(57)【要約】  圧縮機、熱源側熱交換器、及び過冷却器を有する熱源側ユニットと、負荷側膨張弁及び負荷側熱交換器を有する少なくとも１つの負荷側ユニットとが、配管で接続されて形成された冷媒回路に充填された冷媒の量を管理する冷媒量管理装置。冷媒量管理装置は、温度効率を定期的に求めて記憶部へ記憶させる温度効率演算部と、記憶部に記憶された設定期間内における温度効率を示す情報を表示部に表示させる機能をもつ出力制御部と、を有している。
2017094059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、前記圧縮機の下流に設けられた熱源側熱交換器、及び前記熱源側熱交換器の下流に設けられた過冷却器を有する熱源側ユニットと、前記過冷却器の下流に設けられた負荷側膨張弁及び前記負荷側膨張弁の下流に設けられた負荷側熱交換器を有する少なくとも１つの負荷側ユニットとが、配管で接続されて形成された冷媒回路に充填された冷媒の量を管理する冷媒量管理装置であって、
前記冷媒の量に関する情報を記憶する記憶部と、
前記過冷却器の出口における前記冷媒の過冷却度を、前記冷媒の凝縮温度と外気温度との差分である最大温度差で除算して温度効率を定期的に求めると共に、求めた前記温度効率を前記記憶部へ記憶させる温度効率演算部と、
前記冷媒の量に関する情報を表示する表示部と、
前記記憶部に記憶された、設定期間内における前記温度効率を示す情報を、前記表示部に表示させる機能をもつ出力制御部と、を有する冷媒量管理装置。
【請求項２】
前記温度効率演算部が求めた前記温度効率をもとに、前記冷媒が不足しているか否かを判定する冷媒量判定部をさらに有し、
出力制御部は、前記冷媒量判定部において前記冷媒が不足しているか否かの判定が行われたときに、前記設定期間内における前記温度効率を示す情報を前記表示部に表示させるものである請求項１に記載の冷媒量管理装置。
【請求項３】
前記出力制御部は、前記冷媒量判定部において前記冷媒が不足していると判定された場合に、前記冷媒が不足していることを示す情報を前記表示部に表示させ、当該情報の表示に応じた表示指令を入力したときに、前記設定期間内における前記温度効率を示す情報を前記表示部に表示させるものである請求項２に記載の冷媒量管理装置。
【請求項４】
前記出力制御部は、前記冷媒量判定部において前記冷媒が不足していないと判定された場合に、前記設定期間内における前記温度効率を示す情報を前記表示部に表示させるものである請求項２又は３に記載の冷媒量管理装置。
【請求項５】
前記冷媒量判定部は、前記温度効率演算部において求められた前記温度効率が冷媒量判定閾値以下である場合に、前記冷媒が不足していると判定するものである請求項２〜４の何れか一項に記載の冷媒量管理装置。
【請求項６】
前記冷媒量判定部は、現在から一定期間遡った基準時から現在までの前記温度効率の変化量である直近期間変化量に応じて前記冷媒量判定閾値を補正するものである請求項５に記載の冷媒量管理装置。
【請求項７】
前記記憶部には、前記直近期間変化量を前記冷媒量判定閾値の補正量に換算する換算割合が記憶されており、
前記冷媒量判定部は、前記直近期間変化量に前記換算割合を乗算して前記補正量を求め、当該補正量に応じて前記冷媒量判定閾値を補正するものである請求項６に記載の冷媒量管理装置。
【請求項８】
前記記憶部には、前記直近期間変化量と前記冷媒量判定閾値の補正量とを関連付けた補正量テーブルが格納されており、
前記冷媒量判定部は、前記直近期間変化量を前記補正量テーブルに照らして前記補正量を求め、当該補正量に応じて前記冷媒量判定閾値を補正するものである請求項６に記載の冷媒量管理装置。
【請求項９】
前記冷媒量判定閾値の情報は、前記熱源側ユニット又は前記負荷側ユニットに保持されており、
前記冷媒量判定部は、前記冷媒が不足しているか否かを判定する際に、前記熱源側ユニット又は前記負荷側ユニットから前記冷媒量判定閾値の情報を取得するものである請求項５〜８の何れか一項に記載の冷媒量管理装置。
【請求項１０】
前記出力制御部は、前記冷媒量判定部において前記冷媒が不足しているか否かの判定が行われたとき、前記設定期間内における前記温度効率を示す情報と共に、前記冷媒量判定閾値を示す情報を前記表示部に表示させるものである請求項５〜９の何れか一項に記載の冷媒量管理装置。
【請求項１１】
前記冷媒量判定部は、現在から一定期間遡った基準時から現在までの前記温度効率の変化量である直近期間変化量が、前記基準時以前における前記一定期間ごとの前記温度効率の変化量から求まる経年変化量に設定量を加算した冷媒量判定基準量よりも大きい場合に、前記冷媒が不足していると判定する機能を有する請求項５〜１０の何れか一項に記載の冷媒量管理装置。
【請求項１２】
前記出力制御部は、前記冷媒量判定部において前記冷媒が不足していると判定されたとき、少なくとも前記直近期間変化量及び前記経年変化量を示す情報を前記表示部に表示させるものである請求項１１に記載の冷媒量管理装置。
【請求項１３】
前記冷媒回路の低圧圧力が判定基準圧力以下であるか否かを判定する運転状態判定部をさらに有し、
前記冷媒量判定部は、前記運転状態判定部において前記低圧圧力が前記判定基準圧力以下であると判定された場合に、前記冷媒が不足しているか否かの判定を実行するものである請求項２〜１２の何れか一項に記載の冷媒量管理装置。
【請求項１４】
前記温度効率演算部は、前記運転状態判定部において前記低圧圧力が前記判定基準圧力以下であると判定された場合、前記熱源側ユニットから、前記圧縮機が吐出した前記冷媒の圧力である吐出圧力、前記過冷却器を通過した前記冷媒の温度である通過冷媒温度、前記熱源側熱交換器を通過する前の空気の温度である前記外気温度、及び前記圧縮機の運転周波数である圧縮機周波数のうちの少なくとも２つの情報を不安定判定データとして取得すると共に、取得した前記不安定判定データを前記記憶部に記憶させる機能を有し、
前記冷媒量判定部は、前記運転状態判定部において前記低圧圧力が前記判定基準圧力以下であると判定され、かつ、現在における前記吐出圧力、前記通過冷媒温度、前記外気温度、及び前記圧縮機周波数のうちの少なくとも２つの情報が、前記不安定判定データのうちの少なくとも２つの情報と一致する場合に、前記冷媒が不足しているか否かの判定を実行するものである請求項１３に記載の冷媒量管理装置。
【請求項１５】
前記圧縮機に吸入される前記冷媒の圧力である低圧圧力が判定基準圧力以下であるか否かを判定する運転状態判定部をさらに有し、
前記温度効率演算部は、前記運転状態判定部において前記低圧圧力が前記判定基準圧力以下であると判定された場合、前記熱源側ユニットから、前記圧縮機が吐出した前記冷媒の圧力である吐出圧力、前記過冷却器を通過した前記冷媒の温度である通過冷媒温度、前記熱源側熱交換器を通過する前の空気の温度である前記外気温度、及び前記圧縮機の運転周波数である圧縮機周波数のうちの少なくとも２つの情報を不安定判定データとして取得すると共に、取得した前記不安定判定データを前記記憶部に記憶させる機能を有し、
前記冷媒量判定部は、現在における前記吐出圧力、前記通過冷媒温度、前記外気温度、及び前記圧縮機周波数のうちの少なくとも２つの情報が、前記不安定判定データのうちの少なくとも２つの情報と一致する場合に、前記冷媒が不足しているか否かの判定を実行するものである請求項２〜１２の何れか一項に記載の冷媒量管理装置。
【請求項１６】
前記出力制御部は、前記設定期間内における前記温度効率を示す情報を、時系列に沿ったグラフによって前記表示部に表示させるものである請求項１〜１５の何れか一項に記載の冷媒量管理装置。
【請求項１７】
前記負荷側ユニットに接続され、空調制御に関する入力操作を受け付けるリモートコントローラに搭載されている請求項１〜１６の何れか一項に記載の冷媒量管理装置。
【請求項１８】
前記出力制御部は、前記表示部に表示させる各情報を、公衆回線を介して外部機器へ出力する機能を有する請求項１〜１７の何れか一項に記載の冷媒量管理装置。
【請求項１９】
情報出力用の外部接点出力端子をさらに有し、
前記出力制御部は、前記表示部に表示させる各情報を前記外部接点出力端子に接続された外部機器へ送信する機能を有する請求項１〜１８の何れか一項に記載の冷媒量管理装置。
【請求項２０】
圧縮機、前記圧縮機の下流に設けられた熱源側熱交換器、及び前記熱源側熱交換器の下流に設けられた過冷却器を有する熱源側ユニットと、前記過冷却器の下流に設けられた負荷側膨張弁及び前記負荷側膨張弁の下流に設けられた負荷側熱交換器を有する少なくとも１つの負荷側ユニットとが、配管で接続されて形成された冷媒回路を有する少なくとも一台の冷凍装置と、
前記冷凍装置の前記冷媒回路に充填された前記冷媒の量を管理する請求項１〜１９の何れか一項に記載の冷媒量管理装置と、を有する冷媒量管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置内の冷媒量を管理する冷媒量管理装置及び冷媒量管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍装置において、冷媒量の過不足は、冷凍装置の能力低下及び構成機器の損傷発生といった不具合の原因となる。こうした不具合の発生を防止するため、従来の冷凍装置は、充填されている冷媒量の過不足を判定し、判定の結果を表示する機能を有している（例えば特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１の冷凍装置は、過冷却器の入口冷媒温度と出口冷媒温度との温度差を過冷却度として算出し、算出した過冷却度が設定値よりも減少したときに冷媒洩れであると判定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０５５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の冷凍装置は、運転条件によって大きく変化する過冷却度を冷媒量に対応づけて、冷媒不足であるか否かを判定するため、誤判定が発生しやすい。そして、特許文献１の冷凍装置は、冷媒量判定の結果のみを表示するものであるため、サービスマン等は、冷媒量の推移を確認することができない。したがって、冷媒適量との誤判定に従って、必要な冷媒が充填されなかったり、冷媒不足との誤判定に従って、不要な冷媒が充填されたりすることとなり、冷媒量の過不足が発生する。【０００６】
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あり、冷媒量の推移を示す情報を表示する冷媒量管理装置及び冷媒量管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る冷媒量管理装置は、圧縮機、圧縮機の下流に設けられた熱源側熱交換器、及び熱源側熱交換器の下流に設けられた過冷却器を有する熱源側ユニットと、過冷却器の下流に設けられた負荷側膨張弁及び負荷側膨張弁の下流に設けられた負荷側熱交換器を有する少なくとも１つの負荷側ユニットとが、配管で接続されて形成された冷媒回路に充填された冷媒の量を管理する冷媒量管理装置であって、冷媒の量に関する情報を記憶する記憶部と、過冷却器の出口における冷媒の過冷却度を、冷媒の凝縮温度と外気温度との差分である最大温度差で除算して温度効率を定期的に求めると共に、求めた温度効率を記憶部へ記憶させる温度効率演算部と、冷媒の量に関する情報を表示する表示部と、記憶部に記憶された、設定期間内における温度効率を示す情報を、表示部に表示させる機能をもつ出力制御部と、を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、温度効率演算部が定期的に求めた設定期間内における温度効率の情報を、出力制御部が表示部に表示させるため、冷媒量の推移を示す情報を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷媒量管理システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の冷媒量管理システムに備わる冷凍装置の構成を例示した模式図である。
【図３】図１の冷媒量管理システムに備わる冷媒量管理装置の構成を例示したブロック図である。
【図４】図２の冷凍装置の冷媒回路における低圧圧力の変動と、目標の低圧圧力との関係を示すグラフである。
【図５】図２に示す冷凍装置の冷媒量と温度効率との関係を示す説明図である。
【図６】図３の冷媒量判定部において冷媒量が適正であると判定された場合の、設定期間内における温度効率と冷媒量判定閾値との関係を例示するグラフである。
【図７】図３の冷媒量判定部において冷媒不足であると判定された場合に表示される、冷媒の量が不足していることを示す情報を例示した模式図である。
【図８】図３の冷媒量判定部において冷媒不足であると判定された場合の、設定期間内における温度効率と冷媒量判定閾値との関係を例示するグラフである。
【図９】図１の冷媒量管理装置１００の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態１の変形例１に係る冷凍装置の構成を例示した模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態１の変形例２に係る冷媒量管理装置の構成を例示したブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態１の変形例３に係る冷媒量管理装置の構成を例示したブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る冷媒量管理装置の構成を例示したブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る冷媒量管理装置の構成を例示したブロック図である。
【図１５】図１４の冷媒量管理装置による冷媒量判定処理に係る直近期間変化量と経年変化量との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る冷媒量管理システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、冷媒量管理システム３００は、冷媒量管理装置１００と、複数の冷凍装置２００Ａ及び２００Ｂと、複数のリモートコントローラ２３０Ａ〜２３０Ｄと、を有している。
【００１１】
冷凍装置２００Ａは、熱源側ユニット２１０Ａと、負荷側ユニット２２０Ａと、負荷側ユニット２２０Ｂと、を有している。冷凍装置２００Ｂは、熱源側ユニット２１０Ｂと、負荷側ユニット２２０Ｃと、負荷側ユニット２２０Ｄと、を有している。
【００１２】
冷凍装置２００Ａと冷凍装置２００Ｂとは同様に構成されており、以降において、冷凍装置２００Ａ及び２００Ｂを総称するとき又はこれらの内の何れか一方を指すときは、単に冷凍装置２００ともいう。同様に、熱源側ユニット２１０Ａ及び２１０Ｂを総称するとき又はこれらの内の何れか一方を指すときは、単に熱源側ユニット２１０ともいう。また、負荷側ユニット２２０Ａ〜２２０Ｄを総称するとき又はこれらの内の少なくとも１つを指すときは、単に負荷側ユニット２２０ともいう。さらに、リモートコントローラ２３０Ａ〜２３０Ｄを総称するとき又はこれらの内の少なくとも１つを指すときは、単にリモートコントローラ２３０ともいう。
【００１３】
図１に示すように、冷凍装置２００Ａは、例えばコンデンシングユニットからなる熱源側ユニット２１０Ａと、負荷側ユニット２２０Ａ及び負荷側ユニット２２０Ｂとが冷媒配管で接続され、冷媒回路を構成している。同様に、冷凍装置２００Ｂは、例えばコンデンシングユニットからなる熱源側ユニット２１０Ｂと、負荷側ユニット２２０Ｃ及び負荷側ユニット２２０Ｄとが冷媒配管で接続され、冷媒回路を構成している。冷凍装置２００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことにより、部屋、倉庫、ショーケース、又は冷蔵庫等といった室内の冷却を行うものである。すなわち、冷凍装置２００は、例えば、室内の対象物を冷蔵又は冷凍するものである。
【００１４】
リモートコントローラ２３０は、空調制御に関する入力操作を受け付けるものである。また、リモートコントローラ２３０は、ユーザ等による入力操作に応じて、設定温度などの指示に係る信号を負荷側ユニット２２０へ送信することにより、当該負荷側ユニット２２０の動作制御等を行うものである。リモートコントローラ２３０Ａは、負荷側ユニット２２０Ａの動作制御等を行うものである。リモートコントローラ２３０Ｂは、負荷側ユニット２２０Ｂの動作制御等を行うものである。リモートコントローラ２３０Ｃは、負荷側ユニット２２０Ｃの動作制御等を行うものである。リモートコントローラ２３０Ｄは、負荷側ユニット２２０Ｄの動作制御等を行うものである。
【００１５】
さらに、リモートコントローラ２３０は、例えば液晶パネルからなる表示装置（図示せず）を有しており、冷凍装置２００の状態を示す情報、又は冷却対象となる室内の温度等を表示装置に表示させる機能を有している。
【００１６】
図１では、冷媒量管理装置１００が二台の冷凍装置２００を管理する場合を例示しているが、これに限定されず、冷媒量管理装置１００が管理する冷凍装置２００の台数は、一台であってもよく、三台以上であってもよい。また、図１では、冷凍装置２００が、一台の熱源側ユニット２１０及び二台の負荷側ユニット２２０を有する場合を例示したが、これに限らず、冷凍装置２００は、複数台の熱源側ユニット２１０を有していてもよく、一台又は三台以上の負荷側ユニット２２０を有していてもよい。熱源側ユニット２１０が複数台である場合、複数台の熱源側ユニット２１０の容量は、同じであってもよく、異なっていてもよい。また、負荷側ユニット２２０が複数台である場合、複数台の負荷側ユニット２２０の容量は、同じであってもよく、異なっていてもよい。なお、以下の説明では、冷媒が空気と熱交換する冷凍装置２００についての説明を行うが、冷凍装置２００は、封入された冷媒が、水、冷媒、又はブライン等の流体と熱交換するように構成されていてもよい。
【００１７】
図２は、冷媒量管理システム３００に備わる冷凍装置の構成を例示した模式図である。冷凍装置２００Ａと冷凍装置２００Ｂとは同様に構成されているため、ここでは、図２を参照して冷凍装置２００Ａの構成例を説明する。
【００１８】
図２に示すように、冷凍装置２００Ａは、一台の熱源側ユニット２１０Ａと、熱源側ユニット２１０Ａに並列に接続された二台の負荷側ユニット２２０Ａ及び２２０Ｂと、を有している。熱源側ユニット２１０Ａと、負荷側ユニット２２０Ａ及び２２０Ｂとが、液冷媒延長配管６及びガス冷媒延長配管７で接続されることにより、冷媒を循環させる冷媒回路１０が形成されている。本実施の形態１の冷媒回路１０に充填される冷媒は、例えば、ＨＦＣ系の混合冷媒であるＲ４１０Ａである。
【００１９】
［熱源側ユニット］
熱源側ユニット２１０Ａは、例えば、冷媒回路１０の一部分を構成する熱源側冷媒回路１０ｂ、第一インジェクション回路５１、及び第二インジェクション回路５３と、熱源側制御部３１と、を含んでいる。なお、以下の説明では、第一インジェクション回路５１と第二インジェクション回路５３とを有する例についての説明を行うが、冷凍装置２００は、第一インジェクション回路５１及び第二インジェクション回路５３のうちの何れか一方を有する構成であってもよい。
【００２０】
熱源側冷媒回路１０ｂは、圧縮機２１、熱源側熱交換器２３、レシーバ２５、過冷却器２２、液側閉鎖弁２８、ガス側閉鎖弁２９、及びアキュムレータ２４を有している。すなわち、熱源側ユニット２１０Ａは、少なくとも圧縮機２１、圧縮機２１の下流に設けられた熱源側熱交換器２３、及び熱源側熱交換器２３の下流に設けられた過冷却器２２を有している。
【００２１】
第一インジェクション回路５１は、熱源側熱交換器２３から負荷側熱交換器４２へ送られる冷媒の一部を、熱源側冷媒回路１０ｂから分岐させて圧縮機２１の中間圧部に戻すものであり、インジェクション量調整弁５２を含んでいる。第二インジェクション回路５３は、熱源側熱交換器２３から負荷側熱交換器４２へ送られる冷媒の一部を、熱源側冷媒回路１０ｂから分岐させて圧縮機２１の吸入部に流入させるものであり、キャピラリチューブ５４及び吸入インジェクション用電磁弁５５を含んでいる。
【００２２】
圧縮機２１は、例えば、インバータにより制御されるインバータ圧縮機であり、熱源側制御部３１からの制御により、運転周波数を任意に変化させ、容量を変化させることができる。ここで、容量とは、単位時間あたりに冷媒を送り出す量のことである。なお、圧縮機２１は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚで動作する一定速圧縮機であってもよい。また、図２には、一台の圧縮機２１を有する例が記載されているが、負荷側ユニット２２０の負荷の大きさ等に応じて、二台以上の圧縮機２１が並列に接続されていてもよい。
【００２３】
熱源側熱交換器２３は、例えば、伝熱管と多数のフィンとを含んで構成されたフィンアンドチューブ型熱交換器であり、冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。熱源側熱交換器２３の近傍には、熱源側熱交換器２３に空気を送風する熱源側ファン２７が配設されている。熱源側ファン２７は、熱源側ユニット２１０Ａの外部から吸入した外気を、熱源側熱交換器２３に送風するものである。熱源側ファン２７は、例えば遠心ファン又は多翼ファンからなり、モータ（図示せず）によって駆動される。熱源側ファン２７は、熱源側制御部３１からの制御により、熱源側熱交換器２３へ送風する空気の量を調整できるようになっている。
【００２４】
レシーバ２５は、熱源側熱交換器２３と過冷却器２２との間に配設され、余剰液冷媒を溜めるものである。なお、余剰液冷媒は、例えば、負荷側ユニット２２０の負荷の大きさ、冷媒の凝縮温度、外気温度、又は圧縮機２１の容量等に応じて冷媒回路１０内に発生するものである。
【００２５】
過冷却器２２は、冷媒と空気とを熱交換させるものであり、熱源側熱交換器２３と一体的に形成されている。つまり、本実施の形態１の例では、熱交換器の一部分が、熱源側熱交換器２３として構成されており、熱交換器の他の部分が、過冷却器２２として構成されている。もっとも、過冷却器２２と熱源側熱交換器２３とは別々に構成されていてもよい。かかる場合は、過冷却器２２の近傍に、過冷却器２２へ空気を送風するファン（図示せず）が配設されるようにするとよい。
【００２６】
液側閉鎖弁２８及びガス側閉鎖弁２９は、例えば、ボールバルブ、開閉弁、又は操作弁等の開閉動作が可能な弁で構成されている。キャピラリチューブ５４は、流量を調整することができる弁で構成されていてもよい。
【００２７】
なお、図２では、第一インジェクション回路５１及び第二インジェクション回路５３の入口が、過冷却器２２と液側閉鎖弁２８との間に接続されているが、これに限定されるものではない。すなわち、第一インジェクション回路５１及び第二インジェクション回路５３の入口は、レシーバ２５と過冷却器２２との間に接続されていてもよく、レシーバ２５に接続されていてもよく、熱源側熱交換器２３とレシーバ２５との間に接続されていてもよい。
【００２８】
［負荷側ユニット］
負荷側ユニット２２０Ａと負荷側ユニット２２０Ｂとは同様に構成されているため、各構成部材には同一の符号を付し、ここでは、負荷側ユニット２２０Ａの構成を説明する。負荷側ユニット２２０Ａは、例えば室内に設置される室内ユニットであり、冷媒回路１０の一部分を構成する負荷側冷媒回路１０ａと負荷側制御部３２とを備えている。
【００２９】
負荷側冷媒回路１０ａは、負荷側膨張弁４１と、負荷側熱交換器４２と、を有している。すなわち、負荷側ユニット２２０は、過冷却器２２の下流に設けられた負荷側膨張弁４１及び負荷側膨張弁４１の下流に設けられた負荷側熱交換器４２を有している。負荷側膨張弁４１は、例えば電子膨張弁又は温度式膨張弁からなり、負荷側冷媒回路１０ａを流れる冷媒の流量を調整するものである。なお、負荷側膨張弁４１は、熱源側ユニット２１０Ａに配設されていてもよい。かかる構成を採る場合、負荷側膨張弁４１は、例えば、熱源側ユニット２１０Ａの過冷却器２２と液側閉鎖弁２８との間に配設される。負荷側熱交換器４２は、例えば、伝熱管と多数のフィンとを含んで構成されたフィンアンドチューブ型熱交換器であり、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
【００３０】
負荷側熱交換器４２の近傍には、負荷側熱交換器４２に空気を送風する負荷側ファン４３が配設されている。負荷側ファン４３は、例えば遠心ファン又は多翼ファンからなり、モータ（図示せず）によって駆動される。負荷側ファン４３は、負荷側制御部３２からの制御により、負荷側熱交換器４２へ送風する空気の量を調整できるように構成されている。
【００３１】
［インジェクション回路］
次に、各インジェクション回路について説明を行う。第一インジェクション回路５１は、圧縮機２１の吐出部の冷媒温度を下げるためのものである。第一インジェクション回路５１の入口は、過冷却器２２の出口と液側閉鎖弁２８との間に接続されており、過冷却器２２で過冷却された高圧液冷媒の一部は、インジェクション量調整弁５２で減圧されて中間圧の二相冷媒となり、圧縮機２１のインジェクション部に流入する。
【００３２】
第二インジェクション回路５３は、圧縮機２１の内部の冷凍機油、モータの温度、吐出部の冷媒温度を下げるためのものである。第二インジェクション回路５３の入口は、過冷却器２２の出口と液側閉鎖弁２８との間に接続されており、過冷却器２２で過冷却された高圧液冷媒の一部は、キャピラリチューブ５４で減圧されて低圧の二相冷媒となり、圧縮機２１の吸入部に流入する。
【００３３】
［制御部及びセンサ類］
次に、冷凍装置２００Ａに備わる制御部及びセンサ類について説明する。熱源側制御部３１は、マイクロコンピュータ及びメモリ等を含んで構成され、冷凍装置２００Ａの全体の制御を行うものである。負荷側制御部３２は、マイクロコンピュータ及びメモリ等を含んで構成され、負荷側ユニット２２０Ａの制御を行うものである。負荷側制御部３２と熱源側制御部３１とは、通信により制御信号のやりとりを行うことができるようになっており、例えば、負荷側制御部３２は、熱源側制御部３１から動作の指示を示す制御信号を受けて負荷側ユニット２２０Ａの制御を行う。
【００３４】
リモートコントローラ２３０Ａは、負荷側ユニット２２０Ａの負荷側制御部３２に接続されており、リモートコントローラ２３０Ｂは、負荷側ユニット２２０Ｂの負荷側制御部３２に接続されている。リモートコントローラ２３０は、受け付けた入力操作に応じた操作信号を負荷側制御部３２へ送信する。負荷側制御部３２は、リモートコントローラ２３０から送信された操作信号に従い、必要に応じて熱源側制御部３１と連携して、冷凍装置２００Ａの制御を実行する。
【００３５】
冷凍装置２００Ａは、熱源側ユニット２１０Ａに、吸入温度センサ３３ａと、吐出温度センサ３３ｂと、吸込み外気温度センサ３３ｃと、過冷却器高圧側出口温度センサ３３ｄと、を有している。また、冷凍装置２００Ａは、負荷側ユニット２２０Ａ及び２２０Ｂのそれぞれに、負荷側熱交入口温度センサ３３ｅ、負荷側熱交出口温度センサ３３ｆ、及び吸込空気温度センサ３３ｇを有している。さらに、冷凍装置２００Ａは、熱源側ユニット２１０Ａに、吸入圧力センサ３４ａと、吐出圧力センサ３４ｂと、を有している。
【００３６】
吸入温度センサ３３ａ、吐出温度センサ３３ｂ、吸込み外気温度センサ３３ｃ、過冷却器高圧側出口温度センサ３３ｄ、吸入圧力センサ３４ａ、及び吐出圧力センサ３４ｂは、熱源側制御部３１に接続されている。負荷側熱交入口温度センサ３３ｅ、負荷側熱交出口温度センサ３３ｆ、及び吸込空気温度センサ３３ｇは、負荷側制御部３２に接続されている。
【００３７】
吸入温度センサ３３ａは、圧縮機２１が吸入する冷媒の温度を検出するものである。吐出温度センサ３３ｂは、圧縮機２１が吐出する冷媒の温度を検出するものである。過冷却器高圧側出口温度センサ３３ｄは、過冷却器２２を通過した冷媒の温度である過冷却冷媒温度を検出するものである。負荷側熱交入口温度センサ３３ｅは、負荷側熱交換器４２に流入する気液二相冷媒の蒸発温度を検出するものである。負荷側熱交出口温度センサ３３ｆは、負荷側熱交換器４２から流出した冷媒の温度を検出するものである。冷媒の温度を検出する上記各センサは、例えば、冷媒配管に当接させて設置され、又は冷媒配管に挿入して配設されている。
【００３８】
吸込み外気温度センサ３３ｃは、熱源側熱交換器２３を通過する前の空気の温度である外気温度を検出することにより、室外の周囲温度を検出するものである。吸込空気温度センサ３３ｇは、負荷側熱交換器４２を通過する前の空気の温度を検出することにより、負荷側熱交換器４２が設置された室内の周囲温度を検出するものである。
【００３９】
吸入圧力センサ３４ａは、圧縮機２１の吸入側に配設されており、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出するものである。なお、吸入圧力センサ３４ａは、ガス側閉鎖弁２９と圧縮機２１との間に配設されていればよい。吐出圧力センサ３４ｂは、圧縮機２１の吐出側に配設されており、圧縮機２１が吐出した冷媒の圧力である吐出圧力を検出するものである。
【００４０】
図３は、冷媒量管理システム３００に備わる冷媒量管理装置１００の構成を例示したブロック図である。図４は、冷凍装置２００の冷媒回路１０における低圧圧力の変動と、目標の低圧圧力との関係を示すグラフである。図５は、冷凍装置２００の冷媒量と温度効率Ｔとの関係を示す説明図である。図６は、冷媒量判定部７３において冷媒量が適正であると判定された場合の、設定期間内における温度効率Ｔと冷媒量判定閾値Ｔｍとの関係を例示するグラフである。図７は、冷媒量判定部７３において冷媒不足であると判定された場合に表示部８０に表示される、冷媒が不足していることを示す情報を例示した模式図である。図８は、冷媒量判定部７３において冷媒不足であると判定された場合の、設定期間内における温度効率Ｔと冷媒量判定閾値Ｔｍとの関係を例示するグラフである。
図３〜図８を参照して、冷媒量管理装置１００の機能構成を具体的に説明する。
【００４１】
冷媒量管理装置１００は、熱源側ユニット２１０と、少なくとも１つの負荷側ユニット２２０とが、配管で接続されて形成された冷媒回路１０に充填された冷媒の量を管理するものである。すなわち、冷媒量管理装置１００は、冷凍装置２００に充填された冷媒の量を管理するものであり、複数の冷凍装置２００が接続されている場合には、各冷凍装置２００のそれぞれの冷媒の量を管理する。冷媒量管理装置１００は、データ収集部６０と、記憶部７０と、運転状態判定部７１と、温度効率演算部７２と、冷媒量判定部７３と、出力制御部７４と、表示部８０と、通信部９０と、を有している。
【００４２】
データ収集部６０は、吸入圧力センサ３４ａにおいて検出される圧力を、冷媒回路１０の低圧側の圧力である低圧圧力として定期的に収集するものである。そして、データ収集部６０は、収集した低圧圧力の情報を運転状態判定部７１へ送信するものである。
【００４３】
また、データ収集部６０は、過冷却器高圧側出口温度センサ３３ｄにおいて検出される過冷却冷媒温度と、吸込み外気温度センサ３３ｃにおいて検出される外気温度と、吐出圧力センサ３４ｂにおいて検出される吐出圧力とを、冷媒量判定データとして定期的に収集するものである。そして、データ収集部６０は、収集した冷媒量判定データを温度効率演算部７２へ送信するものである。
【００４４】
記憶部７０は、冷媒の量に関する情報及び冷媒量管理装置１００の制御プログラムなどを記憶するものである。記憶部７０には、運転状態が安定しているか否かを判定する際に運転状態判定部７１が用いる目標の低圧圧力Ｐ１及びマージンαが記憶されている。記憶部７０には、冷媒が不足しているか否かを判定する際に冷媒量判定部７３が用いる冷媒量判定閾値Ｔｍが記憶されている。
【００４５】
運転状態判定部７１は、データ収集部６０から送信される低圧圧力の情報を、各冷凍装置２００の運転状態が安定しているか否かの判定に用いるものである。より具体的に、運転状態判定部７１は、低圧圧力が判定基準圧力Ｐ２以下であるか否かを判定することにより、各冷凍装置２００の運転状態が安定しているか否かを判定するものである。すなわち、運転状態判定部７１は、低圧圧力が判定基準圧力Ｐ２以下である場合に、運転状態が安定していると判定し、低圧圧力が判定基準圧力Ｐ２より大きい場合に、運転状態が不安定であると判定する。運転状態判定部７１は、運転状態が安定していると判定した場合に、温度効率演算部７２へ演算指令を送信するように構成されている。
【００４６】
ここで、図４を参照して、運転状態判定部７１の構成をより詳細に説明する。
図４に示すように、熱源側制御部３１は、予め設定された目標の低圧圧力Ｐ１に、実際の低圧圧力が近付くように、圧縮機２１の運転周波数を増加させたり、低下させたりする。これにより、圧縮機２１の運転中の低圧圧力は、目標の低圧圧力Ｐ１に近い状態で推移する。しかしながら、例えば、冷凍装置２００の長期停止後の冷やし込み時において、室内の温度が高い場合には、冷媒回路１０の低圧側の圧力が通常よりも高い状態で運転されることがある。
【００４７】
このように、冷媒回路１０の低圧側の圧力が通常よりも高い状態で運転されると、負荷側膨張弁４１から圧縮機２１の吸入部までの圧力が高くなり、冷媒密度が高くなる。ここで、必要冷媒量は、密度と容積との積で表されるため、低圧側の必要冷媒量が一時的に多くなり、レシーバ２５、過冷却器２２、熱源側熱交換器２３などの高圧側が冷媒不足状態となる。すなわち、低圧圧力が通常よりも一定程度高い状態では、冷媒量判定部７３による冷媒量判定の精度が低下する。
【００４８】
このため、冷媒量管理装置１００は、図４に示すように、現在の低圧圧力が、目標の低圧圧力Ｐ１にマージンαを加算した判定基準圧力Ｐ２よりも大きい場合に、冷媒量判定部７３が冷媒量判定を行わないように構成されている。なお、目標の低圧圧力Ｐ１及びマージンαは、予め設定されて記憶部７０に記憶されており、冷媒量管理装置１００は、目標の低圧圧力Ｐ１及びマージンαを、各種センサの検出結果などに応じて適宜変更するように構成されている。
【００４９】
なお、例えば、負荷側熱交換器４２の出口に圧力センサを設け、データ収集部６０が、該圧力センサにおいて検出される圧力を低圧圧力として定期的に収集し、運転状態判定部７１が該低圧圧力を用いて、各冷凍装置２００の運転状態が安定しているか否かの判定を行うようにしてもよい。
【００５０】
温度効率演算部７２は、過冷却器２２の出口における冷媒の過冷却度を、冷媒の凝縮温度と外気温度との差分である最大温度差で除算して温度効率Ｔを定期的に求めると共に、求めた温度効率Ｔを記憶部７０へ記憶させるものである。より具体的に、温度効率演算部７２は、吐出圧力センサ３４ｂにおいて検出された吐出圧力を飽和温度に換算して、冷媒の凝縮温度を求め、求めた凝縮温度から過冷却冷媒温度を減算して、過冷却器２２の出口における冷媒の過冷却度を求めるものである。なお、熱源側熱交換器２３に温度センサを配設し、温度効率演算部７２が、該温度センサによる検出温度を凝縮温度として用いるようにしてもよい。
【００５１】
冷媒量判定部７３は、温度効率演算部７２が求めた温度効率Ｔをもとに、冷媒が不足しているか否かを判定するものである。また、冷媒量判定部７３は、運転状態判定部７１において低圧圧力が判定基準圧力以下であると判定された場合に、冷媒が不足しているか否かの判定を実行するように構成されている。
【００５２】
ここで、図５を参照して、冷媒量判定部７３の構成をより詳細に説明する。
図５において、横軸には、冷凍装置２００の冷媒量を示し、縦軸には、過冷却器２２の温度効率Ｔを示す。また、符号「Ｅ」は、余剰冷媒がなくなるときの冷媒量である臨界冷媒量である。図５に示すように、冷凍装置２００は、冷媒量が減少して臨界冷媒量Ｅとなり、レシーバ２５の余剰液冷媒がなくなると、温度効率Ｔが低下する。
【００５３】
そこで、冷媒量判定部７３は、温度効率Ｔが冷媒量判定閾値Ｔｍ以下となったときに、冷媒が不足していると判定するように構成されている。ここで、温度効率Ｔは、過冷却器２２の性能を示すものであり、過冷却度に比べて冷凍装置２００の運転条件による変動が小さいため、冷凍装置２００の運転条件ごとに冷媒量判定閾値Ｔｍを設定することなく、冷媒量判定処理の精度を向上することができる。すなわち、冷媒量判定閾値Ｔｍは、冷凍装置２００の種々の運転条件をもとに、予め設定されたものである。
【００５４】
なお、冷媒量判定部７３は、例えば、熱源側ファン２７の風量が大きい場合に冷媒量判定閾値Ｔｍを増加させ、熱源側ファン２７の風量が小さい場合に冷媒量判定閾値Ｔｍを減少させるといった具合に、熱源側ファン２７の風量などに応じて、冷媒量判定閾値Ｔｍを変更するようにしてもよい。
【００５５】
また、冷媒量判定閾値Ｔｍの情報が、熱源側ユニット２１０又は負荷側ユニット２２０に保持されるように構成し、冷媒量判定部７３は、冷媒が不足しているか否かを判定する際に、熱源側ユニット２１０又は負荷側ユニット２２０から冷媒量判定閾値Ｔｍの情報を取得するようにしてもよい。
【００５６】
出力制御部７４は、記憶部７０に記憶された、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報を、表示部８０に表示させる機能を有している。本実施の形態１において、出力制御部７４は、冷媒量判定部７３において冷媒が不足しているか否かの判定が行われたときに、設定期間データとして、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報及び冷媒量判定閾値Ｔｍを示す情報を、表示部８０に表示させるように構成されている。
【００５７】
ここで、図６〜図８を参照して、出力制御部７４が表示部８０に表示させる情報について、より具体的に説明する。図６及び図８は、出力制御部７４が表示部８０に表示させる設定期間データの例であり、温度効率Ｔを示す「＊」と、冷媒量判定閾値Ｔｍを示す「・」との関係を、時系列に沿ったグラフで表したものである。また、図６及び図８では、設定期間が一ヶ月である場合を例示している。図７は、冷媒量判定部７３において冷媒不足であると判定された場合に、出力制御部７４が表示部８０に表示させる冷媒量不足情報の例である。
【００５８】
出力制御部７４は、冷媒量判定部７３において冷媒が不足していないと判定された場合、図６に示すような設定期間データを表示部８０に表示させるものである。図６の例では、出力制御部７４が、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報及び冷媒量判定閾値Ｔｍを示す情報を表示させる場合を例示しているが、これに限らず、出力制御部７４は、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報のみを、設定期間データとして表示部８０に表示させるように構成してもよい。このようにしても、温度効率Ｔの変化をサービスマン等に視認させることができるため、冷媒量の過不足の発生を抑制することができる。
【００５９】
また、出力制御部７４は、冷媒量判定部７３において冷媒が不足していると判定された場合、図７に示すように、冷媒が不足していることを示す冷媒量不足情報を表示部８０に表示させるものである。
【００６０】
ここで、表示部８０は、例えばタッチパネル等からなり、冷媒の量に関する情報を表示し、サービスマン等によるタッチ操作を受け付けるものである。図７の例では、冷媒量不足情報の一部に、情報出力指令を受け付ける指令ボタン８１が表示されている。そして、サービスマン等が、指令ボタン８１にタッチすると、表示部８０から出力制御部７４へ情報出力指令が出力される。
【００６１】
そして、出力制御部７４は、冷媒量不足情報の表示に応じた情報出力指令を入力したとき、図８に示すような設定期間データを表示部８０へ表示させるように構成されている。図８の設定期間データから、サービスマン等は、１０月３１日に温度効率Ｔを示す「＊」が急激に低下したことを、一見して視認することができる。
【００６２】
また、表示部８０は、サービスマン等による表示切替操作を受け付ける切替ボタン（図示せず）を有しており、該切替ボタンへのタッチ操作に応じて、出力制御部７４が、設定期間データの切替表示を行うように構成されている。すなわち、冷媒量管理装置１００は、任意の月別の設定期間データなど、設定期間に応じた設定期間データを適宜表示することができる。
【００６３】
もっとも、出力制御部７４は、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報を含む設定期間データを、数値によって表示部８０へ表示させるようにしてもよい。すなわち、例えば、一ヶ月単位で、一日ごとの又は一日を細分化した単位時間ごとの温度効率Ｔ及び冷媒量判定閾値Ｔｍの情報を整理した表を表示部８０に表示させるようにしてもよい。また、例えば、表示部８０の切替ボタンへのタッチ操作に応じて、一日ごとの又は単位時間ごとの温度効率Ｔ及び冷媒量判定閾値Ｔｍの情報を切り替えて表示するようにしてもよい。
【００６４】
加えて、出力制御部７４は、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報のみを表示部８０に表示させるようにしてもよい。このようにしても、温度効率Ｔの変化をサービスマン等に視認させることができるため、冷媒量の過不足の発生を抑制することができる。
【００６５】
なお、出力制御部７４は、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報及び冷媒量判定閾値Ｔｍを示す情報を、常時又は定期的に表示部８０へ表示させるように構成してもよい。また、例えば、表示部８０が、サービスマン等による設定期間データの表示指令を受け付ける表示指令ボタン（図示せず）を有しており、該切替ボタンへのタッチ操作に応じて、出力制御部７４が設定期間データを表示部８０に表示させるようにしてもよい。
【００６６】
表示部８０は、タッチ操作を受け付ける機能を有しない液晶パネルなどであってもよく、この場合、冷媒量管理装置１００は、指令ボタン８１、切替ボタン、及び表示指令ボタンのうちの少なくとも一つと同機能の物理ボタンをもつ操作部（図示せず）を有するように構成するとよい。このようにしても、サービスマン等が該物理ボタンを押下した際に、情報出力指令などが出力制御部７４へ出力され、出力制御部７４は、設定期間データの表示処理を行うことができる。
【００６７】
さらに、冷媒量管理装置１００は、情報出力用の外部接点出力端子（図示せず）をさらに有していてもよい。そして、出力制御部７４は、表示部８０に表示させる各情報を、外部接点出力端子に接続された外部機器へ送信するようにするとよい。また、冷媒量管理装置１００は、リモートコントローラ２３０に搭載されていてもよい。
【００６８】
また、出力制御部７４は、表示部８０に表示させる各情報を、通信部９０を通じ、オープンネットワークなどの公衆回線を介して、電子メールなどにより外部機器へ出力する機能を有している。通信部９０は、電話回線又はＬＡＮ回線等を通じて、外部機器との情報通信を行うものである。
【００６９】
なお、データ収集部６０、運転状態判定部７１、温度効率演算部７２、冷媒量判定部７３、出力制御部７４、及び通信部９０は、上述した各機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアにより実現することもできるし、例えばＤＳＰ等のマイコン又はＣＰＵ等の演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。記憶部７０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリ等により構成することができる。
【００７０】
［動作説明］
図９は、図１の冷媒量管理装置１００の動作を説明するフローチャートである。図９を参照して、冷媒量管理装置１００の冷媒量に関する判定処理及び出力処理を説明する。
【００７１】
まず、データ収集部６０は、冷媒回路１０の低圧側の圧力である低圧圧力の情報を収集し、収集した低圧圧力の情報を運転状態判定部７１へ送信する（図９：ステップＳ１０１）。また、データ収集部６０は、過冷却冷媒温度、外気温度、及び吐出圧力の情報である冷媒量判定データを収集し、収集した冷媒量判定データを温度効率演算部７２へ送信する（図９：ステップＳ１０２）。
【００７２】
次いで、運転状態判定部７１は、データ収集部６０から送信された低圧圧力と判定基準圧力とを比較することにより、冷凍装置２００の運転状態が安定しているか否かを判定する（図９：ステップＳ１０３）。運転状態判定部７１は、低圧圧力が判定基準圧力以下である場合に、冷凍装置２００の運転状態が安定していると判定し（図９：ステップＳ１０３／Ｙｅｓ）、温度効率演算部７２に演算指令を送信する（図９：ステップＳ１０４）。
【００７３】
温度効率演算部７２は、運転状態判定部７１から演算指令を受信すると、冷媒量判定データを用いて温度効率Ｔを求め、求めた温度効率Ｔの情報を冷媒量判定部７３へ送信する（図９：ステップＳ１０５）。
このときに、過冷却器２２の温度効率Ｔは、瞬時値を用いるよりも、時間的に異なる複数の温度効率Ｔの移動平均をとることが望ましい。時間的に異なる複数の温度効率Ｔの移動平均を取ることで、冷凍サイクルの安定も考慮することができる。
【００７４】
温度効率演算部７２から温度効率Ｔの情報が送信されると、冷媒量判定部７３は、温度効率Ｔと冷媒量判定閾値Ｔｍとを比較して、冷媒が不足しているか否かを判定する（図９：ステップＳ１０６）。
【００７５】
一方、運転状態判定部７１は、低圧圧力が判定基準圧力よりも大きい場合に、冷凍装置２００の運転状態が不安定であると判定する（図９：ステップＳ１０３／Ｎｏ）。この場合、冷媒量判定部７３は、冷媒が不足しているか否かの判定を行わず、ステップＳ１０１に戻る。
【００７６】
温度効率Ｔが冷媒量判定閾値Ｔｍ以下であることから、冷媒量判定部７３が、冷媒が不足していると判定した場合（図９：ステップＳ１０６／Ｙｅｓ）、出力制御部７４は、冷媒量不足情報を表示部８０に表示させる（図９：ステップＳ１０７）。
【００７７】
出力制御部７４は、冷媒量不足情報の表示に応じた情報出力指令等を入力するまで、表示部８０に冷媒量不足情報を表示させた状態を維持する（図９：ステップＳ１０８／Ｎｏ）。そして、出力制御部７４は、冷媒量不足情報の表示に応じた情報出力指令を入力したときに（図９：ステップＳ１０８／Ｙｅｓ）、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報を表示部８０へ表示させる（図９：ステップＳ１０９）。
【００７８】
一方、温度効率Ｔが冷媒量判定閾値Ｔｍより大きいことから、冷媒量判定部７３が、冷媒が不足していないと判定した場合（図９：ステップＳ１０６／Ｎｏ）、出力制御部７４は、設定期間データを表示部８０へ表示させる（図９：ステップＳ１０９）。
【００７９】
冷媒量管理装置１００に複数の冷凍装置２００が接続されている場合、冷媒量管理装置１００は、各冷凍装置２００のそれぞれに対して上記の処理を実行する。なお、上記動作説明では、図９に付した番号の順に動作する場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ステップＳ１０１とステップＳ１０２とは同時に行ってもよく、ステップＳ１０２を先に行ってもよい。また、運転状態判定部７１において、冷凍装置２００の運転状態が安定していると判定された場合に（図９：ステップＳ１０３／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２の動作を行うようにしてもよい。
【００８０】
また、冷媒量管理装置１００は、冷媒量に関する判定処理及び出力処理を、遠隔装置（図示せず）からの指示を受けたときに実行するようにしてもよい。そして、上述した冷媒量に関する判定処理及び出力処理は、冷凍装置２００の設置時における冷媒充填作業、又は冷凍装置２００のメンテナンス時における冷媒充填作業にも適用することができる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態１における冷媒量管理装置１００は、冷媒量の変化に精度よく追従する温度効率の情報を、冷媒量の推移を示す情報として、表示部８０又は外部機器などに表示することができる。よって、サービスマン等は、表示部８０又は外部機器などを確認することにより、冷媒量の推移を把握し、冷凍装置２００への適切なメンテナンスを行うことができる。したがって、冷媒量管理装置１００によれば、結果として、冷媒量の過不足の発生を抑制することができ、冷凍装置２００の能力低下及び構成機器の損傷の発生を低減することができる。
【００８２】
また、冷媒量管理装置１００は、冷凍装置２００の運転状態による変動が比較的小さい温度効率Ｔを用いて冷媒量判定処理を行うため、仮に冷媒が漏洩した場合であっても、冷媒の漏れを早期に検出することができる。すなわち、従来の過冷却度による冷媒量判定処理に比べて、冷媒量判定閾値Ｔｍを高く設定することができるため、冷媒量管理装置１００によれば、冷媒量判定処理を迅速に行うことができる。さらに、冷媒量管理装置１００は、運転状態が不安定な場合には、冷媒量判定処理を行わないため、誤判定を抑制することができる。
【００８３】
ところで、従来の冷凍装置は、冷媒不足であるか否かの結果のみを表示するため、サービスマン等は、冷媒量の経時的な変化を認識することができない。このため、サービスマン等は、誤判定が生じた場合でも、誤判定の結果に応じた対応をとることになる。すなわち、サービスマン等が、冷媒不足との誤判定に応じて冷媒を充填すると、不要な冷媒の補充に起因してコストが増加する。また、液バックが発生したときは、液バック量が増加し、圧縮機の不具合に繋がるおそれがある。さらに、冷媒量が不必要に多くなると、冷媒漏れの発見が遅れるという事態に繋がり得る。一方、サービスマン等が、冷媒適量との誤判定に応じて冷媒を充填しなかった場合は、冷媒不足に起因して、冷凍装置の能力低下及び構成機器の損傷発生といった不具合が発生する。
【００８４】
この点、冷媒量管理装置１００は、設定期間データを表示部８０に表示させるため、冷媒量を早期に顕在化することができる。特に、本実施の形態１では、冷媒量管理装置１００が、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報及び冷媒量判定閾値Ｔｍを示す情報を、時系列に沿ったグラフによって表示するため、サービスマン等は、冷媒量の推移を一見して視認することができる。
【００８５】
＜変形例１＞
図１０は、本実施の形態１の変形例１に係る冷凍装置の構成を例示した模式図である。図１０に示すように、本変形例１に係る冷凍装置２００Ｍは、図２における冷凍装置２００Ａが有する過冷却器２２の代わりに、第一過冷却器２２Ａと、第二過冷却器２２Ｂと、を有する点に特徴がある。前述した冷凍装置２００Ａと同一の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。
【００８６】
図１０に示すように、上述した過冷却器２２と同様に構成された第一過冷却器２２Ａの下流に、第二過冷却器２２Ｂを有している。第二過冷却器２２Ｂは、例えば、二重管又はプレート型熱交換器等を含んで構成されており、熱源側冷媒回路１０ｂに流れる高圧の冷媒と、第一インジェクション回路５１Ａに流れる中間圧の冷媒とを熱交換させるものである。
【００８７】
第二過冷却器２２Ｂを通過した冷媒の一部は、インジェクション量調整弁５２で膨張されて中間圧の冷媒となり、第二過冷却器２２Ｂを通過する冷媒と熱交換する。すなわち、本変形例１では、レシーバ２５から流入して第二過冷却器２２Ｂで熱交換された高圧の冷媒は、更に過冷却される。また、インジェクション量調整弁５２から流入して、第二過冷却器２２Ｂで熱交換された中間圧の冷媒は、乾き度が高い冷媒となり、圧縮機２１の吐出温度を下げるために圧縮機２１の吸入側にインジェクションされる。
【００８８】
本変形例１では、温度効率演算部７２が、温度効率Ｔとして、第一過冷却器２２Ａの温度効率、第二過冷却器２２Ｂの温度効率、又は第一過冷却器２２Ａ及び第二過冷却器２２Ｂの温度効率を求めるようにするとよい。なお、冷凍装置２００Ｍは、第一過冷却器２２Ａを設けずに、レシーバ２５から流出した冷媒が、第二過冷却器２２Ｂに流入するように構成してもよい。
【００８９】
＜変形例２＞
図１１は、本実施の形態１の変形例２に係る冷媒量管理装置の構成を例示したブロック図である。図１１に示すように、本変形例２の構成は、上述した冷媒量管理装置１００に備わる各構成部材と同様に機能する各構成部材が、２つの異なる装置に分配されている点に特徴がある。すなわち、本変形例２では、収集演算装置１００Ａ及び冷媒量管理装置１００Ｂが、冷媒量管理装置１００と同様に機能する。冷媒量管理装置１００と同一の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。
【００９０】
収集演算装置１００Ａは、データ収集部６０と、閾値記憶部７０Ａと、運転状態判定部７１と、温度効率演算部７２と、冷媒量判定部７３Ａと、を有している。収集演算装置１００Ａは、冷凍装置２００に接続されている。冷媒量管理装置１００Ｂは、記憶部７０と、出力制御部７４Ｂと、表示部８０と、通信部９０と、を有している。
【００９１】
冷媒量判定部７３Ａは、冷媒量判定の結果を示す情報と、温度効率演算部７２から定期的に取得する温度効率Ｔの情報と、閾値記憶部７０Ａ内の冷媒量判定閾値Ｔｍの情報とを、出力制御部７４Ｂへ出力する。冷媒量判定部７３Ａの他の構成及び動作、上述した冷媒量判定部７３と同様である。
【００９２】
出力制御部７４Ｂは、定期的に冷媒量判定部７３Ａから出力される温度効率Ｔ及び冷媒量判定閾値Ｔｍの情報を、記憶部７０に記憶させる。また、出力制御部７４Ｂは、冷媒量判定部７３Ａによる冷媒量判定の結果に応じて、又は情報出力指令に応じて、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報、及び冷媒量判定閾値Ｔｍを示す情報を表示部８０に表示させる。出力制御部７４Ｂの他の構成及び動作は、上述した出力制御部７４と同様である。
【００９３】
本変形例２では、収集演算装置１００Ａ及び冷媒量管理装置１００Ｂが、冷凍装置２００の外部に設けられた例を説明したが、これに限らず、収集演算装置１００Ａ及び冷媒量管理装置１００Ｂのうちの少なくとも一方は、冷凍装置２００の内部に設けられていてもよい。すなわち、収集演算装置１００Ａは、例えば、冷凍装置２００の熱源側制御部３１又は負荷側制御部３２の内部の機能構成として組み込まれていてもよい。また、冷媒量管理装置１００Ｂは、例えば、リモートコントローラ２３０に搭載されていてもよい。
【００９４】
＜変形例３＞
図１２は、本実施の形態１の変形例３に係る冷媒量管理装置の構成を例示したブロック図である。図１２に示すように、本変形例３の構成は、上述した冷媒量管理装置１００に備わる各構成部材と同様に機能する各構成部材が、２つの異なる装置に分配されている点に特徴がある。すなわち、本変形例３では、収集演算装置１００Ｃ及び冷媒量管理装置１００Ｄが、冷媒量管理装置１００と同様に機能する。上述した冷媒量管理装置１００と同一の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。
【００９５】
収集演算装置１００Ｃは、データ収集部６０と、運転状態判定部７１と、温度効率演算部７２Ｃと、を有している。冷媒量管理装置１００Ｄは、記憶部７０と、冷媒量判定部７３Ｄと、出力制御部７４と、表示部８０と、通信部９０と、を有している。
【００９６】
温度効率演算部７２Ｃは、求めた温度効率Ｔの情報を、定期的に冷媒量判定部７３Ｄへ出力する。また、温度効率演算部７２Ｃは、温度効率演算部７２から送信される演算指令を冷媒量判定部７３Ｄへ出力する。温度効率演算部７２Ｃの他の構成及び動作は、上述した温度効率演算部７２と同様である。
【００９７】
冷媒量判定部７３Ｄは、温度効率演算部７２Ｃから定期的に取得する温度効率Ｔの情報を記憶部７０に記憶させる。また、冷媒量判定部７３Ｄは、温度効率演算部７２Ｃから演算指令が出力されたときに、冷媒量判定を実行する。冷媒量判定部７３Ｄの他の構成及び動作は、上述した冷媒量判定部７３と同様である。
【００９８】
本変形例３では、収集演算装置１００Ｃ及び冷媒量管理装置１００Ｄが、冷凍装置２００の外部に設けられた例を説明したが、これに限らず、収集演算装置１００Ａ及び冷媒量管理装置１００Ｂのうちの少なくとも一方は、冷凍装置２００の内部に設けられていてもよい。すなわち、収集演算装置１００Ａは、例えば、冷凍装置２００の熱源側制御部３１又は負荷側制御部３２の内部の機能構成として組み込まれていてもよい。また、冷媒量管理装置１００Ｂは、例えば、リモートコントローラ２３０に搭載されていてもよい。
【００９９】
なお、変形例２及び３では、上述した冷媒量管理装置１００に備わる各構成部材と同様に機能する各構成部材が、２つの異なる装置に分配されている場合を例示したが、これに限らず、３つ以上の異なる装置等に分配して構成するようにしてもよい。
【０１００】
実施の形態２．
図１３は、本発明の実施の形態２に係る冷媒量管理装置の構成例を示すブロック図である。図１３に基づき、本実施の形態２に係る冷媒量管理装置１００Ｅの構成について説明する。前述した実施の形態１における冷媒量管理装置１００と同一の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。なお、冷媒量管理装置１００Ｅは、冷媒量管理装置１００と同様に冷凍装置２００に接続され、冷媒量管理システムを構成しているものとする。
【０１０１】
データ収集部６０Ｅは、圧縮機２１の運転周波数である圧縮機周波数を定期的に収集するものである。そして、データ収集部６０Ｅは、必要に応じて、収集した圧縮機周波数を温度効率演算部７２Ｅへ送信するように構成されている。データ収集部６０Ｅの他の構成及び動作は、上述した実施の形態１におけるデータ収集部６０と同様である。
【０１０２】
温度効率演算部７２Ｅは、運転状態判定部７１において低圧圧力が判定基準圧力以下であると判定された場合、熱源側ユニット２１０から、データ収集部６０を介して、低圧圧力、通過冷媒温度、外気温度、及び圧縮機周波数のうちの少なくとも２つの情報を不安定判定データとして取得し、取得した不安定判定データを記憶部７０に記憶させるものである。
【０１０３】
すなわち、温度効率演算部７２Ｅは、低圧圧力、通過冷媒温度、外気温度、及び圧縮機周波数のうちの特定の２つ又は３つの情報を不安定判定データとして取得し、記憶部７０に記憶させるようにしてもよい。また、温度効率演算部７２Ｅは、低圧圧力、通過冷媒温度、外気温度、及び圧縮機周波数の全ての情報を不安定判定データとして取得し、記憶部７０に記憶させるようにしてもよい。
【０１０４】
温度効率演算部７２Ｅは、運転状態判定部７１において低圧圧力が判定基準圧力以下であると判定される度に不安定判定データを取得し、取得した不安定判定データを順次記憶部７０へ記憶させるように構成されている。温度効率演算部７２Ｅの他の構成及び動作は、上述した実施の形態１における温度効率演算部７２と同様である。
【０１０５】
冷媒量判定部７３Ｅは、運転状態判定部７１において低圧圧力が判定基準圧力以下であると判定された場合に代えて、現在における吐出圧力、通過冷媒温度、外気温度、及び圧縮機周波数のうちの少なくとも２つの情報が、不安定判定データのうちの少なくとも２つの情報と一致する場合に、運転状態が安定していると判断し、冷媒が不足しているか否かの判定を実行する。このように、不安定判定データをストックしておけば、仮に吸入圧力センサ３４ａの不具合などが生じて、低圧圧力を取得することができなくなったような場合にも、運転状態の判定を精度よく行うことができる。
【０１０６】
また、冷媒量判定部７３Ｅは、運転状態判定部７１において低圧圧力が判定基準圧力以下であると判定され、かつ、現在における吐出圧力、通過冷媒温度、外気温度、及び圧縮機周波数のうちの少なくとも２つの情報が、不安定判定データのうちの少なくとも２つの情報と一致する場合に、冷媒が不足しているか否かの判定を実行するようにしてもよい。このように、運転状態が安定しているか否かの判定を二段階で行い、判定精度を高めることにより、検出誤差などに起因した誤判定を抑制することができる。
【０１０７】
なお、温度効率演算部７２Ｅが、低圧圧力、通過冷媒温度、外気温度、及び圧縮機周波数の全ての情報を不安定判定データとして取得するように構成すれば、冷媒量判定部７３Ｅは、現在における吐出圧力、通過冷媒温度、外気温度、及び圧縮機周波数の情報と、不安定判定データに含まれる各情報とが一致する数に応じて、冷媒が不足しているか否かの判定を行うか否かを決めることができる。
【０１０８】
ところで、冷媒量判定部７３Ｅは、現在における吐出圧力、通過冷媒温度、外気温度、及び圧縮機周波数のうちの少なくとも２つの情報を、データ収集部６０Ｅから取得するようにしてもよいし、温度効率演算部７２Ｅを介して取得するようにしてもよい。冷媒量判定部７３Ｅの他の構成及び動作は、上述した実施の形態１における冷媒量判定部７３と同様である。
【０１０９】
また、記憶部７０に複数の不安定判定データが記憶されている場合、冷媒量判定部７３は、現在における吐出圧力、通過冷媒温度、外気温度、及び圧縮機周波数のうちの少なくとも２つの情報と、複数の不安定判定データの各々に含まれる少なくとも２つの情報との照合を、順次実行するようにするとよい。
【０１１０】
本実施の形態２における冷媒量管理装置１００Ｅは、冷媒量の変化に精度よく追従する温度効率の情報を表示部８０又は外部機器などに表示することができる。このため、冷媒量管理装置１００Ｅによれば、結果として、冷媒量の過不足の発生を抑制することができ、冷凍装置２００の能力低下及び構成機器の損傷の発生を低減することができる。他の効果についても、前述した実施の形態１と同様である。
【０１１１】
なお、本実施の形態２では、温度効率演算部７２Ｅが、低圧圧力、通過冷媒温度、外気温度、及び圧縮機周波数のうちの少なくとも２つの情報を、不安定判定データとして用いる場合を例示したが、これに限定されず、温度効率演算部７２Ｅは、冷凍装置２００に備わる各種センサによる検出結果を、不安定判定データ及びこれと比較するデータとして適宜選択するようにしてもよい。
【０１１２】
実施の形態３．
図１４は、本発明の実施の形態３に係る冷媒量管理装置の構成例を示すブロック図である。図１５は、図１４の冷媒量管理装置による冷媒量判定処理に係る直近期間変化量と経年変化量との関係を示す説明図である。図１４及び図１５に基づき、本実施の形態３に係る冷媒量管理装置１００Ｆの構成について説明する。前述した実施の形態１における冷媒量管理装置１００と同一の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。なお、冷媒量管理装置１００Ｆは、冷媒量管理装置１００と同様に冷凍装置２００に接続され、冷媒量管理システムを構成しているものとする。
【０１１３】
冷媒量判定部７３Ｆは、現在から一定期間遡った基準時から現在までの温度効率Ｔの変化量である直近期間変化量Ｃ１に応じて、冷媒量判定閾値Ｔｍを補正する機能を有している。より具体的に、冷媒量判定部７３Ｆは、直近期間変化量Ｃ１に設定された換算割合を乗算して、冷媒量判定閾値Ｔｍの補正量を求め、求めた補正量に応じて冷媒量判定閾値Ｔｍを補正するものである。換算割合は、基準時以前における一定期間ごとの温度効率の変化量から求まる経年変化量などをもとに予め設定され、記憶部７０に記憶されている。
【０１１４】
また、記憶部７０に、直近期間変化量と冷媒量判定閾値Ｔｍの補正量とを関連付けた補正量テーブルを格納しておき、冷媒量判定部７３Ｆが、直近期間変化量を補正量テーブルに照らして冷媒量判定閾値Ｔｍの補正量を求め、求めた補正量に応じて冷媒量判定閾値Ｔｍを補正するようにしてもよい。
【０１１５】
ところで、冷凍装置２００の冷媒量は、例えば半年又は一年といった一定期間の経過に伴って減少することがある。そこで、冷媒量判定部７３Ｆは、直近期間変化量Ｃ１が、基準時以前における一定期間ごとの温度効率の変化量から求まる経年変化量に設定量βを加算した冷媒量判定基準量よりも大きい場合に、冷媒が不足していると判定するように構成されている。
【０１１６】
本実施の形態３において、冷媒量判定部７３Ｆは、一定期間ごとの温度効率Ｔの情報を記憶部７０に記憶させるものである。また、冷媒量判定部７３Ｆは、基準時以前における一定期間ごとの温度効率の変化量の平均をとることにより、経年変化量を求めるように構成されている。
【０１１７】
ここで、図１５を参照して、冷媒量判定部７３Ｆによる経年変化量の算出処理を説明する。図１５では、上記一定期間が一年に設定され、かつ過去４年分の温度効率Ｔの情報が記憶部７０に記憶されていることを想定し、現在の温度効率Ｔ０、一年前の温度効率Ｔ１、一年前の温度効率Ｔ２、一年前の温度効率Ｔ３、一年前の温度効率Ｔ４を示している。この場合、現在から一定期間遡った基準時は一年前となる。さらに、図１５には、一年前から現在までの温度効率Ｔの変化量である直近期間変化量Ｃ１と共に、基準時以前における一定期間ごとの温度効率の変化量として、二年前から一年前までの温度効率Ｔの変化量Ｃ２、三年前から二年前までの温度効率Ｔの変化量Ｃ３、四年前から三年前までの温度効率Ｔの変化量Ｃ４を示している。
【０１１８】
図１５に示す例の場合、冷媒量判定部７３Ｆは、変化量Ｃ２と変化量Ｃ３と変化量Ｃ４との平均を経年変化量として算出する。また、冷媒量判定部７３Ｆは、求めた経年変化量に設定量βを加算して冷媒量判定基準量を求める。そして、冷媒量判定部７３Ｆは、直近期間変化量Ｃ１と冷媒量判定基準量とを比較する。冷媒量判定部７３Ｆは、直近期間変化量Ｃ１が冷媒量判定基準量より大きい場合に、冷媒が不足していると判定し、判定の結果を出力制御部７４へ送信する。
【０１１９】
出力制御部７４は、冷媒量の経年変化に基づく冷媒量判定の結果を冷媒量判定部７３Ｆから受信した場合も、実施の形態１と同様に、設定期間内における温度効率Ｔを示す情報及び冷媒量判定閾値Ｔｍを示す情報を表示部８０に表示させる。また、出力制御部７４は、冷媒量判定部７３において冷媒が不足していると判定されたとき、少なくとも直近期間変化量及び経年変化量を示す情報を表示部８０に表示させるようにしてもよい。
【０１２０】
冷媒量判定部７３Ｆの他の構成及び動作は、上述した実施の形態１における冷媒量判定部７３と同様である。また、データ収集部６０及び温度効率演算部７２は、それぞれ、前述した実施の形態２におけるデータ収集部６０Ｅ及び温度効率演算部７２Ｅと同様に機能してもよく、冷媒量判定部７３Ｆは、実施の形態２における冷媒量判定部７３Ｅと同様の機能を有していてもよい。
【０１２１】
なお、冷媒量判定部７３Ｆは、基準時以前における一定期間ごとの温度効率の変化量に対し、経過年数などを考慮して重みづけを行い、重みづけ後の変化量を平均化することで経年変化量を求めるようにしてもよい。また、例えば、冷媒量判定部７３Ｆは、変化量Ｃ２のように、基準時より設定期間から基準時までの温度効率Ｔの変化量を経年変化量として用いるようにしてもよい。
【０１２２】
本実施の形態３における冷媒量管理装置１００Ｆは、冷媒量の変化に精度よく追従する温度効率の情報を表示部８０又は外部機器などに表示することができる。このため、冷媒量管理装置１００Ｆによれば、結果として、冷媒量の過不足の発生を抑制することができ、冷凍装置２００の能力低下及び構成機器の損傷の発生を低減することができる。他の効果についても、上述した実施の形態１及び２と同様である。
【０１２３】
上記各実施の形態は、冷媒量管理装置及び冷媒量管理システムにおける好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、各構成要素の組み合わせは、上記各実施の形態での組み合わせに限定されるものではなく、何れか一つの実施の形態に記載した構成要素を、別の実施の形態の構成要素に適用したり、置き換えたりすることにより、冷媒量管理装置及び冷媒量管理システム等を構成することができる。また、配置について特に限定のない構成要件は、各実施の形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる任意の位置に配置することができる。加えて、各図面に記載した構成の形状、大きさ、及び配置等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。また、各図面では、各構成部材の大きさ又は各種データについての関係が、実際のものとは異なる場合がある。さらに、温度、圧力等の高低は、特に絶対的な値との関係で定まっているものではなく、冷媒量管理装置及び冷媒量管理システム等の設置環境及び動作状態等に応じて相対的に定まるものである。
【符号の説明】
【０１２４】
６  液冷媒延長配管、７  ガス冷媒延長配管、１０  冷媒回路、１０ａ  負荷側冷媒回路、１０ｂ  熱源側冷媒回路、２１  圧縮機、２２  過冷却器、２２Ａ  第一過冷却器、２２Ｂ  第二過冷却器、２３  熱源側熱交換器、２４  アキュムレータ、２５  レシーバ、２７  熱源側ファン、２８  液側閉鎖弁、２９  ガス側閉鎖弁、３１  熱源側制御部、３２  負荷側制御部、３３ａ  吸入温度センサ、３３ｂ  吐出温度センサ、３３ｃ  吸込み外気温度センサ、３３ｄ  過冷却器高圧側出口温度センサ、３３ｅ  負荷側熱交入口温度センサ、３３ｆ  負荷側熱交出口温度センサ、３３ｇ  吸込空気温度センサ、３４ａ  吸入圧力センサ、３４ｂ  吐出圧力センサ、４１  負荷側膨張弁、４２  負荷側熱交換器、４３  負荷側ファン、５１  第一インジェクション回路、５１Ａ  第一インジェクション回路、５２  インジェクション量調整弁、５３  第二インジェクション回路、５４  キャピラリチューブ、５５  吸入インジェクション用電磁弁、６０、６０Ｅ  データ収集部、７０  記憶部、７０Ａ  閾値記憶部、７１  運転状態判定部、７２、７２Ｃ  温度効率演算部、７２Ｅ  温度効率演算部、７３、７３Ａ、７３Ｄ、７３Ｅ、７３Ｆ  冷媒量判定部、７４、７４Ｂ  出力制御部、８０  表示部、８１  指令ボタン、９０  通信部、１００  冷媒量管理装置、１００Ａ  収集演算装置、１００Ｂ  冷媒量管理装置、１００Ｃ  収集演算装置、１００Ｄ  冷媒量管理装置、１００Ｅ  冷媒量管理装置、１００Ｆ  冷媒量管理装置、２００  冷凍装置、２００Ａ  冷凍装置、２００Ｂ  冷凍装置、２００Ｍ  冷凍装置、２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ  熱源側ユニット、２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄ  負荷側ユニット、２３０、２３０Ａ、２３０Ｂ、２３０Ｃ、２３０Ｄ  リモートコントローラ、３００  冷媒量管理システム、Ｃ１  直近期間変化量、Ｅ  臨界冷媒量、Ｐ１  目標の低圧圧力、Ｐ２  判定基準圧力、Ｔ  温度効率、Ｔｍ  冷媒量判定閾値。
【図１】
2017094059.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2017094059.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2017094059.tif 000017
【国際調査報告】
2017094059.tif 000018
2017094059.tif 000019
2017094059.tif 000020
2017094059.tif 000021
2017094059.tif 000022
2017094059.tif 000023