CN107208951B - 制冷剂量异常检测装置以及制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明的制冷剂量异常检测装置(300)具备控制部(320)，该控制部(320)根据外部气体温度检测值TH6的平均值TH6_mean以及外部气体温度检测值TH6的标准偏差TH6_SD、冷凝温度检测值TH5的平均值TH5_mean以及冷凝温度检测值TH5的标准偏差TH5_SD、及过冷却温度检测值TH8的平均值TH8_mean以及过冷却温度检测值TH8的标准偏差TH8_SD，计算过冷却热交换器5的温度效率ε的平均值ε_mean和标准偏差ε_SD，将作为检测制冷剂量不足的指标的温度效率ε的阈值ε_th设定为比从温度效率ε的平均值ε_mean减去温度效率ε的标准偏差ε_SD而得到的值小的值，在温度效率ε的当前值ε_real小于阈值ε_th的情况下检测制冷剂量不足。

Description

制冷剂量异常检测装置以及制冷装置

技术领域

本发明涉及制冷剂量异常检测装置以及制冷装置。

背景技术

作为以往的检测制冷装置中的制冷剂量不足的方法，例如提出了利用过冷却器的入口制冷剂温度与出口制冷剂温度的温度差来检测制冷剂泄漏的技术(例如，参照专利文献1)。另外，提出了基于过冷却器的出口处的过冷却度来检测制冷剂量的不足的技术(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9－105567号公报

专利文献2：日本特开2011－226704号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在如专利文献1、2那样的利用温度检测制冷剂量不足的方法中，例如根据制冷装置的运转条件的不同，存在制冷剂量的检测精度下降这样的问题。另外，由于温度传感器的检测误差，也存在制冷剂量的异常检测精度下降这样的问题。

本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供如下制冷剂量异常检测装置以及制冷装置：不论制冷装置的运转条件以及温度传感器的检测误差如何，都能够精度良好地检测制冷剂量的不足。

用于解决课题的手段

本发明的制冷剂量异常检测装置与制冷装置连接，该制冷装置具备过冷却热交换器和作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器，所述制冷剂量异常检测装置具备控制部，该控制部根据利用所述热源侧热交换器进行热交换之前的外部气体温度检测值的平均值以及所述外部气体温度检测值的标准偏差、流过所述热源侧热交换器的出口侧的制冷剂配管的制冷剂的冷凝温度检测值的平均值以及所述冷凝温度检测值的标准偏差、及流过所述过冷却热交换器的出口侧的制冷剂配管的制冷剂的过冷却温度检测值的平均值以及所述过冷却温度检测值的标准偏差，计算所述过冷却热交换器的温度效率的平均值和标准偏差，所述控制部将作为检测制冷剂量不足的指标的所述温度效率的阈值设定为比从所述温度效率的平均值减去所述温度效率的标准偏差而得到的值小的值，在所述温度效率的当前值小于所述阈值的情况下，所述控制部检测制冷剂量不足。

本发明的制冷剂量异常检测装置与制冷装置连接，该制冷装置具备过冷却热交换器和作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器，根据利用所述热源侧热交换器进行热交换之前的外部气体温度检测值的当前值、流过所述热源侧热交换器的出口侧的制冷剂配管的制冷剂的冷凝温度检测值的当前值、以及流过所述过冷却热交换器的出口侧的制冷剂配管的制冷剂的过冷却温度的检测值的当前值，计算所述过冷却热交换器的温度效率的当前值，在所述温度效率的当前值小于作为检测制冷剂量不足的指标的所述温度效率的阈值的情况下，所述控制部对制冷剂量不足进行检测，所述阈值为0.350以上且0.550以下。

本发明的制冷装置具备上述制冷剂量异常检测装置。

发明的效果

根据本发明，能够提供如下制冷剂量异常检测装置以及制冷装置：通过将检测制冷剂量不足的温度效率的阈值变更为比从温度效率的平均值减去温度效率的标准偏差而得到的值小的值，从而能够精度良好地检测制冷剂量的不足。

附图说明

图1是概略地表示本发明的实施方式1的制冷装置100的一个例子的制冷剂回路图。

图2是概略地表示本发明的实施方式1的制冷装置100的另一例子的制冷剂回路图。

图3是概略地表示本发明的实施方式1的制冷装置100的又一例子的制冷剂回路图。

图4是概略地表示本发明的实施方式1的制冷装置100的又一例子的制冷剂回路图。

图5是概略地表示本发明的实施方式1的制冷装置100中的、制冷剂量不是过与不足的情况下的制冷剂的温度变化的图。

图6是概略地表示本发明的实施方式1的制冷装置100中的、制冷剂量不足的情况下的制冷剂的温度变化的图。

图7是表示本发明的实施方式1的制冷剂量异常检测装置300中的、控制部320的控制处理的一个例子的流程图。

图8是概略地表示本发明的实施方式1的制冷剂量异常检测装置300中的本发明的效果的图。

图9是表示本发明的实施方式2的制冷剂量异常检测装置300中的、控制部320的控制处理的一个例子的流程图。

图10是概略地表示本发明的实施方式2的制冷剂量异常检测装置300中的本发明的效果的图。

具体实施方式

实施方式1.

使用图1～图3对本发明的实施方式1的制冷装置100以及制冷剂量异常检测装置300的结构进行说明。图1是表示本实施方式1的制冷装置100的一个例子的制冷剂回路图。此外，在包括图1在内的以下附图中，有时各构成部件的尺寸的关系以及形状与实际的尺寸的关系以及形状不同。

对本实施方式1的制冷装置100的制冷剂回路的结构进行说明。

图1的制冷装置100具有使制冷剂依次在压缩机1、油分离器2、热源侧热交换器3、液体接收器4、过冷却热交换器5、减压装置6、负载侧热交换器7以及储液器8循环的制冷剂回路。

压缩机1是容量可变型的流体机械，压缩所吸入的低压制冷剂，作为高压制冷剂排出。压缩机1例如能够使用涡旋式压缩机，该涡旋式压缩机利用变频器控制旋转频率。

油分离器2对从压缩机1排出的高压制冷剂所包含的冷冻机油进行分离去除，降低高压制冷剂所包含的冷冻机油的量。被分离去除的冷冻机油经由回油管2a返回到压缩机1。

在图1中，热源侧热交换器3是作为冷凝器发挥功能的热交换器。热源侧热交换器3实施从压缩机1排出的高压制冷剂与外部气体(例如，在制冷装置100为空气调节装置的情况下为室外空气)的热交换，由制冷剂对外部气体放出热。热源侧热交换器3例如能够对由热源侧热交换器用风扇(未图示)送来的外部气体放出热。热源侧热交换器3例如能够构成为交叉翅片式的翅片加管道型热交换器，该交叉翅片式的翅片加管道型热交换器包括传热管和多个翅片。

液体接收器4例如是圆筒形状的容器，该圆筒形状的容器能够根据冷凝温度、外部气体温度或者压缩机1的容量，暂时地存留制冷装置100的制冷剂回路中产生的剩余液体制冷剂。液体接收器4通过暂时地存留剩余液体制冷剂，从而根据制冷装置100的负荷来调整流过制冷装置100的制冷剂回路的制冷剂量。

过冷却热交换器5实施积存于液体接收器4的高压液体制冷剂与外部气体的热交换。利用过冷却热交换器5中的热交换，积存于液体接收器4的高压液体制冷剂变为被过冷却了的液体制冷剂。过冷却热交换器5既可以与热源侧热交换器3一体地构成为交叉翅片式的翅片加管道型热交换器，也可以做成其他的结构。

减压装置6使从过冷却热交换器5流出的高压液体制冷剂膨胀以及减压。作为减压装置6，例如使用电子膨胀阀(例如，线性电子膨胀阀)，该电子膨胀阀能够多级或者连续地调节开度。此外，作为减压装置6，还能够使用毛细管等。

在图1中，负载侧热交换器7是作为散热器(蒸发器)发挥功能的热交换器。负载侧热交换器7是如下热交换器：实施利用减压装置6减压后的制冷剂与空气(例如，在制冷装置100为空气调节装置的情况下是室内空气)的热交换，利用制冷剂冷却空气。负载侧热交换器7例如能够对由负载侧热交换器用风扇(未图示)送来的外部气体放出热。负载侧热交换器7例如能够构成为交叉翅片式的翅片加管道型热交换器，该交叉翅片式的翅片加管道型热交换器包括传热管和多个翅片。

储液器8具有：制冷剂存留功能，存留剩余的制冷剂；以及气液分离功能，通过使在运转状态发生变化时暂时地产生的液体制冷剂滞留，从而防止大量的液体制冷剂流入到压缩机1。

图1的制冷装置100具备热源单元10、负载单元20、液体延长配管30以及气体延长配管40。热源单元10收容有压缩机1、油分离器2、热源侧热交换器3、液体接收器4、过冷却热交换器5以及储液器8。热源单元10例如可以在制冷装置100为空气调节装置的情况下作为室外单元设置于室外。负载单元20收容有减压装置6以及负载侧热交换器7。负载单元20例如在制冷装置100为空气调节装置的情况下，能够作为室内单元设置于室内。

液体延长配管30是如下制冷剂配管：将从收容于热源单元10的过冷却热交换器5的出口侧延伸的制冷剂配管、与从收容于负载单元20的减压装置6的入口侧延伸的制冷剂配管之间连接。气体延长配管40是如下制冷剂配管：将从收容于负载单元20的负载侧热交换器7的出口侧延伸的制冷剂配管、与从收容于热源单元10的储液器8的入口侧延伸的制冷剂配管之间连接。

此外，本实施方式1的制冷装置100也可以具有遥控式冷凝单元，其中，压缩机1被设置于室内，热源侧热交换器3以及过冷却热交换器5被设置于室外。使用图2～图4，说明具有遥控式冷凝单元的制冷装置100的例子。

图2是概略地表示本实施方式1的制冷装置100的另一例子的制冷剂回路图。图2的制冷装置100与图1同样地具有使制冷剂依次在压缩机1、油分离器2、热源侧热交换器3、液体接收器4、过冷却热交换器5、减压装置6、负载侧热交换器7以及储液器8循环的制冷剂回路。

图2的制冷装置100具备热源单元10、负载单元20、液体延长配管30、气体延长配管40、压缩单元50、第1延长配管60a、第2延长配管60b、第3延长配管60c以及第4延长配管60d。热源单元10收容有热源侧热交换器3以及过冷却热交换器5。负载单元20收容有减压装置6以及负载侧热交换器7。压缩单元50收容有压缩机1、油分离器2、液体接收器4、储液器8以及中继配管9。压缩单元50例如可以在制冷装置100为空气调节装置的情况下配置于室内。收容于压缩单元50的中继配管9是如下制冷剂配管：用于经由压缩单元50将热源单元10与负载单元20连接，形成制冷剂回路。

液体延长配管30是如下制冷剂配管：将收容于压缩单元50的中继配管9、与从收容于负载单元20的减压装置6的入口侧延伸的制冷剂配管之间连接。气体延长配管40是如下制冷剂配管：将从收容于负载单元20的负载侧热交换器7的出口侧延伸的制冷剂配管、与从收容于热源单元10的储液器8的入口侧延伸的制冷剂配管之间连接。

第1延长配管60a是如下制冷剂配管：将从收容于压缩单元50的油分离器2的出口侧延伸的制冷剂配管、与从收容于热源单元10的热源侧热交换器3的入口侧延伸的制冷剂配管之间连接。第2延长配管60b是如下制冷剂配管：将从收容于热源单元10的热源侧热交换器3的出口侧延伸的制冷剂配管、与从收容于压缩单元50的液体接收器4的入口侧延伸的制冷剂配管之间连接。第3延长配管60c是如下制冷剂配管：将从收容于压缩单元50的液体接收器4的出口侧延伸的制冷剂配管、与从收容于热源单元10的过冷却热交换器5的入口侧延伸的制冷剂配管之间连接。第4延长配管60d是如下制冷剂配管：连接从收容于热源单元10的过冷却热交换器5的出口侧延伸的制冷剂配管、和收容于压缩单元50的中继配管9。

图3是概略地表示本实施方式1的制冷装置100的又一例子的制冷剂回路图。图3的制冷装置100除了液体接收器4被收容于热源单元10、不具有第2延长配管60b以及第3延长配管60c的点之外，是与图2的制冷装置100相同的结构。

图4是概略地表示本实施方式1的制冷装置100的又一例子的制冷剂回路图。在图4的制冷装置100中，用于对压缩机1进行中间注入的双层管过冷却热交换器5a被收容于压缩单元50。如图4所示，本实施方式1的过冷却热交换器5也可以是双层管过冷却热交换器5a。

从双层管过冷却热交换器5a的高压侧出口分支的分支配管连接于双层管过冷却热交换器5a的低压侧入口。在分支配管配置有电子膨胀阀5b，该电子膨胀阀5b能够多级或者连续地调节开度。与双层管过冷却热交换器5a的低压侧出口连接的制冷剂配管与中间注入管5c连接，该中间注入管5c对压缩机1的中压部分供给低压的制冷剂。图4的制冷装置100除了双层管过冷却热交换器5a被收容于压缩单元50、如上所述构成中间注入机构这点、及不具有第3延长配管60c以及第4延长配管60d这点之外，是与图2的制冷装置100相同的结构。

接下来，对配置于本实施方式1的制冷装置100的传感器类进行说明。

本实施方式1的制冷装置100具备第1温度传感器120、第2温度传感器140、第3温度传感器160以及第4温度传感器180。

第1温度传感器120被配置于将热源侧热交换器3的出口侧与过冷却热交换器5的入口侧连接的制冷剂配管，检测流过制冷剂配管的制冷剂的温度。第2温度传感器140被配置于将过冷却热交换器5的出口侧与减压装置6的入口侧连接的制冷剂配管，检测流过制冷剂配管的制冷剂的温度。第3温度传感器160被配置于流过热源侧热交换器3的空气流的上游侧，检测与流过过冷却热交换器5的高压制冷剂进行热交换之前的外部气体的温度。第4温度传感器180被配置于将减压装置6的出口侧与负载侧热交换器7的入口侧连接的制冷剂配管，检测流过制冷剂配管的制冷剂的温度。

作为第1温度传感器120、第2温度传感器140、第3温度传感器160以及第4温度传感器180的材料，使用半导体(例如，热敏电阻)或者金属(例如，测温电阻体)等。此外，第1温度传感器120、第2温度传感器140、第3温度传感器160以及第4温度传感器180既可以由相同的材料构成，也可以由不同的材料构成。

接下来，对与本实施方式1的制冷装置100连接的制冷剂量异常检测装置300进行说明。

制冷剂量异常检测装置300具备控制部320和显示部340，检测填充于制冷剂回路的制冷剂量的异常，显示检测结果。由第1温度传感器120、第2温度传感器140、第3温度传感器160以及第4温度传感器180检测出的温度信息作为电信号被输入到制冷剂量异常检测装置300。

在图1中，制冷剂量异常检测装置300是与热源单元10连接的结构。在图2～图4中，制冷剂量异常检测装置300是与压缩单元50连接的结构。制冷剂量异常检测装置300的连接位置不限于此，也可以与负载单元20连接。另外，也可以将制冷剂量异常检测装置300与制冷装置100构成为一体。另外，制冷剂量异常检测装置300的控制部320例如也可以与制冷装置100的控制压缩机1的频率的控制部(未图示)构成为一体。

控制部320具备微型计算机，该微型计算机具备CPU、ROM、RAM、I/O端口等。显示部340显示制冷剂量的检测结果等，例如由7段LED等构成。

本实施方式1的控制部320根据利用热源侧热交换器3进行热交换之前的外部气体温度检测值的平均值以及外部气体温度检测值的标准偏差、流过热源侧热交换器3的出口侧的制冷剂配管的制冷剂的冷凝温度检测值的平均值以及冷凝温度检测值的标准偏差、及流过过冷却热交换器5的出口侧的制冷剂配管的制冷剂的过冷却温度检测值的平均值以及过冷却温度检测值的标准偏差，计算过冷却热交换器5的温度效率的平均值和标准偏差，将作为检测制冷剂量不足的指标的温度效率的阈值设定为比从温度效率的平均值减去温度效率的标准偏差而得到的值小的值，在温度效率的当前值小于变更后的阈值的情况下对制冷剂量不足进行检测。

此处，对由控制部320计算的过冷却热交换器5的温度效率ε的平均值ε_mean以及标准偏差ε_SD进行说明。在以后的说明中，将由各温度传感器(120、140、160、180)检测出的温度以如下方式定义。

将第1温度传感器120检测出的流过热源侧热交换器3的出口侧的制冷剂配管的制冷剂温度的检测值设为“冷凝温度检测值TH5”。由于第1温度传感器120自身的检测值的分散(离散)或者控制基板(未图示)的电阻值等的离散，冷凝温度检测值TH5是按照正态分布的随机变量。在将冷凝温度检测值TH5的平均值设为TH5_mean并将冷凝温度检测值TH5的标准偏差设为TH5_SD的情况下，TH5＝TH5_mean±TH5_SD的关系成立。此外，将冷凝温度检测值TH5的当前值设为TH5_real。

将第2温度传感器140检测出的流过过冷却热交换器5的出口侧的制冷剂配管的制冷剂温度的检测值设为“过冷却温度检测值TH8”。由于第2温度传感器140自身的检测值的离散或者控制基板(未图示)的电阻值等的离散，过冷却温度检测值TH8是按照正态分布的随机变量。在将过冷却温度检测值TH8的平均值设为TH8_mean并将过冷却温度检测值TH8的标准偏差设为TH8_SD的情况下，TH8＝TH8_mean±TH8_SD的关系成立。此外，将过冷却温度检测值TH8的当前值设为TH8_real。

将第3温度传感器160检测出的外部气体气温的检测值设为“外部气体温度检测值TH6”。由于第3温度传感器160自身的检测值的离散或者控制基板(未图示)的电阻值等的离散，外部气体温度检测值TH6是按照正态分布的随机变量。在将外部气体温度检测值TH6的平均值设为TH6_mean并将外部气体温度检测值TH6的标准偏差设为TH6_SD的情况下，TH6＝TH6_mean±TH6_SD的关系成立。此外，将外部气体温度检测值TH6的当前值设为TH6_real。

将第4温度传感器180检测出的流过制冷剂配管的制冷剂的温度的检测值设为蒸发温度检测值ET。由于第4温度传感器180自身的检测值的离散或者控制基板(未图示)的电阻值等的离散，蒸发温度检测值ET是按照正态分布的随机变量。在将蒸发温度检测值ET的平均值设为ET6_mean并将蒸发温度检测值ET的标准偏差设为ET_SD的情况下，ET＝ET_mean±ET_SD的关系成立。此外，将蒸发温度检测值ET的当前值设为ET_real。

过冷却热交换器5的温度效率ε是将过冷却热交换器5的出口处的制冷剂的过冷却度(冷凝温度检测值TH5－过冷却温度检测值TH8)除以过冷却热交换器5的最大温度差(冷凝温度检测值TH5－外部气体温度检测值TH6)而得到的值，利用式(1)

[式1]

来计算。过冷却热交换器5的温度效率ε表示过冷却热交换器5的性能，与过冷却度相比，由制冷装置100的运转条件引起的变动小，所以能够提高制冷剂量不足的判定精度。在过冷却热交换器5的温度效率ε小于预先设定的温度效率ε的阈值ε_th的情况下，对制冷剂量不足进行检测。

在计算的温度效率ε为温度效率ε的当前值ε_real的情况下，温度效率ε_real根据通常的四则运算，利用式(2)

[式2]

来计算。例如，在冷凝温度检测值TH5的当前值TH5_real为43℃、外部气体温度检测值TH6的当前值TH6_real为50℃、过冷却温度检测值TH8的当前值TH8_real为44℃的情况下，温度效率ε的当前值ε_real为(50－44)/(50－43)＝0.857。

由于考虑了计算的温度效率ε为随机变量的情况，因此考虑一般的随机变量X1、X2。此处，将随机变量X1的平均值设为X1_mean，将随机变量X1的标准偏差设为X1_SD。另外将随机变量X2的平均值设为X2_mean，将随机变量X2的标准偏差设为X2_SD。

在随机变量X1、X2相互独立地按照正态分布的情况下，减法X1－X2利用式(3)

[式3]

来计算。

另外，除法X1/X2利用式(4)

[式4]

来计算。

各温度传感器(120、140、160、180)的误差一般为±1℃。因此，作为一个例子，考虑外部气体温度检测值TH6为43±1℃、冷凝温度检测值TH5为50±1℃、过冷却温度检测值TH8为44±1℃的情况。对于式(1)的分子TH5－TH8的值而言，当在式(3)中将X1设为TH5，将X2设为TH8时，变为式(5)。

[式5]

对于式(1)的分母TH5－TH6的值而言，当在式(3)中将X1设为TH5，将X2设为TH6时，变为式(6)。

[式6]

因此，对于过冷却热交换器5的温度效率ε而言，当在式(4)中将X1设为TH5－TH8，将X2设为TH5－TH6时，变为式(7)。

[式7]

在该情况下，过冷却热交换器5的温度效率ε的平均值ε_mean为0.857，过冷却热交换器5的温度效率ε的标准偏差ε_SD为0.266。

此外，制冷装置100的制冷剂量不足、过冷却度(冷凝温度检测值TH5－过冷却温度检测值TH8)为0的情况下的温度效率ε被推测为ε＝0.000±0.266。

考虑以上的温度效率ε的标准偏差ε_SD、例如将温度效率ε的阈值ε_th设为ε_th＝0.37，在小于0.37的情况下检测为制冷剂量不足，在0.37以上的情况下检测为制冷剂量正常，从而能够精度良好地检测制冷剂量的不足。阈值ε_th通过设为0.350≤ε_th≤0.55以下的范围，从而与ε_th＝0.37的情况同样地，能够精度良好地检测制冷剂量的不足。此外，也可以在0.37以下的情况下检测为制冷剂量不足，在超过0.37的情况下检测为制冷剂量正常。

接下来，使用图1的制冷剂回路对本实施方式1的制冷装置100的动作进行说明。

从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂在由油分离器2将制冷剂所包含的冷冻机油分离之后，向作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器3流入。流入到热源侧热交换器3的高温高压的气体制冷剂通过对室外空气等低温的介质放出热，从而被热交换，一部分或者整体冷凝，变为高压液体制冷剂(液体或者二相状态)，存留于液体接收器4。积存于液体接收器4的高压液体制冷剂向过冷却热交换器5流入。流入到过冷却热交换器5的高压液体制冷剂通过对室外空气等低温的介质放出热，从而进一步被热交换，变为过冷却后的液体制冷剂。被过冷却热交换器5过冷却后的液体制冷剂向减压装置6流入，被膨胀以及减压，变为低温低压的二相制冷剂。从减压装置6流出的低温低压的气液二相制冷剂流入到作为蒸发器发挥功能的负载侧热交换器7。流入到负载侧热交换器7的气液二相制冷剂对室内空气进行冷却(吸热)，蒸发而变为低温低压的气体制冷剂或者干燥度高的气液二相制冷剂。气体制冷剂或者干燥度高的气液二相制冷剂在从负载侧热交换器7经由储液器8被去除液相成分之后，被吸入到压缩机1。吸入到压缩机1的气体制冷剂被压缩，变为高温高压的气体制冷剂，从压缩机1排出。在图1的制冷装置100中，重复进行以上的循环。

接下来，使用图5以及图6对制冷装置100中的制冷剂填充量与过冷却度的关系进行说明。

图5是概略地表示本实施方式1的制冷装置100中的、制冷剂量不是过与不足的情况下的制冷剂的温度变化的图。在图4中，纵向的箭头表示温度，朝向箭头方向温度变高。横向的箭头表示制冷装置100的沿着制冷剂的流动的制冷剂路径。区域A概略地表示过冷却热交换器5的出口侧的制冷剂配管(液管)的制冷剂路径。区域B概略地表示过冷却热交换器5的制冷剂路径。区域C概略地表示作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器3的制冷剂路径。带箭头的实线a概略地表示制冷剂量不是过与不足的情况下的制冷剂的温度变化。符号D表示制冷剂量不是过与不足的情况下的过冷却热交换器5中的过冷却度。区域E表示制冷剂量不是过与不足的情况下的二相区域。区域F表示制冷剂量不是过与不足的情况下的过冷却区域。

在制冷剂量不是过与不足的情况下，来自热源侧热交换器3(区域C)的二相制冷剂(区域E)被液体接收器4气液分离。液体接收器4存留有液体制冷剂，变为饱和液状态。变为饱和液状态的液体制冷剂从液体接收器4流入到过冷却热交换器5(区域F)。因此，利用过冷却热交换器5(区域B)中的热交换对液体制冷剂进行过冷却(符号D)，从过冷却热交换器5流出到制冷剂配管(区域A)。

图7是概略地表示本实施方式1的制冷装置100中的、制冷剂量不足的情况下的制冷剂的温度变化的图。在图7中，也与图5同样地，纵向的箭头表示温度，朝向箭头方向温度变高。横向的箭头表示制冷装置100的沿着制冷剂的流动的制冷剂路径。区域A概略地表示过冷却热交换器5的出口侧的制冷剂配管(液管)的制冷剂路径。区域B概略地表示过冷却热交换器5的制冷剂路径。区域C概略地表示作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器3的制冷剂路径。

在图7中，带箭头的实线b概略地表示制冷剂量不足的情况下的制冷剂的温度变化。带箭头的虚线a1概略地表示制冷剂量不是过与不足的情况下的制冷剂的温度变化，与图5的带箭头的实线相同。符号D1表示制冷剂量不足的情况下的过冷却热交换器5中的过冷却度。区域E1表示制冷剂量不足的情况下的二相区域。区域F1表示制冷剂量不足的情况下的过冷却区域。区域G表示在制冷剂量不足的情况下产生的冷凝区域。

在制冷剂量不足的情况下，热源侧热交换器3(区域C)的出口侧的二相制冷剂与制冷剂量不是过与不足的情况相比是干燥度高的状态(区域E1)。当干燥度高的二相制冷剂流入到液体接收器4时，在液体接收器4中不存留液体制冷剂。由于在液体接收器4中不存留有液体制冷剂，从而二相状态的制冷剂流入到过冷却热交换器5(区域B)(区域G)。在制冷剂量不足的情况下，在过冷却热交换器5(区域B)产生由于热交换而二相制冷剂被冷凝液化的区域(区域G)。在二相制冷剂被冷凝液化之后，液体制冷剂被过冷却(区域F1)，从过冷却热交换器5流出到制冷剂配管(区域A)。因此，在制冷剂量不足的情况(实线b)下，与制冷剂量不是过与不足的情况(虚线a1)相比，过冷却度减少(符号D1)。

本实施方式1的制冷剂量异常检测装置300使用与过冷却度相比由制冷装置100的运转条件(例如外部气体温度的变化、蒸发温度的变化等)引起的变动小的过冷却热交换器5的温度效率ε来检测制冷剂量的不足。接下来，使用图7来说明本实施方式1的制冷剂量异常检测装置300的控制部320中的制冷剂量异常检测的控制处理的一个例子。

图7是表示本实施方式1的制冷剂量异常检测装置300中的、控制部320的控制处理的一个例子的流程图。对于图7所示的处理而言，为了将过冷却热交换器5的温度效率ε的阈值ε_th调整为适当的值，在制冷装置100的运转过程中至少执行1次，或者在降低了蒸发温度的设定的情况等运转条件被变更时至少执行1次。

在本实施方式1中，设为控制部320具备存储装置，存储有当前的过冷却热交换器5的温度效率ε的阈值ε_th。另外，在控制部320的存储装置中，存储有温度信息，该温度信息是由各温度传感器(120、140、160、180)检测出的。

在步骤S110中，控制部320根据特定的运动条件下(例如，蒸发温度检测值ET＝－50℃)的、冷凝温度检测值TH5、过冷却温度检测值TH8以及外部气体温度检测值TH6来计算过冷却热交换器5的温度效率ε。温度效率ε使用上述式(1)、式(3)以及式(4)来计算。计算出的温度效率ε是按照正态分布的随机变量，温度效率ε＝ε_mean±ε_SD。

在步骤S120中，在控制部320中，判定温度效率ε的阈值ε_th是否比第1基准值(ε_mean－ε_SD)大，该第1基准值(ε_mean－ε_SD)是从在步骤S110中计算出的温度效率ε的平均值ε_mean减去温度效率ε的标准偏差ε_SD而得到的。在温度效率ε的阈值ε_th小于第1基准值的情况下，进入到步骤S140。

在判定为温度效率ε的当前的阈值ε_th为第1基准值(ε_mean－ε_SD)以上的情况下，在步骤S130中，变更温度效率ε的当前的阈值ε_th。在本实施方式1中，温度效率ε的阈值ε_th被设定成小于第1基准值。

在步骤S140中，控制部320基于上述式(2)，计算温度效率ε的当前值ε_real，在控制部320中，判定温度效率ε的当前值ε_real是否小于温度效率ε的阈值ε_th。

在温度效率ε的当前值ε_real小于温度效率ε的阈值ε_th的情况下，在步骤S150中，控制部320检测制冷装置100中的制冷剂量的不足。

在温度效率ε的当前值ε_real为温度效率ε的阈值ε_th以上的情况下，在步骤S160中，控制部320检测为制冷装置100中的制冷剂量正常。

控制部320也可以将制冷剂量不足的意思的信息以及制冷剂量正常的意思的信息报告给显示部340。上述信息例如能够利用基于7段LED的错误代码的报告或者LED灯的点亮或者闪烁等报告。上述信息例如也可以在制冷装置100的控制基板上报告，也可以利用蜂鸣器、声音等报告。

如以上说明那样，本实施方式1的制冷剂量异常检测装置300具备控制部320，该控制部320将作为检测制冷剂量不足的指标的温度效率ε的阈值ε_th设定为比从温度效率ε的平均值ε_mean减去温度效率ε的标准偏差ε_SD而得到的值小的值。

在制冷装置100中，在发生了制冷剂量的过与不足的情况下，导致产生制冷装置100的能力下降以及制冷装置100的结构设备损伤等不良情况。为了防止制冷装置100的不良情况的产生，在以往的制冷装置中，具备判定填充于制冷装置的制冷剂量的过与不足的功能。

在不具备判定制冷剂量的过与不足的功能的制冷装置中，只要在液体接收器中存在剩余制冷剂，则即使制冷剂泄漏也不对制冷装置的运转带来影响。因此，在发生了制冷剂泄漏的情况下，也只是剩余制冷剂的液面下降，存在直至该剩余制冷剂消失为止无法检测制冷剂泄漏这样的问题。

为了解决上述问题，在以往的制冷装置中，提供了利用温度效率检测制冷剂的不足的制冷装置。在利用温度效率进行的检测中，在外部气体温度高、蒸发温度低的运转条件下的制冷装置的运转时，制冷剂的过冷却度(冷凝温度与过冷却温度之差)、和过冷却热交换器中的最大温度差(冷凝温度与外部气体温度之差)中的哪一个都是小的值。因此，存在温度传感器相对于温度效率的误差影响变大，难以利用温度效率进行检测这样的问题。因此，在外部气体温度高、蒸发温度低的运转条件下，存在尽管制冷剂量正常但被检测为制冷剂量不足，相反，尽管制冷剂量不足但被检测为制冷剂量正常这样的问题。

但是，根据本实施方式1，通过将检测制冷剂量不足的温度效率ε的阈值ε_th变更为比从温度效率ε的平均值ε_mean减去温度效率ε的标准偏差ε_SD而得到的值小的值，从而能够精度良好地检测制冷剂量的不足。使用图8说明本实施方式1的具体的效果。

图8是概略地表示本实施方式1的制冷剂量异常检测装置300中的本发明的效果的图。纵向的箭头表示温度效率ε，温度效率ε朝向箭头方向变大。实线的折线c概略地表示作为随机变量的温度效率ε能够采用的可能性高的平均值ε_mean以下的数值范围。沿着横向的箭头图示了表示变更前的温度效率ε的阈值ε_th的虚线以及表示第1基准值(ε_mean－ε_SD)的实线。沿着横向的箭头图示的点划线是本实施方式1的变更后的温度效率ε的阈值ε_th，虚线与点划线之间的白色的块箭头表示本实施方式1的阈值ε_th的变更。

此处，考虑了制冷装置100中的制冷剂量正常，温度效率ε＝0.857±0.266的情况。在这样的情况下，随机地产生温度效率ε的当前值ε_real被检测为0.591的情况。在检测制冷剂量不足的温度效率ε的阈值ε_th被固定于图8的虚线的位置(即，ε_th＝0.6)的情况下，存在尽管制冷剂量正常但被判断为制冷剂量不足的区域Err1(图8的实线圆的区域)。

相对于此，在本实施方式1中，能够将检测制冷剂量不足的温度效率ε的阈值ε_th变更为小于第1基准值(ε_mean－ε_SD)的值(例如，0.37)，所以能够精度良好地检测制冷剂量的不足。

实施方式2.

在本发明的实施方式2中，使用图9来说明制冷剂量异常检测装置300的控制部320中的制冷剂量异常检测的控制处理的另一例子。

图9是表示本实施方式2的制冷剂量异常检测装置300中的、控制部320的控制处理的一个例子的流程图。对于图9所示的处理而言，与上述实施方式1的图7的处理同样地，为了将过冷却热交换器5的温度效率ε的阈值ε_th调整为适当的值，在制冷装置100的运转过程中至少执行1次，或者在降低了蒸发温度的设定的情况等运转条件被变更时至少执行1次。

步骤S210是计算过冷却热交换器5的温度效率ε的工序，与上述实施方式1的步骤S110相同。

步骤S220是判定温度效率ε的阈值ε_th是否比第1基准值(ε_mean－ε_SD)大的工序，与上述实施方式1的步骤S120相同。在温度效率ε的阈值ε_th小于第1基准值的情况下，进入到步骤S232。

步骤S230是变更成温度效率ε的阈值ε_th小于第1基准值的工序，与上述实施方式1的步骤S130相同。

在步骤S232中，在控制部320中，判定在步骤S230中变更后的温度效率ε的阈值ε_th是否为在步骤S210中计算出的温度效率ε的标准偏差ε_SD(以后，称为“第2基准值”)以下。在温度效率ε的阈值ε_th为第2基准值以上的情况下，进入到步骤S240。

在判定为温度效率ε的当前的阈值ε_th为第2基准值(ε_SD)以下的情况下，在步骤S235中，变更温度效率ε的当前的阈值ε_th。在本实施方式2中，温度效率ε的阈值ε_th被设定成小于第1基准值(ε_mean－ε_SD)且大于第2基准值。

步骤S240是判定温度效率ε的当前值ε_real是否小于温度效率ε的阈值ε_th的工序，与上述实施方式1的步骤S140相同。

步骤S250是检测制冷装置100中的制冷剂量的不足的工序，与上述实施方式1的步骤S150相同。

步骤S260是检测为制冷装置100中的制冷剂量正常的工序，与上述实施方式1的步骤S160相同。

如以上说明那样，本实施方式2的制冷剂量异常检测装置300具备控制部320，该控制部320将温度效率ε的阈值ε_th进一步设定成小于第1基准值(ε_mean－ε_SD)且大于第2基准值(ε_SD)。使用图10说明本实施方式2的具体的效果。

图10是概略地表示本实施方式2的制冷剂量异常检测装置300中的本发明的效果的图。纵向的箭头表示温度效率ε，温度效率ε朝向箭头方向变大。实线的折线d概略地表示作为随机变量的温度效率ε能够采用的可能性高的平均值ε_mean以上的数值范围。沿着横向的箭头图示了表示变更前的温度效率ε的阈值ε_th的虚线以及表示第2基准值(_SD)的实线。沿着横向的箭头图示的点划线为本实施方式2的变更后的温度效率ε的阈值ε_th，虚线与点划线之间的白色的块箭头表示本实施方式2的阈值ε_th的变更。

此处，考虑在制冷装置100中的制冷剂量正常时温度效率ε＝0.857±0.266的情况。例如，在制冷装置100的制冷剂量不足，过冷却度(冷凝温度检测值TH5－过冷却温度检测值TH8)为0的情况下，在图10中，温度效率ε为0±0.266。因此，即使在这样的情况下，仍随机地产生温度效率ε的当前值ε_real被检测为0.266的情况。在检测制冷剂量不足的温度效率ε的阈值ε_th被固定于图10的虚线的位置(即，ε_th＝0.25)的情况下，存在尽管制冷剂量不足但被判断为制冷剂量正常的区域Err2(图10的实线圆的区域)。

相对于此，在本实施方式2中，能够将检测制冷剂量不足的温度效率ε的阈值ε_th进一步设定成小于第1基准值(ε_mean－ε_SD)且大于第2基准值(ε_SD)(例如，0.37)，所以能够精度良好地检测制冷剂量的不足。

其它实施方式.

本发明不限于上述实施方式，能够进行种种变形。例如，在上述实施方式中，说明了1个热源单元10连接1个负载单元20的情况，但本发明不限于此，也可以连接任意的数量的负载单元20。

另外，在上述实施方式中，说明检测填充于通过将热源单元10与负载单元20连接而构成的制冷回路的制冷剂量的不足的情况，但本发明中的制冷装置100并非限定于此。例如，还能够如冷凝单元那样做成在现场安装时利用现场布置的负载单元20(室内单元)和制冷剂配管(液体配管、气体配管)连接而构成制冷剂回路(制冷循环)的制冷装置100。另外，例如还能够如冷却单元那样做成如下制冷装置100：在1个单元内具备构成制冷剂回路的压缩机1、热源侧热交换器3、过冷却热交换器5、减压装置6、负载侧热交换器7以及其它附属设备，利用制冷剂配管连接。

另外，上述实施方式的制冷装置100的结构并非限于上述结构。例如，也可以做成设置切换制冷剂流路的四通阀等并能够切换制冷运转和制热运转的空气调节装置的结构。另外，也可以做成不设置油分离器2、液体接收器4、储液器8中的至少1个的结构。

另外，第1温度传感器120检测的冷凝温度检测值TH5也可以检测排出压力，换算为饱和温度来进行计算。同样地，第4温度传感器180检测的蒸发温度检测值ET也可以检测吸入压力，换算为饱和温度来进行计算。

符号说明

1：压缩机；2：油分离器；2a：回油管；3：热源侧热交换器；4：液体接收器；5：过冷却热交换器；5a：双层管过冷却热交换器；5b：电子膨胀阀；5c：中间注入管；6：减压装置；7：负载侧热交换器；8：储液器；9：中继配管；10：热源单元；20：负载单元；30：液体延长配管；40：气体延长配管；50：压缩单元；60a：第1延长配管；60b：第2延长配管；60c：第3延长配管；60d：第4延长配管；100：制冷装置；120：第1温度传感器；140：第2温度传感器；160：第3温度传感器；180：第4温度传感器；300：制冷剂量异常检测装置；320：控制部；340：显示部。

Claims (6)

1.一种制冷剂量异常检测装置，其中，

所述制冷剂量异常检测装置与制冷装置连接，该制冷装置具备过冷却热交换器和作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器，

所述制冷剂量异常检测装置具备控制部，该控制部根据利用所述热源侧热交换器进行热交换之前的外部气体温度检测值的平均值以及所述外部气体温度检测值的标准偏差、流过所述热源侧热交换器的出口侧的制冷剂配管的制冷剂的冷凝温度检测值的平均值以及所述冷凝温度检测值的标准偏差、及流过所述过冷却热交换器的出口侧的制冷剂配管的制冷剂的过冷却温度检测值的平均值以及所述过冷却温度检测值的标准偏差，计算所述过冷却热交换器的温度效率的平均值和标准偏差，

所述控制部将作为检测制冷剂量不足的指标的所述温度效率的阈值设定为比从所述温度效率的平均值减去所述温度效率的标准偏差而得到的值小的值，

在所述温度效率的当前值小于所述阈值的情况下，所述控制部检测制冷剂量不足，

所述温度效率是将所述过冷却热交换器的出口处的制冷剂的过冷却度除以所述过冷却热交换器的最大温度差而得到的值。

2.根据权利要求1所述的制冷剂量异常检测装置，其中，

所述控制部将所述温度效率的阈值设定为比所述温度效率的标准偏差大。

3.根据权利要求1或2所述的制冷剂量异常检测装置，其中，

所述阈值为0.350以上且0.550以下。

4.根据权利要求1或2所述的制冷剂量异常检测装置，其中，

所述制冷剂量异常检测装置还具备显示部，该显示部报告检测到所述制冷剂量不足的情况。

5.根据权利要求3所述的制冷剂量异常检测装置，其中，

所述制冷剂量异常检测装置还具备显示部，该显示部报告检测到所述制冷剂量不足的情况。

6.一种制冷装置，其中，

所述制冷装置具备权利要求1～5中的任意一项所述的制冷剂量异常检测装置。