JPH05288438A - 冷凍装置の冷媒充填量検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍装置の冷媒回路の冷媒充填量の不足状態
を検知し、冷媒充填量を適正にする。 【構成】 冷媒回路１４の凝縮器６−電動膨張弁１３間
の液管と圧縮機１の吸入側とを減圧機構４１を介してバ
イパス路４０により接続し、バイパス路４０を開閉する
開閉機構４２を設ける。チェック運転制御手段５１Ａに
より、電動膨張弁１２を閉じ、バイパス路４０の開閉機
構４２を開いて運転し、バイパス路４０の減圧機構４１
下流側を流通する冷媒の温度が、冷媒回路１４の蒸発圧
力相当飽和温度よりも所定値以上高くなると、信号出力
手段５２Ａにより、冷媒不足信号を出力する。これによ
り、液ラインに液冷媒が貯溜され、冷媒量を最も必要と
する状態で、冷媒充填量の不足を正確に検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置の冷媒回路に
充填される冷媒の充填量の不足を検知するようした冷凍
装置の冷媒充填量検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実開昭６３―１１３７
８４３号公報に開示される如く、冷媒回路の低圧側圧力
を検知する圧力センサを配設し、冷凍装置の運転中にこ
の低圧センサで検出される低圧側圧力が所定値以下にな
る状態が一定時間以上継続すると、冷媒の欠乏状態と判
定することにより、マルチ形空気調和装置における冷媒
配管の誤配線を検知するようにしたものは公知の技術で
ある。

【０００３】また、冷凍装置の冷媒回路に充填される冷
媒量をチェックするための冷媒充填量検知装置として、
特開平２−２０８４６９号公報に開示されるごとく、圧
縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器を順次接続してな
る冷媒回路を備えた冷凍装置において、電動膨張弁の開
度を過熱度一定制御により調節する一方、電動膨張弁の
開度が最大で、かつ冷媒の過熱度が制御目標値から高く
外れる状態が一定時間以上継続したときに、冷媒不足信
号を出力するか、複数の利用側熱交換器を配置したもの
では利用側熱交換器が蒸発器となるサイクルで各利用側
電動膨張弁の開度を過熱度一定制御し、いずれか一つの
電動膨張弁の開度が最大で、かつ過熱度が目標値よりも
所定値以上高い状態が一定時間以上継続したときに、冷
媒不足信号を出力することにより、圧力変動による誤検
知を招くことなく冷媒不足状態を検知するようにしたも
のも公知の技術である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記後者の公報の装置
は、前者の公報の装置を冷媒充填量のチェックのために
応用すると、冷媒回路の低圧側圧力は冷媒の脈動や応答
遅れによって変動するため、かかる低圧側圧力の一時的
な変動の影響を排除して、より正確に冷媒の不足状態を
検知するようにしたものである。

【０００５】しかしながら、上記後者の公報の装置にお
いても、冷凍装置が運転されて、冷媒が最も必要な条件
下で冷媒欠乏信号が出力されるまで待たなければなら
ず、特に外気温度等の条件で冷媒の循環状態が異なるた
めに、そのまま冷凍装置の据付時における冷媒充填量の
チェックに使用するには問題があった。

【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、液ラインに液冷媒が満たされた状態
つまり最も冷媒量が必要となる状態を作り出し、その状
態で冷媒の欠乏を検知する手段を講ずることにより、冷
凍装置の据付時における冷媒の充填量の最適化を図るこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の解決手段は、リキッドインジェクシ
ョンバイパス路を利用し、冷媒回路をポンプダウン運転
状態として液ラインに液冷媒を集めた状態で、インジェ
クションされる冷媒の有無から、冷媒の充填量が不足し
ていることを検知することにある。

【０００８】具体的に、請求項１の発明の講じた手段
は、図１に示すように、圧縮機（１）、凝縮器（６）、
電動膨張弁（１３）及び蒸発器（１２）を冷媒配管で順
次接続してなる冷媒回路（１４）を備えた冷凍装置を前
提とする。

【０００９】そして、上記凝縮器（６）−電動膨張弁
（１２）間の液管と圧縮機（１）の吸入側とを減圧機構
（４１）を介してバイパス接続するバイパス路（４０）
と、該バイパス路（４０）を開閉する開閉機構（４２）
とを設ける。

【００１０】さらに、冷凍装置の冷媒充填量検知装置と
して、上記バイパス路（４０）の減圧機構（４１）下流
側を流通する冷媒の温度を検出する注入温度検出手段
（Ｔh8）と、冷媒の蒸発圧力相当飽和温度を検出する蒸
発温度検出手段（Ｐ２）と、上記電動膨張弁（１３）を
閉じるとともに、バイパス路（４０）の開閉機構（４
２）を開くよう制御するチェック運転制御手段（５１
Ａ）と、該チェック運転制御手段（５１Ａ）による運転
中に、上記注入温度検出手段（Ｔh8）の検出値が上記蒸
発温度検出手段（Ｐ２）の検出値よりも所定値以上高く
なると、冷媒不足信号を出力する信号出力手段（５２
Ａ）とを設ける構成としたものである。

【００１１】請求項２の発明の講じた手段は、図１の破
線部分に示すように、上記請求項１の発明において、吐
出冷媒温度を検出する吐出温度検出手段（Ｔh4）を設
け、信号出力手段（５２Ａ）を、注入温度検出手段（Ｔ
h8）の検出値が蒸発圧力相当飽和温度より所定値以上高
くないときでも、上記吐出温度検出手段（Ｔh4）の検出
値が一定値を越えると、冷媒不足信号を出力するように
構成したものである。

【００１２】また、第２の解決手段は、複数の利用側熱
交換器を有する冷凍装置の場合、熱源側熱交換器が蒸発
器となるサイクルで、一台の利用側熱交換器のみが能力
を出す状態として、液冷媒を液ラインに集め、熱源側電
動膨張弁と過熱度から冷媒の不足を検知することにあ
る。

【００１３】具体的に、請求項３の発明の講じた手段
は、図５に示すように、圧縮機（１）、熱源側熱交換器
（６）及び熱源側電動膨張弁（８）に対して、利用側熱
交換器（１２）及び利用側電動膨張弁（１３）の複数組
を冷媒配管で並列に接続してなる冷凍装置を前提とす
る。

【００１４】そして、冷凍装置の冷媒充填量検知装置と
して、吸入冷媒の過熱度を検出する過熱度検出手段（５
５）と、上記熱源側熱交換器（８）が蒸発器となるサイ
クルで、上記過熱度検出手段（５５）で検出される過熱
度が一定値になるよう上記熱源側電動膨張弁（８）を制
御しながら、一の利用側電動膨張弁（１３）のみを大開
度に開き他の利用側電動膨張弁（１３）は微小開度以下
に閉じるとともに、バイパス路（４０）の開閉弁（４
２）を開くよう制御するチェック運転制御手段（５１
Ｂ）と、該チェック運転制御手段（５１Ｂ）による運転
中に、熱源側電動膨張弁（８）の開度が最大で、かつ過
熱度検出手段（５５）で検出される吸入冷媒の過熱度が
所定値を越える状態が一定時間以上継続すると、冷媒不
足信号を出力する信号出力手段（５２Ｂ）とを設ける構
成としたものである。

【００１５】請求項４の発明の講じた手段は、上記請求
項３の発明において、チェック運転制御手段（５１Ｂ）
により開かれる利用側電動膨張弁（１３）に対応する利
用側熱交換器（１２）を最小容量のものとしたものであ
る。

【００１６】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、チェ
ック運転制御手段（５１Ａ）により、電動膨張弁（１
３）を全閉にして運転されることにより、ポンプダウン
状態となり、冷媒回路（１４）の液ラインに液冷媒が貯
溜された状態となる。そして、この状態でバイパス路
（４０）の開閉機構（４２）が開かれるので、液ライン
に液冷媒が十分あるときには、バイパス路（４０）に冷
媒が流れ、減圧機構（４１）における蒸発作用によって
冷却されて、注入温度検出手段（Ｔh4）の検出値は冷媒
回路（１４）の蒸発圧力相当飽和温度と同じ程度の温度
に維持されるが、液ラインに液冷媒が満たされていない
と、バイパス路（４０）に流れる冷媒量はほとんどなく
なるので、注入温度検出手段（Ｔh8）の検出値が上昇
し、蒸発圧力相当飽和温度よりも高くなる。

【００１７】このように、液ラインに液冷媒を貯溜させ
ることで、冷媒量を最も必要とする状態が作り出され、
その状態で注入温度検出手段（Ｔh8）の検出値が蒸発圧
力相当飽和温度よりも所定値以上高くなると、信号出力
手段（５２Ａ）により冷媒不足信号が出力されるので、
インジェクション冷媒の有無から冷媒充填量の不足が検
知される。したがって、冷媒回路（１４）に冷媒を充填
する際、冷媒を目分量で多い目に充填する必要がなく、
しかも、冷媒充填量の不足で冷凍装置の運転に支障をき
たすような事態が未然に防止され、冷媒充填量を適正量
とすることが可能になる。

【００１８】請求項２の発明では、バイパス路（４０）
に少しでも冷媒が流れると減圧機構（４１）の減圧作用
で冷媒が蒸発し、注入温度検出手段（Ｔh8）の検出値が
蒸発圧力相当飽和温度より所定値以上高くならないこと
が起こりうるが、かかる場合でも、吐出温度検出手段
（Ｔh4）の検出値が一定値を越えたときに、信号出力手
段（５２Ａ）により冷媒不足信号が出力されることで、
冷媒充填量の不足がより正確に検知されることになる。

【００１９】請求項３の発明では、チェック運転制御手
段（５１Ｂ）により、熱源側熱交換器（６）が蒸発器と
なるサイクルで熱源側電動膨張弁（８）の開度を過熱度
一定制御しながら、一の利用側電動膨張弁（１３）のみ
が大開度に開かれ、他の利用側電動膨張弁（１３）が微
小開度以下に閉じられる。このような運転条件では、冷
媒状態が運転可能な適正状態に保持されるとともに、閉
じられた利用側電動膨張弁（１３）の分岐管から熱源側
電動膨張弁（８）手前の液ラインに液冷媒が貯溜した状
態となり、冷媒量が最も必要な条件となっている。そし
て、この状態で熱源側電動膨張弁（８）の開度が最大で
しかも冷媒の過熱度が大きい状態が一定時間以上継続し
たときに、信号出力手段（５２Ｂ）から冷媒不足信号が
出力される。したがって、室外電動膨張弁（８）の開度
を過熱度一定制御する際に、最も冷媒が不足しやすい状
態が作り出され、この条件下で冷媒の不足状態が検知さ
れるので、複数の利用側熱交換器（１２），…を備えた
マルチ形の冷凍装置についても、冷媒の充填量の適正な
調整が可能になる。

【００２０】請求項４の発明では、上記請求項３の発明
において、開かれる利用側電動膨張弁（１３）に対応す
る利用側熱交換器（１２）は最小容量であるので、分岐
管及び液ラインに貯溜される液冷媒が最大となる条件下
で、冷媒充填量の不足がより正確に検知されることにな
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００２２】まず、請求項１及び２の発明に係る第１実
施例について説明する。図２は、セパレート形空気調和
装置の室外ユニット（Ａ）の冷媒配管系統を示し、室外
ユニット（Ａ）の内部には、出力周波数を３０〜７０Ｈ
z の範囲で１０Ｈz 毎に可変に切換えられるインバ―タ
（２a ）により容量が調整される第１圧縮機（１a ）
と、パイロット圧の高低で差動するアンロ―ダ（２b ）
により容量がフルロ―ド（１００％）およびアンロ―ド
（５０％）状態の２段階に調整される第２圧縮機（１b
）とを逆止弁（１e ）を介して並列に接続して構成さ
れる容量可変な圧縮機（１）と、上記第１，第２圧縮機
（１a ），（１b ）から吐出されるガス中の油を分離す
る油分離器（４）と、冷房運転時には図中実線の如く切
換わり暖房運転時には図中破線の如く切換わる四路切換
弁（５）と、冷房運転時に凝縮器、暖房運転時に蒸発器
となる室外熱交換器（６）および該室外熱交換器（６）
に付設された２台の室外ファン（６ａ），（６ｂ）と、
冷房運転時には冷媒流量を調節し、暖房運転時には冷媒
の絞り作用を行う熱源側電動膨張弁である室外電動膨張
弁（８）と、液化した冷媒を貯蔵するレシ―バ（９）
と、アキュムレ―タ（１０）とが主要機器として内蔵さ
れていて、該各機器（１）〜（１０）は各々冷媒配管
（１１）で冷媒の流通可能に接続されている。

【００２３】また、図３は室内ユニット（Ｂ）の冷媒配
管系統を示し、該室内ユニット（Ｂ）には、冷房運転時
には蒸発器、暖房運転時には凝縮器となる室内熱交換器
（１２）及びそのファン（１２a ）が配設されていると
ともに、室内熱交換器（１２）の液管側には、暖房運転
時に冷媒流量を調節し、冷房運転時に冷媒の絞り作用を
行う利用側電動膨張弁である室内電動膨張弁（１３）が
介設され、手動閉鎖弁（１７ａ），（１７ｂ）を介し連
絡配管によって室外ユニット（Ａ）との間を接続されて
いる。すなわち、以上の各機器は冷媒配管（１１）によ
り、冷媒の流通可能に接続されていて、室外空気との熱
交換により得た熱を室内空気に放出するようにした主冷
媒回路（１４）が構成されている。

【００２４】次に、室外ユニット（Ａ）において、（１
１e ）は、吐出管と液管側とを吐出ガス（ホットガス）
のバイパス可能に接続する暖房過負荷制御用バイパス路
であって、該バイパス路（１１e ）には、室外熱交換器
（６）と共通の空気通路に設置された補助熱交換器（２
２）、キャピラリチュ―ブ（２８）及び冷媒の高圧時に
開作動する過負荷制御開閉弁（２４）が順次直列にかつ
室外熱交換器（６）とは並列に接続されており、冷房運
転時には常時、暖房運転時には高圧が過上昇時に、上記
過負荷制御開閉弁（２４）がオンつまり開状態になっ
て、吐出ガスの一部を主冷媒回路（１４）から暖房過負
荷制御用バイパス路（１１ｅ）にバイパスするようにし
ている。このとき、吐出ガスの一部を補助熱交換器（２
２）で凝縮させて室外熱交換器（６）の能力を補助する
とともに、キャピラリチュ―ブ（２８）で室外熱交換器
（６）側の圧力損失とのバランスを取るようになされて
いる。

【００２５】また、（３１）は、吸入管（１１）中の吸
入冷媒と液管（１１）中の液冷媒との熱交換により吸入
冷媒を冷却させて、連絡配管（１１ｂ）における冷媒の
過熱度の上昇を補償するための吸入管熱交換器である。

【００２６】さらに、（４０a ），（４０b ）は上記主
冷媒回路（１４）の室外電動膨張弁（４２ａ）−レシー
バ（９）間の液管と各圧縮機（１a ），（１b ）の吸入
側との間を接続し、冷暖房運転時に吸入ガスの過熱度を
調節するためのリキッドインジェクションバイパス路で
あって、該各バイパス路（４０a ），（４０b ）には圧
縮機（１）のオン・オフと連動して開閉するインジェク
ション開閉弁（４２a），（４２b ）と、キャピラリチ
ュ―ブ（４１a ），（４１b ）とがそれぞれ介設されて
いる。

【００２７】なお、上記各主要機器以外に補助用の諸機
器が設けられている。（１f ）は第２圧縮機（１b ）の
バイパス路（１１c ）に介設されて、第２圧縮機（１b
）の停止時およびアンロ―ド状態時に「開」となり、
フルロ―ド状態で「閉」となるアンロ―ダ用開閉弁、
（１ｇ）は上記バイパス路（１１c ）に介設されたキャ
ピラリチュ―ブ、（２１）は吐出管と吸入管とを接続す
る均圧ホットガスバイパス路（１１d ）に介設されて、
サ―モオフ状態等による圧縮機（１）の停止時、再起動
前に一定時間開作動する均圧用開閉弁、（３３ａ），
（３３ｂ）はそれぞれキャピラリチュ―ブ（３２ａ），
（３２ｂ）を介して上記第１，第２油分離器（４ａ），
（４ｂ）から第１，第２圧縮機（１a ），（１b ）に油
を戻すための油戻し管である。

【００２８】ここで、装置には多くのセンサ類が配置さ
れていて、（Ｔh1）は室内温度を検出する室温サ―モス
タット、（Ｔh2）および（Ｔh3）はそれぞれ室内熱交換
器（１２）の液側およびガス側配管における冷媒の温度
を検出する室内液温センサ及び室内ガス温センサ、（Ｔ
h4a ），（Ｔh4b ）はそれぞれ各圧縮機（１a ），（１
b ）の吐出管温度Ｔ4a，Ｔ4bを検出する吐出管センサ、
（Ｔh5）は室外熱交換器（６）の液管温度を検出する外
熱交センサ、（Ｔh6）は上記吸入管熱交換器（３１）の
下流側の吸入管に配置され、吸入管温度を検出する吸入
管センサ、（Ｔh7）は室外熱交換器（６）の空気吸込口
に配置され、吸込空気温度を検出する外気温センサ、
（Ｔh8a ），（Ｔh8b ）はそれぞれ各リキッドインジェ
クションバイパス路（４０a ），（４０b ）の圧縮機
（１a ），（１b ）直上流側に配設され、インジェクシ
ョンされる冷媒の温度Ｔ8a，Ｔ8bを検出する注入温度検
出手段としての注入温センサ、（Ｐ１）は冷房運転時に
は冷媒回路（１４）の高圧側圧力つまり凝縮圧力相当飽
和温度Ｔc を検出する高圧センサ、（Ｐ２）は冷媒回路
（１４）の低圧側圧力つまり蒸発圧力相当飽和温度Ｔe
を検出する低圧センサである。

【００２９】また、図中、（ＨPS）は圧縮機保護用の高
圧圧力開閉器、（ＳＰ）はサ―ビスポ―ト、（ＧＰ）は
ゲ―ジポ―トである。

【００３０】図２及び図３において、空気調和装置の冷
房運転時、四路切換弁（２）が図中実線側に切換わり、
圧縮機（１）で圧縮された冷媒が室外熱交換器（６）及
び補助熱交換器（２２）で凝縮され、連絡配管を経て室
内ユニットに送られ、室内電動膨張弁（１３）で減圧さ
れて、室内熱交換器（１２）で蒸発した後、室外ユニッ
ト（Ａ）にガス状態で戻り、圧縮機（１）に吸入される
ように循環する。

【００３１】また、暖房運転時には、四路切換弁（５）
が図中破線側に切換わり、冷媒の流れは上記冷房運転時
と逆となって、圧縮機（１）で圧縮された冷媒が室内熱
交換器（１２）で凝縮され、液状態で室外ユニット
（Ａ）に流れて、室外電動膨張弁（８）により減圧さ
れ、室外熱交換器（６）で蒸発した後圧縮機（１）に戻
るように循環する。

【００３２】次に、上記冷凍装置の冷媒充填量チェック
運転の制御内容について、図４のフロ―チャ―トに基づ
き説明する。

【００３３】まず、ステップＳＴ１で、室内ユニット
（Ｂ）の室内電動膨張弁（１３）を閉じ、室内ファン
（１２a ）を停止して、ステップＳＴ２で、室外ユニッ
ト（Ａ）の室外電動膨張弁（８）を全開の２０００パル
スに開き、室外ファン（６a ），（６b ）の風量を標準
風量「Ｈ＋ＯＮ」に、インジェクション用開閉弁（４２
a)，（４２b ）を開き、過負荷制御開閉弁（２４）及び
均圧用開閉弁（２１）を閉じて、第１圧縮機（１a ）を
６０Ｈｚに第２圧縮機（１b ）を停止させた状態でチェ
ック運転を開始し、ステップＳＴ３で、冷媒量チェック
タイマ（図示せず）をセットすると同時にカウントを開
始する。

【００３４】そして、ステップＳＴ４で、上記リキッド
インジェクションバイパス路（４０a ），（４０b ）の
注入温センサ（Ｔh8a ），（Ｔh8b ）の検出値Ｔ8a，Ｔ
8bのいずれか（Ｔ８とする）が、上記低圧センサ（Ｐ
２）で検出される蒸発圧力相当飽和温度Ｔe に所定値α
を加算した値（Ｔe ＋α）以上か否かを判別し、Ｔ８≧
Ｔe ＋αになるまでは、ステップＳＴ５以下の制御を行
う。すなわち、ステップＳＴ５で、湿り判断タイマがカ
ウント中か否かを判別し、カウント中であればそのまま
で、カウント中でなければステップＳＴ６で湿り判断タ
イマをリセットすると同時にカウントを開始した後、そ
れぞれステップＳＴ７に進んで、湿り判断タイマがカウ
ントアップするまで待ってから、ステップＳＴ８に進
み、冷媒量チェックタイマがカウントアップするまで
は、上記ステップＳＴ４〜ＳＴ７の制御を繰り返す。

【００３５】そして、上記ステップＳＴ８の判別で、冷
媒量チェックタイマがカウントアップすると、ステップ
ＳＴ９に進み、さらに運転している第１圧縮機（１a ）
の吐出管センサ（Ｔh4a ）の検出値Ｔ4aと一定値βとを
比較し、Ｔ4a＞βでなければステップＳＴ１０に進ん
で、冷媒充足信号を出力する一方、Ｔ4a＞βであれば、
ステップＳＴ１１に移行して、冷媒不足信号を出力す
る。

【００３６】一方、上記ステップＳＴ４の判別で、Ｔ８
≧Ｔe ＋αになると、リキッドインジェクションバイパ
ス路（４０a,），（４０b ）の冷媒流通量が極めて少な
いつまり冷媒充填量が不足していると判断し、ステップ
ＳＴ１２に移行して、冷媒量チェックタイマがカウント
アップするまで待ってから、ステップＳＴ１３に進ん
で、冷媒不足信号を出力する。

【００３７】上記フローにおいて、ステップＳＴ１及び
ＳＴ２の制御により、請求項１の発明にいうチェック運
転制御手段（５１Ａ）が構成され、ステップＳＴ４から
ＳＴ１３に進む制御により、請求項１の発明にいう信号
出力手段（５２Ａ）が構成されている。

【００３８】また、ステップＳＴ４からステップＳＴ９
を経てＳＴ１１に至る制御により、請求項２の発明にお
ける信号出力手段（５２Ａ）の機能が構成されている。

【００３９】したがって、上記第１実施例では、チェッ
ク運転制御手段（５１Ａ）により、室内電動膨張弁（１
３）を全閉にして運転されることにより、ポンプダウン
状態となり、冷媒回路（１４）の液ラインに液冷媒が貯
溜された状態となる。そして、この状態でリキッドイン
ジェクションバイパス路（４０a ），（４０b ）の各イ
ンジェクション開閉弁（４２a ），（４２b ）が開かれ
るので、液ラインに液冷媒が十分あるときには、リキッ
ドインジェクションバイパス路（４０a ），（４０b ）
に冷媒が流れ、各キャピラリチュ―ブ（４１a ），（４
１b ）における蒸発作用によって冷却されるので、注入
温センサ（Ｔh4a ），（Ｔh4b ）の検出値Ｔ8a，Ｔ8bは
冷媒回路（１４）の蒸発圧力相当飽和温度Ｔe と同じ程
度の温度に維持される。

【００４０】一方、液ラインに液冷媒が満たされていな
いと、リキッドインジェクションバイパス路（４０a
），（４０b ）に流れる冷媒量はほとんどなくなるの
で、注入温センサ（Ｔh8a ），（Ｔh8b ）の検出値Ｔ8
a，Ｔ8bが上昇し、蒸発圧力相当飽和温度Ｔe よりも高
くなる。そして、その検出値Ｔ8a又はＴ8b（Ｔ８）が蒸
発圧力相当飽和温度Ｔe よりも所定値α以上高くなる
と、信号出力手段（５２Ａ）により冷媒不足信号が出力
される。このように、液ラインに液冷媒を貯溜させるこ
とで、冷媒が最も必要な状態を作り出し、この状態でイ
ンジェクション冷媒の有無から冷媒充填量の不足を検知
するようにしているので、冷媒を目分量で多い目に充填
する必要がなく、しかも、冷媒充填量の不足で冷凍装置
の運転に支障をきたすような事態を未然に防止すること
ができ、よって、冷媒充填量の適正化を図ることができ
るのである。

【００４１】また、リキッドインジェクションバイパス
路（４０a ），（４０b ）に少しでも冷媒が流れるとキ
ャピラリチュ―ブ（４１a ），（４１b ）の減圧作用で
冷媒が蒸発し、注入温センサ（Ｔh8a ），（Ｔh8b ）の
検出値Ｔ8a，Ｔ8bが蒸発圧力相当飽和温度Ｔe より所定
値α以上高くならないことが起こりうるが、かかる場合
でも、吐出管センサ（Ｔh4a ）の検出値Ｔ4aが一定値β
を越えたときに、信号出力手段（５２Ａ）により冷媒不
足信号を出力することで、冷媒充填量の不足をより正確
に検知することができる。

【００４２】なお、上記第１実施例では、冷房サイクル
でチェック運転を行ったが、暖房サイクルで行ってもよ
い。そして、電動膨張弁は室内外にある必要はなく、い
ずれか一つだけでもよい。また、電動膨張弁の代わり
に、キャピラリチュ―ブと液管の開閉弁とを設け、開閉
弁を閉じてチェック運転を行うようにすることも可能で
ある。

【００４３】次に、請求項３及び４の発明に係る第２実
施例について説明する。第２実施例では、室外ユニット
（Ａ）の構成は上記第１実施例における図２に示すもの
と同様である。また、室内ユニット（Ｂ）の構成も上記
第１実施例における図３に示すものと同様であるが、一
台の室外ユニット（Ａ）に対し、複数の室内ユニット
（Ｂ），…が接続されたマルチ形空気調和装置となって
いる。つまり、冷房運転時には、圧縮機（１）で圧縮さ
れた冷媒が室外熱交換器（６）及び補助熱交換器（２
２）で凝縮され、連絡配管（１１b ）を経て各室内ユニ
ット（Ｂ），…に分岐して送られ、各室内ユニット
（Ｂ），…の各室内電動膨張弁（１３），…で減圧さ
れ、各室内熱交換器（１２），…で蒸発した後合流し
て、室外ユニット（Ａ）にガス状態で戻り、圧縮機
（１）に吸入されるように循環する。また、暖房運転時
には、圧縮機（１）で圧縮された冷媒が各室内熱交換器
（１２），…で凝縮され、合流して液状態で室外ユニッ
ト（Ａ）に流れ、室外電動膨張弁（８）により減圧さ
れ、室外熱交換器（６）で蒸発した後圧縮機（１）に戻
るように循環する。

【００４４】ここで、本第２実施例では、上記外熱交セ
ンサ（Ｔh5）及び吸入管センサ（Ｔh6）の検出値の差か
ら冷媒の過熱度Ｓh を検出するようにしており、該両セ
ンサ（Ｔh5），（Ｔh7）により請求項３の発明にいう過
熱度検出手段（５５）が構成されている。

【００４５】図６は、第２実施例における冷媒充填量の
チェック運転制御の内容を示し、まず、四路切換弁
（５）を暖房サイクル側に切換えた状態で、ステップＳ
Ｓ１で、各室内ユニット（Ｂ），…のうち一台のみ運転
状態とし、運転中の室内ユニット（Ｂ）では室内電動膨
張弁（８）を全開（２０００パルス）にかつ室内ファン
（１２ａ）の風量を標準風量「Ｈ」に、その他の室内ユ
ニット（Ｂ）の室内電動膨張弁（１３）の開度を微小開
度（２４０パルス）に室内ファン（１２ａ）の風量を微
風量「ＬＬ」に設定し、ステップＳＳ２で、室外ユニッ
ト（Ａ）の機器について、室外電動膨張弁（８）の開度
を過熱度一定制御に基づき制御しながら、室外ファン
（６ａ），（６ｂ）の風量を「Ｈ＋ＯＮ」に、インジェ
クション開閉弁（４２a)，（４２b ）を吐出管温度Ｔ8
a，Ｔ8bに応じて開閉し、過負荷制御開閉弁（２４）及
び均圧用開閉弁（２１）を閉じて、圧縮機（１）の容量
を高圧Ｔｃ一定制御により調節する。そして、ステップ
ＳＳ３で、冷媒量チェックタイマ（図示せず）をセット
すると同時にカウントを開始する。

【００４６】次に、ステップＳＳ４で、室外電動膨張弁
（８）が全開（２０００パルス）でかつ過熱度検出手段
（５５）で検出される冷媒の過熱度Ｓh が所定値γより
高いか否かを判別し、判別結果がＮＯであればステップ
ＳＳ５に進んで、冷媒充足信号を出力し、ステップＳＳ
６で冷媒チェックタイマがカウントアップするまでは、
ステップＳＳ４に戻って、ステップＳＳ４以下の制御を
繰り返す。

【００４７】一方、上記ステップＳＳ４〜ＳＳ６の制御
を繰り返しているうちに、。ステップＳＳ４における判
別結果がＹＥＳになると、冷媒の充填量が不足している
可能性があると判断し、ステップＳＳ７及びＳＳ８で冷
媒の乾き状態を判断するための乾き判断タイマがカウン
トしていなければカウントを開始して、ステップＳＳ９
で、乾き判断タイマがタイムアップするまで待って、ス
テップＳＳ１０に進み、ステップＳＳ１０で冷媒不足信
号を出力する。

【００４８】上記フローにおいて、ステップＳＳ１及び
ＳＳ２の制御により、請求項３の発明にいうチェック運
転制御手段（５１Ｂ）が構成され、ステップＳＳ４から
ＳＳ１０に進む制御により、請求項３の発明にいう信号
出力手段（５２Ｂ）が構成されている。

【００４９】したがって、上記第２実施例では、チェッ
ク運転制御手段（５１Ｂ）により、複数の室内ユニット
（Ｂ），…のうち一台の室内ユニット（Ｂ）の室内電動
膨張弁（１３）のみを大開度（全開）に開き、他の室内
ユニット（Ｂ）の室内電動膨張弁（１３）は微小開度
（上記第２実施例では２４０パルス）に開いて暖房サイ
クルで運転が行われる。つまり、このような運転条件で
は、冷媒回路（１４）の冷媒状態が運転可能な適正状態
に保持されるとともに、閉じられた室内電動膨張弁（１
３）の分岐管から室外電動膨張弁（８）手前の液ライン
に液冷媒が貯溜した状態となり、冷媒量が最も必要な条
件となっている。そして、この状態で室外電動膨張弁
（８）の開度が最大でしかも冷媒の過熱度Ｓh が大きい
状態が一定時間以上継続すると、信号出力手段（５２
Ｂ）により、冷媒不足信号が出力される。つまり、室外
電動膨張弁（８）の開度を過熱度一定制御する際に、冷
媒が最も不足しやすい条件を作り出し、この条件下で、
冷媒の不足状態を検知することにより、マルチ形空気調
和装置における冷媒の充填量を適正に調整することが可
能になるのである。

【００５０】特に、その場合、開かれる室外電動膨張弁
（１３）に対応する室内熱交換器（１２）を最小容量の
ものとすることで、分岐管及び液ラインに液冷媒が最大
限貯溜される状態を作り出すことができ、よって、充填
量の不足状態をより正確に検知することができるのであ
る。

【００５１】なお、上記第２実施例では、一の室内電動
膨張弁（１３）を全開としたが、前回でなくても大開度
であればよいのはいうまでもなく、他の室内電動膨張弁
（１３）の条件によっては全開とすることも可能であ
る。

【００５２】また、上記各実施例では、空気調和装置と
して使用される冷凍装置に本発明を適用した例について
説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるもので
はなく、例えばチラー，温湯供給装置、コンテナ冷凍機
等に使用される冷凍装置の据付時に冷媒充填量をチェッ
クするために適用することができる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、圧縮機、凝縮
器、電動膨張弁及び蒸発器を順次接続してなる冷媒回路
を備えた冷凍装置の冷媒充填量検知装置として、電動膨
張弁−蒸発器間の液管と圧縮機の吸入側とをバイパス接
続するバイパス路を設け、バイパス路に開閉機構と減圧
機構とを介設するとともに、電動膨張弁を全閉にして液
ラインに液冷媒を貯溜した状態でバイパス路の開閉機構
を開き、バイパス路の減圧機構下流側における冷媒の温
度が冷媒回路の蒸発圧力相当飽和温度よりも所定値以上
高いときに冷媒充填量が不足していると判断するように
したので、冷媒量が最も要求される状態でインジェクシ
ョン冷媒の有無から冷媒充填量の不足を正確に検知する
ことができ、よって、冷媒回路への冷媒充填量の適正化
を図ることができる。

【００５４】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明において、バイパス路を流通する冷媒の温度が蒸発
圧力相当飽和温度より所定値以上高くないときにも、圧
縮機からの吐出冷媒温度が一定値を越えたときに、冷媒
充填量が不足していると判断するようにしたので、冷媒
充填量の不足をより正確に検知することができる。

【００５５】請求項３の発明によれば、圧縮機、熱源側
熱交換器及び熱源側電動膨張弁に対して、利用側熱交換
器及び利用側電動膨張弁の複数組を並列に接続してなる
冷媒回路を備えた冷凍装置において、熱源側熱交換器が
蒸発器となるサイクルで熱源側電動膨張弁の開度を過熱
度一定制御しながら運転を行い、一の利用側電動膨張弁
のみを大開度に開き、他の利用側電動膨張弁を微小開度
以下に閉じて、利用側電動膨張弁の開度が最大でしかも
冷媒の過熱度が大きいときに冷媒充填量が不足している
と判断するようにしたので、分岐管及び液ラインに液冷
媒が貯溜され、冷媒量が最も必要な条件下で冷媒の充填
量の不足を正確に検知することができ、よって、複数の
利用側熱交換器を備えたマルチ形の冷凍装置について
も、冷媒の充填量の適正化を図ることができる。

【００５６】請求項４の発明によれば、上記請求項３の
発明において、開かれる利用側電動膨張弁に対応する利
用側熱交換器を最小容量の利用側熱交換器としたので、
分岐管及び液ラインに貯溜される液冷媒が最大となる条
件下で、充填量の不足状態をより正確に検知することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１及び２の発明の構成を示す図である。

【図２】実施例に係る室外ユニットの冷媒配管系統図で
ある。

【図３】実施例に係る室内ユニットの冷媒配管系統図で
ある。

【図４】第１実施例のチェック運転の制御内容を示すフ
ロ―チャ―ト図である。

【図５】請求項３及び４の発明の構成を示す図である。

【図６】第２実施例のチェック運転の制御内容を示すフ
ロ―チャ―ト図である。

【符号の説明】

１a,１b 第１，第２圧縮機 ６ 室外熱交換器（熱源側熱交換器） ８ 室外電動膨張弁（熱源側電動膨張弁） １２ 室内熱交換器（利用側熱交換器） １３ 室内電動膨張弁（利用側電動膨張弁） １４ 主冷媒回路 ４０ リキッドインジェクションバイパス路 ４１ キャピラリチュ―ブ（減圧機構） ４２ インジェクション開閉弁（開閉機構） ５１ チェック運転制御手段 ５２ 信号出力手段 ５５ 過熱度検出手段 Ｐ２ 低圧センサ（蒸発温度検出手段） Ｔh4a,Ｔh4b 注入温センサ（注入温度検出手段） Ｔh8a,Ｔh8b 吐出管センサ（吐出温度検出手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）、凝縮器（６）、電動膨張
   弁（１３）及び蒸発器（１２）を冷媒配管で順次接続し
   てなる冷媒回路（１４）を備えた冷凍装置において、 上記凝縮器（６）−電動膨張弁（１２）間の液管と圧縮
   機（１）の吸入側とを減圧機構（４１）を介してバイパ
   ス接続するバイパス路（４０）と、該バイパス路（４
   ０）を開閉する開閉機構（４２）とを備えるとともに、 上記バイパス路（４０）の減圧機構（４１）下流側を流
   通する冷媒の温度を検出する注入温度検出手段（Ｔh8）
   と、 冷媒の蒸発圧力相当飽和温度を検出する蒸発温度検出手
   段（Ｐ２）と、 上記電動膨張弁（１３）を閉じるとともに、バイパス路
   （４０）の開閉機構（４２）を開くよう制御するチェッ
   ク運転制御手段（５１Ａ）と、 該チェック運転制御手段（５１Ａ）による運転中に、上
   記注入温度検出手段（Ｔh8）の検出値が上記蒸発温度検
   出手段（Ｐ２）の検出値よりも所定値以上高くなると、
   冷媒不足信号を出力する信号出力手段（５２Ａ）とを備
   えたことを特徴とする冷凍装置の冷媒充填量検知装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の冷凍装置の冷媒充填量検
   知装置において、 吐出冷媒温度を検出する吐出温度検出手段（Ｔh4）を備
   えるとともに、 信号出力手段（５２Ａ）は、注入温度検出手段（Ｔh8）
   の検出値が蒸発圧力相当飽和温度より所定値以上高くな
   いときでも、上記吐出温度検出手段（Ｔh4）の検出値が
   一定値を越えると、冷媒不足信号を出力するものである
   ことを特徴とする冷凍装置の冷媒充填量検知装置。
3. 【請求項３】 圧縮機（１）、熱源側熱交換器（６）及
   び熱源側電動膨張弁（８）に対して、利用側熱交換器
   （１２）及び利用側電動膨張弁（１３）の複数組を冷媒
   配管で並列に接続してなる冷凍装置において、 吸入冷媒の過熱度を検出する過熱度検出手段（５５）
   と、 上記熱源側熱交換器（８）が蒸発器となるサイクルで、
   上記過熱度検出手段（５５）で検出される過熱度が一定
   値になるよう上記熱源側電動膨張弁（８）を制御しなが
   ら、一の利用側電動膨張弁（１３）のみを大開度に開き
   他の利用側電動膨張弁（１３）を微小開度以下に閉じる
   とともに、バイパス路（４０）の開閉弁（４２）を開く
   よう制御するチェック運転制御手段（５１Ｂ）と、 該チェック運転制御手段（５１Ｂ）による運転中に、熱
   源側電動膨張弁（８）の開度が最大で、かつ過熱度検出
   手段（５５）で検出される吸入冷媒の過熱度が所定値を
   越える状態が一定時間以上継続すると、冷媒不足信号を
   出力する信号出力手段（５２Ｂ）とを備えたことを特徴
   とする冷凍装置の冷媒充填量検知装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の冷凍装置の冷媒充填量検
   知装置において、 チェック運転制御手段（５１Ｂ）により開かれる利用側
   電動膨張弁（１３）に対応する利用側熱交換器（１２）
   は、最小容量のものであることを特徴とする冷凍装置の
   冷媒充填量検知装置。