JP7147825B2 - air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner.
冷媒回路で検知できる運転状態量を用いて冷媒量の判定を行う空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、例えば、冷房サイクル時の冷媒回路の液管を流れる冷媒を液冷媒のみにする（ガス冷媒は存在しないようにする）ために、蒸発器出口の冷媒過熱度や蒸発器の圧力が調整された状態（以下、デフォルト状態という）での凝縮器出口の冷媒過冷却度を用いて冷媒量を判定している。
An air conditioner has been proposed that determines the amount of refrigerant using an operating state quantity that can be detected in a refrigerant circuit (for example, Patent Document 1). In
空気調和機が実稼動している場合には、特許文献１の前提条件となっているデフォルト状態にすることは困難であり、冷媒量を推定するのは困難となる。
When the air conditioner is in actual operation, it is difficult to set the default state, which is a prerequisite of
本発明ではこのような問題に鑑み、空気調和機が実稼動している場合でも、冷媒回路に残存する冷媒量を推定できる空気調和機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an air conditioner capable of estimating the amount of refrigerant remaining in a refrigerant circuit even when the air conditioner is in actual operation.
一つの態様の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器及び膨張弁を有する室外機に、室内熱交換器を有する室内機が冷媒配管で接続されて形成される冷媒回路を有し、前記冷媒回路に所定量の冷媒が充填された空気調和機である。前記空気調和機は、取得部と、記憶部と、推定モデルと、検出部と、制御部とを有する。取得部は、空気調和運転時の運転状態量を定期的に取得する。記憶部は、前記取得部で取得された運転状態量を記憶する。推定モデルは、前記運転状態量を用いて、前記冷媒回路に残存している残存冷媒量を推定する。検出部は、前記記憶部から、冷媒回路が第１の安定条件を満たしている状態における運転状態量である第１の運転状態量、又は、前記冷媒回路が前記第１の安定条件と異なる第２の安定条件を満たしている状態における運転状態量である第２の運転状態量を検出する。制御部は、前記推定モデルと、前記検出部にて検出した運転状態量を用いて、前記冷媒回路の前記残存冷媒量を推定する。 An air conditioner of one aspect has a refrigerant circuit formed by connecting an indoor unit having an indoor heat exchanger to an outdoor unit having a compressor, an outdoor heat exchanger, and an expansion valve by refrigerant piping, The air conditioner has a refrigerant circuit filled with a predetermined amount of refrigerant. The air conditioner has an acquisition unit, a storage unit, an estimation model, a detection unit, and a control unit. The acquisition unit periodically acquires the operating state quantity during air conditioning operation. The storage unit stores the operating state quantity acquired by the acquisition unit. The estimation model uses the operating state quantity to estimate the amount of residual refrigerant remaining in the refrigerant circuit. The detection unit stores, from the storage unit, a first operating state quantity that is an operating state quantity in a state where the refrigerant circuit satisfies the first stability condition, or a second operating state quantity in which the refrigerant circuit is different from the first stable condition. A second operating state quantity, which is the operating state quantity in a state where the second stability condition is satisfied, is detected. The control unit estimates the amount of refrigerant remaining in the refrigerant circuit using the estimation model and the operating state quantity detected by the detection unit.
一つの側面として、空気調和機が実稼動している場合でも、冷媒回路に残存する残存冷媒量を推定できる。 As one aspect, it is possible to estimate the amount of residual refrigerant remaining in the refrigerant circuit even when the air conditioner is in actual operation.
以下、図面に基づいて、本願の開示する空気調和機等の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜変形しても良い。 Hereinafter, embodiments of the air conditioner and the like disclosed in the present application will be described in detail based on the drawings. Note that the disclosed technology is not limited by the present embodiment. Further, each embodiment shown below may be modified as appropriate within a range that does not cause contradiction.
＜空気調和機の構成＞
図１は、本実施例の空気調和機１の一例を示す説明図である。図１に示す空気調和機１は、１台の室外機２と、１台の室内機３とを有する、例えば、家庭用の空気調和機である。室外機２は、液管４及びガス管５で室内機３と接続される。そして、室外機２と室内機３とが液管４及びガス管５等の冷媒配管で接続されることで、空気調和機１の冷媒回路６が形成されている。
<Configuration of air conditioner>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an
＜室外機の構成＞
図２は、室外機２および室内機３の一例を示す説明図である。室外機２は、圧縮機１１と、四方弁１２と、室外熱交換器１３と、膨張弁１４と、アキュムレータ１５と、室外機ファン１６と、制御回路１７とを有する。これら圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、膨張弁１４及びアキュムレータ１５を用いて、以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて冷媒回路６の一部を成す室外側冷媒回路を形成する。
<Configuration of outdoor unit>
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the outdoor unit 2 and the indoor unit 3. As shown in FIG. The outdoor unit 2 has a compressor 11 , a four-
圧縮機１１は、例えば、インバータにより回転数が制御される図示しないモータの駆動に応じて、運転容量を可変できる高圧容器型の能力可変型圧縮機である。圧縮機１１は、その冷媒吐出側が四方弁１２の第１のポート１２Ａと吐出管２１で接続されている。また、圧縮機１１は、その冷媒吸入側がアキュムレータ１５の冷媒流出側と吸入管２２で接続されている。
The compressor 11 is, for example, a high-pressure vessel type variable capacity compressor capable of varying its operating capacity according to the driving of a motor (not shown) whose rotational speed is controlled by an inverter. The refrigerant discharge side of the compressor 11 is connected to the
四方弁１２は、冷媒回路６における冷媒の流れる方向を切替えるための弁であって、第１のポート１２Ａ～第４のポート１２Ｄを備えている。第１のポート１２Ａは、圧縮機１１の冷媒吐出側と吐出管２１で接続されている。第２のポート１２Ｂは、室外熱交換器１３の一方の冷媒出入口（後述する第１の室外熱交口部１３Ａに相当する）と室外冷媒管２３で接続されている。第３のポート１２Ｃは、アキュムレータ１５の冷媒流入側と室外冷媒管２６で接続されている。そして、第４のポート１２Ｄは、室内熱交換器５１と室外ガス管２４で接続されている。
The four-
室外熱交換器１３は、冷媒と、室外機ファン１６の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気とを熱交換させる。室外熱交換器１３は、前記一方の冷媒出入口としての第１の室外熱交口部１３Ａと、他方の冷媒出入口としての第２の室外熱交口部１３Ｂと、前記第１の室外熱交口部１３Ａと第２の室外熱交口部１３Ｂとの間をつなぐ室外熱交中間部１３Ｃとを有する。第１の室外熱交口部１３Ａは、四方弁１２の第２のポート１２Ｂと室外冷媒管２３で接続される。第２の室外熱交口部１３Ｂは、膨張弁１４と室外液管２５で接続される。室外熱交中間部１３Ｃは、第１の室外熱交口部１３Ａと第２の室外熱交口部１３Ｂに接続される。室外熱交換器１３は、空気調和機１が冷房運転を行う場合に凝縮器として機能し、空気調和機１が暖房運転を行う場合に蒸発器として機能する。
The
膨張弁１４は、室外液管２５に設けられており、図示しないパルスモータで駆動する電子膨張弁である。膨張弁１４は、パルスモータに与えられるパルス数に応じて開度が調整されることで、膨張弁１４から冷媒回路６内を流れる冷媒量（室外熱交換器１３から室内熱交換器５１に流入する冷媒量、又は、室内熱交換器５１から室外熱交換器１３に流入する冷媒量）を調整するものである。膨張弁１４の開度は、圧縮機１１の冷媒の吐出温度（冷媒吐出温度）が所定の温度である目標吐出温度に到達させるように調整される。
The
アキュムレータ１５は、その冷媒流入側が四方弁１２の第３のポート１２Ｃと室外冷媒管２６で接続されている。更に、アキュムレータ１５は、その冷媒流出側が圧縮機１１の冷媒流入側と吸入管２２で接続されている。アキュムレータ１５は、室外冷媒管２６からアキュムレータ１５の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを圧縮機１１に吸入させる。
The
室外機ファン１６は、樹脂材で形成されており、室外熱交換器１３の近傍に配置されている。室外機ファン１６は、図示しないファンモータの回転に応じて、図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器１３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。
The
また、室外機２には、複数のセンサが配置されている。吐出管２１には、圧縮機１１から吐出された冷媒の温度、すなわち冷媒吐出温度を検出する吐出温度センサ３１が配置されている。室外熱交換器１３と膨張弁１４との間の室外液管２５には、熱交換器温度の内、第２の室外熱交口部１３Ｂに流入する冷媒の温度、又は、第２の室外熱交口部１３Ｂから流出する冷媒の温度を検出するための室外熱交出口センサ３２が配置されている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３３が配置されている。
A plurality of sensors are arranged in the outdoor unit 2 . A
制御回路１７は、後述する室内機３の制御回路１８からの指示を受けて室外機２を制御する。室外機２の制御回路１７は、図示しない通信部と、記憶部と、制御部とを有する。通信部は、室内機３の後述する通信部４１と通信するための通信インタフェースである。記憶部は、例えば、フラッシュメモリであって、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値等の運転状態量、圧縮機１１や室外機ファン１６の駆動状態、室外機２の定格能力及び各室内機３の要求能力、などを記憶する。
The control circuit 17 controls the outdoor unit 2 in response to instructions from the
＜室内機の構成＞
図２に示すように、室内機３は、室内熱交換器５１と、ガス管接続部５２と、液管接続部５３と、室内機ファン５４と、制御回路１８とを有する。これら室内熱交換器５１、ガス管接続部５２及び液管接続部５３は、後述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路６の一部を成す室内機冷媒回路を構成する。
<Indoor unit configuration>
As shown in FIG. 2 , the indoor unit 3 has an
室内熱交換器５１は、冷媒と、室内機ファン５４の回転により図示しない吸込口から室内機３の内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させる。室内熱交換器５１は、一方の冷媒出入口としての第１の室内熱交口部５１Ａと、他方の冷媒出入口としての第２の室内熱交口部５１Ｂと、第１の室内熱交口部５１Ａと第２の室内熱交口部５１Ｂとの間をつなぐ室内熱交中間部５１Ｃとを有する。第１の室内熱交口部５１Ａは、ガス管接続部５２と室内ガス管５６で接続される。第２の室内熱交口部５１Ｂは、液管接続部５３と室内液管５７で接続される。室内熱交中間部５１Ｃは、第１の室内熱交口部５１Ａと第２の室内熱交口部５１Ｂに接続される。室内熱交換器５１は、空気調和機１が暖房運転を行う場合に凝縮器として機能し、空気調和機１が冷房運転を行う場合に蒸発器として機能する。
The
室内機ファン５４は、樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１の近傍に配置されている。室内機ファン５４は、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機３の内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１において冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ放出する。
The
室内機３には各種のセンサが設けられている。室内熱交中間部５１Ｃには、熱交換器温度の内、室内熱交中間部５１Ｃを通過する冷媒の温度、すなわち室内熱交中間温度を検出する室内熱交中間センサ５８が配置されている。
Various sensors are provided in the indoor unit 3 . In the indoor heat exchanger
制御回路１８は、空気調和機１全体を制御する。図３は、室内機３の制御回路１８の一例を示すブロック図である。制御回路１８は、通信部４１と、取得部４２と、検出部４３と、記憶部４４と、制御部４５とを有する。通信部４１は、室外機２の通信部と通信するための通信インタフェースである。取得部４２は、前述した各種センサから検出信号に応じた検出値等の運転状態量を取得する。記憶部４４は、例えば、フラッシュメモリであって、室内機３の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値等の運転状態量、室内機ファン５４の駆動状態、室外機２から送信される運転情報（例えば、圧縮機１１の運転・停止情報、室外機ファン１６の駆動状態等を含む）、室外機２の定格能力及び各室内機３の要求能力、などを記憶する。
The
記憶部４４は、運転状態量メモリ６１と、第１の運転状態量メモリ６１Ａと、第２の運転状態量メモリ６１Ｂとを有する。運転状態量メモリ６１は、取得部４２にて取得した全ての運転状態量を記憶する。運転状態量は、例えば、冷房運転時において、圧縮機１１の回転数、膨張弁１４の開度、圧縮機１１の冷媒吐出温度、室外熱交出口温度及び外気温度の各運転状態量や、例えば、暖房運転時において、圧縮機１１の回転数、膨張弁１４の開度、圧縮機１１の冷媒吐出温度及び室内熱交中間温度の各運転状態量である。
The storage unit 44 has an operating state quantity memory 61, a first operating
第１の運転状態量メモリ６１Ａは、運転状態量の内、第１の運転状態量を記憶する。第１の運転状態量は、冷媒回路６における高圧や低圧の各値が安定して冷媒回路６内を冷媒が安定して循環している状況下で第１の安定条件を満たしている状態における空気調和運転時の運転状態を示す運転状態量である。第１の安定条件は、圧縮機１１の回転数の変動が第１の所定範囲以内の状態で第１の所定期間以上継続している状態、かつ、圧縮機１１の冷媒吐出温度と目標吐出温度との差の絶対値が所定値以下の状態で第１の所定期間以上継続している状態である。第１の運転状態量は、例えば、圧縮機１１の起動から８分経過後、圧縮機１１の回転数の変動が５分間で±１ｒｐｓ以内、かつ、圧縮機１１の冷媒吐出温度と目標吐出温度との差の絶対値が５分間で±２℃以内であるときに取得した運転状態量である。
The first driving
第２の運転状態量メモリ６１Ｂは、運転状態量の内、第２の運転状態量を記憶する。第２の運転状態量は、冷媒回路６内を冷媒が安定して循環している状況下で第１の安定条件と異なる第２の安定条件を満たしている状態における空気調和運転時の運転状態を示す運転状態量である。第２の安定条件は、圧縮機１１の回転数の変動が第１の所定範囲を超える第２の所定範囲内の状態で、第１の所定期間以上又は第１の所定期間を超える第２の所定期間以上継続している状態である。第２の運転状態量は、例えば、圧縮機１１の起動から８分経過後、圧縮機１１の回転数の変動が１２分間で±５ｒｐｓ以内であるときに取得した運転状態量である。なお、第２の安定条件は、第１の安定条件と比べて圧縮機１１の回転数の変動が緩和された条件であるため、第２の安定条件下で取得した第２の運転状態量は、第１の安定条件下で所得した第１の運転状態量と比べてばらつきが大きくなる。 The second driving state quantity memory 61B stores the second driving state quantity among the driving state quantities. The second operating state quantity is the operating state during air-conditioning operation in a state where the refrigerant is stably circulating in the refrigerant circuit 6 and a second stable condition different from the first stable condition is satisfied. It is an operating state quantity that indicates The second stable condition is a state in which the fluctuation of the rotation speed of the compressor 11 is within a second predetermined range exceeding the first predetermined range, and the second predetermined period is longer than or equal to the first predetermined period or exceeds the first predetermined period. It is a state that has continued for a predetermined period of time or longer. The second operating state quantity is, for example, an operating state quantity acquired when the rotation speed of the compressor 11 fluctuates within ±5 rps for 12 minutes after 8 minutes have passed since the start of the compressor 11 . In addition, since the second stable condition is a condition in which the fluctuation of the rotation speed of the compressor 11 is relaxed compared to the first stable condition, the second operating state quantity acquired under the second stable condition is , the variation becomes greater than that of the first operating state quantity obtained under the first stable condition.
検出部４３は、運転状態量メモリ６１に記憶中の運転状態量から第１の運転状態量を検出し、検出した第１の運転状態量を第１の運転状態量メモリ６１Ａに記憶する。また、検出部４３は、運転状態量メモリ６１に記憶中の運転状態量から第２の運転状態量を検出し、検出した第２の運転状態量を第２の運転状態量メモリ６１Ｂに記憶する。
The detection unit 43 detects the first driving state quantity from the driving state quantity being stored in the driving state quantity memory 61, and stores the detected first driving state quantity in the first driving
また、記憶部４４は、冷媒回路６に残存する残存冷媒量を推定する推定モデルを記憶している。推定モデルは、冷房用推定モデル６２Ａと、暖房用推定モデル６２Ｂとを有する。冷房用推定モデル６２Ａは、冷房運転時における冷媒回路６の残存冷媒量を推定するモデルである。また、暖房用推定モデル６２Ｂは、暖房運転時における冷媒回路６の残存冷媒量を推定するモデルである。
The storage unit 44 also stores an estimation model for estimating the amount of residual refrigerant remaining in the refrigerant circuit 6 . The estimation model has a cooling estimation model 62A and a
制御部４５は、各種センサでの検出値を定期的（例えば、３０秒毎）に取り込む。制御部４５は、これら入力された各種情報に基づいて、空気調和機１全体を制御する。更に、制御部４５は、上述した各推定モデルを用いて残存冷媒量を推定する。
The
また、制御部４５は、所定期間内において第１の運転状態量の検出数をカウントし、第１の運転状態量の検出数が所定数以上の場合に第１の運転状態量及び各推定モデルを用いて、冷媒回路６の残存冷媒量を推定する。制御部４５は、所定期間内において第１の運転状態量の検出数が所定数未満の場合に第２の運転状態量及び各推定モデルを用いて、冷媒回路６の残存冷媒量を推定する。制御部４５は、所定期間、例えば、１日に第１の運転状態量の検出数が所定数、例えば、５０個以上の場合に第１の運転状態量及び各推定モデルを用いて残存冷媒量を推定する。また、制御部４５は、１日に第１の運転状態量の検出数が５０個未満の場合に第２の運転状態量及び各推定モデルを用いて残存冷媒量を推定する。
In addition, the
制御部４５は、１日のうちの所定時刻、例えば午前１時に、前日の２４時間に取得した第１の運転状態量あるいは第２の運転状態量のいずれかを用いて前日の冷媒回路６の残存冷媒量の推定を行う。第１の運転状態量の検出数が所定数以上の場合は、取得した第１の運転状態量及び推定モデルを用いて残存冷媒量を推定し、第１の運転状態量の検出数が所定数未満の場合は、取得した第２の運転状態量及び推定モデルを用いて残存冷媒量を推定する。なお、１日の残存冷媒量の推定の具体的な方法については、後述する。
At a predetermined time of the day, for example, 1:00 am, the
＜冷媒回路の動作＞
次に、本実施形態における空気調和機１の空調運転時の冷媒回路６における冷媒の流れや各部の動作について説明する。
<Operation of refrigerant circuit>
Next, the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit 6 and the operation of each part during the air conditioning operation of the
空気調和機１が暖房運転を行う場合、四方弁１２は、第１のポート１２Ａと第４のポート１２Ｄとが連通し、第２のポート１２Ｂと第３のポート１２Ｃとが連通するように切替えている（図２に実線で示す状態）。これにより、冷媒回路６は、室内熱交換器５１が凝縮器として機能し、室外熱交換器１３が蒸発器として機能する暖房サイクルとなる。尚、説明の便宜上、暖房運転時の冷媒の流れは、図２に示す実線矢印で表記する。
When the
冷媒回路６がこの状態で圧縮機１１が駆動すると、圧縮機１１から吐出された冷媒は、吐出管２１を流れて四方弁１２に流入し、四方弁１２から室外ガス管２４を流れて、ガス管５へと流入する。ガス管５を流れる冷媒は、ガス管接続部５２を介して室内機３に流入する。室内機３に流入した冷媒は、室内ガス管５６を流れて室内熱交換器５１に流入する。室内熱交換器５１に流入した冷媒は、室内機ファン５４の回転により室内機３の内部に取り込まれた室内空気との間で熱交換することで凝縮する。つまり、室内熱交換器５１が凝縮器として機能し、室内熱交換器５１で冷媒と熱交換することによって加熱された室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることで、室内機３が設置された室内の暖房が行われる。
When the compressor 11 is driven with the refrigerant circuit 6 in this state, the refrigerant discharged from the compressor 11 flows through the
室内熱交換器５１から室内液管５７に流入した冷媒は、液管接続部５３を介して液管４に流出する。液管４に流入した冷媒は、室外機２に流入する。室外機２に流入した冷媒は、室外液管２５を流れ、膨張弁１４を通過して減圧される。膨張弁１４で減圧された冷媒は、室外液管２５を流れて室外熱交換器１３に流入し、室外機ファン１６の回転によって室外機２の図示しない吸込口から流入した外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器１３から室外冷媒管２６へと流出した冷媒は、四方弁１２、室外冷媒管２６、アキュムレータ１５及び吸入管２２の順に流入し、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮され、四方弁１２の第１のポート１２Ａ及び第４のポート１２Ｄ経由で室外ガス管２４に流出する。
The refrigerant that has flowed into the
また、空気調和機１が冷房運転を行う場合、四方弁１２は、第１のポート１２Ａと第２のポート１２Ｂとが連通し、第３のポート１２Ｃと第４のポート１２Ｄとが連通するように切替えている（図２に破線で示す状態）。これにより、冷媒回路６は、室内熱交換器５１が蒸発器として機能し、室外熱交換器１３が凝縮器として機能する冷房サイクルとなる。尚、説明の便宜上、冷房運転時の冷媒の流れは、図２に示す破線矢印で表記する。
Further, when the
冷媒回路６がこの状態で圧縮機１１が駆動すると、圧縮機１１から吐出された冷媒は、吐出管２１を流れて四方弁１２に流入し、四方弁１２から室外冷媒管２３を流れて、室外熱交換器１３に流入する。室外熱交換器１３に流入した冷媒は、室外機ファン１６の回転により室外機２の内部に取り込まれた室外空気との間で熱交換することで凝縮する。つまり、室外熱交換器１３が凝縮器として機能し、室外熱交換器１３で冷媒によって加熱された室外空気が図示しない吹出口から室外に吹き出される。
When the compressor 11 is driven with the refrigerant circuit 6 in this state, the refrigerant discharged from the compressor 11 flows through the
室外熱交換器１３から室外液管２５へと流入した冷媒は、膨張弁１４を通過して減圧される。膨張弁１４で減圧された冷媒は、液管４を流れて室内機３に流入する。室内機３に流入した冷媒は、室内液管５７を流れて室内熱交換器５１に流入し、室内機ファン５４の回転によって室内機３の図示しない吸入口から流入した室内空気と熱交換を行って蒸発する。つまり、室内熱交換器５１が蒸発器として機能し、室内熱交換器５１で冷媒と熱交換することによって冷却された室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることで、室内機３が設置された室内の冷房が行われる。
The refrigerant flowing into the
室内熱交換器５１からガス管接続部５２を介してガス管５へ流れる冷媒は、室外機２の室外ガス管２４に流れて四方弁１２の第４のポート１２Ｄに流入する。四方弁１２の第４のポート１２Ｄに流入した冷媒は、第３のポート１２Ｃからアキュムレータ１５の冷媒流入側に流入する。アキュムレータ１５の冷媒流入側から流入した冷媒は、吸入管２２を介して流入し、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮されることになる。
The refrigerant flowing from the
空気調和機１が以上に説明した冷房運転や暖房運転を行っているとき、制御回路１８内の取得部４２は、吐出温度センサ３１、室外熱交出口センサ３２及び外気温度センサ３３のセンサ値を室外機２の制御回路１７を介して取得する。更に、取得部４２は、室内機３の室内熱交中間センサ５８及び吸込温度センサ５９のセンサ値を取得する。
When the
図４は、空気調和機１の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。前述したように、空気調和機１の冷房運転時は、室外熱交換器１３が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器５１が蒸発器として機能し、空気調和機１の暖房運転時は、室外熱交換器１３が蒸発器として機能するとともに室内熱交換器５１が凝縮器として機能する。
FIG. 4 is a Mollier diagram showing the refrigeration cycle of the
圧縮機１１は、蒸発器から流入する低温低圧のガス冷媒（図４の点Ａの状態の冷媒）を圧縮して高温高圧のガス冷媒（図４の点Ｂの状態になった冷媒）を吐出する。尚、圧縮機１１が吐出するガス冷媒の温度が冷媒吐出温度であり、冷媒吐出温度は、吐出温度センサ３１で検出する。
The compressor 11 compresses the low-temperature, low-pressure gas refrigerant (the refrigerant in the state of point A in FIG. 4) flowing from the evaporator and discharges the high-temperature, high-pressure gas refrigerant (the refrigerant in the state of point B in FIG. 4). do. The temperature of the gas refrigerant discharged from the compressor 11 is the refrigerant discharge temperature, and the refrigerant discharge temperature is detected by the
凝縮器は、圧縮機１１からの高温高圧のガス冷媒を空気と熱交換して凝縮させる。この際、凝縮器では、潜熱変化によってガス冷媒が全て液冷媒となった後は顕熱変化によって液冷媒の温度が低下して過冷却状態となる（図４の点Ｃの状態）。尚、ガス冷媒が潜熱変化で液冷媒へと変化している際の温度が凝縮温度であり、凝縮器の出口における過冷却状態となっている冷媒の温度が熱交出口温度である。熱交換器温度の内、熱交出口温度は、冷房運転時の室外熱交出口センサ３２で検出する。なお、暖房運転時は冷媒の流れが冷房運転時と逆になり、室外熱交換器１３が蒸発器として機能する。暖房運転時には、室外熱交出口センサ３２は室外熱交換器１３の温度を検出して結氷を検知したり、除霜運転を制御したりする際に用いられる。
The condenser exchanges heat with air to condense the high-temperature, high-pressure gas refrigerant from the compressor 11 . At this time, in the condenser, after all of the gas refrigerant has changed to liquid refrigerant due to latent heat change, the temperature of the liquid refrigerant decreases due to sensible heat change, resulting in a supercooled state (state of point C in FIG. 4). The temperature at which the gas refrigerant changes to liquid refrigerant due to latent heat change is the condensation temperature, and the temperature of the refrigerant in a supercooled state at the outlet of the condenser is the heat exchange outlet temperature. Among the heat exchanger temperatures, the heat exchange outlet temperature is detected by the outdoor heat
膨張弁１４は、凝縮器から流出した低温高圧の冷媒を減圧する。膨張弁１４で減圧された冷媒は、ガスと液とが混合した気液二相冷媒（図４の点Ｄの状態になった冷媒）となる。
The
蒸発器は、流入した気液二相冷媒を空気と熱交換して蒸発させる。この際、蒸発器では、潜熱変化によって気液二相冷媒が全てガス冷媒となった後は顕熱変化によってガス冷媒の温度が上昇して過熱状態（図４の点Ａの状態）となり、圧縮機１１に吸入される。尚、液冷媒が潜熱変化でガス冷媒へと変化している際の温度が蒸発温度である。蒸発温度は、冷房運転時の室内熱交中間センサ５８で検出する室内熱交中間温度である。また、蒸発器で過熱されて圧縮機１１に吸入される冷媒の温度が吸入温度である。なお、暖房運転時は冷媒の流れが冷房運転時と逆になり、室内熱交換器５１が凝縮器として機能する。室内熱交中間センサ５８の検出結果は目標吐出温度の算出に用いられる。
The evaporator evaporates the inflowing gas-liquid two-phase refrigerant by exchanging heat with air. At this time, in the evaporator, after all of the gas-liquid two-phase refrigerant becomes gas refrigerant due to the change in latent heat, the temperature of the gas refrigerant rises due to the change in sensible heat and enters a superheated state (state of point A in FIG. 4), and compression It is sucked into the aircraft 11. The temperature at which the liquid refrigerant changes into a gas refrigerant due to latent heat change is the evaporation temperature. The evaporation temperature is the indoor heat exchanger intermediate temperature detected by the indoor heat exchanger
＜推定モデルの構成＞
推定モデルは、複数の運転状態量の内、任意の運転状態量（特徴量）を用いて回帰分析法の一種である重回帰分析法で生成されている。重回帰分析法では、実際の空気調和機（以下、実機）を用いた試験結果（実機を用いて冷媒回路に残存する冷媒量を変化させた場合に、運転状態量がどのような値となるかを試験した結果）や複数のシミュレーション結果（数値計算により冷媒回路を再現して、残存する冷媒量に対して運転状態量がどのような値となるかを計算した結果）から得られた回帰式のうち、Ｐ値（生成した推定モデルの精度に運転状態量が与える影響度合いを示す値（所定の重みパラメータ））が一番小さく、かつ、補正値Ｒ２（生成した推定モデルの精度を示す値）が０．９以上１．０以下の間のできるだけ大きい値となる回帰式を選択して推定モデルとして生成する。ここで、Ｐ値および補正値Ｒ２は、重回帰分析法で推定モデルを生成する際に、当該推定モデルの精度に関わる値であり、Ｐ値が小さいほど、また、補正値Ｒ２が１．０に近い値であるほど、生成された推定モデルの精度が高くなる。
<Configuration of estimation model>
The estimation model is generated by multiple regression analysis, which is a kind of regression analysis, using an arbitrary driving state quantity (feature quantity) among a plurality of driving state quantities. In the multiple regression analysis method, the test results using an actual air conditioner (hereinafter referred to as the actual machine) (when the amount of refrigerant remaining in the refrigerant circuit is changed using the actual machine, what value will the operating state quantity be? Regression obtained from the results of testing whether the Among the formulas, the P value (value indicating the degree of influence of the operating state quantity on the accuracy of the generated estimation model (predetermined weighting parameter)) is the smallest, and the correction value R2 (indicating the accuracy of the generated estimation model value) is selected as the largest possible value between 0.9 and 1.0, and generated as an estimation model. Here, the P value and the correction value R2 are values related to the accuracy of the estimation model when the estimation model is generated by the multiple regression analysis method. The closer the value to , the more accurate the generated estimation model.
推定モデルは、冷房用推定モデル６２Ａと、暖房用推定モデル６２Ｂとを有する。本実施例では、これら各推定モデルは、後述するように実機を用いた試験結果を用いて生成されて、予め空気調和機１の制御回路１８に記憶されている。
The estimation model has a cooling estimation model 62A and a
冷房用推定モデル６２Ａは、冷房運転時の運転状態量、例えば、第１の運転状態量又は第２の運転状態量を用いて、冷房運転時の残存冷媒量を高精度に推定できる第１の回帰式である。 The cooling estimation model 62A is a first model that can accurately estimate the residual refrigerant amount during cooling operation using the operating state quantity during cooling operation, for example, the first operating state quantity or the second operating state quantity. It is a regression equation.
係数α１～α６は、推定モデル生成の際に決定されるものとする。制御部４５は、１日のうちの所定時刻に、前日の２４時間で検出部４３が検出した第１の運転状態量もしくは第２の運転状態量のうちの圧縮機１１の回転数、膨張弁１４の開度、圧縮機１１の冷媒吐出温度、熱交出口温度及び外気温度をそれぞれ第１の回帰式に代入することで、第１の運転状態量あるいは第２の運転状態量を検出した時点の冷媒回路６の残存冷媒量を算出する。そして、制御部４５は、各時点での第１の運転状態量を用いて算出した残存冷媒量の平均値、あるいは、各時点での第２の運転状態量を用いて算出した残存冷媒量の平均値のいずれかを前日の残存冷媒量の推定値とする。尚、圧縮機１１の回転数、膨張弁の開度、圧縮機１１の冷媒吐出温度、室外熱交出口温度及び外気温度を代入する理由は、冷房用推定モデル６２Ａの生成時に使用した特徴量を使用するためである。圧縮機１１の回転数は、例えば圧縮機１１の図示しない回転数センサで検出する。膨張弁の開度は、例えば制御部４５から膨張弁のステッピングモータ（図示しない）に入力されるパルス信号のパルス数を使用する。圧縮機１１の冷媒吐出温度は、吐出温度センサ３１で検出する。熱交出口温度は、室外熱交出口センサ３２で検出する。外気温度は、外気温度センサ３３で検出する。
Coefficients α1 to α6 are determined when the estimation model is generated. At a predetermined time of the day, the
暖房用推定モデル６２Ｂは、暖房運転時の運転状態量、例えば、第１の運転状態量又は第２の運転状態量を用いて、暖房運転時の残存冷媒量を高精度に推定できる第２の回帰式である。
The
係数α１１～α１５は、推定モデル生成の際に決定されるものとする。制御部４５は、１日のうちの所定時刻に、前日の２４時間で検出部４３が検出した第１の運転状態量もしくは第２の運転状態量のうちの圧縮機１１の回転数、膨張弁１４の開度、圧縮機１１の冷媒吐出温度及び室内熱交中間温度をそれぞれ第２の回帰式に代入することで、第１の運転状態量あるいは第２の運転状態量を検出した時点の冷媒回路６の残存冷媒量を算出する。そして、制御部４５は、各時点での第１の運転状態量を用いて算出した残存冷媒量の平均値、あるいは、各時点での第２の運転状態量を用いて算出した残存冷媒量の平均値のいずれかを前日の残存冷媒量の推定値とする。尚、圧縮機１１の回転数、膨張弁１４の開度、圧縮機１１の冷媒吐出温度及び室内熱交中間温度を代入する理由は、暖房用推定モデル６２Ｂの生成時に使用した特徴量を使用するためである。圧縮機１１の回転数は、圧縮機１１の図示しない回転数センサで検出する。膨張弁の開度は、例えば制御部４５から膨張弁のステッピングモータ（図示しない）に入力されるパルス信号のパルス数を使用する。圧縮機１１の冷媒吐出温度は、吐出温度センサ３１で検出する。熱交換器温度の内、室内熱交中間温度は、室内熱交中間センサ５８で検出する。
Coefficients α11 to α15 are determined when the estimation model is generated. At a predetermined time of the day, the
以上に説明したように、冷房運転時は、第１の回帰式を使用して残存冷媒量を推定する。また、暖房運転時は、第２の回帰式を使用して残存冷媒量を推定する。 As described above, during the cooling operation, the residual refrigerant amount is estimated using the first regression equation. Also, during heating operation, the remaining refrigerant amount is estimated using the second regression equation.
＜回帰式の生成方法＞
次に第１の回帰式及び第２の回帰式の生成に使用する特徴量について説明する。第１の回帰式を使用する冷房運転時では、重回帰分析法により第１の回帰式の生成を行う際に使用する特徴量として、本実施例では、圧縮機１１の回転数、膨張弁１４の開度、圧縮機１１の冷媒吐出温度、室外熱交出口温度及び外気温度の各運転状態量を用いる。そして、これら各運転状態量は、実機を用いた試験結果を使用する。また、第２の回帰式を使用する暖房運転時では、重回帰分析により第２の回帰式の生成を行う際に使用する特徴量として、本実施例では、圧縮機１１の回転数、膨張弁１４の開度、圧縮機１１の冷媒吐出温度及び室内熱交中間温度の各運転状態量を用いる。そして、これら各運転状態量は、実機を用いた試験結果を使用する。なお、上述した冷房用推定モデル６２Ａである第１の回帰式や暖房用推定モデル６２Ｂである第２の回帰式を生成する際は、第１の安定条件が成立しているときに検出した第１の運転状態量を用いる。
<How to generate a regression equation>
Next, feature quantities used to generate the first regression equation and the second regression equation will be described. During cooling operation using the first regression equation, the rotation speed of the compressor 11, the
具体的には、空気調和機１の設計段階で、一例として室内機３が運転している場合に外気温度、室内温度や冷媒充填量を異ならせて空気調和機１を試験運転して、特徴量と冷媒不足率との関係を取得する。試験運転を行う際の条件としては、例えば、外気温度を２０℃、２５℃、３０℃、３５℃及び４０℃と変化させる。なお、試験運転を行うに際しては、外気温度の他のパラメータを加えてもよい。
Specifically, at the stage of designing the
複数の運転状態量の内、推定モデルに使用する任意の運転状態量（特徴量）は、複数の運転状態量と冷媒充填量との関係を示す試験結果（以下、教師データ）から得ることになる。具体的に教師データは、冷媒回路に充填させる冷媒量を変えることで変化した残存冷媒量とその残存冷媒量で運転した際の各運転状態量とを紐づけたデータ（重回帰分析法での推定モデル生成に用いる教師データ）である。 Of the multiple operating state quantities, the arbitrary operating state quantity (feature quantity) used in the estimation model is obtained from the test results (hereinafter referred to as teacher data) that show the relationship between the multiple operating state quantities and the refrigerant charging amount. Become. Specifically, the training data is data that associates the residual refrigerant amount that changed by changing the amount of refrigerant charged into the refrigerant circuit and each operating state quantity when driving with that residual refrigerant amount (using the multiple regression analysis method). training data used for generating an inference model).
重回帰分析法では、例えば、冷媒充填量を異ならせて試験運転を行い、各冷媒充填量において外気温度毎に異なる各運転状態量を取得し、冷媒充填量毎のデータに分類する。教師データに使用する運転状態量としては、例えば、圧縮機１１、室内機３及び室外機２の運転状態量がある。圧縮機１１の運転状態量としては、例えば、回転数、目標回転数、運転時間、冷媒吐出温度、目標吐出温度、出力電圧等がある。また、室内機３の運転状態量としては、例えば、室内機ファン５４の回転数や目標回転数、熱交換器中間センサ温度等がある。また、室外機２の運転状態量としては、例えば、室外機ファン１６の回転数や目標回転数、膨張弁１４の開度、凝縮器出口センサ温度等がある。そして、冷媒充填量毎のデータを教師データとして機械学習を行うことで、残存冷媒量を推定するための任意の運転状態量（特徴量）を抽出すると共に係数を導出して、推定モデルを生成する。
In the multiple regression analysis method, for example, test operation is performed with different refrigerant charging amounts, and each operating state quantity that differs for each refrigerant charging amount and for each outside air temperature is acquired, and classified into data for each refrigerant charging amount. The operating state quantities used for the teaching data include, for example, the operating state quantities of the compressor 11, the indoor unit 3, and the outdoor unit 2. FIG. The operating state quantities of the compressor 11 include, for example, rotation speed, target rotation speed, operating time, refrigerant discharge temperature, target discharge temperature, output voltage, and the like. Further, the operation state quantity of the indoor unit 3 includes, for example, the rotational speed and target rotational speed of the
＜運転状態量の取得処理の動作＞
次に実施例１の空気調和機１で運転状態量を取得する際の動作について説明する。図５は、運転状態量の取得に関わる制御回路１８の処理動作の一例を示すフローチャートである。図５において制御回路１８の取得部４２は、運転状態量を取得する所定タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。尚、所定タイミングは、例えば、運転状態量を取得する５分周期のタイミングである。取得部４２は、所定タイミングである場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、空気調和機１の運転状態量を取得する（ステップＳ１２）。取得部４２は、空気調和機１の運転状態量を取得した後、運転状態量を運転状態量メモリ６１に記憶し（ステップＳ１３）、ステップＳ１１に処理を戻す。なお、取得部４２は、ステップＳ１１において所定タイミングでない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１１に処理を戻す。
<Operation of Acquisition Processing of Operating State Amounts>
Next, the operation of the
＜運転状態量の検出処理の動作＞
図６は、運転状態量の検出に関わる制御回路１８の処理動作の一例を示すフローチャートである。図６において制御回路１８の検出部４３は、１日のうちの所定時刻（例えば、前述した午前１時）に運転状態量メモリ６１に記憶した運転状態量を参照し、圧縮機１１の起動から８分経過後に取得した運転状態量が運転状態量メモリ６１内にあるか否かを判定する（ステップＳ２１）。検出部４３は、圧縮機１１の起動から８分経過後に取得した運転状態量がある場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、圧縮機１１の回転数の変動が第２の所定範囲、例えば、±５ｒｐｓ内の状態で第２の所定期間、例えば、１２分間以上継続したとき、つまり、第２の安定条件が成立しているときに取得した運転状態量が運転状態量メモリ６１内にあるか否かを判定する（ステップＳ２２）。なお、５分周期のタイミングで取得されて運転状態量メモリ６１に記憶されている運転状態量には、取得した時間を示すタイムスタンプが付与されており、検出部４３は、運転状態量に付与されたタイムスタンプを参照することで、第２の安定条件が成立していた時間帯に取得した運転状態量があるか否かを判定できる。
<Operation of detection processing of operating state quantity>
FIG. 6 is a flow chart showing an example of the processing operation of the
検出部４３は、圧縮機１１の回転数の変動が第２の所定範囲内の状態で第２の所定期間以上継続したときに取得した運転状態量が運転状態量メモリ６１内にない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、圧縮機１１の回転数の変動が第１の所定範囲、例えば、±１ｒｐｓ内の状態で第１の所定期間、例えば、５分間以上継続したときに取得した運転状態量が運転状態量メモリ６１内にあるか否かを判定する（ステップＳ２３）。検出部４３は、圧縮機１１の回転数の変動が第１の所定範囲内の状態で第１の所定期間以上継続したときに取得した運転状態量が運転状態量メモリ６１内にある場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２３の条件を満たす運転状態量の中に圧縮機１１の冷媒吐出温度と目標吐出温度との差の絶対値が所定値、例えば２℃以下の状態で第１の所定期間以上継続したときに取得した運転状態量があるか否かを判定する（ステップＳ２４）。つまり、検出部４３は、ステップＳ２３の判定とステップＳ２４の判定を行うことで、第１の安定条件が成立しているときに取得した運転状態量が運転状態量メモリ６１内にあるか否かを判定する。なお、検出部４３は、運転状態量に付与されたタイムスタンプを参照することで、第１の安定条件が成立していた時間帯に取得した運転状態量があるか否かを判定できる。 If the operating state quantity acquired when the fluctuation of the rotation speed of the compressor 11 continues for a second predetermined period or longer in a state within the second predetermined range is not stored in the operating state quantity memory 61 (step S22: No), the operating state quantity acquired when the fluctuation of the rotation speed of the compressor 11 continues within a first predetermined range, for example, ±1 rps, for a first predetermined period, for example, 5 minutes or more is operating. It is determined whether or not it exists in the state quantity memory 61 (step S23). The detection unit 43 determines if the operating state quantity acquired when the variation in the rotation speed of the compressor 11 continues for a first predetermined period or longer in a state within the first predetermined range is in the operating state quantity memory 61 (step S23: Yes), the absolute value of the difference between the refrigerant discharge temperature of the compressor 11 and the target discharge temperature is a predetermined value, e.g. It is determined whether or not there is an operation state quantity acquired when the process continues (step S24). That is, the detection unit 43 determines whether or not the operating state quantity acquired when the first stability condition is satisfied is in the operating state quantity memory 61 by performing the determination in step S23 and the determination in step S24. judge. Note that the detection unit 43 can determine whether or not there is an operating state quantity acquired during the time zone in which the first stable condition is satisfied by referring to the time stamp attached to the operating state quantity.
検出部４３は、ステップＳ２３の条件を満たす運転状態量の中に圧縮機１１の冷媒吐出温度と目標吐出温度との差の絶対値が所定値以下の状態で第１の所定期間以上継続したときに取得した運転状態量がある場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、該当する運転状態量を第１の運転状態量として検出する（ステップＳ２５）。更に、検出部４３は、ステップＳ２５にて検出した第１の運転状態量を第１の運転状態量メモリ６１Ａに記憶し（ステップＳ２６）、ステップＳ２１に処理を戻す。
When the absolute value of the difference between the refrigerant discharge temperature of the compressor 11 and the target discharge temperature in the operating state quantity satisfying the condition of step S23 is equal to or less than a predetermined value and continues for a first predetermined period or longer, the detection unit 43 (step S24: Yes), the corresponding driving state quantity is detected as the first driving state quantity (step S25). Further, the detection unit 43 stores the first operating state quantity detected in step S25 in the first operating
また、検出部４３は、圧縮機１１の回転数の変動が第２の所定範囲内の状態で第２の所定期間以上継続したときに取得した運転状態量が運転状態量メモリ６１内にある場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、該当する運転状態量を第２の運転状態量として検出する（ステップＳ２７）。検出部４３は、ステップＳ２７にて検出した第２の運転状態量を第２の運転状態量メモリ６１Ｂに記憶し（ステップＳ２８）、ステップＳ２３に処理を進める。 In addition, if the operating state quantity acquired when the variation in the rotational speed of the compressor 11 continues for a second predetermined period or longer in a state in which the rotation speed of the compressor 11 fluctuates within the second predetermined range is in the operating state quantity memory 61, the detection unit 43 (Step S22: Yes), the corresponding driving state quantity is detected as the second driving state quantity (step S27). The detection unit 43 stores the second operating state quantity detected in step S27 in the second operating state quantity memory 61B (step S28), and proceeds to step S23.
また、検出部４３は、圧縮機１１の起動から８分経過後に取得した運転状態量が運転状態量メモリ６１内にない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、ステップＳ２１に処理を戻す。また、検出部４３は、圧縮機１１の回転数の変動が第１の所定範囲内の状態で第１の所定期間以上継続したときに取得した運転状態量が運転状態量メモリ６１内にない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、ステップＳ２１に処理を戻す。また、検出部４３は、ステップＳ２３の条件を満たす運転状態量の中に圧縮機１１の冷媒吐出温度と目標吐出温度との差の絶対値が所定値以下の状態で第１の所定期間以上継続したときに取得した運転状態量がない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、ステップＳ２１に処理を戻す。 Moreover, the detection part 43 returns a process to step S21, when the driving|running state quantity acquired 8 minutes after starting of the compressor 11 is not in the driving|running state quantity memory 61 (step S21: No). In addition, when the operating state quantity acquired when the fluctuation of the rotation speed of the compressor 11 continues for the first predetermined period or longer in the state in which the rotation speed of the compressor 11 fluctuates within the first predetermined range is not stored in the operating state quantity memory 61, the detection unit 43 (Step S23: No), the process is returned to step S21. Further, the detection unit 43 continues for the first predetermined period or more in a state in which the absolute value of the difference between the refrigerant discharge temperature of the compressor 11 and the target discharge temperature is equal to or less than a predetermined value among the operating state quantities that satisfy the condition of step S23. If there is no operating state quantity acquired when the operation is performed (step S24: No), the process returns to step S21.
＜残存冷媒量の推定処理の動作＞
図７は、残存冷媒量の推定に関わる制御回路１８の処理動作の一例を示すフローチャートである。図７において、制御回路１８の制御部４５は、推定タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ３１）。尚、推定タイミングは前述した１日のうちの所定時刻、例えば、午前１時である。制御部４５は、推定タイミングである場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、所定期間、例えば前日の１日のうちに取得した第１の運転状態量の数（検出数）をカウントし（ステップＳ３２）、所定期間内の第１の運転状態量の検出数が所定数、例えば、５０個以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。
<Operation of Estimation Processing of Remaining Refrigerant Amount>
FIG. 7 is a flow chart showing an example of the processing operation of the
制御部４５は、所定期間内の第１の運転状態量の検出数が所定数以上の場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、第１の運転状態量及び各推定モデルを用いて、取得した第１の運転状態量毎に冷媒回路６の残存冷媒量を算出する（ステップＳ３４）。例えば、冷房運転時の制御部４５は、第１の運転状態量及び冷房用推定モデル６２Ａを用いて、取得した第１の運転状態量毎に冷媒回路６の残存冷媒量を算出する。また、暖房運転時の制御部４５は、第１の運転状態量及び暖房用推定モデル６２Ｂを用いて、取得した第１の運転状態量毎に冷媒回路６の残存冷媒量を算出する。
When the number of detections of the first driving state quantity within the predetermined period is equal to or greater than the predetermined number (step S33: Yes), the
制御部４５は、所定期間内の第１の運転状態量の検出数が所定数以上でない場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、すなわち検出数が所定数未満の場合、第２の運転状態量及び推定モデルを用いて、取得した第２の運転状態量毎に冷媒回路６の残存冷媒量を算出する（ステップＳ３５）。例えば、冷房運転時の制御部４５は、第２の運転状態量及び冷房用推定モデル６２Ａを用いて、取得した第２の運転状態量毎に冷媒回路６の残存冷媒量を算出する。また、暖房運転時の制御部４５は、第２の運転状態量及び暖房用推定モデル６２Ｂを用いて、取得した第２の運転状態量毎に冷媒回路６の残存冷媒量を算出する。
If the number of detections of the first driving state quantity within the predetermined period is not equal to or greater than the predetermined number (step S33: No), that is, if the number of detections is less than the predetermined number, the
次に制御部４５は、ステップＳ３４で算出した各残存冷媒量あるいはステップＳ３５で算出した各残存冷媒量の平均値を算出し（ステップＳ３６）、算出した各残存冷媒量の平均値が所定値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３７）。ここで、所定値とは、冷媒回路６に充填されている冷媒量がこの所定値未満となれば、空気調和機１で発揮される空調能力に支障が出ることが、予め行われる試験などで判明している値であり、例えば、空気調和機１が設置された際に冷媒回路６に充填されていた冷媒量に対し６０％の冷媒量である。
Next, the
制御部４５は、算出した各残存冷媒量の平均値が所定値未満である場合（ステップＳ３７：Ｙｅｓ）、算出した平均値を残存冷媒量の推定値として出力し（ステップＳ３８）ステップＳ３１に処理を戻す。ここで、残存冷媒量の推定値の出力は例えば、室内機３を操作する図示しないリモコンや空気調和機１の使用者の携帯端末に残存冷媒量の推定値を送信することであり、残存冷媒量の推定値を受信したリモコンや懈怠端末では、各々の表示部に受信した残存冷媒量の推定値が表示される。
When the calculated average value of each residual refrigerant amount is less than the predetermined value (step S37: Yes), the
なお、制御部４５は、ステップＳ３１において推定タイミングでない場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、ステップＳ３１に処理を戻す。また、制御部４５は、ステップＳ３７において算出した各残存冷媒量の平均値が所定値未満でない場合（ステップＳ３７：Ｎｏ）、ステップＳ３１に処理を戻す。
In addition, the
＜実施例１の効果＞
実施例１の空気調和機１は、冷媒回路６が第１の安定条件を満たしている状態における空気調和運転時の運転状態を示す第１の運転状態量と、冷房運転用／暖房運転用の各推定モデルとを用いて、冷媒回路６に残存している残存冷媒量を推定する。第１の運転状態量を残存冷媒量の推定に用いれば、各推定モデルの生成にも第１の運転状態量を使用しているため、残存冷媒量を正確に推定できる。また、第１の安定条件が成立しない、つまり、冷媒回路６が安定している状態が得づらい場合は、冷媒回路６が第２の安定条件を満たしている状態における空気調和運転時の運転状態を示す第２の運転状態量と、冷房運転用／暖房運転用の各推定モデルとを用いて、冷媒回路６に残存している残存冷媒量を推定する。第２の運転状態量を残存冷媒量の推定に用いれば、第１の運転状態量を用いる場合と比べて個々の推定の精度は落ちるが、第２の運転状態量は第１の運転状態量より多く取得できるため、個々の推定結果を平均しこの平均値を残存冷媒量の推定値とすることで、残存冷媒量の推定精度を確保できる。
<Effect of Example 1>
The
制御部４５は、所定期間内において第１の運転状態量の検出数が所定数以上の場合に第１の運転状態量及び推定モデルを用いて、残存冷媒量を推定する。所定期間内において第１の運転状態量の検出数が所定数未満の場合に第２の運転状態量及び推定モデルを用いて、残存冷媒量を推定する。その結果、残存冷媒量を推定する際に、第１の運転状態量又は第２の運転状態量を使い分けることができる。
The
制御部４５は、所定タイミング毎に第２の運転状態量及び推定モデルを用いて残存冷媒量を推定した場合に、所定期間内の所定タイミング毎に推定した残存冷媒量の平均値を、所定期間内の残存冷媒量として出力する。その結果、高精度の残存冷媒量を推定できる。
When the
尚、実施例１では、圧縮機１１の回転数の変動が第１の所定範囲以内の状態で第１の所定期間以上継続している状態、かつ、圧縮機１１の冷媒吐出温度と目標吐出温度との差の絶対値が所定値以下の状態で第１の所定期間以上継続している状態の場合に第１の安定条件を満たしている状態とした。しかしながら、圧縮機１１の回転数の変動が第１の所定範囲以内の状態で第１の所定期間以上継続している状態のみで第１の安定条件を満たしている状態としてもよく、適宜変更可能である。 In addition, in the first embodiment, the state in which the fluctuation of the rotation speed of the compressor 11 is within the first predetermined range and continues for the first predetermined period or longer, and the refrigerant discharge temperature of the compressor 11 and the target discharge temperature A state in which the absolute value of the difference between the two is equal to or less than a predetermined value and continues for a first predetermined period or longer is defined as a state in which the first stability condition is satisfied. However, the first stability condition may be satisfied only when the fluctuation of the rotation speed of the compressor 11 is within the first predetermined range and continues for the first predetermined period or longer, and can be changed as appropriate. is.
実施例１では、圧縮機１１の回転数の変動が第１の所定範囲を超える第２の所定範囲内の状態で、第１の所定期間を超える第２の所定期間以上継続している状態として第２の安定条件を満たしている状態とした。しかしながら、第２の所定期間以上継続していなくても、圧縮機１１の回転数の変動が第２の所定範囲内の状態で第１の所定期間以上継続している状態で第２の安定条件を満たしている状態としてもよく、適宜変更可能である。 In the first embodiment, the state in which the fluctuation of the rotation speed of the compressor 11 is within a second predetermined range exceeding the first predetermined range and continues for a second predetermined period exceeding the first predetermined period is assumed. It was assumed that the second stability condition was satisfied. However, even if it does not continue for the second predetermined period or longer, the second stable condition is satisfied in a state where the fluctuation in the rotation speed of the compressor 11 continues for the first predetermined period or longer within the second predetermined range. may be satisfied, and can be changed as appropriate.
実施例１では、所定タイミング毎に残存冷媒量を推定する場合を例示したが、定期的に推定しなくてもよく、適宜変更可能である。 In the first embodiment, the case of estimating the residual refrigerant amount at each predetermined timing was exemplified.
実施例１では、空気調和機１の設計段階で各運転状態量を空気調和機１の試験運転により求め、学習機能を有するサーバなどの端末に試験結果を学習させて得られた推定モデルを制御回路１８が予め記憶している場合を例示した。これに代えて、各運転状態量をシミュレーションにより取得し、取得した結果を学習させて得られた推定モデルを予め記憶してもよい。さらに、空気調和機１との間を通信網１１０で接続するサーバ１２０が存在し、このサーバ１２０が第１の回帰式及び第２の回帰式を生成して空気調和機１に送信するようにしてもよい。この実施の形態につき、以下に説明する。
In the first embodiment, each operating state quantity is obtained by test operation of the
＜空気調和システムの構成＞
図８は、実施例２の空気調和システム１００の一例を示す説明図である。尚、実施例１の空気調和機１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図８に示す空気調和システム１００は、実施例１で説明した空気調和機１と、通信網１１０と、サーバ１２０とを有し、空気調和機１が通信網１１０を介してサーバ１２０と通信可能に接続されている。
<Configuration of air conditioning system>
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the
サーバ１２０は、生成部１２１と、送信部１２２とを有する。生成部１２１は、冷媒回路６に充填された冷媒の残存冷媒量の推定に関わる運転状態量を用いて重回帰分析法で推定モデルを生成する。尚、推定モデルは、例えば、実施例１で説明した冷房用推定モデル６２Ａと、暖房用推定モデル６２Ｂとを有する。送信部１２２は、生成部１２１にて生成した各推定モデルを通信網１１０経由で空気調和機１に送信する。空気調和機１内の制御回路１８は、受信した各推定モデルを用いて空気調和機１の冷媒回路６における残存冷媒量を算出する。
The
サーバ１２０内の生成部１２１は、冷媒回路６における残存冷媒量を実測できる空気調和機１の標準機（製造メーカの試験室などに設置されている）から定期的に冷房運転時の運転状態量を収集し、各推定モデルで推定した残存冷媒量と実測した残存冷媒量との比較結果と収集した運転状態量とを用いて、冷房用推定モデル６２Ａを生成あるいは更新する。そして、サーバ１２０内の送信部１２２は、生成あるいは更新した冷房用推定モデル６２Ａを空気調和機１に定期的に送信する。なお、実施例１のように、各推定モデルの生成に使用する運転状態量をシミュレーションで得て、生成部１２１がシミュレーションで得た運転状態量を用いて各推定モデルを生成してもよい。
The
サーバ１２０内の生成部１２１は、上述した空気調和機１の標準機から定期的に暖房運転時の運転状態量を収集し、推定モデルで推定した残存冷媒量と実測した残存冷媒量との比較結果と収集した運転状態量とを用いて、暖房用推定モデル６２Ｂを生成する。そして、サーバ１２０内の送信部１２２は、生成した暖房用推定モデル６２Ｂを空気調和機１に定期的に送信する。なお、実施例１のように、各推定モデルの生成に使用する運転状態量をシミュレーションで得て、生成部１２１がシミュレーションで得た運転状態量を用いて各推定モデルを生成してもよい。
The
＜実施例２の効果＞
実施例２のサーバ１２０は、冷媒回路６の残存冷媒量の推定に関わる運転状態量を用いて重回帰分析法を使用して、残存冷媒量を推定する推定モデルを生成し、生成した推定モデルを空気調和機１に送信する。空気調和機１は、サーバ１２０から受信した推定モデルと、現在の運転状態量とを用いて、残存冷媒量を推定する。その結果、家庭用の空気調和機１でも、高精度な推定モデルを用いて現時点の残存冷媒量を推定できる。
<Effect of Example 2>
The
また、本実施例では、冷媒回路６に残存する残存冷媒量を推定する場合を説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、具体的には、冷媒回路６に冷媒を充填した際の充填量（初期値）に対する、冷媒回路６から外部に漏洩した冷媒量の割合である冷媒不足率を推定してもよい。また、推定した冷媒不足率に初期値を乗じて、冷媒回路６から外部に漏洩した冷媒量を提供するようにしてもよい。また、冷媒回路６から外部に漏洩した絶対的な冷媒量あるいは冷媒回路６に残留する絶対的な冷媒量を推定する推定モデルを生成し、この推定モデルによる推定結果を提供するようにしてもよい。冷媒回路６から外部に漏洩した絶対的な冷媒量あるいは冷媒回路６に残留する絶対的な冷媒量を推定する推定モデルを生成する場合は、ここまでに説明した各運転状態量に加えて、室外熱交換器１３及び室内熱交換器５１の容積や液管４の容積を考慮すればよい。
Further, in this embodiment, the case of estimating the amount of residual refrigerant remaining in the refrigerant circuit 6 has been described. However, the present invention is not limited to this, and specifically, it is the ratio of the amount of refrigerant leaked to the outside from the refrigerant circuit 6 to the filling amount (initial value) when the refrigerant circuit 6 is filled with refrigerant. A refrigerant shortage rate may be estimated. Alternatively, the estimated refrigerant shortage rate may be multiplied by an initial value to provide the amount of refrigerant leaking from the refrigerant circuit 6 to the outside. Alternatively, an estimation model for estimating the absolute amount of refrigerant leaking from the refrigerant circuit 6 to the outside or the absolute amount of refrigerant remaining in the refrigerant circuit 6 may be generated, and the estimation result by this estimation model may be provided. . When generating an estimation model for estimating the absolute amount of refrigerant that has leaked from the refrigerant circuit 6 to the outside or the absolute amount of refrigerant that remains in the refrigerant circuit 6, in addition to each operating state quantity described above, the outdoor The volume of the
また、冷媒不足率は、冷媒が規定量充填されているときを１００％としたとき、この規定量に対する減少分の割合である。これに代えて、冷媒回路６に冷媒を規定量充填した直後に、冷媒不足率を推定し、この推定結果を１００％としてもよい。例えば、冷媒回路６に冷媒を規定量充填した直後に推定した冷媒不足率が９０％である場合、つまり、冷媒回路６に充填されている冷媒量が規定量充填より１０％少ないと推定した場合、この規定量充填より１０％少ない冷媒量を１００％としてもよい。このように１００％とする冷媒量を推定結果に合わせることで、これ以降の冷媒不足率をより正確に推定できる。 Further, the refrigerant shortage rate is the ratio of the amount of decrease with respect to the specified amount when the specified amount of refrigerant is assumed to be 100%. Alternatively, the refrigerant shortage rate may be estimated immediately after the refrigerant circuit 6 is filled with a specified amount of refrigerant, and the estimation result may be set to 100%. For example, when the refrigerant shortage rate estimated immediately after the refrigerant circuit 6 is charged with a specified amount of refrigerant is 90%, that is, when the amount of refrigerant charged in the refrigerant circuit 6 is estimated to be 10% less than the specified amount of charging. , the amount of refrigerant that is 10% less than the prescribed amount may be set to 100%. By adjusting the refrigerant amount to be 100% with the estimation result in this way, the subsequent refrigerant shortage rate can be estimated more accurately.
＜変形例＞
本実施例では、室内機３に備えた制御回路１８が空気調和機１全体を制御する場合を例示したが、制御回路１８は室外機２やクラウド側に備えても良い。本実施例では、推定モデルは、サーバ１２０で生成する場合を例示したが、サーバ１２０ではなく、人がシミュレーション結果から推定モデルを算出しても良い。また、本実施例では、室内機３の制御回路１８が推定モデルを用いて冷媒量を推定する場合を例示したが、推定モデルを生成するサーバ１２０で冷媒量を推定しても良い。また、本実施例では、重回帰分析法を用いて各推定モデルを生成する場合を例示したが、一般の回帰分析法を行える機械学習手法のSVR(Support Vector Regression)、NN(Neural Network)などを用いて推定モデルを生成しても良い。その際、特徴量選択に当たっては重回帰分析法で用いたＰ値や補正値Ｒ２の代わりに、推定モデルの精度が向上するよう特徴量を選択する一般の手法（Forward Feature Selection法、Backward feature Eliminationなど）を使えばよい。
<Modification>
In this embodiment, the
また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。 Also, each constituent element of each part illustrated does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific form of distribution and integration of each part is not limited to the one shown in the figure, and all or part of it can be functionally or physically distributed and integrated in arbitrary units according to various loads and usage conditions. can be configured as
更に、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のマイクロ・コンピュータ）上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良い。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）で解析実行するプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良いことは言うまでもない。 Furthermore, the various processing functions performed by each device are implemented on a CPU (Central Processing Unit) (or a microcomputer such as an MPU (Micro Processing Unit) or MCU (Micro Controller Unit)), in whole or in part. You can make it run. In addition, various processing functions may be executed in whole or in part on a program analyzed and executed by a CPU (or a microcomputer such as an MPU or MCU) or on hardware based on wired logic. Needless to say.
１ 空気調和機
２ 室外機
３ 室内機
１１ 圧縮機
１８ 制御回路
４２ 取得部
４３ 検出部
４４ 記憶部
４５ 制御部
６１Ａ 第１の運転状態量メモリ
６１Ｂ 第２の運転状態量メモリ
６２Ａ 冷房用推定モデル
６２Ｂ 暖房用推定モデル
1 air conditioner 2 outdoor unit 3 indoor unit 11
Claims (6)
前記空気調和機は、
空気調和運転時の運転状態量を定期的に取得する取得部と、
前記取得部で取得された運転状態量を記憶する記憶部と、
前記運転状態量を用いて、前記冷媒回路に残存している残存冷媒量を推定する推定モデルと、
前記記憶部から、冷媒回路が第１の安定条件を満たしている状態における運転状態量である第１の運転状態量、又は、前記冷媒回路が前記第１の安定条件と異なる第２の安定条件を満たしている状態における運転状態量である第２の運転状態量を検出する検出部と、
前記検出部にて所定期間内に検出した前記第１の運転状態量の検出数が所定数以上の場合に前記第１の運転状態量及び前記推定モデルを用いて、前記冷媒回路の前記残存冷媒量を推定すると共に、前記検出部にて前記所定期間内に検出した前記第１の運転状態量の検出数が所定数未満の場合に前記第２の運転状態量及び前記推定モデルを用いて、前記残存冷媒量を推定する制御部と、
を有することを特徴とする空気調和機。 A refrigerant circuit is formed by connecting an indoor unit having an indoor heat exchanger to an outdoor unit having a compressor, an outdoor heat exchanger, and an expansion valve through refrigerant pipes, and the refrigerant circuit is filled with a predetermined amount of refrigerant. an air conditioner that is
The air conditioner is
an acquisition unit that periodically acquires an operating state quantity during air-conditioning operation;
a storage unit that stores the operating state quantity acquired by the acquisition unit;
an estimation model for estimating the amount of residual refrigerant remaining in the refrigerant circuit using the operating state quantity;
From the storage unit, a first operating state quantity that is an operating state quantity in a state where the refrigerant circuit satisfies the first stable condition, or a second stable condition that the refrigerant circuit is different from the first stable condition A detection unit that detects a second driving state quantity that is a driving state quantity in a state where
When the number of detections of the first operating state quantity detected within a predetermined period by the detecting unit is equal to or greater than a predetermined number, the residual refrigerant in the refrigerant circuit is detected using the first operating state quantity and the estimation model. while estimating the quantity, and using the second driving state quantity and the estimation model when the number of detections of the first driving state quantity detected by the detection unit within the predetermined period is less than a predetermined number, a control unit for estimating the residual refrigerant amount ;
An air conditioner characterized by comprising:
前記圧縮機の回転数の変動が第１の所定範囲以内の状態が第１の所定期間以上継続している状態である前記第１の安定条件を満たしている状態であるときに検出した前記運転状態量を前記第１の運転状態量とし、
前記圧縮機の回転数の変動が前記第１の所定範囲を超える第２の所定範囲内の状態が、前記第１の所定期間以上又は前記第１の所定期間を超える第２の所定期間以上継続している状態である前記第２の安定条件を満たしている状態であるときに検出した前記運転状態量を前記第２の運転状態量とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。 The detection unit is
The operation detected when the first stability condition is satisfied, i.e., a state in which the fluctuation of the rotational speed of the compressor is within a first predetermined range and continues for a first predetermined period or longer. Let the state quantity be the first operating state quantity,
A state in which the variation in the rotation speed of the compressor exceeds the first predetermined range and is within a second predetermined range continues for the first predetermined period or longer or for a second predetermined period exceeding the first predetermined period or longer. 3. The second operating state quantity according to claim 1, wherein the operating state quantity detected when the second stability condition is satisfied, i.e., the second operating state quantity. Air conditioner.
前記圧縮機の冷媒吐出温度と目標吐出温度との差の絶対値が所定値以下の状態が前記第１の所定期間以上継続している状態である前記第１の安定条件に加え、同第１の安定条件を満たしている状態であるときに検出した前記運転状態量を前記第１の運転状態量とすることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。 The detection unit is
In addition to the first stable condition in which the absolute value of the difference between the refrigerant discharge temperature of the compressor and the target discharge temperature is equal to or less than a predetermined value and continues for the first predetermined period or longer, 4. The air conditioner according to claim 3 , wherein the operating state quantity detected when the stability condition of (1) is satisfied is used as the first operating state quantity.
前記第１の運転状態量を検出すると共に、
前記第２の運転状態量を検出することを特徴とする請求項１～４の何れか一つに記載の空気調和機。 The detection unit is
Detecting the first operating state quantity,
The air conditioner according to any one of claims 1 to 4 , wherein the second operating state quantity is detected.
所定タイミング毎に前記第２の運転状態量及び前記推定モデルを用いて前記残存冷媒量を推定した場合に、所定期間内の前記所定タイミング毎に推定した前記残存冷媒量の平均値を、前記所定期間内の前記残存冷媒量として出力することを特徴とする請求項１～５の何れか一つに記載の空気調和機。 The control unit
When the residual refrigerant amount is estimated using the second operating state quantity and the estimation model at each predetermined timing, the average value of the residual refrigerant amount estimated at each predetermined timing within a predetermined period is calculated as the predetermined The air conditioner according to any one of claims 1 to 5 , wherein the remaining refrigerant amount within a period is output.
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