JP4440762B2 - 冷凍機の測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを備えた冷暖房機、空気調和機、冷蔵装置などの各種冷凍機の冷暖房能力を測定する冷凍機の測定装置に関し、特に出荷先に既に据え付けられた冷凍機の使用状態における冷暖房能力を測定して運転状況や不具合等を探索するのに適した冷凍機の測定装置に関する。

従来、本発明に関連する先行文献として、特開昭６３−２９７９７４号公報（特許文献１）、特開平７−２８０３９７号公報（特許文献２）、特開２００１−１３３０１１号公報（特許文献３）がある。

特許文献１の技術は、冷凍機における圧力と温度を測定して、その運転状態を示すモリエル線図を作成し、当該冷凍機の正常なモリエル線図と上記作成したモリエル線図とを比較して、冷凍機の異常判断や原因探索を行うものである。

特許文献２の技術は、冷凍サイクルに冷却装置と加熱装置及び冷媒流量計を設け、冷媒を強制的に加熱及び冷却してそのときの温度変化と圧力からエンタルピを求め、このエンタルピと冷媒流量計で計測した流量とから冷蔵装置の冷凍能力を測定するものである。

特許文献３の技術は、前記特許文献１の技術にサイクルシミュレーションの計算を行って診断の精度を向上させるものである。
特開昭６３−２９７９７４号公報 特開平７−２８０３９７号公報 特開２００１−１３３０１１号公報

特許文献１の技術では、冷媒流量を計測していないので、一番重要な冷暖房能力を測定することができない。また、この従来の技術では、基準となる正常なモリエル線図が必要であるが、冷凍機における正常なモリエル線図はその冷凍機の製造元にしかわからない。したがって、この特許文献１における診断の方法は全く汎用性がなく、既に据え付けられ使用されている既存の冷凍機に適用することはできない。

特許文献２の技術では、冷凍能力を測定しているものの、冷却装置、加熱装置に加えて冷媒流量計も配管に直結されている。すなわち、この特許文献２の技術は、定置型の試験設備に適しているが、これも既存の冷凍機に適用することができない。

特許文献３の技術は、特許文献１における診断精度を向上させてはいるが、この特許文献３の技術でも、特許文献１の技術と同様に汎用性がなく、既存の冷凍機に適用することができない。

本発明は、既存の冷凍機についても、実使用状態での冷暖房能力を測定できるようにすることを課題とする。

請求項１の冷凍機の測定装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を配管接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えた冷凍機の冷暖房能力を測定する冷凍機の測定装置であって、前記圧縮機の低圧側配管に着脱可能な該低圧側配管の冷媒の低圧圧力を検出する圧力検出センサと、前記圧縮機の高圧側配管に着脱可能な該圧縮機の吐出冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサと、前記圧縮機の低圧側配管に着脱可能な該圧縮機の吸入冷媒の吸入温度を検出する吸入温度センサと、前記膨張弁の入口側配管に着脱可能な該膨張弁の入口側配管の冷媒の入口温度を検出する膨張弁入口温度センサと、前記冷凍サイクルの配管に着脱可能な該冷凍サイクルを循環する冷媒の冷媒流量を検出する超音波型流量センサと、前記圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサとその他のセンサが接続可能な変換器と、少なくとも前記圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサの各検出信号を前記変換器から入力して、該検出信号に基づいて前記冷凍機の冷暖房能力を演算する演算制御部と、該演算した冷暖房能力の演算結果を出力表示する表示部とを有する携帯型制御ユニットと、を備え、前記携帯型制御ユニットの演算制御部は、前記変換器に接続され各検出信号を入力する各センサの中から前記冷暖房能力の演算に用いるセンサを選択可能にするとともに、該選択されたセンサの検出信号に応じた演算方法を選択して前記冷暖房能力を演算することを特徴とする。なお、「冷暖房能力」とは「冷房能力」と「暖房能力」のいずれか一方をも含む意味である。すなわち、冷凍サイクルが冷房（冷凍）専用であれば「冷房能力」を測定し、暖房専用であれば「暖房能力」を測定し、冷暖房両用であれば、両方の能力をも測定できることを意味する。

請求項２の冷凍機の測定装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を配管接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えた冷凍機の冷暖房能力を測定する冷凍機の測定装置であって、前記圧縮機の低圧側配管に着脱可能な該低圧側配管の冷媒の低圧圧力を検出する圧力検出センサと、前記圧縮機の高圧側配管に着脱可能な該圧縮機の吐出冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサと、前記圧縮機の低圧側配管に着脱可能な該圧縮機の吸入冷媒の吸入温度を検出する吸入温度センサと、前記膨張弁の入口側配管に着脱可能な該膨張弁の入口側配管の冷媒の入口温度を検出する膨張弁入口温度センサと、前記冷凍サイクルの配管に着脱可能な該冷凍サイクルを循環する冷媒の冷媒流量を検出する超音波型流量センサと、前記圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサとその他のセンサが接続可能な変換器と、少なくとも前記圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサの各検出信号を前記変換器から入力して、該検出信号または前記その他のセンサで検出した検出信号に基づいて前記冷凍機の冷暖房能力を演算する演算制御部と、該演算した冷暖房能力の演算結果を出力表示する表示部とを有する携帯型制御ユニットと、を備え、前記携帯型制御ユニットは、冷凍サイクルの配管図と前記センサの配置を前記表示部に表示するとともに、該表示部において前記センサを選択可能にしたことを特徴とする。

請求項１の冷凍機の測定装置において、演算制御部は、圧力検出センサが検出した冷媒の低圧圧力、吐出温度センサが検出した圧縮機の吐出冷媒の吐出温度、吸入温度センサが検出した圧縮機の吸入冷媒の吸入温度、膨張弁入口温度センサが検出した膨張弁の入口側配管の冷媒の入口温度、超音波型流量センサが検出した冷媒流量の各検出信号に基づいて、冷凍機の冷暖房能力を演算し、演算結果を表示部に出力表示する。携帯型制御ユニットは、例えばハンディーパーソナルコンピュータ（ノート型パソコン）で構成し、コンピュータ本体を演算制御部、ディスプレイを表示部とすることができる。圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサはそれぞれが配管に着脱可能であるので、これらのセンサを既存の冷凍機の冷凍サイクルの配管に取り付けて該既存の冷凍機の冷暖房能力を簡単に測定できる。かつ、変換器に他のセンサを接続することもできるので、その他のデータを検出して測定精度を高めることもできる。冷凍サイクルには冷媒の低圧圧力を計測するためのポート（サービスポート）が設けられており、圧力検出センサはこのポートを利用して着脱自在とすることができる。また、吐出温度センサ、吸入温度センサ及び膨張弁入口温度センサは、熱電対等の感熱部を配管に接触させて締結することで着脱自在に取り付けることができる。また、携帯型制御ユニットの演算制御部は、変換器に接続されセンサから冷暖房能力の演算に用いるものを選択可能にし、その選択されたセンサの検出信号に応じた演算方法を選択して冷暖房能力を演算するので、既存の冷凍機の状況に応じて適宜対応することができる。

請求項２の冷凍機の測定装置においては、演算制御部は、圧力検出センサが検出した冷媒の低圧圧力、吐出温度センサが検出した圧縮機の吐出冷媒の吐出温度、吸入温度センサが検出した圧縮機の吸入冷媒の吸入温度、膨張弁入口温度センサが検出した膨張弁の入口側配管の冷媒の入口温度、超音波型流量センサが検出した冷媒流量の各検出信号に基づいて、冷凍機の冷暖房能力を演算し、演算結果を表示部に出力表示する。携帯型制御ユニットは、例えばハンディーパーソナルコンピュータ（ノート型パソコン）で構成し、コンピュータ本体を演算制御部、ディスプレイを表示部とすることができる。圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサはそれぞれが配管に着脱可能であるので、これらのセンサを既存の冷凍機の冷凍サイクルの配管に取り付けて該既存の冷凍機の冷暖房能力を簡単に測定できる。かつ、変換器に他のセンサを接続することもできるので、その他のデータを検出して測定精度を高めることもできる。冷凍サイクルには冷媒の低圧圧力を計測するためのポート（サービスポート）が設けられており、圧力検出センサはこのポートを利用して着脱自在とすることができる。また、吐出温度センサ、吸入温度センサ及び膨張弁入口温度センサは、熱電対等の感熱部を配管に接触させて締結することで着脱自在に取り付けることができる。また、冷凍サイクルの配管図とセンサの配置を表示部で確認することができる。

請求項１の冷凍機の測定装置によれば、携帯型制御ユニット、変換器、圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサを、それぞれ既存の冷凍機の据え付け場所に運ぶことができるとともに、圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサがその冷凍サイクルの配管に着脱自在であり、携帯型制御ユニットの演算制御部が冷暖房能力を演算して表示するので、既存の冷凍機についても、実使用状態での冷暖房能力を容易に測定できる。したがって、冷凍サイクルにおける冷媒漏れや、配管、放熱処理の不具合など冷凍機の据え付け不具合、機器と負荷の能力不整合、経年劣化など、既存の冷凍機における現状を把握してこれに対処することができ、省エネに貢献することができる。

請求項２の冷凍機の測定装置によれば、請求項１の効果に加えて、冷暖房能力の演算に用いるセンサが選択可能であり、その選択に応じて冷暖房能力を演算するので、既存の冷凍機の状況に応じて適宜対応することができる。

請求項３の冷凍機の測定装置によれば、請求項１または２の効果に加えて、冷凍サイクルの配管図とセンサの配置を表示部で確認することができるので、冷暖房能力の測定作業がきわめて容易になる。

請求項４の冷凍機の測定装置によれば、請求項１〜３のいずれかの効果に加えて、超音波型流量センサの取り付けが容易で、かつ、確実に取り付けることができる。

次に、本発明の冷凍機の測定装置の実施形態を図面を参照して説明する。図１は実施形態の冷凍機の測定装置のブロック図、図２は実施形態の冷凍機の測定装置が測定対象とする冷凍機における冷凍サイクルの基本構成を示す図である。この実施形態では冷凍機として空気調和機を例として説明する。図２に示すように、冷凍サイクルは、圧縮機１０、流路切換弁（四方弁）５０、室外機４０、膨張弁（絞り装置）３０、室内機２０を備えており、これらは配管で環状に接続されている。この冷凍サイクルは、冷媒の圧縮、凝縮液化、減圧（膨張）、蒸発気化を行う周知のサイクルを形成する。また、圧縮機１０における冷媒の流れは図２に実線の矢印で示す方向であるが、この圧縮機１０からの冷媒の流れが流路切換弁５０により切り換えられ、冷房運転と暖房運転が切り換えられる。なお冷房運転時は冷媒は破線の矢印の方向に流れ、暖房運転ではその逆となる。そして、冷房運転時には室内機２０が蒸発器、室外機４０が凝縮器の機能を果たし、暖房運転時には室内機２０が凝縮器、室外機４０が蒸発器の機能を果たす。なお、図２に示す白丸と符号は図１の各センサの冷房運転時の設置個所の一例を示している。

図１に示すように、この実施形態の測定装置は、前記冷凍サイクルの圧縮機１０の低圧側配管６０ａに着脱可能な圧力検出センサ１１と、圧縮機１０の高圧側配管６０ｂに着脱可能な吐出温度センサ１２と、圧縮機１０の低圧側配管６０ａに着脱可能な吸入温度センサ１３と、前記膨張弁３０の入口側配管６０ｃに着脱可能な膨張弁入口温度センサ１４と、冷凍サイクルの配管６０ｃに着脱可能な超音波型流量センサ１５とを備えている。また、これらの圧力検出センサ１１、吐出温度センサ１２、吸入温度センサ１３、膨張弁入口温度センサ１４及び超音波型流量センサ１５と、その他のセンサ２１〜２９が接続可能な変換器１と、携帯型制御ユニットとしてのパーソナルコンピュータ２とを備えている。パーソナルコンピュータ２はコンピュータ本体２Ａとディスプレイ２Ｂとからなり、コンピュータ本体２Ａは演算制御部を構成し、ディスプレイ２Ｂは表示部を構成している。また、コンピュータ本体２Ａには電力計３が接続される。

その他のセンサは、圧縮機１０の高圧側配管に着脱可能な圧力検出センサ２１、膨張弁３０の出口側配管に着脱可能な膨張弁出口温度センサ２２、室外機４０の冷媒配管温度を検出する室外機冷媒配管温度センサ２３、室内機２０の冷媒配管温度を検出する室内機冷媒配管温度センサ２４、室外機４０の外気吸入温度を検出する外気吸込温度センサ２５、室外機４０の外気吐出温度を検出する外気吐出温度センサ２６、室内機２０の室内吸入温度を検出する室内吸込温度センサ２７、室外機４０の外気吸入湿度を検出する外気吸込湿度センサ２８、室外機４０の外気吐出湿度を検出する外気吐出湿度センサ２９などである。

圧力検出センサ１１は圧縮機１０の低圧側配管６０ａの冷媒の低圧圧力を検出し、吐出温度センサ１２は圧縮機１０の吐出冷媒の吐出温度を検出し、吸入温度センサ１３は圧縮機１０の吸入冷媒の吸入温度を検出し、膨張弁入口温度センサ１４は膨張弁３０の膨張弁入口側配管６０ｃの冷媒の入口温度を検出し、それぞれ圧力や温度に対応する電圧信号を変換器１に出力する。また、超音波型流量センサ１５は後述説明するように冷凍サイクルを循環する冷媒の冷媒流量に対応する超音波の受信信号を変換器１に出力する。変換器１は、圧力、温度及び湿度の各センサ１１〜１４，２１〜２９の電圧信号をそれぞれ圧力、温度及び湿度を示すデジタルデータに変換し、超音波型流量センサ１５が出力する信号を冷媒の流量を示すデジタルデータに変換する。一般的に前記超音波型流量センサ１５と変換器１との組み合わせたものを超音波型流量計と呼ぶ。そして、これらのデジタルデータはコンピュータ本体２Ａに出力される。超音波型流量計のコンピュータ本体２Ａへの出力は通信で出力してもよいし、その他の方法でもよい。

コンピュータ本体２Ａは例えば内蔵するハードディスク等の記憶装置に各種のプログラムを記憶しており、圧力検出センサ１１、吐出温度センサ１２、吸入温度センサ１３、膨張弁入口温度センサ１４及び超音波型流量センサ１５の各検出信号を変換器１を介して入力し、これらの検出信号に基づいて冷凍機の冷暖房能力を演算する。そして、この演算した冷暖房能力の演算結果をディスプレイ２Ｂに表示する。

図３は実施形態における超音波型流量センサ１５の取り付け構造を示す図であり、図３(B) は図３(A) のＡ−Ａ矢視図である。超音波型流量センサ１５は第１受発信センサ１５１と第２受発信センサ１５２とで構成され、固定治具４により冷凍サイクルの膨張弁入口側配管６０ｃに取り付けられている。固定治具４は金属部材により構成され、第１ホルダ４１、第２ホルダ４２及び固定用フレーム４３をベース板４４にネジ止めして形成されている。第１ホルダ４１は、コ字状部で第１受発信センサ１５１を保持し、ベース板４４に平行な爪４１ａに膨張弁入口側配管６０ｃを当接させるとともにこの爪４１ａに直角な爪４１ｂを樹脂シート４１ｃを介して膨張弁入口側配管６０ｃに突き当て、第１受発信センサ１５１を膨張弁入口側配管６０ｃに当接させている。また、第２ホルダ４２はコ字状部の溝４２ａと第２受発信センサ１５２の突起ａとにより該第２受発信センサ１５２を図の左右方向に摺動自在に保持し、バネ４２ｂにより第２受信センサ１５２が膨張弁入口側配管６０ｃに押圧されている。すなわち、第１受発信センサ１５１と第２受発信センサ１５２はバネ４２ｂの付勢力によりそれぞれ膨張弁入口側配管６０ｃに密着されている。

固定用フレーム４３は、第２ホルダ４２の両側に位置するＬ型足４３ａ，４３ａと、両Ｌ型足４３ａ，４３ａからベース板４４と平行となるように形成された押さえ板４３ｂとを有する。固定用フレーム４３はＬ型足４３ａ，４３ａに形成された長孔４３ｃ，４３ｃを介してネジ４３ｄ，４３ｄによりベース板４４に固定され、押さえ板４３ｂにより樹脂シート４１ｅを介して膨張弁入口側配管６０ｃを押さえている。すなわち、固定用フレーム４３と第１ホルダ４１の爪４１ａ，４１ｂとにより膨張弁入口側配管６０ｃを挟持している。これにより、第１受発信センサ１５１及び第２受発信センサ１５２が膨張弁入口側配管６０ｃから外れないように保持される。また、ネジ４３ｄ，４３ｄを緩めることにより固定用フレーム４３は図の左右方向に移動可能となり、押さえ板４３ｂを膨張弁入口側配管６０ｃから外すことができる。これにより、第１受発信センサ１５１及び第２受発信センサ１５２を膨張弁入口側配管６０ｃに対して着脱自在となっている。なお、第１受発信センサ１５１及び第２受発信センサ１５２には、前記変換器１に接続されるリード線１５１ａ及び１５２ａが取り付けられている。

第１受発信センサ１５１及び第２受発信センサ１５２は、膨張弁入口側配管６０ｃの方向に対して互いに斜めに対向する位置に配置され、この第１受発信センサ１５１及び第２受発信センサ１５２は、図３(A) に矢印で示したように互いに交互に超音波を発信し、また受信する。そして、膨張弁入口側配管６０ｃ内を通過する冷媒の流速に応じた超音波の到達時間の時間差等から、膨張弁入口側配管６０ｃ内の冷媒の流速（Ｖ）を計測する。なお、この時間差のデータは前記変換器１で流量に変換されコンピュータ本体２Ａに入力される。

図４は前記各種温度センサ１２〜１４，２２〜２７の取り付け構造を示す図である。例えば温度センサ１２は熱電対等からなる感熱部１２ａとホルダ１２ｂとリード線１２ｃとからなり、配管６０ｂに感熱部１２ａをバンド５により締結して密着させる。そして、この感熱部１２ａの部分を配管６０ｂごと断熱材６で巻つけ、ホルダ１２ｂから引き出されたリード線１２ｃで変換器１に接続する。他の温度センサ１３〜１４，２２〜２７も同様である。このように温度センサも配管に対して着脱自在の構成となっている。

また、図２に示すように、冷凍サイクルには冷媒の圧力を計測するためのサービスポートＰが設けられており、圧力検出センサ１１，２１はこのサービスポートＰに着脱自在に取り付ける。

以上のように冷凍サイクルに各種センサをセットし、コンピュータ本体２Ａにおける測定制御プログラムを実行して冷暖房能力の測定を行う。なお、測定時の操作は、コンピュータ本体２Ａの図示しないマウスやキーボード等を使い、表示部２Ｂの表示と共に所謂ＧＵＩ（グラフィカル・ユーザーズ・インターフェース）の処理で実行する。そして、表示部２Ｂに表示されるポインタ（カーソル）の移動とマウスのクリック操作（以後、単に「クリック」という。）、キー入力等により、コンピュータ本体２Ａに対して各種の入力設定やデータ入力等を行うことができる。

図５は測定準備を行うときの表示部２Ｂにおける表示例を示す図であり、冷房運転における冷房能力を測定する場合を示している。まず、表示部２Ｂの表示画面にはウィンドウＷが表示される。ウィンドウＷ内の左側には前記各種センサで計測する計測対象のパラメータ（物理量）の名称Ｎが表示され、その頭にチェックボックスＢが表示される。また、ウィンドウＷ内の中央から右側には冷凍サイクルとセンサの略図が表示されるとともに、各部及びパラメータの名称が略図の対応する位置に表示される。さらに、ウィンドウＷ内の上部には「使用するセンサを選択して計測を開始して下さい」と表示され、略図の下には「戻る」及び「計測開始」の画面スイッチｓｗ１，ｓｗ２が表示される。なお、この例は冷房運転に対応するのでウィンドウＷ内の背景色は寒色系となっている。

設定を行うときは、チェックボックスＢをクリックするとチェックマークが入力され、そのパラメータを計測に用いるパラメータとして設定できる。すなわち、測定に用いるセンサを選択する。図５の例では、「低圧圧力」「吸入温度」「吐出温度」「膨張弁入口温度」「冷媒流量」がチェックされているが、これは測定に必修のパラメータ（センサ）であり、このチェックは予めプログラムされていてもよい。この必須のパラメータは、圧力検出センサ１１、吸入温度センサ１３、吐出温度センサ１２、膨張弁入口温度センサ１４及び超音波型流量センサ１５で計測されるパラメータである。なお、冷凍サイクルとセンサの略図の表示によりセンサを取り付けるべき位置を確認することができるので、この測定準備の表示の選択（及び設定作業）と、センサの取り付け作業を平行して行ってもよい。そして、以上のパラメータ（センサ）の選択を完了し、「計測開始」の画面スイッチｓｗ２をクリックするとセンサによる計測が開始される。

なお、図５は冷房能力を測定する場合の表示例であるが、暖房能力を測定する場合の表示は、図５における略図中において、冷媒の流れを示す矢印の向きを逆（圧縮機は同じ）にし、それに応じて「高圧圧力」と「低圧圧力」の表示位置を入れ替え、超音波型流量センサの図柄と電子膨張弁の図柄の位置を入れ替え、電子膨張弁の図柄に対する「膨張弁出口温度」と「膨張弁入口温度」の表示位置を入れ換えた表示となる。また、「冷房運転」の表示が「暖房運転」となり、ウィンドウＷ内の背景色が暖色系となる。

図６はセンサによる計測値の表示例を示す図である。ウィンドウＷ内には図５と同様な冷凍サイクルとセンサの略図が表示されるとともに、パラメータの名称Ｎ′の近傍に表示ボックスＢ′と単位が表示され、その表示ボックスＢ′内に対応するパラメータの計測値が表示される。なお、このウィンドウＷ内の背景色も寒色系となっている。

以上のように冷凍サイクルに取り付けた各種センサでパラメータの計測が完了すると、コンピュータ本体２Ａにより、引き続きその計測値に基づいて冷暖房能力が演算され、演算結果がディスプレイ２Ｂに表示される。また、計測値に基づいて図７のようなモリエル線図を作成・表示するモードも選択できる。

ここで、実施形態における冷暖房能力の演算の原理について説明する。例えば図７のモリエル線図は縦軸を圧力、横軸をエンタルピとして描かれるが、このモリエル線図において（ｈ１）は蒸発器の入口エンタルピ、（ｈ２）は蒸発器の出口エンタルピである。そして、このエンタルピの差と冷媒流量（ｇ）とから冷凍機の冷凍能力（ｑｅ）は次式（１）により求まる。なお、暖房能力（ｑｃ）の場合には、ｈ１、ｈ２の蒸発器が凝縮器に置き換わるだけであり、以下の説明は冷房能力について説明する。
ｑｅ＝（ｈ２−ｈ１）・ｇ……（１）

また、蒸発器の入口エンタルピ（ｈ１）は、膨張弁入口温度センサ１４で計測される高圧側の冷媒液温度（ｔ１）と冷媒の種類ｒによって予め求められる関数ｆｒとにより、ｈ１＝ｆｒ（ｔ１）で求めることができる。また、蒸発器の出口エンタルピ（ｈ２）は、圧力検出センサ１１で計測される低圧圧力（蒸発圧力）（ｐｅ）と、吸入温度センサ１３で計測される吸入温度（蒸発器の出口温度）（ｔ２）と、冷媒の種類ｒによって予め求められる関数ｆｒとにより、ｈ２＝ｆｒ（ｐｅ，ｔ２）で求めることができる。また、圧力検出センサ１１が取付不可の場合、後述のように低圧圧力（ｐｅ）は蒸発温度（ｔｅ）からｐｅ＝ｆｒ（ｔｅ）と推計できることからｈ２＝ｆｒ（ｆｒ（ｔｅ），ｔ２）として求めてもよい。

以上のことから、膨張弁入口温度センサ１４で計測される高圧側の冷媒液温度（ｔ１）、入力選択された冷媒の種類ｒ、予め求められる関数ｆｒ、圧力検出センサ１１で計測される低圧圧力（ｐｅ）、吸入温度センサ１３で計測される吸入温度（ｔ２）、超音波型流量計で計測された流量（ｇ）から、冷凍能力（ｑｅ）を演算する。この演算結果（ｑｅ）は表示部２Ｂに表示する。なお、冷媒の飽和圧力（ｐ）と飽和温度（ｔ）はｐ＝ｆｒ（ｔ）で与えられるので、ｐｅの代わりに、室内機冷媒配管温度センサ２４で計測される蒸発器温度（ｔｅ）を計測してｐｅ＝ｆｒ（ｔｅ）により（ｐｅ）を推計してもよい。

なお、図７のモリエル線図を得るには、さらに凝縮圧力（ｐｃ）または凝縮温度（ｔｃ）、及び吐出温度（ｔｄ）の計測が望ましく。計測点が多ければ、計測値の信頼度が向上する。例えば、ｐｅとｔｅを計測すれば、ｐｅ＝ｆｒ（ｔｅ）から、互いの計測値をチェックできる。

また、圧縮機吸込みガスの比容積を（ｖｓ）、圧縮機吸込みガスの温度を（ｔｓ＝ｔ２）、ポリトロープ指数を（ｎ）、圧縮機入力を（Ｐ）とすると、冷凍理論から、比例定数などを省略すると以下のような関係がある。

ｖｓ＝ｆｒ（ｐｅ，ｔｓ）
ｇ＝ｆ（１／ｖｓ）
ｔｄ＝ｆ（ｔｓ・（ｐｃ／ｐｅ）^n-1/n ）
Ｐ＝ｆ（ｐｅ・ｖｓ・ｇ／（ｎ−１））・（（ｐｃ／ｐｅ）^n-1/n −１））
ｑｃ＝ｆ（ｑｅ、Ｐ）

そして、各種センサを選択してパラメータを計測し、以上の関係等を用いて、冷凍サイクルのシミュレーションを行い、各計測値のチェックや計測不能または計測省略したデータ（パラメータ）を他のデータ（パラメータ）から推計することもできる。

本発明による実施形態の冷凍機の測定装置のブロック図である。 実施形態の冷凍機の測定装置が測定対象とする冷凍機における冷凍サイクルの基本構成を示す図である。 実施形態における超音波型流量センサの取り付け構造を示す図である。 実施形態における温度センサの取り付け構造を示す図である。 実施形態における測定準備を行うときの表示部における表示例を示す図である。 実施形態におけるセンサによる計測値の表示例を示す図である。 実施形態におけるモリエル線図の一例を示す図である。

符号の説明

１ 変換器
２ パーソナルコンピュータ
４ 固定治具
４１ 第１ホルダ
４２ 第２ホルダ
４３ 固定用フレーム
１１ 圧力検出センサ
１２ 吐出温度センサ
１３ 吸入温度センサ
１４ 膨張弁入口温度センサ
１５ 超音波型流量センサ
１５１ 第１受発信センサ
１５２ 第２受発信センサ
２１ 圧力検出センサ
２２ 膨張弁出口温度センサ
２３ 室外機冷媒配管温度センサ
２４ 室内機冷媒配管温度センサ
２５ 外気吸込温度センサ
２６ 外気吐出温度センサ
２７ 室内吸込温度センサ
２８ 外気吸込湿度センサ
２９ 外気吐出湿度センサ
１０ 圧縮機
２０ 室内機
３０ 膨張弁
４０ 室外機
５０ 流路切換弁
６０ａ 低圧側配管
６０ｂ 高圧側配管
６０ｃ 膨張弁入口側配管
６０ｄ 膨張弁出口側配管

Claims (2)

1. 圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を配管接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えた冷凍機の冷暖房能力を測定する冷凍機の測定装置であって、
   前記圧縮機の低圧側配管に着脱可能な該低圧側配管の冷媒の低圧圧力を検出する圧力検出センサと、
   前記圧縮機の高圧側配管に着脱可能な該圧縮機の吐出冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサと、
   前記圧縮機の低圧側配管に着脱可能な該圧縮機の吸入冷媒の吸入温度を検出する吸入温度センサと、
   前記膨張弁の入口側配管に着脱可能な該膨張弁の入口側配管の冷媒の入口温度を検出する膨張弁入口温度センサと、
   前記冷凍サイクルの配管に着脱可能な該冷凍サイクルを循環する冷媒の冷媒流量を検出する超音波型流量センサと、
   前記圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサとその他のセンサが接続可能な変換器と、
   少なくとも前記圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサの各検出信号を前記変換器から入力して、該検出信号または前記その他のセンサで検出した検出信号に基づいて前記冷凍機の冷暖房能力を演算する演算制御部と、該演算した冷暖房能力の演算結果を出力表示する表示部とを有する携帯型制御ユニットと、
   を備え、
   前記携帯型制御ユニットの演算制御部は、前記変換器に接続され各検出信号を入力する各センサの中から前記冷暖房能力の演算に用いるセンサを選択可能にするとともに、該選択されたセンサの検出信号に応じた演算方法を選択して前記冷暖房能力を演算することを特徴とする冷凍機の測定装置。
2. 圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を配管接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えた冷凍機の冷暖房能力を測定する冷凍機の測定装置であって、
   前記圧縮機の低圧側配管に着脱可能な該低圧側配管の冷媒の低圧圧力を検出する圧力検出センサと、
   前記圧縮機の高圧側配管に着脱可能な該圧縮機の吐出冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサと、
   前記圧縮機の低圧側配管に着脱可能な該圧縮機の吸入冷媒の吸入温度を検出する吸入温度センサと、
   前記膨張弁の入口側配管に着脱可能な該膨張弁の入口側配管の冷媒の入口温度を検出する膨張弁入口温度センサと、
   前記冷凍サイクルの配管に着脱可能な該冷凍サイクルを循環する冷媒の冷媒流量を検出する超音波型流量センサと、
   前記圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサとその他のセンサが接続可能な変換器と、
   少なくとも前記圧力検出センサ、吐出温度センサ、吸入温度センサ、膨張弁入口温度センサ及び超音波型流量センサの各検出信号を前記変換器から入力して、該検出信号または前記その他のセンサで検出した検出信号に基づいて前記冷凍機の冷暖房能力を演算する演算制御部と、該演算した冷暖房能力の演算結果を出力表示する表示部とを有する携帯型制御ユニットと、
   を備え、
   前記携帯型制御ユニットは、冷凍サイクルの配管図と前記センサの配置を前記表示部に表示するとともに、該表示部において前記センサを選択可能にしたことを特徴とする冷凍機の測定装置。

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