制冷剂量推断装置、方法及程序
阅读说明：本技术 制冷剂量推断装置、方法及程序 (Refrigerant amount estimation device, method, and program ) 是由 冈祐辅 于 2020-02-26 设计创作，主要内容包括：容易地进行制冷剂量的判定。一种制冷剂量推断装置,用于对空气调节机中的制冷剂量进行推断,所述空气调节机的压缩机、热源侧热交换器、过冷却热交换器、减压阀、以及利用侧热交换器与配管连接,所述过冷却热交换器是使通过设置在旁通回路中的过冷却旁通膨胀阀的制冷剂与主流回路内的制冷剂进行热交换的热交换机,所述旁通回路从所述热源侧热交换器与所述过冷却热交换器之间或所述减压阀与所述过冷却热交换器之间连接到所述压缩机的吸入侧的配管,所述制冷剂量推断装置包括：取得部,取得位于所述减压阀与所述过冷却热交换器之间的第一配管内的制冷剂的状态、以及与所述第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量；以及学习部,以将第一配管内的制冷剂的状态和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量、以及制冷剂量相关联的方式进行学习。(The determination of the amount of refrigerant is easily performed. A refrigerant quantity estimation device for estimating the quantity of refrigerant in an air conditioner, in which a compressor, a heat source-side heat exchanger, a supercooling heat exchanger, a pressure reducing valve, and a utilization-side heat exchanger of the air conditioner are connected to pipes, the supercooling heat exchanger is a heat exchanger for exchanging heat between refrigerant passing through a supercooling bypass expansion valve provided in a bypass circuit and refrigerant in a main flow circuit, and the bypass circuit is connected to the pipe on the intake side of the compressor from between the heat source-side heat exchanger and the supercooling heat exchanger or between the pressure reducing valve and the supercooling heat exchanger, the refrigerant quantity estimation device comprising: an acquisition unit that acquires a state of the refrigerant in a first pipe located between the pressure reducing valve and the supercooling heat exchanger, and an operation amount related to the state of the refrigerant in the first pipe; and a learning unit that learns the state of the refrigerant in the first pipe, the operation amount related to the state of the refrigerant in the first pipe, and the refrigerant amount so as to be associated with each other.)
技术领域
本公开涉及一种制冷剂量推断装置、方法及程序。
背景技术
传统上，公开了一种具有制冷剂量判定功能的冷冻循环装置。在专利文献1中，对某一时间点的制冷剂的状态量、以及针对该状态量应用某一操作量之后的状态量进行测定，并且根据与操作量相应的变化是否反映在状态量中来判定制冷剂量(专利文献1的段落[0025])。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1：日本特开2012-47364号公报
发明内容
<本公开要解决的问题>
然而，在专利文献1的情况下，为了精确地对制冷剂量进行判定，需要确定ARX模型的参数的推断值。本公开的目的在于容易地进行制冷剂量的判定。
<用于解决问题的手段>
根据本公开的第1方案的制冷剂量推断装置用于对空气调节机中的制冷剂量进行推断，所述空气调节机的压缩机、热源侧热交换器、过冷却热交换器、减压阀、以及利用侧热交换器与配管连接，所述过冷却热交换器是使通过设置在旁通回路中的过冷却旁通膨胀阀的制冷剂与主流回路内的制冷剂进行热交换的热交换机，所述旁通回路从所述热源侧热交换器与所述过冷却热交换器之间或所述减压阀与所述过冷却热交换器之间连接到所述压缩机的吸入侧的配管，所述制冷剂量推断装置包括：取得部，取得位于所述减压阀与所述过冷却热交换器之间的第一配管内的制冷剂的状态、以及与所述第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量；以及学习部，以将第一配管内的制冷剂的状态和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量、以及制冷剂量相关联的方式进行学习。
根据本公开的第1方案，能够提供一种制冷剂量推断装置，其以将第一配管内的制冷剂的状态和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量、以及制冷剂量相关联的方式进行学习。
另外，在本公开的第2方案中，还包括：推断部，基于由所述学习部进行的学习的结果，根据第一配管内的制冷剂状态和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量，推断制冷剂量。
另外，在本公开的第3方案中，还包括：推断部，基于由所述学习部进行的学习的结果，根据第一配管内的制冷剂状态和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量，推断制冷剂量的适合与否。
另外，在本公开的第4方案中，所述第一配管内的所述制冷剂的状态是过冷却度的当前值、或所述过冷却度的当前值和变化前的值，与所述第一配管内的所述制冷剂的状态相关的操纵量是所述过冷却旁通膨胀阀的操纵量的当前值、或所述过冷却旁通膨胀阀的操纵量的当前值或变化前的值。
另外，在本公开的第5方案中，所述学习部进一步输入冷凝器制冷剂状态、以及与冷凝器制冷剂状态相关的操作量，并且以将所述第一配管内的所述制冷剂的状态和与所述第一配管内的所述制冷剂的状态相关的操作量、所述冷凝器制冷剂状态和与所述冷凝器制冷剂状态相关的操作量、以及所述制冷剂量相关联的方式进行学习。
另外，在本公开的第6方案中，所述学习部进一步输入蒸发器制冷剂状态、以及与蒸发器制冷剂状态相关的操作量，并且以将所述第一配管内的所述制冷剂的状态和与所述第一配管内的所述制冷剂的状态相关的操作量、所述蒸发器制冷剂状态和与所述蒸发器制冷剂状态相关的操作量、以及所述制冷剂量相关联的方式进行学习。
另外，在本公开的第7方案中，所述第一配管内的所述制冷剂的状态和与所述第一配管内的所述制冷剂的状态相关的操作量、以及所述制冷剂量是所述空气调节机的安装时的初始数据、或所述空气调节机的开发时的设计数据。
根据本公开的第8方案的方法由计算机执行，该方法用于对空气调节机中的制冷剂量进行推断，所述空气调节机的压缩机、热源侧热交换器、过冷却热交换器、减压阀、以及利用侧热交换器与配管连接，所述过冷却热交换器是使通过设置在旁通回路中的过冷却旁通膨胀阀的制冷剂与主流回路内的制冷剂进行热交换的热交换机，所述旁通回路从所述热源侧热交换器与所述过冷却热交换器之间或所述减压阀与所述过冷却热交换器之间连接到所述压缩机的吸入侧的配管，所述方法包括以下步骤：取得位于所述减压阀与所述过冷却热交换器之间的第一配管内的制冷剂的状态、以及与所述第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量的步骤；以及以将第一配管内的制冷剂的状态和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量、以及制冷剂量相关联的方式进行学习的步骤。
根据本公开的第9方案的程序用于对空气调节机中的制冷剂量进行推断，所述空气调节机的压缩机、热源侧热交换器、过冷却热交换器、减压阀、以及利用侧热交换器与配管连接，所述过冷却热交换器是使通过设置在旁通回路中的过冷却旁通膨胀阀的制冷剂与主流回路内的制冷剂进行热交换的热交换机，所述旁通回路从所述热源侧热交换器与所述过冷却热交换器之间或所述减压阀与所述过冷却热交换器之间连接到所述压缩机的吸入侧的配管，所述程序用于使计算机起到以下各部的功能：取得部，取得位于所述减压阀与所述过冷却热交换器之间的第一配管内的制冷剂的状态、以及与所述第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量；以及学习部，以将第一配管内的制冷剂的状态和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量、以及制冷剂量相关联的方式进行学习。
附图说明
图1是示出根据本公开的一个实施方式的整体构成的图。
图2是示出根据本公开的一个实施方式的整体构成的图。
图3是根据本公开的一个实施方式的控制装置的硬件构成图。
图4是根据本公开的一个实施方式的控制装置的功能框图(学习阶段)。
图5是根据本公开的一个实施方式的控制装置的功能框图(推断阶段)。
图6是用于对根据本公开的一个实施方式的制冷剂的状态和与制冷剂的状态相关的操作量与制冷剂量之间的对应关系进行说明的图。
图7是根据本公开的一个实施方式的学习处理的流程图。
图8是根据本公开的一个实施方式的推断处理的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。
<整体构成(旁路示例1)>
图1是示出根据本公开的一个实施方式的整体构成(旁路示例1)的图。空气调节机100具有室外机200和室内机300。如图1所示，压缩机203、热源侧热交换器201、过冷却热交换器204、减压阀303、以及利用侧热交换器301与制冷剂的主流回路连接。
在旁路示例1中，在从热源侧热交换器201与过冷却热交换器204之间的配管连接到压缩机203的吸入侧的配管的旁通回路中，设置有过冷却旁通膨胀阀205。过冷却热交换器204是使通过设置在从热源侧热交换器201与过冷却热交换器204之间连接到压缩机203的吸入侧的配管的旁通回路中的过冷却旁通膨胀阀205的制冷剂、与主流回路内的制冷剂进行热交换的热交换机。
<室外机>
在室外机200侧，转数可变或固定的压缩机203、热源侧热交换器201、以及过冷却热交换器204与配管连接。另外，室外机200包括向热源侧热交换器201送风的室外风扇202。
室外机200具有各种传感器。具体来说，室外机200具有对室外温度进行检测的温度传感器208、对压缩机入口温度进行检测的温度传感器209、对冷凝器入口制冷剂温度(压缩机出口压力)进行检测的温度传感器210、以及对冷凝器出口制冷剂温度进行检测的温度传感器211。另外，室外机200具有对压缩机入口压力进行检测的传感器212、以及对冷凝器压力进行检测的传感器213。
<室内机>
在室内机300侧，用于与室内空气进行热交换的利用侧热交换器301、用于对利用侧热交换器301的制冷剂流量进行调节的减压阀303与配管连接。另外，室内机300包括向利用侧热交换器301送风的室内风扇302。
室内机300具有各种传感器。具体来说，室内机300具有对室内温度进行检测的温度传感器304、对蒸发器入口制冷剂温度进行检测的温度传感器305、以及对蒸发器出口制冷剂温度进行检测的温度传感器306。
<控制装置>
控制装置400是对空气调节机100进行控制并对制冷剂量进行推断的装置。具体来说，控制装置400包括对空气调节机100进行控制的控制部401、对制冷剂量进行推断的制冷剂量推断部402、以及对学习用数据进行存储的学习用数据存储部403。控制装置400通过执行程序，从而能够起到控制部401和制冷剂量推断部402的功能。制冷剂量推断部402和学习用数据存储部403也被统称为制冷剂量推断装置。稍后将参照图3～图5对控制装置400详细进行说明。
需要说明的是，控制装置400可以被内置在空气调节机100中。或者，控制装置400的一部分(例如制冷剂量推断部402和学习用数据存储部403)或全部可以安装在与空气调节机100不同的装置(例如云服务器)上。
<整体构成(旁路示例2)>
图2是示出根据本公开的一个实施方式的整体构成(旁路示例2)的图。空气调节机100具有室外机200和室内机300。如图2所示，压缩机203、热源侧热交换器201、过冷却热交换器204、减压阀303、以及利用侧热交换器301与制冷剂的主流回路连接。以下，以与旁路示例1的不同之处为中心进行说明。
在旁路示例2中，在从减压阀303与过冷却热交换器204之间的配管连接到压缩机203的吸入侧的配管的旁通回路中，设置有过冷却旁通膨胀阀205。过冷却热交换器204是使通过设置在从减压阀303与过冷却热交换器204之间连接到压缩机203的吸入侧的配管的旁通回路中的过冷却旁通膨胀阀205的制冷剂、与主流回路内的制冷剂进行热交换的热交换机。
<控制装置400的硬件构成>
图3是根据本公开的一个实施方式的控制装置400的硬件构成图。控制装置400具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)1、ROM(Read Only Memory：只读存储器)2、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)3。CPU1、ROM2、RAM3形成所谓的计算机。
另外，控制装置400具有辅助存储装置4、显示装置5、操作装置6、以及I/F(Interface：接口)装置7。需要说明的是，控制装置400的各个硬件经由总线8相互连接。
CPU1是用于对安装在辅助存储装置4中的各种程序进行执行的运算设备。
ROM2是非易失性存储器。ROM2起到主存储设备的功能，该主存储设备对由CPU1执行在辅助存储装置4中安装的各种程序所需的各种程序或数据等进行存储。具体来说，ROM2起到用于对BIOS(Basic Input/Output System：基本输入/输出系统)或EFI(ExtensibleFirmware Interface：可扩展固件接口)等引导程序等进行存储的主存储设备的功能。
RAM3是DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)或SRAM(Static Random Access Memory：静态随机存取存储器)等易失性存储器。RAM3起到主存储设备的功能，该主存储设备提供当由CPU1执行在辅助存储装置4中安装的各种程序时扩展的工作区域。
辅助存储装置4是对各种程序、或者执行各种程序时所使用的信息进行存储的辅助存储设备。学习用数据存储部403在辅助存储装置4中实现。
显示装置5是用于对控制装置400的内部状态等进行显示的显示设备。
操作装置6是用于使控制装置400的管理者对控制装置400输入各种指示的输入设备。
I/F装置7是用于与各种传感器及网络连接，并与其他终端之间进行通信的通信设备。
图4是根据本公开的一个实施方式的控制装置的功能框图(学习阶段)。
过冷却度取得部421从学习用数据存储部403取得位于空气调节机100的减压阀303与过冷却热交换器204之间的配管(以下也称为第一配管)内的制冷剂的状态(例如，由温度传感器207取得的过冷却度)。
膨胀阀开度取得部422从学习用数据存储部403取得与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量(例如，过冷却旁通膨胀阀205的开度)。
学习部423以将第一配管内的制冷剂的状态和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量、以及从学习用数据存储部403取得的制冷剂量(教师数据)相关联的方式进行学习。学习部423通过进行机器学习，从而生成制冷剂量推断模型424，制冷剂量推断模型424能够根据第一配管内的制冷剂的状态和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量来导出制冷剂量。
需要说明的是，存储在学习用数据存储部403中的学习用数据是空气调节机100的安装时的初始数据、或空气调节机100的开发时的设计数据。换言之，存储在学习用数据存储部403中的学习用数据是制冷剂量(例如适当的制冷剂量)、此时第一配管内的制冷剂的状态、以及与此时的第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量。
第一配管内的制冷剂的状态例如是由过冷却热交换器出口温度的温度传感器207检测出的过冷却度的值。过冷却度的值是当前值、或当前值和变化前的值。变化前的值是进行与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作(例如，过冷却旁通膨胀阀205的开度的调整)之前的值。
与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量例如是过冷却旁通膨胀阀205的操作量(例如开度)。操作量是当前值、或当前值和变化前的值。变化前的值是进行与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作(例如，过冷却旁通膨胀阀205的开度的调整)之前的值。
除了上述“第一配管内的制冷剂的状态、以及与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量”以外，学习部423也可以被构成为进一步输入冷凝器制冷剂状态、以及与冷凝器制冷剂状态相关的操作量并进行学习。
冷凝器制冷剂状态、以及与冷凝器制冷剂状态相关的操作量例如可以包括由温度传感器210取得的冷凝器入口制冷剂温度、由温度传感器211取得的冷凝器出口制冷剂温度、由传感器213取得的冷凝器压力、由温度传感器208取得的外部空气温度、风扇202的转数、循环量。各个值是当前值、或当前值和变化前的值。变化前的值是进行与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作(例如，过冷却旁通膨胀阀205的开度的调整)之前的值。
需要说明的是，根据压缩机203的转数、由传感器212、213取得的压缩机出入口压力、以及由温度传感器209、210取得的压缩机出入口温度来计算循环量。
除了上述“第一配管内的制冷剂的状态、以及与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量”以外，学习部423也可以被构成为进一步输入蒸发器制冷剂状态、以及与蒸发器制冷剂状态相关的操作量并进行学习。
蒸发器制冷剂状态、以及与蒸发器制冷剂状态相关的操作量例如可以包括由温度传感器305取得的蒸发器入口制冷剂温度、由温度传感器306取得的蒸发器出口制冷剂温度、减压阀303的操作量(例如开度)、蒸发器压力、由温度传感器304取得的室内温度、室内机风量、室内机连接容量、室内机连接机型。各个值是当前值、或当前值和变化前的值。变化前的值是进行与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作(例如，过冷却旁通膨胀阀205的开度的调整)之前的值。
需要说明的是，根据蒸发器入口制冷剂温度来计算蒸发器压力。
这样一来，除了“第一配管内的制冷剂的状态、以及与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量”以外，通过使用“冷凝器制冷剂状态、以及与冷凝器制冷剂状态相关的操作量”或“蒸发器制冷剂状态、以及与蒸发器制冷剂状态相关的操作量”，从而能够提高制冷剂量的推断的精度。
图5是根据本公开的一个实施方式的控制装置400的功能框图(推断阶段)。
过冷却度取得部421从控制部401取得位于空气调节机100的减压阀303与过冷却热交换器204之间的配管(第一配管)内的制冷剂的状态(例如，由温度传感器207取得的过冷却度)。
膨胀阀开度取得部422从控制部401取得与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量(例如，过冷却旁通膨胀阀205的开度)。
推断部425将第一配管内的制冷剂的状态和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量输入到由学习部423完成学习而得到的制冷剂量推断模型424中，以推断制冷剂量。另外，推断部425将推断出的制冷剂量通知给控制部401。
需要说明的是，推断部425可以被构成为对制冷剂量本身进行推断，或者，也可以被构成为对制冷剂量的适合与否(即，制冷剂量是多还是少)进行推断。
以下，对推断制冷剂量是多还是少的情况进行说明。推断部425可以将推断出的制冷剂量与预定的阈值(例如，按照空气调节机100的每个机型规定的适当的制冷剂量)进行比较，并推断制冷剂量是多还是少。或者，推断部425可以在所推断出的制冷剂量多于预定的上限值的情况下推断为制冷剂量较多，并在所推断出的制冷剂量少于预定的下限值的情况下推断为制冷剂量较少。
图6是用于对根据本公开的一个实施方式的制冷剂的状态和与制冷剂的状态相关的操作量与制冷剂量之间的对应关系进行说明的图。如图6所示，第一配管内的制冷剂的状态(例如过冷却度)、和与第一配管内的制冷剂量相关的操作量(例如过冷却旁通膨胀阀205的操作量)、和制冷剂量被关联。因此，例如，如果过冷却度以相同的操作量变化，则由于制冷剂量会发生变化，因此能够对制冷剂量进行推断。
图7是根据本公开的一个实施方式的学习处理的流程图。
·在步骤11(S11)中，学习部423取得第一配管内的制冷剂的状态(教师数据)、以及与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量(教师数据)。
·在步骤12(S12)中，学习部423以将在S11中取得的第一配管内的制冷剂的状态(教师数据)和与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量(教师数据)、以及制冷剂量(教师数据)相关联的方式进行机器学习。
图8是根据本公开的一个实施方式的推断处理的流程图。
·在步骤21(S21)中，推断部425取得第一配管内的制冷剂的状态(实测值)、以及与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量(实测值)。
·在步骤22(S22)中，推断部425基于图7的S12的学习的结果，根据在S21中取得的第一配管内的制冷剂的状态(实测值)、以及与第一配管内的制冷剂的状态相关的操作量(实测值)，来推断制冷剂量本身或制冷剂量的合适与否。
虽然以上对实施方式进行了说明，但是应当理解，在不脱离权利要求书的宗旨及范围的情况下，可以对形态或细节进行各种变更。
本申请以于2019年3月19日向日本特许厅提交的申请第2019-052020号作为要求优先权的基础，并在此通过参照来援引其全部内容。
符号说明
100 空气调节机
200 室外机
201 热源侧热交换器
202 室外风扇
203 压缩机
204 过冷却热交换器
205 过冷却旁通膨胀阀
206 旁通回路
207 过冷却热交换器出口温度传感器
208 室外空气温度传感器
209 压缩机入口温度传感器
210 冷凝器入口制冷剂温度(压缩机出口压力)传感器
211 冷凝器出口制冷剂温度传感器
212 压缩机入口压力传感器
213 冷凝器压力传感器
300 室内机
301 利用侧热交换器
302 室内风扇
303 减压阀
304 室内温度传感器
305 蒸发器入口制冷剂温度传感器
306 蒸发器出口制冷剂温度传感器
400 控制装置
401 控制部
402 制冷剂量推断部
403 学习用数据存储部
421 过冷却度取得部
422 膨胀阀开度取得部
423 学习部
424 制冷剂量推断模型
425 推断部
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：空调装置