JP3342145B2 - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/22Preventing, detecting or repairing leaks of refrigeration fluids
    • F25B2500/222Detecting refrigerant leaks

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非共沸混合冷媒が封入さ
れた空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の空気調和装置の冷媒回路図が図2
に示され、図3にはこの空気調和装置の冷媒回路内に封
入されている非共沸混合冷媒のモリエル線図が示されて
いる。
【0003】空気調和装置の暖房運転時、圧縮機1から
吐出されたガス冷媒は、実線矢印で示すように、四方弁
2を経てaの状態で室内熱交換器3に入り、これを流過
する過程で室内フアン4によって送られる室内空気と熱
交換することによって凝縮線イに沿って凝縮液化してb
の状態の液冷媒となる。
【0004】この液冷媒は膨張弁5で絞られて膨張線ロ
に沿って断熱膨張することによってcの状態の気液二相
の冷媒となる。この気液二相の冷媒はcの状態で室外熱
交換器6に入り、これを流過する過程で室外フアン7に
よって送られる外気と熱交換することによって蒸発線ハ
に沿って蒸発気化してdの状態のガス冷媒となる。
【0005】このガス冷媒は四方弁2を経て圧縮機1に
吸入され、圧縮機1で圧縮線ニに沿って圧縮されること
によりaの状態で吐出される。
【0006】空気調和装置の冷房運転時、四方弁2を切
り換えることにより冷媒は上記と逆に破線矢印で示すよ
うに循環する。なお、図3において、ホは飽和蒸気線、
ヘは臨界点、トは飽和液線、チ及びリは等温線である。
【0007】非共沸混合冷媒は沸点が互いに異なる2種
以上の冷媒を混合してなり、気液二相の状態では一定圧
力下でも乾き度の変化に応じて冷媒の温度が変化する。
従って、室外熱交換器6の入口における冷媒の状態cは
等温線リ上にあるが、冷媒の蒸発が進むに伴って乾き度
が増大し、これに応じて冷媒の温度が上昇するので、室
外熱交換器6の出口における冷媒の状態d'は等温線リよ
り高温の等温線チ上に位置する。
【0008】圧縮機1は商用電源12からインバータ11を
介して供給される電流により駆動され、この電流の周波
数をインバータ11によって変更することによって圧縮機
1の回転速度、即ち、能力を連続して無段階に変更でき
るようになっている。
【0009】室内熱交換器3の温度を検出しこれに基づ
いてインバータ11から圧縮機1に供給される電流の周波
数及び膨張弁5の開度を増減することによって冷媒回路
内の高圧圧力を制御している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の空気調和装
置において、その冷媒回路内に封入されている非共沸混
合冷媒が漏洩(低沸点成分が多く漏洩する)すると、そ
の組成割合が変化するため、冷媒回路内の冷媒の圧力及
び温度が変化し、この結果、これら検出値を用いた空気
調和装置の制御が不可能となるのみならず冷媒の漏洩を
検出することもできなかった。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、第1の発明の要旨
とするところは、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外
熱交換器等からなる冷媒回路内に非共沸混合冷媒を封入
してなる空気調和装置において、室温又は外気温を検出
する温度検出手段と、上記冷媒回路内の冷媒圧力を検出
する圧力検出手段と、空気調和装置の運転開始前におけ
る非共沸混合冷媒の組成割合とこれに対応する非共沸混
合冷媒の圧力及び温度との相関関係についてのデータを
予め設定して記憶するデータ記憶手段と、上記空気調和
装置の運転開始前に上記温度検出手段によって検出され
た温度と上記空気調和装置の運転開始前に上記圧力検出
手段によって検出された非共沸混合冷媒の圧力と上記デ
ータ記憶手段から入力された上記データに基づいて空気
調和装置の運転開始前における冷媒回路内の非共沸混合
冷媒の組成割合を推定する組成割合推定手段と、この組
成割合推定値に基づいて冷媒の洩れを検知する洩れ検知
手段とを備えていることを特徴とする空気調和装置にあ
る。
【0012】他の特徴とするところは,上記洩れ検知手
段によって検知された冷媒の洩れ量が予め設定された
大洩れ量以上のとき、これを報知する異常報知手段を
えていることにある。
【0013】第2の発明の要旨とするところは、圧縮
機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器等からなる冷
媒回路内に非共沸混合冷媒を封入してなる空気調和装置
において、室温又は外気温を検出する温度検出手段と、
上記冷媒回路内の冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、
空気調和装置の運転開始前における非共沸混合冷媒の組
成割合とこれに対応する非共沸混合冷媒の圧力及び温度
との相関関係についてのデータを予め設定して記憶する
データ記憶手段と、上記空気調和装置の運転開始前に上
記温度検出手段によって検出された温度と上記空気調和
装置の運転開始前に上記圧力検出手段によって検出され
た非共沸混合冷媒の圧力と上記データ記憶手段から入力
された上記データに基づいて空気調和装置の運転開始前
における冷媒回路内の非共沸混合冷媒の組成割合を推定
する組成割合推定手段と、この組成割合推定値に基づい
て制御設定値を補正する補正手段と、この補正値と上記
圧力検出手段によって検出された空気調和装置の運転中
における冷媒回路内の高圧圧力とによって上記冷媒回路
の高圧圧力を制御する高圧圧力制御手段とを備えている
ことを特徴とする空気調和装置にある。
【0014】
【作用】第1の発明においては、室温又は外気温と冷媒
回路内の冷媒圧力と予め設定されたデータとに基づいて
運転開始前における冷媒回路内の非共沸混合冷媒の組成
割合を推定し、この組成割合推定値に基づいて冷媒の洩
れを検知する。冷媒の洩れ量が最大洩れ量以上のとき、
これを異常報知手段によって報知できる。
【0015】第2の発明においては、室温又は外気温と
冷媒回路内の冷媒圧力と予め設定されたデータとに基づ
いて冷媒回路内の非共沸混合冷媒の組成割合を推定し、
この組成割合推定値に基づいて制御設定値を補正し、こ
の補正値と高圧検出値とによって冷媒回路内の高圧圧力
を制御する。
【0016】
【実施例】本発明の第1の実施例が図1に示されてい
る。図1(A) に示すように、室内熱交換器3に吸い込ま
れる室内空気の温度、即ち、室温を検出する室温センサ
8、室外熱交換器6に吸い込まれる外気の温度を検出す
る外気温センサ13、圧縮機1の吐出管に設けられ、圧縮
機1から吐出されるガス冷媒の圧力、即ち、冷媒回路内
の高圧圧力を検出する圧力センサ14の検出値はコントロ
ーラ20に入力され、このコントローラ20の出力はインバ
ータ11及び膨張弁5に入力される。
【0017】このコントローラ20の制御ブロック図が図
1(B) に示されている。空気調和装置の運転開始前、室
温センサ8又は外気温センサ13の検出値と圧力センサ14
の検出値がコントローラ20の組成割合推定手段21に入力
されると、組成割合推定手段21はデータ記憶手段22から
入力されたデータに基づいて冷媒回路内の非共沸混合冷
媒の組成割合を推定する。なお、データ記憶手段22には
空気調和装置の運転開始前、即ち、停止時における非共
沸混合冷媒の組成割合と、これに対応する冷媒の圧力及
び温度との相関関係が予め設定され記憶されている。
【0018】この組成割合推定値は洩れ検知手段23に入
力されてここで組成割合推定値に基づいて冷媒の洩れ量
が検知され、検知された洩れ量は報知手段24によって報
知される。
【0019】また、この洩れ量は異常判定手段25に入力
され、ここで設定手段26から入力された最大洩れ量と比
較され、洩れ量が最大洩れ量以上のとき、これが異常報
知手段27によって報知される。
【0020】一方、上記組成割合推定値は補正手段28に
入力され、ここで制御値設定手段29から入力された制御
設定値が補正される。補正された制御設定値は高圧圧力
制御手段30に入力され、ここで圧力センサ14で検出され
た高圧検出値と比較され、比較結果に基づいて決定され
た指令がインバータ11に出力されて圧縮機1の能力を変
更すると同時に膨張弁5に出力されてその開度を調整す
る。
【0021】なお、冷媒回路内に冷媒を補充することに
よってその組成割合が変化した場合にも本発明を適用し
うることは勿論である。
【0022】
【発明の効果】第1の発明においては、冷媒回路内に非
共沸混合冷媒が封入されている場合であっても非共沸混
合冷媒の洩れを容易に検知することができる。
【0023】第2の発明においては、冷媒回路内に封入
された非共沸混合冷媒の洩れに拘わらず高圧圧力を制御
することによって良好な運転状態を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例を示し (A)は系統図、 (B)は
制御ブロック図である。
【図2】従来の空気調和装置の冷媒回路図である。
【図3】非共沸混合冷媒のモリエル線図である。
【符号の説明】
1 圧縮機 3 室内熱交換器 5 膨張弁 6 室外熱交換器 11 インバータ 8 室温センサ 13 外気温センサ 14 圧力センサ 20 コントローラ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 49/02 520 F25B 1/00 395 F25B 13/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱
    交換器等からなる冷媒回路内に非共沸混合冷媒を封入し
    てなる空気調和装置において、室温又は外気温を検出す
    る温度検出手段と、上記冷媒回路内の冷媒圧力を検出す
    る圧力検出手段と、空気調和装置の運転開始前における
    非共沸混合冷媒の組成割合とこれに対応する非共沸混合
    冷媒の圧力及び温度との相関関係についてのデータを予
    め設定して記憶するデータ記憶手段と、上記空気調和装
    置の運転開始前に上記温度検出手段によって検出された
    温度と上記空気調和装置の運転開始前に上記圧力検出手
    段によって検出された非共沸混合冷媒の圧力と上記デー
    タ記憶手段から入力された上記データに基づいて空気調
    和装置の運転開始前における冷媒回路内の非共沸混合冷
    媒の組成割合を推定する組成割合推定手段と、この組成
    割合推定値に基づいて冷媒の洩れを検知する洩れ検知手
    段とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
  2. 【請求項2】 上記洩れ検知手段によって検知された
    媒の洩れ量が予め設定された最大洩れ量以上のとき、こ
    れを報知する異常報知手段を備えていることを特徴とす
    る請求項1記載の空気調和装置。
  3. 【請求項3】 圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱
    交換器等からなる冷媒回路内に非共沸混合冷媒を封入し
    てなる空気調和装置において、室温又は外気温を検出す
    る温度検出手段と、上記冷媒回路内の冷媒圧力を検出す
    る圧力検出手段と、空気調和装置の運転開始前における
    非共沸混合冷媒の組成割合とこれに対応する非共沸混合
    冷媒の圧力及び温度との相関関係についてのデータを予
    め設定して記憶するデータ記憶手段と、上記空気調和装
    置の運転開始前に上記温度検出手段によって検出された
    温度と上記空気調和装置の運転開始前に上記圧力検出手
    段によって検出された非共沸混合冷媒の圧力と上記デー
    タ記憶手段から入力された上記データに基づいて空気調
    和装置の運転開始前における冷媒回路内の非共沸混合冷
    媒の組成割合を推定する組成割合推定手段と、この組成
    割合推定値に基づいて制御設定値を補正する補正手段
    と、この補正値と上記圧力検出手段によって検出された
    空気調和装置の運転中における冷媒回路内の高圧圧力
    によって上記冷媒回路の高圧圧力を制御する高圧圧力制
    御手段とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
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