(57)【要約】  圧縮機１、熱源側熱交換器、過冷却熱交換器５、受液器４を少なくとも有する熱源側ユニットと、負荷側膨張手段および負荷側熱交換器を少なくとも有する負荷側ユニットとが、液配管およびガス配管を介して接続され、圧縮機１、熱源側熱交換器、過冷却熱交換器５、受液器４、負荷側膨張手段、および負荷側熱交換器に冷媒を循環させる冷媒回路が形成される冷凍装置において、受液器４の側面にサイトグラス１４を備え、サイトグラス１４は、運転中における受液器４の年間を通して最大となる冷媒液面１１位置を確認できる位置に設けられたものである。
2015111222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器、過冷却熱交換器、受液器を少なくとも有する熱源側ユニットと、負荷側膨張手段および負荷側熱交換器を少なくとも有する負荷側ユニットとが、液配管およびガス配管を介して接続され、
前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記過冷却熱交換器、前記受液器、前記負荷側膨張手段、および前記負荷側熱交換器に冷媒を循環させる冷媒回路が形成される冷凍装置において、
前記受液器の側面にサイトグラスを備え、
前記サイトグラスは、運転中における前記受液器の年間を通して最大となる冷媒液面位置を確認できる位置に設けられた
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記受液器の容積は、
前記熱源側熱交換器の容積と前記液配管の容積との和の、１２５％±２５％の範囲内に決定される
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記サイトグラスは、冷媒が前記受液器の容積の３３％以下であるときの冷媒液面位置を確認できる位置に設けられた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
外気温度を限定した場合の最高液面位置を確認できる位置に、前記サイトグラスを少なくともさらに１つ設けた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記冷媒回路に充填された冷媒が、冷媒不足でない量充填されているかを判定する冷媒量判定手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記熱源側熱交換器の出口側から前記過冷却熱交換器の入口側に至る流路のいずれかの位置に設けられ、前記冷媒の温度を検出する第１温度センサと、
前記過冷却熱交換器の出口側から前記負荷側膨張手段の入口側に至る流路のいずれかの位置に設けられ、前記冷媒の温度を検出する第２温度センサと、
前記熱源側熱交換器が前記冷媒と熱交換する空気の温度を検出する外気温度センサと、を備え、
前記冷媒量判定手段は、
前記第１温度センサの検出温度と、前記第２温度センサの検出温度との温度差により、過冷却度を求め、
前記第１温度センサの検出温度と、前記外気温度センサの検出温度との温度差により、前記過冷却熱交換器の最大温度差を求める
ことを特徴とする請求項５に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記冷媒量判定手段は表示部を備え、
前記冷媒回路に充填された冷媒が、冷媒不足でない量充填されているかの判定結果を前記表示部に表示する
ことを特徴とする請求項５または６に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記表示部は７セグメントＬＥＤにより構成された
ことを特徴とする請求項７に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記サイトグラスは、水分検知機能付きである
ことを特徴とする請求項１〜８のいず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、冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スーパーマーケットのショーケースの冷却、ユニットクーラによる冷蔵倉庫の冷却などに用いられる冷凍装置において、ショーケースは主に食品売り場に設置されるが、その数、大きさ、種類、配置などは店によって異なり、それによってショーケース内に配置される蒸発器の内容積も異なる。なお、ユニットクーラも種類などによって蒸発器の容積が異なるのは同様である。また、圧縮機、凝縮器、受液器を収納している冷凍機の設置場所も店の構造によって異なり、例えば、食品売り場の裏手や屋上に設置される場合がある。そのため、冷凍機の設置場所によって、蒸発器と、圧縮機、凝縮器、受液器との距離が変わり、ガス延長配管、液延長配管などの延長配管の長さも異なる。【０００３】
冷凍サイクルが所定の性能を発揮するためには冷凍サイクルの内容積に適した冷媒量が必要であるが、蒸発器の内容積または延長配管の長さが異なると、冷凍サイクルで必要となる冷媒量（以下、必要冷媒量と称する）も異なる。そのため、冷凍機の冷媒は、現地で冷凍サイクルを構成した後に充填（封入）される。また、冷凍サイクルの必要冷媒量は、冷凍サイクルの状態によっても異なり、冷凍サイクルの状態は、外気温度、ショーケースの負荷側機器の運転状態などによっても異なる。そのため、通常は運転状態によらず、凝縮器、蒸発器など、各構成機器に必要な冷媒量が常時配分されるように、冷媒を充填する際は多めに充填する。【０００４】
図７は、従来の冷凍装置の冷媒回路の一例を示す図である。
冷媒量を判定する方法として、図７に示すようにサイトグラス１７を受液器４下流の液配管に設け、試運転中に庫内温度（蒸発器により冷却される対象空間の温度）が設定温度まで低下し、運転が安定した時点で冷媒中のフラッシュガス（気泡）を目視により確認する。そして、フラッシュガスが消えたらその時が余剰なしの冷媒量であるため、その冷媒量に対し、ある割合の冷媒を充填する方法が提案されている。なお、この充填量が冷凍サイクルの状態変化による必要冷媒量の変動に対応する余剰冷媒量となる。この割合は、あるメーカの説明書ではフラッシュが消えた時点までに封入した冷媒量に対し５〜１０％としているが、各業者のノウハウとなっており、少なすぎると冷媒不足となり、冷却不良となるため、冷媒を多めに追加する場合が多い。【０００５】
また、静電容量センサによって受液器内の冷媒液面を検知し、冷媒量を余剰、適正、不足と判定し、不足の冷媒量を算出する方法、及び、受液器側面にサイトグラスを設け、人間が目視によって液面を検知し、資料として与えられる冷媒量と液面位置（高さ）との関係を比較して、余剰、適正、不足を判断する方法が提案されている。そして、余剰分、不足分の冷媒量を算出し、余剰であれば、冷媒を抜き、不足であれば充填する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２９９７４８７号（例えば、２〜３頁、図４参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フラッシュガスを目視にて確認する方法において、一旦フラッシュガスが消え受液器内に液冷媒が貯留している場合は、実際には受液器内にどの程度の冷媒量が貯留しているか分からない。特に誤って多くの冷媒量を充填してしまっても、受液器内を確認することができないため、不要な冷媒を充填したまま過充填状態となる場合が多かった。また、機器の不具合、サービスなどで冷媒漏洩が発生してしまった場合の後、機器が正常に戻り、冷凍機の運転を再開したときにフラッシュガスが発生していない場合は、受液器内の冷媒量がぎりぎりか、受液器内の冷媒量が十分かが不明である。そのため、余裕を見て冷媒を充填するが、受液器内の冷媒量が十分だった場合は、結果として不要な冷媒を充填することになってしまい、冷媒過充填となってしまう。【０００８】
冷媒過充填となった場合、冷媒過充填分がコスト高となることに加え、以下のデメリットが生じる。凝縮器内に貯留する液冷媒量が多くなり、熱交換器性能が低下して高圧上昇する。そして、ＣＯＰが低下し、消費電力量が増加し、最悪の場合は高圧異常により冷凍機の運転が停止する。また、蒸発器の不具合などで、冷凍機に冷媒が蒸発せずに液状態で戻る液バックが発生した場合、通常アキュムレータに余剰冷媒分がたまると高圧側が冷媒不足となり凝縮器出口が液状態から２相状態となるため膨張弁６を通過する冷媒流量が減少し、アキュムレータから冷媒があふれにくくなる。これに対し余剰冷媒が多いとアキュムレータに冷媒満液となったとしても高圧側が冷媒不足とならず凝縮器出口が液相のままで冷媒流量が減少せず、アキュムレータを保有していたとしてもアキュムレータから液冷媒があふれてしまう。そして、そのあふれた液冷媒が圧縮機吸入に戻り、圧縮機内の油濃度低下、圧縮機からの油持ち出しなどにより圧縮機が破損する場合がある。【０００９】
また、冷媒を過充填した場合を想定して、液バック時の被害を小さくするためにアキュムレータを設置したり、アキュムレータの容積を大きくしたりする必要があるため、コスト高、かつ製品外形が大きくなっていた。また、受液器下流の液操作弁、液電磁弁を閉とすることにより受液器内に冷媒の回収を可能とするため、受液器容積を大きくする必要があり、コスト高、かつ製品外形が大きくなっていた。【００１０】
また、フラッシュガスの確認のため、図７に示すようにサイトグラス１７を受液器４下流の液配管に液配管のサイズに応じて設置する必要があり、コスト高となっていた。
また、万が一、機器の不具合などで冷媒が漏洩した場合、環境に与える被害がより大きくなっていた。【００１１】
また、特許文献１に示す静電容量センサによって冷媒量を余剰、適正、不足と判定し、不足の冷媒量を算出する方法はコスト高でほとんど実用化に至っていないのが現状である。また、受液器側面に適正、余剰、不足判断できるサイトグラスを設ける方法では、蒸発器の内容積や延長配管の長さや庫内温度など、運転条件が大きく異なる冷凍機では冷凍システムごとに適正、余剰、不足の冷媒量が大きく異なる。そのため、その冷媒量の変化に対応するためには大きなサイトグラスが必要となるが、それは非現実的であり、実施するとしてもコスト高となる。【００１２】
本発明は、以上のような課題のうち少なくとも一つを解決するためになされたもので、試運転時、または冷凍装置のサービス時の冷媒充填を容易かつ適正に実施でき、過充填を抑制することができる冷凍装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、過冷却熱交換器、受液器を少なくとも有する熱源側ユニットと、負荷側膨張手段および負荷側熱交換器を少なくとも有する負荷側ユニットとが、液配管およびガス配管を介して接続され、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記過冷却熱交換器、前記受液器、前記負荷側膨張手段、および前記負荷側熱交換器に冷媒を循環させる冷媒回路が形成される冷凍装置において、前記受液器の側面にサイトグラスを備え、前記サイトグラスは、運転中における前記受液器の年間を通して最大となる冷媒液面位置を確認できる位置に設けられたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る冷凍装置によれば、受液器の冷媒液面位置が確認できるサイトグラスを設置し、その液面位置が運転中の最大の冷媒液面位置を示すものとしたため、試運転時、または冷凍装置のサービス時の冷媒充填を容易、迅速、かつ正確に実施でき、過充填を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の冷媒回路の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の異なる凝縮温度に対応したモリエル線図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の外気温度に対する受液器内液比率を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置のサイトグラスの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の冷媒回路の他の例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る冷凍装置のサイトグラスの一例を示す図である。
【図７】従来の冷凍装置の冷媒回路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の冷媒回路の一例を示す図である。
本実施の形態１に係る冷凍装置は、室外ユニット１００及び室内ユニット２００を備えている。
室外ユニット１００は、圧縮機１、凝縮器３、受液器４、及び過冷却熱交換器５を備えている。
また、過冷却熱交換器５の下流で、室内ユニット２００の蒸発器７へ向かうメイン流路２２と、圧縮機１のインジェクションポート１ａへ向かうインジェクション流路２３とに分岐され、メイン流路２２側には液操作弁１０が、インジェクション流路２３側には膨張弁８が、それぞれ設けられている。なお、室内ユニット２００は、ショーケース、ユニットクーラなどが利用される。
【００１８】
室内ユニット２００は、液電磁弁９、膨張弁６、及び蒸発器７を備えている。また、室内ユニット２００は、液延長配管１８及びガス延長配管１９により室外ユニット１００と接続される。そして、圧縮機１、凝縮器３、受液器４、過冷却熱交換器５、膨張弁６、及び蒸発器７に順次冷媒を循環させる冷媒回路が形成される。
【００１９】
凝縮器３、受液器４、過冷却熱交換器５、蒸発器７、液延長配管１８、及びガス延長配管１９に配分される冷媒量は、それぞれの内容積、性能、及び運転状態によって決まり、冷凍サイクルに充填された冷媒の内、冷凍サイクルの各構成機器が適正冷媒量になった後の余剰冷媒は、受液器４の中に貯留されることになる。
【００２０】
圧縮機１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。また、インジェクションポート１ａは、圧縮機１の圧縮途中の圧縮室に冷媒を流入させる、中間圧のポートである。凝縮器３は、図示省略の送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮して液冷媒にするものである。
【００２１】
受液器４は、凝縮器３と蒸発器７との間に配置され、余剰冷媒を貯留するものである。なお、受液器４は、余剰冷媒を貯留できる容器であればよい。過冷却熱交換器５は、凝縮器３と同様に空気と冷媒との間で熱交換を行い、液冷媒を過冷却するものである。膨張弁６、８は、冷媒を減圧して膨張させるものである。この膨張弁６、８は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。
【００２２】
蒸発器７は、図示省略の送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発してガス冷媒にするものである。この蒸発器７により、ショーケースなどの対象空間が冷却される。液電磁弁９は、電子式の開閉により、冷媒を蒸発器７に流入させるかの制御をするものである。液操作弁１０は、手動式の開閉により、冷媒を液延長配管１８に流入させたり、させなかったりするものである。
【００２３】
また、本実施の形態１に係る冷凍装置は、冷媒回路に充填された冷媒が、最低必要な量充填されているかを判定する冷媒量判定手段２０を備えている。冷媒量判定手段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などにより構成することができる。この冷媒量判定手段２０には、第１温度センサ（ＴＨ５）、第２温度センサ（ＴＨ８）、及び第３温度センサ（ＴＨ６）により検知された温度情報が入力される。
【００２４】
第１温度センサ（ＴＨ５）は、凝縮器３の出口側、または凝縮器３内で冷媒が二相状態となる部分から過冷却熱交換器５の入口側に至る流路のいずれかの位置に設けられ、冷媒の温度を検知する。
第２温度センサ（ＴＨ８）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いずれかの位置に設けられ、冷媒の温度を検知する。
第３温度センサ（ＴＨ６）は、凝縮器３が冷媒と熱交換する前の空気の温度を検知する。
【００２５】
また、冷媒量判定手段２０には、判定結果及び各種情報を表示する表示部２１が設けられており、この表示部２１は、例えば７セグメントＬＥＤなどにより構成される。
なお、冷媒回路には冷媒を充填する際には、図示省略のボンベが用いられる。
【００２６】
冷媒回路を循環する冷媒は、主に凝縮器３、受液器４、液延長配管１８、蒸発器７、及びガス延長配管１９に存在している。冷媒が気相の場合、温度が高いほど密度が高くなるため、気相が多い凝縮器３では凝縮温度が高いほど凝縮器３に冷媒が貯留する。受液器４についても気相が支配的であり凝縮温度が高いほど受液器４に冷媒が貯留する。また、液相の場合、温度が低いほど密度が高くなるため、液温度が低いほど液延長配管１８に冷媒が貯留する。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の異なる凝縮温度に対応したモリエル線図である。なお、図２中のＴｃは凝縮温度、Ｔｅは蒸発温度を表している。
蒸発器７では膨張弁６で絞られた２相冷媒が蒸発し気相となるが、図２に示すとおり、凝縮温度が低いほど膨張弁６直後の湿り度が大きくなるため蒸発器７内には多くの冷媒が貯留することになる。
よって、冷凍装置を運転するのに必要な冷媒量の季節による変動は、蒸発温度が一定であれば、凝縮器３容積、受液器４容積と液延長配管＋蒸発器容積の相対的な関係により決まり、凝縮器３、受液器４容積の割合が多くなると凝縮温度が高いほど必要冷媒量が多くなり、液延長配管＋蒸発器容積の割合が多くなると凝縮温度が低いほど必要冷媒量は多くなる。
【００２８】
また、受液器４の必要容積は、受液器４下流の液操作弁１０を閉とすることにより受液器４内に冷媒の回収を可能とすることが必要なため、凝縮器３容積と液延長配管１８容積とを加えた容積によりほぼ決まり、以下の値となる。
【００２９】
［数式１］
受液器容積  ＝  （凝縮器容積＋液延長配管容積）×（１２５％±２５％）
【００３０】
図３は、本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の外気温度に対する受液器４内液比率を示す図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る冷凍装置のサイトグラス１４の一例を示す図である。
図３は、外気温度が変化することで、受液器４内液比率（＝受液器４内の液冷媒が存在する部分の容積÷受液器４容積）がどのように変化するかを条件別に示している。
【００３１】
室外ユニット１００の周囲の外気温度の使用範囲は−１５〜４３℃とする。グラフは外気温度の変化で受液器４内の冷媒量がどのように変化するかを示している。通常ショーケースの容積はユニットクーラの容積よりも大きくなる。図３の負荷がショーケースの場合で配管長１００ｍの条件のグラフは、負荷の容積が大きく、延長配管が長く、凝縮器３、及び受液器４の容積が小さい、受液器４内液比率の変化率が最大となる例である。受液器４内液比率の変化率の最大値は、冷媒量が外気温度４３℃時では受液器４容積の２２．７％に対し、外気温度−１５℃時では０．０％となり、その変化幅は２２．７％となる。
つまり、外気温度４３℃は必要冷媒が少ないため余剰冷媒が液だめ内に多く貯留し、外気温度−１５℃では必要冷媒が多いため余剰冷媒がなくなり液だめ内に貯留する冷媒はなくなる。外気温度が低くなるほど必要冷媒量が増える傾向にあり、これは凝縮器３、受液器４内冷媒量の変化量よりも液延長配管＋蒸発器容積内冷媒量の変化量が多いためである。外気温度５℃以下で受液器内液比率の変化がないのは凝縮器３のファン風量をコントロールして凝縮温度を一定に保つ制御を実施しているためである。
【００３２】
そこで、図４に示すようにサイトグラス１４を、受液器４の冷媒液面１１の位置が確認できるように受液器４の側面に、かつ、液だめ内冷媒量の最大値（上記２２．７％）に対し、約１０％の余裕を見て最大３３．０％の位置に設け、この位置を、年間を通して最大となる冷媒液面１１位置とする。サイトグラス１４は、受液器４の鏡板、胴からの銅配管１６に取り付ける。また、サイトグラス１４は、水分有無の判定機能を有し、液延長配管１８のサイズと同じかそれよりも小さいサイズとする。または、直接受液器４のシェルに設置してもよいが、冷媒の流れが受液器４内の冷媒液面１１を乱しやすく、冷媒液面１１は確認しづらくなる。
【００３３】
図５は、本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の冷媒回路の他の例を示す図である。
室内ユニット１００Ａは、図１と同様に圧縮機１、凝縮器３、受液器４、及び過冷却熱交換器５Ａを備えているが、過冷却熱交換器５Ａは、プレート熱交換器や銅管の２重管で冷媒と冷媒との熱交換が可能となっている。過冷却熱交換器５Ａの下流で蒸発器７へ向かうメイン流路２２と、圧縮機１のインジェクションポート１ａへのインジェクション流路２３とに分岐され、インジェクション流路２３側では、膨張弁８、過冷却熱交換器５Ａの順に接続されている。
【００３４】
なお、「室外ユニット１００」は、本発明における「熱源側ユニット」に相当する。
なお、「室内ユニット２００」は、本発明における「負荷側ユニット」に相当する。
なお、「凝縮器３」は、本発明における「熱源側熱交換器」に相当する。
なお、「膨張弁６」は、本発明における「負荷側膨張手段」に相当する。
なお、「蒸発器７」は、本発明における「負荷側熱交換器」に相当する。
なお、「液延長配管１８」は、本発明における「液配管」に相当する。
なお、「ガス延長配管１９」は、本発明における「ガス配管」に相当する。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の冷媒の流れについて、図１及び図５に基づいて説明する。
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器３へ流入する。凝縮器３へ流入した高温高圧のガス冷媒は、凝縮器３において空気と熱交換して凝縮され、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に貯留された高圧液冷媒は、さらに過冷却熱交換器５で空気と熱交換して、過冷却された液冷媒となる。
ここで、受液器４に液冷媒が貯留されるのは、冷凍サイクルの受液器４以外の各構成機器の冷媒量が適正量になって余剰冷媒が生じた場合のみで、受液器４以外の各構成機器の冷媒量が不足している場合は、受液器４に貯留されるのはガス冷媒のみとなる。
【００３６】
また、過冷却熱交換器５の下流でインジェクション流路２３側に分岐された高温高圧の冷媒は、膨張弁８で中間圧に減圧された後、圧縮機１の圧縮途中の圧縮室につながる中間圧のインジェクションポート１ａに直接流入することで、圧縮機１の吐出温度を低減させる。
また、図５の場合において、インジェクション流路２３側に分岐された高温高圧の冷媒は、膨張弁８で中間圧に減圧された後、過冷却熱交換器５で高温高圧冷媒と熱交換し、圧縮機１のインジェクションポート１ａに流入する。
【００３７】
本実施の形態１における冷媒量判定手段２０は、過冷却熱交換器５の温度効率εを用いて、冷媒が最低必要な量充填されているか（受液器４に液冷媒が貯留され、冷凍サイクルの受液器４以外の各構成機器の冷媒が適正量充填されているかどうか）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３出口温度ＴＨ５−過冷却熱交換器５出口温度ＴＨ８）を、最大温度差（凝縮器３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。例えば、εが０．６に達した時点で最低必要冷媒量が充填されたと判定する。
【００３８】
［数式２］
ε  ＝  （ＴＨ５−ＴＨ８）÷（ＴＨ５−ＴＨ６）
【００３９】
（試運転時の冷媒充填方法）
次に、このような温度効率εと、図４に示す受液器４のサイトグラス１４を用いた試運転時の冷媒充填の具体的な方法について説明する。
まず、冷凍装置の回路内の真空引きを実施した後、冷凍装置を停止した状態で冷媒を充填する。その後、冷凍装置を運転しながら冷媒を少しずつ充填する。このとき、冷凍装置の制御基板上のスイッチなどで冷媒量判定モードとすることで、基板のＬＥＤ上に冷媒が最低必要な量充填されているかを上記εに基づいて表示する。例えば、εの値が０．６以上となり、冷媒が最低必要な量に達している場合、ＬＥＤにＯ（オー）を表示する。
【００４０】
また、εの値が０．６未満で、最低必要な量に達していない場合は、ＬＥＤにＮを表示する。作業者は、この表示を確認しながら冷媒充填を実施し、ＮからＯ（オー）にＬＥＤの表示が変化した時点で充填した冷媒量をメモなどで記録する。充填した冷媒量の算出は、通常充填前、及び充填後のボンベの質量を計ることで実施する。そして、ＮからＯ（オー）にＬＥＤの表示が変化した時点から、それ以降に冷媒を充填した量が受液器４内に液冷媒として貯留する余剰の冷媒量となる。
【００４１】
その後、ある程度冷凍装置内が目標温度に近づき、運転が安定した状態になった後、作業者は受液器４側面のサイトグラス１４を確認しながら、冷媒液面１１がサイトグラス１４で確認できるようになるまで、少しずつ冷媒を追加する。冷媒液面１１がサイトグラス１４で確認できた時点で、冷媒量は受液器４容積の３２．０％の位置にあるため、その後、外気温度など条件が変化したとしても、冷媒量が不足状態となることはない。
【００４２】
すなわち、ＮからＯ（オー）にＬＥＤの表示が変化した時点から、受液器４側面のサイトグラス１４で冷媒液面１１が確認できるまで冷媒を追加した量が、余剰の冷媒となる。そして、季節によって、外気温度、蒸発温度、運転周波数が異なるため、必要な冷媒量が変化するが、その変化する分の冷媒量が充填できたことになる。
なお、冷媒液面１１がサイトグラス１４で確認できた時点で充填した冷媒量は十分であるため、それ以上冷媒を充填しないようにする。
【００４３】
また、上記に記載のＮからＯにＬＥＤの表示が変化した時点の外気温度ＴＨ６などの各部センサの読み取り値、冷蔵やショーケースなどの庫内温度、延長配管の長さ、及び、負荷がショーケースかユニットクーラかなどの現地情報を、冷凍機内の制御器が認識できれば図３のグラフ、または特開２０１２−１３２６３９号公報などから、あと冷媒を何Ｋｇ追加すれば年間通して十分な冷媒量が封入できるか算出できる。その量をＬＥＤに表示し、封入できるようにすれば、サイトグラス１４の位置まで冷媒を封入する必要はない。例えば外気温度ＴＨ６の値が−１５℃で冷媒封入を実施していた場合、追加冷媒量は余裕分の受液器４容積の１０％で良く、その量を表示する。また外気温度ＴＨ６の値が３０℃、延長配管の長さが８０ｍ、負荷がショーケースの場合で冷媒封入を実施していた場合、追加冷媒量は受液器４容積の１２.１％＋余裕分１０％＝２２．１％で良く、その量を表示する。
【００４４】
（サービス時の冷媒充填方法）
次に、製品をサービスする場合など、ある程度冷媒回路内に冷媒が残っている状態での冷媒充填方法について説明する。
作業者は冷凍装置を運転しながら、受液器４側面のサイトグラス１４を確認する。液冷媒が確認できる場合は、季節によって、外気温度、蒸発温度、運転周波数が異なり、必要な冷媒量が変化する分も含めて十分な冷媒量が充填されているため、特に冷媒を追加する必要がない。逆に、冷媒を多く充填しすぎている可能性がある場合は、冷媒液面１１が確認できるまで冷媒を回収する。
【００４５】
また、冷媒液面１１が確認できない場合は、冷凍装置の制御基板上のスイッチなどで冷媒量判定モードとし、ＬＥＤを確認する。表示がＮの場合は、最低必要冷媒量未満の冷媒量であり、冷媒追加量は多く必要となることが分かる。表示がＯ（オー）の場合は、最低必要冷媒量には達しているため、少しの冷媒を追加することで、季節によって、外気温度、蒸発温度、運転周波数が異なり、必要な冷媒量が変化する分も含めて十分な冷媒量が充填できている可能性が高いことが分かる。特に、冬場などで外気温度が低い場合に表示がＯ（オー）である場合は、年間通して十分な冷媒量が充填できている可能性が高いことがわかる。
なお、サービス時も冷媒液面１１がサイトグラス１４で確認できた時点で充填した冷媒量は十分であるため、それ以上冷媒を充填しないようにする。
【００４６】
次に、サイトグラス１４により冷媒回路内の水分有無を確認する方法を説明する。
冷凍装置運転中に液電磁弁９または液操作弁１０を閉じることで、受液器４内に冷媒を回収するポンプダウンを実施する。これにより、受液器４側面のサイトグラス１４が満液状態となり、サイトグラス１４に付属の図示省略のモイスチャインジケータ（水分検知器）により、冷媒回路内の水分有無を確認できる。
【００４７】
以上のように、受液器４の冷媒液面１１位置が確認できるサイトグラス１４を設置し、その液面位置が運転中の最大の冷媒液面１１位置を示すものとしたため、試運転時、または冷凍装置のサービス時の冷媒充填を容易、迅速、かつ正確に実施でき、過充填を防止することができる。よって、高圧上昇を抑えることで省エネとなり、かつ冷媒充填量を少なくできるため、コスト、環境に与える影響、被害を小さくできる。さらには、受液器４、図示省略のアキュムレータ、サイトグラス１４を小さくでき、製品コストを下げ、コンパクトにできる。
【００４８】
また、受液器４側面のサイトグラス１４をメインの液延長配管１８のサイズと同じかそれよりも小さく、かつモイスチャインジケータ（水分検知器）付きとすることで、製品コストを低減でき、かつ冷媒内の水分有無を確認できる。そのため、冷媒回路内に水分が混入することで生じる冷媒回路部品の腐食、さび、アイススタックによるアキュムレータの油戻し穴つまりなどの不具合を防止でき、信頼性を向上させることができる。
また、サイトグラス１４は受液器４の鏡板、胴から銅配管１６で取り出し、受液器４に直接設置しない場合は冷媒液面１１を安定化させ、冷媒液面１１有無の確認を容易とすることができる。
【００４９】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る冷凍装置のサイトグラス１４、１５の一例を示す図である。
なお、本実施の形態２では本実施の形態１との相違点を中心に説明し、本実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとしている。
実施の形態２では、季節、外気温度、高圧などにより、年間を通して最大となる冷媒液面１１位置を変化させて冷媒充填量を確認する場合について説明する。
【００５０】
冬季などで冷媒充填作業中に外気温度が低い場合、制御基板のＬＥＤがＮからＯ（オー）になってからサイトグラス１４で冷媒液面１１を確認できるまで冷媒を充填すると、必要以上に冷媒を充填してしまう場合がある。そこで、外気温度、または冷凍機運転時の高圧によって追加充填する冷媒量を変更してもよい。
【００５１】
すなわち、図３に示すとおり、最も受液器４内冷媒量の変動が大きい延長配管の長さが１００ｍ、ショーケース負荷の場合において、外気温度が３０℃から−１５℃に変動した場合の受液器４内冷媒量の減少は１２．１％である。そのため、外気温度３２℃で試運転により冷媒調整を実施している場合は、ＬＥＤがＮからＯ（オー）になってからの追加充填冷媒量は１２.１％＋余裕分１０％＝２２．１％でよい。
【００５２】
そこで、外気温度が３０℃より低い場合に冷媒充填作業をする場合の対応として、図６のように２２．１％（＝１２.１％＋余裕分１０％）の位置にサイトグラス（夏季確認用）１５を設置し、この位置を外気温度が３０℃より低い場合の冷媒液面１２位置とする。すなわち、実施の形態１のサイトグラス１４の位置に対し、実施の形態２ではサイトグラス（外気温度が３０℃より低い場合用）１５を追加し、２個のサイトグラスで冷媒液面１１、１２を確認する。
【００５３】
このようにすることで、実施の形態１よりもさらに、試運転時または冷凍装置のサービス時の冷媒充填を正確に実施でき、過充填を防止することができる。よって、高圧上昇を抑えることで省エネとなり、かつ冷媒充填量を少なくできるため、コスト、環境に与える影響、被害を小さくできる。さらには、受液器４、アキュムレータ、サイトグラス１４、１５を小さくでき、製品コストを下げ、コンパクトにできる。
【符号の説明】
【００５４】
１  圧縮機、１ａ  インジェクションポート、３  凝縮器、４  受液器、５  過冷却熱交換器、６  膨張弁、７  蒸発器、８  膨張弁、９  液電磁弁、１０  液操作弁、１１  冷媒液面、１２  冷媒液面（夏季）、１４  サイトグラス、１５  サイトグラス（夏季確認用）、１６  銅配管、１７  サイトグラス、１８  液延長配管、１９  ガス延長配管、２０  冷媒量判定手段、２１  表示部、２２  メイン流路、２３  インジェクション流路、１００  室外ユニット、１００Ａ  室外ユニット、１００Ｂ  室外ユニット、２００  室内ユニット、２００Ａ  室内ユニット、２００Ｂ  室内ユニット。
【図１】
2015111222.tif 000003
【図２】
2015111222.tif 000004
【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】
2015111222.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月7日(2015.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、過冷却熱交換器、受液器を少なくとも有する熱源側ユニットと、負荷側膨張手段および負荷側熱交換器を少なくとも有する負荷側ユニットとが、液配管およびガス配管を介して接続され、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記過冷却熱交換器、前記受液器、前記負荷側膨張手段、および前記負荷側熱交換器に冷媒を循環させる冷媒回路が形成される冷凍装置において、前記受液器の側面にサイトグラスを備え、前記サイトグラスは、運転中における前記受液器の年間を通して最大となる冷媒液面位置を確認でき、かつ、冷媒が前記受液器の容積の３３％以下であるときの冷媒液面位置を確認できる位置に設けられており、前記サイトグラスは、前記液配管と同じ、または、前記液配管よりも小さいサイズである。
【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、過冷却熱交換器、受液器を少なくとも有する熱源側ユニットと、負荷側膨張手段および負荷側熱交換器を少なくとも有する負荷側ユニットとが、液配管およびガス配管を介して接続され、
前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記過冷却熱交換器、前記受液器、前記負荷側膨張手段、および前記負荷側熱交換器に冷媒を循環させる冷媒回路が形成される冷凍装置において、
前記受液器の側面にサイトグラスを備え、
前記サイトグラスは、運転中における前記受液器の年間を通して最大となる冷媒液面位置を確認でき、かつ、冷媒が前記受液器の容積の３３％以下であるときの冷媒液面位置を確認できる位置に設けられており、
前記サイトグラスは、前記液配管と同じ、または、前記液配管よりも小さいサイズである
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記受液器の容積は、
前記熱源側熱交換器の容積と前記液配管の容積との和の、１２５％±２５％の範囲内に決定される
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
外気温度を限定した場合の最高液面位置を確認できる位置に、前記サイトグラスを少なくともさらに１つ設けた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記冷媒回路に充填された冷媒が、冷媒不足でない量充填されているかを判定する冷媒量判定手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記熱源側熱交換器の出口側から前記過冷却熱交換器の入口側に至る流路のいずれかの位置に設けられ、前記冷媒の温度を検出する第１温度センサと、
前記過冷却熱交換器の出口側から前記負荷側膨張手段の入口側に至る流路のいずれかの位置に設けられ、前記冷媒の温度を検出する第２温度センサと、
前記熱源側熱交換器が前記冷媒と熱交換する空気の温度を検出する外気温度センサと、を備え、
前記冷媒量判定手段は、
前記第１温度センサの検出温度と、前記第２温度センサの検出温度との温度差により、過冷却度を求め、
前記第１温度センサの検出温度と、前記外気温度センサの検出温度との温度差により、前記過冷却熱交換器の最大温度差を求める
ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記冷媒量判定手段は表示部を備え、
前記冷媒回路に充填された冷媒が、冷媒不足でない量充填されているかの判定結果を前記表示部に表示する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記表示部は７セグメントＬＥＤにより構成された
ことを特徴とする請求項６に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記サイトグラスは、水分検知機能付きである
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月21日(2016.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、過冷却熱交換器、受液器を少なくとも有する熱源側ユニットと、負荷側膨張手段および負荷側熱交換器を少なくとも有する負荷側ユニットとが、液配管およびガス配管を介して接続され、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記過冷却熱交換器、前記受液器、前記負荷側膨張手段、および前記負荷側熱交換器に冷媒を循環させる冷媒回路が形成される冷凍装置において、前記受液器の上部および下部に接続され、該受液器の側面に配置された配管に設けられたサイトグラスを備え、前記サイトグラスは、運転中における前記受液器の年間を通して最大となる冷媒液面位置を確認でき、かつ、冷媒が前記受液器の容積の３３％以下であるときの冷媒液面位置を確認できる位置に設けられており、前記サイトグラスは、前記液配管と同じ、または、前記液配管よりも小さいサイズである。
【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、過冷却熱交換器、受液器を少なくとも有する熱源側ユニットと、負荷側膨張手段および負荷側熱交換器を少なくとも有する負荷側ユニットとが、液配管およびガス配管を介して接続され、
前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記過冷却熱交換器、前記受液器、前記負荷側膨張手段、および前記負荷側熱交換器に冷媒を循環させる冷媒回路が形成される冷凍装置において、
前記受液器の上部および下部に接続され、該受液器の側面に配置された配管に設けられたサイトグラスを備え、
前記サイトグラスは、運転中における前記受液器の年間を通して最大となる冷媒液面位置を確認でき、かつ、冷媒が前記受液器の容積の３３％以下であるときの冷媒液面位置を確認できる位置に設けられており、
前記サイトグラスは、前記液配管と同じ、または、前記液配管よりも小さいサイズである
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記受液器の容積は、
前記熱源側熱交換器の容積と前記液配管の容積との和の、１２５％±２５％の範囲内に決定される
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
外気温度を限定した場合の最高液面位置を確認できる位置に、前記サイトグラスを少なくともさらに１つ設けた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記冷媒回路に充填された冷媒が、冷媒不足でない量充填されているかを判定する冷媒量判定手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記熱源側熱交換器の出口側から前記過冷却熱交換器の入口側に至る流路のいずれかの位置に設けられ、前記冷媒の温度を検出する第１温度センサと、
前記過冷却熱交換器の出口側から前記負荷側膨張手段の入口側に至る流路のいずれかの位置に設けられ、前記冷媒の温度を検出する第２温度センサと、
前記熱源側熱交換器が前記冷媒と熱交換する空気の温度を検出する外気温度センサと、を備え、
前記冷媒量判定手段は、
前記第１温度センサの検出温度と、前記第２温度センサの検出温度との温度差により、過冷却度を求め、
前記第１温度センサの検出温度と、前記外気温度センサの検出温度との温度差により、前記過冷却熱交換器の最大温度差を求める
ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記冷媒量判定手段は表示部を備え、
前記冷媒回路に充填された冷媒が、冷媒不足でない量充填されているかの判定結果を前記表示部に表示する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記表示部は７セグメントＬＥＤにより構成された
ことを特徴とする請求項６に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記サイトグラスは、水分検知機能付きである
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【国際調査報告】
2015111222.tif 000010
2015111222.tif 000011
2015111222.tif 000012
2015111222.tif 000013