the refrigeration cycle apparatus 10 of the present embodiment, a supercritical refrigeration cycle is configured, so that the refrigerant passing through the radiator 12 radiates heat in a supercritical state without condensing.

放熱器12の出口側には、圧力制御弁13が接続されている。圧力制御弁13は、放熱器12から流出した高圧冷媒を減圧させる減圧手段としての機能を果たすとともに、高圧側冷媒圧力が、サイクルの成績係数(COP)を略最大とする目標高圧となるように、弁開度(絞り開度)が機械的機構にて調整される高圧制御手段としての機能を果たす。   A pressure control valve 13 is connected to the outlet side of the radiator 12. The pressure control valve 13 functions as a decompression means for decompressing the high-pressure refrigerant flowing out of the radiator 12, and the high-pressure side refrigerant pressure is set to a target high pressure that substantially maximizes the coefficient of performance (COP) of the cycle. The valve opening (throttle opening) functions as a high-pressure control means that is adjusted by a mechanical mechanism.

具体的には、圧力制御弁13は、放熱器12出口側と圧力制御弁13入口側との間に設けられた感温部13aを有し、この感温部13aの内部に放熱器12出口側の高圧冷媒の温度に対応した圧力を発生させ、感温部13aの内圧と放熱器12出口側の冷媒圧力とのバランスで圧力制御弁13の弁開度を調整するようになっている。   Specifically, the pressure control valve 13 has a temperature sensing part 13a provided between the radiator 12 outlet side and the pressure control valve 13 inlet side, and the radiator 12 outlet is provided inside the temperature sensing part 13a. A pressure corresponding to the temperature of the high-pressure refrigerant on the side is generated, and the valve opening degree of the pressure control valve 13 is adjusted by the balance between the internal pressure of the temperature sensing portion 13a and the refrigerant pressure on the outlet side of the radiator 12.

これにより、高圧側冷媒圧力を放熱器12の出口側の高圧側冷媒温度により決まる目標高圧に調整できる。このような高圧制御機能を持つ圧力制御弁13については、特開2000−81157号公報等を参照できる。   Thereby, the high pressure side refrigerant pressure can be adjusted to a target high pressure determined by the high pressure side refrigerant temperature on the outlet side of the radiator 12. For the pressure control valve 13 having such a high pressure control function, reference can be made to JP-A-2000-81157.

圧力制御弁13の出口側には、蒸発器14が接続されている。蒸発器14は、圧力制御弁13にて減圧された低圧冷媒と送風ファン14aから送風された送風空気とを熱交換させて、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。   An evaporator 14 is connected to the outlet side of the pressure control valve 13. The evaporator 14 is an endothermic heat exchanger that exchanges heat between the low-pressure refrigerant decompressed by the pressure control valve 13 and the blown air blown from the blower fan 14a, and evaporates the low-pressure refrigerant to exert an endothermic effect. is there.

また、送風ファン14aは、空調制御装置20から出力される制御電圧BLVによって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。従って、本実施形態の制御電圧BLVは、送風ファン14aから蒸発器14へ送風される送風空気量に相関を有する物理量であり、空調制御装置20では、制御電圧BLVを送風量検出手段としての送風量検出回路20bにて検出して送風空気量Gaを求めている。   The blower fan 14a is an electric blower whose rotation speed (amount of blown air) is controlled by a control voltage BLV output from the air conditioning control device 20. Therefore, the control voltage BLV of the present embodiment is a physical quantity that has a correlation with the amount of air blown from the blower fan 14a to the evaporator 14, and the air conditioning controller 20 uses the control voltage BLV as a blower amount detection unit. The air volume detection circuit 20b detects the air volume Ga.

なお、蒸発器14は、車両用空調装置の室内空調ユニットにおいて車室内送風空気の空気通路を形成する図示しないケース内に配置されており、このケース内の蒸発器14の空気流れ下流側には、蒸発器14にて冷却された送風空気とエンジン冷却水とを熱交換させて送風空気を再加熱する加熱手段であるヒータコア等が配置されている。これにより、空調対象空間である車室内へ吹き出される車室内送風空気が温度調整される。   The evaporator 14 is arranged in a case (not shown) that forms an air passage for the air blown into the vehicle interior in the indoor air conditioning unit of the vehicle air conditioner. A heater core, which is a heating means for reheating the blown air by exchanging heat between the blown air cooled by the evaporator 14 and the engine coolant, is disposed. As a result, the temperature of the air blown into the passenger compartment that is air-conditioned space is adjusted.

蒸発器14の冷媒流出口側には、アキュムレータ15が接続されている。アキュムレータ15は、蒸発器14から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒に分離するとともに、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える気液分離器である。また、アキュムレータ15には、気相冷媒を流出させる気相冷媒出口が設けられており、この気相冷媒出口は圧縮機11の冷媒吸入側に接続されている。   An accumulator 15 is connected to the refrigerant outlet side of the evaporator 14. The accumulator 15 is a gas-liquid separator that separates the refrigerant flowing out of the evaporator 14 into a liquid phase refrigerant and a gas phase refrigerant and stores excess liquid phase refrigerant in the cycle. Further, the accumulator 15 is provided with a gas phase refrigerant outlet through which the gas phase refrigerant flows out, and this gas phase refrigerant outlet is connected to the refrigerant suction side of the compressor 11.

次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。空調制御装置20は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。そして、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、上述の各種電気式アクチュエータ11a、12a、14a等の作動を制御する。   Next, an outline of the electric control unit of the present embodiment will be described. The air conditioning control device 20 includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. Then, various calculations and processes are performed based on the control program stored in the ROM, and the operations of the above-described various electric actuators 11a, 12a, 14a and the like are controlled.

なお、空調制御装置20は、各種電気式アクチュエータを制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、本実施形態では、特に、空調制御装置20のうち電磁式容量制御弁11aの作動を制御するハードウェアおよびソフトウエアの構成を吐出能力制御手段20cとする。   The air conditioning control device 20 is integrally configured with control means for controlling various electric actuators. In the present embodiment, in particular, the operation of the electromagnetic capacity control valve 11a in the air conditioning control device 20 is performed. The configuration of hardware and software to be controlled is the discharge capacity control means 20c.

また、空調制御装置20の入力側には、空調用センサ群21〜26および車室内に配置された操作パネル30が接続されており、空調用センサ群21〜26の検出信号および操作パネル30に設けられた各種操作スイッチ31〜33の操作信号等が入力される。   In addition, air conditioning sensor groups 21 to 26 and an operation panel 30 disposed in the passenger compartment are connected to the input side of the air conditioning control device 20, and the detection signals of the air conditioning sensor groups 21 to 26 and the operation panel 30 are connected to the input side. Operation signals and the like of the various operation switches 31 to 33 provided are input.

空調用センサ群としては、具体的に、外気温Tamを検出する外気温センサ21、内気温Trを検出する内気温センサ22、車室内に入射する日射量Tsを検出する日射センサ23、送風ファン14aから蒸発器14へ向けて送風される吸込側空気温度Teinを検出する吸込側温度検出手段としての吸込側空気温度センサ24、蒸発器14から吹き出される吹出側空気温度を検出する吹出側温度検出手段としての吹出側空気温度センサ25、圧縮機11から吐出される吐出冷媒圧力Pdを検出する高圧圧力センサ26等が設けられる。   Specifically, the air conditioning sensor group includes an outside air temperature sensor 21 that detects the outside air temperature Tam, an inside air temperature sensor 22 that detects the inside air temperature Tr, a solar radiation sensor 23 that detects the amount of solar radiation Ts incident on the vehicle interior, and a blower fan. The suction side air temperature sensor 24 as a suction side temperature detecting means for detecting the suction side air temperature Tein blown toward the evaporator 14 from 14a, and the blowout side temperature for detecting the blowout side air temperature blown from the evaporator 14 A blowing side air temperature sensor 25 as a detecting means, a high pressure sensor 26 for detecting the discharge refrigerant pressure Pd discharged from the compressor 11, and the like are provided.

なお、本実施形態では、吹出側空気温度センサ25として、蒸発器14の熱交換フィンに取り付けられたサーミスタを採用しており、蒸発器14の冷媒流入口近傍の熱交換フィン温度Tef1を検出している。   In this embodiment, the thermistor attached to the heat exchange fin of the evaporator 14 is adopted as the blowout air temperature sensor 25, and the heat exchange fin temperature Tef1 in the vicinity of the refrigerant inlet of the evaporator 14 is detected. ing.

操作パネル30の操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置の作動指令信号を出力するエアコンスイッチ31、空調状態の自動制御を要求する自動制御要求信号を出力するオートスイッチ32、冷却対象空間である車室内の目標温度Tsetを設定する目標温度設定手段をなす温度設定スイッチ33等が設けられる。   Specifically, the operation switch of the operation panel 30 includes an air conditioner switch 31 that outputs an operation command signal for the vehicle air conditioner, an auto switch 32 that outputs an automatic control request signal for requesting automatic control of the air conditioning state, and a space to be cooled. A temperature setting switch 33 or the like serving as target temperature setting means for setting a target temperature Tset in the vehicle interior is provided.

さらに操作パネル30の表示板には、後述する冷媒不足判定手段によって、サイクル内を循環する冷媒が不足している冷媒不足状態であることが判定された際に、これを乗員に警告する警告手段としての警告灯34が設けられている。   Further, on the display panel of the operation panel 30, when the refrigerant shortage determining means described later determines that the refrigerant circulating in the cycle is insufficient, the warning means for warning the passenger A warning light 34 is provided.

また、空調制御装置20の出力側には、圧縮機11の電磁式容量制御弁11a、冷却ファン12a、送風ファン14aの電動モータ等の電気式アクチュエータおよび操作パネル30の入力側が接続され、これらの機器の作動が空調制御装置20の出力信号により制御される。   The output side of the air conditioning controller 20 is connected to the electromagnetic capacity control valve 11a of the compressor 11, the electric fan such as the cooling fan 12a, the electric motor of the blower fan 14a, and the input side of the operation panel 30. The operation of the device is controlled by the output signal of the air conditioning controller 20.

次に、上記構成の本実施形態の作動を図3に基づいて説明する。図3は、空調制御装置20が実行する制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、図示しない車両の始動スイッチ(イグニッションスイッチ)の投入状態において、オートスイッチ32が投入(ON)されるとスタートする。   Next, the operation of this embodiment having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a control process executed by the air conditioning control device 20. This control process starts when the auto switch 32 is turned on (ON) in a state where a vehicle start switch (ignition switch) (not shown) is turned on.

まず、図3に示すように、ステップS1ではフラグ、タイマ等の初期化がなされ、次のステップS2にて、センサ群21〜26により検出された検出信号、および、操作パネル30の操作信号を読込む。   First, as shown in FIG. 3, in step S1, flags and timers are initialized, and in the next step S2, the detection signals detected by the sensor groups 21 to 26 and the operation signals of the operation panel 30 are displayed. Read.

次に、ステップS3にて、車室内吹出空気の目標吹出温度TAOを算出する。この目標吹出温度TAOは空調熱負荷変動および温度設定スイッチ33により設定した設定温度Tsetに基づいて、下記数式F1により算出される。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×Ts+C…(F1)
なお、Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
Next, in step S3, a target blowing temperature TAO of the vehicle cabin blowing air is calculated. The target blowing temperature TAO is calculated by the following formula F1 based on the air conditioning thermal load fluctuation and the set temperature Tset set by the temperature setting switch 33.
TAO = Kset × Tset−Kr × Tr−Kam × Tam−Ks × Ts + C (F1)
Kset, Kr, Kam, and Ks are control gains, and C is a correction constant.

次に、ステップS4にて、圧縮機11を除く、各種空調制御機器の制御状態を決定する。すなわち、空調制御装置20の出力側に接続された各種電気式アクチュエータのうち、電磁式容量制御弁11aを除く、冷却ファン12aの電動モータへ出力される制御信号、送風ファン14aの電動モータへ出力される制御信号等が決定される。   Next, in step S4, control states of various air conditioning control devices excluding the compressor 11 are determined. That is, among various electric actuators connected to the output side of the air conditioning control device 20, the control signal output to the electric motor of the cooling fan 12a, excluding the electromagnetic capacity control valve 11a, and the output to the electric motor of the blower fan 14a The control signal to be determined is determined.

例えば、送風ファン14aの電動モータへ出力される制御信号(制御電圧BLV)については、目標吹出温度TAOに基づいて、予め空調制御装置20に記憶された制御マップを参照して、TAOに応じて適切な送風量となるように決定する。   For example, for the control signal (control voltage BLV) output to the electric motor of the blower fan 14a, based on the target blowing temperature TAO, refer to the control map stored in advance in the air conditioning control device 20, and according to the TAO. Decide to obtain an appropriate air flow.

より具体的には、TAOの極低温域(最大冷房域)および極高温域(最大暖房域)で制御電圧BLVを最大値として、送風量を最大風量とする。TAOが極低温域から中間温度域に向かって上昇、あるいは、TAOが極高温域から中間温度域に向かって低下するに伴って、制御電圧BLVを減少させて送風量を減少させる。また、TAOが所定の中間温度域内に入ると、制御電圧BLVを最小値として、送風量を最小風量とする。   More specifically, the control voltage BLV is set to the maximum value in the extremely low temperature range (maximum cooling range) and the extremely high temperature range (maximum heating range) of TAO, and the air flow rate is set to the maximum air volume. As the TAO rises from the extremely low temperature range toward the intermediate temperature range, or as the TAO decreases from the extremely high temperature range toward the intermediate temperature range, the control voltage BLV is decreased to reduce the air flow rate. Further, when TAO enters a predetermined intermediate temperature range, the control voltage BLV is set to the minimum value, and the air volume is set to the minimum air volume.

次に、ステップS5にて、蒸発器14における目標冷媒蒸発温度TEOを決定するとともに、圧縮機11の冷媒吐出能力を決定する。具体的には、目標吹出温度TAOに基づいて、予め空調制御装置20に記憶された制御マップを参照して、TAOの増加に伴って目標冷媒蒸発温度TEOが増加するように決定する。   Next, in step S5, the target refrigerant evaporation temperature TEO in the evaporator 14 is determined, and the refrigerant discharge capacity of the compressor 11 is determined. Specifically, based on the target blowing temperature TAO, a control map stored in advance in the air conditioning control device 20 is referred to determine so that the target refrigerant evaporation temperature TEO increases as TAO increases.

そして、吹出側空気温度センサ25により検出された熱交換フィン温度Tef1と目標冷媒蒸発温度TEOとの偏差En(Te−TEO)を算出し、この偏差Enに基づいて、Tef1がTEOに近づくように比例積分制御(PI制御)によるフィードバック制御手法によって、電磁式容量制御弁11aへ出力する制御電流Icを決定する。   Then, a deviation En (Te-TEO) between the heat exchange fin temperature Tef1 detected by the blowout air temperature sensor 25 and the target refrigerant evaporation temperature TEO is calculated, and based on this deviation En, Tef1 approaches TEO. The control current Ic to be output to the electromagnetic capacity control valve 11a is determined by a feedback control method based on proportional-integral control (PI control).

次に、ステップS6にて、冷媒側冷房能力Qerが算出される。なお、冷媒側冷房能力Qerは、蒸発器14において冷媒が空気から吸熱する総熱量である。   Next, in step S6, the refrigerant side cooling capacity Qer is calculated. The refrigerant-side cooling capacity Qer is the total amount of heat that the refrigerant absorbs from the air in the evaporator 14.

この冷媒側冷房能力Qerは、流量検出回路20aにて検出された制御電流Icから求められる循環冷媒流量Gr、外気温センサ21により検出された外気温Tam、および、吹出側空気温度センサ25により検出された熱交換フィン温度Tef1に基づいて、下記数式F2により算出される。
Qer=Gr×Ie…(F2)
ここで、Ieは蒸発器14出口側冷媒の出口側エンタルピIeoと蒸発器14入口側冷媒の入口側エンタルピIeiとのエンタルピ差である。このIeの詳細については、図4により説明する。なお、図4は、本実施形態の冷凍サイクル装置10の通常運転時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
This refrigerant side cooling capacity Qer is detected by the circulating refrigerant flow rate Gr obtained from the control current Ic detected by the flow rate detection circuit 20a, the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 21, and the blowout side air temperature sensor 25. Based on the heat exchange fin temperature Tef1 that has been performed, it is calculated by the following mathematical formula F2.
Qer = Gr × Ie (F2)
Here, Ie is an enthalpy difference between the outlet side enthalpy Ieo of the evaporator 14 outlet side refrigerant and the inlet side enthalpy Iei of the evaporator 14 inlet side refrigerant. Details of this Ie will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant during normal operation of the refrigeration cycle apparatus 10 of the present embodiment.

図4において、点Roは放熱器12出口側の冷媒の状態を示している。この点Roにおける冷媒温度は、一般的に、外気温Tamと略同等となるので、外気温Tamから入口側エンタルピIeiを推定できる。また、蒸発器14の出口にはアキュムレータ15が接続されているので、熱交換フィン温度Tef1から蒸発器14の冷媒蒸発圧力を推定し、飽和ガス線との交点から出口側エンタルピIeoを推定することができる。   In FIG. 4, the point Ro has shown the state of the refrigerant | coolant of the radiator 12 exit side. Since the refrigerant temperature at this point Ro is generally substantially equal to the outside air temperature Tam, the inlet side enthalpy Iei can be estimated from the outside air temperature Tam. Further, since the accumulator 15 is connected to the outlet of the evaporator 14, the refrigerant evaporation pressure of the evaporator 14 is estimated from the heat exchange fin temperature Tef1, and the outlet side enthalpy Ieo is estimated from the intersection with the saturated gas line. Can do.

従って、本実施形態における制御ステップS6は、冷媒側能力算出手段を構成している。なお、本実施形態のように冷媒として二酸化炭素を採用する冷凍サイクル装置10では、飽和ガス線の勾配が大きく、蒸発器14の冷媒蒸発圧力の変化に対するIeoの変化が小さい。   Therefore, the control step S6 in the present embodiment constitutes a refrigerant side capacity calculating means. In the refrigeration cycle apparatus 10 that employs carbon dioxide as the refrigerant as in the present embodiment, the gradient of the saturated gas line is large, and the change in Ieo with respect to the change in the refrigerant evaporation pressure of the evaporator 14 is small.

そこで、Ieoを固定値として空調制御装置20に記憶しておき、冷媒側冷房能力Qerを算出してもよい。この場合は、吹出側空気温度センサ25により検出された熱交換フィン温度Tef1を用いることなく、冷媒側冷房能力Qerを算出することができる。   Therefore, Ieo may be stored in the air conditioning controller 20 as a fixed value, and the refrigerant side cooling capacity Qer may be calculated. In this case, the refrigerant side cooling capacity Qer can be calculated without using the heat exchange fin temperature Tef1 detected by the blowout side air temperature sensor 25.

次に、ステップS7にて、空気側冷房能力Qeaが算出される。なお、空気側冷房能力Qeaは、蒸発器14において空気が冷媒に放熱する総熱量である。   Next, in step S7, the air-side cooling capacity Qea is calculated. The air-side cooling capacity Qea is the total amount of heat that air radiates to the refrigerant in the evaporator 14.

この空気側冷房能力Qeaは、送風量検出回路20bにより検出された送風空気量Ga、吸込側空気温度センサ24により検出された吸込側空気温度Tein、吹出側空気温度センサ25により検出された熱交換フィン温度Tef1等に基づいて、下記数式F3により算出される。
Qea=φe・Ca・Ga(Tein−Tef1)…(F3)
ここで、φeは蒸発器14の熱交換効率であり、Caは空気の比熱である。
This air-side cooling capacity Qea is the air exchange amount detected by the blown air temperature sensor 25, the blown air amount Ga detected by the blown air amount detection circuit 20b, the suction side air temperature Tein detected by the suction side air temperature sensor 24, and the heat exchange. Based on the fin temperature Tef1 and the like, it is calculated by the following mathematical formula F3.
Qea = φe · Ca · Ga (Tein−Tef1) (F3)
Here, φe is the heat exchange efficiency of the evaporator 14, and Ca is the specific heat of air.

従って、本実施形態における制御ステップS7は、空気側能力算出手段を構成している。なお、φeおよびCaの代わりに、予め補正用定数として空調制御装置20に記憶された値を用いて空気側冷房能力Qeaを算出してもよい。   Therefore, the control step S7 in the present embodiment constitutes an air side capacity calculating means. Instead of φe and Ca, the air-side cooling capacity Qea may be calculated using a value stored in advance in the air conditioning control device 20 as a correction constant.

次に、ステップS8では、ステップS6およびS7にて算出された冷媒側冷房能力Qerおよび空気側冷房能力Qeaに基づいて、推定蒸発冷媒温度Tef2を推定する。この推定蒸発冷媒温度Tef2の推定の詳細については、図5により説明する。   Next, in step S8, the estimated evaporative refrigerant temperature Tef2 is estimated based on the refrigerant side cooling capacity Qer and the air side cooling capacity Qea calculated in steps S6 and S7. Details of the estimation of the estimated evaporative refrigerant temperature Tef2 will be described with reference to FIG.

図5の横軸は蒸発器14における冷媒蒸発温度(冷媒蒸発圧力)を示し、縦軸は冷房能力を示している。さらに、実線は冷媒蒸発温度による冷媒側冷房能力Qerの変化、破線は冷媒蒸発温度による空気側冷房能力Qeaの変化を示している。   The horizontal axis in FIG. 5 indicates the refrigerant evaporation temperature (refrigerant evaporation pressure) in the evaporator 14, and the vertical axis indicates the cooling capacity. Further, the solid line indicates the change in the refrigerant side cooling capacity Qer due to the refrigerant evaporation temperature, and the broken line indicates the change in the air side cooling capacity Qea due to the refrigerant evaporation temperature.

前述の如く、冷媒側冷房能力Qerは、蒸発器14において冷媒が空気から吸熱する総熱量であり、空気側冷房能力Qeaは、蒸発器14において空気が冷媒に放熱する総熱量である。従って、蒸発器14においては、冷媒側冷房能力Qer=空気側冷房能力Qeaとなるバランス点(等しくなる点)で熱交換が行われることになる。   As described above, the refrigerant-side cooling capability Qer is the total amount of heat that the refrigerant absorbs from the air in the evaporator 14, and the air-side cooling capability Qea is the total amount of heat that the air radiates to the refrigerant in the evaporator 14. Therefore, in the evaporator 14, heat exchange is performed at a balance point (a point where the refrigerant side cooling capacity Qer = air side cooling capacity Qea).

そこで、ステップS8では、Qer=Qeaとなる冷媒蒸発温度を推定冷媒蒸発温度Tef2として推定する。従って、本実施形態における制御ステップS8は、蒸発温度推定手段を構成している。   Therefore, in step S8, the refrigerant evaporation temperature at which Qer = Qea is estimated as the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2. Therefore, the control step S8 in the present embodiment constitutes an evaporation temperature estimating means.

次に、ステップS9では、推定冷媒蒸発温度Tef2と熱交換フィン温度Tef1との差の絶対値が、予め定めた基準差KTef以上となっているか否かを判定する。推定冷媒蒸発温度Tef2と熱交換フィン温度Tef1との差の絶対値が基準差KTef以上となっている場合は、サイクル内を循環する冷媒が不足している冷媒不足状態であるものとしてステップS10へ進む。   Next, in step S9, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2 and the heat exchange fin temperature Tef1 is equal to or greater than a predetermined reference difference KTef. If the absolute value of the difference between the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2 and the heat exchange fin temperature Tef1 is equal to or greater than the reference difference KTef, it is determined that the refrigerant circulating in the cycle is insufficient and the process proceeds to step S10. move on.

従って、本実施形態における制御ステップS9は、冷媒不足判定手段を構成している。なお、この基準差KTefの詳細については後述する。さらに、ステップS10では、警告灯34を点灯させてステップS11へ進む。ステップS11では、推定冷媒蒸発温度Tef2が熱交換フィン温度Tef1より高くなっているか否かを判定する。   Therefore, the control step S9 in the present embodiment constitutes a refrigerant shortage determination unit. Details of the reference difference KTef will be described later. Further, in step S10, the warning lamp 34 is turned on and the process proceeds to step S11. In step S11, it is determined whether or not the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2 is higher than the heat exchange fin temperature Tef1.

ステップS11にて、熱交換フィン温度Tef1が推定冷媒蒸発温度Tef2より高くなっている場合は、蒸発器14へ流入する冷媒が殆ど気相状態になっている程度に、冷媒が大きく不足しているものとしてステップS12へ進む。このように冷媒が大きく不足していると、圧縮機11を潤滑するために冷媒中に混入された冷凍機油を圧縮機11へ戻すことができなくなり、圧縮機11の潤滑不足が生じ、その耐久寿命に悪影響を及ぼす。   If the heat exchange fin temperature Tef1 is higher than the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2 in step S11, the refrigerant is largely insufficient to the extent that the refrigerant flowing into the evaporator 14 is almost in a gas phase. Proceed to step S12. In this way, if the refrigerant is largely insufficient, the refrigeration oil mixed in the refrigerant to lubricate the compressor 11 cannot be returned to the compressor 11, resulting in insufficient lubrication of the compressor 11 and its durability. Adversely affects lifespan.

そこで、ステップS12では、圧縮機11の冷媒吐出能力を低下させてステップS13へ進む。具体的には、本実施形態のステップS12では、冷媒吐出能力が0となるように制御電流Icを変更して、実質的に圧縮機11の作動を停止させる。   Therefore, in step S12, the refrigerant discharge capacity of the compressor 11 is reduced and the process proceeds to step S13. Specifically, in step S12 of the present embodiment, the control current Ic is changed so that the refrigerant discharge capacity becomes 0, and the operation of the compressor 11 is substantially stopped.

一方、ステップS11にて、熱交換フィン温度Tef1が推定冷媒蒸発温度Tef2より高くなっていない場合は、蒸発器14へ流入する冷媒が気液二相状態になっている程度に、冷媒が若干不足しているものとして、ステップS13へ進む。このように冷媒が若干不足している程度では、圧縮機11に冷凍機油を戻すことができ、圧縮機11の耐久寿命に悪影響を及ぼすことはない。   On the other hand, if the heat exchange fin temperature Tef1 is not higher than the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2 in step S11, the refrigerant is slightly insufficient to the extent that the refrigerant flowing into the evaporator 14 is in a gas-liquid two-phase state. As a result, the process proceeds to step S13. As long as the refrigerant is slightly insufficient in this way, the refrigerating machine oil can be returned to the compressor 11 without adversely affecting the durable life of the compressor 11.

また、ステップS9にて、推定冷媒蒸発温度Tef2と熱交換フィン温度Tef1との差の絶対値が基準差KTef以上となっていない場合は、冷媒不足状態になっていないものとしてステップS13へ進む。   In step S9, if the absolute value of the difference between the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2 and the heat exchange fin temperature Tef1 is not equal to or greater than the reference difference KTef, it is determined that the refrigerant is not short and the process proceeds to step S13.

ステップS13では、上記ステップS4、S5、S12にて決定された制御状態が得られるように、空調制御装置20より電気式アクチュエータに対して制御信号が出力される。次のステップS14で制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップS2に戻るようになっている。   In step S13, a control signal is output from the air conditioning control device 20 to the electric actuator so that the control state determined in steps S4, S5, and S12 is obtained. In the next step S14, the process waits for the control period τ, and when it is determined that the control period τ has elapsed, the process returns to step S2.

従って、本実施形態では、冷媒不足判定手段を構成する制御ステップS9にて、冷媒不足状態になっていないものと判定された場合には、圧縮機11から吐出された冷媒は、放熱器12にて放熱し、圧力制御弁13にて減圧される。この際、圧力制御弁13の弁開度が、高圧側冷媒圧力がCOPを略最大とする目標高圧となるように制御されるので、高いCOPを発揮させながら冷凍サイクル装置10を作動させることができる。   Therefore, in this embodiment, when it is determined in the control step S9 that constitutes the refrigerant shortage determining means that the refrigerant is not in a shortage state, the refrigerant discharged from the compressor 11 is transferred to the radiator 12. The heat is released and the pressure is reduced by the pressure control valve 13. At this time, the opening degree of the pressure control valve 13 is controlled so that the high-pressure side refrigerant pressure becomes a target high pressure at which the COP is substantially maximized, so that the refrigeration cycle apparatus 10 can be operated while exhibiting a high COP. it can.

圧力制御弁13にて減圧された冷媒は、蒸発器14に流入する。そして、蒸発器14に流入した冷媒は、車室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内送風空気を冷却することができる。蒸発器14にて蒸発した冷媒はアキュムレータ15にて気液分離されて、アキュムレータ15から流出した気相冷媒は、圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。   The refrigerant depressurized by the pressure control valve 13 flows into the evaporator 14. And the refrigerant | coolant which flowed into the evaporator 14 absorbs heat from vehicle interior blowing air, and evaporates. Thereby, vehicle interior blowing air can be cooled. The refrigerant evaporated in the evaporator 14 is gas-liquid separated in the accumulator 15, and the gas-phase refrigerant flowing out of the accumulator 15 is sucked into the compressor 11 and compressed again.

さらに、本実施形態では、冷媒不足判定手段を構成する制御ステップS9において、空気側冷房能力Qeaおよび冷媒側冷房能力Qerが等しくなる蒸発器14の冷媒蒸発温度を推定冷媒蒸発温度Tef2として、この推定冷媒蒸発温度Tef2を実際の冷媒蒸発温と均等な熱交換フィン温度Tef1と比較して冷媒不足状態を判定しているので、サイクル構成機器の仕様によらず、冷媒不足状態をその程度に応じて精度良く判定できる。   Further, in the present embodiment, in the control step S9 constituting the refrigerant shortage determining means, the refrigerant evaporating temperature of the evaporator 14 at which the air side cooling capacity Qea and the refrigerant side cooling capacity Qer are equal is assumed as the estimated refrigerant evaporating temperature Tef2. Since the refrigerant shortage state is determined by comparing the refrigerant evaporation temperature Tef2 with the heat exchange fin temperature Tef1 that is equal to the actual refrigerant vaporization temperature, the refrigerant shortage state is determined according to the degree, regardless of the specifications of the cycle component equipment. Judgment can be made with high accuracy.

このことを図6に基づいて、より詳細に説明する。図6は、サイクル内に封入された冷媒の封入量の変化に対する、熱交換フィン温度Tef1の実測値(太実線)、推定冷媒蒸発温度Tef2(太一点鎖線)、圧縮機11吐出冷媒圧力の実測値(細二点鎖線)、圧縮機11吸入冷媒圧力の実測値(細一点鎖線)、循環冷媒流量Gr(細実線)、および、蒸発器14出口側冷媒の過熱度の実測値(点線)の変化を示すグラフである。なお、図6の横軸は正規封入量に対する冷媒封入量比を示している。   This will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 6 shows the measured value of the heat exchange fin temperature Tef1 (thick solid line), the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2 (thick one-dot chain line), and the actually measured refrigerant discharge pressure of the compressor 11 with respect to the change in the amount of the refrigerant sealed in the cycle. Value (fine two-dot chain line), actual measured value of compressor 11 suction refrigerant pressure (thin one-dot chain line), circulating refrigerant flow rate Gr (thin solid line), and actual measured value of superheat degree of refrigerant on outlet side of evaporator 14 (dotted line). It is a graph which shows a change. In addition, the horizontal axis of FIG. 6 has shown the ratio of the refrigerant | coolant enclosure amount with respect to the regular enclosure amount.

ここで、車両用空調装置に適用される一般的な冷凍サイクル装置では、経時的に発生する冷媒漏れを考慮して、冷凍サイクル装置が適切に冷房能力を発揮できる冷媒封入量よりも多い値を正規封入量としている。例えば、本実施形態では、図6に示すように、正規封入量に対して70%の封入量となっても、冷房能力を発揮できる。従って、本実施形態では、正規封入量に対して70%程度以下になっていることを冷媒不足状態とする。   Here, in a general refrigeration cycle apparatus applied to a vehicle air conditioner, in consideration of refrigerant leakage that occurs over time, a value larger than the amount of refrigerant filled that the refrigeration cycle apparatus can properly exhibit cooling capacity is set. It is the regular enclosed amount. For example, in this embodiment, as shown in FIG. 6, even when the amount of sealing is 70% of the normal amount of sealing, the cooling capacity can be exhibited. Therefore, in this embodiment, the refrigerant shortage state is about 70% or less with respect to the regular enclosed amount.

図6に示すように、蒸発器14へ流入する冷媒が正規封入量に対して60%〜70%となる場合、すなわち、蒸発器14へ流入する冷媒が気液二相状態になっている程度に、冷媒が若干不足している冷媒不足状態では、熱交換フィン温度Tef1の実測値が推定冷媒蒸発温度Tef2よりも急激に低くなる。   As shown in FIG. 6, when the refrigerant flowing into the evaporator 14 is 60% to 70% with respect to the normal enclosed amount, that is, the refrigerant flowing into the evaporator 14 is in a gas-liquid two-phase state. In addition, in the refrigerant shortage state in which the refrigerant is slightly short, the actually measured value of the heat exchange fin temperature Tef1 is rapidly lower than the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2.

これは、冷凍サイクル装置内の冷媒が不足し始めた事によって、サイクル中の必要な冷媒量を確保することができず、サイクル内の冷媒密度が低下するため、低圧圧力がより密度の低い方(圧力の低い方)へ遷移するためである。   This is because the refrigerant in the refrigeration cycle device has begun to run short, and the required amount of refrigerant in the cycle cannot be secured, and the refrigerant density in the cycle is reduced. This is to make a transition to (the one with the lower pressure).

一方、蒸発器14では、冷媒不足状態となっているので、蒸発器14出口側冷媒の気相冷媒が送風ファン14aから送風された送風空気によって加熱されて、蒸発器14出口側冷媒の過熱度が上昇し始める。このため、蒸発器14冷媒流入口近傍の熱交換フィン温度の検出値であるTef1が蒸発器14流出冷媒の温度よりも低くなる。   On the other hand, since the evaporator 14 is in a refrigerant shortage state, the vapor phase refrigerant of the evaporator 14 outlet side refrigerant is heated by the blown air blown from the blower fan 14a, and the degree of superheat of the evaporator 14 outlet side refrigerant. Begins to rise. For this reason, Tef1, which is the detected value of the heat exchange fin temperature in the vicinity of the evaporator 14 refrigerant inlet, becomes lower than the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 14.

このため、上述の式F2のエンタルピ差Ieが実際のエンタルピ差よりも小さくなり、制御ステップS6で算出される冷媒側冷房能力Qerが実際の値よりも小さくなる。従って、冷媒が若干不足している冷媒不足状態では、図7に示すように、冷媒側冷房能力Qer=空気側冷房能力Qeaとなるバランス点も、実際のバランス点よりも高い温度となり、推定冷媒蒸発温度Tef2が実際の冷媒蒸発温度よりも高い値に推定される。   For this reason, the enthalpy difference Ie of the above-mentioned formula F2 becomes smaller than the actual enthalpy difference, and the refrigerant side cooling capacity Qer calculated in the control step S6 becomes smaller than the actual value. Therefore, in the refrigerant shortage state in which the refrigerant is slightly insufficient, as shown in FIG. 7, the balance point where the refrigerant side cooling capacity Qer = air side cooling capacity Qea is also higher than the actual balance point, and the estimated refrigerant The evaporation temperature Tef2 is estimated to be higher than the actual refrigerant evaporation temperature.

さらに、蒸発器14へ流入する冷媒が正規封入量に対して60%程度よりも少なくなる場合、すなわち、蒸発器14へ流入する冷媒が殆ど気相状態になっている程度に冷媒が大きく不足している場合は、蒸発器14において冷媒が殆ど吸熱作用を発揮しないので、吸込側空気温度Teinと熱交換フィン温度Tef1との差が小さくなる。   Furthermore, when the refrigerant flowing into the evaporator 14 is less than about 60% of the normal amount, ie, the refrigerant flowing into the evaporator 14 is almost in a gas phase, the refrigerant is largely insufficient. In this case, since the refrigerant hardly exhibits an endothermic effect in the evaporator 14, the difference between the suction side air temperature Tein and the heat exchange fin temperature Tef1 is reduced.

このため、上述の式F3の(Tein−Tef1)が小さくなり、制御ステップS7で算出される空気側冷房能力Qeaが実際の値よりも小さくなる。従って、冷媒が大きく不足している冷媒不足状態では、図8に示すように、冷媒側冷房能力Qer=空気側冷房能力Qeaとなるバランス点も、実際のバランス点よりも低い温度となり、推定冷媒蒸発温度Tef2が実際の冷媒蒸発温度よりも低い値に推定される。   For this reason, (Tein-Tef1) of the above-mentioned formula F3 becomes small, and the air side cooling capacity Qea calculated in control step S7 becomes smaller than the actual value. Therefore, in the refrigerant shortage state in which the refrigerant is largely insufficient, as shown in FIG. 8, the balance point where the refrigerant side cooling capacity Qer = air side cooling capacity Qea is also lower than the actual balance point, and the estimated refrigerant The evaporation temperature Tef2 is estimated to be lower than the actual refrigerant evaporation temperature.

そこで、本実施形態では、制御ステップS9にて、推定冷媒蒸発温度Tef2と熱交換フィン温度Tef1との差の絶対値が予め定めた基準差KTef以上となっているか否かを判定しているので、冷媒不足状態であることを確実に判定できる。さらに、制御ステップS11にて、熱交換フィン温度Tef1と推定冷媒蒸発温度Tef2との高低を比較しているので、冷媒不足状態の程度についても精度良く判定できる。   Therefore, in the present embodiment, in the control step S9, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2 and the heat exchange fin temperature Tef1 is equal to or greater than a predetermined reference difference KTef. Thus, it can be reliably determined that the refrigerant is in a shortage state. Furthermore, since the level of the heat exchange fin temperature Tef1 and the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2 is compared in the control step S11, it is possible to accurately determine the degree of the refrigerant shortage state.

また、本実施形態では、制御ステップS9で用いる基準差KTefを、熱交換フィン温度Tef1が推定冷媒蒸発温度Tef2より低いとき、すなわち冷媒が若干不足しているときであっても、冷媒不足状態であることを判定できる値に決定している。従って、冷媒不足状態の程度を、確実に、精度良く判定できる。   In the present embodiment, the reference difference KTef used in the control step S9 is set so that the heat exchange fin temperature Tef1 is lower than the estimated refrigerant evaporation temperature Tef2, that is, even when the refrigerant is slightly insufficient. The value is determined so that it can be determined. Therefore, the degree of the refrigerant shortage state can be reliably and accurately determined.

具体的には、本実施形態では、図6に示すように、冷媒封入量が68%程度まで低下した場合を基準として、基準差KTefを5℃と設定しているが、例えば、冷媒封入量が65%程度まで低下した場合を基準とする場合は、基準差KTefを10℃程度としても冷媒不足状態であることを判定できる。   Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the reference difference KTef is set to 5 ° C. on the basis of the case where the refrigerant filling amount is reduced to about 68%. When the reference difference KTef is reduced to about 65%, it can be determined that the refrigerant is insufficient even if the reference difference KTef is about 10 ° C.

なお、本発明者らの検討によれば、この基準差KTefは、本実施形態の如く吹出側空気温度センサ25として、蒸発器14の熱交換フィンに取り付けられたサーミスタを採用する場合、サーミスタの蒸発器14の取付位置に応じて変化させることが望ましいことも判明している。このことを図9を用いて説明する。   According to the study by the present inventors, this reference difference KTef is obtained when the thermistor attached to the heat exchange fin of the evaporator 14 is employed as the blowout air temperature sensor 25 as in the present embodiment. It has also been found desirable to vary depending on the mounting position of the evaporator 14. This will be described with reference to FIG.

図9は、図6に対応するグラフであって、吹出側空気温度センサ25としてのサーミスタを、蒸発器14の冷媒流入口近傍の熱交換フィンに取り付けた場合の熱交換フィン温度Tef1(太実線)の変化(図6と同様)と、蒸発器14の冷媒流路の略中間位置(蒸発器14冷媒流入口と冷媒流出口との略中間位置)に位置する熱交換フィンに取り付けた場合の熱交換フィン温度Tef1(太二点鎖線)の変化を比較したものである。   FIG. 9 is a graph corresponding to FIG. 6, and shows a heat exchange fin temperature Tef <b> 1 (thick solid line) when a thermistor as the blowout air temperature sensor 25 is attached to a heat exchange fin near the refrigerant inlet of the evaporator 14. ) (Similar to FIG. 6), and attached to a heat exchange fin located at a substantially intermediate position of the refrigerant flow path of the evaporator 14 (substantially intermediate position between the evaporator 14 refrigerant inlet and the refrigerant outlet). This is a comparison of changes in heat exchange fin temperature Tef1 (thick two-dot chain line).

なお、図9では、図示の明確化のため、図6に対して、圧縮機11吐出冷媒圧力の実測値、圧縮機11吸入冷媒圧力の実測値、循環冷媒流量Gr(細実線)、および、蒸発器14出口側冷媒の過熱度の実測値を省略している。   9, for the sake of clarity of illustration, compared to FIG. 6, the measured value of the compressor 11 discharge refrigerant pressure, the measured value of the compressor 11 suction refrigerant pressure, the circulating refrigerant flow rate Gr (thin solid line), and The actual measurement value of the superheat degree of the evaporator 14 outlet side refrigerant is omitted.

図9に示すように、吹出側空気温度センサ25としてのサーミスタを冷媒流入口近傍から離して、蒸発器14の冷媒流路の略中間位置に位置する熱交換フィンに取り付けると、冷媒が若干不足している場合の熱交換フィン温度Tef1の実測値の低下度合が小さくなるとともに、冷媒封入量の低下に伴う熱交換フィン温度Tef1の実測値の温度上昇の開始が早くなる。   As shown in FIG. 9, when the thermistor serving as the blowout air temperature sensor 25 is separated from the vicinity of the refrigerant inlet and attached to the heat exchange fin located substantially in the middle of the refrigerant flow path of the evaporator 14, the refrigerant is slightly insufficient. In this case, the degree of decrease in the actual measurement value of the heat exchange fin temperature Tef1 is reduced, and the start of the temperature increase of the actual measurement value of the heat exchange fin temperature Tef1 accompanying the decrease in the refrigerant filling amount is accelerated.

このため、サーミスタを蒸発器14の冷媒流路の略中間位置に位置する熱交換フィンに取り付けると、冷媒流入口近傍の熱交換フィンに取り付ける場合に対して、冷媒不足判定手段(ステップS9)にて、冷媒が若干不足している冷媒不足状態を判定しにくくなる。従って、吹出側空気温度センサ25としてのサーミスタは、蒸発器14の冷媒流出口近傍よりも蒸発器14の冷媒流入口近傍に取り付けることが望ましい。   For this reason, when the thermistor is attached to the heat exchange fin located at a substantially intermediate position of the refrigerant flow path of the evaporator 14, the refrigerant shortage determination means (step S9) is used in comparison with the case where the thermistor is attached to the heat exchange fin near the refrigerant inlet. Thus, it becomes difficult to determine the refrigerant shortage state in which the refrigerant is slightly short. Therefore, it is desirable that the thermistor as the blowout air temperature sensor 25 is attached near the refrigerant inlet of the evaporator 14 rather than near the refrigerant outlet of the evaporator 14.

なお、吹出側空気温度センサ25としてのサーミスタの搭載の都合で、蒸発器14の冷媒流路の略中間位置に取り付ける場合は、具体的に、冷媒封入量が68%程度まで低下した場合を基準とする際には、基準差Ktefを3℃程度とし、冷媒封入量が65%程度まで低下した場合を基準とする際には、基準差Ktefを5℃程度とすればよい。   For the convenience of mounting the thermistor as the blowout side air temperature sensor 25, when it is attached to the substantially middle position of the refrigerant flow path of the evaporator 14, specifically, the case where the refrigerant filling amount is reduced to about 68% is a standard. , The reference difference Ktef is about 3 ° C., and the reference difference Ktef is about 5 ° C. when the refrigerant filling amount is reduced to about 65%.

さらに、本実施形態では、制御ステップS9にて(冷媒不足判定手段)にて、冷媒不足状態であることが検出された場合には、その程度によらず、ステップS10にて、警告灯を点灯させるので、ユーザに冷媒不足状態を認識させることができる。   Furthermore, in this embodiment, when it is detected in the control step S9 (refrigerant shortage determination means) that the refrigerant is in a shortage state, the warning light is turned on in step S10 regardless of the degree. Therefore, the user can be made aware of the refrigerant shortage state.

しかも、ステップS11にて、冷媒が大きく不足していると判定された場合には、ステップS12にて圧縮機11を停止させるので、圧縮機11の潤滑不足を回避して圧縮機11の保護を図ることができる。   Moreover, if it is determined in step S11 that the refrigerant is largely insufficient, the compressor 11 is stopped in step S12, so that the compressor 11 is protected by avoiding insufficient lubrication of the compressor 11. Can be planned.

一方、ステップS11にて、冷媒が若干不足していると判定された場合には、圧縮機11の冷媒吐出能力を低下させないので、冷媒不足状態であることをユーザに認識させながらも、冷凍サイクル装置に継続して冷房能力を発揮させることができる。   On the other hand, if it is determined in step S11 that the refrigerant is slightly insufficient, the refrigerant discharge capacity of the compressor 11 is not reduced, so that the refrigeration cycle is performed while allowing the user to recognize that the refrigerant is in an insufficient state. The apparatus can continuously exhibit the cooling capacity.

(第2実施形態)
上述の第1実施形態では、冷媒不足状態であることが判定された場合には、警告灯34を点灯させ、さらに、冷媒が大きく不足している場合のみ、圧縮機11を停止させた例を説明したが、本実施形態では、図10のフローチャートに示すように、冷媒不足状態であることが判定された場合には、警告灯34を点灯させるとともに、圧縮機11を停止させている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the warning lamp 34 is turned on when it is determined that the refrigerant is in a shortage state, and the compressor 11 is stopped only when the refrigerant is largely insufficient. As described above, in the present embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 10, when it is determined that the refrigerant is in a shortage state, the warning lamp 34 is turned on and the compressor 11 is stopped.

具体的には、本実施形態では、第1実施形態の図3のフローチャートに対して、制御ステップS11を廃止して、制御ステップS10の次に圧縮機11を停止させる制御ステップS12を実行する。その他の構成および制御は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態では、制御ステップS9にて冷媒不足状態であると判定されたときに、確実に圧縮機11の保護を図ることができる。   Specifically, in the present embodiment, the control step S11 is abolished and the control step S12 for stopping the compressor 11 is executed after the control step S10 with respect to the flowchart of FIG. 3 of the first embodiment. Other configurations and controls are the same as those in the first embodiment. Therefore, in this embodiment, when it is determined in the control step S9 that the refrigerant is in a shortage state, the compressor 11 can be reliably protected.

さらに、本実施形態において、制御ステップS12を廃止して、冷媒不足状態であることが判定された場合には、警告灯34を点灯させるようにしてもよい。   Further, in the present embodiment, the control step S12 may be abolished and the warning lamp 34 may be turned on when it is determined that the refrigerant is in a shortage state.

(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows.

(1)上述の各実施形態では、圧縮機11として可変容量型圧縮機を採用し、流量検出手段としての流量検出回路20aが、サイクル内を循環する循環冷媒流量に相関を有する物理量として、圧縮機11の容量制御弁11aに出力される制御電流Icを検出した例を説明したが、流量検出手段はこれに限定されない。   (1) In each of the above-described embodiments, a variable displacement compressor is employed as the compressor 11, and the flow rate detection circuit 20a as the flow rate detection means compresses the physical quantity having a correlation with the circulating refrigerant flow rate circulating in the cycle. Although the example which detected the control current Ic output to the capacity | capacitance control valve 11a of the machine 11 was demonstrated, a flow volume detection means is not limited to this.

例えば、流量検出手段として、サイクル内を循環する循環冷媒流量を直接検出する流量センサを採用してもよい。具体的には、差圧式流量センサ、熱線式流量センサのような、質量流量センサを採用することができる。   For example, a flow rate sensor that directly detects the flow rate of the circulating refrigerant circulating in the cycle may be employed as the flow rate detection means. Specifically, a mass flow sensor such as a differential pressure type flow sensor or a hot wire type flow sensor can be employed.

また、圧縮機11として、電動圧縮機を採用する場合は、流量検出手段として、電動圧縮機の回転数を検出する回転数センサを採用できる。さらに、電動圧縮機の電動モータに出力される制御信号(制御電圧、制御周波数等)を検出するセンサを採用してもよい。   Further, when an electric compressor is employed as the compressor 11, a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the electric compressor can be employed as the flow rate detection means. Furthermore, you may employ | adopt the sensor which detects the control signal (control voltage, control frequency, etc.) output to the electric motor of an electric compressor.

(2)上述の各実施形態では、送風量検出手段としての送風量検出回路20bが、送風ファン14aから送風される送風空気量に相関を有する物理量として、送風ファン14aの電動モータに出力される制御電圧BLVを検出した例を説明したが、送風量検出手段は、これに限定されない。例えば、送風量検出手段として、蒸発器14へ送風される送風量を直接検出する流量センサを採用してもよい。   (2) In each of the above-described embodiments, the blower amount detection circuit 20b as the blower amount detection means is output to the electric motor of the blower fan 14a as a physical quantity having a correlation with the blown air amount blown from the blower fan 14a. Although the example which detected the control voltage BLV was demonstrated, the ventilation volume detection means is not limited to this. For example, a flow rate sensor that directly detects the amount of air blown to the evaporator 14 may be employed as the air flow rate detecting means.

(3)上述の各実施形態の冷凍サイクル装置10に対して、放熱器12出口側冷媒と圧縮機11吸入側冷媒とを熱交換をさせる内部熱交換器を設けてもよい。これにより、蒸発器14における入口側冷媒と出口側冷媒とのエンタルピ差(冷凍能力)を増大することができる。   (3) An internal heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant on the outlet side of the radiator 12 and the refrigerant on the suction side of the compressor 11 may be provided for the refrigeration cycle apparatus 10 of each of the embodiments described above. Thereby, the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the inlet side refrigerant and the outlet side refrigerant in the evaporator 14 can be increased.

なお、内部熱交換器を設ける場合は、制御ステップS6にて、冷媒側冷房能力Qerを算出する際に、内部熱交換器によるエンタルピ差の増大量を数式F2のエンタルピ差Ieに加算すればよい。また、内部熱交換器における熱交換量相当量は、熱交換フィン温度Tef1、循環冷媒流量Gr、内部熱交換器の熱交換効率φ等から算出することができる。   In the case where an internal heat exchanger is provided, the amount of increase in the enthalpy difference due to the internal heat exchanger may be added to the enthalpy difference Ie in Formula F2 when calculating the refrigerant side cooling capacity Qer in control step S6. . Further, the heat exchange amount equivalent amount in the internal heat exchanger can be calculated from the heat exchange fin temperature Tef1, the circulating refrigerant flow rate Gr, the heat exchange efficiency φ of the internal heat exchanger, and the like.

(4)上述の各実施形態では、冷媒不足状態であることが判定された場合に、制御ステップS12にて、実質的に圧縮機11の作動を停止させた例を説明したが、圧縮機11の耐久寿命を悪化させない程度に、冷媒吐出能力を低下させて圧縮機11を継続作動させてもよい。これにより、冷凍サイクル装置の冷房能力は低下するものの、冷凍サイクル装置に継続して冷房能力を発揮させることができる。   (4) In each of the above-described embodiments, an example in which the operation of the compressor 11 is substantially stopped in the control step S12 when it is determined that the refrigerant is in a shortage state has been described. The compressor 11 may be operated continuously by reducing the refrigerant discharge capacity to such an extent that the durable life of the compressor 11 is not deteriorated. Thereby, although the cooling capacity of the refrigeration cycle apparatus is lowered, the refrigeration cycle apparatus can continuously exhibit the cooling capacity.

(5)上述の実施形態では、警告手段として警告灯を採用しているが、例えば、音による警告を発する音響機器や振動によって警告を発する振動機器等を採用してもよい。   (5) In the above-described embodiment, a warning light is used as the warning means. However, for example, an acoustic device that issues a warning by sound, a vibration device that generates a warning by vibration, or the like may be used.

(6)上述の実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置10を車両用空調装置に適用した例を説明しているが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、業務用冷蔵冷凍装置、家庭用冷蔵庫等に適用してもよい。また、冷媒も二酸化炭素に限定されることなく、フロン系冷媒、HC系冷媒を採用してもよい。   (6) In the above-described embodiment, an example in which the refrigeration cycle apparatus 10 of the present invention is applied to a vehicle air conditioner has been described, but the application of the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a commercial refrigeration apparatus, a household refrigerator, and the like. Further, the refrigerant is not limited to carbon dioxide, and a chlorofluorocarbon refrigerant or an HC refrigerant may be employed.

(7)上述の実施形態では、放熱器12を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、蒸発器14を室内側熱交換器として車室内の冷却用に適用しているが、蒸発器14を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器12を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルに本発明を適用してもよい。   (7) In the above-described embodiment, the radiator 12 is an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and the evaporator 14 is an indoor heat exchanger that is applied for cooling the vehicle interior. The present invention is applied to a heat pump cycle in which the evaporator 14 is configured as an outdoor heat exchanger that absorbs heat from a heat source such as outside air, and the radiator 12 is configured as an indoor heat exchanger that heats a heated fluid such as air or water. May be.

第1実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。It is a whole lineblock diagram of the refrigerating cycle device of a 1st embodiment. 第1実施形態の制御電流と循環冷媒流量との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the control current of 1st Embodiment, and a circulating refrigerant flow rate. 第1実施形態の車両用空調装置の制御の示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the vehicle air conditioner of 1st Embodiment. 第1実施形態の冷凍サイクル装置の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant of the refrigerating-cycle apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の冷媒側冷房能力および空気側冷房能力の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the refrigerant | coolant side cooling capability and air side cooling capability of 1st Embodiment. 第1実施形態の冷媒封入量の変化に対する熱交換フィン温度、推定冷媒蒸発温度等の変化を示すグラフである。It is a graph which shows changes, such as a heat exchange fin temperature and estimated refrigerant | coolant evaporation temperature, with respect to the change of the refrigerant | coolant enclosure amount of 1st Embodiment. 第1実施形態の冷媒不足状態における冷媒側冷房能力および空気側冷房能力の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the refrigerant | coolant side cooling capability in the refrigerant | coolant insufficient state of 1st Embodiment, and the air side cooling capability. 第1実施形態の別の冷媒不足状態における冷媒側冷房能力および空気側冷房能力の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the refrigerant | coolant side cooling capability and the air side cooling capability in another refrigerant | coolant insufficient state of 1st Embodiment. 第1実施形態の吹出側空気温度センサ取付位置による熱交換フィン温度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the heat exchange fin temperature by the blowing side air temperature sensor attachment position of 1st Embodiment. 第2実施形態の車両用空調装置の制御の示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the vehicle air conditioner of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11 圧縮機
12 放熱器
13 圧力制御弁
14 蒸発器
14a 送風ファン
20a 流量検出回路
20b 送風量検出回路
21 外気温センサ
24 吸込側空気温度センサ
25 吹出側空気温度センサ
34 警告灯
S6 冷媒側能力算出手段
S7 空気側能力算出手段
S8 蒸発温度推定手段
S9 冷媒不足判定手段
Qer 冷媒側冷房能力
Qea 空気側冷房能力
Tef1 熱交換フィン温度
Tef2 推定冷媒蒸発温度
Tein 吸込側空気温度
KTef 基準差
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Compressor 12 Radiator 13 Pressure control valve 14 Evaporator 14a Air blower fan 20a Flow rate detection circuit 20b Air flow rate detection circuit 21 Outside air temperature sensor 24 Suction side air temperature sensor 25 Outlet air temperature sensor 34 Warning light S6 Refrigerant side capacity calculation means S7 Air side capacity calculation means S8 Evaporation temperature estimation means S9 Refrigerant shortage determination means Qer Refrigerant side cooling capacity Qea Air side cooling capacity Tef1 Heat exchange fin temperature Tef2 Estimated refrigerant evaporation temperature Tein Suction side air temperature KTef Reference difference

Claims (10)

冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器(12)にて放熱した冷媒を減圧させる減圧手段(13)と、
前記減圧手段(13)にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器(14)と、
前記蒸発器(14)へ向けて冷媒と熱交換する空気を送風する送風機(14a)と、
サイクル内を循環する循環冷媒流量に相関を有する物理量を検出する流量検出手段(20a)と、
前記室外空気の温度を検出する外気温検出手段(21)と、
前記送風機(14a)から送風される送風空気量に相関を有する物理量を検出する送風量検出手段(20b)と、
前記蒸発器(14)へ送風される空気の温度を検出する吸込側温度検出手段(24)と、
前記蒸発器(14)から吹き出される空気の温度を検出する吹出側温度検出手段(25)と、
少なくとも前記流量検出手段(20a)により検出された検出循環冷媒流量(Gr)、および、前記外気温検出手段(21)により検出された検出外気温(Tam)を用いて冷媒側冷房能力(Qer)を算出する冷媒側能力算出手段(S6)と、
少なくとも前記送風量検出手段(20b)により検出された検出送風空気量(Ga)、前記吸込側温度検出手段(24)により検出された検出吸込側空気温度(Tein)、および、前記吹出側温度検出手段(25)により検出された検出吹出側空気温度(Tef1)を用いて空気側冷房能力(Qea)を算出する空気側能力算出手段(S7)と、
前記空気側冷房能力(Qea)および前記冷媒側冷房能力(Qer)が等しくなる前記蒸発器(14)の冷媒蒸発温度を推定冷媒蒸発温度(Tef2)とする蒸発温度推定手段(S8)と、
サイクル内を循環する冷媒が不足している冷媒不足状態であることを判定する冷媒不足判定手段(S9)とを備え、
前記冷媒不足判定手段(S9)は、前記推定冷媒蒸発温度(Tef2)と前記検出吹出側空気温度(Tef1)との差の絶対値が、予め定めた基準差(KTef)以上となったときに、前記冷媒不足状態であると判定することを特徴とする冷凍サイクル装置。
A compressor (11) for compressing and discharging the refrigerant;
A radiator (12) for radiating the refrigerant discharged from the compressor (11);
Decompression means (13) for decompressing the refrigerant radiated by the radiator (12);
An evaporator (14) for evaporating the refrigerant decompressed by the decompression means (13);
A blower (14a) for blowing air to exchange heat with the refrigerant toward the evaporator (14);
A flow rate detection means (20a) for detecting a physical quantity having a correlation with a circulating refrigerant flow rate circulating in the cycle;
An outside air temperature detecting means (21) for detecting the temperature of the outdoor air;
A blowing amount detecting means (20b) for detecting a physical quantity having a correlation with the blowing air amount blown from the blower (14a);
Suction side temperature detection means (24) for detecting the temperature of air blown to the evaporator (14);
Blowing side temperature detecting means (25) for detecting the temperature of the air blown out from the evaporator (14);
Refrigerant-side cooling capacity (Qer) using at least the detected circulating refrigerant flow rate (Gr) detected by the flow rate detection means (20a) and the detected outside air temperature (Tam) detected by the outside air temperature detection means (21). Refrigerant side capacity calculating means (S6) for calculating
At least the detected blown air amount (Ga) detected by the blown amount detection means (20b), the detected suction side air temperature (Tein) detected by the suction side temperature detection means (24), and the blowout side temperature detection Air-side capacity calculating means (S7) for calculating the air-side cooling capacity (Qea) using the detected outlet-side air temperature (Tef1) detected by the means (25);
Evaporation temperature estimation means (S8) that uses the refrigerant evaporating temperature (Tef2) as the refrigerant evaporating temperature (Tef2) of the evaporator (14) in which the air-side cooling capacity (Qea) and the refrigerant-side cooling capacity (Qer) are equal;
A refrigerant shortage determining means (S9) for determining that the refrigerant circulating in the cycle is short of refrigerant.
When the absolute value of the difference between the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2) and the detected outlet side air temperature (Tef1) is equal to or greater than a predetermined reference difference (KTef), the refrigerant shortage determining means (S9) A refrigeration cycle apparatus that determines that the refrigerant is in a shortage state.
前記圧縮機(11)の冷媒吐出能力を変更する吐出能力変更手段(11a)と、
前記吐出能力変更手段(11a)の作動を制御する吐出能力制御手段(20c)と、
前記冷媒不足判定手段(S9)により前記冷媒不足状態であると判定された際に、これをユーザに警告する警告手段(34)とを備え、
前記吐出能力制御手段(20c)は、前記冷媒不足状態であると判定されたときであって、かつ、前記検出吹出側空気温度(Tef1)が前記推定冷媒蒸発温度(Tef2)より高いときに、前記冷媒吐出能力を低下させることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
Discharge capacity changing means (11a) for changing the refrigerant discharge capacity of the compressor (11);
A discharge capacity control means (20c) for controlling the operation of the discharge capacity changing means (11a);
Warning means (34) for warning the user when the refrigerant shortage determining means (S9) determines that the refrigerant is in a shortage state,
The discharge capacity control means (20c) is when it is determined that the refrigerant is in a shortage state, and when the detected outlet air temperature (Tef1) is higher than the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2), The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the refrigerant discharge capacity is reduced.
前記圧縮機(11)の冷媒吐出能力を変更する吐出能力変更手段(11a)と、
前記吐出能力変更手段(11a)の作動を制御する吐出能力制御手段(20c)とを備え、
前記吐出能力制御手段(20c)は、前記冷媒不足状態であると判定されたときに、前記冷媒吐出能力を低下させることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
Discharge capacity changing means (11a) for changing the refrigerant discharge capacity of the compressor (11);
A discharge capacity control means (20c) for controlling the operation of the discharge capacity changing means (11a),
The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the discharge capacity control means (20c) reduces the refrigerant discharge capacity when it is determined that the refrigerant is in a shortage state.
前記圧縮機は、吐出容量を変更可能に構成された可変容量型圧縮機(11)であり、
前記吐出能力変更手段は、前記吐出容量を変更する容量制御弁(11a)であり、
前記流量検出手段は、前記吐出能力制御手段(20c)から前記容量制御弁(11a)へ出力される制御信号(Ic)を検出することを特徴とする請求項2または3に記載の冷凍サイクル装置。
The compressor is a variable capacity compressor (11) configured to be capable of changing the discharge capacity,
The discharge capacity changing means is a capacity control valve (11a) for changing the discharge capacity,
The refrigeration cycle apparatus according to claim 2 or 3, wherein the flow rate detection means detects a control signal (Ic) output from the discharge capacity control means (20c) to the capacity control valve (11a). .
前記冷媒不足判定手段(S9)により前記冷媒不足状態であると判定された際に、これをユーザに警告する警告手段(34)を備えることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, further comprising warning means (34) for warning the user when the refrigerant shortage determining means (S9) determines that the refrigerant is in a shortage state. 前記冷媒側能力算出手段(S6)は、さらに、前記検出吹出側空気温度(Tef1)を用いて冷媒側冷房能力(Qer)を算出することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。   The refrigerant side capacity calculating means (S6) further calculates a refrigerant side cooling capacity (Qer) by using the detected blowout side air temperature (Tef1). The refrigeration cycle apparatus described in 1. 前記空気側能力算出手段(S7)は、さらに、空気の比熱(Ca)および前記蒸発器(14)の熱交換効率(φe)のうち、少なくとも1つを用いて空気側冷房能力(Qer)を算出することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。   The air side capacity calculating means (S7) further calculates the air side cooling capacity (Qer) using at least one of the specific heat of air (Ca) and the heat exchange efficiency (φe) of the evaporator (14). The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the refrigeration cycle apparatus is calculated. 前記基準差(KTef)は、前記検出吹出側空気温度(Tef1)が前記推定冷媒蒸発温度(Tef2)より低いときに、前記冷媒不足判定手段(S9)が冷媒不足状態であることを判定可能な値に定められていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。   The reference difference (KTef) can determine that the refrigerant shortage determination means (S9) is in a refrigerant shortage state when the detected blow-out air temperature (Tef1) is lower than the estimated refrigerant evaporation temperature (Tef2). The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the refrigeration cycle apparatus is set to a value. 前記圧縮機(11)は、前記冷媒を臨界圧力以上となるまで昇圧することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the compressor (11) raises the pressure of the refrigerant until a critical pressure or higher is reached. 前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the refrigerant is carbon dioxide.
JP2008212728A 2008-08-21 2008-08-21 Refrigerating cycle device Pending JP2010048459A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008212728A JP2010048459A (en) 2008-08-21 2008-08-21 Refrigerating cycle device
DE200910038273 DE102009038273A1 (en) 2008-08-21 2009-08-20 Refrigeration cycle device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008212728A JP2010048459A (en) 2008-08-21 2008-08-21 Refrigerating cycle device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010048459A true JP2010048459A (en) 2010-03-04

Family

ID=42063181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008212728A Pending JP2010048459A (en) 2008-08-21 2008-08-21 Refrigerating cycle device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2010048459A (en)
DE (1) DE102009038273A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101876474A (en) * 2010-07-22 2010-11-03 四川长虹空调有限公司 Method for automatically detecting lack of refrigerant in air-conditioner
WO2011155346A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 サンデン株式会社 Vehicle air-conditioning device, and refrigerant leakage diagnosis method for vehicle air-conditioning device
CN104110792A (en) * 2014-05-30 2014-10-22 美的集团股份有限公司 Control method and device for air conditioning system
CN104154630A (en) * 2014-07-22 2014-11-19 美的集团武汉制冷设备有限公司 Air conditioning system control method and control device
CN105423484A (en) * 2015-11-05 2016-03-23 广东爱晟电子科技有限公司 Detection method and detection circuit for insufficiency of air conditioning refrigerant
JP2017044111A (en) * 2015-08-25 2017-03-02 株式会社日本自動車部品総合研究所 Method of manufacturing compressor, and compressor
WO2020240845A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 三菱電機株式会社 Air conditioner
KR102290450B1 (en) * 2020-12-22 2021-08-18 주식회사 스페이스솔루션 Method for operating digital twin platform service of motor driven system, system and computer-readable medium recording the method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010029546A1 (en) * 2010-06-01 2011-12-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for monitoring the refrigerant charge of an air conditioner
JP2024080722A (en) * 2022-12-05 2024-06-17 ヴァレオ システム テルミク Heat cycle device for vehicle and method for checking refrigerant charge state using the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61197970A (en) * 1985-02-28 1986-09-02 ダイキン工業株式会社 Protective device for compressor of refrigerator
JPH07218058A (en) * 1994-02-01 1995-08-18 Hitachi Ltd Refrigerating/air conditioning device having function for determining proper refrigerant amount
JP2006145087A (en) * 2004-11-17 2006-06-08 Denso Corp Supercritical refrigeration cycle
JP2006153397A (en) * 2004-12-01 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Air conditioner
JP2007017110A (en) * 2005-07-08 2007-01-25 Denso Corp Air conditioner
JP2008180462A (en) * 2007-01-25 2008-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Refrigeration cycle device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3820790B2 (en) 1998-07-07 2006-09-13 株式会社デンソー Pressure control valve
JP3991556B2 (en) 1999-10-04 2007-10-17 株式会社豊田自動織機 Control valve for variable capacity compressor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61197970A (en) * 1985-02-28 1986-09-02 ダイキン工業株式会社 Protective device for compressor of refrigerator
JPH07218058A (en) * 1994-02-01 1995-08-18 Hitachi Ltd Refrigerating/air conditioning device having function for determining proper refrigerant amount
JP2006145087A (en) * 2004-11-17 2006-06-08 Denso Corp Supercritical refrigeration cycle
JP2006153397A (en) * 2004-12-01 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Air conditioner
JP2007017110A (en) * 2005-07-08 2007-01-25 Denso Corp Air conditioner
JP2008180462A (en) * 2007-01-25 2008-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Refrigeration cycle device

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011155346A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 サンデン株式会社 Vehicle air-conditioning device, and refrigerant leakage diagnosis method for vehicle air-conditioning device
CN101876474A (en) * 2010-07-22 2010-11-03 四川长虹空调有限公司 Method for automatically detecting lack of refrigerant in air-conditioner
CN104110792A (en) * 2014-05-30 2014-10-22 美的集团股份有限公司 Control method and device for air conditioning system
CN104110792B (en) * 2014-05-30 2017-02-08 美的集团股份有限公司 Control method and device for air conditioning system
CN104154630A (en) * 2014-07-22 2014-11-19 美的集团武汉制冷设备有限公司 Air conditioning system control method and control device
CN104154630B (en) * 2014-07-22 2017-05-24 美的集团武汉制冷设备有限公司 Air conditioning system control method and control device
JP2017044111A (en) * 2015-08-25 2017-03-02 株式会社日本自動車部品総合研究所 Method of manufacturing compressor, and compressor
WO2017033349A1 (en) * 2015-08-25 2017-03-02 株式会社デンソー Method of manufacturing compressor, and compressor
CN105423484A (en) * 2015-11-05 2016-03-23 广东爱晟电子科技有限公司 Detection method and detection circuit for insufficiency of air conditioning refrigerant
WO2020240845A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 三菱電機株式会社 Air conditioner
JPWO2020240845A1 (en) * 2019-05-31 2021-10-21 三菱電機株式会社 Air conditioner
KR102290450B1 (en) * 2020-12-22 2021-08-18 주식회사 스페이스솔루션 Method for operating digital twin platform service of motor driven system, system and computer-readable medium recording the method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009038273A1 (en) 2010-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010048459A (en) Refrigerating cycle device
JP2009192090A (en) Refrigerating cycle device
US7836716B2 (en) Refrigerant cycle device and control system for vehicle
JP2007163016A (en) Ejector type refrigerating cycle and method for controlling it
JP4453724B2 (en) Refrigeration cycle equipment for vehicles
US20070237648A1 (en) Compressor driving torque estimating apparatus and compressor driving source control apparatus
JP2006010136A (en) Supercritical heat pump cycle device
JP4882978B2 (en) Refrigeration cycle equipment
JP4297179B2 (en) Compressor torque estimation device
JP2006266172A (en) Compressor displacement control device and refrigeration cycle device
JP2011051491A (en) Air conditioning device for vehicle
JP4467899B2 (en) Refrigeration cycle equipment
JP2012042113A (en) Ejector-type refrigerant cycle device
JP2006138314A (en) Torque-calculating device for variable capacity compressor and its method
JP5533483B2 (en) Compressor torque estimation device
JP2009243784A (en) Refrigerant shortage detection device
JP2009097772A (en) Refrigerating cycle device
JP2006145087A (en) Supercritical refrigeration cycle
WO2017187790A1 (en) Coolant quantity insufficiency sensing device and refrigeration cycle device
JP2010126138A (en) Refrigeration cycle device for vehicle
JP6565737B2 (en) Refrigeration cycle equipment
JP2009063230A (en) Refrigerating cycle device and air conditioning device for vehicle
JP4941363B2 (en) Refrigeration cycle equipment
JP4525515B2 (en) Refrigeration cycle equipment
JP4804797B2 (en) Control method for variable capacity compressor for air conditioner and torque calculation device for variable capacity compressor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111101

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20111108

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Effective date: 20120228

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02