JP5999499B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮機と、凝縮器と、絞り手段と、蒸発器とから冷媒回路が構成された冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration apparatus in which a refrigerant circuit is constituted by a compressor, a condenser, a throttle means, and an evaporator.
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ている(例えば、特許文献1参照)。これにより、冷凍機に設けられた圧縮機、凝縮器、レシーバタンクと、各ショーケース側に設けられた絞り手段及び蒸発器などが配管により順次環状に接続されて、冷媒回路が構成される。この冷媒回路内には所定量の冷媒が封入されている。 Conventionally, in a store such as a supermarket or a convenience store, a plurality of showcases (cooling devices) for displaying and selling products have been installed in the store floor (indoor). Each showcase is provided with an evaporator and connected to a refrigerator installed outdoors (see, for example, Patent Document 1). As a result, the compressor, the condenser, the receiver tank provided in the refrigerator, the throttling means, the evaporator, and the like provided on each showcase side are sequentially connected in an annular manner by the piping, thereby forming a refrigerant circuit. A predetermined amount of refrigerant is sealed in the refrigerant circuit.
圧縮機が運転されると、冷媒は圧縮されて高温高圧のガス状態となり、凝縮器に流入する。この凝縮器において冷媒は放熱し、凝縮液化した後、一旦レシーバタンクに貯留され、次に絞り手段にて減圧された後、蒸発器に供給される。この蒸発器内において、冷媒は蒸発し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮する。 When the compressor is operated, the refrigerant is compressed into a high-temperature and high-pressure gas state and flows into the condenser. In this condenser, the refrigerant dissipates heat and is condensed and liquefied, and then temporarily stored in the receiver tank, and then decompressed by the throttling means, and then supplied to the evaporator. In this evaporator, the refrigerant evaporates, and at that time, the refrigerant absorbs heat from the surroundings and exhibits a cooling action.
上述の如く室外(売場以外の室内、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、継手等において冷媒漏洩が発生する危険性が高い。冷媒漏洩が発生すると当然に冷凍装置の冷却能力が低下し、陳列室内に陳列した商品の劣化を招くと共に、大量に漏洩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。特に、冷媒としてHFCを採用した場合、レシーバタンクを設けて比較的多量の冷媒を封入するため、冷媒漏洩を発見し難いという問題がある。 As described above, since the refrigerator installed outside the room (inside or outside the sales floor or outdoors) and the showcase in the store are connected by refrigerant piping at the site, in welding locations, screwing parts, joints, etc. There is a high risk of refrigerant leakage. Naturally, when the refrigerant leaks, the cooling capacity of the refrigeration apparatus decreases, which causes deterioration of the products displayed in the display room, and when a large amount of leak occurs, the global environment is greatly affected. In particular, when HFC is employed as the refrigerant, there is a problem that it is difficult to find a refrigerant leak because a receiver tank is provided to enclose a relatively large amount of refrigerant.
そこで、従来では陳列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、冷媒漏洩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。 Therefore, in the past, when the user determined that the cooling in the display room had become extremely bad, each part was individually checked using a leak detector, gas leak detection spray, etc. to estimate whether or not the refrigerant leak was the cause. However, such a detection method requires a great deal of labor and time, and during that time, the product deteriorates and the customer is troubled.
そこで、前記特許文献1では制御装置によってレシーバタンク内に冷媒を回収するポンプダウン運転を実行した後、冷媒回路を複数の領域に分割し、冷媒漏洩の検出に必要な領域の圧力及び温度から当該領域内の冷媒密度を算出し、冷媒密度に当該領域の容積を乗算することで冷媒量を算出し、算出された冷媒量に基づいて冷媒回路からの冷媒漏洩を判定することにより、当該算出された冷媒量と、それ以前に算出された冷媒量、若しくは、基準値等とを比較することにより、冷媒回路からの冷媒漏洩を検出するようにしていた。 Therefore, in Patent Document 1, after performing a pump-down operation in which the refrigerant is collected in the receiver tank by the control device, the refrigerant circuit is divided into a plurality of regions, and the pressure and temperature in the region necessary for detecting refrigerant leakage are used. The refrigerant density in the region is calculated, the refrigerant amount is calculated by multiplying the refrigerant density by the volume of the region, and the refrigerant leakage from the refrigerant circuit is determined based on the calculated refrigerant amount. The refrigerant leakage is detected from the refrigerant circuit by comparing the refrigerant amount with the refrigerant amount calculated before that or the reference value.
しかしながら、レシーバタンクに回収されずに凝縮器に残る冷媒量が、環境条件によって変化するため、係る算出計算によっても冷媒量を正確に算出することが難しかった。そのために、係る算出計算によらずに冷媒漏洩検出のみのための格別な装置を冷凍装置に追加すると、今度はコストの高騰が発生し、使用者の負担となる。 However, since the amount of refrigerant remaining in the condenser without being collected in the receiver tank varies depending on environmental conditions, it is difficult to accurately calculate the amount of refrigerant even by such calculation calculation. For this reason, if a special device for detecting only refrigerant leakage is added to the refrigeration device without relying on such calculation, a cost increase will occur and this will be a burden on the user.
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、冷媒回路内の冷媒量を精度良く測定し、正確な冷媒漏洩検出を行うことができる冷凍装置を、可能な限り安価に提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the conventional technical problem, and a refrigeration apparatus capable of accurately measuring the amount of refrigerant in the refrigerant circuit and performing accurate refrigerant leakage detection is possible. The purpose is to provide it as cheaply as possible.
上記課題を解決するために、本発明の冷凍装置は、圧縮機と、凝縮器と、絞り手段と、蒸発器とから冷媒回路が構成されたものであって、判定用圧縮機と、判定用凝縮器と、判定用絞り手段と、判定用蒸発器とから判定用冷媒回路が構成された冷媒量判定装置と、制御手段とを備え、冷媒量判定装置は、凝縮器を出た冷媒と判定用蒸発器とを熱交換させるカスケード熱交換器と、このカスケード熱交換器の下流側であって絞り手段の上流側に接続されたレシーバタンクと、このレシーバタンクの冷媒出口に接続されたポンプダウン用弁装置と、レシーバタンク内の冷媒量を検出する冷媒量検出手段とを有し、制御手段は、冷媒量判定モードを有し、この冷媒量判定モードにおいてはポンプダウン用弁装置を閉じた状態で圧縮機及び判定用圧縮機を運転し、レシーバタンク内に冷媒を回収するポンプダウン運転を実行すると共に、冷媒量検出手段の出力に基づいてレシーバタンク内の冷媒量を測定し、冷媒回路からの冷媒漏洩を判定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a refrigeration apparatus according to the present invention includes a compressor, a condenser, a throttle means, and an evaporator, and includes a refrigerant circuit, a determination compressor, and a determination A refrigerant amount determination device having a determination refrigerant circuit composed of a condenser, a determination throttling unit, and a determination evaporator; and a control unit. The refrigerant amount determination device determines that the refrigerant has left the condenser. Cascade heat exchanger for exchanging heat with the evaporator, a receiver tank connected downstream of the cascade heat exchanger and upstream of the throttle means, and a pump down connected to the refrigerant outlet of the receiver tank The control device has a refrigerant amount determination mode, and in this refrigerant amount determination mode, the pump-down valve device is closed. Compressor and judgment compression in state And performing a pump-down operation for collecting the refrigerant in the receiver tank, measuring the refrigerant amount in the receiver tank based on the output of the refrigerant amount detection means, and determining refrigerant leakage from the refrigerant circuit. Features.
請求項2の発明の冷凍装置は、上記発明においてレシーバタンクは、縦長形状を呈することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the above invention, the receiver tank has a vertically long shape.
請求項3の発明の冷凍装置は、上記各発明において制御手段は、冷媒量判定モードを実行する際に蒸発器の霜取を行うことを特徴とする。 The refrigeration apparatus according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in each of the above inventions, the control means defrosts the evaporator when executing the refrigerant amount determination mode.
請求項4の発明の冷凍装置は、上記各発明において制御手段は、冷媒量判定モードにおいて冷媒漏洩と判定した場合には、所定の警報を発することを特徴とする。 The refrigeration apparatus according to a fourth aspect of the invention is characterized in that, in each of the above inventions, the control means issues a predetermined alarm when it is determined that the refrigerant leaks in the refrigerant amount determination mode.
請求項5の発明の冷凍装置は、上記各発明において給湯器を備え、判定用凝縮器からの放熱を利用して給湯器における湯の生成を行うことを特徴とする。 A refrigeration apparatus according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that in each of the above-mentioned inventions, a hot water heater is provided, and hot water is generated in the hot water heater using heat radiation from the determination condenser.
請求項6の発明の冷凍装置は、上記各発明において冷媒量判定装置は、レシーバタンクの入口側及び出口側に、入口側弁装置及び出口側弁装置を有することを特徴とする。 A refrigeration apparatus according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in each of the above inventions, the refrigerant amount determination device has an inlet side valve device and an outlet side valve device on an inlet side and an outlet side of the receiver tank.
本発明によれば、圧縮機と、凝縮器と、絞り手段と、蒸発器とから冷媒回路が構成された冷凍装置において、判定用圧縮機と、判定用凝縮器と、判定用絞り手段と、判定用蒸発器とから判定用冷媒回路が構成された冷媒量判定装置と、制御手段とを備え、冷媒量判定装置は、凝縮器を出た冷媒と判定用蒸発器とを熱交換させるカスケード熱交換器と、このカスケード熱交換器の下流側であって絞り手段の上流側に接続されたレシーバタンクと、このレシーバタンクの冷媒出口に接続されたポンプダウン用弁装置と、レシーバタンク内の冷媒量を検出する冷媒量検出手段とを有し、制御手段は、冷媒量判定モードを有し、この冷媒量判定モードにおいてはポンプダウン用弁装置を閉じた状態で圧縮機及び判定用圧縮機を運転し、レシーバタンク内に冷媒を回収するポンプダウン運転を実行するようにしたので、ポンプダウン運転時にレシーバタンク内に回収される冷媒は、凝縮器を出てカスケード熱交換器を通過する過程で冷媒量判定装置の蒸発器により冷却されることになる。 According to the present invention, in the refrigeration apparatus in which the refrigerant circuit is configured by the compressor, the condenser, the throttle means, and the evaporator, the determination compressor, the determination condenser, and the determination throttle means, A refrigerant amount determination device in which a determination refrigerant circuit is configured from the determination evaporator, and a control unit, and the refrigerant amount determination device performs cascade heat to exchange heat between the refrigerant discharged from the condenser and the determination evaporator. An exchanger, a receiver tank connected to the downstream side of the cascade heat exchanger and upstream of the throttle means, a pump-down valve device connected to the refrigerant outlet of the receiver tank, and a refrigerant in the receiver tank Refrigerant amount detection means for detecting the amount, and the control means has a refrigerant amount determination mode, and in this refrigerant amount determination mode, the compressor and the determination compressor are operated with the pump-down valve device closed. Driving and receiver tank Since the pump-down operation for recovering the refrigerant is performed, the refrigerant collected in the receiver tank during the pump-down operation is evaporated by the refrigerant quantity determination device in the process of leaving the condenser and passing through the cascade heat exchanger. It will be cooled by the vessel.
従って、レシーバタンク内に回収された冷媒の圧力及び温度を規定の状態とすることができるようになる。また、カスケード熱交換器において冷却されることにより、それより上流側の冷媒回路内の冷媒を残らずレシーバタンク内に引き込むことが可能となる。これらにより、レシーバタンク内の冷媒量を冷媒量検出手段にて検出することで、環境条件に左右されずに制御手段は、冷媒量検出手段の出力に基づいて極めて精度良くレシーバタンクの冷媒量を測定できるようになり、冷媒回路からの冷媒漏洩を正確に判定することができるようになる。 Accordingly, the pressure and temperature of the refrigerant collected in the receiver tank can be set to a specified state. Further, by cooling in the cascade heat exchanger, it is possible to draw all the refrigerant in the refrigerant circuit upstream from the refrigerant tank into the receiver tank. As a result, the refrigerant amount in the receiver tank is detected by the refrigerant amount detection means, so that the control means can accurately determine the refrigerant amount in the receiver tank based on the output of the refrigerant amount detection means regardless of the environmental conditions. It becomes possible to measure the refrigerant leakage accurately from the refrigerant circuit.
この場合、請求項2の発明の如くレシーバタンクを縦長形状とすることで、冷媒量検出手段がレシーバタンク内の液面の位置で冷媒量を検出する場合に、その分解能を向上させてより正確に冷媒量の測定を行うことが可能となる。 In this case, by making the receiver tank vertically long as in the invention of claim 2, when the refrigerant quantity detecting means detects the refrigerant quantity at the position of the liquid level in the receiver tank, the resolution is improved and more accurate. It becomes possible to measure the amount of refrigerant.
また、請求項3の発明の如く制御手段が、冷媒量判定モードを実行する際に蒸発器の霜取を行うようにすれば、ポンプダウン運転で蒸発器内の冷媒がレシーバタンクに回収され、蒸発器の温度が上昇する冷媒量判定モードに合わせて蒸発器の霜取を行うことで、効率の良い霜取と冷媒漏洩判定を行うことができるようになる。
Further, if the control means performs defrosting of the evaporator when executing the refrigerant amount determination mode as in the invention of
また、請求項4の発明の如く制御手段が、冷媒漏洩と判定した場合には、所定の警報を発するようにすることにより、冷媒漏洩の発生を迅速に使用者に報知し、冷媒漏洩量を最低限に抑えて冷凍能力の悪影響を最小限に抑制することができるようになる。 Further, when the control means determines that the refrigerant is leaking as in the invention of claim 4, it is possible to promptly notify the user of the occurrence of the refrigerant leakage by issuing a predetermined alarm, and to determine the refrigerant leakage amount. It becomes possible to minimize the adverse effect of the refrigerating capacity by minimizing.
更に、請求項5の発明の如く給湯器を設け、判定用凝縮器からの放熱を利用して給湯器における湯の生成を行うようにすることにより、判定用冷媒回路からの廃熱を利用して給湯を行うことが可能となり、給湯機能の追加と冷凍機の過冷却の増大による高効率化により、投資(冷媒量判定装置への投資)の回収を行うことができるようになる。
Furthermore, a hot water heater is provided as in the invention of
そして、請求項6の発明の如く冷媒量判定装置がレシーバタンクの入口側及び出口側に入口側弁装置及び出口側弁装置を有するようにすれば、ポンプダウン運転を実行して冷媒量判定装置のレシーバタンクに冷媒を回収した後、入口側弁装置と出口側弁装置を閉じることで、既存の冷媒回路のレシーバタンクに代えて冷媒量判定装置のレシーバタンクを取り付けた際に、既存のレシーバタンクを取り外す作業を容易に行えるようになる。
Then, if the refrigerant quantity determination device has the inlet side valve device and the outlet side valve device on the inlet side and the outlet side of the receiver tank as in the invention of
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施形態にかかる冷凍装置Rの冷媒回路図である。本実施例における冷凍装置R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5陳列室内を冷却するものであり、圧縮機6、凝縮器7及び凝縮器用送風機8等が設置された冷凍機3と、一台若しくは複数台のショーケース5にそれぞれ設置された蒸発器9や膨張弁(絞り手段)11、ポンプダウン用弁装置としての電磁弁50等を据え付け現場にて冷媒配管12、13により接続することで冷媒回路1が構成される。この冷媒回路1内には、冷媒の一例としてR404A(HFC冷媒)が所定量充填されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a refrigeration apparatus R according to an embodiment of the present invention. The refrigeration apparatus R in this embodiment cools the
冷凍機3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5は店舗の売り場内(室内)に設置される。冷凍機3の圧縮機6は、運転周波数を変更することで回転数を制御可能とされており、吸込口21には冷媒導入管22が接続され、この冷媒導入管22が冷媒配管13に接続される。また、吐出口23には冷媒吐出管24が接続され、凝縮器7、本発明の冷媒量判定装置26を介して冷媒配管12に接続される。
The
ショーケース5は店舗内等に設置され、冷媒配管12及び13に接続されている。ショーケース5は、冷媒配管12と連結するケース側冷媒配管18及び冷媒配管13と連結するケース側冷媒配管19とを有している。ケース側冷媒配管18には、電磁弁50と絞り手段としての膨張弁11が順次介設されると共に、蒸発器9の冷媒入口側に接続される。蒸発器9の冷媒出口側には、ケース側冷媒配管19を介して冷媒配管13に接続される。蒸発器9には、当該蒸発器に送風する図示しない冷気循環用送風機が隣接されている。
The
そして、上述したように冷媒配管13は冷媒導入管22を介して圧縮機6に接続され、冷媒配管12は電磁弁50に接続されることにより、本実施例における冷凍装置Rの冷媒回路1が構成される。尚、27は冷媒導入管22に接続されて冷媒回路1の低圧側圧力を検出する圧力センサ、28は冷媒吐出管24に接続されて冷媒回路1の高圧側圧力を検出する圧力センサである。また、31は冷媒導入管22の温度を検出する温度センサ、32は冷媒吐出管24の温度を検出する温度センサである。
As described above, the
次に、本発明の冷媒量判定装置26について説明する。冷媒量判定装置26は既存の冷凍機3にオプション的に追加して取り付けるか、或いは、冷凍機3の製造時に内蔵取付されるものであり、判定用圧縮機としての圧縮機36と、判定用凝縮器としての凝縮器37と、判定用絞り手段としての膨張弁38と、判定用蒸発器としての蒸発器39とを備え、これらが環状に配管接続されて判定用の冷媒回路41を構成している。
Next, the refrigerant | coolant
冷媒量判定装置26は更に、縦長で所定容量を有するレシーバタンク42と、このレシーバタンク42の上部(入口側)に連通接続された入口側配管43と、レシーバタンク42の下部(出口側)に連通接続された出口側配管44と、各配管中に介設された入口側弁装置及び出口側弁装置としての入口側手動弁46及び出口側手動弁47と、レシーバタンク42内の冷媒量をその液面の高さで検出する冷媒量検出手段としての液面センサ48と、入口側配管43を流れる冷媒と蒸発器39とを熱交換させるカスケード熱交換器49を備えている。この冷媒量判定装置26が冷媒回路1に接続されることで、電磁弁50はレシーバタンク42の出口側に位置することになる。
The refrigerant
また、実施例の冷媒量判定装置26には更に、水配管51と、この水配管51中に介設されたポンプ52と、このポンプ52下流側の水配管51中を流れる水と凝縮器37とを熱交換させる水熱交換器53が設けられている。そして、入口側配管43は冷凍機3の凝縮器7の出口配管54に接続され、出口側配管44は冷媒配管12に接続される。これにより、レシーバタンク42はカスケード熱交換器49の冷媒下流側であって、膨張弁11の上流側に位置することになる。更に、ポンプ52上流側の水配管51は水道配管に接続されると共に、水熱交換器53の下流側の水配管51は給湯器56(実際には給湯器56の貯湯タンク)に接続される。
Further, the refrigerant
また、カスケード熱交換器49の下流側の入口側配管43には、凝縮器7を出てカスケード熱交換器49を経た冷媒の温度を検出する温度センサ57が取り付けられており、この温度センサ57を含む各温度センサ31、32、圧力センサ27、28、液面センサ48は、汎用マイクロコンピュータから構成された制御手段を構成する制御装置Cの入力に接続されている。更に、この制御装置Cの出力には前記圧縮機6や凝縮器用送風機8、膨張弁11、38、電磁弁50、ポンプ52が接続される。
In addition, a
尚、実際には冷凍機3やショーケース5、冷媒量判定装置26のそれぞれに制御手段が設けられ、それらが連携して動作するものであるが、ここでは各制御手段(冷凍機3の制御手段、ショーケース5の制御手段、及び、冷媒量判定装置26の制御手段)を含めて制御装置Cとする。また、この制御装置Cの出力には更にブザーやランプ等からなる警報器58が接続されている。
Actually, the
以上の構成で次に本発明の冷凍装置Rの動作を説明する。
(1)通常運転モード
ショーケース5の陳列室内を冷却するため、制御装置Cは通常運転モードを実行する。この通常運転モードで制御装置Cは圧縮機6、凝縮器用送風機8を運転し、電磁弁50を開放する。尚、手動弁46及び47は通常は開けておく。尚、冷媒量判定装置26の圧縮機36は停止している。圧縮機6が運転されると冷媒導入管22を介して吸込口21から吸い込まれた低圧の冷媒ガスが圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出口23から冷媒吐出管24に吐出される。
Next, the operation of the refrigeration apparatus R of the present invention with the above configuration will be described.
(1) Normal operation mode In order to cool the display room of the
冷媒吐出管24に吐出された冷媒ガスは凝縮器7に流入し、そこで凝縮器用送風機8により空冷され、凝縮液化する。この液化冷媒は出口配管54を経て冷媒量判定装置26の入口側配管43に流入し、カスケード熱交換器49、手動弁46を順次経てレシーバタンク42内に流入する。そこで液冷媒は一旦貯留された後、レシーバタンク42から出て手動弁47を通過し、出口側配管44から冷媒配管12に流入する。
The refrigerant gas discharged to the
冷媒配管12に流入した液冷媒はショーケース5内に入り、電磁弁50を経て膨張弁11に絞られた後、蒸発器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で冷気循環用送風機により通風される空気を冷却し、この冷気を陳列室内に循環して所定温度(冷凍、冷蔵)に冷却する。蒸発器9から出た低音のガス冷媒は冷媒配管13を経て冷凍機3に戻り、冷媒導入管22から圧縮機6の吸込口21に戻る循環を繰り返す。
The liquid refrigerant that has flowed into the
制御装置Cはショーケース5内の温度を検出する図示しない温度センサの出力に基づいて圧縮機6の回転数を制御し、陳列室内を所定温度に制御する。また、膨張弁11の弁開度を蒸発器9の入口/出口温度(図示しない温度センサで検出)で制御し、蒸発器9における冷媒の過熱度を適正値に制御する。
The control device C controls the number of rotations of the
(2)給湯運転モード
また、給湯器56において湯を生成し、給湯を行いたい場合、使用者の選択操作により制御装置Cは給湯運転モードを実行する。この給湯運転モードでは、制御装置Cは冷媒量判定装置26の圧縮機36を運転すると共に、ポンプ52を運転する。圧縮機36が運転されると、冷媒回路41の低圧側から吸い込まれた冷媒が圧縮され、高温高圧となって凝縮器37に吐出される。凝縮器37に流入した高温冷媒はそこで放熱し、凝縮液化する。ポンプ52により水配管51に送給される水は、水熱交換器53を通過する過程で凝縮器37からの放熱により加熱され(凝縮器37の放熱を利用)、温水となって給湯器56に供給される。
(2) Hot-water supply operation mode In addition, when hot water is generated in the
それにより、給湯器56の貯湯タンク内に湯が貯留されるので、店舗のバックヤードにおける作業に湯を供することができるようになる。尚、凝縮器37を出た液冷媒は膨張弁38で絞られた後、蒸発器39に入り、そこで蒸発した後、圧縮機36に吸い込まれる循環を繰り返す。蒸発器39では冷媒は吸熱作用を発揮するので、冷凍機3の凝縮器7を出て入口側配管43を流れる冷媒をカスケード熱交換器49において過冷却することができる。即ち、この状態で冷媒回路1と冷媒回路41は、冷媒回路1を低段側、冷媒回路41を高段側とする二元冷凍サイクルを構成することになる。尚、凝縮器37では冷媒が凝縮しない場合もある。その場合、凝縮器37はガスクーラ(放熱器)となる。
Thereby, since hot water is stored in the hot water storage tank of the
(3)過冷却運転モード(給湯運転モード)
ここで、前述した通常運転モードにおいて冷凍装置Rが過負荷状態となり、圧力センサ28が検出する冷媒回路1の高圧側圧力が上昇した場合、制御装置Cは過冷却運転モードに移行する。この過冷却運転モードでは制御装置Cは上述した給湯運転モードと同様に冷媒量判定装置26の圧縮機36を運転する。動作は上記給湯運転モードと同様である。即ち、冷媒量判定装置26の蒸発器39における冷媒の吸熱作用により、冷凍機3の凝縮器7を出て入口側配管43を流れる冷媒がカスケード熱交換器49において過冷却されるようになるので、冷凍機3の冷媒回路1の高圧側における圧力上昇を抑え、冷凍能力が向上される。尚、この場合もポンプ52を運転することにより、給湯器56の貯湯タンクに湯を生成することができる。
(3) Supercooling operation mode (hot water supply operation mode)
Here, when the refrigeration apparatus R is overloaded in the normal operation mode described above and the high-pressure side pressure of the refrigerant circuit 1 detected by the
(4)霜取運転モード
次に、上記通常運転モードにおいて制御装置Cは所定時間毎(1日に2回〜3回)にショーケース5の蒸発器9の霜取運転モードを実行する。この霜取運転モードでは制御装置Cは圧縮機6を停止する(給湯を必要としない場合は圧縮機36も停止)。これにより、蒸発器9には冷媒が供給されなくなる。また、前述した冷気循環用送風機を運転するので、蒸発器9に付着した霜は通風によって融解される(オフサイクルデフ)。尚、この霜取運転は所定時間経過後、或いは蒸発器9の温度が所定温度に上昇(図示しない蒸発器温度センサで検出)した場合に終了し、通常運転モードに復帰する。
(4) Defrosting operation mode Next, in the normal operation mode, the control device C executes the defrosting operation mode of the
(5)冷媒量判定モード(霜取運転モード)
次に、制御装置Cは一定期間毎に冷媒回路1からの冷媒漏洩を判定するための冷媒量判定モードを実行する。この冷媒量判定モードで制御装置Cは、先ず、電磁弁50を閉じ(手動弁46及び47は開放)、圧縮機6を運転することで、電磁弁50以降の冷媒回路1内の冷媒をレシーバタンク42に回収するポンプダウン運転を実行する。このポンプダウン運転で冷媒回路1内の冷媒はレシーバタンク42内に回収され、貯留されていく。
(5) Refrigerant amount determination mode (defrosting operation mode)
Next, the control apparatus C performs the refrigerant | coolant amount determination mode for determining the refrigerant | coolant leakage from the refrigerant circuit 1 for every fixed period. In this refrigerant amount determination mode, the control device C first closes the electromagnetic valve 50 (
また、冷媒量判定装置26の圧縮機36を運転し、前述同様に蒸発器38により、冷凍機3の凝縮器7を出て入口側配管43を流れる冷媒をカスケード熱交換器49において冷却する(前述同様に冷媒回路1と冷媒回路41は、冷媒回路1を低段側、冷媒回路41を高段側とする二元冷凍サイクルを構成)。その際、制御装置Cは温度センサ57の出力に基づき、カスケード熱交換器49を経た入口側配管43を流れる冷媒の温度が規定の温度となるように圧縮機36の運転を制御する。
Further, the
これにより、レシーバタンク42内に流入する液冷媒の圧力及び温度は規定の状態とされ、レシーバタンク42内の圧力及び温度も既定値に維持されるようになる。特に、カスケード熱交換器49において冷却されることにより、それより上流側の冷媒回路1内の冷媒は残らずレシーバタンク42内に引き込まれるようになる。
As a result, the pressure and temperature of the liquid refrigerant flowing into the
そして、ポンプダウン運転を所定時間実行した後(予め冷媒回路1内の全ての冷媒を回収できる時間を計測し、制御装置Cに設定しておく)、若しくは、圧力センサ27が検出する低圧側圧力が所定値(冷媒回路1内の全ての冷媒が回収された状態の低圧側圧力)に低下した場合、制御装置Cは液面センサ48の出力に基づき、レシーバタンク42内の液冷媒の量をその液面の高さから測定する。
Then, after the pump-down operation has been performed for a predetermined time (measured in advance is a time during which all the refrigerant in the refrigerant circuit 1 can be collected and set in the control device C), or the low-pressure side pressure detected by the
そして、制御装置Cは測定した冷媒量を所定の基準値と比較し、基準値と同等であった場合(所定の余裕度を加味して)、冷媒回路1からの冷媒漏洩は無いものと判定し、冷媒量判定モードを終了して通常運転モードに復帰する。 And the control apparatus C compares the measured refrigerant | coolant amount with a predetermined reference value, and when it is equal to a reference value (a predetermined margin is considered), it determines with there being no refrigerant leak from the refrigerant circuit 1. Then, the refrigerant quantity determination mode is terminated and the normal operation mode is restored.
尚、この冷媒量判定モードでは蒸発器9内の冷媒も吸引されて無くなるので、蒸発器9は実質的に霜取される状態となる(霜取運転モードと同等)。そこで、制御装置Cは冷媒量判定モードを複数回の前記霜取運転モードに対して一回実行するものとする。また、毎回実行してもよいが、その場合は前記霜取運転モード=冷媒量判定モードとなる。
In this refrigerant quantity determination mode, the refrigerant in the
また、この冷媒量判定モードにおいても凝縮器37は加熱能力を発揮するので、前述同様に給湯器56の貯湯タンクに湯が生成されることになる。
Further, in this refrigerant amount determination mode, the
一方、冷媒量判定モードにおいて測定した冷媒量が前記基準値より少ない場合(所定の余裕度を加味して)、制御装置Cは冷媒回路1から冷媒が漏洩しているものと判定し、冷凍装置Rの運転を停止する(圧縮機6及び圧縮機36他を停止)。これにより、冷凍装置Rを保護する。また、同時に警報器58を動作させ、冷媒漏洩を使用者に報知することで、冷媒漏洩量を最小限に抑える。
On the other hand, when the refrigerant quantity measured in the refrigerant quantity judgment mode is smaller than the reference value (in consideration of a predetermined margin), the control device C determines that the refrigerant is leaking from the refrigerant circuit 1, and the refrigeration apparatus The operation of R is stopped (the
ここで、既存の冷凍機3に冷媒量判定装置26を追加して取り付ける場合、既に冷凍機3に内蔵されているレシーバタンク(図1に破線Aで示す)を取り外す必要がある。その場合は、先ず、冷媒量判定装置26を冷媒回路1に接続した後、前述した冷媒量判定モードと同様のポンプダウン運転を実行して、レシーバタンクA内を含む冷媒回路1内の冷媒を一旦冷媒量判定装置26のレシーバタンク42内に回収する。その後、入口側手動弁46及び出口側手動弁47を閉じてレシーバタンク42内に冷媒を封じ込めた状態でレシーバタンクAを取り外すものとする。これにより、冷媒量判定装置26をオプションで後付けする際の設置作業が容易となる。
Here, when the refrigerant
以上詳述した如く本発明では制御装置Cが冷媒量判定モードを有し、この冷媒量判定モードにおいては電磁弁50を閉じた状態で圧縮機6及び圧縮機36を運転し、レシーバタンク42内に冷媒を回収するポンプダウン運転を実行するので、ポンプダウン運転時にレシーバタンク42内に回収される冷媒が、凝縮器7を出てカスケード熱交換器49を通過する過程で冷媒量判定装置26の蒸発器39により冷却される。
As described above in detail, in the present invention, the control device C has the refrigerant amount determination mode. In this refrigerant amount determination mode, the
従って、レシーバタンク42内に回収された冷媒の圧力及び温度を規定の状態とすることができるようになる。また、カスケード熱交換器49において冷却されることにより、それより上流側の冷媒回路1内の冷媒を残らずレシーバタンク42内に引き込むことが可能となる。これらにより、レシーバタンク42内の冷媒量を液面センサ48にて検出することで、環境条件に左右されずに制御装置Cは、液面センサ48の出力に基づいて極めて精度良くレシーバタンク42の冷媒量を測定できるようになり、冷媒回路1からの冷媒漏洩を正確に判定することができるようになる。
Therefore, the pressure and temperature of the refrigerant collected in the
この場合、レシーバタンク42は縦長形状とされているので、液面センサ48によりレシーバタンク42内の液面の位置で冷媒量を検出する場合に、その分解能を向上させてより正確に冷媒量の測定を行うことが可能となる。
In this case, since the
また、制御装置Cが冷媒量判定モードを実行する際に蒸発器9の霜取を行う、即ち、ポンプダウン運転で蒸発器9内の冷媒がレシーバタンク42に回収され、蒸発器9の温度が上昇する冷媒量判定モードに合わせて蒸発器9の霜取を行うことになるので、効率の良い霜取と冷媒漏洩判定を行うことができるようになる。
Further, when the control device C executes the refrigerant amount determination mode, the
また、制御装置Cは冷媒漏洩と判定した場合には、警報器58により警報を発するので、冷媒漏洩の発生を迅速に使用者に報知し、冷媒漏洩量を最低限に抑えて冷凍能力の悪影響を最小限に抑制することができるようになる。
Further, when the controller C determines that the refrigerant is leaking, the
更に、給湯器56が設けられており、凝縮器37からの放熱を利用して給湯器56における湯の生成を行うので、判定用の冷媒回路41からの廃熱を利用して給湯を行うことが可能となり、給湯機能の追加による投資(冷媒量判定装置26を取り付けるための投資)の回収を行うことができるようになる。
Further, a
そして、実施例では冷媒回路41や水熱交換器53、ポンプ52、カスケード熱交換器49、レシーバタンク42、液面センサ48を冷媒量判定装置26が備えており、更に、この冷媒量判定装置26のレシーバタンク42の入口側及び出口側に入口側手動弁46及び出口側手動弁47を取り付けているので、ポンプダウン運転を実行して冷媒量判定装置26のレシーバタンク42に冷媒を回収した後、入口側手動弁46と出口側手動弁47を閉じることで、既存の冷媒回路1のレシーバタンクAに代えて冷媒量判定装置26を取り付けた際に、既存のレシーバタンクAを取り外す作業を容易に行えるようになる。
In the embodiment, the refrigerant
尚、実施例では水配管51を流れる水を直接凝縮器37の放熱により加熱するようにしたが、それに限らず、ブライン回路を用いて凝縮器37によりブライン回路内のブラインを加熱し、このブライン回路により給湯器56内の水を加熱するようにしてもよい。
In the embodiment, the water flowing through the
C 制御装置(制御手段)
R 冷凍装置
1 冷媒回路
3 冷凍機
5 ショーケース
6、36 圧縮機
7、37 凝縮器
9、39 蒸発器
11、38 膨張弁(絞り手段)
42 レシーバタンク
46 入口側手動弁(入口側弁装置)
47 出口側手動弁(出口側弁装置)
48 液面センサ(冷媒量検出手段)
49 カスケード熱交換器
50 電磁弁(ポンプダウン用弁装置)
53 水熱交換器
56 給湯器
C Control device (control means)
R Refrigeration equipment 1
42
47 Outlet side manual valve (Outlet side valve device)
48 Liquid level sensor (refrigerant amount detection means)
49
53
Claims (6)
判定用圧縮機と、判定用凝縮器と、判定用絞り手段と、判定用蒸発器とから判定用冷媒回路が構成された冷媒量判定装置と、制御手段とを備え、
前記冷媒量判定装置は、
前記凝縮器を出た冷媒と前記判定用蒸発器とを熱交換させるカスケード熱交換器と、
該カスケード熱交換器の下流側であって前記絞り手段の上流側に接続されたレシーバタンクと、
該レシーバタンクの冷媒出口に接続されたポンプダウン用弁装置と、
前記レシーバタンク内の冷媒量を検出する冷媒量検出手段とを有し、
前記制御手段は、冷媒量判定モードを有し、
該冷媒量判定モードにおいては前記ポンプダウン用弁装置を閉じた状態で前記圧縮機及び前記判定用圧縮機を運転し、前記レシーバタンク内に冷媒を回収するポンプダウン運転を実行すると共に、
前記冷媒量検出手段の出力に基づいて前記レシーバタンク内の冷媒量を測定し、前記冷媒回路からの冷媒漏洩を判定することを特徴とする冷凍装置。 In the refrigeration apparatus in which the refrigerant circuit is configured by the compressor, the condenser, the throttle means, and the evaporator,
A determination amount compressor, a determination condenser, a determination throttle means, a refrigerant amount determination device in which a determination refrigerant circuit is configured from a determination evaporator, and a control means,
The refrigerant quantity determination device includes:
A cascade heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant exiting the condenser and the determination evaporator;
A receiver tank connected downstream of the cascade heat exchanger and upstream of the throttle means;
A pump-down valve device connected to the refrigerant outlet of the receiver tank;
Refrigerant amount detection means for detecting the amount of refrigerant in the receiver tank,
The control means has a refrigerant amount determination mode,
In the refrigerant amount determination mode, the pump and the determination compressor are operated with the pump-down valve device closed, and a pump-down operation for collecting the refrigerant in the receiver tank is performed.
A refrigerating apparatus, wherein the refrigerant amount in the receiver tank is measured based on the output of the refrigerant amount detection means to determine refrigerant leakage from the refrigerant circuit.
前記判定用凝縮器からの放熱を利用して前記給湯器における湯の生成を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の冷凍装置。 Equipped with a water heater,
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein hot water is generated in the water heater by using heat radiation from the determination condenser.
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