专利名称：空气调节装置的制冷剂量判定方法及空气调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对填充于空气调节装置的制冷剂回路内的制冷剂量适当与否进行判 定的功能，尤其涉及对填充于经由制冷剂连通配管将热源单元与利用单元连接的空气调节 装置的制冷剂回路内的制冷剂量适当与否进行判定的功能。
背景技术：
目前，已知有一种进行根据冷凝器的过冷度来判定制冷剂量的制冷剂量判定运转 的专利文献1 (日本专利特开2006-23072号公报)这样的空气调节装置。在专利文献1 (日 本专利特开2006-23072号公报)这样的技术中，空气调节装置初次(例如，在空气调节装 置的设置时)及定期地(例如，从设置时起每一年等)进行制冷剂量判定运转。在该制冷 剂量判定运转中，进行控制以在制冷运转状态中使蒸发器的过热度和蒸发压力变得恒定， 并对冷凝器的过冷度进行测定。此外，在制冷剂量判定运转中，根据此时测定得到的过冷度 与初次或其以前测定的过冷度之差来判定制冷剂是否泄漏。发明的公开发明所要解决的技术问题然而，在专利文献1这样的追加填充制冷剂的空气调节装置的制冷剂泄漏检 测中，通过进行过热度一定控制，能在某种程度上自动地确保热源侧热交换器出口处的 制冷剂的过冷度，但在基本未假设有制冷剂追加填充这样的空气调节装置中，填充制冷 剂量相对于制冷剂回路的回路容量可能会大幅度变化，当与专利文献1(日本专利特开 2006-23072号公报)所记载的空气调节装置相同地进行过热度一定控制时，基准指标(例 如，过冷度等)也许不能充分地确保较大的值。本发明的技术问题在于，通过进行控制，使成为基本指标的过冷度及基于过冷度 的换算值变成容易判定制冷剂量适当与否的值，从而降低检测误差。解决技术问题所采用的技术方案第一发明所涉及的空气调节装置的制冷剂量判定方法是在具有制冷剂回路的空 气调节装置中判定制冷剂回路内的制冷剂量适当与否的制冷剂量判定方法，其中，上述冷 剂回路包括具有能调节运转用量的压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构及储液罐的热源单 元；具有利用侧热交换器的利用单元；以及连接热源单元与利用单元的液体制冷剂连通配 管及气体制冷剂连通配管，上述制冷剂回路至少能进行使热源侧热交换器作为在压缩机中 被压缩的制冷剂的冷凝器起作用且使利用侧热交换器作为在热源侧热交换器中被冷凝的 制冷剂的蒸发器起作用的制冷运转，上述制冷剂量判定方法包括初期运转步骤、存储步骤、 通常运转转移步骤、稳定状态再现步骤、制冷剂量适当与否判定步骤。在初期运转步骤中， 从根据利用单元的运转负载进行热源单元及利用单元的各设备的控制的通常运转模式进 行制冷运转，控制膨胀机构以使利用侧热交换器出口处的制冷剂的过热度变为正值，并检 测热源侧热交换器出口处的制冷剂的过冷度或根据过冷度的变动而变动的运转状态量，从 而使制冷剂回路处于过冷度为第一规定值以上或运转状态量为第二规定值量以上的稳定状态。在存储步骤中，将稳定状态下的压缩机的频率作为第一频率予以存储，将稳定状态 下的利用侧热交换器出口处的制冷剂的过热度作为第一过热度予以存储，并将稳定状态下 的过冷度或运转状态量作为第一指标值予以存储。在通常运转转移步骤中，在存储步骤结 束后将制冷剂回路再次朝通常运转模式切换。在稳定状态再现步骤中，在从通常运转转移 步骤经过规定期间后，进行压缩机的控制以使压缩机的频率变为被存储步骤存储的第一频 率，且进行膨胀机构的控制以使过热度变为第一过热度，并检测热源侧热交换器出口处的 制冷剂的过冷度或根据过冷度的变动而变动的运转状态量来作为检测值。在制冷剂量适当 与否判定步骤中，比较指标值与检测值，以判定填充于制冷剂回路内的制冷剂量适当与否。在本发明中，控制压缩机及利用侧热交换器出口处的制冷剂的过热度，使得用于 判定制冷剂量适当与否的指标值处于在初期运转步骤中预先设定的第一规定值(过冷度 的情况)以上或第二规定值(运转状态量的情况)以上，将此时(稳定状态)的压缩机的频 率作为第一频率予以存储，并将此时(稳定状态)的利用侧热交换器出口处的制冷剂的过 热度作为第一过热度予以存储，此外，还将此时(稳定状态)的过冷度或运转状态量作为第 一指标值予以存储。此外，在从通常运转以后的步骤开始经过规定期间后进行的稳定状态 再现步骤中，将压缩机的频率控制在第一频率，并将利用侧热交换器出口处的制冷剂的过 热度控制在第一过热度，检测此时的过冷度或运转状态量来作为检测值，在制冷剂量适当 与否判定步骤中，比较指标值与检测值，以判定填充于制冷剂回路内的制冷剂量适当与否。这样，在初期运转步骤中，由于预先设定用于判定制冷剂量适当与否而采用的指 标，以在采用过冷度的情况下使其为第一规定值以上，在采用运转状态量的情况下使其为 第二规定值以上，因此，即使在基本未假设有制冷剂追加填充这样的空气调节装置中，也能 在判定制冷剂量适当与否时确保过冷度或运转状态量是某一程度较大的值，在制冷剂量减 少的情况下容易检测出这些值变小，从而能降低制冷剂量的判定误差。第二发明所涉及的空气调节装置的制冷剂判定方法是在第一发明所涉及的空气 调节装置的制冷剂量判定方法中，第一规定值是能判断制冷剂泄漏的过冷度的大小以上的 适当的值。另外，第二规定值是能判断制冷剂泄漏的运转状态量的大小以上的适当的值。因此，即使在基本未假设有制冷剂追加填充的空气调节装置中，也能在判定制冷 剂量适当与否时确保过冷度或运转状态量是某一程度较大的值，在制冷剂量减少的情况下 容易检测出这些值变小，从而能降低制冷剂量的判定误差。第三发明所涉及的空气调节装置包括制冷剂回路、初期运转装置、存储装置、稳定 状态再现装置及制冷剂量适当与否判定装置。制冷剂回路包括热源单元、利用单元、液体制 冷剂连通配管及气体制冷剂连通配管。热源单元具有能调节运转用量的压缩机、热源侧热 交换器、膨胀机构及储液罐。利用单元具有利用侧热交换器。液体制冷剂连通配管及气体 制冷剂连通配管连接热源单元与利用单元。另外，制冷剂回路至少能进行使热源侧热交换 器作为在压缩机中被压缩的制冷剂的冷凝器起作用且使利用侧热交换器作为在热源侧热 交换器中被冷凝的制冷剂的蒸发器起作用的制冷运转。初期运转装置从根据利用单元的运 转负载进行热源单元及利用单元的各设备的控制的通常运转模式进行制冷运转，控制膨胀 机构以使利用侧热交换器出口处的制冷剂的过热度变为正值，并检测热源侧热交换器出口 处的制冷剂的过冷度或根据过冷度的变动而变动的运转状态量，从而使制冷剂回路处于过 冷度为第一规定值以上或运转状态量为第二规定值量以上的稳定状态。存储装置将稳定状态下的压缩机的频率作为第一频率予以存储，将稳定状态下的利用侧热交换器出口处的制 冷剂的过热度作为第一过热度予以存储，并将稳定状态下的过冷度或运转状态量作为第一 指标值予以存储。通常运转转移装置在存储步骤结束后将制冷剂回路再次朝通常运转模式 切换。稳定状态再现装置在从通常运转转移步骤经过规定期间后，进行压缩机的控制以使 压缩机的频率变为被存储步骤存储的第一频率，且进行膨胀机构的控制以使过热度变为第 一过热度，并检测热源侧热交换器出口处的制冷剂的过冷度或根据过冷度的变动而变动的 运转状态量来作为检测值。制冷剂量适当与否判定装置比较指标值与检测值，以判定填充 于制冷剂回路内的制冷剂量适当与否。在本发明中，控制压缩机及利用侧热交换器出口处的制冷剂的过热度，使得用于 判定制冷剂量适当与否的指标值处于在初期运转步骤中预先设定的第一规定值(过冷度 的情况)以上或第二规定值(运转状态量的情况)以上，将此时(稳定状态)的压缩机的频 率作为第一频率予以存储，并将此时(稳定状态)的利用侧热交换器出口处的制冷剂的过 热度作为第一过热度予以存储，此外，还将此时(稳定状态)的过冷度或运转状态量作为第 一指标值予以存储。此外，在从通常运转以后的步骤开始经过规定期间后进行的稳定状态 再现步骤中，将压缩机的频率控制在第一频率，并将利用侧热交换器出口处的制冷剂的过 热度控制在第一过热度，检测此时的过冷度或运转状态量来作为检测值，在制冷剂量适当 与否判定步骤中，比较指标值与检测值，以判定填充于制冷剂回路内的制冷剂量适当与否。这样，在初期运转步骤中，由于预先设定用于判定制冷剂量适当与否而采用的指 标，以在采用过冷度的情况下使其为第一规定值以上，在采用运转状态量的情况下使其为 第二规定值以上，因此，即使在基本未假设有制冷剂追加填充这样的空气调节装置中，也能 在判定制冷剂量适当与否时确保过冷度或运转状态量是某一程度较大的值，在制冷剂量减 少的情况下容易检测出这些值变小，从而能降低制冷剂量的判定误差。发明效果在第一发明所涉及的空气调节装置的制冷剂量判定方法中，在初期运转步骤中， 由于预先设定用于判定制冷剂量适当与否而采用的指标，以在采用过冷度的情况下使其为 第一规定值以上，在采用运转状态量的情况下使其为第二规定值以上，因此，即使在基本未 假设有制冷剂追加填充这样的空气调节装置中，也能在判定制冷剂量适当与否时确保过冷 度或运转状态量是某一程度较大的值，在制冷剂量减少的情况下容易检测出这些值变小， 从而能降低制冷剂量的判定误差。在第二发明所涉及的空气调节装置的制冷剂量判定方法中，即使在基本未假设有 制冷剂追加填充的空气调节装置中，也能在制冷剂量适当与否判定时确保过冷度或运转状 态量是某一程度较大的值，在制冷剂量减少的情况下容易检测出这些值变小，从而能降低 制冷剂量的判定误差。在第三发明所涉及的空气调节装置中，在初期运转步骤中，由于预先设定用于判 定制冷剂量适当与否而采用的指标，以在采用过冷度的情况下使其为第一规定值以上，在 采用运转状态量的情况下使其为第二规定值以上，因此，即使在基本未假设有制冷剂追加 填充这样的空气调节装置中，也能在判定制冷剂量适当与否时确保过冷度或运转状态量是 某一程度较大的值，在制冷剂量减少的情况下容易检测出这些值变小，从而能降低制冷剂 量的判定误差。
图1是本发明一实施方式的空气调节装置的概略制冷剂回路图。图2是表示在制冷运转的制冷剂回路内流动的制冷剂的状态的示意图。图3是初期设定运转的流程图。图4是表示在制冷剂量判定运转模式(初期设定运转及判定运转)的制冷剂回路 内流动的制冷剂的状态的示意图。图5是判定运转的流程图。图6是表示与室外风扇风量相对应的室外温度Ta恒定时的冷凝温度Tc及室外热 交换器出口温度Tl的图表。图7是表示与室外风扇风量相对应的过冷度值的分布的图表。图8是表示与室外风扇风量相对应的相对过冷度值的分布的图表。
具体实施例方式以下，根据附图对本发明的空气调节装置的实施方式进行说明。(1)空气调节装置的结构图1是本发明一实施方式的空气调节装置1的概略制冷剂回路图。空气调节装置 1是通过进行蒸汽压缩式的制冷循环运转来进行高楼等的室内的制冷制热的装置。空气调 节装置1主要包括一台室外单元2 ；室内单元4 ；以及连接室外单元2与室内单元4的液 体制冷剂连通配管6和气体制冷剂连通配管7。即，本实施方式的空气调节装置1的蒸汽压 缩式的制冷剂回路10通过连接室外单元2、室内单元4、液体制冷剂连通配管6及气体制冷 剂连通配管7而构成。(室内单元)通过埋入或悬挂于高楼等的室内的天花板等方式或者通过挂在室内的壁面上等 方式来设置室内单元4。室内单元4经由液体制冷剂连通配管6及气体制冷剂连通配管7 与室外单元2连接，构成制冷剂回路10的一部分。接着，对室内单元4的结构进行说明。室内单元4主要具有构成制冷剂回路10的一部分的室内侧制冷剂回路11。该室 内侧制冷剂回路11主要具有作为利用侧热交换器的室内热交换器41。在本实施方式中，室内热交换器41是由导热管和许多翅片构成的交叉翅片式的 翅片管热交换器，是在制冷运转时作为制冷剂的蒸发器起作用而对室内空气进行冷却，在 制热运转时作为制冷剂的冷凝器起作用而对室内空气进行加热的热交换器。在本实施方式 中，室内热交换器41是交叉翅片式的翅片管热交换器，但并不限定于此，也可采用其他形 式的热交换器。在本实施方式中，室内单元4具有室内风扇42，该室内风扇42作为送风风扇用于 将室内空气吸入单元内，并在使该室内空气在室内热交换器41中与制冷剂热交换后，将其 作为供给空气供给到室内。室内风扇42是能使供给到室内热交换器41的空气的风量可变 的风扇，在本实施方式中，是被由直流风扇电动机等构成的电动机4 !驱动的离心风扇、多 叶风扇等。
另外，在室内单元4中，在室内单元4的室内空气的吸入口侧设有对流入单元内的 室内空气的温度(即，室内温度)进行检测的室内温度传感器43。在本实施方式中，室内温 度传感器43由热敏电阻构成。另外，室内单元4具有对构成室内单元4的各部分的动作进 行控制的室内侧控制部44。此外，室内侧控制部44具有为了进行室内单元4的控制而设的 微型计算机、存储器等，能与用于个别操作室内单元4的遥控器(未图示)之间进行控制信 号等的交换，或与室外单元2之间经由传送线8a进行控制信号等的交换。(室外单元)室外单元2设置于高楼等的室外，经由液体制冷剂连通配管6及气体制冷剂连通 配管7与室内单元4连接，从而与室内单元4 一起构成制冷剂回路10。接着，对室外单元2的结构进行说明。室外单元2主要具有构成制冷剂回路10的 一部分的室外侧制冷剂回路12。该室外侧制冷剂回路12主要具有压缩机21、四通切换阀 22、作为热源侧热交换器的室外热交换器23、作为膨胀机构的室外膨胀阀33、储液罐24、液 体侧截止阀25及气体侧截止阀26。压缩机21是能使运转容量可变的压缩机，在本实施方式中，是被利用逆变器 (invertor)来控制转速的电动机21m驱动的容积式压缩机。在本实施方式中，压缩机21仅 有一台，但并不限定于此，也可按照室内单元的连接台数等并列连接两台以上的压缩机。四通切换阀22是用于切换制冷剂的流动方向的阀，在制冷运转时，为使室外热交 换器23作为被压缩机21压缩的制冷剂的冷凝器起作用且使室内热交换器41作为在室外 热交换器23中被冷凝的制冷剂的蒸发器起作用，能连接压缩机21的喷出侧与室外热交换 器23的气体侧并连接压缩机21的吸入侧(具体而言，是储液罐24)与气体制冷剂连通配 管7侧(制冷运转状态参照图1的四通切换阀22的实线)，在制热运转时，为使室内热交 换器41作为被压缩机21压缩的制冷剂的冷凝器起作用且使室外热交换器23作为在室内 热交换器41中被冷凝的制冷剂的蒸发器起作用，能连接压缩机21的喷出侧与气体制冷剂 连通配管7侧并连接压缩机21的吸入侧与室外热交换器23的气体侧(制热运转状态参 照图1的四通切换阀22的虚线)。在本实施方式中，室外热交换器23是由导热管和许多翅片构成的交叉翅片式的 翅片管热交换器，是在制冷运转时作为制冷剂的冷凝器起作用，在制热运转时作为制冷剂 的蒸发器起作用的热交换器。室外热交换器23的气体侧与四通切换阀22连接，其液体侧 与液体制冷剂连通配管6连接。在本实施方式中，室外热交换器23是交叉翅片式的翅片管 热交换器，但并不限定于此，也可采用其他形式的热交换器。在本实施方式中，室外膨胀阀33是为了进行在室外侧制冷剂回路12内流动的制 冷剂的压力、流量等的调节而在进行制冷循环时的制冷剂回路10中的制冷剂的流动方向 上配置于室外热交换器23的下游侧的(在本实施方式中，是与室外热交换器23的液体侧 连接的)电动膨胀阀。在本实施方式中，室外单元2具有室外风扇27，该室外风扇27作为送风风扇用于 将室外空气吸入单元内，并在使该室外空气在室外热交换器23中与制冷剂热交换后，将其 排出到室外。该室外风扇27是能使供给到室外热交换器23的空气的风量可变的风扇，在 本实施方式中，是被由直流风扇电动机等构成的电动机27m驱动的螺旋桨风扇等。储液罐M连接于四通切换阀22与压缩机21之间，是能根据室内单元4的运转负载的变动等积存在制冷剂回路10内产生的剩余制冷剂的容器。液体侧截止阀25及气体侧截止阀沈是设于与外部的设备、配管(具体而言，是液 体制冷剂连通配管6及气体制冷剂连通配管7)连接的连接口的阀。液体侧截止阀25与室 外热交换器23连接。气体侧截止阀沈与四通切换阀22连接。另外，在室外单元2中设有各种传感器。具体而言，在室外单元2中设有对从室 内热交换器41流入的气体制冷剂的压力进行检测的蒸发压力传感器观；对被室外热交换 器23冷凝的冷凝压力进行检测的冷凝压力传感器四；对压缩机21的吸入温度进行检测的 吸入温度传感器30 ；以及在室外热交换器23的液体侧对液体状态或气液两相状态的制冷 剂的温度进行检测的液体侧温度传感器31。在室外单元2的室外空气的吸入口侧设有对 流入单元内的室外空气的温度(即，室外温度)进行检测的室外温度传感器32。在本实施 方式中，吸入温度传感器30、液体侧温度传感器31及室外温度传感器32由热敏电阻构成。 另外，室外单元2包括对构成室外单元2的各部分的动作进行控制的室外侧控制部34。此 外，室外侧控制部34具有对为了进行室外单元2的控制而设的微型计算机、存储器、电动机 21m进行控制的逆变器回路等，能与室内单元4的室内侧控制部44之间进行控制信号等的 交换。即，利用在控制部34、44之间连接室内侧控制部44与室外侧控制部34的传送线8a 来构成进行空气调节装置1整体的运转控制的控制部8。如上所述，连接室内侧制冷剂回路11、室外侧制冷剂回路12、制冷剂连通配管6、 7，从而构成空气调节装置1的制冷剂回路10。此外，本实施方式的空气调节装置1利用四 通切换阀22切换制冷运转及制热运转以进行运转，并根据室内单元4的运转负载来进行室 外单元2及室内单元4的各设备的控制。(2)空气调节装置的动作接着，对本实施方式的空气调节装置1的动作进行说明。作为本实施方式的空气调节装置1的运转模式存在通常运转模式和制冷剂量判 定运转模式，其中，上述通常运转模式根据室内单元4的运转负载进行室外单元2及室内单 元4的各设备的控制，上述制冷剂量判定运转模式一边对全部室内单元4进行制冷运转，一 边检测作为冷凝器起作用的室外热交换器23出口处的制冷剂的过冷度，从而判断填充于 制冷剂回路10内的制冷剂量适当与否。此外，在通常运转模式中存在制冷运转和制热运 转，在制冷剂量判定运转模式中存在制冷剂泄漏检测运转。以下，对空气调节装置1的各运转模式的动作进行说明。(通常运转模式)首先，对通常运转模式的制冷运转进行说明。在制冷运转时，四通切换阀22成为图1的实线所示的状态，即，成为压缩机21的 喷出侧与室外热交换器23的气体侧连接且压缩机21的吸入侧与室内热交换器41的气体 侧连接的状态。在此，液体侧截止阀25及气体侧截止阀沈处于打开状态。另外，室外膨胀 阀33进行开度调节以使室外热交换器23出口处的制冷剂的过冷度变为规定值。在本实施 方式中，通过将被冷凝压力传感器四检测出的室外热交换器23出口侧的制冷剂压力(冷 凝压力)值换算成制冷剂的饱和温度值，并从该制冷剂的饱和温度值减去被液体侧温度传 感器31检测出的制冷剂温度值，来对室外热交换器23出口处的制冷剂的过冷度进行检测。当以该制冷剂回路10的状态启动压缩机21及室外风扇27时，低压的气体制冷剂被吸入压缩机21并被压缩，从而形成高压的气体制冷剂。然后，高压的气体制冷剂经由四 通切换阀22被输送到室外热交换器23，与由室外风扇27供给的室外空气进行热交换而被 冷凝，从而形成高压的液体制冷剂。此外，高压的液体制冷剂被室外膨胀阀33减压从而形 成为低压的气液两相状态的制冷剂，并经由液体侧截止阀25及液体制冷剂连通配管6被输 送到室内单元4。在此，由于室外膨胀阀33控制在室外热交换器23内流动的制冷剂的流量 以使室外热交换器23出口处的过冷度变为规定值，因此，在室外热交换器23中被冷凝的高 压的液体制冷剂变为具有规定过冷度的状态。被输送到室内单元4的低压的气液两相状态的制冷剂被输送到室内热交换器41， 在室内热交换器41中与室内空气进行热交换而被蒸发，从而形成为低压的气体制冷剂。此 外，在室内热交换器41中流动有与设置有室内单元4的空调空间所要求的运转负载相应的 流量的制冷剂。该低压的气体制冷剂经由气体制冷剂连通配管7被输送到室外单元2，并经由气 体侧截止阀26及四通切换阀22流入储液罐24。此外，流入储液罐M的低压的气体制冷剂 再次被吸入压缩机21。在此，根据室内单元4的运转负载，例如在室内单元4的运转负载较 小的情况或停止的情况下，会在储液罐M中积存剩余制冷剂。在此，如图2所示，进行通常运转模式的制冷运转时制冷剂回路10中的制冷剂的 分布状态分布为，制冷剂变为液体状态(图2的全面涂抹的阴影部分)、气液两相状态(图 2的格子状的阴影部分)、气体状态(图2的斜线的阴影部分)的各状态。具体而言，从室 外热交换器23的出口附近到室外膨胀阀33的部分被液体状态的制冷剂充满。此外，室外 热交换器23的中间部分以及从室外膨胀阀33到室内热交换器41的入口附近之间的部分 被气液两相状态的制冷剂充满。另外，从室内热交换器41的中间部分经由气体制冷剂连通 配管7、储液罐M的除了一部分以外的部分、压缩机21到室外热交换器23的入口附近之间 的部分被气体状态的制冷剂充满。在此被除外的储液罐的一部分中有时积存有作为剩余制 冷剂留下的液体制冷剂。在此，图2是表示在制冷运转的制冷剂回路10内流动的制冷剂的 状态的示意图。 接着，对通常运转模式的制热运转进行说明。在制热运转时，四通切换阀22成为图1的虚线所示的状态，即，成为压缩机21的 喷出侧与室内热交换器41的气体侧连接且压缩机21的吸入侧与室外热交换器23的气体 侧连接的状态。室外膨胀阀33进行开度调节以将流入室外热交换器23的制冷剂减压到能 使其在室外热交换器23中蒸发的压力(即，蒸发压力)。另外，液体侧截止阀25及气体侧 截止阀沈处于打开状态。当以该制冷剂回路10的状态启动压缩机21及室外风扇27时，低压的气体制冷剂 被吸入压缩机21而被压缩，从而形成高压的气体制冷剂，并经由四通切换阀22、气体侧截 止阀26及气体制冷剂连通配管7被输送到室内单元4。此外，被输送到室内单元4的高压的气体制冷剂在室内热交换器41中与室内空气 进行热交换而被冷凝，当其变为高压的液体制冷剂后，经由液体制冷剂连通配管6被输送 到室外单元2。该高压的液体制冷剂经由液体侧截止阀25被室外膨胀阀33减压从而变为低压的 气液两相状态的制冷剂，并流入室外热交换器23。此外，流入室外热交换器23的低压的气液两相状态的制冷剂与由室外风扇27供给的室外空气进行热交换而被蒸发，从而变为低 压的气体制冷剂，并经由四通切换阀22流入储液罐24。此外，流入储液罐M的低压的气体 制冷剂再次被吸入压缩机21。在此，根据室内单元4的运转负载，例如室内单元4的运转 负载较小的情况等那样，在制冷剂回路10内产生剩余制冷剂量的情况下，与制冷运转时相 同，会在储液罐M中积存剩余制冷剂。(制冷剂量判定运转模式)在制冷剂量判定运转模式中进行制冷剂泄漏检测运转，其中，设置空气调节装置1 初次进行运转(以下，设为初次设定运转)时的运转方法和第二次以后的运转(以下，设为 判定运转)时的运转方法不同。因此，以下分为初次设定运转和判定运转来进行说明。(初次设定运转)在现场，在经由液体制冷剂连通配管6及气体制冷剂连通配管7将预先填充有制 冷剂的室外单元2与室内单元4连接从而构成制冷剂回路10后，当通过遥控器(未图示) 或直接对室内单元4的室内侧控制部44、室外单元2的室外侧控制部34发出指令以进行制 冷剂量判定运转模式的一个运转即制冷剂自动填充运转时，以从下述步骤Sl到步骤S7的 顺序进行初次设定运转(参照图2)。-步骤Si，对室内单元进行制冷运转(室外风扇风量最大)_首先，在步骤Sl中，当发出初次设定运转的开始指令时，在制冷剂回路10中室外 单元2的四通切换阀22成为图1的实线所示的状态(制冷运转状态)。此外，启动压缩机 21、室外风扇27，对全部室内单元4强制地进行制冷运转(室外风扇27的控制方法等与通 常运转模式的制冷运转时不同)(参照图2、。此时，使电动机27m的转速最大以使室外风 扇27的风量变为最大。在步骤Sl中，由于在制冷运转状态中使室外风扇27的风量最大， 因此，能使利用室外热交换器23进行的热交换效率的空气侧的热传导率最大，从而能降低 干扰的影响。对该效果的验证将在后面进行说明。另外，在此所述的“干扰”是指室外热交 换器23的污垢、室外单元2的设置状况、风雨的有无等。此外，当该室外风扇27的风量变 为最大时，朝下面的步骤S2转移。-步骤S2，温度的读入-在步骤S2中，读入被室内温度传感器43检测出的室内温度Tb和被室外温度传感 器检测出的室外温度Ta。当检测到室内温度Tb和室外温度Ta时，朝下面的步骤S3转移。-步骤S3，是否是能检测范围的判定-在步骤S3中，判定被检测出的室内温度Tb和室外温度Ta是否在预先设定的适合 制冷剂量判定运转模式的规定的温度范围内。在步骤S3中，在室内温度Tb和室外温度Ta 处于规定的温度范围内的情况下朝下面的步骤S4转移，在室内温度Tb和室外温度Ta未处 于规定的温度范围内的情况下继续步骤Sl的制冷运转。-步骤S4，相对过冷度是否为规定值以上的判定-在步骤S4中，导出相对过冷度值，判定相对过冷度值是否为规定值以上(例如， 0.3以上)。在此所述的“相对过冷度值”是指利用从冷凝温度值减去室外温度后的值去除 室外热交换器23出口处的过冷度值而得到的值。另外，在附图上将相对过冷度标记为相对 SC。对于“相对过冷度值”将在后面进行详细说明。在本实施方式中，冷凝温度值使用的是 将冷凝压力传感器四所检测出的室外热交换器23出口侧的压力(冷凝压力)值换算为制冷剂的饱和温度的值。在步骤S4中，当被判定为相对过冷度值小于规定值时朝下面的步骤 S5转移，当被判定为小于规定值时朝步骤S6转移。由于当制冷剂回路内的填充制冷剂有 10%泄漏时相对过冷度降低0. 3，因此，在本实施方式中，作为例子使相对过冷度的值处于 0. 3以上。即，该规定值至少为0. 3以上是较为理想的。-步骤S5，相对过冷度的控制-在步骤S5中，由于相对过冷度值小于规定值，因此，控制压缩机21的旋转频率和 室内热交换器41出口处的过热度以使相对过冷度值变为规定值以上。例如，在压缩机21 的旋转频率为40Hz、室内热交换器41出口处的过热度为5°C的状态下进行步骤Sl的制冷 运转，判定相对过冷度值是否处于规定值以上。在该运转状态中，在相对过冷度值小于规定 值的情况下，保持压缩机21的旋转频率，将室内热交换器41出口处的制冷剂的过热度提 高5°C从而使其处于10°C，导出相对过冷度值，判定相对过冷度值是否变为规定值以上。此 外，在相对过冷度值小于规定值的情况下反复上述操作，在即使室内热交换器41出口处的 制冷剂的过热度上升至最大值相对过冷度值也小于规定值的情况下，将压缩机21的旋转 频率从40Hz例如提高至50Hz，并使室内热交换器41出口处的制冷剂的过热度降低至5°C， 同样地判定相对过冷度值是否处于规定值以上。另外，通过反复如上所述再次每次5°C地提 高室内热交换器41出口处的制冷剂的过热度的操作来进行控制，以使相对过冷度值变为 规定值以上。此外，若相对过冷度值变为规定值以上，则朝步骤S6转移。通过从打开的状 态旋拧室外膨胀阀33来进行室内热交换器41出口处的制冷剂的过热度的控制(例如，使 过热度从5°C起每次5°C地逐渐提高的控制)。另外，室内热交换器41出口处的制冷剂的过 热度的控制并不局限于此，可通过控制室内风扇42的风量来进行控制，也可并用室外膨胀 阀33的阀开度的控制和室内风扇42的风量的控制来进行控制。在此，通过从被吸入温度 传感器30检测出的制冷剂温度值减去将被蒸汽压力传感器观检测出的蒸发压力值换算成 制冷剂的饱和温度值的值，来检测室内热交换器41出口处的制冷剂的过热度。通过步骤S5对过热度进行控制以使其为正值，因此，如图4所示，形成在储液罐M 中未积存有剩余制冷剂的状态，从而使积存于储液罐M的制冷剂移动到室外热交换器23。
-步骤S6，存储相对过冷度-在步骤S6中，将在步骤S4或步骤S6中处于规定值以上的相对过冷度值作为初次 相对过冷度值来存储，并朝下面的步骤S7转移。-步骤S7，存储参数_在步骤S7中，将在步骤S6中存储的过冷度值之时的运转状态的压缩机21的旋转 频率、室内风扇42的旋转频率、室外温度Ta、室内温度Tb予以存储，并结束初次设定运转。(判定运转)接着，使用图3对制冷剂量判定运转模式中的一个运转即判定运转进行说明。图 3是判定运转时的流程图。该判定运转是在进行初次设定运转后定期地(例如，每年一次，当空调空间无需 负载时等)从通常运转模式的制冷运转、制热运转切换，对制冷剂回路内的制冷剂是否因 难以预料的原因而朝外部泄漏进行检测的运转。-步骤S11，通常运转模式是否经过了一定时间的判定-首先，对上述制冷运转、制热运转这样的通常运作模式的运转是否经过了一定时间进行判定，在通常运转模式的运转经过了一定时间的情况下，转移到下面的步骤S12。-步骤S12，对室内单元进行制冷运转-在通常运转模式的运转经过了一定时间的情况下，与上述初次设定运转的步骤Sl 相同，在制冷剂回路10中室外单元2的四通切换阀22成为图1的实线所示的状态，启动压 缩机21、室外风扇27，对全部室内单元4强制地进行制冷运转。-步骤S13，温度的读入-在步骤S13中，与上述初次设定运转的步骤S2相同，进行室内温度和室外温度的 读入。当检测到室内温度Tb和室外温度Ta时，朝下面的步骤S14转移。-步骤S14，是否是能检测范围的判定-在步骤S14中，与上述初次设定运转的步骤S3相同，判定被检测出的室内温度Tb 和室外温度Ta是否在预先设定的适合制冷剂量判定运转模式的规定的温度范围内。在步 骤S14中，在室内温度Tb和室外温度Ta处于规定的温度范围内的情况下朝下面的步骤S15 转移，在室内温度Tb和室外温度Ta未处于规定的温度范围内的情况下继续步骤S12的制 冷运转。-步骤S15，控制成初次设定运转的条件-在步骤S15中，对压缩机21及室内风扇42进行控制，以使压缩机21的旋转频率 和室内风扇42的旋转频率成为在上述初次设定运转的步骤S7中存储的压缩机21的旋转 频率和室内风扇42的旋转频率。藉此，能将制冷剂回路10内部的制冷剂的状态看作与初 次设定运转相同的状态。即，若制冷剂回路10内的制冷剂量不变化，则作为与初次设定运 转中进行的制冷运转的各条件相同的条件进行再现，从而能使过冷度值等成为大致相同的 值。当步骤S15结束时，朝下面的步骤S16转移。-步骤S16，制冷剂量适当与否的判定-在步骤S16中，与上述初次设定运转的步骤S4相同，导出相对过冷度。此外，对从 初次相对过冷度减去相对过冷度后的值(以下，称为相对过冷度差)是否为第二规定值以 上进行判定。在步骤S16中，当被判定为相对过冷度差小于第二规定值时结束判定运转，当 被判定为相对过冷度差为第二规定值以上时朝步骤S17转移。-步骤S17，警告显示-在步骤S17中，在判定为产生制冷剂的泄漏并进行了告知检测到制冷剂泄漏的情 况的警告显示后，结束判定运转。(关于相对过冷度值)根据图6 图8对相对过冷度值进行说明。首先，图6是表示与室外风扇风量相对应的室外温度Ta恒定时的冷凝温度Tc及 室外热交换器出口温度Tl的图表。观察图6，在室外温度Ta恒定的条件下，随着室外风扇 风量增大，冷凝温度Tc及室外热交换器出口温度Tl减小。此外，该减少的落差为冷凝温度 Tc要比室外热交换器出口温度Tl大。S卩，可知，当室外风扇风量变大时，冷凝温度Tc与室 外热交换器出口温度Tl的差即过冷度值变小。在此，观察表示与室外风扇风量相对应的过冷度值的分布的图表即图7可知，在 室外风扇风量增大时，过冷度值变小。另外，在图7中，室外风扇风量较小的情况下的过冷 度值的偏差要比室外风扇风量较大的情况下的过冷度值的偏差大。这可考虑是由如下原因造成的在室外风扇风量较小的情况下，容易受到室外热交换器的污垢、室外机的设置状 况、风雨等干扰的影响，而在室外风扇风量较大的情况下，不易受到干扰的影响。因此，通过 使室外风扇风量处于最大，能抑制被检测出的过冷度值的偏差，从而能降低检测误差。此外，图8是表示与室外风扇风量相对应的相对过冷度值的分布的图表。如上所 述，相对过冷度值是指利用从冷凝温度值减去室外温度后的值去除过冷度值而得到的值。 观察图8可知，无论室外风扇风量的大小如何，该值均落在大致0. 3到0. 4之间，偏差较少。 因此，通过在判定制冷剂量适当与否时将该相对过冷度值作为指标来使用，能尽可能不受 干扰影响地判定制冷剂量适当与否，从而能抑制检测误差。所以，将相对过冷度值用于制冷 剂量适当与否的判定是有用的。(3)空气调节装置的特征在本实施方式中，存储用于判定制冷剂量适当与否的指标值，在初期设定运转中， 控制压缩机21及室内热交换器41出口处的制冷剂的过热度以使被检测出的相对过冷度 处于预先设定的规定值(例如0.3)以上，将此时的压缩机的频率作为第一频率予以存储， 将此时(稳定状态)的利用侧热交换器出口处的制冷剂的过热度予以存储，此外，还将此时 的相对过冷度作为指标值予以存储。此外，在从初次设定运转经过规定期间(在本实施方 式中为一年)后进行的判定运转中，将压缩机21的频率控制到通过初期设定运转存储的频 率，并将室内热交换器41出口处的制冷剂的过热度控制到通过初期设定运转存储的过热 度，作为检测值对此时的相对过冷度进行检测，比较检测值与在初期设定运转中存储的指 标值，从而判定填充于制冷剂回路内的制冷剂量适当与否。因此，在初期设定运转中，为判定制冷剂量适当与否而采用的指标采用相对过冷 度，并进行预先设定以使该相对过冷度的值处于例如0.3以上，所以，即使在基本未假设有 制冷剂追加填充的空气调节装置中，也能在制冷剂量适当与否判定时确保过冷度或运转状 态量是某一程度较大的值，在制冷剂量减少的情况下容易检测出这些值变小，从而能降低 制冷剂量的判定误差。(4)变形例 1在本实施方式中，通过将被冷凝压力传感器四检测出的室外热交换器23出口侧 的制冷剂压力(相当于冷凝压力)值换算成制冷剂的饱和温度值，并从该制冷剂的饱和温 度值减去被液体侧温度传感器31检测出的制冷剂温度值，来对室外热交换器23出口处的 制冷剂的过冷度进行检测，但并不局限于此。例如，也可设置能检测室外热交换器23的制冷剂的温度的室外热交传感器并将 冷凝温度值作为制冷剂的饱和温度值进行检测，通过从该制冷剂的饱和温度值减去被液体 侧温度传感器31检测出的制冷剂温度值来进行检测。(5)变形例 2在本实施方式中，将相对过冷度值作为判定制冷剂量适当与否的指标，但并不局 限于此，也可将过冷度值作为判定制冷剂量适当与否的指标。(6)变形例 3在本实施方式中，如图5及其说明所示，作为例子，例举了进行使通常运转模式和 制冷剂量判定运转模式以固定的时间间隔切换的控制的情况，但并不限定于此。例如，也可以不是以控制方式进行切换，而是将用于切换至制冷剂量判定运转模式的开关等设于空调调节装置1，从而使机械师、设备管理者能在现场通过操作开关等定期 地进行制冷剂泄漏检测运转。(7)其他实施方式以上，根据附图对本发明的实施方式进行了说明，但具体结构并不限于上述实施 方式，在不脱离本发明的思想的范围内可适当改变。例如，在上述实施方式中，对将本发明应用于能进行冷热切换的空气调节装置的 例子进行了说明，但并不限定于此，是分体式空气调节装置就能使用本发明，也可将本发明 应用于成对型空气调节装置、制冷专用的空气调节装置。工业上的实用性若使用本发明，则能在经由制冷剂连通配管将热源单元与利用单元连接的分体式 空气调节装置中高精度地判定填充于制冷剂回路内的制冷剂量适当与否。(符号说明)1空气调节装置2室外单元(热源单元)4室内单元(利用单元)6液体制冷剂连通配管7气体制冷剂连通配管10制冷剂回路21压缩机 23室外热交换器(热源侧热交换器)M储液罐27室外风扇(冷却热源调节装置)33室外膨胀阀(膨胀机构)41室内热交换器(利用侧热交换器)现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开2006-23072号公报
权利要求
1.一种空气调节装置的制冷剂量判定方法，在具有制冷剂回路(10)的空气调节装置 中判定所述制冷剂回路内的制冷剂量适当与否，其中，所述制冷剂回路(10)包括具有能 调节运转用量的压缩机(21)、热源侧热交换器(23)、膨胀机构(3 及储液罐04)的热源 单元O)；具有利用侧热交换器Gl)的利用单元；以及连接所述热源单元与所述利用 单元的液体制冷剂连通配管(6)及气体制冷剂连通配管(7)，所述制冷剂回路(10)至少能 进行使所述热源侧热交换器作为在所述压缩机中被压缩的制冷剂的冷凝器起作用且使所 述利用侧热交换器作为在所述热源侧热交换器中被冷凝的制冷剂的蒸发器起作用的制冷 运转，其特征在于，包括初期运转步骤，该初期运转步骤从根据所述利用单元的运转负载进行所述热源单元及 所述利用单元的各设备的控制的通常运转模式进行制冷运转，控制所述膨胀机构以使所述 利用侧热交换器出口处的制冷剂的过热度变为正值，并检测所述热源侧热交换器出口处的 制冷剂的过冷度或根据所述过冷度的变动而变动的运转状态量，从而使所述制冷剂回路处 于所述过冷度为第一规定值以上或所述运转状态量为第二规定值量以上的稳定状态；存储步骤，该存储步骤将所述稳定状态下的所述压缩机的频率作为第一频率予以存 储，将所述稳定状态下的所述利用侧热交换器出口处的制冷剂的过热度作为第一过热度予 以存储，并将所述稳定状态下的所述过冷度或所述运转状态量作为第一指标值予以存储；通常运转转移步骤，该通常运转转移步骤在所述存储步骤结束后将所述制冷剂回路再 次朝所述通常运转模式切换；稳定状态再现步骤，该稳定状态再现步骤在从所述通常运转转移步骤经过规定期间 后，进行所述压缩机的控制以使所述压缩机的频率变为被所述存储步骤存储的所述第一频 率，且进行所述膨胀机构的控制以使所述过热度变为所述第一过热度，并检测所述热源侧 热交换器出口处的制冷剂的过冷度或根据所述过冷度的变动而变动的运转状态量来作为 检测值；以及制冷剂量适当与否判定步骤，该制冷剂量适当与否判定步骤比较所述指标值与所述检 测值，以判定填充于所述制冷剂回路内的制冷剂量适当与否。
2.如权利要求1所述的空气调节装置的制冷剂量判定方法，其特征在于， 所述第一规定值是能判断制冷剂泄漏的所述过冷度的大小以上的适当的值， 所述第二规定值是能判断制冷剂泄漏的所述运转状态量的大小以上的适当的值。
3.一种空气调节装置(1)，其特征在于，包括制冷剂回路(10)，该制冷剂回路(10)包括具有能调节运转用量的压缩机(21)、热源 侧热交换器03)、膨胀机构(33)及储液罐04)的热源单元(2)；具有利用侧热交换器Gl) 的利用单元；以及连接所述热源单元与所述利用单元的液体制冷剂连通配管(6)及气 体制冷剂连通配管(7)，该制冷剂回路(10)至少能进行使所述热源侧热交换器作为在所述 压缩机中被压缩的制冷剂的冷凝器起作用且使所述利用侧热交换器作为在所述热源侧热 交换器中被冷凝的制冷剂的蒸发器起作用的制冷运转；初期运转装置，该初期运转装置从根据所述利用单元的运转负载进行所述热源单元及 所述利用单元的各设备的控制的通常运转模式进行制冷运转，控制所述膨胀机构以使所述 利用侧热交换器出口处的制冷剂的过热度变为正值，并检测所述热源侧热交换器出口处的 制冷剂的过冷度或根据所述过冷度的变动而变动的运转状态量，从而使所述制冷剂回路处于所述过冷度为第一规定值以上或所述运转状态量为第二规定值量以上的稳定状态；存储装置，该存储装置将所述稳定状态下的所述压缩机的频率作为第一频率予以存 储，将所述稳定状态下的所述利用侧热交换器出口处的制冷剂的过热度作为第一过热度予 以存储，并将所述稳定状态下的所述过冷度或所述运转状态量作为第一指标值予以存储；通常运转转移装置，该通常运转转移装置在所述存储步骤结束后将所述制冷剂回路再 次朝所述通常运转模式切换；稳定状态再现装置，该稳定状态再现装置在从所述通常运转转移步骤经过规定期间 后，进行所述压缩机的控制以使所述压缩机的频率变为被所述存储步骤存储的所述第一频 率，且进行所述膨胀机构的控制以使所述过热度变为所述第一过热度，并检测所述热源侧 热交换器出口处的制冷剂的过冷度或根据所述过冷度的变动而变动的运转状态量来作为 检测值；以及制冷剂量适当与否判定装置，该制冷剂量适当与否判定装置比较所述指标值与所述检 测值，以判定填充于所述制冷剂回路内的制冷剂量适当与否。
全文摘要
本发明的技术问题在于，通过进行控制，使成为指标的过冷度及基于过冷度的换算值变成容易判定制冷剂量适当与否的值，从而降低检测误差。本发明的空气调节装置(1)的制冷剂量判定方法用于在具有至少能进行制冷运转的制冷剂回路(10)中判定制冷剂回路内的制冷剂量适当与否，该制冷剂回路(10)包括具有压缩机(21)、热源侧热交换器(23)、冷却热源调节装置(27)的热源单元(2)；具有利用侧热交换器(41)的利用单元(4)；膨胀机构(33)；以及液体制冷剂连通配管(6)及气体制冷剂连通配管(7)，在所述制冷剂量判定方法中，存储使过冷度为第一规定值以上的稳定状态下的压缩机频率、过热度及过冷度。在经过规定期间后，进行各种控制以使压缩机频率和过热度变为被存储的压缩机频率和过热度，并检测制冷剂的过冷度，将其与所存储的过冷度进行比较，以判定制冷剂回路内的制冷剂量适当与否。
文档编号F25B49/02GK102077042SQ200980124809
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月25日 优先权日2008年6月27日
发明者山口贵弘, 山田拓郎, 山田昌弘 申请人:大金工业株式会社