JP2020153564A - 冷媒量判定キット - Google Patents

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Abstract

【課題】冷凍サイクル装置に搭載されているセンサの数や種類によらず、冷媒量の判定が可能な冷媒量判定キットを提供する。【解決手段】冷媒量判定キット100は、センサ10と、サーバ30と、を備える。センサは、冷凍サイクル装置の一部分、及び、冷凍サイクル装置の周囲、の少なくとも一方に、少なくとも一時的に装着される。冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、及び蒸発器を含む冷媒回路を有する装置である。サーバは、冷凍サイクル装置の運転中にセンサが検知した検知結果に基づいて冷媒回路内の冷媒量を判定する。【選択図】図1

Description

冷凍サイクル装置の冷媒量を判定する冷媒量判定キットに関する。
従来、特許文献1(特許第5334909号明細書)に開示されているように、冷凍サイクル装置の運転状態(凝縮温度や蒸発温度)を一定の条件に制御し、過冷却度などの値によって冷媒量を判定する技術が存在する。特許文献1(特許第5334909号明細書)には、機器設置初期の冷媒充填運転などに冷媒量判定技術を適用したり、冷媒量の判定結果に基づいて冷媒漏洩の有無を判定したりすることが開示されている。
しかし、特許文献1(特許第5334909号明細書)に開示されているようなインバータ圧縮機を搭載する冷凍サイクル装置には、冷媒の温度や圧力を測るセンサが多数搭載されているが、定速圧縮機を搭載する冷凍サイクル装置には殆どセンサ類が搭載されていないため、冷媒量判定を行うことは不可能に近い。このため、定速圧縮機を搭載する冷凍サイクル装置では、従来、冷媒量の判定のサービスが行われていない。
第1観点に係る冷媒量判定キットは、センサと、判定装置と、を備える。センサは、冷凍サイクル装置の一部分、及び、冷凍サイクル装置の周囲、の少なくとも一方に、少なくとも一時的に装着される。冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、及び蒸発器を含む冷媒回路を有する装置である。判定装置は、冷凍サイクル装置の運転中にセンサが検知した検知結果に基づいて冷媒回路内の冷媒量を判定する。
第1観点に係る冷媒量判定キットでは、冷凍サイクル装置に冷媒量の判定に必要なセンサが設けられていない場合にも容易に冷媒量判定を行うことができ、利便性が高い。
第2観点に係る冷媒量判定キットは、第1観点の冷媒量判定キットであって、センサは、冷媒回路を流れる冷媒の温度を検知する温度センサを含む。
第2観点に係る冷媒量判定キットでは、センサにより検知される冷媒温度を用いて精度良く冷媒量判定を行うことができる。
第3観点に係る冷媒量判定キットは、第2観点の冷媒量判定キットであって、温度センサの周囲を覆う断熱部材を更に備える。
第3観点に係る冷媒量判定キットでは、冷媒温度を精度良く検知可能で、検知結果に基づいて精度良く冷媒量判定を行うことができる。
第4観点に係る冷媒量判定キットは、第2観点又は第3観点の冷媒量判定キットであって、温度センサは、第1センサ群、及び、第2センサ群、の少なくとも一方を含む。第1センサ群は、第1温度センサと、第2温度センサと、を含む。第1温度センサは、冷媒回路における冷媒の凝縮温度を検知する。第2温度センサは、冷媒回路の凝縮器の出口における冷媒の温度を検知する。第2センサ群は、第3温度センサと、第4温度センサと、を含む。第3温度センサは、冷媒回路における冷媒の蒸発温度を検知する。第4温度センサは、冷媒回路の蒸発器の出口における冷媒の温度を検知する。
第4観点に係る冷媒量判定キットでは、過冷却度又は過熱度の値を利用して精度良く冷媒量判定を行うことができる。
第5観点に係る冷媒量判定キットは、第1観点から第4観点のいずれかの冷媒量判定キットであって、センサは、冷凍サイクル装置の設置場所の外気温度を検知する外気温度センサを含む。
第5観点に係る冷媒量判定キットでは、実測された外気温度の情報を更に用いて、精度良く冷媒量判定を行うことができる。
第6観点に係る冷媒量判定キットは、第1観点から第5観点のいずれかの冷媒量判定キットであって、送信装置を更に備える。送信装置は、冷凍サイクル装置の運転中にセンサが検知した検知結果を、判定装置に対して送信する。
本開示の第1実施形態に係る冷媒量判定キットのブロック図である。 冷媒量判定キットの冷媒量の判定対象の空調装置の概略構成図であり、図1の冷媒量判定キットのセンサが、熱源側熱交換器、熱源側熱交換器に接続されている液冷媒管、及び熱源空気温度の測定場所に取り付けられた状態を示している。 図1の冷媒量判定キットによる空調装置の冷媒量の判定処理のフローチャートの一例である。 本開示の第2実施形態に係る冷媒量判定キットのブロック図である。 図4の冷媒量判定キットのセンサが、冷媒量の判定対象の空調装置の、利用側熱交換器、利用側熱交換器に接続されているガス冷媒管、及び熱源空気温度の測定場所に取り付けられた状態を示している。 図4の冷媒量判定キットによる空調装置の冷媒量の判定処理のフローチャートの一例である。 本開示の変形例Aに係る冷媒量判定キットのブロック図である。 本開示の変形例Bに係る冷媒量判定キットのブロック図である。
本開示の冷媒量判定キットの実施形態を説明する。
<第1実施形態>
第1実施形態の冷媒量判定キット100について説明する。
(1)全体構成
冷媒量判定キット100について、図1を参照しながら説明する。図1は、冷媒量判定キット100のブロック図である。
冷媒量判定キット100は、冷凍サイクル装置の冷媒回路に封入された冷媒量を判定するための装置である。なお、ここでは、表現の簡潔性の観点から、「冷凍サイクル装置の冷媒回路に封入された冷媒量を判定する」という表現に変えて、「冷凍サイクル装置の冷媒量を判定する」と表現する場合がある。冷媒量判定キット100は、少なくとも1つのセンサ10と、センサ10の検知結果に基づいて冷凍サイクル装置の冷媒回路に封入された冷媒量を判定する判定装置と、を有するユニットである。センサ10は、冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の周囲の少なくとも一方に、少なくとも一時的に取り付けられる。本実施形態では、判定装置は、インターネット等のネットワークNWを介してセンサ10に接続されるサーバ30である。冷媒量判定キット100の詳細な構成や動作については後述する。
冷媒量判定キット100の冷媒量の判定対象の冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、及び蒸発器を含む冷媒回路を有する蒸気圧縮式の装置である。冷凍サイクル装置には、例えば、空調装置、給湯器、床暖房装置、及び冷蔵・冷凍装置を含む。冷凍サイクル装置については、後ほど空調装置200を例に詳細を説明する。
冷媒量判定キット100の冷媒量の判定対象の冷凍サイクル装置は、設置済みの既存の装置である。冷媒量判定キット100を用いることで、設置済みの冷凍サイクル装置が冷媒量の判定を行う上で必要となるセンサを有していない場合でも、冷凍サイクル装置の管理者等は、必要に応じて冷媒量を容易に把握できる。ただし、冷媒量判定キット100の冷媒量の判定対象は、既存の冷凍サイクル装置に限定されず、新たに設置される新規の冷凍サイクル装置であってもよい。
本実施形態では、冷媒量判定キット100のセンサ10は、冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の周囲の少なくとも一方に装着された後、装着されたままの状態とされる。言い換えれば、本実施形態の冷媒量判定キット100は、センサ10の装着後は、冷凍サイクル装置の冷媒量を随時判定可能に構成される。
ただし、冷媒量判定キット100の使用形態は、このような形態に限定されるものではない。例えば、冷媒量判定キット100のセンサ10は、冷媒量の判定時にだけ、冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の周囲の少なくとも一方に装着されてもよい。そして、冷媒量判定キット100は、複数の冷凍サイクル装置の冷媒量の判定に使い回されてもよい。
(2)空調装置の詳細構成
冷媒量判定キット100の冷媒量の判定対象の冷凍サイクル装置の一例である空調装置200について、図2を参照しながら説明する。図2は、空調装置200の概略構成図である。なお、図2に描画されている空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14及び第2冷媒温度センサ16は、冷媒量判定キット100のセンサであり、空調装置200に元々取り付けられているセンサではない。
空調装置200は、冷凍サイクルを利用して被空調空間の冷房を行う装置である。ただし、空調装置200は、被空調空間の冷房に加えて、又は、被空調空間の冷房に代えて、被空調空間の暖房を行う装置であってもよい。なお、空調装置200が、被空調空間の冷房及び暖房の両方を行う装置である場合には、後述する空調装置200の熱源ユニット202には、四路切換弁等の冷媒の流向を切り換えるための機構が設けられる。
空調装置200は、主として、1台の熱源ユニット202と、1台の利用ユニット204と、液冷媒連絡配管224a及びガス冷媒連絡配管224bと、制御部280と、を備えている(図2参照)。液冷媒連絡配管224a及びガス冷媒連絡配管224bは、熱源ユニット202と利用ユニット204とを接続する配管である(図2参照)。制御部280は、熱源ユニット202及び利用ユニット204の各種機器の動作を制御する。
なお、本実施形態の空調装置200は、熱源ユニット202及び利用ユニット204をそれぞれ1台有するが、熱源ユニット202及び利用ユニット204の台数は1台に限定されない。空調装置200は、熱源ユニット202を2台以上有してもよいし、利用ユニット204を2台以上有してもよい。また、空調装置200は、熱源ユニット202及び利用ユニット204が単一のユニットに組み込まれている一体型装置であってもよい。
熱源ユニット202と利用ユニット204とは、液冷媒連絡配管224a及びガス冷媒連絡配管224bを介して接続されることで、冷媒回路220を構成する(図2参照)。冷媒回路220には、冷媒が封入される。冷媒回路220に封入される冷媒は、限定するものではないが、例えばR32等のフルオロカーボン系の冷媒である。冷媒回路220は、熱源ユニット202の圧縮機210、熱源側熱交換器230、及び膨張機構250や、利用ユニット204の利用側熱交換器260を有する(図2参照)。
(2−1)利用ユニット
利用ユニット204は、被空調空間に設置されるユニットである。例えば、利用ユニット204は、天井埋込式のユニットである。ただし、利用ユニット204は、天井埋込式に限定されるものではなく、天井吊下式、壁掛式、又は床置式であってもよい。
また、利用ユニット204は、被空調空間以外に設置されてもよい。例えば、利用ユニット204は、屋根裏、機械室、ガレージ等に設置されてもよい。その場合、利用ユニット204から被空調空間へと、利用側熱交換器260において冷媒と熱交換した空気を供給する空気通路が設置される。空気通路は、例えばダクトである。ただし、空気通路のタイプは、ダクトに限定されるものではなく適宜選択されればよい。
利用ユニット204は、主として利用側熱交換器260と、利用側ファン270と、利用側制御部284と、を有する(図2参照)。
(2−1−1)利用側熱交換器
利用側熱交換器260は、利用側熱交換器260を流れる冷媒と、被空調空間の空気との間で熱交換が行われる熱交換器である。熱交換器のタイプを限定するものではないが、利用側熱交換器260は、例えば、図示しない複数の伝熱管と複数のフィンとを有するフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。
利用側熱交換器260は、一端が液冷媒管226aに接続され、他端がガス冷媒管226bに接続される。液冷媒管226aは、一端が液冷媒連絡配管224aに接続され、他端が利用側熱交換器260に接続される配管である。ガス冷媒管226bは、一端がガス冷媒連絡配管224bに接続され、他端が利用側熱交換器260に接続される配管である。
空調装置200の運転時には、液冷媒管226aから利用側熱交換器260の液側に冷媒が流入し、利用側熱交換器260のガス側からガス冷媒管226bへと冷媒が流出する。本実施形態では、利用側熱交換器260は冷媒の蒸発器として機能する。
(2−1−2)利用側ファン
利用側ファン270は、利用ユニット204の図示しないケーシング内に被空調空間の空気を吸入して利用側熱交換器260に供給し、利用側熱交換器260において冷媒と熱交換した空気を、被空調空間へと吹き出す機構である。利用側ファン270は、例えばターボファンである。ただし、利用側ファン270のタイプは、ターボファンに限定されるものではなく適宜選択されればよい。
(2−1−3)利用側制御部
利用側制御部284は、マイクロコンピュータや、マイクロコンピュータが実施可能な制御プログラムが記憶されているメモリ等を有する。なお、ここで説明する利用側制御部284の構成は一例に過ぎず、利用側制御部284の機能は、ソフトウェアで実現されても、ハードウェアで実現されても、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。
利用側制御部284は、利用側ファン270と電気的に接続されている(図2参照)。
利用側制御部284は、伝送線286により、制御信号等のやりとりを行うことが可能な状態で熱源ユニット202の熱源側制御部282に接続されている。利用側制御部284と熱源側制御部282とは、物理的な通信線ではなく、無線により通信可能に接続されてもよい。利用側制御部284及び熱源側制御部282は、協働して空調装置200の動作を制御する制御部280として機能する。制御部280については後述する。
(2−2)熱源ユニット
熱源ユニット202は、被空調空間外に配置されている。熱源ユニット202は、例えば空調装置200の設置される建物の屋上や、建物に隣接して設置されている。
熱源ユニット202は、主として、圧縮機210と、熱源側熱交換器230と、膨張機構250と、熱源側ファン240と、熱源側制御部282と、を有する(図2参照)。
ただし、熱源ユニット202は、必ずしも上記構成要素の全てを有する必要はなく、熱源ユニット202の構成要素は適宜選択されればよい。例えば、熱源ユニット202は、膨張機構250を構成として有さず、同様の膨張機構を、熱源ユニット202に代えて、利用ユニット204が有してもよい。
また、熱源ユニット202は、吸入管222aと、吐出管222bと、液冷媒管222cと、を有する(図2参照)。吸入管222aは、ガス冷媒連絡配管224bと圧縮機210の吸入側とを接続する(図2参照)。吐出管222bは、圧縮機210の吐出側と熱源側熱交換器230のガス側とを接続する(図2参照)。液冷媒管222cは、熱源側熱交換器230の液側と液冷媒連絡配管224aとを接続する(図2参照)。液冷媒管222cには、膨張機構250が設けられている(図2参照)。
(2−2−1)圧縮機
圧縮機210は、吸入管222aから冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入し、図示しない圧縮機構で冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出管222bへと吐出する機器である。本実施形態では、熱源ユニット202は圧縮機210を1台有するが、熱源ユニット202の圧縮機210の台数は1台に限定されない。熱源ユニット202は、複数の圧縮機210を有してもよい。
圧縮機210は、タイプを限定するものではないが、例えば、ロータリ式やスクロール式等の容積圧縮機である。圧縮機210の図示しない圧縮機構は、モータ210aによって駆動される(図2参照)。モータ210aにより図示しない圧縮機構(図示せず)が駆動されることで、圧縮機構により冷媒が圧縮される。本実施形態では、モータ210aは定速で回転する。言い換えれば、本実施形態の圧縮機210は定速圧縮機である。
(2−2−2)熱源側熱交換器
熱源側熱交換器230は、熱源側熱交換器230を流れる冷媒と、熱源ユニット202の設置場所の空気との間で熱交換が行われる熱交換器である。本実施形態では、熱源側熱交換器230は、冷媒の凝縮器として機能する。熱源側熱交換器230は、タイプを限定するものではないが、例えば、図示しない複数の伝熱管と複数のフィンとを有するフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。
熱源側熱交換器230は、液側の端部が液冷媒管222cに接続され、ガス側の端部が吐出管222bに接続される。
空調装置200の運転時には、吐出管222bから熱源側熱交換器230のガス側に冷媒が流入し、熱源側熱交換器230の液側から液冷媒管222cへと冷媒が流出する。本実施形態では、熱源側熱交換器230は冷媒の凝縮器として機能する。
(2−2−3)膨張機構
膨張機構250は、冷媒回路220において熱源側熱交換器230と利用側熱交換器260との間の液冷媒管222cに配置される(図2参照)。熱源ユニット202が膨張機構250を有する代わりに、利用ユニット204が膨張機構250と同様の膨張機構を有する場合には、膨張機構は、利用ユニット204の液冷媒管226aに設けられればよい。
膨張機構250は、液冷媒管222cを流れる冷媒の圧力や流量の調節を行う。本実施形態では、膨張機構250は、キャピラリチューブである。ただし、膨張機構250は、キャピラリチューブに限定されるものではなく、例えば感温筒式の膨張弁であってもよい。
(2−2−4)熱源側ファン
熱源側ファン240は、熱源ユニット202の図示しないケーシング内に熱源ユニット202の周囲の空気を吸入して熱源側熱交換器230に供給し、熱源側熱交換器230において冷媒と熱交換した空気を熱源ユニット202のケーシング外へ吹き出す機構である。熱源側ファン240は、例えばプロペラファンである。ただし、熱源側ファン240のファンのタイプは、プロペラファンに限定されず、適宜選択されればよい。
(2−2−5)熱源側制御部
熱源側制御部282は、マイクロコンピュータや、マイクロコンピュータが実施可能な制御プログラムが記憶されているメモリ等を有する。なお、ここで説明する熱源側制御部282の構成は一例に過ぎず、利用側制御部284の機能は、ソフトウェアで実現されても、ハードウェアで実現されても、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。
熱源側制御部282は、圧縮機210及び熱源側ファン240と電気的に接続されている(図2参照)。
熱源側制御部282は、伝送線286により、制御信号等のやりとりを行うことが可能な状態で、利用ユニット204の利用側制御部284に接続されている。熱源側制御部282と利用側制御部284とは、協働して空調装置200の動作の制御を行う制御部280として機能する。制御部280については後述する。
(2−3)冷媒連絡配管
空調装置200は、利用ユニット204と熱源ユニット202とを接続する冷媒連絡配管として、液冷媒連絡配管224aと、ガス冷媒連絡配管224bと、を有する。液冷媒連絡配管224a及びガス冷媒連絡配管224bは、空調装置200の設置時に、空調装置200の設置サイトで施工される配管である。液冷媒連絡配管224a及びガス冷媒連絡配管224bには、設置場所や、熱源ユニット202と利用ユニット204との組み合わせ等の設置条件に応じて様々な長さや径の配管が使用される。
(2−4)制御部
制御部280は、熱源ユニット202の熱源側制御部282と利用ユニット204の利用側制御部284とが伝送線286を介して通信可能に接続されることによって構成されている。制御部280は、熱源側制御部282や利用側制御部284のマイクロコンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することで、空調装置200の動作の制御を行う。なお、ここで説明する制御部280の構成は一例に過ぎず、制御部280は、ソフトウェアで実現されても、ハードウェアで実現されても、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。
本実施形態では、熱源側制御部282と利用側制御部284とが制御部280を構成するが、制御部280の構成はこのような形態に限定されない。例えば、空調装置200は、熱源側制御部282及び利用側制御部284に加えて、あるいは熱源側制御部282及び利用側制御部284に代えて、以下で説明する制御部280の機能の一部又は全部を実現する制御装置を有してもよい。
制御部280は、図2に示すように、圧縮機210、熱源側ファン240及び利用側ファン270を含む熱源ユニット202及び利用ユニット204の各種機器と電気的に接続されている。
また、制御部280は、例えば、図示しないサーモスタットと通信可能に接続されている。サーモスタットは、被空調空間の温度調節器であり、被空調空間の温度に応じて空調装置200に対して運転の運転指令及び停止指令を送信する機器である。例えば、サーモスタットは、被空調空間の温度が第1温度より高くなると空調装置200に対して運転指令を送信し、被空調空間の温度が第2温度より低くなると空調装置200に対して停止指令を送信する。なお、第2温度は、第1温度より低い温度である。制御部280は、サーモスタットから送信されてくる指令に基づき、空調装置200の圧縮機210、熱源側ファン240及び利用側ファン270等の各種機器の動作を制御する。
なお、制御部280は、サーモスタットからの指令に応じることに加えて又は代えて、図示しない操作スイッチに対するユーザの操作に応じて空調装置200を運転したり停止したりしてもよい。
空調装置200の運転時には、制御部280は、圧縮機210、熱源側ファン240、及び利用側ファン270を運転する。なお、本空調装置200では、圧縮機210のモータ210aの回転数は一定である。
空調装置200の運転時には、冷媒が以下のように冷媒回路220を流れる。
圧縮機210が起動されると、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒が圧縮機210に吸入され、圧縮機210で圧縮されて冷凍サイクルにおける高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器230に送られ、熱源側ファン240によって供給される熱源空気と熱交換を行って凝縮し、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、液冷媒管222cを流れ、膨張機構250において圧縮機210の吸入圧力近くまで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、利用ユニット204へと送られる。利用ユニット204へと送られた気液二相状態の冷媒は、利用側熱交換器260において、利用側ファン270により利用側熱交換器260へと供給される被空調空間の空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管224bを経由して熱源ユニット202に送られ圧縮機210に吸入される。一方、利用側熱交換器260に供給された空気の温度は、利用側熱交換器260を流れる冷媒と熱交換することで低下し、利用側熱交換器260で冷却された空気は被空調空間に吹き出す。
(3)冷媒量判定キット
冷媒量判定キット100は、主に、センサ10と、通信装置20と、サーバ30と、を有する。好ましくは、冷媒量判定キット100は、断熱部材14a,16aを更に有する。
(3−1)センサ
センサ10は、空気温度センサ12と、第1冷媒温度センサ14と、第2冷媒温度センサ16と、を含む。空気温度センサ12は、熱源ユニット202の周囲の熱源空気の温度を測定するセンサである。第1温度センサ14及び第2冷媒温度センサ16は、冷媒の温度を測定するセンサである。以下では、第1温度センサ14及び第2冷媒温度センサ16を、集合的に、第1センサ群15と呼ぶ場合がある。空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14及び第2冷媒温度センサ16は、例えばサーミスタである。
空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16は、通信装置20と通信可能に接続されている。空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16は、それぞれ、計測対象の温度を計測し、計測結果を通信装置20に送信する。例えば、空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16は、周期的に計測対象の温度を計測し、計測結果を通信装置20に送信する。例えば、空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16は、1分間に1度、計測対象の温度を計測し、計測結果を通信装置20に送信する。
空気温度センサ12は、空調装置200の熱源ユニット202の周囲に装着される。また、空気温度センサ12は、空調装置200の熱源ユニット202の図示しないケーシングの空気の取込口に装着されてもよい。空気温度センサ12は、熱源空気の温度を計測する。言い換えれば、空気温度センサ12は、熱源ユニット202の周辺の空気の温度を計測する。本実施形態では、空気温度センサ12は、空調装置200の設置場所の外気温度を検知する。
第1センサ群15を構成する第1温度センサ14及び第2冷媒温度センサ16は、空調装置200の一部分に装着される。固定方法を限定するものではないが、第1温度センサ14及び第2冷媒温度センサ16は、空調装置200に、例えば固定金具としての板バネを用いて装着される。第1温度センサ14及び第2冷媒温度センサ16は、空調装置200の冷媒回路220を流れる冷媒の温度を検知する。
本実施形態では、第1温度センサ14は、熱源側熱交換器230に装着される(図2参照)。例えば、第1温度センサ14は、熱源側熱交換器230の図示しない伝熱管に装着される(図2参照)。第1温度センサ14は、熱源側熱交換器230を流れる冷媒の温度を計測する。言い換えれば、第1温度センサ14は、冷媒回路220における冷媒の凝縮温度を検知する。
本実施形態では、第2温度センサ16は、熱源ユニット202の液冷媒管222cであって、冷媒回路220の冷媒流れ方向において膨張機構250より上流側に装着される(図2参照)。言い換えれば、第2温度センサ16は、液冷媒管222cの、熱源側熱交換器230と膨張機構250とを接続する部分に装着される。第2温度センサ16は、冷媒回路220の、凝縮器としての熱源側熱交換器230の出口における冷媒の温度を検知する。
なお、第1温度センサ14は、第1温度センサ14の温度検知部と周囲空気との直接接触を減らし、周囲空気が第1温度センサ14の計測に与える影響を低減するため、断熱部材14aにより覆われることが好ましい。また、第2温度センサ16は、第2温度センサ16の温度検知部と周囲空気との直接接触を減らし、周囲空気が第2温度センサ16の計測に与える影響を低減するために、断熱部材16aにより覆われることが好ましい。材質を限定するものではないが、断熱部材14a及び断熱部材16aには、例えば、発泡プラスチックが用いられる。
(3−2)送信装置
通信装置20は、空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16の検知したデータを、サーバ30に対して送信する装置である。言い換えれば、通信装置20は、センサ10とサーバ30との間で中継処理を行うゲートウェイとして機能する。
通信装置20は、センサ10と、例えば無線LANやBluetooth(登録商標)等の無線ネットワークにより通信可能に接続されている。ただし、通信装置20とセンサ10とは、無線で通信を行わなくてもよく、有線で通信可能に接続されてもよい。通信装置20は、空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16が送信してくる計測データを受信する。
通信装置20は、インターネット等のネットワークNWを介してサーバ30と通信可能に接続されている。通信装置20は、空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16が送信してくる計測データを、サーバ30に逐次送信する。あるいは、通信装置20は、空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16が送信してくる計測データを、ある程度まとめて送信してもよい。例えば、通信装置20は、空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16が1分毎に送信してくる計測データを、1時間毎にまとめてサーバ30に送信してもよい。
なお、本実施形態では、冷媒量判定キット100は、センサ10とは別に通信装置20を有し、通信装置20を介して、空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16の計測データをサーバ30に送信する。しかし、これに限定されるものではない。空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16の一部又は全部は、インターネット等のネットワークNWに直接接続可能な装置であって、サーバ30に対して直接計測データを送信してもよい。言い換えれば、空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16の一部又は全部は、ネットワークNWを介して、サーバ30と直接通信可能な通信装置を有してもよい。
(3−3)サーバ
サーバ30は、センサ10と、ネットワークNW及び通信装置20を介して接続されるコンピュータである。サーバ30は、単一のコンピュータであってもよいし、複数のコンピュータから構成されてもよい。
サーバ30は、記憶装置34に記憶されているプログラムを、CPU32が実行することで、空調装置200の運転中にセンサ10が検知した検知結果に基づいて冷媒回路220内の冷媒量を判定する判定装置として機能する。本実施形態では、サーバ30は、単一の冷媒量判定キット100において判定装置として機能する。ただし、サーバ30は、複数の冷媒量判定キットにおいて判定装置として機能してもよい。
サーバ30の判定装置としての動作について、図3のフローチャートを参照しながら説明する。
サーバ30は、通信装置20が送信してくる空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16の計測データを、時系列のデータとして記憶装置34に記憶している(ステップS1)。
そして、サーバ30は、冷媒量の判定実施条件が成立したと判断すると(ステップS2でYes)、空調装置200の冷媒回路220内の冷媒量の判定を開始する(ステップS3)。
なお、サーバ30は、例えば以下の時に冷媒量の判定実施条件が成立したと判断する。サーバ30は、例えば、定期的に冷媒量の判定実施条件が成立したと判断する。具体的には、サーバ30は、例えば、前回の冷媒量の判定から3ヶ月が経過する度に冷媒量の判定実施条件が成立したと判断する。また、例えば、サーバ30は、冷媒量判定キット100のユーザの冷媒量判定処理の実行指示を受けた時に、冷媒量の判定実施条件が成立したと判断してもよい。ユーザの実行指示は、例えば、インターネットを介してサーバ30と通信可能なコンピュータやモバイル機器からサーバ30に送信される。
次に、サーバ30は、冷媒量の判定に用いる計測データを、例えば以下のように決定する(ステップS4)。
まず、サーバ30は、記憶装置34に記憶されている、直近の所定期間の空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14、及び第2冷媒温度センサ16の計測データの中から、空調装置200の運転中の計測データを識別する。例えば、サーバ30は、記憶装置34に記憶されている、直近の1時間のセンサ12,14,16の計測データの中から、空調装置200の運転中の計測データを識別する。サーバ30は、例えば、空気温度センサ12の計測温度に比べ、第1冷媒温度センサ14の計測温度が所定温度以上高い時刻の、センサ12,14,16の計測データを、空調装置200の運転中の計測データであると判断する。なお、サーバ30が、空調装置200の運転中のセンサ12,14,16の計測データの中から空調装置200の運転中の計測データを識別する方法は例示にすぎない。例えば、サーバ30は、空気温度センサ12の計測温度に比べ、第2冷媒温度センサ16の計測温度が所定温度以上高い時刻の、センサ12,14,16の計測データを、空調装置200の運転中の計測データであると判断してもよい。また、サーバ30は、空調装置200に対して運転指令及び停止指令を送信するサーモスタットから運転指令及び停止指令の信号を取得し、この信号に基づいて空調装置200の運転中のセンサ12,14,16の計測データを識別してもよい。
さらに、サーバ30は、空調装置200の運転中のセンサ12,14,16の計測データの中から、安定運転時のセンサ12,14,16の計測データを識別する。ここで、安定運転時とは、第1冷媒温度センサ14の計測している凝縮温度、又は、第2冷媒温度センサ16の計測している冷媒の温度、がほとんど変動しない期間を意味する。サーバ30は、空調装置200の安定運転中のセンサ12,14,16の計測データを、冷媒量の判定に用いるセンサ12,14,16の計測データに決定する。
次に、サーバ30は、安定運転中の空調装置200の、第1冷媒温度センサ14の計測値と、第2冷媒温度センサ16の計測値と、を用いて、冷凍サイクルにおける過冷却度を算出する(ステップS5)。具体的には、サーバ30は、第1冷媒温度センサ14の計測値から、第2冷媒温度センサ16の計測値を差し引くことで、過冷却度を算出する。なお、空調装置200の安定運転中のセンサ12,14,16の計測データが、複数時刻の計測データを含む場合には、複数時刻の過冷却度の平均値や中間値等を、過冷却度として算出してもよい。
次に、サーバ30は、空調装置200の安定運転中の空気温度センサ12の計測値である外気温度と、ステップS5で算出した過冷却度と、に基づいて、冷媒回路220の冷媒量を判定する(ステップS6)。なお、空調装置200の安定運転中のセンサ12,14,16の計測データが、複数時刻の計測データを含む場合、サーバ30は、複数時刻の外気温度の平均値や中間値等を外気温度として用いてもよい。例えば、空調装置200の安定運転中のセンサ12,14,16の計測データが、複数時刻の計測データを含む場合、サーバ30は、複数時刻の外気温度の平均値と、複数時刻の過冷却度の平均値と、に基づいて、冷媒回路220の冷媒量を判定してもよい。
冷媒量の判定方法の一例について詳しく説明する。
サーバ30の記憶装置34には、外気温度と、冷媒回路220の冷媒量が適正である場合の空調装置200の過冷却度(基準過冷却度と呼ぶ)と、を関連付けた表や式が記憶されている。なお、外気温度と基準過冷却度とを関連付けた表や式は、例えば理論的に算出されてもよいし、空調装置の実験機を用いた運転結果に基づくものであってもよい。また、外気温度と基準過冷却度とを関連付けた表や式は、センサ10を用いて収集された、冷媒量の評価を行う対象の空調装置200の過去の実運転データに基づいてサーバ30が生成したものであってもよい。また、外気温度と基準過冷却度とを関連付けた表や式は、冷媒量の評価を行う対象の空調装置200とは別の空調装置の過去の実運転データに基づいてサーバ30が生成したものであってもよい。
サーバ30は、例えば、ステップS5で算出した過冷却度が(基準過冷却度−許容差)の値より小さい場合には、冷媒回路220の冷媒量が少ないと判定する。一方、サーバ30は、ステップS5で算出した過冷却度が(基準過冷却度−許容差)の値以上である場合には、冷媒回路220の冷媒量は適量と判定する。
サーバ30は、空調装置200の冷媒量が少ないと判定した場合、その旨を冷媒量判定キット100のオペレータや、空調装置200のユーザ等に報知することが好ましい。例えば、サーバ30は、図示しないディスプレイに冷媒量不足を報知する情報を表示する。また、サーバ30は、冷媒量判定キット100のオペレータや、空調装置200のユーザが保持する携帯端末等に冷媒量不足を報知してもよい。
なお、上記の冷媒量の判定処理の流れは一例に過ぎない。例えば、上記の説明では、サーバ30は、予め取得されたセンサ12,14,16の計測データを用いて冷媒量の判定を行う。これに代えて、サーバ30は、判定実施条件成立後に(ステップS2でYesと判定された後に)取得されたセンサ12,14,16の計測データを用いて冷媒量の判定を行ってもよい。
(4)特徴
(4−1)
第1実施形態の冷媒量判定キット100は、センサ10と、判定装置の一例としてのサーバ30と、を備える。センサ10は、空調装置200の一部分、及び、空調装置200の周囲、の少なくとも一方に、少なくとも一時的に装着される。空調装置200は、圧縮機210、凝縮器としての熱源側熱交換器230、及び蒸発器としての利用側熱交換器260を含む冷媒回路220を有する装置である。サーバ30は、空調装置200の運転中にセンサ10が検知した検知結果に基づいて冷媒回路220内の冷媒量を判定する。
本実施形態の冷媒量判定キット100では、空調装置200に冷媒量の判定に必要なセンサ10が設けられていない場合にも容易に冷媒量判定を行うことができ、利便性が高い。
(4−2)
第1実施形態の冷媒量判定キット100では、センサ10は、冷媒回路220を流れる冷媒の温度を検知する第1冷媒温度センサ14及び第2冷媒温度センサ16を含む。
本実施形態の冷媒量判定キット100では、センサ10により検知される冷媒温度を用いて精度良く冷媒量判定を行うことができる。
(4−3)
第1実施形態の冷媒量判定キット100は、第1冷媒温度センサ14及び第2冷媒温度センサ16の周囲を覆う断熱部材14a,16aを備える。
本実施形態の冷媒量判定キット100では、冷媒温度を精度良く検知可能で、検知結果に基づいて精度良く冷媒量判定を行うことができる。
(4−4)
第1実施形態の冷媒量判定キット100では、センサ10は第1センサ群15を含む。第1センサ群15は、第1冷媒温度センサ14と、第2冷媒温度センサ16と、を含む。第1冷媒温度センサ14は、冷媒回路220における冷媒の凝縮温度を検知する。第2冷媒温度センサ16は、冷媒回路220の凝縮器として機能する熱源側熱交換器230の出口における冷媒の温度を検知する。
本実施形態の冷媒量判定キット100では、過冷却度の値を利用して精度良く冷媒量判定を行うことができる。
特に、第1実施形態の冷媒量判定キット100では、センサ10は、空調装置200の設置場所の外気温度を検知する空気温度センサ12を含む。
そして、本実施形態の冷媒量判定キット100では、サーバ30は、外気温度の実測値も考慮した上で、センサ10を用いて計測した過冷却度の数値に基づいて冷媒量の判定を行う。そのため、本実施形態の冷媒量判定キット100は、精度良く冷媒量判定を行うことができる。
<第2実施形態>
第2実施形態の冷媒量判定キット100’について、図4〜図6を参照しながら説明する。図4は、冷媒量判定キット100’のブロック図である。図5は、空調装置200の概略構成図である。図5は、冷媒量判定キット100’のセンサ10の取付位置を除き、図2と同様である。図6は、冷媒量判定キット100’による空調装置200の冷媒量の判定処理のフローチャートの一例である。
第2実施形態の冷媒量判定キット100’は、第1冷媒温度センサ14’及び第2冷媒温度センサ16’が空調装置200に装着される位置、及び、サーバ30’の冷媒量の判定処理を除いて第1実施形態の冷媒量判定キット100と同様である。そのため、ここでは、第2実施形態の冷媒量判定キット100’と、第1実施形態の冷媒量判定キット100との相違点について主に説明し、共通する点については説明を省略する。また、冷媒量判定キット100’による冷媒量の判定の対象の空調装置200については、第1実施形態で既に説明したため、ここでは説明は省略する。
(1)センサ
本実施形態では、センサ10は、空気温度センサ12と、第1冷媒温度センサ14’と、第2冷媒温度センサ16’と、を含む。
空気温度センサ12は、第1実施形態の空気温度センサ12と同様である。第1冷媒温度センサ14’及び第2冷媒温度センサ16’は、空調装置200への取り付け位置を除き、第1実施形態の第1冷媒温度センサ14及び第2冷媒温度センサ16と同様である。なお、以下では、以下では、第1温度センサ14’及び第2冷媒温度センサ16’を、第2センサ群15’と呼ぶ場合がある。
第2センサ群15’を構成する第1温度センサ14’及び第2冷媒温度センサ16’は、空調装置200の一部分に装着される。
本実施形態では、第1温度センサ14’は、利用側熱交換器260に装着される(図5参照)。例えば、第1温度センサ14’は、利用側熱交換器260の図示しない伝熱管に装着される(図5参照)。第1温度センサ14’は、利用側熱交換器260を流れる冷媒の温度を計測する。言い換えれば、第1温度センサ14’は、冷媒回路220における冷媒の蒸発温度を検知する。
本実施形態では、第2温度センサ16’は、利用ユニット204のガス冷媒管226bに装着される(図5参照)。第2温度センサ16’は、ガス冷媒管226bを流れる冷媒の温度を計測する。言い換えれば、第2温度センサ16’は、冷媒回路220の、蒸発器としての利用側熱交換器260の出口における冷媒の温度を検知する。
なお、第1温度センサ14’及び第2温度センサ16’に断熱部材14a,16aを設けることが好ましいのは、第1実施形態と同様である。
(2)サーバ
サーバ30’は、第1実施形態と物理的な構成は同一であり、判定装置としての動作だけが一部異なる。サーバ30’の判定装置としての動作について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。
サーバ30’は、通信装置20が送信してくる空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14’、及び第2冷媒温度センサ16’の計測データを、時系列のデータとして記憶装置34に記憶している(ステップS11)。
そして、サーバ30’は、冷媒量の判定実施条件が成立すると(ステップS12でYes)、空調装置200の冷媒回路220内の冷媒量の判定を開始する(ステップS13)。冷媒量の判定実施条件については第1実施形態と同様であるため説明は省略する。
次に、サーバ30’は、冷媒量の判定に用いる計測データを、例えば以下のように決定する(ステップS14)。
まず、サーバ30’は、記憶装置34に記憶されている、直近の所定期間の空気温度センサ12、第1冷媒温度センサ14’、及び第2冷媒温度センサ16’の計測データの中から、空調装置200の運転中の計測データを識別する。例えば、サーバ30’は、記憶装置34に記憶されている、直近の1時間のセンサ12,14’,16’の計測データの中から、空調装置200の運転中の計測データを識別する。サーバ30’は、例えば、第1冷媒温度センサ14’の計測温度が所定温度より低い時刻の、センサ12,14’,16’の計測データを、空調装置200の運転中の計測データであると判断する。なお、サーバ30’が、空調装置200の運転中のセンサ12,14’,16’の計測データの中から空調装置200の運転中の計測データを識別する方法は例示にすぎず、識別方法は第1実施形態と同様に適宜選択されればよい。
さらに、サーバ30’は、空調装置200の運転中のセンサ12,14’,16’の計測データの中から、安定運転時のセンサ12,14’,16’の計測データを識別する。ここで、安定運転時とは、第1冷媒温度センサ14’の計測している蒸発温度、又は、第2冷媒温度センサ16’の計測している冷媒の温度、がほとんど変動しない期間を意味する。サーバ30は、空調装置200の安定運転中のセンサ12,14’,16’の計測データを、冷媒量の判定に用いるセンサ12,14’,16’の計測データに決定する。
次に、サーバ30’は、安定運転中の空調装置200の、第1冷媒温度センサ14’の計測値と、第2冷媒温度センサ16’の計測値と、を用いて、冷凍サイクルにおける過熱度を算出する(ステップS15)。具体的には、サーバ30’は、第2冷媒温度センサ16’の計測値から第1冷媒温度センサ14’の計測値を差し引くことで、過熱度を算出する。なお、空調装置200の安定運転中のセンサ12,14’,16’の計測データが、複数時刻の計測データを含む場合には、複数時刻の過熱度の平均値や中間値等を、過熱度として算出してもよい。
次に、サーバ30’は、空調装置200の安定運転中の空気温度センサ12の計測値である外気温度と、ステップS15で算出した過熱度と、に基づいて、冷媒回路220の冷媒量を判定する(ステップS16)。なお、空調装置200の安定運転中のセンサ12,14’,16’の計測データが、複数時刻の計測データを含む場合、サーバ30’は、複数時刻の外気温度の平均値や中間値等を外気温度として用いればよい。例えば、空調装置200の安定運転中のセンサ12,14’,16’の計測データが、複数時刻の計測データを含む場合、サーバ30’は、複数時刻の外気温度の平均値と、複数時刻の過熱度の平均値と、に基づいて、冷媒回路220の冷媒量を判定してもよい。
冷媒量の判定方法の一例について詳しく説明する。
サーバ30’の記憶装置34には、外気温度と、冷媒回路220の冷媒量が適正である場合の空調装置200の冷媒回路220の過熱度(基準過熱度と呼ぶ)と、を関連付けた表や式が記憶されている。なお、外気温度と基準過熱度とを関連付けた表や式は、例えば理論的に算出されてもよいし、空調装置の実験機を用いた運転結果に基づくものであってもよい。また、外気温度と基準過熱度とを関連付けた表や式は、センサ10’を用いて収集された冷媒量の評価を行う対象の空調装置200の過去の実運転データに基づいてサーバ30’が生成したものであってもよい。また、外気温度と基準過熱度とを関連付けた表や式は、冷媒量の評価を行う対象の空調装置200とは別の空調装置の過去の実運転データに基づいてサーバ30’が生成したものであってもよい。
サーバ30’は、例えば、ステップS15で算出した過熱度が(基準過熱度+許容差)より大きい場合には、冷媒回路220の冷媒量が少ないと判定する。一方、サーバ30は、ステップS15で算出した過熱度が(基準過熱度+許容差)の値以下である場合には、冷媒回路220の冷媒量は適量と判定する。
サーバ30’は、第1実施形態のサーバ30と同様に、空調装置200の冷媒量が少ないと判定した場合、その旨を冷媒量判定キット100のオペレータや、空調装置200のユーザ等に報知することが好ましい。
なお、上記の冷媒量の判定処理の流れは一例に過ぎない。例えば、上記の説明では、サーバ30’は、予め取得されたセンサ12,14’,16’の計測データを用いて冷媒量の判定を行う。これに代えて、サーバ30’は、判定実施条件成立後に(ステップS12でYesと判定された後に)取得されたセンサ12,14’,16’の計測データを用いて冷媒量の判定を行ってもよい。
(3)特徴
第2実施形態の冷媒量判定キット100’は、第1実施形態の冷媒量判定キット100の(4−1)〜(4−3)と同様の特徴を有する。また、第2実施形態の冷媒量判定キット100’は、以下の特徴を有する。
第2実施形態の冷媒量判定キット100’では、センサ10’は、第2センサ群15’を含む。第2センサ群15’は、第1冷媒温度センサ14’と、第2冷媒温度センサ16’と、を含む。第1冷媒温度センサ14’は、冷媒回路220における冷媒の蒸発温度を検知する。第2冷媒温度センサ16’は、冷媒回路220の蒸発器として機能する利用側熱交換器260の出口における冷媒の温度を検知する。
本実施形態の冷媒量判定キット100’では、センサ10’を用いて計測した過冷却度の数値を利用して精度良く冷媒量判定を行うことができる。
特に、第2実施形態の冷媒量判定キット100’では、センサ10’は、空調装置200の設置場所の外気温度を検知する空気温度センサ12を含む。
そして、本実施形態の冷媒量判定キット100’では、サーバ30’は、外気温度の実測値も考慮した上で、センサ10’を用いて計測した過熱度の数値に基づいて冷媒量の判定を行う。そのため、本実施形態の冷媒量判定キット100’は、精度良く冷媒量判定を行うことができる。
<変形例>
上記実施形態の変形例について説明する。なお、以下の変形例は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わされてもよい。
(1)変形例A
上記実施形態では、冷媒量判定キット100,100’は、センサ10,10’と、センサ10,10’にネットワークNWを介して接続されるサーバ30,30’と、を有するが、冷媒量判定キット100,100’はこのような構成に限定されない。
例えば、冷媒量判定キット100aは、図7のように、センサ10と、上記実施形態のサーバ30と同様の機能を有するローカルのコンピュータ30aと、を有してもよい。コンピュータ30aは、スマートフォン等のモバイル端末であってもよい。本変形例では、コンピュータ30aは、ネットワークNWを介してではなく、信号線Sを介してセンサ10に接続される。なお、センサ10とコンピュータ30aとは、物理的な信号線Sではなく、無線ネットワークにより通信可能に接続されてもよい。
なお、センサ10と、コンピュータ30aとは、通信可能に接続されていなくてもよい。例えば、センサ10の計測データは、メモリカード等の媒体を利用してコンピュータ30aに入力されてもよい。
(2)変形例B
上記実施形態では、冷媒量判定キット100,100’は、空気温度センサ12を有し、空気温度センサ12により空調装置200の設置場所の外気温度を計測する。
ただし、図8に示すように、冷媒量判定キット100bは、空気温度センサ12を有さなくてもよい。冷媒量判定キット100bのサーバ30は、インターネット等のネットワークNWを介して、気象データを配信する気象データ配信サーバ40と接続されている。冷媒量判定キット100bのサーバ30は、空気温度センサ12が計測する外気温度に代えて、気象データ配信サーバ40が配信する外気温度を冷媒量の判定に用いる。
また、他の形態では、冷媒量判定キットのサーバは、人が入力する外気温度を冷媒量の判定に用いてもよい。
(3)変形例C
上記実施形態では、冷媒量判定キット100は2つの冷媒温度センサ14,16を、冷媒量判定キット100’は2つの冷媒温度センサ14’,16’を有する。
ただし、これに限定されるものではなく、冷媒量判定キットは、単一の冷媒温度センサを有するものでもよい。例えば、単一の冷媒温度センサは、熱源側熱交換器230において凝縮温度を検知するセンサである。この場合、冷媒量判定キットのサーバの記憶装置には、外気温度と、冷媒量が適正である場合の空調装置200の凝縮温度の温度変化の傾向とを関連付けた表や式が記憶されている。そして、冷媒量判定キットのサーバは、単一の冷媒温度センサの計測結果から得られる空調装置200の運転時の凝縮温度の変化と、記憶装置に記憶されている凝縮温度の温度変化の傾向とを比較して冷媒量の判定を行う。
また、冷媒量判定キットは、3つ以上の冷媒温度センサの計測データを用いて取得される複数の指標(例えば、過冷却度、過熱度、凝縮温度、蒸発温度等)を用いて、冷媒量の判定を行ってもよい。
(4)変形例D
上記実施形態では、冷媒量判定キット100,100’は、センサ10,10’の計測結果に基づいて、被空調空間の冷房を行う空調装置200における過冷却度や過熱度を算出し、算出値に基づいて冷媒量の判定を行う。
ただし、これに限定されるものではなく、冷媒量判定キット100,100’は、センサ10,10’の計測結果に基づいて、被空調空間の暖房を行う空調装置における過冷却度や過熱度を算出し、算出値に基づいて冷媒量の判定を行ってもよい。言い換えれば、冷媒量判定キット100,100’は、利用側熱交換器260を蒸発器として、熱源側熱交換器230を蒸発器として、それぞれ機能させる空調装置における、過冷却度や過熱度を算出し、算出値に基づいて冷媒量の判定を行ってもよい。
(5)変形例E
上記実施形態では、冷媒量判定キット100,100’は、過冷却度又は過熱度と、空気温度センサ12の計測値と、を冷媒量の判定処理に利用する。ただし、このような態様に限定されるものではなく、冷媒量判定キット100,100’は、空気温度センサ12を有さなくてもよい。そして、冷媒量判定キット100,100’のサーバ30,30’は、過冷却度又は過熱度を、外気温度によらない所定の基準値と比較した結果に基づいて、冷媒量の判定を行ってもよい。
<付記>
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
10,10’,10b センサ
12 空気温度センサ
14,14’ 第1冷媒温度センサ
14a 断熱部材
16,16’ 第2冷媒温度センサ
16a 断熱部材
20 通信装置(送信装置)
30,30’ サーバ(判定装置)
30a コンピュータ(判定装置)
100,100’,100a,100b 冷媒量判定キット
200 空調装置(冷凍サイクル装置)
210 圧縮機
220 冷媒回路
230 熱源側熱交換器(凝縮器)
260 利用側熱交換器(蒸発器)
特許第5334909号明細書

Claims (6)

  1. 圧縮機、凝縮器、及び蒸発器を含む冷媒回路を有する冷凍サイクル装置の一部分、及び、前記冷凍サイクル装置の周囲の少なくとも一方に、少なくとも一時的に装着させるセンサ(10,10’,10b)と、
    前記冷凍サイクル装置の運転中に前記センサが検知した検知結果に基づいて前記冷媒回路内の冷媒量を判定する判定装置(30,30’,30a)と、
    を備える冷媒量判定キット(100,100’,100a,100b)。
  2. 前記センサは、前記冷媒回路を流れる冷媒の温度を検知する温度センサ(14,14’,16,16’)を含む、
    請求項1に記載の冷媒量判定キット。
  3. 前記温度センサの周囲を覆う断熱部材(14a,16a)を更に備える、
    請求項2に記載の冷媒量判定キット。
  4. 前記温度センサは、
    前記冷媒回路における冷媒の凝縮温度を検知する第1温度センサ(14)と前記冷媒回路の前記凝縮器の出口における冷媒の温度を検知する第2温度センサ(16)とを含む第1センサ群、
    及び、
    前記冷媒回路における冷媒の蒸発温度を検知する第3温度センサ(14’)と前記冷媒回路の前記蒸発器の出口における冷媒の温度を検知する第4温度センサ(16’)とを含む第2センサ群、
    の少なくとも一方を含む、
    請求項2又は3に記載の冷媒量判定キット(100,100’,100a,100b)。
  5. 前記センサは、前記冷凍サイクル装置の設置場所の外気温度を検知する外気温度センサ(12)を含む、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の冷媒量判定キット(100,100’,100a)。
  6. 前記冷凍サイクル装置の運転中に前記センサが検知した検知結果を、前記判定装置に対して送信する送信装置(20)を更に備える、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の冷媒量判定キット(100,100’,100b)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020231725A1 (en) * 2019-05-10 2020-11-19 Carrier Corporation Online capacity estimation of a refrigeration unit
US11231198B2 (en) 2019-09-05 2022-01-25 Trane International Inc. Systems and methods for refrigerant leak detection in a climate control system
DE102021108124A1 (de) 2021-03-31 2022-10-06 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zur Überwachung einer Kältemittelfüllmenge einer Kältemaschine, Kältemaschine und Kraftfahrzeug

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5718853Y2 (ja) 1976-09-01 1982-04-20
US6571566B1 (en) * 2002-04-02 2003-06-03 Lennox Manufacturing Inc. Method of determining refrigerant charge level in a space temperature conditioning system
US20040103673A1 (en) * 2002-12-02 2004-06-03 Daimler Chrysler Corporation Instant A/C checker
KR100618212B1 (ko) * 2003-10-16 2006-09-01 엘지전자 주식회사 에어컨의 냉매 온도 제어 시스템 및 그 제어방법
EP1574798A1 (en) * 2004-02-24 2005-09-14 Dieau Cooling unit for a drinking water fountain, and water fountain containing such a unit
US20060137369A1 (en) * 2004-12-27 2006-06-29 Carrier Corporation Single sensor three-step refrigerant charge indicator
JP4225357B2 (ja) * 2007-04-13 2009-02-18 ダイキン工業株式会社 冷媒充填装置、冷凍装置及び冷媒充填方法
US20080315000A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-25 Ravi Gorthala Integrated Controller And Fault Indicator For Heating And Cooling Systems
US9207007B1 (en) * 2009-10-05 2015-12-08 Robert J. Mowris Method for calculating target temperature split, target superheat, target enthalpy, and energy efficiency ratio improvements for air conditioners and heat pumps in cooling mode
JP5334909B2 (ja) 2010-04-20 2013-11-06 三菱電機株式会社 冷凍空調装置並びに冷凍空調システム
US9168315B1 (en) * 2011-09-07 2015-10-27 Mainstream Engineering Corporation Cost-effective remote monitoring, diagnostic and system health prediction system and method for vapor compression and heat pump units based on compressor discharge line temperature sampling
DK2812640T3 (en) * 2012-02-10 2018-11-26 Carrier Corp PROCEDURE FOR DETECTING LOSS OF REFRIGERANT
IL252452B (en) * 2017-05-23 2021-12-01 Smartgreen Ltd Methods for identifying cooling shortages in cooling systems with multiple cooling locations

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