JP2023092357A - 熱源ユニット及び冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷媒回路に充填された冷媒量の適否及び冷媒漏れの有無の精度が十分でない。
【解決手段】熱源ユニット(2)は、利用ユニット(5)と接続されることにより、冷凍サイクルを行う冷媒回路を構成する熱源ユニットである。熱源ユニット(2)は、圧縮機(21)と、第1熱交換器(24)と、過冷却熱交換器(29)と、第1温度センサ(46)と、を備える。圧縮機(21)は、冷媒を圧縮する。第1熱交換器(24)は、冷媒の凝縮器として用いられる。過冷却熱交換器(29)は、第1熱交換器(24)を凝縮器として用いる運転時に、第1熱交換器(24)から出た冷媒を冷やす。第1温度センサ(46)は、過冷却熱交換器(29)の入口と出口との間に配置され、冷媒の温度を測定する。第1温度センサ(46)で測定された温度を用いて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
【選択図】図1
【解決手段】熱源ユニット(2)は、利用ユニット(5)と接続されることにより、冷凍サイクルを行う冷媒回路を構成する熱源ユニットである。熱源ユニット(2)は、圧縮機(21)と、第1熱交換器(24)と、過冷却熱交換器(29)と、第1温度センサ(46)と、を備える。圧縮機(21)は、冷媒を圧縮する。第1熱交換器(24)は、冷媒の凝縮器として用いられる。過冷却熱交換器(29)は、第1熱交換器(24)を凝縮器として用いる運転時に、第1熱交換器(24)から出た冷媒を冷やす。第1温度センサ(46)は、過冷却熱交換器(29)の入口と出口との間に配置され、冷媒の温度を測定する。第1温度センサ(46)で測定された温度を用いて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
【選択図】図1
Description
熱源ユニット及び冷凍装置に関する。
特許文献1(特開2012-132639号公報)には、圧縮機、熱源側熱交換器及び過冷却熱交換器を有する熱源側ユニットと、負荷側膨張手段及び負荷側熱交換器を有する負荷側ユニットと、を備える冷凍装置が開示されている。特許文献1の冷凍装置は、過冷却熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を、過冷却熱交換器の最大温度差で除算した値である、過冷却熱交換器の温度効率に基づき、冷媒回路に充填された冷媒量の適否及び冷媒漏れの有無の少なくとも一方を判定する冷媒量判定手段をさらに備える。
しかしながら、上記特許文献1の冷凍装置では、過冷却熱交換器の出口の温度センサ値を用いて過冷却度を求めているため、冷媒回路に充填された冷媒が少量不足している場合、冷媒が徐々に漏洩する場合などでは、冷媒回路に充填された冷媒量の適否及び冷媒漏れの有無の精度が十分でない。
第1観点に係る熱源ユニットは、利用ユニットと接続されることにより、冷凍サイクルを行う冷媒回路を構成する熱源ユニットである。熱源ユニットは、圧縮機と、第1熱交換器と、過冷却熱交換器と、第1温度センサと、を備える。圧縮機は、冷媒を圧縮する。第1熱交換器は、冷媒の凝縮器として用いられる。過冷却熱交換器は、第1熱交換器を凝縮器として用いる運転時に、第1熱交換器から出た冷媒を冷やす。第1温度センサは、過冷却熱交換器の入口と出口との間に配置され、冷媒の温度を測定する。第1温度センサで測定された温度を用いて、冷媒回路内の冷媒量を検知する。
第1観点の熱源ユニットによれば、過冷却熱交換器の入口と出口との間に配置された第1温度センサで測定された冷媒の温度を用いて冷媒量を検知する。これにより、第1観点の熱源ユニットでの冷媒量の検知は、過冷却熱交換器の出口の温度センサ値に基づいて求めた過冷却度による冷媒量の検知よりも、精度を向上することができる。
第2観点に係る熱源ユニットは、第1観点の熱源ユニットであって、過冷却熱交換器は、複数の熱交換部と、接続配管と、を含む。接続配管は、熱交換部を接続する。第1温度センサは、接続配管に配置される。
第2観点の熱源ユニットでは、過冷却熱交換器は、複数の熱交換部のうちの少なくとも1つの熱交換部を出た冷媒の温度を検出することができる。このため、冷媒量の検知の精度をより向上することができる。
第3観点に係る熱源ユニットは、第1観点または第2観点の熱源ユニットであって、第2温度センサをさらに備える。第2温度センサは、過冷却熱交換器の出口における冷媒の温度を測定する。
第3観点の熱源ユニットでは、第2温度センサによって、過冷却熱交換器の出口の冷媒の温度をさらに測定することができる。このため、冷媒量を検知する精度をより向上できる。
第4観点に係る熱源ユニットは、第1観点から第3観点の熱源ユニットであって、第3温度センサをさらに備える。第3温度センサは、過冷却熱交換器の入口における冷媒の温度を測定する。
第4観点の熱源ユニットでは、第3温度センサによって、過冷却熱交換器の入口の冷媒の温度をさらに測定することができる。このため、冷媒量を検知する精度をより向上できる。
第5観点に係る熱源ユニットは、第1観点から第4観点の熱源ユニットであって、減圧弁をさらに備える。減圧弁は、過冷却熱交換器から出た冷媒を、過冷却熱交換器を入口から入る冷媒の冷却源とするために減圧する。減圧弁が開いた後に、冷媒回路内の冷媒量を検知する。
第5観点の熱源ユニットでは、冷却源の減圧冷媒を生成するための減圧弁が開いた後に冷媒量を検知する。これにより、過冷却熱交換器において冷媒を過冷却してから、冷媒量の検知を行う。このため、高い精度での冷媒量の検知を実現できる。
第6観点に係る熱源ユニットは、第1観点から第5観点の熱源ユニットであって、第1温度センサで測定された温度を用いて求められる過冷却度に基づいて、冷媒回路内の冷媒量を検知する。
第6観点の熱源ユニットでは、過冷却熱交換器の入口と出口との間に配置された、第1温度センサの位置での過冷却度に基づいて冷媒量を検知することができる。
第7観点に係る冷凍装置は、第1観点から第6観点の熱源ユニットと、利用ユニットと、を備える。利用ユニットは、熱源ユニットと接続され、第2熱交換器を含む。
第7観点の冷凍装置では、上記熱源ユニットを備えているので、冷媒量を検知する精度を向上できる。
本開示の一実施形態に係る冷凍装置について、図面を参照しながら説明する。
(1)冷凍装置
(1-1)全体構成
図1に示すように、冷凍装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、低温倉庫、輸送コンテナ、店舗のショーケース等の庫内の冷却を行う装置である。
(1-1)全体構成
図1に示すように、冷凍装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、低温倉庫、輸送コンテナ、店舗のショーケース等の庫内の冷却を行う装置である。
冷凍装置1は、主として、熱源ユニット2と、利用ユニット5と、連絡配管6、7と、制御部8と、を有している。連絡配管6、7は、熱源ユニット2と利用ユニット5とを接続する。制御部8は、熱源ユニット2及び利用ユニット5の構成機器を制御する。そして、冷凍装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、熱源ユニット2と、利用ユニット5と、連絡配管6、7とが接続されることによって構成されている。
また、冷凍装置1は、冷媒回路10内の冷媒量を検知することが可能に構成されている。
(1-2)機器の詳細構成
(1-2-1)熱源ユニット
熱源ユニット2は、屋外に設置されている。熱源ユニット2は、上記のように、連絡配管6、7を介して利用ユニット5に接続されており、冷凍サイクルを行う冷媒回路10の一部を構成している。
(1-2-1)熱源ユニット
熱源ユニット2は、屋外に設置されている。熱源ユニット2は、上記のように、連絡配管6、7を介して利用ユニット5に接続されており、冷凍サイクルを行う冷媒回路10の一部を構成している。
次に、熱源ユニット2の構成について説明する。熱源ユニット2は、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、アキュムレータ23と、第1熱交換器24と、第1ファン25と、レシーバ26と、分岐配管27と、減圧弁28と、過冷却熱交換器29と、第1膨張弁30と、を有している。
圧縮機21は、低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。圧縮機21として、例えば、インバータにより回転数が制御されるモータよって駆動される容積式圧縮機を用いることができる。
圧縮機21は、吸入側に吸入管21aが接続されており、吐出側に吐出管21bが接続されている。吸入管21aは、圧縮機21の吸入側と四路切換弁22とを接続する冷媒管である。吐出管21bは、圧縮機21の吐出側と四路切換弁22とを接続する冷媒管である。
吸入管21aには、アキュムレータ23が接続されている。アキュムレータ23は、流入した冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを圧縮機21の吸入側へ流す。
四路切換弁22は、冷媒の流路を切り換えるための弁である。四路切換弁22は、冷却運転時には、圧縮機21の吐出管21bと、第1熱交換器24のガス側のガス冷媒管24aとを接続する(図1の四路切換弁22の実線を参照)。これにより、第1熱交換器24が圧縮機21によって圧縮された冷媒の凝縮器として機能し、かつ、第2熱交換器52が第1熱交換器24において凝縮された冷媒の蒸発器として機能する。また、四路切換弁22は、加熱運転時には、圧縮機21の吐出管21bとガス側の連絡配管7とを接続するとともに、圧縮機21の吸入管21aと、第1熱交換器24のガス側のガス冷媒管24aとを接続する(図1の四路切換弁22の点線を参照)。これにより、第2熱交換器52が圧縮機21によって圧縮された冷媒の凝縮器として機能し、かつ、第1熱交換器24が第2熱交換器52において凝縮された冷媒の蒸発器として機能する。
第1熱交換器24は、空気と冷媒とを熱交換するための機器である。第1熱交換器24は、冷却運転時には冷媒の凝縮器として機能し、加熱運転時には冷媒の蒸発器として機能する。第1熱交換器24として、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器を用いることができる。ただし、第1熱交換器24は、これに限定されず、他の型式の熱交換器であっても良い。
第1熱交換器24のガス側にガス冷媒管24aが接続されており、液側に液冷媒管24bが接続されている。ガス冷媒管24aは、四路切換弁22と、第1熱交換器24のガス側端とを接続する冷媒管である。液冷媒管24bは、第1熱交換器24の液側端と液側の連絡配管6とを接続する冷媒管である。なお、液冷媒管24bは、冷却運転時に冷媒が通る流路である。
第1ファン25は、熱源ユニット2内に室外空気を吸入して、第1熱交換器24において冷媒と熱交換させた後に、外部に排出する。第1ファン25として、例えば、DCファンモータ等からなるモータによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等を用いることができる。
レシーバ26は、冷媒回路10における余剰冷媒を貯留する冷媒容器である。レシーバ26は、運転状態の変化により蒸発器内や凝縮器内の冷媒量が変化したときに、液冷媒を貯留して冷媒回路10を循環する冷媒量を調整する。レシーバ26は、第1熱交換器24と過冷却熱交換器29との間に配置されている。
分岐配管27と、減圧弁28と、過冷却熱交換器29とは、過冷却回路を構成している。
分岐配管27は、過冷却熱交換器29の出口側の冷媒管と、吸入管21aと、を接続している。分岐配管27は、冷却運転時に過冷却熱交換器29を出た冷媒の一部を分岐して、圧縮機21に送る。図1では、分岐配管27は、アキュムレータ23の上流側に接続されている。このため、分岐配管27は、冷却運転時に過冷却熱交換器29を出た冷媒の一部を分岐して、圧縮機21の上流側のアキュムレータ23に送る。
減圧弁28は、分岐配管27に配置されている。詳細には、減圧弁28は、分岐配管27において、第1膨張弁30と過冷却熱交換器29との間に配置されている。減圧弁28は、過冷却熱交換器29から出た冷媒を、過冷却熱交換器29を入口から入る冷媒の冷却源とするために減圧する。ここでは、減圧弁28は、開度の調整ができる電動膨張弁である。
過冷却熱交換器29は、減圧弁28よりも下流側の分岐配管27を流れる冷媒と、第1熱交換器24の下流側の液冷媒管24bを流れる冷媒とを熱交換するための機器である。過冷却熱交換器29において、分岐配管27に入り、減圧弁28で減圧された冷媒は、第1熱交換器24を出た冷媒を冷却する。このように、過冷却熱交換器29は、第1熱交換器24を凝縮器として用いる冷却運転時に、第1熱交換器24から出た冷媒を冷やす。
過冷却熱交換器29は、複数の熱交換部29a、29bと、接続配管29cと、を含む。ここでは、過冷却熱交換器29は、複数の熱交換部29a、29bと、接続配管29cとからなる。熱交換部29a、29bとして、例えば、二重管式の熱交換器を用いることができる。
本実施形態の熱交換部29a、29bは、2つである。熱交換部29a、29bは、減圧弁28よりも下流側の分岐配管27を流れる冷媒と熱交換を行う部分である。熱交換部29a、29bの容量は、同じでもよく、異なっていてもよい。
複数の熱交換部29a、29bは、互いに離れて配置されている。接続配管29cは、複数の熱交換部29a、29bを接続する。
第1膨張弁30は、冷却運転時に、過冷却熱交換器29の下流側に配置される。第1膨張弁30は、開度の調整ができる。ここでは、第1膨張弁30は、電動膨張弁である。
また、熱源ユニット2には、閉鎖弁31、32が設けられている。第1閉鎖弁31は、熱源ユニット2と連絡配管6との接続部に設けられている。第2閉鎖弁32は、熱源ユニット2と連絡配管7との接続部に設けられている。第1閉鎖弁31及び第2閉鎖弁32は、手動で開閉される弁である。ここでは、第1閉鎖弁31には液冷媒が流れ、第2閉鎖弁32にはガス冷媒が流れる。
また、熱源ユニット2には、複数の逆止弁33~39が設けられている。具体的には、第1逆止弁33は、第1熱交換器24の冷媒流れ下流側において、レシーバ26の冷媒流れ上流側に配置されている。また、第1逆止弁33は、液冷媒管24bに設けられている。第1逆止弁33は、第1熱交換器24側からの冷媒の流れを許容し、レシーバ26側からの冷媒の流れを遮断する。
第2逆止弁34は、第1膨張弁30と第1閉鎖弁31との間に配置されている。第2逆止弁34は、第1膨張弁30側からの冷媒の流れを許容し、第1閉鎖弁31側からの冷媒の流れを遮断する。
第3逆止弁35は、第1閉鎖弁31と第4逆止弁36との間に配置される。第3逆止弁35は、第1閉鎖弁31側からの冷媒の流れを許容し、第4逆止弁36側からの冷媒の流れを遮断する。
第4逆止弁36は、第3逆止弁35と第1熱交換器24との間に配置される。第4逆止弁36は、第3逆止弁35側からの流れを許容し、第1熱交換器24側からの冷媒の流れを遮断する。
第5逆止弁37は、四路切換弁22とアキュムレータ23との間に配置されている。第5逆止弁37は、四路切換弁22側からの冷媒の流れを許容し、アキュムレータ23側からの冷媒の流れを遮断する。
第6逆止弁38は、圧縮機21と四路切換弁22との間に配置されている。第6逆止弁38は、圧縮機21側からの冷媒の流れを許容し、四路切換弁22側からの冷媒の流れを遮断する。
第7逆止弁39は、第1膨張弁30と第1熱交換器24との間に配置される。第7逆止弁39は、第1膨張弁30側からの冷媒の流れを許容し、第1熱交換器24側からの冷媒の流れを遮断する。
また、熱源ユニット2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、図1及び図2に示すように、熱源ユニット2には、吸入圧力センサ41、吐出圧力センサ42、吸入温度センサ43、吐出温度センサ44、室外温度センサ45、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48が設けられている。
吸入圧力センサ41は、圧縮機21の吸入圧力を検出する。吐出圧力センサ42は、圧縮機21の吐出圧力を検出する。吸入温度センサ43は、圧縮機21の吸入温度を検出する。吐出温度センサ44は、圧縮機21の吐出温度を検出する。室外温度センサ45は、熱源ユニット2内に流入する室外空気の温度を検出する。
第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48は、液冷媒管24bにおいて、過冷却熱交換器29の入口から出口の冷媒の温度を把握するために設けられている。
第1温度センサ46は、過冷却熱交換器29の入口と出口との間における冷媒の温度を測定する。第1温度センサ46は、過冷却熱交換器29の入口と出口との間に配置される。本実施形態の第1温度センサ46は、複数の熱交換部29a、29bを接続する接続配管29cに設けられている。図1では、2つの熱交換部29a、29bは同じ容量なので、第1温度センサ46は、過冷却熱交換器29の中央部に位置する。第1温度センサ46として、例えばサーミスタが用いられる。
第2温度センサ47は、過冷却熱交換器29の出口における冷媒の温度を測定する。第2温度センサ47は、過冷却熱交換器29の出口と液側の連絡配管6との間に配置される。本実施形態の第2温度センサ47は、過冷却熱交換器29と第1膨張弁30との間の液冷媒管24bに設けられている。第2温度センサ47として、例えばサーミスタが用いられる。
第3温度センサ48は、過冷却熱交換器29の入口における冷媒の温度を測定する。第3温度センサ48は、第1熱交換器24の出口と、過冷却熱交換器29の入口との間に配置される。本実施形態の第3温度センサ48は、レシーバ26と過冷却熱交換器29との間の液冷媒管24bに設けられている。第3温度センサ48として、例えばサーミスタが用いられる。
第1温度センサ46で測定された温度を用いて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。詳細には、第1温度センサ46で測定された温度を用いて求められる過冷却度に基づいて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
本実施形態では、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48で測定された温度を用いて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。詳細には、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48で測定された温度を用いて求められる各過冷却度に基づいて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。より詳細には、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48で測定された冷媒の温度を用いて、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置での過冷却度を求め、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置での過冷却度の変化に基づいて、冷媒量の不足度合いを検出する。また、減圧弁28が開いた後に、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
(1-2-2)利用ユニット
利用ユニット5は、庫内を冷却する庫内ユニットである。利用ユニット5は、連絡配管6、7を介して熱源ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成する。
利用ユニット5は、庫内を冷却する庫内ユニットである。利用ユニット5は、連絡配管6、7を介して熱源ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成する。
利用ユニット5は、主として、第2膨張弁51と、第2熱交換器52と、第2ファン53と、を有している。
第2膨張弁51は、第2熱交換器52の液側に接続された電動膨張弁等であり、第2熱交換器52を流れる冷媒の流量の調整等を行う。また、第2膨張弁51は、冷媒の通過を遮断することも可能である。
第2熱交換器52は、庫内の空気と冷媒とを熱交換するための機器である。第2熱交換器52は、冷却運転時には冷媒の蒸発器として機能し、庫内の空気を冷却する。また、第2熱交換器52は、加熱運転時には冷媒の凝縮器として機能し、庫内の空気を加熱する。第2熱交換器52として、例えば、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を用いることができる。ただし、第2熱交換器52は、これに限定されず、他の型式の熱交換器であっても良い。
第2ファン53は、利用ユニット5内に空気を吸入するとともに、第2熱交換器52で冷媒と熱交換された空気を庫内に供給する。第2ファン53として、例えば、DCファンモータ等からなるモータによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等を用いることができる。
また、利用ユニット5には、各種のセンサが設けられている。具体的には、利用ユニット5には、庫内温度センサ54、図2に示す第2熱交換器入口温度センサ55及び第2熱交換器出口温度センサ56が設けられている。庫内温度センサ54は、利用ユニット5に流入する空気の温度(庫内温度)を検出する。第2熱交換器入口温度センサ55は、第2熱交換器52の入口(冷却運転時には液側)の冷媒の温度を検出する。第2熱交換器出口温度センサ56は、第2熱交換器52の出口(冷却運転時にはガス側)の冷媒の温度を検出する。
(1-2-3)連絡配管
連絡配管6、7は、冷凍装置1を設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。連絡配管6、7は、熱源ユニット2と利用ユニット5との組み合わせや設置場所等の条件に応じて長さや管径が異なるものである。このため、例えば、新規に空気調和装置を設置する場合には、連絡配管6、7の長さや管径等の条件に応じた適正な量の冷媒を充填する必要がある。ここでは、連絡配管6には液冷媒が流れ、連絡配管7にはガス冷媒が流れる。
連絡配管6、7は、冷凍装置1を設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。連絡配管6、7は、熱源ユニット2と利用ユニット5との組み合わせや設置場所等の条件に応じて長さや管径が異なるものである。このため、例えば、新規に空気調和装置を設置する場合には、連絡配管6、7の長さや管径等の条件に応じた適正な量の冷媒を充填する必要がある。ここでは、連絡配管6には液冷媒が流れ、連絡配管7にはガス冷媒が流れる。
(1-3)制御の詳細構成
図2に示すように、冷凍装置1は、構成機器の運転制御を行うために、第1制御部81と第2制御部82とリモコン60とが伝送線や通信線を介して接続された制御部8を備えている。第1制御部81は、熱源ユニット2に設けられている。第2制御部82は、利用ユニット5に設けられている。なお、ここでは、第1制御部81、第2制御部82及びリモコン60が伝送線や通信線を介して有線接続されているが、無線接続されていてもよい。
図2に示すように、冷凍装置1は、構成機器の運転制御を行うために、第1制御部81と第2制御部82とリモコン60とが伝送線や通信線を介して接続された制御部8を備えている。第1制御部81は、熱源ユニット2に設けられている。第2制御部82は、利用ユニット5に設けられている。なお、ここでは、第1制御部81、第2制御部82及びリモコン60が伝送線や通信線を介して有線接続されているが、無線接続されていてもよい。
冷凍装置1の第1制御部81、第2制御部82及びリモコン60の制御装置は、各種演算及び処理を行い、例えば、CPUなどの演算処理装置により実現される。
(1-3-1)第1制御部
第1制御部81は、熱源ユニット2を構成する各部の動作を制御する。第1制御部81は、主として、第1CPU81aと、第1伝送部81bと、第1記憶部81cと、を有している。第1制御部81は、吸入圧力センサ41、吸入温度センサ43、吐出圧力センサ42、吐出温度センサ44、室外温度センサ45、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の検出信号を受けることができるように構成されている。
第1制御部81は、熱源ユニット2を構成する各部の動作を制御する。第1制御部81は、主として、第1CPU81aと、第1伝送部81bと、第1記憶部81cと、を有している。第1制御部81は、吸入圧力センサ41、吸入温度センサ43、吐出圧力センサ42、吐出温度センサ44、室外温度センサ45、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の検出信号を受けることができるように構成されている。
第1CPU81aは、第1伝送部81b及び第1記憶部81cに接続されている。第1伝送部81bは、第2制御部82との間で制御データ等の伝送を行う。第1記憶部81cは、制御データ等を記憶する。そして、第1CPU81aは、第1伝送部81b及び第1記憶部81cを介して、制御データ等の伝送及び読み書きを行いつつ、熱源ユニット2に設けられた構成機器としての圧縮機21、四路切換弁22、第1ファン25、減圧弁28、第1膨張弁30等の運転制御を行う。
(1-3-2)第2制御部
第2制御部82は、利用ユニット5を構成する各部の動作を制御する。第2制御部82は、主として、第2CPU82aと、第2伝送部82bと、第2記憶部82cと、第2通信部82dと、を有している。第2制御部82は、庫内温度センサ54、第2熱交換器入口温度センサ55及び第2熱交換器出口温度センサ56の検出信号を受けることができるように構成されている。
第2制御部82は、利用ユニット5を構成する各部の動作を制御する。第2制御部82は、主として、第2CPU82aと、第2伝送部82bと、第2記憶部82cと、第2通信部82dと、を有している。第2制御部82は、庫内温度センサ54、第2熱交換器入口温度センサ55及び第2熱交換器出口温度センサ56の検出信号を受けることができるように構成されている。
第2CPU82aは、第2伝送部82b、第2記憶部82c及び第2通信部82dに接続されている。第2伝送部82bは、第1制御部81との間で制御データ等の伝送を行う。第2記憶部82cは、制御データ等を記憶する。第2通信部82dは、リモコン60との間で制御データ等の送受信を行う。そして、第2CPU82aは、第2伝送部82b、第2記憶部82c及び第2通信部82dを介して、制御データ等の伝送、読み書き及び送受信を行いつつ、利用ユニット5に設けられた構成機器としての第2ファン53、第2膨張弁51等の運転制御を行う。
(1-3-3)リモコン
リモコン60は、ユーザーが各種設定を入力するものである。リモコン60は、主として、リモコンCPU61と、リモコン記憶部62と、リモコン通信部63と、リモコン操作部64と、リモコン表示部65と、を有している。
リモコン60は、ユーザーが各種設定を入力するものである。リモコン60は、主として、リモコンCPU61と、リモコン記憶部62と、リモコン通信部63と、リモコン操作部64と、リモコン表示部65と、を有している。
リモコンCPU61は、リモコン記憶部62、リモコン通信部63、リモコン操作部64及びリモコン表示部65に接続されている。リモコン記憶部62は、制御データ等を記憶する。リモコン通信部63は、第2通信部82dとの間で制御データ等の送受信を行う。リモコン操作部64は、ユーザーからの制御指令等の入力を受け付ける。リモコン表示部65は、運転表示等を行う。そして、リモコンCPU61は、リモコン操作部64を介して運転指令や制御指令等の入力を受け付けて、リモコン記憶部62に制御データ等の読み書きを行い、リモコン表示部65に運転状態や制御状態の表示等を行いつつ、リモコン通信部63を介して、第2制御部82に制御指令等を行う。
このように、冷凍装置1は、構成機器の運転制御を行う制御部8を備えている。そして、制御部8は、吸入圧力センサ41、吸入温度センサ43、吐出圧力センサ42、吐出温度センサ44、室外温度センサ45、第1温度センサ46、第2温度センサ47、第3温度センサ48、庫内温度センサ54、第2熱交換器入口温度センサ55及び第2熱交換器出口温度センサ56の検出信号等に基づいて構成機器としての圧縮機21、四路切換弁22、第1ファン25、減圧弁28、第1膨張弁30、第2ファン53、第2膨張弁51等の制御を行い、冷却運転、加熱運転及び各種制御を行うことができるように構成されている。
(1-3-4)第1制御部による制御
第1制御部81は、通常運転時に、利用ユニット5からの熱負荷に応じて、各種機器及び弁21、22、25、28、30を制御する。
第1制御部81は、通常運転時に、利用ユニット5からの熱負荷に応じて、各種機器及び弁21、22、25、28、30を制御する。
また、第1制御部81は、冷却運転時に、冷媒回路10内の冷媒量を検知するように制御する。具体的には、第1制御部81は、第1温度センサ46で測定された温度を用いて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。本実施形態では、第1制御部81は、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48で測定された温度を用いて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
詳細には、第1制御部81は、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48で測定された冷媒の温度を用いて、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置での過冷却度を求める。そして、第1制御部81は、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置での過冷却度の変化に基づいて、冷媒量の不足度合いを検出する。
第1制御部81は、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置での過冷却度として、吐出圧力センサ42で検出される冷媒の圧力を飽和温度に換算し、この飽和温度を第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48で測定された冷媒の温度から差し引いた温度差を求める。
また、第1制御部81は、減圧弁28が開いた後に、冷媒回路10内の冷媒量を検知するように制御する。換言すると、冷媒量を検知する運転の最初に、冷媒量検知における減圧弁28の開度を確認する。
(2)冷凍装置の動作
次に、図1~図5を参照して、本実施形態の冷凍装置1の動作について説明する。下記の冷凍装置1の動作は、冷凍装置1の機器構成を制御する第1制御部81及び第2制御部82を有する制御部8によって行われる。
次に、図1~図5を参照して、本実施形態の冷凍装置1の動作について説明する。下記の冷凍装置1の動作は、冷凍装置1の機器構成を制御する第1制御部81及び第2制御部82を有する制御部8によって行われる。
(2-1)加熱運転
加熱運転の動作について、図3を参照して説明する。加熱運転は、庫内の加熱を行う運転である。加熱運転では、冷凍サイクルの高圧の値(吐出圧力センサ42の検出値)が一定値になるように圧縮機21の運転周波数が制御され、第2熱交換器52の出口の冷媒の過冷却度が所定の目標値になるように、第2膨張弁51の開度が調節される。
加熱運転の動作について、図3を参照して説明する。加熱運転は、庫内の加熱を行う運転である。加熱運転では、冷凍サイクルの高圧の値(吐出圧力センサ42の検出値)が一定値になるように圧縮機21の運転周波数が制御され、第2熱交換器52の出口の冷媒の過冷却度が所定の目標値になるように、第2膨張弁51の開度が調節される。
加熱運転は、リモコン操作部64を介して加熱運転の指令を受け付けた制御部8が、熱源ユニット2及び利用ユニット5の構成機器としての圧縮機21、四路切換弁22、第1ファン25、減圧弁28、第1膨張弁30、第2膨張弁51、第2ファン53等を運転制御することによって行われる。
加熱運転時は、四路切換弁22によって、圧縮機21の吐出側が連絡配管7を介して第2熱交換器52のガス側に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側が第1熱交換器24のガス側に接続される。また、加熱運転時には、第1熱交換器24は、蒸発器として用いられる。
加熱運転では、低圧のガス冷媒が、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、逆止弁38及び四路切換弁22を経由して、熱源ユニット2から流出する。
熱源ユニット2から流出した冷媒は、ガス側の連絡配管7を経由して、利用ユニット5に送られる。この冷媒は、第2熱交換器52において、第2ファン53によって供給される庫内の空気と熱交換を行って凝縮し、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、第2膨張弁51を通過する際に、第2膨張弁51の弁開度に応じて減圧される。第2膨張弁51を通過した冷媒は、利用ユニット5から流出する。
利用ユニット5から流出した冷媒は、液側の連絡配管6を経由して熱源ユニット2に送られる。熱源ユニット2に送られた冷媒は、閉鎖弁31、逆止弁35、レシーバ26、過冷却熱交換器29、第1膨張弁30、及び逆止弁39を経由して、第1熱交換器24に流入する。第1熱交換器24に流入した冷媒は、第1ファン25によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、四路切換弁22を経由して、再び、圧縮機21に吸入される。
(2-2)冷却運転
冷却運転の動作について、図4を参照して説明する。冷却運転は、庫内の冷却を行う運転である。冷却運転では、冷凍サイクルの低圧の値(吸入圧力センサ41の検出値)が一定値になるように圧縮機21の運転周波数が制御され、第2熱交換器52の出口の冷媒の過熱度が所定の目標値になるように、第2膨張弁51の開度が調節される。
冷却運転の動作について、図4を参照して説明する。冷却運転は、庫内の冷却を行う運転である。冷却運転では、冷凍サイクルの低圧の値(吸入圧力センサ41の検出値)が一定値になるように圧縮機21の運転周波数が制御され、第2熱交換器52の出口の冷媒の過熱度が所定の目標値になるように、第2膨張弁51の開度が調節される。
冷却運転は、リモコン操作部64を介して冷却運転の指令を受け付けた制御部8が、熱源ユニット2及び利用ユニット5の構成機器としての圧縮機21、四路切換弁22、第1ファン25、減圧弁28、第1膨張弁30、第2膨張弁51、第2ファン53等を運転制御することによって行われる。
冷却運転時は、四路切換弁22によって、圧縮機21の吐出側が第1熱交換器24のガス側に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側がガス側の連絡配管7を介して第2熱交換器52のガス側に接続される。また、冷却運転時には、第1熱交換器24は、凝縮器として用いられる。
冷却運転では、低圧のガス冷媒が、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、逆止弁38及び四路切換弁22を経由して第1熱交換器24に送られる。高圧のガス冷媒は、第1熱交換器24において、第1ファン25によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、逆止弁33を経由してレシーバ26に送られ、レシーバ26内に一時的に溜められた後、過冷却熱交換器29に送られる。この液冷媒は、過冷却熱交換器29の熱交換部29a、接続配管29c及び熱交換部29bを通過し、複数の熱交換部29a、29bでさらに冷却される。この液冷媒は、第1膨張弁30、逆止弁34及び閉鎖弁31を経由して、熱源ユニット2から流出する。
熱源ユニット2から流出した冷媒は、液側の連絡配管6を経由して、利用ユニット5に送られる。利用ユニット5では、高圧の液冷媒が、第2膨張弁51によって減圧された後に、第2熱交換器52に送られる。この冷媒は、第2熱交換器52において、第2ファン53によって供給される庫内の空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、利用ユニット5から流出する。
利用ユニット5から流出した冷媒は、ガス側の連絡配管7を経由して熱源ユニット2に送られ、閉鎖弁32、四路切換弁22及び逆止弁37及びアキュムレータ23を経由して、再び、圧縮機21に吸入される。
ここで、本実施形態の過冷却回路の冷却運転時の役割について説明する。図4の点線の矢印に示すように、過冷却熱交換器29を出た冷媒の一部を分岐して、分岐配管27を通じて、圧縮機21に送る。詳細には、分岐された冷媒は、減圧弁28、熱交換部29b、熱交換部29a及び逆止弁37を経由して、アキュムレータ23に流入する。また、過冷却熱交換器29の熱交換部29b、29aにおいて、分岐配管27を流れて減圧弁28で減圧された冷媒によって、利用ユニット5へ流れる冷媒を冷却する。
(2-3)冷媒量検知運転
冷媒量検知運転の動作について、図2及び図4~図6を参照して説明する。冷媒量検知運転は、上記冷却運転中に行われる。冷媒量検知運転は、冷媒回路10内の冷媒量が基準量を満たすかどうかを検知する運転である。
冷媒量検知運転の動作について、図2及び図4~図6を参照して説明する。冷媒量検知運転は、上記冷却運転中に行われる。冷媒量検知運転は、冷媒回路10内の冷媒量が基準量を満たすかどうかを検知する運転である。
図5に示すように、まず、第1制御部81(詳細には第1CPU81a)は、冷媒量検知運転を行うことを受信すると、冷媒量検知制御を開始する(ステップS1)。
まず、第1制御部81は、過冷却熱交換器29の入口から入る冷媒の冷却源の減圧冷媒を生成するための減圧弁28が開いたか否かを判定する(ステップS2)。本実施形態では、減圧弁28の開度が最低開度以上であるか否かを判定する。なお、最低開度とは、減圧弁28の開き始めの開度、または、減圧弁28が確実に開いている開度である。最低開度は、試運転時に、予め検出しておく。
ステップS2において、減圧弁28が開いていない場合には、冷媒量検知制御を終了する(ステップS11)。一方、ステップS2において、減圧弁28が最低開度以上である場合には、過冷却熱交換器29の入口から入る冷媒が冷却されているため、冷媒量の検知を行う(ステップS3)。
ステップS3では、第1温度センサ46で測定された温度TL1を用いて求められる過冷却度SC1に基づいて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。本実施形態のステップS3では、第1温度センサ46で測定された温度TL1を用いて求められる過冷却度SC1、第2温度センサ47で測定された温度TL2を用いて求められる過冷却度SC2、及び第3温度センサ48で測定された温度TL3を用いて求められる過冷却度SC3を求める。
具体的には、第1制御部81は、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置における冷媒の凝縮温度と、各位置で測定された温度TL1、TL2、TL3との温度差である、過冷却度SC1、SC2、SC3を用いる。
より具体的には、第1制御部81は、吐出圧力センサ42で検出された圧縮機21の吐出圧力HPと、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48で測定された温度TL1、TL2、TL3と、を取得する。そして、取得した吐出圧力HPを飽和温度f(HP)に換算する。さらに、過冷却度SC1として、飽和温度f(HP)から、第1温度センサ46で測定された温度TL1を差し引いた温度差である過冷却度f(HP)-TL1を算出する。同様に、過冷却度SC2として、飽和温度f(HP)から、第2温度センサ47で測定された温度TL2を差し引いた温度差である過冷却度f(HP)-TL2を算出する。同様に、過冷却度SC3として、飽和温度f(HP)から、第3温度センサ48で測定された温度TL3を差し引いた温度差である過冷却度f(HP)-TL3を算出する。
そして、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置における過冷却度SC1、SC2、SC3に基づいて、冷媒回路10内の冷媒量の不足度合いを検知する(ステップS4~S10)。本実施形態では、第1制御部81の第1記憶部81cは、図6に示すデータを記憶している。このデータは、例えば、試運転時に作成しておく。第1CPU81aは、第1記憶部81cからこのデータを読み出す。
ここで、図6について説明する。図6において、横軸は、各温度センサの位置を示し、縦軸は、過冷却度を示す。縦軸の値は、大幅不足を0とし、下方に向けて大きくなる。図6において、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置において、冷媒回路10内に冷媒が正しく充填されたときの過冷却度を、「正規量」としている。第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置において、冷媒回路10内に冷媒が少し不足しているときの過冷却度を、「少し不足」としている。第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置において、冷媒回路10内に冷媒が中程度不足しているときの過冷却度を、「中程度不足」としている。第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置において、冷媒回路10内に冷媒が大幅に不足しているときの過冷却度を、「大幅不足」としている。
冷媒回路10内に冷媒が正しく充填されている場合には、過冷却熱交換器29において、熱交換部29aの入口から過冷却がつき始め、熱交換部29bの出口では相当量の過冷却度になる。
冷媒量が少し不足する場合には、過冷却熱交換器29において、入口側の熱交換部29aの途中から過冷却がつき始め、熱交換部29bの出口の過冷却度SC2は、正規量の過冷却度よりも少し小さい。
冷媒量が大幅に不足する場合には、過冷却熱交換器29において、過冷却がつかず、熱交換部29bの出口の過冷却度SC2は、ほとんどとれない。
冷媒量が中程度不足する場合には、過冷却熱交換器29において、出口側の熱交換部29bの途中から過冷却がつき始め、熱交換部29bの出口の過冷却度SC2は、少し不足している場合の過冷却度と、大幅に不足している場合の過冷却度との間の値となる。
具体的には、図5に示すように、算出された過冷却度SC1、SC2、SC3が、冷媒回路10内に冷媒が正しく充填されたときの過冷却度を満たすか否かを判定する(ステップS4)。このステップS4では、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置における過冷却度SC1、SC2、SC3が、図6に示す正規量の挙動と同程度であれば、冷媒回路10内の冷媒量は正常であると判定する(ステップS5)。冷媒量が正常であると判定されると、冷媒量検知制御は終了される(ステップS11)。
一方、ステップS4において、各第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置における過冷却度SC1、SC2、SC3が、図6に示す「正規量」の挙動と異なる場合には、正規量より大幅に不足しているか否かを判定する(ステップS6)。このステップS6では、各第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置における過冷却度SC1、SC2、SC3が、図6に示す「大幅不足」の挙動と同程度であれば、冷媒回路10内の冷媒量が大きく不足していると判定する(ステップS7)。冷媒量が大きな異常であると判定されると、冷媒量検知制御は終了される(ステップS11)。
一方、ステップS6において、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置における過冷却度SC1、SC2、SC3が、図6に示す「大幅不足」の挙動と異なる場合には、正規量より少し不足しているか否かを判定する(ステップS8)。このステップS8では、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置における過冷却度SC1、SC2、SC3が、図6に示す「少し不足」の挙動と同程度であれば、冷媒回路10内の冷媒量が少し不足していると判定する(ステップS9)。なお、冷媒量が少し不足している場合とは、冷媒が徐々に漏洩している状態を含む。冷媒量が小さな異常であると判定されると、冷媒量検知制御は終了される(ステップS11)。
一方、ステップS8において、各第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置における過冷却度SC1、SC2、SC3が、図6に示す「少し不足」の挙動と異なっていれば、冷媒回路10内の冷媒量が中程度不足していると判定する(ステップS10)。このステップS10では、第1温度センサ46、第2温度センサ47及び第3温度センサ48の各位置における過冷却度SC1、SC2、SC3が、図6に示す「中程度不足」の挙動と同程度である。冷媒量が中程度の異常であると判定されると、冷媒量検知制御は終了される(ステップS11)。
なお、上記ステップS4、S6、S8、S10において、冷媒量を判定する値は任意に設定できるが、一例を挙げる。ステップS4における正規冷媒量は、例えば、SC1が10を超え、かつSC2が15を超える。ステップS6における大幅に不足する冷媒量は、例えば、SC3が1未満で、かつSC1が1未満で、SC2が1未満である。ステップS8における少し不足する冷媒量は、例えば、SC1が5を超え10未満であり、かつSC2が10を超え12未満である。ステップS10における中程度に不足する冷媒量は、例えば、SC1が5未満であり、SC2が5を超え10未満である。
ここでは、ステップS7、S9、S10において冷媒量が異常であると判定されると、冷媒回路10内の冷媒量が不足しているので、冷媒漏洩が生じていることを報知する。
このような冷媒量検知運転は、不定期に行ってもよいが、本実施形態では定期的に行う。定期的な運転として、例えば、冷媒量検知運転は1日1回行われる。
(3)特徴
(3-1)
以上説明したように、本実施形態に係る冷凍装置1及び熱源ユニット2は、圧縮機21と、第1熱交換器24と、過冷却熱交換器29と、第1温度センサ46と、を備える。圧縮機21は、冷媒を圧縮する。第1熱交換器24は、冷媒の凝縮器として用いられる。過冷却熱交換器29は、第1熱交換器24を凝縮器として用いる冷却運転時に、第1熱交換器24から出た冷媒を冷やす。第1温度センサ46は、過冷却熱交換器29の入口と出口との間に配置され、冷媒の温度を測定する。第1温度センサ46で測定された温度を用いて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
(3-1)
以上説明したように、本実施形態に係る冷凍装置1及び熱源ユニット2は、圧縮機21と、第1熱交換器24と、過冷却熱交換器29と、第1温度センサ46と、を備える。圧縮機21は、冷媒を圧縮する。第1熱交換器24は、冷媒の凝縮器として用いられる。過冷却熱交換器29は、第1熱交換器24を凝縮器として用いる冷却運転時に、第1熱交換器24から出た冷媒を冷やす。第1温度センサ46は、過冷却熱交換器29の入口と出口との間に配置され、冷媒の温度を測定する。第1温度センサ46で測定された温度を用いて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
ここでは、過冷却熱交換器29の入口と出口との間に配置された第1温度センサ46で測定された冷媒の温度を用いて冷媒量を検知する。これにより、過冷却熱交換器29の入口と出口との間の冷媒の温度を測定することができる。このため、本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、過冷却熱交換器29の出口の温度センサ値を用いて冷媒量を検知する場合に比べて、冷媒量の不足度合いが小さくても、その冷媒量の検知の精度を向上できる。また、本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、過冷却熱交換器29の入口の温度センサ値を用いて冷媒量を検知する場合に比べて、冷媒量の不足度合いが大きくても、その冷媒量の検知の精度を向上できる。さらに、本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、過冷却熱交換器29の入口及び出口の温度センサ値を用いて冷媒量を検知する場合に比べて、過冷却熱交換器29の途中で冷媒の状態が変化しても、その冷媒量の検知の精度を向上できる。したがって、本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、過冷却熱交換器29の出口の温度センサ値に基づいて求めた過冷却度による冷媒量の検知及び過冷却熱交換器29の入口の温度センサ値に基づいて求めた過冷却度による冷媒量の検知よりも、冷媒回路に充填された冷媒量の適否及び冷媒漏れの有無の精度を向上することができる。
また、本実施形態では、冷却運転において、蒸発器である第2熱交換器52の過熱度を適度に保ったまま冷媒量の検知ができるので、冷媒量の検知を行っても、冷却能力が下がることを抑制できる。
なお、本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第1温度センサ46で測定された温度を用いて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する、第1制御部81を備えている。
(3-2)
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2において、過冷却熱交換器29は、複数の熱交換部29a、29bと、接続配管29cと、を含む。接続配管29cは、熱交換部29a、29bを接続する。第1温度センサ46は、接続配管29cに配置される。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2において、過冷却熱交換器29は、複数の熱交換部29a、29bと、接続配管29cと、を含む。接続配管29cは、熱交換部29a、29bを接続する。第1温度センサ46は、接続配管29cに配置される。
ここでは、過冷却熱交換器29は、従来の過冷却熱交換器を分割して、複数の熱交換部29a、29bを有している。そして、分割された複数の熱交換部29a、29bを接続する接続配管29cに第1温度センサ46が配置されているので、複数の熱交換部29a、29bのうちの少なくとも1つの熱交換部29a、29bを出た冷媒の温度TL1を検出することができる。したがって、過冷却熱交換器29の入口及び出口以外の位置での温度を取得できるので、冷媒量の検知の精度をより向上することができる。
(3-3)
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第2温度センサ47をさらに備える。第2温度センサ47は、過冷却熱交換器29の出口における冷媒の温度TL2を測定する。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第2温度センサ47をさらに備える。第2温度センサ47は、過冷却熱交換器29の出口における冷媒の温度TL2を測定する。
ここでは、第2温度センサ47によって、過冷却熱交換器29の出口の冷媒の温度TL2をさらに測定することができる。換言すると、第1温度センサ46による過冷却熱交換器29の入口と出口との間の冷媒の温度TL1と、第2温度センサ47による過冷却熱交換器29の出口の冷媒の温度TL2と、を測定することができる。このため、過冷却熱交換器29の入口と出口との間の冷媒の温度TL1と、過冷却熱交換器29の出口の冷媒の温度TL2と、を用いて、冷媒量を検知することができる。したがって、冷媒量を検知する精度をより向上できる。
(3-4)
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第3温度センサ48をさらに備える。第3温度センサ48は、過冷却熱交換器29の入口における冷媒の温度TL3を測定する。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第3温度センサ48をさらに備える。第3温度センサ48は、過冷却熱交換器29の入口における冷媒の温度TL3を測定する。
ここでは、第3温度センサ48によって、過冷却熱交換器29の入口の冷媒の温度TL3をさらに測定することができる。換言すると、第1温度センサ46による過冷却熱交換器29の入口と出口との間の冷媒の温度TL1と、第3温度センサ48による過冷却熱交換器29の入口の冷媒の温度TL3と、を測定することができる。このため、過冷却熱交換器29の入口と出口との間の冷媒の温度TL1と、過冷却熱交換器29の入口の冷媒の温度TL3と、を用いて、冷媒量を検知することができる。したがって、冷媒量を検知する精度をより向上できる。
冷媒量を検知する精度のさらなる向上の観点から、冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第1温度センサ46と、第2温度センサ47と、第3温度センサ48と、を備えることが好ましい。この場合、第1温度センサ46による過冷却熱交換器29の入口と出口との間の冷媒の温度TL1と、第2温度センサ47による過冷却熱交換器29の出口の冷媒の温度TL2と、第3温度センサ48による過冷却熱交換器29の入口の冷媒の温度TL3と、を測定することができる。このため、過冷却熱交換器29の入口と出口との間の冷媒の温度TL1と、過冷却熱交換器29の出口の冷媒の温度TL2と、過冷却熱交換器29の入口の冷媒の温度TL3と、を用いて、冷媒量を検知することができる。したがって、冷媒回路10内の冷媒量の不足度合いを精度良く検出することができる。
(3-5)
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、減圧弁28をさらに備える。減圧弁28は、過冷却熱交換器29から出た冷媒を、過冷却熱交換器29の入口から入る冷媒の冷却源とするために減圧する。減圧弁28が開いた後に、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、減圧弁28をさらに備える。減圧弁28は、過冷却熱交換器29から出た冷媒を、過冷却熱交換器29の入口から入る冷媒の冷却源とするために減圧する。減圧弁28が開いた後に、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
ここでは、冷却源の減圧冷媒を生成するための減圧弁28が開いた後に冷媒量を検知する。これにより、過冷却熱交換器29において冷媒を過冷却してから、冷媒量の検知を行う。このため、過冷却熱交換器29で冷媒が過冷却された冷凍サイクル運転の状態で、冷媒量の検知を行うことができる。したがって、高い精度での冷媒量の検知を実現できる。
(3-6)
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第1温度センサ46で測定された温度TL1を用いて求められる過冷却度SC1に基づいて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
本実施形態の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第1温度センサ46で測定された温度TL1を用いて求められる過冷却度SC1に基づいて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する。
ここでは、過冷却熱交換器29の入口と出口との間に配置された、第1温度センサ46の位置での過冷却度SC1に基づいて冷媒量を検知することができる。
冷媒量を検知する精度のさらなる向上の観点から、冷凍装置1及び熱源ユニット2は、第1温度センサ46で測定された温度TL1を用いて求められる過冷却度SC1、第2温度センサ47で測定された温度TL2を用いて求められる過冷却度SC2、及び第3温度センサ48で測定された温度TL3を用いて求められる過冷却度SC3に基づいて、冷媒回路10内の冷媒量を検知することが好ましい。これにより、第1温度センサ46の位置での過冷却度SC1、第2温度センサ47の位置での過冷却度SC2及び第3温度センサ48の位置での過冷却度SC3に基づいて冷媒量を検知することができる。
(3-7)
本実施形態の冷凍装置1は、熱源ユニット2と、利用ユニット5と、を備える。利用ユニット5は、熱源ユニット2と接続され、第2熱交換器52を含む。
本実施形態の冷凍装置1は、熱源ユニット2と、利用ユニット5と、を備える。利用ユニット5は、熱源ユニット2と接続され、第2熱交換器52を含む。
ここでは、過冷却熱交換器29の入口と出口との間に配置された第1温度センサ46で測定された温度を用いて、冷媒回路10内の冷媒量を検知する、熱源ユニット2を備えている。このため、冷凍装置1は、冷媒量を検知する精度を向上できる。
(4)変形例
(4-1)変形例A
上記実施形態では、2つの熱交換部29a、29bを含む過冷却熱交換器29を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、過冷却熱交換器29は、3つ以上の熱交換部と、2つ以上の接続配管と、を含む。この場合、複数の接続配管の少なくとも1つに第1温度センサが配置されていればよいが、各熱交換部を接続する各接続配管に第1温度センサが設けられていることが好ましい。
(4-1)変形例A
上記実施形態では、2つの熱交換部29a、29bを含む過冷却熱交換器29を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、過冷却熱交換器29は、3つ以上の熱交換部と、2つ以上の接続配管と、を含む。この場合、複数の接続配管の少なくとも1つに第1温度センサが配置されていればよいが、各熱交換部を接続する各接続配管に第1温度センサが設けられていることが好ましい。
(4-2)変形例B
上記実施形態では、分離された熱交換部29a、29bを接続配管29cで接続する過冷却熱交換器29を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、複数の熱交換部29a、29bは一体であり、接続配管29cは省略されている。このような過冷却熱交換器として、例えば、二重管式の熱交換器を用いることができる。二重管式の熱交換器において、冷却される冷媒を外側に流し、減圧弁28で減圧された冷却源の冷媒を内側に流す。
上記実施形態では、分離された熱交換部29a、29bを接続配管29cで接続する過冷却熱交換器29を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、複数の熱交換部29a、29bは一体であり、接続配管29cは省略されている。このような過冷却熱交換器として、例えば、二重管式の熱交換器を用いることができる。二重管式の熱交換器において、冷却される冷媒を外側に流し、減圧弁28で減圧された冷却源の冷媒を内側に流す。
(4-3)変形例C
上記実施形態では、減圧弁28は、過冷却熱交換器29の出口側の冷媒管から分岐した分岐配管27に設けられている例を説明したが、これに限定されない。減圧弁28は、例えば、過冷却熱交換器29の上流側の冷媒管から分岐した分岐配管に設けられてもよく、過冷却熱交換器29の入口と出口との間から分岐した分岐配管に設けられてもよい。
上記実施形態では、減圧弁28は、過冷却熱交換器29の出口側の冷媒管から分岐した分岐配管27に設けられている例を説明したが、これに限定されない。減圧弁28は、例えば、過冷却熱交換器29の上流側の冷媒管から分岐した分岐配管に設けられてもよく、過冷却熱交換器29の入口と出口との間から分岐した分岐配管に設けられてもよい。
(4-4)変形例D
上記実施形態では、分岐配管27がアキュムレータ23の上流側に接続されている例を説明したが、これに限定されない。分岐配管27は、アキュムレータ23と圧縮機21との間の冷媒管に接続されてもよく、圧縮機21の圧縮行程の途中部分に接続されてもよい。
上記実施形態では、分岐配管27がアキュムレータ23の上流側に接続されている例を説明したが、これに限定されない。分岐配管27は、アキュムレータ23と圧縮機21との間の冷媒管に接続されてもよく、圧縮機21の圧縮行程の途中部分に接続されてもよい。
(4-5)変形例E
上記実施形態では、冷却運転中に冷媒回路10内の冷媒量を検知する運転(冷媒量検知運転)を行う動作を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本開示の冷媒量検知運転は、冷媒回路10内を循環する冷媒の状態を安定させる運転を行いつつ、冷媒回路10内の冷媒量が目標量に到達するまで冷媒回路10に冷媒を充填する冷媒充填運転に適用してもよい。
上記実施形態では、冷却運転中に冷媒回路10内の冷媒量を検知する運転(冷媒量検知運転)を行う動作を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本開示の冷媒量検知運転は、冷媒回路10内を循環する冷媒の状態を安定させる運転を行いつつ、冷媒回路10内の冷媒量が目標量に到達するまで冷媒回路10に冷媒を充填する冷媒充填運転に適用してもよい。
このように、本開示の冷凍装置1及び熱源ユニット2は、冷媒量検知運転として、冷媒回路10内の冷媒量が基準量を満たすか否かを検知する冷媒漏洩検知運転と、冷媒自動充填運転と、を行うことができる。
(4-6)変形例F
上記実施形態では、冷媒と冷媒との熱交換を行う過冷却熱交換器29を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本開示の過冷却熱交換器は、冷媒回路10を流れる冷媒と、空気との熱交換を行ってもよい。
上記実施形態では、冷媒と冷媒との熱交換を行う過冷却熱交換器29を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本開示の過冷却熱交換器は、冷媒回路10を流れる冷媒と、空気との熱交換を行ってもよい。
(4-7)変形例G
上記実施形態では、冷却運転中に冷媒量検知運転を行う動作を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、冷却運転と、冷媒量検知運転とを、切り替えて行う。
上記実施形態では、冷却運転中に冷媒量検知運転を行う動作を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、冷却運転と、冷媒量検知運転とを、切り替えて行う。
(4-8)変形例H
上記実施形態では、冷却運転及び加熱運転が可能な冷凍装置1を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、冷却運転専用の冷凍装置である。また、本変形例では、レシーバ26は省略される。
上記実施形態では、冷却運転及び加熱運転が可能な冷凍装置1を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、冷却運転専用の冷凍装置である。また、本変形例では、レシーバ26は省略される。
(4-9)変形例I
上記実施形態では、1つの利用ユニット5を備える冷凍装置1を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本開示の冷凍装置は、2つ以上の利用ユニットを備えてもよい。この場合、各利用ユニットの容量は、同じでもよく、異なっていてもよい。
上記実施形態では、1つの利用ユニット5を備える冷凍装置1を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本開示の冷凍装置は、2つ以上の利用ユニットを備えてもよい。この場合、各利用ユニットの容量は、同じでもよく、異なっていてもよい。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
1 :冷凍装置
2 :熱源ユニット
5 :利用ユニット
10 :冷媒回路
21 :圧縮機
24 :第1熱交換器
28 :減圧弁
29 :過冷却熱交換器
29a,29b:熱交換部
29c :接続配管
46 :第1温度センサ
47 :第2温度センサ
48 :第3温度センサ
52 :第2熱交換器
81 :第1制御部(制御部)
2 :熱源ユニット
5 :利用ユニット
10 :冷媒回路
21 :圧縮機
24 :第1熱交換器
28 :減圧弁
29 :過冷却熱交換器
29a,29b:熱交換部
29c :接続配管
46 :第1温度センサ
47 :第2温度センサ
48 :第3温度センサ
52 :第2熱交換器
81 :第1制御部(制御部)
Claims (7)
- 利用ユニット(5)と接続されることにより、冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)を構成する熱源ユニット(2)であって、
冷媒を圧縮する圧縮機(21)と、
前記冷媒の凝縮器として用いられる第1熱交換器(24)と、
前記第1熱交換器を凝縮器として用いる運転時に、前記第1熱交換器から出た前記冷媒を冷やす過冷却熱交換器(29)と、
前記過冷却熱交換器の入口と出口との間に配置され、前記冷媒の温度を測定する第1温度センサ(46)と、
を備え、
前記第1温度センサで測定された温度を用いて、前記冷媒回路内の冷媒量を検知する、
熱源ユニット。 - 前記過冷却熱交換器は、
複数の熱交換部(29a、29b)と、
前記熱交換部を接続する接続配管(29c)と、
を含み、
前記第1温度センサは、前記接続配管に配置される、
請求項1に記載の熱源ユニット。 - 前記過冷却熱交換器の出口における前記冷媒の温度を測定する、第2温度センサ(47)をさらに備える、請求項1または2に記載の熱源ユニット。
- 前記過冷却熱交換器の入口における前記冷媒の温度を測定する、第3温度センサ(48)をさらに備える、
請求項1~3のいずれか1項に記載の熱源ユニット。 - 前記過冷却熱交換器から出た冷媒を、前記過冷却熱交換器の入口から入る冷媒の冷却源とするために減圧する、減圧弁(28)さらに備え、
前記減圧弁が開いた後に、前記冷媒回路内の冷媒量を検知する、
請求項1~4のいずれか1項に記載の熱源ユニット。 - 前記第1温度センサで測定された温度を用いて求められる過冷却度に基づいて、前記冷媒回路内の冷媒量を検知する、
請求項1~5のいずれか1項に記載の熱源ユニット。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の熱源ユニットと、
前記熱源ユニットと接続され、第2熱交換器を含む利用ユニット(5)と、
を備える、
冷凍装置(1)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021207526A JP2023092357A (ja) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 熱源ユニット及び冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JP2023092357A true JP2023092357A (ja) | 2023-07-03 |
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ID=86995595
Family Applications (1)
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JP2021207526A Pending JP2023092357A (ja) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 熱源ユニット及び冷凍装置 |
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Country | Link |
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-
2021
- 2021-12-21 JP JP2021207526A patent/JP2023092357A/ja active Pending
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