JP3541798B2

JP3541798B2 - Refrigeration equipment

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Publication number: JP3541798B2
Application number: JP2000345819A
Authority: JP
Inventors: 順一下田; 弘宗松岡; 剛山田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2020-11-13
Also published as: JP2002147907A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷媒と流体（空気等）とを熱交換させる熱交換器を備えた冷凍装置においては、流体に含まれる不純物（例えば空気に含まれる塵や埃など）等が長期間にわたって熱交換器に付着すると、それらの不純物等が堆積し、熱交換器にいわゆる汚れが生じる場合がある。汚れが生じると熱交換器の伝熱性能は低下する。そのため、熱交換器の汚れをそのまま放置しておくと、冷凍装置の効率は徐々に低下していくことになる。そこで、冷凍装置の効率低下を防止するためには、熱交換器の洗浄を行う必要がある。
【０００３】
例えば、都市部のビルディングに設置された空気調和装置などでは、室外熱交換器は汚れやすいため、洗浄を行わないと空気調和装置の効率は徐々に低下していき、やがては所定の能力を発揮できなくなる。そこで従来は、一定期間毎に熱交換器の洗浄を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、熱交換器の汚れ状態は設置環境に大きく影響される。つまり、同一の熱交換器であっても、例えば空気のきれいな場所に設置されると長期間にわたって汚れることがないが、その逆に、粉塵の多い場所などに設置されると、短期間のうちに汚れることになる。
【０００５】
従来は設置環境にかかわりなく一定期間毎に洗浄を行っていたため、清浄な環境下に設置された熱交換器にとっては、未だ汚れていない状態であるにも拘わらず洗浄が行われることとなり、洗浄作業の無駄が生じていた。一方、粉塵の多い環境下に設置された熱交換器にとっては、洗浄が行われるよりも相当以前に既に定格能力を発揮できなくなっており、比較的長期間にわたって低効率の運転を行う結果を招いていた。つまり、従来は、熱交換器の設置環境に応じた適切な時期に洗浄を行うことができなかったため、洗浄作業の無駄または装置の運転効率の低下といった問題を避けることができなかった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換器の汚れ状態に応じた適切な時期に洗浄を行うことを可能にすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、熱交換器の熱通過率に基づいて汚れ状態を検出することとした。
【０００８】
第１の発明に係る冷凍装置は、空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器を有する冷媒回路を備えた冷凍装置であって、上記熱交換器の熱交換量を検出する熱交換量検出手段と、上記熱交換器によって熱交換される空気の温度を検出する流体温度検出手段と、上記熱交換器の冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、上記熱交換量と上記空気温度と上記冷媒温度と上記熱交換器の伝熱面積とから該熱交換器の熱通過率を算出する熱通過率算出手段と、該熱通過率算出手段が算出した据付初期の運転時における上記熱交換器の熱通過率を初期値とし、上記熱通過率算出手段が据付初期の運転後に算出した熱交換器の熱通過率を初期値と比較して該熱交換器の汚れ状態を検出する汚れ検出手段とを備えているものである。
【０００９】
上記第１の発明によれば、まず熱交換器の熱交換量Ｑと、空気温度Ｔａと、冷媒温度Ｔｒと、熱交換器の伝熱面積Ａとから、熱通過率κ＝Ｑ／Ａ（｜Ｔａ−Ｔｒ｜）を算出する。次に、据付初期の運転時における熱通過率κを初期値とし、この熱通過率κの経時変化を検出し、熱通過率κが初期値と比較して低下すると汚れが生じたものと判断する。このことにより、熱交換器の汚れ状態が正確に検出され、熱交換器の設置環境に拘わらず適切な時期に洗浄を行うことが容易になる。
【００１０】
なお、上記および下記において「熱通過率の算出」とは、上記のような熱通過率κの値自体の算出だけを意味するのではなく、熱通過率κの大小に相関関係のある値（例えば、熱通過率κに伝熱面積Ａを乗じた値κＡ等）を算出することも含まれる。つまり、実質的に熱通過率の算出と見なし得ること全般を意味するものとする。
【００１１】
また、上記および下記において、熱交換量検出手段、熱通過率算出手段および汚れ検出手段のうちの１または２以上の手段は、冷媒回路の近傍に設けられていてもよく、冷媒回路から離れた場所（例えば、サービスセンター等）に設けられていてもよい。つまり、上記手段は、冷媒回路等と一体的に設けられていてもよく、また、有線または無線の信号を介して情報伝達が自在な遠隔地に設けられていてもよい。
【００１２】
第２の発明に係る冷凍装置は、前記第１の発明に係る冷凍装置において、圧縮機（41，42）と、冷媒回路（15）の冷媒の凝縮温度および蒸発温度を検出するための冷媒状態検出手段（74，76）とを備え、熱交換量検出手段（91）は、上記冷媒状態検出手段（74，76）の検出値と上記圧縮機（41，42）の特性とに基づいて熱交換量を算出するように構成されているものである。
【００１３】
なお、上記および下記において、冷媒の凝縮温度および蒸発温度の検出には、温度センサ等の検出器によって直接検出することの他、冷媒回路の高圧側圧力および低圧側圧力等から算出することも含まれる。
【００１４】
また、圧縮機の特性には、例えば圧縮機の運転特性、冷媒の凝縮温度と蒸発温度に対する能力の特性、冷媒の凝縮温度と蒸発温度に対する圧縮機入力の特性、凝縮温度と蒸発温度に対する圧縮機入力電流の特性等、様々な特性が含まれる。
【００１５】
第３の発明に係る冷凍装置は、前記第１の発明に係る冷凍装置において、圧縮機と、冷媒回路の冷媒の凝縮温度および蒸発温度を検出するための冷媒状態検出手段とを備え、熱交換量検出手段は、上記圧縮機の特性に応じて冷媒の凝縮温度および蒸発温度を用いて定式化された所定の関数を記憶しており、上記冷媒状態検出手段によって検出された凝縮温度および蒸発温度の値を上記関数に代入することによって熱交換量を算出するように構成されているものである。
【００１６】
上記第２および第３の各発明によれば、熱交換器の熱交換量は、冷媒の凝縮温度および蒸発温度に基づいて算出されることになり、熱交換量を直接検出する必要がなくなる。
【００１７】
第４の発明に係る冷凍装置は、前記第１〜第３のいずれか一の発明に係る冷凍装置において、熱交換器の熱通過率が所定値以下になると、該熱交換器の洗浄を促す表示または信号を発生する通知手段を備えているものである。
【００１８】
上記第４の発明によれば、熱交換器の熱通過率が所定値以下になると、熱交換器は汚れたものと判断され、熱交換器の洗浄を促す表示または信号が発せられる。その結果、冷凍装置の保守点検等を行う者（いわゆるサービスマン）は当該表示または信号により、熱交換器の汚れ状態を早期かつ簡便に検知することになる。その後、サービスマンが上記熱交換器の洗浄を行うことにより、熱交換器は再び本来の能力を発揮することになり、冷凍装置の効率低下は抑制される。
【００１９】
第５の発明に係る冷凍装置は、空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器を有する冷媒回路を備え、該熱交換器の汚れ状態を検出する外部の監視制御手段と通信自在な冷凍装置であって、上記熱交換器の熱交換量を検出する熱交換量検出手段と、上記熱交換器によって熱交換される空気の温度を検出する流体温度検出手段と、上記熱交換器の冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、上記熱交換器の汚れ状態を検出するために上記監視制御手段に対して上記熱交換量、上記空気温度および上記冷媒温度のデータを出力するデータ出力手段と、上記監視制御手段に設けられ、上記熱交換量と上記空気温度と上記冷媒温度と上記熱交換器の伝熱面積とから該熱交換器の熱通過率を算出する熱通過率算出手段と、上記監視制御手段に設けられ、上記熱通過率算出手段が算出した据付初期の運転時における上記熱交換器の熱通過率を初期値とし、上記熱通過率算出手段が据付初期の運転後に算出した熱交換器の熱通過率を初期値と比較して該熱交換器の汚れ状態を検出する汚れ検出手段とを備えているものである。
【００２０】
第６の発明に係る冷凍装置は、空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器を有する冷媒回路を備え、該熱交換器の汚れ状態を検出する外部の監視制御手段と通信自在な圧縮式冷凍装置であって、上記熱交換器によって熱交換される空気の温度を検出する流体温度検出手段と、上記冷媒回路の冷媒の凝縮温度および蒸発温度を検出するための冷媒状態検出手段と、上記熱交換器の汚れ状態を検出するために上記監視制御手段に対して上記空気温度および上記冷媒温度のデータを出力するデータ出力手段と、上記監視制御手段に設けられ、圧縮機の特性に応じて冷媒の凝縮温度および蒸発温度を用いて定式化された所定の関数を記憶しており、上記冷媒状態検出手段によって検出された凝縮温度および蒸発温度の値を上記関数に代入することによって熱交換量を算出するように構成されている熱交換量検出手段と、上記監視制御手段に設けられ、上記熱交換量と上記空気温度と上記冷媒温度と上記熱交換器の伝熱面積とから該熱交換器の熱通過率を算出する熱通過率算出手段と、上記監視制御手段に設けられ、上記熱通過率算出手段が算出した据付初期の運転時における上記熱交換器の熱通過率を初期値とし、上記熱通過率算出手段が据付初期の運転後に算出した熱交換器の熱通過率を初期値と比較して該熱交換器の汚れ状態を検出する汚れ検出手段とを備えているものである。
【００２１】
上記第５および第６の各発明によれば、熱交換器の汚れ検出は外部の監視制御手段（例えばサービスセンター等）によって行われるので、装置側において汚れ検出を行わなくてもよい。そのため、装置の機器構成を簡単化することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、熱交換器の熱通過率を算出し、当該熱通過率に基づいて汚れ状態を検出することとしたので、熱交換器の汚れ状態を正確に検出することができる。したがって、熱交換器の設置環境に拘わらず適切な時期に熱交換器の洗浄を実行することができる。そのため、無駄な洗浄作業を防止することができる。また、冷凍装置の運転効率を長期間にわたって高効率に維持することができる。
【００２３】
特に、第２および第３の各発明によれば、熱交換器の熱交換量を冷媒の凝縮温度および蒸発温度に基づいて算出するので、熱交換量を特別な検出装置を用いて直接検出する必要はなくなる。したがって、冷凍装置の部品点数の増加や製造コストの上昇を招くことなく、汚れ状態の検出を行うことができる。
【００２４】
また、第４の発明によれば、熱交換器の汚れを検出したときに洗浄を促す表示または信号を発することとしたので、サービスマンは適切な洗浄時期を迅速かつ簡便に認識することができる。
【００２５】
第５および第６の各発明によれば、汚れ検出が外部の監視制御手段によって行われるので、装置の構成を簡単化することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る冷凍装置は、ヒートポンプ式の空調機（10）である。この空調機（10）は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。
【００２７】
−空調機の構成−
図１に示すように、上記空調機（10）は、１台の室外機（11）と２台の室内機（12，13）とを備え、いわゆるマルチ型に構成されている。また、上記空調機（10）は、冷媒回路（15）とコントローラ（90）とを備えている。尚、本実施形態では室内機（12，13）を２台としたが、これは一例であり、室外機（11）の能力や用途に応じて室内機（12，13）の台数を適宜定めればよい。
【００２８】
上記冷媒回路（15）は、１つの室外回路（20）と、２つの室内回路（60，65）と、液側連絡管（16）と、ガス側連絡管（17）とにより構成されている。室外回路（20）には、液側連絡管（16）及びガス側連絡管（17）を介して、２つの室内回路（60，65）が並列に接続されている。
【００２９】
上記室外回路（20）は、室外機（11）に収納されている。室外回路（20）には、圧縮機ユニット（40）、四路切換弁（21）、室外熱交換器（22）、室外膨張弁（24）、レシーバ（23）、液側閉鎖弁（25）、及びガス側閉鎖弁（26）が設けられている。
【００３０】
上記圧縮機ユニット（40）は、第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）を並列に接続したものである。これら圧縮機（41，42）は、何れも密閉型のスクロール圧縮機である。つまり、これら圧縮機（41，42）は、圧縮機構と該圧縮機構を駆動する電動機とを、円筒状のハウジングに収納して構成されている。尚、圧縮機構及び電動機については、図示を省略する。第１圧縮機（41）は、電動機が常に一定回転数で駆動される一定容量のものである。第２圧縮機（42）は、電動機の回転数が段階的に又は連続的に変更される容量可変のものである。そして、上記圧縮機ユニット（40）は、第１圧縮機（41）の発停や第２圧縮機（42）の容量変更によって、ユニット全体の容量が可変となっている。
【００３１】
上記圧縮機ユニット（40）は、吸入管（43）及び吐出管（44）を備えている。吸入管（43）は、その端が四路切換弁（21）の第１のポートに接続され、その出口端が２つに分岐されて各圧縮機（41，42）の吸入側に接続されている。吐出管（44）は、その入口端が２つに分岐されて各圧縮機（41，42）の吐出側に接続され、その出口端が四路切換弁（21）の第２のポートに接続されている。また、第１圧縮機（41）に接続する吐出管（44）の分岐管には、吐出側逆止弁（45）が設けられている。この吐出側逆止弁（45）は、第１圧縮機（41）から流出する方向への冷媒の流通のみを許容する。
【００３２】
また、上記圧縮機ユニット（40）は、油分離器（51）、油戻し管（52）、及び均油管（54）を備えている。油分離器（51）は、吐出管（44）の途中に設けられている。この油分離器（51）は、圧縮機（41，42）の吐出冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。油戻し管（52）は、その一端が油分離器（51）に接続され、その他端が吸入管（43）に接続されている。この油戻し管（52）は、油分離器（51）で分離された冷凍機油を、圧縮機（41，42）の吸入側へ戻すためのものであって、油戻し電磁弁（53）を備えている。均油管（54）は、その一端が第１圧縮機（41）に接続され、その他端が吸入管（43）における第２圧縮機（42）の吸入側近傍に接続されている。この均油管（54）は、各圧縮機（41，42）のハウジング内に貯留される冷凍機油の量を平均化するためのものであって、均油電磁弁（55）を備えている。
【００３３】
上記四路切換弁（21）は、その第３のポートがガス側閉鎖弁（26）と配管接続され、その第４のポートが室外熱交換器（22）の上端部と配管接続されている。四路切換弁（21）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。この四路切換弁（21）の切換動作によって、冷媒回路（15）における冷媒の循環方向が反転する。
【００３４】
上記レシーバ（23）は、円筒状の容器であって、冷媒を貯留するためのものである。このレシーバ（23）は、流入管（30）及び流出管（33）を介して、室外熱交換器（22）と液側閉鎖弁（25）とに接続されている。
【００３５】
流入管（30）は、その入口端側が２つの分岐管（30a，30b）に分岐され、その出口端がレシーバ（23）の上端部に接続されている。流入管（30）の第１分岐管（30a）は、室外熱交換器（22）の下端部に接続されている。この第１分岐管（30a）には、第１流入逆止弁（31）が設けられている。第１流入逆止弁（31）は、室外熱交換器（22）からレシーバ（23）へ向かう冷媒の流通のみを許容する。流入管（30）の第２分岐管（30b）は、液側閉鎖弁（25）に接続されている。この第２分岐管（30b）には、第２流入逆止弁（32）が設けられている。第２流入逆止弁（32）は、液側閉鎖弁（25）からレシーバ（23）へ向かう冷媒の流通のみを許容する。
【００３６】
流出管（33）は、その入口端がレシーバ（23）の下端部に接続され、その出口端側が２つの分岐管（33a，33b）に分岐されている。流出管（33）の第１分岐管（33a）は、室外熱交換器（22）の下端部に接続されている。この第１分岐管（33a）には、上記室外膨張弁（24）が設けられている。流出管（33）の第２分岐管（33b）は、液側閉鎖弁（25）に接続されている。この第２分岐管（33b）には、流出逆止弁（34）が設けられている。流出逆止弁（34）は、レシーバ（23）から液側閉鎖弁（25）へ向かう冷媒の流通のみを許容する。
【００３７】
室外熱交換器（22）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。この室外熱交換器（22）では、冷媒回路（15）を循環する冷媒と室外空気とが熱交換を行う。
【００３８】
上記室外回路（20）には、更にガス抜き管（35）と均圧管（37）とが設けられている。
【００３９】
ガス抜き管（35）は、その一端がレシーバ（23）の上端部に接続され、その他端が吸入管（43）に接続されている。このガス抜き管（35）は、レシーバ（23）のガス冷媒を各圧縮機（41，42）の吸入側へ導入するための連通路を構成している。また、ガス抜き管（35）には、ガス抜き電磁弁（36）が設けられている。このガス抜き電磁弁（36）は、ガス抜き管（35）におけるガス冷媒の流れを断続するための開閉機構を構成している。
【００４０】
上記均圧管（37）は、その一端がガス抜き管（35）におけるガス抜き電磁弁（36）とレシーバ（23）の間に接続され、その他端が吐出管（44）に接続されている。また、均圧管（37）には、その一端から他端に向かう冷媒の流通のみを許容する均圧用逆止弁（38）が設けられている。この均圧管（37）は、空調機（10）の停止中に外気温が異常に上昇してレシーバ（23）の圧力が高くなりすぎた場合に、ガス冷媒を逃がしてレシーバ（23）が破裂するのを防止するためのものである。従って、空調機（10）の運転中において、均圧管（37）を冷媒が流れることは無い。
【００４１】
上記室内回路（60，65）は、各室内機（12，13）に１つずつ設けられている。具体的には、第１室内回路（60）が第１室内機（12）に収納され、第２室内回路（65）が第２室内機（13）に収納されている。
【００４２】
第１室内回路（60）は、第１室内熱交換器（61）と第１室内膨張弁（62）とを直列に接続したものである。第１室内膨張弁（62）は、第１室内熱交換器（61）の下端部に配管接続されている。第２室内回路（65）は、第２室内熱交換器（66）と第２室内膨張弁（67）とを直列に接続したものである。第２室内膨張弁（67）は、第２室内熱交換器（66）の下端部に配管接続されている。
【００４３】
第１及び第２室内熱交換器（61，66）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。各室内熱交換器（61，66）では、冷媒回路（15）を循環する冷媒と室内空気とが熱交換を行う。
【００４４】
上記液側連絡管（16）は、その一端が液側閉鎖弁（25）に接続されている。この液側連絡管（16）は、他端側で２つに分岐されており、その一方が第１室内回路（60）における第１室内膨張弁（62）側の端部に接続され、他方が第２室内回路（65）における第２室内膨張弁（67）側の端部に接続されている。上記ガス側連絡管（17）は、その一端がガス側閉鎖弁（26）に接続されている。このガス側連絡管（17）は、他端側で２つに分岐されており、その一方が第１室内回路（60）における第１室内熱交換器（61）側の端部に接続され、他方が第２室内回路（65）における第２室内熱交換器（66）側の端部に接続されている。
【００４５】
上記室外機（11）には、室外ファン（70）が設けられている。この室外ファン（70）は、室外熱交換器（22）へ室外空気を送るためのものである。一方、第１，第２室内機（12，13）には、それぞれ室内ファン（80）が設けられている。この室内ファン（80）は、室内熱交換器（61，66）へ室内空気を送るためのものである。
【００４６】
上記空調機（10）には、温度や圧力のセンサ等が設けられている。具体的に、室外機（11）には、室外空気の温度を検出するための外気温センサ（71）が設けられている。室外熱交換器（22）には、その伝熱管温度を検出するための室外熱交換器温度センサ（72）が設けられている。吸入管（43）には、圧縮機（41，42）の吸入冷媒温度を検出するための吸入管温度センサ（73）と、圧縮機（41，42）の吸入冷媒圧力を検出するための低圧圧力センサ（74）とが設けられている。吐出管（44）には、圧縮機（41，42）の吐出冷媒温度を検出するための吐出管温度センサ（75）と、圧縮機（41，42）の吐出冷媒圧力を検出するための高圧圧力センサ（76）と、高圧圧力スイッチ（77）とが設けられている。各室内機（12，13）には、室内空気の温度を検出するための内気温センサ（81）が１つずつ設けられている。各室内熱交換器（61，66）には、その伝熱管温度を検出するための室内熱交換器温度センサ（82）が１つずつ設けられている。各室内回路（60，65）における室内熱交換器（61，66）の上端近傍には、室内回路（60，65）を流れるガス冷媒温度を検出するためのガス側温度センサ（83）が１つずつ設けられている。
【００４７】
上記コントローラ（90）は、上記のセンサ類からの信号やリモコン等からの指令信号を受けて空調機（10）の運転制御を行うものである。具体的に、コントローラ（90）は、室外膨張弁（24）及び室内膨張弁（62，67）の開度調節や、四路切換弁（21）の切換、更にはガス抜き電磁弁（36）、油戻し電磁弁（53）、及び均油電磁弁（55）の開閉操作、圧縮機ユニット（40）の容量制御を行う。また、コントローラ（90）は、後述するように、室外熱交換器（22）の汚れ検出を行い、室外熱交換器（22）が汚れると洗浄を促す表示および信号を送信するものでもある。
【００４８】
図２に示すように、コントローラ（90）は、室外熱交換器（22）の熱交換量を検出する熱交換量検出部（91）と、室外熱交換器（22）の熱通過率κを算出する熱通過率算出部（92）と、熱通過率κの値を記憶する熱通過率記憶部（93）と、熱通過率κに基づいて室外熱交換器（22）の汚れを検出する汚れ検出部（94）と、室外熱交換器（22）の汚れを検出すると所定の表示または信号を発生させる通知部（95）を備えている。ただし、これらの要素（91，92，93，94，95）は便宜上、機能的に分離して図示しているだけに過ぎず、これらの要素（91，92，93，94，95）が物理的に分離されている必要がないことは勿論である。例えば、これらの要素（91，92，93，94，95）の一部または全部が一つの物理的構成要素（半導体等）によって構成されていてもよい。また、上記要素（91，92，93，94，95）をソフトウェア的に構築することも可能である。
【００４９】
熱交換量検出部（91）は、室外熱交換器（22）の熱交換量Ｑをいわゆるコンプレッサカーブ法と同様の手法により算出するように構成されている。この熱交換量検出部（91）は、圧縮機（41，42）の特性に基づいて定められる熱交換量算出用の関数を予め記憶している。また、熱交換量検出部（93）は、冷媒状態検出手段を構成する低圧圧力センサ（74）および高圧圧力センサ（76）の検出値が入力されるように構成されている。そして、熱交換量検出部（93）は、低圧圧力センサ（74）の検出値（低圧側圧力）Ｐｅに対する冷媒の相当飽和温度を冷媒の蒸発温度Ｔｅとする一方、高圧圧力センサ（76）の検出値（高圧側圧力）Ｐｃに対する冷媒の相当飽和温度を冷媒の凝縮温度Ｔｃとし、これら検出値から得られる冷媒の蒸発温度Ｔｅおよび凝縮温度Ｔｃを上記関数に代入することによって、室外熱交換器（22）の熱交換量を算出する。
【００５０】
熱交換量検出部（91）に記憶されている関数について、図３を参照しながら説明する。まず、蒸発器出口の冷媒の過熱度SH及び凝縮器出口の冷媒の過冷却度SCを、適当な値に固定しておく。このことにより、冷媒の蒸発温度Ｔｅが分かれば、過熱度SHが固定されていることから、蒸発器出口の冷媒の状態を特定することができる。また、冷媒の凝縮温度Ｔｃが分かれば、蒸発器入口の冷媒の状態を特定することができる。従って、蒸発器の出入口における冷媒状態（エンタルピ差）を特定することができる。また、圧縮機について予め行った性能試験の結果より、圧縮機から吐出される冷媒の流量が求められる。つまり、冷媒の過熱度SH及び過冷却度SCを固定すれば、式（１）に示すように、蒸発器の熱交換量Ｑｅは、冷凍サイクルにおける冷媒の凝縮温度Ｔｃおよび蒸発温度Ｔｅの関数として定式化される。
【００５１】
Ｑｅ＝ｆ(Ｔｃ，Ｔｅ) …（１）
Ｑｅ：蒸発器の熱交換量
Ｔｃ：冷媒の凝縮温度
Ｔｅ：冷媒の蒸発温度
なお、圧縮機の電動機の消費電力Ｗｉも同様に、冷凍サイクルにおける冷媒の凝縮温度Ｔｃ及び蒸発温度Ｔｅの関数として表される。したがって、消費電力Ｗｉに相当する熱量をＱｗとすると、凝縮器の熱交換量ＱｃはＱｃ＝Ｑｅ＋Ｑｗと表すことができるので、凝縮器の熱交換量Ｑｃも、冷媒の凝縮温度Ｔｃおよび蒸発温度Ｔｅの関数として定式化することができる。
【００５２】
上記式（１）で示される関数の具体例としては、式（２）で示されるようなものが挙げられる。この式（２）で示される関数は、圧縮機（41，42）として採用される機種について予め行った性能試験の結果を二次近似式として表したものである。
【００５３】
Ｗｉ＝R(1)＋R(2)Ｔｃ＋R(3)Ｔｅ＋R(4)Ｔｃ²＋R(5)ＴｃＴｅ＋R(6)Ｔｅ² …（２）
R(i)，i=1〜6：係数
本実施形態に係るコントローラ（90）の熱交換量検出部（91）は、上記式（２）で示される関数と係数R(i)とを予め記憶している。
【００５４】
ここで、係数R(i)の値は、第２圧縮機（42）の電動機の回転速度（１秒間あたりの回転数）によって異なっている。このため、熱交換量検出部（91）は、下記の表１に示すように、３つの回転速度３０，６０，９０[1/s]ごとに６つの係数R(i)を記憶している。具体的には、回転速度３０[1/s]の場合の係数R(i)としてｒ₁₁，…，ｒ₆₁を、回転速度６０[1/s]の場合の係数R(i)としてｒ₁₂，…，ｒ₆₂を、回転速度９０[1/s]の場合の係数R(i)としてｒ₁₃，…，ｒ₆₃をそれぞれ記憶している。
【００５５】
【表１】

そして、室外熱交換器(22)の熱交換量Ｑを算出する場合、熱交換量検出部（91）は、その時の電動機の回転速度に対応する係数R(i)を補完により求め、得られた係数R(i)の値を用いて熱交換量Ｑを算出する。尚、冷媒の凝縮温度Ｔｃ及び蒸発温度Ｔｅだけでなく、電動機の回転速度をも変数として含む関数に基づいて、熱交換量Ｑを算出するようにしてもよい。
【００５６】
次に、空調機（10）の運転動作を説明し、その後に室外熱交換器（22）の汚れ検出について説明する。
【００５７】
−運転動作−
上記空調機（10）の運転時には、冷媒回路（15）において冷媒が相変化しつつ循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが形成される。また、空調機（10）は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。
【００５８】
《冷房運転》
冷房運転時には、室内熱交換器（61，66）が蒸発器となる冷却動作が行われる。この冷房運転時において、四路切換弁（21）は、図１に実線で示す状態となる。室外膨張弁（24）は全閉とされ、第１，第２室内膨張弁（62，67）はそれぞれ所定の開度に調節される。ガス抜き電磁弁（36）は閉鎖状態に保持され、油戻し電磁弁（53）及び均油電磁弁（55）は適宜開閉される。これら弁の操作は、コントローラ（90）により行われる。
【００５９】
圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41，42）を運転すると、これら圧縮機（41，42）で圧縮された冷媒が吐出管（44）へ吐出される。この冷媒は、四路切換弁（21）を通って室外熱交換器（22）へ流入する。室外熱交換器（22）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（22）で凝縮した冷媒は、流入管（30）の第１分岐管（30a）へ流入し、第１流入逆止弁（31）を通過してレシーバ（23）へ流入する。その後、冷媒は、レシーバ（23）から流出管（33）へ流入し、流出逆止弁（34）を通過して液側連絡管（16）へ流入する。
【００６０】
液側連絡管（16）へ流入した冷媒は、二手に分流されて、一方が第１室内回路（60）へ流入し、他方が第２室内回路（65）へ流入する。各室内回路（60，65）では、流入した冷媒が室内膨張弁（62，67）で減圧された後に室内熱交換器（61，66）へ流入する。室内熱交換器（61，66）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。つまり、室内熱交換器（61，66）では、室内空気が冷却される。
【００６１】
各室内熱交換器（61，66）で蒸発した冷媒は、ガス側連絡管（17）へ流入し、合流した後に室外回路（20）へ流入する。その後、冷媒は、四路切換弁（21）を通過し、吸入管（43）を通って圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41，42）に吸入される。これら圧縮機（41，42）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（15）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【００６２】
《暖房運転》
暖房運転時には、室内熱交換器（61，66）が凝縮器となる加熱動作が行われる。この暖房運転時において、四路切換弁（21）は、図１に破線で示す状態となる。室外膨張弁（24）、及び第１，第２室内膨張弁（62，67）は、それぞれ所定の開度に調節される。油戻し電磁弁（53）及び均油電磁弁（55）は、適宜開閉される。ガス抜き電磁弁（36）は、加熱動作が行われている間は常に開放状態に保持される。これら弁の操作は、コントローラ（90）により行われる。
【００６３】
圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41，42）を運転すると、圧縮された冷媒が圧縮機（41，42）から吐出管（44）へ吐出される。吐出管（44）を流れる冷媒は、四路切換弁（21）を通過してガス側連絡管（17）へ流入し、各室内回路（60，65）へ分配される。
【００６４】
第１室内機（12）の第１室内回路（60）へ流入した冷媒は、第１室内熱交換器（61）で室内空気に放熱して凝縮する。第１室内熱交換器（61）では、冷媒の放熱により室内空気が加熱される。第１室内熱交換器（61）で凝縮した冷媒は、第１室内膨張弁（62）で減圧された後に液側連絡管（16）へ流入する。
【００６５】
第２室内機（13）の第２室内回路（65）へ流入した冷媒は、第２室内熱交換器（66）で室内空気に放熱して凝縮する。第２室内熱交換器（66）では、冷媒の放熱により室内空気が加熱される。第２室内熱交換器（66）で凝縮した冷媒は、第２室内膨張弁（67）で減圧された後に液側連絡管（16）へ流入する。
【００６６】
第１室内回路（60）及び第２室内回路（65）から液側連絡管（16）へ流入した冷媒は、合流した後に室外回路（20）へ流入する。室外回路（20）へ流入した冷媒は、流入管（30）の第２分岐管（30b）を流れ、第２流入逆止弁（32）を通過してレシーバ（23）へ流入する。レシーバ（23）へ流入する冷媒は気液二相状態であり、この冷媒のうち液冷媒がレシーバ（23）の下部に溜まり、ガス冷媒がレシーバ（23）の上部に溜まる。つまり、レシーバ（23）では、流入した気液二相状態の冷媒が、液冷媒とガス冷媒とに分離される。
【００６７】
レシーバ（23）に貯留する液冷媒は、流出管（33）を通って室外膨張弁（24）で減圧される。減圧された冷媒は、室外熱交換器（22）へ送られ、室外空気から吸熱して蒸発する。この蒸発した冷媒は、四路切換弁（21）を通過して吸入管（43）へ流入する。一方、レシーバ（23）に貯留するガス冷媒は、ガス抜き管（35）へ流入する。ガス抜き管（35）を流れる冷媒は、ガス抜き電磁弁（36）を通過する際に減圧され、その後に吸入管（43）へ流入する。吸入管（43）では、室外熱交換器（22）からのガス冷媒とガス抜き管（35）からのガス冷媒とが合流する。そして、合流後のガス冷媒が、圧縮機ユニット（40）の圧縮機（41，42）に吸入される。これら圧縮機（41，42）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（15）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【００６８】
−汚れ検出−
次に、汚れ検出方法の一例として、冬期における室外熱交換器（22）の汚れ検出について説明する。つまり、室外熱交換器（22）が蒸発器として使用される場合について説明する。
【００６９】
図４に示すように、まず圧縮機（41，42）の特性に基づいて、室外熱交換器（22）の熱交換量Ｑを算出する（ステップＳＴ１）。熱交換量Ｑの算出方法は、前述した通りである。ただし、前記式（２）の関数における係数R(i)を定めるときに仮定した冷媒の過熱度SHおよび過冷却度SCの値と、実際に行われている冷凍サイクルでの冷媒の過熱度SHおよび過冷却度SCの値とが異なる場合もある。そこで、このような場合には、冷媒の蒸発温度および凝縮温度を上記式（２）に代入して得られた値を、実際の冷媒の過熱度SHおよび過冷却度SCの値を用いて補正するようにしてもよい。
【００７０】
次に、室外空気の温度Ｔａと、室外熱交換器（22）の冷媒温度、すなわち冷媒の蒸発温度Ｔｅとを検出する（ステップＳＴ２）。なお、冷媒蒸発温度Ｔｅは、上記の熱交換量Ｑの算出過程において導出された値を用いればよい。ただし、室外熱交換器温度センサ（72）によって、冷媒蒸発温度Ｔｅを直接検出することも可能である。
【００７１】
次に、熱交換器についての一般式Ｑ＝κＡ（Ｔａ−Ｔｅ）から、κＡの値を逆算する（ステップＳＴ３）。すなわち、κＡ＝Ｑ／（Ｔａ−Ｔｅ）を算出する。なお、ここでκは室外熱交換器（22）の熱通過率、Ａは室外熱交換器（22）の伝熱面積である。伝熱面積Ａは一定の値をとるので、ここでは取り扱いの容易のために、熱通過率κの代わりに、熱通過率κに伝熱面積Ａを乗じた値であるκＡを用いることとした。ただし、熱通過率κに基づいて汚れ判定を行うことも勿論可能である。
【００７２】
次に、現在の運転が、室外熱交換器（22）に汚れが生じていない据付初期の運転であるか否かを判定する（ステップＳＴ４）。判定結果がＹｅｓの場合には、上記κＡを初期値κ₀Ａとして記憶する（ステップＳＴ５）。この初期値κ₀Ａは、室外熱交換器（22）に汚れが生じていないときのκＡの値であり、後の汚れ判定の基準となる値である。
【００７３】
ステップＳＴ４の判定結果がＮｏの場合には、上記κＡが所定値以下か否かを判定する。本実施形態では、上記κＡが初期値κ₀Ａの８０％以下であるか否かを判定することとした（ステップＳＴ６）。
【００７４】
ステップＳＴ６の判定結果がＮｏの場合には、室外熱交換器（22）は汚れていないと判断し、ステップＳＴ１に戻る。一方、ステップＳＴ６の判定結果がＹｅｓの場合には、室外熱交換器（22）は汚れていると判断し、所定の表示または信号を発生させ、室外熱交換器（22）が汚れていることおよび洗浄が必要であることをサービスマンまたはサービスセンター等に通知する（ステップＳＴ７）。なお、汚れ状態等の表示は、例えばモニター画面への表示、または表示ランプの点灯等であってもよい。汚れ状態等を表す信号には、有線信号、無線信号、または音声信号等の各種の信号を利用することができる。
【００７５】
その後は、汚れ状態に基づいて、メンテナンス時期が判断される。メンテナンスの際には、サービスマン等が洗浄を行うことにより、室外熱交換器（22）の汚れは除去され、室外熱交換器（22）は再び初期の性能を発揮するようになる。
【００７６】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、室外熱交換器（22）の熱通過率に基づいて汚れ状態を検出することとしたので、図５に示すように、汚れによって室外熱交換器（22）の性能が低下したときに合わせて洗浄を行うことができる。そのため、室外熱交換器（22）の設置環境の如何に拘わらず、常に適切な時期に洗浄を実行することが可能となる。したがって、無駄な洗浄作業はなくなる。また、汚れによって熱交換器の性能が低下しているにも拘わらず長期間にわたって低効率の運転を継続するようなことを回避することができる。その結果、長期間にわたって装置の運転効率を高いレベルに維持することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、低圧圧力センサ（74）及び高圧圧力センサ（76）の検出値を利用することで、熱交換量検出部（91）において室外熱交換器（22）の熱交換量を算出している。ここで、低圧圧力センサ（74）や高圧圧力センサ（76）は、熱交換量の算出を行わない従来の空調機においても、通常その運転制御のために設けられているセンサである。従って、本実施形態によれば、従来から設けられているセンサの検出値を利用して、室外熱交換器（22）の熱交換量を算出することができる。このため、空調機（10）の部品点数の増加や製造コストの上昇を招くことなく、室外熱交換器（22）の熱交換量を検出することができる。
【００７８】
なお、上記実施形態では冬期の汚れ判定について説明したが、本発明に係る汚れ判定方法は、室外熱交換器（22）が凝縮器として使用される場合、つまり夏期の場合にも適用できることは勿論である。その場合には、冷媒温度として冷媒凝縮温度Ｔｃを算出し、熱通過率κはκ＝Ｑｃ／Ａ（Ｔｃ−Ｔａ）によって算出すればよい。前述したように、室外熱交換器（22）の熱交換量Ｑｃは、室内熱交換器（61，66）の熱交換量Ｑｅに圧縮機（41，42）の消費電力Ｗｉに相当する熱量Ｑｗを加算した量として算出することもできる。つまり、Ｑｃ＝Ｑｅ＋Ｑｗとして算出してもよい。冬期には前記冬期の汚れ判定方法を用い、夏期には上記夏期の汚れ判定方法を用いることにより、一年を通じて汚れ判定を行うことができる。もちろん、汚れ判定を複数年にわたって継続的に行うこともできる。
【００７９】
なお、本実施形態では室外熱交換器（22）の汚れ検出および洗浄について説明したが、室内熱交換器（61，65）の汚れ検出に本発明を適用することも勿論可能である。
【００８０】
汚れ検出は、冷凍装置と通信自在に構成された外部の監視制御手段（例えばサービスセンター等）で行ってもよい。熱交換量検出部（91）、熱通過率算出部（92）、熱通過率記憶部（93）、汚れ検出部（94）、通知部（95）のうちの１または２以上は、外部の監視制御手段に含まれていてもよい。
【００８１】
本発明の適用対象は空気調和装置に限定されず、ここでいう冷凍装置は、広義の冷凍装置であり、狭義の冷凍装置はもちろん、空気調和装置、冷蔵装置、除湿機等を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】空調機の冷媒回路図である。
【図２】コントローラのブロック図である。
【図３】熱交換量算出用の関数を説明するためのモリエル線図である。
【図４】汚れ検出方法のフローチャートである。
【図５】熱交換器の熱通過率の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
（10）空調機（冷凍装置）
（15）冷媒回路
（16）液側連絡管
（17）ガス側連絡管
（22）室外熱交換器（熱交換器）
（23）レシーバ
（24）室外膨張弁
（41）第１圧縮機
（42）第２圧縮機
（61）第１室内熱交換器
（62）第１室内膨張弁
（66）第２室内熱交換器
（67）第２室内膨張弁
（71）外気温センサ（空気温度検出手段）
（72）室外熱交換器温度センサ（冷媒温度検出手段）
（90）コントローラ
（91）熱交換量検出部（熱交換量検出手段）
（92）熱通過率算出部（熱通過率算出手段）
（93）熱通過率記憶部
（94）汚れ検出部（汚れ検出手段）
（95）通知部（通知手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerator.
[0002]
[Prior art]
In a refrigerating apparatus provided with a heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant and a fluid (air or the like), if impurities (for example, dust or dust contained in the air) or the like contained in the fluid adhere to the heat exchanger for a long period of time. In some cases, these impurities accumulate, causing so-called contamination in the heat exchanger. When fouling occurs, the heat transfer performance of the heat exchanger decreases. Therefore, if the dirt of the heat exchanger is left as it is, the efficiency of the refrigeration system will gradually decrease. Therefore, in order to prevent the efficiency of the refrigeration system from decreasing, it is necessary to clean the heat exchanger.
[0003]
For example, in an air conditioner installed in a building in an urban area, the outdoor heat exchanger is easily contaminated, so the efficiency of the air conditioner will gradually decrease unless it is cleaned, and will eventually reach its specified capacity. become unable. Therefore, conventionally, the heat exchanger has been washed at regular intervals.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the contamination state of the heat exchanger is greatly affected by the installation environment. In other words, even if the same heat exchanger is installed in, for example, a place with clean air, it will not be soiled for a long period of time. Will be dirty.
[0005]
Conventionally, cleaning was performed at regular intervals regardless of the installation environment.For a heat exchanger installed in a clean environment, cleaning was performed even though it was not dirty yet. There was a waste of work. On the other hand, for heat exchangers installed in dusty environments, the rated capacity can no longer be exerted long before cleaning is performed, resulting in inefficient operation for a relatively long time. I was That is, conventionally, since it has not been possible to perform cleaning at an appropriate time according to the installation environment of the heat exchanger, it has not been possible to avoid problems such as wasting of the cleaning work or reduction in the operation efficiency of the apparatus.
[0006]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to enable cleaning to be performed at an appropriate time in accordance with the state of contamination of a heat exchanger.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a fouling state is detected based on the heat transmittance of a heat exchanger.
[0008]
The refrigeration apparatus according to the first invention includes:airRefrigeration apparatus provided with a refrigerant circuit having a heat exchanger for exchanging heat with a refrigerant, wherein the heat exchange amount is detected by the heat exchanger, and heat exchange is performed by the heat exchanger.airFluid temperature detection means for detecting the temperature of the refrigerant, refrigerant temperature detection means for detecting the refrigerant temperature of the heat exchanger,Air temperatureAnd the heat transfer rate calculating means for calculating the heat transfer rate of the heat exchanger from the refrigerant temperature and the heat transfer area of the heat exchanger,The heat transmittance of the heat exchanger at the time of the initial installation operation calculated by the heat transmittance calculation means is used as an initial value, and the heat transmittance of the heat exchanger calculated by the heat transmittance calculation means after the initial operation is calculated. Compared to the initial valueA dirt detecting means for detecting a dirt state of the heat exchanger.
[0009]
According to the first aspect, first, the heat exchange amount Q of the heat exchanger,airFrom the temperature Ta, the refrigerant temperature Tr, and the heat transfer area A of the heat exchanger, the heat transfer coefficient κ = Q / A (| Ta−Tr |) is calculated. next,The initial value is the heat transfer coefficient κ at the time of operation at the beginning of installation,By detecting the change over time of the heat transmittance κ, the heat transmittance κCompared to the initial valueWhen it decreases, it is determined that dirt has occurred. Thus, the contamination state of the heat exchanger is accurately detected, and it becomes easy to perform cleaning at an appropriate time regardless of the installation environment of the heat exchanger.
[0010]
In addition, in the above and below, "calculation of the heat transmittance" does not only mean the calculation of the value of the heat transmittance κ itself as described above, but also a value having a correlation with the magnitude of the heat transmittance κ ( For example, calculating a value κA obtained by multiplying the heat transfer rate κ by the heat transfer area A) is also included. In other words, it generally means that it can be regarded as substantially calculating the heat transmittance.
[0011]
Further, in the above and the following, one or more of the heat exchange amount detecting means, the heat transfer rate calculating means and the dirt detecting means may be provided near the refrigerant circuit, and may be separated from the refrigerant circuit. It may be provided at a place (for example, a service center or the like). That is, the means may be provided integrally with the refrigerant circuit or the like, or may be provided at a remote place where information can be freely transmitted via a wired or wireless signal.
[0012]
The refrigeration apparatus according to a second aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect, wherein the compressor (41, 42) and a refrigerant state for detecting a condensation temperature and an evaporation temperature of the refrigerant in the refrigerant circuit (15). Detecting means (74, 76), and the heat exchange amount detecting means (91) detects heat based on a detected value of the refrigerant state detecting means (74, 76) and a characteristic of the compressor (41, 42). It is configured to calculate the exchange amount.
[0013]
In the above and below, the detection of the condensing temperature and the evaporating temperature of the refrigerant includes not only directly detecting with a detector such as a temperature sensor but also calculating from the high pressure side and the low pressure side pressure of the refrigerant circuit. It is.
[0014]
The characteristics of the compressor include, for example, the operating characteristics of the compressor, the characteristics of the capacity for the condensation temperature and the evaporation temperature of the refrigerant, the characteristics of the compressor input for the condensation temperature and the evaporation temperature of the refrigerant, and the characteristics of the compressor for the condensation temperature and the evaporation temperature. Various characteristics such as the characteristics of the input current are included.
[0015]
A refrigeration apparatus according to a third aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect, further comprising a compressor and refrigerant state detecting means for detecting a condensation temperature and an evaporation temperature of the refrigerant in the refrigerant circuit. The amount detecting means stores a predetermined function formulated using the condensing temperature and the evaporating temperature of the refrigerant according to the characteristics of the compressor, and the condensing temperature and the evaporating temperature detected by the refrigerant state detecting means. Is substituted for the above function to calculate the heat exchange amount.
[0016]
According to each of the second and third aspects, the heat exchange amount of the heat exchanger is calculated based on the condensation temperature and the evaporation temperature of the refrigerant, and there is no need to directly detect the heat exchange amount.
[0017]
A refrigeration apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein when the heat transmittance of the heat exchanger is equal to or less than a predetermined value, cleaning of the heat exchanger is promoted. It is provided with a notifying means for generating a display or a signal.
[0018]
According to the fourth aspect, when the heat transfer rate of the heat exchanger becomes equal to or less than the predetermined value, it is determined that the heat exchanger is dirty, and a display or a signal prompting cleaning of the heat exchanger is issued. As a result, a person who performs maintenance and inspection of the refrigerating apparatus (a so-called service person) can quickly and easily detect the contamination state of the heat exchanger by the display or the signal. Thereafter, when the serviceman performs the cleaning of the heat exchanger, the heat exchanger exhibits the original capability again, and the efficiency of the refrigeration system is prevented from being reduced.
[0019]
The refrigeration apparatus according to the fifth invention isairA refrigeration apparatus comprising a refrigerant circuit having a heat exchanger for exchanging heat between the heat exchanger and a refrigerant, wherein the refrigeration apparatus is communicable with external monitoring and control means for detecting a contamination state of the heat exchanger. Heat exchange amount detecting means for detecting heat exchange, and heat exchange by the heat exchanger.airFluid temperature detecting means for detecting the temperature of the heat exchanger, refrigerant temperature detecting means for detecting the refrigerant temperature of the heat exchanger, and the heat exchange amount with respect to the monitoring control means for detecting the contamination state of the heat exchanger. Data output means for outputting data of the air temperature and the refrigerant temperatureAnd a heat transfer rate calculation means provided in the monitoring control means, and calculating a heat transfer rate of the heat exchanger from the heat exchange amount, the air temperature, the refrigerant temperature, and the heat transfer area of the heat exchanger. The heat transmission rate of the heat exchanger at the time of the initial installation operation calculated by the heat transmission rate calculation means is provided as the initial value, and the heat transmission rate calculation means calculates the heat transmission rate after the initial operation. Detecting means for detecting the contamination state of the heat exchanger by comparing the heat transmittance of the heat exchanger with the initial value.It is provided with.
[0020]
A refrigeration apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes:airAnd a refrigerant circuit having a heat exchanger for exchanging heat between the heat exchanger and the refrigerant, wherein the compression refrigeration apparatus is communicable with external monitoring and control means for detecting a contamination state of the heat exchanger. ExchangedairFluid temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant, refrigerant state detecting means for detecting the condensation temperature and evaporation temperature of the refrigerant in the refrigerant circuit, and the monitoring control means for detecting the contamination state of the heat exchanger. Data output means for outputting data of the air temperature and the refrigerant temperatureAnd a predetermined function, which is provided in the monitoring control means and is formulated using the condensation temperature and the evaporation temperature of the refrigerant according to the characteristics of the compressor, and stores the condensation detected by the refrigerant state detection means. A heat exchange amount detecting means configured to calculate the heat exchange amount by substituting the values of the temperature and the evaporation temperature into the function, and the heat exchange amount and the air temperature are provided in the monitoring control means. A heat transfer rate calculating means for calculating a heat transfer rate of the heat exchanger from the refrigerant temperature and a heat transfer area of the heat exchanger; and an installation provided in the monitoring control means, wherein the heat transfer rate calculating means calculates the heat transfer rate. The heat transfer coefficient of the heat exchanger at the time of the initial operation was set as the initial value, and the heat transfer rate calculation means was calculated after the operation at the initial stage of installation. Dirt detection means for detecting the dirt condition of the heat exchanger by comparing the heat transmittance of the heat exchanger with an initial valueIt is provided with.
[0021]
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, since the detection of dirt on the heat exchanger is performed by an external monitoring and control means (for example, a service center), it is not necessary to detect dirt on the device side. Therefore, the device configuration of the device can be simplified.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the heat transfer rate of the heat exchanger is calculated, and the contamination state is detected based on the heat transfer rate. Therefore, the contamination state of the heat exchanger is accurately detected. be able to. Therefore, the cleaning of the heat exchanger can be executed at an appropriate time regardless of the installation environment of the heat exchanger. Therefore, useless cleaning work can be prevented. Further, the operation efficiency of the refrigeration system can be maintained at a high level over a long period of time.
[0023]
In particular, according to each of the second and third inventions, since the heat exchange amount of the heat exchanger is calculated based on the condensation temperature and the evaporation temperature of the refrigerant, the heat exchange amount is directly detected using a special detection device. There is no need. Therefore, the contamination state can be detected without increasing the number of components of the refrigeration apparatus or increasing the manufacturing cost.
[0024]
Further, according to the fourth aspect, when a stain on the heat exchanger is detected, a display or signal for urging cleaning is issued, so that the service person can quickly and easily recognize an appropriate cleaning time. .
[0025]
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, since the detection of dirt is performed by the external monitoring and control means, the configuration of the apparatus can be simplified.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The refrigeration apparatus according to the present embodiment is a heat pump type air conditioner (10). The air conditioner (10) switches between a cooling operation and a heating operation.
[0027]
-Configuration of air conditioner-
As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) includes one outdoor unit (11) and two indoor units (12, 13), and is configured as a so-called multi-type. The air conditioner (10) includes a refrigerant circuit (15) and a controller (90). In this embodiment, the number of the indoor units (12, 13) is two, but this is an example, and the number of the indoor units (12, 13) is appropriately determined according to the capacity and use of the outdoor unit (11). Just do it.
[0028]
The refrigerant circuit (15) includes one outdoor circuit (20), two indoor circuits (60, 65), a liquid-side communication pipe (16), and a gas-side communication pipe (17). . Two indoor circuits (60, 65) are connected in parallel to the outdoor circuit (20) via a liquid-side communication pipe (16) and a gas-side communication pipe (17).
[0029]
The outdoor circuit (20) is housed in an outdoor unit (11). The outdoor circuit (20) includes a compressor unit (40), a four-way switching valve (21), an outdoor heat exchanger (22), an outdoor expansion valve (24), a receiver (23), and a liquid shutoff valve (25). , And a gas-side shut-off valve (26).
[0030]
The compressor unit (40) has a first compressor (41) and a second compressor (42) connected in parallel. Each of these compressors (41, 42) is a closed scroll compressor. That is, these compressors (41, 42) are configured such that a compression mechanism and an electric motor for driving the compression mechanism are housed in a cylindrical housing. The illustration of the compression mechanism and the electric motor is omitted. The first compressor (41) has a constant capacity in which the electric motor is always driven at a constant rotation speed. The second compressor (42) is of a variable capacity in which the number of revolutions of the electric motor is changed stepwise or continuously. The capacity of the compressor unit (40) is variable due to the start / stop of the first compressor (41) and the change of the capacity of the second compressor (42).
[0031]
The compressor unit (40) includes a suction pipe (43) and a discharge pipe (44). The suction pipe (43) has one end connected to the first port of the four-way switching valve (21), the outlet end branched into two, and connected to the suction side of each of the compressors (41, 42). ing. The discharge pipe (44) has an inlet end branched into two and connected to the discharge side of each compressor (41, 42), and an outlet end connected to the second port of the four-way switching valve (21). Have been. A discharge-side check valve (45) is provided in a branch pipe of the discharge pipe (44) connected to the first compressor (41). The discharge-side check valve (45) allows only the refrigerant to flow in the direction flowing out of the first compressor (41).
[0032]
The compressor unit (40) includes an oil separator (51), an oil return pipe (52), and an oil equalizing pipe (54). The oil separator (51) is provided in the middle of the discharge pipe (44). The oil separator (51) is for separating refrigeration oil from refrigerant discharged from the compressors (41, 42). The oil return pipe (52) has one end connected to the oil separator (51) and the other end connected to the suction pipe (43). The oil return pipe (52) is for returning the refrigerating machine oil separated by the oil separator (51) to the suction side of the compressors (41, 42), and is provided with an oil return solenoid valve (53). Have. One end of the oil equalizing pipe (54) is connected to the first compressor (41), and the other end is connected to the suction pipe (43) near the suction side of the second compressor (42). The oil equalizing pipe (54) is for averaging the amount of refrigerating machine oil stored in the housing of each of the compressors (41, 42), and includes an oil equalizing solenoid valve (55).
[0033]
The four-way switching valve (21) has a third port connected to the gas-side shut-off valve (26) by piping, and a fourth port connected to the upper end of the outdoor heat exchanger (22) by piping. . The four-way switching valve (21) has a state in which the first port and the third port are in communication and the second port and the fourth port are in communication (a state shown by a solid line in FIG. 1); And the fourth port communicates with each other and the second and third ports communicate with each other (the state shown by the broken line in FIG. 1). By the switching operation of the four-way switching valve (21), the circulation direction of the refrigerant in the refrigerant circuit (15) is reversed.
[0034]
The receiver (23) is a cylindrical container for storing a refrigerant. The receiver (23) is connected to the outdoor heat exchanger (22) and the liquid-side shutoff valve (25) via the inflow pipe (30) and the outflow pipe (33).
[0035]
The inlet end of the inflow pipe (30) is branched into two branch pipes (30a, 30b), and the outlet end is connected to the upper end of the receiver (23). The first branch pipe (30a) of the inflow pipe (30) is connected to the lower end of the outdoor heat exchanger (22). The first branch pipe (30a) is provided with a first inflow check valve (31). The first inflow check valve (31) allows only the flow of the refrigerant from the outdoor heat exchanger (22) to the receiver (23). The second branch pipe (30b) of the inflow pipe (30) is connected to the liquid-side stop valve (25). The second branch pipe (30b) is provided with a second inflow check valve (32). The second inflow check valve (32) allows only the flow of the refrigerant from the liquid-side stop valve (25) to the receiver (23).
[0036]
The outflow pipe (33) has an inlet end connected to the lower end of the receiver (23), and an outlet end side branched into two branch pipes (33a, 33b). The first branch pipe (33a) of the outflow pipe (33) is connected to the lower end of the outdoor heat exchanger (22). The first branch pipe (33a) is provided with the outdoor expansion valve (24). The second branch pipe (33b) of the outflow pipe (33) is connected to the liquid-side stop valve (25). The second branch pipe (33b) is provided with an outflow check valve (34). The outflow check valve (34) allows only the flow of the refrigerant from the receiver (23) to the liquid-side stop valve (25).
[0037]
The outdoor heat exchanger (22) is configured by a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger. In the outdoor heat exchanger (22), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (15) and the outdoor air exchange heat.
[0038]
The outdoor circuit (20) is further provided with a degassing pipe (35) and a pressure equalizing pipe (37).
[0039]
One end of the degassing pipe (35) is connected to the upper end of the receiver (23), and the other end is connected to the suction pipe (43). The gas vent pipe (35) forms a communication passage for introducing the gas refrigerant of the receiver (23) to the suction side of each of the compressors (41, 42). Further, the gas venting pipe (35) is provided with a gas venting solenoid valve (36). The gas vent solenoid valve (36) constitutes an opening / closing mechanism for interrupting the flow of the gas refrigerant in the gas vent tube (35).
[0040]
One end of the pressure equalizing pipe (37) is connected between the gas release solenoid valve (36) and the receiver (23) in the gas release pipe (35), and the other end is connected to the discharge pipe (44). The equalizing pipe (37) is provided with an equalizing check valve (38) that allows only the flow of the refrigerant from one end to the other end. This equalizing pipe (37) expels gas refrigerant and ruptures the receiver (23) when the outside temperature rises abnormally while the air conditioner (10) is stopped and the pressure in the receiver (23) becomes too high. It is for preventing that. Therefore, the refrigerant does not flow through the pressure equalizing pipe (37) during the operation of the air conditioner (10).
[0041]
One indoor circuit (60, 65) is provided for each indoor unit (12, 13). Specifically, the first indoor circuit (60) is housed in the first indoor unit (12), and the second indoor circuit (65) is housed in the second indoor unit (13).
[0042]
The first indoor circuit (60) includes a first indoor heat exchanger (61) and a first indoor expansion valve (62) connected in series. The first indoor expansion valve (62) is connected to the lower end of the first indoor heat exchanger (61) by piping. The second indoor circuit (65) is obtained by connecting a second indoor heat exchanger (66) and a second indoor expansion valve (67) in series. The second indoor expansion valve (67) is connected to the lower end of the second indoor heat exchanger (66) by piping.
[0043]
The first and second indoor heat exchangers (61, 66) are constituted by cross-fin type fin-and-tube heat exchangers. In each of the indoor heat exchangers (61, 66), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (15) and the indoor air exchange heat.
[0044]
One end of the liquid side communication pipe (16) is connected to the liquid side closing valve (25). The liquid side communication pipe (16) is branched into two at the other end, one of which is connected to the end of the first indoor circuit (60) on the side of the first indoor expansion valve (62). Is connected to the end of the second indoor circuit (65) on the side of the second indoor expansion valve (67). One end of the gas side communication pipe (17) is connected to a gas side closing valve (26). The other end of the gas-side communication pipe (17) is branched into two, one of which is connected to the end of the first indoor circuit (60) on the first indoor heat exchanger (61) side, The other is connected to the end of the second indoor circuit (65) on the side of the second indoor heat exchanger (66).
[0045]
The outdoor unit (11) is provided with an outdoor fan (70). The outdoor fan (70) is for sending outdoor air to the outdoor heat exchanger (22). On the other hand, each of the first and second indoor units (12, 13) is provided with an indoor fan (80). The indoor fan (80) is for sending indoor air to the indoor heat exchangers (61, 66).
[0046]
The air conditioner (10) is provided with temperature and pressure sensors and the like. Specifically, the outdoor unit (11) is provided with an outside air temperature sensor (71) for detecting the temperature of outdoor air. The outdoor heat exchanger (22) is provided with an outdoor heat exchanger temperature sensor (72) for detecting the heat transfer tube temperature. The suction pipe (43) has a suction pipe temperature sensor (73) for detecting the suction refrigerant temperature of the compressors (41, 42) and a low pressure for detecting the suction refrigerant pressure of the compressors (41, 42). A pressure sensor (74) is provided. The discharge pipe (44) has a discharge pipe temperature sensor (75) for detecting the discharge refrigerant temperature of the compressor (41, 42) and a high pressure for detecting the discharge refrigerant pressure of the compressor (41, 42). A pressure sensor (76) and a high pressure switch (77) are provided. Each indoor unit (12, 13) is provided with one internal air temperature sensor (81) for detecting the temperature of indoor air. Each indoor heat exchanger (61, 66) is provided with one indoor heat exchanger temperature sensor (82) for detecting the heat transfer tube temperature. Near the upper end of the indoor heat exchanger (61, 66) in each indoor circuit (60, 65), a gas-side temperature sensor (83) for detecting the temperature of the gas refrigerant flowing through the indoor circuit (60, 65) is provided. Are provided one by one.
[0047]
The controller (90) controls the operation of the air conditioner (10) in response to a signal from the sensors or a command signal from a remote controller or the like. Specifically, the controller (90) controls the degree of opening of the outdoor expansion valve (24) and the indoor expansion valves (62, 67), switches the four-way switching valve (21), and further controls the gas release solenoid valve (36). The opening / closing operation of the oil return electromagnetic valve (53) and the oil equalizing electromagnetic valve (55), and the capacity control of the compressor unit (40) are performed. The controller (90) also detects the dirt on the outdoor heat exchanger (22), and transmits a display and a signal prompting cleaning when the outdoor heat exchanger (22) becomes dirty, as described later.
[0048]
As shown in FIG. 2, the controller (90) determines a heat exchange amount detection unit (91) for detecting a heat exchange amount of the outdoor heat exchanger (22) and a heat transfer rate κ of the outdoor heat exchanger (22). The heat transfer rate calculating unit (92) to calculate, the heat transfer rate storage unit (93) storing the value of the heat transfer rate κ, and detecting the contamination of the outdoor heat exchanger (22) based on the heat transfer rate κ. A dirt detector (94) and a notifier (95) for generating a predetermined display or signal when dirt is detected in the outdoor heat exchanger (22) are provided. However, these elements (91, 92, 93, 94, 95) are merely functionally separated and shown for convenience, and these elements (91, 92, 93, 94, 95) are Needless to say, it is not necessary to be physically separated. For example, some or all of these elements (91, 92, 93, 94, 95) may be constituted by one physical component (such as a semiconductor). Further, the above elements (91, 92, 93, 94, 95) can be constructed by software.
[0049]
The heat exchange amount detection section (91) is configured to calculate the heat exchange amount Q of the outdoor heat exchanger (22) by a method similar to a so-called compressor curve method. The heat exchange amount detection section (91) previously stores a heat exchange amount calculation function determined based on the characteristics of the compressors (41, 42). Further, the heat exchange amount detection section (93) is configured to input detection values of the low pressure pressure sensor (74) and the high pressure pressure sensor (76) constituting the refrigerant state detection means. Then, the heat exchange amount detection unit (93) sets the equivalent saturation temperature of the refrigerant with respect to the detection value (low pressure side pressure) Pe of the low pressure pressure sensor (74) to the refrigerant evaporation temperature Te, while the high pressure pressure sensor (76) The refrigerant saturation temperature corresponding to the detected value (high-pressure side pressure) Pc is defined as the refrigerant condensation temperature Tc, and the refrigerant evaporation temperature Te and the condensation temperature Tc obtained from these detected values are substituted into the above functions, whereby the outdoor heat exchanger is used. Calculate the heat exchange amount of (22).
[0050]
The function stored in the heat exchange amount detection section (91) will be described with reference to FIG. First, the degree of superheating SH of the refrigerant at the outlet of the evaporator and the degree of supercooling SC of the refrigerant at the outlet of the condenser are fixed to appropriate values. Thereby, if the evaporation temperature Te of the refrigerant is known, the degree of superheat SH is fixed, so that the state of the refrigerant at the evaporator outlet can be specified. Further, if the condensation temperature Tc of the refrigerant is known, the state of the refrigerant at the evaporator inlet can be specified. Therefore, the refrigerant state (enthalpy difference) at the entrance and exit of the evaporator can be specified. Further, the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor is obtained from the result of a performance test performed in advance on the compressor. In other words, if the degree of superheating SH and the degree of supercooling SC of the refrigerant are fixed,Equation (1)As shown in (2), the heat exchange amount Qe of the evaporator is formulated as a function of the refrigerant condensation temperature Tc and the evaporation temperature Te in the refrigeration cycle.
[0051]
Qe = f (Tc, Te) ...(1)
Qe: Heat exchange amount of evaporator
Tc: condensation temperature of refrigerant
Te: Refrigerant evaporation temperature
The power consumption Wi of the electric motor of the compressor is also expressed as a function of the condensation temperature Tc and the evaporation temperature Te of the refrigerant in the refrigeration cycle. Therefore, assuming that the heat amount corresponding to the power consumption Wi is Qw, the heat exchange amount Qc of the condenser can be expressed as Qc = Qe + Qw. Therefore, the heat exchange amount Qc of the condenser is also the condensing temperature Tc and the evaporation temperature Te of the refrigerant. Can be formulated as a function of
[0052]
the aboveEquation (1)As a specific example of the function indicated by,Equation (2)And the like. thisEquation (2)The function represented by represents a result of a performance test performed in advance for a model adopted as the compressor (41, 42) as a quadratic approximation formula.
[0053]
Wi = R (1) + R (2) Tc + R (3) Te + R (4) Tc^Two+ R (5) TcTe + R (6) Te^Two …(2)
R (i), i = 1-6: coefficient
The heat exchange amount detector (91) of the controller (90) according to the present embodimentEquation (2)And the coefficient R (i) are stored in advance.
[0054]
Here, the value of the coefficient R (i) differs depending on the rotation speed (the number of rotations per second) of the electric motor of the second compressor (42). Therefore, the heat exchange amount detection unit (91) stores six coefficients R (i) for each of the three

rotation speeds

30, 60, and 90 [1 / s] as shown in Table 1 below. . Specifically, the coefficient R (i) at a rotational speed of 30 [1 / s] is r₁₁, ..., r₆₁Is defined as a coefficient R (i) at a rotational speed of 60 [1 / s] as r₁₂, ..., r₆₂Is given as r as a coefficient R (i) at a rotational speed of 90 [1 / s].₁₃, ..., r₆₃Are respectively stored.
[0055]
[Table 1]

When calculating the heat exchange amount Q of the outdoor heat exchanger (22), the heat exchange amount detection unit (91) obtains the coefficient R (i) corresponding to the rotation speed of the electric motor at that time by complementing it. The heat exchange amount Q is calculated using the value of the coefficient R (i). Note that the heat exchange amount Q may be calculated based on a function including not only the condensation temperature Tc and the evaporation temperature Te of the refrigerant but also the rotation speed of the electric motor as a variable.
[0056]
Next, the operation of the air conditioner (10) will be described, and then the detection of dirt on the outdoor heat exchanger (22) will be described.
[0057]
-Driving operation-
During operation of the air conditioner (10), the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (15) while changing its phase, forming a vapor compression refrigeration cycle. The air conditioner (10) switches between a cooling operation and a heating operation.
[0058]
《Cooling operation》
During the cooling operation, a cooling operation in which the indoor heat exchangers (61, 66) become evaporators is performed. During the cooling operation, the four-way switching valve (21) is in a state shown by a solid line in FIG. The outdoor expansion valve (24) is fully closed, and the first and second indoor expansion valves (62, 67) are each adjusted to a predetermined opening. The gas venting solenoid valve (36) is kept closed, and the oil return solenoid valve (53) and the oil equalizing solenoid valve (55) are opened and closed as appropriate. The operation of these valves is performed by the controller (90).
[0059]
When the compressors (41, 42) of the compressor unit (40) are operated, the refrigerant compressed by the compressors (41, 42) is discharged to the discharge pipe (44). This refrigerant flows into the outdoor heat exchanger (22) through the four-way switching valve (21). In the outdoor heat exchanger (22), the refrigerant releases heat to outdoor air and condenses. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (22) flows into the first branch pipe (30a) of the inflow pipe (30), passes through the first inflow check valve (31), and flows into the receiver (23). . Thereafter, the refrigerant flows from the receiver (23) into the outflow pipe (33), passes through the outflow check valve (34), and flows into the liquid-side communication pipe (16).
[0060]
The refrigerant that has flowed into the liquid side communication pipe (16) is divided into two flows, one of which flows into the first indoor circuit (60), and the other flows into the second indoor circuit (65). In each of the indoor circuits (60, 65), the inflowing refrigerant is depressurized by the indoor expansion valves (62, 67) and then flows into the indoor heat exchanger (61, 66). In the indoor heat exchangers (61, 66), the refrigerant absorbs heat from outdoor air and evaporates. That is, the indoor air is cooled in the indoor heat exchangers (61, 66).
[0061]
The refrigerant evaporated in each of the indoor heat exchangers (61, 66) flows into the gas side communication pipe (17), and after joining, flows into the outdoor circuit (20). Thereafter, the refrigerant passes through the four-way switching valve (21), and is sucked into the compressors (41, 42) of the compressor unit (40) through the suction pipe (43). These compressors (41, 42) compress the sucked refrigerant and discharge it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0062]
《Heating operation》
During the heating operation, a heating operation is performed in which the indoor heat exchangers (61, 66) become condensers. During this heating operation, the four-way switching valve (21) is in the state shown by the broken line in FIG. The outdoor expansion valve (24) and the first and second indoor expansion valves (62, 67) are each adjusted to a predetermined opening. The oil return solenoid valve (53) and the oil equalizing solenoid valve (55) are opened and closed as appropriate. The degassing solenoid valve (36) is always kept open during the heating operation. The operation of these valves is performed by the controller (90).
[0063]
When the compressors (41, 42) of the compressor unit (40) are operated, the compressed refrigerant is discharged from the compressors (41, 42) to the discharge pipe (44). The refrigerant flowing through the discharge pipe (44) passes through the four-way switching valve (21), flows into the gas side communication pipe (17), and is distributed to each indoor circuit (60, 65).
[0064]
The refrigerant flowing into the first indoor circuit (60) of the first indoor unit (12) releases heat to indoor air in the first indoor heat exchanger (61) and condenses. In the first indoor heat exchanger (61), the indoor air is heated by heat release of the refrigerant. The refrigerant condensed in the first indoor heat exchanger (61) flows into the liquid side communication pipe (16) after being decompressed by the first indoor expansion valve (62).
[0065]
The refrigerant flowing into the second indoor circuit (65) of the second indoor unit (13) releases heat to indoor air in the second indoor heat exchanger (66) and condenses. In the second indoor heat exchanger (66), indoor air is heated by heat release of the refrigerant. The refrigerant condensed in the second indoor heat exchanger (66) flows into the liquid side communication pipe (16) after being depressurized by the second indoor expansion valve (67).
[0066]
The refrigerant flowing from the first indoor circuit (60) and the second indoor circuit (65) to the liquid-side communication pipe (16) merges and then flows into the outdoor circuit (20). The refrigerant flowing into the outdoor circuit (20) flows through the second branch pipe (30b) of the inflow pipe (30), passes through the second inflow check valve (32), and flows into the receiver (23). The refrigerant flowing into the receiver (23) is in a gas-liquid two-phase state. Among the refrigerant, the liquid refrigerant accumulates in a lower portion of the receiver (23), and the gas refrigerant accumulates in an upper portion of the receiver (23). That is, in the receiver (23), the inflow gas-liquid two-phase refrigerant is separated into a liquid refrigerant and a gas refrigerant.
[0067]
The liquid refrigerant stored in the receiver (23) passes through the outflow pipe (33) and is decompressed by the outdoor expansion valve (24). The depressurized refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger (22), where it absorbs heat from outdoor air and evaporates. The evaporated refrigerant flows into the suction pipe (43) through the four-way switching valve (21). On the other hand, the gas refrigerant stored in the receiver (23) flows into the degassing pipe (35). The refrigerant flowing through the degassing pipe (35) is decompressed when passing through the degassing solenoid valve (36), and then flows into the suction pipe (43). In the suction pipe (43), the gas refrigerant from the outdoor heat exchanger (22) and the gas refrigerant from the degassing pipe (35) merge. Then, the combined gas refrigerant is sucked into the compressors (41, 42) of the compressor unit (40). These compressors (41, 42) compress the sucked refrigerant and discharge it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0068]
−Dirt detection−
Next, as an example of a dirt detection method, detection of dirt on the outdoor heat exchanger (22) in winter will be described. That is, a case where the outdoor heat exchanger (22) is used as an evaporator will be described.
[0069]
As shown in FIG. 4, first, a heat exchange amount Q of the outdoor heat exchanger (22) is calculated based on the characteristics of the compressors (41, 42) (step ST1). The method of calculating the heat exchange amount Q is as described above. However,Equation (2)The values of the superheat degree SH and the supercooling degree SC of the refrigerant assumed when determining the coefficient R (i) in the function of, and the values of the superheat degree SH and the supercooling degree SC of the refrigerant in the refrigeration cycle actually performed May be different. Therefore, in such a case, the evaporation temperature and the condensation temperature of the refrigerant are set toEquation (2)May be corrected using the actual superheat degree SH and supercool degree SC of the refrigerant.
[0070]
Next, the temperature Ta of the outdoor air and the refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (22), that is, the evaporation temperature Te of the refrigerant are detected (step ST2). Note that the refrigerant evaporation temperature Te may use a value derived in the process of calculating the heat exchange amount Q described above. However, it is also possible to directly detect the refrigerant evaporation temperature Te by the outdoor heat exchanger temperature sensor (72).
[0071]
Next, the value of κA is back calculated from the general formula Q = κA (Ta−Te) for the heat exchanger (step ST3). That is, κA = Q / (Ta−Te) is calculated. Here, κ is the heat transfer coefficient of the outdoor heat exchanger (22), and A is the heat transfer area of the outdoor heat exchanger (22). Since the heat transfer area A takes a constant value, here, for ease of handling, κA which is a value obtained by multiplying the heat transfer area κ by the heat transfer area A is used instead of the heat transfer rate κ. . However, it is of course possible to make a stain determination based on the heat transmittance κ.
[0072]
Next, it is determined whether or not the current operation is an initial installation operation in which the outdoor heat exchanger (22) is not contaminated (step ST4). When the determination result is Yes, the above κA is changed to the initial value κ.₀A is stored as A (step ST5). This initial value κ₀A is the value of κA when the outdoor heat exchanger (22) is not contaminated, and is a value that serves as a reference for subsequent contamination determination.
[0073]
If the determination result in step ST4 is No, it is determined whether or not the κA is equal to or less than a predetermined value. In the present embodiment, the above κA is an initial value κ.₀A is determined to be 80% or less of A (step ST6).
[0074]
If the determination result in step ST6 is No, it is determined that the outdoor heat exchanger (22) is not dirty, and the process returns to step ST1. On the other hand, if the determination result in step ST6 is Yes, it is determined that the outdoor heat exchanger (22) is dirty, a predetermined display or signal is generated, and the outdoor heat exchanger (22) is dirty. Then, a serviceman or a service center is notified that cleaning is necessary (step ST7). The display of the dirt state or the like may be, for example, display on a monitor screen or lighting of a display lamp. Various signals such as a wired signal, a wireless signal, and an audio signal can be used as the signal indicating the dirty state or the like.
[0075]
Thereafter, the maintenance time is determined based on the contamination state. At the time of maintenance, a dirt on the outdoor heat exchanger (22) is removed by cleaning by a service person or the like, and the outdoor heat exchanger (22) exhibits its initial performance again.
[0076]
-Effects of Embodiment-
According to the present embodiment, since the contamination state is detected based on the heat transmittance of the outdoor heat exchanger (22), the performance of the outdoor heat exchanger (22) is reduced by the contamination as shown in FIG. Cleaning can be performed when the temperature is lowered. Therefore, regardless of the installation environment of the outdoor heat exchanger (22), it is possible to always perform cleaning at an appropriate time. Therefore, there is no useless cleaning work. Further, it is possible to avoid a situation where the operation of the heat exchanger is continued for a long period of time with low efficiency even though the performance of the heat exchanger is deteriorated due to the contamination. As a result, the operation efficiency of the device can be maintained at a high level for a long period.
[0077]
In the present embodiment, the heat exchange amount of the outdoor heat exchanger (22) is detected by the heat exchange amount detection unit (91) by using the detection values of the low pressure pressure sensor (74) and the high pressure pressure sensor (76). It has been calculated. Here, the low-pressure pressure sensor (74) and the high-pressure pressure sensor (76) are sensors usually provided for operation control even in a conventional air conditioner that does not calculate the heat exchange amount. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to calculate the heat exchange amount of the outdoor heat exchanger (22) using the detection value of a conventionally provided sensor. For this reason, the amount of heat exchange of the outdoor heat exchanger (22) can be detected without increasing the number of parts of the air conditioner (10) or increasing the manufacturing cost.
[0078]
In the above-described embodiment, the determination of dirt in winter has been described. However, the dirt determination method according to the present invention can be applied to a case where the outdoor heat exchanger (22) is used as a condenser, that is, a case of summer. It is. In that case, the refrigerant condensing temperature Tc may be calculated as the refrigerant temperature, and the heat transmittance κ may be calculated by κ = Qc / A (Tc−Ta). As described above, the heat exchange amount Qc of the outdoor heat exchanger (22) is obtained by adding the heat exchange amount Qe of the indoor heat exchanger (61, 66) to the heat amount Qw corresponding to the power consumption Wi of the compressor (41, 42). Can be calculated as an amount obtained by adding That is, it may be calculated as Qc = Qe + Qw. By using the above-described stain determination method in winter in winter and using the stain determination method in summer in summer, stain determination can be performed throughout the year. Of course, the dirt determination can be performed continuously over a plurality of years.
[0079]
In this embodiment, detection and cleaning of the outdoor heat exchanger (22) are described. However, the present invention can be applied to detection of the contamination of the indoor heat exchangers (61, 65).
[0080]
Dirt detection may be performed by external monitoring and control means (for example, a service center or the like) configured to be freely communicable with the refrigeration apparatus. One or more of the heat exchange amount detection unit (91), the heat transmittance calculation unit (92), the heat transmittance storage unit (93), the dirt detection unit (94), and the notification unit (95) are connected to an external device. It may be included in the monitoring control means.
[0081]
The application of the present invention is limited to air conditioners.ThisThe refrigerating device referred to here is a refrigerating device in a broad sense, and includes an air conditioner, a refrigerator, a dehumidifier, and the like, as well as a refrigerating device in a narrow sense.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner.
FIG. 2 is a block diagram of a controller.
FIG. 3 is a Mollier diagram for explaining a function for calculating a heat exchange amount.
FIG. 4 is a flowchart of a dirt detection method.
FIG. 5 is a diagram showing a change over time in a heat transfer rate of a heat exchanger.
[Explanation of symbols]
(10) Air conditioners (refrigeration equipment)
(15) Refrigerant circuit
(16) Liquid side connection pipe
(17) Gas side connecting pipe
(22) Outdoor heat exchanger (heat exchanger)
(23) Receiver
(24) Outdoor expansion valve
(41) First compressor
(42) Second compressor
(61) 1st indoor heat exchanger
(62) First indoor expansion valve
(66) Second indoor heat exchanger
(67) Second indoor expansion valve
(71) Outside air temperature sensor (air temperature detection means)
(72) Outdoor heat exchanger temperature sensor (refrigerant temperature detection means)
(90) Controller
(91) Heat exchange amount detection unit (heat exchange amount detection means)
(92) Heat transmittance calculating unit (heat transmittance calculating means)
(93) Heat transfer rate storage
(94) Dirt detection section (dirt detection means)
(95) Notification section (notification means)

Claims

A refrigeration apparatus including a refrigerant circuit (15) having a heat exchanger (22) for exchanging heat between air and a refrigerant,
A heat exchange amount detecting means (91) for detecting a heat exchange amount of the heat exchanger (22);
A fluid temperature detecting means (71) for detecting a temperature of air exchanged by the heat exchanger (22);
Refrigerant temperature detecting means (72) for detecting a refrigerant temperature of the heat exchanger (22);
A heat transfer rate calculating means (92) for calculating a heat transfer rate of the heat exchanger (22) from the heat exchange amount, the air temperature , the refrigerant temperature, and the heat transfer area of the heat exchanger (22);
The heat transfer coefficient of the heat exchanger (22) as an initial value in the heat transfer coefficient calculating means (92) during installation initial operation was calculated, calculates the heat transfer coefficient calculating means (92) after installation initial operation A refrigerating apparatus comprising: a dirt detecting means (94) for detecting a dirt state of the heat exchanger (22) by comparing a heat transmittance of the heat exchanger ( 22 ) with an initial value .

The refrigeration apparatus according to claim 1,
A compressor (41, 42); and refrigerant state detecting means (74, 76) for detecting a condensation temperature and an evaporation temperature of the refrigerant in the refrigerant circuit (15).
The heat exchange amount detecting means (91) is configured to calculate a heat exchange amount based on a detection value of the refrigerant state detecting means (74, 76) and a characteristic of the compressor (41, 42). A refrigeration apparatus characterized by the above-mentioned.

The refrigeration apparatus according to claim 1,
A compressor (41, 42); and refrigerant state detecting means (74, 76) for detecting a condensation temperature and an evaporation temperature of the refrigerant in the refrigerant circuit (15).
The heat exchange amount detecting means (91) stores a predetermined function formulated by using the condensation temperature and the evaporation temperature of the refrigerant in accordance with the characteristics of the compressors (41, 42). A refrigerating apparatus characterized in that the amount of heat exchange is calculated by substituting the values of the condensing temperature and the evaporating temperature detected by the means (74, 76) into the above functions.

The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A refrigeration system comprising: a notifying means (95) for generating a display or a signal for urging the cleaning of the heat exchanger (22) when the heat transfer rate of the heat exchanger (22) becomes equal to or less than a predetermined value. .

A refrigerating apparatus comprising a refrigerant circuit (15) having a heat exchanger (22) for exchanging heat between air and a refrigerant, and communicable with external monitoring and control means for detecting a contamination state of the heat exchanger (22). hand,
A heat exchange amount detecting means (91) for detecting a heat exchange amount of the heat exchanger (22);
A fluid temperature detecting means (71) for detecting a temperature of air exchanged by the heat exchanger (22);
Refrigerant temperature detecting means (72) for detecting a refrigerant temperature of the heat exchanger (22);
Data output means for outputting data of the heat exchange amount, the air temperature, and the refrigerant temperature to the monitoring control means for detecting a contamination state of the heat exchanger (22) ;
Provided in the monitoring control means, heat transfer to calculate the heat transfer coefficient from the heat transfer area the heat exchanger (22) of the heat exchange amount with the air temperature and the refrigerant temperature and the heat exchanger (22) Rate calculating means ( 92 );
Provided in the monitoring control means, the heat exchanger at the time of installation initial operation the heat transfer coefficient calculating means (92) to calculate the heat transfer coefficient of (22) as an initial value, the heat transfer coefficient calculating means (92 ) Is provided with a dirt detecting means ( 94 ) for detecting the dirt condition of the heat exchanger ( 22 ) by comparing the heat transmittance of the heat exchanger ( 22 ) calculated after the operation at the initial stage of installation with the initial value . A refrigeration apparatus characterized by the above-mentioned.

A compression refrigeration system including a refrigerant circuit (15) having a heat exchanger (22) for exchanging heat between air and refrigerant, and being communicable with external monitoring and control means for detecting a contamination state of the heat exchanger (22). And
A fluid temperature detecting means (71) for detecting a temperature of air exchanged by the heat exchanger (22);
Refrigerant state detecting means (74, 76) for detecting the condensation temperature and the evaporation temperature of the refrigerant in the refrigerant circuit (15);
Data output means for outputting data of the air temperature and the refrigerant temperature to the monitoring and control means to detect a contamination state of the heat exchanger (22) ;
Provided in the monitoring control means, the compressor (41, 42) in accordance with the characteristics of stores a predetermined function which is formulated with the condensation temperature and evaporation temperature of the refrigerant, the refrigerant state detection means (74 , 76 ) heat exchange amount detecting means ( 91 ) configured to calculate the heat exchange amount by substituting the values of the condensation temperature and the evaporation temperature detected by the above functions ,
Provided in the monitoring control means, heat transfer to calculate the heat transfer coefficient from the heat transfer area the heat exchanger (22) of the heat exchange amount with the air temperature and the refrigerant temperature and the heat exchanger (22) Rate calculating means ( 92 );
Provided in the monitoring control means, the heat exchanger at the time of installation initial operation the heat transfer coefficient calculating means (92) to calculate the heat transfer coefficient of (22) as an initial value, the heat transfer coefficient calculating means (92 ) Is provided with a dirt detecting means ( 94 ) for detecting the dirt condition of the heat exchanger ( 22 ) by comparing the heat transmittance of the heat exchanger ( 22 ) calculated after the operation at the initial stage of installation with the initial value . A refrigeration apparatus characterized by the above-mentioned.