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1. WO2006109677 - SYSTEME DE JUGEMENT DE LA QUANTITE DE REFRIGERANT D’UN SYSTEME D’AIR CONDITIONNE

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[ JA ]
明 細書

空気調和装置の冷媒量判定システム

技術分野

[0001] 本発明は、空気調和装置に充填されている冷媒量の適否を判定する機能、特に、 熱源ユニットと複数の利用ユニットとが冷媒連絡配管を介して接続されたマルチタイ プの空気調和装置に充填されている冷媒量の適否を判定する機能に関する。

背景技術

[0002] 従来より、熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡配管を介して接続されることによ り冷媒回路が構成されたセパレートタイプの空気調和装置がある。このような空気調 和装置では、何らかの原因で冷媒回路内力も冷媒の漏洩が生じることがある。このよ うな冷媒漏洩は、空気調和装置の空調能力の低下や構成機器の損傷を生じさせる 原因になるため、空気調和装置に充填されている冷媒量の適否を判定する機能を備 えることが望ましい。

これに対して、暖房運転時における室外熱交換器の出口における冷媒の過熱度や 冷房運転時における室内熱交換器の出口における冷媒の過熱度を用いて冷媒量の 適否を判定する方法 (特許文献 1参照)や、冷房運転時における室外熱交換器の出 口における過冷却度を用いて冷媒量の適否を判定する方法 (特許文献 2参照)等が 提案されている。

特許文献 1:特開平 02— 208469号公報

特許文献 2:特開 2000 - 304388号公報

発明の開示

[0003] また、セパレートタイプの空気調和装置として、複数の利用ユニットを備えており、ビ ル空調等に使用されるマルチタイプの空気調和装置がある。このようなマルチタイプ の空気調和装置では、現地において配管長さや構成機器の容量等から算出した規 定冷媒量になるまで冷媒充填を行うが、この規定冷媒量の算出の際の計算ミスゃ充 填作業ミスにより、現地において実際に充填された初期冷媒量と規定冷媒量との間 にばらつきが生じることがある。このため、上述の従来の冷媒量の適否を判定する機 能をマルチタイプの空気調和装置に適用すると、初期冷媒量と規定冷媒量との間に ばらつきが生じているにもかかわらず、規定冷媒量が充填された場合に対応する過 熱度や過冷却度等 (以下、運転状態量とする)の値をそのまま基準値として用いて、 運転状態量の現在値と比較して、冷媒量の適否の判定を行うことになるため、結果 的に、冷媒量の適否の判定の精度が低下するという問題が生じる。また、マルチタイ プの空気調和装置では、運転状態量の基準値自体が、冷媒連絡配管の配管長さ、 複数の利用ユニットの組み合わせや各ユニット間の設置高低差によって変動するた め、規定冷媒量まで冷媒充填を行うことができたとしても、運転状態量の基準値が冷 媒量との間で一義的に決定されず、結果的に、冷媒量の適否の判定の精度が低下 するという問題が生じる。

本発明の課題は、熱源ユニットと複数の利用ユニットとが冷媒連絡配管を介して接 続されたマルチタイプの空気調和装置にぉ、て、現地にぉ、て充填された冷媒量に ばらつきが生じたり、冷媒連絡配管の配管長さ、複数の利用ユニットの組み合わせや 各ユニット間の設置高低差よつて冷媒量の適否の判定に使用される運転状態量の 基準値に変動が生じる場合であっても、装置内に充填されている冷媒量の適否を精 度よく判定できるようにすることにある。

第 1の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定システムは、熱源ユニットと、複数 の利用ユニットとが、冷媒連絡配管を介して接続されることにより構成される冷媒回路 を備えた空気調和装置にぉ、て、冷媒量の適否を判定する空気調和装置の冷媒量 判定システムであって、状態量蓄積手段と、冷媒量判定手段とを備えている。状態量 蓄積手段は、空気調和装置の設置後の試運転において、現地における冷媒充填に よって初期冷媒量まで冷媒が充填された冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運 転状態量を蓄積する。冷媒量判定手段は、試運転時における運転状態量を基準値 として、冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量の現在値と比較して、冷 媒量の適否を判定する。

この空気調和装置の冷媒量判定システムでは、空気調和装置の設置後の試運転 において、現地における冷媒充填によって初期冷媒量まで充填された後の運転状 態量を状態量蓄積手段に蓄積し、この蓄積された運転状態量を運転状態量の基準 値として、運転状態量の現在値と比較して、冷媒量の適否を判定しているため、実際 に装置内に充填されている冷媒量、すなわち、初期冷媒量と現在の冷媒量との比較 を行うことができる。

これにより、この空気調和装置の冷媒量判定システムでは、現地において充填され た冷媒量にばらつきが生じたり、冷媒連絡配管の配管長さ、複数の利用ユニットの組 み合わせや各ユニット間の設置高低差よつて冷媒量の適否の判定に使用される運 転状態量の基準値に変動が生じる場合であっても、装置内に充填されている冷媒量 の適否を精度よく判定することができる。

[0005] 第 2の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定システムは、第 1の発明にかかる 空気調和装置の冷媒量判定システムにおいて、試運転が、冷媒回路内への冷媒充 填を伴う運転を含んでいる。状態量蓄積手段は、冷媒充填を伴う運転時に冷媒回路 を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量を蓄積する。

この空気調和装置の冷媒量判定システムでは、初期冷媒量まで充填された後の運 転状態量だけでなぐ初期冷媒量よりも少ない量の冷媒が冷媒回路内に充填された 状態の運転状態量を状態量蓄積手段に蓄積することができる。

これにより、この空気調和装置の冷媒量判定システムでは、初期冷媒量よりも少な い状態における運転状態量を基準値として、運転状態量の現在値との比較すること ができるようになるため、装置内に充填されている冷媒量の適否の判定精度をさらに 向上させることができる。

[0006] 第 3の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定システムは、第 1又は第 2の発明 にかかる空気調和装置の冷媒量判定システムにおいて、試運転が、空気調和装置 の構成機器の制御変数を変更する運転を含んでいる。状態量蓄積手段は、制御変 数を変更する運転時に前記冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量を 蓄積する。

この空気調和装置の冷媒量判定システムでは、初期冷媒量まで充填された後の運 転状態量だけでなぐ例えば、試運転時における冷媒回路の各部の冷媒温度、冷媒 圧力、外気温度や室内温度等と異なる運転条件における運転状態量を得るために、 構成機器の制御変数を変更して、試運転時とは異なる運転条件を模擬的に実現す る運転を行い、この運転中の運転状態量を状態量蓄積手段に蓄積することができる

これにより、この空気調和装置の冷媒量判定システムでは、構成機器の制御変数を 変更した運転中の運転状態量に基づいて、例えば、運転条件が異なる場合の各種 運転状態量の相関関係や補正式等を決定し、このような相関関係や補正式を用い て、試運転時における運転状態量と運転状態量の現在値とを比較する際の運転条 件の差異を補償することができる。このように、この空気調和装置の冷媒量判定シス テムでは、構成機器の制御変数を変更した運転中の運転状態量のデータに基づ、 て、試運転時における運転状態量と運転状態量の現在値とを比較する際の運転条 件の差異を補償することができるようになるため、装置内に充填されている冷媒量の 適否の判定精度をさらに向上させることができる。

[0007] 第 4の発明に力かる空気調和装置の冷媒量判定システムは、第 1〜3のいずれかの 発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定システムにおいて、状態量取得手段は、 空気調和装置を管理している。状態量蓄積手段、冷媒量判定手段、及び状態量補 正手段は、空気調和装置の遠隔にあり、状態量取得手段に通信回線を介して接続さ れている。

この空気調和装置の冷媒量判定システムでは、状態量蓄積手段、冷媒量判定手 段、及び状態量補正手段が、空気調和装置の遠隔に存在しているため、空気調和 装置の過去の運転データを大量に蓄積しておくことが可能な構成を容易に実現でき る。これにより、例えば、蓄積手段に蓄積された過去の運転データの中から、状態量 取得手段が取得した現在の運転データに類似した運転データを選択し、両データを 比較して冷媒量の適否の判定を行うことが可能になる。

[0008] 第 5の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定システムは、第 1〜第 4の発明の いずれかにかかる空気調和装置の冷媒量判定システムにおいて、試運転時におけ る運転状態量力冷媒量を演算する冷媒量演算手段をさらに備えている。試運転時 における運転状態量力演算される冷媒量は、基準値として状態量蓄積手段に蓄積 される。

この空気調和装置の冷媒量判定システムでは、試運転時における運転状態量から 冷媒量を演算して、この冷媒量を運転状態量の現在値と比較するための基準値とし ているため、実際に装置内に充填されている冷媒量、すなわち、初期冷媒量と現在 の冷媒量との比較を行うことができる。

[0009] 第 6の発明に力かる空気調和装置は、圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ュ- ットと、室内熱交換器とを有する室内ユニットとが、冷媒連絡配管を介して接続される ことにより構成される冷媒回路を備えた空気調和装置であって、冷媒量判定手段と、 状態量補正手段とを備えている。冷媒量判定手段は、冷媒回路を流れる冷媒又は 構成機器の運転状態量の現在値と、冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状 態量の基準値とに基づいて、冷媒量の適否を判定する。状態量補正手段は、冷媒 量判定手段によって冷媒量の適否を判定する際に、運転状態量を、室外熱交換器 における冷媒圧力又は冷媒温度、及び、外気温度を用いて補正する。

[0010] 第 7の発明に力かる空気調和装置は、圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ュ- ットと、室内熱交換器とを有する室内ユニットとが、冷媒連絡配管を介して接続される ことにより構成される冷媒回路を備えた空気調和装置であって、冷媒量判定手段と、 状態量補正手段とを備えている。冷媒量判定手段は、冷媒回路を流れる冷媒又は 構成機器の運転状態量の現在値と、冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状 態量の基準値とに基づいて、冷媒量の適否を判定する。状態量補正手段は、冷媒 量判定手段によって冷媒量の適否を判定する際に、運転状態量を、室内熱交換器 における冷媒圧力又は冷媒温度、及び、室内温度を用いて補正する。

[0011] 第 8の発明にかかる空気調和装置は、圧縮機と室外熱交翻とを有する室外ュ- ットと、室内熱交換器とを有する室内ユニットとが、冷媒連絡配管を介して接続される ことにより構成される冷媒回路を備えた空気調和装置であって、冷媒量判定手段と、 状態量補正手段とを備えている。冷媒量判定手段は、冷媒回路を流れる冷媒又は 構成機器の運転状態量の現在値と、冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状 態量の基準値とに基づいて、冷媒量の適否を判定する。状態量補正手段は、冷媒 量判定手段によって冷媒量の適否を判定する際に、運転状態量を、室外熱交換器 における冷媒圧力又は冷媒温度、外気温度、室内熱交換器における冷媒圧力又は 冷媒温度、及び、室内温度を用いて補正する。

[0012] 第 9の発明に力かる空気調和装置の冷媒量判定システムは、状態量取得手段と、 状態量蓄積手段と、冷媒量判定手段と、状態量補正手段とを備えている。状態量取 得手段は、空気調和装置力冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量を 取得する。空気調和装置は、圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ユニットと、室内 熱交^^とを有する室内ユニットとが、冷媒連絡配管を介して接続されることにより構 成される冷媒回路を備えている。状態量蓄積手段は、状態量取得手段により取得さ れた運転状態量を、運転状態量の基準値として蓄積する。冷媒量判定手段は、状態 量取得手段が取得する運転状態量の現在値と、状態量蓄積手段に蓄積された前記 運転状態量の基準値とに基づいて、冷媒量の適否を判定する。状態量補正手段は 、冷媒量判定手段によって冷媒量の適否を判定する際に、運転状態量を、室外熱交 換器における冷媒圧力又は冷媒温度、外気温度、室内熱交換器における冷媒圧力 又は冷媒温度、及び、室内温度を用いて補正する。

[0013] 第 10の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定システムは、第 9の発明にかかる 空気調和装置の冷媒量判定システムにおいて、状態量取得手段は、空気調和装置 を管理している。状態量蓄積手段、冷媒量判定手段、及び状態量補正手段は、空気 調和装置の遠隔にあり、状態量取得手段に通信回線を介して接続されている。

[0014] 第 11の発明にかかる空気調和装置は、圧縮機と熱源側熱交翻とレシーバとを有 する熱源ユニットと、利用側熱交換器とを有する利用ユニットとが、冷媒連絡配管を 介して接続されることによって構成される冷媒回路を備えており、熱源側熱交を 圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、利用側熱交換器を 熱源側熱交換器からレシーバを介して送られる冷媒の蒸発器として機能させる運転 を少なくとも行うことが可能な空気調和装置であって、レシーバ内の液面を検出する 液面検出手段と、運転制御手段と、冷媒量判定手段とを備えている。運転制御手段 は、利用ユニットの運転負荷に応じて熱源ユニット及び利用ユニットの構成機器の制 御を行う通常運転モードと、液面検出手段の検出値に基づいてレシーバの液面が一 定になるように制御する冷媒量判定運転モードとを切り換えて運転することが可能で ある。冷媒量判定手段は、冷媒量判定運転モードにおいて、冷媒回路を流れる冷媒 又は構成機器の運転状態量に基づ!、て、冷媒量の適否を判定する。

[0015] 第 12の発明にかかる空気調和装置は、第 11の発明にかかる空気調和装置におい て、冷媒量判定運転モードにおけるレシーバの液面は、通常運転モードにおけるレ シーバの液面よりも高、液面にお、て一定になるように制御される。

第 13の発明にかかる空気調和装置は、第 11又は第 12の発明にかかる空気調和 装置において、熱源ユニット又は利用ユニットが、レシーバと利用側熱交^^との間 に接続された膨張弁をさらに有しており、冷媒量判定運転モードにおけるレシーバの 液面は、膨張弁により一定になるように制御される。

[0016] 第 14の発明にかかる空気調和装置は、第 11〜第 13の発明のいずれかにかかる 空気調和装置において、液面検出手段は、レシーバの所定位置からレシーバ内の 冷媒の一部を取り出して、減圧を行い、冷媒温度を測定した後に、圧縮機の吸入側 に戻すことができる液面検知回路である。

[0017] 第 15の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定システムは、状態量取得手段と、 液面検出手段と、運転制御手段と、状態量蓄積手段と、冷媒量判定手段とを備えて いる。状態量判定手段は、圧縮機と熱源側熱交換器とレシーバとを有する熱源ュニ ットと、利用側熱交換器とを有する利用ユニットとが、冷媒連絡配管を介して接続され ることによって構成される冷媒回路と、レシーバ内の液面を検出する液面検出手段と 、を備えており、熱源側熱交換器を圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として 機能させ、かつ、利用側熱交を熱源側熱交カゝらレシーバを介して送られる 冷媒の蒸発器として機能させる運転を少なくとも行うことが可能な空気調和装置から 、運転状態量を取得する。運転制御手段は、利用ユニットの運転負荷に応じて熱源 ユニット及び利用ユニットの構成機器の制御を行う通常運転モードと、液面検出手段 の検出値に基づいてレシーバの液面が一定になるように制御する冷媒量判定運転 モードとを切り換えて運転することが可能である。状態量蓄積手段は、冷媒量判定運 転モードにおいて、状態量取得手段により取得された運転状態量を、運転状態量の 基準値として蓄積する。冷媒量判定手段は、冷媒量判定運転モードにおいて、状態 量取得手段が取得する運転状態量の現在値と、状態量蓄積手段に蓄積された運転 状態量の基準値とに基づいて、冷媒量の適否を判定する。

[0018] 第 16の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定システムは、第 15の発明にかか る空気調和装置の冷媒量判定システムにおいて、状態量取得手段は、空気調和装 置を管理している。状態量蓄積手段及び冷媒量判定手段は、空気調和装置の遠隔 にあり、状態量取得手段に通信回線を介して接続されている。

[0019] 第 17の発明にかかる空気調和装置は、圧縮機と熱源側熱交翻とレシーバとを有 する熱源ユニットと、利用側膨張弁と利用側熱交翻とを有する利用ユニットとが、冷 媒連絡配管を介して接続されることによって構成される主冷媒回路を備えており、熱 源側熱交 を圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、利 用側熱交 を熱源側熱交 カゝらレシーバ及び利用側膨張弁を介して送られる 冷媒の蒸発器として機能させる運転を少なくとも行うことが可能な空気調和装置であ つて、ノィパス冷媒回路と、過冷却器と、冷媒量判定手段とを備えている。バイパス 冷媒回路は、冷媒の流量を調節するバイパス側流量調節弁を有しており、熱源側熱 交 から利用側熱交^^へ送られる冷媒の一部を主冷媒回路力分岐させて圧 縮機の吸入側に戻すように主冷媒回路に接続されている。過冷却器は、熱源ュ-ッ ト内に設けられており、バイパス側流量調節弁の出口から圧縮機の吸入側に戻され る冷媒によって、レシーバから利用側膨張弁に送られる冷媒を冷却する。冷媒量判 定手段は、過冷却器の出口における冷媒の過冷却度及び前記過冷却度の変動に 応じて変動する運転状態量の少なくとも 1つに基づいて、冷媒量の適否を判定する。

[0020] 第 18の発明にかかる空気調和装置は、第 17の発明にかかる空気調和装置におい て、バイパス側流量調節弁は、過冷却器のバイパス冷媒回路側の出口の冷媒の過 熱度が所定値になるように制御される。

[0021] 第 19の発明にかかる空気調和装置は、第 17又は第 18の発明にかかる空気調和 装置において、熱源ユニットは、熱源としての空気を熱源側熱交換器に供給するファ ンをさらに備えている。ファンは、冷媒量判定手段によって冷媒量の適否を判定する 際に、熱源側熱交 における冷媒圧力が所定値以上になるように、熱源側熱交換 器に供給する空気の流量を制御する。

[0022] 第 20の発明に力かる空気調和装置の冷媒量判定システムは、状態量取得手段と、 バイパス冷媒回路と、過冷却器と、状態量蓄積手段と、冷媒量判定手段とを備えて いる。状態量取得手段は、圧縮機と熱源側熱交換器とレシーバとを有する熱源ュ- ットと、利用側熱交換器とを有する利用ユニットとが、冷媒連絡配管を介して接続され ることによって構成される主冷媒回路と、冷媒の流量を調節するバイパス側流量調節 弁を有しており、熱源側熱交換器から利用側熱交換器へ送られる冷媒の一部を主冷 媒回路力分岐させて圧縮機の吸入側に戻すように主冷媒回路に接続されたバイパ ス冷媒回路と、熱源ユニット内に設けられ、バイパス側流量調節弁の出口から圧縮機 の吸入側に戻される冷媒によってレシーバから利用側膨張弁に送られる冷媒を冷却 する過冷却器と、を備えており、熱源側熱交換器を圧縮機において圧縮される冷媒 の凝縮器として機能させ、かつ、利用側熱交換器を熱源側熱交換器からレシーバ、 過冷却器及び利用側膨張弁を介して送られる冷媒の蒸発器として機能させる運転を 少なくとも行うことが可能な空気調和装置から、運転状態量を取得する。状態量蓄積 手段は、状態量取得手段により取得された、過冷却器の出口における冷媒の過冷却 度及び前記過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量の少なくとも 1つを、運転 状態量の基準値として蓄積する。冷媒量判定手段は、状態量取得手段が取得する、 過冷却器の出口における冷媒の過冷却度及び前記過冷却度の変動に応じて変動 する運転状態量の少なくとも 1つの現在値と、状態量蓄積手段に蓄積された運転状 態量の基準値とに基づいて、冷媒量の適否を判定する。

[0023] 第 21の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定システムは、第 20の発明にかか る空気調和装置の冷媒量判定システムにおいて、状態量取得手段は、空気調和装 置を管理している。状態量蓄積手段及び冷媒量判定手段は、空気調和装置の遠隔 にあり、状態量取得手段に通信回線を介して接続されている。

[0024] 第 22の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法は、圧縮機と熱源 側熱交^^とレシーバとを有しており実用に供された履歴を有する熱源ユニットと、 利用側熱交 を有する利用ユニットとが、冷媒連絡配管を介して接続されることに よって構成される冷媒回路を備えた空気調和装置において、冷媒量の適否を判定 する機能を追加する方法であって、レシーバと利用側熱交^^との間を流れる冷媒 を冷却する過冷却装置を熱源ユニット内に設け、過冷却装置の出口における冷媒の 過冷却度及び過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量の少なくとも 1つに基づ いて、冷媒量の適否を判定する冷媒量判定手段を設ける。尚、「実用に供された履 歴を有する熱源ユニット」とは、製作済みのものであって、少なくとも冷媒充填がなさ れた熱源ユニットを指してヽる。

[0025] 第 23の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法は、第 22の発明 にかかる空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法において、過冷却装置は、レシ ーバと利用側熱交^^との間に接続される熱交^^であり、過冷却装置をレシーバ と利用側熱交^^との間に接続する前に、冷媒回路内力冷媒を抜き取り、過冷却 装置をレシーバと利用側熱交^^との間に接続するとともに、冷媒回路を流れる冷 媒を冷却源として過冷却装置に供給する過冷却用冷媒回路を熱源ユニット内に設け る。

[0026] 第 24の発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法は、第 22の発明 にかかる空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法において、過冷却装置は、レシ ーバと利用側熱交換器とを接続する冷媒配管の外周部に装着可能である。

[0027] 第 25の発明に力かる空気調和装置は、圧縮機と熱源側熱交^^とレシーバとを有 する熱源ユニットと、利用側熱交換器とを有する利用ユニットとが、冷媒連絡配管を 介して接続されることによって構成された冷媒回路を備えており、熱源側熱交を 圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、利用側熱交換器を 熱源側熱交換器からレシーバを介して送られる冷媒の蒸発器として機能させる運転 を少なくとも行うことが可能な空気調和装置であって、過冷却装置と、冷媒量判定手 段とを備えている。過冷却装置は、レシーバと利用側熱交換器とを接続する冷媒配 管の外周部に装着可能である。冷媒量判定手段は、過冷却装置の出口における冷 媒の過冷却度及び過冷却度の変化に応じて変化する運転状態量の少なくとも 1つに 基づいて、冷媒量の適否を判定する。

[0028] 第 26の発明に力かる空気調和装置の冷媒量判定システムは、状態量取得手段と、 状態量蓄積手段と、冷媒量判定手段とを備えている。状態量取得手段は、圧縮機と 熱源側熱交換器とレシーバとを有する熱源ユニットと、利用側熱交換器とを有する利 用ユニットとが、冷媒連絡配管を介して接続されることによって構成される冷媒回路と

、レシーノから利用側熱交^^に送られる冷媒を冷却するために、レシーバと利用 側熱交換器とを接続する冷媒配管の外周部に装着された過冷却装置と、を備えてお り、熱源側熱交を圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として機能させ、か つ、利用側熱交換器を熱源側熱交換器からレシーバ、過冷却装置及び利用側膨張 弁を介して送られる冷媒の蒸発器として機能させる運転を少なくとも行うことが可能な 空気調和装置から、運転状態量を取得する。状態量蓄積手段は、状態量取得手段 により取得された、過冷却装置の出口における冷媒の過冷却度及び過冷却度の変 動に応じて変動する運転状態量の少なくとも 1つを、運転状態量の基準値として蓄積 する。冷媒量判定手段は、状態量取得手段が取得する、過冷却装置の出口におけ る冷媒の過冷却度及び過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量の少なくとも 1 つの現在値と、状態量蓄積手段に蓄積された運転状態量の基準値とに基づいて、 冷媒量の適否を判定する。

[0029] 第 27の発明に力かる空気調和装置の冷媒量判定システムは、第 26の発明にかか る空気調和装置の冷媒量判定システムにおいて、状態量取得手段は、空気調和装 置を管理している。状態量蓄積手段及び冷媒量判定手段は、空気調和装置の遠隔 にあり、状態量取得手段に通信回線を介して接続されている。

図面の簡単な説明

[0030] [図 1]本発明の第 1実施形態にかかる冷媒量判定システムが採用された空気調和装 置の概略の冷媒回路図である。

[図 2]空気調和装置の制御ブロック図である。

[図 3]試運転モードのフローチャートである。

[図 4]冷媒自動充填運転のフローチャートである。

[図 5]冷媒量判定運転における室外熱交換器の出口における過冷却度と、外気温度 及び冷媒量との関係を示すグラフである。

[図 6]制御変数変更運転のフローチャートである。

[図 7]冷媒量判定運転における吐出圧力と外気温度との関係を示すグラフである。

[図 8]冷媒量判定運転における吸入圧力と外気温度との関係を示すグラフである。

[図 9]冷媒漏洩検知モードのフローチャートである。

[図 10]室外熱交^^における係数 KAと凝縮圧力との関係を示すグラフである。

[図 11]室内熱交^^における係数 KAと蒸発圧力との関係を示すグラフである。 圆 12]冷媒量判定運転における室内膨張弁の開度と、室外熱交翻の出口におけ る過冷却度及び冷媒量との関係を示すグラフである。

[図 13]ローカルコントローラを用いた冷媒量判定システムである。

[図 14]パーソナルコンピュータを用いた冷媒量判定システムである。

[図 15]遠隔サーバ及び記憶装置を用いた冷媒量判定システムである。

圆 16]本発明の第 2実施形態に力かる冷媒量判定システムが採用された空気調和装 置の概略構成図である。

[図 17]空気調和装置の制御ブロック図である。

[図 18]試運転モードのフローチャートである。

[図 19]冷媒自動充填運転のフローチャートである。

圆 20]冷媒量判定運転における冷媒回路内を流れる冷媒の状態を示す模式図(四 路切換弁等の図示を省略)である。

[図 21]配管容積判定運転のフローチャートである。

圆 22]液冷媒連絡配管用の配管容積判定運転における空気調和装置の冷凍サイク ルを示すモリエル線図である。

圆 23]ガス冷媒連絡配管用の配管容積判定運転における空気調和装置の冷凍サイ クルを示すモリエル線図である。

[図 24]初期冷媒量判定運転のフローチャートである。

[図 25]冷媒漏洩検知運転モードのフローチャートである。

圆 26]本発明の第 3実施形態に力かる冷媒量判定システムが採用された空気調和装 置の概略の冷媒回路図である。

[図 27]レシーバの概略側面断面図である。

[図 28]空気調和装置の制御ブロック図である。

[図 29]レシーバ液面一定制御のフローチャートである。

[図 30]冷媒量判定運転における室内熱交換器の出口における過熱度と、室内温度 及び冷媒量との関係を示すグラフである。

圆 31]本発明の第 4実施形態に力かる冷媒量判定システムが採用された空気調和装 置の概略の冷媒回路図である。

[図 32]空気調和装置の制御ブロック図である。

[図 33]冷媒量判定運転における過冷却器の主冷媒回路側の出口における過冷却度 と、外気温度及び冷媒量との関係を示すグラフである。

[図 34]冷媒量判定運転における過冷却器の主冷媒回路側の出口における過冷却度 及びレシーバの出口における冷媒温度と、冷媒量との関係を示すグラフである。

[図 35]本発明の第 5実施形態にかかる空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法に よって冷媒量判定機能が追加される前の既設の空気調和装置の概略の冷媒回路図 である。

[図 36]既設の空気調和装置の制御ブロック図である。

[図 37]本発明の第 5実施形態の変形例 1にかかる空気調和装置の冷媒量判定機能 追加方法によって既設の空気調和装置に冷媒量判定機能を追加する改造を行った 後の空気調和装置の概略の冷媒回路図である。

[図 38]本発明の第 5実施形態の変形例 1にかかる空気調和装置の冷媒量判定機能 追加方法によって既設の空気調和装置に冷媒量判定機能を追加する改造を行った 後の空気調和装置の概略の冷媒回路図である。

[図 39]本発明の第 5実施形態の変形例 1にかかる過冷却装置としての水配管をレシ 一バと液側閉鎖弁とを接続する冷媒配管に設けた構成を示す図である。

符号の説明

[0031] 1、 101、 201、 301 空気調和装置

2、 102、 202、 302 室外ュ-ッ卜

4、 5、 104、 105、 204、 205、 304、 305 室内ユニット

6、 7、 106、 107、 206、 207、 306、 307 冷媒連絡配管

10、 110、 210、 310 冷媒回路

発明を実施するための最良の形態

[0032] 以下、図面に基づいて、本発明に力かる空気調和装置の冷媒量判定システムの実 施形態について説明する。

[第 1実施形態]

(1)空気調和装置の構成

図 1は、本発明の第 1実施形態にカゝかる冷媒量判定システムが採用された空気調 和装置 1の概略の冷媒回路図である。空気調和装置 1は、蒸気圧縮式の冷凍サイク ル運転を行うことによって、ビル等の屋内の冷暖房に使用される装置である。空気調 和装置 1は、主として、 1台の熱源ユニットとしての室外ユニット 2と、それに並列に接 続された複数台(本実施形態では、 2台)の利用ユニットとしての室内ユニット 4、 5と、 室外ユニット 2と室内ユニット 4、 5とを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配 管 6及びガス冷媒連絡配管 7とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装 置 1の蒸気圧縮式の冷媒回路 10は、室外ユニット 2と、室内ユニット 4、 5と、液冷媒 連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7とが接続されることによって構成されている。

<室内ユニット >

室内ユニット 4、 5は、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、又は、 屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット 4、 5は、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7を介して室外ユニット 2に接続されており、冷媒回路 10の 一部を構成している。

次に、室内ユニット 4、 5の構成について説明する。尚、室内ユニット 4と室内ユニット 5とは同様の構成であるため、ここでは、室内ユニット 4の構成のみ説明し、室内ュ-ット 5の構成については、それぞれ、室内ユニット 4の各部を示す 40番台の符号の代 わりに 50番台の符号を付して、各部の説明を省略する。

室内ユニット 4は、主として、冷媒回路 10の一部を構成する室内側冷媒回路 10a ( 室内ユニット 5では、室内側冷媒回路 10b)を備えている。この室内側冷媒回路 10a は、主として、利用側膨張弁としての室内膨張弁 41と、利用側熱交としての室内 熱交翻 42とを備えている。

本実施形態において、室内膨張弁 41は、室内側冷媒回路 10a内を流れる冷媒の 流量の調節等を行うために、室内熱交換器 42の液側に接続された電動膨張弁であ る。

本実施形態において、室内熱交 は、伝熱管と多数のフィンとにより構成され たクロスフィン式のフィン 'アンド'チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒 の蒸発器として機能して室内の空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として

機能して室内の空気を加熱する熱交換器である。

本実施形態において、室内ユニット 4は、ユニット内に室内空気を吸入して、熱交換 した後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン 43を備えており、室内空 気と室内熱交 を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。室内ファン 4 3は、室内熱交換器 42に供給する空気の流量を可変することが可能なファンであり、 本実施形態において、 DCファンモータ力もなるモータ 43aによって駆動される遠心 ファンや多翼ファン等である。

また、室内ユニット 4には、各種のセンサが設けられている。室内熱交換器 42の液 側には、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度 (すなわち、暖房運転時における 凝縮温度 Tc又は冷房運転時における蒸発温度 Teに対応する冷媒温度)を検出す る液側温度センサ 44が設けられている。室内熱交換器 42のガス側には、ガス状態 又は気液二相状態の冷媒の温度を検出するガス側温度センサ 45が設けられている 。室内ユニット 4の室内空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室内空気の温度 (すなわち、室内温度 Tr)を検出する室内温度センサ 46が設けられている。本実施 形態において、液側温度センサ 44、ガス側温度センサ 45及び室内温度センサ 46は 、サーミスタからなる。また、室内ユニット 4は、室内ユニット 4を構成する各部の動作 を制御する室内側制御部 47を備えている。そして、室内側制御部 47は、室内ュニッ ト 4の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内 ユニット 4を個別に操作するためのリモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとり を行ったり、室外ユニット 2との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになつ ている。

<室外ユニット >

室外ユニット 2は、ビル等の屋上等に設置されており、液冷媒連絡配管 6及びガス 冷媒連絡配管 7を介して室内ユニット 4、 5に接続されており、室内ユニット 4、 5の間 で冷媒回路 10を構成している。

次に、室外ユニット 2の構成について説明する。室外ユニット 2は、主として、冷媒回 路 10の一部を構成する室外側冷媒回路 10cを備えている。この室外側冷媒回路 10 cは、主として、圧縮機 21と、四路切換弁 22と、熱源側熱交としての室外熱交換

器 23と、アキュムレータ 24と、液側閉鎖弁 25と、ガス側閉鎖弁 26とを備えている。 圧縮機 21は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、本実施形態におい て、インバータにより制御されるモータ 21aによって駆動される容積式圧縮機である。 本実施形態において、圧縮機 21は、 1台のみであるが、これに限定されず、室内ュ ニットの接続台数等に応じて、 2台以上の圧縮機が並列に接続されたものであっても よい。

四路切換弁 22は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時に は、室外熱交 23を圧縮機 21において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室 内熱交 42、 52を室外熱交 23において凝縮される冷媒の蒸発器として機能 させるために、圧縮機 21の吐出側と室外熱交 23のガス側とを接続するとともに 圧縮機 21の吸入側 (具体的には、アキュムレータ 24)とガス冷媒連絡配管 7側とを接 続し(図 1の四路切換弁 22の実線を参照)、暖房運転時には、室内熱交換器 42、 52 を圧縮機 21において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交 23を室 内熱交 42、 52において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮 機 21の吐出側とガス冷媒連絡配管 7側とを接続するとともに圧縮機 21の吸入側と室 外熱交 のガス側とを接続することが可能である(図 1の四路切換弁 22の破線 を参照)。

本実施形態において、室外熱交 は、伝熱管と多数のフィンとにより構成され たクロスフィン式のフィン 'アンド'チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒 の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交であ る。室外熱交換器 23は、そのガス側が四路切換弁 22に接続され、その液側が液冷 媒連絡配管 6に接続されている。

本実施形態において、室外ユニット 2は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱 交換器 23に供給した後に、室外に排出するための室外ファン 27を備えており、室外 空気と室外熱交 を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この室外フ アン 27は、室外熱交換器 23に供給する空気の流量を可変することが可能なファンで あり、本実施形態において、 DCファンモータ力もなるモータ 27aによって駆動される プロペラファンである。

アキュムレータ 24は、四路切換弁 22と圧縮機 21との間に接続されており、室内ュ ニット 4、 5の運転負荷に応じて冷媒回路 10内に発生する余剰冷媒を溜めることが可 能な容器である。

液側閉鎖弁 25及びガス側閉鎖弁 26は、外部の機器 ·配管 (具体的には、液冷媒 連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁 25は、室外熱交翻23に接続されている。ガス側閉鎖弁 26は、四路切換弁 22に接 続されている。

また、室外ユニット 2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ュ-ット 2には、圧縮機 21の吸入圧力 Psを検出する吸入圧力センサ 28と、圧縮機 21の 吐出圧力 Pdを検出する吐出圧力センサ 29と、圧縮機 21の吸入温度 Tsを検出する 吸入温度センサ 32と、圧縮機 21の吐出温度 Tdを検出する吐出温度センサ 33とが 設けられている。吸入温度センサ 32は、アキュムレータ 24の入口側に設けられてい る。室外熱交翻 23には、室外熱交翻 23内を流れる冷媒の温度 (すなわち、冷 房運転時における凝縮温度 Tc又は暖房運転時における蒸発温度 Teに対応する冷 媒温度)を検出する熱交温度センサ 30が設けられている。室外熱交換器 23の液側 には、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度を検出する液側温度センサ 31が設け られている。室外ユニット 2の室外空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室外 空気の温度 (すなわち、外気温度 Ta)を検出する外気温度センサ 34が設けられてい る。また、室外ユニット 2は、室外ユニット 2を構成する各部の動作を制御する室外側 制御部 35を備えている。そして、室外側制御部 35は、室外ユニット 2の制御を行うた めに設けられたマイクロコンピュータ、メモリやモータ 21aを制御するインバータ回路 等を有しており、室内ユニット 4、 5の室内側制御部 47、 57との間で制御信号等のや りとりを行うことができるようになつている。すなわち、室内側制御部 47、 57と室外側 制御部 35とによって、空気調和装置 1全体の運転制御を行う制御部 8が構成されて いる。制御部 8は、図 2に示されるように、各種センサ 29〜34、 44〜46、 54〜56の 検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づ いて各種機器及び弁 21、 22、 27a、 41、 43a、 51、 53aを制御することができるよう に接続されている。また、制御部 8には、後述の冷媒漏洩検知モードにおいて、冷媒

漏洩を検知したことを知らせるための LED等力なる警告表示部 9が接続されている 。ここで、図 2は、空気調和装置 1の制御ブロック図である。

以上のように、室内側冷媒回路 10a、 10bと、室外側冷媒回路 10cと、冷媒連絡配 管 6、 7とが接続されて、空気調和装置 1の冷媒回路 10が構成されている。そして、本 実施形態の空気調和装置 1は、室内側制御部 47、 57と室外側制御部 35とから構成 される制御部 8によって、四路切換弁 22により冷房運転及び暖房運転を切り換えて 運転を行うとともに、各室内ユニット 4、 5の運転負荷に応じて、室外ユニット 2及び室 内ユニット 4、 5の各機器の制御を行うようになって、る。

(2)空気調和装置の動作

次に、本実施形態の空気調和装置 1の動作について説明する。

本実施形態の空気調和装置 1の運転モードとしては、各室内ユニット 4、 5の運転負 荷に応じて室外ユニット 2及び室内ユニット 4、 5の各機器の制御を行う通常運転モー ドと、空気調和装置 1の設置後に行われる試運転を行うための試運転モードと、試運 転を終了し通常運転を開始した後において室内ユニット 4、 5を冷房運転しつつ凝縮 器として機能する室外熱交 の出口における冷媒の過冷却度を検出して冷媒 回路 10内に充填されている冷媒量の適否を判断する冷媒漏洩検知モードとがある。 そして、通常運転モードには、主として、冷房運転と暖房運転とが含まれている。また 、試運転モードには、冷媒自動充填運転と制御変数変更運転とが含まれている。 以下、空気調和装置 1の各運転モードにおける動作について説明する。

<通常運転モード >

まず、通常運転モードにおける冷房運転について、図 1及び図 2を用いて説明する

冷房運転時は、四路切換弁 22が図 1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機 21 の吐出側が室外熱交換器 23のガス側に接続され、かつ、圧縮機 21の吸入側が室内 熱交 42、 52のガス側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁 25、ガ ス側閉鎖弁 26は開にされ、室内膨張弁 41、 51は室内熱交換器 42、 52の出口にお ける冷媒の過熱度が所定値になるように開度調節されるようになって、る。本実施形 態において、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒の過熱度は、ガス側温度セ ンサ 45、 55により検出される冷媒温度値力も液側温度センサ 44、 54により検出され る冷媒温度値を差し引くことによって検出される力、又は、吸入圧力センサ 28により 検出される圧縮機 21の吸入圧力 Psを蒸発温度 Teに対応する飽和温度値に換算し 、ガス側温度センサ 45、 55により検出される冷媒温度値からこの冷媒の飽和温度値 を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、室内熱 交換器 42、 52内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度セン サにより検出される蒸発温度 Teに対応する冷媒温度値を、ガス側温度センサ 45、 5 5により検出される冷媒温度値力差し引くことによって室内熱交 42、 52の出口 における冷媒の過熱度を検出するようにしてもょ、。

この冷媒回路 10の状態で、圧縮機 21、室外ファン 27及び室内ファン 43、 53を起 動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機 21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒と なる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁 22を経由して室外熱交換器 23に送ら れて、室外ファン 27によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮されて高圧 の液冷媒となる。

そして、この高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁 25及び液冷媒連絡配管 6を経由して、 室内ユニット 4、 5に送られる。

室内ユニット 4、 5に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁 41、 51によって減圧さ れて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器 42、 52に送られ、室内熱交 42、 52で室内空気と熱交換を行って蒸発されて低圧のガス冷媒となる。ここで、 室内膨張弁 41、 51は、室内熱交換器 42、 52の出口における過熱度が所定値にな るように室内熱交換器 42、 52内を流れる冷媒の流量を制御しているため、室内熱交 42、 52において蒸発された低圧のガス冷媒は、所定の過熱度を有する状態と なる。このように、各室内熱交換器 42、 52には、各室内ユニット 4、 5が設置された空 調空間にお、て要求される運転負荷に応じた流量の冷媒が流れて!/、る。

この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管 7を経由して室外ユニット 2に送られ、ガ ス側閉鎖弁 26及び四路切換弁 22を経由して、アキュムレータ 24に流入する。そして 、アキュムレータ 24に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機 21に吸入される。こ こで、室内ユニット 4、 5の運転負荷に応じて、例えば、室内ユニット 4、 5の一方の運 転負荷が小さい場合や停止している場合、あるいは、室内ユニット 4、 5の両方の運 転負荷が小さい場合等のように、冷媒回路 10内に余剰冷媒が発生する場合には、 アキュムレータ 24にその余剰冷媒が溜まるようになって、る。

次に、通常運転モードにおける暖房運転について説明する。

暖房運転時は、四路切換弁 22が図 1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機 21 の吐出側が室内熱交換器 42、 52のガス側に接続され、かつ、圧縮機 21の吸入側が 室外熱交 23のガス側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁 25、ガ ス側閉鎖弁 26は開にされ、室内膨張弁 41、 51は室内熱交換器 42、 52の出口にお ける冷媒の過冷却度が所定値になるように開度調節されるようになって、る。本実施 形態において、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒の過冷却度は、吐出圧力 センサ 29により検出される圧縮機 21の吐出圧力 Pdを凝縮温度 Tcに対応する飽和 温度値に換算し、この冷媒の飽和温度値から液側温度センサ 44、 54により検出され る冷媒温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していな いが、室内熱交換器 42、 52内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて 、この温度センサにより検出される凝縮温度 Tcに対応する冷媒温度値を、液側温度 センサ 44、 54により検出される冷媒温度値力も差し引くことによって室内熱交 4 2、 52の出口における冷媒の過冷却度を検出するようにしてもよい。

この冷媒回路 10の状態で、圧縮機 21、室外ファン 27及び室内ファン 43、 53を起 動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機 21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒と なり、四路切換弁 22、ガス側閉鎖弁 26及びガス冷媒連絡配管 7を経由して、室内ュ ニット 4、 5〖こ送られる。

そして、室内ユニット 4、 5に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交^^ 42、 52に おいて、室内空気と熱交換を行って凝縮されて高圧の液冷媒となった後、室内膨張 弁 41、 51によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。ここで、室内膨張 弁 41、 51は、室内熱交換器 42、 52の出口における過冷却度が所定値になるように 室内熱交換器 42、 52内を流れる冷媒の流量を制御しているため、室内熱交換器 42 、 52において凝縮された高圧の液冷媒は、所定の過冷却度を有する状態となる。こ のように、各室内熱交換器 42、 52には、各室内ユニット 4、 5が設置された空調空間 にお、て要求される運転負荷に応じた流量の冷媒が流れて!/、る。

[0036] この低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒連絡配管 6を経由して室外ユニット 2に 送られ、液側閉鎖弁 25を経由して、室外熱交換器 23に流入する。そして、室外熱交 換器 23に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン 27によって供給され る室外空気と熱交換を行って凝縮されて低圧のガス冷媒となり、四路切換弁 22を経 由してアキュムレータ 24に流入する。そして、アキュムレータ 24に流入した低圧のガ ス冷媒は、再び、圧縮機 21に吸入される。ここで、室内ユニット 4、 5の運転負荷に応 じて、例えば、室内ユニット 4、 5の一方の運転負荷が小さい場合や停止している場 合、あるいは、室内ユニット 4、 5の両方の運転負荷が小さい場合等のように、冷媒回 路 10内に余剰冷媒量が発生する場合には、冷房運転時と同様、アキュムレータ 24 に余剰冷媒が溜まるようになって、る。

[0037] このように、冷房運転及び暖房運転を含む通常運転を行う通常運転制御手段とし て機能する制御部 8により、上記の冷房運転及び暖房運転を含む通常運転処理が 行われる。

<試運転モード >

次に、試運転モードについて、図 1〜図 3を用いて説明する。ここで、図 3は、試運 転モードのフローチャートである。本実施形態において、試運転モードでは、まず、ス テツプ S1の自動冷媒充填運転が行われ、続いて、ステップ S2の制御変数変更運転 が行われる。

本実施形態では、現地において、所定量の冷媒が予め充填された室外ユニット 2と 、室内ユニット 4、 5とを設置し、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7を介して 接続して冷媒回路 10を構成した後に、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7 の長さに応じて不足する冷媒を冷媒回路 10内に追加充填する場合を例にして説明 する。

[0038] <ステップ S1 :冷媒自動充填運転 >

まず、室外ユニット 2の液側閉鎖弁 25及びガス側閉鎖弁 26を開けて、室外ユニット 2に予め充填されている冷媒を冷媒回路 10内に充満させる。

次に、試運転を行う者が、制御部 8に対して直接に、又は、リモコン(図示せず)等を 通じて遠隔に、試運転を開始する指令を出すと、制御部 8によって、図 4に示されるス テツプ S11〜ステップ S13の処理が行われる。ここで、図 4は、冷媒自動充填運転の フローチャートである。

<ステップ S 11:冷媒量判定運転 >

冷媒自動充填運転の開始指令がなされると、冷媒回路 10が、室外ユニット 2の四路 切換弁 22が図 1の実線で示される状態で、かつ、室内ユニット 4、 5の室内膨張弁 41 、 51が開けられた状態となり、圧縮機 21、室外ファン 27及び室内ファン 43、 53が起 動されて、室内ユニット 4、 5の全てについて強制的に冷房運転(以下、室内ユニット 全数運転とする)が行われる。

[0039] すると、冷媒回路 10において、圧縮機 21から凝縮器として機能する室外熱交

23までの流路には圧縮機 21において圧縮 *吐出された高圧のガス冷媒が流れ、凝 縮器として機能する室外熱交 内には室外空気との熱交換によってガス状態 力 液状態に相変化する高圧の冷媒が流れ、室外熱交から室内膨張弁 41、 51までの液冷媒連絡配管 6を含む流路には高圧の液冷媒が流れ、蒸発器として機 能する室内熱交 42、 52内には室内空気との熱交換によって気液二相状態から ガス状態に相変化する低圧の冷媒が流れ、室内熱交換器 42、 52から圧縮機 21まで のガス冷媒連絡配管 7及びアキュムレータ 24を含む流路には低圧のガス冷媒が流 れるようになる。

次に、下記のような機器制御を行って、冷媒回路 10内を循環する冷媒の状態を安 定させる運転に移行する。具体的には、圧縮機 21のモータ 21aの回転数 fを所定値 で一定になるように制御し (圧縮機回転数一定制御)、蒸発器として機能する室内熱 交換器 42、 52の過熱度 SHが所定値で一定になるように室内膨張弁 41、 51を制御 (以下、室内熱交過熱度一定制御とする)する。ここで、回転数一定制御を行うのは、 圧縮機 21によって吸入 '吐出される冷媒の流量を安定させるためである。また、過熱 度制御を行うのは、室内熱交換器 42、 52及びガス冷媒連絡配管 7における冷媒量 を一定にするためである。

[0040] すると、冷媒回路 10にお、て、冷媒回路 10内を循環する冷媒の状態が安定して、 室外熱交 以外の機器及び配管における冷媒量がほぼ一定となるため、続い

て行われる冷媒の追加充填によって冷媒回路 10内に冷媒が充填され始めた際に、 室外熱交換器 23に溜まる液冷媒量のみが変化する状態を作り出すことができる(以 下、この運転を冷媒量判定運転とする)。

このように、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制御、及び、室内熱交過熱 度一定制御を含む冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能する 制御部 8により、ステップ S 11の処理が行われる。

尚、本実施形態と異なり、室外ユニット 2に予め冷媒が充填されていない場合には、 このステップ S11の処理に先だって、冷凍サイクル運転を行うことが可能な程度の冷 媒量になるまで冷媒充填を行う必要がある。

[0041] <ステップ S 12:冷媒充填時の運転データ蓄積 >

次に、上記の冷媒量判定運転を行いつつ、冷媒回路 10内に冷媒の追加充填を実 施するが、この際、ステップ S12において、冷媒の追加充填時における冷媒回路 10 内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量を運転データとして取得し、制御部 8の メモリに蓄積する。本実施形態においては、室外熱交の出口における過冷却 度 SCと、外気温度 Taと、室内温度 Trと、吐出圧力 Pdと、吸入圧力 Psとが、冷媒充 填時の運転データとして制御部 8のメモリに蓄積される。尚、本実施形態において、 室外熱交換器 23の出口における冷媒の過冷却度 SCは、凝縮温度 Tcに対応する 熱交温度センサ 30により検出される冷媒温度値力も液側温度センサ 31により検出さ れる冷媒温度値を差し引くことによって検出されるか、又は、吐出圧力センサ 29によ り検出される圧縮機 21の吐出圧力 Pdを凝縮温度 Tcに対応する飽和温度値に換算 し、この冷媒の飽和温度値から液側温度センサ 31により検出される冷媒温度値を差 し引くことによって検出されるものである。

[0042] このステップ S 12は、後述のステップ S 13における冷媒量の適否の判定の条件が 満たされるまで繰り返されるため、冷媒の追加充填が開始して力完了するまでの間 、上述の冷媒充填時の運転状態量が、冷媒充填時の運転データとして制御部 8のメ モリに蓄積される。尚、制御部 8のメモリに蓄積される運転データは、冷媒の追加充 填が開始して力も完了するまでの間の運転データのうち、例えば、適当な温度間隔 ごとに過冷却度 SCを蓄積するとともに、これらの過冷却度 SCに対応する他の運転 状態量を蓄積する等のように、適当に間引きした運転データを蓄積するようにしても よい。

このように、冷媒充填を伴う運転時に冷媒回路 10内を流れる冷媒又は構成機器の 運転状態量を運転データとして蓄積する状態量蓄積手段として機能する制御部 8に より、ステップ S 12の処理が行われるため、冷媒の追加充填完了後の冷媒量 (以下、 初期冷媒量とする)よりも少ない量の冷媒が冷媒回路 10内に充填されている場合の 運転状態量を運転データとして得ることができる。

[0043] <ステップ S13 :冷媒量の適否の判定 >

上述のように、冷媒回路 10内に冷媒の追加充填を開始すると、冷媒回路 10内の 冷媒量が徐々に増加するため、室外熱交換器 23における冷媒量が増加し、室外熱 交 23の出口における過冷却度 SCが大きくなる傾向が現れる。この傾向は、室 外熱交^^ 23の出口における過冷却度 SCと冷媒回路 10内に充填されている冷媒 量との間に、図 5に示されるような相関関係があることを意味している。ここで、図 5は 、冷媒量判定運転における室外熱交換器 23の出口における過冷却度 SCと、外気 温度 Ta及び冷媒量 Chとの関係を示すグラフである。この相関関係は、現地に設置さ れ使用が開始された直後の状態の空気調和装置 1を用いて上述の冷媒量判定運転 を行った場合において、冷媒回路 10内に冷媒を予め設定された規定冷媒量になる まで充填した場合における、室外熱交換器 23の出口における過冷却度 SCの値 (以 下、過冷却度 SCの規定値とする)と外気温度 Taとの関係を示している。すなわち、 試運転時 (具体的には、冷媒自動充填時)の外気温度 Taによって室外熱交換器 23 の出口における過冷却度 SCの規定値が決定され、この過冷却度 SCの規定値と冷 媒充填時に検出される過冷却度 SCの現在値とを比較することによって、冷媒の追 加充填により冷媒回路 10内に充填される冷媒量の適否が判定できることを意味して いる。

[0044] ステップ S13は、上述のような相関関係を利用して、冷媒の追加充填により冷媒回 路 10内に充填された冷媒量の適否を判定する処理である。

すなわち、追加充填される冷媒量が少なぐ冷媒回路 10における冷媒量が初期冷 媒量に達して、な、場合にぉ、ては、室外熱交における冷媒量が少なヽ状

態となる。ここで、室外熱交における冷媒量が少ない状態とは、室外熱交換 器 23の出口における過冷却度 SCの現在値が、過冷却度 SCの規定値よりも小さい ことを意味する。このため、ステップ S 13において、室外熱交^^ 23の出口における 過冷却度 SCの値が規定値よりも小さぐ冷媒の追加充填が完了していない場合に は、過冷却度 SCの現在値が規定値に達するまで、ステップ S 13の処理が繰り返さ れる。また、過冷却度 SCの現在値が規定値に達した場合には、冷媒の追加充填が 完了し、冷媒自動充填運転処理としてのステップ S1が終了する。尚、現地において 配管長さや構成機器の容量等から算出した規定冷媒量と、冷媒の追加充填が完了 した後の初期冷媒量とがー致しない場合もあるが、本実施形態では、冷媒の追加充 填が完了した際における過冷却度 SCの値やその他の運転状態量の値を、後述の 冷媒漏洩検知モードにおける過冷却度 SC等の運転状態量の基準値として!/、る。

[0045] このように、冷媒量判定運転において冷媒回路 10に充填された冷媒量の適否を判 定する冷媒量判定手段として機能する制御部 8により、ステップ S 13の処理が行われ る。

<ステップ S2:制御変数変更運転 >

上述のステップ S1の冷媒自動充填運転が終了したら、ステップ S2の制御変数変 更運転に移行する。制御変数変更運転では、制御部 8によって、図 6に示されるステ ップ S21〜ステップ S23の処理が行われる。ここで、図 6は、制御変数変更運転のフ ローチャートである。

<ステップ S21〜S23 :制御変数変更運転、及びこの運転時の運転データ蓄積 > ステップ S21では、上述の冷媒自動充填運転が終了した後、冷媒回路 10内に初 期冷媒量が充填された状態において、ステップ S11と同様の冷媒量判定運転を行う

[0046] そして、ここでは、初期冷媒量まで充填された後の状態で冷媒量判定運転を行って いる状態において、室外ファン 27の風量を変更することで、この試運転時、すなわち 、空気調和装置 1の設置後において、室外熱交換器 23の熱交換性能が変動した状 態を模擬する運転を行ったり、室内ファン 43、 53の風量を変更することで、室内熱交 42、 52の熱交換性能が変動した状態を模擬する運転を行う(以下、このような 運転を制御変数変更運転とする)。

例えば、冷媒量判定運転において、室外ファン 27の風量を小さくすると、室外熱交 23の伝熱係数 Kが小さくなり熱交換性能が低下するため、図 7に示されるよう〖こ 、室外熱交換器 23における冷媒の凝縮温度 Tcが高くなり、これにより、室外熱交換 器 23における冷媒の凝縮圧力 Pcに対応する圧縮機 21の吐出圧力 Pdが高くなる傾 向となる。また、冷媒量判定運転において、室内ファン 43、 53の風量を小さくすると、 室内熱交^^ 42、 52の伝熱係数 Kが小さくなり熱交換性能が低下するため、図 8に 示されるように、室内熱交換器 42、 52における冷媒の蒸発温度 Teが低くなり、これ により、室内熱交換器 42、 52における冷媒の蒸発圧力 Peに対応する圧縮機 21の吸 入圧力 Psが低くなる傾向となる。このような制御変数変更運転を行うと、冷媒回路 10 内に充填された初期冷媒量が一定のままで、各運転条件に応じて冷媒回路 10内を 流れる冷媒又は構成機器の運転状態量が変動することになる。ここで、図 7は、冷媒 量判定運転における吐出圧力 Pdと外気温度 Taとの関係を示すグラフである。図 8は 、冷媒量判定運転における吸入圧力 Psと外気温度 Taとの関係を示すグラフである。 ステップ S22では、制御変数変更運転の各運転条件における冷媒回路 10内を流 れる冷媒又は構成機器の運転状態量を運転データとして取得し、制御部 8のメモリに 蓄積する。本実施形態においては、室外熱交換器 23の出口における過冷却度 SC と、外気温度 Taと、室内温度 Trと、吐出圧力 Pdと、吸入圧力 Psとが、冷媒充填開始 時の運転データとして制御部 8のメモリに蓄積される。

このステップ S22は、ステップ S23において、制御変数変更運転の運転条件のす ベてが実行されたものと判定されるまで繰り返されることになる。

このように、冷媒量判定運転を行いつつ室外ファン 27及び室内ファン 43、 53の風 量を変更することで室外熱交換器 23や室内熱交換器 42、 52の熱交換性能が変動 した状態を模擬する運転を含む制御変数変更運転を行う制御変数変更運転手段と して機能する制御部 8により、ステップ S21、 S23の処理が行われる。また、制御変数 変更運転時に冷媒回路 10内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量を運転デー タとして蓄積する状態量蓄積手段として機能する制御部 8により、ステップ S22の処 理が行われるため、室外熱交換器 23や室内熱交換器 42、 52の熱交換性能が変動

した状態を模擬する運転を行っている場合の運転状態量を運転データとして得ること ができる。

[0048] <冷媒漏洩検知モード >

次に、冷媒漏洩検知モードについて、図 1、図 2及び図 9を用いて説明する。ここで 、図 9は、冷媒漏洩検知モードのフローチャートである。

本実施形態において、通常運転モードにおける冷房運転や暖房運転時に、定期 的 (例えば、休日や深夜等で空調を行う必要がない時間帯等)に、不測の原因により 冷媒回路 10内の冷媒が外部に漏洩していないかどうかを検知する場合を例にして 説明する。

<ステップ S31 :通常運転モードが一定時間経過したかどうかの判定 > まず、上記の冷房運転や暖房運転のような通常運転モードにおける運転が一定時 間(毎 1ヶ月等)経過した力どうかを判定し、通常運転モードにおける運転が一定時 間経過した場合には、次のステップ S32に移行する。

[0049] <ステップ S32 :冷媒量判定運転 >

通常運転モードにおける運転が一定時間経過した場合には、上述の冷媒自動充 填運転のステップ S11と同様に、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制御、 及び、室内熱交過熱度一定制御を含む冷媒量判定運転が行われる。ここで、圧縮 機 21の回転数 f、及び、室内熱交換器 42、 52の出口における過熱度 SHは、冷媒 自動充填運転のステップ S 11の冷媒量判定運転における回転数 f及び過熱度 SHの 所定値と同じ値が使用される。

このように、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制御、及び、室内熱交過熱 度一定制御を含む冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能する 制御部 8により、ステップ S32の処理が行われる。

[0050] <ステップ S33〜S35 :冷媒量の適否の判定、通常運転への復帰、警告表示 > 冷媒回路 10内の冷媒が外部に漏洩すると、冷媒回路 10内の冷媒量が減少するた め、室外熱交換器 23の出口における過冷却度 SCの現在値が減少する傾向が現れ る(図 5参照)。すなわち、室外熱交換器 23の出口における過冷却度 SCの現在値と を比較することによって冷媒回路 10内に充填されている冷媒量の適否が判定できる ことを意味している。本実施形態においては、この冷媒漏洩検知運転時における室 外熱交換器 23の出口における過冷却度 SCの現在値と、上述の冷媒自動充填運転 完了時における冷媒回路 10内に充填された初期冷媒量に対応する過冷却度 SC の基準値 (規定値)とを比較して、冷媒量の適否の判定、すなわち、冷媒漏洩の検知 を行うものである。

ここで、上述の冷媒自動充填運転完了時における冷媒回路 10内に充填された初 期冷媒量に対応する過冷却度 SCの基準値を、冷媒漏洩検知運転時の過冷却度 S Cの基準値として使用するにあたり問題となるのが、室外熱交や室内熱交換 器 42、 52の経年劣化による熱交換性能の低下である。

一般に、熱交翻の熱交換性能は、伝熱係数 K及び伝熱面積 Aの乗算値 (以下、 係数 KAとする)によって決定され、この係数 KAに熱交換器の内外温度差を乗算す ることによって熱交換量が決定される。このため、熱交^^の熱交換性能は、係数 K Aが一定である限りにおいて、内外温度差 (室外熱交換器 23の場合には、外気温度 Taと室外熱交 内を流れる冷媒温度としての凝縮温度 Tcとの温度差、室内熱 交換器 42、 52の場合には、室内温度 Trと室内熱交換器 42、 52内を流れる冷媒温 度としての蒸発温度 Teとの温度差)〖こよって決定されること〖こなる。

し力し、係数 KAは、室外熱交換器 23のプレートフィン及び伝熱管の汚れやプレー トフインの目詰まり等の経年劣化によって変動が生じてしまうため、実際には、一定の 値とはならないものである。具体的には、経年劣化を生じた状態の係数 KAは、室外 熱交 23 (すなわち、空気調和装置 1)が現地に設置され使用が開始された直後 の状態における係数 ΚΑよりも小さくなる。このように、係数 ΚΑが変動すると、係数 Κ Αが一定の条件において、室外熱交換器 23における冷媒圧力(すなわち、凝縮圧 力 Pc)と外気温度 Taとの相関関係がほぼ一義的に決定される(図 7における基準線 を参照)のに対して、係数 KAの変動に応じて室外熱交換器 23における凝縮圧力 Pc と外気温度 Taとの相関関係が変動することになる(図 7における基準線以外の線を 参照)。例えば、同じ外気温度 Taの条件において、経年劣化を生じた状態の室外熱 交換器 23における凝縮圧力 Pcは、室外熱交換器 23が現地に設置され使用が開始 された直後の状態の室外熱交換器 23における凝縮圧力 Pcに比べて、係数 KAの低 下に応じて凝縮圧力 Pcが高くなり(図 10参照)、室外熱交換器 23における内外温度 差が拡大する方向に変動することになる。このため、冷媒量判定手段として、過冷却 度 SCの現在値と過冷却度 SCの基準値とを比較して冷媒量の適否を判定する方 式を用いる場合には、室外熱交換器 23に経年劣化が生じた後の現在の過冷却度 S Cと、室外熱交 が現地に設置され使用が開始された直後の状態における過 冷却度 SCの基準値とを比較することになり、結果的に、異なる係数 KAを有する室 外熱交 を用いて構成された 2つの空気調和装置 1におヽて検出された過冷 却度 SC同士を比較することになるため、経年劣化による過冷却度 SCの変動の影 響を排除できず、冷媒量判定の適否を精度よく判定できな!、場合がある。

[0052] このことは、室内熱交^^ 42、 52についても当てはまり、同じ室内温度 Trの条件 において、経年劣化を生じた状態の室内熱交換器 42、 52における蒸発圧力 Peは、 室内熱交 42、 52が現地に設置され使用が開始された直後の状態の室内熱交 42、 52における蒸発圧力 Peに比べて、係数 KAの低下に応じて凝縮圧力 Peが 低くなり(図 11参照)、室内熱交換器 42、 52における内外温度差が拡大する方向に 変動することになる。このため、冷媒量判定手段として、過冷却度 SCの現在値と過 冷却度 SCの基準値とを比較して冷媒量の適否を判定する方式を用いる場合には、 室内熱交換器 42、 52に経年劣化が生じた後の現在の過冷却度 SCと、室内熱交換 器 42、 52が現地に設置され使用が開始された直後の状態における過冷却度 SCの 基準値とを比較することになり、結果的に、異なる係数 KAを有する室内熱交 42 、 52を用いて構成された 2つの空気調和装置 1において検出された過冷却度 SC同 士を比較することになるため、経年劣化による過冷却度 SCの変動の影響を排除で きず、冷媒量判定の適否を精度よく判定できな、場合がある。

[0053] そこで、本実施形態の空気調和装置 1では、経年劣化の程度に応じて室外熱交換 器 23及び室内熱交^^ 42、 52の係数 KAが変動すること、すなわち、係数 KAの変 動に伴って、室外熱交換器 23における凝縮圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係、及 び、室内熱交換器 42、 52における蒸発圧力 Peと室内温度 Trとの相関関係が変動 することに着目して、冷媒量の適否の判定の際に使用される過冷却度 SCの現在値 又は過冷却度 SCの基準値を、室外熱交換器 23における凝縮圧力 Pcに対応する 圧縮機 21の吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、室内熱交換器 42、 52における蒸発圧力 P eに対応する圧縮機 21の吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trを用いて補正することで、 同じ係数 KAを有する室外熱交換器 23及び室内熱交換器 42、 52を用いて構成され た空気調和装置 1において検出された過冷却度 SC同士を比較することができるよう にして、経年劣化による過冷却度 SCの変動の影響を排除するようにしている。

[0054] 尚、室外熱交換器 23については、経年劣化のほか、雨天や強風等の天候の影響 による熱交換性能の変動も生じることがある。具体的には、雨天の場合には、室外熱 交換器 23のプレートフィンや伝熱管が雨水により濡れることで、熱交換性能の変動、 すなわち、係数 KAの変動が生じることがある。また、強風の場合には、室外ファン 27 の風量が強風により弱くなつたり強くなつたりすることで、熱交換性能の変動、すなわ ち、係数 KAの変動が生じることがある。このような天候の影響による室外熱交翻2 3の熱交換性能への影響についても、係数 KAの変動に応じた室外熱交換器 23に おける凝縮圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係(図 7参照)の変動として現れること〖こ なるため、経年劣化による過冷却度 SCの変動の影響を排除することによって、結果 的に、天候による過冷却度 SCの変動の影響も併せて排除することができるようにな つている。

[0055] 具体的な補正方法としては、例えば、冷媒回路 10内に充填されている冷媒量 Chを 過冷却度 SC、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの関数 として表現し、冷媒漏洩検知運転時の過冷却度 SCの現在値及びこの時の吐出圧 力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの現在値から冷媒量 Chを演 算することにより、冷媒量の基準値である初期冷媒量と比較することで、室外熱交換 器 23の出口における過冷却度 SCの経年劣化や天候による影響を補償する方法が ある。

ここで、冷媒回路 10内に充填されている冷媒量 Chは、

Ch=kl X SC +k2 X Pd+k3 XTa+ X k4 X Ps+k5 XTr+k6

という重回帰式力もなる関数として表現することができるため、上述の試運転モードの 冷媒充填時及び制御変数変更運転時に制御部 8のメモリに蓄積された運転データ( すなわち、室外熱交換器 23の出口における過冷却度 SC、外気温度 Ta、室内温度

Tr、吐出圧力 Pd、及び、吸入圧力 Psのデータ)を用いて、重回帰分析を行うことによ り、各パラメータ kl〜k6を演算することで、冷媒量 Chの関数を決定することができる

[0056] 尚、本実施形態において、この冷媒量 Chの関数の決定は、上述の試運転モードの 制御変数変更運転後であって、最初の冷媒量漏洩検知モードへの切り替えが行わ れるまでの間に、制御部 8において実行される。

このように、冷媒漏洩検知モードにおける冷媒漏洩の有無の検知の際に室外熱交 換器 23及び室内熱交換器 42、 52の経年劣化や天候による過冷却度 SCへの影響 を補償するため関数を決定する状態量補正式演算手段として機能する制御部 8によ り、補正式を決定する処理が行われる。

そして、この冷媒漏洩検知運転時における室外熱交換器 23の出口における過冷 却度 SCの現在値から冷媒量 Chの現在値を演算し、過冷却度 SCの基準値におけ る冷媒量 Chの基準値 (すなわち、初期冷媒量)とほぼ同じ値 (例えば、過冷却度 SC の現在値に対応する冷媒量 Chと初期冷媒量との差の絶対値が所定値未満)である 場合には、冷媒の漏洩がないものと判定して、次のステップ S34の処理に移行して、 通常運転モードへ復帰させる。

[0057] 一方、この冷媒漏洩検知運転時における室外熱交換器 23の出口における過冷却 度 SCの現在値から冷媒量 Chの現在値を演算し、初期冷媒量よりも小さい値 (例え ば、過冷却度 SCの現在値に対応する冷媒量 Chと初期冷媒量との差の絶対値が所 定値以上)である場合には、冷媒の漏洩が発生しているものと判定して、ステップ S3 5の処理に移行して、冷媒漏洩を検知したことを知らせる警告を警告表示部 9に表示 した後、ステップ S34の処理に移行して、通常運転モードへ復帰させる。

これにより、それぞれ同じ係数 KAを有する室外熱交換器 23及び室内熱交換器 42 、 52を用いて構成された空気調和装置 1において検出された過冷却度 SC同士を 比較するのとほぼ同じ条件において、過冷却度 SCの現在値と過冷却度 SCの基準 値とを比較したのと同様な結果を得ることができるため、経年劣化による過冷却度 SC の変動の影響を排除することができる。

[0058] このように、冷媒漏洩検知モードにおいて冷媒量判定運転を行いつつ冷媒回路 10 に充填された冷媒量の適否を判定して冷媒漏洩の有無を検知する、冷媒量判定手 段の一つである冷媒漏洩検知手段として機能する制御部 8により、ステップ S33〜S 35の処理が行われる。また、冷媒漏洩検知モードにおける冷媒漏洩の有無の検知 の際に室外熱交換器 23及び室内熱交換器 42、 52の経年劣化による過冷却度 SC への影響を補償するための状態量補正手段として機能する制御部 8により、ステップ S33の処理の一部が行われる。

以上のように、本実施形態の空気調和装置 1では、制御部 8が、冷媒量判定運転 手段、状態量蓄積手段、冷媒量判定手段、制御変数変更運転手段、状態量補正式 演算手段、及び、状態量補正手段として機能することにより、冷媒回路 10内に充填さ れた冷媒量の適否を判定するための冷媒量判定システムを構成している。

[0059] (3)空気調和装置の特徴

本実施形態の空気調和装置 1には、以下のような特徴がある。

(A)

本実施形態の空気調和装置 1では、室外熱交換器 23及び室内熱交換器 42、 52 ( すなわち、空気調和装置 1)が現地に設置され使用が開始された直後の状態からの 経年劣化の程度に応じて室外熱交換器 23及び室内熱交換器 42、 52の係数 KAが 変動すること、すなわち、係数 KAの変動に伴って、室外熱交換器 23における冷媒 圧力である凝縮圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係、及び、室内熱交換器 42、 52に おける冷媒圧力である蒸発圧力 Peと室内温度 Trとの相関関係が変動することに着 目して (図 10、図 11参照)、冷媒量判定手段及び状態量補正手段として機能する制 御部 8において、冷媒量 Chの現在値を過冷却度 SC、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、 吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの関数として表現し、冷媒漏洩検知運転時の過冷 却度 SCの現在値及びこの時の吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室 内温度 Trの現在値から冷媒量 Chの現在値を演算することにより、冷媒量の基準値 である初期冷媒量と比較することで、経年劣化による運転状態量としての過冷却度 S Cの変動の影響を排除することができる。

[0060] これにより、この空気調和装置 1では、室外熱交換器 23及び室内熱交換器 42、 52 の経年劣化が生じても、装置内に充填されている冷媒量の適否、すなわち、冷媒漏 洩の有無を精度よく判定することができる。

また、特に、室外熱交換器 23については、係数 KAが変動する場合として、雨天や 強風等の天候の変動による場合も考えられるが、天候の変動についても、経年劣化 と同様に、係数 KAの変動に伴って、室外熱交換器 23における冷媒圧力である凝縮 圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係が変動することになるため、結果的に、この際の 過冷却度 SCの変動の影響も排除することができる。

(B)

本実施形態の空気調和装置 1では、空気調和装置 1の設置後の試運転において、 現地における冷媒充填によって初期冷媒量まで充填された後の運転状態量 (具体 的には、過冷却度 SC、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの基準値)を状態量蓄積手段として機能する制御部 8に蓄積し、この運転状態量 を基準値として、冷媒漏洩検知モードにおける運転状態量の現在値と比較して、冷 媒量の適否、すなわち、冷媒漏洩の有無を判定しているため、実際に装置内に充填 されている冷媒量である初期冷媒量と冷媒漏洩検知時の現在の冷媒量との比較を 行うことができる。

これにより、この空気調和装置 1では、冷媒充填前にあらかじめ設定されていた規 定冷媒量と現地において充填された初期冷媒量との間にばらつきが生じたり、冷媒 連絡配管 6、 7の配管長さ、複数の利用ユニット 4、 5の組み合わせや各ユニット 2、 4、 5間の設置高低差よつて冷媒量の適否の判定に使用される運転状態量 (具体的には 、過冷却度 SC )の変動の基準値に変動が生じる場合であっても、装置内に充填さ れて、る冷媒量の適否を精度よく判定することができる。

(C)

本実施形態の空気調和装置 1では、初期冷媒量まで充填された後の運転状態量( 具体的には、過冷却度 SC、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内 温度 Trの基準値)だけでなぐ室外ファン 27や室内ファン 43、 53のような空気調和 装置 1の構成機器の制御変数を変更して、試運転時とは異なる運転条件を模擬的に 実現する運転を行、、この運転中の運転状態量を状態量蓄積手段として機能する制 御部 8に蓄積することができる。

[0062] これにより、この空気調和装置 1では、室外ファン 27や室内ファン 43、 53等の構成 機器の制御変数を変更した運転中の運転状態量のデータに基づいて、室外熱交換 器 23や室内熱交換器 42、 52が経年劣化した場合のように、運転条件が異なる場合 の各種運転状態量の相関関係や補正式等を決定し、このような相関関係や補正式 を用いて、試運転時における運転状態量の基準値と運転状態量の現在値とを比較 する際の運転条件の差異を補償することができる。このように、この空気調和装置 1で は、構成機器の制御変数を変更した運転中の運転状態量のデータに基づいて、試 運転時における運転状態量の基準値と運転状態量の現在値とを比較する際の運転 条件の差異を補償することができるようになるため、装置内に充填されている冷媒量 の適否の判定精度をさらに向上させることができる。

[0063] (4)変形例 1

上述の空気調和装置 1では、冷媒漏洩検知モードのステップ S33の冷媒量の適否 の判定において、実質的には、初期冷媒量まで充填された後の過冷却度 SCの基 準値と、過冷却度 SCの現在値とを比較することで、冷媒漏洩の有無を検知している 力 これにカ卩えて、冷媒自動充填運転のステップ S12において、冷媒の追加充填が 開始して力も完了するまでの間の初期冷媒量よりも少ない量の冷媒が冷媒回路 10 内に充填された状態の運転状態量のデータを利用して、装置内に充填されている冷 媒量の適否の判定を行うようにしてもょ、。

例えば、冷媒漏洩検知モードのステップ S33において、上述の初期冷媒量まで充 填された後の過冷却度 SCの基準値と過冷却度 SCの現在値との比較による冷媒量 の適否の判定とともに、制御部 8のメモリに蓄積された初期冷媒量よりも少ない量の 冷媒が冷媒回路 10内に充填された状態の運転状態量のデータを基準値として、運 転状態量の現在値との比較することができ、これにより、装置内に充填されている冷 媒量の適否の判定精度をさらに向上させることができる。

[0064] (5)変形例 2

上述の空気調和装置 1においては、室外熱交換器 23及び室内熱交換器 42、 52 の両方の経年劣化等を補償するため、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及 び、室内温度 Trの 4つの運転状態量を使用している力室外熱交換器 23のみの経

年劣化等を補償する場合には、吐出圧力 Pd及び外気温度 Taのみを考慮すればよ い。また、室内熱交換器 42、 52のみの経年劣化等を補償する場合には、吸入圧力 Ps及び室内温度 Trのみを考慮すればょ、。

尚、この場合において、状態量蓄積手段として機能する制御部 8には、室外熱交換 器 23のみの経年劣化等を補償する場合には吐出圧力 Pd及び外気温度 Ta、又は、 室内熱交換器 42、 52のみの経年劣化等を補償する場合には吸入圧力 Ps及び室内 温度 Trのデータが蓄積されることになる。

[0065] (6)変形例 3

上述の空気調和装置 1においては、圧縮機 21の吐出圧力 Pdを室外熱交換器 23 における冷媒圧力としての凝縮圧力 Pcに対応する運転状態量として、また、圧縮機 21の吸入圧力 Psを室内熱交換器 42、 52における冷媒圧力としての蒸発圧力 Peに 対応する運転状態量として、状態量蓄積手段として機能する制御部 8に蓄積し、室 外熱交換器 23及び室内熱交換器 42、 52の経年劣化等を補償する補正式のパラメ ータの決定に使用したが、圧縮機 21の吐出圧力 Pdに変えて凝縮温度 Tcを使用した り、また、圧縮機 21の吸入圧力 Psに代えて蒸発温度 Teを使用してもよい。この場合 においても、上述の空気調和装置 1と同様に、経年劣化等の補償を行うことができる

(7)変形例 4

上述の空気調和装置 1においては、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制 御、及び、室内熱交過熱度一定制御を含む冷媒量判定運転を行っている際におけ る室外熱交 の出口における過冷却度 SCと冷媒回路 10内に充填されている 冷媒量との間の相関関係(図 5参照)を利用して、冷媒自動充填時及び冷媒漏洩検 知時における冷媒量の適否の判定を行っている力他の運転状態量と冷媒回路 10 内に充填されている冷媒量との間の相関関係を利用して、冷媒自動充填時及び冷 媒漏洩検知時における冷媒量の適否の判定を行ってもよい。

[0066] 例えば、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制御、及び、室内熱交過熱度 一定制御を含む冷媒量判定運転を行っている際には、室外熱交換器 23の出口にお ける過冷却度 SCが大きくなると、室内膨張弁 41、 51によって膨張された後に室内 熱交換器 42、 52における流入する冷媒の乾き度が低下するため、室内熱交過熱度 一定制御を行っている室内膨張弁 41、 51の開度が小さくなる傾向が現れる。この傾 向は、室内膨張弁 41、 51の開度と冷媒回路 10内に充填されている冷媒量との間に 、図 12に示されるような相関関係があることを意味している。これにより、室内膨張弁 41、 51の開度によって冷媒回路 10内に充填されている冷媒量の適否を判定するこ とがでさる。

また、冷媒量の適否の判定基準として、室外熱交換器 23の出口における過冷却度 SCによる判定結果、及び、室内膨張弁 41、 51の開度による判定結果の両方を利 用して冷媒量の適否の判定を行う等のように、複数の運転状態量の組み合わせによ り冷媒量の適否の判定を行ってもょ、。

[0067] 尚、この場合において、状態量蓄積手段として機能する制御部 8には、試運転モー ドにおいて、室外熱交換器 23の出口における過冷却度 SCの代わりに、又は、過冷 却度 SCとともに、室内膨張弁 41、 51の開度のデータが基準値として蓄積されること になる。

(8)変形例 5

上述の空気調和装置 1においては、冷媒量判定運転を、室内ユニット全数運転、 圧縮機回転数一定制御、及び、室内熱交過熱度一定制御を含む運転としているが、 室内熱交過熱度一定制御に代えて、他の制御条件による冷媒量判定運転を行い、 他の運転状態量と冷媒回路 10内に充填されている冷媒量との間の相関関係を利用 して、冷媒自動充填時及び冷媒漏洩検知時における冷媒量の適否の判定を行って ちょい。

[0068] 例えば、室内膨張弁 41、 51の開度を所定値に固定する冷媒量判定運転にしても よい。このような冷媒量判定運転を行う場合には、室内熱交翻 42、 52の出口にお ける過熱度 SHが変動することになるため、室内熱交^^ 42、 52の出口における過 熱度 SHによって冷媒回路 10内に充填されている冷媒量の適否が判定できる。 尚、この場合において、状態量蓄積手段として機能する制御部 8には、試運転モー ドにおいて、室外熱交換器 23の出口における過冷却度 SCや室内膨張弁 41、 51の 開度の代わりに、又は、室内熱交換器 42、 52の出口における過熱度 SHのデータが 基準値として蓄積されることになる。

(9)変形例 6

上述の実施形態及びその変形例では、空気調和装置 1の制御部 8が、各種の運転 制御手段、状態量蓄積手段、冷媒量判定手段、状態量補正手段、及び、状態量補 正式演算手段のすべての機能を有する冷媒量判定システムを構成して、るが、これ に限定されず、例えば、図 13に示されるように、空気調和装置 1にパーソナルコンビ ユータ 62を接続し、このパーソナルコンピュータを状態量蓄積手段及び状態量補正 式演算手段として機能させるようにした冷媒量判定システムにしてもょヽ。この場合に は、空気調和装置 1の制御部 8に、状態量補正式のパラメータの決定のみに使用さ れる大量の運転状態量のデータを蓄積したり、状態量補正式演算手段としての機能 を有する必要がなくなる。

(10)変形例 7

また、上述の実施形態及びその変形例では、冷媒自動充填運転の際に、冷媒の 追加充填が開始して力完了するまでの間の初期冷媒量よりも少ない量の冷媒が冷 媒回路 10内に充填された状態の運転状態量のデータを制御部 8のメモリに蓄積する ようにしている力冷媒漏洩検知モードにおいて、これらのデータを使用しない場合 には、冷媒の追加充填が開始して力完了するまでの間の運転状態量のデータを蓄 積することなぐ初期冷媒量まで充填された後の運転状態量のデータを蓄積するだ けでもよい。

(11)変形例 8

上述の実施形態及びその変形例では、空気調和装置 1の制御部 8が、各種の運転 制御手段、状態量蓄積手段、冷媒量判定手段、状態量補正手段、及び、状態量補 正式演算手段のすべての機能を有する冷媒量判定システムを構成して、るが、これ に限定されず、例えば、図 14に示されるように、空気調和装置 1に、空気調和装置 1 の各構成機器を管理する管理装置として常設されるローカルコントローラ 61が接続さ れる場合には、空気調和装置 1及びローカルコントローラ 61によって、上述の制御部 8が備えていた各種機能を有する冷媒量判定システムを構成してもよい。例えば、口 一力ルコントローラ 61を空気調和装置 1の運転状態量を取得する状態量取得手段と して機能させるとともに、状態量蓄積手段、冷媒量判定手段、状態量補正手段、及 び状態量補正式演算手段としても機能させる等の構成が考えられる。この場合には

、空気調和装置 1の制御部 8に、状態量補正式のパラメータの決定のみに使用され る大量の運転状態量のデータを蓄積したり、冷媒量判定手段、状態量補正手段、及 び状態量補正式演算手段としての機能を有しておく必要がなくなる。

[0070] また、図 14に示されるように、空気調和装置 1に、一時的(例えば、サービスマンが 試運転ゃ冷媒漏洩検知運転を含む検査を行う際等)にパーソナルコンピュータ 62を 接続し、空気調和装置 1及びパーソナルコンピュータ 62によって、上述のローカルコ ントローラ 61と同様に機能させる等の構成が考えられる。尚、パーソナルコンピュータ 62は、他の用途に使用される場合も考えられるため、状態量蓄積手段としては、ノ 一ソナルコンピュータ 62に内蔵されたディスク装置等の記憶装置ではなぐ外付けの 記憶装置を使用することが望ましい。この場合には、試運転ゃ冷媒漏洩検知運転の 際に、外付けの記憶装置をパーソナルコンピュータ 62に接続して、各種運転に必要 な運転状態量等のデータを読み出す操作や、各種運転で得られた運転状態量等の データを書き込む操作を行うことになる。

[0071] (12)変形例 9

また、図 15に示されるように、空気調和装置 1に、空気調和装置 1の各構成機器を 管理して運転データを取得する管理装置としてのローカルコントローラ 61を接続し、 このローカルコントローラ 61を空気調和装置 1の運転データを受信する情報管理セ ンターの遠隔サーバ 64にネットワーク 63を介して接続し、遠隔サーバ 64に状態量蓄 積手段としてのディスク装置等の記憶装置 65を接続することによって、冷媒量判定シ ステムを構成してもよい。例えば、ローカルコントローラ 61を空気調和装置 1の運転状 態量を取得する状態量取得手段とし、記憶装置 65を状態量蓄積手段とし、遠隔サ ーバ 64を冷媒量判定手段、状態量補正手段及び状態量補正式演算手段として機 能させる等の構成が考えられる。この場合にも、空気調和装置 1の制御部 8に、状態 量補正式のパラメータの決定のみに使用される大量の運転状態量のデータを蓄積し たり、冷媒量判定手段、状態量補正手段及び状態量補正式演算手段としての機能 を有しておく必要がなくなる。

[0072] し力も、記憶装置 65には、空気調和装置 1からの大量の運転データを蓄積しておく ことができるため、冷媒漏洩検知モードにおける運転データも含めた空気調和装置 1 の過去の運転データを蓄積しておき、これらの過去の運転データの中から、ローカル コントローラ 61が取得した現在の運転データに類似した運転データを遠隔サーバ 64 にお、て選択して、両データを比較して冷媒量の適否の判定を行うことが可能になる 。これにより、空気調和装置 1特有の特性を考慮した冷媒量の適否を判定することが 可能になり、また、上述の冷媒量判定手段による冷媒量の適否の判定結果との併用 により、冷媒量の適否をさらに精度よく判定できるようになる。

[第 2実施形態]

以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明 する。

[0073] (1)空気調和装置の構成

図 16は、本発明の第 2実施形態にかかる空気調和装置 101の概略構成図である。 空気調和装置 101は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の 室内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置 1は、主として、 1台の熱源ュ ニットとしての室外ユニット 102と、それに並列に接続された複数台(本実施形態では 、 2台)の利用ユニットとしての室内ユニット 104、 105と、室外ユニット 102と室内ュ- ット 104、 105とを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配管 106及びガス冷 媒連絡配管 107とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置 101の蒸気 圧縮式の冷媒回路 110は、室外ユニット 102と、室内ユニット 104、 105と、液冷媒連 絡配管 106及びガス冷媒連絡配管 107とが接続されることによって構成されている。

[0074] <室内ユニット >

室内ユニット 104、 105は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、 又は、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット 104、 105は、液 冷媒連絡配管 106及びガス冷媒連絡配管 107を介して室外ユニット 102に接続され ており、冷媒回路 110の一部を構成している。

次に、室内ユニット 104、 105の構成について説明する。尚、室内ユニット 104と室 内ユニット 105とは同様の構成であるため、ここでは、室内ユニット 104の構成のみ説 明し、室内ユニット 105の構成については、それぞれ、室内ユニット 104の各部を示 す 140番台の符号の代わりに 150番台の符号を付して、各部の説明を省略する。

[0075] 室内ユニット 104は、主として、冷媒回路 110の一部を構成する室内側冷媒回路 1 10a (室内ユニット 105では、室内側冷媒回路 110b)を有している。この室内側冷媒 回路 110aは、主として、膨張機構としての室内膨張弁 141と、利用側熱交換器とし ての室内熱交^^ 142とを有して、る。

本実施形態において、室内膨張弁 141は、室内側冷媒回路 110a内を流れる冷媒 の流量の調節等を行うために、室内熱交換器 142の液側に接続された電動膨張弁 である。

本実施形態において、室内熱交換器 142は、伝熱管と多数のフィンとにより構成さ れたクロスフィン式のフィン ·アンド ·チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷 媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として 機能して室内空気を加熱する熱交換器である。

[0076] 本実施形態において、室内ユニット 104は、ユニット内に室内空気を吸入して、室 内熱交 l42において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給する ための送風ファンとしての室内ファン 143を有している。室内ファン 143は、室内熱交 l42に供給する空気の風量 Wrを可変することが可能なファンであり、本実施形 態において、 DCファンモータからなるモータ 143aによって駆動される遠心ファンや 多翼ファン等である。

また、室内ユニット 104には、各種のセンサが設けられている。室内熱交^^ 142 の液側には、冷媒の温度 (すなわち、暖房運転時における凝縮温度 Tc又は冷房運 転時における蒸発温度 Teに対応する冷媒温度)を検出する液側温度センサ 144が 設けられている。室内熱交翻142のガス側には、冷媒の温度 Teoを検出するガス 側温度センサ 145が設けられている。室内ユニット 104の室内空気の吸入口側には 、ユニット内に流入する室内空気の温度 (すなわち、室内温度 Tr)を検出する室内温 度センサ 146が設けられている。本実施形態において、液側温度センサ 144、ガス 側温度センサ 145及び室内温度センサ 146は、サーミスタからなる。また、室内ュ- ット 104は、室内ユニット 104を構成する各部の動作を制御する室内側制御部 147を 有している。そして、室内側制御部 147は、室内ユニット 104の制御を行うために設 けられたマイクロコンピュータゃメモリ等を有しており、室内ユニット 104を個別に操作 するためのリモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ュ-ッ ト 102との間で伝送線 108aを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようにな つている。

[0077] <室外ユニット >

室外ユニット 102は、ビル等の室外に設置されており、液冷媒連絡配管 106及びガ ス冷媒連絡配管 107を介して室内ユニット 104、 105に接続されており、室内ユニット 104、 105の間で冷媒回路 110を構成している。

次に、室外ユニット 102の構成について説明する。室外ユニット 102は、主として、 冷媒回路 110の一部を構成する室外側冷媒回路 110cを有している。この室外側冷 媒回路 110cは、主として、圧縮機 121と、四路切換弁 122と、熱源側熱交翻として の室外熱交 123と、膨張機構としての室外膨張弁 138と、アキュムレータ 124と 、温度調節機構としての過冷却器 125と、液側閉鎖弁 126と、ガス側閉鎖弁 127とを 有している。

[0078] 圧縮機 121は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、本実施形態にお いて、インバータにより回転数 Rmが制御されるモータ 121aによって駆動される容積 式圧縮機である。本実施形態において、圧縮機 121は、 1台のみであるが、これに限 定されず、室内ユニットの接続台数等に応じて、 2台以上の圧縮機が並列に接続さ れていてもよい。

四路切換弁 122は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時 には、室外熱交 123を圧縮機 121によって圧縮される冷媒の凝縮器として、か つ、室内熱交 142、 152を室外熱交 123において凝縮される冷媒の蒸発 器として機能させるために、圧縮機 121の吐出側と室外熱交 l23のガス側とを 接続するとともに圧縮機 121の吸入側(具体的には、アキュムレータ 124)とガス冷媒 連絡配管 107側とを接続し(図 16の四路切換弁 122の実線を参照)、暖房運転時に は、室内熱交 142、 152を圧縮機 121によって圧縮される冷媒の凝縮器として、 かつ、室外熱交換器 123を室内熱交換器 142、 152において凝縮される冷媒の蒸

発器として機能させるために、圧縮機 121の吐出側とガス冷媒連絡配管 107側とを 接続するとともに圧縮機 121の吸入側と室外熱交 123のガス側とを接続すること が可能である(図 16の四路切換弁 122の破線を参照)。

[0079] 本実施形態において、室外熱交換器 123は、伝熱管と多数のフィンとにより構成さ れたクロスフィン式のフィン ·アンド ·チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷 媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器で ある。室外熱交換器 123は、そのガス側が四路切換弁 122に接続され、その液側が 液冷媒連絡配管 106に接続されてヽる。

本実施形態において、室外膨張弁 138は、室外側冷媒回路 110c内を流れる冷媒 の圧力や流量等の調節を行うために、室外熱交換器 123の液側に接続された電動 膨張弁である。

本実施形態において、室外ユニット 102は、ユニット内に室外空気を吸入して、室 外熱交 l23において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための送風ファ ンとしての室外ファン 128を有している。この室外ファン 128は、室外熱交^^ 123に 供給する空気の風量 Woを可変することが可能なファンであり、本実施形態において 、 DCファンモータ力もなるモータ 128aによって駆動されるプロペラファン等である。

[0080] アキュムレータ 124は、四路切換弁 122と圧縮機 121との間に接続されており、室 内ユニット 104、 105の運転負荷の変動等に応じて冷媒回路 110内に発生する余剰 冷媒を溜めることが可能な容器である。

過冷却器 125は、本実施形態において、 2重管式の熱交換器であり、室外熱交換 器 123において凝縮された後に、室内膨張弁 141、 151に送られる冷媒を冷却する ために設けられている。過冷却器 125は、本実施形態において、室外膨張弁 138と 液側閉鎖弁 126との間に接続されて!ヽる。

本実施形態において、過冷却器 125の冷却源としてのバイパス冷媒回路 161が設 けられている。尚、以下の説明では、冷媒回路 110からバイパス冷媒回路 161を除い た部分を、便宜上、主冷媒回路と呼ぶことにする。

[0081] バイパス冷媒回路 161は、室外熱交 l23から室内膨張弁 141、 151へ送られ る冷媒の一部を主冷媒回路力分岐させて圧縮機 121の吸入側に戻すように主冷

媒回路に接続されている。具体的には、バイパス冷媒回路 161は、室外膨張弁 138 力も室内膨張弁 141、 151に送られる冷媒の一部を室外熱交 l23と過冷却器 1 25との間の位置力も分岐させるように接続された分岐回路 161aと、過冷却器 125の バイパス冷媒回路側の出口力も圧縮機 121の吸入側に戻すように圧縮機 121の吸 入側に接続された合流回路 161bとを有している。そして、分岐回路 161aには、ノィ ノス冷媒回路 161を流れる冷媒の流量を調節するためのバイパス膨張弁 162が設 けられている。ここで、バイパス膨張弁 162は、電動膨張弁力もなる。これにより、室 外熱交^^ 123から室内膨張弁 141、 151に送られる冷媒は、過冷却器 125におい て、バイパス膨張弁 162によって減圧された後のバイパス冷媒回路 161を流れる冷 媒によって冷却される。すなわち、過冷却器 125は、バイパス膨張弁 162の開度調 節によって能力制御が行われることになる。

液側閉鎖弁 126及びガス側閉鎖弁 127は、外部の機器'配管 (具体的には、液冷 媒連絡配管 106及びガス冷媒連絡配管 107)との接続口に設けられた弁である。液 側閉鎖弁 126は、室外熱交翻 123に接続されている。ガス側閉鎖弁 127は、四路 切換弁 122に接続されて!、る。

また、室外ユニット 102には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ュ ニット 102には、圧縮機 121の吸入圧力 Psを検出する吸入圧力センサ 129と、圧縮 機 121の吐出圧力 Pdを検出する吐出圧力センサ 130と、圧縮機 121の吸入温度 Ts を検出する吸入温度センサ 131と、圧縮機 121の吐出温度 Tdを検出する吐出温度 センサ 132とが設けられている。吸入温度センサ 131は、アキュムレータ 124と圧縮 機 121との間の位置に設けられている。室外熱交翻 123には、室外熱交翻 123 内を流れる冷媒の温度 (すなわち、冷房運転時における凝縮温度 Tc又は暖房運転 時における蒸発温度 Teに対応する冷媒温度)を検出する熱交温度センサ 133が設 けられている。室外熱交換器 123の液側には、冷媒の温度 Tcoを検出する液側温度 センサ 134が設けられている。過冷却器 125の主冷媒回路側の出口には、冷媒の温 度 (すなわち、液管温度 Tip)を検出する液管温度センサ 135が設けられている。バイ パス冷媒回路 161の合流回路 161bには、過冷却器 125のバイパス冷媒回路側の出 口を流れる冷媒の温度を検出するためのバイパス温度センサ 163が設けられている 。室外ユニット 102の室外空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室外空気の 温度 (すなわち、室外温度 Ta)を検出する室外温度センサ 136が設けられている。本 実施形態において、吸入温度センサ 131、吐出温度センサ 132、熱交温度センサ 1 33、液側温度センサ 134、液管温度センサ 135、室外温度センサ 136及びバイパス 温度センサ 163は、サーミスタからなる。また、室外ユニット 102は、室外ユニット 102 を構成する各部の動作を制御する室外側制御部 137を有している。そして、室外側 制御部 137は、室外ユニット 102の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ 、メモリやモータ 121aを制御するインバータ回路等を有しており、室内ユニット 104、 105の室内側制御部 147、 157との間で伝送線 108aを介して制御信号等のやりとり を行うことができるようになつている。すなわち、室内側制御部 147、 157と室外側制 御部 137と制御部 137、 147、 157間を接続する伝送線 108aとによって、空気調和 装置 101全体の運転制御を行う制御部 108が構成されている。

制御部 108は、図 17に示されるように、各種センサ 129〜136、 144〜146、 154 〜156、 163の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出 信号等【こ基づヽて各種機器及び弁 121、 122、 124、 128a, 138、 141、 143a, 15 1、 153a, 162を制御することができるように接続されている。また、制御部 108には 、後述の冷媒漏洩検知運転において、冷媒漏洩を検知したことを知らせるための LE D等力もなる警告表示部 109が接続されている。ここで、図 17は、空気調和装置 101 の制御ブロック図である。

<冷媒連絡配管 >

冷媒連絡配管 106、 107は、空気調和装置 101をビル等の設置場所に設置する際 に、現地にて施工される冷媒配管であり、設置場所や室外ユットと室内ユットとの 組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。こ のため、例えば、新規に空気調和装置を設置する場合には、冷媒充填量を計算する ために、冷媒連絡配管 106、 107の長さゃ管径等の情報を正確に把握する必要があ るが、その情報管理ゃ冷媒量の計算自体が煩雑である。また、既設配管を利用して 室内ユニットや室外ユニットを更新するような場合には、冷媒連絡配管 106、 107の 長さゃ管径等の情報が失われて、ることがある。

[0084] 以上のように、室内側冷媒回路 110a、 110bと、室外側冷媒回路 110cと、冷媒連 絡配管 106、 107とが接続されて、空気調和装置 101の冷媒回路 110が構成されて いる。また、この冷媒回路 110は、ノィパス冷媒回路 161と、バイパス冷媒回路 161 を除く主冷媒回路とから構成されていると言い換えることもできる。そして、本実施形 態の空気調和装置 101は、室内側制御部 147、 157と室外側制御部 137とから構成 される制御部 108によって、四路切換弁 122により冷房運転及び暖房運転を切り換 えて運転を行うとともに、各室内ユニット 104、 105の運転負荷に応じて、室外ュ-ッ ト 102及び室内ユニット 104、 105の各機器の制御を行うようになっている。

(2)空気調和装置の動作

次に、本実施形態の空気調和装置 101の動作について説明する。

[0085] 本実施形態の空気調和装置 101の運転モードとしては、各室内ユニット 104、 105 の運転負荷に応じて室外ユニット 102及び室内ユニット 104、 105の構成機器の制 御を行う通常運転モードと、空気調和装置 101の構成機器の設置後 (具体的には、 最初の機器設置後に限られず、例えば、室内ユニット等の構成機器を追加や撤去す る等の改造後や機器の故障を修理した後等も含まれる)に行われる試運転を行うた めの試運転モードと、試運転を終了して通常運転を開始した後において、冷媒回路 110からの冷媒の漏洩の有無を判定する冷媒漏洩検知運転モードとがある。そして 、通常運転モードには、主として、室内の冷房を行う冷房運転と、室内の暖房を行う 暖房運転とが含まれている。また、試運転モードには、主として、冷媒回路 110内に 冷媒を充填する冷媒自動充填運転と、冷媒連絡配管 106、 107の容積を検知する 配管容積判定運転と、構成機器を設置した後又は冷媒回路内に冷媒を充填した後 の初期冷媒量を検知する初期冷媒量検知運転とが含まれて!/ヽる。

[0086] 以下、空気調和装置 101の各運転モードにおける動作について説明する。

<通常運転モード >

(冷房運転)

まず、通常運転モードにおける冷房運転について、図 16及び図 17を用いて説明 する。

冷房運転時は、四路切換弁 122が図 16の実線で示される状態、すなわち、圧縮機 121の吐出側が室外熱交換器 123のガス側に接続され、かつ、圧縮機 121の吸入 側がガス側閉鎖弁 127及びガス冷媒連絡配管 107を介して室内熱交換器 142、 15 2のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁 138は、全開状態にされてい る。液側閉鎖弁 126及びガス側閉鎖弁 127は、開状態にされている。各室内膨張弁 141、 151は、室内熱交換器 142、 152の出口(すなわち、室内熱交換器 142、 152 のガス側)における冷媒の過熱度 SHrが過熱度目標値 SHrsで一定になるように開 度調節されるようになっている。本実施形態において、各室内熱交換器 142、 152の 出口における冷媒の過熱度 SHrは、ガス側温度センサ 145、 155により検出される 冷媒温度値から液側温度センサ 144、 154により検出される冷媒温度値 (蒸発温度 Teに対応)を差し引くことによって検出される力、又は、吸入圧力センサ 129により検 出される圧縮機 121の吸入圧力 Psを蒸発温度 Teに対応する飽和温度値に換算し、 ガス側温度センサ 145、 155により検出される冷媒温度値からこの冷媒の飽和温度 値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、各室 内熱交換器 142、 152内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この 温度センサにより検出される蒸発温度 Teに対応する冷媒温度値を、ガス側温度セン サ 145、 155により検出される冷媒温度値力も差し引くことによって、各室内熱交換 器 142、 152の出口における冷媒の過熱度 SHrを検出するようにしてもよい。また、 バイパス膨張弁 162は、過冷却器 125のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の 過熱度 SHbが過熱度目標値 SHbsになるように開度調節されるようになって!/、る。本 実施形態において、過冷却器 125のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過 熱度 SHbは、吸入圧力センサ 129により検出される圧縮機 121の吸入圧力 Psを蒸 発温度 Teに対応する飽和温度値に換算し、バイパス温度センサ 163により検出され る冷媒温度値力この冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出される。尚、本 実施形態では採用していないが、過冷却器 125のノィパス冷媒回路側の入口に温 度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度値をバイパス温度セン サ 163により検出される冷媒温度値力も差し引くことによって、過冷却器 125のノィ パス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度 SHbを検出するようにしてもよい。 この冷媒回路 110の状態で、圧縮機 121、室外ファン 128及び室内ファン 143、 15 3を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機 121に吸入されて圧縮されて高圧のガス 冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁 122を経由して室外熱交換器 1 23に送られて、室外ファン 128によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮し て高圧の液冷媒となる。そして、この高圧の液冷媒は、室外膨張弁 38を通過して、過 冷却器 125に流入し、バイパス冷媒回路 161を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに 冷却されて過冷却状態になる。このとき、室外熱交 123において凝縮した高圧 の液冷媒の一部は、バイパス冷媒回路 161に分岐され、バイパス膨張弁 162によつ て減圧された後に、圧縮機 121の吸入側に戻される。ここで、バイノス膨張弁 162を 通過する冷媒は、圧縮機 121の吸入圧力 Ps近くまで減圧されることで、その一部が 蒸発する。そして、バイパス冷媒回路 161のバイパス膨張弁 162の出口力も圧縮機 1 21の吸入側に向かって流れる冷媒は、過冷却器 125を通過して、主冷媒回路側の 室外熱交換器 123から室内ユニット 104、 105へ送られる高圧の液冷媒と熱交換を 行う。

[0088]

そして、過冷却状態になった高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁 126及び液冷媒連絡 配管 106を経由して、室内ユニット 104、 105に送られる。この室内ユニット 104、 10 5に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁 141、 151によって圧縮機 121の吸入圧 力 Ps近くまで減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器 142、 1 52に送られ、室内熱交 l42、 152において室内空気と熱交換を行って蒸発して 低圧のガス冷媒となる。

この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管 107を経由して室外ユニット 102に送ら れ、ガス側閉鎖弁 127及び四路切換弁 122を経由して、アキュムレータ 124に流入 する。そして、アキュムレータ 124に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機 121 に吸入される。

[0089] (暖房運転)

次に、通常運転モードにおける暖房運転について説明する。

暖房運転時は、四路切換弁 122が図 16の破線で示される状態、すなわち、圧縮機 121の吐出側がガス側閉鎖弁 127及びガス冷媒連絡配管 107を介して室内熱交換

器 142、 152のガス側に接続され、かつ、圧縮機 121の吸入側が室外熱交 123 のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁 138は、室外熱交 123〖こ 流入する冷媒を室外熱交 l23において蒸発させることが可能な圧力(すなわち 、蒸発圧力 Pe)まで減圧するために開度調節されるようになっている。また、液側閉 鎖弁 126及びガス側閉鎖弁 127は、開状態にされている。室内膨張弁 141、 151は 、室内熱交換器 142、 152の出口における冷媒の過冷却度 SCrが過冷却度目標値 SCrsで一定になるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、室 内熱交^^ 142、 152の出口における冷媒の過冷却度 SCrは、吐出圧力センサ 13 0により検出される圧縮機 121の吐出圧力 Pdを凝縮温度 Tcに対応する飽和温度値 に換算し、この冷媒の飽和温度値力も液側温度センサ 144、 154により検出される冷 媒温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが 、各室内熱交換器 142、 152内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて 、この温度センサにより検出される凝縮温度 Tcに対応する冷媒温度値を、液側温度 センサ 144、 154により検出される冷媒温度値力も差し引くことによって室内熱交換 器 142、 152の出口における冷媒の過冷却度 SCrを検出するようにしてもよい。また 、ノィパス膨張弁 162は、閉止されている。

この冷媒回路 110の状態で、圧縮機 121、室外ファン 128及び室内ファン 143、 15 3を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機 121に吸入されて圧縮されて高圧のガス 冷媒となり、四路切換弁 122、ガス側閉鎖弁 127及びガス冷媒連絡配管 107を経由 して、室内ユニット 104、 105に送られる。

そして、室内ユニット 104、 105に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器 142、 152において、室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となった後、室内 膨張弁 141、 151を通過する際に、室内膨張弁 141、 151の弁開度に応じて減圧さ れる。

この室内膨張弁 141、 151を通過した冷媒は、液冷媒連絡配管 106を経由して室 外ユニット 102に送られ、液側閉鎖弁 126、過冷却器 125及び室外膨張弁 138を経 由してさらに減圧された後に、室外熱交 123に流入する。そして、室外熱交 123に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン 128によって供給される 室外空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となり、四路切換弁 122を経由 してアキュムレータ 124に流入する。そして、アキュムレータ 124に流入した低圧のガ ス冷媒は、再び、圧縮機 121に吸入される。

[0091] 以上のような通常運転モードにおける運転制御は、冷房運転及び暖房運転を含む 通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部 108 (より具体的には、室 内側制御部 147、 157と室外側制御部 137と制御部 137、 147、 157間を接続する 伝送線 108a)によって行われる。

<試運転モード >

次に、試運転モードについて、図 16〜図 18を用いて説明する。ここで、図 18は、 試運転モードのフローチャートである。本実施形態において、試運転モードでは、ま ず、ステップ S101の冷媒自動充填運転が行われ、続いて、ステップ S102の配管容 積判定運転が行われ、さらに、ステップ S 103の初期冷媒量検知運転が行われる。 本実施形態では、冷媒が予め充填された室外ユニット 102と、室内ユニット 104、 1 05とをビル等の設置場所に設置し、液冷媒連絡配管 106及びガス冷媒連絡配管 10 7を介して接続して冷媒回路 110を構成した後に、液冷媒連絡配管 106及びガス冷 媒連絡配管 107の容積に応じて不足する冷媒を冷媒回路 110内に追加充填する場 合を例にして説明する。

[0092] (ステップ S101 :冷媒自動充填運転)

まず、室外ユニット 102の液側閉鎖弁 126及びガス側閉鎖弁 127を開けて、室外ュ ニット 102に予め充填されている冷媒を冷媒回路 110内に充満させる。

次に、試運転を行う作業者が、追加充填用の冷媒ボンべを冷媒回路 110のサービ スポート(図示せず)に接続し、制御部 108に対して直接に又はリモコン(図示せず) 等を通じて遠隔から試運転を開始する指令を出すと、制御部 108によって、図 19に 示されるステップ S 111〜ステップ S 113の処理が行われる。ここで、図 19は、冷媒自 動充填運転のフローチャートである。

(ステップ S 111 :冷媒量判定運転)

冷媒自動充填運転の開始指令がなされると、冷媒回路 110が、室外ユニット 102の 四路切換弁 122が図 16の実線で示される状態で、かつ、室内ユニット 104、 105の 室内膨張弁 141、 151及び室外膨張弁 138が開状態となり、圧縮機 121、室外ファ ン 128及び室内ファン 143、 153力起動されて、室内ユニット 104、 105の全てにつ いて強制的に冷房運転 (以下、室内ユニット全数運転とする)が行われる。

[0093] すると、図 20に示されるように、冷媒回路 110において、圧縮機 121から凝縮器とし て機能する室外熱交 l23までの流路には圧縮機 121において圧縮されて吐出 された高圧のガス冷媒が流れ(図 20の斜線のハッチング部分のうち圧縮機 121から 室外熱交換器 123までの部分を参照)、凝縮器として機能する室外熱交換器 123〖こ は室外空気との熱交換によってガス状態力液状態に相変化する高圧の冷媒が流 れ(図 20の斜線のハッチング及び黒塗りのハッチングの部分のうち室外熱交換器 12 3に対応する部分を参照)、室外熱交換器 123から室内膨張弁 141、 151までの室 外膨張弁 138、過冷却器 125の主冷媒回路側の部分及び液冷媒連絡配管 106を 含む流路と室外熱交翻 123からバイパス膨張弁 162までの流路には高圧の液冷 媒が流れ (図 20の黒塗りのハッチング部分のうち室外熱交換器 123から室内膨張弁

141、 151及びバイノス膨張弁 162までの部分を参照)、蒸発器として機能する室内 熱交^^ 142、 152の部分と過冷却器 125のバイパス冷媒回路側の部分とには室 内空気との熱交換によって気液二相状態力ガス状態に相変化する低圧の冷媒が 流れ(図 20の格子状のハッチング及び斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器

142、 152の部分と過冷却器 125の部分を参照)、室内熱交換器 142、 152から圧 縮機 121までのガス冷媒連絡配管 107及びアキュムレータ 124を含む流路と過冷却 器 125のバイパス冷媒回路側の部分力も圧縮機 121までの流路とには低圧のガス冷 媒が流れるようになる(図 20の斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器 142、 1 52から圧縮機 121までの部分と過冷却器 125のバイパス冷媒回路側の部分力も圧 縮機 121までの部分とを参照)。図 20は、冷媒量判定運転における冷媒回路 110内 を流れる冷媒の状態を示す模式図(四路切換弁 122等の図示を省略)である。

[0094] 次に、以下のような機器制御を行って、冷媒回路 110内を循環する冷媒の状態を 安定させる運転に移行する。具体的には、蒸発器として機能する室内熱交換器 142 、 152の過熱度 SHrが一定になるように室内膨張弁 141、 151を制御(以下、過熱度 制御とする)し、蒸発圧力 Peが一定になるように圧縮機 121の運転容量を制御(以下 、蒸発圧力制御とする)し、室外熱交換器 123における冷媒の凝縮圧力 Pcが一定に なるように、室外ファン 128によって室外熱交換器 123に供給される室外空気の風量 Woを制御(以下、凝縮圧力制御とする)し、過冷却器 125から室内膨張弁 141、 15 1に送られる冷媒の温度が一定になるように過冷却器 125の能力を制御(以下、液管 温度制御とする)し、蒸発器として機能する室内熱交換器 142、 152の過熱度 SHrが 一定になるように室内膨張弁 141、 151を制御(以下、過熱度制御とする)し、上述の 蒸発圧力制御によって冷媒の蒸発圧力 Peが安定的に制御されるように、室内ファン 143、 153によって室内熱交換器 142、 152に供給される室内空気の風量 Wrを一定 にしている。

ここで、蒸発圧力制御を行うのは、蒸発器として機能する室内熱交換器 142、 152 内には室内空気との熱交換によって気液二相状態力ガス状態に相変化しながら低 圧の冷媒が流れる室内熱交換器 142、 152内(図 20の格子状のハッチング及び斜 線のノ、ツチングの部分のうち室内熱交換器 142、 152に対応する部分を参照、以下 、蒸発器部 Cとする)における冷媒量が、冷媒の蒸発圧力 Peに大きく影響するからで ある。そして、この蒸発器部 Cにおける冷媒の蒸発圧力は、インバータにより回転数 R mが制御されるモータ 121aによって圧縮機 121の運転容量を制御することによって 、室内熱交換器 142、 152における冷媒の蒸発圧力 Peを一定にして、蒸発器部 C内 を流れる冷媒の状態を安定させて、主として、蒸発圧力 Peによって蒸発器 C内にお ける冷媒量が変化する状態を作り出している。尚、本実施形態の圧縮機 121による 蒸発圧力 Peの制御においては、室内熱交換器 142、 152の液側温度センサ 144、 1 54により検出される冷媒温度値 (蒸発温度 Teに対応)を飽和圧力値に換算して、こ の圧力値が低圧目標値 Pesで一定になるように、圧縮機 121の運転容量を制御して (すなわち、モータ 121aの回転数 Rmを変化させる制御を行って)、冷媒回路 110内 を流れる冷媒循環量 Wcを増減することによって実現されている。尚、本実施形態で は採用していないが、室内熱交換器 142、 152における冷媒の蒸発圧力 Peにおける 冷媒の圧力に等価な運転状態量である、吸入圧力センサ 129によって検出される圧 縮機 121の吸入圧力 Psが、低圧目標値 Pesで一定になるように、又は、吸入圧力 Ps に対応する飽和温度値 (蒸発温度 Teに対応)が、低圧目標値 Tesで一定になるよう に、圧縮機 121の運転容量を制御してもよいし、室内熱交換器 142、 152の液側温 度センサ 144、 154により検出される冷媒温度値 (蒸発温度 Teに対応)が、低圧目標 値 Tesで一定になるように、圧縮機 121の運転容量を制御してもよい。

[0096] そして、このような蒸発圧力制御を行うことによって、室内熱交^^ 142、 152から 圧縮機 121までのガス冷媒連絡配管 107及びアキュムレータ 124を含む冷媒配管内 (図 20の斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器 142、 152から圧縮機 121ま での部分を参照、以下、ガス冷媒流通部 Dとする)を流れる冷媒の状態も安定して、 主として、ガス冷媒流通部 Dにおける冷媒の圧力に等価な運転状態量である、蒸発 圧力 Pe (すなわち、吸入圧力 Ps)によってガス冷媒流通部 D内における冷媒量が変 化する状態を作り出して、る。

また、凝縮圧力制御を行うのは、室外空気との熱交換によってガス状態力も液状態 に相変化しながら高圧の冷媒が流れる室外熱交^^ 123内(図 20の斜線のノ、ツチ ング及び黒塗りのハッチングの部分のうち室外熱交換器 123に対応する部分を参照 、以下、凝縮器部 Aとする)における冷媒量が、冷媒の凝縮圧力 Pcに大きく影響する 力もである。そして、この凝縮器部 Aにおける冷媒の凝縮圧力 Pcは、室外温度 Taの 影響より大きく変化するため、モータ 128aにより室外ファン 128から室外熱交翻12 3に供給する室内空気の風量 Woを制御することによって、室外熱交換器 123におけ る冷媒の凝縮圧力 Pcを一定にして、凝縮器部 A内を流れる冷媒の状態を安定させ て、主として、室外熱交換器 123の液側(以下、冷媒量判定運転に関する説明では、 室外熱交換器 123の出口とする)における過冷却度 SCoによって凝縮器 A内におけ る冷媒量が変化する状態を作り出している。尚、本実施形態の室外ファン 128による 凝縮圧力 Pcの制御においては、室外熱交換器 123における冷媒の凝縮圧力 Pcに 等価な運転状態量である、吐出圧力センサ 130によって検出される圧縮機 121の吐 出圧力 Pd、又は、熱交温度センサ 133によって検出される室外熱交換器 123内を流 れる冷媒の温度 (すなわち、凝縮温度 Tc)が用いられる。ここで、図 20は、冷媒量判 定運転における冷媒回路 110内を流れる冷媒の状態を示す模式図(四路切換弁 12 2等の図示を省略)である。

[0097] そして、このような凝縮圧力制御を行うことによって、室外熱交 l23から室内膨 張弁 141、 151までの室外膨張弁 138、過冷却器 125の主冷媒回路側の部分及び 液冷媒連絡配管 106を含む流路と室外熱交換器 123からバイパス冷媒回路 161の バイパス膨張弁 162までの流路とには高圧の液冷媒が流れて、室外熱交翻 123 から室内膨張弁 141、 151及びバイパス膨張弁 162までの部分(図 20の黒塗りのハ ツチング部分を参照、以下、液冷媒流通部 Bとする)における冷媒の圧力も安定し、 液冷媒流通部 Bが液冷媒でシールされて安定した状態となる。

また、液管温度制御を行うのは、過冷却器 125から室内膨張弁 141、 151に至る液 冷媒連絡配管 106を含む冷媒配管内(図 20に示される液冷媒流通部 Bのうち過冷 却器 125から室内膨張弁 141、 151までの部分を参照)の冷媒の密度が変化しない ようにするためである。そして、過冷却器 125の能力制御は、過冷却器 125の主冷媒 回路側の出口に設けられた液管温度センサ 135によって検出される冷媒の温度 Tip が液管温度目標値 Tipsで一定になるようにバイパス冷媒回路 161を流れる冷媒の流 量を増減して、過冷却器 125の主冷媒回路側を流れる冷媒とバイパス冷媒回路側を 流れる冷媒との間の交換熱量を調節することによって実現されている。尚、このバイ パス冷媒回路 161を流れる冷媒の流量の増減は、バイパス膨張弁 162の開度調節 によって行われる。このようにして、過冷却器 125から室内膨張弁 141、 151に至る 液冷媒連絡配管 106を含む冷媒配管内における冷媒の温度が一定となる液管温度 制御が実現されている。

そして、このような液管温度一定制御を行うことによって、冷媒回路 110に冷媒を充 填することによって冷媒回路 110内の冷媒量が徐々に増加するのに伴って、室外熱 交換器 123の出口における冷媒の温度 Tco (すなわち、室外熱交換器 123の出口に おける冷媒の過冷却度 SCo)が変化する場合であっても、室外熱交換器 123の出口 における冷媒の温度 Tcoの変化の影響が、室外熱交 23の出口力も過冷却器 125に至る冷媒配管のみに収まり、液冷媒流通部 Bのうち過冷却器 125から液冷媒 連絡配管 106を含む室内膨張弁 141、 151までの冷媒配管には影響しない状態と なる。

さらに、過熱度制御を行うのは、蒸発器部 Cにおける冷媒量が、室内熱交換器 142 、 152の出口における冷媒の乾き度に大きく影響する力もである。この室内熱交 142、 152の出口における冷媒の過熱度 SHrは、室内膨張弁 141、 151の開度を制 御すること〖こよって、室内熱交 142、 152のガス側(以下、冷媒量判定運転に関 する説明では、室内熱交換器 142、 152の出口とする)における冷媒の過熱度 SHr が過熱度目標値 SHrsで一定になるように (すなわち、室内熱交換器 142、 152の出 口のガス冷媒を過熱状態)にして、蒸発器部 C内を流れる冷媒の状態を安定させて いる。

[0099] 上述の各種制御によって、冷媒回路 110内を循環する冷媒の状態が安定して、冷 媒回路 110内における冷媒量の分布が一定となるため、続いて行われる冷媒の追加 充填によって冷媒回路 110内に冷媒が充填され始めた際に、冷媒回路 110内の冷 媒量の変化が、主として、室外熱交換器 123内の冷媒量の変化となって現れる状態 を作り出すことができる(以下、この運転を冷媒量判定運転とする)。

以上のような制御は、冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能 する制御部 108 (より具体的には、室内側制御部 147、 157と室外側制御部 137と制 御部 137、 147、 157間を接続する伝送線 108a)により、ステップ SI 11の処理として 行われる。

尚、本実施形態と異なり、室外ユニット 102に予め冷媒が充填されていない場合に は、このステップ S 111の処理に先だって、上述の冷媒量判定運転を行う際に、構成 機器が異常停止してしまうことがない程度の冷媒量になるまで冷媒充填を行う必要が ある。

[0100] (ステップ S112 :冷媒量の演算)

次に、上記の冷媒量判定運転を行いつつ、冷媒回路 110内に冷媒の追加充填を 実施するが、この際、冷媒量演算手段として機能する制御部 108によって、ステップ S 112における冷媒の追加充填時における冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成機 器の運転状態量から冷媒回路 110内の冷媒量を演算する。

まず、本実施形態における冷媒量演算手段について説明する。冷媒量演算手段 は、冷媒回路 110を複数の部分に分割して、分割された各部分ごとに冷媒量を演算 することで、冷媒回路 110内の冷媒量を演算するものである。より具体的には、分割 された各部分ごとに、各部分の冷媒量と冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成機器の

運転状態量との関係式が設定されており、これらの関係式を用いて、各部分の冷媒 量を演算することができるようになつている。そして、本実施形態においては、冷媒回 路 110は、四路切換弁 22が図 16の実線で示される状態、すなわち、圧縮機 121の 吐出側が室外熱交換器 123のガス側に接続され、かつ、圧縮機 121の吸入側がガ ス側閉鎖弁 127及びガス冷媒連絡配管 107を介して室内熱交翻142、 152の出 口に接続された状態において、圧縮機 121の部分及び圧縮機 121から四路切換弁 122 (図 20では図示せず)を含む室外熱交換器 123までの部分 (以下、高圧ガス管 部 Eとする)と、室外熱交換器 123の部分 (すなわち、凝縮器部 A)と、液冷媒流通部 Bのうち室外熱交換器 123から過冷却器 125までの部分及び過冷却器 125の主冷 媒回路側の部分の入口側半分 (以下、高温側液管部 B1とする)と、液冷媒流通部 B のうち過冷却器 125の主冷媒回路側の部分の出口側半分及び過冷却器 25から液 側閉鎖弁 26 (図 20では図示せず)までの部分 (以下、低温側液管部 B2とする)と、 液冷媒流通部 Bのうち液冷媒連絡配管 106の部分 (以下、液冷媒連絡配管部 B3と する)と、液冷媒流通部 Bのうち液冷媒連絡配管 106から室内膨張弁 141、 151及び 室内熱交換器 142、 152の部分 (すなわち、蒸発器部 C)を含むガス冷媒流通部 Dの うちガス冷媒連絡配管 107までの部分 (以下、室内ユット部 Fとする)と、ガス冷媒 流通部 Dのうちガス冷媒連絡配管 107の部分 (以下、ガス冷媒連絡配管部 Gとする) と、ガス冷媒流通部 Dのうちガス側閉鎖弁 127 (図 20では図示せず)から四路切換弁 122及びアキュムレータ 124を含む圧縮機 121までの部分 (以下、低圧ガス管部 Hと する)と、液冷媒流通部 Bのうち高温側液管部 B1からバイパス膨張弁 162及び過冷 却器 125のバイパス冷媒回路側の部分を含む低圧ガス管部 Hまでの部分 (以下、バ ィパス回路部 Iとする)とに分割されて、各部分ごとに関係式が設定されている。次に 、上述の各部分ごとに設定された関係式について、説明する。

本実施形態において、高圧ガス管部 Eにおける冷媒量 Moglと冷媒回路 110を流 れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、

Mogl = Vogl X p d

という、室外ユニット 2の高圧ガス管部 Eの容積 Voglに高圧ガス管部 Eにおける冷媒 の密度/ 0 dを乗じた関数式として表される。尚、高圧ガス管部 Eの容積 Voglは、室外 ユニット 102が設置場所に設置される前力既知の値であり、予め制御部 108のメモ リに記憶されている。また、高圧ガス管部 Eにおける冷媒の密度は、吐出温度 Td 及び吐出圧力 Pdを換算することによって得られる。

凝縮器部 Aにおける冷媒量 Mcと冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成機器の運転 状態量との関係式は、例えば、

Mc=kcl XTa+kc2 XTc+kc3 X SHm+kc4 XWc


という、室外温度 Ta、凝縮温度 Tc、圧縮機吐出過熱度 SHm、冷媒循環量 Wc、室 外熱交換器 123における冷媒の飽和液密度 p c及び室外熱交換器 123の出口にお ける冷媒の密度 P coの関数式として表される。尚、上述の関係式におけるパラメータ kcl〜kc7は、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析することによって求 められたものであり、予め制御部 108のメモリに記憶されている。また、圧縮機吐出過 熱度 SHmは、圧縮機の吐出側における冷媒の過熱度であり、吐出圧力 Pdを冷媒の 飽和温度値に換算し、吐出温度 Td力この冷媒の飽和温度値を差し引くことにより 得られる。冷媒循環量 Wcは、蒸発温度 Teと凝縮温度 Tcとの関数 (すなわち、 Wc = f (Te、 Tc) )として表される。冷媒の飽和液密度 p cは、凝縮温度 Tcを換算すること によって得られる。室外熱交 123の出口における冷媒の密度 p coは、凝縮温度 Tcを換算することによって得られる凝縮圧力 Pc及び冷媒の温度 Tcoを換算すること によって得られる。

高温液管部 B1における冷媒量 Mollと冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成機器 の運転状態量との関係式は、例えば、

Moll =Voll X p co

t 、う、室外ユニット 102の高温液管部 B1の容積 Vollに高温液管部 B1における冷 媒の密度 p co (すなわち、上述の室外熱交換器 123の出口における冷媒の密度)を 乗じた関数式として表される。尚、高圧液管部 B1の容積 Vollは、室外ユニット 102 が設置場所に設置される前力も既知の値であり、予め制御部 108のメモリに記憶され ている。

低温液管部 B2における冷媒量 Mol2と冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成機器

の運転状態量との関係式は、例えば、

Mol2=Vol2 X ip

という、室外ユニット 102の低温液管部 B2の容積 Vol2に低温液管部 B2における冷 媒の密度 p lpを乗じた関数式として表される。尚、低温液管部 B2の容積 Vol2は、室 外ユニット 102が設置場所に設置される前力も既知の値であり、予め制御部 108のメ モリに記憶されている。また、低温液管部 B2における冷媒の密度 p lpは、過冷却器 125の出口における冷媒の密度であり、凝縮圧力 Pc及び過冷却器 125の出口にお ける冷媒の温度 Tipを換算することによって得られる。

[0103] 液冷媒連絡配管部 B3における冷媒量 Mlpと冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成 機器の運転状態量との関係式は、例えば、

Mlp=Vlp X ip

とヽぅ、液冷媒連絡配管 106の容積 Vlpに液冷媒連絡配管部 B3における冷媒の密 度 p lp (すなわち、過冷却器 125の出口における冷媒の密度)を乗じた関数式として 表される。尚、液冷媒連絡配管 106の容積 Vlpは、液冷媒連絡配管 106が空気調和 装置 101をビル等の設置場所に設置する際に現地にて施工される冷媒配管である ため、長さゃ管径等の情報力も現地において演算した値を入力したり、長さゃ管径 等の情報を現地において入力し、これらの入力された液冷媒連絡配管 6の情報から 制御部 108で演算したり、又は、後述のように、配管容積判定運転の運転結果を用 いて演算される。

[0104] 室内ユニット部 Fにおける冷媒量 Mrと冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成機器の 運転状態量との関係式は、例えば、

Mr=krl XTlp+kr2 X AT+kr3 X SHr+kr4 XWr+kr5

という、過冷却器 125の出口における冷媒の温度 Tlp、室内温度 Trから蒸発温度 Te を差し引いた温度差 ΔΤ、室内熱交換器 142、 152の出口における冷媒の過熱度 S Hr及び室内ファン 143、 153の風量 Wrの関数式として表される。尚、上述の関係式 におけるパラメータ krl〜kr5は、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析す ることによって求められたものであり、予め制御部 108のメモリに記憶されている。尚、 ここでは、 2台の室内ユニット 104、 105のそれぞれに対応して冷媒量 Mrの関係式が 設定されており、室内ユニット 104の冷媒量 Mrと室内ユニット 105の冷媒量 Mrとを 加算することにより、室内ユニット部 Fの全冷媒量が演算されるようになっている。尚、 室内ユニット 104と室内ユニット 105の機種や容量が異なる場合には、パラメータ krl 〜kr5の値が異なる関係式が使用されることになる。

[0105] ガス冷媒連絡配管部 Gにおける冷媒量 Mgpと冷媒回路 110を流れる冷媒又は構 成機器の運転状態量との関係式は、例えば、

Mgp=Vgp X gp

という、ガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpにガス冷媒連絡配管部 Hにおける冷媒の 密度 p gpを乗じた関数式として表される。尚、ガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpは 、液冷媒連絡配管 106と同様に、ガス冷媒連絡配管 107が空気調和装置 101をビル 等の設置場所に設置する際に現地にて施工される冷媒配管であるため、長さゃ管径 等の情報から現地において演算した値を入力したり、長さゃ管径等の情報を現地に おいて入力し、これらの入力されたガス冷媒連絡配管 107の情報力も制御部 108で 演算したり、又は、後述のように、配管容積判定運転の運転結果を用いて演算される 。また、ガス冷媒配管連絡部 Gにおける冷媒の密度 p gpは、圧縮機 121の吸入側に おける冷媒の密度 p sと、室内熱交換器 142、 152の出口(すなわち、ガス冷媒連絡 配管 107の入口)における冷媒の密度 p eoとの平均値である。冷媒の密度 p sは、 吸入圧力 Ps及び吸入温度 Tsを換算することによって得られ、冷媒の密度 p eoは、 蒸発温度 Teの換算値である蒸発圧力 Pe及び室内熱交換器 142、 152の出口温度 Teoを換算することによって得られる。

[0106] 低圧ガス管部 Hにおける冷媒量 Mog2と冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成機器 の運転状態量との関係式は、例えば、

Mog2=Vog2 X p s

という、室外ユニット 102内の低圧ガス管部 Hの容積 Vog2に低圧ガス管部 Hにおけ る冷媒の密度 p sを乗じた関数式として表される。尚、低圧ガス管部 Hの容積 Vog2 は、設置場所に出荷される前力既知の値であり、予め制御部 108のメモリに記憶さ れている。

ノィパス回路部 Iにおける冷媒量 Mobと冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成機器 の運転状態量との関係式は、例えば、

Mob = kobl X co + kob2 X p s + kob3 X Pe + kob4

という、室外熱交換器 123の出口における冷媒の密度 p co、過冷却器 125のバイパ ス回路側の出口における冷媒の密度 p s及び蒸発圧力 Peの関数式として表される。 尚、上述の関係式におけるパラメータ kobl〜kob3は、試験や詳細なシミュレーショ ンの結果を回帰分析することによって求められたものであり、予め制御部 108のメモリ に記憶されている。また、バイパス回路部 Iの容積 Mobは、他の部分に比べて冷媒量 が少ないこともあり、さらに簡易的な関係式によって演算されてもよい。例えば、

Mob=Vob X e X kob5

という、バイパス回路部 Iの容積 Vobに過冷却器 125のバイパス回路側の部分におけ る飽和液密度 p e及び補正係数 kobを乗じた関数式として表される。尚、バイパス回 路部 Iの容積 Vobは、室外ユニット 102が設置場所に設置される前力も既知の値であ り、予め制御部 108のメモリに記憶されている。また、過冷却器 125のノィパス回路 側の部分における飽和液密度 p eは、吸入圧力 Ps又は蒸発温度 Teを換算すること によって得られる。

[0107] 尚、本実施形態において、室外ユニット 102は 1台である力室外ユニットが複数台 接続される場合には、室外ユニットに関する冷媒量 Mogl、 Mc、 Moll, Mol2、 Mo g2及び Mobは、複数の室外ユニットのそれぞれに対応して各部分の冷媒量の関係 式が設定され、複数の室外ユニットの各部分の冷媒量を加算することにより、室外ュ ニットの全冷媒量が演算されるようになっている。尚、機種や容量が異なる複数の室 外ユニットが接続される場合には、パラメータの値が異なる各部分の冷媒量の関係式 力 S使用されること〖こなる。

以上のように、本実施形態では、冷媒回路 110の各部分についての関係式を用い て、冷媒量判定運転における冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成機器の運転状態 量から各部分の冷媒量を演算することで、冷媒回路 110の冷媒量を演算することが できるようになつている。

[0108] そして、このステップ S 112は、後述のステップ S113における冷媒量の適否の判定 の条件が満たされるまで繰り返されるため、冷媒の追加充填が開始して力完了する までの間、冷媒回路 110の各部分についての関係式を用いて、冷媒充填時におけ る運転状態量力各部分の冷媒量が演算される。より具体的には、後述のステップ S 113における冷媒量の適否の判定に必要な室外ユニット 102内の冷媒量 Mo及び各 室内ユニット 104、 105内の冷媒量 Mr (すなわち、冷媒連絡配管 106、 107を除く冷 媒回路 110の各部分の冷媒量)が演算される。ここで、室外ユニット 102内の冷媒量 Moは、上述の室外ユニット 102内の各部分の冷媒量 Mogl、 Mc、 Moll, Mol2、 Mog2及び Mobを加算することによって演算される。

このように、冷媒自動充填運転における冷媒回路 110内を流れる冷媒又は構成機 器の運転状態量から冷媒回路 110の各部分の冷媒量を演算する冷媒量演算手段と して機能する制御部 108により、ステップ S 112の処理が行われる。

[0109] (ステップ S113 :冷媒量の適否の判定)

上述のように、冷媒回路 110内に冷媒の追加充填を開始すると、冷媒回路 110内 の冷媒量が徐々に増加する。ここで、冷媒連絡配管 106、 107の容積が未知である 場合には、冷媒の追加充填後に冷媒回路 110内に充填されるべき冷媒量を、冷媒 回路 110全体の冷媒量として規定することができない。しかし、室外ユニット 102及び 室内ユニット 104、 105だけに着目すれば (すなわち、冷媒連絡配管 106、 107を除 く冷媒回路 110)、試験や詳細なシミュレーションにより通常運転モードにおける最適 な室外ユニット 102の冷媒量を予め知ることができるため、この冷媒量を充填目標値 Msとして予め制御部 108のメモリに記憶しておき、上述の関係式を用いて冷媒自動 充填運転における冷媒回路 110内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量力演 算される室外ユニット 102の冷媒量 Moと室内ユニット 104、 105の冷媒量 Mrとをカロ 算した冷媒量の値が、この充填目標値 Msに到達するまで、冷媒の追加充填を行え ばよいことになる。すなわち、ステップ S113は、冷媒自動充填運転における室外ュ ニット 102の冷媒量 Moと室内ユニット 104、 105の冷媒量 Mrとを加算した冷媒量の 値が充填目標値 Msに到達した力どうかを判定することで、冷媒の追加充填により冷 媒回路 110内に充填された冷媒量の適否を判定する処理である。

[0110] そして、ステップ S113において、室外ユニット 102の冷媒量 Moと室内ユニット 104 、 105の冷媒量 Mrとを加算した冷媒量の値が充填目標値 Msよりも小さぐ冷媒の追 加充填が完了していない場合には、充填目標値 Msに到達するまで、ステップ S113 の処理が繰り返される。また、室外ユニット 102の冷媒量 Moと室内ユニット 104、 105 の冷媒量 Mrとを加算した冷媒量の値が充填目標値 Msに到達した場合には、冷媒 の追加充填が完了し、冷媒自動充填運転処理としてのステップ S101が完了する。 尚、上述の冷媒量判定運転においては、冷媒回路 110内への冷媒の追加充填が 進むにつれて、主として、室外熱交換器 123の出口における過冷却度 SCoが大きく なる傾向が現れて室外熱交換器 123における冷媒量 Mcが増加し、他の部分におけ る冷媒量がほぼ一定に保たれる傾向になるため、充填目標値 Msを、室外ユニット 10 2及び室内ユニット 104、 105ではなく、室外ユニット 102の冷媒量 Moのみに対応す る値として設定したり、又は、室外熱交 123の冷媒量 Mcに対応する値として設 定して、充填目標値 Msに到達するまで冷媒の追加充填を行うようにしてもょ、。 このように、冷媒自動充填運転の冷媒量判定運転における冷媒回路 110内の冷媒 量の適否 (すなわち、充填目標値 Msに到達したかどうか)を判定する冷媒量判定手 段として機能する制御部 108により、ステップ S 113の処理が行われる。

(ステップ S 102:配管容積判定運転)

上述のステップ S 101の冷媒自動充填運転が完了したら、ステップ S 102の配管容 積判定運転に移行する。配管容積判定運転では、制御部 108によって、図 21に示さ れるステップ S 121〜ステップ S 125の処理が行われる。ここで、図 21は、配管容積判 定運転のフローチャートである。

(ステップ S 121、 S 122:液冷媒連絡配管用の配管容積判定運転及び容積の演算

)

ステップ S121では、上述の冷媒自動充填運転におけるステップ S 111の冷媒量判 定運転と同様に、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制 御及び蒸発圧力制御を含む液冷媒連絡配管 106用の配管容積判定運転を行う。こ こで、液管温度制御における過冷却器 125の主冷媒回路側の出口の冷媒の温度 T1 Pの液管温度目標値 Tipsを第 1目標値 Tlpslとし、この第 1目標値 Tlpslで冷媒量判 定運転が安定した状態を第 1状態とする(図 22の破線を含む線で示された冷凍サイ クルを参照)。尚、図 22は、液冷媒連絡配管用の配管容積判定運転における空気調

和装置 101の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。

[0112] 次に、液管温度制御における過冷却器 125の主冷媒回路側の出口の冷媒の温度 Tipが第 1目標値 Tlpslで安定した第 1状態から、他の機器制御、すなわち、凝縮圧 力制御、過熱度制御及び蒸発圧力制御の条件については変更することなく(すなわ ち、過熱度目標値 SHrsや低圧目標値 Tesを変更することなく)、液管温度目標値 T1 psを第 1目標値 Tlpslと異なる第 2目標値 Tlps2に変更して安定させた第 2状態とす る(図 22の実線で示された冷凍サイクルを参照)。本実施形態において、第 2目標値 Tlps2は、第 1目標値 Tlpslよりも高い温度である。

このように、第 1状態で安定した状態から第 2状態に変更することによって、液冷媒 連絡配管 106内の冷媒の密度が小さくなるため、第 2状態における液冷媒連絡配管 部 B3の冷媒量 Mlpは、第 1状態における冷媒量に比べて減少することになる。そし て、この液冷媒連絡配管部 B3から減少した冷媒は、冷媒回路 110の他の部分に移 動することになる。より具体的には、上述のように、液管温度制御以外の他の機器制 御の条件については変更していないことから、高圧ガス管部 Eにおける冷媒量 Mogl 、低圧ガス管部 Hにおける冷媒量 Mog2及びガス冷媒連絡配管部 Gにおける冷媒量 Mgpがほぼ一定に保たれて、液冷媒連絡配管部 B3から減少した冷媒は、凝縮器部 A、高温液管部 Bl、低温液管部 B2、室内ユニット部 F及びバイパス回路部 Iに移動 することになる。すなわち、液冷媒連絡配管部 B3から冷媒が減少した分だけ、凝縮 器部 Aにおける冷媒量 Mc、高温液管部 B1における冷媒量 Moll、低温液管部 B2 における冷媒量 Mol2、室内ユニット部 Fにおける冷媒量 Mr及びバイパス回路部 Iに おける冷媒量 Mobが増加することになる。

[0113] 以上のような制御は、液冷媒連絡配管部 106の容積 Mlpを演算するための配管容 積判定運転を行う配管容積判定運転制御手段として機能する制御部 108 (より具体 的には、室内側制御部 147、 157と室外側制御部 137と制御部 137、 147、 157間 を接続する伝送線 108a)により、ステップ S 121の処理として行われる。

次に、ステップ S122では、第 1状態から第 2状態への変更により、液冷媒連絡配管 部 B3から冷媒が減少して冷媒回路 110の他の部分に移動する現象を利用して、液 冷媒連絡配管 106の容積 Vlpを演算する。

まず、液冷媒連絡配管 106の容積 Vlpを演算するために使用される演算式につい て、説明する。上述の配管容積判定運転によって、この液冷媒連絡配管部 B3から減 少して冷媒回路 110の他の部分に移動した冷媒量を冷媒増減量 Δ Mlpとし、第 1及 び第 2状態間における各部分の冷媒の増減量を A Mc、 Δ Μο11、 Δ Μο12、 A Mr及 び Δ Mob (ここでは、冷媒量 Mogl、冷媒量 Mog2及び冷媒量 Mgpがほぼ一定に保 たれるため省略する)とすると、冷媒増減量 Δ Mlpは、例えば、

Δ Mlp=— ( Δ Mc+ Δ Moll + Δ Μο12+ Δ Mr+ Δ Mob)

という関数式力演算することができる。そして、この Δ Mlpの値を液冷媒連絡配管 6 内における第 1及び第 2状態間の冷媒の密度変化量 Δ p ipで除算することにより、液 冷媒連絡配管 106の容積 Vlpを演算することができる。尚、冷媒増減量 Δ Mlpの演 算結果にはほとんど影響しないが、上述の関数式において、冷媒量 Mogl及び冷媒 量 Mog2が含まれて!/、てもよ!/、。

[0114] Vlp = Δ Mlp/ Δ lp

尚、 A Mc、 Δ Μο11、 Δ Μο12、 A Mr及び A Mobは、上述の冷媒回路 110の各部 分についての関係式を用いて、第 1状態における冷媒量と第 2状態における冷媒量 とを演算し、さらに第 2状態における冷媒量力第 1状態の冷媒量を減算することによ つて得られ、また、密度変化量 Δ lpは、第 1状態における過冷却器 125の出口に おける冷媒の密度と第 2状態における過冷却器 125の出口における冷媒の密度を演 算し、さらに第 2状態における冷媒の密度力第 1状態における冷媒の密度を減算す ること〖こよって得られる。

以上のような演算式を用いて、第 1及び第 2状態における冷媒回路 110を流れる冷 媒又は構成機器の運転状態量から液冷媒連絡配管 106の容積 Vlpを演算すること ができる。

[0115] 尚、本実施形態では、第 2状態における第 2目標値 Tlps2が第 1状態における第 1 目標値 Tlpslよりも高い温度になるように状態変更を行い、液冷媒連絡配管部 B2の 冷媒を他の部分に移動させることで他の部分における冷媒量を増加させて、この増 加量力も液冷媒連絡配管 106の容積 Vlpを演算しているが、第 2状態における第 2目 標値 Tlps2が第 1状態における第 1目標値 Tlpslよりも低い温度になるように状態変 更を行い、液冷媒連絡配管部 B3に他の部分から冷媒を移動させることで他の部分 における冷媒量を減少させて、この減少量から液冷媒連絡配管 106の容積 Vlpを演 算してちよい。

このように、液冷媒連絡配管 106用の配管容積判定運転における冷媒回路 110内 を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から液冷媒連絡配管 106の容積 Vlpを演 算する液冷媒連絡配管用の配管容積演算手段として機能する制御部 108により、ス テツプ S 122の処理が行われる。

[0116] (ステップ S 123、 S 124 :ガス冷媒連絡配管用の配管容積判定運転及び容積の演 算)

上述のステップ S 121及びステップ S 122が完了した後、ステップ S 123において、 室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及び蒸発圧力 制御を含むガス冷媒連絡配管 107用の配管容積判定運転を行う。ここで、蒸発圧力 制御における圧縮機 121の吸入圧力 Psの低圧目標値 Pesを第 1目標値 Peslとし、こ の第 1目標値 Peslで冷媒量判定運転が安定した状態を第 1状態とする(図 23の破 線を含む線で示された冷凍サイクルを参照)。尚、図 23は、ガス冷媒連絡配管用の 配管容積判定運転における空気調和装置 101の冷凍サイクルを示すモリエル線図 である。

次に、蒸発圧力制御における圧縮機 121の吸入圧力 Psの低圧目標値 Pesが第 1 目標値 Peslで安定した第 1状態から、他の機器制御、すなわち、液管温度制御、凝 縮圧力制御及び過熱度制御の条件については変更することなく(すなわち、液管温 度目標値 Tipsや過熱度目標値 SHrsを変更することなく)、低圧目標値 Pesを第 1目 標値 Peslと異なる第 2目標値 Pes2に変更して安定させた第 2状態とする(図 23の実 線のみで示された冷凍サイクルを参照)。本実施形態において、第 2目標値 Pes2は 、第 1目標値 Peslよりも低い圧力である。

[0117] このように、第 1状態で安定した状態から第 2状態に変更することによって、ガス冷 媒連絡配管 107内の冷媒の密度が小さくなるため、第 2状態におけるガス冷媒連絡 配管部 Gの冷媒量 Mgpは、第 1状態における冷媒量に比べて減少することになる。 そして、このガス冷媒連絡配管部 Gから減少した冷媒は、冷媒回路 110の他の部分 に移動することになる。より具体的には、上述のように、蒸発圧力制御以外の他の機 器制御の条件については変更していないことから、高圧ガス管部 Eにおける冷媒量 Mogl、高温液管部 B1における冷媒量 Moll、低温液管部 B2における冷媒量 Mol 2及び液冷媒連絡配管部 B3における冷媒量 Mlpがほぼ一定に保たれて、ガス冷媒 連絡配管部 Gから減少した冷媒は、低圧ガス管部 H、凝縮器部 A、室内ユニット部 F 及びバイパス回路部 Iに移動することになる。すなわち、ガス冷媒連絡配管部 Gから 冷媒が減少した分だけ、低圧ガス管部 Hにおける冷媒量 Mog2、凝縮器部 Aにおけ る冷媒量 Mc、室内ユニット部 Fにおける冷媒量 Mr及びバイパス回路部 Iにおける冷 媒量 Mobが増加することになる。

以上のような制御は、ガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpを演算するための配管容 積判定運転を行う配管容積判定運転制御手段として機能する制御部 108 (より具体 的には、室内側制御部 147、 157と室外側制御部 137と制御部 137、 147、 157間 を接続する伝送線 108a)により、ステップ S 123の処理として行われる。

次に、ステップ S124では、第 1状態から第 2状態への変更により、ガス冷媒連絡配 管部 G力も冷媒が減少して冷媒回路 110の他の部分に移動する現象を利用して、ガ ス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpを演算する。

まず、ガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpを演算するために使用される演算式につ いて、説明する。上述の配管容積判定運転によって、このガス冷媒連絡配管部 Gか ら減少して冷媒回路 110の他の部分に移動した冷媒量を冷媒増減量 Δ Mgpとし、 第 1及び第 2状態間における各部分の冷媒の増減量を A Mc、 A Mog2、 A Mr及び Δ Mob (ここでは、冷媒量 Mogl、冷媒量 Moll、冷媒量 Mol2及び冷媒量 Mlpがほ ぼ一定に保たれるため省略する)とすると、冷媒増減量 Δ Mgpは、例えば、

A Mgp= - ( A Mc+ A Mog2+ A Mr+ A Mob)

という関数式力演算することができる。そして、この Δ Mgpの値をガス冷媒連絡配 管 107内における第 1及び第 2状態間の冷媒の密度変化量 Δ p gpで除算することに より、ガス冷媒連絡配管 7の容積 Vgpを演算することができる。尚、冷媒増減量 A Mg Pの演算結果にはほとんど影響しないが、上述の関数式において、冷媒量 Mogl、冷 媒量 Moll及び冷媒量 Mol2が含まれて、てもよ、。


尚、 A Mc、 A Mog2、 Δ Mr及び Δ Mobは、上述の冷媒回路 110の各部分につい ての関係式を用いて、第 1状態における冷媒量と第 2状態における冷媒量とを演算し 、さらに第 2状態における冷媒量力第 1状態の冷媒量を減算することによって得ら れ、また、密度変化量 Δ p gpは、第 1状態における圧縮機 121の吸入側における冷 媒の密度 p sと室内熱交翻142、 152の出口における冷媒の密度 p eoとの平均密 度を演算し、第 2状態における平均密度から第 1状態における平均密度を減算するこ とによって得られる。

以上のような演算式を用いて、第 1及び第 2状態における冷媒回路 110を流れる冷 媒又は構成機器の運転状態量からガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpを演算するこ とがでさる。

[0120] 尚、本実施形態では、第 2状態における第 2目標値 Pes2が第 1状態における第 1目 標値 Peslよりも低、圧力になるように状態変更を行、、ガス冷媒連絡配管部 Gの冷 媒を他の部分に移動させることで他の部分における冷媒量を増加させて、この増加 量力もガス冷媒連絡配管 107の容積 Vlpを演算しているが、第 2状態における第 2目 標値 Pes2が第 1状態における第 1目標値 Peslよりも高い圧力になるように状態変更 を行!ヽ、ガス冷媒連絡配管部 Gに他の部分から冷媒を移動させることで他の部分に おける冷媒量を減少させて、この減少量からガス冷媒連絡配管 107の容積 Vlpを演 算してちよい。

このように、ガス冷媒連絡配管 107用の配管容積判定運転における冷媒回路 110 内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量からガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgp を演算するガス冷媒連絡配管用の配管容積演算手段として機能する制御部 108に より、ステップ S 124の処理が行われる。

[0121] (ステップ S125 :配管容積判定運転の結果の妥当性の判定)

上述のステップ S 121〜ステップ S 124が完了した後、ステップ S 125において、配 管容積判定運転の結果が妥当なものであるかどうか、すなわち、配管容積演算手段 によって演算された冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpが妥当なものであるか どうかを判定する。

具体的には、以下の不等式のように、演算により得られたガス冷媒連絡配管 107の 容積 Vgpに対する液冷媒連絡配管 106の容積 Vlpの比が所定の数値範囲内にある 力どうかにより判定する。

ε 1 く Vlp/Vgp く ε 2

ここで、 ε 1及び ε 2は、熱源ユニットと利用ユニットとの実現可能な組み合わせにお ける配管容積比の最小値及び最大値に基づいて可変される値である。

[0122] そして、容積比 VlpZVgpが上述の数値範囲を満たす場合には、配管容積判定運 転に力かるステップ S 102の処理が完了となり、容積比 VlpZVgpが上述の数値範囲 を満たさない場合には、再度、ステップ S 121〜ステップ S 124の配管容積判定運転 及び容積の演算の処理が行われる。

このように、上述の配管容積判定運転の結果が妥当なものであるかどうか、すなわ ち、配管容積演算手段によって演算された冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vg Pが妥当なものであるかどうかを判定する妥当性判定手段として機能する制御部 108 により、ステップ S 125の処理が行われる。

尚、本実施形態においては、液冷媒連絡配管 106用の配管容積判定運転 (ステツ プ S121、 S122)を先に行い、その後に、ガス冷媒連絡配管 107用の配管容積判定 運転 (ステップ S123、 S124)を行っているが、ガス冷媒連絡配管 107用の配管容積 判定運転を先に行ってもよい。

[0123] また、上述のステップ S125において、ステップ S 121〜S 124の配管容積判定運転 の結果が妥当でないものと複数回判定されるような場合や、より簡易的に冷媒連絡 配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpの判定を行いたい場合には、図 21には図示しない 力 例えば、ステップ S125において、ステップ S121〜S124の配管容積判定運転 の結果が妥当でないものと判定された後に、冷媒連絡配管 106、 107における圧力 損失から冷媒連絡配管 106、 107の配管長さを推定し、この推定された配管長さと平 均容積比から冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpを演算する処理に移行して 、冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpを得るようにしてもよい。

また、本実施形態においては、冷媒連絡配管 106、 107の長さゃ管径等の情報が なぐ冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpが未知であることを前提として、配管 容積判定運転を行って冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpを演算する場合に ついて説明したが、配管容積演算手段が、冷媒連絡配管 106、 107の長さや管径等 の情報を入力することで冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpを演算する機能 を有している場合には、この機能を併用してもよい。

[0124] さらに、上述の配管容積判定運転及びその運転結果を用いて冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpを演算する機能を使用せず、冷媒連絡配管 106、 107の長さ ゃ管径等の情報を入力することで冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpを演算 する機能のみを使用する場合には、上述の妥当性判定手段 (ステップ S125)を用い て、入力された冷媒連絡配管 106、 107の長さゃ管径等の情報が妥当であるかどう かにつ、ての判定を行うようにしてもよ!、。

(ステップ S 103:初期冷媒量検知運転)

上述のステップ S 102の配管容積判定運転が完了したら、ステップ S 103の初期冷 媒量判定運転に移行する。初期冷媒量検知運転では、制御部 108によって、図 24 に示されるステップ S 131及びステップ S 132の処理が行われる。ここで、図 24は、初 期冷媒量検知運転のフローチャートである。

[0125] (ステップ S131 :冷媒量判定運転)

ステップ S 131では、上述の冷媒自動充填運転のステップ SI 11の冷媒量判定運 転と同様に、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及 び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転が行われる。ここで、液管温度制御におけ る液管温度目標値 Tlps、過熱度制御における過熱度目標値 SHrs及び蒸発圧力制 御における低圧目標値 Pesは、原則として、冷媒自動充填運転のステップ S 11の冷 媒量判定運転における目標値と同じ値が使用される。

このように、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及 び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能 する制御部 108により、ステップ S 131の処理が行われる。

[0126] (ステップ S 132 :冷媒量の演算)

次に、上述の冷媒量判定運転を行いつつ冷媒量演算手段として機能する制御部 1 08によって、ステップ S132における初期冷媒量判定運転における冷媒回路 110を

流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路 110内の冷媒量を演算する。 冷媒回路 110内の冷媒量の演算は、上述の冷媒回路 110の各部分の冷媒量と冷媒 回路 110を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式を用いて演算される 力 この際、上述の配管容積判定運転によって、空気調和装置 101の構成機器の設 置後において未知であった冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpが演算されて 既知となっているため、これらの冷媒連絡配管 106、 107の容積 Vlp、 Vgpに冷媒の 密度を乗算することによって、冷媒連絡配管 106、 107内の冷媒量 Mlp、 Mgpを演 算し、さらに他の各部分の冷媒量を加算することにより、冷媒回路 110全体の初期冷 媒量を検知することができる。この初期冷媒量は、後述の冷媒漏洩検知運転におい て、冷媒回路 110からの漏洩の有無を判定する基準となる冷媒回路 110全体の基準 冷媒量 Miとして使用されるため、運転状態量の 1つとして、状態量蓄積手段としての 制御部 108のメモリに記憶される。

このように、初期冷媒量検知運転における冷媒回路 110内を流れる冷媒又は構成 機器の運転状態量から冷媒回路 110の各部分の冷媒量を演算する冷媒量演算手 段として機能する制御部 108により、ステップ S 132の処理が行われる。

<冷媒漏洩検知運転モード >

次に、冷媒漏洩検知運転モードについて、図 16、図 17、図 20及び図 25を用いて 説明する。ここで、図 25は、冷媒漏洩検知運転モードのフローチャートである。

本実施形態において、定期的 (例えば、休日や深夜等で空調を行う必要がない時 間帯等)に、不測の原因により冷媒回路 110から冷媒が外部に漏洩していないかどう かを検知する場合を例にして説明する。

(ステップ S 141:冷媒量判定運転)

まず、上記の冷房運転や暖房運転のような通常運転モードにおける運転が一定時 間(例えば、半年〜 1年ごと等)経過した場合に、自動又は手動で通常運転モードか ら冷媒漏洩検知運転モードに切り換えて、初期冷媒量検知運転の冷媒量判定運転 と同様に、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及び 蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転を行なう。ここで、液管温度制御における液管 温度目標値 Tlps、過熱度制御における過熱度目標値 SHrs及び蒸発圧力制御にお ける低圧目標値 Pesは、原則として、初期冷媒量検知運転の冷媒量判定運転のステ ップ S 131における目標値と同じ値が使用される。

[0128] 尚、この冷媒量判定運転は、冷媒漏洩検知運転ごとに行われることになるが、例え ば、凝縮圧力 Pcが異なる場合ゃ冷媒漏洩が生じて!/ヽる場合のような運転条件の違 いによって室外熱交換器 123出口における冷媒の温度 Tcoが変動する場合におい ても、液管温度制御によって、液冷媒連絡配管 106内の冷媒の温度 Tipが同じ液管 温度目標値 Tipsで一定に保たれることになる。

このように、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及 び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能 する制御部 8により、ステップ S141の処理が行われる。

(ステップ S 142:冷媒量の演算)

次に、上述の冷媒量判定運転を行いつつ冷媒量演算手段として機能する制御部 1 08によって、ステップ S 142における冷媒漏洩検知運転における冷媒回路 110を流 れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路 110内の冷媒量を演算する。冷 媒回路 110内の冷媒量の演算は、上述の冷媒回路 110の各部分の冷媒量と冷媒回 路 110を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式を用いて演算されるが、 この際、初期冷媒量判定運転と同様に、上述の配管容積判定運転によって、空気調 和装置 101の構成機器の設置後において未知であった冷媒連絡配管 106、 107の 容積 Vlp、 Vgpが演算されて既知となっているため、これらの冷媒連絡配管 106、 10 7の容積 Vlp、 Vgpに冷媒の密度を乗算することによって、冷媒連絡配管 106、 107 内の冷媒量 Mlp、 Mgpを演算し、さらに他の各部分の冷媒量を加算することにより、 冷媒回路 110全体の冷媒量 Mを演算することができる。

[0129] ここで、上述のように、液管温度制御によって液冷媒連絡配管 106内の冷媒の温 度 Tipが同じ液管温度目標値 Tipsで一定に保たれているため、液冷媒連絡配管部 B3における冷媒量 Mlpは、冷媒漏洩検知運転の運転条件の違いによらず、室外熱 交換器 123出口における冷媒の温度 Tcoが変動する場合においても、一定に保た れること〖こなる。

このように、冷媒漏洩検知運転における冷媒回路 110内を流れる冷媒又は構成機 器の運転状態量から冷媒回路 110の各部分の冷媒量を演算する冷媒量演算手段と して機能する制御部 108により、ステップ S 142の処理が行われる。

(ステップ S 143、 S 144 :冷媒量の適否の判定、警告表示)

冷媒回路 110から冷媒が外部に漏洩すると、冷媒回路 110内の冷媒量が減少する 。そして、冷媒回路 110内の冷媒量が減少すると、主として、室外熱交換器 123の出 口における過冷却度 SCが小さくなる傾向が現れ、これに伴い、室外熱交^^ 123 における冷媒量 Mcが減少し、他の部分における冷媒量がほぼ一定に保たれる傾向 になる。このため、上述のステップ S142において演算された冷媒回路 110全体の冷 媒量 Mは、冷媒回路 110からの冷媒漏洩が生じている場合には、初期冷媒量検知 運転において検知された基準冷媒量 MUりも小さくなり、冷媒回路 110からの冷媒 漏洩が生じていない場合には、基準冷媒量 Miとほぼ同じ値になる。

[0130] このことを利用して、ステップ S 143では、冷媒の漏洩の有無を判定している。そし て、ステップ S143において、冷媒回路 110からの冷媒の漏洩が生じていないと判定 される場合には、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。

一方、ステップ S143において、冷媒回路 110からの冷媒の漏洩が生じていると判 定される場合には、ステップ S 144の処理に移行して、冷媒漏洩を検知したことを知ら せる警告を警告表示部 109に表示した後、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。 このように、冷媒漏洩検知運転モードにお!ヽて冷媒量判定運転を行!ヽつつ冷媒回 路 110内の冷媒量の適否を判定して冷媒漏洩の有無を検知する、冷媒量判定手段 の一つである冷媒漏洩検知手段として機能する制御部 108により、ステップ S 142〜 S 144の処理が行われる。

[0131] 以上のように、本実施形態の空気調和装置 101では、制御部 108が、冷媒量判定 運転手段、冷媒量演算手段、冷媒量判定手段、配管容積判定運転手段、配管容積 演算手段、妥当性判定手段及び状態量蓄積手段として機能することにより、冷媒回 路 110内に充填された冷媒量の適否を判定するための冷媒量判定システムを構成 している。

(3)空気調和装置の特徴

本実施形態の空気調和装置 101には、以下のような特徴がある。

(A)

本実施形態の空気調和装置 101では、冷媒回路 110を複数の部分に分割して、 各部分の冷媒量と運転状態量との関係式を設定しているため、従来のような冷凍サ イタル特性のシミュレーションを行う場合に比べて、演算負荷を抑えることができるとと もに、各部分の冷媒量を演算する上で重要な運転状態量を関係式の変数として選 択的に取り込むことができるため、各部分の冷媒量の演算精度も向上し、その結果、 冷媒回路 110内の冷媒量の適否を高精度に判定することができる。

[0132] 例えば、冷媒量演算手段としての制御部 108は、関係式を用いて、冷媒回路 110 内に冷媒を充填する冷媒自動充填運転における冷媒回路 110を流れる冷媒又は構 成機器の運転状態量力も各部分の冷媒量を素早く演算することができる。しかも、冷 媒量判定手段としての制御部 108は、演算された各部分の冷媒量を用いて、冷媒回 路 110内の冷媒量 (具体的には、室外ユニット 102における冷媒量 Moと室内ュ-ッ ト 104、 105における冷媒量 Mrとを加算した値)が充填目標値 Msに到達した力どう 力を高精度に判定することができる。

また、制御部 108は、関係式を用いて、構成機器を設置した後又は冷媒回路 110 内に冷媒を充填した後の初期冷媒量を検知する初期冷媒量検知運転における冷媒 回路 110を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量力各部分の冷媒量を演算する ことで、基準冷媒量 Miとしての初期冷媒量を素早く演算することができる。し力も、初 期冷媒量を高精度に検知することができる。

[0133] さらに、制御部 108は、関係式を用いて、冷媒回路 110からの冷媒の漏洩の有無を 判定する冷媒漏洩検知運転における冷媒回路 10を流れる冷媒又は構成機器の運 転状態量力各部分の冷媒量を素早く演算することができる。し力も、制御部 108は 、演算された各部分の冷媒量と、漏洩の有無を判定する基準となる基準冷媒量 Miと を比較することで、冷媒回路 110からの冷媒の漏洩の有無を高精度に判定すること ができる。

(B)

本実施形態の空気調和装置 101では、凝縮器としての室外熱交換器 123から膨張 機構としての室内膨張弁 141、 151に送られる冷媒の温度を調節することが可能な 温度調節機構としての過冷却器 125が設けられており、冷媒量判定運転の際に過冷 却器 125から膨張機構としての室内膨張弁 141、 151に送られる冷媒の温度 Tipが 一定になるように過冷却器 125の能力制御を行うことで過冷却器 125から室内膨張 弁 141、 151に至る冷媒配管内の冷媒の密度 p lpが変化しないようにしているため、 凝縮器としての室外熱交換器 123の出口における冷媒の温度 Tcoが冷媒量判定運 転を行うごとに異なる場合であっても、このような冷媒の温度の相違の影響が室外熱 交 l23の出口力も過冷却器 125に至る冷媒配管のみに収まることとなり、冷媒 量判定の際に、室外熱交換器 123の出口における冷媒の温度 Tcoの相違 (すなわ ち、冷媒の密度の相違)による判定誤差を小さくすることができる。

[0134] 特に、本実施形態のように、熱源ユニットとしての室外ユニット 102と利用ユニットと しての室内ユニット 104、 105とが液冷媒連絡配管 106及びガス冷媒連絡配管 107 を介して接続されている場合には、室外ユニット 102と室内ユニット 104、 105との間 を接続する冷媒連絡配管 106、 107の長さゃ管径等が設置場所等の条件により異な るため、冷媒連絡配管 106、 107の容積が大きくなる場合には、室外熱交翻 23の 出口における冷媒の温度 Tcoの相違力室外熱交 l23の出口力室内膨張弁 141, 151に至る冷媒配管の大部分を構成する液冷媒連絡配管 106内の冷媒の温 度の相違となってしまい、判定誤差が大きくなる傾向にある力上述のように、過冷却 器 125を設けるとともに、冷媒量判定運転の際に液冷媒連絡配管 106内の冷媒の温 度 Tipが一定になるように過冷却器 125の能力制御を行っており、過冷却器 125から 室内膨張弁 141、 151に至る冷媒配管内の冷媒の密度 p lpが変化しないようにして いるため、冷媒量判定の際に、室外熱交換器 123の出口 Tcoにおける冷媒の温度 の相違 (すなわち、冷媒の密度の相違)による判定誤差を小さくすることができる。

[0135] 例えば、冷媒回路 110内に冷媒を充填する冷媒自動充填運転の際には、冷媒回 路 110内の冷媒量が充填目標値 Miに到達した力どうかを高精度に判定することが できる。また、構成機器を設置した後又は冷媒回路 110内に冷媒を充填した後の初 期冷媒量を検知する初期冷媒量検知運転の際には、初期冷媒量を高精度に検知 することができる。また、冷媒回路 110からの冷媒の漏洩の有無を判定する冷媒漏洩 検知運転の際には、冷媒回路 110からの冷媒の漏洩の有無を高精度に判定するこ

とがでさる。

また、本実施形態の空気調和装置 101では、冷媒量判定運転の際に蒸発器として の室内熱交換器 142、 152から圧縮機 121に送られる冷媒の圧力(例えば、吸入圧 力 Psや蒸発圧力 Pe)又は圧力に等価な運転状態量 (例えば、蒸発温度 Te等)がー 定になるように構成機器の制御を行うことで室内熱交翻142、 152から圧縮機 121 に送られる冷媒の密度 p gpが変化しないようにしているため、冷媒量判定の際に、 室内熱交換器 142、 152の出口における冷媒の圧力又は圧力に等価な運転状態量 の相違 (すなわち、冷媒の密度の相違)による判定誤差を小さくすることができる。

[0136] (C)

本実施形態の空気調和装置 101では、冷媒連絡配管 106、 107内を流れる冷媒 の密度が異なる 2つの状態を作り出す配管容積判定運転を行い、これら 2つの状態 間の冷媒の増減量を冷媒連絡配管 106、 107以外の部分の冷媒量力演算し、冷 媒の増減量を、第 1及び第 2状態間における冷媒連絡配管 106、 107内の冷媒の密 度変化量で除算することにより、冷媒連絡配管 106、 107の容積を演算するようにし ているため、例えば、構成機器を設置した後において冷媒連絡配管 106、 107の容 積が未知の場合であっても、冷媒連絡配管 106、 107の容積を検知することができる 。これにより、冷媒連絡配管 106、 107の情報を入力する手間を減らしつつ、冷媒連 絡配管 106、 107の容積を得ることができるようになる。

[0137] そして、この空気調和装置 101では、配管容積演算手段によって演算される冷媒 連絡配管 106、 107の容積と、冷媒回路 110を流れる冷媒又は構成機器の運転状 態量とを用いて、冷媒回路 110内の冷媒量の適否を判定することができるため、構成 機器を設置した後において冷媒連絡配管 106、 107の容積が未知の場合であっても 、冷媒回路 110内の冷媒量の適否を高精度に判定することができる。

例えば、構成機器を設置した後において冷媒連絡配管 106、 107の容積が未知の 場合であっても、配管容積演算手段によって演算された冷媒連絡配管 106、 107の 容積を用いて初期冷媒量判定運転における冷媒回路 110内の冷媒量を演算するこ とができる。また、構成機器を設置した後において冷媒連絡配管 106、 107の容積が 未知の場合であっても、配管容積演算手段によって演算された冷媒連絡配管 106、 107の容積を用いて冷媒漏洩検知運転における冷媒回路 110内の冷媒量を演算す ることができる。これにより、冷媒連絡配管の情報を入力する手間を減らしつつ、冷媒 回路 110からの冷媒の漏洩を検知するために必要な初期冷媒量を検知したり、冷媒 回路 110からの冷媒の漏洩の有無を高精度に判定することができる。

[0138] (D)

本実施形態の空気調和装置 101では、液冷媒連絡配管 106及びガス冷媒連絡配 管 107の情報 (例えば、配管容積判定運転の運転結果や作業者等が入力する冷媒 連絡配管 106、 107の長さゃ管径等の情報)から液冷媒連絡配管 106の容積 Vlp及 びガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpを演算し、演算によって得られた液冷媒連絡配 管 106の容積 Vlp及びガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpの演算結果から、演算に 使用された液冷媒連絡配管 106及びガス冷媒連絡配管 107の情報が妥当であるか どうかを判定しているため、妥当であると判断される場合には、正確な液冷媒連絡配 管 106の容積 Vlp及びガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpを得ることができ、妥当で な ヽと判断される場合には、適切な液冷媒連絡配管 106及びガス冷媒連絡配管 10 7の情報を入力し直したり、配管容積判定運転を再度行う等の対応を行うことができ る。しカゝも、その判定方法が、演算により得られた液冷媒連絡配管 106の容積 Vlp及 びガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpを個々にチェックするのではなぐ液冷媒連絡 配管 106の容積 Vlpとガス冷媒連絡配管 107の容積 Vgpとが所定の関係を満たすか どうかによって判定するものであるため、液冷媒連絡配管 106の容積 Vlpとガス冷媒 連絡配管 107の容積 Vgpとの相対関係も考慮した適切な判定することができる。

[0139] (4)変形例

本実施形態の空気調和装置 101についても、第 1実施形態の変形例 9と同様に、 空気調和装置 101に、空気調和装置 101の各構成機器を管理して運転データを取 得する管理装置としてのローカルコントローラを接続し、このローカルコントローラを空 気調和装置 101の運転データを受信する情報管理センターの遠隔サーバにネットヮ ークを介して接続し、遠隔サーバに状態量蓄積手段としてのディスク装置等の記憶 装置を接続することによって、冷媒量判定システムを構成してもよ、。

[第 3実施形態]

以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の第 3実施形態について説 明する。

[0140] (1)空気調和装置の構成

図 26は、本発明の第 3実施形態にかかる空気調和装置 201の概略の冷媒回路図 である。空気調和装置 201は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、 ビル等の屋内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置 201は、主として、 1 台の熱源ユニットとしての室外ユニット 202と、それに並列に接続された複数台(本実 施形態では、 2台)の利用ユニットとしての室内ユニット 204、 205と、室外ユニット 20 2と室内ユニット 204、 205とを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配管 206 及びガス冷媒連絡配管 207とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置 201の蒸気圧縮式の冷媒回路 210は、室外ユニット 202と、室内ユニット 204、 205と 、液冷媒連絡配管 206及びガス冷媒連絡配管 207とが接続されることによって構成 されている。

[0141] <室内ユニット >

室内ユニット 204、 205は、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、 又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット 204、 205は、液 冷媒連絡配管 206及びガス冷媒連絡配管 207を介して室外ユニット 202に接続され ており、冷媒回路 210の一部を構成している。

尚、室内ユニット 204、 205は、第 1実施形態の室内ユニット 4、 5と同様の構成であ るため、室内ユニット 4、 5の各部を示す 40番台の符号や 50番台の符号の代わりに 2 40番台の符号や 250番台の符号を付して、各部の説明を省略する。

<室外ユニット >

室外ユニット 202は、ビル等の屋上等に設置されており、液冷媒連絡配管 206及び ガス冷媒連絡配管 207を介して室内ユニット 204、 205に接続されており、室内ュ- ット 204、 205の間で冷媒回路 210を構成している。

[0142] 次に、室外ユニット 202の構成について説明する。室外ユニット 202は、主として、 冷媒回路 210の一部を構成する室外側冷媒回路 210cを備えている。この室外側冷 媒回路 210cは、主として、圧縮機 221と、四路切換弁 222と、熱源側熱交翻として の室外熱交翻223と、熱源側膨張弁としての室外膨張弁 224と、レシーバ 225と、 液側閉鎖弁 236と、ガス側閉鎖弁 237とを備えている。ここで、圧縮機 221、四路切 換弁 222、室外熱交翻223、液側閉鎖弁 236及びガス側閉鎖弁 237は、第 1実施 形態の室外ユニット 2を構成する圧縮機 21、四路切換弁 22、室外熱交換器 23、液 側閉鎖弁 36及びガス側閉鎖弁 37と同様であるため、ここでは説明を省略する。 本実施形態において、室外ユニット 202は、ユニット内に室外空気を吸入して、室 外熱交換器 223に供給した後に、室外に排出するための室外ファン 227を備えてお り、室外空気と室外熱交 223を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。 この室外ファン 227は、室外熱交 223に供給する空気の流量を可変することが 可能なファンであり、本実施形態において、 DCファンモータからなるモータ 227aに よって,駆動されるプロペラファンである。

本実施形態において、室外膨張弁 224は、室外側冷媒回路 210c内を流れる冷媒 の流量の調節等を行うために、室外熱交換器 223の液側に接続された電動膨張弁 である。

レシーバ 225は、室外膨張弁 224と液側閉鎖弁 236との間に接続されており、室内 ユニット 204、 205の運転負荷に応じて冷媒回路 210内に発生する余剰冷媒を溜め ることが可能な容器である。レシーバ 225は、例えば、図 27に示されるような縦型円 筒形の容器が使用される。ここで、図 27は、レシーバ 225の概略側面断面図である。 本実施形態において、レシーバ 225には、レシーバ 225内の液面を検出する液面 検知手段としての液面検知回路 238、 239が接続されている。液面検知回路 238、 2 39は、それぞれ、レシーバ 225の所定位置からレシーバ 225内の冷媒の一部を取り 出して、減圧を行い、冷媒温度を測定した後に、圧縮機 221の吸入側に戻すことが できるように構成されている。より具体的には、液面検知回路 238は、図 26及び図 27 に示されるように、主として、レシーバ 225の側部の第 1液面高さ Lの位置と圧縮機 2 21の吸入側とを接続する検知管 238aと、検知管 238aに設けられた電磁弁 238bと 、電磁弁 238bの下流側に設けられたキヤビラリチューブ 238cと、キヤビラリチューブ 238cの下流側の冷媒温度を検出する液面検知用温度センサ 238dとを有している。 液面検知回路 239は、液面検知回路 238と同様な構成を有しており、図 26及び図 2 7に示されるように、主として、レシーバ 225の側部の第 2液面高さ L 2の位置と圧縮機

221の吸入側とを接続する検知管 239aと、検知管 239aに設けられた電磁弁 239b と、電磁弁 239bの下流側に設けられたキヤビラリチューブ 239cと、キヤビラリチュー ブ 239cの下流側の冷媒温度を検出する液面検知用温度センサ 239dとを有してい る。尚、液面検知回路 238、 239の電磁弁 238b、 239b及びキヤビラジチューブ 238 c、 239cの代わりに、膨張弁を使用することもできる。

また、第 2液面高さ L 2は、第 1液面高さ L 1よりも少し上側の位置に設定されている。 さらに、第 1液面高さ L 1及び第 2液面高さ L 2は、後述の通常運転モードにおける液面 高さ(より具体的には、通常運転モードにおいてとり得る液面の最高液面高さ L 3 )より も上側の位置に設定されている。

また、室外ユニット 202には、上述の液面検知用温度センサ 238d、 239dの他にも 、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ユニット 202には、圧縮機 221 の吸入圧力 Psを検出する吸入圧力センサ 228と、圧縮機 221の吐出圧力 Pdを検出 する吐出圧力センサ 229と、圧縮機 221の吸入温度 Tsを検出する吸入温度センサ 2 32と、圧縮機 21の吐出温度 Tdを検出する吐出温度センサ 233とが設けられている 。室外熱交換器 223には、室外熱交換器 223内を流れる冷媒の温度 (すなわち、冷 房運転時における凝縮温度 Tc又は暖房運転時における蒸発温度 Teに対応する冷 媒温度)を検出する熱交温度センサ 230が設けられている。室外熱交換器 223の液 側には、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度を検出する液側温度センサ 231が 設けられている。室外ユニット 202の室外空気の吸入口側には、ユニット内に流入す る室外空気の温度 (すなわち、外気温度 Ta)を検出する外気温度センサ 234が設け られている。また、室外ユニット 202は、室外ユニット 202を構成する各部の動作を制 御する室外側制御部 235を備えている。そして、室外側制御部 235は、室外ユニット 202の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリやモータ 221aを制御 するインバータ回路等を有しており、室内ユニット 204、 205の室内側制御部 247、 2 57との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになつている。すなわち、室 内側制御部 247、 257と室外側制御部 235とによって、空気調和装置 201全体の運 転制御を行う制御部 208が構成されている。制御部 208は、図 28に示されるように、 各種センサ 229〜234、 238d、 239d、 244〜246、 254〜256の検出信号を受け ることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及 び弁 221、 222、 224、 227a, 238b, 239b, 241、 243a, 251、 253aを制御するこ とができるように接続されている。また、制御部 208には、後述の冷媒漏洩検知モー ドにおいて、冷媒漏洩を検知したことを知らせるための LED等力もなる警告表示部 2 09が接続されている。ここで、図 28は、空気調和装置 201の制御ブロック図である。

[0145] 以上のように、室内側冷媒回路 210a、 210bと、室外側冷媒回路 210cと、冷媒連 絡配管 206、 207とが接続されて、空気調和装置 201の冷媒回路 210が構成されて いる。そして、本実施形態の空気調和装置 201は、室内側制御部 247、 257と室外 側制御部 235とから構成される制御部 208によって、四路切換弁 222により冷房運 転及び暖房運転を切り換えて運転を行うとともに、各室内ユニット 204、 205の運転 負荷に応じて、室外ユニット 202及び室内ユニット 204、 205の各機器の制御を行う ようになっている。

(2)空気調和装置の動作

次に、本実施形態の空気調和装置 201の動作について説明する。

本実施形態の空気調和装置 201の運転モードとしては、各室内ユニット 204、 205 の運転負荷に応じて室外ユニット 202及び室内ユニット 204、 205の各機器の制御を 行う通常運転モードと、空気調和装置 201の設置後に行われる試運転を行うための 試運転モードと、試運転を終了し通常運転を開始した後において室内ユニット 204、 205を冷房運転しつつ蒸発器として機能する室内熱交換器 242、 252の出口におけ る冷媒の過熱度を検出して冷媒回路 210内に充填されている冷媒量の適否を判断 する冷媒漏洩検知モードとがある。そして、通常運転モードには、主として、冷房運 転と暖房運転とが含まれている。また、試運転モードには、冷媒自動充填運転と制御 変数変更運転とが含まれてヽる。

[0146] 以下、空気調和装置 201の各運転モードにおける動作について説明する。

<通常運転モード >

まず、通常運転モードにおける冷房運転について、図 26〜図 28を用いて説明する

冷房運転時は、四路切換弁 222が図 26の実線で示される状態、すなわち、圧縮機 221の吐出側が室外熱交換器 223のガス側に接続され、かつ、圧縮機 221の吸入 側が室内熱交 242、 252のガス側に接続された状態となっている。また、室外膨 張弁 224、液側閉鎖弁 236、ガス側閉鎖弁 237は開にされ、電磁弁 238b、 238bは 閉止され、室内膨張弁 241、 251は室内熱交換器 242、 252の出口における冷媒の 過熱度が所定値になるように開度調節されるようになっている。本実施形態において 、室内熱交換器 242、 252の出口における冷媒の過熱度は、ガス側温度センサ 245 、 255により検出される冷媒温度値力も液側温度センサ 244、 254により検出される 冷媒温度値を差し引くことによって検出される力又は、吸入圧力センサ 228により 検出される圧縮機 221の吸入圧力 Psを蒸発温度 Teに対応する飽和温度値に換算 し、ガス側温度センサ 245、 255により検出される冷媒温度値力もこの冷媒の飽和温 度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、ガス 側温度センサ 245、 255により検出される冷媒温度値力も液側温度センサ 244、 254 により検出される蒸発温度 Teに対応する冷媒温度値を差し引くことによって室内熱 交換器 242、 252の出口における冷媒の過熱度を検出したり、室内熱交換器 242、 2 52内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検 出される蒸発温度 Teに対応する冷媒温度値を、ガス側温度センサ 245、 255により 検出される冷媒温度値力も差し引くことによって室内熱交 242、 252の出口にお ける冷媒の過熱度を検出するようにしてもょヽ。

この冷媒回路 210の状態で、圧縮機 221、室外ファン 227及び室内ファン 243、 25 3を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機 221に吸入されて圧縮されて高圧のガス 冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁 222を経由して室外熱交換器 2 23に送られて、室外ファン 227によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮さ れて高圧の液冷媒となる。

そして、この高圧の液冷媒は、室外膨張弁 224を経由して、レシーバ 225に送られ 、一時的に、レシーバ 225内に溜められた後に、液側閉鎖弁 236及び液冷媒連絡配 管 206を経由して、室内ユニット 204、 205に送られる。ここで、レシーノ 225内に【ま 、室内ユニット 204、 205の運転負荷に応じて、例えば、室内ユニット 204、 205の一 方の運転負荷が小さい場合や停止している場合、あるいは、室内ユニット 204、 205 の両方の運転負荷が小さい場合等のように、冷媒回路 210内に余剰冷媒が発生す る場合には、レシーバ 225にその余剰冷媒が溜まるようになっており、そのレシーバ 2 25内の液面高さは、最高液面高さ L 3以下となっている。

[0148] 室内ユニット 204、 205に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁 241、 251によつ て減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器 242、 252に送られ 、室内熱交換器 242、 252で室内空気と熱交換を行って蒸発されて低圧のガス冷媒 となる。ここで、室内膨張弁 241、 251は、室内熱交^^ 242、 252の出口における 過熱度が所定値になるように室内熱交換器 242、 252内を流れる冷媒の流量を制御 しているため、室内熱交換器 242、 252において蒸発された低圧のガス冷媒は、所 定の過熱度を有する状態となる。このように、各室内熱交換器 242、 252には、各室 内ユニット 204、 205が設置された空調空間において要求される運転負荷に応じた 流量の冷媒が流れている。

この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管 207を経由して室外ユニット 202に送ら れ、ガス側閉鎖弁 237及び四路切換弁 222を経由して、再び、圧縮機 221に吸入さ れる。

[0149] 次に、通常運転モードにおける暖房運転について説明する。

暖房運転時は、四路切換弁 222が図 26の破線で示される状態、すなわち、圧縮機 221の吐出側が室内熱交換器、 242、 252のガス側に接続され、かつ、圧縮機 221 の吸入側が室外熱交 223のガス側に接続された状態となっている。また、室外 膨張弁 224、液側閉鎖弁 236、ガス側閉鎖弁 237は開にされ、電磁弁 238b、 238b は閉止され、室内膨張弁 241、 251は室内熱交換器 242、 252の出口における冷媒 の過冷却度が所定値になるように開度調節されるようになって、る。本実施形態にお いて、室内熱交換器 242、 252の出口における冷媒の過冷却度は、吐出圧力センサ 229により検出される圧縮機 221の吐出圧力 Pdを凝縮温度 Tcに対する飽和温度値 に換算し、この冷媒の飽和温度値力も液側温度センサ 244、 254により検出される冷 媒温度値力この冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施 形態では採用していないが、室内熱交換器 242、 252内を流れる冷媒の温度を検出 する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される凝縮温度 Tcに対応する 冷媒温度値を、液側温度センサ 244、 254により検出される冷媒温度値力差し引く ことによって室内熱交換器 242、 252の出口における冷媒の過冷却度を検出するよう にしてもよい。

[0150] この冷媒回路 210の状態で、圧縮機 221、室外ファン 227及び室内ファン 243、 25 3を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機 221に吸入されて圧縮されて高圧のガス 冷媒となり、四路切換弁 222、ガス側閉鎖弁 237及びガス冷媒連絡配管 207を経由 して、室内ユニット 204、 205に送られる。

そして、室内ユニット 204、 205に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器 242、 252において、室内空気と熱交換を行って凝縮されて高圧の液冷媒となった後、室 内膨張弁 241、 251によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。ここで、 室内膨張弁 241、 251は、室内熱交換器 242、 252の出口における過冷却度が所 定値になるように室内熱交換器 242、 252内を流れる冷媒の流量を制御しているた め、室内熱交換器 242、 252において凝縮された高圧の液冷媒は、所定の過冷却 度を有する状態となる。このように、各室内熱交換器 242、 252には、各室内ユニット 204、 205が設置された空調空間にお、て要求される運転負荷に応じた流量の冷媒 が流れている。

[0151] この低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒連絡配管 206を経由して室外ユニット 202に送られ、液側閉鎖弁 236を経由して、レシーバ 225に流入する。レシーバ 225 に流入した冷媒は、一時的に、レシーバ 225内に溜められた後に、室外膨張弁 224 を経由して、室外熱交 223に流入する。ここで、レシーバ 225内には、室内ュ- ッ卜 204、 205の運転負荷に応じて、例えば、室内ユニット 204、 205の一方の運転 負荷が小さい場合や停止している場合、あるいは、室内ユニット 204、 205の両方の 運転負荷が小さい場合等のように、冷媒回路 210内に余剰冷媒が発生する場合に は、レシーバ 225にその余剰冷媒が溜まるようになっており、そのレシーバ 225内の 液面高さは、最高液面高さ L 3以下となっている。そして、室外熱交 223に流入し た低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン 227によって供給される室外空気と熱 交換を行って凝縮されて低圧のガス冷媒となり、四路切換弁 222を経由して、再び、 圧縮機 221に吸入される。

[0152] このように、冷房運転及び暖房運転を含む通常運転を行う通常運転制御手段とし て機能する制御部 208により、上記の冷房運転及び暖房運転を含む通常運転処理 が行われる。

<試運転モード >

次に、試運転モードについて、図 26〜図 28及び図 3を用いて説明する。本実施形 態において、試運転モードでは、第 1実施形態と同様、まず、ステップ S1の自動冷媒 充填運転が行われ、続いて、ステップ S2の制御変数変更運転が行われる。

本実施形態では、現地において、所定量の冷媒が予め充填された室外ユニット 20 2と、室内ユニット 204、 205とを設置し、液冷媒連絡配管 206及びガス冷媒連絡配 管 207を介して接続して冷媒回路 210を構成した後に、液冷媒連絡配管 206及びガ ス冷媒連絡配管 207の長さに応じて不足する冷媒を冷媒回路 210内に追加充填す る場合を例にして説明する。

[0153] <ステップ S1 :自動冷媒充填運転 >

まず、室外ユニット 202の液側閉鎖弁 236及びガス側閉鎖弁 237を開けて、室外ュ ニット 202に予め充填されている冷媒を冷媒回路 210内に充満させる。

次に、試運転を行う者が、制御部 208に対して直接に、又は、リモコン(図示せず) 等を通じて遠隔に、試運転を開始する指令を出すと、制御部 208によって、第 1実施 形態と同様、図 4に示されるステップ S 11〜ステップ S 13の処理が行われる。

<ステップ S 11:冷媒量判定運転 >

冷媒自動充填運転の開始指令がなされると、冷媒回路 210が、室外ユニット 202の 四路切換弁 222が図 26の実線で示される状態で、かつ、室内ユニット 204、 205の 室内膨張弁 241、 251が開けられた状態となり、圧縮機 221、室外ファン 227及び室 内ファン 243、 253力 S起動されて、室内ユニット 204、 205の全てについて強制的に 冷房運転 (以下、室内ユニット全数運転とする)が行われる。

[0154] すると、冷媒回路 210において、圧縮機 221から凝縮器として機能する室外熱交換 器 223までの流路には圧縮機 221において圧縮 '吐出された高圧のガス冷媒が流れ 、凝縮器として機能する室外熱交 223内には室外空気との熱交換によってガス

状態力も液状態に相変化する高圧の冷媒が流れ、室外熱交換器 223から室内膨張 弁 241、 251までのレシーバ 225及び液冷媒連絡配管 206を含む流路には高圧の 液冷媒が流れ、蒸発器として機能する室内熱交換器 242、 252内には室内空気との 熱交換によって気液二相状態力ガス状態に相変化する低圧の冷媒が流れ、室内 熱交換器 242、 252から圧縮機 221までのガス冷媒連絡配管 207を含む流路には 低圧のガス冷媒が流れるようになる。

次に、下記のような機器制御を行って、冷媒回路 210内を循環する冷媒の状態を 安定させる運転に移行する。具体的には、圧縮機 221のモータ 221aの回転数 fを所 定値で一定になるように制御し (圧縮機回転数一定制御)、レシーバ 225内の液面が 液面高さ L 1と液面高さ L 2との間で一定になるように室内膨張弁 241、 251を制御(以 下、レシーバ液面一定制御とする)する。ここで、回転数一定制御を行うのは、圧縮 機 221によって吸入 '吐出される冷媒の流量を安定させるためである。また、液面一 定制御を行うのは、レシーバ 225内に余剰冷媒を一定量だけ保持しつつ、冷媒漏洩 の影響をレシーバ 225内の液量の変化ではなぐ蒸発器として機能する室内熱交換 器 242、 252の出口における冷媒の過熱度 SH等の冷媒量の変化の影響を受けて 変動する運転状態量の変化として現れるようにするためである。

すると、冷媒回路 210にお、て、冷媒回路 210内を循環する冷媒の状態が安定し て、室外熱交換器 223以外の機器及び配管における冷媒量がほぼ一定となるため、 続いて行われる冷媒の追加充填によって冷媒回路 210内に冷媒が充填され始めた 際に、蒸発器として機能する室内熱交換器 242、 252の出口における冷媒の過熱度 SH等の運転状態量が冷媒量の変化に応じて変化する状態を作り出すことができる ( 以下、この運転を冷媒量判定運転とする)。

ここで、上述のレシーバ液面一定制御について、液面検知回路 238、 239によるレ シーバ 225内の液面の検出方法も含めて、図 29を用いて説明する。ここで、図 29は 、レシーバ液面一定制御のフローチャートである。

まず、冷媒量判定運転の指令がなされると、電磁弁 238b、 239bが開にされ、レシ ーバ 225の液面高さ L 1の位置及び液面高さ L 2の位置力も圧縮機 221の吸入側に向 かって冷媒が流れる状態になる。ここで、冷媒の追加充填前の状態におけるレシ一

ノ 225内の液面は、液面高さ L 1及び液面高さ L2が通常運転モードの液面高さ L 3より も高い位置に設定されているため、液面高さ Lよりも低い位置にある。すなわち、レシ ーバ 225の液面高さ Lの位置力も圧縮機 21の吸入側に向力つて流れる冷媒は、ガ ス状態であるため、液面検知回路 238のキヤビラリチューブ 238cによって減圧されて 、いくらか温度降下が生じた後に圧縮機 221の吸入側に流入することになる。しかし 、このときに生じる温度降下は、ガス状態の冷媒の減圧操作であるため比較的小さく 、減圧操作後の冷媒の温度は、圧縮機 221の吸入温度 Tsに比べて高い温度までし か降下しない。そうすると、ステップ S241において、例えば、液面検知回路 238の液 面検知用温度センサ 238dによって検出される冷媒温度が、吸入温度 Tsに比べて所 定温度差以上高いことをもって、レシーバ 225の液面が液面高さ L未満であると判 定されることになる。そして、この場合には、室内膨張弁 242、 252の開度を小さくす る制御が行われる(ステップ S 242)。

[0156] 次に、室内膨張弁 242、 252の開度を小さくする制御を行うことによって、レシーバ 225の液面が上昇し、レシーバ 225の液面が液面高さ Lまで達すると、レシーバ 225 の液面高さ Lの位置力も圧縮機 221の吸入側に向かって流れる冷媒が液状態とな る。すると、液状態の冷媒を減圧される場合の温度降下は、減圧操作時の冷媒の蒸 発によって、ガス状態の冷媒が減圧される場合の温度降下よりも大きくなり、圧縮機 2 21の吸入温度 Tsとほぼ同じ温度まで降下する。そうすると、ステップ S241において 、例えば、液面検知回路 238の液面検知用温度センサ 238dによって検出される冷 媒温度と吸入温度 Tsとの温度差が所定温度差より小さくなることもって、レシーバ 22 5の液面が液面高さ L以上であると判定されることになる。そして、この場合には、ス テツプ S243に移行する。

[0157] ステップ S243においては、液面検知回路 239を用いて、レシーバ 225内の液面が 液面高さ L 2まで達しているかどうかを判定する。まず、レシーバ 225内の液面が液面 高さ L 2未満である場合には、レシーバ 225の液面高さ L 2の位置力も圧縮機 221の吸 入側に向力つて流れる冷媒は、ガス状態であるため、液面検知回路 239における減 圧操作後の冷媒の温度は、圧縮機 221の吸入温度 Tsに比べて高い温度までしか降 下しない。そうすると、レシーバ 225内の液面が液面高さ L以上、かつ、液面高さ L 未満となっているものと判定されることになる。そして、この場合には、室内膨張弁 24 2、 252の開度が適当であると判断して現状開度で固定する制御が行われる (ステツ プ S244)。

し力し、レシーバ 225内の液面が液面高さ L 2以上となり、レシーバ 225の液面高さ L

2の位置力も圧縮機 221の吸入側に向力つて流れる冷媒が液状態になった場合には

、ステップ S243において、例えば、液面検知回路 239の液面検知用温度センサ 23 9dによって検出される冷媒温度と吸入温度 Tsとの温度差が所定温度差より小さくな ることもって、レシーバ 225の液面が液面高さ L 2以上であると判定されることになる。 そして、この場合には、室内膨張弁 242、 252の開度を大きくする制御が行われる( ステップ S245)。

このように、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制御、及び、レシーバ液面 一定制御を含む冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能する制 御部 208により、ステップ S11の処理が行われる。

尚、本実施形態と異なり、室外ユニット 202に予め冷媒が充填されていない場合に は、このステップ S 11の処理に先だって、冷凍サイクル運転を行うことが可能な程度 の冷媒量になるまで冷媒充填を行う必要がある。

<ステップ S 12:冷媒充填時の運転データ蓄積 >

次に、上記の冷媒量判定運転を行いつつ、冷媒回路 210内に冷媒の追加充填を 実施するが、この際、ステップ S12において、冷媒の追加充填時における冷媒回路 2 10内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量を運転データとして取得し、制御部 2 08のメモリ〖こ蓄積する。本実施形態においては、室内熱交換器 242、 252の出口に おける過熱度 SHと、外気温度 Taと、室内温度 Trと、吐出圧力 Pdと、吸入圧力 Psと 力 冷媒充填時の運転データとして制御部 208のメモリに蓄積される。尚、本実施形 態において、室内熱交換器 242、 252の出口における過熱度 SHは、上述のように、 ガス側温度センサ 245、 255により検出される冷媒温度値力も液側温度センサ 244、 254により検出される冷媒温度値を差し引くことによって検出される力、又は、吸入圧 力センサ 228により検出される圧縮機 221の吸入圧力 Psを蒸発温度 Teに対応する 飽和温度値に換算し、ガス側温度センサ 245、 255により検出される冷媒温度値から この冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出されるものである。

[0159] このステップ S 12は、後述のステップ S 13における冷媒量の適否の判定の条件が 満たされるまで繰り返されるため、冷媒の追加充填が開始して力完了するまでの間 、上述の冷媒充填時の運転状態量が、冷媒充填時の運転データとして制御部 208 のメモリに蓄積される。尚、制御部 208のメモリに蓄積される運転データは、冷媒の追 加充填が開始して力完了するまでの間の運転データのうち、例えば、適当な温度 間隔ごとに過熱度を蓄積するとともに、これらの過熱度 SHに対応する他の運転 状態量を蓄積する等のように、適当に間引きした運転データを蓄積するようにしても よい。

このように、冷媒充填を伴う運転時に冷媒回路 210内を流れる冷媒又は構成機器 の運転状態量を運転データとして蓄積する状態量蓄積手段として機能する制御部 2 08により、ステップ S 12の処理が行われるため、冷媒の追加充填完了後の冷媒量( 以下、初期冷媒量とする)よりも少ない量の冷媒が冷媒回路 210内に充填されている 場合の運転状態量を運転データとして得ることができる。

[0160] <ステップ S13 :冷媒量の適否の判定 >

上述のように、冷媒回路 210内に冷媒の追加充填を開始すると、冷媒回路 210内 の冷媒量が徐々に増加するため、室外熱交換器 223からレシーバ 225内に流入す る冷媒量が増加する傾向が現れる。しかし、レシーバ 225内に溜まる冷媒量は、レシ ーバ液面一定制御によって一定に保たれているため、結果的に、室内熱交換器 242 、 252の出口における過熱度 SHが小さくなる傾向が現れる。この傾向は、室内熱交 242、 252の出口における過熱度 SHと冷媒回路 210内に充填されている冷媒 量との間に、図 30に示されるような相関関係があることを意味している。ここで、図 30 は、冷媒量判定運転における室内熱交換器 242、 252の出口における過熱度 SHと 、室内温度 Tr及び冷媒量 Chとの関係を示すグラフである。この相関関係は、現地に 設置され使用が開始された直後の状態の空気調和装置 201を用いて上述の冷媒量 判定運転を行った場合において、冷媒回路 210内に冷媒を予め設定された規定冷 媒量になるまで充填した場合における、室内熱交換器 242、 252の出口における過 熱度 SHの値 (以下、過熱度 SHの規定値とする)と室内温度 Trとの関係を示してヽ る。すなわち、試運転時 (具体的には、冷媒自動充填時)の室内温度 Trによって室 内熱交換器 242、 252の出口における過熱度 SHの規定値が決定され、この過熱度 SHの規定値と冷媒充填時に検出される過熱度 SHの現在値とを比較することによつ て、冷媒の追加充填により冷媒回路 210内に充填される冷媒量の適否が判定できる ことを意味している。

[0161] ステップ S13は、上述のような相関関係を利用して、冷媒の追加充填により冷媒回 路 210内に充填された冷媒量の適否を判定する処理である。

すなわち、追加充填される冷媒量が少なぐ冷媒回路 210における冷媒量が初期 冷媒量に達して、な、場合にぉ、ては、冷媒回路 210内の冷媒量が少な、状態と なる。ここで、冷媒回路 210内の冷媒量が少ない状態とは、室内熱交 242、 252 の出口における過熱度 SHの現在値が、過熱度 SHの規定値よりも大き、ことを意味 する。このため、ステップ S13において、室内熱交換器 242、 252の出口における過 熱度 SHの値が規定値よりも大きぐ冷媒の追加充填が完了していない場合には、過 熱度 SHの現在値が規定値に達するまで、ステップ S13の処理が繰り返される。また 、過熱度 SHの現在値が規定値に達した場合には、冷媒の追加充填が完了し、冷媒 量充填運転処理としてのステップ S1が終了する。尚、この冷媒の追加充填が完了し た後の冷媒量である初期冷媒量は、規定冷媒量に近、冷媒量に達して、ると考えら れるが、規定冷媒量の値自体が現地における配管長さや構成機器の容量等から決 定された冷媒量であるため、結果的に、初期冷媒量との間にばらつきが生じることも あり得る。このため、本実施形態では、冷媒の追加充填が完了した際における過熱 度 SHの値やその他の運転状態量の値を、後述の冷媒漏洩検知モードにおける過 熱度 SH等の運転状態量の基準値として!/、る。

[0162] このように、冷媒量判定運転において冷媒回路 210に充填された冷媒量の適否を 判定する冷媒量判定手段として機能する制御部 208により、ステップ S 13の処理が 行われる。

尚、本実施形態とは異なり、冷媒の追加充填が必要なぐ室外ユニット 202に予め 充填されている冷媒量で冷媒回路 210内の冷媒量として十分である場合には、実質 的には、自動冷媒充填運転が、初期冷媒量における運転状態量のデータの蓄積の

みを行うための運転となる。尚、現地において配管長さや構成機器の容量等カも算 出した規定冷媒量と、冷媒の追加充填が完了した後の初期冷媒量とがー致しない場 合もあるが、本実施形態では、冷媒の追加充填が完了した際における過熱度 SHの 値やその他の運転状態量の値を、後述の冷媒漏洩検知モードにおける過熱度 SH 等の運転状態量の基準値として、る。

[0163] <ステップ S2 :制御変数変更運転 >

上述のステップ S1の自動冷媒充填運転が終了したら、ステップ S2の制御変数変 更運転に移行する。制御変数変更運転では、制御部 208によって、第 1実施形態と 同様、図 6に示されるステップ S21〜ステップ S23の処理が行われる。

<ステップ S21〜S23 :制御変数変更運転、及びこの運転時の運転データ蓄積 > ステップ S21では、上述の冷媒自動充填運転が終了した後、冷媒回路 210内に初 期冷媒量が充填された状態において、ステップ S11と同様の冷媒量判定運転を行う

そして、ここでは、初期冷媒量まで充填された後の状態で冷媒量判定運転を行って いる状態において、室外ファン 227の風量を変更することで、この試運転時、すなわ ち、空気調和装置 201の設置後において、室外熱交換器 223の熱交換性能が変動 した状態を模擬する運転を行ったり、室内ファン 243、 253の風量を変更することで、 室内熱交換器 242、 252の熱交換性能が変動した状態を模擬する運転を行う(以下 、このような運転を制御変数変更運転とする)。

[0164] 例えば、冷媒量判定運転において、室外ファン 227の風量を小さくすると、室外熱 交翻223の伝熱係数 Kが小さくなり熱交換性能が低下するため、図 31に示される ように、室外熱交換器 223における冷媒の凝縮温度 Tcが高くなり、これにより、室外 熱交換器 223における冷媒の凝縮圧力 Pcに対応する圧縮機 221の吐出圧力 Pdが 高くなる傾向となる。また、冷媒量判定運転において、室内ファン 243、 253の風量を 小さくすると、室内熱交 242、 252の伝熱係数 K力 S小さくなり熱交換性能が低下 するため、図 32に示されるように、室内熱交換器 242、 252における冷媒の蒸発温 度 Teが低くなり、これにより、室内熱交換器 242、 252における冷媒の蒸発圧力 Pe に対応する圧縮機 21の吸入圧力 Psが低くなる傾向となる。このような制御変数変更 運転を行うと、冷媒回路 210内に充填された初期冷媒量が一定のままで、各運転条 件に応じて冷媒回路 210内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量が変動するこ とになる。ここで、図 31は、冷媒量判定運転における吐出圧力 Pdと外気温度 Taとの 関係を示すグラフである。図 32は、冷媒量判定運転における吸入圧力 Psと外気温 度 Taとの関係を示すグラフである。

[0165] ステップ S22では、制御変数変更運転の各運転条件における冷媒回路 210内を流 れる冷媒又は構成機器の運転状態量を運転データとして取得し、制御部 208のメモ リに蓄積する。本実施形態においては、室内熱交換器 242、 252の出口における過 熱度 SHと、外気温度 Taと、室内温度 Trと、吐出圧力 Pdと、吸入圧力 Psとが、冷媒 充填開始時の運転データとして制御部 208のメモリに蓄積される。

このステップ S22は、ステップ S23において、制御変数変更運転の運転条件のす ベてが実行されたものと判定されるまで繰り返されることになる。

このように、冷媒量判定運転を行いつつ室外ファン 227及び室内ファン 243、 253 の風量を変更することで室外熱交換器 223や室内熱交換器 242、 252の熱交換性 能が変動した状態を模擬する運転を含む制御変数変更運転を行う制御変数変更運 転手段として機能する制御部 208により、ステップ S21、 S23の処理が行われる。ま た、制御変数変更運転時に冷媒回路 210内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態 量を運転データとして蓄積する状態量蓄積手段として機能する制御部 208により、ス テツプ S22の処理が行われるため、室外熱交換器 223や室内熱交換器 242、 252の 熱交換性能が変動した状態を模擬する運転を行っている場合の運転状態量を運転 データとして得ることができる。

[0166] <冷媒漏洩検知モード >

次に、冷媒漏洩検知モードについて、図 26、図 27及び図 9を用いて説明する。 本実施形態において、通常運転モードにおける冷房運転や暖房運転時に、定期 的 (例えば、毎月 1回、空調空間に負荷を必要としない場合等)に、不測の原因により 冷媒回路 210内の冷媒が外部に漏洩していないかどうかを検知する場合を例にして 説明する。

<ステップ S31 :通常運転モードが一定時間経過したかどうかの判定 >

まず、上記の冷房運転や暖房運転のような通常運転モードにおける運転が一定時 間(毎 1ヶ月等)経過した力どうかを判定し、通常運転モードにおける運転が一定時 間経過した場合には、次のステップ S32に移行する。

<ステップ S32:冷媒量判定運転 >

通常運転モードにおける運転が一定時間経過した場合には、上述の冷媒自動充 填運転のステップ S11と同様に、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制御、 及び、レシーバ液面一定制御を含む冷媒量判定運転が行われる。ここで、圧縮機 22 1の回転数 fは、冷媒自動充填運転のステップ S11の冷媒量判定運転における回転 数 fの所定値と同じ値が使用される。また、レシーバ 225の液面高さは、冷媒自動充 填運転のステップ S 11の冷媒量判定運転における液面高さ L 1と液面高さ L 2との間の 液面高さになるように制御される。

[0167] このように、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制御、及び、レシーバ液面 一定制御を含む冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能する制 御部 208により、ステップ S32の処理が行われる。

<ステップ S33〜S35 :冷媒量の適否の判定、通常運転への復帰、警告表示 > 冷媒回路 210内の冷媒が外部に漏洩すると、冷媒回路 210内の冷媒量が減少す るため、室内熱交^^ 242、 252の出口における過熱度 SHの現在値が増加する傾 向が現れる(図 30参照)。すなわち、室内熱交換器 242、 252の出口における過熱 度 SHの現在値とを比較することによって冷媒回路 210内に充填されている冷媒量 の適否が判定できることを意味している。本実施形態においては、この冷媒漏洩検知 運転時における室内熱交換器 242、 252の出口における過熱度 SHの現在値と、上 述の冷媒自動充填運転完了時における冷媒回路 210内に充填された初期冷媒量 に対応する過熱度 SHの基準値 (規定値)とを比較して、冷媒量の適否の判定、すな わち、冷媒漏洩の検知を行うものである。

[0168] ここで、上述の冷媒自動充填運転完了時における冷媒回路 210内に充填された初 期冷媒量に対応する過熱度 SHの基準値を、冷媒漏洩検知運転時の過熱度 SHの 基準値として使用するにあたり問題となるのが、室外熱交 223や室内熱交 242、 252の経年劣化による熱交換性能の低下である。

そこで、本実施形態の空気調和装置 201では、第 1実施形態の空気調和装置 1と 同様、経年劣化の程度に応じて室外熱交換器 223及び室内熱交換器 242、 252の 係数 KAが変動すること、すなわち、係数 KAの変動に伴って、室外熱交換器 223〖こ おける凝縮圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係(図 7参照)、及び、室内熱交換器 24 2、 252における蒸発圧力 Peと室内温度 Trとの相関関係(図 8参照)が変動すること に着目して、冷媒量の適否の判定の際に使用される過熱度 SHの現在値又は過熱 度 SHの基準値を、室外熱交換器 223における凝縮圧力 Pcに対応する圧縮機 221 の吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、室内熱交換器 242、 252における蒸発圧力 Peに対 応する圧縮機 221の吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trを用いて補正することで、同じ 係数 KAを有する室外熱交換器 223及び室内熱交換器 242、 252を用いて構成され た空気調和装置 201において検出された過熱度 SH同士を比較することができるよう にして、経年劣化による過熱度 SHの変動の影響を排除するようにして、る。

[0169] 尚、室外熱交換器 223については、経年劣化のほか、雨天や強風等の天候の影 響による熱交換性能の変動も生じることがある。具体的には、雨天の場合には、室外 熱交 223のプレートフィンや伝熱管が雨水により濡れることで、熱交換性能の変 動、すなわち、係数 KAの変動が生じることがある。また、強風の場合には、室外ファ ン 227の風量が強風により弱くなつたり強くなつたりすることで、熱交換性能の変動、 すなわち、係数 KAの変動が生じることがある。このような天候の影響による室外熱交 換器 223の熱交換性能への影響についても、係数 KAの変動に応じた室外熱交換 器 223における凝縮圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係(図 7参照)の変動として現 れることになるため、経年劣化による過熱度の変動の影響を排除することによつ て、結果的に、天候による過熱度 SHの変動の影響も併せて排除することができるよ うになつている。

[0170] 具体的な補正方法としては、例えば、冷媒回路 210内に充填されている冷媒量 Ch を過熱度 SH、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの関数 として表現し、冷媒漏洩検知運転時の過熱度の現在値及びこの時の吐出圧力 P d、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの現在値から冷媒量 Chを演算す ることにより、冷媒量の基準値である初期冷媒量と比較することで、室外熱交

3の出口における過熱度の経年劣化や天候による影響を補償する方法がある。 ここで、冷媒回路 210内に充填されている冷媒量 Chは、

Ch=kl X SH +k2 X Pd+k3 XTa+ X k4 X Ps+k5 XTr+k6

という重回帰式力もなる関数として表現することができるため、上述の試運転モードの 冷媒充填時及び制御変数変更運転時に制御部 208のメモリに蓄積された運転デー タ(すなわち、室外熱交換器 223の出口における過熱度 SH、外気温度 Ta、室内温 度 Tr、吐出圧力 Pd、及び、吸入圧力 Psのデータ)を用いて、重回帰分析を行うこと により、各パラメータ kl〜k6を演算することで、冷媒量 Chの関数を決定することがで きる。

[0171] 尚、本実施形態において、この冷媒量 Chの関数の決定は、上述の試運転モードの 制御変数変更運転後であって、最初の冷媒量漏洩検知モードへの切り替えが行わ れるまでの間に、制御部 208において実行される。

このように、冷媒漏洩検知モードにおける冷媒漏洩の有無の検知の際に室外熱交 換器 223及び室内熱交換器 242、 252の経年劣化や天候による過熱度 SHへの影 響を補償するため関数を決定する状態量補正式演算手段として機能する制御部 20 8により、補正式を決定する処理が行われる。

そして、この冷媒漏洩検知運転時における室外熱交換器 223の出口における過熱 度 の現在値から冷媒量 Chの現在値を演算し、過熱度 SHの基準値における冷 媒量 Chの基準値 (すなわち、初期冷媒量)とほぼ同じ値 (例えば、過熱度 SHの現在 値に対応する冷媒量 Chと初期冷媒量との差の絶対値が所定値未満)である場合に は、冷媒の漏洩がないものと判定して、次のステップ S34の処理に移行して、通常運 転モードへ復帰させる。

[0172] 一方、この冷媒漏洩検知運転時における室内熱交換器 242、 252の出口における 過熱度 SHの現在値から冷媒量 Chの現在値を演算し、初期冷媒量よりも小さい値( 例えば、過熱度 SHの現在値に対応する冷媒量 Chと初期冷媒量との差の絶対値が 所定値以上)である場合には、冷媒の漏洩が発生しているものと判定して、ステップ S 35の処理に移行して、冷媒漏洩を検知したことを知らせる警告を警告表示部 209〖こ 表示した後、ステップ S34の処理に移行して、通常運転モードへ復帰させる。

これにより、それぞれ同じ係数 KAを有する室外熱交換器 223及び室内熱交換器 2 42、 252を用いて構成された空気調和装置 201にお、て検出された過熱度同 士を比較するのとほぼ同じ条件において、過熱度 SHの現在値と過熱度の基準 値とを比較したのと同様な結果を得ることができるため、経年劣化による過熱度 SH の変動の影響を排除することができる。

[0173] このように、冷媒漏洩検知モードにおいて冷媒量判定運転を行いつつ冷媒回路 21 0に充填された冷媒量の適否を判定して冷媒漏洩の有無を検知する、冷媒量判定手 段の一つである冷媒漏洩検知手段として機能する制御部 208により、ステップ S33 〜S35の処理が行われる。また、冷媒漏洩検知モードにおける冷媒漏洩の有無の検 知の際に室外熱交換器 223及び室内熱交換器 242、 252の経年劣化による過熱度 SHへの影響を補償するための状態量補正手段として機能する制御部 208により、 ステップ S33の処理の一部が行われる。

以上のように、本実施形態の空気調和装置 201では、制御部 208が、冷媒量判定 運転手段、状態量蓄積手段、冷媒量判定手段、制御変数変更運転手段、状態量補 正式演算手段、及び、状態量補正手段として機能することにより、冷媒回路 210内に 充填された冷媒量の適否を判定するための冷媒量判定システムを構成している。

[0174] (3)空気調和装置の特徴

本実施形態の空気調和装置 201には、以下のような特徴がある。

(A)

本実施形態の空気調和装置 201では、冷媒量判定運転モードにおいて、液面検 出手段としての液面検知回路 238、 239の検出値に基づいてレシーバ 225の液面を 一定に制御する運転(レシーバ液面一定制御)を行っているため、レシーバ 225内に 余剰冷媒を一定量だけ保持しつつ、冷媒漏洩の影響をレシーバ 225内の冷媒量の 変動ではなぐ冷媒回路 210を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量 (具体的には 、室内熱交換器 242、 252の出口における過熱度 SH )の変化として現れるようにす ることができる。このため、従来のレシーバ 225内の冷媒を空にする操作を行う場合と 異なり、冷媒量判定運転モードにおける圧縮機 221の吐出温度 Tdや吐出圧力 Pdの 急上昇や圧縮機 221の吸入圧力 Psの急低下や湿り圧縮の発生を抑えることができ る。

[0175] 尚、本実施形態の空気調和装置 201では、冷媒量判定運転モードにおけるレシ一 ノ 225の液面を、通常運転モードにおけるレシーバ 225の液面(具体的には、液面 高さ L 3 )よりも高い液面(具体的には、液面高さ L 1と液面高さ L2との間の液面高さ)に おいて一定になるように制御しているため、特に、圧縮機 221の吐出温度 Tdや吐出 圧力 Pdの急上昇の発生を抑えることができる。

これにより、本実施形態の空気調和装置 201では、レシーバ 225内に余剰冷媒が 存在していても、圧縮機 221の安定的な運転を維持しつつ、装置内に充填されてい る冷媒量の適否を判定することができる。

(B)

本実施形態の空気調和装置 201では、レシーバ 225から流出する冷媒の流量を直 接的に室内膨張弁 241, 251によって制御することによってレシーバ 225の液面を制 御しているため、比較的高い制御性を得ることができ、装置内に充填されている冷媒 量の適否の判定の精度を向上させることができる。

[0176] (C)

本実施形態の空気調和装置 201では、減圧後に測定される冷媒温度に基づいて 、具体的には、ガス冷媒が減圧される場合と液冷媒が減圧される場合との減圧時の 温度降下の違いを利用して、レシーバ 225の所定位置 (具体的には、液面高さ L、 L

2 )まで冷媒が溜まっているかどうかを判定する液面検知回路 238、 239を設けて、レ シーバ 225の液面を検出している。この液面検知回路 238、 239は、本実施形態の ように、レシーバ 225と圧縮機 221の吸入側とを接続する検知管 239aと、検知管 23 9aに設けられた電磁弁 239bと、電磁弁 239bの下流側に設けられたキヤビラリチュ ーブ 239cと、キヤビラリチューブ 239cの下流側の冷媒温度を検出する液面検知用 温度センサ 239dとからなる簡単な構成によって実現できるため、低コストで確実な液 面の検出を行うことができる。

[0177] (D)

本実施形態の空気調和装置 201では、室外熱交換器 223及び室内熱交換器 242 、 252 (すなわち、空気調和装置 201)が現地に設置され使用が開始された直後の

状態からの経年劣化の程度に応じて室外熱交換器 223及び室内熱交換器 242、 25 2の係数 KAが変動すること、すなわち、係数 KAの変動に伴って、室外熱交換器 22 3における冷媒圧力である凝縮圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係、及び、室内熱 交換器 242、 252における冷媒圧力である蒸発圧力 Peと室内温度 Trとの相関関係 が変動することに着目して (図 10、図 11参照)、冷媒量判定手段及び状態量補正手 段として機能する制御部 208において、冷媒量 Chの現在値を過熱度 SH 吐出圧 力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの関数として表現し、冷媒漏 洩検知運転時の過冷却度 SCの現在値及びこの時の吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、 吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの現在値から冷媒量 Chの現在値を演算すること〖こ より、冷媒量の基準値である初期冷媒量と比較することで、経年劣化による運転状態 量としての過熱度 SHの変動の影響を排除することができる。

これにより、この空気調和装置 201では、室外熱交換器 223及び室内熱交換器 24 2、 252の経年劣化が生じても、装置内に充填されている冷媒量の適否、すなわち、 冷媒漏洩の有無を精度よく判定することができる。

また、室外熱交換器 223については、係数 KAが変動する場合として、雨天や強風 等の天候の変動による場合も考えられるが、天候の変動についても、経年劣化と同 様に、係数 KAの変動に伴って、室外熱交換器 223における冷媒圧力である凝縮圧 力 Pcと外気温度 Taとの相関関係が変動することになるため、結果的に、この際の過 熱度 SHの変動の影響も排除することができる。

(E)

本実施形態の空気調和装置 201では、空気調和装置 201の設置後の試運転にお いて、現地における冷媒充填によって初期冷媒量まで充填された後の運転状態量( 具体的には、過熱度 SH、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内温 度 Trの基準値)を状態量蓄積手段として機能する制御部 208に蓄積し、この運転状 態量を基準値として、冷媒漏洩検知モードにおける運転状態量の現在値と比較して 、冷媒量の適否、すなわち、冷媒漏洩の有無を判定しているため、実際に装置内に 充填されている冷媒量である初期冷媒量と冷媒漏洩検知時の現在の冷媒量との比 較を行うことができる。

[0179] これにより、この空気調和装置 201では、冷媒充填前にあら力じめ設定されていた 規定冷媒量と現地において充填された初期冷媒量との間にばらつきが生じたり、冷 媒連絡配管 206、 207の配管長さ、複数の利用ユニット 204、 205の組み合わせや 各ユニット 202、 204、 205間の設置高低差よつて冷媒量の適否の判定に使用される 運転状態量 (具体的には、過熱度 SH )の変動の基準値に変動が生じる場合であつ ても、装置内に充填されている冷媒量の適否を精度よく判定することができる。

(F)

本実施形態の空気調和装置 201では、初期冷媒量まで充填された後の運転状態 量 (具体的には、過熱度 SH、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内 温度 Trの基準値)だけでなぐ室外ファン 227や室内ファン 243、 253のような空気 調和装置 201の構成機器の制御変数を変更して、試運転時とは異なる運転条件を 模擬的に実現する運転を行い、この運転中の運転状態量を状態量蓄積手段として 機能する制御部 208に蓄積することができる。

[0180] これにより、この空気調和装置 201では、室外ファン 227や室内ファン 243、 253等 の構成機器の制御変数を変更した運転中の運転状態量のデータに基づいて、室外 熱交換器 223や室内熱交換器 242、 252が経年劣化した場合のように、運転条件が 異なる場合の各種運転状態量の相関関係や補正式等を決定し、このような相関関係 や補正式を用いて、試運転時における運転状態量の基準値と運転状態量の現在値 とを比較する際の運転条件の差異を補償することができる。このように、この空気調和 装置 201では、構成機器の制御変数を変更した運転中の運転状態量のデータに基 づ 、て、試運転時における運転状態量の基準値と運転状態量の現在値とを比較す る際の運転条件の差異を補償することができるようになるため、装置内に充填されて いる冷媒量の適否の判定精度をさらに向上させることができる。

[0181] (4)変形例

本実施形態の空気調和装置 201についても、第 1実施形態の変形例 9と同様に、 空気調和装置 201に、空気調和装置 201の各構成機器を管理して運転データを取 得する管理装置としてのローカルコントローラを接続し、このローカルコントローラを空 気調和装置 201の運転データを受信する情報管理センターの遠隔サーバにネットヮ

ークを介して接続し、遠隔サーバに状態量蓄積手段としてのディスク装置等の記憶 装置を接続することによって、冷媒量判定システムを構成してもよ、。

[第 4実施形態]

以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の第 4実施形態について説 明する。

[0182] (1)空気調和装置の構成

図 31は、本発明の一実施形態に力かる空気調和装置 301の概略の冷媒回路図で ある。空気調和装置 301は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビ ル等の屋内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置 301は、主として、 1台 の熱源ユニットとしての室外ユニット 302と、それに並列に接続された複数台(本実施 形態では、 2台)の利用ユニットとしての室内ユニット 304、 305と、室外ユニット 302と 室内ユニット 304、 305とを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配管 306及 びガス冷媒連絡配管 307とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置 3 01の蒸気圧縮式の冷媒回路 310は、室外ユニット 302と、室内ユニット 304、 305と 、液冷媒連絡配管 306及びガス冷媒連絡配管 307とが接続されることによって構成 されている。

[0183] <室内ユニット >

室内ユニット 304、 305は、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、 又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット 304、 305は、液 冷媒連絡配管 306及びガス冷媒連絡配管 307を介して室外ユニット 302に接続され ており、冷媒回路 310の一部を構成している。

次に、室内ユニット 4、 5の構成について説明する。尚、室内ユニット 4と室内ユニット 5とは同様の構成であるため、ここでは、室内ユニット 4の構成のみ説明し、室内ュ- ット 5の構成については、それぞれ、室内ユニット 4の各部を示す 40番台の符号の代 わりに 50番台の符号を付して、各部の説明を省略する。

尚、室内ユニット 304、 305は、第 1実施形態の室内ユニット 4、 5と同様の構成であ るため、室内ユニット 4、 5の各部を示す 40番台の符号や 50番台の符号の代わりに 3 40番台の符号や 350番台の符号を付して、各部の説明を省略する。

[0184] <室外ユニット >

室外ユニット 302は、ビル等の屋上等に設置されており、液冷媒連絡配管 306及び ガス冷媒連絡配管 307を介して室内ユニット 304、 305に接続されており、室内ュ- ット 304、 305の間で冷媒回路 310を構成している。

次に、室外ユニット 302の構成について説明する。室外ユニット 302は、主として、 冷媒回路 310の一部を構成する室外側冷媒回路 310cを備えている。この室外側冷 媒回路 310cは、主として、圧縮機 321と、四路切換弁 322と、熱源側熱交翻として の室外熱交換器 323と、熱源側膨張弁としての室外膨張弁 324と、レシーバ 325と、 過冷却器 326と、液側閉鎖弁 336と、ガス側閉鎖弁 337とを備えている。ここで、圧縮 機 321、四路切換弁 322及び室外熱交換器 323は、第 1実施形態の室外ユニット 2 を構成する圧縮機 21、四路切換弁 22及び室外熱交 23と同様であるため、ここ では説明を省略する。

[0185] 本実施形態において、室外ユニット 302は、ユニット内に室外空気を吸入して、室 外熱交換器 323に供給した後に、室外に排出するための室外ファン 327を備えてお り、室外空気と室外熱交 323を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。 この室外ファン 327は、室外熱交 323に供給する空気の流量を可変することが 可能なファンであり、本実施形態において、 DCファンモータからなるモータ 327aに よって,駆動されるプロペラファンである。

本実施形態において、室外膨張弁 324は、室外側冷媒回路 310a内を流れる冷媒 の流量の調節等を行うために、室外熱交換器 323の液側に接続された電動膨張弁 である。

レシーバ 325は、室外膨張弁 324と液側閉鎖弁 336との間に接続されており、室内 ユニット 304、 305の運転負荷に応じて冷媒回路 310内に発生する余剰冷媒を溜め ることが可能な容器である。

[0186] 過冷却器 326は、本実施形態において、 2重管式の熱交換器であり、室外熱交換 器 323において凝縮され、レシーバ 325に一時的に溜められた後に、室内膨張弁 3 41、 351に送られる冷媒を冷却するために設けられている。過冷却器 326は、本実 施形態において、レシーバ 325と液側閉鎖弁 336との間に接続されている。

本実施形態において、過冷却器 326の冷却源としてのバイパス冷媒回路 371が設 けられている。尚、以下の説明では、冷媒回路 310からバイパス冷媒回路 371を除い た部分を、便宜上、主冷媒回路と呼ぶことにする。

ノィパス冷媒回路 371は、室外熱交 323から室内熱交 342、 352へ送ら れる冷媒の一部を主冷媒回路力分岐させて圧縮機 321の吸入側に戻すように主 冷媒回路に接続されている。具体的には、ノィパス冷媒回路 371は、レシーバ 325 の出口と過冷却器 326のバイパス冷媒回路側の入口に接続された分岐回路 371aと 、過冷却器 326のバイパス冷媒回路側の出口力も圧縮機 321の吸入側に戻すため に圧縮機 321の吸入側に接続された合流回路 371bとを有している。そして、分岐回 路 371aには、バイパス冷媒回路 371を流れる冷媒の流量を調節するためのバイパ ス側冷媒流量調節弁 372が設けられている。ここで、バイパス側冷媒流量調節弁 37 2は、過冷却器 326に流す冷媒の流量の調節を行うための電動膨張弁である。これ により、主冷媒回路を流れる冷媒は、過冷却器 326において、バイパス側冷媒流量 調節弁 372の出口力も圧縮機 321の吸入側に戻される冷媒によって冷却されるよう になっている。

液側閉鎖弁 336及びガス側閉鎖弁 337は、外部の機器'配管 (具体的には、液冷 媒連絡配管 306及びガス冷媒連絡配管 307)との接続口に設けられた弁である。液 側閉鎖弁 336は、過冷却器 326に接続されている。ガス側閉鎖弁 337は、四路切換 弁 322に接続されている。

また、室外ユニット 302には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ュ ニット 302には、圧縮機 321の吸入圧力 Psを検出する吸入圧力センサ 328と、圧縮 機 321の吐出圧力 Pdを検出する吐出圧力センサ 329と、圧縮機 321の吸入温度 Ts を検出する吸入温度センサ 332と、圧縮機 321の吐出温度 Tdを検出する吐出温度 センサ 333とが設けられている。室外熱交翻323には、室外熱交翻323内を流 れる冷媒の温度 (すなわち、冷房運転時における凝縮温度 Tc又は暖房運転時にお ける蒸発温度 Teに対応する冷媒温度)を検出する熱交温度センサ 330が設けられ ている。室外熱交換器 323の液側には、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度を 検出する液側温度センサ 331が設けられている。レシーノ 325の出口には、液状態 又は気液二相状態の冷媒の温度を検出するレシーバ出口温度センサ 338が設けら れている。過冷却器 326の主冷媒回路側の出口には、液状態又は気液二相状態の 冷媒の温度を検出する過冷却器出口温度センサ 339が設けられている。ノィパス冷 媒回路 371の合流回路 371bには、過冷却器 326のノィパス冷媒回路側の出口を 流れる冷媒の過熱度を検出するためのノィパス冷媒回路温度センサ 373が設けられ ている。室外ユニット 302の室外空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室外空 気の温度 (すなわち、外気温度 Ta)を検出する外気温度センサ 334が設けられてい る。また、室外ユニット 302は、室外ユニット 302を構成する各部の動作を制御する室 外側制御部 335を備えている。そして、室外側制御部 335は、室外ユニット 302の制 御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリやモータ 321aを制御するイン バータ回路等を有しており、室内ユニット 304、 305の室内側制御部 347、 357との 間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになつている。すなわち、室内側制 御部 347、 357と室外側制御部 335とによって、空気調和装置 301全体の運転制御 を行う制御部 308が構成されている。制御部 308は、図 32に示されるように、各種セ ンサ 329〜334、 338、 339、 344〜346、 354〜356、 373の検出信号を受けること ができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁 321、 322、 324、 327a, 341、 343a, 351、 353a, 372を帘 lj御すること力 Sできるよう に接続されている。また、制御部 308には、後述の冷媒漏洩検知モードにおいて、冷 媒漏洩を検知したことを知らせるための LED等力なる警告表示部 309が接続され ている。ここで、図 32は、空気調和装置 301の制御ブロック図である。

以上のように、室内側冷媒回路 310a、 310bと、室外側冷媒回路 310cと、冷媒連 絡配管 306、 307とが接続されて、空気調和装置 301の冷媒回路 310が構成されて いる。また、この冷媒回路 310は、ノィパス冷媒回路 371と、バイパス冷媒回路 371 を除く主冷媒回路とから構成されていると言い換えることもできる。そして、本実施形 態の空気調和装置 301は、室内側制御部 347、 357と室外側制御部 335とから構成 される制御部 308によって、四路切換弁 322により冷房運転及び暖房運転を切り換 えて運転を行うとともに、各室内ユニット 304、 305の運転負荷に応じて、室外ュ-ッ ト 302及び室内ユニット 304、 305の各機器の制御を行うようになっている。

(2)空気調和装置の動作

次に、本実施形態の空気調和装置 301の動作について説明する。

[0189] 本実施形態の空気調和装置 301の運転モードとしては、各室内ユニット 304、 305 の運転負荷に応じて室外ユニット 302及び室内ユニット 304、 305の各機器の制御を 行う通常運転モードと、空気調和装置 301の設置後に行われる試運転を行うための 試運転モードと、試運転を終了し通常運転を開始した後において室内ユニット 304、 305を冷房運転しつつ蒸発器として機能する室内熱交換器 342、 352の出口におけ る冷媒の過熱度を検出して冷媒回路 310内に充填されている冷媒量の適否を判断 する冷媒漏洩検知モードとがある。そして、通常運転モードには、主として、冷房運 転と暖房運転とが含まれている。また、試運転モードには、冷媒自動充填運転と制御 変数変更運転とが含まれてヽる。

以下、空気調和装置 301の各運転モードにおける動作について説明する。

[0190] <通常運転モード >

まず、通常運転モードにおける冷房運転について、図 31及び図 32を用いて説明 する。

冷房運転時は、四路切換弁 322が図 31の実線で示される状態、すなわち、圧縮機 321の吐出側が室外熱交換器 323のガス側に接続され、かつ、圧縮機 321の吸入 側が室内熱交 342、 352のガス側に接続された状態となっている。また、室外膨 張弁 324、液側閉鎖弁 336、ガス側閉鎖弁 337は開にされ、バイパス側冷媒流量調 節弁 372は閉止されている。このため、過冷却器 326においては、主冷媒回路を流 れる冷媒と、バイパス冷媒回路 371を流れる冷媒との熱交換は行われない状態にな つている。さらに、室内膨張弁 341、 351は、室内熱交^^ 342、 352の出口におけ る冷媒の過熱度が所定値になるように開度調節されるようになっている。本実施形態 において、室内熱交換器 342、 352の出口における冷媒の過熱度は、ガス側温度セ ンサ 345、 355により検出される冷媒温度値力も液側温度センサ 344、 354により検 出される冷媒温度値を差し引くことによって検出される力、又は、吸入圧力センサ 32 8により検出される圧縮機 321の吸入圧力 Psを蒸発温度 Teに対応する飽和温度値 に換算し、ガス側温度センサ 345、 355により検出される冷媒温度値からこの冷媒の 飽和温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していない 力 ガス側温度センサ 345、 355により検出される冷媒温度値力液側温度センサ 3 44、 354により検出される蒸発温度 Teに対応する冷媒温度値を差し引くことによって 室内熱交換器 342、 352の出口における冷媒の過熱度を検出したり、室内熱交換器 342、 352内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサ により検出される蒸発温度 Teに対応する冷媒温度値を、ガス側温度センサ 345、 35 5により検出される冷媒温度値力も差し引くことによって室内熱交 342、 352の出 口における冷媒の過熱度を検出するようにしてもよい。

[0191] この冷媒回路 310の状態で、圧縮機 321、室外ファン 327及び室内ファン 343、 35 3を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機 321に吸入されて圧縮されて高圧のガス 冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁 322を経由して室外熱交換器 3 23に送られて、室外ファン 327によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮さ れて高圧の液冷媒となる。

そして、この高圧の液冷媒は、室外膨張弁 324を経由して、レシーバ 325に送られ 、一時的に、レシーバ 325内に溜められた後に、過冷却器 326、液側閉鎖弁 336及 び液冷媒連絡配管 306を経由して、室内ユニット 304、 305に送られる。ここで、レシ ーバ 325内には、室内ユニット 304、 305の運転負荷に応じて、例えば、室内ュ-ッ ト 304、 305の一方の運転負荷が小さい場合や停止している場合、あるいは、室内ュ ニット 304、 305の両方の運転負荷が小さい場合等のように、冷媒回路 310内に余剰 冷媒が発生する場合には、レシーバ 325にその余剰冷媒が溜まるようになつている。

[0192] 室内ユニット 304、 305に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁 341、 351によつ て減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器 342、 352に送られ 、室内熱交換器 342、 352で室内空気と熱交換を行って蒸発されて低圧のガス冷媒 となる。ここで、室内膨張弁 341、 351は、室内熱交^^ 342、 352の出口における 過熱度が所定値になるように室内熱交換器 342、 352内を流れる冷媒の流量を制御 しているため、室内熱交換器 342、 352において蒸発された低圧のガス冷媒は、所 定の過熱度を有する状態となる。このように、各室内熱交換器 342、 352には、各室 内ユニット 304、 305が設置された空調空間において要求される運転負荷に応じた 流量の冷媒が流れている。

この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管 7を経由して室外ユニット 302に送られ 、ガス側閉鎖弁 337及び四路切換弁 322を経由して、再び、圧縮機 321に吸入され る。

[0193] 次に、通常運転モードにおける暖房運転について説明する。

暖房運転時は、四路切換弁 322が図 31の破線で示される状態、すなわち、圧縮機 321の吐出側が室内熱交換器 342、 352のガス側に接続され、かつ、圧縮機 321の 吸入側が室外熱交 323のガス側に接続された状態となっている。また、室外膨 張弁 324、液側閉鎖弁 336、ガス側閉鎖弁 337は開にされ、バイパス側冷媒流量調 節弁 372は閉止されている。このため、過冷却器 326においては、主冷媒回路を流 れる冷媒と、バイパス冷媒回路 371を流れる冷媒との熱交換は行われない状態にな つている。さらに、室内膨張弁 341、 351は、室内熱交^^ 342、 352の出口におけ る冷媒の過冷却度が所定値になるように開度調節されるようになっている。本実施形 態において、室内熱交換器 342、 352の出口における冷媒の過冷却度は、吐出圧 力センサ 329により検出される圧縮機 321の吐出圧力 Pdを凝縮温度 Tcに対する飽 和温度値に換算し、この冷媒の飽和温度値力も液側温度センサ 344、 354により検 出される冷媒温度値力この冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出される。 尚、本実施形態では採用していないが、室内熱交換器 342、 352内を流れる冷媒の 温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される凝縮温度 Tc に対応する冷媒温度値を、液側温度センサ 344、 354により検出される冷媒温度値 力も差し引くことによって室内熱交^^ 342、 352の出口における冷媒の過冷却度を 検出するようにしてもよい。

[0194] この冷媒回路 310の状態で、圧縮機 321、室外ファン 327及び室内ファン 343、 35 3を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機 321に吸入されて圧縮されて高圧のガス 冷媒となり、四路切換弁 322、ガス側閉鎖弁 337及びガス冷媒連絡配管 307を経由 して、室内ユニット 304、 305に送られる。

そして、室内ユニット 304、 305に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器 342、 352において、室内空気と熱交換を行って凝縮されて高圧の液冷媒となった後、室

内膨張弁 341、 351によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。ここで、 室内膨張弁 341、 351は、室内熱交換器 342、 352の出口における過冷却度が所 定値になるように室内熱交換器 342、 352内を流れる冷媒の流量を制御しているた め、室内熱交換器 342、 352において凝縮された高圧の液冷媒は、所定の過冷却 度を有する状態となる。このように、各室内熱交換器 342、 352には、各室内ユニット 304、 305が設置された空調空間にお、て要求される運転負荷に応じた流量の冷媒 が流れている。

[0195] この低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒連絡配管 306を経由して室外ユニット 302に送られ、液側閉鎖弁 336及び過冷却器 326を経由して、レシーバ 325に流入 する。レシーバ 325に流入した冷媒は、一時的に、レシーバ 325内に溜められた後 に、室外膨張弁 324を経由して、室外熱交 323に流入する。ここで、レシーバ 3 25内【こ ίま、室内ユニット 304、 305の運転負荷【こ応じて、 f列免 ίま、、室内ユニット 304、 305の一方の運転負荷が小さい場合や停止している場合、あるいは、室内ユニット 3 04、 305の両方の運転負荷が小さい場合等のように、冷媒回路 310内に余剰冷媒 が発生する場合には、レシーバ 325にその余剰冷媒が溜まるようになつている。そし て、室外熱交換器 323に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン 327に よって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮されて低圧のガス冷媒となり、四路 切換弁 322を経由して、再び、圧縮機 321に吸入される。

[0196] このように、冷房運転及び暖房運転を含む通常運転を行う通常運転制御手段とし て機能する制御部 308により、上記の冷房運転及び暖房運転を含む通常運転処理 が行われる。

<試運転モード >

次に、試運転モードについて、図 31、図 32及び図 3を用いて説明する。本実施形 態において、試運転モードでは、第 1実施形態と同様、まず、ステップ S1の自動冷媒 充填運転が行われ、続いて、ステップ S2の制御変数変更運転が行われる。

本実施形態では、現地において、所定量の冷媒が予め充填された室外ユニット 30 2と、室内ユニット 304、 305とを設置し、液冷媒連絡配管 306及びガス冷媒連絡配 管 307を介して接続して冷媒回路 310を構成した後に、液冷媒連絡配管 306及びガ

ス冷媒連絡配管 307の長さに応じて不足する冷媒を冷媒回路 310内に追加充填す る場合を例にして説明する。

[0197] <ステップ S1 :自動冷媒充填運転 >

まず、室外ユニット 302の液側閉鎖弁 336及びガス側閉鎖弁 337を開けて、室外ュ ニット 302に予め充填されている冷媒を冷媒回路 310内に充満させる。

次に、試運転を行う者が、制御部 308に対して直接に、又は、リモコン(図示せず) 等を通じて遠隔に、試運転を開始する指令を出すと、制御部 308によって、第 1実施 形態と同様、図 4に示されるステップ S 11〜ステップ S 13の処理が行われる。

<ステップ S 11:冷媒量判定運転 >

冷媒自動充填運転の開始指令がなされると、冷媒回路 310が、室外ユニット 302の 四路切換弁 322が図 31の実線で示される状態で、かつ、室内ユニット 304、 305の 室内膨張弁 341、 351が開けられた状態となり、圧縮機 321、室外ファン 327及び室 内ファン 343、 353力 S起動されて、室内ユニット 304、 305の全てについて強制的に 冷房運転 (以下、室内ユニット全数運転とする)が行われる。

[0198] すると、冷媒回路 310において、圧縮機 321から凝縮器として機能する室外熱交換 器 323までの流路には圧縮機 321において圧縮 '吐出された高圧のガス冷媒が流れ 、凝縮器として機能する室外熱交 323内には室外空気との熱交換によってガス 状態力も液状態に相変化する高圧の冷媒が流れ、室外熱交換器 323から室内膨張 弁 341、 351までのレシーバ 325及び液冷媒連絡配管 306を含む流路には高圧の 液冷媒が流れ、蒸発器として機能する室内熱交換器 342、 352内には室内空気との 熱交換によって気液二相状態力ガス状態に相変化する低圧の冷媒が流れ、室内 熱交換器 342、 352から圧縮機 321までのガス冷媒連絡配管 307を含む流路には 低圧のガス冷媒が流れるようになる。

次に、下記のような機器制御を行って、冷媒回路 310内を循環する冷媒の状態を 安定させる運転に移行する。具体的には、圧縮機 321のモータ 321aの回転数 fを所 定値で一定になるように制御し (圧縮機回転数一定制御)、レシーバ 325の主冷媒回 路側の出口の冷媒が過冷却状態になるように制御(レシーバ出口冷媒過冷却制御) する。ここで、回転数一定制御を行うのは、圧縮機 321によって吸入 '吐出される冷 媒の流量を安定させるためである。また、過冷却制御を行うのは、過冷却器 326から 液冷媒連絡配管 306を介して室内膨張弁 341、 351までの間を液冷媒によってシー ルして、冷媒回路 310内における冷媒量が最大になる条件を作り維持し、冷媒量の 変動によるレシーバ 325の主冷媒回路側の出口における冷媒の乾き度の変動を、過 冷却度 SC sや過冷却度 SC sの変動に応じて変動する運転状態量の変動として現れる ようにするためである。

[0199] さらに、室外熱交 323の冷媒圧力、すなわち、冷媒の凝縮圧力 Pc (圧縮機 32 1の吐出圧力 Pdに相当)が所定値よりも低い場合には、必要に応じて、室外熱交換 器 323に供給される空気の流量を室外ファン 327により制御することで、室外熱交換 器 323の冷媒圧力を高める制御 (凝縮圧力制御)を行う。ここで、凝縮圧力制御を行 うのは、過冷却器 326における主冷媒回路側の冷媒とバイパス冷媒回路側の冷媒と の熱交換が十分に行われる条件を作り出すためである。

すると、冷媒回路 310において、冷媒回路 310内を循環する冷媒の状態が安定し て、室外熱交換器 323以外の機器及び配管における冷媒量がほぼ一定となるため、 続いて行われる冷媒の追加充填によって冷媒回路 310内に冷媒が充填され始めた 際に、過冷却器 326の主冷媒回路側の出口における冷媒の過冷却度 SC s等の運転 状態量が冷媒量の変化に応じて変化する状態を作り出すことができる(以下、この運 転を冷媒量判定運転とする)。

[0200] ここで、上述のレシーバ出口冷媒過冷却制御について説明する。

まず、冷媒量判定運転の指令がなされると、バイパス側冷媒流量調節弁 372が開 けられる。すると、レシーバ 325の出口力も過冷却器 326に向かって流れる冷媒のー 部が、バイパス側冷媒流量調節弁 372によって流量調節されながら、主冷媒回路か ら分岐されてバイパス冷媒回路 371を介して圧縮機 321の吸入側に戻される流れが 形成される。ここで、バイノス側冷媒流量調節弁 372を通過する冷媒は、圧縮機 321 の吸入圧力 Ps近くまで減圧されることによって、その一部が蒸発して気液二相の状 態となる。そして、このバイパス冷媒回路 371のバイパス側冷媒流量調節弁 72の出 ロカも圧縮機 321の吸入側に向力つて流れる気液二相状態の冷媒は、過冷却器 32 6のバイパス冷媒回路側を通過する際に、過冷却器 326の主冷媒回路側を流れる室 外熱交翻323から室内熱交翻342、 352へ送られる冷媒と熱交換を行うこと〖こ なる。

[0201] ここで、バイパス側冷媒流量調節弁 372は、過冷却器 326のバイパス冷媒回路側 の出口における冷媒の過熱度 SH bが所定値になるように開度調節されるようになって いる。本実施形態において、過冷却器 326のバイパス冷媒回路側の出口における冷 媒の過熱度 SH bは、吸入圧力センサ 328により検出される圧縮機 321の吸入圧力 Ps を蒸発温度 Teに対応する飽和温度値に換算し、バイパス冷媒回路温度センサ 373 により検出される冷媒温度値からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出 される。尚、本実施形態では採用していないが、過冷却器 326のバイパス冷媒回路 側の入口に、別途、温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度 値をバイパス冷媒回路温度センサ 373により検出される冷媒温度値力も差し引くこと によって、過冷却器 326のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度 SH bを 検出するようにしてもよい。このため、バイパス冷媒回路 371を流れる冷媒は、過冷却 器 326を通過した後、過熱度 SH bの所定値になるまで加熱された後、圧縮機 321の 吸入側に戻されるようになって、る。

[0202] すると、レシーバ 325の出口力も過冷却器 326の主冷媒回路側を流れる冷媒が、 バイパス冷媒回路 371側を流れる冷媒との熱交換により過冷却状態となり、過冷却 器 326から冷媒連絡配管 306を介して室内膨張弁 341、 351までの間を過冷却状態 の冷媒が流れることになる。

このように、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制御、及び、レシーバ出口 冷媒過冷却制御 (必要に応じて、凝縮圧力制御)を含む冷媒量判定運転を行う冷媒 量判定運転制御手段として機能する制御部 308により、ステップ S11の処理が行わ れる。

尚、本実施形態と異なり、室外ユニット 302に予め冷媒が充填されていない場合に は、このステップ S 11の処理に先だって、冷凍サイクル運転を行うことが可能な程度 の冷媒量になるまで冷媒充填を行う必要がある。

[0203] <ステップ S 12:冷媒充填時の運転データ蓄積 >

次に、上記の冷媒量判定運転を行いつつ、冷媒回路 310内に冷媒の追加充填を

実施するが、この際、ステップ S12において、冷媒の追加充填時における冷媒回路 3 10内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量を運転データとして取得し、制御部 3 08のメモリに蓄積する。本実施形態においては、過冷却器 326の主冷媒回路側の 出口における過冷却度 SC sと、外気温度 Taと、室内温度 Trと、吐出圧力 Pdと、吸入 圧力 Psと力冷媒充填時の運転データとして制御部 308のメモリに蓄積される。 このステップ S 12は、後述のステップ S 13における冷媒量の適否の判定の条件が 満たされるまで繰り返されるため、冷媒の追加充填が開始して力完了するまでの間 、上述の冷媒充填時の運転状態量が、冷媒充填時の運転データとして制御部 308 のメモリに蓄積される。尚、制御部 308のメモリに蓄積される運転データは、冷媒の追 加充填が開始して力完了するまでの間の運転データのうち、例えば、適当な温度 間隔ごとに過冷却度 SC sを蓄積するとともに、これらの過冷却度 SC sに対応する他の 運転状態量を蓄積する等のように、適当に間引きした運転データを蓄積するようにし てもよい。

このように、冷媒充填を伴う運転時に冷媒回路 310内を流れる冷媒又は構成機器 の運転状態量を運転データとして蓄積する状態量蓄積手段として機能する制御部 3 08により、ステップ S 12の処理が行われるため、冷媒の追加充填完了後の冷媒量( 以下、初期冷媒量とする)よりも少ない量の冷媒が冷媒回路 310内に充填されている 場合の運転状態量を運転データとして得ることができる。

<ステップ S 13:冷媒量の適否の判定 >

上述のように、冷媒回路 310内に冷媒の追加充填を開始すると、冷媒回路 310内 の冷媒量が徐々に増加するため、この際の冷媒量の増加に応じてレシーバ 325の出 口における冷媒圧力が増加する (すなわち、冷媒温度が高くなる)傾向が現れる。そ うすると、レシーバ 325の出口における冷媒温度が高くなり、これにより、過冷却器 32 6にお、て主冷媒回路側に流入する冷媒の温度とバイパス冷媒回路側に流入する 冷媒の温度との温度差が大きくなるため、過冷却器 326における交換熱量が大きく なり、過冷却器 326の主冷媒回路側の出口における冷媒の過冷却度 SC sが増加す る傾向が現れる。この傾向は、過冷却器 326の主冷媒回路側の出口における過冷却 度 SC sと冷媒回路 310内に充填されている冷媒量との間に、図 33及び図 34に示さ れるような相関関係があることを意味している。ここで、図 33は、冷媒量判定運転に おける過冷却器 326の主冷媒回路側の出口における過冷却度 SC sと、外気温度 Ta 及び冷媒量 Chとの関係を示すグラフである。図 34は、冷媒量判定運転における過 冷却器 326の主冷媒回路側の出口における過冷却度 SC s及びレシーバ 325の出口 における冷媒温度と、冷媒量 Chとの関係を示すグラフである。図 33の相関関係は、 現地に設置され使用が開始された直後の状態の空気調和装置 301を用いて上述の 冷媒量判定運転を行った場合において、冷媒回路 310内に冷媒を予め設定された 規定冷媒量になるまで充填した場合における、過冷却器 326の主冷媒回路側の出 口における過冷却度 SCの値 (以下、過冷却度 SCの規定値とする)と外気温度 Taと の関係を示している。すなわち、試運転時 (具体的には、冷媒自動充填時)の外気温 度 Taによって過冷却器 326の主冷媒回路側の出口における過冷却度 SC sの規定値 が決定され、この過冷却度 SCの規定値と冷媒充填時に検出される過冷却度 SCの 現在値とを比較することによって、冷媒の追加充填により冷媒回路 310内に充填され る冷媒量の適否が判定できることを意味して、る。

ステップ S13は、上述のような相関関係を利用して、冷媒の追加充填により冷媒回 路 310内に充填された冷媒量の適否を判定する処理である。

すなわち、追加充填される冷媒量が少なぐ冷媒回路 310における冷媒量が初期 冷媒量に達して、な、場合にぉ、ては、冷媒回路 310内の冷媒量が少な、状態と なる。ここで、冷媒回路 310内の冷媒量が少ない状態とは、過冷却器 326の主冷媒 回路側の出口における過冷却度 SC sの現在値が、過冷却度 SC sの規定値よりも小さ いことを意味する。このため、ステップ S 13において、過冷却器 326の主冷媒回路側 の出口における過冷却度 SC sの値が規定値よりも小さぐ冷媒の追加充填が完了し ていない場合には、過冷却度 SC sの現在値が規定値に達するまで、ステップ S 13の 処理が繰り返される。また、過冷却度 SC sの現在値が規定値に達した場合には、冷 媒の追加充填が完了し、冷媒量充填運転処理としてのステップ S1が終了する。尚、 現地において配管長さや構成機器の容量等力算出した規定冷媒量と、冷媒の追 加充填が完了した後の初期冷媒量とがー致しない場合もあるが、本実施形態では、 冷媒の追加充填が完了した際における過冷却度 SC sの値やその他の運転状態量の 値を、後述の冷媒漏洩検知モードにおける過冷却度 sc s等の運転状態量の基準値 としている。

[0206] このように、冷媒量判定運転において冷媒回路 310に充填された冷媒量の適否を 判定する冷媒量判定手段として機能する制御部 308により、ステップ S 13の処理が 行われる。

尚、本実施形態とは異なり、冷媒の追加充填が必要なぐ室外ユニット 302に予め 充填されている冷媒量で冷媒回路 310内の冷媒量として十分である場合には、実質 的には、自動冷媒充填運転が、初期冷媒量における運転状態量のデータの蓄積の みを行うための運転となる。

<ステップ S2:制御変数変更運転 >

上述のステップ S1の自動冷媒充填運転が終了したら、ステップ S2の制御変数変 更運転に移行する。制御変数変更運転では、制御部 308によって、第 1実施形態と 同様、図 6に示されるステップ S21〜ステップ S23の処理が行われる。

[0207] <ステップ S21〜S23 :制御変数変更運転、及びこの運転時の運転データ蓄積 > ステップ S21では、上述の冷媒自動充填運転が終了した後、冷媒回路 310内に初 期冷媒量が充填された状態において、ステップ S11と同様の冷媒量判定運転を行う

そして、ここでは、初期冷媒量まで充填された後の状態で冷媒量判定運転を行って いる状態において、室外ファン 327の風量を変更することで、この試運転時、すなわ ち、空気調和装置 301の設置後において、室外熱交換器 323の熱交換性能が変動 した状態を模擬する運転を行ったり、室内ファン 343、 353の風量を変更することで、 室内熱交換器 342、 352の熱交換性能が変動した状態を模擬する運転を行う(以下 、このような運転を制御変数変更運転とする)。

例えば、冷媒量判定運転において、室外ファン 327の風量を小さくすると、室外熱 交 323の伝熱係数 Kが小さくなり熱交換性能が低下するため、図 7に示されるよ うに、室外熱交換器 323における冷媒の凝縮温度 Tcが高くなり、これにより、室外熱 交換器 323における冷媒の凝縮圧力 Pcに対応する圧縮機 321の吐出圧力 Pdが高 くなる傾向となる。また、冷媒量判定運転において、室内ファン 343、 353の風量を小 さくすると、室内熱交 342、 352の伝熱係数 K力 S小さくなり熱交換性能が低下す るため、図 8に示されるように、室内熱交換器 342、 352における冷媒の蒸発温度 Te が低くなり、これにより、室内熱交換器 342、 352における冷媒の蒸発圧力 Peに対応 する圧縮機 321の吸入圧力 Psが低くなる傾向となる。このような制御変数変更運転を 行うと、冷媒回路 310内に充填された初期冷媒量が一定のままで、各運転条件に応 じて冷媒回路 310内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量が変動することになる

[0208] ステップ S22では、制御変数変更運転の各運転条件における冷媒回路 310内を流 れる冷媒又は構成機器の運転状態量を運転データとして取得し、制御部 308のメモ リに蓄積する。本実施形態においては、室内熱交換器 342、 352の出口における過 冷却度 SC sと、外気温度 Taと、室内温度 Trと、吐出圧力 Pdと、吸入圧力 Psとが、冷 媒充填開始時の運転データとして制御部 308のメモリに蓄積される。

このステップ S22は、ステップ S23において、制御変数変更運転の運転条件のす ベてが実行されたものと判定されるまで繰り返されることになる。

このように、冷媒量判定運転を行いつつ室外ファン 327及び室内ファン 343、 353 の風量を変更することで室外熱交換器 323や室内熱交換器 342、 352の熱交換性 能が変動した状態を模擬する運転を含む制御変数変更運転を行う制御変数変更運 転手段として機能する制御部 308により、ステップ S21、 S23の処理が行われる。ま た、制御変数変更運転時に冷媒回路 310内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態 量を運転データとして蓄積する状態量蓄積手段として機能する制御部 308により、ス テツプ S22の処理が行われるため、室外熱交換器 323や室内熱交換器 342、 352の 熱交換性能が変動した状態を模擬する運転を行っている場合の運転状態量を運転 データとして得ることができる。

[0209] <冷媒漏洩検知モード >

次に、冷媒漏洩検知モードについて、図 31、図 32及び図 9を用いて説明する。 本実施形態において、通常運転モードにおける冷房運転や暖房運転時に、定期 的 (例えば、休日や深夜等で空調を行う必要がない時間帯等)に、不測の原因により 冷媒回路 310内の冷媒が外部に漏洩して、な、かどうかを検知する場合を例にして 説明する。

<ステップ S31 :通常運転モードが一定時間経過したかどうかの判定 > まず、上記の冷房運転や暖房運転のような通常運転モードにおける運転が一定時 間(毎 1ヶ月等)経過した力どうかを判定し、通常運転モードにおける運転が一定時 間経過した場合には、次のステップ S32に移行する。

<ステップ S32:冷媒量判定運転 >

通常運転モードにおける運転が一定時間経過した場合には、上述の冷媒自動充 填運転のステップ S11と同様に、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制御、 及び、レシーバ出口冷媒過冷却制御(を含む冷媒量判定運転が行われる。ここで、 圧縮機 321の回転数 fは、冷媒自動充填運転のステップ SI 1の冷媒量判定運転に おける回転数 fの所定値と同じ値が使用される。また、レシーバ出口冷媒過冷却制御 におけるバイパス冷媒回路 371のバイパス側冷媒流量調節弁 372の過熱度制御に おける過熱度 SH Bの所定値もステップ S 11の冷媒量判定運転における過熱度 SH b の所定値と同じ値が使用される。

このように、室内ユニット全数運転、圧縮機回転数一定制御、及び、レシーバ出口 冷媒過冷却制御 (必要に応じて、凝縮圧力制御)を含む冷媒量判定運転を行う冷媒 量判定運転制御手段として機能する制御部 308により、ステップ S32の処理が行わ れる。

<ステップ S33〜S35 :冷媒量の適否の判定、通常運転への復帰、警告表示 > 冷媒回路 310内の冷媒が外部に漏洩すると、冷媒回路 310内の冷媒量が減少す るため、過冷却器 326の主冷媒回路側の出口における過冷却度 SC sの現在値が小 さくなる傾向が現れる(図 33及び図 34参照)。すなわち、過冷却器 326の主冷媒回 路側の出口における過冷却度 SC sの現在値とを比較することによって冷媒回路 310 内に充填されている冷媒量の適否が判定できることを意味している。本実施形態に おいては、この冷媒漏洩検知運転時における過冷却器 326の主冷媒回路側の出口 における過冷却度 SC sの現在値と、上述の冷媒自動充填運転完了時における冷媒 回路 310内に充填された初期冷媒量に対応する過冷却度 SC sの基準値 (規定値)と を比較して、冷媒量の適否の判定、すなわち、冷媒漏洩の検知を行うものである。 [0211] ここで、上述の冷媒自動充填運転完了時における冷媒回路 310内に充填された初 期冷媒量に対応する過冷却度 SC sの基準値を、冷媒漏洩検知運転時の過冷却度 S

C sの基準値として使用するにあたり問題となるのが、室外熱交換器 323や室内熱交 翻342、 352の経年劣化による熱交換性能の低下である。

そこで、本実施形態の空気調和装置 301では、第 1実施形態の空気調和装置 1と 同様、経年劣化の程度に応じて室外熱交換器 323及び室内熱交換器 342、 352の 係数 KAが変動すること、すなわち、係数 KAの変動に伴って、室外熱交換器 323〖こ おける凝縮圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係(図 7参照)、及び、室内熱交換器 34 2、 352における蒸発圧力 Peと室内温度 Trとの相関関係(図 8参照)が変動すること に着目して、冷媒量の適否の判定の際に使用される過冷却度 SC sの現在値又は過 冷却度 SC sの基準値を、室外熱交換器 323における凝縮圧力 Pcに対応する圧縮機

321の吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、室内熱交換器 342、 352における蒸発圧力 Peに 対応する圧縮機 321の吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trを用いて補正することで、同 じ係数 KAを有する室外熱交換器 323及び室内熱交換器 342、 352を用いて構成さ れた空気調和装置 301において検出された過冷却度 SC s同士を比較することができ るようにして、経年劣化による過冷却度 SC sの変動の影響を排除するようにしている。

[0212] 尚、室外熱交換器 323については、経年劣化のほか、雨天や強風等の天候の影 響による熱交換性能の変動も生じることがある。具体的には、雨天の場合には、室外 熱交 323のプレートフィンや伝熱管が雨水により濡れることで、熱交換性能の変 動、すなわち、係数 KAの変動が生じることがある。また、強風の場合には、室外ファ ン 327の風量が強風により弱くなつたり強くなつたりすることで、熱交換性能の変動、 すなわち、係数 KAの変動が生じることがある。このような天候の影響による室外熱交 換器 323の熱交換性能への影響についても、係数 KAの変動に応じた室外熱交換 器 323における凝縮圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係(図 7参照)の変動として現 れることになるため、経年劣化による過冷却度 SC sの変動の影響を排除することによ つて、結果的に、天候による過冷却度 SC sの変動の影響も併せて排除することができ るようになっている。

[0213] 具体的な補正方法としては、例えば、冷媒回路 310内に充填されている冷媒量 Ch を過冷却度 SC、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの関 数として表現し、冷媒漏洩検知運転時の過冷却度 SC sの現在値及びこの時の吐出 圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの現在値から冷媒量 Chを 演算することにより、冷媒量の基準値である初期冷媒量と比較することで、室外熱交 323の出口における過冷却度 SC sの経年劣化や天候による影響を補償する方 法がある。

ここで、冷媒回路 310内に充填されている冷媒量 Chは、

Ch=kl X SC +k2 X Pd+k3 XTa+ X k4 X Ps+k5 XTr+k6

という重回帰式力もなる関数として表現することができるため、上述の試運転モードの 冷媒充填時及び制御変数変更運転時に制御部 308のメモリに蓄積された運転デー タ(すなわち、室外熱交換器 323の出口における過冷却度 SC s、外気温度 Ta、室内 温度 Tr、吐出圧力 Pd、及び、吸入圧力 Psのデータ)を用いて、重回帰分析を行うこ とにより、各パラメータ kl〜k6を演算することで、冷媒量 Chの関数を決定することが できる。

[0214] 尚、本実施形態において、この冷媒量 Chの関数の決定は、上述の試運転モードの 制御変数変更運転後であって、最初の冷媒量漏洩検知モードへの切り替えが行わ れるまでの間に、制御部 308において実行される。

このように、冷媒漏洩検知モードにおける冷媒漏洩の有無の検知の際に室外熱交 換器 323及び室内熱交換器 342、 352の経年劣化や天候による過冷却度 SC sへの 影響を補償するため関数を決定する状態量補正式演算手段として機能する制御部 3 08により、補正式を決定する処理が行われる。

そして、この冷媒漏洩検知運転時における室外熱交換器 323の出口における過冷 却度 SC sの現在値から冷媒量 Chの現在値を演算し、過冷却度 SC sの基準値におけ る冷媒量 Chの基準値 (すなわち、初期冷媒量)とほぼ同じ値 (例えば、過冷却度 SC s の現在値に対応する冷媒量 Chと初期冷媒量との差の絶対値が所定値未満)である 場合には、冷媒の漏洩がないものと判定して、次のステップ S34の処理に移行して、 通常運転モードへ復帰させる。

[0215] 一方、この冷媒漏洩検知運転時における室内熱交換器 342、 352の出口における 過冷却度 sc sの現在値から冷媒量 Chの現在値を演算し、初期冷媒量よりも小さい値

(例えば、過冷却度 SC sの現在値に対応する冷媒量 Chと初期冷媒量との差の絶対 値が所定値以上)である場合には、冷媒の漏洩が発生しているものと判定して、ステ ップ S35の処理に移行して、冷媒漏洩を検知したことを知らせる警告を警告表示部 3 09に表示した後、ステップ S34の処理に移行して、通常運転モードへ復帰させる。 これにより、それぞれ同じ係数 KAを有する室外熱交換器 323及び室内熱交換器 3 42、 352を用いて構成された空気調和装置 301にお、て検出された過冷却度 SC s 同士を比較するのとほぼ同じ条件において、過冷却度 SCの現在値と過冷却度 SC の基準値とを比較したのと同様な結果を得ることができるため、経年劣化による過熱 度 SHの変動の影響を排除することができる。

[0216] このように、冷媒漏洩検知モードにおいて冷媒量判定運転を行いつつ冷媒回路 31 0に充填された冷媒量の適否を判定して冷媒漏洩の有無を検知する、冷媒量判定手 段の一つである冷媒漏洩検知手段として機能する制御部 308により、ステップ S33 〜S35の処理が行われる。また、冷媒漏洩検知モードにおける冷媒漏洩の有無の検 知の際に室外熱交換器 323及び室内熱交換器 342、 352の経年劣化による過冷却 度 SC sへの影響を補償するための状態量補正手段として機能する制御部 308により

、ステップ S33の処理の一部が行われる。

以上のように、本実施形態の空気調和装置 301では、制御部 308が、冷媒量判定 運転手段、状態量蓄積手段、冷媒量判定手段、制御変数変更運転手段、状態量補 正式演算手段、及び、状態量補正手段として機能することにより、冷媒回路 310内に 充填された冷媒量の適否を判定するための冷媒量判定システムを構成している。

[0217] (3)空気調和装置の特徴

本実施形態の空気調和装置 301には、以下のような特徴がある。

(A)

本実施形態の空気調和装置 301では、熱源側熱交換器としての室外熱交換器 32 3を圧縮機 321において圧縮される冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、利用側熱 交換器としての室内熱交換器 342、 352を室外熱交換器 323からレシーバ 325及び 利用側膨張弁としての室内膨張弁 341、 351を介して送られる冷媒の蒸発器として 機能させる運転を行うことができるが、この際に、冷媒回路 310内における冷媒量が 減少してくると、室外熱交換器 323の出口における冷媒の過冷却度が小さい状態又 は飽和状態になるため、室外熱交翻 323において凝縮された冷媒は、室外熱交 323の出口からレシーバ 325の入口に至るまでの間の流路における圧力損失 により、レシーバ 325の入口に至るまでに飽和状態又は気液二相流の状態となって、 レシーバ 325に流入することになる。この結果、レシーバ 325の出口力過冷却器 32 6の入口に至るまでの流路を流れる冷媒も飽和状態になる。そうすると、過冷却器 32 6の出口における冷媒の過冷却度 SC sは、レシーバ 325の出口(すなわち、過冷却 器 326の入口)における冷媒の乾き度が大きくなるにつれて減少し、最終的には、乾 き度がゼロの状態 (すなわち、飽和液冷媒の状態)になる。このことは、レシーバ 325 の出口における冷媒が飽和状態になり過冷却器 326の出口における冷媒の過冷却 度 SC sが減少しはじめるころには、ある程度の量の冷媒がレシーバ 325内に溜まって いるが、過冷却器 326の出口における冷媒の過冷却度 SC sがゼロに近づくと、レシ一 ノ 325内に溜まっている冷媒がわずかな量になることを示している。すなわち、この 空気調和装置 301では、レシーバ 325内における冷媒量の変動により生じるレシ一 ノ 325の出口における冷媒の乾き度の変動を、過冷却器 SC sの出口における冷媒の 過冷却度の変動として捉えることができるようになって、る。

このように、この空気調和装置 301では、主冷媒回路内における冷媒量の変動を 過冷却器 326の出口における冷媒の過冷却度 SC sの変動として明確に表現すること ができるため、この特性を利用することで、レシーバ 325を有する冷媒回路でありなが ら、冷媒量の適否を判定することができる。

(B)

本実施形態の空気調和装置 301では、バイパス側冷媒流量調節弁 372が、過冷 却器 326のバイパス冷媒回路側出口の冷媒の過熱度 SH bが所定値になるように制 御されているため、レシーバ 325の出口における冷媒圧力が低下すると、過冷却器 3 26の主冷媒回路側に流入するレシーバ 325の出口における冷媒の温度と、過冷却 器 326のバイパス冷媒回路側に流入するバイパス側冷媒流量調節弁 372の出口に おける冷媒の温度との温度差が小さくなり、これにより、過冷却器 326における交換 熱量が減少し、その結果、過冷却器 326の主冷媒回路側の出口における冷媒の過 冷却度 SC sが非常に小さくなる。すなわち、レシーバ 325内に溜まっている冷媒量が 少ない場合においては、上述のバイパス側冷媒流量調節弁 372の過熱度制御に起 因する過冷却器 326における交換熱量の減少の影響により、レシーバ 325内に溜ま つている冷媒量が多い場合に比べて、過冷却器 326の主冷媒回路側の出口におけ る冷媒の過冷却度 SC sがさらに小さくなるため、冷媒量の適否の判定精度を向上さ せることができる。

(C)

本実施形態の空気調和装置 301では、冷媒量判定手段によって冷媒量の適否を 判定する際に、室外ファン 327の制御 (凝縮圧力制御)によって、室外熱交換器 323 における冷媒圧力を所定値以上にすることによって、過冷却器 326における主冷媒 回路側の冷媒とバイパス冷媒回路側の冷媒との熱交換が十分に行われる条件を作り 出すことができる。これにより、主冷媒回路内における冷媒量の変動を過冷却器 326 の出口における冷媒の過冷却度 SC sの変動としてさらに明確に表現することができる ため、冷媒量の適否の判定精度を向上させることができる。

(D)

本実施形態の空気調和装置 301では、室外熱交換器 323及び室内熱交換器 342 、 352 (すなわち、空気調和装置 301)が現地に設置され使用が開始された直後の 状態からの経年劣化の程度に応じて室外熱交換器 323及び室内熱交換器 342、 35 2の係数 KAが変動すること、すなわち、係数 KAの変動に伴って、室外熱交換器 32 3における冷媒圧力である凝縮圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係、及び、室内熱 交換器 342、 352における冷媒圧力である蒸発圧力 Peと室内温度 Trとの相関関係 が変動することに着目して (図 10、図 11参照)、冷媒量判定手段及び状態量補正手 段として機能する制御部 308において、冷媒量 Chの現在値を過冷却度 SC s、吐出 圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの関数として表現し、冷媒 漏洩検知運転時の過冷却度 SCの現在値及びこの時の吐出圧力 Pd、外気温度 Ta

、吸入圧力 Ps、及び、室内温度 Trの現在値から冷媒量 Chの現在値を演算すること により、冷媒量の基準値である初期冷媒量と比較することで、経年劣化による運転状 態量としての過冷却度 SC sの変動の影響を排除することができる。

[0220] これにより、この空気調和装置 301では、室外熱交換器 323及び室内熱交換器 34 2、 352の経年劣化が生じても、装置内に充填されている冷媒量の適否、すなわち、 冷媒漏洩の有無を精度よく判定することができる。

また、特に、室外熱交換器 323については、係数 KAが変動する場合として、雨天 や強風等の天候の変動による場合も考えられるが、天候の変動についても、経年劣 ィ匕と同様に、係数 KAの変動に伴って、室外熱交翻 323における冷媒圧力である 凝縮圧力 Pcと外気温度 Taとの相関関係が変動することになるため、結果的に、この 際の過冷却度 SC sの変動の影響も排除することができる。

(E)

本実施形態の空気調和装置 301では、空気調和装置 301の設置後の試運転にお いて、現地における冷媒充填によって初期冷媒量まで充填された後の運転状態量( 具体的には、過冷却度 SC s、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室内 温度 Trの基準値)を状態量蓄積手段として機能する制御部 308に蓄積し、この運転 状態量を基準値として、冷媒漏洩検知モードにおける運転状態量の現在値と比較し て、冷媒量の適否、すなわち、冷媒漏洩の有無を判定しているため、実際に装置内 に充填されている冷媒量である初期冷媒量と冷媒漏洩検知時の現在の冷媒量との 比較を行うことができる。

[0221] これにより、この空気調和装置 301では、冷媒充填前にあら力じめ設定されていた 規定冷媒量と現地において充填された初期冷媒量との間にばらつきが生じたり、冷 媒連絡配管 306、 307の配管長さ、複数の利用ユニット 304、 305の組み合わせや 各ユニット 302、 304、 305間の設置高低差よつて冷媒量の適否の判定に使用される 運転状態量 (具体的には、過冷却度 SC s )の変動の基準値に変動が生じる場合であ つても、装置内に充填されている冷媒量の適否を精度よく判定することができる。

(F)

本実施形態の空気調和装置 301では、初期冷媒量まで充填された後の運転状態 量 (具体的には、過冷却度 SC、吐出圧力 Pd、外気温度 Ta、吸入圧力 Ps、及び、室 内温度 Trの基準値)だけでなぐ室外ファン 327や室内ファン 343、 353のような空 気調和装置 301の構成機器の制御変数を変更して、試運転時とは異なる運転条件 を模擬的に実現する運転を行い、この運転中の運転状態量を状態量蓄積手段として 機能する制御部 308に蓄積することができる。

[0222] これにより、この空気調和装置 301では、室外ファン 327や室内ファン 343、 353等 の構成機器の制御変数を変更した運転中の運転状態量のデータに基づいて、室外 熱交換器 323や室内熱交換器 342、 352が経年劣化した場合のように、運転条件が 異なる場合の各種運転状態量の相関関係や補正式等を決定し、このような相関関係 や補正式を用いて、試運転時における運転状態量の基準値と運転状態量の現在値 とを比較する際の運転条件の差異を補償することができる。このように、この空気調和 装置 301では、構成機器の制御変数を変更した運転中の運転状態量のデータに基 づ 、て、試運転時における運転状態量の基準値と運転状態量の現在値とを比較す る際の運転条件の差異を補償することができるようになるため、装置内に充填されて いる冷媒量の適否の判定精度をさらに向上させることができる。

[0223] (4)変形例

本実施形態の空気調和装置 301についても、第 1実施形態の変形例 9と同様に、 空気調和装置 301に、空気調和装置 301の各構成機器を管理して運転データを取 得する管理装置としてのローカルコントローラを接続し、このローカルコントローラを空 気調和装置 301の運転データを受信する情報管理センターの遠隔サーバにネットヮ ークを介して接続し、遠隔サーバに状態量蓄積手段としてのディスク装置等の記憶 装置を接続することによって、冷媒量判定システムを構成してもよ、。

[第 5実施形態]

以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定機能追加方 法、及びその冷媒量判定機能が追加された空気調和装置の第 4実施形態にっヽて 説明する。

[0224] (1)既設の空気調和装置の構成

図 35は、本発明にかかる空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法によって冷媒 量判定機能が追加される前の既設の空気調和装置 401の概略の冷媒回路図である 。空気調和装置 401は、第 3実施形態の空気調和装置 301において、過冷却装置と しての過冷却器 326 (図 31参照)を室外ユニット 402内に設ける作業 (以下、過冷却 装置設置作業とする)と、制御部 308を構成する制御基板等の交換を行うことにより 冷媒量判定手段を追加する作業 (以下、冷媒量判定手段設置作業とする)とを行つ て 、な、状態の構成を有するものである。

<室内ユニット >

室内ユニット 304、 305は、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、 又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット 304、 305は、液 冷媒連絡配管 306及びガス冷媒連絡配管 307を介して室外ユニット 402に接続され ており、冷媒回路 410の一部を構成している。尚、室内ユニット 304、 305は、第 3実 施形態の室内ユニット 304、 305と同様の構成であるため、ここでは、各部の説明を 省略する。

[0225] <室外ユニット >

室外ユニット 402は、ビル等の屋上等に設置されており、液冷媒連絡配管 306及び ガス冷媒連絡配管 307を介して室内ユニット 304、 305に接続されており、室内ュ- ット 304、 305の間で冷媒回路 410を構成している。

次に、室外ユニット 402の構成について説明する。室外ユニット 402は、主として、 冷媒回路 410の一部を構成する室外側冷媒回路 410cを備えている。この室外側冷 媒回路 410cは、第 3実施形態の室外側冷媒回路 310cと同様、主として、圧縮機 32 1と、四路切換弁 322と、熱源側熱交としての室外熱交 323と、熱源側膨張 弁としての室外膨張弁 324と、レシーバ 325と、液側閉鎖弁 336と、ガス側閉鎖弁 33 7とを備えている。

[0226] また、室外ユニット 402は、第 3実施形態と同様、ユニット内に室外空気を吸入して 、室外熱交換器 323に供給した後に、室外に排出するための室外ファン 327を備え ている。

また、室外ユニット 402には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ュ ニット 402には、第 3実施形態と同様、圧縮機 321の吸入圧力 Psを検出する吸入圧 力センサ 328と、圧縮機 321の吐出圧力 Pdを検出する吐出圧力センサ 329と、圧縮 機 321の吸入温度 Tsを検出する吸入温度センサ 332と、圧縮機 321の吐出温度 Td を検出する吐出温度センサ 333とが設けられている。室外熱交 323には、室外 熱交換器 323内を流れる冷媒の温度 (すなわち、冷房運転時における凝縮温度 Tc 又は暖房運転時における蒸発温度 Teに対応する冷媒温度)を検出する熱交温度セ ンサ 330が設けられている。室外熱交換器 323の液側には、液状態又は気液二相 状態の冷媒の温度を検出する液側温度センサ 331が設けられている。室外ユニット 4 02の室外空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室外空気の温度(すなわち、 外気温度 Ta)を検出する外気温度センサ 334が設けられている。また、室外ユニット 402は、室外ユニット 402を構成する各部の動作を制御する室外側制御部 435を備 えている。そして、室外側制御部 435は、室外ユニット 402の制御を行うために設けら れたマイクロコンピュータ、メモリやモータ 321aを制御するインバータ回路等を有して おり、室内ユニット 304、 305の室内側制御部 347、 357との間で制御信号等のやり とりを行うことができるようになつている。すなわち、室内側制御部 347、 357と室外側 制御部 435とによって、空気調和装置 401全体の運転制御を行う制御部 408が構成 されて!/ヽる。帘 U御咅408ίま、図 36【こ示されるよう【こ、各種センサ 329〜334、 344〜3 46、 354〜356の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの 検出信号等【こ基づヽて各種機器及び弁 321、 322、 324、 327a, 341、 343a, 351 、 353aを制御することができるように接続されている。ここで、図 36は、空気調和装 置 401の制御ブロック図である。

以上のように、室内側冷媒回路 310a、 310bと、室外側冷媒回路 410cと、冷媒連 絡配管 306、 307とが接続されて、既設の空気調和装置 401の冷媒回路 410が構成 されている。そして、既設の空気調和装置 401は、室内側制御部 347、 357と室外側 制御部 435とから構成される制御部 408によって、四路切換弁 322により冷房運転 及び暖房運転を切り換えて運転を行うとともに、各室内ユニット 304、 305の運転負 荷に応じて、室外ユニット 402及び室内ユニット 304、 305の各機器の制御を行うよう になっている。

(2)既設の空気調和装置に冷媒量判定機能を追加する改造

次に、本実施形態の空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法によって、上述の 既設の空気調和装置 401に冷媒量判定機能を追加する改造について説明する。

[0228] まず、冷媒量判定機能を追加する改造を行う前の既設の空気調和装置 401は、実 用に供された履歴を有するものとする。ここでは、空気調和装置 401は、現地に設置 されて冷媒回路 410を構成した後に冷房運転や暖房運転等の運転に使用されたこ とがある状態等のように、少なくとも製作済みのものであって室外ユニット 402に冷媒 充填がなされたものであるものとする。

本実施形態の空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法は、主として、冷媒回路 4 10内力冷媒を抜き取る作業 (以下、冷媒抜き取り作業とする)と、過冷却装置として の過冷却器 426 (図 31参照)を室外ユニット 402内に設ける作業 (以下、過冷却装置 設置作業とする)と、制御部 408を構成する制御基板等の交換を行うことにより冷媒 量判定手段を追加する作業 (以下、冷媒量判定手段設置作業とする)とから構成され ている。

[0229] <冷媒抜き取り作業 >

冷媒抜き取り作業は、主として、過冷却装置設置作業時に冷媒回路 410内から冷 媒が外部に放散されてしまわな、ようにするために、過冷却装置設置作業に先立つ て行われる作業である。冷媒抜き取り作業は、例えば、閉鎖弁 336、 337等に設けら れたサービスポート等(図示せず)から冷媒回収装置等(図示せず)を使用して、冷媒 回路 410の外部に冷媒を抜き取ることによって行われる。

<過冷却装置設置作業 >

過冷却装置設置作業は、主として、冷媒抜き取り作業の後に、過冷却装置としての 過冷却器 326 (図 31参照)と、冷媒回路 410内を流れる冷媒を過冷却器 326の冷却 源として供給する過冷却用冷媒回路としてのバイパス冷媒回路 371 (図 31参照)とを 室外ユニット 402内に設ける作業力も構成されている。ここで、図 31は、本実施形態 の空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法によって既設の空気調和装置 401に 冷媒量判定機能を追加する改造を行った後の空気調和装置 401の概略の冷媒回 路図である。

[0230] 過冷却器 326は、レシーバ 325と液側閉鎖弁 336との間に接続される熱交^^で あり、第 3実施形態の過冷却器 326と同様の構成を有している。

ノィパス冷媒回路 371は、室外熱交 323から室内熱交 342、 352へ送ら

れる冷媒の一部を冷媒回路 410から分岐させて圧縮機 321の吸入側に戻すように冷 媒回路 410に接続されるものであり、第 3実施形態のバイパス冷媒回路 371と同様の 構成を有している。

過冷却装置設置作業は、上述の過冷却器 326及びバイパス冷媒回路 371を主冷 媒回路に接続する作業であり、このような過冷却器 326及びバイパス冷媒回路 371 を設けることによって、既設の空気調和装置 401の冷媒回路 410を、過冷却器 326 に冷媒回路 410内を流れる冷媒 (具体的には、バイパス側冷媒流量調節弁 372の出 ロカゝら圧縮機 321の吸入側に戻される冷媒)を冷却源として供給することができるよう にして、レシーバ 325から室内熱交換器 342、 352との間を流れる冷媒を冷却するこ とが可能な回路構成である、第 3実施形態の空気調和装置 301と同様の冷媒回路 3 10 (図 31参照)に改造することができる。

[0231] <冷媒量判定手段設置作業 >

冷媒量判定手段設置作業は、主として、過冷却器 326の過冷却度又は過冷却度 の変化に応じて変化する運転状態量を検出するためのセンサ類を追加する作業と、 過冷却器 326及びバイパス冷媒回路 371を用いたレシーバ 325の出口における冷 媒を過冷却にする制御を伴う冷媒量判定運転を行う機能及びこの冷媒量判定運転 の際に冷媒量の適否を判定する機能を制御部 408に追加する作業とから構成され ている。

センサ類を追加する作業においては、第 3実施形態の空気調和装置 301と同様、 レシーバ出口温度センサ 338と、過冷却器出口温度センサ 339と、ノィパス冷媒回 路温度センサ 373とが設けられる。尚、本実施形態の既設の空気調和装置 401とは 異なり、これらの温度センサ 338、 339、 373の一部として代用できる温度センサを有 する既設の空気調和装置の場合には、温度センサ 338、 339、 373から代用可能な 温度センサを除!、た温度センサのみを追加すればよ!、。

[0232] 冷媒量判定運転を行う機能及び冷媒量の適否を判定する機能を制御部 408に追 加する作業では、制御部 408を構成する制御基板等の交換を行うことにより、冷媒量 判定運転を行う機能及びこの冷媒量判定運転の際に冷媒量の適否を判定する機能 が追加された、第 3実施形態の空気調和装置 301と同様の制御部 308 (図 32参照) に改造される。また、制御部 308には、後述の冷媒漏洩検知モードにおいて、冷媒 漏洩を検知したことを知らせるための LED等力もなる警告表示部 309がさらに接続さ れる。

このように、既設の空気調和装置 401の冷媒回路 410 (すなわち、室外ユニット 40 2を構成する室外側冷媒回路 410c)に、過冷却器 326、バイパス冷媒回路 371及び センサ類 338、 339、 373を追加することで、第 3実施形態の空気調和装置 301の冷 媒回路 310 (すなわち、室外ユニット 302を構成する室外側冷媒回路 310c)と同様 の回路構成に改造し、さらに、既設の空気調和装置 401の制御部 408 (すなわち、 室外ユニット 402を構成する室外側制御部 435)を構成する制御基板等を、冷媒量 判定運転を行う機能及び冷媒量の適否を判定する機能を有する制御基板等に交換 することで、第 3実施形態の空気調和装置 301の制御部 308 (すなわち、室外ュ-ッ ト 302を構成する室外側制御部 335)と同様の冷媒量判定運転を行う機能及びこの 冷媒量判定運転の際に冷媒量の適否を判定する機能が追加することで、第 3実施形 態の空気調和装置 301と同様の構成を有する空気調和装置を得ることができる。

[0233] (3)空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法、及びその冷媒量判定機能が追加 された空気調和装置の特徴

本実施形態の空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法、及びその冷媒量判定 機能が追加された改造後の空気調和装置 301には、以下のような特徴がある。

(A)

本実施形態の改造後の空気調和装置 301では、第 3実施形態の空気調和装置 30 1と同様に、冷媒回路 310内における冷媒量の変動を過冷却器 326の出口における 冷媒の過冷却度 SC sの変動として明確に表現することができるため、この特性を利用 することで、レシーバ 325を有する冷媒回路でありながら、冷媒量の適否を判定する ことができる。また、室外熱交換器 323及び室内熱交換器 342、 352の経年劣化や 天候の変動が生じても、装置内に充填されている冷媒量の適否、すなわち、冷媒漏 洩の有無を精度よく判定することができる。

[0234] (B)

本実施形態の空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法では、レシーバ 325を有

する冷媒回路 410を備えたセパレートタイプの既設の空気調和装置 401において、 冷媒回路 410に過冷却装置としての過冷却器 326を追加するとともに、制御部 408 の制御基板の交換等により冷媒量判定手段を追加するという簡単な改造によって、 上述の冷媒量の適否を判定する機能を容易に追加することができる。

し力も、過冷却器 326の冷却源として冷媒回路 410内を流れる冷媒を使用している ため、外部力の冷却源を追加することなぐ冷媒量の適否を判定する機能を追加す ることがでさる。

(4)変形例 1

上述の実施形態では、過冷却装置設置作業において、二重管熱交換器からなる 過冷却器 326を追加するようにしている力これに限定されず、例えば、図 37に示さ れるように、過冷却装置としてのペルチヱ素子 426を室外ユニット 402内に設けるよう にしてもよい。

[0235] ペルチェ素子 426は、直流電流を供給することによって熱移動を生じさせることが 可能な伝熱素子であり、レシーバ 325と室内熱交翻342、 352 (具体的には、液側 閉鎖弁 336)とを接続する冷媒配管をその外側力冷却することが可能となるように 取り付けられている。このため、ペルチェ素子 426からなる過冷却装置を設ける先だ つて、冷媒回路 410内から冷媒を抜き取る作業を行うことなぐ室外ユニット 402内に 設けることが可能である。

このように、本変形例の空気調和装置の冷媒量判定機能追加方法では、上述の実 施形態とは異なり、過冷却装置設置作業に先立って行われていた冷媒抜き取り作業 を必要とすることなぐ過冷却装置設置作業及び冷媒量判定手段設置作業を行うこと ができるため、既設の空気調和装置 401に冷媒量判定機能を容易に追加する改造 を行うことができる。

[0236] 尚、本変形例では、冷媒自動充填運転及び冷媒漏洩検知モードの冷媒量判定運 転において、上述の実施形態においては、レシーバ出口冷媒過冷却制御を、バイパ ス冷媒回路 371を構成するバイパス側冷媒流量調節弁 372の制御により行っていた のを、ペルチェ素子 426に供給する電流 ·電圧を制御することによって行う点が異な る力他の動作については、上述の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

また、レシーバ 325と室内熱交^^ 342、 352 (具体的には、液側閉鎖弁 336)とを 接続する冷媒配管をその外側から冷却することが可能なものであれば、過冷却装置 としてペルチェ素子 426の代わりに採用することができる。

例えば、図 38に示されるように、レシーバ 325と室内熱交翻 342、 352 (具体的 には、液側閉鎖弁 336)とを接続する冷媒配管と、ガス側閉鎖弁 337と圧縮機 321の 吸入側とを接続する冷媒配管との間で間接的に熱交換を行わせるために、ヒートパ ィプ 526からなる過冷却装置を室外ユニット 402内に設けるようにしてもよい。

[0237] また、図 39に示されるように、レシーバ 325と液側閉鎖弁 336とを接続する冷媒配 管の外周側に水配管 626を設けて冷却するようにしてもょ、。

これらの場合においても、ペルチェ素子 426を採用する場合と同様に、冷媒配管の 外側からヒートパイプ 526や水配管 626を接触させるように取り付けるだけでよ!、ため 、冷媒回路 410内力も冷媒を抜き取る作業を行うことがなぐ既設の空気調和装置 40 1に冷媒量判定機能を容易に追加する改造を行うことができる。

(5)変形例 2

本実施形態の改造後の空気調和装置 301についても、第 1実施形態の変形例 9と 同様に、空気調和装置 301に、空気調和装置 301の各構成機器を管理して運転デ ータを取得する管理装置としてのローカルコントローラを接続し、このローカルコント口 ーラを空気調和装置 301の運転データを受信する情報管理センターの遠隔サーバ にネットワークを介して接続し、遠隔サーバに状態量蓄積手段としてのディスク装置 等の記憶装置を接続することによって、冷媒量判定システムを構成してもよ、。

[0238] [他の実施形態]

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、 これらの実施形態に限られるものではなぐ発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可 能である。

例えば、上述の実施形態では、冷暖切り換え可能な空気調和装置に本発明を適 用した例を説明したが、これに限定されず、冷房専用の空気調和装置ゃ冷暖同時運 転可能な空気調和装置に本発明を適用してもよい。また、上述の実施形態では、 1 台の室外ユニットを備えた空気調和装置に本発明を適用した例を説明したが、これ

に限定されず、複数台の室外ユニットを備えた空気調和装置に本発明を適用しても よい。

産業上の利用可能性

本発明を利用すれば、熱源ユニットと複数の利用ユニットとが冷媒連絡配管を介し て接続されたマルチタイプの空気調和装置にぉ、て、現地にぉヽて充填された冷媒 量にばらつきが生じたり、冷媒連絡配管の配管長さ、複数の利用ユニットの組み合わ せや各ユニット間の設置高低差よつて冷媒量の適否の判定に使用される運転状態 量の基準値に変動が生じる場合であっても、装置内に充填されている冷媒量の適否 を精度よく判定できるようになる。