配管长度测定系统以及配管长度计算装置

摘要

频率特性测定装置（10）被配置在连接空调机中的室外机（50）与室内机（60）的制冷剂配管（70）的室外机（50）侧的末端旁边，测定制冷剂配管（70）的频率特性。滤波器（30）按包裹制冷剂配管（70）的方式，被安装在比频率特性测定装置（10）的端子（11）的连接位置更靠近室外机（50）侧的位置。配管长度计算装置（20）经由接口缆线（40）与频率特性测定装置（10）连接，经由接口缆线（40）获取频率特性测定装置（10）测定出的频率特性。配管长度计算装置（20）从所获取的频率特性中提取最小反谐振频率，基于该提取到的最小反谐振频率来计算制冷剂配管（70）的长度。

说明书

技术领域

本发明关于测定配管的长度的技术，特别地关于测定空调机中的制 冷剂配管的长度的技术。

背景技术

例如，在将设置于大楼等的空调机替换为其它机种的情况下，为了 削减成本等，对于室外机与室内机之间的制冷剂配管，一般的情况是原 封不动地使用既有的配管，仅替换制冷剂。这种情况下，当所替换的制 冷剂量比适量多或者少，则有可能陷入无法确保所需的制冷能力的不制 冷状态。因而，在替换制冷剂时，需要充填与制冷剂配管的长度（制冷 剂配管长度）相应的适当量的制冷剂。

然而，由于工程上的问题等，有时按照与设计说明不同的配置来敷 设制冷剂配管，不能保证实际的制冷剂配管长度一定与设计说明上记录 的值一致。

对此，例如在专利文献1中，提出了以下技术：在制冷剂配管的规 定位置安装向制冷剂配管提供振动的发送部、检测其振动的多个接收部， 根据由发送部提供的振动被各接收部所检测到的传播时间，来测定各区 间的长度，基于规定的算法来计算制冷剂配管长度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－85892号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述的技术中，为了高精度地测定制冷剂配管长度，需要 在制冷剂配管的各末端配置发送部、接收部这样的测定装置。因此，在 分支多的制冷剂配管等中，无法容易地安装测定装置，在测定的开始之 前需要很多的时间。另外，在因某些理由而没有按照设计图来配置制冷 剂配管的情况下，难以判断哪个室内机对应于该制冷剂配管的末端，可 以想象在测定装置的设置上将更加费事。

另外，在由于安全上的问题而无法得到进入室内的许可的大楼等中， 还可能发生无法在室内机的一旁安装测定装置的事态。

本发明是鉴于这样的实际情况而完成的，目的是提供容易进行为正 确地测定制冷剂配管长度的准备的配管长度测定系统以及配管长度计算 装置。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明所涉及的配管长度测定系统包括：

频率特性测定单元，配置在连接空调机中的室外机与室内机的制冷 剂配管的一个末端旁边，测定该制冷剂配管的频率特性；

滤波器，安装在由该频率特性测定单元所进行的在所述制冷剂配管 上的测定位置与最接近于该测定位置的所述室外机或室内机之间，防止 所述测定时的检查信号流入到该室外机或室内机；以及

配管长度计算单元，从所述频率特性测定单元测定出的所述频率特 性中提取最小反谐振频率，基于该提取到的最小反谐振频率来计算该制 冷剂配管的长度。

另外，本发明其它方案所涉及的配管长度计算装置，

在规定的条件下，从连接空调机中的室外机与一个或多个室内机的 制冷剂配管的频率特性中，提取多个反谐振频率，基于该提取到的多个 反谐振频率，来判定在该制冷剂配管中是否存在分支，在判定为不存在 分支的情况下，基于所述提取到的多个反谐振频率中的最小反谐振频率， 来计算该制冷剂配管的长度，在判定为存在分支的情况下，从所述提取 到的多个反谐振频率中，提取所述最小反谐振频率以外的且与高次谐波 分量不相符的所有反谐振频率，基于该提取到的所有反谐振频率，来计 算该制冷剂配管的长度。

发明效果

依据本发明，容易进行为正确测定制冷剂配管长度的准备，大幅度 地减少操作的劳动，谋求缩短测定时间。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的配管长度测定系统的整体 结构的图。

图2是示出图1的配管长度计算装置的结构的框图。

图3是用电气等效电路来示出了图1的结构的图。

图4是示出图1的制冷剂配管上的信号波形的图。

图5是示出图1的制冷剂配管的频率特性的例子的图。

图6是示出实施方式1的配管长度计算处理的步骤的流程图。

图7是在实施方式2中示出有分支的制冷剂配管的例子的概略图。

图8是示出图7所示的制冷剂配管的频率特性的图。

图9是示出从图8的频率特性提取到的反谐振频率和与该反谐振频 率相对应的长度之间的关系的表。

图10是用于说明在实施方式2中有分支的情况下的制冷剂配管长度 的计算方法的图。

图11是用于说明在实施方式2中测定出的反谐振频率是否与高次谐 波分量相符的判定方法的图。

图12是示出实施方式2的配管长度计算处理的步骤的流程图。

符号说明

1：配管长度测定系统

10：频率特性测定装置

11a、11b：端子

20：配管长度计算装置

30a、30b：滤波器

40：接口缆线

50：室外机

60、60a、60b：室内机

70、80：制冷剂配管

71：气体配管

72：液体配管

200：接口部

201：辅助存储部

202：显示部

203：输入部

204：控制部

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

（实施方式1）

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的配管长度测定系统1的整 体结构的概略图。如图1所示，配管长度测定系统1具有频率特性测定 装置10、配管长度计算装置20、滤波器30a以及30b。频率特性测定装 置10与配管长度计算装置20经由串行缆线等的接口缆线40来连接。

图1所示的空调机分别具有各1台室外机50和室内机60。该空调机 与一般的空调机相同，通过使制冷剂在室外机50与室内机60之间的制 冷剂配管70内循环来进行空调动作。制冷剂配管70具有分别是金属制 的气体配管71和液体配管72。

频率特性测定装置10是测定制冷剂配管70的频率特性的装置，具 备作为网路分析器的功能。频率特性测定装置10设置在室外机50的旁 边，一个端子11a连接到气体配管71的室外机50侧的末端附近，另一 端子11b连接到液体配管72的室外机50侧的末端附近。

频率特性测定装置10向制冷剂配管70输出规定频率的检查信号， 同时测量制冷剂配管70上的信号电平。然后，求出作为检查信号的信号 电平与所测量到的信号电平之比的增益值，将求出的增益值保存于内置 的缓冲器（未图示）。频率特性测定装置10使检查信号的频率在规定范 围内连续地变化，并进行同样的处理。然后，将各频率下的每个频率的 增益值作为制冷剂配管70的频率特性数据，经由接口缆线40，发送到配 管长度计算装置20。例如，频率特性测定装置10也可以测定S参数的 S11，使用该参数值来得到频率特性数据。

滤波器30a、30b例如由铁氧体磁芯构成，分别以规定形态被安装于 气体配管71以及液体配管72的规定位置。具体地讲，滤波器30a以包 裹着气体配管71的方式被安装在比频率特性测定装置10的端子11a的 连接位置更靠近室外机50侧的位置。同样地，滤波器30b以包裹液体配 管72的方式被安装在比频率特性测定装置10的端子11b的连接位置更 靠近室外机50侧的位置。

滤波器30a、30b通过以上述那样的形态被安装，能够使制冷剂配管 70具有相对于检查信号的频率充分大的阻抗。其结果，能够防止检查信 号流入室外机50，可以使检查信号在室外机50与室内机60之间的制冷 剂配管70上传播。

配管长度计算装置20如图2所示地包括接口部200、辅助存储部201、 显示部202、输入部203以及控制部204。

接口部200具有RS485标准、RS－232C标准等的通信接口装置， 按照来自控制部204的指令，经由接口缆线40与频率特性测定装置10 进行串行通信。辅助存储部201具有闪速存储器等可读写的非易失性半 导体存储器、硬盘驱动器等。辅助存储部201存储用于控制各结构部的 设备驱动、用于执行后述的配管长度计算处理的程序（配管长度计算程 序）、从频率特性测定装置10传送来的频率特性数据等。

显示部202具有CRT、液晶显示器等显示设备，显示从控制部204 供给的文字、图像等数据。输入部203具有各种开关、拨号盘、键盘、 小键盘、触摸板、鼠标等输入设备，接受来自用户的操作输入，向控制 部204发送出所接受的信号。此外，也可以用触摸面板来实现显示部202 以及输入部203。

控制部204具有CPU（Central Processing Unit:中央处理单元）、主 存储装置（均未图示）等，对接口部200、辅助存储部201、显示部202 和输入部203进行控制，与此相伴，在与这些部件之间进行数据的收发。 另外，按照在辅助存储部201所存储的配管长度计算程序，执行后述的 配管长度计算处理。

接着，对图1所示的制冷剂配管70的频率特性进行说明。图1所示 的结构能够用图3所示那样的电气等效电路来表示。在该电路中，将频 率特性测定装置10视为交流的信号源，将气体配管71和液体配管72视 为两线一对的长度为L［m］的导线。另外，气体配管71与液体配管72 经由室内机60的金属制的框体而发生电短路。

在图3中，检查信号从频率特性测定装置10输出，在制冷剂配管70 中传播过去，到达室内机60侧的末端。在室内机60中，由于气体配管 71与液体配管72发生电短路，因此该检查信号倒相而得到的反射信号在 制冷剂配管70上反向地传播。因而，频率特性测定装置10将测定检查 信号与叠加了反射信号的合成信号之比（增益值）。

当制冷剂配管70的长度能够用L［m］表示，检查信号的波长λ［m］ 能够用L＝λ／2（λ、3λ／2、……）表示时，在频率特性测定装置10的 测定位置，检查信号与反射信号的信号电平始终为正负相反，合成信号 的信号电平始终为0。因而，增益值也为0。

图4中示出制冷剂配管70上的频率特性测定装置10的测定位置处 的检查信号、反射信号、合成信号的时间变化。实际上，由于反射信号 因制冷剂配管70的电阻成分、电感成分等而发生衰减，所以增益值不会 为0。但是，与检查信号的波长λ［m］为上述之外的频率相比较，增益 值显著地减少这一点并没有变。

增益值这样地显著减少的现象被称为反谐振。以下，将发生该反谐 振的检查信号的频率称为反谐振频率。在这里，频率ｆ［Hz］的检查信 号的波长λ［m］能够用λ＝c／f（c是电信号的传播速度，为300×10⁶［m ／s］）表示。

图5是表示频率特性测定装置10测定到的制冷剂配管70的频率特 性的例子的图。在该例子中，制冷剂配管70的长度L是50［m］。在该 例子中，可知在频率大约为3MHz下发生反谐振，增益值显著变小。另 外，在6MHz、9MHz、……这样的高次谐波分量下也同样地发生反谐振。 根据该频率特性的结果，能够使用最小的反谐振频率（最小反谐振频率） f0（在该例子中是3MHz）来导出制冷剂配管70的长度L。

即，成为L＝λ0／2（λ0＝c／f0）＝50［m］。

图6是示出配管长度计算装置20的控制部204按照配管长度计算程 序来执行的配管长度计算处理的步骤的流程图。通过由用户通过输入部 203进行的规定操作来开始该配管长度计算处理。

首先，控制部204从辅助存储部201读出并获取频率特性测定装置 10所测定到的频率特性数据（步骤S101）。控制部204从所获取到的频 率特性数据中提取最小反谐振频率（步骤S102）。

然后，控制部204由提取到的最小反谐振频率和上述的公式，计算 制冷剂配管70的长度（制冷剂配管长度）（步骤S103）。控制部204通 过显示部202显示计算出的制冷剂配管长度（步骤S104）。

如以上那样，在本实施方式的配管长度测定系统1中，不需要将用 于测定制冷剂配管的频率特性的测定装置设置在该制冷剂配管的两个末 端附近，仅设置在其中一个末端附近即可。因此，容易进行测定装置（频 率特性测定装置10）的设置准备，大幅度减少作业的劳动，谋求缩短测 定时间。

另外，由于仅将制冷剂配管的室外机侧的末端附近的位置作为测定 地点，因此在由于安全上的问题等而无法获得进入室内的许可的大楼等 中，也能够测定制冷剂配管长度。

（实施方式2）

如上所述，没有分支的制冷剂配管的长度能够通过实施方式1所涉 及的配管长度测定系统1所进行的配管长度计算处理来求出。然而，如 图7所示，在制冷剂配管80发生分支并与多个室内机（60a、60b）连接 的情况下，难以通过上述的配管长度计算处理来测定制冷剂配管80的长 度。这是因为频率特性测定装置10输出的检查信号不仅在已短路的各室 内机（60a、60b）发生反射，而在分支地点也存在若干程度的反射，另 外，由于因各个分支端而长度不同，反谐振产生的频率变得复杂。

在本实施方式的配管长度测定系统中，对实施方式1的配管长度测 定系统1所进行的配管长度计算处理施加变更，以使得对于存在分支的 制冷剂配管也能够测定长度。以下，详细说明本实施方式的配管长度测 定系统所进行的配管长度计算处理。此外，关于配管长度计算处理之外 的点，本实施方式的配管长度测定系统具有与实施方式1的配管长度测 定系统1相同的结构以及功能。因而，在以下的说明中，关于频率特性 测定装置、配管长度计算装置的硬件结构以及各结构部的功能，通过使 用与实施方式1相同的符号而省略说明。

在图7中，形成室外机50与室内机60a和6b连接到全长270m的 制冷剂配管80的结构。另外，在图7中，将气体配管和液体配管统一起 来表示为一根制冷剂配管80。频率特性测定装置10设置在室外机50的 旁边，端子11连接到制冷剂配管80的室外机50侧的末端附近。另外， 虽然没有图示，但是与实施方式1相同，由铁氧体磁芯等构成的滤波器 以包裹制冷剂配管80的方式，被安装在比频率特性测定装置10的端子 11的连接位置更靠近室外机50侧的位置。

图8是示出通过电磁场仿真器的仿真得到的图7所示的制冷剂配管 80的频率特性的图。根据该频率特性，与没有分支的情况不同，能够确 认包括有高次谐波分量之外的反谐振频率。

图9是表示从图8的频率特性提取到的反谐振频率fn与使用该反谐 振频率而从公式Ln＝λn／2（λn＝c／fn）（即，没有分支的情况下的计 算式）求出的长度Ln之间的关系的表。

图10是在图9所示的各数据中，高亮显示出除去了最小反谐振频率、 高次谐波分量后的反谐振频率fn和与该反谐振频率fn相对应的长度Ln 的表。从该表判定，与各高亮显示的反谐振频率fn相对应的长度Ln的 总和（156.3＋69.1＋42.6＝268［m］）近似于制冷剂配管80的总长（270 ［m］）。

在这里，对判定所测定出的反谐振频率是否与高次谐波分量相符的 方法进行说明。本实施方式的配管长度计算装置20在与所测定的反谐振 频率相对应的高次谐波判定带宽之内，包括有所测定的其它某些反谐振 频率的高次谐波分量的情况下，将该反谐振频率视为高次谐波分量。高 次谐波判定带宽在本例中设为所测定的反谐振频率的±1％。于是，如图 11所示，判定拾取出0.96［MHz］、2.17［MHz］、3.52［MHz］这3个， 作为在本例中所测定的反谐振频率中与高次谐波分量不相符的频率。

图12是示出由本实施方式的配管长度计算装置20执行的配管长度 计算处理的步骤的流程图。通过由用户通过输入部203进行的规定操作 来开始该配管长度计算处理。

首先，控制部204从辅助存储部201读出并获取频率特性测定装置 10所测定的频率特性数据（步骤S201）。然后，控制部204从所获取的 频率特性数据中提取最小反谐振频率，保存于缓冲器（未图示）（步骤 S202）。

另外，控制部204从所获取的频率特性数据中，提取存在于最小反 谐振频率～规定频率之间的所有反谐振频率，保存于缓冲器（步骤S203）。 在这里，例如，将存在于直到最小反谐振频率的10倍频率内的反谐振频 率作为提取对象。

控制部204判定在该制冷剂配管中是否存在分支（步骤S204）。此 时，当在步骤S203中提取到的所有反谐振频率基本上与最小反谐振频率 的整数倍频率相符的情况下，即，在除去最小反谐振频率的所有反谐振 频率与最小反谐振频率的高次谐波分量相符的情况下，控制部204判定 为在该制冷剂配管中没有分支。在其它的情况下判定为有分支。

作为上述判定的结果，在没有分支的情况下（步骤S204；否），控 制部204基于提取到的最小反谐振频率，从公式L［m］＝λ0／2（λ0＝c ／f0）计算并求出该制冷剂配管（例如，图1的制冷剂配管70）的长度 （步骤S205）。

另一方面，在有分支的情况下（步骤S204；是），控制部204根据 上述的方法，从在步骤S203中提取到的反谐振频率内，提取不是最小反 谐振频率且与高次谐波分量不相符的所有反谐振频率（步骤S206）。然 后，控制部204基于在步骤S206中提取出的反谐振频率，计算该制冷剂 配管（例如，制冷剂配管80）的长度（步骤S207）。具体地讲，控制部 204对在步骤S206中提取到的每个反谐振频率，通过下述公式求出长度 Ln，将它们的总和作为该制冷剂配管的长度。

Ln［m］＝λn／2（λn＝c／fn）

然后，控制部204通过显示部202显示计算出的制冷剂配管长度（步 骤S208）。

如以上说明的那样，本实施方式的配管长度测定系统可以起到与实 施方式1的配管长度测定系统1同等的作用效果。即，由于不需要将用 于测定制冷剂配管的频率特性的测定装置设置在该制冷剂配管的各末端 附近，而是仅设置在一个末端附近即可，因此容易进行测定装置（频率 特性测定装置10）的设置准备，大幅度减少作业的劳动，谋求缩短测定 时间。

另外，由于仅将制冷剂配管的室外机侧的末端附近的位置作为测定 地点，因此在由于安全上的问题等而不能得到进入室内的许可的大楼等 中，也可以测定制冷剂配管长度。

进一步地，除了所述的作用效果，本实施方式的配管长度测定系统 还起到也能够测定有分支的制冷剂配管的长度这样的特有效果。

此外，本发明不限定于所述各实施方式，当然能够进行不脱离本发 明宗旨范围内的各种变更。

例如，在制冷剂配管的频率特性的测定中，也可以通过用户操作等， 从配管长度计算装置20对频率特性测定装置10发送请求测定开始的指 令，频率特性测定装置10以接收这样的指令为触发，开始测定频率特性。

另外，在上述各实施方式中，将各频率的每个频率的增益值作为制 冷剂配管的频率特性数据，但也可以将各频率的每个频率的制冷剂配管 上的电压的峰值或者制冷剂配管上的电压的有效值作为频率特性数据。

另外，对频率特性测定装置10与配管长度计算装置20之间的通信 接口没有限定，例如，也可以通过USB接口、以太网（注册商标）接口 等，进行频率特性数据的收付。

另外，也可以经过软盘、USB存储器、SD卡等存储卡等的记录介质， 进行频率特性数据的收付。

另外，也可以通过兼具频率特性测定装置10以及配管长度计算装置 20两者的功能的一个装置，来进行频率特性的测定以及制冷剂配管长度 的计算。

另外，也可以不将制冷剂配管的室外机侧的末端附近作为测定地点， 而是仅将室内机侧的末端附近的位置作为测定地点。即使这样做，也能 够起到容易进行测定装置（频率特性测定装置10）的设置准备，大幅度 减少作业的劳动，谋求缩短测定时间这样的效果。

另外，还能够通过程序的应用，使既有的个人计算机（PC）等作为 上述各实施方式的配管长度计算装置20发挥功能。即，通过将上述的控 制部204执行的配管长度计算程序安装到既有的PC等中，该PC等的 CPU等通过执行这样的配管长度计算程序，可以使该PC等作为配管长 度计算装置20发挥功能。

这样的配管长度计算程序的分配方法是任意的，例如，既可以是保 存于CD－ROM（Compact Disk Read-Only Memory:光盘只读存储器）、 DVD（Digital Versatile Disk:数字通用盘）、MO（Magneto Optical Disk: 磁光盘）、存储卡等计算机可读取的记录介质来进行分配，也可以通过因 特网等通信网络来进行分配。

在这种情况下，在通过OS（操作系统）和应用程序的分担，或者 OS与应用程序的协同动作来实现执行上述的配管长度计算处理的功能 等情况下，也可以仅将应用程序部分保存于记录介质等。

另外，本发明能够在不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下进 行各种实施方式以及变形。另外，上述实施方式是用于说明本发明，并 不是限定本发明的范围。即，本发明的范围不是由实施方式，而是由权 利要求书来表示。而且，在权利要求书内以及与其同等的发明意义的范 围内实施的各种变形都视为本发明的范围内。

本申请基于2009年11月10日申请的日本国专利申请特愿2009－ 257411号。在本说明书中，参照并引入了其说明书、权利要求书和全部 附图。

产业上的可利用性

本发明能够合适地适用于空调机的制冷剂配管长度的测定。