DE112014000303T5

DE112014000303T5 - Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung, Klimagerät und Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm

Info

Publication number: DE112014000303T5
Application number: DE112014000303.4T
Authority: DE
Inventors: Shogo Tamaki; Fumitake Unezaki; Kazuyoshi Shinozaki; Tomohiko Kasai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2015-09-10
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: US20140174114A1; JP6312697B2; WO2014097282A3; WO2014097282A2; US9188376B2; JP2015537186A; DE112014000303B4

Abstract

Betriebsdaten eines Kältemittelkreises werden erworben, nachdem eine anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge von Kältemittel in den Kältemittelkreis eingefüllt wurde und die Operation des Kältemittelkreises gestartet ist, ein inneres Volumen eines Hochdruckrohrs (6) wird anhand der erhaltenen Betriebsdaten und der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge, die in eine Eingabeeinheit (112) eingegeben wurde, berechnet, eine Kältemittel-Zieleinfüllmenge wird anhand des berechneten inneren Volumens des Hochdruckrohrs (6) und eines Standardbetriebszustands, der vorher erworben wurde berechnet, wobei der Standardbetriebszustand Betriebsdaten des Kältemittelkreises sind, wenn der Kältemittelkreis in einem Standardbetriebszustand ist, der einer voreingestellten Bedingung genügt, und eine zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge wird anhand der Kältemittel-Zieleinfüllmenge und der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge berechnet.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung, ein Klimagerät und ein Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm.
[Stand der Technik]
In einem Klimagerät, das durch Verbinden mehrerer Verbrauchseinheiten mit zumindest einer Wärmequelleneinheit über Kältemittel-Dehnungsrohre hergestellt ist, wird ein Kältemittel zu der Zeit der Installation der Einheiten mit der Menge gemäß der Länge der Kältemittel-Dehnungsrohre am Installationsort eingefüllt. Hier tritt, wenn die eingefüllte Menge des Kältemittels nicht angemessen ist, ein Fehler im Betriebszustand des Klimageräts auf. Wenn bei- spielsweise eine Überfüllung vorliegt, ist der Druck in der Kältemittelzyklusvorrichtung während des Betriebs der Vorrichtung hoch; daher muss die Vorrichtung aus Sicherheitsgründen angehalten werden und gelangt in eine Situation, die eine Durchführung ihres Betriebs nicht zulässt. Wenn umgekehrt die Menge des eingefüllten Kältemittels unzureichend ist, können die beabsichtigte Kühl- und Heizkapazität nicht erhalten werden. Demgemäß wurde herkömmlich eine technologische Entwicklung zum Einfüllen einer angemessenen Menge von Kältemittel in das Klimagerät durchgeführt (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
In dem im Patentdokument 1 beschriebenen Klimagerät werden die optimale Menge des Kältemittels als ein Zieleinfüllwert für die Wärmequelleneinheit und die Verbrauchseinheiten vorher durch Experimente und Simulationen erhalten. Weiterhin wird eine automatische Kältemittel-Einfülloperation so durchgeführt, dass das Einfüllen des Kältemittels durchgeführt wird, bis der Gesamtwert der Kältemittelmenge in der Wärmequelleneinheit und der Kältemittelmenge in den Verbrauchseinheiten, die anhand des in dem Kältemittelkreis strömenden Kältemittels oder der Operationszustandsmenge der Komponenten berechnet sind, den Zieleinfüllwert erreicht. Mit diesem Verfahren ist es möglich, ein automatisches Einfüllen des Kältemittels selbst dann durchzuführen, wenn die Rohrlänge des Kältemittel-Verbindungsrohrs unbekannt ist, da nur die Berechnung der Kältemittelmenge von nur der Wärmequelleneinheit und den Verbrauchseinheiten erforderlich ist.
Weiterhin wird in Patentdokument 2 eine Technik zum Berechnen der Kältemittelmenge in dem Klimagerät beschrieben. Im Patentdokument 2 wird ein Verfahren offenbart, bei dem ein inneres Volumen eines Kältemittel-Dehnungsrohrs anhand von Betriebsdaten und einer anfänglichen Einfüllmenge so berechnet wird, dass die Kältemittelmenge berechnet wird, ungeachtet der Differenz in der Rohrlänge des Kältemittel-Dehnungsrohrs, die der Installationsbedingung an dem Installationsort entspricht. Weiterhin wird im Patentdokument 2 ein Verfahren offenbart, bei dem das innere Volumen des Kältemittel-Dehnungsrohrs unter Verwendung von zwei oder mehr unterschiedlichen Sätzen von Betriebsdaten wie den Betriebsdaten von unterschiedlichen Temperaturen des flüssigen Kältemittels im Dehnungsrohr, wenn die anfängliche Füllmenge unbekannt ist, berechnet wird.
Zitatliste
Patentliteratur

[Patentdokument 1] Veröffentlichung Nr. 2007-163102 einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung (4)
[Patentdokument 2] Veröffentlichung Nr. 2007-163102 einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung (4)

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Jedoch kann im Patentdokument 1, da die Rohrlänge des Kältemittel-Verbindungsrohrs nicht bekannt ist, der Monteur die verbleibende Einfüllmenge des Kältemittels relativ zu der Zielmenge nicht erfassen, wenn er das Kältemittel aus einem Kältemittelzylinder manuell einfüllt. Demgemäß füllt der Monteur das Kältemittel in kleinen Mengen ein, um eine Überfüllung zu vermeiden; daher ist die für das Einfüllen erforderliche Zeit extrem lang.
Weiterhin ist es im Patentdokument 2, da das innere Volumen des Kältemittel-Dehnungsrohrs berechnet werden kann, möglich, die gegenwärtig eingefüllte Menge des Kältemittels zu berechnen. Da jedoch das Patentdokument 2 eine Technik ist, die bestrebt ist, ein Kältemittelleck zu erfassen, wird eine Erleichterung der Einfüllarbeit, wenn eine angemessene Kältemittelmenge in das Klimagerät eingefüllt wird, nicht berücksichtigt.
Die vorliegende Offenbarung ist darauf gerichtet, die vorgenannten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe von dieser besteht darin, eine Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung, ein Klimagerät und ein Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm zu erhalten, die in der Lage sind, die Durchführung der Kältemittel-Einfüllarbeit zu erleichtern, indem eine zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge angezeigt wird, die erforderlich ist, um einen angemessenen Betriebszustand zu erzielen, wenn Kältemittel in den Kältemittelkreis eingefüllt wird.
Mittel zum Lösen des Problems
Eine Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird verwendet, wenn ein Kältemittel in einem Kältemittelkreis eines Klimageräts, eingefüllt wird, in welchem der Kältemittelkreis durch eine oder mehrere Wärmequelleneinheiten enthaltend einen Kompressor und einen wärmequellenseitigen Wärmetauscher und eine oder mehrere Verbrauchseinheiten enthaltend einen verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus und einen verbrauchsseitigen Wärmetauscher, die durch ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr und ein gasseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr verbunden sind, gebildet ist. Die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung enthält eine Eingabeeinheit, in die eine anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge eingegeben wird; eine Betriebsdaten-Erwerbseinheit, die den Betrieb des Kältemittelkreises startet, nachdem die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge des Kältemittels in den Kältemittelkreis eingefüllt ist, wobei die Betriebsdaten-Erwerbseinheit Betriebsdaten des Kältemittelkreises erwirbt; eine Einfüllmengen-Berechnungseinheit, die ein inneres Volumen des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs anhand der in die Eingabeeinheit eingegebenen anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge und der durch die Betriebsdaten-Erwerbseinheit erworbenen Betriebsdaten eine Kältemittel-Zieleinfüllmenge anhand des inneren Volumens des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs und eines vorher erworbenen Standardbetriebszustands, wobei der Standardbetriebszustand aus Betriebsdaten des Kältemittelkreises, wenn der Kältemittelkreis in einem Standardbetriebszustand ist, der einer voreingestellten Bedingung genügt, und eine zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge auf einer Grundlage der Kältemittel-Zieleinfüllmenge und der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge berechnet; und eine Anzeigeeinheit, die die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge, die von der Einfüllmengen-Berechnungseinheit berechnet wurde, anzeigt.
Wirkungen der Erfindung
Durch die vorliegende Offenbarung ist es, da die geforderte zusätzliche Einfüllmenge zum Erhalten eines angemessenen Betriebszustands angezeigt wird, möglich, den Kältemittel-Einfüllvorgang leicht durchzuführen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Kältemittel-Kreisdiagramm eines Klimageräts 100, in das ein Kältemittel unter Verwendung einer Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung eingefüllt ist.
2 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Steuervorrichtung 101 und der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung illustriert.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Kältemittel-Einfüllmengen-Bestimmungsprozess illustriert, in welchem eine Berechnung (Berechnungsverfahren 1) der Kältemittel-Zieleinfüllmenge bei der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung angewendet wird.
4 ist ein schematisches Diagramm, das Beziehungen zwischen der Kältemittel-Einfüllmenge und dem Auslasszustand des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 mit Bezug auf Operationen (einer Hochkapazitätsoperation und einer Niedrigkapazitätsoperation) eines Kompressors 1 des Klimageräts 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung illustriert.
5 ist ein Druck-Enthalpie-Diagramm, das einen Operationszustand des Klimageräts 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, nachdem es in einen Standardbetriebszustand versetzt wurde, illustriert.
6 ist ein P-h-Diagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erhalten von Qualität an einem Auslass eines Kondensators verbunden mit der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Diagramm, das die Änderung des Subkühlens an einem Auslass einer Hochdruckseite eines subkühlenden Wärmetauschers 11 mit Bezug auf die Kältemittel-Einfüllmenge in das Klimagerät 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung illustriert.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Kältemittel-Einfüllmengen-Bestimmungsprozess, in welchem eine Berechnung (Berechnungsverfahren 2) der Kältemittel-Zieleinfüllmenge bei der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung angewendet wird, illustriert.
9 ist ein Kältemittel-Kreisdiagramm, das ein Klimagerät 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung illustriert.
Arten der Durchführung der Erfindung
Erstes Ausführungsbeispiel
<Konfiguration von Komponenten>
Die Konfiguration einer Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung und eines Klimageräts nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass in dieser Beschreibung die Einheit der in den Gleichungen verwendeten Symbole innerhalb eckiger Klammern [] angegeben ist. Bei Dimensionslosigkeit (keine Einheit) wird dies als [–] angegeben.
1 ist ein Kältemittel-Kreisdiagramm eines Klimageräts 100, in das ein Kältemittel unter Verwendung einer Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung eingefüllt ist. Das Klimagerät 100 ist in Bürogebäuden, Apartments und kommerziellen Einrichtungen installiert. Das Klimagerät 100 ist ein Gerät, das eine Kältemittel-Zyklusoperation durch Dampfverdichtung durchführt, bei der ein Kältemittel zur Luftklimatisierung zirkuliert. Indem eine Kältemittel-Zyklusoperation durchgeführt wird, ist das Klimagerät 100 in der Lage, einen ausgewählten Kühlbefehl (Kühl-EIN/AUS) oder einen ausgewählten Heizbefehl (Heiz-EIN/AUS) individuell zu verarbeiten, um ein gleichzeitiges Kühlen und Heizen in jeder der Verbrauchseinheiten 303a und 303b durchzuführen.
Das Klimagerät 100 enthält eine Wärmequelleneinheit 301, eine Relaiseinheit 302 und die Verbrauchseinheiten 303a und 303b. In dem Klimagerät 100 sind die Wärmequelleneinheit 301 und die Relaiseinheit 302 durch ein Hochdruckrohr 6, das ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist, und ein Niedrigdruckrohr 18, das ein gasseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist, verbunden. Die Relaiseinheit 302 und jede der Verbrauchseinheiten 303a und 303b sind durch Flüssigkeits-Verzweigungsrohre 13a bzw. 13b, die flüssigkeitsseitige Kältemittel-Dehnungsverzweigungsrohre sind, und durch Gasverzweigungsrohre 16a bzw. 16b im Innenbereich, die gasseitigen Kältemittel-Dehnungsverzweigungsrohre sind, verbunden. Das in dem Klimagerät 100 verwendete Kältemittel kann R410A, R32, HFO-1234yf oder ein natürliches Kältemittel wie beispielsweise Kohlenwasserstoff sein.
<Wärmequelleneinheit 301>
Die Wärmequelleneinheit 301 enthält einen Kompressor 1, ein Vierwegeventil 2, einen wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3, einen wärmequellenseitigen Ventilator 4, einen Block aus Absperrventilen 5, einen Akkumulator 19 und Rohre 22 und 26. Der Kompressor 1 saugt ein Kältemittel an und verdichtet dieses in einen Hochtemperatur- und Hochdruckzustand, und enthält einen, dessen Drehgeschwindigkeit durch einen Wechselrichter gesteuert wird. Hier ist der Hoch- oder Niederdruck nicht in Beziehung zu einem Bezugsdruck (Wert) bestimmt und wird auf der Grundlage einer relativen Höhe oder Tiefe in dem Kältemittelkreis beschrieben, der durch Verdichtung des Kompressors und durch Steuerung des geöffneten/geschlossenen Zustands (Öffnungsgrad) des später beschriebenen Druckverringerungsmechanismus bewirkt wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass dasselbe für die Hoch- oder Tiefwerte der Temperatur gilt. Grundsätzlich ist der Druck des von dem Kompressor ausgegebenen Kältemittels der höchste, und da dieser Druck durch den Druckverringerungsmechanismus und dergleichen herabgesetzt wird, ist der Druck des in den Kompressor gesaugten Kältemittels der niedrigste.
Das Vierwegeventil 2 ist ein Ventil, das die Strömungsrichtung des Kältemittels umschaltet und das eine erste bis vierte Öffnung enthält. Die erste Öffnung ist mit der Ausgabeseite des Kompressors 1 verbunden, die zweite Öffnung mit dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3, die dritte Öffnung mit der Ansaugseite des Kompressors und die vierte Öffnung mit dem Niedrigdruckrohr 18. Weiterhin ist das Vierwegeventil 2 so konfiguriert, dass seine Einstellung zwischen einem Zustand, in welchem die erste Öffnung und die zweite Öffnung miteinander verbunden sind, während die dritte Öffnung und die vierte Öffnung geschlossen sind (ein durch eine ausgezogene Linie in 1 angezeigter Zustand) und einem Zustand, in welchem die dritte Öffnung und die vierte Öffnung miteinander verbunden sind, während die erste Öffnung und die zweite Öffnung geschlossen sind (ein durch eine gestrichelte Linie in 1 angezeigter Zustand), umgeschaltet werden kann.
Der wärmequellenseitige Wärmetauscher 3 ist ein Röhren-Lamellen-Wärmetauscher vom Querrippentyp, der beispielsweise ein Wärmeübertragungsrohr und mehrere Rippen enthält, und der Wärme zwischen der Außenluft und dem Kältemittel austauscht, um Wärme abzugeben. Weiterhin enthält der wärmequellenseitige Ventilator 4 einen Ventilator, der in der Lage ist, eine Strömungsgeschwindigkeit der zu dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 gelieferten Luft zu verändern, und der beispielsweise ein Propellerventilator ist, der von einem Motor (nicht gezeigt) enthaltend einen Gleichstromventilator angetrieben wird. Der Akkumulator 19 hat eine Funktion des Speicherns von überschüssigem Kältemittel während des Betriebs und hat weiterhin eine Funktion des Zurückhaltens von flüssigem Kältemittel, das vorübergehend während einer Änderung des Betriebszustands erzeugt wird, um zu verhindern, dass eine große Menge von flüssigem Kältemittel in den Kompressor 1 strömt.
Der Block von Absperrventilen 5 enthält vier Absperrventile 5a bis 5d und ist vorgesehen, um die Strömungsrichtung des Kältemittels zu steuern. In dem Block von Absperrventilen 5 befindet sich ein Rohr 22 und ein Rohr 25. Das Rohr 22 ist ein Rohr, das einen Verbindungspunkt d zwischen dem Vierwegeventil 2 und dem Absperrventil 5b mit einem Verbindungspunkt b zwischen dem Absperrventil 5a und dem Hochdruckrohr 6 verbindet. Das Rohr 26 ist ein Rohr, das einen Verbindungspunkt c zwischen dem Absperrventil 5b und dem Niedrigdruckrohr 18 mit einem Verbindungspunkt a zwischen dem Absperrventil 5a und dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 verbindet.
Das Absperrventil 5a ermöglicht, dass das Kältemittel nur in der Richtung von dem Verbindungspunkt a zu dem Verbindungspunkt b strömt, und das Absperrventil 5b ermöglicht, dass das Kältemittel nur in der Richtung von dem Verbindungspunkt c zu dem Verbindungspunkt d strömt. Das Absperrventil 5c befindet sich in dem Rohr 22 und ermöglicht, dass das Kältemittel nur in der Richtung von dem Verbindungspunkt d zu dem Verbindungspunkt b strömt, und das Absperrventil 5d befindet sich in dem Rohr 26 und ermöglicht, dass das Kältemittel nur in der Richtung von dem Verbindungspunkt c zu dem Verbindungspunkt a strömt. Durch Vorsehen dieses Blocks von Absperrventilen 5 wird ungeachtet der Betriebsart die Strömungsrichtung des Kältemittels derart, dass das Kältemittel in dem Niedrigdruckrohr 18 von der Relaiseinheit 302 zu der Wärmequelleneinheit 301 strömt, und derart, dass das Kältemittel in dem Hochdruckrohr 6 von der Wärmequelleneinheit 301 zu der Relaiseinheit 302 strömt.
In der Wärmequelleneinheit 301 ist ein Drucksensor 201 auf der Ausgabeseite des Kompressors 1 vorgesehen, und ein Drucksensor 211 ist auf der Ansaugseite des Kompressors 1 vorgesehen, die jeweils den Druck des Kältemittels an ihren Positionen messen. Weiterhin ist ein Temperatursensor 202 auf der Ausgabeseite des Kompressors 1 vorgesehen, und ein Temperatursensor 203 ist auf der Flüssigkeitsseite des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 vorgesehen, die jeweils die Temperatur des Kältemittels an ihrer Position messen. Weiterhin ist ein Temperatursensor 204 in der Lufteinlassöffnung vorgesehen und misst die Temperatur der Außenluft.
<Relaiseinheit 302>
Die Relaiseinheit 302 steuert die Kältemittelströmung gemäß der für die Verbrauchseinheiten 303a und 303b geforderten Operation, die beispielsweise im Innenraum angeordnet sind. Die Relaiseinheit 320 enthält einen Gas/Flüssigkeits-Separator 7, Solenoidventile 17a und 17b, Solenoidventile 24a und 24b, Absperrventile 12a und 12b, Absperrventile 25a und 25b, einen Subkühlungs-Wärmetauscher 9 und einen Subkühlungs-Wärmetauscher 11, einen Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 und einen Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20, ein Rohr 8, ein Rohr 21 und ein Rohr 23.
Das Rohr 8 verbindet den Gas/Flüssigkeits-Separator 7 und den Subkühlungs-Wärmetauscher 9, und das Rohr 23 verbindet den Gas/Flüssigkeits-Separator 7 und jedes der Solenoidventil 24a und 24b. Der Gas/Flüssigkeits-Separator 7 trennt das Kältemittel, das durch das Hochdruckrohr 6 geströmt ist, in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel, wobei das flüssige Kältemittel zu dem Rohr 8 strömt und das gasförmige Kältemittel zu dem Rohr 23 strömt.
Jedes der Solenoidventile 17a und 17b und jedes der Solenoidventile 24a und 24b steuert die Richtung des in die entsprechende der Verbrauchseinheiten 303a und 303b, mit der sie verbunden sind, strömenden Kältemittels. Jedes der Absperrventile 12a und 12b ermöglicht, dass das Kältemittel nur in der Richtung von dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 zu dem jeweiligen der Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a bis 13b strömt, und jedes Absperrventile 25a und 25b ermöglicht, dass das Kältemittel nur in der Richtung von dem jeweiligen der Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich zu dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 strömt.
Das Rohr 21 zweigt von dem Rohr zwischen dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 und den Absperrventilen 12a und 12b ab. Das Rohr 21 ist mit dem Rohr zwischen den Solenoidventilen 17a und 17b und dem Einlass des Niedrigdruckrohrs 18 verbunden.
Der Subkühlungs-Wärmetauscher 9 ist ein Doppelrohr-Wärmetauscher, in welchem ein Niedrigdruck-Kältemittel, das durch den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 hindurchgegangen ist, durch sein Inneres strömt, und in welchem ein Hochdruck-Kältemittel, das durch das Rohr 8 hindurchgegangen ist, durch sein Äußeres strömt. Der Subkühlungs-Wärmetauscher 9 tauscht Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel und dem Niedrigdruck-Kältemittel derart aus, dass das Hochdruck-Kältemittel abgekühlt wird und das Niedrigdruck-Kältemittel erwärmt wird. Der Subkühlungs-Wärmetauscher 11 ist ein Doppelrohr-Wärmetauscher, in welchem das Niedrigdruck-Kältemittel, das durch den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 hindurchgegangen ist, durch sein Inneres strömt, und in welchem ein Hochdruck-Kältemittel, das durch den Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 oder den Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 und die Absperrventile 25a und 25b hindurchzugehen hat, durch sein Äußeres strömt. In dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 wird Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel und dem Niedrigdruck-Kältemittel derart ausgetauscht, dass das Hochdruck-Kältemittel gekühlt wird und das Niedrigdruck-Kältemittel erwärmt wird.
Jeder von dem Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 und dem Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 kann die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels steuern und kann so eingestellt sein, dass er seinen Öffnungsgrad ändert.
Die Relaiseinheit 302 enthält einen Drucksensor 205, einen Drucksensor 206, einen Temperatursensor 207, einen Temperatursensor 212, einen Temperatursensor 213 und einen Temperatursensor 214. Der Drucksensor 205 ist zwischen der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 9 und dem Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 vorgesehen und misst einen Kältemitteldruck an seiner Position. Weiterhin ist der Drucksensor 206 zwischen dem Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 und de Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 vorgesehen und misst einen Kältemitteldruck an seiner Position. Weiterhin ist der Temperatursensor 207 zwischen der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 und den Absperrventilen 12a und 12b vorgesehen; der Temperatursensor 212 ist an dem Auslass des Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 vorgesehen; der Temperatursensor 213 ist an dem Auslass der Niedrigdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 9 vorgesehen; und der Temperatursensor 214 ist in dem Rohr 8 vorgesehen. Jeder Temperatursensor misst eine Kältemitteltemperatur an seiner Position.
<Verbrauchseinheiten 303a und 303b>
Die Verbrauchseinheiten 303a und 303b enthalten verbrauchsseitige Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b sowie verbrauchsseitige Wärmetauscher 15a bzw. 15b. Jeder der verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b kann die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels steuern und kann so eingestellt sein, dass er seinen Öffnungsgrad ändert. Jeder der verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15a und 15b ist beispielsweise ein Röhren-Lamellen-Wärmetauscher vom Querrippentyp, der ein Wärmeübertragungsrohr und mehrere Rippen enthält und Wärme zwischen der Innenluft und dem Kältemittel austauscht.
In den Verbrauchseinheiten 303a und 303b sind Temperatursensoren 208a und 208b auf der Flüssigkeitsseite der verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15a bzw. 15b vorgesehen, und Temperatursensoren 209a und 209b sind auf der Gasseite der verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15a bzw. 15b vorgesehen, die jeweils die Kältemitteltemperatur an ihrer Position messen. Weiterhin sind Temperatursensoren 210a und 210b in der jeweiligen von Lufteinlassöffnungen vorgesehen und messen die Lufttemperatur.
<Steuervorrichtung 101, Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121>
In der Wärmequelleneinheit 301 ist eine Steuervorrichtung 101, die beispielsweise durch einen Mikrocomputer gebildet wird, vorgesehen. Weiterhin ist in einem externen Steuergerät 320 die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121, die durch einen Mikrocomputer gebildet wird, vorgesehen. Die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 ist mit einem Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm installiert, das verschiedene Verarbeitungen wie Berechnen einer Kältemittel-Zieleinfüllmenge und einer zusätzlichen Füllmenge, die später beschrieben werden, implementiert. Die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 hat die Funktion der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach der vorliegenden Offenbarung. Das externe Steuergerät 320 wird beispielsweise von einer Person, die den Kältemittel-Einfüllvorgang durchführt, betätigt, und es enthält einen Notebook-PC, einen Tablet-PC oder dergleichen und ist so konfiguriert, dass es in der Lage ist, mit der Steuervorrichtung 101 der Wärmequelleneinheit 301 zu kommunizieren.
2 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration der Steuervorrichtung 101 und der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung illustriert.
Die Steuervorrichtung 101 enthält eine Messeinheit 102, eine Steuerberechnungseinheit 103, eine Steuereinheit 104 und eine Einheitenkommunikationseinheit 105. In der Steuervorrichtung 101 werden Werte, die von jedem Temperatursensor und jedem Drucksensor erfasst werden, in die Messeinheit 102 eingegeben. Die Steuerberechnungseinheit 103 führt eine Berechnung durch, die verschiedene Steueroperationen bestimmt, wie beispielsweise Berechnen der Sättigungstemperatur des Erfassungsdrucks auf der Grundlage der eingegebenen Informationen. Weiterhin steuert die Steuereinheit 104 verschiedene Vorrichtungen wie den Kompressor 1 und den wärmequellenseitigen Ventilator 4 auf der Grundlage der Berechnungsergebnisse der Steuerberechnungseinheit 103.
Die Einheitenkommunikationseinheit 105 hat eine Kommunikationsfunktion, die in der Lage ist, auf Kommunikationsdaten bezogene Informationen von Kommunikationsmitteln wie einer Telefonleitung, einer LAN-Leitung oder drahtlos einzugeben, und in der Lage ist, Informationen nach außen auszugeben. Die Einheitenkommunikationseinheit 105 empfängt einen Kühlbefehl (Kühl-EIN/AUS) oder einen Heizbefehl (Heiz-EIN/AUS), der von der verbrauchsseitigen Fernsteuerung (nicht gezeigt) ausgegeben wurde, und sendet und empfängt Befehle, gemessene Werte und Vorrichtungssteuerverfahren zu und von der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121.
Die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 ist mit einer Eingabeeinheit 122, einer externen Kommunikationseinheit 123, einer Speichereinheit 124, einer Einfüllmengen-Berechnungseinheit 125, einer Bestimmungseinheit 126 und einer Anzeigeeinheit 127 versehen. Der Benutzer gibt einen Befehl zum Starten eines Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus und eine anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge in die Eingabeeinheit 122 ein. Die externe Kommunikationseinheit 123 ist in der Lage, auf Kommunikationsdaten bezogene Informationen von Kommunikationsmitteln wie einer Telefonleitung einer LAN-Leitung oder drahtlos einzugeben, und ist in der Lage, Informationen nach außen auszugeben. Die externe Kommunikationseinheit 123 sendet die eingegebenen Informationen der Eingabeeinheit 122 zu der Einheitenkommunikationseinheit 105, sendet ein Signal zum Starten der nachfolgend beschriebenen Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation und empfängt Betriebsdaten des Kältemittelkreises von der Einheitenkommunikationseinheit 105. Die externe Kommunikationseinheit 123 entspricht einer Betriebsdaten-Erwerbseinheit der vorliegenden Offenbarung. Es ist zu beachten, dass Betriebsdatenumgebungsbedingungsdaten (Lufttemperatur) und Einheitenbetriebsbedingungsdaten (Kältemitteltemperatur und Kältemitteldruck) sind. Das heißt, Betriebsdaten sind verschiedene gemessene Werte, die von jedem Drucksensor und jedem Temperatursensor erhalten wurden.
Die Speichereinheit 124 enthält einen Halbleiterspeicher und speichert das Kältemittel-Einfüllunterstützungsprogramm, die Spezifikation des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3, Standardbetriebsdaten, die Betriebsdaten des Kältemittelkreises während eines später beschriebenen Standardbetriebszustands sind, eine Annäherungsformel, die zum Berechnen der Kältemittelmenge benötigt wird, und das Verfahren der Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation.
Während der Berechnung der Kältemittelmenge berechnet die Einfüllmengen-Berechnungseinheit 125 das innere Volumen der Rohre, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge und die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge. Die Bestimmungseinheit 126 bestimmt, ob die eingefüllte Kältemittelmenge unzureichend oder übermäßig ist, und ob der Betriebszustand des Kältemittelkreises stabil ist. Die externe Kommunikationseinheit 123, die Einfüllmengen-Berechnungseinheit 125 und die Bestimmungseinheit 126 sind Verarbeitungseinheiten, die funktional durch das installierte Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm organisiert sind.
Die Anzeigeeinheit 127 ist eine Anzeigevorrichtung wie ein Flüssigkristallschirm und ist an dem externen Steuergerät 320 befestigt. Die Anzeigeeinheit 127 zeigt an, ob die eingefüllte Kältemittelmenge angemessen ist, die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge und die Betriebsdaten der Einheiten.
<Normaler Betriebsmodus>
In dem Klimagerät 100 werden Vorrichtungen, die in der Wärmequelleneinheit 301 und den Verbrauchseinheiten 303a und 303b installiert sind, gemäß den von den Verbrauchseinheiten 303a und 303b geforderten Klimatisierungsbefehlen gesteuert. In Bezug auf den normalen Betriebsmodus, der von dem Klimagerät 100 durchgeführt wird, gibt es vier Betriebsmodi, das heißt, einen Betriebsmodus für ausschließliche Kühlung, einen Betriebsmodus für ausschließliches Heizen, einen Betriebsmodus mit hauptsächlicher Kühlung und einen Betriebsmodus mit hauptsächlicher Heizung. Im Folgenden wird jeder der normalen Betriebsmodi beschrieben.
(Betriebsmodus für ausschließliche Kühlung)
Der Betriebsmodus für ausschließliche Kühlung ist ein Betriebsmodus, bei dem beide Verbrauchseinheiten 303a und 303b im Kühlbetrieb sind. In dem Betriebsmodus für ausschließliche Kühlung ist das Vierwegeventil 2 zu der Seite der ausgezogenen Linie in 1 derart geschaltet, dass die Ausgabeseite des Kompressors 1 mit der Gasseite des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 verbunden ist und die Ansaugseite des Kompressors 1 mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist. Weiterhin sind die Solenoidventile 17a und 17b geöffnet, die Solenoidventile 24a und 24b sind geschlossen, und der Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 ist vollständig geöffnet.
Ein gasförmiges Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel, das von dem Kompressor 1 ausgegeben wird, strömt durch das Vierwegeventil 2 in den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 und gibt Wärme an die Außenluft ab, die von dem wärmequellenseitigen Ventilator 4 zugeführt wurde. Das Kältemittel, das aus dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 geströmt ist, strömt über das Absperrventil 5a durch das Hochdruckrohr 6 und den Gas/Flüssigkeits-Separator 7, strömt dann durch das Rohr 8 und wird durch das Niedrigdruck-Kältemittel in dem Subkühlungs-Wärmetauscher 9 gekühlt. Das Kältemittel, das in dem Subkühlungs-Wärmetauscher 9 gekühlt wurde, strömt durch den vollständig geöffneten Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 und wird durch das Niedrigdruck-Kältemittel in dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 gekühlt. Dann wird das Kältemittel, das in dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 gekühlt wurde, in ein Kältemittel, das durch die Absperrventile 12a und 12b strömt, und ein Kältemittel, das durch den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 strömt, geteilt.
Das Kältemittel, das in die Seite der Absperrventile 12a und 12b geströmt ist, strömt durch die Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a bzw. 13b im Innenbereich in die Verbrauchseinheiten 303a und 303b. Das Kältemittel, das in die Verbrauchseinheiten 303a und 303b geströmt ist, wird in den verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a bzw. 14b entspannt und wandelt sich in ein Niedrigdruck-Zweiphasen-Kältemittel. Das Kältemittel wandelt sich nach dem Kühlen der Innenluft in den verbrauchsseitigen Wärmetauschern 15a und 15b in ein gasförmiges Niedrigdruck-Kältemittel. Dann geht dieses gasförmige Niedrigdruck-Kältemittel über die Gasverzweigungsrohre 16a bzw. 16b im Innenbereich durch die Solenoidventile 17a und 17b hindurch und strömt zu der Wärmequelleneinheit 301.
Das Kältemittel, das durch die Seite des Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 geströmt ist, wird durch den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 entspannt und wandelt sich in ein Niederdruck-Zweiphasen-Kältemittel. Dann strömt das Kältemittel in die Niederdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 und wird durch das Hochdruck-Kältemittel erwärmt. Dieses erwärmte Kältemittel wird weiterhin in der Niederdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 9 durch das Hochdruck-Kältemittel erwärmt und vermischt sich mit dem Kältemittel, das durch die Seite der Absperrventile 12a und 12b geströmt ist und das durch die Verbrauchseinheiten 303a und 303b hindurchgegangen ist. Das gemischte Kältemittel strömt durch das Niederdruckrohr 18, das Absperrventil 5b und das Vierwegeventil 2 und wird wieder in den Kompressor 1 gesaugt, nachdem es durch den Akkumulator 19 geströmt ist.
(Betriebsmodus für ausschließliches Heizen)
Als Nächstes wird der Betriebsmodus für ausschließliches Heizen beschrieben. Der Betriebsmodus für ausschließliches Heizen ist ein Betriebsmodus, in welchem beide Verbrauchseinheiten 303a und 303b im Heizbetrieb sind. In dem Betriebsmodus für ausschließliches Heizen ist das Vierwegeventil 2 zu der Seite der gestrichelten Linie in 1 derart geschaltet, dass die Ausgabeseite des Kompressors 1 mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist und die Ansaugseite des Kompressors 1 mit der Gasseite des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 verbunden ist. Weiterhin sind die Solenoidventile 17a und 17b geschlossen, die Solenoidventile 24a und 24b sind geöffnet, und der Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 ist vollständig geschlossen.
Ein gasförmiges Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel, das von dem Kompressor 1 ausgegeben wurde, strömt durch das Vierwegeventil 2 in den Gas/Flüssigkeits-Separator 7, das Absperrventil 5c und das Hochdruckrohr 6. Das gasförmige Kältemittel, das aus dem Gas/Flüssigkeits-Separator 7 herausgeströmt ist, strömt über das Rohr 23 und die Solenoidventile 24a und 24b in die Gasverzweigungsrohre 16a und 16b im Innenbereich und wandelt sich nach der Erwärmung der Innenluft in den verbrauchsseitigen Wärmetauschern 15a und 15b in ein flüssiges Hochdruck-Kältemittel. Das flüssige Hochdruck-Kältemittel wird in den verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b entspannt und wandelt sich in ein Zwischendruck-Zweiphasen-Kältemittel, und strömt dann in die Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich.
Das Kältemittel, das in die Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich geströmt ist, strömt durch die Absperrventile 25a und 25b in die Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 und wandelt sich in ein Niedrigdruck-Zweiphasen-Kältemittel, nachdem es in dem Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 entspannt wurde. Das Niedrigdruck-Zweiphasen-Kältemittel strömt durch die Niedrigdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 und die Niedrigdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 9. Das Kältemittel, das durch die Niedrigdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 9 hindurchgegangen ist, strömt über das Rohr 21 in den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3, das Niedrigdruckrohr 18 und das Absperrventil 5d. Das Kältemittel, das in den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 geströmt ist, entfernt Wärme aus der Außenluft, die von dem wärmequellenseitigen Ventilator 4 zugeführt wurde, und wandelt sich in ein gasförmiges Niedrigdruck-Kältemittel. Nachdem es über das Vierwegeventil 2 durch den Akkumulator 19 hindurchgegangen ist, wird dieses gasförmige Niedrigdruck-Kältemittel wieder in den Kompressor 1 gesaugt.
(Betriebsmodus mit hauptsächlicher Kühlung)
Als Nächstes wird der Betriebsmodus für hauptsächliche Kühlung beschrieben. Der Betriebsmodus für hauptsächliche Kühlung ist ein Betriebsmodus, in welchem unter den Verbrauchseinheiten 303a und 303b die eine im Kühlbetrieb und die andere im Heizbetrieb ist, wobei die Kühllast größer als die Heizlast ist. In dem Betriebsmodus für hauptsächliche Kühlung ist das Vierwegeventil 2 zu der Seite der ausgezogenen Linie in 1 derart geschaltet, dass die Ausgabeseite des Kompressors 1 mit der Gasseite des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 verbunden ist und die Ansaugseite des Kompressors 1 mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist. Hier erfolgt die Beschreibung unter der Annahme, dass die Verbrauchseinheit 303a im Kühlbetrieb ist und die Verbrauchseinheit 303b im Heizbetrieb ist. Weiterhin ist das Solenoidventil 17a geöffnet, das Solenoidventil 17b ist geschlossen das Solenoidventil 24a ist geschlossen und das Solenoidventil 24b ist geöffnet.
Ein gasförmiges Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel, das von dem Kompressor 1 ausgegeben wurde, strömt durch das Vierwegeventil 2 in den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 und gibt Wärme an die Außenluft ab, die von dem wärmequellenseitigen Ventilator 4 zugeführt wurde. Das Kältemittel, das aus dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 geströmt ist, strömt über das Absperrventil 5a durch die Hochdruckleitung und strömt in den Gas/Flüssigkeits-Separator 7. Das Kältemittel, das in den Gas/Flüssigkeits-Separator 7 geströmt ist, wird in ein Kältemittel, das in das Rohr 8 strömt, und ein Kältemittel, das in das Rohr 23 strömt, geteilt. Das Kältemittel, das zu der Seite des Rohrs 8 geströmt ist, wird durch ein Niedrigdruck-Kältemittel in dem Subkühlungs-Wärmetauscher 9 gekühlt und wandelt sich dann in ein Zwischendruck-Kältemittel, nachdem es in dem Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 entspannt wurde. Das Kältemittel, das durch das Rohr 23 geströmt ist, geht durch das Solenoidventil 24b und das Gasverzweigungsrohr 16b im Innenbereich hindurch und erwärmt dann die Innenluft in dem verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15b, und wandelt sich in ein flüssiges Hochdruck-Kältemittel.
Das flüssige Hochdruck-Kältemittel strömt durch das Flüssigkeitsverzweigungsrohr 13b im Innenbereich und das Absperrventil 25b, nachdem es durch den verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus 14b in ein Zwischendruck-Kältemittel entspannt wurde, und vermischt sich mit dem Kältemittel, das von dem Gas/Flüssigkeits-Separator 7 zu der Seite des Rohrs 8 geströmt ist und das durch den Flüssigkeitsdruck-Reduktionsmechanismus 10 entspannt wurde. Das gemischte Kältemittel wird durch das Niedrigdruck-Kältemittel in dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 gekühlt und in ein Kältemittel, das zu dem Absperrventil 12a strömt, und ein Kältemittel, das durch den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 strömt, geteilt.
Das Kältemittel, das zu der Seite des Absperrventils 12a geströmt ist, strömt durch das Flüssigkeitsverzweigungsrohr 13a im Innenbereich und wird in dem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus 14a entspannt, wodurch es sich in ein Niedrigdruck-Zweiphasen-Kältemittel wandelt. Das Kältemittel wandelt sich nach dem Kühlen der Innenluft in dem verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15a in ein gasförmiges Niedrigdruck-Kältemittel. Dieses gasförmige Niedrigdruck-Kältemittel geht über das Gasverzweigungsrohr 16a im Innenbereich durch das Solenoidventil 17a hindurch und strömt zu der Wärmequelleneinheit 301.
Das Kältemittel, das in die Seite des Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 geströmt ist, wird durch den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 entspannt und wandelt sich in ein Niedrigdruck-Zweiphasen-Kältemittel. Dann strömt das Kältemittel in die Niedrigdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 und wird durch das Hochdruck-Kältemittel erwärmt. Dieses erwärmte Kältemittel wird weiterhin in der Niederdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 9 durch das Hochdruck-Kältemittel erwärmt und vermischt sich mit dem Kältemittel, das zu der Seite des Absperrventils 12a hin geströmt ist und das durch die Verbrauchseinheit 303a hindurchgegangen ist. Das gemischte Kältemittel strömt durch das Niedrigdruckrohr 18, das Absperrventil 5b und das Vierwegeventil 2 und wird wieder in den Kompressor 1 gesaugt, nachdem es durch den Akkumulator 19 hindurchgeströmt ist.
(Betriebsmodus mit hauptsächlicher Heizung)
Als Nächstes wird der Betriebsmodus mit hauptsächlicher Heizung beschrieben. Der Betriebsmodus mit hauptsächlicher Heizung ist ein Betriebsmodus, bei dem unter den Verbrauchseinheiten 303a und 303b die eine im Kühlbetrieb und die andere im Heizbetrieb ist, wobei die Heizlast größer als die Kühllast ist. In dem Betriebsmodus mit hauptsächlicher Heizung ist das Vierwegeventil 2 zu der Seite der gestrichelten Linie in 1 derart geschaltet, dass die Ausgabeseite des Kompressors 1 mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist und die Ansaugseite des Kompressors 1 mit der Gasseite des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 verbunden ist. Hier erfolgt die Beschreibung unter der Annahme, dass die Verbrauchseinheit 303a im Kühlbetrieb ist und die Verbrauchseinheit 303b im Heizbetrieb ist. Weiterhin ist das Solenoidventil 17a geöffnet, das Solenoidventil 17b ist geschlossen, das Solenoidventil 24a ist geschlossen, das Solenoidventil 24b ist geöffnet, und der Flüssigkeitsdruck-Verringerungsmechanismus 10 ist vollständig geschlossen.
Ein gasförmiges Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel, das von dem Kompressor 1 ausgegeben wird, strömt durch das Vierwegeventil 2 in den Gas/Flüssigkeits-Separator 7, das Absperrventil 5c und das Hochdruckrohr 6. Das gasförmige Kältemittel, das aus dem Gas/Flüssigkeits-Separator 7 herausgeströmt ist, strömt über das Rohr 23 und das Solenoidventil 24b in das Gasverzweigungsrohr 16b im Innenbereich und wandelt sich in ein flüssiges Hochdruck-Kältemittel, nachdem es die Innenluft in dem verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15b erwärmt hat. Dieses flüssige Hochdruck-Kältemittel wird in dem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus 14b entspannt und wandelt sich in ein Zwischendruck-Zweiphasen-Kältemittel, und strömt dann in das Flüssigkeitsverzweigungsrohr 13b im Innenbereich. Das Kältemittel, das in das Flüssigkeitsverzweigungsrohr 13b im Innenbereich geströmt ist, strömt durch das Absperrventil 25b in die Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 und wird in ein Kältemittel, das in das Absperrventil 12a strömt, und ein Kältemittel, das in den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 strömt, geteilt.
Das Kältemittel, das zu der Seite des Absperrventils 12a geströmt ist, strömt durch das Flüssigkeitsverzweigungsrohr 13a im Innenbereich und wird in dem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus 14a entspannt, wodurch es sich in ein Niedrigdruck-Zweiphasen-Kältemittel wandelt. Das Kältemittel wandelt sich in ein gasförmiges Niedrigdruck-Kältemittel, nachdem die Innenluft in dem verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15a gekühlt hat. Dieses gasförmige Kältemittel geht über das Gasverzweigungsrohr 16a im Innenbereich durch das Solenoidventil 17a hindurch und strömt zu der Wärmequelleneinheit 301.
Das Kältemittel, das in den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 geströmt ist, wandelt sich in ein Niedrigdruck-Zweiphasen-Kältemittel, nachdem es durch den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 entspannt wurde. Dann wird das Kältemittel durch das Hochdruck-Kältemittel in dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 erwärmt. Dieses erwärmte Kältemittel geht durch die Niedrigdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 9 und das Rohr 21 hindurch und mischt sich mit dem Kältemittel, das zu der Seite des Absperrventils 12a geströmt ist und das durch die Verbrauchseinheit 303a hindurchgegangen ist. Das gemischte Kältemittel strömt über das Niedrigdruckrohr 18 und das Absperrventil 5d in den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3. Das Kältemittel, das in den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 geströmt ist, entfernt Wärme aus der Außenluft, die von dem wärmequellenseitigen Ventilator 4 zugeführt wurde, und wandelt sich in ein gasförmiges Niedrigdruck-Kältemittel. Nachdem es über das Vierwegeventil 2 durch den Akkumulator 19 hindurchgegangen ist, wird das gasförmige Niedrigdruck-Kältemittel wieder in den Kompressor 1 gesaugt.
In jedem der vorstehend beschriebenen Betriebsmodi führt die Steuervorrichtung 101 die folgende Steuerung durch.
Die Steuervorrichtung 101 steuert den Öffnungsgrad der verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b derart, dass die Überhitzungswärme in den verbrauchsseitigen Wärmetauschern 15a und 15b ein Zielwert (beispielsweise 3°C) wird. Die Überhitzungswärme in jedem der verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15a und 15b ist ein Wert, der durch Subtrahieren einer Erfassungstemperatur des entsprechenden der Temperatursensoren 208a und 208b von einer Erfassungstemperatur des entsprechenden der Temperatursensoren 209a und 209b erhalten wurde.
Weiterhin steuert die Steuervorrichtung 101 den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 derart, dass die Überhitzungswärme in der Niederdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 9 ein Zielwert (beispielsweise 3°C) wird. Die Überhitzungswärme in der Niederdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 9 wird durch Subtrahieren einer Erfassungstemperatur des Temperatursensors 212 von einer Erfassungstemperatur des Temperatursensors 213 erhalten.
Weiterhin steuert die Steuervorrichtung 101 den wärmequellenseitigen Ventilator 4 derart, dass eine Kondensierungstemperatur ein Zielwert wird. Es ist zu beachten, dass die Kondensierungstemperatur eine gesättigte Gastemperatur des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201 ist.
<Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus>
Nach der Installierung des Klimageräts 100 wird die Einstellung der Kältemittelmenge durch Schleppläufe durchgeführt. Herkömmlich wird die Einstellung der Kältemittelmenge so durchgeführt, dass Kältemittel graduell eingefüllt wird, während der Betriebszustand des Klimageräts 100 überwacht wird. Das Einfüllen wird wiederholt durchgeführt, bis ein adäquater Betriebszustand erreicht ist. Da jedoch der Betriebszustand jedes Mal beurteilt werden muss, treten wahrscheinlich Arbeitsfehler auf. Weiterhin ist, je kürzer die Rohrlänge ist, desto größer die Änderung im Betriebszustand, der mit der eingefüllten Kältemittelmenge assoziiert ist, und um eine Überfüllung zu vermeiden, muss das Kältemittel folglich in kleinen Mengen eingefüllt werden, was den Einfüllvorgang sehr zeitaufwendig macht. Demgemäß kann durch Anwendung der vorliegenden Offenbarung der Einfüllvorgang in einer kurzen Zeit und einfach durchgeführt werden.
<Kältemittel-Einfüllmengen-Bestimmungsvorgang>
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Kältemittel-Einfüllmengen-Bestimmungsvorgang illustriert, in welchem eine Berechnung (Berechnungsverfahren 1) der Kältemittel-Zieleinfüllmenge bei der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung angewendet wird. Ein breiter Ablauf des in der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 durchgeführten Prozesses wird nachfolgend beschrieben. Die detaillierte Beschreibung des Vorgangs in jedem Schritt wird nach dem Beschreiben des Vorstehenden gegeben.
Nach Beendigung der Installationsarbeit für das Klimagerät 100 wird zuerst als ein einleitender Schritt das anfängliche Einfüllen des Kältemittels in einer Menge, die das Durchführen eines Versuchslaufs ermöglicht, vorgenommen. Nachfolgend wird die Eingabeeinheit 122 betätigt, um das Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm zu aktivieren. Hierdurch wird der Prozess in dem in 3 illustrierten Flussidagramm gestartet. Es ist zu beachten, dass in der nachfolgenden Beschreibung Sätze wie "die externe Kommunikationseinheit 123, einfüllmengen-Berechnungseinheit 125, Bestimmungseinheit 126' führen die Steuerung durch" weggelassen werden.
Die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 zeigt eine Anzeige auf der Anzeigeeinheit 127 an, die zur Eingabe der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge auffordert. Gemäß der Anzeige sendet, wenn die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge von der Eingabeeinheit 122 eingegeben ist (S1), die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 ein Signal zu dem Kältemittelkreis, das den Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus so startet, dass der Kältemittelkreis den Kältemittel-Einfüllenmengenerfassung-Betriebsmodus (S2) startet. Es ist zu beachten, dass die "anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge" ein Gesamtwert der Kältemittelmenge, die in der Einleitungsstufe eingefüllt wurde, und der Kältemittelmenge, die in der Wärmequelleneinheit 301 vorher eingefüllt wurde, ist.
Wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Start des Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus in dem Kältemittelkreis verstrichen ist, und wenn der Betriebszustand des Kältemittelkreises stabil wird (S3), erwirbt die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 Betriebsdaten des Kältemittelkreises von jedem der entsprechenden Sensoren (S4). Dann berechnet die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 die Kältemittel-Zieleinfüllmenge anhand der Betriebsdaten, der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge und der Standardbetriebsdaten des Kältemittelkreises während des Standardbetriebszustands, der später beschrieben wird (S5). Danach vergleicht die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge und die Kältemittel-Zieleinfüllmenge (S6), und wenn die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge kleiner als die Kältemittel-Zieleinfüllmenge ist, subtrahiert sie die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge von der Kältemittel-Zieleinfüllmenge, um die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge zu berechnen (S7). Die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge wird auf der Anzeigeeinheit 127 angezeigt (S8).
Wenn erfasst wird, dass die angezeigte Menge zusätzlich durch die Bedienungsperson, die diese Anzeige bestätigt hat, eingefüllt wurde, geht die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 zum Schritt S3 zurück. Das heißt, wenn der Betriebszustand stabil wird, erwirbt die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 die Betriebsdaten noch einmal, wiederholt die Berechnung der Kältemittel-Zieleinfüllmenge und der Anzeige der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge. Der Grund für das Vorstehende wird beschrieben.
Es gibt Fälle, in denen der Kältemittel-Einfüllvorgang mit einem einzigen Einfüllvorgang beendet ist, wenn eine Einfüllmenge nahe der Kältemittel-Zieleinfüllmenge in dem ersten anfänglichen Einfüllvorgang eingefüllt wurde; jedoch wird er normalerweise mehrere Male wiederholt. Jedes Mal, wenn das Kältemittel eingefüllt wird, werden die Kältemittel-Zieleinfüllmenge und die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge berechnet, die berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge wird angezeigt, und der Einfüllvorgang wird von der Bedienungsperson durchgeführt, die die Anzeige bestätigt hat. Hier wird die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge, die im Schritt S7 angezeigt wird, mit einer oberen Grenze von 20% der Kältemittel-Zieleinfüllmenge angezeigt (es ist zu beachten, dass die untere Grenze ein Wert ist, der mehr als 0% der Kältemittel-Zieleinfüllmenge ist). Demgemäß wird, wenn die berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge im Schritt S7 äquivalent oder weniger als 20% der Kältemittel-Zieleinfüllmenge ist, die berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge so wie sie ist angezeigt, aber wenn sie 20% der Kältemittel-Zieleinfüllmenge überschreitet, wird der begrenzte Wert angezeigt. Dies dient zur Verhinderung einer Überfüllung. Der Grund hierfür wird später im Einzelnen beschrieben in (Begrenzen der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD).
Ein spezifisches Beispiel wird beschrieben. Wenn angenommen wird, dass die Kältemittel-Zieleinfüllmenge 40 kg beträgt und die obere Grenze der Hinzufügung 20% ist, dann ist der obere Wert der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge gleich 8 kg. Wenn weiterhin angenommen wird, dass die berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge im Schritt S7 10 kg beträgt, wird, da diese die obere Grenze der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge von 8 kg überschreitet, 10 kg nicht angezeigt, sondern 8 kg angezeigt. In diesem Fall wird, da dies ein Bruchteil der tatsächlich erforderlichen zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge von 10 kg ist, der Einfüllvorgang wieder durchgeführt. Es ist zu beachten, dass die Menge der Überfüllung auch in dem ersten Ausführungsbeispiel berechnet werden kann. Diese Menge der Überfüllung braucht nicht in einer begrenzten Weise angezeigt zu werden, und die berechnete Menge der Überfüllung wird angezeigt, wie sie berechnet wurde.
Dieser Prozess wird gemäß dem Flussdiagramm in 3 beschrieben. Die Bedienungsperson, die den Anzeigeinhalt bestätigt hat, wie "zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge 8 kg", füllt 8 kg des Kältemittels ein, und wenn die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 erfasst, dass 8 kg des Kältemittels eingefüllt wurden (S9), kehrt sie zum Schritt S3 zurück, und wenn der Betriebszustand stabil wird, erwirbt sie die Betriebsdaten (S4). Dann führt die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 die Berechnung der Kältemittel-Zieleinfüllmenge für das zweite Mal durch (S5) und führt einen Vergleich im Schritt S6 durch.
Hinsichtlich der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge in dem zweiten Schritt S6 werden ein hinzugefügter Wert der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge, die im Schritt S1 eingegeben wurde (in diesem Fall 30 kg) und die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge, die im Schritt S7 berechnet wurde, verwendet. Demgemäß beträgt die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge dieses Schritts 30 kg + 8 kg, das heißt, 38 kg, und ist nicht äquivalent der oder größer als die Kältemittel-Zieleinfüllmenge von 40 kg. Somit führt die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 die Berechnung der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge zum zweiten Mal durch (S7). Hier wird eine zweite zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge von 2 kg von der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 berechnet, und so wie sie ist, wird 2 kg angezeigt (S8). Die Bedienungsperson, die diese Anzeige bestätigt hat, füllt 2 kg des Kältemittels ein, und wenn dies von der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 erfasst wird (S9), geht der Prozess wieder zu S3 zurück und die Berechnung der Kältemittel-Zieleinfüllmenge wird in einer ähnlichen Weise durchgeführt (S4 und S5).
Dann setzt die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 die gegenwärtige (drittes Mal) anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge auf 40 kg, die erhalten wurde durch Addieren der vorhergehenden (zweites Mal) anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge von 38 kg und der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge von 2 kg, die im Schritt S7 berechnet wurde, und vergleicht diese mit der Kältemittel-Zieleinfüllmenge von 40 kg (S6). Hier zeigt, das die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge und die Kältemenge-Zieleinfüllmenge einander gleich sind, die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 das Ende des Kältemittel-Einfüllvorgangs auf der Anzeigeeinheit 127 an (S10) und beendet das Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm zusammen mit dem Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus. Es ist zu beachten, dass ein Beispiel gegeben wird, in welchem der Kältemittel-Einfüllvorgang durch zwei Einfüllvorgänge beendet ist; jedoch kann der Einfüllvorgang mit einem ähnlichen Ablauf auch in einem Fall durchgeführt werden, der drei oder mehr Einfüllvorgänge benötigt.
Der Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus, der die Operation im Schritt S2 startet, ist ein Betriebsmodus, der so durchgeführt wird, dass sich übermäßiges flüssiges Kältemittel nicht in dem Akkumulator 19, der als ein Flüssigkeitsreservoir dient, sammelt. In dem Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus wird die Operation in einem normalen Betriebsmodus durchgeführt, der die Zirkulation der größten Kältemittelmenge in dem Kältemittelkreis erfordert. Insbesondere wird der Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus mit dem Strömungszustand des Kältemittels durchgeführt, der der Betriebsmodus mit ausschließlicher Kühlung ist, in welchem der wärmequellenseitige Wärmetauscher 3, der ein großes inneres Volumen hat, ein Kondensator wird, und in welchem weiterhin die Feuchtigkeit des Kältemittels in dem Hochdruckrohr 6 hoch ist. Das heißt, der Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus, der das Kältemittel auf der Hochdruckseite (dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 und des Hochdruckrohrs 6) akkumuliert, das während des Betriebsmodus mit ausschließlicher Kühlung einen so hohen Druck wie möglich erhält, um sich für die später beschriebene Berechnung der Kältemittel-Zieleinfüllmenge vorzubereiten.
Ein Steuerverfahren für jede Vorrichtung während des Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus wird als Nächstes beschrieben.
Das Operationsverfahren des Kältemittelkreises während des Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus ist in der Speichereinheit 124 als ein Teil des Kältemittel-Füllunterstützungsprogramms gespeichert und wird beim Start der Operation mit der externen Kommunikationseinheit 123 zu der Einheitenkommunikationseinheit 105 übertragen. Auf der Grundlage dieser Information steuert die Steuereinheit 104 jede Vorrichtung. In dem Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus wird die folgende Steuerung (A), (B) und (C) durchgeführt.

(A) Die Steuervorrichtung 101 steuert den Kältemittelkreis derart, dass eine Überhitzungswärme erhalten wird. Da die Kältemittel-Zieleinfüllmenge wie vorbeschrieben anhand der Betriebsdaten berechnet wird, muss der Betriebszustand in einen Zustand gewandelt werden, in welchem kein flüssiges Kältemittel in dem Flüssigkeitsreservoir (in diesem Fall dem Akkumulator 19) vorhanden ist. Daher wird der Kältemittelkreis so gesteuert, dass eine Überhitzungswärme erhalten wird. Die Überhitzungswärme wird beispielsweise auf 3°C gesetzt.
(B) Die Steuervorrichtung 101 steuert die Verdampfungstemperatur so, dass sie bei der Zielverdampfungstemperatur konstant ist. Hier wird die Zielverdampfungstemperatur auf die niedrigstmögliche Temperatur (die zulässige minimale Verdampfungstemperatur (beispielsweise 2°C)) gesetzt. Durch Setzen der Zielverdampfungstemperatur auf die niedrigstmögliche Temperatur wird ermöglicht, dass die Berechnung der Kältemittelmenge mit hoher Genauigkeit durchgeführt wird. Der Grund hierfür wird später beschrieben. Der minimale Wert der Erfassungstemperaturen der Temperatursensoren 208a und 208b wird als der gemessene Wert der Verdampfungstemperatur angesehen. Nicht begrenzt auf den minimalen Wert der Erfassungstemperaturen der Temperatursensoren 208a und 208b kann die Verdampfungstemperatur die Temperatur des gesättigten Gases des Erfassungsdrucks des Drucksensors 211 sein. Die folgenden Schritte (B-1) und (B-2) sind Verfahren, die bewirken, dass die Verdampfungstemperatur die Zielverdampfungstemperatur wird.
(B-1) Die Operationskapazität (Operationsfrequenz) des Kompressors 1 wird gesteuert.

Die Operationskapazität des Kompressors 1 wird auf die zulässige maximale Operationskapazität der Vorrichtung derart gesetzt, dass die Verdampfungs- temperatur der Zielverdampfungstemperatur konstant ist. Durch Setzen auf eine Operation hoher Kapazität wie vorstehend, im Vergleich zu der einer Operation niedriger Kapazität, ist es möglich, mehr Kältemittel zu bewegen, das zu der Niedrigdruckseite zu der Hochdruckseite verteilt wurde, und somit das Kältemittel auf der Hochdruckseite zu akkumulieren. Das Berechnungsverfahren für die Kältemittel-Zieleinfüllmenge wird später beschrieben. Da die Kältemittel-Zieleinfüllmenge unter der Annahme berechnet wird, dass das Kältemittel auf der Hochdruckseite akkumuliert ist, kann die kältemittel-Zieleinfüllmenge mit höherer Genauigkeit berechnet werden, je mehr das Kältemittel auf der Hochdruckseite akkumuliert ist.
Es ist zu beachten, dass, wenn die Verdampfungstemperatur niedriger als die Zielverdampfungstemperatur wird, wenn die Operationskapazität des Kompressors 1 auf seine maximale Operationskapazität gesetzt ist, dann die Operationskapazität verringert wird (die Operationsfrequenz wird herabgesetzt), so dass die Verdampfungstemperatur die größte Verdampfungstemperatur wird. Weiterhin kann, nicht beschränkt auf das Verfahren, in welchem die Operationskapazität des Kompressors 1 zuerst auf seine maximale Operationsfrequenz gesetzt ist, die Operation mit einer Operationskapazität durchgeführt werden, die in einem gewissen Ausmaß kleiner als die maximale Operationsfrequenz ist, und die Operationsfrequenz kann erhöht werden, während die Verdampfungstemperatur so überwacht wird, dass sie auf die Zielverdampfungstemperatur reduziert wird.

(B-2) Die Zielüberhitzungswärme der verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15a und 15b wird erhöht.

Wenn die Verdampfungstemperatur nicht auf die Zielverdampfungstemperatur fällt, selbst wenn der Kompressor 1 mit dem vorbeschriebenen Verfahren (B-1) bei hoher Kapazität betrieben wird, wird die Zielüberhitzungswärme der verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15a und 15b erhöht (beispielsweise 5°C).
Genauer gesagt, hinsichtlich der Steuerung wird der Öffnungsgrad der verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b so gedrosselt, dass die Überhitzungswärme der verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15a und 15b eine neue Zielüberhitzungswärme wird (in diesem Fall 5°C). Hiermit ist es möglich, die Verdampfungstemperatur herabzusetzen. Demgemäß kann die Zielüberhitzungswärme aufeinanderfolgend so erhöht werden, dass die Verdampfungstemperatur auf die Zielverdampfungstemperatur reduziert wird. Indem die vorbeschriebene Steuerung durchgeführt wird, kann im Vergleich mit (B-1), in welchem nur die Operationsfrequenz des Kompressors 1 erhöht wird, das Kältemittel, das zu der Niedrigdruckseite verteilt wurde, weiterhin mehr zu der Hochdruckseite bewegt werden. Als solche wird die Änderung des Auslasszustands des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 größer relativ zu der Kältemittel-Einfüllmenge, und es ist möglich, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge mit hoher Genauigkeit zu erhalten. Das heißt, da die Änderung des Auslasszustands des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 größer wird, wird die Änderung des Betriebszustands gegenüber der Kältemittelmenge größer.

(C) Die Steuervorrichtung 101 steuert die Drehgeschwindigkeit des wärmequellenseitigen Ventilators 4 derart, dass die Temperaturdifferenz zwischen der Kondensationstemperatur zwischen dem Kompressor 1 und den verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b und der Außenlufttemperatur fixiert oder derart ist, dass die Drehgeschwindigkeit gemäß der Außenlufttemperatur fixiert ist.

In dem Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus ist es, wie vorstehend in (B-1) beschrieben ist, da es vorher so verstanden wird, dass die Operationskapazität des Kompressors 1 auf eine hohe Kapazität fixiert ist, möglich, die Menge der von dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 abgegebenen Wärme vorher zu ermitteln. Demgemäß kann die Drehgeschwindigkeit des wärmequellenseitigen Ventilators 4 so gesteuert werden, dass die Temperaturdifferenz zwischen der Außenlufttemperatur und der Kondensationstemperatur ein vorbestimmter Wert wird (beispielsweise 10°C) gemäß der Menge der von dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 abgegebenen Wärme, oder derart, dass die Drehgeschwindigkeit fixiert ist gemäß der Außenlufttemperatur. Es ist zu beachten, dass die Kondensationstemperatur die Temperatur eines gesättigten Gases des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201 ist.
In dem Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus ist es, da der Betriebszustand vorher geschätzt werden kann, möglich, die Änderungszahl der Drehgeschwindigkeit des wärmequellenseitigen Ventilators 4 herabzusetzen und eine stabile Operation durchzuführen. Demgemäß wird der Betriebszustand in einer kurzen Zeit stabil und die Übergangszeit zu dem nächsten Kältemittel-Zieleinfüllmengen-Berechnungsprozess kann kurz gemacht werden, und als eine Folge kann die Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungszeit (Zeit, die benötigt wird, um die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge nach dem Start der Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation anzuzeigen) kurz gemacht werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Operationsverfahren jeder Vorrichtung während des Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus in der Speichereinheit 124 als ein Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm gespeichert. Weiterhin werden bei Beginn der Operation Informationen, die zum Betreiben des Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus erforderlich sind, von der externen Kommunikationseinheit 123 der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 zu der Einheitenkommunikationseinheit 105 übertragen, und die Steuereinheit 104 der Steuervorrichtung 101 steuert jede Vorrichtung auf der Grundlage dieser Informationen.
4 ist ein schematisches Diagramm, das Beziehung zwischen der Kältemittel-Einfüllmenge und dem Auslasszustand des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 mit Bezug auf Operationen (eine Operation hoher Kapazität und eine Operation niedriger Kapazität) des Kompressors 1 des Klimageräts 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung illustriert. Der Auslasszustand des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 ist die Qualität, wenn das Kältemittel an dem Auslass des wärmequellenseitigen Wärmetauschers in einem Zweiphasen-Zustand ist und in einem flüssigen Zustand beispielsweise die Flüssigkeitstemperatur ist. Da eine größere Menge von Kältemittel zu der Hochdruckseite während der Operation hoher Kapazität im Vergleich zu der während der Operation niedriger Kapazität strömt, wird die Zustandsänderung an dem Auslass des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 bemerkenswert relativ zu der Kältemittel-Einfüllmenge; daher ist es möglich, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge mit höherer Genauigkeit zu bestimmen.
Weiterhin ist, wenn die Operation hoher Kapazität gesetzt ist, da die Subkühlung an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 größer im Vergleich zu der, wenn die Operation niedriger Kapazität gesetzt ist, es möglich, die Berechnung der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge des ersten Ausführungsbeispiels mit hoher Genauigkeit durchzuführen, selbst wenn die Kältemittelmenge in hohem Maße unzureichend ist. Weiterhin wird, wenn die Operation hoher Kapazität gesetzt ist, da die zirkulierende Menge des Kältemittels größer im Vergleich zu der, wenn die Operation niedriger Kapazität gesetzt ist, ist, die Durchgangsveränderung des Kältemittels in dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 verbessert, und es ist möglich, die Kältemittelmenge in dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 mit hoher Genauigkeit zu berechnen.
Um die Kältemittel-Zieleinfüllmenge zu berechnen, wie vorstehend beschrieben ist, ist es erforderlich, dass kein flüssiges Kältemittel in dem Akkumulator 19, der als ein Flüssigkeitsreservoir dient, vorhanden ist, und dass der Betriebszustand stabil ist. Die Operationszeit, bis das flüssige Kältemittel aus dem Akkumulator 19 entfernt ist, ist länger, desto niedriger die Außenlufttemperatur ist. Demgemäß kann der Zeitpunkt zum Bewegen zu dem Kältemittel-Zieleinfüllmengen-Berechnungsprozess, nachdem das flüssige Kältemittel aus dem Akkumulator 19 entfernt ist, nicht einfach durch die Operationszeit bestimmt werden. Das heißt, wenn der Zeitpunkt einfach durch die Operationszeit bestimmt wird, in einem Fall, in welchem die Außenlufttemperatur beispielsweise hoch ist, besteht eine Möglichkeit, bei der die Bereitschaftszeit unwirtschaftlich lang wird, ohne dass eine Bewegung zu dem Berechnungsprozess für die Kältemittel-Zieleinfüllmenge stattfindet, selbst wenn bereits kein flüssiges Kältemittel in dem Akkumulator 19 verblieben ist.
Demgemäß wird in dem Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus erfasst, dass kein flüssiges Kältemittel in dem Akkumulator 19 verblieben ist und dass der Betriebszustand stabil ist, anhand der Betriebsdaten des Kältemittelkreises, so dass die unwirtschaftliche Bereitschaftszeit und die Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungszeit auf das mögliche Ausmaß verkürzt werden.
Weiterhin ist, wie vorstehend beschrieben ist, in dem Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus, da die Operationskapazität des Kompressors 1 zu einer Operation hoher Kapazität fixiert ist, es möglich, den Betriebszustand entsprechend der Außenlufttemperatur zu schätzen. Demgemäß kann die Steuervorrichtung 101 das Drehgeschwindigkeits-Steuerverfahren des wärmequellenseitigen Ventilators 4 in Abhängigkeit von dem geschätzten Betriebszustand bestimmen. Das heißt, während des normalen Betriebs, in welchem keine Operation hoher Kapazität und eine Drehgeschwindigkeitssteuerung des wärmequellenseitigen Ventilators 4, die die geschätzte Menge von von dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 abgegebener Wärme verwendet, durchgeführt werden, kann die Kältemittel-Einfüllmengenerfassung in einer kürzen Zeit und mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden, wenn die Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation durchgeführt wird, im Vergleich zu der später beschriebenen Durchführung der Kältemittelmengenberechnung und der Berechnung des inneren Rohrvolumens.
(Erfassung, dass kein flüssiges Kältemittel in dem Akkumulator 19 verblieben ist)
Die Erfassung, dass kein flüssiges Kältemittel in dem Akkumulator 19 verblieben ist, wird wie nachstehend durchgeführt. Indem die Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation durchgeführt wird, wird das flüssige Kältemittel in dem Akkumulator 19 graduell verringert, und dieses flüssige Kältemittel in dem Akkumulator 19 wird schließlich zu dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3, der als ein Kondensator dient, und zu dem Hochdruckrohr 6, das als ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Erweiterungsrohr dient, verteilt. Demgemäß ändern sich, wenn das flüssige Kältemittel aus dem Akkumulator 19 strömt, die Betriebsdaten und die Betriebszustandsgröße wie die von den Betriebsdaten erhaltene Subkühlung wie nachfolgend in (a) bis (c) beschrieben.

(a) Erhöhung der Subkühlung zwischen dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 und den verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b. Genauer gesagt,
(a-1) die Subkühlung an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 nimmt zu, und
(a-2) die Subkühlung an dem Auslass des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 nimmt zu.
(b) Erhöhen des Drucks zwischen der Ausgabeseite des Kompressors 1 und der Flüssigkeitsseite der verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b. Genauer gesagt, beispielsweise
(b-1) der von dem Drucksensor 201 erfasste hohe Druck nimmt zu.
(c) die von dem Temperatursensor 202 erfasste Ausgabetemperatur des Kompressors 1 nimmt zu.

Es ist zu beachten, dass die Subkühlung an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 ein Wert ist, der durch Subtrahieren einer von dem Temperatursensor 207 erfassten Temperatur von der Sättigungstemperatur eines von dem Drucksensor 201 erfassten Drucks erhalten wird.
Demgemäß ist es möglich, zu erfassen, dass flüssiges Kältemittel aus dem Akkumulator 19 strömt, durch Verwendung von zumindest den Betriebsdaten oder der Subkühlung. Das heißt, es kann bestimmt werden, dass kein flüssiges Kältemittel in dem Akkumulator 19 verblieben ist bei einem Anhalten der Zunahme der Betriebszustandsgröße. Wenn kein flüssiges Kältemittel in dem Akkumulator 19 vorhanden ist, ist kein Kältemittel zur Verteilung zu der Hochdruckseite vorhanden, und somit wird der Betriebszustand stabil. Es ist zu beachten, dass die Subkühlung an dem Auslass des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 ein Wert ist, der durch Subtrahieren einer Erfassungstemperatur des Temperatursensors 203 von der Sättigungstemperatur eines Erfassungsdrucks des Drucksensors 201 erhalten wird.
(Erfassung, dass der Betriebszustand stabil geworden ist)
Die Erfassung, dass der Betriebszustand stabil geworden ist, wird wie nachfolgend durchgeführt. Wenn zumindest eine der Temperaturveränderungsbreite (wenn in einem Fall des hohen Drucks die Sättigungstemperatur des Erfassungsdrucks) der obigen (a) bis (c), die Indikatoren zur Erfassung des Herausströmens des flüssigen Kältemittels aus dem Akkumulator 19 sind, äquivalent einem oder kleiner als ein vorbestimmter Wert (±1°C) in einer vorbestimmten Zeit (beispielsweise drei Minuten) wird, dann wird bestimmt, dass der Betriebszustand stabil geworden ist. Hier ist es durch Verwendung der Subkühlung an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 möglich, die Stabilität des Betriebszustands mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, selbst wenn die Subkühlung des Auslasses des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 nicht erhalten werden kann oder wenn das Kältemittel nicht ausreichend ist, um erhalten zu werden. Diese Reihe der Stabilitätsbestimmung wird durch die Bestimmungseinheit 126 durchgeführt. Das heißt, die Bestimmungseinheit 126 bestimmt, ob der Betriebszustand stabil geworden ist, auf der Grundlage der Betriebsdaten von der Steuervorrichtung 101, die aufeinanderfolgend durch die externe Kommunikationseinheit 123 erworben wurden.
Es ist festzustellen, dass, wenn ein Kältemittel im Schritt S9 in dem Flussdiagramm nach 3 zusätzlich eingefüllt wird, das zusätzlich eingefüllte flüssige Kältemittel in den Akkumulator 19 strömt. Demgemäß muss, wenn ein zusätzliches Einfüllen von Kältemittel durchgeführt wird, die Bestimmung, ob der Betriebszustand stabil geworden ist, noch einmal durchgeführt werden.
<Berechnung der Kältemittel-Zieleinfüllmenge (Berechnungsverfahren 1)>
Es wird nun das Berechnungsverfahren für die Kältemittel-Zieleinfüllmenge des Schritts S5 beschrieben. Im Schritt S4 werden Betriebsdaten erworben und die Berechnung wird unter Verwendung der Betriebsdaten durchgeführt.
Hinsichtlich der Kältemittel-Zieleinfüllmenge wird ein Standardbetriebszustand angenommen, und die Kältemittelmenge, wenn dieser Standardbetriebszustand erreicht ist, wird als die Kältemittel-Zieleinfüllmenge berechnet. Der Standardbetriebszustand ist ein Betriebszustand, der der Operationsbedingung genügt, wenn das Einheitsleistungsvermögen während der Einheitsentwicklung gemessen wurde, oder der Prüfbedingung, wenn die Kältemittelmenge der Einheit bestimmt wurde, wie beispielsweise eine Operationsbedingung, die der Kühlungsstandardbedingung von JIS genügt. Weiterhin kann die Bedingung eine sein, bei der der niedrige Druck oder der hohe Druck hoch wird, was eine größere Menge von Kältemittel erfordert, wie die Bedingung, bei der die Außenlufttemperatur, die Innentemperatur höher als die Kühlstandardbedingung von JIS ist. Durch Setzen der Kältemittel-Zieleinfüllmenge auf die Kältemittelmenge, die den Betriebszustand erreicht, der diesen Bedingungen genügt, wird die Einfüllmenge nicht auf der ungenügenden Seite berechnet, und es wird möglich, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge zu berechnen, die einen Zustand erreicht, der eine Durchführung der normalen Operation ohne Probleme ermöglicht.
Diese Operationsbedingungen sind Bedingungen, bei denen die Drehgeschwindigkeit (Luftvolumen) des wärmequellenseitigen Ventilators 4 bei seiner maximal verfügbaren Geschwindigkeit (Luftvolumen) ist. Das heißt, der Standardbetriebszustand kann als ein Betriebszustand bezeichnet werden, der unter einer Bedingung ist, bei der die Außenlufttemperatur, die Innentemperatur erfordern, dass der wärmequellenseitige Ventilator 4 mit seiner maximalen Drehgeschwindigkeit betrieben wird. Hier beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der Kältemitteltemperatur des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 und der Außenlufttemperatur etwa 10°C oder mehr. Es ist zu beachten, dass die Kältemitteltemperatur des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 eine Sättigungstemperatur des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201 ist.
Das Verfahren zum Berechnen der Kältemittel-Zieleinfüllmenge wird nachfolgend beschrieben. Es ist zu beachten, dass die im Schritt S4 erworbenen Betriebsdaten in einem Zustand erworben werden, in welchem die Strömung des Kältemittels die im Betriebsmodus für ausschließliche Kühlung ist. Als solcher wirkt der wärmequellenseitige Wärmetauscher 3 als ein Kondensator, und jeder der verbrauchsseitigen Wärmetauscher 15a und 15b wirkt als ein Verdampfer.
5 ist ein Druck-Enthalpie-Diagramm, das einen Betriebszustand des Klimageräts 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung nach dem Setzen in den Standardbetriebszustand illustriert.
Die Kältemitteldichte des Kondensators und die Kältemitteldichte des Hochdruckrohrs 6, das ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist, während des Standardbetriebszustands werden erhalten, und, wie in der folgenden Gleichung (1) gezeigt ist, eine Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD wird erhalten.
(Math. 1)

Vc × ρcSTD + VPLm × ρPLmSTD = MrSTD (1)

Hierin sind:

Vc:: das innere Volumen [m³] des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3, der als ein Kondensator dient
ρcSTD:: die mittlere Kältemitteldichte [kg/m³] des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 während des Standardbetriebszustands
VPLm:: das innere Volumen [m³] des Hochdruckrohrs 6
ρPLmSTD:: die Kältemitteldichte [kg/m³] des Hochdruckrohrs 6 während des Standardbetriebszustands

Vc wird durch die Spezifikation des Wärmetauschers bestimmt.
ρcSTD wird durch einen hohen Druck PcSTD [MPaG], eine Einlasstemperatur TciSTD [°C] des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3, einen Auslasszustand (beispielsweise Qualität xcoSTD [–]) des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 und eine Außenlufttemperatur TaoSTD während des Standardbetriebszustands bestimmt. Es ist zu beachten, dass der hohe Druck PcSTD, die Einlasstemperatur TciSTD des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3, die Außenlufttemperatur TaoSTD und die Qualität xcoSTD des Auslasses wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 während des Standardbetriebszustands, die zum Erhalten der mittleren Kältemitteldichte des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 während des Standardbetriebszustands vorgesehen sind, vorher in der Speichereinheit 124 der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gespeichert werden.
Da das Berechnungsverfahren für ρcSTD ähnlich dem Berechnungsverfahren für die mittlere Kältemitteldichte ρc des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 ist, das nachfolgend beschrieben wird, ist auf das nachfolgende Verfahren für die Berechnung von ρcSTD Bezug zu nehmen.
Da das Berechnungsverfahren für ρPLmSTD ähnlich dem Berechnungsverfahren für die Kältemitteldichte ρPLm des Hochdruckrohrs 6 ist, das ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist, das nachfolgend beschrieben ist, ist auf das nachfolgende Verfahren für die Berechnung von ρPLmSTD Bezug zu nehmen.
Die Berechnung des inneren Volumens VPLm des Hochdruckrohrs 6 wird wie nachfolgend durchgeführt. Dann wird die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD erhalten durch Einsetzen des inneren Volumens VPLm des Hochdruckrohrs 6, das durch die folgende Berechnung erhalten wurde, in Gleichung (1). Nun wird das Berechnungsverfahren für das innere Volumen VPLm des Hochdruckrohrs 6 beschrieben. Die Beschreibung wird fortgesetzt bis zu dem Start von (Berechnung einer zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD), die nachfolgend beschrieben wird.
Die Länge des Hochdruckrohrs ist unterschiedlich in Abhängigkeit von der Installierungsbedingung des Installierungsorts und kann vorher zur Zeit des Versands nicht bekannt sein. Demgemäß muss das innere Volumen des Hochdruckrohrs 6 an jedem Installierungsort erhalten werden. Da die vorbeschriebene Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation durchgeführt wurde, wird angenommen, dass der größte Anteil des eingefüllten Kältemittels in dem Kondensator (in diesem Fall dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3) als ein nasses Zweiphasen-Kältemittel oder ein flüssiges Kältemittel in großen Mengen und in dem flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr (Hochdruckrohr 6) vorhanden ist. Das heißt, unter der Annahme, dass die gesamte Kältemittelmenge des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 und des Hochdruckrohrs 6 gleich der eingefüllten Kältemittelmenge ist, gilt die folgende Gleichung (2).
(Math. 2)

Vc × ρc + VPLm × ρPLm = Mr1 (2)

Hierin sind:

Vc:: das innere Volumen [m³] des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3, der als ein Kondensator dient
ρc:: die mittlere Kältemitteldichte [kg/m³] des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3
ρPLm:: die Kältemitteldichte [kg/m³] des Hochdruckrohrs 6, das ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist
Mr1:: die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge [kg]
VPLm:: das innere Volumen [m³] des Hochdruckrohrs 6, das ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist.

Vc wird bestimmt durch die Spezifikation des Wärmetauschers. Weiterhin können ρ10 und ρPLm anhand der Betriebsdaten berechnet werden. Mr1 ist ein Eingabewert. VPLm ist eine bekannte Größe. Das heißt, da in Gleichung (2) die einzige unbekannte Größe VPLm ist, wird VPLm erhalten.
Nun wird das Berechnungsverfahren für ρc und ρPLm in Gleichung (2) nacheinander beschrieben.
Zuerst wird das Berechnungsverfahren für die mittlere Kältemitteldichte ρc des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 beschrieben.
Der wärmequellenseitige Wärmetauscher 3 ist ein Kondensator. Das Berechnungsverfahren für die mittlere Kältemitteldichte ρc des Kondensators wird erläutert. In den meisten Fällen beginnt bei der zu der Zeit des Einfüllens des Kältemittels durchgeführten Bestimmung die Diagnose mit einem Fall, in wel- chem die eingefüllte Kältemittelmenge unzureichend ist. In einem derartigen Fall ist das Kältemittel an dem Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand. Andererseits gibt es Fälle, wenn die Kältemittel-Einfüllmenge nahe der angemessenen Menge ist, in denen der Auslass des Kondensators in einer flüssigen Phase ist. Demgemäß muss bei der Berechnung des inneren Volumens VPLm des Hochdruckrohrs 6 durch Einsetzen von ρc in Gleichung (2) die Berechnung ein unterschiedliches ρc verwenden in Abhängigkeit davon, ob der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand oder einem flüssigen Zustand ist. Demgemäß ist eine mittlere Kältemitteldichte ρc des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 erforderlich dafür, ob der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand ist, und dafür, ob der Auslass des Kondensators in einem flüssigen Zustand ist. Daher wird ein Berechnungsverfahren für die mittlere Kältemitteldichte ρc des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 für den Fall, dass der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand ist, und für den Fall, dass der Auslass des Kondensators in einem flüssigen Zustand ist, beschrieben.
Hier wird nachfolgend zuerst, bevor das Berechnungsverfahren für die mittlere Kältemitteldichte ρc des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 beschrieben wird, ein Verfahren zum Bestimmen, ob der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand oder in einem flüssigen Zustand ist, beschrieben.
Ob der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand ist oder nicht, kann durch die Qualität xco [–] an dem Auslass des Kondensators bestimmt werden.
Die Qualität xco an dem Auslass des Kondensators kann mit dem Erfassungsdruck des Drucksensors 201 und der spezifischen Enthalpie Hco an dem Auslass des Kondensators erhalten werden. Die spezifische Enthalpie Hco an dem Auslass des Kondensators kann durch Berechnung der Wärmemenge des Subkühlungs-Wärmetauschers erhalten werden.
6 ist ein P-h-Diagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Erhalten der Qualität an dem Auslass des Kondensators bezogen auf die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Da die von dem Hochdruck-Kältemittel abgegebene Wärmemenge und die von dem Niedrigdruck-Kältemittel absorbierte Wärmemenge äquivalent sind, gilt die folgende Gleichung (3) für den Gesamtwert der ausgetauschten Wärmemenge des Subkühlungs-Wärmetauschers 9 und die ausgetauschte Wärmemenge des Subkühlungs-Wärmetauschers 11.
(Math. 3)

GrHIC(Hho – Hscc) = Gr(Hco – Hscc)( 3)

Hierin sind:

GrHIC:: die Kältemittel-Zirkulationsmenge [kg/s] des Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20
Hco:: die spezifische Enthalpie [kJ/kg] an dem Auslass des Kondensators
Hho:: die spezifische Enthalpie [kJ/kg] an dem Auslass der Niedrigdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 9
Hscc:: die spezifische Enthalpie [kJ/kg] an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11
Gr:: die Ausgabeströmungsgeschwindigkeit [kg/s] des Kompressors.

GrHIC wird erhalten durch den Öffnungsgrad, den Druck der Stromaufwärtsseite und den Druck der Stromabwärtsseite des Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20. Es ist zu beachten, dass der Druck der Stromaufwärtsseite des Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 der Erfassungsdruck des Drucksensors 206 ist und der Druck der Stromabwärtsseite des Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 der Druck ist, bei dem die Erfassungstemperatur des Drucksensors 212 die Sättigungstemperatur ist.
Hho wird erhalten durch den Druck, bei dem die Erfassungstemperatur des Drucksensors 212 die Sättigungstemperatur ist, und die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 213. Da das Kältemittel an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 auf der Stromabwärtsseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 positioniert ist und in einer flüssigen Phase ist, wird Hscc erhalten durch die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 207. Gr wird erhalten durch die Kompressorfrequenz, den Erfassungsdruck des Drucksensors 201 und den Erfassungsdruck des Drucksensors 211.
Anhand des Vorstehenden kann, da die spezifische Enthalpie Hco an dem Auslass des Kondensators durch Gleichung (3) erhalten wird, die Qualität xco an dem Auslass des Kondensators erhalten werden.
Der Kältemittelzustand an dem Auslass des Kondensators wird als ein Zweiphasen-Zustand bestimmt, wenn die Qualität xco an dem Auslass des Kondensators null oder höher ist, und als flüssiger Zustand, wenn sie niedriger als null ist.
Anhand des Vorstehenden wird, da das Verfahren des Bestimmens, ob der Kältemittelzustand an dem Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand oder in einem Flüssigphasenzustand ist, erläutert wurde, das Berechnungsverfahren für die mittlere Kältemitteldichte ρc des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 jeweils für den Fall, dass der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand ist, und den Fall, dass der Auslass des Kondensators in einem flüssigen Zustand ist, als Nächstes beschrieben.
(Berechnung der mittleren Kältemitteldichte ρc des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 (wenn der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand ist))
Wenn der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand ist, wird die mittlere Kältemitteldichte ρc anhand der folgenden Gleichung (4) unter Verwendung der Kältemitteldichte des Gasphasenbereichs, der Kältemitteldichte des Zweiphasenbereichs und des volumetrischen Bruchteils berechnet.
(Math. 4)

ρc = Rcg × ρcg + Rcs × ρcs (4)

Hierin sind:

Rcg:: der volumetrische Bruchteil [–] des Gasphasenbereichs
Rcs:: der volumetrische Bruchteil [–] des Zweiphasenbereichs
ρcg:: die mittlere Kältemitteldichte [kg/m³] des Gasphasenbereichs
ρcs:: die mittlere Kältemitteldichte [kg/m³] des Zweiphasenbereichs

Die mittlere Kältemitteldichte ρcg des Gasphasenbereichs des Kondensators ist ein mittlerer Wert der Dichte des Einlasses des Kondensators und der Dichte des gesättigten Hochdruck-Gases. Die Dichte des Einlasses des Kondensators wird erhalten anhand des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201 und der Erfassungstemperatur des Temperatursensors 202, und die Dichte des gesättigten Hochdruck-Gases wird erhalten anhand des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201. Die mittlere Kältemitteldichte ρcs des Zweiphasenbereichs des Kondensators kann durch die folgende Gleichung (5) berechnet werden, in der der gesamte Zweiphasenbereich (Qualität im Bereich von xco bis 1) integriert wird.
(Math. 5)

ρ_vd = ∫ 1 / xco[f_g × ρ_csg + (1 – f_g) × ρ_csl]dx (5)

Hierin sind:

x:: die Kältemittelqualität [–]
xco:: die Qualität [–] an dem Auslass des Kondensators
ρcsg:: die Dichte [kg/m³] des gesättigten Hochdruck-Gases
ρcsl:: die Temperatur [°C] der gesättigten Hochdruck-Flüssigkeit
fg:: der Lückengrad [–]

Die Symbole x und xco können anhand der Betriebsdaten erhalten werden. Die Symbole ρcsg und ρcsl werden anhand des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201 erhalten. Für das Berechnungsverfahren für fg wurden viele Gleichungen entwickelt. Beispielsweise kann fg anhand des hohen Drucks, der ein Erfassungsdruck des Drucksensors 201 ist, und der Kältemittelqualität x erhalten werden.
Das Berechnungsverfahren für den volumetrischen Bruchteil jedes Phasenbereichs wird als Nächstes beschrieben. Da der volumetrische Bruchteil als das Verhältnis der Wärmeübertragungsfläche ausgedrückt wird, gilt die folgende Gleichung (6).
(Math. 6)

Rcg:Rcs = Acg/Ac:Acs/Ac (6)

Hierin sind:

Acg:: dies Wärmeübertragungsfläche [m²] des Gasphasenbereichs des Kondensators
Acs:: die Wärmeübertragungsfläche [m²] des Zweiphasenbereichs des Kondensators
Ac:: die Wärmeübertragungsfläche [m²] des Kondensators.

Weiterhin gilt aufgrund des Wärmegleichgewichts in jeweils dem Gasphasenbereich und dem Zweiphasenbereich die folgende Gleichung (7) für jeden Phasenbereich.
(Math. 7)

Gr × ∆H = A × ∆Tm (7)

Hierin sind:

Gr:: die Ausgabeströmungsgeschwindigkeit [kg/s] des Kompressors
∆H:: die spezifische Enthalpiedifferenz [kJ/kg]
A:: die Wärmeübertragungsfläche [m²]
K:: den Gesamtwärme-Übertragungskoeffizienten [kW/(m²°C)]
∆Tm:: die mittlere Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel und Luft [°C]

Wenn angenommen wird, dass der in jeder Phase herausströmende Wärmefluss gleichförmig ist, dann wird der Gesamtwärme-Übertragungskoeffizient K gleichförmig und der volumetrische Bruchteil wird proportional dem Wert, der durch Teilen der spezifischen Enthalpiedifferenz ∆H[kJ/kg] durch die Temperaturdifferenz ∆T[°C] zwischen dem Kältemittel und der Außenluft erhalten wird. Demgemäß wird die folgende Gleichung (8) abgeleitet.
(Math. 8)

Rcg:Rcs = ∆Hcg/∆Tcg: ∆Hcs/∆Tcs (8)

Hierin sind:

∆Hcg:: die spezifische Enthalpiedifferenz [kJ/kg] des Kältemittels in dem Gasphasenbereich
∆Hcs:: die spezifische Enthalpiedifferenz [kJ/kg] des Kältemittels in dem Zweiphasenbereich
∆Tcg:: mittlere Temperaturdifferenz [°C] zwischen dem Kältemittel und der Außenluft in dem Gasphasenbereich
∆Tcs:: die mittlere Temperaturdifferenz [°C] zwischen dem Kältemittel und der Außenluft in dem Zweiphasenbereich

∆Hcg wird erhalten durch Subtrahieren der spezifischen Enthalpie des gesättigten Hochdruck-Gases von der spezifischen Enthalpie an dem Einlass des Kondensators. Die spezifische Enthalpie an dem Einlass des Kondensators wird erhalten anhand des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201 und der Erfassungstemperatur des Temperatursensors 202, und die spezifische Enthalpie des gesättigten Hochdruck-Gases wird erhalten anhand des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201. Die spezifische Enthalpiedifferenz ∆Hcs des Zweiphasenbereichs wird erhalten durch Subtrahieren der spezifischen Enthalpie an dem Auslass des Kondensators von der spezifischen Enthalpie des gesättigten Hochdruck-Gases.
Wenn angenommen wird, dass im Wesentlichen keine Lufttemperaturänderung stattfindet, wird die mittlere Temperaturdifferenz ∆Tcg des Gasphasenbereichs erhalten als eine logarithmische mittlere Temperaturdifferenz unter Verwendung der Temperatur an dem Einlass des Kondensators, der Temperatur des gesättigten Hochdruck-Gases und der Außenlufttemperatur. Die Temperatur an dem Einlass des Kondensators ist die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 202, die Temperatur des gesättigten Hochdruck-Gases ist die gesättigte Gastemperatur des Drucksensors 201, und die Außenlufttemperatur ist die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 204. Weiterhin wird die mittlere Temperaturdifferenz ∆Tcs des Zweiphasenbereichs erhalten als eine logarithmische mittlere Temperaturdifferenz unter Verwendung der Temperatur des gesättigten Hochdruck-Gases der Temperatur an dem Auslass des Kondensators und der Außenlufttemperatur. Die Temperatur der gesättigten Hochdruck-Flüssigkeit ist eine Temperatur der gesättigten Flüssigkeit des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201, und die Temperatur an dem Auslass des Kondensators wird erhalten durch den Erfassungsdruck des Drucksensors 201 und die spezifische Enthalpie an dem Auslass des Kondensators.
Anhand des Vorstehenden ist es möglich, die mittlere Kältemitteldichtung ρcg des Gasphasenbereichs, die mittlere Kältemitteldichte ρcs des Zweiphasenbereichs und den volumetrischen Bruchteil (Rcg:Rcs) zu berechnen, und somit kann die mittlere Kältemitteldichte ρc des Kondensators in dem Fall, dass der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand ist, berechnet werden.
(Berechnung der mittleren Kältemitteldichte ρc des Kondensators (wenn der Auslass des Kondensators in einem Flüssigphasen-Zustand ist))
Nachfolgend wird das Berechnungsverfahren für die mittlere Kältemitteldichte ρc des Kondensators, wenn der Auslass des Kondensators in einem Flüssigphasenzustand ist, beschrieben. Wenn der Auslass des Kondensators in einem Flüssigphasenzustand ist, wird die mittlere Kältemitteldichte ρc anhand der folgenden Gleichung (9) unter Verwendung der Kältemitteldichte des Gasphasenbereichs, der Kältemitteldichte des Zweiphasenbereichs, der Kältemitteldichte des Flüssigphasenbereichs und des volumetrischen Bruchteils berechnet.
(Math. 9)

ρc = Rcg × ρcg + Rcs × ρcl (9)

Hierin sind:

Rcl:: der volumetrische Bruchteil [–] des Flüssigphasenbereichs
ρcl:: die mittlere Kältemitteldichte [kg/m³] des Flüssigphasenbereichs

Das Berechnungsverfahren für die mittlere Kältemitteldichte ρcg des Gasphasenbereichs ist ähnlich dem Verfahren, bei dem der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand ist. Die mittlere Kältemitteldichte ρcl des Flüssigphasenbereichs des Kondensators ist ein mittlerer Wert der Dichte der gesättigten Hochdruck-Flüssigkeit und der Dichte des Auslasses des Kondensators. Die Dichte des gesättigten Hochdruck-Gases wird durch den Erfassungsdruck des Drucksensors 201 erhalten. Die Dichte an dem Auslass des Kondensators wird durch die spezifische Enthalpie Hco an dem Auslass des Kondensators, die anhand von Gleichung (3) bei der Berechnung der Qualität xco an dem Auslass des Kondensators berechnet wurde, erhalten. Die Dichte an dem Auslass des Kondensators kann anhand der Erfassungstemperatur des Temperatursensors 203 erhalten werden; jedoch ist es mit dem vorbeschriebenen Verfahren möglich, den Auslasszustand des Kondensators enthaltend die Dichte an dem Auslass des Kondensators ohne den Temperatursensor 203 zu erhalten. Die mittlere Kältemitteldichte ρcs des Zweiphasenbereichs des Kondensators kann durch Integrieren des gesamten Zweiphasenbereichs (Qualität im Bereich von 0 bis 1) berechnet werden.
(Math. 10)

ρ_cs = ∫ 1 / 0[f_g × ρ_csg + (1 – f_g) × ρ_csl]dx (10)

Das Berechnungsverfahren für den volumetrischen Bruchteil jeder Phase wird als Nächstes beschrieben. Da der volumetrische Bruchteil als das Verhältnis der Wärmeübertragungsfläche ausgedrückt wird, gilt die folgende Gleichung (11).
(Math. 11)

Rcg:Rcs:Rcl = Acg/Ac:Acs/Ac:Acl/Ac (11)

Hierin ist

Acl:: die Wärmeübertragungsfläche [m²] des Flüssigphasenbereichs des Kondensators.

Weiterhin gilt aufgrund des Wärmeausgleichs in jeweils dem Gasphasenbereich, dem Zweiphasenbereich und dem Flüssigphasenbereich Gleichung (7) für jede Phase, und die folgende Gleichung (12) wird abgeleitet.
(Math. 12)

Rcg:Rcs:Rcl = ∆Hcg/∆Tcg: ∆Hcs/∆Tcs: ∆Hcl/∆Tcl (12)

Hierin sind:

∆Hcl:: die spezifische Enthalpiedifferenz [kJ/kg] des Kältemittels in dem Flüssigphasenbereich
∆Tcl:: die mittlere Temperaturdifferenz [°C] zwischen dem Kältemittel und der Außenluft in dem Flüssigphasenbereich.

Das Berechnungsverfahren für die spezifische Enthalpiedifferenz ∆Hcg des Gasphasenbereichs und das für die mittlere Temperaturdifferenz ∆Tcg des Gasphasenbereichs sind ähnlich dem Verfahren, wenn der Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand ist. Die spezifische Enthalpiedifferenz ∆Hcs des Zweiphasenbereichs wird erhalten durch Subtrahieren der spezifischen Enthalpie der gesättigten Hochdruckflüssigkeit von der spezifischen Enthalpie des gesättigten Hochdruck-Gases. Die spezifische Enthalpiedifferenz ∆Hcl des Flüssigphasenbereichs wird erhalten durch Subtrahieren der spezifischen Enthalpie an dem Auslass des Kondensators von der spezifischen Enthalpie der gesättigten Hochdruck-Flüssigkeit. Die spezifische Enthalpie der gesättigten Hochdruck-Flüssigkeit wird erhalten durch den Erfassungsdruck des Drucksensors 201. Die spezifische Enthalpie an dem Auslass des Kondensators ist Hco, die anhand von Gleichung (3) berechnet wurde.
Die mittlere Temperaturdifferenz ∆Tcs des Zweiphasenbereichs wird erhalten als eine logarithmische mittlere Temperaturdifferenz unter Verwendung der Temperatur des gesättigten Hochdruck-Gases, der Temperatur der gesättigten Hochdruck-Flüssigkeit und der Außenlufttemperatur. Weiterhin wird die mittlere Temperaturdifferenz ∆Tcl des Flüssigphasenbereichs erhalten als eine logarithmische mittlere Temperaturdifferenz unter Verwendung der Temperatur an dem Auslass des Kondensators, der Temperatur der gesättigten Hochdruck-Flüssigkeit und der Außenlufttemperatur. Die Temperatur an dem Auslass des Kondensators wird durch die spezifische Enthalpie an dem Auslass des Kondensators erhalten.
Anhand des Vorstehenden ist es möglich, die mittlere Kältemitteldichte ρcg des Gasphasenbereichs, die mittlere Kältemitteldichte ρcs des Zweiphasenbereichs, die mittlere Kältemitteldichte ρcl des Flüssigphasenbereichs und den volumetrischen Bruchteil (Rcg:Rcs:Rcl) zu berechnen, und somit kann die mittlere Kältemitteldichte ρc des Kondensators für den Fall, dass der Auslass des Kondensators in einem Flüssigphasenzustand ist, berechnet werden.
(Berechnung der Kältemitteldichte ρPLm des Hochdruckrohrs 6)
Nachfolgend wird das Berechnungsverfahren für die Kältemitteldichte ρPLm des Hochdruckrohrs 6 in Gleichung (2) beschrieben. Wenn das Kältemittel an dem Auslass des Kondensators in einem Zweiphasen-Zustand ist, wird der Kältemittelzustand in dem Hochdruckrohr 6 auch ein Zweiphasen-Zustand. Die Kältemitteldichte ρPLm wird gemäß der folgenden Gleichung (13) berechnet.
(Math. 13)

ρPLm = fg × ρcsg + (1 – fg) × ρcsl (13)

Für das Berechnungsverfahren für den Lückengrad fg wurden viele Gleichungen entwickelt. Beispielsweise kann der Lückengrad fg anhand des hohen Drucks, der ein Erfassungsdruck des Drucksensors 201 ist, und der Qualität xco an dem Auslass des Kondensators erhalten werden.
Wenn andererseits das Kältemittel an dem Auslass des Kondensators in einem Flüssigphasen-Zustand ist, wird der Kältemittelzustand in dem Hochdruckrohr 6 auch ein Flüssigphasenzustand. Die Kältemitteldichte ρPLm wird durch Berechnen von Hco gemäß der folgenden Gleichung (14) erhalten.
(Math. 14)

ρPlm = f(Hco) (14)

Hier ist Hco die spezifische Enthalpie [kJ/kg] an dem Auslass des Kondensators, die durch Gleichung (3) berechnet wurde. In der vorstehenden Weise wird die mittlere Kältemitteldichte ρPLm des Hochdruckrohrs 6 erhalten.
Vorstehend wurde das Berechnungsverfahren für ρc und ρPLm in Gleichung (2) erläutert. Demgemäß ist es möglich, das innere Volumen VPLm des Kältemittel-Dehnungsrohrs anhand von Gleichung (2) zu erhalten. Als eine Folge kann die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD mit Gleichung (1) erhalten werden.
(Berechnung einer zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD)
Da nach dem Vorstehenden die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD berechnet werden kann, kann eine zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD gemäß folgenden Gleichung (15) unter Verwendung einer anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge Mr1 berechnet werden.
(Math. 15)

MrADD = MrSTD – Mr1 (15)

Es ist zu beachten, dass, wenn MrADD ein positiver Wert ist, die mit Gleichung (15) berechnete MrADD die zusätzliche Einfüllmenge ist, und wenn sie ein negativer Wert ist, ist sie die Überfüllmenge.
(Begrenzen der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD)
Wenn das innere Volumen VPLm des Hochdruckrohrs 6, das ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist, berechnet wird, wird angenommen, dass die Kältemittel-Einfüllmenge gleich dem Gesamtwert der Menge des Kältemittels in dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 und der Menge des Kältemittels in dem Hochdruckrohr 6 ist. Weiterhin wird angenommen, dass die Kältemittelmenge mit Ausnahme derjenigen in den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 die Kältemittelmenge in dem Hochdruckrohr 6 ist. Wenn jedoch die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge klein ist, wird die Kältemittelqualität an dem Auslass des Kondensators, das heißt, die Kältemittelqualität in dem Hochdruckrohr 6, hoch. Als solche wird, da es in einem Zweiphasen-Zustand mit hoher Gasgeschwindigkeit ist, die Kältemitteldichte ρPLm gering. Als eine Folge wird das innere Volumen VPLm des Hochdruckrohrs 6 größer berechnet als sein tatsächliches Volumen, und die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD in Gleichung (1) und die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD in Gleichung (15) werden im Übermaß berechnet.
Wenn, wie vorstehend die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD, die im Übermaß berechnet wurde, im Schritt S8 von 3 angezeigt wird so wie sie ist, und wenn die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD eingefüllt wird, dann besteht die Möglichkeit der Überfüllung. Wenn sich demgemäß die Kältemitteldichte ρPLm in dem Hochdruckrohr 6 aufgrund des Einfüllens des Kältemittels ändert, besteht eine Notwendigkeit, eine Grenze für die Anzeige der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD im Schritt S8 von 3 vorzusehen.
7 ist ein Diagramm, das die Änderung der Subkühlung an Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 relativ zu der ungenügenden Kältemittelmenge in dem Klimagerät 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung illustriert. In 7 ist die horizontale Achse die ungenügende Menge und die vertikale Achse ist die Subkühlung an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11. Es ist zu beachten, dass die Subkühlung an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 ein Wert ist, der durch Subtrahieren einer Erfassungstemperatur des Temperatursensors 207 von der Sättigungstemperatur des Erfassungsdrucks des Drucksensors 206 erhalten wird. Wie in 7 gezeigt ist, wurde anhand von experimentellen Ergebnissen und durch Simulationen bestätigt, dass, wenn die ungenügende Menge null Prozent beträgt (in einem Zustand, in welchem die Zieleinfüllmenge eingefüllt wurde), eine Subkühlung erhalten wird, und wenn die ungenügende Menge mehr als 20% beträgt, keine Subkühlung erhalten wird. Das heißt, wenn die ungenügende Menge der eingefüllten Kältemittelmenge 20% oder weniger als die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD ist, wird die Subkühlung an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 13 größer als null. Mit anderen Worten, wenn die Kältemittel-Einfüllmenge weniger als 80% der Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD beträgt, findet keine Subkühlung an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 statt, und das Kältemittel an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers ist ein Zweiphasen-Kältemittel.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird, da die Berechnung der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD unter der Annahme durchgeführt wird, dass das Kältemittel an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 ein flüssiges Kältemittel ist, die Berechnungsgenauigkeit der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD herabgesetzt, wenn die Kältemittel-Einfüllmenge um mehr als 20% ungenügend ist, was das Kältemittel an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 in eine Flüssigkeit umwandelt. Das heißt, wenn das Kältemittel an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 ein Zweiphasen-Kältemittel ist, ist die Subkühlung an dem Auslass des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 gleich null. In einem derartigen Fall, in welchem die Subkühlung gleich null ist, wird bei der Berechnung der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD angenommen, dass das Kältemittel an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 in einem gesättigten flüssigen Zustand ist; demgemäß wird die Berechnungsgenauigkeit der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD herabgesetzt.
Demgemäß kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Berechnung der Kältemittel-Zieleinfüllmenge verstanden werden, dass die obere Grenze für die ungenügende Menge einer einzelnen Kältemittel-Einfüllmenge 20% beträgt. Demgemäß wird die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge eines einzelnen Einfüllvorgangs auf 20% oder weniger der Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD gesetzt. Wenn beispielsweise die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD gleich 40 kg ist, beträgt die obere Grenze für die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge 8 kg. Es ist zu beachten, dass, obgleich die obere Grenze für die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge auf 20% der Kältemittel-Zieleinfüllmenge gesetzt ist, der Punkt ist, dass jeder vorbestimmte Prozentsatz sein kann, der bestimmt, ob eine Subkühlung zwischen dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 und den verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b erhalten wird.
Ähnlich dem in der Beschreibung des Flussdiagramms in 3 gegebenen Beispiel wird eine Beschreibung unter der Annahme, dass 40 kg bei der ersten Berechnung der Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD berechnet werden und 10 kg bei der ersten Berechnung der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge berechnet werden, gegeben. Daher überschreitet die berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge die obere Grenze von 8 kg. Das heißt, zu der Zeit, zu der die Berechnung der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge zum ersten Mal durchgeführt wird, ist die eingefüllte Menge des Kältemittels zu dieser Zeit um mehr als 20% relativ zu der Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD unzureichend.
Demgemäß besteht, wenn die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge wie vorstehend ungenügend ist, die Möglichkeit, dass die 10 kg, die durch Berechnung der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge beim ersten Mal erhalten werden, mehr als die tatsächlich geforderte Menge sind. Daher wird die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge nicht als 10 kg, sondern als 8 kg angezeigt. Hierdurch ist es möglich, eine Überfüllung des Kältemittels zu vermeiden.
Selbst wenn die Berechnungsgenauigkeit beim ersten Mal niedrig ist, ist, wenn die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD zum zweiten Mal berechnet wird, da 8 kg des Kältemittels bereits zusätzlich eingefüllt wurden, die ungenügende Menge der Kältemittel-Einfüllmenge für das zweite Mal gegenwärtig kleiner als 20%. Demgemäß ist es möglich, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD mit hoher Genauigkeit zu berechnen, sowie die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD mit hoher Genauigkeit zu berechnen. Die Berechnungsgenauigkeit wird daher erhöht, wenn die Anzahl von Einfüllvorgängen zunimmt; daher wird bei dem letzten Einfüllvorgang das zusätzliche Einfüllen auf der Grundlage der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD, die mit einer ausreichenden Genauigkeit erhalten wurde, durchgeführt.
Es ist zu beachten, dass ein Fall, in welchem die eingefüllte Menge des Kältemittels unzureichend ist, hier beschrieben wurde; dass jedoch, wenn ein Überfüllungszustand vorliegt, wie vorstehend beschrieben wurde, der anhand von Gleichung (15) berechnete Wert ein negativer Wert ist. In einem Überfüllungszustand ist die Subkühlung gleich null oder höher. Daher ist die vorstehend beschriebene begrenzende Anzeige unnötig, wenn die eingefüllte Menge unzureichend ist, und es ist nur erforderlich, die anhand von Gleichung (15) berechnete Überfüllmenge anzuzeigen. Das heißt, wenn MrADD = –10 berechnet wird, kann "überfüllte Menge 10 kg" angezeigt werden.
(Verwendung der Erfassungswerte jedes der Temperatursensoren 203 und 214, die auf der entsprechenden Stromaufwärtsseite und der Stromabwärtsseite des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs vorgesehen sind).
Hier wird, wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist, das Kältemittel des Hochdruckrohrs 6, das ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist, durch die Außenluft gekühlt. In diesem Fall tritt eine Erscheinung derart auf, dass das Kältemittel, das auf der Stromaufwärtsseite des Hochdruckrohrs 6 in einem Zweiphasen-Zustand war, sich in einen Flüssigzustand auf der Stromabwärtsseite wandelt, oder die Dichte des Kältemittels, das sich sowohl auf der Stromaufwärtsseite als auch auf der Stromabwärtsseite in einer Flüssigphase befindet, auf der Stromabwärtsseite hoch wird. In diesem Fall ist es möglich, die Änderung des Kältemittelzustands in dem flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr zu erfassen, wenn ein Temperatursensor jeweils auf der Stromaufwärtsseite und der Stromabwärtsseite des flüssigseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs vorgesehen ist. Demgemäß kann durch Verwendung des Erfassungsergebnisses jedes Temperatursensors, der auf der Stromaufwärtsseite und der Stromabwärtsseite des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs vorgesehen ist, die Berechnungsgenauigkeit der Kältemitteldichte ρPLm des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs verbessert. Daher wird die Berechnungsgenauigkeit für das innere Volumen VPLm des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs in Gleichung (2) verbessert. Hier wirkt der Temperatursensor 203 als ein Temperaturerfassungsmittel auf der Stromaufwärtsseite des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs, und der Temperatursensor 214 wirkt als ein Temperaturerfassungsmittel auf der Stromabwärtsseite des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs.
Es wird bestimmt, dass sich das Kältemittel, das ein Zweiphasen-Kältemittel auf der Stromaufwärtsseite des Hochdruckrohrs 6 war, in ein flüssiges Kältemittel auf der Stromabwärtsseite gewandelt hat, wenn die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 203 und die Sättigungstemperatur des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201 im Wesentlichen gleich sind und wenn die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 214 ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 2°C) oder niedriger als die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 203 ist. Weiterhin wird bestimmt, dass das Flüssigphasen-Kältemittel auf der Stromaufwärtsseite des Hochdruckrohrs 6 gekühlt wurde, bevor es die Stromabwärtsseite erreicht, wenn die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 203 ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 2°C) oder niedriger als die Sättigungstemperatur des Erfassungsdrucks des Drucksensors 201 ist, und wenn die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 203 ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 2°C) oder niedriger als die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 213 ist. Gemäß Vorstehendem ist es möglich, indem die Änderung des Kältemittelzustands in dem Hochdruckrohr 6 berücksichtigt wird, die Kältemitteldichte ρPLm in dem flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr (Hochdruckrohr 6) mit einer weiterhin höheren Genauigkeit zu berechnen.
(Vorteilhafte Wirkungen)
Wie vorstehend beschrieben ist, wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel das innere Volumen VPLm des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs anhand der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge und der Betriebsdaten des Klimageräts 100 erhalten. Die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD und die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD werden anhand des inneren Volumens VPLm des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs und der Standardbetriebsdaten berechnet, und die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge wird angezeigt. Anhand des Vorstehenden kann, nachdem der Installationsvorgang für das Klimagerät 100 beendet ist, die Bedienungsperson das Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm aktivieren und den Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus durchführen und die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD erfahren und somit den Einfüllvorgang leicht durchführen.
Weiterhin ist es möglich, da die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD unter Verwendung der Standardbetriebsdaten berechnet wird, die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD, die zum Erreichen eines angemessenen Betriebszustands erforderlich ist, zu berechnen. Darüber hinaus ist der angenommene Standardbetriebszustand ein Betriebszustand, der der Bedingung, bei der das Einheitsleistungsvermögen während der Einheitsentwicklung gemessen wurde, oder der Prüfbedingung, bei der die Kältemittelmenge der Einheit bestimmt wurde, genügt, wie beispielsweise einer Betriebsbedingung, die der Kühlungsstandardbedingung von JIS genügt, und ein Betriebszustand, der einer Bedingung, bei der der niedrige Druck oder der hohe Druck hoch ist, die eine größere Menge von Kältemittel erfordert, genügt, wie der Bedingung, bei der die Außenlufttemperatur und die Innentemperatur höher als die Kühlungsstandardbedingung von JIS sind. Demgemäß wird die Einfüllmenge nicht auf der ungenügenden Seite berechnet, und es ist möglich, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD zu berechnen, die einen Zustand erreicht, der die Durchführung eines normalen Betriebs ohne Probleme ermöglicht. Somit ist es, indem das Einfüllen des Kältemittels mit dem Verfahren nach dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, möglich, das Auftreten von Schwierigkeiten wie beispielsweise eine Nichtkühlung aufgrund einer ungenügenden Kältemittelmenge während der Kühlsaison im Sommer zu vermeiden.
Weiterhin werden in dem Kühlmittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus die Operationsfrequenz des Kompressors 1 und die Drehgeschwindigkeit des wärmequellenseitigen Ventilators 4 aktiv gesteuert, um aktiv einen Betriebszustand zu schaffen, der zum Berechnen der Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD geeignet ist. Demgemäß ist es möglich, eine Berechnung mit hoher Genauigkeit und in einer kurzen Zeit verglichen mit dem Verfahren, bei dem die Kältemittel-Einfüllmenge und das innere Volumen des Rohrs auf der Grundlage der zu geeigneten Zeitpunkten während der normalen Operation erhaltenen Betriebsdaten berechnet werden, durchzuführen.
Weiterhin ist bei der Berechnung der Kältemittel-Zieleinfüllmenge eine Berechnung der Kältemittelmenge in den Verbrauchseinheiten 303a und 303b nicht erforderlich, und nur die Berechnung der Kältemittelmenge in dem flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr (Hochdruckrohr 6) und dem Kondensator (wärmequellenseitiger Wärmetauscher 3) wird durchgeführt. Demgemäß ist es möglich, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD mit nur der Spezifikation der Wärmequelleneinheit 301 zu bestimmen. Somit kann die vorliegende Technik allgemein auf eine Wärmequelleneinheit 301, die mit den Verbrauchseinheiten 303a und 303b verbunden ist, mit allen Arten von Spezifikationen angewendet werden.
Weiterhin kann selbst in einem Fall, in welchem ein Klimagerät 100 in einem Gebäude oder Appartement durch Verwendung bestehender Rohre installiert ist und in welchem die Rohrlänge nicht bekannt ist, die Berechnung der Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD und der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge MrADD genau durchgeführt werden.
Weiterhin ist es bei dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Fall, in welchem eine Bedienungsperson das Einfüllen mit einem Kältemittelzylinder manuell durchführt, da die absolute Menge der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge zur Annäherung an die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD angezeigt wird, möglich, die angemessene Kältemittel-Einfüllmenge mit einer geringeren Anzahl von zusätzlichen Einfüllvorgängen zu erreichen, und somit wird die Arbeitseffizienz bemerkenswert verbessert. Das heißt, das erste Ausführungsbeispiel ermöglicht das Einfüllen der angezeigten zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge mit dem Kältemittelzylinder auf einmal. Demgemäß kann die Anzahl von zusätzlichen Einfüllvorgängen verringert werden ohne die Notwendigkeit des Einfüllens des Kältemittels in kleinen Mengen, während der Betriebszustand geprüft wird, wie dies der Fall bei herkömmlichen Verfahren ist.
(Erste beispielhafte Modifikation)
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Kältemittel-Einfüllmengenerfassung-Betriebsmodus mit der Kältemittelströmung des Betriebsmodus mit ausschließlicher Kühlung durchgeführt, der ein normaler Betriebsmodus, der die größte Menge von Kältemittel erfordert, ist. Jedoch ist es möglich, die Menge von flüssigem Kältemittel in dem Akkumulator 19 während des Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus zu erwerben, wenn ein Flüssigkeitsoberflächen-Erfassungssensor, der die Flüssigkeitsoberfläche erfasst, an dem Akkumulator 19, der ein Flüssigkeitsbehälter ist, befestigt ist, um die Menge von flüssigem Kältemittel in dem Akkumulator 19 während des Normalbetriebs zu erfassen. Demgemäß ist es, wenn ein Flüssigkeitsoberflächen-Erfassungssensor befestigt ist, möglich, das erste Ausführungsbeispiel und die Durchführung der Kältemittel-Einfüllmengenerfassung selbst bei Betriebsmodi anzuwenden, in denen flüssiges Kältemittel in dem Flüssigkeitsreservoir akkumuliert wird, wie dem Betriebsmodus für ausschließliches Heizen, dem Betriebsmodus für hauptsächliches Kühlen und dem Betriebsmodus für hauptsächliches Heizen. In einem derartigen Fall gelten Gleichung (1) und Gleichung (2) unter der Annahme, dass der Hauptteil der Kältemittelmenge in dem Kondensator, dem flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr (Hochdruckrohr 6) und dem Flüssigkeitsreservoir (Akkumulator 19) existiert und die Berechnung der Kältemittelmenge in dem Flüssigkeitsreservoir zusätzlich durchgeführt wird. Dann können das innere Volumen VPLm des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs und die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD erhalten werden.
(Zweite beispielhafte Modifikation)
In der vorstehenden Beschreibung wird, wenn die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD erhalten wird, die Kältemittelmenge des Hochdruckrohrs 6 als die Kältemittelmenge (VPLm × ρPLmSTD) des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs erhalten; jedoch kann anstelle der Kältemittelmenge des Hochdruckrohrs 6 die Kältemittelmenge innerhalb der Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich erhalten werden. Das innere Rohrvolumen der Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich kann erhalten werden durch Ersetzen von ρPLm durch die Kältemitteldichte der Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich und von VPLm durch das innere Volumen der Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich in Gleichung (2).
Da die Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich auf der Stromabwärtsseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 positioniert sind, befindet sich, selbst wenn die Kältemittel-Einfüllmenge unzureichend ist und das Kältemittel an dem Auslass des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 in einem Zweiphasen-Zustand ist, flüssiges Kältemittel in den Flüssigkeitsverzweigungsrohren 13a und 13b im Innenbereich. Demgemäß ist die Kältemitteldichte in den Flüssigkeitsverzweigungsrohren 13a und 13b im Innenbereich im Wesentlichen gleichförmig, selbst bei der Änderung der Kältemittel-Einfüllmenge oder in den Betriebsdaten. Als eine Folge wird die Menge entsprechend der ungenügenden Kältemittelmenge des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 berechnet und als die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD angezeigt. Bei dem Berechnungsverfahren gemäß dieser zweiten beispielhaften Modifikation nimmt, da die Menge entsprechend dem ungenügenden Kältemittel in dem Hochdruckrohr 6 nicht berücksichtigt wird, die Anzahl von zusätzlichen Kältemittel-Einfüllvorgängen zu; jedoch tritt keine Überfüllung auf, selbst wenn die obere Grenze der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge nicht gesetzt wird.
<Berechnen der Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD (Berechnungsverfahren 2)>
Bei der vorgehenden Berechnung wurde angenommen, dass der Hauptteil des Kältemittels in dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 und dem Hochdruckrohr 6 existiert; jedoch existiert tatsächlich das Kältemittel auch in anderen Rohren. Genauer gesagt, die Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich, die flüssigkeitsseitige Kältemittel-Verzweigungsdehnungsrohre sind, können als Teile angesehen werden, in denen eine große Menge von Kältemittel existiert, da sie Teile sind, in denen flüssiges Kältemittel mit hoher Kältemitteldichte strömt. Weiterhin können die Rohre, die die Relaiseinheit 302 und die Verbrauchseinheiten 303a und 303b verbinden, als Teile angesehen werden, in denen eine große Menge von Kältemittel existiert, da ihre inneren Volumina groß sind. Demgemäß ist es möglich, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD mit einer weiteren höheren Genauigkeit zu erhalten, indem sowohl die Kältemittelmenge in dem Hochdruckrohr 6, das ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist, als auch die Kältemittelmenge in den Flüssigkeitsverzweigungsrohren 13a und 13b im Innenbereich, die flüssigkeitsseitige Kältemittel-Verzweigungsdehnungsrohre sind, berücksichtigt werden.
8 ist ein Flussdiagramm, das die Kältemittel-Einfüllmengen-Bestimmungsoperation illustriert, bei der die Berechnung (Berechnungsverfahren 2) der Kältemittel-Zieleinfüllmenge bei der Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Zuerst führt als eine einleitende Stufe die Bedienungsperson das anfängliche Einfüllen des Kältemittels in der Menge durch, die die Durchführung eines Versuchslaufs ermöglicht. Nachfolgend betätigt die Bedienungsperson die Eingabeeinheit 122, um das Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm zu aktivieren. Hierdurch wird der in dem in 3 illustrierten Flussdiagramm gestartet.
Die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 zeigt eine Anzeige auf der Anzeigeeinheit 127 an, die zur Eingabe einer ersten anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge auffordert. Gemäß der Anzeige wird, wenn die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge eingegeben ist (S21) der Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus gestartet (S22). Es ist zu beachten, dass die "erste anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge" ein Gesamtwert der Kältemittelmenge, die im Schritt S21 eingefüllt wurde, und der Kältemittelmenge, die vorher in die Wärmequelleneinheit 301 eingefüllt wurde, ist.
Die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 weist die Steuervorrichtung 101 an, zu bewirken, dass der Kältemittelkreis den Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus startet, und wenn der Betriebszustand nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit stabil wird (S23), die Betriebsdaten (erste Betriebsdaten, die einen ersten Betriebszustand anzeigen) zu erwerben (S24). Es ist zu beachten, dass das Operationsverfahren des Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus ähnlich dem in 3 beschriebenen des ersten Ausführungsbeispiels ist.
Als Nächstes zeigt die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 eine Anzeige an, die zum anfänglichen Einfüllen des Kältemittels zum zweiten Mal auffordert, und wenn das anfängliche Einfüllen des Kältemittels zum zweiten Mal durchgeführt wird, zeigt sie eine Anzeige auf der Anzeigeeinheit 127 an, die zur Eingabe einer zweiten anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge auffordert. Dann ist, wenn die Bedienungsperson die zweite anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge eingibt (S25), die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 im Bereitschaftszustand, damit der Betriebszustand stabil wird. Es ist zu beachten, dass die "zweite anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge" der Wert der eingefüllten Kältemittelmenge in dem vorbeschriebenen zweiten anfänglichen Einfüllvorgang des Kältemittels ist. Wenn die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 bestimmt, dass der Betriebszustand stabil geworden ist (S26), werden die Betriebsdaten (zweite Betriebsdaten, die einen zweiten Betriebszustand anzeigen) noch einmal erworben (S27). Der Grund zum Teilen des anfänglichen Einfüllvorgangs für das Kältemittels in zwei und das Durchführen von diesen wie vorstehend wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, aber es sollte erwähnt werden, dass dies mit der Absicht durchgeführt wird, zwei Sätze von Betriebsdaten zu erhalten.
Als Nächstes berechnet die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD anhand der ersten Betriebsdaten, der zweiten Betriebsdaten, der ersten anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge und der zweiten anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge (S28). Dieses Berechnungsverfahren für die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD wird später beschrieben. Danach berechnet, wenn die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge kleiner als die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD ist (S29), die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge (S30) und zeigt die berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge auf der Anzeigeeinheit 127 an (S31). Ähnlich der im Schritt S8 von 3 beschriebenen Anzeige kann diese Anzeige mit einer oberen Grenze von 20% der Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD angezeigt werden, oder in einem Fall, in welchem die vorbeschriebene zweite beispielhafte Modifikation angewendet wird, kann die berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge so wie ist angezeigt werden.
Schließlich kehrt, wenn erfasst wird, dass die angezeigte Menge zusätzlich von der Bedienungsperson, die diese Anzeige bestätigt hat, zusätzlich eingefüllt wurde (S32), die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121 zum Schritt S26 zurück und wiederholt einen ähnlichen Prozess. Es ist zu beachten, dass, wenn noch einmal zu S26 zurückgekehrt wird, die Berechnung durchgeführt wird, während die letzten Betriebsdaten als die zweiten Betriebsdaten bezeichnet werden und die Betriebsdaten, die vor dem zusätzlichen Einfüllen erhalten wurden, als die ersten Betriebsdaten bezeichnet werden, und weiterhin die zweite anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge als die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge bezeichnet wird und die erste anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge als die Kältemittel-Gesamteinfüllmenge der Einheiten vor dem zusätzlichen Einfüllen bezeichnet wird.
Andererseits bestimmt, wenn die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge äquivalent der oder größer als die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrST ist (S29), die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung 121, dass die eingefüllte Menge nicht unzureichend ist, zeigt das Ende des Kältemittel-Einfüllvorgangs auf der Anzeigeeinheit 127 an (S33) und beendet das Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm zusammen mit dem Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus.
(Berechnungsverfahren für die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD)
Nachfolgend wird das Berechnungsverfahren für die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD im Schritt S28 beschrieben. Zuerst wird das innere Volumen jeweils des Kältemittel-Dehnungsohrs und der Kältemittel-Verzweigungsdehnungsrohre berechnet. Unter der Annahme, dass der größere Teil des eingefüllten Kältemittels in dem Kondensator, dem flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr und den flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Verzweigungsdehnungsrohren ist, ist dann anhand der ersten Betriebsdaten und der ersten anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge die folgende Gleichung (16) anwendbar.
(Math. 16)

Vc × pc1 + VPLm × ρPLm1 + VPLs × ρPLs1 = Mr1 (16)

Hierin sind:

ρc1:: die mittlere Kältemitteldichte [kg/m³] des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 während des ersten Betriebszustands
ρPLm1:: die Kältemitteldichte [kg/m³] des Hochdruckrohrs 6 während des ersten Betriebszustands
VPLs:: das innere Volumen [m³] der Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich, die flüssigkeitsseitige Kältemittel-Verzweigungsdehnungsrohre sind
ρPLs1:: die Kältemitteldichte [kg/m³] der Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich
Mr1:: die erste anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge [kg]

Das Berechnungsverfahren für ρc1 ist dasselbe wie das für die vorhergehende mittlere Kältemitteldichte ρc des Kompressors. Das Berechnungsverfahren für ρPLm1 ist ähnlich dem für die vorhergehende ρPLm. Da die Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich auf der Stromabwärtsseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 positioniert sind, wird angenommen, dass flüssiges Kältemittel in den Flüssigkeitsverzweigungsrohren 13a und 13b im Innenbereich strömt, und ρPLs1 wird durch die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 207 erhalten. Mr1 ist ein Eingabewert.
Weiterhin ist anhand der zweiten Betriebsdaten und der zweiten anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge die folgende Gleichung (17) anwendbar.
(Math. 17)

Vc × ρc2 + VPLm × ρPLm2 + VPLs × ρPLs2 = Mr1 + Mr2 (17)

Hierin sind:

ρc2:: die mittlere Kältemitteldichte [kg/m³] des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 während des zweiten Betriebszustands
ρPLm2:: die Kältemitteldichte [kg/m³] des Hochdruckrohrs 6 während des zweiten Betriebszustands
ρPLs2:: die Kältemitteldichte [kg/m³] der Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich
Mr2:: die zweite anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge [kg]

Das Berechnungsverfahren für ρc2 ist dasselbe wie das für die vorhergehende mittlere Kältemitteldichte ρc des Kompressors. Das Berechnungsverfahren für ρPLm2 ist ähnlich dem für die vorhergehende ρPLm. ρPLs2 wird erhalten durch die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 207.
Das die unbekannten Größen in Gleichung (16) und Gleichung (17) nur das innere Volumen VPLm des Hochdruckrohrs und das innere Volumen VPLs der Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich sind, können VPLm und VPLs erhalten werden durch Lösen der simultanen Gleichungen von Gleichung (16) und Gleichung (17).
Als Nächstes wird die Kältemittelmenge während des Standardbetriebszustands berechnet und die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD wird erhalten.
(Math. 18)

Vc × ρcSTD + VPL m × ρPLmSTD + VPLs × ρPLsSTD = MrST (18)

Hierin ist ρPLsSTD die Dichte [kg/m³] im Flüssigkeitsverzweigungsrohr im Innenbereich während des Standardbetriebszustands und kann erhalten werden anhand der Erfassungstemperatur des Temperatursensors 207. Die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD [kg] kann mit der folgenden Gleichung (19) erhalten werden.
(Math. 19)

MrADD = MrSTD – Mr1 – Mr2 (19)

Wie vorstehend beschrieben ist, kann, da die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD berechnet wird, während die Kältemittelmenge in den Flüssigkeitsverzweigungsrohren 13a und 13b im Innenbereich berücksichtigt wird, verglichen mit der Berechnung, bei de rein einziger Rohrbereich in dem Hochdruckrohr 6 verwendet wird, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD mit höherer Genauigkeit erhalten werden. Es ist zu beachten, dass es möglich ist, ein Verfahren ähnlich dem des ersten Ausführungsbeispiels in einem Fall zu verwenden, in welchem drei weitere flüssigkeitsseitige Kältemittelrohre in dem Klimagerät vorhanden sind, durch Erhalten derselben Anzahl von Kombinationen der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge und der Betriebsdaten zu der Zeit wie derjenigen der flüssigkeitsseitigen Kältemittelrohre, und somit kann die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD mit hoher Genauigkeit erhalten werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Bei dem vorbeschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wurde eine Konfiguration beschrieben, in der die vorliegende Offenbarung auf einen Kältemittelkreis angewendet wird, der mit einer Relaiseinheit 302 versehen ist und der in der Lage ist, eine gleichzeitige Kühl- und Heizoperation (eine gemischte Kühl- und Heizoperation) durchzuführen, der eine Kühl- oder Heizoperation in jeder der Verbrauchseinheiten 303a und 303b durchführen kann. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Konfiguration beschrieben, bei der die vorliegende Offenbarung auf einen unterschiedlichen Kältemittelkreis angewendet wird.
<Konfiguration von Komponenten>
9 ist ein Kältemittel-Kreisdiagramm, das ein Klimagerät 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung illustriert.
Das Klimagerät 200 ist in der Lage, einen Kühlbefehl (Kühlung EIN/AUS) oder einen Heizbefehl (Heizen EIN/AUS), der in Verbrauchseinheiten 303a und 303b ausgewählt wurde, zu verarbeiten, und ist somit in der Lage, einen Kühl- oder Heizvorgang durchzuführen. Dieselben Komponenten wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind durch dieselben Bezugszahlen gekennzeichnet. Der Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel wird hauptsächlich beschrieben.
In dem Klimagerät 200 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel sind eine Wärmequelleneinheit 304 und die Verbrauchseinheiten 303a und 303b durch ein Flüssigkeitsrohr 27 und ein Gasrohr 28, die Kältemittelrohre sind, verbunden.
<Wärmequelleneinheit 304>
Die Wärmequelleneinheit 304 enthält einen Kompressor 1, ein Vierwegeventil 2, einen wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3, einen wärmequellenseitigen Ventilator 4, einen Subkühlungs-Wärmetauscher 11, einen Akkumulator 19, einen Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 und ein Rohr 21. Die Charakteristik jeder Vorrichtung ist ähnlich der des vorstehenden ersten Ausführungsbeispiels. In der Wärmequelleneinheit 304 ist ein Drucksensor 201 auf der Ausgabeseite des Kompressors 1 vorgesehen und ein Drucksensor 211 ist auf der Ansaugseite des Kompressors 1 vorgesehen, die jeweils den Kältemitteldruck an ihrer Position messen. Weiterhin ist ein Temperatursensor 202 auf der Ausgabeseite des Kompressors 1 vorgesehen, ein Temperatursensor 203 ist auf der Flüssigkeitsseite des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 vorgesehen, und ein Temperatursensor 207 ist zwischen der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 und den Flüssigkeitsrohren im Innenbereich vorgesehen, die jeweils die Kältemitteltemperatur an ihrer Position erfassen. Weiterhin ist ein Temperatursensor 212 zwischen dem Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 und der Niedrigdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 vorgesehen, und ein Temperatursensor 213 ist an dem Auslass der Niederdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 vorgesehen, die jeweils die Kältemitteltemperatur an ihrer Position messen. Weiterhin ist ein Temperatursensor 204 in der Lufteinlassöffnung vorgesehen und misst die Außenlufttemperatur.
<Normaler Betriebsmodus>
Das Klimagerät 200 steuert jede Vorrichtung, die in der Wärmequelleneinheit 301 installiert ist, und die Verbrauchseinheiten 303a und 303b auf der Grundlage des in den Verbrauchseinheiten 303a und 303b angeforderten Klimatisierungsbefehls, und ist in der Lage, beispielsweise einen Betriebsmodus für ausschließliches Kühlen und einen Betriebsmodus für ausschließliches Heizen durchzuführen. Als Nächstes wird jeder der normalen Betriebsmodi beschrieben.
(Operationsmodus für ausschließliches Kühlen)
In dem Betriebsmodus für ausschließliches Kühlen wird das Vierwegeventil 2 auf die Seite der ausgezogenen Linie in 9 derart geschaltet, dass die Ausgabeseite des Kompressors 1 mit der Gasseite des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 verbunden ist und die Ansaugseite des Kompressors 1 mit dem Gasrohr 28 verbunden ist.
Ein gasförmiges Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel, das von dem Kompressor 1 ausgegeben wurde, strömt durch das Vierwegeventil 2 in den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 und gibt Wärme an die Außenluft ab, die von dem Wärmequellenseitigen Ventilator 4 zugeführt wurde. Das Kältemittel, das Wärme an die Außenluft abgegeben hat, strömt aus dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 aus und strömt in den Subkühlungs-Wärmetauscher 11. In dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 wird Wärme zwischen einem Hochdruck-Kältemittel, das aus dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3 herausgeströmt ist, und einem Niedrigdruck-Kältemittel, das ein Teil des Kältemittels ist, das durch den Subkühlungs-Wärmetauscher 11 hindurchgegangen ist, das in dem Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 entspannt wurde und das in den Subkühlungs-Wärmetauscher 11 geströmt ist, ausgetauscht.
Das Hochdruck-Kältemittel, das aus dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 herausgeströmt ist, wird in ein Kältemittel, das in das Flüssigkeitsrohr 27 strömt, und ein Kältemittel, das in den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 strömt, geteilt. Das Kältemittel, das in das Flüssigkeitsrohr 27 geströmt ist, wird in verbrauchseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b entspannt und wandelt sich in ein Niedrigdruck-Zweiphasen-Kältemittel. Das Kältemittel wandelt sich in ein gasförmiges Niedrigdruck-Kältemittel nach der Abkühlung der Innenluft in den verbrauchsseitigen Wärmetauschern 15a und 15b um. Nachdem es durch das Gasrohr 28 und das Vierwegeventil 2 hindurchgegangen ist, vermischt sich dieses gasförmige Niedrigdruck-Kältemittel mit dem Kältemittel, das in dem Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 entspannt wurde und das Wärme mit dem Hochdruck-Kältemittel in dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 ausgetauscht hat, und wird über den Akkumulator 19 wieder in den Kompressor 1 gesaugt.
(Betriebsmodus für ausschließliches Heizen)
In dem Betriebsmodus für ausschließliches Heizen wird das Vierwegeventil 2 zu der Seite der gestrichelten Linie in 9 derart geschaltet, dass die Ausgabeseite des Kompressors 1 mit dem Gasrohr 28 verbunden ist und die Ansaugseite des Kompressors 1 mit der Gasseite des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 verbunden ist. Weiterhin ist der Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 vollständig geschlossen.
Das von dem Kompressor 1 ausgegebene gasförmige Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel strömt über das Vierwegeventil 2 in das Gasrohr 28 und wandelt sich nach dem Erwärmen der Innenluft in den verbrauchsseitigen Wärmetauschern 15a und 15b in ein flüssiges Hochdruck-Kältemittel um. Dieses flüssiges Hochdruck-Kältemittel wird in den verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b entspannt, wandelt sich in ein Niedrigdruck-Zweiphasen-Kältemittel um und geht durch das Flüssigkeitsrohr 27 und den Subkühlungs-Wärmetauscher 11 hindurch. Nach dem Durchgang durch den Subkühlungs-Wärmetauscher 11 entfernt das Kältemittel Wärme aus der Außenluft in dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 3, wandelt sich in ein gasförmiges Niedrigdruck-Kältemittel um und wird noch einmal in den Kompressor gesaugt, nachdem es durch den Akkumulator 19 über das Vierwegeventil 2 hindurchgegangen ist.
<Kältemittel-Einfüllmengenerfassung-Betriebsmodus>
Ähnlich wie das Klimagerät 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist auch das Klimagerät 200 in der Lage, den Kältemittel-Einfüllmengenerfassung-Betriebsmodus auf der Grundlage des in 3 illustrierten Flussdiagramms durchzuführen. Weiterhin führt ähnlich wie das Klimagerät 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel das Klimagerät 200 in dem Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus eine Operation in dem normalen Betriebsmodus, die die größte Menge von Kältemittel erfordert, durch. Das heißt, in dem Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus wird der wärmequellenseitige Wärmetauscher 3 ein Kondensator, und der Strömungszustand des Kältemittels wird der des Betriebsmodus für ausschließliche Kühlung derart, dass das flüssige Hochdruck-Kältemittel in das Flüssigkeitsrohr 27 strömt. In dem Schritt S3 des Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus ist das Steuerverfahren für den Kompressor 1, den wärmequellenseitigen Ventilator 4, den Bypassdruck-Verringerungsmechanismus 20 und die verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismen 14a und 14b ähnlich dem im ersten Ausführungsbeispiel.
In dem Klimagerät 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel gibt es zwei Rohre auf der Flüssigkeitsseite, die die Wärmequelleneinheit 301 und die Verbrauchseinheiten 303a und 303b verbinden, nämlich das Hochdruckrohr 6 und die Flüssigkeitsverzweigungsrohre 13a und 13b im Innenbereich, und während des Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus ist das Hochdruckrohr 6 auf der Stromaufwärtsseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 positioniert. Umgekehrt ist in dem Klimagerät 200 das Dehnungsrohr, das die Wärmequelleneinheit 304 und die Verbrauchseinheiten 303a und 303b verbindet, das Flüssigkeitsrohr 27 allein, und während des Kältemittel-Einfüllmengenerfassungs-Betriebsmodus ist das Flüssigkeitsrohr 27 auf der Stromabwärtsseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 positioniert. Selbst bei der vorstehenden Vorrichtungskonfiguration kann die Berechnung der Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD in einer ähnlichen Weise wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden.
Das heißt, in dem Subkühlungs-Wärmetauscher 11 können anhand der Beziehung, dass die Menge von von dem Hochdruck-Kältemittel abgegebener Wärme und die Menge von von dem Niedrigdruck-Kältemittel absorbierter Wärme äquivalent sind, die spezifische Auslassenthalpie Hco und die Auslassqualität xco des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3, der als ein Kondensator dient, mit Gleichung (3) erhalten werden. Es ist zu beachten, dass bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kein Subkühlungs-Wärmetauscher 9 vorgesehen ist, und als solche ist die Hho in Gleichung (3) die spezifische Enthalpie an dem Auslass der Niedrigdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11.
Demgemäß ist es möglich, die mittlere Kältemitteldichte ρc des Kondensators zu erhalten. Weiterhin ist, da das Flüssigkeitsrohr 27, das ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist, auf der Stromabwärtsseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 positioniert ist, das Kältemittel in diesem ein flüssiges Hochdruck-Kältemittel. Demgemäß ist es möglich, die Kältemitteldichte ρPLm des Flüssigkeitsrohrs 27 anhand der Erfassungstemperatur des Temperatursensors 207 zu erhalten. Daher wird durch Verwendung der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge Mr1 das innere Volumen VPLm des Flüssigkeitsrohrs 27 mit Gleichung (2) erhalten. Darüber hinaus wird, indem die Berechnung der Kältemittelmenge in dem Kondensator und dem flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr während des Standardbetriebszustands durchgeführt wird, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD erhalten, und es ist möglich, die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD zu erhalten.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird auch bei dem Klimagerät 200, mit der Anwendung des ersten Ausführungsbeispiels, das innere Volumen VPLm des Flüssigkeitsrohrs 27, das ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr ist, mit der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge erhalten, und es ist möglich, die Kältemittel-Zieleinfüllmenge MrSTD und die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD genau zu erhalten. Weiterhin ist ähnlich wie in dem Klimagerät 100 in dem Klimagerät 200 der Subkühlungs-Wärmetauscher auf der Stromabwärtsseite des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 angeordnet. Demgemäß ist es, selbst wenn die Stromabwärtsseite des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 in einem Zweiphasen-Zustand ist aufgrund der ungenügenden Menge von Kältemittel, möglich, den Auslasszustand des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 3 von der Subkühlung an dem Auslass der Hochdruckseite des Subkühlungs-Wärmetauschers 11 zu erhalten. Daher ist es auch in dem Klimagerät 200 möglich, die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge MrADD mit hoher Genauigkeit durch die Anwendung des in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Berechnungsverfahrens für die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge zu berechnen.
Es ist zu beachten, dass bei dem vorstehenden ersten und zweiten Ausführungsbeispiel Beispiele eines Falls beschrieben wurden, in welchem die vorliegende Offenbarung auf einen Kältemittelkreis angewendet wird, der mit dem Subkühlungs-Wärmetauscher versehen ist; jedoch kann die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt auf einen Kältemittelkreis angewendet werden, der nicht mit einem Subkühlungs-Wärmetauscher versehen ist.
Weiterhin ist, obgleich in dem vorstehenden ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ein System, in welchem das Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm in einer externen Steuervorrichtung 320 installiert ist, die von dem Klimagerät 100, 200 getrennt ist, beschrieben wurde, die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses System beschränkt. Das heißt, das Programm kann in einer Steuervorrichtung 101 des Klimageräts 100, 200 derart installiert sein, dass ein Klimagerät 100, 200 mit einer Kältemittel-Füllunterstützungsfunktion erhalten wird.

Claims

Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung, die verwendet wird, wenn ein Kältemittel in einen Kältemittelkreis eines Klimageräts eingefüllt wird, in welchem der Kältemittelkreis durch eine oder mehrere Wärmequelleneinheiten enthaltend einen Kompressor und einen wärmequellenseitigen Wärmetauscher und eine oder mehrere Verbrauchseinheiten enthaltend einen verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus und einen verbrauchsseitigen Wärmetauscher gebildet ist, wobei die eine oder die mehreren Wärmequelleneinheiten und die eine oder die mehreren Verbrauchseinheiten durch ein flüssigkeitsseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr und ein gasseitiges Kältemittel-Dehnungsrohr verbunden sind, welche Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung aufweist: eine Eingabeeinheit, in die eine anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge eingegeben wird; eine Betriebsdaten-Erwerbseinheit, die die Operation des Kältemittelkreises startet und Betriebsdaten des Kältemittelkreises erwirbt, nachdem die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge des Kältemittels in den Kältemittelkreis eingefüllt ist; eine Einfüllmengen-Berechnungseinheit, welche berechnet: ein inneres Volumen des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs anhand der in die Eingabeeinheit eingegebenen anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge und der durch die Betriebsdaten-Erwerbseinheit erworbenen Betriebsdaten, eine Kältemittel-Zieleinfüllmenge anhand des inneren Volumens des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs und eines Standardbetriebszustands, der vorher erworben wurde, wobei der Standardbetriebszustand aus Betriebsdaten des Kältemittelkreises besteht, wenn der Kältemittelkreis in einem Standardbetriebszustand ist, der einer voreingestellten Bedingung genügt, und eine zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge auf einer Grundlage der Kältemittel-Zieleinfüllmenge und der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge; und eine Anzeigeeinheit, die die zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge, die von der Einfüllmengen-Berechnungseinheit berechnet wurde, anzeigt.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob ein Betriebszustand des Kältemittelkreises stabil geworden ist, wobei die von der Betriebsdaten-Erwerbseinheit gestartete Operation des Kältemittelkreises eine Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation ist, die ein in dem Kältemittelkreis vorgesehenes Flüssigkeitsreservoir in einen Zustand bringt, in welchem kein Kältemittel in dem Flüssigkeitsreservoir vorhanden ist, indem der Kältemittelkreis in der Weise betrieben wird, dass eine Überhitzungswärme in dem verbrauchseitigen Wärmetauscher erhalten wird, die Einfüllmengen-Berechnungseinheit die Betriebsdaten, die erworben werden, nachdem durch die Bestimmungseinheit bestimmt wurde, dass der Betriebszustand des Kältemittelkreises nach dem Start der Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation stabil geworden ist, verwendet, um das innere Volumen des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs zu berechnen.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der weiterhin in der Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation die Operationsfrequenz des Kompressors derart gesteuert wird, dass eine Verdampfungstemperatur zwischen dem verbrauchsseitigen Wärmetauscher und dem Kompressor bei einer zulässigen minimalen Verdampfungstemperatur konstant ist.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der weiterhin in der Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation der Öffnungsgrad des verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus gesteuert wird und die Überhitzungswärme des verbrauchsseitigen Wärmeaustauschs so erhöht wird, dass die Verdampfungstemperatur zwischen dem verbrauchsseitigen Wärmetauscher und dem Kompressor bei einer zulässigen minimalen Verdampfungstemperatur konstant ist.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der weiterhin in der Kältemittel-Einfüllmengen-Erfassungsoperation eine Drehgeschwindigkeit eines wärmequellenseitigen Ventilators so gesteuert wird, dass eine Temperaturdifferenz zwischen einer Kondensationstemperatur zwischen dem Kompressor und dem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus und einer Außenlufttemperatur konstant ist oder derart gesteuert wird, dass die Drehgeschwindigkeit gemäß der Außenlufttemperatur fixiert ist.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Betriebsdaten-Erwerbseinheit aufeinanderfolgend die Betriebsdaten erwirbt, und die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Betriebszustand stabil geworden ist, wenn auf einer Grundlage der aufeinanderfolgend erworbenen Betriebsdaten bestimmt wird, dass zumindest eine von Änderungen einer Subkühlung zwischen dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher und verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus, einer Ausgabetemperatur des Kompressors und des Drucks zwischen dem Kompressor und dem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus kleiner geworden ist als ein vorbestimmter Wert für die Unterscheidung, ob das Kältemittel aus dem Flüssigkeitsreservoir herausströmt.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die voreingestellte Bedingung des Standardbetriebszustands eine Temperaturbedingung ist, bei der der wärmequellenseitige Ventilator, der dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher Luft zuführt, bei einer maximal verfügbaren Drehgeschwindigkeit ist.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der bei der Anzeige der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge, wenn die von der Einfüllmengen-Berechnungseinheit berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge ein positiver Wert ist und das Verhältnis der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge zu der Kältemittel-Zieleinfüllmenge äquivalent einem oder kleiner als ein vorbestimmter Prozentsatz ist, der bestimmt, ob irgendeine Subkühlung zwischen dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher und dem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus vorhanden ist, die berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge angezeigt wird so wie sie ist, und wenn das Verhältnis der zusätzlichen Kältemittel-Einfüllmenge zu der Kältemittel-Zieleinfüllmenge den vorbestimmten Prozentsatz überschreitet, ein Wert, der äquivalent dem oder kleiner als der vorbestimmte Prozentsatz ist und der größer als null Prozent der Kältemittel-Zieleinfüllmenge ist, angezeigt wird, und wenn die von der Einfüllmengen-Berechnungseinheit berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge ein negativer Wert ist, der Wert als eine Überfüllungsmenge angezeigt wird.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der der vorbestimmte Prozentsatz 20% beträgt.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einfüllmengen-Berechnungseinheit das innere Volumen des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs berechnet unter der Annahme, dass ein Kältemittelzustand zwischen dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher und dem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus in einem gesättigten Flüssigzustand ist, wenn keine Subkühlung zwischen dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher und dem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus vorliegt.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Betriebsdaten-Erwerbseinheit eine stromaufwärtsseitige Temperatur des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs und eine stromabwärtsseitige Temperatur des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs erwirbt, und die Einfüllmengen-Berechnungseinheit die stromaufwärtsseitige Temperatur und die stromabwärtsseitige Temperatur bei der Berechnung des inneren Volumens des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs verwendet.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Wärmequelleneinheit weiterhin einen Subkühlungs-Wärmetauscher enthält, der Wärme zwischen einem Hochdruck-Kältemittel, das durch den wärmequellenseitigen Wärmetauscher hindurchgegangen ist, und einem Niederdruck-Kältemittel, das ein Teil des Hochdruck-Kältemittels, der entspannt wurde, ist, austauscht, und die Einfüllmengen-Berechnungseinheit bestimmt, ob ein Auslass des wärmequellenseitigen Wärmetauschers in einem Flüssigphasen-Zustand oder in einem Zweiphasen-Zustand ist, anhand eines Betriebszustands des Subkühlungs-Wärmetauschers, wenn eine Subkühlung zwischen dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher und dem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus vorhanden ist, eine Kältemitteldichte des wärmequellenseitigen Wärmetauschers gemäß einem Bestimmungsergebnis der Einfüllmengen-Berechnungseinheit berechnet und die Kältemitteldichte des wärmequellenseitigen Wärmetauschers zum Berechnen des inneren Volumens des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs verwendet.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung, die verwendet wird, wenn ein Kältemittel in einen Kältemittelkreis eines Klimageräts eingefüllt wird, enthaltend eine oder mehrere Wärmequelleneinheiten mit einem Kompressor und einem wärmequellenseitigen Wärmetauscher, eine oder mehrere Verbrauchseinheiten mit einem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus und einem verbrauchsseitigen Wärmetauscher, und eine Relaiseinheit mit einem Subkühlungs-Wärmetauscher, wobei die Wärmequelleneinheit und die Relaiseinheit mit einem flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr und einem gasseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr verbunden sind und die Relaiseinheit und die Verbrauchseinheit mit einem flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Verzweigungsdehnungsrohr und einem gasseitigen Kältemittel-Verzweigungsdehnungsrohr verbunden sind, und wobei der Kältemittelkreis eine gleichzeitige Kühl- und Heizoperation durchführt, welche Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung aufweist: eine Eingabeeinheit, in die eine anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge eingegeben wird; eine Betriebsdaten-Erwerbseinheit, die die Operation des Kältemittelkreises startet und Betriebsdaten des Kältemittelkreises erwirbt, nachdem die anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge des Kältemittels in den Kältemittelkreis eingefüllt wurde; eine Einfüllmengen-Berechnungseinheit, welche berechnet: ein inneres Volumen des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs oder des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Verzweigungsdehnungsrohrs anhand der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge, die in die Eingabeeinheit eingegeben wurde, und der von der Betriebsdatenerwerbseinheit erworbenen Betriebsdaten, eine Kältemittel-Zieleinfüllmenge anhand des berechneten inneren Volumens und eines Standardbetriebszustands, der vorher erworben wurde, wobei der Standardbetriebszustand Betriebsdaten des Kältemittelkreises sind, wenn der Kältemittelkreis in einem Standardbetriebszustand ist, der einer voreingestellten Bedingung genügt, und eine zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge auf einer Grundlage der Kältemittel-Zieleinfüllmenge und der anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge; und eine Anzeigeeinheit, die die von der Einfüllmengen-Berechnungseinheit berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge anzeigt.
Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung, die verwendet wird, wenn ein Kältemittel in einen Kältemittelkreis eines Klimageräts eingefüllt wird, enthaltend eine oder mehrere Wärmequelleneinheiten mit einem Kompressor und einem wärmequellenseitigen Wärmetauscher, eine oder mehrere Verbrauchseinheiten mit einem verbrauchsseitigen Druckverringerungsmechanismus und einem verbrauchsseitigen Wärmetauscher, und eine Relaiseinheit mit einem Subkühlungs-Wärmetauscher, wobei die Wärmequelleneinheit und die Relaiseinheit mit einem flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr und einem gasseitigen Kältemittel-Dehnungsrohr verbunden sind und die Relaiseinheit und die Verbrauchseinheit mit einem flüssigkeitsseitigen Verzweigungsdehnungsrohr und einem gasseitigen Kältemittel-Verzweigungsdehnungsrohr verbunden sind, und wobei der Kältemittelkreis in der Lage ist, gleichzeitig eine Kühl- und eine Heizoperation durchzuführen, welche Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung aufweist: eine Eingabeeinheit, in die eine erste anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge und eine zweite anfängliche Kühlmittel-Einfüllmenge eingegeben werden; eine Betriebsdaten-Erwerbseinheit, die startet und die ersten Betriebsdaten des Kältemittelkreises erwirbt, nachdem die erste anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge von Kältemittel in den Kältemittelkreis eingefüllt wurde, und die zweiten Betriebsdaten des Kältemittelkreises erwirbt, nachdem die zweite anfängliche Kältemittel-Einfüllmenge von Kältemittel in den Kältemittelkreis eingefüllt wurde; eine Einfüllmengen-Berechnungseinheit, welche berechnet: ein inneres Volumen jeweils des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Dehnungsrohrs und des flüssigkeitsseitigen Kältemittel-Verzweigungsdehnungsrohrs anhand der ersten Betriebsdaten, der zweiten Betriebsdaten, der ersten anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge und der zweiten anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge, eine Kältemittel-Zieleinfüllmenge anhand sowohl der berechneten inneren Volumina und eines Standardbetriebszustands, der vorher erworben wurde, wobei der Standardbetriebszustand Betriebsdaten des Kältemittelkreises sind, wenn der Kältemittelkreis in einem Standardbetriebszustand ist, der einer voreingestellten Bedingung genügt, und eine zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge auf einer Grundlage der Kältemittel-Zieleinfüllmenge, der ersten anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge und der zweiten anfänglichen Kältemittel-Einfüllmenge; und eine Anzeigeeinheit, die die von der Einfüllmengen-Berechnungseinheit berechnete zusätzliche Kältemittel-Einfüllmenge anzeigt.
Klimagerät, aufweisend die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung und den Kältemittelkreis nach Anspruch 1.
Klimagerät, aufweisend die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung und den Kältemittelkreis nach Anspruch 13.
Klimagerät, aufweisend die Kältemittel-Füllunterstützungsvorrichtung und den Kältemittelkreis nach Anspruch 14.
Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm, das bewirkt, dass ein Computer die Funktion als die Betriebsdaten-Erwerbseinheit und die Einfüllmengen-Berechnungseinheit nach Anspruch 1 hat.
Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm, das bewirkt, dass ein Computer die Funktion der Betriebsdaten-Erwerbseinheit und der Einfüllmengen-Berechnungseinheit nach Anspruch 13 hat.
Kältemittel-Füllunterstützungsprogramm, das bewirkt, dass ein Computer die Funktion der Betriebsdaten-Erwerbseinheit und der Einfüllmengen-Berechnungseinheit nach Anspruch 14 hat.