WO2021054463A1 - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

空調装置（１）は、圧縮機（１１）と、第１熱交換器（１４）と、膨張弁（１６）と、第２熱交換器（１７）とを備える。空調装置（１）は、第１熱交換器（１４）と、膨張弁（１６）と、第２熱交換器（１７）の順に冷媒を循環させる。空調装置（１）は、温度センサ（２６）と、温度センサ（２８）と、制御装置（３０）とを備える。温度センサ（２６）は、第２熱交換器（１７）の温度を検知する。温度センサ（２８）は、第２熱交換器（１７）周辺の空気の温度を検知する。制御装置（３０）は、温度センサ（２６）によって検知された温度（Ｔｅ）と、温度センサ（２８）によって検知された温度（Ｔａ）との乖離度が閾値以下である場合、膨張弁（１６）の開度を大きくする。

Description

冷凍装置

　冷凍装置に関する。

　従来、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とを備え、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器の順に冷媒を循環させる冷凍装置が知られている（特許文献１：特開昭６３－３２２７２号公報を参照）。

　上記した特許文献１に記載されるような冷凍装置では、冷媒が不足すると、蒸発器の冷却能力が低下する可能性がある。

　本開示では、冷媒が不足した場合に、蒸発器の冷却能力の低下を抑制できる冷凍装置を提案する。

　（１）冷凍装置は、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とを備える。冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器の順に冷媒を循環させる。冷凍装置は、第１温度センサと、第２温度センサと、制御装置とを備える。第１温度センサは、蒸発器の温度を検知する。第２温度センサは、蒸発器周辺の空気の温度を検知する。制御装置は、膨張弁の開度を制御する。制御装置は、第１温度センサによって検知された温度と第２温度センサによって検知された温度との乖離度が閾値以下である場合、膨張弁の開度を大きくする。

　このような冷凍装置によれば、冷媒が不足した場合に、蒸発器の冷却能力の低下を抑制できる。

　（２）冷凍装置は、ファンを備えてもよい。ファンは、蒸発器を通る気流を発生させる。冷凍装置がファンを備える場合、制御装置は、補正乖離度が閾値以下であるか、または、乖離度が補正閾値以下である場合、膨張弁の開度を大きくする。補正乖離度は、ファンの回転数に応じて乖離度を補正することにより得られる。補正閾値は、ファンの回転数に応じて閾値を補正することにより得られる。

　このような冷凍装置によれば、ファンの回転数によらず、冷媒が不足している場合に、膨張弁の開度を大きくできる。

　（３）冷凍装置は、第３温度センサおよび第４温度センサを備えてもよい。第３温度センサは、凝縮器の温度を検知する。第４温度センサは、圧縮機から吐出された冷媒の温度を検知する。冷凍装置が第３温度センサおよび第４温度センサを備える場合、制御装置は、第１温度センサによって検知された温度と、第３温度センサによって検知された温度とに基づいて、圧縮機から吐出される冷媒の温度を計算し、計算した温度と第４温度センサによって検知された温度との乖離度が閾値以上である場合、膨張弁の開度を大きくしてもよい。

　このような冷凍装置でも、冷媒が不足した場合に、蒸発器の冷却能力の低下を抑制できる
　（４）制御装置は、過冷却度が目標値に近づくように、膨張弁の開度を制御してもよい。

　（５）乖離度は、差であってもよい。

　（６）上記（１）または（３）に記載の冷凍装置において、制御装置は、乖離度に基づいて、冷媒が不足していることを記録してもよい。

　このような冷凍装置によれば、冷凍装置をメンテナンスする作業者は、記録を確認することにより、冷媒が不足していることを、容易に認識できる。

　（７）上記（２）に記載の冷凍装置において、制御装置は、補正乖離度に基づいて、冷媒が不足していることを記録してもよい。

　このような冷凍装置でも、冷凍装置をメンテナンスする作業者は、記録を確認することにより、冷媒が不足していることを、容易に認識できる。

冷凍装置の一実施形態としての空調装置の冷媒回路を示す回路図である。 第１実施形態の空調装置の制御を説明するフローチャートである。 ファンの回転数と、乖離度との関係を示すグラフである。 第２実施形態の空調装置の制御を説明するフローチャートである。 冷媒不足時における、圧縮機から吐出される冷媒の温度の実測値と、圧縮機から吐出される冷媒の温度の計算値との乖離を説明するためのモリエル線図である。 第３実施形態の空調装置の制御を説明するフローチャートである。

　＜第１実施形態＞
　冷凍装置は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにより、空気などの気体、または、水などの液体を、冷却または加熱する。冷凍装置は、例えば、空調装置、冷却装置、給湯機などに適用できる。

　なお、以下の説明では、冷凍装置を空調装置１に適用した例について説明する。

　１．空調装置の全体構成
　空調装置１は、冷房運転または暖房運転を実行できる。冷房運転では、空調装置１は、室内の空気を冷やす。一方、暖房運転では、空調装置１は、室内の空気を暖める。

　図１に示すように、空調装置１は、冷媒回路１０を備える。冷媒回路１０は、圧縮機１１と、アキュムレータ１２と、切替弁１３と、第１熱交換器１４と、第１ファン１５と、膨張弁１６と、第２熱交換器１７と、第２ファン１８とを備える。

　詳しくは、空調装置１は、室外機１Ａと、室内機１Ｂとを備える。なお、１つの室外機１Ａに対する室内機１Ｂの台数は、限られない。空調装置１は、１つの室外機１Ａに対して、１つの室内機１Ｂを備えてもよいし、１つの室外機１Ａに対して、複数の室内機１Ｂを備えてもよい。

　室外機１Ａは、例えば、建物の室外に設置される。室外機１Ａは、冷媒回路１０のうち、圧縮機１１と、アキュムレータ１２と、切替弁１３と、第１熱交換器１４と、第１ファン１５と、膨張弁１６とを備える。室外機１Ａは、さらに、ポートＰＡ１、ＰＡ２と、配管Ｌ１～Ｌ６とを備える。配管Ｌ１は、アキュムレータ１２と圧縮機１１とを接続する。配管Ｌ２は、圧縮機１１と切替弁１３とを接続する。配管Ｌ３は、切替弁１３と第１熱交換器１４とを接続する。配管Ｌ４は、切替弁１３とアキュムレータ１２とを接続する。配管Ｌ５は、第１熱交換器１４とポートＰＡ１とを接続する。配管Ｌ６は、切替弁１３とポートＰＡ２とを接続する。

　室内機１Ｂは、例えば、建物の室内に設置される。室内機１Ｂは、冷媒回路１０のうち、第２熱交換器１７と、第２ファン１８とを備える。室内機１Ｂは、さらに、ポートＰＢ１、ＰＢ２と、配管Ｌ７、Ｌ８とを備える。配管Ｌ７は、第２熱交換器１７とポートＰＢ１とを接続する。配管Ｌ８は、第２熱交換器１７とポートＰＢ２とを接続する。

　そして、室外機１Ａと室内機１Ｂとは、配管Ｌ９と、配管Ｌ１０とによって接続される。配管Ｌ９は、ポートＰＡ１とポートＰＢ１とを接続する。配管Ｌ１０は、ポートＰＡ２とポートＰＢ２とを接続する。

　以下、冷媒回路１０を構成する装置について説明する。

　（１）圧縮機
　圧縮機１１は、ガス冷媒を圧縮する。ガス冷媒とは、気体の冷媒を指す。圧縮機１１がガス冷媒を圧縮することにより、ガス冷媒の温度は、上昇する。

　（２）アキュムレータ
　アキュムレータ１２は、圧縮機１１に流入する冷媒を、ガス冷媒と、液冷媒とに分離する。液冷媒とは、液体の冷媒を指す。アキュムレータ１２によって分離されたガス冷媒は、配管Ｌ１を通って、圧縮機１１に流入する。一方、アキュムレータ１２によって分離された液冷媒は、アキュムレータ１２内に溜まる。

　（３）切替弁
　切替弁１３は、四路切替弁である。切替弁１３は、第１位置と第２位置との間を移動可能である。

　図１に実線で示すように、冷房運転では、切替弁１３が第１位置に位置し、配管Ｌ２が配管Ｌ３と通じ、配管Ｌ４が配管Ｌ６と通じる。冷房運転では、空調装置１は、圧縮機１１、第１熱交換器１４、膨張弁１６、第２熱交換器１７の順に、冷媒を循環させる。

　一方、図１に破線で示すように、暖房運転では、切替弁１３が第２位置に位置し、配管Ｌ２が配管Ｌ６と通じ、配管Ｌ４が配管Ｌ３と通じる。暖房運転では、空調装置１は、圧縮機１１、第２熱交換器１７、膨張弁１６、第１熱交換器１４の順に、冷媒を循環させる。

　（４）第１熱交換器
　第１熱交換器１４は、冷媒を、室外の空気と熱交換させる。

　冷房運転では、圧縮機１１からのガス冷媒が、第１熱交換器１４に流入する。冷房運転では、第１熱交換器１４を通るガス冷媒は、室外の空気との熱交換により、凝縮する。冷房運転では、第１熱交換器１４は、凝縮器である。冷房運転では、第１熱交換器１４を通った冷媒は、配管Ｌ５、配管Ｌ９および配管Ｌ７を順に通って、第２熱交換器１７に流入する。

　一方、暖房運転では、第２熱交換器１７で凝縮された冷媒が、膨張弁１６によって減圧された後、第１熱交換器１４に流入する。暖房運転では、第１熱交換器１４を通る液冷媒または二相冷媒は、室外の空気との熱交換により、蒸発する。なお、二相冷媒とは、ガス冷媒と液冷媒とが混ざった冷媒である。暖房運転では、第１熱交換器１４は、蒸発器である。暖房運転では、第１熱交換器１４を通った冷媒は、配管Ｌ３、切替弁１３、配管Ｌ４を順に通って、アキュムレータ１２に流入する。

　（５）第１ファン
　第１ファン１５は、第１熱交換器１４を通る気流を発生させる。第１ファン１５は、モータ１５Ａによって駆動される。モータ１５Ａは、例えば、インバータによって制御される。

　（６）膨張弁
　膨張弁１６は、配管Ｌ５の途中に配置される。膨張弁１６は、配管Ｌ５を通る液冷媒または二相冷媒を減圧する。冷房運転では、膨張弁１６は、第１熱交換器１４から第２熱交換器１７へ流れる液冷媒または二相冷媒を、減圧する。一方、暖房運転では、膨張弁１６は、第２熱交換器１７から第１熱交換器１４へ流れる液冷媒または二相冷媒を、減圧する。

　（７）第２熱交換器
　第２熱交換器１７は、冷媒を、室内の空気と熱交換させる。

　冷房運転では、第１熱交換器１４で凝縮された冷媒が、膨張弁１６によって減圧された後、第２熱交換器１７に流入する。冷房運転では、第２熱交換器１７を通る液冷媒または二相冷媒は、室内の空気との熱交換により、蒸発する。冷房運転では、第２熱交換器１７は、蒸発器である。冷房運転では、第２熱交換器１７を通った冷媒は、配管Ｌ８、配管Ｌ１０、配管Ｌ６、切替弁１３および配管Ｌ４を順に通って、アキュムレータ１２に流入する。

　一方、暖房運転では、第２熱交換器１７には、圧縮機１１からガス冷媒が流入する。暖房運転では、第２熱交換器１７を通るガス冷媒は、室内の空気との熱交換により、凝縮する。暖房運転では、第２熱交換器１７は、凝縮器である。暖房運転では、第２熱交換器１７を通った冷媒は、配管Ｌ７、配管Ｌ９および配管Ｌ５を順に通って、第１熱交換器１４に流入する。

　（８）第２ファン
　第２ファン１８は、第２熱交換器１７を通る気流を発生させる。第２ファン１８は、モータ１８Ａによって駆動される。モータ１８Ａは、例えば、インバータによって制御される。

　２．空調装置の詳細
　空調装置１は、複数の温度センサ２１～２８と、制御装置３０とを、さらに備える。

　（１）複数の温度センサ
　温度センサ２１は、アキュムレータ１２に流入する冷媒の温度を検知する。

　温度センサ２２は、圧縮機１１から吐出されたガス冷媒の温度を検知する。

　温度センサ２３は、第１熱交換器１４の温度を検知する。詳しくは、温度センサ２３は、第１熱交換器１４の冷媒流路の温度を検知する。

　温度センサ２４は、第１熱交換器１４を通った冷媒の温度を検知する。

　温度センサ２５は、第１熱交換器１４周辺の空気の温度を検知する。具体的には、第１熱交換器１４周辺の空気の温度は、室外の気温である。なお、第１熱交換器１４周辺の空気には、第１熱交換器１４を通った直後の空気は、含まれない。言い換えると、第１熱交換器１４周辺の空気には、室外機１Ａから吹き出す空気は、含まれない。第１熱交換器１４周辺の空気の温度は、例えば、室外機１Ａの吸い込み口の近くの空気の温度である。

　温度センサ２６は、第２熱交換器１７の温度を検知する。詳しくは、温度センサ２６は、第２熱交換器１７の冷媒流路の温度を検知する。

　温度センサ２７は、第２熱交換器１７を通った冷媒の温度を検知する。

　温度センサ２８は、第２熱交換器１７周辺の空気の温度を検知する。具体的には、第２熱交換器１７周辺の空気の温度は、室温である。なお、第２熱交換器１７周辺の空気には、第２熱交換器１７を通った直後の空気は、含まれない。言い換えると、第２熱交換器１７周辺の空気には、室内機１Ｂから吹き出す空気は、含まれない。第２熱交換器１７周辺の空気の温度は、例えば、室内機１Ｂの吸い込み口の近くの空気の温度である。

　複数の温度センサ２１～２５は、室外機１Ａに設けられる。また、複数の温度センサ２６～２８は、室内機１Ｂに設けられる。なお、温度センサ２８は、室内機１Ｂと通信可能なリモート・コントローラに設けられてもよい。

　上記したように、冷房運転では、第２熱交換器１７が蒸発器になる。そのため、冷房運転では、温度センサ２６が、第１温度センサであり、温度センサ２８が、第２温度センサである。一方、暖房運転では、第１熱交換器１４が蒸発器になる。そのため、暖房運転では、温度センサ２３が、第１温度センサであり、温度センサ２５が、第２温度センサである。

　（２）制御装置
　制御装置３０は、冷媒回路１０の動作を制御する。制御装置３０は、第１制御基板３１と、第２制御基板３２とを備える。

　第１制御基板３１は、室外機１Ａに設けられる。第１制御基板３１は、室外機１Ａの動作を制御可能である。具体的には、第１制御基板３１は、切替弁１３の位置、膨張弁１６の開度、および、モータ１５Ａの動作を制御可能である。なお、第１制御基板３１は、インバータを介して、モータ１５Ａの動作を制御する。また、第１制御基板３１は、複数の温度センサ２１～２５のそれぞれと、信号配線を介して電気的に接続される。第１制御基板３１は、複数の温度センサ２１～２５のそれぞれから、検知した温度に応じた電気信号を受信可能である。

　第２制御基板３２は、室内機１Ｂに設けられる。第２制御基板３２は、室内機１Ｂの動作を制御可能である。具体的には、第２制御基板３２は、モータ１８Ａの動作を制御可能である。なお、第２制御基板３２は、インバータを介して、モータ１８Ａの動作を制御する。また、第２制御基板３２は、第１制御基板３１と、信号配線を介して電気的に接続される。第２制御基板３２は、第１制御基板３１と通信可能である。また、第２制御基板３２は、複数の温度センサ２６～２８のそれぞれと、信号配線を介して電気的に接続される。第２制御基板３２は、複数の温度センサ２６～２８のそれぞれから、検知した温度に応じた電気信号を受信可能である。

　３．空調装置の制御
　次に、図１および図２を参照して、空調装置１の制御について説明する。なお、以下の説明において、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が十分である状態を、「通常」と定義する。一方、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が不足している状態を、「冷媒不足」と定義する。

　（１）通常の運転
　通常の運転では、制御装置３０は、例えば、凝縮器の温度Ｔ１と、凝縮器周辺の空気の温度Ｔ２との差に基づいて、過冷却度の目標値を設定する。そして、制御装置３０は、過冷却度が目標値に近づくように、膨張弁１６の開度を制御する。言い換えると、制御装置３０は、過冷却度が目標値に沿って一定になるように、膨張弁１６の開度を制御する。

　なお、過冷却度は、凝縮器の温度Ｔ１と、凝縮器を通った冷媒の温度Ｔ３との差である。

　冷房運転では、温度Ｔ１は、第１熱交換器１４の温度である。温度Ｔ１は、温度センサ２３によって検知される。冷房運転では、温度Ｔ２は、第１熱交換器１４周辺の空気の温度である。温度Ｔ２は、温度センサ２５によって検知される。冷房運転では、温度Ｔ３は、第１熱交換器１４を通った冷媒の温度である。温度Ｔ３は、温度センサ２４によって検知される。一方、暖房運転では、温度Ｔ１は、第２熱交換器１７の温度である。温度Ｔ１は、温度センサ２６によって検知される。暖房運転では、温度Ｔ２は、第２熱交換器１７周辺の空気の温度である。温度Ｔ２は、温度センサ２８によって検知される。暖房運転では、温度Ｔ３は、第２熱交換器１７を通った冷媒の温度である。温度Ｔ３は、温度センサ２７によって検知される。

　過冷却度の目標値に対して、実測された過冷却度が小さい場合、制御装置３０は、膨張弁１６の開度を小さくする。すると、凝縮器から蒸発器に流れる冷媒の流量が減少し、過冷却度が、大きくなる。また、過冷却度の目標値に対して、実測された過冷却度が大きい場合、制御装置３０は、膨張弁１６の開度を大きくする。すると、凝縮器から蒸発器に流れる冷媒の流量が増大し、過冷却度が、小さくなる。

　（２）冷媒不足時の運転
　上記した通常の運転では、制御装置３０は、過冷却度が一定になるように、膨張弁１６の開度を制御する。通常の運転では、蒸発器の冷却能力を上げる場合、制御装置３０は、過冷却度の目標値を大きくして、凝縮器から蒸発器に流れる冷媒の温度を下げようとする。具体的には、凝縮器の温度Ｔ１と凝縮器周辺の空気の温度Ｔ２との差を大きくする場合、制御装置３０は、過冷却度の目標値を大きくして、凝縮器から蒸発器に流れる冷媒の温度を下げようとする。過冷却度の目標値を大きくすると、膨張弁１６の開度が小さくなるので、凝縮器から蒸発器に流れる冷媒の流量は、減少する。

　ここで、冷媒不足時には、蒸発器を通る冷媒の流量が減少することにより、蒸発器の冷却能力が下がっている。そのため、冷媒不足時に上記した通常の運転が実行されると、蒸発器を通る冷媒の流量がさらに減少し、蒸発器の冷却能力がさらに低下してしまう。

　そこで、この空調装置１では、制御装置３０は、冷媒不足が推測される場合、膨張弁１６の開度を大きくする。

　冷媒不足が推測される場合とは、第１温度センサによって検知された温度Ｔｅと、第２温度センサによって検知された温度Ｔａとの乖離度が閾値以下である場合である。なお、上記したように、冷房運転では、第１温度センサは、温度センサ２６であり、第２温度センサは、温度センサ２８である。また、暖房運転では、第１温度センサは、温度センサ２３であり、第２温度センサは、温度センサ２５である。乖離度は、温度Ｔｅと温度Ｔａとの差である。なお、乖離度は、温度Ｔｅと温度Ｔａとの乖離率でもよい。閾値は、特定の数値であってもよく、数値範囲であってもよい。

　詳しくは、図２に示すように、制御装置３０は、上記した通常の運転中に、温度Ｔｅと温度Ｔａとを取得する（Ｓ１、Ｓ２）。なお、温度Ｔｅと温度Ｔａとを取得するタイミングは、限定されない。

　次に、制御装置３０は、乖離度が閾値以下であるか否か、判断する（Ｓ３）。

　ここで、上記した通常の運転では、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が不足すると、蒸発器を通る冷媒の流量が減少する。すると、蒸発器を通る冷媒に過熱がつき、蒸発器の温度が、蒸発器周辺の空気の温度に近づく。そのため、第１温度センサは、蒸発器周辺の空気の温度に近づいた蒸発器の温度を検知してしまう。

　その結果、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が不足するにつれて、第１温度センサによって検知された温度Ｔｅは、第２温度センサによって検知された温度Ｔａに近づく。言い換えると、温度Ｔｅと温度Ｔａとの乖離度が小さくなる。

　そこで、空調装置１では、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が不足するにつれて温度Ｔｅと温度Ｔａとの乖離度が小さくなることを利用して、冷媒不足を推測する。

　具体的には、乖離度が閾値以下であると制御装置３０が判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、冷媒不足が推測される。そのため、制御装置３０は、過冷却度の目標値を小さくする（Ｓ４）。

　次に、制御装置３０は、過冷却度が目標値に近づくように、膨張弁１６の開度を大きくする（Ｓ５）。すると、凝縮器から蒸発器に流れる冷媒の流量が増加し、蒸発器を通る冷媒の流量が増加する。蒸発器を通る冷媒の流量が増加することにより、蒸発器の冷却能力の低下を抑制できる。

　その後、制御装置３０は、乖離度に基づいて、冷媒不足を記録する（Ｓ６）。第１実施形態では、「乖離度に基づいて」とは、「乖離度が閾値以下である場合」である。制御装置３０は、第２制御基板３２のメモリに、冷媒不足を記録してもよい。制御装置３０は、第１制御基板３１のメモリに、冷媒不足を記録してもよい。制御装置３０は、外部のサーバーと通信可能であり、外部のサーバーに、冷媒不足を記録してもよい。冷媒不足が記録されていると、空調装置１をメンテナンスする作業者は、記録を確認することにより、冷媒不足を、容易に認識できる。

　なお、乖離度が閾値を超えていると制御装置３０が判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、制御装置３０は、通常の運転を継続する。

　４．作用効果
　空調装置１では、図２に示すように、第１温度センサによって検知された温度Ｔｅと、第２温度センサによって検知された温度Ｔａとの乖離度が閾値以下である場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、冷媒不足が推測される。

　そのため、制御装置３０は、膨張弁１６の開度を大きくして、蒸発器を通る冷媒の量を増加させる。

　その結果、冷媒が不足している場合に、蒸発器の冷却能力が低下することを抑制できる。

　＜第２実施形態＞
　次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同じ部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

　冷媒回路１０（図１参照）を循環する冷媒が不足している場合、蒸発器を通る気流を発生させるファンの回転数が上がると、第１温度センサは、蒸発器周辺の空気の温度にさらに近づいた蒸発器の温度を、検知してしまう。なお、冷房運転では、蒸発器を通る気流を発生させるファンは、第２ファン１８（図１参照）であり、第１温度センサは、温度センサ２６（図１参照）である。暖房運転では、蒸発器を通る気流を発生させるファンは、第１ファン１５（図１参照）であり、第１温度センサは、温度センサ２３（図１参照）である。

　図３に実線で示すように、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が変わらなくても、ファンの回転数が上がるにつれて、第１温度センサが、蒸発器周辺の空気の温度にさらに近づいた蒸発器の温度を検知してしまい、乖離度が、小さくなる。

　ファンの回転数によって乖離度が変動すると、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が変わらなくても、ファンの回転数が低い場合には、乖離度が閾値を超えて、通常の運転が実行され、ファンの回転数が高い場合には、乖離度が閾値以下になって、冷媒不足時の運転が実行されてしまうことが想定される。冷媒回路１０を循環する冷媒の量が変わらなければ、ファンの回転数によらず、一定の運転が実行されることが望ましい。なお、「一定の運転が実行される」とは、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が十分であれば、ファンの回転数によらず、通常の運転が実行され、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が不足していれば、ファンの回転数によらず、冷媒不足時の運転が実行されることをいう。

　そこで、第２実施形態では、制御装置３０は、蒸発器を通る気流を発生させるファンの回転数に応じて、乖離度を補正する。

　具体的には、制御装置３０は、図４に示すように、通常の運転時に、温度Ｔｅと、温度Ｔａと、ファンの回転数とを取得する（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１１）。なお、ファンの回転数は、例えば、ファンを駆動させるモータを制御するインバータの出力から計算できる。

　次に、制御装置３０は、ファンの回転数に応じた補正係数により、乖離度を補正する（Ｓ１２）。すると、図３に破線で示すように、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が変わらない場合、補正された乖離度（補正乖離度）は、ファンの回転数によらず、一定になる。なお、ファンの回転数に応じた補正係数は、例えば、制御装置３０のメモリに、データテーブルとして記憶されている。

　次に、図４に示すように、制御装置３０は、補正乖離度が閾値以下である場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、膨張弁１６の開度を大きくする（Ｓ４、Ｓ５）。

　その後、制御装置３０は、補正乖離度に基づいて、冷媒不足を記録する（Ｓ１４）。

　「補正乖離度に基づいて」とは、「補正乖離度が閾値以下である場合」である。

　第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

　また、第２実施形態によれば、ファンの回転数によらず、冷媒不足時に、膨張弁１６の開度を大きくできる。

　そのため、ファンの回転数によらず、冷媒回路１０を循環する冷媒の量が変わらなければ、一定の運転を実行できる。

　なお、第２実施形態では、乖離度を補正する代わりに、閾値を補正しても、同様の作用効果を得ることができる。

　詳しくは、閾値を補正する場合、制御装置３０は、乖離度を補正する処理（Ｓ１２）に代えて、ファンの回転数に応じた補正係数により閾値を補正する処理を実行する。

　そして、制御装置３０は、補正乖離度が閾値以下であるか否かを判断する処理（Ｓ１３）に代えて、乖離度が補正閾値以下であるか否か、判断する。

　制御装置３０は、乖離度が補正閾値以下である場合、膨張弁１６の開度を大きくする。

　＜第３実施形態＞
　次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態において、第１実施形態と同じ部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

　冷媒不足の場合、蒸発器内部の圧力が低下し、かつ、蒸発器を通る冷媒に過熱がつく。そのため、図５に示すように、通常のモリエル線図が線Ｌ１で示される場合、冷媒不足時のモリエル線図は、線Ｌ２で示される。

　冷媒不足時のモリエル線図Ｌ２によれば、冷媒不足の場合、第１温度センサによって検知された温度Ｔｅは、冷媒不足時のモリエル線図Ｌ２上のポイントＰ１に相当すると想定される。

　しかし、上記したように、冷媒不足の場合、第１温度センサが蒸発器周辺の空気の温度に近づいた蒸発器の温度を検知してしまうので、第１温度センサによって検知された温度Ｔｅは、ポイントＰ１から離れたポイントＰ１’に相当してしまう。

　そのため、冷媒不足の場合、温度Ｔｅと、凝縮器の温度を検知する第３温度センサによって検知された温度Ｔｃとに基づいて、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度Ｔｄ’を計算すると、通常のモリエル線図Ｌ１および冷媒不足時のモリエル線図Ｌ２のどちらとも異なるモリエル線図Ｌ３上のポイントＰ２’に相当する温度が算出される。

　なお、上記したように、冷房運転では、第１熱交換器１４が凝縮器になる。そのため、冷房運転では、温度センサ２３が、第３温度センサである。一方、暖房運転では、第２熱交換器１７が凝縮器になる。そのため、暖房運転では、温度センサ２６が、第３温度センサである。

　温度Ｔｄ’は、温度Ｔｅと温度Ｔｃとに基づいて、圧縮機１１から吐出される冷媒のエンタルピーを計算し、得られたエンタルピーを温度に換算することにより、算出される。

　圧縮機１１から吐出される冷媒のエンタルピーは、圧縮機１１の回転数と、温度Ｔｅと、温度Ｔｃとの関数から計算できる。なお、圧縮機１１から吐出される冷媒のエンタルピーは、圧縮機１１を駆動させるモータを制御するインバータの出力と、温度Ｔｅと、温度Ｔｃとの関数から計算することもできる。

　一方、第４温度センサとしての温度センサ２２（図１参照）で実測されている温度Ｔｄは、モリエル線図Ｌ２上のポイントＰ２に相当する。そのため、冷媒不足の場合、温度Ｔｄ’は、温度Ｔｄから乖離する。なお、通常の場合、温度Ｔｄ’は、温度Ｔｄと、ほぼ一致する。

　そこで、第３実施形態では、温度Ｔｄ’と温度Ｔｄとの乖離度が閾値以上である場合、冷媒不足が推測されるので、膨張弁１６の開度を大きくする。

　具体的には、図６に示すように、制御装置３０は、通常の運転時に、温度Ｔｅと、温度Ｔｃと、温度Ｔｄとを取得する（Ｓ１、Ｓ２１、Ｓ２２）。

　次に、制御装置３０は、上記したように、温度Ｔｅと温度Ｔｃとに基づいて、温度Ｔｄ’を計算する（Ｓ２３）。

　次に、制御装置３０は、温度Ｔｄ’と温度Ｔｄとの乖離度が閾値以上であるか否か、判断する（Ｓ２４）。

　次に、制御装置３０は、温度Ｔｄ’と温度Ｔｄとの乖離度が閾値以上である場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、膨張弁１６の開度を大きくする（Ｓ４、Ｓ５）。

　その後、制御装置３０は、乖離度に基づいて、冷媒不足を記録する（Ｓ６）。

　第３実施形態では、「乖離度に基づいて」とは、「乖離度が閾値以上である場合」である。

　第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

　以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

　第１実施形態から第３実施形態のそれぞれにおいて説明した事項は、互いに組み合わせることができる。

　　１　　　空調装置
　１１　　　圧縮機
　１４　　　第１熱交換器
　１５　　　第１ファン
　１６　　　膨張弁
　１７　　　第２熱交換器
　１８　　　第２ファン
　２２　　　温度センサ
　２３　　　温度センサ
　２５　　　温度センサ
　２６　　　温度センサ
　２８　　　温度センサ
　３０　　　制御装置

特開昭６３－３２２７２号公報

Claims (7)

1. 　圧縮機（１１）と、凝縮器（１４，１７）と、膨張弁（１６）と、蒸発器（１４，１７）とを備え、前記圧縮機（１１）、前記凝縮器（１４，１７）、前記膨張弁（１６）、前記蒸発器（１４，１７）の順に冷媒を循環させる冷凍装置であって、
   　前記蒸発器（１４，１７）の温度を検知する第１温度センサ（２３，２６）と、
   　前記蒸発器（１４，１７）周辺の空気の温度を検知する第２温度センサ（２５，２８）と、
   　前記膨張弁（１６）の開度を制御する制御装置（３０）と
   を備え、
   　前記制御装置（３０）は、前記第１温度センサ（２３，２６）によって検知された温度と前記第２温度センサ（２５，２８）によって検知された温度との乖離度が閾値以下である場合、前記膨張弁（１６）の開度を大きくする、
   ことを特徴とする、冷凍装置。
2. 　前記蒸発器（１４，１７）を通る気流を発生させるファン（１５，１８）、
   をさらに備え、
   　前記制御装置（３０）は、前記ファン（１５，１８）の回転数に応じて前記乖離度を補正した補正乖離度が前記閾値以下であるか、または、前記乖離度が、前記ファン（１５，１８）の回転数に応じて前記閾値を補正した補正閾値以下である場合、前記膨張弁（１６）の開度を大きくする、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の冷凍装置。
3. 　圧縮機（１１）と、凝縮器（１４，１７）と、膨張弁（１６）と、蒸発器（１４，１７）とを備え、前記圧縮機（１１）、前記凝縮器（１４，１７）、前記膨張弁（１６）、前記蒸発器（１４，１７）の順に冷媒を循環させる冷凍装置であって、
   　前記蒸発器（１４，１７）の温度を検知する第１温度センサ（２３，２６）と、
   　前記凝縮器（１４，１７）の温度を検知する第３温度センサ（２３，２６）と、
   　前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒の温度を検知する第４温度センサ（２２）と、
   　前記膨張弁（１６）の開度を制御する制御装置（３０）と
   を備え、
   　前記制御装置（３０）は、
   　　前記第１温度センサ（２３，２６）によって検知された温度と、前記第３温度センサ（２３，２６）によって検知された温度とに基づいて、前記圧縮機（１１）から吐出される冷媒の温度を計算し、
   　　前記計算した温度と前記第４温度センサ（２２）によって検知された温度との乖離度が閾値以上である場合、前記膨張弁（１６）の開度を大きくする、
   ことを特徴とする、冷凍装置。
4. 　前記制御装置（３０）は、過冷却度が目標値に近づくように、前記膨張弁（１６）の開度を制御する、
   ことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
5. 　前記乖離度は、差である、
   ことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷凍装置。
6. 　前記制御装置（３０）は、前記乖離度に基づいて、冷媒が不足していることを記録する、
   ことを特徴とする、請求項１または請求項３に記載の冷凍装置。
7. 　前記制御装置（３０）は、前記補正乖離度に基づいて、冷媒が不足していることを記録する、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の冷凍装置。

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