WO2023223558A1 - 二元冷凍装置 - Google Patents

二元冷凍装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023223558A1
WO2023223558A1 PCT/JP2022/021011 JP2022021011W WO2023223558A1 WO 2023223558 A1 WO2023223558 A1 WO 2023223558A1 JP 2022021011 W JP2022021011 W JP 2022021011W WO 2023223558 A1 WO2023223558 A1 WO 2023223558A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
compressor
pressure
temperature
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/021011
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
拓未 西山
智隆 石川
寛也 石原
崇憲 八代
裕弥 井内
英希 大野
宗 野本
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2022/021011 priority Critical patent/WO2023223558A1/ja
Publication of WO2023223558A1 publication Critical patent/WO2023223558A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B7/00—Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit

Definitions

  • the present disclosure relates to a dual refrigeration device.
  • Patent Document 1 discloses a binary refrigerant using carbon dioxide as a low-stage-side refrigerant and a hydrocarbon-based refrigerant as a high-stage-side refrigerant.
  • a two-stage refrigeration system is disclosed.
  • the refrigerant on the lower side flows into the higher side refrigeration system, causing damage to the components of the high side refrigeration system. It is configured to prevent
  • Patent Document 1 the evaporating section of the high-temperature side refrigerant circuit and the condensing section of the low-temperature side refrigerant circuit are connected to each other in the double tube heat exchanger. Perform heat exchange.
  • the tube wall that separates the inner and outer tubes of a double-tube heat exchanger is provided with a cavity that communicates with the atmosphere and does not allow the refrigerant to flow through it. Refrigerant is released into the atmosphere without communication. However, when the pipe wall is damaged, the refrigerant is immediately released into the atmosphere, which poses the problem of accelerating global warming. Additionally, since refrigerant spews out from the discharge section, there are issues such as the need to keep people away.
  • An object of the present invention is to provide a binary refrigeration system that can suppress the
  • the present disclosure relates to a binary refrigeration system that uses a first refrigerant and a second refrigerant.
  • the binary refrigeration system includes a first compressor, a first heat exchanger, a liquid receiver, a first expansion valve, a second heat exchanger, a second compressor, a third heat exchanger, and a second expansion valve.
  • the first heat exchanger is configured to exchange heat between the first refrigerant and the second refrigerant.
  • the second heat exchanger is configured to exchange heat between the first refrigerant and the air within the freezer.
  • the third heat exchanger is configured to exchange heat between the second refrigerant and the air outside the freezer.
  • the first compressor, the first heat exchanger, the liquid receiver, the first expansion valve, and the second heat exchanger constitute a first refrigerant circuit in which the first refrigerant circulates.
  • the second compressor, the third heat exchanger, the second expansion valve, and the first heat exchanger constitute a second refrigerant circuit in which the second refrigerant circulates.
  • the first refrigerant has a lower boiling point than the second refrigerant.
  • the binary refrigeration system includes: a first electromagnetic valve disposed between the liquid receiver and the first expansion valve in the first refrigerant circuit; a first pressure sensor that detects the pressure in the high pressure section of the second refrigerant circuit;
  • the apparatus further includes a control device configured to control opening and closing of the first electromagnetic valve according to the output of the first pressure sensor.
  • the heat exchanger that exchanges heat between the first refrigerant and the second refrigerant is damaged, and a communicating portion is created between the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit. Even in such a case, it is possible to stop the solenoid valve while it is open, so it is possible to reduce the pressure increase in the second refrigerant circuit.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a binary refrigeration system according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the state of the binary refrigeration system during normal stop. It is a flowchart (first half) for explaining control of each actuator during cooling operation. It is a flowchart (second half) for explaining control of each actuator during cooling operation. 7 is a flowchart for explaining a process for detecting the occurrence of communication due to damage to the heat exchanger 12.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a threshold value Th3.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a state in which the compressor 10 and the compressor 100 are stopped while the solenoid valve 14 is open. It is a figure which shows the 1st example of the alarm using an alarm device.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining correction of a temperature sensor detection value for pressure loss.
  • FIG. 7 is a diagram showing a change in pressure ratio when communication occurs when the refrigeration equipment is stopped (at pressure equalization).
  • FIG. 7 is a diagram showing changes in pressure ratio when communication occurs during cooling operation of the refrigeration system.
  • FIG. 6 is a diagram showing a change in pressure ratio when communication occurs when the operation of the refrigeration system is stopped (after the compressor is stopped).
  • 7 is a flowchart for explaining communication determination processing executed in the second embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a binary refrigeration system according to a third embodiment. It is a figure which shows the 1st structural example of the binary refrigeration apparatus of Embodiment 4. It is a figure which shows the 2nd structural example of the binary refrigeration apparatus of Embodiment 4.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a binary refrigeration system according to the first embodiment.
  • the binary refrigeration system shown in FIG. 1 includes an outdoor unit 1 installed outdoors and an indoor unit 2 installed inside the freezer.
  • the outdoor unit 1 includes a compressor 10, a check valve 11, a heat exchanger 12, a liquid receiver 13, a compressor 100, a heat exchanger 101, a fan 101F, an expansion valve 102, and a pressure sensor. 103, 105, 108, temperature sensors 104, 106, and a control device 200.
  • the indoor unit 2 includes a solenoid valve 14, an expansion valve 15, a heat exchanger 16, a fan 16F, and a temperature sensor 107.
  • the outdoor unit 1 includes a part of the refrigerant circuit C1, which is a low-base refrigerant circuit, and a refrigerant circuit C2, which is a high-base refrigerant circuit.
  • the indoor unit 2 includes the remainder of the refrigerant circuit C1.
  • the refrigerant circuit C1 uses the first refrigerant.
  • Refrigerant circuit C2 uses the second refrigerant.
  • the first refrigerant has a lower boiling point than the second refrigerant at the same pressure.
  • the first refrigerant filled in the refrigerant circuit C1 on the lower side passes through an extension pipe that connects the indoor unit 2 and the outdoor unit 1. For this reason, it is preferable to select as the first refrigerant a refrigerant that is nonflammable, has a small temperature drop due to pressure loss, and has a low global warming potential (GWP) and whose main component is CO2. Note that the first refrigerant may be a low boiling point refrigerant other than CO2.
  • the second refrigerant filled in the refrigerant circuit C2 on the high side does not pass through the extension pipe, and even if it leaks, it will not be directly released into the freezer, which is frequently visited by users. For this reason, it is preferable to select a refrigerant (for example, R32, R290, R1234yf, R1234ze (E)) that has a high coefficient of performance (COP) of the refrigerant circuit and a relatively small GWP as the second refrigerant.
  • a refrigerant for example, R32, R290, R1234yf, R1234ze (E)
  • COP coefficient of performance
  • the refrigerant circuit C2 is designed to have a lower pressure resistance than the low-source side refrigerant circuit C1. Good too.
  • arrows indicate the flow of refrigerant during cooling operation of the binary refrigeration system.
  • the first refrigerant flows through the compressor 10, the check valve 11, the heat exchanger 12, the liquid receiver 13, the solenoid valve 14, the expansion valve 15, and the heat exchanger 16 in order and is compressed. It circulates back to machine 10. At this time, the heat exchanger 16 operates as an evaporator.
  • the first refrigerant in a gaseous state compressed from the compressor 10 flows into the heat exchanger 12, and the first refrigerant is condensed.
  • the condensed first refrigerant passes through the liquid receiver 13 and expands at the expansion valve 15 .
  • the first refrigerant exchanges heat with the air inside the refrigerator and evaporates in the heat exchanger 16 that functions as an evaporator.
  • the evaporated first refrigerant then returns to the compressor 10.
  • the second refrigerant circulates through the compressor 100, the heat exchanger 101, the expansion valve 102, and the heat exchanger 12 in this order and returns to the compressor 100.
  • the heat exchanger 12 operates as an evaporator.
  • the heat exchanger 12 functions as a cascade condenser that exchanges heat between the first refrigerant and the second refrigerant.
  • the control device 200 controls the pressure sensor 105 and temperature sensor 106 arranged between the evaporation side outlet of the heat exchanger 12 and the suction section of the compressor 100 in order to bring the degree of superheat of the refrigerant sucked into the compressor 100 to a target value.
  • the expansion valve 102 is configured to control the expansion valve 102 based on the output.
  • control device 200 controls the compressor based on the output of the pressure sensor 108 provided between the outlet of the heat exchanger 16 and the suction of the compressor 10. 10.
  • the control device 200 also controls a temperature sensor (not shown) provided between the outlet of the heat exchanger 16 and the suction of the compressor 10 in order to set the degree of superheat of the refrigerant sucked into the compressor 10 to a target value. ) is configured to control the expansion valve 15 based on the output of the controller.
  • the control device 200 also controls the output of a pressure sensor (not shown) provided between the discharge part of the compressor 10 and the inlet part of the heat exchanger 12 in order to set the condensation temperature of the refrigerant circuit C1 to a target value.
  • the frequency of the compressor 100 is configured to be controlled based on the frequency of the compressor 100. Note that if the condensing temperature of the refrigerant circuit C1 is below the temperature corresponding to the preset pressure, the frequency of the compressor 100 is controlled based on the output of the pressure sensor 105 in order to set the evaporation temperature of the refrigerant circuit C2 to the target value. You may.
  • the operation is performed with the evaporation temperature as the target value, and when the condensation temperature of the refrigerant circuit C1 exceeds the temperature corresponding to the preset pressure, the control is changed to prioritize suppressing the pressure rise of the refrigerant circuit C1. Good too.
  • control device 200 controls the fan 101F of the heat exchanger 101 based on the output of the pressure sensor 103 disposed between the compressor 100 and the heat exchanger 101 in order to set the condensation temperature of the refrigerant circuit C2 to the target value. control.
  • control device 200 can maintain the refrigerant circuits C1 and C2 in a desired state.
  • the control device 200 includes a CPU (Central Processing Unit) 201, a memory 202 (ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory)), an input/output buffer (not shown), and the like.
  • the CPU 201 expands a program stored in the ROM to a RAM or the like and executes the program.
  • the program stored in the ROM is a program in which the processing procedure of the control device 200 is written.
  • the control device 200 executes control of each device in the binary refrigeration system according to these programs. This control is not limited to processing by software, but can also be performed by dedicated hardware (electronic circuit).
  • control device 200 may be distributed in the indoor unit 2 and the outdoor unit 1, and may be connected through communication.
  • the solenoid valve 14 is controlled to be in an open state.
  • the opening and closing of the solenoid valve 14 is controlled by a control device 200 disposed in the outdoor unit 1 .
  • control device 200 determines whether communication has occurred by detecting a change in the composition of the refrigerant when the heat exchanger 12 is damaged and the refrigerant circuit C2 and the refrigerant circuit C1 communicate with each other. For this reason, a temperature sensor 104 that detects the temperature of the second refrigerant is arranged in the middle of the heat exchanger 101, and a pressure sensor 103 is arranged in the discharge part of the compressor 100. Note that the pressure sensor 103 may detect the pressure in any part (high pressure part) of the refrigerant circuit C2 from the discharge part of the compressor 100 to the expansion valve 102.
  • the control device 200 controls the temperature difference between the saturated liquid temperature T1C of the second refrigerant obtained from the detected pressure P1 result of the pressure sensor 103 in the refrigerant circuit C2 and the detected temperature T1 of the temperature sensor 104 to a preset threshold value.
  • Th3 the temperature difference between the saturated liquid temperature T1C of the second refrigerant obtained from the detected pressure P1 result of the pressure sensor 103 in the refrigerant circuit C2 and the detected temperature T1 of the temperature sensor 104 to a preset threshold value.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the state of the binary refrigeration system when it is normally stopped. Note that from FIG. 2 onwards, the control device 200 and some sensors are not shown.
  • control device 200 When the inside of the freezer has cooled to the target temperature and the refrigeration load is small, the control device 200 performs pump-down operation to move the first refrigerant from the heat exchanger 16 to the liquid receiver 13.
  • control device 200 When the control device 200 detects that the temperature detected by the temperature sensor 107 that detects the internal temperature T2 is below the threshold value and that the compressor 10 is operating at the lower limit frequency, the control device 200 closes the solenoid valve 14 and shuts down the pump. Carry out driving. In the pump-down operation, the control device 200 operates the compressor 10 until the pressure P2 detected by the pressure sensor 108 becomes equal to or lower than a preset pressure, and when the pressure P2 reaches the preset pressure, the control device 200 operates the compressor 10. Stop.
  • the following process is executed until the compressor 10 stops in order to promote condensation of the first refrigerant on the low source side and suppress the sudden increase in pressure on the high pressure side of the refrigerant circuit C1. .
  • the second refrigerant of the superheated gas compressed by the compressor 100 flows into the heat exchanger 101, and the second refrigerant is condensed.
  • the condensed second refrigerant expands in the expansion valve 102, then exchanges heat with the first refrigerant in the heat exchanger 12, and evaporates.
  • the evaporated second refrigerant then returns to the compressor 100.
  • the compressor 100 After that, when the stop of the compressor 10 is detected, the compressor 100 also stops. By performing the pump-down operation as described above, the first refrigerant moves from the heat exchanger 16 in the warehouse to the refrigerant retention section shown by the thick line in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a flowchart (first half) for explaining control of each actuator during cooling operation.
  • FIG. 4 is a flowchart (second half) for explaining control of each actuator during cooling operation.
  • the control device 200 detects the start of operation based on a command from a remote controller or the like. Then, in step S2, the control device 200 starts the compressor 100. Subsequently, in step S3, the control device 200 operates each actuator so that the refrigerant circuit C2 is in a predetermined state. Furthermore, the control device 200 starts the compressor 10 after a certain period of time has passed since the start of the compressor 100. As shown in step S3, in order to suppress excessive pressure increase in the high pressure section on the low source side, it is preferable to start the compressor 10 on the low source side after a certain period of time has elapsed after starting the compressor 100 on the high source side.
  • step S4 the control device 200 operates each actuator so that the refrigerant circuits C1 and C2 are in a predetermined state. Specifically, during cooling operation, the condensation temperature on the low source side is controlled by the compressor in order to cool the first refrigerant so that the high pressure part pressure on the low source side does not exceed a preset pressure (pressure corresponding to the saturation temperature). The frequency of the compressor 100 is controlled based on the detection result of a pressure sensor (not shown) provided between the discharge part of the heat exchanger 10 and the inlet part of the heat exchanger 12.
  • the evaporation temperature on the low source side and the superheat degree SH of the suction refrigerant on the low source side are determined by the pressure sensor 108 installed between the outlet of the heat exchanger 16 and the suction portion of the compressor 10 (Fig.
  • the control device 200 controls the frequency of the compressor 10 and the opening degree of the expansion valve 15 so as to reach a preset target value based on the detection result (not shown).
  • the control device 200 controls the evaporation side outlet part of the heat exchanger 12 and the suction part of the compressor 100 so that the degree of superheating SH of the suction refrigerant becomes a preset target value.
  • the opening degree of the expansion valve 102 is controlled based on the detection results of a pressure sensor 105 and a temperature sensor 106 provided between the two.
  • control device 200 controls the fan rotation speed (air volume) of the heat exchanger 101 so that the condensation temperature on the high source side becomes the target temperature. At this time, the control device 200 sets a preset saturation temperature as the target temperature based on the detected pressure P1 of the pressure sensor 103 provided between the compressor 100 and the heat exchanger 101.
  • step S5 a communication determination process is executed to determine whether or not the heat exchanger 12 is damaged.
  • the communication determination process will be explained in detail later with reference to FIG.
  • step S6 the control device 200 determines that the temperature T2 detected by the temperature sensor 107 that detects the temperature inside the refrigerator is equal to or lower than the threshold temperature Th1, and the frequency of the compressor 10 is set to a predetermined lower limit frequency. Determine whether or not.
  • the threshold temperature Th1 is below the preset temperature in the refrigerator set by the user.
  • step S6 If the condition in step S6 is not satisfied (NO in S6), the cooling operation is continued in step S7, and the communication determination process in step S5 is executed again. On the other hand, if the condition of step S6 is satisfied (YES in S6), the process moves to the operation at the time of stop from step S11 onwards.
  • step S11 the control device 200 closes the solenoid valve 14 and performs the pump-down operation already described using FIG. 2.
  • step S12 it is determined whether the pressure P2 detected by the pressure sensor 108 is equal to or lower than a preset threshold pressure Ph2.
  • step S12 If P2 ⁇ Ph2 does not hold (NO in S12), the pump down operation is continued in step S13. If P2 ⁇ Ph2 holds true (YES in S12), the control device 200 stops the compressor 10 on the low power side in step S14.
  • the following first refrigerant is not used in the refrigerant circuit C2 on the high source side until the compressor 10 is completely stopped.
  • a cooling process is performed. In this process, superheated gas compressed by the compressor 100 flows into the heat exchanger 101, and the second refrigerant is condensed. The condensed second refrigerant is expanded by the expansion valve 102, exchanges heat with the first refrigerant in the heat exchanger 12, and evaporates. Thereby, the first refrigerant is cooled. The evaporated second refrigerant then returns to the compressor 100 from the heat exchanger 12.
  • step S15 if the stop of the compressor 10 is detected, the control device 200 also stops the compressor 100.
  • step S16 if the internal temperature T2 detected by the temperature sensor 107 is equal to or lower than the threshold temperature Th2 (YES in S16), the control device 200 executes the communication determination process in step S18, and then stops the operation in step S19. Then, the process of step S16 is executed again.
  • step S16 if the temperature T2 becomes higher than the threshold temperature Th2 (NO in S16), the control device 200 opens the solenoid valve 14 in step S17, and performs the cooling operation from step S2 onwards again.
  • the threshold temperature Th2 is preferably a value larger than the threshold temperature Th1 used in step S6.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the process of detecting the occurrence of communication due to damage to the heat exchanger 12.
  • step S51 the control device 200 acquires the values of the detected pressure P1 of the pressure sensor 103 and the detected temperature T1 of the temperature sensor 104. Then, in step S52, the control device 200 calculates the saturated liquid temperature T1C of the second refrigerant being filled from the pressure P1. Note that in the case of a single refrigerant, the control device 200 may calculate the saturated gas temperature from the pressure P1. In step S53, the control device 200 determines whether the temperature difference between the calculated saturated liquid temperature T1C and the detected temperature T1 is greater than or equal to the threshold value Th3.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the threshold value Th3.
  • the saturated liquid temperature T1C of the second refrigerant increases as the pressure P1 increases, as shown by the thick line in FIG.
  • the saturated liquid temperature decreases as shown in T1C(E). Therefore, the lower limit temperature T1C(B) of the allowable range is set in advance, and the difference between the normal saturated liquid temperature T1C and the lower limit temperature T1C(B) is set as the threshold Th3.
  • the control device 200 can set the temperature difference corresponding to the detected pressure P1 of the pressure sensor 103 as the threshold value Th3 from the graph of FIG.
  • the determination threshold Th3 explained in FIG. 6 be set to a determination value larger than the detection error range of the pressure sensor 103 and the temperature sensor 104 so as to avoid false detection.
  • the pressure detected by the pressure sensor 103 may be estimated to be larger than the measured value by the amount of the measurement error, and the detection result of the temperature sensor 104 may be estimated to be lower by the amount of the measurement error.
  • the pressure detection accuracy is ⁇ 25 kPa and the temperature detection accuracy is ⁇ 1°C.
  • the refrigerant on the high side is R1234yf and the detection results of the pressure sensor 103 and temperature sensor 104 are 1.000 MPaA (saturated liquid temperature 39.3°C) and 39.3°C, respectively, the pressure detection accuracy and temperature detection accuracy are as described above.
  • the pressure becomes 1.025 MPaA (saturated liquid temperature 40.3°C) and the temperature becomes 38.3°C.
  • step S53 the temperature difference is compared with the threshold Th3, but the detected temperature T1 may be directly compared with the lower limit temperature T1C (B) shown in FIG. 6.
  • the control device 200 determines that the refrigerant circuit C1 or the refrigerant It is determined whether the circuit C2 is in a cooling operation, which is an operating state.
  • the determination of the occurrence of communication is determined based on the result of the first communication determination performed in step S53 (S60).
  • the pressure within the refrigerant circuit is stabilized at a pressure equivalent to the outside air temperature. Therefore, the pressure of the refrigerant circuit C1 matches the saturated liquid pressure of the first refrigerant corresponding to the outside air temperature. Moreover, since the pressure of the refrigerant circuit C2 will be in a state separated from the freezer after the pump-down operation, it should match the saturated liquid pressure of the second refrigerant corresponding to the outside air temperature. Therefore, if this is not the case, it is assumed that the refrigerant circuit C1 and the refrigerant circuit C2 are in communication and the refrigerants are mixed, so the determination of communication is confirmed without reconfirming steps S55 to S59.
  • step S53 is a false detection. In this case, cooling inside the refrigerator will be interrupted. Therefore, the determination process is performed again to confirm whether or not there is an erroneous detection through the processes of steps S55 to S59.
  • the control device 200 stops the compressor 10 in step S55 without pumping down the solenoid valve 14. Then, in step S56, the control device 200 stops the compressor 100. At this time, the fan 101F may be continuously operated.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a state in which the compressor 10 and the compressor 100 are stopped while the solenoid valve 14 is open. If the indoor unit 2 has reached a sufficiently low temperature as a result of the previous cooling operation, the mixed refrigerant condenses and stagnates in the refrigerant stagnation portion shown by the thick line in FIG. 7 . At this time, in the outdoor unit 1, the mixed refrigerant remains as a superheated gas corresponding to the temperature of the outside air, and in the indoor unit 2, the mixed refrigerant remains as a condensed refrigerant corresponding to the temperature inside the refrigerator.
  • pump-down operation is not performed in the low-source refrigerant circuit C1.
  • the differential pressure between the low-pressure part of the high-source side refrigerant circuit C2 and the high-pressure part of the low-source side refrigerant circuit C1 becomes larger, and the pressure of the heat exchanger 12 increases. This is because the first refrigerant on the lower base side flows faster toward the higher base side in the damaged part.
  • the compressor 10, 100 is stopped, the pressure in the low pressure section on the high source side increases, the pressure in the high pressure section on the low source side decreases, and the differential pressure becomes small. The speed at which the first refrigerant flows toward the upper side becomes slower.
  • the reason why only the fan 101F on the high source side is continuously operated at this time is to suppress the pressure increase in the heat exchanger 101 on the high source condensing side when the heat exchanger 12 is damaged and communication occurs.
  • Continuing operation of the fan 101F also allows for faster determination of the relationship between temperature and pressure during judgment (S57-S59) in case communication is falsely detected, since temperature is less responsive than pressure. It is also for stabilization.
  • step S57 after a certain period of time has passed since the compressor 100 was stopped, the control device 200 acquires the values of the pressure sensor 103 and the temperature sensor 104 again. Then, in step S58, the control device 200 calculates the saturated liquid temperature T1C of the second refrigerant on the higher side filled from the detected pressure P1 (in the case of a single refrigerant, saturated gas may be used). Then, in step S59, the control device 200 determines whether the temperature difference between the calculated saturated liquid temperature T1C and the temperature T1 is equal to or higher than the threshold value Th3.
  • step S53 If the pressure detected in step S53 is P1A shown in FIG. 6, the pressure P1B detected in step S59 is a slightly lower pressure because the compressor is stopped. Therefore, the threshold temperature Th3 is changed to a value corresponding to the pressure P1B.
  • the control device 200 determines that the determination result in step S53 is a false detection, moves to the process in step S19 in FIG. 4, and performs the normal process. Resume cooling operation. On the other hand, if the temperature difference is equal to or greater than the threshold value Th3 (YES in S59), the control device 200 finalizes the communication determination in step S60.
  • step S61 the control device 200 issues an alarm using an alarm device such as a remote control, a display, or an alarm to inform the user of the damage to the heat exchanger 12 at an early stage, and in step S62 Instruct refrigerant recovery at At this time, if the temperature inside the refrigerator is low, the control device 200 stops the compressor 10 while operating the fan 16F, and increases the opening degree of the expansion valve 15 to the upper limit opening degree, as shown in FIG. The refrigerant is then condensed in the heat exchanger 16.
  • an alarm device such as a remote control, a display, or an alarm to inform the user of the damage to the heat exchanger 12 at an early stage
  • step S62 Instruct refrigerant recovery at At this time, if the temperature inside the refrigerator is low, the control device 200 stops the compressor 10 while operating the fan 16F, and increases the opening degree of the expansion valve 15 to the upper limit opening degree, as shown in FIG. The refrigerant is then condensed in the heat exchanger 16.
  • FIG. 8 is a diagram showing a first example of an alarm using an alarm device.
  • FIG. 9 is a diagram showing a second example of an alarm using an alarm device. In addition to notifying the user 211 of an alarm as shown in FIG. 8, as shown in FIG. may be implemented.
  • step S61 it is possible to display a message prohibiting people from entering, restrict opening/closing of the door by locking, etc., or stop ventilation. good.
  • the following effects can be obtained.
  • the indoor unit 2 and the outdoor unit 1 are connected by a connecting pipe, the amount of refrigerant charged into the refrigerant circuit C1 on the low source side increases. Therefore, by using a flammable refrigerant in the refrigerant circuit C2 and using a non-flammable refrigerant in the refrigerant circuit C1, the amount of flammable refrigerant can be reduced and risks can be reduced.
  • the GWP of the refrigerant can be made relatively small and the COP of the entire refrigerant circuit can be improved. can be done.
  • the refrigerant mixed with the first refrigerant and the second refrigerant is retained in the indoor unit 2 installed in the low-temperature freezer, so that the refrigerant circuit on the high side, which has a low withstand pressure, C2 pipe rupture can be prevented. Moreover, the pressure difference in the heat exchanger 12 can be reduced.
  • the driving force for refrigerant inflow when communication occurs is the differential pressure
  • the speed at which the first refrigerant on the low source side flows toward the high source side can be slowed down. Can be done.
  • the mixed refrigerant after communication is retained in the indoor unit 2 without being released to the atmosphere, so the refrigerant can be retained within the refrigerant circuit. Thereby, even if the heat exchanger 12 is damaged in communication, the refrigerant is not released into the atmosphere, thereby making it possible to prevent global warming.
  • the pressure sensor 103 and temperature sensor are The state of the refrigerant circuit C2 indicated by the detection result 104 can be brought to an equal pressure state corresponding to the outside air temperature more quickly. Further, by keeping the fan 101F operating, it is possible to suppress the pressure increase on the condensing side in the refrigerant circuit C2 on the high side during communication.
  • the abnormal state can be immediately notified to the user.
  • alarm devices 210 such as remote controllers, displays, and alarms
  • it connects to external communication devices such as the Internet to issue and send emails to related users or external maintenance companies all at once. This allows for notification of abnormalities without time loss.
  • the temperature inside the refrigerator can be maintained at a lower temperature by restricting the opening and closing of the door (by displaying a prohibition on entry, locking, etc.) or by stopping ventilation in order to avoid heat intrusion into the refrigerator as much as possible. Can be done.
  • FIG. 10 is a diagram showing a first modification in which an intercooler is added to the low-source refrigerant circuit C1.
  • an intercooler 150 which is an air-cooled heat exchanger, is added between the check valve 11 and the heat exchanger 12 in the refrigerant circuit C1 on the low source side, so that the heat of the refrigerant in the superheated gas state is may radiate heat.
  • the intercooler 150 and the fan 150F part of the condensed heat on the low source side can be radiated to the atmosphere, so the amount of heat that needs to be processed in the refrigerant circuit C2 on the high source side can be reduced. It is possible to reduce the size of heat exchanger 101 and heat exchanger 12, and power consumption can also be reduced.
  • the intercooler 150 may be a heat exchanger in which the heat exchanger 101 and the fin portion are integrated.
  • the ratio of the heat transfer area of the intercooler 150 to the total heat transfer area of the intercooler 150 and the heat exchanger 101 is preferably in the range of 3% to 50%, more preferably 8% to 30%. It is more preferable to set it as the range of.
  • FIG. 11 is a diagram showing a second modification in which a natural circulation circuit is formed in the low-source refrigerant circuit C1.
  • a natural circulation circuit is formed by providing a path from the upper part of the liquid receiver 13 to the first refrigerant inlet of the heat exchanger 12 via the check valve 310.
  • the liquid receiver 13 is placed at a lower position than the heat exchanger 12.
  • the compressor 10 stops the temperature of the first refrigerant in the liquid receiver 13 rises and becomes gasified due to the influence of the outside temperature, but if the compressor 100 is kept running, the first refrigerant is gasified in the heat exchanger 12.
  • the first refrigerant is cooled and becomes a liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant falls into the liquid receiver 13 by gravity. In this way, a natural circulation circuit is formed between the liquid receiver 13 and the heat exchanger 12.
  • the check valve 310 may be an on-off valve such as a solenoid valve, and may be opened and closed depending on the operating state of the compressor 10. Specifically, it is controlled to be closed when the compressor 10 is in operation and opened when it is stopped.
  • the high-base side refrigerant circuit C2 may be continuously operated to suppress the pressure increase when the low-base side refrigerant circuit C1 is stopped. If communication of the heat exchanger 12 is detected at that time, the compressor 100 may be stopped and the solenoid valve 14 may be changed from closed to open while the compressor 10 continues to be stopped.
  • the high source side refrigerant circuit C2 When the low source side refrigerant circuit C1 is stopped, the high source side refrigerant circuit C2 is operated, so that the refrigerant condenses on the low source side of the heat exchanger 12, and the refrigerant evaporates in the liquid receiver 13, resulting in a change in the arrangement. Since natural circulation occurs due to the height difference, the pressure of the first refrigerant on the low source side can be lower than the pressure corresponding to the outside air temperature.
  • the withstand pressure of the refrigerant circuit C1 may be lowered compared to the case where the natural circulation circuit is not provided.
  • the pressure increase in the refrigerant circuit C1 can be suppressed compared to the case where the compressor 100 of the refrigerant circuit C2 is stopped as in step S15 of FIG.
  • the manufacturing cost of the refrigeration equipment can be reduced by keeping the pressure resistance of the equipment on the lower side low.
  • FIG. 12 is a diagram showing a third modification in which an injection flow path is formed in the refrigerant circuit C1 on the low-source side.
  • FIG. 13 is a diagram showing a fourth modification in which an intermediate pressure injection flow path is formed in the refrigerant circuit C1 on the lower side.
  • an expansion valve 321 and a plate heat exchanger or double pipe are installed between the outlet of the liquid receiver 13 and the outlet of the outdoor unit 1.
  • the injection flow path may be formed by providing an internal heat exchanger 320 consisting of the like. Note that the injection flow path may be connected to the suction side of the compressor 10 as shown in FIG. 12, or may be connected to an intermediate pressure port of the compressor 10D as shown in FIG. 13.
  • one or more of the intercooler 150 shown in FIG. 10, the natural circulation circuit shown in FIG. 11, and the injection flow path shown in FIG. 12 or 13 may be combined to form the two shown in FIG. It may also be applied to a former refrigeration device.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a fifth modification in which the refrigerant sealed on the high side is changed.
  • the fifth modification has the same basic configuration as the binary refrigeration system shown in FIG. 1, except that the refrigerant sealed on the high end side is a non-azeotropic mixed refrigerant.
  • the threshold value Th3 corresponding to the detected pressure P1A used in S53 and S59 of FIG. 5 is determined by the temperature T1C(B) determined in consideration of the lower limit value T1C(L) of the temperature range T1a to T1b.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining correction of the temperature sensor detection value for pressure loss.
  • the upper part of FIG. 15 shows the relationship between the frequency of the high-end compressor 100 and the refrigerant circulation amount Gr.
  • the refrigerant circulation amount Gr increases linearly as the compressor frequency f increases, as shown in FIG.
  • the suction density is obtained from the detection results of the pressure sensor 105 and the temperature sensor 106.
  • the volumetric efficiency may be set by storing the compressor frequency or the relationship between the compressor frequency and the compression ratio in advance.
  • the middle part of FIG. 15 shows the relationship between the frequency and pressure loss dP of the compressor 100 on the high side.
  • the pressure loss dP is the differential pressure between the discharge of the compressor 100 and the middle part of the heat exchanger 101 (the part where the temperature sensor 104 is installed).
  • Pressure loss is generally proportional to the square of the refrigerant flow rate according to the Darcy-Weisbach equation if there is no change in the configuration of the pipe diameter and length. Therefore, it increases quadratically as the amount of refrigerant circulation increases.
  • the pressure loss dP may be calculated based on the frequency of the compressor 100 and the detection results of the pressure sensor 105 and the temperature sensor 106, or a table may be prepared in advance in which the pressure loss dP increases as the frequency of the compressor 100 increases. It may be stored in the control device 200 in advance.
  • the lower part of FIG. 15 shows the relationship between the frequency of the compressor 100 on the high side and the amount of decrease in detected temperature.
  • the pressure loss dP As shown by the interruption in FIG. 15, as the frequency of the compressor 100 increases, the pressure loss dP also increases. Therefore, in a high frequency region, the pressure drop (decrease in saturated liquid temperature) is greater at the location where the temperature sensor 104 is provided than the saturated liquid temperature obtained from the pressure sensor 103. Therefore, even if communication has not occurred due to damage to the cascade capacitor, the temperature difference will be large and there is a possibility of false detection. Therefore, when applying the determination threshold value Th3 of the communication determination process, by taking into account the temperature drop due to the pressure loss dP shown in FIG. Detection can be suppressed or eliminated.
  • a pressure sensor 105 and a temperature sensor 106 are provided between the heat exchanger 12 and the suction section of the compressor 100. Then, based on the suction density obtained from the detection results of the pressure sensor 105 and the temperature sensor 106 and the pressure loss dP corresponding to the refrigerant circulation amount obtained from the frequency of the compressor 100, the location corresponding to the temperature sensor 104 is determined. It is determined that communication has occurred due to damage to the heat exchanger 12 when the temperature difference between the saturation temperature calculated from the pressure (P1-dP) and the temperature T1 exceeds a preset threshold Th3. You may.
  • Embodiment 2 when the difference between the saturated liquid temperature and the detected temperature corresponding to the detected pressure on the high source side becomes larger than the judgment value, the refrigerant circuit C1 and the refrigerant are damaged due to damage to the heat exchanger 12. It was determined that there was communication with circuit C2. On the other hand, in Embodiment 2, an example will be described in which communication is determined only from a change in the detected pressure on the high side. In this case, communication can be detected simply by monitoring the detected value of the pressure sensor 103 without using the temperature sensor 104.
  • FIG. 16 is a diagram showing changes in the pressure ratio when communication occurs when the refrigeration system is stopped (at pressure equalization). As shown in FIG. 16, since the pressure is equalized when the operation is stopped, the pressure is stabilized at a pressure equivalent to the outside air temperature or the condensing temperature on the low source side. On the other hand, when communication occurs, the high-pressure first refrigerant flows into the refrigerant circuit C2, so the pressure increases during the stoppage.
  • FIG. 18 is a diagram showing changes in the pressure ratio when communication occurs when the operation of the refrigeration system is stopped (after the compressor is stopped).
  • the pressure in the entire refrigerant circuit C2 is gradually equalized, so the pressure P1 in the high-pressure part measured by the pressure sensor 103 decreases as shown by the solid line in FIG. go.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigerant circuit C1 flows into the refrigerant circuit C2, so that P1(2) increases compared to P1(1), as shown by the broken line.
  • the pressure remains constant while the refrigeration equipment is stopped. Or, if it is on the high pressure side, the pressure will drop as pressure equalizes immediately after stopping. A situation in which the pressure ratio before and after a certain period of time is higher than 1 while the compressor 100 is stopped, that is, the pressure increases, usually does not occur. Therefore, it can be determined that communication has occurred and the high-pressure first refrigerant is flowing into the refrigerant circuit C2.
  • FIG. 19 is a flowchart for explaining the communication determination process executed in the second embodiment.
  • the control device 200 in FIG. 1 executes the determination process shown in FIG. 19 instead of the determination process shown in FIG. 5.
  • step S151 the control device 200 acquires the pressure P1 from the pressure sensor 103 and stores it as the measured value P1(1).
  • step S152 the control device 200 acquires the pressure P1 from the pressure sensor 103 after a certain period of time and stores it as the measured value P1(2).
  • step S154 the control device 200 determines whether the refrigerant circuit C1 or C2 is in an operating state.
  • the control device 200 stops the compressor 10 in S155. Then, in step S156, the control device 200 stops the compressor 100. At this time, the fan 101F may be continuously operated.
  • step S154 if the refrigerant circuit C1 or C2 is not in the operating state (NO in S154), and in step S159, if the pressure ratio is equal to or higher than the threshold value Rth (YES in S159), the control device 200 After the communication determination in step S160 is confirmed, the control device 200 opens the solenoid valve 14 in step S161, and further, in step S162, issues an alarm using an alarm device such as a remote control, a display, or an alarm, and The user is notified of the damage to the exchanger 12 at an early stage, and is instructed to recover the refrigerant in step S163.
  • an alarm device such as a remote control, a display, or an alarm
  • the ratio R of the pressure P1 in the high pressure section on the high end side before and after the elapse of a certain period of time is equal to or higher than the threshold value Rth. If so, it is determined that communication has occurred inside the heat exchanger 12.
  • the pressure on the high-source condensing side increases from startup until the refrigeration cycle reaches a stable state, but when stable, the pressure remains constant or within a certain pressure range. Therefore, except at the initial stage of startup, when communication occurs, the pressure detected by the pressure sensor increases rapidly before and after a certain period of time, and the differential pressure increases. Therefore, in contrast to the first embodiment in which communication is detected from the difference between the saturated liquid temperature corresponding to the pressure of pressure sensor 103 and the temperature detected by temperature sensor 104 at the same time, in the second embodiment, communication is detected from the differential pressure. Detectable.
  • the determination process executed in the second embodiment has disadvantages such as not being able to compare at the same time and not being able to determine the time period from startup to stability during cooling operation, but it is possible to determine communication without the temperature sensor 104. There are benefits.
  • FIG. 20 is a diagram showing the configuration of a binary refrigeration system according to Embodiment 3.
  • the dual refrigeration system shown in FIG. 20 includes an outdoor unit 1E in place of the outdoor unit 1 in FIG. and further includes a solenoid valve 18.
  • the solenoid valve 18 is arranged at the refrigerant outlet portion of the outdoor unit 1E downstream of the liquid receiver 13 of the refrigerant circuit C1.
  • the binary refrigeration system shown in FIG. 20 is the same as the binary refrigeration system shown in FIG. 1, and illustration of the control device 200 and some sensors is omitted.
  • part G2 of the refrigerant circuit As shown in FIG. 20, by closing the electromagnetic valves 11A and 18, it becomes possible to completely separate part G2 of the refrigerant circuit from part G1, which is the refrigerant retention part.
  • the solenoid valve 11A may remain as the check valve 11, but using the solenoid valve 11A will more effectively prevent the refrigerant from flowing into the outdoor unit 1 side. This is preferable because it can be shut off reliably. Note that the opening and closing of the solenoid valve 11A may be controlled in conjunction with the on/off of the compressor 10.
  • the normal cooling operation is the same as in Embodiment 1, so the explanation will be omitted.
  • the following describes the opening/closing control of the solenoid valves 11A and 18 when the refrigerant is retained in the indoor unit 2 after the communication determination is determined.
  • the refrigerant on the indoor unit 2 side becomes a liquid refrigerant with a pressure equivalent to the temperature inside the refrigerator.
  • the refrigerant on the outdoor unit 1 side of the refrigerant circuit C1 becomes a superheated gas state at a pressure equivalent to the internal temperature and a temperature equivalent to the outside air temperature.
  • the temperature inside the refrigerator increases due to heat absorption from the outside air.
  • the solenoid valve 14 is opened by the control device 200 that controls opening and closing based on the temperature inside the refrigerator. It will be done.
  • the pressure of the refrigerant increases, so the pressure of the refrigerant on the outdoor unit 1E side also increases.
  • the saturation temperature of the refrigerant increases as the pressure increases, but assuming there is no change in the outside air, the refrigerant temperature does not change at the same level as the outside air temperature, so the degree of superheating of the refrigerant in the superheated gas state becomes relatively small, and the outdoor unit 1E The refrigerant density on the side increases. Assuming that the volume remains unchanged, the refrigerant will flow back toward the outdoor unit 1 side.
  • the control device 200 closes the solenoid valves 11A and 18. As a result, the refrigerant circuit is separated between the portion G1 and the portion G2 in FIG. 20.
  • the outdoor unit 1 side is in a state in which the superheated gas refrigerant with low density occupies the majority. In this state, even if the outside temperature rises further, the pressure increase due to the refrigerant remaining in the indoor unit 2 can be suppressed.
  • the refrigerant circuit C2 on the high-base side is designed to have a lower pressure resistance than the refrigerant circuit C1 on the low-base side, it is possible to suppress a pressure increase, thereby suppressing damage to the refrigerant circuit C2 with a low pressure resistance.
  • the mixed refrigerant is R744: 90 wt% and R1234yf: 10 wt%
  • the high-source refrigerant circuit C2 has a withstand pressure of 2.5 MPaA
  • the liquid refrigerant is in the heat exchanger 16 side of the indoor unit 2
  • the connecting pipe is in the A case will be described in which there is a superheated gas refrigerant corresponding to the outside air temperature, and a superheated gas refrigerant having the same composition ratio corresponding to the outside air temperature is present on the outdoor unit 1 side.
  • the internal temperature is -16°C (equivalent to the saturated liquid temperature of the refrigerant).
  • the pressure within the refrigerant circuit C2 becomes approximately 2.1 MPaA, and the solenoid valve 11A and the solenoid valve 18 are closed.
  • the pressure of the refrigerant on the high side becomes about 2.1 MPaA
  • the temperature becomes 20° C., which is equivalent to the outside temperature
  • the refrigerant density of the superheated gas refrigerant at that time becomes about 47 kg/m 3 .
  • the pressure in the refrigerant circuit C2 is about 2.1 MPaA, and there are a liquid refrigerant section and a gas refrigerant section in the path, and the volume ratio of the heat exchanger 16 and the connecting pipes depends on the However, the refrigerant density is between about 47 and 1030 kg/m 3 .
  • the average density is assumed to be approximately 722 kg/m 3 .
  • the withstand pressure of the refrigerant circuit C1 on the low source side is 4.25 MPaA, the volume and mass are unchanged, so the refrigerant circuit C1 can withstand the above average density until the internal temperature rises to 10°C.
  • the pressure will be approximately 2.5 MPaA when the temperature inside the refrigerator reaches -10°C, and the refrigerant circuit C2 on the high side will be damaged.
  • the internal temperature at which the refrigerant circuit can withstand damage can be set to 10°C. , the temperature can be higher than in the first embodiment.
  • Embodiment 4 a configuration will be described in which the pressure increase in the refrigerant circuit C1 is suppressed when time has passed since the cooling operation was stopped, the temperature inside the refrigerator has increased, and the first refrigerant has been condensed inside the refrigerator. Thereby, even if the temperature of the air-conditioned area is high, pressure rise can be suppressed.
  • FIG. 21 is a diagram showing a first configuration example of the binary refrigeration system according to the fourth embodiment.
  • the outdoor unit 1F shown in FIG. 21 has the same basic configuration as the outdoor unit 1B shown in FIG. The difference is that an auxiliary refrigerant circuit is provided.
  • an auxiliary cascade condenser 303 is provided between the downstream confluence of the check valve 310 and the liquid receiver 13. Further, it is preferable that the liquid receiver 13 is arranged at a lower position than the auxiliary cascade capacitor 303.
  • auxiliary refrigerant circuit may be used to cool the first refrigerant during the cooling operation under normal conditions, or may be used to suppress the pressure rise in the refrigerant circuit C1 by causing natural circulation when the operation is stopped.
  • FIG. 22 is a diagram showing a second configuration example of the binary refrigeration system according to the fourth embodiment.
  • the outdoor unit 1G shown in FIG. 22 has the same basic configuration as the outdoor unit 1 shown in FIG. The difference is that an auxiliary refrigerant circuit is provided.
  • cooling coil 304 is provided inside the liquid receiver 13 in FIG. 22, the cooling coil 304 may be wound around the outer periphery of the liquid receiver 13.
  • the binary refrigeration system of Embodiment 4 can operate in a state where the inside of the refrigerator, which is the air-conditioned area, is not cooled, for example, when cooling is started or when the inside of the refrigerator is not sufficiently cooled. Even in this state, the pressure increase in the refrigerant circuit C1 can be suppressed.
  • the temperature inside the refrigerator increases and the temperature of the first refrigerant increases.
  • the pressure increase in the refrigerant circuit C1 can be suppressed.
  • auxiliary cooling circuit of Embodiment 4 When the auxiliary cooling circuit of Embodiment 4 is provided will be described below. (at the start of cooling) Normally, when cooling is started when the inside of the refrigerator is at room temperature, it is when refrigerant is first filled in the refrigerant circuit after installation of the refrigeration system, or when the refrigeration system is started after a long period of cooling has stopped. In either case, before operating the high-side refrigerant circuit, the communication determination process described in Embodiment 1 or 2 is performed, and if it is normal, the normal cooling operation mode is entered. In the normal cooling operation mode, the auxiliary refrigerant circuit is maintained in a stopped state.
  • the auxiliary refrigerant circuit is activated along with an alarm and a refrigerant recovery instruction.
  • control is performed as follows.
  • compressor 100 and compressor 10 are stopped as the communication determination is confirmed. Then, when the detected pressure P1 of the pressure sensor 103 or the pressure corresponding to the detection result of the internal temperature sensor (not shown) is larger than a predetermined threshold Pth5, the auxiliary refrigerant circuit is activated, and the liquid in the liquid receiver 13 is activated. Let it stay.
  • the threshold value Pth5 is set to be equal to or lower than the withstand pressure of the refrigerant circuit C2 on the high source side, which has a low withstand voltage.
  • the refrigerant in the refrigerant circuit C1 is stored in the heat exchanger 16 inside the refrigerator.
  • the refrigerant circuit C1 may be separated by closing the solenoid valve 14 and the solenoid valve 11A. Then, after the separation, the auxiliary compressor 300 of the auxiliary refrigerant circuit may be activated, and the second refrigerant on the high side that has flowed in through the connected heat exchanger 12 may be retained in the receiver 13 .
  • the solenoid valve 14 and the solenoid The refrigerant in the low-pressure part on the low source side may be retained in the liquid receiver 13 while the valve 11A is left open or opened.
  • the following effects can be obtained.
  • the auxiliary refrigerant circuits in the outdoor units 1F and 1G it is possible to suppress the pressure increase in the refrigerant circuits C1 and C2 even if communication occurs in the heat exchanger 12 while the inside of the refrigerator is not being cooled. can.
  • the refrigerant is not used until the pressure in the refrigerant circuit after the communication of the heat exchanger 12 reaches the threshold value Pth5 or the threshold value Pth6 (threshold value that is lower than the withstand pressure of the refrigerant circuit on the high source side and the low source side, respectively).
  • Pth5 or the threshold value Pth6 threshold value that is lower than the withstand pressure of the refrigerant circuit on the high source side and the low source side, respectively.
  • the refrigerant can be quickly recovered via the heat exchanger 12. can.
  • the refrigerant is retained on the heat exchanger 16 side to maintain the pressure threshold Pth5 or lower on the high side, and when the pressure becomes higher than the pressure threshold Pth5 on the high side, the pressure is reduced using the auxiliary refrigerant circuit. Suppress the rise.
  • the operating time of the auxiliary refrigerant circuit can be reduced to 3 hours, and power consumption can be suppressed compared to the case where the auxiliary refrigerant circuit is operated immediately after the communication determination is confirmed. Note that if the determination based on the threshold values Pth5 and Pth6 is not performed, the pressure increase may be suppressed by using the auxiliary refrigerant circuit for 4 hours.
  • FIG. 1 shows a binary refrigeration system that uses a first refrigerant (CO 2 ) and a second refrigerant (R32, etc.).
  • the binary refrigeration system includes a compressor 10, a heat exchanger 12, a liquid receiver 13, an expansion valve 15, a heat exchanger 16, a compressor 100, a heat exchanger 101, and an expansion valve 102.
  • the heat exchanger 12 is configured to exchange heat between the first refrigerant and the second refrigerant.
  • the heat exchanger 16 is configured to exchange heat between the first refrigerant and the air within the freezer.
  • the heat exchanger 101 is configured to exchange heat between the second refrigerant and the air outside the freezer.
  • the compressor 10, the heat exchanger 12, the liquid receiver 13, the expansion valve 15, and the heat exchanger 16 constitute a refrigerant circuit C1 in which the first refrigerant circulates.
  • the compressor 100, the heat exchanger 101, the expansion valve 102, and the heat exchanger 12 constitute a refrigerant circuit C2 in which the second refrigerant circulates.
  • the first refrigerant has a lower boiling point than the second refrigerant.
  • the two-way refrigeration system includes either an electromagnetic valve 14 disposed between the liquid receiver 13 and the expansion valve 15 in the refrigerant circuit C1, and a solenoid valve 14 disposed between the liquid receiver 13 and the expansion valve 15 in the refrigerant circuit C2, from the discharge part of the compressor 100 to the expansion valve 102 in the refrigerant circuit C2.
  • the control device 200 further includes a pressure sensor 103 that detects the pressure at a portion thereof, and a control device 200 configured to control opening and closing of the electromagnetic valve 14 according to the output of the pressure sensor 103.
  • the binary refrigeration system described in Section 1 further includes a temperature sensor 104 that detects the condensation temperature of the second refrigerant in the refrigerant circuit C2.
  • the control device 200 stops the operation of the compressor 10 when the temperature difference between the saturation temperature of the second refrigerant corresponding to the output of the pressure sensor 103 and the temperature detected by the temperature sensor 104 exceeds a threshold value, and
  • the valve 14 is configured to open.
  • Control device 200 is configured to cause alarm device 210 to output an alarm when the temperature difference exceeds a threshold value.
  • the binary refrigeration system described in Section 2 further includes a fan 101F that sends air outside the freezer to the heat exchanger 101.
  • the control device 200 is configured to stop the compressor 100 and operate the fan 101F when the temperature difference exceeds a threshold value.
  • the binary refrigeration system described in Section 2 further includes a fan 16F that sends air inside the freezer to the heat exchanger 16.
  • the control device 200 is configured to stop the compressor 10, operate the fan 16F, and increase the opening degree of the expansion valve 15 to the upper limit opening degree when the temperature difference exceeds a threshold value.
  • the binary refrigeration system described in Section 2 includes a pressure sensor 105 that detects the pressure of the second refrigerant on the suction side of the compressor 100, and a pressure sensor 105 that detects the pressure of the second refrigerant on the suction side of the compressor 100. and a temperature sensor 106 for detecting the temperature. Controller 200 is configured to determine a threshold based on the output of pressure sensor 105 and the output of temperature sensor 106.
  • control device 200 controls, while the compressor 100 is stopped, when the rate of increase in pressure indicated by the pressure sensor 103 is greater than the threshold value. is configured to stop the operation of the compressor 10 and open the solenoid valve 14.
  • control device 200 controls the pressure indicated by the pressure sensor 103 while operating the compressor 100 and circulating the second refrigerant in the refrigerant circuit C2. If the rate of increase in is greater than a threshold, the compressor 10 is stopped and the solenoid valve 14 is opened.
  • the binary refrigeration system described in Section 1 includes a solenoid valve 11A disposed between the compressor 10 and the heat exchanger 12 in the refrigerant circuit C1, a liquid receiver 13 in the refrigerant circuit C1, and a liquid receiver 13 in the refrigerant circuit C1. It further includes a solenoid valve 18 disposed between the solenoid valve 14 and the solenoid valve 14 .
  • the control device 200 is configured to close the solenoid valve 14, the solenoid valve 11A, and the solenoid valve 18 when a closing condition including that the output of the pressure sensor 103 becomes larger than a threshold value is satisfied. .
  • the binary refrigeration system described in Section 1 has a third refrigerant circulating therein, which includes an auxiliary compressor 300, an auxiliary condenser 301, an auxiliary expansion valve 302, and an auxiliary cascade condenser 303. It further includes three refrigerant circuits.
  • the auxiliary condenser 301 is configured to exchange heat between the third refrigerant and the air outside the freezer.
  • the auxiliary cascade condenser 303 is configured to exchange heat between the first refrigerant and the third refrigerant.
  • the auxiliary cascade condenser 303 is arranged between the heat exchanger 12 and the receiver 13 in the refrigerant circuit C1.
  • the control device 200 causes the third refrigerant circuit to cool the first refrigerant when a cooling condition including that the output of the pressure sensor 103 has become larger than a threshold value is satisfied.
  • the first refrigerant is a refrigerant containing CO 2 .
  • the second refrigerant is a refrigerant containing any one of R1234yf, R290, R32, and R1234ze(e).
  • the second refrigerant is a non-azeotropic mixed refrigerant such as R454B and R454A.
  • 1,1A to 1G outdoor unit 2 indoor unit, 10,10D,100 compressor, 11,310 check valve, 12,16,101,320 heat exchanger, 13 liquid receiver, 14 solenoid valve, 15,102 , 321 Expansion valve, 16F, 101F, 150F, 301F Fan, 103, 105, 108 Pressure sensor, 104, 106, 107 Temperature sensor, 150 Intercooler, 200 Control device, 201 CPU, 202 Memory, 210 Alarm device, 211 User, 221 External maintenance company, 300 Auxiliary compressor, 301 Auxiliary condenser, 302 Auxiliary expansion valve, 303 Auxiliary cascade condenser, 304 Cooling coil, C1, C2 Refrigerant circuit.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

二元冷凍装置は、第１圧縮機（１０）、第１熱交換器（１２）、受液器（１３）、第１膨張弁（１５）、第２熱交換器（１６）、第２圧縮機（１００）、第３熱交換器（１０１）、第２膨張弁（１０２）と、電磁弁（１４）と、第１圧力センサ（１０３）と、制御装置（２００）とを備える。電磁弁（１４）は、第１冷媒回路（Ｃ１）において受液器（１３）と第１膨張弁（１５）との間に配置される。第１圧力センサ（１０３）は、第２冷媒回路（Ｃ２）の第２圧縮機（１００）の吐出部から第２膨張弁（１０２）に至るまでのいずれかの部分の圧力を検出する。制御装置（２００）は、第１圧力センサ（１０３）の出力に応じて、電磁弁（１４）の開閉を制御するように構成される。

Description

二元冷凍装置
　本開示は、二元冷凍装置に関する。
　特開２００７－２１８４５９号公報（特許文献１）は、低元側（low-stage-side）冷媒として二酸化炭素、高元側（high-stage-side）冷媒として炭化水素系冷媒を用いた二元冷凍システム（two-stage　refrigeration　system）を開示する。この二元冷凍システムは、カスケードコンデンサとして二重管式熱交換器を用いた場合においても、低元側冷媒が高元側冷凍システム内に流入し、高元側冷凍システムの構成機器が破損するのを防ぐように構成されている。
特開２００７－２１８４５９号公報
　特開２００７－２１８４５９号公報（特許文献１）に開示された二元冷凍システムでは、二重管式熱交換器において高元側冷媒回路の蒸発部と低元側冷媒回路の凝縮部とで互いに熱交換を行なう。二重管式熱交換器の内管と外管を隔てる管壁には大気と連通し冷媒は流通しない空洞部が設けられ、管壁損傷時に高元側冷媒回路と低元側冷媒回路とを連通させることなく、冷媒を大気に放出させている。しかし、管壁損傷時に冷媒を直ちに大気へ放出する構成となっており、地球温暖化を促進してしまうといった課題がある。また、放出部からは冷媒が噴き出すので、人を近づけないようにする必要があるなどの課題がある。
　本開示は、上記のような課題を解決する実施の形態を説明するためになされたものであり、その目的は、高元側と低元側に連通故障が発生した場合に冷媒回路の圧力上昇を抑制できる二元冷凍装置を提供することである。
　本開示は、第１冷媒と第２冷媒とを用いる二元冷凍装置に関する。二元冷凍装置は、第１圧縮機、第１熱交換器、受液器、第１膨張弁、第２熱交換器、第２圧縮機、第３熱交換器、第２膨張弁を備える。第１熱交換器は、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換が行なわれるように構成される。第２熱交換器は、第１冷媒と冷凍庫内の空気との間で熱交換が行なわれるように構成される。第３熱交換器は、第２冷媒と冷凍庫外の空気との間で熱交換が行なわれるように構成される。第１圧縮機、第１熱交換器、受液器、第１膨張弁、第２熱交換器は、第１冷媒が循環する第１冷媒回路を構成する。第２圧縮機、第３熱交換器、第２膨張弁、第１熱交換器は、第２冷媒が循環する第２冷媒回路を構成する。第１冷媒は、第２冷媒よりも沸点が低い冷媒である。二元冷凍装置は、第１冷媒回路において受液器と第１膨張弁との間に配置される第１電磁弁と、第２冷媒回路の高圧部の圧力を検出する第１圧力センサと、第１圧力センサの出力に応じて、第１電磁弁の開閉を制御するように構成される制御装置とをさらに備える。
　本開示の二元冷凍装置によれば、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換を行なう熱交換器が損傷し第１冷媒回路と第２冷媒回路との間で連通部分が生じた場合でも、電磁弁を開いたまま停止することが可能であるので、第２冷媒回路の圧力上昇を緩和することが可能となる。
実施の形態１の二元冷凍装置の構成を示す図である。 通常停止時の二元冷凍装置の状態を説明するための図である。 冷却運転時の各アクチュエータの制御を説明するためのフローチャート（前半部）である。 冷却運転時の各アクチュエータの制御を説明するためのフローチャート（後半部）である。 熱交換器１２の損傷による連通発生を検知する処理を説明するためのフローチャートである。 しきい値Ｔｈ３について説明するための図である。 電磁弁１４を開いた状態で圧縮機１０および圧縮機１００を停止した状態を説明するための図である。 警報装置を使用した警報の第１例を示す図である。 警報装置を使用した警報の第２例を示す図である。 低元側の冷媒回路Ｃ１に中間冷却器を追加した第１の変形例を示す図である。 低元側の冷媒回路Ｃ１に自然循環回路を形成した第２の変形例を示す図である。 低元側の冷媒回路Ｃ１にインジェクション流路を形成した第３の変形例を示す図である。 低元側の冷媒回路Ｃ１に中間圧インジェクション流路を形成した第４の変形例を示す図である。 高元側の封入冷媒を変更した第５の変形例を説明するための図である。 圧力損失分の温度センサ検出値の補正について説明するための図である。 冷凍装置の運転停止時（均圧時）において連通が発生した場合の圧力比の変化について示した図である。 冷凍装置の冷却運転時において連通が発生した場合の圧力比の変化について示した図である。 冷凍装置の運転停止時（圧縮機停止後）において連通が発生した場合の圧力比の変化について示した図である。 実施の形態２で実行される連通判定処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３の二元冷凍装置の構成を示す図である。 実施の形態４の二元冷凍装置の第１構成例を示す図である。 実施の形態４の二元冷凍装置の第２構成例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１の二元冷凍装置の構成を示す図である。図１に示す二元冷凍装置は、屋外に設置される室外機１と、冷凍庫内に設置される室内機２とで構成される。
　室外機１は、圧縮機１０と、逆止弁１１と、熱交換器１２と、受液器１３と、圧縮機１００と、熱交換器１０１と、ファン１０１Ｆと、膨張弁１０２と、圧力センサ１０３，１０５，１０８と、温度センサ１０４、１０６と、制御装置２００とを備える。
　室内機２は、電磁弁１４と、膨張弁１５と、熱交換器１６と、ファン１６Ｆと、温度センサ１０７とを備える。
　室外機１は、低元側の冷媒回路である冷媒回路Ｃ１の一部分と、高元側の冷媒回路である冷媒回路Ｃ２とを備える。室内機２は、冷媒回路Ｃ１の残部を備える。冷媒回路Ｃ１は、第１冷媒を使用する。冷媒回路Ｃ２は、第２冷媒を使用する。第１冷媒は、第２冷媒よりも同じ圧力において沸点が低い冷媒である。
　低元側の冷媒回路Ｃ１に充填される第１冷媒は、室内機２と室外機１を接続する延長配管を通過するものである。このため、不燃で、圧力損失による温度低下が小さく、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が小さいＣＯ２を主成分とした冷媒を第１冷媒として選定するのが好ましい。なお、第１冷媒はＣＯ２以外の低沸点の冷媒であってもよい。
　一方、高元側の冷媒回路Ｃ２に充填される第２冷媒は、延長配管を通過せず、漏洩してもユーザーの出入りの多い冷凍庫内へ直接放出されるものではない。このため、冷媒回路の成績係数（ＣＯＰ）が高く、かつＧＷＰが比較的小さい冷媒（たとえば、Ｒ３２、Ｒ２９０、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ））を第２冷媒として選定するのが好ましい。
　また、高元側の冷媒回路Ｃ２に低元側の第１冷媒よりも沸点の高い冷媒が封入される場合には、冷媒回路Ｃ２は低元側の冷媒回路Ｃ１よりも耐圧を低く設計してもよい。
　図１には、二元冷凍装置の冷却運転時における冷媒の流れが矢印で示されている。
　低元側の冷媒回路Ｃ１において、第１冷媒は、圧縮機１０、逆止弁１１、熱交換器１２、受液器１３、電磁弁１４、膨張弁１５、熱交換器１６を順に流れて圧縮機１０に戻るように循環する。このとき熱交換器１６は、蒸発器として作動する。
　すなわち、冷却運転時には、低元側の冷媒回路Ｃ１では、まず圧縮機１０から圧縮されたガス状態の第１冷媒が熱交換器１２へと流入し、第１冷媒が凝縮する。凝縮された第１冷媒は、受液器１３を経由して膨張弁１５にて膨張する。その後、第１冷媒は、蒸発器として働く熱交換器１６において、庫内空気と熱交換し蒸発する。そして、蒸発した第１冷媒は、圧縮機１０へ戻る。
　高元側の冷媒回路Ｃ２において、第２冷媒は、圧縮機１００、熱交換器１０１、膨張弁１０２、熱交換器１２を順に流れて圧縮機１００に戻るように循環する。このとき熱交換器１２は、蒸発器として作動する。
　すなわち、冷却運転時には、高元側の冷媒回路Ｃ２では、圧縮機１００より圧縮された過熱蒸気が凝縮器として働く熱交換器１０１へと流入し、第２冷媒が凝縮される。凝縮された第２冷媒は、膨張弁１０２にて膨張し、熱交換器１２にて熱交換し蒸発する。蒸発した第２冷媒は、圧縮機１００へ戻る。
　このように第１冷媒と第２冷媒が正常に循環している場合は、熱交換器１２は第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換を行なうカスケードコンデンサとして働く。
　制御装置２００は、圧縮機１００の吸入冷媒の過熱度を目標値にするために、熱交換器１２の蒸発側出口部と圧縮機１００の吸入部間に配置した圧力センサ１０５および温度センサ１０６の出力に基づいて膨張弁１０２を制御するように構成される。
　また、制御装置２００は、冷媒回路Ｃ１の蒸発温度を目標値にするために、熱交換器１６の出口部から圧縮機１０の吸入部間に設けた圧力センサ１０８の出力に基づいて、圧縮機１０を制御するように構成される。
　また、制御装置２００は、圧縮機１０の吸入冷媒の過熱度を目標値にするために、熱交換器１６の出口部から圧縮機１０の吸入部までの間に設けた温度センサ（図示せず）の出力に基づいて、膨張弁１５を制御するように構成される。
　また、制御装置２００は、冷媒回路Ｃ１の凝縮温度を目標値にするために、圧縮機１０の吐出部から熱交換器１２の入口部までの間に設けた圧力センサ（図示せず）の出力に基づいて、圧縮機１００の周波数を制御するように構成される。なお、冷媒回路Ｃ１の凝縮温度が予め設定した圧力に相当する温度以下であれば、冷媒回路Ｃ２の蒸発温度を目標値とするために圧力センサ１０５の出力に基づいて圧縮機１００の周波数を制御してもよい。通常の運転時は蒸発温度を目標値として運転を実施し、冷媒回路Ｃ１の凝縮温度が予め設定した圧力に相当する温度以上になる場合、冷媒回路Ｃ１の昇圧抑制を優先した制御に変更してもよい。
　また、制御装置２００は、冷媒回路Ｃ２の凝縮温度を目標値にするために、圧縮機１００と熱交換器１０１の間に配置された圧力センサ１０３の出力に基づいて熱交換器１０１のファン１０１Ｆを制御する。
　制御装置２００は、以上のような制御を行なうことによって、冷媒回路Ｃ１，Ｃ２を所望の状態に維持することができる。
　制御装置２００は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）２０１と、メモリ２０２（ＲＯＭ（Read　Only　Memory）およびＲＡＭ（Random　Access　Memory））と、入出力バッファ（図示せず）等を含んで構成される。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、制御装置２００の処理手順が記されたプログラムである。制御装置２００は、これらのプログラムに従って、二元冷凍装置における各機器の制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
　なお、制御装置２００は、室内機２と室外機１に分散配置され、通信によって接続されていても良い。
　（熱交換器１２の損傷の判定）
　二元冷凍装置が冷却運転を行なう場合には、電磁弁１４が開状態に制御される。電磁弁１４は、室外機１に配置された制御装置２００によって開閉が制御される。
　また、制御装置２００は、熱交換器１２が損傷し、冷媒回路Ｃ２と冷媒回路Ｃ１とが連通した際の冷媒の組成変化を検知することによって、連通が発生したか否かを判断する。このため、熱交換器１０１の中間部に第２冷媒の温度を検出する温度センサ１０４が配置され、圧縮機１００の吐出部に圧力センサ１０３が配置されている。なお、圧力センサ１０３は、冷媒回路Ｃ２の圧縮機１００の吐出部から膨張弁１０２に至るまでのいずれかの部分（高圧部）の圧力を検出するものであっても良い。
　制御装置２００は、冷媒回路Ｃ２内の圧力センサ１０３の検出圧力Ｐ１結果から得られる第２冷媒の飽和液温度Ｔ１Ｃと、温度センサ１０４の検出温度Ｔ１との温度差が予め設定されたしきい値Ｔｈ３以上となった際に、熱交換器１２において損傷による連通が発生していると判定し、圧縮機１００および圧縮機１０を停止状態に変更または維持しつつ電磁弁１４を開とする。このようにすれば、損傷検知後に、連通によって第１冷媒と第２冷媒が混合した混合冷媒を、後に図７で説明するように、低温の冷凍庫内に設置された室内機２に滞留させることができる。
　二元冷凍装置は、通常は、再起動時に熱交換器１６に滞留した液冷媒を圧縮機１０で吸入させないために、停止時にはポンプダウン運転を行なって冷媒を受液器１３に貯留させることが行なわれる。図２は、通常停止時の二元冷凍装置の状態を説明するための図である。なお、図２以降では制御装置２００およびいくつかのセンサは図示を省略している。
　冷凍庫内が目標温度まで冷えて、冷凍負荷が小さい状態では、制御装置２００はポンプダウン運転を実施して、第１冷媒を熱交換器１６から受液器１３に移動させる。
　制御装置２００は、庫内温度Ｔ２を検出する温度センサ１０７の検出温度がしきい値以下、かつ圧縮機１０が下限周波数で運転していることを検知すると、電磁弁１４を閉とし、ポンプダウン運転を実施する。ポンプダウン運転では、制御装置２００は、圧力センサ１０８の検出圧力Ｐ２が予め設定された圧力以下となるまで、圧縮機１０を運転し、圧力Ｐ２が予め設定された圧力となったら圧縮機１０を停止する。
　このとき、高元側の冷媒回路Ｃ２では、低元側の第１冷媒の凝縮促進および冷媒回路Ｃ１の高圧側圧力の急上昇抑制のため、圧縮機１０が停止するまで以下の処理が実行される。
　まず、圧縮機１００より圧縮された過熱ガスの第２冷媒が熱交換器１０１へ流入し、第２冷媒が凝縮する。凝縮された第２冷媒は、膨張弁１０２にて膨張し、その後、熱交換器１２において第１冷媒と熱交換し蒸発する。そして、蒸発した第２冷媒は、圧縮機１００へ戻る。
　その後、圧縮機１０の停止を検知したら、圧縮機１００も停止する。
　以上のようなポンプダウン運転が行なわれることによって、庫内の熱交換器１６から図２に太線で示した冷媒滞留部に第１冷媒が移動する。
　図３は、冷却運転時の各アクチュエータの制御を説明するためのフローチャート（前半部）である。図４は、冷却運転時の各アクチュエータの制御を説明するためのフローチャート（後半部）である。ステップＳ１において、制御装置２００は、リモコンの指令等によって運転開始を検知する。そしてステップＳ２において、制御装置２００は、圧縮機１００を起動する。続いてステップＳ３では、制御装置２００は、冷媒回路Ｃ２が既定の状態となるよう、各アクチュエータを操作する。さらに、制御装置２００は、圧縮機１００の起動から一定時間経過後に、圧縮機１０を起動させる。ステップＳ３に示したように、低元側の高圧部の過昇圧抑制のため、高元側の圧縮機１００起動後に一定時間経過してから低元側の圧縮機１０を起動させる方が好ましい。
　ステップＳ４では、制御装置２００は、冷媒回路Ｃ１，Ｃ２が既定の状態となるように、各アクチュエータを操作する。具体的には、冷却運転時、低元側の凝縮温度は低元側の高圧部圧力が予め設定した圧力（飽和温度に対応する圧力）以上とならないよう、第１冷媒を冷却するため圧縮機１０の吐出部から熱交換器１２の入口部までの間に設けた圧力センサ（図示せず）の検知結果に基づいて圧縮機１００の周波数を制御する。
　また、低元側の蒸発温度および低元側の吸入冷媒の過熱度ＳＨが、熱交換器１６の出口部から圧縮機１０の吸入部までの間に設けた圧力センサ１０８および吸入温度センサ（図示せず）の検知結果に基づいて予め設定された目標値となるように、制御装置２００は、圧縮機１０の周波数および膨張弁１５の開度を制御する。
　一方、高元側の冷媒回路Ｃ２では、制御装置２００は、吸入冷媒の過熱度ＳＨが予め設定された目標値となるように、熱交換器１２の蒸発側出口部と圧縮機１００の吸入部の間に設けた圧力センサ１０５および温度センサ１０６の検知結果に基づいて、膨張弁１０２の開度を制御する。
　また、制御装置２００は、高元側の凝縮温度が目標温度となるように、熱交換器１０１のファン回転速度（風量）を制御する。このとき、制御装置２００は、圧縮機１００から熱交換器１０１までの間に設けた圧力センサ１０３の検出圧力Ｐ１に基づいて予め設定した飽和温度を目標温度とする。
　以上のステップＳ４の処理を実行後は、ステップＳ５において、熱交換器１２の損傷の有無を判定する連通判定処理が実行される。連通判定処理については、後に図５で詳細を説明する。
　ステップＳ５の処理が終了すると、ステップＳ６において、制御装置２００は、庫内温度を検出する温度センサ１０７の検出温度Ｔ２がしきい値温度Ｔｈ１以下、かつ、圧縮機１０の周波数が既定の下限周波数となるか否かを判定する。なお、しきい値温度Ｔｈ１は、ユーザーが設定する庫内の設定温度以下であることが好ましい。
　ステップＳ６の条件が成立しない場合には（Ｓ６でＮＯ）、ステップＳ７において冷却運転が継続され、再び、ステップＳ５の連通判定処理が実行される。一方、ステップＳ６の条件が成立した場合には（Ｓ６でＹＥＳ）、ステップＳ１１以降の停止時の動作へ移行する。
　ステップＳ１１では、制御装置２００は、電磁弁１４を閉とし、図２を用いて既に説明したポンプダウン運転を実施する。まず、ステップＳ１２において、圧力センサ１０８が検出した圧力Ｐ２が予め設定されたしきい値圧力Ｐｈ２以下となるか否かが判定される。
　Ｐ２≦Ｐｈ２が成立しない場合（Ｓ１２でＮＯ）、ステップＳ１３においてポンプダウン運転が継続される。Ｐ２≦Ｐｈ２が成立した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御装置２００は、ステップＳ１４において低元側の圧縮機１０を停止する。
　このとき、低元側の第１冷媒の凝縮促進および高圧部の圧力の急上昇抑制のため、圧縮機１０が完全に停止するまでは、高元側の冷媒回路Ｃ２では、以下の第１冷媒を冷却する処理が実施される。この処理では、圧縮機１００より圧縮された過熱ガスが熱交換器１０１へ流入し、第２冷媒が凝縮する。凝縮された第２冷媒は、膨張弁１０２によって膨張され、熱交換器１２において第１冷媒と熱交換し蒸発する。これにより、第１冷媒は冷却される。そして、蒸発した第２冷媒は、熱交換器１２から圧縮機１００へ戻る。
　そして、ステップＳ１５において、圧縮機１０の停止を検知したら、制御装置２００は、圧縮機１００も停止させる。
　そしてステップＳ１６において、温度センサ１０７の検出する庫内温度Ｔ２がしきい値温度Ｔｈ２以下の場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、制御装置２００は、ステップＳ１８の連通判定処理を実行した後にステップＳ１９で運転停止を継続し、再びステップＳ１６の処理を実行する。
　ステップＳ１６において、温度Ｔ２がしきい値温度Ｔｈ２よりも大きくなった場合（Ｓ１６でＮＯ）、制御装置２００は、ステップＳ１７で電磁弁１４を開き、ステップＳ２以降の冷却運転を再び実行する。なお、頻繁な圧縮機１０の発停を抑制するため、しきい値温度Ｔｈ２はステップＳ６において用いられるしきい値温度Ｔｈ１よりも大きい値であることが好ましい。
　続いて、ステップＳ５およびステップＳ１８で実行される連通判定処理について説明する。図５は、熱交換器１２の損傷による連通発生を検知する処理を説明するためのフローチャートである。
　まず、ステップＳ５１において、制御装置２００は、圧力センサ１０３の検出圧力Ｐ１と、温度センサ１０４の検出温度Ｔ１の値を取得する。そして、ステップＳ５２において、制御装置２００は、圧力Ｐ１から充填されている第２冷媒の飽和液温度Ｔ１Ｃを演算する。なお、単一冷媒の場合、制御装置２００は圧力Ｐ１から飽和ガス温度を演算してもよい。ステップＳ５３では、制御装置２００は、演算した飽和液温度Ｔ１Ｃと検出温度Ｔ１との温度差がしきい値Ｔｈ３以上であるかを判定する。
　図６は、しきい値Ｔｈ３について説明するための図である。正常時であれば、第２冷媒の飽和液温度Ｔ１Ｃは、図６の太線に示すように圧力Ｐ１が増加すると増加する。これに対して、熱交換器１２に連通が発生し、第２冷媒に沸点が低い第１冷媒が一定割合以上混入すると、飽和液温度はＴ１Ｃ（Ｅ）に示すように低下する。そこで、許容範囲の下限温度Ｔ１Ｃ（Ｂ）を予め設定しておき、正常時の飽和液温度Ｔ１Ｃと下限温度Ｔ１Ｃ（Ｂ）との差をしきい値Ｔｈ３とする。制御装置２００は、図６のグラフから圧力センサ１０３の検出圧力Ｐ１に対応する温度差をしきい値Ｔｈ３として設定することができる。
　また、図６で説明した判定しきい値Ｔｈ３は、圧力センサ１０３および温度センサ１０４の検知誤差範囲よりも大きい判定値に設定することで誤検知がないように設定することが好ましい。
　たとえば、圧力センサ１０３の検知結果は計測値に対し測定誤差分圧力を大きく見積もり、温度センサ１０４の検知結果を測定誤差分だけ低く見積もるなどとすればよい。
　具体例を説明する。圧力検知精度が±２５ｋＰａ、温度検知精度が±１℃と仮定する。高元側の冷媒がＲ１２３４ｙｆで圧力センサ１０３および温度センサ１０４の検知結果がそれぞれ１．０００ＭＰａＡ（飽和液温度３９．３℃）、３９．３℃であるとき、圧力検知精度および温度検知精度を上記のように測定誤差を考慮するように補正すると、圧力は１．０２５ＭＰａＡ（飽和液温度４０．３℃）、温度は３８．３℃となる。このときに飽和液温度と検出温度との差は、４０．３℃－３８．３℃＝２℃となる。したがって、しきい値Ｔｈ３は２℃よりも大きくなるように設定すると圧力と温度の相関関係が測定誤差以上生じていることを検出できる。
　このように、判定しきい値Ｔｈ３を圧力センサ１０３および温度センサ１０４の検知誤差範囲を考慮して大きくした判定値に設定することで誤検知がないように設定することができる。
　なお、ステップＳ５３では、温度差をしきい値Ｔｈ３と比較しているが、検出温度Ｔ１を図６に示した下限温度Ｔ１Ｃ（Ｂ）と直接比較しても良い。
　温度差がしきい値Ｔｈ３よりも小さい場合は（Ｓ５３でＮＯ）正常と判断し、通常の冷却運転を継続することとして、図４のフローチャートの処理の続きが実行される。
　温度差がしきい値Ｔｈ３以上である場合は（Ｓ５３でＹＥＳ）、熱交換器１２で損傷が生じている可能性があると判断し、制御装置２００は、ステップＳ５４において、冷媒回路Ｃ１または冷媒回路Ｃ２が運転状態である冷却運転中であるか否かを判断する。
　ここで、高元冷凍サイクルである冷媒回路Ｃ２が停止中の場合（Ｓ５４でＮＯ）、ステップＳ５３で実行した一回目の連通判定の結果で連通発生の判断を確定させる（Ｓ６０）。
　より詳細に説明する。冷媒回路Ｃ１，Ｃ２が停止中であれば冷媒回路内の圧力は外気温度相当の圧力で安定する。したがって、冷媒回路Ｃ１の圧力は、外気温度相当の第１冷媒の飽和液圧力と一致する。また、冷媒回路Ｃ２の圧力は、ポンプダウン運転後には冷凍庫とは切り離された状態となるので、外気温度相当の第２冷媒の飽和液圧力と一致するはずである。したがって、そうでない場合は、冷媒回路Ｃ１と冷媒回路Ｃ２とが連通し冷媒が混合された状況と想定されるためステップＳ５５～Ｓ５９の再確認なしに連通の判断を確定させる。
　このときに冷却運転中でなければ（Ｓ５４でＮＯ）、そのまま運転を停止しておけばよいが、冷却運転中（Ｓ５４でＹＥＳ）であれば、ステップＳ５３における判定結果が誤検知であった場合に、庫内の冷却を中断することとなる。このため、ステップＳ５５～Ｓ５９の処理によって誤検知でないか再度判定処理を行なって確認する。
　具体的には、冷却運転中の場合（Ｓ５４でＹＥＳ）、制御装置２００は、ステップＳ５５において、ポンプダウン動作なしで電磁弁１４を開としたまま圧縮機１０を停止させる。そして、ステップＳ５６において、制御装置２００は、圧縮機１００を停止させる。このときには、ファン１０１Ｆを継続運転させてもよい。
　図７は、電磁弁１４を開いた状態で圧縮機１０および圧縮機１００を停止した状態を説明するための図である。それまでの冷却運転の結果、室内機２が十分に低温となっていれば、図７の太線で示した冷媒滞留部に混合冷媒が凝縮して滞留する。このとき室外機１では、混合冷媒が外気温度相当の過熱ガスとして滞留し、室内機２では、庫内温度相当の凝縮冷媒として滞留する。
　このときに、低元側の冷媒回路Ｃ１でポンプダウン運転をしない。ポンプダウン運転では、圧縮機１０を停止する場合と比べると、高元側の冷媒回路Ｃ２の低圧部と低元側の冷媒回路Ｃ１の高圧部との差圧が大きくなり、熱交換器１２の損傷部において低元側の第１冷媒が高元側へより早く流れてしまうためである。圧縮機１０，１００を停止すると、高元側の低圧部は圧力上昇し、低元側の高圧部は圧力減少し、差圧が小さくなるため、熱交換器１２の損傷部における低元側の第１冷媒が高元側へ流入する速度が緩やかになる。
　また、このとき高元側のファン１０１Ｆのみ継続運転させるのは、熱交換器１２が損傷して連通が生じたときの高元凝縮側の熱交換器１０１における圧力上昇を抑制するためである。ファン１０１Ｆの継続運転は、また、圧力に対し、温度の方が応答性悪いため、連通が誤検知であった場合に備える判定（Ｓ５７－Ｓ５９）のときに、より早く温度と圧力の関係を安定させるためでもある。
　再び図５に戻って説明を続ける。ステップＳ５７では、圧縮機１００の停止から一定時間経過後に、制御装置２００は、再度圧力センサ１０３と、温度センサ１０４の値を取得する。そして、ステップＳ５８において、制御装置２００は、検出圧力Ｐ１から充填されている高元側の第２冷媒の飽和液温度Ｔ１Ｃ（単一冷媒の場合飽和ガスでも可）を演算する。そして、ステップＳ５９において、制御装置２００は、演算飽和液温度Ｔ１Ｃと温度Ｔ１との温度差がしきい値Ｔｈ３以上であるかを判定する。
　ステップＳ５３において検出された圧力を図６に示すＰ１Ａとすると、ステップＳ５９において検出された圧力Ｐ１Ｂは圧縮機が停止しているので、少し低下した圧力となる。したがって、しきい値温度Ｔｈ３は圧力Ｐ１Ｂに対応した値に変更される。
　温度差がしきい値Ｔｈ３よりも小さい場合は（Ｓ５９でＮＯ）、制御装置２００は、ステップＳ５３における判定結果は誤検知であったと判断し、図４のステップＳ１９の処理に移行し、通常の冷却運転の続きを再開する。一方、温度差がしきい値Ｔｈ３以上の場合（Ｓ５９でＹＥＳ）、制御装置２００は、ステップＳ６０において連通判定を確定させる。
　ステップＳ６０の連通判定確定後、ステップＳ６１において、制御装置２００は、リモコン、表示器、警報器等の警報装置を用いて警報を発し、熱交換器１２の破損を早期にユーザーに伝え、ステップＳ６２において冷媒回収を指示する。このとき、制御装置２００は、庫内の温度が低ければ、圧縮機１０を停止させる一方でファン１６Ｆを運転させ、膨張弁１５の開度を上限開度まで増加させて、図７に示すように熱交換器１６において冷媒が凝縮するようにする。
　図８は、警報装置を使用した警報の第１例を示す図である。図９は、警報装置を使用した警報の第２例を示す図である。図８に示すようにユーザー２１１に警報を知らせるだけでなく、図９に示すように、インターネット等の外部通信機器と接続して、関連ユーザーまたは外部保守業者２２１に一斉にメール送信等の発報を実施してもよい。
　また、庫内への熱侵入を極力避けるために、ステップＳ６１の処理と同時に、人等に対する進入禁止を表示したり、施錠等によって扉の開閉を制限したり、換気を停止させたりしてもよい。
　実施の形態１に示した二元冷凍装置によれば、以下の効果が得られる。
　室内機２と室外機１を接続配管で接続する場合は、低元側の冷媒回路Ｃ１に充填される冷媒は充填冷媒量が多くなる。このため、冷媒回路Ｃ２に可燃性冷媒を使用し、冷媒回路Ｃ１に不燃冷媒を使用することによって、可燃性冷媒の量を減らすことができリスクを低減できる。
　また、冷媒回路Ｃ１用にＣＯ２を主成分とした冷媒を選定することによって、冷媒のＧＷＰを小さくし、かつ圧力損失による飽和温度低下を抑えることができる。
　また、高元側の冷媒回路Ｃ２に充填される冷媒に、たとえばＲ３２、Ｒ２９０、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ（ｅ）を選定することによって、冷媒のＧＷＰを比較的小さくし、かつ冷媒回路全体のＣＯＰを向上させることができる。
　圧力センサ１０３の検知結果から得られる高元側の第２冷媒の飽和液温度Ｔ１Ｃと、温度センサ１０４の検出温度Ｔ１との温度差が予め設定されたしきい値Ｔｈ３以上となった際に熱交換器１２の損傷が発生したと判断することによって、早期に熱交換器１２の損傷の検知が可能となる。
　また、熱交換器１２の損傷検知後に、第１冷媒と第２冷媒が混合した冷媒を低温の冷凍庫内に設置された室内機２へ滞留させることで、低耐圧である高元側の冷媒回路Ｃ２の配管破裂を防止できる。また、熱交換器１２における圧力差を小さくすることができる。
　連通発生時の冷媒流入の駆動力は差圧であるため、熱交換器１２間の圧力差を小さくすることによって、低元側の第１冷媒が高元側へ流れていく速度を遅くすることができる。
　異常時でも連通後の混合冷媒を大気に放出させることなく室内機２へ滞留させるので、冷媒回路内に冷媒を留めておくことができる。これにより、熱交換器１２が連通する破損であっても冷媒を大気放出しないことで地球温暖化を防止することができる。
　冷却運転中に連通判定をした場合（図５のＳ５３でＹＥＳ）、Ｓ５５～Ｓ５７に示すように、ポンプダウン動作なしで電磁弁１４を開としたまま高元側および低元側の圧縮機１０，１００を停止させることで高元側の冷媒回路Ｃ２の低圧部の圧力をより早く上昇させることができる。
　冷却運転中に連通判定をした場合（図５のＳ５３でＹＥＳ）、Ｓ５５～Ｓ５７に示すように、ファン１０１Ｆを動作させたまま圧縮機１０，１００を停止させることで、圧力センサ１０３と温度センサ１０４の検知結果が示す冷媒回路Ｃ２の状態をより早く外気温度相当の均圧状態にすることができる。また、ファン１０１Ｆを動作させたままにすることで、連通時の高元側の冷媒回路Ｃ２における凝縮側の圧力上昇を抑制できる。
　また、均圧状態において再度連通判定（Ｓ５９）を実施することで誤判定を防止することができる。
　また、図８に示すように、熱交換器１２の損傷検知時に異常が生じたことを警報装置２１０にて通知することで、異常状態をすぐにユーザーに知らせることができる。さらに、図９に示すように、リモコン、表示器、警報器等の警報装置２１０の他、インターネット等の外部通信機器と接続して、関連ユーザーまたは外部保守業者に一斉に発報、メール送信することで、タイムロスなく異常を知らせることができる。その際に、庫内への熱侵入を極力避けるために扉の開閉を制限(進入禁止を表示、施錠等)したり、換気を停止させたりすれば、庫内温度をより低温で維持することができる。
　実施の形態１の変形例．
　図１０～図１３を用いて、実施の形態１の種々の変形例を説明する。
　図１０は、低元側の冷媒回路Ｃ１に中間冷却器を追加した第１の変形例を示す図である。図１０に示すように、低元側の冷媒回路Ｃ１において逆止弁１１と熱交換器１２との間に、空冷熱交換器である中間冷却器１５０を追加して過熱ガス状態の冷媒の熱を放熱してもよい。中間冷却器１５０とファン１５０Ｆとを設けることによって、低元側の凝縮熱量の一部を大気に放熱できるため、高元側の冷媒回路Ｃ２で処理が必要な熱量が減らせるため圧縮機１００、熱交換器１０１および熱交換器１２のサイズを小さくすることが可能であり、消費電力も減らすことができる。
　また、中間冷却器１５０は熱交換器１０１とフィン部分が一体となった熱交換器であってもよい。
　また、中間冷却器１５０と熱交換器１０１の総伝熱面積に対し、中間冷却器１５０の伝熱面積の比率を３％～５０％の範囲とすることが好ましく、さらには８％～３０％の範囲とすることが一層好ましい。
　図１１は、低元側の冷媒回路Ｃ１に自然循環回路を形成した第２の変形例を示す図である。図１１に示すように、受液器１３の上部から逆止弁３１０を経由して熱交換器１２の第１冷媒入口部に向かう経路を設けて自然循環回路を形成する。このとき受液器１３の配置は、熱交換器１２の位置よりも低い位置とする。受液器１３中の第１冷媒は、圧縮機１０が停止すると、外気温の影響を受けて温度が上昇しガス化するが、圧縮機１００を動かしておけば、熱交換器１２でガス化した第１冷媒が冷却され液冷媒となる。液冷媒は重力によって受液器１３に落ちる。このように受液器１３と熱交換器１２との間で自然循環回路が形成される。
　なお、逆止弁３１０は電磁弁等の開閉弁とし圧縮機１０の運転状態によって開閉をさせてもよい。具体的には圧縮機１０の運転時に閉、停止時に開に制御する。
　また、自然循環回路を設けた場合、高元側の冷媒回路Ｃ２を継続して運転し、低元側の冷媒回路Ｃ１停止時の圧力上昇を抑制してもよい。その際に熱交換器１２の連通を検知した場合、圧縮機１０の停止を継続したまま、圧縮機１００を停止し、電磁弁１４を閉から開としてもよい。
　低元側の冷媒回路Ｃ１の運転停止時に高元側の冷媒回路Ｃ２を運転することで熱交換器１２の低元側で冷媒が凝縮するとともに、受液器１３で冷媒が蒸発し、配置の高低差により自然循環が生じるため、低元側の第１冷媒の圧力を外気温度相当の圧力よりも低くできる。
　つまり、図１１に示した自然循環回路を設けた場合、自然循環回路を設けない場合と比較して冷媒回路Ｃ１の耐圧を下げてもよい。冷媒回路Ｃ２を継続して運転することで図４のステップＳ１５のように冷媒回路Ｃ２の圧縮機１００を停止する場合と比べて冷媒回路Ｃ１の圧力上昇を抑制できる。
　低元側の機器の耐圧を低く抑えることによって、冷凍装置の製造コストを低減することができる。
　図１２は、低元側の冷媒回路Ｃ１にインジェクション流路を形成した第３の変形例を示す図である。図１３は、低元側の冷媒回路Ｃ１に中間圧インジェクション流路を形成した第４の変形例を示す図である。
　図１２、図１３では、膨張弁１５の制御性およびＣＯＰ向上のために、受液器１３出口部から室外機１の出口部分までの間に膨張弁３２１とプレート式熱交換器または二重管等で構成される内部熱交換器３２０とを設けてインジェクション流路を形成してもよい。なお、インジェクション流路の接続先は図１２に示すように圧縮機１０吸入側としてもよく、図１３に示すように圧縮機１０Ｄの中間圧ポートとしてもよい。
　図１２、図１３に示すように、内部熱交換器３２０および膨張弁３２１を設け、膨張弁１５に流入する冷媒を冷却することにより、膨張弁１５に気泡などが流入しにくくなり、膨張弁１５の性能低下を防ぐことができる。
　なお、図示しないが、図１０に示す中間冷却器１５０、図１１に示す自然循環回路、図１２または図１３に示すインジェクション流路のうち１つまたは２つ以上を組み合わせて図１に示した二元冷凍装置に適用しても良い。
　図１４は、高元側の封入冷媒を変更した第５の変形例を説明するための図である。第５の変形例では、図１に示した二元冷凍装置と基本構成は同様で、高元側に封入される冷媒が非共沸混合冷媒である点が異なる。
　非共沸混合冷媒の場合は、飽和温度Ｔ１Ｃが１本の線で表わされる図６と異なり、図１４に示すように飽和ガス温度Ｔ１Ｃ（Ｕ）と飽和液温度Ｔ１Ｃ（Ｌ）の間に幅が生じる。すなわち、正常時の第２冷媒の凝縮温度が飽和ガス状態、飽和液状態で温度が異なるため、正常時の温度Ｔ１に温度幅がある。このため、温度センサ１０４で検出される温度Ｔ１がＴ１Ｃ（Ｌ）～Ｔ１Ｃ（Ｕ）の間にあれば冷媒は正常である。
　したがって、図５のＳ５３、Ｓ５９で使用する検出圧力Ｐ１Ａに対応するしきい値Ｔｈ３を、温度幅Ｔ１ａ～Ｔ１ｂの下限値Ｔ１Ｃ（Ｌ）を考慮して定めた温度Ｔ１Ｃ（Ｂ）によって決定する。
　このようにすれば、高元側の第２冷媒が非共沸混合冷媒であっても熱交換器１２の破損による連通を正しく検出することが可能となる。
　図１５は、圧力損失分の温度センサ検出値の補正について説明するための図である。図１５の上段には、高元側の圧縮機１００の周波数と冷媒循環量Ｇｒとの関係を示す。冷媒循環量Ｇｒは、吸入密度ρｓ、圧縮機のストロークボリュームＶｓｔ、圧縮機周波数ｆ、および体積効率ηｖの関係式Ｇｒ＝ρｓ×Ｖｓｔ×ｆ×ηｖより得ることができる。
　仮に吸入密度、圧縮機のストロークボリューム、体積効率が一定であるとすると、図１５に記載のように圧縮機周波数ｆの増加に伴い冷媒循環量Ｇｒが線形的に増加する。なお、吸入密度は、圧力センサ１０５および温度センサ１０６の検知結果から得られる。また、体積効率は予め圧縮機周波数または圧縮機周波数と圧縮比の関係を記憶させて設定してもよい。
　図１５の中段には、高元側の圧縮機１００の周波数と圧力損失ｄＰとの関係を示す。圧力損失ｄＰは、圧縮機１００の吐出から熱交換器１０１中間部（温度センサ１０４設置部分）の差圧である。
　圧力損失は、一般的に配管径および配管長の構成に変更がない場合、ダルシ―ワイスバッハの公式（Darcy-Weisbach　Equation）より冷媒流速の２乗に比例する。したがって、冷媒循環量増加に伴って二次関数的に増加する。圧力損失ｄＰは、圧縮機１００の周波数、圧力センサ１０５および温度センサ１０６の検知結果に基づいて、演算してもよいし、圧縮機１００の周波数増加に伴い圧力損失ｄＰが増加するテーブルを予め用意しておき、制御装置２００に記憶させてもよい。
　図１５の下段には、高元側の圧縮機１００の周波数と検出温度の低下量との関係を示す。図１５の中断に示すように圧縮機１００の周波数増大に伴い、圧力損失ｄＰも増大する。このため高周波数領域では、圧力センサ１０３から得られる飽和液温度に対し温度センサ１０４を設けた箇所では圧力低下（飽和液温度の低下）が大きくなる。そのため、仮にカスケードコンデンサの損傷による連通が発生していない場合であっても温度差が大となり誤検知する可能性がある。そこで、連通判定処理の判定しきい値Ｔｈ３を適用する際に、図１５に示した圧力損失ｄＰによる温度低下を考慮することによって、圧縮機１００の運転周波数が高い場合であっても連通の誤検知を抑制または解消することができる。
　具体的には、熱交換器１２から圧縮機１００吸入部までの間に圧力センサ１０５および温度センサ１０６を設ける。そして、圧力センサ１０５および温度センサ１０６の検知結果から得られる吸入密度と、圧縮機１００の周波数より得られる冷媒循環量に応じた圧力損失ｄＰとに基づいて、温度センサ１０４を設置した箇所に相当する圧力（Ｐ１－ｄＰ）から算出される飽和温度と温度Ｔ１との温度差が予め設定されたしきい値Ｔｈ３以上となった際に熱交換器１２の損傷による連通が発生していると判定してもよい。
　実施の形態２．
　実施の形態１およびその変形例では、高元側の検出圧力に相当する飽和液温度と検出温度との差が判定値よりも大きくなる場合に、熱交換器１２の損傷により冷媒回路Ｃ１と冷媒回路Ｃ２とが連通したと判定した。一方、実施の形態２では、高元側の検出圧力の変化のみから連通を判定する例を説明する。この場合は、温度センサ１０４を用いないでも圧力センサ１０３の検出値を監視するだけで連通を検出することができる。
　以下に、一定時間をおいて圧力センサ１０３で圧力Ｐ１を測定し、測定時刻が異なる測定値Ｐ１（１）、Ｐ１（２）を得た場合を考え、圧力比Ｒ＝Ｐ１（２）／Ｐ１（１）の変化について検討する。
　図１６は、冷凍装置の運転停止時（均圧時）において連通が発生した場合の圧力比の変化について示した図である。図１６に示すように、運転停止時は均圧しているため圧力は外気温度または低元側の凝縮温度相当の圧力で安定する。一方、連通が発生すると高圧の第１冷媒は冷媒回路Ｃ２に流入するため、停止中に圧力が上昇する。
　一定時間毎に圧力を測定し、現在の測定値をＰ１（２）として１つ前の測定値をＰ１（１）とする。連通が発生していなければ、均圧時には、外気温度相当または低元側の凝縮温度相当の圧力が圧力センサ１０３で検出される。圧力は変化しないため、圧力比Ｒ＝１となる。
　連通が発生すると、圧力が高い冷媒回路Ｃ１の冷媒が冷媒回路Ｃ２に流入するため、Ｐ１（１）に比べてＰ１（２）が増加する。すると、連通が発生した直後には、圧力比Ｒ＝Ｐ１（２）／Ｐ１（１）がしきい値Ｒｔｈ以上となる。
　図１７は、冷凍装置の冷却運転時において連通が発生した場合の圧力比の変化について示した図である。冷却運転時には、初期の起動時には判定を一定時間無効化する必要があるが、安定時以降は、図１６と同様に連通が発生した直後には圧力比が増加する。圧力比Ｒ＝Ｐ１（２）／Ｐ１（１）がしきい値Ｒｔｈ以上となった場合、連通が生じたと判断しても良い。
　図１８は、冷凍装置の運転停止時（圧縮機停止後）において連通が発生した場合の圧力比の変化について示した図である。高元側の圧縮機１００が停止した場合は、徐々に冷媒回路Ｃ２全体が均圧化するため、圧力センサ１０３で測定する高圧部の圧力Ｐ１は図１８の実線で示されるように低下していく。しかし、その過程で連通が発生すると、圧力が高い冷媒回路Ｃ１の冷媒が冷媒回路Ｃ２に流入するため、破線で示すようにＰ１（１）に比べてＰ１（２）が増加する。すると、連通が発生した直後には、圧力比Ｒ＝Ｐ１（２）／Ｐ１（１）がしきい値Ｒｔｈ以上となる。
　冷凍装置の停止中は圧力が一定となる。または高圧側であれば停止直後は均圧に伴い圧力が低下する。圧縮機１００が停止している状態で一定時間が経過した前後の圧力比が１よりも高い、つまり昇圧していく状況は通常ありえない。このため、連通が生じ高圧の第１冷媒が冷媒回路Ｃ２に流入していると判断できる。
　以上より、実施の形態２では、高元側の冷媒回路Ｃ２において、停止中の高元冷凍サイクルで一定時間経過前後の圧力Ｐ１の比Ｒ＝Ｐ１（２）／Ｐ１（１）が１よりも大きい場合に連通したと判定する。
　図１９は、実施の形態２で実行される連通判定処理を説明するためのフローチャートである。図１の制御装置２００は、実施の形態２では、図５に示した判定処理に代えて図１９に示す判定処理を実行する。
　ステップＳ１５１において、制御装置２００は、圧力センサ１０３から圧力Ｐ１を取得し、測定値Ｐ１（１）として記憶する。
　続いてステップＳ１５２において、制御装置２００は、一定時間経過後に圧力センサ１０３から圧力Ｐ１を取得し、測定値Ｐ１（２）として記憶する。
　ステップＳ１５３において、制御装置２００は、圧力比Ｒ＝Ｐ１（２）／Ｐ１（１）を演算し、圧力比Ｒがしきい値Ｒｔｈ以上であるか否かを判断する。圧力比Ｒがしきい値Ｒｔｈ以上でない場合（Ｓ１５３でＮＯ）、連通による圧力上昇は見られないため、図３のメインルーチンに処理が戻る。
　圧力比Ｒがしきい値Ｒｔｈ以上であった場合（Ｓ１５３でＹＥＳ）、ステップＳ１５４において、制御装置２００は、冷媒回路Ｃ１またはＣ２が運転状態であるか否かを判断する。
　冷媒回路Ｃ１またはＣ２が運転状態である場合（Ｓ１５４でＹＥＳ）、制御装置２００は、Ｓ１５５において、圧縮機１０を停止させる。そして、ステップＳ１５６において、制御装置２００は、圧縮機１００を停止させる。このときには、ファン１０１Ｆを継続運転させてもよい。
　続いてステップＳ１５７において、制御装置２００は、一定時間経過後に再び圧力センサ１０３から圧力Ｐ１を取得し、測定値Ｐ１（１）として記憶する。さらにステップＳ１５８において、制御装置２００は、一定時間経過後に圧力センサ１０３から圧力Ｐ１を取得し、測定値Ｐ１（２）として記憶する。そして、ステップＳ１５９において、制御装置２００は、再び圧力比Ｒ＝Ｐ１（２）／Ｐ１（１）を演算し、圧力比Ｒがしきい値Ｒｔｈ以上であるか否かを判断する。圧力比Ｒがしきい値Ｒｔｈ以上でない場合（Ｓ１５９でＮＯ）、連通による圧力上昇は見られないため、図３のメインルーチンに処理が戻る。
　ステップＳ１５４において、冷媒回路Ｃ１またはＣ２が運転状態ではなかった場合（Ｓ１５４でＮＯ）、およびステップＳ１５９において、圧力比がしきい値Ｒｔｈ以上であった場合（Ｓ１５９でＹＥＳ）には、制御装置２００は、ステップＳ１６０の連通判断確定後、ステップＳ１６１において、制御装置２００は、電磁弁１４を開き、さらに、ステップＳ１６２において、リモコン、表示器、警報器等の警報装置を用いて警報を発し、熱交換器１２の破損を早期にユーザーに伝え、ステップＳ１６３において冷媒回収を指示する。
　以上説明したように、実施の形態２の冷凍装置は、冷却運転中の高元側の冷媒回路Ｃ２において、一定時間経過前後の高元側高圧部の圧力Ｐ１の比Ｒがしきい値Ｒｔｈ以上である場合に、熱交換器１２の内部で連通が発生したと判定する。
　運転中は起動から冷凍サイクルが安定状態となるまでは高元凝縮側は昇圧するが、安定時は圧力一定またはある圧力の範囲となる。したがって、起動初期を除き、連通が生じると圧力センサが検出する圧力がある一定の時刻経過前後で急上昇し、差圧が大きくなる。したがって、同時刻の圧力センサ１０３の圧力に対応する飽和液温度と温度センサ１０４が検出した温度との差から連通を検知する実施の形態１に対して、実施の形態２では差圧から連通が検知可能である。
　実施の形態２で実行する判定処理は、同時刻での比較ができない、冷却運転時は起動から安定までの時間帯は判定できないといったデメリットがあるが、温度センサ１０４なしで連通を判断可能となるメリットがある。
　実施の形態３．
　図２０は、実施の形態３の二元冷凍装置の構成を示す図である。図２０に示す二元冷凍装置は、図１の室外機１に代えて室外機１Ｅを備える、室外機１Ｅは、図１の室外機１の構成において、逆止弁１１に代えて電磁弁１１Ａを備え、さらに電磁弁１８を備える。電磁弁１８は、冷媒回路Ｃ１の受液器１３の下流の室外機１Ｅの冷媒出口部に配置される。他の構成については、図２０に示す二元冷凍装置は、図１に示した二元冷凍装置と同じであり、制御装置２００およびいくつかのセンサ類については図示が省略されている。
　図２０に示すように、電磁弁１１Ａ，１８を閉止することによって、冷媒回路の部分Ｇ２を冷媒滞留部である部分Ｇ１と完全に分離することが可能となる。
　室外機１側の方が室内機２よりも高圧である場合は、電磁弁１１Ａは逆止弁１１のままでもよいが、電磁弁１１Ａを用いる方が室外機１側への冷媒の流入をより確実に遮断できるため好ましい。なお、電磁弁１１Ａは、圧縮機１０のオン／オフに連動させて開閉を制御してもよい。
　通常の冷却運転については、実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。以下は、連通判定が確定した後に、室内機２に冷媒を滞留させた場合の後の電磁弁１１Ａ，１８の開閉制御について説明する。
　連通判定が確定し図７の経路で熱交換器１６に冷媒を滞留させると、室内機２側の冷媒は、庫内温度相当の圧力の液冷媒となる。このとき、冷媒回路Ｃ１の室外機１側の冷媒は、庫内温度相当の圧力で、外気温度相当の温度の過熱ガス状態となる。
　圧縮機１０，１００は停止中のため、外気からの吸熱により庫内温度が上昇していき、庫内温度が上昇すると、庫内温度により開閉を制御する制御装置２００によって、電磁弁１４が開かれる。
　さらに庫内温度が上昇すると、冷媒の圧力が上昇するため、室外機１Ｅ側の冷媒圧力も上昇する。圧力上昇に伴い冷媒の飽和温度が上昇するが、外気変動がないとすると、冷媒の温度は外気温度相当で変化しないため、過熱ガス状態の冷媒の過熱度が相対的に小さくなり、室外機１Ｅ側の冷媒密度が上昇していく。容積が不変であるとすると、冷媒が室外機１側に逆流する形になる。
　圧力センサ１０３の検知圧力の結果が予め定めたしきい値よりも大きくなった場合には、制御装置２００は、電磁弁１１Ａ，１８を閉止させる。これによって、図２０の部分Ｇ１と部分Ｇ２とで冷媒回路が分断される。
　分断により冷媒の移動が生じなくなるため、室外機１側は密度の低い過熱ガス冷媒が大半を占める状態となる。この状態では、仮に外気温度がさらに上昇したとしても、室内機２に滞留している冷媒による圧力上昇を抑制することができる。高元側の冷媒回路Ｃ２は低元側の冷媒回路Ｃ１よりも耐圧が低く設計されているとすると、圧力上昇を抑制できるため、耐圧の低い冷媒回路Ｃ２の破損を抑制できる。
　たとえば、混合された冷媒がＲ７４４：９０ｗｔ％、Ｒ１２３４ｙｆ：１０ｗｔ％であり、高元冷媒回路Ｃ２の耐圧が２．５ＭＰａＡであり、室内機２の熱交換器１６側に液冷媒、接続配管部に外気温度相当の過熱ガス冷媒が存在し、室外機１側に外気温度相当の同一組成比率の過熱ガス冷媒が存在している場合を説明する。高元冷媒回路Ｃ２側に関して、外気２０℃、電磁弁１１Ａ及び電磁弁１８を閉止するしきい値が約２．１ＭＰａＡとした時、庫内温度が－１６℃（冷媒の飽和液温度相当）となると、冷媒回路Ｃ２内の圧力が約２．１ＭＰａＡとなり電磁弁１１Ａ及び電磁弁１８が閉止する。その時高元側の冷媒は圧力が約２．１ＭＰａＡとなり、温度が外気温度相当の２０℃となり、その時の過熱ガス冷媒の冷媒密度は約４７ｋｇ／ｍ３となる。その後、仮に外気温度が４０℃まで上昇したとしても存在する冷媒量及び容積は不変のためボイルシャルルの法則より圧力は２．３ＭＰａＡとなるため、冷媒回路Ｃ２の圧力を耐圧２．５ＭＰａＡ以下に維持できる。また、低元冷媒回路Ｃ１側に関して、冷媒回路Ｃ１内の圧力が約２．１ＭＰａＡで経路内には液冷媒部とガス冷媒部が存在しており、熱交換器１６と接続配管の容積比率によるが冷媒密度は約４７～１０３０ｋｇ／ｍ３の間になる。なお、説明上仮の平均密度として約７２２ｋｇ／ｍ３とする。この時低元側の冷媒回路Ｃ１の耐圧が４．２５ＭＰａＡとすると、容積、質量は不変のため、上記平均密度で庫内温度が１０℃に上昇するまでは冷媒回路Ｃ１は耐えられる。
　もし電磁弁１１Ａ，１８を閉止させない場合は、庫内温度－１０℃となったときに圧力は約２．５ＭＰａＡとなり高元側の冷媒回路Ｃ２が破損してしまう。これと比べると、本実施の形態のように、電磁弁１１Ａ，１８によって冷媒回路Ｃ２を室内機２と分離することで、冷媒回路が破損に耐えられる庫内温度を１０℃とすることができ、実施の形態１よりも高温にすることができる。
　冷媒回路が破損に耐えられる庫内温度を高くすることができるため、警報発報から冷媒回収までの時間の余裕を増やすことができる。
　実施の形態４．
　実施の形態４では、冷却運転中止から時間が経過し、庫内温度が上昇し、第１冷媒を庫内で凝縮させていた場合に、冷媒回路Ｃ１の圧力上昇を抑制する構成について説明する。これにより、被空調エリアの温度が高い場合であっても、圧力上昇を抑制することができる。
　図２１は、実施の形態４の二元冷凍装置の第１構成例を示す図である。図２１に示す室外機１Ｆは、図１１に示した室外機１Ｂとは基本構成は同様であるが、補助圧縮機３００、補助凝縮器３０１、ファン３０１Ｆ、補助膨張弁３０２、補助カスケードコンデンサ３０３からなる補助冷媒回路を設けている点が異なる。
　なお、図２１に示すように補助カスケードコンデンサ３０３を逆止弁３１０の下流の合流部から受液器１３間に設けていることが好ましい。また、受液器１３の方が補助カスケードコンデンサ３０３よりも低い位置に配置されていることが好ましい。
　また、補助冷媒回路は正常時において冷却運転時に第１冷媒の冷却に使用してもよいし、運転停止時に自然循環させて冷媒回路Ｃ１の圧力上昇抑制に用いてもよい。
　図２２は、実施の形態４の二元冷凍装置の第２構成例を示す図である。図２２に示す室外機１Ｇは、図１に示した室外機１とは基本構成は同様であるが、補助圧縮機３００、補助凝縮器３０１、ファン３０１Ｆ、補助膨張弁３０２、冷却コイル３０４からなる補助冷媒回路を設けている点が異なる。
　なお、図２２では冷却コイル３０４は受液器１３内に設けているが、受液器１３の外周に冷却コイル３０４を巻き付ける構成としてもよい。
　以上のような構成とすることによって、実施の形態４の二元冷凍装置は、被空調エリアである庫内が冷却されていない状態、たとえば、冷却開始時または庫内が十分に冷却できていない状態でも冷媒回路Ｃ１の圧力上昇を抑制することができる。
　また、たとえば、熱交換器１２の破損を検知した後に、庫内温度が上昇し第１冷媒の温度が上昇する場合も考えられる。実施の形態４では、そのような場合でも冷媒回路Ｃ１の圧力上昇を抑制できる。
　実施の形態４の補助冷却回路を備えた場合の動作について以下に説明する。
　（冷却開始時）
　通常、庫内が常温である冷却開始時は、冷凍装置設置後に最初に冷媒回路に冷媒を封入したとき、または長期間の冷却停止後の起動時である。いずれの場合も高元側の冷媒回路を運転させる前に、実施の形態１または２で説明した連通判定処理を行ない、正常である場合は、通常の冷却運転モードとなる。通常の冷却運転モードでは、補助冷媒回路は停止状態に維持される。
　上記連通判定処理で異常と判定した場合には、警報の発報および冷媒回収指示とともに補助冷媒回路を起動させる。
　（庫内温度が高いとき）
　庫内が十分に冷却できていない場合または連通後に庫内温度が上昇した場合のように、庫内温度が高いときは以下のように制御が行なわれる。
　冷却運転中に連通が生じた際は、連通判定確定により圧縮機１００および圧縮機１０が停止する。そして、圧力センサ１０３の検出圧力Ｐ１または図示しない庫内温度センサの検知結果に相当する圧力が予め定めたしきい値Ｐｔｈ５よりも大きい場合に、補助冷媒回路を起動させ、受液器１３内に滞留させる。しきい値Ｐｔｈ５は、低耐圧の高元側の冷媒回路Ｃ２の耐圧以下に設定される。
　なお、検出圧力Ｐ１または図示しない庫内温度センサの検知結果に相当する圧力が予め定めたしきい値よりも小さい場合には、冷媒回路Ｃ１の冷媒を庫内の熱交換器１６に貯留させる。
　なお、圧縮機１００および圧縮機１０が停止中に連通判定が確定した場合も、冷却運転時と同様である。すなわち、圧力センサ１０３の検出圧力Ｐ１または図示しない庫内温度センサの検知結果に相当する圧力が予め定めたしきい値Ｐｔｈ５よりも大きい場合、補助冷媒回路を起動させ、受液器１３内に冷媒を滞留させ、圧力がしきい値Ｐｔｈ５よりも小さい場合は、庫内の熱交換器１６に冷媒を貯留させる。
　また、逆止弁１１を電磁弁１１Ａに置き換えて、連通判定確定時に図示しない庫内温度センサの検知結果に相当する圧力が低元側の冷媒回路Ｃ１の低圧部の耐圧しきい値よりも小さい場合、電磁弁１４と電磁弁１１Ａとを閉止させて冷媒回路Ｃ１を分断してもよい。そして、分断後に補助冷媒回路の補助圧縮機３００を起動させ、連通した熱交換器１２を介して流入した高元側の第２冷媒を受液器１３に滞留させてもよい。
　また、図示しない庫内温度センサの検知結果に相当する圧力が低元側の冷媒回路Ｃ１の低圧部の耐圧しきい値よりも大きい場合、または時間経過によって大きくなった場合、電磁弁１４と電磁弁１１Ａとを開いたまま、または開いて低元側の低圧部の冷媒を受液器１３に滞留させてもよい。
　実施の形態４の二元冷凍装置によれば、以下の効果が得られる。
　補助冷媒回路を室外機１Ｆ，１Ｇに設けることで、庫内が冷却されていない状態で熱交換器１２に連通が発生していても、冷媒回路Ｃ１，Ｃ２内の圧力上昇を抑制することができる。
　熱交換器１２の連通後の冷媒回路内の圧力がしきい値Ｐｔｈ５またはしきい値Ｐｔｈ６（高元側、低元側それぞれの冷媒回路の耐圧以下のしきい値）となるまでは、冷媒を庫内に滞留させることで補助冷媒回路を極力使用せずに冷媒回路の配管部の破裂を防止することができる。
　また、熱交換器１２の連通後に補助冷媒回路を起動させ、優先的に高元側の冷媒を受液器１３に貯留させることによって、熱交換器１２を介して冷媒を早急に回収させることができる。
　補助冷媒回路を極力使用せずに冷媒回路の配管部の破裂を防止することによって、電力消費を抑えつつ冷媒回路の配管部の破裂を防止することができる。たとえば、庫内温度が十分に冷却されている状態かつ電磁弁による冷媒回路の分断をしない場合において、連通判定確定後から外部保守業者２２１が現地にて対策実施完了までに４時間要すると仮定する。仮に補助冷媒回路運転無し時間が１時間とする。熱交換器１６側に冷媒を滞留させ、高元側の耐圧しきい値Ｐｔｈ５以下を維持し、高元側の耐圧しきい値Ｐｔｈ５よりも圧力が高くなった際に補助冷媒回路を用いて圧力上昇を抑制させる。これにより補助冷媒回路の稼働時間を３時間にすることができ、連通判定確定後すぐに補助冷媒回路を運転させる場合に比べ電力消費を抑制できる。なお、しきい値Ｐｔｈ５，Ｐｔｈ６による判定を行なわない場合は、補助冷媒回路を４時間用いて圧力上昇を抑制すれば良い。
　このように、補助冷媒回路において冷媒の冷却を実施することによって、外気温が高い状況または庫内温度が高い状況であっても冷媒回路の圧力上昇を抑制することができる。このため、連通発生から作業員による冷媒回収までに時間を要する場合であっても、冷媒回路が耐えられる時間を実施の形態１、２よりも長くできる。
　（まとめ）
　以下において、再び図面を参照して実施の形態について、総括する。
　（第１項）　図１には、第１冷媒（ＣＯ２）と第２冷媒（Ｒ３２など）とを用いる二元冷凍装置が示される。二元冷凍装置は、圧縮機１０、熱交換器１２、受液器１３、膨張弁１５、熱交換器１６、圧縮機１００、熱交換器１０１、膨張弁１０２を備える。熱交換器１２は、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換が行なわれるように構成される。熱交換器１６は、第１冷媒と冷凍庫内の空気との間で熱交換が行なわれるように構成される。熱交換器１０１は、第２冷媒と冷凍庫外の空気との間で熱交換が行なわれるように構成される。圧縮機１０、熱交換器１２、受液器１３、膨張弁１５、熱交換器１６は、第１冷媒が循環する冷媒回路Ｃ１を構成する。圧縮機１００、熱交換器１０１、膨張弁１０２、熱交換器１２は、第２冷媒が循環する冷媒回路Ｃ２を構成する。第１冷媒は、第２冷媒よりも沸点が低い冷媒である。二元冷凍装置は、冷媒回路Ｃ１において受液器１３と膨張弁１５との間に配置される電磁弁１４と、冷媒回路Ｃ２の圧縮機１００の吐出部から膨張弁１０２に至るまでのいずれかの部分の圧力を検出する圧力センサ１０３と、圧力センサ１０３の出力に応じて、電磁弁１４の開閉を制御するように構成される制御装置２００とをさらに備える。
　（第２項）　第１項に記載の二元冷凍装置は、冷媒回路Ｃ２の第２冷媒の凝縮温度を検出する温度センサ１０４をさらに備える。制御装置２００は、圧力センサ１０３の出力に対応する第２冷媒の飽和温度と温度センサ１０４で検出した温度との温度差がしきい値を超えた場合に圧縮機１０の運転を停止し、電磁弁１４を開くように構成される。
　（第３項）　第２項に記載の二元冷凍装置は、警報装置２１０をさらに備える。制御装置２００は、温度差がしきい値を超えた場合に警報装置２１０に警報を出力させるように構成される。
　（第４項）　第２項に記載の二元冷凍装置は、熱交換器１０１に冷凍庫外の空気を送るファン１０１Ｆをさらに備える。制御装置２００は、温度差がしきい値を超えた場合に、圧縮機１００を停止させる一方でファン１０１Ｆを運転させるように構成される。
　（第５項）　第２項に記載の二元冷凍装置は、熱交換器１６に冷凍庫内の空気を送るファン１６Ｆをさらに備える。制御装置２００は、温度差がしきい値を超えた場合に、圧縮機１０を停止させる一方でファン１６Ｆを運転させ、膨張弁１５の開度を上限開度まで増加させるように構成される。
　（第６項）　第２項に記載の二元冷凍装置は、圧縮機１００の吸入側の第２冷媒の圧力を検出する圧力センサ１０５と、圧縮機１００の吸入側の第２冷媒の温度を検出する温度センサ１０６とを備える。制御装置２００は、圧力センサ１０５の出力および温度センサ１０６の出力に基づいてしきい値を決定するように構成される。
　（第７項）　第１項に記載の二元冷凍装置において、制御装置２００は、圧縮機１００を停止させている間に、圧力センサ１０３が示す圧力の増加率がしきい値より大きい場合には、圧縮機１０の運転を停止し、電磁弁１４を開くように構成される。
　（第８項）　第１項に記載の二元冷凍装置において、制御装置２００は、圧縮機１００を運転させて冷媒回路Ｃ２に第２冷媒を循環させている間に、圧力センサ１０３が示す圧力の増加率がしきい値より大きい場合には、圧縮機１０の運転を停止し、電磁弁１４を開くように構成される。
　（第９項）　第１項に記載の二元冷凍装置は、冷媒回路Ｃ１における圧縮機１０と熱交換器１２との間に配置される電磁弁１１Ａと、冷媒回路Ｃ１における受液器１３と電磁弁１４との間に配置される電磁弁１８とをさらに備える。制御装置２００は、圧力センサ１０３の出力がしきい値よりも大きくなったことを含む閉止条件が成立する場合に、電磁弁１４、電磁弁１１Ａ、および電磁弁１８を閉止させるように構成される。
　（第１０項）　第１項に記載の二元冷凍装置は、第３冷媒が循環し、補助圧縮機３００と、補助凝縮器３０１と、補助膨張弁３０２と、補助カスケードコンデンサ３０３とを含む第３冷媒回路をさらに備える。補助凝縮器３０１は、第３冷媒と冷凍庫外の空気との間で熱交換が行なわれるように構成される。補助カスケードコンデンサ３０３は、第１冷媒と第３冷媒との間で熱交換が行なわれるように構成される。補助カスケードコンデンサ３０３は、冷媒回路Ｃ１において、熱交換器１２と受液器１３との間に配置される。制御装置２００は、圧力センサ１０３の出力がしきい値よりも大きくなったことを含む冷却条件が成立する場合には、第３冷媒回路によって、第１冷媒を冷却させる。
　（第１１項）　第１項～第１０項のいずれか１項に記載の二元冷凍装置において、冷媒回路Ｃ２の構成要素は、冷媒回路Ｃ１の構成要素よりも耐圧が低い。
　（第１２項）　第１項～第１１項のいずれか１項に記載の二元冷凍装置において、第１冷媒は、ＣＯ２を含む冷媒である。
　（第１３項）　第１項～第１２項のいずれか１項に記載の二元冷凍装置において、第２冷媒は、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ２９０、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｚｅ（ｅ）のいずれかを含む冷媒である。
　（第１４項）　第１項～第１３項のいずれか１項に記載の二元冷凍装置において、第２冷媒は、Ｒ４５４Ｂ、Ｒ４５４Ａ等の非共沸混合冷媒である。
　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１，１Ａ～１Ｇ　室外機、２　室内機、１０，１０Ｄ，１００　圧縮機、１１，３１０　逆止弁、１２，１６，１０１，３２０　熱交換器、１３　受液器、１４　電磁弁、１５，１０２，３２１　膨張弁、１６Ｆ，１０１Ｆ，１５０Ｆ，３０１Ｆ　ファン、１０３，１０５，１０８　圧力センサ、１０４，１０６，１０７　温度センサ、１５０　中間冷却器、２００　制御装置、２０１　ＣＰＵ、２０２　メモリ、２１０　警報装置、２１１　ユーザー、２２１　外部保守業者、３００　補助圧縮機、３０１　補助凝縮器、３０２　補助膨張弁、３０３　補助カスケードコンデンサ、３０４　冷却コイル、Ｃ１，Ｃ２　冷媒回路。

Claims (14)

  1. 　第１冷媒と第２冷媒とを用いる二元冷凍装置であって、
    　第１圧縮機、第１熱交換器、受液器、第１膨張弁、第２熱交換器、第２圧縮機、第３熱交換器、第２膨張弁を備え、
    　前記第１熱交換器は、前記第１冷媒と前記第２冷媒との間で熱交換が行なわれるように構成され、
    　前記第２熱交換器は、前記第１冷媒と冷凍庫内の空気との間で熱交換が行なわれるように構成され、
    　前記第３熱交換器は、前記第２冷媒と冷凍庫外の空気との間で熱交換が行なわれるように構成され、
    　前記第１圧縮機、前記第１熱交換器、前記受液器、前記第１膨張弁、および前記第２熱交換器は、前記第１冷媒が循環する第１冷媒回路を構成し、
    　前記第２圧縮機、前記第３熱交換器、前記第２膨張弁、および前記第１熱交換器は、前記第２冷媒が循環する第２冷媒回路を構成し、
    　前記第１冷媒は、前記第２冷媒よりも沸点が低く、
    　前記二元冷凍装置は、
    　前記第１冷媒回路において前記受液器と前記第１膨張弁との間に配置される第１電磁弁と、
    　前記第２冷媒回路の前記第２圧縮機の吐出部から前記第２膨張弁に至るまでのいずれかの部分の圧力を検出する第１圧力センサと、
    　前記第１圧力センサの出力に応じて、前記第１電磁弁の開閉を制御するように構成される制御装置とをさらに備える、二元冷凍装置。
  2. 　前記第２冷媒回路の前記第２冷媒の凝縮温度を検出する第１温度センサをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記第１圧力センサの出力に対応する前記第２冷媒の飽和温度と前記第１温度センサで検出した温度との温度差がしきい値を超えた場合に前記第１圧縮機の運転を停止し、前記第１電磁弁を開くように構成される、請求項１に記載の二元冷凍装置。
  3. 　警報装置をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記温度差が前記しきい値を超えた場合に前記警報装置に警報を出力させるように構成される、請求項２に記載の二元冷凍装置。
  4. 　前記第３熱交換器に冷凍庫外の空気を送る第１ファンをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記温度差が前記しきい値を超えた場合に、前記第２圧縮機を停止させる一方で前記第１ファンを運転させるように構成される、請求項２に記載の二元冷凍装置。
  5. 　前記第２熱交換器に冷凍庫内の空気を送る第２ファンをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記温度差が前記しきい値を超えた場合に、前記第１圧縮機を停止させる一方で前記第２ファンを運転させ、前記第１膨張弁の開度を上限開度まで増加させるように構成される、請求項２に記載の二元冷凍装置。
  6. 　前記第２圧縮機の吸入側の前記第２冷媒の圧力を検出する第２圧力センサと、
    　前記第２圧縮機の吸入側の前記第２冷媒の温度を検出する第２温度センサとを備え、
    　前記制御装置は、前記第２圧力センサの出力および前記第２温度センサの出力に基づいて前記しきい値を決定するように構成される、請求項２に記載の二元冷凍装置。
  7. 　前記制御装置は、前記第２圧縮機を停止させている間に、前記第１圧力センサが示す圧力の増加率がしきい値より大きい場合には、前記第１圧縮機の運転を停止し、前記第１電磁弁を開くように構成される、請求項１に記載の二元冷凍装置。
  8. 　前記制御装置は、前記第２圧縮機を運転させて前記第２冷媒回路に前記第２冷媒を循環させている間に、前記第１圧力センサが示す圧力の増加率がしきい値より大きい場合には、前記第１圧縮機の運転を停止し、前記第１電磁弁を開くように構成される、請求項１に記載の二元冷凍装置。
  9. 　前記第１冷媒回路における前記第１圧縮機と前記第１熱交換器との間に配置される第２電磁弁と、
    　前記第１冷媒回路における前記受液器と前記第１電磁弁との間に配置される第３電磁弁とをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記第１圧力センサの出力がしきい値よりも大きくなったことを含む閉止条件が成立する場合に、前記第１電磁弁、前記第２電磁弁、および前記第３電磁弁を閉止させる、請求項１に記載の二元冷凍装置。
  10. 　第３冷媒が循環し、第３圧縮機と、第４熱交換器と、第３膨張弁と、第５熱交換器とを含む第３冷媒回路をさらに備え、
    　前記第４熱交換器は、前記第３冷媒と冷凍庫外の空気との間で熱交換が行なわれるように構成され、
    　前記第５熱交換器は、前記第１冷媒と前記第３冷媒との間で熱交換が行なわれるように構成され、
    　前記第５熱交換器は、前記第１冷媒回路において、前記第１熱交換器と受液器との間に配置され、
    　前記制御装置は、前記第１圧力センサの出力がしきい値よりも大きくなったことを含む冷却条件が成立する場合には、前記第３冷媒回路によって、前記第１冷媒を冷却させる、請求項１に記載の二元冷凍装置。
  11. 　前記第２冷媒回路の構成要素は、前記第１冷媒回路の構成要素よりも耐圧が低い、請求項１～１０のいずれか１項に記載の二元冷凍装置。
  12. 　前記第１冷媒は、ＣＯ２を含む冷媒である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の二元冷凍装置。
  13. 　前記第２冷媒は、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ２９０、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｚｅ（ｅ）のいずれかを含む冷媒である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の二元冷凍装置。
  14. 　前記第２冷媒は、非共沸混合冷媒である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の二元冷凍装置。
PCT/JP2022/021011 2022-05-20 2022-05-20 二元冷凍装置 WO2023223558A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/021011 WO2023223558A1 (ja) 2022-05-20 2022-05-20 二元冷凍装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/021011 WO2023223558A1 (ja) 2022-05-20 2022-05-20 二元冷凍装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023223558A1 true WO2023223558A1 (ja) 2023-11-23

Family

ID=88835034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/021011 WO2023223558A1 (ja) 2022-05-20 2022-05-20 二元冷凍装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023223558A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000274848A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Daikin Ind Ltd 二元冷凍装置
WO2014030237A1 (ja) * 2012-08-23 2014-02-27 三菱電機株式会社 冷凍装置
WO2014045400A1 (ja) * 2012-09-21 2014-03-27 三菱電機株式会社 冷凍装置及びその制御方法
WO2014045394A1 (ja) * 2012-09-21 2014-03-27 三菱電機株式会社 冷凍装置
WO2016147305A1 (ja) * 2015-03-16 2016-09-22 三菱電機株式会社 空調給湯複合システム
JP2020046157A (ja) * 2018-09-21 2020-03-26 サンデンホールディングス株式会社 冷凍装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000274848A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Daikin Ind Ltd 二元冷凍装置
WO2014030237A1 (ja) * 2012-08-23 2014-02-27 三菱電機株式会社 冷凍装置
WO2014045400A1 (ja) * 2012-09-21 2014-03-27 三菱電機株式会社 冷凍装置及びその制御方法
WO2014045394A1 (ja) * 2012-09-21 2014-03-27 三菱電機株式会社 冷凍装置
WO2016147305A1 (ja) * 2015-03-16 2016-09-22 三菱電機株式会社 空調給湯複合システム
JP2020046157A (ja) * 2018-09-21 2020-03-26 サンデンホールディングス株式会社 冷凍装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10088202B2 (en) Refrigerant vapor compression system operation
JP4823264B2 (ja) 冷却装置および冷却装置監視システム
US11149999B2 (en) Refrigeration cycle apparatus having foreign substance release control
JP5220045B2 (ja) 冷却装置
JP6732862B2 (ja) 冷凍装置
JP6588626B2 (ja) 冷凍装置
JP2010164270A (ja) 多室型空気調和機
WO2020202465A1 (ja) 空気調和機
US10845098B2 (en) Air conditioner
JPWO2017138058A1 (ja) 冷凍装置及び冷凍装置の制御装置
WO2024103734A1 (zh) 空调系统及其控制方法
WO2023223558A1 (ja) 二元冷凍装置
WO2023223559A1 (ja) 二元冷凍装置の室外機および二元冷凍装置
JP2008151394A (ja) 空気調和機
JP6449979B2 (ja) 冷凍装置
JP2020091080A (ja) 冷凍サイクル装置
JP2005274085A (ja) 冷凍装置
WO2016207992A1 (ja) 空気調和機
JP6590945B2 (ja) 冷凍装置
JP2008249240A (ja) コンデンシングユニット及びそれを備えた冷凍装置
JP6621275B2 (ja) 冷凍装置
WO2023002520A1 (ja) 冷凍サイクル装置および冷凍空気調和装置
EP4382827A1 (en) Refrigeration circuit device and refrigeration circuit control method
JP7387057B2 (ja) 冷凍サイクル装置
JP7252442B2 (ja) 冷媒サイクル装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22942762

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1