(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクル装置であって、
圧縮機と、
第１熱交換器と、
第１膨張装置と、
第２熱交換器と、
前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記第１膨張装置、前記第２熱交換器の順に冷媒を循環させる冷媒回路と、
前記第１膨張装置および前記第２熱交換器を経由せずに前記第１熱交換器から前記圧縮機の吸入口に前記冷媒を送るバイパス流路と、
前記バイパス流路に流れる前記冷媒の乾き度を変化させるように構成される乾き度変更装置と、
前記乾き度変更装置によって乾き度が変更される前後の前記冷媒の温度変化を検出するように構成される温度検出部と、
前記乾き度変更装置を制御する制御装置とを備え、
前記バイパス流路は、
第２膨張装置と、
前記冷媒の通過方向において、前記第２膨張装置の上流に位置する第１バイパス配管と、
前記冷媒の通過方向において、前記第２膨張装置の下流に位置する第２バイパス配管とを含み、
前記乾き度変更装置は、
前記第２バイパス配管を流れる前記冷媒を加熱する加熱装置を備え、
前記温度検出部は、前記第２バイパス配管の前記加熱装置よりも下流の前記冷媒の温度を検出し、
前記制御装置は、前記加熱装置による加熱を実行した場合に前記温度検出部で検出された第１温度と、前記加熱装置による加熱を非実行とした場合に前記温度検出部で検出された第２温度とに基づいて、前記冷媒の種類を特定する、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記温度検出部が検出した前記温度変化がしきい値よりも小さい時は、前記冷媒が擬似共沸冷媒または単一冷媒であると判定し、前記温度変化が前記しきい値よりも大きい時は、前記冷媒が非共沸冷媒であると判定する、請求項１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】
この発明は、冷凍サイクル装置に関し、特に疑似共沸混合冷媒と非共沸混合冷媒とを使用可能な冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止の流れを受けて、地球温暖化係数の低い新冷媒を封入冷媒する冷凍装置の開発が盛んに進められている。【０００３】
一般に、冷凍装置は、指定された冷媒に対して最適な制御が行なわれるように構成されている。封入冷媒の種類が異なると、飽和液温度も異なるので、冷凍サイクル中の圧力も変化させる必要がある。このため、冷媒の種類ごとに圧縮機等の制御を変更する必要がある。【０００４】
国際公開ＷＯ２０１７／１３８０５８号公報（特許文献１）には、複数種類の冷媒の中から任意の冷媒を自動的に識別し、冷媒に対応した効率の良い運転を行なう冷凍装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１７／１３８０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、地球温暖化防止の観点から、空気調和装置において、単一の成分からなる冷媒に地球温暖化係数（ＧＷＰ：Global  Warming  Potential）がより低い他の冷媒を混ぜてＧＷＰを低下させた混合冷媒が用いられることがある。混合冷媒の中には、疑似共沸冷媒と非共沸冷媒とがある。【０００７】
疑似共沸冷媒は、複数成分の冷媒をある一定の比率で混合すると一定の沸点を示し、気相、液相での組成が同一になり、あたかも一成分であるかのような相変化を示す。疑似共沸冷媒は、二相状態である相変化中は同一圧力では温度が等しいが、非共沸冷媒は、同一圧力下での相変化中に温度が変化するという特性がある。【０００８】
国際公開ＷＯ２０１７／１３８０５８号公報では、凝縮器の冷媒流下流側に設けられた受液器の出口の冷媒の過冷却度から冷媒種類を判断している。【０００９】
しかし、非共沸冷媒の場合には、冷凍装置の運転状況によって冷媒組成が変化し、飽和液温度も変化する。このため、組成によっては飽和液温度が他の疑似共沸冷媒と同じになることがあるので、国際公開ＷＯ２０１７／１３８０５８号公報に開示された過冷却度で判断する方法では、正確に非共沸混合冷媒を判別することは難しい。【００１０】
この発明の目的は、非共沸混合冷媒を正しく判別することができる冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示は、冷凍サイクル装置に関する。冷凍サイクル装置は、圧縮機と、第１熱交換器と、第１膨張装置と、第２熱交換器と、圧縮機、第１熱交換器、第１膨張装置、第２熱交換器の順に冷媒を循環させる冷媒回路と、第１膨張装置および第２熱交換器を経由せずに第１熱交換器から圧縮機の吸入口に冷媒を送るバイパス流路と、バイパス流路に流れる冷媒の乾き度を変化させるように構成される乾き度変更装置と、乾き度変更装置によって乾き度が変更される前後の冷媒の温度変化を検出するように構成される温度検出部と、乾き度変更装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、温度検出部が検出した温度変化に基づいて、冷媒の種類を特定する。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の冷凍サイクル装置によれば、冷媒の乾き度を変更させたときの温度変化を検出することができるので、非共沸冷媒と擬似共沸冷媒とを正しく判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１の冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
【図２】冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合の冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図である。
【図３】冷媒としてＲ４６３Ａを使用する場合の冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図である。
【図４】冷媒種類によって変更する制御値の例を示す図である。
【図５】実施の形態１の冷凍サイクル装置の制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１で実行される冷媒種類判定運転の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２の冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２で実行される冷媒種類判定運転の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態３の冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
【図１０】レシーバとバイパス配管の吸入端部の第１例の構成を示す図である。
【図１１】第１例のバイパス配管の端部に設けられている複数の穴を示した図である。
【図１２】乾き度Ｑと液面高さＨ１との関係を示すグラフである。
【図１３】実施の形態３において冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合の冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図である。
【図１４】実施の形態３において冷媒としてＲ４６３Ａを使用する場合の冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図である。
【図１５】実施の形態３で実行される冷媒種類判定運転の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】バイパス配管の吸入端部の第２例の構成を示す図である。
【図１７】バイパス配管の吸入端部の第３例の構成を示す図である。
【図１８】バイパス配管の吸入端部の第４例の構成を示す図である。
【図１９】第４例のバイパス配管の吸入端部に設けられた穴の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１５】
実施の形態１．
実施の形態１で示す冷凍サイクル装置は、非共沸冷媒と共沸冷媒または疑似共沸冷媒とを用いることができるように構成される。このような冷凍サイクル装置の場合、非共沸冷媒の特性を利用して冷媒種類を正確に検出することができる。以下に、冷凍サイクル装置の構成について説明する。
【００１６】
図１は、実施の形態１の冷凍サイクル装置の構成を示す図である。なお、図１においては、冷凍装置における各機器の接続関係および配置構成は機能的に示されており、物理的な空間における配置を必ずしも示さない。
【００１７】
図１を参照して、冷凍サイクル装置１は、室外機２と、室内機３とを備える。室外機２は、圧縮機１０と、凝縮器２０と、第１ファン２２と、配管８０〜８４とを含む。また、室外機２は、バイパス流路１１１と、乾き度変更装置１１２と、温度検出部１１３と、第１圧力センサ９０および第２圧力センサ９２と、制御装置１００とをさらに含む。バイパス流路１１１は、第２膨張装置７１と、第２膨張装置７１の上流側の第１バイパス配管８６と、下流側の第２バイパス配管８７とを含む。第２膨張装置７１は、たとえばキャピラリチューブである。加熱装置７２は、たとえば、第２バイパス配管８７を流通する冷媒を加熱するように構成される電気ヒータである。実施の形態１では、乾き度変更装置１１２は、加熱装置７２である。実施の形態１では、温度検出部１１３は温度センサ７３である。
【００１８】
室内機３は、第１膨張装置５０と、蒸発器６０と、第２ファン６２と、配管８３とを含む。第１膨張装置５０は、たとえば電子膨張弁である。室内機３は、配管８２，８４によって室外機２に接続されている。
【００１９】
配管８０は、圧縮機１０の吐出ポートと凝縮器２０とを接続する。配管８１は、凝縮器２０と分岐点Ｍ１とを接続する。配管８２は、分岐点Ｍ１と第１膨張装置５０とを接続する。配管８３は、第１膨張装置５０と蒸発器６０とを接続する。配管８４は、蒸発器６０と圧縮機１０の吸入ポートとを接続する。第１バイパス配管８６は、分岐点Ｍ１と第２膨張装置７１とを接続する。第２バイパス配管８７は、第２膨張装置７１と配管８４とを接続する。
【００２０】
圧縮機１０は、配管８４から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して配管８０へ吐出する。圧縮機１０は、制御装置１００からの制御信号に従って回転速度を調整するように構成される。圧縮機１０の運転周波数または回転速度を調整することで冷媒の循環量が調整され、冷凍サイクル装置１の能力を調整することができる。圧縮機１０には種々のタイプのものを採用可能であり、たとえば、スクロールタイプ、ロータリータイプ、スクリュータイプ等のものを採用し得る。
【００２１】
凝縮器２０は、圧縮機１０から配管８０に吐出された冷媒を凝縮する。凝縮された冷媒は配管８１に送出される。凝縮器２０は、圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒が外気と熱交換（放熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は凝縮されて液相に変化する。第１ファン２２は、凝縮器２０において冷媒が熱交換を行なう外気を凝縮器２０に供給する。第１ファン２２の回転速度を調整することにより、圧縮機１０の吐出側の冷媒圧力（高圧側圧力）を調整することができる。
【００２２】
第１膨張装置５０は、凝縮器２０から配管８２へ送出された冷媒を減圧する。減圧された冷媒は配管８３へ送出される。第１膨張装置５０の開度を閉方向に変化させると、第１膨張装置５０の低圧側の冷媒圧力は低下するとともに、冷媒の乾き度は上昇する。第１膨張装置５０の開度を開方向に変化させると、第１膨張装置５０の低圧側の冷媒圧力は上昇するとともに、冷媒の乾き度は低下する。
【００２３】
蒸発器６０は、第１膨張装置５０から配管８３へ送出された冷媒を蒸発させる。蒸発器６０を通過した冷媒は配管８４へ流通する。蒸発器６０は、第１膨張装置５０により減圧された冷媒が室内機３内の空気と熱交換（吸熱）を行なうように構成される。冷媒は、蒸発器６０を通過することにより蒸発して過熱蒸気となる。第２ファン６２は、蒸発器６０において冷媒が熱交換を行なう空気を蒸発器６０に供給する。
【００２４】
冷媒種類を検知する構成として、第１バイパス配管８６と、第２膨張装置７１と、第２バイパス配管８７と、加熱装置７２と、温度センサ７３とが設けられる。第１バイパス配管８６、第２膨張装置７１、および第２バイパス配管８７は、凝縮器２０を通過した冷媒の一部を、室内機３を経由せずに圧縮機１０へ戻すバイパス流路１１１を構成する。第２膨張装置７１は、たとえばキャピラリチューブである。第２膨張装置７１は、第１バイパス配管８６と第２バイパス配管８７との間に接続され、バイパス流路１１１に流れる冷媒を減圧する。冷媒が第２膨張装置７１を通過することによって冷媒の圧力は低下する。
【００２５】
加熱装置７２は、同一圧力下で第２バイパス配管８７を流れる冷媒の乾き度を変更する。温度センサ７３は、第２バイパス配管８７において加熱装置７２よりも下流側に設けられる。温度センサ７３は、第２膨張装置７１を通過した冷媒の温度Ｔ１を検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。温度センサ７３は、第２バイパス配管８７の外部に設置してもよいし、冷媒の温度をより確実に検出するために第２バイパス配管８７の内部に設置してもよい。これらを用いた冷媒種類検知の原理および方法については、後ほど詳しく説明する。
【００２６】
第１圧力センサ９０は、配管８４内の冷媒の圧力ＬＰを検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。すなわち、第１圧力センサ９０は、圧縮機１０の吸入側の冷媒圧力（低圧側圧力）を検出するものである。第２圧力センサ９２は、配管８０内の冷媒の圧力ＨＰを検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。すなわち、第２圧力センサ９２は、圧縮機１０の吐出側の冷媒圧力（高圧側圧力）を検出するものである。
【００２７】
制御装置１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０２と、メモリ１０４（ＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory））と、各種信号を入出力するための入出力バッファ（図示せず）等を含んで構成される。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、制御装置１００の処理手順が記されたプログラムである。制御装置１００は、これらのプログラムに従って、冷凍サイクル装置１の各機器の制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００２８】
冷凍サイクル装置１は、封入冷媒として２種類の冷媒を使用することが可能に構成される。１種類は、共沸冷媒または疑似共沸冷媒であり、たとえばＲ４１０Ａである。また、他の１種類は非共沸冷媒であり、たとえばＲ４６３Ａである。
【００２９】
図２は、冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合の冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図である。図３は、冷媒としてＲ４６３Ａを使用する場合の冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図である。Ｒ４１０Ａの場合、飽和液線と飽和蒸気線との間の二相状態における等温線は、図２に示すように温度勾配がなく、水平である。一方、Ｒ４１０Ａの場合、飽和液線と飽和蒸気線との間の二相状態における等温線は、図３に示すように温度勾配があり、右下がりである。これは、疑似共沸冷媒であるＲ４１０Ａの場合、二相状態において乾き度が変化しても温度は変化しないが、非共沸冷媒であるＲ４６３Ａの場合、二相状態において乾き度が増加すると温度も上昇することを示す。なお、乾き度は、図２および図３の点Ｂの位置が飽和液線上であれば０、飽和蒸気線上であれば１であり、飽和液線と飽和蒸気線との間において点Ｂの位置によって決まる。図２、図３において、ＢからＣのように右方向に冷媒の状態が変化すると乾き度は増加する。
【００３０】
図１において、バイパス流路１１１を通過する冷媒の状態は、図２の点Ａから点Ｂのように変化し、さらに加熱装置７２によって加熱されると点Ｃのように温度一定のまま変化する。加熱装置７２がＯＦＦ状態であれば、図１の点Ｃの乾き度は点Ｂの乾き度と同じであるので、温度センサ７３が検出する温度Ｔ１は、図２の点Ｂの冷媒状態の温度である。その後加熱装置をＯＮ状態とし冷媒を加熱すると、第２バイパス配管８７を流れる冷媒の乾き度が増加し、温度センサ７３が検出する温度Ｔ１は、図２の点Ｃの冷媒状態の温度となる。
【００３１】
したがって、冷凍サイクル装置を設置し、試運転を行なっているときに、加熱装置７２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化させ、温度Ｔ１の変化の有無を検出することによって、制御装置１００は、封入された冷媒がＲ４１０ＡであるのかＲ４６３Ａを判断することができる。
【００３２】
図４は、冷媒種類によって変更する制御値の例を示す図であり、冷媒温度が低くなるほど、Ｒ４１０ＡとＲ４６３Ａの目標圧力は低く、Ｒ４１０Ａの目標圧力はＲ４６３Ａの目標圧力よりも０．０１〜０．０２ＭＰａＡほど低くなる。目標とする冷媒の温度に合わせて、制御の対象となる圧力の目標値は、図４に示すように変更される。このような目標圧力を達成するように、制御装置１００は、圧縮機１０の運転周波数、第１膨張装置５０の開度、第１ファン２２の回転速度，第２ファン６２の回転速度の少なくとも一つを制御する。この圧力の目標値は、封入された冷媒がＲ４１０ＡであるのかＲ４６３Ａであるのかによって図４に示すように切り換える必要がある。図４に示す制御値は、マップとして冷媒種類ごとにメモリ１０４に予め記憶されている。
【００３３】
制御装置１００は、試運転を行なって封入されている冷媒の種類を判別すると、その冷媒に対応するマップを選択して、各種制御に適用する。例えば、蒸発温度を−１０℃とするように運転したいとき、冷媒がＲ４１０Ａである場合には圧力０．５７ＭＰａＡを目標値として圧縮機１０等が制御される。また冷媒がＲ４６３Ａである場合には圧力０．５９ＭＰａＡを目標値として圧縮機１０等が制御される。
【００３４】
図５は、実施の形態１の冷凍サイクル装置の制御のメインルーチンを示すフローチャートである。図１、図５を参照して、冷凍サイクル装置１の運転の開始時に、制御装置１００は、まずステップＳ１において、封入された冷媒の種類がメモリ１０４に記憶されているか否かを判断する。ステップＳ１において、メモリ１０４に冷媒の種類が記憶されていない場合、ステップＳ２の冷媒種類判定運転が実行される。一方で、メモリ１０４に冷媒の種類が既に記憶されている場合には、ステップＳ２の処理は行なわれずステップＳ３に処理が進められる。
【００３５】
ステップＳ２の冷媒種類判定運転が行なわれると、冷媒種類がメモリ１０４に記憶される。そしてステップＳ３において、制御装置１００は、メモリ１０４に記憶された冷媒種類に対応する制御値を使用して、冷凍サイクル装置を運転する。
【００３６】
図６は、実施の形態１においてステップＳ２で実行される冷媒種類判定運転の処理の詳細を示すフローチャートである。まずステップＳ１１において、制御装置１００は、冷凍サイクル装置１の試運転を実行する。この試運転の条件は、封入された冷媒がＲ４１０Ａ、Ｒ４６３Ａのいずれであってもバイパス流路１１１において第２膨張装置７１を通過した冷媒が二相状態となる条件とする。
【００３７】
そして、ステップＳ１２においては、制御装置１００は、加熱装置７２がＯＦＦ状態であるときに温度センサ７３によって温度Ｔ１を測定し、測定結果を第１温度Ｔ１Ａとしてメモリ１０４に記憶する。その後ステップＳ１３において制御装置１００は、加熱装置７２、具体的にはヒータをＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化させる。そして、ステップＳ１４において、制御装置１００は、再び温度センサ７３によって温度Ｔ１を測定し、測定結果を第２温度Ｔ１Ｂとしてメモリ１０４に記憶する。
【００３８】
そして、ステップＳ１５において、制御装置１００は、加熱装置７２による加熱前後で生じた温度Ｔ１の変化量ΔＴ（＝Ｔ１Ｂ−Ｔ１Ａ）がしきい値より大きいか否かを判断する。
【００３９】
ステップＳ１５において、ΔＴ＞しきい値である場合、すなわち加熱によって二相冷媒の温度が上昇した場合には、ステップＳ１６において封入された冷媒は、非共沸冷媒であるＲ４６３Ａであると判定し、制御装置１００は、メモリ１０４に冷媒種類を記憶させる。一方ステップＳ１５において、ΔＴ≦しきい値である場合、すなわち加熱しても二相冷媒の温度が上昇しない場合には、ステップＳ１７において封入された冷媒は、疑似共沸冷媒であるＲ４１０Ａであると判定し、制御装置１００は、メモリ１０４に冷媒種類を記憶させる。
【００４０】
ステップＳ１６またはＳ１７において、冷媒種類がメモリ１０４に記憶された後、ステップＳ１８に処理が進められ、図５のフローチャートに処理が戻る。
【００４１】
実施の形態１について、再び図１を参照して総括する。冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０と、第１熱交換器である凝縮器２０と、第１膨張装置５０と、第２熱交換器である蒸発器６０と、冷媒回路１１０と、バイパス流路１１１と、乾き度変更装置１１２と、温度検出部１１３と、制御装置１００とを備える。冷媒回路１１０は、圧縮機１０、第１熱交換器、第１膨張装置５０、第２熱交換器の順に冷媒を循環させる。バイパス流路１１１は、第１膨張装置５０および第２熱交換器を経由せずに第１熱交換器から圧縮機１０の吸入口に冷媒を送る。乾き度変更装置１１２は、バイパス流路１１１に流れる冷媒の乾き度を変化させるように構成される。温度検出部１１３は、乾き度変更装置１１２によって乾き度が変更される前後の温度変化を検出するように構成される。制御装置１００は、乾き度変更装置１１２を制御する。制御装置１００は、温度検出部１１３が検出した温度変化に基づいて、冷媒の種類を特定する。
【００４２】
好ましくは、図１に示すように、バイパス流路１１１は、第２膨張装置７１と、冷媒の通過方向において、第２膨張装置７１の上流に位置する第１バイパス配管８６と、冷媒の通過方向において、第２膨張装置７１の下流に位置する第２バイパス配管８７とを含む。乾き度変更装置１１２は、第２バイパス配管８７を流れる冷媒を加熱する加熱装置７２を備える。温度検出部１１３は、第２バイパス配管８７において加熱装置７２よりも下流の冷媒の温度を検出する温度センサ７３を備える。図６に示すように、制御装置１００は、加熱装置７２による加熱を実行した場合に温度検出部１１３で検出された第１温度Ｔ１Ａと、加熱装置７２による加熱を非実行とした場合に温度検出部１１３で検出された第２温度Ｔ１Ｂとに基づいて、冷媒の種類を特定する。
【００４３】
以上説明したように、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１では、加熱装置７２による加熱の前後で、温度Ｔ１に変化が生じるか否かによって、封入されている冷媒が「疑似共沸冷媒または単一冷媒」であるか「非共沸冷媒」であるかを判定し、予めメモリ１０４に記憶された冷媒種類に応じた制御値で運転を行なうように構成される。制御装置１００は、温度検出部１１３が検出した温度変化がしきい値よりも小さい時は、冷媒が「擬似共沸冷媒または単一冷媒」であると判定し、温度変化がしきい値よりも大きい時は、冷媒が「非共沸冷媒」であると判定する。冷凍サイクル装置１は、このようにして、自動的に封入された冷媒に適した運転を行なうことができる。
【００４４】
なお、図６のフローチャートでは、加熱装置７２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化させた場合の冷媒の温度変化を監視したが、加熱装置７２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化させた場合の冷媒の温度変化を監視しても良い。
【００４５】
実施の形態２．
実施の形態１では、加熱装置７２による加熱を実行しない場合と実行する場合で、温度センサ７３で測定する温度Ｔ１の変化に注目した。実施の形態２では、温度センサをもう一つ追加して、加熱装置７２による加熱を実行する場合において、加熱装置７２を通過する前後の温度差を検出する。
【００４６】
図７は、実施の形態２の冷凍サイクル装置の構成を示す図である。なお、図１においては、冷凍装置における各機器の接続関係および配置構成は機能的に示されており、物理的な空間における配置を必ずしも示さない。
【００４７】
図７に示す冷凍サイクル装置１Ａは、室外機２Ａと、室内機３とを備える。室外機２Ａは、図１に示す冷凍サイクル装置１Ａの室外機２に対して、温度センサ７４とレシーバ（受液器）４２とが追加されている。室外機２Ａの他の部分の構成は、室外機２と同様であるので、説明は繰返さない。
【００４８】
レシーバ４２は、図１の分岐点Ｍ１に配置され、凝縮器２０を通過した冷媒を貯留する。レシーバ４２の底部に第１バイパス配管８６への排出口が設けられているので、液冷媒が第１バイパス配管８６に送られる。
【００４９】
温度センサ７４は、第１バイパス配管８６から供給される液冷媒が第２膨張装置７１を通過し二相冷媒となった時の温度Ｔ２を検出する。
【００５０】
実施の形態２においても、図５に示すフローチャートの制御が行なわれるが、ステップＳ２で実行される冷媒種類判定運転の処理が少し異なる。
【００５１】
図８は、実施の形態２においてステップＳ２で実行される冷媒種類判定運転の処理の詳細を示すフローチャートである。まずステップＳ２１において、制御装置１００は、冷凍サイクル装置１Ａの試運転を実行する。この試運転の条件は、冷媒がＲ４１０ＡであってもＲ４６３Ａであってもバイパス流路１１１において第２膨張装置７１を通過した冷媒が二相状態となる条件とする。
【００５２】
そして、ステップＳ２２においては、制御装置１００は、加熱装置７２をＯＮ状態とする。そしてステップＳ２３において、温度センサ７３によって温度Ｔ１を測定するとともに、温度センサ７４によって温度Ｔ２を測定する。
【００５３】
そして、ステップＳ２４において、制御装置１００は、加熱装置７２による加熱前後で生じた温度の変化量（Ｔ１−Ｔ２）がしきい値より大きいか否かを判断する。
【００５４】
Ｔ１−Ｔ２＞しきい値である場合、すなわち加熱によって二相冷媒の温度が上昇した場合には（ステップＳ２４でＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ２５において封入された冷媒が非共沸冷媒であるＲ４６３Ａであると判定し、メモリ１０４に冷媒種類を記憶させる。一方、Ｔ１−Ｔ２≦しきい値である場合、すなわち加熱しても二相冷媒の温度が上昇しない場合には（ステップＳ２４でＮＯ）、制御装置１００は、ステップＳ２６において封入された冷媒は、疑似共沸冷媒であるＲ４１０Ａであると判定し、メモリ１０４に冷媒種類を記憶させる。
【００５５】
ステップＳ２５またはＳ２６において、冷媒種類がメモリ１０４に記憶された後、ステップＳ２７に処理が進められ、図５のフローチャートに処理が戻る。
【００５６】
実施の形態２について、再び図７を参照して総括する。冷凍サイクル装置１Ａは、圧縮機１０と、第１熱交換器である凝縮器２０と、第１膨張装置５０と、第２熱交換器である蒸発器６０と、冷媒回路１１０と、バイパス流路１１１と、乾き度変更装置１１２と、温度検出部１１３Ａと、制御装置１００とを備える。冷媒回路１１０は、圧縮機１０、第１熱交換器、第１膨張装置５０、第２熱交換器の順に冷媒を循環させる。バイパス流路１１１は、第１膨張装置５０および第２熱交換器を経由せずに第１熱交換器から圧縮機１０の吸入口に冷媒を送る。乾き度変更装置１１２は、バイパス流路１１１に流れる冷媒の乾き度を変化させるように構成される。温度検出部１１３Ａは、乾き度変更装置１１２によって乾き度が変更される前後の温度変化を検出するように構成される。制御装置１００は、乾き度変更装置１１２を制御する。制御装置１００は、温度検出部１１３Ａが検出した温度変化に基づいて、冷媒の種類を特定する。
【００５７】
好ましくは、図７に示すように、バイパス流路１１１は、第２膨張装置７１と、冷媒の通過方向において、第２膨張装置７１の上流に位置する第１バイパス配管８６と、冷媒の通過方向において、第２膨張装置７１の下流に位置する第２バイパス配管８７とを含む。乾き度変更装置１１２は、第２バイパス配管８７を流れる冷媒を加熱する加熱装置７２を備える。温度検出部１１３Ａは、第１温度センサである温度センサ７３と、第２温度センサである温度センサ７４とを含む。第１温度センサは、第２バイパス配管８７に流れる冷媒が加熱装置７２で加熱された後の第１温度Ｔ１を検出する。第２温度センサは、第２バイパス配管８７に流れる冷媒が加熱装置７２に至る前の第２温度Ｔ２を検出する。図８に示すように、制御装置１００は、第１温度Ｔ１と、第２温度Ｔ２とに基づいて、冷媒の種類を特定する。
【００５８】
以上説明したように、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１Ａでは、加熱装置７２による加熱の前の温度Ｔ２と加熱の後の温度Ｔ１で、二相冷媒の温度に変化が生じるか否かによって、封入されている冷媒が「疑似共沸冷媒または単一冷媒」であるか「非共沸冷媒」であるかを判定し、予めメモリ１０４に記憶された冷媒種類に応じた制御値で運転を行なうように構成される。制御装置１００は、温度検出部１１３が検出した温度変化がしきい値よりも小さい時は、冷媒が「擬似共沸冷媒または単一冷媒」であると判定し、温度変化がしきい値よりも大きい時は、冷媒が「非共沸冷媒」であると判定する。このようにして、冷凍サイクル装置１Ａは、自動的に封入された冷媒に適した運転を行なうことができる。
【００５９】
なお、図７では、レシーバ４２が配置されているが、図１に示すようにレシーバ４２は必ずしもなくても良い。また、実施の形態１の図１にレシーバ４２を追加しても良い。
【００６０】
実施の形態３．
図９は、実施の形態３の冷凍サイクル装置の構成を示す図である。この冷凍サイクル装置は、疑似共沸冷媒と非共沸混合冷媒を使用することが可能に構成される。なお、図９においては、冷凍装置における各機器の接続関係および配置構成は機能的に示されており、物理的な空間における配置を必ずしも示さない。
【００６１】
図９を参照して、冷凍サイクル装置１Ｂは、室外機２Ｂと、室内機３とを備える。室外機２は、圧縮機１０と、凝縮器２０と、第１ファン２２と、レシーバ４２と、配管８０〜８４とを含む。また、室外機２は、バイパス流路１１１と、第２膨張装置７１と、温度センサ７３と、第１圧力センサ９０および第２圧力センサ９２と、制御装置１００とをさらに含む。第２膨張装置７１は、たとえばキャピラリチューブである。室内機３は、第１膨張装置５０と、蒸発器６０と、第２ファン６２と、配管８３とを含む。第１膨張装置５０は、たとえば電子膨張弁である。室内機３は、配管８２，８４を通じて室外機２に接続されている。実施の形態３では、乾き度変更装置１１２は、レシーバ４２と第１ファン２２によって構成される。また温度検出部１１３は、温度センサ７３によって構成される。
【００６２】
室内機３は、実施の形態１，２と同様な構成である。また室外機２Ｂについては、第１バイパス配管８６がレシーバ４２に取り付けられている部分以外については、実施の形態２と同様な構成である。したがって、同じ構成についての詳細な説明は繰返さない。
【００６３】
冷媒種類を検知する構成として、第１バイパス配管８６および第２バイパス配管８７と、第１バイパス配管８６および第２バイパス配管８７の間に設けられた第２膨張装置７１と、温度センサ７３とが設けられる。第１バイパス配管８６、第２膨張装置７１、および第２バイパス配管８７は、凝縮器２０を通過した冷媒の一部を、室内機３を経由せずに圧縮機１０へ戻すバイパス流路１１１を構成する。第２膨張装置７１は、たとえばキャピラリチューブである。第２膨張装置７１は、第１バイパス配管８６と第２バイパス配管８７との間に接続され、バイパス流路１１１に流れる冷媒の流量を調整する。冷媒が第２膨張装置７１を通過することによって冷媒の圧力は低下する。
【００６４】
温度センサ７３は、第２バイパス配管８７に設けられる。温度センサ７３は、第２膨張装置７１を通過した冷媒の温度Ｔ１を検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。温度センサ７３は、第２バイパス配管８７の外部に設置してもよいし、冷媒の温度をより確実に検出するために第２バイパス配管８７の内部に設置してもよい。
【００６５】
実施の形態３では、凝縮器２０に設けられた第１ファン２２の回転速度を変更することによって、凝縮器２０の内部の冷媒の温度および密度が変化することを利用して、第２バイパス配管８７を流れる乾き度を変化させる。
【００６６】
レシーバ４２は、凝縮器２０によって凝縮された高圧の液冷媒を貯留する。第１ファン２２の回転速度を増加させると、凝縮器２０では外気との熱交換量が増加するので冷媒の温度は低下する。すると、凝縮器２０内部の冷媒密度が低下するため、冷媒回路中の余剰冷媒の量が増加し、レシーバ４２の液面が上昇する。逆に、第１ファン２２の回転速度を低下させると、凝縮器２０における冷媒密度が上がるので、凝縮器２０中の液冷媒の質量が増加する。すると、冷媒回路中の余剰冷媒の量は減るので、レシーバ４２の液面が下がる。
【００６７】
実施の形態３では、レシーバ４２の液面の変化を、第２バイパス配管８７を流れる冷媒の乾き度を変化させることに利用する。実施の形態３では、第１バイパス配管８６の冷媒入口Ｄは、レシーバ４２の液面が変化すると吸引する冷媒の乾き度が変化するように構成される。レシーバ４２から第１バイパス配管８６に吸引される冷媒の乾き度が変化すると、これに応じて第２バイパス配管８７を流れる冷媒の乾き度は変化する。
【００６８】
図１０は、レシーバとバイパス配管の吸入端部の第１例の構成を示す図である。図１０を参照して、レシーバ４２には、ガス冷媒と液冷媒が貯留されている。配管８１からは、凝縮器２０で凝縮された冷媒が流入する。配管８２からは、レシーバ４２の底部から液冷媒が流出する。配管８１からガスが混合された冷媒が流入してもレシーバ４２からは液冷媒が優先して流出するように、配管８２の端部開口は、配管８１の端部開口よりも低い位置に設けられている。第１バイパス配管８６は、レシーバ４２の上部から内部に向けて挿入されている。第１バイパス配管８６は、レシーバ４２の内部において側面に複数の開口が設けられている。このような構成とすることにより、レシーバ４２内の冷媒の液面高さによって、第１バイパス配管８６に吸引される冷媒の乾き度が変化する。
【００６９】
ただし、第１バイパス配管８６の下端は、配管８２よりも高い位置に設けることが好ましい。つまり、レシーバ４２の底面を基準とした高さを考えた場合、液冷媒の液面高さＨ１が出口配管の高さＨｏｕｔ１より高い位置での液面の変化を検出するために、第１バイパス配管８６の下端の高さＨｏｕｔ２はＨｏｕｔ１よりも高くする。
【００７０】
図１１は、第１例のバイパス配管の端部に設けられている複数の穴を示した図である。図１２は、乾き度Ｑと液面高さＨ１との関係を示すグラフである。液面高さが高くなるほど穴が液冷媒で塞がれるので、ガス冷媒が吸引されにくくなり、乾き度Ｑが小さくなる。逆に、液面高さが低くなるほど、ガス冷媒を吸い込む穴の数が増えるので乾き度Ｑが大きくなる。図１２のような乾き度Ｑと液面高さＨ１の関係は、予め求めておきマップにしておくことができる。
【００７１】
図１３は、実施の形態３において冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合の冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図である。図１４は、実施の形態３において冷媒としてＲ４６３Ａを使用する場合の冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図である。Ｒ４１０Ａの場合、飽和液線と飽和蒸気線との間の二相状態における等温線は、図１３に示すように温度勾配がなく、水平である。一方、Ｒ４１０Ａの場合、飽和液線と飽和蒸気線との間の二相状態における等温線は、図１４に示すように温度勾配があり、右下がりである。これは、疑似共沸冷媒であるＲ４１０Ａの場合、二相状態において乾き度が変化しても温度は変化しないが、非共沸冷媒であるＲ４６３Ａの場合、二相状態において乾き度が増加すると温度も上昇することを示す。
【００７２】
図９に示すバイパス流路１１１の第２膨張装置７１を通過する冷媒の状態は、図１３、図１４において点Ａから点Ｂのように変化する。このときに第１ファン２２の回転速度を低下させると、冷凍サイクルはＲ１に示すサイクルからＲ２に示すサイクルに変化する。同時に凝縮器２０中では温度が上昇し、冷媒の密度が増加する。このため、凝縮器２０では冷媒がさらに必要となるので、レシーバ４２中の液冷媒は凝縮器２０に移動し、レシーバ４２の液冷媒の量は減少し、レシーバ４２の液面が下がる。するとバイパス流路１１１を流れる冷媒の乾き度が増えるので、第２膨張装置７１を通過する冷媒の状態は、図１３、図１４において点Ａ´から点Ｂ´のように変化する。したがって、第１ファン２２の回転速度を低下させると冷媒の状態が点Ｂから点Ｂ´に変化するが、非共沸冷媒の場合には温度Ｔ１は上昇する一方で、共沸冷媒または擬似共沸冷媒の場合には温度Ｔ１は変化しない。
【００７３】
実施の形態３においても、図５に示すフローチャートの制御が行なわれるが、ステップＳ２で実行される冷媒種類判定運転の処理が少し異なる。
【００７４】
図１５は、実施の形態３においてステップＳ２で実行される冷媒種類判定運転の処理の詳細を示すフローチャートである。まずステップＳ３１において、制御装置１００は、冷凍サイクル装置１Ｂの試運転を実行する。この試運転の条件は、冷媒がＲ４１０ＡであってもＲ４６３Ａであってもバイパス流路１１１において第２膨張装置７１を通過した冷媒が二相状態となる条件とする。続いてステップＳ３２において、制御装置１００は、温度センサ７３によって温度Ｔ１を測定し、測定結果を第１温度Ｔ１Ａとしてメモリ１０４に記憶する。
【００７５】
そして、ステップＳ３３においては、制御装置１００は、凝縮器２０の第１ファン２２の回転速度を高速（第１回転速度Ｆ１）から低速（第２回転速度Ｆ２）に変更する。すると凝縮器２０の冷媒の温度が上昇するので、冷媒密度が増加し凝縮器２０中の液冷媒の必要量が増加する。するとレシーバ４２中の余剰冷媒の量が減少するため、レシーバ４２の液面は下降する。これに伴い、バイパス流路１１１の冷媒の乾き度が増加する。
【００７６】
続いて、ステップＳ３４において、制御装置１００は、再び温度センサ７３によって温度Ｔ１を測定し、測定結果を第２温度Ｔ１Ｂとしてメモリ１０４に記憶する。
【００７７】
そして、ステップＳ３５において、制御装置１００は、第１ファン２２の回転速度を変化させた前後で生じた温度Ｔ１の変化量ΔＴ（＝Ｔ１Ｂ−Ｔ１Ａ）がしきい値より大きいか否かを判断する。
【００７８】
ステップＳ３５において、ΔＴ＞しきい値である場合、つまり二相冷媒の温度が上昇した場合には、ステップＳ３６において封入された冷媒は、Ｒ４６３Ａであると判定し、制御装置１００は、メモリ１０４に冷媒種類を記憶させる。一方ステップＳ３５において、ΔＴ≦しきい値である場合、すなわち二相冷媒の温度が変化しない場合には、ステップＳ３７において封入された冷媒は、Ｒ４１０Ａであると判定し、制御装置１００は、メモリ１０４に冷媒種類を記憶させる。
【００７９】
ステップＳ３６またはＳ３７において、冷媒種類がメモリ１０４に記憶された後、ステップＳ３８に処理が進められ、図５のフローチャートに処理が戻る。
【００８０】
したがって、冷凍サイクル装置を設置し、試運転を行なっているときに、第１ファン２２の回転速度を変化させ、温度Ｔ１の変化の有無を検出することによって、制御装置１００は、封入された冷媒がＲ４１０ＡであるのかＲ４６３Ａを判断することができる。
【００８１】
図１６は、バイパス配管の吸入端部の第２例の構成を示す図である。図１６に示すように、第１バイパス配管８６の端部の側面に高さ方向が長手方向となるスリットを設けても良い。
【００８２】
図１７は、バイパス配管の吸入端部の第３例の構成を示す図である。図１７に示すように、吸引口の高さを変えた配管を複数設けても良い。
【００８３】
図１８は、バイパス配管の吸入端部の第４例の構成を示す図である。第４例では、第１バイパス配管８６の端部は、下方からレシーバ４２に挿入されている。図１９は、第４例のバイパス配管の吸入端部に設けられた穴の詳細を示す図である。第４例では、第１例と同様、図１９に示すように、第１バイパス配管８６の端部には、複数の開口Ｄ１〜Ｄ５が設けられる。開口Ｄ１〜Ｄ５は、均等の間隔Ｌで冷媒が吸引される流れ方向に沿って配置されている。開口Ｄ１が先端側（上方）、開口Ｄ５は、先端から離れた下方側に設けられている。
【００８４】
なお、第４例に示したようなレシーバ４２の下方向から第１バイパス配管８６を挿入する構成についても、第２例のように側面にスリットを設けたり、第３例のように複数の吸入口高さが異なる分岐管を設けたりしても良い。
【００８５】
実施の形態３について、再び図９を参照して総括する。冷凍サイクル装置１Ｂは、圧縮機１０と、第１熱交換器である凝縮器２０と、第１膨張装置５０と、第２熱交換器である蒸発器６０と、冷媒回路１１０と、バイパス流路１１１と、乾き度変更装置１１２Ｂと、温度検出部１１３と、制御装置１００とを備える。冷媒回路１１０は、圧縮機１０、第１熱交換器、第１膨張装置５０、第２熱交換器の順に冷媒を循環させる。バイパス流路１１１は、第１膨張装置５０および第２熱交換器を経由せずに第１熱交換器から圧縮機１０の吸入口に冷媒を送る。乾き度変更装置１１２Ｂは、バイパス流路１１１に流れる冷媒の乾き度を変化させるように構成される。温度検出部１１３は、乾き度変更装置１１２Ｂによって乾き度が変更される前後の温度変化を検出するように構成される。制御装置１００は、乾き度変更装置１１２Ｂを制御する。制御装置１００は、温度検出部１１３が検出した温度変化に基づいて、冷媒の種類を特定する。
【００８６】
好ましくは、図９に示すように、乾き度変更装置１１２Ｂは、冷媒回路１１０において、第１熱交換器である凝縮器２０と第１膨張装置５０との間に配置されたレシーバ４２と、第１熱交換器に送風する第１ファン２２とをさらに備える。バイパス流路１１１は、第２膨張装置７１と、第１バイパス配管８６と、第２バイパス配管８７とを含む。第１バイパス配管８６は、冷媒の通過方向において、第２膨張装置７１の上流に位置し、レシーバ４２と第２膨張装置７１とを接続する。第２バイパス配管８７は、冷媒の通過方向において、第２膨張装置７１の下流に位置する。第１バイパス配管８６のレシーバ４２に挿入された端部には、冷媒入口Ｄが設けられる。冷媒入口Ｄは、レシーバの液面高さＨ１が変化するとガス状態の冷媒を吸引する開口面積が変化するように構成される。温度検出部１１３は、第２バイパス配管８７を流れる冷媒の温度Ｔ１を検出する。図１５に示すように、制御装置１００は、第１ファン２２が第１回転速度Ｆ１である場合に温度検出部１１３で検出された第１温度Ｔ１Ａと、第１ファン２２が第１回転速度より低い第２回転速度Ｆ２である場合に温度検出部１１３で検出された第２温度Ｔ１Ｂとに基づいて、冷媒の種類を特定する。
【００８７】
冷媒入口Ｄは、レシーバ４２の液面高さが変化すると、ゼロ以上第１バイパス配管８６の断面積以下の範囲で開口面積が変化するように構成される。
【００８８】
好ましくは、図１０、図１１、図１７、図１８、図１９に示すように、第１バイパス配管８６のレシーバ４２に挿入された端部には、冷媒入口Ｄとして、レシーバ４２の液面高さの変化方向に互いに異なる位置に設けられた複数の開口Ｄ１〜Ｄ５が設けられる。
【００８９】
好ましくは、図１６に示すように、第１バイパス配管８６のレシーバ４２に挿入された端部には、冷媒入口Ｄとして、レシーバ４２の液面高さの変化方向が長手方向とされたスリットＳが設けられる。
【００９０】
以上説明したように、実施の形態３の冷凍サイクル装置１Ｂでは、第１ファン２２の回転速度を変化させた前後で、二相冷媒の温度Ｔ１に変化が生じるか否かによって、封入されている冷媒が「疑似共沸冷媒または単一冷媒」であるか「非共沸冷媒」であるかを判定し、予めメモリ１０４に記憶された冷媒種類に応じた制御値で運転を行なうように構成される。制御装置１００は、温度検出部１１３が検出した温度変化がしきい値よりも小さい時は、冷媒が「擬似共沸冷媒または単一冷媒」であると判定し、温度変化がしきい値よりも大きい時は、冷媒が「非共沸冷媒」であると判定する。このようにして、冷凍サイクル装置１Ｂは、自動的に封入された冷媒に適した運転を行なうことができる。
【００９１】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９２】
１，１Ａ，１Ｂ  冷凍サイクル装置、２，２Ａ，２Ｂ  室外機、３  室内機、１０  圧縮機、２０  凝縮器、２２  第１ファン、６２  第２ファン、４２  レシーバ、５０  第１膨張装置、６０  蒸発器、７１  第２膨張装置、７２  加熱装置、７３，７４  温度センサ、８０，８１，８２，８３，８４  配管、８６  第１バイパス配管、８７  第２バイパス配管、９０  第１圧力センサ、９２  第２圧力センサ、１００  制御装置、１０４  メモリ、１１０  冷媒回路、１１１  流路、１１２，１１２Ｂ  乾き度変更装置、１１３，１１３Ａ  温度検出部、Ｄ  冷媒入口、Ｄ１〜Ｄ５  開口、Ｍ１  分岐点、Ｓ  スリット。
【図１】
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【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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