WO2023119605A1 - 冷媒量判定システム - Google Patents

冷媒量判定システム Download PDF

Info

Publication number
WO2023119605A1
WO2023119605A1 PCT/JP2021/048059 JP2021048059W WO2023119605A1 WO 2023119605 A1 WO2023119605 A1 WO 2023119605A1 JP 2021048059 W JP2021048059 W JP 2021048059W WO 2023119605 A1 WO2023119605 A1 WO 2023119605A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant
amount
refrigeration cycle
detection
temperature
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/048059
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
充博 石垣
正紘 伊藤
大祐 嶋本
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2023568975A priority Critical patent/JPWO2023119605A1/ja
Priority to PCT/JP2021/048059 priority patent/WO2023119605A1/ja
Publication of WO2023119605A1 publication Critical patent/WO2023119605A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigerant amount detection system that detects the amount of refrigerant in a refrigerant circuit.
  • the maintenance company or sales agent of the refrigerating cycle device performs a test run of the refrigerating cycle device to check whether the amount of refrigerant charged is appropriate.
  • This confirmation requires skill based on the experience of maintenance personnel, and it is difficult for inexperienced maintenance personnel to determine whether the amount of refrigerant charged is appropriate.
  • Patent Document 1 discloses refrigerant amount detection, there is no disclosure of technology for calculating the refrigerant charging amount on the refrigerant amount detection system side according to the terminal operation of the maintenance person regardless of human experience. do not have.
  • the purpose of the present disclosure is to provide technology for calculating the amount of refrigerant charged on the side of the refrigerant amount detection system according to the terminal operation of the person in charge of maintenance, regardless of human experience.
  • the refrigerant amount determination system of the present disclosure includes: a server device; a terminal device that communicates with the server device; a refrigeration cycle side control device arranged in a refrigeration cycle device having a refrigerant circuit including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, in which refrigerant circulates; with The terminal device transmitting a request signal requesting detection of the amount of refrigerant present in the refrigerant circuit to the server device; The server device When the request signal is received, control of a refrigerant amount detection mode, which is an operation mode of the refrigeration cycle device for detecting the amount of refrigerant present in the refrigerant circuit, is sent to the refrigerant circuit via the refrigeration cycle side control device.
  • a refrigerant amount detection mode which is an operation mode of the refrigeration cycle device for detecting the amount of refrigerant present in the refrigerant circuit
  • the amount of refrigerant present in the refrigerant circuit is calculated by using the calculated amount of refrigerant and the reference amount of refrigerant held as a reference to determine whether the amount of refrigerant present in the refrigerant circuit is excessive or insufficient. A determination result of shortage is transmitted to the terminal device.
  • the refrigerant amount determination system of the present disclosure it is possible to provide a technique for calculating the amount of refrigerant charge on the refrigerant amount detection system side according to the terminal operation of the maintenance person, regardless of the experience of the person.
  • FIG. 2 is a diagram of the first embodiment and shows a refrigeration cycle device 50
  • FIG. 4 is a diagram of the first embodiment and is a flowchart of the operation of the refrigerant detection device 100
  • FIG. 4 is a diagram of the first embodiment, showing a configuration in which the refrigeration cycle device 50 has a plurality of indoor heat exchangers
  • FIG. 10 is a diagram of the first embodiment, showing the effect of the refrigerant amount detection mode when there is the refrigerant amount detection mode of step S20
  • FIG. 5 is a diagram of the first embodiment and a diagram of a comparative example of FIG. 4 without the refrigerant amount detection mode of step S20
  • FIG. 10 is a view of the first embodiment, showing a case where the state where the amount of refrigerant is large changes to the state where the amount of refrigerant is medium;
  • Fig. 10 is a diagram of the first embodiment, showing a case where the state where the amount of refrigerant is medium is changed to the state where the amount of refrigerant is small;
  • FIG. 10 is a diagram of the first embodiment, showing that by using AL % and AG % together, it is possible to detect the amount of refrigerant in the entire refrigerant amount range;
  • FIG. 2 is a diagram of the first embodiment, showing the hardware configuration of the refrigerant detection device 100;
  • FIG. FIG. 4 is a diagram of the first embodiment, showing another hardware configuration of the refrigerant detection device 100;
  • FIG. 10 is a diagram of the second embodiment, showing a system configuration of a refrigerant amount determination system 200;
  • FIG. 10 is a diagram of the second embodiment and is a hardware configuration diagram of a cloud server 100CS that realizes the refrigerant detection device 100;
  • FIG. 10 is a diagram of the second embodiment and is a hardware configuration diagram of an air-conditioning-side control device 400;
  • FIG. 10 is a diagram of the second embodiment and is a hardware configuration diagram of a terminal device 500;
  • FIG. 10 is a diagram of the second embodiment, showing detection values of each sensor transmitted from the air-conditioning-side control device 400 to the cloud server 100CS;
  • FIG. 10 is a view of the second embodiment, showing an overview of when the refrigeration cycle device 50 is trial run;
  • FIG. 10 is a diagram of the second embodiment, and is a sequence diagram of the trial operation of the refrigeration cycle device 50;
  • FIG. 10 is a diagram of the second embodiment, showing an overview of how the refrigerant amount detection mode is implemented during normal operation of the refrigeration cycle device 50;
  • FIG. 10 is a diagram of the second embodiment, and is a sequence diagram in which a refrigerant amount detection mode is performed during normal operation of the refrigeration cycle device 50;
  • FIG. 20 is a diagram of the second embodiment and is a flow chart showing the processing of FIGS. 17 and 19;
  • FIG. FIG. 10 is a view of the third embodiment, showing a state in which the refrigerant detection device 100 is realized as a device separate from the air-conditioning-side control device 400 and arranged in the outdoor unit 20;
  • unit may be read as “circuit”, “process”, “procedure”, “process” or “circuitry” as appropriate.
  • liquid refrigerant is shown in black in the outdoor heat exchanger 2, the liquid pipe 5, the indoor heat exchanger 7, and the accumulator 10.
  • FIG. 1 the value detected by the sensor will be called a detected value.
  • a value that is set in the refrigerant detection device 100 based on the specifications of the device, rather than the detection value, is referred to as a set value.
  • a setting value may also be described as a specification value.
  • FIG. 1 shows a refrigeration cycle device 50 of Embodiment 1.
  • FIG. The refrigeration cycle device 50 has a refrigerant circuit 51 through which refrigerant circulates.
  • the refrigerant detection device 100 has the following features. (1) The refrigerant detection device 100 can detect the amount of refrigerant even when the degree of supercooling SC at the outlet of the condenser is 0° C. and the state of the refrigerant at the outlet of the condenser is two-phase. In the refrigerant detection device 100, the output unit 115, which will be described later, presents the refrigerant leakage amount as a quantitative value "**%", such as "leakage amount **%" with respect to the reference refrigerant amount (100%). do. The output unit 115 can display the amount of refrigerant leakage on the screens of computers and tablet terminals, for example.
  • the refrigeration cycle device 100 When the refrigerant detection device 100 detects the amount of refrigerant, the refrigeration cycle device is operated in the refrigerant amount detection mode.
  • the refrigerant detection device 100 will be specifically described below.
  • the refrigeration cycle device 50 has an outdoor unit 20 and an indoor unit 30 .
  • the refrigerating cycle device 50 constitutes a refrigerating cycle.
  • the outdoor unit 20 includes a compressor 1, a four-way valve 9, an outdoor heat exchanger 2, an outdoor fan 2A, a HIC 3, a HIC-LEV 4, and an accumulator .
  • HIC3 is Heat Inter Changer. Eat Inter Changer is written as HIC3.
  • the HIC 3 is a double pipe that exchanges heat between the refrigerant injected into the compressor 1 and the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 2 .
  • HIC-LEV4 is a linear expansion valve for HIC3.
  • a linear expansion valve is denoted as LEV.
  • the indoor unit 30 includes a LEV 6, an indoor heat exchanger 7, and an indoor fan 7A.
  • LEV 6 is a linear expansion valve for indoor heat exchanger 7 .
  • HIC-LEV4 and LEV6 are expansion valves.
  • ⁇ Refrigerant circuit 51 The refrigerant circuit 51 will be described below.
  • the compressor 1, the four-way valve 9, the outdoor heat exchanger 2, and the HIC 3 are connected in this order by pipes.
  • HIC 3, HIC-LEV 4, HIC 3, accumulator 10, and compressor 1 are connected in this order by pipes.
  • a gas pipe 8, a four-way valve 9, and an accumulator 10 are connected in this order by pipes.
  • the indoor unit 30 the liquid pipe 5, the LEV 6, the indoor heat exchanger 7, and the gas pipe 8 are connected in this order by pipes.
  • a refrigerant circuit 51 is formed by connecting the outdoor unit 20 and the indoor unit 30 with the gas pipe 8 and the liquid pipe 5 .
  • a branch route passes through HIC-LEV4 from branch point B1, passes through HIC3, and connects to branch point B2.
  • LEV6 is the first expansion valve
  • HIC-LEV4 is the second expansion valve.
  • Embodiment 1 the outdoor heat exchanger 2 functions as a condenser, and the indoor heat exchanger 7 functions as an evaporator.
  • a case where the outdoor heat exchanger 2 functions as a condenser and the indoor heat exchanger 7 functions as an evaporator is called cooling operation.
  • FIG. 1 a plurality of arrows indicate the direction of coolant flow.
  • the refrigerant flows to the compressor 1, the four-way valve 9, and the outdoor heat exchanger 2, where it exchanges heat with the outside air.
  • An outdoor fan 2A is installed in the outdoor heat exchanger 2 to promote heat exchange.
  • a black portion of the outdoor heat exchanger 2 indicates liquid refrigerant.
  • the refrigerant that has flowed out of the outdoor heat exchanger 2 passes through the HIC 3 and branches into two directions at the branch point B1.
  • the refrigerant branched to one side goes to the liquid pipe 5, and the refrigerant branched to the other side goes to the HIC-LEV4.
  • the refrigerant branched to one side passes through the liquid tube 5, flows into the LEV 6, and expands.
  • the refrigerant that has flowed out of the LEV 6 flows into the indoor heat exchanger 7 functioning as an evaporator and exchanges heat with the indoor air.
  • An indoor fan 7A is installed in the indoor heat exchanger 7 to promote heat exchange.
  • a black portion of the indoor heat exchanger 7 indicates the liquid refrigerant.
  • the refrigerant that has flowed out of the indoor heat exchanger 7 passes through the gas pipe 8 and flows into the four-way valve 9 of the outdoor unit 20 .
  • the refrigerant that has flowed out of the four-way valve 9 joins with the refrigerant that has flowed out of the HIC 3 at the branch point B2 and flows into the accumulator 10 .
  • the refrigerant that has flowed out of the accumulator 10 flows into the compressor 1 .
  • the refrigerant branched to the other at the branch point B1 flows into the HIC-LEV4 and expands.
  • the refrigerant that has flowed out of HIC-LEV4 flows into HIC3 and exchanges heat with the refrigerant that flows from HIC3 to branch point B1.
  • the refrigerant that has flowed out of the HIC 3 joins the refrigerant flowing from the four-way valve 9 to the branch point B2 at the branch point B2, and heads for the accumulator 10.
  • ⁇ Refrigerant detector 100> A plurality of temperature sensors and a plurality of pressure sensors are installed in the refrigerant circuit 51 of the refrigeration cycle device 50 .
  • a refrigerant detection device 100 is connected to the refrigeration cycle device 50 .
  • the refrigerant detection device 100 detects the refrigerant leakage amount of the refrigerant circuit 51 .
  • the refrigerant detection device 100 acquires detection values of a plurality of temperature sensors and a plurality of pressure sensors arranged in the refrigerant circuit 51, and controls each actuator of the refrigeration cycle device 50 based on the acquired plurality of detection values. .
  • each actuator is the compressor 1, the outdoor fan 2A, the HIC-LEV 4, and the four-way valve 9 in the outdoor unit 20, and the LEV 6 and the indoor fan 7A in the indoor unit 30.
  • the refrigerant detection device 100 acquires detection values of a plurality of temperature sensors and a plurality of pressure sensors arranged in the refrigerant circuit 51, and based on the acquired plurality of detection values, detects the refrigerant leakage amount of the refrigerant circuit 51. detect. Details of the refrigerant detection device 100 will be described later.
  • the following ten types of sensors are arranged in the refrigerant circuit 51 .
  • the code of the sensor may be used as the detected value of the sensor.
  • Pressure sensor HS The pressure sensor HS is arranged on the discharge side of the compressor 1 .
  • the pressure sensor HS detects the high pressure inside the pipe on the discharge side.
  • the condensation temperature Tc of the refrigerant can be obtained as the saturation temperature of the pressure detected by the pressure sensor HS.
  • Pressure sensor LS The pressure sensor LS is arranged on the suction side of the compressor 1 .
  • the pressure sensor LS detects the low pressure inside the pipe on the suction side.
  • Temperature sensor TH2 The temperature sensor TH2 is arranged at the outlet where the refrigerant flowing out of the HIC-LEV4 flows out of the HIC3. The temperature sensor TH2 detects the outlet temperature of the refrigerant flowing from HIC-LEV4 to HIC3 and flowing out from HIC3.
  • Temperature sensor TH3 A temperature sensor TH3 is arranged at the outlet of the outdoor heat exchanger 2 . The temperature sensor TH3 detects the refrigerant outlet temperature of the outdoor heat exchanger 2 when functioning as a condenser.
  • Temperature sensor TH4 A temperature sensor TH4 is arranged on the discharge side of the compressor 1 .
  • a temperature sensor TH4 detects the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 1 .
  • Temperature sensor TH5 A temperature sensor TH4 is arranged on the inflow side of the compressor 1 .
  • a temperature sensor TH5 detects the temperature of refrigerant flowing into the compressor 1 .
  • Temperature sensor TH7 A temperature sensor TH7 is arranged around the outdoor fan 2A.
  • a temperature sensor TH7 detects the ambient air temperature of the outdoor unit 20 . That is, the temperature sensor TH7 detects the outside air temperature.
  • Frequency sensor Sf A frequency sensor Sf is arranged in the compressor 1 .
  • a frequency sensor Sf detects the frequency of the compressor 1 .
  • Opening sensor S4 The opening sensor S4 is arranged in HIC-LEV4.
  • the opening sensor S4 detects the opening of the HIC-LEV4.
  • the opening sensor S4 detects a pulse that controls the opening of the HIC-LEV4.
  • Opening sensor S6 The opening sensor S6 is arranged at LEV6.
  • the opening sensor S6 detects the opening of the LEV6.
  • the opening sensor S6 detects pulses for controlling the opening of the LEV6.
  • Various sensors (1) to (10) described above are arranged in the refrigeration cycle device 50, but sensors other than these may be arranged.
  • the refrigerant detection device 100 includes an acquisition section 111 , a control section 112 , a determination section 113 , a calculation section 114 and an output section 115 .
  • the acquisition unit 111 acquires detection values from various sensors.
  • the control unit 112 controls each actuator of the refrigeration cycle device 50 based on the detection values of various sensors acquired by the acquisition unit 111 . Thereby, the control unit 112 controls the operation of the refrigeration cycle device 50 .
  • the supercooling degree SC may be simply written as SC.
  • the unit of the degree of supercooling SC may be Kelvin or °C.
  • the calculation unit 114 calculates either the refrigerant amount based on the liquid phase area ratio A L % or the refrigerant amount based on the gas phase area ratio A G % according to the determination result of the determination unit 113. .
  • the liquid phase area ratio A L % indicates the liquid phase area ratio, which is the liquid phase volume ratio of the total volume of the outdoor heat exchanger 2 functioning as a condenser.
  • the gas phase area ratio AG % indicates the gas phase area ratio, which is the gas phase volume ratio of the total volume of the outdoor heat exchanger 2 functioning as a condenser.
  • the liquid phase area ratio A L % and the gas phase area ratio A G % may be simply expressed as A L % and A G %. Details of AL % and AG % will be described later.
  • Calculation unit 114 calculates the amount of refrigerant based on A L % when SC>0.
  • the output unit 115 outputs the calculation result of the calculation unit 114 .
  • the calculation results of the output unit 115 are output in various ways, such as display on a display device, sound generation by a sound generation device, or output of calculation values to a storage device.
  • the cooling operation by the refrigeration cycle device 50 will be described.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 1 passes through the four-way valve 9 to reach the outdoor heat exchanger 2, where it is condensed.
  • the condensation temperature Tc at this time can be obtained as the pressure saturation temperature of the pressure sensor HS attached to the discharge side of the compressor 1 .
  • the degree of subcooling of the refrigerant at the outlet of the outdoor heat exchanger 2 is obtained from the difference between the condensation temperature Tc and the temperature sensor TH3.
  • the condensed refrigerant passes through HIC3.
  • the refrigerant branched to one side at the branch point B1 flows through the liquid pipe 5 into the LEV6.
  • the refrigerant branched to one side will be described.
  • the refrigerant that has flowed into LEV6 is decompressed.
  • the refrigerant leaving the LEV 6 evaporates in the indoor heat exchanger 7 .
  • the refrigerant returns to the compressor 1 via the gas pipe 8, the four-way valve 9, the branch point B2, and the accumulator 10.
  • the refrigerant branched to the other side at the branch point B1 flows into HIC-LEV4.
  • the refrigerant that has flowed out of HIC-LEV4 exchanges heat with the refrigerant that has flowed out of outdoor heat exchanger 2 at HIC3, and returns to compressor 1 via branch point B2 and accumulator .
  • FIG. 2 is a flowchart of the operation of detecting leaked refrigerant in the refrigerant circuit 51 performed by the refrigerant detection device 100 .
  • the refrigerant detection operation of the refrigerant detection device 100 will be described with reference to FIG.
  • step S10 the control unit 112 starts operating the refrigeration cycle device 50 in the refrigerant amount detection mode.
  • Step S20 shows control of the refrigerant amount detection mode by the control unit 112 .
  • Controls (1) to (5) shown in step S20 of FIG. 2 have the following effects. That is, in order to improve the detection accuracy of the amount of refrigerant using A L % and A G %, it is desirable that the distribution of the liquid refrigerant in the refrigerant circuit 51 does not depend on the environmental conditions and operating conditions.
  • the inside of the accumulator 10 becomes a gas refrigerant by the control of (1) to (5) of step S20. Therefore, most of the liquid refrigerant can stay in the outdoor heat exchanger 2 and the liquid pipe 5 which are condensers.
  • the temperature of the refrigerant in the liquid pipe 5 becomes substantially constant due to the control of the HIC-LEV4 by the control unit 112 . Therefore, it is possible to avoid a change in the refrigerant density in the liquid pipe 5 due to a difference in outside air temperature. Controls (1) to (5) will be specifically described.
  • step S ⁇ b>20 the control unit 112 controls each actuator of the refrigeration cycle device 50 using the detection values of various sensors acquired by the acquisition unit 111 . Thereby, the control unit 112 operates the refrigeration cycle device 50 in the refrigerant amount detection mode.
  • the control unit 112 performs the cooling operation of the refrigeration cycle device 50 . Therefore, the outdoor heat exchanger 2 functions as a condenser, and the indoor heat exchanger 7 functions as an evaporator.
  • the controller 112 fixes the rotation of the outdoor fan 2A and the indoor fan 7A at full speed. The feature is that all fans are fixed at full speed.
  • the control unit 112 controls the LEV6 so that the degree of superheat SHs of the LEV6 is 0° C. or higher.
  • the controller 112 controls the HIC-LEV4 to control the degree of superheat SHb at the outlet of the HIC-LEV4.
  • the control unit 112 controls the HIC-LEV4 so that the degree of superheat SHb of the HIC-LEV4 is 0° C. or higher.
  • a feature of the refrigerant detection device 100 is particularly in step S40.
  • the calculation unit 114 calculates AG %, and calculates the amount of refrigerant in the refrigerant circuit 51 from AG %.
  • the calculation unit 114 calculates A L %, and calculates the amount of refrigerant in the refrigerant circuit 51 from A L %.
  • the calculation unit 114 calculates the amount of refrigerant based on AG % and the amount of refrigerant based on AL % using various detection values obtained by the obtaining unit 111 .
  • SC the outlet temperature TH3 is the liquid temperature.
  • the condensation temperature Tc is also called the condensation temperature.
  • the condensation temperature Tc can be obtained by converting the value detected by the pressure sensor HS into the saturated gas temperature.
  • the determination unit 113 converts the value detected by the pressure sensor HS into a saturated gas temperature using a physical property table for converting pressure into temperature. A physical property table is stored in the auxiliary storage device 130 .
  • the outlet temperature TH3 is a value detected by the temperature sensor TH3.
  • the determination unit 113 calculates the degree of supercooling SC and determines whether the degree of supercooling SC is greater than zero.
  • dT c is the first temperature difference.
  • TH7 is detected by a temperature sensor TH7.
  • [ dTc_corr ] -1 [dT c — corr ] ⁇ 1 is the correction value for dT c .
  • [dT c_corr ] ⁇ 1 is a correction coefficient for dT c determined from the refrigerant circulation amount ratio G r_ratio as shown in the above (Equation 5).
  • [dT c_corr ] ⁇ 1 is the reciprocal of dT c_corr .
  • Gr_ratio Refrigerant circulation amount G r ⁇ Standard refrigerant circulation amount G std (Equation 5.1) is.
  • the reference refrigerant circulation amount G std is a set value for the refrigerant circuit 51 .
  • the meaning of Gr_ratio is as follows. It is the ratio of the reference refrigerant circulation amount G std (refrigerant circulation amount kg/h during rated capacity operation) to the refrigerant circulation amount Gr when calculating AL % or AG %. For example, when a model with a rated capacity of 28 kW (circulation rate of 614 kg/h) is operating at a circulation rate of 307 kg/h when AL % is calculated, Gr_ratio is 0.5.
  • the reference refrigerant circulation amount G std is a known set value.
  • the refrigerant circulation amount Gr is an amount related to the compressor 1 and can be calculated by (Equation 5.2).
  • the calculator 114 can calculate dT c_corr from (Equation 5), (Equation 5.1) and (Equation 5.2). That is, (Equation 5.3) is obtained.
  • Gr_ratio St * ⁇ s *f* ⁇ v ⁇ Gstd (Equation 5.3)
  • St , ⁇ v and G std are not parameters whose values are determined from sensor detection values.
  • S t , ⁇ v and G std are specification values.
  • ⁇ s is determined from a physical property table based on the value detected by the temperature sensor TH5. This physical property table is stored in the auxiliary storage device 130 .
  • f is determined from the detection value of the frequency sensor Sf. More specifically, S t denotes excluded volume.
  • St is the stroke volume, which indicates the volume of intake gas taken in by the compressor 1 per revolution.
  • ⁇ v is the volumetric efficiency.
  • S t is the geometrically determined volume and the actual effective volume is S t ⁇ ⁇ v .
  • f is the compressor rotation speed.
  • [dT c_corr ] is determined from (Equation 5).
  • the calculation unit 114 calculates the correction coefficient [dT c_corr ] ⁇ 1 for correcting the first temperature difference dT c .
  • the correction coefficient [dT c_corr ] ⁇ 1 is the refrigerant circulation amount in the refrigerant circuit 51 determined from the specifications of the compressor 1 and the operating state of the compressor 1, and the refrigerant reference circulation amount determined as the specifications of the refrigerant circuit 51.
  • C'pL is the liquid specific heat of the refrigerant.
  • C' pL is calculated by the above (Equation 3).
  • TH7 in (Equation 3) is the detection value of the temperature sensor TH7 that detects the outside air temperature.
  • f1 in (Equation 3) indicates a function.
  • C'pL is a value determined from the physical properties of the refrigerant.
  • C′ pL is obtained by substituting dT c obtained in (b) above, [dT c_corr ] ⁇ 1 obtained in (c) above, and the detection value of the temperature sensor TH7 into the function f 1 .
  • C' pL is the constant pressure liquid specific heat.
  • (e) ⁇ h con ⁇ h con in (Equation 1) and (Equation 2) is the enthalpy difference between the inlet and outlet of the condenser. That is, it is the enthalpy difference between the inlet and outlet of the outdoor heat exchanger 2 . Since SC>0 in (Formula 1), the outlet of the outdoor heat exchanger 2 is in the liquid phase, and the inlet of the outdoor heat exchanger 2 is in the gas phase.
  • the enthalpy at the inlet and outlet is determined by the temperature T and pressure P of the refrigerant. Specifically, the enthalpy at the inlet of the outdoor heat exchanger 2 is obtained from the detected value of the pressure sensor HS and the detected value of the temperature sensor TH4. The enthalpy at the inlet of the outdoor heat exchanger 2 is obtained from the detected value of the pressure sensor HS and the detected value of the temperature sensor TH3(4). In the case of a single-phase refrigerant, defining two of the six physical properties of the refrigerant, ie, pressure, temperature, density, enthalpy, entropy, and dryness, determines the other four physical properties.
  • the refrigerating cycle device is equipped with a temperature sensor and a pressure sensor, the physical properties of the refrigerant are obtained from the temperature and pressure.
  • the temperature does not change under constant pressure, so physical properties such as enthalpy and density are obtained by specifying the dryness, such as saturated gas (dryness 1) and saturated liquid (dryness 0).
  • SH d is obtained from the values detected by the temperature sensor TH4 and the pressure sensor HS.
  • SH d is the second temperature difference.
  • C'pg C' pg is the gas specific heat of the refrigerant.
  • C' pg is calculated by the above (equation 4). Calculation of C' pg is similar to C' pL .
  • (4) is the function f2 .
  • C' pg is also a value determined from the physical properties of the refrigerant. That is, C′ pg is obtained by substituting dT c , [dT c_corr ] ⁇ 1 and TH7 into the function f 2 .
  • C' pg is the constant pressure gas specific heat.
  • the enthalpy of the outlet refrigerant of the outdoor heat exchanger 2 is estimated by the following method.
  • the inlet refrigerant of the outdoor heat exchanger 2 is in the gas phase. Therefore, the enthalpy of the inlet refrigerant can be calculated from the temperature and pressure in the same manner as in (Equation 1).
  • (Formula 6) to (Formula 13) are shown below.
  • FIG. 3 shows a configuration in which the refrigeration cycle device 50 has a plurality of indoor heat exchangers.
  • the refrigeration cycle device 50 includes an indoor heat exchanger 7-1.
  • a LEV 6-1 and an indoor fan 7A-1 are arranged in the indoor heat exchanger 7-1.
  • the indoor heat exchanger 7-2 is provided with the LEV6-2 and the indoor fan 7A-2
  • the indoor heat exchanger 7-3 is provided with the LEV6-3 and the indoor fan 7A-3.
  • Opening sensors S6-1, S6-2 and S6-3 are arranged in the LEVs 6-1, 6-2 and 6-3.
  • the refrigerant flowing into LEV 6-1 is then branched to indoor heat exchangers 7-1, 7-2 and 7-3.
  • xco is the dryness of the refrigerant at the outlet of the outdoor heat exchanger 2, which is a condenser.
  • xcc is the dryness of the refrigerant at the high pressure side outlet of HIC3.
  • xco and xcc are parameters. Therefore, the calculation unit 114 performs convergence calculation for the parameters xco and xcc so that (Equation 6) and (Equation 11) are established.
  • a quantity determined by the parameter xco or the parameter xcc is indicated as ⁇ m_co >.
  • ⁇ m_HICLEV is determined from xcc as in (Equation 7), it can be expressed as ⁇ m_HICLEV >.
  • ⁇ m_co is determined from xco as in (Equation 9), it can be expressed as ⁇ m_co >.
  • Gr_total in (Formula 6) is the same as Gr in (Formula 5.2).
  • Gr_total Gr_LEV + Gr_HICLEV (Formula 6)
  • Gr_total St * ⁇ s *f* ⁇ v (Equation 6.1)
  • G r_LEV ⁇ C v_LEV * ⁇ m_co >*(HS-LS) ⁇ 1/2 (Equation 6.2)
  • G r_HICLEV ⁇ C v_HICLEV * ⁇ m_HICLEV >*(HS-LS) ⁇ 1/2 (Equation 6.3) (Formula 6) shows the following meaning.
  • the refrigerant circulation amount Gr_total of the compressor 1 is the refrigerant circulation amount Gr_LEV flowing through each indoor heat exchanger Gr_LEV shown in (Equation 6.2) and the refrigerant circulation amount Gr_HICLEV flowing through the HIC 3 shown in (Equation 6.3). represents the law of conservation of mass that is equal to the sum of ⁇ in (Equation 6.2) relates to each indoor heat exchanger 7 .
  • Gr_total on the left side is the refrigerant circulation amount obtained from the specifications and rotation speed of the compressor 1, as shown in (Equation 6.1).
  • Equation 6 The right side of (Equation 6) is the sum of the refrigerant circulation amount Gr_LEV passing through the LEV of each indoor heat exchanger and the refrigerant circulation amount Gr_HICLEV passing through HIC-LEV4.
  • C v_LEV Flow coefficient according to the opening of LEV6.
  • Cv_LEV is a specification value for calculating the refrigerant flow rate passing through LEV6 from the inlet refrigerant density of LEV6 and the inlet-outlet pressure difference.
  • ⁇ m_co Outlet refrigerant density of the outdoor heat exchanger 2 .
  • C v_HICLEV Flow coefficient according to the opening of HIC-LEV4.
  • Cv_HICLEV is a specification value for calculating the refrigerant flow rate passing through HIC-LEV4 from the inlet refrigerant density of HIC-LEV4 and the inlet-outlet pressure difference.
  • ⁇ m_HICLEV Inlet refrigerant density of HIC-LEV4.
  • ⁇ L Saturated liquid density at high pressure (HS).
  • HICpulse HIC-LEV4 opening.
  • pulse the opening of LEV6.
  • the saturated gas density ⁇ g is obtained from the detection value of the discharge side sensor HS and a table for obtaining the saturated gas density ⁇ g from the detection value.
  • the calculator 11 obtains the saturated gas density ⁇ g .
  • the saturated liquid density ⁇ L is obtained from the detected value of the sensor HS on the discharge side and a table for determining the saturated liquid density ⁇ L from the detected value.
  • the calculator 11 obtains the saturated liquid density ⁇ L .
  • Equation 7 is the refrigerant density when the inlet of the HIC-LEV4 is gas-liquid two-phase and the gas and liquid are uniformly mixed.
  • Equation 7) is a formula for calculating the refrigerant density when xcc is the refrigerant dryness on the inlet side of HIC-LEV4.
  • Equation 9) is a formula for calculating the density of the refrigerant when the dryness of the refrigerant at the outlet of the outdoor heat exchanger 2 is xco.
  • Equation 8) is an equation indicating that C v_HICLEV is determined from the specification f 3 of HIC-LEV4 when the degree of opening of HIC-LEV4 is determined.
  • Cv_HICLEV is determined by the detection value of the opening sensor S4 and the specification f3 .
  • (Formula 10) is a formula showing that Cv_LEV is determined from the specification f4 of LEV6 when the opening of LEV6 is determined. That is, Cv_LEV is determined by the detection value of the opening sensor S6 and the specification f4 .
  • Hb Enthalpy of refrigerant at low pressure side of HIC3.
  • Hco and Hcc are represented by the following (formula 12) and (formula 13).
  • Hb can be determined from the detected value of the temperature sensor TH2 and the detected value of the pressure sensor LS.
  • f5 and f6 indicate physical properties.
  • a physical property table for each of f 5 and f 6 is stored in the auxiliary storage device 130 .
  • the refrigerant outlet enthalpy Hco of the outdoor heat exchanger 2 can be calculated.
  • the enthalpy of the refrigerant on the inlet side of the outdoor heat exchanger 2 is obtained in the same manner as in the case of ⁇ h con in (Equation 1).
  • the enthalpy of the refrigerant on the inlet side of the outdoor heat exchanger 2 may be obtained by substituting the discharge temperature and pressure of the compressor 1 . From the above, ⁇ h con in (Equation 2) can be obtained. When ⁇ h con is determined, the value of AG % in (Equation 2) is determined.
  • step S40 the calculation unit 114 uses various detection values acquired by the acquisition unit 111 to calculate AG % shown in (Equation 1) according to the contents described in (Equation 1) to (Equation 13). do.
  • the AG % calculated by the calculator 114 is referred to as calculated AG %.
  • the calculation unit 114 compares the calculated gas phase area ratio AG % with the AG reference value set as the reference for AG %, and calculates the amount of refrigerant in the refrigeration cycle device 50 based on the comparison result.
  • the AG reference value is a value that can be compared with the calculated AG %, and from the comparison result, the refrigerant amount corresponding to the calculated AG % can be calculated.
  • An example of the AG reference value is the AG % calculated in the past by the calculator 114 .
  • the amount of refrigerant is associated with AG % calculated in the past.
  • the refrigeration cycle device 50 is test-run at 80% of the reference refrigerant amount required for the refrigerant circuit 51, and the calculator 114 calculates the AG % during the test operation.
  • the AG % obtained during this test run can be used as the AG reference value.
  • 80% of the reference refrigerant amount corresponds to AG % during test operation.
  • the AG reference value is stored in the auxiliary storage device 130, which will be described later.
  • step S50 when the determination unit 113 determines that the degree of supercooling SC is greater than 0 Kelvin, the calculation unit 114 calculates the liquid phase area ratio A L %, which is the liquid phase volume ratio of the total volume of the condenser. It is calculated using the degree of supercooling SC, the first temperature difference dT c , the enthalpy difference ⁇ h con of the refrigerant, the constant pressure liquid specific heat C′ pL of the refrigerant, and the correction coefficient dT c_corr .
  • the calculation unit 114 compares the calculated liquid phase area ratio A L % with the A L reference value set as a reference for the liquid phase area ratio, and calculates the amount of refrigerant in the refrigeration cycle device 50 based on the comparison result. .
  • a specific description will be given below.
  • the calculation unit 114 uses various detection values acquired by the acquisition unit 111 to calculate A L % shown in (Equation 1) according to the contents described in (Equation 1) to (Equation 13). do.
  • the A L % calculated by the calculation unit 114 is referred to as calculated A L %.
  • the calculation unit 114 compares the calculated AL % with the AL reference value set as the reference for AL %.
  • the A L reference value is a value that can be compared with the calculated A L %, and from the comparison result, the refrigerant amount corresponding to the calculated A L % can be calculated.
  • the A L reference value is the A L % calculated in the past by the calculation unit 114 .
  • a refrigerant amount is associated with the previously calculated A L %.
  • a L % calculated by the calculation unit 114 for the refrigeration cycle device 50 having the reference refrigerant amount at the time of installation can be used.
  • a reference refrigerant amount is associated with this A L %.
  • the AL reference value is stored in the auxiliary storage device 130, which will be described later.
  • step S ⁇ b>60 the output unit 115 outputs the value obtained from the amount of refrigerant calculated by the calculation unit 114 .
  • the output unit 115 may display the values on a display device.
  • the output unit 115 calculates the difference between the calculated refrigerant amount and the reference refrigerant amount as the excess refrigerant amount.
  • the output unit 115 may output the difference between the calculated amount of refrigerant and the reference amount of refrigerant as the leakage refrigerant amount.
  • the output unit 115 may directly output the amount of refrigerant calculated by the calculation unit 114 as the current amount of refrigerant.
  • the output form of the output unit 115 may be a ratio such as % or a refrigerant amount such as kg.
  • the output format of output 115 may be any value, such as percentage or mass, as long as the amount of refrigerant detected, the amount of excess refrigerant, and the amount of refrigerant leaked are known.
  • Step S70 the refrigerant amount detection mode ends.
  • FIG. 4 shows the effect of the refrigerant amount detection mode when there is the refrigerant amount detection mode of step S20.
  • FIG. 5 is a comparative example of FIG. 4 without the refrigerant amount detection mode of step S20.
  • the upper side shows a state in which the total amount of refrigerant has decreased from the lower side.
  • a L % is shown in FIGS. 4 and 5, the following explanation also applies to A G %.
  • liquid-phase refrigerant exists in the accumulator 10 as shown in FIG. Therefore, when the total amount of refrigerant decreases, the amount of liquid-phase refrigerant in the accumulator 10 decreases in FIG. Therefore, when there is no refrigerant amount detection mode, the decrease in the total amount of refrigerant is less likely to appear in the outdoor heat exchanger 2, so the detection accuracy of the amount of refrigerant leakage is lowered. That is, in order to improve the detection accuracy of the amount of refrigerant by A L % and AG %, the high-pressure condenser outlet liquid temperature or the high-pressure condenser outlet gas temperature must be changed only in response to changes in the amount of refrigerant. is desirable.
  • the distribution of refrigerant quantities be independent of environmental and operating conditions.
  • the inside of the accumulator 10 becomes a gas refrigerant. Therefore, most of the refrigerant can be retained in the liquid pipe 5 and the outdoor heat exchanger 2, which is a condenser.
  • the temperature of the refrigerant in the liquid pipe 5 can be kept substantially constant by HIC-LEV control. Therefore, it is possible to avoid a change in the refrigerant density (amount of liquid refrigerant) in the liquid pipe due to the outside air temperature. Therefore, as shown in FIG. 4, a decrease in the total amount of refrigerant results in a decrease in the amount of refrigerant in the condenser, so the detection accuracy of the amount of refrigerant based on AL % and AG % can be increased.
  • the state of the outdoor heat exchanger 2 which is a condenser, is divided into gas phase, two-phase, and liquid phase.
  • a G % does not change much with a decrease in the amount of refrigerant. Therefore, when SC>0, A L % is detected as the refrigerant amount. This is shown in FIG. 6, which will be described later.
  • the reason why AG % does not change much is that the denominator and numerator in ( ) of Ln( ) in (Equation 2) change to the same extent with high pressure changes.
  • FIG. 6 shows a case in which a state with a large amount of refrigerant shifts to a state with an intermediate amount of refrigerant.
  • FIG. 7 shows a case where the medium amount of refrigerant transitions to a small amount of refrigerant.
  • FIG. 6 The upper side of FIG. 6 is a PH diagram, and the lower side shows the relationship between the position of the outdoor heat exchanger 2 with respect to the PH diagram and the temperature of the refrigerant.
  • the horizontal axis indicates the position of the outdoor heat exchanger 2
  • the vertical axis indicates the temperature of the refrigerant.
  • FIG. 7 is also the same.
  • FIG. 6 will be explained.
  • the PH diagram shows a refrigerating cycle with a large amount of refrigerant and a refrigerating cycle with a medium amount of refrigerant.
  • a refrigeration cycle with a large amount of refrigerant is indicated by the solid lines of P1, Q1, R1, and S1.
  • a refrigeration cycle with medium amount of refrigerant is indicated by dotted lines of P1, Q2, R2, and S2.
  • the PH diagram shows ⁇ h con and dT c .
  • the refrigerant inlet side of the outdoor heat exchanger 2 is on the right side
  • the refrigerant outlet side of the outdoor heat exchanger 2 is on the left side.
  • the refrigerating cycles of P1, Q1, R1, and S1 correspond to liquid-phase refrigerants of shapes of v1, v2, v4, v5, and v1.
  • the temperature since v4 to v2 are liquid phase, the temperature increases, and v2 to v1 are two-phase, so the temperature is constant. This temperature is the Tc of the P1, Q1, R1, S1 refrigeration cycle. Since the right side of v1 is the gas phase, the temperature rises toward TH4.
  • the refrigerating cycles P1, Q2, R2, and S2 correspond to liquid-phase refrigerants having shapes v1, v3, v4, v5, and v1.
  • the shapes v1, v3, v4, v5, and v1 have a liquid phase reduced by ⁇ A L % with respect to the shapes v1, v2, v4, v5, and v1.
  • AG % hardly changes.
  • the temperature since v4 to v3 are liquid phase, the temperature increases, and v3 to v1 are two-phase, so the temperature is constant. This temperature is the Tc of the P1, Q2, R2, S2 refrigeration cycle. Since the right side of v1 is the gas phase, the temperature rises toward TH4.
  • FIG. 6 shows the degrees of supercooling SC and dTc .
  • FIG. 7 will be explained.
  • the PH diagram shows a refrigerating cycle with an intermediate amount of refrigerant and a refrigerating cycle with a reduced amount of refrigerant and a small amount of refrigerant.
  • a refrigeration cycle with a medium amount of refrigerant is P1, Q2, R2, and S2 described in FIG.
  • a refrigeration cycle with a small amount of refrigerant is indicated by solid lines P3, Q3, R3, and S3.
  • the PH diagram shows ⁇ h con and dT c for the P3, Q3, R3, and S3 refrigeration cycles.
  • the refrigerating cycles P1, Q2, R2, and S2 correspond to liquid-phase refrigerants having shapes v1, v3, v4, v5, and v1.
  • the temperature is as explained in FIG.
  • the refrigerating cycles of P3, Q3, R3 and S3 correspond to liquid-phase refrigerants of shapes of v6, v7, v5 and v6.
  • Shapes v6, v7, v5, and v5 have a gas phase increase of ⁇ A G % with respect to shapes v1, v3, v4, v5, and v1.
  • v7 to v6 are two-phase and therefore constant. This temperature is the condensation temperature Tc of the P3, Q3, R3, S3 refrigeration cycle. Since the right side of v6 is the gas phase, the temperature rises toward TH4. Since the right side of v1 is the gas phase, the temperature rises toward TH4.
  • FIG. 7 shows the degree of superheat SHd.
  • FIG. 8 shows that the combined use of AL % and AG % makes it possible to detect the amount of refrigerant over the entire refrigerant amount range.
  • the leakage amount of the refrigerant was known only up to about 10% of the reference refrigerant amount. This is because, when the leakage amount of the refrigerant exceeds 10% of the reference refrigerant amount, the refrigerant at the outlet of the condenser enters a two-phase state due to the decrease in the amount of refrigerant as shown in FIG.
  • the degree of supercooling SC 0, and conventionally, the amount of refrigerant could not be estimated.
  • the refrigerant detection device 100 since the refrigerant detection device 100 also uses A G %, the refrigerant amount can be detected as shown in FIG. 8 even when the refrigerant leakage amount exceeds 10% of the reference refrigerant amount. Therefore, since it is sufficient to charge only an additional amount of refrigerant without recovering all the refrigerant, maintenance work time can be shortened. Also, the cost of the refrigerant to be charged and the work cost of charging the refrigerant can be reduced.
  • [dT c_corr ] ⁇ 1 is used to correct the dT c ratio with respect to the refrigerant circulation amount ratio G r ratio .
  • the reference state of the compressor 1 before the frequency change is estimated, and the influence of the frequency change of the compressor 1 is excluded from the refrigerant amount detection. Therefore, it is possible to detect the amount of refrigerant with high accuracy.
  • the performance of the refrigeration cycle device 50 can be maintained by highly accurate refrigerant amount detection.
  • FIG. 9 shows the hardware configuration of the refrigerant detection device 100. As shown in FIG. The hardware configuration of the refrigerant detection device 100 will be described with reference to FIG.
  • the refrigerant detection device 100 is a computer.
  • Refrigerant sensing device 100 includes processor 110 .
  • the refrigerant detection device 100 includes a plurality of pieces of hardware in addition to the processor 110 .
  • a plurality of pieces of hardware are a main storage device 120, an auxiliary storage device 130, an input IF 140, an output IF 150 and a communication IF 160.
  • IF means interface.
  • Processor 110 is connected to other hardware via signal line 170 and controls the other hardware.
  • the refrigerant detection device 100 includes an acquisition unit 111, a control unit 112, a determination unit 113, a calculation unit 114, and an output unit 115 as functional elements.
  • the functions of the acquisition unit 111, the control unit 112, the determination unit 113, the calculation unit 114, and the output unit 115 are implemented by a refrigerant detection program 131 that detects the amount of refrigerant leakage.
  • the processor 110 is a device that executes the refrigerant detection program 131.
  • the processor 110 executes the refrigerant detection program 131 to implement the functions of the acquisition unit 111 , the control unit 112 , the determination unit 113 , the calculation unit 114 and the output unit 115 .
  • the processor 110 is an IC (Integrated Circuit) that performs arithmetic processing. Specific examples of the processor 110 are a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the main memory device 120 is a storage device. Specific examples of the main memory device 120 are SRAM (Static Random Access Memory) and DRAM (Dynamic Random Access Memory). The main memory device 120 holds the computation results of the processor 110 .
  • the auxiliary storage device 130 is a storage device that stores data in a non-volatile manner.
  • a specific example of the auxiliary storage device 130 is an HDD (Hard Disk Drive).
  • the auxiliary storage device 130 may be a portable recording medium.
  • Portable recording media include SD (registered trademark) (Secure Digital) memory cards, NAND flash, flexible disks, optical disks, compact disks, Blu-ray (registered trademark) disks, and DVD (Digital Versatile Disks).
  • Auxiliary storage device 130 stores refrigerant detection program 131 .
  • the input IF 140 is a port through which data is input from each device and each sensor. Various devices are connected to the output IF 150 .
  • the output IF 150 is a port through which data is output by the processor 110 to various devices such as display devices, audio devices, and external storage devices.
  • Communication IF 160 is a communication port for the processor to communicate with other devices.
  • the processor 110 loads the refrigerant detection program 131 from the auxiliary storage device 130 to the main storage device 120 .
  • the processor 110 reads the loaded refrigerant detection program 131 from the main storage device 120 and executes it.
  • the main storage device 120 also stores an OS (Operating System).
  • the processor 110 executes the refrigerant detection program 131 while executing the OS.
  • Refrigerant sensing device 100 may include multiple processors in place of processor 110 . These multiple processors share the execution of the refrigerant sensing program 131 .
  • Each processor, like processor 110, is a device that executes a refrigerant sensing program 131.
  • the data, information, signal values and variable values used, processed or output by refrigerant sensing program 131 are stored in main memory 120 , auxiliary memory 130 , registers or cache memory within processor 110 .
  • each process and each procedure in which the "parts" of the acquisition unit 111, the control unit 112, the determination unit 113, the calculation unit 114, and the output unit 115 are replaced with "processing,” “procedure,” or “process.”
  • it is a program that causes a computer to execute each step.
  • the refrigerant detection method is a method performed by the refrigerant detection device 100, which is a computer, executing the refrigerant detection program 131.
  • the refrigerant detection program 131 may be stored in a computer-readable recording medium and provided, or may be provided as a program product.
  • FIG. 10 shows a configuration in which the functions of the refrigerant detection device 100 are realized by hardware.
  • the electronic circuit 90 in FIG. 10 is a dedicated electronic circuit that implements the functions of the acquisition unit 111 , control unit 112 , determination unit 113 , calculation unit 114 and output unit 115 of the refrigerant detection device 100 .
  • Electronic circuit 90 is connected to signal line 91 .
  • Electronic circuit 90 is specifically a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, a logic IC, GA, ASIC, or FPGA.
  • GA is an abbreviation for Gate Array.
  • ASIC is an abbreviation for Application Specific Integrated Circuit.
  • FPGA is an abbreviation for Field-Programmable Gate Array.
  • the functions of the constituent elements of the refrigerant detection device 100 may be realized by one electronic circuit, or may be distributed and realized by a plurality of electronic circuits. Further, some functions of the constituent elements of the refrigerant detection device 100 may be realized by electronic circuits, and the remaining functions may be realized by software.
  • Each of the processor 110 and the electronic circuit 90 is also called processing circuitry or circuitry.
  • the functions of the acquisition unit 111, the control unit 112, the determination unit 113, the calculation unit 114, and the output unit 115 may be realized by circuitry.
  • Embodiment 2 A refrigerant quantity determination system 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 20.
  • FIG. The refrigerant amount determination system 200 is also a communication system in which the cloud server 100CS and the air-conditioning-side control device 400 and the cloud server 100CS and the terminal device 500 communicate with each other.
  • the refrigerant detection device 100 of Embodiment 1 is implemented as a cloud server 100CS.
  • Embodiment 2 is characterized in that the cloud server 100CS remotely determines the amount of refrigerant in the refrigeration cycle device 50 .
  • FIG. 11 shows the system configuration of a refrigerant amount determination system 200 according to the second embodiment.
  • the refrigerant amount determination system 200 includes a cloud server 100CS, an air-conditioning-side control device 400, and a terminal device 500.
  • the air conditioning side control device 400 is a refrigeration cycle side control device.
  • the cloud server 100CS is a server device.
  • the refrigerant amount determination system 200 may include a plurality of terminal devices 500 . Although a terminal device 500A and a terminal device 500B appear below, both are the terminal device 500.
  • the air conditioning side control device 400 is arranged in the refrigeration cycle device 50 .
  • the air conditioning side control device 400 may be arranged in the outdoor unit 20 .
  • the cloud server 100CS, the air conditioning side control device 400 and the terminal device 500 are connected to the network 600 .
  • the cloud server 100CS, the air conditioning side control device 400 and the terminal device 500 can communicate with each other via the network 600 .
  • Network 600 can also replace public lines.
  • FIG. 12 shows the hardware configuration of a cloud server 100CS that implements the refrigerant detection device 100. As shown in FIG. Since the configuration of FIG. 12 is the same as that of FIG. 9, the description is omitted.
  • FIG. 13 shows the hardware configuration of the air-conditioning-side control device 400.
  • the air conditioning side control device 400 is a computer similar to the refrigerant detection device 100 of FIG.
  • the air-conditioning-side control device 400 has an air-conditioning-side transmitting section 411, an air-conditioning-side receiving section 412, and an air-conditioning-side control section 413 as functional elements.
  • the air conditioning side transmitter 411 transmits information using the communication IF 460 .
  • the air conditioning side receiving unit 412 receives information using the communication IF 460 .
  • the air-conditioning-side control unit 413 executes control processing other than transmission and reception.
  • FIG. 14 shows the hardware configuration of the terminal device 500.
  • the terminal device 500 is also a computer.
  • the terminal device 500 has a terminal-side transmitting section 511, a terminal-side receiving section 512, and a terminal-side controlling section 513 as functional elements.
  • the terminal-side transmission unit 511 transmits information using the communication IF 560 .
  • Terminal-side receiving section 512 receives information using communication IF 560 .
  • the terminal-side control unit 513 executes control processing other than transmission and reception.
  • Enclosing an appropriate amount of refrigerant in the refrigerant circuit 51 of the refrigeration cycle device 50 is important for stable operation of the refrigeration cycle device 50 .
  • a mechanism for checking the amount of refrigerant charged during construction of the refrigeration cycle device 50 and a mechanism for monitoring refrigerant leakage during normal operation of the refrigeration cycle device 50 are realized.
  • a maintenance company or a sales agent of the refrigeration cycle device 50 performs a test run of the refrigeration cycle device 50 to check whether the amount of refrigerant charged in the refrigeration cycle device 50 is appropriate.
  • General items to be checked include the temperature or pressure of the following parts (1) to (6).
  • maintenance personnel measured items (1) to (6) and determined whether or not the amount of refrigerant charged was appropriate.
  • the refrigerant amount determination system 200 using the refrigerant detection device 100 requires experience of the maintenance personnel to determine the amount of refrigerant charged, and it is difficult for the inexperienced maintenance personnel 612 to determine the amount of refrigerant charged. to solve. By solving this problem, it is possible to achieve the effects of realizing appropriate filling costs and reducing maintenance work costs. Specific effects are as follows (1) to (4). (1) Since the maintenance staff 612 can remotely determine the refrigerant charge amount from the site without visiting the site and measuring, it can contribute to labor saving of the maintenance company. Also, no special experience is required. Even newcomers can determine the amount of refrigerant charged by manually operating the calculator. (2) The calculator calculates the charging amount with high accuracy, thereby preventing overcharging of the refrigerant.
  • the refrigerant amount determination system 200 determines the refrigerant amount at any timing during normal operation after construction as well as during trial operation during construction. Therefore, it is possible to accurately detect refrigerant leakage during normal operation. It can contribute to the conservation of the global environment because the accuracy of swearing leakage is improved. It can also comply with the Fluorocarbon Emission Control Law. By performing over time, the refrigerant amount determination system 200 can detect a slow leak. (4) When the refrigerant amount determination system 200 detects cold leakage during normal operation, an evacuation warning can be issued to the building 610 in which the target refrigeration cycle device 50 is installed.
  • a refrigerant amount determination function in the refrigerant amount determination system 200 that implements the refrigerant detection device 100 as the cloud server 100CS will be summarized.
  • the refrigerant amount detection mode is an operation mode of the refrigeration cycle device 50 for detecting the refrigerant amount (step S20 in FIG. 2). That is, the outdoor heat exchanger 2 functions as a condenser, and the indoor heat exchanger 7 functions as an evaporator.
  • the cloud server 100CS determines the liquid phase ratio A L % and the gas phase ratio A G % of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 2 .
  • AL % is around 17.5%.
  • the liquid phase ratio A L % increases with respect to an appropriate amount of refrigerant.
  • the liquid phase ratio A L % becomes small when the refrigerant is insufficient.
  • it is effective to calculate the refrigerant amount based on the gas phase ratio AG %.
  • the gas phase ratio A G % increases.
  • the refrigeration cycle device 50 includes a compressor 1, an outdoor heat exchanger 2, a HIC 3, a HIC-LEV 4, a LEV 6, an indoor heat exchanger 7, a four-way valve 9, and an ACC 10 connected by refrigerant piping.
  • a refrigerant circuit 51 is formed.
  • the refrigerant circuit 51 is provided with at least the following ten types of sensors.
  • the detection values of these sensors are transmitted from the air-conditioning-side control device 400 to the cloud server 100CS.
  • FIG. 15 summarizes the sensor detection values that are transmitted.
  • FIG. 15 shows sensor detection values transmitted from the air-conditioning-side control device 400 to the cloud server 100CS.
  • the first column from the left is the row number.
  • the second column from the left is the sensor type.
  • the third column from the left shows the sensor type plus the row number.
  • the fourth column from the left shows the detection target of the sensor.
  • the fifth column from the left shows representative targets among the targets for which detection values are used in (Formula 1) to (Formula 13) described in the first embodiment.
  • the cloud server 100CS can perform control, determination, and calculation in steps S20 to S50 in FIG.
  • the refrigerant amount determination system 200 executes the refrigerant amount detection mode shown in FIG. 2 in order to accurately calculate the refrigerant amount.
  • the refrigerant amount detection mode by the refrigerant amount determination system 200 is shown in step S20 in FIG.
  • FIG. 16 shows an outline when the refrigeration cycle device 50 is trial run.
  • FIG. 17 is a sequence diagram of the trial operation of the refrigeration cycle device 50.
  • the construction worker 611 installs the refrigeration cycle device 50 in the building 610 .
  • the refrigerating cycle device 50 is filled with a refrigerant, and a test run of the refrigerating cycle device 50 is performed.
  • each shortage of the amount of refrigerant is determined by the cloud server 100CS.
  • a trial run of the refrigeration cycle device 50 will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
  • step S ⁇ b>210 construction worker 611 installs refrigeration cycle device 50 in building 610 .
  • the construction worker 611 fills the installed refrigeration cycle device 50 with refrigerant.
  • the construction worker 611 fills the amount of refrigerant indicated by the specification value of the refrigeration cycle device 50 as the amount of refrigerant charged at the time of installation.
  • the construction worker 611 uses the terminal device 500A carried by the construction worker 611 to transmit the refrigerant filling completion to the terminal device 500B carried by the maintenance person 612 .
  • the construction worker 611 may transmit the completion of refrigerant charging from the terminal device 500A to the cloud server 100CS, and the cloud server 100CS may transmit the completion of refrigerant charging to the terminal device 500B.
  • Step S220> The maintenance person 612 is instructed by the construction worker 611 to complete the charging of the refrigerant.
  • the following processing is performed by the maintenance person 612 operating the terminal device 500B.
  • the maintenance person 612 starts the refrigerant amount detection mode at an arbitrary timing with the user's approval.
  • the person in charge of maintenance 612 initiates the refrigerant amount detection mode.
  • the person who starts the refrigerant amount detection mode is not limited. Since the cooling operation is performed when the refrigerant amount detection mode is executed, the person who starts the refrigerant amount detection mode is a person who can determine whether the operation of the refrigeration cycle device 50 is to be executed.
  • step S ⁇ b>220 the terminal-side transmission unit 511 of the terminal device 500 ⁇ /b>B transmits the start command 501 instructing the start of the refrigerant amount detection mode to the cloud server 100 CS via the communication IF 560 and the network 600 .
  • the start command 501 is a request signal requesting detection of the amount of refrigerant present in the refrigerant circuit 51 .
  • Step S230 Acquisition unit 111 of cloud server 100CS acquires start command 501 via network 600 and communication IF 160 .
  • the cloud server 100CS starts the refrigerant amount detection mode in step S230.
  • the control unit 112 controls the refrigeration cycle device 50 so as to operate in the refrigerant amount detection modes (1) to (5) shown in step S20.
  • the control unit 112 continues control in the refrigerant amount detection mode (step S231). That is, as shown in FIG. 2, the control unit 112 checks the liquid phase ratio A L % or the gas phase ratio A G % of the outdoor heat exchanger 2 functioning as a condenser.
  • the control of the refrigeration cycle device 50 in the medium amount detection mode means that the control unit 112 controls the compressor 1, the fan 2A, the HIC- It means controlling the actuators of the refrigeration cycle device 50, such as the LEV4, LEV6, and the indoor fan 7A. More specifically, the control unit 112 of the cloud server 100CS transmits control data for each actuator to the air conditioning control device 400 via the network 600 .
  • the air-conditioning-side receiving unit 412 of the air-conditioning-side control device 400 receives control data for each actuator via the network 600 and the communication IF 460 .
  • the air-conditioning-side control unit 413 controls each actuator using the control data of each actuator received by the air-conditioning-side receiving unit 412 .
  • Step S240> Upon receiving the control data for each actuator, in the air-conditioning-side control device 400, the air-conditioning-side control unit 413 continuously transmits detection values of the sensors of the refrigeration cycle device 50 to the cloud server 100CS.
  • the detected value of the sensor is transmitted in a format in which the type of sensor and the detected value are known.
  • the refrigerating cycle device 50 is continuously controlled, and while the refrigerating cycle device 50 is continuously being controlled, the detection values of the sensors arranged in the refrigerating cycle device 50 are continuously It is transmitted from the control device 400 to the cloud server 100CS.
  • the air-conditioning-side transmission unit 411 continuously transmits detection values of each sensor to the cloud server 100CS via the communication IF 460 and the network 600 (step S241).
  • FIG. 15 shows the detection values of each sensor.
  • the detected value of each sensor is transmitted from the air-conditioning-side control device 400 to the cloud server 100CS. 1 to No. There are 10 types of 10.
  • the cloud server 100CS can perform the determination in step S30 of FIG.
  • Step S250 The cloud server 100CS calculates the excess or deficiency of the amount of refrigerant using the detection values of each sensor.
  • the processing contents of step S250 are the processing of steps S30 to S50 in FIG. Step S60 is performed as the process of step S260, which will be described later.
  • the calculation unit 114 calculates the current amount of refrigerant present in the refrigerant circuit 51 from AL % or AG % by the processing in steps S40 and S50. Then, the calculation unit 114 calculates excess or deficiency of the amount of refrigerant from the difference between the reference amount of refrigerant that should exist in the refrigerant circuit 51 and the calculated current amount of refrigerant.
  • the output unit 115 stores the amount of refrigerant calculated by the calculation unit 114, the excess/deficiency amount, and the detection values of the sensors used for the calculation by the calculation unit 114 in the auxiliary storage device 130 as operation data.
  • Step S260 the output unit 115 of the cloud server 100CS transmits the mode termination notification 101 notifying that the refrigerant amount detection mode has terminated to the terminal devices 500A and 500B via the communication IF 160 and the network 600.
  • Terminal-side receiving section 512 receives mode end notification 101 via communication IF 560 .
  • the terminal device 500 can access the cloud server 100CS and refer to the driving data.
  • the terminal-side transmission unit 511 transmits a driving data request signal to the cloud server 100CS.
  • acquisition unit 111 acquires the operation data request signal.
  • the output unit 115 transmits the operation data to the terminal device 500 .
  • the operating data includes at least excess or deficiency of refrigerant.
  • the terminal-side receiving section 512 receives the operating data, and the terminal-side controlling section 513 displays the operating data on a display device (not shown).
  • the mode end notification 101 may include the result of excess or deficiency of refrigerant.
  • FIG. 18 shows an overview of how the refrigerant amount detection mode is implemented during normal operation of the refrigeration cycle device 50 .
  • FIG. 19 is a sequence diagram in which the refrigerant amount detection mode is performed during normal operation of the refrigeration cycle device 50. As shown in FIG. Implementation of the refrigerant amount detection mode during normal operation will be described with reference to FIGS. 18 and 19 .
  • steps S330 to S360 in the refrigerant detection mode are the same as steps S230 to S260 in FIG. 17 except that the terminal device 500A is not present. Therefore, description of steps S330 to S360 is omitted.
  • Step S320A similar to step S220, the refrigerant amount detection mode is started with the start command 501 as a trigger.
  • the maintenance person 612 uses the terminal device 500B to transmit the start command 501 during the periodic inspection.
  • Step S320B is automatically executed on a daily constant monitoring schedule.
  • the start time of the refrigerant amount detection mode is set in the controller 112 of the cloud server 100CS.
  • the control unit 112 also has a timer function.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the processing of FIGS. 17 and 19.
  • anomaly handling is performed.
  • the output unit 115 of the cloud server 100CS notifies the construction worker 611 of the abnormality.
  • the output unit 115 notifies the maintenance person 612 of the abnormality.
  • the output unit 115 instructs the construction worker 611 to adjust the excess/deficiency of the amount of refrigerant as an abnormality notification.
  • the output unit 115 instructs the maintenance person 612 to take measures against leakage as an abnormality notification.
  • a system activator is, for example, a maintenance person 612 .
  • Embodiment 3 is a modification of Embodiment 2.
  • the refrigerant detection device 100 is implemented as the cloud server 100CS.
  • the refrigerant detection device 100 is arranged in the outdoor unit 20 .
  • the refrigerant detection device 100 may be realized as the air-conditioning-side control device 400 , or the refrigerant detection device 100 may be realized independently as a device separate from the air-conditioning-side control device 400 .
  • FIG. 21 shows a state in which the refrigerant detection device 100 is realized as a device separate from the air conditioning side control device 400 and arranged in the outdoor unit 20 .
  • the air conditioning side control device 400 and the terminal device 500 communicate with the refrigerant detection device 100 arranged in the outdoor unit 20 . Therefore, there is an effect that the communication between the construction worker 611 and the air-conditioning-side control device 400 and the refrigerant detection device 100 becomes short distance. Further, when the refrigerant detection device 100 and the air-conditioning-side control device 400 are realized by one device, the control of each actuator of the refrigeration cycle device 50 is There is an effect that it can be performed directly without going through the side control unit 413 . Further, when the refrigerant detection device 100 and the air conditioning side control device 400 are realized by one device, the number of devices is reduced, so there is an effect of reducing the labor of managing the devices.
  • Embodiments 1 to 3 have been described above. Of the plurality of technical elements included in Embodiments 1 to 3, two or more elements may be combined for implementation. Alternatively, one of the plurality of technical elements included in Embodiments 1 to 3 may be partially implemented.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

工事作業員(611)が冷凍サイクル装置(50)を設置し、冷凍サイクル装置(50)に冷媒を充填する。保守担当者(612)は、冷凍サイクル装置(50)に冷媒が充填されると、顧客の了解を得ている場合、クラウドサーバ(100CS)に、端末装置(500B)からスタート指令(501)を送信する。クラウドサーバ(100CS)はスタート指令(501)を受信すると、冷凍サイクル装置(50)に制御データ(102)を送信し、冷媒量検知モードで制御する。クラウドサーバ(100CS)は冷凍サイクル装置(50)から運転データ(52)を受信し、運転データ(52)を用いて冷凍サイクル装置(50)の冷媒量を計算し、この冷媒量から冷媒量の過不足を判定し、判定結果を端末装置(500A)及び端末装置(500B)に送信する。

Description

冷媒量判定システム
 本開示は、冷媒回路の冷媒量を検知する冷媒量検知システムに関する。
 従来技術には、冷媒回路における冷媒漏洩量を検知する技術がある(例えば、特許文献1)。従来技術では、凝縮器出口の冷媒の過冷却度SCが0℃よりも大きい必要がある。冷媒漏洩量を検知する場合、過冷却度SCが0℃よりも大きいという条件が課されると、例えば、10%以上漏れたことは検知できる。しかし、冷媒の漏洩量が20%なのか30%なのかを定量的に検知できなかった。このため、追加するべき冷媒量がわからないので、作業者が、冷媒回路から冷媒を全部回収し、カタログ記載の基準冷媒量を、冷媒回路に充填する必要があった。そのため、保守作業に負担がかかるという課題があった。
 また、冷媒回路に適切な冷媒量を封入することは、冷凍サイクル装置の安定動作のために重要である。冷凍サイクル装置の施工の際には、冷凍サイクル装置の保守会社または販売代理店が、冷凍サイクル装置の試運転を行い、冷媒封入量が適切かどうかを確認する。この確認には保守担当者の経験に基づく技術が必要であり、冷媒封入量が適切かを判定することは、経験の浅い保守担当者には難しい。これは、冷凍サイクル装置の通常稼働時における冷媒量の判定、及びその判定を用いた冷媒量の漏洩判定も同様である。
 従来では、保守担当者の端末操作に応じて、冷媒量検知システム側で、人の経験に関係なく冷媒充填量を計算する技術はなかった。この点については特許文献1に冷媒量検知の開示はあるものの、保守担当者の端末操作に応じて、冷媒量検知システム側で、人の経験に関係なく冷媒充填量を計算する技術の開示はない。
特許第5063346号
 本開示は、保守担当者の端末操作に応じて、冷媒量検知システム側で、人の経験に関係なく冷媒充填量を計算する技術の提供を目的とする。
 本開示の冷媒量判定システムは、
 サーバ装置と、
 前記サーバ装置と通信する端末装置と、
 圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を含み冷媒が循環する冷媒回路を有する冷凍サイクル装置に配置された冷凍サイクル側制御装置と、
を備え、
 前記端末装置は、
 前記冷媒回路に存在する冷媒量の検知を要求する要求信号を前記サーバ装置に送信し、
 前記サーバ装置は、
 前記要求信号を受信すると、前記冷媒回路に存在する冷媒量を検知するための前記冷凍サイクル装置の運転モードである冷媒量検知モードの制御を、前記冷凍サイクル側制御装置を介して前記冷媒回路に実施し、前記冷媒量検知モードの制御の結果として、前記冷凍サイクル側制御装置から、前記冷媒回路に配置された複数のセンサの検知値を受信し、受信した前記複数のセンサの検知値を用いて前記冷媒回路に存在する冷媒量を計算し、計算した冷媒量と、基準として保有している基準冷媒量とを用いて、前記冷媒回路に存在する冷媒量の過不足を判定し、前記過不足の判定結果を前記端末装置に送信する。
 本開示の冷媒量判定システムによれば、保守担当者の端末操作に応じて、冷媒量検知システム側で、人の経験に関係なく冷媒充填量を計算する技術を提供できる。
実施の形態1の図で、冷凍サイクル装置50を示す図。 実施の形態1の図で、冷媒検知装置100の動作のフローチャート。 実施の形態1の図で、冷凍サイクル装置50が、複数の室内熱交換器を有する構成を示す図。 実施の形態1の図で、ステップS20の冷媒量検知モードがあるときの、冷媒量検知モードの効果を示す図。 実施の形態1の図で、ステップS20の冷媒量検知モードのない、図4の比較例の図。 実施の形態1の図で、冷媒量が多い状態から、冷媒量が中程度の状態に移る場合を示す図。 実施の形態1の図で、冷媒量が中程度の状態から、冷媒量が少ない状態に移る場合を示す図。 実施の形態1の図で、A%、A%を併用することで、全冷媒量の範囲で冷媒量検知が可能となることを示す図。 実施の形態1の図で、冷媒検知装置100のハードウェア構成を示す図。 実施の形態1の図で、冷媒検知装置100の別のハードウェア構成を示す図。 実施の形態2の図で、冷媒量判定システム200のシステム構成を示す図。 実施の形態2の図で、冷媒検知装置100を実現するクラウドサーバ100CSのハードウェア構成図。 実施の形態2の図で、空気調和側制御装置400のハードウェア構成図。 実施の形態2の図で、端末装置500のハードウェア構成図。 実施の形態2の図で、空気調和側制御装置400からクラウドサーバ100CSへ送信される各センサの検知値を示す図。 実施の形態2の図で、冷凍サイクル装置50が試運転される際の概要を示す図。 実施の形態2の図で、冷凍サイクル装置50の試運転のシーケンス図。 実施の形態2の図で、冷凍サイクル装置50の通常稼働時に、冷媒量検知モードが実施される概要を示す図。 実施の形態2の図で、冷凍サイクル装置50の通常稼働時に、冷媒量検知モードが実施されるシーケンス図。 実施の形態2の図で、図17および図19の処理を示すフローチャート。 実施の形態3の図で、冷媒検知装置100が、空気調和側制御装置400とは別の装置として実現されて、室外機20に配置される状態を示す図。
 実施の形態の説明及び図面において、同じ要素及び対応する要素には同じ符号を付している。同じ符号が付された要素の説明は、適宜に省略又は簡略化する。以下の実施の形態では、「部」を、「回路」、「工程」、「手順」、「処理」又は「サーキットリー」に適宜読み替えてもよい。
 以下に説明する図1、図3、図4、図5において、室外熱交換器2、液管5,室内熱交換器7,アキュムレータ10に黒く示しているは液冷媒である。
 以下の実施の形態ではセンサの検知した値を検知値と呼ぶ。検知値ではなく機器の仕様から冷媒検知装置100に設定されている値を設定値と記載する。設定値は仕様値と記載する場合もある。
 実施の形態1.
 図1から図10を参照して、実施の形態1の冷媒検知装置100を説明する。
 図1は、実施の形態1の冷凍サイクル装置50を示す。冷凍サイクル装置50は冷媒が循環する冷媒回路51を有する。
 冷媒検知装置100は以下の特徴を有する。
(1)凝縮器出口の過冷却度SC=0℃で凝縮器出口の冷媒状態が二相においても、冷媒検知装置100は、冷媒量を検知できる。
冷媒検知装置100では、後述の出力部115が、「基準冷媒量(100%)に対して「漏れ量**%」というように、冷媒漏洩量を定量的な値「**%」として提示する。
出力部115は、例えば、コンピュータ及びタブレット端末の画面に、冷媒漏洩量を表示することができる。よって、
 作業者は追加するべき冷媒充填量がわかるため、作業時間が削減できる。
また、可燃性冷媒を用いた空気調和設備において、冷媒が着火限界濃度に達しているか否かがわかので、着火リスクに応じた適切な漏洩対応が取れる。例えば、換気するのかあるいは退避するのか、のような適切な漏洩対応をとることができる。
(2)冷媒検知装置100が冷媒量を検知する際は、冷媒量検知モードで冷凍サイクル装置を運転する。
(3)冷媒検知装置100は、冷媒量を、過冷却度SCが0℃より大きい条件では後述のA%で、それ以外(SC=0)では、後述のA%で、間接的に検知する。
(4)冷媒検知装置100は、A%、A%のそれぞれに、冷媒循環量比に応じた「凝縮温度-外気」比の補正を加えることで、冷媒検知量を高精度化する。
 以下に冷媒検知装置100を具体的に説明する。
 図1に示すように、冷凍サイクル装置50は、室外機20と室内機30を備えている。冷凍サイクル装置50は、冷凍サイクルを構成する。室外機20は、圧縮機1、四方弁9、室外熱交換器2、室外ファン2A、HIC3、HIC-LEV4、アキュムレータ10、を備えている。HIC3は、Heat Inter Changerである。eat Inter ChangerはHIC3と表記する。HIC3は、圧縮機1に注入する冷媒と、室外熱交換器2に流れる冷媒との熱交換をする二重管である。HIC-LEV4はHIC3用のリニア膨張弁である。リニア膨張弁はLEVと表記する。室内機30は、LEV6、室内熱交換器7、及び室内ファン7Aを備えている。LEV6は室内熱交換器7用のリニア膨張弁である。
HIC-LEV4,LEV6は膨張弁である。
<冷媒回路51>
 以下に、冷媒回路51を説明する。室外機20では、圧縮機1、四方弁9、室外熱交換器2、HIC3の順に、これらが配管で接続されている。HIC3、HIC-LEV4、HIC3、アキュムレータ10、圧縮機1の順に、これらが配管で接続されている。ガス管8、四方弁9、アキュムレータ10の順に、これらが配管で接続されている。室内機30では、液管5、LEV6、室内熱交換器7、ガス管8の順に、これらが配管で接続されている。室外機20と室内機30がガス管8及び液管5で接続されることで冷媒回路51が形成される。分岐経路が、分岐点B1からHIC-LEV4を通過し、HIC3を通過し、分岐点B2に接続している。LEV6は第1膨張弁であり、HIC-LEV4は第2膨張弁である。
<冷媒の流れ>
 実施の形態1では、室外熱交換器2が凝縮器として機能し、室内熱交換器7が蒸発器として機能する。室外熱交換器2が凝縮器として機能し、室内熱交換器7が蒸発器として機能する場合を冷房運転と呼ぶ。以下に、室外熱交換器2が凝縮器の場合の冷媒の流れを説明する。図1において、複数の矢印は冷媒の流れる方向を示す。冷媒は、圧縮機1、四方弁9、室外熱交換器2へと流れ、室外熱交換器2で外気と熱交換する。室外熱交換器2には、熱交換を促進するため室外ファン2Aが設置されている。室外熱交換器2の黒い部分は液冷媒を示す。室外熱交換器2を流出した冷媒は、HIC3を通過し、分岐点B1で2方向へ分岐する。一方に分岐する冷媒は、液管5へ向かい、他方に分岐する冷媒はHIC-LEV4へ向かう。一方に分岐する冷媒は、液管5を通過してLEV6に流入し膨張する。LEV6を流出した冷媒は、蒸発器として機能する室内熱交換器7に流入し、室内空気と熱交換する。室内熱交換器7には、熱交換を促進するため室内ファン7Aが設置されている。室内熱交換器7の黒い部分は液冷媒を示す。室内熱交換器7を流出した冷媒は、ガス管8を通過して、室外機20の四方弁9へ流入する。四方弁9を流出した冷媒は、分岐点B2で、HIC3を流出した冷媒と合流してアキュムレータ10へ流入する。アキュムレータ10を流出した冷媒は、圧縮機1へ流入する。分岐点B1で他方に分岐する冷媒は、HIC-LEV4へ流入し膨張する。HIC-LEV4を流出した冷媒は、HIC3に流入し、HIC3から分岐点B1に向かう冷媒と熱交換する。HIC3を流出した冷媒は、分岐点B2で、四方弁9から分岐点B2に向かう冷媒と合流しアキュムレータ10に向かう。
<冷媒検知装置100>
 冷凍サイクル装置50の冷媒回路51には、複数の温度センサ及び複数の圧力センサが設置されている。また、冷凍サイクル装置50には、冷媒検知装置100が接続している。冷媒検知装置100は、冷媒回路51の冷媒漏洩量を検知する。冷媒検知装置100は、冷媒回路51に配置された、複数の温度センサ及び複数の圧力センサの検知値を取得し、取得した複数の検知値に基づいて、冷凍サイクル装置50の各アクチュエータを制御する。ここで各アクチュエータとは、室外機20では、圧縮機1、室外ファン2A、HIC-LEV4、四方弁9であり、室内機30では、LEV6及び室内ファン7Aである。また、冷媒検知装置100は、冷媒回路51に配置された、複数の温度センサ及び複数の圧力センサの検知値を取得し、取得した複数の検知値に基づいて、冷媒回路51の冷媒漏洩量を検知する。
冷媒検知装置100の詳細は後述する。
<センサ>
 冷媒回路51には以下の10種類のセンサが配置されている。実施の形態1では、センサの符号をセンサの検知値として使用する場合がある。
(1)圧力センサHS:
 圧力センサHSは、圧縮機1の吐出側に配置されている。圧力センサHSは、吐出側の高圧の配管内圧力を検知する。冷媒の凝縮温度Tは、圧力センサHSの検知した圧力の飽和温度として求めることができる。
(2)圧力センサLS:
 圧力センサLSは、圧縮機1の吸入側に配置されている。圧力センサLSは、吸入側の低圧の配管内圧力を検知する。
(3)温度センサTH2:
 温度センサTH2は、HIC-LEV4を流出した冷媒が、HIC3から流出する出口に配置される。温度センサTH2は、HIC-LEV4からHIC3へ流入し、HIC3から流出する冷媒の出口温度を検知する。
(4)温度センサTH3:
 温度センサTH3は、室外熱交換器2の出口に配置される。温度センサTH3は、凝縮器として機能する際に、室外熱交換器2の冷媒出口温度を検知する。
(5)温度センサTH4:
 温度センサTH4は、圧縮機1の吐出側に配置される。温度センサTH4は、圧縮機1から吐出する冷媒の温度を検知する。
(6)温度センサTH5:
 温度センサTH4は、圧縮機1の流入側に配置される。温度センサTH5は、圧縮機1へ流入する冷媒の温度を検知する。
(7)温度センサTH7:
 温度センサTH7は、室外ファン2Aの周辺に配置される。温度センサTH7は、室外機20の周囲空気温度を検知する。すなわち、温度センサTH7は外気温度を検知する。
(8)周波数センサSf:
 周波数センサSfは、圧縮機1に配置される。周波数センサSfは、圧縮機1の周波数を検知する。
(9)開度センサS4:
 開度センサS4は、HIC-LEV4に配置される。開度センサS4は、HIC-LEV4の開度を検知する。開度センサS4は、HIC-LEV4の開度を制御するパルスを検知する。
(10)開度センサS6:
 開度センサS6は、LEV6に配置される。開度センサS6は、LEV6の開度を検知する。開度センサS6は、LEV6の開度を制御するパルスを検知する。
(11)冷凍サイクル装置50には上記で述べた(1)から(10)の各種センサが配置されるが、これ以外のセンサが配置されてもよい。
 冷媒検知装置100を詳しく説明する。冷媒検知装置100は、取得部111、制御部112、判定部113、計算部114及び出力部115を、備えている。
(1)取得部111は、各種センサから検知値を取得する。
(2)制御部112は、取得部111の取得した各種センサの検知値に基づいて冷凍サイクル装置50の各アクチュエータを制御する。これにより、制御部112は、冷凍サイクル装置50の運転を制御する。
(3)判定部113は、過冷却度SCがS>0(ケルビン)かどうかを判定する。言い換えれば、判定部113は、過冷却度SCがSC=0(ケルビン)かどうかを、判定する。SC=0(ケルビン)あるいはSC=0℃については、SC=0と表記する場合がある。詳細は後述する。過冷却度SCは、単に、SCと表記する場合がある。過冷却度SCの単位はケルビンでも℃でもよい。
(4)計算部114は、判定部113の判定結果に応じて、液相面積比率A%に基づく冷媒量と、気相面積比率A%に基づく冷媒量との、どちらかを計算する。液相面積比率A%とは、凝縮器として機能する室外熱交換器2の全容積の液相容積割合である液相面積比率を示す。気相面積比率A%とは、凝縮器として機能する室外熱交換器2の全容積の気相容積割合である気相面積比率を示す。以下、液相面積比率A%とは気相面積比率A%とは、単に、A%及びA%と表記する場合がある。A%及びA%について、詳細は後述する。計算部114は、SC=0の場合、A%に基づく冷媒量を計算する。計算部114は、SC>0の場合、A%に基づく冷媒量を計算する。
(5)出力部115は、計算部114の計算結果を、出力する。出力部115の計算結果の出力は、表示装置への表示、音声発生装置による音声発生、あるいは記憶装置への計算値の出力のように、様々ある。
 冷凍サイクル装置50による冷房運転の動作を説明する。冷房運転では、圧縮機1から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁9を経由して室外熱交換器2へ至り凝縮される。このときの凝縮温度Tは、圧縮機1の吐出側に取り付けた圧力センサHSの圧力の飽和温度として求めることができる。また、室外熱交換器2の出口での冷媒の過冷却度は、凝縮温度Tと、温度センサTH3の差によって求められる。凝縮された冷媒は、HIC3を通過する。分岐点B1で一方に分岐する冷媒は、液管5を経てLEV6に流入する。
 一方に分岐する冷媒について説明する。LEV6に流入した冷媒は減圧される。LEV6を出た冷媒は、室内熱交換器7で蒸発する。その後、冷媒は、ガス管8、四方弁9、分岐点B2、アキュムレータ10を経由して圧縮機1へ戻る。
 分岐点B1で他方に分岐する冷媒は、HIC-LEV4へ流入する。HIC-LEV4を流出した冷媒は、HIC3で、室外熱交換器2を流出した冷媒と熱交換し、分岐点B2、アキュムレータ10を経由して、圧縮機1へ戻る。
***動作の説明***
 図2は、冷媒検知装置100が行う、冷媒回路51における漏洩した冷媒を検知する動作のフローチャートである。図2を参照して、冷媒検知装置100による冷媒の冷媒検知動作を説明する。
<ステップS10>
 ステップS10において、制御部112は、冷媒量検知モードで、冷凍サイクル装置50の運転を開始する。
<ステップS20>
 ステップS20は、制御部112による冷媒量検知モードの制御を示す。図2のステップS20に示す(1)から(5)の各制御により、以下のような効果がある。すなわち、A%及びA%を用いた冷媒量の検知精度を高くするためには、冷媒回路51における液冷媒の分布は、環境条件及び動作状態に依存しないことが望ましい。ステップS20の(1)から(5)の制御により、アキュムレータ10内はガス冷媒となる。よって、ほとんどの液冷媒を、凝縮器である室外熱交換器2と液管5に滞留できる。また、液管5の冷媒温度は、制御部112によるHICーLEV4への制御で、ほぼ一定温度となる。このため、外気温度の違いによる、液管5での冷媒密度の変化が回避できる。(1)から(5)の制御を具体的に説明する。
 ステップS20において、制御部112は、取得部111が取得した各種センサの検知値を用いて冷凍サイクル装置50の各アクチュエータを制御する。これにより、制御部112は、冷凍サイクル装置50を冷媒量検知モードで運転する。
(1)制御部112は、冷凍サイクル装置50を冷房運転する。よって、室外熱交換器2は凝縮器、室内熱交換器7は蒸発器として機能する。
(2)制御部112は、室外ファン2A及び室内ファン7Aの回転を全速で固定する。全部のファンを全速固定とする点が特徴である。全部のファンを全速とすることで、充填冷媒量変化にともなう室外熱交換器2内の冷媒量の変化が、室外熱交換器2周りの圧力及び温度に直結し、A%及びA%という冷媒量の検知精度が向上する。ファン速が変化すると、充填冷媒量変化により圧力及び温度が変化したのか、ファン速変化のために圧力及び温度が変化したのか分からないため、冷媒量の検知精度が低下する。
(3)制御部112は、圧縮機1を自動制御(蒸発温度ET0℃制御)する。(4)制御部112は、LEV6を制御することで、LEV6の出口の過熱度SHsを制御する。制御部112は、LEV6の過熱度SHsが0℃以上になるように、LEV6を制御する。
(5)制御部112は、HIC-LEV4を制御することで、HIC-LEV4の出口の過熱度SHbを制御する。制御部112は、HIC-LEV4の過熱度SHbが0℃以上になるように、HIC-LEV4を制御する。
<ステップS30>
 ステップS30において、判定部113は、SC>0かどうかを判定する。言い換えると、判定部113は、凝縮器として機能する室外熱交換器2の出口が過冷却状態であるか二相状態であるかを判定する。過冷却度SC=T-TH3で得られる。過冷却度SC=0では、処理はステップS40に進む。過冷却度SC>0では、処理はステップS50に進む。ただし、温度センサおよび圧力センサの検知誤差、あるいは冷媒圧力損失等の影響で、SC>0であっても凝縮器出口が二相状態となる場合があるので、例えばステップS30の判定式をSC>0.5のようにしてもよい。なおSC>0.5における0.5は例示である。0.5に限らず、0.5に代えてゼロよりも大きな値を採用してもよい。冷媒検知装置100の特徴は、特にステップS40にある。ステップS40では、計算部114が、A%を計算し、A%から冷媒回路51の冷媒量を計算する。ステップS50では、計算部114が、A%を計算し、A%から冷媒回路51の冷媒量を計算する。計算部114は、取得部111の取得した各種の検知値を用いて、A%に基づく冷媒量及びA%に基づく冷媒量を計算する。
<A%、A%の説明>
 A%、A%は共通及び類似する部分もあるので、一緒に説明する。
まず、A%、A%について、以下の(式1)から(式5)を示す。
%=-Ln(1-SC/dT)*{dT*[dTc_corr-1*C’pL}/△hcon    (式1)
%=-Ln(dT/(dT+SH))*{dT・[dTc_corr-1*C’pg}/△hcon    (式2)
C’pL=f(dT*[dTc_corr-1+TH7)  (式3)
C’pg=f(dT*[dTc_corr-1+TH7)  (式4)
dTc_corr=A*(Gr_ratio   (式5)
各式の記号の意味は以下のとおりである。
(a)SC:
 過冷却度SCは、凝縮温度Tと室外熱交換器2の出口温度TH3との差である。
つまり、SC=T-TH3である。SC>0では出口温度TH3は液温である。
 凝縮温度Tは凝縮温度ともよばれる。凝縮温度Tは、圧力センサHSの検知値を飽和ガス温度に換算することで求めることができる。判定部113は、圧力センサHSの検知値を、圧力を温度に変換する物性テーブルを用いて飽和ガス温度に換算する。物性テーブルは補助記憶装置130に格納されている。
 出口温度TH3は、温度センサTH3の検知値である。
判定部113は過冷却度SCを計算し、過冷却度SCが零より大きいか判定する。
(b)dT
 dTは、凝縮温度Tと外気温度TH7との差である。つまり、dT=T-TH7である。dTは、第1温度差である。
TH7は温度センサTH7によって検知される。
(c)[dTc_corr-1
 [dTc_corr-1は、dTの補正値である。[dTc_corr-1は上記の(式5)に示すように、冷媒循環量比Gr_ratioから決まる、dTの補正係数である。
[dTc_corr-1はdTc_corrの逆数である。
dTc_corrは以下のように求めることができる。
上記の(式5)のとおり、
dTc_corr=A*(Gr_ratio
である。A及びBは定数である。
r_ratio=冷媒循環量G÷基準冷媒循環量Gstd  (式5.1)
である。基準冷媒循環量Gstdは冷媒回路51に対する設定値である。Gr_ratioの意味は以下のようである。基準冷媒循環量Gstd(定格能力運転時の冷媒循環量kg/h)に対する、A%、あるいはA%を演算するときの、冷媒循環量Gとの比率である。例えば、定格能力28kW(循環量614kg/h)の機種において、A%算出時に循環量307kg/hで運転していたときには、Gr_ratioは0.5になる。 基準冷媒循環量Gstdは既知の設定値である。冷媒循環量Gは、圧縮機1に関する量であり、(式5.2)で計算できる。(式5.2)の記号の意味は、下記に示している、
(kg/s)=S*ρ*f*η  (式5.2)
:排除体積、
ρ:吸入密度、
f:圧縮機周波数、
η:体積効率。計算部114は、(式5)、(式5.1)及び(式5.2)から、dTc_corrを計算できる。
つまり、(式5.3)が得られる。
r_ratio=S*ρ*f*η÷Gstd   (式5.3)
(式5.3)において、S、η及びGstdは、センサの検知値から値が決まるパラメータではない。S、η及びGstdは、仕様値である。
ρは温度センサTH5の検知値から物性テーブルにより決まる。この物性テーブルは補助記憶装置130に格納されている。
fは周波数センサSfの検知値から決まる。
より具体的には、Sは排除容積を示す。Sはストロークボリュームであり、圧縮機1が1回転あたりに吸入ガスを吸い込む体積を示す。ηは体積効率である。Sは幾何的に求められた体積であり、実際の有効体積は、S×ηである。fは圧縮機回転数である。Gr_ratioが決まると(式5)から、[dTc_corr]が決まる。
 以上のように、計算部114は、第1温度差dTを補正する補正係数[dTc_corr-1を計算する。補正係数[dTc_corr-1は、圧縮機1の仕様と圧縮機1の運転状態とから定まる冷媒回路51における冷媒の循環量と、冷媒回路51の仕様として決定している冷媒基準循環量とに基づいて決定される。計算部114は、決定した補正係数[dTc_corr-1で第1温度差dTを補正する。
(d)C’pL
 C’pLは冷媒の液比熱である。C’pLは上記の(式3)で計算する。(式3)のTH7は、外気温度を検知する温度センサTH7の検知値である。(式3)のfは関数を示す。C’pLは冷媒物性から決まる値である。つまりC’pLは、上記(b)で求まるdT、上記(c)で求まる[dTc_corr-1及び温度センサTH7の検知値を関数fに代入することで求められる。C’pLは定圧液比熱である。
(e)△hcon
 (式1)及び(式2)の△hconは、凝縮器の入口と出口のエンタルピ差である。
つまり、室外熱交換器2の入口と出口のエンタルピ差である。(式1)ではSC>0であるので、室外熱交換器2の出口は液相であり、室外熱交換器2の入口は気相である。よって、入口と出口のエンタルピは、冷媒の温度T、圧力Pできまる。
具体的には室外熱交換器2の入口のエンタルピは、圧力センサHSの検知値、温度センサTH4の検知値から得られる。
室外熱交換器2の入口のエンタルピは、圧力センサHSの検知値、温度センサTH3(4)の検知値から得られる。
 冷媒が単相の場合には、6つの冷媒物性値、すなわち、圧力、温度、密度、エンタルピ、エントロピ、乾き度のうち、2つを規定すれば他の4つの物性値が確定する。
冷凍サイクル装置には、温度センサ、圧力センサが搭載されているので、温度と圧力から冷媒の物性値を求める。
 冷媒が二相状態では、一定圧力下で温度不変となるので飽和ガス(乾き度1)、飽和液(乾き度0)のように、乾き度を規定してエンタルピ、密度等の物性値を求める。
(f)SH
 (式2)のSHは、冷媒の吐出温度TH4(5)と凝縮温度(飽和ガス温度)Tとの差である。
つまり、
SH=TH4-T
である。
SHは温度センサTH4と圧力センサHSとの検知値から得られる。
SHは、第2温度差である。
(g)C’pg
C’pgは冷媒のガス比熱である。C’pgは上記の(式4)で計算する。C’pgの計算はC’pLと類似である。(式3)のfに対して、(式4)は関数fである。C’pgも冷媒物性から決まる値である。つまりC’pgは、dT、[dTc_corr-1及びTH7を関数fに代入することで求められる。C’pgは定圧ガス比熱である。
<(式2)の△hconの計算>
 計算部114は、過冷却度SC=0における冷媒のエンタルピ差△hconを、膨張弁の開度と、圧縮機1の吸入圧力LSと、圧縮機1の吐出圧力HSと、冷媒の循環量Gr_totalとに基づいて、計算する。
膨張弁はHIC-LEV4、LEV6-1,6-2,6-3である。(式2)はA%の計算であるので、過冷却度SCはSC=0である。つまり、凝縮器である室外熱交換器2の出口冷媒は、二相である。凝縮器の出口冷媒の状態が二相の場合、温度、圧力から凝縮器出口のエンタルピは計算できない。よって以下の手法で、室外熱交換器2の出口冷媒のエンタルピを見積もる。なお、室外熱交換器2の入口冷媒は気相である。よって、温度、圧力から入口冷媒のエンタルピは(式1)の場合と同様に計算できる。
以下に(式6)から(式13)を示す。
 以下に示す(式6)から(式13)は、図3の冷凍サイクル装置50を想定している。
 図3は、冷凍サイクル装置50が、複数の室内熱交換器を有する構成である。冷凍サイクル装置50は、室内熱交換器7-1を備えている。室内熱交換器7-1には、LEV6-1及び室内ファン7A-1が、配置されている。同様に、室内熱交換器7-2には、LEV6-2及び室内ファン7A-2が配置されており、室内熱交換器7-3には、LEV6-3及び室内ファン7A-3が配置されている。LEV6-1、6-2、6-3には、開度センサS6-1、S6-2、S6-3が配置されている。LEV6-1に流入する冷媒は、その後、室内熱交換器7-1,7-2,7-3に分岐する。
 以下の(式6)から(式13)では、最終的に(式6)と(式11)が、未知数xcoと未知数xccで表される。
xcoは、凝縮器である室外熱交換器2の出口における冷媒の乾き度である。
xccは、HIC3の高圧側出口における冷媒の乾き度である。xcoとxccはパラメータである。
そこで、計算部114は、(式6)と(式11)とが成立するように、パラメータxco、xccについて収束計算を実施する。パラメータxcoまたはパラメータxccから決まる量は<ρm_co>のように示してる。
(式7)のように、ρm_HICLEVはxccから決まるので<ρm_HICLEV>と表記できる。
(式9)のように、ρm_coはxcoから決まるので<ρm_co>と表記できる。
(式6)のGr_totalは、(式5.2)のGに同じである。Gr_total=Gr_LEV+Gr_HICLEV  (式6)
r_total=S*ρ*f*η  (式6.1)
r_LEV=Σ{Cv_LEV*{<ρm_co>*(HS-LS)}1/2 (式6.2)
r_HICLEV={Cv_HICLEV*{<ρm_HICLEV>*(HS-LS)}1/2  (式6.3)
(式6)は、次の意味を示す。
圧縮機1の冷媒循環量Gr_totalは、(式6.2)で示す各室内熱交換器Gr_LEVを流れる冷媒循環量と、(式6.3)で示すHIC3を流れる冷媒循環量Gr_HICLEVとの合計値に等しいことを示す質量保存則を表す。(式6.2)のΣは、各室内熱交換器7に関する。左辺のGr_totalは、(式6.1)に示すように、圧縮機1の仕様と回転数とから求まる冷媒循環量である。
(式6)の右辺は、各室内熱交換器のLEVを通過する冷媒量循環量Gr_LEVと、HIC-LEV4を通過する冷媒循環量Gr_HICLEVとの合計である。
各記号の意味は以下の通りである。
v_LEV:LEV6の開度に応じた流量係数。
v_LEVは、LEV6の入口冷媒の密度と入口出口圧力差からLEV6を通過する冷媒流量を計算するための仕様値である。
ρm_co:室外熱交換器2の出口冷媒密度。
v_HICLEV:HIC-LEV4の開度に応じた流量係数。
v_HICLEVは、HIC-LEV4の入口冷媒の密度と入口出口圧力差からHIC-LEV4を通過する冷媒流量を計算するための仕様値である。
ρm_HICLEV:HIC-LEV4の入口冷媒密度である。
 以下の(式7)から(式10)は、(式6.2)及び(式6.3)に含まれるρm_HICLEV等である。
ρm_HICLEV={xcc/ρ+(1-xcc)/ρ-1  (式7)
v_HICLEV=f(HICpulse)  (式8)
ρm_co={xco/ρ+(1-xco)/ρ-1  (式9)
v_LEV=f(pulse)  (式10)
各記号の意味は以下の通りである。
ρ:高圧(HS)の飽和ガス密度。
ρ:高圧(HS)の飽和液密度。
HICpulse:HIC-LEV4の開度。
pulse:LEV6の開度。
ここで、飽和ガス密度ρは、吐出側のセンサHSの検知値と、検知値から飽和ガス密度ρを求めるためのテーブルから得られる。計算部11は飽和ガス密度ρを求める。
同様に、飽和液密度ρは、吐出側のセンサHSの検知値と、検知値から飽和液密度ρを求めるためのテーブルから得られる。計算部11は飽和液密度ρを求める。
(式7)はHIC-LEV4の入口が気液二相となり、気液が均一に混ざり合った時の冷媒密度である。
(式7)はHIC-LEV4の入口側の冷媒乾き度をxccとしたときの冷媒密度の算出式である。
(式9)は室外熱交換器2の出口)の冷媒乾き度をxcoとしたときの冷媒密度の算出式である。
(式8)は、Cv_HICLEVが、HIC-LEV4の開度が決まると、HIC-LEV4の仕様fからCv_HICLEVが決まることを示す式である。すなわち、Cv_HICLEVは、開度センサS4の検知値と仕様fで決まる。
(式10)は、Cv_LEVが、LEV6の開度が決まると、LEV6の仕様fからCv_LEVが決まることを示す式である。すなわち、Cv_LEVは開度センサS6の検知値と仕様fで決まる。
次に(式11)を示す。
r_total*(<Hco(xco)>-<Hcc(xcc)>)
=<Gr_HICLEV(xcc)>*(<Hco(xco)>-Hb) (式11)
(式11)は、HIC3の高圧側の熱交換量と、HIC3の低圧側の熱交換量とが等しいことを意味している。
Hco、Hcc及びHbの意味は以下の通りである。
Hco:室外熱交換器2の出口での冷媒のエンタルピ。
Hcc:HIC3の高圧側出口での冷媒のエンタルピ。
Hb:HIC3の低圧側での冷媒のエンタルピ。
Hco、Hccは次の(式12)、(式13)で表される。
Hbは、温度センサTH2の検知値と、圧力センサLSの検知値とから決定することができる。
Hco=f(HS、<xco>) (式12)
Hcc=f(HS、<xcc>) (式13)
(式12)及び(式13)は冷媒物性によって決まる。
とfとは物性を示している。fとfとのそれぞれに対する物性テーブルが補助記憶装置130に格納されている。
 よって、(式6)と(式11)とでは、xcoとxccとが未知数である。xcoとxccとを明示して(式6)と(式11)を表現すると以下のようである。
*ρ*f*η
=Σ{Cv_LEV*{<ρm_co(xco)>*(HS-LS)}1/2
+{Cv_HICLEV*{<ρm_HICLEV(xcc)>*(HS-LS)}1/2
  (式6)
r_total*(<Hco(xco)>-<Hcc(xcc)>)
=<Gr_HICLEV(xcc)>*(<Hco(xco)>-Hb) (式11)
xcoとxccを用いて表現した(式6)と(式11)について収束計算することで、xcoが得られる。得られたxcoを(式12)に代入して、室外熱交換器2の冷媒出口エンタルピHcoが計算できる。
また、室外熱交換器2の入口側の冷媒のエンタルピは、(式1)の△hconの場合と同様に求める。(式1)及び(式2)の場合、室外熱交換器2の入口側の冷媒のエンタルピは、圧縮機1の吐出の温度及び圧力を代用して求められることもある。以上により(式2)における△hconを求めることができる。
△hconが決まると(式2)のA%の値が決定する。
<ステップS40>
 SC=0の場合、処理はステップS40に進む。ステップS40において、計算部114は、取得部111が取得した各種の検知値を用いて、(式1)から(式13)で説明した内容によって、(式1)に示したA%を計算する。計算部114が計算したA%を計算されたA%と記す。計算部114は、計算された気相面積比率A%を、A%の基準として設定されているA基準値と比較し、比較結果に基づき、冷凍サイクル装置50の冷媒量を計算する。A基準値は、計算されたA%と比較可能な値であり、かつ、比較結果から、計算されたA%に対応する冷媒量が計算できる値である。A基準値の例としては、計算部114が過去に計算したA%である。そして、この過去に計算したA%には冷媒量が対応付いている。例えば、A基準値として、冷凍サイクル装置50を冷媒回路51に必要な基準冷媒量の80%で試験運転し、計算部114が試験運転時のA%を計算する。この試験運転時に得られたA%をA基準値に用いることができる。試験運転時のA%には基準冷媒量の80%冷媒量が対応づいている。
 A基準値は、後述する補助記憶装置130に記憶されている。
<ステップS50>
 SC>0の場合、処理はステップS50に進む。ステップS50において、計算部114は、判定部113が過冷却度SCを零ケルビンより大きいと判定すると、凝縮器の全容積の液相容積割合である液相面積比率A%を、求められた過冷却度SCと、第1温度差dTと、冷媒のエンタルピ差△hconと、冷媒の定圧液比熱C’pLと、補正係数dTc_corrと、を用いて計算する。計算部114は、計算した液相面積比率A%を、液相面積比率の基準として設定されているA基準値と比較し、比較結果に基づき、冷凍サイクル装置50の冷媒量を計算する。
 以下に、具体的に説明する。
 ステップS40において、計算部114は、取得部111が取得した各種の検知値を用いて、(式1)から(式13)で説明した内容によって、(式1)に示したA%を計算する。計算部114が計算したA%を計算されたA%と記す。計算部114は、計算されたA%を、A%の基準として設定されているA基準値と比較する。A基準値は、計算されたA%と比較可能な値であり、かつ、比較結果から、計算されたA%に対応する冷媒量が計算できる値である。
 A基準値としては、計算部114が過去に計算したA%である。そして、この過去に計算したA%には冷媒量が対応付いている。例えば、A基準値として、設置時のように基準冷媒量を持つ冷凍サイクル装置50について計算部114が計算したA%を用いることができる。このA%には基準冷媒量が対応づいている。A基準値は、後述する補助記憶装置130に記憶されている。
<ステップS60>
 ステップS60において、出力部115は、計算部114が計算した冷媒量から得られた値を出力する。出力として、出力部115は、表示装置に値を表示してもよい。
 計算した冷媒量から得られた値としては、計算部114が計算した冷媒量が基準冷媒量よりも多い場合は、出力部115は、計算した冷媒量と基準冷媒量との差を過剰冷媒量として出力してもよい。計算部114が計算した冷媒量が基準冷媒量よりも少ない場合は、出力部115は、計算した冷媒量と基準冷媒量との差を漏洩冷媒量として出力してもよい。あるいは、出力部115は、計算部114が計算した冷媒量を現在の冷媒量としてそのまま出力してもよい。
 出力部115による出力形式は、%のような比率でもよいし、kgのような冷媒量でもよい。出力部115の出力形式は、検知した冷媒量、過剰の冷媒量及び漏洩した冷媒がわかるものであれば、割合あるいは質量のような、どのような値でもよい。
<ステップS70>
 ステップS70において、冷媒量検知モードが終了する。
 図4は、ステップS20の冷媒量検知モードがあるときの、冷媒量検知モードの効果を示す。
 図5は、ステップS20の冷媒量検知モードのない図4の比較例である。図4及び図5では、上側は、下側から全冷媒量が減少した状態である。図4及び図5では、A%を示しているが、A%についても以下の説明は当てはまる。冷媒量検知モードがある場合、図4に示すようにアキュムレータ10の冷媒はガス化している。このため、冷媒量の減少が室外熱交換器2に表われる。冷媒量検知モードがない場合、図5に示すようにアキュムレータ10には液相冷媒が存在している。このため、全体冷媒量が減少する場合、図5ではアキュムレータ10の液相冷媒量が減少し、全体冷媒量の減少は室外熱交換器2に表れにくい。よって、冷媒量検知モードがない場合、全体冷媒量の減少が室外熱交換器2に表れにくいので、冷媒漏洩量の検知精度が低下する。すなわちA%、A%による冷媒量の検知精度を高くするためには、冷媒量の変化に対してのみ、高圧の凝縮器出口液温度または高圧の凝縮器出口ガス温度が、変化することが望ましい。また、冷媒量の分布が、環境条件及び動作状態に依存しないことが望ましい。ステップS20の冷媒量検知モードの(1)から(5)の制御を行うことで、アキュムレータ10内はガス冷媒となる。よって、大部分の冷媒を、液管5と、凝縮器である室外熱交換器2とに滞留させることができる。また、液管5の冷媒温度をHIC-LEV制御によってほぼ一定の温度にできる。このため、外気温度による液管内の冷媒密度(液冷媒量)の変化を回避できる。よって、図4のように、全冷媒量の減少は凝縮器冷媒量の減少となるため、A%及びA%による冷媒量の検知精度を高くすることができる。
 凝縮器である室外熱交換器2の状態は、ガス相、二相、液相に分かれる。凝縮器出口がSC>0で液相が存在するとき、冷媒量が減少してもA%はあまり変化しない。このためSC>0では、A%を冷媒量を検知する。れは後述の図6が示している。A%があまり変化しない理由は、高圧変化に対し(式2)のLn( )の( )内の分母及び分子が同程度変化するためである。
 更に冷媒量が減少しSC=0となると液相が存在しなくなるため、A%で検知する。SC=0ではAL%で検知できない。その理由は、SC=0のとき、(式1)のLn( )の( )内が0となるので、A%が0となるためである。
 凝縮器出口が二相となることでLEV開度が不足し、吸入SHsが増加することでガス相が拡大する(吐出SHdが増加する)ため、後述の図7に示すようにA%で検知可能となる。
 図6及び図7を用いて、ステップS50のA%を用いた冷媒量検知と、ステップS40のA%を用いた冷媒量検知を説明する。
図6は、冷媒量が多い状態から、冷媒量が中程度の状態に移る場合を示す。
図7は、冷媒量が中程度の状態から、冷媒量が少ない状態に移る場合を示す。
 図6の上側は、PH線図であり、下側はPH線図に対する室外熱交換器2の位置と、冷媒の温度との関係を示す。図6の下側の図では横軸が室外熱交換器2の位置であり、縦軸が冷媒の温度を示す。図7も同様である。
 図6を説明する。PH線図には、冷媒量が多いときの冷凍サイクルと、冷媒量が減って中程度となった冷凍サイクルとを示している。冷媒量の多い冷凍サイクルは、P1、Q1、R1、S1の実線である。冷媒量の中程度の冷凍サイクルは、P1、Q2、R2、S2の点線である。PH線図には、△hcon、dTを示している。図6では右側が室外熱交換器2の冷媒入口側であり、左側が室外熱交換器2の冷媒出口側である。P1、Q1、R1、S1の冷凍サイクルには、v1、v2、v4、v5、v1の形状の液相冷媒が対応する。温度について、v4からv2は液相であるから温度は上昇し、v2からv1は二相であるので、温度は一定である。この温度はP1、Q1、R1、S1の冷凍サイクルのTである。v1よりも右側は気相であるので温度がTH4に向かって上昇する。
 P1、Q2、R2、S2の冷凍サイクルには、v1、v3、v4、v5、v1の形状の液相冷媒が対応する。
v1、v3、v4、v5、v1の形状は、v1、v2、v4、v5、v1の形状に対して、液相が△A%減少している。
P1、Q2、R2、S2の冷凍サイクルでは、A%は殆ど変化がない。
温度について、v4からv3は液相であるから温度は上昇し、v3からv1は二相であるので、温度は一定である。この温度はP1、Q2、R2、S2の冷凍サイクルのTである。
v1よりも右側は気相であるので温度がTH4に向かって上昇する。
P1、Q2、R2、S2の冷凍サイクルでは、図6に、過冷却度SC及びdTを示している。
 図7を説明する。PH線図には、冷媒量が中程度の冷凍サイクルと、冷媒量が減って冷媒量の少ない冷凍サイクルとを示している。冷媒量の中程度の冷凍サイクルは、図6で述べたP1、Q2、R2、S2である。冷媒量の少ない冷凍サイクルは、P3、Q3、R3、S3の実線である。PH線図には、P3、Q3、R3、S3の冷凍サイクルについて、△hcon,dTを示している。P1、Q2、R2、S2の冷凍サイクルには、v1、v3、v4、v5、v1の形状の液相冷媒が対応する。温度については図6で説明したとおりである。
 P3、Q3、R3、S3の冷凍サイクルには、v6、v7、v5、v6の形状の液相冷媒が対応する。v6、v7、v5、v5の形状は、v1、v3、v4、v5、v1の形状に対して、気相が△A%増加している。温度について、v7からv6はニ相であるから一定である。この温度はP3、Q3、R3、S3の冷凍サイクルの凝縮温度Tである。v6から右側は気相であるから温度はTH4に向かって上昇する。v1よりも右側は気相であるので温度がTH4に向かって上昇する。P3、Q3、R3、S3の冷凍サイクルでは、図7に、過熱度SHdを示している。
***実施の形態1の効果***
 図8は、A%、A%を併用することで、全冷媒量の範囲で冷媒量検知が可能となることを示す。A%のみで冷媒漏洩量を検知する場合、図8に示すように。冷媒の漏れ量は基準冷媒量の10%程度までしかわからなかった。これは、冷媒の漏れ量が基準冷媒量の10%を超えると、図7に示したように、冷媒量の減少によって凝縮器出口の冷媒が二相状態となるからである。凝縮器出口の冷媒が二相状態となると過冷却度SC=0となり、従来では冷媒量が推定できなかった。
 これに対して、冷媒検知装置100ではA%も用いるので、冷媒の漏れ量が基準冷媒量の10%を超える場合にも、図8に示すように冷媒量を検知することができる。
よって、全部の冷媒を回収することなく、追加の冷媒量のみを充填すればよいので、保守作業時間を短縮できる。また、充填する冷媒の費用及び冷媒充填の作業費を削減できる。
 A%とA%との検知の際の冷凍サイクル装置50の動作状態の違いによる影響を除外するためには、圧縮機1の周波数も固定する方が望ましい。しかし、室外熱交換器2の室外ファン2Aを回転速度固定としているので、冷凍サイクル装置50の信頼性を損なう可能性が高い。よって、圧縮機1の周波数は固定しない。これにより冷凍サイクル装置50の信頼性を維持できる。
 [dTc_corr-1を用いることにより、冷媒循環量比Gr ratioに対するdT比の補正をする。この補正により、圧縮機1の周波数変化前の基準状態を推測し、圧縮機1の周波数変化の影響を冷媒量検知から除外する。よって精度の高い冷媒量検知ができる。精度の高い冷媒量検知によって、冷凍サイクル装置50の性能を維持できる。
<ハードウェア構成の補正>
 以下に冷媒検知装置100のハードウェア構成を補足しておく。
 図9は、冷媒検知装置100のハードウェア構成を示す。図9を参照して冷媒検知装置100のハードウェア構成を説明する。
 冷媒検知装置100は、コンピュータである。冷媒検知装置100は、プロセッサ110を備える。冷媒検知装置100は、プロセッサ110の他に複数のハードウェアを備える。複数のハードウェアは、主記憶装置120、補助記憶装置130、入力IF140、出力IF150及び通信IF160である。IFはインタフェースを意味する。プロセッサ110は、信号線170を介して、他のハードウェアと接続され、他のハードウェアを制御する。
 冷媒検知装置100は、機能要素として、取得部111,制御部112,判定部113,計算部114及び出力部115を備える。取得部111,制御部112,判定部113,計算部114及び出力部115の機能は、冷媒の漏洩量を検知する冷媒検知プログラム131により実現される。
 プロセッサ110は、冷媒検知プログラム131を実行する装置である。プロセッサ110が冷媒検知プログラム131を実行することで、取得部111,制御部112,判定部113,計算部114及び出力部115の機能が実現される。プロセッサ110は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ110の具体例は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
 主記憶装置120は記憶装置である。主記憶装置120の具体例は、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)である。主記憶装置120は、プロセッサ110の演算結果を保持する。
 補助記憶装置130は、データを不揮発的に保管する記憶装置である。補助記憶装置130の具体例は、HDD(Hard Disk Drive)である。また、補助記憶装置130は、可搬記録媒体であってもよい。可搬記録媒体として、SD(登録商標)(Secure Digital)メモリカード、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVD(Digital Versatile Disk)がある。補助記憶装置130は、冷媒検知プログラム131を記憶している。
 入力IF140は、各装置及び各センサからデータが入力されるポートである。出力IF150は、各種の機器が接続される。出力IF150は、表示装置、音声装置、外部記憶装置のような各種の機器にプロセッサ110によってデータが出力されるポートである。通信IF160は、プロセッサが他の装置と通信するための通信ポートである。
 プロセッサ110は補助記憶装置130から冷媒検知プログラム131を主記憶装置120にロードする。プロセッサ110は、ロードされた冷媒検知プログラム131を主記憶装置120から読み込んで実行する。主記憶装置120には、冷媒検知プログラム131の他に、OS(Operating System)も記憶されている。プロセッサ110は、OSを実行しながら、冷媒検知プログラム131を実行する。冷媒検知装置100は、プロセッサ110を代替する複数のプロセッサを備えてもよい。これら複数のプロセッサは、冷媒検知プログラム131の実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ110と同じように、冷媒検知プログラム131を実行する装置である。冷媒検知プログラム131によって利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値及び変数値は、主記憶装置120、補助記憶装置130、または、プロセッサ110内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。
 冷媒検知プログラム131は、取得部111,制御部112,判定部113,計算部114及び出力部115の「部」を、「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させるプログラムである。
 また、冷媒検知方法は、コンピュータである冷媒検知装置100が冷媒検知プログラム131を実行することにより行われる方法である。冷媒検知プログラム131は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
 図9の冷媒検知装置100では冷媒検知装置100の機能がソフトウェアで実現される。しかし、冷媒検知装置100の機能がハードウェアで実現されてもよい。
 図10は、冷媒検知装置100の機能がハードウェアで実現される構成を示す。図10の電子回路90は、冷媒検知装置100の、取得部111,制御部112,判定部113,計算部114及び出力部115の機能を実現する専用の電子回路である。電子回路90は、信号線91に接続している。電子回路90は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、または、FPGAである。GAは、Gate Arrayの略語である。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略語である。FPGAは、Field-Programmable Gate Arrayの略語である。冷媒検知装置100の構成要素の機能は、1つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。また、冷媒検知装置100の構成要素の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
 プロセッサ110と電子回路90の各々は、プロセッシングサーキットリーあるいはサーキットリーとも呼ばれる。冷媒検知装置100において、取得部111,制御部112,判定部113,計算部114及び出力部115の機能がサーキットリーにより実現されてもよい。
実施の形態2.
 図11から図20を参照して実施の形態2の冷媒量判定システム200を説明する。冷媒量判定システム200は、クラウドサーバ100CSと空気調和側制御装置400、クラウドサーバ100CSと端末装置500とが通信する通信システムでもある。実施の形態2では、実施の形態1の冷媒検知装置100がクラウドサーバ100CSとして実現される。実施の形態2では、クラウドサーバ100CSが、遠隔で、冷凍サイクル装置50の冷媒量を判定する点が特徴である。
<冷媒量判定システム200>
 図11は、実施の形態2における、冷媒量判定システム200のシステム構成を示す。冷媒量判定システム200は、クラウドサーバ100CS、空気調和側制御装置400、及び端末装置500を備えている。
空気調和側制御装置400は、冷凍サイクル側制御装置である。クラウドサーバ100CSはサーバ装置である。冷媒量判定システム200は端末装置500を複数備えてもよい。以下では、端末装置500Aと端末装置500Bとが登場するが、どちらも端末装置500である。空気調和側制御装置400は冷凍サイクル装置50に配置されている。空気調和側制御装置400は、室外機20に配置されてもよい。クラウドサーバ100CS、空気調和側制御装置400及び端末装置500は、ネットワーク600に接続している。クラウドサーバ100CS、空気調和側制御装置400及び端末装置500は、ネットワーク600を介して、互いに通信可能である。ネットワーク600は公衆回線を代替することもできる。
<クラウドサーバ100CS>
 図12は、冷媒検知装置100を実現するクラウドサーバ100CSのハードウェア構成である。図12の構成は図9と同じであるので、説明は省略する。
<空気調和側制御装置400>
 図13は、空気調和側制御装置400のハードウェア構成である。空気調和側制御装置400は、図9の冷媒検知装置100と同様のコンピュータである。空気調和側制御装置400は、機能要素として、空気調和側送信部411、空気調和側受信部412及び空気調和側制御部413を有する。空気調和側送信部411は、通信IF460を用いて情報を送信する。空気調和側受信部412は、通信IF460を用いて情報を受信する。空気調和側制御部413は、送受信以外の制御処理を実行する。
<端末装置500>
 図14は、端末装置500のハードウェア構成である。端末装置500もコンピュータである。端末装置500は、機能要素として、端末側送信部511、端末側受信部512及び端末側制御部513を有する。端末側送信部511は、通信IF560を用いて情報を送信する。端末側受信部512は、通信IF560を用いて情報を受信する。端末側制御部513は、送受信以外の制御処理を実行する。
 冷凍サイクル装置50の冷媒回路51に適切な冷媒量を封入することは、冷凍サイクル装置50の安定動作のために重要である。冷凍サイクル装置50の施工時の冷媒封入量の確認の仕組みと、冷凍サイクル装置50の通常稼働時の冷媒漏洩の監視の仕組みとを実現する。
 従来は、冷凍サイクル装置50の施工の際には、冷凍サイクル装置50の保守会社または販売代理店が、冷凍サイクル装置50の試運転を行い、冷凍サイクル装置50の冷媒封入量が適切かどうかを確認する。一般的な確認項目としては、下記の(1)から(6)のような部位の温度あるいは圧力がある。従来では、保守担当者が、(1)から(6)の確認項目を測定し、冷媒封入量が適切であるか判定していた。
(1)室内機30の吹き出し温度、
(2)圧縮機1の吐出温度、
(3)圧縮機1の吸入側圧力、
(4)吸入スーパーヒート、
(5)吐出スーパーヒート、
(6)圧縮機のシェル下温度。
このような、(1)から(6)を測定して冷媒の封入量が適切かを判定する方法は、経験の浅い保守サービスパーソンにとっては難しい。それは、配管長のような現地条件及び外気温度TH7のような環境条件といった、複合的な要素を考慮した上で、判定を行う必要があるためである。
 冷媒検知装置100を用いた冷媒量判定システム200によって、冷媒の充填量の判定には保守担当者の経験が必要であり、経験の浅い保守担当者612にとって、冷媒充填量の判定は難しいという課題を解決する。この課題解決によって、適正な充填費用の実現及び保守作業コストの低減という効果が得られる。具体的な効果は以下の(1)から(4)のとおりである。
(1)保守担当者612が現地訪問して測定することなく、現地から遠隔で冷媒充填量の判定が可能になるので、保守会社の省人化に貢献できる。また、特殊の経験が不要であり。新人でもマニュアルによる計算機の運用で冷媒充填量の判定が可能になる。
(2)計算機が精度の高い充填量を計算するので冷媒の過充填を防ぐ。よって、冷媒費用の適正化に貢献する。
(3)冷媒量判定システム200によれば、施工時の試運転に限らず、施工後の通常稼働での任意のタイミングで、冷媒量の判定が可能である。よって、通常稼働時に正確な冷媒漏洩の検知が可能となる。冷罵漏洩の精度が向上するため、地球環境保全に貢献できる。また、フロン排出抑制法に対応できる。経時的な実施により、冷媒量判定システム200は、スローリークを検知できる。
(4)冷媒量判定システム200が通常運転時において冷罵漏洩を検知した際には、対象の冷凍サイクル装置50が設置されているビルディング610に対して、避難警報が発報できる。
<冷媒量と、A%及びA%との関係>
 冷媒検知装置100をクラウドサーバ100CSとして実現する冷媒量判定システム200での冷媒量判定機能をまとめておく。冷媒量検知モードでは、冷凍サイクル装置50は冷房運転される。冷媒量検知モードは、冷媒量を検知するための冷凍サイクル装置50の運転モードである(図2のステップS20)。つまり、室外熱交換器2は凝縮器として機能し、室内熱交換器7は蒸発器として機能する。この際に、室外熱交換器2に着目し、室外熱交換器2の冷媒の液相割合A%及び気相割合A%を、クラウドサーバ100CSが判定する。冷凍サイクル装置50に適切な冷媒量が封入されている場合は、A%は17.5%前後である。適切な冷媒量に対して、冷媒過多の場合は液相割合A%が大きくなる。適切な冷媒量に対して、冷媒不足の場合は液相割合A%が小さくなる。実施の形態1で述べたように、冷媒の不足量が多い場合には気相割合A%による冷媒量の算出が有効である。冷媒の不足量が多い場合には気相割合A%が大きくなる。
 冷凍サイクル装置50は、図1に示すように、圧縮機1、室外熱交換器2、HIC3、HIC-LEV4、LEV6、室内熱交換器7、四方弁9及びACC10が冷媒配管で接続されて、冷媒回路51を形成している。実施の形態1で述べたように、冷媒回路51には、少なくとも以下に示す10種類のセンサが配置されている。実施の形態2では、これらのセンサの検知値が空気調和側制御装置400からクラウドサーバ100CSへ送信される。送信されるセンサの検知値を図15にまとめておく。
 図15は、空気調和側制御装置400からクラウドサーバ100CSへ送信されるセンサの検知値を示す。送信される場合、どのセンサの検知値かがわかる状態で、パラメータとして送信される。図15において、左から1番目の列は、行番号である。左から2番目の列は、センサの種類である。左から3番目の列は、センサの種類に行番号を加えた表記である。左から4番目の列は、センサの検知対象を示す。左から5番目の列は、実施の形態1で述べた(式1)から(式13)において、検知値が使用される対象のうち代表的な対象を示している。クラウドサーバ100CSは、空気調和側制御装置400から、各センサの検知値を取得することで、図2のステップS20からステップS50の、制御、判定及び計算をすることができる。
 冷媒量を計算する際には、冷媒量を精度よく計算するため、冷媒量判定システム200は、図2に示した冷媒量検知モードを実行する。冷媒量判定システム200による冷媒量検知モードは、図2のステップS20に示している。
 図16は、冷凍サイクル装置50が試運転される際の概要を示す。
 図17は、冷凍サイクル装置50の試運転のシーケンス図である。試運転の前提として、工事作業員611は冷凍サイクル装置50をビルディング610に設置する。ビルディング610に冷凍サイクル装置50が設置されると、冷凍サイクル装置50に冷媒が充填され、冷凍サイクル装置50の試運転が実施される。冷凍サイクル装置50の試運転では、冷媒量の各不足が、クラウドサーバ100CSによって判定される。図16及び図17を参照して冷凍サイクル装置50の試運転を説明する。
<ステップS210>
 ステップS210において、工事作業員611は、冷凍サイクル装置50をビルディング610に設置する。工事作業員611は、設置した冷凍サイクル装置50に冷媒を封入する。工事作業員611は、設置時の冷媒充填量として、冷凍サイクル装置50の仕様値の示す冷媒量を充填する。工事作業員611は、工事作業員611の携帯する端末装置500Aを用いて、冷媒充填の完了を、保守担当者612の携帯する端末装置500Bに送信する。なお、工事作業員611は端末装置500Aからクラウドサーバ100CSに冷媒充填の完了を送信し、クラウドサーバ100CSが、冷媒充填の完了を端末装置500Bに送信してもよい。
<ステップS220>
 保守担当者612は、工事作業員611から冷媒充填の完了をされる。保守担当者612が端末装置500Bを操作することで、以下の処理が実施される。ユーザの了承を得た任意のタイミングで、保守担当者612は、冷媒量検知モードを開始する。なお、この例では冷媒量検知モードの開始を行うのは保守担当者612である。しかし、冷媒量検知モードを開始する人は限定されない。冷媒量検知モードの実行の際には冷房運転が行われるため、冷媒量検知モードを開始する人は、冷凍サイクル装置50の動作の実行を判断出来る人である。ステップS220において、端末装置500Bの端末側送信部511は、冷媒量検知モードのスタートを指示するスタート指令501を、通信IF560及びネットワーク600を介して、クラウドサーバ100CSに送信する。スタート指令501は、冷媒回路51に存在する冷媒量の検知を要求する要求信号である。
<ステップS230>
 クラウドサーバ100CSの取得部111は、ネットワーク600及び通信IF160を介して、スタート指令501を取得する。取得部111がスタート指令501を取得すると、ステップS230において、クラウドサーバ100CSは、冷媒量検知モードを開始する。具体的には、図2に示す処理が実施される。図2に示すように、制御部112は、ステップS20に示す(1)から(5)の冷媒量検知モードの運転となるように、冷凍サイクル装置50を制御する。制御部112は、冷媒量検知モードの制御を継続する(ステップS231)。つまり、制御部112は、図2に示すように、凝縮器として機能する室外熱交換器2の液相比率A%あるいは気相比率A%を確認するため、冷媒量検知モードで冷凍サイクル装置50を制御する。媒量検知モードでの冷凍サイクル装置50の制御とは、図2のステップS20の(1)から(5)の運転状態となるように、制御部112が、圧縮機1、ファン2A、HIC-LEV4、LEV6、室内ファン7Aのような、冷凍サイクル装置50のアクチュエータを制御することを意味する。より具体的には、クラウドサーバ100CSの制御部112は、各アクチュエータの制御データを、ネットワーク600を介して、空気調和側制御装置400に送信する。空気調和側制御装置400の空気調和側受信部412は、各アクチュエータの制御データを、ネットワーク600及び通信IF460を介して受信する。空気調和側制御部413は、空気調和側受信部412が受信した、各アクチュエータの制御データを用いて、各アクチュエータを制御する。
<ステップS240>
 各アクチュエータの制御データを受信すると、空気調和側制御装置400では、空気調和側制御部413が、冷凍サイクル装置50の各センサの検知値を、継続的にクラウドサーバ100CSへ送信する。センサの検知値は、センサの種類と検知値とがわかる形式で送信される。例えば圧縮機1の吐出圧力HSであれば、HS=**のように送信される。**は具体的な検知値である。ステップS231に示すように冷凍サイクル装置50は継続的に制御を受け、継続的に制御を受けている間、冷凍サイクル装置50に配置された各センサの検知値は、継続的に、空気調和側制御装置400からクラウドサーバ100CSへ送信される。具体的には、空気調和側送信部411が、通信IF460及びネットワーク600を介して、各センサの検知値を継続的にクラウドサーバ100CSに送信する(ステップS241)。図15では、各センサの検知値を示している。各センサの検知値は、空気調和側制御装置400からクラウドサーバ100CSへ送信される、図15のように、各センサの検知値は、No.1からNo.10の10種類ある。空気調和側制御装置400から送信される各センサの検知値を用いることで、クラウドサーバ100CSは、図2のステップS30の判定、及び、ステップS40、S50の計算が可能になる。
<ステップS250>
 クラウドサーバ100CSは、各センサの検知値を用いて冷媒量の過不足を計算する。ステップS250の処理内容は、図2のステップS30からステップS50の処理である。ステップS60は、後述のステップS260の処理として実施される。ステップS250では、ステップS40及びステップS50の処理によって、計算部114がA%またはA%から、冷媒回路51に存在する現在の冷媒量を計算する。そして、計算部114は、冷媒回路51に存在するべき基準冷媒量と、計算した現在の冷媒量との差から、冷媒量の過不足を計算する。出力部115は、計算部114の計算した冷媒量、過不足量、及び、計算部114が計算に用いた各センサの検知値を、運転データとして補助記憶装置130に格納しておく。
<ステップS260>
 ステップS260において、クラウドサーバ100CSの出力部115は、冷媒量検知モードが終了したことを通知するモード終了通知101を、通信IF160及びネットワーク600を介して、端末装置500A及び端末装置500Bへ送信する。端末側受信部512は、通信IF560を介してモード終了通知101を受信する。端末装置500は、クラウドサーバ100CSにアクセスして、運転データを参照可能である。具体的には、端末側送信部511が運転データ要求信号をクラウドサーバ100CSに送信する。クラウドサーバ100CSでは取得部111が運転データ要求信号を取得する。運転データ要求信号が取得されると、出力部115が、運転データを端末装置500に送信する。運転データは少なくとも冷媒の過不足量を含む。端末装置500では端末側受信部512が運転データを受信し、端末側制御部513が、図示していない表示装置に運転データを表示する。なお、モード終了通知101には、冷媒の過不足の結果を含めてもよい。
<通常稼働時での冷媒量検知モード>
 図18は、冷凍サイクル装置50の通常稼働時に、冷媒量検知モードが実施される概要を示す。
 図19は、冷凍サイクル装置50の通常稼働時に、冷媒量検知モードが実施されるシーケンス図である。図18及び図19を参照して、通常稼働時における、冷媒量検知モードの実施を説明する。図19では、冷媒検知モードにおけるステップS330からステップS360は、端末装置500Aが存在しないことを除いて図17のステップS230からステップS260と同じである。よって、ステップS330からステップS360の説明は省略する。
<ステップS320A、S320B>
 ステップS320Aは、ステップS220と同様に、スタート指令501を契機として冷媒量検知モードが開始する。ステップS320Aの場合は、定期点検のときに、保守担当者612が端末装置500Bを用いてスタート指令501を送信する。ステップS320Bは、日々の常時監視スケジュールで自動実行される。具体的には、クラウドサーバ100CSの制御部112に、冷媒量検知モードの開始時刻が設定されている。制御部112はタイマー機能も有する。
 図20は、図17および図19の処理を示すフローチャートである。図20に示すように、冷媒量が適正でない場合(ステップS250、S350でNO)は、異常対応が実施される。具体的には、試運転時には、クラウドサーバ100CSの出力部115は、工事作業員611へ異常を通知する。通常稼働時には、出力部115は、保守担当者612へ異常を通知する。工事作業員611へは、異常通知として、出力部115は、冷媒量の過不足の調整を指示する。保守担当者612へは、異常通知として、出力部115は、漏洩対応を指示する。冷媒量が適正な場合(ステップS250、S350でYES)は、出力部115は、システム起動者へモード終了通知101を送信する。システム起動者とは、例えば、保守担当者612である。
実施の形態3.
 実施の形態3は実施の形態2の変形例である。実施の形態2では、冷媒検知装置100はクラウドサーバ100CSとして実現されていた。実施の形態3では、冷媒検知装置100は、室外機20に配置されている。この場合、冷媒検知装置100は空気調和側制御装置400として実現されてもよいし、冷媒検知装置100は、空気調和側制御装置400とは別の装置として、単体で実現されてもよい。
 図21は、冷媒検知装置100が、空気調和側制御装置400とは別の装置として実現されて、室外機20に配置される状態を示す。実施の形態3の冷媒検知装置100の場合、空気調和側制御装置400及び端末装置500は、室外機20に配置された冷媒検知装置100とやり取りする。よって、工事作業員611及び空気調和側制御装置400と、冷媒検知装置100との通信が短距離となる効果がある。また、冷媒検知装置100と空気調和側制御装置400とを一つの装置で実現する場合、冷凍サイクル装置50の各アクチュエータへの制御を、冷媒検知装置100は、空気調和側制御装置400の空気調和側制御部413を介することなく、直接に実施できる効果がある。また、冷媒検知装置100と空気調和側制御装置400とを一つの装置で実現する場合、装置の数が減るので、装置を管理する手間が減少する効果がある。
 以上、実施の形態1から実施の形態3について説明した。実施の形態1から実施の形態3に含まれる複数の技術要素のうち、2つ以上の要素を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、実施の形態1から実施の形態3に含まれる複数の技術要素のうちの、1つを部分的に実施しても構わない。
 1 圧縮機、2 室外熱交換器、2A 室外ファン、3 HIC、4 HIC-LEV、5 液管、6 LEV、7 室内熱交換器、7A 室内ファン、8 ガス管、9 四方弁、10 アキュムレータ、20 室外機、30 室内機、50 冷凍サイクル装置、51 冷媒回路、52 運転データ、90 電子回路、91 信号線、HS 圧力センサ、LS 圧力センサ、TH2 温度センサ、TH3 温度センサ、TH4 温度センサ、TH5 温度センサ、TH7 温度センサ、Sf 周波数センサ、S4 開度センサ、S6 開度センサ、100 冷媒検知装置、101 モード終了通知、100CS クラウドサーバ、110 プロセッサ、111 取得部、112 制御部、113 判定部、114 計算部、115 出力部、120 主記憶装置、130 補助記憶装置、131 冷媒検知プログラム、140 入力IF、150 出力IF、160 通信IF、170 信号線、200 冷媒量判定システム、400 空気調和側制御装置、411 空気調和側送信部、412 空気調和側受信部、413 空気調和側制御部、500,500A,500B 端末装置、501 スタート指令、511 端末側送信部、512 端末側受信部、513 端末側制御部、600 ネットワーク、610 ビルディング、611 工事作業員、612 保守担当者。

Claims (8)

  1.  冷媒量判定システム
     サーバ装置と、
     前記サーバ装置と通信する端末装置と、
     圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を含み冷媒が循環する冷媒回路を有する冷凍サイクル装置に配置された冷凍サイクル側制御装置と、
    を備え、
     前記端末装置は、
     前記冷媒回路に存在する冷媒量の検知を要求する要求信号を前記サーバ装置に送信し、
     前記サーバ装置は、
     前記要求信号を受信すると、前記冷媒回路に存在する冷媒量を検知するための前記冷凍サイクル装置の運転モードである冷媒量検知モードの制御を、前記冷凍サイクル側制御装置を介して前記冷媒回路に実施し、前記冷媒量検知モードの制御の結果として、前記冷凍サイクル側制御装置から、前記冷媒回路に配置された複数のセンサの検知値を受信し、受信した前記複数のセンサの検知値を用いて前記冷媒回路に存在する冷媒量を計算し、計算した冷媒量と、基準として保有している基準冷媒量とを用いて、前記冷媒回路に存在する冷媒量の過不足を判定し、前記過不足の判定結果を前記端末装置に送信する冷媒量判定システム。
  2.  前記サーバ装置は、受信した複数の検知値を用いて、前記冷凍サイクル装置の、過冷却度が零ケルビンかどうかを判定し、前記過冷却度を零ケルビンと判定すると、前記凝縮器の全容積の気相容積割合である気相面積比率を、外気温と前記冷媒の凝縮温度との差である第1温度差と、前記圧縮機の冷媒吐出温度と前記凝縮温度との差である第2温度差と、前記凝縮器の入口と前記凝縮器の出口との前記冷媒のエンタルピ差と、前記冷媒の定圧ガス比熱と、を用いて計算し、計算した前記気相面積比率を、前記気相面積比率の基準として設定されている基準値と比較し、比較結果に基づき、前記冷凍サイクル装置の冷媒量を計算する請求項1に記載の冷媒量判定システム。
  3.  前記サーバ装置は、
     前記第1温度差を補正する補正係数を、前記圧縮機の仕様と前記圧縮機の運転状態とから定まる前記冷媒回路における前記冷媒の循環量と、前記冷媒回路の仕様として決定している冷媒基準循環量とに基づいて決定し、決定した補正係数で前記第1温度差を補正する請求項2に記載の冷媒量判定システム。
  4.  前記サーバ装置は、
     前記過冷却度が零ケルビンにおける前記冷媒の前記エンタルピ差を、前記膨張弁の開度と、前記圧縮機の吸入圧力と、前記圧縮機の吐出圧力と、前記冷媒の前記循環量とに基づいて、計算する請求項3に記載の冷媒量判定システム。
  5.  前記サーバ装置は、
     前記冷凍サイクル装置の過冷却度を計算し、計算した前記過冷却度が零ケルビンよりも大きいかどうかを判定し、前記過冷却度を零ケルビンより大きいと判定すると、前記凝縮器の全容積の液相容積割合である液相面積比率を、計算された前記過冷却度と、前記第1温度差と、前記冷媒の前記エンタルピ差と、前記冷媒の定圧液比熱と、前記補正係数と、を用いて計算し、計算した前記液相面積比率を、前記液相面積比率の基準として設定されている基準値と比較し、比較結果に基づき、前記冷凍サイクル装置の冷媒量を計算する請求項3に記載の冷媒量判定システム。
  6.  前記冷媒回路は、
     前記凝縮器と前記膨張弁との間に配置されたヒートインターチェンジャーと、前記ヒートインターチェンジャーと前記膨張弁との間の経路から分岐し、前記膨張弁である第1膨張弁とは別の第2膨張弁を通過し、前記ヒートインターチェンジャーを通過し、前記蒸発器と前記圧縮機とを接続する経路に接続する分岐経路とを有し、
     前記サーバ装置は、
     前記過冷却度が零ケルビンにおける前記冷媒の前記エンタルピ差を、前記第1膨張弁の開度と、前記第2膨張弁の開度と、前記圧縮機の吸入圧力と、前記圧縮機の吐出圧力と、前記冷媒の循環量と、前記分岐経路において前記ヒートインターチェンジャーから流出した冷媒の温度とに基づいて、計算する請求項2に記載の冷媒量判定システム。
  7.  圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を含み冷媒が循環する冷媒回路を有する冷凍サイクル装置に配置された冷凍サイクル側制御装置と、
     前記冷凍サイクル装置に配置され、前記冷媒回路に存在する冷媒量を検知する冷媒検知装置と、
     前記冷媒検知装置と通信する端末装置と、
    を備え、
     前記端末装置は、
     前記冷媒回路に存在する冷媒量の検知を要求する要求信号を前記冷媒検知装置に送信し、
     前記冷媒検知装置は、
     前記要求信号を受信すると、前記冷媒回路に存在する冷媒量を検知するための前記冷凍サイクル装置の運転モードである冷媒量検知モードの制御を、前記冷凍サイクル側制御装置を介して前記冷媒回路に実施し、前記冷媒量検知モードの制御の結果として、前記冷凍サイクル側制御装置から、前記冷媒回路に配置された複数のセンサの検知値を受信し、受信した前記複数のセンサの検知値を用いて前記冷媒回路に存在する冷媒量を計算し、計算した冷媒量と、基準として保有している基準冷媒量とを用いて、前記冷媒回路に存在する冷媒量の過不足を判定し、前記過不足の判定結果を前記端末装置に送信する冷媒量判定システム。
  8.  前記冷媒検知装置は、
     受信した複数の検知値を用いて、前記冷凍サイクル装置の、過冷却度が零ケルビンかどうかを判定し、前記過冷却度を零ケルビンと判定すると、前記凝縮器の全容積の気相容積割合である気相面積比率を、外気温と前記冷媒の凝縮温度との差である第1温度差と、前記圧縮機の冷媒吐出温度と前記凝縮温度との差である第2温度差と、前記凝縮器の入口と前記凝縮器の出口との前記冷媒のエンタルピ差と、前記冷媒の定圧ガス比熱と、を用いて計算し、計算した前記気相面積比率を、前記気相面積比率の基準として設定されている基準値と比較し、比較結果に基づき、前記冷凍サイクル装置の冷媒量を計算する請求項7に記載の冷媒量判定システム。
PCT/JP2021/048059 2021-12-23 2021-12-23 冷媒量判定システム WO2023119605A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023568975A JPWO2023119605A1 (ja) 2021-12-23 2021-12-23
PCT/JP2021/048059 WO2023119605A1 (ja) 2021-12-23 2021-12-23 冷媒量判定システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/048059 WO2023119605A1 (ja) 2021-12-23 2021-12-23 冷媒量判定システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023119605A1 true WO2023119605A1 (ja) 2023-06-29

Family

ID=86901900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/048059 WO2023119605A1 (ja) 2021-12-23 2021-12-23 冷媒量判定システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2023119605A1 (ja)
WO (1) WO2023119605A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009079842A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Mitsubishi Electric Corp 冷凍サイクル装置およびその制御方法
JP2012117735A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
JP2014192360A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Japan Superconductor Technology Inc クライオスタット
WO2017163294A1 (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 三菱電機株式会社 冷媒不足予測装置、冷媒不足予測方法およびプログラム
JP2019203620A (ja) * 2018-05-22 2019-11-28 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009079842A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Mitsubishi Electric Corp 冷凍サイクル装置およびその制御方法
JP2012117735A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
JP2014192360A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Japan Superconductor Technology Inc クライオスタット
WO2017163294A1 (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 三菱電機株式会社 冷媒不足予測装置、冷媒不足予測方法およびプログラム
JP2019203620A (ja) * 2018-05-22 2019-11-28 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023119605A1 (ja) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3963190B2 (ja) 空気調和装置の冷媒量判定システム
JP4503646B2 (ja) 空気調和装置
JP4155313B2 (ja) 空気調和装置
JP6605131B2 (ja) 冷凍装置
JP4705878B2 (ja) 空気調和装置
US8806877B2 (en) Refrigerating cycle apparatus
US20120318011A1 (en) Refrigerating and air-conditioning apparatus
CN105102909A (zh) 用于制冷剂充填验证的系统
JP5971371B1 (ja) 冷凍装置
JP4462096B2 (ja) 空気調和装置
JP2007198642A (ja) 空気調和装置
JP2007163106A (ja) 空気調和装置
JP2007163103A (ja) 空気調和装置
JP2007163099A (ja) 空気調和装置
JP6551593B2 (ja) 冷媒量推定方法及び空気調和装置
JP5289475B2 (ja) 冷凍サイクル装置、流量算定方法及びプログラム
JP2007198710A (ja) 空気調和装置
JPH08121917A (ja) 冷媒量判定装置
CN116997876A (zh) 修正装置、预测装置、方法、程序及修正模型
JP2008064456A (ja) 空気調和装置
WO2023119605A1 (ja) 冷媒量判定システム
JP7386637B2 (ja) データ処理装置、データ処理プログラム及びデータ処理方法
JP5104225B2 (ja) 空気調和装置
WO2023119604A1 (ja) 冷媒検知装置、冷媒検知プログラム及び冷媒検知方法
JP4826266B2 (ja) 空気調和装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21969038

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023568975

Country of ref document: JP