KR102110915B1 - 공기 조화기 - Google Patents

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KR102110915B1
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고지 나이토
아츠히코 요코제키
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히타치 존슨 컨트롤즈 쿠쵸 가부시키가이샤
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Abstract

제어 장치(70)는, 실내 팽창 밸브(12)를 폐쇄한 상태에서 압축기(24)를 운전하여, 냉매를 압축기 흡입측으로부터 압축기 토출측으로 보내고, 압축기 토출측을 냉매 축적 상태, 압축기 흡입측을 대략 진공 상태로 한다. 그리고, 압축기(24)를 정지한 상태에서 개폐 밸브(27)를 개방함으로써, 압축기 토출측으로부터 압축기 흡입측으로, 바이패스관(28)을 통해 냉매를 유통시키는 바이패스 개방을 실행한다. 이 바이패스 개방에 있어서, 흡입 압력이 소정압에 도달한 곳에서, 압축기 토출측의 압력과, 압축기의 흡입 압력 변화 및 압축기의 흡입 압력 변화에 필요한 시간의 적어도 한쪽에 기초하여, 배관 용적을 평가한다.

Description

공기 조화기
본 발명은 실외 유닛과 실내 유닛을 접속하는 배관의 용적을 평가하는 수단을 구비한 공기 조화기에 관한 것이다.
공기 조화기에 있어서, 신뢰성을 향상시키기 위해, 실외 유닛과 실내 유닛을 접속하는 배관에 따라 팽창 밸브 등의 제어 파라미터를 조정하는 것이 알려져 있다. 그러나, 배관을 직접 측정하는 것이 곤란한 경우(예를 들어, 기설 배관을 그대로 이용하고, 공기 조화기만을 리뉴얼하는 경우)가 있으므로, 배관 길이를 간접적으로 평가하는 방법이 제안되어 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에 개시된 종래 기술에서는, 공기 조화기를 냉방 운전시켜, 압축기의 흡입 압력과 실내 열교환기의 포화 압력으로부터 구한 저압 가스관의 압력 손실에 기초하여, 저압 가스관의 길이를 산출하는 것이 제안되어 있다.
또한, 특허문헌 2에 개시된 종래 기술에서는, 냉방 운전 시에 팽창 밸브의 개방도를 강제적으로 변경시켰을 때부터, 압축기의 토출 가스 온도가 소정 온도로 변화될 때까지의 경과 시간에 기초하여, 냉매 회로의 배관 길이를 도출하는 것이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2006-183979호 공보 일본 특허 공개 제2001-280756호 공보
그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 종래 기술은 공기 조화기에 적절한 냉매량이 봉입되어, 냉방 운전 가능한 경우에 한하여 실시할 수 있다. 바꿔 말하면, 기온이 낮은 시기나, 냉매의 추가 봉입을 행하기 전에, 배관 길이의 평가를 할 수 없는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 1에 기재된 종래 기술에서는, 압력 손실은 배관 길이뿐만 아니라, 배관의 굽힘 개소의 유무나 관 내를 흐르는 냉매의 유속 등 여러 요인에 영향을 받는다. 그 때문에, 저압 가스관의 길이를 정확하게 평가하는 데, 적어도 배관 형상과 관경을 파악할 필요가 있지만, 기설 배관의 경우, 조사하는 것이 매우 곤란하다.
또한, 특허문헌 2에 기재된 종래 기술에서는, 팽창 밸브의 개방도를 강제적으로 변경시켰을 때부터 압축기의 토출 가스 온도가 소정 온도로 변화될 때까지의 경과 시간이, 접속 배관의 열용량 외에, 압축기와 열교환기의 열용량, 공기 조화기가 보유하는 냉매량, 주위 온도 등에도 영향을 받는다. 그러나, 공기 조화기의 용량이나 기종에 따라, 탑재하는 압축기와 열교환기, 그리고, 보유 냉매량이 상이하다. 또한, 주위 온도는 공기 조화기의 설치 장소나 시기에 좌우된다. 그 때문에, 배관 길이의 평가 정밀도를 확보하는 것이 결코 용이하지 않다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 실외 유닛과 실내 유닛을 접속하는 배관의 용적을 정확하게 평가하는 것이 가능한 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 압축기와 실외 열교환기를 구비한 실외 유닛과, 실내 열교환기와 감압 장치를 구비한 실내 유닛과, 상기 실외 유닛과 상기 실내 유닛을 접속하는 배관을 구비하고, 상기 실외 유닛은, 상기 압축기의 토출측과 상기 압축기의 흡입측을 연통하는 바이패스 경로와, 상기 바이패스 경로를 개폐하는 개폐 밸브와, 상기 압축기, 상기 감압 장치 및 상기 개폐 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 압축기가 정지한 상태에서 상기 개폐 밸브를 개방함으로써, 냉매가 축적된 냉매 축적 상태의 상기 압축기의 토출측으로부터 대략 진공 상태의 상기 압축기의 흡입측으로, 상기 바이패스 경로를 통해 냉매를 유통시키는 바이패스 개방을 실행하고, 상기 바이패스 개방에 있어서의, 상기 압축기의 토출측의 압력과, 상기 압축기의 흡입측의 압력 변화 및 상기 압축기의 흡입측의 압력 변화에 필요한 시간의 적어도 한쪽에 기초하여, 상기 실외 유닛과 상기 실내 유닛을 접속하는 배관의 용적을 평가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 실외 유닛과 실내 유닛을 접속하는 배관의 용적을 정확하게 평가하는 것이 가능한 공기 조화기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 공기 조화기의 개략을 나타내는 전체 구성도이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 배관 용적을 평가하는 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 바이패스 개방 과정에 있어서의 흡입 압력 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 실시 형태의 변형예에 관한 배관 용적을 평가하는 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 바이패스 개방 과정에 있어서의 흡입 압력 변화를 나타내는 그래프이다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 공기 조화기에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 관한 공기 조화기의 개략을 나타내는 전체 구성도(사이클 계통도)이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 공기 조화기(1)는 실내 유닛(100)과, 실외 유닛(200)과, 실내 유닛(100)과 실외 유닛(200)을 접속하는 배관(51, 52)을 구비하여 구성되어 있다.
실내 유닛(100)은 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 실내 열교환기(11)와, 냉매를 감압하는 실내 팽창 밸브(감압 장치)(12)와, 실내 열교환기(11)로 실내 공기를 공급하는 실내 팬(13)과, 배관(51)을 접속하는 접속구(14)와, 배관(52)을 접속하는 접속구(15)를 구비한다.
실외 유닛(200)은 냉매와 외기를 열교환시키는 실외 열교환기(21)와, 냉매를 감압하는 실외 팽창 밸브(22)와, 실외 열교환기(21)로 외기를 공급하는 실외 팬(23)과, 냉매를 압축하는 압축기(24)와, 증발기(실내 열교환기(11), 실외 열교환기(21))에서 완전히 증발되지 않은 액냉매를 분리 저류하는 어큐뮬레이터(25)와, 냉매의 흐름 방향을 전환하는 사방 밸브(26)와, 압축기(24)로부터 사방 밸브(26)로의 흐름을 허용하고, 그 역의 흐름을 저지하는 역지 밸브(29)와, 압축기(24)의 토출측과 어큐뮬레이터(25)의 흡입측을 연통하는 바이패스관(바이패스 경로)(28)과, 바이패스관(28) 내의 흐름을 컨트롤하는(바이패스관(28)을 개폐하는) 개폐 밸브(27)를 구비한다.
또한, 공기 조화기(1)의 제어에 필요한 정보를 수집하기 위해, 각종 센서가 사용되어 있다. 예를 들어, 실외 유닛(200)에는 압축기(24)의 토출측에 있어서의 냉매 압력(이하, 토출 압력)을 검출하기 위한 압력 센서(66)와, 어큐뮬레이터(25)의 흡입측에 있어서의 냉매 압력(이하, 흡입 압력)을 검출하기 위한 압력 센서(65)와, 압축기(24)의 토출측에 있어서의 냉매 온도를 검출하기 위한 온도 센서(61)와, 실외 열교환기(21)의 출입구에 있어서의 냉매 온도를 검출하기 위한 온도 센서(62, 63)와, 외기 온도를 검출하기 위한 온도 센서(64)가 설치되어 있다.
또한, 실외 유닛(200)에는 전기 상자가 설치되고, 이 전기 상자 내에 제어 장치(70)가 설치되어 있다. 제어 장치(70)는 실내 팽창 밸브(12), 개폐 밸브(27), 온도 센서(61 내지 64), 압력 센서(65, 66)와 전기적으로 접속되어 있다. 온도 센서(61 내지 64), 압력 센서(65, 66)는 제어 장치(70)로, 측정 결과에 따른 신호를 송신한다. 실내 팽창 밸브(12), 개폐 밸브(27)는 제어 장치(70)로부터 송신되는 신호에 기초하여 동작한다. 이 제어 장치(70)는, 예를 들어 마이크로컴퓨터(Microcomputer)와 주변 회로가 기판에 실장되어 구성되어 있다. 마이크로컴퓨터는 ROM(Read Only Memory)에 기억된 제어 프로그램을 판독하여 RAM(Random Access Memory)에 전개하고, CPU(Central Processing Unit)가 실행됨으로써 각종 처리가 실현된다. 주변 회로는 A/D 변환기, 각종 모터의 구동 회로, 센서 회로 등을 갖고 있다. 또한, 제어 장치(70)는 온도 센서(61 내지 64)에 검출된 각 온도, 압력 센서(65)에 의해 검출된 흡입 압력(압축기의 흡입측의 압력), 압력 센서(66)에 의해 검출된 토출 압력(압축기의 토출측의 압력)을 취득한다.
이어서, 도 1을 참조하면서, 공기 조화기(1)의 동작에 대하여 설명한다. 도 1에 있어서, 실선 화살표는 냉방 운전 시의 냉매의 흐름 방향을 나타내고, 파선 화살표는 난방 운전 시의 냉매의 흐름 방향을 나타내고 있다.
냉방 운전 시에는, 실외 열교환기(21)는 응축기로서 기능하고, 실내 열교환기(11)는 증발기로서 기능한다. 냉매는 실선 화살표로 나타낸 바와 같이, 압축기(24)에 의해 압축되고, 고압 고온의 가스 상태로 토출된 후, 사방 밸브(26)를 거쳐서, 실외 열교환기(21) 내에서 실외 팬(23)에 의해 보내진 외기에 열을 방출하여 응축한다. 그리고, 고압 중온의 액 상태가 된 냉매는, 실외 팽창 밸브(22)와, 배관(52)과, 실내 팽창 밸브(12)를 통과하여 감압되고, 저압 저온의 기액 2상 상태로 변화된다. 그리고, 기액 2상 상태의 냉매는 실내 열교환기(11) 내에서 실내 팬(13)에 의해 보내진 실내 공기로부터 열을 빼앗아 증발하고, 저압 저온의 가스 상태가 된다. 그리고, 가스 냉매는 배관(51)과 사방 밸브(26)를 거쳐서, 어큐뮬레이터(25)에 유입되고, 실내 열교환기(11)에서 완전히 증발되지 않은 액냉매가 분리된 후, 압축기(24)에 흡입된다.
한편, 사방 밸브(26)에 의해 냉매의 흐름 방향을 전환하면, 난방 운전이 된다. 이 경우, 실외 열교환기(21)는 증발기로서 기능하고, 실내 열교환기(11)는 응축기로서 기능한다. 냉매는 파선 화살표로 나타낸 바와 같이, 압축기(24), 사방 밸브(26), 배관(51), 실내 열교환기(11), 실내 팽창 밸브(12), 배관(52), 실외 팽창 밸브(22), 실외 열교환기(21), 사방 밸브(26), 어큐뮬레이터(25), 압축기(24)의 순으로 상태 변화를 하면서 공기 조화기(1) 내를 순환한다.
이하, 본 발명의 특징으로 하는 배관 용적의 평가 방법에 대하여 도 2 및 도 3을 참조(적절히 도 1을 참조)하여 설명한다. 도 2는 본 실시 형태에 관한 배관 용적을 평가하는 프로세스를 나타내는 흐름도, 도 3은 바이패스 개방 과정에 있어서의 흡입 압력 변화를 나타내는 그래프이다.
일반적으로, 공기 조화기(1)의 출하 시에는, 실외 유닛(200) 내에 미리 일정한 냉매가 봉입되어 있다. 또한, 공기 조화기(1)의 설치가 종료한 후에도, 필요에 따라 냉매의 추가 봉입이 행해진다. 예를 들어, 배관의 길이가 지정 길이 이하이면, 냉매의 추가는 불필요하고, 지정 길이를 초과하면, 냉매의 추가가 필요해진다. 이와 같은 사정을 감안하여, 공기 조화기(1)가 냉매를 보유하는 상태에서 배관 용적 평가를 행하는 프로세스에 대하여 설명한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 스텝 S10에 있어서, 제어 장치(70)는 냉매 회수 운전을 실행한다. 즉, 제어 장치(70)는 압축기(24)를 기동하기 전에, 사방 밸브(26)를 도 1 중의 파선으로 나타내는 상태로 전환하고, 실내 팽창 밸브(12)와 개폐 밸브(27)를 완전 폐쇄 상태로 한다. 이에 의해, 실내 열교환기(11)와, 배관(51)을 포함하는 압축기 토출측(압축기(24)의 토출측)은 배관(52)과, 실외 열교환기(21)와, 어큐뮬레이터(25)와, 압축기(24)를 포함하는 압축기 흡입측(압축기(24)의 흡입측)으로부터 차단된다. 그리고, 제어 장치(70)는 압축기(24)를 운전시켜, 압축기 흡입측의 냉매를, 압축기 토출측으로 송입한다. 이에 의해, 냉매의 압력이 압축기 토출측에서 상승하고, 압축기 흡입측에서 저하된다.
스텝 S20에 있어서, 제어 장치(70)는 압력 센서(65)에서 검출되는 흡입 압력 Ps(압축기 흡입측의 압력)가 소정압 1, 예를 들어 0.3㎫ 이하인지 여부를 판정한다. 제어 장치(70)는 흡입 압력이 소정압 1 이하가 아니라고 판정한 경우에는(S20, 아니오), 압축기 흡입측의 냉매를 회수하고, 압축기 토출측으로 보내는 처리를 계속한다. 또한, 제어 장치(70)는 흡입 압력이 소정압 1 이하라고 판정한 경우에는(S20, 예), 스텝 S30의 처리로 진행한다. 또한, 소정압 1은 압축기(24)를 보호할 수 있는 최저값(압축기(24)가 부서지는 일이 없는 최저값)으로 설정되는 것이 바람직하다.
스텝 S30에 있어서, 제어 장치(70)는 압축기(24)를 정지한다. 이에 의해, 압축기 토출측에 있어서 냉매가 축적된 상태인 냉매 축적 상태가 되고, 압축기 흡입측에 있어서 냉매를 거의 보유하지 않는 상태인 생략 진공 상태가 된다. 또한, 압축기 흡입측에 잔류하는 냉매의 평가 정밀도에 대한 영향을 억제하기 위해, 냉매 회수 운전 종료 시의 흡입 압력을, 공기 조화기(1)가 운전 가능한 범위 내에서 낮게 설정하면 된다. 또한, 실외 유닛(200)에 복수대의 압축기(24)를 구비한 공기 조화기의 경우에는, 모든 압축기를 운전시키면 된다.
스텝 S40에 있어서, 제어 장치(70)는 바이패스 개방을 실행한다. 즉, 제어 장치(70)는 개폐 밸브(27)를 개방함과 함께, 시간 카운트를 개시한다(타이머를 스타트함). 이 경우, 개폐 밸브(27)를 개방함으로써, 공기 조화기(1) 내의 냉매의 대부분을 수용하고, 압력이 높은 압축기 토출측으로부터, 바이패스관(28)을 통해, 냉매를 거의 보유하지 않는(대략 진공 상태의) 압축기 흡입측으로 냉매가 흐른다. 그리고, 압축기 흡입측의 냉매가 증가함에 따라, 압력 센서(66)에서 검출되는 토출 압력 Pd(압축기(24)의 토출측의 압력)가 저하되고, 압력 센서(65)에서 검출되는 흡입 압력 Ps(압축기(24)의 흡입측의 압력)가 상승한다.
이와 같은 바이패스 개방 과정에 있어서는, 일정한 시간 간격, 예를 들어 1초마다, 각 센서의 검출값을 취득하고, 소정의 기억 장치(메모리)에 기억한다. 또한, 각 센서란, 압력 센서(65, 66), 온도 센서(61, 62, 63, 64)이다(도 1 참조). 또한, 온도 센서(61, 62, 63)로부터는, 냉매의 상태(예를 들어, 가스 상태인지, 기액 2상 상태인지)를 확인하는 것이 가능하고, 필요에 따라 적절히 선택하여 사용하면 된다.
스텝 S50에 있어서, 제어 장치(70)는 압력 센서(65)에서 검출된 흡입 압력 Ps가 소정압 2 이상인지 여부를 판정한다. 제어 장치(70)는 흡입 압력이 소정압 2 이상이라고 판정한 경우에는(S50, 예), 스텝 S60의 처리로 진행하고, 흡입 압력이 소정압 2 이상이 아니라고 판정한 경우에는(S50, 아니오), 스텝 S50의 처리를 반복한다. 또한, 소정압 2는 개폐 밸브(27)의 개방으로부터의 시간 카운트를 종료하고, 배관 용적의 평가로 이행하기 위한 임계값이다.
여기서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 배관 용적이 작은 경우에는(파선 참조), 흡입 압력 Ps가 소정압 2까지 상승하는 데 필요한 시간 t1은 짧아지고, 배관 용적이 큰 경우에는(실선 참조), 흡입 압력 Ps가 소정압 2까지 상승하는 데 필요한 시간 t2는 길어진다(t1<t2).
그리고, 도 2로 돌아가, 스텝 S60에 있어서, 제어 장치(70)는 배관 용적 평가를 실행한다. 즉, 스텝 S40의 바이패스 개방 과정에서 취득한 각 센서(압력 센서(65, 66), 온도 센서(64))의 검출값을 사용하여, 배관(52)의 용적을 평가한다.
구체적으로는, 압축기(24)와 접속구(31) 사이의 배관은 냉매 회수 운전 시에 압축기(24)로부터 토출된 고온 가스에 의해 가열되어 있다. 이 때문에, 압축기 토출측으로부터 바이패스관(28)으로 흐르는 냉매는 일정한 시간 내에서 가스 상태로 유지된다. 이와 같이 냉매가 가스 상태로 유지되는 것은, 예를 들어 압축기(24)가 열용량이 큰 철제이고, 또한 배관(51)이 열용량이 큰 구리제이고, 압축기(24) 및 배관(51)이 냉각되기 어려운 것에 의한다.
여기서, 바이패스관(28)에 있어서의 압력차 △P(=토출 압력 Pd-흡입 압력 Ps)가, 바이패스관(28)의 입구 압력(=토출 압력 Pd)의 1/2 이상이면, 단위 시간당에 바이패스관(28)을 통과하는 냉매의 양은 입구 압력과 입구 온도에만 의존한다. 입구 압력은 압력 센서(66)에 의해 검출되고, 토출 압력 Pd에 대응한다. 입구 온도는 온도 센서(61)에 의해 검출되고, 토출 온도 Td에 대응한다.
즉, 어떤 경로를 흐르는 유체가 가스인 경우, 일반적으로 압력차 △P가 입구 압력의 1/2보다 작을 때, 유량 Q는 (△P·Pm)/(G·T)에 비례하지만, 압력차 △P가 입구 압력의 1/2 이상이면, 폐색 흐름이 되고, 유량 Q는 P1/(G·T)에 비례한다. 여기서 Pm은 평균 절대 압력((P1+P2)/2), G는 비중, T는 온도, P1은 입구 압력, P2는 출구 압력이다. 또한, 비중 G는 압력과 온도로부터 개산할 수 있다.
따라서, 바이패스관(28)에 있어서의 압력차 △P를, 바이패스관(28)의 입구 압력(=토출 압력 Pd)의 1/2 이상으로 함으로써, 비교적 간이한 식(토출 압력(입구 압력) Pd 및 토출 온도(입구 온도) Td)에 의해 유량(바이패스관(28)을 통과하는 냉매량)을 개산할 수 있다. 즉, 압축기 흡입측으로 흐르는 냉매량을 간단하고, 또한 정확하게 개산하는 것이 가능해진다.
한편, 압축기 흡입측에 있어서는, 냉매 압력(=흡입 압력 Ps)이 외기 온도(주위 온도)에 대응하는 포화 압력보다 낮으면, 즉 냉매 온도가 외기 온도보다 낮으므로, 냉매가 응축되는 일이 없고, 가스 상태로 유지된다. 이와 같이 냉매가 가스 상태로 유지됨으로써, 압축기 흡입측의 냉매의 증가에 수반하는 압력의 상승(흡입 압력의 변화)은 용적에만 영향을 받게 된다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 배관 용적이 작은 경우에는 흡입 압력 Ps의 상승이 빨라지고, 배관 용적이 큰 경우에는 흡입 압력 Ps의 상승이 느려진다. 또한, 도 3에 나타내는 경과 시간 t1, t2는 압력 변화(소정압 2-소정압 1)에 필요한 시간에 상당한다. 덧붙여 말하면, 냉매의 응축이 발생하고, 기액 2상 상태가 되면, 압축기 흡입측의 냉매가 증가해도, 냉매 압력이 포화 압력으로 유지되고, 즉 변화되지 않게 되므로, 배관 용적을 고정밀도로 평가할 수 없을 우려가 있다. 따라서, 배관 용적의 평가 정밀도를 확보하기 위해, 바이패스 개방 종료 시의 압축기 흡입측 압력에 상당하는 소정압 2가 외기 온도에 대응하는 포화 압력을 초과하지 않도록 설정한다. 요컨대, 소정압 2는 바이패스관(28)에 있어서의 압력차 △P가 바이패스관(28)의 입구 압력(=토출 압력 Pd)의 1/2 이상이고, 또한 온도 센서(64)에 의해 검출되는 외기 온도에 대응하는 포화 압력보다 낮아지도록 설정된다.
따라서, 스텝 S40의 바이패스 개방 과정에 있어서의, 상기한 흡입 압력의 변화(흡입 압력 변화)와, 상기한 압축기 토출측으로부터 압축기 흡입측으로 흐르는 냉매량으로부터, 배관(52)과, 실외 열교환기(21)와, 어큐뮬레이터(25)와, 압축기(24)를 포함하는 압축기 흡입측의 용적을 구할 수 있다. 여기서, 실외 열교환기(21)와, 어큐뮬레이터(25)와, 압축기(24)의 각 용적은 기지이기 때문에, 구한 압축기 흡입측의 용적으로부터, 이것들 실외 열교환기(21)와, 어큐뮬레이터(25)와, 압축기(24)의 각 용적을 뺌으로써, 배관(52)의 용적(배관 용적)을 구할 수 있다. 또한, 배관(52)의 관경을 알면, 배관(52)의 길이(배관 길이)를 산출할 수 있다. 또한, 배관(52)의 길이는 배관(51)의 길이와 동일하다.
상기한 바와 같이, 압력차 △P가 입구 압력의 1/2 이상인 경우, 일정한 시간에, 압축기 토출측으로부터 압축기 흡입측으로 흐르는 냉매량은 입구 압력(=토출 압력)과 온도(=토출 온도)에 의존한다. 한편, 압축기 흡입측의 압력 변화(흡입 압력 변화)는 용적과, 보유 냉매의 증가량(=압축기 토출측으로부터 압축기 흡입측으로 흐르는 냉매량)에 좌우된다. 이들에 의해, 압축기 흡입측의 용적은 흡입 압력 변화와, 흡입 압력 변화에 필요한 시간과, 토출 압력과, 토출 온도의 함수로 표현할 수 있으므로, 이 관계를 미리 구해 둠으로써, 배관(52)의 용적을 비교적 간단하게 평가할 수 있다.
예를 들어, 배관 용적을 V=f(Pd, Td, △Ps, t)로 나타낼 수 있다. 또한, Pd는 토출 압력을 나타내고, 압력 센서(66)에 의해 검출되는 값이다. Td는 토출 온도를 나타내고, 온도 센서(61)에 의해 검출되는 값이다. △Ps는 흡입 압력의 변화를 나타내고, 압력 센서(65)에 의해 검출되는 값의 변화이다. t는 개폐 밸브(27)를 개방하고 나서의 경과 시간을 나타낸다.
또한, 토출 온도 Td는 다른 파라미터보다 영향이 작으므로, 필요로 하는 정밀도에 따라 채용할지 여부를 판단하면 된다. 또한, 토출 압력 Pd는 장치에 따라, 또한 보유하고 있는 냉매량에 따라 상이한 것이고, 컨트롤할 수 없는 것이다. 그래서, 흡입 압력 변화와, 이 흡입 압력 변화에 필요한 시간에 대해서서는, 최초에 그 기기에 맞추어 설정하면, 어느 하나가 일정해지고, 소정값이 부여된다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 흡입 압력 Ps가 소정압 2로 설정된다. 이에 의해, 상기한 식으로부터, 토출 압력 Pd와 시간 t에 의해 용적이 구해진다.
그리고, 스텝 S70에 있어서, 제어 장치(70)는 평가 결과를 표시한다. 예를 들어, 공기 조화기(1)의 표시부에, 배관(52)의 용적의 추정값을 표시한다. 또한, 표시부는 실외 유닛(200) 내부의 전기 상자의 기판에 설치된 LED에 표시해도 되고, 공기 조화기(1)의 리모컨의 액정 화면에 표시해도 된다.
본 발명에서는, 배관 용적의 평가에 사용하는 압축기 흡입측의 압력 변화는 배관의 용적과, 보유 냉매의 증가량(압축기 토출측으로부터 압축기 흡입측으로 흐르는 냉매량)에만 의존하기 때문에, 배관 형상 등의 상세한 사양을 파악할 필요가 없다. 또한, 적절한 냉매가 봉입되어 있지 않아도, 기온이 낮아도, 냉매 회수와 배관 용적 평가를 실행할 수 있다. 또한, 배관 용적의 평가에 필요한 파라미터를 적게 할 수 있으므로, 센서의 검출 오차가 평가 정밀도에 미치는 영향을 억제할 수 있고, 배관 용적을 정확하게 평가할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 공기 조화기(1)에서는 압축기(24)와 실외 열교환기(21)를 구비한 실외 유닛(200)과, 실내 열교환기(11)와 실내 팽창 밸브(12)를 구비한 실내 유닛(100)과, 실외 유닛(200)과 실내 유닛(100)을 접속하는 배관(51, 52)을 구비한다. 실외 유닛(200)은 압축기(24)의 토출측과 압축기(24)의 흡입측을 연통하는 바이패스관(28)과, 바이패스관(28)을 개폐하는 개폐 밸브(27)와, 압축기(24), 실내 팽창 밸브(12) 및 개폐 밸브(27)를 제어하는 제어 장치(70)를 구비한다. 제어 장치(70)는 압축기(24)가 정지한 상태에서 개폐 밸브(27)를 개방함으로써, 냉매가 축적된 냉매 축적 상태의 압축기(24)의 토출측으로부터 대략 진공 상태의 압축기(24)의 흡입측으로, 바이패스관(28)을 통해 냉매를 유통시키는 바이패스 개방을 실행한다. 바이패스 개방에 있어서의, 압축기(24)의 토출 압력 Pd와 압축기(24)의 흡입 압력 변화 △Ps에 필요한 시간 t에 기초하여, 실외 유닛(200)과 실내 유닛(100)을 접속하는 배관(51, 52)의 용적을 평가한다(용적을 구함). 이것에 의하면, 적은 파라미터로, 배관(51, 52)의 용적을 정확하게 평가할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 제어 장치(70)가, 바이패스 개방을 실행하기 전에 실내 팽창 밸브(12)를 완전 폐쇄로 한 상태에서, 압축기(24)를 운전시켜, 압축기(24)의 흡입측의 냉매를 압축기(24)의 토출측으로 보내는 냉매 회수 운전을 실행함으로써, 압축기(24)의 흡입측을 대략 진공 상태로, 압축기(24)의 토출측을 냉매 축적 상태로 한다. 이에 의해, 배관 용적의 평가를 적절하게 행할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 바이패스 개방 시의 바이패스관(28)에 있어서의 압력차 △P가, 바이패스관(28)의 입구에 있어서의 압력(압축기 토출측 압력)의 1/2 이상이다. 이에 의해, 압축기 흡입측으로 유입되는 냉매량을 파라미터가 적은 간단한 계산식으로 개산할 수 있으므로, 배관의 평가 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 바이패스 개방의 종료 시에 있어서의 압축기(24)의 흡입 압력 Ps가, 외기 온도(주위 온도)에 대응하는 포화 압력(소정압 2)보다 낮게 설정된다. 이에 의해, 냉매가 가스 상태로 유지되므로, 배관의 평가 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에서는 공기 조화기(1)로서, 실외 유닛 1대와 실내 유닛 1대를 접속한 구성을 예시하여 설명했지만, 이 변형예로서, 실외 유닛 1대에 복수대의 실내 유닛을 접속한 구성, 복수대의 실외 유닛과 복수대의 실내 유닛을 접속한 구성에 적용해도 된다.
도 4는 본 실시 형태의 변형예에 관한 배관 용적을 평가하는 프로세스를 나타내는 흐름도, 도 5는 바이패스 개방 과정에 있어서의 흡입 압력 변화를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 4에서는 도 2의 흐름도의 스텝 50 대신에 스텝 S51로 한 것이고, 이하에는 상이한 부분만 설명한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 스텝 S51에 있어서, 제어 장치(70)는 바이패스 개방을 개시하고 나서(개폐 밸브(27)를 개방하고 나서)의 경과 시간이 소정 시간이 되었는지 여부를 판정한다. 제어 장치(70)는 소정 시간이 경과하고 있지 않다고 판정한 경우에는(S51, 아니오), 스텝 S51의 처리를 반복하고, 소정 시간이 경과했다고 판정한 경우에는(S51, 예), 스텝 S60의 처리로 진행한다. 또한, 소정 시간은 시간 카운트를 종료하고, 배관 용적의 평가로 이행하기 위한 임계값이고, 바이패스 개방 종료 시의 바이패스관(28)에 있어서의 압력차 △P가 바이패스관(28)의 입구에 있어서의 압력(압축기 토출측 압력)의 1/2 이상을 만족시키도록 설정된다.
그리고, 스텝 S60의 배관 용적 평가에서는, 예를 들어 배관 용적 V를, V=f(Pd, Td, △Ps, t)의 함수에 의해 나타낼 수 있다. 또한, t는 흡입 압력 변화에 필요한 시간을 나타내고, 타이머에 의해 검출되는 값이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 개폐 밸브(27)를 개방하고 나서의 경과 시간 t3이 설정되면, 경과 시간 t3에 있어서의 흡입 압력의 변화 △Ps1, △Ps2가 구해진다. 예를 들어, 배관 용적이 작은 경우에는, 흡입 압력 변화 △Ps1은 커지고, 배관 용적이 큰 경우에는, 흡입 압력 변화 △Ps2는 작아진다. 즉, 용적이 작은 쪽이 흡입 압력의 상승은 빨라지고, 개폐 밸브(27)의 개방으로부터 일정한 시간(경과 시간 t3) 동안에, 더 큰 압력 변화를 나타낸다. 또한, 시간 t3은 시간 t3이 경과했을 때의 흡입 압력 Ps(바이패스 개방의 종료 시에 있어서의 압축기 흡입 압력)가 주위 온도에 대응하는 포화 압력보다 낮아지도록 설정한다.
이와 같이, 도 4 및 도 5에 나타내는 실시 형태에서는, 압축기 흡입측의 압력 변화 △Ps(△Ps1, △Ps2)에 필요한 시간 t3을 설정함으로써, 상기한 함수에 의해, 흡입 압력 변화 △Ps와 토출 압력 Pd로 배관(51, 52)의 평가를 정확하게 행할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 도 2 및 도 4에 있어서, 냉매 회수 운전을 실행한 경우를 예로 들어 설명했지만, 냉매 회수 운전을 실행하지 않고, 배관 용적의 평가를 행하도록 해도 된다. 예를 들어, 실내 유닛(100)이 냉매 축적 상태이고, 이 실내 유닛(100)에, 대략 진공 상태의 실외 유닛(200)이 접속된 경우이다. 이 경우에는 냉매 회수 운전(스텝 S10 내지 S30)을 실행하지 않고, 바이패스 개방 운전(스텝 S40)부터 개시할 수 있다.
또한, 압축기(24)의 흡입 압력 변화 △Ps와, 압축기(24)의 흡입 압력 변화 △Ps에 필요한 시간 t 모두 설정하지 않고, 압축기(24)의 토출 압력 Pd와, 압축기(24)의 흡입 압력 변화 △Ps와, 압축기(24)의 흡입 압력 변화 △Ps에 필요한 시간 t에 기초하여, 배관 용적을 평가해도 된다.
1 : 공기 조화기
11 : 실내 열교환기
12 : 실내 팽창 밸브(감압 장치)
13 : 실내 팬
14, 15 : 접속구
21 : 실외 열교환기
22 : 실외 팽창 밸브
23 : 실외 팬
24 : 압축기
25 : 어큐뮬레이터
26 : 사방 밸브
27 : 개폐 밸브
28 : 바이패스관(바이패스 경로)
29 : 역지 밸브
31, 32 : 접속구
51, 52 : 배관
61, 62, 63, 64 : 온도 센서
65, 66 : 압력 센서
70 : 제어 장치
100 : 실내 유닛
200 : 실외 유닛
Pd : 토출 압력(압축기의 토출측의 압력, 바이패스 경로의 입구에 있어서의 압력)
Ps : 흡입 압력(압축기의 흡입측의 압력)
△P : 압력차

Claims (4)

  1. 압축기와 실외 열교환기를 구비한 실외 유닛과,
    실내 열교환기와 감압 장치를 구비한 실내 유닛과,
    상기 실외 유닛과 상기 실내 유닛을 접속하는 배관을 구비하고,
    상기 실외 유닛은,
    상기 압축기의 토출측과 상기 압축기의 흡입측을 연통하는 바이패스 경로와,
    상기 바이패스 경로를 개폐하는 개폐 밸브와,
    상기 압축기, 상기 감압 장치 및 상기 개폐 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 압축기가 정지한 상태에서 상기 개폐 밸브를 개방함으로써, 냉매가 축적된 냉매 축적 상태의 상기 압축기의 토출측으로부터 대략 진공 상태의 상기 압축기의 흡입측으로, 상기 바이패스 경로를 통해 냉매를 유통시키는 바이패스 개방을 실행하고, 상기 바이패스 개방에 있어서의, 상기 압축기의 토출측의 압력과, 상기 압축기의 흡입측의 압력 변화 및 상기 압축기의 흡입측의 압력 변화에 필요한 시간의 적어도 한쪽에 기초하여, 상기 실외 유닛과 상기 실내 유닛을 접속하는 배관의 용적을 평가하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 바이패스 개방을 실행하기 전에 상기 감압 장치를 완전 폐쇄로 한 상태에서, 상기 압축기를 운전시켜, 상기 압축기의 흡입측의 냉매를 상기 압축기의 토출측으로 보내는 냉매 회수 운전을 실행함으로써, 상기 압축기의 흡입측을 상기 대략 진공 상태로, 상기 압축기의 토출측을 상기 냉매 축적 상태로 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 바이패스 개방 시에, 상기 바이패스 경로에 있어서의 압력차는 상기 바이패스 경로의 입구에 있어서의 압력의 1/2 이상인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 바이패스 개방의 종료 시에 있어서의 상기 압축기의 흡입측의 압력은 주위 온도에 대응하는 포화 압력보다 낮은 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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