JP2001255047A - 冷凍システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の冷凍装置１（１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎ）
からに循環する冷媒量が不足しているか否かを１つの判
断手段２４で判断するようにする。 【解決手段】 複数の冷凍装置１に、それぞれの冷凍装
置１を循環する冷媒の状態を検出して信号を出力するモ
イスチャーインジケータを設けると共に、それぞれのモ
イスチャーインジケータからの信号を時分割で受信し
て、該当する冷凍装置１に循環している冷媒量が不足し
ているか否かを判断して制御する制御装置（判断手段）
２４とを設ける。そして、各冷凍装置１のモイスチャー
インジケータからの信号に基づき該当する冷凍装置１に
循環している冷媒量が不足しているか否か判断を１つの
制御装置２４で行うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の冷凍装置に
循環している冷媒量が不足しているか否かの判断を１つ
の判断手段で行うようにした冷凍システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を凝
縮させる凝縮器、冷媒を減圧又は絞る減圧装置、冷媒を
蒸発させる蒸発器等を冷媒管により環状に接続されてな
る冷凍装置を複数組合わせて冷凍システムを構成する場
合がある。

【０００３】このとき冷媒管の接続箇所等に何らかの理
由で、ピンホール等の漏洩箇所が存在すると、そこから
冷媒が徐々に漏洩して、冷媒量が不足した状態となって
しまう。

【０００４】かかる冷媒量が不足した状態では、冷凍効
率が低下してしまうため冷媒の補充及び漏洩箇所の修理
等が必要となり、このため冷媒量が不足しているか否か
を調べる必要が生じる。

【０００５】冷媒量を調べる方法としては、管内圧力を
調べることが最も直接的な方法であるが、このためには
圧力計を冷媒管に接続する等の作業が必要になり面倒で
あると共に、作業中に冷媒漏れ等が発生する恐れがあ
る。

【０００６】そこで、冷媒量が不足してくると液冷媒に
フラッシュガスと称される気泡が混じるようになるの
で、この気泡を検出することにより冷媒量が不足してい
るか否かを判断することが考えられる。

【０００７】このような観点から、例えば特開平７−４
３０５２号、特開平８−１４５５１８号公報等において
は、１対の（２つの）のサイトグラスの両側にそれぞれ
発光素子と、受光素子とを設けて、発光素子からの光を
受光素子（フォトセンサ）で受光するようにした冷凍装
置が開示されている。

【０００８】そして、受光素子からの光をフラッシュガ
スが散乱等することによる受光量変化からフラッシュガ
スが発生しているか否かを検出し、この検出結果に基づ
き冷媒量が不足しているか否か判断するようになってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷凍装
置の冷媒量が不足しているか否かの判断は常に行う必要
がないにも関わらず、上記構成では個々の冷凍装置に判
断手段が設けられるために部品点数が増えてコストアッ
プとなる問題があった。

【００１０】そこで、本発明は、複数の冷凍装置からに
循環する冷媒量が不足しているか否かを１つの判断手段
で判断するようにして、部品点数の削減によるコストダ
ウンを可能にした冷凍システムを提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、圧縮機と、凝縮器と、減
圧装置と、蒸発器とが冷媒管により環状に接続された冷
凍装置を複数備えた冷凍システムにおいて、複数の冷凍
装置をそれぞれ循環する冷媒の状態を検出して信号を出
力する冷媒検出器と、それぞれの冷媒検出器からの信号
を時分割で受信して、該当する冷凍装置に循環している
冷媒量が不足しているか否かを判断する判断手段とを設
けて、各冷凍装置に循環している冷媒量が不足している
か否か判断を１つの判断手段で行うようにすることで部
品点数の削減を図りコストダウンを可能にしたことを特
徴とする。

【００１２】請求項２にかかる発明は、冷媒検出器が、
液冷媒の流動する冷媒管に設けられて、当該管内を流動
する冷媒の状態を視認するための覗窓を具備したサイト
グラスと、該サイトグラスに設けられて、当該冷媒管の
管内を流動する冷媒を横切るように光を射出する発光部
と、該発光部から射出された光を反射する反射板と、該
反射板からの光を受光して受光信号を出力する受光部と
により形成されていることを特徴とする。

【００１３】請求項３にかかる発明は、判断手段により
冷媒量が不足していると判断された場合には、光又は音
などで報知する報知装置を備えた判断手段を設けたこと
を特徴とする。

【００１４】請求項４にかかる発明は、冷凍装置が定常
運転に達したか否かを判断し、定常運転に達していない
と判断した場合には、判断手段による判断を停止させる
停止手段を設けたことを特徴とする。

【００１５】請求項５にかかる発明は、冷凍装置が定常
運転に達したか否かを、当該冷凍装置の運転開始からの
経過時間により判定することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は、本発明に係る冷凍システムの構成
図で、複数の冷凍装置１（１Ａ，１Ｂ，…、１Ｎ）と、
これを一括して制御する１つの制御装置２４により構成
されている。

【００１７】図２は各冷凍装置１（１Ａ，１Ｂ，…、１
Ｎ）の回路図である。なお、このような冷凍装置１は空
気調和機等に使用される。

【００１８】図２において、２は圧縮機、３は送風機５
０を備えた凝縮器、４はレシーバタンク、５，１１はサ
ービスバルブ、６はフィルタドライヤー、７は冷媒検出
器でもあるモイスチャーインジケータ（サイトグラスに
相当）、８は電磁弁（開閉弁）、９は膨張弁（減圧装
置）、１０は蒸発器、１２はストレーナ内蔵のアキュー
ムレータ、１３は逆止弁、１４はアキュームレータで、
これらは冷媒管で環状に接続されて、ＨＣ（ハイドロカ
ーボン）冷媒等が循環するようになっている。

【００１９】１５はレシーバタンク４の出口側の冷媒管
と圧縮機２とをつなぐ冷媒管で、この冷媒管１５にはス
トレーナ１６とキャピラリーチューブ１７とが設けられ
ている。

【００２０】１９はレシーバタンク４の入口側とアキュ
ームレータ１２の入口側とをつなぐ冷媒管で、この冷媒
管１９にはキャピラリーチューブ２０、高低圧圧力スイ
ッチ２１、キャピラリーチューブ２２とが設けられてい
る。

【００２１】図３及び図４にはモイスチャーインジケー
タ７を示し、７Ａはガラス製の覗窓、７Ｂは水分検部、
７Ｃは反射板、７Ｄはセンサである。

【００２２】なお、センサ７Ｄは、赤外線を射出する発
光部７Ｅと、赤外線を受光する受光部７Ｆとにより形成
されている。

【００２３】図３に示すように、フラッシュガス（泡）
２３が液冷媒中に存在すれば、このフラッシュガス２３
で赤外線が散乱され、受光部７Ｆでの受光量が変化す
る。

【００２４】図１及び図５に示すように制御装置２４
は、複数の冷凍装置に対して１つ設けられて、有線や無
線（電波、赤外線又は音波等）により送信されたセンサ
７Ｄからの受光信号や他のセンサからの信号が入力し、
圧縮機２、膨張弁９及び報知装置２５などを制御するも
の（判断手段）であり、また冷凍装置１が過渡的な状態
である場合に冷媒の状態検出を一時停止するもの（停止
手段）である。

【００２５】従って、複数の冷凍装置に対して１つの制
御装置で制御可能になるので、部品点数の削減によるコ
ストダウンが可能になる。

【００２６】報知装置２５は、例えばランプの点滅、ブ
ザーやアラーム音などの報知音、表示器にて「冷媒漏れ
あり」の表示や光や記号などで冷媒漏れを示すような方
法のうち何れか１つ以上で行うものである。

【００２７】次に、この制御装置２４の動作を図６を参
照して説明する。各冷凍装置に設けたモイスチャーイン
ジケータ（冷媒検出器）７からそれぞれの冷媒管を流れ
る冷媒の状態が送信される。

【００２８】この信号を、制御装置２４が時分割方式
（例えば、数分間隔又は数時間間隔）により受信して、
冷媒量が不足していないか、また利用者が要求する冷凍
能力に達しているか否か等の判断を行い、この判断に基
づき各種の制御信号を該当する冷凍装置１に送信する。

【００２９】例えば、冷房の温度を下げたような場合に
は、圧縮能力を高めるように圧縮機２を制御し、或は警
報を出力する際には報知装置２５にその旨の信号を出力
する。

【００３０】各冷凍装置１の冷媒が不足していないか否
かの判断は以下のようにして行う。まず最初に、冷凍装
置１の運転が過渡的な状態であるか否かを判断する。こ
れは、運転開始から予め定めた所定時間経過したか否か
で判断する（Ｓ１）。

【００３１】このように所定時間の経過を判断するのは
以下の理由による。即ち、運転を開始してから定常運転
に達するまでの過渡的な状態では、冷媒管に十分な液冷
媒が流れておらず、フラッシュガス（泡）を含んだ液冷
媒が流れていることがある。

【００３２】このような状態で制御装置２４が作動して
フラッシュガスを検出すると冷媒不足と判断してしまい
誤動作となる。そこで、過渡的な状態では、制御装置２
４による冷媒不足の判断を行わないようにしている。

【００３３】この過渡時間は、冷凍装置１の大きさ、容
量等により異なるので、本発明では、過渡時間をタイマ
ーの設定時間により予め定めるようにしている。これに
より、過渡時間が異なる場合であっても容易に対応でき
るようになっている。

【００３４】所定時間が経過すると、次に負荷の上昇が
所定値以上か否かを判断する（Ｓ２）。

【００３５】もし、負荷の上昇が所定値以上であれば、
過渡的な状態と判断し、センサ７Ｄからの受光信号が入
力しないようにし、またはセンサ７Ｄからの受光信号を
無視する。

【００３６】運転開始から所定時間が経過し、かつ、負
荷の上昇が所定値以上でなくなるとセンサ７Ｄからの受
光信号を入力する（Ｓ３）。

【００３７】モイスチャーインジケータ７内を循環する
冷媒が液の状態であれば、発光部７Ｅからの赤外線は反
射板７Ｃで反射され、受光部７Ｆで受光される。

【００３８】この状態であれば、冷媒が漏れている状態
でないので、あるいは冷媒が漏れていても漏れている量
が少ない状態のため報知は行わない。

【００３９】冷媒の漏れが多くなるとモイスチャーイン
ジケータ７内を循環する冷媒にフラッシュガスが混じっ
てくるようになり、発光部７Ｅからの赤外線はフラッシ
ュガスで散乱されるようになる。

【００４０】フラッシュガスが発生していないときは、
発光部７Ｅからの赤外線は散乱等されることなく反射板
７Ｃで反射されて受光部７Ｆに受光される。従って、こ
の受光部７Ｆから出力される受光信号は時間的に変化し
ない。

【００４１】しかし、フラッシュガスが発生すると、受
光部７Ｆに受光される光量が変化し、受光信号もこれに
伴い変化して、例えば冷媒の漏れが所定充填量の１０％
以上になると、受光部７Ｆでの赤外線の受光量が著しく
少なくなる。

【００４２】そこで、この受光信号の変化からフラッシ
ュガスの発生を判断し、冷媒量が不足している判断する
と、制御装置２４が報知装置２５を動作させ、使用者に
冷媒漏れを報知する。

【００４３】報知装置２５が働いて報知されると、使用
者は、サービスマンに電話したりして冷媒漏れに対応す
る。

【００４４】従って、自動的に冷媒の漏れか否かを判断
し、報知するので、サービスマンや、冷凍装置１の運転
の管理者の手間を極力省くことができると共に、速やか
に冷媒の漏れに対応することができるようになる。

【００４５】特に、可燃性のＨＣ冷媒を用いた場合に
は、漏れた冷媒が燃える（漏れ量が大きい場合は爆発す
る）恐れがあり、速やかな対応が望ましく、この発明に
よれば、速やかに対応することが可能となる。

【００４６】また、モイスチャーインジケータ７の内壁
に反射板７Ｃを配置するのも比較的容易で、かつ発光部
７Ｅと受光部７Ｆとを備えたセンサ７Ｄも覗窓の外側か
ら設置できるので、設置自体が比較的容易であり、既に
設置された冷凍装置１にも比較的容易に適用することが
できる。

【００４７】更に、冷凍装置１の運転が過渡的な状態で
あるか否かを冷凍装置１の運転開始から予め定めた所定
時間の間であるか否かで判定しているので、過渡的な時
間は冷凍装置１の大きさや、冷媒の充填量の違い（冷媒
管全長の違い）で異るものの、タイマー時間の設定のみ
で比較的容易に対応でき、コスト上昇を抑えることが可
能になる。

【００４８】尚、前述の過渡的な状態とは、運転開始開
始から定常運転に至るまでの状態や、急激に負荷が増減
してその負荷に追随した運転をしている状態を指すもの
である。

【００４９】このように、複数の冷凍装置１からの信号
を１つの制御装置２４で時分割方式で受信して冷媒量が
不足しているか否かの判断を行うようにしたので、各冷
凍装置１に制御装置２４を設ける必要が無くなり、その
分コストダウンを図ることが可能になる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１にかかる発
明によれば、複数の冷凍装置をそれぞれ循環する冷媒の
状態を検出して信号を出力する冷媒検出器と、それぞれ
の冷媒検出器からの信号を時分割で受信して、該当する
冷凍装置に循環している冷媒量が不足しているか否かを
判断する判断手段とを設けたので、各冷凍装置に循環し
ている冷媒量が不足しているか否か判断を１つの判断手
段で行えるようになり、部品点数の削減によるコストダ
ウンが可能になる。

【００５１】請求項２にかかる発明によれば、冷媒検出
器を液冷媒の流動する冷媒管に設けられて、当該管内を
流動する冷媒の状態を視認するための覗窓を具備したサ
イトグラスと、該サイトグラスに設けられて、当該冷媒
管の管内を流動する冷媒を横切るように光を射出する発
光部と、該発光部から射出された光を反射する反射板
と、該反射板からの光を受光して受光信号を出力する受
光部とにより形成したので、簡単な構成で各冷凍装置に
循環している冷媒量が不足しているか否か判断を行うこ
とができるようになる。

【００５２】請求項３にかかる発明によれば、判断手段
により冷媒量が不足していると判断された場合には、光
又は音などで報知する報知装置を備えた判断手段を設け
たので、適切な対応が可能になる。

【００５３】請求項４にかかる発明によれば、冷凍装置
が定常運転に達したか否かを判断し、定常運転に達して
いないと判断した場合には、判断手段による判断を停止
させる停止手段を設けたので、判断の信頼性を向上させ
ることができるようになる。

【００５４】請求項５にかかる発明によれば、冷凍装置
が定常運転に達したか否かを、当該冷凍装置の運転開始
からの経過時間により判定するようにしたので、簡単な
構成で判断の信頼性を向上させることができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される冷凍シ
ステムの構成図である。

【図２】冷凍装置の回路図である。

【図３】同冷凍装置のモイスチャーインジケータ（サイ
トグラス）の平面図である。

【図４】同モイスチャーインジケータ（サイトグラス）
と検知器との関係を示す図である。

【図５】冷凍装置の各機器を示すブロック図である。

【図６】同冷凍装置の制御動作を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１（１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎ） 冷凍装置 ２ 圧縮機 ３ 凝縮器 ７ モイスチャーインジケータ（冷媒検出器、サイトグ
ラス） ７Ａ 覗窓 ７Ｃ 反射板 ７Ｅ 発光部 ７Ｆ 受光部 ９ 減圧装置 １０ 蒸発器 ２４ 制御装置（判断手段、停止手段） ２５ 報知装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 育民 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 長谷川 説 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 大岩 晃 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 井田 芳夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発
   器とが冷媒管により環状に接続された冷凍装置を複数備
   えた冷凍システムにおいて、 それぞれの前記冷凍装置に設けられて、各冷凍装置を循
   環する冷媒の状態を検出して信号を出力する冷媒検出器
   と、 それぞれの前記冷媒検出器からの信号を時分割で受信し
   て、該当する冷凍装置に循環している冷媒量が不足して
   いるか否かを判断する判断手段とを設けたことを特徴と
   する冷凍システム。
2. 【請求項２】 前記冷媒検出器が、液冷媒の流動する前
   記冷媒管に設けられて、当該管内を流動する冷媒の状態
   を視認するための覗窓を具備したサイトグラスと、 該サイトグラスに設けられて、当該冷媒管の管内を流動
   する冷媒を横切るように光を射出する発光部と、 該発光部から射出された光を反射する反射板と、 該反射板からの光を受光して受光信号を出力する受光部
   とにより形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の冷凍システム。
3. 【請求項３】 前記判断手段により冷媒量が不足してい
   ると判断された場合には、光又は音などで報知する報知
   装置を備えた判断手段を設けたことを特徴とする請求項
   １又は２記載の冷凍システム。
4. 【請求項４】 前記冷凍装置が定常運転に達したか否か
   を判断し、定常運転に達していないと判断した場合に
   は、前記判断手段による判断を停止させる停止手段を設
   けたことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載
   の冷凍システム。
5. 【請求項５】 前記冷凍装置が定常運転に達したか否か
   を、当該冷凍装置の運転開始からの経過時間により判定
   することを特徴とする請求項４項記載の冷凍システム。