JP5623366B2 - 冷媒漏れ検知方法および冷凍冷蔵設備 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器を有する冷凍サイクルにおける冷媒漏れ検知方法と、冷凍サイクルの冷媒漏れ検知手段を備えている冷凍冷蔵設備に関する。

冷媒漏れを検知するために、例えば特許文献１では、モニター制御盤で一括管理されるオープンショーケースや冷蔵庫、冷凍庫等のそれぞれに、漏出した冷媒を検知するための酸素濃度センサおよび冷媒濃度センサを設置している。センサは例えば冷媒配管に近接配置される。特許文献２では、凝縮器を経て液化した冷媒を貯える受液タンクの側方に補助タンクを付加し、この補助タンクに、冷媒の液位を計測するためのフロート式のレベルセンサを設置している。レベルセンサで計測される液位を正常液面レベルと比較することにより、冷媒量の減少すなわち冷媒の漏れを検知する。

特開２００２−１９５７１８号公報（段落番号００１０〜００１１） 特開平１０−１０３８２０号公報（段落番号００１３〜００１４）

特許文献１の冷媒漏れ検知方法は、漏出した冷媒を検知するための酸素濃度センサおよび冷媒濃度センサが必要であり、特許文献２の冷媒漏れ検知方法では、冷媒の液位を計測するためのレベルセンサおよび補助タンクが必要であり、いずれの場合にもコストが嵩む不利がある。また、既存の冷凍装置に冷媒漏れ検知手段を付加する場合には、各ショーケースあるいは各受液タンクに前述のセンサ等を設置する必要があり、その設置作業に多くの手間を要する。

本発明の目的は、低コストで実施することができ、かつ既存の冷凍冷蔵設備に対しても等しく適用することができる冷媒漏れ検知方法と、この種の冷媒漏れ検知手段を備えている冷凍冷蔵設備とを提供することにある。

本発明は、圧縮機１７、凝縮器１８、膨張弁１５および蒸発器１４を有する冷凍サイクルにおいて冷媒漏れを検知する方法に関する。蒸発器１４における冷媒の蒸発により冷却される冷却機器９の室内温度Ｃ０、蒸発器１４の出口における冷媒の過熱度ＳＨ、および膨張弁１５の弁開度ＯＰに基づいて、冷媒漏れの有無を判断することを特徴とする。

所定の時間幅を有する判断期間を設定し、判断期間ごとに冷媒漏れの有無を判断する。冷媒漏れの有無の判断の対象となる判断期間、すなわち対象判断期間内に計測された、室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰの各値に基づいて、対象判断期間における冷媒漏れの可能性を判定する短期判定Ｄ２と、対象判断期間よりも所定時間だけ前の判断期間から対象判断期間までの連続期間における室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰの各計測値に基づいて、対象判断期間における冷媒漏れの可能性を判定する長期判定Ｄ３とを含む。

短期判定Ｄ２と長期判定Ｄ３の両方において冷媒漏れの可能性有りと判断された場合に、対象判断期間において冷媒漏れが発生していると判断する。

対象判断期間内に、弁開度ＯＰが閾値以上である状態が一定時間以上続いている場合に、対象判断期間における冷媒漏れの可能性があると判定する弁開度異常判定Ｄ１を含む。弁開度異常判定Ｄ１と短期判定Ｄ２と長期判定Ｄ３の全てにおいて冷媒漏れの可能性有りと判断された場合に、対象判断期間において冷媒漏れが発生していると判断する。

冷却機器９または冷却機器９を監視する制御盤４において、弁開度ＯＰが閾値以上である状態が一定時間以上続いた場合に、弁開度異常警報が発生する。対象判断期間内の弁開度異常警報の発生履歴を参照して弁開度異常判定Ｄ１を行い、弁開度異常判定Ｄ１で冷媒漏れの可能性があると判定された場合に、短期判定Ｄ２および長期判定Ｄ３を行う。

短期判定Ｄ２は、対象判断期間内に任意の間隔で計測した
〔１〕弁開度ＯＰの計測値のうち閾値以上であるものの個数
〔２〕弁開度ＯＰの計測値の総和あるいは平均
〔３〕過熱度ＳＨの計測値の総和あるいは平均
〔４〕室内温度Ｃ０の計測値のうち閾値以上であるものの個数
をそれぞれ算出するステップＳ２と、〔１〕〜〔４〕のそれぞれについて基準値を設定するステップＳ３と、対象判断期間における〔１〕〜〔４〕の各値の基準値に対する比の値を変化率として算出するステップＳ４と、〔１〕〜〔４〕の各変化率を閾値と比較するステップＳ５とを含む。長期判定Ｄ３は、連続期間を構成する各判断期間における〔１〕〜〔４〕の変化率をそれぞれ合計して、変化率積分を算出するステップＳ６と、〔１〕〜〔４〕の各変化率積分を閾値と比較するステップＳ７とを含む。短期判定Ｄ２における基準値を、対象判断期間よりも所定時間だけ前の基準期間における室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰの各計測値に基づいて設定する。基準期間の終点を、長期判定Ｄ３における連続期間の始点の近傍に設定する。

また本発明は、圧縮機１７、凝縮器１８、膨張弁１５および蒸発器１４を有する冷凍サイクルと、蒸発器１４における冷媒の蒸発により冷却される冷却機器９と、冷凍サイクルの冷媒漏れ検知手段とを備えている冷凍冷蔵設備に関する。冷媒漏れ検知手段は、冷却機器９の運転状態を監視し制御する制御盤４と、制御盤４に集積された冷却機器９の運転データを授受するデータサーバ５と、データサーバ５に接続された端末装置６とを含む。運転データに含まれる冷却機器９の室内温度Ｃ０、蒸発器１４の出口における冷媒の過熱度ＳＨ、および膨張弁１５の弁開度ＯＰに基づいて、冷媒漏れの有無を判断するためのプログラムを、端末装置６に搭載することを特徴とする。

端末装置６のプログラムは、所定の時間幅を有する判断期間を設定し、判断期間ごとに冷媒漏れの有無を判断するものであり、冷媒漏れの有無の判断の対象となる判断期間、すなわち対象判断期間内に計測された、室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰの各値に基づいて、対象判断期間における冷媒漏れの可能性を判定する短期判定Ｄ２と、対象判断期間よりも所定時間だけ前の判断期間から対象判断期間までの連続期間における室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰの各計測値に基づいて、対象判断期間における冷媒漏れの可能性を判定する長期判定Ｄ３とを含む。

端末装置６のプログラムは、短期判定Ｄ２と長期判定Ｄ３の両方において冷媒漏れの可能性有りと判断された場合に、対象判断期間において冷媒漏れが発生していると判断する。

端末装置６のプログラムは、対象判断期間内に、弁開度ＯＰが閾値以上である状態が一定時間以上続いている場合に、対象判断期間における冷媒漏れの可能性があると判定する弁開度異常判定Ｄ１を含み、弁開度異常判定Ｄ１と短期判定Ｄ２と長期判定Ｄ３の全てにおいて冷媒漏れの可能性有りと判断された場合に、冷媒漏れが発生していると判断する。

制御盤４において、弁開度ＯＰが閾値以上である状態が一定時間以上続いた場合に、弁開度異常警報が発生する。端末装置６のプログラムは、対象判断期間内の弁開度異常警報の発生履歴を参照して弁開度異常判定Ｄ１を行い、弁開度異常判定Ｄ１で冷媒漏れの可能性があると判定された場合に、短期判定Ｄ２および長期判定Ｄ３を行う。

短期判定Ｄ２は、対象判断期間内に任意の間隔で計測した
〔１〕弁開度ＯＰの計測値のうち閾値以上であるものの個数
〔２〕弁開度ＯＰの計測値の総和あるいは平均
〔３〕過熱度ＳＨの計測値の総和あるいは平均
〔４〕室内温度Ｃ０の計測値のうち閾値以上であるものの個数
をそれぞれ算出するステップＳ２と、〔１〕〜〔４〕のそれぞれについて基準値を設定するステップＳ３と、対象判断期間における〔１〕〜〔４〕の各値の基準値に対する比の値を変化率として算出するステップＳ４と、〔１〕〜〔４〕の各変化率を閾値と比較するステップＳ５とを含む。長期判定Ｄ３は、連続期間を構成する各判断期間における〔１〕〜〔４〕の変化率をそれぞれ合計して、変化率積分を算出するステップＳ６と、〔１〕〜〔４〕の各変化率積分を閾値と比較するステップＳ７とを含む。短期判定Ｄ２における基準値を、対象判断期間よりも所定時間だけ前の基準期間における室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰの各計測値に基づいて設定する。基準期間の終点を、長期判定Ｄ３における連続期間の始点の近傍に設定する。

本発明に係る冷媒漏れ検知方法では、蒸発器１４によって冷却される冷却機器９の室内温度Ｃ０、蒸発器１４の出口における冷媒の過熱度ＳＨ、および膨張弁１５の弁開度ＯＰに基づいて、冷媒漏れの有無を判断するようにした。冷凍サイクルにおいて冷媒漏れが発生して冷媒量が減少すると、冷却機器９における冷却効率が低下するので、室内温度Ｃ０は正常時に比べて高くなる傾向がある。また、冷媒量が減少すると、蒸発器１４における冷媒の単位量あたりの熱交換量が多くなるので、過熱度ＳＨは正常時に比べて高くなる傾向がある。さらに、冷媒量が減少すると、蒸発器１４における冷媒流量を確保するために、膨張弁１５の弁開度ＯＰは正常時に比べて高くなる傾向がある。このように、冷凍サイクルにおける冷媒量が減少すると、室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰは、正常時とは異なる値を示す傾向があるので、これらに基づき冷媒漏れの有無を判断することができる。

以上のように、本発明に係る冷媒漏れ検知方法では、室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰに基づいて冷媒漏れを検知するので、従来のように冷媒漏れを検知するための専用のセンサを設ける必要が無く、その分だけコストを削減できる。さらに、本発明に係る冷媒漏れ検知方法は、従来のようにセンサの設置作業を要することなく、既存の冷凍冷蔵設備に対して少ない手間で導入することができる。

対象判断期間内の計測値に基づいて、冷媒漏れの可能性を判定する短期判定Ｄ２と、対象判断期間よりも所定時間だけ前の判断期間から対象判断期間までの連続期間における計測値に基づいて、冷媒漏れの可能性を判定する長期判定Ｄ３とを含むようにすることができる。短期判定Ｄ２によれば、例えば対象判断期間内に冷媒が大量に漏れた場合に、計測値に表れる急激な変化を検出して、冷媒漏れを検知できる。長期判定Ｄ３によれば、例えば対象判断期間の前から冷媒が少しずつ漏れ出している場合に、計測値が正常範囲から少し外れた状態が長く続いていることを検出して、冷媒漏れを検知できる。つまり、短期判定Ｄ２と長期判定Ｄ３を含むと、タイプの異なる２種類の冷媒漏れを検知することができる。

短期判定Ｄ２では、冷却機器９に陳列した商品によって冷気の吸込口が塞がれて、室内温度Ｃ０が一時的に上昇した場合などに、冷媒漏れの可能性有りと誤って判定されてしまうことが考えられる。そこで、短期判定Ｄ２に加えて長期判定Ｄ３を行うと、短期判定Ｄ２で冷媒漏れの可能性有りと判定されたものの中から、室内温度Ｃ０の一時的な上昇などが原因で誤って可能性有りと判定されたものを除外することができる。このように、短期判定Ｄ２と長期判定Ｄ３の両方において冷媒漏れの可能性有りと判断された場合に、冷媒漏れが発生していると判断すると、冷媒漏れの誤検知を防止することができる。

対象判断期間内に、弁開度ＯＰが閾値以上である状態が一定時間以上続いている場合に、冷媒漏れの可能性があると判定する弁開度異常判定Ｄ１を含むようにすることができる。冷媒量が減少すると、蒸発器１４における冷媒流量を確保するために、弁開度ＯＰは正常時に比べて高くなる傾向があり、この傾向は冷媒量が回復しない限り継続する。つまり、弁開度ＯＰの高い状態が長く続いている場合には、冷媒量が減少している可能性、すなわち冷媒漏れが発生している可能性が高いと言える。従って、弁開度異常判定Ｄ１によれば、冷媒漏れの有無を高い精度で判定することができる。短期判定Ｄ２および長期判定Ｄ３に加えて弁開度異常判定Ｄ１を行い、全ての判定Ｄ１〜Ｄ３で冷媒漏れの可能性有りと判断された場合に、冷媒漏れが発生していると判断すると、冷媒漏れの誤検知をより確実に防止することができる。

弁開度ＯＰが閾値以上である状態が一定時間以上続いた場合に発生する弁開度異常警報の発生履歴を参照して弁開度異常判定Ｄ１を行うと、弁開度ＯＰを計測した数値データを参照する場合に比べて判定が簡単になり、判定に要する時間を短縮することができる。また、弁開度異常判定Ｄ１で冷媒漏れの可能性があると判定された場合に、短期判定Ｄ２および長期判定Ｄ３を行うようにする、換言すれば、弁開度異常判定Ｄ１で冷媒漏れの可能性が否定された場合には短期判定Ｄ２および長期判定Ｄ３を行わないようにすると、短期判定Ｄ２および長期判定Ｄ３を行う件数を減らして、冷媒漏れ検知方法の実行に要する時間を短縮できる。

短期判定Ｄ２で使用する基準値を、対象判断期間よりも所定時間だけ前の基準期間における計測値に基づいて設定することができる。この際、基準期間が対象判断期間に近いと、基準期間に冷媒漏れが始まっていた場合に、冷媒漏れ時の計測値に基づいて基準値が設定されてしまうおそれがある。そこで、基準期間の終点を、長期判定Ｄ３における連続期間の始点の近傍に設定すると、基準期間と対象判断期間の間に一定の時間間隔を設けて、基準期間に冷媒漏れが始まっているおそれを低減できる。これにより、基準値を適正値に設定して、短期判定Ｄ２および長期判定Ｄ３を正確に行うことができる。

本発明に係る冷凍冷蔵設備においては、冷却機器９の室内温度Ｃ０、蒸発器１４の出口における冷媒の過熱度ＳＨ、および膨張弁１５の弁開度ＯＰに基づいて、冷媒漏れの有無を判断するためのプログラムを、データサーバ５に接続された端末装置６に搭載した。つまり、室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰに基づいて、冷媒漏れを検知するようにした。これによれば、従来のように冷媒漏れを検知するための専用のセンサを設ける必要が無く、その分だけ冷凍冷蔵設備のコストを削減できる。さらに、本発明に係る冷凍冷蔵設備は、従来のようにセンサの設置作業を要することなく、既存の冷凍冷蔵設備に対して少ない手間で適用することができる。

冷凍装置の構成を示す概念図である。 冷凍冷蔵設備の全体構成図である。 冷媒漏れ検知方法の流れを示すフローチャートである。

（実施例） 本発明に係る冷媒漏れ検知方法および冷媒漏れ検知手段を備える冷凍冷蔵設備の実施例を、図１から図３を用いて説明する。図２は冷凍冷蔵設備の全体構成を示しており、複数の店舗１と遠隔監視センタ２とが、インターネット１００を介して接続されている。各店舗１には、複数の冷凍装置３と、各冷凍装置３の運転状態を監視し制御する制御盤４とが設置されており、制御盤４に集積された各冷凍装置３の運転データは、インターネット１００を経由して、遠隔監視センタ２に設置されたデータサーバ５へ定期的に送信される。データサーバ５に接続された端末装置６には、データサーバ５に蓄積された運転データを解析して、冷媒漏れの有無を判断するためのプログラムが搭載されている。

各冷凍装置３は、１台の冷凍機８と、冷凍機８に接続された複数台の冷却機器９とを備える。冷却機器９の具体例としては、ショーケース９Ａの他、冷蔵庫や冷凍庫などを挙げることができる。図１には、１台の冷凍機８と、この冷凍機８に接続される複数台のうちの１台のショーケース９Ａとを示している。ショーケース９Ａは、一面が開口する陳列室１１と、陳列室１１の周壁とショーケース９Ａの外周壁との間に形成される冷気の循環路１２と、循環路１２に配置される送風ファン１３および蒸発器１４と、電子式の膨張弁１５などを備えている。蒸発器１４で冷媒が蒸発することによって、循環路１２内の冷気が冷却されて、冷却された冷気が陳列室１１へ向かって吹き出される。冷凍機８は、圧縮機１７、凝縮器１８および受液器１９などを備えている。これら圧縮機１７、凝縮器１８および受液器１９と、ショーケース９Ａの蒸発器１４および膨張弁１５とが冷媒配管で接続されて、冷凍サイクルが構成されている。

ショーケース９Ａには、陳列室１１の室内温度Ｃ０を測定する室内温度センサ２５と、蒸発器１４の入口側の冷媒温度を測定する入口温度センサ２６と、蒸発器１４の出口側の冷媒温度を測定する出口温度センサ２７とが設けられており、これら温度センサ２５〜２７による測定温度は制御盤４へ送信される。制御盤４は、室内温度Ｃ０や、蒸発器１４の出口における冷媒の過熱度ＳＨ（出口温度センサ２７の測定温度から入口温度センサ２６の測定温度を減じた値）などが設定範囲内に収まるように、膨張弁１５の弁開度ＯＰなどを制御する。

弁開度ＯＰは、単位サイクル時間における膨張弁１５の開放時間が占める割合で制御され、０〜１００％の間で１％刻みで設定される。例えば、単位サイクル時間が１０秒であるとき、弁開度ＯＰを６０％に設定すると、単位サイクル時間において膨張弁１５は６秒間開き、４秒間閉じる。また、制御盤４は、弁開度ＯＰが閾値以上である状態が一定時間以上続いた場合に、弁開度不良警報を発報する。本実施例では、弁開度ＯＰの閾値を９０％とし、上記一定時間を１０分間とした。つまり、弁開度ＯＰ≧９０％の状態が１０分間以上継続した場合に、制御盤４は弁開度不良警報を発報する。また制御盤４は、弁開度ＯＰ≦１０％の状態が１分間以上継続した場合にも、弁開度不良警報を発報するようになっている。

データサーバ５には、各店舗１の制御盤４から送信された冷凍装置３の運転データ、つまり冷凍機８と冷却機器９の運転データが蓄積されている。このうち、冷却機器９の運転データには、室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰの計測値と、弁開度不良警報の発生履歴とが含まれており、これらを端末装置６のプログラムで解析することにより、当該冷却機器９の冷凍サイクルにおける冷媒漏れの有無を判断することができる。

また、本実施例に係る冷媒漏れ検知方法は、所定の時間幅を有する判断期間を設定し、判断期間ごとに冷媒漏れの有無を判断するものであり、この判断期間の長さを、本実施例では１日（２４時間）とした。つまり、本実施例では、冷却機器９の冷凍サイクルごとに、○月△日：冷媒漏れ無し、○月□日：冷媒漏れ有り、・・・といった判断結果が得られる。なお以下では、冷媒漏れの有無の判断の対象となる判断期間、すなわち対象判断期間のことを対象日という。

本実施例では、図３のフローチャートに示すように、弁開度異常判定Ｄ１と短期判定Ｄ２と長期判定Ｄ３とを順に行う。各判定Ｄ１〜Ｄ３の詳細については後述する。３つの判定Ｄ１〜Ｄ３を行って、その全てで冷媒漏れの可能性有りと判定されると、対象日に冷媒漏れが発生していると判断する。逆に、３つの判定Ｄ１〜Ｄ３のいずれかで、冷媒漏れの可能性無しと判定されると、対象日に冷媒漏れは発生していないと判断する。

以下では、上記各判定Ｄ１〜Ｄ３について順に説明する。最初に行う弁開度異常判定Ｄ１では、対象日における弁開度不良警報の発生履歴を参照する（ステップＳ１）。ここで、対象日に警報が発生していた場合（ステップＳ１でＹＥＳ）は、冷媒漏れの可能性有りと判定して、次の短期判定Ｄ２へ進む。逆に、警報が発生していなかった場合（ステップＳ１でＮＯ）は、冷媒漏れの可能性無しと判定し、対象日に冷媒漏れは発生していないと判断して、短期判定Ｄ２および長期判定Ｄ３を行うことなく解析を終了する。

短期判定Ｄ２ではまず、対象日の室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰの計測値から、次の〔１〕〜〔４〕の値を算出する（ステップＳ２）。〔１〕の閾値は９０％とし、〔４〕の閾値は（室内温度Ｃ０の設定値＋２）℃とした。
〔１〕弁開度ＯＰの計測値のうち閾値以上であるものの個数
〔２〕弁開度ＯＰの計測値の総和
〔３〕過熱度ＳＨの計測値の総和
〔４〕室内温度Ｃ０の計測値のうち閾値以上であるものの個数

各日（各判断期間）において室内温度Ｃ０等は、任意の時間間隔で計測されている。この時間間隔は数分〜数十分程度に設定されており、これを例えば６分とすると、１日あたりの計測回数は２４０回となる。ステップＳ２では、対象日に複数回にわたって計測された室内温度Ｃ０等の計測値に基づいて、〔１〕〜〔４〕の値を算出する。なお、室内温度Ｃ０等を計測する時間間隔、すなわち計測回数は、室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰの全てについて同じである必要は無い。

次に、〔１〕〜〔４〕のそれぞれについて基準値を設定する（ステップＳ３）。基準値は、予め設定した固定値であってもよいが、本実施例では、対象日よりも所定時間だけ前の基準期間における室内温度Ｃ０等の計測値に基づいて、基準値を設定した。具体的には、対象日の２４〜１５日前の１０日間を基準期間とし、基準期間の各日（各判断期間）について〔１〕〜〔４〕の値をそれぞれ算出し、その平均値を基準値とした。なお、基準期間の各日における室内温度Ｃ０等の計測回数が、対象日における計測回数と異なる場合には、対象日の計測回数に応じた調整を行う。例えば、対象日の計測回数が、基準期間の各日のそれの２倍である場合には、基準期間の各日の〔１〕〜〔４〕を２倍した値の平均値を基準値として用いる。

次に、対象日における〔１〕〜〔４〕の各値の基準値に対する比の値を、変化率として算出する（ステップＳ４）。例えば、対象日における〔１〕の値を〔１〕の基準値で割ったものが〔１〕の変化率である。最後に、〔１〕〜〔４〕の変化率を閾値と比較する（ステップＳ５）。〔１〕〜〔４〕の変化率のうち、閾値を超えるものが３つ以上の場合（ステップＳ５でＹＥＳ）は、冷媒漏れの可能性有りと判定して、次の長期判定Ｄ３へ進む。逆に、閾値を超えるものが２つ以下の場合（ステップＳ５でＮＯ）は、冷媒漏れの可能性無しと判定し、対象日に冷媒漏れは発生していないと判断して、長期判定Ｄ３を行うことなく解析を終了する。本実施例では、〔１〕〜〔４〕の変化率のそれぞれについて、閾値を１．２（１２０％）とした。

長期判定Ｄ３では、対象日（対象判断期間）よりも所定時間だけ前の日（判断期間）から対象日までの連続期間を設定する。本実施例では連続期間を、対象日の１５日前から対象日までの１６日間とした。本実施例において、連続期間の始点となる日は、先のステップＳ３における基準期間の終点となる日に一致する（ともに対象日の１５日前）。

連続期間の各日（各判断期間）における〔１〕〜〔４〕の変化率をそれぞれ合計して、〔１〕〜〔４〕の変化率積分を算出し（ステップＳ６）、次いで、〔１〕〜〔４〕の変化率積分を閾値と比較する（ステップＳ７）。〔１〕〜〔４〕の変化率積分のうち、閾値を超えるものが２つ以上の場合（ステップＳ７でＹＥＳ）は、冷媒漏れの可能性有りと判定する。こうして、３つ全ての判定Ｄ１〜Ｄ３で冷媒漏れの可能性有りと判定されると、対象日に冷媒漏れが発生していると判断する。逆に、閾値を超えるものが１つ以下の場合（ステップＳ７でＮＯ）は、冷媒漏れの可能性無しと判定し、対象日に冷媒漏れは発生していないと判断して、解析を終了する。本実施例では、〔１〕〜〔４〕の変化率積分のそれぞれについて閾値を１７とした。この閾値を連続期間の日数で割ると、１７÷１６＝１．０６２５（１０６．２５％）となる。この値は、先のステップＳ５における変化率に関する閾値１．２（１２０％）よりも小さい。

本実施例に係る冷媒漏れ検知方法が有効であることを確認するため、過去の運転データを使って検証を行った。１３３店舗に設置された計１００１９台の冷却機器９の運転データを検証の対象とし、検証期間は２８０日間とした。つまり、冷媒漏れの有無を判断した件数は、１００１９台×２８０日間＝２８０５３２０件である。なお、１００１９台の冷却機器９のうち、検証期間内に実際に冷媒漏れの修理が行われていたのは３台であり、そのうち２台は１度ずつ修理され、もう１台は３度修理されていた。

２８０５３２０件のうち、弁開度異常判定Ｄ１、短期判定Ｄ２および長期判定Ｄ３の３つ全てで冷媒漏れの可能性有りと判定されて、最終的に冷媒漏れ有りと判断されたものは、３７件であった。この３７件のうち３６件が、実際に修理が行われた３台の冷却機器９における修理日の過去の近日のものであった。以上の検証結果により、本実施例に係る冷媒漏れ検知方法が、冷媒漏れを確実に検知できることを確認できた。また、冷媒漏れ有りと判断された３７件のうち、誤検知は僅かに１件と少なく、本実施例に係る冷媒漏れ検知方法が精度の高いものであることを確認できた。

本発明の別実施例として、上記実施例のステップＳ５において〔１〕〜〔４〕の変化率のうち閾値を超えるものが「３つ以上」となっているところを「２つ以上」に変更した。つまり、冷媒漏れの可能性有りと判定するための条件を緩和し、同様の検証を行った。この検証において、弁開度異常判定Ｄ１、短期判定Ｄ２および長期判定Ｄ３の３つ全てで冷媒漏れの可能性有りと判定されて、最終的に冷媒漏れ有りと判断されたものは、２８０５３２０件のうち１３３件であり、先の実施例（３７件）から大幅に増加した。この１３３件のうち８３件が、実際に修理が行われた３台の冷却機器９における修理日の過去の近日のものであった。

この別実施例のように、先の実施例よりも条件を緩和すると、冷媒漏れを正しく検知できる件数が増加し（３６件→８３件）、より早期に冷媒漏れを検知することができるが、その分誤検知も増加する（１件→５０件）。つまり、冷媒漏れを早期に検知することを優先するならば、各判定Ｄ１〜Ｄ３の条件を緩和すればよく、誤検知を減らして精度を高めることを優先するならば、各判定Ｄ１〜Ｄ３の条件を厳しくすればよい。

なお、冷媒漏れの誤検知の要因としては、次のものが確認されている。
・陳列方法の問題
冷却機器９の冷気の吸込口が陳列商品によって塞がれて、陳列室１１内の冷気が外へ漏れて、室内温度Ｃ０が上昇するなどの異常が生じた。
・室内温度Ｃ０の設定変更
室内温度Ｃ０の設定値が低い温度に設定された結果、陳列室１１の室内温度Ｃ０を低い温度に維持するために、蒸発器１４を流れる冷媒が多くなる状態、すなわち弁開度ＯＰの高い状態が続いた。
・膨張弁１５の故障
制御盤４の指示どおりに膨張弁１５が動作せず、蒸発器１４を流れる冷媒が不足して過熱度ＳＨが上昇するなどの異常が生じた。
・冷媒の封入量の不足
冷媒の封入量が最初から不足していると、特に外気温度が低くなって冷媒の体積が小さくなる冬季において、蒸発器１４における冷媒流量を確保するために、弁開度ＯＰの高い状態が続く。

上記の実施例では、弁開度異常判定Ｄ１と短期判定Ｄ２と長期判定Ｄ３の３つ全てで冷媒漏れの可能性有りと判定されると、冷媒漏れが発生していると判断するようにしたが、本発明はこれに限られない。例えば、弁開度異常判定Ｄ１で冷媒漏れの可能性有りと判定され、かつ、短期判定Ｄ２と長期判定Ｄ３の少なくとも一方で冷媒漏れの可能性有りと判定された場合に、冷媒漏れが発生していると判断することができる。これによれば、対象日に冷媒が大量に漏れたことを短期判定Ｄ２で検知でき、また、対象日の前から冷媒が少しずつ漏れ出していることを長期判定Ｄ３で検知できるので、タイプの異なる２種類の冷媒漏れを早期に検知することができる。

短期判定Ｄ２のステップＳ２で弁開度ＯＰおよび過熱度ＳＨの総和を算出するのに代えて、平均を算出するように変更することができる。短期判定Ｄ２のステップＳ５および長期判定Ｄ３のステップＳ７で、変化率あるいは変化率積分がいくつ閾値を超えると、冷媒漏れの可能性有り（ＹＥＳ）と判定するかについて、その個数は任意である。各判定Ｄ１〜Ｄ３を行う順序や、各判定Ｄ１〜Ｄ３における閾値は、上記の実施例のものに限られず、冷媒漏れの有無を判断する判断期間の長さも、上記の実施例の１日（２４時間）に限られない。室内温度Ｃ０、過熱度ＳＨおよび弁開度ＯＰに加えて、さらに別の計測値に基づいて、冷媒漏れの有無を判断してもよい。

上記の実施例では、制御盤４で弁開度異常警報が発生するようにしたが、冷却機器９で発生するようにしてもよく、また両方で発生するようにしてもよい。１台の冷凍機８に複数台の冷却機器９を接続するのに代えて、冷凍機８と冷却機器９を１対１で接続してもよい。圧縮機１７、凝縮器１８および受液器１９を冷却機器９に設置してもよい。データサーバ５および端末装置６を店舗１に設置して、店舗１内で本発明の冷媒漏れ検知方法を実施することができる。

３ 冷凍装置
４ 制御盤
８ 冷凍機
９ 冷却機器
１１ 陳列室
１４ 蒸発器
１５ 膨張弁
１７ 圧縮機
１８ 凝縮器
２５ 室内温度センサ
２６ 入口温度センサ
２７ 出口温度センサ
Ｃ０ 室内温度
ＳＨ 過熱度
ＯＰ 弁開度

Claims (10)

1. 圧縮機（１７）、凝縮器（１８）、膨張弁（１５）および蒸発器（１４）を有する冷凍サイクルにおいて、蒸発器（１４）における冷媒の蒸発により冷却される冷却機器（９）の室内温度（Ｃ０）、蒸発器（１４）の出口における冷媒の過熱度（ＳＨ）、および膨張弁（１５）の弁開度（ＯＰ）に基づいて、冷媒漏れの有無を判断する冷媒漏れ検知方法であって、
   所定の時間幅を有する判断期間を設定し、判断期間ごとに冷媒漏れの有無を判断しており、
   冷媒漏れの有無の判断の対象となる判断期間、すなわち対象判断期間内に計測された、室内温度（Ｃ０）、過熱度（ＳＨ）および弁開度（ＯＰ）の各値に基づいて、対象判断期間における冷媒漏れの可能性を判定する短期判定（Ｄ２）と、
   対象判断期間よりも所定時間だけ前の判断期間から対象判断期間までの連続期間における室内温度（Ｃ０）、過熱度（ＳＨ）および弁開度（ＯＰ）の各計測値に基づいて、対象判断期間における冷媒漏れの可能性を判定する長期判定（Ｄ３）とを含むことを特徴とする冷媒漏れ検知方法。
2. 短期判定（Ｄ２）と長期判定（Ｄ３）の両方において冷媒漏れの可能性有りと判断された場合に、対象判断期間において冷媒漏れが発生していると判断する請求項１に記載の冷媒漏れ検知方法。
3. 対象判断期間内に、弁開度（ＯＰ）が閾値以上である状態が一定時間以上続いている場合に、対象判断期間における冷媒漏れの可能性があると判定する弁開度異常判定（Ｄ１）を含み、
   弁開度異常判定（Ｄ１）と短期判定（Ｄ２）と長期判定（Ｄ３）の全てにおいて冷媒漏れの可能性有りと判断された場合に、対象判断期間において冷媒漏れが発生していると判断する請求項２に記載の冷媒漏れ検知方法。
4. 冷却機器（９）または冷却機器（９）を監視する制御盤（４）において、弁開度（ＯＰ）が閾値以上である状態が一定時間以上続いた場合に、弁開度異常警報が発生するようになっており、
   対象判断期間内の弁開度異常警報の発生履歴を参照して弁開度異常判定（Ｄ１）を行い、弁開度異常判定（Ｄ１）で冷媒漏れの可能性があると判定された場合に、短期判定（Ｄ２）および長期判定（Ｄ３）を行う請求項３に記載の冷媒漏れ検知方法。
5. 短期判定（Ｄ２）は、対象判断期間内に任意の間隔で計測した
   〔１〕弁開度（ＯＰ）の計測値のうち閾値以上であるものの個数
   〔２〕弁開度（ＯＰ）の計測値の総和あるいは平均
   〔３〕過熱度（ＳＨ）の計測値の総和あるいは平均
   〔４〕室内温度（Ｃ０）の計測値のうち閾値以上であるものの個数
   をそれぞれ算出するステップ（Ｓ２）と、〔１〕〜〔４〕のそれぞれについて基準値を設定するステップ（Ｓ３）と、対象判断期間における〔１〕〜〔４〕の各値の基準値に対する比の値を変化率として算出するステップ（Ｓ４）と、〔１〕〜〔４〕の各変化率を閾値と比較するステップ（Ｓ５）とを含み、
   長期判定（Ｄ３）は、連続期間を構成する各判断期間における〔１〕〜〔４〕の変化率をそれぞれ合計して、変化率積分を算出するステップ（Ｓ６）と、〔１〕〜〔４〕の各変化率積分を閾値と比較するステップ（Ｓ７）とを含み、
   短期判定（Ｄ２）における基準値が、対象判断期間よりも所定時間だけ前の基準期間における室内温度（Ｃ０）、過熱度（ＳＨ）および弁開度（ＯＰ）の各計測値に基づいて設定されており、
   基準期間の終点が、長期判定（Ｄ３）における連続期間の始点の近傍に設定されている請求項１から４のいずれかに記載の冷媒漏れ検知方法。
6. 圧縮機（１７）、凝縮器（１８）、膨張弁（１５）および蒸発器（１４）を有する冷凍サイクルと、蒸発器（１４）における冷媒の蒸発により冷却される冷却機器（９）と、冷凍サイクルの冷媒漏れ検知手段とを備えている冷凍冷蔵設備であって、
   冷媒漏れ検知手段は、冷却機器（９）の運転状態を監視し制御する制御盤（４）と、制御盤（４）に集積された冷却機器（９）の運転データを授受するデータサーバ（５）と、データサーバ（５）に接続された端末装置（６）とを含み、
   前記運転データに含まれる冷却機器（９）の室内温度（Ｃ０）、蒸発器（１４）の出口における冷媒の過熱度（ＳＨ）、および膨張弁（１５）の弁開度（ＯＰ）に基づいて、冷媒漏れの有無を判断するためのプログラムが、端末装置（６）に搭載されており、
   端末装置（６）のプログラムが、
   所定の時間幅を有する判断期間を設定し、判断期間ごとに冷媒漏れの有無を判断するものであり、
   冷媒漏れの有無の判断の対象となる判断期間、すなわち対象判断期間内に計測された、室内温度（Ｃ０）、過熱度（ＳＨ）および弁開度（ＯＰ）の各値に基づいて、対象判断期間における冷媒漏れの可能性を判定する短期判定（Ｄ２）と、
   対象判断期間よりも所定時間だけ前の判断期間から対象判断期間までの連続期間における室内温度（Ｃ０）、過熱度（ＳＨ）および弁開度（ＯＰ）の各計測値に基づいて、対象判断期間における冷媒漏れの可能性を判定する長期判定（Ｄ３）とを含むことを特徴とする冷凍冷蔵設備。
7. 端末装置（６）のプログラムが、
   短期判定（Ｄ２）と長期判定（Ｄ３）の両方において冷媒漏れの可能性有りと判断された場合に、対象判断期間において冷媒漏れが発生していると判断する請求項６に記載の冷凍冷蔵設備。
8. 端末装置（６）のプログラムが、
   対象判断期間内に、弁開度（ＯＰ）が閾値以上である状態が一定時間以上続いている場合に、対象判断期間における冷媒漏れの可能性があると判定する弁開度異常判定（Ｄ１）を含み、
   弁開度異常判定（Ｄ１）と短期判定（Ｄ２）と長期判定（Ｄ３）の全てにおいて冷媒漏れの可能性有りと判断された場合に、対象判断期間において冷媒漏れが発生していると判断する請求項７に記載の冷凍冷蔵設備。
9. 制御盤（４）において、弁開度（ＯＰ）が閾値以上である状態が一定時間以上続いた場合に、弁開度異常警報が発生するようになっており、
   端末装置（６）のプログラムが、
   対象判断期間内の弁開度異常警報の発生履歴を参照して弁開度異常判定（Ｄ１）を行い、弁開度異常判定（Ｄ１）で冷媒漏れの可能性があると判定された場合に、短期判定（Ｄ２）および長期判定（Ｄ３）を行う請求項８に記載の冷凍冷蔵設備。
10. 短期判定（Ｄ２）は、対象判断期間内に任意の間隔で計測した
    〔１〕弁開度（ＯＰ）の計測値のうち閾値以上であるものの個数
    〔２〕弁開度（ＯＰ）の計測値の総和あるいは平均
    〔３〕過熱度（ＳＨ）の計測値の総和あるいは平均
    〔４〕室内温度（Ｃ０）の計測値のうち閾値以上であるものの個数
    をそれぞれ算出するステップ（Ｓ２）と、〔１〕〜〔４〕のそれぞれについて基準値を設定するステップ（Ｓ３）と、対象判断期間における〔１〕〜〔４〕の各値の基準値に対する比の値を変化率として算出するステップ（Ｓ４）と、〔１〕〜〔４〕の各変化率を閾値と比較するステップ（Ｓ５）とを含み、
    長期判定（Ｄ３）は、連続期間を構成する各判断期間における〔１〕〜〔４〕の変化率をそれぞれ合計して、変化率積分を算出するステップ（Ｓ６）と、〔１〕〜〔４〕の各変化率積分を閾値と比較するステップ（Ｓ７）とを含み、
    短期判定（Ｄ２）における基準値が、対象判断期間よりも所定時間だけ前の基準期間における室内温度（Ｃ０）、過熱度（ＳＨ）および弁開度（ＯＰ）の各計測値に基づいて設定されており、
    基準期間の終点が、長期判定（Ｄ３）における連続期間の始点の近傍に設定されている請求項６から９のいずれかに記載の冷凍冷蔵設備。

Images