JP2015152290A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気調和装置1では、冷媒回路10に充填された冷媒が所定の循環状態になるように圧縮機21を含む構成機器を制御する冷媒誤充填検知運転を行い、冷媒誤充填検知運転時における冷媒回路10を循環する冷媒又は構成機器の状態量に基づいて、冷媒回路10に充填された冷媒が充填予定の冷媒と同じであるかどうかを判定する冷媒誤充填判定を行う。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置1の概略構成図である。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、ビル等の屋内の空調に使用される装置である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、複数(ここでは、2台)の室内ユニット4、5とが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット2と複数の室内ユニット4、5とは、液冷媒連絡管6及びガス冷媒連絡管7を介して接続されている。すなわち、空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、複数の室内ユニット4、5とが冷媒連絡管6、7を介して接続されることによって構成されている。
室内ユニット4、5は、屋内に設置されている。室内ユニット4、5は、冷媒連絡管6、7を介して室外ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
室外ユニット2は、屋外に設置されている。室外ユニット2は、冷媒連絡管6、7を介して室内ユニット4、5に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
冷媒連絡管6、7は、空気調和装置1を設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、室外ユニット2及び室内ユニット4、5の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
室内ユニット4、5の室内側制御部47、57と、室外ユニット2の室外側制御部37とは、図1に示すように、空気調和装置1全体の運転制御を行う制御部8を構成している。制御部8は、図2に示すように、各種センサ31〜36、44、45、54、55等の検出信号を受けることができるように接続されている。そして、制御部8は、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁21a、22、24、26、41、51、43a、53aを制御することによって、通常運転(冷房運転及び暖房運転)等の各種運転を行うことができるように構成されている。また、制御部8には、空気調和装置1における種々の故障や異常等を表示するための警告表示部9が接続されている。ここで、図2は、空気調和装置1の制御ブロック図である。
次に、空気調和装置1の通常運転(冷房運転及び暖房運転)について、図1及び図2を用いて説明する。
リモートコントローラ(図示せず)等から冷房運転の指示がなされると、切換機構22が放熱運転状態(図1の切換機構22の実線で示された状態)に切り換えられて、圧縮機21、室外ファン25及び室内ファン43、53が起動する。
リモートコントローラ(図示せず)等から暖房運転の指示がなされると、切換機構22が蒸発運転状態(図1の切換機構22の破線で示された状態)に切り換えられて、圧縮機21、室外ファン25及び室内ファン43、53が起動する。
上記の通常運転を行う空気調和装置1には、現地出荷時や現地施工時に冷媒が充填され、冷媒回路10内に封入される。ここで、冷媒回路10に充填される冷媒が、充填予定の冷媒と同じであれば問題はないが、充填予定の冷媒とは異なる冷媒が誤充填されるおそれがある。
具体的には、まず、ステップST1において、冷媒回路10に充填された冷媒が所定の循環状態になるように圧縮機21を含む構成機器を制御する冷媒誤充填検知運転を行う。ここで、所定の循環状態とは、室内ユニット4、5のすべてについて強制的に冷房運転(以下、「室内ユニット全数運転」とする)を行い、蒸発器として機能する室内熱交換器42、52の過熱度SHra、SHrbが目標過熱度SHras、SHrbsで一定になるように室内膨張弁41、51を制御(以下、「過熱度制御」とする)し、冷媒回路10における低圧(蒸発温度Te)が目標低圧Tesで一定になるように圧縮機21の運転容量を制御(以下、「低圧制御」とする)し、冷媒回路10における高圧(凝縮温度Tc)が目標高圧Tcsで一定になるように、室外ファン25の風量を制御(以下、「高圧制御」とする)して安定させた状態である。例えば、過熱度制御における目標過熱度SHras、SHrbsを5℃とし、低圧制御における目標低圧Tesを0℃で安定させると、図3の高圧(凝縮温度Tc)と圧縮機21から吐出される冷媒の温度(吐出温度Td)との関係を得ることが可能な状態になる。そうすると、充填予定の冷媒の種類及び高圧制御における目標高圧Tcsに応じて圧縮機21から吐出される冷媒の温度Tdの予測値(予測状態量としての予測吐出温度Tdp)を得ることができ、圧縮機21から吐出される冷媒(ここでは、実際に充填されている冷媒)の温度Tdの実測値(実測状態量としての実測吐出温度Tda)と比較することができるようになるのである。このように、所定の循環状態とは、冷媒誤充填判定に使用される冷媒回路10を循環する冷媒又は構成機器の状態量(ここでは、実測吐出温度Tda)が、図3のような予測状態量(ここでは、予測吐出温度Tdp)を得る際に想定した循環状態になるように圧縮機21を含む構成機器を制御して安定させた状態のことである。そして、ここでは、所定の循環状態を得るために、上記のような室内ユニット全数運転、過熱度制御、低圧制御及び高圧制御を伴う冷媒誤充填検知運転を行うのである。尚、冷媒回路10における低圧(蒸発温度Te)としては、吸入圧力センサ31によって検出される圧縮機21の吸入圧力Psを冷媒の飽和温度に換算したもの、又は、液側温度センサ44、54によって検出される室内熱交換器42、52の液側における冷媒の温度Trla、Trlbを使用することができる。冷媒回路10における高圧(凝縮温度Tc)としては、吐出圧力センサ32によって検出される圧縮機21の吐出圧力Pdを冷媒の飽和温度に換算したもの、又は、室外熱交温度センサ35によって検出される室外熱交換器23における冷媒の温度Tolを使用することができる。過熱度SHra、SHrbとしては、ガス側温度センサ45、55によって検出される室内熱交換器42、52のガス側における冷媒の温度Trga、Trgbから冷媒回路10における低圧(蒸発温度Te)を差し引いて得られる温度差を使用することができる。
次に、ステップST2、ST3において、冷媒誤充填検知運転時における冷媒回路10を循環する冷媒又は構成機器の状態量(ここでは、吐出温度Td)に基づいて、冷媒回路10に充填された冷媒が充填予定の冷媒と同じであるかどうかを判定する冷媒誤充填判定を行う。ここで、冷媒誤充填判定は、冷媒誤充填検知運転時における冷媒回路10を循環する冷媒又は構成機器の状態量である実測状態量(ここでは、実測吐出温度Tda)と、冷媒回路10に充填予定の冷媒が充填された場合に予測される冷媒回路10を循環する冷媒又は構成機器の状態量である予測状態量(ここでは、予測吐出温度Tdp)との比較によって行う。
本実施形態の空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
R410AとR32との誤充填のように飽和圧力がほぼ同じ冷媒間で誤充填が発生した場合には、従来の圧縮機21の運転前に飽和圧力の違いに基づいて誤充填を検知する手法では、誤充填の有無を検知することができない。しかし、飽和圧力がほぼ同じ冷媒間であっても、すべての物性が同じということではないため、運転時における冷媒回路10を循環する冷媒又は構成機器の状態量には、両冷媒の物性に起因した違いが現れることになる。
実測状態量と予測状態量との比較によって冷媒誤充填判定を行う場合には、両状態量の差ができるだけ大きくなるように冷媒誤充填検知運転を行うことが好ましい。このとき、実測状態量と予測状態量との差は、冷媒回路10における高圧Tcと低圧Teとの圧力差の影響を受けやすい。ここで、冷媒誤充填判定に使用する状態量として、上記のように、圧縮機21から吐出される冷媒の温度Tdを採用する場合には、冷媒回路10における高圧Tcと低圧Teとの圧力差が大きいほど、実測状態量と予測状態量との差が大きくなる傾向にある。
R410AとR32とは、冷媒の飽和圧力がほぼ同じであるため、従来の圧縮機21の運転前に飽和圧力の違いに基づいて誤充填を検知する手法を使用することができない。このため、上記の圧縮機21等の運転を含む冷媒誤充填検知運転及び冷媒誤充填検知運転時における状態量に基づく冷媒誤充填判定が特に有効である。
<A>
空気調和装置では、冷媒回路を循環する冷媒又は構成機器の状態量に基づいて、冷媒回路に充填された冷媒が過剰に充填されていないかどうかを判定する冷媒過充填判定を行う場合がある。このため、上記実施形態の空気調和装置1においても冷媒過充填判定を行うようにすることが考えられる。
上記実施形態やその変形例では、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことが可能な空気調和装置1に本発明を適用しているが、これに限定されるものではなく、冷房専用の空気調和装置に本発明を適用してもよい。
上記実施形態やその変形例では、複数の室内ユニット4、5が室外ユニット2に接続された空気調和装置1に本発明を適用しているが、これに限定されるものではなく、1台の室内ユニットが室外ユニットに接続された空気調和装置に本発明を適用してもよい。
10 冷媒回路
21 圧縮機
23 室外熱交換器(放熱器)
42、52 室内熱交換器(蒸発器)
Claims (6)
- 圧縮機(21)と放熱器(23)と蒸発器(42、52)とが接続されることによって構成される冷媒回路(10)を備えた空気調和装置において、
前記冷媒回路に充填された冷媒が所定の循環状態になるように前記圧縮機を含む構成機器を制御する冷媒誤充填検知運転を行い、
前記冷媒誤充填検知運転時における前記冷媒回路を循環する冷媒又は前記構成機器の状態量に基づいて、前記冷媒回路に充填された冷媒が充填予定の冷媒と同じであるかどうかを判定する冷媒誤充填判定を行う、
空気調和装置(1)。 - 前記冷媒誤充填判定は、前記冷媒誤充填検知運転時における前記冷媒回路(10)を循環する冷媒又は前記構成機器の状態量である実測状態量と、前記冷媒回路に充填予定の冷媒が充填された場合に予測される前記冷媒回路を循環する冷媒又は前記構成機器の状態量である予測状態量との比較によって行う、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 - 前記冷媒誤充填検知運転は、前記冷媒回路(10)における高圧を目標高圧で一定にする制御を行っており、
前記冷媒誤充填検知運転時における目標高圧を、前記実測状態量と前記予測状態量との差が大きくなる方向に設定する、
請求項2に記載の空気調和装置(1)。 - 前記冷媒誤充填判定は、前記実測状態量として前記冷媒誤充填検知運転時における前記圧縮機(21)から吐出される冷媒の温度である実測吐出温度を使用し、前記予測状態量として前記冷媒回路(10)に充填予定の冷媒が充填された場合に予測される前記圧縮機から吐出される冷媒の温度である予測吐出温度を使用する、
請求項2又は3に記載の空気調和装置(1)。 - 前記冷媒誤充填判定は、R410AとR32との誤充填の有無を判定するために使用される、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。 - 前記冷媒誤充填判定の後に、前記冷媒回路(10)を循環する冷媒又は前記構成機器の状態量に基づいて、前記冷媒回路に充填された冷媒が過剰に充填されていないかどうかを判定する冷媒過充填判定を行う、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。
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