JP6723462B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒回路からの冷媒漏れの有無を判定する冷凍装置に関する。

従来から、冷媒の漏れを検出できる冷凍サイクル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の冷凍サイクル装置は、冷媒回路を構成する各構成要素の運転状態量から各構成要素の冷媒量を演算し、演算した冷媒量の総和を算出する。そして、冷凍サイクル装置は、冷媒量の総和である演算冷媒量と予め取得した適正冷媒量とを比較することで、冷媒量の過不足を判定する。

特開２０１０−２３６７１４号公報

特許文献１の冷凍サイクル装置は、冷媒漏れがある場合、外気温度など周囲の温度の変動が冷媒回路内の冷媒圧力に影響し、冷媒圧力が演算冷媒量に影響を及ぼすため、冷媒不足を精度よく判定できないおそれがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷媒漏れを精度よく判定できる冷凍装置を提供するものである。

本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が接続された冷媒回路と、前記圧縮機の冷媒の吐出圧力を測定する吐出圧力センサと、前記圧縮機の冷媒の吸入圧力を測定する吸入圧力センサと、周囲温度を測定する周囲温度センサと、前記吐出圧力、前記吸入圧力および前記周囲温度を用いて冷媒漏れを判定する制御部と、を有し、前記制御部は、前記圧縮機および前記膨張弁を制御して、前記吐出圧力が前記周囲温度の飽和圧よりも設定高圧だけ高く、かつ前記吸入圧力が該飽和圧に対し設定低圧だけ低くする準備運転を設定期間行う運転制御手段と、前記準備運転が停止してから前記吐出圧力または前記吸入圧力が規定値に変化するまでの差圧変化時間を計測する測定手段と、前記差圧変化時間が基準時間以下である場合、冷媒漏れがあると判定する判定手段と、を有するものである。

本発明によれば、準備運転において、吐出圧力および吸入圧力が冷媒の圧力も影響を受ける周囲温度の飽和圧を基準に設定され、吐出圧力または吸入圧力の経時変化に基づいた冷媒漏れ判定が行われる。そのため、冷媒回路内の周囲温度による冷媒への圧力の変化に対する影響が抑制され、冷媒漏れの判定精度が向上する。

本発明の実施の形態１の冷凍装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 図１に示した制御部の一構成例を示す機能ブロック図である。 図１に示した冷媒回路内の冷媒圧力の経時変化を示すグラフである。 図１に示した冷凍装置が実行する冷媒漏れ判定方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における冷媒漏れ判定について、別の判定を説明するための図である。 本発明の実施の形態２の冷凍装置における記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。 本発明の実施の形態２の冷凍装置が実行する冷媒漏れ判定方法の手順を示すフローチャートである。 図１に示した制御部が学習機能にしたがって図６に示したテーブルのデータを更新する方法の手順の一例を示すフローチャートである。 図６に示したテーブルのデータを更新した場合の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３の冷凍装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 図１０に示した制御部の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態４の冷凍装置の一構成例を示す冷媒回路図である。

実施の形態１．
本実施の形態１の冷凍装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１の冷凍装置の一構成例を示す冷媒回路図である。冷凍装置１００は、圧縮機１、凝縮器２、膨張弁３および蒸発器４が環状に接続された冷媒回路１０を有する。冷凍装置１００には、空調対象空間の空気を蒸発器４に供給するファン１８が設けられている。冷凍装置１００は、冷媒を冷媒回路１０に循環させる冷凍サイクルを制御する制御部１５を有する。冷凍装置１００には、ユーザに冷媒漏れを知らせる出力部１９が設けられている。図に示していないが、外気を凝縮器２に供給するファンが設けられていてもよい。

圧縮機１は、図に示さないインバータ回路を有する。圧縮機１は、インバータ回路を制御することで運転周波数を変更できる圧縮機である。圧縮機１は、冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮器２に送り出す。凝縮器２は、室外機等に設けられた空気熱交換器である。凝縮器２は、圧縮機１で圧縮された冷媒を空気と熱交換させて冷媒を凝縮させる。

膨張弁３は、凝縮器２で凝縮された冷媒を膨張させる。蒸発器４は、冷凍倉庫の庫内などの空調対象空間に設置されている。蒸発器４は、ユニットクーラ等に設けられる空気熱交換器である。蒸発器４は、膨張弁３で膨張された冷媒を蒸発させ、空調対象空間を冷却する。

圧縮機１の冷媒の吸入口に、吸入圧力センサ１１が設けられている。吸入圧力センサ１１は、圧縮機１に吸入される冷媒の吸入圧力Ｐｉｎを測定する。圧縮機１の冷媒の吐出口に、吐出圧力センサ１２が設けられている。吐出圧力センサ１２は、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出圧力Ｐｏｕｔを測定する。冷凍装置１００には、冷媒の周囲の温度を測定する周囲温度センサとして、外気温度センサ１４が設けられている。外気温度センサ１４は外気温度を測定する。冷凍装置１００には、空調対象空間の空気の温度を測定する室内温度センサ１６が設けられている。

出力部１９は、図に示さない、スピーカおよび表示部を有する。出力部１９は、異常であることを示す警報信号が制御部１５から入力されると、スピーカから警報音を出力し、異常であることを表示部に表示させる。表示部は、異常であることを示すランプを点灯してもよく、異常内容を示すメッセージを表示してもよい。出力部１９は、異常がないことを示す正常信号が制御部１５から入力されると、スピーカおよび表示部を動作しない。出力部１９は、スピーカおよび表示部のうち、両方を有していてもよく、いずれか一方を有していてもよい。

図２は、図１に示した制御部の一構成例を示す機能ブロック図である。制御部１５は、プログラムを記憶する記憶部１５０と、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５１とを有する。制御部１５は、ファン１８、出力部１９、圧縮機１および膨張弁３と信号線で接続されている。制御部１５は、吸入圧力センサ１１および吐出圧力センサ１２と信号線で接続されている。制御部１５は、外気温度センサ１４および室内温度センサ１６と信号線で接続されている。なお、接続手段は、無線であってもよい。

記憶部１５０は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。記憶部１５０は、設定温度および設定湿度を記憶する。記憶部１５０は、後述する冷媒漏れ判定方法により、冷媒漏れが発生している確率が高いと判定された場合のカウント数ｎを記憶する。

図２に示すように、制御部１５は、運転制御手段２１、測定手段２２、判定手段２３および警報手段２４を有する。ＣＰＵ１５１がプログラムを実行することで、運転制御手段２１、測定手段２２、判定手段２３および警報手段２４が冷凍装置１００に構成される。

運転制御手段２１は、吸入圧力センサ１１、吐出圧力センサ１２および室内温度センサ１６から取得する測定値と、設定温度とを用いて、冷凍サイクルを制御する。運転制御手段２１は、室内温度センサ１６の測定値が設定温度になるように、圧縮機１、ファン１８および膨張弁３を制御する。運転制御手段２１は、室内温度センサ１６の測定値が設定温度に一致するサーモオフの状態になると、圧縮機１の運転を停止する。

また、運転制御手段２１は、冷媒漏れ判定の指示が入力されると、測定手段２２に圧力監視を指示する。また、運転制御手段２１は、外気温度センサ１４から取得する測定値を用いて飽和圧を算出する。運転制御手段２１は、吸入圧力センサ１１および吐出圧力センサ１２の測定値を参照し、圧縮機１および膨張弁３を制御して、吐出圧力が外気温度の飽和圧よりも設定圧力だけ高く、かつ吸入圧力が外気温度の飽和圧に対し設定圧力だけ低くする準備運転を開始する。運転制御手段２１は、この準備運転で吐出圧力が外気温度の飽和圧よりも設定圧力だけ高く、かつ吸入圧力が外気温度の飽和圧に対し設定圧力だけ低くなると、この状態を設定期間維持する。運転制御手段２１は、準備運転を設定期間行うと、準備運転を停止し、測定手段２２に計測開始を指示する。

測定手段２２は、図に示さないタイマーを備えている。測定手段２２は、運転制御手段２１から圧力監視の指示があると、吸入圧力センサ１１および吐出圧力センサ１２の測定値を監視する。測定手段２２は、運転制御手段２１から計測開始の指示があると、計測開始の指示から時間を計測する。そして、測定手段２２は、吐出圧力Ｐｏｕｔと吸入圧力Ｐｉｎとの圧力差が規定値Ｐｄｒｅｆに到達するまでの時間を計測すると、計測した時間を判定手段２３に通知する。

規定値Ｐｄｒｅｆは、記憶部１５０に格納されている。規定値Ｐｄｒｅｆは、冷媒回路１０内の高圧と低圧との差圧に関する値である。基準時間ｔｒｅｆは、冷媒回路１０内の冷媒圧力の時間変化から、冷媒漏れがあるか否かを判定する基準となる時間である。基準時間ｔｒｅｆは、冷媒漏れがない状態で計測された時間を初期値ｔ０とすると、ｔｒｅｆ＝ｔ０×係数で表される。係数は、例えば、０．７である。基準時間ｔｒｅｆは記憶部１５０に格納されている。

判定手段２３は、測定手段２２が計測した時間の情報を測定手段２２から受け取ると、計測された時間と記憶部１５０が記憶する基準時間とを比較し、冷媒漏れがあるか否かを判定する。判定手段２３は、判定結果を警報手段２４に通知する。判定手段２３は、冷媒漏れ判定の回数をカウント数ｎとして記録し、複数回の冷媒漏れ判定で、冷媒漏れの有無を判定してもよい。

警報手段２４は、判定手段２３から通知される判定結果にしたがって、出力部１９に信号を出力する。判定手段２３の判定結果が冷媒漏れありの場合、警報手段２４は、警報信号を出力部１９に出力する。判定結果が冷媒漏れなしの場合、警報手段２４は、異常がないことを示す正常信号を出力部１９に出力する。

次に、図３を参照して、冷媒漏れ判定の原理を説明する。図３は、図１に示した冷媒回路内の冷媒圧力の経時変化を示すグラフである。図３に示すグラフの縦軸は圧力を示し、横軸は時間を示す。図３では、飽和圧がＡＴで表されている。図３において、飽和圧ＡＴよりも高圧側の実線は、吐出圧力Ｐｏｕｔの変化を示す。飽和圧ＡＴよりも低圧側の実線は、吸入圧力Ｐｉｎの変化を示す。図３は、飽和圧ＡＴと吐出圧力Ｐｏｕｔとの圧力差をΔＰｏｕｔで示し、飽和圧ＡＴと吸入圧力Ｐｉｎとの圧力差をΔＰｉｎで示す。圧力差ΔＰｏｕｔおよび圧力差ΔＰｉｎの設定圧力は、例えば、０．５［Ｍｐａ］である。

運転制御手段２１が、圧縮機１の運転を開始し、圧縮機１および膨張弁３を制御して準備運転を行う。そして、図３に示すように、時刻ｔ１において、圧力差ΔＰｏｕｔおよび圧力差ΔＰｉｎが設定圧力になる。圧力差ΔＰｏｕｔの設定圧力を、飽和圧ＡＴを基準にした設定高圧と称する。圧力差ΔＰｉｎの設定圧力を、飽和圧ＡＴを基準にした設定低圧と称する。時刻ｔ１から設定期間が経過した時刻ｔ２において、運転制御手段２１は、圧縮機１を停止する。測定手段２２は、差圧変化時間ｔｍの計測を開始する。時間経過と共に、吐出圧力Ｐｏｕｔおよび吸入圧力Ｐｉｎのいずれもが飽和圧ＡＴに徐々に近づく。

図３に示すように、飽和圧ＡＴを基準にして、吐出圧力Ｐｏｕｔと吸入圧力Ｐｉｎとのバランスが維持された状態で、高圧と低圧との圧力差が時間経過に伴って変化する。この圧力差の変化速度ｖｐが、冷媒漏れがある場合と冷媒漏れがない場合とで異なる。冷媒漏れがある場合の変化速度ｖｐの方が、冷媒漏れがない場合の変化速度ｖｐに比べて速くなる。差圧変化時間ｔｍが基準時間ｔｒｅｆ以下の場合、判定手段２３は、冷媒漏れが発生していると判定する。

次に、本実施の形態１の冷凍装置１００の冷媒漏れ検知の動作を説明する。図４は、図１に示した冷凍装置が実行する冷媒漏れ判定方法の手順を示すフローチャートである。図３は、図４に示す手順にしたがって実行される冷媒漏れ判定方法を説明するための図である。

運転制御手段２１は、冷媒漏れ判定の指示が入力されると、圧縮機１を運転させる（ステップＳ１０１）。そして、運転制御手段２１は、圧縮機１を一定時間運転させ、サーモオフしない状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、デフロスト運転の後である場合、空調対象空間の温度と設定温度との温度差が大きくなるので、所定期間はサーモオフの状態にならない。そのため、一定時間、圧縮機１が運転を続ける場合、制御部１５は、冷媒漏れを判定できる状態と判断し、冷媒漏れ判定を開始する（ステップＳ１０３）。サーモオフしない状態では、冷媒回路１０内の圧力の変化が正確に測定される状態である。ステップＳ１０２の判定で、サーモオフの状態になると、制御部１５は、冷媒漏れを正しく判定できないと判断し、冷媒漏れ判定を実行しない。

運転制御手段２１は、ステップＳ１０３に進むと、圧縮機１の運転周波数と膨張弁３の開度を制御する準備運転を行う。運転制御手段２１は、準備運転では、吐出圧力Ｐｏｕｔが外気温度の飽和圧よりも設定圧力（例えば、０．５Ｍｐａ）だけ高く、かつ吸入圧力Ｐｉｎが外気温度の飽和圧よりも設定圧力（例えば、０．５Ｍｐａ）だけ低くなるようにする。運転制御手段２１は、圧力差ΔＰｏｕｔが設定高圧になり、圧力差ΔＰｉｎが設定低圧になった状態で、設定期間、準備運転を行う（ステップＳ１０４）。設定期間（例えば、数分間）が経過すると、運転制御手段２１は、圧縮機１を停止する（ステップＳ１０５）。一定の圧力差が生じた状態で設定期間、準備運転を維持することで、空調対象空間の温度が安定するとともに、冷媒回路１０の状態も安定する。

続いて、測定手段２２は、準備運転が停止してから、吐出圧力Ｐｏｕｔと吸入圧力Ｐｉｎとの圧力差ΔＰが規定値Ｐｄｒｅｆに到達するまでの差圧変化時間ｔｍの計測を開始する（ステップＳ１０６）。測定手段２２は、圧力差ΔＰが規定値Ｐｄｒｅｆ以下になると（ステップＳ１０７）、差圧変化時間ｔｍを判定手段２３に通知する。判定手段２３は、差圧変化時間ｔｍが基準時間ｔｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。差圧変化時間ｔｍが基準時間ｔｒｅｆ以下である場合、判定手段２３は、冷媒漏れが発生していると判定し、記憶部１５０が記憶するカウント数ｎを更新する（ステップＳ１０９）。判定手段２３は、カウント数ｎが３以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。カウント数ｎが３未満である場合、制御部１５は、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１１０の判定の結果、カウント数ｎが３以上である場合、判定手段２３は、冷媒漏れ有りと判定する（ステップＳ１１２）。判定手段２３は、警報信号を出力部１９に出力する。出力部１９は、警報音を出力し、異常である旨を表示する。なお、空調対象空間への冷媒漏れを抑制するために、制御部１５は、膨張弁３を閉め、冷媒回路１０内の冷媒を凝縮器２で液化して回収するポンプダウン運転を行ってもよい。この場合、冷媒回路１０において、凝縮器２と膨張弁３との間に、液化した冷媒を回収する受液器が設けられていてもよい。一方、ステップＳ１０８の判定の結果、３回のうち一度でも、差圧変化時間ｔｍが基準時間ｔｒｅｆより大きくなった場合、判定手段２３は、カウント数ｎをゼロに設定し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。これにより、判定誤差が抑制される。

なお、図４に示すフローチャートでは、カウント数ｎが３回以上になったら、冷媒漏れ有りと判定する場合を示しているが、冷媒漏れ有りと判定するカウント数は３回に限らない。ユーザは、ｎ＝１のときに、判定手段２３が冷媒漏れ有りと判定するように設定してもよい。カウント数ｎが１回よりも複数回の方が冷媒漏れの判定精度が向上する。

ここで、冷凍装置１００は基準時間ｔｒｅｆの初期値ｔ０を設定する機能を有する。作業者が冷凍装置１００を設置した後、冷凍装置１００が試運転する。試運転の際、制御部１５は、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０６を実行し、計測した差圧変化時間ｔｍを基準時間ｔｒｅｆの初期値ｔ０として記憶部１５０に格納する。その際、制御部１５は、差圧変化時間ｔｍを複数回計測し、複数の差圧変化時間ｔｍの平均値を算出し、算出した平均値を初期値ｔ０としてもよい。基準時間として、複数回計測して平均値を算出することで、判定精度が向上する。

図３および図４を参照した説明したように、運転制御手段２１は、飽和圧を基準にして圧力差ΔＰｏｕｔおよび圧力差ΔＰｉｎを設定圧力にする。そして、測定手段２２は、冷凍サイクルを停止してから、吐出圧力Ｐｏｕｔと吸入圧力Ｐｉｎとの圧力差ΔＰが規定値まで低下するまでに要した差圧変化時間ｔｍを計測する。続いて、判定手段２３は、差圧変化時間ｔｍと基準時間ｔｒｅｆとを比較することで、冷媒漏れの有無を判定している。

本実施の形態１の冷凍装置１００では、準備運転において、吐出圧力Ｐｏｕｔおよび吸入圧力Ｐｉｎが冷媒の圧力も影響を受ける周囲温度の飽和圧を基準に設定され、吐出圧力Ｐｏｕｔまたは吸入圧力Ｐｉｎの経時変化に基づいた冷媒漏れ判定が行われる。その結果、運転状態の変動による圧力差が変動するのが抑制されるとともに、冷媒回路内の周囲温度による冷媒への圧力の変化に対する影響が抑制される。そのため、冷媒漏れの判定精度が向上する。

ここで、冷媒漏れ判定のパラメータに過冷却度（ＳＣ）を用いる方法と、本実施の形態１における冷媒漏れ判定方法とを比較する。季節が夏の場合など、外気から凝縮器への入熱の影響で、冷凍装置は過冷却度を精度よく測定できないことがある。この場合、冷凍装置は、冷媒漏れ判定に用いるデータを安定して取得することができず、過冷却度等のパラメータを用いた冷媒漏れ判定の精度が悪くなるおそれがある。

これに対して、本実施の形態１の冷凍装置１００は、冷媒漏れの判定のパラメータとして、飽和圧を基準とした冷媒回路１０内の圧力差の変化速度ｖｐを反映した差圧変化時間ｔｍを利用して冷媒漏れ判定を行っている。冷媒回路１０の冷媒圧力だけでなく、その基準となる飽和圧も周囲温度の影響を受けるため、これらの圧力への影響が同じになる。そのため、冷媒漏れの判定精度を向上させることができる。また、本実施の形態１では、パラメータの数が少なく、制御が容易となる。また、吐出圧力Ｐｏｕｔおよび吸入圧力Ｐｉｎを利用して、冷媒漏れの有無を判定しているため、新たにセンサを追加する必要がなく、装置本体の費用が高くなることを抑制できる。

また、図４に示した手順では、冷凍装置１００は、サーモオフしない状態で上述した冷媒漏れ判定を行うので、圧力差の変化を安定して測定できる。そのため、冷媒漏れの判定精度が向上する。

また、図３および図４において、吐出圧力Ｐｏｕｔと吸入圧力Ｐｉｎとを用いて差圧変化時間ｔｍを計測したが、吐出圧力Ｐｏｕｔまたは吸入圧力Ｐｉｎを用いて、冷媒漏れを判定することもできる。図５は、本発明の実施の形態１における冷媒漏れ判定について、別の判定を説明するための図である。

測定手段２２は、圧力差ΔＰｏｕｔと圧力差ΔＰｉｎとのうち、いずれか一方を用いて差圧変化時間ｔｍを計測する。この場合、記憶部１５０は、高圧側の圧力差ΔＰｏｕｔの規定値として高圧規定値ＨＰｒｅｆを記憶し、低圧側の圧力差ΔＰｉｎの規定値として低圧規定値ＬＰｒｅｆを記憶している。高圧規定値ＨＰｒｅｆおよび低圧規定値ＬＰｒｅｆは、冷媒漏れがない状態で測定されたものである。図５に、高圧規定値ＨＰｒｅｆおよび低圧規定値ＬＰｒｅｆが表されている。

冷媒回路１０の高圧側の冷媒配管に冷媒漏れがあると仮定する。この場合、図５に示す時刻ｔ２以降、圧力差ΔＰｏｕｔの変化は、圧力差ΔＰｉｎの変化に比べて、顕著になる。時刻ｔ２以降、時間経過に伴って、吐出圧力Ｐｏｕｔは、吸入圧力Ｐｉｎよりも早く飽和圧ＡＴに近づく。そのため、圧力差ΔＰｏｕｔを用いれば、冷媒回路１０の高圧側の冷媒配管に冷媒漏れがある場合、判定手段２３は、冷媒漏れをより確実に判定できる。

続いて、冷媒回路１０の低圧側の冷媒配管に冷媒漏れを起こす隙間があると仮定する。この場合、図５に示す時刻ｔ２以降、吸入圧力Ｐｉｎよりも飽和圧ＡＴの方が高いので、冷媒配管内に空気が流入する。時刻ｔ２以降、時間経過に伴って、吸入圧力Ｐｉｎは、吐出圧力Ｐｏｕｔよりも早く飽和圧ＡＴに近づく。そのため、圧力差ΔＰｉｎを用いれば、冷媒回路１０の低圧側の冷媒配管に隙間がある場合、判定手段２３は、冷媒漏れが起きることをより確実に判定できる。

なお、冷媒回路１０の高圧側の冷媒配管または低圧側の冷媒配管のいずれに冷媒漏れがあっても、冷媒漏れは、吐出圧力Ｐｏｕｔと吸入圧力Ｐｉｎとの圧力差ΔＰに現れる。よって、冷媒回路１０において、高圧側の配管と低圧側の配管のうち、いずれに冷媒漏れが起きても、吐出圧力Ｐｏｕｔと吸入圧力Ｐｉｎとの圧力差ΔＰを用いる判定では、冷媒漏れを判定できる。また、圧力差ΔＰｏｕｔおよび圧力差ΔＰｉｎの両方を用いる判定と、これらの圧力差のうち、一方を用いる判定とを、組み合わせてもよい。冷媒漏れの判定精度がより向上する。

本実施の形態１の冷媒漏れ判定は、冷凍装置１００の運転中だけでなく、冷凍装置１００が停止中であっても、行うことができる。冷凍装置１００が運転中である場合、サーモオフしない状態であれば、制御部１５は、図４に示した手順にしたがって冷媒漏れの判定を行えばよい。冷凍装置１００が長期間運転を停止する場合、制御部１５は、図４に示した手順にしたがって冷媒漏れ判定を、定期的に行えばよい。その際、制御部１５は、圧縮機１の運転を開始し、冷凍サイクルの状態が安定した後に、図４に示した手順にしたがって、冷媒漏れの判定を行う。

また、本実施の形態１において、スケジューリング機能を利用して、制御部１５に冷媒漏れ判定を行わせてもよい。この場合、制御部１５は、冷凍装置１００が運転を停止中に、図４に示した手順で冷媒判定を行うスケジュール機能を備えている。ユーザが冷凍装置１００を使用していない時間帯に、制御部１５は、スケジュール機能を動作し、図４に示した手順にしたがって冷媒漏れ判定を行う。これにより、ユーザが冷凍装置１００を使用していないときでも、冷凍装置１００は自動的に冷媒漏れ判定を行うことができる。また、制御部１５は、冷媒漏れがあると判定しても、警報を出力せず、冷媒漏れ判定の結果を記憶部１５０に格納してもよい。この場合、ユーザは冷凍装置１００を使用する際、制御部１５を操作して、記憶部１５０が記憶する冷媒漏れ判定結果を出力部１９に表示させることで、冷媒漏れ判定の結果を知ることができる。さらに、ユーザが制御部１５を操作して、冷媒漏れ判定を行う時間帯を制御部１５に指定してもよい。制御部１５はユーザが指定した時間帯に冷媒漏れ判定を行うので、ユーザが冷凍装置１００を使用したい時間帯に冷凍能力が低下してしまうことを防げる。

冷凍装置には、凝縮器と膨張弁との間に電磁弁が設けられ、圧縮機の停止時に電磁弁を閉じて液冷媒が膨張弁側に流出することを防ぐポンプダウン運転を行うものがある。本実施の形態１の冷媒判定方法は、ポンプダウン運転を行わない冷凍装置に適用できる。ポンプダウン運転を行わない冷凍装置は、ポンプダウン運転による、冷凍サイクルの停止がないため、圧縮機の停止後、数分程度のデータサンプリングで差圧変化時間ｔｍを取得できる。本実施の形態１の冷凍装置１００は、圧縮機１がインバータ回路で運転周波数を変更できる圧縮機であるため、圧縮機１の運転中における冷媒回路１０内の高圧および低圧を調整できる。その結果、冷凍装置１００は、冷媒漏れ判定に適した圧力差を冷媒回路１０に設定できる。

なお、本実施の形態１では、外気温度が冷媒の圧力に影響を及ぼす周囲温度であるものとして、圧力の基準に外気温度の飽和圧を用いる場合で説明したが、周囲温度は外気温度に限らない。冷媒回路１０に対する温度の影響が外気温度よりも室内の空気の温度の方が大きい場合には、室内温度の飽和圧を用いてもよい。例えば、冷媒回路１０全体のうち、半分以上の回路が室内に設置されている場合、周囲温度として、外気温度よりも室内温度の方が適している。この場合、室内温度センサ１６が周囲温度センサとして機能する。ただし、圧縮機１を停止した後、差圧変化時間ｔｍの測定中に、室内温度の変化の方が外気温度の変化よりも大きい場合もある。冷凍装置１００毎に、外気温度および室内温度の冷媒への影響と、より変動の少ない飽和圧との関係から、いずれかの周囲温度による飽和圧を選択すればよい。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２の冷凍装置における記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。本実施の形態２は、冷凍装置１００が、外気温度の温度帯毎に異なる基準値を用いて冷媒漏れを判定するものである。本実施の形態２の冷凍装置の構成を説明する。本実施の形態２では、実施の形態１と同様な構成についての詳細な説明を省略し、実施の形態１と異なる点を詳しく説明する。

本実施の形態２の冷凍装置１００は、図１に示した構成において、記憶部１５０がテーブルを記憶している。図６に示すように、記憶部１５０が記憶するテーブルは、状態データと基準時間とが関連付けて記録される。図６に示すテーブルでは、外気温度が複数の温度帯に分類されている。そして、図６に示すテーブルでは、複数の温度帯毎に、状態データおよび基準時間が関連付けられて記憶されている。図６に示す例では、１つの温度帯の温度幅は５℃である。

図６に示す状態データは、例えば、吐出圧力Ｐｏｕｔ、吸入圧力Ｐｉｎ、過熱度（ＳＨ）および過冷却度（ＳＣ）である。基準時間として、温度帯毎に基準時間Ａ１〜Ａ６が記述されている。図６に示すように、基準時間Ａ１〜Ａ６のそれぞれは、複数の測定値から算出された平均値に係数が乗算される。また、図６に示すテーブルには、基準時間とともに、基準時間の標準偏差が記憶される。図６に示すテーブルでは、標準偏差として、複数の温度帯に共通の標準偏差Ｂが記憶されている。

本実施の形態２では、判定手段２３は、冷媒漏れ判定を行う際、記憶部１５０が記憶するテーブルを参照する。そして、判定手段２３は、外気温度センサ１４の測定値が属する温度帯に記録された基準時間ｔｒｅｆを読み出し、読み出した基準時間ｔｒｅｆを用いて冷媒漏れ判定を行う。判定手段２３は、状態データを用いて冷媒不足を判定してもよい。

次に、本実施の形態２の冷凍装置１００の動作を説明する。図７は、本発明の実施の形態２の冷凍装置が実行する冷媒漏れ判定方法の手順を示すフローチャートである。ここでは、図４で説明した処理と同様な処理についての詳細な説明を省略する。

図７に示すフローチャートは、図４と比較すると、ステップＳ１０７とステップＳ１０８の間にステップＳ２０１の処理が追加されている。ステップＳ１０７において、測定手段２２は、測定した差圧変化時間ｔｍを判定手段２３に渡す。判定手段２３は、判定手段２３から差圧変化時間ｔｍを受け取ると、外気温度センサ１４の測定値と図６に示したテーブルを参照する。そして、判定手段２３は、外気温度センサ１４の測定値が属する温度帯に記録された基準時間ｔｒｅｆを読み出す（ステップＳ２０１）。その後、ステップＳ１０８において、判定手段２３は、読み出した基準時間ｔｒｅｆと差圧変化時間ｔｍとを比較し、差圧変化時間ｔｍが基準時間ｔｒｅｆ以下であるか否かを判定する。これ以降の処理は、図４で説明した処理と同様である。

図６に示すように、記憶部１５０は、外気温度について、複数の温度帯毎に基準時間ｔｒｅｆを記憶している。判定手段２３は、外気温度に対応した基準時間ｔｒｅｆを用いて冷媒漏れ判定を行うことで、外気温度の影響を低減することができる。その結果、冷媒漏れ判定の精度がさらに向上する。

図６を参照して、記憶部１５０が、外気温度について、複数の温度帯毎に状態データと基準時間ｔｒｅｆとを保持する場合で説明したが、外気の湿度についても、複数の湿度帯毎に、これらのデータを保持していてもよい。湿度帯の湿度幅は、例えば、１０％である。記憶部１５０が、湿度について、複数の湿度帯毎に基準時間ｔｒｅｆを記憶することで、冷媒漏れ判定の外気の湿度の影響を低減することができる。その結果、冷媒漏れ判定の精度がさらに向上する。

また、記憶部１５０が図６に示したテーブルを記憶している場合、図４に示したステップＳ１０７において、判定手段２３は、計測された差圧変化時間ｔｍを次の式（１）に代入して、冷媒漏れを判定してもよい。具体的には、判定手段２３は、差圧変化時間ｔｍ、基準時間ｔｒｅｆおよび標準偏差を式（１）に代入し、判定値Ｄｔが０に近いか否かを判定することで、冷媒漏れの有無を判定する。

Ｄｔ＝（差圧変化時間ｔｍ−基準時間ｔｒｅｆ）／標準偏差・・・（１）
外気温度が図１０示す１５〜２０℃の温度帯に属する場合、判定値Ｄｔは、Ｄｔ＝（差圧変化時間ｔｍ−ＡＡ４）／Ｂ４で算出される。

冷媒漏れの判定精度が低下する要因の一例として、外気温度の他に、冷凍装置１００に設けられた機器の製造バラつき等の外乱が考えられる。そこで、本実施の形態２では、制御部１５の判定手段２３は、冷凍装置１００が設置された後、状態データおよび差圧変化時間ｔｍのデータを蓄積し、設置された機器に合った基準時間ｔｒｅｆを記憶部１５０に設定し直す。これにより、記憶部１５０が記憶する基準時間ｔｒｅｆに、製品固有の特性が反映されるため、冷媒漏れの判定精度が向上する。また、冷凍装置１００の配管が修理され、冷凍装置１００に設けられた機器に変更あった場合にも、判定手段２３は、設置された機器に合った基準時間ｔｒｅｆを記憶部１５０に設定し直す。記憶部１５０が記憶する基準時間ｔｒｅｆが一旦消去された後、補正後の基準時間ｔｒｅｆが記憶部１５０に設定されることで、基準時間ｔｒｅｆが適正化される。このようにして、機器の交換の影響を考慮して、基準時間ｔｒｅｆを再設定できる。

次に、基準時間ｔｒｅｆの更新方法の一例を説明する。制御部１５が学習機能を備えている場合で説明する。冷凍装置１００が設置された後、または冷凍装置１００が修理された後、測定手段２２は、５回以上、差圧変化時間ｔｍを計測する。そして、判定手段２３は、計測された５つ以上の差圧変化時間ｔｍの平均値と、記憶部１５０が記憶する基準時間ｔｒｅｆとを比較し、基準時間ｔｒｅｆを補正して、基準時間ｔｒｅｆを更新する。冷凍装置１００が出荷されたときに設定された基準時間ｔｒｅｆが冷凍装置１００の設置後に更新されることで、基準時間ｔｒｅｆが異常値となることを防止できる。

このようにして、判定手段２３は、基準時間ｔｒｅｆに関連する新たなデータを記憶部１５０に蓄積し、蓄積したデータと既存の基準時間ｔｒｅｆとを比較して、冷凍装置１００に最も適した値に基準時間ｔｒｅｆを更新する。基準時間ｔｒｅｆが更新されることで、冷媒漏れの判定精度を向上させることができる。

次に、本実施の形態２において、制御部１５が記憶部１５０に格納されたテーブルのデータを更新する手順の一例を説明する。図８は、図１に示した制御部が学習機能にしたがって図６に示したテーブルのデータを更新する方法の手順の一例を示すフローチャートである。

ここでは、図４で説明した処理と同様な処理についての詳細な説明を省略する。また、ユーザが基準時間ｔｒｅｆをリセットする指示を入力するためのディップスイッチが制御部１５に設けられている場合で説明する。基準時間ｔｒｅｆのリセットの指示はディップスイッチの場合に限らない。

冷凍装置１００が設置された後、試運転のために電源が投入されると、判定手段２３は、基準時間ｔｒｅｆをリセットする指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。基準時間ｔｒｅｆのリセットの指示が入力されている場合、判定手段２３は、準備運転の開始を運転制御手段２１に指示する。運転制御手段２１は、圧縮機１の運転を開始する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０３〜Ｓ３０５は図４を参照して説明したステップＳ１０２〜Ｓ１０４と同様なため、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ３０６において、判定手段２３は、圧縮機１を停止する前に時間Ｋ内に、吐出圧力Ｐｏｕｔ、吸入圧力Ｐｉｎ、過熱度および過冷却度をサンプリングして記憶部１５０に格納する。時間Ｋは、例えば、１分間である。続いて、判定手段２３は、測定手段２２に計測を指示する。測定手段２２は、図４に示したステップＳ１０６〜Ｓ１０７と同様にして、差圧変化時間ｔｍを計測する（ステップＳ３０７〜Ｓ３０８）。そして、測定手段２２は、計測した差圧変化時間ｔｍを記憶部１５０に記録する（ステップＳ３０９）。判定手段２３は、差圧変化時間ｔｍの計測カウント数ｎに１を加算する（ステップＳ３１０）。そして、判定手段２３は、計測カウント数ｎが５以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１１）。計測カウント数ｎが５未満である場合、判定手段２３は、ステップＳ３０１に戻る。ステップＳ３１１の判定の結果、計測カウント数ｎが５以上である場合、判定手段２３は、差圧変化時間ｔｍのデータ取得を完了する。そして、判定手段２３は、計測された５つ以上の差圧変化時間ｔｍの平均値を算出する。さらに、判定手段２３は、算出した平均値に係数を乗算した値に、記憶部１５０が記憶する基準時間ｔｒｅｆを書き換える（ステップＳ３１２）。また、判定手段２３は、５つ以上の差圧変化時間ｔｍの標準偏差を算出する。

図９は、図６に示したテーブルのデータを更新した場合の一例を示す図である。図９を参照して、外気温度が１５〜２０℃の範囲に属して場合で説明する。図８に示したステップＳ３０６において、運転制御手段２１は、図９に示すテーブルの温度帯１５〜２０℃を参照する。そして、運転制御手段２１は、温度帯１５〜２０℃に関連付けて、吐出圧力Ｐｏｕｔ、吸入圧力Ｐｉｎ、過熱度（ＳＨ）および過冷却度（ＳＣ）として、Ｐ１、Ｐ２、Ｓｈ１およびＳｃ１を記録する。また、ステップＳ３１２において、判定手段２３は、温度帯１５〜２０℃において、基準時間ｔｒｅｆの値を、図６に示したＡ４からＡＡ４に書き換えている。また、判定手段２３は、温度帯１５〜２０℃における、基準時間ｔｒｅｆの標準偏差を、図６に示したＢからＢ４に書き換えている。

上記のようにして、外気温度の温度帯毎に、制御部１５は、状態データを記録し、基準時間ｔｒｅｆの平均値および標準偏差を書き換える。図９は、図６と比べて、基準時間ｔｒｅｆについて、各温度帯の平均値および標準偏差が書き換えられた場合を示している。図６と図９とを比較すると、温度帯０〜５℃において、基準時間ｔｒｅｆの平均値がＡ１からＡＡ１に更新されている。また、温度帯５〜１０℃においては、基準時間ｔｒｅｆの平均値がＡ２からＡＡ２に更新されている。

なお、図６、図８および図９を参照して、基準時間ｔｒｅｆへの外気温度の影響を抑制するために基準時間ｔｒｅｆを更新する方法の一例を説明したが、この方法を空調対象空間となる室内の温度に適用してもよい。室内温度の温度範囲が複数の温度帯に分類され、制御部１５は、複数の温度帯のそれぞれの基準時間を、図６、図８および図９と同様にして、補正してもよい。この場合、基準時間ｔｒｅｆへの室内温度の影響を抑制できる。

実施の形態３．
本実施の形態３の冷凍装置は、蒸発器の除霜を行うホットガス経路が設けられたものである。

本実施の形態３の冷凍装置の構成を説明する。図１０は、本発明の実施の形態３の冷凍装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図１１は、図１０に示した制御部の一構成例を示す機能ブロック図である。本実施の形態３では、実施の形態１および２で説明した冷凍装置と同様な構成についての詳細な説明を省略する。

図１０に示すように、冷凍装置１００ａは、圧縮機１、凝縮器２、膨張弁３および蒸発器４が環状に接続された冷媒回路１０を有する。冷媒回路１０において、凝縮器２と膨張弁３との間には、受液器８および電磁弁６が設けられている。圧縮機１の冷媒の吸入口側にはアキュムレータ７が設けられている。冷凍装置１００ａは、冷媒を冷媒回路１０に循環させる冷凍サイクルを制御する制御部１５を有する。

また、図１０に示すように、冷媒回路１０にはバイパス回路１７が接続されている。バイパス回路１７の２つの接続口のうち、一方の接続口が圧縮機１と凝縮器２との間に接続され、他方の接続口が蒸発器４の冷媒の流入口に接続されている。バイパス回路１７は、高温高圧の冷媒を蒸発器４に供給するホットガス経路として役目を果たす。バイパス回路１７には、電磁弁５が設けられている。電磁弁５および６は２方弁である。電磁弁５および６は制御部１５と信号線で接続されている。

図１１に示す制御部１５の運転制御手段２１は、蒸発器４に対して除霜を行う際、電磁弁５を閉状態から開状態に切り替え、ホットガスデフロストを実行する。また、運転制御手段２１は、ホットガスデフロストを実行する際、電磁弁６を開状態から閉状態に切り替える。

本実施の形態３の冷凍装置１００ａは、受液器８と膨張弁３との間に電磁弁６が設けられ、ポンプダウン運転を行うことができる装置である。本実施の形態３の制御部１５は、冷凍サイクルが停止したとき、すぐにポンプダウン運転を行わず、電磁弁６を開状態から閉状態に切り替えるタイミングをずらす。

本実施の形態３の冷凍装置１００ａの動作を説明する。運転制御手段２１は、実施の形態１で説明した冷媒漏れ判定を行う際、圧縮機１を停止しても、すぐにポンプダウン運転を行わない。運転制御手段２１は、電磁弁６を開状態に維持し、液バックにはアキュムレータ７で耐性を持たせておき、測定手段２２および判定手段２３が、図４または図７に示した冷媒漏れ判定を行う。判定の結果、判定手段２３は、冷媒漏れがあると判定すると、電磁弁６を開状態から閉状態に切り替え、ポンプダウン運転を行う。

このようにして、判定手段２３は、運転制御手段２１に電磁弁６を閉める指示をする前に、差圧変化時間ｔｍを確認する。そして、判定手段２３は、吐出圧力Ｐｏｕｔと吸入圧力Ｐｉｎとの圧力差の変化速度ｖｐと通常のポンプダウン運転の際の高圧側の圧力低下速度と比較する。判定手段２３は、圧力差の変化速度Ｖｐの方が通常のポンプダウン運転の際の高圧側の圧力低下速度より大きい場合、冷媒回路１０の高圧側から冷媒漏れがあると判定する。その理由を説明する。

ポンプダウン運転の際、冷媒漏れがなければ、高圧側の圧力の低下速度が遅く、圧力差の変化速度ｖｐに異常が現れない。一方、冷媒漏れがある場合、圧力差の変化速度ｖｐと通常のポンプダウン運転の際の高圧側の圧力低下速度とを比べると、これらの速度に差異がみられるからである。

非共沸冷媒のような混合冷媒においては、冷媒が漏れる際は、混合冷媒における高圧冷媒から漏れていくため、高圧側からの漏れがより顕著に現れ、冷媒漏れがより容易に判断することができる。このように、本実施の形態３では、冷凍装置１００ａは、冷媒漏れがあると判定した場合に、冷媒回路１０の高圧側からの漏れかどうかを判別できる。

冷媒のＲ３２と、Ｒ１２５と、Ｒ１３４ａと、Ｒ１２３４ｙｆと、ＣＯ_２の混合冷媒であり、Ｒ３２の割合ＸＲ３２［ｗｔ％］が３３＜ＸＲ３２＜３９である条件と、Ｒ１２５の割合ＸＲ１２５［ｗｔ％］が２７＜ＸＲ１２５＜３３である条件と、Ｒ１３４ａの割合ＸＲ１３４ａ［ｗｔ％］が１１＜ＸＲ１３４ａ＜１７である条件と、Ｒ１２３４ｙｆの割合ＸＲ１２３４ｙｆ［ｗｔ％］が１１＜ＸＲ１２３４ｙｆ＜１７である条件と、ＣＯ_２の割合ＸＣＯ_２［ｗｔ％］が３＜ＸＣＯ_２＜９である条件と、ＸＲ３２とＸＲ１２５とＸＲ１３４ａとＸＲ１２３４ｙｆとＸＣＯ_２の総和が１００である条件と、を全て満たす冷媒のような非共沸混合冷媒においては、冷媒が漏れる際は、混合冷媒における高圧冷媒から漏れていくため、高圧側からの漏れがより顕著に現れ、冷媒漏れがより容易に判断することができる。このように、本実施の形態３では、冷凍装置１００ａは、冷媒漏れがあると判定した場合に、冷媒回路１０の高圧側からの漏れかどうかを判別できる。

また、本実施の形態３においても、冷凍装置１００ａは、ホットガスデフロストを行った後、冷凍サイクルを停止させ、圧力差の変化速度ｖｐを計測することで、冷媒の漏れを精度よく判定できる。

さらに、本実施の形態３の冷凍装置１００ａは、実施の形態１と同様に、外気温度の飽和圧に対して一定の圧力差を冷媒回路１０に設定する。その後、冷凍装置１００ａは、ホットガスデフロストを行い、冷凍サイクル停止後の圧力差の変化速度ｖｐを測定して、冷媒漏れを判定する。そのため、実施の形態３においても、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。

実施の形態４．
本実施の形態４は、本実施の形態１〜３で説明した冷媒漏れ判定に、準備運転中の冷凍サイクルの運転状態を示す状態データを用いた冷媒不足判定を組み合わせるものである。本実施の形態４では、実施の形態１〜３のうち、実施の形態１で説明した冷媒漏れ判定と、冷媒不足判定とを組み合わせる場合で説明する。

上述したように、冷凍装置１００は、外気温度の飽和圧を基準にして一定の圧力差を冷媒回路内に生じさせた状態で、圧力差の変化速度Ｖｐを用いて冷媒漏れを判定している。判定手順において、測定手段２２は、計測する差圧変化時間ｔｍを記憶部１５０に記録している。判定手段２３は、外気温度にリンクして、過熱度（ＳＨ）および過冷却度等の状態データを記憶部１５０に記録する。

判定手段２３は、圧力差の変化速度Ｖｐだけでなく、冷凍サイクルの運転中における冷媒回路１０内の高圧および低圧を監視し、これらの圧力の変化の情報を、冷媒漏れ判定に用いてもよい。また、判定手段２３は、圧力差の変化速度Ｖｐだけでなく、図６または図９に示したテーブルを参照し、過熱度および過冷却度の状態データを、冷媒漏れ判定に用いてもよい。複数の判定方法を組み合わせることで、冷媒漏れの有無の判定精度を向上させることができる。

図１２は、本発明の実施の形態４の冷凍装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図１２に示す冷凍装置１００ｂは、図１に示した冷凍装置１００と比べると、温度センサ３１〜３４をさらに有する。温度センサ３１は、凝縮器２における冷媒出口近くに設けられている。温度センサ３１は凝縮温度を測定する。温度センサ３２は、凝縮器２と膨張弁３とを接続する冷媒配管において、凝縮器２の冷媒出口付近に設けられている。温度センサ３２は、液冷媒の温度を測定する。

温度センサ３３は、蒸発器４における冷媒出口近くに設けられている。温度センサ３３は蒸発温度を測定する。温度センサ３４は、蒸発器４と圧縮機１とを接続する冷媒配管において、圧縮機１の冷媒吸入口付近に設けられている。温度センサ３４はガス冷媒の温度を測定する。温度センサ３１〜３４は制御部１５と信号線で接続されている。

制御部１５の運転制御手段２１は、準備運転中に、温度センサ３１および温度センサ３２から取得する測定値を用いて、過冷却度を算出する。また、運転制御手段２１は、温度センサ３２および温度センサ３３から取得する測定値を用いて、過熱度を算出する。運転制御手段２１は、算出した過冷却度および過熱度を記憶部１５０に格納する。

冷媒回路１０内の冷媒が不足すると、吐出圧力Ｐｏｕｔおよび吸入圧力Ｐｉｎが、冷媒量が正常の場合と比較して、低下する傾向がある。測定手段２２は、冷凍装置１００ａの準備運転中に吐出圧力Ｐｏｕｔおよび吸入圧力Ｐｉｎを監視する。具体的には、測定手段２２は、吐出圧力Ｐｏｕｔおよび吸入圧力Ｐｉｎの値を記憶部１５０に格納する。判定手段２３は、監視する吐出圧力Ｐｏｕｔおよび吸入圧力Ｐｉｎのうち、いずれか一方の値が一定の割合よりも低くなると、冷媒不足と判定する。一定の割合は、例えば、正常値の９割である。判定手段２３は、冷媒不足である旨の警報情報を記憶部１５０に格納する。続いて、制御部１５は、図４または図７に示した手順にしたがって冷媒漏れ判定を行う。判定手段２３は、冷凍装置１００ａの準備運転中の冷媒圧力に基づき冷媒不足であると判定し、かつ差圧変化時間ｔｍが基準時間ｔｒｅｆ以下である場合、冷媒漏れがあると判定する。

このようにして、冷凍装置１００ａの準備運転中の冷媒圧力と、冷凍サイクル停止中の圧力差の変化速度ｖｐとを組み合わせた冷媒漏れ判定を行うことで、冷媒漏れの判定精度がより向上する。

続いて、過熱度を用いた冷媒不足判定を、冷媒漏れ判定に組み合わせる場合を説明する。冷媒回路１０内の冷媒が不足すると、過熱度が増加する傾向がある。測定手段２２は、冷凍装置１００ａの準備運転中に過熱度の状態を監視する。具体的には、測定手段２２は、一定時間毎に過熱度を算出し、算出した過熱度の値を記憶部１５０に格納する。判定手段２３は、過熱度が設定値よりも高くなると、冷媒不足と判定する。設定値は、例えば、正常値の１．１倍である。判定手段２３は、警報情報を記憶部１５０に格納する。続いて、制御部１５は、図４または図７に示した手順にしたがって冷媒漏れ判定を行う。判定手段２３は、冷凍装置１００ａの準備運転中の過熱度に基づき冷媒不足であると判定し、かつ差圧変化時間ｔｍが基準時間ｔｒｅｆ以下である場合、冷媒漏れがあると判定する。

このようにして、冷凍装置１００ａの準備運転中の過熱度と、冷凍サイクル停止中の圧力差の変化速度ｖｐとを組み合わせた冷媒漏れ判定を行うことで、冷媒漏れの判定精度がより向上する。

続いて、過冷却度を用いた冷媒不足判定を、冷媒漏れ判定に組み合わせる場合を説明する。冷媒回路１０内の冷媒が不足すると、過冷却度が減少する傾向がある。測定手段２２は、冷凍装置１００ａの運転中に過冷却度の状態を監視する。具体的には、測定手段２２は、一定時間毎に過冷却度を算出し、算出した過冷却度の値を記憶部１５０に格納する。判定手段２３は、過冷却度が設定値よりも低くなると、冷媒漏れのおそれがあると判定する。設定値は、例えば、正常値の０．９倍である。続いて、制御部１５は、図４または図７に示した手順にしたがって冷媒漏れ判定を行う。判定手段２３は、冷凍装置１００ａの準備運転中の過冷却度に基づき冷媒不足であると判定し、かつ差圧変化時間ｔｍが基準時間ｔｒｅｆ以下である場合、冷媒漏れがあると判定する。

このようにして、冷凍装置１００ａの準備運転中の過冷却度と、冷凍サイクル停止中の圧力差の変化速度ｖｐとを組み合わせた冷媒漏れ判定を行うことで、冷媒漏れの判定精度がより向上する。

変形例１．
本実施の形態４の冷媒漏れ判定方法に、冷凍装置１００ａの準備運転中の状態データの一例として温度効率を用いた冷媒不足判定を組み合わせる場合を説明する。変形例１では、図１０に示した冷凍装置１００ａに、図１２に示した温度センサ３１および３２が設けられた構成の場合で説明する。また、変形例１の冷凍装置１００ａに、図に示さない過冷却器が設けられている。制御部１５は、温度効率εを、以下に示す式（２）を用いて算出する。

温度効率ε＝過冷却度／ΔＴＡ・・・（２）
式（２）において、過冷却度は、過冷却度＝（凝縮温度−液冷媒温度）で算出される。温度差ΔＴＡは、ΔＴＡ＝（凝縮温度−周囲温度）で算出される。周囲温度は、外気温度センサ１４が測定する外気温度である。

冷媒回路１０に冷媒が適正量封入されている場合には、圧縮機１から吐出された冷媒は凝縮器２の出口で飽和液状態となり、余剰冷媒が受液器８に貯留される。受液器８の下流側では、図に示さない過冷却器でさらに冷媒が冷却され、温度効率εは約０．５以上となる。この０．５という値は、熱交換性能により異なる。

過冷却度はΔＴＡの変動により変動するが温度効率εの変動は小さくなる。冷媒が不足する場合、圧縮機１から吐出した冷媒は凝縮器２の出口および受液器８内でもガス状態である。冷媒は過冷却器で飽和液状態となるか、過冷却器でもガス状態となる。その結果、冷媒回路１０に冷媒が適正量封入されている場合と比較して、凝縮温度と液冷媒温度との温度差である過冷却度が小さくなり、温度効率εは小さくなるか、ゼロに近い値となる。温度効率εにはこのような性質があるため、制御部１５は、温度効率εを用いて冷媒不足を判定できる。

上述の実施の形態１〜３において、制御部１５は、温度効率εを用いて冷媒不足を判定し、冷媒不足と判定した場合、実施の形態１〜３で説明した冷媒漏れ判定を行ってもよい。この場合においても、冷媒漏れの判定精度が向上する効果が得られる。

１ 圧縮機、２ 凝縮器、３ 膨張弁、４ 蒸発器、５、６ 電磁弁、７ アキュムレータ、８ 受液器、１０ 冷媒回路、１１ 吸入圧力センサ、１２ 吐出圧力センサ、１４ 外気温度センサ、１５ 制御部、１６ 室内温度センサ、１７ バイパス回路、１８ ファン、１９ 出力部、２１ 運転制御手段、２２ 測定手段、２３ 判定手段、２４ 警報手段、３１〜３４ 温度センサ、１００、１００ａ、１００ｂ 冷凍装置、１５０ 記憶部、１５１ ＣＰＵ。

Claims (11)

1. 圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が接続された冷媒回路と、
   前記圧縮機の冷媒の吐出圧力を測定する吐出圧力センサと、
   前記圧縮機の冷媒の吸入圧力を測定する吸入圧力センサと、
   周囲温度を測定する周囲温度センサと、
   前記吐出圧力、前記吸入圧力および前記周囲温度を用いて冷媒漏れを判定する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記圧縮機および前記膨張弁を制御して、前記吐出圧力が前記周囲温度の飽和圧よりも設定高圧だけ高く、かつ前記吸入圧力が該飽和圧に対し設定低圧だけ低くする準備運転を設定期間行う運転制御手段と、
   前記準備運転が停止してから前記吐出圧力または前記吸入圧力が規定値に変化するまでの差圧変化時間を計測する測定手段と、
   前記差圧変化時間が基準時間以下である場合、冷媒漏れがあると判定する判定手段と、を有する
   冷凍装置。
2. 前記測定手段は、
   前記差圧変化時間として、前記吐出圧力と前記吸入圧力との圧力差が前記規定値になるまでの時間を計測する、請求項１に記載の冷凍装置。
3. 前記測定手段は、
   前記差圧変化時間として、前記吐出圧力と前記飽和圧との圧力差が前記規定値になるまでの時間を計測する、請求項１または２に記載の冷凍装置。
4. 前記測定手段は、
   前記差圧変化時間として、前記吸入圧力と前記飽和圧との圧力差が前記規定値になるまでの時間を計測する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍装置。
5. 前記運転制御手段は、前記準備運転を複数回行い、
   前記測定手段は、複数回の前記準備運転毎に前記差圧変化時間を計測し、
   前記判定手段は、複数回の前記差圧変化時間のいずれもが前記基準時間以下である場合、冷媒漏れがあると判定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍装置。
6. 前記制御部は、前記周囲温度の複数の温度帯に関連付けて前記基準時間が複数記録されたテーブルを記憶する記憶部を有し、
   前記判定手段は、前記テーブルを参照し、前記周囲温度センサの測定値が属する温度帯に記録された前記基準時間を用いて冷媒漏れを判定する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷凍装置。
7. 前記測定手段は、前記複数の温度帯のうち、前記周囲温度センサの測定値が属する温度帯について、複数回、前記差圧変化時間を計測し、
   前記判定手段は、前記測定手段が計測した複数の前記差圧変化時間を用いて、前記テーブルに記録された、前記周囲温度センサの測定値が属する温度帯の前記基準時間を補正する、請求項６に記載の冷凍装置。
8. 前記周囲温度センサは、外気温度を測定する外気温度センサ、または前記蒸発器が設置された室内の温度を測定する室内温度センサである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
9. 前記制御部は、前記規定値を記憶する記憶部を有し、
   前記運転制御手段は、冷媒漏れがない状態で前記準備運転を複数回行い、
   前記測定手段は、複数回の前記準備運転毎に前記差圧変化時間を計測し、
   前記判定手段は、前記測定手段が計測した複数の前記差圧変化時間を用いて前記基準時間を算出し、算出した前記基準時間を前記記憶部に記録する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍装置。
10. 前記制御部は、前記準備運転中における冷凍サイクルの運転状態を示す状態データを記憶する記憶部を有し、
    前記判定手段は、
    前記状態データに基づき冷媒不足であると判定し、かつ前記差圧変化時間が前記基準時間以下である場合、冷媒漏れがあると判定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍装置。
11. 前記運転制御手段は、
    前記蒸発器に対する除霜運転を行った後、前記準備運転を開始する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の冷凍装置。

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