JP3211405B2 - 冷媒組成検出装置 - Google Patents
冷媒組成検出装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
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- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
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- G—PHYSICS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルにおける
冷媒組成検出装置に関し、特に冷凍サイクル内に混合冷
媒を封入した場合の冷凍サイクル内を循環する冷媒組成
の検知及び適正冷媒組成の認識に関するものである。
冷媒組成検出装置に関し、特に冷凍サイクル内に混合冷
媒を封入した場合の冷凍サイクル内を循環する冷媒組成
の検知及び適正冷媒組成の認識に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】混合冷媒を封入した冷凍サイクルの冷媒
組成を検出する方法としては、従来から種々の方法が提
案されている。
組成を検出する方法としては、従来から種々の方法が提
案されている。
【０００３】例えば、特開昭61-138051号に記載されて
いるヒートポンプ装置では、圧縮機、凝縮器、膨張機
構、蒸発器を連結してなるヒートポンプ装置内の温度と
圧力を検出するための温度検出部と圧力検出部を設け、
前記ヒートポンプ装置を停止させしばらく放置して装置
中の冷媒が平衡状態となったところで前記温度検出部及
び圧力検出部により装置内の温度と圧力を検出し、ヒー
トポンプ装置の内容積、混合冷媒を構成する要素冷媒の
種類、冷媒の初期混合比、初期冷媒封入量から決まる冷
媒の飽和圧力と温度の関係線図から前記温度検出部で検
出された温度の飽和圧力を演算し、前記飽和圧力と前記
圧力検出部より検出した圧力との差を演算することで、
冷媒組成の初期状態からのずれを判断し、前記飽和圧力
と前記圧力検出部より検出した圧力との差が予め設定さ
れている値を越えた場合に冷媒の補充を行うようにし、
保守性と信頼性に富んだヒートポンプ装置を実現する方
法が提案されている。
いるヒートポンプ装置では、圧縮機、凝縮器、膨張機
構、蒸発器を連結してなるヒートポンプ装置内の温度と
圧力を検出するための温度検出部と圧力検出部を設け、
前記ヒートポンプ装置を停止させしばらく放置して装置
中の冷媒が平衡状態となったところで前記温度検出部及
び圧力検出部により装置内の温度と圧力を検出し、ヒー
トポンプ装置の内容積、混合冷媒を構成する要素冷媒の
種類、冷媒の初期混合比、初期冷媒封入量から決まる冷
媒の飽和圧力と温度の関係線図から前記温度検出部で検
出された温度の飽和圧力を演算し、前記飽和圧力と前記
圧力検出部より検出した圧力との差を演算することで、
冷媒組成の初期状態からのずれを判断し、前記飽和圧力
と前記圧力検出部より検出した圧力との差が予め設定さ
れている値を越えた場合に冷媒の補充を行うようにし、
保守性と信頼性に富んだヒートポンプ装置を実現する方
法が提案されている。
【０００４】また、その他の冷媒組成検出に関する公知
例としては、特開昭59-129366号に記載されているもの
がある。この冷凍装置では、圧縮機、凝縮器、膨張弁、
蒸発器を順次配管接続してなる冷凍サイクルの凝縮器よ
り膨張弁に至る高圧液経路に、空間を隔てて対向的に配
設された一対の電極で形成した濃度センサを設置し、前
記濃度センサで流通冷媒の静電容量を検出し、循環する
混合冷媒の濃度を検知するものが提案されている。
例としては、特開昭59-129366号に記載されているもの
がある。この冷凍装置では、圧縮機、凝縮器、膨張弁、
蒸発器を順次配管接続してなる冷凍サイクルの凝縮器よ
り膨張弁に至る高圧液経路に、空間を隔てて対向的に配
設された一対の電極で形成した濃度センサを設置し、前
記濃度センサで流通冷媒の静電容量を検出し、循環する
混合冷媒の濃度を検知するものが提案されている。
【０００５】さらに、冷媒の漏洩による冷凍サイクル中
の組成変化を検出して冷凍サイクルの制御にフィードバ
ックするものも種々提案されている。例えば、特開平1-
256765に記載されている車両用冷凍サイクル制御装置
は、混合冷媒を圧縮する圧縮手段と、前記圧縮混合冷媒
を凝縮する凝縮手段と、前記凝縮混合冷媒を気相成分と
液相成分に分離する気液分離手段と、前記液相成分を開
度に応じて膨張させる膨張弁手段と、前記膨張液相成分
を蒸発する蒸発手段とからなる冷凍サイクルと、前記蒸
発手段から前記圧縮手段への冷媒の過熱度を適正にする
ように前記膨張弁手段の開度を制御する開度制御手段と
を備えた冷凍サイクル制御装置で、前記気液分離手段か
ら前記膨張弁手段への液相成分の温度及び圧力を検出す
る検出手段と、前記検出手段から冷凍サイクル内の組成
を判断する組成割合判定手段と、前記判定結果に基づき
前記冷媒過熱度の目標値を高めに調整する調整手段を設
け、混合冷媒が何らかの原因により外部に漏洩する場
合、前記混合冷媒の組成が変化しても、これに応じて変
化する冷媒の温度及び圧力を気液分離手段の液相成分か
ら検出し組成割合判定手段により前記混合冷媒の組成を
判定し、前記判定結果に基づき冷媒過熱度の目標値を高
めに調整し、前記開度制御手段により冷媒過熱度を制御
するため、混合冷媒の漏洩とは関わりなく、混合冷媒の
冷却能力を常に確保できるというものである。
の組成変化を検出して冷凍サイクルの制御にフィードバ
ックするものも種々提案されている。例えば、特開平1-
256765に記載されている車両用冷凍サイクル制御装置
は、混合冷媒を圧縮する圧縮手段と、前記圧縮混合冷媒
を凝縮する凝縮手段と、前記凝縮混合冷媒を気相成分と
液相成分に分離する気液分離手段と、前記液相成分を開
度に応じて膨張させる膨張弁手段と、前記膨張液相成分
を蒸発する蒸発手段とからなる冷凍サイクルと、前記蒸
発手段から前記圧縮手段への冷媒の過熱度を適正にする
ように前記膨張弁手段の開度を制御する開度制御手段と
を備えた冷凍サイクル制御装置で、前記気液分離手段か
ら前記膨張弁手段への液相成分の温度及び圧力を検出す
る検出手段と、前記検出手段から冷凍サイクル内の組成
を判断する組成割合判定手段と、前記判定結果に基づき
前記冷媒過熱度の目標値を高めに調整する調整手段を設
け、混合冷媒が何らかの原因により外部に漏洩する場
合、前記混合冷媒の組成が変化しても、これに応じて変
化する冷媒の温度及び圧力を気液分離手段の液相成分か
ら検出し組成割合判定手段により前記混合冷媒の組成を
判定し、前記判定結果に基づき冷媒過熱度の目標値を高
めに調整し、前記開度制御手段により冷媒過熱度を制御
するため、混合冷媒の漏洩とは関わりなく、混合冷媒の
冷却能力を常に確保できるというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した混
合冷媒を封入した冷凍サイクルの冷媒組成を検出するも
のや、冷媒組成を検出して冷凍サイクルの運転制御にフ
ィードバックを行う冷凍サイクルでは、冷凍サイクルが
安定していることが前提条件であり、冷凍サイクルが不
安定な場合に対しては考慮がなされていないため、以下
に示す問題を有する。
合冷媒を封入した冷凍サイクルの冷媒組成を検出するも
のや、冷媒組成を検出して冷凍サイクルの運転制御にフ
ィードバックを行う冷凍サイクルでは、冷凍サイクルが
安定していることが前提条件であり、冷凍サイクルが不
安定な場合に対しては考慮がなされていないため、以下
に示す問題を有する。
【０００７】すなわち、冷凍サイクルが平衡状態となっ
たところで前記温度検出部及び圧力検出部により装置内
の温度と圧力から冷媒組成を検出する場合は、冷凍サイ
クルが平衡状態となるまでの時間が長いため、冷媒組成
を検出するまでの時間が長くなる。また、冷媒組成が変
化する場合は、組成の変化に応じて運転制御を変えなけ
ればならないが、停止した状態で検出する冷媒組成は、
冷凍サイクルが運転している場合の冷媒組成とは異なる
ため、適正な運転制御を行えなくなる。さらに、室内機
と室外機が別々の場所に設置される様なセパレートタイ
プの空調機では、室内機と室外機の設置されている温度
条件が異なるため、冷凍サイクル内の混合冷媒が気液平
衡状態とならず、実際の冷媒組成とは異なった冷媒組成
を検出してしまう問題が生じる。
たところで前記温度検出部及び圧力検出部により装置内
の温度と圧力から冷媒組成を検出する場合は、冷凍サイ
クルが平衡状態となるまでの時間が長いため、冷媒組成
を検出するまでの時間が長くなる。また、冷媒組成が変
化する場合は、組成の変化に応じて運転制御を変えなけ
ればならないが、停止した状態で検出する冷媒組成は、
冷凍サイクルが運転している場合の冷媒組成とは異なる
ため、適正な運転制御を行えなくなる。さらに、室内機
と室外機が別々の場所に設置される様なセパレートタイ
プの空調機では、室内機と室外機の設置されている温度
条件が異なるため、冷凍サイクル内の混合冷媒が気液平
衡状態とならず、実際の冷媒組成とは異なった冷媒組成
を検出してしまう問題が生じる。
【０００８】また、冷凍サイクルの凝縮器より膨張弁に
至る高圧液経路に、空間を隔てて対向的に配設された一
対の電極で形成した濃度センサを設置し、前記濃度セン
サで流通冷媒の静電容量を検出し、循環する混合冷媒の
濃度を検知する場合は、冷凍サイクルの起動時、運転さ
れる空調場の温度条件、冷媒の漏洩等により、凝縮器出
口から膨張弁に至る高圧経路が必ずしも過冷却液にはな
らず、気液二相状態となった場合は冷媒の湿り状態によ
り静電容量が変化するため、検出される冷媒組成値が実
際の冷凍サイクルを循環する冷媒組成値とは異なる値を
検出する問題がある。
至る高圧液経路に、空間を隔てて対向的に配設された一
対の電極で形成した濃度センサを設置し、前記濃度セン
サで流通冷媒の静電容量を検出し、循環する混合冷媒の
濃度を検知する場合は、冷凍サイクルの起動時、運転さ
れる空調場の温度条件、冷媒の漏洩等により、凝縮器出
口から膨張弁に至る高圧経路が必ずしも過冷却液にはな
らず、気液二相状態となった場合は冷媒の湿り状態によ
り静電容量が変化するため、検出される冷媒組成値が実
際の冷凍サイクルを循環する冷媒組成値とは異なる値を
検出する問題がある。
【０００９】さらに、気液分離手段から膨張弁手段への
液相成分の温度及び圧力を検出する検出手段により冷媒
組成を検出する方法の場合は、冷媒組成を検出するため
に気液分離手段を用いているため、冷媒検出のためのセ
ンサとしてコストが増加すること、気液分離器内に貯溜
される液冷媒の液面高さが変わることで冷凍サイクル内
を循環する冷媒組成が変化するため冷凍サイクルが不安
定になりやすい等の問題が生じる。
液相成分の温度及び圧力を検出する検出手段により冷媒
組成を検出する方法の場合は、冷媒組成を検出するため
に気液分離手段を用いているため、冷媒検出のためのセ
ンサとしてコストが増加すること、気液分離器内に貯溜
される液冷媒の液面高さが変わることで冷凍サイクル内
を循環する冷媒組成が変化するため冷凍サイクルが不安
定になりやすい等の問題が生じる。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】 また、本発明は、冷凍サ
イクル内に高沸点冷媒と低沸点冷媒よりなる混合冷媒を
封入し、前記混合冷媒の組成を検知する手段として温度
検出手段及び圧力検出手段を設けてなる冷媒組成検出法
において、前記温度検出手段及び圧力検出手段を冷凍サ
イクルの気液二相状態部に設け、冷凍サイクルの運転中
における前記温度及び圧力検出手段からの出力信号に基
づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の飽和状態の
組成を判断する飽和冷媒組成判断部と、適正封入時にお
ける前記飽和冷媒組成判断部からの出力信号を記憶する
メモリ部と、所定時間間隔で前記飽和冷媒組成判断部か
らの組成値を検出し前記メモリ部に記憶した適正封入時
の組成値との差を演算する組成変化演算部と、前記組成
変化演算部の出力信号に基づいて冷凍サイクル内を循環
する混合冷媒の組成が適正であるかを判断する適正組成
判断部とを備えていることにある。
イクル内に高沸点冷媒と低沸点冷媒よりなる混合冷媒を
封入し、前記混合冷媒の組成を検知する手段として温度
検出手段及び圧力検出手段を設けてなる冷媒組成検出法
において、前記温度検出手段及び圧力検出手段を冷凍サ
イクルの気液二相状態部に設け、冷凍サイクルの運転中
における前記温度及び圧力検出手段からの出力信号に基
づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の飽和状態の
組成を判断する飽和冷媒組成判断部と、適正封入時にお
ける前記飽和冷媒組成判断部からの出力信号を記憶する
メモリ部と、所定時間間隔で前記飽和冷媒組成判断部か
らの組成値を検出し前記メモリ部に記憶した適正封入時
の組成値との差を演算する組成変化演算部と、前記組成
変化演算部の出力信号に基づいて冷凍サイクル内を循環
する混合冷媒の組成が適正であるかを判断する適正組成
判断部とを備えていることにある。
【００１２】本発明は、冷凍サイクル内に高沸点冷媒と
低沸点冷媒よりなる混合冷媒を封入し、前記混合冷媒の
組成を検知する手段として温度検出手段及び圧力検出手
段を設けてなる冷媒組成検出装置において、温度検出手
段及び圧力検出手段を受液器に設け、冷凍サイクルの運
転中における前記温度及び圧力検出手段からの出力信号
に基づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の飽和状
態の組成を判断する飽和冷媒組成判断部と、適正封入時
における前記飽和冷媒組成判断部からの出力信号を記憶
するメモリ部と、所定時間間隔で前記飽和冷媒組成判断
部からの組成値を検出し前記メモリ部に記憶した適正封
入時の組成値との差を演算する組成変化演算部と、前記
組成変化演算部の出力信号に基づいて冷凍サイクル内を
循環する混合冷媒の組成が適正であるかを判断する適正
組成判断部とを備えていることにある。
低沸点冷媒よりなる混合冷媒を封入し、前記混合冷媒の
組成を検知する手段として温度検出手段及び圧力検出手
段を設けてなる冷媒組成検出装置において、温度検出手
段及び圧力検出手段を受液器に設け、冷凍サイクルの運
転中における前記温度及び圧力検出手段からの出力信号
に基づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の飽和状
態の組成を判断する飽和冷媒組成判断部と、適正封入時
における前記飽和冷媒組成判断部からの出力信号を記憶
するメモリ部と、所定時間間隔で前記飽和冷媒組成判断
部からの組成値を検出し前記メモリ部に記憶した適正封
入時の組成値との差を演算する組成変化演算部と、前記
組成変化演算部の出力信号に基づいて冷凍サイクル内を
循環する混合冷媒の組成が適正であるかを判断する適正
組成判断部とを備えていることにある。
【００１３】
【００１４】本発明は、冷凍サイクル内に高沸点冷媒と
低沸点冷媒よりなる混合冷媒を封入し、前記混合冷媒の
組成を検知する手段として温度検出手段及び圧力検出手
段を設けてなる冷媒組成検出装置において、前記温度検
出手段及び圧力検出手段を前記蒸発器と圧縮機の間に設
け、前記冷媒組成を検出する温度及び圧力検出手段を流
れる冷媒が湿り状態となるように冷凍サイクルの運転を
制御し、前記温度及び圧力検出手段からの出力信号に基
づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の組成を演算
する冷媒組成演算部と、前記冷媒組成演算部の出力信号
に基づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の組成が
適正であるかを判断する適正組成判断部とを備えている
ことにある。
低沸点冷媒よりなる混合冷媒を封入し、前記混合冷媒の
組成を検知する手段として温度検出手段及び圧力検出手
段を設けてなる冷媒組成検出装置において、前記温度検
出手段及び圧力検出手段を前記蒸発器と圧縮機の間に設
け、前記冷媒組成を検出する温度及び圧力検出手段を流
れる冷媒が湿り状態となるように冷凍サイクルの運転を
制御し、前記温度及び圧力検出手段からの出力信号に基
づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の組成を演算
する冷媒組成演算部と、前記冷媒組成演算部の出力信号
に基づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の組成が
適正であるかを判断する適正組成判断部とを備えている
ことにある。
【００１５】
【００１６】
【作用】 また上記冷媒組成検出装置は、従来の冷凍サイ
クルに付設する温度検出手段及び圧力検出手段を用いて
冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の気液二相部の温度
及び圧力から飽和冷媒組成を演算し、適正封入時に演算
した飽和冷媒組成と比較し冷凍サイクル内の冷媒組成が
適正であるかを判定するため、冷媒漏れに対する冷媒組
成の異常の有無を簡単に確認できる。また、従来の冷凍
サイクルに付設する検出手段を用いて組成検出を行うた
め、組成検出手段としてのセンサを省くことができ、コ
ストの低減が可能であり、制御回路の複雑化を抑制でき
る。
クルに付設する温度検出手段及び圧力検出手段を用いて
冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の気液二相部の温度
及び圧力から飽和冷媒組成を演算し、適正封入時に演算
した飽和冷媒組成と比較し冷凍サイクル内の冷媒組成が
適正であるかを判定するため、冷媒漏れに対する冷媒組
成の異常の有無を簡単に確認できる。また、従来の冷凍
サイクルに付設する検出手段を用いて組成検出を行うた
め、組成検出手段としてのセンサを省くことができ、コ
ストの低減が可能であり、制御回路の複雑化を抑制でき
る。
【００１７】上記冷媒組成検出装置は、冷媒組成を検出
するための温度検出手段及び圧力検出手段を受液器に設
け、冷凍サイクルの運転中における前記温度及び圧力検
出手段からの出力信号に基づいて冷凍サイクル内を循環
する混合冷媒の飽和状態の組成値と、適正封入時におけ
る前記飽和状態の組成値を比較して冷凍サイクル内の冷
媒組成が適正であるかを判定する。受液器内の液冷媒や
ガス冷媒は、ほぼ飽和状態であるため、温度と圧力から
容易に且つ確実な冷媒組成を検出することができる。
するための温度検出手段及び圧力検出手段を受液器に設
け、冷凍サイクルの運転中における前記温度及び圧力検
出手段からの出力信号に基づいて冷凍サイクル内を循環
する混合冷媒の飽和状態の組成値と、適正封入時におけ
る前記飽和状態の組成値を比較して冷凍サイクル内の冷
媒組成が適正であるかを判定する。受液器内の液冷媒や
ガス冷媒は、ほぼ飽和状態であるため、温度と圧力から
容易に且つ確実な冷媒組成を検出することができる。
【００１８】
【００１９】上記冷媒組成検出装置は、冷媒組成を検出
する手段である温度検出手段及び圧力検出手段を蒸発器
と圧縮機の間に設け、前記温度及び圧力検出手段を流れ
る冷媒が湿り状態となるように冷凍サイクルの運転を制
御し、前記温度及び圧力検出手段からの出力信号に基づ
いて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の飽和組成を検
出し、適正封入時の飽和組成と比較し冷媒組成が適正で
あるかを判断する。温度及び圧力検出手段が配設されて
いる所の冷媒は、常に気液二相状態となるように制御す
るため、飽和組成を確実に検出することができ、適正組
成であるかどうかを確実に把握できる。また、冷媒組成
を検出する温度及び圧力検出手段を冷凍サイクルの運転
制御にも用いることができるためセンサ機器の省略がで
きる。
する手段である温度検出手段及び圧力検出手段を蒸発器
と圧縮機の間に設け、前記温度及び圧力検出手段を流れ
る冷媒が湿り状態となるように冷凍サイクルの運転を制
御し、前記温度及び圧力検出手段からの出力信号に基づ
いて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の飽和組成を検
出し、適正封入時の飽和組成と比較し冷媒組成が適正で
あるかを判断する。温度及び圧力検出手段が配設されて
いる所の冷媒は、常に気液二相状態となるように制御す
るため、飽和組成を確実に検出することができ、適正組
成であるかどうかを確実に把握できる。また、冷媒組成
を検出する温度及び圧力検出手段を冷凍サイクルの運転
制御にも用いることができるためセンサ機器の省略がで
きる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。
説明する。
【００２１】図１は、本発明の第１実施例を示す冷凍サ
イクル構成図である。図において、１は室外ユニットで
あり、混合冷媒を圧縮する圧縮機２、混合冷媒の組成検
出手段である静電容量センサ３、混合冷媒を凝縮する凝
縮側熱交換器４、前記凝縮側熱交換器４と熱交換するた
めの風を送る凝縮側熱交換器用ファン５で構成される。
また、７は室内ユニットであり、凝縮して液化した高圧
の混合冷媒を減圧するための膨張弁８、混合冷媒を蒸発
する蒸発用熱交換器９、前記蒸発用熱交換器９と熱交換
するための風を送る蒸発側熱交換器用ファン１０で構成
される。前記室外ユニット１と室内ユニット７は、両ユ
ニットを冷媒が循環できるように接続配管６ａ，６ｂで
接続される。冷凍サイクルは、圧縮機２、凝縮用熱交換
器４、膨張弁８、蒸発側熱交換器９を順次環状に連結す
ることで構成される。前記室外ユニット１には、前記静
電容量センサ３の出力信号を入力し、静電容量値を検出
する静電容量検出部１１と、前記静電容量検出部１１の
出力信号及び冷媒組成と静電容量値の関係が記憶されて
いるメモリ部１３の値をもとに冷凍サイクル内を循環す
る混合冷媒の冷媒組成を演算する冷媒組成演算部１２
と、前記冷媒組成演算部１２の出力信号及び初期冷媒封
入組成値が記憶されているメモリ部１５の値をもとに冷
凍サイクル内の冷媒組成が適正であるかを判断する適正
冷媒組成判断部１４が設けられており、各々信号線で接
続されている。なお、図中の矢印は、冷凍サイクル内を
流れる混合冷媒の流れ方向を示している。
イクル構成図である。図において、１は室外ユニットで
あり、混合冷媒を圧縮する圧縮機２、混合冷媒の組成検
出手段である静電容量センサ３、混合冷媒を凝縮する凝
縮側熱交換器４、前記凝縮側熱交換器４と熱交換するた
めの風を送る凝縮側熱交換器用ファン５で構成される。
また、７は室内ユニットであり、凝縮して液化した高圧
の混合冷媒を減圧するための膨張弁８、混合冷媒を蒸発
する蒸発用熱交換器９、前記蒸発用熱交換器９と熱交換
するための風を送る蒸発側熱交換器用ファン１０で構成
される。前記室外ユニット１と室内ユニット７は、両ユ
ニットを冷媒が循環できるように接続配管６ａ，６ｂで
接続される。冷凍サイクルは、圧縮機２、凝縮用熱交換
器４、膨張弁８、蒸発側熱交換器９を順次環状に連結す
ることで構成される。前記室外ユニット１には、前記静
電容量センサ３の出力信号を入力し、静電容量値を検出
する静電容量検出部１１と、前記静電容量検出部１１の
出力信号及び冷媒組成と静電容量値の関係が記憶されて
いるメモリ部１３の値をもとに冷凍サイクル内を循環す
る混合冷媒の冷媒組成を演算する冷媒組成演算部１２
と、前記冷媒組成演算部１２の出力信号及び初期冷媒封
入組成値が記憶されているメモリ部１５の値をもとに冷
凍サイクル内の冷媒組成が適正であるかを判断する適正
冷媒組成判断部１４が設けられており、各々信号線で接
続されている。なお、図中の矢印は、冷凍サイクル内を
流れる混合冷媒の流れ方向を示している。
【００２２】次に、混合冷媒の組成を検出する静電容量
センサ３の構造の一例について説明する。図２は、混合
冷媒の組成検出手段として用いる静電容量センサ３の一
実施例の断面図である。図において、１６は外管電極、
１７は内管電極であり、各々は中空管である。前記内管
電極１７は、外管電極１６の中央部に固定できる用に円
形の溝を設けた外管電極１６の内径程の大きさのストッ
パ１８ａ，１８ｂで両端を固定され、前記ストッパ１８
ａ，１８ｂは外径が外管電極１６の内径程の大きさの冷
媒導入管２２で固定し、前記冷媒導入管２２は前記外管
電極１６に固定される。これにより、前記内管電極１７
は、リジッドに外管電極１６の中央部に固定される。前
記外管電極１６、内管電極１７には、静電容量値を検出
するために外管電極信号線１９、内管電極信号線２０が
接続されている。また、内管電極信号線２０の外側に
は、前記内管電極信号線２０を外管電極１６の外側に導
くと共に、内部の冷媒を外部へ逃がさないようにするた
めに信号線導出管２１（例えば、ハーメチック端子）が
設けられている。また、前記ストッパ１８ａ，１８ｂに
は、内部を流通する混合冷媒の流れを阻害しないよう
に、中央部に内管電極１７の内径以下の貫通路と、内管
電極１７と外管電極１６との間に位置する場所に冷媒の
流通路が少なくとも一つ以上設けられている。
センサ３の構造の一例について説明する。図２は、混合
冷媒の組成検出手段として用いる静電容量センサ３の一
実施例の断面図である。図において、１６は外管電極、
１７は内管電極であり、各々は中空管である。前記内管
電極１７は、外管電極１６の中央部に固定できる用に円
形の溝を設けた外管電極１６の内径程の大きさのストッ
パ１８ａ，１８ｂで両端を固定され、前記ストッパ１８
ａ，１８ｂは外径が外管電極１６の内径程の大きさの冷
媒導入管２２で固定し、前記冷媒導入管２２は前記外管
電極１６に固定される。これにより、前記内管電極１７
は、リジッドに外管電極１６の中央部に固定される。前
記外管電極１６、内管電極１７には、静電容量値を検出
するために外管電極信号線１９、内管電極信号線２０が
接続されている。また、内管電極信号線２０の外側に
は、前記内管電極信号線２０を外管電極１６の外側に導
くと共に、内部の冷媒を外部へ逃がさないようにするた
めに信号線導出管２１（例えば、ハーメチック端子）が
設けられている。また、前記ストッパ１８ａ，１８ｂに
は、内部を流通する混合冷媒の流れを阻害しないよう
に、中央部に内管電極１７の内径以下の貫通路と、内管
電極１７と外管電極１６との間に位置する場所に冷媒の
流通路が少なくとも一つ以上設けられている。
【００２３】次に、前記静電容量センサ３を用いて混合
冷媒の組成を検出する原理について説明する。図３は前
記静電容量センサを用いた場合の冷媒組成と静電容量値
の関係を示している。本図は、混合冷媒として高沸点冷
媒をHFC134aとし、低沸点冷媒をHFC32として、図２に示
す静電容量センサ内にガスとして封入した場合と液とし
て封入した場合について測定した値である。横軸はHFC3
2の組成比率を、縦軸は静電容量センサ３の出力である
静電容量値を示す。図において、各々の冷媒のガスと液
の静電容量値を比較すると、液冷媒の方が大きな値を示
し、特にHFC134aの方は、ガスと液の静電容量値の差が
大きい。これは、冷媒の乾き度が変化すると静電容量値
が変化することを現している。一方、HFC134aとHFC32の
静電容量値を比較すると、液，ガスの両方ともHFC32の
方が静電容量値が大きな値を示している。これは、静電
容量センサ３にガスないしは液冷媒のみが存在し、冷媒
組成が変化すると静電容量値が変化することを現してい
る。ただし、静電容量センサ３内が気液二相状態になる
と、前者の特性から混合冷媒の組成以外に冷媒の乾き度
による静電容量値の変化が起こるため、組成検出を行う
ことが不可能となる。また、冷凍サイクル中では、運転
状態の変化により常に液冷媒があるような状態を確保で
きないため、静電容量センサ３を用いて混合冷媒の組成
を検出する場合は、冷凍サイクル中で常にガス冷媒とし
て存在する場所（たとえば、圧縮機出口から凝縮器入口
までの配管部）に設置する必要がある。
冷媒の組成を検出する原理について説明する。図３は前
記静電容量センサを用いた場合の冷媒組成と静電容量値
の関係を示している。本図は、混合冷媒として高沸点冷
媒をHFC134aとし、低沸点冷媒をHFC32として、図２に示
す静電容量センサ内にガスとして封入した場合と液とし
て封入した場合について測定した値である。横軸はHFC3
2の組成比率を、縦軸は静電容量センサ３の出力である
静電容量値を示す。図において、各々の冷媒のガスと液
の静電容量値を比較すると、液冷媒の方が大きな値を示
し、特にHFC134aの方は、ガスと液の静電容量値の差が
大きい。これは、冷媒の乾き度が変化すると静電容量値
が変化することを現している。一方、HFC134aとHFC32の
静電容量値を比較すると、液，ガスの両方ともHFC32の
方が静電容量値が大きな値を示している。これは、静電
容量センサ３にガスないしは液冷媒のみが存在し、冷媒
組成が変化すると静電容量値が変化することを現してい
る。ただし、静電容量センサ３内が気液二相状態になる
と、前者の特性から混合冷媒の組成以外に冷媒の乾き度
による静電容量値の変化が起こるため、組成検出を行う
ことが不可能となる。また、冷凍サイクル中では、運転
状態の変化により常に液冷媒があるような状態を確保で
きないため、静電容量センサ３を用いて混合冷媒の組成
を検出する場合は、冷凍サイクル中で常にガス冷媒とし
て存在する場所（たとえば、圧縮機出口から凝縮器入口
までの配管部）に設置する必要がある。
【００２４】次に、前記静電容量センサ３を用いて冷凍
サイクル内を循環する混合冷媒の組成を検出するための
冷媒組成検出方法について図１及び図４により説明す
る。図４は、混合冷媒の冷媒組成検出方法を示したフロ
ーチャトである。まず設定経過時間Δｔ0を越えたとこ
ろで、静電容量センサ３により圧縮機の出口側ガス冷媒
の静電容量値Ｃを静電容量検出部１１により検出する。
前記検出された静電容量値Ｃは、信号線を伝わり冷媒組
成演算部１２に入力される。また、前記冷媒組成演算部
１２には、図３に示すような混合冷媒の低沸点冷媒組成
Ｗと静電容量値Ｃの関係が数式化され記憶されているメ
モリ部１３からも前記関係式が入力され、前記冷媒組成
演算部１２により冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の
低沸点冷媒組成Ｗが演算される。そして、メモリ部１５
に予め記憶されている初期冷媒封入組成値ζと前記演算
した混合冷媒の低沸点冷媒組成値Ｗの差ζ−Ｗを演算
し、冷媒組成変化許容値αよりも大きいときは低沸点冷
媒が漏洩していると判断し、低沸点冷媒が漏れているこ
とを認識できるように低沸点冷媒漏れの信号を出力す
る。また、前記演算した混合冷媒の低沸点冷媒組成値Ｗ
と前記初期冷媒封入組成値ζの差Ｗ−ζを演算し、前記
冷媒組成変化許容値αよりも大きいときは、高沸点冷媒
が漏洩していると判断し、高沸点冷媒漏れの信号を出力
する。上記以外は、冷凍サイクル内を循環する混合冷媒
の組成が適正であると判断され、前記混合冷媒の組成検
出を繰り返す。
サイクル内を循環する混合冷媒の組成を検出するための
冷媒組成検出方法について図１及び図４により説明す
る。図４は、混合冷媒の冷媒組成検出方法を示したフロ
ーチャトである。まず設定経過時間Δｔ0を越えたとこ
ろで、静電容量センサ３により圧縮機の出口側ガス冷媒
の静電容量値Ｃを静電容量検出部１１により検出する。
前記検出された静電容量値Ｃは、信号線を伝わり冷媒組
成演算部１２に入力される。また、前記冷媒組成演算部
１２には、図３に示すような混合冷媒の低沸点冷媒組成
Ｗと静電容量値Ｃの関係が数式化され記憶されているメ
モリ部１３からも前記関係式が入力され、前記冷媒組成
演算部１２により冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の
低沸点冷媒組成Ｗが演算される。そして、メモリ部１５
に予め記憶されている初期冷媒封入組成値ζと前記演算
した混合冷媒の低沸点冷媒組成値Ｗの差ζ−Ｗを演算
し、冷媒組成変化許容値αよりも大きいときは低沸点冷
媒が漏洩していると判断し、低沸点冷媒が漏れているこ
とを認識できるように低沸点冷媒漏れの信号を出力す
る。また、前記演算した混合冷媒の低沸点冷媒組成値Ｗ
と前記初期冷媒封入組成値ζの差Ｗ−ζを演算し、前記
冷媒組成変化許容値αよりも大きいときは、高沸点冷媒
が漏洩していると判断し、高沸点冷媒漏れの信号を出力
する。上記以外は、冷凍サイクル内を循環する混合冷媒
の組成が適正であると判断され、前記混合冷媒の組成検
出を繰り返す。
【００２５】以上のように構成された冷媒組成検出法で
は、冷凍サイクル内の冷媒が漏れて冷媒回路内の組成が
変化する場合でも、直接冷媒回路内の組成を測定し、適
正冷媒組成の判定を行うため、冷媒漏れに対する異常の
有無を簡単に確実に確認できる。また、冷媒漏れの出力
信号を表示用ランプや液晶表示部等の認識装置に送り、
視覚、聴覚等により認識できるようにすれば、冷媒の追
加補充をするときに冷媒回路内から全ての冷媒を抜く必
要がなく、冷媒漏れ認識装置を確認しながら冷媒の補充
を行うため確実に冷凍サイクル内の冷媒組成を適正にで
き、メンテナンス時間の短縮及びメンテナンス時の必要
冷媒量の低減ができる。
は、冷凍サイクル内の冷媒が漏れて冷媒回路内の組成が
変化する場合でも、直接冷媒回路内の組成を測定し、適
正冷媒組成の判定を行うため、冷媒漏れに対する異常の
有無を簡単に確実に確認できる。また、冷媒漏れの出力
信号を表示用ランプや液晶表示部等の認識装置に送り、
視覚、聴覚等により認識できるようにすれば、冷媒の追
加補充をするときに冷媒回路内から全ての冷媒を抜く必
要がなく、冷媒漏れ認識装置を確認しながら冷媒の補充
を行うため確実に冷凍サイクル内の冷媒組成を適正にで
き、メンテナンス時間の短縮及びメンテナンス時の必要
冷媒量の低減ができる。
【００２６】ここで、混合冷媒の組成と静電容量値の関
係について、低沸点冷媒を基準に考えたが、高沸点冷媒
を基準に考えても同様の効果がある。また、本実施例で
は、混合冷媒として二成分系を対象として説明したが、
多成分系の場合においても同様の効果を得ることができ
る。さらに、静電容量値と混合冷媒の組成の関係として
HFC134aとHFC32を用いたが、他の種類の冷媒についても
同様の特性があり、本発明の域を脱するものではない。
係について、低沸点冷媒を基準に考えたが、高沸点冷媒
を基準に考えても同様の効果がある。また、本実施例で
は、混合冷媒として二成分系を対象として説明したが、
多成分系の場合においても同様の効果を得ることができ
る。さらに、静電容量値と混合冷媒の組成の関係として
HFC134aとHFC32を用いたが、他の種類の冷媒についても
同様の特性があり、本発明の域を脱するものではない。
【００２７】図５は、本発明の第２実施例を示し、温
度，圧力による適正冷媒組成検出手段を備えた冷凍サイ
クルの構成図である。図中、図１と同符号のものは、同
一部分を示す。図において、室外ユニット１には、混合
冷媒の冷媒組成を検出するために冷凍サイクルの凝縮温
度及び凝縮圧力を検出する温度センサ２２，圧力センサ
２３を設ける。また、前記温度センサ２２，圧力センサ
２３により検出される適正封入時の混合冷媒の組成値を
記憶するためのメモリ部２５を設ける。また、前記メモ
リ部２５に記憶される温度及び圧力の値を補正し数式化
するための数式化演算部２６が設けられている。前記温
度センサ２２，圧力センサ２３，メモリ部２５、数式化
演算部２６は、各々信号線により接続される。
度，圧力による適正冷媒組成検出手段を備えた冷凍サイ
クルの構成図である。図中、図１と同符号のものは、同
一部分を示す。図において、室外ユニット１には、混合
冷媒の冷媒組成を検出するために冷凍サイクルの凝縮温
度及び凝縮圧力を検出する温度センサ２２，圧力センサ
２３を設ける。また、前記温度センサ２２，圧力センサ
２３により検出される適正封入時の混合冷媒の組成値を
記憶するためのメモリ部２５を設ける。また、前記メモ
リ部２５に記憶される温度及び圧力の値を補正し数式化
するための数式化演算部２６が設けられている。前記温
度センサ２２，圧力センサ２３，メモリ部２５、数式化
演算部２６は、各々信号線により接続される。
【００２８】次に、前記温度センサ２２及び圧力センサ
２３を用いて、冷凍サイクル内の混合冷媒の組成が適正
であるかを判断する原理について説明する。
２３を用いて、冷凍サイクル内の混合冷媒の組成が適正
であるかを判断する原理について説明する。
【００２９】図６は混合冷媒の気液平衡線図を示す。図
は、ある一定の圧力における冷媒温度と混合冷媒の組成
の関係を表している。横軸は混合冷媒の組成を、縦軸は
冷媒温度を示している。図において、二本の線の上側を
気相線、下側の線を液相線と言い、気相線の上側はガス
のみが存在するガス域、気相線と液相線とで囲まれた領
域は気体と液体が混在する二相域、液相線の下側は液の
みが存在する液域である。混合冷媒は、気体から液体に
移行する時に本図に示すように温度にある幅を生じる特
性を有している。したがって、飽和ガスないしは飽和液
の状態では、温度及び圧力を検出することで混合冷媒の
組成を演算することができる。しかし、冷凍サイクルで
飽和状態の温度及び圧力を常に検出することは、運転状
態が常に変化すること、且つ冷媒漏れや滞留のこと等を
考慮すると難しい。ただし、二相域内の温度及び圧力を
検出することは容易にできる。そこで、図５に示すよう
に、冷凍サイクル中の凝縮温度及び凝縮圧力を検出でき
るように温度センサ２２，圧力センサ２３を設け、前記
各々のセンサで適正封入時の凝縮温度Ｔ１及び凝縮圧力
Ｐを検出する。図６に示す混合冷媒の気液平衡線図から
飽和ガス及び飽和液のそれぞれの混合冷媒の組成はＷ１
Ｌ，Ｗ１Ｇとなる。前記温度センサ２２及び圧力センサ
２３は、冷凍サイクル中の二相域の状態を計れるように
配設してあるため、適正封入時の冷凍サイクル中の混合
冷媒の組成は、前記演算された飽和ガスの冷媒組成Ｗ１
Ｇから飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌの間にあることは確実で
ある。一方、適宣時間経過後も前記適正封入時と同様に
凝縮温度Ｔ２及び凝縮圧力Ｐを検出し、図６に示す混合
冷媒の気液平衡線図から飽和ガス及び飽和液のそれぞれ
の混合冷媒の組成はＷ２Ｇ，Ｗ２Ｌとなる。上記と同様
に適宣時間経過後の冷凍サイクル中の混合冷媒の組成
も、前記演算された飽和ガスの冷媒組成Ｗ２Ｇから飽和
液の冷媒組成Ｗ２Ｌの間にあることは確実である。ここ
で、適正封入時の飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌと，適宣時間
後の飽和ガスの冷媒組成Ｗ２Ｇについて着目すると、前
記適正封入時の飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌは、冷媒組成が
これ以下にはならない値であり、前記適宣時間後の飽和
ガスの冷媒組成Ｗ２Ｇは、冷媒組成がこれ以上にはなら
ない値である。すなわち、適宣時間後の飽和ガスの冷媒
組成Ｗ２Ｇが適正封入時の飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌ以下
の値になった時は、確実に冷凍サイクル内の冷媒組成が
変化していることを表す。そこで、前記の状態となる温
度以上ないしは前記の状態となる温度以下になるかどう
かを判定すれば冷媒の漏洩を判断することができる。た
だし、冷凍サイクルの運転中に同じ圧力を作り出すこと
は運転条件が常に異なるため非常に困難である。そこ
で、種々の圧力条件における適正冷媒封入時の温度を数
式化し記憶することで、どのような運転状態であっても
適正冷媒組成の検出を可能とすることができる。
は、ある一定の圧力における冷媒温度と混合冷媒の組成
の関係を表している。横軸は混合冷媒の組成を、縦軸は
冷媒温度を示している。図において、二本の線の上側を
気相線、下側の線を液相線と言い、気相線の上側はガス
のみが存在するガス域、気相線と液相線とで囲まれた領
域は気体と液体が混在する二相域、液相線の下側は液の
みが存在する液域である。混合冷媒は、気体から液体に
移行する時に本図に示すように温度にある幅を生じる特
性を有している。したがって、飽和ガスないしは飽和液
の状態では、温度及び圧力を検出することで混合冷媒の
組成を演算することができる。しかし、冷凍サイクルで
飽和状態の温度及び圧力を常に検出することは、運転状
態が常に変化すること、且つ冷媒漏れや滞留のこと等を
考慮すると難しい。ただし、二相域内の温度及び圧力を
検出することは容易にできる。そこで、図５に示すよう
に、冷凍サイクル中の凝縮温度及び凝縮圧力を検出でき
るように温度センサ２２，圧力センサ２３を設け、前記
各々のセンサで適正封入時の凝縮温度Ｔ１及び凝縮圧力
Ｐを検出する。図６に示す混合冷媒の気液平衡線図から
飽和ガス及び飽和液のそれぞれの混合冷媒の組成はＷ１
Ｌ，Ｗ１Ｇとなる。前記温度センサ２２及び圧力センサ
２３は、冷凍サイクル中の二相域の状態を計れるように
配設してあるため、適正封入時の冷凍サイクル中の混合
冷媒の組成は、前記演算された飽和ガスの冷媒組成Ｗ１
Ｇから飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌの間にあることは確実で
ある。一方、適宣時間経過後も前記適正封入時と同様に
凝縮温度Ｔ２及び凝縮圧力Ｐを検出し、図６に示す混合
冷媒の気液平衡線図から飽和ガス及び飽和液のそれぞれ
の混合冷媒の組成はＷ２Ｇ，Ｗ２Ｌとなる。上記と同様
に適宣時間経過後の冷凍サイクル中の混合冷媒の組成
も、前記演算された飽和ガスの冷媒組成Ｗ２Ｇから飽和
液の冷媒組成Ｗ２Ｌの間にあることは確実である。ここ
で、適正封入時の飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌと，適宣時間
後の飽和ガスの冷媒組成Ｗ２Ｇについて着目すると、前
記適正封入時の飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌは、冷媒組成が
これ以下にはならない値であり、前記適宣時間後の飽和
ガスの冷媒組成Ｗ２Ｇは、冷媒組成がこれ以上にはなら
ない値である。すなわち、適宣時間後の飽和ガスの冷媒
組成Ｗ２Ｇが適正封入時の飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌ以下
の値になった時は、確実に冷凍サイクル内の冷媒組成が
変化していることを表す。そこで、前記の状態となる温
度以上ないしは前記の状態となる温度以下になるかどう
かを判定すれば冷媒の漏洩を判断することができる。た
だし、冷凍サイクルの運転中に同じ圧力を作り出すこと
は運転条件が常に異なるため非常に困難である。そこ
で、種々の圧力条件における適正冷媒封入時の温度を数
式化し記憶することで、どのような運転状態であっても
適正冷媒組成の検出を可能とすることができる。
【００３０】次に、上記第２実施例の冷凍サイクル内の
混合冷媒の適正冷媒組成検出方法を図５及び図７により
説明する。図７は、温度，圧力による適正冷媒組成を検
出する方法を示したフローチャートである。まず、メモ
リ部２５に適正封入時の温度及び圧力が記憶されている
かを判断し、前記温度及び圧力が記憶されていない場合
（例えば、据え付け直後）は、凝縮温度Ｔ１及び凝縮圧
力Ｐを温度センサ２２，圧力センサ２３で検出し、メモ
リ部２５に記憶する。次に、適宣時間が経過すると、適
宣時間経過後の凝縮温度Ｔ２及び凝縮圧力Ｐｃを温度セ
ンサ２２，圧力センサ２３で検出する。そして、前記適
宣時間経過後の圧力Ｐｃに相当する適正封入時の温度Ｔ
ｃを演算し、前記適正封入時の温度Ｔｃと前記温度セン
サで検出した値Ｔ２の差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔｃ−Ｔ２）を演
算し、前記温度差ΔＴと予め設定されている値δ（例え
ば、６℃）を比較し、前記温度差ΔＴの方が大きい場合
は、高沸点冷媒が漏れたと判断し、高沸点冷媒漏れの信
号を出力する。また、前記温度差ΔＴと予め設定されて
いる値−ζを比較し、前記温度差ΔＴの方が小さい場合
は低沸点冷媒が漏れたと判断し、低沸点冷媒漏れの信号
を出力する。上記以外は、冷凍サイクル内を循環する混
合冷媒の組成が適正であると判断され、数式化演算部に
前記温度センサで検出された値Ｔ２が入力され、温度と
圧力の関係式を学習させ、前記混合冷媒の組成検出を繰
り返す。
混合冷媒の適正冷媒組成検出方法を図５及び図７により
説明する。図７は、温度，圧力による適正冷媒組成を検
出する方法を示したフローチャートである。まず、メモ
リ部２５に適正封入時の温度及び圧力が記憶されている
かを判断し、前記温度及び圧力が記憶されていない場合
（例えば、据え付け直後）は、凝縮温度Ｔ１及び凝縮圧
力Ｐを温度センサ２２，圧力センサ２３で検出し、メモ
リ部２５に記憶する。次に、適宣時間が経過すると、適
宣時間経過後の凝縮温度Ｔ２及び凝縮圧力Ｐｃを温度セ
ンサ２２，圧力センサ２３で検出する。そして、前記適
宣時間経過後の圧力Ｐｃに相当する適正封入時の温度Ｔ
ｃを演算し、前記適正封入時の温度Ｔｃと前記温度セン
サで検出した値Ｔ２の差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔｃ−Ｔ２）を演
算し、前記温度差ΔＴと予め設定されている値δ（例え
ば、６℃）を比較し、前記温度差ΔＴの方が大きい場合
は、高沸点冷媒が漏れたと判断し、高沸点冷媒漏れの信
号を出力する。また、前記温度差ΔＴと予め設定されて
いる値−ζを比較し、前記温度差ΔＴの方が小さい場合
は低沸点冷媒が漏れたと判断し、低沸点冷媒漏れの信号
を出力する。上記以外は、冷凍サイクル内を循環する混
合冷媒の組成が適正であると判断され、数式化演算部に
前記温度センサで検出された値Ｔ２が入力され、温度と
圧力の関係式を学習させ、前記混合冷媒の組成検出を繰
り返す。
【００３１】以上のように構成された冷媒組成検出法で
は、従来の冷凍サイクルに付設する温度検出手段及び圧
力検出手段を用いて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒
の冷媒組成が適正であるかを判定するため、冷媒漏れに
対する異常の有無を簡単に確認できる。また、冷媒漏れ
の出力信号を表示用ランプや液晶表示部等の認識装置に
送り、視覚、聴覚等により認識できるようにすれば、冷
媒の追加補充をするときに冷媒回路内から全ての冷媒を
抜く必要がなく、認識装置の表示を確認しながら冷媒の
補充を行うことで確実に冷凍サイクル内の冷媒組成を適
正にでき、メンテナンス時間の短縮及びメンテナンス時
の必要冷媒量の低減ができる。また、従来の冷凍サイク
ルに付設する検出手段を用いて組成検出を行うため、組
成検出手段としてのセンサを省くことができ、コストの
低減が可能であり、制御回路の複雑化を抑制できる。
は、従来の冷凍サイクルに付設する温度検出手段及び圧
力検出手段を用いて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒
の冷媒組成が適正であるかを判定するため、冷媒漏れに
対する異常の有無を簡単に確認できる。また、冷媒漏れ
の出力信号を表示用ランプや液晶表示部等の認識装置に
送り、視覚、聴覚等により認識できるようにすれば、冷
媒の追加補充をするときに冷媒回路内から全ての冷媒を
抜く必要がなく、認識装置の表示を確認しながら冷媒の
補充を行うことで確実に冷凍サイクル内の冷媒組成を適
正にでき、メンテナンス時間の短縮及びメンテナンス時
の必要冷媒量の低減ができる。また、従来の冷凍サイク
ルに付設する検出手段を用いて組成検出を行うため、組
成検出手段としてのセンサを省くことができ、コストの
低減が可能であり、制御回路の複雑化を抑制できる。
【００３２】ここで、本実施例では、温度センサ２２、
圧力センサ２３の配設位置を凝縮用熱交換器としたが、
蒸発用熱交換器に配設しても同様の効果がある。
圧力センサ２３の配設位置を凝縮用熱交換器としたが、
蒸発用熱交換器に配設しても同様の効果がある。
【００３３】次に、本願発明の第３実施例を図８により
説明する。この図は、温度，圧力による飽和冷媒組成検
出手段を備えた冷凍サイクルの構成図で、図中、図１ま
たは図５と同一符号を付したものは同一部分を示す。図
において、室外ユニット１には、混合冷媒の温度及び圧
力を検出する温度，圧力検出部２４と冷媒組成が適正で
あるかを判断する適正冷媒組成判断部１３の間に、気液
二相状態の温度及び圧力から飽和状態の冷媒組成を演算
する飽和冷媒組成演算部２７と、冷媒封入時の温度，圧
力を記憶するメモリ部２５の代わりに冷媒封入時の飽和
冷媒組成値を記憶するメモリ部２８を設ける。
説明する。この図は、温度，圧力による飽和冷媒組成検
出手段を備えた冷凍サイクルの構成図で、図中、図１ま
たは図５と同一符号を付したものは同一部分を示す。図
において、室外ユニット１には、混合冷媒の温度及び圧
力を検出する温度，圧力検出部２４と冷媒組成が適正で
あるかを判断する適正冷媒組成判断部１３の間に、気液
二相状態の温度及び圧力から飽和状態の冷媒組成を演算
する飽和冷媒組成演算部２７と、冷媒封入時の温度，圧
力を記憶するメモリ部２５の代わりに冷媒封入時の飽和
冷媒組成値を記憶するメモリ部２８を設ける。
【００３４】次に、冷凍サイクル内の混合冷媒の組成が
適正であるかを判断する原理について説明する。図６に
おいて、適正封入時と適宣時間後の気液二相状態におけ
る温度及び圧力から演算される各々の飽和液の冷媒組成
Ｗ１Ｌ，Ｗ２Ｌについて着目すると、適宣時間経過後の
飽和液の冷媒組成Ｗ２Ｌと適正封入時の飽和液の冷媒組
成Ｗ１Ｌの差である組成変化幅ΔＷが、冷媒が漏洩して
冷凍サイクル内の冷媒組成を変化させた結果であること
がわかる。したがって、この組成変化幅ΔＷがある値以
上となった場合に、冷媒が漏洩したことを認識できるよ
うにすれば良い。また、組成変化幅ΔＷがプラス側にな
るということは、冷凍サイクル内の混合冷媒の組成が低
沸点側にずれたことを表すため、漏洩した冷媒が高沸点
冷媒であることを示す。また、組成変化幅ΔＷがマイナ
ス側になるということは、冷凍サイクル内の混合冷媒の
組成が高沸点側にずれたことを現すため、漏洩した冷媒
が低沸点冷媒であることを示す。以上から、上記に示す
方法によりどちらの冷媒が漏洩したかを判断することが
できる。
適正であるかを判断する原理について説明する。図６に
おいて、適正封入時と適宣時間後の気液二相状態におけ
る温度及び圧力から演算される各々の飽和液の冷媒組成
Ｗ１Ｌ，Ｗ２Ｌについて着目すると、適宣時間経過後の
飽和液の冷媒組成Ｗ２Ｌと適正封入時の飽和液の冷媒組
成Ｗ１Ｌの差である組成変化幅ΔＷが、冷媒が漏洩して
冷凍サイクル内の冷媒組成を変化させた結果であること
がわかる。したがって、この組成変化幅ΔＷがある値以
上となった場合に、冷媒が漏洩したことを認識できるよ
うにすれば良い。また、組成変化幅ΔＷがプラス側にな
るということは、冷凍サイクル内の混合冷媒の組成が低
沸点側にずれたことを表すため、漏洩した冷媒が高沸点
冷媒であることを示す。また、組成変化幅ΔＷがマイナ
ス側になるということは、冷凍サイクル内の混合冷媒の
組成が高沸点側にずれたことを現すため、漏洩した冷媒
が低沸点冷媒であることを示す。以上から、上記に示す
方法によりどちらの冷媒が漏洩したかを判断することが
できる。
【００３５】次に、本発明の第３実施例を図８及び図９
を用いて説明する。図９は、温度，圧力による飽和冷媒
組成検出手段を用いた混合冷媒の組成検出方法を説明す
るフローチャートである。まず、メモリ部２８に適正封
入時の飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌが記憶されているかを判
断し、前記飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌが記憶されていない
場合（例えば、据え付け直後）は、凝縮温度及び凝縮圧
力を温度センサ２２，圧力センサ２３で検出し、図６に
示すような混合冷媒の気液平衡線図を記憶しておき、適
正封入時の低沸点冷媒の液組成Ｗ１Ｌを演算し、メモリ
部２８に演算結果を記憶する。次に、適宣時間が経過す
ると適宣時間経過後の凝縮温度及び凝縮圧力を温度セン
サ２２，圧力センサ２３で検出し、適宣時間経過後の低
沸点冷媒の液組成Ｗ２Ｌを演算する。そして、前記適宣
時間経過後の低沸点冷媒の液組成Ｗ２Ｌと前記メモリ部
２８に記憶した適正封入時の低沸点冷媒の液組成Ｗ１Ｌ
の差である組成変化幅ΔＷ（ΔＷＬ＝Ｗ２Ｌ−Ｗ１Ｌ）
を演算し、前記組成変化幅ΔＷＬと予め設定されている
値ζ（例えば、０．１）を比較し、前記組成変化幅ΔＷ
Ｌの方が大きい場合は、高沸点冷媒が漏れたと判断し、
高沸点冷媒漏れ信号を出力する。また、前記組成変化幅
ΔＷＬと予め設定されている値−ζを比較し、前記組成
変化幅ΔＷＬの方が小さい場合は低沸点冷媒が漏れたと
判断し、低沸点冷媒漏れ信号を出力する。上記以外は、
冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の組成が適正である
と判断され、前記混合冷媒の組成検出を繰り返す。
を用いて説明する。図９は、温度，圧力による飽和冷媒
組成検出手段を用いた混合冷媒の組成検出方法を説明す
るフローチャートである。まず、メモリ部２８に適正封
入時の飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌが記憶されているかを判
断し、前記飽和液の冷媒組成Ｗ１Ｌが記憶されていない
場合（例えば、据え付け直後）は、凝縮温度及び凝縮圧
力を温度センサ２２，圧力センサ２３で検出し、図６に
示すような混合冷媒の気液平衡線図を記憶しておき、適
正封入時の低沸点冷媒の液組成Ｗ１Ｌを演算し、メモリ
部２８に演算結果を記憶する。次に、適宣時間が経過す
ると適宣時間経過後の凝縮温度及び凝縮圧力を温度セン
サ２２，圧力センサ２３で検出し、適宣時間経過後の低
沸点冷媒の液組成Ｗ２Ｌを演算する。そして、前記適宣
時間経過後の低沸点冷媒の液組成Ｗ２Ｌと前記メモリ部
２８に記憶した適正封入時の低沸点冷媒の液組成Ｗ１Ｌ
の差である組成変化幅ΔＷ（ΔＷＬ＝Ｗ２Ｌ−Ｗ１Ｌ）
を演算し、前記組成変化幅ΔＷＬと予め設定されている
値ζ（例えば、０．１）を比較し、前記組成変化幅ΔＷ
Ｌの方が大きい場合は、高沸点冷媒が漏れたと判断し、
高沸点冷媒漏れ信号を出力する。また、前記組成変化幅
ΔＷＬと予め設定されている値−ζを比較し、前記組成
変化幅ΔＷＬの方が小さい場合は低沸点冷媒が漏れたと
判断し、低沸点冷媒漏れ信号を出力する。上記以外は、
冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の組成が適正である
と判断され、前記混合冷媒の組成検出を繰り返す。
【００３６】以上のように構成された冷媒組成検出法で
は、従来の冷凍サイクルに付設する温度検出手段及び圧
力検出手段を用いて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒
の冷媒組成が適正であるかを判定するため、冷媒漏れに
対する異常の有無を簡単に確認できる。また、冷媒漏れ
の出力信号を表示用ランプや液晶表示部等の認識装置に
送り、視覚、聴覚等により認識できるようにすれば、冷
媒の追加補充をするときに冷媒回路内から全ての冷媒を
抜く必要がなく、認識装置の表示を確認しながら冷媒の
補充を行うことで確実に冷凍サイクル内の冷媒組成を適
正にでき、メンテナンス時間の短縮及びメンテナンス時
の必要冷媒量の低減ができる。また、従来の冷凍サイク
ルに付設する検出手段を用いて組成検出を行うため、組
成検出手段としてのセンサを省くことができ、コストの
低減が可能であり、制御回路の複雑化を抑制できる。
は、従来の冷凍サイクルに付設する温度検出手段及び圧
力検出手段を用いて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒
の冷媒組成が適正であるかを判定するため、冷媒漏れに
対する異常の有無を簡単に確認できる。また、冷媒漏れ
の出力信号を表示用ランプや液晶表示部等の認識装置に
送り、視覚、聴覚等により認識できるようにすれば、冷
媒の追加補充をするときに冷媒回路内から全ての冷媒を
抜く必要がなく、認識装置の表示を確認しながら冷媒の
補充を行うことで確実に冷凍サイクル内の冷媒組成を適
正にでき、メンテナンス時間の短縮及びメンテナンス時
の必要冷媒量の低減ができる。また、従来の冷凍サイク
ルに付設する検出手段を用いて組成検出を行うため、組
成検出手段としてのセンサを省くことができ、コストの
低減が可能であり、制御回路の複雑化を抑制できる。
【００３７】ここで、混合冷媒の組成検出について、低
沸点冷媒を基準に考えたが、高沸点冷媒を基準に考えて
も同様の効果がある。また、本実施例では、飽和液の組
成値を基準に考えたが、飽和ガスの組成値を基準に考え
ても同様の効果がある。また、上記飽和ガスの混合冷媒
の組成値と飽和液の混合冷媒の組成値を組み合わせても
同様の効果を得ることができる。また本実施例では、温
度センサ２２，圧力センサ２３の配設位置を凝縮用熱交
換器としたが、蒸発用熱交換器に配設しても同様の効果
がある。
沸点冷媒を基準に考えたが、高沸点冷媒を基準に考えて
も同様の効果がある。また、本実施例では、飽和液の組
成値を基準に考えたが、飽和ガスの組成値を基準に考え
ても同様の効果がある。また、上記飽和ガスの混合冷媒
の組成値と飽和液の混合冷媒の組成値を組み合わせても
同様の効果を得ることができる。また本実施例では、温
度センサ２２，圧力センサ２３の配設位置を凝縮用熱交
換器としたが、蒸発用熱交換器に配設しても同様の効果
がある。
【００３８】次に、本発明の第４実施例を図１０により
説明する。この図は、受液器の温度，圧力による飽和冷
媒組成検出手段を備えた冷凍サイクルの構成図である。
図中、図１、図８と同符号のものは、同一のものを示
す。図において、凝縮側熱交換器５の出口には余剰冷媒
を貯溜するための受液器２９が配設され、冷媒組成を検
出するための温度センサ２２及び圧力センサ２３は受液
器内部の状態を測定できるように配設されている。
説明する。この図は、受液器の温度，圧力による飽和冷
媒組成検出手段を備えた冷凍サイクルの構成図である。
図中、図１、図８と同符号のものは、同一のものを示
す。図において、凝縮側熱交換器５の出口には余剰冷媒
を貯溜するための受液器２９が配設され、冷媒組成を検
出するための温度センサ２２及び圧力センサ２３は受液
器内部の状態を測定できるように配設されている。
【００３９】次に、冷凍サイクル内の混合冷媒の組成が
適正であるかを判断する原理について説明する。上記第
３，第４の実施例において説明したように、二相域内の
状態の温度及び圧力の検出値から飽和冷媒組成を演算し
冷媒封入時の飽和冷媒組成値と比較することで、冷凍サ
イクル中の冷媒組成が適正であるかを判断することがで
きる。ここで、凝縮側熱交換器５の出口に配設された受
液器２９の内部は、ほぼ飽和液と飽和ガスが混在する気
液二相状態となり、図６においては、気相線と液相線で
囲まれた二相域の状態となる。したがって、本発明で
は、受液器２９の温度及び圧力を測定できるように温度
センサ２２，圧力センサ２３を設けているため、適正冷
媒組成を判断することができる。
適正であるかを判断する原理について説明する。上記第
３，第４の実施例において説明したように、二相域内の
状態の温度及び圧力の検出値から飽和冷媒組成を演算し
冷媒封入時の飽和冷媒組成値と比較することで、冷凍サ
イクル中の冷媒組成が適正であるかを判断することがで
きる。ここで、凝縮側熱交換器５の出口に配設された受
液器２９の内部は、ほぼ飽和液と飽和ガスが混在する気
液二相状態となり、図６においては、気相線と液相線で
囲まれた二相域の状態となる。したがって、本発明で
は、受液器２９の温度及び圧力を測定できるように温度
センサ２２，圧力センサ２３を設けているため、適正冷
媒組成を判断することができる。
【００４０】本実施例における冷媒組成検出の方法につ
いては、前記上記第３の実施例の場合と同様なので、こ
こでは省略する。
いては、前記上記第３の実施例の場合と同様なので、こ
こでは省略する。
【００４１】以上のように構成された冷媒組成検出装置
では、気液二相状態となる受液器の温度及び圧力を温度
検出手段及び圧力検出手段を用いて冷凍サイクル内を循
環する混合冷媒の冷媒組成が適正であるかを判定するた
め、冷媒漏れに対する異常の有無を簡単に確認できる。
また、冷媒漏れの出力信号を表示用ランプや液晶表示部
等の認識装置に送り、視覚、聴覚等により認識できるよ
うにすれば、冷媒の追加補充をするときに冷媒回路内か
ら全ての冷媒を抜く必要がなく、認識装置の表示を確認
しながら冷媒の補充を行うことで確実に冷凍サイクル内
の冷媒組成を適正にでき、メンテナンス時間の短縮及び
メンテナンス時の必要冷媒量の低減ができる。また、従
来の冷凍サイクルに付設する検出手段を用いて組成検出
を行うため、組成検出手段としてのセンサを省くことが
でき、コストの低減が可能であり、制御回路の複雑化を
抑制できる。
では、気液二相状態となる受液器の温度及び圧力を温度
検出手段及び圧力検出手段を用いて冷凍サイクル内を循
環する混合冷媒の冷媒組成が適正であるかを判定するた
め、冷媒漏れに対する異常の有無を簡単に確認できる。
また、冷媒漏れの出力信号を表示用ランプや液晶表示部
等の認識装置に送り、視覚、聴覚等により認識できるよ
うにすれば、冷媒の追加補充をするときに冷媒回路内か
ら全ての冷媒を抜く必要がなく、認識装置の表示を確認
しながら冷媒の補充を行うことで確実に冷凍サイクル内
の冷媒組成を適正にでき、メンテナンス時間の短縮及び
メンテナンス時の必要冷媒量の低減ができる。また、従
来の冷凍サイクルに付設する検出手段を用いて組成検出
を行うため、組成検出手段としてのセンサを省くことが
でき、コストの低減が可能であり、制御回路の複雑化を
抑制できる。
【００４２】次に、本発明の第５実施例を図１１により
説明する。この図は、飽和液冷媒組成検出手段を備えた
冷凍サイクル構成図である。図中、図１、図８、図１０
と同符号のものは、同一部分を示す。図において、受液
器２９内部には、受液器２９の液面高さを検出できる液
面検知センサ３１（例えば、静電容量センサ）が設けら
れている。受液器２９の液面高さを調節するために、本
実施例では蒸発側熱交換器９の出口から圧縮機２の入口
までの間の配管からバイパス回路を設け、前記バイパス
回路には、受液器２９を冷却するための受液器冷却装置
３０（例えば、熱交換器）と、前記受液器冷却装置３０
の冷却能力を調節するために前記受液器冷却装置３０を
通過する冷媒流量を調整できる副膨張弁３２が配設され
ている。前記副膨張弁３２には、前記液面検知センサ３
１からの出力信号を基に受液器２９内の液面を一定とす
るように前記副膨張弁３２の開度を演算する副膨張弁開
度演算部３３と、前記副膨張弁開度演算部３３からの出
力信号により前記副膨張弁３２を駆動させる副膨張弁駆
動装置３４が信号線を介して接続されている。
説明する。この図は、飽和液冷媒組成検出手段を備えた
冷凍サイクル構成図である。図中、図１、図８、図１０
と同符号のものは、同一部分を示す。図において、受液
器２９内部には、受液器２９の液面高さを検出できる液
面検知センサ３１（例えば、静電容量センサ）が設けら
れている。受液器２９の液面高さを調節するために、本
実施例では蒸発側熱交換器９の出口から圧縮機２の入口
までの間の配管からバイパス回路を設け、前記バイパス
回路には、受液器２９を冷却するための受液器冷却装置
３０（例えば、熱交換器）と、前記受液器冷却装置３０
の冷却能力を調節するために前記受液器冷却装置３０を
通過する冷媒流量を調整できる副膨張弁３２が配設され
ている。前記副膨張弁３２には、前記液面検知センサ３
１からの出力信号を基に受液器２９内の液面を一定とす
るように前記副膨張弁３２の開度を演算する副膨張弁開
度演算部３３と、前記副膨張弁開度演算部３３からの出
力信号により前記副膨張弁３２を駆動させる副膨張弁駆
動装置３４が信号線を介して接続されている。
【００４３】次に、冷凍サイクル内の混合冷媒の冷媒組
成を検出する原理について説明する。受液器２９内の冷
媒の状態は、前述したようにほぼ飽和状態であり、受液
器２９内に液が存在する限りは受液器２９の出口は、ほ
ぼ飽和液の冷媒が流れる。すなわち、冷凍サイクル内を
循環する冷媒の組成は、前記飽和液の冷媒組成であり、
受液器２９の出口に温度センサ２２及び圧力センサ２３
により温度及び圧力を検出して、図６の冷媒組成と温
度，圧力の関係から液相線における冷媒組成を演算する
ことにより検出できる。
成を検出する原理について説明する。受液器２９内の冷
媒の状態は、前述したようにほぼ飽和状態であり、受液
器２９内に液が存在する限りは受液器２９の出口は、ほ
ぼ飽和液の冷媒が流れる。すなわち、冷凍サイクル内を
循環する冷媒の組成は、前記飽和液の冷媒組成であり、
受液器２９の出口に温度センサ２２及び圧力センサ２３
により温度及び圧力を検出して、図６の冷媒組成と温
度，圧力の関係から液相線における冷媒組成を演算する
ことにより検出できる。
【００４４】本発明の冷媒組成検出手段を備えた冷媒組
成検出の方法については、前記第３実施例で説明した方
法と同様なので、ここでは省略する。
成検出の方法については、前記第３実施例で説明した方
法と同様なので、ここでは省略する。
【００４５】以上のように構成された冷媒組成検出法で
は、飽和液状態となる受液器出口の温度及び圧力を温度
検出手段及び圧力検出手段を用いて冷凍サイクル内を循
環する混合冷媒の冷媒組成が適正であるかを判定するた
め、冷媒漏れに対する異常の有無を簡単に確認できる。
また、冷媒漏れの出力信号を表示用ランプや液晶表示部
等の認識装置に送り、視覚、聴覚等により認識できるよ
うにすれば、冷媒の追加補充をするときに冷媒回路内か
ら全ての冷媒を抜く必要がなく、認識装置の表示を確認
しながら冷媒の補充を行うことで確実に冷凍サイクル内
の冷媒組成を適正にでき、メンテナンス時間の短縮及び
メンテナンス時の必要冷媒量の低減ができる。また、従
来の冷凍サイクルに付設する検出手段を用いて組成検出
を行うため、組成検出手段としてのセンサを省くことが
でき、コストの低減が可能であり、制御回路の複雑化を
抑制できる。また、受液器２９内の液面高さを受液器冷
却装置３０と副膨張弁３２により調節しているため、受
液器２９内の液面高さが変動することにる冷凍サイクル
内を循環する冷媒組成の変動を抑制でき、冷凍サイクル
の運転を安定させることが可能となる。さらに、前記受
液器２９の液面高さの出力信号と冷媒組成の出力信号を
兼用することにより、冷媒の追加封入量を演算すること
ができる。
は、飽和液状態となる受液器出口の温度及び圧力を温度
検出手段及び圧力検出手段を用いて冷凍サイクル内を循
環する混合冷媒の冷媒組成が適正であるかを判定するた
め、冷媒漏れに対する異常の有無を簡単に確認できる。
また、冷媒漏れの出力信号を表示用ランプや液晶表示部
等の認識装置に送り、視覚、聴覚等により認識できるよ
うにすれば、冷媒の追加補充をするときに冷媒回路内か
ら全ての冷媒を抜く必要がなく、認識装置の表示を確認
しながら冷媒の補充を行うことで確実に冷凍サイクル内
の冷媒組成を適正にでき、メンテナンス時間の短縮及び
メンテナンス時の必要冷媒量の低減ができる。また、従
来の冷凍サイクルに付設する検出手段を用いて組成検出
を行うため、組成検出手段としてのセンサを省くことが
でき、コストの低減が可能であり、制御回路の複雑化を
抑制できる。また、受液器２９内の液面高さを受液器冷
却装置３０と副膨張弁３２により調節しているため、受
液器２９内の液面高さが変動することにる冷凍サイクル
内を循環する冷媒組成の変動を抑制でき、冷凍サイクル
の運転を安定させることが可能となる。さらに、前記受
液器２９の液面高さの出力信号と冷媒組成の出力信号を
兼用することにより、冷媒の追加封入量を演算すること
ができる。
【００４６】次に、第６実施例を図１２により説明す
る。図は、飽和液冷媒組成検出手段を備えた冷凍サイク
ル構成図である。図中、図１，図８と同一符号のもの
は、同一部分を示す。図において、蒸発側熱交換器９の
出口から圧縮機２の入口までの間の配管に冷媒の湿り度
を検出できる湿り度センサ３５（例えば、静電容量セン
サ）を配設されている。また、膨張弁８には、前記湿り
度センサ３５からの出力信号を基に蒸発側熱交換器９の
出口から圧縮機２の入口までの間の配管を流れる冷媒の
湿り度を調節するように前記膨張弁８の開度を演算する
膨張弁開度演算部３６と、前記膨張弁開度演算部３６か
らの出力信号により前記膨張弁８を駆動させる膨張弁駆
動装置３７が信号線を介して接続されている。
る。図は、飽和液冷媒組成検出手段を備えた冷凍サイク
ル構成図である。図中、図１，図８と同一符号のもの
は、同一部分を示す。図において、蒸発側熱交換器９の
出口から圧縮機２の入口までの間の配管に冷媒の湿り度
を検出できる湿り度センサ３５（例えば、静電容量セン
サ）を配設されている。また、膨張弁８には、前記湿り
度センサ３５からの出力信号を基に蒸発側熱交換器９の
出口から圧縮機２の入口までの間の配管を流れる冷媒の
湿り度を調節するように前記膨張弁８の開度を演算する
膨張弁開度演算部３６と、前記膨張弁開度演算部３６か
らの出力信号により前記膨張弁８を駆動させる膨張弁駆
動装置３７が信号線を介して接続されている。
【００４７】次に、冷凍サイクル内の混合冷媒の冷媒組
成を検出する原理について説明する。蒸発側熱交換器９
の出口から圧縮機２の入口までの間の配管を流れる冷媒
の状態は、湿り度センサ３５からの出力信号を基に膨張
弁８を駆動して調節するため、積極的に気液二相状態な
いしはほぼ飽和ガス状態となる。気液二相状態の場合
は、図６において、適正封入時と適宣時間後の気液二相
状態における温度及び圧力から演算される各々の飽和ガ
スの冷媒組成Ｗ１Ｇ，Ｗ２Ｇについて着目すると、適宣
時間経過後の飽和ガスの冷媒組成Ｗ２Ｇと適正封入時の
飽和ガスの冷媒組成Ｗ１Ｇの差である組成変化幅ΔＷ
が、冷媒が漏洩して冷凍サイクル内の冷媒組成を変化さ
せた結果であることがわかる。したがって、この組成変
化幅ΔＷがある値以上となった場合に、冷媒が漏洩した
ことを認識できるようにすれば良い。また、組成変化幅
ΔＷがプラス側になるということは、冷凍サイクル内の
混合冷媒の組成が低沸点側にずれたことを現すため、漏
洩した冷媒が高沸点冷媒であることを示す。また、組成
変化幅ΔＷがマイナス側になるということは、冷凍サイ
クル内の混合冷媒の組成が高沸点側にずれたことを現す
ため、漏洩した冷媒が低沸点冷媒であることを示す。以
上から、上記に示す方法によりどちらの冷媒が漏洩した
かを判断することができる。また、ほぼ飽和ガス状態の
場合は、蒸発側熱交換器９の出口から圧縮機２の入口ま
での間の配管を流れる冷媒は、ほぼ飽和ガスの冷媒が流
れる。すなわち、冷凍サイクル内を循環する冷媒の組成
は、前記飽和ガスの冷媒組成であり、蒸発側熱交換器９
の出口から圧縮機２の入口までの間の配管に温度センサ
２２及び圧力センサ２３により温度及び圧力を検出し
て、図６の冷媒組成と温度，圧力の関係から気相線にお
ける冷媒組成を演算することにより検出できる。
成を検出する原理について説明する。蒸発側熱交換器９
の出口から圧縮機２の入口までの間の配管を流れる冷媒
の状態は、湿り度センサ３５からの出力信号を基に膨張
弁８を駆動して調節するため、積極的に気液二相状態な
いしはほぼ飽和ガス状態となる。気液二相状態の場合
は、図６において、適正封入時と適宣時間後の気液二相
状態における温度及び圧力から演算される各々の飽和ガ
スの冷媒組成Ｗ１Ｇ，Ｗ２Ｇについて着目すると、適宣
時間経過後の飽和ガスの冷媒組成Ｗ２Ｇと適正封入時の
飽和ガスの冷媒組成Ｗ１Ｇの差である組成変化幅ΔＷ
が、冷媒が漏洩して冷凍サイクル内の冷媒組成を変化さ
せた結果であることがわかる。したがって、この組成変
化幅ΔＷがある値以上となった場合に、冷媒が漏洩した
ことを認識できるようにすれば良い。また、組成変化幅
ΔＷがプラス側になるということは、冷凍サイクル内の
混合冷媒の組成が低沸点側にずれたことを現すため、漏
洩した冷媒が高沸点冷媒であることを示す。また、組成
変化幅ΔＷがマイナス側になるということは、冷凍サイ
クル内の混合冷媒の組成が高沸点側にずれたことを現す
ため、漏洩した冷媒が低沸点冷媒であることを示す。以
上から、上記に示す方法によりどちらの冷媒が漏洩した
かを判断することができる。また、ほぼ飽和ガス状態の
場合は、蒸発側熱交換器９の出口から圧縮機２の入口ま
での間の配管を流れる冷媒は、ほぼ飽和ガスの冷媒が流
れる。すなわち、冷凍サイクル内を循環する冷媒の組成
は、前記飽和ガスの冷媒組成であり、蒸発側熱交換器９
の出口から圧縮機２の入口までの間の配管に温度センサ
２２及び圧力センサ２３により温度及び圧力を検出し
て、図６の冷媒組成と温度，圧力の関係から気相線にお
ける冷媒組成を演算することにより検出できる。
【００４８】本発明の冷媒組成検出手段を備えた冷媒組
成検出の方法については、前記第３実施例で説明した方
法と同様なので、ここでは省略する。
成検出の方法については、前記第３実施例で説明した方
法と同様なので、ここでは省略する。
【００４９】以上のように構成された冷媒組成検出法で
は、飽和ガス状態となる蒸発側熱交換器９の出口から圧
縮機２の入口までの間の配管の温度及び圧力を温度検出
手段及び圧力検出手段を用いて冷凍サイクル内を循環す
る混合冷媒の冷媒組成が適正であるかを判定するため、
冷媒漏れに対する異常の有無を簡単に確認できる。ま
た、冷媒漏れの出力信号を表示用ランプや液晶表示部等
の認識装置に送り、視覚、聴覚等により認識できるよう
にすれば、冷媒の追加補充をするときに冷媒回路内から
全ての冷媒を抜く必要がなく、認識装置の表示を確認し
ながら冷媒の補充を行うことで確実に冷凍サイクル内の
冷媒組成を適正にでき、メンテナンス時間の短縮及びメ
ンテナンス時の必要冷媒量の低減ができる。また、従来
の冷凍サイクルに付設する検出手段を用いて組成検出を
行うため、組成検出手段としてのセンサを省くことがで
き、コストの低減が可能であり、制御回路の複雑化を抑
制できる。また、冷媒組成を検出する温度及び圧力検出
手段を冷凍サイクルの運転制御にも用いることができる
ためセンサ機器の省略ができる。
は、飽和ガス状態となる蒸発側熱交換器９の出口から圧
縮機２の入口までの間の配管の温度及び圧力を温度検出
手段及び圧力検出手段を用いて冷凍サイクル内を循環す
る混合冷媒の冷媒組成が適正であるかを判定するため、
冷媒漏れに対する異常の有無を簡単に確認できる。ま
た、冷媒漏れの出力信号を表示用ランプや液晶表示部等
の認識装置に送り、視覚、聴覚等により認識できるよう
にすれば、冷媒の追加補充をするときに冷媒回路内から
全ての冷媒を抜く必要がなく、認識装置の表示を確認し
ながら冷媒の補充を行うことで確実に冷凍サイクル内の
冷媒組成を適正にでき、メンテナンス時間の短縮及びメ
ンテナンス時の必要冷媒量の低減ができる。また、従来
の冷凍サイクルに付設する検出手段を用いて組成検出を
行うため、組成検出手段としてのセンサを省くことがで
き、コストの低減が可能であり、制御回路の複雑化を抑
制できる。また、冷媒組成を検出する温度及び圧力検出
手段を冷凍サイクルの運転制御にも用いることができる
ためセンサ機器の省略ができる。
【００５０】
【００５１】
【発明の効果】 本発明の冷媒組成検出装置 では、従来の
冷凍サイクルに付設する温度検出手段及び圧力検出手段
を用いて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の気液二相
状態部の温度及び圧力から飽和冷媒組成を演算し、適正
封入時に演算した飽和冷媒組成と比較し冷凍サイクル内
の冷媒組成が適正であるかを判定するため、冷媒漏れに
対する冷媒組成の異常の有無を簡単に確認できる。ま
た、従来の冷凍サイクルに付設する検出手段を用いて組
成検出を行うため、組成検出手段としてのセンサを省く
ことができ、コストの低減が可能であり、制御回路の複
雑化を抑制できる。
冷凍サイクルに付設する温度検出手段及び圧力検出手段
を用いて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の気液二相
状態部の温度及び圧力から飽和冷媒組成を演算し、適正
封入時に演算した飽和冷媒組成と比較し冷凍サイクル内
の冷媒組成が適正であるかを判定するため、冷媒漏れに
対する冷媒組成の異常の有無を簡単に確認できる。ま
た、従来の冷凍サイクルに付設する検出手段を用いて組
成検出を行うため、組成検出手段としてのセンサを省く
ことができ、コストの低減が可能であり、制御回路の複
雑化を抑制できる。
【００５２】さらに、本発明の冷媒組成検出装置では、
冷媒組成を検出するための温度検出手段及び圧力検出手
段を受液器に設け、冷凍サイクルの運転中における前記
温度及び圧力検出手段からの出力信号に基づいて冷凍サ
イクル内を循環する混合冷媒の飽和状態の組成値と、適
正封入時における前記飽和状態の組成値を比較して冷凍
サイクル内の冷媒組成が適正であるかを判定する。受液
器内の液冷媒やガス冷媒は、ほぼ飽和状態であるため、
温度と圧力から容易に且つ確実な冷媒組成を検出するこ
とができる。
冷媒組成を検出するための温度検出手段及び圧力検出手
段を受液器に設け、冷凍サイクルの運転中における前記
温度及び圧力検出手段からの出力信号に基づいて冷凍サ
イクル内を循環する混合冷媒の飽和状態の組成値と、適
正封入時における前記飽和状態の組成値を比較して冷凍
サイクル内の冷媒組成が適正であるかを判定する。受液
器内の液冷媒やガス冷媒は、ほぼ飽和状態であるため、
温度と圧力から容易に且つ確実な冷媒組成を検出するこ
とができる。
【００５３】
【００５４】本発明の冷媒組成検出装置では、冷媒組成
を検出する手段である温度検出手段及び圧力検出手段を
蒸発器と圧縮機の間に設け、前記温度及び圧力検出手段
を流れる冷媒が湿り状態となるように冷凍サイクルの運
転を制御し、前記温度及び圧力検出手段からの出力信号
に基づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の飽和組
成を検出し、適正封入時の飽和組成と比較し冷媒組成が
適正であるかを判断する。温度及び圧力検出手段が配設
されている所の冷媒は、常に気液二相状態となるように
制御するため、飽和組成を確実に検出することができ、
適正組成であるかどうかを確実に把握できる。また、冷
媒組成を検出する温度及び圧力検出手段を冷凍サイクル
の運転制御にも用いることができるためセンサ機器の省
略ができる。
を検出する手段である温度検出手段及び圧力検出手段を
蒸発器と圧縮機の間に設け、前記温度及び圧力検出手段
を流れる冷媒が湿り状態となるように冷凍サイクルの運
転を制御し、前記温度及び圧力検出手段からの出力信号
に基づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の飽和組
成を検出し、適正封入時の飽和組成と比較し冷媒組成が
適正であるかを判断する。温度及び圧力検出手段が配設
されている所の冷媒は、常に気液二相状態となるように
制御するため、飽和組成を確実に検出することができ、
適正組成であるかどうかを確実に把握できる。また、冷
媒組成を検出する温度及び圧力検出手段を冷凍サイクル
の運転制御にも用いることができるためセンサ機器の省
略ができる。
【図１】本発明の冷媒組成検出装置の第１実施例を示す
冷媒組成検出手段を備えた冷凍サイクル構成図である。
冷媒組成検出手段を備えた冷凍サイクル構成図である。
【図２】本発明の冷媒組成検出装置に用いられる組成検
出手段の実施例としての静電容量型組成検知センサを示
す断面図である。
出手段の実施例としての静電容量型組成検知センサを示
す断面図である。
【図３】図２に示す静電容量型組成検知センサにおける
静電容量値と混合冷媒の組成との関係図である。
静電容量値と混合冷媒の組成との関係図である。
【図４】本発明の第１実施例における冷媒組成検出手順
を説明するフローチャートである。
を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の冷媒組成検出装置の第２実施例を示す
温度，圧力による適正冷媒組成検出手段を備えた冷凍サ
イクル構成図である。
温度，圧力による適正冷媒組成検出手段を備えた冷凍サ
イクル構成図である。
【図６】混合冷媒の気液平衡線図である。
【図７】本発明の第２実施例における温度，圧力による
適正冷媒組成検知制御を示すフローチャートである。
適正冷媒組成検知制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の冷媒組成検出装置の第３実施例を示す
温度，圧力による飽和冷媒組成検出手段を備えた冷凍サ
イクル構成図である。
温度，圧力による飽和冷媒組成検出手段を備えた冷凍サ
イクル構成図である。
【図９】図８の実施例における温度，圧力による飽和冷
媒組成検知制御を示すフローチャートである。
媒組成検知制御を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の冷媒組成検出装置の第４実施例を示
す受液器の温度，圧力による飽和冷媒組成検出手段を備
えた冷凍サイクル構成図である。
す受液器の温度，圧力による飽和冷媒組成検出手段を備
えた冷凍サイクル構成図である。
【図１１】本発明の冷媒組成検出装置の第５実施例を示
す飽和液冷媒組成検出手段を備えた冷凍サイクル構成図
である。
す飽和液冷媒組成検出手段を備えた冷凍サイクル構成図
である。
【図１２】本発明の冷媒組成検出装置の第６実施例を示
す温度，圧力による飽和ガス冷媒組成検出手段を備えた
冷凍サイクル構成図である。
す温度，圧力による飽和ガス冷媒組成検出手段を備えた
冷凍サイクル構成図である。
２…圧縮機、３…静電容量センサ、４…凝縮側熱交換
器、８…膨張弁、９…蒸発側熱交換器、１１…静電容量
検出部、１２…冷媒組成演算部、１４…適正冷媒組成判
断部、１６…外管電極、１７…内管電極、１８ａ，１８
ｂ…ストッパ、１９…外管電極信号線、２０…内管電極
信号線、２１…信号線導出管、２２…温度センサ、２３
…圧力センサ、２４…温度，圧力検出部、２５，２８…
メモリ部、２６…数式化演算部、２７…飽和冷媒組成演
算部、２９…受液器、３０…受液器冷却装置、３１…液
面検知センサ、３２…副膨張弁、３３…副膨張弁開度演
算部、３４…副膨張弁駆動装置、３５…湿り度センサ、
３６…膨張弁開度演算部、３７…膨張弁駆動装置。
器、８…膨張弁、９…蒸発側熱交換器、１１…静電容量
検出部、１２…冷媒組成演算部、１４…適正冷媒組成判
断部、１６…外管電極、１７…内管電極、１８ａ，１８
ｂ…ストッパ、１９…外管電極信号線、２０…内管電極
信号線、２１…信号線導出管、２２…温度センサ、２３
…圧力センサ、２４…温度，圧力検出部、２５，２８…
メモリ部、２６…数式化演算部、２７…飽和冷媒組成演
算部、２９…受液器、３０…受液器冷却装置、３１…液
面検知センサ、３２…副膨張弁、３３…副膨張弁開度演
算部、３４…副膨張弁駆動装置、３５…湿り度センサ、
３６…膨張弁開度演算部、３７…膨張弁駆動装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝又 直登 静岡県清水市村松390番地 株式会社 日立製作所 清水工場内 (56)参考文献 特開 昭59−129366（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−256765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−228839（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−19378（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 49/02 F25B 1/00
Claims (4)
- 【請求項１】少なくとも圧縮機，凝縮器，減圧装置，蒸
発器で構成される冷凍サイクル内に高沸点冷媒と低沸点
冷媒よりなる混合冷媒を封入し、前記混合冷媒の組成を
検知する手段として温度検出手段及び圧力検出手段を設
けてなる冷媒組成検出装置において、前記温度検出手段
及び圧力検出手段を冷凍サイクルの気液二相状態部に設
け、前記温度及び圧力検出手段からの出力信号に基づい
て冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の飽和状態の組成
を判断する飽和冷媒組成判断部と、適正封入時における
前記飽和冷媒組成判断部からの出力信号を記憶するメモ
リ部と、適宣時間後の飽和冷媒組成判断部からの組成値
と前記メモリ部に記憶した適正封入時の組成値との差を
演算する組成変化演算部と、前記組成変化演算部の出力
信号に基づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の組
成が適正であるかを判断する適正組成判断部とを備えて
いることを特徴とする冷媒組成検出装置。 - 【請求項２】請求項１において、適正封入時における温
度検出手段及び圧力検出手段からの出力信号を記憶し数
式化する数式化演算部を備えていることを特徴とする冷
媒組成検出装置。 - 【請求項３】少なくとも圧縮機，凝縮器，受液器，減圧
装置，蒸発器で構成される冷凍サイクル内に高沸点冷媒
と低沸点冷媒よりなる混合冷媒を封入し、前記混合冷媒
の組成を検知する手段として温度検出手段及び圧力検出
手段を設けてなる冷媒組成検出装置において、前記温度
検出手段及び圧力検出手段を前記受液器に設け、冷凍サ
イクルの運転中における前記温度及び圧力検出手段から
の出力信号に基づいて冷凍サイクル内を循環する混合冷
媒の飽和状態の組成を判断する飽和冷媒組成判断部と、
適正封入時における前記飽和冷媒組成判断部からの出力
信号を記憶するメモリ部と、所定時間間隔で前記飽和冷
媒組成判断部からの組成値を検出し前記メモリ部に記憶
した適正封入時の組成値との差を演算する組成変化演算
部と、前記組成変化演算部の出力信号に基づいて冷凍サ
イクル内を循環する混合冷媒の組成が適正であるかを判
断する適正組成判断部とを備えていることを特徴とする
冷媒組成検出装置。 - 【請求項４】少なくとも圧縮機，凝縮器，減圧装置，蒸
発器で構成される冷凍サイクル内に高沸点冷媒と低沸点
冷媒よりなる混合冷媒を封入し、前記混合冷媒の組成を
検知する手段として温度検出手段及び圧力検出手段を設
けてなる冷媒組成検出装置において、前記温度検出手段
及び圧力検出手段を前記蒸発器と圧縮機の間に設け、前
記冷媒組成を検出する温度及び圧力検出手段を流れる冷
媒が湿り状態となるように冷凍サイクルの運転を制御
し、前記温度及び圧力検出手段からの出力信号に基づい
て冷凍サイクル内を循環する混合冷媒の飽和状態の組成
を演算する飽和冷媒組成演算部と、前記飽和冷媒組成演
算部の出力信号に基づいて冷凍サイクル内を循環する混
合冷媒の組成が適正であるかを判断する適正組成判断部
とを備えていることを特徴とする冷媒組成検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26338592A JP3211405B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 冷媒組成検出装置 |
| US08/129,351 US5410887A (en) | 1992-10-01 | 1993-09-30 | Apparatus for detecting composition of refrigerant and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26338592A JP3211405B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 冷媒組成検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117737A JPH06117737A (ja) | 1994-04-28 |
| JP3211405B2 true JP3211405B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=17388758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26338592A Expired - Fee Related JP3211405B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 冷媒組成検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5410887A (ja) |
| JP (1) | JP3211405B2 (ja) |
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| DE69526979T2 (de) * | 1994-07-21 | 2003-02-06 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Klimagerät mit nichtazeotropischem Kältemittel und Steuerungsinformations-Erfassungsgerät |
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