JP6289727B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒が封入される冷媒回路が形成された冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration apparatus in which a refrigerant circuit in which a refrigerant is enclosed is formed.
冷凍装置において、冷媒量の過不足の発生は、冷媒装置の能力低下または構成機器の損傷といった不具合を生じさせる原因となる。そこで、こうした不具合の発生を防止するため、封入する冷媒量の過不足を判定する機能を備えた冷凍装置が知られている。 In the refrigeration apparatus, the occurrence of excess or deficiency in the refrigerant amount causes a problem such as a decrease in the capacity of the refrigerant apparatus or damage to the constituent devices. Therefore, in order to prevent such a problem from occurring, a refrigeration apparatus having a function of determining whether the amount of refrigerant to be sealed is excessive or insufficient is known.
従来の冷凍装置における冷媒封入方法としては、例えば、過冷却熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を過冷却熱交換器の最大温度差で除算した温度効率が、予め設定した判定閾値以上のとき、予め設定した基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を、凝縮器、液延長配管、ガス延長配管、および蒸発器のそれぞれの、内部の冷媒の密度と内容積とに基づいて算出するものが提案されている(例えば特許文献1参照)。 As a refrigerant filling method in the conventional refrigeration apparatus, for example, the temperature efficiency obtained by dividing the degree of refrigerant supercooling at the outlet of the supercooling heat exchanger by the maximum temperature difference of the supercooling heat exchanger is equal to or higher than a preset determination threshold. When the shortage amount of refrigerant, which is a shortage of refrigerant with respect to a preset reference refrigerant amount, is based on the density and internal volume of refrigerant inside each of the condenser, liquid extension pipe, gas extension pipe, and evaporator What is calculated has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
冷凍装置における冷媒封入は、初期封入、追加封入、最終追加封入の3段階に分けて行われる。従来の冷凍装置では、特許文献1のように、初期封入によって一定量の冷媒を封入した後、過冷却熱交換器の温度効率が、予め設定された判定閾値以上となるまで数回に分けて追加封入を行い、判定閾値を超えた段階で余裕分を補うための最終追加封入を行うことで適正な量の冷媒が封入される。ここで、1回の追加封入には、最短でも10分程度の時間を要し、従来の構成では、上記判定閾値を超えるまでに数回の追加封入が要求されるため、多くの時間と手間がかかるという課題がある。
The refrigerant filling in the refrigeration apparatus is performed in three stages: initial filling, additional filling, and final additional filling. In the conventional refrigeration apparatus, as in
また、従来は、温度効率の値を安定させるため、初期封入の後に、圧縮機を所定時間(例えば30分)だけ連続運転させているが、初期封入量が過少であった場合には、低圧カット又は吐出温度異常により圧縮機が停止する。このため、再度、所定時間に及ぶ圧縮機の連続運転が要求されるという課題がある。さらに、従来の冷凍装置は、各封入時に封入量を計算して表示するという構成であるため、封入量が表示されるまでは、冷媒封入量に関連する情報を知ることができないという課題がある。 Conventionally, in order to stabilize the value of temperature efficiency, the compressor is continuously operated for a predetermined time (for example, 30 minutes) after the initial enclosure, but if the initial enclosure amount is too small, The compressor stops due to cut or abnormal discharge temperature. For this reason, there is a problem that a continuous operation of the compressor for a predetermined time is required again. Furthermore, since the conventional refrigeration apparatus is configured to calculate and display the enclosed amount at the time of each enclosure, there is a problem that information related to the refrigerant enclosed amount cannot be known until the enclosed amount is displayed. .
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、より適正な量の冷媒を少ない時間で手間をかけずに封入させる冷凍装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that encloses a more appropriate amount of refrigerant in less time without trouble.
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、受液器、および過冷却熱交換器を有する熱源側ユニットと、膨張弁および利用側熱交換器を有する利用側ユニットと、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接続する冷媒配管と、過冷却熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を、過冷却熱交換器の最大温度差で除算した値である、過冷却熱交換器の温度効率に基づき、熱源側ユニットと利用側ユニットと冷媒配管とにより形成される冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置と、冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報を報知する報知部と、を有し、制御装置は、圧縮機の運転中に冷媒を追加して封入する追加封入の際、温度効率が所定時間以上連続して予め設定された判定閾値未満である場合に、冷媒封入を促す旨を報知部に報知させ、温度効率が所定時間以上連続して判定閾値以上となってから、温度効率が所定時間以上連続して判定閾値よりも大きく設定された中断判定閾値未満である場合に、冷媒封入速度の低下を促す旨を報知部に報知させ、温度効率が所定時間以上連続して中断判定閾値以上である場合に、冷媒封入の中断を促す旨を報知部に報知させ、追加封入を終えた際に、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を求めて報知部に報知させるものである。 A refrigeration apparatus according to the present invention includes a compressor, a heat source side heat exchanger, a liquid receiver, a heat source side unit having a supercooling heat exchanger, a utilization side unit having an expansion valve and a utilization side heat exchanger, and a heat source. The subcooling heat exchanger, which is a value obtained by dividing the refrigerant subcooling degree at the outlet of the supercooling heat exchanger by the maximum temperature difference of the supercooling heat exchanger and the refrigerant pipe connecting the side unit and the use side unit A controller that determines whether or not the amount of refrigerant sealed in the refrigerant circuit formed by the heat source side unit, the utilization side unit, and the refrigerant piping is appropriate, and information related to the refrigerant charging amount in the refrigerant circuit. And a control device having a temperature efficiency that is lower than a predetermined determination threshold continuously set for a predetermined time or longer during additional sealing in which a refrigerant is added and sealed during operation of the compressor. in the case, a notification to the effect that encourages the refrigerant sealed If allowed to broadcast, from when the temperature efficiency is more than a predetermined time or more continuously determined threshold, the temperature efficiency of suspension determination less than the threshold value which is set larger than the predetermined hours or more continuously determined threshold value, the refrigerant enclosed speed When the notification unit is informed that the reduction of the refrigerant is urged, and when the temperature efficiency is equal to or greater than the interruption determination threshold value for a predetermined time or longer, the notification unit is informed that the refrigerant enclosure is to be interrupted, and the additional enclosure is completed. In addition, a notifying amount that is a shortage of the refrigerant with respect to a preset reference refrigerant amount is obtained and notified to the notifying unit.
本発明は、冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置が、追加封入中に冷媒封入を促す旨を報知させ、追加封入を終えた際に不足封入量を算出して報知させることから、初期封入後の追加封入を円滑に実行させ、不足封入量を精度よく算出することができるため、より適正な量の冷媒を少ない時間で手間をかけずに封入させることができる。 According to the present invention, a control device that determines whether or not the amount of refrigerant sealed in the refrigerant circuit is appropriate informs the user that the refrigerant is urged during the additional sealing, and calculates and notifies the insufficient sealing amount when the additional sealing is finished. As a result, the additional sealing after the initial sealing can be executed smoothly and the amount of insufficient sealing can be calculated with high accuracy, so that a more appropriate amount of refrigerant can be sealed in less time and without trouble.
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1における冷凍装置の冷媒回路図である。図1に示すように、本実施の形態1の冷凍装置は、例えば室外に配置される熱源側ユニット100と、例えば室内に配置される利用側ユニット200とを有している。熱源側ユニット100は、圧縮機1、油分離器2、熱源側熱交換器3、受液器4、過冷却熱交換器5、およびアキュムレータ8を有している。利用側ユニット200は、膨張弁6および利用側熱交換器7を有している。熱源側ユニット100と利用側ユニット200とは、例えば液配管からなる第1配管10と、例えばガス配管からなる第2配管11とにより接続されている。[Embodiment 1]
It is a refrigerant circuit diagram of the refrigeration apparatus in
本実施の形態1の冷凍装置では、圧縮機1、油分離器2、熱源側熱交換器3、受液器4、過冷却熱交換器5、膨張弁6、利用側熱交換器7、およびアキュムレータ8に順次冷媒を循環させる冷媒回路が形成されている。すなわち、冷媒回路は、熱源側ユニット100と利用側ユニット200と冷媒配管である第1配管10および第2配管11とにより形成されている。本実施の形態1において、熱源側熱交換器3は、圧縮機1によって圧縮される冷媒の凝縮器として機能し、利用側熱交換器7は、熱源側熱交換器3から受液器4および膨張弁6を介して送られる冷媒の蒸発器として機能する。
In the refrigeration apparatus of the first embodiment, the
熱源側ユニット100には、第1温度センサ15、第2温度センサ18、および外気温度センサ16が設けられており、利用側ユニット200には、第3温度センサ19が設けられている。第1温度センサ15は、熱源側熱交換器3の出口側から過冷却熱交換器5の入口側に至る流路の何れかの位置に設けられ、当該流路を流れる冷媒の温度を検出するものである。以下、第1温度センサ15の検出温度を「凝縮器出口温度TH5」という。なお、凝縮器出口温度TH5は、圧力を検知し飽和温度換算する方法で求めてもよい。
The heat
第2温度センサ18は、過冷却熱交換器5の出口側から膨張弁6の入口側に至る流路の何れかの位置に設けられ、当該流路を流れる冷媒の温度を検出するものである。以下、第2温度センサ18の検出温度を「過冷却熱交換器出口温度TH8」という。外気温度センサ16は、熱源側熱交換器3が冷媒と熱交換する空気の温度を検出するものである。以下、外気温度センサ16の検出温度を「外気温度TH6」という。
The
第3温度センサ19は、膨張弁6の出口側から利用側熱交換器7の入口側に至る流路の何れかの位置に設けられ、当該流路を流れる冷媒の温度を検出するものである。以下、第3温度センサ19の検出温度を「蒸発温度ET」という。なお、蒸発温度ETは、圧力を検知し飽和温度換算する方法で求めてもよい。
The
また、熱源側ユニット100は、上記冷媒回路に封入された冷媒量の適否を判定する制御装置20と、例えば7セグメントLEDにより構成され、冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報を報知する報知部21と、を有している。制御装置20は、例えば冷凍装置の制御基板上に設けられるマイコン等により構成される。本実施の形態1の報知部21は、制御装置20に設けられており、冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報として、後述する各種の判定結果または各種情報を報知するものである。
Further, the heat
本実施の形態1において、制御装置20は、過冷却度に比べて運転条件による変動が小さい過冷却熱交換器5の温度効率ε(以下単に「温度効率ε」ともいう。)を用いて、冷媒量の適否を判定するものである。制御装置20には、第1温度センサ15、第2温度センサ18、外気温度センサ16、および第3温度センサ19により検出された温度情報が入力される。制御装置20は、温度情報を用いて温度効率εを算出するものである。
In the first embodiment, the
制御装置20は、冷媒を追加して封入する追加封入の際に、温度効率εと予め設定された判定閾値εline1、中断判定閾値εline2との大小関係に応じて冷媒封入を促す旨、冷媒封入速度の低下を促す旨、あるいは冷媒封入の中断を促す旨を報知部21に報知させ、追加封入を終えた際に、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を求めて報知部21に報知させるものである。より具体的に、制御装置20は、圧縮機1の運転中に、温度効率εが所定時間以上連続して判定閾値εline1未満である場合、冷媒封入を促す旨を報知部21に報知させるものである。また、制御装置20は、圧縮機1の運転中に、温度効率εが所定時間以上連続して予め設定された中断判定閾値εline2未満である場合、冷媒封入速度の低下を促す旨を報知部21に報知させるものである。さらに、制御装置20は、温度効率εが所定時間以上連続して中断判定閾値εline2以上である場合、冷媒封入の中断を促す旨を報知部21に報知させるものである。
The
制御装置20は、外部から基板等を介して入力される現地情報に基づいて初期封入量を算出し、算出した初期封入量を報知部21に報知させるものである。ここで、現地情報とは、少なくとも第1配管10および利用側熱交換器7の仕様(例えば内容積)、ならびに目標蒸発温度もしくは低圧カット入値、切値の情報を含むものである。より具体的に、現地情報は、熱源側熱交換器3、第1配管10、第2配管11、利用側熱交換器7、および受液器4のそれぞれの内容積の情報を含むものである。
The
制御装置20は、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を、少なくとも熱源側熱交換器3、第1配管10、第2配管11、利用側熱交換器7、および受液器4のそれぞれの、内部の冷媒の密度と内容積とに基づいて算出し、算出した不足封入量を報知部21に報知させるものである。
The
本実施の形態1では、現地情報に含まれる利用側熱交換器7の内容積の情報が、温度帯の情報(例えば目標蒸発温度もしくは低圧カット切値)をもとに、予め2以上のパターンに分けられている。より具体的に、上記各パターンは、少なくとも冷蔵条件を満たすパターンと、冷凍条件を満たすパターンとを含んでおり、例えば、冷蔵条件および冷凍条件の少なくとも一方が細分化されている場合には、3以上のパターンにより構成される。制御装置20は、不足封入量を求める際に、利用側熱交換器7の内容積として、上記各パターンの値を用いるように構成されている。
In the first embodiment, the information on the internal volume of the use-
ここで、本実施の形態1の冷媒回路における冷媒の流れを説明する。容量可変の圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、内包する冷凍機油が油分離器2によって分離された後、熱源側熱交換器3に流入する。熱源側熱交換器3に流入した高温高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器3において凝縮されて高圧液冷媒(液または二相状態)となり、受液器4に貯留される。受液器4に溜まった高圧液冷媒は、さらに、過冷却熱交換器5で熱交換されることにより過冷却された液冷媒となる。過冷却熱交換器5で高圧の液となった冷媒は、利用側ユニット200の膨張弁6において低温低圧の二相冷媒となり、利用側熱交換器7に流入する。そして、利用側熱交換器7において低温低圧のガス冷媒となり、アキュムレータ8を介して圧縮機1に戻る。
Here, the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit of the first embodiment will be described. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
図1では、1つの熱源側ユニット100に対して、1つの利用側ユニット200を接続する場合を例示しているが、これに限定されず、熱源側ユニット100に対して、任意の数の利用側ユニット200を接続するようにしてもよい。かかる構成を採った冷凍装置は、一端が過冷却熱交換器5に接続され、他端が複数の膨張弁6に接続される複数の第1配管10と、一端が圧縮機1に接続され、他端が少なくとも1つの利用側熱交換器7に接続される少なくとも1つの第2配管11と、を有することとなる。すなわち、利用側ユニット200は複数設けられていてもよく、複数の利用側ユニット200は、少なくともユニットクーラとショーケースとを含む構成であってよい。そして、制御装置20が、不足封入量を求める際に、利用側熱交換器7の内容積として、ユニットクーラの内容積、ショーケースの内容積、又はユニットクーラとショーケースとの混合の場合の内容積を適宜用いるようにしてもよい。
In FIG. 1, a case where one
また、利用側ユニット200を複数設けた場合、制御装置20が、不足封入量を求める際に、利用側熱交換器7の仕様の情報として、複数の利用側ユニット200のそれぞれの内部の蒸発温度帯を用いるようにしてもよい。かかる構成の場合、制御装置20は、複数の利用側ユニット200のそれぞれの内部の蒸発温度帯をもとに、複数の利用側ユニット200を、予め設定した温度閾値を用いて2以上のグループ(例えば、利用側ユニット200として使用する蒸発温度が冷蔵帯のグループ、蒸発温度が冷凍帯のグループなど)に分け、各グループの内容積を利用側熱交換器7の内容積として適宜用いるようにしてもよい。
Further, when a plurality of usage-
さらに、本実施の形態1では、熱源側ユニット100と利用側ユニット200とが接続されて形成される冷媒回路内に封入された冷媒量を判定する場合を説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、本実施の形態1の冷凍装置は、例えば、コンデンシングユニットのように、現地据付時に現地手配の利用側ユニット200と冷媒配管(液配管、ガス配管)によって接合されて冷媒回路(冷凍サイクル)が形成されるようにしてもよい。
Furthermore, in this
さらに、図1A又は図1Bに示すように、熱源側ユニット100の一部を分離して室内に配置するようにしてもよい。図1Aは、本実施の形態1における冷凍装置のうち、圧縮機1および受液器4を含む圧縮ユニット300Aが室内に配置された例を示す冷媒回路図である。図1Bは、本実施の形態1における冷凍装置のうち、圧縮機1を含む圧縮ユニット300Bが室内に配置された例を示す冷媒回路図である。図1Aに示す例では、熱源側ユニット100A内の熱源側熱交換器3と圧縮ユニット300Aとが延長配管12によって接続されている。また、図1Aの冷凍装置は、過冷却熱交換器5を有しておらず、圧縮ユニット300A内に、電子膨張弁13と二重管過冷却器14とを有している。図1Bに示す例では、熱源側ユニット100Bと圧縮ユニット300Bとが延長配管12によって接続されている。すなわち、本実施の形態1における冷凍装置は、図1Aおよび図1Bに示すように、圧縮機1を含む圧縮ユニット300Aおよび300Bが室内に設置され、熱源側熱交換器3を含む熱源側ユニット100Aおよび100Bが室外に設置されるリモート式コンデンシングユニットにおいても実現することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 1A or FIG. 1B, a part of the heat
また、例えば、クーリングユニットのように、1つのユニット内に、冷媒回路を構成する圧縮機1、熱源側熱交換器3、過冷却熱交換器5、膨張弁6、利用側熱交換器7、およびその他の付属機器を設け、それらが配管によって接続されてなる冷凍装置とすることも可能である。さらに、冷媒回路の構成は、上述した各構成に限るものではない。例えば、冷媒流路を切り換える四方弁等を設け、冷房運転と暖房運転とを切り換え可能な構成としてもよい。また、油分離器2、受液器4、アキュムレータ8のうちの少なくとも1つを設けない構成としてもよい。
Further, for example, like a cooling unit, in one unit, the
次に、冷媒封入量と過冷却度との関係について説明する。図2は、本実施の形態1における適正冷媒封入時の冷媒の温度変化を示す模式図である。また、図3は、本実施の形態1における冷媒量不足時の冷媒の温度変化を示す模式図である。図2及び図3において、縦軸は温度を示しており、上部になるほど高い温度となる。また、横軸は、熱源側熱交換器3、過冷却熱交換器5、および過冷却熱交換器5の出口側配管(液管)の各冷媒流路を示している。
Next, the relationship between the refrigerant filling amount and the degree of supercooling will be described. FIG. 2 is a schematic diagram showing a temperature change of the refrigerant when the appropriate refrigerant is sealed in the first embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing the temperature change of the refrigerant when the refrigerant amount is insufficient in the first embodiment. 2 and 3, the vertical axis indicates the temperature, and the higher the temperature, the higher the temperature becomes. The horizontal axis indicates the refrigerant flow paths of the heat source
図2の矢印aは、冷凍装置に適正な量の冷媒が封入されている場合における、各冷媒流路での冷媒温度変化を示している。冷凍装置に適正な量の冷媒が封入されている場合、熱源側熱交換器3からの二相冷媒が受液器4により気液に分離され、受液器4には、液冷媒が貯留されている飽和液状態となっている。このため、受液器4からの液冷媒が過冷却熱交換器5に流入し、過冷却熱交換器5による熱交換がすべて液冷媒の過冷却に寄与することとなる。
An arrow a in FIG. 2 indicates a change in refrigerant temperature in each refrigerant flow path when an appropriate amount of refrigerant is sealed in the refrigeration apparatus. When an appropriate amount of refrigerant is sealed in the refrigeration apparatus, the two-phase refrigerant from the heat source
図3の矢印bは、冷媒量が不足している場合における、各冷媒流路での冷媒温度変化を示している。冷媒量が不足している場合、熱源側熱交換器3の出口が乾いた状態となり、受液器4には、液冷媒が貯留されず、過冷却熱交換器5に二相状態の冷媒が流れ込む状態となる。このため、過冷却熱交換器5による熱交換により、二相冷媒の凝縮液化と過冷却とを行うこととなる。よって、冷媒量が不足している場合は、上記図2の矢印aの場合と比較して、過冷却度が減少することになる。なお、図2および図3における過冷却熱交換器5は、図1Aに示す二重管過冷却器14に相当する。
The arrow b in FIG. 3 indicates the refrigerant temperature change in each refrigerant flow path when the refrigerant amount is insufficient. When the amount of the refrigerant is insufficient, the outlet of the heat source
(冷媒封入量判定動作)
ここで、制御装置20による冷媒量の適否の判定に関する動作を説明する。本実施の形態1における制御装置20は、過冷却熱交換器5の温度効率εに基づき、冷媒回路に封入された冷媒量の適否を判定する。過冷却熱交換器5の温度効率εは、過冷却熱交換器5の出口における冷媒の過冷却度(凝縮器出口温度TH5−過冷却熱交換器出口温度TH8)を、過冷却熱交換器5の最大温度差(凝縮器出口温度TH5−外気温度TH6)で除算した値であり、下記数式1で表される。(Refrigerant filling amount judgment operation)
Here, an operation related to determination of the suitability of the refrigerant amount by the
過冷却熱交換器5の温度効率εは、過冷却熱交換器5の性能を示すものであり、上述した通り、過冷却度に比べて運転条件による変動が小さい。このため、運転条件ごとに閾値を設定することなく、冷媒量の不足の判定精度を向上させることができる。
The temperature efficiency ε of the
次に、過冷却熱交換器5の温度効率εを用いた冷媒量の適否の判定動作の具体例を、図4に示す封入ステップに基づいて説明する。図4は、本実施の形態1における冷媒量判定動作を示すフローチャートである。
Next, a specific example of the operation for determining the suitability of the refrigerant amount using the temperature efficiency ε of the
(S101〜S102)
例えば、冷凍装置の制御基板上のスイッチ等が操作され、冷媒量判定運転モードに設定された場合、制御装置20は、冷媒量判定動作を開始する(図4:ステップS101)。次いで、第1配管10、第2配管11、および利用側熱交換器7の仕様、ならびに目標蒸発温度もしくは低圧カット入値、切値の情報(現地情報)を、現地の作業者に入力してもらう(図4:ステップS102)。第1配管10および第2配管11については、管径および配管長をもとに仕様が定められる。また、利用側熱交換器7については、接続される利用側ユニット200として、ショーケース、ユニットクーラ、およびショーケースとユニットクーラとの混合の3つの場合を想定して仕様が定められる。加えて、本実施の形態1では、利用側熱交換器7の仕様が、目標蒸発温度もしくは低圧カット切値により、例えば6パターンに分けられている。したがって、現地の作業員は、目標蒸発温度もしくは低圧カット切値をもとに、利用側ユニット200が、どの冷凍条件を満たすか、どの冷蔵条件を満たすかといった判断を行い、利用側熱交換器7の仕様を上記6パターンの何れかに設定する。(S101 to S102)
For example, when a switch or the like on the control board of the refrigeration apparatus is operated and the refrigerant amount determination operation mode is set, the
(S103)
次に、制御装置20は、ステップS102において入力された現地情報をもとに初期封入量を算出する。より具体的に、制御装置20は、第1配管10、第2配管11、および利用側熱交換器7の仕様ごとに、予め設定された配管長の関数式を用いて、初期封入量を算出する。また、制御装置20は、算出した初期封入量を報知部21に報知させる(図4:ステップS103)。本実施の形態1では、報知部21を、例えば7セグメントLEDにより構成し、初期封入量の情報を表示させる。なお、以降においても、報知部21が7セグメントLEDである場合を想定して説明するが、報知の方法はこれに限らない。(S103)
Next, the
(S104〜S105)
次いで、圧縮機1の運転を開始する。すなわち、制御装置20は、圧縮機1を所定の運転周波数で運転させる(図4:ステップS104)。ところで、冷媒量判定を行う場合、全運転範囲を対象にした検知方法では、冷媒不足の有無を精度よく判定することができない。なぜなら、圧縮機1が高い運転周波数で運転している状態では、過冷却熱交換器5の出口が二相冷媒となる場合があり、かかる状態において、圧縮機1の運転周波数が増減すると、圧力損失が大きく変化してしまい、冷媒不足を精度よく判定できなくなるからである。そこで、本実施の形態1では、圧力損失の影響を排除するため、上記事情をもとに決定した所定の運転周波数で圧縮機1を運転させる。(S104-S105)
Next, the operation of the
なお、本動作説明では、圧縮機1が定速機であることを想定し、圧縮機1を50Hzあるいは60Hzに固定した状態で運転させる場合を説明するが、これに限るものではなく、圧縮機1が変速機であってもよい。また、本実施の形態1では、圧力損失の影響をより少なくするため、所定の周波数固定で運転させて冷媒量の適否を判定するが、かかる判定手法に限るものではなく、圧力損失の影響が少ない所定範囲内の周波数で圧縮機1を運転させるようにしてもよい。
In this operation description, it is assumed that the
制御装置20は、温度効率εを算出するのに必要な温度情報(温度効率εの算出に要する温度情報)を、第1温度センサ15、第2温度センサ18、第3温度センサ19、および外気温度センサ16から取得する(図4:ステップS105)。
The
(S106〜S113)
制御装置20は、温度情報をもとに数式1を用いて温度効率εを算出し、算出した温度効率εの値をもとに、予め設定された判定閾値εline1、および中断判定閾値εline2を用いて冷媒封入状況を判断する。なお、判定閾値εline1と中断判定閾値εline2との間には、「判定閾値εline1<中断判定閾値εline2」の関係がある。(S106-S113)
The
より具体的に、制御装置20は、圧縮機1が運転中であり、かつ、温度効率εが所定時間(例えば3分)以上連続して判定閾値εline1未満である場合に(図4:ステップS106/NO)、冷媒量が少ないと判定し、報知部21に冷媒封入を促す旨を報知させる。当該報知は、所定時間を経過していることが前提となる。制御装置20は、例えば、報知部21としての7セグメントLEDに冷媒封入を促す旨を表示させることで冷媒封入を促す(図4:ステップS107)。そして、制御装置20は、温度効率εを算出に要する温度情報を取得して(図4:ステップS105)、冷媒量が少ないか否かを判定する(図4:ステップS106)。すなわち、制御装置20は、冷媒量が少ないと判定している間(図4:ステップS106/NO)、ステップS105〜ステップS107を繰り返す。
More specifically, the
一方、制御装置20は、圧縮機1が運転中であり、かつ、温度効率εが所定時間(例えば3分)以上連続して判定閾値εline1以上である場合に(図4:ステップS106/YES)、冷媒量が基準量に達したと判定し、次のステップである中断判定閾値εline2を用いた判定処理に移行する。
On the other hand, when the
中断判定閾値εline2を用いた判定処理(図4:ステップS108〜S113)において、制御装置20は、まず、報知部21から冷媒封入を促す旨を報知する。前ステップにおいて冷媒封入を開始した場合は、冷媒封入を継続させることとなる(図4:ステップS108)。次いで、制御装置20は、封入開始後、圧縮機1が運転中であり、かつ、温度効率εが所定時間(例えば2分)以上連続して中断判定閾値εline2未満であるか否かを判定する(図4:ステップS109)。
In the determination process using the interruption determination threshold εline2 (FIG. 4: steps S108 to S113), the
制御装置20は、封入開始後、温度効率εが所定時間(例えば2分)以上連続して中断判定閾値εline2以上である場合に(図4:ステップS109/NO)、冷媒が十分封入されたものと判断し、冷媒封入を中断するように、報知部21に冷媒封入の中断を促す旨を報知させる。例えば、制御装置20は、報知部21としての7セグメントLEDに「StoP」を表示させる(図4:ステップS113)。
When the temperature efficiency ε is equal to or greater than the interruption determination threshold value εline2 for a predetermined time (for example, 2 minutes) after the start of sealing (FIG. 4: step S109 / NO), the
一方、制御装置20は、温度効率εが中断判定閾値εline2未満である場合に(図4:ステップS109/YES)、制御装置20は、温度効率εの算出に要する温度情報を取得し(図4:ステップS110)、圧縮機1が運転中であり、かつ、温度効率εが所定時間(例えば2分)以上連続して中断判定閾値εline2以上であるか否かを判定する(図4:ステップS111)。
On the other hand, when the temperature efficiency ε is less than the interruption determination threshold εline2 (FIG. 4: step S109 / YES), the
制御装置20は、温度効率εが所定時間(例えば2分)以上連続して中断判定閾値εline2以上である場合に(図4:ステップS111/YES)、冷媒が十分封入されたものと判断し、冷媒封入を中断するように、報知部21から冷媒封入の中断を促す旨を報知する(図4:ステップS113)。
When the temperature efficiency ε is continuously greater than or equal to the interruption determination threshold εline2 for a predetermined time (for example, 2 minutes) (FIG. 4: Step S111 / YES), the
一方、制御装置20は、温度効率εが所定時間(例えば2分)以上連続して中断判定閾値εline2未満である場合(図4:ステップS111/NO)、冷媒封入量が中断判定閾値εline2に近づきつつあるため、報知部21に冷媒封入速度の低下を促す旨を報知させる。例えば、制御装置20は、冷媒封入の速度を落とすように、報知部21としての7セグメントLEDに「Slou」を表示させる(図4:ステップS112)。次いで、制御装置20は、温度効率εの算出に要する温度情報を取得する(図4:ステップS110)。すなわち、制御装置20は、温度効率εが所定時間(例えば2分)以上連続して中断判定閾値εline2以上となるまで(図4:ステップS111/YES)、ステップS110〜S112を繰り返す。
On the other hand, when the temperature efficiency ε is continuously less than the interruption determination threshold value εline2 for a predetermined time (for example, 2 minutes) (FIG. 4: Step S111 / NO), the
ここで、冷媒封入速度の目安は以下のとおりとする。
・ステップS108開始後は、1分間に最大封入冷媒量の3%程度を封入。
・「Slou」表示後は、1分間に最大封入冷媒量の1%程度を封入。Here, the standard of the refrigerant filling speed is as follows.
-After starting step S108, about 3% of the maximum amount of refrigerant to be filled is sealed in one minute.
・ After “Slou” is displayed, about 1% of the maximum amount of refrigerant to be filled is sealed per minute.
上述のとおり、本実施の形態1における冷凍装置によれば、先行技術のように、追加封入量の指示を数回に分けて行う必要がないため、各封入に要する時間(最短10分)と手間を省略することができる。
As described above, according to the refrigeration apparatus in
[検知不可条件の判定処理]
また、同時に、制御装置20は、現在の運転状態が検知不可条件に該当するか否かを判定する。検知不可条件としては、例えば、下記のような条件を予め設定し、制御装置20は、下記何れか1つに該当する場合に、検知不可条件に該当すると判定し、数式1を用いて算出した温度効率εを無効値とする。なぜなら、下記のような条件に該当する場合は、温度効率εの値が安定しない、あるいは温度効率εの値が小さくなり誤検知を起こす、といった状況にあるためである。
・周囲温度が運転温度範囲外である場合。
・凝縮器出口温度TH5と外気温度TH6の温度差が大きい場合。
・温度効率εが負の場合、または温度効率εの計算式(数式1)の分母が0の場合。
なお、検知不可条件の判定処理は、以降の封入ステップにおいても常時行っており、本封入ステップに限って行うものではない。[Undetectable condition judgment processing]
At the same time, the
• The ambient temperature is outside the operating temperature range.
• When the temperature difference between the condenser outlet temperature TH5 and the outside air temperature TH6 is large.
When the temperature efficiency ε is negative or when the denominator of the calculation formula (Formula 1) of the temperature efficiency ε is 0.
Note that the detection impossible condition determination process is always performed in the subsequent sealing steps, and is not limited to the main sealing step.
また、上記ステップS107において、制御装置20が報知する冷媒封入を促す旨と、上記ステップS108において、制御装置20が報知する冷媒封入を促す旨とは、異なる情報であってよい。例えば、後者の場合は、制御装置20が中断判定閾値εline2を用いた判定処理に移行した旨を含む情報を報知するようにしてもよい。
In addition, the information indicating that the refrigerant sealing notified by the
(S114〜S115)
冷媒封入の中断を促す旨の報知を受けて、冷媒封入が中断されると、制御装置20は、所定時間、圧縮機1を連続運転させる。そして、制御装置20は、圧縮機1の連続運転開始以降、算出した各温度効率εを、内部又は外部に設けられたバッファ内に格納する(図4:ステップS114)。(S114-S115)
When the notification of prompting the suspension of the refrigerant filling is received and the refrigerant filling is interrupted, the
また、制御装置20は、冷媒封入中断後における圧縮機1の連続運転時間が、温度効率εの数値を安定させるための安定基準時間(例えば30分)に達するまで待機する(図4:ステップS115)。すなわち、制御装置20は、冷媒封入を中断した後、温度効率εの数値の安定を待つために、安定基準時間が経過するまで圧縮機1を連続運転させる(図4:ステップS115)。圧縮機1の連続運転時においては、すでに上記ステップS106〜S113を経過していることから、冷媒回路には、冷媒封入時における必要最低限の冷媒が封入されているため、封入量過少による圧縮機1の異常停止の発生を防止することができる。
Further, the
(S116〜S117)
制御装置20は、平均温度効率εAの算出条件を満たしているか否かを判定する。平均温度効率εAの算出条件とは、上記ステップS114およびS115においてバッファに格納した最新の複数個(例えば10個)の温度効率εが、無効値ではなく有効値であり(図4:ステップS116)かつ安定判定条件内にある(図4:ステップS117)という条件である。(S116 to S117)
The
ここで、安定判定条件について説明する。図5Aは、本実施の形態1における安定判定条件を満足する場合を例示する概念図である。図5Bは、本実施の形態1における安定判定条件を満足しない場合を例示する概念図である。安定判定条件としては、ステップS115で算出した複数(例えば10個)の温度効率εと、各算出時の運転周波数とが、大きく変動しない条件を設定する。 Here, the stability determination condition will be described. FIG. 5A is a conceptual diagram illustrating a case where the stability determination condition in the first embodiment is satisfied. FIG. 5B is a conceptual diagram illustrating a case where the stability determination condition in the first embodiment is not satisfied. As the stability determination condition, a condition is set in which a plurality of (for example, ten) temperature efficiencies ε calculated in step S115 and the operation frequency at each calculation do not vary greatly.
本実施の形態1において、制御装置20は、例えば、圧縮機1の周波数が下記数式2の条件を満たす場合と、温度効率εが下記数式3の条件を満たす場合に、安定判定条件を満足すると判定する。
In the first embodiment, for example, the
すなわち、図5Aに示すように、対象データの平均値からの変化量が全て所定値ηに収まる場合(白抜き丸印)には、安定判定条件を満足すると判定する(図4:ステップS117/YES)。一方、図5Bに示すように、対象データの平均値からの変化量の少なくとも1つが所定値(η)を超える場合(黒丸印)には、安定判定条件を満足しないと判定する(図4:ステップS117/NO)。ただし、温度効率εの値が小さい場合には、変化幅に対するばらつきが大きいため、所定値ηを超える可能性が高くなる。したがって、温度効率εが所定値(例えば、0.25)未満となる場合は、上記安定判定条件を無視するものとする。 That is, as shown in FIG. 5A, when all the changes from the average value of the target data fall within the predetermined value η (open circles), it is determined that the stability determination condition is satisfied (FIG. 4: Step S117 / YES) On the other hand, as shown in FIG. 5B, when at least one of the amount of change from the average value of the target data exceeds a predetermined value (η) (black circle mark), it is determined that the stability determination condition is not satisfied (FIG. 4: Step S117 / NO). However, when the value of the temperature efficiency ε is small, the variation with respect to the change width is large, so that the possibility of exceeding the predetermined value η increases. Therefore, when the temperature efficiency ε is less than a predetermined value (for example, 0.25), the stability determination condition is ignored.
以上のように、制御装置20は、温度効率εと圧縮機1の運転周波数とが安定した状態で、後述の平均温度効率εAを算出することにより、冷媒量の適否をより精度良く判定することができる。なお、制御装置20は、上記検知不可条件等により、最新複数個の温度効率データ内に無効値がある場合および上記安定判別条件を満足しない場合に、判定不可であると判定する。
As described above, the
(S118〜S121)
制御装置20は、安定判定条件を満足しないと判定した場合(図4:S117/NO)、判定不可であると判断し、報知部21に、他の方法を促す旨(その他の方法による冷媒封入を促す旨)とエラー(判定不可の原因等)とを交互に報知させる。例えば、制御装置20は、報知部21としての7セグメントLEDに、その他の方法による冷媒封入を促す表示と判定不可の原因を示すエラー表示とを交互に行う(図4:ステップS120)。(S118-S121)
When it is determined that the stability determination condition is not satisfied (FIG. 4: S117 / NO), the
ここで、冷媒封入のその他の方法とは、例えば、別途報知部21として設けたLEDランプを利用して、温度効率εが閾値以上ならば点灯、閾値未満ならば点滅、圧縮機1の運転停止時またはサーミスタが異常な状態にあれば消灯とすることで、必要量の冷媒封入を可能とする方法がある。また、第1配管10に予め窓を取り付けておき、窓を確認しつつ、フラッシュガスが消えるまで冷媒を封入し、フラッシュガスが消えてから、不足分として10%程度の冷媒を追加封入することにより、必要量の冷媒を確保する方法もある。さらに、受液器4に予め窓を取付けておき、窓を確認しながら設定した液面高さまで冷媒を封入することにより、必要量の冷媒を確保する方法などがある。上記のように、一度判定不可となった場合に、再度制御装置20が冷媒量判定を行うことは、大きな手間である。また、例えば外気温度などの温度条件の変化に起因して判定不可となった場合は、再試行したとしても判定不可となる可能性が高い。このため、判定不可となった場合に、制御装置20は、例えば、上記のように予め備えているLEDランプ又は窓を利用して冷媒封入するように促す旨を、報知部21を介して報知する。もっとも、数回に亘って判定不可となった場合に、制御装置20が、他の方法を促す旨を報知するようにしてもよい。
Here, the other methods of charging the refrigerant are, for example, using an LED lamp provided as a
一方、制御装置20は、安定判定条件を満足すると判定した場合(図4:ステップS117/YES)、ステップS114で算出した複数の温度効率εの平均値を平均温度効率εAとして算出する(図4:ステップS118)。そして、制御装置20は、平均温度効率εAが、予め設定された平均判定閾値εlineA未満であるか否かを判定する(図4:ステップS119)。
On the other hand, when it is determined that the stability determination condition is satisfied (FIG. 4: step S117 / YES), the
制御装置20は、平均温度効率εAが平均判定閾値εlineA未満である場合(図4:ステップS119/YES)、冷媒不足であると判断し、その他の方法による冷媒封入を促す旨と判定不可の原因とを報知する(図4:ステップS120)。一方、制御装置20は、ステップS120で平均温度効率εAが平均判定閾値εlineA以上である場合(図4:ステップS119/NO)、予め設定した基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を算出する(図4:ステップS121)。
When the average temperature efficiency εA is less than the average determination threshold value εlineA (FIG. 4: Step S119 / YES), the
なお、平均判定閾値εlineAを超えた際、既に冷媒封入量が許容封入量を超えている場合は、作業者に冷媒の封入をしてもらう必要がない。冷媒封入量は、平均判定閾値εlineAを超えるまでに何kgの冷媒を封入していたかを作業者に確認してもらう。一方、封入した冷媒量が許容封入量未満であれば、算出した不足封入量の冷媒を追加封入する。以下、最終追加封入に関する動作の詳細について説明する。 When the average determination threshold value εlineA is exceeded, if the refrigerant filling amount has already exceeded the allowable filling amount, it is not necessary for the operator to fill the refrigerant. The amount of the refrigerant enclosed is asked by the operator to confirm how many kg of refrigerant have been enclosed before the average determination threshold εlineA is exceeded. On the other hand, if the enclosed refrigerant amount is less than the allowable enclosed amount, the calculated insufficient enclosed amount of refrigerant is additionally enclosed. Details of the operation related to the final additional encapsulation will be described below.
(不足封入量の算出動作)
制御装置20は、予め設定した基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量ΔMrを、熱源側熱交換器3、第1配管10、第2配管11、および利用側熱交換器7に加え、受液器4のそれぞれの、内部における冷媒の密度と内容積とに基づいて求める。これにより、季節等による外気状況の変化で、冷媒封入量にばらつきが出てしまうことを防止して、適切な量の冷媒を封入することができる。(Calculation of underfill amount)
The
より具体的に、制御装置20は、下記数式4により、不足封入量ΔMrを、冷凍装置の構成のうち、冷媒量変動が大きい5つの要素(受液器4、熱源側熱交換器3、利用側熱交換器7、第1配管10、第2配管11)のそれぞれの不足封入量を合算して算出する。
More specifically, the
ここで、ΔMrcondは、熱源側熱交換器3の不足封入量である。ΔMrPLは、第1配管10の不足封入量である。ΔMrPGは、第2配管11の不足封入量である。ΔMrevaは、利用側熱交換器7の不足封入量である。ΔMrrecGは、受液器4の不足封入量である。以下、各不足封入量の算出動作の詳細を説明する。Here, ΔMr cond is the shortage amount of the heat source
[熱源側熱交換器3の不足封入量ΔMrcond]
制御装置20は、予め設定された熱源側熱交換器3内の冷媒密度ρcondと凝縮温度との関係と、凝縮器出口温度TH5とに基づき、予め設定された基準密度と冷媒の密度(封入時の密度)との差分値(密度変動Δρcond)を求め、求めた差分値と熱源側熱交換器3の内容積Vcondとを乗算し、熱源側熱交換器3の不足封入量ΔMrcondを求める。[Insufficient enclosed amount ΔMr cond of heat source side heat exchanger 3]
Based on the relationship between the refrigerant density ρ cond in the heat source
熱源側熱交換器3の冷媒密度ρcondと凝縮温度との関係は、例えば図6に示すようになる。図6は、本実施の形態1における熱源側熱交換器3内の冷媒密度と凝縮温度との関係を示したグラフである。図6に示すように、熱源側熱交換器3の冷媒密度は凝縮温度により変化する。なお、図6に示すグラフの傾きは「1.7」であり、下記数式5の係数となっている。上記基準密度は、例えば、熱源側熱交換器3内の冷媒密度が最大となる基準条件により設定する。The relationship between the refrigerant density ρ cond of the heat source
図6の例において、冷媒密度が最大となる凝縮温度60℃を基準条件とすると、熱源側熱交換器3の密度変動Δρcondは、下記数式5により求めることができる。すなわち、制御装置20は、数式5により求めた密度変動Δρcondと熱源側熱交換器3の内容積Vcondとを乗算し、熱源側熱交換器3の不足封入量ΔMrcondを算出する(数式6)。In the example of FIG. 6, if the condensing temperature of 60 ° C. at which the refrigerant density is maximum is set as a reference condition, the density fluctuation Δρ cond of the heat source
[第1配管10の不足封入量ΔMrPL]
制御装置20は、予め設定された第1配管10内の冷媒密度ρPLと液管温度との関係と、過冷却熱交換器出口温度TH8とに基づき、予め設定された基準密度と冷媒の密度(封入時の密度)との差分値(密度変動ΔρPL)を求め、求めた差分値と第1配管10の内容積VPLとを乗算し、第1配管10内の不足封入量ΔMrPLを求める。[Insufficient filling amount ΔMr PL in the first pipe 10]
第1配管10の冷媒密度ρPLと液管温度との関係は、例えば図7に示すようになる。図7は、本実施の形態1における第1配管10内の冷媒密度ρPLと液管温度との関係を示したグラフである。図7に示すように、第1配管10の冷媒密度は液管温度により変化する。なお、図7に示すグラフの傾きは「−5」であり、下記数式7の係数となっている。上記基準密度は、例えば、第1配管10内の冷媒密度が最大となる基準条件により設定する。Relationship between refrigerant density [rho PL and the liquid pipe temperature of the
図7の例において、冷媒密度が最大となる液管温度17℃を基準条件とすると、第1配管10の密度変動ΔρPLは、下記数式7により求めることができる。すなわち、制御装置20は、数式7により求めた密度変動ΔρPLと第1配管10の内容積VPLとを乗算し、第1配管10の不足封入量ΔMrPLを算出する(数式8)。In the example of FIG. 7, when the liquid pipe temperature of 17 ° C. at which the refrigerant density is maximum is set as a reference condition, the density fluctuation Δρ PL of the
[第2配管11の不足封入量ΔMrPG]
制御装置20は、予め設定された第2配管11内の冷媒密度ρPGと蒸発温度ETとの関係と、蒸発温度ETとに基づき、予め設定された基準密度と冷媒の密度(封入時の密度)との差分値(密度変動ΔρPG)を求め、求めた差分値と第2配管11の内容積VPGとを乗算し、第2配管11内の不足封入量ΔMrPGを求める。[Insufficient filling amount ΔMr PG in second pipe 11]
第2配管11の冷媒密度ρPGと蒸発温度ETとの関係は、例えば図8に示すようになる。図8は、本実施の形態1における第2配管内の冷媒密度と蒸発温度との関係を示したグラフである。図8に示すように、第2配管11の冷媒密度は、蒸発温度ETにより変化し、蒸発温度ETが変動する幅(ΔET)は5℃となる。なお、図8に示すグラフの傾きは「0.8」であり、下記数式9の係数となっている。上記基準密度は、例えば、第2配管11内の冷媒密度が最大となる条件により設定する。Relationship between refrigerant density [rho PG and the evaporation temperature ET of the
本実施の形態1では、実際に使用する目標蒸発温度ETmと冷媒封入時の蒸発温度ETとが異なる場合も想定し、図8の例では、制御装置20が、下記数式9により、第2配管11の密度変動ΔρPGを算出する。また、制御装置20は、算出した密度変動ΔρPGと第2配管11の内容積VPGとを乗算し、第2配管11の不足封入量ΔMrPGを算出する(数式10)。In the first embodiment, it is also assumed that the target evaporation temperature ETm actually used differs from the evaporation temperature ET at the time of charging the refrigerant. In the example of FIG. 11 density fluctuation Δρ PG is calculated. Further, the
[利用側熱交換器7の不足封入量ΔMreva]
制御装置20は、予め設定された利用側熱交換器7内の冷媒密度ρevaと蒸発温度ETと利用側熱交換器7の入口温度の関係と、蒸発温度ETと過冷却熱交換器出口温度TH8とに基づき、予め設定された基準密度と冷媒の密度(封入時の密度)との差分値(密度変動Δρeva)を求め、求めた差分値と利用側熱交換器7の内容積Vevaとを乗算し、利用側熱交換器7内の不足封入量ΔMrevaを求める。[Insufficient enclosed amount ΔMr eva of use side heat exchanger 7]
The
利用側熱交換器7の冷媒密度ρevaと蒸発温度ETとの関係は、例えば図9に示すようになる。図9Aは、本実施の形態1における利用側熱交換器7内の平均密度と蒸発温度との関係を示したグラフである。図9Bは、図9Aのグラフに対応し、蒸発器内の平均密度と蒸発温度との関係を示した模式図である。図9Aおよび図9Bの例では、利用側熱交換器7の入口状態が(1)最大〜(4)最小となる条件を表している。また、利用側熱交換器7の冷媒密度ρevaは、蒸発温度ETと利用側熱交換器7の入口状態(入口温度)とにより変化し、蒸発温度ETが変動する幅(ΔET)は5℃となる。ただし、本実施の形態1の冷凍装置が、インバータ冷凍機ではなく、一定速冷凍機である場合には、目標蒸発温度の代わりに低圧カット入値を使用する。なお、図9Aに示すグラフの傾きは「3」であり、下記数式11の係数となっている。The relationship between the refrigerant density ρ eva of the use
本実施の形態1では、実際に使用する目標蒸発温度ETmと冷媒封入時の蒸発温度ETが異なる場合も想定し、制御装置20が、下記数式11により、利用側熱交換器7の密度変動Δρevaを算出する。すなわち、制御装置20は、数式11により算出した密度変動Δρevaと利用側熱交換器7の内容積Vevaとを乗算し、利用側熱交換器7内の不足封入量ΔMrevaを算出する(数式12)。In the first embodiment, it is assumed that the target evaporation temperature ETm actually used differs from the evaporation temperature ET when the refrigerant is sealed, and the
[受液器4の不足封入量ΔMrrecG]
制御装置20は、予め設定された受液器4内の冷媒密度ρrecGと凝縮温度との関係と、凝縮器出口温度TH5とに基づき、予め設定された基準密度と冷媒の密度(封入時の密度)との差分値(密度変動ΔρrecG)を求め、求めた差分値と受液器4の内容積VrecGとを乗算し、受液器4の不足封入量ΔMrrecGを求める。[Insufficient filling amount of
Based on the relationship between the refrigerant density ρ recG in the
受液器4の冷媒密度ρrecGと凝縮温度との関係は、例えば図10に示すようになる。図10は、本実施の形態1における受液器4内の平均密度と凝縮温度との関係を示したグラフである。図10に示すように、受液器4の冷媒密度は凝縮温度により変化する。なお、図10に示すグラフの傾きは「3.3」であり、下記数式13の係数となっている。上記基準密度は、例えば、受液器4内の冷媒密度が最大となる基準条件により設定する。The relationship between the refrigerant density ρ recG of the liquid receiver 4 and the condensation temperature is, for example, as shown in FIG. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the average density in the
図10の例において、冷媒密度が最大となる凝縮温度60℃を基準条件とすると、受液器4の密度変動ΔρrecGは、下記数式13により求めることができる。すなわち、制御装置20は、数式13により求めた密度変動ΔρrecGと受液器4の内容積VrecGとを乗算し、受液器4の不足封入量ΔMrrecGを算出する(数式14)。In the example of FIG. 10, if the condensing temperature of 60 ° C. at which the refrigerant density is maximum is set as a reference condition, the density fluctuation Δρ recG of the liquid
ここでは、冷媒変動量の多い要素により不足封入量を算出する例を示したが、圧縮機1、アキュムレータ8、油分離器2などの要素、又は各要素を接続する配管、インジェクション回路の情報を含めて不足封入量を算出するようにすれば、より正確な量を算出することができる。
Here, an example in which the shortage amount is calculated based on an element having a large amount of refrigerant fluctuation has been shown. However, information on elements such as the
以上のように、本実施の形態1の冷凍装置では、冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置20が、追加封入中に冷媒封入を促す旨、冷媒封入速度の低下を促す旨、あるいは冷媒封入の中断を促す旨を報知させ、追加封入を終えた際に不足封入量を算出して報知させることから、初期封入後の追加封入を円滑に実行させ、不足封入量を精度よく算出することができるため、より適正な量の冷媒を少ない時間で手間をかけずに封入させることができる。
As described above, in the refrigeration apparatus of the first embodiment, the
すなわち、本実施の形態1の冷凍装置では、初期封入後の追加封入時において冷媒封入量が一定量を超えた際に、制御装置20が、冷媒封入速度の低下を促すように構成されている。よって、本実施の形態1の冷凍装置によれば、速度の異なる冷媒封入を連続的に行い、追加封入を1回で終えることができるため、従来の冷凍装置のように、数回に分け、時間をかけて追加封入を行う必要がなく、不足封入量の算出に先立って、必要最低限の冷媒を封入することができる。また、本実施の形態1の冷凍装置によれば、追加封入の終了後に、所定時間の圧縮機1の連続運転を要求しているため、冷媒封入量が少ないことによる異常停止の発生を防ぐことができる。すなわち、図4のステップS114以降における圧縮機1の連続運転時にあっては、すでに上記ステップS106〜S113を経過していることから、冷媒回路には、冷媒封入時における必要最低限の冷媒が封入されているため、封入量過少による圧縮機1の異常停止の発生を防止することができる。さらに、制御装置20は、温度効率εと圧縮機1の運転周波数とが安定した状態で平均温度効率εAを算出するため、冷媒量の適否をより精度よく判定することができる。
That is, in the refrigeration apparatus of the first embodiment, the
また、従来の構成では、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を、温度変化に伴う冷媒量の変化が比較的大きな熱源側熱交換器3、第1配管10、第2配管11および利用側熱交換器7における冷媒の密度と内容積とに基づいて求めている。しかしながら、ガス冷媒密度の変化幅も考慮した場合、比較的容積の大きな受液器4といった要素においても冷媒量の変化が大きく、受液器4における冷媒量の変化を冷媒封入量の計算条件として考える必要がある。この点、本実施の形態1の冷凍装置では、計算要素を拡張しており、すなわち、制御装置20が、不足封入量の算出に際して、受液器4の仕様の情報を用いるという構成を採っている。このため、所望の基準冷媒量に対して封入する必要がある不足封入量を、より精度よく算出することができる。
Further, in the conventional configuration, the shortage amount of refrigerant, which is a shortage of refrigerant with respect to a preset reference refrigerant amount, is used as the heat source
さらに、従来の冷凍装置は、予め設けられた判定が不可となる条件(検知不可条件、安定判定条件)に該当するような場合であれば、冷媒封入量の判定が強制終了となり、それ以降の判定を実施しない構成となっている。この点、本実施の形態1の冷凍装置によれば、制御装置20が、安定判定条件等を満足しないと判定した場合に、他の方法を促す旨とエラーとを報知部21に交互に報知させるため、冷媒の封入作業を完了することができる。すなわち、温度条件などにより、冷媒封入量の判定が振り出しに戻ることなく、一度の判定実施によって、冷媒封入を完了することができる。
Furthermore, in the conventional refrigeration apparatus, the determination of the refrigerant filling amount is forcibly terminated if the conditions that make a predetermined determination impossible (detection impossible condition, stability determination condition) are satisfied, and thereafter It is the structure which does not implement determination. In this regard, according to the refrigeration apparatus of the first embodiment, when the
また、特許文献1の冷凍装置では、封入量の表示、又は封入完了表示を行うのみであり、冷媒封入量に関連する情報(現在がどの封入段階にあり、あとどのくらい封入すれば不足封入量が表示されるのか等の情報)を把握することができない、という課題がある。この点、本実施の形態1の冷凍装置では、制御装置20が、温度効率εと判定閾値εline1、中断判定閾値εline2との大小関係に応じて、冷媒封入を促す旨、冷媒封入速度の低下を促す旨、あるいは冷媒封入の中断を促す旨を報知部21に報知させるように構成したため、現在までの冷媒封入量といった冷媒封入量に関連する情報を適宜把握することができる。
Further, in the refrigeration apparatus of
加えて、従来の構成では、判定開始時点で、凝縮器、蒸発器、又は延長配管長などの現地情報の入力を要求するが、先行技術においては、蒸発器側情報として対応している負荷設備がユニットクーラとショーケースの2択のみであり、ユニットクーラとショーケースが混在した場合については対応することができないという課題がある。この点、本実施の形態1の冷凍装置では、複数の利用側ユニット200が、少なくともユニットクーラとショーケースとを含むように構成し、制御装置20が、不足封入量を求める際に、利用側熱交換器7の仕様の情報として、ユニットクーラの内容積、ショーケースの内容積、又はユニットクーラとショーケースとの混合の場合の内容積の情報を用いるように構成したため、ユニットクーラとショーケースが混在した場合にも対応することができる。
In addition, in the conventional configuration, the local information such as the condenser, the evaporator, or the extension pipe length is required to be input at the start of the determination. However, in the prior art, the load equipment corresponding to the evaporator side information is supported. However, there is a problem that there are only two options of the unit cooler and the showcase, and the case where the unit cooler and the showcase are mixed cannot be dealt with. In this regard, in the refrigeration apparatus of the first embodiment, the plurality of usage-
[実施の形態2]
次に、本実施の形態2における冷凍装置を図11に基づいて説明する。図11は、本実施の形態2の報知部21における表示例を示した模式図であり、具体的には、冷媒封入量判定中における7セグメントLEDの表示を示したものである。すなわち、本実施の形態2における冷凍装置は、報知部21として採用した7セグメントLEDにより、冷媒封入量判定中の各情報を報知することができる点に特徴がある。前述した実施の形態1と同一の構成部材については、同一の符号を用いて説明を省略する。[Embodiment 2]
Next, the refrigeration apparatus in the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing a display example in the
本実施の形態2の制御装置20は、冷媒封入を促す旨を報知部21に報知させる際に、温度効率εも併せて報知させるものである。ここで、図11に例示する各表示は、初期封入量、不足封入量、又はエラーコードなどといった特定の表示を行わない場合に表示させるものである。図11のように、「現在の冷媒封入段階」、「低圧圧力」、「温度効率εの値」を順次表示させることで、現在の冷媒封入状態(どのような冷媒封入状態にあるのか)が明確となる。また、制御装置20は、温度効率εの値として瞬時値を表示させるように構成されている。このため、例えば図4のステップS109〜S111において、予め設定している中断判定閾値εline2がわかっていれば、作業者は、あとどの程度で封入速度を落とし、どの程度で封入を停止するのかを判断することができる。
The
上記においては、報知部21として7セグメントLEDを適用した場合を例に報知の方法を説明したが、これに限らず、例えば、報知部21は、液晶ディスプレイであってもよい。また、報知部21が、複数のLEDランプ等によるレベル表示、又はLEDの発光色を変化させる等の任意の表示を行うようにしてもよい。さらに、報知部21による報知の手法は、表示に限定されず、例えばブザー音または音声等により特定の情報を報知させるようにしてもよい。
In the above description, the notification method has been described by taking a case where a 7-segment LED is applied as the
本実施の形態2の冷凍装置においても、制御装置20が、追加封入中に冷媒封入を促す旨を報知させ、追加封入を終えた際に不足封入量を算出して報知させるという構成を採っており、初期封入後の追加封入を円滑に実行させ、不足封入量を精度よく算出することができるため、より適正な量の冷媒を少ない時間で手間をかけずに封入させることができる。また、本実施の形態2の冷凍装置は、7セグメントLED等からなる報知部21を用いて、「現在の冷媒封入段階」、「低圧圧力」、「温度効率εの値」等の情報を順次報知させることにより、作業者に、冷媒封入作業の進捗状況または冷媒封入状態等を明確に認識させることができるため、作業性の向上を図ることができる。すなわち、本実施の形態2の冷凍装置によれば、冷媒量判定時におこなうLED表示等によって報知できる情報をより詳細にすることができるため、本技術の対応範囲を広げ、かつ冷媒封入時の作業レベルを把握しやすくすることができる。
Also in the refrigeration apparatus of the second embodiment, the
[実施の形態3]
次に、図4を参照して、本実施の形態3における冷凍装置による封入ステップを説明する。図4は、実施の形態1で説明した封入ステップを示すフローチャートである。上述した実施の形態1および2と同一の構成部材については、同一の符号を用いて説明を省略する。[Embodiment 3]
Next, with reference to FIG. 4, the sealing step by the refrigeration apparatus in the third embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the enclosing step described in the first embodiment. About the same component as
本実施の形態3の制御装置20は、初期封入後における圧縮機1の運転開始以降から追加封入完了までの各ステップ(図4:ステップS105〜S113)を、別の方法を利用して実施させ、圧縮機1の連続運転(図4:ステップS114)以降においては、実施の形態1と同様の封入ステップを実施させるように構成されている。
The
ここで、上記した別の方法としては、例えば、実施の形態1で説明した冷媒封入のその他の方法と同様のものを利用させることができる。すなわち、別の方法とは、例えば、別途設けたLEDランプを確認して、温度効率εが閾値以上となりLEDランプが点灯するまで冷媒を封入する方法、第1配管10に予め取付けた窓を確認しつつ、フラッシュガスが消えるまで冷媒を封入する方法、または受液器4に予め取付けた窓を確認しながら設定した液面高さまで冷媒を封入する方法などである。
Here, as another method described above, for example, the same method as the other method of encapsulating the refrigerant described in the first embodiment can be used. That is, another method is, for example, checking a separately provided LED lamp, and sealing the refrigerant until the temperature efficiency ε is equal to or higher than the threshold value and the LED lamp is turned on, or checking a window previously attached to the
したがって、本実施の形態3の制御装置20は、ステップS104が完了すると、ステップS105には移行せず、上記に例示した方法等により冷媒封入を実施させるための報知を実行する。当該報知に応じて追加封入を完了した作業者が基板操作などを行い、追加封入を完了した旨が通知されると、制御装置20は、ステップS114以降の封入ステップに移行させる。
Therefore, when step S104 is completed, the
本実施の形態3における冷凍装置の制御装置20は、初期封入後の圧縮機運転開始以降の封入ステップ、すなわち追加封入の各ステップを別の方法により実施させ、別の方法による封入を終えた際に、不足封入量を算出して報知させるという構成を採っている。このため、追加封入ステップにおける検知不可条件および安定判定条件を無視させることにより、冷媒封入を円滑に実行することができることから、適正な量の冷媒をスムーズに封入させることができる。すなわち、本実施の形態3の冷凍装置によれば、冷媒量判定時に、検知不可条件および安定判定条件を満たすか否かの判定を行わないため、判定不可となることなく適正な量の冷媒を封入することができる。
The
なお、上述した各実施の形態は、冷凍装置における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。例えば、図1〜図3では、報知部21が制御装置20に設けられた構成を例示したが、これに限定されず、報知部21が、制御装置20とは別の構成として設けられていてもよい。また、制御装置20は、安定判定条件を満足しないと判定した場合に(図4:S117/NO)、他の方法を促す旨とエラーとを交互に報知する例を示したが、これに限定されず、例えば、作業者が何れかの報知情報を選択できるようにしてもよい。さらに、図11では、制御装置20が、報知部21としてのLEDセグメントに「現在の冷媒封入段階」、「低圧圧力」、「温度効率εの値」を順次表示させる例を示したが、これに限定されず、例えば、作業者が何れかの表示情報を選択して切り替えるようにしてもよい。
Each embodiment mentioned above is a suitable example in a refrigerating device, and the technical scope of the present invention is not limited to these modes unless there is a statement which limits the present invention especially. For example, in FIGS. 1 to 3, the configuration in which the
1 圧縮機、2 油分離器、3 熱源側熱交換器、4 受液器、5 過冷却熱交換器、6 膨張弁、7 利用側熱交換器、8 アキュムレータ、10 第1配管(液配管)、11 第2配管(ガス配管)、12 延長配管、13 電子膨張弁、14 二重管過冷却器、15 第1温度センサ、16 外気温度センサ、18 第2温度センサ、19 第3温度センサ、20 制御装置、21 報知部、100、100A、100B 熱源側ユニット、200 利用側ユニット、300A、300B 圧縮ユニット、ET 蒸発温度、ETm 目標蒸発温度、TH5 凝縮器出口温度、TH6 外気温度、TH8 過冷却熱交換器出口温度、VPG、VPL、Vcond、Veva、VrecG 内容積、ΔMr 不足封入量、ΔρPG、ΔρPL、Δρcond、Δρeva、ΔρrecG 密度変動、ε 温度効率、εA 平均温度効率、εline1 判定閾値、εline2 中断判定閾値、εlineA 平均判定閾値、η 所定値、ρPG、ρPL、ρcond、ρeva、ρrecG 冷媒密度。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
膨張弁および利用側熱交換器を有する利用側ユニットと、
前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとを接続する冷媒配管と、
前記過冷却熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を、前記過冷却熱交換器の最大温度差で除算した値である、前記過冷却熱交換器の温度効率に基づき、前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットと前記冷媒配管とにより形成される冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置と、
前記冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報を報知する報知部と、
を有し、
前記制御装置は、
前記圧縮機の運転中に冷媒を追加して封入する追加封入の際、
前記温度効率が所定時間以上連続して予め設定された判定閾値未満である場合に、冷媒封入を促す旨を前記報知部に報知させ、
前記温度効率が所定時間以上連続して前記判定閾値以上となってから、
前記温度効率が所定時間以上連続して前記判定閾値よりも大きく設定された中断判定閾値未満である場合に、冷媒封入速度の低下を促す旨を前記報知部に報知させ、前記温度効率が所定時間以上連続して前記中断判定閾値以上である場合に、冷媒封入の中断を促す旨を前記報知部に報知させ、
前記追加封入を終えた際に、
予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を求めて前記報知部に報知させる冷凍装置。 A heat source side unit having a compressor, a heat source side heat exchanger, a liquid receiver, and a supercooling heat exchanger;
A user side unit having an expansion valve and a user side heat exchanger;
A refrigerant pipe connecting the heat source side unit and the use side unit;
Based on the temperature efficiency of the supercooling heat exchanger, which is a value obtained by dividing the degree of supercooling of the refrigerant at the outlet of the supercooling heat exchanger by the maximum temperature difference of the supercooling heat exchanger, A control device for determining the suitability of the amount of refrigerant sealed in the refrigerant circuit formed by the use side unit and the refrigerant pipe;
An informing unit for informing information related to the amount of refrigerant enclosed in the refrigerant circuit;
Have
The controller is
During the additional enclosure in which additional refrigerant is added during operation of the compressor ,
Wherein when the temperature efficiency is less than the determination threshold value set in advance or more consecutive predetermined time, then controller generates a notice of a request for the refrigerant sealed in the notification section,
After the temperature efficiency is continuously above the determination threshold for a predetermined time or more,
When the temperature efficiency is less than the interruption determination threshold that is set to be greater than the determination threshold continuously for a predetermined time or more, the notification unit is informed that the cooling rate of the refrigerant is reduced, and the temperature efficiency is determined for a predetermined time. In the case where it is continuously greater than or equal to the interruption determination threshold, the notification unit is informed that the interruption of refrigerant filling is urged,
When finishing the additional encapsulation,
A refrigeration apparatus that obtains a shortage amount of refrigerant, which is a shortage of refrigerant with respect to a preset reference refrigerant amount, and informs the informing unit thereof.
前記利用側熱交換器は、前記熱源側熱交換器から前記受液器および前記膨張弁を介して送られる冷媒の蒸発器として機能する請求項1に記載の冷凍装置。 The heat source side heat exchanger functions as a refrigerant condenser compressed by the compressor,
2. The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the use side heat exchanger functions as an evaporator of a refrigerant sent from the heat source side heat exchanger via the liquid receiver and the expansion valve.
一端が前記過冷却熱交換器に接続され、他端が前記膨張弁に接続される第1配管と、
一端が前記圧縮機に接続され、他端が前記利用側熱交換器に接続される第2配管と、からなり、
前記制御装置は、少なくとも前記熱源側熱交換器、前記第1配管、前記第2配管、前記利用側熱交換器、および前記受液器のそれぞれの、内部の冷媒の密度と内容積に基づいて前記不足封入量を求める請求項1又は2に記載の冷凍装置。 The refrigerant pipe is
A first pipe having one end connected to the supercooling heat exchanger and the other end connected to the expansion valve;
A second pipe having one end connected to the compressor and the other end connected to the user side heat exchanger;
The control device is based on at least the density and the internal volume of the refrigerant inside each of the heat source side heat exchanger, the first pipe, the second pipe, the use side heat exchanger, and the liquid receiver. The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the deficient enclosure amount is obtained.
複数の前記利用側ユニットは、少なくともユニットクーラとショーケースとを含み、
前記制御装置は、前記不足封入量を求める際に、前記利用側熱交換器の内容積として、ユニットクーラの内容積、ショーケースの内容積、又はユニットクーラとショーケースとの混合の場合の内容積を用いる請求項3又は4に記載の冷凍装置。 A plurality of the use side units are provided,
The plurality of usage-side units include at least a unit cooler and a showcase,
The controller, when determining the amount of insufficient filling, as the internal volume of the use-side heat exchanger, as the internal volume of the unit cooler, the internal volume of the showcase, or the content in the case of mixing the unit cooler and the showcase The refrigeration apparatus according to claim 3 or 4 , wherein a product is used.
前記制御装置は、前記不足封入量を求める際に、前記利用側熱交換器の内容積として、前記各パターンの値を用いる請求項3〜5の何れか一項に記載の冷凍装置。 The internal volume of the use side heat exchanger is divided into two or more patterns in advance based on the information on the evaporation temperature zone of the use side heat exchanger ,
Wherein the control device, in determining said insufficient charging amount, as the internal volume of said use side heat exchanger, the refrigeration apparatus according to any one of claims 3-5 using the values of the respective patterns.
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