JP6937935B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒の封入量が不足しているか否かを判定する冷凍サイクル装置に関する。

従来、冷媒の封入量が不足しているか否かを判定する冷凍サイクル装置が知られている。たとえば、特開２００６−３８４５３号公報（特許文献１）には、レシーバの予め定められた位置と圧縮機の吸入側との間に接続された液面検出回路を備える冷凍装置が開示されている。液面検出回路においては、レシーバの予め定められた位置から流出する冷媒が減圧および加熱された後、当該冷媒の温度が測定される。レシーバの予め定められた位置から流出する冷媒がガス状態の場合は加熱による温度上昇が大きくなり、液状態の場合は加熱による熱エネルギーが蒸発潜熱として消費されて加熱による温度上昇が小さくなる。そのため、温度上昇が小さい場合にはレシーバの予め定められた位置まで液冷媒が溜まっているものと判定し、必要な冷媒量が充填されたことを検出することができる。

特開２００６−３８４５３号公報

特許文献１に開示されている冷凍装置の液面検出回路において減圧および加熱された後の冷媒の温度は、冷凍装置を循環する冷媒量（循環冷媒量）、あるいは液面検出回路の加熱機構による加熱量によって異なる。液面検出回路において減圧および加熱された冷媒の温度上昇に関して、レシーバの予め定められた位置から流出する冷媒がガス状態の場合の温度上昇が液状態の場合の温度上昇よりも大きくなるように、液面検出回路に含まれる減圧機構および加熱機構を冷凍装置の機種毎に設計する必要がある。そのため、或る機種の冷凍装置用に設計された液面検出回路は、他の機種の冷凍装置に適用できない可能性がある。その結果、冷凍装置の製造コストが増加し得る。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷媒の封入量が不足しているか否かを判定する冷凍サイクル装置の製造コストを抑制することである。

本発明に係る冷凍サイクル装置においては、非共沸混合冷媒が、圧縮機、第１熱交換器、冷媒容器、第１減圧装置、および第２熱交換器の順に循環する。冷凍サイクル装置は、バイパス流路と、報知部と、制御装置とを備える。バイパス流路は、冷媒容器内の非共沸混合冷媒の一部を、第１減圧装置と圧縮機の吐出口との間を流れる非共沸混合冷媒に気液二相状態で合流させる。制御装置は、冷凍サイクル装置に充填されている非共沸混合冷媒の封入量が不足していることを示す特定条件が成立する場合、報知部から特定情報を出力する。バイパス流路は、バイパス流路の第１端部と第２端部との間において直列に接続された第３熱交換器および第２減圧装置を含む。第１端部は、冷媒容器内に配置されている。第３熱交換器は、非共沸混合冷媒を冷却する。制御装置は、非共沸混合冷媒の封入量に対する冷媒容器の容積の比、第２端部から流出する非共沸混合冷媒の圧力、および温度の関係を用いて特定条件の成否を判定する。

本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、非共沸混合冷媒の封入量に対する冷媒容器の容積の比、第２端部から流出する非共沸混合冷媒の圧力、および温度の関係を用いて、冷凍サイクル装置に充填されている非共沸混合冷媒の封入量が不足している否かが判定されることにより、冷媒の封入量が不足しているか否かを判定する冷凍サイクル装置の製造コストを抑制することができる。

実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成、およびバイパス流路に液冷媒が流入する場合を示す機能ブロック図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成、およびバイパス流路にガス冷媒が流入する場合を示す機能ブロック図である。 図１に示されるようにバイパス流路に液冷媒が流入する場合の、レシーバ容積比およびバイパス流路から流出する非共沸混合冷媒の組成比の関係を示す図である。 図２に示されるようにバイパス流路にガス冷媒が流入する場合の、レシーバ容積比およびバイパス流路から流出する非共沸混合冷媒の組成比の関係を示す図である。 非共沸混合冷媒の圧力、エンタルピ、および温度の関係を示すモリエル線図である。 或る圧力における蒸発温度が−４０℃となる場合の、レシーバ容積比と温度との関係を示す図である。 図１および図２の制御装置によって行なわれる、非共沸混合冷媒の封入量が不足しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置の制御装置によって行なわれる、非共沸混合冷媒の封入量が一次冷媒量に不足しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の変形例２に係る冷凍サイクル装置の構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態１の変形例３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態１の変形例４に係る冷凍サイクル装置の構成を示す機能ブロック図である。 或る圧力における蒸発温度が−４０℃となる場合の、レシーバ容積比と温度との関係を示す図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の制御装置によって行なわれる、非共沸混合冷媒の封入量が二次冷媒量に不足しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。 レシーバ容積比と冷凍サイクル装置の冷却能力比との関係を示す図である。 実施の形態２の変形例１に係る冷凍サイクル装置の制御装置によって行なわれる、非共沸混合冷媒の封入量が所望の冷却能力を維持するのに必要な冷媒量に不足しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。 実施の形態２の変形例２に係る冷凍サイクル装置の制御装置によって行なわれる、冷媒漏洩が発生しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 図１７の制御装置によって行なわれる、非共沸混合冷媒の封入量が所望の冷却能力を維持するのに必要な冷媒量に不足しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。

実施の形態１．
図１および図２は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図１および図２の違いは、レシーバ３内の液体の非共沸混合冷媒（液冷媒）の液面の高さである。

図１および図２に示されるように、冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１と、凝縮器２（第１熱交換器）と、レシーバ３（冷媒容器）と、膨張弁４（第１減圧装置）と、蒸発器５（第２熱交換器）と、表示装置８（報知部）と、バイパス流路９と、制御装置１０と、温度センサ１０１と、圧力センサ１０２とを備える。

冷凍サイクル装置１００においては、非共沸混合冷媒が圧縮機１、凝縮器２、レシーバ３、膨張弁４、および蒸発器５の順に循環する。バイパス流路９の端部Ｎ１（第１端部）は、レシーバ３内に配置されている。バイパス流路９の端部Ｎ２（第２端部）は、蒸発器５と圧縮機１の吸入口との間の流路ＦＰ１に接続されている。バイパス流路９は、熱交換器６（第３熱交換器）と、キャピラリチューブ７（第２減圧装置）とを含む。熱交換器６およびキャピラリチューブ７は、端部Ｎ１とＮ２との間においてこの順に直列に接続されている。

端部Ｎ１からバイパス流路９に流入する非共沸混合冷媒は、熱交換器６において冷却される。その後、キャピラリチューブ７において減圧されて気液二相状態となり、端部Ｎ２から、流路ＦＰ１を流れる非共沸混合冷媒に合流する。

温度センサ１０１は、端部Ｎ２から流出する非共沸混合冷媒の温度Ｔｂを測定する。圧力センサ１０２は、圧縮機１に吸入される非共沸混合冷媒の圧力Ｐｓを検出する。圧力Ｐｓは、端部Ｎ２から流出する非共沸混合冷媒の圧力である。

制御装置１０は、圧縮機１の駆動周波数ｆｃを制御することにより、圧縮機１が単位時間当たりに吐出する非共沸混合冷媒の量を制御する。制御装置１０は、温度センサ１０１および圧力センサ１０２から、温度Ｔｂおよび圧力Ｐｓをそれぞれ受ける。制御装置１０は、冷凍サイクル装置１００に充填されている非共沸混合冷媒の封入量が不足している場合、表示装置８に封入量が不足していることを表示する。

制御装置１０は、記憶部１１を含む。記憶部１１には、非共沸混合冷媒の封入量に対するレシーバ３の容積の比（レシーバ容積比）、圧力Ｐｓ、および温度Ｔｂの関係、あるいは当該関係を導出するために必要な情報（たとえば非共沸混合冷媒の物性値）が予め保存されている。また、記憶部１１には、特定パラメータ（たとえば蒸発温度あるいは凝縮温度）の制御目標値が予め保存されている。

レシーバ３には、液体の非共沸混合冷媒が貯留されるとともに、非共沸混合冷媒に含まれる冷媒のうち他の冷媒よりも比較的沸点が低い冷媒（低沸点冷媒）が気化する。共沸混合冷媒としては、たとえばＲ４６３Ａを挙げることができる。

Ｒ４６３Ａは、Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１３４ａ、およびＣＯ２を、３６：３０：１４：１４：６の重量パーセント（ｗｔ％）比（純組成比）で含む。Ｒ４６３Ａには、動作圧力を確保するためにＣＯ２が含まれる。Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１３４ａ、およびＣＯ２の１気圧での沸点は、それぞれ、−５１．７℃、−４８．１℃、−２９．４℃、−２６．１℃、および−７８．５℃である。ＣＯ２は、Ｒ４６３Ａに含まれる冷媒の中で沸点が最も低く、Ｒ３２がＣＯ２に次いで沸点が低い。Ｒ４６３Ａの低沸点冷媒には、Ｒ３２およびＣＯ２が含まれる。

以下では、冷凍サイクル装置１００に充填される非共沸混合冷媒がＲ４６３Ａである場合について説明する。なお、冷凍サイクル装置１００に充填される非共沸混合冷媒は、Ｒ４６３Ａに限定されない。

図１においては、レシーバ３の液面が端部Ｎ１よりも高い。端部Ｎ１が液冷媒に浸漬しているため、端部Ｎ１には液冷媒が流入する。図２においては、レシーバ３の液面が端部Ｎ１よりも低い。端部Ｎ１が液冷媒に浸漬していないため、端部Ｎ１には気体の冷媒（ガス冷媒）が流入する。

図３は、図１に示されるようにバイパス流路９に液冷媒が流入する場合の、レシーバ容積比およびバイパス流路９から流出する非共沸混合冷媒の組成比の関係を示す図である。図４は、図２に示されるようにバイパス流路９にガス冷媒が流入する場合の、レシーバ容積比およびバイパス流路９から流出する非共沸混合冷媒の組成比の関係を示す図である。図３および図４を比較すると、バイパス流路９に流入する非共沸混合冷媒の状態によって、バイパス流路９から流出する非共沸混合冷媒の組成比が異なる。このような組成比の違いは、気液二相状態における非共沸混合冷媒の温度に顕著に反映される。

図５は、非共沸混合冷媒の圧力、エンタルピ、および温度の関係を示すモリエル線図である。図５において、実線はバイパス流路９に液冷媒が流入する図１の場合を示し、点線はバイパス流路９にガス冷媒が流入する図２の場合を示す。図６においても同様である。図５において、状態Ｃ１０は、バイパス流路９から流出する気液二相状態の非共沸混合冷媒の状態を表す。

図５に示されるように、気液二相状態の領域（飽和液線と飽和蒸気線との間の領域）において等温線が負の傾きを有し、エンタルピの増加に伴ってエンタルピの軸（横軸）に近づいている。等温線が気液二相状態の領域において負の傾きを有することにより、気液二相状態の領域において、圧力を一定としてエンタルピを変化させた場合に非共沸混合冷媒の温度が変化するという温度勾配が生じる。

バイパス流路９に液冷媒が流入する場合の温度勾配は、バイパス流路９にガス冷媒が流入する場合の温度勾配と異なる。その結果、バイパス流路９にガス冷媒が流入する場合の状態Ｃ１０の温度Ｔｂは、バイパス流路９に液冷媒が流入する場合の状態Ｃ１０の温度Ｔｂよりも低い。

図６は、圧力Ｐｓにおける蒸発温度が−４０℃となる場合の、レシーバ容積比と温度Ｔｂとの関係を示す図である。図６において、温度Ｔｐ（基準温度）は、バイパス流路９に液冷媒が流入する場合にバイパス流路９から流出する非共沸混合冷媒の温度Ｔｂの最小値である。なお、或る圧力における蒸発温度とは、モリエル線図上において、飽和液線上の当該圧力に対応する点の温度と、飽和蒸気線上の当該圧力に対応する温度との平均温度である。

図６に示されるように、バイパス流路９にガス冷媒が流入する場合の温度Ｔｂは、温度Ｔｐよりも低い。そこで、冷凍サイクル装置１００においては、温度ＴｐとＴｂとの差がしきい値αよりも大きい場合に、レシーバ３の液面が高さＨ１よりも低下し、非共沸混合冷媒の封入量が不足していると判定する。このようにレシーバ容積比、圧力Ｐｓ、および温度Ｔｂの関係を用いて非共沸混合冷媒の封入量の不足を判定する方法は、冷凍サイクル装置１００の機種固有の情報を必要としないため、非共沸混合冷媒が使用される冷凍サイクル装置への汎用性を有する。当該方法を採用することにより、冷媒の封入量が不足しているか否かを判定する冷凍サイクル装置の製造コストを抑制することができる。

図７は、図１および図２の制御装置１０によって行なわれる、非共沸混合冷媒の封入量が不足しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。図７に示される処理は、冷凍サイクル装置１００を統合的に制御する不図示のメインルーチンによって定期的に呼び出される。図８、図１３、図１５、図１６、および図１８に示される処理についても同様である。以下では、ステップを単にＳと記載する。

図７に示されるように、制御装置１０は、Ｓ１０１において、圧力Ｐｓに対応する温度Ｔｐを算出し、処理をＳ１０２に進める。制御装置１０は、Ｓ１０２において温度ＴｐとＴｂとの差がしきい値αより大きいという条件（特定条件）の成否を判定する。温度ＴｐとＴｂとの差がαより大きい場合（Ｓ１０２においてＹＥＳ）、制御装置１０は、Ｓ１０３において封入量が不足していることを示す情報（特定情報）を表示装置８に表示して処理をメインルーチンに返す。温度ＴｐとＴｂとの差がα以下である場合（Ｓ１０２においてＮＯ）、制御装置１０は、処理をメインルーチンに返す。なお、しきい値αは、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜算出可能である。しきい値αは、０であってもよい。

実施の形態１の変形例１．
冷凍サイクル装置によっては、冷媒が段階的に充填される場合がある。たとえば、冷凍サイクル装置を稼働させるのに必要な最小の封入量（一次冷媒量）、および一次冷媒量に冷凍サイクル装置の稼働状態の変化に応じた循環冷媒量の変動量が加えられた二次冷媒量が設定されている場合がある。実施の形態１の変形例１においては、図７のＳ１０２に示される特定条件の成否を判定することにより、一次冷媒量の充填が完了したか否かを判定する場合について説明する。

図８は、実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置の制御装置によって行なわれる、非共沸混合冷媒の封入量が一次冷媒量に不足しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。図８に示される処理においては、図７に示される処理のＳ１０３がＳ１０３Ａに置き換えられているとともに、処理Ｓ１０４が追加されている。

図８に示されるように、制御装置は、Ｓ１０１において温度Ｔｐを算出し、Ｓ１０２において温度ＴｐとＴｂとの差がしきい値αよりも大きいか否かを判定する。温度ＴｐとＴｂとの差がαより大きい場合（Ｓ１０２においてＹＥＳ）、制御装置は、封入量が一次冷媒量に不足しているとして、Ｓ１０３Ａにおいて冷媒の充填を促す情報（特定情報）を表示装置に表示して処理をメインルーチンに返す。温度ＴｐとＴｂとの差がα以下である場合（Ｓ１０２においてＮＯ）、制御装置１０は、Ｓ１０４において一次冷媒量の充填が完了したことを示す情報を表示装置に表示し、処理をメインルーチンに返す。

実施の形態１の変形例２．
実施の形態１においては、バイパス流路の第２端部が第２熱交換器と圧縮機の吸入口との間の流路に接続されている場合について説明した。バイパス流路は、冷媒容器内の非共沸混合冷媒の一部を、第１減圧装置と圧縮機の吐出口との間を流れる非共沸混合冷媒に気液二相状態で合流させればよく、第２端部の接続位置は第２熱交換器と圧縮機の吸入口との間の流路に限定されない。実施の形態１の変形例２においては、圧縮機がインジェクションポートを有し、第２端部が当該インジェクションポートに接続されている場合について説明する。

図９は、実施の形態１の変形例２に係る冷凍サイクル装置１００Ｂの構成を示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置１００Ｂの構成は、図１に示される圧縮機１およびバイパス流路９が、圧縮機１Ｂおよびバイパス流路９Ｂにそれぞれ置き換えられた構成である。これら以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。

図９に示されるように、圧縮機１Ｂは、インジェクションポートＰｉｎｊを有する。バイパス流路９Ｂの端部Ｎ２Ｂ（第２端部）は、インジェクションポートＰｉｎｊに接続されている。

実施の形態１の変形例３．
実施の形態１の変形例３においては、バイパス流路の第２端部が第１減圧装置と第２熱交換器との間の流路に接続されている場合について説明する。

図１０は、実施の形態１の変形例３に係る冷凍サイクル装置１００Ｃの構成を示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置１００Ｃの構成は、図１に示されるバイパス流路９が、バイパス流路９Ｃに置き換えられた構成である。これ以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。図１０に示されるように、バイパス流路９Ｃの端部Ｎ２Ｃ（第２端部）は、膨張弁４と蒸発器５との間の流路ＦＰ２に接続されている。

実施の形態１の変形例４．
実施の形態１においては、バイパス流路の第１端部と第２端部との間において、第３熱交換器および第２減圧装置がこの順に直列に接続されている場合について説明した。第３熱交換器および第２減圧装置は、第１端部と第２端部との間において直列に接続されていればよい。実施の形態１の変形例４においては、第２減圧装置および第３熱交換器が、第１端部と第２端部との間においてこの順に直列に接続されている場合について説明する。

図１１は、実施の形態１の変形例４に係る冷凍サイクル装置１００Ｄの構成を示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置１００Ｄの構成は、図１に示されるバイパス流路９が、バイパス流路９Ｄに置き換えられた構成である。これ以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。図１１に示されるように、キャピラリチューブ７および熱交換器６は、端部Ｎ１とＮ２との間においてこの順に直列に接続されている。

なお、キャピラリチューブ７の流路抵抗は、通常、熱交換器６の流路抵抗よりも大きい。そのため、端部Ｎ２から流出する単位時間当たりの冷媒量は、キャピラリチューブ７を単位時間当たりに通過可能な冷媒量に制限される。端部Ｎ２から流出する単位時間当たりの冷媒量を増加させて循環冷媒量を確保する必要がある場合には、図１に示されるように、端部Ｎ１とＮ２との間において熱交換器６およびキャピラリチューブ７をこの順に直列に接続して、非共沸混合冷媒に対して冷却および減圧の順に行なうことが望ましい。

以上、実施の形態１および変形例１〜４に係る冷凍サイクル装置によれば、非共沸混合冷媒の封入量が不足しているか否かを判定する冷凍サイクル装置の製造コストを抑制することができる。

実施の形態２．
実施の形態１においては、冷媒容器内に配置されたバイパス流路の端部が冷媒容器内に貯留された液冷媒に浸漬しているか否かによって、封入量の不足を判定する場合について説明した。実施の形態２においては、バイパス流路の第１端部に液冷媒が流入する場合において、非共沸混合冷媒の封入量が不足していないか否かを判定する場合について説明する。

図１２は、圧力Ｐｓにおける蒸発温度が−４０℃となる場合の、レシーバ容積比と温度Ｔｂとの関係を示す図である。図１２に示されるように、稼働中の冷凍サイクル装置においてレシーバの容積は一定であるので、非共沸混合冷媒の封入量が減少すると、レシーバ容積比は増加する。その結果、温度Ｔｂは低下する。そこで、実施の形態２においては、基準温度βよりも温度Ｔｂが低いか否かを判定することにより、非共沸混合冷媒の封入量が所望の冷媒量に不足しているか否かを判定する場合について説明する。なお、基準温度βは、所望の冷媒量が充填されている場合にバイパス流路から流出する非共沸混合冷媒において想定される温度である。

図１３は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の制御装置によって行なわれる、非共沸混合冷媒の封入量が二次冷媒量に不足しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。図１３に示されるように、制御装置は、Ｓ２０１において温度Ｔｂが基準温度βよりも小さいという条件（特定条件）の成否を判定する。温度Ｔｂが基準温度βよりも小さい場合（Ｓ２０１においてＹＥＳ）、制御装置は、Ｓ２０２において、冷媒の充填を促す情報（特定情報）を表示装置に表示して処理をメインルーチンに返す。温度Ｔｂが基準温度β以上である場合（Ｓ２０１においてＮＯ）、制御装置は、Ｓ２０３において、二次冷媒量の充填が完了したことを示す情報を表示装置に表示して処理をメインルーチンに返す。

実施の形態２の変形例１．
実施の形態２においては、基準温度βよりも温度Ｔｂが低いか否かを判定することにより、非共沸混合冷媒の封入量が所望の冷媒量に不足しているか否かを判定する場合について説明した。非共沸混合冷媒の封入量が所望の冷媒量に不足しているか否かは、レシーバ容積比を用いて判定することもできる。実施の形態２の変形例１においては、レシーバ容積比を用いて、非共沸混合冷媒の封入量が所望の冷却能力を維持するのに必要な冷媒量に不足しているか否かを判定する場合について説明する。

図１４は、レシーバ容積比と冷凍サイクル装置の冷却能力比との関係を示す図である。図１４において、縦軸の冷却能力比は、Ｒ４６３Ａの循環組成比が純組成比である場合の冷却能力を１００％としている。図１４に示されるように、稼働中の冷凍サイクル装置においてレシーバの容積は一定であるので、非共沸混合冷媒の封入量が減少すると、レシーバ容積比は増加する。その結果、冷却能力比は低下する。そこで、実施の形態２の変形例１においては、温度Ｔｂに対応するレシーバ容積比が所望の冷却能力に対応するレシーバ容積比よりも小さいか否かを判定することによって、非共沸混合冷媒の封入量が所望の冷媒量に不足しているか否かを判定する場合について説明する。以下では、所望の冷却能力を８０％以上の冷却能力比とし、８０％の冷却能力比に対応するレシーバ容積比をＲｃとする。

図１５は、実施の形態２の変形例１に係る冷凍サイクル装置の制御装置によって行なわれる、非共沸混合冷媒の封入量が所望の冷却能力を維持するのに必要な冷媒量に不足しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。図１５に示されるように、制御装置は、Ｓ２１１において圧力Ｐｓおよび温度Ｔｂからレシーバ容積比Ｒ１を算出し、処理をＳ２１２に進める。制御装置はＳ２１２において、レシーバ容積比Ｒ１がＲｃよりも大きいという条件（特定条件）の成否を判定する。レシーバ容積比Ｒ１がＲｃよりも大きい場合（Ｓ２１２においてＹＥＳ）、制御装置３０は、Ｓ２１３において冷却能力が低下していることを示す情報を表示装置８に表示し、ユーザに非共沸混合冷媒の充填を促して、処理をメインルーチンに返す。レシーバ容積比Ｒ１がＲｃ以下である場合（Ｓ２１２においてＮＯ）、制御装置３０は、処理をメインルーチンに返す。

実施の形態２の変形例２．
実施の形態２の変形例２においては、冷凍サイクル装置への二次冷媒量の充填完了後におけるレシーバ容積比の初期値を用いて、冷凍サイクル装置から非共沸混合冷媒が漏洩しているか否かを判定する構成について説明する。

図１６は、実施の形態２の変形例２に係る冷凍サイクル装置の制御装置によって行なわれる、冷媒漏洩が発生しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。図１６に示される処理は、図１５のＳ２１２，Ｓ２１３がＳ２２２，Ｓ２２３にそれぞれ置き換えられている。

図１６に示されるように、制御装置は、Ｓ２１１においてレシーバ容積比Ｒ１を算出し、Ｓ２２２においてレシーバ容積比Ｒ１と初期値Ｒ０との差がしきい値γよりも大きいという条件（特定条件）の成否を判定する。レシーバ容積比Ｒ１と初期値Ｒ０との差がしきい値γよりも大きい場合（Ｓ２２２においてＹＥＳ）、制御装置は、Ｓ２２３において冷却漏洩が発生していることを示す情報（特定情報）を表示装置に表示し、処理をメインルーチンに返す。レシーバ容積比Ｒ１と初期値Ｒ０との差がしきい値γ以下である場合（Ｓ２２２においてＮＯ）、制御装置は、処理をメインルーチンに返す。

なお、Ｓ２２２において示される条件は、非共沸混合冷媒の封入量が二次冷媒量に不足していることを示す条件である。また、しきい値γは、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜算出可能である。しきい値γは、０であってもよい。

以上、実施の形態２および変形例１，２に係る冷凍サイクル装置によれば、非共沸混合冷媒の封入量が不足しているか否かを判定する冷凍サイクル装置の製造コストを抑制することができる。

実施の形態３．
実施の形態１および２においては、冷凍サイクル装置が備える表示装置に非共沸混合冷媒が不足していることを示す情報が表示される場合について説明した。実施の形態３においては、冷凍サイクル装置が通信装置を備え、非共沸混合冷媒の不足が当該通信装置によって外部の表示装置に送信される場合について説明する。実施の形態３に係る冷凍サイクル装置によれば、ユーザは、常時冷凍サイクル装置の近くにいて冷媒不足の発生を監視している必要はない。ユーザは、遠隔地にいる保守管理者からの連絡を受けることにより、非共沸混合冷媒の封入量の不足に関する情報を知ることができる。

図１７は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置３００の構成を示す図である。冷凍サイクル装置３００の構成は、図１に示される表示装置８および制御装置１０が、通信装置３８（報知部）および制御装置３０にそれぞれ置き換えられている。これら以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。図１７に示されるように、通信装置３８は、たとえばインターネットを介して外部の表示装置１０００に接続されている。

図１８は、図１７の制御装置３０によって行なわれる、非共沸混合冷媒の封入量が所望の冷却能力を維持するのに必要な冷媒量に不足しているか否かを判定する処理の流れを説明するためのフローチャートである。図１８に示される処理は、図１５に示される処理のＳ２１３がＳ３１３に置き換えられた処理である。

図１８に示されるように、制御装置３０は、Ｓ２１１においてレシーバ容積比Ｒ１を算出し、Ｓ２１２においてレシーバ容積比Ｒ１がＲｃよりも大きいという条件（特定条件）の成否を判定する。レシーバ容積比Ｒ１がＲｃよりも大きい場合（Ｓ２１２においてＹＥＳ）、制御装置３０は、Ｓ３１３において冷却能力が低下していることを示す情報を外部の表示装置１０００に送信し、処理をメインルーチンに返す。レシーバ容積比Ｒ１がＲｃ以下である場合（Ｓ２１２においてＮＯ）、制御装置３０は、処理をメインルーチンに返す。

なお、表示装置への表示処理を表す図７のＳ１０３、図８のＳ１０３Ａ，Ｓ１０４、図１３のＳ２０２，Ｓ２０３、図１５のＳ２１３、および図１６のＳ２２３を、図１８と同様に、外部の表示装置への送信処理に置き換えることができる。

以上、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置によれば、非共沸混合冷媒の封入量が不足しているか否かを判定する冷凍サイクル装置の製造コストを抑制することができる。また、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置によれば、ユーザは、遠隔地にいる保守管理者からの連絡を受けることにより、非共沸混合冷媒の封入量の不足に関する情報を知ることができる。

今回開示された各実施の形態および変形例は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することも予定されている。今回開示された実施の形態および変形例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ｂ 圧縮機、２ 凝縮器、３ レシーバ、４ 膨張弁、５ 蒸発器、６ 熱交換器、７ キャピラリチューブ、８，１０００ 表示装置、９，９Ｂ〜９Ｄ バイパス流路、ＦＰ１，ＦＰ２ 流路、１０，３０ 制御装置、１１ 記憶部、３８ 通信装置、１００，１００Ｂ〜１００Ｄ，３００ 冷凍サイクル装置、１０１ 温度センサ、１０２ 圧力センサ、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ２Ｂ，Ｎ２Ｃ 端部、Ｐｉｎｊ インジェクションポート。

Claims (8)

1. 非共沸混合冷媒が、圧縮機、第１熱交換器、冷媒容器、第１減圧装置、および第２熱交換器の順に循環する冷凍サイクル装置であって、
   前記冷媒容器内の前記非共沸混合冷媒の一部を、前記第１減圧装置と前記圧縮機の吐出口との間を流れる前記非共沸混合冷媒に気液二相状態で合流させるバイパス流路と、
   報知部と、
   前記冷凍サイクル装置に充填されている前記非共沸混合冷媒の封入量が不足していることを示す特定条件が成立する場合、前記報知部から特定情報を出力する制御装置とを備え、
   前記バイパス流路は、前記バイパス流路の第１端部と第２端部との間において直列に接続された第３熱交換器および第２減圧装置を含み、
   前記第１端部は、前記冷媒容器内に配置され、
   前記第３熱交換器は、前記非共沸混合冷媒を冷却し、
   前記制御装置は、前記非共沸混合冷媒の封入量に対する前記冷媒容器の容積の比、前記第２端部から流出する前記非共沸混合冷媒の圧力、および温度の関係を用いて前記特定条件の成否を判定する、冷凍サイクル装置。
2. 前記特定条件は、基準温度と前記第２端部から流出する前記非共沸混合冷媒の温度との差がしきい値よりも大きいという条件を含み、
   前記基準温度は、前記第１端部が液体の前記非共沸混合冷媒に浸漬している場合に前記第２端部から流出する前記非共沸混合冷媒の温度の最小値である、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記特定条件は、前記非共沸混合冷媒の封入量に対する前記冷媒容器の容積の比と基準値との差がしきい値よりも大きいという条件を含む、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記第２端部は、前記第２熱交換器と前記圧縮機の吸入口との間の流路に接続されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記第２端部は、前記第１減圧装置と前記第２熱交換器との間の流路に接続されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記圧縮機は、前記第２端部が接続されるインジェクションポートを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記第３熱交換器および前記第２減圧装置は、前記第１端部と前記第２端部との間においてこの順に直列に接続されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記報知部は、通信装置を含み、
   前記特定条件が成立する場合、前記制御装置は、前記通信装置を介して前記特定情報を前記冷凍サイクル装置の外部の表示装置に送信する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。

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