JP6297151B2 - Refrigeration cycle apparatus, refrigerant leak detection apparatus and refrigerant leak detection method - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒回路からの冷媒の漏洩を検知することができる機能を備えた冷凍サイクル装置、冷凍サイクル装置の冷媒回路からの冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知装置、及び、冷凍サイクル装置の冷媒回路からの冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知方法に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus having a function capable of detecting refrigerant leakage from the refrigerant circuit, a refrigerant leakage detection apparatus that detects refrigerant leakage from the refrigerant circuit of the refrigeration cycle apparatus, and a refrigeration cycle apparatus. The present invention relates to a refrigerant leak detection method for detecting refrigerant leak from a refrigerant circuit.
従来より、冷凍サイクルを構成する各要素（圧縮機や膨張弁などの駆動装置（アクチュエータ））の制御に用いる圧力センサ及び温度センサの検出結果から各要素の冷媒密度を算出し、各要素の内容積を積算することにより冷媒回路内の冷媒量を算出することで、冷凍サイクル装置の冷媒回路からの冷媒の漏れを検知する冷凍サイクル装置がある（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, the refrigerant density of each element is calculated from the detection results of the pressure sensor and temperature sensor used to control each element (drive device (actuator) such as a compressor or an expansion valve) constituting the refrigeration cycle, and the contents of each element There is a refrigeration cycle apparatus that detects leakage of refrigerant from the refrigerant circuit of the refrigeration cycle apparatus by calculating the amount of refrigerant in the refrigerant circuit by integrating the products (see, for example, Patent Document 1).
また、停止時に冷媒回路の圧力により冷媒不足を検知するようにした空気調和機の冷媒封入量不足検出装置がある（たとえば、特許文献２参照）。 In addition, there is a refrigerant filling amount shortage detection device for an air conditioner that detects a refrigerant shortage by the pressure of a refrigerant circuit when stopped (see, for example, Patent Document 2).
冷凍空調装置等の冷凍サイクル装置では、運転条件によって運転に必要な冷媒量が異なることから、余った冷媒を溜めておく液溜め容器を冷媒回路に設置する場合がある。この液溜め容器は、冷媒回路の高圧側もしくは低圧側に設置される。冷媒回路からの冷媒漏れを検知する場合、冷凍サイクル装置を構成する各要素の冷媒量を算出する必要がある。 In a refrigeration cycle apparatus such as a refrigeration air conditioner, the amount of refrigerant required for operation varies depending on operating conditions, and therefore, a liquid reservoir container that stores excess refrigerant may be installed in the refrigerant circuit. This liquid reservoir is installed on the high pressure side or low pressure side of the refrigerant circuit. When detecting refrigerant leakage from the refrigerant circuit, it is necessary to calculate the refrigerant amount of each element constituting the refrigeration cycle apparatus.
液溜め容器以外の要素機器では、冷凍サイクル装置の運転に用いている既存の圧力、温度等のセンサ計測値から冷媒の状態を推測することが可能であることから、冷媒量を算出することが可能である。
それに対し、液溜め容器の冷媒量は、冷媒量の違いにより状態が変化しないことから、既存のセンサ計測値から冷媒量を算出することができない。そのため、液溜め容器では、液溜め容器内の液冷媒がなくなる等、液溜め容器内部の状態が変化してから、異常つまり冷媒不足及び冷媒漏洩が検知されていた。In the element equipment other than the liquid storage container, it is possible to estimate the refrigerant state from the sensor measurement values such as the existing pressure and temperature used for the operation of the refrigeration cycle apparatus. Is possible.
On the other hand, since the state of the refrigerant amount in the liquid reservoir does not change due to the difference in the refrigerant amount, the refrigerant amount cannot be calculated from the existing sensor measurement values. For this reason, in the liquid storage container, abnormalities, that is, refrigerant shortage and refrigerant leakage have been detected after the internal state of the liquid storage container has changed, for example, the liquid refrigerant in the liquid storage container is exhausted.
しかし、液溜め容器内部に存在する液冷媒量が全充填量の半分以上となる状態が多く存在し、余剰液冷媒がなくなってから冷媒漏洩を検知する特許文献１に記載されているような方法では、多量の冷媒を空気中に漏洩させてしまうことになる。
However, there are many states in which the amount of liquid refrigerant present in the liquid reservoir is half or more of the total filling amount, and a method as described in
また、冷媒回路から冷媒が多量に漏れないと圧力変化しないことから、冷媒回路の圧力で漏洩検知する特許文献２に記載されているような方法でも、多量の冷媒を空気中に漏洩させてしまうことになる。
In addition, since the pressure does not change unless a large amount of refrigerant leaks from the refrigerant circuit, even a method such as that described in
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、液溜め容器の液冷媒量を簡易かつ確実に検知し、冷媒漏洩の早期検知を可能とした冷凍サイクル装置、冷媒漏洩検知装置及び冷媒漏洩検知方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and a refrigeration cycle apparatus, a refrigerant leak detection apparatus, and a refrigerant that can easily and reliably detect the amount of liquid refrigerant in a liquid storage container and enable early detection of refrigerant leakage. An object is to provide a leak detection method.
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器及び液溜め容器を配管接続した冷媒回路を有している冷凍サイクル装置であって、前記液溜め容器の液冷媒量を検知する液面検知センサと、前記圧縮機が停止してから所定時間経過した時の前記液溜め容器の液冷媒量を前記液面検知センサにて検知し、前記膨張弁の開度が所定値よりも小さい場合には、前記圧縮機の停止前の前記液溜め容器以外の各要素機器の冷媒量と、前記圧縮機の停止後の前記液溜め容器の冷媒量と、から前記冷媒回路全体の冷媒量を算出し、これを所定の基準値と比較することで前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判定する冷媒漏洩検知装置と、を備えたものである。 The refrigeration cycle apparatus according to the present invention is a refrigeration cycle apparatus having a refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator, and a liquid storage container are connected by piping, and the amount of liquid refrigerant in the liquid storage container A liquid level detection sensor for detecting the amount of liquid refrigerant in the liquid storage container when a predetermined time has elapsed since the compressor was stopped, and the opening level of the expansion valve is predetermined. When the value is smaller than the value, the refrigerant circuit as a whole is calculated from the refrigerant amount of each element device other than the liquid reservoir before the compressor is stopped and the refrigerant amount of the liquid reservoir after the compressor is stopped. And a refrigerant leakage detection device that determines the presence or absence of refrigerant leakage from the refrigerant circuit by calculating the amount of refrigerant and comparing it with a predetermined reference value.
本発明に係る冷媒漏洩検知装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器及び液溜め容器を配管接続した冷媒回路からの冷媒漏洩を検知する冷媒漏洩検知装置であって、前記液溜め容器の液冷媒量を検知し、この液冷媒量を基に前記冷媒回路を循環している冷媒の運転状態量を測定する計測部と、前記計測部からの情報に基づいて前記液溜め容器の余剰液冷媒量を算出する余剰液冷媒量算出部と、前記膨張弁の開度が所定値よりも小さい場合に、前記圧縮機の停止前の前記液溜め容器以外の各要素機器の冷媒量と、前記圧縮機が停止してから所定時間経過した時の前記余剰液冷媒量算出部の算出結果と、から前記冷媒回路全体の冷媒量を算出し、これを所定の基準値と比較することで前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判定する判定部と、を備えたものである。 The refrigerant leak detection apparatus according to the present invention is a refrigerant leak detection apparatus for detecting refrigerant leak from a refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator, and a liquid storage container are connected by piping. And a surplus of the liquid storage container based on information from the measurement unit, and a measurement unit that detects an operation state amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit based on the liquid refrigerant amount. A surplus liquid refrigerant amount calculating unit that calculates the amount of liquid refrigerant; and when the opening of the expansion valve is smaller than a predetermined value, the refrigerant amount of each element device other than the liquid reservoir before the compressor is stopped, and By calculating the refrigerant amount of the entire refrigerant circuit from the calculation result of the surplus liquid refrigerant amount calculation unit when a predetermined time has passed since the compressor stopped, and comparing this with a predetermined reference value, A determination unit for determining whether or not there is a refrigerant leak from the refrigerant circuit. Those were.
本発明に係る冷媒漏洩検知方法は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器及び液溜め容器を配管接続した冷媒回路からの冷媒漏洩を検知する冷媒漏洩検知方法であって、前記液溜め容器の液冷媒量を検知し、この液冷媒量を基に前記冷媒回路を循環している冷媒の運転状態量を測定し、この測定した結果から前記液溜め容器の余剰液冷媒量を算出し、前記膨張弁の開度が所定値よりも小さい場合に、前記圧縮機の停止前の前記液溜め容器以外の各要素機器の冷媒量と、前記圧縮機が停止してから所定時間経過した時の前記余剰液冷媒量と、から前記冷媒回路全体の冷媒量を算出し、これと所定の基準値とを比較し、前記算出結果が前記基準値よりも少ないときに前記冷媒回路から冷媒が漏洩していると判定するものである。 The refrigerant leakage detection method according to the present invention is a refrigerant leakage detection method for detecting refrigerant leakage from a refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator, and a liquid storage container are connected by piping, and the liquid storage container The amount of liquid refrigerant is detected, the amount of operating state of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit is measured based on the amount of liquid refrigerant, and the amount of excess liquid refrigerant in the reservoir is calculated from the measurement result. When the opening degree of the expansion valve is smaller than a predetermined value, the refrigerant amount of each element device other than the liquid reservoir container before the compressor stops, and when a predetermined time has elapsed since the compressor stopped The refrigerant amount of the entire refrigerant circuit is calculated from the excess liquid refrigerant amount, and this is compared with a predetermined reference value. When the calculated result is smaller than the reference value, the refrigerant leaks from the refrigerant circuit. It is determined that
本発明に係る冷凍サイクル装置、冷媒漏洩検知装置及び冷媒漏洩検知方法によれば、圧縮機が停止してから所定時間経過後に、液溜め容器の液冷媒量を検知することで、簡易的に、また確実に冷媒漏洩を検知することができ、冷媒漏洩を早期に検知することができる。 According to the refrigeration cycle device, the refrigerant leakage detection device, and the refrigerant leakage detection method according to the present invention, after a predetermined time has elapsed since the compressor stopped, by detecting the amount of liquid refrigerant in the liquid storage container, In addition, refrigerant leakage can be detected reliably, and refrigerant leakage can be detected early.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。以下では、冷凍サイクル装置の一例として冷凍空調装置を例に挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the following drawings including FIG. 1, the relationship of the size of each component may be different from the actual one. Further, in the following drawings including FIG. 1, the same reference numerals denote the same or equivalent parts, and this is common throughout the entire specification. Furthermore, the forms of the constituent elements shown in the entire specification are merely examples, and are not limited to these descriptions. Hereinafter, a refrigeration air conditioner will be described as an example of the refrigeration cycle apparatus.
図１は、本発明の実施の形態に係る冷凍空調装置１の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図１に基づいて、冷凍空調装置１の冷媒回路構成及び動作について説明する。この冷凍空調装置１は、たとえばビルやマンション等に設置され、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、設置される室内等の空調対象域の冷房や暖房に使用されるものである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of a refrigerating and air-
＜冷凍空調装置１の構成＞
冷凍空調装置１は、主として、熱源ユニットとしての室外ユニット２と、それに並列に接続された複数台（図１では２台を図示している）の利用ユニットとしての室内ユニット４（室内ユニット４Ａ、室内ユニット４Ｂ）と、を備えている。また、冷凍空調装置１は、室外ユニット２と室内ユニット４とを接続する冷媒延長配管（液側延長配管６、ガス側延長配管７）を有している。すなわち、冷凍空調装置１は、室外ユニット２と室内ユニット４とが冷媒配管で接続されて冷媒が循環する冷媒回路１０を有している。<Configuration of
The refrigerating and air-
液側延長配管６は、液冷媒が通過する配管であり、室外ユニット２と室内ユニット４とを接続している。液側延長配管６は、液主管６Ａ、液枝管６ａ、液枝管６ｂ、及び、分配器５１ａが接続されて構成されている。
また、ガス側延長配管７は、ガス冷媒が通過する配管であり、室外ユニット２と室内ユニット４とを接続している。ガス側延長配管７は、ガス主管７Ａ、ガス枝管７ａ、ガス枝管７ｂ、分配器５２ａが接続されて構成されている。The liquid
The gas
［冷媒］
冷媒回路１０内に充填される冷媒としては、飽和ガス温度と飽和液温度が等しい共沸冷媒、もしくは飽和ガス温度と飽和液温度がほぼ等しい擬似共沸冷媒を用いることができる。
あるいは、冷媒回路１０内に充填される冷媒としては、非共沸冷媒を用いるようにしてもよい。
つまり、冷媒回路１０内に充填される冷媒を、特に限定するものではない。[Refrigerant]
As the refrigerant filled in the
Alternatively, a non-azeotropic refrigerant may be used as the refrigerant filled in the
That is, the refrigerant filled in the
［室内ユニット４］
室内ユニット４Ａ、室内ユニット４Ｂは、室外ユニット２からの冷熱又は温熱の供給を受けて空調対象域に冷房空気又は暖房空気を供給するものである。なお、以下の説明においては、室内ユニット４の後の「Ａ」、「Ｂ」を省略する場合があるが、その場合には室内ユニット４Ａ、室内ユニット４Ｂの双方を示しているものとする。また、「室内ユニット４Ａ」系統の各機器（回路の一部も含む）の符号の後に「Ａ（又はａ）」を付加し、「室内ユニット４Ｂ」系統の各機器（回路の一部も含む）の符号の後に「Ｂ（又はｂ）」を付加して図示している。これらの説明においても、符号の後の「Ａ（又はａ）」、「Ｂ（又はｂ）」を省略する場合があるが、双方の機器を示していることは言うまでもない。[Indoor unit 4]
The
室内ユニット４は、ビル等の室内の天井に埋め込まれたり、吊り下げられたり、室内の壁面に壁掛けられたりする等により設置されている。室内ユニット４Ａは、液主管６Ａ、分配器５１ａ、液枝管６ａ、ガス枝管７ａ、分配器５２ａ、及び、ガス主管７Ａを用いて室外ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。室内ユニット４Ｂは、液主管６Ａ、分配器５１ａ、液枝管６ｂ、ガス枝管７ｂ、分配器５２ａ、及び、ガス主管７Ａを用いて室外ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
The
室内ユニット４は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室内側冷媒回路（室内ユニット４Ａでは室内側冷媒回路１０ａ、室内ユニット４Ｂでは室内側冷媒回路１０ｂ）を有している。この室内側冷媒回路は、主として、膨張機構としての膨張弁４１と、利用側熱交換器としての室内熱交換器４２と、が直列に延長されて構成されている。
The
膨張弁４１は、室内側冷媒回路内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、室内熱交換器４２の液側に設置され、冷媒を減圧して膨張させるものである。この膨張弁４１は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。 The expansion valve 41 is installed on the liquid side of the indoor heat exchanger 42 in order to adjust the flow rate of the refrigerant flowing in the indoor refrigerant circuit, and expands the refrigerant by decompressing it. The expansion valve 41 may be configured by a valve whose opening degree can be variably controlled, for example, an electronic expansion valve.
室内熱交換器４２は、暖房運転時には冷媒の凝縮器（放熱器）として機能して室内空気を加熱し、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、熱媒体（たとえば、空気や水等）と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を凝縮液化又は蒸発ガス化するものである。室内熱交換器４２は、その形式を特に限定するものではないが、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型の熱交換器で構成するとよい。 The indoor heat exchanger 42 functions as a refrigerant condenser (heat radiator) during heating operation to heat indoor air, and functions as a refrigerant evaporator during cooling operation to cool the indoor air. The heat exchange is performed between the air and water) and the refrigerant, and the refrigerant is condensed into liquefied or evaporated gas. The type of the indoor heat exchanger 42 is not particularly limited, and may be a cross-fin type fin-and-tube type heat exchanger composed of heat transfer tubes and a large number of fins, for example.
室内ユニット４は、室内ユニット４内に室内空気を吸入して、室内熱交換器４２において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための送風機としての室内ファン４３を有している。室内ファン４３は、室内熱交換器４２に供給する空気の風量を可変することが可能なものであり、たとえばＤＣファンモーターによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等で構成するとよい。ただし、室内熱交換器４２が、冷媒と空気とは異なる熱媒体（たとえば、水やブライン等）とで熱交換を実行するものであってもよい。
The
また、室内ユニット４には、各種センサが設けられている。室内熱交換器４２のガス側には、冷媒の温度（すなわち、暖房運転時における凝縮温度Ｔｃ又は冷房運転時における蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度）を検出するガス側温度センサ（ガス側温度センサ３３ｆ（室内ユニット４Ａに搭載）、ガス側温度センサ３３ｉ（室内ユニット４Ｂに搭載））が設けられている。室内熱交換器４２の液側には、冷媒の温度Ｔｅｏを検出する液側温度センサ（液側温度センサ３３ｅ（室内ユニット４Ａに搭載）、液側温度センサ３３ｈ（室内ユニット４Ｂに搭載））が設けられている。
The
また、室内ユニット４の室内空気の吸入口側には、室内ユニット４内に流入する室内空気の温度（すなわち、室内温度Ｔｒ）を検出する室内温度センサ（室内温度センサ３３ｇ（室内ユニット４Ａに搭載）、室内温度センサ３３ｊ（室内ユニット４Ｂに搭載））が設けられている。
Also, on the indoor air inlet side of the
これらの各種センサで検知された情報（温度情報）は、室内ユニット４に搭載されている各機器の動作を制御する後述の制御部（室内側制御部３２）に送られて、各機器の動作制御に利用される。なお、液側温度センサ３３ｅ、３３ｈ、ガス側温度センサ３３ｆ、３３ｉ、及び、室内温度センサ３３ｇ、３３ｊの種類を特に限定するものではないが、たとえばサーミスター等で構成するとよい。つまり、冷凍空調装置１では、冷媒の温度が、運転状態に応じてそれぞれの温度センサで必要に応じて計測できるようになっている。
Information (temperature information) detected by these various sensors is sent to a control unit (indoor side control unit 32), which will be described later, which controls the operation of each device mounted in the
また、室内ユニット４は、室内ユニット４を構成する各機器の動作を制御する室内側制御部３２（３２ａ、３２ｂ）を有している。そして、室内側制御部３２は、室内ユニット４の制御を行うために設けられたマイクロコンピューターやメモリー等を有している。室内側制御部３２は、室内ユニット４を個別に操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行なったり、室外ユニット２（詳しくは室外側制御部３１）との間で伝送線（無線でもよい）を介して制御信号等のやりとりを行なったりすることができるようになっている。すなわち、室内側制御部３２は、室外側制御部３１と協働することによって冷凍空調装置１全体の運転制御を行う制御部３として機能するのである（図２参照）。
Moreover, the
［室外ユニット２］
室外ユニット２は、室内ユニット４に冷熱又は温熱を供給する機能を有している。室外ユニット２は、たとえばビル等の室外に設置されており、液側延長配管６、ガス側延長配管７で室内ユニット４に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。つまり、室外ユニット２から流出して液主管６Ａを流れる冷媒は、分配器５１ａを介して液枝管６ａと液枝管６ｂとに分流され、室内ユニット４Ａ、室内ユニット４Ｂのそれぞれに流入するようになっている。同様に、室外ユニット２から流出してガス主管７Ａを流れる冷媒は、分配器５２ａを介してガス枝管７ａとガス枝管７ｂとに分流され、室内ユニット４Ａ、室内ユニット４Ｂのそれぞれに流入するようになっている。[Outdoor unit 2]
The
室外ユニット２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室外側冷媒回路１０ｃを有している。この室外側冷媒回路１０ｃは、主として、圧縮機２１と、流路切換手段である四方弁２２と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器２３と、液溜め容器（アキュムレータ）２４と、開閉弁２８と、開閉弁２９と、が直列に延長された構成を有している。
The
圧縮機２１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。この圧縮機２１は、運転容量を可変することが可能なものであり、たとえばインバーターにより周波数Ｆが制御されるモーターによって駆動される容積式圧縮機等で構成するとよい。なお、図１では、圧縮機２１が１台である場合を例に図示しているが、これに限定されず、室内ユニット４の接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機２１を並列又に接続して搭載してもよい。
The
四方弁２２は、暖房運転時における冷媒の流れの方向と冷房運転時における熱源側冷媒の流れの方向とを切り換えるものである。四方弁２２は、冷房運転時には、実線で示されるように切り替えられ、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを接続するとともに液溜め容器２４とガス主管７Ａ側とを接続する。これにより、室外熱交換器２３が圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として機能し、また、室内熱交換器４２が蒸発器として機能する。四方弁２２は、暖房運転時には、点線で示されるように切り替えられ、圧縮機２１の吐出側とガス主管７Ａとを延長するとともに液溜め容器２４と室外熱交換器２３のガス側とを接続する。これにより、室内熱交換器４２が圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として機能し、また、室外熱交換器２３が蒸発器として機能する。
The four-
室外熱交換器２３は、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能し、冷房運転時には冷媒の凝縮器（放熱器）として機能し、熱媒体（たとえば、空気や水等）と冷媒との間で熱交換を行ない、その冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。室外熱交換器２３は、その形式を特に限定するものではないが、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成するとよい。なお、室外熱交換器２３は、そのガス側が四方弁２２に接続され、液側が液主管６Ａに接続されている。
The
室外ユニット２は、室外ユニット２内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための送風機としての室外ファン２７を有している。この室外ファン２７は、室外熱交換器２３に供給する空気の風量を可変することが可能なものであり、たとえばＤＣファンモーターからなるモーターによって駆動されるプロペラファン等で構成するとよい。但し、室外熱交換器２３が、冷媒と空気とは異なる熱媒体（たとえば、水やブライン等）とで熱交換を実行するものであってもよい。
The
液溜め容器２４は、圧縮機２１の吸入側に接続されており、室外ユニット２や室内ユニット４、配管の運転負荷の変動等に応じて冷媒回路１０内に発生する余剰冷媒を溜めることが可能な容器である。液溜め容器２４は、炭素鋼等の金属で形成し、しかも法規に則って耐圧強度を考えて設計、製作された圧力容器でなければならない。
The
冷媒回路１０からの冷媒漏れを検知するにあたり、液溜め容器２４内に貯留されている余剰液冷媒量を検出する必要がある。液溜め容器２４の一部に覗き窓のような透明な部分を設けることは可能である。しかし、実用上、液溜め容器２４の大部分は不透明な容器であり、光に類するものを用いて液溜め容器２４の外部から内部の液面を測定したり、目視によって液溜め容器２４の内部全体を透視したりすることは不可能である。また、液溜め容器２４の一部に光学的に透明な覗き窓を取り付けたとしても、液溜め容器２４内の液面は常時変動しているため、その覗き窓から、液溜め容器２４内の冷媒液面の正確な位置を測定又は監視することは困難である。
In detecting refrigerant leakage from the
液溜め容器２４には、内部の液冷媒量を検知するための液面検知センサ３６が設置されている。液面検知センサ３６としては、液溜め容器２４の表面温度を計測することで液面を検知する温度センサを適用することができる。
The
なお、液面検知センサ３６としては、液溜め容器２４の外部に設置して液面を検知する超音波センサが適用できる。また、容器表面もしくは容器の内部にセンサ部を設置し、センサを加熱し、気液部の放熱特性の違いにより液面を検知する加熱温度方式を液面検知センサ３６として適用することができる。さらに、フロート部分を液溜め容器２４の内部に設置してフロートの動作により気液を判別するフロート式を液面検知センサ３６として適用することができる。またさらに、容器の重量や重量により変化する計測値を用いて液量を検知する重量方式を液面検知センサ３６として適用することができる。
As the liquid level detection sensor 36, an ultrasonic sensor that is installed outside the
開閉弁２８及び開閉弁２９は、外部の機器・配管（具体的には、液主管６Ａ及びガス主管７Ａ）との接続口に設けられ、開閉されることによって、冷媒を導通したり、しなかったりするものである。
The on-off
また、室外ユニット２には、複数の圧力センサと温度センサとが設けられている。圧力センサとしては、圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓを検出する吸入圧力センサ３４ａと、圧縮機２１の吐出圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ３４ｂとが設置されている。
The
温度センサとしては、吸入温度センサ３３ａと、吐出温度センサ３３ｂと、熱交温度センサ３３ｋと、液側温度センサ３３ｌと、室外温度センサ３３ｃとが設置されている。
As the temperature sensors, an
吸入温度センサ３３ａは、液溜め容器２４と圧縮機２１との間の位置に設けられ、圧縮機２１の吸入温度Ｔｓを検出する。
吐出温度センサ３３ｂは、圧縮機２１の吐出側に設けられ、圧縮機２１の吐出温度Ｔｄを検出する。
熱交温度センサ３３ｋは、室外熱交換器２３に設けられ、室外熱交換器２３内を流れる冷媒の温度を検出する。
液側温度センサ３３ｌは、室外熱交換器２３の液側に設置され、室外熱交換器２３の液側の冷媒温度を検出する。
室外温度センサ３３ｃは、室外ユニット２の室外空気の吸入口側に設置され、室外ユニット２内に流入する室外空気の温度を検出する。The
The
The heat
The liquid side temperature sensor 33l is installed on the liquid side of the
The
これらの各種センサで検出された情報（温度情報）は、室外ユニット２に搭載されている各機器の動作を制御する制御部（室外側制御部３１）に送られて、各機器の動作制御に利用される。なお、各温度センサの種類を特に限定するものではないが、たとえばサーミスター等で構成するとよい。
Information (temperature information) detected by these various sensors is sent to a control unit (outdoor control unit 31) that controls the operation of each device mounted on the
また、室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各要素の動作を制御する室外側制御部３１を有している。そして、室外側制御部３１は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピューター、メモリー、モーターを制御するインバーター回路等を有している。室外側制御部３１は、室内ユニット４の室内側制御部３２との間で伝送線（無線でもよい）を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。すなわち、室外側制御部３１は、室内側制御部３２と協働することによって冷凍空調装置１全体の運転制御を行う制御部３として機能するのである（図２参照）。
The
（延長配管）
延長配管（液側延長配管６、ガス側延長配管７）は、室外ユニット２と室内ユニット４とを接続し、冷凍空調装置１の冷媒回路内の冷媒を循環させるために必要な配管である。(Extended piping)
The extension pipes (liquid
延長配管は、液側延長配管６（液主管６Ａ、液枝管６ａ、６ｂ）と、ガス側延長配管７（ガス主管７Ａ、ガス枝管７ａ、７ｂ）とで構成され、冷凍空調装置１をビル等の設置場所に設置する際に現地にて施工される冷媒配管である。延長配管には、室外ユニット２と室内ユニット４との組み合わせに応じてそれぞれ決められた管径の延長配管が使用される。
The extension pipe is composed of a liquid side extension pipe 6 (liquid
本実施の形態では、図１に示すように、１台の室外ユニット２と２台の室内ユニット４Ａ、室内ユニット４Ｂとの接続に、分配器５１ａ及び分配器５２ａと、延長配管と、を用いている。液側延長配管６については、室外ユニット２と分配器５１ａの間を液主管６Ａで接続し、分配器５１ａと各室内ユニット４Ａ、室内ユニット４Ｂとの間を液枝管６ａ、液枝管６ｂで接続する。ガス側延長配管７については、室内ユニット４Ａ、室内ユニット４Ｂと分配器５２ａとの間をガス枝管７ａ、ガス枝管７ｂで、分配器５２ａと室外ユニット２との間をガス主管７Ａで接続する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a
なお、本実施の形態では、１台の室外ユニット２と２台の室内ユニット４との接続に分配器５１ａ、分配器５２ａを加えた延長配管を用いているが、分配器５１ａ及び分配器５２ａは必ずしも必須のものではない。また、分配器５１ａ及び分配器５２ａは、Ｔ字管を用いた場合を例に示しているが、それに限るものではなく、ヘッダーを用いても構わない。また、複数台（３台以上）の室内ユニット４が接続される場合には、Ｔ字管を複数個使用して分配させてもよいし、ヘッダーを用いてもよい。
In the present embodiment, an extension pipe in which a
以上のように、室内側冷媒回路１０ａ、室内側冷媒回路１０ｂと、室外側冷媒回路１０ｃと、延長配管（液側延長配管６とガス側延長配管７）とが接続されて冷媒回路１０が構成されている。そして、冷凍空調装置１は、室内側制御部３２ａ、室内側制御部３２ｂと室外側制御部３１とから構成される制御部３によって、四方弁２２により冷房運転および暖房運転を切り換えて運転を行うとともに、各室内ユニット４Ａ、室内ユニット４Ｂの運転負荷に応じて、室外ユニット２および室内ユニット４Ａ、室内ユニット４Ｂの各機器の制御を行なっている。
As described above, the
＜冷凍空調装置１の制御ブロック構成＞
図２は、冷凍空調装置１の制御ブロック図である。冷凍空調装置１は、液溜め容器２４の液面を検知する液面検知装置と、冷媒回路１０内の冷媒漏洩を検知する冷媒漏洩検知装置を備えている。図２には、液面検知装置及び冷媒漏洩検知装置の機能的な構成を展開した状態のブロック図を示している。<Control block configuration of
FIG. 2 is a control block diagram of the
制御部３は、圧力センサ（吸入圧力センサ３４ａ、吐出圧力センサ３４ｂ）、温度センサ（液側温度センサ３３ｅ，３３ｈ、ガス側温度センサ３３ｆ，３３ｉ、室内温度センサ３３ｇ，３３ｊ、吸入温度センサ３３ａ、吐出温度センサ３３ｂ、熱交温度センサ３３ｋ、液側温度センサ３３ｌ、室外温度センサ３３ｃ）の検出信号を受けることができるように接続されている。また、制御部３は、これらの検出信号等に基づいて各種機器（圧縮機２１、室外ファン２７、室内ファン４３、弁装置（四方弁２２、流量調整弁（開閉弁２８、開閉弁２９、膨張弁４１））を制御することができるように接続されている。さらに、制御部３は、液溜め容器２４に設置された液面検知センサ３６ａ〜３６ｃの検出信号を受信できるように接続されている。
The
また、制御部３は、測定部３ａ、余剰液冷媒量算出部３ｃ、判定部３ｄ、記憶部３ｅ及び駆動部３ｆを備えている。なお、制御部３には、入力部３ｇ、出力部３ｈも接続されている。
Moreover, the
測定部３ａは、圧力センサ（３４ａ，３４ｂ）や温度センサ（３３ａ〜３３ｌ、３６ａ〜３６ｃ）から送られる情報を基に冷媒回路１０を循環している冷媒の圧力や温度（つまり、運転状態量）を測定する機能を有している。また、測定部３ａは、圧力センサ（３４ａ，３４ｂ）や温度センサ（３３ａ〜３３ｌ、３６ａ〜３６ｃ）とともに本発明の「計測部」を構成するものである。
The measuring
余剰液冷媒量算出部３ｃは、液面検知センサ３６ａ〜３６ｃで計測した温度データと、圧力センサ等を用いることで液溜め容器２４の液面位置を検知して、検知した液面位置から記憶部３ｅに記憶された液面位置と液量の関係式に基づいて液溜め容器２４の余剰液冷媒量を算出する機能を有している。
The surplus liquid refrigerant
判定部３ｄは、余剰液冷媒量算出部３ｃの算出結果に基づいて、冷媒漏洩の有無を判定する機能を有している。判定部３ｄは、更に、冷媒漏洩有りと判定した場合、初期冷媒量と算出冷媒量との差分を取ることにより冷媒漏洩量を算出することもできる。
The
記憶部３ｅは、測定部３ａで測定した値を記憶したり、余剰液冷媒量算出部３ｃで算出した値を記憶したり、後述の内容積データや初期冷媒量を記憶したり、外部からの情報を記憶したり、余剰液冷媒量の算出時に使用する後述の関係式を記憶したりする機能を有する。
The storage unit 3e stores values measured by the
駆動部３ｆは、測定部３ａで測定した情報等に基づいて、冷凍空調装置１の駆動する各要素（具体的には、圧縮機モーター（圧縮機２１）や、弁機構（四方弁２２、流量調整弁（開閉弁２８、開閉弁２９、膨張弁４１））、ファンモーター（室外ファン２７、室内ファン４３）等）の制御を行う機能を有している。
Based on the information measured by the measuring
入力部３ｇは、各種制御用の設定値の入力や変更を行う機能を有している。入力部３ｇは、たとえば使用者や作業者が操作可能なリモコンや、操作パネル、操作スイッチの１つ又はそれらの組み合わせによって構成するとよい。
The
出力部３ｈは、測定部３ａで測定した測定値や判定部３ｄによる判定結果等を、ＬＥＤやモニターなどにより表示したり、外部に出力したりする機能を有している。出力部３ｈは、外部装置と、電話回線、ＬＡＮ回線、無線通信等により通信するための通信部として機能させてもよい。このようにすれば、冷凍空調装置１は、冷媒漏洩の判定結果を示す冷媒漏洩有無データ等を通信線等により遠方の管理センター等に送信することが可能になる。これにより、遠隔にある管理センターで常に異常を検知し、異常が発生した場合には直ぐにメンテナンスを実施する遠隔監視機能を付加することができる。
The output unit 3h has a function of displaying a measurement value measured by the
測定部３ａ、余剰液冷媒量算出部３ｃにより本発明の液面検知装置を構成している。また、測定部３ａ、余剰液冷媒量算出部３ｃ、判定部３ｄ及び記憶部３ｅ、出力部３ｈにより本発明の冷媒漏洩検知装置を構成している。なお、本実施の形態では、液面検知装置、冷媒漏洩検知装置を冷凍空調装置１内に組み込んだ構成としているが、これに限定するものではなく、それぞれを独立させて単体構成としてもよい。
The
＜冷凍空調装置１の動作＞
次に、冷凍空調装置１の通常運転時の各構成要素の動作について説明する。
冷凍空調装置１は、各室内ユニット４Ａ，４Ｂの運転負荷に応じて室外ユニット２及び室内ユニット４Ａ，４Ｂの各構成機器の制御を行い、冷暖房運転を行う。<Operation of
Next, the operation of each component during normal operation of the
The refrigerating and air-
（冷房運転）
冷凍空調装置１が実行する冷房運転について、図１及び図３を用いて説明する。図３は、冷凍空調装置１の冷房運転時のｐ−ｈ線図である。なお、図１では、冷房運転時の冷媒の流れを実線矢印で表している。(Cooling operation)
The cooling operation performed by the refrigerating and air-
冷房運転時は、四方弁２２が図１の実線で示される状態、すなわち圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が開閉弁２９及びガス側延長配管７（ガス主管７Ａ、ガス枝管７ａ，７ｂ）を介して室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂのガス側に接続されるように制御される。なお、開閉弁２８及び開閉弁２９は、開状態にされている。また、図１では、全部の室内ユニット４で冷房運転が実行される場合を例に説明する。
During the cooling operation, the four-
低温・低圧の冷媒が圧縮機２１によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される（図３に示す点「Ａ」）。圧縮機２１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁２２を介して室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の送風作用により室外空気に放熱しながら凝縮・液化する（図３に示す点「Ｃ」）。このときの凝縮温度は、液側温度センサ３３ｌにより計測されるか、又は吐出圧力センサ３４ｂで検出される圧力を飽和温度換算することにより求められる。
The low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the
その後、室外熱交換器２３から流出した高圧液冷媒は、開閉弁２８を介して室外ユニット２から流出する。室外ユニット２から流出した高圧液冷媒は、液主管６Ａ、液枝管６ａ、液枝管６ｂにおいて管壁面摩擦によって圧力が降下する（図３に示す点「Ｄ」）。この冷媒は、室内ユニット４Ａ，４Ｂに流入し、膨張弁４１Ａ，４１Ｂにより減圧されて低圧の気液二相冷媒となる（図３に示す点「Ｅ」）。この気液二相冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂに流入し、室内ファン４３Ａ，４３Ｂの送風作用により空気から吸熱することで蒸発ガス化する（図３に示す点「Ｆ」）。このとき、空調対象域の冷房が実行されることになる。
Thereafter, the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the
このときの蒸発温度は、液側温度センサ３３ｅ、液側温度センサ３３ｈにて計測される。そして、室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂの出口における冷媒の過熱度ＳＨは、ガス側温度センサ３３ｆ、ガス側温度センサ３３ｉにより検出される冷媒温度値から液側温度センサ３３ｅ、液側温度センサ３３ｈにより検出される冷媒温度を差し引くことによって求められる。
The evaporation temperature at this time is measured by the liquid
また、冷房運転中、膨張弁４１Ａ、４１Ｂは、室内熱交換器４２Ａ、４１Ｂの出口（すなわち、室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂのガス側）における冷媒の過熱度ＳＨが過熱度目標値ＳＨｍとなるように開度調節されている。
Further, during the cooling operation, in the
室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂを通過したガス冷媒（図３に示す点「Ｆ」）は、ガス側延長配管７であるガス枝管７ａ、ガス枝管７ｂ、ガス主管７Ａを通り、ガス枝管７ａ、ガス枝管７ｂ、ガス主管７Ａを通過するときの管壁面摩擦によって圧力が降下する（図３に示す点「Ｇ」）。この冷媒は、開閉弁２９を介して室外ユニット２に流入する。室外ユニット２に流入した冷媒は、四方弁２２及び液溜め容器２４を経て、圧縮機２１に再度吸入される。以上の流れで、冷凍空調装置１は冷房運転を実行する。
The gas refrigerant (point “F” shown in FIG. 3) that has passed through the
（暖房運転）
冷凍空調装置１が実行する暖房運転について、図１及び図４を用いて説明する。図４は、冷凍空調装置１の暖房運転時のｐ−ｈ線図である。なお、図１では、暖房運転時の冷媒の流れを破線矢印で表している。(Heating operation)
The heating operation performed by the
暖房運転時は、四方弁２２が図１の破線で示される状態、すなわち圧縮機２１の吐出側が開閉弁２９及びガス側延長配管７（ガス主管７Ａ、ガス枝管７ａ、ガス枝管７ｂ）を介して室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂのガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３のガス側に接続されるように制御される。なお、開閉弁２８及び開閉弁２９は開状態にされている。また、図１では、全部の室内ユニット４で暖房運転が実行される場合を例に説明する。
During the heating operation, the four-
低温・低圧の冷媒が圧縮機２１によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される（図４に示す点「Ａ」）。圧縮機２１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、ガス側延長配管７を通過し、四方弁２２及び開閉弁２９を介して室外ユニット２から流出する。圧縮機２１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、ガス主管７Ａ、ガス枝管７ａ、ガス枝管７ｂを通過するときの管壁面摩擦により圧力が降下する（図４に示す点「Ｂ」）。この冷媒は、室内ユニット４Ａ，４Ｂの室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂに流入する。室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂに流入した冷媒は、室内ファン４３Ａ，４３Ｂの送風作用により室内空気に放熱しながら凝縮・液化する（図４に示す点「Ｃ」）。このとき、空調対象域の暖房が実行されることになる。
The low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the
室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂから流出した冷媒は、膨張弁４１Ａ，４１Ｂにより減圧されて低圧の気液二相冷媒となる（図４に示す点「Ｄ」）。このとき膨張弁４１Ａ，４１Ｂは、室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂの出口における冷媒の過冷却度ＳＣが過冷却度目標値ＳＣｍとなるように開度調節されている。
The refrigerant flowing out of the
過冷却度目標値ＳＣｍは、室内設定温度と室内温度の温度差が小さい場合には大きく、室内設定温度と室内温度との温度差が大きい場合には小さく設定される。これは、過冷却度目標値ＳＣｍの設定を変更することによる室内ユニット４Ａ，４Ｂの能力を調整するためである。過冷却度目標値ＳＣｍが大きい場合には、過冷却度ＳＣを大きくするために膨張弁４１Ａ，４１Ｂが絞る方向に動作するため冷媒循環量が減少し、能力が出ない。これに対し、過冷却度目標値ＳＣｍが小さい場合には、過冷却度ＳＣを小さくするために膨張弁４１Ａ，４１Ｂが開度を大きくする方向に動作するため冷媒循環量が多く、また室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂを有効に使うことができるため熱交換能力が多くなる。
The supercooling degree target value SCm is set large when the temperature difference between the room set temperature and the room temperature is small, and is set small when the temperature difference between the room set temperature and the room temperature is large. This is for adjusting the capacity of the
室内熱交換器４２Ａ、４２Ｂの出口における冷媒の過冷却度ＳＣは、吐出圧力センサ３４ｂにより検出される圧縮機２１の吐出圧力Ｐｄを凝縮温度Ｔｃに対応する飽和温度値に換算し、この冷媒の飽和温度値から液側温度センサ３３ｅ、３３ｈにより検出される冷媒温度値をそれぞれ差し引くことによって求められる。なお、室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂ内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを別途設けて、この温度センサにより検出される凝縮温度Ｔｃに対応する冷媒温度値を、液側温度センサ３３ｅ、液側温度センサ３３ｈにより検出される冷媒温度値から差し引くことによって室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂの出口における冷媒の過冷却度ＳＣを求めるようにしてもよい。
The degree of supercooling SC of the refrigerant at the outlets of the
その後、低圧の気液二相冷媒は、液側延長配管６である液主管６Ａ、液枝管６ａ、液枝管６ｂを通り、液主管６Ａ、液枝管６ａ、液枝管６ｂを通過するときの管壁面摩擦によって圧力が降下した後（図４に示す点「Ｅ」）、開閉弁２８を介して室外ユニット２に流入する。室外ユニット２に流入した冷媒は、室外熱交換器２３に流入し、室外ファン２７の送風作用により室外空気から吸熱することで蒸発ガス化する（図４に示す点「Ｆ」）。それから、この冷媒は、四方弁２２及び液溜め容器２４を経て、圧縮機２１に再度吸入される。以上の流れで、冷凍空調装置１は暖房運転を実行する。
Thereafter, the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant passes through the liquid
＜冷凍空調装置１の冷媒量＞
次に、冷凍空調装置１の冷媒量について詳細に説明する。
冷凍空調装置１の冷媒回路１０の各要素機器が所定の性能を発揮するためには、各要素機器の内容積に適した冷媒量が必要であり、室内ユニット４Ａ，４Ｂの内容積や延長配管の長さが異なると冷媒回路１０の全体で必要とする冷媒量も異なってくる。よって、冷凍空調装置１を設置した現地で冷媒回路１０を構成した後に、必要とされる量の冷媒が充填される。<Refrigerant amount of
Next, the refrigerant amount of the
In order for each element device of the
また、冷媒回路１０での必要冷媒量は、冷媒回路１０の状態によっても異なる。すなわち、冷媒回路１０の状態は、冷房、暖房の運転状態や外気温度や室内温度等の周囲環境によって異なり、それに応じて冷媒回路１０での必要冷媒量も変わってくる。このため、通常、冷媒を充填する時は、冷媒量を多く必要とする運転状態に合わせて充填する。よって、冷媒を多く必要としない運転状態の時には、余剰液冷媒が液溜め容器２４に貯留されることになる。
Further, the required refrigerant amount in the
冷媒回路１０の冷媒量は、冷房運転時の方が暖房運転時に比べて多く必要とする。これは、膨張弁４１Ａ，４１Ｂが室内ユニット４Ａ，４Ｂ側に設けられているため、延長配管の冷媒状態が、冷房運転時には液側延長配管６が液相、ガス側延長配管７がガス相となるのに対し、暖房運転時には液側延長配管６が二相、ガス側延長配管７がガス相となるためである。つまり、液側延長配管６では、冷房運転時は液相状態、暖房運転時は二相状態となり、液相状態と二相状態との違いから、液相状態の方が冷媒を多く必要とするため、冷房運転時の方が冷媒量を多く必要とするからである。
The
また、凝縮器と蒸発器との内容積の違いと、凝縮密度と蒸発密度との密度の違いも、必要冷媒量に大きく影響する。通常、室外熱交換器２３の内容積は、室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂに比べて大きく、また、平均密度は蒸発器に比べて凝縮器の方が大きい。よって、冷房運転時には、内容積が大きい室外熱交換器２３側が平均密度が大きい凝縮器となるため、暖房運転時に比べて冷媒量を多く必要とすることになる。
Further, the difference in internal volume between the condenser and the evaporator and the difference in density between the condensation density and the evaporation density also greatly affect the required refrigerant amount. Usually, the internal volume of the
以上から、四方弁２２を切り替えて冷房運転又は暖房運転を行う場合においては、冷房運転と暖房運転で必要な冷媒量が異なるということになる。このような場合には、冷媒量を多く必要とする運転状態に合わせて冷媒を充填し、冷媒を多く必要としない運転状態の時には、余剰液冷媒を液溜め容器２４などに貯留することとなる。
From the above, when the cooling operation or the heating operation is performed by switching the four-
［冷媒が低圧の液溜め容器２４に貯留する現象の説明］
冷凍空調装置１が停止してから所定の時間経過した後、低圧の液溜め容器に溜まる現象について、冷房運転を例に説明する。各要素の冷媒量が冷凍空調装置１の停止後の変化の様子を、要素毎に図５〜図９に示す。図５〜図９では、冷媒が正常量封入されている場合（線ａ１〜線ａ５）と、３０％正常量よりも少ない場合（線ｂ１〜線ｂ５）と、を併せて図示している。[Description of phenomenon in which refrigerant is stored in low-pressure liquid reservoir 24]
A phenomenon in which the refrigerant accumulates in a low-pressure liquid storage container after a predetermined time has elapsed since the refrigerating and air-
図５は、ある所定の時間で、圧縮機２１を停止させたときの液溜め容器２４の冷媒量の時間経過データを示した図である。図６は、ある所定の時間で、圧縮機２１を停止させたときの室外熱交換器２３の冷媒量の時間経過データを示した図である。図７は、ある所定の時間で、圧縮機２１を停止させたときの液管の冷媒量の時間経過データを示した図である。図８は、ある所定の時間で、圧縮機２１を停止させたときのガス管の冷媒量の時間経過データを示した図である。図９は、ある所定の時間で、圧縮機２１を停止させたときの室内熱交換器４２の冷媒量の時間経過データを示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing time-lapse data of the refrigerant amount in the
圧縮機２１の停止時前（例えば、１０秒前）には、室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂと液側延長配管６に液冷媒が多量に存在し、液溜め容器２４、ガス側延長配管７の冷媒量は僅かである。
Before the
圧縮機２１の停止後、高圧側にあった液冷媒が低圧側に急速に移動する。まず室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂの冷媒量が増大し、僅かに遅れてガス側延長配管７の冷媒量が増大する。
After the
室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂとガス側延長配管７の冷媒量は、一旦増大するが、すぐに減少に転じ、最終的には液溜め容器２４に液冷媒が集中する。
The amount of refrigerant in the indoor heat exchangers 42 </ b> A and 42 </ b> B and the gas
以上から、高圧側にあった液冷媒が室内熱交換器４２Ａ，４２Ｂ、ガス側延長配管７を通過して、液溜め容器２４に溜まっていくことが分かる。運転中、封入冷媒量が不足している場合には、液側延長配管６が二相状態となって、正常量封入されている場合と比較して、液側延長配管６の冷媒量差が大きくなっている。それに対し、低圧側の冷媒量差はほとんどないことが分かる。
From the above, it can be seen that the liquid refrigerant on the high pressure side passes through the indoor heat exchangers 42 </ b> A and 42 </ b> B and the gas
冷凍空調装置１の停止後の挙動に封入冷媒量差の影響は見られず、停止してから安定状態となったときの冷媒量に差が生じるのは液溜め容器２４のみである。このことから、冷凍空調装置１が停止してから所定の時間が経過して安定状態となったときに液溜め容器２４の液冷媒量を検知できれば、封入冷媒量変化、つまり冷媒漏洩有無を検知することができる。
The behavior of the refrigeration and air-
（外気温度の影響）
外気温度を３通り変化させた場合の液溜め容器２４の冷媒量変化を図１０に、室外熱交換器２３の冷媒量変化を図１１に、それぞれ示す。なお、図１０、図１１では、外気温度を２２℃（線ｃ１，線ｃ２）、２７℃（線ｄ１，線ｄ２）、３２℃（線ｅ１，線ｅ２）と変化させた場合の液溜め容器２４、室外熱交換器２３の冷媒量の変化を示している。(Influence of outside temperature)
FIG. 10 shows changes in the refrigerant amount in the
外気温度が室内温度よりも高いと、室外熱交換器２３に溜まる冷媒量が減少し、液溜め容器２４に溜まる量は僅かに（３％程度）増加する。
When the outside air temperature is higher than the room temperature, the amount of refrigerant accumulated in the
このことから、外気温度と室内温度の温度差を考慮することで更に封入冷媒量の変化を高精度に検知することが可能となる。 From this, it is possible to detect the change in the amount of the enclosed refrigerant with high accuracy by taking into consideration the temperature difference between the outside air temperature and the room temperature.
（高低差の影響）
室内ユニット４の設置位置を室外ユニット２に対して±３０ｍ変化させ、液側延長配管６の圧力ヘッドの影響を検討した。液溜め容器２４の冷媒量変化を図１２に、室外熱交換器２３の冷媒量変化を図１３に、それぞれ示す。なお、図１２、図１３では、室内ユニット４と室外ユニット２との高低差が０ｍの場合（線ｆ１，線ｆ２）、＋３０ｍの場合（線ｇ１，線ｇ２）、−３０ｍの場合（線ｈ１，線ｈ２）と変化させた場合の液溜め容器２４、室外熱交換器２３の冷媒量の変化を示している。(Effect of height difference)
The installation position of the
液管ヘッドを変化させても、冷凍空調装置１の停止後に安定する冷媒量に変化はみられない。このことから、冷凍空調装置１が停止してからの安定状態での液溜め容器２４内の冷媒量は設置条件に依存しないということが分かる。
Even if the liquid pipe head is changed, there is no change in the amount of the refrigerant that is stable after the refrigerating and air-
冷凍空調装置１の停止後、液溜め容器２４の表面温度を計測することで液面を検知する方法について説明する。
A method for detecting the liquid level by measuring the surface temperature of the
冷凍空調装置１に、冷媒として、共沸冷媒、もしくは、擬似共沸冷媒が封入されている場合、液溜め容器２４内部の気液の温度は等しく、ただ液溜め容器２４に温度センサを設置しても、気液を判別することはできない。しかし、冷凍空調装置１の停止後には、液溜め容器２４の圧力が急変し、ガス部の温度が圧力変動に追随するのに対し、液部は熱容量を持っていることから、液部の温度が圧力変動に対して遅れることになり、気液部で温度差が発生する。ただ、液部でも熱容量には限りがあるため、冷凍空調装置１が停止した後、３０分以上経つと、ガス部と液部の温度が等しくなり、温度差がなくなる。
When the
また、非共沸冷媒を冷媒回路１０に充填した場合においても、飽和ガス温度と飽和液温度とが近いときには、気液の温度差が小さいため誤検知の可能性がある。そのため、冷凍空調装置１によれば、気相部と液相部とでの温度差を発生させることができるため、非共沸冷媒を用いたとしても有効に温度センサの設置位置での気液を判別できる。
Even when the
この気液が判定できる温度センサを、複数（たとえば図１に示すように３つの温度センサ（液面検知センサ３６ａ〜３６ｃ））液溜め容器２４の鉛直方向に設置し、気液判別させるとよい。このようにすることにより、冷凍空調装置１では、液溜め容器２４の内部の液面位置を特定することができ、液溜め容器２４内の貯留液冷媒量（以下、余剰液冷媒量という）に換算することができる。すなわち、複数の温度センサが液溜め容器２４に設置される液面検知装置のセンサ部として機能する。なお、余剰液冷媒量の換算処理については後で詳述する。
A plurality of temperature sensors (for example, three temperature sensors (liquid
図１では、液溜め容器２４に設置する液面検知装置のセンサ部の構成としては、温度センサのみを取り付ける最も単純な構成としているが、これに限るものではない。たとえば、外部からの影響を極力排除するため温度センサの外部に断熱材を設置したり、液溜め容器２４の表面温度を温度センサに確実に伝えるために液溜め容器２４と温度センサとの間に熱伝導シートを設置したりした構成としてもよい。この時使用する断熱材の材料は、ポリスチレンフォームやフェノールフォーム、ウレタンフォームに代表される発泡系断熱材を用いても、グラスウールに代表される繊維系断熱材を用いてもよい。また、熱伝導シートについては、熱伝導のよいシリコーン、銅、アルミ等の熱伝導のよい金属シート、また、均熱シートに限らず、空気層生成防止のため、熱伝導グリース等を用いてもよい。
In FIG. 1, the configuration of the sensor unit of the liquid level detection device installed in the
＜気液判別原理＞
次に、冷媒の気液を判別する原理について、圧縮機２１を停止させた場合を例に説明する。まず、図１４に基づいて液溜め容器２４の内部での液面位置の判定について説明し、それから、図１５及び図１６に基づいて気液判別方法について説明する。<Gas-liquid discrimination principle>
Next, the principle for discriminating the gas-liquid of the refrigerant will be described by taking as an example the case where the
圧縮機２１を停止させた場合の液溜め容器２４内部の圧力、温度の変化を試験データである図１４を用いて説明する。図１４は、ある所定の時間Ａで、圧縮機２１を停止させたときの圧縮機２１の周波数と液溜め容器２４の内部の低圧圧力、飽和温度、気相温度、液相温度の時間経過データを示した図である。なお、図１４の横軸は時間を示している。
Changes in pressure and temperature inside the
図１に示すように、液溜め容器２４は、圧縮機２１の吸入側に設置されている。液溜め容器２４は低圧側に接続されていることから、液溜め容器２４の内部圧力は圧縮機２１を停止させるまでは低い値を示しており、液溜め容器２４の内部は下部に液相、上部に気相が存在している状態、つまり２相状態である。
冷凍空調装置１の冷媒として、たとえば、飽和ガス温度と飽和液温度が等しい共沸冷媒、もしくは飽和ガス温度と飽和液温度がほぼ等しい擬似共沸冷媒を用いる場合、気液部での温度差が無い状態である２相状態では、気液の判別が困難であるということがわかる。
また、非共沸冷媒を冷媒回路１０に充填した場合においても、飽和ガス温度と飽和液温度とが近いときには、気液の温度差が小さいため誤検知する可能性があるということがわかる。As shown in FIG. 1, the
As the refrigerant of the refrigerating and air-
In addition, even when the
ある所定の時間Ａで圧縮機２１を停止させると、液溜め容器２４での高低圧の圧力差が無くなり、均圧され、液溜め容器２４の内部圧力は線ｘ１のように上昇し、冷媒の飽和温度も線ｘ２のように上昇する。この時、液溜め容器２４の内部が気相であれば飽和温度の線ｘ２と等しく変化する線ｘ３になるのに対し、液溜め容器２４の内部が液相であれば線ｘ４に示すように少しずつ飽和温度（点線ｘ２）に接近する。
When the
以上から、圧縮機２１を停止させた後の液溜め容器２４の表面温度は、液溜め容器２４の内部状態、つまり気相か液相かによって違いが発生するということが分かる。そのため、液溜め容器２４の表面温度を計測することにより、液溜め容器２４の内部での液面位置を判定することができる。
From the above, it can be seen that the surface temperature of the
（気液判別方法）
次に、圧縮機２１を停止させた場合を例として、気液判別方法を図１５を参照しながら説明する。図１５は、ある所定の時間Ａで、圧縮機２１を停止させ、それから所定時間が経過したときの圧縮機２１の周波数と液溜め容器２４の内部の低圧圧力、飽和温度、気相温度、液相温度の時間経過データを示した図である。図１６は、図１５に示すデータに外気温度を追加したものである。なお、図１５及び図１６の横軸は時間を示している。(Gas-liquid discrimination method)
Next, taking the case where the
気液判別方法としては、要素機器の変化後の所定時間経過した際の温度データから気液判別する方法がある。この方法は、要素機器である圧縮機２１を停止させた後、ある所定の時間（たとえば５分）経過後、液溜め容器２４の温度を計測し、低圧圧力の飽和温度を閾値として、気液判別する方法である。
As a gas-liquid discrimination method, there is a method for making a gas-liquid discrimination from temperature data when a predetermined time has elapsed after the change of the component device. In this method, after the
基本的には、ガス部（気相部）は飽和ガス温度と同一温度となるが、容器の熱伝導、センサ誤差等を考慮して、気液判定は幅αを持たせ、下記の式で気液判別を行う。
｜閾値−計測値｜＜α → ガス部
｜閾値−計測値｜＞α → 液部（液相部）Basically, the gas part (gas phase part) has the same temperature as the saturated gas temperature, but taking into account the heat conduction of the container, sensor error, etc., the gas-liquid judgment is given a width α, Perform gas-liquid discrimination.
｜ Threshold-measured value | <α → Gas part ｜ Threshold-measured value |> α → Liquid part (liquid phase part)
ここで、所定の時間をたとえば５分とした理由は、試験を行なった際、要素機器を変化させた後、圧力が安定するまで（つまり図１５に示す時間Ａ’となるまで）に５分程度の時間がかかっており、所定時間を５分程度とすることで気液温度差が判別し易くなるためである。当然、冷凍空調装置１の機器構成や運転条件によりこの時間は変動する。このことから、それらを加味して、条件ごとに気液判別し易い時間を設定することが必要となる。なお、所定の時間を１分以上３０分以内としておき、この範囲内で条件に応じて所定の時間を設定すればよい。
Here, the reason for setting the predetermined time to 5 minutes, for example, is 5 minutes until the pressure stabilizes (that is, until the time A ′ shown in FIG. 15) after changing the element equipment during the test. This is because it takes about a certain amount of time, and it is easy to determine the gas-liquid temperature difference by setting the predetermined time to about 5 minutes. Naturally, this time varies depending on the equipment configuration and operating conditions of the refrigerating and air-
以上、飽和ガス温度との温度差から気液を判別した場合を例にしているが、これに限るものではない。ガス部では飽和温度と等しくなるという特性を用いることにより、液面位置の特定が可能となる場合、つまり複数の計測点で温度が等しい場合には、その計測箇所はガス部と判断できる。また、複数の計測点で温度が異なれば、その計測箇所は液部と判断できる。このようにして、ガス部では飽和温度と等しくなるという特性を用いることにより、気液を判別するようにしてもよい。ただし、この際、液溜め容器２４が伝熱がよい金属であることから、この液溜め容器２４の容器部分での伝熱を考慮した上で気液の判別を行なう必要がある。
As described above, the case where the gas-liquid is determined from the temperature difference from the saturated gas temperature is taken as an example, but the present invention is not limited to this. By using the characteristic that the gas part is equal to the saturation temperature, when the liquid surface position can be specified, that is, when the temperature is equal at a plurality of measurement points, the measurement part can be determined as the gas part. Further, if the temperature is different at a plurality of measurement points, the measurement point can be determined as a liquid part. In this way, the gas and liquid may be discriminated by using the characteristic that the gas portion is equal to the saturation temperature. However, at this time, since the
また、所定時間経過した際の温度データから気液判別する方法について記載したが、これに限るものではなく、たとえば温度を閾値として気液を判別してもよい。これは、たとえば、図１６に示すように冷凍空調装置１が停止した場合には、液溜め容器２４の飽和温度が外気温度に漸近することが考えられる。また、飽和温度が外気温度となる部分が気液部での温度差が大きくなり易い。このことから、飽和温度をトリガーとして、飽和温度が外気温度（線ｙ）となる時間Ａ’において気液判別することで、気液部での温度差が大きい状態での気液判別が可能となる。このように、所定時間を設定しなくても、気液の温度差が大きい部分で気液判別を行うことも可能である。
In addition, although the method for determining the gas and liquid from the temperature data when the predetermined time has elapsed has been described, the present invention is not limited to this. For example, the gas and liquid may be determined using the temperature as a threshold value. For example, as shown in FIG. 16, when the refrigerating and air-
その他、要素機器を変化させてからある所定の時間までの計測値を積算し、その積算値の違いから気液判別してもよい。 In addition, the measured values up to a predetermined time after the element device is changed may be integrated, and the gas-liquid determination may be made based on the difference between the integrated values.
（液面判別方法）
以上説明したように、液溜め容器２４の内部圧力もしくは温度を変化させることにより、液溜め容器２４の表面温度を計測することから、温度センサの設置高さが気相であるか、液相であるか判別が可能となる。よって、冷凍空調装置１によれば、複数の温度センサ（液面検知センサ３６ａ〜３６ｃ）を液溜め容器２４の側面に鉛直方向に設置することにより、液溜め容器２４の液面位置を検知することが可能となる。(Liquid level discrimination method)
As described above, since the surface temperature of the
（冷媒漏洩検知の流れ）
次に、冷凍空調装置１における冷媒漏洩検知方法の流れについて説明する。なお、冷媒漏洩検知は、冷凍空調装置１が運転中、常時実施している。また、冷凍空調装置１は、冷媒漏洩の検知結果を示す冷媒漏洩有無データを、通信線を介して管理センター（図示せず）等に送信し、遠隔監視が可能な構成とする。(Flow of refrigerant leak detection)
Next, the flow of the refrigerant leakage detection method in the
冷凍空調装置１は、停止後の液溜め容器２４の冷媒量を液面検知センサ３６ａ〜３６ｃで検知し、冷媒量の変化を監視することで冷媒漏洩を検知している。以下、冷凍空調装置１が実行する冷媒漏洩検知方法について、図１７を用いて説明する。ここで、図１７は、冷凍空調装置１における冷媒漏洩検知処理の流れを示すフローチャートである。冷媒漏洩検知は、冷凍空調装置１が停止してから所定時間経過後（図中では５分）に行う。
The refrigerating and air-
まず、制御部３は、冷凍空調装置１が停止してから所定時間経過したかを判定する（ステップＳ００１）。停止していない場合、または所定時間経過していない場合は、冷媒漏洩検知を実施しない。
First, the
次に、制御部３は、液溜め容器２４の内部の冷媒量を計測する（ステップＳ００２）。なお、余剰液冷媒量の算出の流れは、図１８を参照しながら後段で説明する。
Next, the
次に、制御部３は、予め計測された所定の基準値（初期冷媒量）と計測値とを算出し、これらを比較する（ステップＳ００３）。この時、計測値（算出冷媒量）が所定の基準値よりも少なければステップＳ００４へ、計測値が所定の基準値と等しければステップＳ００５へ、移行する。
Next, the
次に、ステップＳ００４では、制御部３は、ステップＳ００３で全冷媒量が初期冷媒量よりも少ないと判断されたことから、冷媒が漏洩していると判断して、冷媒漏洩発報をする。
Next, in step S004, since it is determined that the total refrigerant amount is smaller than the initial refrigerant amount in step S003, the
一方、ステップＳ００５では、制御部３は、ステップＳ００３で全冷媒量が初期冷媒量と等しいと判断されたことから、冷媒が漏洩していないと判断して、正常であることを連絡する。
On the other hand, in Step S005, since it is determined in Step S003 that the total refrigerant amount is equal to the initial refrigerant amount, the
（余剰液冷媒量の算出の流れ）
次に、図１７のステップＳ００２の液溜め容器内の液冷媒量の算出の流れについて、図１８を参照しながら説明する。図１８は、冷凍空調装置１における冷媒漏洩検知処理の図１７のステップＳ００２の液溜め容器内の液冷媒量の算出の流れを示すフローチャートである。(Flow of calculation of surplus liquid refrigerant amount)
Next, the flow of calculating the amount of liquid refrigerant in the liquid reservoir in step S002 of FIG. 17 will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a flowchart showing the flow of calculation of the amount of liquid refrigerant in the liquid reservoir in step S002 of FIG. 17 of the refrigerant leakage detection process in the
まず、ステップＳ２０１で、制御部３は、圧縮機２１の停止を確認する。
First, in step S201, the
次に、ステップＳ２０２で、制御部３は、所定時間が経過したかを判別する。所定時間が経過した場合には、ステップＳ２０３へ移行し、圧力を計測する。本実施の形態では、液溜め容器２４は低圧側に設置されていることから、低圧圧力を計測する。
Next, in step S202, the
ステップＳ２０４では、制御部３は、ステップＳ２０３で計測した圧力から飽和温度を計算し、閾値として記憶部３ｅに記憶させる。その後、制御部３は、液溜め容器２４の表面に設置した液面検知センサ３６ａ〜３６ｃからの情報に基づいて、液溜め容器２４の表面温度を計測する（ステップＳ２０５〜ステップＳ２０８）。
In step S204, the
まず、ステップＳ２０５では、制御部３は、ｎ＝１を設定する。
First, in step S205, the
そして、ステップＳ２０６で、制御部３は、ｎ番目の液面検知センサ（たとえば、液面検知センサ３６ａ）からの情報基づいて、その液面検知センサの設置位置における液溜め容器２４の表面温度を計測、記憶する。
In step S206, the
ステップＳ２０７では、制御部３は、ｎ＝センサ数であるかどうかを判断する。
In step S207, the
ｎ＝センサ数でなければ、ステップＳ２０８で、制御部３は、ｎに１を足し、ステップＳ２０６の処理を再度実行する。
If n is not the number of sensors, in step S208, the
制御部３は、全ての液面検知センサからの情報に基づいて、液溜め容器２４の表面温度を計測、記憶したら（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９でｎ＝１を再度設定する。
When the
ステップＳ２１０〜ステップＳ２１８では、液面位置を特定する流れを示している。
ステップＳ２１０で、制御部３は、閾値である飽和温度との差を算出し、その差の絶対値がα以内となるかどうかの判別を行なう。つまり、ステップＳ２１０では、制御部３は気液判別を行なう。Steps S <b> 210 to S <b> 218 indicate a flow for specifying the liquid surface position.
In step S210, the
差がαよりも大きければ、飽和温度と温度差が大きな液部と判断できることから、制御部３は、ステップＳ２１１へ移行し、ステップＳ２１０を通過したセンサ番号をｍとし（Ｓ２１１）、次の液面検知センサに移行する。液溜め容器２４の液部に液面検知センサがある場合は、制御部３は、ステップＳ２１０〜ステップＳ２１３を繰り返し、液部で最も位置が高いセンサ番号をｍとして記憶させる（ステップＳ２１８）。
If the difference is larger than α, it can be determined that the liquid portion has a large temperature difference from the saturation temperature. Therefore, the
差がα以内であれば、飽和温度にほぼ等しいことからガス部と判断され、制御部３は、ステップＳ２１４へ移行する。一度ステップＳ２１０でガス部と判断された場合には、センサ不具合が発生しない限り、その後液部と判断されることは本実施の形態での気液判別原理上考えられない。よって、制御部３は、ステップＳ２１５でｎに１を足した上で、ステップＳ２１６の判断に移行する。ステップＳ２１６で液部と判断される場合（αより大きくなる場合）には、制御部３は、ステップＳ２１７に移行し、液面検知不可で、余剰液冷媒量を算出できないことを発報する。
If the difference is within α, it is determined to be a gas part because it is substantially equal to the saturation temperature, and the
一方、ステップＳ２１６でガス部と判断される場合（α以内となる場合）には、制御部３は、ガス部であると判断された液面検知センサのうちガス部であるとの計測が維持された液面検知センサになるまで、ステップＳ２１４〜ステップＳ２１６を繰り返す。
On the other hand, when it is determined in step S216 that it is a gas part (when it is within α), the
以上、ステップＳ２１０〜ステップＳ２１８の流れで、制御部３は、液部で最も高い位置にあるセンサ番号ｍを明確化することができる。
As mentioned above, the
次に、ステップＳ２１９では、制御部３は、液部で最も高い位置にあると判定されたセンサ番号から、液溜め容器２４内の余剰液冷媒容積を算出する。余剰液冷媒容積は、予め記憶部３ｅに記憶させたセンサ番号と余剰液冷媒容積の関係から算出する。
Next, in step S219, the
次に、ステップＳ２２０では、制御部３は、液溜め容器２４内部の圧力から、飽和ガス密度、飽和液密度を算出する。
Next, in step S <b> 220, the
次に、ステップＳ２２１では、制御部３は、ステップＳ２１９とステップＳ２２０で算出された余剰液冷媒容積と、液溜め容器２４の飽和ガス密度、飽和液密度から、液溜め容器２４内の液冷媒量を算出する。
Next, in step S221, the
以上、液溜め容器２４の表面に設置した液面検知センサ３６ａ〜液面検知センサ３６ｃの位置と液量の関係が既知であるということを想定した上で説明したが、これに限るものではない。たとえば、既存の冷凍空調装置に温度センサを後付けするような場合等は、温度センサの位置と液量の関係が不明である。このような場合には、温度センサを設置した後に、複数の余剰液冷媒量が変化する複数条件で、液部で最も高い位置にある温度センサの番号と液容積の関係を検知し、データベースとして記憶させる初期学習工程を追加することにより、余剰液冷媒量検知が可能となる。
The above description has been made on the assumption that the relationship between the position of the liquid
以上説明したように、冷凍空調装置１は、液溜め容器２４の表面に気相部と液相部とで温度が異なる状況で、この温度を計測することにより液面位置を特定するようにしている。こうすることにより、冷凍空調装置１によれば、液面検知センサとしては温度センサのみの単純な構成とすることができ、安価、計測値ばらつき低減、センサ設置容易、という有利な効果を奏する。
As described above, the refrigerating and air-
＜検知精度向上方法＞
次に、冷媒漏洩検知精度を向上させるための方法について説明する。<Detection accuracy improvement method>
Next, a method for improving the refrigerant leak detection accuracy will be described.
冷媒漏洩検知精度を向上させるためには、環境状態によらず、液溜め量を計測する所定のタイミングで液溜め容器２４に溜まる量が一定量となるようにすることが望ましい。これを実現するには、停止前の冷凍サイクル状態を等しくすること、停止時の各要素機器の状態を等しくすること、冷房／暖房など運転状態が大きく変化する場合にはそれぞれの運転状態で所定の基準値を設定すること、適正なタイミングで液溜め量計測すること、などが必要である。
In order to improve the accuracy of refrigerant leakage detection, it is desirable that the amount stored in the
具体的な方法を下記に示す。まず、停止前の冷凍サイクル状態を等しくする方法について記載する。停止後、冷媒が移動するために必要な駆動力は、冷凍サイクル（冷媒回路１０）の停止前の高低圧差である。停止前の高低圧差が小さいと液冷媒が液溜め容器２４まで移動できずに途中の熱交換器や配管などで留まってしまう。冷媒漏洩の有無は液溜め容器２４の液量で検知するため、途中で冷媒が留まってしまうと、冷媒漏洩を正確に判断することができない。以上から、冷凍サイクルの停止前の高低差を所定の値以上とする必要がある。必要な冷凍サイクルの高低差は室外ユニット２と室内ユニット４の設置環境や配管長さにより異なってくるが、冷凍サイクルの高低圧差が１ＭＰａ以上であれば、室外ユニット２と室内ユニット４に高低差が１０ｍ程度あっても、停止後に液冷媒が液溜め容器２４に戻ってくることを確認している。
A specific method is shown below. First, a method for equalizing the refrigeration cycle state before stopping will be described. The driving force necessary for the refrigerant to move after the stop is a high-low pressure difference before the stop of the refrigeration cycle (refrigerant circuit 10). If the difference between the high and low pressures before the stop is small, the liquid refrigerant cannot move to the
さらに、冷媒漏洩検知精度を向上させるには、停止前の冷凍サイクルの高低圧差を一定値とすることが望ましい。圧縮機２１や室外ファン２７、膨張弁４１を制御させ、外気温度が変化するなど環境条件が変化しても、冷凍サイクルの運転状態を停止前に等しくすることで、液溜め容器２４内の液冷媒量のばらつきが減少する。そのため、こうすることにより、誤検知を減少させ、検知精度を向上させることができる。
Furthermore, in order to improve the refrigerant leakage detection accuracy, it is desirable to set the high / low pressure difference of the refrigeration cycle before the stop to a constant value. By controlling the
次に、停止時の各要素機器の状態を等しくすることで冷媒漏洩検知精度を向上させる方法について記載する。圧縮機２１の停止後、冷媒の移動に影響を与える要素機器は膨張弁４１や電磁弁（開閉弁２８、開閉弁２９）などの弁である。弁の開度が大きければ冷媒移動しやすい。それに対し、弁の開度が小さいと冷媒移動の妨げとなり、冷媒移動しにくくなり、駆動力が弱まり、熱交換機や配管などに貯留してしまう。このことから、停止後の弁の開度状態が異なると、液溜め容器２４に溜まる量が異なってしまう。以上から、停止時の弁の開度状態を等しく（一定値に固定）し、圧力損失を等しくすることで、液溜め容器２４内の液冷媒量のばらつきが減少するため、誤検知を減少させ検知精度を向上させることができる。
Next, a method for improving the accuracy of refrigerant leakage detection by equalizing the state of each component device at the time of stopping will be described. After the
さらに、冷媒漏洩検知精度を向上させるには、圧縮機２１の停止後の弁開度を運転時よりも大きな開度（最善の方法としては全開）となるようにする。弁の開度を運転時よりも大きな開度とする、あるいは全開とすることにより、駆動力の減少を抑えることができるため、液溜め容器２４内の液冷媒量のばらつきを減少させ、誤検知の減少、検知精度向上を図ることができる。なお、「全開」とは、厳密な「全開」に限定するものではなく、「全開」には、全開に近い開度（全開近傍の開度）も含んでいるものとする。
Furthermore, in order to improve the refrigerant leakage detection accuracy, the valve opening after the
逆に、弁の開度が所定値よりも小さい場合には、停止前の液溜め容器２４以外の各要素機器の冷媒量と、停止後の液溜め容器２４の冷媒量と、をそれぞれ算出、合計してシステム全体（冷媒回路１０の全体）の冷媒量を算出し、これを所定の基準値と比較することで冷媒漏洩検知を行う。これは、弁の開度が所定値よりも小さい場合には、冷媒移動のための駆動力が小さく、停止後の各要素の冷媒量分布は運転中の冷媒分布に依存するためである。このように弁の開度が所定値よりも小さい場合には、前記のように停止後の液溜め容器２４の冷媒量だけ推算しても、誤検知や検知精度が悪化する。以上のことから、運転中の各要素機器の冷媒量を圧力、温度データから算出し、停止後の液溜め容器２４の冷媒量を液面検知センサ３６から算出し、これらを合計したシステム全体の冷媒量を算出し、これを所定の基準値と比較することで冷媒漏洩検知を行う。
On the contrary, when the opening degree of the valve is smaller than a predetermined value, the refrigerant amount of each element device other than the
本実施の形態では、冷房運転と暖房運転で冷媒の流れが異なっている。このように運転状態により流れが異なる場合には、熱交換器や配管などで、冷媒が溜まる箇所や、溜まる量が異なる。よって、それぞれの運転状態で別々に所定の基準値を持たせることで、液溜め容器２４以外の要素に溜まる量を考慮して、冷媒漏洩を判定することができ、これにより誤検知を減少させ検知精度を向上させることができる。
In the present embodiment, the refrigerant flow differs between the cooling operation and the heating operation. When the flow varies depending on the operating state as described above, the location and amount of the refrigerant stored in the heat exchanger, piping, and the like are different. Therefore, by giving a predetermined reference value separately in each operation state, it is possible to determine refrigerant leakage in consideration of the amount accumulated in elements other than the
停止後の液溜め容器２４内部の液冷媒量を計測することで冷媒漏洩検知する場合に、検知精度を高めるためには適切な時間が存在する。液冷媒量を計測するタイミングが早いと、冷媒が各要素から液溜め容器２４に移動する前に液量を計測することになり、ばらつきが大きくなってしまう。逆に液冷媒量を計測するタイミングが遅いと、外気温度の影響を受け熱交換機や配管などに貯留する量が変化してしまい、液溜め容器２４の冷媒量のばらつきが大きくなってしまう。
When the refrigerant leakage is detected by measuring the amount of liquid refrigerant in the
配管の長短、室外ユニット２と室内ユニット４の設置位置など機器の設置状態や、運転状態により適正な検知タイミングは異なるが、停止後１分〜３０分の範囲で液溜め容器２４の液量を計測することで、液溜め容器２４内の液冷媒量のばらつきを抑制し、誤検知減少、検知精度向上を図ることができる。
Although the appropriate detection timing varies depending on the installation status of the equipment such as the length of the piping, the installation position of the
また、冷凍空調装置１によれば、液溜め容器２４の液冷媒の貯留量を初期値と比較することで冷媒漏洩量の算出も可能であるため、メンテナンス前に事前に冷媒漏洩の程度やメンテナンス作業の工程等を検知でき、メンテナンス作業効率が向上する。
Further, according to the
なお、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments and can be changed without departing from the scope of the invention.
たとえば、本実施の形態では図１に示すようにビル用マルチエアコンについて記載したが、これに限るものではない。たとえば、冷凍機など、四方弁２２がなく、高圧部の室外熱交換器出口に液溜め容器を設置した冷凍空調装置においても適応が可能である。つまり、高圧側の液溜め容器内部の余剰液冷媒の検知、及び冷媒漏洩の検知も可能である。
For example, in the present embodiment, the building multi-air conditioner has been described as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to a refrigerating and air-conditioning apparatus such as a refrigerator that does not have a four-
また、膨張弁４１Ａ，４１Ｂが室内ユニット４Ａ，４Ｂに設置してある構成としたが、これに限らず、膨張弁４１Ａ，４１Ｂを室外ユニット２に設置した構成としてもよい。何れの場合も、本発明を適用可能である。
Further, the
以上の接続構成を構築し、冷媒漏洩有無の検知データを管理センター等に送信することで、常時遠隔で冷媒漏洩検知を行なうことができる。したがって、突然の冷媒漏洩に対しても機器の損傷や能力低下などの異常が生じる前にすぐに対応することが可能であり、冷媒漏洩が進行するのを極力抑えることができる。これにより、冷凍空調装置１の信頼性も向上し、かつ冷媒が流出による環境状態悪化も極力防ぐことができる。
By constructing the above connection configuration and transmitting detection data on the presence or absence of refrigerant leakage to a management center or the like, refrigerant leakage detection can always be performed remotely. Therefore, it is possible to cope with sudden refrigerant leakage immediately before an abnormality such as damage to the equipment or a decrease in capability occurs, and it is possible to suppress the progression of refrigerant leakage as much as possible. Thereby, the reliability of the refrigerating and air-
更に、冷媒漏洩により少ない冷媒量で無理な運転が続く不都合を回避できるため、冷凍空調装置１の長寿命化も可能である。なお、冷媒漏洩有りの場合、判定部３ｄにて冷媒漏洩量を算出し、判定結果と併せて出力部３ｈから管理センター等の外部に通知するようにしてもよい。
Furthermore, since it is possible to avoid the inconvenience of excessive operation with a small amount of refrigerant due to refrigerant leakage, the life of the
また、上記の実施の形態では、冷媒漏洩の有無を判定する場合について説明したが、冷媒充填時等において、冷媒量が過多になっていないかどうかの判定にも本発明を適用可能である。 In the above-described embodiment, the case where the presence or absence of refrigerant leakage is determined has been described. However, the present invention can also be applied to the determination of whether or not the amount of the refrigerant is excessive when the refrigerant is charged.
また、上述の実施の形態では、それぞれ１台の室外ユニット２及び２台の室内ユニット４を備えた冷凍空調装置１を例としたが、これに限定されず、１台の室外ユニット２及び１台の室内ユニット４を備えた冷凍空調装置１としてもよいし、複数台の室外ユニット２及び複数台の室内ユニット４を備えた冷凍空調装置１としてもよい。
In the above-described embodiment, the refrigeration and air-
１ 冷凍空調装置、２ 室外ユニット、３ 制御部、３ａ 測定部、３ｃ 余剰液冷媒量算出部、３ｄ 判定部、３ｅ 記憶部、３ｆ 駆動部、３ｇ 入力部、３ｈ 出力部、４ 室内ユニット、４Ａ 室内ユニット、４Ｂ 室内ユニット、６ 液側延長配管、６Ａ 液主管、６ａ 液枝管、６ｂ 液枝管、７ ガス側延長配管、７Ａ ガス主管、７ａ ガス枝管、７ｂ ガス枝管、１０ 冷媒回路、１０ａ 室内側冷媒回路、１０ｂ 室内側冷媒回路、１０ｃ 室外側冷媒回路、２１ 圧縮機、２２ 四方弁、２３ 室外熱交換器、２４ 液溜め容器、２７ 室外ファン、２８ 開閉弁、２９ 開閉弁、３１ 室外側制御部、３２ 室内側制御部、３２ａ 室内側制御部、３２ｂ 室内側制御部、３３ａ 吸入温度センサ、３３ｂ 吐出温度センサ、３３ｃ 室外温度センサ、３３ｅ 液側温度センサ、３３ｆ ガス側温度センサ、３３ｇ 室内温度センサ、３３ｈ 液側温度センサ、３３ｉ ガス側温度センサ、３３ｊ 室内温度センサ、３３ｋ 熱交温度センサ、３３ｌ 液側温度センサ、３４ａ 吸入圧力センサ、３４ｂ 吐出圧力センサ、３６ 液面検知センサ、３６ａ 液面検知センサ、３６ｂ 液面検知センサ、３６ｃ 液面検知センサ、４１ 膨張弁、４１Ａ 膨張弁、４１Ｂ 膨張弁、４２ 室内熱交換器、４２Ａ 室内熱交換器、４２Ｂ 室内熱交換器、４３ 室内ファン、４３Ａ 室内ファン、４３Ｂ 室内ファン、５１ａ 分配器、５２ａ 分配器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigeration air conditioning apparatus, 2 outdoor unit, 3 control part, 3a measurement part, 3c surplus liquid refrigerant | coolant amount calculation part, 3d determination part, 3e memory | storage part, 3f drive part, 3g input part, 3h output part, 4 indoor unit, 4A Indoor unit, 4B Indoor unit, 6 liquid side extension pipe, 6A liquid main pipe, 6a liquid branch pipe, 6b liquid branch pipe, 7 gas side extension pipe, 7A gas main pipe, 7a gas branch pipe, 7b gas branch pipe, 10 refrigerant circuit 10a indoor refrigerant circuit, 10b indoor refrigerant circuit, 10c outdoor refrigerant circuit, 21 compressor, 22 four-way valve, 23 outdoor heat exchanger, 24 liquid reservoir, 27 outdoor fan, 28 open / close valve, 29 open / close valve, 31 outdoor side control unit, 32 indoor side control unit, 32a indoor side control unit, 32b indoor side control unit, 33a suction temperature sensor, 33b discharge temperature sensor, 33c outdoor temperature 33e Liquid side temperature sensor, 33f Gas side temperature sensor, 33g Indoor temperature sensor, 33h Liquid side temperature sensor, 33i Gas side temperature sensor, 33j Indoor temperature sensor, 33k Heat exchange temperature sensor, 33l Liquid side temperature sensor, 34a Inhalation Pressure sensor, 34b Discharge pressure sensor, 36 Liquid level detection sensor, 36a Liquid level detection sensor, 36b Liquid level detection sensor, 36c Liquid level detection sensor, 41 Expansion valve, 41A Expansion valve, 41B Expansion valve, 42 Indoor heat exchanger, 42A indoor heat exchanger, 42B indoor heat exchanger, 43 indoor fan, 43A indoor fan, 43B indoor fan, 51a distributor, 52a distributor.
Claims (9)
前記液溜め容器の液冷媒量を検知する液面検知センサと、
前記圧縮機が停止してから所定時間経過した時の前記液溜め容器の液冷媒量を前記液面検知センサにて検知し、前記膨張弁の開度が所定値よりも小さい場合には、前記圧縮機の停止前の前記液溜め容器以外の各要素機器の冷媒量と、前記圧縮機の停止後の前記液溜め容器の冷媒量と、から前記冷媒回路全体の冷媒量を算出し、これを所定の基準値と比較することで前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判定する冷媒漏洩検知装置と、を備えた
冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle apparatus having a refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator and a liquid storage container are connected by piping,
A liquid level detection sensor for detecting the amount of liquid refrigerant in the liquid reservoir;
When a predetermined amount of time has elapsed since the compressor stopped, the liquid level in the liquid storage container is detected by the liquid level detection sensor, and when the opening of the expansion valve is smaller than a predetermined value, The refrigerant amount of the entire refrigerant circuit is calculated from the refrigerant amount of each element device other than the liquid reservoir before the compressor is stopped and the refrigerant amount of the liquid reservoir after the compressor is stopped. A refrigeration cycle apparatus comprising: a refrigerant leak detection device that determines whether or not refrigerant leaks from the refrigerant circuit by comparing with a predetermined reference value.
冷媒移動のための駆動力が前記圧縮機の運転中よりも小さく、前記圧縮機の停止後の冷媒量分布が前記圧縮機の運転中の冷媒分布に依存する場合である
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。 When the opening of the expansion valve is smaller than a predetermined value,
Driving force for the coolant transfer is smaller than during the operation of the compressor, according to claim 1 refrigerant quantity distribution after stop of the compressor is depend on the refrigerant distribution in the operation of the compressor Refrigeration cycle equipment.
一定値に固定する
請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。 The opening of the expansion valve after the compressor is stopped,
The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the refrigeration cycle apparatus is fixed to a constant value.
１分以上３０分以内の範囲内の時間で設定される
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 The predetermined time is
The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the refrigeration cycle apparatus is set for a time within a range of 1 minute to 30 minutes.
請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein a pressure difference between the high pressure and the low pressure of the refrigerant circuit before the compressor is stopped is 1 MPa or more.
前記液溜め容器の表面温度を計測することで、前記液溜め容器内の液冷媒量を検知する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 The liquid level detection sensor comprises a temperature sensor,
The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 5 , wherein an amount of liquid refrigerant in the liquid storage container is detected by measuring a surface temperature of the liquid storage container.
前記液溜め容器の液冷媒量を検知し、この液冷媒量を基に前記冷媒回路を循環している冷媒の運転状態量を測定する計測部と、
前記計測部からの情報に基づいて前記液溜め容器の余剰液冷媒量を算出する余剰液冷媒量算出部と、
前記膨張弁の開度が所定値よりも小さい場合に、前記圧縮機の停止前の前記液溜め容器以外の各要素機器の冷媒量と、前記圧縮機が停止してから所定時間経過した時の前記余剰液冷媒量算出部の算出結果と、から前記冷媒回路全体の冷媒量を算出し、これを所定の基準値と比較することで前記冷媒回路からの冷媒漏洩の有無を判定する判定部と、を備えた
冷媒漏洩検知装置。 A refrigerant leakage detection device that detects refrigerant leakage from a refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator, and a liquid storage container are pipe-connected,
A measurement unit that detects the amount of liquid refrigerant in the liquid storage container and measures an operation state amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit based on the amount of liquid refrigerant;
An excess liquid refrigerant amount calculating unit that calculates an amount of excess liquid refrigerant in the liquid storage container based on information from the measurement unit;
When the opening degree of the expansion valve is smaller than a predetermined value, the refrigerant amount of each element device other than the liquid reservoir container before the compressor stops, and when a predetermined time has elapsed since the compressor stopped A determination unit that calculates the refrigerant amount of the entire refrigerant circuit from the calculation result of the surplus liquid refrigerant amount calculation unit, and determines the presence or absence of refrigerant leakage from the refrigerant circuit by comparing this with a predetermined reference value; A refrigerant leakage detection device comprising:
請求項７に記載の冷媒漏洩検知装置。 The refrigerant leakage detection device according to claim 7 , further comprising an output unit that outputs a determination result in the determination unit.
前記液溜め容器の液冷媒量を検知し、
この液冷媒量を基に前記冷媒回路を循環している冷媒の運転状態量を測定し、
この測定した結果から前記液溜め容器の余剰液冷媒量を算出し、
前記膨張弁の開度が所定値よりも小さい場合に、前記圧縮機の停止前の前記液溜め容器以外の各要素機器の冷媒量と、前記圧縮機が停止してから所定時間経過した時の前記余剰液冷媒量と、から前記冷媒回路全体の冷媒量を算出し、これと所定の基準値とを比較し、
前記算出結果が前記基準値よりも少ないときに前記冷媒回路から冷媒が漏洩していると判定する
冷媒漏洩検知方法。 A refrigerant leakage detection method for detecting refrigerant leakage from a refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator, and a liquid storage container are pipe-connected,
Detecting the amount of liquid refrigerant in the liquid reservoir,
Based on this liquid refrigerant amount, measure the operating state quantity of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit,
From this measurement result, the amount of excess liquid refrigerant in the liquid reservoir is calculated,
When the opening degree of the expansion valve is smaller than a predetermined value, the refrigerant amount of each element device other than the liquid reservoir container before the compressor stops, and when a predetermined time has elapsed since the compressor stopped Calculate the refrigerant amount of the entire refrigerant circuit from the excess liquid refrigerant amount, and compare this with a predetermined reference value,
A refrigerant leakage detection method that determines that refrigerant is leaking from the refrigerant circuit when the calculation result is smaller than the reference value.
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