JPH0473566A - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍装置の運転制御装置に係り、特に冷媒の
欠乏による故障の防止対策に関する。

（従来の技術） 従来より、従来より、例えば特開昭５６−７１７７５号
公報に開示される如く、冷凍装置に低圧側圧力を検出す
る圧力センサを配置し、圧力センサで検出される低圧側
圧力か所定値以下に低下したときに圧縮機を停止させる
ようにしておき、圧縮機の発停回数が設定値を越えて増
大したときに、冷媒量か不足していると判断することに
より、冷媒の洩れを検知しようとする冷凍装置の運転制
御装置は公知の技術である。

（発明か解決しようとする課題） ところで、第４図に示すように、冷媒量か１゜０％から
０％に変化した場合、低圧側圧力Ｌｐは、通常ｒ　３　
（ｋｇ／ｃｄ）　Ｊ程度から「０」に近い値にまで変化
する（同図下図参照）。したがって、上記従来のものの
ように、低圧側圧力ＬＰの変化を利用して冷媒量の不足
を検知することは可能である。

しかしながら、冷媒量が極端に変化した場合はともかく
、洩れによる冷媒量の変化かわずかな場合には、低圧側
圧力の変化もわずかなものとなって、上記従来のもので
は冷媒量の不足を精度よく検知できない虞れがある。す
なわち、冷媒量の変化に対して低圧側圧力ＬＰの変化範
囲は狭いものだからである。

しかも、低圧側圧力ＬＰを検知しようとすれば、高価な
圧力センサを配置する必要があり、コストに見合った効
果が得られないという問題かあった。

一方、冷媒量の変化に対する吐出管温度Ｔ２の変化につ
いて見ると、第４図上図に示すように、冷媒量か不足す
ると、吐出管温度Ｔ２は急激な温度上昇を示す。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、冷媒量の変化に応じて吐出管温度が急激に変化す
る特性を示すことに着目し、既設の温度センサを利用し
て、低コストでしかも高い精度で冷媒の欠乏状態を検知
し、もって、信頼性の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の解決手段は、第１図に
示すように、圧縮機（コ）、凝縮器（３又は６）、電動
膨張弁（５）及び蒸発器（６又は３）を順次接続してな
る冷媒回路（９）を備えた冷凍装置を前提とする。

そして、空気調和装置の運転制御装置として、上記圧縮
機（１）の吐出管の温度を検出する吐出管温度検出手段
（Ｔ　ｈ２）と、該吐出管温度検出手段（Ｔ　ｈ２）の
出力を受け、吐出管温度が所定値以上の状態が設定時間
以上持続しており、かつ上記電動膨張弁（５）の開度か
全開に近い所定開度以上のときには、冷媒欠乏信号を出
力する信号出力手段（５１）とを設ける構成としたもの
である。

（作用） 以上の構成により、本発明では、冷凍装置の運転中、吐
出管温度が所定値以上になると、吐出管温度検出手段（
Ｔ　ｈ２）によりそれか検出される。

すなわち、冷媒配管等からの冷媒の洩れや、冷媒充填量
の不足により冷媒回路（９）の冷媒か必要量よりも少な
くなったり、電動膨張弁（５）の故障で開度が小さく固
定されて冷媒循環量か低減した場合等には、圧縮機（１
）に過大なストレスが作用して吐出管温度か上昇する。

その場合、そのまま運転を継続すると、圧縮機（１）が
焼き付く等、故障の原因となるが、本発明では、吐出管
温度が所定値以上の状態が設定時間以上持続し、かつ電
動膨張弁（５）の開度か全開に近い所定開度以上のとき
には、信号出力手段（５１）により、冷媒欠乏信号が出
力される。したがって、冷媒量の変化に対して変化の大
きな吐出管温度に基づき、充ｆＡｊｔ不足や洩れに起因
する冷媒の欠乏状態が高精度で検知される。すなわち、
既設の温度センサを利用して、コストの増大を招くこと
なく信頼性が向上することになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

第２図は本発明を適用した空気調和装置の冷媒配管系統
を示し、（１）は圧縮機、（２）は冷房運転時には図中
実線のごとく、暖房運転時には図中破線のごとく切換わ
る四路切換弁、（３）は冷房運転時には凝縮器として、
暖房運転時には蒸発器として機能する熱源側熱交換器で
ある室外熱交換器、（４）は液冷媒を貯留するだめのレ
シーバ、（５）は冷媒の減圧機能と冷媒流量の調節機能
とを有する電動膨張弁、（６）は室内に設置され、冷房
運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として
機能する利用側熱交換器である室内熱交換器、（７）は
圧縮機（１）の吸入管に介設され、吸入冷媒中の液冷媒
を除去するためのアキュムレータである。

上記各機器（１）〜（７）は冷媒配管（８）により順次
接続され、冷媒の循環により熱移動を牛せしめるように
した冷媒回路（９）が構成されている。

ここで、上記冷媒回路（９）の圧縮機（１）吐出側には
、吐出冷媒中の油を回収するための油回収器（１０）が
介設されていて、該油回収器（１０）から圧縮機（１）
−アキュムレータ（７）間の吸入管まで、油回収器（１
０）の油を圧縮機（１）の吸入側に戻すための油戻し通
路（１１）が設けられている。そして、この油戻し通路
（１１）には、通路を開閉する開閉弁（１２）が介設さ
れていて、該開閉弁（１２）は常時は閉じられている一
方、圧縮機（１）の起動時等には所定の制御により開け
られて、圧縮機（１）の吸入側に油回収器（１０）の油
及び吐出冷媒の一部を戻すようになされている。

また、冷媒回路（９）の液管において、上記レシーバ（
４）と電動膨張弁（５）とは、電動膨張弁（５）がレシ
ーバ（４）の下部つまり液部に連通するよう共通路（８
ａ）に直列に配置されており、共通路（８ａ）のレシー
バ（４）上部側の端部である点（Ｐ）と室外熱交換器（
３）との間は、レシーバ（４）側への冷媒の流通のみを
許容する第１逆止弁（２１）を介して第１流入路（８ｂ
）により、上記共通路（８ａ）の点（Ｐ）と室内熱交換
器（６）との間はレシーバ（４）側への冷媒の流通のみ
を許容する第２逆止弁（２２）を介して第２流入路（８
Ｃ）によりそれぞれ接続されている一方、共通路（８ａ
）の上記電動膨張弁（５）側の端部である点（Ｑ）と上
記第１逆止弁（２１）室外熱交換器（３）間の点（Ｓ）
とは第１キヤピラリチユーブ（Ｃ１）を介して第１流出
路（８ｄ）により、共通路（８ａ）の上記点（Ｑ）と上
記第２逆止弁（２２）−室内熱交換器（６）間の点（Ｒ
）とは第２キヤピラリチユーブ（Ｃ２）を介して第２流
出路（８ｅ）によりそれぞれ接続されている。

すなわち、冷房運転時には、室外熱交換器（３）で凝縮
液化された液冷媒が第１逆止弁（２１）を経てレシーバ
（４）に貯溜され、電動膨張弁（５）及び第２キヤピラ
リチユーブ（Ｃ２）で減圧された後、室内熱交換器（６
）で蒸発して圧縮機（１）に戻る循環となる一方、暖房
運転時には、室内熱交換器（６）で凝縮液化された液冷
媒か第２逆止弁（２２）を経てレシーバ（４）に貯溜さ
れ、電動膨張弁（５）及び第１キヤピラリチユーブ（Ｃ
１）で減圧された後、室外熱交換器（３）で蒸発して圧
縮機（１）に戻る循環となるように構成されている。

なお、（８ｆ）は、点（Ｐ）−点（Ｓ）間の第１流入路
（８ｂ）において第１逆止弁（２］）をバイパスして設
けられた液封防止バイパス路であって、該液封防止バイ
パス路（８ｆ）には冷媒減圧用の第３キヤピラリチユー
ブ（Ｃ３）が介設されている。

また、空気調和装置には、センサ類か配置されていて、
（Ｔ　ｈ２）は圧縮機（１）の吐出管に配置され、吐出
管温度Ｔ２を検出する吐出管温度検出手段としての吐出
管センサ、（Ｔ　ｈｅ）は室外熱交換器（３）の液管に
配置され、冷房運転時には冷媒の凝縮温度Ｔｃ、暖房運
転時には冷媒の蒸発温度Ｔｅを検出する室外液管センサ
、（Ｔ　ｈａ）は室外熱交換器（３）の空気吸込口に配
置され、外気温度を検出する外気温センサ、（Ｔｈｅ）
は室内熱交換器（６）の液管に配置され、冷房運転時に
は蒸発温度Ｔｅ、暖房運転時には凝縮温度Ｔｃを検出す
る室内液管センサ、（Ｔ　ｈｒ）は室内熱交換器（６）
の空気吸込口に配置され、吸込空気温度Ｔｒを検出する
室内吸込センサであって、上記各センサは、空気調和装
置の運転を制御するためのコントローラ（図示せず）に
信号の入力可能に接続されており、該コントローラによ
り、センサの信号に応して各機器の運転を制御するよう
になされている。

次に、上記コントーラによる行われる過熱制御の内容に
ついて説明する。

第３図は過熱制御のフローの一部を示し、ステップＳ１
で、上記吐出管センサ（Ｔ　ｈ２）で検出すれる吐出管
温度Ｔ２の値か所定値１２５℃以上か否かを判別し、Ｔ
２≧〕２５てあれば、ステップＳ２で、吐出管温度Ｔ２
か１２５℃以上になってからの経過時間をサンプリング
タイム２０秒毎の積算値Ｆ　ｇｋｅとして計時するタイ
マカウンタ（図示せず）を積算する一方、Ｔ２≧１２５
でなければそのままで、ステップＳ３に進んで、タイマ
の積算値Ｆ　ｇｋｅが１９」以上か否か、つまり吐出管
ｉ度Ｔ２が１２５℃以上になってから設定時間（３分）
が経過したか否かを判別して、設定時間（３分）が経過
すると、ステップＳ４に移行して、電動膨張弁（５）の
合計開度ΣＰか１８００　（パルス）以上か否かを判別
し、合計開度ΣＰが１８００パルス以上であれば、ステ
ップＳ５で、冷媒欠乏信号を出力する。

なお、その後、一定時間（例えば３分間程度の時間）の
間、空気調和装置をサーモオフ状態に１７で、その後サ
ーモオン条件に変化していれば、空気調和装置を自動的
に復帰させるいわゆるリトライ制御をすることにより、
空気調和装置を保護しながらも、なるべく異常停止を回
避するようになされている。

上記フローにおいて、ステップＳ５の制御により、吐出
管温度Ｔ２か所定値（１２５℃）以上の状態が設定時間
（３分間）以上持続しており、かつ上記電動膨張弁（５
）の開度ΣＰか全開に近い所定開度（１８００パルス）
以上のときには、冷媒欠乏信号を出力する信号出力手段
（５１）が構成されている。

したが・って、本発明では、冷凍装置の据付は運転時等
に、冷媒が充填量の不足等で不足すると、圧縮機（１）
への吸入冷媒の不足により圧縮機（１）に過大なストレ
スを欠ける等の問題が生しる。

それに対し、上記実施例では、吐出管センサ（Ｔ　ｈ２
）により検知される吐出管温度Ｔ２が所定値（１２５℃
）以上の状態が設定時間（３分間）以上持続すると、電
動膨張弁（５）の開度（ΣＰ）を見て、電動膨張弁（５
）の開度（ΣＰ）が所定開度（１８００パルス）以上で
あれば、電動膨張弁（５）の故障に起因する冷媒循環量
不足でないとして、信号出力手段（５１）により、冷媒
欠乏信号が出力される。

ここで、第４図に示すように、冷媒循環量の１００％か
ら０％までの変化に対し、低圧側圧力ＬＰの変化は、通
常３　（ｋｇ　／　ｃｎ！　）程度がらｒＯＪ近くまで
であって、比較的変化の範囲は小さい（同図下図参照）
が、吐出管温度Ｔ２は、非常に広い範囲で変化する（同
図上図参照）。

したがって、吐出管温度Ｔ２の変化から冷媒の欠乏状態
を精度よく検知することができる。そして、電動膨張弁
（５）の故障による冷媒循環量の低減と充填量の不足や
洩れによる冷媒の欠乏とを区別しながら、冷媒の欠乏状
態を検知しうるので、圧縮機（１）の故障等を有効に防
止することができる。しかも、高価な圧力センサを使用
することなく、温度センサの使用で精度のよい検知をす
ることかできる利点がある。

なお、上記実施例で限定しなかったように、本発明は冷
房運転でも暖房運転でも適用でき、また、例えばコンテ
ナ冷凍機のような冷凍専用装置にも適用しつるものであ
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、冷凍装置の吐出
管温度を検出し、吐出管温度が所定値以上の状態が設定
時間以上持続し、かつ電動膨張弁の開度が所定開度以上
のときには、冷媒欠乏信号を出力するようにしたので、
既設の安価な温度センサを利用して、冷媒の循環量の変
化に対して広い範囲で変化する吐出管温度に基づき冷媒
の欠乏状態を精度よく検知することができ、よって、コ
ストの増大を招くことなく信頼性の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図以下は本発明の実施例を示し、第２図は空気調和
装置の構成を示す冷媒配管系統図、第３図はコントロー
ラの制御内容を示すフローチャート図、第４図は冷媒循
環量の変化に対する吐出管温度と低圧側圧力の変化を示
す特性図である。 ］　　圧縮機 ２　　室外熱交換器 （凝縮器又は蒸発器） ５　　電動膨張弁 ６　　室内熱交換器 （蒸発器又は凝縮器） ９　　冷媒回路 ５１　信号出力手段 Ｔｈ２　　吐出管センサ （吐出管温度検出手段） Ｔｈ２ 信号出力手段 吐出管センサ （吐出管温度検出手段） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機（１）、凝縮器（３又は６）、電動膨張弁
   （５）及び蒸発器（６又は３）を順次接続してなる冷媒
   回路（９）を備えた冷凍装置において、 上記圧縮機（１）の吐出管の温度を検出する吐出管温度
   検出手段（Ｔｈ２）と、該吐出管温度検出手段（Ｔｈ２
   ）の出力を受け、吐出管温度が所定値以上の状態が設定
   時間以上持続しており、かつ上記電動膨張弁（５）の開
   度が全開に近い所定開度以上のときには、冷媒欠乏信号
   を出力する信号出力手段（５１）とを備えたことを特徴
   とする冷凍装置の運転制御装置。