JP5210510B2 - マルチ空調システムの冷媒封入量判定方法および冷媒漏洩検知方法 - Google Patents
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すなわち、本発明にかかるマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒循環方向を切り換える四方切換弁と、冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器と、冷媒を膨張させる暖房用の室外膨張弁と、冷媒を貯留するレシーバと、冷媒に過冷却を付与する過冷却熱交換器と、過冷却熱交換器に導かれるバイパス冷媒を膨張させる過冷却用膨張弁と、を順次冷媒配管により接続して構成される室外側冷媒回路を備え、該室外側冷媒回路からガス側配管および液側配管が導出される室外機と、冷媒と室内空気とを熱交換する室内熱交換器と、冷媒を膨張させる冷房用の室内膨張弁と、を備え、前記ガス側配管および液側配管より分岐される複数組の室内側分岐ガス配管および室内側分岐液配管間に、互いに並列に接続される複数台の室内機と、から構成されるマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法であって、前記四方切換弁を冷房サイクルに切り換え、該サイクル内の低圧圧力および高圧圧力を一定とするとともに、前記室内熱交換器出口の冷媒過熱度を一定として前記室内機を1台冷房運転し、この状態で前記室外熱交換器出口の冷媒過冷却度が所定値以上のときに、冷媒封入量がオーバーチャージ状態と判定することを特徴とする。
同様に、過冷却用膨張弁は、適正量の冷媒が封入されている場合は、開度が所定範囲内で制御され、過冷却熱交換器出口の液側配管内における液冷媒の過冷却度を所定値に制御することができる。しかし、冷媒封入量がガスロー状態の場合は、液側配管内の冷媒にガス相が混ざるようになり、それに伴い過冷却用膨張弁の開度が徐々に大きくなって行き、やがて全開となって液側配管内における液冷媒の過冷却度を所定値に維持することができなくなる。この場合も、室内膨張弁を通過する冷媒量が減少することとなるので、冷房能力が低下する。従って、過冷却用膨張弁の開度が所定値以上のときも、ガスロー状態であると判断することができ、冷媒を追加充填して冷媒封入量を是正する。これによって、個々のマルチ空調システムにマッチした適正量の冷媒を封入することができ、冷媒量の過不足によるトラブルを未然に防止することができる。なお、過冷却用膨張弁は、室外機に設けられているため、室外機コントローラで直ちにガスロー状態を認識することができる。
同様に、室内膨張弁は、適正量の冷媒が封入されている場合は、室内熱交換器内に所定量の冷媒がホールドされるため、室内熱交換器出口の冷媒過冷却度が所定過冷却度に保持される。しかし、冷媒封入量がガスロー状態の場合は、室内熱交換器内の冷媒ホールド量が減少して行き、室内熱交換器出口の冷媒過冷却度が小さくなり、それに伴って室内膨張弁の開度が徐々小さくなり、やがて全閉となって室内熱交換器出口の冷媒過冷却度を所定過冷却度に制御することができなくなる。従って、室内膨張弁の開度が所定値以下となる場合は、冷媒封入量が不足するガスロー状態であると判断でき、冷媒を追加充填して冷媒封入量を是正する。これによって、個々のマルチ空調システムにマッチした適正量の冷媒を封入することができ、冷媒量の過不足によるトラブルを未然に防止することができる。
また、本発明にかかるマルチ空調システムの冷媒漏洩検知方法によると、試運転時に取得した冷媒封入量判定の初期運転データと、その後の適宜時期に同様の冷媒封入量判定を行って取得した運転データとを比較することによって、冷媒漏洩の有無を簡便に検知することができるため、ガスローによるトラブル防止や環境保護に繋げることができる。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1ないし図6を用いて説明する。
(マルチ空調システムの構成)
図1には、本実施形態に係るマルチ空調システム1の冷房サイクル図が示されている。
マルチ空調システム1は、1台の室外機2と、室外機2から導出されるガス側配管4および液側配管5と、このガス側配管4および液側配管5間に分岐器6を介して並列に接続される複数台の室内機7A,7Bと、から構成される。
上記のマルチ空調システム1において、冷房サイクル運転は、以下により行われる。
なお、冷房サイクル運転時、冷媒は、図1に示す実線矢印方向に循環される。また、図3に、冷房サイクル運転時のモリエル線図が示されており、モリエル線図上のAないしF点は、図1に示す冷媒回路上のAないしF位置に相当する。
圧縮機21により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管32Aに吐出され、オイルセパレータ22で冷媒中に含まれる潤滑油が分離された後、四方切換弁23によりガス配管32B側に循環され、室外熱交換器24で室外ファン34により送風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、液配管32Cを介して室外電子膨張弁25を通過し、レシーバ26にいったん貯留され、循環量が調整される。レシーバ26を経た液冷媒は、過冷却熱交換器27を通過する過程で、バイパス配管32Fに一部分流され、過冷却用電子膨張弁28で断熱膨張された冷媒と熱交換されて冷却され、所定の過冷却度が付与(図3に示すモリエル線図上のB点からC点に、例えば20degの過冷却が付与される)された後、液側操作弁31を経て室外機2から液側配管5へと導出される。液側配管5に導出された液冷媒は、分岐器6により各室内機7A,7Bの分岐液配管5A,5Bへと分流される。
冷房サイクルでのガスロー判定は、マルチ空調システム1が据え付けられた後に、マルチ空調システム1の冷凍サイクル内に適正量の冷媒が封入されているか否かを判断するために行われる。
ガスローの判定を行うため、四方切換弁23を冷房サイクルに切り換え、冷房サイクルで室内機7A,7Bを全台運転する。これは、室内機7A,7Bを全台運転すると、図1に示されるように、各室内機7A,7Bにそれぞれ一定量の冷媒がホールドされた状態となる。これが冷房サイクルで必要冷媒量が最も多い状態であり、この状態でガスロー判定を行うためである。
そして、この運伝状態で室内電子膨張弁(EEVC)72および/または過冷却用電子膨張弁(EEVSC)28の開度が所定値以上(全開)のときに、冷媒封入量がガスロー状態である判定する。
なお、この場合は、室内電子膨張弁72の開度から直接ガスロー状態を判断することができるが、室内機7A,7Bと室外機2間の通信により、それを室外機2側で確認する必要があるため、ガスローの認識に若干の時間遅れが生じることとなる。
なお、過冷却用電子膨張弁28は、室外機2に設けられているため、室外機2側のコントローラで直ちにガスロー状態を認識することができる。
冷房サイクルでのオーバーチャージ判定は、上述のガスロー判定と同様、マルチ空調システム1が据え付けられた後に、マルチ空調システム1の冷凍サイクル内に適正量の冷媒が封入されているか否かを判断するために行われる。
オーバーチャージの判定を行うため、四方切換弁23を冷房サイクルに切り換え、冷房サイクルで室内機7A,7Bを1台だけ冷房運転する。これは、室内機7A,7Bを1台だけ冷房運転すると、図2に示すように、運転される室内機7Aには、一定量の冷媒がホールドされる。しかし、他の室内機7Bは、室内電子膨張弁72が全閉とされるために冷媒が供給されなくなり空状態となる。これが冷房サイクルで必要冷媒量が最も少ない状態であり、この状態でオーバーチャージ判定を行うためである。
そして、この運転状態において、室外熱交換器71出口の冷媒過冷却度(SC)が所定値以上のときに、冷媒封入量がオーバーチャージ状態であると判定する。
上記のマルチ空調システム1において、暖房サイクル運転は、以下により行われる。
なお、暖房サイクル運転時、冷媒は、図4に示す実線矢印方向に循環される。また、図6に、暖房サイクル運転時のモリエル線図が示されており、モリエル線図上のaないしeは、図1に示す冷媒回路上のaないしe位置に相当する。
圧縮機21により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管32Aに吐出され、オイルセパレータ22で冷媒中に含まれる潤滑油が分離された後、四方切換弁23によりガス配管32D側に循環される。この冷媒は、ガス側操作弁30、ガス側配管4を経て室外機2から導出され、更に、分岐器6、室内側分岐ガス配管4A,4Bを経て室内機7A,7Bに導入される。室内機7A,7Bに導入された高温高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器71で室内ファン73により循環される室内空気と熱交換され、室内空気は加熱されて室内の暖房に供される。一方、凝縮液化された液冷媒は、室内電子膨張弁(EEVC)72を通過し、室内側分岐液配管5A,5Bを経て分岐器6に至り、ここで合流された後、液側配管5を経て室外機2に戻る。
暖房サイクルでのガスロー判定は、上述の冷房サイクルでのガスローおよびオーバーチャージ判定と同様、マルチ空調システム1が据え付けられた後に、マルチ空調システム1の冷凍サイクル内に適正量の冷媒が封入されているか否かを判断するために行われる。
ガスローの判定を行うため、四方切換弁23を暖房サイクルに切り換え、暖房サイクルで室内機7A,7Bを1台だけ運転する。こうすると、図4に示すように、運転される室内機7Aには、一定量の冷媒がホールドされ、他の室内機7Bは、全て室内膨張弁72が全閉(微開)とされるために液冷媒で液封された状態となる。これが暖房サイクルで必要冷媒量が最も多い状態であり、この状態でガスロー判定を行うためである。
そして、この運転状態で室外電子膨張弁(EEVH)25の開度が所定値以上または室内電子膨張弁72の開度が所定値以下のときに、冷媒封入量がガスロー状態と判定することができる。
暖房サイクルでのオーバーチャージ判定は、上述の暖房サイクルでのガスロー判定と同様、マルチ空調システム1が据え付けられた後に、マルチ空調システム1の冷凍サイクル内に適正量の冷媒が封入されているか否かを判断するために行われる。
オーバーチャージの判定を行うため、四方切換弁23を暖房サイクルに切り換え、暖房サイクルで室内機7A,7Bを全台運転する。こうすると、図5に示すように、室内機7A,7Bには、それぞれ一定量の冷媒がホールドされることになる。これが暖房サイクルで必要冷媒量が最も少ない状態であり、この状態でガスロー判定を行うためである。
そして、この運転状態において、室内熱交換器71出口の冷媒過冷却度(SC)が所定値以上のときに、冷媒封入量がオーバーチャージ状態と判定することができる。
次に、本発明の第2実施形態について、説明する。
上記第1実施形態では、冷房サイクルでのガスロー判定、冷房サイクルでのオーバーチャージ判定、暖房サイクルでのガスロー判定、および暖房サイクルでのオーバーチャージ判定をそれぞれ個別に行う場合について説明した。これに対して、本実施形態は、これら4つの判定を一括して適宜の順序で、あるいは特定の順序で実行するものである。
従って、室外機2に接続される室内機7A,7Bの冷媒配管長、機種、容量、台数等を加味して適正量の冷媒を封入することが可能となる。その結果、冷媒量の過不足によるトラブルを解消することができ、製品の信頼性を向上させることができる。
なお、上記4つの判定を、特に、順序を決めずに適宜一括して行う方法は、春、秋等の中間期において有効である。
従って、冷媒封入量判定に要する時間を可及的に短くすることができ、作業効率を高めることができる。
次に、本発明の第3実施形態について、説明する。
上記第1実施形態および第2実施形態は、マルチ空調システム1の冷媒封入量がガスローか否か、オーバーチャージか否かを判定する冷媒封入量判定方法に係るものであるのに対して、本実施形態は、その冷媒封入量判定方法を利用して冷媒の漏洩を検知するものである点が異なっている。
マルチ空調システム1の冷凍サイクル内に封入されている冷媒は、使用中に何らかの理由により漏洩する場合がある。この場合、規定通りの空調性能が得られなくなるのみならず、環境にも影響を及ぼすこととなる。従って、冷凍サイクル内に封入されている冷媒の漏洩を簡便に検知できることは非常に有益なことである。
2 室外機
4 ガス側配管
4A,4B 室内側分岐ガス配管
5 液側配管
5A,5B 室内側分岐液配管
7A,7B 室内機
21 圧縮機
23 四方切換弁
24 室外熱交換器
25 室外電子膨張弁(EEVH)
26 レシーバ
27 過冷却熱交換器
28 過冷却用電子膨張弁(EEVSC)
32A,32B,32C,32D,32E,32F 冷媒配管
33 室外側冷媒回路
71 室内熱交換器
72 室内電子膨張弁(EEVC)
Claims (7)
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒循環方向を切り換える四方切換弁と、冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器と、冷媒を膨張させる暖房用の室外膨張弁と、冷媒を貯留するレシーバと、冷媒に過冷却を付与する過冷却熱交換器と、過冷却熱交換器に導かれるバイパス冷媒を膨張させる過冷却用膨張弁と、を順次冷媒配管により接続して構成される室外側冷媒回路を備え、該室外側冷媒回路からガス側配管および液側配管が導出される室外機と、
冷媒と室内空気とを熱交換する室内熱交換器と、冷媒を膨張させる冷房用の室内膨張弁と、を備え、前記ガス側配管および液側配管より分岐される複数組の室内側分岐ガス配管および室内側分岐液配管間に、互いに並列に接続される複数台の室内機と、から構成されるマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法であって、
前記四方切換弁を冷房サイクルに切り換え、該サイクル内の低圧圧力および高圧圧力を一定とするとともに、前記室内熱交換器出口の冷媒過熱度を一定として前記室内機を1台冷房運転し、
この状態で前記室外熱交換器出口の冷媒過冷却度が所定値以上のときに、冷媒封入量がオーバーチャージ状態と判定することを特徴とするマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法。 - 前記冷房サイクルでの前記オーバーチャージ判定の後、またはその前に、冷房サイクルで該サイクル内の低圧圧力および高圧圧力を一定とするとともに、前記室内熱交換器出口の冷媒過熱度を一定として前記室内機を全台冷房運転し、
この状態で前記室内膨張弁および/または前記過冷却用膨張弁の開度が所定値以上のときに、冷媒封入量がガスロー状態と判定することを特徴とする請求項1に記載のマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法。 - 冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒循環方向を切り換える四方切換弁と、冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器と、冷媒を膨張させる暖房用の室外膨張弁と、冷媒を貯留するレシーバと、冷媒に過冷却を付与する過冷却熱交換器と、過冷却熱交換器に導かれるバイパス冷媒を膨張させる過冷却用膨張弁と、を順次冷媒配管により接続して構成される室外側冷媒回路を備え、該室外側冷媒回路からガス側配管および液側配管が導出される室外機と、
冷媒と室内空気とを熱交換する室内熱交換器と、冷媒を膨張させる冷房用の室内膨張弁と、を備え、前記ガス側配管および液側配管より分岐される複数組の室内側分岐ガス配管および室内側分岐液配管間に、互いに並列に接続される複数台の室内機と、から構成されるマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法であって、
前記四方切換弁を暖房サイクルに切り換え、該サイクル内の低圧圧力および高圧圧力を一定とするとともに、前記室外熱交換器出口の冷媒過熱度を一定として前記室内機を1台暖房運転し、
この状態で前記室外膨張弁の開度が所定値以上または前記室内膨張弁の開度が所定値以下のときに、冷媒封入量がガスロー状態と判定することを特徴とするマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法。 - 前記暖房サイクルでの前記ガスロー判定の後、またはその前に、暖房サイクルで該サイクル内の低圧圧力および高圧圧力を一定とするとともに、前記室外熱交換器出口の冷媒過熱度を一定として前記室内機を全台暖房運転し、
この状態で前記室内熱交換器出口の冷媒過冷却度が所定値以上のときに、冷媒封入量がオーバーチャージ状態と判定することを特徴とする請求項3に記載のマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法。 - 冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒循環方向を切り換える四方切換弁と、冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器と、冷媒を膨張させる暖房用の室外膨張弁と、冷媒を貯留するレシーバと、冷媒に過冷却を付与する過冷却熱交換器と、過冷却熱交換器に導かれるバイパス冷媒を膨張させる過冷却用膨張弁と、を順次冷媒配管により接続して構成される室外側冷媒回路を備え、該室外側冷媒回路からガス側配管および液側配管が導出される室外機と、
冷媒と室内空気とを熱交換する室内熱交換器と、冷媒を膨張させる冷房用の室内膨張弁と、を備え、前記ガス側配管および液側配管より分岐される複数組の室内側分岐ガス配管および室内側分岐液配管間に、互いに並列に接続される複数台の室内機と、から構成されるマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法であって、
請求項1に記載の冷房サイクルでのオーバーチャージ判定と、請求項2に記載の冷房サイクルでのガスロー判定と、請求項3に記載の暖房サイクルでのガスロー判定と、請求項4に記載の暖房サイクルでのオーバーチャージ判定と、を一括して適宜の順序で行うことを特徴とするマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法。 - 夏季には、冷房サイクルでのガスロー判定およびオーバーチャージ判定を、暖房サイクルでのガスロー判定およびオーバーチャージ判定に優先して行い、冬季には、暖房サイクルでのガスロー判定およびオーバーチャージ判定を、冷房サイクルでのガスロー判定およびオーバーチャージ判定に優先して行うことを特徴とする請求項5に記載のマルチ空調システムの冷媒封入量判定方法。
- マルチ空調システム据え付け後の試運転時に、請求項1ないし6のいずれかに記載の冷媒封入量判定方法により冷媒封入量の判定を行い、その結果を初期運転データとして記憶し、その後の適宜時期に同様の冷媒封入量判定を行って、その運転データを前記初期運転データと比較することにより、冷媒漏洩の有無を検知することを特徴とするマルチ空調システムの冷媒漏洩検知方法。
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