JP2006275438A - 冷凍装置及びそれを備えた空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍装置に封入されるべき冷媒が封入されていないという異常（冷媒誤封入異常）や、冷媒に異物が混入しているという異常（異物混入異常）等の異常を診断し、また冷凍装置に使用される冷媒を判別して、その冷媒に対応した運転を実現可能にする冷凍装置を提供する。
【解決手段】出荷前に冷凍装置５０の試運転を行い、各種センサからの検知情報（冷媒圧力及び冷媒温度）に基づいて、冷凍装置５０の正常状態を示す値を記憶しておき、出荷後に冷凍装置５０の試運転を行ったときの運転状態を示す値と比較して、異常の有無を診断する。また、冷凍装置５０に封入可能な冷媒の特性をあらかじめ記憶しておき、実際に封入されている冷媒の種類を判断する判断基準値とする。さらに、これらの結果に基づいて冷凍装置５０の最適な運転を実現することを可能にした。
【選択図】図４

Description

本発明は、室内機と室外機とで構成される冷凍装置及びそれを備えた空気調和装置に関するものである。

従来、圧縮機、凝縮器、第１減圧装置、および蒸発器を、冷媒として非共沸混合冷媒を用いて流通させる冷媒配管により順次連結してなる冷凍サイクルと、前記圧縮機の出口から前記第１減圧装置までの高圧側と前記第１減圧装置から前記圧縮機入口までの低圧側とを第２減圧装置を介して連結接続するバイパス配管と、前記バイパス配管の高圧側から前記第２減圧装置へ流入する前記非共沸混合冷媒を冷却する冷却手段と、前記第２減圧装置の出口部における低圧側冷媒の温度ならびに低圧側冷媒の圧力を検出する温度検出器ならびに圧力検出器と、前記温度検出器ならびに前記圧力検出器で検出した信号から、前記冷凍サイクルの内部を循環する冷媒組成を演算する組成演算器とを備えた非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置がある（例えば、特許文献１）。

この冷凍空調装置は、温度検出器と圧力検出器とからの信号を組成演算器によって演算し、その演算結果に基づいて冷凍サイクルを循環する冷媒の冷媒組成を検知していた。つまり、冷凍空調装置の運転条件や負荷条件の変化により冷媒組成が変化した場合や、あるいは冷凍空調装置使用中の冷媒漏れにより冷媒組成が変化した場合や、冷媒充填時の誤動作で冷媒組成が変化した場合でも、冷凍サイクル内を循環する冷媒の冷媒組成を正確に検知することができるように非共沸混合冷媒を冷媒として使用していた。

特開平８−７５２８０号公報（第６頁、第１図及び第８図）

上記の冷凍空調装置は、非共沸混合冷媒を封入した場合に限って、機能及び性能が発揮できるようになっていた。すなわち、非共沸混合冷媒の冷媒組成を温度と圧力に基づいて演算し、その演算結果から非共沸混合冷媒の冷媒組成の変化を検知していた。しかしながら、冷凍空調装置に封入される冷媒は、非共沸混合冷媒だけではない。例えば、単一冷媒や擬似共沸冷媒等の冷媒も冷凍空調装置に使用されることがある。

したがって、冷凍空調装置に単一冷媒や擬似共沸冷媒等の冷媒が冷凍空調装置に使用された場合には、機能及び性能を発揮することができないという問題があった。また、非共沸混合冷媒以外の冷媒の種類を判別することができないという問題もあった。さらに、非共沸混合冷媒以外の冷媒に対応した運転ができないために、冷凍空調装置の故障やエネルギーの損失を招くという問題もあった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、冷凍装置に使用される冷媒を判別して、その冷媒に対応した運転を実現可能にする冷凍装置を提供することを目的とする。また、冷媒の判別とともに、封入されるべき冷媒が封入されていないという異常（冷媒誤封入異常）や、冷媒に異物が混入しているという異常（異物混入異常）等の異常の有無の判断を可能にする冷凍装置を提供することも目的とする。

本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、切替弁、熱源側熱交換器、利用側熱交換器を冷媒配管で順次接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクルを有する冷凍装置であって、前記圧縮機から吐出する冷媒の圧力を検知する第１圧力検知手段と、凝縮された冷媒の温度を検知する凝縮温度検知手段と、前記第１圧力検知手段と前記凝縮温度検知手段とからの検知情報に基づいて前記冷凍サイクルを循環する冷媒の種類または良否の一方または双方を判別する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、切替弁、熱源側熱交換器、利用側熱交換器を冷媒配管で順次接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクルを有する冷凍装置であって、前記圧縮機から吐出する冷媒の圧力を検知する第１圧力検知手段と、凝縮された冷媒の温度を検知する凝縮温度検知手段と、前記第１圧力検知手段と前記凝縮温度検知手段とからの検知情報に基づいて前記冷凍サイクルを循環する冷媒の種類または良否の一方または双方を判別する制御手段とを有するので、封入されている冷媒の圧力及び凝縮温度に基づいてその冷媒の種類または良否の一方または双方を判別することが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍装置５０を示す冷媒回路図である。冷凍装置５０は、圧縮機１１と、切替弁である四方弁１２と、熱源側熱交換器１３と、二重管熱交換器１４と、第１流量調整手段２１と、利用側熱交換器１５と、アキュムレータ１６とが冷媒配管１０で順次直列に接続されて構成されている。

二重管熱交換器１４は、被冷却側配管１４ａと冷却側配管１４ｂとで構成されている。第１流量調整手段２１は、絞り装置２１ａと絞り装置２１ｂとが並列に接続されて構成されている。また、利用側熱交換器１５は、第１熱交換器１５ａと第２熱交換器１５ｂとが並列に接続されて構成されている。

冷媒配管１０は、二重管熱交換器１４の被冷却側配管１４ａと第１流量調整手段２１との間で分岐し、冷却側配管１４ｂの入口側に接続するようになっている。この分岐した冷媒配管１０と冷却側配管１４ｂの入口側との間には、第２流量調整手段である絞り装置２２が設けられている。また、冷媒配管１０は、四方弁１２とアキュムレータ１６との間で分岐し、冷却側配管１４ｂの出口側に接続するようになっている。

第１圧力検知手段である第１圧力センサ３１は、圧縮機１１の冷媒吐出側に設けられている。第２圧力検知手段である第２圧力センサ３２は、四方弁１２とアキュムレータ１６との間に設けられている。第１温度センサ４１は、熱源側熱交換器１３と二重管熱交換器１４との間に設けられている。また、冷凍装置５０には、各センサの検知情報に基づいて冷凍装置５０全体を制御する制御手段である制御装置１７と、各種情報を記憶する記憶手段である記憶装置１８とが設けられている。

冷凍装置５０は、複数の室外機（熱源側熱交換器）と、これらの室外機に対し冷媒配管１０で接続した複数の室内機（利用側熱交換器）とを備えた空気調和装置に用いられ、冷房運転や暖房運転を行なうものである。このように、冷凍装置５０は、冷媒配管１０内を冷媒が循環する冷凍サイクルを構成して、冷媒の有する特性により、冷房運転や暖房運転を実現しているのである。

圧縮機１１は、冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒とするものである。四方弁１２は、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒の流れを切り替えるものである。熱源側熱交換器１３は、冷媒と空気との熱交換で冷媒を凝縮液化及び蒸発ガス化するものである。二重管熱交換器１４は、冷房運転時において熱源側熱交換器１３で凝縮液化された冷媒をさらに冷却するものである。

第１流量調整手段２１の絞り装置２１ａ及び絞り装置２１ｂは、一般に減圧弁や膨張弁と称されており、冷媒を減圧させるものである。利用側熱交換器１５は、冷媒と空気との熱交換で冷媒を蒸発ガス化及び凝縮液化するものである。冷媒配管１０は、圧縮されて気体になったり、減圧されて液体になったりする冷媒を導通させるものである。アキュムレータ１６は、過剰な冷媒を貯留するものである。

制御装置１７は、第１圧力センサ３１や第２圧力センサ３２、第１温度センサ４１等の各種センサから伝達される検知情報に基づいて冷媒の種類を判別したり、第２流量調整手段２１や絞り装置２２等を制御して冷媒の流量を調整したりするものであり、マイクロコンピュータ等で構成するとよい。記憶装置１８は、各センサで検知された検知情報を冷媒を判別するために格納しておくものであり、不揮発性メモリやＨＤＤ（ハードディスク装置）等で構成するとよい。

第２流量調整手段である絞り装置２２は、冷媒運転時において開制御されて、冷媒を二重管熱交換器１４の冷却側配管１４ｂに流通させるものであり、開閉弁等で構成するとよい。また、絞り装置２２は、暖房運転時において閉制御されるようになっている。第１圧力センサ３１は、圧縮機１１から吐出した冷媒の圧力（高圧）を検知するものである。

第２圧力センサ３２は、圧縮機１１に吸入する冷媒の圧力（低圧）を検知するものである。第１温度センサ４１は、凝縮温度検知手段及び蒸発温度検知手段として機能するものであり、冷凍サイクル内を循環する冷媒の温度を検知するものである。なお、第１温度センサ４１は、サーミスタ等で構成するとよい。

冷媒配管１０に封入される冷媒には、非共沸混合冷媒や擬似共沸混合冷媒、単一冷媒等がある。非共沸混合冷媒には、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒であるＲ４０７Ｃ（Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ）等がある。この非共沸混合冷媒は、沸点が異なる冷媒の混合物であるので、液相冷媒と気相冷媒との組成比率が異なるという特性を有している。擬似共沸混合冷媒には、ＨＦＣ冷媒であるＲ４１０Ａ（Ｒ３２／Ｒ１２５）やＲ４０４Ａ（Ｒ１２５／Ｒ１４３ａ／Ｒ１３４ａ）等がある。この擬似共沸混合冷媒は、非共沸混合冷媒と同様の特性の他、Ｒ２２の約１．６倍の動作圧力という特性を有している。

また、単一冷媒には、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）冷媒であるＲ２２やＨＦＣ冷媒であるＲ１３４ａ等がある。この単一冷媒は、混合物ではないので、取扱いが容易であるという特性を有している。その他、ＨＣ（炭化水素系）冷媒であるプロパンやイソブタン、アンモニアを使用することもできる。なお、Ｒ２２はクロロジフルオロメタン、Ｒ３２はジフルオロメタン、Ｒ１２５はペンタフルオロエタン、Ｒ１３４ａは１，１，１，２−テトラフルオロエタン、Ｒ１４３ａは１，１，１−トリフルオロエタンをそれぞれ示している。

図２は、冷房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
まず、圧縮機１１で高温・高圧にされた冷媒は、圧縮機１１から吐出して（矢印Ａ）四方弁１２を経由し熱源側熱交換器１３に流入する（矢印Ｂ）。熱源側熱交換器１３に流入した冷媒は、空気と熱交換して凝縮液化する。すなわち、冷媒は放熱して外気とほぼ同温の液体に変化するのである。その後、二重管熱交換器１４の被冷却側配管１４ａに流入し（矢印Ｃ）、さらに冷却される。

冷却された冷媒は、第１流量調整手段２１及び冷却側配管１４ｂに流入する（矢印Ｄ及び矢印Ｊ）。つまり、冷房運転中の絞り装置２２は開制御されており、冷媒の一部が冷却側配管１４ｂに流入するようになっている。第１流量調整手段２１に流入した冷媒は、絞り装置２１ａと絞り装置２１ｂとで減圧されて、低温・低圧の凝縮二相冷媒に変化する。その冷媒は、利用側熱交換器１５の第１熱交換器１５ａと第２熱交換器１５ｂとで空気と熱交換して蒸発ガス化する（矢印Ｅ）。すなわち、空気から吸熱して（空気を冷却）、気体に変化する。

その後、冷媒は、利用側熱交換器１５から出て（矢印Ｆ）、四方弁１２を経由し（矢印Ｇ）、アキュムレータ１６に流入する（矢印Ｈ、矢印Ｉ）。そして、アキュムレータ１６で過剰な冷媒が貯留され、圧縮機１１に吸入される。一方、冷却側配管１４ｂに流入する冷媒（矢印Ｊ）は、まず絞り装置２２で減圧されてから冷却側配管１４ｂに流入する。そして、二重管熱交換器１４内で被冷却側配管１４ａを流れる冷媒と熱交換して蒸発ガス化する。

すなわち、被冷却側配管１４ａを流れる冷媒から吸熱（冷媒を冷却）して気体に変化する。その結果として、被冷却側配管１４ａを流れる冷媒はさらに冷却されるのである。その後、冷媒は、冷凍サイクルに戻り（矢印Ｋ）アキュムレータ１６に流入する（矢印Ｉ）。そして、アキュムレータ１６で過剰な冷媒が貯留され、圧縮機１１に吸入される。以上のように、冷凍サイクル内を冷媒が循環することで冷房運転が行われる。

図３は、暖房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
暖房運転は、四方弁１２で冷媒の流れを切り替えて冷房運転とは逆に冷凍サイクル内を冷媒が循環することで行われる。まず、圧縮機１１で高温・高圧にされた冷媒は、圧縮機１１から吐出して（矢印ａ）四方弁１２を経由し利用側熱交換器１５に流入する（矢印ｂ）。利用側熱交換器１５に流入した冷媒は、空気と熱交換して凝縮液化する（矢印ｃ）。すなわち、冷媒は放熱して（空気の暖め）、液体に変化する。

液化した冷媒は、第１流量調整手段２１に流入し、絞り装置２１ａと絞り装置２１ｂとで減圧されて、低温・低圧の凝縮二相冷媒に変化する。その冷媒は、第１流量調整手段２１を出て（矢印ｄ）、二重管熱交換器１４を経由し、熱源側熱交換器１３に流入する（矢印ｅ）。そして、冷媒は、熱源側熱交換器１３で空気と熱交換して蒸発ガス化する。すなわち、空気から吸熱して気体に変化する。

なお、暖房運転における絞り装置２２は閉制御されており、冷媒が冷却側配管１４ｂに流入することはない。熱源側熱交換器１３から出た冷媒（矢印ｆ）は、四方弁１２を経由し（矢印ｇ）、アキュムレータ１６に流入する（矢印ｈ及び矢印ｉ）。アキュムレータ１６で過剰な冷媒が貯留され、圧縮機１１に吸入される。このように、冷媒が冷房運転とは逆に冷凍サイクル内を循環することで暖房運転が行われる。

次に、冷凍装置５０における異常検出処理の流れについて説明する。
図４は、出荷前における冷凍装置５０の運転状態を記録する動作の流れの一例を示すフローチャートである。製造が完成した冷凍装置５０は、真空引きされ、その後封入されるべき冷媒を封入して試運転が行なわれる。そして、そのときの運転状態を示す値（正常運転状態値）を記憶しておき、出荷後に改めて試運転（冷房及び暖房）するときの基準値とする。なお、出荷前の試運転をプレ試運転と称する。

すなわち、プレ試運転で得られる正常運転状態値と出荷後の試運転で得られる運転状態を示す値（実測値）とを比較することにより、冷凍装置５０の冷凍サイクル内に発生する異常を検出することが可能になっている。例えば、冷凍サイクル内に発生する異常には、封入されるべき冷媒が封入されていないという異常（冷媒誤封入異常）や、冷媒に異物が混入しているという異常（異物混入異常）等の種類がある。

なお、封入される冷媒には、上述したような非共沸混合冷媒や擬似共沸混合冷媒、単一冷媒等の種類があり、それぞれ特有の性質がある。その冷媒が有している特有の性質に基づいて、冷媒を判別することが可能になっている。すなわち、プレ試運転で得られる正常運転状態値や冷媒の特性（圧力に対する飽和温度等）を記憶して、それらの値と実測値とを比較することにより、封入されている冷媒の種類の判別をすることが可能になっている。

プレ試運転において、まず冷凍装置５０の冷房運転を実行する。このとき、第２流量調整手段である絞り装置２２を所定開度に固定して冷房運転を開始する（ステップＳ１０１）。この絞り装置２の所定開度は、第１温度センサ４１（凝縮温度検知手段）で検知する冷媒の温度が飽和温度となるように調整されている。冷房運転時は、冷凍サイクル内を冷媒が図２で示したように循環して行われる。

冷房運転は、冷凍装置５０が安定するまで（例えば、１０分）運転が継続される（ステップＳ１０２）。これは、冷媒が潤滑に循環するようになるまでの時間であればよい。所定時間が経過して冷凍装置５０が安定すると（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、制御装置１７は、第１圧力センサ３１の検知情報（圧力情報）から演算される冷媒の飽和温度から第１温度センサ４１の実際の検知情報（温度情報）を引いて、その差（α１）を算出する（ステップＳ１０３）。

このα１は、冷房運転初期における、第１圧力センサ３１及び第１温度センサ４１が検知する情報の誤差の基準となるものである。すなわち、出荷後に冷房試運転されたときに、第１圧力センサ３１や第１温度センサ４１が実際に検知する冷媒の諸情報とα１とを比較することで、冷房運転初期における誤差を診断することができる。そして、α１は記憶装置１８に記憶する（ステップＳ１０４）。また、α１を記憶装置１８に記憶させるに際しては、自動的に記憶させるようにしてもよく、手動で記憶させるようにしてもよい。

つぎに、プレ試運転において、冷凍装置５０の暖房運転を実行する。このとき、第２流量調整手段である絞り装置２２は閉止して暖房運転を開始する（ステップＳ１０５）。暖房運転も冷房運転と同様に、冷凍装置５０が安定するまで（例えば、１０分）運転が継続される（ステップＳ１０６）。

所定時間が経過して冷凍装置５０が安定すると（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、制御装置１７は、第２圧力センサ３２の圧力情報から演算される冷媒の飽和温度から第１温度センサ４１（蒸発温度検知手段）の温度情報を引いて、その差（α２）を算出する（ステップＳ１０７）。このα２は、暖房運転初期における、第１圧力センサ３１及び第１温度センサ４１が検知する情報の誤差の基準となるものである。すなわち、出荷後に暖房試運転されたときに、第１圧力センサ３１や第１温度センサ４１が実際に検知する冷媒の諸情報とα１とを比較することで、暖房運転初期における誤差を診断することができる。そして、α２もα１と同様に記憶装置１８に記憶する（ステップＳ１０８）。

以上でプレ試運転を終了する。その後、冷凍装置５０が出荷されて、冷凍装置５０を据え付ける現地で冷媒判別の試運転を行なう。一般に、出荷されてから現地に冷凍装置５０を据え付ける際の施工時において配管工事や冷媒の封入、冷媒の追加封入が実行されることが多い。すなわち、冷凍装置５０の施工時に、本来封入すべき冷媒と異なる冷媒が封入されたり、冷媒配管の真空引きが不十分なために水分や空気等の異物が混入したりする可能性が大きいのである。

図５は、冷房運転時における異常判別処理の流れを示すフローチャートである。現地で施工が終了すると、冷凍装置５０の冷房試運転を開始する。なお、この冷房試運転では、冷凍装置５０が用いられる空気調和装置を構成する室内機すべてで運転するのが望ましい。

冷凍装置５０は、絞り装置２２が所定開度に固定されて冷房試運転が開始される（ステップＳ２０１）。この絞り装置２２の所定開度は、プレ試運転と同様に調整される。冷房試運転は、冷凍装置５０が安定するまで（例えば、１０分）運転が継続される（ステップＳ２０２）。これは、冷媒が潤滑に循環するようになるまでの時間であればよい。理由は、プレ試運転と同様である。

所定時間が経過して冷凍装置５０が安定すると（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、制御装置１７は、第１圧力センサ３１の圧力情報から演算される冷媒の飽和温度から第１温度センサ４１の温度情報を引いて、その差（α３）を算出する（ステップＳ２０３）。そして、制御装置１７は、このα３と記憶装置１８に記憶してあるα１とを比較し、異常の有無を判断する（ステップＳ２０４）。

制御装置１７は、α３とα１との差の絶対値（ＡＢＳ（α３−α１））を算出し、この算出値が設定されている正常状態を示す許容範囲内であるかどうか診断する。この算出値が、許容範囲内であれば異常無しと、許容範囲内でなければ異常有りと判断する。例えば、この許容範囲を示す値に３が設定してあると、制御装置１７は、α３とα１との差の絶対値が３以上であれば許容範囲内でないので異常有りと、３未満であれば異常無しと判断する。異常には、上述したように冷媒誤封入異常や異物混入異常等がある。

異常の種類を具体的に判断できるように、正常状態を示す許容範囲を詳細に設定することが望ましい。つまり、α３と比較する対象をα１だけに限定せずに、他の基準値も比較対象とするとよい。例えば、プレ試運転において各種の異常（冷媒誤封入異常や異物混入異常）を再現し、その各種異常から得られる特徴的で具体的な値を複数算出しておけば、異常の特定をより的確に判断することが可能になる。なお、冷媒誤封入異常の場合には、封入されている冷媒の特長から冷媒の種別を判断することが可能になっている。

制御装置１７は、異常有りと判断すると（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）、その異常をユーザや作業員等に知らせるべく異常発報を行なう（ステップＳ２０５）。また、制御装置１７は、異常無しと判断すると（ステップＳ２０４；ＮＯ）、異常発報はしない（ステップＳ２０６）。そして、冷房試運転を終了させる。なお、異常無しの場合には、冷房試運転をそのまま継続させてもよい。

また、異常発報は、ブザーや音声等で行なってもよく、図示省略のリモコン等の操作表示部に表示して行なってもよい。さらに、異常発報に複数種類用意しておけば、その種類に対応した異常種類が容易に特定できる。なお、制御装置１７は、異常有りと判断した場合には、冷凍装置５０を強制的に停止させてもよいし、停止させなくてもよい。ここでは、冷凍装置５０施工後の冷房試運転を例に説明したが、これに限定するものでなく、通常冷房運転中においても同様に異常判別を行なうことができる。

図６は、暖房運転時における異常判別処理の流れを示すフローチャートである。現地で施工が終了すると、冷凍装置５０の暖房試運転を開始する。なお、この暖房試運転では、冷凍装置５０が用いられる空気調和装置を構成する室内機すべてで運転するのが望ましい。

冷凍装置５０は、絞り装置２２が閉止されて暖房試運転が開始される（ステップＳ３０１）。暖房試運転は、冷凍装置５０が安定するまで（例えば、１０分）運転が継続される（ステップＳ３０２）。これは、冷媒が潤滑に循環するようになるまでの時間であればよい。理由は、プレ試運転及び冷房試運転と同様である。

所定時間が経過して冷凍装置５０が安定すると（ステップＳ３０２；ＹＥＳ）、制御装置１７は、第１圧力センサ３１の圧力情報から演算される冷媒の飽和温度から第１温度センサ４１の温度情報を引いて、その差（α４）を算出する（ステップＳ３０３）。そして、制御装置１７は、このα４と記憶装置１８に記憶してあるα２とを比較し、異常の有無を判断する（ステップＳ３０４）。

制御装置１７は、α４とα２との差の絶対値（ＡＢＳ（α４−α２））を算出し、この算出値が設定されている正常状態を示す許容範囲内であるかどうか診断する。この算出値が、許容範囲内であれば異常無しと、許容範囲内でなければ異常有りと判断する。許容範囲の設定は、冷房試運転の場合と同様にしておくとよい。なお、冷房試運転とは異なる特徴を有する異常があれば、プレ試運転においてその特徴的な値を算出し記憶しておくとよい。

制御装置１７は、異常有りと判断すると（ステップＳ３０４；ＹＥＳ）、その異常をユーザや作業員等に知らせるべく異常発報を行なう（ステップＳ３０５）。また、制御装置１７は、異常無しと判断すると（ステップＳ３０４；ＮＯ）異常発報はしない（ステップＳ３０６）。そして、暖房試運転を終了させる。なお、異常無しの場合には、暖房試運転をそのまま継続させてもよい。

また、異常発報は、ブザーや音声等で行なってもよく、図示省略のリモコン等の操作表示部に表示して行なってもよい。さらに、異常発報に複数種類用意しておけば、その種類に対応した異常種類が容易に特定できる。なお、制御装置１７は、異常有りと判断した場合には、冷凍装置５０を強制的に停止させてもよいし、停止させなくてもよい。ここでは、冷凍装置５０施工後の暖房試運転を例に説明したが、これに限定するものでなく、通常暖房運転中においても同様に異常判別を行なうことができる。

冷房運転及び暖房運転では、その運転条件や負荷条件によって発生する余剰な冷媒はアキュムレータ１６に貯留されるようになっている。このアキュムレータ１６に貯留された冷媒は、冷媒を構成する成分毎に分けられて貯留される。このために、アキュムレータ１６内に冷媒が貯留されていると、冷凍サイクル内を循環している冷媒の組成が変化してしまう。

そこで、このような冷媒の組成の変化を伴う運転に対しては、例えば、暖房運転時における第１流量調整手段２１の絞り装置２１ａまたは絞り装置２１ｂのうち一方のみを開いている場合と両方を開いている場合とで、第２圧力センサ３２が検知した圧力から演算される冷媒の飽和温度と第１温度センサ４１が検知した温度との差が大きく変化すると、冷媒に非共沸混合冷媒を使用しているものと判断することができる。

また、第２圧力センサ３２が検知している所定の圧力に対して第１温度センサ４１が検知した温度が大きく変動しても、冷媒に非共沸混合冷媒を使用しているものと判断することができる。すなわち、余剰冷媒の変化や利用側熱交換器１５への冷媒の寝込み方に対して所定圧力に対する飽和温度が変化しているものとして、非共沸混合冷媒であると判断し、単一冷媒または擬似共沸混合冷媒と区別できるようになっている。冷媒の寝込みとは、冷媒が機器類に滞留してしまう現象である。

［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る冷凍装置５０ａを示す冷媒回路図である。図１と共通する部分については同じ符号を付し説明を省略する。
第２温度センサ４２は、絞り装置２２の冷媒出口側と冷却側配管１４ｂの冷媒入口側ととの間に設けられている。第３温度センサ４３は、第１流量調整手段２１と利用側熱交換器１５との間に設けられている。第４温度センサ４４は、利用側熱交換器１５に設けられている。第５温度センサ４５は、熱源側熱交換器１３に設けられている。

これらの温度センサは、設けられている箇所で冷媒の温度を検知しているものである。そして、これらの温度センサが検知した検知温度は制御装置１７に伝達されるようになっている。実施の形態１では、第１圧力センサ３１及び第２圧力センサ３２と第１温度センサ４１との検知情報に基づいて異常判断の基準値（α１、α２）を算出した場合を例に説明したが、実施の形態２では、第１圧力センサ３１及び第２圧力センサ３２と、第２温度センサ４２及び第３温度センサ４３、第４温度センサ４４、第５温度センサ４５との検知情報に基づいて異常判断の基準値を算出する場合を例に説明する。

第５温度センサ４５は、熱源側熱交換器１３の伝熱管に設けられており、冷房運転時における凝縮液化された冷媒（凝縮二相冷媒）の温度を検知するものである。したがって、冷房運転において、第１圧力センサ３１が検知した冷媒圧力から演算される飽和温度から第５温度センサ４５が検知した冷媒の凝縮飽和温度を引いた値を異常判断の基準値としてもよい。また、冷房運転時において、第２圧力センサ３２が検知した冷媒圧力から演算される飽和温度から第２温度センサ４２が検知する冷媒の冷媒温度を引いた値を異常判断の基準値としてもよい。さらに、冷房運転時において、第２圧力センサ３２が検知した冷媒圧力から演算される飽和温度から第３温度センサ４３が検知した冷媒の冷媒温度を引いた値を異常判断の基準値としてもよい。

第４温度センサ４４は、利用側熱交換器１５の伝熱管に設けられており、暖房運転時における凝縮二相冷媒の温度を検知するものである。したがって、暖房運転において、第１圧力センサ３１が検知した冷媒圧力から演算される飽和温度から第４温度センサ４４が検知した冷媒の凝縮飽和温度を引いた値を異常判断の基準値としてもよい。

このように、第１圧力センサ３１及び第２圧力センサ３２と、第２温度センサ４２及び第３温度センサ４３、第４温度センサ４４、第５温度センサ４５との検知情報に基づいて異常判断の基準値とすることが可能なので、異常判断をより確実に行うことができる。なお、算出した基準値を併用してすれば、さらに異常判断の確実性が増すことになる。また、実施の形態１で算出したα１及びα２と併用してもよい。ここで算出した基準値は、記憶装置１８に記憶しておくとよい。

実施の形態１では、異常判断を行った後、強制停止したり運転を継続したりする場合を例に説明したが、判別した冷媒に対応した運転を実行するとよい。誤封入されたとしても、その冷媒の能力を発揮させる運転をすることができれば、冷凍装置５０は性能低下することなく運転を実行できるからである。さらに、封入すべき冷媒を際封入しなければならないと、その間冷凍装置５０の運転が行われないことになり、またユーザや作業員等に手間がかかることになる。

このようなことを防止するために、冷媒の種類に応じた最適な運転が可能なように、あらかじめ記憶装置１８に各冷媒の特性を記憶しておくとよい。すなわち、制御装置１７は、冷媒の種別を判断し、冷媒の種別を特定した後は、記憶装置１８に記憶されている特性からその冷媒に対応した最適な運転が実現できるように絞り装置２１ａや絞り装置２１ｂ、絞り装置２２を制御するとよい。

本発明の実施の形態１に係る冷凍装置を示す冷媒回路図である。 冷房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 暖房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 冷凍装置のプレ試運転の流れを示すフローチャートである。 冷凍装置の冷房試運転の流れを示すフローチャートである。 冷凍装置の暖房試運転の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る冷凍装置を示す冷媒回路図である。

符号の説明

１０ 冷媒配管、１１ 圧縮機、１２ 四方弁、１３ 熱源側熱交換器、１４ 二重管熱交換器、１５ 利用側熱交換器、１５ａ 第１熱交換器、１５ｂ 第２熱交換器、１６ アキュムレータ、１７ 制御装置、１８ 記憶装置、２１ 第１流量調整手段、２１ａ 絞り装置、２１ｂ 絞り装置、２２ 絞り装置、３１ 第１圧力センサ、３２ 第２圧力センサ、４１ 第１温度センサ、４２ 第２温度センサ、４３ 第３温度センサ、４４ 第４温度センサ、４５ 第５温度センサ、５０ 冷凍装置、５０ａ 冷凍装置。

Claims (13)

1. 圧縮機、切替弁、熱源側熱交換器、利用側熱交換器を冷媒配管で順次接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクルを有する冷凍装置であって、
   前記圧縮機から吐出する冷媒の圧力を検知する第１圧力検知手段と、
   凝縮された冷媒の温度を検知する凝縮温度検知手段と、
   前記第１圧力検知手段と前記凝縮温度検知手段とからの検知情報に基づいて前記冷凍サイクルを循環する冷媒の種類または良否の一方または双方を判別する制御手段とを有する
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 圧縮機、切替弁、熱源側熱交換器、利用側熱交換器を冷媒配管で順次接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクルを有する冷凍装置であって、
   前記圧縮機に吸入する冷媒の圧力を検知する第２圧力検知手段と、
   蒸発する冷媒の温度を検知する蒸発温度検知手段と、
   前記第２圧力検知手段と前記蒸発温度検知手段とからの検知情報に基づいて前記冷凍サイクルを循環する冷媒の種類または良否の一方または双方を判別する制御手段とを有する
   ことを特徴とする冷凍装置。
3. 前記第１圧力検知手段が検知した冷媒の圧力から演算される冷媒の飽和温度から前記凝縮温度検知手段が検知した冷媒の温度を引いた値を冷媒の種類または良否の一方または双方を判別するための基準値とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
4. 前記第２圧力検知手段が検知した冷媒の圧力から演算される冷媒の飽和温度から前記蒸発温度検知手段が検知した冷媒の温度を引いた値を冷媒の種類または良否の一方または双方を判別するための基準値とする
   ことを特徴とする請求項２に記載の冷凍装置。
5. 前記制御手段は、
   所定時間経過後の運転で得られる前記第１圧力検知手段が検知した冷媒の圧力から演算される冷媒の飽和温度から前記凝縮温度検知手段が検知した冷媒の温度を引いた値と前記基準値とを比較して冷媒の種類または良否の一方または双方を判別する
   ことを特徴とする請求項１または３に記載の冷凍装置。
6. 前記制御手段は、
   所定時間経過後の運転で得られる前記第２圧力検知手段が検知した冷媒の圧力から演算される冷媒の飽和温度から前記蒸発温度検知手段が検知した冷媒の温度を引いた値と前記基準値とを比較して冷媒の種類または良否の一方または双方を判別する
   ことを特徴とする請求項２または４に記載の冷凍装置。
7. 前記制御手段は、
   所定時間経過後の運転で得られる前記第１圧力検知手段が検知した冷媒の圧力から演算される冷媒の飽和温度から前記凝縮温度検知手段が検知した冷媒の温度を引いた値と前記基準値とを比較した結果、該結果が前記冷凍サイクルの正常状態を示す所定範囲内にないとき該冷凍サイクルに異常が発生しているものと判断する
   ことを特徴とする請求項１、３または５に記載の冷凍装置。
8. 前記制御手段は、
   所定時間経過後の運転で得られる前記第２圧力検知手段が検知した冷媒の圧力から演算される冷媒の飽和温度から前記蒸発温度検知手段が検知した冷媒の温度を引いた値と前記基準値とを比較した結果、該結果が前記冷凍サイクルの正常状態を示す所定範囲内にないとき該冷凍サイクルに異常が発生しているものと判断する
   ことを特徴とする請求項２、４または６に記載の冷凍装置。
9. 前記制御手段は、
   前記第１圧力検知手段または前記第２圧力検知手段が検知した冷媒の圧力から演算される冷媒の前記飽和温度の変化に基づいて、非共沸混合冷媒、擬似共沸混合冷媒または単一冷媒かを判別する
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の冷凍装置。
10. 前記冷凍装置の状態を報知する警報手段を有し、
    前記制御手段は、
    冷媒の種類または良否の一方または双方を判別をしたとき、その判別結果を前記警報手段に表示させる
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の冷凍装置。
11. 前記制御手段は、
    前記冷凍サイクルに異常が発生していると判断したとき、
    その異常の発生を前記警報手段に発報させる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の冷凍装置。
12. 前記冷凍装置を強制的に停止する強制停止手段を有し、
    前記制御手段は、
    前記冷凍サイクルに異常が発生しているものと判断したとき、前記強制停止手段を制御して前記冷凍装置を強制停止させる
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の冷凍装置。
13. 前記請求項１〜１２のいずれかに記載の冷凍装置を備えた
    ことを特徴とする空気調和装置。
    

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