(57)【要約】      （修正有）【課題】種々の大規模冷凍サイクルシステムの液冷媒流通に係る模擬試験を、実物に近い態様でなおかつ大きなスペースを必要とすることなく実現できるようにする。【解決手段】室内機と、室外機と、前記室内機及び室外機間の配管上に設けた冷媒流模擬装置１００とを具備してなり、前記冷媒流模擬装置１００が、冷媒導入ポートＰＩを介して導入された冷媒を気液分離し、上部領域１１にガス冷媒を貯留するとともに下部領域１２に液冷媒を貯留する冷媒貯留部１と、ガス冷媒導出管２と、液冷媒導出管３と、前記冷媒貯留部１内の液冷媒貯留量を検知する液冷媒貯留量検知機構部と、前記液冷媒貯留量検知機構部で検知された検知貯留量が、模擬する配管の容積に基づいて設定された目標貯留量となるように、前記液冷媒導出配管を流れる液冷媒の流量を制御する流出液流量制御機構部と、を設けた。【選択図】図２
2009150629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機と、室外機と、前記室内機及び室外機間の配管上に設けた冷媒流模擬装置とを具備してなり、
前記冷媒流模擬装置が、
冷媒導入ポート及び冷媒導出ポートと、
前記冷媒導入ポートを介して導入された冷媒を気液分離し、上部領域にガス冷媒を貯留するとともに下部領域に液冷媒を貯留する冷媒貯留部と、
前記上部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通するガス冷媒導出管と、
前記下部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通する液冷媒導出管と、
前記冷媒貯留部内の液冷媒貯留量を検知する液冷媒貯留量検知機構部と、
前記液冷媒貯留量検知機構部で検知された検知貯留量が、模擬する配管の容積に基づいて設定された目標貯留量となるように、前記液冷媒導出配管を流れる液冷媒の流量を制御する流出液流量制御機構部と、を具備している冷凍サイクル模擬システム。
【請求項２】
冷媒貯留部に導入される冷媒のＶｏｉｄ率を検知するＶｏｉｄ率検知機構部と、
模擬する配管の容積及び検知Ｖｏｉｄ率に基づいて前記目標貯留量を設定する目標貯留量設定部と、をさらに具備している請求項１記載の冷凍サイクル模擬システム。
【請求項３】
冷媒の圧力又は温度を検知する圧力／温度検知手段と、
前記ガス冷媒導出管を流れるガス冷媒の流量を検知するガス流量検知手段と、
前記液冷媒導出管を流れる液冷媒の流量を検知する流出液流量検知手段と、
前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の流量を検知する流入液流量検知機構部と、を具備し、
前記Ｖｏｉｄ率検知機構部が、冷媒の検知圧力（又は温度）、ガス冷媒導出管を流れるガス冷媒の検知流量、液冷媒導出管を流れる液冷媒の検知流出液流量及び前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の検知流入液流量に基づいてＶｏｉｄ率を算出するものである請求項２記載の冷凍サイクル模擬システム。
【請求項４】
室内機と、室外機と、前記室内機及び室外機間の配管上に設けた冷媒流模擬装置とを具備してなり、
前記冷媒流模擬装置が、
冷媒導入ポート及び冷媒導出ポートと、
前記凝縮器から導入された冷媒を気液分離し、上部領域にガス冷媒を貯留するとともに下部領域に液冷媒を貯留する冷媒貯留部と、
前記上部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通するガス冷媒導出管と、
前記下部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通する液冷媒導出管と、
前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の流量を検知する流入液流量検知機構部と、
前記流入液流量検知機構部で検知された液冷媒の検知流入液流量と等しい流量が、当該流入液流量検知から所定時間経過後に、前記液冷媒導出配管を流れるように制御する流出液流量制御機構部と、を具備している冷凍サイクル模擬システム。
【請求項５】
冷媒貯留部に導入される冷媒のＶｏｉｄ率を検知するＶｏｉｄ率検知機構部と、
前記Ｖｏｉｄ率検知機構部が検知したＶｏｉｄ率に基づいて模擬する配管内での液冷媒の移動距離を算出する液冷媒移動距離算出部と、
その液冷媒移動距離から模擬する配管内で発生する時間遅れを算出する時間遅れ算出部と、を具備し、
前記所定時間が前記時間遅れ算出部が算出した時間遅れに基づいて決定される請求項４記載の冷凍サイクル模擬システム。
【請求項６】
冷媒の圧力又は温度を検知する圧力／温度検知手段と、
前記ガス冷媒導出管を流れるガス冷媒の流量を検知するガス流量検知手段と、を具備し、
前記Ｖｏｉｄ率検知機構部が、前記冷媒貯留部の検知圧力（又は温度）、ガス冷媒導出管を流れるガス冷媒の検知流量、液冷媒導出管を流れる液冷媒の検知流出液流量及び前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の検知流入液流量に基づいてＶｏｉｄ率を算出するものである請求項５記載の冷凍サイクル模擬システム。
【請求項７】
前記冷媒貯留部内の液冷媒貯留量を検知する液冷媒貯留量検知機構部と、
前記液冷媒導出管を流れる液冷媒の流量を検知する流出液流量検知手段と、を具備し、
前記流入液流量検知機構部が、冷媒貯留部内に貯留される液冷媒の検知貯留量と、液冷媒導出管を流れる液冷媒の検知流出液流量とに基づいて流入液流量を算出するものである請求項５又は６記載の冷凍サイクル模擬システム。
【請求項８】
室内機及び室外機間の配管上に設けられるものであって、
冷媒導入ポート及び冷媒導出ポートと、
前記冷媒導入ポートを介して導入された冷媒を気液分離し、上部領域にガス冷媒を貯留するとともに下部領域に液冷媒を貯留する冷媒貯留部と、
前記上部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通するガス冷媒導出管と、
前記下部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通する液冷媒導出管と、
前記冷媒貯留部内の液冷媒貯留量を検知する液冷媒貯留量検知機構部と、
前記液冷媒貯留量検知機構部で検知された検知貯留量が、模擬する配管の容積に基づいて設定された目標貯留量となるように、前記液冷媒導出配管を流れる液冷媒の流量を制御する流出液流量制御機構部と、を具備している冷媒流模擬装置。
【請求項９】
室内機及び室外機間の配管上に設けられるものであって、
冷媒導入ポート及び冷媒導出ポートと、
前記凝縮器から導入された冷媒を気液分離し、上部領域にガス冷媒を貯留するとともに下部領域に液冷媒を貯留する冷媒貯留部と、
前記上部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通するガス冷媒導出管と、
前記下部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通する液冷媒導出管と、
前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の流量を検知する流入液流量検知機構部と、
前記流入液流量検知機構部で検知された液冷媒の検知流入液流量と等しい流量が、当該流入液流量検知から所定時間経過後に、前記液冷媒導出配管を流れるように制御する流出液流量制御機構部と、を具備している冷媒流模擬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビルに設置される空気調和装置などのような大規模冷凍サイクルシステムを開発、評価する場合に好適に用いられる冷凍サイクルの模擬システム等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビルに設置される空気調和装置などのような大規模冷凍サイクルシステムでは、家庭用の空気調和装置などに比べると、冷媒循環回路における配管長や配管径が非常に大きくなることから、その配管部分に滞留する冷媒の量が格段に多くなるうえ、室外機から室内機に至るまでの冷媒の移動にも時間がかかる。
【０００３】
したがって、大規模冷凍サイクルシステムを開発、設計する場合は、上述した配管部分での冷媒の滞留や挙動（時間遅れなど）を考慮して、圧縮機や蒸発器など、種々の部材の性能や信頼性を満足する仕様を設定する必要がある。なお、水分を一定水位に貯留するものとしては特許文献１があげられる。近時では、コンピュータを用いてある程度までシミュレーションできるようにしたものも開発されているが、やはり実物と同じ規模の実験機を製作してテストすることが好ましい。
【特許文献１】特開平１１−６４０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、敷設規模によっては、室外機から室内機までの配管長が数十ｍ以上に及ぶ空気調和装置が存在し、それに合わせた実験機を製作することは、スペースの問題などから、事実上不可能な場合がある。また、ビルの規模や部屋の配置等によって配管長や配管容積がまちまちであり、その都度、実験機を製作するのは非現実的である。
【０００５】
本発明はかかる問題点を鑑みてなされたものであって、単なるコンピュータ上の仮想的なものではなく、実際に冷凍サイクルを構成した実機でありながら、液冷媒の配管内での滞留や挙動を、自在に設定でき、種々の大規模冷凍サイクルシステムの液冷媒流通に係る模擬試験を、実物に近い態様でなおかつ大きなスペースを必要とすることなく実現できるようにすることを主たる所期課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明の冷凍サイクル模擬システムは、室内機と、室外機と、前記室内機及び室外機間の配管上に設けた冷媒流模擬装置とを具備してなり、前記冷媒流模擬装置が、冷媒導入ポート及び冷媒導出ポートと、前記冷媒導入ポートを介して導入された冷媒を気液分離し、上部領域にガス冷媒を貯留するとともに下部領域に液冷媒を貯留する冷媒貯留部と、前記上部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通するガス冷媒導出管と、前記下部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通する液冷媒導出管と、前記冷媒貯留部内の液冷媒貯留量を検知する液冷媒貯留量検知機構部と、前記液冷媒貯留量検知機構部で検知された検知貯留量が、模擬する配管の容積に基づいて設定された目標貯留量となるように、前記液冷媒導出配管を流れる液冷媒の流量を制御する流出液流量制御機構部と、を具備していることを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、前記冷媒貯留部に冷媒を貯留し、液冷媒の検知貯留量を模擬する配管内の容積などに基づいて制御することによって、模擬する配管内での液冷媒の滞留や挙動を再現することができる。従って、前記冷媒流模擬装置を室内機と室外機間の配管上に設けることによって、大規模な配管を敷設せずに、実物に近い態様で大規模冷凍サイクルシステムの液冷媒流通に係る模擬試験を行うことができる。
【０００８】
模擬する配管中の液冷媒の滞留量や挙動を正確に再現するためには、前記冷凍サイクル模擬システムが、冷媒貯留部に導入される冷媒のＶｏｉｄ率を検知するＶｏｉｄ率検知機構部と、模擬する配管の容積及び検知Ｖｏｉｄ率に基づいて前記目標貯留量を設定する目標貯留量設定部と、をさらに具備しているものが好ましい。
【０００９】
冷凍サイクル模擬システムは、安価で、かつ、簡単な構成でＶｏｉｄ率を検知し、模擬する配管中の液冷媒の滞留量や挙動を正確に再現できるほうが好ましい。そのためには、冷媒の圧力又は温度を検知する圧力／温度検知手段と、前記ガス冷媒導出管を流れるガス冷媒の流量を検知するガス流量検知手段と、前記液冷媒導出管を流れる液冷媒の流量を検知する流出液流量検知手段と、前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の流量を検知する流入液流量検知機構部と、を具備し、前記Ｖｏｉｄ率検知機構部が、冷媒の検知圧力（又は温度）、ガス冷媒導出管を流れるガス冷媒の検知流量、液冷媒導出管を流れる液冷媒の検知流出液流量及び前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の検知流入液流量に基づいてＶｏｉｄ率を算出するものであればよい。
【００１０】
より正確な冷凍サイクルの模擬試験を行うためには、模擬する配管内の液冷媒の滞留量や挙動が、時間とともに変化する過渡状態を再現する必要がある。そのためには、冷凍サイクル模擬システムが、室内機と、室外機と、前記室内機及び室外機間の配管上に設けた冷媒流模擬装置とを具備してなり、前記冷媒流模擬装置が、冷媒導入ポート及び冷媒導出ポートと、前記凝縮器から導入された冷媒を気液分離し、上部領域にガス冷媒を貯留するとともに下部領域に液冷媒を貯留する冷媒貯留部と、前記上部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通するガス冷媒導出管と、前記下部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通する液冷媒導出管と、前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の流量を検知する流入液流量検知機構部と、前記流入液流量検知機構部で検知された液冷媒の検知流入液流量と等しい流量が、当該流入液流量検知から所定時間経過後に、前記液冷媒導出配管を流れるように制御する流出液流量制御機構部と、を具備しているものが好ましい。
【００１１】
模擬する配管内での液冷媒の滞留量や挙動が急激に変化するのを再現でき、配管長が長い場合でも正確に再現できるようにするためには、冷媒貯留部に導入される冷媒のＶｏｉｄ率を検知するＶｏｉｄ率検知機構部と、前記Ｖｏｉｄ率検知機構部が検知したＶｏｉｄ率に基づいて模擬する配管内での液冷媒の移動距離を算出する液冷媒移動距離算出部と、その液冷媒移動距離から模擬する配管内で発生する時間遅れを算出する時間遅れ算出部と、を具備し前記所定時間が時間遅れ算出部が算出した時間遅れに基づいて決定されるものであればよい。
【００１２】
模擬する配管内での液冷媒の滞留量や挙動が急減に変化するのを再現するために、Ｖｏｉｄ率を簡単な構成で求めるには、冷媒の圧力又は温度を検知する圧力／温度検知手段と、前記ガス冷媒導出管を流れるガス冷媒の流量を検知するガス流量検知手段と、を具備し、前記Ｖｏｉｄ率検知機構部が、前記冷媒貯留部の検知圧力（又は温度）、ガス冷媒導出管を流れるガス冷媒の検知流量、液冷媒導出管を流れる液冷媒の検知流出液流量及び前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の検知流入液流量に基づいてＶｏｉｄ率を算出するものであればよい。
【００１３】
前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の流入液流量を簡単な構成で検知するには、前記冷媒貯留部内の液冷媒貯留量を検知する液冷媒貯留量検知機構部と、前記液冷媒導出管を流れる液冷媒の流量を検知する流出液流量検知手段と、を具備し、前記流入液流量検知機構部が、冷媒貯留部内に貯留される液冷媒の検知貯留量と、液冷媒導出管を流れる液冷媒の検知流出液流量とに基づいて流入液流量を算出するものが好ましい。
【００１４】
模擬する配管内での液冷媒の滞留量や挙動を作り出すには、冷媒流模擬装置が、室内機及び室外機間の配管上に設けられるものであって、冷媒導入ポート及び冷媒導出ポートと、前記冷媒導入ポートを介して導入された冷媒を気液分離し、上部領域にガス冷媒を貯留するとともに下部領域に液冷媒を貯留する冷媒貯留部と、前記上部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通するガス冷媒導出管と、前記下部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通する液冷媒導出管と、前記冷媒貯留部内の液冷媒貯留量を検知する液冷媒貯留量検知機構部と、記液冷媒貯留量検知機構部で検知された検知貯留量が、模擬する配管の容積に基づいて設定された目標貯留量となるように、前記液冷媒導出配管を流れる液冷媒の流量を制御する流出液流量制御機構部と、を具備していればよい。
【００１５】
模擬する配管内の液冷媒の滞留量や挙動が、時間とともに変化する過渡状態を再現するには、冷媒流模擬装置が、室内機及び室外機間の配管上に設けられるものであって、  冷媒導入ポート及び冷媒導出ポートと、前記凝縮器から導入された冷媒を気液分離し、上部領域にガス冷媒を貯留するとともに下部領域に液冷媒を貯留する冷媒貯留部と、前記上部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通するガス冷媒導出管と、前記下部領域に一端が連通し、前記冷媒導出ポートに他端が連通する液冷媒導出管と、前記冷媒貯留部に流入する液冷媒の流量を検知する流入液流量検知機構部と、前記流入液流量検知機構部で検知された液冷媒の検知流入液流量と等しい流量が、当該流入液流量検知から所定時間経過後に、前記液冷媒導出配管を流れるように制御する流出液流量制御機構部と、を具備しているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
このように本発明によれば、大きなスペースを使って大規模な配管を敷設することなく、模擬する配管内の液冷媒の滞留量や挙動を再現し、実物に近い態様で大規模冷凍サイクルシステムの液冷媒流通に係る模擬試験を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の第一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態に係る冷凍サイクル模擬システムＳは、図１に示すように、室内機Ａと、室外機Ｂと、前記室内機Ａ及び室外機Ｂ間に大規模な配管Ｐを敷設する代わりに、その配管Ｐ部分を模擬する冷媒流模擬装置１００を設けているものである。
【００１９】
前記冷媒流模擬装置１００は、図２に示すように、冷媒導入ポートＰＩと、冷媒貯留部１と、冷媒導出ポートＰＯとが、配管によって連通してあるものである。前記冷媒導入ポートＰＩと前記冷媒貯留部１とは、冷媒導入管１３で連通し、前記冷媒貯留部１と前記導出ポートとは、ガス冷媒導出管２と液冷媒導出管３とで連通するように構成してある。
【００２０】
前記冷媒導入ポートＰＩは、室内機Ａ又は室外機Ｂのいずれかに設定された図示しない凝縮器（冷暖房により切り替わる）から送り出された冷媒を前記冷媒貯留部１に前記冷媒導入管１３を介して導入するものである。
【００２１】
前記冷媒貯留部１は、高さ方向に略同じ直径を有した中空の概略円筒形状のものである。前記導入ポートから導入された冷媒を気液分離して、その内部の上部領域１１にはガス冷媒を貯留し、下部領域１２には液冷媒を貯留するように構成してある。また、この冷媒貯留部１には、前記下部領域１２に貯留された液冷媒の量を検知するために、液面高さ検知手段たるレベルセンサ４１が設けてある。加えて、上部領域１１にあるガス冷媒の圧力を検出するために圧力検知手段たる圧力センサ６１が前記冷媒貯留部１の上面に設けてある。（なお、この圧力検知手段は、どこに設けてもよい。）
【００２２】
前記レベルセンサ４１は、前記冷媒貯留部１の下部領域１２の底面から上部領域１１の上面に垂直に設けており、貯留されている液冷媒の液面高さを検知するものである。
【００２３】
前記冷媒導出ポートＰＯは、前記冷媒貯留部１で気液分離された冷媒を、ガス冷媒は前記ガス冷媒導出管２を介して、液冷媒は前記液冷媒導出管３を介して室内機Ａ及び室外機Ｂのいずれかに設定された図示しない蒸発器（冷暖房により切り替わる）に導出するものである。
【００２４】
前記ガス冷媒導出管２は、前記上部領域１１と接する前記冷媒貯留部１の上面と前記冷媒導出ポートＰＯとを連通し、常にガス冷媒が室外機Ｂに導出されるように構成してある。このガス冷媒導出管２の途中にはガス流量検知手段たるガスフローメータ６２を設けている。
【００２５】
前記液冷媒導出管３は、前記下部領域１２と接する前記冷媒貯留部１の下面と前記冷媒導出ポートＰＯを前記ガス冷媒導出管２の前記ガスフローメータ６２の下流を介して連通するものであり、その途中には液冷媒の流出流量を制御するための流出液流量制御手段たる流量制御弁５１が設けてある。さらに、前記流量制御弁５１の上流には、流出液流量検知手段たるリキッドフローメータ６３が設けてある。
【００２６】
これらの構成に加えて、この冷媒流模擬装置１００は、前記流量制御弁５１を制御して、模擬する配管内での液冷媒滞留量を再現する制御機構部Ｃを設けている。
【００２７】
制御機構部Ｃは、少なくとも、ハードウェア構成としては、ＣＰＵ、メモリＣ１、各種ドライバ回路などを具備したものであり、前記メモリＣ１に記憶させたプログラムに従って、前記ＣＰＵや周辺機器が協動することで種々の機能を発揮する。
【００２８】
しかして、この実施形態においては、図３の機能ブロック図に示すように、少なくとも液冷媒貯留量算出部４２と、流入液流量算出部６４と、Ｖｏｉｄ率算出部６５と、目標貯留量設定部８と、弁制御部５２としての機能を発揮するようにプログラムが構成してある。
【００２９】
前記液冷媒貯留量算出部４２は、前記レベルセンサ４１が検知した液面高さを用いて、前記液冷媒貯留部１に貯留されている液冷媒の貯留量を算出するものである。なお、この液冷媒貯留量算出部４２と、前記液面高さ検知手段たるレベルセンサ４１とが請求項での液冷媒貯留量検知機構部４に相当する。
【００３０】
前記流入液流量算出部６４は、前記液冷媒貯留量算出部４２が算出する液冷媒の貯留量の変位分と、前記リキッドフローメータ６３が検知する前記液冷媒導出管３から流出する流出液流量を用いて、前記液冷媒貯留部１に流入する液冷媒の流入液流量を算出するものである。なお、本実施形態では、この流入液流量算出部６４が請求項での流入液流量検知機構部に相当する。
【００３１】
前記Ｖｏｉｄ率算出部６５は、前記圧力センサ６１が検知する圧力と、前記ガスフローメータ６２が検知したガス冷媒の流出流量と、前記リキッドフローメータ６３が検知する液冷媒の流出液流量を用いて、前記冷媒導入管１３を通過している冷媒のＶｏｉｄ率を算出するものである。
【００３２】
なお、本実施形態では、このＶｏｉｄ率算出部６５が、請求項でのＶｏｉｄ率検知機構部に相当する。
【００３３】
前記目標貯留量設定部８は、前記メモリＣ１に格納されている模擬しようとする配管の長さや管径などから決まる配管内の容積と、前記Ｖｏｉｄ率算出部６５が算出するＶｏｉｄ率に基づいて、前記冷媒貯留部１に貯留する液冷媒の目標貯留量を設定するものである。
【００３４】
前記弁制御部５２は、前記液冷媒貯留量算出部４２の算出する液冷媒貯留量が、前記目標貯留量設定部８が設定する目標貯留量に追従するように、前記流量制御弁５１の制御を行うことによって、前記液冷媒導出管３から流出する液冷媒の量を制御するように構成してある。なお、前記弁制御部５２と前記流量制御弁５１とが、請求項での流出液流量制御機構部５に相当する。
【００３５】
次に、図４に示すような定常状態における液冷媒流通を模擬する制御について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３６】
前記液冷媒貯留量算出部４２が、式（数１）に基づいて、前記冷媒貯留部１に貯留されている液冷媒の貯留量を算出する（ステップＳ１）。
【数１】
2009150629.tif 000003
ここで、Ｖｔは液冷媒の体積、Ｄｔは前記冷媒貯留部１の直径、ｈは液冷媒の液面高さである。
【００３７】
次に、流入液流量算出部６４が、式（数２）に基づいて前記液冷媒貯留部１に流入する液冷媒の体積流量を算出する（ステップＳ２）。
【数２】
2009150629.tif 000004
ここで、Ｖｌｉは流入する液冷媒の体積流量、Δｔは所定時間、Δｈは液面高さの変位量、Ｖｌｄは液冷媒排出体積流量である。
【００３８】
そして、前記Ｖｏｉｄ率算出部６５は、前記圧力センサ６１が検知した圧力Ｐを用いて、液相質量流量Ｍｌを以下の式（数３）を用いて算出する。
【数３】
2009150629.tif 000005
ここで、ｖｌ（Ｐ）は圧力Ｐによって決まる液相比体積である。
【００３９】
前記Ｖｏｉｄ率算出部６５は、圧力Ｐと前記ガスフローメータ６２が検知した流入するガス冷媒の体積流量Ｖｇｉから式（数４）と同様にして算出される気相質量流量Ｍｇを用いて、以下の式（数４）の乾き度ｘを算出する。
【数４】
2009150629.tif 000006
【００４０】
前記Ｖｏｉｄ率算出部６５は、この乾き度ｘと気相比体積ｖｇ（Ｐ）、液相比体積ｖｌ（Ｐ）、定数εを用いて以下の式（数５）から気液速度比ｓを求め、
【数５】
2009150629.tif 000007
Ｖｏｉｄ率αを以下の式（数６）から算出する（ステップＳ３）。
【数６】
2009150629.tif 000008
ここで、Ｖｇ（Ｐ）は圧力Ｐによって決まる気相比体積である。
【００４１】
次に、前記目標貯留量設定部８が、前記メモリＣ１から模擬する配管内の容積を読み出し、Ｖｏｉｄ率算出部６５が算出したＶｏｉｄ率から模擬する配管内の液冷媒の滞留量を以下の式（数７）によって算出し、前記冷媒貯留部１に貯留する液冷媒の目標貯留量に設定する（ステップＳ４）。
【数７】
2009150629.tif 000009
ここで、Ｖｌｐは模擬する配管内での液冷媒の滞留量、Ｄｐは模擬する配管の直径、Ｌは模擬する配管の長さ、αはＶｏｉｄ率である。
【００４２】
前記冷媒貯留部１に目標貯留量の液冷媒が貯留されるまでの間、前記弁制御部５２は、前記流量制御弁５１によって、前記液冷媒導出管３を閉塞し、液冷媒が流出しないようにする。液冷媒の量が目標貯留量に達したら、前記弁制御部５２は、目標貯留量を維持するように前記流量制御弁５１の制御を行う（ステップＳ５）。
【００４３】
次に、模擬する配管の液冷媒の滞留量が変化すると、ステップＳ１に戻って、前記目標貯留量設定部８が設定する目標貯留量が更新される。
【００４４】
この新しい目標貯留量に前記冷媒貯留部１の液冷媒の貯留量が追従するように前記弁制御部５２は、前記流量制御弁５１の制御を行う。
【００４５】
このように第一実施形態においては、模擬する配管の容積と流入する冷媒のＶｏｉｄ率に基づいて目標貯留量を設定して、その目標値に前記冷媒貯留部１に貯留する液冷媒が追従するように前記流量制御弁５１を制御することによって、模擬する配管での液冷媒の滞留量を再現することができる。より具体的には、前記冷媒貯留部１に流入する液冷媒の流量が一定であり、前記冷媒貯留部１に貯留する液冷媒の量を目標貯留量になるように前記流量制御弁５１を制御するので、模擬する配管での定常状態の流れにおける滞留量や時間遅れを再現することができる。
【００４６】
しかも、大掛かりな配管を敷設することなく、実機に近い形で液冷媒流通にかかる模擬試験を行うことができ、コンピュータだけに頼ったシミュレーションに比べて、より信頼できる試験結果を得ることができる。
【００４７】
さらに、前記メモリＣ１に格納する模擬する配管のデータを変更することによって、様々な長さや管径などの配管における液冷媒滞留量や挙動を再現できるので、幅広い形態の大規模冷凍サイクルシステムの液冷媒流通に係る模擬試験を実機に近い形で行うことができる。
【００４８】
次に第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す説明において、第１実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。
【００４９】
この第２実施形態の冷凍サイクル模擬システムＳは、図２の第１実施形態とほぼ同じ構成を有しており、前記冷媒貯留部１に流入する液冷媒の検知流量が所定時間経過後に、前記冷媒導出配管を流れるように制御するように前記制御機構部Ｃが動作する点が前記第１実施形態と異なる。
【００５０】
このため、図６の機能ブロック図に示すように、制御機構部Ｃには模擬する配管内での液冷媒の移動距離を算出する液冷媒移動距離算出部９と時間遅れ算出部１０をさらに設けている。
【００５１】
この制御機構部Ｃの制御動作について図７のように流入する流量が変動する場合を例にして、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５２】
この制御では所定時間間隔で、前記ガスフローメータ６２、前記リキッドフローメータ６３、前記レベルセンサ４１での検知を行いながら、前記冷媒貯留部１に流入する液冷媒の流量と、前記冷媒貯留部１に貯留されている液冷媒の貯留量と、液冷媒移動距離を算出し、それらをメモリＣ１に記憶している。ここで、所定時間間隔とは、一般的な液流速から模擬する配管長を通過するのにかかる時間を求め、例えば、その時間を５で割ったものとしている。
【００５３】
また、液冷媒移動距離は、前記液冷媒移動距離算出部９が、前記Ｖｏｉｄ率算出部６５が算出したＶｏｉｄ率αを用いて、以下の式（数８）によって、液相の流速Ｕｌを求め、その流速から一定時間ごとの液移動距離を式（数９）で算出し前記メモリＣ１に格納する（ステップＳＴ１）。
【数８】
2009150629.tif 000010
【数９】
2009150629.tif 000011
ここで、Ｄｐは模擬する配管の直径、Ｖｌｄは流出する液冷媒の体積流量である。
【００５４】
次に、時間遅れ算出部１０は、前記液冷媒移動距離算出部９が算出した現時点から過去データに向かって液移動距離を積算し、積算結果が模擬する配管の長さＬとなる時点までの期間を算出する（ステップＳＴ２）。この期間が、現時点で流入する液冷媒が、模擬する配管に流れている場合に発生する時間遅れとなる。ここまでの具体的な計算フローは図９のようになる。
【００５５】
前記弁制御部５２は、図１０に示すように、この時間遅れ算出部１０が算出した時間遅れと、前記流入液流量検知機構部が検知する現時点の流入液流量から目標排出量を設定する。（ステップＳＴ３）。
【００５６】
弁制御部５２は、最初に流入した液冷媒が排出される時刻になるまでの間、液冷媒を貯留するように、前記流量制御弁５１を閉じておく。（ステップＳＴ４）。
【００５７】
最初に流入した液冷媒が排出される時点から、目標排出量と前記リキッドフローメータ６３の検知する流出液流量が一致するように前記流量制御弁の制御を開始する。（ステップＳＴ５）。
【００５８】
このように、第２実施形態においては、模擬する配管内での液冷媒の滞留量や挙動が急激に変化しても、再現することができ、より実機に近い液冷媒の流通にかかる模擬試験を行うことができる。
【００５９】
なお、本発明は、第１実施形態や第２実施形態に限られるものではない。以下対応する部材には同じ符号を付すこととする。
【００６０】
前記実施形態では凝縮器の後の配管について模擬していたが、暖房時には凝縮器の前の
配管を模擬することもでき、冷房時には蒸発器の後の配管を模擬することもできる。
【００６１】
冷媒貯留部１に、圧力センサ６１の代わりに、温度センサを設けて、液相比体積や気相比体積を決めるものであっても構わない。
【００６２】
第２実施形態では、液冷媒の時間遅れに注目して流量制御を行っているが、模擬する配管内での滞留量に注目して制御を行っても構わない。この場合、滞留量の変動に合わせて、冷媒貯留部の液冷媒貯留量を制御することになる。
【００６３】
冷媒流擬装置１００が、図１１に示すようにレベルセンサ４１のみを用いるものであっても構わない。この場合、予め模擬する配管内での液冷媒の滞留量をメモリＣ１に格納しておき、その貯留量に冷媒貯留部１の貯留量が追従するように流量制御弁５１の制御を行えばよい。
【００６４】
また、冷媒流模擬装置１００が、図１２に示すように、レベルセンサ４１と液冷媒導出管３にリキッドフローメータ６３を設けたものであっても構わない。この場合、冷媒貯留部１に貯留された液冷媒の貯留量の変化と、排出する液流量から流入する流量を算出し、その流入する流量を所定時間経過後に排出するようにすれば、模擬する配管での液冷媒の滞留量や挙動の変化を模擬することができる。
【００６５】
そして、図１３に示すように、冷媒流模擬装置１００が、冷媒導入管１３にＶｏｉｄ率検知手段たるＶｏｉｄメータＶＭを設け、液冷媒導出管３にはリキッドフローメータ６３を設けるものであってもかまわない。この場合、流入する液冷媒のＶｏｉｄ率を正確に検知することができるので、模擬する配管内での液冷媒の滞留量や挙動をより正確に再現することができる。
【００６６】
その他、本発明は前記図示例や実施形態に限られず、その主旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態が室内機と室外機間の配管を模擬することを示す概念図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る冷媒流模擬装置の模式図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る機能ブロック図。
【図４】模擬する液冷媒の滞留量が定常状態である場合を示す模式図。
【図５】本発明の第１実施形態に係る液冷媒流通を模擬するフローチャート。
【図６】本発明の第２実施形態に係る機能ブロック図。
【図７】模擬する液冷媒の滞留量が変化する場合を示す模式図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る液冷媒流通を模擬するフローチャート。
【図９】本発明の第２実施形態に係る時間遅れを算出するフローチャート。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る流入する液冷媒量と液冷媒排出量の関係を示す模式図。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る冷媒流模擬装置の模式図。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態に係る冷媒流模擬装置の模式図。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る冷媒流模擬装置の模式図。
【符号の説明】
【００６８】
Ｓ・・・冷凍サイクル模擬システム
Ａ・・・室内機
Ｂ・・・室外機
Ｐ・・・配管
１００・・・冷媒流模擬装置
ＰＩ・・・冷媒導入ポート
ＰＯ・・・冷媒導出ポート
１・・・冷媒貯留部
１１・・・上部領域
１２・・・下部領域
２・・・ガス冷媒導出管
３・・・液冷媒導出管
４・・・液冷媒貯留量検知機構部
５・・・流出液流量制御機構部
６５・・・Ｖｏｉｄ率検知機構部
６１・・・圧力／温度検知手段
６２・・・ガス流量検知手段
６３・・・液流量検知手段
６４・・・流入液流量検知機構部
８・・・目標貯留量設定部
９・・・液冷媒移動距離算出部
１０・・・時間遅れ算出部
【図１】
2009150629.tif 000012
【図２】
2009150629.tif 000013
【図３】
2009150629.tif 000014
【図４】
2009150629.tif 000015
【図５】
2009150629.tif 000016
【図６】
2009150629.tif 000017
【図７】
2009150629.tif 000018
【図８】
2009150629.tif 000019
【図９】
2009150629.tif 000020
【図１０】
2009150629.tif 000021
【図１１】
2009150629.tif 000022
【図１２】
2009150629.tif 000023
【図１３】
2009150629.tif 000024