JP7488478B2 - 冷凍サイクル装置及び冷媒漏洩を判定する方法 - Google Patents
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Description
本開示の冷凍サイクル装置の一例である空気調和装置100と、空気調和装置100を管理する監視装置200について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、空気調和装置100の概略構成図である。図2は、空気調和装置100及び空気調和装置100の監視装置200のブロック図である。
空気調和装置100の利用ユニット4、熱源ユニット2、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管8、及び制御ユニット50について、詳細を説明する。
利用ユニット4は、空調の対象空間や、対象空間の天井裏等に設置される。本実施形態では、利用ユニット4は、天井に設置される天井埋込カセット型のユニットである。ただし、利用ユニット4のタイプは、天井埋込カセット型に限定されるものではなく、天井に吊り下げられる天井吊下型、壁に設置される壁掛型、床に設置される床置型、天井裏に利用ユニット4全体が配置される天井埋込ダクト型等のユニットであってもよい。
第2熱交換器41では、第2熱交換器41の内部を流れる冷媒と、第2熱交換器41を通過する媒体との間で熱交換が行われる。本実施形態では、第2熱交換器41において、第2熱交換器41の内部を流れる冷媒と、空気調和の対象空間の空気との間で熱交換が行われる。
第2ファン42は、利用ユニット4のケーシングの図示しない空気の吸込口(図示省略)を介して、対象空間の空気をケーシング内に吸い込み、第2熱交換器41に供給する。第2熱交換器41において冷媒と熱交換した空気は、利用ユニット4のケーシングの図示しない空気の吹出口(図示省略)から対象空間へと吹き出す。
利用ユニット4は、センサとして、第4温度センサ44と、対象空間温度センサ45と、を有する(図1参照)。第4温度センサ44は、冷媒回路10内の所定の箇所の冷媒の温度又は圧力を計測するセンサの一例である。利用ユニット4は、第4温度センサ44及び対象空間温度センサ45以外のセンサを有してもよい。また、利用ユニット4は、第4温度センサ44に代えて、他の位置で冷媒の状態を表す量を計測するセンサを有してもよい。
第2制御ユニット43は、利用ユニット4を構成する各部の動作を制御する。
熱源ユニット2は、限定するものではないが、例えば空気調和装置100の設置される建物の屋上や、建物の周囲に設置される。
圧縮機21は、吸入管37aから冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入し、図示しない圧縮機構で冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出管37bに吐出する機器である。
流路切換機構22は、冷媒回路10における冷媒の流向を、第1流向D1と、第2流向D2と、の間で切り換える機構である。冷媒回路10における冷媒の流向が第1流向D1である時には、第1熱交換器23が凝縮器として機能し、第2熱交換器41が蒸発器として機能する。冷媒回路10における冷媒の流向が第2流向D2にある時には、第1熱交換器23が蒸発器として機能し、第2熱交換器41が凝縮器として機能する。
第1熱交換器23では、第1熱交換器23の内部を流れる冷媒と、第1熱交換器23を通過する媒体との間で熱交換が行われる。本実施形態では、第1熱交換器23において、第1熱交換器23の内部を流れる冷媒と、熱源ユニット2の周囲の空気(熱源空気)との間で熱交換が行われる。
第1膨張弁25及び第2膨張弁26は、膨張機構の一例である。第1膨張弁25及び第2膨張弁26は、液冷媒管37dを流れる冷媒の圧力や流量の調節を行う機構である。第1膨張弁25及び第2膨張弁26は、例えば開度可変の電子膨張弁である。
レシーバ24は、冷媒を貯留可能な容器である。
第1閉鎖弁28は、液冷媒管37dと液冷媒連絡配管6との接続部に設けられた弁である。第2閉鎖弁29は、第2ガス冷媒管37eとガス冷媒連絡配管8との接続部に設けられた弁である。第1閉鎖弁28及び第2閉鎖弁29は、例えば、手動で操作される弁である。空気調和装置100の運転中は、第1閉鎖弁28及び第2閉鎖弁29は開かれている。
第1ファン27は、熱源ユニット2のケーシングの図示しない空気の吸込口(図示省略)を介して、熱源ユニット2の外部の熱源空気をケーシング内に吸い込み、第1熱交換器23に供給する。第1熱交換器23において冷媒と熱交換した空気は、熱源ユニット2のケーシングの図示しない空気の吹出口(図示省略)から吹き出す。
熱源ユニット2は、センサとして、吸入温度センサ31と、吐出温度センサ32と、第1温度センサ33と、第2温度センサ34と、第3温度センサ35と、熱源空気温度センサ36と、を有する(図1参照)。吸入温度センサ31、吐出温度センサ32、第1温度センサ33、第2温度センサ34、及び第3温度センサ35は、冷媒回路10内の所定の箇所の冷媒の温度又は圧力を計測するセンサの一例である。熱源ユニット2は、吸入温度センサ31、吐出温度センサ32、第1温度センサ33、第2温度センサ34、第3温度センサ35、及び熱源空気温度センサ36以外のセンサを有してもよい。また、熱源ユニット2は、吸入温度センサ31、吐出温度センサ32、第1温度センサ33、第2温度センサ34、第3温度センサ35、及び熱源空気温度センサ36の一部のセンサだけを有していてもよい。
第1制御ユニット30は、熱源ユニット2を構成する各部の動作を制御する。
空気調和装置100は、連絡配管の一例として、液冷媒連絡配管6と、ガス冷媒連絡配管8と、を有する。以後、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管8をまとめて、連絡配管6,8と呼ぶ場合がある。
制御ユニット50は、熱源ユニット2の第1制御ユニット30と、利用ユニット4の第2制御ユニット43とが通信可能に接続されることによって構成されている。制御ユニット50は、第1制御ユニット30や第2制御ユニット43のマイクロコンピュータのCPUが、メモリに記憶されたプログラムを実行することで、空気調和装置100全体の動作の制御を行う。
制御部52は、空気調和装置100が、冷房運転及び暖房運転を行う際に、熱源ユニット2及び利用ユニット4の各部の動作を制御する。冷房運転及び暖房運転の際に、制御部52が空気調和装置100をどのように制御するかについては後述する。
制御部52は、リモコン60や、取得部の一例としての通信部56が取得した、携帯端末300の送信してくる各種指令や各種情報を受け付ける。
制御部52は、空気調和装置100のセンサの計測結果に基づいて、圧縮機21における冷媒の吐出過熱度(以後、単に吐出過熱度と呼ぶ場合がある)、蒸発器の出口における冷媒の過熱度(以後、吸入過熱度と呼ぶ場合がある)、及び、凝縮器の出口における冷媒の過冷却度(以後、単に過冷却度と呼ぶ場合がある)を検出する。ここで、値を検出するという語は、単一のセンサの計測結果を値として取得するという意味の他、複数のセンサの計測結果に基づいて値を算出する意味も含む。
制御部52は、各種センサの計測値に基づき、冷媒回路10からの冷媒漏洩の有無を判断する。
冷房運転時及び暖房運転時の空気調和装置100の動作について説明する。
制御部52が実行する冷房運転について説明する。
制御部52が実行する暖房運転について説明する。暖房運転は、空調負荷に応じた通常運転の一例である。
(4-1)第1モード及び第2モードにおける冷媒漏洩の判断方法
制御部52が実行する第1モードにおける冷媒漏洩の判断方法(第1の方法)と、制御部52が実行する第2モードにおける冷媒漏洩の判断方法(第2の方法)と、について説明する。なお、以下で説明する冷媒漏洩の判断方法は一実施例に過ぎず、判断方法の要旨が変わらない範囲で適宜変更可能である。
冷媒漏洩を判断するための第1の方法について、図3のフローチャートを参照しながら説明する。図3は、制御部52が、第1の方法で冷媒漏洩の有無を判断する際の制御部52が実行する処理のフローチャートである。
冷媒漏洩を判断するための第2の方法について、図4のフローチャートを参照しながら説明する。図4は、制御部52が、第2の方法で冷媒漏洩の有無を判断する際の制御部52が実行する処理のフローチャートである。
制御部52が、冷媒漏洩の有無の判断のために、第1モードを実行するか、第2モードを実行するか、をどのように決定するかを、フローチャートに基づいて説明する。図5は、制御部52の、冷媒漏洩の有無を判断するモードを決定する際に実行する処理のフローチャートである。
(5-1)
空気調和装置100は、冷媒回路10と、センサ31~35,44と、制御部52と、を備える。冷媒回路10は、熱源ユニット2と利用ユニット4とを接続する連絡配管6,8(液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管8)を有する。センサ31~35,44は、冷媒回路10内の所定の箇所の冷媒の温度又は圧力を計測する。制御部52は、センサ31~35,44の計測値に基づき、冷媒回路10からの冷媒漏洩の有無を判断する。制御部52は、連絡配管6,8の長さが所定条件を満たす場合に、第1の方法により冷媒回路10からの冷媒漏洩の有無を判断する第1モードを実行する。制御部52は、連絡配管6,8の長さが所定条件を満たさない場合に、第1の方法とは異なる第2の方法により冷媒回路10からの冷媒漏洩の有無を判断する第2モードを実行する。
空気調和装置100では、第1モードを実行するか第2モードを実行するかの判断に用いられる所定条件は、連絡配管6,8の長さが閾値より短いことである。
空気調和装置100は、センサ31~35,44には、吸入温度センサ31、吐出温度センサ32、第1温度センサ33、第2温度センサ34、第3温度センサ35、及び第4温度センサ44を含む。
空気調和装置100において、第1の方法では、第2の方法よりも少量の冷媒漏洩を検知可能である。
空気調和装置100では、冷媒回路10は、冷媒配管で接続された圧縮機21と、凝縮器と、蒸発器とを有する。冷房運転時であれば、第1熱交換器23が凝縮器として機能し、第2熱交換器41が蒸発器として機能する。暖房運転時であれば、第2熱交換器41が凝縮器として機能し、第1熱交換器23が蒸発器として機能する。
空気調和装置100は、連絡配管6,8の長さに関する情報を取得する取得部としての通信部56又はリモコン60を有する。
空気調和装置100は、熱源ユニット2に予め所定量の冷媒が充填されるチャージレス型である。
本開示の冷媒漏洩を判定する方法は、熱源ユニット2と利用ユニット4とを接続する連絡配管6,8を有する冷媒回路10と、冷媒回路10内の所定の箇所の冷媒の温度又は圧力を計測するセンサ31~35,44と、制御部52と、を備えた空気調和装置100において、制御部52が、センサ31~35,44の計測値に基づき、冷媒回路10からの冷媒漏洩を判断する方法である。冷媒漏洩を判定する方法は、制御部52が、連絡配管6,8の長さが所定条件を満たすか否かを判断するステップと、連絡配管6,8の長さが所定条件を満たす場合に、制御部52が第1の方法により冷媒回路10からの冷媒漏洩の有無を判断し、連絡配管6,8の長さが所定条件を満たさない場合に、制御部52が第1の方法とは異なる第2の方法により冷媒回路10からの冷媒漏洩の有無を判断するステップと、を備える。
本開示の冷媒漏洩を判定する方法は、制御部52と、冷媒回路10から冷媒漏洩が生じていると制御部52が判断した際に、制御部52が出力する冷媒漏洩の報知を受け付ける監視装置200と、が通信可能に接続される際に、空気調和装置100の取得部としての通信部56又はリモコン60が連絡配管6,8の長さに関する情報を取得するステップを備える。
上記実施形態の変形例を説明する。なお、以下に説明する各変形例の構成は、矛盾しない限り、他の変形例の構成の一部又は全部と組み合わされてもよい。
上記実施形態に係る空気調和装置100では、制御部52は、冷媒漏洩の有無を判断するために、連絡配管6,8の長さが閾値より短い場合に第1モードを実行し、連絡配管6,8の長さが閾値より長い場合に第2モードを実行する。ただし、このような形態に限定されるものではない。
第1モードにおいて実行される第1の方法、及び、第2モードにおいて実行される第2の方法は、上記実施形態で説明したものに限定されない。例えば、第1の方法は、上記実施形態で説明した以外の、連絡配管長が比較的短い場合に適した冷媒漏洩の判断方法であってもよい。また、第2の方法は、上記実施形態で説明した以外の、連絡配管長が比較的長い場合に適した冷媒漏洩の判断方法であってもよい。
上記実施形態では、空気調和装置100がレシーバ24を有する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本開示の冷凍サイクル装置は、図6に示す空気調和装置100Aのように、レシーバ24及び第2膨張弁26を有さず、吸入管37aにアキュムレータ24aが設けられている装置であってもよい。この空気調和装置100Aでは、制御部52は、冷房運転時には、第1膨張弁25の開度を調節することで、過冷却度を制御する。
取得部としての通信部56又はリモコン60が受け付ける連絡配管長情報は、連絡配管長が不明であるという情報を含むものであってもよい。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
4 利用ユニット
6 液冷媒連絡配管(連絡配管)
8 ガス冷媒連絡配管(連絡配管)
10 冷媒回路
21 圧縮機
23 第1熱交換器(凝縮器、蒸発器)
31 吸入温度センサ(センサ)
32 吐出温度センサ(センサ)
33 第1温度センサ(センサ)
34 第2温度センサ(センサ)
35 第3温度センサ(センサ)
44 第4温度センサ(センサ)
41 第2熱交換器(蒸発器、凝縮器)
52 制御部
56 通信部(取得部)
60 リモコン(取得部)
100 空気調和装置(冷凍サイクル装置)
200 監視装置
Claims (8)
- 熱源ユニット(2)と利用ユニット(4)とを接続する連絡配管(6,8)を有する冷媒回路(10)と、
前記冷媒回路内の所定の箇所の冷媒の温度又は圧力を計測するセンサ(31~35,44)と、
前記センサの計測値に基づき、前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判断する制御部(52)と、
を備える冷凍サイクル装置であって、
前記制御部は、前記連絡配管の長さが所定条件を満たす場合に、第1の方法により前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判断する第1モードを実行し、前記連絡配管の長さが所定条件を満たさない場合に、前記第1の方法とは異なる第2の方法により前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判断する第2モードを実行し、
前記冷媒回路は、冷媒配管で接続された圧縮機(21)と、凝縮器(23,41)と、蒸発器(41,23)と、を有し、
前記制御部は、前記センサの計測値に基づいて、前記凝縮器の出口における冷媒の過冷却度と、前記圧縮機における冷媒の吐出過熱度又は前記蒸発器の出口における冷媒の過熱度のいずれかである第1過熱度と、を検出し、
前記制御部は、前記第1モードにおいて、前記過冷却度が目標値になるように前記冷凍サイクル装置の動作を制御し、前記過冷却度が前記目標値になる前に、前記第1過熱度が第1値を超えた場合に前記過冷却度の前記目標値を低下させ、前記目標値が初期目標値より第2値以上低い値になった場合に、冷媒が漏洩していると判断する、
冷凍サイクル装置(100,100A)。 - 前記所定条件は、前記連絡配管の長さが閾値より短いことである、
請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記センサには、複数のセンサを含み、
前記制御部は、前記第1モードでは、前記複数のセンサから選択される第1の組合せに含まれる前記センサの計測値に基づき前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判断し、前記第2モードでは、前記複数のセンサから選択される、前記第1の組合せとは異なる第2の組合せに含まれる前記センサの計測値に基づき前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判断する、
請求項1又は2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1の方法では、前記第2の方法よりも少量の冷媒漏洩を検知可能である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記連絡配管の長さに関する情報を取得する取得部(56,60)を更に備える、
請求項1から4のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記熱源ユニットに予め所定量の冷媒が充填されるチャージレス型である、
請求項1から5のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 熱源ユニット(2)と利用ユニット(4)とを接続する連絡配管(6,8)、冷媒配管で接続された圧縮機(21)、凝縮器(23,41)、及び蒸発器(41,23)、を有する冷媒回路(10)と、前記冷媒回路内の所定の箇所の冷媒の温度又は圧力を計測するセンサ(31~35,44)と、制御部(52)と、を備えた冷凍サイクル装置(100)において、前記制御部が、前記センサの計測値に基づき、前記冷媒回路からの冷媒漏洩を判断する方法であって、
前記制御部が、前記センサの計測値に基づいて、前記凝縮器の出口における冷媒の過冷却度と、前記圧縮機における冷媒の吐出過熱度又は前記蒸発器の出口における冷媒の過熱度のいずれかである第1過熱度と、を検出するステップと、
前記制御部が、前記連絡配管の長さが所定条件を満たすか否かを判断するステップ(S22)と、
前記連絡配管の長さが所定条件を満たす場合に、前記制御部が第1の方法により前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判断し、前記第1の方法において、前記制御部は、前記過冷却度が目標値になるように前記冷凍サイクル装置の動作を制御し、前記過冷却度が前記目標値になる前に、前記第1過熱度が第1値を超えた場合に前記過冷却度の前記目標値を低下させ、前記目標値が初期目標値より第2値以上低い値になった場合に、冷媒が漏洩していると判断し、前記連絡配管の長さが所定条件を満たさない場合に、前記制御部が前記第1の方法とは異なる第2の方法により前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判断するステップと、
を備える、冷媒漏洩を判定する方法。 - 前記制御部と、前記冷媒回路から冷媒漏洩が生じていると前記制御部が判断した際に、前記制御部が出力する冷媒漏洩の報知を受け付ける監視装置(200)と、が通信可能に接続される際に、前記冷凍サイクル装置の取得部(56,60)が前記連絡配管の長さに関する情報を取得するステップ、
を更に備える、請求項7に記載の冷媒漏洩を判定する方法。
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JP2023034884A (ja) | 2023-03-13 |
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