JP2011099591A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷媒量の適否をより正確に判定する。
【解決手段】冷媒回路10は、圧縮機21と、室外熱交換器23と、室外膨張弁24と、室内熱交換器41と、四路切換弁22と、を有する。算出手段は、冷房運転時における室外熱交換器23または暖房運転時における室内熱交換器41の出口における冷媒の過冷却度、または、過冷却度に相当する物理量を算出する、および/または、過冷却度または過冷却度に相当する物理量の変動に応じて変動可能な運転状態量を過冷却度関連値として算出する。補正手段は、第2過冷却度関連値を、冷媒の循環量と冷房運転時における室外熱交換器23または暖房運転時における室内熱交換器41の熱通過率とにより補正して、補正後第2過冷却度関連値として導出する。冷媒量適否判定手段は、第1過冷却度関連値と補正後第2過冷却度関連値との比較によって、第2時点における冷媒回路10内の冷媒量の適否を判定する。
【選択図】図1
【解決手段】冷媒回路10は、圧縮機21と、室外熱交換器23と、室外膨張弁24と、室内熱交換器41と、四路切換弁22と、を有する。算出手段は、冷房運転時における室外熱交換器23または暖房運転時における室内熱交換器41の出口における冷媒の過冷却度、または、過冷却度に相当する物理量を算出する、および/または、過冷却度または過冷却度に相当する物理量の変動に応じて変動可能な運転状態量を過冷却度関連値として算出する。補正手段は、第2過冷却度関連値を、冷媒の循環量と冷房運転時における室外熱交換器23または暖房運転時における室内熱交換器41の熱通過率とにより補正して、補正後第2過冷却度関連値として導出する。冷媒量適否判定手段は、第1過冷却度関連値と補正後第2過冷却度関連値との比較によって、第2時点における冷媒回路10内の冷媒量の適否を判定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、冷凍装置に関する。
従来、例えば、特許文献1(特開2006−23072号公報)に記載のように、冷媒回路内に充填される冷媒量の適否を定期的に判定する機能を備えた冷凍装置が提案されている。特許文献1(特開2006−23072号公報)に記載の空気調和装置では、冷房運転時に、蒸発器の出口における過熱度が正値になるように、かつ、凝縮圧力および蒸発圧力が一定になるように制御し、この状態において、凝縮器の出口における過冷却度を検知することで冷媒量の適否を判定している。
特許文献1(特開2006−23072号公報)に記載のような空気調和装置では、例えば、冷房運転時、室外ユニットが設置される外部の環境等によって凝縮器における熱交換効率に変動が生じることがあり、これに伴って凝縮器の出口における過冷却度にも変動が生じることが想定される。このため、冷媒量の適否を判定する際、誤った判定がされることが懸念される。
一方、冷凍装置の冷媒回路内に充填される冷媒量が適当でない場合、あるいは、時間の経過に伴い冷媒量が減った場合、冷凍装置の能力が低下してしまうことが懸念される。よって、冷凍装置における冷媒量の適否の判定に関しては、より高い正確性が要求される。
そこで、本発明の課題は、冷媒量の適否を簡易に且つより正確に判定することができる冷凍装置を提供することにある。
第1発明に係る冷凍装置は、冷媒回路と、算出手段と、補正手段と、冷媒量適否判定手段とを備える。冷媒回路は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張機構と、利用側熱交換器と、冷房運転と暖房運転とを切換可能な切換機構と、を有する。冷房運転では、熱源側熱交換器を圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、且つ、利用側熱交換器を熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として、機能させる。暖房運転では、利用側熱交換器を圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、且つ、熱源側熱交換器を利用側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として、機能させる。算出手段は、第1の算出処理、および/または、第2の算出処理を行う。第1の算出処理とは、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器の出口における冷媒の過熱度が正値に制御される状態において、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度、または、過冷却度に相当する物理量、を算出することである。第2の算出処理とは、過冷却度または過冷却度に相当する物理量の変動に応じて変動可能な運転状態量を、過冷却度関連値として算出することである。補正手段は、第1時点における過冷却度関連値である第1過冷却度関連値と第2時点における過冷却度関連値である第2過冷却度関連値との比較において、第2過冷却度関連値を補正後第2過冷却度関連値として導出する。第2過冷却度関連値を補正後第2過冷却度関連値として導出する導出処理とは、第1時点および第2時点における冷媒の循環量と冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の熱通過率とにより、第2過冷却度関連値を補正することである。冷媒量適否判定手段は、第1過冷却度関連値と補正後第2過冷却度関連値との比較によって、第2時点における冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する。
ここで、例えば、第1時点とは、冷凍装置の設置直後の時点であり、第2時点とは、第1時点より後において定期的に行われる冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する時点である。
第1発明に係る冷凍装置では、第1過冷却度関連値と、第2過冷却度関連値を第1時点および第2時点における冷媒の循環量と冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の熱通過率とにより補正して導出する補正後第2過冷却度関連値と、を比較することによって、第2時点における冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する。これにより、第2時点における冷媒回路内の冷媒量の適否、すなわち、冷媒回路内の冷媒が外部に漏洩していないかどうか、を簡易に且つより正確に判定することができる。
第2発明に係る冷凍装置は、第1発明に係る冷凍装置であって、算出手段は、過冷却度または過冷却度に相当する物理量を、冷媒の凝縮温度と外気温度との差で除して、過冷却度関連値を算出する。
第2発明に係る冷凍装置では、例えば、冷房運転時において、熱源側熱交換器の汚れや熱源側熱交換器の周囲の状況等によって過冷却度または過冷却度に相当する物理量が変化する場合、冷媒の凝縮温度も変化すると考えられる。よって、過冷却度または過冷却度に相当する物理量を、冷媒の凝縮温度に関連付けられる値、すなわち、凝縮温度と外気温度との差の値で除して過冷却度関連値を算出することで、冷媒量の適否の判定結果が、冷房運転時における熱源側熱交換器の汚れや熱源側熱交換器の周囲の状況等の影響を受けることを極力抑制することができる。
第3発明に係る冷凍装置は、第1発明に係る冷凍装置であって、算出手段は、熱通過率と、循環量と、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の伝熱管の液冷媒が触れる面積と、の少なくとも1つに関連付けられる関係式を用いて、過冷却度関連値を算出する。
第3発明に係る冷凍装置では、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器の出口における冷媒の過熱度が正値になるように制御している。よって、圧縮機と、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器とを接続する流路内に確実にガス冷媒が流れる状態を作り出し、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器に液冷媒が多く溜まるような状態を作り出している。このような状態において、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の熱通過率と、冷媒の循環量と、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の伝熱管の液冷媒が触れる内面積と、の少なくとも1つに関連付けられる関係式を用いて、過冷却度関連値を算出することで、冷媒量の適否を精度良く判定することができる。
第4発明に係る冷凍装置は、第1発明に係る冷凍装置であって、算出手段は、熱通過率を循環量で除した値に、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の伝熱管の液冷媒が触れる面積を乗算して、過冷却度関連値を算出する。
第4発明に係る冷凍装置では、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器の出口における冷媒の過熱度が正値になるように制御している。よって、圧縮機と、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器とを接続する流路内に確実にガス冷媒が流れる状態を作り出し、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器に液冷媒が多く溜まるような状態を作り出している。このような状態において、熱通過率を循環量で除した値に、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の伝熱管の液冷媒が触れる内面積を乗算して過冷却度関連値を算出することによって、冷媒量の適否を精度良く判定することができる。
第5発明に係る冷凍装置は、第1発明〜第4発明のいずれかに係る冷凍装置であって、補正手段は、第2過冷却度関連値に、第1時点における熱通過率を第2時点における熱通過率で除した値と、第2時点における循環量を第1時点における循環量で除した値とを乗算して補正することによって、補正後第2過冷却度関連値を導出する。
第5発明に係る冷凍装置では、第2過冷却度関連値を、第1時点における熱通過率を第2時点における熱通過率で除した値と、第2時点における循環量を第1時点における循環量で除した値とを乗算して補正することによって、第1時点における熱通過率および循環量と、第2時点における熱通過率および循環量とをほぼ同様の値となるようにすることができる。すなわち、補正後第2過冷却度関連値と、第1時点における第1過冷却度関連値とを直接比較することができるようになっている。
第6発明に係る冷凍装置は、第3発明または第4発明に係る冷凍装置であって、算出手段は、過冷却度または過冷却度に相当する物理量を凝縮温度と外気温度との差で除した値に、循環量を熱通過率で除した値を乗算して、さらに面積を算出する。
第6発明に係る冷凍装置では、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の伝熱管の液冷媒が触れる部分の面積を算出して過冷却度関連値を算出することによって、冷媒量の適否を精度良く判定することができる。
第7発明に係る冷凍装置は、第1発明〜第6発明のいずれかに係る冷凍装置であって、算出手段は、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の伝熱管の内外における熱伝達率と、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の伝熱管の内外の伝熱面積とから、さらに熱通過率を算出する。
第7発明に係る冷凍装置では、例えば、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の状態(例えば、汚れている等)によって、熱通過率は変化するものと考えられる。よって、熱通過率を算出することで、冷媒量の適否の判定を精度良く行うことができる。
第8発明に係る冷凍装置は、第1発明〜第7発明のいずれかに係る冷凍装置であって、算出手段は、圧縮機の運転状態を示す圧縮機運転状態値から、さらに循環量を算出する。
ここで、圧縮機運転状態値とは、例えば、圧縮機に吸入される冷媒の吸入密度から求められる値である。
第8発明に係る冷凍装置では、例えば、フィルタの汚れ等によって、冷凍装置の運転状態量を表す冷媒の循環量は小さくなると考えられる。よって、冷媒の循環量を算出することによって、冷媒量の適否の判定を精度良く行うことができる。
第9発明に係る冷凍装置は、第1発明〜第8発明のいずれかに係る冷凍装置であって、機器制御手段をさらに備える。機器制御手段は、膨張機構を制御する。機器制御手段が膨張機構を制御することによって、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器の出口における冷媒の過熱度が正値に制御される。
第9発明に係る冷凍装置では、圧縮機と、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器とを接続する流路内に確実にガス冷媒が流れる状態を作り出し、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器に液冷媒が多く溜まるような状態を作り出すことができる。
第1発明に係る冷凍装置では、第2時点における冷媒回路内の冷媒量の適否、すなわち、冷媒回路内の冷媒が外部に漏洩していないかどうか、を簡易に且つより正確に判定することができる。
第2発明に係る冷凍装置では、過冷却度または過冷却度に相当する物理量を、冷媒の凝縮温度に関連付けられる値、すなわち、凝縮温度と外気温度との差で除して過冷却度関連値を算出することで、冷媒量の適否の判定結果が、冷房運転時における熱源側熱交換器の汚れや熱源側熱交換器の周囲の状況等の影響を受けることを極力抑制することができる。
第3発明に係る冷凍装置および第4発明に係る冷凍装置では、冷媒量の適否を精度良く判定することができる。
第5発明に係る冷凍装置では、第2過冷却度関連値を、第1時点における熱通過率を第2時点における熱通過率で除した値と、第2時点における循環量を第1時点における循環量で除した値とを乗算して補正することによって、第1時点における熱通過率および循環量と、第2時点における熱通過率および循環量とをほぼ同様の値となるようにすることができる。すなわち、補正後第2過冷却度関連値と、第1時点における第1過冷却度関連値とを直接比較することができるようになっている。
第6発明に係る冷凍装置では、冷房運転時における熱源側熱交換器または暖房運転時における利用側熱交換器の伝熱管の液冷媒が触れる部分の面積を算出して過冷却度関連値を算出することによって、冷媒量の適否を精度良く判定することができる。
第7発明に係る冷凍装置では、熱通過率を算出することで、冷媒量の適否の判定を精度良く行うことができる。
第8発明に係る冷凍装置では、冷媒の循環量を算出することによって、冷媒量の適否の判定を精度良く行うことができる。
第9発明に係る冷凍装置では、圧縮機と、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器とを接続する流路内に確実にガス冷媒が流れる状態を作り出し、冷房運転時における利用側熱交換器または暖房運転時における熱源側熱交換器に液冷媒が多く溜まるような状態を作り出すことができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る空気調和装置1について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
<空気調和装置1の構成>
空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、建物内の居室における冷暖房に使用される装置である。空気調和装置1は、図1に示すように、主として、1台の室外ユニット2と、室内ユニット4と、室外ユニット2と室内ユニット4とを接続する液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7とを備えている。すなわち、室外ユニット2と、室内ユニット4と、液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7とが接続されることにより、空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。
空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、建物内の居室における冷暖房に使用される装置である。空気調和装置1は、図1に示すように、主として、1台の室外ユニット2と、室内ユニット4と、室外ユニット2と室内ユニット4とを接続する液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7とを備えている。すなわち、室外ユニット2と、室内ユニット4と、液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7とが接続されることにより、空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。
(1)室内ユニット4
まず、室内ユニット4の構成について説明する。
まず、室内ユニット4の構成について説明する。
室内ユニット4は、居室内の天井に埋め込まれたり吊り下げられたりして、又は、居室内の壁面に掛けられて設置される。室内ユニット4は、液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7を介して室外ユニット2に接続されている。
また、室内ユニット4は、主として、冷媒回路10の一部を構成する室内側冷媒回路10aを有している。室内側冷媒回路10aは、主として、室内熱交換器41を有している。
室内熱交換器41は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室内熱交換器41は、空気調和装置1の冷房運転時には、冷媒の蒸発器として機能して居室内の空気を冷却する。また、室内熱交換器41は、空気調和装置1の暖房運転時には、冷媒の凝縮器として機能して居室内の空気を加熱する。
また、室内ユニット4は、室内ファン42を有している。室内ファン42は、室内ユニット4内に居室内の空気を吸入して、室内熱交換器41において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための送風ファンとして機能する。また、室内ファン42は、室内ファンモータ42mによって駆動され、室内熱交換器41に供給する空気の風量を可変することが可能なファンである。室内ファンモータ42mは、インバータ装置(図示せず)を介して電力の供給を受けて駆動されるようになっており、周波数(すなわち、回転数)を可変することによって、室内ファン42の風量を可変することが可能である。
また、室内ユニット4には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室内熱交換器41内を流れる冷媒の温度を検出する室内熱交温度センサ43と、室内ユニット4内に流入する室内空気の温度(すなわち、室内温度)を検出する室内温度センサ44とが設けられている。
(2)室外ユニット2
次に、室外ユニット2の構成について説明する。
次に、室外ユニット2の構成について説明する。
室外ユニット2は、建物の室外に設置されており、液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7を介して室内ユニット4に接続されている。
また、室外ユニット2は、冷媒回路10の一部を構成する室外側冷媒回路10bを有している。室外側冷媒回路10bは、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、室外膨張弁24と、アキュムレータ25と、液側閉鎖弁26と、ガス側閉鎖弁27とを有している。
圧縮機21は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、圧縮機用モータ21mによって駆動される容積式圧縮機である。
四路切換弁22は、冷媒の流れ方向を切り換えるための切換機構としての弁であり、第1状態(図1の四路切換弁22の実線を参照)と、第2状態(図1の四路切換弁22の破線を参照)とを採ることができる。
第1状態では、圧縮機21の吐出側と室外熱交換器23のガス側とが接続されると共に圧縮機21の吸入側と室内熱交換器41のガス側とが接続されている。すなわち、四路切換弁22が第1状態を採る場合は、冷媒回路10が冷房運転の状態となっている。第2状態では、圧縮機21の吐出側と室内熱交換器41のガス側(具体的には、ガス側冷媒連絡配管7)とが接続されると共に圧縮機21の吸入側(具体的には、アキュムレータ25)と室外熱交換器23のガス側とが接続されている。すなわち、四路切換弁22が第2状態を採る場合は、冷媒回路10が暖房運転の状態となっている。
室外熱交換器23は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室外熱交換器23は、そのガス側が四路切換弁22に接続され、その液側が液側冷媒連絡配管6に接続されている。室外熱交換器23は、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。
室外膨張弁24は、膨張機構であり、室外側冷媒回路10b内を流れる冷媒の圧力や流量の調節を行うために、室外熱交換器23の液側に接続された電動膨張弁である。
アキュムレータ25は、圧縮機21と四路切換弁22との間に接続されており、室内ユニット4の運転負荷に応じて冷媒回路10内に発生する余剰冷媒を溜めることが可能な容器である。
液側閉鎖弁26およびガス側閉鎖弁27は、外部の機器・配管(具体的には、液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁26は、室外熱交換器23に接続されている。ガス側閉鎖弁27は、四路切換弁22に接続されている。液側閉鎖弁26およびガス側閉鎖弁27は、室外ユニット2内に初期充填されている冷媒を封入する機能を有している。一般に、空気調和装置1の据付時、施工者は、現地において室内ユニット4と室外ユニット2とを液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7によって接続し冷媒回路10を完成させるが、冷媒回路10を完成させた後、これらの液側閉鎖弁26およびガス側閉鎖弁27を手動で開の状態にする。これにより、室外ユニット2(具体的には、室外熱交換器23)内に封入されていた冷媒は、冷媒回路10へ拡がるようになっている。
また、室外ユニット2は、室外ファン28を有している。室外ファン28は、室外ユニット2内に室外空気を吸入して、室外熱交換器23において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための送風ファンとして機能する。また、室外ファン28は、室外熱交換器23に供給する外気の量を可変することが可能なファンであり、室外ファンモータ28mによって駆動されるプロペラファンである。室外ファンモータ28mは、インバータ装置(図示せず)を介して電力の供給を受けて駆動されるようになっており、周波数(すなわち、回転数)を可変することによって、室外ファン28の風量を可変することが可能である。
また、室外ユニット2には、各種のセンサ29〜34が設けられている。具体的には、室外ユニット2には、圧縮機21に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ29と、室外熱交換器23内を流れる冷媒の温度を検出する室外熱交温度センサ30と、圧縮機21に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ31と、室外熱交換器23の液側における冷媒の温度を検出する液側温度センサ32と、室外ユニット2が設置される外部の空気である外気温度を検出する外気温度センサ33と、圧縮機21から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ34とが設けられている。
以上のように、室内側冷媒回路10aと、室外側冷媒回路10bとが液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7によって接続されることで空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。
<制御ユニット9の構成>
制御ユニット9は、図2に示すように、制御部91と、記憶部92とを有する。
制御ユニット9は、図2に示すように、制御部91と、記憶部92とを有する。
制御部91は、マイクロコンピュータ等から構成されており、室内制御部91aと、室外制御部91bとを有する。
室内制御部91aは、各種のセンサ43,44と接続されており、各種のセンサ43,44からの検出信号の受信、室内ユニット4の操作を行うためのリモコン(図示せず)との間での制御信号等のやり取り、室外制御部91bとの間での伝送線を介しての制御信号等のやり取り等を行う。そして、室内制御部91aは、室内ユニット4の各種機器(例えば、室内ファン42を駆動するための室内ファンモータ42m)の動作を制御する。室外制御部91bは、各種のセンサ29〜34と接続されており、各種のセンサ29〜34からの検出信号の受信、室内制御部91aとの間での伝送線を介しての制御信号等のやり取り等を行う。そして、室外制御部91bは、室外ユニット2の各種機器(例えば、圧縮機21を駆動するための圧縮機モータ21mや室外ファン28を駆動するための室外ファンモータ28m)の動作を制御する。
記憶部92は、RAMやROM等のメモリから成る。記憶部92は、後述する冷媒量判定運転モードにおける冷媒量判定運転において得られた所定のパラメータ等を格納する。
<空気調和装置1の動作>
以下、空気調和装置1の動作について説明する。なお、以下の動作は、制御ユニット9が行う。
以下、空気調和装置1の動作について説明する。なお、以下の動作は、制御ユニット9が行う。
空気調和装置1の運転モードとしては、主として、通常運転モードと、冷媒量判定運転モードとがある。通常運転モードには、冷房運転と暖房運転とが含まれる。冷房運転や暖房運転は、室内ユニット4の運転負荷に応じて、室外ユニット2および室内ユニット4の各種機器の制御を行う。冷媒量判定運転モードには、冷媒回路10内の冷媒量の適否の判定(例えば、冷媒回路10内の冷媒が外部に漏洩していないかどうかの判定)を定期的に行う冷媒量判定運転が含まれる。冷媒量判定運転は、冷房運転時においては蒸発器として機能する室内熱交換器41の出口における冷媒の過熱度SHを、また、暖房運転時においては蒸発器として機能する室外熱交換器23の出口における冷媒の過熱度SHを一定の正の値になるように制御しつつ、冷房運転時においては凝縮器として機能する室外熱交換器23の出口における冷媒の過冷却度SCを、また、暖房運転時においては凝縮器として機能する室内熱交換器41の出口における冷媒の過冷却度SCを検出して冷媒回路10内に充填されている冷媒量の適否を判定する。なお、ここでは、冷媒の過熱度SHを一定の正の値に制御しているが、これに限られるものではなく、正の値になるように制御するだけであってもよい。
以下、空気調和装置1の各運転モードにおける動作について説明する。
(1)通常運転モード
(a)冷房運転
まず、通常運転モードにおける冷房運転について、図1を用いて説明する。
(a)冷房運転
まず、通常運転モードにおける冷房運転について、図1を用いて説明する。
冷房運転時は、四路切換弁22が第1状態を採る。すなわち、圧縮機21の吐出側が室外熱交換器23に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側が室内熱交換器41に接続された状態となっている。
この状態において、圧縮機21および室外ファン28等を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、四路切換弁22を経由して室外熱交換器23に送られて、室外ファン28によって供給される室外空気と熱交換を行う。このとき、高圧のガス冷媒は、室外空気と熱交換を行うことによって凝縮されて高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、室外膨張弁24によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、液側閉鎖弁26および液側冷媒連絡配管6を経由して、室内ユニット4に送られる。
室内ユニット4に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器41に送られ、室内熱交換器41で室内空気と熱交換を行う。このとき、低圧の気液二相状態の冷媒は、室内空気と熱交換を行うことによって、蒸発されて低圧のガス冷媒となる。なお、室内熱交換器41には、室内ユニット4が設置された室内において要求される運転負荷に応じた流量の冷媒が流れる。
低圧のガス冷媒は、ガス側冷媒連絡配管7を経由して室外ユニット2に送られ、ガス側閉鎖弁27および四路切換弁22を経由して、アキュムレータ25に流入する。アキュムレータ25に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機21に吸入される。ここで、例えば、室内ユニット4の運転負荷が小さい場合や室内ユニット4の運転が停止している場合等、冷媒回路10内に余剰冷媒が発生する場合には、アキュムレータ25に余剰冷媒が溜まるようになっている。
(b)暖房運転
次に、通常運転モードにおける暖房運転について説明する。
次に、通常運転モードにおける暖房運転について説明する。
暖房運転時は、四路切換弁22が第2状態を採る。すなわち、圧縮機21の吐出側が室内熱交換器41に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側が室外熱交換器23に接続された状態となっている。
この状態において、圧縮機21および室外ファン28が起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され圧縮されて高圧のガス冷媒となり、四路切換弁22、ガス側閉鎖弁27およびガス側冷媒連絡配管7を経由して、室内ユニット4に送られる。
室内ユニット4に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器41において、室内空気と熱交換を行って凝縮されて高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、液側冷媒連絡配管6を経由して室外ユニット2に送られる。なお、室内熱交換器41には、室内ユニット4が設置された室内において要求される運転負荷に応じた流量の冷媒が流れる。
高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁26を経由して、室外膨張弁24によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23に流入した気液二相状態の冷媒は、室外ファン28によって供給される室外空気と熱交換を行う。このとき気液二相状態の冷媒は、蒸発されて低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、四路切換弁22を経由してアキュムレータ25に流入する。アキュムレータ25に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機21に吸入される。ここで、例えば、室内ユニット4の運転負荷が小さい場合や室内ユニット4の運転が停止している場合等、冷媒回路10内に余剰冷媒が発生する場合には、アキュムレータ25に余剰冷媒が溜まるようになっている。
(2)冷媒量判定運転モード
以下、冷媒量判定運転モードにおける冷媒量判定運転について説明する。冷媒量判定運転においては、まず、空気調和装置1の据付後に初めて基準設定運転を行う。そして、冷媒回路10内の冷媒が漏洩していないかどうかを判定するために、基準設定運転を行った後、定期的に(例えば、1年毎で、空調空間に負荷を必要としないとき等)冷媒量適否判定運転を行う。なお、これらの運転は、処理方法が異なるため、以下では、基準設定運転と冷媒量適否判定運転とについて分けて説明する。
以下、冷媒量判定運転モードにおける冷媒量判定運転について説明する。冷媒量判定運転においては、まず、空気調和装置1の据付後に初めて基準設定運転を行う。そして、冷媒回路10内の冷媒が漏洩していないかどうかを判定するために、基準設定運転を行った後、定期的に(例えば、1年毎で、空調空間に負荷を必要としないとき等)冷媒量適否判定運転を行う。なお、これらの運転は、処理方法が異なるため、以下では、基準設定運転と冷媒量適否判定運転とについて分けて説明する。
なお、ここでいう据付後の空気調和装置1とは、空気調和装置1を設置する現地において、冷媒が予め充填された室外ユニット2と、室内ユニット4とを液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7を介して接続して冷媒回路10を構成した後に、液側閉鎖弁26およびガス側閉鎖弁27を開けて冷媒回路10内に冷媒が充満された状態になっている空気調和装置1を意味するものとする。
(a)基準設定運転(基準設定運転時は、第1時点に相当)
まず、基準設定運転について図3を用いて説明する。
まず、基準設定運転について図3を用いて説明する。
空気調和装置1の据付後、施工者等がリモコン(図示せず)や制御ユニット9に実装される運転開始スイッチ等を通じて冷媒量判定運転を行うように指令を出すと、基準設定運転が開始される。
ここで、基準設定運転を行うのは、後に定期的に行われる冷媒量適否判定運転において冷媒回路10内の冷媒が漏洩していないかどうかを判定するためである。すなわち、基準設定運転において(冷媒回路10内の冷媒が外部に漏洩していない初期状態において)、所定のパラメータを取得しておき、当該所定のパラメータを、後に行う冷媒量適否判定運転において冷媒回路10内の冷媒が外部に漏洩していないかどうかを判定するための比較対象とするためである。
まず、ステップS1では、強制的に室内ユニット4の冷房運転を行う。ここでは、強制的に冷媒回路10内を循環する冷媒量が多くなる状態を作り出している。
ステップS2では、蒸発器として機能する室内熱交換器41の出口における冷媒の過熱度SHを一定の正の値(例えば、15℃)になるように(すなわち、室内熱交換器41の出口のガス冷媒が過熱状態になるように)制御する。具体的には、室外膨張弁24の開度を制御することによって室内熱交換器41の出口における冷媒の過熱度を一定の正の値になるように制御している。これにより、アキュムレータ25に余剰冷媒が溜まらない状態を作り出すことができるので、液冷媒を凝縮器として機能する室外熱交換器23に溜めることができる。
ステップS3では、室外熱交換器23の出口における冷媒の過冷却度SCの変動に応じて変動可能な運転状態量として表される過冷却度関連値としての相対過冷却度SC′を算出する。
相対過冷却度SC′の算出方法としては、まず、室外熱交換器23の出口における冷媒の過冷却度SCを算出する。具体的には、室外熱交温度センサ30によって検出される冷媒温度(すなわち、冷媒の凝縮温度Tc)から液側温度センサ32によって検出される冷媒温度を差し引くことによって算出する。なお、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、吐出圧力センサ34によって検出される冷媒の吐出圧力を冷媒の飽和温度に換算し、この冷媒の飽和温度から液側温度センサ32によって検出される冷媒温度を差し引くことによって過冷却度SCを算出してもよい。また、室外熱交換器23における冷媒の凝縮圧力を検出する凝縮圧力センサ(図示せず)を設け、この凝縮圧力センサによって検出される冷媒圧力(凝縮圧力)を冷媒の飽和温度に換算し、この飽和温度から液側温度センサ32によって検出される冷媒温度を差し引くことによって、過冷却度SCを算出してもよい。
次に、過冷却度SCから相対過冷却度SC′を算出するための関係式を以下に示す。
(式1)SC′=SC/(Tc−Ta)
(式1)SC′=SC/(Tc−Ta)
相対過冷却度SC′は、過冷却度SCを冷媒の凝縮温度Tcから外気温度Taを差し引いた値で除した関数式として表される。
この(式1)は、予め記憶部92に記憶されている。
なお、このステップにおいては、相対過冷却度SC′の算出に必要なパラメータ(凝縮温度Tc、外気温度Ta)を、各種のセンサから取得する。
ステップS4では、ステップS3で算出する相対過冷却度SC′が安定したかを判定する。なお、ここでいう相対過冷却度SC′の安定とは、数値の変化にブレがなくなることを意味する。相対過冷却度SC′が安定したと判定する場合は、ステップS5へ移行し、他方、相対過冷却度SC′が安定していないと判定する場合は、ステップS3およびステップS4を繰り返す。
ステップS5では、数値が安定した相対過冷却度SC′を、基準相対過冷却度SSC′(第1時点における過冷却度関連値に相当)として記憶部92に格納する。また、ここでは、基準相対過冷却度SSC′の他にも各種のパラメータを記憶部92に格納する。具体的には、冷媒の凝縮器として機能する室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Ks(第1時点における熱通過率に相当)と、冷媒回路10内の冷媒の循環量Grs(第1時点における冷媒の循環量に相当)とである。
ここで、熱通過率Ksと、冷媒回路10内の冷媒の循環量Grsとの算出方法について説明する。なお、ここでは、基準設定運転時における室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Ksおよび基準設定運転時における冷媒回路10内の冷媒の循環量Grsに限らず、所定時点における室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Kと、所定時点における冷媒回路10内の冷媒の循環量Grとの算出方法について説明する。
(凝縮器として機能する熱交換器の伝熱管の熱通過率Kの算出方法について)
熱通過率K(W/(m2・k))の逆数を求める関係式は、
(式2)1/K=1/ha+Ri/hr
である。
熱通過率K(W/(m2・k))の逆数を求める関係式は、
(式2)1/K=1/ha+Ri/hr
である。
熱通過率Kの逆数は、伝熱管の空気側熱伝達率ha(W/(m2・k))と、伝熱管の冷媒側熱伝達率hr(W/(m2・k))(これらの空気側熱伝達率haおよび冷媒側熱伝達率hrは、伝熱管の内外における熱伝達率に相当)と、伝熱管における空気側伝熱面積と冷媒側伝熱面積(伝熱管の内外の伝熱面積に相当)との面積比(伝熱管の内外面積比)Riとの関数式として表される。
面積比Riは、室外熱交換器23の形状によって決定される値であり、予め記憶部92に記憶されている。
空気側熱伝達率haを求める関係式は、
(式3)ha=a×vb(a,bは、室外熱交換器23の形状により定まる一定の値)
である。
(式3)ha=a×vb(a,bは、室外熱交換器23の形状により定まる一定の値)
である。
よって、空気側熱伝達率haは、室外熱交換器23の伝熱管の外方を通る空気の風速v(m/s)に影響される。
ここで、風速センサを用いて風速vを検出してもよいが、本実施形態では、コストの抑制を考慮し風速センサを用いない構成としている。よって、ここでは、空気の風速vに非常に敏感に反応する状態量である室外熱交換温度差Δtを用いて風速vを算出する。具体的には、室外熱交換温度差Δtと風速vとの関係式または関係マップを試験等によって予め作成し記憶部92に記憶している。ここで、室外熱交換温度差Δtとは、冷媒の凝縮温度Tcと外気温度Taとの差の値である(Δt=Tc−Ta)。そして、室外熱交換温度差Δtと空気側熱伝達率haとの関係を表す関係式または関係マップを試験等によって予め作成して記憶部92に記憶しておき、室外熱交換温度差Δtから空気側熱伝達率haを算出している。
冷媒側熱伝達率hrを求める関係式は、
(式4)hr={(A×P1+B)×Nu}/d
である。
(式4)hr={(A×P1+B)×Nu}/d
である。
冷媒側熱伝達率hrは、吐出圧力センサ34によって検出される冷媒の吐出圧力P1の関数式として表される。
なお、A,Bは、冷媒の吐出圧力P1の値によって一意的に決定される値であり、A,Bそれぞれと冷媒の吐出圧力P1の値との関係を示すテーブルが予め記憶部92に記憶されている。Nuは、ヌセルト数である。d(m)は、伝熱管の管径であり、室外熱交換器23の構造により一意的に決定される。dは、予め記憶部92に格納されている。
ヌセルト数Nuは、無次元数であり、その関係式は、
(式5)Nu=0.023×Re0.8×Pr0.4(Reはレイノルズ数、Prは、プラントル数)
である。
(式5)Nu=0.023×Re0.8×Pr0.4(Reはレイノルズ数、Prは、プラントル数)
である。
レイノルズ数Reを求める関係式は、
(式6)Re=C×(m/D)×(E×P1+F)/d
である。
(式6)Re=C×(m/D)×(E×P1+F)/d
である。
C,E,Fは、冷媒の吐出圧力P1の値によって一意的に決定される値であり、それぞれの、冷媒の吐出圧力P1の値との関係を示すテーブルが予め記憶部92に記憶されている。Dは、パス数であり、これは室外熱交換器23の構造によって一意的に決定されるものである。m(kg/s)は、質量流量であり、ここでは、循環量Grを用いて算出する。
プラントル数Prを求める関係式は、
(式7)Pr=G×P1+H
である。
(式7)Pr=G×P1+H
である。
G,Hは、冷媒の吐出圧力P1の値によって一意的に決定される値であり、それぞれの、冷媒の吐出圧力P1の値との関係を示すテーブルが予め記憶部92に記憶されている。
なお、以上のような関係式(式2)〜(式7)は、全て記憶部92に記憶しているものとする。
なお、ここでは、簡単のために冷媒側伝達率hrを冷媒の吐出圧力P1の一変数関数により算出しているが、これに限られるものではない。
例えば、冷媒側熱伝達率hrを
(式8)hr=λ×Nu/d
から算出してもよい。
(式8)hr=λ×Nu/d
から算出してもよい。
(式8)冷媒側熱伝達率hrは、伝熱管の熱伝導率λ(W/(m・k))とヌセルト数Nuとを乗算した値を伝熱管の管径d(m)で除して表される。
また、レイノルズ数Reを、
(式9)Re=m×d/(S×η)
から算出してもよい。
(式9)Re=m×d/(S×η)
から算出してもよい。
レイノルズ数Reは、質量流量m(kg/s)と伝熱管の管径d(m)とを乗算した値を、流路断面積S(m2)と粘性係数η(kg/m・s)との乗算した値で除して表される。
また、プラントル数Prを、
(式10)Pr=η×Cp/λ
から算出してもよい。
(式10)Pr=η×Cp/λ
から算出してもよい。
プラントル数Prは、粘性係数η(kg/m・s)と定圧比熱Cp(J/kg・k)とを乗算した値を伝熱管の熱伝導率λ(W/(m・k))により除して表される。
なお、この場合も以上のような関係式(式8)〜(式10)は、全て記憶部92に記憶しているものとする。
なお、ここでは、熱通過率Kを算出するために、空気側熱伝達率haや冷媒側熱伝達率hrを各種の関係式により算出しているがこれに限られるものではない。例えば、伝熱管がある金属(例えば、銅)から構成されている場合、伝熱管を構成する金属に対する空気の熱伝達率である空気側熱伝達率haや冷媒側熱伝達率hrを予め記憶部92に記憶しておいてもよい。
(冷媒回路10内の冷媒の循環量Grの算出方法について)
循環量Grを求める関係式は、
(式11)Gr=ρ×n×Q
である。
循環量Grを求める関係式は、
(式11)Gr=ρ×n×Q
である。
循環量Grは、圧縮機21に吸入される冷媒の密度ρ(kg/m3)と、圧縮機21の回転数nと、圧縮機21の容量Q(m3/s)との関数式として表される。なお、ここでは、ρ×n×Qを圧縮機運転状態値の一例として示している。
圧縮機21の回転数nおよび圧縮機の容量Qは、使用する圧縮機によって決定されるものであり、予め記憶部92に記憶されている。
圧縮機21に吸入される冷媒の密度ρは、吸入圧力センサ29によって検出される冷媒の吸入圧力P2と、吸入温度センサ31によって検出される冷媒の吸入温度T1との関数、すなわち、ρ=f(P2,T1)から求める。ここで、本実施形態では、室内熱交換器41の出口における過熱度SHを一定の正の値15℃に制御していることから、冷媒の吸入温度T1を、冷媒の吸入圧力P2から換算される冷媒の飽和温度+15℃と表すことができる。よって、圧縮機21に吸入される冷媒の密度ρは、冷媒の吸入圧力P2の一変数関数、ρ=g(P2)によって求めることができる。従って、空気調和装置1では、吸入圧力センサ29によって検出される冷媒の吸入圧力P2を取得することによって、圧縮機21に吸入される冷媒の密度ρを算出することができる。
なお、例えば、関数g(P2)は、以下の関係式によって表される。
(式12)g(P2)=C×P2+D
(式12)g(P2)=C×P2+D
C,Dは記憶部92に予め記憶される値であり、冷媒の吸入圧力P2の値によって一意的に決定される値である。
なお、本実施形態では、冷媒の吸入圧力P2を吸入圧力センサ29によって検出しているが、これに限られるものではなく、例えば、室内熱交温度センサ43によって検出される冷媒温度を冷媒の飽和圧力に換算したものを用いてもよい。
(b)冷媒量適否判定運転(冷媒量適否判定運転時は、第2時点に相当)
次に、基準設定運転が行われた後に定期的に行われる冷媒量適否判定運転について図4を用いて説明する。なお、ここでは、通常運転モードにおける冷房運転や暖房運転時を、定期的に、冷媒量判定運転モードにおける冷媒量判定運転に切り換えて運転を行うことによって、冷媒回路10内の冷媒が外部に漏洩していないかどうかを判定する場合を例にとって説明する。
次に、基準設定運転が行われた後に定期的に行われる冷媒量適否判定運転について図4を用いて説明する。なお、ここでは、通常運転モードにおける冷房運転や暖房運転時を、定期的に、冷媒量判定運転モードにおける冷媒量判定運転に切り換えて運転を行うことによって、冷媒回路10内の冷媒が外部に漏洩していないかどうかを判定する場合を例にとって説明する。
ステップS11では、通常運転モードにおける冷房運転や暖房運転が一定時間(例えば、1年)経過したか否かを判定する。一定時間経過したと判定する場合は、ステップS12へ移行し、他方、一定時間経過していないと判定する場合は、ステップS11を繰り返す。
ステップS12では、基準設定運転におけるステップS1と同様に、強制的に冷房運転が行われる。
なお、このとき、室外ファン28の風量が最大となるように、室外ファンモータ28mの回転数を最大に制御する。ここでは、冷房運転において室外ファン28の風量が最大となるように制御しているため、室外熱交換器23の伝熱管の空気側における空気側熱伝達率haを最大にすることができる。よって、室外熱交換器23の汚れ、室外ユニット2の設置状況、室外ユニット2が設置される外部の環境(風雨等)等による熱交換効率への影響を低減させることができる。
ステップS13では、基準設定運転におけるステップS2と同様に、室内熱交換器41の出口における過熱度SHを一定の正の値(例えば、15℃)に制御する。
ステップS14では、基準設定運転におけるステップS3と同様に、相対過冷却度SC′を算出する。なお、以下の説明においては、冷媒量適否判定運転において算出される相対過冷却度SC′を冷媒量判定相対過冷却度SCr′(第2過冷却度関連値に相当)という。
ここで、室外熱交換器23の熱交換効率が、例えば、室外熱交換器23の汚れ、室外ユニット2の設置状況、室外ユニット2が設置される外部の状況等による影響を受けて、基準設定運転時のときから変化し、過冷却度SCが変化する場合、凝縮温度Tcも変化する。よって、ここでは、相対過冷却度SC′を、過冷却度SCを凝縮温度Tcに関連付けられる値(Tc−Ta)で除して求めている。したがって、過冷却度SCを凝縮温度Tc(凝縮温度Tcに関連付けられる値)による比で表すことにより、後のステップにおいて冷媒量の適否の判定を行う際、その判定結果が、室外熱交換器23の汚れ、室外ユニット2の設置状況、室外ユニット2が設置される外部の状況等による影響を受けることを極力抑えることができている。これにより、この冷媒量適否判定運転において冷媒量の検知誤認を極力抑制することができる。すなわち、冷媒量の適否の判定において、過冷却度SCの変動に応じて変動可能な相対過冷却度SC′を用いることは、大変有用である。
ステップS15では、基準設定運転におけるステップS4と同様に、冷媒量判定相対過冷却度SCr′が安定したか否かを判定する。冷媒量判定相対過冷却度SCr′が安定したと判定する場合は、ステップS16へ移行し、他方、冷媒量判定相対過冷却度SCr′が安定していないと判定する場合は、ステップS14およびS15を繰り返す。
ステップS16では、ステップS15で安定したと判定した冷媒量判定相対過冷却度SCr′を補正して補正後相対過冷却度CSCr′(補正後第2過冷却度関連値に相当)を算出する。
具体的には、補正後相対過冷却度CSCr′は、冷媒量判定相対過冷却度SCr′に、基準設定運転時における熱通過率Ksおよび冷媒回路10内の冷媒の循環量Grs(これらは、基準設定運転時において記憶部92に格納されている)と、冷媒量適否判定運転時における熱通過率Kb(第2時点における熱通過率に相当)および冷媒回路10内の冷媒の循環量Grb(第2時点における冷媒の循環量に相当)との関数式として表される関係式を乗算することによって算出する。当該関係式を以下の(式13)に示す。なお、以下の説明において、(式13)に示すものを補正換算値Δxという。
(式13)Δx=(Grb/Grs)×(Ks/Kb)
(式13)Δx=(Grb/Grs)×(Ks/Kb)
すなわち、補正後相対過冷却度CSCr′は、以下の関係式によって算出する。
(式14)CSCr′=SCr′×(Grb/Grs)×(Ks/Kb)
(式14)CSCr′=SCr′×(Grb/Grs)×(Ks/Kb)
なお、ここでは、補正後相対過冷却度CSCr′を算出するために、室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Kbと、冷媒回路10内の冷媒の循環量Grbとを上述で説明した方法により算出し、これらの値を記憶部92に格納しているものとする。
ステップS17では、基準設定運転において得た基準相対過冷却度SSC′と、補正後相対過冷却度CSCr′とを比較する。
ステップS18では、基準相対過冷却度SSC′から補正後相対過冷却度CSCr′を減算した値が、閾値(例えば、冷媒漏洩が行われていると考えられる値であり、管理者等によって定められる任意の値、この値は予め記憶部92に記憶されている)未満であるか否かを判定する。閾値未満であると判定する場合は、ステップS20へ移行する。他方、閾値未満でないと判定する場合は、ステップS19へ移行する。
ステップS19では、冷媒回路10内の冷媒が外部に漏洩していると判定して、報知部(図示せず、例えば、ランプや、文字表示を行うもの等)を介して管理者等に対して警告を行う。
ステップS20では、通常運転モードへ復帰する。
以上のように、冷媒量判定相対過冷却度SCr′に、補正換算値Δxを用いて補正をかけることによって、冷媒量適否判定運転時における室外熱交換器23(凝縮器)の伝熱管の熱通過率Kbおよび冷媒回路10内における冷媒の循環量Grbを、基準設定運転時における室外熱交換器23(凝縮器)の伝熱管の熱通過率Ksおよび冷媒回路10内における冷媒の循環量Grsとほぼ同一の値にすることができる。すなわち、冷媒量適否判定運転において補正をかけた補正後相対過冷却度CSCr′と、基準設定運転時における基準相対過冷却度SSC′とを直接比較することができるようになっている。よって、冷媒回路10内の冷媒量の適否を簡易に精度良く判定することができる。また、試験等により膨大なデータ量を得て冷媒量の適否の判定を行うための回帰式等の作成を行う、といった作業が不要となり、開発時の手間やコストを抑えることができる。
ここで、補正換算値Δxとして、熱通過率Ks,Kbと冷媒の循環量Grs,Grbとを用いているのは(同一の値にするのを熱通過率Ks,Kbと冷媒の循環量Grs,Grbとしているのは)、熱通過率Kは、室外熱交換器23の汚れ等によって影響が出やすい値であるからであり、冷媒の循環量Grは、室内温度の変化やフィルタの汚れ等によって影響が出やすい値であるからである。すなわち、熱通過率Kと冷媒の循環量Grとは、基準設定運転時と冷媒量適否判定運転時とにおいて、変化が出やすいと考えられるからである。
なお、補正後相対過冷却度CSCr′は、室外熱交換器23内を流れる冷媒の液相部分(液冷媒)における熱バランス式(以下の(式15)に示す)を用いて以下の(式16)のように表すこともできる。
(式15)Δh/(Tc−Ta)=(K/Gr)×A1
(式15)Δh/(Tc−Ta)=(K/Gr)×A1
Δhは、過冷却度SCに相当する物理量として表すことが可能な、室外熱交換器23内を流れる冷媒の液相部(液冷媒)のエンタルピの変動値であり、相対過冷却度SCにある定数aを乗算する(a×SC)ことで算出できる。A1(m2)は、室外熱交換器23の伝熱管内を流れる冷媒の液相部(液冷媒)が触れる部分の面積である。ここで、図5は、冷媒量判定運転モード(基準設定運転および冷媒量適否判定運転)における冷媒回路10内を流れる冷媒の状態を示す模式図である。図5においては、ガス冷媒を砂状のハッチングで示し、気液二相状態の冷媒を格子状および斜線のハッチングで示し、液冷媒を黒塗りのハッチングで示している。よって、A1は、具体的には、室外熱交換器23において黒塗りのハッチング部分に示される液冷媒が触れる部分の面積である。
(式16)CSCr′
=SCr′×(Grb/Grs)×(Ks/Kb)
=1/a×(Kb/Grb)×A1b×(Grb/Grs)×(Ks/Kb)
=1/a×(Ks/Grs)×A1b
ここで、A1bは、冷媒量適否判定運転時における室外熱交換器23の伝熱管内を流れる冷媒の液相部(液冷媒)が触れる部分の面積である。
=SCr′×(Grb/Grs)×(Ks/Kb)
=1/a×(Kb/Grb)×A1b×(Grb/Grs)×(Ks/Kb)
=1/a×(Ks/Grs)×A1b
ここで、A1bは、冷媒量適否判定運転時における室外熱交換器23の伝熱管内を流れる冷媒の液相部(液冷媒)が触れる部分の面積である。
よって、補正後相対過冷却度CSCr′は、基準設定運転時における室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Ksおよび冷媒回路10内の冷媒の循環量Grsと、冷媒量適否判定運転時における室外熱交換器23の伝熱管内を流れる冷媒の液相部(液冷媒)が触れる面積A1bとの算出によって導出することができる(A1bは、過冷却度SCに定数aを乗算した値を凝縮温度Tcと外気温度Taとの差で除した値に、循環量Grbを熱通過率Kbで除した値を乗算して算出することができる;A1b=a×SC×(Grb/Kb)/(Tc−Ta))。
なお、熱バランス式を用いると、SC/(Tc−Ta)を相対過冷却度SC′と表すことができるので、SC′=1/a×(K/Gr)×A1と表すことができる。すなわち、相対過冷却度SC′を、室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Kと、冷媒回路10内の冷媒の循環量Grと、室外熱交換器23の伝熱管内を流れる冷媒の液相部(液冷媒)が触れる面積A1とから算出することができる。具体的には、相対過冷却度SC′を、室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Kを冷媒回路10内の冷媒の循環量Grで除した値に、室外熱交換器23の伝熱管の冷媒の液相部(液冷媒)が触れる面積A1と定数aの逆数とを乗算することによって算出する。
<補正前の冷媒量判定相対過冷却度SCr′と補正後の補正後相対過冷却度CSCr′との比較>
ここで、所定の条件下における、補正をかける前の冷媒量判定相対過冷却度SCr′の変化と補正をかけた後の補正後相対過冷却度CSCr′の変化との比較を行う。
ここで、所定の条件下における、補正をかける前の冷媒量判定相対過冷却度SCr′の変化と補正をかけた後の補正後相対過冷却度CSCr′の変化との比較を行う。
(1)冷房運転時(室内熱交換器41が蒸発器として機能する場合)において室内温度を変化させた場合の冷媒量判定相対過冷却度SCr′および補正後相対過冷却度CSCr′の変化について
図6に示すように、室内温度が19℃以上になると、室内温度の上昇に伴って冷媒量判定相対過冷却度SCr′は約0.05の割合で減少している。
図6に示すように、室内温度が19℃以上になると、室内温度の上昇に伴って冷媒量判定相対過冷却度SCr′は約0.05の割合で減少している。
他方、補正後相対過冷却度CSCr′は、室内温度が19℃以上になると、室内温度の上昇に伴って減少するが、その割合が冷媒量判定相対過冷却度SCr′よりも小さい。
すなわち、補正後相対過冷却度CSCr′は、冷媒量判定相対過冷却度SCr′よりも室内温度の変化の影響を受けにくくなっている。
また、冷媒量判定相対過冷却度SCr′の減少率が大きいと、実際、冷媒の漏洩は生じていないが、冷媒漏洩が生じているといった検知誤認を生じることが懸念される。よって、補正後相対過冷却度CSCr′を用いて冷媒量の適否を判定することで、冷媒漏洩の検知誤認の発生を抑制することが期待できる。従って、補正後相対過冷却度CSCr′を冷媒量の適否の判定に用いることは大変有用である。
(2)冷房運転時(室外熱交換器23が凝縮器として機能する場合)において室外熱交換器23に流入する風量が変化する場合の冷媒量判定相対過冷却度SCr′および補正後相対過冷却度CSCr′の変化について
以下、図7を用いて室外熱交換器23に流入する風量の変化に対する冷媒量判定相対過冷却度SCr′および補正後相対過冷却度CSCr′の変化について説明する。なお、ここでのFAN2,FAN3,・・・,FAN7とは、室外ファン28の風量の変更のステップであるファンタップを意味する。室外ファン28の風量の小さい方から順に、FAN2,FAN3,・・・,FAN7となっている。
以下、図7を用いて室外熱交換器23に流入する風量の変化に対する冷媒量判定相対過冷却度SCr′および補正後相対過冷却度CSCr′の変化について説明する。なお、ここでのFAN2,FAN3,・・・,FAN7とは、室外ファン28の風量の変更のステップであるファンタップを意味する。室外ファン28の風量の小さい方から順に、FAN2,FAN3,・・・,FAN7となっている。
ここで、図7は、実際は室外ファン28をFAN2で運転しているが、外部の状況(台風等の外部環境等)等の影響を受けてFAN3,FAN4,・・・,FAN7相当になる風量が室外熱交換器23に流入するような状況下(すなわち、実際運転しているファンタップ以上の風量が室外熱交換器23に流入するような状況下)における、冷媒量判定相対過冷却度SCr′および補正後相対過冷却度CSCr′の変化を示す図である。
図7に示すように、室外熱交換器23に流入する風量の増加に伴って冷媒量判定相対過冷却度SCr′の値が増加している。すなわち、外部環境等による風量の室外熱交換器23への影響が大きくなるにしたがって、冷媒量判定過冷却度SCr′の値が増加している。このような状況下においては、室外熱交換器23に流入する風量が大きいと、実際は冷媒の漏洩は生じているにも関わらず冷媒量の適否を判定する運転においては冷媒の漏洩は生じていないと検知誤認される恐れがある。
他方、補正後相対過冷却度CSCr′の数値は、室外熱交換器23に流入する風量に変化があっても、0.3〜約0.35の間におさまっており、あまりばらつきがない。すなわち、補正後相対過冷却度CSCr′は、室外熱交換器23に流入する風量の変化、つまり、外部環境等による影響を受けにくい。よって、冷媒量の適否の判定において、補正後相対過冷却度CSCr′を用いることで冷媒漏洩の検知誤認を抑制することができる。
以上のように、室内温度の変化や凝縮器として機能する室外熱交換器23に流入する風量の変化(すなわち、外部環境等による影響)に伴って数値が変動しやすい相対過冷却度SC′に、補正をかけることによって、室内温度の変化や凝縮器として機能する室外熱交換器23に流入する風量の変化(すなわち、外部環境等による影響)によって数値に変動が起こることを抑制している。よって、冷媒量適否判定運転において、補正後相対過冷却度CSCr′に基づいて冷媒量の適否の判定を行うことで、冷媒漏洩の検知誤認を抑制することができる。従って、冷媒量の適否の判定を簡易に、より正確に行うことができている。
<本実施形態に係る空気調和装置1の特徴>
(1)
例えば、基準設定運転時における相対過冷却度SC′(=基準相対過冷却度SSC′)と、冷媒量適否判定運転時における相対過冷却度SC′(=冷媒量判定相対過冷却度SCr′)とをそのまま比較して、冷媒量適否判定運転時における冷媒回路10内の冷媒量の適否の判定(冷媒回路10内の冷媒が漏洩しているかどうかの判定)を行おうとすると、基準設定運転時における条件と冷媒量判定運転時における条件とが異なるため、冷媒漏洩が生じていなくても、基準相対過冷却度SSC′と冷媒量判定相対過冷却度SCr′とが異なる値となっていることが想定される。このため、冷媒量の適否を判定する際、実際は冷媒漏洩が生じていないにも関わらず、冷媒漏洩が生じていると判定誤認をすることが懸念される。また、他方、冷媒漏洩が生じているにも関わらず、基準相対過冷却度SSC′と冷媒量判定相対過冷却度SCr′とが同様の値となっている状況があることも懸念される。
(1)
例えば、基準設定運転時における相対過冷却度SC′(=基準相対過冷却度SSC′)と、冷媒量適否判定運転時における相対過冷却度SC′(=冷媒量判定相対過冷却度SCr′)とをそのまま比較して、冷媒量適否判定運転時における冷媒回路10内の冷媒量の適否の判定(冷媒回路10内の冷媒が漏洩しているかどうかの判定)を行おうとすると、基準設定運転時における条件と冷媒量判定運転時における条件とが異なるため、冷媒漏洩が生じていなくても、基準相対過冷却度SSC′と冷媒量判定相対過冷却度SCr′とが異なる値となっていることが想定される。このため、冷媒量の適否を判定する際、実際は冷媒漏洩が生じていないにも関わらず、冷媒漏洩が生じていると判定誤認をすることが懸念される。また、他方、冷媒漏洩が生じているにも関わらず、基準相対過冷却度SSC′と冷媒量判定相対過冷却度SCr′とが同様の値となっている状況があることも懸念される。
そこで、本実施形態では、上述に説明するような運転を行っており、以下に要約する。
本実施形態では、まず、基準設定運転時および冷媒量適否判定運転時において相対過冷却度SC′を算出する際、蒸発器として機能する室内熱交換器41の出口における過熱度SHを一定の正の値となるように(室内熱交換器41の出口のガス冷媒が過熱状態になるように)制御している。これにより、ガス側冷媒連絡配管7を含み室内熱交換器41と圧縮機21とを接続する配管内には確実にガス冷媒のみが流れる。よって、アキュムレータ25に余剰冷媒が溜まらないようにすることができ、液冷媒が凝縮器として機能する室外熱交換器23に溜まるような状態を作り出している。
そして、冷媒量適否判定運転において、基準設定運転時における相対過冷却度SC′である基準相対過冷却度SSC′と、冷媒量適否判定運転時における相対過冷却度SC′である冷媒量判定相対過冷却度SCr′とを比較する際、冷媒量判定相対過冷却度SCr′を、基準設定運転時における室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Ksおよび冷媒回路10内の冷媒の循環量Grsと、冷媒量適否判定運転時における室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Kbおよび冷媒回路10内の冷媒の循環量Grbとを用いて補正をかけ、補正後相対過冷却度CSCr′として導出している。
次に、この補正後相対過冷却度CSCr′と基準相対過冷却度SSC′とを比較することによって、冷媒量適否運転時における冷媒回路10内の冷媒量の適否を判定している。
以上のように、空気調和装置1の据付後、冷媒量適否判定運転を行うことによって、冷媒回路10内に充填されている冷媒が外部に漏洩していないかどうかを定期的に、簡易に精度良く判定することができる。
(2)
冷媒量適否判定運転では、基準相対過冷却度SSC′と補正後相対過冷却度CSCr′とを比較することで冷媒量の適否の判定を行う。
冷媒量適否判定運転では、基準相対過冷却度SSC′と補正後相対過冷却度CSCr′とを比較することで冷媒量の適否の判定を行う。
補正後相対過冷却度CSCr′は、上述したように、補正前の冷媒量判定相対過冷却度SCr′に比べて、室内温度の変化による影響や凝縮器として機能する室外熱交換器23に流入する風量の変化による影響(すなわち、外部環境等による影響)を受けにくい。よって、冷媒量適否判定運転において、冷媒漏洩の検知誤認を抑制することができる。すなわち、冷媒回路10内の冷媒量の適否の判定をより正確に行うことができる。
なお、ここでは、冷媒量判定相対過冷却度SCr′に補正換算値Δxを用いて(すなわち、基準設定運転時および冷媒量適否判定運転時における室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率KsおよびKbの比と、基準設定運転時および冷媒量適否判定運転時における冷媒回路10内の冷媒の循環量GrsおよびGrbの比とを用いて)補正をかけることによって、冷媒量適否判定運転時における室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Kbおよび冷媒回路10内の冷媒の循環量Grbを、基準設定運転時における室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Ksおよび冷媒回路10内の冷媒の循環量Grsと同様の値となるようにしている。よって、直接、補正後相対過冷却度CSCr′と基準相対過冷却度SSC′とを比較することができている。
さらに、本実施形態では、冷媒量判定相対過冷却度SCr′に補正をかけて補正後相対過冷却度CSCr′を算出し、この補正後相対過冷却度CSCr′を用いることで冷媒量の適否の判定を行っている。よって、本実施形態の空気調和装置1では、手間・時間やコストのかかる回帰式等の作成を行って冷媒量の適否の判定を行う空気調和装置を含む冷凍装置に比べて、開発時のコストや手間・時間を削減することができる。
<本実施形態に係る空気調和装置1の変形例>
(A)
上記実施形態では、冷媒量判定運転モードにおける基準設定運転や冷媒量適否判定運転は、室内ユニット4を冷房運転した状態において行う場合に限定して説明しているが、本発明はこれに限られるものではなく、室内ユニット4を暖房運転した状態において行う運転であってもよい。なお、暖房運転時においては、冷媒の凝縮器として機能するのは、室内熱交換器41であり、冷媒の蒸発器として機能するのは室外熱交換器23である。
(A)
上記実施形態では、冷媒量判定運転モードにおける基準設定運転や冷媒量適否判定運転は、室内ユニット4を冷房運転した状態において行う場合に限定して説明しているが、本発明はこれに限られるものではなく、室内ユニット4を暖房運転した状態において行う運転であってもよい。なお、暖房運転時においては、冷媒の凝縮器として機能するのは、室内熱交換器41であり、冷媒の蒸発器として機能するのは室外熱交換器23である。
この場合、例えば、冬場等においては冷房運転を行うのは空気調和装置1の空調負荷が増大すると考えられるため、冷房運転に代えて暖房運転を行うことができる。これにより、冬場等における基準相対過冷却度SSC′を取得しておくことができる。
(B)
上記実施形態では、空気調和装置1では、通常運転モードと、冷媒量判定運転モードとがあると説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、その他にも、例えば、追加冷媒量検知運転モードが含まれていてもよい。追加冷媒量検知運転モードには、追加冷媒量の検知を行うための基準となる各種のパラメータを設定するための追加冷媒量基準設定運転と、空気調和装置1の据付時において行われる追加冷媒量検知運転とがある。
上記実施形態では、空気調和装置1では、通常運転モードと、冷媒量判定運転モードとがあると説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、その他にも、例えば、追加冷媒量検知運転モードが含まれていてもよい。追加冷媒量検知運転モードには、追加冷媒量の検知を行うための基準となる各種のパラメータを設定するための追加冷媒量基準設定運転と、空気調和装置1の据付時において行われる追加冷媒量検知運転とがある。
追加冷媒量基準設定運転は、開発時における空気調和装置1において行われる。具体的には、追加冷媒量基準設定運転は、リモコン(図示せず)や制御ユニット9に実装される運転開始スイッチ等を通じて指令が出されることによって開始される。
追加冷媒量検知運転では、空気調和装置1の据付時(例えば、試運転時)において、液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7の長さに応じて不足する冷媒量(すなわち、冷媒回路10内に追加充填すべき冷媒量)を検知する。具体的には、追加冷媒量検知運転は、施工者等が、現地において、室内ユニット4の室内側冷媒回路10aと室外ユニット2の室外側冷媒回路10bとを液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管7を介して接続して冷媒回路10を構成した後に、リモコン(図示せず)や制御ユニット9に実装される運転開始スイッチ等を通じて指令を出すことによって開始される。
以下、追加冷媒量検知運転モードにおける各種の運転について説明する。なお、本実施形態では、追加冷媒量基準設定運転は、開発時における空気調和装置1において行われる運転であるため、空気調和装置1の据付後においては、追加冷媒量検知運転のみが行われることになる。但し、このような仕様のみに限られるものではない。
追加冷媒量基準設定運転は、冷媒量判定運転モードにおける基準設定運転と同様の制御を行うため、簡単に図8を用いて説明する。なお、以下の動作は全て制御ユニット9が行うものとする。まず、ステップS11で冷房運転を強制的に行い、ステップS112で蒸発器として機能する室内熱交換器41の出口における冷媒の過熱度SHを一定の正の値となるように制御する。次に、ステップS113で室外熱交換器23の出口における過冷却度SCから相対過冷却度SC′を算出する。次に、ステップS114で相対過冷却度SC′が安定したかを判定し、安定したと判定する場合は、その安定した相対過冷却度SC′を追加冷媒量基準相対過冷却度ASC′として記憶部92に記憶する(ステップS115)。このとき、他の各種のパラメータ(具体的には、室外熱交換器23の伝熱管の熱通過率Kaや冷媒回路10内の冷媒の循環量Gra)も記憶部92に記憶する(ステップS115)。他方、安定していないと判定する場合は、相対過冷却度SC′の算出(ステップS113)および相対過冷却度SC′が安定したか否かの判定(ステップS114)を繰り返す。
次に、追加冷媒量検知運転について説明する。追加冷媒量検知運転も、冷媒量判定運転モードにおける冷媒量適否判定運転とほぼ同様の制御を行うため、簡単に図9を用いて説明する。なお、以下の動作は全て制御ユニット9が行うものとする。
まず、ステップS211で冷房運転を強制的に行い、ステップS212で蒸発器として機能する室内熱交換器41の出口における冷媒の過熱度SHを一定の正の値になるように制御する。次に、ステップS213で相対過冷却度SC′を算出する。次に、ステップS214で相対過冷却度SC′が安定したか否かを判定する。安定したと判定する場合は(ステップS214におけるYes)、相対過冷却度SC′を上記実施形態と同様の方法で補正して第2補正後相対過冷却度CASC′として導出する(ステップS215)。他方、安定していないと判定する場合は(ステップS214におけるNo)、ステップS213およびステップS214を繰り返す。ステップS216では、第2補正後相対過冷却度CASC′と、追加冷媒量基準相対過冷却度ASC′とを比較する。ステップS217では、追加冷媒量基準相対過冷却度ASC′から第2補正後相対過冷却度CASC′を減算した値が、閾値(例えば、冷媒を追加充填すべきであると考えられる値であり、開発時に定められる値、この値は記憶部92に記憶されている)未満であるか否かを判定する。閾値未満であると判定する場合は、この運転を終了する。他方、閾値未満でないと判定する場合は、ステップS218へ移行する。ステップ218では、冷媒回路10内に冷媒を追加充填すべきであると判定して、報知部(図示せず、例えば、ランプや、文字表示を行うもの等)を介して施工者等に対して警告を行う。
以上のように、追加冷媒量検知運転モードにおける各種の運転を行うことによって、施工者等は、空気調和装置1の据付時において、冷媒回路10内に追加充填すべき冷媒を知ることが可能になる。
(C)
上記実施形態では、通常運転モードと冷媒量判定運転モードにおける冷媒量適否判定運転とを一定の時間間隔で切り換える制御を行う場合を例として挙げているが、これに限られるものではない。例えば、制御的に切り換えるのではなく、制御ユニット9に通常運転モードと冷媒量判定運転モードとを切り換えるためのスイッチ等を実装しておき、サービスマンや施工者等が、現地においてスイッチ等を操作することにより、冷媒量判定運転モードにおける冷媒量適否判定運転を行うようなものであってもよい。
上記実施形態では、通常運転モードと冷媒量判定運転モードにおける冷媒量適否判定運転とを一定の時間間隔で切り換える制御を行う場合を例として挙げているが、これに限られるものではない。例えば、制御的に切り換えるのではなく、制御ユニット9に通常運転モードと冷媒量判定運転モードとを切り換えるためのスイッチ等を実装しておき、サービスマンや施工者等が、現地においてスイッチ等を操作することにより、冷媒量判定運転モードにおける冷媒量適否判定運転を行うようなものであってもよい。
(D)
上記実施形態では、冷房運転および暖房運転に切換可能な空気調和装置1に限定して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、冷房専用の空気調和装置1であってもよい。
上記実施形態では、冷房運転および暖房運転に切換可能な空気調和装置1に限定して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、冷房専用の空気調和装置1であってもよい。
(E)
上記実施形態では、室内ユニット4と室外ユニット2とが1対1で接続される、いわゆるペア式の空気調和装置1に限定して説明しているが、本発明はこれに限られるものではなく、1台の室外ユニット2に対して複数の室内ユニット4が接続される、いわゆるマルチ式の空気調和装置1であってもよい。
上記実施形態では、室内ユニット4と室外ユニット2とが1対1で接続される、いわゆるペア式の空気調和装置1に限定して説明しているが、本発明はこれに限られるものではなく、1台の室外ユニット2に対して複数の室内ユニット4が接続される、いわゆるマルチ式の空気調和装置1であってもよい。
(F)
上記実施形態では、室内ユニット4と室外ユニット2とを有する空気調和装置1に限定して説明したが、これに限られるものではなく、例えば、ヒートポンプ式の給湯器等であってもよい。
上記実施形態では、室内ユニット4と室外ユニット2とを有する空気調和装置1に限定して説明したが、これに限られるものではなく、例えば、ヒートポンプ式の給湯器等であってもよい。
本発明では、冷媒量の適否を簡易に且つより正確に判定することができるので、有用である。
1 空気調和装置(冷凍装置)
10 冷媒回路
21 圧縮機
22 四路切換弁(切換機構)
23 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
24 室外膨張弁(膨張機構)
41 室内熱交換器(利用側熱交換器)
10 冷媒回路
21 圧縮機
22 四路切換弁(切換機構)
23 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
24 室外膨張弁(膨張機構)
41 室内熱交換器(利用側熱交換器)
Claims (9)
- 圧縮機(21)と、熱源側熱交換器(23)と、膨張機構(24)と、利用側熱交換器(41)と、前記熱源側熱交換器(23)を前記圧縮機(21)において圧縮される冷媒の凝縮器として且つ前記利用側熱交換器(41)を前記熱源側熱交換器(23)において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転と前記利用側熱交換器(41)を前記圧縮機(21)において圧縮される冷媒の凝縮器として且つ前記熱源側熱交換器(23)を前記利用側熱交換器(41)において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる暖房運転とを切換可能な切換機構(22)と、を有する冷媒回路(10)と、
前記冷房運転時における前記利用側熱交換器(41)または前記暖房運転時における前記熱源側熱交換器(23)の出口における冷媒の過熱度が正値に制御される状態において、前記冷房運転時における前記熱源側熱交換器(23)または前記暖房運転時における前記利用側熱交換器(41)の出口における冷媒の過冷却度、または、前記過冷却度に相当する物理量を算出する、および/または、前記過冷却度または前記過冷却度に相当する物理量の変動に応じて変動可能な運転状態量を過冷却度関連値として算出する算出手段と、
第1時点における過冷却度関連値である第1過冷却度関連値と第2時点における前記過冷却度関連値である第2過冷却度関連値との比較において、前記第2過冷却度関連値を、前記第1時点および前記第2時点における冷媒の循環量と前記冷房運転時における前記熱源側熱交換器(23)または前記暖房運転時における前記利用側熱交換器(41)の熱通過率とにより補正して、補正後第2過冷却度関連値として導出する補正手段と、
前記第1過冷却度関連値と前記補正後第2過冷却度関連値との比較によって、前記第2時点における前記冷媒回路(10)内の冷媒量の適否を判定する冷媒量適否判定手段と、
を備える冷凍装置(1)。 - 前記算出手段は、前記過冷却度または前記過冷却度に相当する物理量を、冷媒の凝縮温度と外気温度との差で除して、前記過冷却度関連値を算出する、
請求項1に記載の冷凍装置(1)。 - 前記算出手段は、前記熱通過率と、前記循環量と、前記冷房運転時における前記熱源側熱交換器(23)または前記暖房運転時における前記利用側熱交換器(41)の伝熱管の液冷媒が触れる面積と、の少なくとも1つに関連付けられる関係式を用いて、前記過冷却度関連値を算出する、
請求項1に記載の冷凍装置(1)。 - 前記算出手段は、前記熱通過率を前記循環量で除した値に、前記冷房運転時における前記熱源側熱交換器(23)または前記暖房運転時における前記利用側熱交換器(41)の伝熱管の液冷媒が触れる面積を乗算して、前記過冷却度関連値を算出する、
請求項1に記載の冷凍装置(1)。 - 前記補正手段は、前記第2過冷却度関連値に、前記第1時点における前記熱通過率を前記第2時点における前記熱通過率で除した値と、前記第2時点における前記循環量を前記第1時点における前記循環量で除した値とを乗算して補正することによって、前記補正後第2過冷却度関連値を導出する、
請求項1〜4のいずれかに記載の冷凍装置(1)。 - 前記算出手段は、前記過冷却度または前記過冷却度に相当する物理量を前記凝縮温度と前記外気温度との差で除した値に、前記循環量を前記熱通過率で除した値を乗算して、さらに前記面積を算出する、
請求項3または4に記載の冷凍装置(1)。
- 前記算出手段は、前記冷房運転時における前記熱源側熱交換器(23)または前記暖房運転時における前記利用側熱交換器(41)の伝熱管の内外における熱伝達率と、前記冷房運転時における前記熱源側熱交換器(23)または前記暖房運転時における前記利用側熱交換器(41)の伝熱管の内外の伝熱面積とから、さらに前記熱通過率を算出する、
請求項1〜6のいずれかに記載の冷凍装置(1)。 - 前記算出手段は、前記圧縮機(21)の運転状態を示す圧縮機運転状態値から、さらに前記循環量を算出する、
請求項1〜7のいずれかに記載の冷凍装置(1)。 - 前記膨張機構を制御する機器制御手段をさらに備え、
前記機器制御手段が前記膨張機構(24)を制御することによって、前記冷房運転時における前記利用側熱交換器(41)または前記暖房運転時における前記熱源側熱交換器(23)の出口における冷媒の過熱度が正値に制御される、
請求項1〜8のいずれかに記載の冷凍装置(1)。
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