JP2007255818A - 冷凍サイクル装置の診断装置並びにその診断装置を有する熱源側ユニット、利用側ユニット及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】利用側熱交換器における熱交換の状態等の判断を行って、装置制御を安定して行い、能力の向上、エネルギー効率の向上、さらに信頼性の高い運転を、安価な手法で行わせることができる冷凍サイクル装置の診断装置等を得る。
【解決手段】圧縮機１の運転周波数及び、圧力検出手段４０、４１により検出された圧縮機１の吐出側、吸引側における圧力に基づいて冷媒循環量を演算する循環量演算手段１０Ａと、冷媒循環量等により冷凍能力を演算する冷凍能力演算手段１０Ｅと、冷凍能力並びに温度検出手段３１〜３６により検出された利用側熱交換器２０に流入する冷媒の温度及び熱交換媒体の温度に基づいて、熱コンダクタンスを推定演算する熱コンダクタンス演算手段１０Ｆと、予め定めた運転状態における基準の熱コンダクタンスと診断時の熱コンダクタンスとを比較する判断手段１０Ｇとを備えるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル装置の運転状態に基づいて異常箇所等の診断推定等、予防保全を行う診断装置、その装置を有する装置等に関するものである。

例えば、空気調和装置、冷凍装置等の冷凍サイクル装置において、従来、異常箇所等を推定等し、予防保全を行うものがある。このような装置においては、例えば、基準の運転状態の設定として、圧縮機の運転周波数、室内機ファンの回転速度、室外機ファンの回転速度、膨張弁開度を所定の値に設定する。そして、その状態でおける運転データを測定し、測定した運転データと基準の運転データとを比較して、差異に基づき、装置の異常箇所等の推定診断を行い、予防保全を行っていた（例えば、特許文献１参照）。以下では、冷凍サイクル装置の代表として空気調和装置について説明する。
特開平１０−１９４２７号公報

空気調和装置において、基準の運転状態の設定として、圧縮機周波数、室内機ファン風量、室外機ファン風量、膨張弁開度を所定の値に設定できれば、その状態の運転データと基準データとの比較を行いやすい。しかしながら、設備用途等の関係で、室内機ファン風量を変更できず、例えばユーザー（利用者）が機外静圧、風量を静圧−風量線図（ＰＱ線図）より選定するような空気調和装置においては、室内機ファンの制御を行っていない機器側からみれば、室内機ファンの風量を知ることができず、その風量を設定することもできないため、基準の運転データを作成することができないという欠点があった。

また、室内機に差圧計を付けて室内機ファン風量を測定する方法はあるが、差圧計を設ける分、コスト高になる。特に多室型空気調和装置の場合、それぞれの室内機に差圧計を付ける必要が生じるという問題があった。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、運転状況に基づいて、利用側熱交換器における熱交換の状態等の判断を行って、装置制御を安定して行い、能力の向上、エネルギー効率の向上、さらに信頼性の高い運転を、安価な手法で行わせることができる冷凍サイクル装置の診断装置、診断装置を備えたユニット等を得ることを目的とする。

本発明に係る冷凍サイクル装置の診断装置は、圧縮機及び熱源側熱交換器を備える熱源側ユニットと、膨張弁及び利用側熱交換器を備える利用側ユニットとを配管接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置における診断装置であって、圧縮機の運転周波数及び、圧力検出手段により検出された圧縮機の吐出側における圧力及び吸引側における圧力に基づいて冷媒循環量を演算する循環量演算手段と、冷媒循環量並びに利用側熱交換器に流入及び流出する冷媒のエンタルピーに基づいて冷凍能力を演算する冷凍能力演算手段と、冷凍能力並びに温度検出手段により検出された利用側熱交換器に流入する冷媒の温度及び利用側熱交換器において冷媒との熱交換が行われる熱交換媒体の温度に基づいて、利用側熱交換器における熱コンダクタンスを推定演算する熱コンダクタンス演算手段と、予め定めた運転状態で検出した温度及び圧力に基づいて熱コンダクタンス演算手段が推定演算し、データとして記憶手段に記憶した基準の熱コンダクタンスと、診断時において運転状態により検出した温度及び圧力に基づいて熱コンダクタンス演算手段が推定演算した熱コンダクタンスとを比較する第１の判断手段とを備えるものである。

本発明によれば、圧縮機の運転周波数、吐出圧力及び吸入圧力並びに室内熱交換器液管温度及び室内熱交換器過熱ガス温度に基づいて、熱コンダクタンスを算出し、基準時と冷凍サイクル装置の診断時における熱コンダクタンスの比較を第１の判断手段が行うようにしたので、利用側装置における風量等を直接検出することができなかったとしても、例えば、他の制御等を行うために用いられる検出手段が検出した温度、圧力等の値を用いて算出した熱コンダクタンスにより、利用側熱交換器の熱交換状態等の推定を行うことができる。そのため、冷凍サイクル装置におけるコスト削減を図ることができる。そして、熱コンダクタンスの比較から導かれる、風量等、熱交換状態の変化に基づいて、フィルター目詰まり、冷媒不足等を判断し、冷凍サイクル装置を診断することができ、冷凍サイクル装置のメンテナンス等も容易に行うことができる。

実施の形態１．
図１は本発明に係る冷凍サイクル装置である空気調和装置の実施の形態１を説明するための冷媒回路図である。図１の空気調和装置は、熱源側ユニットＡ（以下「室外ユニットＡ」と称す）と利用側ユニットＢ（以下「室内ユニットＢ」と称す）とを有し、これらが冷媒配管で連結されている。冷媒配管のうち、気体の冷媒（冷媒ガス）が流れる配管がガス配管Ｐ１であり、液体の冷媒（液冷媒）が流れる配管が液配管Ｐ２となる。なお、本実施の形態における説明では、「熱源側」に属する手段を「室外」とし、「利用側」に属する手段を「室内」として形容している。また、圧縮機１を中心に、各機器において、冷房時に冷媒が流入する方向（上流）については入側とし、流出する方向（下流）については出側とする。

［室外ユニット］
室外ユニットＡは、圧縮機１、四方弁２、熱源側熱交換器３（以下「室外熱交換器３」と称す）、過冷却熱交換器４、室外絞り機構５、アキュームレータ７、可変速度室外ファン８及び室外機コントローラー９で構成される。圧縮機１は、気体冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。四方弁２は冷房時と暖房時とによって冷媒の流れを切り換えるために設けられている。室外熱交換器３は、冷房時において圧縮機１において圧縮された冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を冷却して液化する。室外熱交換器３には、冷媒と空気との熱交換を効率よく行うための可変速度室外ファン８が設けられている。

過冷却熱交換器４は、室外熱交換器３から流れ出た液体（高温高圧）の冷媒と室外絞り機構５により流量調整された低温低圧の冷媒との間で熱交換を行って、室内ユニットＢに供給する冷媒を過冷却する。室外絞り機構５は主に冷房時に用いる。過冷却を行うために室外絞り機構５を介して流れる液体は、バイパス管６を介してアキュームレータ７に戻される。アキュームレータ７は液体の冷媒を溜めておくために設けられる。

例えばマイクロコンピュータ等からなる室外機コントローラー９は、室外ユニットＡの各機器の制御を行う。特に本実施の形態では、後述するように、冷凍サイクル装置（空気調和装置）の診断装置１０を有しており、温度検出手段が検出した温度及び圧力検出手段が検出した圧力に基づいて、熱コンダクタンスを算出するための演算等を行う。

［室内ユニット］
一方、室内ユニットＢは、利用側熱交換器２０（以下「室内熱交換器２０」と称す）、室内絞り手段２１、室内ファン２２、室内ユニットコントローラー２３及びリモコン送受光器２４及び室内熱交換器フィルター２５で構成される。室内熱交換器２０は冷媒と空気との熱交換を行う。冷房時においては室内絞り手段２１で低圧の冷媒が空気の熱を奪って蒸発し、気化する。室内熱交換器２０は一定速度の室内ファン２２を有している。この室内ファン２２の速度は、利用者により設定するものである。また、室内熱交換器フィルター２５も有しており、利用側熱交換器２０に供給する空気中の塵等を除去する。室内絞り手段２１は、室内熱交換器２０内での冷媒の圧力を調整する。

また、室内ユニットコントローラー２３は、室内ユニットＢの各手段の制御を行う。また伝送線Ｘ１で室外ユニットコントローラー９と接続される。本実施の形態では、室内ユニットコントローラー２３と室外ユニットコントローラー９との間で、信号を送受信することができ、データを共有することができるものとする。また、２４はリモコン送受光器であり、本実施の形態では伝送線Ｘ２を介して室内ユニットコントローラー２３と接続される。利用者がリモコンを介して送信した指示の信号を室内ユニットコントローラー２３に送信する。また、温度等のデータを含む信号をリモコンに送信し、リモコンの表示器に表示させることもできる。

（温度検出手段等）
室外ユニットＡにおいては、圧縮機１の吐出側の配管に設けられた圧縮機吐出冷媒温度検出手段３１、室外熱交換器３内の配管に設けられた室外熱交換器気液二相部冷媒温度検出手段３２、室外熱交換器３の出側の配管に設けられた室外熱交換器液部冷媒温度検出手段３３がそれぞれ冷媒の温度を検出する。また室内ユニットＢにおいては、室内熱交換器２０の入側の配管に設けられた室内冷媒液温度検出手段３４、室内熱交換器２０の出側の配管に設けられた室内冷媒ガス温度検出手段３５がそれぞれ冷媒の温度を検出する。また、室内ユニットＢ付近における空気温度については、室内ユニットＢに設けられた室内機空気吸込温度検出手段３６が検出を行う。

一方、冷媒の圧力については、圧縮機１の吐出側に設けられた圧縮機吐出冷媒圧力検出手段４０及び圧縮機１の吸入側に設けられた圧縮機吸入冷媒圧力検出手段４１がそれぞれの位置において検出する。これらの検出手段からの信号は室外ユニットコントローラー９、室内ユニットコントローラー２３に送信される。室外ユニットコントローラー９、室内ユニットコントローラー２３は、信号に基づいてその値をデータ化し、それぞれが有する記憶手段９Ａ、２３Ａに例えば一時的に記憶する。前述したように、室外ユニットコントローラー９、室内ユニットコントローラー２３は、伝送線Ｘ１によりデータを含む信号を送受信することができるため、データを共有することができる。ここで、各検出手段については、後に説明する演算に必要な温度、圧力を直接又は間接的に検出できるのであれば、図１等に示された位置に限定するものではない。例えば室外ユニットＡにおいて、室内ユニットＢにおける冷媒の温度が推定検出等できるのであれば、室外ユニットＡ側に検出手段を設けるようにしてもよい。

（冷房運転時の動作）
次に図１を参照して冷房運転時の動作について説明する。動作制御については室外ユニットコントローラー９、室内ユニットコントローラー２３が行う。冷房運転において、圧縮機１より吐出したガス状の冷媒は、四方弁２（室外熱交換器３側に連通している）を経由して室外熱交換器３を通過する。室外熱交換器３において空気と熱交換された冷媒は凝縮して液化し、さらに過冷却熱交換器４において過冷却される。

そして、過冷却された冷媒は、室外ユニットＡから液配管Ｐ２を通過して室内ユニットＢに流入する。そして、室内絞り手段２１において室内熱交換器２０への供給量を制御されて減圧した冷媒は、室内熱交換器２０において空気の熱を奪って蒸発し、気化する。このとき、例えば室内の空気との間で熱交換が行われて室内の空気は冷やされる。

室内熱交換器２０を通過してガス状になった冷媒は、ガス配管Ｐ１を通過し、室外ユニットＡに流入する。室外ユニットＡの四方弁２（アキュームレータ７に連通している）を経由してアキュームレータ７を経由して、圧縮機１に吸入される循環経路をたどる。

（室内熱交換器２０の熱コンダクタンス推定方法）
図２は室外ユニットコントローラー９が有する診断装置１０を表す図である。本実施の形態においては、熱コンダクタンスの推定演算等は室外ユニットコントローラー９が有する診断装置１０が行うものとする。図２において、循環量演算手段１０Ａは、空気調和装置内を流れる冷媒の循環量を演算する。また、過冷却度演算手段１０Ｂは、室外熱交換器３における室外熱交換器過冷却度ＳＣを演算する。過熱度演算手段１０Ｃは、室内熱交換器２０における過熱度ＳＨを演算する。そして、吐出過熱度演算手段１０Ｄは、圧縮機１における圧縮機吐出過熱度ＴｄＳＨを演算する。

また、冷凍能力演算手段１０Ｅは、冷媒による利用側熱交換器２０における冷凍能力を推定演算する。熱コンダクタンス演算手段１０Ｆは、利用側熱交換器２０の熱コンダクタンス（熱伝導率）を推定演算する。第１の判断手段となる判断手段１０Ｇは、診断装置１０において、空気調和装置診断のため等の判断を行う手段である。本実施の形態では、特に熱コンダクタンスのデータの比較を行い、さらに室内熱交換器フィルター２５の目詰まりに対する判断を行う。

そして、記憶手段１０Ｈは、診断装置１０内外の各手段から送信されるデータを一時的に又は長期的に記憶する。診断装置１０における各手段の手順は、例えばプログラムとして記憶手段１０Ｈに記憶されており、診断装置１０はプログラムに基づいて以下のフローチャートに基づく処理を実行する。

図３は室内熱交換器２０の熱コンダクタンスの推定を行うためのフローチャートを表す図である。以下、図１、図２を参照しながら、図３に沿って、診断装置１０による室内熱交換器２０の熱コンダクタンスの推定手順について説明する。ここで、本推定に関する空気調和装置の動作等は、まず、試運転等の際に、空気調和装置の診断を行うための基準のデータを得るために行い、さらに、通常運転時において定期的又は指示に基づいて異常箇所、運転状態の判断等を行うときに行う。なお、図３においては「ステップ」を「Ｓ」で表記している。

まず、ステップ１では、予め設定しておいた基準運転状態で空気調和装置の運転を開始する。ここで、基準運転状態とは、圧縮機１の運転周波数をＦ０、室外ファン８の速度をｆａｎo０ 、室内絞り手段２１による膨張弁開度ＬＥＶ０とした運転状態をいう。

そして、空気調和装置の運転が十分に安定した状態において、ステップ２では、圧縮機吐出冷媒圧力検出手段４０及び圧縮機吸入冷媒圧力検出手段４１がそれぞれ検出した圧縮機吐出圧力Ｐｄ、圧縮機吸入圧力Ｐｓの値をデータとする。

ステップ３では次式（１）に基づいて循環量演算手段１０Ａが冷媒循環量Ｇｒを演算推定する。ここで、（１）式は圧縮機１の運転周波数Ｆ０、圧縮機吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機吸入圧力Ｐｓをパラメータとする関数で表される。
Ｇｒ＝ｆ（Ｆ０，Ｐｄ，Ｐｓ） …（１）

そして、ステップ４では、圧縮機吐出冷媒温度検出手段３１、室外熱交換器気液二相部冷媒温度検出手段３２、室外熱交換器液部冷媒温度検出手段３３、室内冷媒液温度検出手段３４、室内冷媒ガス温度検出手段３５及び室内機空気吸込温度検出手段３６がそれぞれ検出した温度の値をデータとする。ここで、それぞれ検出によりデータ化された温度を、吐出温度Ｔ３１、室外熱交換器二相温度Ｔ３２、室外熱交換器過冷却液温度Ｔ３３、室内熱交換器液管温度Ｔ３４、室内熱交換器過熱ガス温度Ｔ３５、室内吸込空気温度Ｔ３６とする。

ステップ５では、過冷却度演算手段１０Ｂ、過熱度演算手段１０Ｃ、吐出過熱度演算手段１０Ｄが、室外熱交換器３における室外熱交換器過冷却度ＳＣ、室内熱交換器２０における過熱度ＳＨ、圧縮機１における圧縮機吐出過熱度ＴｄＳＨを、次式（２）、（３）、（４）に基づいてそれぞれ演算する。
ＳＣ＝Ｔ３２−Ｔ３３ …（２）
ＳＨ＝Ｔ３５−Ｔ３６ …（３）
ＴｄＳＨ＝Ｔ３１−Ｔ３２ …（４）

ステップ６では、冷凍能力演算手段１０Ｅが、冷媒回路中を循環させている冷媒の種類に基づいて、予め関数化して表した次式（５）及び（６）に基づいて冷媒エンタルピーを算出する。ここで、Ｈｅｉｎは室内熱交換器２０の入側における冷媒エンタルピーを表し、圧縮機吸入圧力Ｐｓ及び室内熱交換器液管温度Ｔ３４をパラメータとする。また、Ｈｅｏｕｔは室内熱交換器２０の出側における冷媒エンタルピーを表し、圧縮機吸入圧力Ｐｓ及び室内熱交換器過熱ガス温度Ｔ３５をパラメータとする。なお、Ｈｅｉｎは室外ユニットＡから流出する液冷媒の過冷却度、Ｈｅｉｎは室内ユニットＢ（室内熱交換器２０）から流出するガス冷媒の過熱度を表すことにもなる。
Ｈｅｉｎ＝ｆ（Ｐｓ，Ｔ３４） …（５）
Ｈｅｏｕｔ＝ｆ（Ｐｓ，Ｔ３５） …（６）

さらにステップ７では、冷凍能力演算手段１０Ｅが次式（７）に基づいて冷房（冷凍）能力Ｑｅを算出する。
Ｑｅ＝Ｇｒ×（Ｈｅｏｕｔ−Ｈｅｉｎ） …（７）

ステップ８において、これまで得られたデータに基づいて、熱コンダクタンス演算手段１０Ｆが、室内熱交換器２０の熱コンダクタンスＡＫｅを演算する。この熱コンダクタンスＡＫｅには、室内熱交換器２０において熱交換される風量（室内ファン２２の速度等による室内熱交換器フィルター２５の空気の通過量に依存する）並びに室内熱交換器２０における伝熱面積及び熱伝達特性が含まれた形で表すことができる。ここで室内熱交換器２０の伝熱面積及び熱伝達特性は、少なくとも通常状態の使用において変化しない。したがって、熱コンダクタンスＡＫｅの変化は風量に依存する。このため、風量を直接知ることができなくても、熱コンダクタンスＡＫｅに基づいて比較等を行うことができる。ここでは、室内吸込空気温度Ｔ３６と室内熱交換器液管温度（蒸発温度）Ｔ３４の温度差に基づく簡易的な演算方法により、熱コンダクタンスＡＫｅを算出したが、室内吸込湿度センサーを設け、空気のエンタルビーの差に基づいて演算してもよい。
ＡＫｅ＝Ｑｅ／（Ｔ３６−Ｔ３４） …（８）

ステップ９では、試運転であるかどうか（得たデータが基準のためのデータであるかどうか）を判断手段１０Ｇが判断する。試運転であると判断すると、ステップ１０では、ステップ５及びステップ８において算出した熱コンダクタンスＡＫｅをＡＫｅ１、室外熱交換器過冷却度ＳＣをＳＣ１、圧縮機吐出過熱度ＴｄＳＨをＴｄＳＨ１とし、それらの数値データを記憶手段９Ａに記憶する。ここでは、例えば記憶手段９Ａのメモリ１という領域にＡＫｅ１、ＳＣ１及びＴｄＳＨ１のデータを格納するものとする。ＡＫｅ１、ＳＣ１及びＴｄＳＨ１が運転状態、異常箇所等を判断する際の基準のデータとなる。

一方、ステップ９において、試運転でないと判断すると、ステップ１１では、ステップ５及びステップ８において算出した熱コンダクタンスＡＫｅをＡＫｅ２、室外熱交換器過冷却度ＳＣをＳＣ２、圧縮機吐出過熱度ＴｄＳＨをＴｄＳＨ２とし、それらの数値データを記憶手段９Ａに記憶する（比較等の際に一時的に記憶する場合も含む）。ここでは、例えば記憶手段９Ａのメモリ２という領域にＡＫｅ２、ＳＣ２及びＴｄＳＨ２のデータを格納するものとする。

（フィルター目詰まりの判断方法）
図４は室内熱交換器フィルター２５の目詰まりの判断を行うフローチャートを表す図である。ステップ２１では、記憶手段９Ａのメモリー１から試運転の際に得られたＡＫｅ１のデータを取り出す。また、ステップ２２では記憶手段９Ａのメモリー２からＡＫｅ２のデータを取り出す。

室内熱交換器フィルター２５の目詰まりが進行すると、風量が低下していく。そのため、冷媒と空気との間の熱交換がうまく行われず、熱交換器の熱コンダクタンスは小さくなってくる。そこで、ステップ２３で、ＡＫｅ１とＡＫｅ２とを比較した結果、ＡＫｅ１＞ＡＫｅ２＋αとなる場合には室内熱交換器フィルター２５の目詰まりであると判断する。ここで、αは室内熱交換器フィルター２５の目詰まりで小さくなる熱コンダクタンスＡＫｅに対して、許容できる熱コンダクタンスＡＫｅのマージンを表す値であり、許容できる風量の低下に基づいて予め定めておく。ＡＫｅ１＞ＡＫｅ２＋αでない場合（ＡＫｅ１≦ＡＫｅ２＋αの場合）には、室内熱交換器フィルター２５の目詰まりでないと判断して空気調和装置の診断処理を終了する。

室内熱交換器フィルター２５の目詰まりであると判断すると、ステップ２４にて、伝送線Ｘ１、室内ユニットコントローラー２３及び伝送線Ｘ２を介して、警告の旨の信号を送信し、リモコン２４に室内熱交換器フィルター２５の目詰まりであることを示す異常表示を行わせる。

以上のように、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置によれば、圧縮機１の運転周波数Ｆ０、圧縮機吐出圧力Ｐｄ及び圧縮機吸入圧力Ｐｓ並びに室内熱交換器液管温度Ｔ３４及び室内熱交換器過熱ガス温度Ｔ３５に基づいて、室外ユニットコントローラー９が熱コンダクタンスＡＫｅを算出するようにしたので、室内ユニットＢにおいて、風量を直接検出することができなかったとしても、例えば、空気調和機における他の制御等において必要となる検出手段が検出した温度、圧力等の値を用いて算出した熱コンダクタンスＡＫｅに基づいて、風量の推定を行うことができる。そのため、室内熱交換器２０の風量検出を行うための検出手段を必要とせず、コスト削減を図ることができる。

そして、例えば試運転時における基準運転状態での熱コンダクタンスＡＫｅ１と診断時における基準運転状態での熱コンダクタンスＡＫｅ２との比較に基づいて、フィルター目詰まりの判断を行うようにしたので、室内ユニットＢにおける風量を例えば利用者が任意に設定してしまったとしても、空気調和装置の診断において、室内熱交換器フィルター２５の目詰まり状態を判断することができる。

実施の形態２．
図５は実施の形態２に係る冷媒漏洩判断を行うフローチャートを表す図である。空気調和装置の構成、診断に必要な熱コンダクタンスＡＫｅ等の演算手順については、基本的には実施の形態１で説明したことと同様であるため、説明を省略する。本実施の形態においては、判断手段１０Ｇは第２の判断手段としての役割も有し、室内熱交換器フィルター２５の目詰まりの判断だけでなく、例えば空気調和装置の配管から冷媒が漏洩しているかどうかの判断も行うものとする。

ステップ３１では、記憶手段１０Ｈのメモリー１から試運転の際に得られたＡＫｅ１及びＳＣ１のデータを取り出す。また、ステップ３２では記憶手段１０Ｈのメモリー２からＡＫｅ２及びＳＣ２のデータを取り出す。

ステップ３３で、判断手段１０ＧがＡＫｅ１とＡＫｅ２とを比較した結果、ＡＫｅ１＞ＡＫｅ２＋αとなる場合には室内熱交換器フィルター２５の目詰まりと判断する。室内熱交換器フィルター２５の目詰まりにより、室内熱交換器２０に供給される風量が低下すると、冷房（冷凍）能力、Ｐｄ，Ｐｓが変化し、後述する過冷却度の検知精度にも影響を及ぼす。そのため、室内熱交換器フィルター２５が目詰まりしていると判断すると、冷媒漏洩の判断を行う前段階として、ステップ３４にて、伝送線Ｘ１、室内ユニットコントローラー２３及び伝送線Ｘ２を介して、警告の旨の信号を送信し、リモコン２４に室内熱交換器フィルター２５の目詰まりであることを示す異常表示、自動清掃装置が設けられている場合には、自動清掃装置に清掃を行わせる等、室内熱交換器フィルター２５の清掃処理を行わせる。

冷媒が漏洩することで例えば圧力損失が大きくなり、室外熱交換器３において過冷却度が小さくなってくる。そこで、ステップ３５で、ＳＣ１とＳＣ２とを比較した結果、ＳＣ１＞ＳＣ２＋βとなる場合には冷媒が漏洩しているものと判断する。ここで、βは冷媒漏洩のために小さくなる室外熱交換器過冷却度ＳＣに対して、許容できる室外熱交換器過冷却度ＳＣのマージンを表す値であり、許容できる冷媒量の低下に基づいて予め定めておく。一方、ＳＣ１＞ＳＣ２＋βでない場合（ＳＣ１≦ＳＣ２＋βの場合）には、冷媒漏洩はないものと判断して空気調和装置の診断処理を終了する。

冷媒の漏洩と判断すると、ステップ３６にて、伝送線Ｘ１、室内ユニットコントローラー２３及び伝送線Ｘ２を介して、警告の旨の信号を送信し、リモコン２４に冷媒漏洩であることを示す異常表示を行わせる。

図６は実施の形態２に係る他の冷媒漏洩判断を行うフローチャートを表す図である。図６に示す冷媒漏洩の判断においては、室外熱交換器過冷却度ＳＣの代わりに、図３のステップ５において演算した、圧縮機１における圧縮機吐出過熱度ＴｄＳＨを用いて冷媒漏洩判断を行う。そのため、ステップ３１Ａでは、記憶手段９Ａのメモリー１から試運転の際に得られたＡＫｅ１及びＴｄＳＨ１のデータを取り出す。また、ステップ３２Ａでは記憶手段９Ａのメモリー２からＡＫｅ２及びＴｄＳＨ２のデータを取り出す。

冷媒が漏洩することで例えば圧力損失が大きくなり、圧縮機１においても吐出過熱度ＴｄＳＨが小さくなってくる。そこで、ステップ３５Ａで、ＴｄＳＨ１とＴｄＳＨ２とを比較した結果、ＴｄＳＨ１＋γ＜ＴｄＳＨ２となる場合には冷媒が漏洩しているものと判断する。ここで、γは冷媒漏洩のために大きくなる吐出過熱度ＴｄＳＨに対して、許容できる圧縮機吐出過熱度ＴｄＳＨのマージンを表す値であり、許容できる冷媒量の低下に基づいて予め定めておく。

以上のように、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置では、室外ユニットコントローラー９が、例えば試運転時における基準運転状態での室外熱交換器過冷却度ＳＣ１又は圧縮機吐出過熱度ＴｄＳＨ１と診断時における基準運転状態での室外熱交換器過冷却度ＳＣ２又は圧縮機吐出過熱度ＴｄＳＨ２との比較に基づいて、冷媒漏洩判断を行うようにしたので、室内ユニットＢにおける風量を例えば利用者が任意に設定してしまったとしても、冷媒漏洩を判断し、空気調和装置の診断を行うことができる。

実施の形態３．
上述の実施の形態では、室外ユニットコントローラー９に診断装置１０を設けて、空気調和装置の診断を行うようにしたが、温度、圧力等の検出による信号を受診できれば、これに限定するものではなく、診断装置１０を設ける位置を変更してもよい。例えば室内ユニットコントローラー２３に設けて行うようにしてもよいし、空気調和装置外の演算装置等において演算、判断を行うようにしてもよい。また、冷媒漏洩の判断を室外ユニットコントローラー９の処理において行い、例えば、室内熱交換器フィルター２５の目詰まり判断を室内ユニットコントローラー２３の処理において行うようにしてもよい。このように、装置、ユニットの設置態様等に応じた設置を行うことができる。

実施の形態４．
上述の実施の形態では、冷媒と空気との間の熱交換に関して記載したが、これに限定するものではない。例えば、水等、他の熱交換媒体との間で熱交換を行う場合にも適用することができる。また、上述の実施の形態においては熱コンダクタンスに基づいて、目詰まり、冷媒漏洩の判断を例にしたが、熱コンダクタンスにより室内熱交換器２０における熱交換状態がわかるので、熱コンダクタンスに基づく他の異常箇所を判断による空気調和装置の診断を行うこともできる。

上述した実施の形態では、圧縮機が容量可変のものであるとして説明した。本発明は以上のように汎用性の高い空気調和装置であるから、圧縮機が一定速度機の場合でも広く利用することができる。また、冷凍サイクル装置の代表例として空気調和装置を挙げて説明したが、空気調和装置だけでなく、冷媒回路を用いて同様の理論により冷凍、加熱等を行うことができる、冷凍装置、暖房装置等にも適用することができる。本発明は、室内側熱交換器における熱交換の状態を判断等することができるため、例えば冷凍装置に適用すれば霜付の状態を判断し、装置の診断をすることもできる。

本発明に係る空気調和装置の実施の形態１の冷媒回路図。 診断装置１０を表す図。 実施の形態１における熱コンダクタンス推定のフローチャート。 実施の形態１におけるフィルター目詰まり判断のフローチャート。 実施の形態２における冷媒漏洩判断のフローチャート。 実施の形態２における他の冷媒漏洩判断のフローチャート。

符号の説明

Ａ 室外ユニット（熱源側ユニット）、Ｂ 室内ユニット（利用側ユニット）、１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 室外熱交換器（熱源側熱交換器）、４ 過冷却熱交換器、５ 室外絞り機構、６ バイパス管、７ アキュームレータ、８ 可変速度室外ファン、９ 室外機コントローラー、２０ 室内熱交換器（利用側熱交換器）、２１ 室内絞り手段、２２ 室内ファン、２３ 室内機コントローラー、２４ リモコン、２５ 室内熱交換器フィルター、３１ 圧縮機吐出冷媒温度検出手段、３２ 室外熱交換器気液二相部冷媒温度検出手段、３３ 室外熱交換器液部冷媒温度検出手段、３４ 室内冷媒液温度検出手段、３５ 室内冷媒ガス温度検出手段、３６ 室内機空気吸込温度、４０ 圧縮機吐出冷媒圧力検出手段、４１ 圧縮機吸入冷媒圧力検出手段、１０ 診断装置、１０Ａ 循環量演算手段、１０Ｂ 過冷却度演算手段、１０Ｃ 過熱度演算手段、１０Ｄ 吐出過熱度演算手段、１０Ｅ 冷凍能力演算手段、１０Ｆ 熱コンダクタンス演算手段、１０Ｇ 判断手段、１０Ｈ 記憶手段、Ｐ１ ガス配管、Ｐ２ 液配管、Ｐ３ バイパス管、Ｘ１ 室内外伝送線、Ｘ２ 室内伝送線。

Claims (7)

1. 圧縮機及び熱源側熱交換器を備える熱源側ユニットと、膨張弁及び利用側熱交換器を備える利用側ユニットとを配管接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置における診断装置であって、
   前記圧縮機の運転周波数並びに圧力検出手段により検出された前記圧縮機の吐出側における圧力及び吸引側における圧力に基づいて冷媒循環量を演算する循環量演算手段と、
   該冷媒循環量並びに前記利用側熱交換器に流入及び流出する冷媒のエンタルピーに基づいて冷凍能力を演算する冷凍能力演算手段と、
   該冷凍能力並びに温度検出手段により検出された前記利用側熱交換器に流入する冷媒の温度及び前記利用側熱交換器において前記冷媒との熱交換が行われる熱交換媒体の温度に基づいて、前記利用側熱交換器における熱コンダクタンスを推定演算する熱コンダクタンス演算手段と、
   予め定めた運転状態で検出した温度及び圧力に基づいて前記熱コンダクタンス演算手段が推定演算し、データとして記憶手段に記憶した基準の熱コンダクタンスと、診断時において前記運転状態により検出した温度及び圧力に基づいて前記熱コンダクタンス演算手段が推定演算した熱コンダクタンスとを比較する第１の判断手段と
   を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置の診断装置。
2. 前記第１の判断手段は、基準の熱コンダクタンスのデータと診断時における熱コンダクタンスのデータとの比較に基づいて、さらに前記利用側熱交換器に設けたフィルターの目詰まりについて判断を行うことを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置の診断装置。
3. 温度検出手段により検出された熱源側熱交換器を通過する冷媒の二相状態の温度及び熱源側熱交換器を通過した冷媒の温度に基づいて、熱源側熱交換器における冷媒の過冷却度を演算する過冷却度演算手段と、
   前記第１の判断手段が前記フィルターの目詰まりが許容範囲であると判断すると、予め定めた運転状態により検出した温度に基づいて過冷却度演算手段が推定演算して記憶手段に記憶した、基準の熱源側熱交換器における冷媒の過冷却度のデータと診断時における過冷却度のデータとを比較して、冷媒の漏洩を判断する第２の判断手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル装置の診断装置。
4. 温度検出手段により検出された前記圧縮機の吐出側における冷媒の温度及び熱源側熱交換器を通過する冷媒の二相状態の温度に基づいて、圧縮機における冷媒の過熱度を演算する過熱度演算手段を備え、
   前記第１の判断手段が前記フィルターの目詰まりが許容範囲であると判断すると、予め定めた運転状態により検出した温度に基づいて過熱度演算手段が推定演算して記憶手段に記憶した、基準の圧縮機における冷媒の過熱度のデータと診断時における過熱度のデータとを比較して、冷媒の漏洩を判断する第３の判断手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル装置の診断装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の診断装置を有することを特徴とする冷凍サイクル装置の熱源側ユニット。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の診断装置を有することを特徴とする冷凍サイクル装置の利用側ユニット。
7. 請求項１〜４のいずれかに記載の診断装置を有することを特徴とする冷凍サイクル装置。

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