CN107429961A - 制冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在抑制成本的情况下检测制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足的制冷装置。空调系统(100)包括：过冷却热交换器(16)、第二室外膨胀阀(15)、第一制冷剂流量运算部(55)、第二制冷剂流量运算部(56)以及制冷剂量判定部(57)。过冷却热交换器(16)包含配置在制冷剂主回路(RC1)上的第一流路(161)以及配置在旁通回路(RC2)上的第二流路(162)。第二室外膨胀阀(15)被配置在旁通回路(RC2)中过冷却热交换器(16)的上游侧。第一制冷剂流量计算运算部(55)基于制冷循环理论，来计算流过旁通回路(RC2)的制冷剂流量作为第一制冷剂流量(Fr1)，第二制冷剂流量运算部(56)基于流体理论，来计算流过旁通回路(RC2)的制冷剂流量作为第二制冷剂流量(Fr2)。制冷剂量判定部(57)基于第一制冷剂流量(Fr1)与第二制冷剂流量(Fr2)的比较结果，判定制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。

Description

制冷装置
技术领域
本发明涉及一种制冷装置。
背景技术
以往，提出了一种检测是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足的制冷装置。例如，专利文献1(日本专利特开第2008-64456号公报)中，设置制冷装置后，基于制冷剂连通配管的容积来计算制冷剂连通配管内的制冷剂量，将其加上其他各部的制冷剂量，从而计算整个制冷剂回路的制冷剂量。然后，将计算结果与通过试验或模拟预先算出的最适宜制冷剂量进行比较，从而判定是否存在制冷剂泄漏或制冷剂填充量不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，专利文献1中，作为判定是否存在制冷剂泄漏或制冷剂填充量不足的前提，需要通过试验或模拟来预先计算最适宜的制冷剂量。因此，为了将专利文献1应用于实际，需要针对热交换器等每个要素元器件的规格实施庞大的基础数据获取试验。其结果，有些情况下开发工时增大，从而成本变高。
于是，本发明的技术问题在于，提供一种在抑制成本增大的情况下检测是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足的制冷装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的第一观点的制冷装置是包含制冷剂主回路以及旁通回路的制冷装置，该制冷剂主回路包含压缩机、制冷剂的散热器、制冷剂的蒸发器以及膨胀阀，该制冷装置包括热交换器、第二膨胀阀、第一制冷剂流量计算部、第二制冷剂流量计算部以及判定部。旁通回路在分岔部与合流部之间延伸，以使制冷剂旁通。分岔部及合流部被配置在制冷剂主回路上。热交换器包含第一制冷剂流路和第二制冷剂流路。第一制冷剂流路被配置在制冷剂主回路上。第二制冷剂流路被配置在旁通回路上。热交换器使流过第一制冷剂流路的制冷剂和流过第二制冷剂流路的制冷剂进行热交换。第二膨胀阀被配置在旁通回路中热交换器的上游侧。第二膨胀阀使制冷剂减压。第一制冷剂流量计算部基于制冷循环理论，来计算流过旁通回路的制冷剂流量作为第一制冷剂流量。第二制冷剂流量计算部基于流体理论，来计算流过旁通回路的制冷剂流量作为第二制冷剂流量。判定部基于第一制冷剂流量计算部计算出的第一制冷剂流量与第二制冷剂流量计算部计算出的第二制冷剂流量的比较结果，来判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。
本发明的第一观点的制冷装置中，第一制冷剂流量计算部基于制冷循环理论来计算流过旁通回路的制冷剂流量作为第一制冷剂流量，第二制冷剂流量计算部基于流体理论来计算流过旁通回路的制冷剂流量作为第二制冷剂流量，判定部基于计算出的第一制冷剂流量与第二制冷剂流量的比较结果来判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。由此，流过旁通回路的制冷剂流量被计算为基于制冷循环理论的第一制冷剂流量，另一方面，被计算为基于流体理论的第二制冷剂流量，通过比较第一制冷剂流量与第二制冷剂流量，判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。其结果，不需要通过试验或模拟来预先计算最适宜的制冷剂量的工作量而能判定是否存在制冷剂泄漏或制冷剂填充量不足。因此，应用于实际时，开发工时的增大得到抑制。
另外，通过比较第一制冷剂流量与第二制冷剂流量，从而，在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足发生时，也能对泄漏或不足的程度进行判定。
从而，成本增大得到抑制的同时，可高精度地判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。
再者，旁通回路在制冷剂主回路中的分岔部及合流部之间延伸以使制冷剂旁通，此处的“在分岔部及合流部之间延伸”例如指“从制冷剂主回路的高压侧向低压侧延伸”，另外，例如指“从制冷剂主回路的高压侧向中间压侧延伸”。
另外，此处的“制冷循环理论”是基于制冷剂的焓来计算制冷剂回路内的制冷剂循环量的理论。另外，“流体理论”是基于制冷剂的压力来计算制冷剂回路内的制冷剂循环量的理论。
本发明的第二观点的制冷装置是在第一观点的制冷装置中，包括第一传感器、第二传感器以及第三传感器。第一传感器被配置在分岔部的上游侧。第一传感器是用于测定流入到分岔部的制冷剂的焓的传感器。第二传感器被配置在第一制冷剂流路的下游侧。第二传感器是用于测定从第一制冷剂流路流出的制冷剂的焓的传感器。第三传感器被配置在第二制冷剂流路的下游侧。第三传感器是用于测定从第二制冷剂流路流出的制冷剂的焓的传感器。
由此，采用简单的结构来计算第一制冷剂流量变得可能。其结果，成本增大得到进一步抑制。
本发明的第三观点的制冷装置是在第二观点的制冷装置中，第一制冷剂流量计算部基于第一传感器的测定值、第二传感器的测定值、第三传感器的测定值以及制冷剂循环量来计算第一制冷剂流量。
由此，第一制冷剂流量被高精度地计算出。其结果，能更高精度地进行判定。再者，此处的“制冷剂循环量”是利用公知方法根据压缩机的特性等确定的值。
本发明的第四观点的制冷装置是在第一观点至第三观点的任一项的制冷装置中，还包括第四传感器以及第五传感器。第四传感器被配置在分岔部的上游侧。第四传感器是用于测定流入分岔部的制冷剂的等效饱和压力的传感器。第五传感器被配置在压缩机的吸入侧，是用于测定压缩机的吸入侧的制冷剂压力的传感器。
由此，能采用简单的结构来计算第二制冷剂流量。其结果，成本增大得到进一步抑制。
本发明的第五观点的制冷装置是在第四观点的制冷装置中，第二制冷剂流量计算部基于第四传感器的测定值、第五传感器的测定值、第二膨胀阀的开度以及流入分岔部的制冷剂的等效饱和液体密度来计算第二制冷剂流量。
由此，高精度地计算出第二制冷剂流量。其结果，能更高精度地进行判定。
本发明的第六观点的制冷装置是第二观点或第三观点的制冷装置中，第一传感器是对流入分岔部的制冷剂的温度进行检测的温度传感器。第二传感器是对从第一制冷剂流路流出的制冷剂的温度进行检测的温度传感器。第三传感器是对从第二制冷剂流路流出的制冷剂的温度进行检测的温度传感器。
由此，能采用更简单的结构来计算第一制冷剂流量。其结果，成本增大得到进一步抑制。
本发明的第七观点的制冷装置是在第一观点至第六观点的任一项的制冷装置中，判定部基于第二制冷剂流量除以第一制冷剂流量所得的值与规定的第一阈值的比较结果，判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。
由此，能通过简易的运算来高精度地进行判定。
本发明的第八观点的制冷装置是在第一观点至第七观点的任一项的制冷装置中，还包括控制部。控制部对压缩机、膨胀阀以及第二膨胀阀的动作进行控制。控制部在第一制冷剂流量计算部或第二制冷剂流量计算部计算第一制冷剂流量或第二制冷剂流量时，使压缩机、膨胀阀以及第二膨胀阀的动作状态恒定。
由此，第一制冷剂流量或第二制冷剂流量被稳定且高精度地计算出。从而，能更高精度地进行判定。
本发明的第九观点的制冷装置是在第一观点至第八观点的任一项的制冷装置中，判定部在外部气体温度及室内温度满足规定的温度条件的情况下，判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂不足。
由此，第一制冷剂流量或第二制冷剂流量被稳定且高精度地计算出。从而，能更高精度地进行判定。
发明效果
本发明的第一观点的制冷装置中，流过旁通回路的制冷剂流量被计算为基于制冷循环理论的第一制冷剂流量，另一方面，被计算为基于流体理论的第二制冷剂流量，通过比较第一制冷剂流量与第二制冷剂流量，可判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。其结果，不需要通过试验或模拟来预先计算最适宜的制冷剂量的工作量而能判定是否存在制冷剂泄漏或制冷剂填充量不足。因此，应用于实际时，开发工时的增大得到抑制。另外，通过比较第一制冷剂流量与第二制冷剂流量，从而，在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足发生时，也能对泄漏或不足的程度进行判定。从而，成本增大得到抑制的同时，能高精度判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。
本发明的第二观点的制冷装置中，能采用简单的结构来计算第一制冷剂流量。其结果，成本增大得到进一步抑制。
本发明的第三观点的制冷装置中，第一制冷剂流量被高精度地计算出。其结果，能更高精度地进行判定。
本发明的第四观点的制冷装置中，能采用简单的结构来计算第二制冷剂流量。其结果，成本增大得到进一步抑制。
本发明的第五观点的制冷装置中，第二制冷剂流量被高精度地计算出。其结果，能更高精度地进行判定。
本发明的第六观点的制冷装置中，能采用更简单的结构来计算第一制冷剂流量。其结果，成本增大得到进一步抑制。
本发明的第七观点的制冷装置中，能通过简易的运算来高精度地进行判定。
本发明的第八观点或第九观点的制冷装置中，能更高精度地进行判定。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的空调系统的整体结构图。
图2是示出空调系统运转时的制冷循环的摩尔图。
图3是示出控制器以及与控制器连接的各部的框图。
图4是示出控制器的处理流程的一例的流程图。
图5是示出空调系统的填充制冷剂量不足的情况下的制冷循环的摩尔图。
图6是表示第一制冷剂流量及第二制冷剂流量的比(判定值)与制冷剂不足度(填充制冷剂量不足的程度)的关系的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的一个实施方式的空调系统100进行说明。再者，以下的实施方式是本发明的具体例，并不限制本发明的技术范围，可在不脱离本发明主旨的范围内进行适当变更。
(1)空调系统100
图1是本发明的一个实施方式的空调系统100的简要结构图。
空调系统100被设置在高楼和工厂等来实现目标空间的空气调节。空调系统100是制冷剂配管方式的空调系统，通过进行蒸汽压缩方式的制冷循环，来进行目标空间的制冷、制热等。
空调系统100主要包括作为热源单元的室外单元10、作为利用单元的室内单元30、作为输入装置及显示装置的遥控器40。
空调系统100中，室外单元10与室内单元30经由液体连通管LP及气体连通管GP相连接，从而构成了制冷剂回路RC。空调系统100中，进行制冷循环，即，封入制冷剂回路RC内的制冷剂被压缩、冷却或冷凝、减压、加热或蒸发后再被压缩的制冷循环。空调系统100中，使用比重大于空气的R32来作为制冷剂。
空调系统100的运转模式有进行制冷运转的制冷模式、进行制热运转的制热模式、以及进行制冷剂量判定运转的制冷剂量判定模式。空调系统100中，运转模式的切换由后述的控制器50来进行控制。
(1-1)室外单元10
室外单元10被设置在屋顶和地下室等室外。室外单元10主要具有：压缩机11、四通切换阀12、室外热交换器13(相当于权利要求所述的“散热器”)、第一室外膨胀阀14(相当于权利要求所述的“膨胀阀”)、第二室外膨胀阀15(相当于权利要求所述的“第二膨胀阀”)、过冷却热交换器16(相当于权利要求所述的“热交换器”)、气体侧截止阀17以及液体侧截止阀18，作为制冷剂回路RC的回路要素。另外，室外单元10具有将这些回路要素连接的多个制冷剂配管(第一配管P1～第十配管P10)。另外，室外单元10具有室外风机19，该室外风机19生成与制冷剂回路RC内的制冷剂进行热交换的空气流。
另外，室外单元10具有：第一制冷剂温度传感器21(相当于权利要求所述的“第一传感器”及“第四传感器”)、第二制冷剂温度传感器22(相当于权利要求所述的“第二传感器”)、第三制冷剂温度传感器23(相当于权利要求所述的“第三传感器”)、制冷剂压力传感器24(相当于权利要求所述的“第五传感器”)以及外部气体温度传感器25，作为用于获得各种运转所需要的信息的传感器。
另外，室外单元10具有对室外单元10内的各致动器的动作个别地进行控制的室外单元控制部26。
(1-1-1)室外单元10内的制冷剂配管
第一配管P1的一端与气体侧截止阀17的一端连接，另一端连接至四通切换阀12。
第二配管P2的一端连接至四通切换阀12，另一端连接至压缩机11的吸入口。第二配管P2相当于压缩机11的吸入配管。制冷剂压力传感器24经由毛细管连接至第二配管P2，该制冷剂压力传感器24对通过第二配管P2的制冷剂(即，吸入至压缩机11的制冷剂)的压力Pe进行检测。
第三配管P3的一端连接至压缩机11的排出口，另一端连接至四通切换阀12。第三配管P3相当于压缩机11的排出配管。
第四配管P4的一端连接至四通切换阀12，另一端连接至室外热交换器13。
第五配管P5的一端连接至室外热交换器13，另一端连接至第一室外膨胀阀14。
第六配管P6的一端连接至第一室外膨胀阀14，另一端连接至过冷却热交换器16的第一流路161(后述)。第一制冷剂温度传感器21被热连接至第六配管P6，该第一制冷剂温度传感器21对通过第六配管P6的制冷剂(即，流入到后述的分岔部BP的制冷剂)的温度TL进行检测。
第七配管P7的一端连接至过冷却热交换器16的第一流路161，另一端连接至液体侧截止阀18。第二制冷剂温度传感器22被热连接至第七配管P7，该第二制冷剂温度传感器22对第七配管P7内的制冷剂(即，从第一流路161流出的制冷剂)的温度Tsc进行检测。
第八配管P8的一端连接至第六配管P6的两端之间(分岔部BP)，另一端连接至第二室外膨胀阀15。
第九配管P9的一端连接至第二室外膨胀阀15，另一端连接至过冷却热交换器16的第二流路162(后述)。
第十配管P10的一端连接至过冷却热交换器16的第二流路162，另一端连接至第一配管P1的两端之间(合流部JP)。第三制冷剂温度传感器23被热连接至第十配管P10，该第三制冷剂温度传感器23对第十配管P10内的制冷剂(即，从第二流路162流出的制冷剂)的温度Tsh进行检测。
(1-1-2)室外单元10内的制冷剂回路
室外单元10中，构成有作为制冷剂回路RC的一部分的制冷剂主回路RC1及旁通回路RC2。
制冷剂主回路RC1包含压缩机11、四通切换阀12、室外热交换器13、第一室外膨胀阀14、过冷却热交换器16(第一流路161)、气体侧截止阀17以及液体侧截止阀18，并将这些要素用制冷剂配管(第一配管P1～第七配管P7)连接而构成。制冷剂主回路RC1上设置有分岔部BP和合流部JP(参照图1的单点划线部分)。
分岔部BP是与旁通回路RC2的一端(第八配管P8)连接的部分。分岔部BP被配置在第一室外膨胀阀14与过冷却热交换器16之间的制冷剂流路(即，第六配管P6)上。
合流部JP是与旁通回路RC2的另一端(第十配管P10)连接的部分。合流部JP被配置在气体侧截止阀17与四通切换阀12之间的制冷剂流路(即，第一配管P1)上。
旁通回路RC2包含第二室外膨胀阀15以及过冷却热交换器16(第二流路162)，并将这些要素用制冷剂配管(第八配管P8～第十配管P10)连接而构成。旁通回路RC2从制冷剂主回路RC1的一部分(分岔部BP)处分岔，向制冷剂主回路RC1的另一部分(合流部JP)延伸。换言之，旁通回路RC2从第六配管P6(即，第一室外膨胀阀14与过冷却热交换器16之间的制冷剂流路)处分岔并延伸，连接至第一配管(即，压缩机11的吸入侧的制冷剂流路)。即，旁通回路RC2是用于使制冷剂从制冷剂主回路RC1的高压侧的制冷剂流路旁通至低压侧的制冷剂流路的回路。
(1-1-3)室外单元10内的回路要素
压缩机11是将低压的气体制冷剂吸入、压缩并排出的机构。压缩机11具有内置有压缩机电动机11a的密闭式的构造。压缩机11中，以压缩机电动机11a为驱动源来驱动外壳(省略图示)内容纳的旋转式、滚动式等的压缩要素(省略图示)。压缩机电动机11a在运转期间由室外单元控制部26进行逆变器控制，并根据情况调整转速。即，压缩机11容量可变。压缩机11在驱动时，从第二配管P2(吸入配管)吸入低压制冷剂、压缩成高压的气体制冷剂之后，向第三配管P3(排出配管)排出。
四通切换阀12是用于根据运转情况来对制冷剂的流动方向进行切换的流路切换阀。通过向四通切换阀12提供驱动电压，从而切换四通切换阀12的制冷剂流路。具体而言，将四通切换阀12切换为，连接第一配管P1与第二配管P2的同时连接第三配管P3与第四配管P4的第一状态(参照图1的四通切换阀12的实线)、以及连接第一配管P1与第三配管P3的同时连接第二配管P2与第四配管P4的第二状态(参照图1的四通切换阀12的虚线)。
室外热交换器13是在制冷模式(制冷运转)时作为制冷剂的冷凝器(散热器)发挥作用、在制热模式(制热运转)时作为制冷剂的蒸发器发挥作用的热交换器。室外热交换器13例如是交叉翅片管式或层叠式的热交换器，包含有多个导热管和多个翅片(省略图示)。室外热交换器13的气体侧与第四配管P4连接，液体侧与第五配管P5连接。
第一室外膨胀阀14及第二室外膨胀阀15是通过被提供有驱动电压从而使开度变化的电动阀。第一室外膨胀阀14及第二室外膨胀阀15根据开度使流入的制冷剂减压。第一室外膨胀阀14及第二室外膨胀阀15由室外单元控制部26根据运转状况单独地调整开度。
第一室外膨胀阀14被配置在制冷剂主回路RC1中室外热交换器13与过冷却热交换器16之间。更详细地说，第一室外膨胀阀14被配置在比分岔部BP(即，旁通回路RC2的起点)更靠近室外热交换器13侧(即，四通切换阀12处于第一状态的情况下的上游侧)。
第二室外膨胀阀15被配置在旁通回路RC2中分岔部BP(即，旁通回路RC2的起点)与过冷却热交换器(16)之间。即，第二室外膨胀阀15被配置在四通切换阀12处于第一状态的情况下的分岔部BP(即，旁通回路RC2的起点)的下游侧并且在过冷却热交换器16的上游侧。
过冷却热交换器16是用于在制冷模式时使通过了室外热交换器13的高压的液体制冷剂过冷却的热交换器。过冷却热交换器16例如为套管型热交换器。过冷却热交换器16包含有第一流路161(相当于权利要求所述的“第一制冷剂流路”)以及第二流路162(相当于权利要求所述的“第二制冷剂流路”)。过冷却热交换器16具有使流过第一流路161的制冷剂与流过第二流路162的制冷剂可热交换的构造。第一流路161被配置在第六配管P6与第七配管P7之间。即，第一流路161被配置在制冷剂主回路RC1上。第二流路162被配置在第九配管P9与第十配管P10之间。即，第二流路162被配置在旁通回路RC2上。
气体侧截止阀17及液体截止阀18是在制冷剂的填充和泵吸等时被开闭的手动的阀。气体侧截止阀17的一端连接至气体连通管GP，另一端连接至第一配管P1。液体侧截止阀18的一端连接至液体连通管LP，另一端连接至第七配管P7。
(1-1-4)室外风机19
室外风机19是生成从外部流入室外单元10内并通过室外热交换器13再流出到室外单元10外的空气流的送风机。室外风机19例如为轴流风机。室外风机19与室外风机电动机19a连动进行驱动。室外风机电动机19a(即，室外风机19)由室外单元控制部26适当调整转速。
(1-1-5)室外单元10内的传感器
第一制冷剂温度传感器21、第二制冷剂温度传感器22以及第三制冷剂温度传感器23对通过制冷剂回路RC的规定部分的制冷剂的温度进行检测。第一制冷剂温度传感器21、第二制冷剂温度传感器22以及第三制冷剂温度传感器23为一般通用品，由热敏电阻、热电偶等构成。
第一制冷剂温度传感器21被热连接至第六配管P6。即，第一制冷剂温度传感器21被配置在四通切换阀12处于第一状态的情况下的分岔部BP的上游侧(即，第一流路161及第二流路162的上游侧)。第一制冷剂温度传感器21对通过第六配管P6的制冷剂(即，流入分岔部BP的制冷剂)的温度TL进行检测。第一制冷剂温度传感器21的检测值在后述的控制器50求取通过第六配管P6的制冷剂的焓h(TL)时被使用。即，第一制冷剂温度传感器21是用于对通过第六配管P6的制冷剂(流入分岔部BP的制冷剂)的焓进行测定的传感器。另外，第一制冷剂温度传感器21的检测值在控制器50求取通过第六配管P6的制冷剂的等效饱和压力值P(TL)时被使用。即，第一制冷剂温度传感器21是用于对通过第六配管P6的制冷剂(流入分岔部BP的制冷剂)的等效饱和压力进行测定的传感器。
第二制冷剂温度传感器22被热连接至第七配管P7。即，第二制冷剂温度传感器22被配置在四通切换阀12处于第一状态的情况下的第一流路161的下游侧。第二制冷剂温度传感器22对通过第七配管P7的制冷剂(即，从第一流路161流出的制冷剂)的温度Tsc进行检测。第二制冷剂温度传感器22的检测值在后述的控制器50求取通过第七配管P7的制冷剂的焓h(Tsc)时被使用。即，第二制冷剂温度传感器22是用于对通过第七配管P7的制冷剂(即，从第一流路161流出的制冷剂)的焓进行测定的传感器。
第三制冷剂温度传感器23被热连接至第十配管P10。即，第三制冷剂温度传感器23被配置在四通切换阀12处于第一状态的情况下的第二流路162的下游侧。第三制冷剂温度传感器23对通过第十配管P10的制冷剂(即，从第二流路162流出的制冷剂)的温度Tsh进行检测。第三制冷剂温度传感器23的检测值在后述的控制器50求取通过第十配管P10的制冷剂的焓h(Tsh)时被使用。即，第三制冷剂温度传感器23是用于对通过第十配管P10的制冷剂(即，从第二流路162流出的制冷剂)的焓进行测定的传感器。
制冷剂压力传感器24对通过第二配管P2(压缩机11的吸入配管)的制冷剂的压力Pe进行检测。制冷剂压力传感器24经由毛细管与第二配管P2连接。即，制冷剂压力传感器24被配置在压缩机11的吸入侧。作为制冷剂压力传感器24，采用一般通用品。
外部气体温度传感器25对外部气体温度To进行检测。外部气体温度传感器25例如由热敏电阻等构成。外部气体温度传感器25例如被配置在室外单元10的进风口(省略图示)的附近。
(1-1-6)室外单元控制部26
室外单元控制部26是对室外单元10中包含的致动器的动作进行控制的功能部。室外单元控制部26包含由CPU、存储器等构成的微型计算机。室外单元控制部26经由通信线路与室内单元控制部35(后述)连接，相互进行信号的收发。另外，室外单元控制部26与第一制冷剂温度传感器21、第二制冷剂温度传感器22、第三制冷剂温度传感器23、制冷剂压力传感器24以及外部气体温度传感器25电连接，从各传感器将相当于各个检测值的信号在规定的定时个别地输出。另外，室外单元控制部26与接受制冷剂量判定运转的开始指示的输入开关27电连接。
(1-2)室内单元30
室内单元30被设置在室内。室内单元30例如为吊顶式、顶置式或壁挂式。室内单元30主要具有室内膨胀阀31、室内热交换器32(相当于权利要求所述的“蒸发器”)、室内风机33、室温传感器34以及室内单元控制部35。
室内膨胀阀31是通过被提供有驱动电压从而开度变化的电动阀。室内膨胀阀31根据开度使流入的制冷剂减压。室内膨胀阀31由室内单元控制部35根据运转状况适当调整开度。室内膨胀阀31的一端连接至液体连通管LP，另一端连接至延伸到室内热交换器32的制冷剂配管。
室外热交换器32是在制冷模式(制冷运转)时作为制冷剂的蒸发器发挥作用、在制热模式(制热运转)时作为制冷剂的冷凝器发挥作用的热交换器。室内热交换器32例如是交叉翅片管式或层叠式的热交换器，具有多个导热管(省略图示)以及多个翅片(省略图示)。室内热交换器32的液体侧连接至延伸到室内膨胀阀31的制冷剂配管，气体侧连接至气体连通管GP。
室外风机33是生成从外部流入室内单元30内并通过室内热交换器32再流出到室内单元30外的空气流的送风机。室内风机33例如为轴流风机和横流风机。室外风机33与室内风机电动机33a连动进行驱动。室外风机电动机33a在运转期间由室内单元控制部35适当调整转速。
室温传感器34对室内温度Ti进行检测。室温传感器34例如由热敏电阻等构成。室温传感器34例如被配置在室内单元30的进风口(省略图示)的附近。
室内单元控制部35是对室内单元30中包含的致动器的动作进行控制的功能部。室内单元控制部35包含由CPU、存储器等构成的微型计算机。室内单元控制部35经由通信线路与室外单元控制部26连接，相互进行信号的收发。另外，室内单元控制部35经由通信线路或无线网络，与遥控器40进行信号的收发。另外，室内单元控制部35与室温传感器34电连接，从室温传感器34适当输出检测值。
(1-3)遥控器40
遥控器40是用户用于输入各种指示的输入装置，各种指示用于切换空调系统100的运转状态。另外，遥控器40也作为用于显示空调系统100的运转状态的显示装置发挥作用。另外，遥控器40内置有扬声器，将规定的声音适当地输出。遥控器40经由通信线路或无线网络与室内单元控制部35相互进行信号的收发。
(2)制冷剂回路RC中的制冷剂的流动
以下，对各运转模式下制冷剂回路RC中的制冷剂的流动进行说明。图2是示出空调系统100制冷运转时或制冷剂量判定运转时的制冷循环的摩尔图。
(2-1)制冷模式时的制冷剂的流动
制冷模式时，四通切换阀12被控制为第一状态(图1的四通切换阀12的实线所示的状态)。第一室外膨胀阀14被控制为最大开度。第二室外膨胀阀15根据流过制冷剂主回路RC1的制冷剂的过冷却度被适当调整开度。室内膨胀阀31被适当调整开度。
在这样的状态下，若压缩机11、室外风机19以及室内风机33进行驱动，则制冷剂经由第二配管P2(吸入配管)被吸入至压缩机11，并被压缩变为高压的气体制冷剂(参照图2的A-B)。从压缩机11排出的高压的气体制冷剂经过第三配管P3(排出配管)、四通切换阀12以及第四配管P4流入室外热交换器13进行冷凝(参照图2的B-C)。通过了室外热交换器13的制冷剂通过第五配管P5及第一室外膨胀阀14流入第六配管P6。
流入第六配管P6的制冷剂流过第六配管P6时，在分岔部BP分岔为两支。
分岔为两支后的一方的制冷剂流入第八配管P8(即，旁通回路RC2)。通过了第八配管P8的制冷剂流入第二室外膨胀阀15，根据第二室外膨胀阀15的开度来减压(参照图2的D-G)。通过了第二室外膨胀阀15的制冷剂经过第九配管P9，再通过过冷却热交换器16的第二流路162。通过第二流路162的制冷剂与通过第一流路161的制冷剂进行热交换。通过了第二流路162的制冷剂经过第十配管P10到达合流部JP，与流入第一配管P1(即，制冷剂主回路RC1)并流过第一配管P1的制冷剂合流。
分岔为两支后的另一方的制冷剂流入过冷却热交换器16的第一流路161。通过第一流路161的制冷剂与通过第二流路162的制冷剂进行热交换，从而成为达到过冷却的状态(参照图2的D-E)。通过了第二流路162的制冷剂经过液体侧截止阀18、液体连通管LP流入室内膨胀阀31。
流入室内膨胀阀31的制冷剂根据室内膨胀阀31的开度来减压(参照图2的E-F)。通过了室内膨胀阀的制冷剂流入室内热交换器32进行蒸发(参照图2的F-A)。通过了室内热交换器32的制冷剂经过气体连通管GP、气体侧截止阀17、第一配管P1、四通切换阀12以及第二配管P2再次被吸入至压缩机11。
(2-2)制热模式时的制冷剂的流动
制热模式时，四通切换阀12被控制为第二状态(图1的四通切换阀12的虚线所示的状态)。第一室外膨胀阀14被适当调整开度。第二室外膨胀阀15被控制为最小开度。室内膨胀阀31被控制为最大开度。
在这样的状态下，若压缩机11、室外风机19以及室内风机33进行驱动，则制冷剂经由第二配管P2(吸入配管)被吸入至压缩机11，并被压缩。压缩后的高压的气体制冷剂经过第三配管P3(排出配管)及四通切换阀12、第一配管P1以及气体连通管GP流入室内热交换器32进行冷凝。
通过了室内热交换器32的制冷剂经过室内膨胀阀31、液体连通管LP、第七配管P7、过冷却热交换器16的第一流路161以及第六配管P6流入第一室外膨胀阀14。流入第一室外膨胀阀14的制冷剂根据开度来减压。
通过了第一室外膨胀阀14的制冷剂经过第五配管P5流入室外热交换器13进行蒸发。通过了室外热交换器13的制冷剂经过第四配管P4、四通切换阀12以及第二配管P2再次被吸入压缩机11。
(2-3)制冷剂量判定模式时的制冷剂的流动
制冷剂量判定模式(制冷剂量判定运转)时，各致动器被控制为与制冷模式时大致相同的状态。由此，在制冷剂回路RC中，制冷剂以与制冷模式时大致相同的流动方式流动。
然而，制冷剂量判定模式(制冷剂量判定运转)时，各致动器的动作状态被固定，直至制冷剂量判定运转结束为止。具体而言，压缩机11的转速从最大转速被固定至额定转速中的某转速。另外，第一室外膨胀阀14的开度被固定为最大开度，第二室外膨胀阀15及室内膨胀阀31被固定为(控制程序中)预先设定的开度。另外，室外风机19及室内风机33被固定为(控制程序中)预先设定的转速。
(3)控制器50
空调系统100中，通过将室外单元控制部26及室内单元控制部35用通信线路连接，从而构成控制器50。图3是表示控制器50以及与控制器50连接的各部分的框图。
控制器50与空调系统100中包含的各致动器(具体而言，压缩机11(压缩机电动机11a)、四通切换阀12、第一室外膨胀阀14、第二室外膨胀阀15、室外风机19(室外风机电动机19a)、室内膨胀阀31以及室内风机33(室内风机电动机33a))电连接。另外，控制器50与空调系统100中包含的各传感器(具体而言，第一制冷剂温度传感器21、第二制冷剂温度传感器22、第三制冷剂温度传感器23、制冷剂压力传感器24、外部气体温度传感器25以及室温传感器34)电连接。另外，控制部50与用于接受制冷剂量判定运转的开始指示的输入开关27电连接。另外，控制器50经由通信网络与作为输入装置及输出装置的遥控器40连接，从而能够相互进行信号的收发。
控制器50主要具有：存储部51、通信部52、致动器控制部53(相当于权利要求所述的“控制部”)、制冷剂量判定模式控制部54、第一制冷剂流量运算部55(相当于权利要求所述的“第一制冷剂流量计算部”)、第二制冷剂流量运算部56(相当于权利要求所述的“第二制冷剂流量计算部”)、制冷剂量判定部57(相当于权利要求所述的“判定部”)以及输出控制部58。再者，控制器50内的这些各部由室外单元控制部26及/或室内单元控制部35中包含的功能部来实现。
(3-1)存储部51
存储部51例如由ROM、RAM以及闪存等构成，包含挥发性的存储区域和不挥发性的存储区域。存储部51中保存有定义了控制器50的各部分的处理的控制程序。另外，存储部51由控制器50的各部分将规定的信息(例如，各传感器的检测值)适当地保存在规定的存储区域。另外，存储部51中设置有具有规定的比特数的多个标志。例如，存储部51中设置有：识别运转开始指示是否被输入的启停标志F1、识别被选择的运转模式的模式标志F2、识别输入开关27被输入的制冷剂量判定运转标志F3、以及识别制冷剂回路RC内填充的制冷剂量不足的制冷剂量不足标志F4等标志。
(3-2)通信部52
通信部52是起到作为用于与连接至控制器50的各设备之间发送接收信号的通信接口的作用的功能部。通信部52接受来自致动器控制部53的请求，向指定的致动器发送规定的信号。另外，通信部52接受从各传感器(21～25、35)以及遥控器40输出的信号，将其保存至存储部51的对应的存储区域，并且设置规定的标志。
(3-3)致动器控制部53
致动器控制部53根据情况来对空调系统100的各致动器(例如，压缩机11、第一室外膨胀阀14以及第二室外膨胀阀15等)的动作进行控制。致动器控制部53根据存储部51中保存的信息(例如，启停标志F1)来判别用户所选择的启停状态。致动器控制部53基于存储部51中保存的信息(例如，模式标志F2)来判别用户所选择的运转模式。另外，根据存储部51中保存的信息来识别各传感器的检测值。在运转开始指示被输入的情况下，致动器控制部53按照控制程序来根据所选择的运转模式及各传感器的检测值对各致动器的动作进行控制。
在制冷剂量判定模式下，致动器控制部53对各致动器(例如，压缩机11、第一室外膨胀阀14以及第二室外膨胀阀15等)进行控制，使其动作状态变为恒定。
(3-4)制冷剂量判定模式控制部54
在空调系统100处于待机状态(运转停止状态)的情况下，制冷剂量判定模式控制部54根据存储部51中保存的信息(例如，制冷剂量判定运转标志F3)来判定用户是否输入了制冷剂量判定运转的开始指示。另外，制冷剂量判定模式控制部54构成为可对时间进行计数，以判别前次的制冷剂量判定运转结束后是否经过了规定时间t1。在这样的情况下，制冷剂量判定模式控制部54在判断为制冷剂量判定运转的开始指示被输入时或判断为前次的制冷剂量判定运转结束后经过了规定时间t1时，以外部气体温度To及室内温度Ti处于规定范围内为条件，使运转模式转移至制冷剂量判定模式来执行制冷剂量判定运转。具体而言，制冷剂量判定模式控制部54以外部气体温度To大于规定的基准值Sv1小于基准值Sv2且室内温度Ti大于规定的基准值Sv3小于基准值Sv4为条件，使运转模式转移至制冷剂量判定模式来执行制冷剂量判定运转。制冷剂量判定模式控制部54使运转模式转换至制冷剂量判定模式时，设立制冷剂量判定模式所对应的模式标志F2。
再者，在本实施方式中，将规定时间t1设定为720小时(即，30天)。另外，将基准值Sv1设定为2(℃)，将基准值Sv2设定为45(℃)，将基准值Sv3设定为18(℃)，将基准值Sv4设定为34(℃)。
(3-5)第一制冷剂流量运算部55
第一制冷剂流量运算部55是按照控制程序来使用规定的信息计算第一制冷剂流量Fr1的功能部。第一制冷剂流量运算部55被构成得可对时间进行计数，在制冷剂量判定模式所对应的模式标志F2被设立后，经过规定时间t2再计算第一制冷剂流量Fr1。在本实施方式中，将规定时间t2设定为3分钟。
第一制冷剂流量Fr1是基于制冷机循环理论计算出的流过旁通回路RC2(更详细地说，过冷却热交换器16的第二流路162)的制冷剂的流量。具体而言，第一制冷剂流量运算部55基于根据压缩机11的特性确定的制冷剂循环量Gr、基于第一制冷剂温度传感器21的检测值计算出的流过第六配管P6的制冷剂(即，流入到分岔部BP的制冷剂)的焓h(Tsc)、基于第二制冷剂温度传感器22的检测值计算出的流过第七配管P7的制冷剂(即，从第一流路161流出的制冷剂)的焓h(Tsc)、基于第三制冷剂温度传感器23的检测值计算出的流过第十配管P10的制冷剂(即，从第二流路162流出的制冷剂)的焓h(Tsh)，按照如下定义的公式F1，来计算第一制冷剂流量Fr1。
Fr1＝Gr×(h(TL)－h(Tsc))/[(h(Tsh)－h(TL))+(h(TL)－h(Tsc))]···F1
Fr1···第一制冷剂流量
Gr···根据压缩机11的特性确定的制冷剂循环量
h(TL)···基于第一制冷剂温度传感器21的检测值计算出的流过第六配管P6的制冷剂(即，流入到分岔部BP的制冷剂)的焓
h(Tsc)···基于第二制冷剂温度传感器22的检测值计算出的流过第七配管P7的制冷剂(即，从第一流路161流出的制冷剂)的焓
h(Tsh)···基于第三制冷剂温度传感器23的检测值计算出的流过第十配管P10的制冷剂(即，从第二流路162流出的制冷剂)的焓
再者，存储部51中保存有定义了制冷剂循环量Gr的制冷剂循环量表，制冷剂循环量Gr是预先基于压缩机11的特性(压缩机特性曲线)而被计算出的，第一制冷剂流量运算部55基于制冷剂循环量表来求取制冷剂循环量Gr。
另外，存储部51中预先保存有基于各温度传感器的检测值定义了焓的焓表，第一制冷剂流量运算部55基于焓表来求取各焓h(TL)、h(Tsc)以及h(Tsh)。
即，第一制冷剂流量运算部55基于第一制冷剂温度传感器21的测定值、第二制冷剂温度传感器22的测定值、第三制冷剂温度传感器23的测定值以及根据压缩机11的特性确定的制冷剂循环量Gr来计算第一制冷剂流量Fr1。
(3-6)第二制冷剂流量运算部56
第二制冷剂流量运算部56是按照控制程序来使用规定的信息计算第二制冷剂流量Fr2的功能部。第二制冷剂流量运算部56构成为可对时间进行计数，在制冷剂量判定模式所对应的模式标志F2被设立后，经过规定时间t2再计算第二制冷剂流量Fr2。
第二制冷剂流量Fr2是基于流体理论计算出的流过旁通回路RC2(更详细地说，过冷却热交换器16的第二流路162)的制冷剂的流量。
具体而言，第二制冷剂流量运算部56基于第二室外膨胀阀15的Cv值、制冷剂压力传感器24的检测值(即，压缩机11的吸入侧的制冷剂压力)Pe、基于第一制冷剂温度传感器21的检测值计算出的流过第六配管P6的制冷剂(即，流入分岔部BP的制冷剂)的等效饱和压力值P(TL)、以及基于第一制冷剂温度传感器21的检测值计算出的流过第六配管P6的制冷剂(即，流入分岔部BP的制冷剂)的等效饱和液体密度ρcl(TL)，按照如下定义的公式F2，来计算第二制冷剂流量Fr2。
Fr2＝27.09×Cv×((P(TL)－Pe)×ρcl(TL))^0.5···F2
Fr2···第二制冷剂流量
Cv···第二室外膨胀阀15的Cv值
Pe···制冷剂压力传感器24(即，压缩机11的吸入侧的制冷剂压力)
P(TL)···基于第一制冷剂温度传感器21的检测值计算出的流过第六配管P6的制冷剂(即，流入到分岔部BP的制冷剂)的等效饱和压力值
ρcl(TL)···基于第一制冷剂温度传感器21的检测值计算出的流过第六配管P6的制冷剂(即，流入分岔部BP的制冷剂)的等效饱和液体密度
再者，存储部51中预先保存有基于第一制冷剂温度传感器21的检测值定义了等效饱和压力值P(TL)的等效饱和压力表，第二制冷剂流量运算部56基于等效饱和压力表来求取等效饱和压力值P(TL)。
另外，存储部51中预先保存有基于第二室外膨胀阀15的开度定义了Cv值的流量特性表，第二制冷剂流量运算部56基于流量特性表来求取第二室外膨胀阀15的Cv值。再者，第二室外膨胀阀15的Cv值是表示第二室外膨胀阀15的流量特性的系数，与第二室外膨胀阀15的开度具有相关关系。
另外，存储部51中预先保存有基于第一制冷剂温度传感器21的检测值定义了等效饱和液体密度ρcl(TL)的等效饱和液体密度表，第二制冷剂流量运算部56基于等效饱和液体密度表来求取等效饱和液体密度ρcl(TL)。
即，第二制冷剂流量运算部56基于第一制冷剂温度传感器21的测定值、制冷剂压力传感器24的测定值、第二室外膨胀阀15的开度以及流入到分岔部BP的制冷剂的相对饱和液体密度ρcl(TL)，来计算第二制冷剂流量Fr2。
(3-7)制冷剂量判定部57
制冷剂量判定部57是比较由第一制冷剂流量运算部55计算出的第一制冷剂流量Fr1与由第二制冷剂流量运算部56计算出的第二制冷剂流量Fr2以进行制冷剂回路RC中是否填充了恰当的制冷剂量(即，是否发生了制冷剂泄漏或是否恰当地进行了制冷剂的填充)的判定(以下，称作“制冷剂量判定”)的功能部。制冷剂量判定部57基于第二制冷剂流量Fr2除以第一制冷剂流量Fr1所得的值(以下，称作“判定值Dv1”)是否为规定的第一阈值ΔTh1以上，来进行制冷剂量判定。
具体而言，在判定值Dv1小于第一阈值ΔTh1的情况下，制冷量判定部57判定为制冷剂回路RC内填充的制冷剂量并未不足(即，未发生制冷剂泄漏、或恰当地进行了制冷剂的填充)，从而解除制冷剂量判定模式所对应的模式标志F2。
在判定值Dv1为第一阈值ΔTh1以上的情况下，制冷量判定部57判定为制冷剂回路RC内填充的制冷剂量不足(即，发生了制冷剂泄漏、或未恰当地进行了制冷剂的填充)，从而设立存储部51的制冷剂量不足标志F4。
另外，在判定值Dv1为第一阈值ΔTh1以上的情况下，制冷量判定部57计算判定值Dv1超过了第一阈值ΔTh1的比例(以下，称作“制冷剂不足度Rt1”)，并将计算出的制冷剂不足度Rt1保存至存储部51的规定区域。
再者，第一阈值ΔTh1是将基于热负荷和环境的变化的计算误差考虑在内的值，被预先定义在控制程序中。在本实施方式中，设定为第一阈值ΔTh1＝5。
(3-8)输出控制部58
输出控制部58是对遥控器40中显示的画像、输出的声音进行控制的功能部。输出控制部58根据运转状态来生成遥控器40中显示的图像、输出的声音所对应的信号，并将信号其经由通信部52输出。
存储部51的制冷剂量不足标志F4被设立时，输出控制部58进行异常报警处理。具体而言，在异常报警处理中，输出控制部58向遥控器40输出规定的信号，以使表示制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足的内容的图像显示并且输出规定的警告音。此时，输出控制部58参照存储部51中保存的制冷剂不足度Rt1来使该Rt1显示在遥控器40。
(4)控制器50的处理流程
以下，参照图4，对控制器50的处理流程的一例进行说明。图4是将控制器50的处理流程的一例示出的流程图。
控制器50被接入电源时按如下流程进行处理。再者，图4及如下所示处理的流程仅为一示例，可适当变更。
在步骤S101中，控制器50成为待机状态(运转停止状态)。其后，前进至步骤S102。
在步骤S102中，控制器50对是否输入了制冷剂量判定运转的开始指示(即，是否输入了输入开关27)进行判定。在该判定为否(NO)的情况(即，未输入制冷剂量判定运转的开始指示的情况)下，前进至步骤S110。另一方面，在该判定为是(YES)的情况(即，输入了制冷剂量判定运转的开始指示的情况)下，前进至步骤S103。
在步骤S103中，控制器50对是否满足外部气体温度To大于基准值Sv1小于基准值Sv2、且室内温度Ti大于基准值Sv3小于基准值Sv4进行判定。在该判定为否(NO)的情况(即，不满足外部气体温度To大于基准值Sv小于基准值Sv2、且室内温度Ti大于基准值Sv3小于基准值Sv4的情况)下，返回步骤S101。另一方面，在该判定为是(YES)的情况(即，不满足外部气体温度To大于基准值Sv小于基准值Sv2、且室内温度Ti大于基准值Sv3小于基准值Sv4的情况)下，前进至步骤S104。
在步骤S104中，控制器50转移至制冷剂量判定模式，开始制冷剂判定运转。由此，各致动器被控制为规定的状态，制冷剂循环于制冷回路RC内。其后，前进至步骤S105。
在步骤S105中，控制器50对开始制冷剂量判定运转后是否经过了规定时间t2进行判定。在该判定为否(NO)的情况(即，未经过规定时间t2的情况)下，重复该判定。另一方面，在该判定为是(YES)的情况(即，经过了规定时间t2的情况)下，前进至步骤S106。
在步骤S106中，控制器50计算第一制冷剂流量Fr1和第二制冷剂流量Fr2。其后，前进至步骤S107。
在步骤S107中，控制器50基于第一制冷剂流量Fr1和第二制冷剂流量Fr2来对判定值Dv1是否为第一阈值ΔTh1以上进行判定。在该判定为否(NO)的情况(即，判定值Dv1小于第一阈值ΔTh1的情况)下，前进至步骤S108。另一方面，在该判定为是(YES)的情况(即，判定值Dv1为第一阈值ΔTh1以上的情况)下，前进至步骤S109。
在步骤S108中，控制器50判定为填充制冷剂量恰当(即，未发生制冷剂泄漏、或恰当地进行了制冷剂的填充)，从而结束制冷剂量判定运转。其后，返回步骤S101。
在步骤S109中，控制器50判定为填充制冷剂量不足(即，发生了制冷剂泄漏、或未恰当地进行制冷剂的填充)，从而使遥控器40进行异常警报处理。其后，使遥控器40持续进行异常警报处理，直至被维护人员、用户重置。
在步骤S110中，控制器50对是否输入了通常的空调运转的开始指示进行判定。在该判定为否(NO)的情况(即，未输入空调运转的开始指示的情况)下，返回步骤S101。另一方面，在该判定为是(YES)的情况(即，输入了空调运转的开始指示的情况)下，前进至步骤S111。
在步骤S111中，控制器50转移至用户所选择的运转模式(制冷模式或制热模式)，开始对应的运转(制冷模式或制热模式)。其后，前进至步骤S112。
在步骤S112中，控制器50按照控制程序来适当控制各致动器。其后，前进至步骤S113。
在步骤S113中，控制器50对是否输入了运转停止指示进行判定。在该判定为否(NO)的情况(即，未输入运转停止指示的情况)下，返回步骤S112。另一方面，在该判定为是(YES)的情况(即，输入了运转停止指示的情况)下，前进至步骤S114。
在步骤S114中，控制器50对前次的制冷剂量判定运转结束后是否经过了规定时间t1、或是否没有进行前次的制冷剂量判定运转(即，接入电源后还一次都未进行制冷剂量判定运转)进行判定。在该判定为否(NO)的情况(即，判断为进行了前次的制冷剂量判定运转且在前次的制冷剂量判定运转结束后还未经过规定时间t 1的情况)下，返回步骤S101。另一方面，在该判定为是(YES)的情况(即，判断为前次的制冷剂量判定运转结束后经过了规定时间t1、或未进行前次的制冷剂量判定运转的情况)下，返回步骤S103。
(5)制冷剂量判定的详情
在制冷剂量判定中，通过比较基于制冷循环理论(制冷剂的焓等)计算出的第一制冷剂流量Fr1与基于流体理论(制冷剂的压力等)计算出的第二制冷剂流量Fr2，从而对制冷剂量的不足(是否存在制冷剂泄漏或制冷剂填充不足)进行判定。
这样的制冷剂量判定是基于以下的考虑。
即，流过旁通回路RC2的制冷剂在正常时(填充制冷剂量为适当的状态时)为图5的D-G所示的状态，在填充制冷剂量不足时为图5的D′-G′所示的状态。
在此，在根据第一制冷剂温度传感器21的检测值来进行焓计算的情况下，流入分岔部BP的制冷剂的状态(即，参照图2的D及图5的D′)位于等温线上，因此不能判别处于饱和液状态还是处于气液二相状态。
另一方面，在填充制冷剂量不足的情况下，流入分岔部B的制冷剂的状态为气液二相状态(参照图5的D′)，图5的D的制冷剂与图5的D′的制冷剂处于即使温度相同、焓也不同的状态。
在这样的情况下，对于实际进行相当于TL′-Tsc的热交换(参照图5的ex1)，识别为相当于TL-Tsc的热交换(参照图5的ex2)，因此，在用式F1计算第一制冷剂流量Fr1的情况下，计算为比实际流过旁通回路RC2的制冷剂流量少的值。
另一方面，基于流体理论(压力损耗系数(Cv值)等)计算的第二制冷剂流量Fr2，在填充制冷剂量不足发生的情况下基于大于实际的制冷剂的液体密度的饱和液体密度ρcl来计算，因此，计算为比实际流过旁通回路RC2的制冷剂流量大的值。
即，在填充制冷剂量不足的情况下，流过旁通回路RC2的制冷剂流量基于制冷剂循环理论(即，用式F1)来计算时，被计算为比实际小的值(第一制冷剂流量Fr1)，基于流体理论(即，用式F2)来计算时，被计算为比实际大的值(第二制冷剂流量Fr2)。这样的情况下的第一制冷剂流量Fr1与第二制冷剂流量Fr2的比(即，判定值Dv1)如图6所示，填充制冷剂量的不足的比例(制冷剂不足度Rt1)越大则该比值按二次曲线变大。
本实施方式中的制冷剂量判定在基于这样的原理设定第一阈值ΔTh1并计算出第一阈值ΔTh1以上的值的判定值Dv1的情况(参照图6的阴影区域A1)下，判定为发生了填充制冷剂量的不足(制冷剂泄漏或制冷剂填充的不足)。
另外，填充制冷剂量的不足的程度越大，判定值Dv1超过第一阈值ΔTh1的比例越大。因此，不仅可判定是否存在填充制冷剂量的不足，也可以判定填充制冷剂量的程度(制冷剂不足度Rt1)。
(6)特征
(6-1)
上述实施方式中，第一制冷剂流量运算部55基于制冷循环理论来计算流过旁通回路RC2的制冷剂流量作为第一制冷剂流量Fr1，第二制冷剂流量运算部56基于流体理论来计算流过旁通回路RC2的制冷剂流量作为第二制冷剂流量Fr2，制冷剂量判定部57基于计算出的第一制冷剂流量Fr1与第二制冷剂流量Fr2的比较结果来判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。
由此，流过旁通回路RC2的制冷剂流量被计算为基于制冷循环理论的第一制冷剂流量Fr1，另一方面，被计算为基于流体理论的第二制冷剂流量Fr2，通过比较第一制冷剂流量Fr1与第二制冷剂流量Fr2判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。其结果，不需要通过试验或模拟来预先计算最适宜的制冷剂量的工作量而能判定是否存在制冷剂泄漏或制冷剂填充量不足。因此，应用于实际时，开发工时的增大得到抑制。
另外，通过比较第一制冷剂流量Fr1与第二制冷剂流量Fr2，从而，在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足发生时，也能对泄漏或不足的程度(制冷剂不足度Rt1)进行判定。
从而，成本增大得到抑制的同时，可高精度地判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。
(6-2)
上述实施方式中，包括有用于测定流入分岔部BP的制冷剂的焓的第一制冷剂温度传感器21、用于测定从第一流路161流出的制冷剂的焓的第二制冷剂温度传感器22、以及用于测定从第二流路162流出的制冷剂的焓的第三制冷剂温度传感器23。由此，可采用简单的结构来计算第一制冷剂流量Fr1。
(6-3)
上述实施方式中，第一制冷剂流量运算部55根据基于第一制冷剂温度传感器21的测定值的焓h(TL)、基于第二制冷剂温度传感器22的测定值的焓h(Tsc)、基于第三制冷剂温度传感器23的测定值的焓h(Tsh)以及基于压缩机11的特性的制冷剂循环量Gr，来计算第一制冷剂流量Fr1。由此，可高精度地计算第一制冷剂流量。
(6-4)
上述实施方式中，还包括有用于测定流入分岔部BP的制冷剂的等效饱和压力的第一制冷剂温度传感器21以及用于测定压缩机11的吸入侧的制冷剂压力Pe的制冷剂压力传感器24。由此，可采用简单的结构来计算第二制冷剂流量Fr2。
(6-5)
上述实施方式中，第二制冷剂流量运算部56根据基于第一制冷剂温度传感器21的测定值的等效饱和压力值P(TL)、制冷剂压力传感器24的测定值Pe、第二室外膨胀阀15的开度以及流入分岔部BP的制冷剂的相对饱和液体密度ρcl(TL)，来计算第二制冷剂流量Fr2。由此，可高精度地计算第二制冷剂流量Fr2。
(6-6)
上述实施方式中，第一制冷剂温度传感器21对流入分岔部BP的制冷剂的温度TL进行检测，第二制冷剂温度传感器22对从第一流路161流出的制冷剂的温度Tsc进行检测，第三制冷剂温度传感器23对从第二流路162流出的制冷剂的温度Tsh进行检测。由此，进一步抑制成本的同时能计算第一制冷剂流量Fr1。
(6-7)
上述实施方式中，制冷剂量判定部57基于第二制冷剂流量Fr2除以第一制冷剂流量Fr1所得的值与规定的第一阈值ΔTh1的比较结果，来判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。由此，能通过简易的运算来进行高精度的判定。
(6-8)
上述实施方式中，当第一制冷剂流量运算部55或第二制冷剂流量运算部56计算第一制冷剂流量Fr1或第二制冷剂流量Fr2时，致动器控制部53进行控制使得压缩机11、第一室外膨胀阀14以及第二室外膨胀阀15的动作状态恒定。由此，可稳定且高精度地计算第一制冷剂流量Fr1或第二制冷剂流量Fr2。
(6-9)
上述实施方式中，外部气体温度To及室内温度Ti满足规定的温度条件的情况下，转移至制冷剂量判定模式，制冷剂量判定部57判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂不足。由此，可稳定且高精度地计算第一制冷剂流量Fr1或第二制冷剂流量Fr2。
(7)变形例
上述实施方式中，可以如以下变形例所示那样进行适当变形。再者，在不产生矛盾的范围内也可以将各变形例与其他变形例进行组合来应用。
(7-1)变形例A
上述实施方式中，本发明被应用于空调系统100。然而不限于此，本发明也可以被应用于具有制冷剂回路的其他制冷装置。例如，本发明也可以被应用于热水系统、除湿装置等的制冷装置。
(7-2)变形例B
上述实施方式中，具有作为热源侧单元的一台室外单元10以及作为利用侧单元的一台室内单元30。然而，空调系统100中配置的室外单元10或室内单元30的台数不限于一台，也可以为两台以上。
(7-3)变形例C
上述实施方式中，为了求取流过第六配管P6的制冷剂(即，流入分岔部BP的制冷剂)的焓h(TL)而配置有第一制冷剂温度传感器21，为了求取流过第七配管P7的制冷剂(即，从第一流路161流出的制冷剂)的焓h(Tsc)而配置有第二制冷剂温度传感器22，为了求取流过第十配管P10的制冷剂(即，从第二流路162流出的制冷剂)的焓h(Tsh)而配置有第三制冷剂温度传感器23。然而，也可以配置用于求取焓h(TL)、h(Tsc)或h(Tsh)的压力传感器，来取代第一制冷剂温度传感器21、第二制冷剂温度传感器22或第三制冷剂温度传感器23。
在这样的情况下，可以构成为如下，即，存储部51中预先保存定义了基于各压力传感器的检测值的焓的焓表，第一制冷剂流量运算部55基于各压力传感器的检测值以及其焓表来求取各焓h(TL)、h(Tsc)以及h(Tsh)。
(7-4)变形例D
上述实施方式中，第二制冷剂流量运算部56基于等效饱和压力表来求取等效饱和压力值P(TL)，该等效饱和压力表基于第一制冷剂温度传感器21的检测值定义了等效饱和压力值P(TL)。然而，也可以构成为如下，即，在第一制冷剂温度传感器21之外另行配置压力传感器，第二制冷剂流量运算部56基于该压力传感器的检测值来求取等效饱和压力值P(TL)。
(7-5)变形例E
上述实施方式中，制冷剂压力传感器24检测压缩机11的吸入侧的制冷剂压力Pe。然而，也可以构成为如下，即，配置温度传感器来取代制冷剂压力传感器24，第二制冷剂流量运算部56基于该温度传感器的值来求取压缩机11的吸入侧的制冷剂压力Pe。
(7-6)变形例F
上述实施方式中的第一制冷剂温度传感器21、第二制冷剂温度传感器22、第三制冷剂温度传感器23以及制冷剂压力传感器24的配置位置可进行适当变更。即，只要将各传感器配置在求取焓h(TH)、h(Tsc)、h(Tsh)、制冷剂压力Pe、等效饱和压力值P(TL)或等效饱和液体密度ρcl(TL)时的恰当位置，则不限定配置位置。
(7-7)变形例G
上述实施方式中，在制冷剂量判定模式下，各焓h(TL)、h(Tsc)、h(Tsh)、制冷剂循环量Gr、等效饱和压力值P(TL)、等效饱和液体密度ρcl(TL)以及第二室外膨胀阀15的Cv值是基于存储部51中保存的规定的表来求取的。然而，也可以适当利用公知的方法来实时地计算这些值的一部分或全部。
(7-8)变形例H
上述实施方式中，将基准值Sv1设定为2(℃)，将基准值Sv2设定为45(℃)，将基准值Sv3设定为18(℃)，将基准值Sv4设定为34(℃)。然而，这些基准值不一定必须被设定为所述的值，可根据设计规格和设置环境适当变更。例如，可以将基准值Sv1设定为1(℃)，也可以设定为3(℃)。另外，可以将基准值Sv2设定为42(℃)，也可以设定为48(℃)。另外，可以将基准值Sv3设定为16(℃)，也可以设定为20(℃)。另外，可以将基准值Sv4设定为32(℃)，也可以设定为36(℃)。
(7-9)变形例I
在上述实施方式中，将规定时间t1设定为720小时(即，30天)。然而，规定时间t1不一定必须被设定为该值，可适当变更。例如，可以将规定时间t1设定为336小时(即，14天)，也可以设定为2160小时(即，90天)。
另外，将规定时间t2设定为3分钟，但可根据设计规格和设置环境对规定时间t2进行适当变更。例如，可以将规定时间t2设定为1.5分钟，也可以设定为10分钟。
(7-10)变形例J
上述实施方式中，在外部气体温度To及室内温度Ti满足规定条件的情况下，转移至制冷剂量判定模式，在不满足规定条件的情况下成为待机状态。然而，也可以构成为如下，即，在外部气体温度To及室内温度Ti不满足规定条件的情况下，不成为待机状态，而是在使制热运转等的预备运转进行了规定时间后转移至制冷剂量判定模式。
(7-11)变形例K
上述实施方式中，将判定值Dv1计算为第二制冷剂流量Fr2除以第一制冷剂流量Fr1所得的值。然而，也可以将判定值Dv1计算为第二制冷剂流量Fr2减去第一制冷剂流量Fr1所得的差值。在这样的情况下，对于第一阈值ΔTh1，适当选定恰当值即可。
(7-12)变形例L
上述实施方式中，设定为第一阈值ΔTh1＝5，但第一阈值ΔTh1不限于该值，可根据设计规格和设置环境进行适当变更。例如，可以设定为第一阈值ΔTh1＝4，也可以设定为ΔTh1＝6。
(7-13)变形例M
上述实施方式中，按照基于制冷循环理论定义的公式F1来计算第一制冷剂流量Fr1，按照基于流体理论定义的公式F2来计算第二制冷剂流量Fr2。然而，公式F1或公式F2仅是一个示例，不限于与上述实施方式相同的形态。即，公式F1只要基于制冷循环理论来定义，就可进行适当变更。另外，公式F2只要基于流体理论来定义，就可进行适当变更。
(7-14)变形例N
上述实施方式中，将旁通回路RC2构成为使制冷剂从制冷剂主回路RC1的高压侧旁通至低压侧的回路。然而不限于此，也可以将旁通回路RC2构成为使制冷剂从制冷剂主回路RC1的高压侧旁通至中间压侧的回路。例如，也可以将旁通回路RC2构成为从分岔部BP延伸并连接至压缩机11的、所谓的中间喷射用回路。
(7-15)变形例O
上述实施方式中，分岔部BP被配置在第一室外膨胀阀14与过冷却热交换器16之间(即，第六配管P6上)。然而，配置分岔部BP的位置无特别限定，可适当变更。例如，也可以将分岔部BP配置在第一室外膨胀阀14与室外热交换器13之间(即，第五配管P5上)。另外，例如，也可以将分岔部BP配置在过冷却热交换器16与液体侧截止阀18之间(即，第七配管P7上)。
(7-16)变形例P
上述实施方式中，将合流部JP配置在气体侧截止阀17与四通切换阀12之间(即，第一配管P1上)。然而，配置合流部JP的位置无特别限定，可适当变更。例如，也可以将合流部JP配置在四通切换阀12与压缩机11之间(即，第二配管P2上)。
(7-17)变形例Q
上述实施方式中，在制冷剂量判定模式(制冷剂量判定运转)下，各致动器的动作状态被控制为恒定。然而，在制冷剂量判定模式下，各致动器不一定固定动作状态，只要不影响第一制冷剂流量Fr1及第二制冷剂流量Fr2的计算，则能可变地控制动作状态。
(7-18)变形例R
上述实施方式中，将R32用作循环于制冷剂回路RC的制冷剂。然而，制冷剂回路RC中使用的制冷剂无特别限定。例如，制冷剂回路RC中，也可以使用HFO1234yf、HFO1234ze(E)和这些制冷剂的混合制冷剂等来代替R32。另外，制冷剂回路RC中，也可以使用R407C和R410A等HFC类制冷剂。
(7-19)变形例S
上述实施方式中，通过将室外单元控制部26及室内单元控制部35用通信线路连接，从而构成了控制器50。然而，不一定将控制器50的一部分或全部配置在室外单元10及室内单元30的任一个中，也可以配置在经由LAN和WAN等网络连接的远程位置。
产业上的利用可能性
本发明可用于制冷装置。
标号说明
10：室外单元
11：压缩机
13：室外热交换器(散热器)
14：第一室外膨胀阀(膨胀阀)
15：第二室外膨胀阀(第二膨胀阀)
16：过冷却热交换器(热交换器)
21：第一制冷剂温度传感器(第一传感器、第四传感器)
22：第二制冷剂温度传感器(第二传感器)
23：第三制冷剂温度传感器(第三传感器)
24：制冷剂压力传感器(第五传感器)
25：外部气体温度传感器
26：室外单元控制部
27：输入开关
30：室内单元
32室内热交换器(蒸发器)
34：室温传感器
35：室内单元控制部
40：遥控器
50：控制器
51：存储部
52：通信部
53：致动器控制部(控制部)
54：制冷剂量判定模式控制部
55：第一制冷剂流量运算部(第一制冷剂流量计算部)
56：第二制冷剂流量运算部(第二制冷剂流量计算部)
57：制冷剂量判定部(判定部)
58：输出控制部
100：空调系统(制冷装置)
161：第一流路(第一制冷剂流路)
162：第二流路(第二制冷剂流路)
BP：分岔部
Dv1：判定值
F1：启停标志
F2：模式标志
F3：制冷剂量判定运转标志
F4：制冷剂量不足标志
Fr1：第一制冷剂流量
Fr2：第二制冷剂流量
GP：气体连通管
JP：合流部
LP：液体连通管
P1～P10：第一配管～第十配管
RC：制冷剂回路
RC1：制冷剂主回路
RC2：旁通回路
TL：温度
Ti：室内温度
To：外部气体温度
ΔTh1：第一阈值
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开第2008-64456号公报

Claims (9)

1.一种制冷装置(100)，包含：制冷剂主回路(RC1)以及旁通回路(RC2)，该制冷剂主回路(RC1)包含压缩机(11)、制冷剂的散热器(13)、制冷剂的蒸发器(32)以及膨胀阀(14)；该旁通回路(RC2)在配置于所述制冷剂主回路上的分岔部(BP)及合流部(JP)之间延伸以使制冷剂旁通，所述制冷装置的特征在于，包括：
热交换器(16)，该热交换器(16)包含配置在所述制冷剂主回路上的第一制冷剂流路(161)以及配置在所述旁通回路上的第二制冷剂流路(162)，使流过所述第一制冷剂流路的制冷剂与流过所述第二制冷剂流路的制冷剂进行热交换；
第二膨胀阀(15)，该第二膨胀阀(15)被配置在所述旁通回路中所述热交换器的上游侧，使制冷剂减压；
第一制冷剂流量计算部(55)，该第一制冷剂流量计算部(55)基于制冷循环理论，来计算流过所述旁通回路的制冷剂流量作为第一制冷剂流量(Fr1)；
第二制冷剂流量计算部(56)，该第二制冷剂流量计算部(56)基于流体理论，来计算流过所述旁通回路的制冷剂流量作为第二制冷剂流量(Fr2)；以及
判定部(57)，该判定部(57)基于所述通过第一制冷剂流量计算部计算出的所述第一制冷剂流量与通过所述第二制冷剂流量计算部计算出的所述第二制冷剂流量的比较结果，来判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。
2.如权利要求1所述的制冷装置(100)，其特征在于，包括：
第一传感器(21)，该第一传感器(21)被配置在所述分岔部的上游侧，用于测定流入所述分岔部的制冷剂的焓(h(TL))；
第二传感器(22)，该第二传感器(22)被配置在所述第一制冷剂流路的下游侧，用于测定从所述第一制冷剂流路流出的制冷剂的焓(h(Tsc))；以及
第三传感器(23)，该第三传感器(23)被配置在所述第二制冷剂流路的下游侧，用于测定从所述第二制冷剂流路流出的制冷剂的焓(h(Tsh))。
3.如权利要求2所述的制冷装置(100)，其特征在于，
所述第一制冷剂流量计算部基于所述第一传感器的测定值、所述第二传感器的测定值、所述第三传感器的测定值以及制冷剂循环量(Gr)，计算所述第一制冷剂流量。
4.如权利要求1至3的任一项所述的制冷装置(100)，其特征在于，还包括：
第四传感器(21)，该第四传感器(21)被配置在所述分岔部的上游侧，用于测定流入所述分岔部的制冷剂的等效饱和压力(P(TL))；以及
第五传感器(24)，该第五传感器(24)被配置在所述压缩机的吸入侧，用于测定所述压缩机的吸入侧的制冷剂压力(Pe)。
5.如权利要求4所述的制冷装置(100)，其特征在于，
所述第二制冷剂流量计算部基于所述第四传感器的测定值、所述第五传感器的测定值、所述第二膨胀阀的开度以及流入所述分岔部的制冷剂的相对饱和液体密度(ρcl(TL))，计算所述第二制冷剂流量。
6.如权利要求2或3所述的制冷装置(100)，其特征在于，
所述第一传感器是对流入所述分岔部的制冷剂的温度(TL)进行检测的温度传感器(21)，
所述第二传感器是对从所述第一制冷剂流路流出的制冷剂的温度(Tsc)进行检测的温度传感器(22)，
所述第三传感器是对从所述第二制冷剂流路流出的制冷剂的温度(Tsh)进行检测的温度传感器(23)。
7.如权利要求1至6的任一项所述的制冷装置(100)，其特征在于，
所述判定部基于将所述第二制冷剂流量除以所述第一制冷剂流量所得的值(Dv1)与规定的第一阈值(ΔTh1)的比较结果，来判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂量不足。
8.如权利要求1至7的任一项所述的制冷装置(100)，其特征在于，
还包括对所述压缩机、所述膨胀阀以及所述第二膨胀阀的动作进行控制的控制部(53)，
所述控制部在所述第一制冷剂流量计算部及所述第二制冷剂流量计算部计算制冷剂流量(Fr1、Fr2)时，使所述压缩机、所述膨胀阀以及所述第二膨胀阀的动作状态恒定。
9.如权利要求1至8的任一项所述的制冷装置(100)，其特征在于，
所述判定部在外部空气温度及室内温度满足规定的温度条件的情况下，判定是否存在制冷剂泄漏或填充制冷剂不足。
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