JP6739664B2 - Refrigeration air conditioner and control device - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒回路からの冷媒漏えいの有無を判定する制御装置、及び制御装置を備えた冷凍空調装置に関する。 The present invention relates to a control device that determines whether or not a refrigerant leaks from a refrigerant circuit, and a refrigerating and air-conditioning apparatus including the control device.
従来の空調装置が行う冷媒漏えいの検出の一例が特許文献1に開示されている。特許文献1には、冷凍回路中に冷媒量が必要量あると仮定し、熱負荷により求められる理論冷凍サイクルにおける状態量と実測された状態量との差が所定の値以上の状態が一定期間継続したとき、冷媒不足と判断することが記載されている。特許文献1には、状態量の具体例として蒸発器入口温度が開示されている。 Patent Document 1 discloses an example of refrigerant leak detection performed by a conventional air conditioner. In Patent Document 1, it is assumed that there is a required amount of refrigerant in the refrigeration circuit, and a state in which the difference between the state amount in the theoretical refrigeration cycle obtained by the heat load and the actually measured state amount is a predetermined value or more for a certain period. It is described that when it continues, it is judged that the refrigerant is insufficient. Patent Document 1 discloses an evaporator inlet temperature as a specific example of the state quantity.
特許文献1に開示された冷媒漏えいの検出は、状態量の変化により冷凍サイクル全体の冷媒量不足の有無を検知するものであり、冷媒漏れの発生部位を特定するものではない。そのため、現地作業者が冷媒回路の補修作業を開始する前に冷媒漏れ部位特定のためのチェック作業が必要になる。 The detection of refrigerant leakage disclosed in Patent Document 1 is to detect whether or not the refrigerant amount is insufficient in the entire refrigeration cycle based on a change in the state quantity, and is not to identify the location where the refrigerant leakage occurs. Therefore, it is necessary for the on-site worker to perform a check operation for identifying the refrigerant leakage portion before starting the repair operation of the refrigerant circuit.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷媒漏れが発生した部位を特定することができる冷凍空調装置及び制御装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a refrigerating and air-conditioning apparatus and a control apparatus that can specify a portion where a refrigerant leak has occurred.
本発明に係る冷凍空調装置は、圧縮機、凝縮器、膨張部、蒸発器及びアキュームレータが配管で接続され、沸点の異なる複数種の冷媒が混合された非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路と、前記蒸発器に流入する前記非共沸混合冷媒の温度を測定する流入温度センサと、前記蒸発器に流入する前記非共沸混合冷媒の圧力が設定圧力になるように前記冷媒回路を制御する点検モード時において、前記設定圧力における飽和温度と前記流入温度センサが測定する温度との温度差を算出し、前記温度差と、前記複数種の冷媒の異なる沸点に基づいて設定された閾値とを比較して前記非共沸混合冷媒の漏えいの有無を判定する制御装置と、を有するものである。 Refrigeration air conditioner according to the present invention, a compressor, a condenser, an expansion unit, an evaporator and an accumulator are connected by a pipe, a refrigerant circuit in which a non-azeotropic mixed refrigerant in which plural kinds of refrigerants having different boiling points are mixed is circulated. , An inflow temperature sensor for measuring the temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing into the evaporator, and controlling the refrigerant circuit so that the pressure of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing into the evaporator becomes a set pressure. in inspection mode, said calculating a temperature difference between the temperature of the inlet temperature sensor and the saturation temperature is measured at the set pressure, and the temperature difference with a threshold value that is set based different boiling points of the plurality of kinds of refrigerants And a control device that determines whether or not the non-azeotropic mixed refrigerant is leaking by comparison.
本発明によれば、非共沸混合冷媒が気液二相状態で流動する部位での冷媒漏れの発生を検知することで、膨張部から蒸発器の出口までの区間、又は凝縮器に、冷媒漏えいの発生部位を特定することができる。 According to the present invention, by detecting the occurrence of refrigerant leakage in the region where the non-azeotropic mixed refrigerant flows in the gas-liquid two-phase state, the section from the expansion section to the outlet of the evaporator, or the condenser, the refrigerant The location of the leak can be identified.
実施の形態1.
本実施の形態1に係る冷凍空調装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍空調装置の一例を示す冷媒回路図である。本実施の形態1の冷凍空調装置100は、例えば、冷却庫のような冷却対象を冷却する装置である。図1に示すように、冷凍空調装置100は、冷媒回路10と、凝縮温度センサ21と、膨張部入口温度センサ22と、流入圧力センサ23と、流入温度センサ24と、制御装置50とを有する。冷媒回路10は、圧縮機11、凝縮器12、膨張部13、蒸発器14、アキュームレータ15及び受液器16が配管で接続され、沸点の異なる複数種の冷媒が混合された非共沸混合冷媒が循環する構成である。Embodiment 1.
The refrigerating and air-conditioning apparatus according to Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing an example of a refrigerating and air-conditioning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The refrigerating and air-
圧縮機11は、低温低圧の状態の非共沸混合冷媒を吸入及び圧縮して高温高圧の状態の非共沸混合冷媒を吐出する。圧縮機11は、例えば、容量を制御することができるインバータ圧縮機である。凝縮器12は、室外空気と非共沸混合冷媒との間で熱交換させる熱交換器である。膨張部13は、非共沸混合冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。膨張部13は、例えば、開度を調整できる電子式膨張弁である。蒸発器14は、冷却室の冷却を行い、冷却室の空気と非共沸混合冷媒との間で熱交換させる熱交換器である。
The
アキュームレータ15及び受液器16は、ガス冷媒と液冷媒とを分離する。受液器16の出口配管は、受液器16が空にならない限り液相の冷媒を流出するように構成されている。受液器16は、冷媒回路10を循環する非共沸混合冷媒のうち、機器周辺の温度変化などにより発生する余剰冷媒を貯留する。アキュームレータ15は、液バック運転など過渡的に蒸発器14から液相冷媒が返ってきた場合に、液相冷媒を貯留する。本実施の形態1では、図1に示すように冷凍空調装置100に受液器16が設けられている場合で説明するが、受液器16が設けられていなくてもよい。
The
凝縮温度センサ21は、凝縮器12の冷媒出口側に設けられている。凝縮温度センサ21は、凝縮器12を流通する非共沸混合冷媒の凝縮温度Ctempを測定する。膨張部入口温度センサ22は、膨張部13の冷媒入口側に設けられている。膨張部入口温度センサ22は、膨張部13に流入する非共沸混合冷媒の膨張前温度を測定する。流入圧力センサ23は、蒸発器14の冷媒入口側に設けられている。流入圧力センサ23は、蒸発器14に流入する非共沸混合冷媒の圧力PLを測定する。流入温度センサ24は、蒸発器14の冷媒入口側に設けられている。流入温度センサ24は、蒸発器14に流入する非共沸混合冷媒の温度を測定する。
The
制御装置50は、冷媒回路10における各部の圧力及び温度の測定値と、空調対象空間の設定温度を含む各種設定値とに基づいて、冷凍空調装置100の運転を制御する。制御装置50は、例えば、マイクロコンピュータである。図2は、図1に示した制御装置の一構成例を示すブロック図である。制御装置50は、冷凍サイクル制御手段51と、点検モード実行手段52と、算出手段53と、判定手段54とを有する。制御装置50は、図に示していないが、プログラムを記憶するメモリと、プログラムにしたがって処理を実行するCPU(Central Processing Unit)とを有する。CPUがプログラムを実行することで、図2に示した冷凍サイクル制御手段51、点検モード実行手段52、算出手段53及び判定手段54が冷凍空調装置100に構成される。図に示さないメモリは、設定温度、冷凍空調装置100の制御及び冷媒漏れ判定に用いられる各種情報を記憶する。
The
なお、冷凍空調装置100には、室外空気の温度を測定する温度センサ及び冷却室の空気の温度を測定する温度センサが設けられているが、これらの温度センサを図に示すことを省略している。また、図1に示していないが、蒸発器14に冷却室の空気を供給するファンが設けられていてもよく、凝縮器12に室外空気を供給するファンが設けられていてもよい。この場合、制御装置50はこれらのファンの運転周波数を制御してもよい。さらに、冷凍空調装置100は、冷媒回路10に流れる非共沸混合冷媒の流れ方向を切り替える流路切替部を備えていてもよい。この場合、冷凍空調装置100は、冷却運転及び加熱運転のどちらの運転も行うことができる。冷凍空調装置100の空調対象空間は冷却室に限らない。
Although the
次に、冷凍空調装置100の冷却運転について説明する。圧縮機11に吸入される冷媒は、圧縮機11によって圧縮され、高温高圧のガス状態で圧縮機11から吐出される。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器12に流入する。凝縮器12において、高温高圧のガス冷媒は室外空気と熱交換されて凝縮し、液化する。凝縮された液状態の冷媒が受液器16に流入すると、余剰冷媒分が受液器16に貯留され、液冷媒のみが受液器16から流出する。液冷媒は、膨張部13に流入すると、膨張部13において膨張及び減圧されて、低温低圧の気液二相状態の冷媒となる。気液二相の冷媒は、蒸発器14に流入する。蒸発器14において、気液二相の冷媒は、冷却室の空気と熱交換されて蒸発してガス化する。このとき、冷却室が冷却される。低温低圧のガス状態の冷媒は圧縮機11に吸入される。
Next, the cooling operation of the refrigerating and air-
図3は、非共沸混合冷媒がR407Cである場合の冷媒の沸点及び組成比率を示す表である。本実施の形態1では、冷媒回路10に封入される非共沸混合冷媒がR407Cの場合で説明する。図3に示すように、R407Cは、R32、R125及びR134aの冷媒が混合されている。R32の沸点が−51.7℃であり、R125の沸点が−48.1℃であり、R134aの沸点が−26.1℃である。即ち、R407Cを構成する3種類の冷媒のうち、R134aの沸点が最も高い。R32及びR125の沸点の温度差が3.6℃であるのに対し、R125及びR134aの沸点の温度差は22.0℃である。また、組成比率に注目すると、R32及びR125の組成比率を合算した値は、48%であり、R134aの52%とほぼ同等である。
FIG. 3 is a table showing the boiling points and composition ratios of the refrigerant when the non-azeotropic mixed refrigerant is R407C. In the first embodiment, the case where the non-azeotropic mixed refrigerant sealed in the
冷媒が図3に示した非共沸混合冷媒である場合、冷媒の相変化が発生する熱交換器の内部では、3種類の冷媒がそれぞれ異なるタイミングで相変化を開始する。例えば、凝縮器12の内部では、3種類の冷媒のうち、沸点の最も高いR134aがR125及びR32よりも先に液化をはじめる。一方、蒸発器14の内部では、3種類の冷媒のうち、沸点の低いR125及びR32がR134aよりも先に気化をはじめる。つまり、熱交換器内部において、冷媒が気液二相で混在する部位では、3種類の冷媒の組成比率が図3に示す値とは異なっている。具体的には、気液二相の液冷媒中では、R134aの組成比率は52%よりも多く、R125及びR32の組成比率の合算値は48%よりも少ない状態になる。気液二相のガス冷媒中では、R125及びR32の組成比率の合算値は48%よりも多く、R134aの組成比率は52%よりも少ない状態になる。
When the refrigerant is the non-azeotropic mixed refrigerant shown in FIG. 3, inside the heat exchanger where the phase change of the refrigerant occurs, the three kinds of refrigerant start phase change at different timings. For example, inside the
ここで、凝縮器12又は蒸発器14の伝熱管にクラックが発生するなどして冷媒漏れが発生した場合を考える。冷媒回路10において、冷媒が気液二相状態になる部位は、凝縮器12と、膨張部13から蒸発器14に至る区間とである。上述したように、混合冷媒中の各冷媒の分布は相状態により異なる。そのため、冷媒が気液二相の状態になっている部位で冷媒漏れが発生すると、冷媒回路10を流動する冷媒の組成が変化し、冷媒漏れの進行に伴って組成の変化が大きくなる。具体的には、クラック発生部位が主に気相冷媒が流れる部位である場合、R125及びR32が多く漏えいすることになり、R134aの組成比率が図3に示した値よりも大きくなる。一方、クラック発生部位が主に液相冷媒が流れる部位である場合、R134aが多く漏えいすることになり、R125及びR32の組成比率が図3に示した値よりも大きくなる。
Here, consider a case where a refrigerant leak occurs due to a crack in the heat transfer tube of the
次に、制御装置50が行う冷媒漏れ判定を説明する。冷凍空調装置100は、冷却室の空調を行う通常運転モードと、冷媒漏えいを検出するための点検モードとを有する。点検モードは、制御装置50が、冷媒漏えいの有無を判定するために、蒸発器14における圧力PLを設定圧力に保つ点検条件で、冷媒回路10を制御するモードである。
Next, the refrigerant leak determination performed by the
冷凍サイクル制御手段51及び点検モード実行手段52は、凝縮温度センサ21、膨張部入口温度センサ22及び流入温度センサ24から取得する温度と、流入圧力センサ23から取得する圧力PLとに基づいて、冷凍空調装置100の運転状態を把握する。冷凍サイクル制御手段51は、通常運転モードにおいて、冷却室の空気温度が設定温度になるように、圧縮機11の運転周波数と、蒸発器14及び凝縮器12の冷却風量と、膨張部13の開度とを制御する。
The refrigeration cycle control means 51 and the inspection mode execution means 52 perform refrigeration based on the temperatures acquired from the
冷凍サイクル制御手段51及び点検モード実行手段52は、凝縮器12に供給される室外空気の温度及び冷却負荷の大きさに応じて、凝縮器12の冷却風量及び圧縮機11の運転周波数を制御することで、凝縮器12における冷媒の圧力PHを調整する。また、冷凍サイクル制御手段51及び点検モード実行手段52は、圧縮機11の運転周波数、蒸発器14の冷却風量及び膨張部13の開度等を制御することで圧力PLを調整し、蒸発器14の冷媒出口の過熱度を設定過熱度に保つ。
The refrigeration cycle control means 51 and the inspection mode execution means 52 control the cooling air volume of the
点検モード実行手段52は、冷凍空調装置100を比較的長時間で連続運転できる条件の下で、点検モードを実行する。例えば、冷凍サイクルの状態が安定するまで圧縮機11がサーモオフなどにより停止しないように、点検モード実行手段52は、除霜運転を終了したとき、又は冷却室の実際の温度が冷却室の設定温度よりも高いとき等に、点検モードを実行する。具体的には、蒸発器14を流通する非共沸混合冷媒の圧力から換算される蒸発温度が冷却室の設定温度よりも高いとき、点検モード実行手段52は点検モードを実行する。この場合、サーモオフにならないため、制御装置50は、冷媒回路10を循環する非共沸混合冷媒を安定した状態に保つことで、冷媒の漏えいの有無を判定できる。
The inspection
図4は、本発明の実施の形態1における点検モード時の冷媒の状態を示すp−h線図である。図4の縦軸は冷媒の圧力[MPa]を示し、横軸は比エンタルピ[kJ/kg]を示す。点検モード実行手段52は、点検モードを開始すると、受液器16が貯留する液冷媒が空になるように、短時間の液バック運転を発生させた後、蒸発器14における圧力PLを設定圧力に保つ点検条件を満たすように、冷媒回路10を制御する。点検モード実行手段52がアキュームレータ15に余剰冷媒を貯留させた後、アキュームレータ15の余剰冷媒を減らすように冷媒回路10に非共沸混合冷媒を循環させることで、非共沸混合冷媒の組成比率が冷媒回路10全体で均等に保たれる。これは、複数種の冷媒のうち、一部の種類の冷媒が他の冷媒よりも多く漏れている場合に冷媒の組成比率に変化が生じ、その変化を検知しやすくするためである。
FIG. 4 is a ph diagram showing the state of the refrigerant in the inspection mode according to the first embodiment of the present invention. The vertical axis of FIG. 4 represents the pressure of the refrigerant [MPa], and the horizontal axis represents the specific enthalpy [kJ/kg]. When the inspection mode execution means 52 starts the inspection mode, it causes a short liquid back operation so that the liquid refrigerant stored in the
図4に示すように、圧縮機11で圧縮された非共沸混合冷媒は、凝縮器12によって凝縮して、A点を通過し、更に過冷却されてB点に至る。その後、非共沸混合冷媒は、膨張部13によって減圧され、C点に至る。そして、非共沸混合冷媒は、蒸発器14によって蒸発して、圧縮機11に吸入される。
As shown in FIG. 4, the non-azeotropic mixed refrigerant compressed by the
点検モード実行手段52が設定する点検条件のパラメータとして、圧力PLの他に、凝縮温度Ctemp及び過冷却度SCが含まれていてもよい。この場合、点検条件は、圧力PLが設定圧力と一致する条件の他に、凝縮温度Ctempが目標凝縮温度CTgと一致する条件と、過冷却度SCが目標過冷却度SCgと一致する条件を含む。過冷却度SCは、膨張部13の入口側に流れる非共沸混合冷媒の過冷却度である。点検モード実行手段52は、凝縮温度センサ21が測定する凝縮温度Ctempから膨張部入口温度センサ22が測定する膨張前温度を減算することで、過冷却度SCを求める。なお、圧力PLが設定圧力と一致するとは、圧力PLが設定圧力と完全に一致する場合だけでなく、これら2つの値が一定の許容範囲で一致する場合を含む。このことは、点検条件のパラメータが過冷却度SC及び凝縮温度Ctempの場合も同様である。
In addition to the pressure PL, the condensing temperature Ctemp and the supercooling degree SC may be included as the parameters of the inspection condition set by the inspection
点検モード実行手段52は、凝縮温度Ctempが目標凝縮温度CTgで安定し、過冷却度SCが目標過冷却度SCgで安定し、圧力PLが設定圧力で安定するように、冷媒回路10を制御する。図4に示す例では、目標凝縮温度CTgは45℃であり、目標過冷却度SCgは5Kであり、圧力PLの設定圧力は0.3MPaである。
The inspection mode execution means 52 controls the
ここで、点検モード時の圧力PLが通常運転モード時の冷却運転の圧力PLよりも高くなるように、点検モード実行手段52は、圧縮機11の運転周波数、及び凝縮器12に室外空気を供給するファン(不図示)の出力などを調整している。また、点検モード時の凝縮温度Ctempが通常運転モード時の冷却運転の凝縮温度Ctempよりも低くなるように、点検モード実行手段52は、圧縮機11の運転周波数、及び凝縮器12に室外空気を供給するファンの出力などを調整する。これにより、アキュームレータ15内から余剰冷媒が減り、冷媒回路10に循環する非共沸混合冷媒が多くなり、非共沸混合冷媒の組成比率が冷媒回路10全体で均等に保たれる。
Here, the inspection mode execution means 52 supplies the operating frequency of the
なお、点検条件のパラメータのうち、凝縮温度Ctempの代わりに、凝縮器12における冷媒の圧力PHを用いてもよい。圧力PHの飽和温度から凝縮温度Ctempを算出できるからである。
Of the parameters of the inspection condition, the pressure PH of the refrigerant in the
制御装置50は、蒸発器14に流入する非共沸混合冷媒の圧力PLから求まる飽和温度の理論値と、蒸発器14の入口側に流れる非共沸混合冷媒の入口温度とに基づいて、冷媒漏れの有無を判定する。具体的には、算出手段53は、圧力PLにおける飽和温度と流入温度センサ24が測定する温度との温度差TDを算出する。判定手段54は、温度差TDと閾値Tthとを比較する。そして、判定手段54は、温度差TDが閾値Tthより大きい場合、冷媒漏れがあると判定する。閾値Tthは、例えば、1.5Kである。
The
また、判定手段54は、継続して温度差TDが閾値Tthを超える時間を計測し、計測した時間が設定時間以上である場合、冷媒漏れがあると判定してもよい。設定時間は、例えば、5分である。さらに、判定手段54は、冷媒漏れがあると判定すると、警報を出力してもよい。
Further, the
図5は、図3に示した非共沸混合冷媒を構成する3種類の冷媒のうち、R32及びR125が漏えいした場合における図4に示した点A〜Cの温度を示す表である。図3に示した非共沸混合冷媒に漏れがない場合、図5に示すように、図4のA点の温度が45℃であり、B点の温度が40℃であり、C点の温度が−15.9℃である。−15.9℃の温度は、3種の冷媒の組成比率が図3に示した値である場合の圧力PLの飽和温度の理論値である。 FIG. 5 is a table showing the temperatures of points A to C shown in FIG. 4 when R32 and R125 among the three types of refrigerant constituting the non-azeotropic mixed refrigerant shown in FIG. 3 leak. When the non-azeotropic mixed refrigerant shown in FIG. 3 has no leakage, as shown in FIG. 5, the temperature at point A in FIG. 4 is 45° C., the temperature at point B is 40° C., and the temperature at point C is Is -15.9°C. The temperature of -15.9°C is a theoretical value of the saturation temperature of the pressure PL when the composition ratios of the three kinds of refrigerant are the values shown in Fig. 3.
図5において、R32及びR125の漏れの想定割合が増えると、R32及びR125の組成比率が減少するが、その反対にR134aの組成比率が増加している。そして、図5に示すように、冷媒の漏えいの想定割合が増えるにしたがって、設定圧力に一致する圧力PLの飽和温度が上昇する。図5に示す例では、冷媒漏れがない場合と冷媒漏れを10%と想定した場合とで、C点の温度差は1.7Kとなっている。 In FIG. 5, when the assumed leakage rate of R32 and R125 increases, the composition ratio of R32 and R125 decreases, but conversely, the composition ratio of R134a increases. Then, as shown in FIG. 5, as the assumed rate of refrigerant leakage increases, the saturation temperature of the pressure PL that matches the set pressure increases. In the example shown in FIG. 5, the temperature difference at the point C is 1.7 K between when there is no refrigerant leakage and when the refrigerant leakage is assumed to be 10%.
制御装置50は、温度差TDと閾値Tthとを比較し、温度差TDが閾値Tthを超える1.7Kであることから、冷媒漏れがあると判定する。図5では、冷媒漏れの有無の判定基準を、冷媒漏れが10%と想定した場合である。
The
上述したように、凝縮器12又は蒸発器14において、主に気相冷媒が流れる部位で冷媒漏えいが発生すると、R32及びR125が多く漏えいする。この場合、冷媒の漏えいが進行するにつれて、全冷媒中におけるR134aの組成比率が徐々に高くなるように、図3に示した組成比率が変化する。一方、凝縮器12又は蒸発器14において、主に液相冷媒が流れる部位で冷媒漏えいが発生すると、R134aが多く漏えいする。この場合、冷媒の漏えいが進行するにつれて、全冷媒中におけるR32及びR125の組成比率が徐々に高くなるように、図3に示した組成比率が変化する。図3に示したように、R134aは、R32及びR125に比べて沸点が高い。そのため、冷媒の組成比率の変化に伴って、圧力PLを一定値としたときの飽和温度が変化する。図5に示した例は、主に気相冷媒が流れる部位で冷媒漏えいが発生した場合を示す。
As described above, in the
本実施の形態1の冷凍空調装置100では、受液器16で余剰冷媒が貯留され、受液器16の出口から流出する冷媒は液相となる。そのため、制御装置50が蒸発器14の冷媒出口における冷媒が過熱ガスになるように制御すれば、冷媒が気液二相状態で存在する部位以外では冷媒の組成率変化は発生しない。本実施の形態1では、この現象を利用して、冷媒の漏えい部位を特定することができる。冷媒が気液二相状態で存在する部位とは、凝縮器12の内部と、膨張部13から蒸発器14の出口までの区間とである。
In the refrigeration air-
次に、冷凍空調装置100の動作について説明する。図6は、本発明の実施の形態1に係る冷凍空調装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、点検条件のパラメータが凝縮温度Ctemp、過冷却度SC及び圧力PLの3つの場合で説明する。点検モード実行手段52は、点検モード開始前に除霜運転を行う。点検モード実行手段52は、除霜運転が終了したか否かを判定する(ステップST1)。
Next, the operation of the refrigerating and air-
ステップST1の判定の結果、除霜運転が終了していない場合、点検モード実行手段52は、ステップST1の処理に戻る。ステップST1の判定の結果、除霜運転が終了している場合、点検モード実行手段52は、冷媒漏れ判定に必要な安定期間が確保されているかを確認するために、サーモオンを維持できる状態かを判定する(ステップST2)。ステップST2の判定の結果、サーモオフする状態である場合、点検モード実行手段52は、ステップST2の処理に戻る。ステップST2の判定の結果、サーモオンを維持できる状態である場合、点検モード実行手段52は、ステップST3の処理に移行する。 If the result of determination in step ST1 is that the defrosting operation has not ended, the inspection mode execution means 52 returns to the processing in step ST1. If the result of the determination in step ST1 is that the defrosting operation has ended, the inspection mode execution means 52 determines whether or not the thermo-on can be maintained in order to confirm whether or not the stable period required for the refrigerant leakage determination is secured. The determination is made (step ST2). If the result of determination in step ST2 is that the thermostat is off, the inspection mode execution means 52 returns to the processing in step ST2. If the result of determination in step ST2 is that the thermo-on can be maintained, the inspection mode execution means 52 shifts to the processing in step ST3.
ステップST3において、点検モード実行手段52は、凝縮温度Ctemp、過冷却度SC及び圧力PLの各値の目標値として、目標凝縮温度CTg、目標過冷却度SCg及び設定圧力の値を図に示さないメモリから読み出す。続いて、点検モード実行手段52は、凝縮温度Ctemp、過冷却度SC及び圧力PLの各値がそれぞれの目標値に許容範囲で一致する点検条件を満たすか否かを判定する(ステップST4)。点検モード実行手段52は、点検条件が満たされ、かつ点検条件が安定するまで冷凍空調装置100の運転行う。
In step ST3, the inspection mode execution means 52 does not show the values of the target condensation temperature CTg, the target supercooling degree SCg, and the set pressure as the target values of the condensation temperature Ctemp, the supercooling degree SC, and the pressure PL. Read from memory. Subsequently, the inspection mode execution means 52 determines whether or not the respective values of the condensing temperature Ctemp, the supercooling degree SC, and the pressure PL satisfy the inspection conditions in which the respective target values are within an allowable range (step ST4). The inspection mode execution means 52 operates the refrigerating and air-
ステップST4において、点検条件が満たされない場合、制御装置50は、一定時間毎にステップST4の判定を繰り返す。ステップST4において、点検条件が満たされる場合、算出手段53は、圧力PLにおける飽和温度と流入温度センサ24が測定する温度との温度差TDを算出する。続いて、判定手段54は、温度差TDと閾値Tthとを比較し、温度差TDが閾値Tthよりも大きいか否かを判定する(ステップST5)。
When the inspection condition is not satisfied in step ST4, the
ステップST5の判定の結果、温度差TDが閾値Tthよりも大きい場合、判定手段54は、非共沸混合冷媒が漏えいしていると判定する。一方、ステップST5において、温度差TDが閾値Tth以下である場合、判定手段54は、サーモオフしているか否かを判定する(ステップST6)。ステップST6の判定の結果、サーモオフしていない場合、判定手段54は、ステップST4〜ST6の判定を繰り返す。ステップST6の判定において、点検モードによる冷却により、サーモ停止している場合、判定手段54は、非共沸混合冷媒が漏えいしていないと判定する。 If the result of determination in step ST5 is that the temperature difference TD is greater than the threshold value Tth, the determination means 54 determines that the non-azeotropic mixed refrigerant is leaking. On the other hand, when the temperature difference TD is equal to or less than the threshold value Tth in step ST5, the determination means 54 determines whether or not the thermostat is off (step ST6). If the result of the determination in step ST6 is that the thermostat is not off, the determination means 54 repeats the determinations in steps ST4 to ST6. In the determination of step ST6, when the thermostat is stopped due to the cooling in the inspection mode, the determination means 54 determines that the non-azeotropic mixed refrigerant is not leaking.
冷媒回路10には封入時の組成比率の混合冷媒が流れるが、相変化時は低沸点冷媒から蒸発するなど組成比率に差が生じる。そのため、図6に示した手順において、冷媒漏れがあると判定手段54が判定した場合、冷媒漏れの発生箇所は相変化の起こっている部位と特定できる。
Although the mixed refrigerant having the composition ratio at the time of filling flows into the
なお、点検モード実行手段52は、点検モード実行中に、冷却室の空気温度が設定温度に到達しても、冷媒回路10に非共沸混合冷媒を循環させるように制御してもよい。この場合、制御装置50は、サーモオフしてしまうことを防ぎ、冷媒漏れ判定を行うことができる。
The inspection
本実施の形態1の冷凍空調装置100は、非共沸混合冷媒を封入冷媒として使用し、点検モードにおいて、蒸発器14に流入する冷媒圧力の理論上の飽和温度と蒸発器14の実測温度との温度差TDを閾値と比較することで、冷媒漏えいの有無を判定するものである。
The refrigerating air-
本実施の形態1によれば、冷媒の組成比率の変化に伴って、特定の設定圧力における冷媒の飽和温度が変化することを利用して、冷媒が気液二相状態で流動する部位での冷媒漏れの発生を検知する。冷媒漏えいを検知した場合、膨張部13から蒸発器14の出口までの区間、又は凝縮器12に、冷媒漏えいの発生部位を特定することができる。そのため、作業者は、冷媒漏えい部位の特定にかかる作業負担が軽減する。また、冷媒漏えい部位を特定するまでに要する時間を大幅に短縮できるため、作業中の冷媒漏えい量を削減できる。冷媒漏えい量が削減するので、冷媒による地球環境への影響が抑制される。
According to the first embodiment, by utilizing the fact that the saturation temperature of the refrigerant at a specific set pressure changes in accordance with the change in the composition ratio of the refrigerant, the refrigerant flows in a gas-liquid two-phase state Detect the occurrence of refrigerant leakage. When a refrigerant leak is detected, the location of the refrigerant leak can be specified in the section from the
10 冷媒回路、11 圧縮機、12 凝縮器、13 膨張部、14 蒸発器、15 アキュームレータ、16 受液器、21 凝縮温度センサ、22 膨張部入口温度センサ、23 流入圧力センサ、24 流入温度センサ、50 制御装置、51 冷凍サイクル制御手段、52 点検モード実行手段、53 算出手段、54 判定手段、100 冷凍空調装置。 10 Refrigerant circuit, 11 Compressor, 12 Condenser, 13 Expansion part, 14 Evaporator, 15 Accumulator, 16 Liquid receiver, 21 Condensation temperature sensor, 22 Expansion part inlet temperature sensor, 23 Inflow pressure sensor, 24 Inflow temperature sensor, 50 control device, 51 refrigeration cycle control means, 52 inspection mode execution means, 53 calculation means, 54 determination means, 100 refrigeration/air-conditioning device.
Claims (8)
前記蒸発器に流入する前記非共沸混合冷媒の温度を測定する流入温度センサと、
前記蒸発器に流入する前記非共沸混合冷媒の圧力が設定圧力になるように前記冷媒回路を制御する点検モード時において、前記設定圧力における飽和温度と前記流入温度センサが測定する温度との温度差を算出し、前記温度差と、前記複数種の冷媒の異なる沸点に基づいて設定された閾値とを比較して前記非共沸混合冷媒の漏えいの有無を判定する制御装置と、
を有する冷凍空調装置。 A compressor, a condenser, an expansion part, an evaporator and an accumulator are connected by a pipe, and a refrigerant circuit in which a non-azeotropic mixed refrigerant in which a plurality of kinds of refrigerants having different boiling points are mixed is circulated,
An inflow temperature sensor for measuring the temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing into the evaporator;
In the inspection mode in which the refrigerant circuit is controlled so that the pressure of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing into the evaporator becomes a set pressure, the temperature of the saturation temperature at the set pressure and the temperature measured by the inflow temperature sensor. A controller for determining the presence or absence of leakage of the non-azeotropic mixed refrigerant by calculating a difference, comparing the temperature difference and a threshold value set based on different boiling points of the plurality of types of refrigerants ,
Refrigerating and air-conditioning system.
前記制御装置は、
空調対象空間の設定温度を記憶し、前記蒸発器を流通する前記非共沸混合冷媒の圧力から換算される蒸発温度が前記設定温度よりも高い状態であるとき、前記点検モードを実行する、請求項1に記載の冷凍空調装置。 Further comprising an inflow pressure sensor for measuring the pressure of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing into the evaporator,
The control device is
When the set temperature of the air-conditioned space is stored and the evaporation temperature converted from the pressure of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing through the evaporator is higher than the set temperature, the inspection mode is executed. The refrigeration air-conditioning apparatus according to Item 1.
前記点検モードにおいて、空調対象空間の空調を行う通常運転モードと比較して、前記非共沸混合冷媒の凝縮温度が低くなるように前記冷媒回路を制御する、請求項1または2に記載の冷凍空調装置。 The control device is
The refrigeration according to claim 1 or 2, wherein, in the inspection mode, the refrigerant circuit is controlled so that the condensation temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant is lower than that in a normal operation mode in which the air-conditioned space is air-conditioned. Air conditioner.
前記点検モードにおいて、前記凝縮器に流通する前記非共沸混合冷媒の凝縮温度と、前記膨張部の入口側に流れる前記非共沸混合冷媒の過冷却度とが、それぞれの目標値と許容範囲で一致するように前記冷媒回路を制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷凍空調装置。 The control device is
In the inspection mode, the condensing temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing through the condenser, and the degree of supercooling of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing to the inlet side of the expansion section, each target value and the allowable range. The refrigerating and air-conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the refrigerant circuit is controlled so as to coincide with each other.
前記点検モードにおいて、前記凝縮器に流通する前記非共沸混合冷媒の圧力と、前記膨張部の入口側に流れる前記非共沸混合冷媒の過冷却度とが、それぞれの目標値と許容範囲で一致するように前記冷媒回路を制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷凍空調装置。 The control device is
In the inspection mode, the pressure of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing in the condenser, and the degree of supercooling of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing to the inlet side of the expansion section, in the respective target value and allowable range. The refrigerating and air-conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the refrigerant circuits are controlled so as to coincide with each other.
除霜運転を終了した後に前記点検モードを実行する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷凍空調装置。 The control device is
The refrigerating and air-conditioning apparatus according to claim 1, wherein the inspection mode is executed after the defrosting operation is completed.
前記点検モードにおいて、空調対象空間の空気温度が設定温度に到達しても、前記冷媒回路に前記非共沸混合冷媒を循環させる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の冷凍空調装置。 The control device is
The refrigerating air conditioner according to any one of claims 1 to 6, wherein in the inspection mode, the non-azeotropic mixed refrigerant is circulated in the refrigerant circuit even when the air temperature of the air conditioning target space reaches a set temperature. ..
前記蒸発器に流入する前記非共沸混合冷媒の圧力が設定圧力になるように前記冷媒回路を制御する点検モード実行手段と、
前記設定圧力における飽和温度と前記流入温度センサが測定する温度との温度差を算出する算出手段と、
前記温度差と、前記複数種の冷媒の異なる沸点に基づいて設定された閾値とを比較して前記非共沸混合冷媒の漏えいの有無を判定する判定手段と、
を有する制御装置。 A compressor, a condenser, an expansion part, an evaporator and an accumulator are connected by a pipe, and a refrigerant circuit in which a non-azeotropic mixed refrigerant in which a plurality of kinds of refrigerants having different boiling points are mixed is circulated, and the non-refrigerant flowing into the evaporator. A control device for controlling a refrigerating and air-conditioning apparatus having an inflow temperature sensor for measuring the temperature of an azeotropic mixed refrigerant,
An inspection mode executing means for controlling the refrigerant circuit so that the pressure of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing into the evaporator becomes a set pressure,
Calculating means for calculating a temperature difference between the saturation temperature at the set pressure and the temperature measured by the inflow temperature sensor;
Judgment means for judging the presence or absence of leakage of the non-azeotropic mixed refrigerant by comparing the temperature difference and a threshold value set based on different boiling points of the plurality of kinds of refrigerants ,
Control device having a.
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