JP7688282B2 - In-store refrigeration equipment and refrigerated storage units - Google Patents
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Description
本開示は、庫内冷凍装置および冷蔵貯蔵庫に関するものである。 This disclosure relates to an internal refrigeration device and a refrigerated storage unit.
特許文献1に開示の庫内冷凍装置は、コンテナの庫内に設けられる冷媒センサを備える。冷媒センサは、冷媒回路からコンテナ庫内に漏れた冷媒ガスを検出する。 The in-compartment refrigeration device disclosed in Patent Document 1 includes a refrigerant sensor installed inside the container. The refrigerant sensor detects refrigerant gas that has leaked from the refrigerant circuit into the container.
特許文献1のコンテナのような冷蔵貯蔵庫において、庫内空間に雑ガスが発生すると冷媒センサが雑ガスを冷媒ガスと誤検知するおそれがある。 In a refrigerated storage facility such as the container in Patent Document 1, if miscellaneous gases are generated in the interior space of the facility, the refrigerant sensor may erroneously detect the miscellaneous gases as refrigerant gas.
本開示の目的は、庫内に漏洩する冷媒の誤検知を抑制する庫内冷凍装置を提供することにある。 The objective of this disclosure is to provide an in-cabinet refrigeration device that reduces false detection of refrigerant leaking inside the cabinet.
第1の態様は、
冷凍サイクルを行う冷媒回路(R)を用いて庫内空間(S)を冷却する庫内冷凍装置であって、
前記庫内空間(S)において漏洩した冷媒を検知するための冷媒センサ(50)と、
冷媒と異なる指標を検知する第1センサ(51)と、
前記冷媒センサ(50)および前記第1センサ(51)の検知結果に基づいて、前記庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する制御部(100)とを備える庫内冷凍装置である。
The first aspect is
An internal refrigeration device that cools an internal space (S) using a refrigerant circuit (R) that performs a refrigeration cycle,
a refrigerant sensor (50) for detecting a leak of a refrigerant in the internal space (S);
a first sensor (51) for detecting an indicator different from the refrigerant;
The internal refrigeration system further comprises a control section (100) that determines whether or not there is a refrigerant leakage in the internal space (S) based on detection results of the refrigerant sensor (50) and the first sensor (51).
冷媒センサ(50)のみでは、例えば庫内空間(S)に発生する雑ガスと冷媒ガスとを誤検知する恐れがある。これに対し、第1の態様では冷媒センサ(50)の検知結果に加え、第1センサ(51)の検知結果を冷媒漏洩の判定に用いる。第1センサ(51)により検知された庫内環境の変化が冷媒ガスによるものであることを判別することで、庫内空間(S)の冷媒漏洩の誤検知を抑制できる。 The refrigerant sensor (50) alone may erroneously detect, for example, miscellaneous gases generated in the internal space (S) as refrigerant gas. In contrast, in the first embodiment, the detection results of the first sensor (51) are used in addition to the detection results of the refrigerant sensor (50) to determine whether or not there is a refrigerant leak. By determining that the change in the internal environment detected by the first sensor (51) is due to refrigerant gas, erroneous detection of a refrigerant leak in the internal space (S) can be suppressed.
第2の態様は、第1の態様において、
前記第1センサ(51)は、前記庫内空間(S)の気体成分を検知し、
前記制御部(100)は、前記冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、前記第1センサ(51)によって前記庫内空間(S)の気体成分の濃度または該濃度の変化の度合いが所定範囲外であることが検知された場合、前記庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。
The second aspect is the first aspect,
The first sensor (51) detects a gas component in the interior space (S),
When the refrigerant sensor (50) detects a refrigerant leak and the first sensor (51) detects that the concentration of a gas component in the internal space (S) or the degree of change in the concentration is outside a predetermined range, the control unit (100) determines the occurrence of a refrigerant leak in the internal space (S).
第2の態様では、第1センサ(51)を庫内空間(S)における気体成分の検知に加え、冷媒漏洩の判定にも用いることができる。 In the second embodiment, the first sensor (51) can be used to detect the gas components in the interior space (S) as well as to determine whether there is a refrigerant leak.
第3の態様は、第2の態様において、
前記第1センサ(51)は、前記庫内空間(S)における湿度、酸素または二酸化炭素を検知する。
The third aspect is the second aspect,
The first sensor (51) detects humidity, oxygen or carbon dioxide in the interior space (S).
第3の態様では、湿度、酸素又は二酸化炭素の検知に用いられる種類のセンサは、エチレンガスのような雑ガスと誤検知しにくい。このようなセンサと冷媒センサ(50)とを冷媒漏洩の判定に用いることで、冷媒漏洩判定の信頼性を向上できる。また、このようなセンサは庫内空間(S)に既設されており、新たにセンサを設ける必要がない。 In the third aspect, the type of sensor used to detect humidity, oxygen, or carbon dioxide is unlikely to mistakenly detect miscellaneous gases such as ethylene gas. By using such a sensor and the refrigerant sensor (50) to determine whether or not there is a refrigerant leak, the reliability of the refrigerant leak determination can be improved. In addition, such a sensor is already installed in the interior space (S), so there is no need to install a new sensor.
第4の態様は、第1の態様において、
前記第1センサ(51)は、前記庫内空間(S)の気体の圧力を検知し、
前記制御部(100)は、前記冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、前記第1センサ(51)によって前記庫内空間(S)の気体の圧力または該圧力の変化の度合いが所定範囲外であることが検知された場合、前記庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。
The fourth aspect is the first aspect,
The first sensor (51) detects the pressure of the gas in the internal space (S),
When the refrigerant sensor (50) detects a refrigerant leak and the first sensor (51) detects that the gas pressure in the internal space (S) or the degree of change in the pressure is outside a predetermined range, the control unit (100) determines that a refrigerant leak has occurred in the internal space (S).
第4の態様では、冷媒が漏洩すると庫内空間(S)の気体の圧力が上昇する。この庫内空間(S)の気体の圧力の変化を冷媒漏洩の判定に用いることできる。 In the fourth aspect, when the refrigerant leaks, the pressure of the gas in the internal space (S) increases. This change in the pressure of the gas in the internal space (S) can be used to determine whether or not there is a refrigerant leak.
第5の態様は、第1の態様において、
前記庫内空間(S)の空気を循環させる庫内ファン(30)をさらに備え、
前記第1センサ(51)は、前記庫内ファン(30)を駆動するモータ(30a)の電流値を検知し、
前記制御部(100)は、前記第1センサ(51)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、前記第1センサ(51)によって前記モータ(30a)の電流値または該電流値の変化の度合いが所定範囲外であることが検知された場合、前記庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。
The fifth aspect is the first aspect,
The storage compartment further includes an interior fan (30) for circulating air in the interior space (S),
The first sensor (51) detects a current value of a motor (30a) that drives the internal fan (30),
When the first sensor (51) detects a refrigerant leak and also detects that the current value of the motor (30a) or the degree of change in the current value is outside a predetermined range, the control unit (100) determines the occurrence of a refrigerant leak in the interior space (S).
第5の態様では、庫内空間(S)に冷媒が漏洩すると、庫内空間(S)の気体組成の密度が高くなる。そのため庫内ファン(30)の運転負荷が増加しモータ(30a)に流れる電流値が上昇する。この電流値の変化を冷媒漏洩の判定に用いることができる。 In the fifth aspect, when refrigerant leaks into the internal space (S), the density of the gas composition in the internal space (S) increases. This increases the operating load of the internal fan (30) and the value of the current flowing through the motor (30a). This change in the current value can be used to determine whether or not there is a refrigerant leak.
第6の態様は、第1の態様において、
前記第1センサ(51)は、前記冷媒回路(R)を流れる冷媒の圧力または温度を検知し、
前記制御部(100)は、前記第1センサ(51)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、前記第1センサ(51)によって前記冷媒回路(R)を流れる冷媒の圧力または温度を示す指標または該指標の変化の度合いが所定範囲外であることが検知された場合、前記庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。
The sixth aspect is the first aspect,
The first sensor (51) detects the pressure or temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit (R);
The control unit (100) determines the occurrence of refrigerant leakage in the internal space (S) when the first sensor (51) detects a refrigerant leakage and detects that an index indicating the pressure or temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit (R) or the degree of change in the index is outside a predetermined range.
第6の態様では、冷媒回路(R)から冷媒が漏洩すると、冷媒回路(R)内の冷媒の圧力および温度が変化する。この冷媒回路(R)の冷媒圧力または冷媒温度の変化を冷媒漏洩の判定に用いることができる。 In the sixth aspect, when refrigerant leaks from the refrigerant circuit (R), the pressure and temperature of the refrigerant in the refrigerant circuit (R) change. This change in the refrigerant pressure or refrigerant temperature in the refrigerant circuit (R) can be used to determine whether or not there is a refrigerant leak.
第7の態様は、第1~第6のいずれか1つの態様の庫内冷凍装置を備えた冷蔵貯蔵庫である。 The seventh aspect is a refrigerated storage unit equipped with an internal refrigeration device according to any one of the first to sixth aspects.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、以下に説明する各実施形態、変形例、その他の例等の各構成は、本発明を実施可能な範囲において、組み合わせたり、一部を置換したりできる。 The following describes embodiments of the present invention with reference to the drawings. Note that the following embodiments are essentially preferred examples and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications, or its uses. Furthermore, the configurations of the embodiments, variations, other examples, etc. described below can be combined or partially substituted within the scope of the present invention.
(1)コンテナの全体構成
図1に示すように、庫内冷凍装置(10)はコンテナ(1)に適用される。コンテナ(1)は冷蔵貯蔵庫(1)の一例である。コンテナ(1)は、海上輸送に用いられる。コンテナ(1)は、その内部の空気を冷却する冷凍コンテナである。
(1) Overall Configuration of a Container As shown in FIG. 1, an internal refrigeration system (10) is applied to a container (1). The container (1) is an example of a refrigerated storage facility (1). The container (1) is used for marine transportation. The container (1) is a refrigerated container that cools the air inside the container (1).
本実施形態のコンテナ(1)の全体構成について図1~図3を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」に関する語句は、図1の矢印で示す方向を基準とする。 The overall configuration of the container (1) of this embodiment will be described with reference to Figures 1 to 3. In the following description, the terms "front," "rear," "left," "right," "upper," and "lower" refer to the directions indicated by the arrows in Figure 1.
コンテナ(1)は、コンテナ本体(2)と、庫内冷凍装置(10)とを有する。コンテナ本体(2)の庫内空間(S)は、収容空間(3)と空気通路(19)とに区画される。収容空間(3)と空気通路(19)とは互いに空気が循環するように連通する。収容空間(3)には、食品や植物などの貯蔵物が貯蔵される。庫内冷凍装置(10)は、収容空間(3)の空気を冷却する。コンテナ本体(2)の前面には、前面開口(4)が形成される。庫内冷凍装置(10)は、コンテナ本体(2)の前面開口(4)を塞ぐように、コンテナ本体(2)に取り付けられる。 The container (1) has a container body (2) and an internal refrigeration device (10). The internal space (S) of the container body (2) is partitioned into a storage space (3) and an air passage (19). The storage space (3) and the air passage (19) communicate with each other so that air circulates between them. Food, plants, and other stored items are stored in the storage space (3). The internal refrigeration device (10) cools the air in the storage space (3). A front opening (4) is formed in the front of the container body (2). The internal refrigeration device (10) is attached to the container body (2) so as to close the front opening (4) of the container body (2).
(2)庫内冷凍装置
庫内冷凍装置(10)は、ケーシング(11)を有する。ケーシング(11)は、コンテナ本体(2)の前面開口(4)の蓋を構成する。ケーシング(11)は、ケーシング本体(12)と仕切板(13)とを有する。ケーシング本体(12)は、コンテナ本体(2)の外部空間である庫外空間(5)と、収容空間(3)とを仕切る。仕切板(13)は、ケーシング(11)の背面側(後側)に位置する。
(2) In-compartment Refrigeration Device The in-compartment refrigeration device (10) has a casing (11). The casing (11) constitutes a lid for the front opening (4) of the container body (2). The casing (11) has a casing body (12) and a partition plate (13). The casing body (12) separates the storage space (3) from an external space (5) that is the external space of the container body (2). The partition plate (13) is located on the back side (rear side) of the casing (11).
庫内冷凍装置(10)は、冷凍サイクルを行う冷媒回路(R)を備える。庫内冷凍装置(10)は、庫外に配置される機器として、圧縮機(25)、庫外熱交換器(26)、および庫外ファン(27)を有する。庫内冷凍装置(10)は、庫内に配置される機器として、庫内熱交換器(29)および庫内ファン(30)を有する。 The internal refrigeration unit (10) includes a refrigerant circuit (R) that performs a refrigeration cycle. The internal refrigeration unit (10) includes a compressor (25), an external heat exchanger (26), and an external fan (27) as equipment located outside the unit. The internal refrigeration unit (10) includes an internal heat exchanger (29) and an internal fan (30) as equipment located inside the unit.
(2-1)ケーシング本体
図2に示すように、ケーシング本体(12)は、平板部(12a)と凹部(12b)とを有する。平板部(12a)は、ケーシング(11)の前面開口(4)と略面一になるようにケーシング本体(12)の上部に形成される。図1に示すように、平板部(12a)には、点検窓(22)と換気装置(40)とが設けられる。点検窓(22)は、平板部(12a)の右寄りの部分に配置される。換気装置(40)は、平板部(12a)の左寄りの部分に配置される。点検窓(22)は、ケーシング本体(12)の内部を確認するための透明の窓である。換気装置(40)は、収容空間(3)の換気を行う。
(2-1) Casing Body As shown in FIG. 2, the casing body (12) has a flat plate portion (12a) and a recessed portion (12b). The flat plate portion (12a) is formed on the upper portion of the casing body (12) so as to be substantially flush with the front opening (4) of the casing (11). As shown in FIG. 1, the flat plate portion (12a) is provided with an inspection window (22) and a ventilation device (40). The inspection window (22) is disposed on the right side of the flat plate portion (12a). The ventilation device (40) is disposed on the left side of the flat plate portion (12a). The inspection window (22) is a transparent window through which the inside of the casing body (12) can be seen. The ventilation device (40) ventilates the storage space (3).
凹部(12b)は、ケーシング(11)の下部に形成される。凹部(12b)は、平板部(12a)の下端から後方に向かって凹んでいる。凹部(12b)の前側には、庫外収容空間(14)が形成される。凹部(12b)の上方であって平板部(12a)と仕切板(13)の間には、庫内収容空間(15)が形成される。凹部(12b)の下端は、底板(12c)を構成する。底板(12c)は、ケーシング本体(12)の左右の両端に亘って延びている。 The recess (12b) is formed in the lower part of the casing (11). The recess (12b) is recessed rearward from the lower end of the flat plate portion (12a). An external storage space (14) is formed in front of the recess (12b). An internal storage space (15) is formed above the recess (12b) and between the flat plate portion (12a) and the partition plate (13). The lower end of the recess (12b) constitutes the bottom plate (12c). The bottom plate (12c) extends across both the left and right ends of the casing body (12).
ケーシング本体(12)は、庫外ケーシング(16)と、断熱層(17)と、庫内ケーシング(18)とが厚さ方向(前後方向)に積層されて構成される。庫外ケーシング(16)は、庫外空間(5)に面している。庫内ケーシング(18)は、庫内に面している。このように凹部(12b)は、上下方向に延びる庫外ケーシング(16)の側壁(16a)と庫内ケーシング(18)の側壁とを有する。庫外ケーシング(16)の上下方向に延びる側壁(16a)は、庫外空間(5)と空気通路(19)とを隔てる。断熱層(17)は、庫外ケーシング(16)と庫内ケーシング(18)との間に設けられる。庫外ケーシング(16)は、アルミニウム材料によって構成される。庫内ケーシング(18)は、強化繊維プラスチック(FRP)によって構成される。断熱層(17)は、発泡樹脂によって構成される。 The casing body (12) is formed by stacking an external casing (16), an insulating layer (17), and an internal casing (18) in the thickness direction (front-rear direction). The external casing (16) faces the external space (5). The internal casing (18) faces the interior of the container. Thus, the recess (12b) has a side wall (16a) of the external casing (16) and a side wall of the internal casing (18) that extend in the vertical direction. The side wall (16a) of the external casing (16) that extends in the vertical direction separates the external space (5) from the air passage (19). The insulating layer (17) is provided between the external casing (16) and the internal casing (18). The external casing (16) is made of an aluminum material. The internal casing (18) is made of fiber-reinforced plastic (FRP). The insulating layer (17) is made of foamed resin.
(2-2)仕切板および空気通路
図2に示すように、仕切板(13)は、凹部(12b)の後側に位置する板状の部材である。仕切板(13)は、凹部(12b)の後面と所定の間隔を置くように上下方向に延びている。ケーシング本体(12)と仕切板(13)との間には、庫内空気が流れる空気通路(19)が形成される。仕切板(13)の上端とコンテナ本体(2)の上壁(2a)との間には、流入口(20)が形成される。流入口(20)は、収容空間(3)と空気通路(19)の流入端とを連通する。仕切板(13)の下端とコンテナ本体(2)の下壁(2b)との間には、流出口(21)が形成される。流出口(21)は、収容空間(3)と空気通路(19)の流出端とを連通する。空気通路(19)では上下方向に空気が流れる。具体的に、空気通路(19)では鉛直方向に空気が流れる。
(2-2) Partition Plate and Air Passage As shown in FIG. 2, the partition plate (13) is a plate-like member located on the rear side of the recessed portion (12b). The partition plate (13) extends in the vertical direction so as to be spaced a predetermined distance from the rear surface of the recessed portion (12b). An air passage (19) through which the air inside the container flows is formed between the casing body (12) and the partition plate (13). An inlet (20) is formed between the upper end of the partition plate (13) and the upper wall (2a) of the container body (2). The inlet (20) connects the storage space (3) to the inlet end of the air passage (19). An outlet (21) is formed between the lower end of the partition plate (13) and the lower wall (2b) of the container body (2). The outlet (21) connects the storage space (3) to the outlet end of the air passage (19). Air flows in the vertical direction in the air passage (19). Specifically, air flows vertically through the air passage (19).
(2-3)庫外空間の要素部品
庫外収容空間(14)には、圧縮機(25)と、庫外熱交換器(26)と、庫外ファン(27)とが設けられる。圧縮機(25)は、ケーシング(11)の底板(12c)の上に設置される。圧縮機(25)は、庫外収容空間(14)の下部寄りに配置される。圧縮機(25)は、庫外収容空間(14)の右寄りに配置される。
(2-3) Components of the Exterior Space The exterior storage space (14) is provided with a compressor (25), an exterior heat exchanger (26), and an exterior fan (27). The compressor (25) is installed on the bottom plate (12c) of the casing (11). The compressor (25) is disposed toward the lower part of the exterior storage space (14). The compressor (25) is disposed toward the right of the exterior storage space (14).
庫外ファン(27)は、庫外収容空間(14)における上部寄りに位置する。庫外ファン(27)は、庫外ファンモータ(27a)により駆動される。庫外ファン(27)は、プロペラファンである。図2に示すように、庫外ファン(27)の裏側には、庫外空気が流れる外部通路(28)が形成される。 The external fan (27) is located toward the upper part of the external storage space (14). The external fan (27) is driven by an external fan motor (27a). The external fan (27) is a propeller fan. As shown in FIG. 2, an external passage (28) through which the outside air flows is formed on the rear side of the external fan (27).
庫外熱交換器(26)は、庫外収容空間(14)において、庫外ファン(27)と圧縮機(25)の間の高さ位置に設けられる。庫外熱交換器(26)は、外部通路(28)に位置する。庫外熱交換器(26)は、フィンアンドチューブ式の熱交換器である。 The external heat exchanger (26) is provided in the external storage space (14) at a height position between the external fan (27) and the compressor (25). The external heat exchanger (26) is located in the external passage (28). The external heat exchanger (26) is a fin-and-tube type heat exchanger.
(2-4)庫内空間の要素部品
空気通路(19)には、庫内熱交換器(29)および庫内ファン(30)が設けられる。庫内熱交換器(29)および庫内ファン(30)は、空気通路(19)の一部である庫内収容空間(15)に設けられる。庫内熱交換器(29)は、ケーシング本体(12)と仕切板(13)とに亘るようにケーシング(11)に支持される。庫内熱交換器(29)は、フィンアンドチューブ式の熱交換器である。
(2-4) Elemental Components of the Internal Space An internal heat exchanger (29) and an internal fan (30) are provided in the air passage (19). The internal heat exchanger (29) and the internal fan (30) are provided in the internal storage space (15), which is a part of the air passage (19). The internal heat exchanger (29) is supported by the casing (11) so as to span the casing body (12) and the partition plate (13). The internal heat exchanger (29) is a fin-and-tube type heat exchanger.
庫内ファン(30)は、庫内空間(S)の空気を循環させる。庫内ファン(30)により、庫内空間(S)の空気は収容空間(3)と空気通路(19)との間で循環する。庫内ファン(30)は、庫内ファンモータ(30a)により駆動される。庫内ファン(30)は、プロペラファンである。 The interior fan (30) circulates the air in the interior space (S). The interior fan (30) circulates the air in the interior space (S) between the storage space (3) and the air passage (19). The interior fan (30) is driven by an interior fan motor (30a). The interior fan (30) is a propeller fan.
(2-5)冷媒回路
図3に示すように、庫内冷凍装置(10)は冷媒回路(R)を有する。冷媒回路(R)には冷媒が充填される。冷媒回路(R)は、冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。
(2-5) Refrigerant Circuit As shown in Fig. 3, the internal refrigeration system (10) has a refrigerant circuit (R). The refrigerant circuit (R) is filled with a refrigerant. The refrigerant circuit (R) performs a vapor compression refrigeration cycle by circulating the refrigerant.
本実施例の冷媒には、2,3,3,3テトラフルオロプロペン(以下ではR1234yf冷媒またはR1234yfと呼ぶ場合がある)が使用される。冷媒は、ジフルオロメタン(R32)、1,3,3,3テトラフルオロプロペン(R1234ze)であってもよい。冷媒は、単一冷媒であってもよいし、他の冷媒を混合した混合冷媒であってもよい。混合冷媒は、2,3,3,3テトラフルオロプロペン(R1234yf)、と、ジフルオロメタン(R32)との2種からなる冷媒であってもよい。混合冷媒は、78.5重量%の2,3,3,3テトラフルオロプロペン(R1234yf)と、21.5重量%のジフルオロメタン(R32)との2種からなる冷媒(R454C)であってもよい。冷媒は、可燃性の冷媒であってもよい。可燃性の冷媒は、強燃性の自然冷媒であるプロパン(R290)、メタン(R50)、エタン(R170)、ブタン(R600)、イソブタン(R600a)でもよい。また、冷媒は、自然冷媒である二酸化炭素(CO2)であってもよい。 In this embodiment, 2,3,3,3 tetrafluoropropene (hereinafter sometimes referred to as R1234yf refrigerant or R1234yf) is used as the refrigerant. The refrigerant may be difluoromethane (R32) or 1,3,3,3 tetrafluoropropene (R1234ze). The refrigerant may be a single refrigerant or a mixed refrigerant containing other refrigerants. The mixed refrigerant may be a refrigerant consisting of two kinds of refrigerants, 2,3,3,3 tetrafluoropropene (R1234yf) and difluoromethane (R32). The mixed refrigerant may be a refrigerant (R454C) consisting of 78.5% by weight of 2,3,3,3 tetrafluoropropene (R1234yf) and 21.5% by weight of difluoromethane (R32). The refrigerant may be a flammable refrigerant. The flammable refrigerant may be the highly flammable natural refrigerant propane (R290), methane (R50), ethane (R170), butane (R600), isobutane (R600a), or the natural refrigerant carbon dioxide ( CO2 ).
冷媒回路(R)は、主として、圧縮機(25)と、庫外熱交換器(26)と、膨張弁(31)と、庫内熱交換器(29)とを有する。 The refrigerant circuit (R) mainly includes a compressor (25), an external heat exchanger (26), an expansion valve (31), and an internal heat exchanger (29).
圧縮機(25)は、吸入した冷媒を圧縮する。圧縮機(25)は、圧縮した冷媒を吐出する。圧縮機(25)の吐出部には、吐出管(32)が接続される。圧縮機(25)の吸入部には、吸入管(33)が接続される。吸入管(33)には、アキュムレータ(34)が設けられる。アキュムレータ(34)は、液冷媒を貯める容器である。 The compressor (25) compresses the sucked refrigerant. The compressor (25) discharges the compressed refrigerant. A discharge pipe (32) is connected to the discharge section of the compressor (25). A suction pipe (33) is connected to the suction section of the compressor (25). An accumulator (34) is provided in the suction pipe (33). The accumulator (34) is a container that stores liquid refrigerant.
庫外熱交換器(26)は、その内部を流れる冷媒と庫外空気とを熱交換させる。庫外熱交換器(26)のガス端は、吐出管(32)と連通する。庫外熱交換器(26)の液端は、液管(35)を介して庫内熱交換器(29)の液端と接続する。庫外熱交換器(26)は、冷媒が空気へ放熱する放熱器(凝縮器)として機能する。 The external heat exchanger (26) exchanges heat between the refrigerant flowing therethrough and the air outside the cabinet. The gas end of the external heat exchanger (26) communicates with the discharge pipe (32). The liquid end of the external heat exchanger (26) is connected to the liquid end of the internal heat exchanger (29) via the liquid pipe (35). The external heat exchanger (26) functions as a radiator (condenser) that radiates heat from the refrigerant to the air.
膨張弁(31)は、液管(35)に設けられる。膨張弁(31)は、高圧冷媒を低圧冷媒まで減圧する。膨張弁(31)は、開度が調整可能な電子膨張弁である。液管(35)における庫外熱交換器(26)と膨張弁(31)との間には、レシーバ(36)が設けられる。レシーバ(36)は、冷媒回路(R)の余剰の冷媒を貯める容器である。 The expansion valve (31) is provided in the liquid pipe (35). The expansion valve (31) reduces the pressure of the high-pressure refrigerant to a low-pressure refrigerant. The expansion valve (31) is an electronic expansion valve whose opening is adjustable. A receiver (36) is provided in the liquid pipe (35) between the external heat exchanger (26) and the expansion valve (31). The receiver (36) is a container that stores excess refrigerant in the refrigerant circuit (R).
庫内熱交換器(29)は、その内部を流れる冷媒と庫内空気とを熱交換させる。庫内熱交換器(29)のガス端は、吸入管(33)と連通する。庫内熱交換器(29)は、冷媒が空気から吸熱する蒸発器として機能する。 The internal heat exchanger (29) exchanges heat between the refrigerant flowing therethrough and the internal air. The gas end of the internal heat exchanger (29) communicates with the suction pipe (33). The internal heat exchanger (29) functions as an evaporator in which the refrigerant absorbs heat from the air.
冷媒回路(R)は、バイパス管(37)を有する。バイパス管(37)の流入端は、吐出管(32)と連通し、バイパス管(37)の流出端は、液管(35)と連通する。バイパス管(37)は、圧縮機(25)から吐出された冷媒を、庫外熱交換器(26)をバイパスして庫内熱交換器(29)に送る。 The refrigerant circuit (R) has a bypass pipe (37). The inlet end of the bypass pipe (37) communicates with the discharge pipe (32), and the outlet end of the bypass pipe (37) communicates with the liquid pipe (35). The bypass pipe (37) sends the refrigerant discharged from the compressor (25) to the internal heat exchanger (29), bypassing the external heat exchanger (26).
冷媒回路(R)には、第1弁(38)と第2弁(39)とが設けられる。第1弁(38)は、圧縮機(25)の吐出側と庫外熱交換器(26)のガス端との間で、且つバイパス管(37)の接続部よりも下流側に設けられる。第2弁(39)は、バイパス管(37)に設けられる。第1弁(38)および第2弁(39)は、電磁開閉弁で構成される。第1弁(38)や第2弁(39)は、開度が調節可能な流量調節弁であってもよい。 The refrigerant circuit (R) is provided with a first valve (38) and a second valve (39). The first valve (38) is provided between the discharge side of the compressor (25) and the gas end of the external heat exchanger (26), and downstream of the connection of the bypass pipe (37). The second valve (39) is provided in the bypass pipe (37). The first valve (38) and the second valve (39) are configured as solenoid on-off valves. The first valve (38) and the second valve (39) may be flow rate control valves whose opening degree is adjustable.
(2-6)運転動作
庫内冷凍装置(10)は、冷却運転とデフロスト運転とを行う。
(2-6) Operation The internal refrigeration system (10) performs a cooling operation and a defrosting operation.
冷却運転時には、圧縮機(25)で圧縮された冷媒が、庫外熱交換器(26)で凝縮し、膨張弁(31)で減圧され、庫内熱交換器(29)で蒸発する冷凍サイクルが行われる。収容空間(3)から空気通路(19)に流出した空気は、蒸発器として機能する庫内熱交換器(29)で冷却される。冷却された空気は、収容空間(3)に送られる(図2の矢印参照)。 During cooling operation, the refrigerant compressed by the compressor (25) is condensed in the external heat exchanger (26), reduced in pressure by the expansion valve (31), and evaporates in the internal heat exchanger (29) to complete the refrigeration cycle. Air flowing out of the storage space (3) into the air passage (19) is cooled by the internal heat exchanger (29), which functions as an evaporator. The cooled air is sent to the storage space (3) (see the arrow in Figure 2).
デフロスト運転時には、圧縮機(25)で圧縮された冷媒が、バイパス管(37)を流れて、庫内熱交換器(29)を流れる。庫内熱交換器(29)の表面の霜は、庫内熱交換器(29)の内部を流れる冷媒の熱によって融ける。 During defrost operation, the refrigerant compressed by the compressor (25) flows through the bypass pipe (37) and into the internal heat exchanger (29). The frost on the surface of the internal heat exchanger (29) melts due to the heat of the refrigerant flowing inside the internal heat exchanger (29).
(3)制御部
図4に示すように、庫内冷凍装置(10)は、制御部(100)を備える。制御部(100)は、庫内冷凍装置(10)を制御する。制御部(100)は、マイクロプロセッサ(Micro Processor)、電気回路、電子回路を含む。マイクロプロセッサは、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、通信インターフェース、アナログ入出力、および接点入出力インターフェースを含む。メモリには、CPUが実行するための各種のプログラム、およびプログラムが使用するデータが記憶されている。
(3) Control Unit As shown in Fig. 4, the internal refrigeration device (10) includes a control unit (100). The control unit (100) controls the internal refrigeration device (10). The control unit (100) includes a microprocessor, an electric circuit, and an electronic circuit. The microprocessor includes a central processing unit (CPU), a memory, a communication interface, an analog input/output, and a contact input/output interface. The memory stores various programs executed by the CPU and data used by the programs.
制御部(100)は、庫内冷凍装置(10)の機械要素を制御する。図4に示すように、この目標値は、庫内冷凍装置(10)のユーザが、操作部(101)を介して任意に設定できる値であってもよい。操作部(101)は、例えば庫内冷凍装置(10)に設けられるタッチパネル、リモートコントローラ、ディップスイッチで構成される。操作部(101)は、ネットワークを介して庫内冷凍装置(10)と接続する通信端末であってもよい。目標値は、ユーザが必ずしも設定しなくてもよく、例えば運転モードや運転条件に応じて制御部(100)が自動的に決定する値であってもよい。 The control unit (100) controls the mechanical elements of the internal refrigeration unit (10). As shown in FIG. 4, the target value may be a value that can be arbitrarily set by a user of the internal refrigeration unit (10) via an operation unit (101). The operation unit (101) is composed of, for example, a touch panel, a remote controller, and a dip switch provided on the internal refrigeration unit (10). The operation unit (101) may be a communication terminal connected to the internal refrigeration unit (10) via a network. The target value does not necessarily have to be set by the user, and may be a value that is automatically determined by the control unit (100) depending on, for example, the operation mode and operation conditions.
(4)冷媒センサ
図2および図4に示すように、庫内冷凍装置(10)は冷媒センサ(50)を備える。冷媒センサ(50)は、コンテナ(1)庫内において冷媒回路(R)からの漏洩した冷媒を検出する。具体的に、冷媒センサ(50)は、空気通路(19)を流れる空気に含まれる冷媒を指標として検出する。冷媒センサ(50)は、庫内ファン(30)の下方に配置される。以下では、漏洩した冷媒を含む空気および漏洩した冷媒を含まない空気を総称して空気と呼ぶ場合がある。冷媒センサ(50)の詳細は後述する。
(4) Refrigerant Sensor As shown in Figures 2 and 4, the in-compartment refrigeration system (10) includes a refrigerant sensor (50). The refrigerant sensor (50) detects refrigerant leaked from the refrigerant circuit (R) inside the container (1). Specifically, the refrigerant sensor (50) detects the refrigerant contained in the air flowing through the air passage (19) as an indicator. The refrigerant sensor (50) is disposed below the in-compartment fan (30). Hereinafter, the air containing leaked refrigerant and the air not containing leaked refrigerant may be collectively referred to as air. The refrigerant sensor (50) will be described in detail later.
(5)報知装置
図4に示すように、庫内冷凍装置(10)は報知部(60)を備える。報知部(60)は所定の情報をユーザに報知する。報知部(60)は、所定のスピーカまたはディスプレイを備える。例えば制御部(100)が庫内冷凍装置(10)または庫内空間(S)に異常があると判定したとき、報知部(60)は異常があることをスピーカから発報またはディスプレイに表示する。
(5) Notification Device As shown in Fig. 4, the internal refrigeration device (10) includes a notification unit (60). The notification unit (60) notifies a user of predetermined information. The notification unit (60) includes a predetermined speaker or display. For example, when the control unit (100) determines that there is an abnormality in the internal refrigeration device (10) or the internal space (S), the notification unit (60) issues a notification of the abnormality from a speaker or displays the abnormality on a display.
(6)冷媒センサの誤検知の課題
庫内空間(S)に漏洩し、庫内空間(S)に流れる空気に含まれる冷媒(冷媒ガス)と、庫内空間(S)に発生する雑ガスとの性状が似ている場合、冷媒センサ(50)は雑ガスを冷媒ガスとして検知する恐れがある。例えば、NDIR(Non Dispersive infraRed)方式のセンサは、各種のガスは赤外領域の特定の波長を吸収することを利用して特定のガスを検知する。このNDIR方式の冷媒センサでは、冷媒ガスの吸収波長領域と雑ガスの吸収波長領域とが重複する場合、または吸収波長領域が互いに比較的近い場合、冷媒センサは冷媒ガスと雑ガスとを判別できず、雑ガスを冷媒ガスとして検知する可能性がある。
(6) Problems of false detection by refrigerant sensor When the refrigerant (refrigerant gas) leaked into the internal space (S) and contained in the air flowing through the internal space (S) has similar properties to the miscellaneous gases generated in the internal space (S), the refrigerant sensor (50) may detect the miscellaneous gases as refrigerant gas. For example, a non-dispersive infrared (NDIR) type sensor detects specific gases by utilizing the fact that various gases absorb specific wavelengths in the infrared range. In this NDIR type refrigerant sensor, when the absorption wavelength range of the refrigerant gas and the absorption wavelength range of the miscellaneous gas overlap or are relatively close to each other, the refrigerant sensor cannot distinguish between the refrigerant gas and the miscellaneous gas, and may detect the miscellaneous gas as the refrigerant gas.
具体的に、庫内冷凍装置の冷媒にR1234yfやR32が使用され、かつ、庫内空間にエチレンガスを発生する果実が貯蔵されているとする。冷媒の吸収波長のピークは3.3μm付近であり、エチレンガスもその付近に吸収波長のピークを有するため、これらのガスの組み合わせではNDIR方式の冷媒センサは、果実から発生するエチレンガスと庫内空間に漏れた冷媒ガスとを区別して検知できない場合がある。 Specifically, suppose that R1234yf or R32 is used as the refrigerant for the internal freezing device, and fruit that generates ethylene gas is stored in the internal space. The refrigerant has an absorption wavelength peak around 3.3 μm, and ethylene gas also has an absorption wavelength peak around that same range. With this combination of gases, an NDIR-type refrigerant sensor may not be able to distinguish and detect the ethylene gas generated by the fruit from the refrigerant gas that has leaked into the internal space.
これに対して本実施形態の庫内冷凍装置(10)は、冷媒と異なる指標を検知する第1センサ(51)を備える。言い換えると、第1センサ(51)は、冷媒センサ(50)が検知する指標である庫内空間(S)に漏洩する冷媒を検知しない。本実施形態の庫内冷凍装置(10)は、冷媒センサ(50)の検知結果と第1センサ(51)の検知結果とに基づいて、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。第1センサ(51)について以下具体的に説明する。 In contrast, the internal refrigeration device (10) of this embodiment is equipped with a first sensor (51) that detects an indicator different from the refrigerant. In other words, the first sensor (51) does not detect refrigerant leaking into the internal space (S), which is the indicator detected by the refrigerant sensor (50). The internal refrigeration device (10) of this embodiment determines the leakage of refrigerant in the internal space (S) based on the detection results of the refrigerant sensor (50) and the first sensor (51). The first sensor (51) will be described in detail below.
本実施形態の冷媒と異なる指標は、冷媒以外の庫内空間(S)の気体成分である。本実施形態の第1センサ(51)は、庫内空間(S)の気体成分である水蒸気を検知する。第1センサ(51)は、庫内空間(S)内の湿度を検知する湿度センサ(51)である。湿度は、相対湿度および絶対湿度のいずれでもよい。 In this embodiment, the indicator that differs from the refrigerant is the gas components in the interior space (S) other than the refrigerant. The first sensor (51) in this embodiment detects water vapor, which is a gas component in the interior space (S). The first sensor (51) is a humidity sensor (51) that detects the humidity in the interior space (S). The humidity may be either relative humidity or absolute humidity.
湿度センサ(51)は、庫内空間(S)に配置される。湿度センサ(51)は、庫内ファン(30)の上方に配置される。湿度センサ(51)は、庫内ファン(30)の空気の吸い込み側に配置される。 The humidity sensor (51) is disposed in the interior space (S). The humidity sensor (51) is disposed above the interior fan (30). The humidity sensor (51) is disposed on the air intake side of the interior fan (30).
ここで、本実施形態の湿度センサ(51)は、NDIR方式である。水分子の吸収波長のピークは2.7μm付近となるため、水分子の赤外領域の吸収波長領域と冷媒(例えばR1234yfやR32)の赤外領域の吸収波長領域とは異なる。従って、NDIR方式の湿度センサ(51)では、雑ガスと水分子との誤検知を抑制できる。 The humidity sensor (51) of this embodiment is an NDIR type. The absorption wavelength peak of water molecules is around 2.7 μm, so the infrared absorption wavelength range of water molecules is different from the infrared absorption wavelength range of refrigerants (e.g., R1234yf and R32). Therefore, the NDIR type humidity sensor (51) can suppress erroneous detection of miscellaneous gases and water molecules.
例えば湿度センサ(51)が、庫内空間の湿度が急激に低下するなど通常想定される湿度の変化とは異なる挙動を検知した場合、これは湿度によるものではなく庫内空間(S)に漏洩した冷媒によるものであると推測することができる。このように本実施形態の庫内冷凍装置(10)は、他の雑ガスを誤検知しにくい性質を有する湿度センサ(51)を利用して、冷媒センサ(50)による冷媒の誤検知を抑制する。 For example, if the humidity sensor (51) detects a behavior different from the normally expected change in humidity, such as a sudden drop in humidity in the interior space, it can be assumed that this is not due to humidity but due to refrigerant leaking into the interior space (S). In this way, the interior refrigeration system (10) of this embodiment utilizes the humidity sensor (51), which has a property of being less likely to erroneously detect other miscellaneous gases, to suppress erroneous detection of the refrigerant by the refrigerant sensor (50).
(7)制御部の動作
以下、制御部(100)による冷媒ガスの検知の動作について図5を参照しながら説明する。制御部(100)は、冷媒センサ(50)および湿度センサ(51)の検知結果に基づいて、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。なお、冷媒にはR1234yfが用いられる。
(7) Operation of the Control Unit The operation of the control unit (100) for detecting refrigerant gas will now be described with reference to Fig. 5. The control unit (100) determines whether or not there is a leakage of refrigerant in the internal space (S) based on the detection results of the refrigerant sensor (50) and the humidity sensor (51). R1234yf is used as the refrigerant.
ステップS11では、制御部(100)は、冷媒センサ(50)が冷媒ガスを検知したか否かを判定する。具体的に、制御部(100)は、冷媒センサ(50)から出力される冷媒ガスを検知した旨を示す信号を受信したか否かを判定する。冷媒センサ(50)が冷媒ガスを検知したと判定された場合(ステップS11のYES)、ステップS12が実行される。冷媒センサ(50)が冷媒ガスを検知していないと判定された場合(ステップS11のNO)、ステップS11が再び実行される。 In step S11, the control unit (100) determines whether or not the refrigerant sensor (50) has detected refrigerant gas. Specifically, the control unit (100) determines whether or not a signal indicating that refrigerant gas has been detected has been received from the refrigerant sensor (50). If it is determined that the refrigerant sensor (50) has detected refrigerant gas (YES in step S11), step S12 is executed. If it is determined that the refrigerant sensor (50) has not detected refrigerant gas (NO in step S11), step S11 is executed again.
ステップS12では、制御部(100)は、湿度センサ(51)が湿度の変化の度合いが所定範囲外であることを検知したか否かを判定する。ここで、湿度の変化の度合いとは、ある一定期間ΔTにおける庫内空間(S)の湿度低下の度合いΔRHを示す。例えば、一定期間ΔTを1分間とし、この1分間に庫内空間(S)に冷媒が漏洩しない場合に通常想定される湿度が変化(低下)する範囲を所定範囲ΔRH0とする。1分間における庫内空間(S)の湿度の低下(ΔRH)が、所定範囲ΔRH0を超えたことを湿度センサ(51)が検知した場合、冷媒ガスが庫内空間(S)に漏洩したと推測できる。例えばΔRHは、現在から一定期間前(例えば1分前)の相対湿度RH1と、現在の相対湿度RH2(RH2<RH1)の差を示す。 In step S12, the control section (100) determines whether the humidity sensor (51) detects that the degree of change in humidity is outside a predetermined range. Here, the degree of change in humidity indicates the degree of humidity decrease ΔRH in the interior space (S) during a certain period ΔT. For example, the certain period ΔT is one minute, and the range of humidity change (decrease) that is normally expected in the case where no refrigerant leaks into the interior space (S) during this one minute is set as a predetermined range ΔRH 0. When the humidity sensor (51) detects that the decrease in humidity (ΔRH) in the interior space (S) during one minute exceeds the predetermined range ΔRH 0 , it can be assumed that refrigerant gas has leaked into the interior space (S). For example, ΔRH indicates the difference between the relative humidity RH 1 a certain period ago (for example, one minute ago) and the current relative humidity RH 2 (RH 2 < RH 1 ).
庫内空間(S)の湿度の変化の度合いは所定の演算により求めてもよい。例えば、ボイル・シャルルの法則を利用して湿度の変化の度合いを求めることができる。庫内空間(S)の空気温度を25℃、相対湿度を50%として、冷媒の漏れ量(kg)に相当する体積VR(m3)、収容空間(3)の体積V(m3)、空気温度が25℃の収容空間(3)内の飽和水蒸気量RHs(g/m3)および空気温度が25℃の収容空間(3)内の水蒸気量RH25(g/m3)とする。このとき、庫内空間(S)に冷媒が漏れた時の湿度RHについて、RH=RH25/RHS×V/(V+VR)…(式1)が成り立つ。式1に基づいて、一定期間ΔTにおけるΔRHを求めることができる。 The degree of change in humidity in the interior space (S) may be calculated by a predetermined calculation. For example, the degree of change in humidity can be calculated by using Boyle's law. The air temperature in the interior space (S) is 25°C, the relative humidity is 50%, and the volume V R (m 3 ) corresponding to the amount of refrigerant leakage (kg) is taken as the volume V (m 3 ), the amount of saturated water vapor in the storage space ( 3 ) with an air temperature of 25°C is taken as RH s (g/m 3 ), and the amount of water vapor in the storage space (3) with an air temperature of 25°C is taken as RH 25 (g/m 3 ). In this case, the humidity RH when the refrigerant leaks into the interior space (S) is given by RH=RH 25 /RH S ×V/(V+ VR )...(Formula 1). Based on Formula 1, ΔRH for a certain period ΔT can be calculated.
一定期間ΔTは任意に設定される。一定期間ΔTは庫内空間(S)に貯蔵される貯蔵物に基づいて設定されてもよいし、コンテナが設置される地域、季節、コンテナの輸送ルートに基づいて設定されてもよい。通常想定される湿度変化は比較的緩やかであるという前提に基づけば、一定期間ΔTが短いほど湿度による変化と漏洩冷媒による変化とを判別しやすくなる。 The fixed period ΔT is set arbitrarily. It may be set based on the items stored in the interior space (S), or it may be set based on the region in which the container is installed, the season, and the transport route of the container. Based on the premise that humidity changes that are normally expected are relatively gradual, the shorter the fixed period ΔT, the easier it is to distinguish between changes due to humidity and changes due to leaked refrigerant.
庫内空間(S)の湿度の変化の度合いΔRHが所定範囲ΔRH0を超えたと判定された場合(ステップS12のYES)、ステップS13が実行される。庫内空間(S)の湿度の変化の度合いΔRHが所定範囲ΔRH0を超えたと判定されなかった場合(ステップS12のNO)、庫内空間(S)に冷媒ガスが漏洩しなかったとみなされ再度ステップS11が実行される。 If it is determined that the degree of change in humidity ΔRH in the internal space (S) exceeds the predetermined range ΔRH 0 (YES in step S12), step S13 is executed. If it is not determined that the degree of change in humidity ΔRH in the internal space (S) exceeds the predetermined range ΔRH 0 (NO in step S12), it is considered that no refrigerant gas has leaked into the internal space (S), and step S11 is executed again.
ステップS13では、制御部(100)は、庫内空間(S)に冷媒が漏洩したと判定する。制御部(100)は、報知部(60)に庫内空間(S)に冷媒ガスが漏洩している旨を出力する。 In step S13, the control unit (100) determines that refrigerant has leaked into the internal space (S). The control unit (100) outputs to the notification unit (60) a signal that refrigerant gas has leaked into the internal space (S).
ステップS14では、制御部(100)は、報知部(60)から冷媒ガスが漏洩している旨をユーザにアラームまたは表示により報知する。 In step S14, the control unit (100) notifies the user of the fact that refrigerant gas is leaking by issuing an alarm or displaying a message from the notification unit (60).
また、本実施形態において、庫内空間(S)の湿度の変化の度合いに基づいて庫内空間(S)に漏洩する冷媒量を推定できる。図6に示すように、庫内冷凍装置(10)の冷媒の充填量を約6kgとして、漏れ量が1kg(冷媒充填量に対して漏れ量が17%)のとき、漏れ量が3kg(冷媒充填量に対して漏れ量が51%)のとき、および漏れ量が6kg(冷媒充填量に対して漏れ量が100%)のときの庫内空間(S)の相対湿度のそれぞれをX1%、Y1%、Z1%とする(50%>X1>Y2>Z1)。ある一定期間における庫内空間(S)の湿度の変化が50%からX1%に変化した場合、冷媒が庫内空間(S)に1kg漏れていると推測できる。ある一定期間における庫内空間(S)の湿度の変化が50%からY1%に変化した場合、冷媒が庫内空間(S)に3kg漏れていると推測できる。ある一定期間における庫内空間(S)の湿度の変化が50%からZ1%に変化した場合、冷媒が庫内空間(S)に6kg漏れていると推測できる。 In this embodiment, the amount of refrigerant leaking into the internal space (S) can be estimated based on the degree of change in humidity in the internal space (S). As shown in Fig. 6, the amount of refrigerant charged in the internal refrigeration device (10) is approximately 6 kg, and the relative humidity of the internal space (S) when the leakage amount is 1 kg (17% of the refrigerant charge amount), 3 kg (51% of the refrigerant charge amount), and 6 kg (100% of the refrigerant charge amount) is X1 %, Y1 %, and Z1 %, respectively (50%> X1 >Y2> Z1 ) . When the humidity of the internal space (S) changes from 50% to X1 % in a certain period of time, it can be estimated that 1 kg of refrigerant has leaked into the internal space (S). When the humidity of the internal space (S) changes from 50% to Y1 % in a certain period of time, it can be estimated that 3 kg of refrigerant has leaked into the internal space (S). If the humidity in the interior space (S) changes from 50% to Z 1 % over a certain period of time, it can be estimated that 6 kg of refrigerant has leaked into the interior space (S).
(8)特徴
(8-1)特徴1
本実施形態の庫内冷凍装置(10)は、コンテナ(1)の庫内空間(S)において漏洩した冷媒を検知するための冷媒センサ(50)と、冷媒と異なる指標を検知する第1センサ(51)と、冷媒センサ(50)および第1センサ(51)の検知結果に基づいて、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する制御部(100)とを備える。
(8) Features (8-1) Feature 1
The internal refrigeration system (10) of this embodiment includes a refrigerant sensor (50) for detecting leaked refrigerant in the internal space (S) of the container (1), a first sensor (51) for detecting an indicator different from the refrigerant, and a control unit (100) for determining whether refrigerant has leaked in the internal space (S) based on the detection results of the refrigerant sensor (50) and the first sensor (51).
冷媒センサ(50)は、エチレンガスなど庫内空間(S)に発生し得る雑ガスを検知する恐れがあるところ、本実施形態では冷媒センサ(50)の検知結果に加え、第1センサ(51)の検知結果を冷媒漏洩の判定に用いる。これにより、冷媒センサ(50)により冷媒が検知され、かつ、第1センサ(51)により検知された庫内空間(S)の環境変化が冷媒漏洩に起因するものである場合、庫内空間(S)に冷媒が漏洩していることを判定できる。このように、冷媒漏洩の誤検知を抑制できると共に、冷媒の漏洩の検知精度を向上できる。 The refrigerant sensor (50) may detect miscellaneous gases such as ethylene gas that may be generated in the internal space (S). In this embodiment, the detection result of the first sensor (51) is used in addition to the detection result of the refrigerant sensor (50) to determine whether or not there is a refrigerant leak. As a result, if the refrigerant is detected by the refrigerant sensor (50) and the environmental change in the internal space (S) detected by the first sensor (51) is due to a refrigerant leak, it can be determined that there is a refrigerant leak in the internal space (S). In this way, false detection of a refrigerant leak can be suppressed and the accuracy of detection of a refrigerant leak can be improved.
(8-2)特徴2
本実施形態の庫内冷凍装置(10)の制御部(100)は、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、第1センサ(51)によって庫内空間(S)の気体成分の濃度の変化の度合いが所定範囲外であることが検知された場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。これにより、第1センサ(51)を庫内空間(S)の気体成分のみならず、冷媒漏洩の判定にも用いることができる。
(8-2) Feature 2
The control unit (100) of the internal refrigeration system (10) of this embodiment determines the occurrence of refrigerant leakage in the internal space (S) when the refrigerant sensor (50) detects refrigerant leakage and the first sensor (51) detects that the degree of change in concentration of the gas component in the internal space (S) is outside a predetermined range. This allows the first sensor (51) to be used not only for detecting the gas component in the internal space (S) but also for determining the occurrence of refrigerant leakage.
(8-3)特徴3
本実施形態の庫内冷凍装置(10)の第1センサ(51)は、庫内空間(S)における湿度を検知する湿度センサである。湿度センサ(51)は、水蒸気(水分子)を検知し他の雑ガスを検知しにくい。このように湿度センサ(51)を冷媒漏洩の判定に用いることで冷媒漏洩の判定の精度を向上できる。また、湿度センサ(51)は、コンテナ(1)の収容空間(3)に貯蔵される貯蔵物の鮮度維持(湿度管理)のために用いられる。このように湿度センサ(51)を冷媒漏洩の判定にも利用することで、冷媒漏洩の判定のためのみに新たにセンサを設ける必要がなく、部品点数を抑えることができる。
(8-3) Feature 3
The first sensor (51) of the internal refrigeration device (10) of this embodiment is a humidity sensor that detects the humidity in the internal space (S). The humidity sensor (51) detects water vapor (water molecules) and is not likely to detect other miscellaneous gases. By using the humidity sensor (51) in this manner to determine whether or not there is a refrigerant leak, the accuracy of the determination of whether or not there is a refrigerant leak can be improved. The humidity sensor (51) is also used to maintain the freshness (humidity control) of the stored items stored in the accommodation space (3) of the container (1). By using the humidity sensor (51) in this manner to determine whether or not there is a refrigerant leak, it is not necessary to provide a new sensor just for the purpose of determining whether or not there is a refrigerant leak, and the number of parts can be reduced.
(9)変形例
以下、上記実施形態の変形例について説明する。以下では、上記実施形態と異なる構成について説明する。
(9) Modifications Modifications of the above embodiment will be described below, which are configurations different from the above embodiment.
(9-1)変形例1
変形例1の冷媒と異なる指標は、庫内空間(S)の気体の圧力である。すなわち、変形例1の第1センサ(51)は、庫内空間(S)の気体の圧力を検知する圧力センサである。庫内空間(S)内に冷媒ガスが漏洩すると、庫内空間(S)内の気体の圧力は漏洩した冷媒ガス量だけ上昇する。このことを利用して、変形例1の制御部(100)は、冷媒センサ(50)および圧力センサの検知結果に基づいて、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。
(9-1) Modification 1
The indicator that differs from the refrigerant in the first modification is the pressure of the gas in the internal space (S). That is, the first sensor (51) in the first modification is a pressure sensor that detects the pressure of the gas in the internal space (S). When refrigerant gas leaks into the internal space (S), the pressure of the gas in the internal space (S) increases by the amount of the leaked refrigerant gas. Using this, the control unit (100) in the first modification determines the leakage of refrigerant in the internal space (S) based on the detection results of the refrigerant sensor (50) and the pressure sensor.
具体的に、変形例1の制御部(100)は、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、圧力センサによって庫内空間(S)の気体の圧力の変化の度合いが所定範囲外であることが検知された場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。以下、庫内空間(S)の空気の圧力を庫内圧力と呼ぶ場合がある。 Specifically, the control unit (100) of the first modified example determines that a refrigerant leak has occurred in the internal space (S) when the refrigerant sensor (50) detects a refrigerant leak and the pressure sensor detects that the degree of change in the gas pressure in the internal space (S) is outside a predetermined range. Hereinafter, the air pressure in the internal space (S) may be referred to as the internal pressure.
庫内圧力の変化の度合いとは、ある一定期間ΔTにおける庫内空間(S)の気体の圧力上昇の度合いを示す。例えば、一定期間ΔTを1分間とし、この1分間に庫内空間(S)に冷媒が漏洩しない場合に通常想定される庫内圧力が低下する範囲を所定範囲ΔP0とする。1分間における庫内空間(S)の庫内圧力の上昇の度合いΔPが所定範囲ΔP0を超えたことを圧力センサが検知した場合、冷媒ガスが庫内空間(S)に漏洩したと推測される。例えば、ΔPは現在から一定期間前(例えば1分前)の庫内圧力P1と現在の庫内圧力P2(P2>P1)との差を示す。 The degree of change in the internal pressure indicates the degree of pressure rise of the gas in the internal space (S) in a certain period ΔT. For example, the certain period ΔT is one minute, and the range of the internal pressure that is normally assumed to decrease if no refrigerant leaks into the internal space (S) during this one minute is set as a predetermined range ΔP0. If a pressure sensor detects that the degree of rise ΔP of the internal pressure in the internal space (S) during one minute exceeds the predetermined range ΔP0 , it is presumed that refrigerant gas has leaked into the internal space (S). For example, ΔP indicates the difference between the internal pressure P1 a certain period ago (e.g., one minute ago) and the current internal pressure P2 (P2>P1).
庫内圧力の変化の度合いは所定の演算により求めてもよい。例えば、ボイル・シャルルの法則を利用して庫内圧力の変化の度合いを求めることができる。具体的に、冷媒漏洩による庫内圧力P1、庫内空間の容積V1、標準気圧P2(1気圧)および冷媒の漏れ量の体積VRについて、P1=(V1+VR)×P2/V1…(式2)が成り立つ。 The degree of change in the internal pressure may be calculated by a predetermined calculation. For example, the degree of change in the internal pressure can be calculated using Boyle's law. Specifically, the internal pressure P1 due to the refrigerant leakage, the volume V1 of the internal space, the standard atmospheric pressure P2 (1 atmosphere), and the volume V R of the refrigerant leakage amount are expressed as follows: P1=(V1+V R )×P2/V1... (Equation 2).
式2のV1およびP2に既知の値を代入することで、冷媒の漏れ量の体積VRに基づいて冷媒漏洩後の庫内圧力P1を求めることができる。このように変形例1では、制御部(100)は、一定期間ΔTにおける庫内圧力の変化の度合いΔPが所定範囲ΔP0を超えたか否かを判定する。この制御部(100)による判定動作は、上記実施形態のステップS12に対応する。 By substituting known values for V1 and P2 in Equation 2, the internal pressure P1 after refrigerant leakage can be obtained based on the volume V R of the leaked refrigerant. In this manner, in Modification 1, the control unit (100) determines whether the degree of change ΔP in the internal pressure during a certain period ΔT has exceeded a predetermined range ΔP0 . This determination operation by the control unit (100) corresponds to step S12 in the above embodiment.
変形例1では、庫内空間(S)の圧力センサを冷媒漏洩の判定に用いることできる。また、庫内圧力の変化の度合いに基づいて庫内空間(S)に漏洩する冷媒量を推測できる。例えば、庫内冷凍装置(10)の冷媒の充填量を約6kgとして、漏れ量が1kg(冷媒充填量に対して漏れ量が17%)のとき、漏れ量が3kg(冷媒充填量に対して漏れ量が51%)のとき、および漏れ量が6kg(冷媒充填量に対して漏れ量が100%)のときの庫内空間(S)の圧力のそれぞれをX2kPa、Y2kPa、Z2kPaとする(P2<X2<Y2<Z2)。ある一定期間内に庫内圧力がP2からX2に上昇したとき、庫内空間(S)に漏洩した冷媒量が1kgであることがわかる。Y2およびZ2についても同じである。 In the first modification, the pressure sensor in the internal space (S) can be used to determine refrigerant leakage. Also, the amount of refrigerant leaking into the internal space (S) can be estimated based on the degree of change in the internal pressure. For example, the amount of refrigerant charged in the internal refrigeration device (10) is about 6 kg, and the pressures of the internal space (S) when the leakage amount is 1 kg (17% of the refrigerant charge amount), 3 kg (51% of the refrigerant charge amount), and 6 kg (100% of the refrigerant charge amount) are X2 kPa, Y2 kPa, and Z2 kPa, respectively (P2< X2 < Y2 < Z2 ). When the internal pressure rises from P2 to X2 within a certain period of time, it is found that the amount of refrigerant leaking into the internal space (S) is 1 kg. The same is true for Y2 and Z2 .
(9-2)変形例2
変形例2の冷媒と異なる指標は、庫内ファン(30)を駆動するモータ(30a)の電流値である。すなわち、変形例2の第1センサ(51)は、庫内ファン(30)を駆動するモータ(30a)の電流値を検知する電流センサである。庫内空間(S)に冷媒が漏洩すると、庫内空間(S)の気体の密度が高くなる。そのため庫内ファン(30)の運転負荷が増加し、モータ(30a)に流れる電流値が上昇する。このことを利用して、変形例2の制御部(100)は、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、電流センサによってモータ(30a)の電流値の変化の度合いが所定範囲外であることが検知された場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。
(9-2) Modification 2
The indicator different from the refrigerant in the second modification is the current value of the motor (30a) that drives the internal fan (30). That is, the first sensor (51) in the second modification is a current sensor that detects the current value of the motor (30a) that drives the internal fan (30). When refrigerant leaks into the internal space (S), the density of the gas in the internal space (S) increases. This increases the operating load of the internal fan (30), and the current value flowing through the motor (30a) increases. Using this, the control unit (100) in the second modification determines the leakage of refrigerant in the internal space (S) when the refrigerant sensor (50) detects the leakage of refrigerant and the current sensor detects that the degree of change in the current value of the motor (30a) is outside a predetermined range.
電流値の変化の度合いは、ある一定期間ΔTにおける庫内ファンモータ(30a)の電流値の上昇の度合いを示す。例えば、一定期間ΔTを1分間とし、この1分間において庫内空間(S)に冷媒が漏洩しない場合に通常想定されるモータ(30a)の電流値が上昇する範囲を所定範囲ΔE0とする。1分間における庫内空間(S)のモータ(30a)の電流値の上昇(ΔE)が所定範囲ΔE0を超えたことを電流センサが検知した場合、冷媒ガスが庫内空間(S)に漏洩したと推測される。例えばΔEは、現在から一定期間前(例えば1分前)の電流値E1と現在の電流値E2(E2>E1)の差を示す。 The degree of change in the current value indicates the degree of increase in the current value of the interior fan motor (30a) in a certain fixed period ΔT. For example, the fixed period ΔT is one minute, and the range within which the current value of the motor (30a) is normally expected to increase in this one minute if no refrigerant leaks into the interior space (S) is a predetermined range ΔE0 . When the current sensor detects that the increase (ΔE) in the current value of the motor (30a) in the interior space (S) in one minute exceeds the predetermined range ΔE0 , it is estimated that refrigerant gas has leaked into the interior space (S). For example, ΔE indicates the difference between a current value E1 a fixed period ago (e.g., one minute ago) and a current current value E2 (E2>E1).
このように制御部(100)は、一定期間ΔTにおける庫内ファンモータ(30a)の電流値の変化の度合いΔEが所定範囲ΔE0を超えたか否かを判定する。この制御部(100)による判定動作は、上記実施形態のステップS12に対応する。 In this manner, the control section (100) determines whether or not the degree of change ΔE in the current value of the internal fan motor (30a) during the fixed period ΔT exceeds a predetermined range ΔE 0. This determination operation by the control section (100) corresponds to step S12 in the above embodiment.
以上より変形例2では、庫内ファンモータ(30a)の電流値を検知する電流センサを冷媒漏洩の判定に使用できる。また、庫内空間(S)に漏洩する冷媒ガス量に基づいてモータ(30a)の電流値を設定してもよい。これにより、モータ(30a)の電流値を測定することで庫内空間(S)に漏洩した冷媒量を推測できる。 As described above, in the second modification, a current sensor that detects the current value of the internal fan motor (30a) can be used to determine whether or not there is a refrigerant leak. In addition, the current value of the motor (30a) may be set based on the amount of refrigerant gas leaking into the internal space (S). This makes it possible to estimate the amount of refrigerant that has leaked into the internal space (S) by measuring the current value of the motor (30a).
(9-3)変形例3
変形例3の冷媒と異なる指標は、冷媒回路(R)を流れる冷媒の圧力である。すなわち、変形例3の第1センサ(51)は、冷媒回路(R)を流れる冷媒の圧力を検知する冷媒圧力センサである。冷媒配管や庫内熱交換器(29)から冷媒が漏れると、冷媒回路(R)内の冷媒の圧力が低下する。このことを利用して、変形例3の制御部(100)は、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、冷媒圧力センサによって冷媒回路(R)を流れる冷媒の圧力の変化の度合いが所定範囲外であることが検知された場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。冷媒圧力センサが設けられる位置に特に限定はないが、変形例3では冷媒回路(R)中の冷媒配管に設けられる。
(9-3) Modification 3
The indicator different from that of the third modification is the pressure of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit (R). That is, the first sensor (51) of the third modification is a refrigerant pressure sensor that detects the pressure of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit (R). When refrigerant leaks from the refrigerant piping or the internal heat exchanger (29), the pressure of the refrigerant in the refrigerant circuit (R) decreases. Using this, the control unit (100) of the third modification determines the leakage of refrigerant in the internal space (S) when the refrigerant sensor (50) detects the leakage of refrigerant and the refrigerant pressure sensor detects that the degree of change in the pressure of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit (R) is outside a predetermined range. There is no particular limitation on the position where the refrigerant pressure sensor is provided, but in the third modification, the refrigerant pressure sensor is provided on the refrigerant piping in the refrigerant circuit (R).
冷媒圧力の変化の度合いは、ある一定期間ΔTにおける冷媒回路(R)の冷媒の圧力低下の度合いを示す。例えば、一定期間ΔTを1分間とし、この1分間において庫内空間(S)に冷媒が漏洩しない場合に想定される冷媒回路(R)の冷媒圧力が低下する範囲を所定範囲ΔPR0とする。1分間における冷媒回路(R)の冷媒圧力の低下の度合いΔPRが所定範囲ΔPR0を超えたことを圧力センサが検知した場合、冷媒ガスが庫内空間(S)に漏洩したと推測される。例えば、ΔPRは現在から一定期間前(例えば1分前)の冷媒圧力PR1と現在の冷媒圧力PR2(PR2<PR1)との差を示す。 The degree of change in refrigerant pressure indicates the degree of pressure drop of the refrigerant in the refrigerant circuit (R) in a certain period ΔT. For example, the certain period ΔT is one minute, and the range of the refrigerant pressure in the refrigerant circuit (R) that is assumed to drop if no refrigerant leaks into the interior space (S) during this one minute is set as a predetermined range ΔP R0 . If the pressure sensor detects that the degree of drop in the refrigerant pressure in the refrigerant circuit (R) during one minute ΔP R exceeds the predetermined range ΔP R0 , it is assumed that refrigerant gas has leaked into the interior space (S). For example, ΔP R indicates the difference between the refrigerant pressure P R1 a certain period ago (e.g., one minute ago) and the current refrigerant pressure P R2 (P R2 <P R1 ).
このように制御部(100)は、一定期間ΔTにおける冷媒回路(R)の冷媒圧力の変化の度合いΔPRが所定範囲ΔPR0を超えたか否かを判定する。この制御部(100)による判定動作は、上記実施形態のステップS12に対応する。 In this manner, the control unit (100) determines whether or not the degree of change ΔP R of the refrigerant pressure in the refrigerant circuit (R) during the fixed period ΔT exceeds a predetermined range ΔP R0 . This determination operation by the control unit (100) corresponds to step S12 in the above embodiment.
以上より変形例3では、冷媒圧力センサを庫内空間(S)の冷媒漏洩の判定に使用できる。また、庫内空間(S)に漏洩する冷媒ガス量に基づいて冷媒回路(R)の冷媒圧力の値を設定してもよい。これにより、冷媒回路(R)の冷媒圧力を測定することで庫内空間(S)に漏洩した冷媒量を推測できる。 As described above, in variant 3, the refrigerant pressure sensor can be used to determine refrigerant leakage in the internal space (S). In addition, the value of the refrigerant pressure in the refrigerant circuit (R) may be set based on the amount of refrigerant gas leaking into the internal space (S). This makes it possible to estimate the amount of refrigerant that has leaked into the internal space (S) by measuring the refrigerant pressure in the refrigerant circuit (R).
(9-4)変形例4
変形例4の庫内冷凍装置(10)は、冷媒センサ(50)を有さず、第1センサ(51)を有する。すなわち、変形例4では第1センサ(51)のみにより庫内空間(S)に漏洩する冷媒を検知する。第1センサ(51)は、上記実施形態および変形例1~3のいずれのセンサでもよい。変形例4の第1センサ(51)を湿度センサ(51)とする。変形例4では、湿度センサ(51)のみで庫内空間(S)の冷媒漏洩を検知する。変形例4の制御部(100)の動作について、図7を用いて説明する。
(9-4) Modification 4
The internal refrigeration device (10) of the fourth modification does not have a refrigerant sensor (50) but has a first sensor (51). That is, in the fourth modification, refrigerant leaking into the internal space (S) is detected only by the first sensor (51). The first sensor (51) may be any of the sensors in the above embodiment and the first to third modifications. The first sensor (51) of the fourth modification is a humidity sensor (51). In the fourth modification, refrigerant leakage in the internal space (S) is detected only by the humidity sensor (51). The operation of the control unit (100) of the fourth modification will be described with reference to FIG. 7.
ステップS21では、制御部(100)は、湿度センサ(51)によって庫内空間(S)の湿度の変化の度合いΔRHが所定範囲ΔRH0外であることを検知したか否かを判定する。庫内空間(S)の湿度の低下の度合いΔRHが所定範囲ΔRH0を超えたと判定された場合(ステップS21のYES)、ステップS22が実行される。庫内空間(S)の湿度の低下の度合いΔRHが所定範囲ΔRH0を超えていないと判定された場合(ステップS21のNO)、ステップS21が再度実行される。湿度の変化の度合いΔRHおよび所定範囲ΔRH0は、上記実施形態で説明した通りである。 In step S21, the control section (100) determines whether or not the humidity sensor (51) has detected that the degree of humidity change ΔRH in the internal space (S) is outside the predetermined range ΔRH 0. If it is determined that the degree of humidity decrease ΔRH in the internal space (S) exceeds the predetermined range ΔRH 0 (YES in step S21), step S22 is executed. If it is determined that the degree of humidity decrease ΔRH in the internal space (S) does not exceed the predetermined range ΔRH 0 (NO in step S21), step S21 is executed again. The degree of humidity change ΔRH and the predetermined range ΔRH 0 are as described in the above embodiment.
ステップS22では、制御部(100)は、報知部(60)に庫内空間(S)に冷媒ガスが漏洩している旨を出力する。 In step S22, the control unit (100) outputs to the notification unit (60) a signal indicating that refrigerant gas is leaking into the interior space (S).
ステップS23では、制御部(100)は、報知部(60)から冷媒ガスが漏洩している旨をユーザにアラームまたは表示により報知する。 In step S23, the control unit (100) notifies the user of the fact that refrigerant gas is leaking by issuing an alarm or displaying a message from the notification unit (60).
湿度センサ(51)は、上述の通り赤外領域のエチレンガス等の雑ガスの吸収波長域と、水分子の吸収波長域とが異なるため、水分子と雑ガスとの誤検知を抑制できる。そのため冷媒センサ(50)を用いずに湿度センサ(51)を用いることで庫内空間(S)に漏洩する冷媒を検知できる。これにより、湿度センサ(51)を庫内空間(S)の湿度の測定と漏洩冷媒の検知とに兼用できる。 As described above, the humidity sensor (51) has a different absorption wavelength range for miscellaneous gases such as ethylene gas in the infrared region from the absorption wavelength range for water molecules, and therefore can suppress erroneous detection of water molecules and miscellaneous gases. Therefore, by using the humidity sensor (51) without using the refrigerant sensor (50), it is possible to detect refrigerant leaking into the interior space (S). This allows the humidity sensor (51) to be used both to measure the humidity of the interior space (S) and to detect leaking refrigerant.
(10)その他の実施形態
上記実施形態または上記各変形例については、以下のような構成としてもよい。
(10) Other Embodiments The above-described embodiment or each of the above-described modified examples may be configured as follows.
コンテナ(1)は、海上輸送用だけでなく陸上輸送用でもよい。また、冷蔵貯蔵庫(1)は、コンテナでなくてもよい。冷蔵貯蔵庫(1)は、陸上に設置される据置型の冷蔵用倉庫であってもよい。 The container (1) may be for land transport as well as for sea transport. Also, the refrigerated storage facility (1) does not have to be a container. The refrigerated storage facility (1) may be a stationary refrigerated warehouse installed on land.
第1センサ(51)のセンサ方式に特に限定はない。第1センサ(51)は、NDIR方式であってもよいし、半導体方式であってもよいし、熱伝導率方式であってもよい。第1センサ(51)は、冷媒ガス以外の庫内空間(S)に発生し得る雑ガス(エチレンガス等)と誤検知(クロスセンシティビティ)を生じるセンサでない方が好ましい。 There is no particular limitation on the sensor type of the first sensor (51). The first sensor (51) may be an NDIR type, a semiconductor type, or a thermal conductivity type. It is preferable that the first sensor (51) is not a sensor that generates false detections (cross sensitivity) with miscellaneous gases (such as ethylene gas) other than the refrigerant gas that may be generated in the interior space (S).
上記変形例1において、気体成分を検知する第1センサ(51)は、エチレンガスを検知するエチレンガスセンサであってもよい。この場合、第1センサ(51)は、NDIR方式のセンサでなく、かつ、庫内冷凍装置(10)に充填される冷媒は、分子構造に「-CH基」を有する冷媒(例えば、R32、R1234yf)でなければよい。これは、エチレンも「-CH基」を有するため、NDIR方式のセンサの場合、同じ「-CH基」を有するエチレンガスと、冷媒ガス(例えば、R32、R1234yf)との吸収波長領域が重複し、両者を区別して検知しにくく、冷媒ガスの検知精度を向上できないためである。エチレンガスセンサは、例えば収容空間(3)に貯蔵される貯蔵物がバナナ等のエチレンガスを発生する青果物である場合、該青果物の追熟状態の管理のために用いられる。このように、エチレンガスセンサを冷媒漏洩の判定にも利用することで、冷媒漏洩を判定する新たなセンサを設ける必要がなく、部品点数を抑えることができる。 In the above-mentioned modified example 1, the first sensor (51) for detecting the gas component may be an ethylene gas sensor for detecting ethylene gas. In this case, the first sensor (51) is not an NDIR type sensor, and the refrigerant filled in the internal refrigeration device (10) need not be a refrigerant having a "-CH group" in its molecular structure (e.g., R32, R1234yf). This is because, since ethylene also has a "-CH group", in the case of an NDIR type sensor, the absorption wavelength ranges of ethylene gas having the same "-CH group" and refrigerant gas (e.g., R32, R1234yf) overlap, making it difficult to distinguish and detect the two, and the detection accuracy of the refrigerant gas cannot be improved. For example, when the stored items stored in the storage space (3) are fruits and vegetables that generate ethylene gas, such as bananas, the ethylene gas sensor is used to manage the ripening state of the fruits and vegetables. In this way, by using the ethylene gas sensor also for judging refrigerant leakage, there is no need to provide a new sensor for judging refrigerant leakage, and the number of parts can be reduced.
上記変形例1において、第1センサ(51)は、庫内空間(S)の酸素を検知する酸素センサであってもよい。酸素センサは、例えば半導体方式である。庫内空間(S)の酸素濃度は、庫内空間(S)に漏洩した冷媒量に応じて低下する。このことを利用して、制御部(100)は、冷媒センサ(50)および酸素センサの検知結果に基づいて、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。この場合も、ボイル・シャルルの法則により、庫内空間(S)への冷媒の漏れ量(kg)に応じて庫内空間(S)の酸素濃度(ppm)を演算できる。これにより、庫内空間(S)における酸素濃度または大気中の酸素濃度からの低下の度合いにより冷媒の漏れを判定できると共に、冷媒の漏れ量を判定できる。酸素センサは、例えば庫内空間(S)の空気の組成を調整する調整装置(図示省略)を備えるコンテナ(1)に設けられる。調整装置は、外気を所定の組成に調整し、調整後の空気を庫内空間(S)に供給する。調整装置は、収容空間(3)に貯蔵される貯蔵物(特に青果物)の鮮度を維持するために収容空間(3)の空気の組成を調整する。酸素センサは、調整装置の運転により収容空間(3)の酸素濃度が目的濃度に達したか否かや、調整装置停止後に収容空間(3)の酸素濃度が大気中の濃度に戻ったか否か等の検知に用いられる。このような酸素センサを冷媒漏洩の判定にも利用することで、冷媒漏洩を判定する新たなセンサを設ける必要がなく、部品点数を抑えることができる。 In the above-mentioned modified example 1, the first sensor (51) may be an oxygen sensor that detects oxygen in the internal space (S). The oxygen sensor is, for example, a semiconductor type. The oxygen concentration in the internal space (S) decreases according to the amount of refrigerant leaked into the internal space (S). Using this, the control unit (100) determines the leakage of refrigerant in the internal space (S) based on the detection results of the refrigerant sensor (50) and the oxygen sensor. In this case, too, the oxygen concentration (ppm) in the internal space (S) can be calculated according to the amount (kg) of refrigerant leaked into the internal space (S) by Boyle's law. This makes it possible to determine the leakage of refrigerant and the amount of refrigerant leakage based on the degree of decrease in the oxygen concentration in the internal space (S) or the oxygen concentration in the atmosphere. The oxygen sensor is provided, for example, in a container (1) equipped with an adjustment device (not shown) that adjusts the composition of the air in the internal space (S). The adjustment device adjusts the outside air to a predetermined composition and supplies the adjusted air to the interior space (S). The adjustment device adjusts the composition of the air in the storage space (3) to maintain the freshness of the stored items (particularly fruits and vegetables) stored in the storage space (3). The oxygen sensor is used to detect whether the oxygen concentration in the storage space (3) has reached a target concentration by operating the adjustment device, and whether the oxygen concentration in the storage space (3) has returned to the atmospheric concentration after the adjustment device is stopped. By using such an oxygen sensor to detect refrigerant leaks, there is no need to install a new sensor to detect refrigerant leaks, and the number of parts can be reduced.
上記変形例1において、第1センサ(51)は、庫内空間(S)の二酸化炭素を検知する二酸化炭素センサであってもよい。二酸化炭素センサは、例えばNDIR方式である。庫内空間(S)の二酸化炭素濃度は、庫内空間(S)に漏洩した冷媒量に応じて低下する。このことを利用して、制御部(100)は、冷媒センサ(50)および二酸化炭素センサの検知結果に基づいて、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。この場合も、ボイル・シャルルの法則により、庫内空間(S)への冷媒の漏れ量(kg)に応じて庫内空間(S)の炭素濃度(ppm)を演算できる。これにより、庫内空間(S)における二酸化濃度または大気中の二酸化炭素濃度からの低下の度合いにより冷媒の漏れを判定できると共に、冷媒の漏れ量を判定できる。二酸化炭素センサは、例えば上述の調整装置を備えるコンテナ(1)に設けられる。このような二酸化炭素センサを冷媒漏洩の判定にも利用することで、冷媒漏洩を判定する新たなセンサを設ける必要がなく、部品点数を抑えることができる。 In the above-mentioned first modification, the first sensor (51) may be a carbon dioxide sensor that detects carbon dioxide in the internal space (S). The carbon dioxide sensor may be, for example, an NDIR type. The carbon dioxide concentration in the internal space (S) decreases according to the amount of refrigerant leaked into the internal space (S). Using this, the control unit (100) determines the leakage of refrigerant in the internal space (S) based on the detection results of the refrigerant sensor (50) and the carbon dioxide sensor. In this case, too, the carbon concentration (ppm) in the internal space (S) can be calculated according to the amount (kg) of refrigerant leaked into the internal space (S) by Boyle-Charles' law. This allows the leakage of refrigerant to be determined based on the degree of decrease from the carbon dioxide concentration in the internal space (S) or the carbon dioxide concentration in the atmosphere, and also allows the amount of refrigerant leakage to be determined. The carbon dioxide sensor is provided, for example, in the container (1) equipped with the above-mentioned adjustment device. By using such a carbon dioxide sensor to determine the leakage of refrigerant, there is no need to provide a new sensor to determine the leakage of refrigerant, and the number of parts can be reduced.
上記実施形態において、制御部(100)は、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、第1センサ(51)によって庫内空間(S)の気体の濃度が所定範囲外であることが検知された場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定してもよい。所定範囲は冷媒が漏洩しない場合の庫内空間(S)の気体の濃度の通常想定される範囲を示す。すなわち、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、庫内空間(S)の気体の濃度が所定範囲を超えた場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定してもよい。 In the above embodiment, the control unit (100) may determine that there is a refrigerant leak in the internal space (S) when the refrigerant sensor (50) detects that there is a refrigerant leak and the first sensor (51) detects that the gas concentration in the internal space (S) is outside a predetermined range. The predetermined range indicates the normally expected range of the gas concentration in the internal space (S) when there is no refrigerant leak. In other words, when the refrigerant sensor (50) detects that there is a refrigerant leak and the gas concentration in the internal space (S) exceeds the predetermined range, the control unit (100) may determine that there is a refrigerant leak in the internal space (S).
上記変形例1において、制御部(100)は、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、第1センサ(51)によって庫内空間(S)の気体の圧力が所定範囲外であることが検知された場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定してもよい。所定範囲は冷媒が漏洩しない場合の庫内空間(S)の庫内圧力の通常想定される範囲を示す。すなわち、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、庫内空間(S)の空気の圧力が所定範囲を超えた場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定してもよい。 In the above-mentioned first modification, the control unit (100) may determine that there is a refrigerant leak in the internal space (S) when the refrigerant sensor (50) detects that there is a refrigerant leak and the first sensor (51) detects that the pressure of the gas in the internal space (S) is outside a predetermined range. The predetermined range indicates the normally expected range of the internal pressure in the internal space (S) when there is no refrigerant leak. In other words, when the refrigerant sensor (50) detects that there is a refrigerant leak and the pressure of the air in the internal space (S) exceeds the predetermined range, the control unit (100) may determine that there is a refrigerant leak in the internal space (S).
上記変形例2において、制御部(100)は、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、第1センサ(51)によってモータ(30a)の電流値が所定範囲外であることが検知された場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定してもよい。所定範囲は冷媒が漏洩しない場合のモータ(30a)の電流値の通常想定される範囲を示す。すなわち、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、モータ(30a)の電流値が所定範囲を超えた場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定してもよい。 In the above-mentioned second modification, the control unit (100) may determine that there is a refrigerant leak in the internal space (S) when the refrigerant sensor (50) detects that there is a refrigerant leak and the first sensor (51) detects that the current value of the motor (30a) is outside a predetermined range. The predetermined range indicates the normally expected range of the current value of the motor (30a) when there is no refrigerant leak. In other words, when the refrigerant sensor (50) detects that there is a refrigerant leak and the current value of the motor (30a) exceeds the predetermined range, the control unit (100) may determine that there is a refrigerant leak in the internal space (S).
上記変形例3において、制御部(100)は、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、第1センサ(51)によって冷媒回路(R)を流れる冷媒の圧力が所定範囲外であることが検知された場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定してもよい。所定範囲は、冷媒が漏洩しない場合の冷媒回路(R)の冷媒圧力の通常想定される範囲を示す。すなわち、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、冷媒回路(R)の冷媒圧力が所定範囲を超えた場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定してもよい。 In the above-mentioned third modification, the control unit (100) may determine that there is a refrigerant leak in the internal space (S) when the refrigerant sensor (50) detects that there is a refrigerant leak and the first sensor (51) detects that the pressure of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit (R) is outside a predetermined range. The predetermined range indicates the normally expected range of the refrigerant pressure in the refrigerant circuit (R) when there is no refrigerant leak. In other words, when the refrigerant sensor (50) detects that there is a refrigerant leak and the refrigerant pressure in the refrigerant circuit (R) exceeds the predetermined range, the control unit (100) may determine that there is a refrigerant leak in the internal space (S).
上記変形例4において、制御部(100)は、庫内空間(S)の相対湿度が所定範囲外であることが検知された場合庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定してもよい。所定範囲は、冷媒が漏洩しない場合の庫内空間(S)の湿度の通常想定される範囲を示す。 In the above-mentioned fourth modification, the control unit (100) may determine the leakage of refrigerant in the internal space (S) when it is detected that the relative humidity of the internal space (S) is outside a predetermined range. The predetermined range indicates the normally expected range of humidity in the internal space (S) when there is no leakage of refrigerant.
上記変形例3において、第1センサ(51)は、冷媒回路(R)を流れる冷媒の温度を検知する冷媒温度センサであってもよい。冷媒回路(R)の冷媒温度に基づいて冷媒圧力を求めることができるため、冷媒温度の変化の度合いまたは冷媒温度により冷媒回路(R)から冷媒ガスが漏洩していることが判定できる。具体的に、制御部(100)は、冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、冷媒温度センサによって冷媒回路(R)を流れる冷媒の温度の変化の度合いまたは冷媒温度が所定範囲外であることが検知された場合、庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する。 In the above-mentioned third modification, the first sensor (51) may be a refrigerant temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit (R). Since the refrigerant pressure can be calculated based on the refrigerant temperature in the refrigerant circuit (R), it is possible to determine that refrigerant gas is leaking from the refrigerant circuit (R) based on the degree of change in the refrigerant temperature or the refrigerant temperature. Specifically, when the refrigerant sensor (50) detects a refrigerant leak and the refrigerant temperature sensor detects that the degree of change in the temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit (R) or the refrigerant temperature is outside a predetermined range, the control unit (100) determines that a refrigerant leak is occurring in the interior space (S).
上記変形例3において、第1センサ(51)は、冷媒回路(R)を流れる冷媒の圧力または温度を示す指標を検知するセンサであってもよい。 In the above-mentioned third modification, the first sensor (51) may be a sensor that detects an indicator indicating the pressure or temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit (R).
上記実施形態および各変形例において、ステップS11およびステップS12の順序は逆でもよい。すなわち、ステップS12において第1センサ(51)により上述の変化率が所定範囲外であることを検知した(ステップS12のYES)後に、ステップS11において冷媒センサ(50)により冷媒の検知を判定してもよい。 In the above embodiment and each modified example, the order of steps S11 and S12 may be reversed. That is, after the first sensor (51) detects in step S12 that the rate of change is outside the predetermined range (YES in step S12), the refrigerant sensor (50) may determine the detection of the refrigerant in step S11.
上記実施形態および各変形例において、ステップS11およびステップS12は同時に行われてもよい。 In the above embodiment and each modified example, steps S11 and S12 may be performed simultaneously.
上記実施形態および各変形例において、「変化の度合い」の求め方に特に限定はない。変化の度合いは、一定期間によらずある基準値からどれだけ変化したかを示すものであってもよい。例えば、変化の度合いは変化率であってもよい。変化率は、所定の基準値に対する変化の割合を示す。例えば、第1センサ(51)が湿度センサである場合、庫内空間(S)の相対湿度の基準値(例えば50%RH)を基準湿度とし、庫内空間(S)に冷媒が漏洩したときの相対湿度を第1湿度としたときに、変化率は、基準湿度に対する第1湿度の割合と定義できる。第1湿度の値は冷媒漏洩量によって異なるため、このような変化率を求めることで、冷媒漏洩を判定ができると共に冷媒の漏洩量も推測できる。また、第1センサ(51)が酸素センサである場合、庫内空間(S)の酸素濃度の基準値は大気中の酸素濃度であり、第1センサ(51)が二酸化炭素センサの場合、庫内空間(S)の二酸化炭素濃度の基準値は大気中の二酸化炭素濃度である。 In the above embodiment and each modified example, there is no particular limitation on the method of calculating the "degree of change". The degree of change may indicate how much the value has changed from a certain reference value regardless of a certain period of time. For example, the degree of change may be a rate of change. The rate of change indicates the ratio of change to a predetermined reference value. For example, when the first sensor (51) is a humidity sensor, the reference value of the relative humidity of the interior space (S) (e.g., 50% RH) is set as the reference humidity, and the relative humidity when the refrigerant leaks into the interior space (S) is set as the first humidity, the rate of change can be defined as the ratio of the first humidity to the reference humidity. Since the value of the first humidity varies depending on the amount of refrigerant leakage, by calculating such a rate of change, it is possible to determine whether or not there is a refrigerant leakage and to estimate the amount of refrigerant leakage. In addition, when the first sensor (51) is an oxygen sensor, the reference value of the oxygen concentration in the interior space (S) is the oxygen concentration in the atmosphere, and when the first sensor (51) is a carbon dioxide sensor, the reference value of the carbon dioxide concentration in the interior space (S) is the carbon dioxide concentration in the atmosphere.
上記実施形態のステップS12において、複数の一定期間が設定されてもよい。例えば一定期間を1分間、1.5分間および3分間と設定したとする。これらの一定期間のそれぞれに対して異なる所定範囲ΔRH0を設けて、いずれかの一定期間の湿度変化の度合いΔRHが所定範囲外ΔRH0となった場合、ステップS12におけるYESと判定されてもよい。このように複数の所定期間を設けることで冷媒漏洩検知の精度を高めることができる。 In step S12 of the above embodiment, multiple fixed periods may be set. For example, the fixed periods may be set to 1 minute, 1.5 minutes, and 3 minutes. A different predetermined range ΔRH 0 may be set for each of these fixed periods, and if the degree of humidity change ΔRH in any of the fixed periods falls outside the predetermined range ΔRH 0 , the determination in step S12 may be YES. By setting multiple predetermined periods in this way, the accuracy of refrigerant leakage detection can be improved.
庫内空間(S)は、コンテナ(1)の内部の空間であればよく、例えば収容空間(3)のみとしてもよい。 The interior space (S) may be any space inside the container (1), and may be, for example, only the storage space (3).
以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「第1」、「第2」、…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。 Although the embodiments and modifications have been described above, it will be understood that various modifications of form and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims. Furthermore, the above embodiments and modifications may be combined or substituted as appropriate as long as the functionality of the subject matter of this disclosure is not impaired. The descriptions "first," "second," etc. described above are used to distinguish the words to which these descriptions are attached, and do not limit the number or order of the words.
以上説明したように、本開示は、庫内冷凍装置および冷蔵貯蔵庫について有用である。 As described above, the present disclosure is useful for internal refrigeration devices and refrigerated storage units.
1 コンテナ(冷蔵貯蔵庫)
10 庫内冷凍装置
30 庫内ファン
30b 庫内ファンモータ(モータ)
50 冷媒センサ
51 第1センサ
100 制御部
R 冷媒回路
S 庫内空間
1 Container (refrigerated storage)
10. Internal refrigeration unit
30 Interior fan
30b Interior fan motor (motor)
50 Refrigerant Sensor
51 First Sensor
100 Control section
R Refrigerant circuit
S Interior space
Claims (5)
前記庫内空間(S)において漏洩した冷媒を検知するための冷媒センサ(50)と、
冷媒と異なる指標を検知する第1センサ(51)と、
前記冷媒センサ(50)および前記第1センサ(51)の検知結果に基づいて、前記庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定し、かつ、前記第1センサ(51)の検知結果および前記庫内空間(S)の体積Vを用いたボイル・シャルルの法則に基づいて、冷媒の漏れ量を推測する制御部(100)とを備える
庫内冷凍装置。 An internal refrigeration device that cools an internal space (S) that contains stored items using a refrigerant circuit (R) that performs a refrigeration cycle,
a refrigerant sensor (50) for detecting a leak of a refrigerant in the internal space (S);
a first sensor (51) for detecting an indicator different from the refrigerant;
and a control unit (100) that determines refrigerant leakage in the internal space (S) based on detection results of the refrigerant sensor (50) and the first sensor (51), and estimates the amount of refrigerant leakage based on the detection result of the first sensor (51) and Charles' Law using the volume V of the internal space (S).
前記制御部(100)は、前記冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、前記第1センサ(51)によって前記庫内空間(S)の気体成分の濃度または該濃度の変化の度合いが所定範囲外であることが検知された場合、前記庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する
請求項1に記載の庫内冷凍装置。 The first sensor (51) detects a gas component in the interior space (S),
2. The internal refrigeration device according to claim 1, wherein the control unit (100) determines the occurrence of refrigerant leakage in the internal space (S) when the refrigerant sensor (50) detects a refrigerant leakage and the first sensor ( 51 ) detects that a concentration of a gas component in the internal space (S) or a degree of change in the concentration is outside a predetermined range.
請求項1に記載の庫内冷凍装置。 The internal refrigeration apparatus according to claim 1 , wherein the first sensor (51) detects humidity, oxygen or carbon dioxide in the internal space (S).
前記制御部(100)は、前記冷媒センサ(50)によって冷媒の漏洩が検知され、かつ、前記第1センサ(51)によって前記庫内空間(S)の気体の圧力または該圧力の変化の度合いが所定範囲外であることが検知された場合、前記庫内空間(S)における冷媒の漏洩を判定する
請求項1に記載の庫内冷凍装置。 The first sensor (51) detects the pressure of the gas in the internal space (S),
2. The internal refrigeration device according to claim 1, wherein the control unit (100) determines the occurrence of refrigerant leakage in the internal space (S) when the refrigerant sensor (50) detects a refrigerant leakage and the first sensor (51 ) detects that the pressure of the gas in the internal space (S) or a degree of change in the pressure is outside a predetermined range.
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