JPWO2018025533A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

冷凍サイクル装置（１０）は、圧縮機（１１）と、放熱器（１２）と、減圧機構（１３）と、蒸発器（１４）と、サイクル内を循環するオイルを含む冷媒中の水分量の変化を検出する水分検出装置（２０）と、を備えている。水分検出装置は、冷媒流入空間（２１１）を形成する筐体（２１）の内部に、少なくとも一部が所定の間隔をあけて配置された一対の電極（２２、２３）を有している。また、水分検出装置は、一対の電極の間に配置され、吸水量に応じて静電容量が変化する吸水物質（２４１）を含んで構成される吸水部材（２４）を有している。さらに、水分検出装置は、一対の電極の間の静電容量を冷媒中の水分量に相関性を有する物理量として定量的に測定する測定部（２５）を有している。

Description

関連出願への相互参照

本出願は、２０１６年８月４日に出願された日本出願番号２０１６−１５３９２１号に基づくものであって、ここにその記載内容を援用する。

本開示は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に関する。

蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置では、冷媒中に水分が含まれていると、その水分が冷媒の断熱膨張時に氷結することで、冷媒を減圧する減圧手段を構成する膨張弁やキャピラリーチューブが閉鎖されることがある。また、冷凍サイクル装置では、サイクル内に水分が析出すると、構成部品の内部腐食が促進される。

このため、冷凍サイクル装置では、冷媒の状態を確認するサイトグラスに、冷媒中の水分量に応じて変色するモイスチャーインジケータが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−４８１５５号公報

ところで、モイスチャーインジケータは、冷媒中の水分量に応じて色が変わるだけで、サイクル内の冷媒中にどの程度の水が含まれているのかを定量的に把握することができない。このため、ドライヤ等の交換が必要な部品の最適な交換タイミングを予測することが難しく、一定の期間が経過すると部品交換を行っているのが現状である。

本開示は、冷媒中の水分量の変化を定量的に把握可能な冷凍サイクル装置を提供すること目的とする。

本開示は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置を対象としている。本開示の１つの観点によれば、冷凍サイクル装置は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器と、
放熱器から流出した冷媒を減圧させる減圧機構と、
減圧機構にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
サイクル内を循環するオイルを含む冷媒中の水分量の変化を検出する水分検出装置と、を備える。

そして、水分検出装置は、
冷媒が流入する冷媒流入空間を形成する空間形成部の内部に、少なくとも一部が所定の間隔をあけて配置された一対の電極と、
一対の電極の間に配置され、吸水量に応じて静電容量が変化する吸水物質を含んで構成される吸水部材と、
一対の電極の間の静電容量を冷媒中の水分量に相関性を有する物理量として定量的に測定する測定部と、を有している。

これによれば、吸水量に応じて変化する静電容量を測定することで、冷媒中の水分量の変化を定量的に把握することができる。この結果、冷媒中の水分量の増加に伴って交換が必要となる部品の最適な交換タイミングを的確に予測することが可能となる。

実施形態に係る冷凍サイクル装置の概略構成図である。 実施形態に係る冷凍サイクル装置の水分検出装置の模式的な構成図である。 水分検出装置の要部を拡大した模式的な拡大図である。 吸水部材が吸水した際の一対の電極の間の静電容量を説明するための説明図である。 吸水部材における吸水量と一対の電極の間の静電容量との相関関係を示す特性図である。 測定部が実行する水分検知処理の流れを示すフローチャートである。

本開示の一実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態では、図１に示す蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置１０を車両に搭載される空調装置に適用した例について説明する。

冷凍サイクル装置１０は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１１、圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる放熱器１２、放熱器１２から流出した冷媒を減圧させる減圧機構１３、および減圧機構１３にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器１４を備えている。

冷凍サイクル装置１０は、前述の圧縮機１１、放熱器１２、減圧機構１３、蒸発器１４等が冷媒配管Ｐによって順次接続された閉回路で構成されている。

本実施形態の冷媒配管Ｐは、その一部が、車両の振動を吸収するために水分透過性を有するゴムホースにて構成されている。水分は、ゴムホースを介して侵入し易い傾向がある。このように、本実施形態の冷媒配管Ｐは、その一部が水分透過性を有する部材で構成されている。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒であるＲ１３４ａが採用されている。なお、冷媒には、圧縮機１１を潤滑するオイル（すなわち、冷凍機油）が混入されている。このオイルの一部は、冷媒と共にサイクル内を循環する。

ここで、Ｒ１３４ａは、水と反応して、サイクル内を流れる冷媒の氷結を促進する包摂化合物（すなわち、クラスレート）が生成され易い傾向がある。このため、Ｒ１３４ａを冷媒として採用した冷凍サイクル装置１０では、冷媒中の水分濃度を所定濃度以下に低下させる必要がある。

そこで、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、サイクル内における放熱器１２の冷媒出口側から減圧機構１３の冷媒入口側に至る冷媒通路にレシーバ１５が配置されている。そして、レシーバ１５の内部に、冷媒中の水分を吸着する吸着材１６１を含んで構成されたドライヤ１６が配置されている。

レシーバ１５は、放熱器１２から流出した冷媒の気液を分離して減圧機構１３の冷媒入口側に液相状態の冷媒を導出する気液分離器である。本実施形態のレシーバ１５は、ドライヤ１６が内蔵されたドライヤ一体型の気液分離器で構成されている。

ドライヤ１６は、レシーバ１５における冷媒が流通する部位に配置されている。ドライヤ１６の吸着材１６１としては、多孔質構造を有するゼオライト（例えば、モレキュラシーブ）が採用されている。本実施形態のドライヤ１６は、レシーバ１５に内蔵されている。このため、本実施形態のドライヤ１６は、放熱器１２の冷媒出口側から減圧機構１３の冷媒入口側に至る冷媒通路に配置されていることになる。

ここで、従来の冷凍サイクル装置１０では、冷媒の状態を確認するサイトグラスに設けられたモイスチャーインジケータによって、冷媒中の水分を把握構成となっていた。具体的には、従来の冷凍サイクル装置１０は、モイスチャーインジケータの色をサイトグラスを通して視認することによって、サイクル内の冷媒中の水分を把握する構成となっていた。

モイスチャーインジケータは、冷媒中の水分量に応じて色が変わるだけで、サイクル内の冷媒中にどの程度の水が含まれているのかを定量的に把握することができない。このため、ドライヤ１６等の交換が必要な部品の最適な交換タイミングを予測することが難しく、現状では、一定の期間が経過すると部品交換を行っている。

これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、サイクル内の冷媒中にどの程度の水が含まれているのかを定量的に把握可能な構成となっている。すなわち、本実施形態の冷凍サイクル装置１０には、サイクル内を循環するオイルを含む冷媒中の水分量の変化を検出する水分検出装置２０が設けられている。

以下、水分検出装置２０について、図２、図３を参照して説明する。水分検出装置２０は、図２および図３に示すように、筐体２１、一対の電極２２、２３、吸水部材２４、および測定部２５を備えている。

筐体２１は、冷媒が流入する冷媒流入空間２１１を形成する空間形成部である。本実施形態の筐体２１は、冷媒流入空間２１１にサイクル内における液相状態の冷媒が流入するように、サイクル内における放熱器１２の冷媒出口側から減圧機構１３の冷媒入口側に至る冷媒通路の途中に設けられている。

具体的には、筐体２１は、ドライヤ１６が内蔵されたレシーバ１５の冷媒出口側から減圧機構１３の冷媒入口側に至る冷媒通路の途中に設けられている。すなわち、筐体２１は、サイクル内におけるドライヤ１６が内蔵されたレシーバ１５よりも冷媒流れＡＦｃの下流側であって、減圧機構１３よりも冷媒流れＡＦｃの上流側に設けられている。

一対の電極２２、２３は、その一部が冷媒流入空間２１１を流れる冷媒に晒されるように、筐体２１に対して固定されている。一対の電極２２、２３は、所定の間隔をあけて配置されている。本実施形態の一対の電極２２、２３は、互いに対向配置された金属製の板状部材で構成されている。なお、一対の電極２２、２３は、金属製の円筒状部材、および当該円筒状部材の中心に配された金属製の棒状部材とで構成されていてもよい。

吸水部材２４は、吸水量Ｗに応じて静電容量が変化する吸水物質２４１を含んで構成されている。吸水部材２４は、冷媒流入空間２１１を流れる冷媒に晒されるように、一対の電極２２、２３の間に配置されている。具体的には、吸水部材２４は、一対の電極２２、２３で挟持されている。

本実施形態の吸水物質２４１は、ドライヤ１６の吸着材１６１と同じ物質で構成されている。すなわち、本実施形態の吸水物質２４１は、ドライヤ１６の吸着材１６１と同様に、多孔質構造を有するゼオライト（例えば、モレキュラシーブ）で構成されている。

また、吸水部材２４は、冷媒流入空間２１１を流れる冷媒に晒されるように、筐体２１の内部に配置されている。なお、本実施形態の吸水部材２４は、サイクル内におけるドライヤ１６の冷媒出口側から減圧機構１３の冷媒入口側に至る部位に配置されている。

ここで、吸水部材２４に所定量の水分が吸着された場合、吸水部材２４には、図４に示すように、水分を含む湿潤領域と水分を殆ど含まない乾燥領域が形成されることがある。なお、図４では、一対の電極２２、２３における乾燥領域の電極面積をＡ１、湿潤領域の電極面積Ａ２、乾燥領域における誘電率をε１、湿潤領域における誘電率をε２、一対の電極２２、２３の距離をＬとして図示している。

この際、一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃは、以下の数式Ｆ１で表すことができる。

Ｃ＝（Ａ１×ε１＋Ａ２×ε２）／Ｌ ・・・（Ｆ１）
ここで、冷媒であるＲ１３４ａおよび吸水物質２４１であるゼオライトは、比誘電率が一桁台の値であり、水の比誘電率（例えば、８０程度）に比べて極めて小さい。なお、ゼオライトは、その構成要素のアルミナ（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３）の比誘電率が９．５程度、シリカ（すなわち、ＳｉＯ_２）の比誘電率が３．８程度である。

このため、湿潤領域における誘電率ε２は、乾燥領域における誘電率ε１に比べて極めて大きくなる。そして、吸水部材２４への吸水量Ｗが増加すると、乾燥領域の電極面積Ａ１が減少し、湿潤領域の電極面積Ａ２が増加することになる。

このため、一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃは、吸水部材２４の吸水量Ｗに相関して変化する。一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃは、例えば、図５に示すように、吸水部材２４の吸水量Ｗの増加に応じて大きくなる。

図２に戻り、測定部２５は、一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃを冷媒中の水分量に相関性を有する物理量として定量的に測定するものである。本実施形態の測定部２５は、電圧印加部２５１、静電容量検出部２５２、水分量判定部２５３、出力部２５４を含んで構成されている。

電圧印加部２５１は、一対の電極２２、２３に所定周波数の交流電圧、またはパルス電圧を印加するものである。電圧印加部２５１は、図示しない電源に接続されており、当該電源からの電力供給によって一対の電極２２、２３に電圧を印加する構成となっている。

静電容量検出部２５２は、電圧印加部２５１から一対の電極２２、２３に電圧が印加された際に一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃを検出するものである。なお、静電容量検出部２５２は、ハードウェアおよびソフトウェアのいずれで構成されていてもよい。

水分量判定部２５３は、静電容量検出部２５２で検出された静電容量Ｃに基づいて、冷媒中の水分量が所定の許容水分量を上回っているか否かを判定するものである。許容水分量は、実験等に基づいて予め定められている。なお、水分量判定部２５３は、ハードウェアおよびソフトウェアのいずれで構成されていてもよい。

出力部２５４は、静電容量検出部２５２の検出値、水分量判定部２５３の判定結果等を後述する冷凍サイクル装置１０の制御装置５０に出力するものである。本実施形態の出力部２５４は、水分量判定部２５３の判定結果が冷媒中の水分量が許容水分量を上回っていることを示す場合、そのことを示す異常信号を、制御装置５０を介して後述する報知部５１に出力するように構成されている。

次に、冷凍サイクル装置１０の電子制御部である制御装置５０について説明する。図１に示す制御装置５０は、プロセッサ５０ａ、記憶部（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ）５０ｂを含むマイクロコンピュータと、その周辺回路から構成されている。なお、制御装置５０の記憶部５０ｂは、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。

制御装置５０は、記憶部５０ｂに記憶された制御プログラムに基づいて、各種演算、処理を行う。制御装置５０は、出力側に接続された圧縮機１１等の各種機器の作動を制御する。

制御装置５０は、その入力側に水分検出装置２０を含む各種センサ群が接続されている。本実施形態の制御装置５０は、水分検出装置２０にて検出された静電容量Ｃを記憶部５０ｂに記憶する。これにより、制御装置５０では、サイクル内の水分量の経時的な変化を把握可能となっている。

また、制御装置５０には、サイクル内の状態をユーザやメンテナンスの作業者等に報知する報知部５１が接続されている。本実施形態の制御装置５０は、水分検出装置２０等から異常信号が入力された際に、その異常信号を報知部５１に出力する。

報知部５１は、図示しないが、冷凍サイクル装置１０の各種エラー情報を視覚的に表示する表示パネルを有している。報知部５１は、異常信号が入力されると、表示パネルにエラー情報を表示する。なお、報知部５１は、エラー情報を視覚的に報知する構成に限らず、エラー情報を聴覚的に報知する構成となっていてもよい。

次に、本実施形態の冷凍サイクル装置１０の作動について説明する。車両用空調装置の運転が開始されると、制御装置５０が圧縮機１１を作動させることで、圧縮機１１から冷媒が吐出される。圧縮機１１から吐出された冷媒は、放熱器１２に流入して、外気と熱交換して凝縮し、液相状態の冷媒を含む飽和液冷媒となる。放熱器１２から流出した冷媒は、レシーバ１５にて気液が分離される。この際、冷媒中に含まれる水分がレシーバ１５の内部のドライヤ１６にて吸着される。

レシーバ１５にて分離された液相状態の冷媒は、水分検出装置２０を通過した後、減圧機構１３にて減圧される。減圧機構１３にて減圧された冷媒は、蒸発器１４に流入して車室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発する。そして、蒸発器１４から流出した冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

ここで、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、水分検出装置２０を備えており、冷媒中の水分量の変化を検出可能に構成されている。以下、本実施形態の水分検出装置２０の測定部２５が実行する水分検知処理の流れについて図６を参照して説明する。図６に示す水分検知処理は、冷凍サイクル装置１０の運転開始から運転停止までの期間の所定のタイミングで、測定部２５が実行する処理である。

図６に示すように、測定部２５では、ステップＳ１０にて一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃを測定する。具体的には、測定部２５では、電圧印加部２５１で一対の電極２２、２３に対して所定の電圧を印加し、静電容量検出部２５２にて一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃを検出する。

続いて、測定部２５は、ステップＳ２０にて、静電容量Ｃを予め設定された基準容量Ｃｔｈと比較して、静電容量Ｃが基準容量Ｃｔｈを上回っているか否かを判定する。なお、基準容量Ｃｔｈは、冷媒中の水分量が所定の許容水分量を上回ることを示す静電容量に設定されている。

この判定処理の結果、静電容量Ｃを予め設定された基準容量Ｃｔｈを上回っていると判定された場合、測定部２５は、ステップＳ３０にて、制御装置５０を介して報知部５１に冷媒中の水分量が許容水分量を上回っていることを示す異常信号を出力する。これにより、冷媒中の水分量が許容水分量を上回っている旨を示すエラー情報が報知部５１を介してユーザやメンテナンスの作業者等に報知される。

以上説明した冷凍サイクル装置１０は、吸水量Ｗに応じて変化する静電容量Ｃを測定する水分検出装置２０を備えており、冷媒中の水分量の変化を定量的に把握することができる。この結果、冷凍サイクル装置１０では、冷媒中の水分量の増加に伴って交換が必要となる部品の最適な交換タイミングを的確に予測することが可能となる。

特に、本実施形態の水分検出装置２０の測定部２５は、静電容量Ｃが基準容量Ｃｔｈに達した際に、制御装置５０を介して報知部５１に冷媒中の水分量が許容水分量を上回っていることを示す異常信号を出力する構成となっている。このような構成では、冷媒中の水分量の増加に伴って交換が必要となる部品を最適なタイミング交換することができる。

また、本実施形態の水分検出装置２０は、吸水部材２４がサイクル内における液相状態の冷媒に晒されるように、サイクル内における放熱器１２の冷媒出口側から減圧機構１３の冷媒入口側に至る冷媒通路に筐体２１が設けられている。

具体的には、本実施形態の水分検出装置２０は、ドライヤ１６の冷媒出口側から減圧機構１３の冷媒入口側に至る冷媒通路に、冷媒流入空間２１１を形成する筐体２１が設けられている。

これによれば、吸水部材２４がドライヤ１６と減圧機構１３との間の冷媒通路に配置されるので、ドライヤ１６の吸着材１６１で吸着しきれない水分が吸水部材２４に吸水される。このため、水分検出装置２０では、ドライヤ１６の吸着材１６１の吸着能力が不足した状態を的確に把握することができる。このことは、ドライヤ１６の最適な交換タイミングを予測する際に極めて有効である。

さらに、本実施形態の水分検出装置２０は、吸水部材２４の吸水物質２４１が、ドライヤ１６の吸着材１６１と同じ物質で構成されている。このように、吸水部材２４の吸水物質２４１をドライヤ１６の吸着材１６１と同じ物質で構成すれば、ドライヤ１６の吸着材１６１の吸着能力が不足した状態を的確に把握することができる。このことは、ドライヤ１６の最適な交換タイミングを予測する際に極めて有効である。

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の実施形態では、水分検出装置２０によって、ドライヤ１６の冷媒流れ下流側における冷媒中の水分量の変化を把握する構成を例示したが、これに限定されない。水分検出装置２０は、ドライヤ１６の吸着材１６１の一部を吸水部材２４として、冷媒中の水分量の変化を把握する構成となっていてもよい。すなわち、水分検出装置２０は、ドライヤ１６と一体に構成されていてもよい。この場合、水分検出装置２０は、ドライヤ１６の吸着材１６１の一部を一対の電極２２、２３との間に挟持する構成とすればよい。

上述の実施形態では、水分検出装置２０の測定部２５にて、一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃに基づいて、冷媒中の水分量が許容水分量を上回っているか否かを判定する構成を例示したが、これに限定されない。

冷凍サイクル装置１０は、例えば、制御装置５０が、一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃに基づいて、冷媒中の水分量が許容水分量を上回っているか否かを判定する構成となっていてもよい。

また、冷凍サイクル装置１０は、一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃを水分量に換算して、換算した水分量が許容水分量を上回っているか否かを判定する構成となっていてもよい。なお、静電容量Ｃの水分量への換算は、静電容量Ｃと水分量との関係を予め規定して制御マップを記憶部５０ｂに記憶しておき、当該制御マップに基づいて行えばよい。

ここで、一対の電極２２、２３の間の静電容量Ｃは、冷媒温度の変化に応じて増減する温度依存性がある。このため、静電容量Ｃと基準容量Ｃｔｈとを比較する際には、静電容量Ｃおよび基準容量Ｃｔｈのいずれかを冷媒温度を加味して補正することが望ましい。なお、静電容量Ｃと基準容量Ｃｔｈとを比較する際の条件として、冷媒温度が所定の温度範囲となっていることを付加するようにしてもよい。

上述の実施形態の如く、放熱器１２の冷媒出口側から減圧機構１３の冷媒入口側に至る冷媒通路に、水分検出装置２０の筐体２１を設ける構成としているが、これに限定されない。水分検出装置２０の筐体２１は、例えば、減圧機構１３の冷媒出口側から圧縮機１１の冷媒吸入側に至る冷媒通路に設けられていてもよい。

ここで、圧縮機１１の冷媒吐出側から放熱器１２の冷媒入口側に至る冷媒通路に、筐体２１を設けることが考えられるが、このような配置形態は好ましくない。理由は、圧縮機１１の冷媒吐出側から放熱器１２の冷媒入口側に至る冷媒通路では、高温高圧の冷媒が流通することで、吸水部材２４からの水分の脱離が懸念されるからである。

上述の実施形態では、吸水部材２４の吸水物質２４１をゼオライトで構成する例について説明したが、これに限定されない。吸水部材２４の吸水物質２４１は、例えば、シリカゲルや高吸水性樹脂等の他の物質で構成されていてもよい。

上述の実施形態の如く、吸水部材２４の吸水物質２４１をドライヤ１６の吸着材１６１と同じ物質で構成することが望ましいが、これに限定されない。吸水部材２４の吸水物質２４１は、ドライヤ１６の吸着材１６１と異なる物質で構成されていてもよい。

上述の実施形態では、冷媒としてＲ１３４ａが採用された冷凍サイクル装置１０を例示したが、これに限定されない。冷凍サイクル装置１０の冷媒としては、例えば、温暖化係数が低いＲ１２３４ｙｆが採用されていてもよい。

ここで、Ｒ１２３４ｙｆは、オイルとの相溶性がＲ１３４ａ等の冷媒に比べて悪く、サイトグラスのモイスチャーインジケータによって冷媒の状態を視覚的に把握し難い傾向がある。このため、本実施形態の如く、水分検出装置２０にて定量的に水分量の変化を検出可能な構成は、Ｒ１２３４ｙｆを冷媒とする冷凍サイクル装置に好適である。

上述の実施形態では、レシーバ１５としてドライヤ１６が内蔵されたものを例示したが、これに限定されない。冷凍サイクル装置１０は、レシーバ１５とドライヤ１６とが別々に構成され、レシーバ１５の冷媒流れ下流側にドライヤ１６が配置される構成となっていてもよい。

上述の実施形態では、冷凍サイクル装置１０の運転開始から運転停止までの期間の所定のタイミングで、測定部２５が水分検知処理を実行する例について説明したが、これに限定されない。冷凍サイクル装置１０は、例えば、所定の条件を満たしたときに、水分検知処理を実行する構成となっていてもよい。

上述の実施形態では、冷凍サイクル装置１０を車両用に搭載される空調装置に適用した例について説明したが、これに限定されない。冷凍サイクル装置１０は、車両用に搭載される空調装置以外の様々な装置に適用可能である。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、冷凍サイクル装置は、サイクル内を循環するオイルを含む冷媒中の水分量の変化を、一対の電極の間の静電容量の変化として検出する水分検出装置を備えている。

また、第２の観点によれば、冷凍サイクル装置は、水分検出装置の測定部が次の構成となっている。すなわち、測定部は、一対の電極の間の静電容量が、冷媒中の水分量が所定の許容水分量を上回ることを示す基準容量に達した際に、サイクル内の状態を報知する報知部に冷媒中の水分量が許容水分量を上回っていることを示す異常信号を出力する構成となっている。このような構成では、冷媒中の水分量の増加に伴って交換が必要となる部品を最適なタイミングで交換することが可能となる。

また、第３の観点によれば、冷凍サイクル装置の水分検出装置は、吸水部材がサイクル内における液相状態の冷媒に晒されるように、サイクル内における放熱器の冷媒出口側から減圧機構の冷媒入口側に至る冷媒通路に空間形成部が設けられている。

これによれば、吸水部材がサイクル内における液相状態の冷媒が流通する冷媒通路に配置されるので、冷媒中の水分が吸水部材に効率よく吸着される。この結果、水分検出装置では、冷媒中の水分量の変化を高精度に把握することが可能となる。

また、第４の観点によれば、冷凍サイクル装置は、放熱器の冷媒出口側から減圧機構の冷媒入口側に至る冷媒通路に配置され、冷媒中の水分を吸着する吸着剤を含んで構成されたドライヤを備えている。そして、水分検出装置は、ドライヤの冷媒出口側から減圧機構の冷媒入口側に至る冷媒通路に空間形成部が設けられている。

これによれば、吸水部材がドライヤと減圧機構との間の冷媒通路に配置されるので、ドライヤの吸着剤で吸着しきれない水分が吸水部材で吸水される。このため、水分検出装置では、ドライヤの吸着剤の吸着能力が不足した状態を的確に把握することができる。このことは、ドライヤの最適な交換タイミングを予測する際に極めて有効となる。

また、第５の観点によれば、冷凍サイクル装置は、吸水物質が吸着剤と同じ物質で構成されている。このように、吸水部材の吸水物質を吸着剤と同じ物質で構成すれば、ドライヤの吸着剤の吸着能力が不足した状態を的確に把握することができる。このことは、ドライヤの最適な交換タイミングを予測する際に極めて有効となる。

Claims (5)

1. 蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であって、
   冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
   前記放熱器から流出した冷媒を減圧させる減圧機構（１３）と、
   前記減圧機構にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１４）と、
   サイクル内を循環するオイルを含む冷媒中の水分量の変化を検出する水分検出装置（２０）と、を備え、
   前記水分検出装置は、
   冷媒が流入する冷媒流入空間（２１１）を形成する空間形成部（２１）の内部に、少なくとも一部が所定の間隔をあけて配置された一対の電極（２２、２３）と、
   前記一対の電極の間に配置され、吸水量に応じて静電容量が変化する吸水物質（２４１）を含んで構成される吸水部材（２４）と、
   前記一対の電極の間の静電容量を冷媒中の水分量に相関性を有する物理量として定量的に測定する測定部（２５）と、
   を有している冷凍サイクル装置。
2. 前記測定部は、前記一対の電極の間における静電容量が、冷媒中の水分量が所定の許容水分量を上回ることを示す基準容量に達した際に、サイクル内の状態を報知する報知部（５１）に冷媒中の水分量が前記許容水分量を上回っていることを示す異常信号を出力する構成となっている請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記水分検出装置は、前記吸水部材がサイクル内における液相状態の冷媒に晒されるように、サイクル内における前記放熱器の冷媒出口側から前記減圧機構の冷媒入口側に至る冷媒通路に前記空間形成部が設けられている請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記放熱器の冷媒出口側から前記減圧機構の冷媒入口側に至る冷媒通路に配置され、冷媒中の水分を吸着する吸着剤（１６１）を含んで構成されたドライヤ（１６）を備え、
   前記水分検出装置は、前記ドライヤの冷媒出口側から前記減圧機構の冷媒入口側に至る冷媒通路に前記空間形成部が設けられている請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記吸水物質は、前記吸着剤と同じ物質で構成されている請求項４に記載の冷凍サイクル装置。

Images