ES2833226T3

ES2833226T3 - Acondicionador de aire y método para determinar la cantidad de refrigerante en el mismo

Info

Publication number: ES2833226T3
Application number: ES09769901T
Authority: ES
Inventors: Takahiro Yamaguchi; Takuro Yamada; Masahiro Yamada
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2021-06-14
Anticipated expiration: 2029-06-24
Also published as: AU2009263631B8; JP2010007994A; AU2009263631A8; US20110107780A1; CN102077041B; AU2009263631A1; EP2320169B1; CN102077041A; EP2320169A1; WO2009157191A1; EP2320169A4; AU2009263631B2

Abstract

Un aparato de aire acondicionado (1) comprendiendo: un circuito refrigerante (10) que incluye: una unidad de fuente de calor (2) que tiene un compresor (21) cuya capacidad operativa puede ser configurada, un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (23) y medios de configuración de la fuente de calor de enfriamiento (27) que pueden configurar la acción de enfriamiento de una fuente de calor de enfriamiento respecto al intercambiador de calor del lado de la fuente de calor, una unidad de utilización (4) que tiene un intercambiador de calor del lado de la utilización (41), un mecanismo de expansión (33), y un tubo de conexión de refrigerante líquido (6) y un tubo de conexión de refrigerante gaseoso (7) que interconectan la unidad de la fuente de calor y la unidad de utilización, medios de cambio de modo, medios de detección para detectar el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del Intercambiador de calor del lado de la fuente de calor en un modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, medios de corrección del grado de sobreenfriamiento, medios de determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante, un controlador (8) para realizar el control de la operación de todo el aparato de aire acondicionado, en donde los medios de configuración de la fuente de calor de enfriamiento (27) es un ventilador con un motor que puede variar el volumen de aire que sopla hacia el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (23), el circuito refrigerante puede realizar al menos una operación de enfriamiento cuando se hace que el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor funcione como condensador del refrigerante comprimido en el compresor y donde el intercambiador de calor del lado de utilización es hecho funcionar como evaporador del refrigerante condensado en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor; y los medios de cambio de modo están configurados para cambiar un estado operativo del circuito refrigerante desde un modo de operación normal, donde el control de cada dispositivo de la unidad de la fuente de calor y de la unidad de utilización es realizado según la carga operativa de la unidad de utilización, al modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, donde es realizada la operación de enfriamiento y el mecanismo de expansión es controlado de manera que un grado de sobrecalentamiento del refrigerante en una salida del intercambiador de calor del lado de utilización llega a ser un valor positivo; y en donde el aparato de aire acondicionado está configurado para realizar el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, en donde los medios de detección detectan el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor del lado de la fuente de calor en un estado en donde el volumen de aire del ventilador (27) ha sido maximizado; y los medios de corrección del grado de sobreenfriamiento corrigen el grado del valor de sobreenfriamiento dividiendo el grado del valor de sobreenfriamiento por la diferencia entre el valor de la temperatura de condensación en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (23) y la temperatura del aire exterior, que es una temperatura del aire exterior que fluye hacia el interior de la unidad de la fuente de calor (2), para derivar de esta manera un grado relativo del valor de sobreenfriamiento; y los medios de determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante realizan, como una determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante, una determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante con el que es cargado el interior del circuito refrigerante basándose en el grado relativo del valor de sobreenfriamiento.

Description

DESCRIPCIÓN

Acondicionador de aire y método para determinar la cantidad de refrigerante en el mismo

Campo técnico

La invención presente se refiere a la función de determinar la idoneidad de la cantidad de refrigerante con la que es cargado el interior de un circuito refrigerante de un aparato de aire acondicionado y, en particular, a la función de determinar la idoneidad de la cantidad de refrigerante con la que es cargado un circuito refrigerante de un aparato de aire acondicionado donde una unidad de fuente de calor y una unidad de utilización están interconectadas por medio de tubos de conexión de refrigerante.

Técnica anterior

Convencionalmente, hay aparatos de aire acondicionado como en la patente JP-A N° 2006-23072 que realizan una operación de determinación de la cantidad de refrigerante en la que la cantidad de refrigerante es determinada dependiendo del grado de sobreenfriamiento del condensador. En la tecnología de la patente JP-A N° 2006-23072, la operación de determinación de la cantidad de refrigerante es realizada una primera vez (por ejemplo, en el momento de la instalación del aparato de aire acondicionado) y periódicamente (por ejemplo, cada año después del momento de la instalación, etc.) en el aparato de aire acondicionado. En esta operación de determinación de la cantidad de refrigerante, el control es realizado de manera que el grado de sobrecalentamiento y la presión de evaporación en el evaporador llegan a ser constantes en un estado del operación de enfriamiento, y es medido el grado de sobreenfriamiento en el condensador. A continuación, en la operación de determinación de la cantidad de refrigerante, si el refrigerante tiene o no tiene fugas es determinado sobre la base de la diferencia entre el grado de sobreenfriamiento que se ha medido en ese momento y el grado de sobreenfriamiento que se midió la primera vez o anteriormente.

El documento de patente WO2008/035418 A1 (y miembro de la familia EP 1970651 A1) describe un sistema de aire acondicionado de refrigeración y un método para detectar una fuga de refrigerante que puede detectar automáticamente una fuga de refrigerante leve, mientras se realiza una operación de aire acondicionado, independientemente de una condición ambiental o condición de instalación. En consecuencia, un medio de evaluación para evaluar la fuga de refrigerante de un ciclo de refrigeración sobre la base de datos pasados relacionados con un volumen de refrigerante pasado del ciclo de refrigeración en un punto del tiempo pasado y nuevos datos relacionados con el volumen de refrigerante en un punto del tiempo después de realizar una pluralidad de veces paradas y arranques del ciclo de refrigeración desde el punto del tiempo pasado, se proporciona al sistema de aire acondicionado de refrigeración que constituye un ciclo de refrigeración mediante la conexión de una unidad exterior que incluye un compresor, un intercambiador de calor exterior y un dispositivo regulador, y una unidad o una pluralidad de unidades interiores, cada una de las cuales incluye un intercambiador de calor interior y un dispositivo de regulación con tubos de comunicación.

En un acondicionador de aire multitipo según el documento de patente EP 1876403 A1, la suficiencia de la cantidad de refrigerante cargada en el acondicionador de aire puede ser juzgada con precisión, incluso cuando la cantidad de refrigerante cargada en posición es inconsistente, o incluso cuando un valor de referencia de la cantidad del estado de la operación, que es usada para juzgar la idoneidad de la cantidad de refrigerante, fluctúa según la longitud del tubo de comunicación de refrigerante, la combinación de unidades de utilización y la diferencia de la altura de instalación entre cada unidad. En un acondicionador de aire que incluye un circuito refrigerante configurado por la interconexión de una unidad de fuente de calor y unidades de utilización por medio de tubos de comunicación de refrigerante, un sistema de evaluación de la cantidad de refrigerante evalúa la idoneidad de la cantidad de refrigerante e incluye un medio de almacenamiento de la cantidad del estado y un medio de evaluación de la cantidad de refrigerante. Los medios de almacenamiento de la cantidad del estado almacenan la cantidad del estado de la operación del equipo constituyente o el refrigerante que fluye en el circuito refrigerante en el que es cargado refrigerante hasta una cantidad inicial de refrigerante mediante la carga de refrigerante en posición. Los medios de determinación de la cantidad de refrigerante comparan la cantidad del estado de la operación durante la operación de prueba como un valor de referencia con un valor en curso de la cantidad del estado de la operación y, por tanto, juzgan la idoneidad de la cantidad de refrigerante.

Compendio de la invención

Sin embargo, en la operación de determinación de la cantidad de refrigerante, incluso en el caso de una condición en la que la cantidad de refrigerante con la que es cargado el circuito refrigerante sea la misma, a veces la eficiencia de intercambio de calor del intercambiador de calor del lado de la fuente de calor cambia debido a la influencia de perturbaciones como la suciedad en el intercambiador de calor exterior, la situación de la instalación de la unidad exterior y el viento y la lluvia, y existe el temor de que aparezcan variaciones en el grado de sobreenfriamiento que es medido. Por esta razón, en la operación de determinación de la cantidad de refrigerante, incluso en el caso de que no haya mucho cambio en la cantidad de refrigerante con el que el circuito de refrigerante es cargado cuando se realiza la determinación basada en el grado de sobreenfriamiento, existe el temor de que se determine que la cantidad de refrigerante ha cambiado. Para asegurar que no se produzcan variaciones en el grado de sobreenfriamiento, es concebible hacer que sea constante el volumen de aire del ventilador del lado de la fuente de calor. Sin embargo, cuando el volumen de aire del ventilador del lado de la fuente de calor es mantenido constante, existe el temor de que la presión dentro del intercambiador de calor del lado de la fuente de calor que funciona como condensador cuando la temperatura del aire exterior ha cambiado aumente y disminuya y esta presión se haga demasiado alta o demasiado baja. Por tanto, desde el punto de vista de la protección de alta presión y el aseguramiento de la presión diferencial alta-baja, hacer que el volumen de aire del ventilador del lado de la fuente de calor sea constante no es realista. Además, es concebible también dividir el grado del valor objetivo de sobreenfriamiento según el valor de la temperatura del aire exterior, pero surgen problemas porque la cantidad de datos a almacenar llega a ser muy grande, es necesario instalar una memoria con una gran capacidad y los costos de producción aumentan.

Es un problema de la invención presente proporcionar un aparato de aire acondicionado que reduce los errores de determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante al tiempo que realiza una protección contra alta presión, un aseguramiento de presión diferencial alta-baja y un control de costos de producción.

<Solución al problema>

Un aparato de aire acondicionado perteneciente a un primer aspecto de la invención comprende las características de la reivindicación 1.

El aparato de aire acondicionado de este aspecto de la invención, es un aparato de aire acondicionado del tipo separado en el que el circuito refrigerante está configurado como resultado de que la unidad de la fuente de calor y la unidad de utilización están interconectadas por medio de los tubos de conexión de refrigerante y que puede realizar al menos una operación de enfriamiento. La razón por la que la expresión "al menos" es usada aquí es porque el aparato de aire acondicionado al que se puede aplicar la invención presente incluye un aparato de aire acondicionado que también puede realizar otra operación tal como una operación de calentamiento distinta de la operación de enfriamiento. Además, este aparato de aire acondicionado está configurado de tal manera que puede alternar y operar entre operación normal, como la operación de refrigeración (en adelante denominado "modo de operación normal") y un modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante en el que la unidad de utilización es forzada a realizar la operación de enfriamiento. Este aparato de aire acondicionado detecta el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor del lado de la fuente de calor y determina la idoneidad de la cantidad de refrigerante con la que es cargado el interior del circuito refrigerante sobre la base de un grado relativo del valor de sobreenfriamiento obtenido dividiendo el grado de sobreenfriamiento por una función de la temperatura del aire exterior y la temperatura de condensación, y este grado relativo del valor de sobreenfriamiento es corregido por la temperatura del aire exterior y la temperatura de condensación, incluso en los casos en que las condiciones de temperatura del aire exterior difieren (en los casos en los que la cantidad adecuada de refrigerante es realizada periódicamente, la posibilidad de que las temperaturas del aire exterior difieran entre la primera y la segunda vez, y existe el temor de que el grado de sobreenfriamiento fluctúe dependiendo de los cambios de la temperatura del aire exterior) e incluso en los casos en los que las condiciones de la temperatura de condensación difieren (en los casos en que las temperaturas de condensación difieren debido a las influencias resultantes de perturbaciones como la suciedad en el intercambiador de calor exterior, la situación de la instalación de la unidad exterior y el viento y la lluvia), el grado relativo de sobreenfriamiento puede ser mantenido a un valor bastante constante cuando la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante no cambia prácticamente. De esta manera, usando este grado relativo del valor de sobreenfriamiento como índice para realizar la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante, la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante puede ser virtualmente realizada sin ser afectada por las perturbaciones mencionadas anteriormente y la idoneidad de la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante puede ser determinada virtualmente sin errores.

Un aparato de aire acondicionado perteneciente a un segundo aspecto de la invención es el aparato de aire acondicionado perteneciente al primer aspecto de la invención, en donde los medios de determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante realizan periódicamente la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante.

En el aparato de aire acondicionado de este aspecto de la invención, la adecuación de la cantidad de refrigerante con la que es cargado el interior del circuito refrigerante puede ser determinada con precisión realizando periódicamente (por ejemplo, una vez al año) la operación resultante del modo de la operación de la determinación de la cantidad de refrigerante, y si hay un cambio en la cantidad de refrigerante, puede ser detectado rápidamente.

Un aparato de aire acondicionado perteneciente a un tercer aspecto de la invención es el aparato de aire acondicionado perteneciente a uno cualquiera de los aspectos primero a segundo de la invención, en el que el compresor es accionado por un motor controlado por un inversor y es operado de manera que su velocidad resultante del motor siempre se convierte en una velocidad predeterminada en el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante.

En consecuencia, en el aparato de aire acondicionado de este aspecto de la invención, la capacidad operativa del compresor puede ser controlada con alta precisión.

Un método de determinación de la cantidad de refrigerante de un aparato de aire acondicionado que pertenece a un cuarto aspecto de la invención es un método de determinación de la cantidad de refrigerante que comprende las características de la reivindicación 4.

En el aparato de aire acondicionado en el que es empleado este aspecto de la invención, hay un método que es realizado en un aparato de aire acondicionado del tipo separado en el que el circuito refrigerante está configurado como resultado de que la unidad de la fuente de calor y la unidad de utilización están interconectadas mediante los tubos de conexión de refrigerante y que puede realizar al menos una operación de refrigeración. La razón por la que la expresión "al menos" es usada aquí es porque el aparato de aire acondicionado al que se puede aplicar la invención presente incluye un aparato de aire acondicionado que puede realizar también otra operación tal como una operación de calentamiento distinta de la operación de enfriamiento. Además, este aparato de aire acondicionado está configurado de tal manera que puede alternar y operar entre operación normal, como la operación de refrigeración (en adelante denominada "modo de operación normal") y un modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante en el que la unidad de utilización es forzada a realizar la operación de enfriamiento. Este aparato de aire acondicionado detecta el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor del lado de la fuente de calor y determina la idoneidad de la cantidad de refrigerante con la que es cargado el interior del circuito refrigerante sobre la base de un grado relativo. del valor de sobreenfriamiento obtenido dividiendo el grado de sobreenfriamiento por una función de la temperatura del aire exterior y la temperatura de condensación, y este grado relativo del valor de sobreenfriamiento es corregido por la temperatura del aire exterior y la temperatura de condensación, incluso en los casos en los que las condiciones de temperatura del aire exterior difieren (en los casos en los que la idoneidad de la cantidad adecuada de refrigerante es realizada periódicamente, la posibilidad de que las temperaturas del aire exterior difieran entre la primera y la segunda vez, y existe el temor de que el grado de sobreenfriamiento fluctúe dependiendo de los cambios en la temperatura del aire exterior) e incluso en los casos en los que las condiciones de la temperatura de condensación difieren (en los casos en los que las temperaturas de condensación difieren debido a las influencias resultantes de perturbaciones como la suciedad en el intercambiador de calor exterior, la situación de la instalación de la unidad exterior y el viento y la lluvia), el grado relativo de sobreenfriamiento puede ser mantenido en un valor bastante constante cuando la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante no cambia prácticamente. De esta manera, usando este grado relativo del valor de sobreenfriamiento como índice para realizar la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante, la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante se puede realizar virtualmente sin que esté afectada por las perturbaciones mencionadas anteriormente, y la idoneidad de la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante puede ser determinada prácticamente sin errores.

En el aparato de aire acondicionado que pertenece al primer aspecto de la invención, usando el grado relativo del valor de sobreenfriamiento como índice para realizar la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante, la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante puede ser realizada sin verse virtualmente afectada por las perturbaciones antes mencionadas, y la idoneidad de la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante puede ser determinada virtualmente sin errores.

En el aparato de aire acondicionado perteneciente al segundo aspecto de la invención, la idoneidad de la cantidad de refrigerante con la que es cargado el interior del circuito refrigerante puede ser determinada con precisión realizando periódicamente (por ejemplo, una vez al año) la operación resultante del modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, y si hay un cambio en la cantidad de refrigerante, puede ser detectado rápidamente.

En el aparato de aire acondicionado que pertenece al tercer aspecto de la invención, la capacidad operativa del compresor puede ser controlada con alta precisión.

En el método de determinación de la cantidad de refrigerante del aparato de aire acondicionado que pertenece al cuarto aspecto de la invención, usando este grado relativo del valor de sobreenfriamiento como índice para realizar la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante, la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante puede ser virtualmente realizada sin que esté afectada por las perturbaciones mencionadas anteriormente, y puede ser determinada la idoneidad de la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante virtualmente sin errores.

Descripción breve de los dibujos

La Figura 1 es un diagrama del circuito refrigerante general de un aparato de aire acondicionado de una realización perteneciente a la invención presente.

La Figura 2 es un diagrama esquemático que muestra los estados del refrigerante que fluye a través del interior del circuito refrigerante en la operación de refrigeración.

La Figura 3 es un diagrama de flujo de la operación de configuración inicial.

La Figura 4 es un diagrama esquemático que muestra los estados del refrigerante que fluye a través del interior del circuito refrigerante en un modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante (operación de configuración inicial y operación de determinación).

La Figura 5 es un diagrama de flujo de la operación de determinación.

La Figura 6 es un gráfico que muestra una temperatura de condensación Tc y una temperatura de salida del intercambiador de calor exterior Tl cuando una temperatura exterior Ta es constante respecto al volumen de aire del ventilador exterior.

La Figura 7 es un gráfico que muestra una distribución del grado de los valores de sobreenfriamiento respecto al volumen de aire del ventilador exterior.

La Figura 8 es un gráfico que muestra una distribución del grado relativo de valores de sobreenfriamiento respecto al volumen de aire del ventilador exterior.

Descripción de las realizaciones

Las realizaciones de un aparato de aire acondicionado perteneciente a la invención presente se describen a continuación sobre la base de los dibujos.

(1) Configuración del aparato de aire acondicionado

La Figura 1 es un diagrama de circuito refrigerante general de un aparato de aire acondicionado 1 de una realización perteneciente a la invención presente. El aparato de aire acondicionado 1 es un aparato usado para calentar y enfriar el interior de un edificio o similar realizando una operación de ciclo de refrigeración por compresión de vapor. El aparato de aire acondicionado 1 está equipado principalmente con una unidad exterior 2, una unidad interior 4 y un tubo de conexión de refrigerante líquido 6 y un tubo de conexión de refrigerante gaseoso 7 que interconectan la unidad exterior 2 y la unidad interior 4. Es decir, un circuito refrigerante de compresión de vapor 10 del aparato de aire acondicionado 1 de la realización presente está configurado como resultado de que la unidad exterior 2, la unidad interior 4 y el tubo de conexión de refrigerante líquido 6 y el tubo de conexión de refrigerante gaseoso 7 están conectados.

La unidad interior 4 es instalada empotrándola o colgada del techo dentro de una habitación en un edificio o similar o montándola en una superficie de pared dentro de una habitación. La unidad interior 4 está conectada a la unidad exterior 2 por medio del tubo de conexión del refrigerante líquido 6 y el tubo de conexión del refrigerante gaseoso 7 y configura parte del circuito refrigerante 10.

A continuación, se describe la configuración de la unidad interior 4.

La unidad interior 4 tiene principalmente un circuito refrigerante del lado interior 11 que configura parte del circuito refrigerante 10. Este circuito refrigerante del lado interior 11 tiene principalmente un intercambiador de calor interior 41 que sirve como un intercambiador de calor del lado de utilización.

En la realización presente, el intercambiador de calor interior 41 es un intercambiador de calor de aletas y tubos del tipo de aletas cruzadas configurado por tubos de transferencia de calor y numerosas aletas y es un intercambiador de calor que funciona como evaporador del refrigerante durante la operación de enfriamiento para enfriar el aire de una habitación y funciona como un condensador del refrigerante durante la operación de calentamiento para calentar el aire de la habitación. En la realización presente, el intercambiador de calor interior 41 es un intercambiador de calor de aletas y tubos del tipo de aletas cruzadas, pero el intercambiador de calor interior 41 no está limitado a esto y también puede ser otro tipo de intercambiador de calor.

En la realización presente, la unidad interior 4 tiene un ventilador interior 42 que sirve como ventilador para aspirar el aire de la habitación hacia el interior de la unidad, permitiendo que el calor sea intercambiado con el refrigerante del intercambiador de calor interior 41, y a continuación suministra el aire al interior de la habitación como aire de suministro. El ventilador interior 42 es un ventilador que puede hacer que varíe el volumen de aire que suministra al intercambiador de calor interior 41 y, en la realización presente, es un ventilador centrífugo o un ventilador de múltiples álabes accionado por un motor 42m que comprende un motor de ventilador de CC u otro similar.

Además, en la unidad interior 4, un detector de temperatura interior 43 que detecta la temperatura del aire de la habitación (es decir, la temperatura interior) que fluye hacia el interior de la unidad está dispuesto en un lado de la abertura de succión de aire de la habitación de la unidad interior 4. En la realización presente, el detector de temperatura interior 43 comprende un termistor. Además, la unidad interior 4 tiene un controlador 44 del lado interior que controla la operación de cada parte que configura la unidad interior 4. Además, el controlador 44 del lado interior tiene un microordenador y una memoria dispuestos para realizar el control de la unidad interior 4 y está configurado de manera que puede intercambiar señales de control y similares con un controlador remoto (no mostrado) para operar individualmente la unidad interior 4 y de tal manera que puede intercambiar señales de control y similares con la unidad exterior 2 por medio de una línea de transmisión 8a .

La unidad exterior 2 se instala fuera de un edificio o similar, está conectada a la unidad interior 4 por medio del tubo de conexión de refrigerante líquido 6 y el tubo de conexión de refrigerante gaseoso 7, y configura el circuito refrigerante 10 junto con la unidad interior 4.

A continuación, se describe la configuración de la unidad exterior 2. La unidad exterior 2 tiene principalmente un circuito refrigerante del lado exterior 12 que configura parte del circuito refrigerante 10. Este circuito refrigerante del lado exterior 12 tiene principalmente un compresor 21, una válvula de conmutación de cuatro vías 22, un intercambiador de calor exterior 23 que sirve como intercambiador de calor del lado de la fuente de calor, una válvula de expansión exterior 33 que sirve como mecanismo de expansión, un acumulador 24, una válvula de cierre del lado del líquido 25 y una válvula de cierre del lado del gas 26.

El compresor 21 es un compresor cuya capacidad operativa puede ser variada y, en la realización presente, es un compresor de desplazamiento positivo accionado por un motor 21 m cuya velocidad está controlada por un inversor. En la realización presente, el compresor 21 comprende sólo un compresor, pero el compresor 21 no está limitado a esto, y también pueden ser conectados dos o más compresores en paralelo dependiendo del número de conexión de las unidades interiores y similares.

La válvula de conmutación de cuatro vías 22 es una válvula para cambiar la dirección del flujo del refrigerante de manera que, durante la operación de enfriamiento, la válvula de conmutación de cuatro vías 22 puede interconectar el lado de descarga del compresor 21 y el lado del gas del intercambiador de calor exterior 23 y también interconectar el lado de succión del compresor 21 (específicamente, el acumulador 24) y el lado del tubo de conexión de refrigerante del gas 7 para causar que el intercambiador de calor exterior 23 funcione como condensador del refrigerante comprimido por el compresor 21 y para causar que el intercambiador de calor interior 41 funcione como evaporador del refrigerante condensado en el intercambiador de calor exterior 23 (un estado del operación de enfriamiento: véanse las líneas continuas de la válvula de conmutación de cuatro vías 22 en la Figura 1) y de tal manera que, durante la operación de calentamiento, la válvula de conmutación de cuatro vías 22 puede interconectar el lado de descarga del compresor 21 y el lado del tubo de conexión de refrigerante gaseoso 7 y también interconectar el lado de succión del compresor 21 y el lado del gas del intercambiador de calor exterior 23 para causar que el intercambiador de calor interior 41 funcione como condensador del refrigerante comprimido por el compresor 21 y causar que el intercambiador de calor exterior 23 funcione como evaporador del refrigerante condensado en el intercambiador de calor interior 41 (un estado de la operación de calentamiento: véanse las líneas discontinuas de la válvula de conmutación de cuatro vías 22 en la Figura 1).

En la realización presente, el intercambiador de calor exterior 23 es un intercambiador de calor de aletas y tubos del tipo de aletas cruzadas configurado por tubos de transferencia de calor y numerosas aletas y es un intercambiador de calor que funciona como condensador del refrigerante durante la operación y funciones de enfriamiento como evaporador del refrigerante durante la operación de calentamiento. El lado del gas del intercambiador de calor exterior 23 está conectado a la válvula de conmutación de cuatro vías 22, y el lado del líquido del intercambiador de calor exterior 23 está conectado al tubo de conexión de refrigerante líquido 6. En la realización presente, el intercambiador de calor exterior 23 es un intercambiador de calor de aletas y tubos del tipo de aletas cruzadas, pero el intercambiador de calor exterior 23 no está limitado a esto y también puede ser otro tipo de intercambiador de calor.

En la realización presente, la válvula de expansión exterior 33 es una válvula de expansión accionada por motor colocada en el lado de aguas abajo del intercambiador de calor exterior 23 en la dirección del flujo del refrigerante en el circuito del refrigerante 10 cuando se realiza la operación de enfriamiento (en la realización presente, la válvula de expansión exterior 33 está conectada al lado del líquido del intercambiador de calor exterior 23) para ajustar, por ejemplo, la presión y el caudal del refrigerante que fluye a través del interior del circuito refrigerante del lado exterior 12; la válvula de expansión exterior 33 puede cerrar también el paso del refrigerante.

En la realización presente, la unidad exterior 2 tiene un ventilador exterior 27 que sirve como ventilador para aspirar aire exterior hacia el interior de la unidad, permitiendo que el calor se intercambie con el refrigerante en el intercambiador de calor exterior 23, y a continuación expulse el aire al exterior. Este ventilador exterior 27 es un ventilador que puede variar el volumen de aire que suministra al intercambiador de calor exterior 23 y, en la realización presente, es un ventilador de hélice accionado por el motor 27m que comprende un motor de ventilador de CC u otro similar.

El acumulador 24 está conectado entre la válvula de conmutación de cuatro vías 22 y el compresor 21 y es un depósito que puede acumular el exceso de refrigerante generado dentro del circuito refrigerante 10 dependiendo, por ejemplo, de las fluctuaciones de la carga operativa de la unidad interior 4.

La válvula de cierre del lado del líquido 25 y la válvula de cierre del lado del gas 26 son válvulas dispuestas en aberturas a las que están conectados los dispositivos y tubos exteriores (específicamente, el tubo de conexión de refrigerante líquido 6 y el tubo de conexión de refrigerante gaseoso 7). La válvula de cierre del lado del líquido 25 está conectada al intercambiador de calor exterior 23. La válvula de cierre del lado del gas 26 está conectada a la válvula de conmutación de cuatro vías 22.

Además, varios detectores están dispuestos en la unidad exterior 2. Específicamente, un detector de presión de evaporación 28 que detecta la presión del gas refrigerante que ha fluido desde el intercambiador de calor interior 41, un detector de presión de condensación 29 que detecta la presión de condensación del refrigerante condensado por el intercambiador de calor exterior 23, un detector de temperatura de succión 30 que detecta la temperatura de succión del compresor 21, y un detector de temperatura del lado del líquido 31 que detecta la temperatura del refrigerante en un estado líquido o en un estado bifásico gas-líquido en el lado del líquido del intercambiador de calor exterior 23 están dispuestos en la unidad exterior 2. Un detector de temperatura exterior 32 que detecta la temperatura del aire exterior (es decir, la temperatura exterior) que fluye hacia el interior de la unidad está dispuesto en un lado de la abertura de succión de aire exterior de la unidad exterior 2. En la realización presente, el detector de temperatura de succión 30, el detector de temperatura del lado del líquido 31, y el detector de temperatura exterior 32 comprenden termistores. Además, la unidad exterior 2 está equipada con un controlador 34 del lado exterior que controla la operación de cada parte que configura la unidad exterior 2. Además, el controlador del lado exterior 34 tiene un microordenador y una memoria dispuestos para realizar el control de la unidad exterior 2 y un circuito inversor que controla el motor 21 m, y el controlador del lado exterior 34 está configurado de manera que puede intercambiar señales de control y similares con el controlador 44 del lado interior de la unidad interior 4. Es decir, un controlador 8 que realiza el control de la operación de todo el aparato 1 de aire acondicionado está configurado por el controlador del lado interior 44, el controlador del lado exterior 34 y la línea de transmisión 8a que interconecta los controladores 34 y 44.

Según se ha descrito anteriormente, el circuito refrigerante 10 del aparato de aire acondicionado 1 está configurado como resultado de que el circuito refrigerante del lado interior 11, el circuito refrigerante del lado exterior 12 y los tubos de conexión de refrigerante 6 y 7 están conectados. Además, el aparato de aire acondicionado 1 de la realización presente usa la válvula de conmutación de cuatro vías 22 para cambiar entre la operación de enfriamiento y la operación de calentamiento y realiza la operación, y el aparato de aire acondicionado 1 realiza el control de cada dispositivo de la unidad exterior 2 y la unidad interior 4 según la carga operativa de la unidad interior 4.

(2) Operación de aparatos de aire acondicionado

A continuación, se describe la operación del aparato de aire acondicionado 1 de la realización presente.

Como modos de la operación del aparato de aire acondicionado 1 de la realización presente, hay un modo de operación normal, en el que el control de cada dispositivo de la unidad exterior 2 y la unidad interior 4 es realizado según la carga operativa de la unidad interior 4, y un modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, en el que es detectado el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor exterior 23 que funciona como condensador mientras la unidad interior 4 funciona en la operación de refrigeración y es estimada la adecuación de la cantidad de refrigerante con que es cargado el interior del circuito refrigerante 10. Además, en el modo de operación normal, existe la operación de enfriamiento y la operación de calentamiento, y en el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, hay una operación de detección de fugas de refrigerante.

La operación en cada modo de la operación del aparato de aire acondicionado 1 se describe a continuación.

En primer lugar, se describe la operación de enfriamiento en el modo de operación normal.

Durante la operación de enfriamiento, la válvula de conmutación de cuatro vías 22 está en el estado indicado por las líneas continuas en la Figura 1, es decir, un estado en el que el lado de descarga del compresor 21 está conectado al lado del gas del intercambiador de calor exterior 23 y donde el lado de succión del compresor 21 está conectado al lado del gas del intercambiador de calor interior 41. Aquí, la válvula de cierre del lado del líquido 25 y la válvula de cierre del lado del gas 26 están dispuestas en un estado abierto. Además, el grado de apertura de la válvula de expansión exterior 33 está ajustado de manera que el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor exterior 23 alcanza un valor predeterminado. En la realización presente, el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor exterior 23 es detectado convirtiendo el valor de la presión del refrigerante (la presión de condensación) en el lado de salida del intercambiador de calor exterior 23 detectado por el detector de presión de condensación 29 en el valor de temperatura de saturación del refrigerante y restando el valor de temperatura del refrigerante detectado por el detector de temperatura del lado del líquido 31 de este valor de temperatura de saturación del refrigerante.

Cuando el compresor 21 y el ventilador exterior 27 son puestos en marcha en este estado del circuito refrigerante 10, el gas refrigerante de baja presión es aspirado dentro del compresor 21, es comprimido y se convierte en gas refrigerante de alta presión. A continuación, el gas refrigerante de alta presión es enviado al intercambiador de calor exterior 23 por medio de la válvula de conmutación de cuatro vías 22, realiza un intercambio de calor con el aire exterior suministrado por el ventilador exterior 27, es condensado y se convierte en refrigerante líquido a alta presión. A continuación, el refrigerante líquido de alta presión reduce su presión mediante la válvula de expansión exterior 33, se convierte en refrigerante de baja presión en un estado bifásico gas-líquido, y es enviado a la unidad interior 4 por medio de la válvula de cierre del lado del líquido 25 y el tubo de conexión de líquido refrigerante 6. Aquí, la válvula de expansión exterior 33 controla el caudal del refrigerante que fluye a través del interior del intercambiador de calor exterior 23 de manera que el grado de sobreenfriamiento en la salida del intercambiador de calor exterior 23 se convierte en el valor predeterminado, por lo que el refrigerante líquido a alta presión que ha sido condensado en el intercambiador de calor exterior 23 alcanza un estado en el que tiene el grado predeterminado de sobreenfriamiento.

El refrigerante de baja presión en el estado bifásico gas-líquido que ha sido enviado a la unidad interior 4 es enviado al intercambiador de calor interior 41 y experimenta un intercambio de calor con el aire interior, es evaporado y se convierte en gas refrigerante de baja presión en el intercambiador de calor interior 41. A continuación, el refrigerante con un caudal correspondiente a la carga operativa requerida en el espacio con aire acondicionado donde está instalada la unidad interior 4 fluye en el intercambiador de calor interior 41.

Este gas refrigerante de baja presión es enviado a la unidad exterior 2 por medio del tubo de conexión de refrigerante gaseoso 7 y fluye dentro del acumulador 24 por medio de la válvula de cierre del lado del gas 26 y la válvula de conmutación de cuatro vías 22. A continuación, el gas refrigerado de baja presión que ha fluido dentro del acumulador 24 vuelve a ser aspirado por el compresor 21. Aquí, el sobrante de refrigerante es acumulado en el acumulador 24 dependiendo de la carga operativa de la unidad interior 4, como, por ejemplo, cuando la carga operativa de la unidad interior 4 es pequeña o cuando la unidad interior 4 está parada.

Aquí, el estado de distribución del refrigerante en el circuito refrigerante 10 cuando está realizando la operación de enfriamiento en el modo de operación normal es tal que, según se muestra en la Figura 2, el refrigerante pasa por cada uno de los estados de un estado líquido (las porciones de sombreado rellenas en la Figura 2), a un estado bifásico gas-líquido (las porciones de sombreado en forma de rejilla en la Figura 2), y a un estado gaseoso (la porción de sombreada de la línea diagonal en la Figura 2). Específicamente, la porción desde cerca de la salida del intercambiador de calor exterior 23 hasta la válvula de expansión exterior 33 es llenada con el refrigerante en estado líquido. Además, la porción en medio del intercambiador de calor exterior 23 y la porción entre la válvula de expansión exterior 33 y cerca de la entrada del intercambiador de calor interior 41 son llenadas con el refrigerante en el estado bifásico gas-líquido. Además, la porción desde la porción media del intercambiador de calor interior 41, por medio del tubo de conexión de refrigerante gaseoso 7, el acumulador 24 excluyendo una de sus partes, y el compresor 21, hasta cerca de la entrada del intercambiador de calor exterior 23 es llenado con el refrigerante en estado gaseoso. A veces, el refrigerante líquido acumulado es acumulado como refrigerante sobrante en la parte del acumulador 24 que está excluida aquí. Aquí, la Figura 2 es un diagrama esquemático que muestra los estados del refrigerante que fluye a través del interior del circuito refrigerante 10 en la operación de enfriamiento.

A continuación, se describe el operación de calentamiento en el modo de operación normal.

Durante el operación de calentamiento, la válvula 22 de conmutación de cuatro vías está en el estado indicado por las líneas discontinuas en la Figura 1, es decir, un estado en el que el lado de descarga del compresor 21 está conectado al lado del gas del intercambiador de calor interior 41 y donde el lado de succión del compresor 21 está conectado al lado del gas del intercambiador de calor exterior 23. El grado de apertura de la válvula de expansión exterior 33 es ajustado para reducir la presión del refrigerante que fluye dentro del intercambiador de calor exterior 23 a una presión que permite que el refrigerante se evapore en el intercambiador de calor exterior 23 (es decir, la presión de evaporación). Además, la válvula de cierre del lado del líquido 25 y la válvula de cierre del lado del gas 26 están dispuestas en un estado abierto.

Cuando el compresor 21 y el ventilador exterior 27 son puestos en marcha en este estado del circuito refrigerante 10, el gas refrigerante de baja presión es aspirado dentro del compresor 21, es comprimido, se convierte en gas refrigerante de alta presión y es enviado a la unidad interior 4 por medio de la válvula de conmutación 22 de cuatro vías, la válvula 26 de cierre del lado del gas y el tubo de conexión de refrigerante gaseoso 7.

A continuación, el gas refrigerante a alta presión que ha sido enviado a la unidad interior 4 experimenta un intercambio de calor con el aire interior, se condensa y se convierte en refrigerante líquido a alta presión en el intercambiador de calor interior 41, y el refrigerante líquido a alta presión es posteriormente enviado a la unidad exterior 2 por medio del tubo de conexión del refrigerante líquido 6. A continuación, el refrigerante con un caudal correspondiente a la carga operativa requerida en el espacio con aire acondicionado donde está instalada la unidad interior 4 fluye dentro del intercambiador de calor interior 41.

A este refrigerante líquido de alta presión se le reduce su presión mediante la válvula de expansión exterior 33 por medio de la válvula de cierre del lado del líquido 25, se convierte en refrigerante de baja presión en un estado bifásico gas-líquido y fluye hacia el intercambiador de calor exterior 23. Entonces, el refrigerante de baja presión en el estado bifásico gas-líquido que ha fluido dentro del intercambiador de calor exterior 23 experimenta un intercambio de calor con el aire exterior suministrado por el ventilador exterior 27, es evaporado, se convierte en gas refrigerante de baja presión y fluye dentro del acumulador 24 por medio de la válvula de conmutación de cuatro vías 22. A continuación, el gas refrigerante de baja presión que ha fluido dentro del acumulador 24 vuelve a ser aspirado hacia el compresor 21. Aquí, cuando es generada una cantidad de refrigerante sobrante dentro del circuito refrigerante 10 dependiendo de la carga operativa de la unidad interior 4, como, por ejemplo, cuando la carga operativa de una de las unidades interiores 4 es pequeña o cuando la unidad interior 4 es parada, el refrigerante sobrante se acumula en el acumulador 24 como durante la operación de enfriamiento.

En el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, se realiza la función de detección de fugas de refrigerante, y dentro de esto, la forma de funcionar difiere entre la función que se realiza por primera vez después de que se haya instalado el aparato de aire acondicionado 1 (en lo sucesivo denominada "operación de configuración inicial") y operación a partir de la segunda vez (en adelante denominada "operación de determinación"). Por esta razón, el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante se divide entre la operación de configuración inicial y la operación de la determinación y se describe a continuación.

(Operación de configuración inicial)

Cuando se da un comando para realizar la operación de detección de fugas de refrigerante, que es una operación en el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, a través del controlador remoto (no mostrado) o directamente respecto al controlador 44 del lado interior de la unidad 4 o del controlador del lado exterior 34 de la unidad exterior 2 después de que el circuito refrigerante 10 haya sido configurado interconectando la unidad exterior 2 cargada de antemano con el refrigerante y la unidad interior 4 por medio del tubo de conexión de refrigeración por líquido 6 y el tubo de conexión de refrigerante gaseoso 7 en posición, la operación de configuración inicial es realizada mediante el procedimiento del paso S1 al paso S7 que se describen a continuación (véase la Figura 3). En la Figura 3, para simplificar, el grado relativo de sobreenfriamiento se escribe como "SC relativo".

- Paso S1: Actividad de la unidad interior en operación de refrigeración (volumen de aire del ventilador exterior al máximo)

En primer lugar, en el paso S1, cuando se emite un comando para iniciar la operación de configuración inicial, en el circuito refrigerante 10, la válvula de conmutación de cuatro vías 22 de la unidad exterior 2 está dispuesta en el estado indicado por las líneas continuas en la Figura 1, el compresor 21 y el ventilador exterior 27 son puestos en marcha, y la operación de refrigeración es realizada forzadamente respecto a todas las unidades interiores 4 (véase la Figura 2). En este momento, la velocidad del motor 27m llega a ser máxima, de manera que el volumen de aire del ventilador exterior 27 llega a ser máximo. En el paso S1, el volumen de aire del ventilador exterior 27 es maximizado en la operación de enfriamiento, por lo que el coeficiente de transferencia de calor en el lado del aire de la eficiencia del intercambio de calor realizado por el intercambiador de calor exterior 23 puede ser maximizado y la influencia de las perturbaciones puede ser reducida. Las "perturbaciones" aquí son, por ejemplo, suciedad en el intercambiador de calor exterior 23, la situación de la instalación de la unidad exterior 2 y el viento y la lluvia. Además, cuando el volumen de aire de este ventilador exterior 27 alcanza un máximo, la operación de configuración inicial pasa al siguiente paso S2.

- Paso S2: Lectura de temperaturas

En el paso S2, se realiza la lectura de la temperatura interior detectada por el detector de temperatura interior 43 y la temperatura exterior detectada por el detector de temperatura exterior 32. Cuando son detectadas la temperatura interior y la temperatura exterior, la operación de configuración inicial pasa al siguiente paso S3.

- Paso S3: Determinación de si las temperaturas están o no dentro de intervalos detectables

En el paso S3, se determina si la temperatura interior y la temperatura exterior que han sido detectadas están o no dentro de los intervalos de temperatura predeterminados adecuados para el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante que son establecidos de antemano. En el paso S3, cuando la temperatura interior y la temperatura exterior están dentro de los intervalos de temperatura predeterminados, la operación de configuración inicial pasa al siguiente paso S4, y cuando la temperatura interior y la temperatura exterior no están dentro de los intervalos de temperatura predeterminados, la operación de enfriamiento del paso S1 es continuada.

- Paso S4: Determinación de si el grado relativo de sobreenfriamiento es o no es igual o mayor que el valor predeterminado

En el paso S4, se deriva un grado relativo del valor de sobreenfriamiento para determinar si el grado relativo del valor de sobreenfriamiento es igual o mayor que un valor predeterminado. El "grado relativo del valor de sobreenfriamiento" es aquí un valor que se obtiene dividiendo el grado del valor de sobreenfriamiento en la salida del intercambiador de calor exterior 23 mediante la diferencia entre el valor de la temperatura de condensación y la temperatura exterior. El "grado relativo del valor de sobreenfriamiento" se describe en detalle más adelante. En la realización presente, un valor obtenido al convertir el valor de la presión (la presión de condensación) sobre el lado de salida del intercambiador de calor exterior 23 detectado por el detector de presión de la condensación 29 en la temperatura de saturación del refrigerante es usado para el valor de temperatura de condensación. En el paso S4, cuando se determina que el grado relativo del valor de sobreenfriamiento es menor que el valor predeterminado, la operación de configuración inicial pasa al siguiente paso S5, y cuando se determina que el grado relativo del valor de sobreenfriamiento es igual o mayor que el valor predeterminado, la operación de configuración inicial pasa al paso S6.

- Paso S5: Control del grado relativo de sobreenfriamiento

En el paso S5, el grado relativo del valor de sobreenfriamiento es menor que el valor predeterminado, por lo que la frecuencia de giro del compresor 21 y el grado de sobrecalentamiento en la salida del intercambiador de calor interior 41 son controlados de manera que el grado relativo del valor de sobreenfriamiento llega a ser igual o mayor que el valor predeterminado. Por ejemplo, la operación de enfriamiento en el paso S1 es realizada en un estado en el que la frecuencia de giro del compresor 21 es de 40 Hz y el grado de sobrecalentamiento en la salida del intercambiador de calor interior 41 es de 5°C, y se determina si es o no es el grado relativo del valor del valor igual o mayor que el valor predeterminado. En este estado de la operación, cuando el grado relativo del valor de sobreenfriamiento es menor que el valor predeterminado, la frecuencia de giro del compresor 21 no se cambia, el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor interior 41 aumenta desde 5°C a 10°C, el grado relativo del valor de sobreenfriamiento se deriva, y se determina si el grado relativo del valor de sobreenfriamiento llega o no llega a ser igual o mayor que el valor predeterminado. Después, cuando el grado relativo del valor de sobreenfriamiento es menor que el valor predeterminado, esta acción es repetida, y cuando el grado relativo del valor de sobreenfriamiento es menor que el valor predeterminado incluso cuando el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor interior 41 ha aumentado todo lo posible, la frecuencia de giro del compresor 21 es elevada de 40 Hz a 50 Hz, por ejemplo, el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor interior 41 se reduce a 5°C, y se determina de manera similar si el grado relativo del valor de sobreenfriamiento es igual o mayor que el valor predeterminado. A continuación, el control se realiza de manera que el grado relativo del valor de sobreenfriamiento sea igual o mayor que el valor predeterminado repitiendo el aumento del grado de sobrecalentamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor interior 41 nuevamente en 5°C a la vez, según ha sido descrito anteriormente. Entonces, cuando el grado relativo del valor de sobreenfriamiento llega a ser igual o mayor que el valor predeterminado, la operación de configuración inicial pasa al paso S6. El control del grado de sobrecalentamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor interior 41 (por ejemplo, control para aumentar el grado de sobrecalentamiento de 5°C en 5°C a la vez) se realiza estrechando la válvula de expansión exterior 33 a partir de un estado abierto. Además, el control del grado de sobrecalentamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor interior 41 no está limitado a esto y puede ser realizado también controlando el volumen de aire del ventilador interior 42 o combinando el control del grado de apertura de la válvula de expansión exterior 33 y el control del volumen de aire del ventilador interior 42. El grado de sobrecalentamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor interior 41 es detectado aquí restando, del valor de temperatura del refrigerante detectado por el detector de temperatura de succión 30, un valor obtenido al convertir el valor de presión de evaporación detectado por el detector de presión de evaporación 28 en el valor de temperatura de saturación del refrigerante.

El grado de sobrecalentamiento es controlado para que se convierta en un valor positivo en el paso S5; por tanto, según se muestra en la Figura 4, el estado se convierte en uno en el que el refrigerante sobrante no se está acumulando en el acumulador 24, y el refrigerante que se había acumulado en el acumulador 24 se mueve al intercambiador de calor exterior 23.

- Paso S6: Almacenamiento del grado relativo de sobreenfriamiento

En el paso S6, el grado relativo del valor de sobreenfriamiento que es igual o mayor que el valor predeterminado en el paso S4 o el paso S6 es almacenado como un grado relativo inicial del valor de sobreenfriamiento, y a continuación la operación de configuración inicial pasa al siguiente paso S7.

- Paso S7: Almacenamiento de parámetros

En el paso S7, se almacenan la frecuencia de giro del compresor 21, la frecuencia de giro del ventilador interior 42, la temperatura exterior Ta y la temperatura interior Tb en el estado operativo en el momento del grado del valor de sobreenfriamiento almacenado en el paso S6. y, a continuación, termina la operación de configuración inicial.

(Operación de determinación)

A continuación, la operación de determinación, que es la operación que se realiza periódicamente después de que se haya realizado la operación de configuración inicial en el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, se describe usando la Figura 5. Aquí, la Figura 5 es un diagrama de flujo en el momento de la operación de determinación. En la Figura 5, con el propósito de simplificar, el grado relativo de sobreenfriamiento se escribe como "SC relativo".

Aquí se toma y se describe como ejemplo un caso en el que se detecta si el refrigerante dentro del circuito refrigerante tiene o no tiene una fuga al exterior debido a alguna causa accidental al cambiar a la operación de determinación, que es una operación en el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, y realiza la operación periódicamente (por ejemplo, una vez al mes, cuando no se requiere una carga en el espacio con aire acondicionado, etc.) en el momento de la operación de enfriamiento o de la operación de calentamiento en el modo de operación normal.

- Paso S11: Determinación de si el modo de operación normal ha durado o no una cierta cantidad de tiempo

En primer lugar, se determina (cada mes, etc.) si la operación en el modo de operación normal, tal como la operación de enfriamiento o la operación de calentamiento descrita anteriormente, ha durado un cierto tiempo, y cuando la operación en el modo de operación normal ha durado un cierto tiempo, la operación de determinación pasa al siguiente paso S12.

- Paso S12: Operación de la unidad interior en operación de refrigeración

Cuando la operación en el modo de operación normal ha durado un cierto tiempo, en el circuito refrigerante 10, la válvula de conmutación de cuatro vías 22 de la unidad exterior 2 está dispuesta en el estado indicado por las líneas continuas en la Figura 1, el compresor 21 y el ventilador exterior 27 son puestos en marcha, y la operación de refrigeración es forzada a ser realizada respecto a todas las unidades interiores 4 como en el paso S1 de la operación de configuración inicial descrita anteriormente.

- Paso S13: Lectura de temperaturas

En el paso S13, la lectura de la temperatura interior y la de la temperatura exterior es realizada como en el paso S2 de la operación de configuración inicial descrita anteriormente. Cuando se detectan la temperatura interior y la temperatura exterior, la operación de detección pasa al siguiente paso S14.

- Paso S14: Determinación de si las temperaturas están o no dentro de intervalos detectables

En el paso S14, si la temperatura interior y la temperatura exterior que han sido detectadas están o no dentro de los intervalos de temperatura predeterminados adecuados para el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante que son establecidos de antemano, es determinado como en el paso S3 de la operación de configuración inicial descrita anteriormente. En el paso S14, cuando la temperatura interior y la temperatura exterior están dentro de los intervalos de temperatura predeterminados, la operación de determinación pasa al siguiente paso S15, y cuando la temperatura interior y la temperatura exterior no están dentro de los intervalos de temperatura predeterminados, continua la operación de enfriamiento del paso S12.

- Paso S15: Control de las condiciones en la operación de configuración inicial

En el paso S15, el compresor 21 y el ventilador interior 42 son controlados a la frecuencia de giro del compresor 21 y a la frecuencia de giro del ventilador interior 42 que fueron almacenadas en el paso S7 de la operación de configuración inicial descrita anteriormente. Por tanto, a menos que haya cambiado la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante 10, el estado del refrigerante dentro del circuito refrigerante 10 puede ser considerado como un estado que es el mismo que el de la operación de configuración inicial. Es decir, se reproducen condiciones que son idénticas a las condiciones de la operación de enfriamiento que fue realizada en la operación de configuración inicial. Cuando termina el paso S15, la operación de determinación pasa al siguiente paso S16.

- Paso S16: Determinación de la idoneidad de la cantidad de refrigerante

En el paso S16, el grado relativo de sobreenfriamiento es derivado como en el paso S4 de la operación de configuración inicial descrita anteriormente. Después, se determina si la diferencia (en lo sucesivo denominada el grado relativo de diferencia de sobreenfriamiento) entre el grado relativo inicial de sobreenfriamiento y el grado relativo de sobreenfriamiento es igual o mayor que un segundo valor predeterminado. En el paso S16, cuando se determina que el grado relativo de diferencia de sobreenfriamiento es menor que el segundo valor predeterminado, la operación de determinación termina y cuando se determina que el grado relativo de diferencia de sobreenfriamiento es igual o mayor que el segundo valor predeterminado valor, la operación de determinación pasa al paso S17.

- Paso S17: Indicación de advertencia

En el paso S17, se determina que se está produciendo una fuga de refrigerante, se da una indicación de advertencia que informa de que una fuga de refrigerante ha sido detectada y, a continuación, termina la operación de determinación.

El grado relativo del valor de sobreenfriamiento se describe sobre la base de las Figuras 6 a 8.

En primer lugar, la Figura 6 es un gráfico que muestra la temperatura de condensación Tc y la temperatura de salida del intercambiador de calor exterior Tl cuando la temperatura exterior Ta respecto al volumen de aire del ventilador exterior es constante. Mirando la Figura 6, en una condición en la que la temperatura exterior Ta es constante, conforme aumenta el volumen de aire del ventilador exterior, la temperatura de condensación Tc y la temperatura de salida del intercambiador de calor exterior Tl disminuyen. Además, la caída de esta disminución es mayor en la temperatura de condensación Tc que en la temperatura de salida del intercambiador de calor exterior Tl. Es decir, se ha de entender que cuando el volumen de aire del ventilador exterior aumenta, el grado del valor de sobreenfriamiento que es la diferencia entre la temperatura de condensación Tc y la temperatura de salida del intercambiador de calor exterior Tl se hace menor.

Aquí, al mirar la Figura 7, que es un gráfico que muestra una distribución del grado de los valores de sobreenfriamiento respecto al volumen de aire del ventilador exterior, se ha de entender que cuando el volumen de aire del ventilador exterior aumenta, el grado del valor de sobreenfriamiento se reduce. Además, en la Figura 7, las variaciones en el grado del valor de sobreenfriamiento se hacen mayores cuando el volumen de aire del ventilador exterior es pequeño a diferencia de cuando el volumen de aire del ventilador exterior es grande. Se cree que esto se debe a que cuando el volumen de aire del ventilador exterior es pequeño es más fácil que esté afectado por perturbaciones como la suciedad en el intercambiador de calor exterior, la situación de la instalación de la unidad exterior y el viento y la lluvia, y es más difícil cuando el volumen de aire del ventilador exterior es grande y puede que esté afectado por perturbaciones. Por esta razón, al maximizar el volumen de aire del ventilador exterior, las variaciones en el grado detectado del valor de sobreenfriamiento pueden ser suprimidas y los errores de detección pueden ser reducidos.

Además, la Figura 8 es un gráfico que muestra una distribución del grado relativo de valores de sobreenfriamiento respecto al volumen de aire del ventilador exterior. El grado relativo del valor de sobreenfriamiento es, según se ha descrito anteriormente, un valor obtenido dividiendo el grado del valor de sobreenfriamiento por la diferencia entre la temperatura de condensación y la temperatura exterior. Mirando la Figura 8, se ha de entender que este valor se mantiene sustancialmente entre 0,3 y 0,4 independientemente de lo grande o pequeño que sea el volumen de aire del ventilador exterior y que tiene pocas variaciones. Por esta razón, al utilizar este grado relativo del valor de sobreenfriamiento como índice al determinar la idoneidad de la cantidad de refrigerante, se puede determinar la idoneidad de la cantidad de refrigerante sin verse afectado tanto como sea posible por perturbaciones y los errores de detección pueden ser suprimidos. En consecuencia, es extremadamente útil utilizar el grado relativo del valor de sobreenfriamiento para determinar la idoneidad de la cantidad de refrigerante.

(3) Características de los aparatos de aire acondicionado

(A)

En el aparato de aire acondicionado 1 de la realización presente, el circuito refrigerante 10 está configurado como resultado de que la unidad exterior 2 y la unidad interior 4 están interconectadas por medio de los tubos de conexión de refrigerante 6 y 7. Además, este aparato de aire acondicionado 1 está configurado de tal manera que puede cambiar y operar entre la operación normal tal como la operación de enfriamiento (de aquí en adelante llamada el modo de operación normal) y el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante en el que la unidad interior 4 es forzada a funcionar en la operación de enfriamiento; la adecuación de la cantidad de refrigerante con la que se carga el interior del circuito refrigerante 10 puede ser determinada detectando el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor exterior 23.

(B)

En el aparato de aire acondicionado 1 de la realización presente, el grado relativo del valor de sobreenfriamiento es empleado como índice en la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante, y el grado relativo del valor de sobreenfriamiento es un valor obtenido dividiendo el grado del valor de sobreenfriamiento por la diferencia entre el valor de la temperatura de condensación y la temperatura exterior. Además, el grado relativo del valor de sobreenfriamiento se mantiene sustancialmente entre 0,3 y 0,4 independientemente de lo grande o pequeño que sea el volumen de aire del ventilador exterior, y no varía mucho.

Por esta razón, al utilizar este grado relativo del valor de sobreenfriamiento como un índice al determinar la idoneidad de la cantidad de refrigerante, se puede determinar la idoneidad de la cantidad de refrigerante sin que se vea afectada todo lo posible por perturbaciones tales como la suciedad en el intercambiador de calor exterior, la situación de la instalación de la unidad exterior, el viento y la lluvia, y los errores de detección pueden ser suprimidos. En consecuencia, es extremadamente útil utilizar el grado relativo del valor de sobreenfriamiento para determinar la idoneidad de la cantidad de refrigerante.

(4) Modificación 1

En la realización presente, el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor exterior 23 es detectado convirtiendo el valor de presión del refrigerante (que corresponde a la presión de condensación) en el lado de salida del intercambiador de calor exterior 23 detectado por el detector de presión de condensación 29 en el valor de temperatura de saturación del refrigerante y restando el valor de temperatura del refrigerante detectado por el detector de temperatura del lado del líquido 31 de este valor de temperatura de saturación del refrigerante, pero la invención no está limitada a esto.

Por ejemplo, la invención puede estar configurada también de manera que el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor exterior 23 sea detectado disponiendo un detector de intercambio de calor exterior que puede detectar la temperatura del refrigerante en el intercambiador de calor exterior 23, detectando el valor de temperatura de condensación como el valor de temperatura de saturación del refrigerante, y restando el valor de temperatura del refrigerante detectado por el detector de temperatura del lado del líquido 31 de este valor de temperatura de saturación del refrigerante.

(5) Modificación 2

En la realización presente, según se muestra en la Figura 5 y en su descripción, se ha tomado como ejemplo un caso en el que se realiza el control para cambiar el circuito refrigerante entre el modo de operación normal y el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante en determinados intervalos de tiempo, pero la invención no está limitada a esto.

Por ejemplo, en lugar de que el circuito refrigerante sea cambiado mediante control, la invención puede estar también configurada de manera que un conmutador o similar para cambiar el circuito refrigerante al modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante esté dispuesto en el aparato de aire acondicionado 1 y de tal manera que el técnico de servicio o un encargado de la instalación que opera el conmutador o similar en posición para realizar periódicamente la operación de detección de fugas de refrigerante.

(9) Otras realizaciones

Las realizaciones de la invención presente han sido descritas anteriormente sobre la base de los dibujos, pero las configuraciones específicas de éstas no están limitadas a estas realizaciones y pueden ser modificadas en un intervalo que no se aparta del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Por ejemplo, en la realización descrita anteriormente, se ha descrito un modelo en el que la invención presente es aplicada a un aparato de aire acondicionado que puede cambiar entre calentamiento y refrigeración, pero la invención no está limitada a esto y es aplicable siempre que el aparato de aire acondicionado sea un aparato de aire acondicionado del tipo separado; la invención presente puede ser aplicada también a aparatos de aire acondicionado del tipo pareja y aparatos de aire acondicionado dedicados a la refrigeración.

Aplicabilidad industrial

Al utilizar la invención presente, se puede asegurar que la idoneidad de la cantidad de refrigerante con la que es cargado el interior de un circuito refrigerante puede ser determinada con precisión en un aparato de aire acondicionado del tipo separado donde una unidad de fuente de calor y una unidad de utilización están interconectadas por medio de tubos de conexión de refrigerante.

Lista de señales de referencia

1 Aparato de aire acondicionado

2 Unidad exterior (unidad de fuente de calor)

4 Unidad interior (unidad de utilización)

6 Tubo de conexión de refrigerante líquido

7 Tubo de conexión de refrigerante gaseoso

10 Circuito refrigerante

21 Compresor

23 Intercambiador de calor exterior (intercambiador de calor del lado de la fuente de calor)

27 Ventilador exterior (medios de configuración de la fuente de calor de refrigeración)

33 Válvula de expansión exterior (mecanismo de expansión)

41 Intercambiador de calor del lado de utilización

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de aire acondicionado (1) comprendiendo:

un circuito refrigerante (10) que incluye:

una unidad de fuente de calor (2) que tiene un compresor (21) cuya capacidad operativa puede ser configurada, un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (23) y medios de configuración de la fuente de calor de enfriamiento (27) que pueden configurar la acción de enfriamiento de una fuente de calor de enfriamiento respecto al intercambiador de calor del lado de la fuente de calor,

una unidad de utilización (4) que tiene un intercambiador de calor del lado de la utilización (41),

un mecanismo de expansión (33), y

un tubo de conexión de refrigerante líquido (6) y un tubo de conexión de refrigerante gaseoso (7) que interconectan la unidad de la fuente de calor y la unidad de utilización, medios de cambio de modo, medios de detección para detectar el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del Intercambiador de calor del lado de la fuente de calor en un modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, medios de corrección del grado de sobreenfriamiento, medios de determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante, un controlador (8) para realizar el control de la operación de todo el aparato de aire acondicionado,

en donde los medios de configuración de la fuente de calor de enfriamiento (27) es un ventilador con un motor que puede variar el volumen de aire que sopla hacia el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (23),

el circuito refrigerante puede realizar al menos una operación de enfriamiento cuando se hace que el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor funcione como condensador del refrigerante comprimido en el compresor y donde el intercambiador de calor del lado de utilización es hecho funcionar como evaporador del refrigerante condensado en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor;

y los medios de cambio de modo están configurados para cambiar un estado operativo del circuito refrigerante desde un modo de operación normal, donde el control de cada dispositivo de la unidad de la fuente de calor y de la unidad de utilización es realizado según la carga operativa de la unidad de utilización, al modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, donde es realizada la operación de enfriamiento y el mecanismo de expansión es controlado de manera que un grado de sobrecalentamiento del refrigerante en una salida del intercambiador de calor del lado de utilización llega a ser un valor positivo;

y en donde el aparato de aire acondicionado está configurado para realizar el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, en donde los medios de detección detectan el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor del lado de la fuente de calor en un estado en donde el volumen de aire del ventilador (27) ha sido maximizado;

y los medios de corrección del grado de sobreenfriamiento corrigen el grado del valor de sobreenfriamiento dividiendo el grado del valor de sobreenfriamiento por la diferencia entre el valor de la temperatura de condensación en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (23) y la temperatura del aire exterior, que es una temperatura del aire exterior que fluye hacia el interior de la unidad de la fuente de calor (2), para derivar de esta manera un grado relativo del valor de sobreenfriamiento; y

los medios de determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante realizan, como una determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante, una determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante con el que es cargado el interior del circuito refrigerante basándose en el grado relativo del valor de sobreenfriamiento.

2. El aparato de aire acondicionado (1) según la reivindicación 1, en donde los medios de determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante están configurados para realizar periódicamente la determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante.

3. El aparato de aire acondicionado (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el compresor (21) es accionado por el motor (21 m) controlado por un inversor y está configurado para ser operado de manera que su velocidad resultante del motor siempre sea una velocidad predeterminada en el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante.

4. Un método de determinación de la cantidad de refrigerante para determinar,

en un aparato de aire acondicionado (1) que tiene un circuito refrigerante (10) que incluye:

una unidad de utilización (4) que tiene un intercambiador de calor del lado de utilización (41),

un mecanismo de expansión (33), y

un tubo de conexión del refrigerante líquido (6) y un tubo de conexión del refrigerante gaseoso (7) que interconectan la unidad de la fuente de calor y la unidad de utilización,

en donde los medios de configuración de la fuente de calor de enfriamiento (27) es un ventilador que puede variar el volumen de aire que sopla hacia el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (23),

con el circuito refrigerante pudiendo realizar al menos una operación de enfriamiento donde se hace que el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor funcione como un condensador de refrigerante comprimido en el compresor y donde se hace que el intercambiador de calor del lado de utilización funcione como un evaporador del refrigerante condensado en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor,

la adecuación de la cantidad de refrigerante dentro del circuito refrigerante, comprendiendo el método de determinación de la cantidad de refrigerante del aparato de aire acondicionado:

un paso de cambio de modo para cambiar un estado operativo del circuito refrigerante de un modo de operación normal, donde el control de cada dispositivo de la unidad de la fuente de calor y la unidad de utilización es realizado según la carga operativa de la unidad de utilización, a un modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, donde se realiza la operación de enfriamiento y el mecanismo de expansión es controlado de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor del lado de utilización llega a ser un valor positivo, y una velocidad del motor (27m) del ventilador (27) llega a ser máxima en el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante, de manera que el volumen de aire del ventilador (27) llega a ser máximo;

un paso de detección para detectar el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en la salida del intercambiador de calor del lado de la fuente de calor en el grado de sobreenfriamiento en el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante;

un paso de corrección del valor detectado para corregir el grado del valor de sobreenfriamiento en una salida del intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (23) dividiendo el grado del valor de sobreenfriamiento por la diferencia entre el valor de temperatura de condensación en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (23) y la temperatura del aire exterior, que es la temperatura del aire exterior que fluye hacia el interior de la unidad de la fuente de calor (2), para derivar de esta manera un grado relativo del valor de sobreenfriamiento; y un paso de determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante para realizar una determinación de la adecuación de la cantidad de refrigerante con el que es cargado el interior del circuito refrigerante basándose en el grado relativo del valor de sobreenfriamiento en el modo de operación de determinación de la cantidad de refrigerante.