WO2022249387A1 - 冷媒漏れ判定装置、制御装置、冷媒漏れ判定プログラム及び冷媒漏れ判定方法 - Google Patents

冷媒漏れ判定装置、制御装置、冷媒漏れ判定プログラム及び冷媒漏れ判定方法 Download PDF

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pressure
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refrigeration cycle
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雄誠 小野
康敬 落合
守 濱田
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigerant leakage determination device, a control device, a refrigerant leakage determination program, and a refrigerant leakage determination method.
  • Patent Document 1 there is a technology for diagnosing the presence or absence of a refrigerant leak in a refrigeration system based on the pressure drop by comparing the vapor-liquid equilibrium pressure calculated from the measured ambient temperature with the pressure measured by the pressure detection means.
  • the distribution of refrigerating machine oil in the refrigerant circuit differs depending on, for example, the installation environment of the refrigerating machine.
  • the amount of oil and ambient temperature affect the amount of refrigerant dissolved in the oil. Therefore, depending on the oil distribution of the refrigerating machine oil, there is a possibility that the amount of pressure drop to be detected, which is the basis for determining refrigerant leakage, may become uncertain. Therefore, with the refrigerant leakage diagnosis method disclosed in Patent Document 1, the measured pressure may vary depending on the oil distribution in the refrigeration system, resulting in a pressure measurement error.
  • the present disclosure aims to reduce the measurement error of the measured pressure.
  • a refrigerant leakage determination device includes: a refrigeration cycle device having a refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are connected, and performing a refrigeration cycle in which refrigerant circulates in the refrigerant circuit; a connection device having a communication port communicating with the internal space of the refrigerant circuit and connected to a pressure sensor for measuring the refrigerant pressure in the internal space; An operation control unit that causes the refrigeration cycle device to perform an oil recovery operation in which the oil present in the refrigerant circuit is collected in the compressor, a reference pressure to be compared, and the pressure sensor after the oil recovery operation.
  • a control device comprising: a determination unit that determines leakage of the refrigerant from the refrigerant circuit based on comparison with the measured refrigerant pressure; Prepare.
  • the control device causes the refrigeration cycle device to perform the oil recovery operation. After the recovery operation, the pressure of the refrigerant is measured. Therefore, it is possible to suppress variations in the measured pressure and detect refrigerant leakage more reliably than in the past.
  • FIG. 2 is a diagram of the first embodiment, and is a configuration diagram of a refrigerant leakage determination device 300;
  • FIG. 2 is a diagram of the first embodiment, and is a block configuration diagram of the control device 200;
  • FIG. 2 is a diagram of the first embodiment, and is a hardware configuration diagram of the control device 200;
  • 4 is a diagram of the first embodiment and is a flow chart showing the operation of the refrigerant leakage determination device 300.
  • FIG. FIG. 10 is a view of the first embodiment, and is a configuration diagram of a refrigerant leakage determination device 300 of Modification 1;
  • FIG. 10 is a diagram of the first embodiment, and is a flow chart showing the operation of the modification 1;
  • FIG. 10 is a diagram of the first embodiment, and is a flow chart showing the operation of the modification 2;
  • unit may be read as “circuit”, “process”, “procedure”, “process” or “circuitry” as appropriate.
  • Embodiment 1 The refrigerating cycle device 100 shown in FIGS. 1 to 4 is assumed to be a refrigerating cycle device 100 in which the pressure in the refrigerant circuit is equalized when operation is stopped.
  • Modification 1 of FIGS. 5 and 6 assumes a refrigeration cycle device 100 in which the pressure in the refrigerant circuit is not equalized when operation is stopped.
  • Modification 2 shows a configuration in which saturation pressure is not calculated, whereas refrigerant leak determination device 300 shown in FIGS. 1 to 4 and refrigerant leak determination device 300 of Modification 1 calculate the saturation pressure.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a refrigerant leakage determination device 300 according to Embodiment 1.
  • the configuration of the refrigerant leakage determination device 300 will be described with reference to FIG.
  • Refrigerant leakage determination device 300 includes refrigeration cycle device 100 and control device 200 .
  • the refrigeration cycle device 100 consists of an indoor unit 100A and an outdoor unit 100B.
  • FIG. 1 shows the configuration of a refrigerant circuit 120 of a refrigerating cycle apparatus 100 and the installation locations of a temperature sensor 101 and a pressure sensor 104, which are detecting means.
  • the refrigeration cycle device 100 has a refrigerant circuit 120 to which a compressor 109, a condenser, expansion valves 107A and 107B, and an evaporator are connected.
  • the refrigerating cycle device 100 performs a refrigerating cycle in which a refrigerant circulates through a refrigerant circuit 120 .
  • the indoor heat exchanger 102 functions as an evaporator during cooling operation and as a condenser during heating operation.
  • the outdoor heat exchanger 103 functions as a condenser during cooling operation and as an evaporator during heating operation.
  • ⁇ Refrigerant circuit 120> In the refrigeration cycle device 100, a compressor 109, a four-way valve 110, an outdoor heat exchanger 103, an expansion valve 107B, an expansion valve 107A, and an indoor heat exchanger 102 are connected by piping to form a refrigerant circuit 120 in which refrigerant circulates. is doing. A plurality of temperature sensors 101 are arranged in the refrigerant circuit 120 . Connection devices 105A and 105B, which will be described later, are arranged in the refrigerant circuit 120 .
  • Indoor unit 100A includes temperature sensor 101A, indoor heat exchanger 102, expansion valve 107A, and temperature sensor 101B in refrigerant circuit 120 .
  • the outdoor unit 100B includes a connection device 105A, a compressor 109, a temperature sensor 101C, a four-way valve 110, a temperature sensor 101D, an outdoor heat exchanger 103, an expansion valve 107B, a temperature sensor 101E, a connection device 105B, a pressure a sensor 104;
  • Temperature sensors 101A to 101E measure the temperature of the refrigerant in refrigerant circuit 120 . Since the temperature sensors 101A to 101E have the same function, they may be referred to as the temperature sensor 101 when there is no need to distinguish between them. Temperature sensor 101 is preferably a thermistor. Moreover, the temperature sensor 101 is desirably covered with a heat insulating material to prevent it from being affected by the outside air temperature. As a measurement principle, when the temperature rises, the resistance value of the thermistor decreases by a certain value. The temperature can be detected by measuring this resistance value.
  • the indoor heat exchanger 102 In the indoor heat exchanger 102 , the indoor air exchanges heat with the refrigerant passing through the indoor heat exchanger 102 .
  • the indoor heat exchanger 102 functions as an evaporator during the cooling operation of the refrigeration cycle device 100 and functions as a condenser during the heating operation of the refrigeration cycle device 100 .
  • Outdoor heat exchanger 103 In the outdoor heat exchanger 103 , the outdoor air exchanges heat with the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 103 . By switching the four-way valve 110 , the outdoor heat exchanger 103 functions as a condenser during the cooling operation of the refrigeration cycle device 100 and functions as an evaporator during the heating operation of the refrigeration cycle device 100 .
  • a pressure sensor 104 measures the refrigerant pressure.
  • the pressure sensor 104 it is desirable to use a fine pressure sensor. It is assumed that the pressure drop due to a decrease in the solubility of refrigerating machine oil (hereinafter referred to as oil) is about several tens of kPa. Therefore, many of the pressure gauges of conventional gauge manifolds have a pressure range of 0 kPa to 5 MPa and a resolution of about 100 KPa. Therefore, a pressure drop of several tens of kPa cannot be detected. Therefore, as the pressure sensor 104, it is desirable to use a fine pressure sensor that maintains a resolution of 5 to 10 kPa. In Embodiment 1, the pressure sensor 104 has a resolution in the range of 5 kPa to 10 kPa.
  • connection device 105A and the connection device 105B have communication ports that communicate with the internal space of the refrigerant circuit 120, and are connected to the pressure sensor 104 that measures the refrigerant pressure in the internal space.
  • the connection device 105A and the connection device 105B are pressure sensor connection ports to which the pressure sensor 104 is connected. Since the connection device 105A and the connection device 105B have the same function, they are referred to as the connection device 105 when there is no need to distinguish between them.
  • the connection device 105 communicates with the inside of the refrigerant circuit.
  • the connection device 105 is preferably a service port, for example. Pressure measurement is performed in a pressure equalizing state in which the refrigeration cycle device 100 is stopped. Therefore, the location of the connection device 105, which is a service port to which the pressure sensor 104 is connected, does not matter. Either connection device 105 is utilized in the pressure equalization state.
  • the expansion valve 107A and the expansion valve 107B are electronic expansion valves. Since the contact expansion valve 107A and the expansion valve 107B have the same function, they are referred to as the expansion valve 107 when there is no need to distinguish between them.
  • the expansion valve 107 is controlled by the control device 200 and efficiently controls the refrigerant flow rate. During the oil recovery operation, which will be described later, the expansion valves 107A and 107B are opened to a certain degree of opening, and gas-liquid two-phase refrigerant containing liquid refrigerant flows through the gas pipe 121 .
  • the indoor unit 100A is assumed to be a refrigerator.
  • the cooling operation in which the indoor heat exchanger 102 functions as an evaporator is the normal operation.
  • the gas refrigerant flows out from the indoor heat exchanger 102 which is an evaporator, and flows into the compressor 109 via the gas pipe 121 and the four-way valve 110 .
  • Liquid refrigerant flows through the liquid pipe 122 shown below the gas pipe 121 from the outdoor unit 100B toward the indoor unit 100A during cooling operation.
  • Compressor 109 circulates the refrigerant in refrigerant circuit 120 by increasing the pressure of the refrigerant.
  • the four-way valve 110 is a valve that switches the refrigeration cycle device 100 between cooling operation and heating operation.
  • FIG. 1 shows a cooling operation in which the indoor heat exchanger 102 functions as an evaporator. During heating operation, the indoor heat exchanger 102 functions as a condenser.
  • FIG. 2 shows functional blocks of the control device 200 .
  • FIG. 3 shows the hardware configuration of the control device 200.
  • the control device 200 includes an operation control section 211 , a leak determination section 212 and a storage section 213 .
  • the operation control unit 211 causes the refrigeration cycle device 100 to perform an oil recovery operation in which oil existing in the refrigerant circuit 120 is collected in the compressor.
  • Leak determination unit 212 which is a determination unit, determines whether refrigerant leaks from refrigerant circuit 120 by comparing reference pressure P1, which is a comparison target, with refrigerant pressure P2 measured by pressure sensor 104 after the oil recovery operation.
  • reference pressure P1 which is a comparison target
  • the operation control unit 211 controls operation of the refrigeration cycle device 100 .
  • the operation control unit 211 controls the expansion valves 107A and 107B, the compressor 109 and the four-way valve 110 of the refrigeration cycle device 100 .
  • the operation control unit 211 controls, for example, the opening degrees of the expansion valves 107A and 107B.
  • the operation control unit 211 also acquires a stop signal for stopping the refrigeration cycle device 100 .
  • the operation control unit 211 acquires the rotation speed of the compressor 109 as a stop signal.
  • the stop signal means that the compressor 109 stops and the refrigerant does not circulate through the refrigerant circuit 120 .
  • the storage unit 213 stores various data such as an actual measurement value P2 measured by the pressure sensor 104 and a saturation pressure P1 which will be described later.
  • the leak determination unit 212 acquires the measurement data of the temperature sensor 101 and the pressure sensor 104 from the temperature sensor 101 and the pressure sensor 104 and stores them in the storage unit 213 .
  • Leak determination unit 212 extracts the lowest temperature data among the temperature data acquired by temperature sensor 101 .
  • Leak determination unit 212 calculates saturation pressure P1 from the lowest temperature among the temperature data acquired by temperature sensor 101 .
  • Leak determination unit 212 calculates the difference P1 ⁇ P2 between saturation pressure P1 and pressure value P2 measured by pressure sensor 104 .
  • the leak determining unit 212 determines that there is leakage if the difference between the saturation pressure P1 and the pressure value P2 is greater than the resolution of the differential pressure gauge, and that there is no leakage if it is smaller. In Embodiment 1, the resolution is assumed to be 5 kPa.
  • the leak determination unit 212 notifies the user or operator of the refrigerant leak abnormality.
  • Control device 200 is a computer.
  • the controller 200 comprises a processor 210 .
  • the control device 200 includes other hardware such as a main memory device 220 , an auxiliary memory device 230 , an input IF 240 , an output IF 250 and a communication IF 260 .
  • IF is an abbreviation for interface.
  • Processor 210 is connected to other hardware via signal line 270 and controls the other hardware.
  • the control device 200 includes an operation control section 211 and a leak determination section 212 as functional elements. Functions of the operation control unit 211 and the leak determination unit 212 are implemented by the refrigerant leak determination program 201 .
  • the processor 210 is a device that executes the refrigerant leakage determination program 201 .
  • the refrigerant leak determination program 201 is a program that implements the functions of the operation control unit 211 and the leak determination unit 212 .
  • the processor 210 is an IC (Integrated Circuit) that performs arithmetic processing. Specific examples of the processor 210 are a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • main storage device 220 is SRAM (Static Random Access Memory) and DRAM (Dynamic Random Access Memory).
  • the main memory device 220 holds the computation results of the processor 210 .
  • the auxiliary storage device 230 is a storage device that stores data in a non-volatile manner.
  • a specific example of the auxiliary storage device 230 is an HDD (Hard Disk Drive).
  • the auxiliary storage device 230 is a portable recording medium such as an SD (registered trademark) (Secure Digital) memory card, NAND flash, flexible disk, optical disk, compact disk, Blu-ray (registered trademark) disk, DVD (Digital Versatile Disk). There may be.
  • Auxiliary storage device 230 implements storage unit 213 . Further, the auxiliary storage device 230 stores the refrigerant leakage determination program 201 .
  • the input IF 240 is a port through which data is input from each device.
  • a temperature sensor 101 and a pressure sensor 104 are connected to the input IF 240 .
  • the output IF 250 is a port to which various devices are connected and data is output from the processor 210 to the various devices.
  • a notification device 500 is connected to the output IF 250 .
  • Communication IF 260 is a communication port for processor 210 to communicate with other devices.
  • the communication IF 260 is connected to the compressor 109, the four-way valve 110 and the expansion valves 107A and 107B.
  • the processor 210 loads the refrigerant leakage determination program 201 from the auxiliary storage device 230 to the main storage device 220, reads the refrigerant leakage determination program 201 from the main storage device 220, and executes it.
  • the main storage device 220 stores not only the refrigerant leakage determination program 201 but also an OS (Operating System).
  • the processor 210 executes the refrigerant leakage determination program 201 while executing the OS.
  • the control device 200 may include multiple processors that replace the processor 210 . These processors share the execution of the refrigerant leakage determination program 201 .
  • Each processor like the processor 210, is a device that executes the refrigerant leakage determination program 201.
  • FIG. Data, information, signal values, and variable values that are used, processed, or output by the refrigerant leakage determination program 201 are stored in the main memory device 220, the auxiliary memory device 230, or the register or cache memory within the processor 210.
  • Refrigerant leak determination program 201 is a program that causes a computer to execute each process, procedure, or process by replacing "part" of operation control unit 211 and leak determination unit 212 with "process,” “procedure,” or “process.” be.
  • the refrigerant leakage determination method is a method performed by the control device 200, which is a computer, executing the refrigerant leakage determination program 201.
  • the refrigerant leakage determination program 201 may be stored in a computer-readable recording medium and provided, or may be provided as a program product.
  • FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the refrigerant leak determination device 300. As shown in FIG. The operation of the refrigerant leakage determination device 300 will be described with reference to FIG. An operation procedure of the control device 200 in the refrigerant leakage determination device 300 corresponds to a control method. A program that implements the operation of the control device 200 corresponds to the refrigerant leakage determination program 201 .
  • step S ⁇ b>300 the operation control unit 211 receives a signal to stop the cooling operation or the heating operation of the refrigeration cycle device 100 as the rotation speed of the compressor 109 of the refrigeration cycle device 100 .
  • FIG. 1 shows the state of cooling operation.
  • the operation control unit 211 opens the expansion valves 107A and 107B, and shifts from the heating operation mode or the cooling operation mode to the oil recovery operation mode.
  • Step S301 Oil Recovery Operation>
  • the operation control unit 211 causes the refrigeration cycle device 100 to continue to perform the oil recovery operation from the mode different from the oil recovery operation when the refrigeration cycle device 100 is being operated in a mode different from the oil recovery operation. After the execution of , the operation of the refrigeration cycle apparatus 100 is stopped. A specific description will be given below.
  • the operation control section 211 opens the expansion valves 107A and 107B to start the oil recovery operation.
  • the oil recovery operation will be explained. During cooling operation, some of the oil present inside the compressor 109 will flow out of the compressor 109 slightly along with the gas refrigerant.
  • a large amount of oil that has flowed out of the compressor 109 stays between the outlet of the indoor heat exchanger 102 that is the evaporator and the suction port of the compressor 109 . That is, a large amount of oil stays in the gas pipe 121 during the cooling operation.
  • gas refrigerant flows out from the outlet of the indoor heat exchanger 102, which is an evaporator. Therefore, in the oil recovery operation, the operation control unit 211 controls the opening degrees of the expansion valves 107A and 107B so that the gas-liquid two-phase refrigerant flows out from the indoor heat exchanger 102 .
  • the liquid refrigerant of the two gas-liquid phases recovers the oil to the compressor 109 by shearing force so that the oil existing in the gas pipe 121 is dragged. Although the liquid refrigerant also flows into the compressor 109, it is very small, so there is no problem such as failure of the compressor 109. Oil is recovered in the compressor 109 by the oil recovery operation, and troubles such as poor lubrication of the compressor 109 are avoided. In this manner, the operation control unit 211 collects the oil in the refrigerant circuit 120 in the compressor 109 arranged inside the outdoor unit 100B by the oil recovery operation.
  • the operation control unit 211 controls the degree of opening of the expansion valve during the oil recovery operation, so that in the refrigerant circuit 120, the piping in the area where the refrigerant flows from the evaporator to the compressor and the piping from the compressor to the condenser. , the liquid refrigerant flows.
  • the operation control unit 211 increases the opening degrees of the expansion valves 107A and 107B, increases the inverter frequency of the compressor 109, and increases the amount of liquid refrigerant supplied to the gas pipe, thereby recovering the oil. conduct.
  • the operation control unit 211 terminates the oil recovery operation 10 minutes after the start of the oil recovery operation.
  • Step S302 when 10 minutes have passed since the start of the oil recovery operation, the operation control unit 211 stops the oil recovery operation. That is, the operation control unit 211 stops the operation of the compressor 109 and stops the operation of the refrigeration cycle device 100 .
  • step S ⁇ b>303 the leak determination unit 212 measures the temperature with the temperature sensor 101 installed in the refrigerant circuit 120 and stores the measured temperature in the storage unit 213 .
  • step S304 the leakage determination unit 212 determines whether the temperature measured in the refrigerant circuit 120 has stabilized. For example, the leakage determining unit 212 periodically measures the temperature of the refrigerant circuit 120 and determines that the temperature is stable when the temperature change value is within ⁇ 0.5°C.
  • step S ⁇ b>305 the leakage determination unit 212 extracts the lowest measurement value in the refrigerant circuit 120 from the measured temperature data and stores it in the storage unit 213 .
  • the refrigeration cycle device 100 includes a temperature sensor 101 that measures the refrigerant temperature of the refrigerant circuit 120 .
  • Leak determination unit 212 which is a determination unit, calculates the saturation pressure of the refrigerant from the refrigerant temperature measured by temperature sensor 101, and uses the calculated saturation pressure as reference pressure P1.
  • leak determination unit 212 uses the lowest temperature stored in step S ⁇ b>305 to calculate saturation pressure P ⁇ b>1 and stores it in storage unit 213 .
  • the saturation pressure P1 is a function of temperature t.
  • Leak determination unit 212 uses P1(t) to calculate P1(tmin) of the lowest measured temperature tmin.
  • the formula for P1(t) is stored in auxiliary storage device 230 .
  • Step S307 the pressure sensor 104 is connected to the connection device 105 by maintenance personnel. It may be connected to either the connection device 105A or the connection device 105B.
  • Step S308> The leakage determination unit 212, which is a determination unit, uses the measurement value of the pressure sensor 104 in the stopped state of the refrigeration cycle device 100 after the oil recovery operation. A specific description will be given below.
  • the leak determination unit 212 acquires the pressure P ⁇ b>2 of the refrigerant when the operation of the refrigeration cycle device 100 is stopped from the pressure sensor 104 .
  • Leak determination unit 212 stores measured value P ⁇ b>2 in storage unit 213 .
  • step S309 the leak determination unit 212 calculates P1-P2, which is the difference between the saturated pressure P1 calculated in step S306 and the measured pressure P2 obtained in step S308.
  • Leak determination unit 212 determines whether the difference is greater than the resolution of pressure sensor 104 .
  • the resolution shall be 5 kPa. If the difference in pressure is greater than 5 kPa, which is the resolution, the leak determination unit 212 determines that "refrigerant leaks" in step S310.
  • the leak determination unit 212 determines whether or not one hour or more has passed since the pressure sensor 104 started measuring (step S311). If one hour or more has not passed, steps S308, S309, and S311 are repeated. If one hour or more has passed, the leak determining unit 212 determines that "no refrigerant leaks" in step S312.
  • step S313 the leakage determination unit 212 notifies the result of step S310 or step S312 using the notification device 500.
  • the refrigerant leakage determination device 300 has been described above.
  • the operation of the refrigerant leakage determination device 300 can be grasped as a refrigerant leakage determination method as follows. That is, the operation of the refrigerant leakage determination device 300 is "It has a refrigerant circuit 120 in which a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are connected, performs a refrigeration cycle in which the refrigerant circulates in the refrigerant circuit 120, and communicates with the internal space of the refrigerant circuit 120.
  • Compressor 109 removes oil present in refrigerant circuit 120 implemented by refrigeration cycle apparatus 100 having connection devices 105A and 105B having a communication port and connected to pressure sensor 104 for measuring the refrigerant pressure in the internal space.
  • a step of connecting the pressure sensor 104 to the connection devices 105A and 105B after the oil recovery operation (step S300); a step of determining whether or not the refrigerant leaks from the refrigerant circuit 120 by comparing the reference pressure P1 to be compared with the refrigerant pressure P2 measured by the pressure sensor 104 (steps S309 and S311); Refrigerant leakage determination method comprising ", can be understood.
  • the leak determination unit 212 treats the measurement data of the only temperature sensor 101 as the lowest temperature.
  • the refrigerant leak determination device 300 calculates the saturation pressure from the lowest temperature data among the temperature data acquired by the temperature sensor 101 . Then, the refrigerant leakage determination device 300 diagnoses refrigerant leakage from the pressure difference between the calculated saturation pressure and the actual measurement value measured by the pressure sensor 104 . As a result, refrigerant leakage can be diagnosed even when the refrigeration cycle device 100 is stopped, so leakage can be determined throughout the year.
  • the refrigerant leakage determination device 300 performs an oil recovery operation before stopping the cooling operation or the heating operation, and stops the operation of the refrigeration cycle device 100 after the oil is collected in the compressor 109 by the oil recovery operation. .
  • the refrigerant leakage determination device 300 can reduce measurement errors caused by variations in oil distribution when measuring the pressure drop due to the dissolution of the refrigerant gas into the oil.
  • the pressure sensor 104 connected to the connection device 105 is capable of detecting even a minute pressure of several tens of kPa, and uses a high-precision sensor with a resolution of 5 kPa to 10 kPa. This makes it possible to detect even minute pressure changes due to the dissolution of the refrigerant gas into the oil.
  • the pressure sensor 104 connected to the connection device 105 starts pressure measurement when the operation of the refrigeration cycle device 100 is stopped, oil recovery in the refrigerant circuit 120 is completed, and the temperature of the refrigerant circuit 120 is stabilized. .
  • the expansion valves 107A and 107B provided in the refrigeration cycle apparatus 100 are opened at a certain degree of opening in the oil recovery operation, and the liquid refrigerant flows through the gas pipe, thereby returning the oil to the condenser together with the liquid refrigerant. As a result, the oil existing in the refrigerant circuit 120 can be recovered smoothly and in a short time.
  • At least one temperature sensor 101 is preferably provided in the refrigerant circuit 120 on the side of the indoor unit 100A and the side of the outdoor unit 100B.
  • the temperature sensor 101 acquires the temperature of the side surface of the pipe forming the refrigerant circuit 120 . Thereby, the temperature of the refrigerant existing in the refrigerant circuit 120 can be detected.
  • the leak determining unit 212 of the control device 200 determines that there is a refrigerant leak, it displays an error code on the notification device 500 to notify the user or operator. As a result, even when the refrigerating cycle apparatus 100 is stopped, the user or operator can be aware of an abnormality due to refrigerant leakage, and can take immediate action.
  • the control device 200 of Embodiment 1 determines the refrigerant leakage using the pressure. Therefore, in any one of the plurality of refrigeration systems, when the oil is collected in the compressor, the unevenness in the oil distribution is eliminated. Since there is no variation in , it is possible to determine refrigerant leakage with high accuracy.
  • FIG. Modification 1 assumes a refrigeration cycle device 100 in which the pressure in the refrigerant circuit 120 differs between the indoor unit 100A side and the outdoor unit 100B when the operation of the refrigeration cycle device 100 is stopped.
  • the refrigeration cycle device 100 such as a refrigerator
  • the pressure is separated between the outdoor unit 100B side and the indoor unit 100A side by pump-down operation, and the pressure is different between the high pressure side and the low pressure side.
  • the pressure measurement location is limited to the outdoor unit 100B side.
  • FIG. 5 shows the configuration of a refrigerant leakage determination device 300 according to an embodiment.
  • the refrigerant circuit configuration of the refrigeration cycle device 100 and the location of the temperature sensor 101 and the pressure sensor 104 in the refrigerant leak determination device 300 of Modification 1 are basically the same as those of the refrigerant leak determination device 300 of the first embodiment. be.
  • the configuration of FIG. 5 is the same as that of FIG.
  • the connection device 105 to which the pressure sensor 404 is to be connected is limited to the connection device 105B installed at the connection port that communicates with the inside of the system on the outdoor unit 100B side.
  • the connection device 105B is surrounded by a dashed frame 400 to clearly indicate this.
  • the control device 200 is also the same as in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the refrigerant leakage determination device 300 of Modification 1.
  • FIG. 6 The operation of the refrigerant leakage determination device 300 of Modification 1 will be described with reference to FIG.
  • the flowchart of FIG. 6 differs from the flowchart of FIG. 4 of Embodiment 1 in that step S301A is added and the content of step S307. Since other steps are the same as those in FIG. 4, description of the other steps is omitted.
  • Step S301A The refrigeration cycle apparatus 100 of the modification requires a pump-down operation before shutdown.
  • the connection device 105B to which the pressure sensor 104 is connected communicates with the system of the outdoor heat exchanger 103 functioning as a condenser.
  • the operation control unit 211 performs a pump-down operation to collect the liquid refrigerant in the compressor 109 arranged inside the outdoor unit 100B.
  • the operation control unit 211 fully opens the expansion valves 107A and 107B, performs forced cooling operation, and collects liquid refrigerant in the compressor 109 . After a certain period of time has passed since the start of operation, the operation ends.
  • step S302 the operation control unit 211 stops the operation of the refrigeration cycle device 100 after the pump-down operation is completed.
  • step S307 the maintenance personnel connects the pressure sensor 404 to the connection device 105B that communicates with the system on the outdoor unit 100B side.
  • the steps after step S307 are the same as in FIG.
  • the pressure sensor 104 communicates with the system on the side of the outdoor unit 100B when connected to a model that performs a pump-down operation before stopping the operation of the refrigeration cycle device 100. Connected to the connection device. As a result, in addition to the effect of the first embodiment, it is possible to prevent the pressure drop from not being detected in the model that performs the pump-down operation.
  • FIG. 7 is a flow chart showing the operation of the refrigerant leakage determination device 300 of Modification 2. As shown in FIG. Modification 2 will be described with reference to FIG.
  • the configuration of refrigerant leakage determination device 300 is the same as that of the first embodiment. That is, the refrigerating cycle device 100 and the control device 200 are the same as in the first embodiment.
  • the flowchart in FIG. 7 differs from the flowchart in FIG. 7 in that it does not have steps S305 and S306, and in the content of step S309. Other than this, it is the same as FIG. This is because the stop-time refrigerant pressure in the refrigerant circuit 120 at factory shipment is used instead of the saturation pressure P1 as follows.
  • a refrigerant leak may be detected from the pressure difference between the refrigerant pressure when the refrigerant circuit 120 of the refrigerating cycle device 100 is stopped when shipped from the factory and the refrigerant pressure measured by the pressure sensor 1004 .
  • the refrigerant pressure at the time of factory shipment is stored in the auxiliary storage device 230 at the time of shipment from the factory. Let this pressure be P1.
  • step S309 will be described, and description of other steps will be omitted.
  • Step S309 The leakage determination unit 212, which is a determination unit, uses the pre-stored refrigerant pressure at the time of shipment from the factory as the reference pressure P1. A specific description will be given below.
  • the leak determination unit 212 calculates the difference (P1-P2) between the factory-shipped pressure P1 stored in the auxiliary storage device 230 and the pressure P2 acquired in step S308. Steps after step S309 are the same as in FIG.
  • Modification 2 can determine refrigerant leakage more quickly.
  • Embodiment 1 including Modification 1 and Modification 2 has been described above. Of these embodiments, two or more technical matters may be combined for implementation. Alternatively, one technical matter in the first embodiment may be partially implemented.
  • 100 refrigerating cycle device 100A indoor unit, 100B outdoor unit, 101A, 101B, 101C, 101D, 101E temperature sensor, 102 indoor heat exchanger, 103 outdoor heat exchanger, 104 pressure sensor, 105A, 105B connection device, 107A, 107B expansion valve, 109 compressor, 110 four-way valve, 120 refrigerant circuit, 121 gas pipe, 122 liquid pipe, 200 control device, 201 refrigerant leak determination program, 210 processor, 211 operation control unit, 212 leak determination unit, 213 storage unit, 220 main storage device, 230 auxiliary storage device, 240 input IF, 250 Output IF, 260 Communication IF, 270 Signal line, 300 Refrigerant leak determination device, 400 Frame, 500 Notification device.

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Abstract

冷媒漏れ判定装置（３００）は、冷凍サイクル装置（１００）、接続装置（１０５Ａ，１０５Ｂ）及び制御装置（２００）を備える。冷凍サイクル装置（１００）は室内機（１００Ａ）と室外機（１００Ｂ）で構成される。冷凍サイクル装置（１００）は冷媒回路（１２０）を有し、冷媒回路（１２０）を冷媒が循環する冷凍サイクルを行う。接続装置（１０５Ａ，１０５Ｂ）は、冷媒回路（１２０）の内部空間に連通する連通口を有し、内部空間の冷媒圧力を計測する圧力センサ（１０４）が接続される。制御装置（２００）は、冷媒回路（１２０）の油を圧縮機（１０９）に集める油回収運転を冷凍サイクル装置（１００）に実施させ、基準圧力と、油回収運転の後に圧力センサ（１０４）で計測した冷媒圧力との比較から、冷媒回路（１２０）からの冷媒の漏れを判定する。

Description

冷媒漏れ判定装置、制御装置、冷媒漏れ判定プログラム及び冷媒漏れ判定方法
　本開示は、冷媒漏れ判定装置、制御装置、冷媒漏れ判定プログラム及び冷媒漏れ判定方法に関する。
　従来では、計測した周囲温度から算出される気液平衡圧力と、圧力検出手段で計測した圧力とを比較することで、圧力低下に基づき、冷凍装置における冷媒漏れの有無を診断する技術がある（例えば、特許文献１）。
特開平４－２２５７６９号公報
　運転停止時の冷凍装置に対して特許文献１の方法で冷媒の漏れ検知を行う場合、例えば冷凍機の設置環境によって、冷媒回路内の冷凍機油の油分布は異なる。油の量及び環境温度は、油への冷媒の溶け込み量に影響する。このため、冷凍機油の油分布状況によっては、冷媒漏れの判断の元となる、検知するべき圧力低下量が、不確実となる恐れがある。従って、特許文献１に開示されるような冷媒漏れ診断方法であると、冷凍装置内の油分布によっては、計測圧力のバラつきが生じ、圧力の測定誤差が生じるそれがあった。
　本開示は、計測圧力の測定誤差の低減を目的とする。
　本開示に係る冷媒漏れ判定装置は、
　圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とが接続される冷媒回路を有し、前記冷媒回路を冷媒が循環する冷凍サイクルを行う冷凍サイクル装置と、
　前記冷媒回路の内部空間に連通する連通口を有し、前記内部空間の冷媒圧力を計測する圧力センサが接続される接続装置と、
　前記冷媒回路の中に存在する油を前記圧縮機に集める油回収運転を、前記冷凍サイクル装置に実施させる運転制御部と、比較対象である基準圧力と、前記油回収運転の後に前記圧力センサで計測した前記冷媒圧力との比較から、前記冷媒回路からの前記冷媒の漏れを判定する判定部とを備える制御装置と、
を備える。
　本開示の冷媒漏れ判定装置では、制御装置が冷凍サイクル装置に油回収運転を実施させる。油回収運転の後に、冷媒の圧力を測定する。よって、計測圧力のバラつきを抑制し、従来よりも確実に冷媒漏れを検知することが可能になる。
実施の形態１の図で、冷媒漏れ判定装置３００の構成図。 実施の形態１の図で、制御装置２００のブロック構成図。 実施の形態１の図で、制御装置２００のハードウェア構成図。 実施の形態１の図で、冷媒漏れ判定装置３００の動作を示すフローチャート。 実施の形態１の図で、変形例１の冷媒漏れ判定装置３００の構成図。 実施の形態１の図で、変形例１の動作を示すローチャート。 実施の形態１の図で、変形例２の動作を示すローチャート。
　実施の形態の説明及び図面において、同じ要素及び対応する要素には同じ符号を付している。同じ符号が付された要素の説明は、適宜に省略又は簡略化する。以下の実施の形態では、「部」を、「回路」、「工程」、「手順」、「処理」又は「サーキットリー」に適宜読み替えてもよい。
　実施の形態１．
　図１から図４に示す冷凍サイクル装置１００は、運転停止時の冷媒回路内の圧力が均圧になる冷凍サイクル装置１００を想定する。図５及び図６の変形例１では、運転停止時の冷媒回路内の圧力が均圧にならない冷凍サイクル装置１００を想定する。また変形例２では、図１から図４に示す冷媒漏れ判定装置３００及び変形例１の冷媒漏れ判定装置３００では飽和圧力を計算するのに対して、飽和圧力を計算しない構成を示す。
　図１は、実施の形態１の冷媒漏れ判定装置３００の構成図である。図１を用いて、冷媒漏れ判定装置３００の構成を説明する。冷媒漏れ判定装置３００は、冷凍サイクル装置１００及び制御装置２００を備えている。冷凍サイクル装置１００は室内機１００Ａと室外機１００Ｂとからなる。図１は冷凍サイクル装置１００の冷媒回路１２０の構成と、検知手段である、温度センサ１０１と圧力センサ１０４との設置箇所を示している。
　冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１０９と、凝縮器と、膨張弁１０７Ａ，１０７Ｂと、蒸発器とが接続される冷媒回路１２０を有する。冷凍サイクル装置１００は、冷媒回路１２０を冷媒が循環する冷凍サイクルを行う。後述のように、室内熱交換器１０２は冷房運転では蒸発器、暖房運転では凝縮器として機能する。室外熱交換器１０３は、冷房運転では凝縮器、暖房運転では蒸発器として機能する。
＜冷媒回路１２０＞
　冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１０９、四方弁１１０、室外熱交換器１０３、膨張弁１０７Ｂ、膨張弁１０７Ａ及び室内熱交換器１０２が、配管で接続されて、冷媒の循環する冷媒回路１２０を形成している。冷媒回路１２０には複数の温度センサ１０１が配置されている。また、冷媒回路１２０には、後述する接続装置１０５Ａ、１０５Ｂが配置されている。
＜室内機１００Ａ＞
　室内機１００Ａは、冷媒回路１２０のうち、温度センサ１０１Ａ、室内熱交換器１０２、膨張弁１０７Ａ、温度センサ１０１Ｂを含む。
＜室外機１００Ｂ＞
　室外機１００Ｂは、冷媒回路１２０のうち、接続装置１０５Ａ、圧縮機１０９、温度センサ１０１Ｃ、四方弁１１０、温度センサ１０１Ｄ、室外熱交換器１０３、膨張弁１０７Ｂ、温度センサ１０１Ｅ、接続装置１０５Ｂ、圧力センサ１０４、を含む。
＜温度センサ１０１＞
　温度センサ１０１Ａから温度センサ１０１Ｅは、冷媒回路１２０の冷媒の温度を計測する。温度センサ１０１Ａから温度センサ１０１Ｅは、機能が同じであるので区別の必要がない場合は温度センサ１０１と表記する場合がある。温度センサ１０１は、サーミスタが望ましい。また、外気温度の影響を受けることを防ぐため、温度センサ１０１は、断熱材で覆われていることが望ましい。測定原理として、温度が上昇するとサーミスタの抵抗値がある一定値で減少する。この抵抗値を計測することで温度を検知することが可能である。
＜室内熱交換器１０２＞
　室内熱交換器１０２では、室内空気が室内熱交換器１０２を通過する冷媒と熱交換する。室内熱交換器１０２は、冷凍サイクル装置１００の冷房運転時は蒸発器として機能し、冷凍サイクル装置１００の暖房運転時は凝縮器として機能する。
＜室外熱交換器１０３＞
　室外熱交換器１０３では、室外空気が室外熱交換器１０３を通過する冷媒と熱交換する。四方弁１１０の切り替えによって、室外熱交換器１０３は、冷凍サイクル装置１００の冷房運転時は凝縮器として機能し、冷凍サイクル装置１００の暖房運転時は蒸発器として機能する。
＜圧力センサ１０４＞
　圧力センサ１０４は、冷媒圧力を計測する。圧力センサ１０４としては、微圧力センサを使用することが望ましい。冷凍機油（以下、油と表記する）の溶解度低下による圧力低下は数１０ｋＰａ程度であることが想定される。従って、従来のゲージマニホールドの圧力計は、圧力レンジ０ｋＰａから５ＭＰａで、分解能としては１００ＫＰａ程度のものが多い。このため、数１０ｋＰａの圧力低下を検知できない。従って、圧力センサ１０４としては、５から１０ｋＰａの分解能を保持する、微圧力センサの使用が望ましい。実施の形態１では、圧力センサ１０４は、分解能が５ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下の範囲である。
＜接続装置１０５Ａ及び接続装置１０５Ｂ＞
　接続装置１０５Ａ及び接続装置１０５Ｂは、冷媒回路１２０の内部空間に連通する連通口を有し、内部空間の冷媒圧力を計測する圧力センサ１０４が接続される。
　接続装置１０５Ａ及び接続装置１０５Ｂは、圧力センサ１０４が接続される圧力センサ接続口である。なお接続装置１０５Ａ及び接続装置１０５Ｂは、機能が同じであるので区別の必要がない場合は接続装置１０５と表記する。接続装置１０５は冷媒回路の内部に連通している。接続装置１０５は、例えば、サービスポートが望ましい。圧力計測は、冷凍サイクル装置１００が停止している均圧状態で実施される。このため、圧力センサ１０４が接続されるサービスポートである接続装置１０５の場所は問われない。均圧状態において、いずれかの接続装置１０５が利用される。
＜膨張弁１０７Ａ及び膨張弁１０７Ｂ＞
　膨張弁１０７Ａ及び膨張弁１０７Ｂは電子膨張弁である。接膨張弁１０７Ａ及び膨張弁１０７Ｂは、機能が同じであるので区別の必要がない場合は膨張弁１０７と表記する。膨張弁１０７は、制御装置２００から制御を受けて、冷媒流量を効率よく制御する。後述する油回収運転時には、膨張弁１０７Ａ及び膨張弁１０７Ｂは、ある開度で開き、ガス管１２１に液冷媒を含む気液２相の冷媒を流す。ガス管１２１に液冷媒を流すことにより、油を液冷媒と共に、圧縮機１０９の内部へ回収する。
　ガス管について説明する。なお油回収運転は後述のステップＳ３０１で説明する。実施の形態１では室内機１００Ａは冷凍機を想定している。つまり室内熱交換器１０２が蒸発器として機能する冷房運転が、通常運転である。冷房運転では蒸発器である室内熱交換器１０２からガス冷媒が流出し、流出したガス冷媒は、ガス管１２１、四方弁１１０を介して圧縮機１０９へ流入する。ガス管１２１の下に示す液管１２２には、冷房運転時に、室外機１００Ｂから室内機１００Ａに向かって液冷媒が流れる。
＜圧縮機１０９＞
　圧縮機１０９は冷媒の圧力を高めることで、冷媒回路１２０内の冷媒を循環させる。
＜四方弁１１０＞
　四方弁１１０は、冷凍サイクル装置１００を、冷房運転または暖房運転に切り替える弁である。図１は、室内熱交換器１０２が蒸発器として機能する冷房運転時を示している。室内熱交換器１０２が凝縮器として機能する場合が暖房運転時である。
＜制御装置２００＞
＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図２は、制御装置２００の機能ブロックを示す。図３は、制御装置２００のハードウェア構成を示す。まず図２を説明する。制御装置２００は、運転制御部２１１、漏れ判定部２１２及び記憶部２１３を備えている。
　運転制御部２１１は、冷媒回路１２０の中に存在する油を圧縮機に集める油回収運転を、冷凍サイクル装置１００に実施させる。判定部である漏れ判定部２１２は、比較対象である基準圧力Ｐ１と、油回収運転の後に圧力センサ１０４で計測した冷媒圧力Ｐ２との比較から、冷媒回路１２０からの冷媒の漏れを判定する。以下に具体的に説明する。
＜運転制御部２１１＞
　運転制御部２１１は、冷凍サイクル装置１００の運転を制御する。運転制御部２１１は、冷凍サイクル装置１００の膨張弁１０７Ａ、１０７Ｂ、圧縮機１０９及び四方弁１１０を制御する。運転制御部２１１は、例えば、膨張弁１０７Ａ、１０７Ｂの開度を制御する。また、運転制御部２１１は、冷凍サイクル装置１００が停止する停止信号を取得する。運転制御部２１１は、停止信号として、圧縮機１０９の回転数を取得する。停止信号における停止とは、圧縮機１０９が停止して冷媒が冷媒回路１２０を循環しない状態である。
＜記憶部２１３＞
　記憶部２１３は、圧力センサ１０４の計測した実測値Ｐ２及び後述する飽和圧力Ｐ１のような各種データを記憶する。
＜漏れ判定部２１２＞
　漏れ判定部２１２は、温度センサ１０１及び圧力センサ１０４の計測データを、温度センサ１０１及び圧力センサ１０４から取得し、記憶部２１３に格納する。漏れ判定部２１２は、温度センサ１０１で取得した温度データの中で、最も低い温度データを抽出する。漏れ判定部２１２は、温度センサ１０１で取得した温度データの中で最も低い温度から、飽和圧力Ｐ１を計算する。漏れ判定部２１２は、飽和圧力Ｐ１と圧力センサ１０４で計測した圧力値Ｐ２との差分Ｐ１－Ｐ２を計算する。漏れ判定部２１２は、飽和圧力Ｐ１と圧力値Ｐ２との差分が差圧計の分解能より大きければ漏洩あり、小さければ漏洩なしと判定する。実施の形態１では分解能を５ｋＰａとする。漏れ判定部２１２は、冷媒漏れ異常をユーザーまたは作業者に報知する。
　図３を参照して制御装置２００のハードウェア構成を説明する。制御装置２００は、コンピュータである。制御装置２００は、プロセッサ２１０を備える。制御装置２００は、プロセッサ２１０の他に、主記憶装置２２０、補助記憶装置２３０、入力ＩＦ２４０、出力ＩＦ２５０及び通信ＩＦ２６０といった、他のハードウェアを備える。なおＩＦはインタフェースの略である。プロセッサ２１０は、信号線２７０を介して、他のハードウェアと接続され、他のハードウェアを制御する。
　制御装置２００は、機能要素として、運転制御部２１１及び漏れ判定部２１２を備える。運転制御部２１１及び漏れ判定部２１２の機能は、冷媒漏れ判定プログラム２０１により実現される。
　プロセッサ２１０は、冷媒漏れ判定プログラム２０１を実行する装置である。冷媒漏れ判定プログラム２０１は、運転制御部２１１及び漏れ判定部２１２の機能を実現するプログラムである。プロセッサ２１０は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ２１０の具体例は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）である。
　主記憶装置２２０の具体例は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）である。主記憶装置２２０は、プロセッサ２１０の演算結果を保持する。
　補助記憶装置２３０は、データを不揮発的に保管する記憶装置である。補助記憶装置２３０の具体例は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）である。また、補助記憶装置２３０は、ＳＤ（登録商標）（Ｓｅｃｕｒｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）といった可搬記録媒体であってもよい。補助記憶装置２３０は、記憶部２１３を実現する。また補助記憶装置２３０は冷媒漏れ判定プログラム２０１が格納されている。
　入力ＩＦ２４０は、各装置からデータが入力されるポートである。入力ＩＦ２４０には、温度センサ１０１及び圧力センサ１０４が接続している。出力ＩＦ２５０は、各種機器が接続され、各種機器にプロセッサ２１０によりデータが出力されるポートである。出力ＩＦ２５０には、報知装置５００が接続している。通信ＩＦ２６０は、プロセッサ２１０が他の装置と通信するための通信ポートである。通信ＩＦ２６０には、圧縮機１０９、四方弁１１０及び膨張弁１０７Ａ、１０７Ｂが接続している。
　プロセッサ２１０は補助記憶装置２３０から冷媒漏れ判定プログラム２０１を主記憶装置２２０にロードし、主記憶装置２２０から冷媒漏れ判定プログラム２０１を読み込み実行する。主記憶装置２２０には、冷媒漏れ判定プログラム２０１だけでなく、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。プロセッサ２１０は、ＯＳを実行しながら、冷媒漏れ判定プログラム２０１を実行する。制御装置２００は、プロセッサ２１０を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、冷媒漏れ判定プログラム２０１の実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ２１０と同じように、冷媒漏れ判定プログラム２０１を実行する装置である。冷媒漏れ判定プログラム２０１により利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値及び変数値は、主記憶装置２２０、補助記憶装置２３０、または、プロセッサ２１０内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。
　冷媒漏れ判定プログラム２０１は、運転制御部２１１及び漏れ判定部２１２の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程をコンピュータに実行させるプログラムである。
　また、冷媒漏れ判定方法は、コンピュータである制御装置２００が冷媒漏れ判定プログラム２０１を実行することにより行われる方法である。冷媒漏れ判定プログラム２０１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
　図４は、冷媒漏れ判定装置３００の動作を示すフローチャートである。図４を用いて冷媒漏れ判定装置３００の動作を説明する。冷媒漏れ判定装置３００における制御装置２００の動作手順は、制御方法に相当する。制御装置２００の動作を実現するプログラムは、冷媒漏れ判定プログラム２０１に相当する。
＜ステップＳ３００＞
　ステップＳ３００において、運転制御部２１１が、冷凍サイクル装置１００の圧縮機１０９の回転数として、冷凍サイクル装置１００の冷房運転あるいは暖房運転の停止信号を受信する。図１は冷房運転の状態を示している。停止信号の受信後、運転制御部２１１が膨張弁１０７Ａ及び膨張弁１０７Ｂを開き、暖房運転モードまたは冷房運転モードから、油回収運転モードに移る。
＜ステップＳ３０１：油回収運転＞
　運転制御部２１１は、冷凍サイクル装置１００に、油回収運転とは異なるモードの運転を実施させているときに、油回収運転とは異なるモードから、引き続き、油回収運転を実施させ、油回収運転の実施後に、冷凍サイクル装置１００の運転を停止させる。以下に具体的に説明する。
　ステップＳ３０１において、運転制御部２１１は、膨張弁１０７Ａ，１０７Ｂを開き、油回収運転を開始する。
　ここで油回収運転を説明する。冷房運転中、圧縮機１０９の内部に存在する油の一部は、ガス冷媒とともにわずかに圧縮機１０９から流出する。圧縮機１０９を流出した油は、蒸発器である室内熱交換器１０２の出口と、圧縮機１０９の吸入口との間に特に多く滞留する。つまり、冷房運転時では、油がガス管１２１に多く滞留する。冷房運転では蒸発器である室内熱交換器１０２の出口からはガス冷媒が流出する。そこで、油回収運転では、運転制御部２１１が膨張弁１０７Ａ，１０７Ｂの開度を制御することで、室内熱交換器１０２から気液２相の冷媒が流出する。気液２相のうちの液冷媒が、ガス管１２１に存在する油をひきずるように、せん断力で油を圧縮機１０９へ回収する。なお、圧縮機１０９へは液冷媒も流れ込むが、わずかであるので圧縮機１０９には故障のような問題はない。油回収運転により圧縮機１０９に油が回収されて、圧縮機１０９の潤滑不良のようなトラブルが回避される。
　このように、運転制御部２１１は、油回収運転によって、冷媒回路１２０内の油を、室外機１００Ｂの内部に配置された圧縮機１０９に集める。運転制御部２１１は、油回収運転のときに膨張弁の開度を制御することで、冷媒回路１２０で冷媒が蒸発器から圧縮機に向かう領域の配管と、圧縮機から凝縮器に向かう配管とに、液冷媒を流す。以下に具体的に説明する。
　具体的には、運転制御部２１１は、膨張弁１０７Ａ，１０７Ｂの開度を大きくし、圧縮機１０９のインバータ周波数を上げ、ガス管内への液冷媒の供給量を増加させることで、油回収を行う。運転制御部２１１は、油回収運転開始から１０分経過後に、油回収運転を終了する。
＜ステップＳ３０２＞
　ステップＳ３０２において、油回収運転の開始から１０分が経過した場合、運転制御部２１１は、油回収運転を停止する。つまり、運転制御部２１１は、圧縮機１０９の運転を停止し、冷凍サイクル装置１００の運転を停止する。
＜ステップＳ３０３＞
　ステップＳ３０３において、漏れ判定部２１２は、冷媒回路１２０に設置される温度センサ１０１により温度を計測し、記憶部２１３に計測温度を記憶する。
＜ステップＳ３０４＞
　ステップＳ３０４において、漏れ判定部２１２は、冷媒回路１２０で計測される温度が安定したか判断する。漏れ判定部２１２は、例えば、周期的に冷媒回路１２０の温度を計測し、温度変化値±０．５℃以内のときに、安定したと判断する。
＜ステップＳ３０５＞
　ステップＳ３０５おいて、漏れ判定部２１２は、計測された温度データのうち、冷媒回路１２０内で最も低い計測値を抽出し、記憶部２１３に記憶する。
＜ステップＳ３０６＞
　冷凍サイクル装置１００は、冷媒回路１２０の冷媒温度を計測する温度センサ１０１を備えている。判定部である漏れ判定部２１２は、温度センサ１０１の計測した冷媒温度から冷媒の飽和圧力を計算し、計算した飽和圧力を、基準圧力Ｐ１として使用する。以下に具体的に説明する。
　ステップＳ３０６おいて、漏れ判定部２１２は、ステップＳ３０５で記憶した最も低い温度を用いて、飽和圧力Ｐ１を計算し、記憶部２１３に記憶する。飽和圧力Ｐ１は温度のｔの関数である。漏れ判定部２１２はＰ１（ｔ）を用いて、計測された最も低い温度ｔｍｉｎのＰ１（ｔｍｉｎ）を計算する。Ｐ１（ｔ）の式は補助記憶装置２３０に記憶されている。
＜ステップＳ３０７＞
　ステップＳ３０７おいて、圧力センサ１０４が、保守員によって、接続装置１０５に接続される。接続装置１０５Ａ、接続装置１０５Ｂのどちらに接続されてもよい。
＜ステップＳ３０８＞
　判定部である漏れ判定部２１２は、油回収運転の実施後の冷凍サイクル装置１００の停止状態における、圧力センサ１０４の計測値を使用する。以下に具体的に説明する。
　ステップＳ３０８おいて、漏れ判定部２１２は、圧力センサ１０４から、冷凍サイクル装置１００の運転停止状態における冷媒の圧力Ｐ２を取得する。漏れ判定部２１２は、計測値Ｐ２を記憶部２１３に記憶する。
＜ステップＳ３０９＞
　ステップＳ３０９おいて、漏れ判定部２１２は、ステップＳ３０６で計算した飽和圧力Ｐ１と、ステップＳ３０８で取得した計測圧力Ｐ２との差分であるＰ１－Ｐ２を計算する。漏れ判定部２１２は、差分が圧力センサ１０４の分解能より大きいかどうかを判定する。分解能は５ｋＰａとする。漏れ判定部２１２は、圧力の差分が分解能である５ｋＰａより大きい場合、ステップＳ３１０において、「冷媒の漏れ有り」と判定する。圧力の差分が分解能以下の場合、漏れ判定部２１２は、圧力の差分が分解能以下の状態が、圧力センサ１０４による計測開始から１時間以上経過しているか判定する（ステップＳ３１１）。１時間以上経過していない場合は、ステップＳ３０８、ステップＳ３０９、ステップＳ３１１を繰り返す。１時間以上経過している場合は、漏れ判定部２１２は、ステップＳ３１２で「冷媒の漏れなし」と判定する。
＜ステップＳ３１３＞
　ステップＳ３１３おいて、漏れ判定部２１２は、ステップＳ３１０またはステップＳ３１２の結果を、報知装置５００によって報知する。
　以上では冷媒漏れ判定装置３００について説明した。冷媒漏れ判定装置３００の動作は以下のように冷媒漏れ判定方法として把握できる。
つまり、冷媒漏れ判定装置３００の動作は、
「圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とが接続された冷媒回路１２０を有し、冷媒回路１２０を冷媒が循環する冷凍サイクルを行うとともに、冷媒回路１２０の内部空間に連通する連通口を有し、内部空間の冷媒圧力を計測する圧力センサ１０４が接続される接続装置１０５Ａ，１０５Ｂを有する冷凍サイクル装置１００によって実施される、冷媒回路１２０の中に存在する油を圧縮機１０９に集める油回収運転の後に、圧力センサ１０４を接続装置１０５Ａ，１０５Ｂに接続するステップ（ステップＳ３００）と、
　比較対象である基準圧力Ｐ１と、圧力センサ１０４で計測された冷媒圧力Ｐ２との比較から、冷媒回路１２０からの冷媒の漏れを判定するステップ（ステップＳ３０９，Ｓ３１１）と、
を備える冷媒漏れ判定方法」、
と把握できる。
　なお、図１では複数の温度センサ１０１を示したが、温度センサ１０１は、ステップＳ３０６の飽和圧力の計算のために、少なくとも一つあればよい。温度センサ１０１が一つの場合、漏れ判定部２１２は、唯一の温度センサ１０１の計測データを最低温度として扱う。
＊＊＊実施の形態１の効果の説明＊＊＊
（１）冷媒漏れ判定装置３００では、温度センサ１０１で取得した温度データの中で、最も低い温度データから飽和圧力を計算する。そして、冷媒漏れ判定装置３００は、計算した飽和圧力を、圧力センサ１０４で計測した実測値との圧力差から冷媒漏洩を診断する。これにより、冷凍サイクル装置１００が停止中でも、冷媒漏れを診断することができるため、通年で漏洩判定が可能である。
（２）冷媒漏れ判定装置３００は、冷房運転または暖房運転を停止する前に油回収運転を実施し、油回収運転によって圧縮機１０９に油が集められてから冷凍サイクル装置１００の運転を停止する。よって、冷媒漏れ判定装置３００は、冷媒ガスの油への溶け込みによる圧力低下を測定する際の、油分布のバラつきを原因とする測定誤差を低減できる。
（３）接続装置１０５に接続された圧力センサ１０４は、数１０ｋＰａ程度の微小な圧力も検知可能であり、分解能としては５ｋＰａから１０ｋＰａを有する高精度のものを利用する。これにより、冷媒ガスの油への溶け込みによる、微小な圧力変化も検知できる。
（４）接続装置１０５に接続された圧力センサ１０４は、冷凍サイクル装置１００の運転が停止し、冷媒回路１２０の油回収が完了し、冷媒回路１２０の温度が安定した段階で圧力計測を開始する。これにより、冷媒圧力低下検知が確実となり、冷媒漏れの誤検知あるいは未検出を防止することができる。
（５）冷凍サイクル装置１００の備える膨張弁１０７Ａ、１０７Ｂは、油回収運転において、ある開度で開き、ガス管に液冷媒を流すことで、液冷媒とともに凝縮器へ油を戻す。これにより、冷媒回路１２０に存在する油の回収を円滑に、かつ短時間で行うことができる。
（６）冷媒回路１２０に温度センサ１０１は、室内機１００Ａ側と室外機１００Ｂ側にそれぞれ少なくとも１つ以上は備えることが好ましい。この場合、温度センサ１０１は冷媒回路１２０を形成する配管の側面の温度を取得する。これにより、冷媒回路１２０内に存在する冷媒の温度を検知することができる。
（７）制御装置２００の漏れ判定部２１２は、冷媒の漏れありと判定した場合に、報知装置５００に異常コードを表示し、ユーザーまたは作業者に報知する。これにより、冷凍サイクル装置１００が停止期間中においても、冷媒漏れによる異常をユーザーや作業者は知ることができ、早急な対応が可能である。
（８）実施の形態１の制御装置２００は、油を回収したのちに、圧力を用いた冷媒漏れの判定をおこなう。よって、複数の冷凍装置のいずれの冷凍装置においても、圧縮機に油を集めると油分布のバラツキがなくなるので、油回収の後に圧力を計測することで、それぞれの冷凍装置の間での計測圧力のバラツキがなくなるので、精度の高い冷媒漏れ判定が可能になる。
＜変形例１＞
　図５及び図６を用いて実施の形態１の冷媒漏れ判定装置３００の変形例１を説明する。変形例１では、冷凍サイクル装置１００の運転停止時において、冷媒回路１２０内の圧力が、室内機１００Ａ側と室外機１００Ｂとで、異なる冷凍サイクル装置１００を想定する。
　冷凍機のような冷凍サイクル装置１００には、ポンプダウン運転により室外機１００Ｂ側と室内機１００Ａ側とで圧力が分離され、高圧側と低圧側とで圧力が異なる機種が存在する。この場合、室内機１００Ａ側で圧力を計測すると、分解能を超える圧力低下が、未検出と判定される可能性がある。このため、圧力計測場所は、室外機１００Ｂ側に限定される。
＜冷媒回路構成と、温度センサ１０１および圧力センサ１０４の接続場所＞
　図５は、実施の形態の冷媒漏れ判定装置３００の構成を示す。変形例１の冷媒漏れ判定装置３００における冷凍サイクル装置１００の冷媒回路構成と、温度センサ１０１および圧力センサ１０４の配置場所とは、実施の形態１の冷媒漏れ判定装置３００と基本的には同一である。図５の構成は図１と同一である。しかし、変形例１では、圧力センサ４０４が接続されるべき接続装置１０５は、室外機１００Ｂ側の系内と連通する接続口に設置された、接続装置１０５Ｂに限定される。図５では接続装置１０５Ｂを破線の枠４００で囲み、このことを明示した。
　制御装置２００も実施の形態１と同一である。
　図６は、変形例１の冷媒漏れ判定装置３００の動作を示すフローチャートである。図６を用いて変形例１の冷媒漏れ判定装置３００の動作を説明する。図６のフローチャートは、実施の形態１の図４のフローチャートに対して、ステップＳ３０１Ａが追加された点と、ステップＳ３０７の内容とが異なる。その他のステップは図４と同じであるので、その他のステップの説明は省略する。
＜ステップＳ３０１Ａ＞
　変形例の冷凍サイクル装置１００は、運転停止前にポンプダウン運転が必要である。圧力センサ１０４が接続された接続装置１０５Ｂは、凝縮器として機能する室外熱交換器１０３の系内と連通する。以下に具体的に説明する。
　ステップＳ３０１Ａおいて、運転制御部２１１は、ポンプダウン運転を行い、液冷媒を室外機１００Ｂの内部に配置されている圧縮機１０９に集める。運転制御部２１１は、膨張弁１０７Ａ、１０７Ｂを全開にし、強制冷房運転を実施し、液冷媒を圧縮機１０９に集める。運転開始から一定時間経ったら終了する。
　ステップＳ３０２おいて、運転制御部２１１は、ポンプダウン運転が完了したら、冷凍サイクル装置１００の運転を停止する。
　ステップＳ３０７おいて、室外機１００Ｂ側の系内と連通する接続装置１０５Ｂに、圧力センサ４０４が保守員によって接続される。ステップＳ３０７より後のステップは図４と同じである。
＊＊＊変形例１の効果＊＊＊
　　変形例１の冷媒漏れ判定装置３００によれば、圧力センサ１０４は、冷凍サイクル装置１００運転停止前にポンプダウン運転を実施する機種に接続する場合には、室外機１００Ｂ側の系内と連通する接続装置へ接続される。
　これにより、実施の形態１の効果に加え、ポンプダウン運転を実施する機種において圧力低下の未検出を防止することができる。
＜変形例２＞
　図７は、変形例２の冷媒漏れ判定装置３００の動作を示すフローチャートである。図７を参照して変形例２を説明する。冷媒漏れ判定装置３００の構成は実施の形態１と同じである。つまり冷凍サイクル装置１００及び制御装置２００は、実施の形態１と同じである。図７のフローチャートは、図７のフローチャートおけるステップＳ３０５とステップＳ３０６とを持たないこと、及びステップＳ３０９の内容が異なる。これ以外は図４と同じである。これは以下のように飽和圧力Ｐ１に代えて工場出荷時の冷媒回路１２０における停止時冷媒圧力を用いるからである。
　冷凍サイクル装置１００の冷媒回路１２０における工場出荷時の停止時冷媒圧と、圧力センサ１００４で計測した冷媒圧力との圧力差により、冷媒漏れを検知してもよい。工場出荷時に補助記憶装置２３０に、工場出荷時の停止時冷媒圧力を記憶する。この圧力をＰ１とする。
　図７のフローチャートは、実施の形態１の図４のフローチャートのステップＳ３０５、Ｓ３０６が削除されたこと、及びステップＳ３０９の内容が異なる他は図４と同じである。このため、ステップＳ３０９を説明し、その他のステップの説明は省略する。
＜ステップＳ３０９＞
　判定部である漏れ判定部２１２は、基準圧力Ｐ１として、予め保有している工場出荷時の冷媒圧力を使用する。以下に具体的に説明する。
　ステップＳ３０９において、漏れ判定部２１２は、補助記憶装置２３０に記憶されている工場出荷時の圧力Ｐ１と、ステップＳ３０８で取得した圧力Ｐ２との差分（Ｐ１－Ｐ２）を計算する。ステップＳ３０９よりも後のステップは図４と同じである。
＊＊＊変形例２の効果＊＊＊
　変形例２では、冷媒回路１２０内で最も低い温度センサ値を抽出するステップＳ３０５と、飽和圧力を計算するステップＳ３０６とを省略することができる。このため、変形例２は、より早く、冷媒漏れを判定できる。
　以上、変形例１及び変形例２を含む実施の形態１について説明した。これらの実施の形態のうち、２つ以上の技術事項を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態１のうち、１つの技術事項を部分的に実施しても構わない。
　１００　冷凍サイクル装置、１００Ａ　室内機、１００Ｂ　室外機、１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅ　温度センサ、１０２　室内熱交換器、１０３　室外熱交換器、１０４　圧力センサ、１０５Ａ，１０５Ｂ　接続装置、１０７Ａ、１０７Ｂ　膨張弁、１０９　圧縮機、１１０　四方弁、１２０　冷媒回路、
１２１　ガス管、１２２　液管、２００　制御装置、２０１　冷媒漏れ判定プログラム、２１０　プロセッサ、２１１　運転制御部、２１２　漏れ判定部、２１３　記憶部、２２０　主記憶装置、２３０　補助記憶装置、２４０　入力ＩＦ、２５０　出力ＩＦ、２６０　通信ＩＦ、２７０　信号線、３００　冷媒漏れ判定装置、４００　枠、５００　報知装置。

Claims (11)

  1. 　圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とが接続される冷媒回路を有し、前記冷媒回路を冷媒が循環する冷凍サイクルを行う冷凍サイクル装置と、
    　前記冷媒回路の内部空間に連通する連通口を有し、前記内部空間の冷媒圧力を計測する圧力センサが接続される接続装置と、
    　前記冷媒回路の中に存在する油を前記圧縮機に集める油回収運転を、前記冷凍サイクル装置に実施させる運転制御部と、比較対象である基準圧力と、前記油回収運転の後に前記圧力センサで計測した前記冷媒圧力との比較から、前記冷媒回路からの前記冷媒の漏れを判定する判定部とを備える制御装置と、
    を備える冷媒漏れ判定装置。
  2. 　圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とが接続される冷媒回路を有し、前記冷媒回路を冷媒が循環する冷凍サイクルを行うとともに、前記冷媒回路の内部空間に連通する連通口を有し、前記内部空間の冷媒圧力を計測する圧力センサが接続される接続装置を有する冷凍サイクル装置の、前記冷媒回路の中に存在する油を前記圧縮機に集める油回収運転を、前記冷凍サイクル装置に実施させる運転制御部と、
    　比較対象である基準圧力と、前記油回収運転の後に前記圧力センサで計測した前記冷媒圧力との比較から、前記冷媒回路からの前記冷媒の漏れを判定する判定部と、
    を備える制御装置。
  3. 　前記運転制御部は、
    前記冷凍サイクル装置に、前記油回収運転とは異なるモードの運転を実施させているときに、前記油回収運転とは異なるモードから、引き続き、前記油回収運転を実施させ、前記油回収運転の実施後に、前記冷凍サイクル装置の運転を停止させる請求項２に記載の制御装置。
  4. 　前記圧力センサは、
    分解能が５ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下の範囲である請求項２または請求項３に記載の制御装置。
  5. 　前記判定部は、
    前記油回収運転の実施後の前記冷凍サイクル装置の停止状態における、前記圧力センサの計測値を使用する請求項３に記載の制御装置。
  6. 　前記冷凍サイクル装置は、
    運転停止前にポンプダウン運転が必要であり、
    　前記圧力センサが接続される前記接続装置は、
    前記冷媒回路における前記凝縮器の系内と連通する請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。
  7. 　前記運転制御部は、
    前記油回収運転のときに前記膨張弁の開度を制御することで、前記冷媒回路で前記冷媒が前記蒸発器から前記圧縮機に向かう領域の配管と、前記圧縮機から前記凝縮器に向かう配管とに、液冷媒を流す請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の制御装置。
  8. 　前記冷凍サイクル装置は、
    前記冷媒回路の冷媒温度を計測する温度センサを備え、
    　前記判定部は、
    前記温度センサの計測した前記冷媒温度から前記冷媒の飽和圧力を計算し、計算した前記飽和圧力を、前記基準圧力として使用する請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の制御装置。
  9. 　前記判定部は、
    前記基準圧力として、予め保有している工場出荷時の冷媒圧力を使用する請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の制御装置。
  10. 　コンピュータに、
    圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とが接続される冷媒回路を有し、前記冷媒回路を冷媒が循環する冷凍サイクルを行うとともに、前記冷媒回路の内部空間に連通する連通口を有し、前記内部空間の冷媒圧力を計測する圧力センサが接続される接続装置を有する冷凍サイクル装置の、前記冷媒回路の中に存在する油を前記圧縮機に集める油回収運転を、前記冷凍サイクル装置に実施させる運転制御処理と、
    　比較対象である基準圧力と、前記油回収運転の後に前記圧力センサで計測した前記冷媒圧力との比較から、前記冷媒回路からの前記冷媒の漏れを判定する判定処理と、
    を実施させる冷媒漏れ判定プログラム。
  11. 　圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とが接続される冷媒回路を有し、前記冷媒回路を冷媒が循環する冷凍サイクルを行うとともに、前記冷媒回路の内部空間に連通する連通口を有し、前記内部空間の冷媒圧力を計測する圧力センサが接続される接続装置を有する冷凍サイクル装置によって実施される、前記冷媒回路の中に存在する油を前記圧縮機に集める油回収運転の後に、前記圧力センサを前記接続装置に接続し、
    　比較対象である基準圧力と、前記圧力センサで計測される前記冷媒圧力との比較から、前記冷媒回路からの前記冷媒の漏れを判定する、
    冷媒漏れ判定方法。
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