JPH03177763A - 冷凍サイクルの冷媒封入量検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、冷凍機または空気調和機などの蒸気圧縮冷凍
サイクル応用機の据付時等に、冷凍サイクルへの冷媒の
封入量を検知する装置に関し、特に、冷媒の封入量を適
正値を基準とした比率で表示する手段を備えた冷凍サイ
クルの冷媒封入量検知装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の冷凍サイクルの冷媒封入量検知装置とし
て、特開平１−１０７０７０号公報に開示された第一従
来例、及び、特開昭６１−１１０８４７号公報に開示さ
れた第二従来例の技術を挙げることができる。

第４図は前記第一従来例の冷凍サイクルの冷媒封入量検
知装置を備えた空気調和機の室内機を示し、第４図（ａ
）は正面図、第４図（ｂ）は側面図である。

図において、（２４）は空気調和機の空気吸込口、（２
５）は空気吹出口、（２６）は冷房運転時に蒸発器とし
て機能し、暖房運転時に凝縮器として機能する熱交換器
、（２７）は液冷媒集合配管、（２８）はガス冷媒集合
配管である。（２つ）は液冷媒集合配管（２７）に設け
られたサーミスタＡ、（３０）はガス冷媒集合配管（２
８）に配設されたサーミスタＢ、（３１）は空気吸込口
（２４）の近傍に設置されたサーミスタＣである。

（３２）は制御装置、（３３）は冷媒を断熱圧縮する圧
縮機、（３４）は送風機である。

上記の構成における第一従来例の冷凍サイクルの冷媒封
入量検知装置の動作について説明する。

熱交換器（２６）の各部の温度はサーミスタＡ（２つ）
、サーミスタＢ　（３０）　、及び、サーミスタＣ（３
１）によって検出される。そして、制御装置（３２）は
下記の温度条件のうち少なくとも一つを満足した場合に
、冷凍サイクル中の冷媒不足を検知する。

■　蒸発器入口冷媒と蒸発器出口冷媒との温度差がある
値より大きい。

■　蒸発器出口冷媒と蒸発器吸込空気との温度差がある
値より小さい。

■　凝縮器入口冷媒と凝縮器出口冷媒との温度差がある
値より大きい。

■　凝縮器出口冷媒と凝縮器吸込空気との温度差がある
値より小さい。

■　蒸発器吸込空気と蒸発器吹出空気との温度差がある
値より小さい。

■　凝縮器吸込空気と凝縮器吹出空気との温度差がある
値より小さい。

したがって、冷媒不足が検知されたときに、警報信号を
発生したり、或いは、空気調和機の運転を停止したりす
ることにより、圧縮機の焼損事故を未然に防止すること
ができる。

第５図は第二従来例の冷凍サイクルの冷媒封入量検知装
置を概略的に示すブロック図である。

図において、（４１）は冷媒を断熱圧縮する圧縮機、（
４２）は冷媒を凝縮する凝縮器、（４３）は冷媒を蒸発
させる蒸発器、（４４）はアキュームレータ、（４５）
は圧縮機（４１）と凝縮器（４２）との間に配管された
吐出管、（４６）はアキュームレータ（４４）と圧縮機
（４１）との間に配管された吸入管である。（４７）は
吐出管（４５）上に設けられた温度センサであり、冷媒
不足による吐出ガスの温度上昇を検知する機能を有する
。（４８）は吸入管（４６）上に設けられた圧力開閉器
であり、冷媒不足による吸入圧力の異常低下を検知する
機能を有する。

上記の構成における第二従来例の冷凍サイクルの冷媒封
入量検知装置の動作について説明する。

冷凍サイクル中の冷媒量が不足した状態では、吐出ガス
の温度が上昇するとともに、吸入ガスの圧力が低下する
。そして、吐出ガス温度及び吸入ガス圧力は温度センサ
（４７）及び圧力開閉器（４８）によって検出され、そ
れらが所定の設定値に達すると、制御回路（図示路）が
圧縮機（４１）の運転を停止する。したがって、冷寝不
足による圧縮機（４１）の焼付事故を未然に防止するこ
とができる。

［発明が解決しようとする課題１ ところが、第一従来例の冷凍サイクルの冷媒封入量検知
装置によると、上記したように、熱交換器（２６）の出
入口の冷媒温度差、または、空気温度差、或いは、冷媒
と空気との温度差に基づいて冷媒の封入量を検知してい
るので、少なくとも３個の温度検出手段、つまり、サー
ミスタＡ　（２９）、サーミスタＢ　（３０）　、及び
、サーミスタＣ（３１）が必要となり、構成及び信号処
理が複雑であった。また、各温度検出手段が熱交換器（
２６）に関連して設けられているため、熱交換器（２６
）に目詰りが発生したり、送風機（３４）が故障したり
した場合に、その外的な熱影響によって検出値が不正確
となり、適正な冷媒封入量を検知できなくなる可能性も
あった。更に、制御装置（３２）は、冷媒不足を検知し
たときに警報信号または運転停止信号を発生する機能を
備えているが、実際の冷媒の不足量を適正封入量との関
係で表示する機能を具備していないので、空気調和機の
据付等に際し、冷媒を充填するときの作業性が悪かった
。

一方、第二従来例の冷凍サイクルの冷媒封入量検知装置
の場合は、冷媒不足を検出するために、温度センサ（４
７）及び圧力開閉器（４８）の二つの検出手段が必要で
あった。しかも、温度センサ（４７）が圧縮機（４１）
と凝縮器（４２）との間の吐出管（４５）上に設けられ
ているから、外気温等の外的な熱負荷の変動による影響
を受けやすく、検出値が不安定となって、適正な冷媒封
入量を検知できなくなる可能性があった。しかも、制御
装置は冷媒不足時に圧縮機（４１）を停止する機能を備
えるのみで、実際の冷媒の過不足量を適正封入量との関
係で表示する手段を具備しないので、第一従来例と同様
、空気調和機の据付時等における封入作業性が悪かった
。

そこで、本発明の課題は、単一の圧力検出手段で封入量
検知機構を簡単に構成できるとともに、外的熱負荷の変
動による影響を受けることな（、適正封入量を正確に検
知でき、しかも、その適正値に対する比率でもって実際
の冷媒封入量を明瞭に表示できる冷凍サイクルの冷媒封
入量検知装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するために、本発明の冷凍サイクルの
冷媒封入量検知装置は、低圧シェルタイプ圧縮機の吸入
圧力を検出する圧力検出手段と、その吸入圧力がほぼ最
高値となるときの冷媒の総針入量を適正値として特定し
、その適正値を基準に冷凍サイクルへの冷媒の封入率を
演算する演算手段と、その演算手段により演算された冷
媒の封入率を表示する表示手段とを具備するものである
。

［作用］ 本発明の冷凍サイクルの冷媒封入量検知装置においては
、冷凍機または空気調和機の据付等に際し、冷凍サイク
ル中に冷媒を充填すると、その充ｌｌ４ｆｆｉの増加に
伴い、低圧シェルタイプ圧縮機の吸入側における冷媒が
適度の過熱ガスになって、吸入圧力が上昇する。更に、
過剰な冷媒を追加すると、冷凍サイクル中の液冷媒量が
増加して、その過冷却度が増し、吸入圧力は再び低下す
る。こうした吸入圧力の変化は低圧シェルタイプ圧縮機
への吸入管に取付けた圧力検出手段により検出され、演
算手段に入力される。冷媒量の増加に伴って吸入圧力が
ほぼ最高値となったとき、演算手段は、そのときの冷媒
の総針入量を適正値として特定し、その適正値を基準に
して冷凍サイクル中の冷媒の封入率を演算する。そして
、この封入率の演算値は表示手段に数値表示される。

したがって、本発明の冷凍サイクルの冷媒封入量検知装
置によれば、単一の圧力検出手段により封入量検知機構
を簡単に構成できる。また、吸入圧力に基づいて封入量
を検知する構成であるため、従来の温度センサの場合と
は異なり、熱交換器の運転状態または外気温等の外的熱
負荷の変動による影響を受けることなく、冷媒の適正封
入量を正確に検知できる。しかも、実際の冷媒封入量が
適正値に対する比率でもって明瞭に表示されるので、冷
凍機または空気調和機の据付時等における冷媒の封入作
業を、その封入率を視認しつつ能率よく行うことができ
る。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図は本発明による冷凍サイクルの冷媒封入量検知装
置の一実施例を概略的に示すブロック図、第２図は第１
図の冷凍サイクルにおいて封入冷媒量Ｍと吸入圧力Ｐｓ
との関係を示す特性図、第３図は第１図の冷媒封入量検
知装置の動作を説明するフローチャートである。

第１図において、（１）は冷凍サイクル中の冷媒を断熱
圧縮する低圧シェルタイプ圧縮機、（２）は冷媒を凝縮
する凝縮器、（３）は冷媒を断熱膨脂させる膨張機構、
（４）は冷媒を蒸発させて空気と熱交換する蒸発器であ
る。（ｌａ）’は前記低圧シェルタイプ圧縮機（１）の
外郭を形成するシェルであり、その内部には、電動機（
５）及び圧縮室（６）が設置されるとともに、冷凍機油
（７）が貯留されている。

（８）は前記圧縮室（６）から吐出された高圧冷媒ガス
を凝縮器（２）へ導く吐出管、（９）は前記蒸発器（４
）から出た冷媒を低圧シェルタイプ圧縮機（１）内へ導
く吸入管である。前記吸入管（９）には、冷媒封入口（
１２）が設けられるとともに、冷媒の吸入圧力を検出す
る圧力センサ（１０）が取付けられている。

（１４）は冷凍サイクルの全体を制御する制御盤であり
、そこには、演算手段及び記憶手段等を具備するマイク
ロコンピュータ（１１）が装備されるとともに、各種の
データを表示する表示器（１３）が配設されている。そ
して、前記マイクロコンピュータ（１１）は圧力センサ
（１０）の検出信号を入力し、その信号に基づいて後記
する所定の演算を行い、その演算結果を前記表示器（１
３）に表示するように構成されている。

次に、上記のように構成された本実施例の冷凍サイクル
の冷媒封入量検知装置の動作について説明する。

冷凍機または空気調和機の据付等に際し、それらの運転
状態で、冷媒封入口（１２）から冷凍サイクルに冷媒が
充填されると、第２図に示すように、低圧シェルタイプ
圧縮機（１）に吸入される冷媒の吸入圧力Ｐｓは緩やか
な上昇曲線を描いて変化する。すなわち、冷凍サイクル
中の冷媒量が増加すると、蒸発器（４）の出口側の冷媒
が適度の過熱ガスになって、その吸入圧力Ｐｓが漸次上
昇−その最高値近辺にて冷凍サイクルが良好な状態に維
持される。これよりさらに、過剰な冷媒を追加すると、
凝縮器（２）に液冷媒が溜まり、その過冷却度が増加し
、蒸発器（４）の人口側のエンタルピーが減少して、蒸
発圧力及び吸入圧力Ｐｓがそれぞれ低下する。したがっ
て、冷媒の所定の増分量、ＪＭに対する吸入圧力Ｐｓの
上昇量ｄＰｓの比率が設定値Ｓ以下 ｄＰｓ／ｄＭ≦Ｓ となるとき、このときの冷媒の総長入量ΣＭは、その冷
凍サイクルにおける冷媒の適正封入量に相当する。

本実施例においては、第３図のフローチャートに示すよ
うに、マイクロコンピュータ（１１）が前記適正封入量
を特定し、その適正封入量を基準として冷媒の封入率を
演算する。

第３図において、まず、ステップＳ１で、冷媒封入口（
１２）から冷凍サイクルに所定ｉｔ　（ＪＭｋｇ）の冷
媒が封入される。次いで、ステップＳ２では、そのとき
の吸入圧力Ｐｓが圧力センサ（１０）により検出される
。次に、ステップＳ３で、上記した式を用いて、冷媒の
所定の増分量、ＪＭに対する吸入圧力Ｐｓの上昇率が設
定値Ｓ以下であるか否かが判断される。冷凍サイクル中
の冷媒不足につき、その判断結果がＮｏの場合は、再度
、前記ステップＳ１で、ｄＭｋｇの冷媒が封入され、ス
テップＳ２で、圧力センサ（１０）により吸入圧力Ｐｓ
が検出される。

こうして、冷凍サイクル中における冷媒の封入量が増加
して、吸入圧力Ｐｓがほぼ最高値に達すると、前記ステ
ップＳ３の判断結果がＹＥＳとなり、次のステップＳ４
で、そのときの冷媒の総長入量ΣＭが適正冷媒量として
特定されて、マイクロコンピュータ（１１）の記憶手段
に記憶される。

ステップＳ５では、前記総長入量ΣＭ及びそれ以後の追
加封入ｉｋＪＭとに基づき、冷媒の封入率Ｃが Ｃ＝（ΣＭ＋ｋＪＭ）／ΣＭ の式を用いて演算される。そして、ステップＳ６におい
て、前記封入率Ｃの演算値が表示器（１３）に数値表示
される。

このように、本実施例の冷凍サイクルの冷媒封入量検知
装置は、低圧シェルタイプ圧縮機（１）の吸入管（９）
に、冷媒の吸入圧力Ｐｓを検出する圧力検出手段として
の圧力センサ（１０）を取付け、冷凍サイクル中の冷媒
量の増加に伴って吸入圧力Ｐｓがほぼ最高値となるとき
の冷媒の総長入量ΣＭを適正値として特定し、その適正
値を基準に冷凍サイクルへの冷媒の封入率Ｃを演算する
演算手段としてのマイクロコンピュータ（１１）を装備
し、そのマイクロコンピュータ（１１）により演算され
た冷媒の封入率Ｃを表示する表示手段としての表示器（
１３）を設置したものである。

したがって、本実施例の冷凍サイクルの冷媒封入量検知
装置によれば、単一の圧力センサ（１０）により封入量
検知機構を簡単に構成できる。また、吸入圧力Ｐｓに基
づいて封入量を検知する構成であるため、従来の温度セ
ンサの場合とは異なり、熱交換器の運転状態または外気
温等の外的熱負荷の変動による影響を受けることなく、
冷媒の適正封入量を正確に検知できる。しかも、実際の
冷媒封入量が適正封入量ΣＭに対する比率でもって表示
器（１３）に明瞭に数値表示されるので、冷凍機または
空気調和機の据付時等における冷媒の封入作業を、その
表示を視認しつつ能率よく行うことができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の冷凍サイクルの冷媒封入量検知
装置は、低圧シェルタイプ圧縮機の吸入圧力を検出する
圧力検出手段と、その吸入圧力がほぼ最高値となるとき
の冷媒の総長入量を適正値として特定し、その適正値を
基準に冷凍サイクルへの冷媒の封入率を演算する演算手
段と、その封入率を表示する表示手段とを具備するもの
であるから、単一の圧力検出手段により封入量検知機構
を簡単に構成できるとともに、外的熱負荷の変動による
影響を受けることなく、冷媒の適正封入量を正確に検知
でき、しかも、実際の冷媒封入量を適正値に対する封入
率でもって明瞭に表示できて、冷凍機または空気調和機
の据付時等における冷媒の封入作業を能率よく行うこと
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による冷凍サイクルの冷媒封入量検知装
置の一実施例を概略的に示すブロック図、第２図は第１
図の冷凍サイクルにおいて封入冷媒量と吸入圧力との関
係を示す特性図、第３図は第１図の冷媒封入量検知装置
の動作を説明するフローチャートである。第４図は第一
従来例の冷凍サイクルの冷媒封入量検知装置を備えた空
気調和機の室内機を示し、第４図（ａ）は正面図、第４
図（ｂ）は側面図である。第５図は第二従来例の冷凍サ
イクルの冷媒封入量検知装置を概略的に示すブロック図
である。 図において、 １：低圧シェルタイプ圧縮機 ９：吸入管 １０：圧力センサ １１：マイクロコンピュータ １３：表示器 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）低圧シェルタイプ圧縮機の吸入管に取付けられ、
   冷媒の吸入圧力を検出する圧力検出手段と、 冷凍サイクル中の冷媒量の増加に伴って前記吸入圧力が
   ほぼ最高値となるときの冷媒の総封入量を適正値として
   特定し、その適正値を基準に冷凍サイクルへの冷媒の封
   入率を演算する演算手段と、前記演算手段により演算さ
   れた冷媒の封入率を表示する表示手段と を具備することを特徴とする冷凍サイクルの冷媒封入量
   検知装置。