JP2997487B2 - 冷凍装置及び冷凍装置における冷媒量表示方法 - Google Patents
冷凍装置及び冷凍装置における冷媒量表示方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷凍サイクル内に封入された冷媒量を検出
する装置を備えた空気調和機などの冷凍装置及び冷凍装
置における冷媒量表示方法に関する。
する装置を備えた空気調和機などの冷凍装置及び冷凍装
置における冷媒量表示方法に関する。
従来の冷凍サイクル内の冷媒量を検出したり判断する
装置に関する公知例としては、実開昭59−191571号公
報，特開昭52−45755号公報、及び特開昭54−63446号公
報に記載されたものなどがある。
装置に関する公知例としては、実開昭59−191571号公
報，特開昭52−45755号公報、及び特開昭54−63446号公
報に記載されたものなどがある。
実開昭59−191571号公報には、冷凍サイクル中の受液
器内の冷媒液面を検出し、適正か否かを判断する方法が
記載されている。また、特開昭52−45755号公報には、
冷凍サイクル中の受液器の適宜高さの位置と圧縮機吸入
側を接続する回路を設け、途中に配管内の冷媒状態を観
察するサイトグラス、とキヤピラチユーブを介在させ、
サイトグラスにより、冷媒が蒸気であれば冷媒量が不足
であると判断する方法が記載されている。
器内の冷媒液面を検出し、適正か否かを判断する方法が
記載されている。また、特開昭52−45755号公報には、
冷凍サイクル中の受液器の適宜高さの位置と圧縮機吸入
側を接続する回路を設け、途中に配管内の冷媒状態を観
察するサイトグラス、とキヤピラチユーブを介在させ、
サイトグラスにより、冷媒が蒸気であれば冷媒量が不足
であると判断する方法が記載されている。
さらに、特開昭54−63446号公報には、ヒートポンプ
式冷暖房機の暖房用減圧装置入口の圧力、温度と圧縮機
入口の圧力、温度の信号により、冷媒量が適正か否かを
判断する方法が記載されている。
式冷暖房機の暖房用減圧装置入口の圧力、温度と圧縮機
入口の圧力、温度の信号により、冷媒量が適正か否かを
判断する方法が記載されている。
上記従来技術では、過剰，適正，不足の判断を行うが
冷媒の過剰量，不足量を演算，表示する点については配
慮されていなかつた。したがつて、空気調和機を据付け
て冷媒封入作業を行う場合、あるいは点検を行う場合な
どに、どの程度冷媒量を減らすかあるいは増やすかが不
明であり、作業が手間取つていた。
冷媒の過剰量，不足量を演算，表示する点については配
慮されていなかつた。したがつて、空気調和機を据付け
て冷媒封入作業を行う場合、あるいは点検を行う場合な
どに、どの程度冷媒量を減らすかあるいは増やすかが不
明であり、作業が手間取つていた。
また、上記従来技術では、運転条件によつて、例えば
受液器冷媒液面が変動するため検知した冷媒量に正確さ
を欠く問題があつた。
受液器冷媒液面が変動するため検知した冷媒量に正確さ
を欠く問題があつた。
本発明の目的は、冷媒封入作業あるいは点検を容易か
つ正確に実施できるようにすることにある。
つ正確に実施できるようにすることにある。
本発明の他の目的は、冷媒量の検知精度を向上するこ
とにある。
とにある。
本発明の更に他の特徴は、冷凍サイクルの運転を中止
することなく、正確に冷媒量を検知し、その過不足量を
表示することにある。
することなく、正確に冷媒量を検知し、その過不足量を
表示することにある。
上記目的を達成するため本発明は、圧縮機、室外側熱
交換器、該室外側熱交換器への冷媒量を制御する室外側
冷媒制御弁、室内側熱交換器、該室内側熱交換器への冷
媒量を制御する室内側冷媒制御弁を備えた冷凍サイクル
を有し、該冷媒サイクルにおける冷媒量を検出する冷媒
量検出手段を備えた冷凍装置において、圧縮機の吸入圧
力を検出する吸入圧力センサを備え、冷媒量検出手段に
より冷媒量を判定するときは、圧縮機の回転数が所定値
に固定され、室外側冷媒制御弁あるいは室内側冷媒制御
弁の開度が制御されることにより圧縮機の吸入圧力が一
定にされるものである。
交換器、該室外側熱交換器への冷媒量を制御する室外側
冷媒制御弁、室内側熱交換器、該室内側熱交換器への冷
媒量を制御する室内側冷媒制御弁を備えた冷凍サイクル
を有し、該冷媒サイクルにおける冷媒量を検出する冷媒
量検出手段を備えた冷凍装置において、圧縮機の吸入圧
力を検出する吸入圧力センサを備え、冷媒量検出手段に
より冷媒量を判定するときは、圧縮機の回転数が所定値
に固定され、室外側冷媒制御弁あるいは室内側冷媒制御
弁の開度が制御されることにより圧縮機の吸入圧力が一
定にされるものである。
これにより、冷媒量を判定するときは、圧縮機の回転
数を固定し、圧縮機の吸入圧力が一定になるので、冷凍
サイクルが安定した状態となる。よって、例えば受液器
を設けその冷媒液面の高さを検知する冷媒量判定装置で
は、冷凍サイクルの運転条件によらず冷凍液面の高さは
安定し、冷凍サイクル内の冷媒量を正確に知ることがで
きる。
数を固定し、圧縮機の吸入圧力が一定になるので、冷凍
サイクルが安定した状態となる。よって、例えば受液器
を設けその冷媒液面の高さを検知する冷媒量判定装置で
は、冷凍サイクルの運転条件によらず冷凍液面の高さは
安定し、冷凍サイクル内の冷媒量を正確に知ることがで
きる。
また、本発明は圧縮機、室外側熱交換器、該室外側熱
交換器への冷媒量を制御する室外側冷媒制御弁、室内側
熱交換器、該室内側熱交換器への冷媒量を制御する室内
側冷媒制御弁を備えた冷凍サイクルを有した冷凍装置に
おいて、圧縮機の回転数を制御する回転数制御装置と、
圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力センサと、圧縮機
の吐出圧力を検出する吐出圧力センサと、室外側冷媒制
御弁あるいは室内側冷媒制御弁の開度を制御することに
より圧縮機の吸入圧力を一定に制御し、回転数制御装置
により圧縮機の回転数を圧縮機の吐出圧力が一定になる
ように制御し、制御された圧縮機の回転数により冷凍サ
イクルにおける冷媒量を演算する冷媒量検出手段とを備
えたものである。
交換器への冷媒量を制御する室外側冷媒制御弁、室内側
熱交換器、該室内側熱交換器への冷媒量を制御する室内
側冷媒制御弁を備えた冷凍サイクルを有した冷凍装置に
おいて、圧縮機の回転数を制御する回転数制御装置と、
圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力センサと、圧縮機
の吐出圧力を検出する吐出圧力センサと、室外側冷媒制
御弁あるいは室内側冷媒制御弁の開度を制御することに
より圧縮機の吸入圧力を一定に制御し、回転数制御装置
により圧縮機の回転数を圧縮機の吐出圧力が一定になる
ように制御し、制御された圧縮機の回転数により冷凍サ
イクルにおける冷媒量を演算する冷媒量検出手段とを備
えたものである。
これにより、冷媒量の判定は冷凍サイクルの運転を止
めることなく、室内側冷媒制御弁の開度を制御し、圧縮
機の吸入圧力を一定にして冷凍サイクル内の冷媒の流動
状態を安定した状態で行われる。そして、冷媒量は圧縮
機の吐出圧力が一定になる圧縮機の回転数によりその過
剰量、不足量が演算される。よって、冷媒量判定の精度
を向上でき、圧縮機がオーバロードなど過酷な運転とな
ることもない。
めることなく、室内側冷媒制御弁の開度を制御し、圧縮
機の吸入圧力を一定にして冷凍サイクル内の冷媒の流動
状態を安定した状態で行われる。そして、冷媒量は圧縮
機の吐出圧力が一定になる圧縮機の回転数によりその過
剰量、不足量が演算される。よって、冷媒量判定の精度
を向上でき、圧縮機がオーバロードなど過酷な運転とな
ることもない。
以下、本発明の冷凍装置の一実施例を第１図及び第２
図により説明する。第１図は、本発明を多室冷暖房装置
に適用したもので、第１図において、１は圧縮機、２は
四方弁、３は室外熱交換器、４は室外送風機、５は室外
側冷媒制御弁、６は受液器、７は冷媒液面センサ、８は
圧縮機吸入側に設けた圧力センサ、9,10は、接続配管、
111,112は室内熱交換器、121,122は、室内側冷媒制御弁
である。冷媒制御弁5,121,122は電気的に駆動される流
量調整可能な制御弁である。また、第２図は、受液器６
の構造の一例を示すもので、61,62は、冷媒の流入出
管、71,72は静電容量センサの極板、73は絶縁部材であ
る。
図により説明する。第１図は、本発明を多室冷暖房装置
に適用したもので、第１図において、１は圧縮機、２は
四方弁、３は室外熱交換器、４は室外送風機、５は室外
側冷媒制御弁、６は受液器、７は冷媒液面センサ、８は
圧縮機吸入側に設けた圧力センサ、9,10は、接続配管、
111,112は室内熱交換器、121,122は、室内側冷媒制御弁
である。冷媒制御弁5,121,122は電気的に駆動される流
量調整可能な制御弁である。また、第２図は、受液器６
の構造の一例を示すもので、61,62は、冷媒の流入出
管、71,72は静電容量センサの極板、73は絶縁部材であ
る。
第１図において、冷房運転時には、冷媒は実線矢印方
向に循環する。この場合、室外冷媒制御弁５は全開状態
であり、当該制御弁５の前後の圧力差は極めて小さい。
したがつて、受液器6,配管９とも冷媒は高圧状態とな
る。室内冷媒制御弁121,122が膨張弁として作用し、各
室の冷房が行われる。
向に循環する。この場合、室外冷媒制御弁５は全開状態
であり、当該制御弁５の前後の圧力差は極めて小さい。
したがつて、受液器6,配管９とも冷媒は高圧状態とな
る。室内冷媒制御弁121,122が膨張弁として作用し、各
室の冷房が行われる。
第２図において、冷媒液面は静電容量センサによつて
検知される。極板71,72の間の静電容量は、第３図に示
されるように、液面高さが高くなると大きくなる。これ
は、冷媒の透電率がガスと液とで異なることを利用した
ものである。
検知される。極板71,72の間の静電容量は、第３図に示
されるように、液面高さが高くなると大きくなる。これ
は、冷媒の透電率がガスと液とで異なることを利用した
ものである。
第１図の装置での運転条件、例えば、冷房運転時に、
室内，室外の空気条件、及び圧縮機が容量制御可能なも
のにあつては、圧縮器の容量が定まると、受液器６内の
冷媒液面が定まる。第２図において、液面高さがH0のと
き冷媒量が適正であるようにあらかじめ定めておくこと
ができる。したがつて、受液器内の冷媒液面高さがH0よ
りも高い場合は冷媒過剰、H0よりも低い場合は冷媒不足
と判定することが可能である。また、H0より高い場合に
は、得られた液面高とH0の差に相当する冷媒量が過剰分
として定量的に得ることができる。不足の場合も同様に
定量的に得ることができる。ここで、液の比重量は通常
使用される温度範囲では大きな変化はなく、体積から重
量を換算しても大きな誤差にはならない。精度を上げる
には、冷媒の温度を検出して、これによつて、比重量を
補正することが可能である。
室内，室外の空気条件、及び圧縮機が容量制御可能なも
のにあつては、圧縮器の容量が定まると、受液器６内の
冷媒液面が定まる。第２図において、液面高さがH0のと
き冷媒量が適正であるようにあらかじめ定めておくこと
ができる。したがつて、受液器内の冷媒液面高さがH0よ
りも高い場合は冷媒過剰、H0よりも低い場合は冷媒不足
と判定することが可能である。また、H0より高い場合に
は、得られた液面高とH0の差に相当する冷媒量が過剰分
として定量的に得ることができる。不足の場合も同様に
定量的に得ることができる。ここで、液の比重量は通常
使用される温度範囲では大きな変化はなく、体積から重
量を換算しても大きな誤差にはならない。精度を上げる
には、冷媒の温度を検出して、これによつて、比重量を
補正することが可能である。
第４図は、本実施例のブロツク図を示し、また、第５
図は、フローを表わす。第４図に示される通り、本発明
は、運転制御装置、冷媒量検知装置、冷媒量判定装置及
び冷媒量表示装置などにより構成される。運転制御装置
は、第１図に示されるような冷暖房装置の冷房，暖房な
どの運転モードを指令する部分であり、冷媒量検知装置
は、第２図に示されるような冷媒量を検知する部分であ
り、また、冷媒量判定装置は、冷媒量検知装置の出力に
基づき、あらかじめ与えられた所定冷媒量と比較して、
過剰，適正，不足を判定し、過剰分，不足分を演算する
部分である。さらに、冷媒量表示部は、過剰，適正，不
足の表示及び過剰分，不足分の冷媒量を重量で表示する
部分である。ここで、運転制御装置あるいは、冷媒量判
定装置などは、マイクロコンピユータによつて、演算，
判定などをソフト的に処理することもに可能である。ま
た、冷媒量表示装置については、文字による表示あるい
は音声による表示も可能である。
図は、フローを表わす。第４図に示される通り、本発明
は、運転制御装置、冷媒量検知装置、冷媒量判定装置及
び冷媒量表示装置などにより構成される。運転制御装置
は、第１図に示されるような冷暖房装置の冷房，暖房な
どの運転モードを指令する部分であり、冷媒量検知装置
は、第２図に示されるような冷媒量を検知する部分であ
り、また、冷媒量判定装置は、冷媒量検知装置の出力に
基づき、あらかじめ与えられた所定冷媒量と比較して、
過剰，適正，不足を判定し、過剰分，不足分を演算する
部分である。さらに、冷媒量表示部は、過剰，適正，不
足の表示及び過剰分，不足分の冷媒量を重量で表示する
部分である。ここで、運転制御装置あるいは、冷媒量判
定装置などは、マイクロコンピユータによつて、演算，
判定などをソフト的に処理することもに可能である。ま
た、冷媒量表示装置については、文字による表示あるい
は音声による表示も可能である。
次に第５図によつて、本発明のフローを説明する。冷
房あるいは暖房などの運転モードが選定され、空気調和
機が運転される。運転状態が安定となつた場合に、冷媒
量検知を行い、過剰，不足，適正の判定を行い、過剰，
不足の場合には、過剰分，不足分を表示に基づいて、人
間が冷媒ぬき、追加を行う。適正となつた場合には、冷
房あるいは暖房を継続する。空気調和機が安定したか否
かの判定は、各部の運転圧力あるいは温度の検知によつ
ても、また冷媒量検知装置の出力によつても得ることが
できる。
房あるいは暖房などの運転モードが選定され、空気調和
機が運転される。運転状態が安定となつた場合に、冷媒
量検知を行い、過剰，不足，適正の判定を行い、過剰，
不足の場合には、過剰分，不足分を表示に基づいて、人
間が冷媒ぬき、追加を行う。適正となつた場合には、冷
房あるいは暖房を継続する。空気調和機が安定したか否
かの判定は、各部の運転圧力あるいは温度の検知によつ
ても、また冷媒量検知装置の出力によつても得ることが
できる。
以上の実施例では、冷媒量検知の方法として、静電容
量センサによつて受液器の液面を検知する方法を説明し
たが、電気的出力を得る方法には、例えば超音波を利用
する方法、あるいは、感熱半導体の抵抗変化を利用する
方法なども可能である。
量センサによつて受液器の液面を検知する方法を説明し
たが、電気的出力を得る方法には、例えば超音波を利用
する方法、あるいは、感熱半導体の抵抗変化を利用する
方法なども可能である。
第６図には、受液器側面にサイトグラスを付けた液面
検知法を示す。第６図において、13はガラス、14はサイ
トグラスボデイ、15はガラスおさえを示す。また、16は
サイトグラスに付設したスケールを示す。本実施例の場
合には、人間が目視によつて液面を検知し、資料として
与えられる冷媒量と液面高さの関係と比較して、過剰，
適正，不足を判断し、また、過剰分，不足分の冷媒量を
算出し、過剰であれば、冷媒ぬき、不足であれば追加の
作業を行う。
検知法を示す。第６図において、13はガラス、14はサイ
トグラスボデイ、15はガラスおさえを示す。また、16は
サイトグラスに付設したスケールを示す。本実施例の場
合には、人間が目視によつて液面を検知し、資料として
与えられる冷媒量と液面高さの関係と比較して、過剰，
適正，不足を判断し、また、過剰分，不足分の冷媒量を
算出し、過剰であれば、冷媒ぬき、不足であれば追加の
作業を行う。
以上のように、本発明によれば、空気調和機内の冷媒
量について、過剰，適正，不足の判定だけでなく、過剰
分，不足分の冷媒量を定量的に表示できるため、冷媒の
封入あるいは点検作業が簡易化され、大幅な省力化が可
能となる。
量について、過剰，適正，不足の判定だけでなく、過剰
分，不足分の冷媒量を定量的に表示できるため、冷媒の
封入あるいは点検作業が簡易化され、大幅な省力化が可
能となる。
次に、高精度で冷媒量を検知できるようにした実施例
を説明する。
を説明する。
冷媒量検知の精度を向上するには、冷凍サイクルの運
転状態を安定させることが必要であり、また、凝縮器
側，蒸発器側の負荷状態例えば空気温度の安定した状態
が必要である。しかし、空気温度を実際に使用される状
態で安定させるのは困難であり、また、冷凍サイクルを
安定化させるにも時間を必要とする。
転状態を安定させることが必要であり、また、凝縮器
側，蒸発器側の負荷状態例えば空気温度の安定した状態
が必要である。しかし、空気温度を実際に使用される状
態で安定させるのは困難であり、また、冷凍サイクルを
安定化させるにも時間を必要とする。
本発明は、通常の冷房あるいは暖房運転モードの他に
冷媒量を判定するための、運転モードを特別に設けるこ
とにより、冷媒量の検知精度を向上し、検知判定に要す
る時間を短縮したものである。
冷媒量を判定するための、運転モードを特別に設けるこ
とにより、冷媒量の検知精度を向上し、検知判定に要す
る時間を短縮したものである。
以下、具体例を説明する。
空気調和機は前記第１図、冷媒量検知装置は前記第２
図に示したものを使用することで説明する。
図に示したものを使用することで説明する。
また、第７図は本実施例のブロツク図を表わし、運転
制御装置には、冷媒量判定運転モードを有している。他
に、第４図と同一であり説明を省略する。
制御装置には、冷媒量判定運転モードを有している。他
に、第４図と同一であり説明を省略する。
以下、冷媒量判定運転モードの実施例を説明する。
まず、冷房運転での冷媒量判定モードを第１図により
説明する。冷媒は、実線矢印方向に循環するが、室内側
冷媒制御弁121,122は極めて小さい開度に制御される。
この結果、室内熱交換器111,112には、極めて少ない流
量しか供給されないため、各室内の空気によつて冷媒の
液は速やかに蒸発し、室内熱交換器111あるいは112、配
管10から圧縮機吸入部に至る経路はほとんどが蒸気冷媒
となる。室内側の負荷状態、例えば空気温度が変化して
も、蒸気となつた冷媒の比容積には大きな変化はなく、
また、蒸気の比重量は液の比重量と比べて小さいため、
冷凍サイクルの低圧側に存在する冷媒量は小さく、また
室内の空気温度条件の影響が小さい。したがつて、冷凍
サイクル内の冷媒は大部分が高圧側に溜つていることに
なる。
説明する。冷媒は、実線矢印方向に循環するが、室内側
冷媒制御弁121,122は極めて小さい開度に制御される。
この結果、室内熱交換器111,112には、極めて少ない流
量しか供給されないため、各室内の空気によつて冷媒の
液は速やかに蒸発し、室内熱交換器111あるいは112、配
管10から圧縮機吸入部に至る経路はほとんどが蒸気冷媒
となる。室内側の負荷状態、例えば空気温度が変化して
も、蒸気となつた冷媒の比容積には大きな変化はなく、
また、蒸気の比重量は液の比重量と比べて小さいため、
冷凍サイクルの低圧側に存在する冷媒量は小さく、また
室内の空気温度条件の影響が小さい。したがつて、冷凍
サイクル内の冷媒は大部分が高圧側に溜つていることに
なる。
なお、冷媒制御弁121,122の開度について、前記のよ
うに、小開度に固定する方法もあるが、第１図の圧力セ
ンサ８を用いて圧力を制御する方法でもよい。この場合
には、圧力の目標値を十分低く、例えば冷媒がR22の場
合には、０〜1kg/cm2g程度に設定することにより、低圧
側の冷媒をほとんど蒸気にすることができる。
うに、小開度に固定する方法もあるが、第１図の圧力セ
ンサ８を用いて圧力を制御する方法でもよい。この場合
には、圧力の目標値を十分低く、例えば冷媒がR22の場
合には、０〜1kg/cm2g程度に設定することにより、低圧
側の冷媒をほとんど蒸気にすることができる。
また、冷媒量判定運転モードにおいては、圧縮機の容
量が可変のものの場合、その容量を固定する必要があ
る。例えば、インバータによつて圧縮機の回転数を変え
るものにあつては、インバータ出力指令を固定する。
量が可変のものの場合、その容量を固定する必要があ
る。例えば、インバータによつて圧縮機の回転数を変え
るものにあつては、インバータ出力指令を固定する。
次に、暖房運転の場合には、第１図において冷媒は破
線矢印方向に循環する。室外側冷媒制御弁５の開度は十
分に小さい開度に固定される。あるいは、冷房の場合と
同様に、吸入圧力の制御を行う。
線矢印方向に循環する。室外側冷媒制御弁５の開度は十
分に小さい開度に固定される。あるいは、冷房の場合と
同様に、吸入圧力の制御を行う。
この場合にも冷房の場合と同様に、蒸発器となる室外
熱交換器３及び室外熱交換器３から圧縮機吸入部に至る
配管系はほとんど蒸気冷媒となる。したがつて、大部分
の冷媒は、高圧側に存在することになる。
熱交換器３及び室外熱交換器３から圧縮機吸入部に至る
配管系はほとんど蒸気冷媒となる。したがつて、大部分
の冷媒は、高圧側に存在することになる。
さらに、圧縮機の容量についても冷房の場合と同様に
固定する。
固定する。
第８図は本実施例における冷媒量判定のフローを示
す。
す。
運転制御装置によつて、冷媒量判定運転モードが選択
され、また、冷房あるいは暖房モードが選択される。例
えば冷房が選択されると、圧縮機の容量が固定され、室
内側冷媒制御弁121,122が吸入圧力を制御する。冷凍サ
イクルが安定した状態で、冷媒量の検知，判定を行う。
検知，判定の内容は、第５図の実施例と同様である。適
正と判断されると、冷媒量判定運転モードを終了する。
され、また、冷房あるいは暖房モードが選択される。例
えば冷房が選択されると、圧縮機の容量が固定され、室
内側冷媒制御弁121,122が吸入圧力を制御する。冷凍サ
イクルが安定した状態で、冷媒量の検知，判定を行う。
検知，判定の内容は、第５図の実施例と同様である。適
正と判断されると、冷媒量判定運転モードを終了する。
冷媒量の判定には、第８図に示すように、ある幅をも
たせることも冷媒量判定に要する時間短縮に有効であ
る。
たせることも冷媒量判定に要する時間短縮に有効であ
る。
さらに、冷媒量を判定する場合に、凝縮器側の負荷状
態、例えば空気温度によつて適正値を修正すれば、精度
を一層向上することができる。
態、例えば空気温度によつて適正値を修正すれば、精度
を一層向上することができる。
第９図は本発明の他の実施例を示すもので、図におい
て１は圧縮機、31は凝縮器、32は凝縮器用フアン、51は
電気的に駆動される冷媒制御弁、100は蒸発器、101は蒸
発器用フアンであり、これらによつて冷凍サイクルが形
成されている。また、120は吐出圧力センサ、121は吸入
圧力センサ、123は凝縮器を冷却する外気の温度センサ
である。圧縮機１は、回転数可変形圧縮機であり、回転
数制御装置により回転数を変えることができる。さら
に、本実施例では、圧縮機１や凝縮器フアン32あるいは
蒸発器側フアンなどを制御する運転制御装置を備える。
運転制御装置には、通常の冷房運転と冷媒量判定運転の
モードが設けられ、リモートコントローラあるいは別途
設けたスイツチにより、上記運転モードを切替えること
ができる。さらに、冷媒量判定運転モードに対しては、
冷媒量演算装置，冷媒量比較演算装置，冷媒量の過剰あ
るいは不足の表示をしたり、過剰量あるいは不足量を定
量的に重量表示する冷媒量表示装置を備えている。冷媒
量演算装置には、吐出圧力センサ、吸入圧力センサ、外
気温度センサの出力が入力される。
て１は圧縮機、31は凝縮器、32は凝縮器用フアン、51は
電気的に駆動される冷媒制御弁、100は蒸発器、101は蒸
発器用フアンであり、これらによつて冷凍サイクルが形
成されている。また、120は吐出圧力センサ、121は吸入
圧力センサ、123は凝縮器を冷却する外気の温度センサ
である。圧縮機１は、回転数可変形圧縮機であり、回転
数制御装置により回転数を変えることができる。さら
に、本実施例では、圧縮機１や凝縮器フアン32あるいは
蒸発器側フアンなどを制御する運転制御装置を備える。
運転制御装置には、通常の冷房運転と冷媒量判定運転の
モードが設けられ、リモートコントローラあるいは別途
設けたスイツチにより、上記運転モードを切替えること
ができる。さらに、冷媒量判定運転モードに対しては、
冷媒量演算装置，冷媒量比較演算装置，冷媒量の過剰あ
るいは不足の表示をしたり、過剰量あるいは不足量を定
量的に重量表示する冷媒量表示装置を備えている。冷媒
量演算装置には、吐出圧力センサ、吸入圧力センサ、外
気温度センサの出力が入力される。
また、回転数制御装置からは、電流あるいは、回転数
指令値が入力される。冷媒量演算装置や冷媒量比較演算
装置はマイクロコンピユータ内での演算プログラムであ
つてもよい。冷媒量表示装置は、液晶を用いた表示装置
が望ましく、リモートコントローラなどに用いられる液
晶表示部に表示するようにしてもよい。
指令値が入力される。冷媒量演算装置や冷媒量比較演算
装置はマイクロコンピユータ内での演算プログラムであ
つてもよい。冷媒量表示装置は、液晶を用いた表示装置
が望ましく、リモートコントローラなどに用いられる液
晶表示部に表示するようにしてもよい。
以下、本実施例の作用について説明する。
第10図は冷媒量判定運転のフローを示す。冷媒量判定
運転が選択されると、フアン32,101,圧縮機１が順次運
転される。次に、圧縮機１の回転数が固定され、冷媒制
御弁51により圧縮機１の吸入圧力Psが一定となるように
制御される。第11図は冷媒制御弁による吸入圧力制御の
例を示す。与えた目標吸入圧力と、吸入圧力センサ121
の出力とを比較し、誤差εがなくなるように冷媒制御弁
の開度を制御する。目標吸入圧力は、通常の冷房運転の
吸入圧力と比較して、非常に低い圧力とする。したがつ
て、蒸発器100に流入する冷媒流量は極めて少なく、蒸
発器100では液冷媒が蒸発してほとんどガスとなる。つ
まり、吸入圧力を低い値に制御することにより、蒸発器
から圧縮機吸入部に至る低圧側はほとんどガス状冷媒と
なる。ガス状冷媒の比容積は温度に対して変化が小さ
く、蒸発器100側の空気温度が異つても、低圧側の冷媒
量の全体の冷媒量に対する比率はほとんど変化しない。
したがつて、大部分の冷媒は、凝縮器31に溜まることに
なる。次に、第10図に示すように、運転状態が安定か否
かを判定し、冷媒量の演算及び冷媒量の過剰量，不足量
の演算を行う。第12図は、冷媒量の演算，過剰量，不足
量の演算に用いる特性曲線の例を示し、冷凍サイクル内
の冷媒量WRと吐出圧力Pdの関係を表わし、パラメータは
外気温度Taoであり冷媒量WRが大きいほど吐出圧力が高
くなる。冷媒量判定運転により、吸入圧力が制御されて
おり、圧縮機の回転数が一定であるから、吐出圧力は、
外気温度が定まると一義的に定まる。このように本発明
によれば運転条件の影響を小さくできるという効果があ
る。外気温度Taoが計測されると、適正冷媒量に対して
適正吐出圧力PdOが定まる。一方、吐出圧力センサ120に
よつて実運転における吐出圧力が求まり、適正吐出圧力
PdOと実際の吐出圧力との差ΔPdに対して、不足量，過
剰量ΔWRが演算できる。次に第10図に示されるように、
不足量あるいは過剰量が表示装置に表示され、適正量と
の差がある許容範囲内であれば、冷媒量判定運転を終了
する。一方、不足量，過剰量が許容範囲外であれば、破
線で示すように、封入作業者が、冷媒の追加、あるいは
冷媒を抜く作業を行う・冷媒量が適正冷媒量になるまで
作業を行う。
運転が選択されると、フアン32,101,圧縮機１が順次運
転される。次に、圧縮機１の回転数が固定され、冷媒制
御弁51により圧縮機１の吸入圧力Psが一定となるように
制御される。第11図は冷媒制御弁による吸入圧力制御の
例を示す。与えた目標吸入圧力と、吸入圧力センサ121
の出力とを比較し、誤差εがなくなるように冷媒制御弁
の開度を制御する。目標吸入圧力は、通常の冷房運転の
吸入圧力と比較して、非常に低い圧力とする。したがつ
て、蒸発器100に流入する冷媒流量は極めて少なく、蒸
発器100では液冷媒が蒸発してほとんどガスとなる。つ
まり、吸入圧力を低い値に制御することにより、蒸発器
から圧縮機吸入部に至る低圧側はほとんどガス状冷媒と
なる。ガス状冷媒の比容積は温度に対して変化が小さ
く、蒸発器100側の空気温度が異つても、低圧側の冷媒
量の全体の冷媒量に対する比率はほとんど変化しない。
したがつて、大部分の冷媒は、凝縮器31に溜まることに
なる。次に、第10図に示すように、運転状態が安定か否
かを判定し、冷媒量の演算及び冷媒量の過剰量，不足量
の演算を行う。第12図は、冷媒量の演算，過剰量，不足
量の演算に用いる特性曲線の例を示し、冷凍サイクル内
の冷媒量WRと吐出圧力Pdの関係を表わし、パラメータは
外気温度Taoであり冷媒量WRが大きいほど吐出圧力が高
くなる。冷媒量判定運転により、吸入圧力が制御されて
おり、圧縮機の回転数が一定であるから、吐出圧力は、
外気温度が定まると一義的に定まる。このように本発明
によれば運転条件の影響を小さくできるという効果があ
る。外気温度Taoが計測されると、適正冷媒量に対して
適正吐出圧力PdOが定まる。一方、吐出圧力センサ120に
よつて実運転における吐出圧力が求まり、適正吐出圧力
PdOと実際の吐出圧力との差ΔPdに対して、不足量，過
剰量ΔWRが演算できる。次に第10図に示されるように、
不足量あるいは過剰量が表示装置に表示され、適正量と
の差がある許容範囲内であれば、冷媒量判定運転を終了
する。一方、不足量，過剰量が許容範囲外であれば、破
線で示すように、封入作業者が、冷媒の追加、あるいは
冷媒を抜く作業を行う・冷媒量が適正冷媒量になるまで
作業を行う。
冷媒量の演算，過不足量の演算を行う特性曲線の他の
実施例を第13図，第14図に示す。第13図は、冷凍サイク
ルの運転状態を示す情報として、凝縮器出口の冷媒過冷
却度を用いた場合を示す。冷媒量冷却度SCは、吐出圧力
に対する冷媒飽和温度と冷媒温度センサ124によつて得
られる温度との差で表わされる。冷媒量が大きくなる
と、冷媒過冷却度は大きくなり、冷媒量の演算に用いる
ことができる。また、過冷却度が０となる状態は、大幅
な冷媒不足の状態であり、不足の表示を行う。
実施例を第13図，第14図に示す。第13図は、冷凍サイク
ルの運転状態を示す情報として、凝縮器出口の冷媒過冷
却度を用いた場合を示す。冷媒量冷却度SCは、吐出圧力
に対する冷媒飽和温度と冷媒温度センサ124によつて得
られる温度との差で表わされる。冷媒量が大きくなる
と、冷媒過冷却度は大きくなり、冷媒量の演算に用いる
ことができる。また、過冷却度が０となる状態は、大幅
な冷媒不足の状態であり、不足の表示を行う。
第14図は、圧縮機１の電流を運転状態を表わす情報と
した場合を示す。吸入圧力が一定に制御されているた
め、吐出圧力と同様に外気温度をパラメータにして、冷
媒量との関係を与えることができる。第13図，第14図を
用いて、第12図の吐出圧力を情報とする場合と同様に、
冷媒量の演算，過剰量，不足量を演算することができ
る。
した場合を示す。吸入圧力が一定に制御されているた
め、吐出圧力と同様に外気温度をパラメータにして、冷
媒量との関係を与えることができる。第13図，第14図を
用いて、第12図の吐出圧力を情報とする場合と同様に、
冷媒量の演算，過剰量，不足量を演算することができ
る。
以上述べたように、本発明によれば、冷凍サイクルの
低圧側圧力を制御し、凝縮器31の冷却媒体の温度と、冷
凍サイクルの運転状態を表わす少なくとも一つの情報に
より冷媒量の演算及び過剰量，不足量の演算をすること
ができるため、冷媒量の精度向上に大きな効果がある。
低圧側圧力を制御し、凝縮器31の冷却媒体の温度と、冷
凍サイクルの運転状態を表わす少なくとも一つの情報に
より冷媒量の演算及び過剰量，不足量の演算をすること
ができるため、冷媒量の精度向上に大きな効果がある。
次に、本発明の更に他の実施例を説明する。第15図
は、実施例のフローを表わす。本実施例は、冷媒量判定
運転モードにおいて、第９図に示す圧縮機１の回転数に
よつて吐出圧力を制御し、冷媒制御弁51によつて吸入圧
力を制御した場合である。第16図は吐出圧力，吸入圧力
の制御系のブロツク図を示す。吸入圧力は、目標吸入圧
力になるように冷媒制御弁52によつて制御され、吐出圧
力は目標吐出圧力になるように圧縮機の回転数によつて
制御される。第17図は運転状態を表わす情報として、圧
縮機１の回転数を用いた場合を示し、冷媒量が大きくな
ると、吐出圧力を一定に制御した結果としての回転数は
低下する。外気温度が定まると、適正冷媒量に対する適
正回転数が定まり、実際の運転状態における回転数との
比較により、過剰量，不足量を演算することができる。
は、実施例のフローを表わす。本実施例は、冷媒量判定
運転モードにおいて、第９図に示す圧縮機１の回転数に
よつて吐出圧力を制御し、冷媒制御弁51によつて吸入圧
力を制御した場合である。第16図は吐出圧力，吸入圧力
の制御系のブロツク図を示す。吸入圧力は、目標吸入圧
力になるように冷媒制御弁52によつて制御され、吐出圧
力は目標吐出圧力になるように圧縮機の回転数によつて
制御される。第17図は運転状態を表わす情報として、圧
縮機１の回転数を用いた場合を示し、冷媒量が大きくな
ると、吐出圧力を一定に制御した結果としての回転数は
低下する。外気温度が定まると、適正冷媒量に対する適
正回転数が定まり、実際の運転状態における回転数との
比較により、過剰量，不足量を演算することができる。
本実施例によれば、吐出圧力の目標値を適切に与える
ことにより、圧縮機のオーバロードなど苛酷な運転を避
けることができ、また第10図で説明した冷媒量判定の精
度をさらに向上することができる。
ことにより、圧縮機のオーバロードなど苛酷な運転を避
けることができ、また第10図で説明した冷媒量判定の精
度をさらに向上することができる。
冷媒量を判定する特性曲線としては、圧縮機電流も有
効である。
効である。
第18図は、本発明の更に他の実施例を示し、この実施
例は第９図で示される冷凍サイクルに、圧縮機１の吐出
側と吸入側を開閉弁53を介して接続するバイパス回路、
凝縮器出口と吸入側を冷媒制御弁52を介して接続するバ
イパス回路を付加したものである。本実施例における冷
媒量判定運転モードでは、開閉弁53を開とし、冷媒制御
弁52は、圧縮機の吸入側の温度あるいは、吐出側の温度
によつて開閉され、圧縮機への異常な液冷媒の戻りや圧
縮機のモータ巻線温度の異常な上昇を防止する。また、
冷媒制御弁51は前記実施例と同様に吸入圧力制御を行う
が、開閉弁53を通してガスが吸入側に供給されるため、
制御弁51の開度は小さくてよく、蒸発器に供給される冷
媒流量は前述の例の場合よりさらに小さくなり、蒸発器
100内の液冷媒を極めて微少にすることができる。した
がつて、蒸発器側の空気条件による影響を更に低減でき
る。
例は第９図で示される冷凍サイクルに、圧縮機１の吐出
側と吸入側を開閉弁53を介して接続するバイパス回路、
凝縮器出口と吸入側を冷媒制御弁52を介して接続するバ
イパス回路を付加したものである。本実施例における冷
媒量判定運転モードでは、開閉弁53を開とし、冷媒制御
弁52は、圧縮機の吸入側の温度あるいは、吐出側の温度
によつて開閉され、圧縮機への異常な液冷媒の戻りや圧
縮機のモータ巻線温度の異常な上昇を防止する。また、
冷媒制御弁51は前記実施例と同様に吸入圧力制御を行う
が、開閉弁53を通してガスが吸入側に供給されるため、
制御弁51の開度は小さくてよく、蒸発器に供給される冷
媒流量は前述の例の場合よりさらに小さくなり、蒸発器
100内の液冷媒を極めて微少にすることができる。した
がつて、蒸発器側の空気条件による影響を更に低減でき
る。
本実施例においても、冷媒量の演算に用いられる特性
曲線は第12〜14図、及び第17図に示したものを用いるこ
とができるが、本実施例により、より高精度な冷媒量判
定が可能となる。
曲線は第12〜14図、及び第17図に示したものを用いるこ
とができるが、本実施例により、より高精度な冷媒量判
定が可能となる。
本発明は、以上説明したように、冷媒量の過剰，適
正，不足の判定だけでなく、過剰分，不足分を表示する
から、冷媒の封入作業や、点検作業を簡易化でき、省力
化が図れる。また、冷凍サイクル内の冷媒量を容易に適
正化でき、冷凍サイクルの性能を向上することができ、
さらに、信頼性を確保できる効果もある。また、冷媒量
判定運転モードを有することにより、冷媒量検知，判定
の精度を向上することができ、封入作業，点検作業の一
層の省力化が可能であるばかりでなく、冷凍サイクルの
運転を止めることなく、使用した状態のままで冷媒量を
正確に検出できる効果がある。
正，不足の判定だけでなく、過剰分，不足分を表示する
から、冷媒の封入作業や、点検作業を簡易化でき、省力
化が図れる。また、冷凍サイクル内の冷媒量を容易に適
正化でき、冷凍サイクルの性能を向上することができ、
さらに、信頼性を確保できる効果もある。また、冷媒量
判定運転モードを有することにより、冷媒量検知，判定
の精度を向上することができ、封入作業，点検作業の一
層の省力化が可能であるばかりでなく、冷凍サイクルの
運転を止めることなく、使用した状態のままで冷媒量を
正確に検出できる効果がある。
第１図は、本発明の一実施例を示す冷凍装置の構成図、
第２図は冷媒量を検知する実施例を説明する図、第３図
は冷媒量検知の原理を示す線図、第４図は本発明におけ
る冷媒量表示を説明するブロツク図、第５図は本発明の
実施例のフローを示すフローチヤート、第６図は冷媒量
検知の他の例を示す図、第７図は冷媒量判定運転モード
の実施例を説明するブロツク図、第８図は第７図の実施
例を説明するフローチヤート、第９図〜第14図は本発明
の他の実施例を示すもので、第９図は冷凍装置の構成
図、第10図はフローチヤート、第11図は冷媒制御弁によ
る吸入圧力制御の例を示すブロツク図、第12図〜第14図
はそれぞれ冷媒量の判定に用いられる特性曲線図、第15
図〜第17図は本発明の更に他の実施例を示すもので、第
15図はフローチヤート、第16図は吐出圧力と吸入圧力の
制御系を示すブロツク図、第17図は冷媒量の判定に用い
られる特性曲線図、第18図は本発明の更に他の実施例を
示す冷凍装置の構成図である。 １……圧縮機、３……室外熱交換器、５……室外側冷媒
制御弁、６……受液器、７……冷媒液面センサ、31……
凝縮器、51,52……冷媒制御弁、53……開閉弁、100……
蒸発器、111,112……室内熱交換器、121,122……室内側
冷媒制御弁、123……外気温度センサ。
第２図は冷媒量を検知する実施例を説明する図、第３図
は冷媒量検知の原理を示す線図、第４図は本発明におけ
る冷媒量表示を説明するブロツク図、第５図は本発明の
実施例のフローを示すフローチヤート、第６図は冷媒量
検知の他の例を示す図、第７図は冷媒量判定運転モード
の実施例を説明するブロツク図、第８図は第７図の実施
例を説明するフローチヤート、第９図〜第14図は本発明
の他の実施例を示すもので、第９図は冷凍装置の構成
図、第10図はフローチヤート、第11図は冷媒制御弁によ
る吸入圧力制御の例を示すブロツク図、第12図〜第14図
はそれぞれ冷媒量の判定に用いられる特性曲線図、第15
図〜第17図は本発明の更に他の実施例を示すもので、第
15図はフローチヤート、第16図は吐出圧力と吸入圧力の
制御系を示すブロツク図、第17図は冷媒量の判定に用い
られる特性曲線図、第18図は本発明の更に他の実施例を
示す冷凍装置の構成図である。 １……圧縮機、３……室外熱交換器、５……室外側冷媒
制御弁、６……受液器、７……冷媒液面センサ、31……
凝縮器、51,52……冷媒制御弁、53……開閉弁、100……
蒸発器、111,112……室内熱交換器、121,122……室内側
冷媒制御弁、123……外気温度センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南方 留美 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 浦田 和幹 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 村松 正敏 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 千秋 隆雄 静岡県清水市村松390番地 株式会社日 立製作所清水工場内 (72)発明者 戸草 健治 静岡県清水市村松390番地 株式会社日 立製作所清水工場内 (56)参考文献 特開 昭58−66774（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−144309（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−34075（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−77769（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−191571（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−41390（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 45/00 F25B 49/02
Claims (2)
- 【請求項１】圧縮機、室外側熱交換器、該室外側熱交換
器への冷媒量を制御する室外側冷媒制御弁、室内側熱交
換器、該室内側熱交換器への冷媒量を制御する室内側冷
媒制御弁を備えた冷媒サイクルを有し、該冷凍サイクル
における冷媒量を検出する冷媒量検出手段を備えた冷凍
装置において、 前記圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力センサを備
え、 前記冷媒量検出手段により冷媒量を判定するときは、前
記圧縮機の回転数が所定値に固定され、前記室外側冷媒
制御弁あるいは前記室内側冷媒制御弁の開度が制御され
ることにより前記圧縮機の吸入圧力が一定にされること
を特徴とする冷凍装置。 - 【請求項２】圧縮機、室外側熱交換器、該室外側熱交換
器への冷媒量を制御する室外側冷媒制御弁、室内側熱交
換器、該室内側熱交換器への冷媒量を制御する室内側冷
媒制御弁を備えた冷凍サイクルを有した冷凍装置におい
て、 前記圧縮機の回転数を制御する回転数制御装置と、 前記圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力センサと、 前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力センサと、 前記室外側冷媒制御弁あるいは前記室内側冷媒制御弁の
開度を制御することにより前記圧縮機の吸入圧力を一定
に制御し、前記回転数制御装置により前記圧縮機の回転
数を前記圧縮機の吐出圧力が一定になるように制御し、
制御された前記圧縮機の回転数により前記冷凍サイクル
における冷媒量を演算する冷媒量検出手段と を備えたことを特徴とする冷凍装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1321439A JP2997487B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 冷凍装置及び冷凍装置における冷媒量表示方法 |
| US07/625,827 US5214918A (en) | 1989-12-13 | 1990-12-11 | Refrigerator and method for indicating refrigerant amount |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1321439A JP2997487B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 冷凍装置及び冷凍装置における冷媒量表示方法 |
Publications (2)
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