制冷循环装置制造方法

制冷循环装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及制冷循环装置(1)，其使作为非共沸混合制冷剂的制冷剂在压缩机(21)、冷凝器(22)、膨胀阀(23)、蒸发器(24)通过制冷剂配管被连接成的制冷循环中循环，其中，基于在制冷循环运转中制冷剂温度及制冷剂压力变化前后的状态计算制冷剂的循环组分值，并通过基准组分值、制冷剂的循环组分值对校正第二温度传感器(45)的dT进行计算，并对校正压力传感器(44)的dP进行计算，通过dT校正出口侧的制冷剂的温度的值，通过dP校正制冷剂的压力的值，使制冷循环运转。
【专利说明】制冷循环装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及制冷循环装置，尤其是关于制冷循环内的循环组分的检测。

【背景技术】
[0002] 以往的制冷循环装置具有压缩机、冷凝器、减压装置及蒸发器，它们通过制冷剂配 管被连接，由此形成制冷循环。另外，一般来说，在采用了非共沸混合制冷剂的制冷循环装 置中，由于非共沸混合制冷剂所包括的制冷剂的沸点分别不同，所以循环的制冷剂的组分 有时发生变化。尤其，在制冷循环装置的规模大的情况下，该制冷剂组分的变化是显著的。 也就是说，在制冷剂组分发生变化时，即使在同一压力条件下，冷凝温度、蒸发温度也可能 变化。在制冷剂组分发生变化的情况下，换热器中的制冷剂饱和温度变得不适当。由此，在 换热器中，制冷剂的冷凝液化或蒸发气化变得困难。其结果，存在热交换效率降低的可能 性。
[0003] 另外，在制冷剂组分发生变化时，即使换热器的制冷剂流出侧是同一温度、同一压 力，过热、过冷也可能发生变化。也就是说，因在被吸入压缩机之前，不能采取适当的过热， 液体制冷剂直接流入压缩机。液体制冷剂与气体制冷剂相比，单位体积的密度高，从而压缩 机要压缩液体制冷剂时，过大的驱动扭矩施加于压缩机。由此，压缩机可能会损伤。
[0004] 另外，因在流入膨胀阀之前，不能采取适当的过冷，不能成为气液二相状态的制冷 齐IJ，其结果，在膨胀阀中可能产生制冷剂音，或者可能发生制冷剂的不稳定现象。
[0005] 因此，作为在制冷循环装置内循环的制冷剂组分的变动幅度变小的结构，公知具 有高压侧的制冷剂存储装置（例如，储罐）的制冷循环装置。这样的制冷循环装置与具有 低压侧的制冷剂存储装置（例如，储液器）的制冷循环装置相比，在制冷循环装置内循环的 制冷剂组分的变动幅度能够变小。
[0006] 但是，即使是这样的结构，在制冷循环中发生制冷剂泄漏时，无论是要将制冷剂贮 存容器配置在低压侧，还是要将制冷剂贮存容器配置在高压侧，制冷剂组分的变动幅度都 变大。这意味着，反之，通过检测制冷剂组分的变动，能够检测制冷剂泄漏。
[0007] 因此，以往，作为为了进行热交换效率降低的抑制、压缩机损伤的避免、制冷剂音 发生的抑制、不稳定现象的抑制及制冷剂泄漏的检测，具有检测制冷剂组分的构件的制冷 循环装置有如下结构。即，以往的制冷循环装置形成为了旁通压缩机而被连接的旁通回路， 在该旁通回路中设置有双层管换热器和毛细管。而且，该制冷循环装置检测毛细管的制冷 剂流入侧温度、毛细管的制冷剂流出侧温度及毛细管的制冷剂流出侧压力，基于这些检测 结果算出制冷剂组分。另外，在这样的制冷循环装置中，具有使压缩机旁通的旁通回路，在 该旁通回路内连接有双层管换热器及毛细管，在该毛细管的入口侧设置有温度检测器，在 该毛细管的出口侧设置有与入口侧不同的温度检测器和压力检测器。
[0008] 这样的制冷循环装置使非共沸混合制冷剂在制冷循环内循环，通过上述2个温度 检测器、压力检测器检测非共沸混合制冷剂的温度和压力，使检测到的温度和压力等同于 制冷剂的组分关系式，由此求出制冷剂组分（例如，参照专利文献1)。
[0009] 另外，以往的制冷循环装置具有压缩机、四通阀、冷凝器、膨胀阀及蒸发器，它们通 过制冷剂配管被连接，构成了制冷循环。另外，在这样的制冷循环装置中，在压缩机的吸入 管上具有吸入压力传感器和吸入温度传感器，用于检测制冷剂回路的低压压力和吸入管的 制冷剂温度（例如，参照专利文献2)。
[0010] 专利文献2的制冷循环装置根据由吸入温度传感器检测的制冷剂温度算出饱和 压力，基于由吸入压力传感器检测的压力相对于该饱和压力的偏差，校正吸入压力传感器 的输出值。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1:日本特开平11-63747号公报（[0027]、[0036]?[0041]段，图1，及 图5)
[0014] 专利文献2:日本特开2005-106380号公报（[0014]?[0016]段及图1)


【发明内容】

[0015] 发明要解决的课题
[0016] 在以往的制冷循环装置（专利文献1)中，使非共沸混合制冷剂在毛细管中流动， 基于非共沸混合冷在该毛细管中发生膨胀的过程的前后状态，求出制冷剂组分。在这样的 过程中，在从毛细管流出的出口侧，非共沸混合制冷剂为二相状态。
[0017] 其结果，受到出口侧的温度检测器、出口侧的压力检测器的测定误差的很大影响。 由此，必须使用检测精度高的温度检测器、检测精度高的压力检测器，成本增加。另外，即使 在该制冷循环装置组装了检测精度高的温度检测器、检测精度高的压力检测器，当存在偏 差时，检测精度降低，从而组装成本也变高。因此，若要正确地检测制冷循环内的循环组分， 则会导致高成本。
[0018] 另外，在以往的制冷循环装置（专利文献2)中，基于上述吸入温度传感器，校正上 述吸入压力传感器的输出值，从而吸入压力传感器的精度依赖于吸入温度传感器，不能同 时校正吸入温度传感器的输出值和吸入压力传感器的输出值。
[0019] 而且，在制冷循环装置中，在制冷剂回路中循环的制冷剂是非共沸制冷剂的情况 下，即便制冷循环装置要基于由吸入温度传感器检测的制冷剂温度算出饱和压力，饱和温 度和饱和压力的相关关系还因制冷剂干度而不同。由此，在非共沸制冷剂的循环组分不明 时，不能基于制冷剂温度正确地校正吸入压力传感器的输出值。另外，即使假设能够指定循 环组分，根据吸入温度传感器的配置位置，制冷剂干度变化，从而也不能基于吸入温度传感 器正确地校正吸入压力传感器的输出值。因此，虽然这样的制冷循环装置是低成本的，但不 能正确地检测制冷循环内的循环组分。
[0020] 像这样，以往的制冷循环装置（专利文献1、2)存在如下问题，若要正确地检测制 冷循环内的循环组分，则会导致高成本，若要达到低成本，则不能正确地检测制冷循环内的 循环组分。
[0021] 本发明是为解决上述问题而研发的，其目的是提供一种制冷循环装置，能够实现 低成本，并且能够比以往更正确地检测制冷循环内的循环组分。
[0022] 本发明的制冷循环装置使非共沸混合制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器 通过制冷剂配管被连接成的制冷循环中循环，并具有：温度检测构件，其检测从所述压缩机 排出的所述非共沸混合制冷剂成为气液二相状态的部位的入口侧和出口侧的制冷剂温度； 压力检测构件，其检测所述出口侧的制冷剂压力；检测控制部，其基于由所述温度检测构件 检测的所述非共沸混合制冷剂的温度的值及由所述压力检测构件检测的所述非共沸混合 制冷剂的压力的值，计算所述非共沸混合制冷剂的循环组分值；校正控制部，其基于由所述 检测控制部计算的所述循环组分值，校正所述非共沸混合制冷剂的温度的值及所述非共沸 混合制冷剂的压力的值中的至少一方；和控制部，其驱动所述压缩机，所述检测控制部基于 向所述制冷循环填充时的所述非共沸混合制冷剂的填充组分，计算作为成为基准的循环组 分值的基准组分值，并使所述制冷循环运转，基于所述非共沸混合制冷剂的温度的值及所 述非共沸混合制冷剂的压力的值变化前后的状态，计算所述非共沸混合制冷剂的循环组分 值，所述校正控制部基于所述基准组分值及所述非共沸混合制冷剂的循环组分值，计算对 检测所述出口侧的制冷剂温度的温度检测构件的检测结果进行校正的温度修正值及对所 述压力检测构件的检测结果进行校正的压力修正值中的至少一方，所述控制部基于所述校 正控制部的校正后的所述检测控制部的检测结果，驱动所述压缩机，由此使所述制冷循环 运转。
[0023] 发明的效果
[0024] 本发明具有如下效果，S卩，能够提供一种制冷循环装置，因为将基于检测结果求出 了循环组分时的制冷剂的温度和制冷剂的压力校正为基准组分值时的制冷剂的温度和制 冷剂的压力，从而能够实现低成本，并且能够比以往更正确地检测制冷循环内的循环组分， 因此是实用的，能够提高运转时的工作可靠性。

【专利附图】

【附图说明】
[0025] 图1是表示本发明的实施方式1的制冷循环装置1的制冷剂回路结构的一例的 图。
[0026] 图2是表示用于说明以往的传感器误差的影响的莫里尔图的一例的图。
[0027] 图3是用于说明本发明的实施方式1的校正控制处理的流程图。
[0028] 图4是用于说明本发明的实施方式1的循环组分α，计算处理的详细情况的流 程图。
[0029] 图5是表示本发明的实施方式1的在规定的循环组分中的非共沸混合制冷剂的温 度、干度和压力的相关关系的线图的一例的图。
[0030] 图6是表示本发明的实施方式1的在规定压力下的非共沸混合制冷剂的循环组 分、温度和干度的相关关系的线图的一例的图。
[0031] 图7是表示本发明的实施方式1的在规定干度下的非共沸混合制冷剂的温度、循 环组分和压力的相关关系的线图的一例的图。
[0032] 图8是用于说明本发明的实施方式1的循环组分α，计算处理的详细情况的流 程图。

【具体实施方式】
[0033] 以下，对本发明的实施方式使用附图详细说明。
[0034] 实施方式1
[0035] 图1是表示本发明的实施方式1的制冷循环装置1的制冷剂回路结构的一例的 图。
[0036] 这里，在本发明的实施方式1中，制冷循环装置1将非共沸混合制冷剂作为制冷剂 使用。该制冷循环装置1通过检测该非共沸混合制冷剂的制冷剂组分，进行膨胀阀23 (下 述）的开度等的各种设备的控制。以下说明的制冷循环装置1既是低成本，也能够正确地 检测制冷循环内的循环组分。
[0037] 此外，在以下的说明中，制冷剂组分不仅是指填充的制冷剂组分、制冷循环的各构 成要素中存在的制冷剂组分，还指在制冷循环中循环的制冷剂组分。
[0038] 如图1所示，制冷循环装置1具有制冷剂回路11、组分检测回路12及控制装置13， 它们有机地工作，由此，提高运转时的工作可靠性，并且能够向室内等（未图示）供给冷风 等。此外，对控制装置13,利用框图进行说明。
[0039] 以下，对制冷循环装置1的各结构进行说明。
[0040] 制冷剂回路11用于将冷风等供给到该室内等，并具有压缩制冷剂的压缩机21、使 制冷剂冷凝液化的冷凝器22、使制冷剂减压并膨胀的膨胀阀23、使制冷剂蒸发气化的蒸发 器24及存储剩余制冷剂的储液器25等，它们通过制冷剂配管被连接。
[0041] 制冷剂回路11如上所述地采用非共沸混合制冷剂，作为低沸点的制冷剂采用例 如R32,作为高沸点的制冷剂采用氢氟烯烃系制冷剂，例如HF01234yf。该R32的填充组分 是44(wt% ),该HF01234yf的填充组分是56(wt% )。而且，填充组分的情况下，该非共沸 混合制冷剂的地球变暖系数（GWP:Global Warming Potential)为300。这里所谓的地球 变暖系数是指以二氧化碳为基准表示其他温室效应气体的促进变暖的能力的数字。
[0042] 此外，这里，对非共沸混合制冷剂的填充组分的一例进行了说明，但当然不限于 此。即，也可以采用其他组合的非共沸混合制冷剂。例如，作为高沸点的制冷剂当然也可以 采用 HF01234ze。
[0043] 以下，对制冷剂回路11的各结构进行说明。
[0044] 压缩机21吸入制冷剂，压缩该制冷剂成为高温高压的状态，并排出高温高压的制 冷剂。压缩机21是由例如能够控制容量的变频压缩机等构成的。压缩机21的处于排出 侧的排出管（未图示）通过制冷剂配管被连接在冷凝器22。另外，压缩机21的处于排出 侧的排出管通过第一旁通配管51a(下述）被连接在高低压换热器41 (下述）的第一端口 52a(下述）。压缩机21的处于吸引侧的吸入管（未图示）通过制冷剂配管被连接在储液 器25。另外，压缩机21的处于吸引侧的吸入管通过第四旁通配管51d(下述）被连接在高 低压换热器41(下述）的第四端口 52d(下述）。
[0045] 冷凝器22通过空气等热介质，使从压缩机21被供给的高温高压的制冷剂冷凝液 化。冷凝器22的一端通过制冷剂配管被连接在压缩机21，另一端通过制冷剂配管被连接在 膨胀阀23。此外，在冷凝器22中附设有送风风扇（未图示）。该送风风扇用于促进从该送 风风扇供给的空气和在冷凝器22内流动的制冷剂之间的热交换。与该制冷剂进行热交换 后的空气通过该送风风扇的作用被排出到例如室外等。
[0046] 膨胀阀23使从冷凝器22流入的液体制冷剂减压并膨胀，由此使液体制冷剂成为 气液二相制冷剂。膨胀阀23能够开度可变地控制，例如，由电子式膨胀阀等构成。膨胀阀 23的一端通过制冷剂配管被连接在冷凝器22,另一端通过制冷剂配管被连接在蒸发器24。 [0047] 蒸发器24通过空气等的热介质，使从膨胀阀23流入的气液二相制冷剂蒸发气化。 蒸发器24的一端通过制冷剂配管被连接在膨胀阀23,另一端通过制冷剂配管被连接在储 液器25。此外，在蒸发器24中附设有送风风扇（未图示）。该送风风扇促进从该送风风扇 供给的空气和在蒸发器24内流动制冷剂之间的热交换。与该制冷剂进行热交换后的空气 通过该送风风扇的作用，被供给到例如室内、仓库等空调对象空间等。
[0048] 储液器25存储例如伴随压缩机21的输出的变化等的过渡性的运转变化、外气温 度的转换而产生的剩余制冷剂。储液器25的一端通过制冷剂配管被连接在蒸发器24,另一 端通过制冷剂配管被连接在压缩机21的吸入侧。
[0049] 以下，对在制冷剂回路11内循环的制冷剂的状态变化进行说明。
[0050] 被压缩机21压缩的高温高压的气体制冷剂流入冷凝器22,并被冷凝液化成为液 体制冷剂。然后，从冷凝器22流出的该液体制冷剂流入膨胀阀23并被减压成为气液二相 制冷剂。然后，从膨胀阀23流出的低压的气液二相制冷剂流入蒸发器24被蒸发气化成为 气体制冷剂。从蒸发器24流出的气体制冷剂流入储液器25,存储根据制冷循环装置1的运 转条件、负载条件等产生的剩余制冷剂。未被存储在储液器25而从储液器25流出的气体 制冷剂被吸入压缩机21，再次被压缩。
[0051] 此外，蒸发器24、储液器25的出口处的制冷剂的状态也可以不是过热气体，而是 高干度的低压二相状态。像这样形成制冷剂回路11，制冷剂回路11向室内等空调对象空间 等供给进行了热交换的空气。
[0052] 此外，关于上述说明的制冷剂回路11的结构，示出了一例，当然不限于此。
[0053] 以下，对制冷循环装置1的结构之一的组分检测回路12进行说明。首先，对组分 检测回路12的各结构进行说明。
[0054] 组分检测回路12通过检测循环组分，使运转时的工作可靠性提高。组分检测回路 12具有高低压换热器41、第一温度传感器42、减压机构43、压力传感器44及第二温度传感 器45等。
[0055] 高低压换热器41用于对高压的非共沸混合制冷剂和低压的非共沸混合制冷剂进 行热交换，由供从压缩机21排出的高压的非共沸混合制冷剂流动的高压配管41a和供被减 压机构43减压并大量包含高沸点制冷剂的非共沸混合制冷剂流动的低压配管41b形成。高 低压换热器41的高压配管41a及低压配管41b例如采用双层配管形成。高压配管41a的 一端形成第一端口 52a，另一端形成第二端口 52b。另外，低压配管41b的一端形成第三端 口 52c，另一端形成第四端口 52d。
[0056] 此外，总称第一端口 52a、第二端口 52b、第三端口 52c及第四端口 52d时，称为端 □ 52。
[0057] 减压机构43用于对制冷剂减压，例如，由流路阻力固定的毛细管形成。减压机构 43的一端通过第二旁通配管51b被连接在高低压换热器41的第二端口 52b。减压机构43 的另一端通过第三旁通配管51c被连接在高低压换热器41的第三端口 52c。即，减压机构 43在液体制冷剂流入入口侧时，通过对该制冷剂减压，使从出口侧流出的制冷剂成为二相 制冷剂。
[0058] 此外，上述说明的减压机构43无须使流路阻力固定。例如，也可以适当调整减压 机构43的开度，以便在减压机构43的入口侧为液体制冷剂、且在减压机构43的出口侧为 二相制冷剂。像这样，即使填充在制冷循环装置1的制冷剂回路11中的非共沸混合制冷剂 与最初填充时不同的情况下，通过调整减压机构43的开度，也能够使制冷循环装置1运转。
[0059] 第一温度传感器42用于检测减压机构43的入口侧的制冷剂温度，压力传感器44 用于检测减压机构43的出口侧的制冷剂压力，第二温度传感器45用于检测减压机构43的 出口侧的制冷剂温度。第一温度传感器42及第二温度传感器45由例如热敏电阻形成，并 将由热敏电阻检测的温度转换成电信号。另外，压力传感器44将由例如感压元件等检测的 压力转换成电信号。而且，第一温度传感器42、第二温度传感器45及压力传感器44以规定 周期检测制冷剂温度、制冷剂压力。
[0060] 此外，上述第一温度传感器42、压力传感器44及第二温度传感器45只是一例，当 然不限于此。
[0061] 此外，第一温度传感器42及第二温度传感器45的任意一方与本发明的温度检测 构件相当。
[0062] 此外，压力传感器44与本发明的压力检测构件相当。
[0063] 以下，以上述结构为前提，对组分检测回路12的整体的连接结构进行说明。组分 检测回路12如上所述地从压缩机21的排出管到高低压换热器41之间通过第一旁通配管 51a被连接。第一旁通配管51a的一端被直接连接在从压缩机21的排出管分支的配管，或 者通过与压缩机21的排出管连接的制冷剂配管被连接到分支的配管。也就是说，第一旁通 配管51a的一端被连接到从压缩机21的排出侧到冷凝器22之间。另外，第一旁通配管51a 的另一端被连接在高低压换热器41的第一端口 52a。
[0064] 组分检测回路12通过第二旁通配管51b被连接到从高低压换热器41到减压机构 43之间。第二旁通配管51b的一端被连接在高低压换热器41的第二端口 52b。另外，第二 旁通配管51b的另一端被连接在减压机构43的入口侧。
[0065] 组分检测回路12通过第三旁通配管51c被连接到从减压机构43到高低压换热器 41之间。第三旁通配管51c的一端被连接在减压机构43的出口侧。另外，第三旁通配管 51c的另一端被连接在高低压换热器41的第三端口 52c。
[0066] 组分检测回路12通过第四旁通配管51d被连接到在从高低压换热器41到压缩机 21的吸入管之间。第四旁通配管51d的一端被连接在高低压换热器41的第四端口 52d。 另外，第四旁通配管51d的另一端被直接连接在从压缩机21的吸入管分支的配管，或者通 过与压缩机21的吸入管连接的制冷剂配管被连接到分支的配管。也就是说，第四旁通配管 51d的另一端被连接到从压缩机21的吸入管到储液器25之间。
[0067] 此外，总称第一旁通配管51a、第二旁通配管51b、第三旁通配管51c及第四旁通配 管51d时，称为旁通配管51。
[0068] 此外，旁通配管51与本发明的旁通管相当。
[0069] 以下，对在组分检测回路12内循环的制冷剂的状态变化进行说明。组分检测回路 12从压缩机21的排出侧分支，通过高低压换热器41，在减压机构43中被减压膨胀，再次通 过高低压换热器41，向压缩机21的吸入侧合流。
[0070] 具体来说，首先，在高低压换热器41中，通过压缩机21的高温的气体制冷剂被热 交换，该气体制冷剂被冷却成为过冷却液体。其次，在减压机构43中，过冷却液体被减压成 为二相制冷剂。最后，在高低压换热器41中，二相制冷剂被过热而成为气体制冷剂。
[0071] S卩，在减压机构43的入口侧，制冷剂成为过冷却液体，并且在减压机构43的出口 侦牝制冷剂成为二相制冷剂，以此方式决定高低压换热器41和减压机构43的规格。
[0072] 因此，第一温度传感器42检测通过高低压换热器41之后且在减压机构43前的制 冷剂温度，压力传感器44检测二相制冷剂的制冷剂压力，第二温度传感器45检测二相制冷 剂的制冷剂温度。
[0073] 像这样形成了组分检测回路12。而且，如下所述，控制装置13基于组分检测回路 12的检测结果计算制冷剂的循环组分，组分检测回路12基于该计算结果校正第二温度传 感器45的输出值、压力传感器44的输出值。
[0074] 此外，关于上述说明的组分检测回路12的结构示出了一例，但不限于此。
[0075] 以下，对制冷循环装置1的结构之一的控制装置13进行说明。控制装置13综合 控制制冷循环装置1，并具有检测控制部61及校正控制部62等。
[0076] 具体来说，控制装置13综合控制膨胀阀23、压缩机21的转速和分别附设在冷凝 器22及蒸发器24上的送风风扇的转速等动作。另外，控制装置13基于检测控制部61的 检测结果，控制膨胀阀23、压缩机21的转速和分别附设在冷凝器22及蒸发器24上的送风 风扇的转速等动作。
[0077] 另外，控制装置13的详细情况在后面说明，但校正控制部62基于检测控制部61 的检测结果向组分检测回路12输出控制指令，或者直接控制组分检测回路12,来校正第二 温度传感器45的输出值、压力传感器44的输出值。
[0078] 检测控制部61基于第一温度传感器42、第二温度传感器45和压力传感器44的各 检测结果以及下述的式（4)和式（5)表示的函数，计算循环组分。
[0079] 检测控制部61存储下述的式（4)和式（5)。例如，设由第一温度传感器42检测的 值为、由第二温度传感器45检测的值为T 2、由压力传感器44检测的值为P时，检测控制 部61存储通过参数（1\、Τ2、Ρ)的多项式以将循环组分作为结果输出的方式被公式化得到 的公式。具体来说，被公式化得到的公式作为通过能够由电子计算机解释执行的算法表达 的程序被存储。在该情况下，在提供参数（TpTyP)时，通过调出该公式化的程序，来计算 循环组分。像这样，能够削减始终存储的数据。
[0080] 另外，检测控制部61也可以将下述式（4)和式（5)作为例如数据表存储。具体来 说，下述式（4)和式（5)由下述图5、6及7所示的相关关系表示。因此，预先作为离散的矩 阵式的数据作成图5、6及7所示的相关关系。而且，在提供参数（?\、Τ 2、Ρ)时，通过进行矩 阵式的数据的插值处理，求出循环组分。此时，插值处理通过任意的插值方法进行即可，例 如，通过线性插值等执行插值处理。在该情况下，只要能保持数据表即可，因此，也可以预先 存储在例如硬盘驱动器等，另外，也可以将存储在半导体存储器等中的数据内插到未图示 的存储装置。
[0081] 为了避免像这样每次将循环组分公式化来进行计算，通过将下述式（4)和式（5) 作成数据表，能够减少计算时间，能够高速地求出循环组分。而且，由于能够高速地求出循 环组分，所以能够以早的时机进行第二温度传感器45的输出值和压力传感器44的输出值 的校正处理，能够使制冷循环装置1的控制稳定。
[0082] 另外，检测控制部61用于检测低沸点制冷剂的制冷剂组分。即，下述式（4)、式 (5) 及数据表与低沸点制冷剂的制冷剂组分相关。因此，设低沸点制冷剂的制冷剂组分的 值为α，用重量分数表示该制冷剂组分时，不用1?1〇〇的数值而用〇?1的数值表示时， 高沸点制冷剂的制冷剂组分能够通过l-α算出。另外，在用重量分数表示该制冷剂组分的 情况下，若低沸点制冷剂的制冷剂组分的值为α，则高沸点制冷剂的制冷剂组分能够通过 100-α算出。
[0083] 总之，关于制冷剂组分的表现方式，只要能够表现其中每一个制冷剂相对于整体 的混合制冷剂的比例即可，没有特别限定。
[0084] 另外，检测控制部61能够与第一温度传感器42、压力传感器44及第二温度传感 器45通信地被设定。例如，在检测控制部61由硬件实现时，检测控制部61和第一温度传 感器42、压力传感器44、、第二温度传感器45能够通过有线或无线进行数据通信。另外，例 如，检测控制部61由软件实现时，经由规定的协议转换，检测控制部61和第一温度传感器 42、压力传感器44、第二温度传感器45也能够进行数据通信。
[0085] 此外，关于检测控制部61和第一温度传感器42、压力传感器44、第二温度传感器 45之间通信手段，没有特别限定。
[0086] 校正控制部62基于由检测控制部61计算的循环组分、下述基准组分值和下述式 (6) ，计算对第二温度传感器45的输出值和压力传感器44的输出值进行校正的修正值dP、 dT，并基于该dP、dT，校正第二温度传感器45的输出值和压力传感器44的输出值。
[0087] 校正控制部62存储下述基准组分值和式（3)。在该情况下，与采用检测控制部61 时同样地，校正控制部62将式（3)作为被公式化的公式存储。具体来说，被公式化的公式 作为由能够被电子计算机解释执行的算法表示的程序被存储。在该情况下，提供参数（T1、 T2、P)时，通过调出该被公式化的程序，来计算修正值dP、dT。像这样，能够削减始终存储的 数据。
[0088] 另外，校正控制部62也可以将下述基准组分值和式（3)作为例如数据表存储。具 体来说，下述基准组分值和式（3)用一定的相关关系表示。因此，预先作为离散的矩阵式的 数据作成该一定的相关关系。而且，在提供参数（TpTyP)时，通过进行矩阵式的数据的插 值处理，求出该基准组分值、dP和dT。此时，插值处理通过任意的插值方法进行即可，例如， 通过线性插值等执行插值处理。在该情况下，只要能够保持数据表即可，从而也可以例如预 先存储在硬盘驱动器等，另外，也可以将存储在半导体存储器等中的数据内插于未图示的 存储装置。
[0089] 这样，不用每次利用被公式化的公式计算循环组分，通过将下述基准组分值和式 (3)作成数据表，能够减少计算时间，从而能够高速地求出该基准组分值、dP、dT。而且，由 于能够高速地求出该基准组分值、dP、dT，从而能够以早的时机进行第二温度传感器45的 输出值和压力传感器44的输出值的校正处理，能够使制冷循环装置1的控制稳定。
[0090] 另外，校正控制部62能够与第一温度传感器42、压力传感器44及第二温度传感器 45通信地被设定。例如，在校正控制部62由硬件实现时，校正控制部62和第一温度传感器 42、压力传感器44、第二温度传感器45能够通过有线或无线进行数据通信。另外，例如，校 正控制部62由软件实现时，经由规定的协议转换，校正控制部62和第一温度传感器42、压 力传感器44、第二温度传感器45也能够进行数据通信。
[0091] 此外，关于校正控制部62和第一温度传感器42、压力传感器44、第二温度传感器 45之间的通信手段，没有特别限定。
[0092] 像这样形成控制装置13,控制装置13基于上述组分检测回路12的检测结果计算 制冷剂组分，基于通过计算求出的制冷剂组分，校正压力传感器44的输出值、第二温度传 感器45的输出值，基于通过校正了的压力传感器44的输出值、校正了的第二温度传感器45 的输出值检测的结果，控制压缩机21的转速，适当地综合控制形成制冷剂回路11或组分检 测回路12的各种设备等。
[0093] 此外，关于上述说明的控制装置13的结构，示出了一例，当然不限于此。
[0094] 此外，控制装置13的各功能可以由硬件实现，或者由软件实现。也就是说，表示控 制装置13的框图可以认为是硬件的框图，也可以认为是软件的功能框图。
[0095] 控制装置13的各功能由硬件实现的情况下，检测控制部61和校正控制部62由例 如微处理器单兀（Microprocessor Unit)形成。
[0096] 此外，在控制装置13的各功能也可以由微处理器单元以外的硬件实现。也可以例 如通过安装逻辑电路等这样的布线逻辑电路来实现。像这样，能够高速地处理控制装置13 的各功能。
[0097] 另外，控制装置13的各功能由软件实现的情况下，检测控制部61和校正控制部62 也可以例如作为程序模块被存储在SD存储卡等的半导体存储器等、硬盘驱动器。在该情况 下，通过未图示的ROM(只读存储器）、RAM(随机存取存储器）、CPU(中央处理器）等执行 处理。像这样，能够适当地更新控制装置13的各功能。例如，能够适当地更新式（4)或式 (5)的内容和数据表等，另外，能够预先存储。也就是说，能够适当地更新检测控制部61或 校正控制部62,另外，能够预先存储。
[0098] 另外，控制装置13的各功能也可以由固件实现。通过这样，能够适当地更新控制 装置13的各功能，并且与作为程序模块被安装相比，能够实现快的处理。例如，能够适当地 更新式（4)或式（5)的内容和数据表等，另外，还能够预先存储。也就是说，能够适当地更 新检测控制部61或校正控制部62,另外，能够预先存储。
[0099] 以下，对制冷剂组分变化的理由，以以下3个例子为例进行说明。此外，制冷剂组 分的变化是指在制冷循环中循环的制冷剂组分相对于填充在制冷循环中的制冷剂组分的 变化。
[0100] 首先，对第一例进行说明。储液器25内的制冷剂被分离成大量含有高沸点的制冷 剂（例如，HF01234yf)的液相和大量含有低沸点的制冷剂（例如，R32)的气相。而且，大量 含有高沸点的制冷剂的液相的制冷剂被存储在储液器25内。另一方面，大量含有低沸点的 制冷剂的气相的制冷剂从储液器25流出。
[0101] 像这样，在储液器25内，存在大量含有高沸点的制冷剂的液相的制冷剂。由此，相 对于在制冷循环内循环的全制冷剂来说，低沸点的组分增大。
[0102] 这里，对低沸点的组分相对于在制冷循环内循环的全制冷剂的比例减少的情况进 行说明。例如，制冷循环装置1具有多个室内机，假设这些室内机实施制热运转的情况。在 该情况下，一部分的室内机在短时间内停止制热运转时，液体制冷剂滞留于该室内机。由 此，相对于在制冷循环内循环的全制冷剂来说，低沸点的组分减少液体制冷剂的滞留的量。
[0103] 以下，对第二例进行说明。在从储液器25内的下方发生制冷剂泄漏的情况下，滞 留在储液器25的下方的液相的制冷剂泄漏。在该液相的制冷剂中大量含有高沸点的制冷 齐IJ。因此，在该情况下，相对于在制冷循环内循环的全制冷剂来说，低沸点的制冷剂的组分 增大。
[0104] 以下，对第三例进行说明。例如，连接冷凝器22和膨胀阀23的制冷剂配管那样， 在供液单相的制冷剂流动的制冷剂配管中发生制冷剂泄漏的情况下，低沸点的制冷剂这一 方容易气化，从而低沸点的制冷剂大量泄漏。由此，相对于在制冷循环内循环的全制冷剂来 说，高沸点的制冷剂的组分增大。
[0105] 此外，除了上述第一?第三例以外，根据制冷剂泄漏的方式，液体制冷剂也可能泄 漏，在储液器25中不存在液体制冷剂的情况下，也有制冷剂组分不变的情况。
[0106] 无论如何，在循环的制冷剂组分发生变化时，即使是相同压力，焓也变化。由此，制 冷循环装置1的能力变化。因此，为了使制冷循环装置1发挥要求的能力，在正确地检测循 环的制冷剂组分的基础上，制冷循环装置1必须被运转控制。
[0107] 具体来说，使用图2进行说明。图2是表示用于说明以往的传感器误差的影响的 莫里尔图的一例的图。即，如图2所示，在二相制冷剂时，温度及压力的计测误差是在莫里 尔图上被大幅影响的状态，在过冷却时，温度的计测误差是在莫里尔图上未被大幅影响的 状态。由此，在本实施方式的制冷循环装置1中，校正控制部62将检测二相制冷剂时的温 度的第二温度传感器45的输出值和检测二相制冷剂时的压力的压力传感器44的输出值作 为校正对象，但不将检测过冷却液体的温度的第一温度传感器42的输出值作为校正对象。
[0108] 因此，在本实施方式中，制冷循环装置1计算循环组分，以高精度检测循环的制冷 剂组分，利用该检测结果被运转控制。另外，能够以高精度检测该制冷剂组分，由此，能够抑 制制冷循环装置1的压缩机21损伤。由此，能够确保制冷循环装置1的可靠性。
[0109] 以下，以上述说明的结构为前提，对本发明的关键部分即校正各种传感器的输出 值的处理，使用图3进行说明。图3是用于说明本发明的实施方式1的校正控制处理的流 程图。这里所谓的校正控制处理是指计算第二温度传感器45和压力传感器44的修正值dP 及dT。由此，能够校正第二温度传感器45的输出值和压力传感器44的输出值。
[0110] 以下说明的校正控制处理是分别在2个状态下求出循环组分，通过求解由求出的 2个循环组分分别与成为基准的循环组分的差值表现的2个方程组，求出修正值dP和dT。
[0111] (步骤 S101)
[0112] 校正控制部62计算基准组分值α '
[0113] 这里，首先，对基准组分值进行说明。基准组分值是指校正控制部62校正第二温 度传感器45和压力传感器44时的基准值。
[0114] 在决定基准组分值时，着眼于制冷剂的循环组分根据制冷循环装置1的运转状态 变化的性质。具体来说，制冷剂的循环组分根据制冷循环装置1的运转状态变化，存在与制 冷剂的填充组分不同的情况。而且，着眼于制冷循环装置1的某运转状态时，也存在制冷剂 的循环组分和制冷剂的填充组分大致相等的状态。这样的状态是指在制冷循环内没有液体 制冷剂滞留的情况。即，这是在储液器25内没有液体制冷剂滞留的情况。为了成为这样的 状态，蒸发器24的出口侧的出口过热度为正即可。在该情况下，制冷剂的循环组分变得与 制冷剂的基准组分值大致相等。关于此时的状态，用式（1)表示。
[0115] [式 1]
[0116] 基准组分值α * =填充组分+ δ (1)
[0117] 这里，δ是用于从填充组分求出基准组分值的修正值，是l(wt% )左右的小的正 值。该s能够事先根据制冷循环装置1的规格计算并求出，是确定所谓的填充组分的公差 范围的偏置量。这是因为，在冷凝器22、蒸发器24内，虽然存在制冷剂二相域，但液体速度 比制冷剂二相域中的气体速度慢，从而在制冷循环内，气体制冷剂和液体制冷剂不对流。由 此，制冷剂的循环组分与制冷剂的填充组分大致相等，制冷剂的循环组分与制冷剂的基准 组分值大致相等。
[0118] 此外，这里，说明了 δ采用l(wt% )，但不限于此，也可以采用根据制冷循环装置 1的规格、使用环境而不同的值。
[0119] 此外，基准组分值与本发明中的成为基准的循环组分值相当。
[0120] (步骤 S102)
[0121] 控制装置13将制冷循环的运转状态设定成能够推定循环组分的第一状态。
[0122] 具体来说，能够推定循环组分的第一状态是指在储液器25中没有液体制冷剂滞 留的情况。为了成为这样的状态，蒸发器24的出口侧的出口过热度为正即可。
[0123] 更具体来说，控制装置13控制膨胀阀23的开度、压缩机21的转速、分别附设在冷 凝器22及蒸发器24上的送风风扇的转速等。由此，控制装置13设定成能够推定循环组分 的第一状态。
[0124] (步骤 S103)
[0125] 校正控制部62判定是否经过了一定时间。校正控制部62在经过了一定时间的情 况下，进入步骤S104。另一方面，校正控制部62在没有经过一定时间的情况下，返回步骤 S103。
[0126] 像这样，从被设定成能够推定循环组分的第一状态之后，成为待机状态一定时间， 由此，在以后的处理中，能够执行反映被设定的状态的处理。由此，这样的一定时间能够任 意地设定。例如，若能够尽早地向被设定的状态过渡这样的环境，则一定时间不需要设定得 长。与此相对，若是不能尽早地向被设定的状态过渡这样的环境，则一定时间需要设定得 长。另外，除此以外，在始终以规定间隔校正的情况下，也可以采用固定值确保一定时间。
[0127] (步骤 S104)
[0128] 校正控制部 62 检测 1^'、Τ/'、Pexplt)
[0129] 这里，T广是指能够推定循环组分的第一状态下的由第一温度传感器42检测的 制冷剂温度。另外，"^，是指能够推定循环组分的第一状态下的由第二温度传感器45检 测的制冷剂温度。另外是指能够推定循环组分的第一状态下的由压力传感器44检测 的制冷剂压力。
[0130] 校正控制部62检测IV'、Τ广Y P-i之后，将检测结果存储在未图示的存储部。
[0131] (步骤 S105)
[0132] 校正控制部62基于步骤S104中检测的1^'，使检测控制部61执行循 环组分α，计算处理，来计算循环组分α，。循环组分α，计算处理的详细情况参照图 4的流程图如下所述。
[0133] 像这样，通过执行步骤S102?步骤S105的处理，执行第一状态的循环组分计算处 理，并计算循环组分αΜ?1?5
[0134] 此外，循环组分α 与本发明中的循环组分值相当。
[0135] (步骤 S106)
[0136] 控制装置13将制冷循环的运转状态设定成能够推定循环组分的第二状态。
[0137] 具体来说，能够推定循环组分的第二状态是指在储液器25中没有液体制冷剂滞 留的情况。为成为这样的状态，蒸发器24的出口侧的出口过热度为正即可。
[0138] 更具体来说，控制装置13控制膨胀阀23的开度、压缩机21的转速、分别附设在冷 凝器22及蒸发器24上的送风风扇的转速等。由此，控制装置13设定成能够推定循环组分 的第二状态。
[0139] (步骤 S107)
[0140] 校正控制部62判定是否经过了一定时间。校正控制部62在经过了一定时间的 情况下，进入步骤S108。另一方面，校正控制部62在未经过一定时间的情况下，返回步骤 S107。
[0141] 像这样，从被设定成能够推定循环组分的第二状态之后，成为待机状态一定时间， 由此在以后的处理中，能够执行反映被设定的状态的处理。由此，这样的一定时间也能够任 意地设定。例如，若是能够尽早地向被设定的状态过渡这样的环境，则一定时间不需要设定 得长。与此相对，若是不能尽早地向被设定的状态过渡这样的环境，则一定时间需要设定得 长。另外，除此以外，在始终以规定的间隔进行校正的情况下，也可以采用固定值确保一定 时间。
[0142] (步骤 S108)
[0143] 校正控制部 62 检测 I\exp2、T2exp2、Pexp2。
[0144] 这里，T广p2是指能够推定循环组分的第二状态下的由第一温度传感器42检测的 制冷剂温度。另外，"^'是指能够推定循环组分的第二状态下的由第二温度传感器45检 测的制冷剂温度。另外，Ρ ΜΡ2是指能够推定循环组分的第二状态下的由压力传感器44检测 的制冷剂压力。
[0145] 校正控制部62检测I\exp2、T2exp2、P exp2之后，将检测结果存储在未图示的存储部。
[0146] 其中，步骤S104中检测的和步骤S108中检测的 至少需要成为式（2)所示的关系式。即，需要是能够推定循环组分的第一状态和能够推定 循环组分的第二状态为不同的状态。
[0147] [式 2]
[0148] P，关 Pexp2 或者 V'关 T2exp2 (2)
[0149] (步骤 S109)
[0150] 校正控制部62基于步骤S108中检测的，使检测控制部61执行循 环组分〇^2计算处理，来计算循环组分α Μ?2。循环组分αΜ?2计算处理的详细情况参照图 8的流程图如下所述。
[0151] 像这样，通过执行步骤S106?步骤S109的处理，来执行第二状态的循环组分计算 处理，并计算循环组分α Μ?2。
[0152] 此外，循环组分a eal2与本发明的循环组分值相当。
[0153] (步骤 S110)
[0154] 校正控制部62基于用式（3)表示的关系式，求出第二温度传感器45的修正值dT 和压力传感器44的修正值dP，并结束校正控制处理。
[0155] [式 3]
[0156]

【权利要求】
1. 一种制冷循环装置，其使非共沸混合制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器通过 制冷剂配管被连接成的制冷循环中循环，其特征在于，具有 ： 温度检测构件，其检测从所述压缩机排出的所述非共沸混合制冷剂成为气液二相状态 的部位的入口侧和出口侧的制冷剂温度； 压力检测构件，其检测所述出口侧的制冷剂压力； 检测控制部，其基于由所述温度检测构件检测的所述非共沸混合制冷剂的温度的值及 由所述压力检测构件检测的所述非共沸混合制冷剂的压力的值，计算所述非共沸混合制冷 剂的循环组分值； 校正控制部，其基于由所述检测控制部计算的所述循环组分值，校正所述非共沸混合 制冷剂的温度的值及所述非共沸混合制冷剂的压力的值中的至少一方；和 控制部，其驱动所述压缩机， 所述检测控制部基于向所述制冷循环填充时的所述非共沸混合制冷剂的填充组分，计 算作为成为基准的循环组分值的基准组分值，并使所述制冷循环运转，基于所述非共沸混 合制冷剂的温度的值及所述非共沸混合制冷剂的压力的值变化前后的状态，计算所述非共 沸混合制冷剂的循环组分值， 所述校正控制部基于所述基准组分值及所述非共沸混合制冷剂的循环组分值，计算对 检测所述出口侧的制冷剂温度的温度检测构件的检测结果进行校正的温度修正值及对所 述压力检测构件的检测结果进行校正的压力修正值中的至少一方， 所述控制部基于所述校正控制部的校正后的所述检测控制部的检测结果，驱动所述压 缩机，由此使所述制冷循环运转。
2. 如权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于， 所述校正控制部校正所述压力检测构件和所述温度检测构件，以使能在所述非共沸混 合制冷剂的循环组分值能够推定的第一状态下使所述制冷循环运转的由所述检测控制部 获得的第一制冷剂循环组分值、和能在所述非共沸混合制冷剂的循环组分值能够推定的第 二状态下使所述制冷循环运转的由所述检测控制部获得的第二制冷剂循环组分值，与所述 基准组分值一致。
3. 如权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于， 所述校正控制部校正所述压力检测构件，以使在所述非共沸混合制冷剂的循环组分 值能够推定的状态下使所述制冷循环运转，所述被推定的循环组分值和所述基准组分值一 致。
4. 如权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于， 所述校正控制部校正所述温度检测构件，以使在所述非共沸混合制冷剂的循环组分 值能够推定的状态下使所述制冷循环运转，所述被推定的循环组分值和所述基准组分值一 致。
5. 如权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于，具有： 旁通管，其使所述压缩机旁通； 减压机构，其被设置于所述旁通管，对从所述压缩机排出的非共沸混合制冷剂减压；和 高低压换热器，其使所述减压机构的上游侧的非共沸混合制冷剂和所述减压机构的下 游侧的非共沸混合制冷剂进行热交换， 所述温度检测构件被设置在所述减压机构的上游侧和所述减压机构的下游侧， 所述压力检测构件被设置在所述减压机构的下游侧， 所述检测控制部基于所述减压机构的下游侧的非共沸混合制冷剂的状态计算所述非 共沸混合制冷剂的循环组分值。
6. 如权利要求1或5所述的制冷循环装置，其特征在于， 所述检测控制部设定所述非共沸混合制冷剂的循环组分值的假定值， 并基于由所述温度检测构件检测的所述上游侧的非共沸混合制冷剂的温度的值、由所 述压力检测构件检测的所述下游侧的非共沸混合制冷剂的压力的值及该非共沸混合制冷 剂的循环组分值的假定值，计算干度， 并基于由所述温度检测构件检测的所述下游侧的非共沸混合制冷剂的温度的值、由所 述压力检测构件检测的所述下游侧的非共沸混合制冷剂的压力的值、和所述干度，计算所 述非共沸混合制冷剂的循环组分值， 在所述非共沸混合制冷剂的循环组分值的假定值和所述计算的结果一致时，将所述非 共沸混合制冷剂的循环组分值的假定值设定成所述非共沸混合制冷剂的循环组分值。
7. 如权利要求1、5或6所述的制冷循环装置，其特征在于， 具有储液器，其被连接在所述蒸发器和所述压缩机之间，存储在所述制冷循环中循环 的所述非共沸混合制冷剂中的成为剩余的非共沸混合制冷剂， 所述检测控制部，在所述制冷循环中循环的非共沸混合制冷剂作为液体制冷剂不滞留 在所述储液器时，计算所述非共沸混合制冷剂的循环组分值。
8. 如权利要求1、5?7中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，所述非共沸混合制 冷剂的循环组分值将填充到所述制冷循环的非共沸混合制冷剂的填充组分作为下限，将向 填充组分加入了 5wt%的非共沸混合制冷剂的组分作为上限。
9. 如权利要求1、5?8中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于， 所述检测控制部每当起动所述制冷循环，或者在所述制冷循环起动后经过一定的期间 时，计算所述非共沸混合制冷剂的循环组分值。
10. 如权利要求1、5?9中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于， 所述校正控制部具有在成为所述基准的循环组分值与所述非共沸混合制冷剂的循环 组分值的差为某一定值以上时判定非共沸混合制冷剂泄漏的功能。
11. 如权利要求1、5?10中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于， 关于所述非共沸混合制冷剂，两种成分以上的非共沸混合制冷剂中的低沸点制冷剂为 R32。
12. 如权利要求1、5?11中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于， 关于所述非共沸混合制冷剂，两种成分以上的非共沸混合制冷剂中的高沸点制冷剂为 氢氟烯烃系制冷剂。
【文档编号】F25B1/00GK104067070SQ201180076284
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2011年12月22日 优先权日:2011年12月22日
【发明者】岛津裕辅 申请人:三菱电机株式会社