CN204027110U - 制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

制冷循环装置(100)具有：制冷剂回路，至少具有压缩机(1)、冷凝器、膨胀装置(3)及蒸发器，将乙烯类氢氟碳化合物或包括乙烯类氢氟碳化合物的混合物作为制冷剂使用；控制装置(52)，控制压缩机(1)的转速及膨胀装置(3)的开度；堵塞量检测装置(存储装置51及计算装置53)，检测膨胀装置(3)的堵塞量；聚合量推定装置(过滤器3a、3b)，用于使膨胀装置(3)发生堵塞的物质中的由所述制冷剂的聚合生成的生成物所占的量的计算。

Description

制冷循环装置

技术领域

本实用新型涉及制冷循环装置。

背景技术

在汽车空调的领域中，作为低GWP(地球变暖系数)制冷剂使用作为丙烯类氢氟碳化合物的HFO-1234yf(CF₃CF＝CH₂)。

这样的组成中具有双键的丙烯类氢氟碳化合物一般来说因双键的存在，具有在高温条件下容易发生分解或聚合的特征。由此，公开了一种压缩机的结构，在压缩机中成为高温的金属制的滑动部的表面由非金属部件构成，由此抑制制冷剂的分解或聚合(参照专利文献1)。

另外，虽然不是使用了组成中具有双键的丙烯类氢氟碳化合物的制冷循环装置，但作为以往的制冷循环装置，提出了判定制冷剂循环量减少的原因的制冷循环装置(参照专利文献2)。该制冷循环装置对于制冷剂循环量减少的原因，判定是由淤渣堵塞膨胀装置引起的，还是由制冷剂从制冷剂回路泄漏引起的。

此外，作为堵塞在膨胀装置的一般的淤渣，有例如对构成制冷循环装置的配管及压缩机的部件进行加工时附着在它们上的切削加工油、防锈油等这样的不容易溶解于制冷剂的油，以及在压缩机的滑动部发生金属接触的情况下因高温使冷冻机油及切削加工油劣化而产生的淤渣等。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-299649号公报

【专利文献2】日本特开2009-250554号公报

在作为丙烯类氢氟碳化合物的HFO-1234yf制冷剂中，标准沸点高达-29℃，与以往的定置式的空调机所使用的R410A制冷剂(标准沸点-51℃)等相比，工作压力低，单位吸入容积的制冷能力小。在定置式的空调机中，为了使用HFO-1234yf制冷剂而获得与R410A制冷剂同等的制冷能力，必须增大制冷剂的体积流量，存在压缩机的排量增大的课题以及伴随体积流量增大产生的压力损失增加、效率降低的课题。

因此，为将低GWP制冷剂用于定置式的空调机，标准沸点低的低GWP制冷剂是合适的，一般来说，公知碳原子数少的分子构造成为低沸点的制冷剂。

因此，发明者们对于碳原子数比以往的碳原子数3的丙烯类氢氟碳化合物少的分子构造的化合物进行试错研究，考虑从各种化合物中将碳原子数为2的乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用。

能够将该乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用的情况下，能够获得具有与以往的R410A制冷剂同等的低沸点的物理性质的制冷剂。

但是，乙烯类氢氟碳化合物与丙烯类氢氟碳化合物相比，反应性高，在热、化学方面不稳定，容易发生分解或聚合。因此，将乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用的情况下，仅通过专利文献1公开的由非金属部件构成压缩机的滑动部的表面来抑制分解或聚合是困难的，会因由聚合生成的生成物(以下也称为因聚合产生的淤渣)使膨胀装置发生堵塞。

因此，将乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用的情况下，需要用于检测膨胀装置的堵塞的结构。因此，将乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用的制冷循环装置考虑采用专利文献2记载的检测膨胀装置的堵塞的技术。

但是，专利文献2记载的技术是检测膨胀装置等的堵塞或制冷剂回路内的制冷剂量的减少中的一方的技术，而不是检测它们双方的技术。另一方面，将乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用，在存在聚合产生的淤渣的情况下，在制冷循环装置中，发生膨胀装置等的堵塞及制冷剂回路内的制冷剂量的减少这两种情况。因此，将乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用的情况下，在专利文献2记载的技术中，存在不能判定制冷剂循环量减少的原因是否是由聚合产生的淤渣所引起的这样的问题。

即，在制冷循环装置中将乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用时，在现有技术中，无法弄清楚制冷剂循环量减少的原因，存在修理作业花费时间这样的问题。

实用新型内容

本实用新型是为解决上述课题而研发的，其目的是提供一种制冷循环装置，能够检测由聚合产生的淤渣引起的膨胀装置的堵塞。

本实用新型的第一方式的制冷循环装置具有：制冷剂回路，其至少具有压缩机、冷凝器、膨胀装置及蒸发器，将乙烯类氢氟碳化合物或包含乙烯类氢氟碳化合物的混合物作为制冷剂使用；控制装置，控制所述压缩机的转速及所述膨胀装置的开度；堵塞量检测装置，检测所述膨胀装置的堵塞量；聚合量推定装置，用于计算使膨胀装置发生堵塞的物质中、由所述制冷剂的聚合生成的生成物所占的量。

本实用新型的第二方式的制冷循环装置为，在第一方式的制冷循环装置中，所述聚合量推定装置具有设置在所述膨胀装置的上游侧的过滤器。

本实用新型的第三方式的制冷循环装置为，在第一方式的制冷循环装置中，所述聚合量推定装置具有：制冷剂状态检测装置，所述制冷剂状态检测装置检测所述制冷剂的过冷却度、所述制冷剂的过热度及从所述压缩机排出的所述制冷剂的排出温度中的至少一方；存储装置，所述存储装置存储与所述制冷剂状态检测装置的检测结果进行比较的阈值；判定装置，所述判定装置判定所述制冷剂状态检测装置的检测结果超过所述阈值的情况。

本实用新型的第四方式的制冷循环装置为，在第二方式的制冷循环装置中，所述聚合量推定装置具有：制冷剂状态检测装置，所述制冷剂状态检测装置检测所述制冷剂的过冷却度、所述制冷剂的过热度及从所述压缩机排出的所述制冷剂的排出温度中的至少一方；存储装置，所述存储装置存储与所述制冷剂状态检测装置的检测结果进行比较的阈值；判定装置，所述判定装置判定所述制冷剂状态检测装置的检测结果超过所述阈值的情况。

本实用新型的第五方式的制冷循环装置为，在第一方式至第四方式的制冷循环装置中，所述堵塞量检测装置具有：存储装置，所述存储装置存储表示所述膨胀装置的开度和理论Cv值之间的关系的Cv值表格；计算装置，所述计算装置计算根据所述制冷剂回路的运转状态计算出的所述膨胀装置的实际的Cv值，并通过所述Cv值表格计算该运转状态下的所述膨胀装置的理论Cv值，基于这些实际的Cv值及理论Cv值计算所述膨胀装置的堵塞量。

本实用新型的第六方式的制冷循环装置为，在第一方式至第四方式的制冷循环装置中，存储装置，所述存储装置存储表示所述膨胀装置的堵塞量和所述生成物的生成量之间的关系的生成量表格；计算装置，所述计算装置基于由所述堵塞量检测装置检测出的所述膨胀装置的堵塞量和所述生成量表格，计算所述生成物的生成量。

本实用新型的第七方式的制冷循环装置为，在第一方式至第四方式的制冷循环装置中，所述聚合量推定装置具有：存储装置，所述存储装置存储使所述制冷剂回路在所述制冷剂成为规定温度以上的条件下运转的时间即聚合发生温度运转时间、和由所述聚合发生温度运转时间的累计值推定所述生成物的生成量的表格；计算装置，所述计算装置计算所述聚合发生温度运转时间的累计值，并且基于由所述聚合发生温度运转时间的累计值推定所述生成物的生成量的表格，计算所述生成物的生成量。

本实用新型的第八方式的制冷循环装置为，在第一方式至第四方式的制冷循环装置中，所述聚合量推定装置具有：存储装置，所述存储装置存储使所述制冷剂回路在所述制冷剂成为规定压力以上的条件下运转的时间即聚合发生压力运转时间、和由所述聚合发生压力运转时间的累计值推定所述生成物的生成量的表格；计算装置，所述计算装置计算所述聚合发生压力运转时间的累计值，并且基于由所述聚合发生压力运转时间的累计值推定所述生成物的生成量的表格，计算所述生成物的生成量。

本实用新型的第九方式的制冷循环装置为，在第一方式至第四方式的制冷循环装置中，具有判定所述膨胀装置是否发生规定量以上的堵塞的判定装置，所述控制装置在所述判定装置判定所述膨胀装置发生了规定量以上的堵塞时，进行增大所述膨胀装置的开度的堵塞消除控制。

本实用新型的第十方式的制冷循环装置为，在第一方式至第四方式的制冷循环装置中，所述乙烯类氢氟碳化合物包括氟乙烯(R1141)、反式-1,2二氟乙烯(R1132(E))、顺式-1，2二氟乙烯(R1132(Z))、1,1二氟乙烯(R1132a)、1,1,2-三氟乙烯(R1123)中的任意一方。

实用新型的效果

本实用新型的制冷循环装置具有：堵塞量检测装置，检测膨胀装置的堵塞量；聚合量推定装置，用于计算使膨胀装置发生堵塞的物质中的、由制冷剂的聚合生成的生成物所占的量。因此，在本实用新型的制冷循环装置中，能够检测由聚合产生的淤渣所引起的膨胀装置的堵塞，所以能够迅速地进行修理作业。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式1的制冷循环装置的结构图。

图2是表示本实用新型的实施方式1的制冷循环装置的控制部的框图。

图3是表示在本实用新型的实施方式1的制冷循环装置中作为制冷剂使用的乙烯类氢氟碳化合物的一例的图。

图4是表示制冷循环装置的制冷剂的状态变化的p-h线图。

图5是表示本实用新型的实施方式1的制冷循环装置中的膨胀装置的开度和Cv值的关系的图。

图6是表示本实用新型的实施方式1的制冷循环装置中的膨胀装置的开度的变化率和聚合产生的淤渣量的关系的图。

图7是本实用新型的实施方式2的制冷循环装置的结构图。

图8是用于说明本实用新型的实施方式2的制冷循环装置中的正常时的运转状态及制冷剂不足时的运转状态的p-h线图。

图9是用于说明本实用新型的实施方式3的制冷循环装置中的聚合发生时间的累计方法的图。

图10是表示本实用新型的实施方式3的制冷循环装置中的聚合发生时间的累计和聚合产生的淤渣量的关系的图。

具体实施方式

实施方式1

以下，参照附图说明本实用新型的实施方式。图1是本实用新型的实施方式1的制冷循环装置的结构图。

制冷循环装置100是通过进行蒸气压缩式的制冷循环运转而被用于室内等空调对象空间的制冷及制热的装置，室外机61和室内机62通过液体管5及气体管7被连接。此外，在本实施方式1中，液体管5通过连接装置11(接头等)能够自由拆装地被连接于室外机61，并经由连接装置13(接头等)能够自由拆装地连接于室内机62。另外，气体管7通过连接装置12(接头等)能够自由拆装地连接于室外机61，并通过连接装置14(接头等)能够自由拆装地连接于室内机62。

这里，本实施方式1的制冷循环装置100采用并列地连接2台室内机62(室内机62a、62b)的结构，但室内机62的台数是任意的。以下，区别2台室内机62及室内机62的结构时，在附图标记的末尾添加标记“a”、“b”来区别。

例如设置在室外的室外机61构成了制冷剂回路的一部分即室外侧制冷剂回路，并具有压缩机1、四通阀等流路切换装置8、室外换热器2、室外风扇31、能够控制开度的膨胀装置3及制冷剂容器即储液器9等。

压缩机1是例如能够通过变频控制等来改变转速(即运转容量)的压缩机。

流路切换装置8用于切换制冷剂的流动方向。详细来说，流路切换装置8在制冷运转时，为使室外换热器2作为冷凝器发挥功能，并使室内换热器6(6a、6b)作为蒸发器发挥功能，以连接压缩机1的排出侧和室外换热器2的气体侧、且连接压缩机1的吸入侧和气体管7侧(即，室内换热器6的气体侧)的方式，切换制冷剂流路。另外，流路切换装置8在制热运转时，为使室内换热器6(6a、6b)作为冷凝器发挥功能，并使室外换热器2作为蒸发器发挥功能，以连接压缩机1的排出侧和气体管7侧、且连接压缩机1的吸入侧和室外换热器2的气体侧的方式，切换制冷剂流路。

室外换热器2例如是翅片管式换热器，其气体侧连接于流路切换装置8，其液体侧连接于液体管5(即，室内换热器6的液体侧)。室外换热器2在制冷运转时作为冷凝器发挥功能，在制热运转时作为蒸发器发挥功能。

室外风扇31例如是能够改变转速(即，能够改变向室外换热器2供给的空气的流量)的风扇。通过室外风扇31旋转，将室外空气吸入室外机61内，将通过室外换热器2与制冷剂之间进行了热交换的空气排出到室外。

膨胀装置3例如是电子膨胀阀(LEV)，为了进行在制冷剂回路内流动的制冷剂的流量的调节等，连接并配置在室外机61的液体侧。

储液器9用于存储剩余的液体制冷剂。另外，储液器9为了防止液体回流仅将气体制冷剂供给到压缩机1的吸入侧，并连接于压缩机1的吸入侧。

另外，在室外机61中设置有各种传感器。详细来说，在压缩机1的排出侧的配管上设置有检测从压缩机1排出的制冷剂的温度即排出温度Td的排出温度传感器41。另外，在室外换热器2中设置有检测气液二相状态的制冷剂的温度(与制冷运转时的冷凝温度CT、制热运转时的蒸发温度ET对应的制冷剂温度)的室外机气体侧温度传感器42。另外，在室外换热器2的液体侧设置有检测液体状态或气液二相状态的制冷剂的温度的室外机液体侧温度传感器43。

以下，对室内机62a、62b的结构进行说明。此外，室内机62a和室内机62b具有同样的结构，因此，在这里，作为代表，对室内机62a的结构进行说明。

室内机62a构成制冷剂回路的一部分即室内侧制冷剂回路，并具有室内风扇32a及室内换热器6a等。

室内换热器6a例如是翅片管式换热器，其气体侧通过气体管7与流路切换装置8连接，其液体侧通过液体管5与膨胀装置3连接。室内换热器6a在制冷运转时作为蒸发器发挥功能，在制热运转时作为冷凝器发挥功能。

室内风扇32a例如是能够改变转速(即，能够改变向室内换热器6a供给的空气的流量)的风扇。通过室内换热器6a旋转，将室内空气吸入室内机62a内，将通过室内换热器6a与制冷剂之间进行了热交换的室内空气作为空调空气供给到室内。

另外，在室内机62a中设置有各种传感器。详细来说，在室内换热器6a的液体侧设置有检测液体状态或气液二相状态的制冷剂的温度的室内机液体侧温度传感器35a。另外，在室内换热器6a中设置有检测气液二相状态的制冷剂的温度(与制热运转时的冷凝温度CT、制冷运转时的蒸发温度ET对应的制冷剂温度)的室内机气体侧温度传感器44a。

如上所述地构成的室外机61中的压缩机1的转速的控制、流路切换装置8的流路切换、室外风扇31的转速的控制、膨胀装置3的开度的控制通过控制部50进行。另外，室内机62的室内风扇32的转速的控制也通过控制部50进行。该控制部50例如如下所述地构成。

图2是表示本实用新型的实施方式1的制冷循环装置的控制部的框图。

控制部50具有存储装置51、控制装置52、计算装置53及判定装置54。

存储装置51用于存储设置在室外机61及室内机62中的各种传感器的检测值。另外，存储装置51用于存储压缩机1的转速、流路切换装置8的流路、室外风扇31的转速、膨胀装置3的开度及室内风扇32的转速等制冷循环装置100的工作状态(控制装置52的控制状态)。另外，存储装置51用于存储计算装置53进行各种计算所使用的数据(数学式或表格等)及计算装置53的计算结果。另外，存储装置51用于存储成为控制装置52的控制基准的控制目标值及成为判定装置54的判定基准的阈值等。

控制装置52以使制冷剂的冷凝温度CT、制冷剂的蒸发温度ET、制冷剂的过冷却度SC、制冷剂的过热度SH、压缩机1的排出温度Td等成为控制目标值的方式控制压缩机1的转速、室外风扇31的转速、膨胀装置3的开度及室内风扇32的转速等。另外，控制装置52切换流路切换装置8的流路，以便成为用户通过遥控器等所发出的指令的运转模式(制热运转、制冷运转)。

计算装置53使用设置在室外机61及室内机62中的各种传感器的检测值来计算过冷却度SC、过热度SH、膨胀装置3的堵塞量等。

此外，在本实施方式1中，制冷剂的过冷却度SC及制冷剂的过热度SH例如如下所述地求出。在制冷运转中，制冷剂的过冷却度SC作为从室外机气体侧温度传感器42的检测值减去室外机液体侧温度传感器43的检测值得到的值求出。在制热运转中，制冷剂的过冷却度SC作为从室内机气体侧温度传感器44a、44b的检测值减去室内机液体侧温度传感器35a、35b的检测值得到的值求出。另外，在制冷运转中，制冷剂的过热度SH作为从压缩机1所吸入的制冷剂的温度Ts减去室内机气体侧温度传感器44a、44b的检测值得到的值求出。在制热运转中，制冷剂的过热度SH作为从压缩机1所吸入的制冷剂的温度Ts减去室外机气体侧温度传感器42得到的值求出。

另外，关于压缩机1所吸入的制冷剂的温度Ts，将制冷剂的蒸发温度ET换算成蒸发压力Ps，将冷凝温度CT换算成冷凝压力Pd，通过由排出温度传感器41检测出的排出温度Td，假设压缩机1的压缩工序为多方指数n的多方变化，能够由下述(1)式算出。

【式1】

$\mathrm{Ts}=\mathrm{Td}\×{\left(\frac{\mathrm{Ps}}{\mathrm{Pd}}\right)}^{\frac{n-1}{n}}---\left(1\right)$

这里，Ts、Td是温度[K]，Ps、Pd是压力[MPa]，n是多方指数[-]。多方指数也可以采用固定值(例如n＝1.2)，但通过作为Ps、Pd的函数定义，能够精度更好地推测压缩机1所吸入的制冷剂的温度Ts。

判定装置54对于设置在室外机61及室内机62中的各种传感器的检测值及计算装置53的计算结果与存储在存储装置51中的阈值进行比较，判定膨胀装置3是否堵塞、在制冷剂回路内循环的制冷剂量是否减少了规定量以上等。

像这样构成的制冷循环装置100如下所述地进行制冷运转及制热运转。

在制冷运转时，流路切换装置8被切换成图1的虚线所示的状态，即，压缩机1的排出侧连接于室外换热器2的气体侧、且压缩机1的吸入侧连接于室内换热器6a、6b的气体侧的状态。在该制冷剂回路的状态下，当起动压缩机1、室外风扇31及室内风扇32a、32b时，低压的气体制冷剂被吸入压缩机1并被压缩成为高压的气体制冷剂。然后，高压的气体制冷剂经由流路切换装置8被输送到室外换热器2，与通过室外风扇31被供给的室外空气进行热交换而被冷凝成为高压的液体制冷剂。而且，该高压的液体制冷剂通过膨胀装置3被减压成为低温低压的气液二相制冷剂，并经由液体管5被输送到室内机62a、62b，在室内换热器6a、6b中与室内空气进行热交换而被蒸发并成为低压的气体制冷剂。该低压的气体制冷剂经由气体管7被输送到室外机61，并经由流路切换装置8再次被吸入压缩机1。

在制热运转时，流路切换装置8成为图1的实线所示的状态，即，压缩机1的排出侧连接于室内换热器6a、6b的气体侧、且压缩机1的吸入侧连接于室外换热器2的气体侧的状态。在该制冷剂回路的状态下，当起动压缩机1、室外风扇31及室内风扇32a、32b时，低压的气体制冷剂被吸入压缩机1并被压缩成为高压的气体制冷剂，并经由流路切换装置8及气体管7被输送到室内机62a、62b。而且，被输送到室内机62a、62b的高压的气体制冷剂在室内换热器6a、6b中，与室内空气进行热交换而被冷凝成为高压的液体制冷剂之后，经由液体管5，通过膨胀装置3被减压成为低压的气液二相状态的制冷剂。该低压的气液二相状态的制冷剂流入室外机61的室外换热器2。而且，流入室外换热器2的低压的气液二相状态的制冷剂与通过室外风扇31被供给的室外空气进行热交换而被冷凝成为低压的气体制冷剂，经由流路切换装置8再次被吸入压缩机1。

这里，在本实施方式1中，作为在具有压缩机1、室外换热器2、膨胀装置3及室内换热器6a、6b等的上述制冷剂回路内循环的制冷剂，使用与R410A同样的低沸点制冷剂即乙烯类氢氟碳化合物或包含乙烯类氢氟碳化合物的混合物。

图3表示在本实施方式的制冷循环装置100中作为制冷剂所使用的乙烯类氢氟碳化合物的一例。在本例中，例如将图3的最上段所示的反式1，2二氟乙烯(R1132(E))作为制冷剂使用，但还能够使用图3的其他段所示的乙烯类氢氟碳化合物或除此以外的乙烯类氢氟碳化合物。具体来说，除了R1132(E)以外，还能够使用包含顺式-1，2二氟乙烯(R1132(Z))、1，1二氟乙烯(R1132a)、1，1，2-三氟乙烯(R1123)、氟代乙烯(R1141)或在它们的组成中1个氟(F)被置换成其他的卤素元素(Cl、Br、I或At)的物质中的任意一方的物质等。

这样的乙烯类氢氟碳化合物的反应性高，在热方面、化学方面不稳定并容易发生分解或聚合。因此，在将乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用的情况下，由聚合生成的生成物(以下也称为聚合产生的淤渣)可能会堵塞膨胀装置3。

因此，在将乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用的情况下，需要用于检测膨胀装置3的堵塞的结构。但是，在本实施方式1的制冷循环装置100采用以往的膨胀装置的堵塞检测技术的情况下，产生以下问题点。

详细来说，膨胀装置发生堵塞时，制冷循环装置成为在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少的状态。另外，即使在发生制冷剂从制冷剂回路泄漏的情况下，制冷循环装置也成为在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少的状态。这里，以往的制冷循环装置产生的淤渣是指例如对构成制冷循环装置的配管及压缩机的部件进行加工时附着在它们上的切削加工油、防锈油等这样的不溶解于制冷剂的油，以及，在压缩机的滑动部发生了金属接触的情况下冷冻机油及切削加工油因高温劣化而产生的物质等(以下将这样的聚合所产生的淤渣以外的淤渣称为通常的淤渣)。这样的通常的淤渣在其生成过程中不会发生制冷剂量的减少。因此，在以往的制冷循环装置中，对于制冷剂循环量减少的原因，判定是由淤渣堵塞膨胀装置引起的，还是由制冷剂从制冷剂回路泄漏引起的。

另一方面，将乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用的情况下，通过聚合生成淤渣，由此，制冷剂量本身也减少。而且，以往的膨胀装置的堵塞检测技术不能确定堵塞膨胀装置的淤渣的种类。因此，当在制冷循环装置100中发生膨胀装置3的堵塞，作业者进行制冷循环装置100的修理作业的情况下，作业者除了更换膨胀装置3以外，无论是否需要制冷剂的填充作业，修理作业都花费时间。

因此，在本实施方式1的制冷循环装置100中，在膨胀装置3的上游侧，即，在冷凝器和膨胀装置3之间设置过滤器(滤清器)，检测膨胀装置3的堵塞量。由此，本实施方式1的制冷循环装置100能够检测由聚合产生的淤渣所引起的膨胀装置3的堵塞，所以能够迅速地进行修理作业。

详细来说，本实施方式1的制冷循环装置100能够进行制冷运转及制热运转双方。因此，如图1所示，在制冷循环装置100中，在制冷运转时，在成为膨胀装置3的上游侧的位置设置过滤器3a，在制热运转时，在成为膨胀装置3的上游侧的位置设置过滤器3b。由此，欲通过过滤器3a、3b的由聚合产生的淤渣及通常的淤渣被过滤器3a、3b捕捉。

这里，通常的淤渣在冷凝器(制热运转时的室外换热器2，制冷运转时的室内换热器6a、6b)和膨胀装置3之间，其量不增加。另一方面，乙烯类氢氟碳化合物的聚合还在冷凝器和膨胀装置3之间产生，因此，由聚合产生的淤渣在冷凝器和膨胀装置3之间增加。因此，通过设置过滤器3a、3b可以得知，使膨胀装置3发生堵塞的物质的大部分，换言之，成为膨胀装置3的堵塞量增加的原因的物质是由聚合产生的淤渣。即，过滤器3a、3b与本实用新型的聚合量推定装置(用于推定使膨胀装置3发生堵塞的物质中的由聚合生成的生成物所占的量的装置)相当。

而且，本实施方式1的制冷循环装置100通过对膨胀装置3的理论上的Cv值(以下称为理论Cv值)和从制冷循环装置100(即，制冷剂回路)的运转状态计算出的膨胀装置3的Cv值进行比较，来检测膨胀装置3的堵塞量。

此外，Cv值被定义成“在阀的特定的开度处，压力差为11b/in²[6.895kPa]时，在阀中流动的60°F(约15.5℃)的温度的水的流量由US gal/min(1US gal＝3.785L)表示的数值(无量纲)”。一般来说，在进行阀的选定时，从流体规格求出Cv值，与表示阀制造商的Cv值进行对比，是确定阀种类、口径时所使用的简便的方法之一。

首先，对从制冷循环装置100(即，制冷剂回路)的运转状态计算膨胀装置3的Cv值的方法进行说明。

图4是表示制冷循环装置的制冷剂的状态变化的p-h线图。该图4的横轴表示制冷剂的焓[kJ/kg]，纵轴表示制冷剂的压力[MPa]。

图4的△P所示的膨胀装置3的前后压差和在膨胀装置3中流动的制冷剂的流量之间的关系用被称为Cv值的无量纲数的指标表示时，成为下述的(2)式。

【式2】

$C_v=M\sqrt{\frac{G}{\mathrm{\ΔP}}}---\left(2\right)$

这里，M是在膨胀装置3中流动的制冷剂的流量[gal/min]，G是制冷剂的比重，△P是膨胀装置3的前后的压差[psi]。

若通过(2)式求出在膨胀装置3中流动的制冷剂的流量M、制冷剂的比重G、膨胀装置3的前后压差△P，就能求出Cv值。

这里，若在制冷循环装置100的制冷剂回路中流动的制冷剂被确定，则能够通过计算制冷剂的密度来求出制冷剂的比重G的值。因此，设制冷剂回路内的制冷剂循环量为Gr[kg/s]、制冷剂的密度为ρ1[kg/m³]，用SI单位系统表示(2)式时，能够变形成(3)式。

【式3】

$C_v=\frac{G_r\×3600}{86.5\×\sqrt{\mathrm{\ΔP}\×{\mathrm{\ρ}}_1}}---\left(3\right)$

制冷剂循环量Gr[kg/s]能够通过压缩机1的排量Vst[m3]、压缩机1的频率F[Hz](转速)、压缩机1吸入的制冷剂密度ρs[kg/m³]由(4)式计算。

【式4】

G_r＝V_st×F×ρ_s            (4)

此外，假设压缩机1作为饱和气体吸入制冷剂，就能够通过蒸发温度ET推定压缩机1吸入的制冷剂密度ρs。

从(3)式可知，若能够测量制冷剂循环量Gr、膨胀装置3的前后的压差△P及膨胀装置3的入口处的制冷剂密度ρ1，就能够得到从制冷循环装置100(即，制冷剂回路)的运转状态计算出的膨胀装置3的Cv值。在本实施方式1中，膨胀装置3的前后的压差△P也可以直接测定膨胀装置3的出入口的压力，但也可以将冷凝温度CT换算成冷凝压力，将蒸发温度ET换算成蒸发压力，将它们的压力差作为膨胀装置3的前后的压差△P。另外，膨胀装置3的入口处的制冷剂密度ρ1能够从冷凝器出口的制冷剂温度(制冷运转时的室外机液体侧温度传感器43的检测温度，制热运转时的室内机液体侧温度传感器35a、35b的检测温度)求出。

此外，从制冷循环装置100的运转状态计算膨胀装置3的Cv值时，优选设置淤渣附着运转模式，固定并计算压缩机1的转速、室外风扇31的转速、室内风扇32a、32b的转速、膨胀装置3的开度等制冷循环装置100的各执行机构的工作状态。由此，能够使在制冷剂回路内循环的制冷剂的流量稳定，由制冷循环装置100的运转状态计算出的膨胀装置3的Cv值的精度提高。

以下，对膨胀装置3的理论Cv值的求出方法进行说明。

图5是表示本实用新型的实施方式1的制冷循环装置中的膨胀装置的开度和Cv值之间的关系的图。此外，该图5的横轴表示膨胀装置3的开度，纵轴表示Cv值。

膨胀阀即膨胀装置3与开度相匹配地预先决定理论Cv值。另外，膨胀装置3通过控制装置52控制电机等驱动机构，由此控制开度。因此，通过预先将表示膨胀装置3的开度和理论Cv值之间的关系的Cv值表格(图5)存储在存储装置51中，计算装置53能够根据该Cv值表格和控制装置52对驱动机构的控制量(脉冲数)计算膨胀装置3的规定开度处的理论Cv值。

这里，流路直径越大，Cv值越大，流路越窄，Cv值越小。因此，随着聚合产生的淤渣堵塞膨胀装置3，根据制冷循环装置100的运转状态计算出的膨胀装置3的Cv值变小。

即，如图5所示，在聚合产生的淤渣未完全堵塞膨胀装置3的状态(图5中的“合理状态”)下，从制冷循环装置100的运转状态计算出的膨胀装置3的Cv值和理论Cv值一致。但是，随着聚合产生的淤渣堵塞膨胀装置3(随着聚合产生的淤渣的生成量增加到M1、M2)，欲使由制冷循环装置100的运转状态计算出的膨胀装置3的Cv值成为与理论Cv值相同的值Cv0时，膨胀装置3的开度从P0增大到P2。即，随着聚合产生的淤渣堵塞膨胀装置3，欲使由制冷循环装置100的运转状态计算出的膨胀装置3的Cv值成为与理论Cv值相同的值Cv0时，膨胀装置3的开度相对于理论上的开度的变化率从P0增大到P2。因此，从制冷循环装置100的运转状态逐次计算膨胀装置3的Cv值，对从制冷循环装置100的运转状态计算出的膨胀装置3的Cv值和理论Cv值进行比较，由此，能够检测膨胀装置3的堵塞的有无(换言之，堵塞量)。

这里，测定冷凝温度CT及蒸发温度ET的传感器、存储装置51以及计算装置53与本实用新型的堵塞量检测装置相当。

此外，膨胀装置3按各个体存在偏差，即使在膨胀装置3没有发生堵塞的状态下，从制冷循环装置100的运转状态计算出的膨胀装置3的Cv值(从(3)式求出的Cv值)和理论Cv值也未必一致。另外，因制冷剂回路的配管的压力损失及高低差，也存在从制冷循环装置100的运转状态计算出的膨胀装置3的Cv值和理论Cv值之间发生偏差的情况。因此，初始设置时(膨胀装置3未堵塞的状态)，通过(3)式算出Cv值，将该Cv值和理论Cv值之差作为修正量存储在存储装置51中，以该修正量修正通过(3)式计算出的Cv值，由此能够精度更好地检测膨胀装置3的堵塞量。

以上，在本实施方式1的制冷循环装置100中，能够通过堵塞量检测装置(存储装置51及计算装置53)检测膨胀装置3的堵塞量。另外，通过设置过滤器3a、3b可知，使膨胀装置3发生堵塞的物质的大部分，换言之，成为膨胀装置3的堵塞量增加的原因的物质是聚合产生的淤渣。因此，在本实施方式1的制冷循环装置100中，在膨胀装置3的堵塞量成为规定量以上而需要更换膨胀装置3的情况下，能够认定膨胀装置3的堵塞原因是由聚合产生的淤渣所引起的。因此，能够迅速地进行制冷循环装置100的修理作业。

此外，也可以将膨胀装置3的堵塞量的阈值存储在存储装置51中，由判定装置54判定膨胀装置3的堵塞量是否成为该阈值以上。由此，能够在制冷循环装置100成为不能控制之前，促使用户等更换膨胀装置3。

另外，也可以基于膨胀装置3的堵塞量计算聚合产生的淤渣的生成量。

图6是表示本实用新型的实施方式1的制冷循环装置中的膨胀装置的开度的变化率和聚合产生的淤渣量之间的关系的图。此外，该图6的横轴表示膨胀装置3的开度的变化率(即，膨胀装置3的堵塞量)，纵轴表示聚合产生的淤渣的生成量。

如上所述，本实施方式1的制冷循环装置100设置过滤器3a、3b，由此可知，使膨胀装置3发生堵塞的物质的大部分，换言之，成为膨胀装置3的堵塞量的增加原因的物质是聚合产生的淤渣。因此，通过预先将表示膨胀装置3的堵塞量和聚合产生的淤渣之间的关系的生成量表格(图6)存储在存储装置51中，能够基于膨胀装置3的堵塞量和生成量表格，通过计算装置53计算聚合产生的淤渣的生成量。这里，随着聚合产生的淤渣的生成量增加，制冷剂回路内的制冷剂减少。因此，无论聚合产生的淤渣的生成量如何，都能够把握制冷剂回路内的制冷剂的减少量，所以，在进行制冷循环装置100的修理作业(膨胀装置3的更换等)时，变得容易把握向制冷剂回路填充的制冷剂量，能够更迅速地进行制冷循环装置100的修理作业。

此外，从由聚合产生的淤渣的生成量向制冷剂的减少量的换算能够通过预先将表示淤渣的生成量和制冷剂的减少量之间的关系的表格存储在存储装置51，利用计算装置53进行。

另外，在本实施方式1中，膨胀装置3的堵塞量的检测所使用的结构不是膨胀装置3特有的结构。例如在室外换热器2及室内换热器6a、6b等发生堵塞的所有部件中，也能够用于该部件的堵塞量的检测。即，在发生堵塞的部件中，求出制冷剂循环量Gr、前后的压差△P及入口处的制冷剂密度ρ1并通过(3)式计算该部件的Cv值，对该计算出的Cv值和该部件的理论Cv值进行比较，由此能够检测该部件的堵塞量。

另外，也可以进行如下的堵塞消除控制，即，使判定装置54判定膨胀装置3的堵塞量是否是规定量以上(是否是存储在存储装置51中的阈值以上)，膨胀装置3的堵塞量为规定量以上的情况下，使膨胀装置3的开度比通常运转时大(例如，成为最大开度)，通过在膨胀装置3中流动的制冷剂的势能来冲洗淤渣。由此，能够消除膨胀装置3的堵塞。

实施方式2

在实施方式1中，聚合量推定装置由过滤器3a、3b构成。但不限于此，也可以如下所述地构成聚合量推定装置。此外，在本实施方式2中，关于没有特别说明的项目，与实施方式1相同，关于相同的功能或结构，使用相同的附图标记进行说明。

图7是本实用新型的实施方式2的制冷循环装置的结构图。

本实施方式2的制冷循环装置100相对于实施方式1所示的制冷循环装置100来说，没有设置聚合量推定装置即过滤器3a、3b。因此，本实施方式2的制冷循环装置100通过如下结构来检测在制冷剂回路内循环的制冷剂量的减少，并基于膨胀装置3的堵塞和在制冷剂回路内循环的制冷剂量的减少，判定膨胀装置3的堵塞原因是否是由聚合产生的淤渣引起的。

图8是用于说明本实用新型的实施方式2的制冷循环装置中的正常时的运转状态及制冷剂不足时的运转状态的p-h线图。该图8的横轴表示制冷剂的焓[kJ/kg]，纵轴表示制冷剂的压力[MPa]。

在制冷剂回路内循环的制冷剂量没有减少的状态(图8中的“正常状态”)下，在制冷剂回路内循环的制冷剂的制冷循环状态成为图8的“a”所示的状态。另一方面，在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少时(图8中的“制冷剂不足状态”)，在制冷剂回路内循环的制冷剂的制冷循环状态成为图8的“b”所示的状态。

详细来说，在制冷循环装置100中，膨胀装置3的开度以制冷剂的过冷却度SC成为一定的方式被控制装置52控制。另外，压缩机1的转速以空调能力成为一定的方式(例如，蒸发温度ET、冷凝温度CT及过热度SH成为所期望的值的方式)被控制装置52控制。

此时，当在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少时，由于冷凝器内的制冷剂量不足，所以冷凝器出口的过冷却度SC降低。因此，控制装置52为了增大过冷却度SC而减小膨胀装置3的开度。由此，向蒸发器供给的制冷剂量降低，此时，蒸发器出口的过热度SH增加，蒸发器的能力降低。因此，压缩机1以空调能力成为一定的方式使转速增加。使压缩机1的转速增加时，制冷剂回路内的压力损失增加，压缩机1吸入的制冷剂的压力容易降低，因此，其结果是，压缩机1的排出温度Td上升。当在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少时，排出温度Td达到在单元中设定的上限值，所以，在欲降低排出温度Td时，膨胀阀开度增大，过冷却度SC进一步变小。而且，伴随在制冷剂回路内循环的制冷剂量的减少，上述动作反复进行。即，当在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少时，与在制冷剂回路内循环的制冷剂量没有减少的状态相比，过冷却度SC逐渐变小，过热度SH变大，排出温度Td升高。

因此，在本实施方式2中，将过冷却度SC的下限值(阈值)、过热度SH的上限值(阈值)及排出温度Td的上限值(阈值)的至少一方存储在存储装置51中。而且，判定装置54在过冷却度SC、过热度SH及排出温度Td中的至少一方超过存储在存储装置51中的各阈值的情况下，判断为在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少。

这里，如上所述，将乙烯类氢氟碳化合物作为制冷剂使用的情况下，通过聚合生成淤渣，由此，制冷剂量本身减少。因此，当判定装置54判断为在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少时，在通过与实施方式1同样的结构来检测膨胀装置3的堵塞的情况下(堵塞量成为规定值以上的情况)，能够判断为膨胀装置3的堵塞原因是由聚合产生的淤渣引起的。另外，在制冷剂回路内循环的制冷剂量没有减少的状态下，在检测到膨胀装置3的堵塞的情况下，能够判断为膨胀装置3的堵塞原因是由通常的淤渣引起的。另外，判断为在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少时，在膨胀装置3没有发生堵塞的情况下(堵塞量比规定值小的情况)，能够判断为发生了制冷剂从制冷剂回路泄漏。

即，过冷却度SC、过热度SH及排出温度Td的检测所需的室内机液体侧温度传感器35a、35b、排出温度传感器41、室外机气体侧温度传感器42、室外机液体侧温度传感器43、室内机气体侧温度传感器44a、44b、存储装置51及计算装置53与本实用新型的制冷剂状态检测装置相当。另外，在本实施方式2中，该制冷剂状态检测装置、存储装置51及判定装置54与本实用新型的聚合量推定装置相当。

以上，在本实施方式2的制冷循环装置100中，也与实施方式1同样地，能够检测由聚合产生的淤渣所引起的膨胀装置3的堵塞。因此，能够迅速地进行制冷循环装置100的修理作业。

另外，在本实施方式2的制冷循环装置100中，能够判断在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少的原因是由制冷剂的聚合引起的，还是由制冷剂从制冷剂回路泄漏引起的。由于乙烯类氢氟碳化合物是可燃性的物质，所以，在不知道在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少的原因的情况下，考虑制冷剂从制冷剂回路泄漏的可能性，需要立即停止制冷循环装置100。但是，在本实施方式2的制冷循环装置100中，在制冷剂回路内循环的制冷剂量减少的原因是由制冷剂的聚合引起的情况下，若制冷剂的减少量不是对制冷循环装置100的运转带来阻碍的量，则能够继续进行制冷循环装置100的运转。因此，本实施方式2的制冷循环装置100还能够获得提高使用便利性的效果。此外，是否继续进行制冷循环装置100的运转的判断通过判定装置54对制冷剂的减少量和存储在存储装置51中的阈值进行比较即可进行。

此外，当然也可以将本实施方式2中说明的聚合量推定装置和实施方式1中说明的聚合量推定装置双方都搭载在制冷循环装置100中。

实施方式3

也可以代替实施方式1及实施方式2公开的聚合量推定装置，或者与实施方式1及实施方式2公开的聚合量推定装置一起采用如下的聚合量推定装置。此外，在本实施方式3中，关于没有特别说明的项目，与实施方式1或实施方式2同样地，对相同的功能和结构，使用相同的附图标记说明。

乙烯类氢氟碳化合物的聚合一般来说存在容易在高温高压下发生的倾向。即，按乙烯类氢氟碳化合物的种类，确定聚合发生的下限温度、聚合发生的下限压力。因此，在本实施方式3中，存储制冷剂发生聚合或者容易发生聚合的条件下的运转时间，通过对它们进行累计，来推定聚合产生的生成物的产生量。

图9是用于说明本实用新型的实施方式3的制冷循环装置中的聚合发生时间的累计方法的图。另外，图10是表示本实用新型的实施方式3的制冷循环装置中的聚合发生时间的累计和聚合产生的淤渣量之间的关系的图。

本实施方式3的制冷循环装置100将在运转中容易发生聚合的条件下的运转时间(图9中的“聚合发生时间”)存储在存储装置51中。这里，容易发生聚合的条件下的运转时间例如是指使制冷循环装置100在制冷剂的温度成为存储在存储装置51中的规定温度以上的条件下运转的时间(聚合发生温度运转时间)。另外，例如，容易发生聚合的条件下的运转时间是指使制冷循环装置100在制冷剂的压力成为被存储在存储装置51中的规定压力以上的条件下运转的时间(聚合发生压力运转时间)。

另外，本实施方式3的制冷循环装置100在计算装置53中对容易发生聚合的条件下的运转时间进行累计。而且，本实施方式3的制冷循环装置100在计算装置53中，从容易发生聚合的条件下的运转时间的累计值基于推定聚合产生的淤渣的生成量的表格(图10)来推定聚合产生的淤渣的生成量。此外，该表格被存储在存储装置51中。

以上，本实施方式3的制冷循环装置100，在通过与实施方式1同样的结构检测到膨胀装置3的堵塞量时，若聚合产生的淤渣的生成量为规定的阈值(存储在存储装置51中)以上，则能够判断为膨胀装置3的堵塞原因是由聚合产生的淤渣引起的。另外，通过与实施方式1同样的结构检测到膨胀装置3的堵塞量时，若聚合产生的淤渣的生成量比规定的阈值(存储在存储装置51中)少，则能够判断为膨胀装置3的堵塞原因是由通常的淤渣引起的。此外，该判断也可以由作业者进行，也可以由判定装置54进行。

另外，通过将本实施方式3公开的聚合量推定装置(存储装置51及计算装置)与实施方式1、2公开的聚合量推定装置并用，还能够获得聚合产生的淤渣的生成量的检测精度提高这样的效果。

附图标记的说明

1压缩机，2室外换热器，3膨胀装置，3a、3b过滤器，5液体管，6(6a、6b)室内换热器，7气体管，8流路切换装置，9储液器，11连接装置，12连接装置，13连接装置，14连接装置，31室外风扇，32(32a、32b)室内风扇，35(35a、35b)室内机液体侧温度传感器，41排出温度传感器，42室外机气体侧温度传感器，43室外机液体侧温度传感器，44(44a、44b)室内机气体侧温度传感器，61室外机，62(62a、62b)室内机，50控制部，51存储装置，52控制装置，53计算装置，54判定装置，100制冷循环装置。

Claims (10)

1.一种制冷循环装置，其特征在于，具有：

制冷剂回路，所述制冷剂回路至少具有压缩机、冷凝器、膨胀装置及蒸发器，将乙烯类氢氟碳化合物或包含乙烯类氢氟碳化合物的混合物作为制冷剂使用；

控制装置，所述控制装置控制所述压缩机的转速及所述膨胀装置的开度；

堵塞量检测装置，所述堵塞量检测装置检测所述膨胀装置的堵塞量；

聚合量推定装置，所述聚合量推定装置用于计算使所述膨胀装置发生堵塞的物质中的、由所述制冷剂的聚合而生成的生成物所占的量。

2.如权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于，所述聚合量推定装置具有设置在所述膨胀装置的上游侧的过滤器。

3.如权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述聚合量推定装置具有：

制冷剂状态检测装置，所述制冷剂状态检测装置检测所述制冷剂的过冷却度、所述制冷剂的过热度及从所述压缩机排出的所述制冷剂的排出温度中的至少一方；

存储装置，所述存储装置存储与所述制冷剂状态检测装置的检测结果进行比较的阈值；

判定装置，所述判定装置判定所述制冷剂状态检测装置的检测结果超过所述阈值的情况。

4.如权利要求2所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述聚合量推定装置具有：

制冷剂状态检测装置，所述制冷剂状态检测装置检测所述制冷剂的过冷却度、所述制冷剂的过热度及从所述压缩机排出的所述制冷剂的排出温度中的至少一方；

存储装置，所述存储装置存储与所述制冷剂状态检测装置的检测结果进行比较的阈值；

判定装置，所述判定装置判定所述制冷剂状态检测装置的检测结果超过所述阈值的情况。

5.如权利要求1～4中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述堵塞量检测装置具有：

存储装置，所述存储装置存储表示所述膨胀装置的开度和理论Cv值之间的关系的Cv值表格；

计算装置，所述计算装置计算根据所述制冷剂回路的运转状态计算出的所述膨胀装置的实际的Cv值，并通过所述Cv值表格计算该运转状态下的所述膨胀装置的理论Cv值，基于这些实际的Cv值及理论Cv值计算所述膨胀装置的堵塞量。

6.如权利要求1～4中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，具有：

存储装置，所述存储装置存储表示所述膨胀装置的堵塞量和所述生成物的生成量之间的关系的生成量表格；

计算装置，所述计算装置基于由所述堵塞量检测装置检测出的所述膨胀装置的堵塞量和所述生成量表格，计算所述生成物的生成量。

7.如权利要求1～4中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述聚合量推定装置具有：

存储装置，所述存储装置存储使所述制冷剂回路在所述制冷剂成为规定温度以上的条件下运转的时间即聚合发生温度运转时间、和由所述聚合发生温度运转时间的累计值推定所述生成物的生成量的表格；

计算装置，所述计算装置计算所述聚合发生温度运转时间的累计值，并且基于由所述聚合发生温度运转时间的累计值推定所述生成物的生成量的表格，计算所述生成物的生成量。

8.如权利要求1～4中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述聚合量推定装置具有：

存储装置，所述存储装置存储使所述制冷剂回路在所述制冷剂成为规定压力以上的条件下运转的时间即聚合发生压力运转时间、和由所述聚合发生压力运转时间的累计值推定所述生成物的生成量的表格；

计算装置，所述计算装置计算所述聚合发生压力运转时间的累计值，并且基于由所述聚合发生压力运转时间的累计值推定所述生成物的生成量的表格，计算所述生成物的生成量。

9.如权利要求1～4中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

具有判定所述膨胀装置是否发生规定量以上的堵塞的判定装置，

所述控制装置在所述判定装置判定所述膨胀装置发生了规定量以上的堵塞时，进行增大所述膨胀装置的开度的堵塞消除控制。

10.如权利要求1～4中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，所述乙烯类氢氟碳化合物包括氟乙烯(R1141)、反式-1,2二氟乙烯(R1132(E))、顺式-1，2二氟乙烯(R1132(Z))、1,1二氟乙烯(R1132a)、1,1,2-三氟乙烯(R1123)中的任意一方。