JP2011208881A

JP2011208881A - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2011208881A
Application number: JP2010077355A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 晃司佐藤; Kazuhiko Mihara; 一彦三原; Yusuke Kurata; 裕輔倉田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】迅速且つ容易に、そして、的確に冷媒漏れを検出することができる冷凍装置を提供する。
【解決手段】貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサ２３と、外気温度を検出する外気温度センサ２１と、ショーケースが設置された店内の温度を検出する室内温度センサ２７と、圧縮機２の運転を制御する制御手段とを備える。制御手段は、貯蔵室内の温度のプルダウン速度に関するプルダウン速度データを、外気温度と店内温度に関連させて予め保持しており、外気温度センサと室内温度センサの出力により得られた現在の外気温度及び店内温度におけるプルダウン速度データと、庫内温度センサの出力により得られた現在のプルダウン速度とを比較し、当該現在のプルダウン速度がプルダウン速度データよりも遅い場合、冷媒回路からの冷媒漏れと判断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を配管接続して冷媒回路を構成し、圧縮機と凝縮器は室外に、蒸発器は室内にある冷却機器に設置して貯蔵室内を冷却する冷凍装置に関するものである。

従来よりスーパーマーケットやコンビニエンスストア等の店舗には商品を陳列販売するショーケース（冷却機器）が店舗の売り場内（室内）に複数台設置されている。そして、各ショーケースには蒸発器をそれぞれ設け、室外に設置された冷凍機とを配管接続し、冷凍機を構成する圧縮機にて圧縮された冷媒を、凝縮器にて凝縮させた後、各ショーケースの蒸発器に分配供給している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３１５４９５号公報

上述の如く室外（売り場以外の屋内、若しくは、屋外）に設置された冷凍機と店内のショーケースとが現場にて冷媒配管により接続されるものであるので、溶接箇所やネジ止め部、継ぎ手等において冷媒漏れが発生する危険性が高い。冷媒漏れが発生すると当然に冷凍装置の冷却能力が低下し、貯蔵室内に陳列した商品の劣化を招くと共に、大量に漏れが発生すると地球環境にも多大な悪影響を及ぼすことになる。

そこで、従来では貯蔵室内の冷えが極端に悪くなったと使用者が判断した場合、リークディテクターやガス漏れ検知スプレー等を用いて各箇所を個々に確認し、冷媒漏れが原因か否かを推定していたが、係る検出方法では多大な労力と時間を要し、その間にも商品の劣化が進むと共に、顧客にも迷惑となる問題があった。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、迅速且つ容易に、そして、的確に冷媒漏れを検出することができる冷凍装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を配管接続して成る冷媒回路を備え、圧縮機及び凝縮器を室外に設置し、蒸発器により冷却機器の貯蔵室内を冷却して成るものであって、貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサと、外気温度を検出する外気温度センサと、冷却機器が設置された室内の温度を検出する室内温度センサと、圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、貯蔵室内の温度のプルダウン速度に関するプルダウン速度データを、外気温度と室内の温度に関連させて予め保持しており、外気温度センサと室内温度センサの出力により得られた現在の外気温度及び室内の温度におけるプルダウン速度データと、庫内温度センサの出力により得られた現在のプルダウン速度とを比較し、当該現在のプルダウン速度がプルダウン速度データよりも遅い場合、冷媒回路からの冷媒漏れと判断することを特徴とする。

請求項２の発明の冷凍装置は、上記において制御手段は、冷媒漏れを判断した場合、圧縮機を停止し、且つ、所定の警報を発することを特徴とする。

冷媒回路から冷媒漏れが発生した場合、冷却機器のプルダウン速度は著しく低下する。そこで、本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を配管接続して成る冷媒回路を備え、圧縮機及び凝縮器を室外に設置し、蒸発器により冷却機器の貯蔵室内を冷却して成る冷凍装置において、貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサと、外気温度を検出する外気温度センサと、冷却機器が設置された室内の温度を検出する室内温度センサと、圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、貯蔵室内の温度のプルダウン速度に関するプルダウン速度データを、外気温度と室内の温度に関連させて予め保持しており、外気温度センサと室内温度センサの出力により得られた現在の外気温度及び室内の温度におけるプルダウン速度データと、庫内温度センサの出力により得られた現在のプルダウン速度とを比較し、当該現在のプルダウン速度がプルダウン速度データよりも遅い場合、冷媒回路からの冷媒漏れと判断するようにしたので、正常時のプルダウン速度を予め測定し、これを外気温度と室内の温度に関連させ、プルダウン速度データとして制御手段に保持させておくことにより、現在のプルダウン速度が、現在の外気温度及び室内の温度におけるプルダウン速度データよりも遅くなったことで冷媒回路からの冷媒漏れを迅速且つ容易に検出することができるようになる。

ここで、冷却機器のプルダウン速度は外気温度や室内の温度によって変化するが、本発明では、プルダウン速度データを、外気温度と室内の温度に関連させて制御手段に保持させているので、的確な冷媒漏れ判断が可能となるものである。

また、請求項２の発明によれば、上記に加えて制御手段は、冷媒漏れを判断した場合、圧縮機を停止し、且つ、所定の警報を発するので、冷媒漏れの発生を早期に使用者に知らせて漏れ量を最低限に抑えることが可能となり、貯蔵室内の物品の劣化や環境への悪影響を最小限に抑制することができるようになるものである。

本発明を適用した実施例の冷凍装置の冷媒回路図である。図１の冷凍装置の制御手段のブロック図である。実施例におけるプルダウン速度データを説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１において、実施例の冷凍装置１は、例えばスーパーマーケット等の店舗に複数台設置されたショーケース（冷却機器）Ｓの貯蔵室内を冷却するものであり、圧縮機２、凝縮器３及び凝縮器用送風機４（図２）等が設置された冷凍機６と、複数台のショーケースＳ・・にそれぞれ設置された蒸発器７や液電磁弁８、膨張弁（減圧装置）９等を、据え付け現場にて冷媒配管１１、１２により接続することで、冷媒回路が構成される。

上記冷凍機６は店舗の売り場以外の屋内、若しくは、屋外（室外）に設置され、ショーケースＳ・・は店舗の売り場内（室内）に設置される。圧縮機２にて圧縮された高温高圧の冷媒ガスは凝縮器３にて凝縮器用送風機４の空冷により凝縮液化し、冷凍機６から出て冷媒配管１１を通り、各ショーケースＳ・・に分配される。分配された液冷媒は各ショーケースＳの液電磁弁８を通過し、膨張弁９にて減圧された後、蒸発器７に流入して蒸発し、冷却作用を発揮する。蒸発器７により冷却された冷気は冷気循環用送風機１３（図２）によりショーケースＳの貯蔵室内に循環され、それによって、貯蔵室内に陳列された商品は冷却される。

各ショーケースＳ・・の蒸発器７から流出した冷媒は合流し、冷媒配管１２を通って冷凍機６に戻り、圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。尚、冷媒配管１１、１２や冷凍機６、ショーケースＳ内の冷媒回路には溶接箇所やネジ止め箇所、継ぎ手等が複数存在する。

次に、図２において１６は店舗の事務室やメンテナンス会社等に設置された集中コントローラ、１７は冷凍機６に設けられた冷凍機コントローラ、１８は各ショーケースＳ・・にそれぞれ設けられたショーケースコントローラである。各コントローラ１６、１７、１８は何れもマイクロコンピュータにより構成され、相互に通信線１９にて接続されてデータの送受信を行うことにより冷凍装置１の制御手段を構築し、冷凍機６や各ショーケースＳ・・を集中制御する。

冷凍機６に設けられた冷凍機コントローラ１７の出力には、前記圧縮機２や凝縮器用送風機４等が接続され、入力には冷凍機６が設置された室外（売り場以外の屋内、若しくは、屋外）の温度である外気温度（冷凍機側外気温度）を検出する外気温度センサ２１や冷媒回路の低圧側の圧力（冷媒配管１２の圧力）を検出する低圧センサ２２等の出力が接続されている。

各ショーケースＳ・・にそれぞれ設けられたショーケースコントローラ１８の出力には、前記冷気循環用送風機１３や液電磁弁８、膨張弁９の他、蒸発器７の除霜ヒータ２８等が接続され、入力にはショーケースＳの貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサ２３の出力等が接続されている。

集中コントローラ１６は、読み書き可能な不揮発性メモリやハードディスク等から構成される記憶装置２４や、キーボードやマウス等の入力装置（図示せず）、プリンタやディスプレイ等の出力装置（図示せず）の他、ブザーやランプから成る警報装置２６を備えている。また、集中コントローラ１６には、当該店舗の売り場内の温度である店内温度（室内の温度）を検出する室内温度センサ２７の出力が接続されている。

前記記憶装置２４には、制御動作用のソフトウエアの他、図３に示すプルダウン速度データが予め書き込まれ、保持されている。このプルダウン速度データとは、正常な冷媒量が冷凍装置１の冷媒回路内に封入されている場合のショーケースＳの貯蔵室内の温度のプルダウン速度（プルダウンに要する時間）に関するデータである。ここで、例えば除霜後のプルダウン速度は冷凍機６側の外気温度や店内温度、ショーケースＳ内の商品の量によって変化する。

そこで、予め代表的な店舗を選択し、この代表店舗において複数の冷凍機６側の外気温度（外気温度センサ２１によって検出される）と店内温度（室内温度センサ２７によって検出される）の環境において、当該冷凍装置１の正常なプルダウン速度を測定し、プルダウン速度データを蓄積してこれを基準とする。

実施例のプルダウン速度データは、０℃、＋１０℃、＋２０℃、＋３０℃の四つの各店内温度（Ｚ軸）のそれぞれにおいて、−１０℃、０℃、＋１０℃、＋２０℃、＋４０℃の各外気温度（Ｘ軸）のときの正常なプルダウン速度（分。Ｙ軸）を測定したものであり、図３ではそれを３次元のグラフで示している。即ち、記憶装置２４内のプルダウン速度データとは、外気温度と店内温度（室内の温度）に関連させて予め測定された貯蔵室内の温度のプルダウン速度に関するデータである。

その傾向は、やはり外気温度が高いほどプルダウン速度は遅くなり（プルダウンに要する時間が長い）、低い程速くなる（プルダウンに要する時間が短くなる）。また、店内温度が高いほどプルダウン速度は遅くなり、低い程速くなる傾向となる。即ち、実施例の冷凍装置１では、例えば店内温度＋３０℃で外気温度＋４０℃であった場合、正常なプルダウン速度は６０分であり、同じ店内温度で外気温度が−１０℃の場合は正常なプルダウン速度は２５分であったことが示され、店内温度＋２０℃で外気温度＋４０℃であった場合、正常なプルダウン速度は４０分であり、同じ店内温度で外気温度が−１０℃の場合は正常なプルダウン速度は２０分であったことが示されている。

次に、冷凍装置１の動作を説明する。各ショーケースＳのショーケースコントローラ１８は、庫内温度センサ２３の出力に基づき、所定の上限温度で液電磁弁８を開き（或いは液電磁弁８は開いたまま膨張弁９を開く）、下限温度で閉じる（或いは、液電磁弁８は開いたまま膨張弁９を全閉とする）。また、蒸発器１８の過熱度に基づいて膨張弁９の弁開度を制御する。それによって、貯蔵室内の温度を前記上限温度と下限温度の間の設定温度に維持する。

冷凍機コントローラ１７は低圧センサ２２の出力に基づき、全てのショーケースＳ・・の液電磁弁８（或いは液電磁弁８は開いたままで膨張弁９）が閉じられて低圧が所定の下限値まで低下した場合、圧縮機２と凝縮器用送風機４を停止する。そして、何れかのショーケースＳの液電磁弁８（或いは液電磁弁８は開いたままで膨張弁９）が開放された場合の低圧側の圧力上昇で圧縮機２及び凝縮器用送風機４を起動する。

このような各コントローラ１７、１８における運転制御に関するデータは通信線１９を介して集中コントローラ１６に収集される。また、集中コントローラ１６には各ショーケースＳ・・や冷凍機６における故障に関するデータも各コントローラ１７、１８から収集される。また、集中コントローラ１６からは各ショーケースＳ・・の設定温度が各ショーケースコントローラ１８に送信され、更に、除霜制御に関するデータも送信される。これによって、集中コントローラ１６は各ショーケースＳ・・や冷凍機６を集中制御可能とされている。

次に、冷凍装置１における本発明の冷媒漏れ検出動作について説明する。集中コントローラ１６は例えば１日に１回或いは１週間に１回例えば閉店時に試運転モード（冷媒漏れ検知モード）となる。この試運転モードでは、集中コントローラ１６から冷凍機コントローラ１７及び全てのショーケースコントローラ１８・・に除霜開始データが送信されるので、冷凍機コントローラ１７は圧縮機２及び凝縮器用送風機４を停止させると共に、ショーケースコントローラ１８は液電磁弁８（或いは液電磁弁８は開いたままで膨張弁９）を閉じ、除霜ヒータ２８を発熱させて蒸発器７の除霜が一斉に開始される。

この除霜は蒸発器７の所定の除霜終了温度で終了される。そして、除霜の終了後、全ショーケースコントローラ１８・・は液電磁弁８（或いは液電磁弁８は開いたままで膨張弁９）を開くので、冷凍機コントローラ１７は圧縮機２及び凝縮器用送風機４を起動する。これによって、各ショーケースＳにおいてプルダウンが開始される。

このときにプルダウンに要した時間、即ち、このときのプルダウン速度はショーケースコントローラ１８から集中コントローラ１６に送信される。尚、このプルダウン速度は、何れかの代表ショーケースＳのデータでも良く、実施例の三台のショーケースＳにおける平均値でも良い。

次に、集中コントローラ１６は冷凍機６の外気温度センサ２１によって検出されて冷凍機コントローラ１７から送信された現在の外気温度と、室内温度センサ２７により検出された現在の店内温度を用い、当該外気温度と店内温度におけるプルダウン速度データ（図３）を記憶装置２４から読み出す。そして、ショーケースコントローラ１８から送られてきた現在のプルダウン速度と読み出したプルダウン速度データとを比較する。ここで、冷媒回路から冷媒漏れが発生している場合、冷凍装置１の冷却能力は著しく低下するため、プルダウン速度も遅くなる。そこで、集中コントローラ１６は、現在のプルダウン速度がプルダウン速度データよりも遅かった場合、冷媒回路の何れかの箇所において冷媒漏れが発生しているものと判断する。

集中コントローラ１６は冷媒漏れと判断した場合、冷凍機コントローラ１７に圧縮機２を強制的に停止する旨のデータを送信するので、冷凍機コントローラ１７は圧縮機２と凝縮器用送風機４を停止する。また、警報装置２６により所定の警報を発する。使用者（店舗の使用者やメンテナンス業者）は、この警報を確認し、冷媒漏れ箇所の確認を行うことになる。

このように、実施例ではショーケースＳの貯蔵室内の温度のプルダウン速度に関するプルダウン速度データを、外気温度と店内温度に関連させて予め保持しており、外気温度センサ２１と室内温度センサ２７の出力により得られた現在の外気温度及び店内温度におけるプルダウン速度データと、庫内温度センサ２３の出力により得られた現在のプルダウン速度とを比較し、当該現在のプルダウン速度がプルダウン速度データよりも遅い場合、冷媒回路からの冷媒漏れと判断するようにしたので、正常時のプルダウン速度を予め測定し、これを外気温度と室内の温度に関連させ、プルダウン速度データとして記憶装置２４に保持させておくことにより、現在のプルダウン速度が、現在の外気温度及び室内の温度におけるプルダウン速度データよりも遅くなったことで冷媒回路からの冷媒漏れを迅速且つ容易に検出することができるようになる。

ここで、ショーケースＳのプルダウン速度は外気温度や店内温度によって変化するが、本発明では、プルダウン速度データを、外気温度と店内温度に関連させて記憶装置２４に保持させているので、的確な冷媒漏れ判断が可能となる。

また、冷媒漏れを判断した場合、圧縮機２を停止し、且つ、警報を発するので、冷媒漏れの発生を早期に使用者に知らせて漏れ量を最低限に抑えることが可能となり、貯蔵室内の商品の劣化や環境への悪影響を最小限に抑制することができるようになる。

尚、実施例ではショーケースを冷却機器として集中制御するシステムで本発明を説明したが、それに限らず、室外の冷凍機から室内の冷却機器に冷媒を供給する各種冷凍装置に本発明は有効である。また、実施例で示した数値等はそれに限られるものでは無く、適用する機器において種々変更可能であることは云うまでもない。

１冷凍装置
２圧縮機
３凝縮器
４凝縮器用送風機
６冷凍機
７蒸発器
９膨張弁
１６集中コントローラ
１７冷凍機コントローラ
１８ショーケースコントローラ
２１外気温度センサ
２３庫内温度センサ
２４記憶装置
２６警報装置
２７室内温度センサ
Ｓショーケース

Claims

圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を配管接続して成る冷媒回路を備え、前記圧縮機及び凝縮器を室外に設置し、前記蒸発器により冷却機器の貯蔵室内を冷却して成る冷凍装置において、
前記貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサと、
外気温度を検出する外気温度センサと、
前記冷却機器が設置された室内の温度を検出する室内温度センサと、
前記圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、前記貯蔵室内の温度のプルダウン速度に関するプルダウン速度データを、前記外気温度と室内の温度に関連させて予め保持しており、
前記外気温度センサと室内温度センサの出力により得られた現在の外気温度及び室内の温度における前記プルダウン速度データと、前記庫内温度センサの出力により得られた現在のプルダウン速度とを比較し、当該現在のプルダウン速度が前記プルダウン速度データよりも遅い場合、冷媒回路からの冷媒漏れと判断することを特徴とする冷凍装置。
前記制御手段は、冷媒漏れを判断した場合、前記圧縮機を停止し、且つ、所定の警報を発することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。