JP2020125885A - Refrigeration cycle device - Google Patents

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Tadayuki Matsushita
端之 松下
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康敬 落合
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Abstract

To provide a refrigeration cycle device that can detect an abnormality of a throttle mechanism whose opening degree is fixed.SOLUTION: A refrigeration cycle device according to the present invention comprises: a throttle mechanism whose opening degree is fixed; a utilization side heat exchanger for functioning as an evaporator, and through which a refrigerant depressurized by the throttle mechanism flows, and a reporting unit for reporting an abnormality. When temperature efficiency of the utilization side heat exchanger becomes larger than a reference value, an abnormality of the throttle mechanism is reported by the reporting unit.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、絞り機構の異常判定を行う冷凍サイクル装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus that determines an abnormality of a throttle mechanism.

冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り機構及び蒸発器を有する冷凍サイクル回路を備えている。また、従来の冷凍サイクル装置には、絞り機構の異常を検出することが可能な冷凍サイクル装置も提案されている(特許文献1参照)。詳しくは、特許文献1には、冷凍サイクル装置の一例である冷凍装置が開示されている。この特許文献1に記載の冷凍装置は、絞り機構として、開度可変な電子膨張弁を用いている。そして、特許文献1に記載の冷凍装置は、電子膨張弁の開度を全閉状態にして運転し、そのときの冷凍サイクル回路の低圧側の圧力等と基準値とを比較して、電子膨張弁が異常であるか否かを判定している。 The refrigeration cycle device includes a refrigeration cycle circuit including a compressor, a condenser, a throttle mechanism, and an evaporator. Further, as a conventional refrigeration cycle apparatus, a refrigeration cycle apparatus capable of detecting an abnormality of a throttle mechanism has also been proposed (see Patent Document 1). Specifically, Patent Document 1 discloses a refrigerating apparatus which is an example of a refrigerating cycle apparatus. The refrigeration apparatus described in Patent Document 1 uses an electronic expansion valve whose opening degree is variable as a throttle mechanism. Then, the refrigeration apparatus described in Patent Document 1 is operated with the opening of the electronic expansion valve fully closed, and the pressure on the low pressure side of the refrigeration cycle circuit at that time is compared with a reference value to perform electronic expansion. It is determined whether the valve is abnormal.

特開平2−282673号公報JP-A-2-282673

車両用の空気調和機又は冷蔵装置等として用いられる冷凍サイクル装置には、キャピラリー等の開度が固定の絞り機構が採用されているものも存在する。ここで、上述のように、従来の冷凍サイクル装置における絞り機構の異常検出方法は、絞り機構が異常であるか否かを判定する際、絞り機構の開度を変更する必要がある。このため、開度が固定の絞り機構を用いた冷凍サイクル装置に対しては、従来の絞り機構の異常検出方法を採用することができない。したがって、開度が固定の絞り機構を用いた従来の冷凍サイクル装置は、絞り機構の異常を検出することができないという課題があった。 Some refrigeration cycle devices used as air conditioners or refrigeration devices for vehicles employ a throttle mechanism with a fixed opening such as a capillary. Here, as described above, the conventional method for detecting an abnormality in the throttle mechanism in the refrigeration cycle apparatus needs to change the opening degree of the throttle mechanism when determining whether the throttle mechanism is abnormal. Therefore, the conventional abnormality detection method of the throttle mechanism cannot be adopted for the refrigeration cycle apparatus using the throttle mechanism with a fixed opening. Therefore, the conventional refrigeration cycle apparatus using the throttle mechanism with a fixed opening degree has a problem that it cannot detect an abnormality of the throttle mechanism.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、開度が固定の絞り機構の異常を検出することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus capable of detecting an abnormality in a throttle mechanism having a fixed opening.

本発明に係る冷凍サイクル装置は、開度が固定の絞り機構と、蒸発器として機能し、前記絞り機構で減圧された冷媒が流れる利用側熱交換器と、異常を報知する報知部と、を備え、前記利用側熱交換器の温度効率が基準値よりも大きくなった場合、前記絞り機構の異常が前記報知部で報知される構成となっている。 The refrigeration cycle apparatus according to the present invention includes a throttle mechanism having a fixed opening degree, a utilization side heat exchanger that functions as an evaporator, in which a refrigerant decompressed by the throttle mechanism flows, and a notification unit that reports an abnormality. When the temperature efficiency of the usage-side heat exchanger is higher than a reference value, the notification unit is configured to notify the abnormality of the throttle mechanism.

開度が固定の絞り機構に例えば異物が詰まる等して、絞り機構の流路が塞がってくると、蒸発器として機能する利用側熱交換器の温度効率が大きくなってくる。本発明に係る冷凍サイクル装置は、この現象を利用して、絞り機構が異常であるか否かを判定している。このため、本発明に係る冷凍サイクル装置は、開度が固定の絞り機構の異常を検出することができる。 When the throttle mechanism with a fixed opening degree is clogged with foreign matter, for example, and the flow path of the throttle mechanism is blocked, the temperature efficiency of the utilization side heat exchanger that functions as an evaporator increases. The refrigeration cycle apparatus according to the present invention utilizes this phenomenon to determine whether or not the throttling mechanism is abnormal. Therefore, the refrigeration cycle apparatus according to the present invention can detect an abnormality in the throttle mechanism having a fixed opening.

本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the refrigerating-cycle apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の利用側熱交換器での冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant|coolant in the utilization side heat exchanger of the refrigerating-cycle apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、絞り機構23が正常であるときの冷媒の温度変化を示すグラフである。In the refrigerating cycle device concerning an embodiment of the invention, it is a graph which shows temperature change of a refrigerant when throttle mechanism 23 is normal. 本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、絞り機構23が異常であるときの冷媒の温度変化を示すグラフである。In the refrigerating cycle device concerning an embodiment of the invention, it is a graph which shows temperature change of a refrigerant when throttle mechanism 23 is abnormal. 本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の制御装置で実行される絞り機構の異常判定処理の流れの例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the flow of abnormality determination processing of the throttling mechanism performed with the control apparatus of the refrigerating cycle device which concerns on embodiment of this invention.

以下の実施の形態において、本発明に係る冷凍サイクル装置の一例について説明する。なお、以下の実施の形態では、冷房運転を行う空気調和機として本発明に係る冷凍サイクル装置を用いた例で、本発明に係る冷凍サイクル装置の一例を説明する。 In the following embodiments, an example of the refrigeration cycle device according to the present invention will be described. In addition, in the following embodiments, an example of using the refrigeration cycle apparatus according to the present invention as an air conditioner performing a cooling operation will be described as an example of the refrigeration cycle apparatus according to the present invention.

実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
冷凍サイクル装置100は、冷媒を循環させる冷凍サイクル回路10と、冷凍サイクル回路10を含む冷凍サイクル装置100全体を制御する制御装置3と、を備えている。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention.
The refrigeration cycle apparatus 100 includes a refrigeration cycle circuit 10 that circulates a refrigerant, and a control device 3 that controls the entire refrigeration cycle apparatus 100 including the refrigeration cycle circuit 10.

冷凍サイクル回路10は、圧縮機11、熱源側熱交換器12、絞り機構23、及び利用側熱交換器21が冷媒配管を介して環状に接続された構成を有している。なお、上述のように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置100は、冷房運転を行う空気調和機として用いられている。この場合、熱源側熱交換器12は室外熱交換器となり、利用側熱交換器21は室内熱交換器となる。 The refrigeration cycle circuit 10 has a configuration in which a compressor 11, a heat source side heat exchanger 12, a throttle mechanism 23, and a use side heat exchanger 21 are annularly connected via a refrigerant pipe. In addition, as described above, the refrigeration cycle device 100 according to the present embodiment is used as an air conditioner that performs a cooling operation. In this case, the heat source side heat exchanger 12 becomes an outdoor heat exchanger, and the use side heat exchanger 21 becomes an indoor heat exchanger.

[熱源機]
冷凍サイクル装置100は、熱源機1を有している。熱源機1には、上述の圧縮機11及び熱源側熱交換器12が収容されている。また、熱源機1には、熱源側ファン13及び圧力センサ14が収容されている。なお、上述のように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置100は、冷房運転を行う空気調和機として用いられている。この場合、熱源機1は、室外に設置される室外機となる。
[Heat source machine]
The refrigeration cycle device 100 has a heat source device 1. The heat source machine 1 accommodates the compressor 11 and the heat source side heat exchanger 12 described above. Further, the heat source device 1 accommodates a heat source side fan 13 and a pressure sensor 14. In addition, as described above, the refrigeration cycle device 100 according to the present embodiment is used as an air conditioner that performs a cooling operation. In this case, the heat source device 1 is an outdoor unit installed outdoors.

圧縮機11は、低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する流体機械である。圧縮機11が動作すると、冷媒が冷凍サイクル回路10内を循環する。圧縮機11としては、例えば、回転速度を調整可能なインバータ駆動の圧縮機が用いられる。熱源側熱交換器12は、凝縮器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器12では、冷媒と室外空気との熱交換が行われる。 The compressor 11 is a fluid machine that draws in low-pressure gas refrigerant, compresses it, and discharges it as high-pressure gas refrigerant. When the compressor 11 operates, the refrigerant circulates in the refrigeration cycle circuit 10. As the compressor 11, for example, an inverter-driven compressor whose rotation speed can be adjusted is used. The heat source side heat exchanger 12 is a heat exchanger that functions as a condenser. In the heat source side heat exchanger 12, heat exchange between the refrigerant and the outdoor air is performed.

熱源側ファン13は、熱源側熱交換器12に室外空気を供給する。熱源側ファン13が動作すると、室外空気が熱源機1の内部に吸入され、熱源側熱交換器12を通過した室外空気が熱源機1の外部に排出される。なお、本実施の形態では、熱源側ファン13として、モータによって駆動するプロペラファンを用いている。 The heat source side fan 13 supplies outdoor air to the heat source side heat exchanger 12. When the heat source side fan 13 operates, the outdoor air is sucked into the heat source unit 1, and the outdoor air passing through the heat source side heat exchanger 12 is discharged to the outside of the heat source unit 1. In this embodiment, a propeller fan driven by a motor is used as the heat source side fan 13.

圧力センサ14は、冷凍サイクル回路10のうち、利用側熱交換器21と圧縮機11との間の冷媒配管、すなわち圧縮機11の吸入側の冷媒配管に設けられている。圧力センサ14は、冷凍サイクル回路10の低圧側の圧力を検出し、検出信号を後述する制御装置3に出力する。制御装置3では、冷凍サイクル回路10の低圧側の圧力に基づいて、利用側熱交換器21を流れる冷媒の蒸発温度Teが演算される。なお、圧力センサ14に換えて、利用側熱交換器21において気液二相冷媒が流れる位置に温度センサを設けてもよい。これにより、当該温度センサによって蒸発温度Teを検出することができる。 The pressure sensor 14 is provided in the refrigerant pipe between the utilization side heat exchanger 21 and the compressor 11 in the refrigeration cycle circuit 10, that is, the refrigerant pipe on the suction side of the compressor 11. The pressure sensor 14 detects the pressure on the low pressure side of the refrigeration cycle circuit 10 and outputs a detection signal to the control device 3 described later. In the control device 3, the evaporation temperature Te of the refrigerant flowing through the utilization side heat exchanger 21 is calculated based on the pressure on the low pressure side of the refrigeration cycle circuit 10. Instead of the pressure sensor 14, a temperature sensor may be provided at a position where the gas-liquid two-phase refrigerant flows in the use side heat exchanger 21. Thereby, the evaporation temperature Te can be detected by the temperature sensor.

[利用機]
利用機2には、上述の利用側熱交換器21及び絞り機構23が収容されている。また、利用機2には、利用側ファン22、温度センサ24及び温度センサ25が収容されている。なお、上述のように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置100は、冷房運転を行う空気調和機として用いられている。この場合、利用機2は、室内に設置される室内機となる。
[Use machine]
The usage machine 2 accommodates the usage-side heat exchanger 21 and the throttling mechanism 23 described above. In addition, the usage machine 2 accommodates a usage-side fan 22, a temperature sensor 24, and a temperature sensor 25. In addition, as described above, the refrigeration cycle device 100 according to the present embodiment is used as an air conditioner that performs a cooling operation. In this case, the user machine 2 is an indoor unit installed indoors.

利用側熱交換器21は、蒸発器として機能する熱交換器である。利用側熱交換器21では、冷媒と室内空気との熱交換が行われる。絞り機構23は、開度固定の絞り機構である。本実施の形態では、絞り機構23としてキャピラリーを用いている。 The utilization side heat exchanger 21 is a heat exchanger that functions as an evaporator. In the use side heat exchanger 21, heat exchange between the refrigerant and room air is performed. The diaphragm mechanism 23 is a diaphragm mechanism whose opening is fixed. In the present embodiment, a capillary is used as the diaphragm mechanism 23.

利用側ファン22は、利用側熱交換器21に空気を供給する。利用側ファン22が動作すると、室内空気が利用機2の内部に吸入され、利用側熱交換器21を通過した調和空気が室内に供給される。なお、本実施の形態では、利用側ファン22として、モータによって駆動する遠心ファン又はクロスフローファンを用いている。 The usage-side fan 22 supplies air to the usage-side heat exchanger 21. When the usage-side fan 22 operates, the indoor air is sucked into the usage machine 2, and the conditioned air that has passed through the usage-side heat exchanger 21 is supplied to the room. In the present embodiment, a centrifugal fan or a cross flow fan driven by a motor is used as the use side fan 22.

温度センサ24は、空気の流れにおいて利用側熱交換器21の上流側に設けられている。換言すると、温度センサ24は、利用側熱交換器21に供給される空気の温度を検出する。すなわち、温度センサ24は、利用機2からの調和空気が供給される室内の空気の温度を検出する。詳しくは、温度センサ24は、当該室内の空気の温度である室内温度Teaiを検出し、検出信号を制御装置3に出力する。温度センサ25は、冷凍サイクル回路10のうち、利用側熱交換器21と圧縮機11との間の冷媒配管、すなわち利用側熱交換器21の出口側の冷媒配管に設けられている。温度センサ25は、利用側熱交換器21の出口での冷媒の温度である冷媒温度Teoを検出し、検出信号を制御装置3に出力する。 The temperature sensor 24 is provided on the upstream side of the use side heat exchanger 21 in the air flow. In other words, the temperature sensor 24 detects the temperature of the air supplied to the usage-side heat exchanger 21. That is, the temperature sensor 24 detects the temperature of the air in the room to which the conditioned air from the user machine 2 is supplied. Specifically, the temperature sensor 24 detects the room temperature Teai, which is the temperature of the air in the room, and outputs a detection signal to the control device 3. The temperature sensor 25 is provided in the refrigerant pipe between the utilization side heat exchanger 21 and the compressor 11 in the refrigeration cycle circuit 10, that is, the refrigerant pipe on the outlet side of the utilization side heat exchanger 21. The temperature sensor 25 detects the refrigerant temperature Teo, which is the temperature of the refrigerant at the outlet of the usage-side heat exchanger 21, and outputs a detection signal to the control device 3.

[制御装置]
制御装置3は、冷凍サイクル回路10に設けられた各種センサからの検出信号、及び不図示の操作部からの操作信号等に基づき、圧縮機11、熱源側ファン13、及び利用側ファン22を含む冷凍サイクル装置100全体の動作を制御する。制御装置3は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)で構成されている。なお、CPUは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はプロセッサともいう。
[Control device]
The control device 3 includes a compressor 11, a heat source side fan 13, and a use side fan 22 based on detection signals from various sensors provided in the refrigeration cycle circuit 10, operation signals from an operation unit (not shown), and the like. The operation of the entire refrigeration cycle apparatus 100 is controlled. The control device 3 includes a dedicated hardware or a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in a memory. Note that the CPU is also referred to as a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, or a processor.

制御装置3が専用のハードウェアである場合、制御装置3は、例えば、単一回路、複合回路、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御装置3が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。 When the control device 3 is dedicated hardware, the control device 3 is, for example, a single circuit, a composite circuit, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof. Applicable Each of the functional units realized by the control device 3 may be realized by individual hardware, or each functional unit may be realized by one piece of hardware.

制御装置3がCPUの場合、制御装置3が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。CPUは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置3の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、又はEEPROM等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。 When the control device 3 is a CPU, each function executed by the control device 3 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. Software and firmware are described as programs and stored in the memory. The CPU realizes each function of the control device 3 by reading and executing the program stored in the memory. Here, the memory is a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM, a ROM, a flash memory, an EPROM, or an EEPROM.

なお、制御装置3の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。また、制御装置3は、熱源機1に設けられていてもよいし、利用機2に設けられていてもよい。また、制御装置3は、熱源機1に設けられた熱源機制御部と、利用機2に設けられて熱源機制御部と通信可能な利用機制御部と、を有していてもよい。 Note that part of the functions of the control device 3 may be realized by dedicated hardware, and part of the functions may be realized by software or firmware. The control device 3 may be provided in the heat source device 1 or the user device 2. Further, the control device 3 may include a heat source device control unit provided in the heat source device 1 and a user device control unit provided in the user device 2 and capable of communicating with the heat source device control unit.

制御装置3は、蒸発温度Teを表すデータ、冷媒温度Teoを表すデータ及び室内温度Teaiを表すデータを記憶し、記憶したこれらのデータから温度効率を求め、絞り機構23の異常を判定するように構成されている。また、制御装置3は、絞り機構23が異常であると判定した際、報知部に異常コードを表示する等により、外部に絞り機構23の異常を報知するように構成されている。これらの構成を実現するため、制御装置3は、機能部として、記憶部31、取得部32、演算部33、比較部34、判定部35及び報知部36を備えている。 The control device 3 stores data representing the evaporation temperature Te, data representing the refrigerant temperature Teo, and data representing the indoor temperature Teai, and determines the temperature efficiency from these stored data to determine the abnormality of the throttle mechanism 23. It is configured. Further, when the control device 3 determines that the diaphragm mechanism 23 is abnormal, the control device 3 is configured to notify the abnormality of the diaphragm mechanism 23 to the outside by displaying an abnormality code on the notification unit. In order to realize these configurations, the control device 3 includes a storage unit 31, an acquisition unit 32, a calculation unit 33, a comparison unit 34, a determination unit 35, and a notification unit 36 as functional units.

記憶部31は、利用側熱交換器21を流れる冷媒の蒸発温度Teを表すデータとして、圧力センサ14が検出した圧力のデータを記憶するように構成されている。このように、蒸発温度Teを表すデータとは、蒸発温度Teそのもののデータに限らず、蒸発温度Teと対応関係にあるデータでもよい。圧力センサ14の検出圧力と蒸発温度Teとの関係を示す換算データを記憶部31が記憶していれば、当該換算データと圧力センサ14が検出した圧力のデータとによって、蒸発温度Teを演算することができる。なお、蒸発温度Teの演算は、例えば、記憶部31が行ってもよい。この場合、記憶部31は、蒸発温度Teを表すデータとして、演算された蒸発温度Teを記憶してもよい。また例えば、蒸発温度Teの演算は、取得部32が行ってもよい。 The storage unit 31 is configured to store pressure data detected by the pressure sensor 14 as data representing the evaporation temperature Te of the refrigerant flowing through the use side heat exchanger 21. As described above, the data representing the evaporation temperature Te is not limited to the data of the evaporation temperature Te itself, and may be the data having a correspondence relationship with the evaporation temperature Te. If the storage unit 31 stores the conversion data indicating the relationship between the pressure detected by the pressure sensor 14 and the evaporation temperature Te, the evaporation temperature Te is calculated from the conversion data and the pressure data detected by the pressure sensor 14. be able to. The calculation of the evaporation temperature Te may be performed by the storage unit 31, for example. In this case, the storage unit 31 may store the calculated evaporation temperature Te as data representing the evaporation temperature Te. Further, for example, the calculation of the evaporation temperature Te may be performed by the acquisition unit 32.

また、記憶部31は、利用側熱交換器21の出口での冷媒の温度である冷媒温度Teoを表すデータとして、温度センサ25が検出した温度のデータを記憶するように構成されている。なお、記憶部31は、冷媒温度Teoを表すデータとして、冷媒温度Teoと対応関係にあるデータを記憶してもよい。この場合、当該データと冷媒温度Teoとの関係を示す換算データを記憶部31が記憶していれば、当該換算データに基づいて冷媒温度Teoを演算することができる。 Further, the storage unit 31 is configured to store the data of the temperature detected by the temperature sensor 25 as the data representing the refrigerant temperature Teo which is the temperature of the refrigerant at the outlet of the utilization side heat exchanger 21. Note that the storage unit 31 may store, as the data representing the refrigerant temperature Teo, data having a corresponding relationship with the refrigerant temperature Teo. In this case, if the storage unit 31 stores the conversion data indicating the relationship between the data and the refrigerant temperature Teo, the refrigerant temperature Teo can be calculated based on the conversion data.

また、記憶部31は、利用機2からの調和空気が供給される室内の空気の温度である室内温度Teaiを表すデータとして、温度センサ24が検出した温度のデータを記憶するように構成されている。なお、記憶部31は、室内温度Teaiを表すデータとして、室内温度Teaiと対応関係にあるデータを記憶してもよい。この場合、当該データと室内温度Teaiとの関係を示す換算データを記憶部31が記憶していれば、当該換算データに基づいて室内温度Teaiを演算することができる。 In addition, the storage unit 31 is configured to store the temperature data detected by the temperature sensor 24 as the data indicating the indoor temperature Teai, which is the temperature of the indoor air to which the conditioned air from the user device 2 is supplied. There is. Note that the storage unit 31 may store, as the data representing the indoor temperature Teai, data having a correspondence relationship with the indoor temperature Teai. In this case, if the storage unit 31 stores the conversion data indicating the relationship between the data and the room temperature Teai, the room temperature Teai can be calculated based on the conversion data.

なお、圧力センサ14が検出した圧力のデータ、温度センサ25が検出した温度のデータ、及び温度センサ24が検出した温度のデータは、定期的に取得され、記憶部31に記憶される。 The pressure data detected by the pressure sensor 14, the temperature data detected by the temperature sensor 25, and the temperature data detected by the temperature sensor 24 are periodically acquired and stored in the storage unit 31.

取得部32は、記憶部31に記憶されたデータから、絞り機構23の異常判定に必要となる蒸発温度Te、冷媒温度Teo及び室内温度Teaiのデータを抽出又は演算等によって取得するように構成されている。 The acquisition unit 32 is configured to acquire the data of the evaporation temperature Te, the refrigerant temperature Teo, and the indoor temperature Teai, which are necessary for the abnormality determination of the throttling mechanism 23, from the data stored in the storage unit 31 by extraction or calculation. ing.

演算部33は、取得部32で取得されたデータを用い、利用側熱交換器21の温度効率ηcを算出するように構成されている。利用側熱交換器21の温度効率ηcは、蒸発温度Te[℃]、冷媒温度Teo[℃]及び室内温度Teai[℃]を用いて、下記の式(1)により算出される。
ηc=(Teo−Te)/(Teai−Te) ・・・(1)
The calculation unit 33 is configured to calculate the temperature efficiency ηc of the usage-side heat exchanger 21, using the data acquired by the acquisition unit 32. The temperature efficiency ηc of the use-side heat exchanger 21 is calculated by the following equation (1) using the evaporation temperature Te [°C], the refrigerant temperature Teo [°C], and the indoor temperature Teai [°C].
ηc=(Teo-Te)/(Teai-Te) (1)

比較部34は、演算部33で算出された温度効率ηcと、温度効率ηcの閾値として記憶部31に記憶されている基準値η0と、を比較するように構成されている。 The comparison unit 34 is configured to compare the temperature efficiency ηc calculated by the calculation unit 33 with the reference value η0 stored in the storage unit 31 as a threshold value of the temperature efficiency ηc.

判定部35は、比較部34での比較結果に基づき、絞り機構23が正常であるか異常であるかを判定するように構成されている。 The determination unit 35 is configured to determine whether the diaphragm mechanism 23 is normal or abnormal based on the comparison result of the comparison unit 34.

報知部36は、絞り機構23の異常等の各種情報を報知するように構成されている。報知部36は、情報を視覚的に報知する表示部、及び情報を聴覚的に報知する音声出力部の少なくとも一方を有している。報知部36は、判定部35により絞り機構23が異常であると判定された場合、報知部36の表示部に異常コードを表示する等によって、絞り機構23の異常をユーザーに報知する。 The notification unit 36 is configured to notify various information such as an abnormality of the diaphragm mechanism 23. The notification unit 36 includes at least one of a display unit that visually notifies information and a voice output unit that auditorily notifies information. When the determination unit 35 determines that the diaphragm mechanism 23 is abnormal, the notification unit 36 notifies the user of the abnormality of the diaphragm mechanism 23 by displaying an abnormality code on the display unit of the notification unit 36.

[冷凍サイクル回路の動作]
次に、冷凍サイクル回路10の冷房運転時の動作について説明する。
圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器として機能する熱源側熱交換器12に流入する。熱源側熱交換器12に流入したガス冷媒は、熱源側ファン13により供給される室外空気との熱交換によって凝縮し、高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器12で凝縮した液冷媒は、絞り機構23で減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となる。絞り機構23で減圧された気液二相冷媒は、蒸発器として機能する利用側熱交換器21に流入する。利用側熱交換器21に流入した気液二相冷媒は、利用側ファン22により供給される室内空気との熱交換によって蒸発し、低圧のガス冷媒となる。利用側熱交換器21を通過した室内空気は、冷却された調和空気となって室内に供給される。利用側熱交換器21で蒸発したガス冷媒は、圧縮機11に吸入され、高温高圧のガス冷媒に圧縮される。
[Operation of refrigeration cycle circuit]
Next, the operation of the refrigeration cycle circuit 10 during the cooling operation will be described.
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the heat source side heat exchanger 12 that functions as a condenser. The gas refrigerant flowing into the heat source side heat exchanger 12 is condensed by heat exchange with the outdoor air supplied by the heat source side fan 13, and becomes a high pressure liquid refrigerant. The liquid refrigerant condensed in the heat source side heat exchanger 12 is decompressed by the expansion mechanism 23 to become a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant. The gas-liquid two-phase refrigerant whose pressure has been reduced by the expansion mechanism 23 flows into the usage-side heat exchanger 21 that functions as an evaporator. The gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the usage-side heat exchanger 21 evaporates due to heat exchange with the indoor air supplied by the usage-side fan 22, and becomes a low-pressure gas refrigerant. The room air that has passed through the use-side heat exchanger 21 becomes cooled conditioned air and is supplied to the room. The gas refrigerant evaporated in the usage-side heat exchanger 21 is sucked into the compressor 11 and compressed into a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.

図2は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の利用側熱交換器での冷媒の流れを示す図である。図3は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、絞り機構が正常であるときの冷媒の温度変化を示すグラフである。図4は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、絞り機構が異常であるときの冷媒の温度変化を示すグラフである。なお、図3及び図4における横軸方向は、利用側熱交換器21内の冷媒流路における位置を表している。具体的には、図3及び図4において、左端は利用側熱交換器21の冷媒の入口を表しており、右端は利用側熱交換器21の冷媒の出口を表している。また、図3及び図4における縦軸方向は、温度を表している。また、図2に示す白抜き矢印は、利用側熱交換器21に供給される空気の流れを表している。また、図2、図3及び図4に示すハッチングが施された矢印は、冷媒の流れ方向を示している。また、図4には、絞り機構23が正常であるときの冷媒の温度変化も記載している。 FIG. 2 is a diagram showing the flow of the refrigerant in the utilization side heat exchanger of the refrigeration cycle device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the temperature change of the refrigerant when the throttle mechanism is normal in the refrigeration cycle device according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing a temperature change of the refrigerant when the throttle mechanism is abnormal in the refrigeration cycle device according to the embodiment of the present invention. The horizontal axis direction in FIGS. 3 and 4 represents the position in the refrigerant flow path in the use-side heat exchanger 21. Specifically, in FIGS. 3 and 4, the left end represents the refrigerant inlet of the utilization side heat exchanger 21, and the right end represents the refrigerant outlet of the utilization side heat exchanger 21. Further, the vertical axis direction in FIGS. 3 and 4 represents the temperature. The white arrow shown in FIG. 2 represents the flow of air supplied to the usage-side heat exchanger 21. The hatched arrows shown in FIGS. 2, 3 and 4 indicate the flow direction of the refrigerant. Further, FIG. 4 also shows the temperature change of the refrigerant when the throttle mechanism 23 is normal.

[絞り機構の正常時]
まず、図2及び図3を用いて、絞り機構23が正常であるときの冷媒の温度変化について説明する。ここで、利用機2からの調和空気が供給される室内の空気の温度である室内温度Teaiは、温度センサ24により検出される。利用側熱交換器21の出口での冷媒の温度である冷媒温度Teoは、温度センサ25により検出される。利用側熱交換器21を流れる冷媒の蒸発温度Teは、圧力センサ14により検出される冷凍サイクル回路10の低圧側の圧力を用いて演算される。
[When the diaphragm mechanism is normal]
First, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the temperature change of the refrigerant when the throttle mechanism 23 is normal will be described. Here, the room temperature Teai, which is the temperature of the air in the room to which the conditioned air from the user machine 2 is supplied, is detected by the temperature sensor 24. The refrigerant temperature Teo, which is the temperature of the refrigerant at the outlet of the usage-side heat exchanger 21, is detected by the temperature sensor 25. The evaporation temperature Te of the refrigerant flowing through the use side heat exchanger 21 is calculated using the pressure on the low pressure side of the refrigeration cycle circuit 10 detected by the pressure sensor 14.

絞り機構23で減圧されて低温低圧になった気液二相冷媒は、利用側熱交換器21に流入する。利用側熱交換器21に流入した気液二相冷媒は、利用側ファン22により供給される温度Teaiの室内空気との熱交換によって蒸発し、ガス冷媒に変化する。利用側熱交換器21の内部では、冷媒の温度は図3中の線Aのように変化する。具体的には、冷媒の状態が気液二相状態のときには、冷媒の温度は蒸発温度Teとなる。気液二相冷媒が蒸発してガス冷媒になると、ガス冷媒は、室内空気から熱を吸収する分だけ温度が上昇する。このため、利用側熱交換器21の出口での冷媒の温度である冷媒温度Teoは、蒸発温度Teと比べ、室内温度Teaiに近い温度となる。 The gas-liquid two-phase refrigerant, which has been reduced in pressure by the expansion mechanism 23 to have a low temperature and low pressure, flows into the use side heat exchanger 21. The gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the usage-side heat exchanger 21 evaporates due to heat exchange with the room air of the temperature Teai supplied by the usage-side fan 22, and changes into a gas refrigerant. Inside the utilization side heat exchanger 21, the temperature of the refrigerant changes as shown by line A in FIG. Specifically, when the state of the refrigerant is the gas-liquid two-phase state, the temperature of the refrigerant becomes the evaporation temperature Te. When the gas-liquid two-phase refrigerant evaporates and becomes a gas refrigerant, the temperature of the gas refrigerant rises as much as it absorbs heat from the indoor air. Therefore, the refrigerant temperature Teo, which is the temperature of the refrigerant at the outlet of the usage-side heat exchanger 21, is closer to the indoor temperature Teai than the evaporation temperature Te.

[絞り機構の異常時]
次に、図2及び図4を用いて、絞り機構23が異常であるときの冷媒の温度変化について説明する。絞り機構23に例えば異物が詰まる等して、絞り機構23の流路が塞がってくると、絞り機構23から利用側熱交換器21へ冷媒が流入しにくくなる。これにより、利用側熱交換器21を流れる冷媒の流量が減少する。このため、絞り機構23の流路が塞がってくると、利用側熱交換器21内では、絞り機構23が正常なときよりも冷媒の流れ方向の上流側で、気液二相冷媒が蒸発してガス冷媒となる。すなわち、絞り機構23の流路が塞がってくると、利用側熱交換器21内では、絞り機構23が正常なときよりも冷媒の流れ方向の上流側で、冷媒の温度上昇が始まる。このため、絞り機構23の流路が塞がってくると、絞り機構23が正常なときと比べ、利用側熱交換器21の出口での冷媒の温度である冷媒温度Teoが大きくなる。すなわち、上述の式(1)から分かるように、絞り機構23の流路が塞がってくると、絞り機構23が正常なときと比べ、温度効率ηcが大きくなってくる。
[When the diaphragm mechanism is abnormal]
Next, the temperature change of the refrigerant when the throttle mechanism 23 is abnormal will be described with reference to FIGS. 2 and 4. When the flow path of the expansion mechanism 23 is blocked due to, for example, foreign matter clogging the expansion mechanism 23, it becomes difficult for the refrigerant to flow from the expansion mechanism 23 into the usage-side heat exchanger 21. As a result, the flow rate of the refrigerant flowing through the usage-side heat exchanger 21 decreases. Therefore, when the flow path of the throttling mechanism 23 is blocked, the gas-liquid two-phase refrigerant evaporates in the usage-side heat exchanger 21 on the upstream side in the refrigerant flow direction as compared with when the throttling mechanism 23 is normal. Becomes a gas refrigerant. That is, when the flow path of the throttling mechanism 23 is closed, the temperature of the refrigerant in the utilization side heat exchanger 21 starts to rise on the upstream side in the refrigerant flow direction as compared with when the throttling mechanism 23 is normal. Therefore, when the flow path of the expansion mechanism 23 is blocked, the refrigerant temperature Teo, which is the temperature of the refrigerant at the outlet of the usage-side heat exchanger 21, becomes higher than when the expansion mechanism 23 is normal. That is, as can be seen from the above formula (1), when the flow path of the diaphragm mechanism 23 is blocked, the temperature efficiency ηc becomes larger than when the diaphragm mechanism 23 is normal.

このため、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置100においては、利用側熱交換器21の温度効率ηcが基準値η0よりも大きくなった場合、絞り機構23が異常であると判断される。利用側熱交換器21の温度効率ηcは、利用側熱交換器21の伝熱性能を表す指標であり、通常、冷凍サイクル装置100又は利用機2の機種、及び利用側ファン22の回転数等によって決まっている。このため、温度効率ηcは、絞り機構23が正常であれば、利用側熱交換器21の出口での冷媒の温度である冷媒温度Teo及び室内温度Teaiの変動による影響を受けない。したがって、温度効率ηcに基づいて絞り機構23の異常判断を行うことにより、絞り機構23の異常を正確に判断することができる。 Therefore, in the refrigeration cycle apparatus 100 according to the present embodiment, when the temperature efficiency ηc of the usage-side heat exchanger 21 becomes larger than the reference value η0, it is determined that the throttle mechanism 23 is abnormal. The temperature efficiency ηc of the usage-side heat exchanger 21 is an index representing the heat transfer performance of the usage-side heat exchanger 21, and is usually the model of the refrigeration cycle device 100 or the usage machine 2, the rotation speed of the usage-side fan 22, and the like. Determined by Therefore, if the throttle mechanism 23 is normal, the temperature efficiency ηc is not affected by the fluctuations of the refrigerant temperature Teo and the indoor temperature Teai, which are the temperatures of the refrigerant at the outlet of the usage-side heat exchanger 21. Therefore, the abnormality of the diaphragm mechanism 23 can be accurately determined by determining the abnormality of the diaphragm mechanism 23 based on the temperature efficiency ηc.

[異常判定の流れ]
図5は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の制御装置で実行される絞り機構の異常判定処理の流れの例を示すフローチャートである。図5に示す絞り機構23の異常判定処理は、例えば、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
[Flow of error judgment]
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of an abnormality determination process for the throttle mechanism, which is executed by the control device for the refrigeration cycle device according to the embodiment of the present invention. The abnormality determination process of the diaphragm mechanism 23 shown in FIG. 5 is repeatedly executed at predetermined time intervals, for example.

絞り機構23の異常判定処理が開始されると、ステップS1において制御装置3の取得部32は、記憶部31に記憶されたデータから、絞り機構23の異常判定に必要となる冷媒温度Teo、蒸発温度Te及び室内温度Teaiのデータを抽出又は演算等によって取得する。ステップS1の後のステップS2では、制御装置3の演算部33は、ステップS1で取得されたデータから利用側熱交換器21の温度効率ηcを算出する。 When the abnormality determination process of the throttle mechanism 23 is started, the acquisition unit 32 of the control device 3 in step S1 uses the data stored in the storage unit 31 to determine the refrigerant temperature Teo and evaporation required for the abnormality determination of the throttle mechanism 23. The data of the temperature Te and the room temperature Teai are acquired by extraction or calculation. In step S2 after step S1, the calculation unit 33 of the control device 3 calculates the temperature efficiency ηc of the usage-side heat exchanger 21 from the data acquired in step S1.

ステップS2の後、ステップS3において制御装置3の比較部34は、利用側熱交換器21の温度効率ηcと基準値η0とを比較する。基準値η0は、冷凍サイクル装置100又は利用機2の機種、及び利用側ファン22の回転数等に基づいて決まっている値である。 After step S2, in step S3, the comparison unit 34 of the control device 3 compares the temperature efficiency ηc of the utilization side heat exchanger 21 with the reference value η0. The reference value η0 is a value determined based on the model of the refrigeration cycle device 100 or the user machine 2, the rotation speed of the user side fan 22, and the like.

利用側熱交換器21の温度効率ηcが基準値η0よりも大きい場合、制御装置3の判定部35は、ステップS4に進んで、絞り機構23が異常であると判定する。そして、ステップS4の後のステップS5において、制御装置3の報知部36は、絞り機構23の異常を報知する。そして、絞り機構23の異常を報知するステップS5の処理が終了すると、制御装置3は、絞り機構23の異常判定処理を終了する。 When the temperature efficiency ηc of the use side heat exchanger 21 is larger than the reference value η0, the determination unit 35 of the control device 3 proceeds to step S4 and determines that the throttle mechanism 23 is abnormal. Then, in step S5 after step S4, the notification unit 36 of the control device 3 notifies that the diaphragm mechanism 23 is abnormal. Then, when the process of step S5 for notifying the abnormality of the diaphragm mechanism 23 ends, the control device 3 ends the abnormality determination process of the diaphragm mechanism 23.

一方、利用側熱交換器21の温度効率ηcが基準値η0以下の場合、制御装置3の判定部35は、ステップS6に進んで、絞り機構23が正常であると判定する。その後、制御装置3は、絞り機構23の異常判定処理を終了する。 On the other hand, when the temperature efficiency ηc of the utilization side heat exchanger 21 is equal to or less than the reference value η0, the determination unit 35 of the control device 3 proceeds to step S6 and determines that the throttle mechanism 23 is normal. After that, the control device 3 ends the abnormality determination process of the diaphragm mechanism 23.

以上、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置100は、開度が固定の絞り機構23と、蒸発器として機能し、絞り機構23で減圧された冷媒が流れる利用側熱交換器21と、異常を報知する報知部36と、を備え、利用側熱交換器21の温度効率が基準値よりも大きくなった場合、絞り機構23の異常が報知部36で報知される構成となっている。 As described above, the refrigeration cycle apparatus 100 according to the present embodiment has a restriction mechanism 23 with a fixed opening degree, a use-side heat exchanger 21 that functions as an evaporator and in which a refrigerant decompressed by the restriction mechanism 23 flows, and an abnormality. The notification unit 36 for notifying is provided, and when the temperature efficiency of the usage-side heat exchanger 21 becomes larger than the reference value, the abnormality of the throttle mechanism 23 is notified by the notification unit 36.

開度が固定の絞り機構23に例えば異物が詰まる等して、絞り機構の流路が塞がってくると、蒸発器として機能する利用側熱交換器21の温度効率が大きくなってくる。実施の形態に係る冷凍サイクル装置100は、この現象を利用して、絞り機構23が異常であるか否かを判定している。このため、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置100は、開度が固定の絞り機構23の異常を検出することができる。 When the throttle mechanism 23 having a fixed opening degree is clogged with foreign matter, for example, and the flow path of the throttle mechanism is blocked, the temperature efficiency of the use-side heat exchanger 21 that functions as an evaporator increases. The refrigeration cycle apparatus 100 according to the embodiment uses this phenomenon to determine whether or not the throttle mechanism 23 is abnormal. Therefore, the refrigeration cycle apparatus 100 according to the present embodiment can detect an abnormality in the throttle mechanism 23 having a fixed opening.

なお、本実施の形態では、冷房運転を行う空気調和機として本発明に係る冷凍サイクル装置を用いた。しかしながら、冷房運転を行う空気調和機は、本発明に係る冷凍サイクル装置の用途の一例である。例えば、圧縮機11の吐出側に流路を変更する四方弁を設け、冷暖房可能な空気調和機として本発明に係る冷凍サイクル装置を用いてもよい。また例えば、室内の貯蔵物を冷蔵する冷蔵装置として、本発明に係る冷凍サイクル装置を用いてもよい。また例えば、室内の貯蔵物を冷凍する冷凍装置として、本発明に係る冷凍サイクル装置を用いてもよい。 In addition, in this Embodiment, the refrigerating cycle apparatus which concerns on this invention was used as an air conditioner which performs cooling operation. However, the air conditioner that performs the cooling operation is an example of the application of the refrigeration cycle device according to the present invention. For example, a four-way valve that changes the flow path may be provided on the discharge side of the compressor 11, and the refrigeration cycle device according to the present invention may be used as an air conditioner capable of cooling and heating. Further, for example, the refrigerating cycle device according to the present invention may be used as a refrigerating device for refrigerating stored items in a room. Further, for example, the refrigeration cycle device according to the present invention may be used as a refrigeration device for refrigerating indoor stored materials.

1 熱源機、2 利用機、3 制御装置、10 冷凍サイクル回路、11 圧縮機、12 熱源側熱交換器、13 熱源側ファン、14 圧力センサ、21 利用側熱交換器、22 利用側ファン、23 絞り機構、24 温度センサ、25 温度センサ、31 記憶部、32 取得部、33 演算部、34 比較部、35 判定部、36 報知部、100 冷凍サイクル装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 heat source machine, 2 utilization machine, 3 control apparatus, 10 refrigeration cycle circuit, 11 compressor, 12 heat source side heat exchanger, 13 heat source side fan, 14 pressure sensor, 21 utilization side heat exchanger, 22 utilization side fan, 23 Throttle mechanism, 24 temperature sensor, 25 temperature sensor, 31 storage unit, 32 acquisition unit, 33 calculation unit, 34 comparison unit, 35 determination unit, 36 notification unit, 100 refrigeration cycle device.

Claims (4)

開度が固定の絞り機構と、
蒸発器として機能し、前記絞り機構で減圧された冷媒が流れる利用側熱交換器と、
異常を報知する報知部と、
を備え、
前記利用側熱交換器の温度効率が基準値よりも大きくなった場合、前記絞り機構の異常が前記報知部で報知される構成となっている冷凍サイクル装置。
A throttle mechanism with a fixed opening,
A use side heat exchanger that functions as an evaporator, in which the refrigerant reduced in pressure by the throttle mechanism flows,
An announcing unit for announcing an abnormality,
Equipped with
A refrigeration cycle apparatus configured such that when the temperature efficiency of the usage-side heat exchanger becomes higher than a reference value, an abnormality of the throttle mechanism is notified by the notification unit.
前記利用側熱交換器は、冷媒と室内の空気との熱交換を行うものであり、
前記利用側熱交換器の出口での冷媒の温度である冷媒温度をTeoとし、
前記利用側熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度をTeとし、
前記室内の空気の温度である室内温度をTeaiとし、
前記温度効率をηcとしたとき、
ηc=(Teo−Te)/(Teai−Te)で表される請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
The utilization side heat exchanger is for performing heat exchange between the refrigerant and the air in the room,
The refrigerant temperature, which is the temperature of the refrigerant at the outlet of the utilization side heat exchanger, is Teo,
The evaporation temperature of the refrigerant flowing through the use side heat exchanger is Te,
The indoor temperature, which is the temperature of the indoor air, is set to Teai,
When the temperature efficiency is ηc,
The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, which is represented by ηc=(Teo-Te)/(Teai-Te).
制御装置を備え、
前記制御装置は、前記蒸発温度を表すデータ、前記冷媒温度を表すデータ及び前記室内温度を表すデータを記憶し、記憶したこれらのデータから前記温度効率を求め、前記絞り機構の異常を判定するように構成されている請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
Equipped with a control device,
The control device stores data representing the evaporation temperature, data representing the refrigerant temperature, and data representing the room temperature, and determines the temperature efficiency from these stored data to determine an abnormality of the throttle mechanism. The refrigeration cycle apparatus according to claim 2, wherein the refrigeration cycle apparatus is configured as described above.
前記制御装置は、前記絞り機構が異常であると判定した際、前記報知部に異常コードを表示するように構成されている請求項3に記載の冷凍サイクル装置。 The refrigeration cycle apparatus according to claim 3, wherein the control device is configured to display an abnormality code on the notification unit when it is determined that the throttle mechanism is abnormal.
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