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技術 蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法、及びそれを用いた冷凍装置

出願人 ダイキン工業株式会社
発明者 谷本啓介奥田則之村井伸哉小野貴司山田剛石関晋一大西新吾尾藤直樹
出願日 2016年9月1日 (3年7ヶ月経過) 出願番号 2016-171005
公開日 2018年3月8日 (2年1ヶ月経過) 公開番号 2018-036017
状態 未査定
技術分野 気液分離装置、除霜装置、制御または安全装置
主要キーワード 電流計算値 液連絡 吸入状態 代用値 基本フローチャート 圧力推定値 内側制 サービスパーソン
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題

本発明の課題は、高圧圧力又は低圧圧力を精度よく推定して、適切に冷媒制御を行うことができる蒸気圧縮式冷凍サイクル制御方法、及びそれを用いた冷凍装置を提供することにある。

解決手段

冷凍装置10における蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法では、制御部40が未知側の冷媒圧力及び吸入乾き度Xsの各値が収束するまで、[未知側の冷媒圧力および吸入乾き度Xsの値を設定する]第1演算、及び[未知側の冷媒圧力および/又は吸入乾き度Xsの設定値修正する]第2演算を繰り返すので、推定精度がさらに向上する。

概要

背景

圧縮機の入力電流回転数から高圧圧力推定し、その推定値を用いて冷媒制御を行う冷凍装置として、例えば、特許文献1(特許第292445号公報)に開示されている空気調和機が公知である。

上記の空気調和機では、低圧冷媒状態所定状態に維持されていることを前提として、入力電流と回転数に対する高圧圧力テーブルを用いて高圧圧力を推定している。

概要

本発明の課題は、高圧圧力又は低圧圧力を精度よく推定して、適切に冷媒制御を行うことができる蒸気圧縮式冷凍サイクル制御方法、及びそれを用いた冷凍装置を提供することにある。冷凍装置10における蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法では、制御部40が未知側の冷媒圧力及び吸入乾き度Xsの各値が収束するまで、[未知側の冷媒圧力および吸入乾き度Xsの値を設定する]第1演算、及び[未知側の冷媒圧力および/又は吸入乾き度Xsの設定値修正する]第2演算を繰り返すので、推定精度がさらに向上する。

目的

本発明の課題は、高圧圧力又は低圧圧力を精度よく推定して、適切に冷媒制御を行うことができる蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法、及びそれを用いた冷凍装置を提供する

効果

実績

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請求項1

圧縮機(12)の吐出側及び吸入側のいずれか一方の冷媒圧力未知の場合に、未知側の前記冷媒圧力を推定して冷媒制御を行う蒸気圧縮式冷凍サイクル制御方法であって、前記冷媒制御を行う制御部(40)は、前記圧縮機(12)の入力電流を測定する測定部(24)から測定値を取得し、さらに前記制御部(40)は、前記圧縮機(12)に吸入される冷媒の吸入乾き度(Xs)、前記圧縮機(12)の圧縮機効率、及び冷凍サイクル理論に基づく値から算出される前記圧縮機(12)の入力電流計算値が前記測定値に収束するように前記吸入乾き度(Xs)及び前記冷媒圧力を設定しながら、未知側の前記冷媒圧力を推定する、蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法。

請求項2

前記制御部(40)は、前記圧縮機(12)の吐出温度を検出する吐出温度センサ(34)から検出値を取得し、さらに前記制御部(40)は、未知側の前記冷媒圧力、及び前記吸入乾き度(Xs)を変数として、既知側の前記冷媒圧力、及び前記圧縮機(12)の回転数に基づき前記入力電流計算値を導く所定の第1関係式を用い、前記入力電流計算値が前記測定値となる、未知側の前記冷媒圧力及び前記吸入乾き度(Xs)の値を設定する、第1演算と、未知側の前記冷媒圧力の設定値、前記吸入乾き度(Xs)の設定値、既知側の前記冷媒圧力、及び前記回転数から前記圧縮機効率を推定し、前記圧縮機効率の推定値、既知側の前記冷媒圧力、前記吸入乾き度(Xs)の前記設定値及び前記冷凍サイクル理論に基づく値が所定の第2関係式を充足するように、未知側の前記冷媒圧力及び/又は前記吸入乾き度(Xs)の前記設定値を修正する、第2演算と、を実行して未知側の前記冷媒圧力及び前記吸入乾き度(Xs)の値を確定し、前記確定した値を用いて前記冷媒制御を行う、請求項1に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法。

請求項3

前記制御部(40)は、前記第1演算及び前記第2演算を繰り返して、未知側の前記冷媒圧力及び前記吸入乾き度(Xs)の各値を収束させる、請求項2に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法。

請求項4

前記制御部(40)は、未知側の前記冷媒圧力及び/又は前記吸入乾き度(Xs)の初期値を任意に設定する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法。

請求項5

前記制御部(40)は、前記第2演算後の前記吸入乾き度(Xs)の前記設定値と前回求めた前記設定値との差が所定範囲内に収束するまで、前記第1演算及び前記第2演算を繰り返す、請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法。

請求項6

請求項1に記載の前記圧縮機(12)、前記測定部(24)、及び前記制御部(40)を備える、冷凍装置

請求項7

請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の前記圧縮機(12)、前記測定部(24)、前記吐出温度センサ(34)及び前記制御部(40)を備える、冷凍装置。

技術分野

0001

本発明は、冷凍機ヒートポンプ式給湯機などに利用される蒸気圧縮式冷凍サイクル制御方法、及びその制御方法を用いた冷凍装置に関する。

背景技術

0002

圧縮機の入力電流回転数から高圧圧力推定し、その推定値を用いて冷媒制御を行う冷凍装置として、例えば、特許文献1(特許第292445号公報)に開示されている空気調和機が公知である。

0003

上記の空気調和機では、低圧冷媒状態所定状態に維持されていることを前提として、入力電流と回転数に対する高圧圧力テーブルを用いて高圧圧力を推定している。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記の推定方法では、圧縮機の回転数が同じであっても吸入状態が変化すると入力電流が変化することが考慮されておらず、その分、高圧圧力の精度が低下する。また、低圧圧力を推定したい場合でも、同様の課題が生じる。

0005

本発明の課題は、高圧圧力又は低圧圧力を精度よく推定して、適切に冷媒制御を行うことができる蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法、及びそれを用いた冷凍装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明の第1観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法は、圧縮機の吐出側及び吸入側のいずれか一方の冷媒圧力未知の場合に、未知側の冷媒圧力を推定して冷媒制御を行う蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法であって、冷媒制御を行う制御部が、圧縮機の入力電流を測定する測定部から測定値を取得し、さらに制御部は、圧縮機に吸入される冷媒の吸入乾き度、圧縮機の圧縮機効率、及び冷凍サイクル理論に基づく値から算出される圧縮機の入力電流計算値が上記測定値に収束するように吸入乾き度及び冷媒圧力を設定しながら、未知側の冷媒圧力を推定する。

0007

この制御方法では、吸入状態の変化(吸入乾き度の変化)による入力電流の変化を「未知側の冷媒圧力」の推定に反映するので、吸入状態の変化を考慮せずに「未知側の冷媒圧力」を推定している従来の方法よりも推定精度が向上する。

0008

本発明の第2観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法は、本発明の第1観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法であって、制御部が、圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度センサから検出値を取得する。さらに制御部は、第1演算と第2演算とを実行して未知側の冷媒圧力及び吸入乾き度の値を確定し、確定した値を用いて冷媒制御を行う。ここで、第1演算とは、未知側の冷媒圧力、及び吸入乾き度を変数として、既知側の冷媒圧力、及び圧縮機の回転数に基づき入力電流計算値を導く所定の第1関係式を用い、入力電流計算値が上記測定値となる、未知側の冷媒圧力及び吸入乾き度の値を設定する演算である。また、第2演算とは、未知側の冷媒圧力の設定値、吸入乾き度の設定値、既知側の冷媒圧力、及び回転数から圧縮機効率を推定し、圧縮機効率の推定値、既知側の冷媒圧力、吸入乾き度の設定値及び冷凍サイクル理論に基づく値が所定の第2関係式を充足するように、未知側の冷媒圧力及び/又は吸入乾き度の設定値を修正する演算である。

0009

この制御方法では、吸入状態の変化(吸入乾き度の変化)による入力電流の変化を「未知側の冷媒圧力」の推定に反映するため、吸入状態の圧縮機効率を吸入乾き度に基いて推定し、その推定した圧縮機効率を用いて「未知側の冷媒圧力」及び/又は「吸入乾き度」の設定値を修正するので、吸入状態の変化を考慮せずに「未知側の冷媒圧力」を推定している従来の方法よりも推定精度が向上する。

0010

本発明の第3観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法は、本発明の第2観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法であって、制御部が、第1演算及び第2演算を繰り返して、未知側の冷媒圧力及び吸入乾き度の各値を収束させる。

0011

この制御方法では、「未知側の冷媒圧力」及び「吸入乾き度」の各値が収束するまで、第1演算及び第2演算を繰り返すので、推定精度がさらに向上する。

0012

本発明の第4観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法は、本発明の第1観点から第3観点のいずれか1つに係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法であって、制御部が、未知側の冷媒圧力及び/又は吸入乾き度の初期値を任意に設定する。

0013

この制御方法では、所定の第1関係式において「未知側の冷媒圧力」及び「吸入乾き度」の一方を独立変数、他方を従属変数とする関数に変換して、先に「未知側の冷媒圧力」及び「吸入乾き度」のいずれか一方を任意に設定すれば、それに対応する他方の値が算出されるので、設定が容易である。

0014

本発明の第5観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法は、本発明の第2観点から第4観点のいずれか1つに係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法であって、制御部が、第2演算後の吸入乾き度の設定値と前回求めた設定値との差が所定範囲内に収束するまで、第1演算及び前記第2演算を繰り返す。

0015

この制御方法では、第1関係式を満たす「未知側の冷媒圧力」、「吸入乾き度」が設定された後、その「吸入乾き度」の設定値精度が第2関係式を用いた第2演算で検証されるので、その分、最終の「未知側の冷媒圧力」、「吸入乾き度」の推定値の精度が向上する。

0016

本発明の第6観点に係る冷凍装置は、本発明の第1観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法で特定される圧縮機、測定部、及び制御部を備える冷凍装置である。

0017

本発明の第7観点に係る冷凍装置は、本発明の第2観点から第5観点のいずれか1つに係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法で特定される圧縮機、測定部、吐出温度センサ及び制御部を備える冷凍装置である。

発明の効果

0018

本発明の第1観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法、及び第6観点に係る冷凍装置では、吸入状態の変化(吸入乾き度の変化)による入力電流の変化を「未知側の冷媒圧力」の推定に反映するので、吸入状態の変化を考慮せずに「未知側の冷媒圧力」を推定している従来の方法よりも推定精度が向上する。

0019

本発明の第2観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法、及び第7観点に係る冷凍装置では、吸入状態の変化による入力電流の変化を「未知側の冷媒圧力」の推定に反映するため、吸入状態の圧縮機効率を吸入乾き度に基いて推定し、その推定した圧縮機効率を用いて「未知側の冷媒圧力」及び/又は「吸入乾き度」の設定値を修正するので、吸入状態の変化を考慮せずに「未知側の冷媒圧力」を推定している従来の方法よりも推定精度が向上する。

0020

本発明の第3観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法、及び第7観点に係る冷凍装置では、「未知側の冷媒圧力」及び「吸入乾き度」の各値が収束するまで、第1演算及び第2演算を繰り返すので、推定精度がさらに向上する。

0021

本発明の第4観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法、及び第7観点に係る冷凍装置では、所定の第1関係式において「未知側の冷媒圧力」及び「吸入乾き度」の一方を独立変数、他方を従属変数とする関数に変換して、先に「未知側の冷媒圧力」及び「吸入乾き度」のいずれか一方を任意に設定すれば、それに対応する他方の値が算出されるので、設定が容易である。

0022

本発明の第5観点に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法、及び第7観点に係る冷凍装置では、第1関係式を満たす「未知側の冷媒圧力」、「吸入乾き度」が設定された後、その「吸入乾き度」の設定値精度が第2関係式を用いた第2演算で検証されるので、その分、最終の「未知側の冷媒圧力」、「吸入乾き度」の推定値の精度が向上する。

図面の簡単な説明

0023

本発明の第1実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路の構成を示す配管系統図
第1実施形態に係る冷凍装置の制御部を示すブロック図。
高圧圧力推定制御基本フローチャート
高圧圧力推定制御のフローチャート
変形例に係る高圧圧力推定制御のフローチャート。
第2実施形態に係る冷凍装置の冷凍装置の制御部を示すブロック図。
低圧圧力推定制御の基本フローチャート。
低圧圧力推定制御のフローチャート。
変形例に係る低圧圧力推定制御のフローチャート。
第3実施形態に係る冷凍装置の制御部を示すブロック図。
誤検知判断制御のフローチャート。
第3実施形態の変形例に係る誤検知判断制御のフローチャート。

実施例

0024

下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

0025

<第1実施形態>
(1)冷凍装置10
図1は、本発明の第1実施形態に係る冷凍装置10の冷媒回路Cの構成を示す配管系統図である。図1において、冷凍装置10は、室内の冷房及び暖房を行う空気調和装置である。図1に示すように、冷凍装置10は、室外に設置される室外ユニット11と、室内に設置される室内ユニット21とを備えている。室外ユニット11と室内ユニット21とは、2本の連絡配管2,3によって互いに接続されることによって、冷媒回路Cを構成している。冷媒回路Cでは、充填された冷媒が循環することで、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。

0026

(1−1)室外ユニット11
室外ユニット11は、圧縮機12、室外熱交換器13、膨張弁14、及び四方切換弁15を含んでいる。

0027

(1−1−1)圧縮機12
圧縮機12は、低圧の冷媒を圧縮し、圧縮後の高圧の冷媒を吐出する。圧縮機12では、スクロール式ロータリ式等の圧縮機構圧縮機モータ12aによって駆動される。圧縮機モータ12aの運転周波数は、インバータ装置によって変更される。

0028

(1−1−2)室外熱交換器13
室外熱交換器13は、フィンアンドチューブ式熱交換器である。室外熱交換器13の近傍には、室外ファン16が設置される。室外熱交換器13では、室外ファン16が搬送する空気と冷媒とが熱交換する。

0029

(1−1−3)膨張弁14
膨張弁14は、開度可変電子膨張弁である。膨張弁14は、冷房運転時の冷媒回路Cにおける冷媒の流れ方向において室外熱交換器13の下流側に配置されている。

0030

冷房運転時、膨張弁14の開度は、室内熱交換器32に流入する冷媒を室内熱交換器32において蒸発させることが可能な圧力(すなわち、蒸発圧力)まで減圧するように調節される。また、暖房運転時は、膨張弁14の開度は、室外熱交換器13に流入する冷媒を室外熱交換器13において蒸発させることが可能な圧力まで減圧するように調節される。

0031

(1−1−4)四方切換弁15
四方切換弁15は、第1から第4までのポートP1〜P4を有している。四方切換弁15では、第1ポートP1が圧縮機12の吐出側に接続され、第2ポートP2が圧縮機12の吸入側に接続され、第3ポートP3が室外熱交換器13のガス側端部に接続され、第4ポートP4がガス側閉鎖弁5に接続されている。

0032

四方切換弁15は、第1状態図1実線で示す状態)と第2状態(図1破線で示す状態)とに切り換わる。第1状態の四方切換弁15では、第1ポートP1と第3ポートP3とが連通し且つ第2ポートP2と第4ポートP4とが連通する。第2状態の四方切換弁15では、第1ポートP1と第4ポートP4とが連通し且つ第2ポートP2と第3ポートP3とが連通する。

0033

(1−1−5)室外ファン16
室外ファン16は、プロペラファン16aと、プロペラファン16aを駆動するモータ16bとで構成されている。モータ16bは、インバータ装置によって、その回転数が可変である。

0034

(1−1−6)液連絡配管2及びガス連絡配管3
2本の連絡配管は、液連絡配管2及びガス連絡配管3によって構成される。液連絡配管2は、一端が液側閉鎖弁4に接続され、他端が室内熱交換器32の液側端部に接続される。ガス連絡配管3は、一端がガス側閉鎖弁5に接続され、他端が室内熱交換器32のガス側端部に接続される。

0035

(1−1−7)各種センサ
室外ユニット11には、吐出温度センサ34、及び室外温度センサ36が設けられている。吐出温度センサ34は、圧縮機12の吐出管に取り付けられおり、圧縮機12からの吐出冷媒の温度を検出する。室外温度センサ36は、室外ユニット11の室外空気吸入口側で、室外ユニット11内に流入する室外空気の温度(以後、室外温度という。)を検出する。

0036

(1−1−8)室外側制御部41
図1に示すように、室外ユニット11は室外側制御部41が搭載されている。また、図2は、冷凍装置10の制御部を示すブロック図である。図2において、室外側制御部41は、マイコン41a、メモリ41bを内蔵している。また、室外側制御部41には、電流検出回路24及びインバータ回路25が接続されている。マイコン41aは、各種の演算を行い、制御対象機器への指令を行う。メモリ41bは、各種データを格納する。

0037

電流検出回路24は、圧縮機モータ12aに流れる電流(入力電流)を測定する。電流検出回路24は、例えば、シャント抵抗及び該抵抗の両端の電圧増幅させるオペアンプを用いた増幅回路で構成されてもよい。インバータ回路25は、圧縮機モータ12aの運転周波数を変更する。

0038

(1−2)室内ユニット21
室内ユニット21には、室内熱交換器32と、室内ファン27とを含んでいる。

0039

(1−2−1)室内熱交換器32
室内熱交換器32は、フィン・アンド・チューブ式の熱交換器である。室内熱交換器32の近傍には、室内ファン27が設置される。

0040

(1−2−2)室内ファン27
室内ファン27は、遠心式ファン27aと、ファン27aを駆動するモータ27bとで構成されている。モータ27bは、インバータ装置によって、その回転数が可変である。

0041

(1−2−3)各種センサ
室内ユニット21には、室内熱交温度センサ44と室内温度センサ46とが設けられている。室内熱交温度センサ44は、室内熱交換器32の中間位置に設置され、冷媒の飽和温度を検出する。室内熱交温度センサ44が検出する温度から圧縮機12の吸入圧力換算される。

0042

室内温度センサ46は、室内ユニット21の室内空気の吸入口側に設けられている。室内温度センサ46は、室内ユニット21内に流入する室内空気の温度(すなわち、室内温度Tr)を検出する。

0043

本実施形態において、室内熱交温度センサ44、及び室内温度センサ46は、サーミスタからなる。

0044

(1−2−4)室内側制御部42
図1に示すように、室内ユニット21には、室内側制御部42が搭載されている。また、図2に示すように、室内側制御部42は、マイコン42a及びメモリ42bを内蔵している。

0045

マイコン42aは、室内ユニット21における各種の演算を行う。また、メモリ42bは、各種データを格納する。

0046

また、マイコン42aは、室内ユニット21を個別に操作するためのリモコン(図示せず)との間で制御信号等の通信を行い、さらに、室外ユニット11との間で伝送線を介して制御信号等の通信を行う。

0047

(2)運転動作
次に、本実施形態に係る冷凍装置10の運転動作について説明する。冷凍装置10では、冷房運転と暖房運転とが切り換えて行われる。

0048

(2−1)冷房運転
冷房運転では、図1に示す四方切換弁15が実線で示す状態となり、圧縮機12、室内ファン27、室外ファン16が運転状態となる。これにより、冷媒回路Cでは、室外熱交換器13が凝縮器となり、室内熱交換器32が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

0049

具体的には、圧縮機12で圧縮された高圧冷媒は、室外熱交換器13を流れ、室外空気と熱交換する。室外熱交換器13では、高圧冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器13で凝縮した冷媒は、室内熱交換器32へ送られる途中において、膨張弁14で減圧され、その後、室内熱交換器32を流れる。

0050

室内ユニット21では、室内ファン27によって吸い込まれた室内空気が、室内熱交換器32を通過し、その際に冷媒と熱交換する。室内熱交換器32では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、その際に空気が冷却される。室内熱交換器32で冷却された空気は、室内空間へ供給される。また、室内熱交換器32で蒸発した冷媒は、圧縮機12に吸入され再び圧縮される。

0051

(2−2)暖房運転
暖房運転では、図1に示す四方切換弁15が破線で示す状態となり、圧縮機12、室内ファン27、室外ファン16が運転状態となる。これにより、冷媒回路Cでは、室内熱交換器32が凝縮器となり、室外熱交換器13が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

0052

具体的には、圧縮機12で圧縮された高圧冷媒は、室内熱交換器32を流れる。室内ユニット20では、室内ファン27よって吸い込まれた室内空気が、室内熱交換器32を通過し、その際に冷媒と熱交換する。室内熱交換器32では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮し、その際に空気が加熱される。室内熱交換器32で加熱された空気は、室内空間へ供給される。また、室内熱交換器32で凝縮した冷媒は、膨張弁14で減圧された後、室外熱交換器13を流れる。室外熱交換器13では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器13で蒸発した冷媒は、圧縮機12に吸入され再び圧縮される。

0053

(3)高圧圧力推定制御
本実施形態では、圧縮機12の吸入圧力(以後、低圧圧力という。)は、室内熱交温度センサ44によって測定された室内熱交換器32における冷媒飽和温度から換算されている。

0054

一方、室外熱交換器13には冷媒飽和温度を測定するための温度センサは設けられておらず、圧縮機12の吐出圧力(以後、高圧圧力という。)には推定値が使用されている。

0055

(3−1)制御の概略
図3は、高圧圧力推定制御の基本フローチャートである。ここでは、図3を参照しながら、高圧圧力推定制御の大まかな流れを説明する。

0056

(ステップSA)
先ず制御部40は、ステップSAにおいて、冷媒飽和温度Te、圧縮機回転数N、圧縮機入力電流測定値Im、及び吐出冷媒温度Tdを取得する。

0057

具体的には、制御部40は、冷媒飽和温度Teを室内熱交温度センサ44の検出値で代用し、その代用値から低圧圧力Peを換算する。また、制御部40は、インバータ回路25を介して圧縮機12の運転周波数を変更しており、その運転周波数から圧縮機回転数Nを算出する。また、制御部40は、電流検出回路24を介して、随時、圧縮機入力電流測定値Imを取得している。さらに、制御部40は、吐出温度センサ34を介して、随時、吐出冷媒温度Tdを測定している。

0058

(ステップSB)
次に制御部40は、ステップSBにおいて、下記に示す、所定の第1式及び第2式を満たす吸入乾き度Xs及び高圧圧力Pcを設定する。

0059

(第1式)
Ic=Ib(Pe、Pc、N)×ρ(Pe、Xs)/ρb・・・・・(1)

0060

上記第1式において、Icは、圧縮機入力電流の計算値である。また、Ib(Pe、Pc、N)は、圧縮機12に吸入される冷媒の吸入状態が一定、つまり、吸入密度がρbで一定であるときの圧縮機入力電流計算値である。さらに、ρ(Pe、Xs)は、吸入乾き度Xsに応じた吸入密度である。

0061

仮に、吸入密度がρbで一定であるならばIc=Ib(Pe、Pc、N)=Imとして、既知である圧縮機入力電流測定値Im、低圧圧力Pe及び圧縮機回転数Nを代入することによって高圧圧力Pcを求めることができる。

0062

しかし、現実には、冷媒の吸入状態は変化しており、電流計算値であるIb(Pe、Pc、N)を吸入乾き度Xsに応じた吸入密度ρ(Pe、Xs)で補正する必要があり、上記第1式が必要となる。

0063

(第2式)
hXs=hd−△hth/ηc(Xs)・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)

0064

上記第2式において、hdは、冷凍サイクル理論に基づき、吐出冷媒温度Tdと高圧圧力Pcとにより求まる吐出エンタルピである。また、hXsは、同じく冷凍サイクル理論に基づき、低圧圧力Peと吸入乾き度Xsとにより求まる吸入エンタルピである。また、△hthは、吸入エンタルピhXsと低圧圧力Peと高圧圧力Pcとにより求まる理論サイクルエンタルピ差である。さらに、ηc(Xs)は基準状態における圧縮機効率計算値ηb(Pe、Pc、N)を吸入乾き度Xsで補正した圧縮機効率である。なお、補正前の一定の吸入乾き度における圧縮機効率計算値ηb(Pe、Pc、N)は、メモリ42bに格納されている。

0065

上記第2式に、高圧圧力Pcと、既知の吐出冷媒温度Td、低圧圧力Pe、算出した圧縮機効率ηcを代入することによって、吸入乾き度Xsが算出される。

0066

このようにして、制御部40は[吸入乾き度Xs]及び[高圧圧力Pc]を第1式及び第2式から算出する。

0067

(ステップSC)
制御部40は、ステップSCにおいて、ステップSBで算出した高圧圧力および吸入乾き度をそれぞれ高圧圧力Pc、吸入乾き度Xsとして確定する。

0068

上記の通り、高圧圧力推定制御によって、室外熱交換器13に冷媒飽和温度を測定するための温度センサが設けられていなくても、高圧圧力Pcを推定することができる。

0069

(3−2)具体例
図4は、高圧圧力推定制御のフローチャートである。ここでは、図4を参照しながら、高圧圧力推定制御について説明する。なお、図3の基本フローチャートで説明した事項については、詳細な説明を省略する。

0070

(ステップS1)
先ず制御部40は、ステップS1において、冷媒飽和温度Te、圧縮機回転数N、圧縮機入力電流測定値Im、及び吐出冷媒温度Tdを取得する。

0071

(ステップS2)
次に制御部40は、ステップS2において、吸入乾き度Xsの初期値を設定する。

0072

(ステップS3)
次に制御部40は、ステップS3において、上記第1式にステップS2で設定した吸入乾き度Xs、及び既知である圧縮機入力電流測定値Im、低圧圧力Pe及び圧縮機回転数Nを代入して高圧圧力Pcを算出する。

0073

(ステップS4)
次に制御部40は、ステップS4において、上記第2式にステップS3で算出した高圧圧力Pc、及び既知である吐出冷媒温度Td、低圧圧力Pe、算出した圧縮機効率ηcを代入することによって、吸入乾き度Xsを算出する。

0074

仮に、先のステップS2で設定した吸入乾き度Xsが適切でない場合、その設定値と第2式から算出された吸入乾き度Xsとの差は大きくなる。

0075

(ステップS5)
次に制御部40は、ステップS5において、ステップS4で算出した吸入乾き度Xsの値と、前回算出した吸入乾き度Xsの値(初回はステップS2で設定した初期値)とを比較し、両者の差の絶対値が閾値α1未満か否かを判定する。当該差の絶対値が閾値α1未満のときはステップS7へ進み、当該差の絶対値が閾値α1以上のときはステップS6へ進む。

0076

(ステップS6)
制御部40は、先のステップS5で当該差の絶対値がα1以上であると判定したときは、ステップS6において、前回算出した吸入乾き度Xsの値をステップS4で算出した直近の吸入乾き度Xsの値に更新して、ステップS3に戻る。

0077

(ステップS7)
制御部40は、先のステップS5で当該差の絶対値がα1未満であると判定したときは、ステップS7において、ステップS3で算出した値を高圧圧力Pcとして確定し、ステップS4で算出した値を吸入乾き度Xsとして確定する。

0078

上記の通り、高圧圧力推定制御によって、室外熱交換器13に冷媒飽和温度を検出するための温度センサが設けられていなくても、高圧圧力Pcを推定することができる。

0079

(4)変形例
上記第1実施形態では、最初に吸入乾き度Xsの値を設定し、それを第1式に代入して高圧圧力Pcを算出する方法を採っているが、最初に吸入乾き度Xs及び高圧圧力Pcの両方の値を設定しながら、第1式を満たす吸入乾き度Xs及び高圧圧力Pcを求める方法もある。

0080

図5は、変形例に係る高圧圧力推定制御のフローチャートである。ここでは、図5を参照しながら、高圧圧力推定制御について説明する。なお、図4の説明で用いた名称および符号が同じものについては、説明を省略する。

0081

(ステップS11)
先ず制御部40は、ステップS11において、冷媒飽和温度Te、圧縮機回転数N、圧縮機入力電流測定値Im、及び吐出冷媒温度Tdを取得する。

0082

(ステップS12)
次に制御部40は、ステップS12において、吸入乾き度Xsの初期値を設定する。

0083

(ステップS13)
次に制御部40は、ステップS13において、高圧圧力Pcの初期値を設定する。

0084

(ステップS14)
次に制御部40は、ステップS14において、第1式を用いて圧縮機入力電流計算値Icを算出する。

0085

(ステップS15)
次に制御部40は、ステップS15において、圧縮機入力電流計算値Icと測定した圧縮機入力電流測定値Imとの差の絶対値が閾値β1未満か否かを判定する。当該差の絶対値が閾値β1未満のときはステップS16へ進み、当該差の絶対値が閾値β1以上のときはステップS13へ戻る。

0086

(ステップS16)
次に制御部40は、ステップS16において、第2式を用いて吸入乾き度Xsを算出する。

0087

仮に、先のステップS12で設定した吸入乾き度Xsが適切でない場合、その設定値と上記第2式から算出された吸入乾き度Xsとの差は大きくなる。

0088

(ステップS17)
次に制御部40は、ステップS17において、ステップS16で算出した吸入乾き度Xsの値と、前回算出した吸入乾き度Xsの値(初回はステップS12で設定した初期値)とを比較し、両者の差の絶対値が閾値γ1未満か否かを判定する。当該差の絶対値が閾値γ1未満のときはステップS18へ進み、当該差の絶対値が閾値γ1以上のときはステップS12へ戻る。

0089

(ステップS18)
制御部40は、ステップS18において、ステップS13で設定した値を高圧圧力Pcとして確定し、ステップS16で算出した値を吸入乾き度Xsとして確定する。

0090

上記の通り、高圧圧力推定制御によって、室外熱交換器13に冷媒飽和温度を検出するための温度センサが設けられていなくても、高圧圧力Pcを推定することができる。

0091

(5)第1実施形態の特徴
(5−1)
冷凍装置10における蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法では、制御部40は、未知側の高圧圧力Pc、及び吸入乾き度Xsを変数として、既知側の低圧圧力Pe、及び圧縮機回転数Nに基づき圧縮機入力電流計算値Icを導く第1式を用い、圧縮機入力電流計算値Icが圧縮機入力電流測定値Imとなるように高圧圧力Pc及び吸入乾き度Xsの値を設定する。

0092

また、制御部40は、高圧圧力Pcの設定値、吸入乾き度Xsの設定値、低圧圧力Pe、及び圧縮機回転数Nから圧縮機効率ηcを推定し、さらに圧縮機効率ηcの推定値、低圧圧力Pe、吸入乾き度Xsの設定値及び吐出温度センサ34の検出値に基づき圧縮機12の吐出冷媒のエンタルピである吐出エンタルピhdと、圧縮機12の吸入冷媒のエンタルピである吸入エンタルピhXsとを算出し、吐出エンタルピhdと吸入エンタルピhXsとが第2式を充足するように、高圧圧力Pc及び/又は吸入乾き度Xsの設定値を修正する。

0093

さらに、制御部は高圧圧力Pc及び吸入乾き度Xsの値を確定して、その確定した値を用いて冷媒制御を行う。

0094

その結果、吸入乾き度Xsの変化による入力電流の変化を[未知側の高圧圧力Pc]の推定に反映するので、吸入乾き度Xsの変化を考慮せずに「未知側の高圧圧力Pc」を推定している従来の方法よりも推定精度が向上する。

0095

(5−2)
冷凍装置10では、制御部40が高圧圧力Pc及び吸入乾き度Xsの各値が収束するまで、[高圧圧力Pc及び吸入乾き度Xsの値を設定する]第1演算、及び[高圧圧力Pc及び/又は吸入乾き度Xsの設定値を修正する]第2演算を繰り返すので、推定精度がさらに向上する。

0096

(5−3)
冷凍装置10では、第1式において、高圧圧力Pc及び吸入乾き度Xsの一方を独立変数、他方を従属変数とする関数に変換して、先に高圧圧力Pc及び吸入乾き度Xsのいずれか一方を任意に設定すれば、それに対応する他方の値が算出されるので、設定が容易である。

0097

(5−4)
第1実施形態の変形例に係る冷凍装置10では、第1式を満たす高圧圧力Pc及び吸入乾き度Xsが設定された後、その吸入乾き度Xsの設定値精度が第2式を用いた演算で検証されるので、その分、最終の高圧圧力Pc、吸入乾き度Xsの推定値の精度が向上する。

0098

<第2実施形態>
第1実施形態では、低圧圧力Peが既知、高圧圧力Pcが未知の場合に高圧圧力Pcを推定する高圧圧力推定制御について説明した。

0099

第2実施形態では、高圧圧力Pcが既知、低圧圧力Peが未知の場合に低圧圧力Peを推定する低圧圧力推定制御について説明する。

0100

図6は、第2実施形態に係る冷凍装置の冷凍装置10の制御部を示すブロック図である。図6図2との違いは、図2の室内側制御部42に接続されていた室内熱交温度センサ44が除去されている点と、室外側制御部41に室外熱交温度センサ48が接続されている点である。

0101

室外熱交温度センサ48は、室外熱交換器13の中間位置に設置され、冷媒飽和温度を検出する。室外熱交温度センサ48が検出する温度から圧縮機12の吐出圧力が換算される。

0102

(1)低圧圧力推定制御
本実施形態では、圧縮機12の吐出圧力(以後、高圧圧力という。)は、室外熱交温度センサ48を介して測定された室外熱交換器13における冷媒飽和温度から換算されている。

0103

一方、室内熱交換器32には冷媒飽和温度を測定するための温度センサは設けられておらず、圧縮機12の吸入圧力(以後、低圧圧力という。)には推定値が使用されている。

0104

(1−1)制御の概略
図7は、低圧圧力推定制御の基本フローチャートである。ここでは、図7を参照しながら、低圧圧力推定制御の大まかな流れを説明する。

0105

(ステップSX)
先ず制御部40は、ステップSXにおいて、冷媒飽和温度Tc、圧縮機回転数N、圧縮機入力電流測定値Im、及び吐出冷媒温度Tdを取得する。

0106

具体的には、制御部40は、冷媒飽和温度Tcを室外熱交温度センサ48の検出値で代用し、その代用値から高圧圧力Pcを換算する。また、制御部40は、インバータ回路25を介して圧縮機12の運転周波数を変更しており、その運転周波数から圧縮機回転数Nを算出する。また、制御部40は、電流検出回路24を介して、随時、圧縮機入力電流測定値Imを測定している。さらに、制御部40は、吐出温度センサ34を介して、随時、吐出冷媒温度Tdを測定している。

0107

(ステップSY)
次に制御部40は、ステップSYにおいて、第1実施形態で説明した第1式及び第2式を満たす吸入乾き度Xs及び低圧圧力Peを設定する。

0108

吸入密度がρbで一定であるならばIc=Ib(Pe、Pc、N)=Imとして、既知である圧縮機入力電流測定値Im、高圧圧力Pc及び圧縮機回転数Nを代入することによって低圧圧力Peを求めることができる。

0109

しかし、現実には、冷媒の吸入状態は変化しており、電流計算値であるIb(Pe、Pc、N)を吸入乾き度Xsに応じた吸入密度ρ(Pe、Xs)で補正する必要があり、第1実施形態で説明した第1式が必要となる。

0110

次に、第1実施形態で説明した第2式に、低圧圧力Peと、既知の吐出冷媒温度Td、高圧圧力Pc、算出した圧縮機効率ηc(Xs)を代入することによって、吸入乾き度Xsが算出される。

0111

このようにして、制御部40は、[吸入乾き度Xs]及び[低圧圧力Pe]を第1式及び第2式から算出する。

0112

(ステップSZ)
制御部40は、ステップSZにおいて、ステップSYで算出した低圧圧力および吸入乾き度をそれぞれ低圧圧力Pe、吸入乾き度Xsとして確定する。

0113

上記の通り、低圧圧力推定制御によって、室内熱交換器32に冷媒飽和温度を検出するための温度センサが設けられていなくても、低圧圧力Peを推定することができる。

0114

(1−2)具体例
図8は、低圧圧力推定制御のフローチャートである。ここでは、図8を参照しながら、高圧圧力推定制御について説明する。

0115

(ステップS21)
先ず制御部40は、ステップS21において、冷媒飽和温度Tc、圧縮機回転数N、圧縮機入力電流測定値Im、及び吐出冷媒温度Tdを取得する。

0116

(ステップS22)
次に制御部40は、ステップS22において、吸入乾き度Xsの初期値を設定する。

0117

(ステップS23)
次に制御部40は、ステップS23において、上記第1式にステップS22で設定した吸入乾き度Xs、及び既知である圧縮機入力電流測定値Im、高圧圧力Pc及び圧縮機回転数Nを代入して低圧圧力Peを算出する。

0118

(ステップS24)
次に制御部40は、ステップS24において、上記第2式にステップS23で算出した低圧圧力Pe、及び既知である吐出冷媒温度Td、高圧圧力Pc、算出した圧縮機効率ηcを代入することによって、吸入乾き度Xsを算出する。

0119

仮に、先のステップS22で設定した吸入乾き度Xsが適切でない場合、その設定値と第2式から算出された吸入乾き度Xsとの差は大きくなる。

0120

(ステップS25)
次に制御部40は、ステップS25において、ステップS24で算出した吸入乾き度Xsの値と、前回算出した吸入乾き度Xsの値(初回はステップS22で設定した初期値)とを比較し、両者の差の絶対値が閾値α2未満か否かを判定する。当該差の絶対値が閾値α2未満のときはステップS27へ進み、当該差の絶対値が閾値α2以上のときはステップS26へ進む。

0121

(ステップS26)
制御部40は、先のステップS25で当該差の絶対値がα2以上であると判定したときは、ステップS26において、前回算出した吸入乾き度Xsの値をステップS24で算出した直近の吸入乾き度Xsの値に更新して、ステップS23に戻る。

0122

(ステップS27)
制御部40は、先のステップS25で当該差の絶対値がα2未満であると判定したときは、ステップS27において、ステップS23で算出した値を低圧圧力Peとして確定し、ステップS24で算出した値を吸入乾き度Xsとして確定する。

0123

上記の通り、低圧圧力推定制御によって、室内熱交換器32に冷媒飽和温度を検出するための温度センサが設けられていなくても、低圧圧力Peを推定することができる。

0124

(2)変形例
上記第2実施形態では、最初に吸入乾き度Xsの値を設定し、それを第1式に代入して低圧圧力Peを算出する方法を採っているが、最初に吸入乾き度Xs及び低圧圧力Peの両方の値を設定しながら、第1式を満たす吸入乾き度Xs及び低圧圧力Peを求める方法もある。

0125

図9は、変形例に係る低圧圧力推定制御のフローチャートである。ここでは、図9を参照しながら、低圧圧力推定制御について説明する。なお、図7の説明で用いた名称および符号が同じものについては、説明を省略する。

0126

(ステップS31)
先ず制御部40は、ステップS31において、冷媒飽和温度Tc、圧縮機回転数N、圧縮機入力電流測定値Im、及び吐出冷媒温度Tdを取得する。

0127

(ステップS32)
次に制御部40は、ステップS32において、吸入乾き度Xsの初期値を設定する。

0128

(ステップS33)
次に制御部40は、ステップS33において、低圧圧力Peの初期値を設定する。

0129

(ステップS34)
次に制御部40は、ステップS34において、第1式を用いて圧縮機入力電流計算値Icを算出する。

0130

(ステップS35)
次に制御部40は、ステップS35において、圧縮機入力電流計算値Icと測定した圧縮機入力電流測定値Imとの差の絶対値が閾値β2未満か否かを判定する。当該差の絶対値が閾値β2未満のときはステップS36へ進み、当該差の絶対値が閾値β2以上のときはステップS33へ戻る。

0131

(ステップS36)
次に制御部40は、ステップS36において、第2式を用いて吸入乾き度Xsを算出する。

0132

仮に、先のステップS32で設定した吸入乾き度Xsが適切でない場合、その設定値と上記第2式から算出された吸入乾き度Xsとの差は大きくなる。

0133

(ステップS37)
次に制御部40は、ステップS37において、ステップS36で算出した吸入乾き度Xsの値と、前回算出した吸入乾き度Xsの値(初回はステップS32で設定した初期値)とを比較し、両者の差の絶対値が閾値γ2未満か否かを判定する。当該差の絶対値が閾値γ2未満のときはステップS38へ進み、当該差の絶対値が閾値γ2以上のときはステップS32へ戻る。

0134

(ステップS38)
制御部40は、ステップS38において、ステップS33で設定した値を低圧圧力Peとして確定し、ステップS36で算出した値を吸入乾き度Xsとして確定する。

0135

上記の通り、低圧圧力推定制御によって、室内熱交換器32に冷媒飽和温度を検出するための温度センサが設けられていなくても、低圧圧力Peを推定することができる。

0136

(3)第2実施形態の特徴
(3−1)
冷凍装置10における蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御方法では、制御部40は、未知側の低圧圧力Pe、及び吸入乾き度Xsを変数として、既知側の高圧圧力Pc、及び圧縮機回転数Nに基づき圧縮機入力電流計算値Icを導く第1式を用い、圧縮機入力電流計算値Icが圧縮機入力電流測定値Imとなるように低圧圧力Pe及び吸入乾き度Xsの値を設定する。

0137

また、制御部40は、低圧圧力Peの設定値、吸入乾き度Xsの設定値、高圧圧力Pc、及び圧縮機回転数Nから圧縮機効率ηcを推定し、さらに圧縮機効率ηcの推定値、低圧圧力Pe、吸入乾き度Xsの設定値及び吐出温度センサ34の検出値に基づき圧縮機12の吐出冷媒のエンタルピである吐出エンタルピhdと、圧縮機12の吸入冷媒のエンタルピである吸入エンタルピhXsとを算出し、吐出エンタルピhdと吸入エンタルピhXsとが第2式を充足するように、低圧圧力Pe及び/又は吸入乾き度Xsの設定値を修正する。

0138

さらに、制御部は低圧圧力Pe及び吸入乾き度Xsの値を確定して、その確定した値を用いて冷媒制御を行う。

0139

その結果、吸入乾き度Xsの変化による入力電流の変化を[未知側の低圧圧力Pe]の推定に反映するので、吸入乾き度Xsの変化を考慮せずに「未知側の低圧圧力Pe」を推定している従来の方法よりも推定精度が向上する。

0140

(3−2)
冷凍装置10では、制御部40が低圧圧力Pe及び吸入乾き度Xsの各値が収束するまで、[低圧圧力Pe及び吸入乾き度Xsの値を設定する]第1演算、及び[低圧圧力Pe及び/又は吸入乾き度Xsの設定値を修正する]第2演算を繰り返すので、推定精度がさらに向上する。

0141

(3−3)
冷凍装置10では、第1式において、低圧圧力Pe及び吸入乾き度Xsの一方を独立変数、他方を従属変数とする関数に変換して、先に低圧圧力Pe及び吸入乾き度Xsのいずれか一方を任意に設定すれば、それに対応する他方の値が算出されるので、設定が容易である。

0142

(3−4)
第2実施形態の変形例に係る冷凍装置10では、第1式を満たす低圧圧力Pe及び吸入乾き度Xsが設定された後、その吸入乾き度Xsの設定値精度が第2式を用いた演算で検証されるので、その分、最終の低圧圧力Pe、吸入乾き度Xsの推定値の精度が向上する。

0143

<第3実施形態>
第1実施形態及び第2実施形態では、高圧圧力及び低圧圧力のいずれか一方を既知、他方を未知として、未知の圧力を推定する制御について説明した。

0144

一方、実使用において、冷媒の飽和温度を測定する熱交温度センサを室外熱交換器13および室内熱交換器32それぞれに設けて、その飽和温度から高圧圧力及び低圧圧力を算出している場合、それら熱交温度センサのいずれか一方が故障その他の原因で誤検知するような事態になると、適切な冷媒制御が妨げられる。ここでは、そのような事態に対処することができる冷凍装置10について説明する。

0145

図10は、第3実施形態に係る冷凍装置の冷凍装置10の制御部を示すブロック図である。図10図2及び図6との違いは、室内側制御部42に接続される室内熱交温度センサ44、及び室外側制御部41に接続される室外熱交温度センサ48の双方を備えている点である。

0146

室内熱交温度センサ44は室内熱交換器32の中間位置に設置され、室内熱交温度センサ44が検出する温度から低圧圧力が換算される。

0147

室外熱交温度センサ48は室外熱交換器13の中間位置に設置され、室外熱交温度センサ48が検出する温度から高圧圧力が換算される。

0148

(1)誤検知判断制御
通常、室外熱交温度センサ48が検出する温度から換算された高圧圧力、及び室内熱交温度センサ44が検出する温度から換算された低圧圧力が冷媒制御に利用されるが、第3実施形態では、制御部40は、通常の冷媒制御と並行して誤検知判断制御を行い、高圧圧力及び/又は低圧圧力の異常検出を行なう。

0149

図11は、誤検知判断制御のフローチャートである。以下、フローチャートを参照しながら、冷房運転時の誤検知判断制御について説明する。

0150

(ステップS41)
先ず制御部40は、ステップS41において、室外熱交温度センサ48を介して室外熱交換器13を流れる冷媒の飽和温度を測定し、その測定値から高圧圧力を換算する。この値を高圧圧力測定値Pcmとする。

0151

(ステップS42)
次に制御部40は、ステップS42において、室内熱交温度センサ44を介して室内熱交換器32を流れる冷媒の飽和温度を測定し、その測定値から低圧圧力を換算する。この値を低圧圧力測定値Pemとする。

0152

(ステップS43)
次に制御部40は、ステップS43において、高圧圧力推定制御を実行し、高圧圧力を推定する。この推定値を高圧圧力推定値Pcaとする。なお、高圧圧力推定制御については、第1実施形態で説明しているので、ここでは説明を省略する。

0153

(ステップS44)
次に制御部40は、ステップS44において、低圧圧力推定制御を実行し、低圧圧力を推定する。この推定値を低圧圧力推定値Peaとする。低圧圧力推定制御については、第2実施形態で説明しているので、ここでは説明を省略する。

0154

(ステップS45)
次に制御部40、ステップS45において、「高圧圧力測定値Pcmと高圧圧力推定値Pcaとの差の絶対値が所定の閾値ε未満、且つ、低圧圧力測定値Pemと低圧圧力推定値Peaとの差の絶対値が所定の閾値ω未満である」か、否かを判定する。つまり、「│Pcm−Pca│<ε、且つ│Pem−Pea│<ω」であるか、否かを判定する。

0155

制御部40は、「│Pcm−Pca│<ε、且つ│Pem−Pea│<ω」であると判断したときはステップS41へ戻り、それ以外のときはステップS46へ進む。

0156

高圧圧力推定値Pcaは低圧圧力測定値Pemを用いて算出され、低圧圧力推定値Peaは高圧圧力測定値Pcmを用いて算出されるので、高圧圧力測定値Pcm及び低圧圧力測定値Pemがともに正常であれば、高圧圧力測定値Pcmと高圧圧力推定値Pcaとが近似し、低圧圧力測定値Pemと低圧圧力推定値Peaとが近似する。それゆえ、│Pcm−Pca│<ε、且つ│Pem−Pea│<ωという状態に帰結する。この場合は、高圧圧力および低圧圧力が正しく測定されているので、現状の冷媒制御が継続される。

0157

ところが、高圧圧力および低圧圧力のいずれか一方が誤検知されている場合、│Pcm−Pca│<ε、且つ│Pem−Pea│<ωという状態にはならない。

0158

例えば、高圧圧力測定値Pcmが正しくない場合、正しく検知された低圧圧力測定値Pemに基づき推定された高圧圧力推定値Pcaとの差が閾値εを超える。一方、低圧圧力測定値Pemが正しい場合でも、誤検知された高圧圧力測定値Pcmに基づき推定された低圧圧力推定値Peaとの差が閾値ωを超える。つまり、│Pcm−Pca│≧ε、且つ│Pem−Pea│≧ωという状態となる。この場合、現状の冷媒制御を継続することはできない。

0159

(ステップS46)
そして制御部40は、ステップS46において、高圧圧力および低圧圧力の少なくとも一方が正しく測定されていない旨の警告を行う。

0160

(2)第3実施形態の特徴
以上のように、通常の冷媒制御と並行に高圧圧力推定制御及び低圧圧力推定制御を行うことによって、高圧圧力及び/又は低圧圧力の検出異常の有無を判定することができる。

0161

(3)変形例
上記第3実施形態の図11では高圧圧力及び/又は低圧圧力の検出異常の有無を判定するところまでで留めているが、本変形例ではさらに進めて、検出異常と判定された圧力測定値替え圧力推定値を用いて冷媒制御を行う方法を提案する。

0162

図12は、第3実施形態の変形例に係る誤検知判断制御のフローチャートである。図12は、図11のステップS45とステップS46との間にステップS451〜ステップS454を挿入したものであり、ステップS41からステップS45までは第3実施形態に係る誤検知判断制御のフローチャート(図11)と同じ内容であるので、ステップS41からステップS45までの説明を省略し、ここでは、ステップS451〜ステップS454の動作についてのみ説明する。

0163

(動作説明)
高圧圧力推定値Pcaは低圧圧力測定値Pemを用いて推定され、低圧圧力推定値Peaは高圧圧力測定値Pcmを用いて推定されるので、高圧圧力測定値Pcm及び低圧圧力測定値Pemが正しく測定されていれば、低圧圧力測定値Pemと高圧圧力推定値Pcaとの差の絶対値(|Pem−Pca|)、及び高圧圧力測定値Pcmと低圧圧力推定値Peaとの差の絶対値(|Pcm−Pea|)は、そのときの圧縮機回転数N及び圧縮機入力電流測定値Imに応じた所定の範囲R内に維持される。なお、範囲Rは、予め圧縮機回転数N及び圧縮機入力電流測定値Imに応じて設定され、メモリ41b若しくはメモリ42bに格納されている。

0164

逆に、例えば、室内熱交温度センサ44の故障等により低圧圧力測定値Pemが誤っている場合、低圧圧力測定値Pemとそれに基いて推定される高圧圧力推定値Pcaとの差の絶対値である|Pem−Pca|は範囲R外となり、正常に測定された高圧圧力測定値Pcmとそれに基いて推定される低圧圧力推定値Peaとの差の絶対値である|Pcm−Pea|のみが範囲R内となる。

0165

同様に、室外熱交温度センサ48の故障等により高圧圧力測定値Pcmが誤っている場合、高圧圧力測定値Pcmとそれに基いて推定される低圧圧力推定値Peaとの差の絶対値である|Pcm−Pea|は範囲R外となり、正常に測定された低圧圧力測定値Pemとそれに基いて推定される高圧圧力推定値Pcaとの差の絶対値である|Pem−Pca|のみが範囲R内となる。

0166

それゆえ、制御部40は、ステップS451において「|Pem−Pca|は範囲R外で、且つ|Pcm−Pea|が範囲R内である」と判定したときは「低圧圧力測定値Pemが誤っている」と判断し、ステップS452に進み、低圧圧力測定値Pemに替えて低圧圧力推定値Peaを用いて冷媒制御を行う。そして、制御部40は、ステップS46において警告を発し、サービスパーソンにより問題が解決されるまでの間は、低圧圧力推定値Peaを使用する。

0167

また、制御部40は、ステップS453において「|Pcm−Pea|は範囲R外で、且つ|Pem−Pca|が範囲R内である」と判定したときは、高圧圧力測定値Pcmが誤っていると判断し、ステップS454に進み、高圧圧力測定値Pcmに替えて高圧圧力推定値Pcaを用いて冷媒制御を行う。そして、制御部40は、ステップS46において警告を発し、サービスパーソンにより問題が解決されるまでの間は、高圧圧力推定値Pcaを使用する。

0168

以上のように、本変形例によれば、高圧圧力又は低圧圧力の検出異常があっても、冷媒制御を継続することが可能となる。

0169

本発明は、冷凍機、ヒートポンプ式給湯機に有用である。

0170

10冷凍装置
12圧縮機
24測定部
34吐出温度センサ
40 制御部
Xs 吸入乾き度

先行技術

0171

特許第292445号公報

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