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JP5693328B2 - 冷凍装置及び冷凍装置の冷媒漏れ検知方法 - Google Patents

冷凍装置及び冷凍装置の冷媒漏れ検知方法 Download PDF

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JP5693328B2 JP2011077144A JP2011077144A JP5693328B2 JP 5693328 B2 JP5693328 B2 JP 5693328B2 JP 2011077144 A JP2011077144 A JP 2011077144A JP 2011077144 A JP2011077144 A JP 2011077144A JP 5693328 B2 JP5693328 B2 JP 5693328B2
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Description

本発明は、冷凍装置及び冷凍装置の冷媒漏れ検知方法に関する。
スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの各種店舗においては、冷蔵食品や冷凍食品、生鮮食品などの商品陳列のため、ショーケースや冷蔵庫などの冷凍装置が用いられている。この冷凍装置は、通常、圧縮機や凝縮器、蒸発器などを備えており、冷媒による熱交換によって各種商品を冷却する。この冷媒が冷凍装置の冷媒回路から漏れだすと、冷媒不足により冷却能力が低下し、商品を目的の温度まで冷却することができなくなってしまう。
そこで、冷凍装置からの冷媒(ガス)漏れを検知する各種技術が提案されている。例えば、冷凍装置の受液器から流出する冷媒の流量や受液器の液位を検出して冷媒漏れを検知する技術が提案されている(例えば、特許文献1又は特許文献2参照)。また、空調機(空気調和機)では、機器各部の温度を検出して冷媒漏れを検知したり、所定時間内の温度変化から冷媒漏れの兆候を検知したりする技術が提案されている(例えば、特許文献3、特許文献4又は特許文献5参照)。また、複数台設置されているショーケースにおいて、配管の末端となる蒸発器の過熱度(蒸発器出入口温度差)を見たり、そのショーケースの庫内温度を観察したりする技術が開示されている(例えば、特許文献6又は特許文献7参照)。
特開平7−151432号公報 特開平11−94408号公報 特開平6−137725号公報 特開2005−257219号公報 特開2008−267621号公報 特開2008−249226号公報 特開2009−92268号公報
しかしながら、前述のような技術では、高価なセンサや複雑なシステム、さらに複雑な計測ソフトなどが必要となるので、冷媒漏れ検知のために装置が複雑化してしまい、加えて高価になってしまう。また、前述のように、蒸発器の過熱度やショーケースの庫内温度を観察する技術では、冷媒が相当量漏れないと末端の蒸発器の過熱度やショーケースの庫内温度から冷媒漏れを検知することは難しく、冷媒漏れ検知のために相当量の冷媒が大気に放出されることになってしまう。
前述の冷媒としては、HFC(ハイドロフルオロカーボン)冷媒に代表されるオゾン破壊係数ゼロのフロン冷媒が使用されているが、そのHFC冷媒は、地球温暖化係数が高い冷媒であり、冷媒漏れによる温暖化への影響が懸念されている。したがって、その冷媒漏れを早い段階で検知することが望まれている。特に、昨今の調査では、現場で複数台のショーケースを連結して冷媒配管を行う場合、例えば、現場施工型の別置きショーケースを用いる場合など、施工者の技量や納入後の保守如何で、長期使用による冷媒(ガス)のスローリークが目立つことが分かってきており、その冷媒漏れを早期に検知することが強く望まれている。
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、簡略な構成で安価に、冷媒漏れを早い段階で検知することができる冷凍装置及び冷凍装置の冷媒漏れ検知方法を提供することである。
本発明に係る第1の特徴は、冷凍装置において、圧縮機、過冷却可能な凝縮器及び受液器が一体となった冷凍機と、減圧部及び蒸発器とを備える冷凍装置であって、冷凍機、減圧部及び蒸発器を順次接続して冷媒を循環させる冷媒配管と、冷凍機の高圧圧力を検出する高圧圧力検出部と、冷凍機の出口側の配管温度を検出する冷凍機出口配管温度検出部と、高圧圧力検出部により検出された高圧圧力から冷媒の凝縮温度を求め、求めた凝縮温度と冷凍機出口配管温度検出部により検出された配管温度との温度差である過冷却度を求め、求めた過冷却度に応じて冷媒漏れの有無を判断する判断部とを備えることである。
本発明に係る第2の特徴は、前述の第1の特徴に係る冷凍装置において、凝縮器の出口側の配管温度を検出する凝縮器出口配管温度検出部又は受液器の出口側の配管温度を検出する受液器出口配管温度検出部を備え、判断部は、高圧圧力検出部により高圧圧力を検出することが不可能である場合、凝縮器出口配管温度検出部により検出された配管温度又は受液器出口配管温度検出部により検出された配管温度を凝縮温度として用いることである。
本発明に係る第3の特徴は、前述の第1又は第2の特徴に係る冷凍装置において、判断部が、蒸発器に対する除霜が終了してから一定時間が経過した場合、所定間隔で、高圧圧力検出部により高圧圧力を検出して凝縮温度を求め、冷凍機出口配管温度検出部により配管温度を検出し、求めた凝縮温度の平均値及び検出した配管温度の平均値を算出し、算出した凝縮温度の平均値と算出した配管温度の平均値との温度差を過冷却度として求めることである。
本発明に係る第4の特徴は、前述の第1、第2又は第3の特徴に係る冷凍装置において、判断部が、季節毎の過冷却度の設定値を記憶しており、記憶している季節毎の設定値から現在の季節に応じて設定値を選択し、選択した設定値と求めた過冷却度とを比較して冷媒漏れの有無を判断することである。
本発明に係る第5の特徴は、前述の第4の特徴に係る冷凍装置において、判断部が、冷媒漏れが発生していない状態で過冷却度を求め、求めた過冷却度に基づいて、記憶している季節毎の設定値を補正することである。
本発明に係る第6の特徴は、前述の第4又は第5の特徴に係る冷凍装置において、凝縮器の周囲の吸込み空気温度を検出する空気温度検出部を備え、判断部が、冷媒漏れが発生していない状態で、空気温度検出部により検出された吸込み空気温度に基づいて、記憶している季節毎の設定値を補正することである。
本発明に係る第7の特徴は、前述の第1ないし第6のいずれか一の特徴に係る冷凍装置において、判断部が、一日一回又は複数回、過冷却度を用いた冷媒漏れの有無の判断を行うことである。
本発明に係る第8の特徴は、冷凍装置の冷媒漏れ検知方法であって、圧縮機、過冷却可能な凝縮器及び受液器が一体となった冷凍機と、減圧部及び蒸発器とを順次接続する冷媒配管を備える冷凍装置において、冷凍機の高圧圧力及び冷凍機の出口側の配管温度を検出し、検出した高圧圧力から冷媒の凝縮温度を求め、求めた凝縮温度と検出した配管温度との温度差である過冷却度を求め、求めた過冷却度に応じて冷媒漏れの有無を判断することである。
本発明に係る第9の特徴は、前述の第8の特徴に係る冷凍装置の冷媒漏れ検知方法において、高圧圧力を検出することが不可能である場合、凝縮器の出口側の配管温度又は受液器の出口側の配管温度を検出し、検出した配管温度を凝縮温度として用いることである。
本発明に係る第10の特徴は、前述の第8又は第9の特徴に係る冷凍装置の冷媒漏れ検知方法において、蒸発器に対する除霜が終了してから一定時間が経過した場合、所定間隔で、高圧圧力を検出して凝縮温度を求め、配管温度を検出し、求めた凝縮温度の平均値及び検出した配管温度の平均値を算出し、算出した凝縮温度の平均値と算出した配管温度の平均値との温度差を過冷却度として求めることである。
本発明に係る第11の特徴は、前述の第8、第9又は第10の特徴に係る冷凍装置の冷媒漏れ検知方法において、季節毎の過冷却度の設定値を記憶し、記憶している季節毎の設定値から現在の季節に応じて設定値を選択し、選択した設定値と求めた過冷却度とを比較して冷媒漏れの有無を判断することである。
本発明に係る第12の特徴は、前述の第11の特徴に係る冷凍装置の冷媒漏れ検知方法において、冷媒漏れが発生していない状態で過冷却度を求め、求めた過冷却度に基づいて、記憶している季節毎の設定値を補正することである。
本発明に係る第13の特徴は、前述の第11又は第12の特徴に係る冷凍装置の冷媒漏れ検知方法において、冷媒漏れが発生していない状態で凝縮器の周囲の吸込み空気温度を検出し、検出した吸込み空気温度に基づいて、記憶している季節毎の設定値を補正することである。
本発明に係る第14の特徴は、前述の第8ないし第13のいずれか一の特徴に係る冷凍装置の冷媒漏れ検知方法において、一日一回又は複数回、過冷却度を用いた冷媒漏れの有無の判断を行うことである。
本発明に係る第1又は第8の特徴によれば、冷媒温度及び配管温度が検出されてそれらの温度差である過冷却度が求められ、その求められた過冷却度に応じて冷媒漏れの有無が判断される。これにより、高価なセンサや複雑なシステム、複雑な計測ソフトなどを必要とせず、過冷却度を用いて冷媒漏れを検知することが可能となり、さらに、冷媒漏れの予兆をつかむことが可能となる。その結果、簡略な構成で安価に、冷媒漏れを早い段階で検知することができる。
本発明に係る第2又は第9の特徴によれば、前述の高圧圧力を検出することが不可能である場合、凝縮器2bの出口側の冷媒配管の配管温度又は受液器2cの出口側の冷媒配管の配管温度が検出され、その検出された配管温度が凝縮温度として用いられる。これにより、高圧圧力を検出することができない場合でも、冷媒漏れの検知や予兆把握を行うことが可能となり、冷媒漏れを早い段階で検知することができる。
本発明に係る第3又は第10の特徴によれば、凝縮温度の平均値及び配管温度の平均値が算出され、その算出された凝縮温度の平均値と配管温度の平均値との温度差が過冷却度として求められる。これにより、正確な過冷却度を求めることが可能となるので、その過冷却度を用いて冷媒漏れを確実に検知することができる。
本発明に係る第4又は第11の特徴によれば、季節毎の過冷却度の設定値が記憶され、その記憶されている季節毎の設定値から現在の季節に応じて設定値が選択され、その選択された設定値と求められた過冷却度とが比較されて冷媒漏れの有無が判断される。これにより、季節に応じて過冷却度の設定値が選択されて用いられるので、季節により変化する過冷却度を用いても、冷媒漏れを確実に検知することができる。
本発明に係る第5又は第12の特徴によれば、冷媒漏れが発生していない状態で過冷却度が求められ、その求められた過冷却度に基づいて、記憶している季節毎の設定値が補正される。これにより、試運転などで、実際の設置現場の周囲環境(例えば周囲温度や配管長さなど)に応じて、季節毎の過冷却度の設定値が補正されることになるので、実際の設置現場に対応した設定を用いて冷媒漏れを検出することが可能となり、冷媒漏れをより確実に検知することができる。
本発明に係る第6又は第13の特徴によれば、冷媒漏れが発生していない状態で、吸込み空気温度が検出され、その吸込み空気温度に基づいて、記憶している季節毎の設定値が補正される。これにより、より実際の設置現場に対応した設定値を用いて冷媒漏れを検出することができる。特に、冷凍機の設置環境(周囲温度)は、設定現場により異なるため、例えば、西日の影響や、風通しが悪く排熱がこもり易いなどの現場条件が異なるため、凝縮器近傍の吸込み空気温度を検出して季節毎の設定値を補正することは好適である。
本発明に係る第7又は第14の特徴によれば、一日一回又は複数回、過冷却度を用いた冷媒漏れの有無の判断が行われる。これにより、冷媒漏れをより確実に検知することが可能となり、さらに、冷媒漏れの予兆をより確実につかむことが可能となるので、装置信頼性を向上させることができる。
本発明の実施の一形態に係る冷凍装置の概略構成を示す図である。 図1に示す冷凍装置が行う冷媒漏れ検知処理の流れを示すフローチャートである。
本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、本発明の実施形態に係る冷凍装置1は、冷媒を圧縮して凝縮する冷凍機2と、冷媒を減圧する複数の減圧部3と、減圧された冷媒を蒸発させる複数の蒸発器4と、それらの各部を接続して冷媒を循環させる冷媒配管5と、各種制御を行う制御部6とを備えている。
冷凍機2は、冷媒を圧縮する圧縮機2aと、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器2bと、凝縮された冷媒を貯留する受液器2cとが一体に形成された冷凍機である。この冷凍機2の凝縮器2bは、冷媒を凝縮する冷媒回路となる複数の凝縮部2b1、2b2を備えており(図1中では二個)、冷媒を過冷却可能に構成されている。
各凝縮部2b1、2b2は、冷媒が凝縮部2b1を通過し、その後、受液器2cを通って凝縮部2b2を通過するように冷媒配管5により接続されている。詳しくは、凝縮部2b1の出口が受液器2cの入口に冷媒配管5を介して接続されており、その受液器2cの出口に凝縮部2b2の入口が冷媒配管5を介して接続されている。これにより、凝縮部2b1を通過した冷媒は再び凝縮部2b2を通過するため、その凝縮部2b2が過冷却熱交換器として機能することになる。このようにして、冷媒(液冷媒)は凝縮器2bの各凝縮部2b1、2b2を通過して二度冷却されることになるので、凝縮液温度を下げ、過冷却を大きく取ることができる。
冷媒配管5は、冷凍機2の圧縮機2a、凝縮器2b及び受液器2c、さらに、各減圧部3及び各蒸発器4を順次接続して冷媒を循環させる流路であり、例えば、銅管などの配管により構成されている。この冷媒配管5の流路に対し、各減圧部3及び各蒸発器4は、一つの減圧部3及び一つの蒸発器4が直列に並んで一組となり、その組毎に並列に接続されている。なお、減圧部3としては、例えば、膨張弁などが用いられる。
この冷媒配管5を流れる冷媒は、圧縮、凝縮、膨張及び蒸発の四工程を繰り返しながら冷媒配管5を循環する。詳述すると、圧縮機2aにより圧縮された高温高圧のガス冷媒は凝縮器2bに流入し、この凝縮器2bの凝縮部2b1により冷却され、凝縮熱を放出して液化し、受液器2cに貯留される。この受液器2cは、負荷変動による各蒸発器4内の冷媒量の変動を吸収する。
その後、受液器2cに貯留された常温高圧の液冷媒は凝縮器2bの凝縮部2b2により再度冷却されて各減圧部3に流入し、その各減圧部3により減圧されて沸点が下げられた状態となる。この状態の低温低圧の液冷媒は各蒸発器4により沸騰蒸発し、周囲の熱を奪って冷却を行う。蒸発した低圧ガス冷媒は圧縮機2aに流入し、圧縮機2aにより圧縮されて常温の空気により液化可能な高温高圧のガス冷媒となり、再び凝縮器2bに流入する。
このように冷媒が循環する冷媒配管5には、複数の開閉弁7a、7bが設けられている。各開閉弁7a、7bは、冷媒配管5の途中であって冷凍機2と各減圧部3との間に設けられている。特に、各開閉弁7a、7bは減圧部3の入口側であってその入口の近傍に設けられており、各減圧部3に対する冷媒流入を調整する。これらの開閉弁7a、7bとしては、例えば、電磁弁などが用いられる。各開閉弁7a、7bは制御部6に電気的に接続されており、その駆動が制御部6により制御される。
また、冷媒配管5には、凝縮器2bにより過冷却された冷媒の冷媒温度、すなわち冷凍機2の出口側の配管温度(液状態の冷媒が通過する冷媒配管5の配管温度)を検出する冷凍機出口配管温度検出部8が設けられており、さらに、凝縮部2b1と受液器2cとの間に存在する冷媒配管5の配管温度、すなわち凝縮部2b1の出口側の配管温度(気体と液体が混合した状態の冷媒が通過する冷媒配管5の配管温度)を検出する凝縮器出口配管温度検出部9が設けられている。
加えて、受液器2cと凝縮部2b2との間に存在する冷媒配管5の配管温度、すなわち受液器2cの出口側の配管温度(気体と液体が混合した状態の冷媒が通過する冷媒配管5の配管温度)を検出する受液器出口配管温度検出部10が設けられており、さらに、圧縮機2aの出口側の高圧圧力(凝縮温度)を検出する高圧圧力検出部11が設けられている。
冷凍機出口配管温度検出部8は、冷凍機2の出口側であってその出口の近傍に設けられており、制御部6に電気的に接続されている。この冷凍機出口配管温度検出部8は、冷凍機2の出口側の配管温度を測定し、測定した配管温度を制御部6に出力する。なお、冷凍機出口配管温度検出部8としては、様々なタイプの温度センサを用いることが可能である。
凝縮器出口配管温度検出部9は、凝縮器2bの凝縮部2b1の出口側であってその出口の近傍に設けられており、制御部6に電気的に接続されている。この凝縮器出口配管温度検出部9は、凝縮部2b1の出口側の冷媒配管5の配管温度を測定し、測定した配管温度を制御部6に出力する。なお、凝縮器出口配管温度検出部9としては、様々なタイプの温度センサを用いることが可能である。
受液器出口配管温度検出部10は、受液器2cの出口側であってその出口の近傍に設けられており、制御部6に電気的に接続されている。この受液器出口配管温度検出部10は、受液器2cの出口側の冷媒配管5の配管温度を測定し、測定した配管温度を制御部6に出力する。なお、受液器出口配管温度検出部10としては、様々なタイプの温度センサを用いることが可能である。
高圧圧力検出部11は、圧縮機2aの出口側であってその出口の近傍に設けられており、制御部6に電気的に接続されている。この高圧圧力検出部11は、冷凍機2の高圧圧力を測定し、測定した高圧圧力を制御部6に出力する。なお、高圧圧力検出部11としては、様々なタイプの圧力センサを用いることが可能である。
また、凝縮器2bには、送風用のファン12や吸込み空気温度を測定する空気温度検出部13が設けられている。空気温度検出部13は、ファン12による吸込み空気の温度を測定可能な位置に設けられており、制御部6に電気的に接続されている。この空気温度検出部13は、ファン12による吸込み空気の温度を測定し、測定した空気温度を制御部6に出力する。なお、空気温度検出部13としては、様々なタイプの温度センサを用いることが可能である。
制御部6は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、各種情報や各種プログラム等を記憶する記憶部と、操作者からの操作を受け付ける操作部とを備えている。なお、記憶部としては、メモリやハードディスクドライブ(HDD)などが用いられる。この制御部6は、各種情報や各種プログラムに基づいて、圧縮機2a及びファン12に加え、各開閉弁7a、7bを制御する。さらに、制御部6は、冷媒漏れの有無を判断する判断部として機能する。
次に、前述の冷凍装置1が行う冷媒漏れ検知処理について説明する。なお、冷凍装置1の制御部6が各種プログラム及び各種情報に基づいて冷媒漏れ検出処理を実行する。
図2に示すように、まず、制御部6は、運転条件が過冷却度判定開始条件に適合したか否かを判断する(ステップS1)。例えば、制御部6は、蒸発器4に対する除霜が終了してから所定の一定時間が経過したか否かを判定することによって、運転条件が過冷却度判定開始条件に適合したか否かを判断する。なお、制御部6はタイマ機能を有しており、除霜が終了してからの経過時間を計測することが可能である。
ここで、一定時間は、除霜後、蒸発器4に対応する負荷側のショーケースの庫内温度が安定する定常状態になる時間であり、記憶部に予め設定されている。なお、除霜運転(霜取り運転)は、ショーケースの蒸発器4に付着した霜を除霜ヒータにより溶かす除霜(デフロスト)を行う運転である。このとき、除霜運転を行うショーケースに対応する開閉弁7a、7bは閉じられ、そのショーケースに対応する蒸発器4への冷媒供給は停止される。この除霜にかかる除霜時間は、例えば数十分から数時間までの範囲内で記憶部に設定されている。また、除霜運転は、例えば、毎日、一日数回、同時刻に実行されるように設定されている。
このような除霜運転後には、必ず復帰運転であるプルダウンが実行される。このプルダウンとは、除霜により上昇した庫内温度を所定の設定温度に復帰させることであり、プルダウン時間はその庫内温度が所定の設定温度に到達するまでの時間である。プルダウンでは、プルダウン時間を短縮するため、ひいては冷却対象である商品の品質低下を防止するため、通常、冷凍機2はフル稼働の冷却運転を行い、庫内温度が所定の設定温度で安定すると、定常運転に戻る。この定常運転に戻ったタイミングが過冷却度判定開始のタイミングとなる。
ステップS1において、運転条件が過冷却度判定開始条件に適合したと判断した場合には(ステップS1のYES)、高圧圧力検出部11により検出された高圧圧力から冷媒の凝縮温度を換算して求め、その求めた凝縮温度と冷凍機出口配管温度検出部8により検出された配管温度との温度差である過冷却度を求める(ステップS2)。
ここで、過冷却度を求める際には、制御部6は、記憶部に予め設定された所定間隔で、高圧圧力検出部11により高圧圧力を検出して凝縮温度を求め、さらに、冷凍機出口配管温度検出部8により配管温度を検出し、その後、所定間隔で検出した高圧圧力から求めた凝縮温度を合計して検出回数で割り、その平均値を算出し、同様に、所定間隔で検出した配管温度を合計して検出回数で割り、その平均値を算出し、最後に、算出した凝縮温度の平均値と算出した配管温度の平均値との温度差を過冷却度として求める。
ただし、高圧圧力検出部11により高圧圧力を検出することが不可能である場合には、凝縮器出口配管温度検出部9により検出された配管温度、あるいは、受液器出口配管温度検出部10により検出された配管温度が、前述と同様の平均値算出処理によって凝縮温度として用いられる。
ステップS2の過冷却度算出後、制御部6は、現在の季節が春又は秋であるか否かを判断し(ステップS3)、現在の季節が春又は秋でないと判断すると(ステップS3のNO)、次に、現在の季節が夏であるか否かを判断し(ステップS4)、現在の季節が夏でないと判断すると(ステップS4のNO)、現在の季節が冬であると判定する(ステップS5)。なお、制御部6はカレンダー機能を有しており、現在の日付や日時などを把握することが可能である。
現在の季節が春又は秋であると判断した場合には(ステップS3のYES)、過冷却度が所定の設定値T1より小さいか否かを判断し(ステップS6)、現在の季節が夏であると判断した場合には(ステップS4のYES)、過冷却度が所定の設定値T2より小さいか否かを判断し(ステップS7)、ステップS5で現在の季節が冬であると判定した後には、過冷却度が所定の設定値T3より小さいか否かを判断する(ステップS8)。
過冷却度が所定の設定値T1より小さいと判断した場合(ステップS6のYES)、または、過冷却度が所定の設定値T2より小さいと判断した場合(ステップS7のYES)、あるいは、過冷却度が所定の設定値T3より小さいと判断した場合には(ステップS8のYES)、冷媒漏れが有ること(冷媒漏れの有)を検知し(ステップS9)、ステップS1に処理を戻す。一方、過冷却度が所定の設定値T1、T2、T3より小さくないと判断した場合には、冷媒漏れを無として、ステップS1に処理を戻す。なお、ステップS9において冷媒漏れの有を検知した場合には、冷媒漏れが発生していること(冷媒漏れの有)をランプや音、表示器などの報知装置により報知する。
このような冷媒漏れ検知処理では、冷凍機2の高圧圧力が高圧圧力検出部11により検出されてその高圧圧力から冷媒の凝縮温度が求められ、さらに、過冷却された冷媒が通過する冷媒配管5の配管温度が冷凍機出口配管温度検出部8により検出される。その後、それらの凝縮温度と配管温度との温度差である過冷却度が求められ、その求められた過冷却度に応じて冷媒漏れの有無が判断される。これにより、高価なセンサや複雑なシステム、複雑な計測ソフトなどを必要とせず、過冷却度を用いて冷媒漏れを検知することが可能となり、さらに、冷媒漏れの予兆をつかむことが可能となる。その結果、簡略な構成で安価に、冷媒漏れを早い段階で検知することができる。なお、前述のように過冷却を行うサイクルでは、冷媒量が不足すると、過冷却が全く取れなくなるという顕著な傾向が現れるため、これに着目し、過冷却度を用いて冷媒漏れを検知する方法が用いられている。
ここで、前述の設定値T1、T2、T3は互いに異なる数値であり、あらかじめ制御部6の記憶部に設定情報として設定されている。設定値T1は季節が春又は秋である場合の過冷却度の設定値であり、設定値T2は季節が夏である場合の過冷却度の設定値であり、設定値T3は季節が冬である場合の過冷却度の設定値である。
このように設定値T1、T2、T3は季節毎に記憶部に設定されている。ただし、過冷却度(過冷却温度)は環境により変化しやすいため、設定値T1、T2、T3は、試運転などの冷媒漏れが発生していない状態で、前述の処理により測定した実測の過冷却度(初期情報とする)を用いて制御部6により補正される。なお、設定値T1、T2、T3は季節毎以外にも冷凍装置1の設置現場(配管長さ)毎に設定されていても良い。
例えば、前述の補正では、記憶部に設定した設定値T1、T2、T3と、試運転などの冷媒漏れが発生していない状態での実測の過冷却度との温度差を求め、その温度差を用いて、記憶部に設定した設定値T1、T2、T3を補正しておいても良い。あるいは、その温度差を記憶部に記憶しておき、冷媒漏れ検知処理を行う際に、その温度差を用いて、記憶部に設定した設定値T1、T2、T3を補正してから使用するようにしても良い。また、空気温度検出部13により凝縮器2b近傍の吸込み空気温度を検出し、検出した吸込み空気温度に基づいて、記憶部に設定した設定値T1、T2、T3を補正するようにしても良い。
このような補正により、実際の設置場所の周囲環境(例えば周囲温度や配管長さなど)に応じて、季節毎の過冷却度の設定値T1、T2、T3が補正されることになるので、実際の設置現場に対応した設定を用いて冷媒漏れを検出することが可能となり、冷媒漏れをより確実に検知することができる。特に、冷凍機2の設置環境(周囲温度)は、設定現場により異なるため、例えば、西日の影響や、風通しが悪く排熱がこもり易いなどの現場条件が異なるため、凝縮器2b近傍の吸込み空気温度を検出して季節毎の設定値T1、T2、T3を補正することは好適である。
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、高圧圧力検出部11により検出した高圧圧力から冷媒の凝縮温度を求め、その求めた凝縮温度と冷凍機出口配管温度検出部8により検出した配管温度との温度差である過冷却度を求め、その求めた過冷却度に応じて冷媒漏れの有無を判断することによって、高価なセンサや複雑なシステム、複雑な計測ソフトなどを必要とせず、冷媒漏れを検知することが可能となり、さらに、冷媒漏れの予兆をつかむことが可能となる。その結果、簡略な構成で安価に、冷媒漏れを早い段階で検知することができる。特に、コンビニエンスストアなどの店舗のように負荷側のショーケース台数が決まっており、冷媒用の配管距離も各店舗でほぼ標準化されている同一のチェーンストアには、前述の過冷却度を用いた冷媒漏れ検出は好適である。
さらに、前述の高圧圧力を検出することが不可能である場合、凝縮器2bの出口側の配管温度又は受液器2cの出口側の配管温度を検出し、その検出した配管温度を凝縮温度として用いることによって、高圧圧力を検出することができない場合でも、冷媒漏れの検知や予兆把握を行うことが可能となり、冷媒漏れを早い段階で検知することができる。
加えて、前述の凝縮温度の平均値及び配管温度の平均値を算出し、その算出した凝縮温度の平均値と配管温度の平均値との温度差を過冷却度として求めることによって、正確な過冷却度を求めることが可能となるので、その過冷却度を用いて冷媒漏れを確実に検知することができる。
また、季節毎(あるいは設置現場毎)の過冷却度の設定値T1、T2、T3を記憶し、その記憶している季節毎(あるいは設置現場毎)の設定値T1、T2、T3から現在の季節(あるいは現在の設置現場)に応じて設定値を選択し、その選択した設定値と求めた過冷却度とを比較して冷媒漏れの有無を判断することによって、季節(あるいは設置現場)に応じて過冷却度の設定値が選択されて用いられるので、季節(あるいは設置現場)により変化する過冷却度を用いても、冷媒漏れを確実に検知することができる。
また、冷媒漏れが発生していない状態で過冷却度を求め、その求めた過冷却度に基づいて、記憶している季節毎(あるいは設置現場毎)の設定値T1、T2、T3を補正することによって、実際の設置場所の周囲環境(例えば周囲温度や配管長さなど)に応じて、季節毎(あるいは設置現場毎)の過冷却度の設定値が補正されることになる。これにより、実際の設置現場に対応した設定を用いて冷媒漏れを検出することが可能となるので、冷媒漏れをより確実に検知することができる。
また、冷媒漏れが発生していない状態で空気温度検出部13により吸込み空気温度を検出し、その検出した吸込み空気温度に基づいて、記憶している季節毎(あるいは設置現場毎)の設定値T1、T2、T3を補正することによって、より実際の設置現場に対応した設定値を用いて冷媒漏れを検出することができる。特に、冷凍機2の設置環境(周囲温度)は設定現場により異なるため、凝縮器2b近傍の吸込み空気温度を検出して季節毎の設定値T1、T2、T3を補正することは好適である。
また、一日一回又は複数回、過冷却度を用いた冷媒漏れの有無の判断を行うことによって、冷媒漏れをより確実に検知することが可能となり、さらに、冷媒漏れの予兆をより確実につかむことが可能となるので、装置信頼性を向上させることができる。
なお、本発明は、前述の実施形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、前述の実施形態における冷媒漏れ検知に、配管末端に位置する蒸発器の過熱度やショーケースの庫内温度を用いた冷媒漏れ検知を加えるようにしても良い。この場合には、冷媒漏れの検知に対する信頼度を向上させることができる。
また、前述の実施形態において、凝縮器2bが備える凝縮部2b1、2b2の個数は図1に示すように二個に限るものではなく、その数は限定されず、凝縮器2bが過冷却可能に構成されていれば良い。
1 冷凍装置
2 冷凍機
2a 圧縮機
2b 凝縮器
2b1 凝縮部
2b2 凝縮部
2c 受液器
3 減圧部
4 蒸発器
5 冷媒配管
6 制御部(判断部)
7a 開閉弁
7b 開閉弁
8 冷凍機出口配管温度検出部
9 凝縮器出口配管温度検出部
10 受液器出口配管温度検出部
11 高圧圧力検出部
12 ファン
13 空気温度検出部

Claims (12)

  1. 圧縮機、過冷却可能な凝縮器及び受液器が一体となった冷凍機と、減圧部及び蒸発器とを備える冷凍装置であって、
    前記冷凍機、前記減圧部及び前記蒸発器を順次接続して冷媒を循環させる冷媒配管と、
    前記冷凍機の高圧圧力を検出する高圧圧力検出部と、
    前記冷凍機の出口側の配管温度を検出する冷凍機出口配管温度検出部と、
    前記高圧圧力検出部により検出された前記高圧圧力から前記冷媒の凝縮温度を求め、求めた前記凝縮温度と前記冷凍機出口配管温度検出部により検出された前記配管温度との温度差である過冷却度を求め、求めた前記過冷却度に応じて冷媒漏れの有無を判断する判断部と、
    を備え
    前記判断部は、季節毎の過冷却度の設定値を記憶しており、記憶している季節毎の前記過冷却度の設定値から現在の季節に応じて前記過冷却度の設定値を選択し、選択した前記過冷却度の設定値と求めた前記過冷却度とを比較して前記冷媒漏れの有無を判断することを特徴とする冷凍装置。
  2. 前記凝縮器の出口側の配管温度を検出する凝縮器出口配管温度検出部又は前記受液器の出口側の配管温度を検出する受液器出口配管温度検出部を備え、
    前記判断部は、前記高圧圧力検出部により前記高圧圧力を検出することが不可能である場合、前記凝縮器出口配管温度検出部により検出された前記配管温度又は前記受液器出口配管温度検出部により検出された前記配管温度を前記凝縮温度として用いることを特徴とする請求項1記載の冷凍装置。
  3. 前記判断部は、前記蒸発器に対する除霜が終了してから一定時間が経過した場合、所定間隔で、前記高圧圧力検出部により前記高圧圧力を検出して前記凝縮温度を求め、前記冷凍機出口配管温度検出部により前記配管温度を検出し、求めた前記凝縮温度の平均値及び検出した前記配管温度の平均値を算出し、算出した前記凝縮温度の平均値と算出した前記配管温度の平均値との温度差を前記過冷却度として求めることを特徴とする請求項1又は2記載の冷凍装置。
  4. 前記判断部は、冷媒漏れが発生していない状態で前記過冷却度を求め、求めた前記過冷却度に基づいて、記憶している季節毎の前記過冷却度の設定値を補正することを特徴とする請求項1、2又は3記載の冷凍装置。
  5. 前記凝縮器の周囲の吸込み空気温度を検出する空気温度検出部を備え、
    前記判断部は、冷媒漏れが発生していない状態で、前記空気温度検出部により検出された前記吸込み空気温度に基づいて、記憶している季節毎の前記過冷却度の設定値を補正することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の冷凍装置。
  6. 記判断部は、一日一回又は複数回、前記過冷却度を用いた前記冷媒漏れの有無の判断を行うことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の冷凍装置。
  7. 圧縮機、過冷却可能な凝縮器及び受液器が一体となった冷凍機と、減圧部及び蒸発器とを順次接続する冷媒配管を備える冷凍装置において、
    前記冷凍機の高圧圧力及び前記冷凍機の出口側の配管温度を検出し、検出した前記高圧圧力から前記冷媒の凝縮温度を求め、求めた前記凝縮温度と検出した前記配管温度との温度差である過冷却度を求め、求めた前記過冷却度に応じて冷媒漏れの有無を判断する工程を有し、
    前記冷媒漏れの有無を判断する工程では、季節毎の過冷却度の設定値を記憶し、記憶している季節毎の前記過冷却度の設定値から現在の季節に応じて前記過冷却度の設定値を選択し、選択した前記過冷却度の設定値と求めた前記過冷却度とを比較して前記冷媒漏れの有無を判断することを特徴とする冷凍装置の冷媒漏れ検知方法
  8. 前記高圧圧力を検出することが不可能である場合、前記凝縮器の出口側の配管温度又は前記受液器の出口側の配管温度を検出し、検出した前記配管温度を前記凝縮温度として用いることを特徴とする請求項7記載の冷凍装置の冷媒漏れ検知方法。
  9. 前記蒸発器に対する除霜が終了してから一定時間が経過した場合、所定間隔で、前記高圧圧力を検出して前記凝縮温度を求め、前記配管温度を検出し、求めた前記凝縮温度の平均値及び検出した前記配管温度の平均値を算出し、算出した前記凝縮温度の平均値と算出した前記配管温度の平均値との温度差を前記過冷却度として求めることを特徴とする請求項7又は8記載の冷凍装置の冷媒漏れ検知方法。
  10. 冷媒漏れが発生していない状態で前記過冷却度を求め、求めた前記過冷却度に基づいて、記憶している季節毎の前記過冷却度の設定値を補正することを特徴とする請求項7、8又は9記載の冷凍装置の冷媒漏れ検知方法。
  11. 冷媒漏れが発生していない状態で前記凝縮器の周囲の吸込み空気温度を検出し、検出した前記吸込み空気温度に基づいて、記憶している季節毎の前記過冷却度の設定値を補正することを特徴とする請求項7、8、9又は10記載の冷凍装置の冷媒漏れ検知方法。
  12. 一日一回又は複数回、前記過冷却度を用いた前記冷媒漏れの有無の判断を行うことを特徴とする請求項7、8、9、10又は11記載の冷凍装置の冷媒漏れ検知方法。
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