制冷装置的制作方法

文档序号:11448436阅读:193来源:国知局
制冷装置的制造方法

本发明涉及一种判定制冷剂回路的制冷剂量的制冷装置。



背景技术:

在制冷装置中,当产生制冷剂量的过不足时,会导致产生制冷装置的能力下降、结构设备的损伤。因此,为了防止这样的不良情况的产生,有具备对填充于制冷装置的制冷剂量的过不足进行判定的功能的制冷装置。

作为以往的制冷装置中的制冷剂不足的判定方法,例如提出了如下的制冷装置:所述制冷装置算出过冷却器的入口制冷剂温度与出口制冷剂温度的温度差,当该温度差相比于设定值减少时,判定为制冷剂泄漏(例如,参照专利文献1)。

先行技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平9-105567号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

但是,在专利文献1所记载的以往的制冷装置中,由于是利用过冷却度的变化来判定制冷剂量的不足,所以在制冷剂泄漏的判定中,容易产生误判。这是因为过冷却度会根据制冷装置的运转条件而大幅变化。

本发明是以如上所述的课题为背景而作出的,其目的在于得到一种能够精度良好地进行制冷剂量的判定的制冷装置。

用于解决课题的手段

本发明的制冷装置具有制冷剂回路,该制冷剂回路由配管连接热源侧组件和至少1个利用侧组件而成,并使制冷剂在其中循环,所述热源侧组件具有压缩机、作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器以及过冷却器,所述利用侧组件具有利用侧膨胀阀和作为蒸发器发挥功能的利用侧热交换器,其中,所述制冷装置具备制冷剂量判定部,所述制冷剂量判定部使用过冷却器的温度效率来判定填充于制冷剂回路的制冷剂量,所述过冷却器的温度效率是将过冷却器的出口处的制冷剂的过冷却度除以过冷却器的最大温度差而得到的值,制冷剂量判定部获取该制冷装置的运转状态,在制冷剂量的判定有可能会成为误判的情况下,不进行制冷剂量的判定。

发明效果

根据本发明的制冷装置,能够精度良好地进行制冷剂量的判定。

附图说明

图1是示意性地记载了本发明的实施方式1的制冷装置的制冷剂回路的一个例子的图。

图2是示意性地记载了本发明的实施方式1的制冷装置的结构的一个例子的图。

图3是图1所记载的制冷装置的制冷剂量合适时的p-h线图的一个例子。

图4是图1所记载的制冷装置的制冷剂量不足时的p-h线图的一个例子。

图5是说明图1所记载的制冷装置的制冷剂量、第1过冷却器的过冷却度以及制冷装置的运转条件的关系的图。

图6是说明在图1所记载的制冷装置中,在制冷剂量为合适量时,制冷剂按热源侧热交换器、接收器、空气过冷却器的顺序流动时的制冷剂的温度变化的一个例子的图。

图7是说明图1所记载的制冷装置的制冷剂量、第1过冷却器的温度效率以及制冷装置的运转条件的关系的图。

图8是用于说明在本实施方式的制冷剂量判定中,在压缩机为变频压缩机的情况下根据低压压力的大小而不进行制冷剂量判定的图。

图9是用于说明在本实施方式的制冷剂量判定中,在压缩机为定速压缩机的情况下根据低压压力的大小而不进行制冷剂量判定的图。

图10是表示热源侧风扇的风量与温度效率阈值的关系的一个例子的图。

图11是说明起动压缩机前和起动压缩机后的冷凝温度、外部空气温度、第1过冷却器的出口温度以及温度效率的关系的图。

图12是说明图1所记载的制冷装置的制冷剂量判定动作的一个例子的图。

图13是图1的变形例1。

具体实施方式

以下,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。此外,在各图中,对相同或者相当的部分标注相同的附图标记,适当地省略或者简化其说明。另外,对于各图所记载的结构而言,其形状、大小以及配置等能够在本发明的范围内适当地进行变更。

实施方式1.

[制冷装置]

图1是示意性地记载了本发明的实施方式1的制冷装置的制冷剂回路的一个例子的图。图1所记载的制冷装置1通过进行蒸气压缩式的制冷循环运转,从而进行例如房间、仓库、陈列橱或者冰箱等室内的冷却。制冷装置1例如包括一台热源侧组件2和与热源侧组件2并联地连接的两台利用侧组件4。热源侧组件2与利用侧组件4由液体制冷剂延长配管6以及气体制冷剂延长配管7连接,从而形成使制冷剂循环的制冷剂回路10。填充于本实施方式的制冷剂回路10的制冷剂例如是作为hfc系列的混合制冷剂的r410a。此外,在图1的例子中,记载了一台热源侧组件2和两台利用侧组件4,但热源侧组件2也可以是两台以上,利用侧组件4也可以是一台或者三台以上。在热源侧组件2为多台的情况下,多台热源侧组件2的容量既可以相同,也可以不同。另外,在利用侧组件4为多台的情况下,多台利用侧组件4的容量既可以相同,也可以不同。在以下的说明中,对制冷剂与空气进行热交换的制冷装置1进行说明,但也可以是制冷剂与水、制冷剂或者载冷剂等流体进行热交换的制冷装置。

[利用侧组件]

利用侧组件4例如是设置于室内的室内组件,具备构成制冷剂回路10的一部分的利用侧制冷剂回路10a和利用侧控制部32。利用侧制冷剂回路10a包括利用侧膨胀阀41和利用侧热交换器42。利用侧膨胀阀41对在利用侧制冷剂回路10a流动的制冷剂的流量进行调整,例如由电子膨胀阀或者温度式膨胀阀等构成。此外,利用侧膨胀阀41也可以配设于热源侧组件2,在该情况下,利用侧膨胀阀41例如配设于热源侧组件2的第1过冷却器22与液体侧截止阀28之间。利用侧热交换器42例如是构成为包括传热管和多个翅片的翅片管式热交换器,并作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能。

在利用侧热交换器42的附近配设有利用侧风扇43,所述利用侧风扇43向利用侧热交换器42吹送空气。利用侧风扇43例如构成为包括离心风扇或者多叶片风扇等,并由省略了图示的马达驱动。利用侧风扇43能够调整向利用侧热交换器42吹送的空气的送风量。

[热源侧组件]

热源侧组件2例如包括构成制冷剂回路10的一部分的热源侧制冷剂回路10b、第1注入回路71、第2注入回路73以及热源侧控制部31。此外,在以下的说明中,对具有第1注入回路71和第2注入回路73的例子进行说明,但制冷装置1也可以是具有第1注入回路71以及第2注入回路73中的任意一方的结构。

热源侧制冷剂回路10b包括压缩机21、热源侧热交换器23、接收器25、第1过冷却器22、液体侧截止阀28、气体侧截止阀29以及储液器24。第1注入回路71使从热源侧热交换器23向利用侧热交换器42输送的制冷剂的一部分从热源侧制冷剂回路10b分支而使其返回到压缩机21的中间压部,包括注入量调整阀72。第2注入回路73使从热源侧热交换器23向利用侧热交换器42输送的制冷剂的一部分从热源侧制冷剂回路10b分支而使其向压缩机21的吸入部流入,包括毛细管74和吸入注入用电磁阀75。

压缩机21例如是利用变频器进行控制的变频压缩机,能够使运转频率任意地变化来使容量(每单位时间送出制冷剂的量)变化。此外,压缩机21也可以是以50hz或者60hz进行动作的定速压缩机。另外,在图1中记载了具有一台压缩机21的例子,但也可以根据利用侧组件4的负荷的大小等,并联地连接两台以上的压缩机21。

热源侧热交换器23例如是构成为包括传热管和多个翅片的翅片管式热交换器,并作为使制冷剂冷凝的冷凝器发挥功能。在热源侧热交换器23的附近配设有热源侧风扇27,所述热源侧风扇27向热源侧热交换器23吹送空气。热源侧风扇27将从热源侧组件2的外部吸入的外部空气吹送到热源侧热交换器23。热源侧风扇27例如构成为包括离心风扇或者多叶片风扇等,并由省略了图示的马达驱动。热源侧风扇27能够调整向热源侧热交换器23吹送的空气的送风量。

接收器25配设于热源侧热交换器23与第1过冷却器22之间,并储存剩余液体制冷剂,例如是储存剩余液体制冷剂的容器。此外,剩余液体制冷剂例如是根据利用侧组件4的负荷的大小、制冷剂的冷凝温度、外部空气温度或者压缩机21的容量等而在制冷剂回路10内产生的。

第1过冷却器22使制冷剂与空气进行热交换,并与热源侧热交换器23一体地形成。即,在本实施方式的例子中,热交换器的一部分构成为热源侧热交换器23,热交换器的其它部分构成为第1过冷却器22。第1过冷却器22相当于本发明的“过冷却器”。此外,第1过冷却器22和热源侧热交换器23也可以分别构成。在该情况下,在第1过冷却器22的附近配设向第1过冷却器22吹送空气的风扇(未图示)。

液体侧截止阀28以及气体侧截止阀29例如由球阀、开闭阀或者操作阀等进行开闭动作的阀构成。对于毛细管74而言,也可以由能够调整流量的阀来构成。

此外,在图1所记载的例子中,第1注入回路71以及第2注入回路73的入口连接在第1过冷却器22与液体侧截止阀28之间,但第1注入回路71以及第2注入回路73的入口也可以连接在接收器25与第1过冷却器22之间,也可以连接于接收器25,或者也可以连接在热源侧热交换器23与接收器25之间。

[控制部以及传感器类]

接下来,对本实施方式的制冷装置1所具备的控制部以及传感器类进行说明。热源侧组件2具备对制冷装置1的整体进行控制的热源侧控制部31。热源侧控制部31构成为包括微型计算机以及存储器等。另外,利用侧组件4具备对利用侧组件4进行控制的利用侧控制部32。利用侧控制部32构成为包括微型计算机以及存储器等。利用侧控制部32与热源侧控制部31能够通过进行通信来进行控制信号的交换,例如,利用侧控制部32从热源侧控制部31接受指示,进行利用侧组件4的控制。

本实施方式的制冷装置1包括吸入温度传感器33a、排出温度传感器33b、吸入外部空气温度传感器33c、过冷却器高压侧出口温度传感器33d、利用侧热交入口温度传感器33e、利用侧热交出口温度传感器33f、吸入空气温度传感器33g、吸入压力传感器34a以及排出压力传感器34b。吸入温度传感器33a、排出温度传感器33b、吸入外部空气温度传感器33c、过冷却器高压侧出口温度传感器33d、吸入压力传感器34a以及排出压力传感器34b配设于热源侧组件2,并与热源侧控制部31连接。利用侧热交入口温度传感器33e、利用侧热交出口温度传感器33f以及吸入空气温度传感器33g配设于利用侧组件4,并与利用侧控制部32连接。

吸入温度传感器33a检测压缩机21吸入的制冷剂的温度。排出温度传感器33b检测压缩机21排出的制冷剂的温度。过冷却器高压侧出口温度传感器33d检测通过第1过冷却器22后的制冷剂的温度。利用侧热交入口温度传感器33e检测向利用侧热交换器42流入的气液二相制冷剂的蒸发温度。利用侧热交出口温度传感器33f检测从利用侧热交换器42流出后的制冷剂的温度。此外,上述检测制冷剂的温度的传感器例如被配设成与制冷剂配管抵接或者插入于制冷剂配管,并对制冷剂的温度进行检测。

吸入外部空气温度传感器33c检测通过热源侧热交换器23之前的空气的温度,从而检测室外的周围温度。吸入空气温度传感器33g检测通过利用侧热交换器42之前的空气的温度,从而检测设置有利用侧热交换器42的室内的周围温度。

吸入压力传感器34a配设于压缩机21的吸入侧,检测被压缩机21吸入的制冷剂的压力。此外,吸入压力传感器34a配设于气体侧截止阀29与压缩机21之间即可。排出压力传感器34b配设于压缩机21的排出侧,检测压缩机21所排出的制冷剂的压力。

在本实施方式的例子中,热源侧热交换器23的冷凝温度是通过将排出压力传感器34b的压力换算成饱和温度来得到的,但热源侧热交换器23的冷凝温度也能够通过将温度传感器配设于热源侧热交换器23来获取。

图2是示意性地记载了本发明的实施方式1的制冷装置的结构的一个例子的图。控制部3对制冷装置1的整体进行控制,本实施方式的例子的控制部3包含于热源侧控制部31。此外,控制部3相当于本发明的“制冷剂量判定部”。控制部3包括获取部3a、运算部3b、存储部3c以及驱动部3d。获取部3a、运算部3b以及驱动部3d例如构成为包括微型计算机等,存储部3c例如构成为包括半导体存储器等。获取部3a获取压力传感器以及温度传感器等传感器类所检测的温度以及压力等信息。运算部3b使用获取部3a获取到的信息来进行运算、比较、判定等处理。驱动部3d使用运算部3b运算出的结果来进行压缩机21、阀类、风扇等的驱动控制。存储部3c存储有制冷剂的物性值(饱和压力、饱和温度等)、用于运算部3b进行运算的数据等。运算部3b能够根据需要来参照或者更新存储部3c的存储内容。

另外,控制部3包括输入部3e以及输出部3f。输入部3e输入来自遥控器或者开关类等(未图示)的操作输入,或者输入来自电话线路或者lan线路等通信单元(未图示)的通信数据。输出部3f将控制部3的处理结果输出到led、监视器等显示单元(未图示),并将该处理结果输出到扬声器等报告单元(未图示),或者将该处理结果输出到电话线路或者lan线路等通信单元(未图示)。此外,在利用通信单元向远程地点输出信息的情况下,对制冷装置1和远程装置(未图示)这双方设置具有相同的通信协议的通信单元(未图示)即可。

例如,也能够使用制冷装置1和远程装置(未图示)来判定制冷剂量的不足等。在该情况下,例如,运算部3b使用获取部3a获取到的信息来运算第1过冷却器22的温度效率t,输出部3f将运算部3b运算出的温度效率t发送到远程装置。远程装置具备判定制冷剂量的不足的制冷剂不足判定单元(未图示),并使用温度效率t来判定制冷剂量的不足。通过由远程装置来管理制冷剂的不足信息等,从而能够在设置有远程装置的场所提前发现制冷装置1的异常等,所以当在制冷装置1中发生了异常的情况等下,能够提前地进行制冷装置1的维护等。

此外,在上述的说明中,对控制部3包含于热源侧控制部31的例子进行了说明,但控制部3也可以包含于利用侧控制部32,或者控制部3也可以是与热源侧控制部31以及利用侧控制部32分开的结构。

[制冷装置的动作(制冷剂量合适时)]

图3是图1所记载的制冷装置的制冷剂量合适时的p-h线图的一个例子。首先,对制冷剂量合适的情况下的制冷装置1的动作进行说明。在图3的点k至点l,图1所记载的压缩机21对制冷剂进行压缩。在图3的点l至点m,被图1的压缩机21压缩的高温高压的气体制冷剂利用作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器23进行热交换而冷凝液化。此外,利用热源侧热交换器23进行热交换而冷凝液化的制冷剂向接收器25流入,被临时地存留在接收器25内。存留在接收器25的制冷剂的量根据利用侧组件4的运转负荷、外部空气温度以及冷凝温度等而变化。

在图3的点m至点n,存留在图1的接收器25的液体制冷剂被第1过冷却器22过冷却。此外,第1过冷却器22的出口的过冷却度通过从冷凝温度减去过冷却器高压侧出口温度传感器33d的温度来算出。

在图3的点n至点o,被图1的第1过冷却器22过冷却的液体制冷剂经由液体侧截止阀28以及液体制冷剂延长配管6向利用侧组件4输送,并被利用侧膨胀阀41减压而成为低压的气液二相制冷剂。

在图3的点o至点k,被图1的利用侧膨胀阀41减压的气液二相制冷剂利用作为蒸发器发挥功能的利用侧热交换器42而气化。此外,制冷剂的过热度通过从利用侧热交出口温度传感器33f所检测的温度减去利用侧热交入口温度传感器33e所检测的制冷剂的蒸发温度来算出。被利用侧热交换器42气化的气体制冷剂经由气体制冷剂延长配管7、气体侧截止阀29、储液器24返回到压缩机21。

接下来,对注入回路进行说明。第1注入回路71用于降低压缩机21的排出部的制冷剂温度。第1注入回路71的入口连接在第1过冷却器22的出口与液体侧截止阀28之间,被第1过冷却器22过冷却的高压液体制冷剂的一部分被注入量调整阀72减压而成为中间压的二相制冷剂,并向压缩机21的注入部流入。

第2注入回路73用于降低压缩机21的内部的冷冻机油、马达的温度、排出部的制冷剂温度。第2注入回路73的入口连接在第1过冷却器22的出口与液体侧截止阀28之间,被第1过冷却器22过冷却的高压液体制冷剂的一部分被毛细管74减压而成为低压的二相制冷剂,并向压缩机21的吸入部流入。

[制冷装置的动作(制冷剂量不足时)]

图4是图1所记载的制冷装置的制冷剂量不足时的p-h线图的一个例子。例如,在制冷剂从图1所记载的制冷装置1发生泄漏等而使制冷剂的量减少时,当在接收器25存留有剩余液体制冷剂的期间,存留在接收器25的剩余液体制冷剂减少。当在接收器25存在剩余液体制冷剂的期间,制冷装置1如图3所示,与制冷剂量合适时同样地进行动作。

当制冷剂进一步减少而接收器25内的剩余液体制冷剂消失时,如图4的点m1所示,作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器23的出口的焓变大,热源侧热交换器23的出口的制冷剂状态成为二相状态。另外,随着热源侧热交换器23的出口的焓变大,第1过冷却器22进行二相制冷剂的冷凝液化和过冷却,所以如点n1所示,第1过冷却器22的出口的焓也变大。

[比较例1]

在比较例1中,利用制冷剂的过冷却度来进行制冷剂量的判定。例如当制冷剂发生泄漏等而制冷剂量不足时,如图4所示,过冷却度下降。因此,在比较例1中,当过冷却度比预先设定的阈值小时,判定为制冷剂量不足。

图5是说明图1所记载的制冷装置的制冷剂量、第1过冷却器的过冷却度以及制冷装置的运转条件的关系的图。如图5所示,第1过冷却器22的过冷却度根据制冷装置1的运转条件(外部空气温度、热交换量、制冷剂循环量等)而大幅变动。因此,在如比较例1那样利用过冷却度来进行制冷剂量的不足的判定的情况下,为了避免误判,需要将过冷却度阈值s设定得低。在变形例1中,必须将过冷却度阈值s设定得低,所以在判定出制冷剂量的不足之前,需要较长的时间,例如在制冷剂发生泄漏的情况下,制冷剂的泄漏量变多。

[制冷剂量的判定]

因此,在本实施方式中,使用相对于制冷装置1的运转条件的变化,变动比过冷却度小的第1过冷却器22的温度效率t来进行制冷剂量的判定。以下进行说明。

图6是说明在图1所记载的制冷装置中,在制冷剂量为合适量时,制冷剂按热源侧热交换器、接收器、空气过冷却器的顺序流动时的制冷剂的温度变化的一个例子的图。此外,在图6中,纵轴表示温度,越靠上部,温度越高。另外,横轴表示热源侧热交换器23、接收器25、第1过冷却器22的制冷剂路径。s1是制冷剂的冷凝温度,s2是第1过冷却器22的出口的制冷剂温度,s3是外部空气温度。

第1过冷却器22的温度效率t表示第1过冷却器22的效率,将最大能够取得的温度差a取为分母,将实际的温度差b取为分子。在第1过冷却器22中,最大能够取得的温度差a为冷凝温度s1与外部空气温度s3之差,实际能够取得的温度差b为冷凝温度s1与第1过冷却器22的出口的温度s2之差。温度效率t由下式(式1)表示。

温度效率t=实际能够取得的温度差b/最大能够取得的温度差a…(式1)

图7是说明图1所记载的制冷装置的制冷剂量、第1过冷却器的温度效率以及制冷装置的运转条件的关系的图。在图7中,横轴为制冷剂的制冷剂量,纵轴为第1过冷却器22的温度效率t。如图7所示,当制冷剂量减少、制冷剂量成为e而接收器25的剩余液体制冷剂消失时,第1过冷却器22的温度效率t下降。因此,在温度效率t比预先设定的温度效率阈值t1小时,判定为制冷剂发生了泄漏。温度效率t表示过冷却热交换器5的性能,与过冷却度相比,温度效率t的由制冷装置1的运转条件引起的变动小,所以不用针对制冷装置1的每个运转条件设定阈值,就能够提高制冷剂量不足的判定精度。

[制冷剂量判定的例外条件]

此外,即使在制冷剂量为合适量的情况下,根据图1所记载的制冷装置1的运转状态,仍存在使用第1过冷却器22的温度效率t的制冷剂量判定成为误判而判定为制冷剂量不足的情况。在制冷剂量为合适量的情况下,当判定为制冷剂量不足时,会招致混乱。此外,也存在如下情况:虽然制冷剂量为合适量,但当判定为制冷剂量不足时,通过补充制冷剂,从而使制冷剂量的判定结果成为合适量的判定。但是,在该情况下,由于未必需要的量的制冷剂被封入到制冷装置1,所以制冷装置1的成本增加。另外,当制冷剂量不必要地变多时,假设当制冷剂发生了泄漏时,会使在能够通过使用温度效率t的制冷剂量判定来判定制冷剂不足之前的泄漏量增加。另外,由于制冷剂量过多,还有可能在发生液体回流时液体回流量增加,导致压缩机21的不良情况。因此,在本实施方式的例子中设有制冷剂量判定的例外条件,在符合制冷剂量判定有可能会成为误判的例外条件的情况下,不进行使用第1过冷却器22的温度效率t的制冷剂量判定。以下进行说明。

[例外条件1(利用侧风扇延迟控制时)]

例外条件1是进行利用侧风扇延迟控制的情况。利用侧风扇延迟控制是为了防止在除霜运转中产生的暖气向冷却空间吹出而进行的。除霜运转结束后的直至利用侧热交换器42的温度下降为止的时间例如为几分钟,当在利用侧热交换器42的温度下降前就使利用侧风扇43进行动作时,暖气会向冷却空间吹出,所以停止利用侧风扇43的动作,直至利用侧热交换器42的温度下降。然后,在利用侧热交换器42的温度下降后,再次开始利用侧风扇43的动作。

当停止利用侧风扇43的动作时,在利用侧热交换器42的热交换被抑制,所以通过利用侧热交换器42的制冷剂有时会成为气液二相状态。即,通常以气体状态从利用侧热交换器42流至压缩机21的制冷剂在进行利用侧风扇延迟控制时以二相状态流动,液体制冷剂存留在储液器24中。因此,在进行利用侧风扇延迟控制时,低压侧的制冷剂的量临时增加,高压侧的制冷剂的量临时下降。其结果为,在进行利用侧风扇延迟控制时,使用温度效率t的制冷剂量判定有可能会成为误判。因此,在利用侧风扇延迟控制时,不进行使用温度效率t的制冷剂量判定。此外,当利用侧风扇延迟控制结束并使利用侧风扇43运转时,从利用侧热交换器42流至压缩机21的制冷剂成为气体状态,高压侧的制冷剂不足消除。

例如,控制部3通过获取制冷装置1的运转状态来判断制冷装置1处于实施利用侧风扇延迟控制的过程中。然后,在利用侧风扇延迟控制的实施过程中、或者在利用侧风扇延迟控制的实施过程中以及利用侧风扇延迟控制后的直至从利用侧热交换器42流至压缩机21的制冷剂成为气体状态为止的一定时间,控制部3不进行制冷剂不足的判定。此外,除了进行利用侧风扇延迟控制的情况以外,在停止利用侧风扇43的动作的情况下,与上述同样地,使用温度效率t的制冷剂量判定也有可能会成为误判。因此,也可以构成为:在停止利用侧风扇43的动作的情况下,不进行使用温度效率t的制冷剂量判定。

此外,也能够在温度效率t低于温度效率阈值t1的时间超过预先设定的设定时间的情况下,判定为制冷剂不足。即,利用侧风扇延迟控制的最长时间例如为10分钟左右,在进行利用侧风扇延迟控制之后、直至从利用侧热交换器42流至压缩机21的制冷剂成为气体状态为止的最长时间例如为10分钟左右。因此,例如也能够在温度效率t低于温度效率阈值t1的时间超过由“利用侧风扇延迟控制的最长时间+进行利用侧风扇延迟控制之后、直至从利用侧热交换器42流至压缩机21的制冷剂成为气体状态为止的最长时间”所确定的设定时间(例如20分钟)的情况下,判定为制冷剂不足。

[例外条件2(在降温(日文:プルダウン)时蒸发温度高的情况)]

例外条件2是在降温时蒸发温度高的情况。通常,在制冷装置1长期停止后的冷却时的库内温度高的情况下,存在如下的情况:虽然是短时间的,但会以制冷剂回路10的低压侧的压力比通常高的状态运转。在该情况下,从利用侧膨胀阀41起到压缩机21的吸入部为止的压力变高,制冷剂密度变大。由于所需要的制冷剂量是由密度×容积来表示的,因此低压侧的所需要的制冷剂量临时增多,接收器25、第1过冷却器22、热源侧热交换器23等高压侧成为制冷剂不足的状态。因此,当在降温时蒸发温度高的情况下,不进行使用温度效率t的制冷剂量判定。

图8是用于说明在本实施方式的制冷剂量判定中,在压缩机为变频压缩机的情况下根据低压压力的大小而不进行制冷剂量判定的图,图9是用于说明在本实施方式的制冷剂量判定中,在压缩机为定速压缩机的情况下根据低压压力的大小而不进行制冷剂量判定的图。如图8所示,在压缩机21为变频压缩机的情况下,使压缩机21的运转频率增加或者下降,以使实际的低压接近事先设定的目标的低压p1。另外,如图9所示,在压缩机21为定速压缩机的情况下,通过设定在低压上升的情况下使压缩机21运转的低压截止接通值p4,并设定在低压下降的情况下使压缩机21停止的低压截止断开值p3,使压缩机21运转。即,在压缩机21为变频压缩机的情况下,压缩机21以运转过程中的低压压力大致为目标的低压的状态进行运转,另外,在压缩机21为定速压缩机的情况下,大体上是使压缩机21运转的低压截止接通值以下的运转。因此,如以下那样,在当前的低压比对目标低压或者低压截止接通值加上余量而得到的值高的情况下,不进行制冷剂不足的判定。即,如图8所示,在压缩机21为变频压缩机的情况下,在当前的低压比目标低压p1+余量α的压力p2大的情况下,不进行制冷剂不足的判定。另外,如图9所示,在压缩机21为定速压缩机的情况下,在当前的低压比低压截止接通值p4+余量β的压力p5大的情况下,不进行制冷剂不足的判定。

[例外条件3(吸入注入用电磁阀为开的情况)]

例外条件3是打开图1所记载的吸入注入用电磁阀75的情况。当打开吸入注入用电磁阀75时,高压液体制冷剂的一部分被毛细管74减压而向压缩机21的吸入部流入。此时,通常是气体状态的从低压侧的吸入注入用电磁阀75起到压缩机21的吸入部为止的制冷剂成为气液二相状态,制冷剂量在低压侧临时增加,所以接收器25、第1过冷却器22、热源侧热交换器23等高压侧成为制冷剂不足的状态。此外,打开吸入注入用电磁阀75的情况是在长期停止后的降温时等,当压缩机21的吸入气体温度异常地上升时等进行的,这是少有的状况。

因此,在压缩机21的运转过程中,且在打开吸入注入用电磁阀75的情况下,以及在从吸入注入用电磁阀75的从打开到关闭起的一定时间,从吸入注入用电磁阀75起到压缩机21的吸入部为止的制冷剂成为气液二相状态,制冷剂量在低压侧临时增加,接收器25、第1过冷却器22、热源侧热交换器23等高压侧成为制冷剂不足的状态,所以不进行制冷剂不足的判定。此外,在上述内容中,对当在利用第2注入回路73进行注入时不进行制冷剂不足的判定的例子进行了说明,但也可以构成为当在利用第1注入回路71进行注入时,不进行制冷剂不足的判定。在该情况下,只要通过注入量调整阀72的开度等来进行是否进行制冷剂不足的判定的判断即可。

[例外条件4(热源侧风扇的风量下降时)]

在上述的例外条件1~例外条件3中,对在高压侧的制冷剂临时不足的情况下不进行制冷剂量判定的例子进行了说明。例外条件4是使热源侧风扇27的风量下降的情况。使热源侧风扇27的风量下降的情况是指如下的情况:例如,当在外部空气下降的情况下高压过度下降时,利用侧膨胀阀41的压力差变小而无法确保制冷剂的流量,因此,为了以某种程度较高地维持高压,使热源侧风扇27的风量下降。另外,例如也存在如下的情况:为了谋求热源侧风扇27的噪音的降低,使热源侧风扇27的风量下降。

对于温度效率t而言,当热源侧风扇27的风量下降时,冷凝温度变高,因此,冷凝温度与外部空气温度之差即最大能够取得的温度差a变大。此时,由于热源侧风扇27的风量下降,因此,与最大能够取得的温度差a相比,冷凝温度与第1过冷却器22的出口的温度之差即实际能够取得的温度差b没有变大。因此,在使热源侧风扇27的风量下降时,温度效率t下降。特别是在气温为-15℃左右的低外部空气时等,需要使热源侧风扇27接通/断开,通常为7k~15k左右的最大能够取得的温度差a变为30k~50k,温度效率t下降。因此,在使热源侧风扇27的风量下降的情况下、在外部空气温度与冷凝温度之差变大的情况下、或者在外部空气温度比某一温度低的情况下,不进行制冷剂不足的判定。

图10是表示热源侧风扇的风量与温度效率阈值的关系的一个例子的图。如图10所示,与热源侧风扇27的风量多时的温度效率阈值t3相比,将在使热源侧风扇27的风量下降的情况下的温度效率阈值t2设定为小的值,从而也能够抑制使用温度效率t的制冷剂量判定有可能会成为误判。

[例外条件5(压缩机停止过程中、起动压缩机后的一定时间)]

例外条件5是压缩机停止过程中、起动压缩机后的一定时间。图11是说明起动压缩机前和起动压缩机后的冷凝温度、外部空气温度、第1过冷却器的出口温度以及温度效率的关系的图。例如,考虑在长期停止压缩机21后使压缩机21起动的情况。在压缩机21的长期停止过程中,外部空气温度、第1过冷却器22的出口温度、冷凝温度大致相等。在该情况下,如果所有的温度都相等,则温度效率t=b/a=0/0。但是,实际上,由于传感器的偏差,例如,冷凝温度为25.0℃,外部空气温度为24.9℃,第1过冷却器22的出口温度为24.8℃,温度效率t=b/a=0.2/0.1=2.0。此外,上述的例子是一个例子,实际上,在压缩机21的长期停止过程中,由于传感器的偏差等,温度效率t会大幅变动。当在时刻m1起动压缩机21时,温度效率t在时刻m2稳定为0.0~1.0之间的值。此外,从时刻m1起到时刻m2为止的时间例如为30秒~1分钟左右。

如上所述,在从压缩机21的停止过程中起动压缩机21后的一定时间,温度效率t为不稳定的状况,例如,在短时间地反复进行压缩机21的停止、运转的情况下,温度效率t低的状况持续。其结果为,即使在制冷剂没有发生泄漏的情况下,利用温度效率t的制冷剂判定也有可能会为制冷剂不足。因此,在从压缩机21的停止过程中起动压缩机21后的一定时间,不进行制冷剂不足的判定。

[制冷剂量判定动作]

图12是说明图1所记载的制冷装置的制冷剂量判定动作的一个例子的图。本实施方式的制冷装置1使用第1过冷却器22的温度效率t来进行制冷剂量的判定。此外,以下说明的制冷剂量的判定也能够应用于设置制冷装置1时的制冷剂填充作业、或者进行制冷装置1的维护时的制冷剂填充作业。另外,也可以在接受来自远程装置(未图示)的指示时,执行制冷剂量判定动作。

在图12的步骤st1中,图1所记载的制冷装置1进行常规运转控制。在制冷装置1的常规运转控制下,热源侧控制部31例如获取传感器类所检测的制冷剂回路10的压力以及温度等运转数据,使用运转数据来运算冷凝温度以及蒸发温度等目标值以及偏差等控制值,并进行致动器类的控制。以下,对致动器类的动作进行说明。

例如,热源侧控制部31控制压缩机21的运转频率,以使制冷装置1的制冷循环的蒸发温度与目标温度(例如0℃)一致。此外,制冷循环的蒸发温度也能够通过将吸入压力传感器34a所检测的压力换算成饱和温度来得到。例如,热源侧控制部31在当前的蒸发温度比目标温度高的情况下使压缩机21的运转频率上升,在当前的蒸发温度比目标值低的情况下使压缩机21的运转频率下降。

另外,例如,热源侧控制部31控制向热源侧热交换器23吹送空气的热源侧风扇27的转速,以使制冷装置1的制冷循环的冷凝温度与目标温度(例如45℃)一致。此外,制冷装置1的制冷循环的冷凝温度也能够通过将排出压力传感器34b所检测的压力换算成饱和温度来得到。例如,热源侧控制部31在当前的冷凝温度比目标温度高的情况下增大热源侧风扇27的转速,在当前的冷凝温度比目标温度低的情况下减小热源侧风扇27的转速。

另外,例如,热源侧控制部31使用从传感器类得到的信号来调整第1注入回路71的注入量调整阀72的开度,或者调整第2注入回路73的吸入注入用电磁阀75的开度。例如,热源侧控制部31在当前的压缩机21的排出温度高的情况下,使注入量调整阀72或者吸入注入用电磁阀75为打开状态,在当前的压缩机21的排出温度低的情况下,关闭注入量调整阀72或者吸入注入用电磁阀75。另外,例如,热源侧控制部31进行向利用侧组件4吹送空气的利用侧风扇43的转速的控制。

在步骤st2中,热源侧控制部31例如使用热源侧热交换器23的出口温度、第1过冷却器22的出口的温度、吸入外部空气温度传感器33c所检测的外部空气温度以及排出压力传感器34b所检测的压力等,进行第1过冷却器22的温度效率t的运算。

在步骤st3中,热源侧控制部31获取制冷装置1的运转状态。在制冷装置1的运转状态符合上述“制冷剂量判定的例外条件”的情况下,返回到步骤st1,在制冷装置1的运转状态不符合上述“制冷剂量判定的例外条件”的情况下,进入到步骤st4。

在步骤st4中,热源侧控制部31判定由步骤st1进行的制冷装置1的运转控制是否稳定。在制冷装置1的运转控制不稳定的情况下,返回到步骤st1,在制冷装置1的运转控制稳定的情况下,进入到步骤st5。

在步骤st5中,热源侧控制部31通过比较制冷剂量判定参数与制冷剂量判定参数的基准值,从而进行制冷剂量是否适当的判定。具体而言,求解第1过冷却器22的温度效率t与判定阈值tm的偏差量δt(=t-tm),并判定偏差量δt是否为正值。在偏差量δt为正的情况下,热源侧控制部31判断为制冷剂量并未不足,进入到步骤st6。在偏差量δt为负的情况下,热源侧控制部31判断为制冷剂量不足,进入到步骤st7。此时,对于第1过冷却器22的温度效率t而言,与使用瞬时值相比,优选取为在时间上不同的多个温度效率t的移动平均。通过取为在时间上不同的多个温度效率t的移动平均,也能够顾及到制冷循环的稳定。此外,判定阈值tm例如可以预先存储于热源侧控制部31的存储部3c,也可以由遥控器或者开关等的输入来设定,也可以根据来自远程装置(未图示)的指示设定。

当在步骤st5中的制冷剂量判定结果为制冷剂量合适的情况下,在步骤st6中,热源侧控制部31进行制冷剂量合适的意思的输出。在制冷剂量合适的情况下,例如,在配设于制冷装置1的led或者液晶等显示部(未图示)显示制冷剂量合适的意思,或者将制冷剂量合适的意思的信号向远程装置(未图示)发送。

当在步骤st5中的制冷剂量判定结果为制冷剂量不足的情况下,在步骤st7中,热源侧控制部31进行制冷剂量异常的意思的输出。在制冷剂量异常的情况下,例如,在配设于制冷装置1的led或者液晶等显示部(未图示)显示制冷剂量异常的意思的警报,或者将制冷剂量异常的意思的信号向远程装置(未图示)发送。此外,由于也存在在制冷剂量异常的情况下需要紧急处理的情况,所以也可以构成为通过电话线路等,向服务人员直接报告异常的产生。

此外,在上述的实施方式中,在步骤st2中进行温度效率t的运算,在步骤st3以及步骤st4中进行是否进行制冷剂量的判定的判断,但也可以在步骤st3以及步骤st4之后执行步骤st2。通过在进行了是否进行制冷剂量的判定的判断之后进行温度效率t的运算,能够降低热源侧控制部31进行运算的处理量。

如上所述,在本实施方式中,利用温度效率t来进行在制冷装置1的制冷剂回路10中流动的制冷剂的量的判定,所以即使在假设制冷剂发生了泄漏的情况下,也能够提前检测出制冷剂的泄漏。

而且,在本实施方式中,获取制冷装置1的运转状态,在制冷装置1的运转状态符合“制冷剂量判定的例外条件”的情况下,不进行利用温度效率t的制冷剂量判定,所以能够抑制制冷剂量的误判的可能性。其结果为,在本实施方式中,能够使制冷剂量为合适的量,所以能够降低制冷剂的成本。而且,在本实施方式中,由于制冷剂量为合适的量,所以即使在假设制冷剂发生了泄漏的情况下,也能够降低制冷剂向大气放出的量。而且,在本实施方式中,由于制冷剂量为合适的量,所以即使在假设膨胀阀等的动作异常而产生液体回流的情况下,也能够减少向压缩机21的液体回流量。因此,本实施方式的制冷装置1的可靠性提高。

此外,在上述说明的运转控制中,没有进行特定冷凝温度、蒸发温度的控制,但也可以以例如使冷凝温度、蒸发温度成为恒定的方式进行控制。另外,例如,也可以将压缩机21的运转频率和热源侧组件2的热源侧风扇27的转速设为恒定值,而不进行冷凝温度和蒸发温度的控制。另外,例如,也可以以使冷凝温度和蒸发温度中的任意一方成为目标值的方式进行控制。通过将制冷装置1的运转状态控制为一定的条件,第1过冷却器22的过冷却度的变动、根据过冷却度变动的运转状态量的变动变小,阈值的确定变得容易,易于进行制冷剂量不足的判定。

另外,通过将本实施方式的制冷剂量判定动作应用于制冷装置1的设置初始的制冷剂填充作业,或者将其应用于在维护时将制冷剂一次排出而再次填充时的制冷剂填充作业,从而能够实现制冷剂填充作业的时间缩短、作业者的负荷减轻。

[变形例1]

图13是图1的变形例1。如图13所示,与图1所记载的制冷装置1相比,变形例1的制冷装置1a的热源侧组件2a在第1过冷却器22的下游还具有第2过冷却器26。此外,第2过冷却器26相当于本发明的“过冷却器”。第2过冷却器26例如构成为包括二重管或者板型热交换器等,使在热源侧制冷剂回路10b中流动的高压的制冷剂与在第1注入回路71a中流动的中间压的制冷剂进行热交换。通过第2过冷却器26后的制冷剂的一部分利用注入量调整阀72而被膨胀,成为中间压的制冷剂,并与通过第2过冷却器26的制冷剂进行热交换。其结果为,在变形例2中,从接收器25流入并利用第2过冷却器26进行热交换的高压的制冷剂进一步被过冷却。另外,从注入量调整阀72流入并利用第2过冷却器26进行热交换的中间压的制冷剂成为干燥度高的制冷剂,为了降低压缩机21的排出温度而注入到压缩机21的吸入侧。对于变形例1中的制冷剂判定动作而言,通过使用第1过冷却器22的温度效率、第2过冷却器26的温度效率、或者第1过冷却器22以及第2过冷却器26的温度效率来进行制冷剂判定动作即可。此外,在变形例1中,也可以为如下的结构:省略第1过冷却器22,使从接收器25流出的制冷剂流入到第2过冷却器26。

本发明并不限定于上述的实施方式,能够在本发明的范围内进行各种变更。即,可以适当地对上述实施方式的结构进行改良,另外,也可以以其它结构代替上述实施方式的至少一部分。而且,对于对其配置没有特别限定的结构要件而言,不限于在实施方式中公开的配置,可以配置在能够达到其功能的位置。

附图标记说明

1:制冷装置;1a:制冷装置;2:热源侧组件;2a:热源侧组件;3:控制部;3a:获取部;3b:运算部;3c:存储部;3d:驱动部;3e:输入部;3f:输出部;4:利用侧组件;5:过冷却热交换器;6:液体制冷剂延长配管;7:气体制冷剂延长配管;10:制冷剂回路;10a:利用侧制冷剂回路;10b:热源侧制冷剂回路;21:压缩机;22:第1过冷却器;23:热源侧热交换器;24:储液器;25:接收器;26:第2过冷却器;27:热源侧风扇;28:液体侧截止阀;29:气体侧截止阀;31:热源侧控制部;32:利用侧控制部;33a:吸入温度传感器;33b:排出温度传感器;33c:吸入外部空气温度传感器;33d:过冷却器高压侧出口温度传感器;33e:利用侧热交入口温度传感器;33f:利用侧热交出口温度传感器;33g:吸入空气温度传感器;34a:吸入压力传感器;34b:排出压力传感器;41:利用侧膨胀阀;42:利用侧热交换器;43:利用侧风扇;71:第1注入回路;71a:第1注入回路;72:注入量调整阀;73:第2注入回路;74:毛细管;75:吸入注入用电磁阀;t:温度效率;t1:温度效率阈值;t2:温度效率阈值;t3:温度效率阈值。

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