(57)【要約】  使用されるセンサーの検知精度が従来と同一であっても、高精度な冷媒の組成の推定を可能とする冷凍サイクル装置を得る。  第１出口温度センサー１３の検知温度である出口温度ＴＯについて、第１入口温度センサー１２と同等のずれが生じた場合、過熱ガス状態での等温線は、気液二相冷媒における等温線の傾きよりも十分傾いており、そのずれに伴うエンタルピーの誤差δｈＴＯは、従来例の温度センサー１０３における場合よりも十分小さいものとなる。
2013027232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張装置及び蒸発器が順に冷媒配管によって接続されることによって冷凍サイクルが構成され、該冷凍サイクルを循環する冷媒として非共沸混合冷媒が循環する冷凍サイクル装置であって、
前記凝縮器の出口側である高圧側から、前記圧縮機の吸入側である低圧側まで前記冷媒をバイパスし、前記高圧側から前記低圧側へ向けて減圧装置及び加熱器が設置された検知経路と、
前記冷凍サイクルの動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記加熱器は、その出口側の冷媒を過熱ガス状態とし、
前記制御装置は、
前記検知経路の前記減圧装置の入口側のエンタルピーを算出し、
前記検知経路の前記加熱器の出口側のエンタルピーを算出し、
前記加熱器の出口側と入口側との前記冷媒のエンタルピー差を算出し、
該エンタルピー差、及び、前記加熱器の出口側のエンタルピーによって、前記減圧装置の出口側のエンタルピーを算出し、
算出した前記減圧装置の入口側のエンタルピー、及び、算出した前記減圧装置の出口側のエンタルピーに基づいて、前記冷凍サイクルを循環する前記冷媒の組成である循環組成を推定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記圧縮機の吐出側の冷媒圧力である高圧圧力を検知する高圧検知手段と、
前記圧縮機の吸入側の冷媒圧力である低圧圧力を検知する低圧検知手段と、
前記減圧装置の入口側の冷媒温度である入口温度を検知する第１入口温度検知手段と、
前記加熱器の出口側の冷媒温度である出口温度を検知する第１出口温度検知手段と、
を備え、
前記制御装置は、
前記高圧圧力及び前記入口温度に基づいて、又は、前記入口温度に基づいて前記減圧装置の入口側のエンタルピーを算出し、
前記低圧圧力及び前記出口温度に基づいて、前記加熱器の出口側のエンタルピーを算出し、
前記高圧圧力、前記低圧圧力及び前記入口温度に基づいて、前記加熱器の出口側と入口側との前記冷媒のエンタルピー差を算出する  
ことを特徴とする請求項１の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記加熱器は、ヒーターであり、
前記制御装置は、
前記高圧圧力、前記入口温度に基づいて、前記減圧装置の入口側の冷媒密度を算出し、
該冷媒密度、前記高圧圧力と前記低圧圧力との差圧、及び、前記減圧装置の流量特性に基づいて、前記検知経路の冷媒流量を算出し、
該冷媒流量、及び、前記ヒーターの出力に基づいて、前記エンタルピー差を算出する
ことを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記圧縮機の吐出側の冷媒圧力である高圧圧力を検知する高圧検知手段と、
前記圧縮機の吸入側の冷媒圧力である低圧圧力を検知する低圧検知手段と、
前記減圧装置の入口側の冷媒温度である入口温度を検知する第１入口温度検知手段と、
前記加熱器の出口側の冷媒温度である出口温度を検知する第１出口温度検知手段と、
を備え、
前記加熱器は、前記凝縮器から前記膨張装置へ前記冷媒を流通させる高圧側経路と、前記減圧装置から前記検知経路の出口側へ向かって流通させる低圧側経路とを有し、該低圧側経路の前記冷媒を前記高圧側経路の前記冷媒によって加熱する冷媒熱交換器であり、前記高圧側経路の出口側の前記冷媒を過冷却液状態とし、
前記高圧側経路の入口側の冷媒温度である高圧側入口温度を検知する第２入口温度検知手段と、前記圧縮機の吸入側の冷媒温度である圧縮機入口温度を検知する第３入口温度検知手段と、前記圧縮機の吐出側の冷媒温度である圧縮機出口温度を検知する第２出口温度検知手段と、を備え、
前記エンタルピー差は、前記冷熱熱交換器の前記低圧側経路の出口側と入口側との前記冷媒のエンタルピー差であり、
前記制御装置は、
前記高圧圧力及び前記入口温度に基づいて、前記減圧装置の入口側のエンタルピーを算出し、
前記低圧圧力及び前記出口温度に基づいて、前記冷熱熱交換器の前記低圧側経路の出口側のエンタルピーを算出し、
前記高圧圧力、前記低圧圧力、前記入口温度、前記出口温度、前記高圧側入口温度、前記圧縮機入口温度及び前記圧縮機出口温度に基づいて、前記エンタルピー差を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記高圧圧力、前記入口温度に基づいて、前記減圧装置の入口側の冷媒密度を算出し、
該冷媒密度、前記高圧圧力と前記低圧圧力との差圧、及び、前記減圧装置の流量特性に基づいて、前記検知経路の冷媒流量を算出し、
前記高圧圧力、前記低圧圧力、前記圧縮機入口温度、前記圧縮機出口温度及び前記圧縮機の特性に基づいて、前記圧縮機を流れる前記冷媒の流量である圧縮機流量を算出し、
前記高圧圧力及び前記高圧側入口温度に基づいて、又は、前記高圧側入口温度に基づいて前記冷熱熱交換器の前記高圧側経路の入口側のエンタルピーである高圧側エンタルピーを算出し、
前記冷媒流量、前記圧縮機流量、前記高圧側エンタルピー、及び、前記減圧装置の入口側のエンタルピーに基づいて、前記エンタルピー差を算出する
ことを特徴とする請求項４記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記冷凍サイクルを循環する前記冷媒の前記循環組成として仮定値を決定し、
前記減圧装置の入口側のエンタルピーと前記減圧装置の出口側のエンタルピーとの差が、所定値以下であると判定した場合、前記仮定値を前記循環組成であると推定する
ことを特徴とする請求項３又は請求項５記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記減圧装置の入口側のエンタルピーと前記減圧装置の出口側のエンタルピーとの差が、前記所定値より大きいと判定した場合、該差に応じた所定の補正値を加減算して、前記仮定値を再決定する
ことを特徴とする請求項６記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記非共沸混合冷媒は、その低沸点成分のうち１成分はＲ３２である
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記非共沸混合冷媒は、その高沸点成分のうち１成分はハイドロフルオロオレフィン系冷媒又は可燃性冷媒である
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関し、特に、冷凍サイクル内を循環する冷媒組成を精度よく推定し、信頼性が高くかつ効率よく運転を実施するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍サイクル装置において、非共沸混合冷媒を使用するものは、循環する冷媒の組成が変化する。これは、特に大型の冷凍サイクル装置において、循環する冷媒の組成変化が顕著である。循環する冷媒の組成が変化すると、同一の圧力であっても凝縮温度又は蒸発温度が異なり、さらには熱交換器出口が同一温度又は同一圧力であってもスーパーヒート又はサブクールが異なり、冷凍サイクル装置の運転状態を望ましい状態にすることが困難となる。特に、負荷側の熱交換器が複数ある冷凍サイクル装置では、高圧又は低圧を一定に制御することによって運転台数に応じた負荷調整が可能であり、圧力、及び、循環する冷媒組成によって定まる凝縮温度及び蒸発温度を望ましい値に制御することが重要である。そのため、熱交換器における冷媒飽和温度が適切でないために、望まれる能力を発揮しなかったり、膨張弁への流入前において適切なサブクールがとれず、気液二相状態となって冷媒音発生又は不安定現象が生じたりする。また、圧縮機吸入前で適切なスーパーヒートがとれず、圧縮機に液冷媒が流入して圧縮機が損傷したり、適切な冷凍サイクルが形成されずに運転効率が低下する、といったことが生じる。このため、適正能力、高効率及び高信頼性を確保するためには、冷媒組成を検知する手段が必要である。【０００３】
また、低圧側の冷媒貯留容器（アキュームレーター）を有する冷凍サイクル装置よりも、高圧側の冷媒貯留容器（レシーバー）を有する冷凍サイクル装置の方が、循環する冷媒組成の変動幅が小さいことが知られている。しかし、冷凍サイクルで冷媒漏洩が生じると、冷媒貯留容器が低圧であろうと高圧であろうと、たちまち組成変動幅が大きくなる。したがって、所望するサイクル状態で運転するためにも、また、冷媒漏洩を検知するためにも、循環する冷媒の組成を検知する手段が必要である。【０００４】
この冷媒組成を推定する従来の冷凍サイクル装置たる冷凍空調装置として、圧縮機の出口配管と圧縮機の入口配管との間にバイパス回路を設け、圧縮機出口配管から高低圧熱交換器の高圧側経路、減圧装置、高低圧熱交換器の低圧側経路、圧縮機入口配管へと順位接続させ、減圧装置入口温度、減圧装置出口温度及び減圧装置出口圧力を検知して、その検知情報に基づいて組成検知手段によって冷媒組成を推定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−７５２８０号公報（第５−６頁、第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような冷凍空調装置においては、減圧装置の前後の温度及び圧力を基に冷媒状態を求め、その組成を推定しており、冷媒の温度を検知する温度センサーと、冷媒の圧力を検知する圧力センサーの計測誤差の影響を受ける。特に、非共沸混合冷媒の気液二相状態においては特有の温度勾配が生じるため、減圧装置出口における低圧の気液二相状態である冷媒の温度及び圧力は非常に大きな影響を受ける。したがって、温度センサー又は圧力センサーの検知精度が悪いと、特に、温度勾配が伴う気液二相状態におけるエンタルピー演算への影響が大きくなり、冷媒組成の検知精度が悪くなるという問題点があった。【０００７】
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、使用されるセンサーの検知精度が従来と同一であっても、高精度な冷媒の組成の推定を可能とする冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張装置及び蒸発器が順に冷媒配管によって接続されることによって冷凍サイクルが構成され、該冷凍サイクルを循環する冷媒として非共沸混合冷媒が循環する冷凍サイクル装置であって、前記凝縮器の出口側である高圧側から、前記圧縮機の吸入側である低圧側まで前記冷媒をバイパスし、前記高圧側から前記低圧側へ向けて減圧装置及び加熱器が設置された検知経路と、前記冷凍サイクルの動作を制御する制御装置と、を備え、前記加熱器は、その出口側の冷媒を過熱ガス状態とし、前記制御装置は、前記検知経路の前記減圧装置の入口側のエンタルピーを算出し、前記検知経路の前記加熱器の出口側のエンタルピーを算出し、前記加熱器の出口側と入口側との前記冷媒のエンタルピー差を算出し、該エンタルピー差、及び、前記加熱器の出口側のエンタルピーによって、前記減圧装置の出口側のエンタルピーを算出し、算出した前記減圧装置の入口側のエンタルピー、及び、算出した前記減圧装置の出口側のエンタルピーに基づいて、前記冷凍サイクルを循環する前記冷媒の組成である循環組成を推定するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、循環する冷媒の組成を推定する基礎となる減圧装置の出口側のエンタルピーを、加熱器の出口側の冷媒温度を利用して導出するため、温度誤差が少なく、冷媒の循環組成の推定精度を向上させることができ、冷凍サイクル装置の冷凍サイクルの運転効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１において非共沸混合冷媒の組成の推定動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１において加熱器９の出口側と入口側とのエンタルピー差Δｈを算出する処理のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の検知経路７における冷媒の状態変化を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の各センサーの検知精度のエンタルピーへの影響を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１ａの冷媒回路図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１ａにおいて冷媒熱交換器２２の低圧側経路の出口側と入口側とのエンタルピー差Δｈを算出する処理のフローチャートである。
【図８】従来技術（特許文献１）の内容に基づいて構成した従来例としての冷凍サイクル装置１０１の冷媒回路図である。
【図９】冷凍サイクル装置１０１の検知経路１０２における冷媒の状態変化を示す図である。
【図１０】冷凍サイクル装置１０１の各センサーの検知精度のエンタルピーへの影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
（冷凍サイクル装置１の構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の冷媒回路図である。
図１で示されるように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１は、圧縮機２、凝縮器３、膨張装置４、蒸発器５、アキュームレーター６、そして、再び圧縮機２の順に冷媒配管によって冷媒回路が構成され、冷凍サイクルが形成されている。さらに、冷凍サイクル装置１には、凝縮器３と膨張装置４とを接続する高圧側の冷媒配管から分岐して、アキュームレーター６と圧縮機２とを接続する低圧側の冷媒配管へ冷媒をバイパスする検知経路７が設けられている。上記の凝縮器３と膨張装置４とを接続する高圧側の冷媒配管から検知経路７へ分岐する部分を接続部４１というものとし、検知経路７からアキュームレーター６と圧縮機２とを接続する低圧側の冷媒配管へ接続する部分を接続部４２というものとする。この検知経路７には、減圧装置８及び加熱器９が、高圧側から低圧側に向けて、それぞれ設置されている。上記のように構成された冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒として、例えば、低沸点成分であるＲ３２、及び、高沸点成分であるＨＦＯ１２３４ｙｆからなる非共沸混合冷媒（充填組成は、例えば、Ｒ３２を５４ｗｔ％、ＨＦＯ１２３４ｙｆを４６ｗｔ％とし、地球温暖化係数（ＧＷＰ）を３００として環境負荷を小さいものとしている）を用いている。
【００１２】
また、冷凍サイクル装置１は、圧縮機２の吐出側の冷媒圧力を検知する高圧センサー１０、圧縮機２の吸入側の冷媒圧力を検知する低圧センサー１１、検知経路７の入口側の冷媒温度を検知する第１入口温度センサー１２、及び、検知経路７の出口側の冷媒温度を検知する第１出口温度センサー１３を備えている。さらに、冷凍サイクル装置１は、制御装置３１を備えており、上記の各センサーの検知情報を受信する。
【００１３】
圧縮機２は、低温低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒として、凝縮器３側へ吐出するものである。
【００１４】
凝縮器３は、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒と、ファン（図示せず）等によって送られてくる空気とを熱交換させ、冷媒を凝縮させ液冷媒とするものである。
【００１５】
膨張装置４は、凝縮器３から流出した高圧の液冷媒を減圧させ、低圧の気液二相冷媒とするものである。
【００１６】
蒸発器５は、膨張装置４によって減圧された低圧の気液二相冷媒と、ファン（図示せず）等によって送られてくる空気とを熱交換させ、気液二相冷媒を蒸発させガス冷媒とするものである。
【００１７】
アキュームレーター６は、蒸発器５から流出した冷媒のうち、冷凍サイクル装置１の運転条件又は負荷条件によって発生した余剰な非共沸混合冷媒を貯留するものである。具体的には、アキュームレーター６は、非共沸混合冷媒のうち高沸点成分を多く占める液冷媒と、低沸点成分が多く占めるガス冷媒とを分離し、高沸点成分が多く占める液相冷媒を貯留する。このため、アキュームレーター６内に液冷媒が存在すると、冷凍サイクル内を循環する冷媒組成は低沸点成分が多くなる傾向を示す。また、アキュームレーター６の下方から高沸点成分が多く占める液冷媒が漏洩すれば、冷凍サイクル内を循環する冷媒組成は低沸点成分が多くなる傾向を示す。さらに、液単相の冷媒が循環する冷媒配管において冷媒の漏洩が発生する場合、ガス化して漏洩するのは低沸点成分が多いので、冷凍サイクル内を循環する冷媒組成は高沸点成分が多くなる傾向を示す。
【００１８】
検知経路７は、前述のように、高圧側の冷媒配管における接続部４１から低圧側の冷媒配管における接続部４２へ冷媒をバイパスさせる経路である。
【００１９】
減圧装置８は、凝縮器３から流出した高圧の液冷媒のうち、接続部４１において検知経路７へ分岐した液冷媒を減圧させ、低圧の気液二相冷媒とするものである。
【００２０】
加熱器９は、電気ヒーター等によって構成され、減圧装置８によって減圧された低圧の気液二相冷媒を加熱して蒸発させるものである。
【００２１】
高圧センサー１０は、前述のように、圧縮機２の吐出側の冷媒圧力を検知するものである。
なお、高圧センサー１０は、図１で示されるように、圧縮機２の吐出側と凝縮器３の入口側との間の冷媒配管に設置されているが、圧縮機２の吐出側から膨張装置４の入口側までの間のいずれかの位置に設ければよい。
【００２２】
低圧センサー１１は、前述のように、圧縮機２の吸入側の冷媒圧力を検知するものである。
なお、低圧センサー１１は、図１で示されるように、アキュームレーター６の出口側と圧縮機２の吸入側との間の冷媒配管に設置されているが、膨張装置４の出口側から圧縮機２の吸入側までの間のいずれかの位置に設ければよい。
【００２３】
第１入口温度センサー１２は、前述のように、検知経路７の入口側の冷媒温度を検知するものである。
なお、第１入口温度センサー１２の設置位置は、凝縮器３、膨張装置４及び減圧装置８で区切られる閉領域であればどこでもよい。
【００２４】
第１出口温度センサー１３は、前述のように、検知経路７の出口側の冷媒温度を検知するものである。
なお、第１出口温度センサー１３の設置位置は、加熱器９と接続部４２との間であればどこでもよい。
【００２５】
このように、各センサーの位置の制約の範囲内で設置することにより、他の目的で使用しているセンサーとの共有化を図ることができ、コストを削減できる。
【００２６】
制御装置３１は、高圧センサー１０、低圧センサー１１、第１入口温度センサー１２及び第１出口温度センサー１３によって検知された情報を受信し、これらの情報に基づいて、冷凍サイクルを循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成を推定し、その他、冷凍サイクル装置１全体を制御する。この制御装置３１による冷媒組成の推定処理の詳細については、後述する。
【００２７】
なお、高圧センサー１０、低圧センサー１１、第１入口温度センサー１２及び第１出口温度センサー１３は、それぞれ本発明の「高圧検知手段」、「低圧検知手段」、「第１入口温度検知手段」及び「第１出口温度検知手段」に相当する。
【００２８】
（冷凍サイクルの冷媒循環動作）
次に、図１を参照しながら、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１における冷媒の循環動作について説明する。
【００２９】
圧縮機２によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器３に流入する。この凝縮器３に流入したガス冷媒は、ファン等によって送られてくる空気と熱交換して凝縮し、液冷媒となって凝縮器３から流出する。凝縮器３から流出した液冷媒は、接続部４１において、膨張装置４へ向かう冷媒、及び、検知経路７に流れる冷媒に分岐する。
【００３０】
膨張装置４へ向かう液冷媒は、この膨張装置４において減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって、蒸発器５に流入する。この蒸発器５に流入した気液二相冷媒は、ファン等によって送られてくる空気と熱交換して蒸発し、低温低圧の冷媒となって蒸発器５から流出する。蒸発器５から流出した冷媒は、アキュームレーター６へ流入し、液冷媒とガス冷媒とが分離され、そのうちガス冷媒がアキュームレーター６から流出する。アキュームレーター６から流出したガス冷媒は、接続部４２において、検知経路７を流通してきた冷媒と合流し、圧縮機２に吸入され、再び圧縮される。
【００３１】
一方、接続部４１において、検知経路７に分岐した液冷媒は、減圧装置８において減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって、加熱器９に流入する。この加熱器９に流入した気液二相冷媒は、加熱されて蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって、加熱器９から流出する。加熱器９から流出したガス冷媒は、接続部４２において、アキュームレーター６から流出してきたガス冷媒と合流し、圧縮機２に吸入され、再び圧縮される。
【００３２】
冷凍サイクル装置１の負荷及び運転状況によって、冷凍サイクルの状態は大きく変わるが、凝縮器３及び蒸発器５の容量、冷媒充填量、及び、加熱器９の容量等の設計値は、主な運転条件下で、冷媒状態が、検知経路７の高圧側の接続部４１で過冷却液状態（サブクール）、そして、検知経路７の低圧側の出口部分で過熱ガス状態（スーパーヒート）となるように設計されている。
【００３３】
（循環冷媒の組成の推定動作）
図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１において非共沸混合冷媒の組成の推定動作を示すフローチャートであり、図３は、同冷凍サイクル装置１において加熱器９の出口側と入口側とのエンタルピー差Δｈを算出する処理のフローチャートである。以下、図２及び図３を参照しながら、冷媒組成の推定動作について説明する。
【００３４】
冷凍サイクル装置１の冷凍サイクルが動作している場合、制御装置３１は、所定の条件の下、以下の非共沸混合冷媒の組成を推定する動作を開始する。
【００３５】
（Ｓ１）
まず、制御装置３１は、冷媒組成の推定動作を開始してから一定時間が経過したか否かを判定する。制御装置３１は、一定時間経過したことを検出した場合、ステップＳ２へ進む。
なお、制御装置３１によって一定時間が経過したことが検出されるタイミングは、制御装置３１によるその他の制御処理のタイミングとずらすことによって、制御装置３１の処理負荷が緩和され、制御性が安定する。ただし、冷媒組成の推定動作は、様々な制御に反映されるので、上記の一定時間は、例えば、１０秒又は２０秒等の短い周期であることが望ましい。
【００３６】
（Ｓ２）
制御装置３１は、高圧センサー１０によって検知された高圧圧力Ｐｄ、低圧センサー１１によって検知された低圧圧力Ｐｓ、第１入口温度センサー１２によって検知された入口温度ＴＩ、及び、第１出口温度センサー１３によって検知された出口温度ＴＯを、それぞれ受信する。そして、ステップＳ３へ進む。
【００３７】
（Ｓ３）
制御装置３１は、減圧装置８の流量係数ｋを導出することによって流量特性を把握する。例えば、減圧装置８の流量係数ｋが固定値である場合、制御装置３１は、その内部メモリー等に流量係数ｋを記憶しているものとし、内部メモリーに記憶された流量係数ｋを取得することによって流量係数ｋを導出する。一方、減圧装置８の流量特性が変動する場合には、制御装置３１は、内部メモリーに減圧装置８の開度と流量係数ｋとの相関関係を記憶しているものとし、その相関関係に基づいて、冷凍サイクル装置１の運転時における減圧装置８の開度から流量係数ｋを導出する。そして、ステップＳ４へ進む。
【００３８】
（Ｓ４）
制御装置３１は、まず、低沸点成分の組成として仮に仮定値αｔｍｐを決める。例えば、制御装置３１は、冷凍サイクル装置１の非共沸混合冷媒の充填時における低沸点成分の組成を仮定値αｔｍｐとして決めるものとすればよい。そして、ステップＳ５へ進む。
【００３９】
（Ｓ５）
制御装置３１は、高圧圧力Ｐｄ、入口温度ＴＩ及び仮定値αｔｍｐに基づいて、検知経路７の入口側のエンタルピーである入口エンタルピーｈＩを、下記の式（１）によって算出する。そして、ステップＳ６へ進む。
【００４０】
【数１】
2013027232.tif 000003
【００４１】
（Ｓ６）
制御装置３１は、低圧圧力Ｐｓ、出口温度ＴＯ及び仮定値αｔｍｐに基づいて、検知経路７の出口側のエンタルピーである出口エンタルピーｈＯを、下記の式（２）によって算出する。そして、ステップＳ７へ進む。
【００４２】
【数２】
2013027232.tif 000004
【００４３】
（Ｓ７）
そして、制御装置３１は、加熱器９の出口側と入口側とのエンタルピー差Δｈを、以下のステップＳ２１〜ステップＳ２４の手順によって算出する。
【００４４】
（Ｓ２１）
制御装置３１は、高圧圧力Ｐｄ、入口温度ＴＩ及び仮定値αｔｍｐに基づいて、検知経路７の入口側における冷媒の密度ρｌを、下記の式（３）によって算出する。そして、ステップＳ２２へ進む。
【００４５】
【数３】
2013027232.tif 000005
【００４６】
（Ｓ２２）
また、制御装置３１は、高圧圧力Ｐｄ及び低圧圧力Ｐｓから、減圧装置８の前後における冷媒の差圧ΔＰを、下記の式（４）によって算出する。そして、ステップＳ２３へ進む。
【００４７】
【数４】
2013027232.tif 000006
【００４８】
（Ｓ２３）
また、制御装置３１は、流量係数ｋ、密度ρｌ及び差圧ΔＰから、検知経路７の冷媒流量Ｇｄｅｔを、下記の式（５）によって算出する。そして、ステップＳ２４へ進む。
【００４９】
【数５】
2013027232.tif 000007
【００５０】
（Ｓ２４）
ここで、加熱器９の出力をＱとし、制御装置３１は、出力Ｑ及び冷媒流量Ｇｄｅｔから、エンタルピー差Δｈを、下記の式（６）によって算出する。
【００５１】
【数６】
2013027232.tif 000008
（Ｑ：加熱器９の出力）
【００５２】
この式（３）〜式（６）から、下記の式（７）が導出される。そして、ステップＳ８へ進む。
【００５３】
【数７】
2013027232.tif 000009
【００５４】
（Ｓ８）
ここで、減圧装置８は等エンタルピー変化の減圧変化なので、減圧装置８の入口側のエンタルピーと出口側のエンタルピーとは一致するはずであり、検知経路７の入口側（減圧装置８の入口側）の入口エンタルピーｈＩは、減圧装置８の出口側のエンタルピー（これを、エンタルピーｈ＊とする）となるはずである。したがって、制御装置３１は、エンタルピーｈ＊を、下記の式（８）によって算出する。
【００５５】
【数８】
2013027232.tif 000010
【００５６】
次に、制御装置３１は、式（１）によって算出した検知経路７の入口側の入口エンタルピーｈＩと、式（８）によって算出された減圧装置８の出口側のエンタルピーｈ＊を比較して、その差を算出する。そして、制御装置３１は、この差が所定の規定値δ以下であるか否かを判定する。その判定の結果、この差が規定値δ以下である場合、ステップＳ１０へ進み、差が規定値δより大きい場合、ステップＳ９へ進む。
【００５７】
（Ｓ９）
制御装置３１は、ステップＳ４において仮定した低沸点成分の組成である仮定値αｔｍｐが適正な組成でないと判断し、例えば、上記のステップＳ８における入口エンタルピーｈＩとエンタルピーｈ＊との差の値に基づいた所定の補正値を、仮定値αｔｍｐに加減算して、新たに仮定値αｔｍｐを再決定する。そして、ステップＳ５へ戻る。
【００５８】
（Ｓ１０）
制御装置３１は、ステップＳ４において仮定した低沸点成分の組成である仮定値αｔｍｐを適正な組成であると判断し、この仮定値αｔｍｐを低沸点成分の組成である循環組成αと推定する。以上で、冷凍サイクル装置１における非共沸混合冷媒の組成の推定動作を終了する。
【００５９】
なお、上記の図２及び図３において、非共沸混合冷媒のうち低沸点成分の組成を推定する動作を示したが、これに限定されるものではなく、高沸点成分の組成を推定するものとしてもよい。
【００６０】
また、上記の式（１）〜式（８）で示される演算について、すべて制御装置３１が実施するものとしているが、単体の制御装置が実施するものに限定するものではなく、複数の制御装置又は演算装置が、上記の各式に基づく演算を分散処理するものとしてもよい。
【００６１】
（従来技術における冷媒の組成の算出動作とその精度）
図８は、従来技術（特許文献１）の内容に基づいて構成した従来例としての冷凍サイクル装置１０１の冷媒回路図である。以下、図８を参照しながら、図１で示される本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１の構成と相違する点を説明する。
【００６２】
図８で示されるように、冷凍サイクル装置１０１は、凝縮器３と膨張装置４とを接続する高圧側の冷媒配管から分岐して、アキュームレーター６と圧縮機２とを接続する低圧側の冷媒配管へ冷媒をバイパスし、冷凍サイクル装置１の検知経路７に相当する検知経路１０２を備えている。また、冷凍サイクル装置１０１は、冷凍サイクル装置１における第１出口温度センサー１３の代わりに、減圧装置８と加熱器９との間の冷媒温度を検知する温度センサー１０３を備えている。そして、冷凍サイクル装置１０１は、冷凍サイクル装置１における制御装置３１の代わりに、制御装置１０４を備えている。この制御装置１０４は、高圧センサー１０、低圧センサー１１、第１入口温度センサー１２及び温度センサー１０３によって検知された情報を受信し、これらの情報に基づいて、冷凍サイクルを循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成を決定する。
【００６３】
以上のような、図８で示される従来の冷媒回路の構成に基づいて、冷凍サイクル装置１０１の制御装置１０４は、まず、高圧センサー１０によって検知された高圧圧力Ｐｄ、低圧センサー１１によって検知された低圧圧力Ｐｓ、第１入口温度センサー１２によって検知された入口温度ＴＩ、及び、温度センサー１０３によって検出された減圧装置８の出口側温度Ｔ＊を、それぞれ受信する。次に、制御装置１０４は、低圧圧力Ｐｓ、及び、減圧装置８の出口側温度Ｔ＊から、減圧装置８の出口側のエンタルピーを算出し、高圧圧力Ｐｄ及び入口温度ＴＩから、減圧装置８の入口側のエンタルピーを算出する。そして、制御装置１０４は、算出した減圧装置８の出口側のエンタルピーと入口側のエンタルピーとが一致するような冷媒の循環組成値を算出する。
【００６４】
図９は、冷凍サイクル装置１０１の検知経路１０２における冷媒の状態変化を示す図であり、図１０は、冷凍サイクル装置１０１の各センサーの検知精度のエンタルピーへの影響を示す図である。
図９で示されるように、検知経路１０２の入口側における冷媒は過冷却液となっており、出口側における冷媒は過熱ガスとなっている。そして、温度センサー１０３が設置された減圧装置８と加熱器９との間の冷媒は、気液二相冷媒となっている。ここで、図１０において示されている等温線のうち気液二相状態における部分は水平に近いがゼロでない傾きを有するのが、非共沸混合冷媒の特徴である。
【００６５】
図１０で示されるように、第１入口温度センサー１２の検知温度である入口温度ＴＩにずれが生じても、過冷却液状態における等温線は垂直に近いので、そのずれに伴うエンタルピーの誤差δｈＴＩは小さい。同様に、高圧センサー１０の検知圧力である高圧圧力Ｐｄにずれが生じても、そのずれδＰｄに伴うエンタルピーの誤差δｈＰｄも極めて小さい。
【００６６】
一方、温度センサー１０３の検知温度である減圧装置８の出口側温度Ｔ＊について、第１入口温度センサー１２と同等のずれが生じた場合、前述のように気液二相状態における等温線は水平に近いので、そのずれに伴うエンタルピーの誤差δｈＴ＊は、誤差δｈＴＩ及び誤差δｈＰｄと比較して、大きいものとなる。同様に、低圧センサー１１の検知圧力である低圧圧力Ｐｓについて、高圧センサー１０と同等のずれが生じた場合、そのずれδＰｓに伴うエンタルピーの誤差δｈＰｓは、誤差δｈＴＩ及び誤差δｈＰｄと比較して、大きいものとなる。
【００６７】
以上のように、第１入口温度センサー１２及び高圧センサー１０におけるその検知値のずれが、エンタルピーの誤差に与える影響は極めて小さいが、温度センサー１０３及び低圧センサー１１の検知値のずれが、エンタルピーの誤差に与える影響は極めて大きなものとなり、その誤差に伴って、算出した冷媒の循環組成値の精度は悪くなる。
【００６８】
（本実施の形態の冷媒の組成の推定動作の精度）
図４は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の検知経路７における冷媒の状態変化を示す図であり、図５は、同冷凍サイクル装置１の各センサーの検知精度のエンタルピーへの影響を示す図である。
図４で示されるように、検知経路７の入口側における冷媒は過冷却液となっており、出口側における冷媒は過熱ガスとなっている。そして、減圧装置８と加熱器９との間の冷媒は、気液二相冷媒となっている。ここで、図１０において前述したように、図５において示されている等温線のうち気液二相状態における部分は水平に近いがゼロでない傾きを有するのが、非共沸混合冷媒の特徴である。
【００６９】
図５で示されるように、第１入口温度センサー１２及び高圧センサー１０の検知値のずれに伴うエンタルピーの誤差δｈＴＩ及び誤差δｈＰｄは、図１０において前述したように、小さいものとなる。
【００７０】
なお、高圧センサー１０の検知値自体がエンタルピーへ与える影響は、第１入口温度センサー１２の検知値自体がエンタルピーへ与える影響よりも十分小さい。そのため、高圧センサー１０によって検知された高圧圧力Ｐｄを使用することなく、第１入口温度センサー１２によって検知された入口温度ＴＩのみによって、循環組成αを推定することが可能である。これによって、式（１）及び式（３）における引数を削減することができ、制御装置３１の処理負荷を軽減し、制御装置３１の記憶容量を低減することができる。
【００７１】
さらに、第１出口温度センサー１３の検知温度である出口温度ＴＯについて、第１入口温度センサー１２と同等のずれが生じた場合、過熱ガス状態での等温線は、気液二相冷媒における等温線の傾きよりも十分傾いており、そのずれに伴うエンタルピーの誤差δｈＴＯは、従来例の温度センサー１０３における場合よりも十分小さいものとなる。同様に、低圧センサー１１の検知圧力である低圧圧力Ｐｓについて、高圧センサー１０と同等のずれが生じた場合、そのずれδＰｓに伴うエンタルピーの誤差δｈＰｓは、従来例の低圧センサー１１における場合よりも十分小さいものとなる。
【００７２】
したがって、図１で示される本実施の形態の冷凍サイクル装置１の構成においては、各温度センサー及び各圧力センサーの検知誤差に伴うエンタルピーへの影響を抑制することができるので、冷媒の循環組成αの推定精度を向上させることができる。
【００７３】
例えば、平均凝縮温度が５０［℃］、飽和ガス蒸発温度が０［℃］、検知経路７の入口側のサブクールが５［℃］、及び、検知経路７の出口側のスーパーヒートが５［℃］の場合、冷媒組成についてＲ３２が５４［ｗｔ％］、ＨＦＯ１２３４ｙｆが４６［ｗｔ％］で固定とし、各圧力センサー及び温度センサーの検知精度を本実施の形態と従来例とで同じとすると、減圧装置８の出口側のエンタルピーのバラツキは、従来例に対し本実施の形態においては約１／４となる。このエンタルピーのバラツキ分が冷媒の循環組成の推定精度を悪化させるわけだが、本実施の形態におけるその精度は、従来例に対して約１／２となる。
【００７４】
また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１の検知経路７は、冷凍サイクルにおいて高圧側から低圧側へバイパスするため冷凍サイクル装置１の能力の低下を招く。さらに、加熱器９で電力を消費するため、冷凍サイクル装置１の効率がさらに低下すると考えられる。しかしながら、本実施の形態のように、冷媒の循環組成を精度よく推定して冷凍サイクルを適切に運転することによる運転効率の向上によるメリットの方が、上記のデメリットを大きく凌駕するものとなる。特に、大型の冷凍サイクル装置においては、冷媒の循環組成を精度よく推定することによるメリットはさらに大きくなる。また、本実施の形態においては、冷媒の循環組成を推定するために、電気ヒーター等である加熱器９及び減圧装置８のみを備えた検知経路７を用いるものであり、その構成は単純かつ小型化が可能である。
【００７５】
（実施の形態１の効果）
以上の構成及び動作によって、各温度センサー及び各圧力センサーの検知誤差に伴うエンタルピーへの影響を抑制することができるので、冷媒の循環組成αの推定精度を向上させることができ、冷凍サイクル装置１の冷凍サイクルの運転効率を向上させることができる。
【００７６】
また、冷媒の循環組成を推定する手段として、電気ヒーター等である加熱器９及び減圧装置８のみを備えた検知経路７を用いており、その構成は単純で、小型化が可能となる。
【００７７】
なお、本実施の形態において用いる冷媒として、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとの非共沸混合冷媒としたが、これに限定されるものではなく、他の低沸点冷媒及び他の高沸点冷媒を混合した非共沸混合冷媒を用いるものとしてもよい。例えば、２重結合を有するハイドロフルオロオレフィン系冷媒でもよいし、微燃性を有する冷媒でもよいし、また、可燃性を有するＨＣ系冷媒であってもよい。
【００７８】
また、上記のとおり、本実施の形態において用いる非共沸混合冷媒は２成分としているが、３成分以上としてもよく、この場合、１つの低沸点成分の組成で代表することが可能である。
【００７９】
実施の形態２.
本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１ａについて、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の構成及び動作と相違する点を中心に説明する。
【００８０】
（冷凍サイクル装置１ａの構成）
図６は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１ａの冷媒回路図である。
図６で示されるように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１ａは、圧縮機２、凝縮器３、冷媒熱交換器２２、膨張装置４、蒸発器５、アキュームレーター６、そして、再び圧縮機２の順に冷媒配管によって冷媒回路が構成され、冷凍サイクルが形成されている。さらに、冷媒熱交換器２２と膨張装置４とを接続する高圧側の冷媒配管から分岐して、アキュームレーター６と圧縮機２とを接続する低圧側の冷媒配管へ冷媒をバイパスする検知経路７が設けられている。上記の冷媒熱交換器２２と膨張装置４とを接続する高圧側の冷媒配管から検知経路７へ分岐する部分を接続部４１ａというものとする。この検知経路７には、減圧装置２１及び冷媒熱交換器２２が、高圧側から低圧側に向けて、それぞれ設置されている。
【００８１】
また、冷凍サイクル装置１ａは、実施の形態１と同様に、高圧センサー１０、低圧センサー１１、第１入口温度センサー１２及び第１出口温度センサー１３を備えるほか、冷媒熱交換器２２の高圧側経路の入口側の冷媒温度を検知する第２入口温度センサー２３、圧縮機２の吸入側の冷媒温度を検知する第３入口温度センサー２４、及び、圧縮機２の吐出側の冷媒温度を検知する第２出口温度センサー２５を備えている。
【００８２】
減圧装置２１は、冷媒熱交換器２２の後述する高圧側経路から流出した液冷媒のうち、接続部４１ａにおいて検知経路７へ分岐した液冷媒を減圧させ、低圧の気液二相冷媒とするものである。
【００８３】
冷媒熱交換器２２は、凝縮器３から膨張装置４へ冷媒を流通させる高圧側経路と、減圧装置２１から検知経路７の出口へ向かって流通させる低圧側経路とを有し、高圧側経路の冷媒と低圧側経路の冷媒との間で熱交換を実施するものである。低圧側経路の冷媒からみた場合、高圧側経路の冷媒によって加熱されるため加熱器とみなすことができ、逆に、高圧側経路の冷媒から見た場合、低圧側経路の冷媒によって冷却されるため冷却器とみなすことができる。
【００８４】
制御装置３１は、高圧センサー１０、低圧センサー１１、第１入口温度センサー１２、第１出口温度センサー１３第２入口温度センサー２３、第３入口温度センサー２４及び第２出口温度センサー２５によって検知された情報を受信し、これらの情報に基づいて、冷凍サイクルを循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成を推定する。この制御装置３１による冷媒組成の推定処理の詳細については、後述する。
【００８５】
なお、第２入口温度センサー２３、第３入口温度センサー２４及び第２出口温度センサー２５は、それぞれ本発明の「第２入口温度検知手段」、「第３入口温度検知手段」及び「第２出口温度検知手段」に相当する。
【００８６】
（冷凍サイクルの冷媒循環動作）
次に、図６を参照しながら、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１ａにおける冷媒の循環動作について説明する。
【００８７】
圧縮機２によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器３に流入する。この凝縮器３に流入したガス冷媒は、ファン等によって送られてくる空気と熱交換して凝縮し、液冷媒となって凝縮器３から流出する。凝縮器３から流出した液冷媒は、冷媒熱交換器２２の高圧側経路に流入し、この冷媒熱交換器２２において低圧側経路に流れる冷媒から吸熱されて冷却される。冷媒熱交換器２２の高圧側経路から流出した液冷媒は、接続部４１ａにおいて、膨張装置４へ向かう冷媒、及び、検知経路７に流れる冷媒に分岐する。
【００８８】
膨張装置４へ向かう液冷媒は、この膨張装置４において減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって、蒸発器５に流入する。この蒸発器５に流入した気液二相冷媒は、ファン等によって送られてくる空気と熱交換して蒸発し、低温低圧の冷媒となって蒸発器５から流出する。蒸発器５から流出した冷媒は、アキュームレーター６へ流入し、液冷媒とガス冷媒とが分離され、そのうちガス冷媒がアキュームレーター６から流出する。アキュームレーター６から流出したガス冷媒は、接続部４２において、検知経路７を流通してきた冷媒と合流し、圧縮機２に吸入され、再び圧縮される。
【００８９】
一方、接続部４１ａにおいて、検知経路７に分岐した液冷媒は、減圧装置２１において減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって、冷媒熱交換器２２の低圧側経路に流入する。この冷媒熱交換器２２の低圧側経路に流入した気液二相冷媒は、この冷媒熱交換器２２において高圧側経路に流れる冷媒によって加熱されて蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって、低圧側経路から流出する。冷媒熱交換器２２の低圧側経路から流出したガス冷媒は、接続部４２において、アキュームレーター６から流出してきたガス冷媒と合流し、圧縮機２に吸入され、再び圧縮される。
【００９０】
冷凍サイクル装置１ａの負荷及び運転状況によって、冷凍サイクルの状態は大きく変わるが、凝縮器３及び蒸発器５の容量、冷媒充填量、及び、冷媒熱交換器２２の容量等の設計値は、主な運転条件下で、冷媒状態が、凝縮器３と冷媒熱交換器２２の高圧側経路との間で過冷却（サブクール）状態、検知経路７の高圧側の接続部４１ａで過冷却状態（サブクール）、そして、検知経路７の低圧側の出口部分で過熱ガス状態（スーパーヒート）となるように設定されている。
【００９１】
（循環冷媒の組成の推定動作）
図７は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１ａにおいて冷媒熱交換器２２の低圧側経路の出口側と入口側とのエンタルピー差Δｈを算出する処理のフローチャートである。以下、図２及び図７を参照しながら、冷媒組成の推定動作について説明する。
【００９２】
本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１ａの非共沸混合冷媒の組成の推定動作は、図２で示されるフローチャートと同様であるが、そのうちステップＳ２における各温度センサー及び各圧力センサーで検知する情報の種類、及び、ステップＳ７におけるエンタルピー差Δｈの算出方法が異なる。本実施の形態において、エンタルピー差Δｈは、冷媒熱交換器２２の低圧側経路の出口側と入口側とのエンタルピー差を示すものとする。
【００９３】
（Ｓ２）
制御装置３１は、高圧センサー１０によって検知された高圧圧力Ｐｄ、低圧センサー１１によって検知された低圧圧力Ｐｓ、第１入口温度センサー１２によって検知された入口温度ＴＩ、第１出口温度センサー１３によって検知された出口温度ＴＯ、第２入口温度センサー２３によって検知された冷媒熱交換器２２の高圧側経路の入口側の冷媒温度である高圧側入口温度ＴＩ２、第３入口温度センサー２４によって検知された圧縮機入口温度Ｔｓ、及び、第２出口温度センサー２５によって検知された圧縮機出口温度Ｔｄを、それぞれ受信する。
【００９４】
（Ｓ７）
制御装置３１は、冷媒熱交換器２２の低圧側経路の出口側と入口側とのエンタルピー差Δｈを、以下のステップＳ３１〜ステップＳ３６の手順によって算出する。
【００９５】
（Ｓ３１）
制御装置３１は、高圧圧力Ｐｄ、入口温度ＴＩ及び仮定値αｔｍｐに基づいて、検知経路７の入口側における冷媒の密度ρｌを、式（３）によって算出する。そして、ステップＳ３２へ進む。
【００９６】
（Ｓ３２）
また、制御装置３１は、高圧圧力Ｐｄ及び低圧圧力Ｐｓから、減圧装置２１の前後における冷媒の差圧ΔＰを、式（４）によって算出する。そして、ステップＳ３３へ進む。
【００９７】
（Ｓ３３）
また、制御装置３１は、流量係数ｋ、密度ρｌ及び差圧ΔＰから、検知経路７の冷媒流量Ｇｄｅｔを、式（５）によって算出する。ここで、流量係数ｋについては、図２のステップＳ３において導出されている。そして、ステップＳ３４へ進む。
【００９８】
（Ｓ３４）
また、制御装置３１は、高圧圧力Ｐｄ、低圧圧力Ｐｓ、圧縮機出口温度Ｔｄ、圧縮機入口温度Ｔｓ、仮定値αｔｍｐ、及び、圧縮機２の回転数Ｎに基づいて、圧縮機２を流れる冷媒の流量である圧縮機流量Ｇｍａｉｎを、下記の式（９）によって算出する。回転数Ｎは、制御装置３１が圧縮機２に対して指令して制御するので、特定の検知手段がなくても制御装置３１によって把握されている。また、下記の式（９）の関数ｆは、高圧圧力Ｐｄ、低圧圧力Ｐｓ、圧縮機出口温度Ｔｄ、圧縮機入口温度Ｔｓ、仮定値αｔｍｐ、及び、回転数Ｎの関数であるが、予め圧縮機２の単体特性を把握して、それを制御装置３１内の内部メモリー等にテーブル化して記憶しているものとしてもよい。
【００９９】
【数９】
2013027232.tif 000011
【０１００】
なお、圧縮機２の吸入側の冷媒が気液二相状態である場合、低圧圧力Ｐｓ及び圧縮機入口温度Ｔｓによって圧縮機２の吸入側の状態が推定できるが、気液二相状態での温度変化が冷媒物性を大きく変化させる。このため、高圧圧力Ｐｄ及び圧縮機出口温度Ｔｄによって推定される圧縮機２の吐出側の状態、及び、圧縮機２の特性によって、圧縮機２の吸入側の状態が精度よく推定できる。
【０１０１】
また、圧縮機２の吸入側の冷媒が過熱ガスの場合、低圧圧力Ｐｓ及び圧縮機入口温度Ｔｓによって、圧縮機２の吸入側の状態が推定できるため、圧縮機出口温度Ｔｄを検知する第２出口温度センサー２５はなくても問題がない。
【０１０２】
そして、ステップＳ３５へ進む。
【０１０３】
（Ｓ３５）
また、制御装置３１は、高圧圧力Ｐｄ、高圧側入口温度ＴＩ２及び仮定値αｔｍｐに基づいて、冷媒熱交換器２２の高圧側経路の入口側のエンタルピーである高圧側エンタルピーｈＩ２を、下記の式（１０）によって算出する。そして、ステップＳ３６へ進む。
【０１０４】
【数１０】
2013027232.tif 000012
【０１０５】
（Ｓ３６）
そして、制御装置３１は、高圧側エンタルピーｈＩ２、入口エンタルピーｈＩ、圧縮機流量Ｇｍａｉｎ、冷媒流量Ｇｄｅｔから、エンタルピー差Δｈを、冷媒熱交換器２２の高圧側経路と低圧側経路との熱交換量の関係式を基にした下記の式（１１）によって算出する。
【０１０６】
【数１１】
2013027232.tif 000013
【０１０７】
そして、ステップＳ８へ進む。
【０１０８】
（本実施の形態の冷媒の組成の推定動作の精度）
第１入口温度センサー１２、第２入口温度センサー２３及び高圧センサー１０による検知値にずれが生じても、過冷却状態における等温線は垂直に近いので、そのずれに伴うエンタルピーの誤差は、気液二相状態における冷媒の温度及び圧力を検知する場合よりも、小さいものとなる。
【０１０９】
なお、高圧センサー１０の検知値自体がエンタルピーへ与える影響は、第２入口温度センサー２３の検知値自体がエンタルピーへ与える影響よりも十分小さい。そのため、高圧センサー１０によって検知された高圧圧力Ｐｄを使用することなく、第２入口温度センサー２３によって検知された高圧側入口温度ＴＩ２のみによって、循環組成αを推定することが可能である。これによって、式（１０）における引数を削減することができ、制御装置３１の処理負荷を軽減し、制御装置３１の記憶容量を低減することができる。
【０１１０】
さらに、第１出口温度センサー１３、低圧センサー１１、第３入口温度センサー２４及び第２出口温度センサー２５による検知値にずれが生じても、過熱ガス状態での等温線は、気液二相冷媒における等温線の傾きよりも十分傾いており、そのずれに伴うエンタルピーの誤差は、気液二相状態における冷媒の温度及び圧力を検知する場合よりも、十分小さいものとなる。
【０１１１】
したがって、図６で示される本実施の形態の冷凍サイクル装置１ａの構成においては、各温度センサー及び各圧力センサーの検知誤差に伴うエンタルピーへの影響を抑制することができるので、冷媒の循環組成αの推定精度を向上させることができる。
【０１１２】
（実施の形態２の効果）
以上の構成及び動作によって、各温度センサー及び各圧力センサーの検知誤差に伴うエンタルピーへの影響を抑制することができるので、冷媒の循環組成αの推定精度を向上させることができ、冷凍サイクル装置１ａの冷凍サイクルの運転効率を向上させることができる。
【０１１３】
また、冷媒熱交換器２２において冷媒同士を熱交換させているので、検知経路７によって冷媒を高圧側から低圧側にバイパスさせても、冷凍サイクル装置１ａの能力を低下させることはなく、高効率な運転が可能となる。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１ａ  冷凍サイクル装置、２  圧縮機、３  凝縮器、４  膨張装置、５  蒸発器、６  アキュームレーター、７  検知経路、８  減圧装置、９  加熱器、１０  高圧センサー、１１  低圧センサー、１２  第１入口温度センサー、１３  第１出口温度センサー、２１  減圧装置、２２  冷媒熱交換器、２３  第２入口温度センサー、２４  第３入口温度センサー、２５  第２出口温度センサー、３１  制御装置、４１、４１ａ、４２  接続部、１０１  冷凍サイクル装置、１０２  検知経路、１０３  温度センサー、１０４  制御装置。
【図１】
2013027232.tif 000014
【図２】
2013027232.tif 000015
【図３】
2013027232.tif 000016
【図４】
2013027232.tif 000017
【図５】
2013027232.tif 000018
【図６】
2013027232.tif 000019
【図７】
2013027232.tif 000020
【図８】
2013027232.tif 000021
【図９】
2013027232.tif 000022
【図１０】
2013027232.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月30日(2014.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
制御装置３１は、高圧センサー１０、低圧センサー１１、第１入口温度センサー１２、第１出口温度センサー１３、第２入口温度センサー２３、第３入口温度センサー２４及び第２出口温度センサー２５によって検知された情報を受信し、これらの情報に基づいて、冷凍サイクルを循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成を推定する。この制御装置３１による冷媒組成の推定処理の詳細については、後述する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2013027232.tif 000024
【国際調査報告】
2013027232.tif 000025
2013027232.tif 000026
2013027232.tif 000027
2013027232.tif 000028