JP4957243B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和装置の冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する機能、特に、圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが接続されることによって構成される空気調和装置の冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する機能に関する。 The present invention relates to a function of determining the suitability of the amount of refrigerant in a refrigerant circuit of an air conditioner, and in particular, a refrigerant circuit of an air conditioner configured by connecting a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator. It is related with the function which judges the propriety of the amount of refrigerants in the inside.
従来より、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を接続して構成される冷媒回路を備えた冷凍装置において、冷房運転や暖房運転等の通常の運転とは異なる運転であって、冷媒回路内の冷媒量の過不足を判定するための冷媒量判定運転を行い、冷媒回路内の冷媒量の過不足を判定する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
上述の冷媒回路内の冷媒量の過不足を判定する手法では、冷媒量判定運転の際に、冷媒回路を概念上複数の部分に分割して考えて、この分割された各部分ごとに冷媒量を演算し合算することで、冷媒回路内の冷媒量を算出している。 In the above-described method for determining the excess or deficiency of the refrigerant amount in the refrigerant circuit, the refrigerant circuit is conceptually divided into a plurality of parts at the time of refrigerant quantity judgment operation, and the refrigerant quantity is divided into each divided part. Is calculated and summed to calculate the amount of refrigerant in the refrigerant circuit.
この場合に、冷媒回路の分割された各部分の冷媒量は、冷媒の状態や構成機器の運転状態等に基づいた所定の関係式を用いて算出するため、冷媒量判定を行う時点において、各部分における冷媒の循環状態や構成機器の運転状態が安定していればいるほど、冷媒量をより正確に算出することができる。 In this case, the amount of refrigerant in each divided part of the refrigerant circuit is calculated using a predetermined relational expression based on the state of the refrigerant, the operating state of the constituent devices, etc. The more the refrigerant circulation state and the operation state of the component equipment in the portion are stabilized, the more accurately the refrigerant amount can be calculated.
ここで、冷媒の循環状態を安定化させる一例として、冷凍サイクルの液冷媒の温度や低圧側の冷媒圧力を一定化させる目的で、冷媒の蒸発器として機能する熱交換器の出口近傍における冷媒の過熱度を安定化させる制御を行う場合がある。このような空気調和装置においては、冷媒の蒸発器として機能する熱交換器の出口近傍における過熱度を安定化させるために、この冷媒の過熱度を検知して、所定の制御データを基にこの蒸発器の入口側に設けられている膨張機構の開度を制御する。 Here, as an example of stabilizing the circulation state of the refrigerant, for the purpose of stabilizing the temperature of the liquid refrigerant in the refrigeration cycle and the refrigerant pressure on the low pressure side, the refrigerant in the vicinity of the outlet of the heat exchanger that functions as the refrigerant evaporator is used. There is a case where control for stabilizing the degree of superheat is performed. In such an air conditioner, in order to stabilize the degree of superheat in the vicinity of the outlet of the heat exchanger that functions as a refrigerant evaporator, the degree of superheat of the refrigerant is detected, and this is determined based on predetermined control data. The opening degree of the expansion mechanism provided on the inlet side of the evaporator is controlled.
しかし、物件毎に配備される空気調和装置の冷媒連絡配管の長さ、太さ、分岐の有無、分岐の位置、高低差等が異なることや、冷媒量の判定を行うための運転は冷房運転や暖房運転等の通常の運転と運転条件が異なること等から、上述した膨張機構の制御では、冷媒の過熱度を安定化させることができない場合がある。 However, the operation of air conditioning equipment deployed for each property is different in length, thickness, branching presence / absence, branching position, height difference, etc. Since the operation conditions are different from normal operation such as heating and heating, the superheat degree of the refrigerant may not be stabilized by the above-described control of the expansion mechanism.
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、冷媒量の判定を行うための運転に際して、冷媒の循環状態や構成機器の運転状態を安定化させることが可能な空気調和装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to stabilize the circulation state of the refrigerant and the operation state of the constituent devices during the operation for determining the refrigerant amount. An object is to provide an air conditioner.
第1発明に係る空気調和装置は、主冷媒回路と、バイパス冷媒回路と、過冷却器と、冷媒量演算手段と、冷媒量判定手段と、状態量取得手段と、制御手段とを備えている。主冷媒回路は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、開度制御可能な電動膨張機構と、利用側熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、内部を冷媒が循環する。なお、ここでの電動膨張機構としては、例えば、パルス信号に応じて開閉制御されるものが含まれる。バイパス冷媒回路は、熱源側熱交換器と電動膨張機構の間と、圧縮機の吸入側と、を接続しており、冷媒の流量を調節するバイパス膨張弁を有している。過冷却器は、バイパス冷媒回路を流れるバイパス膨張弁で減圧された冷媒と、熱源側熱交換器から電動膨張機構に向かう冷媒と、の間で熱交換させる。 An air conditioner according to a first aspect of the present invention includes a main refrigerant circuit, a bypass refrigerant circuit, a supercooler, a refrigerant amount calculation unit, a refrigerant amount determination unit, a state amount acquisition unit, and a control unit. . In the main refrigerant circuit, a compressor, a heat source side heat exchanger, an electric expansion mechanism capable of opening control, and a use side heat exchanger are connected via a refrigerant pipe, and the refrigerant circulates inside. In addition, as an electric expansion mechanism here, what is controlled to open and close according to a pulse signal is contained, for example. The bypass refrigerant circuit connects between the heat source side heat exchanger and the electric expansion mechanism and the suction side of the compressor, and has a bypass expansion valve that adjusts the flow rate of the refrigerant. The subcooler exchanges heat between the refrigerant decompressed by the bypass expansion valve flowing through the bypass refrigerant circuit and the refrigerant from the heat source side heat exchanger toward the electric expansion mechanism.
冷媒量演算手段は、主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を複数の部分に分割した場合における各部分の冷媒量と主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式を用いて、主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から各部分の冷媒量を演算する。冷媒量判定手段は、冷媒量演算手段によって演算される各部分の冷媒量を用いて、主冷媒回路内およびバイパス冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する。状態量取得手段は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器を通過して圧縮機に吸引される前の冷媒の過熱度もしくは過熱度に等価な状態量を取得する。制御手段は、過冷却器から電動膨張機構までの間に存在する冷媒の温度が液状態で一定になるようにバイパス膨張弁の開度を調節する液温一定制御を行いながら、状態量取得手段によって取得される値が所定目標値範囲内で維持される所定目標値条件を満たすように電動膨張機構の開度を制御する目標値制御を行う。さらに、制御手段は、所定目標値条件を満たす状態を所定時間の間維持することができない場合には目標値制御に優先して電動膨張機構の開度を一定に制御する開度固定制御を行う。ここで、開度固定制御における電動膨張機構の固定開度としては、全ての条件下で同一の開度となるように固定してもよく、温度条件等に基づいて定まる開度となるように固定してもよい。また、所定目標値範囲内としては、所定の上限値と所定の下限値との範囲内であってもよいし、1つの所定値であってもよい。 The refrigerant amount calculation means is a relational expression between the refrigerant amount of each part and the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit or the operating state quantity of the component device when the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit are divided into a plurality of parts. The refrigerant amount of each part is calculated from the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit or the operating state quantities of the component devices. The refrigerant amount determination means determines the suitability of the refrigerant amounts in the main refrigerant circuit and in the bypass refrigerant circuit using the refrigerant amounts of the respective parts calculated by the refrigerant amount calculation means. The state quantity acquisition means acquires the state quantity equivalent to the degree of superheat or the degree of superheat of the refrigerant before passing through the use-side heat exchanger functioning as the refrigerant evaporator and sucked into the compressor. The control means is a state quantity acquisition means while performing constant liquid temperature control for adjusting the opening of the bypass expansion valve so that the temperature of the refrigerant existing between the subcooler and the electric expansion mechanism is constant in the liquid state. The target value control for controlling the opening degree of the electric expansion mechanism is performed so that the value acquired by the above condition satisfies a predetermined target value condition that is maintained within a predetermined target value range. Furthermore, the control means performs opening degree fixed control for controlling the opening degree of the electric expansion mechanism to be constant in preference to the target value control when the state satisfying the predetermined target value condition cannot be maintained for a predetermined time. . Here, the fixed opening degree of the electric expansion mechanism in the opening degree fixing control may be fixed so as to be the same opening degree under all conditions, and may be an opening degree determined based on temperature conditions or the like. It may be fixed. Further, the predetermined target value range may be within a range between a predetermined upper limit value and a predetermined lower limit value, or may be one predetermined value.
この空気調和装置では、制御手段が、主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を循環している冷媒について、状態量取得手段によって取得される過熱度等が所定目標値で安定せずに、所定目標値条件を満たす状態を所定時間の間維持することができない場合に、開度固定制御を行う。このため、状態量取得手段が取得する過熱度等の値が安定しないことにより電動膨張機構の開度が安定しなかった状況が改善され、電動膨張機構の開度が揺れ動くことなく固定される。このため、主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を循環する冷媒の状態が、安定化する。そして、冷媒演算手段は、この主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を循環する冷媒の状態が安定している時における、分割した場合における各部分について、関係式を用いて、それぞれ冷媒量を演算する。さらに、冷媒量判定手段は、この安定時に演算して得られた値に基づいて主冷媒回路内およびバイパス冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する。 In this air conditioner, the control means does not stabilize the degree of superheat acquired by the state quantity acquisition means at the predetermined target value for the refrigerant circulating through the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit , and the predetermined target value condition. When the state satisfying the condition cannot be maintained for a predetermined time, the opening degree fixing control is performed. For this reason, the situation where the opening degree of the electric expansion mechanism is not stabilized due to the instability of the value such as the degree of superheat acquired by the state quantity acquisition means is improved, and the opening degree of the electric expansion mechanism is fixed without shaking. For this reason, the state of the refrigerant circulating through the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit is stabilized. And a refrigerant | coolant calculating means calculates a refrigerant | coolant amount respectively using a relational expression about each part in the case of dividing | segmenting, when the state of the refrigerant | coolant which circulates through this main refrigerant circuit and a bypass refrigerant circuit is stable. Further, the refrigerant amount determination means determines whether or not the refrigerant amount in the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit is appropriate based on the value obtained by the calculation at the time of stabilization.
これにより、主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を流れる冷媒の過熱度等が安定しない場合があっても、主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を流れる冷媒の状態が安定している時の演算値に基づいて冷媒量の判定を行うことが可能になる。 Thereby, even if the degree of superheat of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit may not be stable, based on the calculated value when the state of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit is stable The refrigerant amount can be determined.
第2発明に係る空気調和装置は、第1発明に係る空気調和装置において、制御手段は、冷媒量の判定を終えた後に行われる通常の冷房運転時には、液温一定制御とは異なり、過冷却器のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度が過熱度目標値になるようにバイパス膨張弁の開度を調節する。 The air conditioner according to a second aspect of the present invention is the air conditioner according to the first aspect of the present invention, wherein the control means differs from the constant liquid temperature control during the normal cooling operation performed after the determination of the refrigerant amount, and the supercooling is performed. The opening degree of the bypass expansion valve is adjusted so that the superheat degree of the refrigerant at the outlet of the bypass refrigerant circuit side of the cooler becomes the superheat degree target value.
第3発明に係る空気調和装置は、第1発明または第2発明の空気調和装置において、制御手段は、熱源側熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させつつ利用側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させ、しかも、利用側熱交換器における冷媒の蒸発圧力が目標値で一定になるように圧縮機の運転容量を調節する制御を、液温一定制御と共に行う。 An air conditioner according to a third aspect is the air conditioner according to the first or second aspect, wherein the control means causes the heat exchanger on the use side to evaporate the refrigerant while causing the heat source side heat exchanger to function as a refrigerant condenser. In addition, the control of adjusting the operation capacity of the compressor so that the evaporation pressure of the refrigerant in the use side heat exchanger becomes constant at the target value is performed together with the constant liquid temperature control.
第4発明に係る空気調和装置は、第1発明から第3発明のいずれか1つに係る空気調和装置において、制御手段は、開度固定制御を行う場合に、所定目標値条件を満たさない所定時間において電動膨張機構の開度の振れ幅の中間値で一定にする。なお、ここでの中間値としては、例えば、所定目標値条件を満たさない所定時間における最大値と最小値とにより求まる中央値としてもよい。 An air conditioner according to a fourth aspect of the present invention is the air conditioner according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the control means does not satisfy the predetermined target value condition when performing the fixed opening control. In time, it is fixed at an intermediate value of the swing width of the opening degree of the electric expansion mechanism. In addition, as an intermediate value here, it is good also as a median value calculated | required by the maximum value and minimum value in the predetermined time which do not satisfy | fill predetermined target value conditions, for example.
この空気調和装置では、変動している電動膨張機構の開度のうち、安定していない状態において振れている幅の内側の値に固定する。 In this air conditioning apparatus, the opening degree of the fluctuating electric expansion mechanism is fixed to a value inside the width that swings in an unstable state.
これにより、電動膨張機構の開度を固定することによる主冷媒回路およびバイパス冷媒回路の安定化だけでなく、電動膨張機構の開度固定をより安定化しやすい開度で行うことにより、冷媒の循環状態をさらに安定化させることが可能になる。 Thereby, not only the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit are stabilized by fixing the opening degree of the electric expansion mechanism, but also the refrigerant circulation is performed by performing the opening degree fixing of the electric expansion mechanism at an opening degree that is more stable. It becomes possible to further stabilize the state.
第5発明に係る空気調和装置は、第1発明から第4発明のいずれか1つに係る空気調和装置において、制御手段は、開度固定制御において、少なくとも構成機器に対する制御周期より長い所定補正周期で補正制御を行う。この補正制御では、状態量取得手段によって取得される状態量が所定下限値より小さい場合には状態量が所定下限値を上回る方向に電動膨張機構の開度を変化させて固定し、状態量取得手段によって取得される状態量が所定上限値より大きい場合には状態量が所定上限値を下回る方向に電動膨張機構の開度を変化させて固定する制御を行う。ここで、補正制御において周波数を上げる場合の程度や下げる場合の程度は、予め定められた値であってもよいし、所定上限値からの離隔度合いや所定下限値からの離隔度合い等に応じた値としてもよい。 An air conditioner according to a fifth aspect of the present invention is the air conditioner according to any one of the first to fourth aspects of the present invention , wherein the control means is a predetermined correction cycle longer than at least the control cycle for the constituent devices in the opening degree fixing control. Perform correction control with. In this correction control, when the state quantity acquired by the state quantity acquisition means is smaller than the predetermined lower limit value, the opening of the electric expansion mechanism is changed and fixed in a direction in which the state quantity exceeds the predetermined lower limit value, and the state quantity acquisition is performed. When the state quantity acquired by the means is larger than the predetermined upper limit value, control is performed to change and fix the opening of the electric expansion mechanism in a direction in which the state quantity falls below the predetermined upper limit value. Here, the degree of increasing or decreasing the frequency in the correction control may be a predetermined value, or according to the degree of separation from the predetermined upper limit value, the degree of separation from the predetermined lower limit value, or the like. It may be a value .
この空気調和装置では、制御手段は、補正制御を行うことにより、電動膨張機構の開度を下げて絞り気味に調節したり、電動膨張機構の開度を上げて開き気味に調節たりすることができる。そして、所定上限値を、例えば、過熱度の付き過ぎの限度を示す値とし、所定下限値を、例えば、過熱度を付けることができない限度の値として、予め設定しておくことにより、開度固定制御によって過熱度の付き過ぎて圧縮機の吐出側の温度が上昇し過ぎてしまったり過熱度が付かなかったりする場合に、制御手段が補正制御を行ってこのような状態を改善することができる。なお、ここでの開度修正方向は、状態量に応じた方向とすることができる。そして、この補正制御は、電動膨張機構以外の他の構成機器の制御周期よりも長い周期で行われるため、補正制御自体がハンチングしてしまうことを回避することが可能になる。 In this air conditioner, the control means may perform correction control to lower the opening degree of the electric expansion mechanism to adjust it to a throttle, or increase the opening degree of the electric expansion mechanism to adjust it to open. it can. Then, the predetermined upper limit value is set as a value indicating a limit of excessive superheat, for example, and the predetermined lower limit value is set as a limit value at which the superheat level cannot be applied, for example. When the temperature of the discharge side of the compressor rises too much due to the fixed control and the temperature on the discharge side of the compressor rises too much, or the degree of superheat does not attach, the control means can perform correction control to improve such a state. it can. The opening correction direction here can be a direction according to the state quantity. And since this correction control is performed with a period longer than the control period of other components other than the electric expansion mechanism, it is possible to avoid the correction control itself from hunting.
これにより、開度固定制御を行った場合における主冷媒回路およびバイパス冷媒回路の冷媒循環状態の不具合を、補正制御により解消しつつ、補正制御自体のハンチングを回避することが可能になる。 Accordingly, it is possible to avoid hunting of the correction control itself while solving the problem of the refrigerant circulation state of the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit when the opening degree fixing control is performed by the correction control.
第6発明に係る空気調和装置は、第1発明から第5発明のいずれか1つに係る空気調和装置において、利用側熱交換器は、第1利用側熱交換器と、第1利用側熱交換器に対して並列に接続された第2利用側熱交換器と、を有している。また、電動膨張機構は、第1利用側熱交換器側に接続される第1電動膨張機構と、第2利用側熱交換器側に接続される第2電動膨張機構と、を有している。そして、第1利用側熱交換器に対して空気流れを送る第1利用側ファンと、第2利用側熱交換器に対して空気流れを送る第2利用側ファンと、を有する利用側ファンをさらに備えている。さらに、制御手段は、第1利用側熱交換器と第1利用側ファンとに基づいて定まる第1能力と、第2利用側熱交換器と第2利用側ファンとに基づいて定まる第2能力と、の比率に応じた量の冷媒量が送られるように第1電動膨張機構の開度と第2電動膨張機構の開度とを制御する。ここで、熱交換器とファンとに基づいて定まる能力としては、例えば、熱交換器における熱交換能力として、熱交換器のコイル面積の広さやファンの風量による通過空気量に関して定まる量が考えられる。 An air conditioner according to a sixth aspect of the present invention is the air conditioner according to any one of the first aspect to the fifth aspect of the present invention, wherein the use side heat exchanger includes the first use side heat exchanger and the first use side heat. A second usage-side heat exchanger connected in parallel to the exchanger. The electric expansion mechanism includes a first electric expansion mechanism connected to the first usage side heat exchanger side and a second electric expansion mechanism connected to the second usage side heat exchanger side. . And the utilization side fan which has the 1st utilization side fan which sends an air flow with respect to a 1st utilization side heat exchanger, and the 2nd utilization side fan which sends an air flow with respect to a 2nd utilization side heat exchanger. It has more. Furthermore, the control means has a first capacity determined based on the first usage side heat exchanger and the first usage side fan, and a second capacity determined based on the second usage side heat exchanger and the second usage side fan. And the opening degree of the first electric expansion mechanism and the opening degree of the second electric expansion mechanism are controlled so that an amount of the refrigerant corresponding to the ratio is sent. Here, as the capacity determined based on the heat exchanger and the fan, for example, as the heat exchange capacity in the heat exchanger, an amount determined with respect to the size of the coil area of the heat exchanger and the amount of air passing by the fan air volume can be considered. .
この空気調和装置では、第1熱交換器に送られる冷媒量と、第2熱交換器に送られる冷媒量との流量比が、第1利用側熱交換器の熱交換能力と第2利用側熱交換器の熱交換能力との比に対応するように、制御手段が、第1電動膨張機構と第2電動膨張機構との開度の比率を制御する。このため、第1利用側熱交換器における熱交換能力と第2利用側熱交換器における熱交換能力との比率が、第1利用側熱交換器と第2利用側熱交換器とのそれぞれに対して送られる冷媒流量の比率と同程度となり、それぞれの利用側熱交換器を通過する冷媒の過熱度が同程度となるように調節される。 In this air conditioner, the flow rate ratio between the amount of refrigerant sent to the first heat exchanger and the amount of refrigerant sent to the second heat exchanger is such that the heat exchange capacity of the first usage side heat exchanger and the second usage side. The control means controls the ratio of the opening degree between the first electric expansion mechanism and the second electric expansion mechanism so as to correspond to the ratio with the heat exchange capacity of the heat exchanger. For this reason, the ratio of the heat exchange capability in the first usage side heat exchanger and the heat exchange capability in the second usage side heat exchanger is different for each of the first usage side heat exchanger and the second usage side heat exchanger. The ratio of the flow rate of the refrigerant sent to the refrigerant is adjusted to be approximately the same, and the degree of superheat of the refrigerant passing through each use-side heat exchanger is adjusted to be approximately the same.
これにより、利用側熱交換器が複数ある場合であっても、主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を循環する冷媒の状態を安定化させ、冷媒量の判定精度を向上させることが可能になる。 Thereby, even when there are a plurality of use-side heat exchangers, it is possible to stabilize the state of the refrigerant circulating in the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit, and to improve the determination accuracy of the refrigerant amount.
第1発明の空気調和装置では、主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を流れる冷媒の過熱度等が安定しない場合があっても、主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を流れる冷媒の状態が安定している時の演算値に基づいて冷媒量の判定を行うことが可能になる。 In the air conditioner of the first invention, even when the degree of superheat of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit may not be stable, the state of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit is stable The refrigerant amount can be determined based on the calculated value.
第4発明の空気調和装置では、電動膨張機構の開度を固定することによる主冷媒回路およびバイパス冷媒回路の安定化だけでなく、電動膨張機構の開度固定をより安定化しやすい開度で行うことにより、冷媒の循環状態をさらに安定化させることが可能になる。 In the air conditioning apparatus according to the fourth aspect of the invention, not only the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit are stabilized by fixing the opening degree of the electric expansion mechanism, but also the opening degree of the electric expansion mechanism is fixed at an opening degree that is easier to stabilize. This makes it possible to further stabilize the circulation state of the refrigerant.
第5発明の空気調和装置では、開度固定制御を行った場合における主冷媒回路およびバイパス冷媒回路の冷媒循環状態の不具合を、補正制御により解消しつつ、補正制御自体のハンチングを回避することが可能になる。 In the air conditioner according to the fifth aspect of the invention, it is possible to avoid the hunting of the correction control itself while eliminating the problem of the refrigerant circulation state of the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit when the opening degree fixing control is performed by the correction control. It becomes possible.
第6発明の空気調和装置では、利用側熱交換器が複数ある場合であっても、主冷媒回路およびバイパス冷媒回路を循環する冷媒の状態を安定化させ、冷媒量の判定精度を向上させることが可能になる。 In the air conditioner of the sixth aspect of the invention, even when there are a plurality of use-side heat exchangers, the state of the refrigerant circulating in the main refrigerant circuit and the bypass refrigerant circuit is stabilized, and the determination accuracy of the refrigerant amount is improved. Is possible.
以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of an air-conditioning apparatus according to the present invention will be described based on the drawings.
(1)空気調和装置の構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置1は、主として、1台の熱源ユニットとしての室外ユニット2と、それに並列に接続された複数台(本実施形態では、2台)の利用ユニットとしての室内ユニット4、5と、室外ユニット2と室内ユニット4、5とを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット4、5と、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7とが接続されることによって構成されている。
(1) Configuration of Air Conditioner FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention. The air conditioner 1 is an apparatus used for air conditioning in a room such as a building by performing a vapor compression refrigeration cycle operation. The air conditioner 1 mainly includes an
<室内ユニット>
室内ユニット4、5は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、又は、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット4、5は、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7を介して室外ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
<Indoor unit>
The
次に、室内ユニット4、5の構成について説明する。尚、室内ユニット4と室内ユニット5とは同様の構成であるため、ここでは、室内ユニット4の構成のみ説明し、室内ユニット5の構成については、それぞれ、室内ユニット4の各部を示す40番台の符号の代わりに50番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
Next, the configuration of the
室内ユニット4は、主として、冷媒回路10の一部を構成する室内側冷媒回路10a(室内ユニット5では、室内側冷媒回路10b)を有している。この室内側冷媒回路10aは、主として、膨張機構としての室内膨張弁41と、利用側熱交換器としての室内熱交換器42とを有している。
The
本実施形態において、室内膨張弁41は、室内側冷媒回路10a内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、室内熱交換器42の液側に接続された電動膨張弁であり、パルス信号に応じて開閉制御されるようになっている。この室内膨張弁41、51は後述する冷媒量判定運転等において、冷媒回路を流れる冷媒の循環状態を安定化させるために、開度調整の制御がされたり、開度を固定する制御がなされる。
In the present embodiment, the
本実施形態において、室内熱交換器42は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。
In the present embodiment, the
本実施形態において、室内ユニット4は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器42において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための送風ファンとしての室内ファン43を有している。室内ファン43は、室内熱交換器42に供給する空気の風量Wrを可変することが可能なファンであり、本実施形態において、DCファンモータからなるモータ43aによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。
In the present embodiment, the
また、室内ユニット4には、各種のセンサが設けられている。室内熱交換器42の液側には、冷媒の温度(すなわち、暖房運転時における凝縮温度Tc又は冷房運転時における蒸発温度Teに対応する冷媒温度)を検出する液側温度センサ44が設けられている。室内熱交換器42のガス側には、冷媒の温度Teoを検出するガス側温度センサ45が設けられている。室内ユニット4の室内空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室内空気の温度(すなわち、室内温度Tr)を検出する室内温度センサ46が設けられている。本実施形態において、液側温度センサ44、ガス側温度センサ45及び室内温度センサ46は、サーミスタからなる。また、室内ユニット4は、室内ユニット4を構成する各部の動作を制御する室内側制御部47を有している。そして、室内側制御部47は、室内ユニット4の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット4を個別に操作するためのリモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット2との間で伝送線8aを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
The
<室外ユニット>
室外ユニット2は、ビル等の室外に設置されており、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7を介して室内ユニット4、5に接続されており、室内ユニット4、5の間で冷媒回路10を構成している。
<Outdoor unit>
The
次に、室外ユニット2の構成について説明する。室外ユニット2は、主として、冷媒回路10の一部を構成する室外側冷媒回路10cを有している。この室外側冷媒回路10cは、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器23と、膨張機構としての室外膨張弁38と、アキュムレータ24と、温度調節機構としての過冷却器25と、液側閉鎖弁26と、ガス側閉鎖弁27とを有している。
Next, the configuration of the
圧縮機21は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、本実施形態において、インバータにより回転数Rmが制御されるモータ21aによって駆動される容積式圧縮機である。本実施形態において、圧縮機21は、1台のみであるが、これに限定されず、室内ユニットの接続台数等に応じて、2台以上の圧縮機が並列に接続されていてもよい。
The
四路切換弁22は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には、室外熱交換器23を圧縮機21によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器42、52を室外熱交換器23において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機21の吐出側と室外熱交換器23のガス側とを接続するとともに圧縮機21の吸入側(具体的には、アキュムレータ24)とガス冷媒連絡配管7側とを接続し(図1の四路切換弁22の実線を参照)、暖房運転時には、室内熱交換器42、52を圧縮機21によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器23を室内熱交換器42、52において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機21の吐出側とガス冷媒連絡配管7側とを接続するとともに圧縮機21の吸入側と室外熱交換器23のガス側とを接続することが可能である(図1の四路切換弁22の破線を参照)。
The four-
本実施形態において、室外熱交換器23は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器23は、そのガス側が四路切換弁22に接続され、その液側が液冷媒連絡配管6に接続されている。
In the present embodiment, the
本実施形態において、室外膨張弁38は、室外側冷媒回路10c内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行うために、室外熱交換器23の液側に接続された電動膨張弁である。
In the present embodiment, the
本実施形態において、室外ユニット2は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器23において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための送風ファンとしての室外ファン28を有している。この室外ファン28は、室外熱交換器23に供給する空気の風量Woを可変することが可能なファンであり、本実施形態において、DCファンモータからなるモータ28aによって駆動されるプロペラファン等である。
In the present embodiment, the
アキュムレータ24は、四路切換弁22と圧縮機21との間に接続されており、室内ユニット4、5の運転負荷の変動等に応じて冷媒回路10内に発生する余剰冷媒を溜めることが可能な容器である。
The
過冷却器25は、本実施形態において、2重管式の熱交換器であり、室外熱交換器23において凝縮された後に、室内膨張弁41、51に送られる冷媒を冷却するために設けられている。過冷却器25は、本実施形態において、室外膨張弁38と液側閉鎖弁26との間に接続されている。
In this embodiment, the
本実施形態において、過冷却器25の冷却源としてのバイパス冷媒回路61が設けられている。尚、以下の説明では、冷媒回路10からバイパス冷媒回路61を除いた部分を、便宜上、主冷媒回路と呼ぶことにする。
In the present embodiment, a
バイパス冷媒回路61は、室外熱交換器23から室内膨張弁41、51へ送られる冷媒の一部を主冷媒回路から分岐させて圧縮機21の吸入側に戻すように主冷媒回路に接続されている。具体的には、バイパス冷媒回路61は、室外膨張弁38から室内膨張弁41、51に送られる冷媒の一部を室外熱交換器23と過冷却器25との間の位置から分岐させるように接続された分岐回路61aと、過冷却器25のバイパス冷媒回路側の出口から圧縮機21の吸入側に戻すように圧縮機21の吸入側に接続された合流回路61bとを有している。そして、分岐回路61aには、バイパス冷媒回路61を流れる冷媒の流量を調節するためのバイパス膨張弁62が設けられている。ここで、バイパス膨張弁62は、電動膨張弁からなる。これにより、室外熱交換器23から室内膨張弁41、51に送られる冷媒は、過冷却器25において、バイパス膨張弁62によって減圧された後のバイパス冷媒回路61を流れる冷媒によって冷却される。すなわち、過冷却器25は、バイパス膨張弁62の開度調節によって能力制御が行われることになる。
The
液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁27は、外部の機器・配管(具体的には、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁26は、室外熱交換器23に接続されている。ガス側閉鎖弁27は、四路切換弁22に接続されている。
The liquid
また、室外ユニット2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ユニット2には、圧縮機21の吸入圧力Psを検出する吸入圧力センサ29と、圧縮機21の吐出圧力Pdを検出する吐出圧力センサ30と、圧縮機21の吸入温度Tsを検出する吸入温度センサ31と、圧縮機21の吐出温度Tdを検出する吐出温度センサ32とが設けられている。吸入温度センサ31は、アキュムレータ24と圧縮機21との間の位置に設けられている。室外熱交換器23には、室外熱交換器23内を流れる冷媒の温度(すなわち、冷房運転時における凝縮温度Tc又は暖房運転時における蒸発温度Teに対応する冷媒温度)を検出する熱交温度センサ33が設けられている。室外熱交換器23の液側には、冷媒の温度Tcoを検出する液側温度センサ34が設けられている。過冷却器25の主冷媒回路側の出口には、冷媒の温度(すなわち、液管温度Tlp)を検出する液管温度センサ35が設けられている。バイパス冷媒回路61の合流回路61bには、過冷却器25のバイパス冷媒回路側の出口を流れる冷媒の温度を検出するためのバイパス温度センサ63が設けられている。室外ユニット2の室外空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室外空気の温度(すなわち、室外温度Ta)を検出する室外温度センサ36が設けられている。本実施形態において、吸入温度センサ31、吐出温度センサ32、熱交温度センサ33、液側温度センサ34、液管温度センサ35、室外温度センサ36及びバイパス温度センサ63は、サーミスタからなる。また、室外ユニット2は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する室外側制御部37を有している。そして、室外側制御部37は、室外ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリやモータ21aを制御するインバータ回路等を有しており、室内ユニット4、5の室内側制御部47、57との間で伝送線8aを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部47、57と室外側制御部37と制御部37、47、57間を接続する伝送線8aとによって、空気調和装置1全体の運転制御を行う制御部8が構成されている。
The
制御部8は、図2に示されるように、各種センサ29〜36、44〜46、54〜56、63の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁21、22、24、28a、38、41、43a、51、53a、62を制御することができるように接続されている。また、制御部8には、後述の冷媒漏洩検知運転において、冷媒漏洩を検知したことを知らせるためのLED等からなる警告表示部9が接続されている。ここで、図2は、空気調和装置1の制御ブロック図である。
As shown in FIG. 2, the
<冷媒連絡配管>
冷媒連絡配管6、7は、空気調和装置1をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。このため、例えば、新規に空気調和装置を設置する場合には、冷媒充填量を計算するために、冷媒連絡配管6、7の長さや管径等の情報を正確に把握する必要があるが、その情報管理や冷媒量の計算自体が煩雑である。また、既設配管を利用して室内ユニットや室外ユニットを更新するような場合には、冷媒連絡配管6、7の長さや管径等の情報が失われていることがある。
<Refrigerant communication piping>
Refrigerant communication pipes 6 and 7 are refrigerant pipes constructed on site when the air conditioner 1 is installed at an installation location such as a building, and installation conditions such as the installation location and a combination of an outdoor unit and an indoor unit. Those having various lengths and tube diameters are used. Therefore, for example, when installing a new air conditioner, it is necessary to accurately grasp information such as the length and diameter of the refrigerant communication pipes 6 and 7 in order to calculate the refrigerant charge amount. The information management and the calculation of the refrigerant amount are complicated. In addition, when the indoor unit or the outdoor unit is updated using the existing pipe, information such as the length and the pipe diameter of the refrigerant communication pipes 6 and 7 may be lost.
以上のように、室内側冷媒回路10a、10bと、室外側冷媒回路10cと、冷媒連絡配管6、7とが接続されて、空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。また、この冷媒回路10は、バイパス冷媒回路61と、バイパス冷媒回路61を除く主冷媒回路とから構成されていると言い換えることもできる。そして、本実施形態の空気調和装置1は、室内側制御部47、57と室外側制御部37とから構成される制御部8によって、四路切換弁22により冷房運転及び暖房運転を切り換えて運転を行うとともに、各室内ユニット4、5の運転負荷に応じて、室外ユニット2及び室内ユニット4、5の各機器の制御を行うようになっている。
As described above, the
(2)空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置1の動作について説明する。
(2) Operation | movement of an air conditioning apparatus Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.
本実施形態の空気調和装置1の運転モードとしては、各室内ユニット4、5の運転負荷に応じて室外ユニット2及び室内ユニット4、5の構成機器の制御を行う通常運転モードと、空気調和装置1の構成機器の設置後(具体的には、最初の機器設置後に限られず、例えば、室内ユニット等の構成機器を追加や撤去する等の改造後や機器の故障を修理した後等も含まれる)に行われる試運転を行うための試運転モードと、試運転を終了して通常運転を開始した後において、冷媒回路10からの冷媒の漏洩の有無を判定する冷媒漏洩検知運転モードとがある。そして、通常運転モードには、主として、室内の冷房を行う冷房運転と、室内の暖房を行う暖房運転とが含まれている。また、試運転モードには、主として、冷媒回路10内に冷媒を充填する冷媒自動充填運転と、冷媒連絡配管6、7の容積を検知する配管容積判定運転と、構成機器を設置した後又は冷媒回路内に冷媒を充填した後の初期冷媒量を検知する初期冷媒量検知運転とが含まれている。
As an operation mode of the air conditioner 1 of the present embodiment, a normal operation mode for controlling the components of the
以下、空気調和装置1の各運転モードにおける動作について説明する。 Hereinafter, the operation | movement in each operation mode of the air conditioning apparatus 1 is demonstrated.
<通常運転モード>
(冷房運転)
まず、通常運転モードにおける冷房運転について、図1及び図2を用いて説明する。
<Normal operation mode>
(Cooling operation)
First, the cooling operation in the normal operation mode will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
冷房運転時は、四路切換弁22が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機21の吐出側が室外熱交換器23のガス側に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側がガス側閉鎖弁27及びガス冷媒連絡配管7を介して室内熱交換器42、52のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁38は、全開状態にされている。液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁27は、開状態にされている。各室内膨張弁41、51は、室内熱交換器42、52の出口(すなわち、室内熱交換器42、52のガス側)における冷媒の過熱度SHrが過熱度目標値SHrsで一定になるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、各室内熱交換器42、52の出口における冷媒の過熱度SHrは、ガス側温度センサ45、55により検出される冷媒温度値から液側温度センサ44、54により検出される冷媒温度値(蒸発温度Teに対応)を差し引くことによって検出されるか、又は、吸入圧力センサ29により検出される圧縮機21の吸入圧力Psを蒸発温度Teに対応する飽和温度値に換算し、ガス側温度センサ45、55により検出される冷媒温度値からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、各室内熱交換器42、52内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される蒸発温度Teに対応する冷媒温度値を、ガス側温度センサ45、55により検出される冷媒温度値から差し引くことによって、各室内熱交換器42、52の出口における冷媒の過熱度SHrを検出するようにしてもよい。また、バイパス膨張弁62は、過冷却器25のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度SHbが過熱度目標値SHbsになるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、過冷却器25のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度SHbは、吸入圧力センサ29により検出される圧縮機21の吸入圧力Psを蒸発温度Teに対応する飽和温度値に換算し、バイパス温度センサ63により検出される冷媒温度値からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、過冷却器25のバイパス冷媒回路側の入口に温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度値をバイパス温度センサ63により検出される冷媒温度値から差し引くことによって、過冷却器25のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度SHbを検出するようにしてもよい。
During the cooling operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機21、室外ファン28及び室内ファン43、53を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁22を経由して室外熱交換器23に送られて、室外ファン28によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となる。そして、この高圧の液冷媒は、室外膨張弁38を通過して、過冷却器25に流入し、バイパス冷媒回路61を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却されて過冷却状態になる。このとき、室外熱交換器23において凝縮した高圧の液冷媒の一部は、バイパス冷媒回路61に分岐され、バイパス膨張弁62によって減圧された後に、圧縮機21の吸入側に戻される。ここで、バイパス膨張弁62を通過する冷媒は、圧縮機21の吸入圧力Ps近くまで減圧されることで、その一部が蒸発する。そして、バイパス冷媒回路61のバイパス膨張弁62の出口から圧縮機21の吸入側に向かって流れる冷媒は、過冷却器25を通過して、主冷媒回路側の室外熱交換器23から室内ユニット4、5へ送られる高圧の液冷媒と熱交換を行う。
When the
そして、過冷却状態になった高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁26及び液冷媒連絡配管6を経由して、室内ユニット4、5に送られる。この室内ユニット4、5に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁41、51によって圧縮機21の吸入圧力Ps近くまで減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器42、52に送られ、室内熱交換器42、52において室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。
Then, the high-pressure liquid refrigerant in a supercooled state is sent to the
この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管7を経由して室外ユニット2に送られ、ガス側閉鎖弁27及び四路切換弁22を経由して、アキュムレータ24に流入する。そして、アキュムレータ24に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機21に吸入される。
This low-pressure gas refrigerant is sent to the
(暖房運転)
次に、通常運転モードにおける暖房運転について説明する。
(Heating operation)
Next, the heating operation in the normal operation mode will be described.
暖房運転時は、四路切換弁22が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機21の吐出側がガス側閉鎖弁27及びガス冷媒連絡配管7を介して室内熱交換器42、52のガス側に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側が室外熱交換器23のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁38は、室外熱交換器23に流入する冷媒を室外熱交換器23において蒸発させることが可能な圧力(すなわち、蒸発圧力Pe)まで減圧するために開度調節されるようになっている。また、液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁27は、開状態にされている。室内膨張弁41、51は、室内熱交換器42、52の出口における冷媒の過冷却度SCrが過冷却度目標値SCrsで一定になるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、室内熱交換器42、52の出口における冷媒の過冷却度SCrは、吐出圧力センサ30により検出される圧縮機21の吐出圧力Pdを凝縮温度Tcに対応する飽和温度値に換算し、この冷媒の飽和温度値から液側温度センサ44、54により検出される冷媒温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、各室内熱交換器42、52内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される凝縮温度Tcに対応する冷媒温度値を、液側温度センサ44、54により検出される冷媒温度値から差し引くことによって室内熱交換器42、52の出口における冷媒の過冷却度SCrを検出するようにしてもよい。また、バイパス膨張弁62は、閉止されている。
During the heating operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機21、室外ファン28及び室内ファン43、53を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となり、四路切換弁22、ガス側閉鎖弁27及びガス冷媒連絡配管7を経由して、室内ユニット4、5に送られる。
When the
そして、室内ユニット4、5に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器42、52において、室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となった後、室内膨張弁41、51を通過する際に、室内膨張弁41、51の弁開度に応じて減圧される。
The high-pressure gas refrigerant sent to the
この室内膨張弁41、51を通過した冷媒は、液冷媒連絡配管6を経由して室外ユニット2に送られ、液側閉鎖弁26、過冷却器25及び室外膨張弁38を経由してさらに減圧された後に、室外熱交換器23に流入する。そして、室外熱交換器23に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン28によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となり、四路切換弁22を経由してアキュムレータ24に流入する。そして、アキュムレータ24に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機21に吸入される。
The refrigerant that has passed through the
以上のような通常運転モードにおける運転制御は、冷房運転及び暖房運転を含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部8(より具体的には、室内側制御部47、57と室外側制御部37と制御部37、47、57間を接続する伝送線8a)によって行われる。
Operation control in the normal operation mode as described above is performed by the control unit 8 (more specifically, the indoor
<試運転モード>
次に、試運転モードについて、図1〜図3を用いて説明する。ここで、図3は、試運転モードのフローチャートである。本実施形態において、試運転モードでは、まず、ステップS1の冷媒自動充填運転が行われ、続いて、ステップS2の配管容積判定運転が行われ、さらに、ステップS3の初期冷媒量検知運転が行われる。
<Trial run mode>
Next, the trial operation mode will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 3 is a flowchart of the test operation mode. In the present embodiment, in the test operation mode, first, the refrigerant automatic charging operation in step S1 is performed, then the pipe volume determination operation in step S2 is performed, and further, the initial refrigerant amount detection operation in step S3 is performed.
本実施形態では、冷媒が予め充填された室外ユニット2と、室内ユニット4、5とをビル等の設置場所に設置し、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7を介して接続して冷媒回路10を構成した後に、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7の容積に応じて不足する冷媒を冷媒回路10内に追加充填する場合を例にして説明する。
In the present embodiment, the
(ステップS1:冷媒自動充填運転)
まず、室外ユニット2の液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁27を開けて、室外ユニット2に予め充填されている冷媒を冷媒回路10内に充満させる。
(Step S1: Refrigerant automatic charging operation)
First, the liquid side shut-off
次に、試運転を行う作業者が、追加充填用の冷媒ボンベを冷媒回路10のサービスポート(図示せず)に接続し、制御部8に対して直接に又はリモコン(図示せず)等を通じて遠隔から試運転を開始する指令を出すと、制御部8によって、図4に示されるステップS11〜ステップS13の処理が行われる。ここで、図4は、冷媒自動充填運転のフローチャートである。
Next, an operator who performs a trial operation connects a refrigerant cylinder for additional charging to a service port (not shown) of the
(ステップS11:冷媒量判定運転)
冷媒自動充填運転の開始指令がなされると、冷媒回路10が、室外ユニット2の四路切換弁22が図1の実線で示される状態で、かつ、室内ユニット4、5の室内膨張弁41、51及び室外膨張弁38が開状態となり、圧縮機21、室外ファン28及び室内ファン43、53が起動されて、室内ユニット4、5の全てについて強制的に冷房運転(以下、室内ユニット全数運転とする)が行われる。
(Step S11: refrigerant quantity determination operation)
When an instruction to start the automatic refrigerant charging operation is made, the
すると、図5に示されるように、冷媒回路10において、圧縮機21から凝縮器として機能する室外熱交換器23までの流路には圧縮機21において圧縮されて吐出された高圧のガス冷媒が流れ(図5の斜線のハッチング部分のうち圧縮機21から室外熱交換器23までの部分を参照)、凝縮器として機能する室外熱交換器23には室外空気との熱交換によってガス状態から液状態に相変化する高圧の冷媒が流れ(図5の斜線のハッチング及び黒塗りのハッチングの部分のうち室外熱交換器23に対応する部分を参照)、室外熱交換器23から室内膨張弁41、51までの室外膨張弁38、過冷却器25の主冷媒回路側の部分及び液冷媒連絡配管6を含む流路と室外熱交換器23からバイパス膨張弁62までの流路には高圧の液冷媒が流れ(図5の黒塗りのハッチング部分のうち室外熱交換器23から室内膨張弁41、51及びバイパス膨張弁62までの部分を参照)、蒸発器として機能する室内熱交換器42、52の部分と過冷却器25のバイパス冷媒回路側の部分とには室内空気との熱交換によって気液二相状態からガス状態に相変化する低圧の冷媒が流れ(図5の格子状のハッチング及び斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器42、52の部分と過冷却器25の部分を参照)、室内熱交換器42、52から圧縮機21までのガス冷媒連絡配管7及びアキュムレータ24を含む流路と過冷却器25のバイパス冷媒回路側の部分から圧縮機21までの流路とには低圧のガス冷媒が流れるようになる(図5の斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器42、52から圧縮機21までの部分と過冷却器25のバイパス冷媒回路側の部分から圧縮機21までの部分とを参照)。図5は、冷媒量判定運転における冷媒回路10内を流れる冷媒の状態を示す模式図(四路切換弁22等の図示を省略)である。
Then, as shown in FIG. 5, in the
次に、以下のような機器制御を行って、冷媒回路10内を循環する冷媒の状態を安定させる運転に移行する。具体的には、蒸発器として機能する室内熱交換器42、52の過熱度SHrが一定になるように室内膨張弁41、51の開度を制御(以下、過熱度制御とする)し、蒸発圧力Peが一定になるように圧縮機21の運転容量を制御(以下、蒸発圧力制御とする)し、室外熱交換器23における冷媒の凝縮圧力Pcが一定になるように、室外ファン28によって室外熱交換器23に供給される室外空気の風量Woを制御(以下、凝縮圧力制御とする)し、過冷却器25から室内膨張弁41、51に送られる冷媒の温度が一定になるように過冷却器25の能力を制御(以下、液管温度制御とする)し、上述の蒸発圧力制御によって冷媒の蒸発圧力Peが安定的に制御されるように、室内ファン43、53によって室内熱交換器42、52に供給される室内空気の風量Wrを一定にしている。
Next, the following device control is performed to shift to an operation for stabilizing the state of the refrigerant circulating in the
ここで、蒸発圧力制御を行うのは、蒸発器として機能する室内熱交換器42、52内には室内空気との熱交換によって気液二相状態からガス状態に相変化しながら低圧の冷媒が流れる室内熱交換器42、52内(図5の格子状のハッチング及び斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器42、52に対応する部分を参照、以下、蒸発器部Cとする)における冷媒量が、冷媒の蒸発圧力Peに大きく影響するからである。そして、ここでは、インバータにより回転数Rmが制御されるモータ21aによって圧縮機21の運転容量を制御することによって、室内熱交換器42、52における冷媒の蒸発圧力Peを一定にして、蒸発器部C内を流れる冷媒の状態を安定させて、主として、蒸発圧力Peによって蒸発器C内における冷媒量が変化する状態を作り出している。尚、本実施形態の圧縮機21による蒸発圧力Peの制御においては、室内熱交換器42、52の液側温度センサ44、54により検出される冷媒温度値(蒸発温度Teに対応)を飽和圧力値に換算して、この圧力値が低圧目標値Pesで一定になるように、圧縮機21の運転容量を制御して(すなわち、モータ21aの回転数Rmを変化させる制御を行って)、冷媒回路10内を流れる冷媒循環量Wcを増減することによって実現されている。尚、本実施形態では採用していないが、室内熱交換器42、52における冷媒の蒸発圧力Peにおける冷媒の圧力に等価な運転状態量である、吸入圧力センサ29によって検出される圧縮機21の吸入圧力Psが、低圧目標値Pesで一定になるように、又は、吸入圧力Psに対応する飽和温度値(蒸発温度Teに対応)が、低圧目標値Tesで一定になるように、圧縮機21の運転容量を制御してもよいし、室内熱交換器42、52の液側温度センサ44、54により検出される冷媒温度値(蒸発温度Teに対応)が、低圧目標値Tesで一定になるように、圧縮機21の運転容量を制御してもよい。
Here, the evaporating pressure is controlled by the low-pressure refrigerant in the
そして、このような蒸発圧力制御を行うことによって、室内熱交換器42、52から圧縮機21までのガス冷媒連絡配管7及びアキュムレータ24を含む冷媒配管内(図5の斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器42、52から圧縮機21までの部分を参照、以下、ガス冷媒流通部Dとする)を流れる冷媒の状態も安定して、主として、ガス冷媒流通部Dにおける冷媒の圧力に等価な運転状態量である、蒸発圧力Pe(すなわち、吸入圧力Ps)によってガス冷媒流通部D内における冷媒量が変化する状態を作り出している。
And by performing such evaporation pressure control, in the refrigerant | coolant piping containing the gas refrigerant | coolant communication piping 7 and the
また、凝縮圧力制御を行うのは、室外空気との熱交換によってガス状態から液状態に相変化しながら高圧の冷媒が流れる室外熱交換器23内(図5の斜線のハッチング及び黒塗りのハッチングの部分のうち室外熱交換器23に対応する部分を参照、以下、凝縮器部Aとする)における冷媒量が、冷媒の凝縮圧力Pcに大きく影響するからである。そして、この凝縮器部Aにおける冷媒の凝縮圧力Pcは、室外温度Taの影響より大きく変化するため、モータ28aにより室外ファン28から室外熱交換器23に供給する室内空気の風量Woを制御することによって、室外熱交換器23における冷媒の凝縮圧力Pcを一定にして、凝縮器部A内を流れる冷媒の状態を安定させて、主として、室外熱交換器23の液側(以下、冷媒量判定運転に関する説明では、室外熱交換器23の出口とする)における過冷却度SCoによって凝縮器A内における冷媒量が変化する状態を作り出している。尚、本実施形態の室外ファン28による凝縮圧力Pcの制御においては、室外熱交換器23における冷媒の凝縮圧力Pcに等価な運転状態量である、吐出圧力センサ30によって検出される圧縮機21の吐出圧力Pd、又は、熱交温度センサ33によって検出される室外熱交換器23内を流れる冷媒の温度(すなわち、凝縮温度Tc)が用いられる。
Condensation pressure control is performed in the
そして、このような凝縮圧力制御を行うことによって、室外熱交換器23から室内膨張弁41、51までの室外膨張弁38、過冷却器25の主冷媒回路側の部分及び液冷媒連絡配管6を含む流路と室外熱交換器23からバイパス冷媒回路61のバイパス膨張弁62までの流路とには高圧の液冷媒が流れて、室外熱交換器23から室内膨張弁41、51及びバイパス膨張弁62までの部分(図5の黒塗りのハッチング部分を参照、以下、液冷媒流通部Bとする)における冷媒の圧力も安定し、液冷媒流通部Bが液冷媒でシールされて安定した状態となる。
Then, by performing such condensation pressure control, the
また、液管温度制御を行うのは、過冷却器25から室内膨張弁41、51に至る液冷媒連絡配管6を含む冷媒配管内(図5に示される液冷媒流通部Bのうち過冷却器25から室内膨張弁41、51までの部分を参照)の冷媒の密度が変化しないようにするためである。そして、過冷却器25の能力制御は、過冷却器25の主冷媒回路側の出口に設けられた液管温度センサ35によって検出される冷媒の温度Tlpが液管温度目標値Tlpsで一定になるようにバイパス冷媒回路61を流れる冷媒の流量を増減して、過冷却器25の主冷媒回路側を流れる冷媒とバイパス冷媒回路側を流れる冷媒との間の交換熱量を調節することによって実現されている。尚、このバイパス冷媒回路61を流れる冷媒の流量の増減は、バイパス膨張弁62の開度調節によって行われる。このようにして、過冷却器25から室内膨張弁41、51に至る液冷媒連絡配管6を含む冷媒配管内における冷媒の温度が一定となる液管温度制御が実現されている。
The liquid pipe temperature control is performed in the refrigerant pipe including the liquid refrigerant communication pipe 6 extending from the
そして、このような液管温度一定制御を行うことによって、冷媒回路10に冷媒を充填することによって冷媒回路10内の冷媒量が徐々に増加するのに伴って、室外熱交換器23の出口における冷媒の温度Tco(すなわち、室外熱交換器23の出口における冷媒の過冷却度SCo)が変化する場合であっても、室外熱交換器23の出口における冷媒の温度Tcoの変化の影響が、室外熱交換器23の出口から過冷却器25に至る冷媒配管のみに収まり、液冷媒流通部Bのうち過冷却器25から液冷媒連絡配管6を含む室内膨張弁41、51までの冷媒配管には影響しない状態となる。
Then, by performing such liquid tube temperature constant control, the refrigerant amount in the
さらに、過熱度制御を行うのは、蒸発器部Cにおける冷媒量が、室内熱交換器42、52の出口における冷媒の乾き度に大きく影響するからである。この室内熱交換器42、52の出口における冷媒の過熱度SHrは、室内膨張弁41、51の開度を制御することによって、室内熱交換器42、52のガス側(以下、冷媒量判定運転に関する説明では、室内熱交換器42、52の出口とする)における冷媒の過熱度SHrが過熱度目標値SHrsで一定になるように(すなわち、室内熱交換器42、52の出口のガス冷媒を過熱状態)にして、蒸発器部C内を流れる冷媒の状態を安定させている。
Further, the superheat control is performed because the amount of refrigerant in the evaporator section C greatly affects the dryness of the refrigerant at the outlets of the
そして、このような過熱度制御を行うことによって、ガス冷媒連絡部Dにガス冷媒が確実に流れる状態を作り出している。 And the state which a gas refrigerant | coolant flows reliably to the gas refrigerant | coolant communication part D is created by performing such superheat degree control.
しかし、上述のように冷媒回路10を流れる冷媒の状態を安定化させるように制御したとしても、通常の冷房運転や暖房運転と制御が異なること、もしくは、室外ユニット2と室内ユニット4、5とを繋ぐ液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7の長さが物件に応じて異なること等に起因して、過熱度SHrの値が安定しない場合がある。すなわち、過熱度目標値SHrsで一定になるように室内膨張弁41、51の開度をPID制御しても、過熱度SHrが安定せずに、過熱度目標値SHrsに近い値においてハンチングすることがある。この場合には、図6に示すように、PID制御されている室内膨張弁41、51の開度もハンチングを起こしてしまう(図6の前半の時間帯を参照)。このように室内膨張弁41、51の開度がハンチングしてしまうと、冷媒回路10内を循環する冷媒の状態を安定させることができなくなる。なお、図6では、電子膨張弁である室内膨張弁41、51に対して与えられるパルス信号に応じた開度の1分平均をプロットして得られる様子を示している。ここで、プロットする時間間隔は、1分平均に限られるものではない。ここでのプロット時間間隔は、長い時間(例えば、10分平均程度)を対象としてプロットしてしまうことにより一見開度が安定しているかのように判断されてしまい、室内膨張弁41、51の開度(パルス信号に応じた値)にハンチングが生じていることを制御部8に認識させることができない、という事態を回避できる程度の時間間隔であればよく、例えば、3分平均程度としてもよい。
However, even if it controls to stabilize the state of the refrigerant flowing through the
そして、制御部8は、冷凍サイクルを安定化させるために、過熱度制御や、室内膨張弁41、51の開度のハンチングを回避する固定安定化制御を行うことで、安定化制御を行う。図7に、過熱度制御から固定安定化制御に移行していく制御フローチャートを示す。
And the
ステップS201では、制御部8は、過熱度制御を行う。この過熱度制御では、制御部8は、ガス側温度センサ45、55が検知する冷媒温度値から液側温度センサ44、54が検出する冷媒温度値(蒸発温度Teに対応)を差し引くことによって得られる値(過熱度SHr)と過熱度目標値SHrsとの偏差に基づいて、過熱度SHrが過熱度目標値SHrsで一定になるように、室内膨張弁41、51それぞれに与えるパルス信号を個別にPID制御することで、室内膨張弁41、51それぞれの開度を制御する。
In step S201, the
ステップS202では、制御部8は、ガス側温度センサ45、55が検知する冷媒温度値から液側温度センサ44、54が検出する冷媒温度値(蒸発温度Teに対応)を差し引くことによって得られる値(過熱度SHr)が、所定時間(図6参照)の間、過熱度目標値SHrsの近傍(例えば、±1℃の安定範囲内)で維持されたか否かを判断する。ここで、所定時間の間安定範囲内で維持されている場合には(この場合には、PID制御されている各室内膨張弁41、51の開度についても安定しているため)、冷媒回路10を流れる冷媒の状態が安定しているものと判断して、安定化制御を終える。一方、所定時間の間維持できなかった場合には(この場合には、PID制御されている室内膨張弁41、51の開度も安定していないため)、冷媒回路10を流れる冷媒の状態が安定していないものと判断して、ステップS203に移行する。
In step S202, the
ステップS203では、制御部8は、過熱度のハンチングが所定時間を超えて続いており安定していないため過熱度目標値SHrsで一定に制御する過熱度制御を止め、室内膨張弁41、51の開度を固定することで冷媒回路10の冷媒の状態を安定化させる固定安定化制御を行う。この固定安定化制御では、室内膨張弁41、51に対して与えるパルス信号を一定に固定する制御を行う。ここでの一定化されるパルス信号は、制御部8が、過熱度SHrを安定的に維持することができなかった所定時間の間におけるパルス信号に応じた開度の振れ幅において(図6参照)、最大値と最小値との中間値に対応するパルス信号として選定する。なお、ここでの室内膨張弁41、51に対して与えるパルス信号による開度としては、この最大値と最小値との間の中間値として室内膨張弁41、51のいずれに対しても同じパルス信号による開度が与えられるように制御してもよいし、この中間値のなかで室内ユニット4、5の馬力や冷凍能力の比率に応じて重み付けをして得られるそれぞれの値によって各室内膨張弁41、51に対して与えられるパルス信号による開度が異なるように制御してもよい。室内膨張弁41、51に対して異なるパルス信号による開度を与えて制御する場合には、各室内ユニット4、5の馬力や冷凍能力(各室内熱交換器42、52のコイルの表面積や、各室内ファン43、53によって供給される風量等により定まる値)に応じた比率を、予めメモリ(図示せず)に格納させておく。
In step S203, the
ステップS204では、制御部8は、他の構成機器(例えば、圧縮機21)の制御周期よりも長い時間に予め設定された補正周期が経過するのを待って、圧縮の吐出側に過熱度が所定上限値を超えて付き過ぎていないか、室内熱交換器42、52から送り出される冷媒に過熱度が付いていない状態ではないか、もしくは、過熱度がこれらの間であることにより所定条件を満たすか、について判断する。ここで、過熱度が所定条件を満たすようについている場合には、ステップS206に移行する。これに対して、過熱度が所定上限値を超えて付き過ぎていたり、過熱度が付いていない状態である場合には、ステップS205に移行する。
In step S204, the
ステップS205では、制御部8は、補正制御を行う。この補正制御では、過熱度が所定上限値を超えて付き過ぎている場合には、室内膨張弁41、51に与えるパルス信号を変更して開度を上げて固定する補正制御を行うことで、室内膨張弁41、51の開度を上げて、過熱度を低減させるように補正する。一方で、過熱度が付いていない場合には、室内膨張弁41、51に与えるパルス信号を変更して開度を下げて固定する補正制御を行うことで、室内膨張弁41、51の開度を下げて、過熱度が付くように補正する。そして、ステップS204に戻って、再度、補正周期が経過するのを待って、必要であれば補正制御を繰り返す。これにより、固定安定化制御によって過熱度の付き過ぎて圧縮機の吐出側の温度が上昇し過ぎてしまったり過熱度が付かなかったりする場合に、制御部8が補正制御を行ってこのような状態を改善することができる。そして、この補正制御は、室内膨張弁41、51以外の他の構成機器の制御周期よりも長い補正周期で実行されるため、補正制御自体がハンチングしてしまうことを回避できる。なお、ここでの補正制御におけるパルス信号に応じた開度の補正幅は、予め定められた所定幅で制御してもよいし、所定上限値を超えている度合いや過熱度が付いていない度合い等に応じた値となるように制御してもよい。
In step S205, the
ステップS206では、制御部8は、過熱度制御から固定安定化制御に制御を変更したことによる安定待ちを予め定められた安定待ち時間の間行う。これにより、固定安定化制御を終える。
In step S <b> 206, the
これにより、室内熱交換器42、52の出口における冷媒の乾き度の安定性は多少犠牲にされるものの、過熱度SHrのハンチングが生じた場合であっても、冷媒回路10内を循環する冷媒の状態を確実に安定化させることが可能になる。
Thus, although the stability of the dryness of the refrigerant at the outlets of the
以上のようにして、冷媒量の判定を行う際に、冷媒回路10を循環する冷媒の状態を安定化させる安定化制御を行うことで、安定化状態での各値を用いて以下の各演算処理等を行うことができる。
As described above, when determining the amount of refrigerant, by performing the stabilization control for stabilizing the state of the refrigerant circulating in the
冷媒量判定運転の蒸発圧力制御における低圧目標値Pesを、複数個(ここでは、低温用低圧目標値Pesa及び高温用低圧目標値Pesbの2つ)準備し、予め制御部8を構成する室外側制御部37のメモリに記憶させている。そして、これら2つの低圧目標値Pesa、Pesbは、図8に示されるように、ステップS11において、室内温度Tr、及び/又は、室外温度Taの条件により選択されるようになっている(ステップS14〜S18)。
A plurality of low pressure target values Pes (e.g., low temperature low pressure target value Pesa and high temperature low pressure target value Pesb) in the evaporation pressure control in the refrigerant amount determination operation are prepared, and the outdoor side configuring the
上述の各種制御によって、冷媒回路10内を循環する冷媒の状態が安定して、冷媒回路10内における冷媒量の分布が一定となるため、続いて行われる冷媒の追加充填によって冷媒回路10内に冷媒が充填され始めた際に、冷媒回路10内の冷媒量の変化が、主として、室外熱交換器23内の冷媒量の変化となって現れる状態を作り出すことができる(以下、この運転を冷媒量判定運転とする)。
By the various controls described above, the state of the refrigerant circulating in the
ここで、蒸発圧力Pe(圧縮機21の吸入圧力Ps)は、室内温度Trや室外温度Taに依存する運転状態量であるため、例えば、夏季のような気温の高い場合(以下、高温期とする)に安定的な冷媒量判定運転を行うことが可能な低圧目標値Pesは、春季や秋季のような中間的な気温の場合(以下、中間期とする)には適用可能であり安定的な冷媒量判定運転を行うことができるが、冬季のような気温の低い場合(以下、低温期とする)に適用しようとしても、このような高い蒸発圧力Peにおいて安定的な冷媒量判定運転を行うことはできない。 Here, the evaporating pressure Pe (the suction pressure Ps of the compressor 21) is an operating state quantity that depends on the indoor temperature Tr and the outdoor temperature Ta, and therefore, for example, when the temperature is high in summer (hereinafter referred to as the high temperature period). The low-pressure target value Pes that enables stable refrigerant quantity determination operation is applicable and stable in the case of intermediate temperatures such as spring and autumn (hereinafter referred to as the intermediate period). However, even if it is intended to be applied when the temperature is low such as in winter (hereinafter referred to as a low temperature period), a stable refrigerant amount determination operation is performed at such a high evaporation pressure Pe. Can't do it.
そこで、本実施形態では、冷媒量判定運転の蒸発圧力制御における低圧目標値Pesを、複数個(ここでは、低温用低圧目標値Pesa及び高温用低圧目標値Pesbの2つ)準備し、予め制御部8を構成する室外側制御部37のメモリに記憶させている。そして、これら2つの低圧目標値Pesa、Pesbは、図8に示されるように、ステップS11において、室内温度Tr、及び/又は、室外温度Taの条件により選択されるようになっている(ステップS14〜S18)。
Therefore, in the present embodiment, a plurality of low pressure target values Pes (here, two of the low pressure target value Pesa for low temperature and the low pressure target value Pesb for high temperature) for the evaporation pressure control in the refrigerant amount determination operation are prepared and controlled in advance. This is stored in the memory of the
具体的には、まず、ステップS14において、冷媒量判定運転における室内温度Trが低温側閾値Tr1よりも低い(すなわち、Tr<Tr1)、かつ、冷媒量判定運転における室外温度Taが低温側閾値Ta1よりも低い(すなわち、Ta<Ta1)条件であるかどうかを判定して、この条件を満たす場合には、ステップS15の処理に移行して、低圧目標値Pesを低温期に適した値(ここでは、低温用低圧目標値Pesa)を選択する。一方、ステップS14における条件を満たさない場合には、ステップS16の処理に移行する。 Specifically, first, in step S14, the indoor temperature Tr in the refrigerant amount determination operation is lower than the low temperature side threshold Tr1 (that is, Tr <Tr1), and the outdoor temperature Ta in the refrigerant amount determination operation is the low temperature side threshold Ta1. If the condition is lower (that is, Ta <Ta1), and if this condition is satisfied, the process proceeds to step S15 to set the low pressure target value Pes to a value suitable for the low temperature period (here Then, the low pressure target value Pesa) for low temperature is selected. On the other hand, when the condition in step S14 is not satisfied, the process proceeds to step S16.
次に、ステップS16において、冷媒量判定運転における室内温度Trが高温側閾値Tr2よりも高い(すなわち、Tr>Tr2)、かつ、冷媒量判定運転における室外温度Taが高温側閾値Ta2よりも高い(すなわち、Ta<Ta2)条件であるかどうかを判定して、この条件を満たす場合には、ステップS17の処理に移行して、低圧目標値Pesを高温期に適した値(ここでは、高温用低圧目標値Pesb)を選択する。一方、ステップS16における条件を満たさない場合には、ステップS18の処理に移行して、低圧目標値Pesを中間期に適した値(ここでは、低温用低圧目標値Pesa及び高温用低圧目標値Pesbのいずれかであって、初期値として設定される方の値)を選択する。 Next, in step S16, the indoor temperature Tr in the refrigerant amount determination operation is higher than the high temperature side threshold Tr2 (that is, Tr> Tr2), and the outdoor temperature Ta in the refrigerant amount determination operation is higher than the high temperature side threshold Ta2 ( That is, it is determined whether or not Ta <Ta2), and when this condition is satisfied, the process proceeds to step S17, and the low pressure target value Pes is a value suitable for the high temperature period (here, for high temperature) The low pressure target value Pesb) is selected. On the other hand, when the condition in step S16 is not satisfied, the process proceeds to step S18, and the low pressure target value Pes is a value suitable for the intermediate period (here, the low pressure target value Pesa for low temperature and the low pressure target value Pesb for high temperature). Whichever is set as the initial value) is selected.
次に、ステップS19において、凝縮圧力制御と、液管温度制御と、過熱度制御と、ステップS15、S17、S18において設定された低圧目標値Pes(具体的には、低温用低圧目標値Pesa及び高温用低圧目標値Pesbのいずれか一方)を用いた蒸発圧力制御とを含む機器制御が行われる。 Next, in step S19, the condensation pressure control, the liquid pipe temperature control, the superheat degree control, and the low pressure target value Pes set in steps S15, S17, and S18 (specifically, the low temperature target low pressure target value Pesa and Device control including evaporation pressure control using either one of the high temperature low pressure target value Pesb) is performed.
尚、低温用低圧目標値Pesa及び高温用低圧目標値Pesbを室内温度Tr及び/又は室外温度Taの条件により選択するための具体的な条件及び処理は、上述の条件及び処理に限定されず、例えば、室内温度Trの条件のみや室外温度Taのみの条件で選択する等のように他の条件及び処理を用いてもよい。 Specific conditions and processing for selecting the low temperature target value Pesa for low temperature and the low pressure target value Pesb for high temperature according to the conditions of the indoor temperature Tr and / or the outdoor temperature Ta are not limited to the above-described conditions and processing. For example, other conditions and processing may be used, such as selecting only the condition of the indoor temperature Tr or the condition of only the outdoor temperature Ta.
以上のような制御等は、冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能する制御部8(より具体的には、室内側制御部47、57と室外側制御部37と制御部37、47、57間を接続する伝送線8a)により、ステップS11の処理として行われ、このステップS11の中で、条件変更手段としての制御部8が、室内温度Tr及び/又は室外温度Taの条件に応じて、冷媒量判定運転に関する条件としての低圧目標値Pesが設定されるステップS14〜S18の処理が行われる。
The above control and the like are performed by the control unit 8 (more specifically, the indoor
尚、本実施形態と異なり、室外ユニット2に予め冷媒が充填されていない場合には、このステップS11の処理に先だって、上述の冷媒量判定運転を行う際に、構成機器が異常停止してしまうことがない程度の冷媒量になるまで冷媒充填を行う必要がある。
Note that, unlike the present embodiment, when the
(ステップS12:冷媒量の演算)
次に、上記の冷媒量判定運転を行いつつ、冷媒回路10内に冷媒の追加充填を実施するが、この際、冷媒量演算手段として機能する制御部8によって、ステップS12における冷媒の追加充填時における冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路10内の冷媒量を演算する。
(Step S12: Calculation of refrigerant amount)
Next, while performing the refrigerant amount determination operation, the
まず、本実施形態における冷媒量演算手段について説明する。冷媒量演算手段は、冷媒回路10を複数の部分に分割して、分割された各部分ごとに冷媒量を演算することで、冷媒回路10内の冷媒量を演算するものである。より具体的には、分割された各部分ごとに、各部分の冷媒量と冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式が設定されており、これらの関係式を用いて、各部分の冷媒量を演算することができるようになっている。
First, the refrigerant quantity calculating means in this embodiment will be described. The refrigerant quantity calculating means calculates the refrigerant quantity in the
そして、本実施形態においては、冷媒回路10は、四路切換弁22が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機21の吐出側が室外熱交換器23のガス側に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側がガス側閉鎖弁27及びガス冷媒連絡配管7を介して室内熱交換器42、52の出口に接続された状態において、圧縮機21の部分及び圧縮機21から四路切換弁22(図5では図示せず)を含む室外熱交換器23までの部分(以下、高圧ガス管部Eとする)と、室外熱交換器23の部分(すなわち、凝縮器部A)と、液冷媒流通部Bのうち室外熱交換器23から過冷却器25までの部分及び過冷却器25の主冷媒回路側の部分の入口側半分(以下、高温側液管部B1とする)と、液冷媒流通部Bのうち過冷却器25の主冷媒回路側の部分の出口側半分及び過冷却器25から液側閉鎖弁26(図5では図示せず)までの部分(以下、低温側液管部B2とする)と、液冷媒流通部Bのうち液冷媒連絡配管6の部分(以下、液冷媒連絡配管部B3とする)と、液冷媒流通部Bのうち液冷媒連絡配管6から室内膨張弁41、51及び室内熱交換器42、52の部分(すなわち、蒸発器部C)を含むガス冷媒流通部Dのうちガス冷媒連絡配管7までの部分(以下、室内ユニット部Fとする)と、ガス冷媒流通部Dのうちガス冷媒連絡配管7の部分(以下、ガス冷媒連絡配管部Gとする)と、ガス冷媒流通部Dのうちガス側閉鎖弁27(図5では図示せず)から四路切換弁22及びアキュムレータ24を含む圧縮機21までの部分(以下、低圧ガス管部Hとする)と、液冷媒流通部Bのうち高温側液管部B1からバイパス膨張弁62及び過冷却器25のバイパス冷媒回路側の部分を含む低圧ガス管部Hまでの部分(以下、バイパス回路部Iとする)とに分割されて、各部分ごとに関係式が設定されている。次に、上述の各部分ごとに設定された関係式について、説明する。
And in this embodiment, the
本実施形態において、高圧ガス管部Eにおける冷媒量Mog1と冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Mog1=Vog1×ρd
という、室外ユニット2の高圧ガス管部Eの容積Vog1に高圧ガス管部Eにおける冷媒の密度ρdを乗じた関数式として表される。尚、高圧ガス管部Eの容積Vog1は、室外ユニット2が設置場所に設置される前から既知の値であり、予め制御部8のメモリに記憶されている。また、高圧ガス管部Eにおける冷媒の密度ρdは、吐出温度Td及び吐出圧力Pdを換算することによって得られる。
In the present embodiment, the relational expression between the refrigerant amount Mog1 in the high-pressure gas pipe part E and the operating state quantity of the refrigerant or the component device flowing through the
Mog1 = Vog1 × ρd
This is expressed as a functional expression obtained by multiplying the volume Vog1 of the high-pressure gas pipe E of the
凝縮器部Aにおける冷媒量Mcと冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Mc=kc1×Ta+kc2×Tc+kc3×SHm+kc4×Wc
+kc5×ρc+kc6×ρco+kc7
という、室外温度Ta、凝縮温度Tc、圧縮機吐出過熱度SHm、冷媒循環量Wc、室外熱交換器23における冷媒の飽和液密度ρc及び室外熱交換器23の出口における冷媒の密度ρcoの関数式として表される。尚、上述の関係式におけるパラメータkc1〜kc7は、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析することによって求められたものであり、予め制御部8のメモリに記憶されている。また、圧縮機吐出過熱度SHmは、圧縮機の吐出側における冷媒の過熱度であり、吐出圧力Pdを冷媒の飽和温度値に換算し、吐出温度Tdからこの冷媒の飽和温度値を差し引くことにより得られる。冷媒循環量Wcは、蒸発温度Teと凝縮温度Tcとの関数(すなわち、Wc=f(Te、Tc))として表される。冷媒の飽和液密度ρcは、凝縮温度Tcを換算することによって得られる。室外熱交換器23の出口における冷媒の密度ρcoは、凝縮温度Tcを換算することによって得られる凝縮圧力Pc及び冷媒の温度Tcoを換算することによって得られる。
The relational expression between the refrigerant amount Mc in the condenser part A and the operating state quantity of the refrigerant flowing through the
Mc = kc1 * Ta + kc2 * Tc + kc3 * SHm + kc4 * Wc
+ Kc5 × ρc + kc6 × ρco + kc7
Functional expressions of the outdoor temperature Ta, the condensation temperature Tc, the compressor discharge superheat degree SHm, the refrigerant circulation amount Wc, the saturated liquid density ρc of the refrigerant in the
高温液管部B1における冷媒量Mol1と冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Mol1=Vol1×ρco
という、室外ユニット2の高温液管部B1の容積Vol1に高温液管部B1における冷媒の密度ρco(すなわち、上述の室外熱交換器23の出口における冷媒の密度)を乗じた関数式として表される。尚、高圧液管部B1の容積Vol1は、室外ユニット2が設置場所に設置される前から既知の値であり、予め制御部8のメモリに記憶されている。
The relational expression between the refrigerant amount Mol1 in the high-temperature liquid pipe part B1 and the operation state quantity of the refrigerant or the component device flowing through the
Mol1 = Vol1 × ρco
The volume Vol1 of the high-temperature liquid pipe part B1 of the
低温液管部B2における冷媒量Mol2と冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Mol2=Vol2×ρlp
という、室外ユニット2の低温液管部B2の容積Vol2に低温液管部B2における冷媒の密度ρlpを乗じた関数式として表される。尚、低温液管部B2の容積Vol2は、室外ユニット2が設置場所に設置される前から既知の値であり、予め制御部8のメモリに記憶されている。また、低温液管部B2における冷媒の密度ρlpは、過冷却器25の出口における冷媒の密度であり、凝縮圧力Pc及び過冷却器25の出口における冷媒の温度Tlpを換算することによって得られる。
The relational expression between the refrigerant amount Mol2 in the low-temperature liquid pipe part B2 and the operation state quantity of the refrigerant flowing through the
Mol2 = Vol2 × ρlp
This is expressed as a functional expression obtained by multiplying the volume Vol2 of the low-temperature liquid pipe part B2 of the
液冷媒連絡配管部B3における冷媒量Mlpと冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Mlp=Vlp×ρlp
という、液冷媒連絡配管6の容積Vlpに液冷媒連絡配管部B3における冷媒の密度ρlp(すなわち、過冷却器25の出口における冷媒の密度)を乗じた関数式として表される。尚、液冷媒連絡配管6の容積Vlpは、液冷媒連絡配管6が空気調和装置1をビル等の設置場所に設置する際に現地にて施工される冷媒配管であるため、長さや管径等の情報から現地において演算した値を入力したり、長さや管径等の情報を現地において入力し、これらの入力された液冷媒連絡配管6の情報から制御部8で演算したり、又は、後述のように、配管容積判定運転の運転結果を用いて演算される。
The relational expression between the refrigerant amount Mlp in the liquid refrigerant communication pipe part B3 and the operation state quantity of the refrigerant or the component device flowing through the
Mlp = Vlp × ρlp
This is expressed as a functional equation obtained by multiplying the volume Vlp of the liquid refrigerant communication pipe 6 by the refrigerant density ρlp in the liquid refrigerant communication pipe section B3 (that is, the refrigerant density at the outlet of the subcooler 25). Note that the volume Vlp of the liquid refrigerant communication pipe 6 is a refrigerant pipe that is constructed on-site when the liquid refrigerant communication pipe 6 is installed at an installation location such as a building. From this information, the value calculated in the field is input, information such as length and pipe diameter is input in the field, and the
室内ユニット部Fにおける冷媒量Mrと冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Mr=kr1×Tlp+kr2×ΔT+kr3×SHr+kr4×Wr+kr5
という、過冷却器25の出口における冷媒の温度Tlp、室内温度Trから蒸発温度Teを差し引いた温度差ΔT、上述したように過熱度制御を行った状態もしくは固定安定化制御によって安定化した状態での室内熱交換器42、52の出口における冷媒の過熱度SHr及び室内ファン43、53の風量Wrの関数式として表される。尚、上述の関係式におけるパラメータkr1〜kr5は、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析することによって求められたものであり、予め制御部8のメモリに記憶されている。尚、ここでは、2台の室内ユニット4、5のそれぞれに対応して冷媒量Mrの関係式が設定されており、室内ユニット4の冷媒量Mrと室内ユニット5の冷媒量Mrとを加算することにより、室内ユニット部Fの全冷媒量が演算されるようになっている。尚、室内ユニット4と室内ユニット5の機種や容量が異なる場合には、パラメータkr1〜kr5の値が異なる関係式が使用されることになる。
The relational expression between the refrigerant quantity Mr in the indoor unit part F and the operating state quantity of the refrigerant flowing through the
Mr = kr1 × Tlp + kr2 × ΔT + kr3 × SHr + kr4 × Wr + kr5
The refrigerant temperature Tlp at the outlet of the
ガス冷媒連絡配管部Gにおける冷媒量Mgpと冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Mgp=Vgp×ρgp
という、ガス冷媒連絡配管7の容積Vgpにガス冷媒連絡配管部Hにおける冷媒の密度ρgpを乗じた関数式として表される。尚、ガス冷媒連絡配管7の容積Vgpは、液冷媒連絡配管6と同様に、ガス冷媒連絡配管7が空気調和装置1をビル等の設置場所に設置する際に現地にて施工される冷媒配管であるため、長さや管径等の情報から現地において演算した値を入力したり、長さや管径等の情報を現地において入力し、これらの入力されたガス冷媒連絡配管7の情報から制御部8で演算したり、又は、後述のように、配管容積判定運転の運転結果を用いて演算される。また、ガス冷媒配管連絡部Gにおける冷媒の密度ρgpは、圧縮機21の吸入側における冷媒の密度ρsと、室内熱交換器42、52の出口(すなわち、ガス冷媒連絡配管7の入口)における冷媒の密度ρeoとの平均値である。冷媒の密度ρsは、吸入圧力Ps及び吸入温度Tsを換算することによって得られ、冷媒の密度ρeoは、蒸発温度Teの換算値である蒸発圧力Pe及び室内熱交換器42、52の出口温度Teoを換算することによって得られる。
The relational expression between the refrigerant amount Mgp in the gas refrigerant communication pipe part G and the operation state quantity of the refrigerant or the component device flowing through the
Mgp = Vgp × ρgp
This is expressed as a functional expression obtained by multiplying the volume Vgp of the gas refrigerant communication pipe 7 by the refrigerant density ρgp in the gas refrigerant communication pipe portion H. The volume Vgp of the gas refrigerant communication pipe 7 is similar to the liquid refrigerant communication pipe 6 and is a refrigerant pipe that is constructed on site when the gas refrigerant communication pipe 7 installs the air conditioner 1 at an installation location such as a building. Therefore, it is possible to input a value calculated in the field from information such as length and pipe diameter, or to input information such as length and pipe diameter in the field, and from the input information of the gas refrigerant communication pipe 7, the
低圧ガス管部Hにおける冷媒量Mog2と冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Mog2=Vog2×ρs
という、室外ユニット2内の低圧ガス管部Hの容積Vog2に低圧ガス管部Hにおける冷媒の密度ρsを乗じた関数式として表される。尚、低圧ガス管部Hの容積Vog2は、設置場所に出荷される前から既知の値であり、予め制御部8のメモリに記憶されている。
The relational expression between the refrigerant amount Mog2 in the low-pressure gas pipe part H and the operating state quantity of the refrigerant flowing through the
Mog2 = Vog2 × ρs
This is expressed as a functional expression obtained by multiplying the volume Vog2 of the low-pressure gas pipe H in the
バイパス回路部Iにおける冷媒量Mobと冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Mob=kob1×ρco+kob2×ρs+kob3×Pe+kob4
という、室外熱交換器23の出口における冷媒の密度ρco、過冷却器25のバイパス回路側の出口における冷媒の密度ρs及び蒸発圧力Peの関数式として表される。尚、上述の関係式におけるパラメータkob1〜kob3は、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析することによって求められたものであり、予め制御部8のメモリに記憶されている。また、バイパス回路部Iの容積Mobは、他の部分に比べて冷媒量が少ないこともあり、さらに簡易的な関係式によって演算されてもよい。例えば、
Mob=Vob×ρe×kob5
という、バイパス回路部Iの容積Vobに過冷却器25のバイパス回路側の部分における飽和液密度ρe及び補正係数kobを乗じた関数式として表される。尚、バイパス回路部Iの容積Vobは、室外ユニット2が設置場所に設置される前から既知の値であり、予め制御部8のメモリに記憶されている。また、過冷却器25のバイパス回路側の部分における飽和液密度ρeは、吸入圧力Ps又は蒸発温度Teを換算することによって得られる。
The relational expression between the refrigerant amount Mob in the bypass circuit section I and the operating state quantity of the refrigerant flowing through the
Mob = kob1 × ρco + kob2 × ρs + kob3 × Pe + kob4
The refrigerant density ρco at the outlet of the
Mob = Vob × ρe × kob5
This is expressed as a functional expression obtained by multiplying the volume Vob of the bypass circuit I by the saturated liquid density ρe and the correction coefficient kob in the bypass circuit side portion of the
尚、本実施形態において、室外ユニット2は1台であるが、室外ユニットが複数台接続される場合には、室外ユニットに関する冷媒量Mog1、Mc、Mol1、Mol2、Mog2及びMobは、複数の室外ユニットのそれぞれに対応して各部分の冷媒量の関係式が設定され、複数の室外ユニットの各部分の冷媒量を加算することにより、室外ユニットの全冷媒量が演算されるようになっている。尚、機種や容量が異なる複数の室外ユニットが接続される場合には、パラメータの値が異なる各部分の冷媒量の関係式が使用されることになる。
In the present embodiment, the number of
以上のように、本実施形態では、冷媒回路10の各部分についての関係式を用いて、冷媒量判定運転における冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から各部分の冷媒量を演算することで、冷媒回路10の冷媒量を演算することができるようになっている。
As described above, in the present embodiment, the refrigerant amount of each part is calculated from the refrigerant flowing through the
そして、このステップS12は、後述のステップS13における冷媒量の適否の判定の条件が満たされるまで繰り返されるため、冷媒の追加充填が開始してから完了するまでの間、冷媒回路10の各部分についての関係式を用いて、冷媒充填時における運転状態量から各部分の冷媒量が演算される。より具体的には、後述のステップS13における冷媒量の適否の判定に必要な室外ユニット2内の冷媒量Mo及び各室内ユニット4、5内の冷媒量Mr(すなわち、冷媒連絡配管6、7を除く冷媒回路10の各部分の冷媒量)が演算される。ここで、室外ユニット2内の冷媒量Moは、上述の室外ユニット2内の各部分の冷媒量Mog1、Mc、Mol1、Mol2、Mog2及びMobを加算することによって演算される。
And since this step S12 is repeated until the conditions of determination of the appropriateness | suitableness of the refrigerant | coolant amount in below-mentioned step S13 are satisfy | filled, it is about each part of the
このように、冷媒自動充填運転における冷媒回路10内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路10の各部分の冷媒量を演算する冷媒量演算手段として機能する制御部8により、ステップS12の処理が行われる。
In this way, the
(ステップS13:冷媒量の適否の判定)
上述のように、冷媒回路10内に冷媒の追加充填を開始すると、冷媒回路10内の冷媒量が徐々に増加する。ここで、冷媒連絡配管6、7の容積が未知である場合には、冷媒の追加充填後に冷媒回路10内に充填されるべき冷媒量を、冷媒回路10全体の冷媒量として規定することができない。しかし、室外ユニット2及び室内ユニット4、5だけに着目すれば(すなわち、冷媒連絡配管6、7を除く冷媒回路10)、試験や詳細なシミュレーションにより通常運転モードにおける最適な室外ユニット2の冷媒量を予め知ることができるため、この冷媒量を充填目標値Msとして予め制御部8のメモリに記憶しておき、上述の関係式を用いて冷媒自動充填運転における冷媒回路10内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から演算される室外ユニット2の冷媒量Moと室内ユニット4、5の冷媒量Mrとを加算した冷媒量の値が、この充填目標値Msに到達するまで、冷媒の追加充填を行えばよいことになる。すなわち、ステップS13は、冷媒自動充填運転における室外ユニット2の冷媒量Moと室内ユニット4、5の冷媒量Mrとを加算した冷媒量の値が充填目標値Msに到達したかどうかを判定することで、冷媒の追加充填により冷媒回路10内に充填された冷媒量の適否を判定する処理である。
(Step S13: Determination of appropriateness of refrigerant amount)
As described above, when additional charging of the refrigerant into the
そして、ステップS13において、室外ユニット2の冷媒量Moと室内ユニット4、5の冷媒量Mrとを加算した冷媒量の値が充填目標値Msよりも小さく、冷媒の追加充填が完了していない場合には、充填目標値Msに到達するまで、ステップS13の処理が繰り返される。また、室外ユニット2の冷媒量Moと室内ユニット4、5の冷媒量Mrとを加算した冷媒量の値が充填目標値Msに到達した場合には、冷媒の追加充填が完了し、冷媒自動充填運転処理としてのステップS1が完了する。
In Step S13, when the refrigerant amount value obtained by adding the refrigerant amount Mo of the
尚、上述の冷媒量判定運転においては、冷媒回路10内への冷媒の追加充填が進むにつれて、主として、室外熱交換器23の出口における過冷却度SCoが大きくなる傾向が現れて室外熱交換器23における冷媒量Mcが増加し、他の部分における冷媒量がほぼ一定に保たれる傾向になるため、充填目標値Msを、室外ユニット2及び室内ユニット4、5ではなく、室外ユニット2の冷媒量Moのみに対応する値として設定したり、又は、室外熱交換器23の冷媒量Mcに対応する値として設定して、充填目標値Msに到達するまで冷媒の追加充填を行うようにしてもよい。
In the refrigerant amount determination operation described above, as the additional charging of the refrigerant into the
このように、冷媒自動充填運転の冷媒量判定運転における冷媒回路10内の冷媒量の適否(すなわち、充填目標値Msに到達したかどうか)を判定する冷媒量判定手段として機能する制御部8により、ステップS13の処理が行われる。
As described above, the
(ステップS2:配管容積判定運転)
上述のステップS1の冷媒自動充填運転が完了したら、ステップS2の配管容積判定運転に移行する。配管容積判定運転では、制御部8によって、図9に示されるステップS21〜ステップS25の処理が行われる。ここで、図9は、配管容積判定運転のフローチャートである。
(Step S2: Pipe volume judgment operation)
When the automatic refrigerant charging operation in step S1 is completed, the process proceeds to a pipe volume determination operation in step S2. In the pipe volume determination operation, the processing of step S21 to step S25 shown in FIG. Here, FIG. 9 is a flowchart of the pipe volume determination operation.
(ステップS21、S22:液冷媒連絡配管用の配管容積判定運転及び容積の演算)
ステップS21では、上述の冷媒自動充填運転におけるステップS11の冷媒量判定運転と同様に、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御、固定安定化制御及び蒸発圧力制御を含む液冷媒連絡配管6用の配管容積判定運転を行う。ここで、液管温度制御における過冷却器25の主冷媒回路側の出口の冷媒の温度Tlpの液管温度目標値Tlpsを第1目標値Tlps1とし、この第1目標値Tlps1で冷媒量判定運転が安定した状態を第1状態とする(図10の破線を含む線で示された冷凍サイクルを参照)。尚、図10は、液冷媒連絡配管用の配管容積判定運転における空気調和装置1の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
(Steps S21 and S22: Pipe volume determination operation for liquid refrigerant communication pipe and calculation of volume)
Step S21 includes all indoor unit operations, condensation pressure control, liquid pipe temperature control, superheat degree control, fixed stabilization control, and evaporation pressure control, similar to the refrigerant amount determination operation of step S11 in the above-described automatic refrigerant charging operation. A pipe volume determination operation for the liquid refrigerant communication pipe 6 is performed. Here, the liquid pipe temperature target value Tlps of the refrigerant temperature Tlp at the outlet on the main refrigerant circuit side of the
次に、液管温度制御における過冷却器25の主冷媒回路側の出口の冷媒の温度Tlpが第1目標値Tlps1で安定した第1状態から、他の機器制御、すなわち、凝縮圧力制御、過熱度制御、固定安定化制御及び蒸発圧力制御の条件については変更することなく(すなわち、過熱度目標値SHrsや低圧目標値Tesを変更することなく)、液管温度目標値Tlpsを第1目標値Tlps1と異なる第2目標値Tlps2に変更して安定させた第2状態とする(図10の実線で示された冷凍サイクルを参照)。本実施形態において、第2目標値Tlps2は、第1目標値Tlps1よりも高い温度である。
Next, from the first state where the refrigerant temperature Tlp at the outlet on the main refrigerant circuit side of the
このように、第1状態で安定した状態から第2状態に変更することによって、液冷媒連絡配管6内の冷媒の密度が小さくなるため、第2状態における液冷媒連絡配管部B3の冷媒量Mlpは、第1状態における冷媒量に比べて減少することになる。そして、この液冷媒連絡配管部B3から減少した冷媒は、冷媒回路10の他の部分に移動することになる。より具体的には、上述のように、液管温度制御以外の他の機器制御の条件については変更していないことから、高圧ガス管部Eにおける冷媒量Mog1、低圧ガス管部Hにおける冷媒量Mog2及びガス冷媒連絡配管部Gにおける冷媒量Mgpがほぼ一定に保たれて、液冷媒連絡配管部B3から減少した冷媒は、凝縮器部A、高温液管部B1、低温液管部B2、室内ユニット部F及びバイパス回路部Iに移動することになる。すなわち、液冷媒連絡配管部B3から冷媒が減少した分だけ、凝縮器部Aにおける冷媒量Mc、高温液管部B1における冷媒量Mol1、低温液管部B2における冷媒量Mol2、室内ユニット部Fにおける冷媒量Mr及びバイパス回路部Iにおける冷媒量Mobが増加することになる。
Thus, since the density of the refrigerant | coolant in the liquid refrigerant communication piping 6 becomes small by changing from the stable state in the 1st state to the 2nd state, the refrigerant | coolant amount Mlp of the liquid refrigerant communication piping part B3 in a 2nd state Decreases compared to the amount of refrigerant in the first state. And the refrigerant | coolant decreased from this liquid refrigerant communication piping part B3 will move to the other part of the
以上のような制御は、液冷媒連絡配管部6の容積Mlpを演算するための配管容積判定運転を行う配管容積判定運転制御手段として機能する制御部8(より具体的には、室内側制御部47、57と室外側制御部37と制御部37、47、57間を接続する伝送線8a)により、ステップS21の処理として行われる。
The above control is performed by the control unit 8 (more specifically, the indoor side control unit) functioning as a pipe volume determination operation control unit that performs a pipe volume determination operation for calculating the volume Mlp of the liquid refrigerant communication pipe unit 6. 47, 57, the
次に、ステップS22では、第1状態から第2状態への変更により、液冷媒連絡配管部B3から冷媒が減少して冷媒回路10の他の部分に移動する現象を利用して、液冷媒連絡配管6の容積Vlpを演算する。
Next, in step S22, the change from the first state to the second state makes use of the phenomenon that the refrigerant decreases from the liquid refrigerant communication pipe part B3 and moves to the other part of the
まず、液冷媒連絡配管6の容積Vlpを演算するために使用される演算式について、説明する。上述の配管容積判定運転によって、この液冷媒連絡配管部B3から減少して冷媒回路10の他の部分に移動した冷媒量を冷媒増減量ΔMlpとし、第1及び第2状態間における各部分の冷媒の増減量をΔMc、ΔMol1、ΔMol2、ΔMr及びΔMob(ここでは、冷媒量Mog1、冷媒量Mog2及び冷媒量Mgpがほぼ一定に保たれるため省略する)とすると、冷媒増減量ΔMlpは、例えば、
ΔMlp=−(ΔMc+ΔMol1+ΔMol2+ΔMr+ΔMob)
という関数式から演算することができる。そして、このΔMlpの値を液冷媒連絡配管6内における第1及び第2状態間の冷媒の密度変化量Δρlpで除算することにより、液冷媒連絡配管6の容積Vlpを演算することができる。尚、冷媒増減量ΔMlpの演算結果にはほとんど影響しないが、上述の関数式において、冷媒量Mog1及び冷媒量Mog2が含まれていてもよい。
First, an arithmetic expression used to calculate the volume Vlp of the liquid refrigerant communication pipe 6 will be described. The amount of refrigerant that has decreased from the liquid refrigerant communication piping part B3 and moved to the other part of the
ΔMlp = − (ΔMc + ΔMol1 + ΔMol2 + ΔMr + ΔMob)
It can be calculated from the function expression Then, by dividing the value of ΔMlp by the refrigerant density change Δρlp between the first and second states in the liquid refrigerant communication pipe 6, the volume Vlp of the liquid refrigerant communication pipe 6 can be calculated. Note that, although the calculation result of the refrigerant increase / decrease amount ΔMlp is hardly affected, the refrigerant quantity Mog1 and the refrigerant quantity Mog2 may be included in the above-described function formula.
Vlp=ΔMlp/Δρlp
尚、ΔMc、ΔMol1、ΔMol2、ΔMr及びΔMobは、上述の冷媒回路10の各部分についての関係式を用いて、第1状態における冷媒量と第2状態における冷媒量とを演算し、さらに第2状態における冷媒量から第1状態の冷媒量を減算することによって得られ、また、密度変化量Δρlpは、第1状態における過冷却器25の出口における冷媒の密度と第2状態における過冷却器25の出口における冷媒の密度を演算し、さらに第2状態における冷媒の密度から第1状態における冷媒の密度を減算することによって得られる。
Vlp = ΔMlp / Δρlp
ΔMc, ΔMol1, ΔMol2, ΔMr, and ΔMob calculate the refrigerant amount in the first state and the refrigerant amount in the second state by using the relational expressions for the respective parts of the
以上のような演算式を用いて、第1及び第2状態における冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から液冷媒連絡配管6の容積Vlpを演算することができる。
The volume Vlp of the liquid refrigerant communication pipe 6 can be calculated from the refrigerant flowing through the
尚、本実施形態では、第2状態における第2目標値Tlps2が第1状態における第1目標値Tlps1よりも高い温度になるように状態変更を行い、液冷媒連絡配管部B2の冷媒を他の部分に移動させることで他の部分における冷媒量を増加させて、この増加量から液冷媒連絡配管6の容積Vlpを演算しているが、第2状態における第2目標値Tlps2が第1状態における第1目標値Tlps1よりも低い温度になるように状態変更を行い、液冷媒連絡配管部B3に他の部分から冷媒を移動させることで他の部分における冷媒量を減少させて、この減少量から液冷媒連絡配管6の容積Vlpを演算してもよい。 In the present embodiment, the state is changed so that the second target value Tlps2 in the second state is higher than the first target value Tlps1 in the first state, and the refrigerant in the liquid refrigerant communication pipe section B2 is changed to another one. The amount of refrigerant in the other part is increased by moving to the part, and the volume Vlp of the liquid refrigerant communication pipe 6 is calculated from this increased amount. However, the second target value Tlps2 in the second state is in the first state. The state is changed so that the temperature is lower than the first target value Tlps1, and the refrigerant amount in the other part is decreased by moving the refrigerant from the other part to the liquid refrigerant communication pipe part B3. The volume Vlp of the liquid refrigerant communication pipe 6 may be calculated.
このように、液冷媒連絡配管6用の配管容積判定運転における冷媒回路10内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から液冷媒連絡配管6の容積Vlpを演算する液冷媒連絡配管用の配管容積演算手段として機能する制御部8により、ステップS22の処理が行われる。
As described above, the pipe volume for the liquid refrigerant communication pipe for calculating the volume Vlp of the liquid refrigerant communication pipe 6 from the refrigerant flowing through the
(ステップS23、S24:ガス冷媒連絡配管用の配管容積判定運転及び容積の演算)
上述のステップS21及びステップS22が完了した後、ステップS23において、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御、固定安定化制御及び蒸発圧力制御を含むガス冷媒連絡配管7用の配管容積判定運転を行う。ここで、蒸発圧力制御における圧縮機21の吸入圧力Psの低圧目標値Pesを第1目標値Pes1とし、この第1目標値Pes1で冷媒量判定運転が安定した状態を第1状態とする(図11の破線を含む線で示された冷凍サイクルを参照)。尚、図11は、ガス冷媒連絡配管用の配管容積判定運転における空気調和装置1の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
(Steps S23 and S24: Pipe volume determination operation for gas refrigerant communication pipe and calculation of volume)
After step S21 and step S22 are completed, in step S23, for the gas refrigerant communication pipe 7 including all indoor unit operations, condensation pressure control, liquid pipe temperature control, superheat degree control, fixed stabilization control, and evaporation pressure control. The pipe volume judgment operation is performed. Here, the low pressure target value Pes of the suction pressure Ps of the
次に、蒸発圧力制御における圧縮機21の吸入圧力Psの低圧目標値Pesが第1目標値Pes1で安定した第1状態から、他の機器制御、すなわち、液管温度制御、凝縮圧力制御、固定安定化制御及び過熱度制御の条件については変更することなく(すなわち、液管温度目標値Tlpsや過熱度目標値SHrsを変更することなく)、低圧目標値Pesを第1目標値Pes1と異なる第2目標値Pes2に変更して安定させた第2状態とする(図11の実線のみで示された冷凍サイクルを参照)。本実施形態において、第2目標値Pes2は、第1目標値Pes1よりも低い圧力である。
Next, from the first state in which the low pressure target value Pes of the suction pressure Ps of the
このように、第1状態で安定した状態から第2状態に変更することによって、ガス冷媒連絡配管7内の冷媒の密度が小さくなるため、第2状態におけるガス冷媒連絡配管部Gの冷媒量Mgpは、第1状態における冷媒量に比べて減少することになる。そして、このガス冷媒連絡配管部Gから減少した冷媒は、冷媒回路10の他の部分に移動することになる。より具体的には、上述のように、蒸発圧力制御以外の他の機器制御の条件については変更していないことから、高圧ガス管部Eにおける冷媒量Mog1、高温液管部B1における冷媒量Mol1、低温液管部B2における冷媒量Mol2及び液冷媒連絡配管部B3における冷媒量Mlpがほぼ一定に保たれて、ガス冷媒連絡配管部Gから減少した冷媒は、低圧ガス管部H、凝縮器部A、室内ユニット部F及びバイパス回路部Iに移動することになる。すなわち、ガス冷媒連絡配管部Gから冷媒が減少した分だけ、低圧ガス管部Hにおける冷媒量Mog2、凝縮器部Aにおける冷媒量Mc、室内ユニット部Fにおける冷媒量Mr及びバイパス回路部Iにおける冷媒量Mobが増加することになる。
Thus, since the density of the refrigerant in the gas refrigerant communication pipe 7 is reduced by changing from the stable state in the first state to the second state, the refrigerant amount Mgp of the gas refrigerant communication pipe part G in the second state. Decreases compared to the amount of refrigerant in the first state. And the refrigerant | coolant decreased from this gas refrigerant communication piping part G will move to the other part of the
以上のような制御は、ガス冷媒連絡配管7の容積Vgpを演算するための配管容積判定運転を行う配管容積判定運転制御手段として機能する制御部8(より具体的には、室内側制御部47、57と室外側制御部37と制御部37、47、57間を接続する伝送線8a)により、ステップS23の処理として行われる。
The above control is performed by the control unit 8 (more specifically, the indoor
次に、ステップS24では、第1状態から第2状態への変更により、ガス冷媒連絡配管部Gから冷媒が減少して冷媒回路10の他の部分に移動する現象を利用して、ガス冷媒連絡配管7の容積Vgpを演算する。
Next, in step S24, the change from the first state to the second state makes use of the phenomenon that the refrigerant decreases from the gas refrigerant communication pipe part G and moves to the other part of the
まず、ガス冷媒連絡配管7の容積Vgpを演算するために使用される演算式について、説明する。上述の配管容積判定運転によって、このガス冷媒連絡配管部Gから減少して冷媒回路10の他の部分に移動した冷媒量を冷媒増減量ΔMgpとし、第1及び第2状態間における各部分の冷媒の増減量をΔMc、ΔMog2、ΔMr及びΔMob(ここでは、冷媒量Mog1、冷媒量Mol1、冷媒量Mol2及び冷媒量Mlpがほぼ一定に保たれるため省略する)とすると、冷媒増減量ΔMgpは、例えば、
ΔMgp=−(ΔMc+ΔMog2+ΔMr+ΔMob)
という関数式から演算することができる。そして、このΔMgpの値をガス冷媒連絡配管7内における第1及び第2状態間の冷媒の密度変化量Δρgpで除算することにより、ガス冷媒連絡配管7の容積Vgpを演算することができる。尚、冷媒増減量ΔMgpの演算結果にはほとんど影響しないが、上述の関数式において、冷媒量Mog1、冷媒量Mol1及び冷媒量Mol2が含まれていてもよい。
First, an arithmetic expression used for calculating the volume Vgp of the gas refrigerant communication pipe 7 will be described. The amount of refrigerant that has decreased from the gas refrigerant communication piping part G and moved to the other part of the
ΔMgp = − (ΔMc + ΔMog2 + ΔMr + ΔMob)
It can be calculated from the function expression Then, by dividing the value of ΔMgp by the refrigerant density change Δρgp between the first and second states in the gas refrigerant communication pipe 7, the volume Vgp of the gas refrigerant communication pipe 7 can be calculated. Although the calculation result of the refrigerant increase / decrease amount ΔMgp is hardly affected, the refrigerant quantity Mog1, the refrigerant quantity Mol1, and the refrigerant quantity Mol2 may be included in the above-described functional formula.
Vgp=ΔMgp/Δρgp
尚、ΔMc、ΔMog2、ΔMr及びΔMobは、上述の冷媒回路10の各部分についての関係式を用いて、第1状態における冷媒量と第2状態における冷媒量とを演算し、さらに第2状態における冷媒量から第1状態の冷媒量を減算することによって得られ、また、密度変化量Δρgpは、第1状態における圧縮機21の吸入側における冷媒の密度ρsと室内熱交換器42、52の出口における冷媒の密度ρeoとの平均密度を演算し、第2状態における平均密度から第1状態における平均密度を減算することによって得られる。
Vgp = ΔMgp / Δρgp
ΔMc, ΔMog2, ΔMr, and ΔMob are calculated by calculating the refrigerant amount in the first state and the refrigerant amount in the second state using the relational expressions for the respective parts of the
以上のような演算式を用いて、第1及び第2状態における冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量からガス冷媒連絡配管7の容積Vgpを演算することができる。
The volume Vgp of the gas refrigerant communication pipe 7 can be calculated from the refrigerant flowing through the
尚、本実施形態では、第2状態における第2目標値Pes2が第1状態における第1目標値Pes1よりも低い圧力になるように状態変更を行い、ガス冷媒連絡配管部Gの冷媒を他の部分に移動させることで他の部分における冷媒量を増加させて、この増加量からガス冷媒連絡配管7の容積Vlpを演算しているが、第2状態における第2目標値Pes2が第1状態における第1目標値Pes1よりも高い圧力になるように状態変更を行い、ガス冷媒連絡配管部Gに他の部分から冷媒を移動させることで他の部分における冷媒量を減少させて、この減少量からガス冷媒連絡配管7の容積Vlpを演算してもよい。 In the present embodiment, the state is changed so that the second target value Pes2 in the second state is lower than the first target value Pes1 in the first state, and the refrigerant in the gas refrigerant communication pipe part G is changed to another The amount of refrigerant in the other part is increased by moving to the part, and the volume Vlp of the gas refrigerant communication pipe 7 is calculated from this increased amount. However, the second target value Pes2 in the second state is in the first state. The state is changed so that the pressure is higher than the first target value Pes1, and the refrigerant amount in the other part is decreased by moving the refrigerant from the other part to the gas refrigerant communication pipe part G. The volume Vlp of the gas refrigerant communication pipe 7 may be calculated.
このように、ガス冷媒連絡配管7用の配管容積判定運転における冷媒回路10内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量からガス冷媒連絡配管7の容積Vgpを演算するガス冷媒連絡配管用の配管容積演算手段として機能する制御部8により、ステップS24の処理が行われる。
In this way, the pipe volume for the gas refrigerant communication pipe that calculates the volume Vgp of the gas refrigerant communication pipe 7 from the refrigerant flowing in the
(ステップS25:配管容積判定運転の結果の妥当性の判定)
上述のステップS21〜ステップS24が完了した後、ステップS25において、配管容積判定運転の結果が妥当なものであるかどうか、すなわち、配管容積演算手段によって演算された冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpが妥当なものであるかどうかを判定する。
(Step S25: Determination of the validity of the result of the pipe volume determination operation)
After step S21 to step S24 are completed, in step S25, whether or not the result of the pipe volume determination operation is appropriate, that is, the volume Vlp of the refrigerant communication pipes 6 and 7 calculated by the pipe volume calculation means. , Vgp is determined to be valid.
具体的には、以下の不等式のように、演算により得られたガス冷媒連絡配管7の容積Vgpに対する液冷媒連絡配管6の容積Vlpの比が所定の数値範囲内にあるかどうかにより判定する。 Specifically, as in the following inequality, the determination is made based on whether the ratio of the volume Vlp of the liquid refrigerant communication pipe 6 to the volume Vgp of the gas refrigerant communication pipe 7 obtained by the calculation is within a predetermined numerical range.
ε1 < Vlp/Vgp < ε2
ここで、ε1及びε2は、熱源ユニットと利用ユニットとの実現可能な組み合わせにおける配管容積比の最小値及び最大値に基づいて可変される値である。
ε1 <Vlp / Vgp <ε2
Here, ε1 and ε2 are values that are varied based on the minimum value and the maximum value of the pipe volume ratio in a feasible combination of the heat source unit and the utilization unit.
そして、容積比Vlp/Vgpが上述の数値範囲を満たす場合には、配管容積判定運転にかかるステップS2の処理が完了となり、容積比Vlp/Vgpが上述の数値範囲を満たさない場合には、再度、ステップS21〜ステップS24の配管容積判定運転及び容積の演算の処理が行われる。 When the volume ratio Vlp / Vgp satisfies the above numerical range, the processing of step S2 for the pipe volume determination operation is completed. When the volume ratio Vlp / Vgp does not satisfy the above numerical range, The pipe volume determination operation and the volume calculation process in steps S21 to S24 are performed.
このように、上述の配管容積判定運転の結果が妥当なものであるかどうか、すなわち、配管容積演算手段によって演算された冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpが妥当なものであるかどうかを判定する妥当性判定手段として機能する制御部8により、ステップS25の処理が行われる。
Thus, whether or not the result of the pipe volume determination operation described above is appropriate, that is, whether or not the volumes Vlp and Vgp of the refrigerant communication pipes 6 and 7 calculated by the pipe volume calculating means are appropriate. The process of step S25 is performed by the
尚、本実施形態においては、液冷媒連絡配管6用の配管容積判定運転(ステップS21、S22)を先に行い、その後に、ガス冷媒連絡配管7用の配管容積判定運転(ステップS23、S24)を行っているが、ガス冷媒連絡配管7用の配管容積判定運転を先に行ってもよい。 In the present embodiment, the pipe volume determination operation for the liquid refrigerant communication pipe 6 (steps S21 and S22) is performed first, and then the pipe volume determination operation for the gas refrigerant communication pipe 7 (steps S23 and S24). However, the pipe volume determination operation for the gas refrigerant communication pipe 7 may be performed first.
また、上述のステップS25において、ステップS21〜S24の配管容積判定運転の結果が妥当でないものと複数回判定されるような場合や、より簡易的に冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpの判定を行いたい場合には、図8には図示しないが、例えば、ステップS25において、ステップS21〜S24の配管容積判定運転の結果が妥当でないものと判定された後に、冷媒連絡配管6、7における圧力損失から冷媒連絡配管6、7の配管長さを推定し、この推定された配管長さと平均容積比から冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpを演算する処理に移行して、冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpを得るようにしてもよい。 Moreover, in the above-mentioned step S25, when it is determined a plurality of times that the result of the pipe volume determination operation in steps S21 to S24 is not appropriate, or the volumes Vlp and Vgp of the refrigerant communication pipes 6 and 7 can be more simply set. When it is desired to make the determination, although not shown in FIG. 8, for example, after it is determined in step S25 that the result of the pipe volume determination operation in steps S21 to S24 is not valid, the refrigerant communication pipes 6 and 7 The pipe length of the refrigerant communication pipes 6 and 7 is estimated from the pressure loss, and the process shifts to a process of calculating the volumes Vlp and Vgp of the refrigerant communication pipes 6 and 7 from the estimated pipe length and the average volume ratio. The volumes Vlp and Vgp of the pipes 6 and 7 may be obtained.
また、本実施形態においては、冷媒連絡配管6、7の長さや管径等の情報がなく、冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpが未知であることを前提として、配管容積判定運転を行って冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpを演算する場合について説明したが、配管容積演算手段が、冷媒連絡配管6、7の長さや管径等の情報を入力することで冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpを演算する機能を有している場合には、この機能を併用してもよい。 Further, in the present embodiment, the pipe volume determination operation is performed on the assumption that there is no information such as the length and pipe diameter of the refrigerant communication pipes 6 and 7 and the volumes Vlp and Vgp of the refrigerant communication pipes 6 and 7 are unknown. Although the case where the volume Vlp and Vgp of the refrigerant communication pipes 6 and 7 are calculated has been described, the pipe volume calculation means inputs the information such as the length and the diameter of the refrigerant communication pipes 6 and 7 to input the refrigerant communication pipe. In the case of having a function of calculating the volumes Vlp and Vgp of 6 and 7, these functions may be used in combination.
さらに、上述の配管容積判定運転及びその運転結果を用いて冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpを演算する機能を使用せず、冷媒連絡配管6、7の長さや管径等の情報を入力することで冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpを演算する機能のみを使用する場合には、上述の妥当性判定手段(ステップS25)を用いて、入力された冷媒連絡配管6、7の長さや管径等の情報が妥当であるかどうかについての判定を行うようにしてもよい。 Furthermore, without using the function of calculating the volumes Vlp and Vgp of the refrigerant communication pipes 6 and 7 using the above-described pipe volume determination operation and the operation results, information such as the length and diameter of the refrigerant communication pipes 6 and 7 is obtained. When only the function of calculating the volumes Vlp and Vgp of the refrigerant communication pipes 6 and 7 by using the input is used, the input refrigerant communication pipes 6 and 7 are input using the above-described validity determination means (step S25). It may be determined whether or not the information such as the length and the pipe diameter is appropriate.
(ステップS3:初期冷媒量検知運転)
上述のステップS2の配管容積判定運転が完了したら、ステップS3の初期冷媒量判定運転に移行する。初期冷媒量検知運転では、制御部8によって、図12に示されるステップS31及びステップS32の処理が行われる。ここで、図12は、初期冷媒量検知運転のフローチャートである。
(Step S3: Initial refrigerant quantity detection operation)
When the pipe volume determination operation in step S2 is completed, the process proceeds to the initial refrigerant amount determination operation in step S3. In the initial refrigerant quantity detection operation, the
(ステップS31:冷媒量判定運転)
ステップS31では、上述の冷媒自動充填運転のステップS11の冷媒量判定運転と同様に、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御、固定安定化制御及び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転が行われる。ここで、液管温度制御における液管温度目標値Tlps、過熱度制御における過熱度目標値SHrs及び蒸発圧力制御における低圧目標値Pesは、原則として、冷媒自動充填運転のステップS11の冷媒量判定運転における目標値と同じ値が使用され、過熱度SHrが過熱度目標値SHrsで安定しない場合の固定安定化制御についても同様である。すなわち、冷媒自動充填運転のステップS11における冷媒量判定運転と同様に、ステップS31において、低圧目標値Pesを室内温度Tr及び室外温度Taの条件によって選択する条件変更処理(図8のステップS14〜S18を参照)が行われて、冷媒自動充填運転時と同じ低圧目標値Pes(具体的には、低温用低圧目標値Pesa及び高温用低圧目標値Pesbのいずれか一方)が選択されることになる。
(Step S31: Refrigerant amount determination operation)
In step S31, similar to the refrigerant amount determination operation in step S11 of the above-described automatic refrigerant charging operation, the indoor unit 100% operation, the condensation pressure control, the liquid pipe temperature control, the superheat degree control, the fixed stabilization control, and the evaporation pressure control are included. A refrigerant quantity determination operation is performed. Here, the liquid pipe temperature target value Tlps in the liquid pipe temperature control, the superheat degree target value SHrs in the superheat degree control, and the low pressure target value Pes in the evaporation pressure control are, in principle, the refrigerant amount determination operation in step S11 of the automatic refrigerant charging operation. The same applies to the fixed stabilization control when the same value as the target value is used and the superheat degree SHr is not stable at the superheat degree target value SHrs. That is, in the same manner as the refrigerant quantity determination operation in step S11 of the automatic refrigerant charging operation, in step S31, a condition change process (steps S14 to S18 in FIG. 8) for selecting the low pressure target value Pes according to the conditions of the indoor temperature Tr and the outdoor temperature Ta. The low pressure target value Pes (specifically, one of the low temperature low pressure target value Pesa and the high temperature low pressure target value Pesb) is selected as in the automatic refrigerant charging operation. .
このように、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御、固定安定化制御及び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能する制御部8により、ステップS31の処理が行われる。
As described above, the
(ステップS32:冷媒量の演算)
次に、上述の冷媒量判定運転を行いつつ冷媒量演算手段として機能する制御部8によって、ステップS32における初期冷媒量判定運転における冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路10内の冷媒量を演算する。冷媒回路10内の冷媒量の演算は、上述の冷媒回路10の各部分の冷媒量と冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式を用いて演算されるが、この際、上述の配管容積判定運転によって、空気調和装置1の構成機器の設置後において未知であった冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpが演算されて既知となっているため、これらの冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpに冷媒の密度を乗算することによって、冷媒連絡配管6、7内の冷媒量Mlp、Mgpを演算し、さらに他の各部分の冷媒量を加算することにより、冷媒回路10全体の初期冷媒量を検知することができる。この初期冷媒量は、後述の冷媒漏洩検知運転において、冷媒回路10からの漏洩の有無を判定する基準となる冷媒回路10全体の基準冷媒量Miとして使用されるため、運転状態量の1つとして、状態量蓄積手段としての制御部8のメモリに、初期冷媒量検知運転が行われた時期(具体的には、低温期、中間期及び高温期)又は初期冷媒量検知運転時の室内温度Tr及び室外温度Taのデータとともに記憶される。
(Step S32: Calculation of refrigerant amount)
Next, the
このように、初期冷媒量検知運転における冷媒回路10内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路10の各部分の冷媒量を演算する冷媒量演算手段として機能する制御部8により、ステップS32の処理が行われて、試運転時における室内温度Tr及び室外温度Taの条件によって選択された低圧目標値Pes(すなわち、低温用低圧目標値Pesa及び高温用低圧目標値Pesbのいずれか一方)の条件における基準冷媒量Miとしての初期冷媒量が検知されることになる。
In this way, the
<冷媒漏洩検知運転モード>
次に、冷媒漏洩検知運転モードについて、図1、図2、図5及び図13〜図16を用いて説明する。ここで、図13〜図16は、冷媒漏洩検知運転モードのフローチャートである。
<Refrigerant leak detection operation mode>
Next, the refrigerant leakage detection operation mode will be described with reference to FIGS. 1, 2, 5, and 13 to 16. Here, FIGS. 13 to 16 are flowcharts of the refrigerant leakage detection operation mode.
本実施形態において、定期的(例えば、休日や深夜等で空調を行う必要がない時間帯等)に、不測の原因により冷媒回路10から冷媒が外部に漏洩していないかどうかを検知する場合を例にして説明する。
In the present embodiment, when detecting whether or not the refrigerant has leaked from the
まず、上記の冷房運転や暖房運転のような通常運転モードにおける運転が一定時間(例えば、半年〜1年ごと等)経過した場合に、自動又は手動で通常運転モードから冷媒漏洩検知運転モードに切り換えて、初期冷媒量検知運転の冷媒量判定運転と同様に、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御、固定安定化制御及び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転を行なう。ここで、液管温度制御における液管温度目標値Tlps、過熱度制御における過熱度目標値SHrs及び蒸発圧力制御における低圧目標値Pesは、後述の冷媒漏洩の有無の判定精度の観点から、初期冷媒量検知運転の冷媒量判定運転のステップS31における目標値と同じ値が使用されることが望ましい。特に、本実施形態のように、冷媒回路10内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量と冷媒回路10の冷媒量との関係式を用いて冷媒回路10の冷媒量を演算する手法を採用している場合には、判定誤差が大きくなってしまう。なぜなら、冷媒量の演算に使用される関係式を構成するパラメータは、パラメータを求める際の試験やシミュレーションの条件が特定の冷媒量判定運転の条件又は平均的な冷媒量判定運転の条件に合致するものにならざるを得ず、例えば、複数の低圧目標値Pesのそれぞれ(ここでは、低温用低圧目標値Pesaと高温用低圧目標値Pesb)の条件において、上述の関係式を用いて冷媒量を演算しても、各低圧目標値Pesにおける冷媒量間に偏差が生じることになるからである。
First, when the operation in the normal operation mode such as the cooling operation and the heating operation described above has passed for a certain time (for example, every six months to one year), the operation mode is automatically or manually switched from the normal operation mode to the refrigerant leakage detection operation mode. Then, similar to the refrigerant quantity determination operation of the initial refrigerant quantity detection operation, the refrigerant quantity determination operation including the indoor unit total number operation, the condensation pressure control, the liquid pipe temperature control, the superheat degree control, the fixed stabilization control, and the evaporation pressure control is performed. . Here, the liquid pipe temperature target value Tlps in the liquid pipe temperature control, the superheat degree target value SHrs in the superheat degree control, and the low pressure target value Pes in the evaporation pressure control are the initial refrigerant from the viewpoint of the determination accuracy of the presence or absence of refrigerant leakage, which will be described later. It is desirable to use the same value as the target value in step S31 of the refrigerant amount determination operation of the amount detection operation. In particular, as in the present embodiment, a method of calculating the refrigerant amount of the
しかし、複数の低圧目標値Pesは、運転時における室内温度Tr及び室外温度Taの条件によって選択されるものであるため、冷媒漏洩検知運転を行う時期(具体的には、低温期、中間期及び高温期)を、現実的には、上述の初期冷媒量検知運転を行った時期と合わせて実施することはできず、結果的に、低圧目標値Pesの条件が異なる冷媒量判定運転における運転状態量から演算された冷媒量と基準冷媒量とを比較することになり、冷媒漏洩の有無の判定精度が悪くなる可能性がある。 However, since the plurality of low-pressure target values Pes are selected according to the conditions of the indoor temperature Tr and the outdoor temperature Ta during operation, the time when the refrigerant leakage detection operation is performed (specifically, the low temperature period, the intermediate period, and the In reality, the high temperature period) cannot be carried out at the same time as the initial refrigerant amount detection operation described above, and as a result, the operation state in the refrigerant amount determination operation in which the conditions of the low pressure target value Pes are different. The refrigerant amount calculated from the amount and the reference refrigerant amount are compared, and the determination accuracy of the presence or absence of refrigerant leakage may be deteriorated.
そこで、本実施形態の冷媒漏洩検知運転では、冷媒回路10からの冷媒の漏洩の有無を判定する基準となる基準冷媒量Miを検知する基準冷媒量検知運転を低圧目標値Pesごとに行うことで、低圧目標値Pesごとに基準冷媒量Miを演算し、冷媒回路10からの冷媒の漏洩の有無を判定する際に、冷媒漏洩検知運転における低圧目標値Pesと同じ低圧目標値Pesにおける基準冷媒量Miと、冷媒漏洩検知運転において演算される冷媒量とを比較するか、又は、低圧目標値Pesごとの基準冷媒量Mi間の偏差を考慮して、冷媒漏洩検知運転における低圧目標値Pesと異なる低圧目標値Pesにおける基準冷媒量Miとを比較するようにしている。以下、この処理について説明する。
Therefore, in the refrigerant leakage detection operation of the present embodiment, the reference refrigerant amount detection operation for detecting the reference refrigerant amount Mi that is a reference for determining whether or not the refrigerant leaks from the
(ステップS41〜S45:室内温度及び室外温度の条件による低圧目標値の選択)
まず、図13に示されるように、ステップS41〜S45において、上述のステップS14〜S18の処理と同様に、室内温度Tr及び室外温度Taの条件に応じて、現在の運転が低温期、中間期及び高温期のいずれであるかの判定と、低圧目標値Pesの選択とを行う。
(Steps S41 to S45: Selection of low pressure target value according to conditions of indoor temperature and outdoor temperature)
First, as shown in FIG. 13, in steps S41 to S45, the current operation is performed in the low temperature period and the intermediate period according to the conditions of the indoor temperature Tr and the outdoor temperature Ta in the same manner as in the above-described steps S14 to S18. And the high temperature period and the selection of the low pressure target value Pes.
(ステップS46〜51:偏差データの取得の有無の判定及び冷媒量判定運転)
次に、図14に示されるように、ステップS46において、現在の運転が中間期であるかどうかの判定を行い、中間期であると判定される場合にはステップS47の処理に移行し、中間期でないと判定される場合にはステップS48の処理に移行する。
(Steps S46 to 51: Determination of whether or not deviation data is acquired and refrigerant amount determination operation)
Next, as shown in FIG. 14, in step S46, it is determined whether or not the current operation is in the intermediate period. If it is determined that the current operation is in the intermediate period, the process proceeds to step S47. If it is determined that it is not the period, the process proceeds to step S48.
次に、現在の運転が中間期である場合には、低温用低圧目標値Pesa及び高温用低圧目標値Pesbのいずれでも安定的に冷媒量判定運転を行うことができるため、ステップS47において、後述の基準冷媒量検知運転(ステップS59、S60)を行って基準冷媒量Mi間の冷媒量の偏差についてのデータを取得(ステップS61)する必要があるかどうかを判定する。ここで、例えば、この偏差データを取得する必要があるかどうかの判定は、制御部8のメモリに偏差データが記憶されているかどうかで判定することができる。そして、偏差データが取得済みである場合には、基準冷媒量検知運転及び偏差データを取得する必要がないため、ステップS51の冷媒漏洩検知運転の冷媒量判定運転の処理に移行し、初期冷媒量検知運転の冷媒量判定運転と同様に、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御、固定安定化制御及び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転が行なわれる。但し、低圧目標値Pesは、上述のステップS41〜S45において選択された低圧目標値Pesが使用される。一方、偏差データが取得されていない場合には、ステップS49の処理に移行して、基準冷媒量検知運転の1つとしての初期冷媒量検知運転において選択されていた低圧目標値Pesに再設定された後、ステップS50の処理に移行して、初期冷媒量検知運転において選択された低圧目標値Pesを使用して冷媒量判定運転が行われる。
Next, when the current operation is an intermediate period, the refrigerant quantity determination operation can be stably performed with either the low temperature target value Pesa or the high temperature target value Pesb. The reference refrigerant amount detection operation (steps S59 and S60) is performed to determine whether or not it is necessary to acquire data on the refrigerant amount deviation between the reference refrigerant amounts Mi (step S61). Here, for example, whether or not the deviation data needs to be acquired can be determined based on whether or not the deviation data is stored in the memory of the
次に、現在の運転が中間期でない場合には、ステップS48において、現在の低圧目標値Pesが初期冷媒量検知運転において選択された低圧目標値Pesと同じであるかどうかの判定、及び、偏差データを取得する必要があるかどうかの判定が行われる。そして、現在の低圧目標値Pesが初期冷媒量検知運転において選択された低圧目標値Pesと異なり、かつ、偏差データが取得されていない場合には、現在の運転において冷媒漏洩検知運転を実施しても比較可能な基準冷媒量Mi又は基準冷媒量Mi間の偏差データが存在しないという結果になり、正確な冷媒の漏洩の有無を判定することはできない。しかし、基準冷媒量Miを取得しておくべきであるため、初期冷媒量検知運転と同様な処理(すなわち、ステップS62、S63)を行って、基準冷媒量Miの1つを取得した後に、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。一方、現在の低圧目標値Pesが初期冷媒量検知運転において選択された低圧目標値Pesと同じ場合や偏差データが取得されている場合には、冷媒漏洩の有無を判定することが可能であるため、ステップS51の処理に移行する。 Next, when the current operation is not an intermediate period, in step S48, it is determined whether the current low pressure target value Pes is the same as the low pressure target value Pes selected in the initial refrigerant amount detection operation, and the deviation. A determination is made whether data needs to be acquired. If the current low-pressure target value Pes is different from the low-pressure target value Pes selected in the initial refrigerant amount detection operation and the deviation data is not acquired, the refrigerant leakage detection operation is performed in the current operation. As a result, there is no comparable reference refrigerant amount Mi or deviation data between the reference refrigerant amounts Mi, and it is impossible to accurately determine whether or not the refrigerant has leaked. However, since the reference refrigerant amount Mi should be acquired, the same processing as the initial refrigerant amount detection operation (that is, steps S62 and S63) is performed, and after acquiring one of the reference refrigerant amounts Mi, the refrigerant Leak detection operation mode ends. On the other hand, when the current low-pressure target value Pes is the same as the low-pressure target value Pes selected in the initial refrigerant amount detection operation or when deviation data is acquired, it is possible to determine the presence or absence of refrigerant leakage. The process proceeds to step S51.
(ステップS52〜S54:偏差データが既取得の場合の冷媒量の演算及び漏洩判定)
次に、図15に示されるように、上述のステップS51の冷媒量判定運転を行いつつ冷媒量演算手段として機能する制御部8によって、ステップS52における冷媒漏洩検知運転における冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路10内の冷媒量を演算する。冷媒回路10内の冷媒量の演算は、上述の冷媒回路10の各部分の冷媒量と冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式を用いて演算されるが、この際、初期冷媒量判定運転と同様に、上述の配管容積判定運転によって、空気調和装置1の構成機器の設置後において未知であった冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpが演算されて既知となっているため、これらの冷媒連絡配管6、7の容積Vlp、Vgpに冷媒の密度を乗算することによって、冷媒連絡配管6、7内の冷媒量Mlp、Mgpを演算し、さらに他の各部分の冷媒量を加算することにより、冷媒回路10全体の冷媒量Mを演算することができる。
(Steps S52 to S54: Calculation of refrigerant amount and determination of leakage when deviation data has already been acquired)
Next, as shown in FIG. 15, the refrigerant flowing through the
ここで、上述のように、液管温度制御によって液冷媒連絡配管6内の冷媒の温度Tlpが同じ液管温度目標値Tlpsで一定に保たれているため、液冷媒連絡配管部B3における冷媒量Mlpは、冷媒漏洩検知運転の運転条件の違いによらず、室外熱交換器23出口における冷媒の温度Tcoが変動する場合においても、一定に保たれることになる。
Here, as described above, since the temperature Tlp of the refrigerant in the liquid refrigerant communication pipe 6 is kept constant at the same liquid pipe temperature target value Tlps by the liquid pipe temperature control, the amount of refrigerant in the liquid refrigerant communication pipe portion B3 Mlp is kept constant even when the refrigerant temperature Tco at the outlet of the
このように、冷媒漏洩検知運転における冷媒回路10内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路10の各部分の冷媒量を演算する冷媒量演算手段として機能する制御部8により、ステップS52の処理が行われる。
In this way, the
このとき、冷媒回路10から冷媒が外部に漏洩していると、冷媒回路10内の冷媒量が減少する。そして、冷媒回路10内の冷媒量が減少すると、主として、室外熱交換器23の出口における過冷却度SCoが小さくなる傾向が現れ、これに伴い、室外熱交換器23における冷媒量Mcが減少し、他の部分における冷媒量がほぼ一定に保たれる傾向になる。このため、上述のステップS52において演算された冷媒回路10全体の冷媒量Mは、冷媒回路10からの冷媒漏洩が生じている場合には、初期冷媒量検知運転において検知された基準冷媒量Miよりも小さくなり、冷媒回路10からの冷媒漏洩が生じていない場合には、基準冷媒量Miとほぼ同じ値になる。
At this time, if the refrigerant leaks from the
このことを利用して、ステップS53では、冷媒の漏洩の有無を判定している。具体的には、現在の冷媒量判定運転における低圧目標値Pesにおける冷媒量と比較可能な基準冷媒量Mi(すなわち、同じ低圧目標値Pesにおいて取得された基準冷媒量Mi)と直接比較するか、又は、低圧目標値Pesごとの基準冷媒量Mi間の偏差データを考慮して異なる低圧目標値Pesにおいて取得された基準冷媒量Miと比較することによって冷媒の漏洩の有無を判定する。そして、ステップS53において、冷媒回路10からの冷媒の漏洩が生じていないと判定される場合には、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。
Utilizing this fact, in step S53, it is determined whether or not the refrigerant has leaked. Specifically, the reference refrigerant amount Mi that can be compared with the refrigerant amount at the low pressure target value Pes in the current refrigerant amount determination operation (that is, the reference refrigerant amount Mi acquired at the same low pressure target value Pes) is directly compared, Or the presence or absence of the leakage of a refrigerant | coolant is determined by considering the deviation data between the reference | standard refrigerant | coolant amount Mi for every low-pressure target value Pes, and comparing with the reference | standard refrigerant | coolant amount Mi acquired in different low-pressure target value Pes. If it is determined in step S53 that the refrigerant has not leaked from the
一方、ステップS53において、冷媒回路10からの冷媒の漏洩が生じていると判定される場合には、ステップS54の処理に移行して、冷媒漏洩を検知したことを知らせる警告を警告表示部9に表示した後、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。
On the other hand, if it is determined in step S53 that the refrigerant has leaked from the
(ステップS56〜S61:偏差データが未取得の場合の冷媒量の演算、漏洩判定及び偏差データの取得)
次に、図16に示されるように、上述のステップS50の冷媒量判定運転を行いつつ冷媒量演算手段として機能する制御部8によって、ステップS56における冷媒漏洩検知運転における冷媒回路10を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路10内の冷媒量を上述のステップS52と同様に演算する。
(Steps S56 to S61: Calculation of refrigerant amount, deviation determination, and acquisition of deviation data when deviation data is not acquired)
Next, as shown in FIG. 16, the refrigerant flowing through the
そして、ステップS57において、ステップS56において演算された冷媒回路10内の冷媒量Mと、基準冷媒量検知運転の1つとしての初期冷媒量検知運転において演算された基準冷媒量Miとを比較して、冷媒の漏洩の有無を判定する。尚、上述のように、ここでは、偏差データが取得されていないため、異なる低圧目標値Pesにおいて取得された基準冷媒量Miと比較することによって冷媒の漏洩の有無を判定することはできないが、現在の冷媒量判定運転における低圧目標値Pesが初期冷媒量検知運転における低圧目標値Pesと同じであるため、演算された冷媒量Mと基準冷媒量Miとを直接比較することにより、冷媒の漏洩の有無を判定することができる。そして、ステップS57において、冷媒回路10からの冷媒の漏洩が生じていないと判定される場合には、次のステップS59の処理に移行する。一方、ステップS57において、冷媒回路10からの冷媒の漏洩が生じていると判定される場合には、ステップS58の処理に移行して、冷媒漏洩を検知したことを知らせる警告を警告表示部9に表示した後、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。
In step S57, the refrigerant amount M in the
次に、ステップS59において、初期冷媒量検知運転と同様の基準冷媒量検知運転を行う。具体的には、上述のステップS49〜S58の処理において選択されていた低圧目標値Pesと異なる低圧目標値Pes、例えば、初期冷媒量検知運転において選択されていた低圧目標値Pesが高温用低圧目標値Pesbであった場合には、上述のステップS49〜S58の処理によって、低圧目標値Pesが高温用低圧目標値Pesbである場合の基準冷媒量Miは既知であるが、初期冷媒量検知運転において選択されていない低温用低圧目標値Pesaにおける基準冷媒量Miは未知である。そうすると、低温用低圧目標値Pesaにおける基準冷媒量Mi又は高温用低圧目標値Pesbにおける基準冷媒量Miとの間の偏差データが未知のままでは、例えば、低温期に冷媒漏洩検知運転を行おうとしても、演算された冷媒量Mと比較できる基準冷媒量Mi又は偏差データが存在しないため、低温期には冷媒の漏洩の有無を高精度に判定することができないことになってしまう。 Next, in step S59, a reference refrigerant amount detection operation similar to the initial refrigerant amount detection operation is performed. Specifically, the low-pressure target value Pes that is different from the low-pressure target value Pes selected in the above-described steps S49 to S58, for example, the low-pressure target value Pes selected in the initial refrigerant amount detection operation is the high-temperature low-pressure target. In the case of the value Pesb, the reference refrigerant amount Mi when the low pressure target value Pes is the high temperature low pressure target value Pesb is known by the processing of the above-described steps S49 to S58, but in the initial refrigerant amount detection operation. The reference refrigerant amount Mi at the low-pressure target value Pesa for low temperature that is not selected is unknown. Then, if the deviation data between the reference refrigerant amount Mi at the low-temperature low-pressure target value Pesa or the reference refrigerant amount Mi at the high-temperature low-pressure target value Pesb remains unknown, for example, the refrigerant leak detection operation is attempted in the low temperature period. However, since there is no reference refrigerant amount Mi or deviation data that can be compared with the calculated refrigerant amount M, the presence or absence of refrigerant leakage cannot be determined with high accuracy in the low temperature period.
そこで、ステップS59において、ステップS49〜S58の処理において選択されていない、すなわち、偏差データの取得されていない低圧目標値Pesを選択した後、ステップS60に移行して冷媒量判定運転を行う。そして、ステップS61において、冷媒回路10内の冷媒量を演算し、偏差データが取得されていなかった低圧目標値Pesにおける基準冷媒量Mi、又は、初期冷媒量検知運転における基準冷媒量Miとの偏差データを取得して、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。尚、ここで、得られた基準冷媒量Mi又は偏差データは、低圧目標値Pesの値とともに、制御部8のメモリに記憶される。
Therefore, in step S59, after selecting a low pressure target value Pes that has not been selected in the processing of steps S49 to S58, that is, for which deviation data has not been acquired, the process proceeds to step S60 to perform a refrigerant amount determination operation. In step S61, the refrigerant amount in the
次に、上述のステップS41〜S61の処理によって、本実施形態の空気調和装置1における冷媒漏洩検知運転を行う場合の具体例について説明する。 Next, the specific example in the case of performing the refrigerant | coolant leak detection driving | operation in the air conditioning apparatus 1 of this embodiment by the process of above-mentioned step S41-S61 is demonstrated.
例えば、初期冷媒量検知運転が高温期(すなわち、高温用低圧目標値Pesbの条件)に行われた場合において、最初の冷媒漏洩検知運転を高温期に実施する場合について説明する。まず、ステップS41、S43、S44の処理によって、冷媒漏洩検知運転が高温期であると判定され、低圧目標値Pesとして高温用低圧目標値Pesbが選択される。次に、ステップS46、S48、S51の処理によって、高温期(すなわち、高温用低圧目標値Pesbの条件)における冷媒漏洩検知運転の冷媒量判定運転が行われる。次に、ステップS52、S53の処理によって、冷媒の漏洩の有無が判定されて、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。 For example, the case where the initial refrigerant leakage detection operation is performed in the high temperature period when the initial refrigerant amount detection operation is performed in the high temperature period (that is, the condition of the high temperature low pressure target value Pesb) will be described. First, it is determined by the processes of steps S41, S43, and S44 that the refrigerant leakage detection operation is in the high temperature period, and the high pressure low pressure target value Pesb is selected as the low pressure target value Pes. Next, the refrigerant amount determination operation of the refrigerant leakage detection operation in the high temperature period (that is, the condition of the high temperature low pressure target value Pesb) is performed by the processes of steps S46, S48, and S51. Next, the presence or absence of the leakage of the refrigerant is determined by the processes of steps S52 and S53, and the refrigerant leakage detection operation mode is ended.
そして、2回目の冷媒漏洩検知運転を中間期に実施する。すると、まず、ステップS41、S43、S45の処理によって、冷媒漏洩検知運転が中間期であると判定され、低圧目標値Pesとして高温用低圧目標値Pesbが選択される。次に、ステップS46、S47、S49、S50の処理によって、偏差データが取得する必要があると判定され、高温期(すなわち、高温用低圧目標値Pesbの条件)における冷媒漏洩検知運転の冷媒量判定運転が行われる。次に、ステップS56、S57の処理によって、冷媒の漏洩の有無が判定されて、基準冷媒量検知運転の処理(ステップS59〜S61)に移行する。次に、ステップS59、S60、S61の処理によって、偏差データの存在しない低圧目標値Pesとして低温用低圧目標値Pesaが選択されて、基準冷媒量検知運転の冷媒量判定運転が行われて、基準冷媒量Mi又は偏差データが取得された後に、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。 Then, the second refrigerant leakage detection operation is performed in the intermediate period. Then, first, it is determined that the refrigerant leakage detection operation is in the intermediate period by the processes of steps S41, S43, and S45, and the high-temperature low-pressure target value Pesb is selected as the low-pressure target value Pes. Next, it is determined by the processes of steps S46, S47, S49, and S50 that deviation data needs to be acquired, and the refrigerant amount determination in the refrigerant leakage detection operation in the high temperature period (that is, the condition of the high temperature low pressure target value Pesb). Driving is performed. Next, the presence or absence of the leakage of the refrigerant is determined by the processes of steps S56 and S57, and the process proceeds to the process of the reference refrigerant amount detection operation (steps S59 to S61). Next, the low-pressure target value Pesa for low temperature is selected as the low-pressure target value Pes for which there is no deviation data by the processes of steps S59, S60, and S61, and the refrigerant amount determination operation of the reference refrigerant amount detection operation is performed. After the refrigerant amount Mi or the deviation data is acquired, the refrigerant leakage detection operation mode is terminated.
そして、3回目の冷媒漏洩検知運転を低温期に実施する。すると、まず、ステップS41、S42の処理によって、冷媒漏洩検知運転が低温期であると判定され、低圧目標値Pesとして低温用低圧目標値Pesaが選択される。次に、ステップS46、S48、S51の処理によって、低温期(すなわち、低温用低圧目標値Pesaの条件)における冷媒漏洩検知運転の冷媒量判定運転が行われる。次に、ステップS52、S53の処理によって、2回目の冷媒漏洩検知運転において取得された低温用低圧目標値Pesaにおける基準冷媒量Mi又は偏差データを用いて冷媒の漏洩の有無が判定されて、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。 And the 3rd refrigerant | coolant leak detection driving | operation is implemented in a low temperature period. Then, first, it is determined by the processes of steps S41 and S42 that the refrigerant leakage detection operation is in the low temperature period, and the low pressure target value Pesa for low temperature is selected as the low pressure target value Pes. Next, the refrigerant amount determination operation of the refrigerant leak detection operation in the low temperature period (that is, the condition of the low temperature low pressure target value Pesa) is performed by the processes of steps S46, S48, and S51. Next, by the processing of steps S52 and S53, the presence or absence of refrigerant leakage is determined using the reference refrigerant amount Mi or deviation data in the low-pressure target value Pesa for low temperature acquired in the second refrigerant leakage detection operation. Leak detection operation mode ends.
また、別の具体例として、例えば、初期冷媒量検知運転が高温期(すなわち、高温用低圧目標値Pesbの条件)に行われた場合において、最初の冷媒漏洩検知運転を中間期に実施する場合について説明する。まず、ステップS41、S43、S45の処理によって、冷媒漏洩検知運転が中間期であると判定され、低圧目標値Pesとして高温用低圧目標値Pesbが選択される。次に、ステップS46、S47、S49、S50の処理によって、偏差データが取得する必要があると判定され、高温期(すなわち、高温用低圧目標値Pesbの条件)における冷媒漏洩検知運転の冷媒量判定運転が行われる。次に、ステップS56、S57の処理によって、冷媒の漏洩の有無が判定されて、基準冷媒量検知運転の処理(ステップS59〜S61)に移行する。次に、ステップS59、S60、S61の処理によって、偏差データの存在しない低圧目標値Pesとして低温用低圧目標値Pesaが選択されて、基準冷媒量検知運転の冷媒量判定運転が行われて、基準冷媒量Mi又は偏差データが取得された後に、冷媒漏洩検知運転モードが終了する。 As another specific example, for example, when the initial refrigerant amount detection operation is performed in the high temperature period (that is, the condition of the high temperature low pressure target value Pesb), the first refrigerant leakage detection operation is performed in the intermediate period. Will be described. First, it is determined by the processes of steps S41, S43, and S45 that the refrigerant leakage detection operation is in the intermediate period, and the high-temperature low-pressure target value Pesb is selected as the low-pressure target value Pes. Next, it is determined by the processes of steps S46, S47, S49, and S50 that deviation data needs to be acquired, and the refrigerant amount determination in the refrigerant leakage detection operation in the high temperature period (that is, the condition of the high temperature low pressure target value Pesb). Driving is performed. Next, the presence or absence of the leakage of the refrigerant is determined by the processes of steps S56 and S57, and the process proceeds to the process of the reference refrigerant amount detection operation (steps S59 to S61). Next, the low-pressure target value Pesa for low temperature is selected as the low-pressure target value Pes for which there is no deviation data by the processes of steps S59, S60, and S61, and the refrigerant amount determination operation of the reference refrigerant amount detection operation is performed. After the refrigerant amount Mi or the deviation data is acquired, the refrigerant leakage detection operation mode ends.
そして、2回目の冷媒漏洩検知運転を高温期に実施する。すると、まず、ステップS41、S43、S44の処理によって、冷媒漏洩検知運転が高温期であると判定され、低圧目標値Pesとして高温用低圧目標値Pesbが選択される。次に、ステップS46、S48、S51の処理によって、高温期(すなわち、高温用低圧目標値Pesbの条件)における冷媒漏洩検知運転の冷媒量判定運転が行われる。次に、ステップS52、S53の処理によって、冷媒の漏洩の有無が判定されて、冷媒漏洩検知運転モードが終了する。 Then, the second refrigerant leakage detection operation is performed in the high temperature period. Then, first, it is determined by the processes of steps S41, S43, and S44 that the refrigerant leakage detection operation is in the high temperature period, and the high pressure low pressure target value Pesb is selected as the low pressure target value Pes. Next, the refrigerant amount determination operation of the refrigerant leakage detection operation in the high temperature period (that is, the condition of the high temperature low pressure target value Pesb) is performed by the processes of steps S46, S48, and S51. Next, the presence or absence of refrigerant leakage is determined by the processing of steps S52 and S53, and the refrigerant leakage detection operation mode ends.
そして、3回目の冷媒漏洩検知運転を低温期に実施する。すると、まず、ステップS41、S42の処理によって、冷媒漏洩検知運転が低温期であると判定され、低圧目標値Pesとして低温用低圧目標値Pesaが選択される。次に、ステップS46、S48、S51の処理によって、低温期(すなわち、低温用低圧目標値Pesaの条件)における冷媒漏洩検知運転の冷媒量判定運転が行われる。次に、ステップS52、S53の処理によって、1回目の冷媒漏洩検知運転において取得された低温用低圧目標値Pesaにおける基準冷媒量Mi又は偏差データを用いて冷媒の漏洩の有無が判定されて、冷媒漏洩検知運転モードが終了する。 And the 3rd refrigerant | coolant leak detection driving | operation is implemented in a low temperature period. Then, first, it is determined by the processes of steps S41 and S42 that the refrigerant leakage detection operation is in the low temperature period, and the low pressure target value Pesa for low temperature is selected as the low pressure target value Pes. Next, the refrigerant amount determination operation of the refrigerant leak detection operation in the low temperature period (that is, the condition of the low temperature low pressure target value Pesa) is performed by the processes of steps S46, S48, and S51. Next, the presence or absence of refrigerant leakage is determined by using the reference refrigerant amount Mi or the deviation data in the low-temperature low-pressure target value Pesa acquired in the first refrigerant leakage detection operation by the processing of steps S52 and S53, and the refrigerant Leak detection operation mode ends.
このように、中間期における基準冷媒量検知運転を行うことによって、低圧目標値Pesの相違による冷媒の漏洩の有無の判定誤差を小さくするための基準冷媒量Mi又は偏差データを取得することができる。 As described above, by performing the reference refrigerant amount detection operation in the intermediate period, it is possible to acquire the reference refrigerant amount Mi or deviation data for reducing the determination error of the refrigerant leakage due to the difference in the low pressure target value Pes. .
以上のように、本変形例の空気調和装置1では、制御部8が、冷媒量判定運転手段、冷媒量演算手段、冷媒量判定手段、配管容積判定運転手段、配管容積演算手段、妥当性判定手段、条件変更手段、関係式選択手段及び状態量蓄積手段として機能することにより、冷媒回路10内に充填された冷媒量の適否を判定するための冷媒量判定システムを構成している。
As described above, in the air conditioner 1 of the present modification, the
(3)空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
(3) Features of the air conditioner The air conditioner 1 of the present embodiment has the following features.
(A)
本実施形態の空気調和装置1では、冷媒量判定運転等における過熱度制御で過熱度目標値SHrs近傍の値で一定に制御することができない場合であっても、固定安定化制御を行うことで室内膨張弁41、51の開度を固定させて、冷媒回路10を流れる冷媒の状態を安定化させている。また、ここでの固定開度の値としては、ハンチング中のパルス信号に応じた開度の最大値と最小値との間の値である中間値を採用し、冷媒回路10を流れる冷媒が安定する方向に制御している。
(A)
In the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment, even when the superheat degree control in the refrigerant amount determination operation or the like cannot be controlled to a constant value near the superheat degree target value SHrs, the fixed stabilization control is performed. The opening degree of the
このため、冷媒回路10を流れる冷媒の状態をより安定化させることができている。これにより、過熱度SHrが安定しないことがあっても、冷媒回路10の安定時に得られる各値に基づいて、冷媒回路10内の冷媒量が充填目標値Miに到達したかどうかを高精度に判定することができ、初期冷媒量の検知等の冷媒量の判定を高精度に行うことができ、冷媒の漏洩をより正確に検知することができる。さらに、上記冷凍サイクルにおいて、液冷媒連絡配管6やガス冷媒連絡配管7の配管容積が未知の場合であっても、冷媒回路10を流れる冷媒の状態が安定化している際の値を用いて配管容積を判定することができるため、配管容積をより正確に割り出すことができる。
For this reason, the state of the refrigerant flowing through the
なお、高温期、中間期、低温期のいずれの時期においても、各時期に応じた制御目標値による制御を行うことで冷媒量判定運転時の室内温度Trや室外温度Taによる影響を抑えつつ、冷媒回路10を流れる冷媒を安定化させた運転を実現できるため、いずれの時期においても、冷媒量の判定を高精度に行うことができ、冷媒の漏洩を正確に検知することができる。
In any of the high temperature period, the intermediate period, and the low temperature period, the control by the control target value corresponding to each period is performed to suppress the influence of the indoor temperature Tr and the outdoor temperature Ta during the refrigerant amount determination operation, Since the operation in which the refrigerant flowing through the
また、過熱度SHrがいつまでも安定しないことにより、冷媒量判定運転に移行できない事態を回避できる。 Further, since the degree of superheat SHr is not stable forever, it is possible to avoid a situation in which it is not possible to shift to the refrigerant amount determination operation.
(B)
本実施形態の空気調和装置1では、固定安定化制御により開度を固定制御した場合において、冷媒回路10の冷媒循環状態に不具合が生じた場合であっても、補正制御が行われることで、不具合が解消するようにしている。また、この補正制御は、室内膨張弁41、51以外の他の構成機器の制御周期よりも長い補正周期で実行されているため、補正制御を行うこと自体によるさらなるハンチングの発生を回避できる。
(B)
In the air conditioner 1 of the present embodiment, when the opening degree is fixedly controlled by the fixed stabilization control, even when a malfunction occurs in the refrigerant circulation state of the
(C)
本実施形態の空気調和装置1では、固定安定化制御において、各室内膨張弁41、51毎に与えられるパルス信号に応じた開度を、冷凍能力に応じて重み付けされた値として個別に規定することができる。
(C)
In the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment, in the fixed stabilization control, the opening degree corresponding to the pulse signal given to each of the
これにより、室内ユニット4、5が複数設けられている空気調和装置1であっても、冷媒回路10を循環する冷媒の状態を冷凍能力比に応じて安定化させ、冷媒量の判定精度を向上させることができる。
Thereby, even in the air conditioner 1 in which a plurality of
(4)他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(4) Other Embodiments Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments and can be changed without departing from the scope of the invention. It is.
例えば、上述の実施形態では、冷暖切り換え可能な空気調和装置に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、冷房専用の空気調和装置等の他の空気調和装置に本発明を適用してもよい。また、上述の実施形態では、1台の室外ユニットを備えた空気調和装置に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、複数台の室外ユニットを備えた空気調和装置に本発明を適用してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to an air conditioner capable of switching between cooling and heating has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to other air conditioners such as an air conditioner dedicated to cooling. You may apply. Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which applied this invention to the air conditioning apparatus provided with the one outdoor unit, it is not limited to this, This air conditioner provided with the several outdoor unit is this. The invention may be applied.
本発明を利用すれば、冷媒量の判定を行うための運転に際して、冷媒の循環状態や構成機器の運転状態を安定化させることができるため、冷媒量判定運転を行うことで冷媒の状態が不安定になる空気調和装置であっても、冷媒量の判定を精度良くために用いることができる。 If the present invention is used, the refrigerant circulation state and the operation state of the constituent devices can be stabilized during the operation for determining the refrigerant amount. Therefore, the refrigerant state is not improved by performing the refrigerant amount determination operation. Even a stable air conditioner can be used to accurately determine the amount of refrigerant.
1 空気調和装置
10 冷媒回路
21 圧縮機
23 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
41、51 室内膨張弁(膨張機構)
42、52 室内熱交換器(利用側熱交換器)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
41, 51 Indoor expansion valve (expansion mechanism)
42, 52 Indoor heat exchanger (use side heat exchanger)
Claims (6)
前記熱源側熱交換器(23)と前記電動膨張機構(41,51)の間と、前記圧縮機(21)の吸入側と、を接続しており、冷媒の流量を調節するバイパス膨張弁(62)を有するバイパス冷媒回路(61)と、
前記バイパス冷媒回路(61)を流れる前記バイパス膨張弁(62)で減圧された冷媒と、前記熱源側熱交換器(23)から前記電動膨張機構(41,51)に向かう冷媒と、の間で熱交換させる過冷却器(25)と、
前記主冷媒回路(10)および前記バイパス冷媒回路(61)を複数の部分に分割した場合における各部分の冷媒量と前記主冷媒回路(10)および前記バイパス冷媒回路(61)を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式を用いて、前記主冷媒回路(10)および前記バイパス冷媒回路(61)を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から前記各部分の冷媒量を演算する冷媒量演算手段(8)と、
前記冷媒量演算手段(8)によって演算される前記各部分の冷媒量を用いて、前記主冷媒回路(10)内および前記バイパス冷媒回路(61)内の冷媒量の適否を判定する冷媒量判定手段(8)と、
冷媒の蒸発器として機能する前記利用側熱交換器(42,52)を通過して前記圧縮機(21)に吸引される前の冷媒の過熱度もしくは過熱度に等価な状態量を取得する状態量取得手段(44,45)と、
を備え、
前記過冷却器(25)から前記電動膨張機構(41,51)までの間に存在する冷媒の温度が液状態で一定になるように前記バイパス膨張弁(62)の開度を調節する液温一定制御を行いながら、前記状態量取得手段(44,45)によって取得される値が所定目標値範囲内で維持される所定目標値条件を満たすように前記電動膨張機構(41,51)の開度を制御する目標値制御を行い、前記所定目標値条件を満たす状態を所定時間の間維持することができない場合には前記目標値制御に優先して前記電動膨張機構(41,51)の開度を一定に制御する開度固定制御を行う制御手段(8)と、
を備えた空気調和装置(1)。 The compressor (21), the heat source side heat exchanger (23), the electric expansion mechanism (41, 51) whose opening degree can be controlled, and the use side heat exchanger (42, 52) are refrigerant pipes (6, 7). ) And a main refrigerant circuit (10) in which the refrigerant circulates,
A bypass expansion valve that connects between the heat source side heat exchanger (23) and the electric expansion mechanism (41, 51) and the suction side of the compressor (21) and adjusts the flow rate of the refrigerant ( 62) a bypass refrigerant circuit (61) having
Between the refrigerant decompressed by the bypass expansion valve (62) flowing through the bypass refrigerant circuit (61) and the refrigerant from the heat source side heat exchanger (23) toward the electric expansion mechanism (41, 51). A supercooler (25) for heat exchange;
When the main refrigerant circuit (10) and the bypass refrigerant circuit (61) are divided into a plurality of parts, the amount of refrigerant in each part and the refrigerant or configuration flowing through the main refrigerant circuit (10) and the bypass refrigerant circuit (61) Refrigerant amount for calculating the refrigerant amount of each part from the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit (10) and the bypass refrigerant circuit (61) or the operational state quantity of the component equipment using the relational expression with the operational state quantity of the device Computing means (8);
Refrigerant amount determination for determining the suitability of the refrigerant amounts in the main refrigerant circuit (10) and the bypass refrigerant circuit (61) using the refrigerant amounts of the respective parts calculated by the refrigerant amount calculating means (8). Means (8);
A state in which a state quantity equivalent to the degree of superheat or the degree of superheat of the refrigerant before passing through the use side heat exchanger (42, 52) functioning as a refrigerant evaporator and being sucked into the compressor (21) is acquired. Quantity acquisition means (44, 45);
With
Liquid temperature for adjusting the opening of the bypass expansion valve (62) so that the temperature of the refrigerant existing between the supercooler (25) and the electric expansion mechanism (41, 51) is constant in the liquid state. While performing the constant control, the electric expansion mechanism (41, 51) is opened so that the value acquired by the state quantity acquisition means (44, 45) satisfies a predetermined target value condition that is maintained within a predetermined target value range. When the target value control for controlling the degree is performed and the state satisfying the predetermined target value cannot be maintained for a predetermined time, the electric expansion mechanism (41, 51) is opened in preference to the target value control. A control means (8) for performing fixed opening control for controlling the degree constant;
An air conditioner (1) comprising:
請求項1に記載の空気調和装置(1)。The air conditioner (1) according to claim 1.
請求項1または2に記載の空気調和装置(1)。The air conditioner (1) according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。 The control means (8), when performing the opening degree fixed control, is constant at an intermediate value of an opening degree fluctuation range of the electric expansion mechanism (41, 51) during the predetermined time that does not satisfy the predetermined target value condition. To
The air conditioner (1) according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。 The control means (8) is a direction in which the state quantity exceeds the predetermined lower limit value when the state quantity acquired by the state quantity acquisition means (44, 45) is smaller than a predetermined lower limit value in the opening degree fixing control. When the state quantity acquired by the state quantity acquisition means (44, 45) is larger than a predetermined upper limit value, the state quantity is set to the predetermined level. Correction control for changing and fixing the opening degree of the electric expansion mechanism (44, 45) in a direction below the upper limit value is performed at a predetermined correction cycle longer than at least the control cycle for the component device,
The air conditioner (1) according to any one of claims 1 to 4 .
前記電動膨張機構は、前記第1利用側熱交換器(42)側に接続される第1電動膨張機構(41)と、前記第2利用側熱交換器(52)側に接続される第2電動膨張機構(51)と、を有し、
前記第1利用側熱交換器(42)に対して空気流れを送る第1利用側ファン(43)と、前記第2利用側熱交換器(52)に対して空気流れを送る第2利用側ファン(53)と、を有する利用側ファン(43,53)をさらに備え、
前記制御手段(8)は、前記第1利用側熱交換器(42)と前記第1利用側ファン(43)とに基づいて定まる第1能力と、前記第2利用側熱交換器(52)と前記第2利用側ファン(53)とに基づいて定まる第2能力と、の比率に応じた量の冷媒量が送られるように前記第1電動膨張機構(41)の開度と前記第2電動膨張機構(51)の開度とを制御する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。 The usage-side heat exchanger includes a first usage-side heat exchanger (42) and a second usage-side heat exchanger (52) connected in parallel to the first usage-side heat exchanger (42). Have
The electric expansion mechanism includes a first electric expansion mechanism (41) connected to the first user side heat exchanger (42) side and a second terminal connected to the second user side heat exchanger (52) side. An electric expansion mechanism (51),
A first usage side fan (43) that sends an air flow to the first usage side heat exchanger (42), and a second usage side that sends an air flow to the second usage side heat exchanger (52). A use side fan (43, 53) having a fan (53);
The control means (8) includes a first capacity determined based on the first usage side heat exchanger (42) and the first usage side fan (43), and the second usage side heat exchanger (52). And the second capacity determined based on the second usage-side fan (53) and the opening degree of the first electric expansion mechanism (41) and the second capacity so that the amount of refrigerant corresponding to the ratio of the second capacity is sent. Controlling the opening of the electric expansion mechanism (51),
The air conditioner (1) according to any one of claims 1 to 5 .
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