(57)【要約】  本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、受液器、および過冷却熱交換器を有する熱源側ユニットと、膨張弁および利用側熱交換器を有する利用側ユニットと、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接続する冷媒配管と、過冷却熱交換器の温度効率に基づき、熱源側ユニットと利用側ユニットと冷媒配管とにより形成される冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置と、冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報を報知する報知部と、を有し、制御装置は、冷媒を追加して封入する追加封入の際、温度効率が予め設定された判定閾値未満である場合に冷媒封入を促す旨を報知部に報知させ、追加封入を終えた際に、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を求めて報知部に報知させるものである。
2016135956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器、受液器、および過冷却熱交換器を有する熱源側ユニットと、
膨張弁および利用側熱交換器を有する利用側ユニットと、
前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとを接続する冷媒配管と、
前記過冷却熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を、前記過冷却熱交換器の最大温度差で除算した値である、前記過冷却熱交換器の温度効率に基づき、前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットと前記冷媒配管とにより形成される冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置と、
前記冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報を報知する報知部と、
を有し、
前記制御装置は、冷媒を追加して封入する追加封入の際、前記温度効率が予め設定された判定閾値未満である場合に冷媒封入を促す旨を前記報知部に報知させ、前記追加封入を終えた際に、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を求めて前記報知部に報知させる冷凍装置。
【請求項２】
前記熱源側熱交換器は、前記圧縮機によって圧縮される冷媒の凝縮器として機能し、
前記利用側熱交換器は、前記熱源側熱交換器から前記受液器および前記膨張弁を介して送られる冷媒の蒸発器として機能する請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記圧縮機の運転中に、前記温度効率が所定時間以上連続して前記判定閾値未満である場合、前記冷媒封入を促す旨を前記報知部に報知させる請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記圧縮機の運転中に、前記温度効率が所定時間以上連続して予め設定された中断判定閾値未満である場合、冷媒封入速度の低下を促す旨を前記報知部に報知させる請求項２又は３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記圧縮機の運転中に、前記温度効率が所定時間以上連続して前記中断判定閾値以上である場合、冷媒封入の中断を促す旨を前記報知部に報知させる請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記冷媒配管は、
一端が前記過冷却熱交換器に接続され、他端が前記膨張弁に接続される第１配管と、
一端が前記圧縮機に接続され、他端が前記利用側熱交換器に接続される第２配管と、からなり、
前記制御装置は、少なくとも前記熱源側熱交換器、前記第１配管、前記第２配管、前記利用側熱交換器、および前記受液器のそれぞれの、内部の冷媒の密度と内容積に基づいて前記不足封入量を求める請求項１〜５の何れか一項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記制御装置は、少なくとも前記第１配管および前記利用側熱交換器の内部の冷媒の密度と内容積に基づいて初期封入量を算出し、算出した前記初期封入量を前記報知部に報知させる請求項６に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記利用側ユニットは、複数設けられており、
複数の前記利用側ユニットは、少なくともユニットクーラとショーケースとを含み、
前記制御装置は、前記不足封入量を求める際に、前記利用側熱交換器の内容積として、ユニットクーラの内容積、ショーケースの内容積、又はユニットクーラとショーケースとの混合の場合の内容積を用いる請求項６又は７に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記利用側熱交換器の内容積は、温度帯の情報をもとに予め２以上のパターンに分けられており、
前記制御装置は、前記不足封入量を求める際に、前記利用側熱交換器の内容積として、前記各パターンの値を用いる請求項６〜８の何れか一項に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記冷媒封入を促す旨を前記報知部に報知させる際に、前記温度効率も併せて報知させる請求項１〜９の何れか一項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒が封入される冷媒回路が形成された冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍装置において、冷媒量の過不足の発生は、冷媒装置の能力低下または構成機器の損傷といった不具合を生じさせる原因となる。そこで、こうした不具合の発生を防止するため、封入する冷媒量の過不足を判定する機能を備えた冷凍装置が知られている。【０００３】
従来の冷凍装置における冷媒封入方法としては、例えば、過冷却熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を過冷却熱交換器の最大温度差で除算した温度効率が、予め設定した判定閾値以上のとき、予め設定した基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を、凝縮器、液延長配管、ガス延長配管、および蒸発器のそれぞれの、内部の冷媒の密度と内容積とに基づいて算出するものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３２６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷凍装置における冷媒封入は、初期封入、追加封入、最終追加封入の３段階に分けて行われる。従来の冷凍装置では、特許文献１のように、初期封入によって一定量の冷媒を封入した後、過冷却熱交換器の温度効率が、予め設定された判定閾値以上となるまで数回に分けて追加封入を行い、判定閾値を超えた段階で余裕分を補うための最終追加封入を行うことで適正な量の冷媒が封入される。ここで、１回の追加封入には、最短でも１０分程度の時間を要し、従来の構成では、上記判定閾値を超えるまでに数回の追加封入が要求されるため、多くの時間と手間がかかるという課題がある。【０００６】
また、従来は、温度効率の値を安定させるため、初期封入の後に、圧縮機を所定時間（例えば３０分）だけ連続運転させているが、初期封入量が過少であった場合には、低圧カット又は吐出温度異常により圧縮機が停止する。このため、再度、所定時間に及ぶ圧縮機の連続運転が要求されるという課題がある。さらに、従来の冷凍装置は、各封入時に封入量を計算して表示するという構成であるため、封入量が表示されるまでは、冷媒封入量に関連する情報を知ることができないという課題がある。【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あり、より適正な量の冷媒を少ない時間で手間をかけずに封入させる冷凍装置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】
【０００８】
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、受液器、および過冷却熱交換器を有する熱源側ユニットと、膨張弁および利用側熱交換器を有する利用側ユニットと、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接続する冷媒配管と、過冷却熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を、過冷却熱交換器の最大温度差で除算した値である、過冷却熱交換器の温度効率に基づき、熱源側ユニットと利用側ユニットと冷媒配管とにより形成される冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置と、冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報を報知する報知部と、を有し、制御装置は、冷媒を追加して封入する追加封入の際、温度効率が予め設定された判定閾値未満である場合に冷媒封入を促す旨を報知部に報知させ、追加封入を終えた際に、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を求めて報知部に報知させるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置が、追加封入中に冷媒封入を促す旨を報知させ、追加封入を終えた際に不足封入量を算出して報知させることから、初期封入後の追加封入を円滑に実行させ、不足封入量を精度よく算出することができるため、より適正な量の冷媒を少ない時間で手間をかけずに封入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における冷凍装置の冷媒回路図である。
【図１Ａ】本発明の実施の形態１における冷凍装置のうち、圧縮機および受液器を含む圧縮ユニットが室内に配置された例を示す冷媒回路図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態１における冷凍装置のうち、圧縮機を含む圧縮ユニットが室内に配置された例を示す冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１における適正冷媒封入時の冷媒の温度変化を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１における冷媒量不足時の冷媒の温度変化を示す模式図である。
【図４】本実施の形態１における冷媒量判定動作を示すフローチャートである。
【図５Ａ】本実施の形態１における安定判定条件を満足する場合を例示する概念図である。
【図５Ｂ】本実施の形態１における安定判定条件を満足しない場合を例示する概念図である。
【図６】本発明の実施の形態１における熱源側熱交換器３内の冷媒密度と凝縮温度との関係を示したグラフである。
【図７】本発明の実施の形態１における第１配管内の冷媒密度と液管温度との関係を示したグラフである。
【図８】本発明の実施の形態１における第２配管内の冷媒密度と蒸発温度との関係を示したグラフである。
【図９Ａ】本発明の実施の形態１における蒸発器内の平均密度と蒸発温度との関係を示したグラフである。
【図９Ｂ】図９Ａのグラフに対応し、蒸発器内の平均密度と蒸発温度との関係を示した模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における受液器内の平均密度と凝縮温度との関係を示したグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態２の報知部における表示例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１における冷凍装置の冷媒回路図である。図１に示すように、本実施の形態１の冷凍装置は、例えば室外に配置される熱源側ユニット１００と、例えば室内に配置される利用側ユニット２００とを有している。熱源側ユニット１００は、圧縮機１、油分離器２、熱源側熱交換器３、受液器４、過冷却熱交換器５、およびアキュムレータ８を有している。利用側ユニット２００は、膨張弁６および利用側熱交換器７を有している。熱源側ユニット１００と利用側ユニット２００とは、例えば液配管からなる第１配管１０と、例えばガス配管からなる第２配管１１とにより接続されている。
【００１２】
本実施の形態１の冷凍装置では、圧縮機１、油分離器２、熱源側熱交換器３、受液器４、過冷却熱交換器５、膨張弁６、利用側熱交換器７、およびアキュムレータ８に順次冷媒を循環させる冷媒回路が形成されている。すなわち、冷媒回路は、熱源側ユニット１００と利用側ユニット２００と冷媒配管である第１配管１０および第２配管１１とにより形成されている。本実施の形態１において、熱源側熱交換器３は、圧縮機１によって圧縮される冷媒の凝縮器として機能し、利用側熱交換器７は、熱源側熱交換器３から受液器４および膨張弁６を介して送られる冷媒の蒸発器として機能する。
【００１３】
熱源側ユニット１００には、第１温度センサ１５、第２温度センサ１８、および外気温度センサ１６が設けられており、利用側ユニット２００には、第３温度センサ１９が設けられている。第１温度センサ１５は、熱源側熱交換器３の出口側から過冷却熱交換器５の入口側に至る流路の何れかの位置に設けられ、当該流路を流れる冷媒の温度を検出するものである。以下、第１温度センサ１５の検出温度を「凝縮器出口温度ＴＨ５」という。なお、凝縮器出口温度ＴＨ５は、圧力を検知し飽和温度換算する方法で求めてもよい。
【００１４】
第２温度センサ１８は、過冷却熱交換器５の出口側から膨張弁６の入口側に至る流路の何れかの位置に設けられ、当該流路を流れる冷媒の温度を検出するものである。以下、第２温度センサ１８の検出温度を「過冷却熱交換器出口温度ＴＨ８」という。外気温度センサ１６は、熱源側熱交換器３が冷媒と熱交換する空気の温度を検出するものである。以下、外気温度センサ１６の検出温度を「外気温度ＴＨ６」という。
【００１５】
第３温度センサ１９は、膨張弁６の出口側から利用側熱交換器７の入口側に至る流路の何れかの位置に設けられ、当該流路を流れる冷媒の温度を検出するものである。以下、第３温度センサ１９の検出温度を「蒸発温度ＥＴ」という。なお、蒸発温度ＥＴは、圧力を検知し飽和温度換算する方法で求めてもよい。
【００１６】
また、熱源側ユニット１００は、上記冷媒回路に封入された冷媒量の適否を判定する制御装置２０と、例えば７セグメントＬＥＤにより構成され、冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報を報知する報知部２１と、を有している。制御装置２０は、例えば冷凍装置の制御基板上に設けられるマイコン等により構成される。本実施の形態１の報知部２１は、制御装置２０に設けられており、冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報として、後述する各種の判定結果または各種情報を報知するものである。
【００１７】
本実施の形態１において、制御装置２０は、過冷却度に比べて運転条件による変動が小さい過冷却熱交換器５の温度効率ε（以下単に「温度効率ε」ともいう。）を用いて、冷媒量の適否を判定するものである。制御装置２０には、第１温度センサ１５、第２温度センサ１８、外気温度センサ１６、および第３温度センサ１９により検出された温度情報が入力される。制御装置２０は、温度情報を用いて温度効率εを算出するものである。
【００１８】
制御装置２０は、冷媒を追加して封入する追加封入の際に、温度効率εと予め設定された判定閾値εｌｉｎｅ１、中断判定閾値εｌｉｎｅ２との大小関係に応じて冷媒封入を促す旨、冷媒封入速度の低下を促す旨、あるいは冷媒封入の中断を促す旨を報知部２１に報知させ、追加封入を終えた際に、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を求めて報知部２１に報知させるものである。より具体的に、制御装置２０は、圧縮機１の運転中に、温度効率εが所定時間以上連続して判定閾値εｌｉｎｅ１未満である場合、冷媒封入を促す旨を報知部２１に報知させるものである。また、制御装置２０は、圧縮機１の運転中に、温度効率εが所定時間以上連続して予め設定された中断判定閾値εｌｉｎｅ２未満である場合、冷媒封入速度の低下を促す旨を報知部２１に報知させるものである。さらに、制御装置２０は、温度効率εが所定時間以上連続して中断判定閾値εｌｉｎｅ２以上である場合、冷媒封入の中断を促す旨を報知部２１に報知させるものである。
【００１９】
制御装置２０は、外部から基板等を介して入力される現地情報に基づいて初期封入量を算出し、算出した初期封入量を報知部２１に報知させるものである。ここで、現地情報とは、少なくとも第１配管１０および利用側熱交換器７の仕様（例えば内容積）、ならびに目標蒸発温度もしくは低圧カット入値、切値の情報を含むものである。より具体的に、現地情報は、熱源側熱交換器３、第１配管１０、第２配管１１、利用側熱交換器７、および受液器４のそれぞれの内容積の情報を含むものである。
【００２０】
制御装置２０は、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を、少なくとも熱源側熱交換器３、第１配管１０、第２配管１１、利用側熱交換器７、および受液器４のそれぞれの、内部の冷媒の密度と内容積とに基づいて算出し、算出した不足封入量を報知部２１に報知させるものである。
【００２１】
本実施の形態１では、現地情報に含まれる利用側熱交換器７の内容積の情報が、温度帯の情報（例えば目標蒸発温度もしくは低圧カット切値）をもとに、予め２以上のパターンに分けられている。より具体的に、上記各パターンは、少なくとも冷蔵条件を満たすパターンと、冷凍条件を満たすパターンとを含んでおり、例えば、冷蔵条件および冷凍条件の少なくとも一方が細分化されている場合には、３以上のパターンにより構成される。制御装置２０は、不足封入量を求める際に、利用側熱交換器７の内容積として、上記各パターンの値を用いるように構成されている。
【００２２】
ここで、本実施の形態１の冷媒回路における冷媒の流れを説明する。容量可変の圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、内包する冷凍機油が油分離器２によって分離された後、熱源側熱交換器３に流入する。熱源側熱交換器３に流入した高温高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器３において凝縮されて高圧液冷媒（液または二相状態）となり、受液器４に貯留される。受液器４に溜まった高圧液冷媒は、さらに、過冷却熱交換器５で熱交換されることにより過冷却された液冷媒となる。過冷却熱交換器５で高圧の液となった冷媒は、利用側ユニット２００の膨張弁６において低温低圧の二相冷媒となり、利用側熱交換器７に流入する。そして、利用側熱交換器７において低温低圧のガス冷媒となり、アキュムレータ８を介して圧縮機１に戻る。
【００２３】
図１では、１つの熱源側ユニット１００に対して、１つの利用側ユニット２００を接続する場合を例示しているが、これに限定されず、熱源側ユニット１００に対して、任意の数の利用側ユニット２００を接続するようにしてもよい。かかる構成を採った冷凍装置は、一端が過冷却熱交換器５に接続され、他端が複数の膨張弁６に接続される複数の第１配管１０と、一端が圧縮機１に接続され、他端が少なくとも１つの利用側熱交換器７に接続される少なくとも１つの第２配管１１と、を有することとなる。すなわち、利用側ユニット２００は複数設けられていてもよく、複数の利用側ユニット２００は、少なくともユニットクーラとショーケースとを含む構成であってよい。そして、制御装置２０が、不足封入量を求める際に、利用側熱交換器７の内容積として、ユニットクーラの内容積、ショーケースの内容積、又はユニットクーラとショーケースとの混合の場合の内容積を適宜用いるようにしてもよい。
【００２４】
また、利用側ユニット２００を複数設けた場合、制御装置２０が、不足封入量を求める際に、利用側熱交換器７の仕様の情報として、複数の利用側ユニット２００のそれぞれの内部の蒸発温度帯を用いるようにしてもよい。かかる構成の場合、制御装置２０は、複数の利用側ユニット２００のそれぞれの内部の蒸発温度帯をもとに、複数の利用側ユニット２００を、予め設定した温度閾値を用いて２以上のグループ（例えば、利用側ユニット２００として使用する蒸発温度が冷蔵帯のグループ、蒸発温度が冷凍帯のグループなど）に分け、各グループの内容積を利用側熱交換器７の内容積として適宜用いるようにしてもよい。
【００２５】
さらに、本実施の形態１では、熱源側ユニット１００と利用側ユニット２００とが接続されて形成される冷媒回路内に封入された冷媒量を判定する場合を説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、本実施の形態１の冷凍装置は、例えば、コンデンシングユニットのように、現地据付時に現地手配の利用側ユニット２００と冷媒配管（液配管、ガス配管）によって接合されて冷媒回路（冷凍サイクル）が形成されるようにしてもよい。
【００２６】
さらに、図１Ａ又は図１Ｂに示すように、熱源側ユニット１００の一部を分離して室内に配置するようにしてもよい。図１Ａは、本実施の形態１における冷凍装置のうち、圧縮機１および受液器４を含む圧縮ユニット３００Ａが室内に配置された例を示す冷媒回路図である。図１Ｂは、本実施の形態１における冷凍装置のうち、圧縮機１を含む圧縮ユニット３００Ｂが室内に配置された例を示す冷媒回路図である。図１Ａに示す例では、熱源側ユニット１００Ａ内の熱源側熱交換器３と圧縮ユニット３００Ａとが延長配管１２によって接続されている。また、図１Ａの冷凍装置は、過冷却熱交換器５を有しておらず、圧縮ユニット３００Ａ内に、電子膨張弁１３と二重管過冷却器１４とを有している。図１Ｂに示す例では、熱源側ユニット１００Ｂと圧縮ユニット３００Ｂとが延長配管１２によって接続されている。すなわち、本実施の形態１における冷凍装置は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、圧縮機１を含む圧縮ユニット３００Ａおよび３００Ｂが室内に設置され、熱源側熱交換器３を含む熱源側ユニット１００Ａおよび１００Ｂが室外に設置されるリモート式コンデンシングユニットにおいても実現することができる。
【００２７】
また、例えば、クーリングユニットのように、１つのユニット内に、冷媒回路を構成する圧縮機１、熱源側熱交換器３、過冷却熱交換器５、膨張弁６、利用側熱交換器７、およびその他の付属機器を設け、それらが配管によって接続されてなる冷凍装置とすることも可能である。さらに、冷媒回路の構成は、上述した各構成に限るものではない。例えば、冷媒流路を切り換える四方弁等を設け、冷房運転と暖房運転とを切り換え可能な構成としてもよい。また、油分離器２、受液器４、アキュムレータ８のうちの少なくとも１つを設けない構成としてもよい。
【００２８】
次に、冷媒封入量と過冷却度との関係について説明する。図２は、本実施の形態１における適正冷媒封入時の冷媒の温度変化を示す模式図である。また、図３は、本実施の形態１における冷媒量不足時の冷媒の温度変化を示す模式図である。図２及び図３において、縦軸は温度を示しており、上部になるほど高い温度となる。また、横軸は、熱源側熱交換器３、過冷却熱交換器５、および過冷却熱交換器５の出口側配管（液管）の各冷媒流路を示している。
【００２９】
図２の矢印ａは、冷凍装置に適正な量の冷媒が封入されている場合における、各冷媒流路での冷媒温度変化を示している。冷凍装置に適正な量の冷媒が封入されている場合、熱源側熱交換器３からの二相冷媒が受液器４により気液に分離され、受液器４には、液冷媒が貯留されている飽和液状態となっている。このため、受液器４からの液冷媒が過冷却熱交換器５に流入し、過冷却熱交換器５による熱交換がすべて液冷媒の過冷却に寄与することとなる。
【００３０】
図３の矢印ｂは、冷媒量が不足している場合における、各冷媒流路での冷媒温度変化を示している。冷媒量が不足している場合、熱源側熱交換器３の出口が乾いた状態となり、受液器４には、液冷媒が貯留されず、過冷却熱交換器５に二相状態の冷媒が流れ込む状態となる。このため、過冷却熱交換器５による熱交換により、二相冷媒の凝縮液化と過冷却とを行うこととなる。よって、冷媒量が不足している場合は、上記図２の矢印ａの場合と比較して、過冷却度が減少することになる。なお、図２および図３における過冷却熱交換器５は、図１Ａに示す二重管過冷却器１４に相当する。
【００３１】
（冷媒封入量判定動作）
ここで、制御装置２０による冷媒量の適否の判定に関する動作を説明する。本実施の形態１における制御装置２０は、過冷却熱交換器５の温度効率εに基づき、冷媒回路に封入された冷媒量の適否を判定する。過冷却熱交換器５の温度効率εは、過冷却熱交換器５の出口における冷媒の過冷却度（凝縮器出口温度ＴＨ５−過冷却熱交換器出口温度ＴＨ８）を、過冷却熱交換器５の最大温度差（凝縮器出口温度ＴＨ５−外気温度ＴＨ６）で除算した値であり、下記数式１で表される。
【００３２】
【数１】
2016135956.tif 000003
【００３３】
過冷却熱交換器５の温度効率εは、過冷却熱交換器５の性能を示すものであり、上述した通り、過冷却度に比べて運転条件による変動が小さい。このため、運転条件ごとに閾値を設定することなく、冷媒量の不足の判定精度を向上させることができる。
【００３４】
次に、過冷却熱交換器５の温度効率εを用いた冷媒量の適否の判定動作の具体例を、図４に示す封入ステップに基づいて説明する。図４は、本実施の形態１における冷媒量判定動作を示すフローチャートである。
【００３５】
（Ｓ１０１〜Ｓ１０２）
例えば、冷凍装置の制御基板上のスイッチ等が操作され、冷媒量判定運転モードに設定された場合、制御装置２０は、冷媒量判定動作を開始する（図４：ステップＳ１０１）。次いで、第１配管１０、第２配管１１、および利用側熱交換器７の仕様、ならびに目標蒸発温度もしくは低圧カット入値、切値の情報（現地情報）を、現地の作業者に入力してもらう（図４：ステップＳ１０２）。第１配管１０および第２配管１１については、管径および配管長をもとに仕様が定められる。また、利用側熱交換器７については、接続される利用側ユニット２００として、ショーケース、ユニットクーラ、およびショーケースとユニットクーラとの混合の３つの場合を想定して仕様が定められる。加えて、本実施の形態１では、利用側熱交換器７の仕様が、目標蒸発温度もしくは低圧カット切値により、例えば６パターンに分けられている。したがって、現地の作業員は、目標蒸発温度もしくは低圧カット切値をもとに、利用側ユニット２００が、どの冷凍条件を満たすか、どの冷蔵条件を満たすかといった判断を行い、利用側熱交換器７の仕様を上記６パターンの何れかに設定する。
【００３６】
（Ｓ１０３）
次に、制御装置２０は、ステップＳ１０２において入力された現地情報をもとに初期封入量を算出する。より具体的に、制御装置２０は、第１配管１０、第２配管１１、および利用側熱交換器７の仕様ごとに、予め設定された配管長の関数式を用いて、初期封入量を算出する。また、制御装置２０は、算出した初期封入量を報知部２１に報知させる（図４：ステップＳ１０３）。本実施の形態１では、報知部２１を、例えば７セグメントＬＥＤにより構成し、初期封入量の情報を表示させる。なお、以降においても、報知部２１が７セグメントＬＥＤである場合を想定して説明するが、報知の方法はこれに限らない。
【００３７】
（Ｓ１０４〜Ｓ１０５）
次いで、圧縮機１の運転を開始する。すなわち、制御装置２０は、圧縮機１を所定の運転周波数で運転させる（図４：ステップＳ１０４）。ところで、冷媒量判定を行う場合、全運転範囲を対象にした検知方法では、冷媒不足の有無を精度よく判定することができない。なぜなら、圧縮機１が高い運転周波数で運転している状態では、過冷却熱交換器５の出口が二相冷媒となる場合があり、かかる状態において、圧縮機１の運転周波数が増減すると、圧力損失が大きく変化してしまい、冷媒不足を精度よく判定できなくなるからである。そこで、本実施の形態１では、圧力損失の影響を排除するため、上記事情をもとに決定した所定の運転周波数で圧縮機１を運転させる。
【００３８】
なお、本動作説明では、圧縮機１が定速機であることを想定し、圧縮機１を５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚに固定した状態で運転させる場合を説明するが、これに限るものではなく、圧縮機１が変速機であってもよい。また、本実施の形態１では、圧力損失の影響をより少なくするため、所定の周波数固定で運転させて冷媒量の適否を判定するが、かかる判定手法に限るものではなく、圧力損失の影響が少ない所定範囲内の周波数で圧縮機１を運転させるようにしてもよい。
【００３９】
制御装置２０は、温度効率εを算出するのに必要な温度情報（温度効率εの算出に要する温度情報）を、第１温度センサ１５、第２温度センサ１８、第３温度センサ１９、および外気温度センサ１６から取得する（図４：ステップＳ１０５）。
【００４０】
（Ｓ１０６〜Ｓ１１３）
制御装置２０は、温度情報をもとに数式１を用いて温度効率εを算出し、算出した温度効率εの値をもとに、予め設定された判定閾値εｌｉｎｅ１、および中断判定閾値εｌｉｎｅ２を用いて冷媒封入状況を判断する。なお、判定閾値εｌｉｎｅ１と中断判定閾値εｌｉｎｅ２との間には、「判定閾値εｌｉｎｅ１＜中断判定閾値εｌｉｎｅ２」の関係がある。
【００４１】
より具体的に、制御装置２０は、圧縮機１が運転中であり、かつ、温度効率εが所定時間（例えば３分）以上連続して判定閾値εｌｉｎｅ１未満である場合に（図４：ステップＳ１０６／ＮＯ）、冷媒量が少ないと判定し、報知部２１に冷媒封入を促す旨を報知させる。当該報知は、所定時間を経過していることが前提となる。制御装置２０は、例えば、報知部２１としての７セグメントＬＥＤに冷媒封入を促す旨を表示させることで冷媒封入を促す（図４：ステップＳ１０７）。そして、制御装置２０は、温度効率εを算出に要する温度情報を取得して（図４：ステップＳ１０５）、冷媒量が少ないか否かを判定する（図４：ステップＳ１０６）。すなわち、制御装置２０は、冷媒量が少ないと判定している間（図４：ステップＳ１０６／ＮＯ）、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７を繰り返す。
【００４２】
一方、制御装置２０は、圧縮機１が運転中であり、かつ、温度効率εが所定時間（例えば３分）以上連続して判定閾値εｌｉｎｅ１以上である場合に（図４：ステップＳ１０６／ＹＥＳ）、冷媒量が基準量に達したと判定し、次のステップである中断判定閾値εｌｉｎｅ２を用いた判定処理に移行する。
【００４３】
中断判定閾値εｌｉｎｅ２を用いた判定処理（図４：ステップＳ１０８〜Ｓ１１３）において、制御装置２０は、まず、報知部２１から冷媒封入を促す旨を報知する。前ステップにおいて冷媒封入を開始した場合は、冷媒封入を継続させることとなる（図４：ステップＳ１０８）。次いで、制御装置２０は、封入開始後、圧縮機１が運転中であり、かつ、温度効率εが所定時間（例えば２分）以上連続して中断判定閾値εｌｉｎｅ２未満であるか否かを判定する（図４：ステップＳ１０９）。
【００４４】
制御装置２０は、封入開始後、温度効率εが所定時間（例えば２分）以上連続して中断判定閾値εｌｉｎｅ２以上である場合に（図４：ステップＳ１０９／ＮＯ）、冷媒が十分封入されたものと判断し、冷媒封入を中断するように、報知部２１に冷媒封入の中断を促す旨を報知させる。例えば、制御装置２０は、報知部２１としての７セグメントＬＥＤに「ＳｔｏＰ」を表示させる（図４：ステップＳ１１３）。
【００４５】
一方、制御装置２０は、温度効率εが中断判定閾値εｌｉｎｅ２未満である場合に（図４：ステップＳ１０９／ＹＥＳ）、制御装置２０は、温度効率εの算出に要する温度情報を取得し（図４：ステップＳ１１０）、圧縮機１が運転中であり、かつ、温度効率εが所定時間（例えば２分）以上連続して中断判定閾値εｌｉｎｅ２以上であるか否かを判定する（図４：ステップＳ１１１）。
【００４６】
制御装置２０は、温度効率εが所定時間（例えば２分）以上連続して中断判定閾値εｌｉｎｅ２以上である場合に（図４：ステップＳ１１１／ＹＥＳ）、冷媒が十分封入されたものと判断し、冷媒封入を中断するように、報知部２１から冷媒封入の中断を促す旨を報知する（図４：ステップＳ１１３）。
【００４７】
一方、制御装置２０は、温度効率εが所定時間（例えば２分）以上連続して中断判定閾値εｌｉｎｅ２未満である場合（図４：ステップＳ１１１／ＮＯ）、冷媒封入量が中断判定閾値εｌｉｎｅ２に近づきつつあるため、報知部２１に冷媒封入速度の低下を促す旨を報知させる。例えば、制御装置２０は、冷媒封入の速度を落とすように、報知部２１としての７セグメントＬＥＤに「Ｓｌｏｕ」を表示させる（図４：ステップＳ１１２）。次いで、制御装置２０は、温度効率εの算出に要する温度情報を取得する（図４：ステップＳ１１０）。すなわち、制御装置２０は、温度効率εが所定時間（例えば２分）以上連続して中断判定閾値εｌｉｎｅ２以上となるまで（図４：ステップＳ１１１／ＹＥＳ）、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２を繰り返す。
【００４８】
ここで、冷媒封入速度の目安は以下のとおりとする。
・ステップＳ１０８開始後は、１分間に最大封入冷媒量の３％程度を封入。
・「Ｓｌｏｕ」表示後は、１分間に最大封入冷媒量の１％程度を封入。
【００４９】
上述のとおり、本実施の形態１における冷凍装置によれば、先行技術のように、追加封入量の指示を数回に分けて行う必要がないため、各封入に要する時間（最短１０分）と手間を省略することができる。
【００５０】
［検知不可条件の判定処理］
また、同時に、制御装置２０は、現在の運転状態が検知不可条件に該当するか否かを判定する。検知不可条件としては、例えば、下記のような条件を予め設定し、制御装置２０は、下記何れか１つに該当する場合に、検知不可条件に該当すると判定し、数式１を用いて算出した温度効率εを無効値とする。なぜなら、下記のような条件に該当する場合は、温度効率εの値が安定しない、あるいは温度効率εの値が小さくなり誤検知を起こす、といった状況にあるためである。
・周囲温度が運転温度範囲外である場合。
・凝縮器出口温度ＴＨ５と外気温度ＴＨ６の温度差が大きい場合。
・温度効率εが負の場合、または温度効率εの計算式（数式１）の分母が０の場合。
なお、検知不可条件の判定処理は、以降の封入ステップにおいても常時行っており、本封入ステップに限って行うものではない。
【００５１】
また、上記ステップＳ１０７において、制御装置２０が報知する冷媒封入を促す旨と、上記ステップＳ１０８において、制御装置２０が報知する冷媒封入を促す旨とは、異なる情報であってよい。例えば、後者の場合は、制御装置２０が中断判定閾値εｌｉｎｅ２を用いた判定処理に移行した旨を含む情報を報知するようにしてもよい。
【００５２】
（Ｓ１１４〜Ｓ１１５）
冷媒封入の中断を促す旨の報知を受けて、冷媒封入が中断されると、制御装置２０は、所定時間、圧縮機１を連続運転させる。そして、制御装置２０は、圧縮機１の連続運転開始以降、算出した各温度効率εを、内部又は外部に設けられたバッファ内に格納する（図４：ステップＳ１１４）。
【００５３】
また、制御装置２０は、冷媒封入中断後における圧縮機１の連続運転時間が、温度効率εの数値を安定させるための安定基準時間（例えば３０分）に達するまで待機する（図４：ステップＳ１１５）。すなわち、制御装置２０は、冷媒封入を中断した後、温度効率εの数値の安定を待つために、安定基準時間が経過するまで圧縮機１を連続運転させる（図４：ステップＳ１１５）。圧縮機１の連続運転時においては、すでに上記ステップＳ１０６〜Ｓ１１３を経過していることから、冷媒回路には、冷媒封入時における必要最低限の冷媒が封入されているため、封入量過少による圧縮機１の異常停止の発生を防止することができる。
【００５４】
（Ｓ１１６〜Ｓ１１７）
制御装置２０は、平均温度効率εＡの算出条件を満たしているか否かを判定する。平均温度効率εＡの算出条件とは、上記ステップＳ１１４およびＳ１１５においてバッファに格納した最新の複数個（例えば１０個）の温度効率εが、無効値ではなく有効値であり（図４：ステップＳ１１６）かつ安定判定条件内にある（図４：ステップＳ１１７）という条件である。
【００５５】
ここで、安定判定条件について説明する。図５Ａは、本実施の形態１における安定判定条件を満足する場合を例示する概念図である。図５Ｂは、本実施の形態１における安定判定条件を満足しない場合を例示する概念図である。安定判定条件としては、ステップＳ１１５で算出した複数（例えば１０個）の温度効率εと、各算出時の運転周波数とが、大きく変動しない条件を設定する。
【００５６】
本実施の形態１において、制御装置２０は、例えば、圧縮機１の周波数が下記数式２の条件を満たす場合と、温度効率εが下記数式３の条件を満たす場合に、安定判定条件を満足すると判定する。
【００５７】
【数２】
2016135956.tif 000004
【００５８】
【数３】
2016135956.tif 000005
【００５９】
すなわち、図５Ａに示すように、対象データの平均値からの変化量が全て所定値ηに収まる場合（白抜き丸印）には、安定判定条件を満足すると判定する（図４：ステップＳ１１７／ＹＥＳ）。一方、図５Ｂに示すように、対象データの平均値からの変化量の少なくとも１つが所定値（η）を超える場合（黒丸印）には、安定判定条件を満足しないと判定する（図４：ステップＳ１１７／ＮＯ）。ただし、温度効率εの値が小さい場合には、変化幅に対するばらつきが大きいため、所定値ηを超える可能性が高くなる。したがって、温度効率εが所定値（例えば、０．２５）未満となる場合は、上記安定判定条件を無視するものとする。
【００６０】
以上のように、制御装置２０は、温度効率εと圧縮機１の運転周波数とが安定した状態で、後述の平均温度効率εＡを算出することにより、冷媒量の適否をより精度良く判定することができる。なお、制御装置２０は、上記検知不可条件等により、最新複数個の温度効率データ内に無効値がある場合および上記安定判別条件を満足しない場合に、判定不可であると判定する。
【００６１】
（Ｓ１１８〜Ｓ１２１）
制御装置２０は、安定判定条件を満足しないと判定した場合（図４：Ｓ１１７／ＮＯ）、判定不可であると判断し、報知部２１に、他の方法を促す旨（その他の方法による冷媒封入を促す旨）とエラー（判定不可の原因等）とを交互に報知させる。例えば、制御装置２０は、報知部２１としての７セグメントＬＥＤに、その他の方法による冷媒封入を促す表示と判定不可の原因を示すエラー表示とを交互に行う（図４：ステップＳ１２０）。
【００６２】
ここで、冷媒封入のその他の方法とは、例えば、別途報知部２１として設けたＬＥＤランプを利用して、温度効率εが閾値以上ならば点灯、閾値未満ならば点滅、圧縮機１の運転停止時またはサーミスタが異常な状態にあれば消灯とすることで、必要量の冷媒封入を可能とする方法がある。また、第１配管１０に予め窓を取り付けておき、窓を確認しつつ、フラッシュガスが消えるまで冷媒を封入し、フラッシュガスが消えてから、不足分として１０％程度の冷媒を追加封入することにより、必要量の冷媒を確保する方法もある。さらに、受液器４に予め窓を取付けておき、窓を確認しながら設定した液面高さまで冷媒を封入することにより、必要量の冷媒を確保する方法などがある。上記のように、一度判定不可となった場合に、再度制御装置２０が冷媒量判定を行うことは、大きな手間である。また、例えば外気温度などの温度条件の変化に起因して判定不可となった場合は、再試行したとしても判定不可となる可能性が高い。このため、判定不可となった場合に、制御装置２０は、例えば、上記のように予め備えているＬＥＤランプ又は窓を利用して冷媒封入するように促す旨を、報知部２１を介して報知する。もっとも、数回に亘って判定不可となった場合に、制御装置２０が、他の方法を促す旨を報知するようにしてもよい。
【００６３】
一方、制御装置２０は、安定判定条件を満足すると判定した場合（図４：ステップＳ１１７／ＹＥＳ）、ステップＳ１１４で算出した複数の温度効率εの平均値を平均温度効率εＡとして算出する（図４：ステップＳ１１８）。そして、制御装置２０は、平均温度効率εＡが、予め設定された平均判定閾値εｌｉｎｅＡ未満であるか否かを判定する（図４：ステップＳ１１９）。
【００６４】
制御装置２０は、平均温度効率εＡが平均判定閾値εｌｉｎｅＡ未満である場合（図４：ステップＳ１１９／ＹＥＳ）、冷媒不足であると判断し、その他の方法による冷媒封入を促す旨と判定不可の原因とを報知する（図４：ステップＳ１２０）。一方、制御装置２０は、ステップＳ１２０で平均温度効率εＡが平均判定閾値εｌｉｎｅＡ以上である場合（図４：ステップＳ１１９／ＮＯ）、予め設定した基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を算出する（図４：ステップＳ１２１）。
【００６５】
なお、平均判定閾値εｌｉｎｅＡを超えた際、既に冷媒封入量が許容封入量を超えている場合は、作業者に冷媒の封入をしてもらう必要がない。冷媒封入量は、平均判定閾値εｌｉｎｅＡを超えるまでに何ｋｇの冷媒を封入していたかを作業者に確認してもらう。一方、封入した冷媒量が許容封入量未満であれば、算出した不足封入量の冷媒を追加封入する。以下、最終追加封入に関する動作の詳細について説明する。
【００６６】
（不足封入量の算出動作）
制御装置２０は、予め設定した基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量ΔＭｒを、熱源側熱交換器３、第１配管１０、第２配管１１、および利用側熱交換器７に加え、受液器４のそれぞれの、内部における冷媒の密度と内容積とに基づいて求める。これにより、季節等による外気状況の変化で、冷媒封入量にばらつきが出てしまうことを防止して、適切な量の冷媒を封入することができる。
【００６７】
より具体的に、制御装置２０は、下記数式４により、不足封入量ΔＭｒを、冷凍装置の構成のうち、冷媒量変動が大きい５つの要素（受液器４、熱源側熱交換器３、利用側熱交換器７、第１配管１０、第２配管１１）のそれぞれの不足封入量を合算して算出する。
【００６８】
【数４】
2016135956.tif 000006
【００６９】
ここで、ΔＭｒｃｏｎｄは、熱源側熱交換器３の不足封入量である。ΔＭｒＰＬは、第１配管１０の不足封入量である。ΔＭｒＰＧは、第２配管１１の不足封入量である。ΔＭｒｅｖａは、利用側熱交換器７の不足封入量である。ΔＭｒｒｅｃＧは、受液器４の不足封入量である。以下、各不足封入量の算出動作の詳細を説明する。
【００７０】
［熱源側熱交換器３の不足封入量ΔＭｒｃｏｎｄ］
制御装置２０は、予め設定された熱源側熱交換器３内の冷媒密度ρｃｏｎｄと凝縮温度との関係と、凝縮器出口温度ＴＨ５とに基づき、予め設定された基準密度と冷媒の密度（封入時の密度）との差分値（密度変動Δρｃｏｎｄ）を求め、求めた差分値と熱源側熱交換器３の内容積Ｖｃｏｎｄとを乗算し、熱源側熱交換器３の不足封入量ΔＭｒｃｏｎｄを求める。
【００７１】
熱源側熱交換器３の冷媒密度ρｃｏｎｄと凝縮温度との関係は、例えば図６に示すようになる。図６は、本実施の形態１における熱源側熱交換器３内の冷媒密度と凝縮温度との関係を示したグラフである。図６に示すように、熱源側熱交換器３の冷媒密度は凝縮温度により変化する。なお、図６に示すグラフの傾きは「１．７」であり、下記数式５の係数となっている。上記基準密度は、例えば、熱源側熱交換器３内の冷媒密度が最大となる基準条件により設定する。
【００７２】
図６の例において、冷媒密度が最大となる凝縮温度６０℃を基準条件とすると、熱源側熱交換器３の密度変動Δρｃｏｎｄは、下記数式５により求めることができる。すなわち、制御装置２０は、数式５により求めた密度変動Δρｃｏｎｄと熱源側熱交換器３の内容積Ｖｃｏｎｄとを乗算し、熱源側熱交換器３の不足封入量ΔＭｒｃｏｎｄを算出する（数式６）。
【００７３】
【数５】
2016135956.tif 000007
【００７４】
【数６】
2016135956.tif 000008
【００７５】
［第１配管１０の不足封入量ΔＭｒＰＬ］
制御装置２０は、予め設定された第１配管１０内の冷媒密度ρＰＬと液管温度との関係と、過冷却熱交換器出口温度ＴＨ８とに基づき、予め設定された基準密度と冷媒の密度（封入時の密度）との差分値（密度変動ΔρＰＬ）を求め、求めた差分値と第１配管１０の内容積ＶＰＬとを乗算し、第１配管１０内の不足封入量ΔＭｒＰＬを求める。
【００７６】
第１配管１０の冷媒密度ρＰＬと液管温度との関係は、例えば図７に示すようになる。図７は、本実施の形態１における第１配管１０内の冷媒密度ρＰＬと液管温度との関係を示したグラフである。図７に示すように、第１配管１０の冷媒密度は液管温度により変化する。なお、図７に示すグラフの傾きは「−５」であり、下記数式７の係数となっている。上記基準密度は、例えば、第１配管１０内の冷媒密度が最大となる基準条件により設定する。
【００７７】
図７の例において、冷媒密度が最大となる液管温度１７℃を基準条件とすると、第１配管１０の密度変動ΔρＰＬは、下記数式７により求めることができる。すなわち、制御装置２０は、数式７により求めた密度変動ΔρＰＬと第１配管１０の内容積ＶＰＬとを乗算し、第１配管１０の不足封入量ΔＭｒＰＬを算出する（数式８）。
【００７８】
【数７】
2016135956.tif 000009
【００７９】
【数８】
2016135956.tif 000010
【００８０】
［第２配管１１の不足封入量ΔＭｒＰＧ］
制御装置２０は、予め設定された第２配管１１内の冷媒密度ρＰＧと蒸発温度ＥＴとの関係と、蒸発温度ＥＴとに基づき、予め設定された基準密度と冷媒の密度（封入時の密度）との差分値（密度変動ΔρＰＧ）を求め、求めた差分値と第２配管１１の内容積ＶＰＧとを乗算し、第２配管１１内の不足封入量ΔＭｒＰＧを求める。
【００８１】
第２配管１１の冷媒密度ρＰＧと蒸発温度ＥＴとの関係は、例えば図８に示すようになる。図８は、本実施の形態１における第２配管内の冷媒密度と蒸発温度との関係を示したグラフである。図８に示すように、第２配管１１の冷媒密度は、蒸発温度ＥＴにより変化し、蒸発温度ＥＴが変動する幅（ΔＥＴ）は５℃となる。なお、図８に示すグラフの傾きは「０．８」であり、下記数式９の係数となっている。上記基準密度は、例えば、第２配管１１内の冷媒密度が最大となる条件により設定する。
【００８２】
本実施の形態１では、実際に使用する目標蒸発温度ＥＴｍと冷媒封入時の蒸発温度ＥＴとが異なる場合も想定し、図８の例では、制御装置２０が、下記数式９により、第２配管１１の密度変動ΔρＰＧを算出する。また、制御装置２０は、算出した密度変動ΔρＰＧと第２配管１１の内容積ＶＰＧとを乗算し、第２配管１１の不足封入量ΔＭｒＰＧを算出する（数式１０）。
【００８３】
【数９】
2016135956.tif 000011
【００８４】
【数１０】
2016135956.tif 000012
【００８５】
［利用側熱交換器７の不足封入量ΔＭｒｅｖａ］
制御装置２０は、予め設定された利用側熱交換器７内の冷媒密度ρｅｖａと蒸発温度ＥＴと利用側熱交換器７の入口温度の関係と、蒸発温度ＥＴと過冷却熱交換器出口温度ＴＨ８とに基づき、予め設定された基準密度と冷媒の密度（封入時の密度）との差分値（密度変動Δρｅｖａ）を求め、求めた差分値と利用側熱交換器７の内容積Ｖｅｖａとを乗算し、利用側熱交換器７内の不足封入量ΔＭｒｅｖａを求める。
【００８６】
利用側熱交換器７の冷媒密度ρｅｖａと蒸発温度ＥＴとの関係は、例えば図９に示すようになる。図９Ａは、本実施の形態１における利用側熱交換器７内の平均密度と蒸発温度との関係を示したグラフである。図９Ｂは、図９Ａのグラフに対応し、蒸発器内の平均密度と蒸発温度との関係を示した模式図である。図９Ａおよび図９Ｂの例では、利用側熱交換器７の入口状態が（１）最大〜（４）最小となる条件を表している。また、利用側熱交換器７の冷媒密度ρｅｖａは、蒸発温度ＥＴと利用側熱交換器７の入口状態（入口温度）とにより変化し、蒸発温度ＥＴが変動する幅（ΔＥＴ）は５℃となる。ただし、本実施の形態１の冷凍装置が、インバータ冷凍機ではなく、一定速冷凍機である場合には、目標蒸発温度の代わりに低圧カット入値を使用する。なお、図９Ａに示すグラフの傾きは「３」であり、下記数式１１の係数となっている。
【００８７】
本実施の形態１では、実際に使用する目標蒸発温度ＥＴｍと冷媒封入時の蒸発温度ＥＴが異なる場合も想定し、制御装置２０が、下記数式１１により、利用側熱交換器７の密度変動Δρｅｖａを算出する。すなわち、制御装置２０は、数式１１により算出した密度変動Δρｅｖａと利用側熱交換器７の内容積Ｖｅｖａとを乗算し、利用側熱交換器７内の不足封入量ΔＭｒｅｖａを算出する（数式１２）。
【００８８】
【数１１】
2016135956.tif 000013
【００８９】
【数１２】
2016135956.tif 000014
【００９０】
［受液器４の不足封入量ΔＭｒｒｅｃＧ］
制御装置２０は、予め設定された受液器４内の冷媒密度ρｒｅｃＧと凝縮温度との関係と、凝縮器出口温度ＴＨ５とに基づき、予め設定された基準密度と冷媒の密度（封入時の密度）との差分値（密度変動ΔρｒｅｃＧ）を求め、求めた差分値と受液器４の内容積ＶｒｅｃＧとを乗算し、受液器４の不足封入量ΔＭｒｒｅｃＧを求める。
【００９１】
受液器４の冷媒密度ρｒｅｃＧと凝縮温度との関係は、例えば図１０に示すようになる。図１０は、本実施の形態１における受液器４内の平均密度と凝縮温度との関係を示したグラフである。図１０に示すように、受液器４の冷媒密度は凝縮温度により変化する。なお、図１０に示すグラフの傾きは「３．３」であり、下記数式１３の係数となっている。上記基準密度は、例えば、受液器４内の冷媒密度が最大となる基準条件により設定する。
【００９２】
図１０の例において、冷媒密度が最大となる凝縮温度６０℃を基準条件とすると、受液器４の密度変動ΔρｒｅｃＧは、下記数式１３により求めることができる。すなわち、制御装置２０は、数式１３により求めた密度変動ΔρｒｅｃＧと受液器４の内容積ＶｒｅｃＧとを乗算し、受液器４の不足封入量ΔＭｒｒｅｃＧを算出する（数式１４）。
【００９３】
【数１３】
2016135956.tif 000015
【００９４】
【数１４】
2016135956.tif 000016
【００９５】
ここでは、冷媒変動量の多い要素により不足封入量を算出する例を示したが、圧縮機１、アキュムレータ８、油分離器２などの要素、又は各要素を接続する配管、インジェクション回路の情報を含めて不足封入量を算出するようにすれば、より正確な量を算出することができる。
【００９６】
以上のように、本実施の形態１の冷凍装置では、冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置２０が、追加封入中に冷媒封入を促す旨、冷媒封入速度の低下を促す旨、あるいは冷媒封入の中断を促す旨を報知させ、追加封入を終えた際に不足封入量を算出して報知させることから、初期封入後の追加封入を円滑に実行させ、不足封入量を精度よく算出することができるため、より適正な量の冷媒を少ない時間で手間をかけずに封入させることができる。
【００９７】
すなわち、本実施の形態１の冷凍装置では、初期封入後の追加封入時において冷媒封入量が一定量を超えた際に、制御装置２０が、冷媒封入速度の低下を促すように構成されている。よって、本実施の形態１の冷凍装置によれば、速度の異なる冷媒封入を連続的に行い、追加封入を１回で終えることができるため、従来の冷凍装置のように、数回に分け、時間をかけて追加封入を行う必要がなく、不足封入量の算出に先立って、必要最低限の冷媒を封入することができる。また、本実施の形態１の冷凍装置によれば、追加封入の終了後に、所定時間の圧縮機１の連続運転を要求しているため、冷媒封入量が少ないことによる異常停止の発生を防ぐことができる。すなわち、図４のステップＳ１１４以降における圧縮機１の連続運転時にあっては、すでに上記ステップＳ１０６〜Ｓ１１３を経過していることから、冷媒回路には、冷媒封入時における必要最低限の冷媒が封入されているため、封入量過少による圧縮機１の異常停止の発生を防止することができる。さらに、制御装置２０は、温度効率εと圧縮機１の運転周波数とが安定した状態で平均温度効率εＡを算出するため、冷媒量の適否をより精度よく判定することができる。
【００９８】
また、従来の構成では、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を、温度変化に伴う冷媒量の変化が比較的大きな熱源側熱交換器３、第１配管１０、第２配管１１および利用側熱交換器７における冷媒の密度と内容積とに基づいて求めている。しかしながら、ガス冷媒密度の変化幅も考慮した場合、比較的容積の大きな受液器４といった要素においても冷媒量の変化が大きく、受液器４における冷媒量の変化を冷媒封入量の計算条件として考える必要がある。この点、本実施の形態１の冷凍装置では、計算要素を拡張しており、すなわち、制御装置２０が、不足封入量の算出に際して、受液器４の仕様の情報を用いるという構成を採っている。このため、所望の基準冷媒量に対して封入する必要がある不足封入量を、より精度よく算出することができる。
【００９９】
さらに、従来の冷凍装置は、予め設けられた判定が不可となる条件（検知不可条件、安定判定条件）に該当するような場合であれば、冷媒封入量の判定が強制終了となり、それ以降の判定を実施しない構成となっている。この点、本実施の形態１の冷凍装置によれば、制御装置２０が、安定判定条件等を満足しないと判定した場合に、他の方法を促す旨とエラーとを報知部２１に交互に報知させるため、冷媒の封入作業を完了することができる。すなわち、温度条件などにより、冷媒封入量の判定が振り出しに戻ることなく、一度の判定実施によって、冷媒封入を完了することができる。
【０１００】
また、特許文献１の冷凍装置では、封入量の表示、又は封入完了表示を行うのみであり、冷媒封入量に関連する情報（現在がどの封入段階にあり、あとどのくらい封入すれば不足封入量が表示されるのか等の情報）を把握することができない、という課題がある。この点、本実施の形態１の冷凍装置では、制御装置２０が、温度効率εと判定閾値εｌｉｎｅ１、中断判定閾値εｌｉｎｅ２との大小関係に応じて、冷媒封入を促す旨、冷媒封入速度の低下を促す旨、あるいは冷媒封入の中断を促す旨を報知部２１に報知させるように構成したため、現在までの冷媒封入量といった冷媒封入量に関連する情報を適宜把握することができる。
【０１０１】
加えて、従来の構成では、判定開始時点で、凝縮器、蒸発器、又は延長配管長などの現地情報の入力を要求するが、先行技術においては、蒸発器側情報として対応している負荷設備がユニットクーラとショーケースの２択のみであり、ユニットクーラとショーケースが混在した場合については対応することができないという課題がある。この点、本実施の形態１の冷凍装置では、複数の利用側ユニット２００が、少なくともユニットクーラとショーケースとを含むように構成し、制御装置２０が、不足封入量を求める際に、利用側熱交換器７の仕様の情報として、ユニットクーラの内容積、ショーケースの内容積、又はユニットクーラとショーケースとの混合の場合の内容積の情報を用いるように構成したため、ユニットクーラとショーケースが混在した場合にも対応することができる。
【０１０２】
［実施の形態２］
次に、本実施の形態２における冷凍装置を図１１に基づいて説明する。図１１は、本実施の形態２の報知部２１における表示例を示した模式図であり、具体的には、冷媒封入量判定中における７セグメントＬＥＤの表示を示したものである。すなわち、本実施の形態２における冷凍装置は、報知部２１として採用した７セグメントＬＥＤにより、冷媒封入量判定中の各情報を報知することができる点に特徴がある。前述した実施の形態１と同一の構成部材については、同一の符号を用いて説明を省略する。
【０１０３】
本実施の形態２の制御装置２０は、冷媒封入を促す旨を報知部２１に報知させる際に、温度効率εも併せて報知させるものである。ここで、図１１に例示する各表示は、初期封入量、不足封入量、又はエラーコードなどといった特定の表示を行わない場合に表示させるものである。図１１のように、「現在の冷媒封入段階」、「低圧圧力」、「温度効率εの値」を順次表示させることで、現在の冷媒封入状態（どのような冷媒封入状態にあるのか）が明確となる。また、制御装置２０は、温度効率εの値として瞬時値を表示させるように構成されている。このため、例えば図４のステップＳ１０９〜Ｓ１１１において、予め設定している中断判定閾値εｌｉｎｅ２がわかっていれば、作業者は、あとどの程度で封入速度を落とし、どの程度で封入を停止するのかを判断することができる。
【０１０４】
上記においては、報知部２１として７セグメントＬＥＤを適用した場合を例に報知の方法を説明したが、これに限らず、例えば、報知部２１は、液晶ディスプレイであってもよい。また、報知部２１が、複数のＬＥＤランプ等によるレベル表示、又はＬＥＤの発光色を変化させる等の任意の表示を行うようにしてもよい。さらに、報知部２１による報知の手法は、表示に限定されず、例えばブザー音または音声等により特定の情報を報知させるようにしてもよい。
【０１０５】
本実施の形態２の冷凍装置においても、制御装置２０が、追加封入中に冷媒封入を促す旨を報知させ、追加封入を終えた際に不足封入量を算出して報知させるという構成を採っており、初期封入後の追加封入を円滑に実行させ、不足封入量を精度よく算出することができるため、より適正な量の冷媒を少ない時間で手間をかけずに封入させることができる。また、本実施の形態２の冷凍装置は、７セグメントＬＥＤ等からなる報知部２１を用いて、「現在の冷媒封入段階」、「低圧圧力」、「温度効率εの値」等の情報を順次報知させることにより、作業者に、冷媒封入作業の進捗状況または冷媒封入状態等を明確に認識させることができるため、作業性の向上を図ることができる。すなわち、本実施の形態２の冷凍装置によれば、冷媒量判定時におこなうＬＥＤ表示等によって報知できる情報をより詳細にすることができるため、本技術の対応範囲を広げ、かつ冷媒封入時の作業レベルを把握しやすくすることができる。
【０１０６】
［実施の形態３］
次に、図４を参照して、本実施の形態３における冷凍装置による封入ステップを説明する。図４は、実施の形態１で説明した封入ステップを示すフローチャートである。上述した実施の形態１および２と同一の構成部材については、同一の符号を用いて説明を省略する。
【０１０７】
本実施の形態３の制御装置２０は、初期封入後における圧縮機１の運転開始以降から追加封入完了までの各ステップ（図４：ステップＳ１０５〜Ｓ１１３）を、別の方法を利用して実施させ、圧縮機１の連続運転（図４：ステップＳ１１４）以降においては、実施の形態１と同様の封入ステップを実施させるように構成されている。
【０１０８】
ここで、上記した別の方法としては、例えば、実施の形態１で説明した冷媒封入のその他の方法と同様のものを利用させることができる。すなわち、別の方法とは、例えば、別途設けたＬＥＤランプを確認して、温度効率εが閾値以上となりＬＥＤランプが点灯するまで冷媒を封入する方法、第１配管１０に予め取付けた窓を確認しつつ、フラッシュガスが消えるまで冷媒を封入する方法、または受液器４に予め取付けた窓を確認しながら設定した液面高さまで冷媒を封入する方法などである。
【０１０９】
したがって、本実施の形態３の制御装置２０は、ステップＳ１０４が完了すると、ステップＳ１０５には移行せず、上記に例示した方法等により冷媒封入を実施させるための報知を実行する。当該報知に応じて追加封入を完了した作業者が基板操作などを行い、追加封入を完了した旨が通知されると、制御装置２０は、ステップＳ１１４以降の封入ステップに移行させる。
【０１１０】
本実施の形態３における冷凍装置の制御装置２０は、初期封入後の圧縮機運転開始以降の封入ステップ、すなわち追加封入の各ステップを別の方法により実施させ、別の方法による封入を終えた際に、不足封入量を算出して報知させるという構成を採っている。このため、追加封入ステップにおける検知不可条件および安定判定条件を無視させることにより、冷媒封入を円滑に実行することができることから、適正な量の冷媒をスムーズに封入させることができる。すなわち、本実施の形態３の冷凍装置によれば、冷媒量判定時に、検知不可条件および安定判定条件を満たすか否かの判定を行わないため、判定不可となることなく適正な量の冷媒を封入することができる。
【０１１１】
なお、上述した各実施の形態は、冷凍装置における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。例えば、図１〜図３では、報知部２１が制御装置２０に設けられた構成を例示したが、これに限定されず、報知部２１が、制御装置２０とは別の構成として設けられていてもよい。また、制御装置２０は、安定判定条件を満足しないと判定した場合に（図４：Ｓ１１７／ＮＯ）、他の方法を促す旨とエラーとを交互に報知する例を示したが、これに限定されず、例えば、作業者が何れかの報知情報を選択できるようにしてもよい。さらに、図１１では、制御装置２０が、報知部２１としてのＬＥＤセグメントに「現在の冷媒封入段階」、「低圧圧力」、「温度効率εの値」を順次表示させる例を示したが、これに限定されず、例えば、作業者が何れかの表示情報を選択して切り替えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１  圧縮機、２  油分離器、３  熱源側熱交換器、４  受液器、５  過冷却熱交換器、６  膨張弁、７  利用側熱交換器、８  アキュムレータ、１０  第１配管（液配管）、１１  第２配管（ガス配管）、１２  延長配管、１３  電子膨張弁、１４  二重管過冷却器、１５  第１温度センサ、１６  外気温度センサ、１８  第２温度センサ、１９  第３温度センサ、２０  制御装置、２１  報知部、１００、１００Ａ、１００Ｂ  熱源側ユニット、２００  利用側ユニット、３００Ａ、３００Ｂ  圧縮ユニット、ＥＴ  蒸発温度、ＥＴｍ  目標蒸発温度、ＴＨ５  凝縮器出口温度、ＴＨ６  外気温度、ＴＨ８  過冷却熱交換器出口温度、ＶＰＧ、ＶＰＬ、Ｖｃｏｎｄ、Ｖｅｖａ、ＶｒｅｃＧ  内容積、ΔＭｒ  不足封入量、ΔρＰＧ、ΔρＰＬ、Δρｃｏｎｄ、Δρｅｖａ、ΔρｒｅｃＧ  密度変動、ε  温度効率、εＡ  平均温度効率、εｌｉｎｅ１  判定閾値、εｌｉｎｅ２  中断判定閾値、εｌｉｎｅＡ  平均判定閾値、η  所定値、ρＰＧ、ρＰＬ、ρｃｏｎｄ、ρｅｖａ、ρｒｅｃＧ  冷媒密度。
【図１】
2016135956.tif 000017
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年5月16日(2017.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、受液器、および過冷却熱交換器を有する熱源側ユニットと、膨張弁および利用側熱交換器を有する利用側ユニットと、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接続する冷媒配管と、過冷却熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を、過冷却熱交換器の最大温度差で除算した値である、過冷却熱交換器の温度効率に基づき、熱源側ユニットと利用側ユニットと冷媒配管とにより形成される冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置と、冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報を報知する報知部と、を有し、制御装置は、圧縮機の運転中に冷媒を追加して封入する追加封入の際、温度効率が所定時間以上連続して予め設定された判定閾値未満である場合に、冷媒封入を促す旨を報知部に報知させ、温度効率が所定時間以上連続して判定閾値以上となってから、温度効率が所定時間以上連続して判定閾値よりも大きく設定された中断判定閾値未満である場合に、冷媒封入速度の低下を促す旨を報知部に報知させ、温度効率が所定時間以上連続して中断判定閾値以上である場合に、冷媒封入の中断を促す旨を報知部に報知させ、追加封入を終えた際に、予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を求めて報知部に報知させるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器、受液器、および過冷却熱交換器を有する熱源側ユニットと、
膨張弁および利用側熱交換器を有する利用側ユニットと、
前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとを接続する冷媒配管と、
前記過冷却熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を、前記過冷却熱交換器の最大温度差で除算した値である、前記過冷却熱交換器の温度効率に基づき、前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットと前記冷媒配管とにより形成される冷媒回路に封入される冷媒量の適否を判定する制御装置と、
前記冷媒回路内の冷媒封入量に関連する情報を報知する報知部と、
を有し、
前記制御装置は、
前記圧縮機の運転中に冷媒を追加して封入する追加封入の際、
前記温度効率が所定時間以上連続して予め設定された判定閾値未満である場合に、冷媒封入を促す旨を前記報知部に報知させ、
前記温度効率が所定時間以上連続して前記判定閾値以上となってから、
前記温度効率が所定時間以上連続して前記判定閾値よりも大きく設定された中断判定閾値未満である場合に、冷媒封入速度の低下を促す旨を前記報知部に報知させ、前記温度効率が所定時間以上連続して前記中断判定閾値以上である場合に、冷媒封入の中断を促す旨を前記報知部に報知させ、
前記追加封入を終えた際に、
予め設定された基準冷媒量に対する冷媒の不足分である不足封入量を求めて前記報知部に報知させる冷凍装置。
【請求項２】
前記熱源側熱交換器は、前記圧縮機によって圧縮される冷媒の凝縮器として機能し、
前記利用側熱交換器は、前記熱源側熱交換器から前記受液器および前記膨張弁を介して送られる冷媒の蒸発器として機能する請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記冷媒配管は、
一端が前記過冷却熱交換器に接続され、他端が前記膨張弁に接続される第１配管と、
一端が前記圧縮機に接続され、他端が前記利用側熱交換器に接続される第２配管と、からなり、
前記制御装置は、少なくとも前記熱源側熱交換器、前記第１配管、前記第２配管、前記利用側熱交換器、および前記受液器のそれぞれの、内部の冷媒の密度と内容積に基づいて前記不足封入量を求める請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記制御装置は、少なくとも前記第１配管および前記利用側熱交換器の内部の冷媒の密度と内容積に基づいて初期封入量を算出し、算出した前記初期封入量を前記報知部に報知させる請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記利用側ユニットは、複数設けられており、
複数の前記利用側ユニットは、少なくともユニットクーラとショーケースとを含み、
前記制御装置は、前記不足封入量を求める際に、前記利用側熱交換器の内容積として、ユニットクーラの内容積、ショーケースの内容積、又はユニットクーラとショーケースとの混合の場合の内容積を用いる請求項３又は４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記利用側熱交換器の内容積は、前記利用側熱交換器の蒸発温度帯の情報をもとに予め２以上のパターンに分けられており、
前記制御装置は、前記不足封入量を求める際に、前記利用側熱交換器の内容積として、前記各パターンの値を用いる請求項３〜５の何れか一項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記冷媒封入を促す旨を前記報知部に報知させる際に、前記温度効率も併せて報知させる請求項１〜６の何れか一項に記載の冷凍装置。
【国際調査報告】
2016135956.tif 000032
2016135956.tif 000033
2016135956.tif 000034
2016135956.tif 000035