JPH0835725A

JPH0835725A - 非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置

Info

Publication number: JPH0835725A
Application number: JP16957094A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Sumida; 嘉裕隅田; Takashi Okazaki; 多佳志岡崎; Osamu Morimoto; 修森本; Tomohiko Kasai; 智彦河西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 1996-02-06
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JP2943613B2

Abstract

(57)【要約】【目的】冷凍サイクル内を循環する非共沸混合冷媒の
冷媒組成が変化しても常に最適な運転が可能な冷凍空調
装置を得る。【構成】圧縮機１、四方弁３１、第１熱交換器３２、
第１膨張弁３ａ、３ｂ、及び第２熱交換器４１ａ、４１
ｂ、アキュムレータ５を連結して冷凍サイクルを構成
し、第１熱交換器３２と第１膨張弁３ａ、３ｂの間の配
管と、アキュムレータ５とを第２膨張弁５１を介してバ
イパス配管５０で接続し、第２膨張弁５１の出口部の冷
媒の温度と圧力、及び第２膨張弁５１の入口部の冷媒温
度を検出して、サイクル内を循環する冷媒組成を組成演
算器２０で演算すると共に、この組成演算器２０により
検出された循環組成に応じて冷凍サイクルの運転制御制
御装置２１で行う。

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用いた
冷凍空調装置に関し、特に冷媒循環組成が初期充填組成
と異なった場合でも、信頼性が高く、かつ効率良く運転
を行う冷凍空調装置の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２２は特開昭６１ー６５４６号公報に
示された従来の非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置の
構成を示すものである。図において、１は圧縮機、２は
凝縮器、３は膨張弁、４は蒸発器、５はアキュムレータ
であり、これらは配管により直列に接続されて冷凍空調
装置を構成し、高沸点成分と低沸点成分とからなる非共
沸混合冷媒を用いている。

【０００３】上記のように構成された冷凍空調装置にお
いて、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは凝縮
器２で凝縮液化し、膨張弁３で減圧されて低圧の気液二
相冷媒となって蒸発器４に流入する。この冷媒は、蒸発
器４で蒸発し、アキュムレータ５を経て圧縮機１に戻
り、再び圧縮されて凝縮器２へ送り込まれる。またアキ
ュムレータ５は、冷凍空調装置の運転条件や負荷条件に
よって発生した余剰な冷媒を溜めることにより、圧縮機
１への液戻りを防止している。

【０００４】このような冷凍空調装置では、冷媒として
目的に合わせた非共沸混合冷媒を使用することにより、
単一冷媒では得られなかったより低い蒸発温度、あるい
はより高い凝縮温度が得られたり、あるいはサイクル効
率がより向上するなどの利点が得られることは従来から
知られている。また、従来から広く用いられているＲ１
２やＲ２２などの冷媒は、オゾン層破壊の原因となるた
め、これらの代替冷媒として非共沸混合冷媒が提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の非共沸混合冷媒
を用いた冷凍空調装置は以上のように構成されているの
で、冷凍空調装置の運転条件や負荷条件が一定であれ
ば、冷凍サイクル内を循環する冷媒組成は一定であり、
上述のような効率の良い冷凍サイクルを構成する。とこ
ろが運転条件や負荷条件が変化し、特にアキュムレータ
内に貯溜される冷媒量が変化すると、冷凍サイクル内を
循環する冷媒組成が変化し、この循環冷媒組成に応じた
冷凍サイクルの制御、すなわち圧縮機の回転数制御や膨
張弁の開度制御等による冷媒流量の調整が必要となる。
しかし、従来の冷凍空調装置では、この循環冷媒組成を
検知する手段を設けていないため、循環冷媒組成に応じ
た最適な運転が維持できないという問題点があった。ま
た冷凍サイクルの使用中の冷媒漏れや、あるいは冷媒充
填時の誤動作で循環冷媒組成が変化した場合にも、この
循環冷媒組成の異常を検知できず、安全性、及び信頼性
の高い冷凍空調装置が得られないという問題点があっ
た。

【０００６】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、冷凍サイクル内を循環する冷媒組
成が変化しても常に最適な冷凍サイクルの運転を可能に
した冷凍空調装置を得ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置は、圧縮機、凝縮
器、膨張弁、及び蒸発器を連結して冷凍サイクルを構成
するものにおいて、蒸発器入口部の冷媒の温度と圧力、
及び凝縮器出口部の冷媒温度を検出してサイクル内を循
環する冷媒組成を演算する組成演算器を設けると共に、
この組成演算器により検出された循環組成に応じて冷凍
サイクルの運転制御を行う制御装置を設けたものであ
る。

【０００８】本発明の請求項２に係る非共沸混合冷媒を
用いた冷凍空調装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び
蒸発器を連結して冷凍サイクルを構成するものにおい
て、蒸発器入口部の冷媒の温度と圧力を検出してサイク
ル内を循環する冷媒組成を演算する組成演算器を設ける
と共に、この組成演算器により検出された循環組成に応
じて冷凍サイクルの運転制御を行う制御装置を設けたも
のである。

【０００９】本発明の請求項３に係る非共沸混合冷媒を
用いた冷凍空調装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発
器、及びアキュムレータを連結して冷凍サイクルを構成
するものにおいて、アキュムレータ内、あるいはアキュ
ムレータと圧縮機吸入配管との間の冷媒の温度と圧力を
検出してサイクル内を循環する冷媒組成を演算する組成
演算器を設けると共に、この組成演算器により検出され
た循環組成に応じて圧縮機や膨張弁の制御を行う制御装
置を設けたものである。

【００１０】本発明の請求項４に係る非共沸混合冷媒を
用いた冷凍空調装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発
器、及びアキュムレータを連結して冷凍サイクルを構成
するものにおいて、アキュムレータの液面を検出してサ
イクル内を循環する冷媒組成を演算する組成演算器を設
けると共に、この組成演算器により検出された循環組成
に応じて冷凍サイクルの運転制御を行う制御装置を設け
たものである。

【００１１】本発明の請求項５に係る非共沸混合冷媒を
用いた冷凍空調装置は、圧縮機、四方弁、第１熱交換
器、第１膨張弁、及び第２熱交換器を連結して冷凍サイ
クルを構成するものにおいて、第１熱交換器と第１膨張
弁の間の配管と、圧縮機の吸入配管とを第２膨張弁を介
してバイパス配管で接続し、第２膨張弁の出口部の冷媒
の温度と圧力、及び第２膨張弁の入口部の冷媒温度を検
出して、サイクル内を循環する冷媒組成を演算する組成
演算器を設けると共に、この組成演算器により検出され
た循環組成に応じて冷凍サイクルの運転制御を行う制御
装置を設けたものである。

【００１２】本発明の請求項６に係る非共沸混合冷媒を
用いた冷凍空調装置は、圧縮機、四方弁、第１熱交換
器、第１膨張弁、及び第２熱交換器を連結して冷凍サイ
クルを構成するものにおいて、第１熱交換器と第１膨張
弁の間の配管と、圧縮機の吸入配管とを第２膨張弁を介
してバイパス配管で接続し、第２膨張弁の出口部の冷媒
の温度と圧力を検出して、サイクル内を循環する冷媒組
成を演算する組成演算器を設けると共に、この組成演算
器により検出された循環組成に応じて冷凍サイクルの運
転制御を行う制御装置を設けたものである。

【００１３】本発明の請求項７に係る非共沸混合冷媒を
用いた冷凍空調装置は、請求項５または６の冷凍空調装
置におけるバイパス配管に、第１熱交換器と第１膨張弁
の間の配管とで熱交換を行う熱交換部を設けたものであ
る。

【００１４】本発明の請求項８に係る非共沸混合冷媒を
用いた冷凍空調装置は、上記各冷凍空調装置に対して、
組成演算器で検出された循環組成が所定範囲から外れた
場合に警告信号を発する比較演算手段と、この比較演算
手段が発する警報信号によって動作する警報手段を設け
たものである。

【００１５】

【作用】本発明の請求項１においては、圧縮機、凝縮
器、膨張弁、及び蒸発器を連結した冷凍サイクル内を循
環する冷媒組成を、蒸発器入口部の冷媒の温度と圧力、
及び凝縮器出口部の冷媒温度を検出して、検出値を組成
演算器に入力し、演算する。組成演算器が検出した冷媒
循環組成は制御装置に入力され、冷媒循環組成に応じた
圧縮機や膨張弁などの制御値が決定されるため、冷凍空
調装置の運転条件や負荷条件の変化により循環組成が変
化した場合や、あるいは冷凍空調装置使用中の冷媒漏れ
や、冷媒充填時の誤動作で循環組成が変化した場合でも
冷凍空調装置の最適運転を可能にすることができる。

【００１６】本発明の請求項２においては、上記冷凍サ
イクルにおける蒸発器入口部の冷媒の温度と圧力のみを
組成演算器に入力し、組成演算器では蒸発器へ流入する
冷媒の乾き度が所定の値と仮定して冷媒組成を演算す
る。従って、簡単な装置構成で、上記装置と同様のもの
が実現する。

【００１７】本発明の請求項３においては、圧縮機、凝
縮器、膨張弁、蒸発器、及びアキュムレータを連結した
冷凍サイクルにおいて、アキュムレータ内、または上記
アキュムレータと圧縮機吸入配管との間の冷媒温度と圧
力を検出して、検出値を組成演算器に入力し、組成演算
器ではアキュムレータへ流入する冷媒の乾き度が所定の
値と仮定して冷媒組成を演算する。従って、上記装置と
同様、簡単な装置構成で、循環組成が変化した場合でも
冷凍空調装置の最適運転を可能にすることができる。

【００１８】本発明の請求項４においては、アキュムレ
ータの液面を検知し、検知信号を組成演算器に入力す
る、組成演算器では予め調べておいた液面の高さと循環
組成の関係から、冷媒組成を演算する。従って、上記装
置と同様、簡単な装置構成で、循環組成が変化した場合
でも冷凍空調装置の最適運転を可能にすることができ
る。

【００１９】本発明の請求項５、及び６においては、圧
縮機、四方弁、第１熱交換器、第１膨張弁、及び第２熱
交換器を連結した冷凍サイクルにおいて、第１熱交換器
と第１膨張弁の間の配管と、上記圧縮機の吸入配管とを
第２膨張弁を介して接続するバイパス配管を設け、ここ
に温度検出器と圧力検出器を設けて冷媒組成を演算す
る。この様な構成では、第２膨張弁の下流側が常に低圧
の二相状態になるので、冷房、暖房にかかわらず、同一
の検出器で検出された温度、及び圧力から冷媒組成がわ
かる。

【００２０】本発明の請求項７においては、バイパス配
管に熱交換部を設け、バイパス配管を流れる冷媒の持つ
エンタルピーを主配管を流れる冷媒へ伝達し、エネルギ
ーロスを防ぐ。

【００２１】本発明の請求項８においては、組成演算器
が検出した冷媒循環組成が、予め定めた所定範囲から外
れた場合には、これを比較演算手段によって判断し、警
報手段を作動させるため、非共沸混合冷媒の循環組成が
使用中に冷媒漏れによって変化したり、冷媒充填時の誤
動作で循環組成が変化したことを確実に検知でき、安全
性や信頼性の高い冷凍空調装置の提供が可能となる。

【００２２】

【実施例】

実施例１．以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１は本発明に係わる冷凍空調装置の第１の実施例
を示すもので、１は圧縮機、２は凝縮器、３は電気式膨
張弁、４は蒸発器、５はアキュムレータであり、これら
を配管により直列に接続することにより冷凍サイクルを
構成しており、電気式膨張弁３の開度は制御装置２１の
出力信号により制御される。この冷凍サイクルには、例
えば高沸点成分Ｒ１３４ａと低沸点成分Ｒ３２からなる
非共沸混合冷媒が充填されている。

【００２３】蒸発器４の入口部には、その冷媒温度Ｔ1
を検出する第１温度検出器１１と冷媒圧力Ｐ1 を検出す
る第１圧力検出器１２がそれぞれ設けられており、また
凝縮器２の出口部には、その冷媒温度Ｔ2 を検出する第
２温度検出器１３が設けられており、これら検出器１
１、１２、１３の検出信号は組成演算器２０に入力され
る。また、圧縮機１の吐出配管にはその冷媒圧力を検出
する第２圧力検出器１４が設けられており、この検出器
１４の検出信号は、検出器１３の検出信号とともに制御
装置２１に入力される。

【００２４】組成演算器２０は、検出器１１、１２、１
３が検出する温度Ｔ1 、圧力Ｐ1 、温度Ｔ2 に基づいて
非共沸混合冷媒の循環組成αを演算する機能を有してお
り、この循環組成αの演算値は制御装置２１に入力され
る。また制御装置２１は、循環組成αと検出器１４が検
出する圧力Ｐ2 から凝縮圧力における飽和液温度ＴLを
演算する機能と、この飽和液温度ＴL と検出器１３が検
出する温度Ｔ2 から凝縮器２の出口部における過冷却度
を演算する機能と、この過冷却度が所定の値となるよう
に電気式膨張弁３の開度を制御する機能を有している。

【００２５】次に、上記のように構成された本実施例の
動作について説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧
の冷媒ガスは凝縮器２で凝縮液化し、膨張弁３で減圧さ
れ、低圧の気液二相冷媒となって蒸発器４に流入する。
この冷媒は、蒸発器４で蒸発し、アキュムレータ５を経
て圧縮機１に戻り、再び圧縮されて凝縮器２へ送り込ま
れる。冷凍空調装置の運転条件や負荷条件によって発生
した余剰な冷媒は、アキュムレータ５内に溜る。

【００２６】次に、組成演算器２０の動作を図２に示す
フローチャート、及び図３に示す冷凍サイクルの圧力−
エンタルピー線図、図４の非共沸混合冷媒の気液平衡線
図に基づいて説明する。なお、図３において、実線Ａは
循環組成αに対する飽和液曲線、実線Ｂは循環組成αに
対する飽和蒸気曲線、実線Ｃはサイクル動作線、一点鎖
線は等温線である。また、図４において、横軸は低沸点
成分の重量分率、縦軸は温度、点線は蒸発器４の入口部
の圧力がＰ1 の時の飽和蒸気温度（Ｘ＝１）、一点鎖線
は飽和液温度（Ｘ＝０）、実線は乾き度Ｘにおける温度
（０〈Ｘ〈１）である。組成演算器２０の動作が開始さ
れると、まずステップＳ１では、検出器１１、１２、１
３で検出された蒸発器４の入口部の冷媒温度Ｔ1 と圧力
Ｐ1 、及び凝縮器２の出口部の温度Ｔ2 を組成演算器２
０に取り込む。次にステップＳ２では、冷凍サイクル内
の循環組成αを仮定し、ステップＳ３では、この仮定の
下で、蒸発器４へ流入する冷媒の乾き度Ｘを計算する。
すなわち図３に示すように仮定した循環組成αの下で
は、凝縮器２の出口部の温度Ｔ2 からエンタルピーＨが
求まり、蒸発器４の入口部の圧力Ｐ1 よりＨ_L が得ら
れ、蒸発器４の入口部の乾き度Ｘが近似的に次式により
一義的に定まる。

【００２７】

【数１】

【００２８】ここでＨ_Vは飽和蒸気曲線とサイクル動作
線が交わる点のエンタルピーである。実際には乾き度Ｘ
と温度Ｔ2 、及び圧力Ｐ1 との関係を予め組成演算器２
０内に記憶しておき、温度Ｔ2 、圧力Ｐ1 の値を用い
て、乾き度Ｘを算出する。さらにステップＳ４では、こ
の蒸発器４の入口部の乾き度Ｘと蒸発器４の入口部の冷
媒温度Ｔ1 、及び圧力Ｐ1 より循環組成α^*を計算す
る。すなわち乾き度がＸである気液二相状態の非共沸混
合冷媒の温度と圧力は、図４に示すように冷凍サイクル
内を流れる循環組成によって定まる。したがって図４中
実線で示した特性を用いることにより、循環組成α^*を
計算することができる。ステップＳ５では、この循環組
成α^*と最初に仮定した循環組成αを比較し、両者が一
致していれば、循環組成はαとして求まる。両者が一致
していなければ、ステップＳ２に戻り、再び循環組成α
を仮定し直し、両者が一致するまで計算を続行する。

【００２９】次に、制御装置２１の動作を図５に示すフ
ローチャートを用いて説明する。制御装置２１の動作が
開始されると、まずステップＳ１では、凝縮器２の出口
部の温度Ｔ2 と凝縮圧力Ｐ2 を検出する。次にステップ
Ｓ２では、組成演算器２０より循環組成αを取り込み、
ステップＳ３では、凝縮圧力Ｐ2 と循環組成αから、圧
力Ｐ2 における飽和液温度ＴL を計算する。この飽和液
温度ＴL は、循環組成αが定まっているため、圧力Ｐ2
より一義的に定まる（図３参照）。さらにステップＳ４
では、Ｔ2 とＴL から凝縮器２の出口部の冷媒過冷却度
ＳＣを計算する（ＳＣ＝ＴL −Ｔ2 ）。ステップＳ５で
は、この過冷却度ＳＣが所定の値、例えば５℃と一致し
ているか否かを判定し、所定の値と一致していると判断
されたときには、終了ステップへ移行する。また所定の
の値と一致していないと判断された場合には、ステップ
Ｓ６へ移行して電気式膨張弁３の開度変更処理を実行す
る。

【００３０】上記の動作を繰り返すことにより、冷凍空
調装置の運転条件や負荷条件の変化により冷凍サイクル
内の循環組成が変化した場合や、あるいは冷凍空調装置
使用中の冷媒漏れや、冷媒充填時の誤動作で循環組成が
変化した場合でも、凝縮器２の出口部の過冷却度は適正
値に保たれ、常に最適な運転が可能となる。

【００３１】なお、本実施例としては、混合冷媒として
二成分系を対象として説明したが、三成分系など多成分
系の場合においても同様の効果を得ることができる。

【００３２】また本実施例の制御装置２１では、サイク
ル内の循環組成が変化しても、凝縮器２の出口部の過冷
却度を一定に保つように電気式膨張弁３の開度を制御す
るものについて説明したが、蒸発器４の出口部の温度を
検出して、循環組成αと蒸発圧力Ｐ1 から圧力Ｐ1 にお
ける飽和蒸気温度Ｔｖを計算し（図３参照）、蒸発器４
の出口部の過熱度が一定となるように制御するものであ
っても、上記と同様、冷凍空調装置の最適運転を可能に
することができる。

【００３３】さらに本実施例では、制御装置２１は、サ
イクル内の循環組成が変化しても電気式膨張弁３の開度
を最適に制御するものについて説明したが、圧縮機１の
回転数を循環組成に応じて制御するものであっても、同
様の効果を得ることができる。

【００３４】実施例２．図６は本発明に係わる冷凍空調
装置の第２の実施例を示すもので、蒸発器４の入口部に
は、その冷媒温度Ｔ1 を検出する第１温度検出器１１と
第１冷媒圧力Ｐ1 を検出する第１圧力検出器１２がそれ
ぞれ設けられており、これら検出器１１、１２検出信号
は組成演算器２０に入力される。また凝縮器２の出口部
には、その冷媒温度Ｔ2 を検出する第２温度検出器１３
が設けられており、また圧縮機１の吐出配管にはその冷
媒圧力を検出する第２圧力検出器１４が設けられてお
り、これら検出器１３、１４の検出信号は、制御装置２
１に入力される。

【００３５】組成演算器２０は、検出器１１、１２、が
検出する温度Ｔ1 、及び圧力Ｐ1 に基づいて非共沸混合
冷媒の循環組成αを演算する機能を有しており、この循
環組成αの演算値は制御装置２１に入力される。また制
御装置２１は、循環組成αと検出器１４が検出する圧力
Ｐ2 から凝縮圧力における飽和液温度ＴL を演算する機
能と、この飽和液温度ＴL と検出器１３が検出する温度
Ｔ2 から凝縮器２の出口部の過冷却度を演算する機能
と、この過冷却度が所定の値となるように電気式膨張弁
３の開度を制御する機能を有している。

【００３６】次に、本実施例の組成演算器２０の動作を
説明する。組成演算器２０では、まず蒸発器４の入口部
の温度Ｔ1 と圧力Ｐ1 を取り込む。蒸発器４へ流入する
冷媒は、通常乾き度が０．１から０．３程度の気液二状
態となっており、この乾き度を例えば０．２と仮定する
ことにより、温度Ｔ1 と圧力Ｐ1 の情報のみで、循環組
成αを推定することができる。すなわち、図４中に実線
で示した特性を用いることにより、温度Ｔ1 と圧力Ｐ1
から循環組成αを計算することができる。

【００３７】なお、制御装置２１の動作は、実施例１と
同様であるため、説明は省略するが、本実施例では蒸発
器４の入口部の温度と圧力のみにより、冷凍サイクル内
の循環組成を検出することができ、循環組成が変化して
も凝縮器２の出口部の過冷却度は適正値に保たれ、常に
最適な運転が可能となる。

【００３８】なお、乾き度Ｘの設定値は上記実施例では
０．１から０．３程度としたが、上記値に限定しない。

【００３９】このように構成することにより、組成演算
器２０での演算が簡単になり、簡単な装置構成で上記と
同様の装置が実現でき、安価となる。

【００４０】実施例３．図７は本発明に係わる冷凍空調
装置の第３の実施例を示すものであり、アキュムレータ
５内には、その冷媒温度Ｔ1 を検出する第１温度検出器
１１と冷媒圧力Ｐ1 を検出する圧力検出器１２がそれぞ
れ設けられており、これら検出器１１、１２の検出信号
は組成演算器２０に入力される。組成演算器２０は、検
出器１１、１２、が検出するアキュムレータ５内の温度
Ｔ1 、及び圧力Ｐ1 に基づいて非共沸混合冷媒の循環組
成αを演算する機能を有しており、以下、この組成演算
器２０の動作について説明する。

【００４１】演算制御器２０では、まず検出器１１、１
２で検出されたアキュムレータ５内の冷媒温度Ｔ1 と圧
力Ｐ1 を取り込む。アキュムレータ５へ流入する冷媒
は、通常乾き度が０．８〜１．０程度の気液二相状態と
なっているが、近似的に乾き度を例えば０．９と見なす
ことができる。この状態の冷媒の温度と圧力は、図８に
示すように冷凍サイクル内を流れる非共沸混合冷媒の循
環組成によって定まる。したがって図８中実線で示した
特性を用いることによりアキュムレータ５内の温度Ｔ1
、及び圧力Ｐ1 のみで、循環組成αを演算することが
できる。

【００４２】なお、制御装置２１の動作は、実施例１と
同様であるため、説明は省略するが、本実施例ではアキ
ュムレータ５内の温度と圧力のみにより、冷凍サイクル
内の循環組成を検出することができ、実施例２と同様、
組成演算器２０での演算が簡単になり、簡単な装置構成
で、実施例１と同様の装置が、安価に得られる。

【００４３】なお、本実施例ではアキュムレータ５内の
温度と圧力を測定するものを示したが、アキュムレータ
５と圧縮機１の吸入配管との間に第１温度検出器１１と
圧力検出器１２を設けてもよい。また、乾き度Ｘの設定
値は上記実施例では０．８から１．０程度としたが、上
記値に限定しない。

【００４４】実施例４．図９は本発明に係わる冷凍空調
装置の第４の実施例を示すもので、アキュムレータ５に
は、その内部の冷媒液面を検出する液面検出器１５が設
けられており、さらにこの液面検出器１５の信号は、組
成演算器２０に入力される。この液面検出器１５として
は、例えば超音波式液面計や静電容量式液面計など公知
の液面計が用いられる。組成演算器２０は、検出器１５
が検出するアキュムレータ５内の冷媒液面高さｈに基づ
いて、非共沸混合冷媒の循環組成αを演算する機能を有
しており、以下、この組成演算器２０の動作について説
明する。

【００４５】組成演算器２０の動作が開始されると、ま
ず液面検出器１５で検出されたアキュムレータ５内の冷
媒液面高さｈを取り込む。一般に、非共沸混合冷媒を用
いた冷凍サイクルのアキュムレータ内の冷媒は、高沸点
成分に富んだ液相と、低沸点成分に富んだ気相に分離さ
れ、高沸点成分に富んだ液相はアキュムレータ内に貯溜
される。このためアキュムレータ内に液冷媒が存在する
と、冷凍サイクル内を循環する冷媒組成は低沸点成分が
多くなる（循環組成が増加する）傾向を示す。図１０は
このアキュムレータ内の冷媒液面高さｈと循環組成αの
関係を示したもので、アキュムレータ内の冷媒液面高さ
が増加する、すなわちアキュムレータ内の液冷媒量が増
加する程、循環組成は増加する。したがって、この図１
０に示した関係を予め実験などによって調べておけば、
液面検出器１５で検出されたアキュムレータ５内の冷媒
液面高さｈから循環組成αを演算することができる。

【００４６】なお、制御装置２１の動作は、実施例１と
同様であるため、説明は省略するが、本実施例ではアキ
ュムレータ５内の冷媒液面高さのみにより、冷凍サイク
ル内の循環組成を検出することができ、装置構成が簡単
で、かつ循環組成が変化しても凝縮器２の出口部の過冷
却度は適正値に保たれ、常に最適な運転が可能となる。

【００４７】なお、上記実施例では、液面検知手段１５
として超音波式や静電容量式などの液面計を用いた場合
について説明したが、冷凍サイクルの運転条件や負荷条
件に基づいてサイクル内の余剰な冷媒量を演算し、アキ
ュムレータ５内の液面高さを検出しても同様の効果を発
揮する。例えば、冷房運転時は余剰冷媒は発生せず、暖
房運転時にはある量の余剰冷媒が発生することを、予め
実験などによって調べておき、予め計測されたこの運転
条件と余剰冷媒量の関係から、アキュムレータ５内の液
面高さを演算で検出しても良い。またこの際、冷暖房運
転時の室内空気温度や室外空気温度などの情報を付加し
て、アキュムレータ内の液面検出精度を向上させても良
い。

【００４８】実施例５．図１１は本発明に係わる冷凍空
調装置の第５の実施例を示すものであり、１台の室外機
に２台の室内機を接続してなる冷凍空調装置を示してい
る。図１１において、３０は室外機で、圧縮機１、及び
四方弁３１、室外熱交換器（第１熱交換器）３２、室外
送風機３３、アキュムレータ５で構成されており、圧縮
機１の吐出側の配管には第２圧力検出器１４が設けられ
ている。４０ａ、４０ｂ（以下、総称する時は４０）は
各々室内機で、室内熱交換器（第２熱交換器）４１ａ、
または４１ｂ（以下、総称する時は４１）と、第１膨張
弁である電気式膨張弁３ａ、または３ｂ（以下、総称す
る時は３）で構成されており、室内熱交換機４１の出入
口部には、各々第３温度検出器４２ａ、４２ｂ（以下、
総称する時は４２）、及び第４温度検出器４３ａ、４３
ｂ（以下、総称する時は４３）が設けられている。また
室外熱交換器３２と室内機４０内の電気式膨張弁３を接
続する配管の途中には、この配管とアキュムレータ５を
接続するバイパス配管５０が設けられており、このバイ
パス配管５０の途中には第２膨張弁である毛細管５１が
設けられている。また、バイパス配管５０には、毛細管
５１の出口部に第１温度検出器１１と第１圧力検出器１
２が設けられており、また毛細管５１の入口部には第２
温度検出器１３が設けられている。なお、室内送風機は
省略している。

【００４９】２０は組成演算器であり、バイパス配管５
０に設けられた第１温度検出器１１、第１圧力検出器１
２、第２温度検出器１３の信号が入力され、サイクル内
を循環する冷媒組成を演算する。２１は制御装置であ
り、組成演算器２０からの循環組成信号、及び第１圧力
検出器１２、第２圧力検出器１４、室内機４０内の第３
温度検出器４２、第４温度検出器４３からの信号が入力
される。制御装置２１では、これらの入力信号を下に、
循環組成に応じた圧縮機１の回転数と室外送風機３３の
回転数、室内機の電気式膨張弁３の開度を演算し、その
指令を圧縮機１、室外送風機３３、電気式膨張弁３にそ
れぞれ送信する。圧縮機１、及び室外送風機３３、電気
式膨張弁３では、制御装置２１より送られた指令値を受
けて、その回転数や弁開度が駆動される。また、２２は
比較演算手段であり、組成演算器２０より循環組成信号
が入力され、循環組成が予め定めた所定範囲内に入って
いるか否かを比較演算する。この比較演算手段２２に
は、警報装置２３が接続されており、循環組成が所定範
囲から外れた場合には、警告信号を警報装置２３に送信
する。

【００５０】次に、上記のように構成された本実施例の
動作について、図１１、及び図１２に示す制御ブロック
図を用いて説明する。組成演算器２０は、バイパス配管
５０に設けた第１温度検出器１１、第１圧力検出器１
２、第２温度検出器１３からの信号を取り込み、図３、
及び図４に示した関係を用いて、毛細管５１の入口部の
冷媒乾き度Ｘを計算し、サイクル内の循環組成αを演算
する。制御装置２１では、この循環組成αに応じた最適
な圧縮機１の回転数指令と室外送風機３３の回転数指
令、電気式膨張弁３の開度指令を演算する。

【００５１】まず暖房運転について説明する。暖房運転
時には、冷媒は図１１中の実線矢印の方向に循環し、室
内熱交換器４１が凝縮器となって暖房が行われる。圧縮
機１の回転数は、凝縮圧力が目標値に一致するように制
御され、この凝縮圧力目標値は、例えば凝縮温度Ｔｃが
５０℃となる圧力として求まる。非共沸混合冷媒の凝縮
温度を、飽和蒸気温度と飽和液温度の平均値と定義する
と、凝縮温度Ｔｃが５０℃となる凝縮圧力目標値Ｐｃ
は、図１３に示すように、循環組成αにより一義的に定
まる。従って制御装置２１では、予め図１３の関係式を
記憶させておき、組成演算器２０から送信される循環組
成信号を用いて、凝縮圧力目標値が演算される。さらに
制御装置２１では、第２圧力検出器１４が検出する圧力
と凝縮圧力目標値との差に応じて、ＰＩＤ制御等のフィ
ードバック制御により圧縮機１の回転数の修正値が演算
され、圧縮機回転数指令が圧縮機１に出力される。

【００５２】室外送風機３３の回転数は、蒸発圧力が目
標値に一致するように制御され、この蒸発圧力目標値
は、例えば蒸発温度Ｔｅが０℃となる圧力として求ま
る。非共沸混合冷媒の蒸発温度を、飽和蒸気温度と飽和
液温度の平均値と定義すると、蒸発温度Ｔｅが０℃とな
る蒸発圧力目標値Ｐｅは、図１４に示すように、循環組
成αにより一義的に定まる。従って制御装置２１では、
予め図１４の関係式を記憶させておき、組成演算器２０
から送信される循環組成信号を用いて、蒸発圧力目標値
が演算される。さらに制御装置２１では、第１圧力検出
器１２が検出する圧力と蒸発圧力目標値との差に応じ
て、ＰＩＤ制御等のフィードバック制御により室外送風
機３３の回転数の修正値が演算され、室外送風機回転数
指令が室外送風機３３に出力される。

【００５３】電気式膨張弁３の開度は、室内熱交換器４
１の出口部の過冷却度が所定の値、例えば５℃となるよ
うに制御される。この過冷却度は、室内熱交換器４１内
の圧力における飽和液温度と室内熱交換器４１の出口部
の温度との差として求めることができ、飽和液温度は図
１５に示すように圧力と循環組成の関数として求めるこ
とができる。従って制御装置２１では、予め図１５の関
係式を記憶させておき、組成演算器２０から送信される
循環組成信号と第２圧力検出器１４から送信される圧力
信号、及び第３温度検出器４２から送信される温度信号
を用いて、飽和液温度、及び室内熱交換器４１の出口部
過冷却度が演算される。さらに制御装置２１では、この
出口部の過冷却度と所定値（５℃）との差に応じて、Ｐ
ＩＤ制御等のフィードバック制御により電気式膨張弁３
の開度の修正値が演算され、電気式膨張弁開度指令が電
気式膨張弁３に出力される。

【００５４】一方、冷房運転時には、冷媒は図１１中の
破線矢印の方向に循環し、室内熱交換器４１が蒸発器と
なって冷房が行われる。圧縮機１の回転数は、蒸発圧力
が目標値に一致するように制御され、この蒸発圧力目標
値は、例えば蒸発温度Ｔｅが０℃となる圧力として求ま
る。非共沸混合冷媒の蒸発温度を、飽和蒸気温度と飽和
液温度の平均値と定義すると、蒸発温度Ｔｅが０℃とな
る蒸発圧力目標値Ｐｅは、図１４に示すように、循環組
成αにより一義的に定まる。従って制御装置２１では、
予め図１４の関係式を記憶させておき、組成演算器２０
から送信される循環組成信号を用いて、蒸発圧力目標値
が演算される。さらに制御装置２１では、第１圧力検出
器１２が検出する圧力と蒸発圧力目標値との差に応じ
て、ＰＩＤ制御等のフィードバック制御により圧縮機１
の回転数の修正値が演算され、圧縮機回転数指令が圧縮
機１に出力される。

【００５５】室外送風機３３の回転数は、凝縮圧力が目
標値に一致するように制御され、この凝縮圧力目標値
は、例えば凝縮温度Ｔｃが５０℃となる圧力として求ま
る。非共沸混合冷媒の凝縮温度を、飽和蒸気温度と飽和
液温度の平均値と定義すると、凝縮温度Ｔｃが５０℃と
なる凝縮圧力目標値Ｐｃは、図１３に示すように、循環
組成αにより一義的に定まる。従って制御装置２１で
は、予め図１３の関係式を記憶させておき、組成演算器
２０から送信される循環組成信号を用いて、凝縮圧力目
標値が演算される。さらに制御装置２１では、第２圧力
検出器１４が検出する圧力と凝縮圧力目標値との差に応
じて、ＰＩＤ制御等のフィードバック制御により室外送
風機３３の回転数の修正値が演算され、室外送風機回転
数指令が室外送風機３３に出力される。

【００５６】電気式膨張弁３の開度は、室内熱交換器４
１の出口部の過熱度が所定の値、例えば５℃となるよう
に制御される。この過熱度は、室内熱交換器４１内の圧
力における飽和蒸気温度と室内熱交換器４１の出口部の
温度との差として求めることができ、飽和蒸気温度は図
１５に示した飽和液温度と同様に圧力と循環組成の関数
として求めることができる。従って制御装置２１では、
予め飽和蒸気温度と圧力と循環組成の関係式を記憶させ
ておき、組成演算器２０から送信される循環組成信号と
第１圧力検出器１２から送信される圧力信号、及び第４
温度検出器４３から送信される温度信号を用いて、飽和
蒸気温度、及び室内熱交換器４１の出口部過熱度が演算
される。さらに制御装置２１では、この出口部過熱度と
所定値（５℃）との差に応じて、ＰＩＤ制御等のフィー
ドバック制御により電気式膨張弁３の開度の修正値が演
算され、電気式膨張弁開度指令が電気式膨張弁３に出力
される。

【００５７】次に、比較演算手段２２の動作について説
明する。比較演算手段２２は、組成演算器２０から循環
組成信号を取り込み、この循環組成が、予め記憶された
適正循環組成範囲内であるか否かを判定し、循環組成が
適正循環組成範囲内であれば、そのまま運転は続行され
る。一方、循環組成が使用中に冷媒漏れによって変化し
たり、冷媒充填時の誤動作で循環組成が変化した場合に
は、比較演算手段２２では、この循環組成が、予め記憶
された適正循環組成範囲外であると判定すると、警報信
号を警報装置２３へ送信する。この警報信号を受けた警
報装置２３では、警告を所定時間発信して、冷凍空調装
置の非共沸混合冷媒の循環組成が、適正範囲から外れて
いることを警告する。

【００５８】以上のように、本実施例に示すものでは、
冷房、暖房にかかわらず、常に第２膨張弁の下流側が低
圧の二相状態になるので、冷房時においても、暖房時に
おいても同一の検出器で温度、及び圧力を計測でき、冷
媒組成を演算することができる。従って、冷暖房別に検
出器を設ける必要がなく装置構成が簡単となり、かつ循
環組成が変化しても、常に最適な運転が可能となる。

【００５９】なお、本実施例では、暖房運転時の室外送
風機３３の回転数を、第１圧力検出器１２の値が、循環
組成から演算される蒸発圧力目標値と一致するように制
御するものについて説明したが、室外熱交換器３３の入
口部に温度検出器を設け、この温度が所定の値（例えば
０℃）となるように制御しても、同様の効果を得ること
ができる。

【００６０】また本実施例では、冷房運転時の電気式膨
張弁３の開度を、室内熱交換器４１の出口部の過熱度が
所定の値（例えば５℃）となるように制御するものにつ
いて説明したが、室内熱交換器４１の出入口温度差が所
定の値（例えば１０℃）となるように、すなわち第４温
度検出器と第３温度検出器の差温が所定の値となるよう
に制御しても、同様の効果を得ることができる。

【００６１】さらに本実施例では、１台の室外機３０に
２台の室内機４０が接続された、冷凍空調装置で説明し
たが、これに限るものではなく、１台の室内機のみが接
続されたものや、３台以上の室内機が接続されたもので
あっても、同様の効果を得ることができる。

【００６２】実施例６．図１６、及び図１７は本発明に
係わる冷凍空調装置の第６の実施例を示すもので、図１
１と図１６で、同じ番号の要素は同一要素を示してい
る。冷媒は、暖房運転時には図１６中の実線矢印の方向
に循環し、冷房運転時には破線矢印の方向に循環する。
この実施例では、組成演算器２０に入力される信号は、
第１温度検出器１１と第１圧力検出器１２のみであり、
バイパス配管５０の毛細管５１に流入する冷媒乾き度Ｘ
を、例えば暖房運転時には０．１、冷房運転時には０．
２と仮定して、第１温度検出器１１と第１圧力検出器１
２からの信号のみで、循環組成を演算する。以下、制御
装置２１、及び比較演算手段２２の動作は実施例５と同
様である。

【００６３】従って、本実施例による冷凍空調装置は、
実施例２と同様、組成演算器２０での演算が簡単にな
り、簡単な装置構成で実施例５と同様の装置が実現で
き、安価となる。

【００６４】実施例７．図１８、及び図１９は本発明に
係わる冷凍空調装置の第７の実施例を示すもので、図１
１と図１８で、同じ番号の要素は同一要素を示してい
る。冷媒は、暖房運転時には図１８中の実線矢印の方向
に循環し、冷房運転時には破線矢印の方向に循環する。
バイパス配管５０には、第２膨張弁として、第２電気式
膨張弁５１が設けられており、この弁開度は、制御装置
２１により制御される。またバイパス配管５０の途中に
は、室外熱交換器３２と第１電気式膨張弁３とを接続す
る配管（主配管）と熱交換を行う熱交換部５２が設けら
れており、バイパス配管５０を流れる冷媒のもつエンタ
ルピーを主配管を流れる冷媒へ伝達するので上記エンタ
ルピーが回収され、エネルギーロスを防いでいる。さら
にこの熱交換部５２の出口部には、第５温度検出器１６
が設けられ、この検出信号は制御装置２１に送られる。

【００６５】本実施例における制御装置２１では、バイ
パス配管５０に設けた第２電気式膨張弁５１の制御法の
みが、実施例６と異なるため、この第２電気式膨張弁５
１の制御法について説明する。第２電気式膨張弁５１の
開度は、バイパス配管５０に設けられた熱交換部５２の
出入口部の温度差が所定の値（例えば１０℃）となるよ
うに制御される。すなわち、バイパス配管５１に設けら
れた第１温度検出器１１と第５温度検出器１６の信号が
制御装置２１に送信され、制御装置２１ではこの第１温
度検出器１１と第５温度検出器１６が検出した温度の差
を演算し、この温度差と所定値（例えば１０℃）との差
に応じて、ＰＩＤ制御等のフィードバック制御により第
２電気式膨張弁５１の開度の修正値が演算され、電気式
膨張弁開度指令が第２電気式膨張弁５１に出力される。
このようにすることにより、バイパス配管５０からアキ
ュムレータ５にいく冷媒が常に蒸気の状態となり、エネ
ルギーが有効に使われ、かつ圧縮機１への液戻りも防げ
る効果がある。

【００６６】なお、上記実施例では、第２膨張弁５１と
して電気式膨張弁を用いた場合について説明したが、毛
細管などでもよい。

【００６７】実施例８．図２０、及び図２１は本発明に
係わる冷凍空調装置の第８の実施例を示すもので、図１
８と図２０で、同じ番号の要素は同一要素を示してい
る。冷媒は、暖房運転時には図２０中の実線矢印の方向
に循環し、冷房運転時には破線矢印の方向に循環する。
この実施例では、組成演算器２０に入力される信号は、
実施例２、及び実施例６と同様、第１温度検出器１１と
第１圧力検出器１２のみであり、バイパス配管５０の第
２電気式膨張弁５１に流入する冷媒乾き度Ｘを、例えば
暖房運転時には０．１、冷房運転時には０．２と仮定し
て、第１温度検出器１１と第１圧力検出器１２からの信
号のみで、循環組成を演算する。以下、制御装置２１、
及び比較演算手段２２の動作は実施例７と同様である。

【００６８】なお、上記実施例では、第２膨張弁５１と
して電気式膨張弁を用いた場合について説明したが、毛
細管などでもよい。

【００６９】また、上記実施例５ないし実施例８では、
アキュムレータ５を有する冷凍空調装置を示したが、無
いものでもよい。この場合、バイパス配管５０は圧縮機
の吸入配管と主配管とを第２膨張弁を介して接続する構
成となる。さらに、上記実施例５ないし実施例８では、
比較演算手段２２が接続されており、循環組成が所定範
囲から外れた場合には、警告信号を警報装置２３に送信
するように構成されているが、これら比較演算手段２
２、及び警報装置２３を設けなくてもよい。また、実施
例１ないし実施例４に対し、上記比較演算手段２２、及
び警報装置２３を設けてもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１によれ
ば、非共沸混合冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、膨張弁、
及び蒸発器を連結して冷凍サイクルを構成する冷凍空調
装置において、蒸発器入口部の冷媒の温度と圧力、及び
凝縮器出口部の冷媒温度を検出してサイクル内を循環す
る冷媒組成を演算する組成演算器を設けると共に、この
組成演算器により検出された循環組成に応じて冷凍サイ
クルの運転制御を行う制御装置を設けたので、サイクル
内の循環組成が変化しても、常に最適な運転が可能とな
る。

【００７１】また、本発明の請求項２によれば、非共沸
混合冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器
を連結して冷凍サイクルを構成する冷凍空調装置におい
て、蒸発器入口部の冷媒の温度と圧力を検出してサイク
ル内を循環する冷媒組成を演算する組成演算器を設ける
と共に、この組成演算器により検出された循環組成に応
じて冷凍サイクルの運転制御を行う制御装置を設けたの
で、簡単な装置構成で、上記装置と同様の効果がある。

【００７２】また、本発明の請求項３によれば、非共沸
混合冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、及
びアキュムレータを連結して冷凍サイクルを構成する冷
凍空調装置において、アキュムレータ内、あるいはアキ
ュムレータと圧縮機吸入配管との間の冷媒の温度と圧力
を検出してサイクル内を循環する冷媒組成を演算する組
成演算器を設けると共に、この組成演算器により検出さ
れた循環組成に応じて冷凍サイクルの運転制御を行う制
御装置を設けたので、簡単な装置構成で、上記装置と同
様の効果がある。

【００７３】また、本発明の請求項４によれば、非共沸
混合冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、及
びアキュムレータを連結して冷凍サイクルを構成する冷
凍空調装置において、アキュムレータの液面を検出して
サイクル内を循環する冷媒組成を演算する組成演算器を
設けると共に、この組成演算器により検出された循環組
成に応じて冷凍サイクルの運転制御を行う制御装置を設
けたので、簡単な装置構成で、上記装置と同様の効果が
ある。

【００７４】また、本発明の請求項５によれば、非共沸
混合冷媒を用い、圧縮機、四方弁、第１熱交換器、第１
膨張弁、及び第２熱交換器を連結して冷凍サイクルを構
成する冷凍空調装置において、第１熱交換器と第１膨張
弁の間の配管と、圧縮機の吸入配管とを第２膨張弁を介
してバイパス配管で接続し、第２膨張弁の出口部の冷媒
の温度と圧力、及び第２膨張弁の入口部の冷媒温度を検
出して、サイクル内を循環する冷媒組成を演算する組成
演算器を設けると共に、この組成演算器により検出され
た循環組成に応じて冷凍サイクルの運転制御を行う制御
装置を設けたので、サイクル内の循環組成が変化して
も、常に最適な運転が可能となる。

【００７５】また、本発明の請求項６によれば、非共沸
混合冷媒を用い、圧縮機、四方弁、第１熱交換器、第１
膨張弁、及び第２熱交換器を連結して冷凍サイクルを構
成する冷凍空調装置において、第１熱交換器と第１膨張
弁の間の配管と、圧縮機の吸入配管とを第２膨張弁を介
してバイパス配管で接続し、第２膨張弁の出口部の冷媒
の温度と圧力を検出して、サイクル内を循環する冷媒組
成を演算する組成演算器を設けると共に、この組成演算
器により検出された循環組成に応じて冷凍サイクルの運
転制御を行う制御装置を設けたので、簡単な装置構成
で、上記装置と同様の効果がある。

【００７６】また、本発明の請求項７によれば、非共沸
混合冷媒を用い、圧縮機、四方弁、第１熱交換器、第１
膨張弁、及び第２熱交換器を連結して冷凍サイクルを構
成する上記冷凍空調装置において、バイパス配管に、第
１熱交換器と第１膨張弁の間の配管とで熱交換を行う熱
交換部を設けたので、サイクル内の循環組成が変化して
も、常に最適な運転が可能となるとともに、エネルギー
効率の高い冷凍空調装置が得られる。

【００７７】また、本発明の請求項８によれば、上記各
冷凍空調装置において、組成演算器で検出された循環組
成が所定範囲から外れた場合に警告信号を発する比較演
算手段と、この比較演算手段が発する警報信号によって
動作する警報装置を設けたので、安全性や信頼性の高い
冷凍空調装置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による非共沸混合冷媒を用い
た冷凍空調装置を示す構成図である。

【図２】本発明の実施例１に係わる組成演算器の動作を
示すフローチャートである。

【図３】本発明の実施例１に係わる組成演算器の動作を
圧力−エンタルピー線を用いて説明する説明図である。

【図４】本発明の実施例１に係わる組成演算器の動作を
非共沸混合冷媒の温度と循環組成との関係を用いて説明
する説明図である。

【図５】本発明の実施例１に係わる制御装置の動作を示
すフローチャートである。

【図６】本発明の実施例２による非共沸混合冷媒を用い
た冷凍空調装置を示す構成図である。

【図７】本発明の実施例３による非共沸混合冷媒を用い
た冷凍空調装置を示す構成図である。

【図８】本発明の実施例３に係わる組成演算器の動作を
非共沸混合冷媒の温度と循環組成との関係を用いて説明
する説明図である。

【図９】本発明の実施例４による非共沸混合冷媒を用い
た冷凍空調装置を示す構成図である。

【図１０】本発明の実施例４に係わる組成演算器の動作
をアキュムレータ内の冷媒液面高さと循環組成との関係
を用いて説明する説明図である。

【図１１】本発明の実施例５による非共沸混合冷媒を用
いた冷凍空調装置を示す構成図である。

【図１２】本発明の実施例５による非共沸混合冷媒を用
いた冷凍空調装置の制御ブロック図である。

【図１３】本発明の実施例５に係わる制御装置の動作を
非共沸混合冷媒の凝縮圧力と循環組成との関係を用いて
説明する説明図である。

【図１４】本発明の実施例５に係わる制御装置の動作を
非共沸混合冷媒の蒸発圧力と循環組成との関係を用いて
説明する説明図である。

【図１５】本発明の実施例５に係わる制御装置の動作を
非共沸混合冷媒の飽和液温度と圧力と循環組成との関係
を用いて説明する説明図である。

【図１６】本発明の実施例６による非共沸混合冷媒を用
いた冷凍空調装置を示す構成図である。

【図１７】本発明の実施例６による非共沸混合冷媒を用
いた冷凍空調装置の制御ブロック図である。

【図１８】本発明の実施例７による非共沸混合冷媒を用
いた冷凍空調装置を示す構成図である。

【図１９】本発明の実施例７による非共沸混合冷媒を用
いた冷凍空調装置の制御ブロック図である。

【図２０】本発明の実施例８による非共沸混合冷媒を用
いた冷凍空調装置を示す構成図である。

【図２１】本発明の実施例８による非共沸混合冷媒を用
いた冷凍空調装置の制御ブロック図である。

【図２２】従来の非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置
を示す構成図である。

【符号の説明】

１圧縮機２凝縮器３電気式膨張弁４蒸発器５アキュムレータ１１温度検出器１２圧力検出器１３温度検出器１４圧力検出器１５液面検出器１６温度検出器２０組成演算器２１制御装置２２比較演算器２３警報装置３１四方弁３２室外熱交換器４１室内熱交換
器４２温度検出器４３温度検出器５０バイパス配管５１第２膨張弁５２熱交換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河西智彦和歌山市手平６丁目５番66号三菱電機株式会社和歌山製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒として非共沸混合冷媒を用い、圧縮
機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を連結して冷凍サイク
ルを構成するものにおいて、蒸発器入口部の冷媒温度を
検出する第１温度検出器、上記蒸発器入口部の冷媒圧力
を検出する圧力検出器、凝縮器出口部の冷媒温度を検出
する第２温度検出器、第１温度検出器と上記圧力検出器
と第２温度検出器で検出した信号から、サイクル内を循
環する冷媒組成を演算する組成演算器、及びこの組成演
算器により検出された冷媒組成に応じて上記冷凍サイク
ルの運転制御を行う制御装置を備えたことを特徴とする
非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置。
【請求項２】冷媒として非共沸混合冷媒を用い、圧縮
機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を連結して冷凍サイク
ルを構成するものにおいて、蒸発器入口部の冷媒温度を
検出する温度検出器、上記蒸発器入口部の冷媒圧力を検
出する圧力検出器、上記温度検出器と上記圧力検出器で
検出した信号から、サイクル内を循環する冷媒組成を演
算する組成演算器、及びこの組成演算器により検出され
た冷媒組成に応じて上記冷凍サイクルの運転制御を行う
制御装置を備えたことを特徴とする非共沸混合冷媒を用
いた冷凍空調装置。
【請求項３】冷媒として非共沸混合冷媒を用い、圧縮
機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、及びアキュムレータを連
結して冷凍サイクルを構成するものにおいて、アキュム
レータ内、または上記アキュムレータと圧縮機吸入配管
との間の冷媒温度を検出する温度検出器、上記アキュム
レータ内、または上記アキュムレータと圧縮機吸入配管
との間の冷媒圧力を検出する圧力検出器、上記温度検出
器と上記圧力検出器で検出した信号から、サイクル内を
循環する冷媒組成を演算する組成演算器、及びこの組成
演算器により検出された冷媒組成に応じて上記冷凍サイ
クルの運転制御を行う制御装置を備えたことを特徴とす
る非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装置。
【請求項４】冷媒として非共沸混合冷媒を用い、圧縮
機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、及びアキュムレータを連
結して冷凍サイクルを構成するものにおいて、上記アキ
ュムレータの液面を検知する液面検知手段、この液面検
出手段で検出した信号から、サイクル内を循環する冷媒
組成を演算する組成演算器、及びこの組成演算器により
検出された冷媒組成に応じて上記冷凍サイクルの運転制
御を行う制御装置を備えたことを特徴とする非共沸混合
冷媒を用いた冷凍空調装置。
【請求項５】冷媒として非共沸混合冷媒を用い、圧縮
機、四方弁、第１熱交換器、第１膨張弁、及び第２熱交
換器を連結して冷凍サイクルを構成するものにおいて、
第１熱交換器と第１膨張弁の間の配管と、上記圧縮機の
吸入配管とを第２膨張弁を介して接続するバイパス配
管、第２膨張弁の出口部の冷媒温度を検出する第１温度
検出器、第２膨張弁の出口部の冷媒圧力を検出する圧力
検出器、第２膨張弁の入口部の冷媒温度を検出する第２
温度検出器、第１温度検出器と上記圧力検出器と第２温
度検出器で検出した信号から、サイクル内を循環する冷
媒組成を演算する組成演算器、及びこの組成演算器によ
り検出された冷媒組成に応じて上記冷凍サイクルの運転
制御を行う制御装置を備えたことを特徴とする非共沸混
合冷媒を用いた冷凍空調装置。
【請求項６】冷媒として非共沸混合冷媒を用い、圧縮
機、四方弁、第１熱交換器、第１膨張弁、及び第２熱交
換器を連結して冷凍サイクルを構成するものにおいて、
第１熱交換器と第１膨張弁の間の配管と、上記圧縮機の
吸入配管とを第２膨張弁を介して接続するバイパス配
管、第２膨張弁の出口部の冷媒温度を検出する温度検出
器、第２膨張弁の出口部の冷媒圧力を検出する圧力検出
器、上記温度検出器と上記圧力検出器で検出した信号か
ら、サイクル内を循環する冷媒組成を演算する組成演算
器、及びこの組成演算器により検出された冷媒組成に応
じて上記冷凍サイクルの運転制御を行う制御装置を備え
たことを特徴とする非共沸混合冷媒を用いた冷凍空調装
置。
【請求項７】バイパス配管に、第１熱交換器と第１膨
張弁の間の配管とで熱交換を行う熱交換部を設けたこと
を特徴とする請求項５または６記載の非共沸混合冷媒を
用いた冷凍空調装置。
【請求項８】組成演算器により検出された冷媒組成が
所定範囲から外れた場合に警告信号を発する比較演算手
段、及びこの比較演算手段が発する警報信号によって動
作する警報手段を設けたことを特徴とする請求項１ない
し７のいずれかに記載の非共沸混合冷媒を用いた冷凍空
調装置。