JPWO2006090451A1 - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
高圧側熱交換器の外部に流体を流して高圧側熱交換器内の冷媒と流体とを熱交換させる流体送出部と、
高圧側熱交換器内の冷媒の凝縮温度もしくは冷却途中の温度を検出する高圧冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の入口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器入口側冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の出口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器出口側冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の外部を流通する流体のいずれかの位置の温度を検出する流体温度検出部と、
低圧側熱交換器内の冷媒の蒸発温度もしくは冷却途中の温度を検出する低圧冷媒温度検出部と、
各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて、冷凍サイクルを制御する制御部と、
各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて求められた、高圧側熱交換器内の冷媒の液相部の量に係る測定値と理論値とを演算し比較する演算比較部とを備えたことを特徴とする。
高圧側熱交換器の外部に流体を流して高圧側熱交換器内の冷媒と流体とを熱交換させる流体送出部と、
高圧側熱交換器内の冷媒の凝縮温度もしくは冷却途中の温度を検出する高圧冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の入口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器入口側冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の出口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器出口側冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の外部を流通する流体のいずれかの位置の温度を検出する流体温度検出部と、
低圧側熱交換器内の冷媒の蒸発温度もしくは冷却途中の温度を検出する低圧冷媒温度検出部と、
低圧側熱交換器の出口側の冷媒の温度を検出する低圧側熱交換器出口側冷媒温度検出部と、
各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて、冷凍サイクルを制御する制御部と、
各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて求められた、高圧側熱交換器内の冷媒の液相部の量に係る測定値と理論値とを演算し演算比較部とを備えたことを特徴とする。
高圧側熱交換器の外部に流体を流して高圧側熱交換器内の冷媒と流体とを熱交換させる流体送出部と、
高圧側熱交換器内の冷媒の凝縮温度もしくは冷却途中の温度を検出する高圧冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の入口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器入口側冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の出口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器出口側冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の外部を流通する流体のいずれかの位置の温度を検出する流体温度検出部と、
低圧側熱交換器内の冷媒の蒸発温度もしくは冷却途中の温度を検出する低圧冷媒温度検出部と、
各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて、冷凍サイクルを制御する制御部とを備え、絞り装置は、上流側絞り装置とレシーバーと下流側絞り装置とで構成され、制御部は、上流側絞り装置の開口面積を下流側絞り装置の開口面積よりも小さくしレシーバーの出口冷媒が二相状態になるようにしてレシーバー内の余剰冷媒を高圧側熱交換器内に移動させる特殊運転モードを設けたことを特徴とする。
高圧側熱交換器の外部に流体を流して高圧側熱交換器内の冷媒と流体とを熱交換させる流体送出部と、
高圧側熱交換器内の冷媒の凝縮温度もしくは冷却途中の温度を検出する高圧冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の入口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器入口側冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の出口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器出口側冷媒温度検出部と、
高圧側熱交換器の外部を流通する流体のいずれかの位置の温度を検出する流体温度検出部と、
低圧側熱交換器内の冷媒の蒸発温度もしくは冷却途中の温度を検出する低圧冷媒温度検出部と、
各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて、前記冷凍サイクルを制御する制御部と、
低圧側熱交換器と前記圧縮機との間に設けられたアキュムレータとを備え、制御部は、絞り装置を制御してアキュムレータに流入する冷媒をガス冷媒にし、アキュムレータ内の余剰冷媒を高圧側熱交換器内に移動させる特殊運転モードを設けたことを特徴とする。
図1〜6は実施の形態1を示す図で、図1は空気調和装置の構成図、図2は冷媒漏れ時のp-h線図、図3はSC/dTcとNTURの関係図、図4は冷媒漏れ時のSC/dTcとNTURの関係図、図5は動作のフローチャート、図6は超臨界点でのSCの算出方法を示す図である。
また、上記の空気調和装置の凝縮器において冷媒の凝縮熱の吸熱対象となるものは空気であるが、これは水、冷媒、ブライン等でもよく、吸熱対象の供給装置はポンプ等でもよい。
図2は、同一のシステム構成で空気条件と圧縮機周波数、絞り装置の開度、室外送風機、室内送風機の制御量を固定し、封入冷媒量のみを減らしたときの冷凍サイクルの変化をp-h線図上に示したものである。冷媒は高圧で液相の状態であるほど密度が高いので、封入された冷媒は凝縮器部分に最も多く存在する。冷媒量減少時は凝縮器の液冷媒が占めている体積が減少するため、凝縮器の液相の過冷却度(SC)と冷媒量の相関が大きいことは明らかである。
SC/dTc=1-EXP(-NTUR) ・・・(1)
式(1)の関係を図3に示す。
ここで、SCは凝縮温度(室外機二相温度センサ202の検出値)から凝縮器出口温度(室外熱交換器出口温度センサ204の検出値)を減じて求められる値である。dTcは凝縮温度から室外温度(室外温度センサ203の検出値)を減じて求められる値である。
εL=SC/dTc ・・・(2)
NTUR=(Kc×AL)/(Gr×Cpr) ・・・(3)
ここで、Kcは熱交換器の熱通過率[J/s・m2・K]であり、ALは液相の伝熱面積[m2]であり、Grは冷媒の質量流量[kg/s]であり、Cprは冷媒の定圧比熱[J/kg・K]である。
Kc×A×dTc=Gr×ΔHCON ・・・(4)
ここで、Aは凝縮器の伝熱面積[m2]を表し、ΔHCONは凝縮器入口出口のエンタルピー差である。凝縮器入口のエンタルピーは圧縮機出口温度と凝縮温度から求まる。
NTUR=(ΔHCON×AL)/(dTc×A)・・・(5)
AL/A=AL% ・・・(6)
AL%=VL_CON/VCON
=ML_CON/(VCON・ρL_CON)・・・(7)
ここで、記号Vは容積[m3]、Mは冷媒の質量[kg]、ρは密度[kg/m3]を表す。添え字Lは液相、CONは凝縮器を表す。
AL%=(MCYC-MS_CON-MG_CON-MS_PIPE-MG_PIPE-MEVA)/(VCON・ρL_CON)・・・(8)
ここで、添え字CYCは冷凍サイクル全体、Gは気相、Sは二相、PIPEは接続配管、EVAは蒸発器を表す。更に式(8)を変形すると式(9)で表される。
AL%=((MCYC-MG_CON-MG_PIPE-MEVA)-VS_CON・ρS_CON-VS_PIPE・ρS_EVAin-VS_EVA・ρS_EVA)/(VCON・ρL_CON)・・・(9)
ここで、添え字EVAinは蒸発器入口を示す。
ρS=A・Ts+B・Gr+C・・・(10)
ここで、記号A、B、Cは定数。Tsは飽和温度である。
ρS_EVAin= A’・ Te+B’・ Gr+C’・ xEVAin+D’・・・(11)
ここで、記号A’、B’、C’、D’は定数、Teは蒸発温度、xEVAinは蒸発器の入口乾き度である。
AL%=(a・TC+b・Gr+c・xEVAin+d・Te+e)/ρL_CON・・・(12)
ここで、記号a、b、c、d、eは定数である。
次に、実施の形態2について図を参照して説明するが、実施の形態1と同一部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
空気調和機は、内部にタイマー(図示なし)を備え、タイマーにより一定時間毎に特殊運転モードに入る機能を有する。
また、空気調和機は、有線または無線での外部からの操作信号により特殊運転モードに入る機能を有する。
次に、実施の形態3について図を参照して説明するが、実施の形態1と同一部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図8に示すように、圧縮機吸入部分にアキュムレータ11を有し、冷房と暖房の必要冷媒量の差である余剰冷媒量をアキュムレータ11に溜める構成であり、現地での冷媒追加が不要なタイプの空気調和装置である。
空気調和機は、内部にタイマー(図示なし)を備え、タイマーにより一定時間毎に特殊運転モードに入る機能を有する。
また、空気調和機は、有線または無線での外部からの操作信号により特殊運転モードに入る機能を有する。
Claims (15)
- 圧縮機と高圧側熱交換器と絞り装置と低圧側熱交換器とを配管で接続し、前記高圧側熱交換器内に高温高圧の冷媒を流通させ前記低圧側熱交換器内に低温低圧の冷媒を流通させる冷凍サイクルと、
前記高圧側熱交換器の外部に流体を流して前記高圧側熱交換器内の冷媒と流体とを熱交換させる流体送出部と、
前記高圧側熱交換器内の冷媒の凝縮温度もしくは冷却途中の温度を検出する高圧冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の入口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器入口側冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の出口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器出口側冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の外部を流通する流体のいずれかの位置の温度を検出する流体温度検出部と、
前記低圧側熱交換器内の冷媒の蒸発温度もしくは冷却途中の温度を検出する低圧冷媒温度検出部と、
前記各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて、前記冷凍サイクルを制御する制御部と、
前記各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて求められた、前記高圧側熱交換器内の冷媒の液相部の量に係る測定値と理論値とを演算し比較する演算比較部とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 圧縮機と高圧側熱交換器と絞り装置と低圧側熱交換器とを配管で接続し、前記高圧側熱交換器内に高温高圧の冷媒を流通させ前記低圧側熱交換器内に低温低圧の冷媒を流通させる冷凍サイクルと、
前記高圧側熱交換器の外部に流体を流して前記高圧側熱交換器内の冷媒と流体とを熱交換させる流体送出部と、
前記高圧側熱交換器内の冷媒の凝縮温度もしくは冷却途中の温度を検出する高圧冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の入口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器入口側冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の出口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器出口側冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の外部を流通する流体のいずれかの位置の温度を検出する流体温度検出部と、
前記低圧側熱交換器内の冷媒の蒸発温度もしくは冷却途中の温度を検出する低圧冷媒温度検出部と、
前記低圧側熱交換器の出口側の冷媒の温度を検出する低圧側熱交換器出口側冷媒温度検出部と、
前記各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて、前記冷凍サイクルを制御する制御部と、
前記各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて求められた、前記高圧側熱交換器内の冷媒の液相部の量に係る測定値と理論値とを演算し演算比較部とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 前記制御部は、当該空気調和装置の診断運転の際に、前記高圧冷媒温度検出部にて検出された冷媒の温度と前記流体温度検出部にて検出された流体の温度との温度差をあらかじめ設定された値に近づけるよう前記流体送出部の回転数を制御することを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
- 前記制御部は、当該空気調和装置の診断運転の際に、前記高圧冷媒温度検出部にて検出された冷媒の温度と前記流体温度検出部にて検出された流体の温度との温度差をあらかじめ設定された値に近づけるよう前記圧縮機の周波数を制御することを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
- 前記制御部は、当該空気調和装置の診断運転の際に、前記低圧冷媒温度検出部にて検出された冷媒の温度をあらかじめ設定された値に近づけるよう前記絞り装置の開度を制御することを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
- 前記制御部は、当該空気調和装置の診断運転の際に、前記低圧側熱交換器の出口温度を検出する低圧側ガス管温度検出部と前記低圧冷媒温度検出部にて検出された冷媒の温度から前記低圧側熱交換器の過熱度を演算し、あらかじめ設定された値に近づけるよう前記絞り装置の開度を制御することを特徴とする請求項2記載の空気調和装置。
- 過去に演算された前記高圧側熱交換器内の冷媒の液相部の量に係る測定値と、現在の同測定値とを比較しその変化から冷媒漏れを判断する判定部を備えたことを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
- 過去に演算された前記高圧側熱交換器内の冷媒の液相部の量に係る測定値と、現在の同測定値とを比較しその変化から冷凍サイクル内の詰まり、または絞り装置の開度異常を判断する判定部を備えたことを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
- 圧縮機と高圧側熱交換器と絞り装置と低圧側熱交換器とを配管で接続し、前記高圧側熱交換器内に高温高圧の冷媒を流通させ前記低圧側熱交換器内に低温低圧の冷媒を流通させる冷凍サイクルと、
前記高圧側熱交換器の外部に流体を流して前記高圧側熱交換器内の冷媒と流体とを熱交換させる流体送出部と、
前記高圧側熱交換器内の冷媒の凝縮温度もしくは冷却途中の温度を検出する高圧冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の入口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器入口側冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の出口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器出口側冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の外部を流通する流体のいずれかの位置の温度を検出する流体温度検出部と、
前記低圧側熱交換器内の冷媒の蒸発温度もしくは冷却途中の温度を検出する低圧冷媒温度検出部と、
前記各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて、前記冷凍サイクルを制御する制御部とを備え、前記絞り装置は、上流側絞り装置とレシーバーと下流側絞り装置とで構成され、前記制御部は、前記上流側絞り装置の開口面積を前記下流側絞り装置の開口面積よりも小さくし前記レシーバーの出口冷媒が二相状態になるようにして前記レシーバー内の余剰冷媒を高圧側熱交換器内に移動させる特殊運転モードを設けたことを特徴とする空気調和装置。 - 圧縮機と高圧側熱交換器と絞り装置と低圧側熱交換器とを配管で接続し、前記高圧側熱交換器内に高温高圧の冷媒を流通させ前記低圧側熱交換器内に低温低圧の冷媒を流通させる冷凍サイクルと、
前記高圧側熱交換器の外部に流体を流して前記高圧側熱交換器内の冷媒と流体とを熱交換させる流体送出部と、
前記高圧側熱交換器内の冷媒の凝縮温度もしくは冷却途中の温度を検出する高圧冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の入口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器入口側冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の出口側の冷媒の温度を検出する高圧側熱交換器出口側冷媒温度検出部と、
前記高圧側熱交換器の外部を流通する流体のいずれかの位置の温度を検出する流体温度検出部と、
前記低圧側熱交換器内の冷媒の蒸発温度もしくは冷却途中の温度を検出する低圧冷媒温度検出部と、
前記各温度検出部によって検出された各検出値に基づいて、前記冷凍サイクルを制御する制御部と、
前記低圧側熱交換器と前記圧縮機との間に設けられたアキュムレータとを備え、前記制御部は、前記絞り装置を制御して前記アキュムレータに流入する冷媒をガス冷媒にし、前記アキュムレータ内の余剰冷媒を高圧側熱交換器内に移動させる特殊運転モードを設けたことを特徴とする空気調和装置。 - 当該空気調和装置の内部にタイマーを備え、前記制御部は、前記タイマーにより一定時間毎に前記特殊運転モードに入る機能を有したことを特徴とする請求項9記載の空気調和装置。
- 当該空気調和装置の内部にタイマーを備え、前記制御部は、前記タイマーにより一定時間毎に前記特殊運転モードに入る機能を有したことを特徴とする請求項10記載の空気調和装置。
- 前記制御部は、有線または無線での外部からの操作信号によって前記特殊運転モードに入る機能を有したことを特徴とする請求項9記載の空気調和装置。
- 前記制御部は、有線または無線での外部からの操作信号によって前記特殊運転モードに入る機能を有したことを特徴とする請求項10記載の空気調和装置。
- CO2冷媒を使用していることを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
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