JPH06300396A

JPH06300396A - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JPH06300396A
Application number: JP9147893A
Authority: JP
Inventors: Chikau Suma; 誓須摩
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-04-19
Filing date: 1993-04-19
Publication date: 1994-10-28
Anticipated expiration: 2016-10-02
Also published as: JP3213433B2

Abstract

(57)【要約】【目的】非共沸混合冷媒のリークを確実に検出する。【構成】少なくとも圧縮機２に、室内側熱交換器５、膨
張弁６、室外側熱交換器８をこの順に順次冷媒配管９に
より接続して、沸点の異なる複数の冷媒を混合してなる
非共沸混合冷媒を循環させる閉じた冷凍サイクルを設け
る。また、混合冷媒の少なくとも１種類の冷媒の濃度を
検出する冷媒濃度センサ１５と、この冷媒濃度センサ１
５により検出した濃度が所定値以上に変動したときに、
室内，外冷媒リーク表示ランプ１７，１６を点灯させて
冷媒のリークを表示し、または前記冷凍サイクルの運転
を停止させる室外制御器１３と、を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は非共沸混合冷媒を使用す
る空気調和機等の冷凍サイクル装置に係り、特に、この
混合冷媒のリークを確実に検出する検出手段を設けた冷
凍サイクル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機等の冷凍サイクル装置
では、冷媒としてフロンＲ２２を多用しているが、近年
では、このフロンＲ２２が環境に対して問題があると言
われているので、冷媒が万一外部環境にリークした場合
でも害の無い種々の代替冷媒が提案されており、その１
つとして、沸点の異なる複数の冷媒を混合して成る非共
沸混合冷媒がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな非共沸混合冷媒を従来の空気調和機等の冷凍サイク
ル装置でそのまま使用した場合には、万一、この混合冷
媒が外部にリークしたときには、その混合冷媒の組成が
変化するので、冷凍能力の低下や蒸発温度の低下による
蒸発器の凍結等が発生する。

【０００４】したがって、万一、混合冷媒の一部がリー
クしたという疑いが発生した場合には、これまでに冷凍
サイクルに封入されている混合冷媒の全てを一旦放出
し、再び新たに混合冷媒を封入し直す必要があり、コス
トが嵩む上に、非常に煩雑であるという課題がある。

【０００５】また、冷媒のリーク以外の原因により冷凍
能力が低下した場合等でも、冷媒リークとして混合冷媒
の入れ直しをしてしまう場合も想定される。

【０００６】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は、混合冷媒のリークを確実
に検出することができる冷凍サイクル装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。

【０００８】つまり本発明は、少なくとも圧縮機、凝縮
器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管により接続して、沸点
の異なる複数の冷媒を混合してなる非共沸混合冷媒を循
環させる閉じた冷凍サイクルと、前記混合冷媒の少なく
とも１種類の冷媒の濃度を検出する冷媒濃度センサと、
この冷媒濃度センサにより検出した濃度が所定値以上に
変動したときに、前記混合冷媒のリークを表示し、また
は前記冷凍サイクルの運転を停止させる制御手段と、を
設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】仮に、混合冷媒の一部が冷凍サイクルからリー
クすると、その混合冷媒中の例えば低沸点冷媒が多くを
リークして混合冷媒の組成比率を変動させる。この組成
比率の変動が所定幅を超えると、その濃度変動が冷媒濃
度センサにより検出され、混合冷媒のリークとして検出
される。

【００１０】また、混合冷媒のリークが検出されると、
このリークを制御手段により表示し、または冷凍サイク
ルの運転を停止させて混合冷媒のリークが発生したこと
をユーザ等に知らしめることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】図１は本発明を空気調和機に適用した場合
の一実施例の冷凍サイクル図であり、図において、空気
調和機１は、図示しないインバータにより回転数制御自
在に駆動される圧縮機２、四方弁３、室内ファン４を有
する室内側熱交換器５、減圧装置である膨張弁６、室外
ファン７を有する室外側熱交換器８を冷媒配管９によ
り、この順に順次、かつ環状に接続して非共沸混合冷媒
を可逆的に循環させる冷凍サイクルを構成している。

【００１３】非共沸混合冷媒は、沸点の異なる複数の冷
媒を混合して成り、例えば高沸点冷媒Ａ1 としてのＲ１
２５と低沸点冷媒Ａ2 としてのＲ３２とを混合して成
る。

【００１４】冷凍サイクルは四方弁３の切換操作によ
り、混合冷媒を、図中実線矢印方向に循環させることに
より暖房運転され、図中破線矢印方向に循環させること
により冷房運転される。

【００１５】そして、室内側熱交換器５等を内蔵する図
示しない室内キャビネット内には、室温を検出する室温
センサ１０と、室内側熱交換器５の温度を検出する室内
熱交温度センサ１１とを内蔵し、これら両センサ１０，
１１をマイクロプロセッサ等より成る室内制御器１２に
図中破線で示す信号線により電気的に接続している。

【００１６】室内制御器１２は図２に示すように室温セ
ンサ１０により検出した室温と、室内熱交温度センサ１
１により検出した検出温度と、リモートコントローラ等
により設定された設定温度とをそれぞれ読み込み、室温
を設定温度に制御するために必要な運転指令周波数信号
等を室外制御器１３に与えるようになっている。

【００１７】一方、圧縮機２の吐出配管９ａには混合冷
媒の吐出温度を検出する吐出温度センサ１４と、混合冷
媒中の一方の例えば低沸点冷媒Ａ2 の濃度、つまり組成
比を検出する冷媒濃度センサ１５とを設けている。

【００１８】これら両センサ１４，１５はマイクロプロ
セッサ等より成る室外制御器１３に図中破線で示す信号
線により電気的に接続されている。

【００１９】ところで、図３は非共沸混合冷媒の定圧に
おける温度と組成の相対関係を曲線で示しており、縦軸
に冷媒温度Ｔを示し、この温度Ｔにおける液相状態と気
相状態における低沸点冷媒Ａ2 の組成比Ｘ2 を横軸に示
している。したがって、例えば高沸点冷媒Ａ1 と低沸点
冷媒Ａ2 の混合比が１：１の場合は、低沸点冷媒Ａ2の
組成比Ｘ2 が０．５であるので、圧力がＰｉで温度Ｔが
Ｔｉの場合は、気相における低沸点冷媒Ａ2 の組成比は
例えばＸｉとなる。ここで、圧力Ｐｉは混合冷媒のリー
クのない正常時の圧力であり、圧力Ｐｉ0 は混合冷媒の
リークが発生したときの圧力を示している。

【００２０】したがって、冷媒リークの無い正常な状態
では、冷媒濃度センサ１５は組成比Ｘｉを検出する。ま
た、室外制御器１３には予め各冷媒温度Ｔにおける各冷
媒の正常な封入量の場合の冷媒濃度の範囲を記憶してい
る。

【００２１】しかし、今、仮に混合冷媒がリークする
と、特に低沸点冷媒Ａ2 が多くリークするので、混合冷
媒中の低沸点冷媒Ａ2 の組成比率が小さくなる。例えば
低沸点冷媒Ａ2 の組成比Ｘ2 が０．５から０．３に低下
したとする。この場合、圧力もＰｉからＰｉ0 に低下
し、組成曲線は図中破線で示すようになる。

【００２２】また、冷媒温度ＴがＴｉのときの気相の低
沸点冷媒Ａ2 の組成はＸｉからＸｉ0 に低下し、Ｘｉよ
りも小さい値となる。つまり、冷媒リークの無い正常な
状態の範囲を、例えば（Ｘｉ−α）＜Ｘｉ＜（Ｘｉ＋
α）とすると、Ｘｉ0 ＜（Ｘｉ−α）となり、異常な状
態となる。この状態を冷媒濃度センサ１５を介して室外
制御器１３により検出したときは、図２に示すように室
外冷媒リーク表示ランプ１６を点灯させると共に、運転
停止状態情報信号の一種として冷媒リーク信号を室内制
御器１２に与えて、室内冷媒リーク表示ランプ１７を点
灯させ、混合冷媒のリークを表示させる。また、室外制
御器１３は冷媒リークを検出したときは運転停止信号を
圧縮機２に与えて運転を停止させる。

【００２３】したがって、空気調和機１の運転中、混合
冷媒の組成比の変動を冷媒濃度センサ１５により検出し
たときに、混合冷媒のリークとして確実に検出すること
ができる。

【００２４】また、混合冷媒のリークが検出されると、
室内，外制御器１２，１３により室外，内両冷媒リーク
表示ランプ１６，１７を点灯させて、冷媒のリークを表
示すると共に、圧縮機２、室内，外両ファン４，７等の
運転を停止させて冷媒リークの発生を知らしめる。

【００２５】なお、前記実施例では本発明を空気調和機
に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、冷凍サイクル装置一般に適用さ
れるものである。

【００２６】また、前記実施例では、非共沸混合冷媒と
して高，低沸点冷媒（Ａ1 ：Ｒ１２５，Ａ2 ：Ｒ３２）
を混合した場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、沸点の異なる複数の冷媒を混合
したものに広く適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、非共沸混
合冷媒の組成比の変動を検出することにより、混合冷媒
のリークを確実に検出することができる上に、その冷媒
リークを表示し、または冷凍サイクルの運転を停止させ
ることにより、混合冷媒のリークをユーザ等に知らしめ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷凍サイクル装置の一実施例の冷
凍サイクル図。

【図２】図１で示す制御系のブロック図。

【図３】非共沸混合冷媒の組成曲線を示す図。

【符号の説明】

１空気調和機２圧縮機３四方弁４室内ファン５室内側熱交換器６膨張弁７室外ファン８室外側熱交換器９冷媒配管９ａ吐出配管１０室温センサ１１室内熱交温度センサ１２室内制御器１３室外制御器１４吐出温度センサ１５冷媒濃度センサ１６室外冷媒リーク表示ランプ１７室内冷媒リーク表示ランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧装置、
蒸発器を冷媒配管により接続して、沸点の異なる複数の
冷媒を混合してなる非共沸混合冷媒を循環させる閉じた
冷凍サイクルと、前記混合冷媒の少なくとも１種類の冷
媒の濃度を検出する冷媒濃度センサと、この冷媒濃度セ
ンサにより検出した濃度が所定値以上に変動したとき
に、前記混合冷媒のリークを表示し、または前記冷凍サ
イクルの運転を停止させる制御手段と、を設けたことを
特徴とする冷凍サイクル装置。