JP5541945B2 - ガス漏れ検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガス漏れ検知方法に関し、詳しくは、スーパーマーケットやコンビニエンスストアで食品を冷却状態で陳列販売するショーケースなどの庫内を冷却する冷凍サイクルからのガス漏れを検知する方法に関する。

ガス漏れを検知するためには、一般に、ガス検知器を設置することで行われている。しかし、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどで食品等陳列商品を保冷するために設けられている冷凍機の冷凍サイクルからの冷媒ガスの漏れをガス検知器で検知することは、漏れ出した冷媒ガスが広い店内にすぐに拡散してしまうためにきわめて困難である。
そして、このガス検知器を採用した場合、ガス検知器の感度を高く設定すると他の周囲ガスを誤検知することがあり、ガス検知器の感度を低く設定すると冷媒ガスの漏れを確実に検知することができなくなるため、ガス検知器の感度を適正に設定しなければならない。しかし、ショーケースなどが設置されている環境に応じてガス検知器の感度を適正に設定することはきわめて困難であった。

このため、ショーケースや冷凍機に設けられている温度センサや圧力センサなどの変化値を監視してガス漏れなどの異常発生を検出する機能を備えたショーケースが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１３３０９９

しかし、温度センサや圧力センサなどの変化値を監視してガス漏れを検出する場合、ガス漏れが急激に発生した場合には各センサの変化値が大きく変化するので簡単に検出することができるが、僅かなガス漏れの場合には各センサの変化値が緩やかになり、ガス漏れの発生からガス漏れの検出までに長時間を要することがあった。

そこで本発明は、ショーケースなどからの冷媒ガスの漏れを短時間で確実に検出することができるガス漏れ検知方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のガス漏れ検知方法における第１の構成は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えた冷凍機からの冷媒ガスの漏れを検知する方法において、前記冷凍サイクルからの冷媒ガスの漏れの有無を感度を高く設定したガス検知器にて検知するとともに、前記蒸発器の除霜運転の終了から設定冷却温度に達するまでの経過時間を測定し、前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときの前記経過時間と、前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときと同じ季節や時間における前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出していないときの前記経過時間とを比較し、両経過時間の差があらかじめ設定した時間差を超えたときに前記冷媒ガスの漏れが発生していると判断することを特徴としている。

本発明のガス漏れ検知方法における第２の構成は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えた冷凍機からの冷媒ガスの漏れを検知する方法において、前記冷凍サイクルからの冷媒ガスの漏れの有無を感度を高く設定したガス検知器にて検知するとともに、冷却運転状態で前記冷凍サイクルの電磁弁が開いている弁開時間を測定し、前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときの前記弁開時間と、前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときと同じ季節や時間における前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出していないときの前記弁開時間とを比較し、両弁開時間があらかじめ設定した時間差を超えたときに前記冷媒ガスの漏れが発生していると判断することを特徴としている。

さらに、本発明のガス漏れ検知方法における第３の構成は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えた冷凍機からの冷媒ガスの漏れを検知する方法において、前記冷凍サイクルからの冷媒ガスの漏れの有無を感度を高く設定したガス検知器にて検知するとともに、冷却運転状態における制御温度幅又は温度勾配の推移状態を監視し、前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときの前記制御温度幅又は前記温度勾配の推移状態と、前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときと同じ季節や時間における前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出していないときの前記制御温度幅又は前記温度勾配の推移状態とを比較し、制御温度幅同士又は前記温度勾配の推移状態同士があらかじめ設定した制御温度幅の変動範囲又は前記温度勾配の推移状態の変動範囲を超えたときに前記冷媒ガスの漏れが発生していると判断することを特徴としている。

本発明のガス漏れ検知方法によれば、ガス検知器が検出したガス漏れの有無だけでなく、除霜運転の終了から設定冷却温度に達するまでの経過時間や、電磁弁が開いている時間、圧縮機の稼働状態、制御温度幅、温度勾配の推移状態を併せてガス漏れの有無を判断するので、ガス検知器の感度を高めても誤作動することがなく、しかも、ガス漏れの発生を短時間で確実に検知することができる。

本発明のガス漏れ検知方法の一形態例を示すフローチャートである。 ガス漏れの有無とショーケース庫内温度の変化との関係を示す説明図である。

本発明のガス漏れ検知方法の対象となるのは、スーパーマーケットやコンビニエンスストアで食品などを冷却状態で陳列して販売するためのショーケースや冷凍・冷蔵庫の庫内を所定温度に冷却するために設置された冷凍機からの冷媒ガス漏れである。前記冷凍機は、周知のように、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮されて高温となった高温高圧ガス冷媒を大気などと熱交換させて液化させる凝縮器、凝縮した高圧液冷媒を膨張させて温度降下させる膨張弁、膨張して低温となった低温液冷媒を蒸発させてショーケースの庫内空気とを熱交換させることにより庫内空気を冷却する蒸発器（冷却コイル）を主要な構成要素とし、蒸発器で蒸発したガス冷媒を前記圧縮機に循環させる冷凍サイクルを備えている。

また、冷凍・冷蔵ショーケースには、庫内各部の温度を検出する複数の温度センサーをはじめとする各種センサー、蒸発器の除霜運転を所定の時間間隔で行うためのタイマー、冷媒が流れる冷媒配管に設けられている電磁弁を開閉するための弁制御部、前記圧縮機の運転を制御する圧縮機制御部などを備えるとともに、庫内温度の設定値をはじめとして季節やショーケースの設置条件などに応じて各種設定値を設定する運転条件設定部、庫内温度の変化状態や各種機器の稼働状態を記憶する記憶部、庫内温度の変動状態に応じて各種設定値を自動的に演算して調節する機能、警報を発する機能などを備えた集中管理装置が設けられている。

そして、本発明では、前記冷凍機の冷凍サイクルからのガス漏れを検出するためのガス検知器が、前記冷凍サイクルからのガス漏れを検知可能な位置、例えば、前記冷凍サイクル内の高温高圧ガス冷媒や前記高圧液冷媒が流れる配管及び機器の継手部分の近傍、漏洩した冷媒ガスを検知しやすい場所などに適宜配置されている。このガス検知器は、通信線を介して前記集中管理装置に接続されており、集中管理装置によってガス漏れの検知状態を常時監視されている。

図１は、冷媒ガス漏れを検知する手順の一例を示している。まず、ステップ１でガス検知器が検知している冷媒ガス濃度を、あらかじめ設定した基準値、この場合は１００ｐｐｍと比較し、検知した冷媒ガス濃度が１００ｐｐｍ以下の場合（ＹＥＳ）には、冷凍サイクルには異常が無く、通常運転状態と判断してステップ１を繰り返す。

ステップ１で検知した冷媒ガス濃度が１００ｐｐｍ以下ではない場合（ＮＯ）、すなわち、冷媒ガス濃度が１００ｐｐｍを超えている場合には、ステップ２〜４の手順を行い、通常運転時に記憶手段に記憶した各種データとの比較を行う。

ステップ２では、除霜運転の終了から庫内が設定冷却温度に達するまでの経過時間を測定し、測定した経過時間と、検知した冷媒ガス濃度が１００ｐｐｍ以下のときの通常運転時の経過時間（以下、標準経過時間という）とを比較する。通常運転時における除霜運転の終了から設定冷却温度に達するまでの標準経過時間は、昼夜、季節などの条件によって異なるので、ステップ２を実行するときの日付や時間から、対応する標準経過時間を記憶手段から読み取って比較対象とする。例えば、ステップ２を７月の午後４時頃に実行する際には、記憶手段から夏季の昼間に対応する標準経過時間を読み出し、この標準経過時間と、ステップ２を実行しているときの経過時間とを比較する。冷媒ガスの漏れが発生しているときには、除霜運転の終了から庫内が設定冷却温度に達するまでの経過時間が長くなるので、標準経過時間と測定した経過時間とが変わらない場合、あるいは、経過時間の差が許容範囲以内、例えば経過時間差が数％程度の場合には（ＹＥＳ）、冷媒ガスが漏れていないと判断してステップ１に戻る。

ステップ３では、冷却運転状態で前記冷凍機の電磁弁が開いている弁開時間を測定し、測定した弁開時間と、通常運転時の弁開時間（以下、標準弁開時間という）とを比較する。この標準弁開時間も、昼夜、季節などの条件によって異なるので、前記同様に、ステップ３を実行するときの日付や時間から、対応する標準弁開時間を記憶手段から読み取って比較対象とする。冷媒ガスの漏れが発生しているときには、冷却運転中の電磁弁が開いている弁開時間が長くなるので、標準弁開時間と測定した弁開時間とが変わらない場合、あるいは、弁開時間の差が許容範囲以内、例えば弁開時間差が数％程度の変化の場合には（ＹＥＳ）、冷媒ガスが漏れていないと判断してステップ１に戻る。

また、ステップ４では、冷却運転状態で冷凍機の圧縮機の一定の稼働台数に対する庫内の制御温度幅又は温度勾配の推移状態とを監視し、通常運転時の圧縮機の稼働台数に対する制御温度幅又は温度勾配の推移状態と比較する。例えば、図２に実線で示すように、通常の冷却運転状態における制御温度幅Ａ１及び温度勾配Ｂ１の推移状態に対し、冷媒ガスの漏れが発生すると、図２に破線で示すように、制御温度幅Ａ２が狭くなるとともに、温度勾配Ｂ２の推移状態が緩やかになり、また、所定の温度まで下がるのに時間がかかったり、下限値のオーバーシュートも少なくなったりするので、ステップ４を実行しているときの制御温度幅Ａ２又は温度勾配Ｂ２の推移状態と、通常の冷却運転状態における制御温度幅Ａ１及び温度勾配Ｂ１の推移状態とを比較し、制御温度幅Ａ１，Ａ２や温度勾配Ｂ１，Ｂ２の推移状態に変化が見られない場合、あるいは、ほとんど変化がない場合には（ＹＥＳ）、冷媒ガスが漏れていないと判断してステップ１に戻る。

そして、ステップ２を実行しているときの除霜運転の終了から庫内が設定冷却温度に達するまでの経過時間が前記標準経過時間に対してあらかじめ設定した時間差を超えたとき、あるいは、ステップ３を実行しているときの弁開時間が標準弁開時間に対してあらかじめ設定した時間差を超えたとき、あるいは、ステップ４を実行しているときの制御温度幅Ａ２又は温度勾配Ｂ２の推移状態があらかじめ設定した制御温度幅の変動範囲又は前記温度勾配の推移状態の変動範囲を超えたとき、のいずれかによって冷媒ガスが漏れていると判断してステップ５に進む。

ステップ５では、冷媒ガスの漏れを検知したときのあらかじめ設定された動作、例えば、集中管理装置に設けられた警告灯や警報によって店員や作業員、あるいは、通信線を介して保守担当部門にガス漏れ検知を通報する。

このように、ガス検知器のみで冷媒ガス漏れを検知するのではなく、除霜運転の終了から庫内が設定冷却温度に達するまでの経過時間、冷却運転状態で電磁弁が開いている弁開時間、冷却運転状態における庫内の制御温度幅又は温度勾配の推移状態を監視して冷媒ガスの漏れの有無を判定することにより、ガス検知器の感度を高めても誤作動することがなく、しかも、ガス漏れの発生を短時間で確実に検知することができる。

なお、前記ステップ２〜４は、全てを同時に行ってもよいが、いずれか一つのステップのみを行うようにしてもよく、いずれか二つのステップを選択して行うようにしてもよい。

Claims (3)

1. 圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えた冷凍機からの冷媒ガスの漏れを検知する方法において、
   前記冷凍サイクルからの冷媒ガスの漏れの有無をガス検知器にて検知するとともに、前記蒸発器の除霜運転の終了から設定冷却温度に達するまでの経過時間を測定し、
   前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときの前記経過時間と、前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときと同じ季節や時間における前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出していないときの前記経過時間とを比較し、
   両経過時間の差があらかじめ設定した時間差を超えたときに前記冷媒ガスの漏れが発生していると判断することを特徴とするガス漏れ検知方法。
2. 圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えた冷凍機からの冷媒ガスの漏れを検知する方法において、
   前記冷凍サイクルからの冷媒ガスの漏れの有無をガス検知器にて検知するとともに、冷却運転状態で前記冷凍サイクルの電磁弁が開いている弁開時間を測定し、
   前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときの前記弁開時間と、前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときと同じ季節や時間における前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出していないときの前記弁開時間とを比較し、
   両弁開時間があらかじめ設定した時間差を超えたときに前記冷媒ガスの漏れが発生していると判断することを特徴とするガス漏れ検知方法。
3. 圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えた冷凍機からの冷媒ガスの漏れを検知する方法において、
   前記冷凍サイクルからの冷媒ガスの漏れの有無をガス検知器にて検知するとともに、冷却運転状態における制御温度幅又は温度勾配の推移状態を監視し、
   前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときの前記制御温度幅又は前記温度勾配の推移状態と、前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出しているときと同じ季節や時間における前記ガス検知器が冷媒ガスの漏れを検出していないときの前記制御温度幅又は前記温度勾配の推移状態とを比較し、
   制御温度幅同士又は前記温度勾配の推移状態同士があらかじめ設定した制御温度幅の変動範囲又は前記温度勾配の推移状態の変動範囲を超えたときに前記冷媒ガスの漏れが発生していると判断することを特徴とするガス漏れ検知方法。

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