JP2024006336A - 冷媒量測定システム及び冷媒使用システム - Google Patents
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Abstract
Description
(1)全体構成
本開示の第1実施形態に係る冷媒使用システム1について説明する。図1は、冷媒使用システム1を示す概略構成図である。
(2-1)冷凍サイクル装置
冷凍サイクル装置100は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、空調対象空間(図示省略)の冷房及び暖房を行う空気調和装置である。冷凍サイクル装置100は、室内ユニット110と、室外ユニット120と、ガス側連絡配管131と、液側連絡配管132とを有する。冷凍サイクル装置100は、2台の室内ユニット110を有するビル用マルチタイプの空気調和装置である。冷凍サイクル装置100が有する室内ユニット110の数は、2台に限定されず、1台であってもよいし、3台以上であってよい。
室内ユニット110は、空調対象空間に設置される。室内ユニット110は、室内冷媒流路111と、検出部116とを有する。
室外ユニット120は、空調対象空間の外に配置される。室外ユニット120は、たとえば、冷凍サイクル装置100の設置される建物の屋上や、建物に隣接して設置される。室外ユニット120は、室外冷媒流路121と、ガス側分岐配管128と、液側分岐配管129とを有する。
ガス側連絡配管131及び液側連絡配管132は、室内冷媒流路111と室外冷媒流路121とを接続する。
冷媒量測定システム4は、冷凍サイクル装置100の冷媒Rを貯留し、冷媒Rの量を測定して、冷凍サイクル装置100に冷媒Rを戻すシステムである。冷媒量測定システム4は、開閉弁230、第1管410、第2管420、第3管430、第4管440、ガス側配管451、液側配管452、貯留部460、電極棒461、演算装置470、制御部140を有する。開閉弁230、第1管410、第2管420、第3管430、第4管440は接続部400を構成する。電極棒461、測定演算部471は測定部401を構成する。
貯留部460は、後述する冷媒量測定動作により冷媒循環路150の冷媒Rを貯留する円筒型容器である。貯留部460は、ガス側配管451、液側配管452を介して第1管410、第2管420、第3管430、第4管440により、冷凍サイクル装置100に接続される。貯留部460は、円筒型容器に限定されず、冷媒Rを貯留できる他の形状の容器であってもよい。
ガス側配管451は、第1管410および第3管430と、貯留部460とを連通させるための配管である。ガス側配管451の一端は、貯留部460に接続される。ガス側配管451の他端は、第1管410又は第3管430を介してガス側分岐配管128に接続される。
接続部400は、冷凍サイクル装置100の冷媒循環路150と、貯留部460とを連通させる。接続部400は、開閉弁230、第1管410、第2管420、第3管430、第4管440を有する。
第1管410は、第1冷凍サイクル装置100Aのガス側分岐配管128Aとガス側配管451を連通する配管である。第1管410の一端は、第1冷凍サイクル装置100Aのガス側分岐配管128Aに接続される。第1管410の他端は、ガス側配管451に接続される。
第2管420は、第1冷凍サイクル装置100Aの液側分岐配管129Aと液側配管452を連通する配管である。第2管420の一端は、第1冷凍サイクル装置100Aの液側分岐配管129Aに接続される。第2管420の他端は、液側配管452に接続される。
第3管430は、第2冷凍サイクル装置100Bのガス側分岐配管128Bとガス側配管451を連通する配管である。第3管430の一端は、第2冷凍サイクル装置100Bのガス側分岐配管128Bに接続される。第3管430の他端は、ガス側配管451に接続される。
第4管440は、第2冷凍サイクル装置100Bの液側分岐配管129Bと液側配管452を連通する配管である。第4管440の一端は、第2冷凍サイクル装置100Bの液側分岐配管129Bに接続される。第4管440の他端は、液側配管452に接続される。
開閉弁230は、第1管410、第2管420、第3管430、第4管440に設けられる。冷媒量測定システム4に含まれる開閉弁230は、開閉弁230a、開閉弁230b、開閉弁230c、開閉弁230dがある。
開閉弁230aは第1管410に設けられる。開閉弁230aは第1管410の連通を許容又は遮断する。開閉弁230aは、電磁開閉弁であって制御部140aにより開閉制御される。
開閉弁230bは第2管420に設けられる。開閉弁230bは第2管420の連通を許容又は遮断する。開閉弁230bは、電磁開閉弁であって制御部140aにより開閉制御される。
開閉弁230cは第3管430に設けられる。開閉弁230cは第3管430の連通を許容又は遮断する。開閉弁230cは、電磁開閉弁であって制御部140bにより開閉制御される。
開閉弁230dは第4管440に設けられる。開閉弁230dは第4管440の連通を許容又は遮断する。開閉弁230dは、電磁開閉弁であって制御部140bにより開閉制御される。
電極棒461は、貯留部460の冷媒Rの量を測定するための装置である。電極棒461は、測定演算部471と電気的に接続される。電極棒461は、測定演算部471を介して制御部140により制御される。電極棒461は、電極棒461と貯留部460の位置関係は変化しないように設けられる。電極棒461に関わる詳細な動作については後述する。
制御部140は、冷凍サイクル装置100及び冷媒量測定システム4を構成する各部の動作を制御する。制御部140は、室内膨張機構113、検出部116、第1圧縮機122、室外膨張機構124、流路切換機構125、開閉弁230及び演算装置470と制御信号や情報のやりとりを行うことが可能に電気的に接続されている。
冷凍サイクル装置100に対して冷房運転の実行が指示されると、制御部140は、冷媒循環路150の状態が前述の第1状態になるよう、流路切換機構125を図1において破線で示す状態に制御し、第1圧縮機122を運転する。
冷凍サイクル装置100に対して暖房運転の実行が指示されると、制御部140は、冷媒循環路150の状態が前述の第2状態になるよう、流路切換機構125を図1において実線で示す状態に制御し、第1圧縮機122を運転する。
演算装置470は、貯留部460の冷媒Rの量の測定に関わる演算を行い、測定結果を記憶部472に記録し、記憶する装置である。図3は、演算装置470の制御ブロック図である。演算装置470は、測定演算部471と、記憶部472を有する。演算装置470は、電極棒461および制御部140と電気的に接続される。演算装置470は、制御部140により制御される。
測定演算部471は、貯留部460の冷媒Rの量の測定に関わる演算を行い、測定結果を記憶部472に記録する。測定演算部471は、電極棒461および制御部140と電気的に接続される。測定演算部471は、制御部140により制御される。測定演算部471の詳細動作は後述する。
記憶部472は、貯留部460の冷媒Rの量の測定結果を記憶する記憶装置である。記憶部472は、測定演算部471および制御部140と電気的に接続される。記憶部472は、制御部140により制御される。
冷媒量測定システム4の制御部140が実行する、冷媒量測定動作について説明をする。
冷媒量測定動作は、冷媒循環路150から冷媒Rを貯留部460に移し、測定部401に冷媒Rの量を測定させ、冷媒Rを貯留部460から冷媒循環路150に戻させる動作である。冷媒量測定動作は、冷凍サイクル装置の使用開始から廃棄に至る各時点における冷凍サイクル装置内の冷媒充填量を測定し、使用開始時の冷媒充填量、使用開始後の冷媒充填量、廃棄直前の冷媒充填量、及び、使用開始時と各時点での冷媒充填量の差から冷媒Rの漏洩量、を明確化するために行われる動作である。冷媒量測定動作は、第1の冷媒量測定動作及び第2の冷媒量測定動作を含む。
第1の冷媒量測定動作は、第1冷凍サイクル装置100Aの冷媒循環路150から冷媒Rを貯留部460に移し、測定部401に冷媒Rの量を測定させ、冷媒Rを貯留部460から第1冷凍サイクル装置100Aの冷媒循環路150に戻させる動作である。第1の冷媒量測定動作を、冷媒Rを貯留部460に移す動作と、測定部401に冷媒Rの量を測定させる動作と、冷媒Rを冷媒循環路150に戻させる動作に分けて説明する。
(前半の動作)
冷媒Rを貯留部460に移す動作の前半の動作は、冷媒循環路150内の冷媒Rの内の、主に液冷媒を貯留する動作である。図4は、冷媒Rを貯留部460に移す動作の前半の動作における冷媒Rの流れを示した概略構成図である。
冷媒Rを貯留部460に移す動作の後半の動作は、冷媒Rを貯留部460に移す動作の前半の動作の実行によっても貯留部460に貯留しきれず室外冷媒流路121に残留した、主にガス冷媒を貯留部460に貯留するための動作である。図5は、冷媒Rを貯留部460に移す動作の後半の動作における冷媒Rの流れを示した概略構成図である。
測定部401に冷媒Rの量を測定させる動作は、貯留部460に貯留されている冷媒Rの量を測定させる動作である。制御部140aは、冷媒Rを貯留部460に移す動作の後半の動作が終了した時刻から、あらかじめ設定された所定時間T3が経過すると、測定部401に冷媒Rの量を測定させる動作を実行する。
図6は、冷媒Rが貯留されている貯留部460及び電極棒461を示した概略構成図である。静電容量Cは、電極棒461と貯留部460の間の距離Xと、空気及び冷媒Rの誘電率εと、電極面積Sにより決まる。
記憶部472には、距離X、幅d、温度と関連付けられた空気及び冷媒Rの誘電率εなどがあらかじめ記録される。
冷媒Rを冷媒循環路150に戻させる動作は、貯留部460に貯留された冷媒Rを冷媒循環路150に充填する運転である。以下の説明では、第1冷凍サイクル装置100Aに冷媒Rを戻させる場合を例にして説明をする。図8は、冷媒Rを冷媒循環路150に戻させる動作における冷媒Rの流れを示した概略構成図である。
第2の冷媒量測定動作は、第2冷凍サイクル装置100Bの冷媒循環路150から冷媒Rを貯留部460に移し、測定部401に冷媒Rの量を測定させ、冷媒Rを貯留部460から第2冷凍サイクル装置100Bの冷媒循環路150に戻させる動作である。第2の冷媒量測定動作は、第1の冷媒量測定動作と同様である。このため、第2の冷媒量測定動作を簡潔に説明する。
(前半の動作)
冷媒Rを貯留部460に移す動作の前半の動作において制御部140bは、全ての室内ユニット110Bについて、室内膨張機構113Bを開状態とする。また、制御部140bは、室外ユニット120Bについて、第2冷凍サイクル装置100Bの室外膨張機構124Bを閉状態とし、流路切換機構125Bを第1状態とし、第1圧縮機122を運転する(On)。さらに、制御部140bは、開閉弁230dを開状態とし、開閉弁230d以外の開閉弁230を閉状態とする。具体的には、制御部140bは、開閉弁230a、開閉弁230b及び開閉弁230cを閉状態とする。
冷媒Rを貯留部460に移す動作の後半の動作においては、制御部140dは開閉弁230cを開状態とする。それ以外の機器については、冷媒Rを貯留部460に移す動作の前半の動作の状態が維持される。
第2の冷媒量測定動作における測定部401に冷媒の量を測定させる動作は、第1の冷媒量測定動作における測定部401に冷媒の量を測定させる動作と同様である。
冷媒Rを冷媒循環路150に戻させる動作において制御部140bは、室外ユニット120Bについて、第2冷凍サイクル装置100Bの室外膨張機構124Bを開状態とし、流路切換機構125Bを第1状態とし、第1圧縮機122Bを運転する(On)。また、制御部140bは、開閉弁230cを開状態とし、開閉弁230a、開閉弁230b、開閉弁230dを閉状態とする。
(4-1)
冷媒量測定システム4は、接続部400と、貯留部460と、測定部401と、記憶部472とを備える。接続部400は、第1冷凍サイクル装置100Aの第1冷媒回路に接続される。貯留部460は、接続部400を介して第1冷媒回路の中の冷媒Rを貯留し、貯留している冷媒Rを接続部400を介して第1冷媒回路に戻す。測定部401は、貯留部460の中の冷媒Rの量を測定する。記憶部472は、測定部401が測定した測定結果を記憶する。
冷媒量測定システム4は、接続部400が第1管410および第2管420を有する。また、第1管410および第2管420のそれぞれに開閉弁230が設けられている。
冷媒量測定システム4は、制御部140をさらに備える。制御部140は、第1の冷媒量測定動作を行う。第1の冷媒量測定動作は、第1冷凍サイクル装置100Aおよび開閉弁230を制御して、第1冷媒回路から貯留部460に冷媒Rを移し、測定部401に冷媒Rの量を測定させ、冷媒Rを貯留部460から第1冷媒回路に戻させる動作である。
冷媒量測定システム4は、第2冷凍サイクル装置100Bの第2冷媒回路にも接続部400が接続される。また、制御部140は、それぞれ開閉弁230が設けられた第3管430および第4管440をさらに有する。さらに、接続部400は、第1管410および第2管420により第1冷媒回路に接続され、第3管430および第4管440により第2冷媒回路に接続される。
冷媒量測定システム4は、制御部140が第2の冷媒量測定動作をさらに行う。第2の冷媒量測定動作は、第2冷凍サイクル装置100Bおよび開閉弁230を制御して、第2冷媒回路から貯留部460に冷媒Rを移し、測定部401に冷媒Rの量を測定させ、冷媒Rを貯留部460から第2冷媒回路に戻させる動作である。
冷媒量測定システム4は、測定部401が、電極棒461を有する。
冷媒使用システム1は、冷媒量測定システム4と、冷凍サイクル装置100を有する。
(5-1)変形例1A
上述の実施形態の冷媒量測定動作では、吸入圧により冷媒Rを冷媒循環路150に戻させた。しかしながら、冷媒Rを冷媒循環路150に戻させる動作はこれに限定しない。例えば、冷媒Rを第1冷凍サイクル装置100Aの冷媒循環路150に戻させる動作を説明する。図9は、冷媒Rを冷媒循環路150に戻させる動作における冷媒Rの流れを示した概略構成図である。
制御部140は、第1の冷媒量測定動作と第2の冷媒量測定動作を、時間をずらして行ってもよい。制御部140aと制御部140bが電気的に接続して相互連携することにより、制御部140a及び制御部140bは、第1の冷媒量測定動作と第2の冷媒量測定動作を、時間をずらして行える。
制御部140は、第1冷凍サイクル装置100Aの通常運転が停止されている時間帯に、第1の冷媒量測定動作を行ってもよい。また、制御部140は、第2冷凍サイクル装置100Bの通常運転が停止されている時間帯に、第2の冷媒量測定動作を行ってもよい。通常運転の例としては、冷房運転、暖房運転、給湯運転、冷蔵運転、冷凍運転、床暖房運転などが挙げられる。
上述の実施形態の開閉弁230は制御部140により制御され、自動で管の連通を許容又は遮断する。しかし、開閉弁230は、上述の実施形態に加えて又は上述の実施形態に代えて、手動で管の連通を許容又は遮断してもよい。
(1)構成
本開示の第2実施形態に係る冷媒使用システム1について、第1実施形態に係る冷媒使用システム1と相違を中心に説明する。
(2-1)貯留動作
貯留動作は、冷媒循環路150から冷媒Rが漏洩した場合に、冷媒循環路150から貯留部460に冷媒Rを移す動作である。貯留動作は、たとえば、冷媒循環路150から冷媒Rが漏洩した際に、さらに冷媒Rが漏洩することを抑制するために実行される。貯留動作には、第1の貯留動作及び第2の貯留動作が含まれる。
第1の貯留動作は、第1冷凍サイクル装置100Aの冷媒循環路150から冷媒Rが漏洩した場合に、冷媒循環路150から貯留部460に冷媒Rを移す動作である。第1の貯留動作は、前半の動作と後半の動作を含む。
第1の貯留動作の前半の動作は、冷媒循環路150内の冷媒Rの内の、主に液冷媒を貯留する動作である。図10は、第1の貯留動作の前半の動作における冷媒Rの流れを示した概略構成図である。
第1の貯留動作の後半の動作は、第1の貯留動作の前半の動作の実行によっても貯留部460に貯留しきれず室外冷媒流路121に残留した、主にガス冷媒を貯留部460に貯留するための動作である。図11は、第1の貯留動作の後半の動作における冷媒Rの流れを示した概略構成図である。
第2の貯留動作は、第2冷凍サイクル装置100Bの冷媒循環路150から冷媒Rが漏洩した場合に、冷媒循環路150から貯留部460に冷媒Rを移す動作である。第2の貯留動作は、第1の貯留動作と同様である。
第2の貯留動作の前半の動作において制御部140bは、全ての室内ユニット110Bについて、室内膨張機構113Bを開状態とする。また、制御部140bは、室外ユニット120Bについて、第2冷凍サイクル装置100Bの室外膨張機構124Bを閉状態とし、流路切換機構125Bを第1状態とし、第1圧縮機122を運転する(On)。さらに、制御部140bは、開閉弁230dを開状態とし、開閉弁230d以外の開閉弁230を閉状態とする。具体的には、制御部140bは、開閉弁230a、開閉弁230b及び開閉弁230cを閉状態とする。
第2の貯留動作の後半の動作においては、制御部140dは開閉弁230cを開状態とする。それ以外の機器については、冷媒Rを貯留部460に移す動作の前半の動作の状態が維持される。
冷媒量測定システム4は、制御部140が、第1の貯留動作および第2の貯留動作を行う。第1の貯留動作は、第1冷媒回路から冷媒Rが漏洩した場合に、第1冷媒回路から貯留部460に冷媒Rを移す動作である。第2の貯留動作は、第2冷媒回路から冷媒Rが漏洩した場合に、第2冷媒回路から貯留部460に冷媒Rを移す動作である。
(1)全体構成
本開示の第3実施形態に係る冷媒使用システム1について、第1実施形態に係る冷媒使用システム1と相違を中心に説明する。
図12Aは、貯留部460と、電極棒461及び筒部材462を示した概略構成図である。筒部材462は、電極棒461を囲う部材である。図12Bは、図12AにおけるA断面を示す断面図である。測定演算部471は、第1実施形態とは異なり、冷媒量の測定において電極棒461と筒部材462との間の距離Xを用いる。
冷媒量測定システム4は、測定部401が、電極棒461を囲う筒部材462をさらに有する。
(4-1)変形例1A
上記の実施形態では、測定部401が静電容量式の方式により冷媒Rの量を測定した。しかし、測定部401の冷媒量の測定方法はこれに限定しない。測定部401は、電波式、超音波式、フロート式、圧力式、差圧式、静電容量式の少なくともいずれかの方式により、冷媒Rの量を測定してもよい。
4 冷媒量測定システム
100 冷凍サイクル装置
100A 第1冷凍サイクル装置
100B 第2冷凍サイクル装置
110 室内ユニット
111 室内冷媒流路
112 室内熱交換器
113 室内膨張機構
114 ガス側接続部
115 液側接続部
116 検出部
120 室外ユニット
121 室外冷媒流路
121b 第1冷媒配管
121c 第2冷媒配管
121d 第3冷媒配管
122 第1圧縮機
123 室外熱交換器
124 室外膨張機構
125 流路切換機構
126 ガス側接続部
127 液側接続部
128 ガス側分岐配管
129 液側分岐配管
131 ガス側連絡配管
132 液側連絡配管
140(140a、140b) 制御部
150 冷媒循環路
230(230a、230b、230c、230d) 開閉弁
400 接続部
401 測定部
410 第1管
420 第2管
430 第3管
440 第4管
451 ガス側配管
452 液側配管
455 逆止弁
460 貯留部
461 電極棒
462 筒部材
470 演算装置
471 測定演算部
472 記憶部
Claims (12)
- 第1冷凍サイクル装置(100A)の第1冷媒回路に接続される接続部(400)と、
前記接続部を介して前記第1冷媒回路の中の冷媒(R)を貯留し、貯留している前記冷媒を前記接続部を介して前記第1冷媒回路に戻す、貯留部(460)と、
前記貯留部の中の前記冷媒の量を測定する測定部(401)と、
前記測定部が測定した測定結果を記憶する記憶部(472)と、
を備える冷媒量測定システム(4)。 - 前記接続部は、第1管(410)および第2管(420)を有し、
前記第1管および前記第2管のそれぞれに開閉弁(230)が設けられている、
請求項1に記載の冷媒量測定システム。 - 前記第1冷凍サイクル装置および前記開閉弁を制御して、前記第1冷媒回路から前記貯留部に前記冷媒を移し、前記測定部に前記冷媒の量を測定させ、前記冷媒を前記貯留部から前記第1冷媒回路に戻させる、第1の冷媒量測定動作を行う制御部(140)、
をさらに備える、
請求項2に記載の冷媒量測定システム。 - 第2冷凍サイクル装置(100B)の第2冷媒回路にも前記接続部が接続され、
前記接続部は、それぞれ開閉弁が設けられた第3管(430)および第4管(440)をさらに有し、
前記接続部は、前記第1管および前記第2管により前記第1冷媒回路に接続され、前記第3管および前記第4管により前記第2冷媒回路に接続される、
請求項3に記載の冷媒量測定システム。 - 前記制御部は、前記第2冷凍サイクル装置および前記開閉弁を制御して、前記第2冷媒回路から前記貯留部に前記冷媒を移し、前記測定部に前記冷媒の量を測定させ、前記冷媒を前記貯留部から前記第2冷媒回路に戻させる、第2の冷媒量測定動作をさらに行う、
請求項4に記載の冷媒量測定システム。 - 前記制御部は、前記第1の冷媒量測定動作と前記第2の冷媒量測定動作を、時間をずらして行う、
請求項5に記載の冷媒量測定システム。 - 前記制御部は、前記第1冷凍サイクル装置の通常運転が停止されている時間帯に、前記第1の冷媒量測定動作を行い、
前記制御部は、前記第2冷凍サイクル装置の通常運転が停止されている時間帯に、前記第2の冷媒量測定動作を行う、
請求項5または請求項6に記載の冷媒量測定システム。 - 前記制御部は、前記第1冷媒回路から前記冷媒が漏洩した場合に、前記第1冷媒回路から前記貯留部に前記冷媒を移す、第1の貯留動作を行い、
前記制御部は、前記第2冷媒回路から前記冷媒が漏洩した場合に、前記第2冷媒回路から前記貯留部に前記冷媒を移す、第2の貯留動作を行う、
請求項5または請求項6に記載の冷媒量測定システム。 - 前記測定部は、電極棒(461)を有する、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の冷媒量測定システム。 - 前記測定部は、前記電極棒を囲う筒部材(462)をさらに有する、
請求項9に記載の冷媒量測定システム。 - 前記測定部は、電波式、超音波式、フロート式、圧力式、差圧式、静電容量式の少なくともいずれかの方式により、前記冷媒の量を測定する、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の冷媒量測定システム。 - 冷凍サイクル装置と、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の冷媒量測定システムを有する、
冷媒使用システム(1)。
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