JPH10111052A

JPH10111052A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH10111052A
Application number: JP28325596A
Authority: JP
Inventors: Yukimasa Yano; 幸正矢野; Toshiyuki Natsume; 敏幸夏目; Masaya Shigenaga; 昌弥繁永; Takahiro Okamoto; 高宏岡本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒の誤充填によって生じ得る種々の不具合
を、容易かつ確実に回避することが可能な冷凍装置を提
供する。【解決手段】空気調和機として構成し、室外熱交換器
２近傍に外気温度センサ８と圧力センサ７とを設ける。
充填されるべき代替冷媒が外気温度Ｔｏに対して示す予
定飽和圧力Ｐｓと、圧力センサ７による測定冷媒圧力Ｐ
ｍとを比較する。両者の差が基準値ΔＰ以上であれば、
圧縮機１の運転を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷媒回路を備え
た冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような冷凍装置は、圧縮機、凝縮
器、減圧機構及び蒸発器を備えた冷媒回路に冷媒を循環
させて、蒸発器で吸収した熱量を凝縮器へ移送して放出
する冷凍サイクルを構成するものである。そして上記冷
媒としては、低温においても大気圧以上の圧力で蒸発
し、常温において比較的低圧で液化するという性質や、
値段が安く、また銅や銅合金を侵すことがないという性
質を備えていることから、従来、フロン系冷媒であるＲ
２２が大部分の冷凍装置で使用されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらＲ２２を
含むフロン系冷媒がフロン規制の対象となったことか
ら、これに代わる冷媒として、Ｒ２２と沸点や臨界温度
等の熱力学的性質が近く、かつ分子中に塩素を含まない
冷媒が必要とされるようになった。そして上記のような
条件を満たすＲ２２の代替冷媒として、Ｒ４１０Ａ、Ｒ
３２、Ｒ４０７Ｃ等の冷媒が検討されている。ところが
これらの代替冷媒はそれぞれに一長一短であり、これら
のうちのいずれかひとつによって従来のＲ２２のすべて
を置き換えることは困難であることが分かってきた。例
えば冷凍装置の冷凍能力の大小によっても、それぞれに
適合する代替冷媒は異なるのであり、そのため現状にお
いては多種類の代替冷媒が並行して市場に導入されよう
としている。ところがこのように多種類の冷媒が並行し
て市場に流通すると、これに起因して冷媒の誤充填とい
う問題が生じることが予想される。これは、大部分の冷
凍装置にＲ２２という単一種類の冷媒が使用されていた
従来にはほとんど考えられなかったことである。そして
冷媒の誤充填を知らず、例えば低圧冷媒用の冷凍装置に
誤って高圧冷媒を充填し圧縮機を起動すると、機器の故
障やその破損に伴う危険性という問題が生じ、また逆に
高圧冷媒用の冷凍装置に誤って低圧冷媒を充填し圧縮機
を起動すると、トルク不足で冷凍サイクルが適切に機能
せず、エネルギーロスや利用快適性の低下という問題が
生じることになる。

【０００４】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、冷媒の誤充填
によって生じ得る種々の不具合を、容易かつ確実に回避
することが可能な冷凍装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の冷凍装
置は、圧縮機１、凝縮器２、４、減圧機構３、蒸発器
４、２を順次に接続して成る冷媒回路を備えた冷凍装置
において、上記冷媒回路に充填された冷媒の飽和圧力Ｐ
ｍを把握する圧力把握手段７と、上記冷媒回路に充填さ
れた冷媒の飽和温度Ｔｍを把握する温度把握手段８と、
特定種類の冷媒について、その飽和圧力Ｐｓと飽和温度
Ｔｓとの相関関係を予め記憶させた記憶手段１０とを備
えると共に、制御手段９を備え、この制御手段９は、上
記圧力把握手段７によって把握した飽和圧力Ｐｍと、上
記温度把握手段８によって把握した飽和温度Ｔｍに関し
て上記記憶手段１０から把握される飽和圧力Ｐｓとを比
較して、両圧力Ｐｍ、Ｐｓの差が所定の基準値以上であ
ったときは、上記圧縮機１の運転を禁止することを特徴
としている。

【０００６】また請求項２の冷凍装置は、圧縮機１、凝
縮器２、４、減圧機構３、蒸発器４、２を順次に接続し
て成る冷媒回路を備えた冷凍装置において、上記冷媒回
路に充填された冷媒の飽和圧力Ｐｍを把握する圧力把握
手段７と、上記冷媒回路に充填された冷媒の飽和温度Ｔ
ｍを把握する温度把握手段８と、特定種類の冷媒につい
て、その飽和圧力Ｐｓと飽和温度Ｔｓとの相関関係を予
め記憶させた記憶手段１０とを備えると共に、制御手段
９を備え、この制御手段９は、上記温度把握手段８によ
って把握した飽和温度Ｔｍと、上記圧力把握手段７によ
って把握した飽和圧力Ｐｍに関して上記記憶手段１０か
ら把握される飽和温度Ｔｓとを比較して、両温度Ｔｍ、
Ｔｓの差が所定の基準値以上であったときは、上記圧縮
機１の運転を禁止することを特徴としている。

【０００７】上記請求項１又は請求項２の冷凍装置で
は、その飽和圧力及び飽和温度に基づいて、充填された
冷媒が予定された特定種類の冷媒であるか否かを判断し
ている。そして充填された冷媒が予定された冷媒でない
と判断したときは、圧縮機１の運転を禁止している。従
って冷媒の誤充填に起因する種々の不具合を、容易かつ
確実に回避することが可能となる。

【０００８】さらに請求項３の冷凍装置は、上記温度把
握手段は、冷媒回路中において凝縮器又は蒸発器として
機能する熱交換器２、４の周囲温度を検知する温度セン
サ８であることを特徴としている。

【０００９】請求項４の冷凍装置は、上記温度センサ
は、外気温度センサ８であることを特徴としている。

【００１０】上記請求項３又は請求項４の冷凍装置で
は、飽和温度Ｔｍを正確に把握しつつ、その実施をさら
に容易とすることが可能となる。

【００１１】請求項５の冷凍装置は、上記圧力把握手段
は、外気温度雰囲気中において冷媒圧力を検知する圧力
センサ７であることを特徴としている。

【００１２】上記請求項５の冷凍装置では、飽和圧力Ｐ
ｍを正確に把握しつつ、その実施を一段と容易とするこ
とが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、この発明の冷凍装置の具体
的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明
する。

【００１４】図１は、この発明を適用した空気調和機の
冷媒回路図である。この空気調和機では、同図に示すよ
うに圧縮機１の吐出管１１と吸入管１２とが四路切換弁
５に接続され、この四路切換弁５には室外熱交換器２、
電動膨張弁（減圧機構）３、室内熱交換器４が、順次に
第１ガス管１３、第１液管１４、第２液管１５及び第２
ガス管１６によって環状に接続されている。また上記室
外熱交換器２の近傍には、外気温度センサ８と、冷媒圧
力を検知する圧力センサ（圧力把握手段）７とが配置さ
れ、それぞれにおける検出値は、マイクロコンピュータ
の機能を備えると共にメモリ（記憶手段）１０が接続さ
れた制御手段９へ出力されるようになっている。そして
この冷媒回路には、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ等
の代替冷媒のうちいずれか特定のものが充填される。な
お同図において６は、圧縮機１での液圧縮を防止すべく
設けられたアキュームレータである。

【００１５】上記のように構成された空気調和機では、
冷房運転時には四路切換弁５を図１に示す実線方向に切
り替えて、冷媒回路に充填されている上記代替冷媒を圧
縮機１から順に室外熱交換器２、電動膨張弁３、室内熱
交換器４を流通させ、室外熱交換器２を凝縮器として機
能させると共に室内熱交換器４を蒸発器として機能させ
る。そして室内で吸収した熱量を冷媒を介して室外に放
出することにより、冷房運転を行う。一方、暖房運転時
には四路切換弁５を同図に示す破線方向に切り替えて、
冷媒を上記冷房運転時とは逆方向に循環させ、室内熱交
換器４を凝縮器として機能させると共に室外熱交換器２
を蒸発器として機能させる。そして室外で吸収した熱量
を冷媒を介して室内に放出し、これによって暖房運転を
行うようになっている。

【００１６】ところで上記のような空気調和機の冷媒回
路に充填される冷媒は、その液体と蒸気とが共存してい
る飽和蒸気の状態において、飽和圧力Ｐｓと飽和温度Ｔ
ｓとの間に冷媒の種類ごとに定まる所定の相関関係を有
している。表１に、上記従来の冷媒であるＲ２２と、そ
の代替冷媒のひとつであるＲ４１０Ａとについて、それ
ぞれ冷媒温度Ｔｓと飽和圧力Ｐｓとの関係を示してい
る。この表１からも分かるように、冷媒回路に充填され
た冷媒が予定された特定種類のものであるか否かは、冷
媒温度とそのときの飽和圧力とを測定し、そしてその冷
媒温度において特定種類の冷媒について予想される飽和
圧力と測定した飽和圧力とを比較し、両圧力の差が一定
の基準値内にあるか否かを見ることによって判断でき
る。一方、圧縮機１を駆動していない状態での冷媒温度
は略外気温度に等しいと考えられるから、このような状
態においては、冷媒温度と飽和圧力との関係を外気温度
と飽和圧力との関係に置き換えることができると共に、
このときには上記外気温度センサ８が温度把握手段とし
て機能するのである。

【００１７】

【表１】

【００１８】図２は、圧縮機１を起動する前に、上記原
理を利用して制御手段９が行う制御を示すフローチャー
トである。このルーチンがスタートすると、まずステッ
プＳ１で空気調和機の運転ＳＷがＯＮにされたか否かを
判断する。この運転ＳＷは、冷媒運転又は暖房運転を開
始するために利用者によって操作されるものである。そ
して上記運転ＳＷがＯＮにされていないときは、これが
ＯＮにされるまで待機する一方、ＯＮにされると次にス
テップＳ２へ進む。ステップＳ２では、外気温度センサ
８から外気温度Ｔｏを読み込むと共に、圧力センサ７か
ら冷媒圧力（測定冷媒圧力）Ｐｍを読み込む。そして次
にステップＳ３へと進み、上記ステップＳ２で読み込ん
だ外気温度Ｔｏに基づいて、これに対応する飽和圧力
（予定飽和圧力）Ｐｓをメモリ１０から読み出す。メモ
リ１０には、この冷媒回路に充填されるべき代替冷媒
（例えばＲ４１０Ａ）の飽和圧力が、予定飽和圧力Ｐｓ
として各外気温度Ｔｏに対応して記憶させてある。従っ
て外気温度Ｔｏをアドレスにしてメモリ１０の記憶内容
を読み出すことにより、上記予定飽和圧力Ｐｓを得るこ
とができる。そして次のステップＳ４では、予定飽和圧
力Ｐｓと測定冷媒圧力Ｐｍとの差を算出し、その差が基
準値ΔＰ以下であれば充填された冷媒が予定された特定
種類のものであると判断してステップＳ６へ進む一方、
上記の差が基準値ΔＰ以上であれば冷媒が誤充填されて
いると判断してステップＳ５へと進むのである。そして
このステップＳ５では圧縮機１の運転を禁止し、また上
記ステップＳ６では圧縮機１の運転を許可する。

【００１９】上記空気調和機では、予定飽和圧力Ｐｓと
測定冷媒圧力Ｐｍとの差に基づいて冷媒の誤充填を圧縮
機１の起動前に検知し、誤充填を検知したときは圧縮機
１の運転を禁止している。従って冷媒の誤充填に起因し
て生じる不具合、例えば機器の故障、その破損に伴う危
険性、トルク不足によるエネルギーロス等を容易かつ確
実に回避することができる。また冷媒温度Ｔｍを外気温
度センサ８に基づいて把握するようにしているので、構
成を簡素なものとすることができる。さらに圧力センサ
７を外気温度センサ８の近傍に配置しているので、冷媒
温度Ｔｍと測定冷媒圧力Ｐｍとの相関を正確に把握する
ことができる。

【００２０】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。例えば上記では室外熱交換器２の近傍に設
けた外気温度センサ８と、この外気温度センサ８の近傍
に設けた圧力センサ７とによって冷媒温度Ｔｍ及び測定
冷媒圧力Ｐｍを把握しているが、これは室内熱交換器４
の近傍に設けた室温センサと、この室温センサの近傍に
設けた圧力センサとによって把握するようにしてもよ
い。また上記では検知した冷媒温度（外気温度Ｔｏ）に
基づき、測定冷媒圧力Ｐｍと予定飽和圧力Ｐｓとの差か
ら冷媒の誤充填を検出するようにしたが、これは圧力セ
ンサ７で検知した冷媒圧力に基づき、測定冷媒温度（外
気温度Ｔｏ）と予定飽和温度Ｔｓ、すなわちこの冷媒回
路に充填されるべき代替冷媒の、各冷媒圧力Ｐｍに対応
する飽和温度との差から上記誤充填を検出するようにし
てもよい。このときには、メモリ１０に各冷媒圧力に対
応して予定飽和温度Ｔｓを記憶させておき、そして冷媒
圧力をアドレスにしてメモリ１０の記憶内容を読み出す
ようにする。さらに上記では運転ＳＷがＯＮにされるご
とに冷媒の誤充填の調査を図２に示すルーチンによって
行うようにしているが、冷媒の充填は据え付け時に一度
だけ行われるものであるから、据え付け直後に運転ＳＷ
がＯＮにされたときのみ冷媒の誤充填を調査するように
してもよい。ただし上記調査はソフトウェアによる制御
で行うものであるため、これを運転ＳＷがＯＮにされる
ごとに行ったとしても特別に構成を複雑化することはな
い。従って、より確実に冷媒の誤充填を検知するために
も、運転ＳＷがＯＮにされるごとに図２に示すルーチン
を実行するのが有利であると考えられる。また上記では
冷凍装置を空気調和機として構成したが、例えば給湯装
置等に適用してもよい。

【００２１】

【発明の効果】上記請求項１又は請求項２の冷凍装置で
は、その飽和圧力及び飽和温度に基づいて、充填された
冷媒が特定種類の冷媒であるか否かを判断している。そ
して充填された冷媒が特定種類の冷媒でないと判断した
ときは、圧縮機１の運転を禁止している。従って冷媒の
誤充填を検知し、これに起因する種々の不具合を容易確
実に回避することが可能となる。

【００２２】請求項３又は請求項４の冷凍装置では、飽
和温度Ｔｍを正確に把握しつつ、その実施をさらに容易
とすることが可能となる。

【００２３】請求項５の冷凍装置では、飽和圧力Ｐｍを
正確に把握しつつ、その実施を一段と容易とすることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用した空気調和機の冷媒回路図で
ある。

【図２】制御手段による制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１圧縮機２室外熱交換器３電動膨張弁４室内熱交換器７圧力センサ８外気温度センサ９制御手段１０メモリ

フロントページの続き (72)発明者繁永昌弥滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 (72)発明者岡本高宏滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ダイキン工業株式会社滋賀製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機（１）、凝縮器（２）（４）、減
圧機構（３）、蒸発器（４）（２）を順次に接続して成
る冷媒回路を備えた冷凍装置において、上記冷媒回路に
充填された冷媒の飽和圧力（Ｐｍ）を把握する圧力把握
手段（７）と、上記冷媒回路に充填された冷媒の飽和温
度（Ｔｍ）を把握する温度把握手段（８）と、特定種類
の冷媒について、その飽和圧力（Ｐｓ）と飽和温度（Ｔ
ｓ）との相関関係を予め記憶させた記憶手段（１０）と
を備えると共に、制御手段（９）を備え、この制御手段
（９）は、上記圧力把握手段（７）によって把握した飽
和圧力（Ｐｍ）と、上記温度把握手段（８）によって把
握した飽和温度（Ｔｍ）に関して上記記憶手段（１０）
から把握される飽和圧力（Ｐｓ）とを比較して、両圧力
（Ｐｍ）（Ｐｓ）の差が所定の基準値以上であったとき
は、上記圧縮機（１）の運転を禁止することを特徴とす
る冷凍装置。
【請求項２】圧縮機（１）、凝縮器（２）（４）、減
圧機構（３）、蒸発器（４）（２）を順次に接続して成
る冷媒回路を備えた冷凍装置において、上記冷媒回路に
充填された冷媒の飽和圧力（Ｐｍ）を把握する圧力把握
手段（７）と、上記冷媒回路に充填された冷媒の飽和温
度（Ｔｍ）を把握する温度把握手段（８）と、特定種類
の冷媒について、その飽和圧力（Ｐｓ）と飽和温度（Ｔ
ｓ）との相関関係を予め記憶させた記憶手段（１０）と
を備えると共に、制御手段（９）を備え、この制御手段
（９）は、上記温度把握手段（８）によって把握した飽
和温度（Ｔｍ）と、上記圧力把握手段（７）によって把
握した飽和圧力（Ｐｍ）に関して上記記憶手段（１０）
から把握される飽和温度（Ｔｓ）とを比較して、両温度
（Ｔｍ）（Ｔｓ）の差が所定の基準値以上であったとき
は、上記圧縮機（１）の運転を禁止することを特徴とす
る冷凍装置。
【請求項３】上記温度把握手段は、冷媒回路中におい
て凝縮器又は蒸発器として機能する熱交換器（２）
（４）の周囲温度を検知する温度センサ（８）であるこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２の冷凍装置。
【請求項４】上記温度センサは、外気温度センサ
（８）であることを特徴とする請求項３の冷凍装置。
【請求項５】上記圧力把握手段は、外気温度雰囲気中
において冷媒圧力を検知する圧力センサ（７）であるこ
とを特徴とする請求項４の冷凍装置。