CN204063699U - 制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的制冷循环装置具备：制冷剂回路(10)，使制冷剂在压缩机(21)、室内热交换器(42)、膨胀阀(41)、室外热交换器(23)和储液器(24)中循环，压缩机和室内热交换器利用气体延续配管(6)连接，膨胀阀和室外热交换器利用液体延续配管(7)连接；检测制冷剂回路的运转状态量的压力传感器(34a、34b)和温度传感器(33a～33l)；以及控制部(3)，进行基于由压力传感器和温度传感器检测出的运转状态量而进行制冷剂泄漏检测的制冷剂泄漏检测运转，在制冷剂泄漏检测运转时，进行控制以使液体延续配管的出口的制冷剂状态为饱和液状态，并将液体延续配管的出口的制冷剂的干燥度控制在0.1以上0.7以下。

Description

制冷循环装置

技术领域

本实用新型涉及制冷循环装置。

背景技术

以往，存在下述技术：在室内机和室外机利用液体延续配管和气体延续配管连接的分离型的制冷循环装置(例如，制冷空调装置)中，使用制冷空调装置的运转所需的压力传感器、温度的各传感器和液面检测传感器等的信息，考虑液体延续配管的长度来推测空调制冷装置内的制冷剂量存在比例，根据其推测结果来检测制冷剂泄漏(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4412385号公报(第11页、第1图等)

实用新型内容

实用新型要解决的课题

然而，二相制冷剂所流过的液体延续配管通常为了减小压力损失而以比气体延续配管的配管径粗的配管径构成。而且，在大型的大厦等中，室外机与室内机远离设置，大多存在液体延续配管的长度在100m以上的情况。这样，液体延续配管的长度长的话，液体延续配管的内容积也增大，因此液体延续配管内的制冷剂量占全部制冷剂量的比例增大。

在算出液体延续配管内的制冷剂量时，需要先算出液体延续配管的制冷剂密度，其计算结果存在误差的话，那么按照液体延续配管制冷剂密度与液体延续配管的内容积的积而求得的液体延续配管内的制冷剂量的计算结果的误差也很大。在该情况下，对全部制冷剂量的计算结果带来较大的影响，制冷剂泄漏检测精度下降。因而，提高液体延续配管内的制冷剂量的算出精度与提高制冷剂泄漏检测精度相关。

然而，在专利文献1中，虽然记载了检测制冷剂泄漏需要考虑液体延续配管的长度，但是对于液体延续配管制冷剂密度的计算方法并没有任何记载，在制冷剂泄漏检测精度方面存在疑问。

本实用新型正是鉴于这一点而完成的，其目的在于提供一种制冷循环装置，能够准确地算出液体延续配管内的制冷剂量，能够高精度地检测制冷剂泄漏。

用于解决课题的方案

本实用新型涉及的制冷循环装置具备：制冷剂回路，构成为使制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和储液器中循环，压缩机和冷凝器利用第一延续配管连接，膨胀阀和蒸发器利用第二延续配管连接；检测部，检测制冷剂回路的运转状态量；以及控制部，进行基于检测部检测出的运转状态量而进行制冷剂泄漏检测的检测运转，并构成为，在检测运转时进行控制以使冷凝器的出口的制冷剂状态为饱和液状态并将第二延续配管的出口的制冷剂的干燥度控制在0.1以上、0.7以下。

在本实用新型的制冷循环装置中，优选的是，所述控制部构成为，基于所述检测部检测出的运转状态量计算所述制冷剂回路内部的制冷剂量，并对算出制冷剂量与基准制冷剂量比较，从而进行所述检测运转。

在本实用新型的制冷循环装置中，优选的是，所述控制部构成为控制所述膨胀阀，控制所述冷凝器的出口的制冷剂状态以及所述第二延续配管的出口的制冷剂的干燥度。

在本实用新型的制冷循环装置中，优选的是，具备所述压缩机、室外热交换器、所述膨胀阀和多个室内热交换器，所述压缩机和所述室内热交换器利用第一延续配管连接，所述膨胀阀与所述室外热交换器利用第二延续配管连接，所述控制部构成为，在所述检测运转时使所述多个室内热交换器全部作为所述冷凝器发挥作用，并且将所述压缩机的频率控制为额定压缩机频率的一半的压缩机频率。

在本实用新型的制冷循环装置中，优选的是，具备所述压缩机、所述膨胀阀、室外热交换器和多个室内热交换器，所述室内热交换器和所述压缩机利用第一延续配管连接，所述膨胀阀与所述室内热交换器利用第二延续配管连接，所述控制部构成为，在所述检测运转时使所述多个室内热交换器全部作为所述蒸发器发挥作用，并且将所述压缩机的频率控制为额定压缩机频率的一半的压缩机频率。

在本实用新型的制冷循环装置中，优选的是，具备切换制冷剂的流动方向的四通阀，通过所述四通阀，使所述室内热交换器作为所述冷凝器或者所述蒸发器发挥作用。

在本实用新型的制冷循环装置中，优选的是，具备向所述蒸发器送风的蒸发器风扇，所述控制部构成为，进行以使空调对象空间的温度达到设定温度的方式控制所述制冷剂回路的通常运转与所述检测运转的切换，在所述检测运转中，使所述蒸发器风扇的转速比所述通常运转时低。

在本实用新型的制冷循环装置中，优选的是，具备向所述冷凝器送风的冷凝器风扇，所述控制部构成为，进行以使空调对象空间的温度达到设定温度的方式控制所述制冷剂回路的通常运转与所述检测运转的切换，在所述检测运转中，使所述冷凝器风扇的转速比所述通常运转时低。

在本实用新型的制冷循环装置中，优选的是，所述制冷剂为R410A。

在本实用新型的制冷循环装置中，优选的是，所述制冷剂回路的蒸发压力为0.933MPa。

实用新型效果

根据本实用新型，能够得到一种制冷循环装置，能够准确地算出供二相制冷剂流动的第二延续配管内部的制冷剂量，能够高精度地检测制冷剂泄漏。

附图说明

图1是示出本实用新型的实施方式1涉及的制冷空调装置1的制冷剂回路结构的一例的概要结构图。

图2是示出图1的制冷空调装置1的电气结构的控制块图。

图3是本实用新型的实施方式1涉及的制冷空调装置1的制冷运转时的p-h线图。

图4是本实用新型的实施方式1涉及的制冷空调装置1的制热运转时的p-h线图。

图5是冷凝器内的制冷剂状态的说明图。

图6是蒸发器内的制冷剂状态的说明图。

图7是本实用新型的实施方式1的修正对制冷剂量的运算产生的影响的示意图。

图8是示出制冷剂为R410A、配管压力为0.933[Mpa]时的干燥度与制冷剂密度的关系的图。

图9是制冷剂R410A时的p-h线图。

图10是示出制冷剂R410A时的液体延续配管出口的干燥度与液体延续配管出入口制冷剂密度差Δρ[kg/m³]的关系的图。

图11是示出制冷剂R410A时的饱和液状态下的冷凝压力与焓的关系的图。

图12是示出制冷剂R410A时的冷凝器出口处于同一状态而使膨胀阀的减压量变化的情况下的低压压力(蒸发压力)与液体延续配管出口干燥度的关系的图。

图13是示出制冷剂R410A中焓为250[kg/kJ]、260[kg/kJ]下的低压压力与液体延续配管制冷剂密度ρ的关系的图。

图14是示出制冷剂R410A时的低压压力与液体延续配管出入口制冷剂密度差Δρ[kg/m³]的关系的图。

图15是示出制冷剂R410A中使高压压力变化时的液体延续配管制冷剂密度的变化的图。

图16是示出本实用新型的实施方式1涉及的制冷空调装置1的制冷剂泄漏检测运转的流程的流程图。

图17是示出本实用新型的实施方式2涉及的制冷空调装置1A的制冷剂回路结构的一例的概要结构图。

图18是示出本实用新型的实施方式2涉及的制冷空调装置1A的制冷运转时的p-h线图的关系的图。

图19是示出本实用新型的实施方式2涉及的制冷空调装置1A的制热运转时的p-h线图的关系的图。

附图标记说明

1：制冷空调装置；1A：制冷空调装置；2：室外机；3：控制部；3a：测定部；3b：运算部；3c：存储部；3d：判定部；3e：驱动部；3f：显示部；3g：输入部；3h：输出部；4(4A、4B)：室内机；6：液体延续配管(第二延续配管)；6A：主液体延续配管；6a：分支液体延续配管；6b：分支液体延续配管；7：气体延续配管(第一延续配管)；7A：主气体延续配管；7a：分支气体延续配管；7b：分支气体延续配管；10：制冷剂回路；10a：室内侧制冷剂回路；10b：室内侧制冷剂回路；10z：室外侧制冷剂回路；21：压缩机；22：四通阀；23：室外热交换器；24：储液器；27：室外风扇；28：液体侧截止阀；29：气体侧截止阀；31：室外侧控制部；32：室内侧控制部；33a：吸入温度传感器；33b：排出温度传感器；33c：室外温度传感器；33d：液体管温度传感器；33e：液体侧温度传感器；33f：气体侧温度传感器；33g：室内温度传感器；33h：液体侧温度传感器；33i：气体侧温度传感器；33j：室内温度传感器；33k：换热温度传感器；33l：液体侧温度传感器；34a：吸入压力传感器；34b：排出压力传感器；35：液面检测传感器；41(41A、41B)：膨胀阀；42(42A、42B)：室内热交换器；43(43A、43B)：室内风扇；51a：分配器；52a：分配器。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本实用新型的实施方式。以下，作为制冷循环装置的一例，说明制冷空调装置的实施方式。

实施方式1

图1是示出本实用新型的实施方式1涉及的制冷空调装置1的制冷剂回路结构的一例的概要结构图。基于图1，对制冷空调装置1的制冷剂回路结构和动作进行说明。该制冷空调装置例如设置于大厦、公寓楼等中，通过进行蒸气压缩式的制冷循环运转，而被用于所设置的空调对象区域的制冷和制热。另外，包括图1在内，下述附图中各构成部件的大小关系有时与实际的不相同。

＜制冷空调装置1的结构＞

制冷空调装置1主要具备作为热源机的室外机2和并联连接的多台(在图1中图示出2台)作为利用单元的室内机4(室内机4A、室内机4B)，上述室内机与所述室外机2相连。而且，制冷空调装置1具有连接室外机2和室内机4的延续配管(液体延续配管(第二延续配管)6、气体延续配管(第一延续配管)7)。即，制冷空调装置1具有利用制冷剂配管连接室外机2和室内机4而使制冷剂循环的制冷剂回路10。另外，液体延续配管6具备主液体延续配管6A、分支液体延续配管6a、分支液体延续配管6b和分配器51a。而且，气体延续配管7具备主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b和分配器52a。在此，制冷剂采用R410A。

[室内机4]

室内机4A、室内机4B接收来自室外机2的冷能或热能的供给并向空调对象区域供给制冷空气或制热空气。另外，在以下的说明中，存在着省略室内机4后的“A”、“B”的情况，在该情况下示出的是室内机4A、室内机4B双方。而且，在“室内机4A”系统的各设备(也包括回路的一部分)的标号之后附加“A(或者a)”，在“室内机4B”系统的各设备(也包括回路的一部分)的标号之后附加“B(或者b)”来进行图示。在对它们的说明中，存在着省略标号后的“A(或者a)”、“B(或者b)”的情况，这当然也是示出双方的设备。

室内机4通过埋设或者悬吊在大厦等的室内的顶壁、或者壁挂在室内的壁面等而设置。室内机4A使用主液体延续配管6A、分配器51a、分支液体延续配管6a、分支液体延续配管7a、分配器52a以及主气体延续配管7A从室外机2延续连接，构成制冷剂回路10的一部分。室内机4B使用主液体延续配管6A、分配器51a、分支液体延续配管6b、分支液体延续配管7b、分配器52a以及主气体延续配管7A从室外机2延续连接，构成制冷剂回路10的一部分。

室内机4主要具有构成制冷剂回路10的一部分的室内侧制冷剂回路(室内侧制冷剂回路10a、室内侧制冷剂回路10b)。该室内侧制冷剂回路主要是将作为膨胀机构的膨胀阀41与作为利用侧热交换器的室内热交换器42串联延续而构成的。

室内热交换器42在热介质(例如，空气和水等)与制冷剂之间进行热交换，使制冷剂冷凝液化或者蒸发气化。具体来说，室内热交换器42在制热运转时作为制冷剂的冷凝器(散热器)发挥作用来加热室内空气，在制冷运转时作为制冷剂的蒸发器发挥作用来冷却室内空气。室内热交换器42的形式并不特别限定，例如可以是以由传热管和多个散热片构成的横流散热片式的翅管型的热交换器构成。

膨胀阀41为了对在室内侧制冷剂回路内流动的制冷剂的流量进行调节等而设置在室内热交换器42的液体侧，使制冷剂减压膨胀。该膨胀阀41可以由开度可变地控制的装置、例如电子式膨胀阀等构成。

室内机4具有室内风扇43。室内风扇43是将室内空气吸入室内机4内并在室内热交换器42与制冷剂热交换后、将其作为供给空气供给到室内的送风机。室内风扇43能够使向室内热交换器42供给的空气的风量可变，例如由利用DC风扇马达驱动的离心风扇和多叶片风扇等构成。但是，室内热交换器42也可以是利用与制冷剂和空气不同的热介质(例如，水、载冷剂等)来执行热交换的结构。

而且，在室内机4设有各种传感器。在室内热交换器42的气体侧，设有检测制冷剂的温度(即，与制热运转时的冷凝温度Tc或者制冷运转时的蒸发温度Te对应的制冷剂温度)的气体侧温度传感器(气体侧温度传感器33f(搭载于室内机4A)、气体侧温度传感器33i(搭载于室内机4B))。在室内热交换器42的液体侧，设有检测制冷剂的温度Teo的液体侧温度传感器(液体侧温度传感器33e(搭载于室内机4A)、液体侧温度传感器33h(搭载于室内机4B))。

而且，在室内机4的室内空气的吸入口侧，设有检测流入到单元内的室内空气的温度(即，室内温度Tr)的室内温度传感器(室内温度传感器33g(搭载于室内机4A)、室内温度传感器33j(搭载于室内机4B))。由所述各种传感器检测的信息(温度信息)被发送至用于控制搭载于室内机4的各设备的动作的后述控制部(室内侧控制部32)，用于各设备的动作控制。另外，并不特别限定液体侧温度传感器33e、33h、气体侧温度传感器33f、33i以及室内温度传感器33g、33j的种类，例如可以由热敏电阻等构成。

而且，室内机4具有用于控制构成室内机4的各设备的动作的室内侧控制部32(32a、32b)。并且，室内侧控制部32具有为了进行室内机4的控制而设置的微型计算机和存储器等。室内侧控制部32能够与用于分别操作室内机4的遥控器(未图示)进行控制信号等的交换，或者与室外机2(详细来说，室外侧控制部31)经由传送线(也可以是无线)进行控制信号等的交换。即，室内侧控制部32通过与室外侧控制部31协调动作来作为进行制冷空调装置1整体的运转控制的控制部3发挥作用(参照图2)。

[室外机2]

室外机2具有向室内机4供给冷能或热能的功能。室外机2设置于例如大厦等的室外，利用液体延续配管6、气体延续配管7从室内机4延续连接，构成制冷剂回路10的一部分。即，从室外机2流出并流过主液体延续配管6A的制冷剂经由分配器51a分流至分支液体延续配管6a和分支液体延续配管6b，并且分别流入室内机4A、室内机4B。同样地，从室外机2流出并流过主气体延续配管7A的制冷剂经由分配器52a分流至分支气体延续配管7a和分支气体延续配管7b，并且分别流入室内机4A、室内机4B。

室外机2主要具有构成制冷剂回路10的一部分的室外侧制冷剂回路10z。该室外侧制冷剂回路10z主要具有将压缩机21、作为流路切换构件的四通阀22、作为热源侧热交换器的室外热交换器23、作为液体储存部的储液器24、液体侧截止阀28、气体侧截止阀29串联地延续的结构。

压缩机21吸入制冷剂并压缩该制冷剂使其成为高温高压的状态。该压缩机21能够使运转容量可变，例如可以由被利用变频器控制频率F的马达所驱动的容积式压缩机等构成。另外，在图1中，图示了压缩机21为1台的情况作为例子，不过不限于此，根据室内机4的延续台数等，也可以并列地延续搭载2台以上的压缩机21。

四通阀22切换制热运转时的制冷剂的流动的方向和制冷运转时的热源侧制冷剂的流动的方向。在制冷运转时，四通阀22如实线所示地切换成使压缩机21的排出侧和室外热交换器23的气体侧延续并且将储液器24与主气体延续配管7A侧连接。由此，室外热交换器23作为由压缩机21压缩的制冷剂的冷凝器发挥作用，且室内热交换器42作为蒸发器发挥作用。在制热运转时，四通阀22如虚线所示地切换成使压缩机21的排出侧和主气体延续配管7A延续并且使储液器24与室外热交换器23的气体侧延续。由此，室内热交换器42作为由压缩机21压缩的制冷剂的冷凝器发挥作用，且室外热交换器23作为蒸发器发挥作用。

室外热交换器23在热介质(例如，空气和水等)与制冷剂之间进行热交换，使该制冷剂蒸发气化或者冷凝液化。具体来说，室外热交换器23在制热运转时作为制冷剂的蒸发器发挥作用，在制冷运转时作为制冷剂的冷凝器(散热器)发挥作用。室外热交换器23的形式并不特别限定，例如可以是以由传热管和多个散热片构成的横流散热片式的翅管型的热交换器构成。另外，室外热交换器23的气体侧与四通阀22连接，液体侧与主液体延续配管6A连接。

室外机2具有室外风扇27。室外风扇27是将室外空气吸入室外机2内并在室外热交换器23与制冷剂热交换后、将其排出到室外的送风机。该室外风扇27能够使向室外热交换器23供给的空气的风量可变，例如由利用DC风扇马达构成的马达所驱动的螺旋桨风扇等构成。但是，室外热交换器23也可以是利用与制冷剂和空气不同的热介质(例如，水、载冷剂等)来执行热交换的结构。

储液器24是连接在四通阀22和压缩机21之间、能够根据室内机4运转负载的变动等而储存在制冷剂回路10内产生的剩余制冷剂的容器。液体侧截止阀28和气体侧截止阀29设于与外部的设备和配管(具体来说，主液体延续配管6A和主气体延续配管7A)连接的连接口，导通或者不导通制冷剂。

而且，在室外机2设有多个压力传感器和温度传感器。作为压力传感器，设置有检测压缩机21的吸入压力Ps的吸入压力传感器34a、检测压缩机21的排出压力Pd的排出压力传感器34b。

在室外机2，作为温度传感器，设有吸入温度传感器33a、排出温度传感器33b、液体管温度传感器33d、换热温度传感器33k、液体侧温度传感器33l、室外温度传感器33c。吸入温度传感器33a设于储液器24和压缩机21之间的位置，检测压缩机21的吸入温度Ts。排出温度传感器33b检测压缩机21的排出温度Td。换热温度传感器33k检测在室外热交换器23内流动的制冷剂的温度。液体侧温度传感器33l设于室外热交换器23的液体侧，检测液体侧的制冷剂温度。室外温度传感器33c设于室外机2的室外空气的吸入口侧，用于检测流入到室外机2内的室外空气的温度。

由所述各种传感器检测的信息(温度信息)被发送至用于控制搭载于室内机4的各设备的动作的控制部(室外侧控制部31)，用于各设备的动作控制。另外，并不特别限定各温度传感器的种类，例如可以由热敏电阻等构成。

而且，室外机2具有控制构成室外机2的各要素的动作的室外侧控制部31。室外侧控制部31具有为了进行室外机2的控制而设置的微型计算机、存储器、控制马达的变频电路等。并且，室外侧控制部31能够与室内机4的室内侧控制部32经由传送线(也可以是无线)进行控制信号等的交流。即，室外侧控制部31通过与室内侧控制部32协调动作来作为进行制冷空调装置1整体的运转控制的控制部3发挥作用(参照图2)。

在此，对控制部3进行详细说明。图2是示出图1的制冷空调装置1的电气结构的控制块图。

控制部3与压力传感器(吸入压力传感器34a、排出压力传感器34b)、温度传感器(气体侧温度传感器33f、33i、液体侧温度传感器33e、33h、室内温度传感器33g、33j、吸入温度传感器33a、排出温度传感器33b、室外温度传感器33c、液体管温度传感器33d、换热温度传感器33k、液体侧温度传感器33l)连接以能够接收这些传感器(检测部)的检测信号。而且，控制部3与各种设备(压缩机21、四通阀22、室外风扇27、室内风扇43、作为流量控制阀发挥作用的膨胀阀41)连接以能够基于这些传感器的检测信号等控制各种设备。

如图2所示，控制部3具备测定部3a、运算部3b、存储部3c、判定部3d、驱动部3e、显示部3f、输入部3g、输出部3h。测定部3a具有基于从压力传感器和温度传感器发送的信息来测定在制冷剂回路10中循环的制冷剂的压力和温度(即，运转状态量)的功能。运算部3b具有基于测定部3a测定的测定值来运算制冷剂量(即，运转状态量)的功能。存储部3c具有存储测定部3a测定的测定值、运算部3b运算而算出的制冷剂量或者存储来自外部的信息的功能。判定部3d具有将在存储部3c存储的基准制冷剂量与通过运算而算出的制冷剂量进行比较来判定有无制冷剂泄漏的功能。

驱动部3e具有控制驱动制冷空调装置1的各要素(具体来说，压缩机马达、阀机构、风扇马达等)的驱动的功能。显示部3f具有在制冷剂填充完成时、检测到制冷剂泄漏时等将该信息以声音或显示告知外部，或者将制冷空调装置1运转时产生的异常以声音或显示告知的功能。输入部3g具有进行各种控制用的设定值的输入和变更，或者进行制冷剂填充量等外部信息的输入的功能。输出部3h具有将测定部3a测定的测定值、运算部3b运算得到的值向外部输出的功能。

(延续配管)

延续配管(液体延续配管6、气体延续配管7)用于连接室外机2和室内机4，使制冷空调装置1内的制冷剂循环。即，制冷空调装置1通过使构成制冷空调装置1的各种设备利用延续配管进行配管延续来形成制冷剂回路10，通过使制冷剂在该制冷剂回路10中循环，从而能够执行制冷运转和制热运转。

如上所述，延续配管由液体制冷剂或二相制冷剂流过的液体延续配管6(主液体延续配管6A、分支液体延续配管6a、分支液体延续配管6b和分配器51a)、气体制冷剂流过的气体延续配管7(主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b和分配器52a)构成。其中的主液体延续配管6A、分支液体延续配管6a、分支液体延续配管6b、主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a和分支气体延续配管7b是将制冷空调装置1设置于大厦等设置场所时在现场施工的制冷剂配管，这些各配管各自使用与室外机2和室内机4的组合对应地确定的配管径。

具体来说，在液体侧和气体侧，流过主延续配管(主液体延续配管6A、主气体延续配管7A)的制冷剂量比分支延续配管(分支液体延续配管6a、分支液体延续配管6b、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b)多。而且，气体制冷剂与液体制冷剂，压力损失不同，因此在各延续配管产生的压力损失不同，根据压力损失和成本的平衡来选择各延续配管各自的配管径。这样，各延续配管各自的配管直径不同，因此若要准确地算出各延续配管的内容积，负担重，非常困难。

而且，在大型的大厦等中，室外机2与室内机4大多远离设置，大多存在延续配管的长度在100m以上的较长的情况，各延续配管的内容积也大多很大。因此，如上所述，延续配管内的制冷剂量占全部制冷剂量的比例大，延续配管制冷剂密度的计算误差对全部制冷剂量的影响大。在本实施方式1中，其特征在于，即使在这样的背景下，也能够准确地算出供二相制冷剂流动的液体延续配管内部的制冷剂量，能够高精度地检测制冷剂泄漏。对于该特征，以下依次进行说明。

另外，在实施方式1中，在1台室外机2与2台室内机4的连接中使用加上分配器51a、分配器52a的延续配管，而分配器51a和分配器52a并不是必须的。而且，分配器51a和分配器52a可以根据室内机4的延续台数来确定形状。例如，可以如图1所示，分配器51a和分配器52a由T字管构成，使用集管构成也没有关系。而且，在连接有多台(3台以上)室内机4的情况下，可以使用多个T字管来分配制冷剂，也可以使用集管来分配制冷剂。

(液面检测传感器)

液面检测传感器35设置在储液器24的内部或者外部。液面检测传感器35掌握在储液器24内部储存的液体制冷剂的液面，根据液面位置掌握内部的制冷剂量。作为具体的液面检测传感器，存在着使用超声波和测量温度等的外部设置型、使用浮标或静电容量式等内部插入型等各种各样的液面检测方式。

如上所述，室内侧制冷剂回路(室内侧制冷剂回路10a、室内侧制冷剂回路10b)、室外侧制冷剂回路10z、延续配管连接而构成制冷空调装置1。并且，制冷空调装置1通过由室内侧控制部32和室外侧控制部31构成的控制部3，与制冷运转或制热运转对应地切换四通阀22进行运转，并且根据各室内机4的运转负载进行搭载于室外机2和室内机4的各设备的控制。另外，四通阀22并不是必须的结构，可以省略。

＜制冷空调装置1的动作＞

对制冷空调装置1的各要素的动作和制冷剂泄漏检测进行说明。制冷空调装置1根据各室内机4的运转负载进行构成制冷空调装置1的各设备的控制，执行制冷制热运转。

图3是本实用新型的实施方式1涉及的制冷空调装置1的制冷运转时的p-h线图。图4是本实用新型的实施方式1涉及的制冷空调装置1的制热运转时的p-h线图。另外，在图1中，将制冷运转时制冷剂的流动以实线箭头示出，将制热运转时制冷剂的流动以虚线箭头示出。而且，在制冷空调装置1中，一直实施制冷剂泄漏检测，并且能够通过使用通信线来以管理中心等进行远程监视。

(制冷运转)

对于制冷空调装置1实施的制冷运转，使用图1和图3说明。

在制冷运转时，四通阀22被控制成图1的实线所示的状态，制冷剂回路成为以下的连接状态。即，压缩机21的排出侧与室外热交换器23的气体侧连接。而且，压缩机21的吸入侧经由气体侧截止阀29和气体延续配管7(主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b)与室内热交换器42的气体侧连接。另外，液体侧截止阀28和气体侧截止阀29成为打开状态。而且，以全部的室内机4执行制冷运转的情况为例进行说明。

低温低压的制冷剂被压缩机21压缩，成为高温高压的气体制冷剂并排出(图3所示的点a)。从压缩机21排出的高温高压的气体制冷剂，经由四通阀22流入室外热交换器23。流入室外热交换器23的制冷剂通过室外风扇27的送风作用而对室外空气散热并冷凝液化(图3所示的点b)。此时的冷凝温度通过换热温度传感器33k或将由排出压力传感器34b检测出的压力进行饱和温度换算而求得。

此后，从室外热交换器23流出的高压液体制冷剂经由液体侧截止阀28从室外机2流出。从室外机2流出的高压液体制冷剂在主液体延续配管6A、分支液体延续配管6a、分支液体延续配管6b中通过管壁面摩擦而压力下降(图3所示的点c)。该制冷剂流入室内机4，由膨胀阀41减压而成为低压的气液二相制冷剂(图3所示的点d)。该气液二相制冷剂流入作为制冷剂的蒸发器发挥作用的室内热交换器42，通过室内风扇43的送风作用而从空气吸热、蒸发气化(图3所示的点e)。此时，执行空调对象区域的制冷。

此时的蒸发温度由液体侧温度传感器33e、液体侧温度传感器33h测量。并且，室内热交换器42A、室内热交换器42B的出口处的制冷剂的过热度SH通过从由气体侧温度传感器33f、气体侧温度传感器33i检测出的制冷剂温度值减去由液体侧温度传感器33e、液体侧温度传感器33h检测出的制冷剂温度而求得。

而且，在制冷运转中，膨胀阀41A、41B进行开度调节，以使室内热交换器42A、42B的出口(即，室内热交换器42A、室内热交换器42B的气体侧)的制冷剂的过热度SH达到过热度目标值SHm。

通过室内热交换器42的气体制冷剂通过分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b、主气体延续配管7A，经由气体侧截止阀29流入室外机2。另外，气体制冷剂因通过分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b、主气体延续配管7A时的管壁面摩擦而压力下降(图3所示的点f)。并且，流入室外机2的制冷剂经由四通阀22和储液器24被再次吸入压缩机21。通过以上的流动，制冷空调装置1执行制冷运转。

(制热运转)

对于制冷空调装置1实施的制热运转，使用图1和图4说明。

在制热运转时，四通阀22被控制成图1的虚线所示的状态，制冷剂回路成为以下的连接状态。即，压缩机21的排出侧经由气体侧截止阀29和气体延续配管7(主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b)与室内热交换器42的气体侧连接。而且，压缩机21的吸入侧与室外热交换器23的气体侧连接。另外，液体侧截止阀28和气体侧截止阀29成为打开状态。而且，以全部的室内机4执行制热运转的情况为例进行说明。

低温低压的制冷剂被压缩机21压缩，成为高温高压的气体制冷剂并排出(图4所示的点a)。从压缩机21排出的高温高压的气体制冷剂，经由四通阀22和气体侧截止阀29从室外机2流出。从室外机2流出的高温高压的气体制冷剂通过主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b，此时因管壁面摩擦而压力下降(图4所示的点g)。该制冷剂流入室内机4的室内热交换器42。流入室内热交换器42的制冷剂通过室内风扇43的送风作用而对室内空气散热并冷凝液化(图4所示的点b)。此时，执行空调对象区域的制热。

从室内热交换器42流出的制冷剂由膨胀阀41减压而成为低压的气液二相制冷剂(图4所示的点c)。此时，膨胀阀41A、41B进行开度调节，以使室内热交换器42A、42B的出口的制冷剂的过冷却度SC达到过冷却度目标值SCm。

室内热交换器42A、42B的出口的制冷剂的过冷却度SC如下求得。首先，将由排出压力传感器34b检测出的压缩机21的排出压力P_d换算成与冷凝温度Tc对应的饱和温度值。接着，从该饱和温度值分别减去由液体侧温度传感器33e、33h检测出的制冷剂温度值来求得。另外，也可以另行设置用于检测在各室内热交换器42内流动的制冷剂的温度的温度传感器，通过从由液体侧温度传感器33e、液体侧温度传感器33h检测出的制冷剂温度值减去与由该温度传感器检测出的冷凝温度Tc对应的制冷剂温度值来求得过冷却度SC。

此后，低压的气液二相制冷剂通过分支液体延续配管6a、分支液体延续配管6b、主液体延续配管6A，在因通过分支液体延续配管6a、分支液体延续配管6b、主液体延续配管6A时的管壁面摩擦而压力下降(图4所示的点d)后，经由液体侧截止阀28流入室外机2。流入室外机2的制冷剂流入室外热交换器23，通过室外风扇27的送风作用而从室外空气吸热、蒸发气化(图4所示的点e)。然后，该制冷剂经由四通阀22和储液器24被再次吸入压缩机21。通过以上的流动，制冷空调装置1执行制热运转。

以上，对制冷运转、制热运转进行了说明，而各运转各自所需的制冷剂量彼此不同，在实施方式1中，在制冷运转时需要比制热运转时多的制冷剂量。这是因为，膨胀阀41与室内机4侧连接，所以，在制冷运转时液体延续配管6内的制冷剂为液相而气体延续配管7内的制冷剂为气相，相对于此在制热运转时液体延续配管6内的制冷剂为二相而气体延续配管7内的制冷剂为气相。即，在气体延续配管7侧，在制冷运转和制热运转中均为气相，因此在制热运转和制冷运转中没有差别。然而，在液体延续配管6侧，在制冷运转时为液相，在制热运转时为二相，液相状态下制冷剂较多，因此结果是制冷运转时需要较多制冷剂。

而且，蒸发器平均制冷剂密度比冷凝器平均制冷剂密度小，并且室外热交换器23和室内热交换器42的内容积彼此不同，这也与运转状态中所需的制冷剂量不同有关系。详细地说明的话，由于设置空间和设计的关系，室内热交换器42的内容积比室外热交换器23小。由此，在制冷运转时内容积大的室外热交换器23为平均制冷剂密度大的冷凝器，因此需要较多制冷剂量。另一方面，在制热运转时内容积小的室内热交换器42为平均制冷剂密度大的冷凝器，因此需要较多制冷剂量。

因此，在制冷空调装置1中，在切换四通阀22进行制冷运转、制热运转时，制冷运转和制热运转所需的制冷剂量不同。在该情况下，与需要较多的制冷剂量的制冷运转的运转状态配合地填充制冷剂，在无需较多制冷剂的制热运转时，将剩余制冷剂储存在储液器24等中。

＜制冷剂量的运算方法＞

接下来，以制热运转为例说明填充到制冷空调装置1中的制冷剂量的计算方法。如下式所示，将构成制冷剂回路的各构成要素的制冷剂量通过各要素的运转状态求得，并且作为其总和得到算出制冷剂量Mr[kg]。

[算式1]

M_r＝ΣV×ρ···（1）

＝M_rc+M_rPL+M_rPG+M_re+M_rAcc+M_rOIL+M_rADD

考虑制冷剂大部分存在于内容积V[m³]或者平均制冷剂密度ρ[kg/m³]高的要素(后述)和冷冻机油(制冷剂溶入冷冻机油内)中来进行制冷剂量计算。此处所谓平均制冷剂密度ρ高的要素是压力高、或者二相或液相的制冷剂通过的要素。

在本实施方式1中，考虑室外热交换器23、液体延续配管6、室内热交换器42、气体延续配管7、储液器24和存在于制冷剂回路内的冷冻机油来求出算出制冷剂量Mr[kg]。算出制冷剂量Mr如算式(1)所示，以各要素的内容积V与平均制冷剂密度ρ的积的总和表示。

另外，将算式(1)中各要素各自的制冷剂量M记载在算式(1)中。

在此，

M_rc：冷凝器制冷剂量

M_rPL：液体延续配管制冷剂量

M_rPG：气体延续配管制冷剂量

M_re：蒸发器制冷剂量

M_rACC：储液器制冷剂量；

M_rOIL：油溶解制冷剂量

M_rADD：追加制冷剂量

以下，对各要素各自的制冷剂量的计算方法依次说明。

(1)室内热交换器(冷凝器)42的制冷剂量M_rc的算出

图5是冷凝器内的制冷剂状态的说明图。在冷凝器入口，压缩机21的排出侧的过热度大于0度，因此制冷剂为气相。而且，在冷凝器出口，过冷却度大于0度，因此制冷剂为液相。在冷凝器中，温度T_d的气相状态的制冷剂由温度T_cai的室内空气冷却，成为温度T_csg的饱和蒸气。接着，该饱和蒸气由温度T_cai的室内空气进一步冷却，在二相状态下通过潜热变化而冷凝成为温度T_csl的饱和液。接着，该饱和液被进一步冷却，成为温度T_sco的液相状态。

冷凝器制冷剂量M_rc[kg]以下式表示。

[算式2]

M_rc＝V_c×ρ_c···(2)

在此，

V_c：冷凝器内容积[m³]

ρ_c：冷凝器的平均制冷剂密度[kg/m³]

V_c是装置规格，因此是已知的。ρ_c[kg/m³]以下式示出。

[算式3]

ρ_c＝R_cg×ρ_cg+R_cs×ρ_cs+R_cl×ρ_cl···(3)

在此，

R_cg：气相域的容积比例[－]

R_cs：二相域的容积比例[－]

R_cl：液相域的容积比例[－]

ρ_cg：气相域的平均制冷剂密度[kg/m³]

ρ_cs：二相域的平均制冷剂密度[kg/m³]

ρ_cl：液相域的平均制冷剂密度[kg/m³]

根据上式可以明确，为了算出冷凝器的平均制冷剂密度ρ_c，需要算出各相域的容积比例和平均制冷剂密度。

首先，对各相域中的平均制冷剂密度的计算方法进行说明。

(1.1)冷凝器的气相域、二相域、液相域各自的平均制冷剂密度的算出

(a)气相域的平均制冷剂密度ρ_cl的算出

冷凝器的气相域平均制冷剂密度ρ_cg例如下式所示地通过冷凝器入口密度ρ_d[kg/m³]与冷凝器的饱和蒸气密度ρ_csg[kg/m³]的平均值求得。

[算式4]

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{cg}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_d+{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{csg}}}{2}\·\·\·\left(4\right)$

冷凝器入口密度ρ_d能够通过冷凝器入口温度(相当于排出温度T_d)和压力(相当于排出压力P_d)运算。而且，冷凝器中的饱和蒸气密度ρ_csg能够通过冷凝压力(相当于排出压力P_d)运算。

(b)液相域的平均制冷剂密度ρ_cs的算出

液相域平均制冷剂密度ρ_cl如下式所示地例如通过冷凝器的出口密度ρ_sco[kg/m³]与冷凝器的饱和液体密度ρ_csl[kg/m³]的平均值求得。

[算式5]

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{cl}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{sco}}+{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{csl}}}{2}\·\·\·\left(5\right)$

冷凝器出口密度ρ_sco能够通过冷凝器出口温度T_sco和压力(相当于排出压力P_d)运算。而且，冷凝器中的饱和液体密度ρ_csl能够通过冷凝压力(排出压力P_d)运算。

(b)二相域的平均制冷剂密度ρ_cs的算出

冷凝器中的二相域平均制冷剂密度ρ_cs在二相域中假定热通量固定时以下式表示。

[算式6]

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{cs}}={\∫}_0^1[f_{\mathrm{cg}}\×{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{csg}}+(1-f_{\mathrm{cg}})\×{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{csl}}]\mathrm{dx}\·\·\·\left(6\right)$

在此，

x[－]：制冷剂的干燥度

f_cg[－]：冷凝器中的空隙率

空隙率f_cg以下式表示。

[算式7]

$f_{\mathrm{cg}}=\frac{1}{1+(\frac{1}{x}-1)\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{csg}}}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{csl}}}s}\·\·\·\left(7\right)$

在此，s[-]为滑移比(气液的速度比)。对于滑移比s的运算式，至今提出了大量的实验式，作为质量通量G_mr[kg/(m²s)]、冷凝压力(相当于排出压力P_d)、干燥度x的函数表示。

[算式8]

s＝f(G_mr,P_d,x)···(8)

质量通量G_mr随压缩机21的运转频率而变化，因此通过以本方法计算滑移比s，能够检测出算出制冷剂量Mr相对于压缩机21的运转频率的变化。

质量通量G_mr能够通过冷凝器的制冷剂流量求得。

根据以上，算出了计算冷凝器的平均制冷剂密度所需的气相域、二相域、液相域各自的平均制冷剂密度ρ_cg、ρ_cs、ρ_cl[kg/(m³)]。

本实施方式1的制冷空调装置1具备室外热交换器(热源侧热交换器)23和室内热交换器(利用侧热交换器)42、计算制冷剂流量的制冷剂流量运算部。制冷剂流量运算部能够使用滑移比s检测出算出制冷剂量Mr相对于制冷剂流量的变化。

(1.2)冷凝器的气相、二相、液相各自的容积比例的算出

接下来，对各相域中的容积比例的计算方法进行说明。容积比例由传热面积的比表示，因此下式成立。

[算式9]

$R_{\mathrm{cg}}:R_{\mathrm{cs}}:R_{\mathrm{cl}}=\frac{A_{\mathrm{cg}}}{A_c}:\frac{A_{\mathrm{cs}}}{A_c}:\frac{A_{\mathrm{cl}}}{A_c}\·\·\·\left(9\right)$

在此，

A_cg[m²]：冷凝器中的气相域传热面积

A_cs[m²]：冷凝器中的二相域传热面积

A_cl[m²]：冷凝器中的液相域传热面积

A_c[m²]：整个冷凝器的传热面积

另外，设冷凝器中的气相域、二相域、液相域各自的区域中的、入口制冷剂与出口制冷剂的比焓差为ΔH[kJ/kg]，与制冷剂热交换的介质的平均温度差为ΔT_m[℃]的话，根据热收支平衡，在各相域中下式成立。

[算式10]

G_r×ΔH＝AKΔT_m···(10)

在此，

G_r[kg/h]：制冷剂的质量流量

A[m²]：传热面积

K[kW/(m²℃)]：热通过率

当假定各相域的热通过率K固定时，容积比例与比焓差ΔH[kJ/kg]除以制冷剂和室内空气的温度差ΔT[℃]得到的值成正比。

然而，根据风速分布，对于构成冷凝器的热交换器的每条通道，风未吹到的场所与风吹到的场所处，液相域的量不同。即，认为在风未吹到的场所液相域较少，而在风容易吹到的场所传热被促进，因此液相域较多。而且，认为由于对各通道的制冷剂的分配的偏差而使制冷剂偏向化。因此，在算出各相域的容积比例时，对于液相域部乘以冷凝器液相域比例修正系数α[－]来进行对所述现象的修正。根据以上，导出下式。

[算式11]

$R_{\mathrm{cg}}:R_{\mathrm{cs}}:R_{\mathrm{cl}}=\frac{{\mathrm{\ΔH}}_{\mathrm{cg}}}{{\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{cg}}}:\frac{{\mathrm{\ΔH}}_{\mathrm{cs}}}{{\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{cs}}}:\mathrm{\α}\frac{{\mathrm{\ΔH}}_{\mathrm{cl}}}{{\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{cl}}}\·\·\·\left(11\right)$

在此，

ΔH_cg：气相域的制冷剂的比焓差[kJ/kg]

ΔH_cs：二相域的制冷剂的比焓差[kJ/kg]

ΔH_cl：液相域的制冷剂的比焓差[kJ/kg]

ΔT_cg：气相域的制冷剂与室内空气的平均温度差[℃]

ΔT_cs：二相域的制冷剂与室内空气的平均温度差[℃]

ΔT_cl：液相域的制冷剂与室内空气的平均温度差[℃]

另外，冷凝器液相域比例修正系数α是通过测定数据求得的值，是根据设备规格、特别是冷凝器规格不同而不同的值。

利用冷凝器液相域比例修正系数α，能够基于冷凝器的运转状态量修正冷凝器中存在的液相域的制冷剂的比例。

ΔH_cg通过从冷凝器入口的比焓(相当于压缩机21的排出比焓)减去饱和蒸气的比焓而求得。排出比焓通过运算排出压力P_d和排出温度T_d而得到，冷凝器中的饱和蒸气的比焓能够通过冷凝压力(相当于排出压力P_d)运算。

另外，ΔH_cs通过从冷凝器的饱和蒸气的比焓减去冷凝器的饱和液的比焓而求得。冷凝器中的饱和液的比焓能够通过冷凝压力(相当于排出压力P_d)运算。

另外，ΔH_cl通过从冷凝器的饱和液的比焓减去冷凝器出口的比焓而求得。冷凝器出口的比焓能够通过运算冷凝压力(相当于排出压力P_d)和冷凝器出口温度T_sco而得到。

冷凝器中的气相域的制冷剂与室外空气的温度差ΔT_cg[℃]使用冷凝器入口温度(相当于排出温度T_d)、冷凝器中的饱和蒸气温度T_csg[℃]和室内空气的入口温度T_cai[℃]作为对数平均温度差以下式表示。

[算式12]

${\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{cg}}=\frac{(T_d-T_{\mathrm{ca}})-(T_{\mathrm{csg}}-T_{\mathrm{ca}})}{\ln \frac{(T_d-T_{\mathrm{ca}})}{(T_{\mathrm{csg}}-T_{\mathrm{ca}})}}\·\·\·\left(12\right)$

冷凝器中的饱和蒸气温度T_csg能够通过冷凝压力(相当于排出压力P_d)运算。二相域的制冷剂与室内空气的平均温度差ΔT_cs使用冷凝器中的饱和蒸气温度T_csg和饱和液温度T_csl以下式表示。

[算式13]

${\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{cs}}=\frac{T_{\mathrm{csg}}+T_{\mathrm{csl}}}{2}-T_{\mathrm{ca}}\·\·\·\left(13\right)$

冷凝器中的饱和液温度T_csl能够通过冷凝压力(相当于排出压力P_d)运算。液相域的制冷剂与室内空气的温度差ΔT_cl使用冷凝器出口温度T_sco、冷凝器中的饱和液温度T_csl和室内空气的入口温度T_cai作为对数平均温度差以下式表示。

[算式14]

${\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{cl}}=\frac{(T_{\mathrm{csl}}-T_{\mathrm{ca}})-(T_{\mathrm{sco}}-T_{\mathrm{ca}})}{\ln \frac{(T_{\mathrm{csl}}-T_{\mathrm{ca}})}{(T_{\mathrm{sco}}-T_{\mathrm{ca}})}}\·\·\·\left(14\right)$

根据以上，能够算出各相域中的平均制冷剂密度ρ_cg、ρ_cs、ρ_cl和容积比例(R_cg：R_cs：R_cl)，能够算出冷凝器的平均制冷剂密度ρ_c。因而，能够根据上述(2)式算出冷凝器制冷剂量M_rc[kg]。

(2)延续配管的制冷剂量M_rPL、M_rPG的算出

液体延续配管制冷剂量M_rPL[kg]和气体延续配管制冷剂量M_rPG[kg]分别以下式表示。

[算式15]

M_rPL＝V_PL×ρ_PL···（15）

[算式16]

M_rPG＝V_PG×ρ_PG···(16)

在此，

ρ_PL[kg/m³]：液体延续配管平均制冷剂密度

ρ_PG[kg/m³]：气体延续配管平均制冷剂密度

V_PL[m³]：液体延续配管内容积

V_PG[m³]：气体延续配管内容积

在制热运转的情况下，液体延续配管6中的制冷剂处于气液二相状态，因此液体延续配管平均制冷剂密度ρ_PL[kg/m³]使用蒸发器入口的干燥度x_ei[－]以下式表示。

[算式17]

ρ_PL＝ρ_esg×X_ei+ρ_esi×(1-X_ei)···(17)

[算式18]

$X_{\mathrm{ei}}=\frac{H_{\mathrm{ei}}-H_{\mathrm{esi}}}{H_{\mathrm{esg}}-H_{\mathrm{esi}}}\·\·\·\left(18\right)$

在此，

ρ_esg[kg/m³]：蒸发器中的饱和蒸气密度

ρ_esl[kg/m³]：蒸发器中的饱和液密度

H_esg[kJ/kg]：蒸发器中的饱和蒸气比焓

H_esl[kJ/kg]：蒸发器中的饱和液比焓

H_ei[kJ/kg]：蒸发器入口比焓

ρ_esg和ρ_esl能够通过蒸发压力(相当于吸入压力P_s)分别运算。H_esg和H_esl能够通过运算蒸发压力(相当于吸入压力P_s)而分别得到。而且，H_ei能够通过冷凝器出口温度T_sco运算。

气体延续配管平均制冷剂密度ρ_PG例如运算气体延续配管出口温度(相当于吸入温度T_s)和气体延续配管出口压力(相当于吸入压力P_s)而求得。

气体延续配管内容积V_PG和液体延续配管内容积V_PL在新设置的情况下能够取得。而且，气体延续配管内容积V_PG和液体延续配管内容积V_PL在保持有过去的设置信息的情况下也能够取得。然而，在过去的设置信息被废弃的情况下，气体延续配管内容积V_PG和液体延续配管内容积V_PL无法取得。即，气体延续配管内容积V_PG和液体延续配管内容积V_PL存在着已知的情况和未知的情况。

而且，对于液体延续配管6和气体延续配管7各自的配管长度，也是同样地在新设置的情况下能够取得。而且，液体延续配管6和气体延续配管7各自的配管长度在保持有过去的设置信息的情况下也能够取得。然而，在过去的设置信息被废弃的情况下，配管长度的信息无法取得。即，对于液体延续配管6和气体延续配管7各自的配管长度，也存在着已知的情况和未知的情况。

在无法取得配管长度的信息的情况下，如下算出配管长度。

在此，使液体延续配管6和气体延续配管7的配管长度L[m]相等的话，能够通过下式算出配管长度L[m]。

[算式19]

$L=\frac{M_{r1}-M_{r2}}{A_{\mathrm{PL}}\×{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{PL}}+A_{\mathrm{PG}}\×{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{PG}}}\·\·\·\left(19\right)$

在此，

M_r1[kg]：适当制冷剂量

M_r2[kg]：除液体延续配管6和气体延续配管7之外的制冷剂量

A_PL[m²]：液体延续配管6的截面积

A_PG[m²]：气体延续配管7的截面积

M_r1、A_PL、A_PG是已知的。M_r1是在现场设置制冷循环装置后根据配管长度和构成设备的容量等算出的，预先存储在存储部3c中。M_r2是在装置设置后实施试运转并基于制冷剂回路的运转状态量求得的。因此，能够通过上式进行配管长度L的算出。并且，根据配管长度L、液体延续配管6的截面积A_PL和气体延续配管7的截面积A_PG，能够算出液体延续配管内容积V_PL和气体延续配管内容积V_PG。

而且，对于液体延续配管6的平均制冷剂密度ρ_PL，能够使用低压压力和冷凝器出口焓算出液体延续配管出口密度。

在不知道主延续配管(主液体延续配管6A、主气体延续配管7A)、分支延续配管(分支液体延续配管6a、6b、分支气体延续配管7a、7b)的准确的内容积的情况下，无法准确地算出各要素的制冷剂量。因此，结果是算出全部制冷剂量时产生误差。

特别是在制热运转时制冷剂状态为二相状态的液体延续配管6，制冷剂密度相对于压力变化的变化大，因此由液体延续配管出入口压力损失导致的制冷剂量计算误差变大。

(本实施方式1的特征的概要)

因而，在本实施方式1中，为了减小液体延续配管制冷剂量M_rPL的计算误差，在制冷剂量计算时以减小液体延续配管出入口密度差的方式运转。而且，通过以使液体延续配管6的制冷剂密度ρ_PL本身减小的方式运转，会减小液体延续配管6的制冷剂密度计算误差对全部制冷剂量的计算结果的影响。通过这些运转，即使不设置压力传感器和温度传感器等追加传感器，而且不知道主延续配管和分支延续配管的各内容积的比率，也能够高精度地算出液体延续配管制冷剂量M_rPL。对这些运转的详细内容会另行说明。

(3)室外热交换器(蒸发器)23的制冷剂量M_re的计算

图6是蒸发器内的制冷剂状态的说明图。在蒸发器入口，制冷剂为二相。在蒸发器出口，压缩机21的吸入侧的过热度大于0度，因此制冷剂为气相。在蒸发器入口，温度T_ei[℃]的二相状态的制冷剂由温度T_ea[℃]的室内吸入空气加热，成为温度T_esg[℃]的饱和蒸气。该饱和蒸气被进一步加热成为温度T_s[℃]的气相。蒸发器制冷剂量M_re[kg]以下式表示。

[算式20]

M_re＝V_e×ρ_e···(20)

在此，

V_e[m³]：蒸发器内容积

ρ_e：蒸发器平均制冷剂密度[kg/m³]

蒸发器内容积V_e是设备规格，因此是已知的。ρ_e以下式表示。

[算式21]

ρ_e＝R_es×ρ_es+R_eg×ρ_eg···(21)

在此，

R_es[－]：二相域的容积比例

R_eg[－]：气相域的容积比例

ρ_es[kg/m³]：二相域的平均制冷剂密度

ρ_eg[kg/m³]：气相域的平均制冷剂密度

根据上式可以明确，为了算出蒸发器的平均制冷剂密度ρ_e，需要算出各相域的容积比例和平均制冷剂密度。

首先，对平均制冷剂密度的计算方法进行说明。蒸发器中的二相域平均制冷剂密度ρ_es在二相域中假定热通量固定时以下式表示。

[算式22]

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{es}}={\∫}_{\mathrm{xei}}^1[f_{\mathrm{eg}}\×{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{esg}}+(1-f_{\mathrm{eg}})\×{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{esl}}]\mathrm{dx}\·\·\·\left(22\right)$

在此，

x[－]：制冷剂的干燥度

f_eg[－]：蒸发器中的空隙率

空隙率f_eg以下式表示。

[算式23]

$f_{\mathrm{eg}}=\frac{1}{1+(\frac{1}{x}-1)\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{esg}}}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{esl}}}s}\·\·\·\left(23\right)$

在此，s[-]如上所述为滑移比(气液的速度比)。对于滑移比s的运算式，至今提出了大量的实验式，作为质量通量G_mr[kg/(m²s)]、冷凝压力(相当于排出压力P_d)、干燥度x的函数表示。

[算式24]

s＝f(G_mr,P_s,x)···(24)

质量通量G_mr随压缩机21的运转频率而变化，因此通过以本方法计算滑移比s，能够检测出算出制冷剂量M_r相对于压缩机21的运转频率的变化。

质量通量G_mr能够通过蒸发器的制冷剂流量求得。

蒸发器的气相域平均制冷剂密度ρ_eg如下式所示例如通过蒸发器的饱和蒸气密度ρ_esg和蒸发器出口密度ρ_s[kg/m³]的平均值求得。

[算式25]

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{eg}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{esg}}+{\mathrm{\ρ}}_s}{2}\·\·\·\left(25\right)$

而且，蒸发器中的饱和蒸气密度ρ_esg能够通过蒸发压力(相当于吸入压力P_d)运算。蒸发器出口密度(相当于吸入密度ρ_s)能够通过蒸发器出口温度(相当于吸入温度T_s)和压力(相当于吸入压力P_s)运算。

接下来，对各相域中的容积比例的计算方法进行说明。容积比例由传热面积的比表示，因此下式成立。

[算式26]

$R_{\mathrm{es}}:R_{\mathrm{eg}}=\frac{A_{\mathrm{es}}}{A_e}:\frac{A_{\mathrm{eg}}}{A_e}\·\·\·\left(26\right)$

在此，

A_es[m²]：蒸发器中的二相域的传热面积

A_eg[m²]：蒸发器中的气相域的传热面积

A_e[m²]：蒸发器整体的传热面积

另外，设二相域、气相域各自的区域中的、入口制冷剂与出口制冷剂的比焓差为ΔH，与制冷剂热交换的介质的平均温度差为ΔT_m的话，根据热收支平衡，在各相域中下式成立。

[算式27]

G_r×ΔH＝AKΔT_m···(27)

在此，

G_r[kg/h]：制冷剂的质量流量

A[m²]：传热面积

K[kW/(m²℃)]：热通过率

当假定各相域的热通过率K固定时，容积比例与比焓差ΔH[kJ/kg]除以制冷剂和室外空气的温度差ΔT[℃]得到的值成正比，下面的比例式成立。

[算式28]

$R_{\mathrm{es}}:R_{\mathrm{eg}}=\frac{{\mathrm{\ΔH}}_{\mathrm{es}}}{{\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{es}}}:\frac{{\mathrm{\ΔH}}_{\mathrm{eg}}}{{\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{eg}}}\·\·\·\left(28\right)$

在此，

ΔH_es[kJ/kg]：二相域的制冷剂的比焓差

ΔH_eg[kJ/kg]：气相域的制冷剂的比焓差

ΔT_es[℃]：二相域的制冷剂与室外空气的平均温度差

ΔT_eg[℃]：气相域的制冷剂与室外空气的平均温度差

ΔH_es通过从蒸发器的饱和蒸气的比焓减去蒸发器入口比焓而求得。蒸发器中的饱和蒸气的比焓能够通过运算蒸发压力(相当于吸入压力P_s)得到，蒸发器入口比焓能够利用冷凝器出口温度T_sco运算。

而且，ΔH_eg通过从蒸发器出口的比焓(相当于吸入比焓)减去蒸发器的饱和蒸气的比焓而求得。蒸发器出口的比焓能够通过运算出口温度(相当于吸入温度T_s)和压力(相当于吸入压力P_s)得到。

蒸发器中的二相域与室外空气的平均温度差ΔT_es以下式表示。

[算式29]

${\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{es}}=T_{\mathrm{ea}}-\frac{T_{\mathrm{esg}}+T_{\mathrm{ei}}}{2}\·\·\·\left(29\right)$

蒸发器中的饱和蒸气温度T_esg能够通过运算蒸发压力(相当于吸入压力P_s)得到。蒸发器入口温度T_ei能够利用蒸发压力(相对于吸入压力P_s)和蒸发器中的入口干燥度x_ei运算。气相域的制冷剂与室外空气的平均温度差ΔT_eg作为对数平均温度差以下式表示。

[算式30]

${\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{eg}}=\frac{(T_{\mathrm{ea}}-T_{\mathrm{esg}})-(T_{\mathrm{ea}}-T_{\mathrm{eg}})}{\ln \frac{(T_{\mathrm{ea}}-T_{\mathrm{esg}})}{(T_{\mathrm{ea}}-T_{\mathrm{eg}})}}\·\·\·\left(30\right)$

蒸发器出口温度T_eg作为吸入温度T_s得到。

根据以上，能够算出二相域的平均制冷剂密度ρ_cs、气相域的平均制冷剂密度ρ_cg以及容积比例(R_cg：R_cs)，能够算出蒸发器的平均制冷剂密度ρ_e。因而，能够根据上述(20)式算出蒸发器制冷剂量M_re[kg]。

(4)储液器制冷剂量M_rACC的算出

在储液器24入口和出口处过热度大于0度的情况下，储液器24内部为气体制冷剂。这样，储液器24内部为气体制冷剂的情况下，储液器制冷剂量M_rACC[kg]以下式表示。

[算式31]

M_rACC＝V_ACC×ρ_ACC···(31)

在此，

V_ACC[m³]：储液器内容积

ρ_ACC[kg/m³]：储液器平均制冷剂密度

储液器内容积V_ACC是已知的值。储液器平均制冷剂密度ρ_ACC通过运算储液器入口温度(相当于吸入温度T_s)和入口压力(相当于吸入压力P_s)而求得。

在本实施方式1中的制热运转等储液器24出入口没有过热度的情况下，在储液器24内部存在液体制冷剂。这样，在储液器24内部存在液体制冷剂的情况下，储液器制冷剂量M_rACC[kg]以下式表示。

[算式32]

M_rACC＝(V_{ACC_L}×ρ_{ACC_L})+((V_ACC-V_{ACC_L})×ρ_{ACC_G})···(32)

在此，

V_{ACC_L}[m³]：在储液器内部储存的液体制冷剂的体积

ρ_{ACC_L}[kg/m³]：储液器内部的液体制冷剂密度

ρ_{ACC_G}[kg/m³]：储液器内部的气体制冷剂密度

在储液器24内部储存的液体制冷剂的体积V_{ACC_L}使用液面检测传感器35计算。而且，ρ_{ACC_L}[kg/m³]能够作为入口压力(相当于吸入压力P_s)的饱和液制冷剂的密度算出。储液器24内部的气体制冷剂密度ρ_{ACC_G}能够作为入口压力(相当于吸入压力P_s)的饱和气体制冷剂的密度算出。

(5)溶解在冷冻机油中的油溶解制冷剂量M_rOIL的算出

溶解在冷冻机油中的油溶解制冷剂量M_rOIL[kg]以下式表示。

[算式33]

$M_{\mathrm{rOIL}}=V_{\mathrm{OIL}}\×{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{OIL}}\×\frac{{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{OIL}}}{(1-{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{OIL}})}\·\·\·\left(33\right)$

在此，

V_OIL[m³]：存在于制冷剂回路内的冷冻机油的体积

ρ_OIL[kg/m³]：冷冻机油的密度

制冷剂相对于油的溶解度

存在于制冷剂回路内的冷冻机油的体积V_OIL是设备规格，因此是已知的。大部分的冷冻机油存在于压缩机21和储液器24的话，将冷冻机油密度ρ_OIL看作是固定值。而且，制冷剂相对于冷冻机油的溶解度如以下式示出地，通过运算吸入温度T_s和吸入压力P_s而求得。

[算式34]

φ_OIL＝f(T_s，P_s)···(34)

(6)液相域容积·初始封入制冷剂量修正量(以下，称为追加制冷剂量)M_rADD的算出

另外，当在连接构成要素之间的配管等未考虑的要素中存在液体制冷剂时，会影响到算出制冷剂量M_r的精度。另外，在向制冷剂回路填充制冷剂时，存在计算适当制冷剂量时的计算错误和填充作业错误的话，在现场实际填充的制冷剂量即初始封入制冷剂量与适当制冷剂量之间会产生差异。因此，在算式(1)的算出制冷剂量M_r的计算时附加下式所示的追加制冷剂量M_rADD[kg]，进行液相域容积·初始封入制冷剂量修正。

[算式35]

M_rADD＝β×ρ₁···(35)

在此，

β[m³]：液相域容积·初始封入制冷剂量修正系数

ρ_l[kg/m³]：液相域制冷剂密度

β通过实机测定数据求得。ρ_l在本实施方式1中为冷凝器出口密度ρ_sco。冷凝器出口密度ρ_sco通过运算冷凝器出口压力(相当于排出压力P_d)和温度T_sco而求得。

液相域容积·初始封入制冷剂量修正系数β随设备规格不同而变化，初始封入制冷剂量相对于适当制冷剂量的差异也要修正，因此需要在每次向设备填充制冷剂时确定。

另外，也可以使液相域容积·初始封入制冷剂量修正系数为如下所述求得的β1。例如，在液体延续配管6或气体延续配管7的内容积大的情况下，相域容积、初始封入制冷剂量修正系数β1根据延续配管规格(液体延续配管6或气体延续配管7的规格)而以下式表示。

[算式36]

$\mathrm{\β}1=\frac{(M_{r1}-M_r)\·(V_{\mathrm{PL}}+V_{\mathrm{PG}})}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{PL}1}{V}_{\mathrm{PL}}+{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{PG}1}{V}_{\mathrm{PG}}}\·\·\·\left(36\right)$

在此，

V_PL[m³]：液体延续配管内容积

V_PG[m³]：气体延续配管内容积

M_r1[kg]：初始封入制冷剂量

ρ_PL1[kg/m³]：液体延续配管中的适当制冷剂量时的平均制冷剂密度

ρ_PG1[kg/m³]：气体延续配管中的适当制冷剂量时的平均制冷剂密度

V_PL和V_PG如上所述通过配管长度L求得。另外，在V_PL和V_PG已知的情况下也可以使用其值。ρ_PL1和ρ_PG1通过测定数据求得。

在液相域容积·初始封入制冷剂量修正系数采用β1的情况下液相域容积·初始封入制冷剂量修正如下式。

[算式37]

$M_{\mathrm{rADD}}=\mathrm{\β}1\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{PL}}{A}_{\mathrm{PL}}+{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{PG}}{A}_{\mathrm{PG}}}{(A_{\mathrm{PL}}+A_{\mathrm{PG}})}\·\·\·\left(37\right)$

通过将以算式(35)或算式(37)算出的M_rADD附加于算式(1)，能够进行液相域容积·初始封入制冷剂量修正。

根据以上，能够计算(1)冷凝器制冷剂量M_rc、(2)液体延续配管制冷剂量M_rPL和气体延续配管制冷剂量M_rPG、(3)蒸发器制冷剂量M_re、(4)储液器制冷剂量M_rACC、(5)油溶解制冷剂量M_rOIL、(6)追加制冷剂量M_rADD。通过将所述各制冷剂量全部加和而能够求得算出制冷剂量M_r。

而且，能够通过下式求得制冷剂泄漏率r。

[算式38]

$r=\frac{M_{r1}-M_r}{M_{r1}}\×100\·\·\·\left(38\right)$

＜液体制冷剂量的修正对算出制冷剂量的影响＞

在求得算出制冷剂量Mr时，在本实施方式1中，实施了冷凝器液相域比例修正和液相域容积·初始封入制冷剂量修正这两种修正。在此，将修正对算出制冷剂量的影响的示意图在图7中示出。

图7是本实用新型的实施方式1的修正对制冷剂量的运算产生的影响的示意图。

制冷剂量越多则冷凝器出口的过冷却度越大，冷凝器的液体制冷剂量越多。可以理解，通过进行冷凝器液相域比例修正，冷凝器的液体制冷剂量相对于制冷剂量的变化增大。而且，可以理解，通过实施液相域容积·初始封入制冷剂量修正，附加了在修正前未考虑到的液相的制冷剂。

＜压缩机频率对制冷剂量计算精度的影响＞

在此，对压缩机频率降低的情况下热交换器中的制冷剂分布进行说明。当压缩机频率降低时，储存在热交换器内部的制冷剂量的计算精度变差。这是因为，制冷剂受到热交换器上下的压头的影响，液体制冷剂积存在热交换器的下部，热交换器上下的通道平衡变差。

通道平衡变差的话，实际的制冷剂状态相对于上述说明的制冷剂量计算模型(即，未考虑通道平衡的影响的制冷剂量计算模型)不一致，因此制冷剂量计算精度变差。因此，为了提高冷凝器的制冷剂量计算的精度，需要尽量提高压缩机频率。通过提高压缩机频率，产生热交换器压头差以上的压力损失，不易受到压头差的影响，能够均匀分配，通道平衡改善，提高了制冷剂量计算精度。

(关于液体延续配管制冷剂量计算误差)

在构成单元(制冷空调装置)时，在出于低成本化的原因而减少压力传感器、温度传感器的数量的情况下，大多使用低压压力P_s和冷凝器出口焓来推算液体延续配管出口密度，并使之代表液体延续配管密度。然而，在液体延续配管6中，由于产生压力损失而出入口的密度不同，因此会产生液体延续配管密度计算与实际的误差。

另外，假设追加传感器而知道液体延续配管出入口状态的情况下的制冷剂量计算精度比如上所述的减少传感器的数量的情况更高。然而，由于不知道主液体延续配管6A和分支液体延续配管6a的准确的密度，不知道主液体延续配管6A和分支液体延续配管6a的准确的内容积等，在实际的液体延续配管制冷剂量与推算值之间产生误差。

＜本实施方式1的特征＞

(减小液体延续配管制冷剂量计算误差的方法)

在液体延续配管6的出入口不存在密度差的状态下、或者尽量减小密度差的话，则不存在所述主液体延续配管6A与分支液体延续配管6a的内容积不明确的问题，即使不设置追加的传感器，也能够减小制冷剂量计算误差。

另外，将液体延续配管6的制冷剂密度抑制得小，使液体延续配管6内的制冷剂量本身减小的话，液体延续配管6的制冷剂量相对于全部制冷剂量的比例减小。因而，能够使在液体延续配管6产生的制冷剂量计算误差对整个算出制冷剂量M_r的计算产生的影响减小，结果是能够提高算出制冷剂量M_r的计算精度。

接下来，对于用于减小液体延续配管出入口密度差、以及减小液体延续配管制冷剂密度的具体的方法参照图8～图12进行说明。

图8是示出制冷剂为R410A、配管压力为0.933[Mpa]时的干燥度与制冷剂密度的关系的图。

如图8所示，可知制冷剂密度在干燥度为0.1左右时趋势变得显著不同，小于0.1的话，密度相对于干燥度的变化较大，相对于此，为0.1以上的话，制冷剂密度相对于干燥度的变化较小。根据该情况，通过将液体延续配管6的出口的干燥度控制在0.1以上，能够减小液体延续配管制冷剂密度。在此，配管压力为0.933，不过这仅为一例，即使配管压力不同，使液体延续配管出口干燥度在0.1以上也是有效的。

图9是制冷剂R410A的p-h线图。在图9中，虚线示出等密度线。而且，在图9中，也示出了干燥度x。

如图9所示，在干燥度低的情况下(0.1以下)，等密度线的间隔小，随着干燥度x升高，等密度线的间隔扩大。根据该情况，可知在等密度线的间隔小的0.1以下，相同压力下的焓变化导致的制冷剂密度的变化量增大。对于其他制冷剂也存在同样的趋势。因而，配管压力不限于0.933[Mpa]，对于其他配管压力和其他制冷剂，使液体延续配管出口干燥度在0.1以上在提高算出制冷剂量M_r的计算精度方面也是有效的。

图10是示出制冷剂R410A时的液体延续配管出口的干燥度与液体延续配管出入口制冷剂密度差Δρ[kg/m³]的关系的图。另外，图10是液体延续配管入口压力为0.933[Mpa]、液体延续配管出口压力为0.833[Mpa]、液体延续配管压力损失ΔP＝0.1[Mpa]时的图。

可知液体延续配管出入口制冷剂密度差Δρ在干燥度为0.1左右时趋势变得显著不同，小于0.1的话，密度差相对于干燥度的变化较大，相对于此，为0.1以上的话，制冷剂密度差相对于干燥度的变化较小。根据该情况，通过将液体延续配管干燥度控制在0.1以上，能够减小液体延续配管出入口制冷剂密度差Δρ。

根据以上，可知为了减小液体延续配管出入口密度差、以及减小液体延续配管制冷剂密度，优选使液体延续配管(二相配管)6的出口的干燥度在0.1以上。并且，使液体延续配管(二相配管)6的出口的干燥度的上限值在0.7以下。以下说明其根据。

为了算出冷凝器内的制冷剂量，需要使冷凝器出口为饱和液或者过冷却液状态。这是因为，在冷凝器出口为二相状态的情况下，无法准确算出冷凝器制冷剂量。在冷凝器出口为饱和液或者过冷却液状态时焓最高的条件是成为饱和液状态。

接着，计算在饱和液状态下焓达到最高的条件。

图11是示出制冷剂R410A时的饱和液状态下的冷凝压力与焓的关系的图。

由该图表可知，压力越高则焓越高。在使用R410A制冷剂的制冷空调装置中，设计压力在4.15[Mpa]以下。因此，在冷凝器出口为饱和液状态时焓最高的条件是高压压力(冷凝压力)达到最高的4.15[Mpa]的条件。

接下来，在冷凝器出口焓最高的状态下，算出二相配管出口干燥度最高的条件。

图12是示出制冷剂R410A时的冷凝器出口处于同一状态而使膨胀阀的减压量变化的情况下的低压压力(蒸发压力)与液体延续配管出口干燥度的关系的图。

低压压力越低则液体延续配管出口干燥度越大。根据该情况，液体延续配管出口干燥度达到最大是低压最低的条件。在使用R410A制冷剂的制冷空调装置中使用最低压力为0.14[Mpa](-45℃)以下，根据以上，达到最大的二相配管出口干燥度为0.7。

图13是示出制冷剂R410A中焓为250[kg/kJ]、260[kg/kJ]的低压压力与液体延续配管制冷剂密度ρ的关系的图。

可知在低压压力为1.0[Mpa]左右时趋势变得显著不同，当低压压力超过1.0[Mpa]时，密度相对于低压压力的变化增大，相对于此，当低压压力在1.0[Mpa]以下时，密度相对于低压压力的变化减小。根据该情况，通过将低压压力控制在1.0[Mpa]以下，能够减小液体延续配管制冷剂密度。

图14是示出制冷剂R410A时的低压压力与液体延续配管出入口制冷剂密度差Δρ[kg/m³]的关系的图。另外，图14是焓为250[kg/kJ]、260[kg/kJ]下的液体延续配管入口压力为0.933[Mpa]、出口压力为0.833[Mpa]、液体延续配管压力损失为0.1[Mpa]时的图。

可知在低压压力为1.0[Mpa]左右时趋势变得显著不同，当低压压力超过1.0[Mpa]时，密度差相对于低压压力的变化增大，相对于此，当压力在1.0[Mpa]以下时，密度差相对于低压压力的变化减小。根据该情况，通过将低压压力控制在1.0[Mpa]以下，能够减小液体延续配管出入口制冷剂密度差Δρ。

图15是示出制冷剂R410A中使高压压力变化时的液体延续配管制冷剂密度的变化的图。

液体延续配管制冷剂密度计算条件为，使低压压力为0.933[Mpa]，焓处于高压压力的饱和液状态，算出液体延续配管制冷剂密度变化相对于高压压力的变化的影响。由图15可知，随着高压压力上升，液体延续配管制冷剂密度降低。根据该情况，通过使高压压力尽量上升，能够减小液体延续配管制冷剂密度。

而且，作为减小液体延续配管出入口制冷剂密度差Δρ的其他方法，存在着如下所述减小液体延续配管出入口压力损失的方法。

(减小液体延续配管出入口压力损失的方法)

为了减小液体延续配管出入口压力损失，需要减少制冷剂循环量。作为减少制冷剂循环量的方法，存在着以下的(a)或(b)的方法，作为实现(b)的方法，存在着(b-1)、(b-2)、(b-3)的方法。

(a)使压缩机频率降低。

(b)使低压压力降低，使压缩机21的吸引密度降低。

(b-1)使压缩机21的吸引过热度增大。

(b-2)使低压压力(压缩机吸引压力)降低(在储液器24存在剩余液体制冷剂的情况)

在本实施方式1中，在制热运转时在储液器24存在剩余液体制冷剂，因此无法使压缩机21的吸引过热度增大。因而，在如本实施方式1这样在储液器24存在剩余液体制冷剂的情况下，通过降低低压压力，使压缩机吸引密度降低，能够减少制冷剂循环量。为了降低低压压力，例如使蒸发器的热交换效率降低是有效的，能够通过使蒸发器风扇风量降低来实现。

(b-3)使压缩机21的吸引过热度增大(在储液器24不存在剩余液体制冷剂的情况)。

另外，在储液器24不存在剩余液体制冷剂的情况下，使压缩机21的吸引过热度增大的方法对于使压缩机21的吸引密度降低是有效的。为了使压缩机21的吸引过热度增大，例如使蒸发器的热交换效率提高是有效的，存在着使蒸发器风扇风量比通常运转(为了使室内温度达到设定温度的运转)时增大、减少通过蒸发器的制冷剂量等方法。

＜制冷剂泄漏检测方法＞

根据以上的制冷剂的特性，对提高制冷剂量计算精度的运转方法进行说明。

(将干燥度控制在0.1以上、0.7以下)

如上所述，通过将液体延续配管出口的干燥度控制在0.1以上0.7以下，能够减小液体延续配管出入口密度差，减小液体延续配管制冷剂密度。为了使干燥度在0.1以上0.7以上，例如存在以下的(a-1)、(a-2)、(b-1)、(c-1)4种方法。另外，由于此处是对制热运转中制冷剂泄漏检测进行说明，因此以下的冷凝器为室内热交换器42，蒸发器为室外热交换器23。

(a)膨胀阀的控制

(a－1)控制膨胀阀41以使冷凝器出口成为饱和液状态。

(a－2)控制膨胀阀41以使冷凝器出口的过冷却度尽量小。

在此，记载使冷凝器出口过冷却度尽量减小是因为，若没有过冷却度的话则检测精度变差。即，当在冷凝器出口没有过冷却度、冷凝器出口成为二相状态时，无法了解冷凝器出口状态，无法了解液体延续配管出口状态，因此制冷剂量推算精度变差。

(b)蒸发器风扇(室内风扇43)的控制

(b－1)以使低压压力降低的方式降低蒸发器的热交换量，即，以使蒸发器的风量减小的方式使蒸发器风扇的转速比通常运转时小。

(c)冷凝器风扇(室外风扇27)的控制

(c－1)减小冷凝器风扇的转速。

要使干燥度在0.1以上，增大冷凝器出口焓是有效的。因此，为了增大冷凝器出口焓而提高高压压力，即，使冷凝器风扇的转速比通常运转时小也是有效的。

(使低压压力在1.0[Mpa]以下的控制)

如上所述，通过进行控制以使低压压力在1.0[Mpa]以下，能够减小液体延续配管出入口密度差，减小液体延续配管制冷剂密度。为了使低压压力在1.0[Mpa]以下，例如存在以下的(a-1)的方法。

(a)蒸发器风扇的控制

(a－1)以使低压压力降低的方式降低蒸发器的热交换量，即，以使蒸发器的风量减小的方式使蒸发器风扇的转速比通常运转时小。

＜制冷剂泄漏的判断＞

制冷剂泄漏的判断以设置制冷空调装置1时填充的制冷剂量或者在刚设置后进行制冷剂量计算时的制冷剂量(初始制冷剂量)为基准，对该基准制冷剂量与每次进行制冷剂泄漏检测运转时以上述的方法算出的算出制冷剂量M_r进行比较。即，在算出制冷剂量M_r比基准制冷剂量少的情况下，进行制冷剂泄漏的判断。

图16是示出本实用新型的实施方式1涉及的制冷空调装置1的制冷剂泄漏检测运转的流程的流程图。以下，参照图16对制冷剂泄漏检测运转的流程进行说明。

(S1)

首先，控制部3判断是否可以进行制冷剂泄漏检测运转。制冷剂泄漏检测运转与通常运转不同，是以提高制冷剂量运算精度(提高制冷剂泄漏检测精度)为目的的特殊的运转。即，是相对于室内的舒适性而以使液体延续配管6的出口干燥度达到0.1以上、0.7以下为优先的运转。因而，例如在负载较大而显著损害舒适性的情况等对室内侧的影响较大的情况下，不进行制冷剂泄漏检测运转。即，制冷剂泄漏检测运转在对室内侧没有影响的时间段进行运转。例如，在进行计划运转的情况的预热时、制冷空调装置停止后等进行。而且，在制热运转时，气温上升的中午的负载降低，因此在室内温度接近设定温度的负载小的时间段进行制冷剂泄漏检测运转。因而，在S1中，这样判断当前是否是允许制冷剂泄漏检测运转的时机。

(S2)

在进行制冷剂泄漏检测时，需要进行使所连接的所有室内机4运转的全数运转。这是因为，使室内机4停止的话，膨胀阀41全闭，因此可能存在着制冷剂滞留在停止的室内机4中的情况。即，因为由于制冷剂滞留而无法准确地算出制冷剂量。因而，在S2中，控制部3进行室内机4的全数运转。

(S3)

控制部3进行使压缩机频率为额定压缩机频率的一半的压缩机频率的低速运转。其理由如下。为了提高液体延续配管制冷剂量计算精度，需要如上所述地减小液体延续配管出入口的压力损失，因此需要尽量减少制冷剂循环量。另一方面，为了提高冷凝器的制冷剂量计算精度，需要使制冷剂循环量一定程度地增大。这是因为，如上所述地减小压头的影响，不会使冷凝器内的通道平衡变差。

适当的制冷剂循环量随着热交换器高度、热交换器中的压力损失、用于将制冷剂分配到热交换器的各通道的毛细管等中的压力损失(配管径、长度)等热交换器的规格不同而不同。然而，例如以额定循环量(额定能力的情况下的制冷剂循环量)为基准的话，若为额定循环量的一半以上的循环量，则认为不会收到压头的影响，能够减小通道平衡变差的影响。因而，在S3中为了提高制冷剂量计算精度，以使制冷剂循环量达到额定循环量的一半的方式使压缩机频率下降至额定压缩机频率的一半的压缩机频率。

(S4～S6)

接着，控制部3进行使液体延续配管(二相配管)出入口的干燥度在0.1以上0.7以下、且低压压力在1.0[Mpa]以下的S3～S6的控制。即，控制部3进行膨胀阀开度饱和液控制(S4)、室内风扇低速运转(S5)和室外风扇低速运转(S6)。

(S7)

接下来，控制部3判断低压压力是否在1[Mpa]以下。在1[Mpa]以下的话，控制部3控制成，回到S2继续进行要素设备控制，以使低压压力达到1[Mpa]以下。在此，进行控制以使低压压力(蒸发压力)达到0.933[Mpa]。

(S8)

控制部3在判断低压压力在1[Mpa]以下的情况下，判断液体延续配管出口干燥度是否在0.1以上0.7以下。控制部3在判断液体延续配管出口干燥度不在0.1以上0.7以下的情况下，控制成回到S2继续进行要素设备控制，以使液体延续配管干燥度达到0.1以上0.7以下。

(S9)

控制部3在判断液体延续配管出口干燥度在0.1以上0.7以下的情况下，进行制冷剂回路状态是否稳定的判断。在控制部3判断制冷剂回路状态不稳定的情况下，若在该状态下进行制冷剂量计算的话，则制冷剂量计算误差增大，因此等待直到制冷剂回路状态稳定。

(S10)

接着，控制部3在判断制冷剂回路状态稳定时，通过各种传感器取得运转状态量，如上所述地进行制冷剂量计算。

(S11)

接下来，控制部3进行基准制冷剂量与在S10中算出的算出制冷剂量M_r的比较。

(S12～S14)

控制部3在基准制冷剂量与算出制冷剂量M_r相等时判定为正常。另一方面，控制部3在算出制冷剂量M_r少于初始制冷剂量的情况下判定为制冷剂泄漏并报告。另外，相对于基准制冷剂量设定上下范围，当算出制冷剂量M_r在该范围内时判定为正常，而当算出制冷剂量M_r小于该范围时当然可以判定为制冷剂泄漏。

(S15)

通过以上S1～S14的流程完成了对制冷剂泄漏的有无的判定，因此控制部3结束泄漏检测运转，切换至通常运转。

如上所述，根据本实施方式1，在进行制冷剂泄漏检测时，使液体延续配管6的出口的干燥度在0.1以上0.7以下，并且将低压压力控制在1.0[Mpa]以下。由此，能够尽量减小液体延续配管出入口的密度差，其结果是，能够减小制冷剂量计算误差，能够高精度地计算液体延续配管制冷剂量M_rPL。另外，将液体延续配管6的制冷剂密度抑制得小，使液体延续配管6内的制冷剂量本身减小。由此，使液体延续配管6的制冷剂量相对于全部制冷剂量的比例减小，因此能够使在液体延续配管6产生的制冷剂量计算误差对整体的算出制冷剂量M_r的计算产生的影响减小。因而，结果是能够高精度地计算整个制冷剂回路的制冷剂量M_r，能够提高制冷剂泄漏检测精度。

另外，在本实施方式1中，说明了进行控制以使液体延续配管6的出口的干燥度在0.1以上0.7以下，并且使低压压力在1.0[Mpa]以下，不过至少使液体延续配管6的出口的干燥度在0.1以上0.7以下的话，就能够准确地算出液体延续配管6的制冷剂密度，能够高精度地算出液体延续配管制冷剂量M_rPL。因而，通过进行图示的S3～S6中至少任意一项的控制，就能够高精度地算出液体延续配管制冷剂量M_rPL。而且，通过使低压压力在1.0[Mpa]以下，能够进一步提高该效果。

实施方式2

图17是示出本实用新型的实施方式2涉及的制冷空调装置1A的制冷剂回路结构的一例的概要结构图。图18是示出本实用新型的实施方式2涉及的制冷空调装置1A的制冷运转时的p-h线图的关系的图。图19是示出本实用新型的实施方式2涉及的制冷空调装置1A的制热运转时的p-h线图的关系的图。基于图17～图19，对制冷空调装置1A的制冷剂回路结构和动作进行说明。另外，在实施方式2中以与实施方式1的不同点为中心进行说明，对与实施方式1相同的部分标以相同标号并省略说明。而且，对于在与实施方式1同样的构成部分适用的变形例，对于本实施方式2也同样适用。

该制冷空调装置1A与制冷空调装置1同样地，例如设置于大厦、公寓楼等中，通过进行蒸气压缩式的制冷循环运转，而被用于所设置的空调对象区域的制冷和制热。在制冷空调装置1A中，具有从实施方式1的制冷空调装置1的各室内机4A、4B除去膨胀阀41A、41B，在室外机2追加新的膨胀阀41的结构。其它的结构与在实施方式1中说明的结构相同。

参照图17、图18说明制冷空调装置1A中的制冷运转、制热运转的制冷剂状态。

(制冷运转)

对于制冷空调装置1实施的制冷运转，使用图17和图18说明。

在制冷运转时，四通阀22被控制成图1的实线所示的状态，制冷剂回路成为以下所述的连接状态。即，压缩机21的排出侧与室外热交换器23的气体侧连接。而且，压缩机21的吸入侧经由气体侧截止阀29和气体延续配管7(主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b)与室内热交换器42的气体侧连接。另外，液体侧截止阀28和气体侧截止阀29成为打开状态。

低温低压的制冷剂被压缩机21压缩，成为高温高压的气体制冷剂并排出(图18所示的点a)。从压缩机21排出的高温高压的气体制冷剂，经由四通阀22流入室外热交换器23。流入室外热交换器23的制冷剂通过室外风扇27的送风作用而对室外空气散热并冷凝液化(图18所示的点b)。此时的冷凝温度通过换热温度传感器33k或将由排出压力传感器34b检测出的压力进行饱和温度换算而求得。

此后，从室外热交换器23流出的高压液体制冷剂由膨胀阀41减压而成为低压的气液二相制冷剂(图18所示的点c)。此后，经由液体侧截止阀28从室外机2流出。从室外机2流出的高压液体制冷剂在主液体延续配管6A、分支液体延续配管6a、分支液体延续配管6b中通过管壁面摩擦而压力下降(图18所示的点d)。此后，该气液二相制冷剂流入作为蒸发器发挥作用的室内热交换器42，通过室内风扇43的送风作用而从空气吸热、蒸发气化(图18所示的点e)。此时，执行空调对象区域的制冷。

此时的蒸发温度由液体侧温度传感器33e、液体侧温度传感器33h测量。并且，室内热交换器42A、42B的出口处的制冷剂的过热度SH通过从由气体侧温度传感器33f、气体侧温度传感器33i检测出的制冷剂温度值减去由液体侧温度传感器33e、液体侧温度传感器33h检测出的制冷剂温度而求得。

另外，膨胀阀41进行开度调节，以使室内热交换器42的出口(即，室内热交换器42A、室内热交换器42B的气体侧)的制冷剂的过热度SH达到过热度目标值SHm。

通过室内热交换器42的气体制冷剂通过主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b，由于通过主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b时的管壁面摩擦而压力下降(图18所示的点f)。该制冷剂经由气体侧截止阀29流入室外机2。流入室外机2的制冷剂经由四通阀22和储液器24被再次吸入压缩机21。通过以上的流动，制冷空调装置1执行制冷运转。

(制热运转)

对于制冷空调装置1实施的制热运转，使用图17和图19说明。

在制热运转时，四通阀22被控制成图17的虚线所示的状态，制冷剂回路成为以下所述的连接状态。即，压缩机21的排出侧经由气体侧截止阀29和气体延续配管7(主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b)与室内热交换器42的气体侧连接。另外，压缩机21的吸入侧与室外热交换器23的气体侧连接。另外，液体侧截止阀28和气体侧截止阀29成为打开状态。

低温低压的制冷剂被压缩机21压缩，成为高温高压的气体制冷剂并排出(图19所示的点a)。从压缩机21排出的高温高压的气体制冷剂，经由四通阀22和气体侧截止阀29从室外机2流出。从室外机2流出的高温高压的气体制冷剂通过主气体延续配管7A、分支气体延续配管7a、分支气体延续配管7b，此时因管壁面摩擦而压力下降(图19所示的点g)。该制冷剂流入室内机4的室内热交换器42。流入室内热交换器42的制冷剂通过室内风扇43的送风作用而对室内空气散热并冷凝液化(图19所示的点b)。此时，执行空调对象区域的制热。

从室内热交换器42流出的制冷剂通过主液体延续配管6A、分支液体延续配管6a、分支液体延续配管6b，在因通过通过主液体延续配管6A、分支液体延续配管6a、分支液体延续配管6b时的管壁面摩擦而压力下降(图19所示的点c)后，经由液体侧截止阀28流入室外机2。

流入室内机2的制冷剂，由膨胀阀41减压而成为低压的气液二相制冷剂(图19所示的点d)。此时，膨胀阀41进行开度调节，以使室内热交换器42的出口的制冷剂的过冷却度SC为过冷却度目标值SCm，成为固定。

室内热交换器42A、42B的出口的制冷剂的过冷却度SC如下求得。首先，将由排出压力传感器34b检测出的压缩机21的排出压力P_d换算成与冷凝温度Tc对应的饱和温度值。接着，从该饱和温度值分别减去由液体侧温度传感器33e、液体侧温度传感器33h检测出的制冷剂温度值来求得。另外，也可以另行设置用于检测在各室内热交换器42内流动的制冷剂的温度的温度传感器，通过从由液体侧温度传感器33e、液体侧温度传感器33h检测出的制冷剂温度值分别减去与由该温度传感器检测出的冷凝温度Tc对应的制冷剂温度值来求得过冷却度SC。

此后，低压的气液二相制冷剂流入室外热交换器23，通过室外风扇27的送风作用而从室外空气吸热、蒸发气化(图19所示的点e)。然后，该制冷剂经由四通阀22和储液器24被再次吸入压缩机21。通过以上的流动，制冷空调装置1执行制热运转。

在实施方式2的制冷运转中，与实施方式1的制热运转同样地，由于液体延续配管出入口压力损失，制冷剂密度也不同。因此，通过以与实施方式1记载的方法相同的方法减小液体延续配管出入口密度差，能够减小液体延续配管制冷剂量计算误差。即，在实施方式2的制冷剂泄漏检测运转中，使室内机4在制冷运转中全数运转，并且进行压缩机频率为额定压缩机频率的一半的压缩机频率的低速运转。并且，进行图16的S4～S6的至少任意一个的控制即可。而且，通过减小液体延续配管制冷剂密度，减小液体延续配管制冷剂密度相对于全部制冷剂量的比例，能够提高制冷剂量计算精度，能够提高制冷剂泄漏检测精度。

另外，在实施方式1和实施方式2涉及的制冷空调装置1、1A中，例如通过使用移动平均数据，能够减少数据的过渡特性，能够实现制冷剂量的过量和不足的判定的高精度化。

另外，在实施方式1和实施方式2涉及的制冷空调装置1、1A中，可以将作为管理各构成设备的管理装置的本地控制器通过电话线路、LAN线路、无线等连接成可通信，将在制冷空调装置1、1A中得到的运转状态量向本地控制器发送。并且，也可以将该本地控制器经由网络与设置在远距离的信息管理中心的远程服务器连接来构成制冷剂量判定系统。在该情况下，将本地控制器取得的运转数据向远程服务器发送，使运转状态量存储保存在与远程服务器连接的盘装置等存储装置中，或者利用远程服务器进行制冷剂泄漏判定。

作为利用远程服务器进行制冷剂泄漏判定的结构，例如考虑以下的结构。即，在本地控制器设置用于取得实施方式1和实施方式2涉及的制冷空调装置1、1A的运转状态量的测定部3a和运算运转状态量的运算部3b的功能，并且将存储部3c设置于存储装置，而且将判定部3d的功能设于远程服务器等。

在该情况下，在实施方式1和实施方式2涉及的制冷空调装置1、1A，无需具有根据当前的运转状态量对算出制冷剂量M_r和制冷剂泄漏率r计算比较的功能。而且，通过如此构成能够远程监视的系统，在定期维护时，无需作业者赶到现场确认制冷剂量的过量和不足的作业。因此，进一步提高了设备的可靠性和操作性。

以上，按实施方式说明了本实用新型的特征，不过具体的结构并不限于这些实施方式，能够在不脱离实用新型的主旨的范围内变更。例如，在实施方式中，以将本实用新型应用于能够切换冷暖的制冷空调装置的情况为例进行了说明，不过不限于此，也可以将本实用新型应用于制冷或制热专用的制冷空调装置。而且，在实施方式中，以具备1台室外机2的制冷空调装置为例进行示出，不过不限于此，也可以将本实用新型应用于具备多台室外机2的制冷空调装置。并且，也可以将各实施方式的特征事项根据用途和目的适当组合。

另外，实施方式1和实施方式2涉及的制冷空调装置使用的制冷剂并不特别限定其种类，例如可以使用自然制冷剂(二氧化碳(CO₂)、烃、氦等)、不含氯的替代制冷剂(HFC410A、HFC407C、HFC404A等)，或者使用在现有的产品中使用的氟利昂类制冷剂(R22、R134等)的任意种。而且，在实施方式中，以将本实用新型应用于制冷空调装置的情况为例进行了说明，不过也可以将本实用新型应用于以制冷系统为首的使用制冷循环构成制冷剂回路的其他系统。

Claims (10)

1.一种制冷循环装置，其特征在于，

具备：

制冷剂回路，构成为使制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和储液器中循环，所述压缩机和所述冷凝器利用第一延续配管连接，所述膨胀阀和所述蒸发器利用第二延续配管连接；

检测部，检测所述制冷剂回路的运转状态量；以及

控制部，进行基于所述检测部检测出的运转状态量而进行制冷剂泄漏检测的检测运转，并构成为，在所述检测运转时进行控制以使所述冷凝器的出口的制冷剂状态为饱和液状态并将所述第二延续配管的出口的制冷剂的干燥度控制在0.1以上、0.7以下。

2.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述控制部构成为，基于所述检测部检测出的运转状态量计算所述制冷剂回路内部的制冷剂量，并对算出制冷剂量与基准制冷剂量比较，从而进行所述检测运转。

3.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述控制部构成为控制所述膨胀阀，控制所述冷凝器的出口的制冷剂状态以及所述第二延续配管的出口的制冷剂的干燥度。

4.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，

具备所述压缩机、室外热交换器、所述膨胀阀和多个室内热交换器，

所述压缩机和所述室内热交换器利用第一延续配管连接，所述膨胀阀与所述室外热交换器利用第二延续配管连接，

所述控制部构成为，在所述检测运转时使所述多个室内热交换器全部作为所述冷凝器发挥作用，并且将所述压缩机的频率控制为额定压缩机频率的一半的压缩机频率。

5.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，

具备所述压缩机、所述膨胀阀、室外热交换器和多个室内热交换器，

所述室内热交换器和所述压缩机利用第一延续配管连接，所述膨胀阀与所述室内热交换器利用第二延续配管连接，

所述控制部构成为，在所述检测运转时使所述多个室内热交换器全部作为所述蒸发器发挥作用，并且将所述压缩机的频率控制为额定压缩机频率的一半的压缩机频率。

6.根据权利要求4所述的制冷循环装置，其特征在于，

具备切换制冷剂的流动方向的四通阀，通过所述四通阀，使所述室内热交换器作为所述冷凝器或者所述蒸发器发挥作用。

7.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，

具备向所述蒸发器送风的蒸发器风扇，

所述控制部构成为，进行以使空调对象空间的温度达到设定温度的方式控制所述制冷剂回路的通常运转与所述检测运转的切换，在所述检测运转中，使所述蒸发器风扇的转速比所述通常运转时低。

8.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，

具备向所述冷凝器送风的冷凝器风扇，

所述控制部构成为，进行以使空调对象空间的温度达到设定温度的方式控制所述制冷剂回路的通常运转与所述检测运转的切换，在所述检测运转中，使所述冷凝器风扇的转速比所述通常运转时低。

9.根据权利要求1或2所述制冷循环装置，其特征在于，

所述制冷剂为R410A。

10.根据权利要求1或2所述制冷循环装置，其特征在于，

所述制冷剂回路的蒸发压力为0.933MPa。