WO2020079771A1 - 室外機及びそれを備える冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2020079771A1
WO2020079771A1 PCT/JP2018/038637 JP2018038637W WO2020079771A1 WO 2020079771 A1 WO2020079771 A1 WO 2020079771A1 JP 2018038637 W JP2018038637 W JP 2018038637W WO 2020079771 A1 WO2020079771 A1 WO 2020079771A1
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refrigerant
outdoor unit
heater
compressor
temperature
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PCT/JP2018/038637
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悠介 有井
佐多　裕士
洋貴 佐藤
亮 築山
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三菱電機株式会社
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    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/26—Refrigerant piping
    • F24F1/30—Refrigerant piping for use inside the separate outdoor units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
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    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/49—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring ensuring correct operation, e.g. by trial operation or configuration checks
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    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/86—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits

Definitions

  • the present disclosure relates to an outdoor unit and a refrigeration cycle device including the outdoor unit.
  • Patent Document 1 discloses a refrigerating apparatus.
  • the outdoor unit of this refrigeration system includes a compressor, an oil separator, a condenser, a liquid receiver, a subcooling heat exchanger, and an accumulator.
  • the indoor unit includes an expansion valve and an evaporator.
  • the adequacy of the amount of the refrigerant filled in the refrigerant circuit is determined based on the temperature efficiency of the subcooling heat exchanger.
  • the temperature efficiency is a value obtained by dividing the degree of supercooling of the refrigerant at the outlet of the subcooling heat exchanger by the maximum temperature difference of the subcooling heat exchanger. According to this refrigeration system, it is possible to detect a shortage of the refrigerant in the refrigerant circuit (see Patent Document 1).
  • the present disclosure has been made to solve such a problem, and an object of the present disclosure is to provide an outdoor unit capable of accurately detecting a shortage of a refrigerant enclosed in a refrigerant circuit, and a refrigeration cycle apparatus including the outdoor unit. That is.
  • the outdoor unit of the present disclosure is an outdoor unit that is connected to an indoor unit to form a refrigeration cycle apparatus, and includes a compressor that compresses a refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant output from the compressor, and a condenser.
  • a bypass circuit configured to return a part of the refrigerant on the outlet side to the compressor without passing through the indoor unit, and a refrigerant amount detection unit.
  • the refrigerant amount detection unit includes a heater configured to heat the refrigerant flowing through the bypass circuit, and a post-heating temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant heated by the heater.
  • the refrigerant amount detection unit is provided at a place where the influence of the air flow is smaller than that of the condenser.
  • the refrigerant flowing through the heater will have a large amount of liquid components, so the amount of temperature rise of the refrigerant that has passed through the heater will be small.
  • the refrigerant flowing through the heater has a large amount of gas components, and therefore the temperature rise amount of the refrigerant that has passed through the heater is large (the degree of superheat is large). Therefore, in this outdoor unit, for example, when the temperature rise amount of the refrigerant that has passed through the heater exceeds a threshold value, it can be determined that the refrigerant is insufficient.
  • the refrigerant amount detection unit is provided at a place where the influence of the air flow is smaller than that of the condenser, so that the refrigerant amount detection unit is affected by the air flow, and thus there is an error in the temperature rise amount. It can be suppressed.
  • the outdoor unit of the present disclosure and the refrigeration cycle apparatus including the same it is possible to accurately detect the shortage of the refrigerant enclosed in the refrigerant circuit.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a refrigeration apparatus using an outdoor unit according to Embodiment 1 of the present disclosure. It is a figure which shows notionally the state of the refrigerant
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of a procedure of a refrigerant shortage determination executed by the control device shown in FIG. 1. It is a figure which shows the structure of an outdoor unit roughly. It is a figure which shows roughly the structure of the outdoor unit in the modification 1. It is a figure which shows roughly the structure of the outdoor unit in the modification 2. It is a figure which shows roughly the structure of the outdoor unit in the modification 3. It is a figure which shows the example of arrangement
  • FIG. 9 is an overall configuration diagram of a refrigeration apparatus using an outdoor unit according to a third embodiment. 9 is a flowchart showing an example of a procedure of a refrigerant shortage determination process executed by the control device in the third embodiment.
  • FIG. 9 is an overall configuration diagram of a refrigeration apparatus using an outdoor unit according to a third embodiment. 9 is a flowchart showing an example of a procedure of a refrigerant shortage determination process executed by the control device in the third embodiment.
  • FIG. 13 is an overall configuration diagram of a refrigeration apparatus including an outdoor unit according to a fourth embodiment. It is a figure which shows the operation pattern of a solenoid valve and a heater.
  • 16 is a flowchart showing an example of a procedure of a refrigerant shortage determination process executed by the control device in the fourth embodiment.
  • 9 is a flowchart showing an example of a procedure of a refrigerant shortage determination process executed by a control device in Modification 4; It is a figure which shows the operation pattern of a solenoid valve and a heater.
  • 20 is a flowchart showing an example of a heater failure determination processing procedure executed by the control device in the fifth embodiment.
  • 16 is a flowchart showing an example of a procedure of a compressor starting process executed by the control device in the sixth embodiment. It is the whole refrigeration equipment lineblock diagram. It is the whole refrigeration equipment lineblock diagram.
  • Embodiment 1. 1 is an overall configuration diagram of a refrigerating apparatus in which an outdoor unit according to a first embodiment of the present disclosure is used. It should be noted that FIG. 1 functionally shows the connection relationship and arrangement configuration of each device in the refrigeration apparatus, and does not necessarily show the arrangement in the physical space.
  • the refrigeration system 1 includes an outdoor unit 2 and an indoor unit 3.
  • the outdoor unit 2 includes a compressor 10, a condenser 20, a fan 22, a liquid reservoir 30, a heat exchanger 40, a fan 42, a sight glass 45, and pipes 80 to 83, 85.
  • the outdoor unit 2 further includes pipes 86 and 87, a refrigerant amount detection unit 70, pressure sensors 90 and 92, and a control device 100.
  • the indoor unit 3 includes an expansion valve 50, an evaporator 60, a fan 62, and a pipe 84.
  • the indoor unit 3 is connected to the outdoor unit 2 through pipes 83 and 85.
  • the pipe 80 connects the discharge port of the compressor 10 and the condenser 20.
  • the pipe 81 connects the condenser 20 and the liquid reservoir 30.
  • the pipe 82 connects the liquid reservoir 30 and the heat exchanger 40.
  • the pipe 83 connects the heat exchanger 40 and the expansion valve 50.
  • the pipe 84 connects the expansion valve 50 and the evaporator 60.
  • the pipe 85 connects the evaporator 60 and the suction port of the compressor 10.
  • the pipe 86 connects the pipe 82 and the refrigerant amount detection unit 70.
  • the pipe 87 connects the refrigerant amount detection unit 70 and the pipe 85.
  • the compressor 10 compresses the refrigerant sucked from the pipe 85 and outputs it to the pipe 80.
  • the compressor 10 is configured to adjust the rotation speed according to a control signal from the control device 100. By adjusting the number of revolutions of the compressor 10, the circulation amount of the refrigerant is adjusted, and the capacity of the refrigeration system 1 can be adjusted.
  • Various types of compressors can be adopted as the compressor 10, for example, scroll type, rotary type, screw type, etc. can be adopted.
  • the condenser 20 condenses the refrigerant output from the compressor 10 to the pipe 80 and outputs the condensed refrigerant to the pipe 81.
  • the condenser 20 is configured such that the high-temperature and high-pressure gas refrigerant output from the compressor 10 exchanges heat with the outside air (heat radiation). By this heat exchange, the refrigerant is condensed and changed into a liquid phase.
  • the fan 22 supplies outside air to the condenser 20 where the refrigerant exchanges heat in the condenser 20. By adjusting the rotation speed of the fan 22, the refrigerant pressure (high pressure side pressure) on the outlet side of the compressor 10 can be adjusted.
  • the liquid reservoir 30 stores the high-pressure liquid refrigerant condensed by the condenser 20.
  • the heat exchanger 40 is configured so that the liquid refrigerant output from the liquid reservoir 30 to the pipe 82 further exchanges heat with the outside air (heat radiation).
  • the refrigerant becomes supercooled liquid refrigerant by passing through the heat exchanger 40.
  • the fan 42 supplies the heat exchanger 40 with the outside air in which the refrigerant exchanges heat in the heat exchanger 40.
  • the sight glass 45 is a window for visually confirming bubbles (flash gas) in the refrigerant flowing through the pipe 83.
  • the expansion valve 50 decompresses the refrigerant output from the heat exchanger 40 to the pipe 83 and outputs the reduced pressure to the pipe 84.
  • the opening degree of the expansion valve 50 is changed to the closing direction, the refrigerant pressure on the outlet side of the expansion valve 50 decreases and the dryness of the refrigerant increases.
  • the opening degree of the expansion valve 50 is changed in the opening direction, the refrigerant pressure on the outlet side of the expansion valve 50 increases and the dryness of the refrigerant decreases.
  • a capillary tube may be used instead of the expansion valve 50.
  • the evaporator 60 evaporates the refrigerant output from the expansion valve 50 to the pipe 84 and outputs it to the pipe 85.
  • the evaporator 60 is configured such that the refrigerant decompressed by the expansion valve 50 exchanges heat (heat absorption) with the air inside the indoor unit 3.
  • the refrigerant is evaporated by passing through the evaporator 60 and becomes superheated steam.
  • the fan 62 supplies the outside air to the evaporator 60 where the refrigerant exchanges heat in the evaporator 60.
  • the refrigerant amount detection unit 70 is provided between a pipe 86 branched from the pipe 82 and a pipe 87 connected to the pipe 85.
  • the pipe 86, the refrigerant amount detection unit 70, and the pipe 87 configure a “bypass circuit” that returns a part of the refrigerant on the outlet side of the condenser 20 to the compressor 10 without passing through the indoor unit 3.
  • the refrigerant amount detection unit 70 includes a capillary tube 71, a heater 72, and temperature sensors 73 and 74.
  • the capillary tube 71 is connected between the pipe 86 and the pipe 87 and reduces the pressure of the refrigerant flowing in the bypass circuit.
  • the capillary tube 71 does not become a gas single phase even if the refrigerant that has passed through the capillary tube 71 is heated by the heater 72, and is in a gas-liquid two phase, The amount of heating is also taken into consideration and designed appropriately.
  • An expansion valve may be used instead of the capillary tube 71.
  • the heater 72 and the temperature sensors 73 and 74 are provided in the pipe 87.
  • the heater 72 heats the refrigerant that has passed through the capillary tube 71.
  • the enthalpy of the refrigerant is increased by being heated by the heater 72.
  • the heater 72 has a heating amount as well as the specifications of the capillary tube 71 so that the refrigerant passing through the capillary tube 71 does not become a gas single phase but is a gas-liquid two phase even if it is heated by the heater 72. Is set.
  • the heater 72 may heat the refrigerant from the outside of the pipe 87, or may be installed inside the pipe 87 to ensure heat transfer from the heater 72 to the refrigerant.
  • the temperature sensor 73 detects the refrigerant temperature before heating the refrigerant by the heater 72, that is, the refrigerant temperature T1 between the capillary tube 71 and the heater 72, and outputs the detected value to the control device 100.
  • the temperature sensor 74 detects the refrigerant temperature after the refrigerant is heated by the heater 72, that is, the temperature T2 of the refrigerant downstream of the heater 72 and before joining the pipe 85, and outputs the detected value to the control device 100.
  • the temperature sensors 73 and 74 may be installed outside the pipe 87, or may be installed inside the pipe 87 in order to more reliably detect the temperature of the refrigerant. The principle and method of refrigerant shortage detection by the refrigerant amount detection unit 70 will be described later in detail.
  • the pressure sensor 90 detects the pressure LP of the refrigerant in the pipe 85 and outputs the detected value to the control device 100. That is, the pressure sensor 90 detects the refrigerant pressure (low pressure side pressure) on the suction side of the compressor 10.
  • the pressure sensor 92 detects the pressure HP of the refrigerant in the pipe 80 and outputs the detected value to the control device 100. That is, the pressure sensor 92 detects the refrigerant pressure (high pressure side pressure) on the discharge side of the compressor 10.
  • the control device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 102, a memory 104 (ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory)), an input / output buffer (not shown) for inputting / outputting various signals, and the like. It is configured to include.
  • the CPU 102 expands the program stored in the ROM into the RAM or the like and executes it.
  • the program stored in the ROM is a program in which the processing procedure of the control device 100 is described.
  • the control device 100 executes control of each device in the outdoor unit 2 according to these programs. This control is not limited to the processing by software, but may be performed by dedicated hardware (electronic circuit).
  • the shortage of the refrigerant occurs when the initial filling amount of the refrigerant into the refrigerant circuit is insufficient or when the refrigerant leaks after the start of use.
  • FIG. 2 is a diagram conceptually showing the state of the refrigerant around the heater 72 at the normal time when there is no shortage of the refrigerant.
  • normal time when the refrigerant shortage does not occur and the amount of refrigerant is within an appropriate range, it may be simply referred to as “normal time”.
  • the refrigerant when the amount of the refrigerant is proper and normal, the refrigerant is almost in a liquid phase at the outlet of the condenser 20, and the liquid refrigerant is accumulated in the liquid reservoir 30. As a result, the liquid refrigerant flows through the pipe 86, and the refrigerant that has passed through the capillary tube 71 has a large amount of liquid components. Then, the refrigerant that has passed through the capillary tube 71 is heated by the heater 72 and its dryness is increased.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a change in the refrigerant temperature by the heater 72 during normal operation.
  • the horizontal axis indicates the position in the extending direction of the pipe 87
  • P1 and P2 indicate the positions where the temperature sensors 73 and 74 are installed, respectively.
  • the vertical axis represents the refrigerant temperature at each position of the pipe 87.
  • FIG. 3 shows the case where the refrigerant is an azeotropic refrigerant (a refrigerant having no temperature gradient, such as a refrigerant such as R410a).
  • the refrigerant that has passed through the capillary tube 71 has a large amount of liquid components, so that the temperature of the refrigerant does not basically change even if the heater 72 heats the refrigerant (heating energy is Used to change the latent heat of the refrigerant). Therefore, the temperature T2 of the refrigerant after heating the refrigerant by the heater 72 is substantially the same as the temperature T1 of the refrigerant before heating the refrigerant by the heater 72.
  • the refrigerant when the refrigerant is a non-azeotropic refrigerant (a refrigerant having a temperature gradient, for example, a refrigerant such as R407a, R448a, R449a, R463a), the temperature of the refrigerant rises slightly due to the heating by the heater 72. Do (about 10 degrees at most).
  • a non-azeotropic refrigerant a refrigerant having a temperature gradient, for example, a refrigerant such as R407a, R448a, R449a, R463a
  • the temperature of the refrigerant rises slightly due to the heating by the heater 72. Do (about 10 degrees at most).
  • FIG. 4 is a diagram conceptually showing the state of the refrigerant around the heater 72 when the refrigerant is insufficient.
  • the refrigerant when the refrigerant is insufficient, the refrigerant is gas-liquid two-phase at the outlet of the condenser 20, and the liquid refrigerant is not accumulated in the liquid reservoir 30, or even if it is accumulated. A small amount.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the pipe 86, and the refrigerant that has passed through the capillary tube 71 is in a state of having a larger gas component than in the normal state. Therefore, the refrigerant that has passed through the capillary tube 71 is heated and evaporated by the heater 72, and the temperature (degree of superheat) rises.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of changes in the refrigerant temperature by the heater 72 when the refrigerant is insufficient. Also in FIG. 5, the horizontal axis indicates the position in the extending direction of the pipe 87, and P1 and P2 indicate the positions at which the temperature sensors 73 and 74 are installed, respectively. The vertical axis represents the refrigerant temperature at each position of the pipe 87.
  • the refrigerant that has passed through the capillary tube 71 has a large amount of gas components. Therefore, when the refrigerant is heated by the heater 72, the refrigerant evaporates and the temperature of the refrigerant rises. (Superheat> 0). Therefore, the temperature T2 of the refrigerant after heating the refrigerant by the heater 72 becomes higher than the temperature T1 of the refrigerant before heating the refrigerant by the heater 72.
  • the refrigerant is a non-azeotropic refrigerant
  • the heating amount of the heater 72 is appropriately set.
  • the refrigerant amount detection unit 70 can detect whether or not there is a refrigerant shortage in the refrigeration system 1 based on the amount of temperature increase of the refrigerant when the heater 72 heats the refrigerant.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a refrigerant shortage determination executed by the control device 100 shown in FIG. The series of processes shown in this flowchart is repeatedly executed while the refrigeration system 1 is in steady operation.
  • control device 100 determines whether or not the refrigerant shortage determination control is being executed (step S10).
  • the refrigerant shortage determination control is executed, for example, once a hour for several minutes, and the heater 72 is turned on (operated) during the execution of the control.
  • control device 100 shifts the process to return without executing the subsequent series of processes.
  • step S10 When it is determined in step S10 that the refrigerant shortage determination control is being executed (YES in step S10), the control device 100 outputs the detection values of the temperatures T1 and T2 from the temperature sensors 73 and 74 of the refrigerant amount detection unit 70, respectively. It is acquired (step S20). Then, the control device 100 determines whether or not the difference (T2-T1) between the acquired temperature T2 and the temperature T1, that is, the temperature rise amount of the refrigerant by the heater 72 is smaller than the threshold value Tth1 ( Step S30).
  • the control device 100 determines that the refrigerant amount is insufficient (step S40). If it is determined in step S40 that the refrigerant is insufficient, an alarm indicating that the refrigerant is insufficient may be output.
  • step S30 When it is determined in step S30 that the temperature rise amount of the refrigerant by the heater 72 is smaller than the threshold value Tth1 (YES in step S30), the control device 100 determines that the refrigerant amount is normal, and returns. And processing is transferred.
  • the threshold value Tth1 in step S30 is such that the type of the refrigerant used and the heater 72 are set so that the temperature increase amount of the refrigerant when the heater 72 is normal and the temperature increase amount when the heater is insufficient can be distinguished. It is appropriately set based on the heating amount.
  • the refrigerant amount detection unit 70 is arranged at a location that is less likely to be affected by the wind, which is a disturbance for detecting the temperature rise amount. Specifically, the refrigerant amount detection unit 70 is arranged at a place where the influence of the air flow is smaller than that of the condenser 20.
  • the wind that is the target of the influence reduction includes the wind that has passed through the condenser 20, the wind that has not passed through the condenser 20, and the natural wind. As a result, it is possible to prevent the refrigerant amount detection unit 70 from being affected by the wind and causing an error in the temperature increase amount.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the structure of the outdoor unit 2 of the refrigeration system 1.
  • the inside of the outdoor unit 2 is partitioned by a partition plate (wall) 206 into a heat exchange chamber 202 and a machine room 204.
  • the heat exchange chamber 202 houses the condenser 20, the liquid reservoir 30, the heat exchanger 40 (none of which are shown), and the fans 22 and 42.
  • the condenser 20, the heat exchanger 40 (hereinafter, sometimes collectively referred to as “heat exchange section”), and the fans 22, 42 are provided on the side surface of the housing of the outdoor unit 2, and in this example, The heat exchange section is provided on the back side and the fans 22, 42 are provided on the front side, and the exhaust heat air of the heat exchange section flows from the back side of the heat exchange chamber 202 toward the front side.
  • the machine chamber 204 accommodates the compressor 10, each pipe, the pressure sensors 90 and 92, and the control device 100.
  • the refrigerant amount detection unit 70 is housed in the machine room 204.
  • the wind accompanying the operation of the fans 22 and 42, or the natural wind when the fans are stopped flows in the heat exchange chamber 202.
  • the refrigerant amount detection unit 70 (particularly the temperature sensors 73 and 74) is affected by the wind, so that an error may occur in the measurement of the refrigerant temperature rise amount by the heater 72.
  • the refrigerant amount detection unit 70 since the refrigerant amount detection unit 70 is housed in the machine room 204 that is separated from the heat exchange chamber 202 by the partition plate 206, it is not affected by wind. Therefore, according to the outdoor unit 2, the temperature rise amount of the refrigerant by the heater 72 can be accurately measured.
  • liquid reservoir 30 is arranged in the heat exchange chamber 202 in the above, it may be arranged in the machine chamber 204.
  • the temperature rise amount of the refrigerant passing through the heater 72 is determined based on the temperature rise amount. A lack of refrigerant can be detected. Further, in the first embodiment, since the refrigerant amount detection unit 70 is arranged in the machine room 204 that is not affected by the wind, the refrigerant amount detection unit 70 is affected by the wind, so that the temperature rise amount is increased. It is possible to avoid making an error. As a result, according to the first embodiment, it is possible to accurately detect the shortage of the refrigerant sealed in the refrigeration system 1.
  • a box may be provided in the heat exchange chamber 202, and the refrigerant amount detection unit 70 may be arranged in the box.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the structure of the outdoor unit 2 in the first modification.
  • the heat exchange chamber 202 accommodates a condenser 20, a liquid reservoir 30, a heat exchanger 40 (none of which are shown), fans 22, 42, and a box 208. Further provided. Then, in the outdoor unit 2 according to the first modification, the refrigerant amount detection unit 70 is arranged in the box 208 provided in the heat exchange chamber 202.
  • the refrigerant amount detection unit 70 Since the refrigerant amount detection unit 70 is arranged inside the box 208, it is not affected by the wind. Further, since the refrigerant amount detection unit 70 is housed in the box 208 and arranged in the heat exchange chamber 202, it is not necessary to extend the pipe 86 for forming the bypass circuit to the machine chamber 204. Therefore, according to the first modification, the degree of freedom in installing the pipe in the outdoor unit 2 is improved.
  • the refrigerant amount detection unit 70 may be modularized and the module may be arranged adjacent to the housing of the outdoor unit 2.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the structure of the outdoor unit 2 in Modification 2.
  • the outdoor unit 2 according to the second modification includes a refrigerant amount detection module 210.
  • the refrigerant amount detection module 210 is configured to include the refrigerant amount detection unit 70, and is arranged in the lower portion of the housing of the outdoor unit 2 in this example.
  • the refrigerant amount detection unit 70 Since the refrigerant amount detection unit 70 is arranged outside the housing of the outdoor unit 2 as the refrigerant amount detection module 210, it is not affected by the wind flowing through the heat exchange chamber 202 in which the heat exchange unit is provided. Further, by configuring the modularized refrigerant amount detection unit 70 to be detachable from the outdoor unit 2, it becomes possible to provide the refrigerant amount detection unit 70 as an additional function. Furthermore, by modularizing the refrigerant amount detection unit 70, the maintainability of the refrigerant amount detection unit 70 is also improved.
  • the refrigerant amount detection module 210 is arranged in the lower part of the casing of the outdoor unit 2, but it may be arranged in the side part or the upper part of the casing of the outdoor unit 2.
  • the heat exchange unit and the fan are provided on the side surface of the housing of the outdoor unit 2, and the air flow is directed from one side surface (for example, the rear surface side) of the heat exchange chamber 202 to the other side surface (for example, the front surface side).
  • the side flow type outdoor unit 2 to be formed has been described.
  • the outdoor unit 2 is not limited to such a side flow type, and for example, the fans 22 and 42 are provided on the upper part of the housing of the outdoor unit 2 and the heat exchange section is provided on the side surface of the housing. It may be of a top flow type in which an airflow is formed from the side surface of the heat exchange chamber 202 toward the upper side.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the structure of the outdoor unit 2 in Modification 3.
  • the interior of the outdoor unit 2 is partitioned by a partition plate 216 into a heat exchange chamber 212 and a machine chamber 214 so that the machine chamber 214 is arranged below the housing.
  • the heat exchange chamber 212 accommodates the condenser 20, the heat exchanger 40 (both not shown), and the fans 22 and 42.
  • the heat exchange parts of the condenser 20 and the heat exchanger 40 are provided on the side surface of the housing of the outdoor unit 2, and the fans 22 and 42 are provided on the upper part of the housing. Thereby, an airflow is formed from the side surface of the heat exchange chamber 212 toward the upper part.
  • the machine chamber 214 accommodates the compressor 10, the liquid reservoir 30, each pipe, the pressure sensors 90 and 92, and the control device 100.
  • the refrigerant amount detection unit 70 is housed in the machine room 214. As a result, the refrigerant amount detection unit 70 is not affected by the airflow flowing in the heat exchange chamber 212 in which the heat exchange unit is arranged. Therefore, according to the third modification as well, the refrigerant amount detection unit 70 can accurately measure the temperature rise amount of the refrigerant by the heater 72. As a result, it is possible to accurately detect the shortage of the refrigerant enclosed in the refrigeration system 1.
  • the liquid reservoir 30 is arranged in the machine room 214, but it may be arranged in the heat exchange chamber 212.
  • Embodiment 2 The entire configuration of the refrigerating apparatus in the second embodiment is the same as that of the refrigerating apparatus 1 in the first embodiment shown in FIG.
  • the refrigerant on the outlet side of the capillary tube 71 in the refrigerant amount detection unit 70 has a large liquid component.
  • the pipe 87 on the outlet side of the capillary tube 71 is horizontally placed, depending on the flow rate of the refrigerant, as shown in FIG. 11, in the pipe 87, the upper part becomes the gas phase and the lower part becomes the liquid phase. Become.
  • the temperature of the refrigerant in the vapor phase portion may change due to the influence of the ambient temperature, and the temperature sensors 73 and 74 may not correctly measure the refrigerant temperatures T1 and T2.
  • the temperature sensors 73 and 74 are installed vertically below the pipe 87 with respect to the pipe 87 that is placed horizontally.
  • the temperature of the liquid phase portion in the pipe 87 is measured by.
  • the error in the temperature detection of the refrigerant by the temperature sensors 73, 74 is reduced, and as a result, the amount of increase in the temperature of the refrigerant by the heater 72 can be accurately measured.
  • the heater 72 is installed vertically below the pipe 87 with respect to the pipe 87 placed horizontally, and the liquid refrigerant in the pipe 87 is heated by the heater 72.
  • the heater 72 heats the gas refrigerant (gas phase portion) in the pipe 87, the gas refrigerant overheats, which may cause false detection of the refrigerant shortage. It is possible to suppress the possibility of incorrect detection.
  • the second embodiment it is possible to accurately detect the shortage of the refrigerant sealed in the refrigeration system 1 based on the amount of increase in the temperature of the refrigerant by the heater 72.
  • both the temperature sensors 73 and 74 and the heater 72 are installed vertically below the pipe 87 with respect to the pipe 87 that is placed horizontally.
  • the pipe 87 on the exit side of the capillary tube 71 is horizontally installed
  • a rising portion of the pipe 87 is provided between the capillary tube 71 and the heater 72.
  • the temperature sensor 73 may be provided around the rising portion and the temperature of the liquid pool (liquid phase portion) on the rising portion may be measured.
  • Embodiment 3 In the third embodiment, instead of the heater 72, a high-temperature high-pressure refrigerant on the compressor outlet side is used as the heat source in the refrigerant amount detection unit. This makes it possible to configure the refrigerant amount detection unit without separately providing the heater 72.
  • FIG. 12 is an overall configuration diagram of a refrigerating apparatus in which the outdoor unit according to the third embodiment is used.
  • this refrigeration apparatus 1A includes an outdoor unit 2A and an indoor unit 3.
  • the outdoor unit 2A includes a refrigerant amount detection unit 70A and a control device 100A instead of the refrigerant amount detection unit 70 and the control device 100 in the outdoor unit 2 of the first embodiment shown in FIG.
  • the refrigerant amount detection unit 70A includes a heat exchange unit 78 instead of the heater 72 in the refrigerant amount detection unit 70 of the first embodiment shown in FIG. 1, and further includes temperature sensors 75 to 77.
  • the heat exchange section 78 is configured to exchange heat between the high-temperature and high-pressure refrigerant output from the compressor 10 and the refrigerant that has passed through the capillary tube 71.
  • the temperature sensor 73 detects the temperature of the refrigerant on the upstream side of the heat exchange section 78, that is, the temperature T1 of the refrigerant between the capillary tube 71 and the heat exchange section 78.
  • the temperature sensor 74 detects the temperature of the refrigerant on the downstream side of the heat exchange section 78, that is, the temperature T2 of the refrigerant on the downstream side of the heat exchange section 78 and before joining the pipe 85.
  • the temperature sensor 75 detects the temperature T3 of the high-temperature high-pressure refrigerant output from the compressor 10, and outputs the detected value to the control device 100A.
  • the temperature sensor 76 detects the temperature T4 of the refrigerant output from the compressor 10 and passing through the heat exchange section 78, and outputs the detected value to the control device 100A. That is, the temperature sensors 75 and 76 detect the temperatures of the refrigerant supplied from the compressor 10 to the condenser 20 before and after passing through the heat exchange section 78, respectively.
  • Temperature sensor 77 detects temperature T5 of the refrigerant sucked into compressor 10 and outputs the detected value to control device 100A.
  • the control device 100A determines whether or not there is a refrigerant shortage in the refrigeration device 1A based on the amount of temperature rise of the refrigerant flowing through the pipe 87 when the refrigerant is heated by the heat exchange section 78. More specifically, the control device 100A determines that the shortage of the refrigerant has occurred when the amount of increase in the temperature of the refrigerant by the heat exchange section 78 becomes equal to or more than the threshold value.
  • the temperature increase amount of the refrigerant in the pipe 87 in the heat exchanging section 78 also changes depending on the operating state of the refrigerating apparatus 1A.
  • the refrigerant is a non-azeotropic refrigerant
  • the temperature of the refrigerant may rise when the amount of heat of the heat exchange section 78 is large.
  • the heating amount of the heat exchanging portion 78 is calculated, and the threshold value (the refrigerant in the heat exchanging portion 78 is used to determine whether or not the refrigerant is insufficient based on the heating amount.
  • the threshold value of the temperature rise amount is set.
  • the heating amount of the heat exchange section 78 can be calculated as follows, for example.
  • Heating amount G ⁇ H (1)
  • G is the flow rate of the refrigerant flowing from the compressor 10 to the heat exchange section 78
  • H is the enthalpy difference before and after the heat exchange section 78 of the refrigerant flowing from the compressor 10 to the heat exchange section 78.
  • the refrigerant flow rate G (kg / hr) can be calculated by the following equation.
  • Refrigerant flow rate G V ⁇ R ⁇ D (2)
  • V is the displacement amount (m 3 ) of the compressor 10, that is, the refrigerant suction amount per one rotation of the compressor.
  • R is the number of revolutions of the compressor 10 (1 / hr or 1 / s)
  • D is the density of the refrigerant (kg / m 3 ).
  • the density D is an amount determined by the refrigerant temperature and pressure on the suction side of the compressor 10, and can be calculated from the temperature T5 detected by the temperature sensor 77 and the pressure LP detected by the pressure sensor 90.
  • the enthalpy difference H H3-H4 (3)
  • H3 is the enthalpy of the refrigerant supplied from the compressor 10 to the heat exchange section 78
  • H4 is the enthalpy of the refrigerant after passing through the heat exchange section 78.
  • the enthalpy H3 is an amount determined by the discharge pressure of the compressor 10 and the refrigerant temperature before passing through the heat exchange section 78, and is the pressure HP detected by the pressure sensor 92 and the temperature T3 detected by the temperature sensor 75.
  • the enthalpy H4 is an amount determined by the discharge pressure of the compressor 10 and the refrigerant temperature after passing through the heat exchange section 78, and can be calculated from the pressure HP and the temperature T4 detected by the temperature sensor 76.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of a procedure of a refrigerant shortage determination executed by the control device 100A in the third embodiment. The series of processes shown in this flowchart is also repeatedly executed while the refrigerating apparatus 1A is in steady operation.
  • control device 100A determines whether or not refrigerant shortage determination control is being executed (step S110). When the refrigerant shortage determination control is not executed (NO in step S110), control device 100A shifts the process to return without executing the subsequent series of processes.
  • control device 100A acquires the detected values of temperatures T1 to T5 from temperature sensors 73 to 77, respectively, and compressor 10 The rotational speed R is obtained, and the detection values of the pressures LP and HP are obtained from the pressure sensors 90 and 92 (step S120).
  • control device 100A calculates the refrigerant flow rate G using the above equation (2) and calculates the enthalpy difference H using the above equation (3) (step S130).
  • control device 100A calculates the heating amount (G ⁇ H) of the heat exchange section 78 by multiplying the calculated refrigerant flow rate G and the enthalpy difference H (step S140).
  • the control device 100A determines a threshold value Tth2 for determining whether or not a refrigerant shortage has occurred based on the calculated heating amount of the heat exchange section 78 (the refrigerant flowing through the pipe 87 in the heat exchange section 78).
  • the threshold value of the temperature rise amount is set (step S150).
  • the relationship between the heating amount and the threshold value Tth2 is obtained in advance by preliminary evaluation, simulation, etc. according to the type of refrigerant used, and is stored in the ROM of the control device 100A.
  • the threshold value of the non-azeotropic refrigerant is larger than the threshold value of the azeotropic refrigerant.
  • control device 100A determines that the difference (T2-T1) between the temperature T2 and the temperature T1 acquired in step S120, that is, the temperature increase amount of the refrigerant flowing through the pipe 87 in the heat exchange section 78 is higher than the threshold value Tth2. It is determined whether or not it is small (step S160).
  • control device 100A determines that the refrigerant is insufficient (step S170). If it is determined in step S170 that the refrigerant is insufficient, an alarm indicating that the refrigerant is insufficient may be output. On the other hand, when it is determined that the amount of increase in the temperature of the refrigerant is smaller than threshold value Tth2 (YES in step S160), control device 100A determines that the amount of the refrigerant is normal, and shifts the process to return. .
  • the heat exchanging unit 78 that uses the high-temperature and high-pressure refrigerant on the outlet side of the compressor 10 is provided instead of the heater 72.
  • the refrigerant amount detection unit can be configured without providing the heater 72.
  • the heating amount of the heat exchanging portion 78 changes depending on the operating state of the refrigerating apparatus 1A.
  • the threshold value Tth2 of the temperature rise amount of the refrigerant flowing through the pipe 87 in the heat exchanging portion 78 is set. Is set on the basis of the heating amount of the heat exchange section 78, so that the refrigerant shortage can be accurately detected even if the operating state of the refrigeration system 1A changes.
  • an opening / closing valve is provided in the bypass circuit, and the valve is opened during execution of the refrigerant shortage determination (for example, executed once every hour for several minutes), and refrigerant shortage determination is not executed.
  • the valve is closed at times.
  • FIG. 14 is an overall configuration diagram of a refrigerating apparatus in which the outdoor unit according to the fourth embodiment is used.
  • this refrigeration apparatus 1B includes an outdoor unit 2B and an indoor unit 3.
  • the outdoor unit 2B includes a refrigerant amount detection unit 70B and a control device 100B, respectively, in place of the refrigerant amount detection unit 70 and the control device 100 in the outdoor unit 2 of the first embodiment shown in FIG.
  • the refrigerant amount detection unit 70B further includes a solenoid valve 79 in the refrigerant amount detection unit 70 of the first embodiment shown in FIG.
  • the solenoid valve 79 is provided in the pipe 86 upstream of the capillary tube 71, and opens and closes according to an instruction from the control device 100B.
  • the solenoid valve 79 When the solenoid valve 79 is in the open state, the refrigerant flows through the capillary tube 71 and the pipe 87, and the lack of the refrigerant can be detected.
  • the electromagnetic valve 79 is in the closed state, the flow of the refrigerant to the capillary tube 71 and the pipe 87 is blocked, so that the refrigerant shortage detection cannot be executed.
  • FIG. 15 is a diagram showing operation patterns of the solenoid valve 79 and the heater 72.
  • solenoid valve 79 is turned on (open) and heater 72 is also turned on.
  • the solenoid valve 79 is turned off (closed) and the heater 72 is also turned off.
  • the solenoid valve 79 is provided in the pipe 86 in FIG. 14, the solenoid valve 79 may be provided in the pipe 87 downstream of the capillary tube 71. However, it is preferable to dispose the solenoid valve 79 in the pipe 86 because it is possible to reduce the amount of the liquid refrigerant lying in the bypass circuit when the solenoid valve 79 is disposed upstream in the bypass circuit. Furthermore, it is more preferable that the solenoid valve 79 is provided at a position as close as possible to a branch portion where the pipe 86 is branched from the pipe 82.
  • the electromagnetic valve 79 By providing the electromagnetic valve 79, it is possible to allow the refrigerant to flow to the bypass circuit only during execution of the refrigerant shortage determination, but if the electromagnetic valve 79 closes and fails, the refrigerant does not flow in the bypass circuit.
  • the difference (T2 ⁇ T1) between the temperature T1 and the temperature T1 becomes small, and there is a possibility that it may be erroneously determined that the shortage of the refrigerant does not occur although the shortage of the refrigerant actually occurs. Therefore, in the fourth embodiment, even if the difference (T2-T1) between the temperature T2 and the temperature T1 is small, if either of the temperatures T1 and T2 is greater than or equal to the threshold value, the electromagnetic valve 79 fails to close. It is determined that it is doing.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a refrigerant shortage determination executed by the control device 100B according to the fourth embodiment. The series of processes shown in this flowchart is also repeatedly executed while the refrigeration system 1B is in a steady operation.
  • steps S210 to S240 shown in this flowchart is the same as the processing of steps S10 to S40 shown in FIG. 6, respectively. Then, this flowchart further includes steps S250 and S260.
  • control device 100B receives temperature T1 obtained in step S220. It is determined whether T2 is lower than the threshold value Tth3 (step S250).
  • the threshold value Tth3 is a value for detecting that the refrigerant is overheated by the heater 72 because the refrigerant is not flowing in the bypass circuit, and is appropriately set based on the heating amount of the heater 72 and the like. For example, the threshold value Tth1 is set to a small value of about 4 to 5 degrees, while the threshold value Tth3 is set to a large value of about 80 degrees.
  • step S250 When it is determined in step S250 that one of the temperatures T1 and T2 is equal to or higher than the threshold value Tth3 (NO in step S250), the control device 100B determines that the electromagnetic valve 79 has a closing failure (step S250). Step S260). If it is determined in step S260 that the solenoid valve 79 has a closing failure, an alarm indicating that the solenoid valve has a failure may be output.
  • control device 100B determines that solenoid valve 79 is normally operating (open state). Judgment is made and the process is shifted to return.
  • the solenoid valve 79 is provided in the bypass circuit. Then, the solenoid valve 79 is opened during the refrigerant shortage determination, and the solenoid valve 79 is closed when the refrigerant shortage determination is not performed. As a result, it is possible to prevent the performance of the refrigeration apparatus from deteriorating due to the continuous flow of the refrigerant into the bypass circuit even when the refrigerant shortage determination is not executed.
  • a closing failure of the solenoid valve 79 is detected.
  • the refrigerant does not flow in the bypass circuit due to the closing failure of the solenoid valve 79, so that it is possible to prevent an erroneous determination that the refrigerant shortage does not occur although the refrigerant shortage actually occurs. be able to.
  • the solenoid valve 79 is provided in the bypass circuit and the closing failure of the solenoid valve 79 can be detected. However, regardless of whether the solenoid valve 79 is provided or not, the description is given in the fourth embodiment.
  • the method of detecting the closing failure of the solenoid valve 79 can be applied to the detection of the blocking abnormality of the bypass circuit.
  • the bypass circuit is closed due to foreign matter clogging the capillary tube 71, the same situation as when the electromagnetic valve 79 fails to close occurs. Therefore, in a circuit in which the solenoid valve 79 is not provided, even if the difference (T2-T1) between the temperature T2 and the temperature T1 is small, if either of the temperatures T1 and T2 is equal to or higher than the threshold value Tth3, It can be determined that the bypass circuit (mainly the capillary tube 71) is closed. Even in the circuit provided with the solenoid valve 79, if the normality of the solenoid valve 79 can be separately confirmed, the bypass circuit is closed when either of the temperatures T1 and T2 is equal to or higher than the threshold value Tth3. Can be determined.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a refrigerant shortage determination, which is executed by the control device 100C in Modification 4. The series of processes shown in this flowchart is also repeatedly executed while the refrigeration system is in steady operation.
  • this flowchart includes step S270 instead of step S260 in the flowchart shown in FIG. 17.
  • step S250 when it is determined in step S250 that one of the temperatures T1 and T2 is equal to or higher than the threshold value Tth3 (NO in step S250), the control device 100C closes the bypass circuit (mainly the capillary tube 71). It is determined that the operation is being performed (step S270). If it is determined in step S270 that the bypass circuit is blocked, an alarm indicating that the bypass circuit is blocked may be output.
  • the bypass circuit mainly the capillary tube 71.
  • the threshold value Tth3 for determining whether or not the bypass circuit is closed is the threshold value for determining whether or not the electromagnetic valve 79 has a closing failure in the fourth embodiment.
  • the threshold values of the two do not necessarily have to be the same.
  • Embodiment 5 During the refrigerant shortage determination, when heating is not performed by the heater 72 due to a failure of the heater 72 despite outputting the ON command to the heater 72, the difference (T2-T1) between the temperature T2 and the temperature T1 is It becomes smaller, and there is a possibility that it may be erroneously determined that the shortage of the refrigerant does not occur even though the shortage of the refrigerant actually occurs. Therefore, in the fifth embodiment, the failure determination of the heater 72 is performed. The failure determination of the heater 72 is performed, for example, immediately before the refrigerant shortage determination is performed.
  • the entire structure of the refrigerating apparatus according to the fifth embodiment is the same as that of the refrigerating apparatus 1B according to the fourth embodiment shown in FIG.
  • FIG. 18 is a diagram showing operation patterns of the solenoid valve 79 and the heater 72. Referring to FIG. 18, while the heater failure determination control is being executed, solenoid valve 79 is turned off (closed) and heater 72 is turned on. Note that, during execution of the refrigerant shortage determination control and during normal time (when the refrigerant shortage determination control is not executed), they are as described in FIG. 15.
  • FIG. 19 is a flowchart showing an example of a heater failure determination processing procedure executed by the control device 100D in the fifth embodiment. The series of processes shown in this flowchart is repeatedly executed while the refrigeration system is in steady operation.
  • control device 100D determines whether or not heater failure determination control is being executed (step S310).
  • the heater failure determination control is executed, for example, immediately before the refrigerant shortage determination control is executed.
  • control device 100D shifts the process to return without executing the subsequent series of processes.
  • the control device 100D When it is determined in step S310 that the heater failure determination control is being performed (YES in step S310), the control device 100D outputs the detection values of the temperatures T1 and T2 from the temperature sensors 73 and 74 of the refrigerant amount detection unit 70B, respectively. It is acquired (step S320). Then, control device 100D determines whether or not acquired temperature T1 or T2 is higher than threshold value Tth4 (step S330).
  • the threshold value Tth4 is a value for determining whether or not the heater 72 is ON (actuated). For example, the threshold value Tth1 is set to a small value of about 4 to 5 degrees. The threshold value Tth4 is set to a value of about 10 to 20 degrees.
  • control device 100D determines that heater 72 is operating normally, and returns. Transfer processing.
  • control device 100D determines that heater 72 has a failure (step S340). If it is determined in step S340 that the heater 72 is out of order, an alarm indicating that the heater is out of order may be output.
  • the failure of the heater 72 is detected. Therefore, according to the fifth embodiment, it is possible to prevent erroneous determination that the shortage of the refrigerant does not occur due to the failure of the heater 72, although the shortage of the refrigerant actually occurs. .
  • the startability of the compressor 10 is improved by using the solenoid valve 79. Specifically, when the compressor 10 is started, the electromagnetic valve 79 is turned on (open) and then the compressor 10 is started. As a result, the pressure difference between the discharge side (high pressure side) and the suction side (low pressure side) of the compressor 10 is reduced, so the startability of the compressor 10 can be improved.
  • the entire structure of the refrigerating apparatus according to the sixth embodiment is the same as that of the refrigerating apparatus 1B according to the fourth embodiment shown in FIG.
  • FIG. 20 is a flowchart showing an example of a procedure of a startup process of the compressor 10 executed by the control device 100E in the sixth embodiment.
  • the control device 100E determines whether or not the compressor 10 is stopped and is not yet activated (step S410). It should be noted that "before the compressor 10 is started” means a state in which the abnormal state is eliminated when the cause of the compressor 10 being stopped is abnormal, and the cause of the compressor 10 being stopped Is a decrease in the refrigerant pressure (low pressure side pressure) on the suction side, the low pressure side pressure rises again and the operating condition of the compressor 10 is satisfied.
  • step S410 When it is determined in step S410 that the compressor 10 is not stopped or before the compressor 10 is started (NO in step S410), the control device 100E returns without executing the subsequent series of processes. And processing is transferred.
  • step S410 When it is determined in step S410 that the compressor 10 is stopped and not yet started (YES in step S410), the control device 100E determines whether or not the start-disabled condition of the compressor 10 is satisfied. Is determined (step S420).
  • the non-startable condition of the compressor 10 means that the refrigerant pressure (high pressure side pressure) on the discharge side of the compressor 10 is extremely high, or the pressure difference between the high pressure side pressure and the low pressure side pressure is extremely large. Is a condition that cannot be activated.
  • control device 100E starts compressor 10 (step S430).
  • step S420 When it is determined in step S420 that the condition that the compressor 10 cannot be started is satisfied (YES in step S420), the control device 100E turns on (open) the solenoid valve 79 provided in the bypass circuit (open). Step S440). As a result, if the bypass circuit is not blocked, the refrigerant flows from the high pressure side to the low pressure side through the bypass circuit, and the pressure difference between the high pressure side and the low pressure side decreases.
  • step S450 the control device 100E determines again whether or not the condition that the compressor 10 cannot be started is satisfied.
  • the solenoid valve 79 is opened, the high-pressure side pressure is reduced or the pressure difference between the high-pressure side pressure and the low-pressure side pressure is reduced, and the start-disabled condition is resolved (NO in step S450), the control device 100E. Starts the compressor 10 (step S460). After that, the control device 100E turns off (closes) the solenoid valve 79 (step S470).
  • step S450 if it is determined in step S450 that the start-up impossible condition is satisfied even if the solenoid valve 79 is opened (YES in step S450), the control device 100E outputs an alarm indicating that the compressor 10 cannot be started. Yes (step S480).
  • the solenoid valve 79 even if the solenoid valve 79 is opened, if the non-startable condition is satisfied, the solenoid valve 79 has a closing failure in response to the ON (open) command to the solenoid valve 79, or the capillary tube 71 or the like is It is possible that the bypass circuit is blocked.
  • the electromagnetic valve 79 when the electromagnetic valve 79 is provided in the bypass circuit, the electromagnetic valve 79 is turned on (open) at the time of starting the compressor 10 to start the compressor 10.
  • the sex can be improved.
  • a temperature sensor 94 for detecting the refrigerant temperature on the outlet side of the condenser 20 is provided in place of the pressure sensor 92 for detecting the refrigerant pressure (high pressure side pressure) on the discharge side of the compressor 10.
  • the temperature detected by the temperature sensor 94 saturated liquid temperature
  • the refrigerant flowing through the bypass circuit is returned to the pipe 85 on the suction side of the compressor 10.
  • the compressor 10A having an injection port may be adopted, and the refrigerant flowing through the bypass circuit may be returned to the injection port of the compressor 10A.
  • the connection destination of the bypass circuit (pipe 87) to the compressor 10A may be the suction chamber inside the shell of the compressor 10A or the compression chamber inside the shell.
  • the refrigerant is flowed to the bypass circuit regardless of whether or not the refrigerant shortage is detected in order to obtain the injection effect. Further, it is necessary to separately provide a pressure sensor 96 that detects the pressure of the refrigerant sucked into the compressor 10A from the bypass circuit. In other words, in the case of the configuration in which the refrigerant flowing through the bypass circuit is returned to the suction side pipe 85 of the compressor 10, the pressure sensor 90 is provided, and therefore the pressure sensor 96 need not be provided.
  • the temperature sensor 73 is provided between the capillary tube 71 and the heater 72, but the pressure sensor 90 (the pressure sensor 96 in the configuration shown in FIG. 22 is not provided without the temperature sensor 73. ),
  • the temperature T1 (evaporation temperature) may be estimated from the pressure (evaporation pressure) detected. Then, based on the temperature rise amount indicated by the difference (T2-T1) between the estimated temperature T1 and the temperature T2 detected by the temperature sensor 74, it is determined whether or not the refrigerant is insufficient. May be.
  • the bypass circuit is branched from the pipe 82 between the liquid reservoir 30 and the heat exchanger 40, but the bypass circuit may be branched from the pipe 81.
  • the liquid reservoir 30 and the heat exchanger 40 (and the sight glass 45) are not essential elements, and when the liquid reservoir 30 and the heat exchanger 40 are not provided, the bypass circuit is the pipe 81. Branch from.
  • the bypass circuit may be connected to the bottom of the liquid reservoir 30.
  • an expansion valve may be used instead of the capillary tube 71.
  • the expansion valve may be substituted for the electromagnetic valve 79 in the fourth to sixth embodiments and the fourth modification in which the electromagnetic valve 79 is provided in the bypass circuit. By closing the expansion valve, the refrigerant flow in the bypass circuit can be shut off when the refrigerant shortage determination is not executed.
  • each of the above-described embodiments and each of the modified examples has been representatively described as an outdoor unit and a refrigerating apparatus mainly used in a warehouse, a showcase, etc. It can also be applied to a harmony machine.
  • 1,1A-1F refrigeration system 2,2A-2F outdoor unit, 3 indoor unit, 10,10A compressor, 20 condenser, 22,42,62 fan, 30 liquid reservoir, 40 heat exchanger, 45 sight glass , 50 expansion valve, 60 evaporator, 70, 70A, 70B refrigerant amount detection section, 71 capillary tube, 72 heater, 73 to 77, 94 temperature sensor, 78 heat exchange section, 79 solenoid valve, 80 to 87 piping, 90, 92, 96 pressure sensor, 100, 100A-100F control device, 102 CPU, 104 memory, 202, 212 heat exchange room, 204, 214 machine room, 206, 216 partition plate, 208 box, 210 refrigerant amount detection module.

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Abstract

室外機（２）は、室内機（３）と接続されて冷凍サイクル装置（１）を形成する室外機であって、圧縮機（１０）と、凝縮器（２０）と、バイパス回路と、冷媒量検出部（７０）とを備える。圧縮機（１０）は、冷媒を圧縮する。凝縮器（２０）は、圧縮機（１０）から出力される冷媒を凝縮する。バイパス回路は、凝縮器（２０）の出側の冷媒の一部を、室内機（３）を通過することなく圧縮機（１０）へ戻すように構成される。冷媒量検出部（７０）は、バイパス回路に流れる冷媒を加熱するように構成されたヒータ（７２）と、ヒータ（７２）によって加熱された冷媒の温度を検出する温度センサ（７４）とを含む。冷媒量検出部（７０）は、凝縮器（２０）と比較して気流の影響が小さい箇所に設けられる。

Description

室外機及びそれを備える冷凍サイクル装置
　本開示は、室外機及びそれを備える冷凍サイクル装置に関する。
　特開２０１２－１３２６３９号公報（特許文献１）は、冷凍装置を開示する。この冷凍装置の室外ユニットは、圧縮機、油分離器、凝縮器、受液器、過冷却熱交換器、及びアキュムレータを含む。室内ユニットは、膨張弁及び蒸発器を含む。この冷凍装置においては、過冷却熱交換器の温度効率に基づいて、冷媒回路に充填された冷媒量の適否が判定される。温度効率は、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。この冷凍装置によれば、冷媒回路における冷媒不足を検知することができる（特許文献１参照）。
特開２０１２－１３２６３９号公報
　上記の冷凍装置では、冷媒の過冷却度が小さい運転状態の場合には、過冷却度の低下に基づく冷媒量の減少を精度良く検知できず、検知精度が低下する可能性がある。また、温度勾配を有する非共沸混合冷媒（たとえば、Ｒ４０７ａ、Ｒ４４８ａ、Ｒ４４９ａ、Ｒ４６３ａ等の冷媒）が用いられる場合にも、温度効率の精度が低下することにより検知精度が低下する可能性がある。
　本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、冷媒回路に封入された冷媒の不足を精度良く検知可能な室外機及びそれを備える冷凍サイクル装置を提供することである。
　本開示の室外機は、室内機と接続されて冷凍サイクル装置を形成する室外機であって、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器の出側の冷媒の一部を、室内機を通過することなく圧縮機へ戻すように構成されたバイパス回路と、冷媒量検出部とを備える。冷媒量検出部は、バイパス回路に流れる冷媒を加熱するように構成された加熱器と、加熱器によって加熱された冷媒の温度を検出する加熱後温度センサとを含む。冷媒量検出部は、凝縮器と比較して気流の影響が小さい箇所に設けられる。
　この室外機においては、冷媒不足が生じていなければ、加熱器を流れる冷媒は液成分が多い状態になるため、加熱器を通過した冷媒の温度上昇量は小さい。一方、冷媒不足が生じている場合には、加熱器を流れる冷媒はガス成分が多い状態になるため、加熱器を通過した冷媒の温度上昇量は大きい（過熱度大）。そこで、この室外機では、たとえば、加熱器を通過した冷媒の温度上昇量がしきい値を超える場合に、冷媒が不足しているものと判定することができる。これにより、冷媒の過冷却度の大小や非共沸混合冷媒が用いられているか否かに拘わらず、冷媒不足を検知することができる。そして、この室外機では、冷媒量検出部が、凝縮器と比較して気流の影響が小さい箇所に設けられるので、冷媒量検出部が気流の影響を受けることにより上記の温度上昇量に誤差が生じるのを抑制することができる。
　したがって、本開示の室外機及びそれを備える冷凍サイクル装置によれば、冷媒回路に封入された冷媒の不足を精度良く検知することができる。
本開示の実施の形態１に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。 冷媒不足が発生していない正常時におけるヒータ周辺の冷媒の状態を概念的に示す図である。 正常時における、ヒータによる冷媒温度の変化の一例を示す図である。 冷媒不足時におけるヒータ周辺の冷媒の状態を概念的に示す図である。 冷媒不足時における、ヒータによる冷媒温度の変化の一例を示す図である。 図１に示す制御装置により実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。 室外機の構造を概略的に示す図である。 変形例１における室外機の構造を概略的に示す図である。 変形例２における室外機の構造を概略的に示す図である。 変形例３における室外機の構造を概略的に示す図である。 温度センサ及びヒータの配置例を示す図である。 実施の形態３に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。 実施の形態３における制御装置により実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態４に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。 電磁弁とヒータとの動作パターンを示す図である。 実施の形態４における制御装置により実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。 変形例４における制御装置により実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。 電磁弁とヒータとの動作パターンを示す図である。 実施の形態５における制御装置により実行されるヒータ故障判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態６における制御装置により実行される圧縮機の起動処理の手順の一例を示すフローチャートである。 冷凍装置の全体構成図である。 冷凍装置の全体構成図である。
　以下、本開示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、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
　実施の形態１．
　図１は、本開示の実施の形態１に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。なお、この図１は、冷凍装置における各機器の接続関係及び配置構成を機能的に示したものであり、物理的な空間における配置を必ずしも示すものではない。
　図１を参照して、冷凍装置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、ファン２２と、液溜器３０と、熱交換器４０と、ファン４２と、サイトグラス４５と、配管８０～８３，８５とを含む。また、室外機２は、配管８６，８７と、冷媒量検出部７０と、圧力センサ９０，９２と、制御装置１００とをさらに含む。室内機３は、膨張弁５０と、蒸発器６０と、ファン６２と、配管８４とを含む。室内機３は、配管８３，８５を通じて室外機２に接続されている。
　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と液溜器３０とを接続する。配管８２は、液溜器３０と熱交換器４０とを接続する。配管８３は、熱交換器４０と膨張弁５０とを接続する。配管８４は、膨張弁５０と蒸発器６０とを接続する。配管８５は、蒸発器６０と圧縮機１０の吸入ポートとを接続する。配管８６は、配管８２と冷媒量検出部７０とを接続する。配管８７は、冷媒量検出部７０と配管８５とを接続する。
　圧縮機１０は、配管８５から吸入される冷媒を圧縮して配管８０へ出力する。圧縮機１０は、制御装置１００からの制御信号に従って回転数を調整するように構成される。圧縮機１０の回転数を調整することで冷媒の循環量が調整され、冷凍装置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。
　凝縮器２０は、圧縮機１０から配管８０に出力された冷媒を凝縮して配管８１へ出力する。凝縮器２０は、圧縮機１０から出力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。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。ファン２２の回転数を調整することにより、圧縮機１０出側の冷媒圧力（高圧側圧力）を調整することができる。
　液溜器３０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。熱交換器４０は、液溜器３０から配管８２に出力された液冷媒がさらに外気と熱交換（放熱）を行なうように構成される。冷媒は、熱交換器４０を通過することによって、過冷却された液冷媒となる。ファン４２は、熱交換器４０において冷媒が熱交換を行なう外気を熱交換器４０に供給する。サイトグラス４５は、配管８３を流れる冷媒中の気泡（フラッシュガス）を目視により確認するための窓である。
　膨張弁５０は、熱交換器４０から配管８３へ出力された冷媒を減圧して配管８４へ出力する。膨張弁５０の開度を閉方向に変化させると、膨張弁５０出側の冷媒圧力は低下し、冷媒の乾き度は上昇する。膨張弁５０の開度を開方向に変化させると、膨張弁５０出側の冷媒圧力は上昇し、冷媒の乾き度は低下する。膨張弁５０に代えてキャピラリチューブを用いてもよい。
　蒸発器６０は、膨張弁５０から配管８４へ出力された冷媒を蒸発させて配管８５へ出力する。蒸発器６０は、膨張弁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。ファン６２は、蒸発器６０において冷媒が熱交換を行なう外気を蒸発器６０に供給する。
　冷媒量検出部７０は、配管８２から分岐する配管８６と、配管８５に接続される配管８７との間に設けられる。配管８６、冷媒量検出部７０、及び配管８７は、凝縮器２０の出側の冷媒の一部を、室内機３を通過することなく圧縮機１０へ戻す「バイパス回路」を構成する。
　冷媒量検出部７０は、キャピラリチューブ７１と、ヒータ７２と、温度センサ７３，７４とを含む。キャピラリチューブ７１は、配管８６と配管８７との間に接続され、バイパス回路に流れる冷媒の圧力を減圧する。キャピラリチューブ７１は、配管８６から液冷媒が供給される場合にキャピラリチューブ７１を通過した冷媒がヒータ７２によって加熱されてもガス単相となることなく気液二相であるように、ヒータ７２の加熱量も考慮して適宜設計される。なお、キャピラリチューブ７１に代えて膨張弁を用いてもよい。
　ヒータ７２及び温度センサ７３，７４は、配管８７に設けられる。ヒータ７２は、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒を加熱する。冷媒は、ヒータ７２によって加熱されることによりエンタルピーが上昇する。ヒータ７２は、上述のように、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒がヒータ７２によって加熱されてもガス単相となることなく気液二相であるように、キャピラリチューブ７１の仕様とともにその加熱量が設定される。ヒータ７２は、配管８７の外部から冷媒を加熱してもよいし、ヒータ７２から冷媒への伝熱をより確実にするために配管８７の内部に設置してもよい。
　温度センサ７３は、ヒータ７２による冷媒加熱前の冷媒温度、すなわち、キャピラリチューブ７１とヒータ７２との間の冷媒の温度Ｔ１を検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。一方、温度センサ７４は、ヒータ７２による冷媒加熱後の冷媒温度、すなわち、ヒータ７２の下流であって配管８５に合流する前の冷媒の温度Ｔ２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７３，７４は、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配管８７の内部に設置してもよい。冷媒量検出部７０による冷媒不足検知の原理及び方法については、後ほど詳しく説明する。
　圧力センサ９０は、配管８５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、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。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、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。
　制御装置１００は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）１０２と、メモリ１０４（ＲＯＭ（Read　Only　Memory）及び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、室外機２における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。
　＜冷媒不足検知の説明＞
　以下、冷媒量検出部７０を用いた冷媒不足の検知方法について説明する。なお、冷媒不足は、冷媒回路への冷媒の初期充填量が不足していたり、使用開始後に冷媒漏れが生じた場合等に発生する。
　図２は、冷媒不足が発生していない正常時におけるヒータ７２周辺の冷媒の状態を概念的に示す図である。なお、以下では、冷媒不足が発生しておらず、冷媒量が適正な範囲内であるときを、単に「正常時」と称する場合がある。
　図２とともに図１も参照して、冷媒量が適正な正常時は、凝縮器２０の出口において冷媒はほぼ液相化しており、液溜器３０に液冷媒が溜まっている。これにより、配管８６には液冷媒が流れ、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒は、液成分が多い状態となる。そして、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒は、ヒータ７２により加熱されて乾き度が上昇する。
　図３は、正常時における、ヒータ７２による冷媒温度の変化の一例を示す図である。図３において、横軸は、配管８７の延設方向の位置を示しており、Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ温度センサ７３，７４が設置されている位置を示す。縦軸は、配管８７の各位置における冷媒温度を示す。なお、この図３では、冷媒が共沸冷媒（温度勾配を有しない冷媒であり、たとえばＲ４１０ａ等の冷媒）である場合が示されている。
　図３を参照して、正常時は、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒は液成分が多い状態であるため、ヒータ７２によって冷媒が加熱されても冷媒の温度は基本的に変化しない（加熱エネルギは冷媒の潜熱変化に利用される。）。したがって、ヒータ７２による冷媒加熱後の冷媒の温度Ｔ２は、ヒータ７２による冷媒加熱前の冷媒の温度Ｔ１と略同等となる。
　なお、特に図示しないが、冷媒が非共沸冷媒（温度勾配を有する冷媒であり、たとえば、Ｒ４０７ａ、Ｒ４４８ａ、Ｒ４４９ａ、Ｒ４６３ａ等の冷媒）の場合は、ヒータ７２による加熱によって冷媒の温度は多少上昇する（高々１０度程度）。
　図４は、冷媒不足時におけるヒータ７２周辺の冷媒の状態を概念的に示す図である。図４とともに図１も参照して、冷媒不足時は、凝縮器２０の出口において冷媒は気液二相化しており、液溜器３０には、液冷媒が溜まっていないか、溜まっていても少量である。これにより、配管８６には気液二相の冷媒が流れ、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒は、正常時と比較してガス成分が多い状態となる。したがって、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒は、ヒータ７２により加熱されて蒸発し、温度（過熱度）が上昇する。
　図５は、冷媒不足時における、ヒータ７２による冷媒温度の変化の一例を示す図である。図５においても、横軸は、配管８７の延設方向の位置を示しており、Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ温度センサ７３，７４が設置されている位置を示す。縦軸は、配管８７の各位置における冷媒温度を示す。
　図５を参照して、冷媒不足時は、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒はガス成分が多い状態であるため、ヒータ７２によって冷媒が加熱されると、冷媒が蒸発して冷媒の温度が上昇する（過熱度＞０）。したがって、ヒータ７２による冷媒加熱後の冷媒の温度Ｔ２は、ヒータ７２による冷媒加熱前の冷媒の温度Ｔ１よりも高くなる。
　なお、冷媒が非共沸冷媒の場合は、冷媒不足時のヒータ７２による冷媒の温度上昇と、正常時のヒータ７２による冷媒の温度上昇（冷媒の温度勾配に基づく温度上昇）とが区別できるように、ヒータ７２の加熱量が適宜設定される。
　このように、冷媒量検出部７０において、ヒータ７２によって冷媒を加熱したときの冷媒の温度上昇量に基づいて、冷凍装置１において冷媒不足が生じているか否かを検知することができる。
　図６は、図１に示した制御装置１００により実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、冷凍装置１が定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。
　図６を参照して、制御装置１００は、冷媒不足判定制御の実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。冷媒不足判定制御は、たとえば１時間に１回の頻度で数分間実行され、当該制御の実行中は、ヒータ７２がＯＮ（作動）される。冷媒不足判定制御の非実行時は（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置１００は、以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。
　ステップＳ１０において冷媒不足判定制御の実行中であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、冷媒量検出部７０の温度センサ７３，７４からそれぞれ温度Ｔ１，Ｔ２の検出値を取得する（ステップＳ２０）。そして、制御装置１００は、取得された温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２－Ｔ１）、すなわち、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量が、しきい値Ｔｔｈ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３０）。
　ヒータ７２による冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｔｈ１以上であると判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、制御装置１００は、冷媒量が不足しているものと判定する（ステップＳ４０）。なお、ステップＳ４０において冷媒不足と判定された場合に、冷媒不足が生じている旨のアラームを出力するようにしてもよい。
　ステップＳ３０において、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｔｈ１よりも小さいと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、冷媒量は正常であると判断して、リターンへと処理を移行する。
　なお、上述のように、非共沸冷媒が用いられる場合は、ヒータ７２により冷媒が加熱されると、冷媒量が適正であっても冷媒の温度が上昇する。そのため、ステップＳ３０におけるしきい値Ｔｔｈ１は、ヒータ７２による正常時の冷媒の温度上昇量と冷媒不足時の温度上昇量とを区別可能なように、使用されている冷媒の種類、及びヒータ７２の加熱量に基づいて適宜設定される。
　以上のように、本実施の形態１では、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量に基づいて、冷媒不足が生じているか否かを判定することができる。したがって、冷媒不足の判定精度は、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量の検出精度に依存する。そこで、本実施の形態１に従う室外機２では、冷媒量検出部７０は、温度上昇量の検出の外乱となる風の影響を受けにくい箇所に配設される。具体的には、冷媒量検出部７０は、凝縮器２０と比較して、気流の影響が小さい箇所に配設される。影響低減の対象となる風には、凝縮器２０を通過した風、凝縮器２０を通過する前の風、及び自然の風が含まれる。これにより、冷媒量検出部７０が風の影響を受けて上記の温度上昇量に誤差が生じるのを抑制することができる。
　図７は、冷凍装置１の室外機２の構造を概略的に示す図である。図７を参照して、室外機２の内部は、仕切板（壁）２０６によって熱交換室２０２と機械室２０４とに仕切られている。熱交換室２０２には、凝縮器２０、液溜器３０及び熱交換器４０（いずれも図示せず）、並びにファン２２，４２が収容されている。凝縮器２０及び熱交換器４０（以下、纏めて「熱交換部」と称する場合がある。）並びにファン２２，４２は、室外機２の筐体の側面に設けられており、この例では、熱交換部が背面側に設けられるとともにファン２２，４２が前面側に設けられ、熱交換室２０２の背面側から前面側に向けて熱交換部の排熱風が流れる。機械室２０４には、圧縮機１０、各配管、圧力センサ９０，９２及び制御装置１００が収容されている。
　そして、本実施の形態１に従う室外機２においては、冷媒量検出部７０は、機械室２０４に収容されている。熱交換室２０２内には、ファン２２，４２の動作に伴なう風、又はファン停止中には自然の風が流れており、このような風が流れる熱交換室２０２内に冷媒量検出部７０が配置されると、冷媒量検出部７０（特に温度センサ７３，７４）が風の影響を受けることによってヒータ７２による冷媒の温度上昇量の測定に誤差が生じ得る。この例では、冷媒量検出部７０は、熱交換室２０２とは仕切板２０６によって仕切られた機械室２０４に収容されているので、風の影響を受けない。したがって、この室外機２によれば、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量を精度良く測定することができる。
　なお、上記では、液溜器３０は、熱交換室２０２に配設されるものとしたが、機械室２０４に配設してもよい。
　以上のように、この実施の形態１によれば、冷媒の過冷却度の大小や非共沸冷媒が用いられているか否かに拘わらず、ヒータ７２を通過した冷媒の温度上昇量に基づいて冷媒不足を検知することができる。そして、この実施の形態１では、風の影響を受けない機械室２０４に冷媒量検出部７０が配設されるので、冷媒量検出部７０が風の影響を受けることにより上記の温度上昇量に誤差が生じるのを回避することができる。その結果、この実施の形態１によれば、冷凍装置１に封入された冷媒の不足を精度良く検知することができる。
　変形例１．
　冷媒量検出部７０の配置について、熱交換室２０２内に箱を設け、冷媒量検出部７０をその箱の中に配設してもよい。
　図８は、変形例１における室外機２の構造を概略的に示す図である。図８を参照して、熱交換室２０２には、凝縮器２０、液溜器３０及び熱交換器４０（いずれも図示せず）、並びにファン２２，４２が収容されている他、箱２０８がさらに設けられている。そして、この変形例１に従う室外機２では、冷媒量検出部７０は、熱交換室２０２に設けられた箱２０８の中に配設される。
　冷媒量検出部７０は、箱２０８の中に配設されているので、風の影響を受けない。さらに、冷媒量検出部７０は、箱２０８に収容されて熱交換室２０２に配置されているので、バイパス回路を形成するための配管８６を機械室２０４まで延設する必要がない。したがって、この変形例１によれば、室外機２内の配管設置の自由度が向上する。
　変形例２．
　冷媒量検出部７０の配置について、冷媒量検出部７０をモジュール化し、当該モジュールを室外機２の筐体に隣接して配置してもよい。
　図９は、変形例２における室外機２の構造を概略的に示す図である。図９を参照して、この変形例２に従う室外機２は、冷媒量検出モジュール２１０を含む。冷媒量検出モジュール２１０は、冷媒量検出部７０を含んで構成され、この例では、室外機２の筐体の下部に配置されている。
　冷媒量検出部７０は、冷媒量検出モジュール２１０として室外機２の筐体外部に配置されるので、熱交換部が設けられる熱交換室２０２を流れる風の影響を受けない。また、モジュール化された冷媒量検出部７０を室外機２に対して着脱可能に構成することにより、冷媒量検出部７０を追加機能として提供することが可能となる。さらに、冷媒量検出部７０をモジュール化することにより、冷媒量検出部７０のメンテナンス性も向上する。
　なお、上記では、冷媒量検出モジュール２１０は、室外機２の筐体の下部に配置されるものとしたが、室外機２の筐体の側部や上部に配置してもよい。
　変形例３．
　実施の形態１では、熱交換部並びにファンが室外機２の筐体の側面に設けられ、熱交換室２０２の一側面（たとえば背面側）から他の側面（たとえば前面側）に向けて気流が形成されるサイドフロータイプの室外機２について説明した。
　室外機２は、このようなサイドフロータイプのものには限定されず、たとえば、ファン２２，４２が室外機２の筐体の上部に設けられるとともに熱交換部が筐体の側面に設けられ、熱交換室２０２の側面から上部に向けて気流が形成されるトップフロータイプのものであってもよい。
　図１０は、変形例３における室外機２の構造を概略的に示す図である。図１０を参照して、室外機２の内部は、仕切板２１６によって、機械室２１４が筐体の下方に配置されるように熱交換室２１２と機械室２１４とに仕切られている。
　熱交換室２１２には、凝縮器２０及び熱交換器４０（いずれも図示せず）、並びにファン２２，４２が収容されている。凝縮器２０及び熱交換器４０の熱交換部は、室外機２の筐体の側面に設けられ、ファン２２，４２は、筐体の上部に設けられている。これにより、熱交換室２１２の側面から上部に向けて気流が形成される。機械室２１４には、圧縮機１０、液溜器３０、各配管、圧力センサ９０，９２及び制御装置１００が収容されている。
　そして、この変形例３でも、冷媒量検出部７０は、機械室２１４に収容される。これにより、冷媒量検出部７０は、熱交換部が配置される熱交換室２１２内を流れる気流の影響を受けない。したがって、この変形例３によっても、冷媒量検出部７０において、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量を精度良く測定することができる。その結果、冷凍装置１に封入された冷媒の不足を精度良く検知することができる。
　なお、上記では、液溜器３０は、機械室２１４に配設されるものとしたが、熱交換室２１２に配設してもよい。
　なお、さらなる変形例として、特に図示しないが、冷媒量検出部７０を熱交換室２１２内に配置しつつ断熱材で覆うことによって、熱交換部の排熱風の冷媒量検出部７０への影響を遮断又は軽減するようにしてもよい。
　実施の形態２．
　この実施の形態２における冷凍装置の全体構成は、図１に示した実施の形態１における冷凍装置１と同じである。
　冷媒不足が生じていない正常時は、冷媒量検出部７０において、キャピラリチューブ７１出側における冷媒は液成分が多い状態となる。ここで、キャピラリチューブ７１出側の配管８７が横置きされている場合、冷媒の流速によっては、図１１に示されるように、配管８７内において、上部が気相になり、下部が液相になる。この場合、気相部の冷媒が周囲温度の影響を受けて温度変化するおそれがあり、温度センサ７３，７４により冷媒の温度Ｔ１，Ｔ２が正しく計測されない可能性がある。
　そこで、この実施の形態２に従う室外機２では、図１１に示されるように、横置きされた配管８７に対して温度センサ７３，７４が配管８７の鉛直下方に設置され、温度センサ７３，７４によって配管８７内の液相部の温度が計測される。これにより、温度センサ７３，７４による冷媒の温度検出の誤差が軽減され、その結果、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量を正確に測定することができる。
　また、この実施の形態２に従う室外機２では、横置きされた配管８７に対してヒータ７２が配管８７の鉛直下方に設置され、ヒータ７２によって配管８７内の液冷媒が加熱される。ヒータ７２によって配管８７内のガス冷媒（気相部）が加熱されると、ガス冷媒が過熱することによって冷媒が不足していると誤検出する可能性があるところ、上記の構成により、そのような誤検出の可能性を抑制することができる。
　このように、この実施の形態２によれば、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量に基づいて、冷凍装置１に封入された冷媒の不足を精度良く検知することができる。
　なお、上記では、横置きされた配管８７に対して、温度センサ７３，７４及びヒータ７２の双方が配管８７の鉛直下方に設置されるものとしたが、温度センサ７３，７４及びヒータ７２のいずれかのみを上記のように配置するだけでも、そのような配置による上記効果を得ることができる。
　なお、上記では、キャピラリチューブ７１出側の配管８７が横置きされる場合について説明したが、配管８７が縦置きされる場合は、キャピラリチューブ７１とヒータ７２との間において配管８７に立上部を設け、その立上部周辺に温度センサ７３を配置して立上部の液溜まり（液相部）の温度を測定するようにしてもよい。
　実施の形態３．
　この実施の形態３では、冷媒量検出部における熱源として、ヒータ７２に代えて、圧縮機出側の高温高圧の冷媒が用いられる。これにより、ヒータ７２を別途設けることなく冷媒量検出部を構成することができる。
　図１２は、実施の形態３に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。図１２を参照して、この冷凍装置１Ａは、室外機２Ａと、室内機３とを備える。室外機２Ａは、図１に示した実施の形態１の室外機２において、冷媒量検出部７０及び制御装置１００に代えて、それぞれ冷媒量検出部７０Ａ及び制御装置１００Ａを含む。
　冷媒量検出部７０Ａは、図１に示した実施の形態１の冷媒量検出部７０において、ヒータ７２に代えて熱交換部７８を含み、温度センサ７５～７７をさらに含む。熱交換部７８は、圧縮機１０から出力される高温高圧の冷媒と、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒との間で熱交換を行なうように構成される。そして、温度センサ７３は、熱交換部７８の上流側の冷媒温度、すなわち、キャピラリチューブ７１と熱交換部７８との間の冷媒の温度Ｔ１を検出する。一方、温度センサ７４は、熱交換部７８の下流側の冷媒温度、すなわち、熱交換部７８の下流であって配管８５に合流する前の冷媒の温度Ｔ２を検出する。
　温度センサ７５は、圧縮機１０から出力される高温高圧の冷媒の温度Ｔ３を検出し、その検出値を制御装置１００Ａへ出力する。温度センサ７６は、圧縮機１０から出力されて熱交換部７８を通過した冷媒の温度Ｔ４を検出し、その検出値を制御装置１００Ａへ出力する。すなわち、温度センサ７５，７６は、圧縮機１０から凝縮器２０へ供給される冷媒について、それぞれ熱交換部７８の通過前及び通過後の冷媒の温度を検出する。温度センサ７７は、圧縮機１０に吸入される冷媒の温度Ｔ５を検出し、その検出値を制御装置１００Ａへ出力する。
　制御装置１００Ａは、配管８７を流れる冷媒を熱交換部７８によって加熱したときの冷媒の温度上昇量に基づいて、冷凍装置１Ａにおいて冷媒不足が生じているか否かを判定する。より詳しくは、制御装置１００Ａは、熱交換部７８による冷媒の温度上昇量がしきい値以上になると、冷媒不足が生じているものと判定する。
　ここで、熱交換部７８の加熱量は、冷凍装置１Ａの運転状態によって変化するため、熱交換部７８における配管８７内の冷媒の温度上昇量も、冷凍装置１Ａの運転状態によって変化する。特に、冷媒が非共沸冷媒の場合は、冷媒不足が生じていなくても、配管８７を流れる気液二相の冷媒が熱交換部７８において加熱されると温度が上昇し、その温度上昇量は加熱量に依存する。また、冷媒が共沸冷媒であっても、熱交換部７８の加熱量が大きい場合には、冷媒の温度が上昇し得る。
　そこで、この実施の形態３では、熱交換部７８の加熱量が算出され、その加熱量に基づいて、冷媒不足が生じているか否かを判定するためのしきい値（熱交換部７８における冷媒の温度上昇量のしきい値）が設定される。これにより、冷凍装置１Ａの運転状態によって熱交換部７８の加熱量が変化しても、冷媒不足を精度良く検知することができる。
　熱交換部７８の加熱量は、たとえば以下のようにして算出することができる。熱交換部７８の加熱量（Ｗ＝Ｊ／ｓ）は、次式によって算出される。
　加熱量＝Ｇ×Ｈ　…（１）
　ここで、Ｇは、圧縮機１０から熱交換部７８に流れる冷媒流量であり、Ｈは、圧縮機１０から熱交換部７８に流れる冷媒の、熱交換部７８前後のエンタルピー差である。
　冷媒流量Ｇ（ｋｇ／ｈｒ）は、次式によって算出することができる。
　冷媒流量Ｇ＝Ｖ×Ｒ×Ｄ　…（２）
　ここで、Ｖは、圧縮機１０の押しのけ量（ｍ3）であり、すなわち、圧縮機１回転あたりの冷媒吸込み量である。Ｒは、圧縮機１０の回転数（１／ｈｒ又は１／ｓ）であり、Ｄは、冷媒の密度（ｋｇ／ｍ3）である。密度Ｄは、圧縮機１０の吸入側の冷媒温度と圧力とによって決まる量であり、温度センサ７７により検出される温度Ｔ５と、圧力センサ９０により検出される圧力ＬＰとから算出することができる。
　また、エンタルピー差Ｈ（ｋＪ／ｋｇ）は、次式によって算出することができる。
　エンタルピー差Ｈ＝Ｈ３－Ｈ４　…（３）
　ここで、Ｈ３は、圧縮機１０から熱交換部７８に供給される冷媒のエンタルピーであり、Ｈ４は、熱交換部７８を通過した後の冷媒のエンタルピーである。なお、エンタルピーＨ３は、圧縮機１０の吐出圧力と熱交換部７８通過前の冷媒温度とによって決まる量であり、圧力センサ９２により検出される圧力ＨＰと、温度センサ７５により検出される温度Ｔ３とから求めることができる。また、エンタルピーＨ４は、圧縮機１０の吐出圧力と熱交換部７８通過後の冷媒温度とによって決まる量であり、圧力ＨＰと、温度センサ７６により検出される温度Ｔ４とから求めることができる。
　図１３は、実施の形態３における制御装置１００Ａにより実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理も、冷凍装置１Ａが定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。
　図１３を参照して、制御装置１００Ａは、冷媒不足判定制御の実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。冷媒不足判定制御の非実行時は（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御装置１００Ａは、以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。
　ステップＳ１１０において冷媒不足判定制御の実行中であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ａは、温度センサ７３～７７からそれぞれ温度Ｔ１～Ｔ５の検出値を取得し、圧縮機１０の回転数Ｒを取得し、さらに圧力センサ９０，９２からそれぞれ圧力ＬＰ，ＨＰの検出値を取得する（ステップＳ１２０）。
　そして、制御装置１００Ａは、上述の式（２）を用いて冷媒流量Ｇを算出するとともに、上述の式（３）を用いてエンタルピー差Ｈを算出する（ステップＳ１３０）。次いで、制御装置１００Ａは、算出された冷媒流量Ｇとエンタルピー差Ｈとを乗算することによって、熱交換部７８の加熱量（Ｇ×Ｈ）を算出する（ステップＳ１４０）。
　続いて、制御装置１００Ａは、算出された熱交換部７８の加熱量に基づいて、冷媒不足が生じているか否かを判定するためのしきい値Ｔｔｈ２（熱交換部７８において配管８７を流れる冷媒の温度上昇量のしきい値）を設定する（ステップＳ１５０）。加熱量としきい値Ｔｔｈ２との関係は、使用される冷媒の種類に応じて事前評価やシミュレーション等により予め求められ、制御装置１００ＡのＲＯＭに記憶されている。定性的には、加熱量が大きい程、しきい値Ｔｔｈ２は大きく、また、加熱量が同じ場合、非共沸冷媒のしきい値は、共沸冷媒のしきい値よりも大きい。
　そして、制御装置１００Ａは、ステップＳ１２０において取得された温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２－Ｔ１）、すなわち、熱交換部７８において配管８７を流れる冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｔｈ２よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１６０）。
　冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｔｈ２以上であると判定されると（ステップＳ１６０においてＮＯ）、制御装置１００Ａは、冷媒が不足しているものと判定する（ステップＳ１７０）。なお、ステップＳ１７０において冷媒不足と判定された場合に、冷媒不足が生じている旨のアラームを出力するようにしてもよい。一方、冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｔｈ２よりも小さいと判定されると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ａは、冷媒量は正常であると判断して、リターンへと処理を移行する。
　以上のように、この実施の形態３によれば、冷媒量検出部７０Ａにおける熱源として、ヒータ７２に代えて、圧縮機１０出側の高温高圧の冷媒を用いた熱交換部７８が設けられるので、ヒータ７２を設けることなく冷媒量検出部を構成することができる。
　また、熱交換部７８の加熱量は、冷凍装置１Ａの運転状態によって変化するところ、この実施の形態３によれば、熱交換部７８において配管８７を流れる冷媒の温度上昇量のしきい値Ｔｔｈ２は、熱交換部７８の加熱量に基づいて設定されるので、冷凍装置１Ａの運転状態が変化しても冷媒不足を精度良く検知することができる。
　実施の形態４．
　冷媒量検出部が設けられるバイパス回路に冷媒が流れると、室内機３の蒸発器６０に流れる冷媒量が減少する。したがって、バイパス回路に冷媒を流し続けると、冷凍装置の性能に影響を与える可能性がある。
　そこで、この実施の形態４では、バイパス回路に開閉弁が設けられ、冷媒不足判定の実行中（たとえば１時間に１回の頻度で数分間実行）に弁が開けられ、冷媒不足判定の非実行時は弁が閉じられる。
　図１４は、実施の形態４に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。図１４を参照して、この冷凍装置１Ｂは、室外機２Ｂと、室内機３とを備える。室外機２Ｂは、図１に示した実施の形態１の室外機２において、冷媒量検出部７０及び制御装置１００に代えて、それぞれ冷媒量検出部７０Ｂ及び制御装置１００Ｂを含む。
　冷媒量検出部７０Ｂは、図１に示した実施の形態１の冷媒量検出部７０において、電磁弁７９をさらに含む。電磁弁７９は、キャピラリチューブ７１の上流の配管８６に設けられ、制御装置１００Ｂからの指示に従って開閉する。電磁弁７９が開状態になると、キャピラリチューブ７１及び配管８７に冷媒が流れ、冷媒不足が検知可能になる。電磁弁７９が閉状態のときは、キャピラリチューブ７１及び配管８７への冷媒の流れが遮断されるので、冷媒不足検知は実行不可となる。
　図１５は、電磁弁７９とヒータ７２との動作パターンを示す図である。図１５を参照して、冷媒不足判定制御の実行中は、電磁弁７９はＯＮ（開）され、ヒータ７２もＯＮされる。通常時、すなわち、冷媒不足判定制御の非実行時は、電磁弁７９はＯＦＦ（閉）され、ヒータ７２もＯＦＦされる。
　なお、図１４では、電磁弁７９は、配管８６に設けられるものとしたが、電磁弁７９は、キャピラリチューブ７１の下流の配管８７に設けてもよい。但し、バイパス回路において電磁弁７９を上流側に配設した方が、通常時にバイパス回路に寝込む液冷媒の量を少なくすることができるので、配管８６に電磁弁７９を設ける方が好ましい。さらには、電磁弁７９は、配管８２から配管８６が分岐される分岐部にできるだけ近い箇所に設けるのがより好ましい。
　電磁弁７９を設けることにより、冷媒不足判定の実行中に限定してバイパス回路に冷媒を流すことができるが、電磁弁７９が閉故障すると、バイパス回路において冷媒の流れが生じないので、温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２－Ｔ１）が小さくなり、実際には冷媒不足が生じているにも拘わらず、冷媒不足は生じていないと誤判定する可能性がある。そこで、この実施の形態４では、温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２－Ｔ１）が小さくても、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれかがしきい値以上の場合には、電磁弁７９が閉故障しているものと判定される。
　図１６は、実施の形態４における制御装置１００Ｂにより実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理も、冷凍装置１Ｂが定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。
　図１６を参照して、このフローチャートに示されるステップＳ２１０～Ｓ２４０の処理は、それぞれ図６に示したステップＳ１０～Ｓ４０の処理と同じである。そして、このフローチャートは、ステップＳ２５０，Ｓ２６０をさらに含む。
　すなわち、ステップＳ２３０において、冷媒の温度上昇量（Ｔ２－Ｔ１）がしきい値Ｔｔｈ１よりも小さいと判定されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｂは、ステップＳ２２０において取得された温度Ｔ１，Ｔ２がしきい値Ｔｔｈ３よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２５０）。しきい値Ｔｔｈ３は、バイパス回路において冷媒が流動していないために、ヒータ７２によって冷媒が過熱したことを検知するための値であり、ヒータ７２の加熱量等に基づいて適宜設定される。たとえば、しきい値Ｔｔｈ１が４～５度程度の小さい値に設定されるのに対して、しきい値Ｔｔｈ３は８０度程度の大きい値に設定される。
　ステップＳ２５０において、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれかがしきい値Ｔｔｈ３以上であると判定されると（ステップＳ２５０においてＮＯ）、制御装置１００Ｂは、電磁弁７９が閉故障しているものと判定する（ステップＳ２６０）。なお、ステップＳ２６０において電磁弁７９が閉故障していると判定された場合に、電磁弁が故障している旨のアラームを出力するようにしてもよい。
　一方、ステップＳ２５０において、温度Ｔ１，Ｔ２がしきい値Ｔｔｈ３よりも低いと判定されると（ステップＳ２５０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｂは、電磁弁７９は正常に作動（開状態）していると判断して、リターンへと処理を移行する。
　以上のように、この実施の形態４では、バイパス回路に電磁弁７９が設けられる。そして、冷媒不足判定の実行中に電磁弁７９が開けられ、冷媒不足判定の非実行時は電磁弁７９が閉じられる。これにより、冷媒不足判定の非実行時にもバイパス回路に冷媒を流し続けることによる冷凍装置の性能低下を防止することができる。
　また、この実施の形態４では、電磁弁７９の閉故障が検知される。これにより、電磁弁７９の閉故障によりバイパス回路において冷媒が流動しないために、実際には冷媒不足が生じているにも拘わらず、冷媒不足は生じていないと誤判定してしまうのを防止することができる。
　変形例４．
　実施の形態４では、バイパス回路に電磁弁７９が設けられ、電磁弁７９の閉故障を検知可能としたが、電磁弁７９が設けられているか否かに拘わらず、実施の形態４で説明した電磁弁７９の閉故障検知の手法は、バイパス回路の閉塞異常の検知にも適用することができる。
　すなわち、キャピラリチューブ７１に異物が詰まるなどしてバイパス回路が閉塞すると、電磁弁７９が閉故障した場合と同じ状況が生じる。そこで、電磁弁７９が設けられていない回路においては、温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２－Ｔ１）が小さくても、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれかがしきい値Ｔｔｈ３以上の場合には、バイパス回路（主にはキャピラリチューブ７１）が閉塞しているものと判定することができる。なお、電磁弁７９が設けられている回路においても、電磁弁７９の正常が別途確認できる場合には、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれかがしきい値Ｔｔｈ３以上のときはバイパス回路が閉塞しているものと判定することができる。
　図１７は、変形例４における制御装置１００Ｃにより実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理も、冷凍装置が定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。
　図１７を参照して、このフローチャートは、図１６に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２６０に代えてステップＳ２７０を含む。
　すなわち、ステップＳ２５０において、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれかがしきい値Ｔｔｈ３以上であると判定されると（ステップＳ２５０においてＮＯ）、制御装置１００Ｃは、バイパス回路（主にはキャピラリチューブ７１）が閉塞しているものと判定する（ステップＳ２７０）。なお、ステップＳ２７０においてバイパス回路が閉塞していると判定された場合に、バイパス回路が閉塞している旨のアラームを出力するようにしてもよい。
　なお、上記では、バイパス回路が閉塞しているか否かを判定するためのしきい値Ｔｔｈ３は、実施の形態４において電磁弁７９が閉故障しているか否かを判定するためのしきい値と同じとしたが、両者のしきい値は、必ずしも同じでなくてもよい。
　以上のように、この変形例４では、バイパス回路（主にはキャピラリチューブ７１）の閉塞が検知される。したがって、この変形例４によれば、キャピラリチューブ７１等の閉塞によりバイパス回路において冷媒が流動しないために、実際には冷媒不足が生じているにも拘わらず、冷媒不足は生じていないと誤判定してしまうのを防止することができる。
　実施の形態５．
　冷媒不足判定の実行中、ヒータ７２へＯＮ指令を出力しているにも拘わらずヒータ７２の故障によりヒータ７２よる加熱が行なわれない場合、温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２－Ｔ１）が小さくなり、実際には冷媒不足が生じているにも拘わらず、冷媒不足は生じていないと誤判定する可能性がある。そこで、この実施の形態５では、ヒータ７２の故障判定が行なわれる。ヒータ７２の故障判定は、たとえば、冷媒不足判定が実行される直前に実行される。
　この実施の形態５における冷凍装置の全体構成は、図１４に示した実施の形態４における冷凍装置１Ｂと同じである。
　図１８は、電磁弁７９とヒータ７２との動作パターンを示す図である。図１８を参照して、ヒータ故障判定制御の実行中は、電磁弁７９はＯＦＦ（閉）され、ヒータ７２がＯＮされる。なお、冷媒不足判定制御の実行中、及び通常時（冷媒不足判定制御の非実行時）については、図１５で説明したとおりである。
　図１９は、実施の形態５における制御装置１００Ｄにより実行されるヒータ故障判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、冷凍装置が定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。
　図１９を参照して、制御装置１００Ｄは、ヒータ故障判定制御の実行中であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ヒータ故障判定制御は、たとえば、冷媒不足判定制御が実行される直前に実行される。ヒータ故障判定制御の非実行時は（ステップＳ３１０においてＮＯ）、制御装置１００Ｄは、以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。
　ステップＳ３１０においてヒータ故障判定制御の実行中であると判定されると（ステップＳ３１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｄは、冷媒量検出部７０Ｂの温度センサ７３，７４からそれぞれ温度Ｔ１，Ｔ２の検出値を取得する（ステップＳ３２０）。そして、制御装置１００Ｄは、取得された温度Ｔ１又はＴ２がしきい値Ｔｔｈ４よりも高いか否かを判定する（ステップＳ３３０）。しきい値Ｔｔｈ４は、ヒータ７２がＯＮ（作動）しているか否かを判定するための値であり、たとえば、しきい値Ｔｔｈ１が４～５度程度の小さい値に設定されるのに対して、しきい値Ｔｔｈ４は１０～２０度程度の値に設定される。
　ステップＳ３３０において、温度Ｔ１又はＴ２がしきい値Ｔｔｈ４よりも高いと判定されると（ステップＳ３３０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｄは、ヒータ７２は正常に作動していると判断して、リターンへと処理を移行する。
　一方、ステップＳ３３０において、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれもしきい値Ｔｔｈ４以下であると判定されると（ステップＳ３３０においてＮＯ）、制御装置１００Ｄは、ヒータ７２が故障しているものと判定する（ステップＳ３４０）。なお、ステップＳ３４０においてヒータ７２が故障していると判定された場合に、ヒータが故障している旨のアラームを出力するようにしてもよい。
　以上のように、この実施の形態５では、ヒータ７２の故障が検知される。したがって、この実施の形態５によれば、ヒータ７２の故障により、実際には冷媒不足が生じているにも拘わらず、冷媒不足は生じていないと誤判定してしまうのを防止することができる。
　実施の形態６．
　この実施の形態６では、バイパス回路に電磁弁７９が設けられる場合に、電磁弁７９を用いて圧縮機１０の起動性の改善が図られる。具体的には、圧縮機１０を起動する際に、電磁弁７９をＯＮ（開）にしてから圧縮機１０を起動させる。これにより、圧縮機１０の吐出側（高圧側）と吸入側（低圧側）との圧力差が減少するので、圧縮機１０の起動性を改善することができる。
　この実施の形態６における冷凍装置の全体構成は、図１４に示した実施の形態４における冷凍装置１Ｂと同じである。
　図２０は、実施の形態６における制御装置１００Ｅにより実行される圧縮機１０の起動処理の手順の一例を示すフローチャートである。図２０を参照して、制御装置１００Ｅは、圧縮機１０が停止中であり、かつ、起動前であるか否かを判定する（ステップＳ４１０）。なお、圧縮機１０の起動前とは、圧縮機１０が停止していた原因が異常であった場合には、その異常状態が解消されている状態をいい、圧縮機１０が停止していた原因が吸入側の冷媒圧力（低圧側圧力）の低下であった場合には、低圧側圧力が再度上昇して圧縮機１０の動作条件が成立している状態をいう。
　ステップＳ４１０において、圧縮機１０は停止中でない、又は圧縮機１０の起動前ではないと判定されると（ステップＳ４１０においてＮＯ）、制御装置１００Ｅは、以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。
　ステップＳ４１０において、圧縮機１０が停止中であり、かつ、起動前であると判定されると（ステップＳ４１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｅは、圧縮機１０の起動不可条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ４２０）。圧縮機１０の起動不可条件とは、圧縮機１０の吐出側の冷媒圧力（高圧側圧力）が著しく高い場合、或いは高圧側圧力と低圧側圧力との圧力差が著しく大きい場合等、圧縮機１０を起動することができない条件をいう。起動不可条件が成立していない場合は（ステップＳ４２０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｅは、圧縮機１０を起動する（ステップＳ４３０）。
　ステップＳ４２０において、圧縮機１０の起動不可条件が成立していると判定されると（ステップＳ４２０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｅは、バイパス回路に設けられた電磁弁７９をＯＮ（開）にする（ステップＳ４４０）。これにより、バイパス回路が閉塞していなければ、高圧側から低圧側へバイパス回路を通じて冷媒が流れ、高圧側と低圧側との圧力差は減少方向へと向かう。
　電磁弁７９が開となった後、制御装置１００Ｅは、再び圧縮機１０の起動不可条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ４５０）。電磁弁７９が開となることにより、高圧側圧力が減少し、或いは高圧側圧力と低圧側圧力との圧力差が減少して、起動不可条件が解消すると（ステップＳ４５０においてＮＯ）、制御装置１００Ｅは、圧縮機１０を起動する（ステップＳ４６０）。その後、制御装置１００Ｅは、電磁弁７９をＯＦＦ（閉）にする（ステップＳ４７０）。
　一方、ステップＳ４５０において、電磁弁７９を開にしても起動不可条件が成立していると判定されると（ステップＳ４５０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｅは、圧縮機１０を起動できない旨のアラームを出力する（ステップＳ４８０）。なお、電磁弁７９を開にしても起動不可条件が成立している場合としては、電磁弁７９へのＯＮ（開）指令に対して電磁弁７９が閉故障していたり、キャピラリチューブ７１等においてバイパス回路が閉塞している場合等が考えられる。
　以上のように、この実施の形態６によれば、バイパス回路に電磁弁７９が設けられる場合に、圧縮機１０の起動時に電磁弁７９をＯＮ（開）にすることによって、圧縮機１０の起動性を改善することができる。
　その他の変形例．
　圧縮機１０の吐出側の冷媒圧力（高圧側圧力）を検出する圧力センサ９２に代えて、図２１に示されるように、凝縮器２０の出側の冷媒温度を検知する温度センサ９４を設け、温度センサ９４により検出される温度（飽和液温度）を高圧側圧力（飽和圧力）に換算してもよい。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例においては、バイパス回路を流れる冷媒は、圧縮機１０の吸入側の配管８５に戻されるものとしたが、図２２に示されるように、圧縮機１０に代えて、インジェクションポートを有する圧縮機１０Ａを採用し、バイパス回路を流れる冷媒を圧縮機１０Ａのインジェクションポートに戻してもよい。このような構成により、圧縮機１０Ａから吐出される冷媒の温度を下げることができる。なお、バイパス回路（配管８７）の圧縮機１０Ａへの接続先は、圧縮機１０Ａのシェル内部の吸入室であってもよいし、シェル内部の圧縮室であってもよい。
　なお、上記の構成を採用する場合には、インジェクションの効果を得るために、冷媒不足の検知の有無に拘わらずバイパス回路に冷媒が流される。また、バイパス回路から圧縮機１０Ａに吸入される冷媒の圧力を検出する圧力センサ９６を別途設ける必要がある。言い換えると、バイパス回路を流れる冷媒を圧縮機１０の吸入側の配管８５に戻す構成の場合には、圧力センサ９０が設けられているので、圧力センサ９６を設ける必要はない。
　また、上記においては、キャピラリチューブ７１とヒータ７２との間に温度センサ７３が設けられるものとしたが、温度センサ７３を設けることなく、圧力センサ９０（図２２に示した構成においては圧力センサ９６）により検出される圧力（蒸発圧力）から温度Ｔ１（蒸発温度）を推定してもよい。そして、その推定された温度Ｔ１と、温度センサ７４により検出される温度Ｔ２との差（Ｔ２－Ｔ１）によって示される温度上昇量に基づいて、冷媒が不足しているか否かを判定するようにしてもよい。なお、温度センサ７３を設けることによって、ヒータ７２或いは熱交換部７８による冷媒の温度上昇量の測定精度を向上させ、ひいては冷媒不足の検知精度を向上させることができる。
　また、上記においては、バイパス回路は、液溜器３０と熱交換器４０との間の配管８２から分岐するものとしたが、配管８１からバイパス回路を分岐させてもよい。本開示において、液溜器３０及び熱交換器４０（並びにサイトグラス４５）は必須の要素ではなく、液溜器３０及び熱交換器４０が設けられていない場合には、バイパス回路は、配管８１から分岐させる。なお、バイパス回路は、液溜器３０の底部に接続されてもよい。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例の冷媒量検出部７０，７０Ａ，７０Ｂにおいて、キャピラリチューブ７１に代えて膨張弁を用いてもよい。その場合、バイパス回路に電磁弁７９が設けられる実施の形態４～６及び変形例４において、電磁弁７９として上記膨張弁を代用してもよい。当該膨張弁を閉状態とすることによって、冷媒不足判定の非実行時にバイパス回路の冷媒の流れを遮断することができる。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例は、倉庫やショーケース等に主に用いられる室外機及び冷凍装置について代表的に説明したが、本開示に従う室外機は、冷凍サイクルを用いた空気調和機にも適用可能である。
　今回開示された各実施の形態は、技術的に矛盾しない範囲で適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、全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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　１，１Ａ～１Ｆ　冷凍装置、２，２Ａ～２Ｆ　室外機、３　室内機、１０，１０Ａ　圧縮機、２０　凝縮器、２２，４２，６２　ファン、３０　液溜器、４０　熱交換器、４５　サイトグラス、５０　膨張弁、６０　蒸発器、７０，７０Ａ，７０Ｂ　冷媒量検出部、７１　キャピラリチューブ、７２　ヒータ、７３～７７，９４　温度センサ、７８　熱交換部、７９　電磁弁、８０～８７　配管、９０，９２，９６　圧力センサ、１００，１００Ａ～１００Ｆ　制御装置、１０２　ＣＰＵ、１０４　メモリ、２０２，２１２　熱交換室、２０４，２１４　機械室、２０６，２１６　仕切板、２０８　箱、２１０　冷媒量検出モジュール。

Claims (20)

  1. 　室内機と接続されて冷凍サイクル装置を形成する室外機であって、
    　冷媒を圧縮する圧縮機と、
    　前記圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、
    　前記凝縮器の出側の冷媒の一部を、前記室内機を通過することなく前記圧縮機へ戻すように構成されたバイパス回路と、
    　前記バイパス回路に流れる冷媒を加熱するように構成された加熱器と、前記加熱器によって加熱された冷媒の温度を検出する加熱後温度センサとを含む冷媒量検出部とを備え、
    　前記冷媒量検出部は、前記凝縮器と比較して気流の影響が小さい箇所に設けられる、室外機。
  2. 　前記凝縮器は、熱交換室に設けられ、
    　前記冷媒量検出部は、仕切板によって前記熱交換室と隔てられた機械室に配設される、請求項１に記載の室外機。
  3. 　前記凝縮器及び前記冷媒量検出部は、熱交換室に設けられ、
    　前記冷媒量検出部は、前記熱交換室に設けられる箱の中に配設される、請求項１に記載の室外機。
  4. 　前記冷媒量検出部は、前記冷媒量検出部を収容する冷媒量検出モジュール内に設けられ、
    　前記冷媒量検出モジュールは、前記室外機の筐体に隣接して配設される、請求項１に記載の室外機。
  5. 　前記加熱器は、横向きに配設された冷媒配管の鉛直下方に配設される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の室外機。
  6. 　前記加熱後温度センサは、横向きに配設された冷媒配管の鉛直下方に配設される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の室外機。
  7. 　前記加熱器は、ヒータである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の室外機。
  8. 　前記加熱器は、前記圧縮機出側の冷媒配管である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の室外機。
  9. 　前記加熱後温度センサが検出した温度を用いて、前記冷凍サイクル装置に封入された冷媒の量を判定する制御装置をさらに備える、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の室外機。
  10. 　前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路における冷媒の通流及び遮断を切換えるように構成された弁をさらに備え、
    　前記制御装置は、
    　前記冷凍サイクル装置に封入された冷媒が不足しているか否かを判定する判定制御の実行中に前記弁を開状態に制御し、
    　前記判定制御の非実行中は前記弁を閉状態に制御する、請求項９に記載の室外機。
  11. 　前記冷媒量検出部は、前記加熱器によって加熱される前の冷媒の温度を検出する加熱前温度センサをさらに含み、
    　前記制御装置は、前記加熱後温度センサが検出した温度と前記加熱前温度センサが検出した温度とから算出される温度上昇量を用いて、前記冷凍サイクル装置に封入された冷媒の量を判定する、請求項１０に記載の室外機。
  12. 　前記制御装置は、前記温度上昇量が第１のしきい値を超える場合に、前記冷凍サイクル装置に封入された冷媒が不足しているものと判定する、請求項１１に記載の室外機。
  13. 　前記制御装置は、前記判定制御の実行中に、前記加熱器の入側及び出側の少なくとも一方の冷媒の温度が、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を超えるとき、前記弁が閉故障しているものと判定する、請求項１２に記載の室外機。
  14. 　前記制御装置は、前記弁の閉状態中に前記加熱器を作動させた場合に、前記加熱器入側及び出側の少なくとも一方の冷媒の温度が、前記第１のしきい値よりも大きい第３のしきい値よりも低いとき、前記加熱器が故障しているものと判定する、請求項１２又は請求項１３に記載の室外機。
  15. 　前記制御装置は、前記判定制御の実行中に、前記加熱器の入側及び出側の少なくとも一方の冷媒の温度が、前記第１のしきい値よりも大きい第４のしきい値を超えるとき、前記バイパス回路が閉塞しているものと判定する、請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の室外機。
  16. 　前記制御装置は、前記圧縮機を起動する場合に、前記弁を開状態にして前記圧縮機を起動する、請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の室外機。
  17. 　前記バイパス回路は、前記圧縮機の吸入部に接続される、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の室外機。
  18. 　前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路に流れる冷媒の圧力を減圧するように構成された減圧装置をさらに備える、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の室外機。
  19. 　室内機と接続されて冷凍サイクル装置を形成する室外機であって、
    　冷媒を圧縮する圧縮機と、
    　前記圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、
    　前記凝縮器の出側の冷媒の一部を、前記室内機を通過することなく前記圧縮機へ戻すように構成されたバイパス回路と、
    　前記バイパス回路に流れる冷媒を加熱するように構成された加熱器と、前記加熱器によって加熱された冷媒の温度を検出する加熱後温度センサとを含む冷媒量検出部とを備え、
    　前記加熱器又は前記加熱後温度センサは、横向きに配設された冷媒配管の鉛直下方に配設される、室外機。
  20. 　請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の室外機と、
    　前記室外機に接続される室内機とを備える冷凍サイクル装置。
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