JP2010096396A - 空気調和装置の冷媒量判定方法および空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、基準指標となる過冷却度および過冷却度に基づいた換算値が冷媒量の適否の判定がし易い値になるように制御することにより検知誤差を低減させることにある。
【解決手段】本発明の空気調和装置１の冷媒量判定方法は、マップから、その時の室外温度に応じた初期周波数、初期過熱度、および初期ファン回転数の少なくとも１つを初期目標値として決定し、冷房運転し初期目標値となるように圧縮機、膨張機構、および利用側送風機の少なくとも１つを制御しつつ、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度または過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して、過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量が第２所定値以上にした安定状態にする。そして、安定状態における圧縮機周波数と過熱度と過冷却度とを記憶する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和装置の冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定する機能、特に、熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡配管を介して接続された空気調和装置の冷媒回路内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。

従来、凝縮器の過冷却度にもとづいて冷媒量を判定する冷媒量判定運転、を行う空気調和装置がある（特許文献１参照）。特許文献１のような技術では、冷媒量判定運転は空気調和装置の初回（例えば、空気調和装置の設置時）および定期的（例えば、設置時から１年ごとなど）に行われる。この冷媒量判定運転では、冷房運転状態において蒸発器の過熱度と蒸発圧力が一定になるように制御を行い、凝縮器の過冷却度を測定する。そして、冷媒量判定運転において、その時に測定された過冷却度と初回またはそれ以前に測定された過冷却度との差に基づいて冷媒が漏れているか否かを判定している。
特開２００６−２３０７２号公報

しかしながら、特許文献１のような冷媒追加充填のある空気調和装置の冷媒漏洩検知では、過熱度一定制御を行うことにより、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度をある程度自動的に確保できるが、冷媒追加充填を基本的に想定していないような空気調和装置では、冷媒回路の回路ボリュームに対して充填冷媒量が大きく変化する可能性のあり、特許文献１の記載の空気調和装置と同様に過熱度一定制御をすると基準指標（例えば、過冷却度など）として十分に大きな値が確保できなくなる恐れがある。

本発明の課題は、基準指標となる過冷却度および過冷却度に基づいた換算値が冷媒量の適否の判定がし易い値になるように制御することにより検知誤差を低減させることにある。

第１発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法は、運転容量を調節可能な圧縮機と熱源側熱交換器と膨張機構とアキュムレータと熱源側熱交換器の熱交換効率を促進する熱源側送風機とを有する熱源ユニットと、利用側熱交換器を有する利用ユニットと、熱源ユニットと利用ユニットとを接続する液冷媒連絡配管およびガス冷媒連絡配管を含み、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、かつ、利用側熱交換器を熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を少なくとも行うことが可能な冷媒回路を有する空気調和装置において、冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する冷媒量判定方法であって、初期目標値決定ステップと、初期運転ステップと、記憶ステップとを備える。初期目標値決定ステップでは、室外温度と、圧縮機の初期周波数、利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の初期過熱度、熱源側送風機の初期ファン回転数の少なくとも１つとを関連づけたマップから、その時の室外温度に応じた初期周波数、初期過熱度、および初期ファン回転数の少なくとも１つを初期目標値として決定する。初期運転ステップでは、利用ユニットの運転負荷に応じて熱源ユニットおよび利用ユニットの各機器の制御を行う通常運転モードから、冷房運転し初期目標値となるように圧縮機、膨張機構、および熱源側送風機の少なくとも１つを制御しつつ熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度または過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して、過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量が第２所定値以上にした安定状態にする。記憶ステップでは、安定状態における圧縮機の周波数を第１周波数として、安定状態における利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を第１過熱度として、安定状態における過冷却度または運転状態量を第１指標値として記憶する。

本発明の空気調和装置の冷媒量判定方法では、予め少なくとも室外温度と、圧縮機周波数、過熱度、ファン回転数の少なくとも１つとを関連づけているマップを有しており、その時の室外温度に応じた初期周波数、初期過熱度、および初期ファン回転数の少なくとも１つを初期目標値として決定している。

したがって、予めマップに、初期運転ステップにおける過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量（例えば相対過冷却度）が第２所定値以上になるような、または、近くなるような圧縮機の周波数、過熱度、ファン回転数の少なくとも１つが室外温度と対応して設定されているため、それ以外の初期運転ステップに関わる運転条件が変わったとしても、圧縮機の周波数、過熱度、ファン回転数などをマップに記憶されている値で運転することにより、安定状態に近い状態から運転することができる。このため、このようなマップを持たないものと比べて、初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第２発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法は、第１発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法であって、通常運転以降ステップと、安定状態再現ステップと、冷媒量適否判定ステップとをさらに備える。通常運転以降ステップでは、記憶ステップ終了後に通常運転モードへ再び切り換える。安定状態再現ステップでは、通常運転移行ステップから所定期間経過後に、記憶ステップにより記憶された第１周波数になるように圧縮機の制御を行い、かつ、第１過熱度になるように膨張機構の制御を行いつつ熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度または過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出値として検出する。冷媒量適否判定ステップでは、第１指標値と検出値とを比較して、冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定する。

本発明の空気調和装置の冷媒量判定方法では、冷媒量の適否を判定するための指標値を初期運転ステップにおいて予め設定された第１所定値（過冷却度の場合）以上または第２所定値（運転状態量の場合）以上になるように圧縮機および利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度が制御され、その時（安定状態）の圧縮機の周波数を第１周波数として、その時（安定状態）の利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を第１過熱度として記憶し、さらにその時（安定状態）の過冷却度または運転状態量を第１指標値として記憶している。そして、通常運転以降ステップから所定期間経過後に行われる安定状態再現ステップにおいて、圧縮機を第１周波数に、利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を第１過熱度に制御して、その時の過冷却度または運転状態量を検出値として検出し、冷媒量適否判定ステップにおいて、指標値と検出値とを比較して、冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定している。

このように、初期運転ステップにおいて、冷媒量の適否の判定に採用する指標を、過冷却度にする場合には第１所定値以上になるように、運転状態量にする場合には第２所定値以上になるように、予め設定しているため、冷媒追加充填を基本的に想定していないような空気調和装置においても冷媒量適否判定に際して過冷却度または運転状態量をある程度大きな値を確保することができ、冷媒量が減少した場合にそれらの値が小さくなることを検出しやすくなり、冷媒量の判定誤差を低減することができる。

第３発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法は、第１発明または第２発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法であって、初期運転ステップは、第１過熱度制御ステップを有する。第１過熱度制御ステップでは、過冷却度が第１所定値未満、または、運転状態量が第２所定値未満の場合に、圧縮機の周波数を第１周波数に固定して、利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を正値の状態における０に近い値から段階的に大きい値に推移させて、過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量が第２所定値以上に達したか否かを、判定する。

このように、利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を正値の状態における０に近い値から段階的に大きい値に推移させて、過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量が第２所定値以上に達したか否かを判定するような冷媒量判定方法であっても、初期目標値決定ステップにより初期目標値を決定しているため、初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第４発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法は、第３発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法であって、初期運転ステップは、第２過熱度制御ステップをさらに有する。第２過熱度制御ステップは、第１過熱度制御ステップを経ても、過冷却度が第１所定値未満、または、運転状態量が第２所定値未満の場合に、圧縮機の周波数を第１周波数よりも大きい第２周波数に固定して、利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を正値の状態における０に近い値から段階的に大きい値に推移させて、過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量が第２所定値以上に達したか否かを、判定する。

このように、第１過熱度制御ステップを経て、圧縮機の周波数を第１週端数よりも大きい第２週端数に固定して、利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を正値の状態における０に近い値から段階的に大きい値に推移させて、過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量が第２所定値以上に達したか否かを判定するような冷媒量判定方法であっても、初期目標値決定ステップにより初期目標値を決定しているため、初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第５発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法は、第１発明から第４発明のいずれかに係る空気調和装置の冷媒量判定方法であって、マップにおいて、少なくとも室外温度と関連づけられる初期周波数、初期過熱度、初期ファン回転数の少なくとも１つは、初期運転ステップの際に、その時の少なくとも室外温度に対応する初期周波数、初期過熱度、初期ファン回転数の少なくとも１つに制御することにより、過冷却度が第１所定値に、または、運転状態量が第２所定値になるように予め設定された値である。

このように、マップを、その時の室外温度に対応する初期周波数、初期過熱度、初期ファン回転数の少なくとも１つに制御することにより、過冷却度が第１所定値に、または、運転状態量が第２所定値になるように予め設定された値とすることで、初期目標値決定ステップを経た初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第６発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法は、第１発明から第５発明のいずれかに係る空気調和装置の冷媒量判定方法であって、マップは、室内温度および室外温度と、初期周波数、初期過熱度、および初期ファン回転数とを関連づけている。

このように、初期目標値決定ステップにおいて、初期目標値が決定される基になるマップが、室内温度および室外温度と、初期周波数、初期過熱度、および初期ファン回転数とが関連づけられているような空気調和装置の冷媒量判定方法であっても、初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第７発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法は、第１発明から第６発明のいずれかに係る空気調和装置の冷媒量判定方法であって、第１所定値は、冷媒が漏洩したことを判断可能な過冷却度の大きさ以上の適当な値である。また、第２所定値は、冷媒が漏洩したことを判断可能な運転状態量の大きさ以上の適当な値である。

したがって、冷媒追加充填を基本的に想定していないような空気調和装置においても冷媒量適否判定に際して過冷却度または運転状態量をある程度大きな値を確保することができ、冷媒量が減少した場合にそれらの値が小さくなることを検出しやすくなり、冷媒量の判定誤差を低減することができる。

第８発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と、初期目標値決定手段と、初期運転手段と、記憶手段とを備える。冷媒回路は、運転容量を調節可能な圧縮機と熱源側熱交換器と膨張機構とアキュムレータと熱源側熱交換器の熱交換効率を促進する熱源側送風機とを有する熱源ユニットと、利用側熱交換器を有する利用ユニットと、熱源ユニットと利用ユニットとを接続する液冷媒連絡配管およびガス冷媒連絡配管を含み、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、かつ、利用側熱交換器を熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を少なくとも行うことが可能である。初期目標決定手段は、室外温度と、圧縮機の初期周波数、利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の初期過熱度、熱源側送風機の初期ファン回転数の少なくとも１つとを関連づけたマップから、その時の室外温度に応じた初期周波数、初期過熱度、および初期ファン回転数の少なくとも１つを初期目標値として決定する。初期運転手段は、利用ユニットの運転負荷に応じて熱源ユニットおよび利用ユニットの各機器の制御を行う通常運転モードから、冷房運転し初期目標値となるように圧縮機、膨張機構、および熱源側送風機の少なくとも１つを制御しつつ熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度または過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して、過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量が第２所定値以上にした安定状態にする。記憶手段は、安定状態における圧縮機の周波数を第１周波数として、安定状態における利用側熱交換器の出口の冷媒の過熱度を第１過熱度として、安定状態における過冷却度または運転状態量を第１指標値として記憶する。

本発明の空気調和装置では、予め少なくとも室外温度と、圧縮機周波数、過熱度、ファン回転数の少なくとも１つとを関連づけているマップを有しており、その時の室外温度に応じた初期周波数、初期過熱度、および初期ファン回転数の少なくとも１つを初期目標値として決定している。

したがって、予めマップに、初期運転ステップにおける過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量（例えば相対過冷却度）が第２所定値以上になるような、または、近くなるような圧縮機の周波数、過熱度、ファン回転数の少なくとも１つが室外温度と対応して設定されているため、それ以外の初期運転ステップに関わる運転条件が変わったとしても、圧縮機の周波数、過熱度、ファン回転数などをマップに記憶されている値で運転することにより、安定状態に近い状態から運転することができる。このため、このようなマップを持たないものと比べて、初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第１発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法では、予めマップに、初期運転ステップにおける過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量（例えば相対過冷却度）が第２所定値以上になるような、または、近くなるような圧縮機の周波数、過熱度、ファン回転数の少なくとも１つが室外温度と対応して設定されているため、それ以外の初期運転ステップに関わる運転条件が変わったとしても、圧縮機の周波数、過熱度、ファン回転数などをマップに記憶されている値で運転することにより、安定状態に近い状態から運転することができる。このため、このようなマップを持たないものと比べて、初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第２発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法では、初期運転ステップにおいて、冷媒量の適否の判定に採用する指標を、過冷却度にする場合には第１所定値以上になるように、運転状態量にする場合には第２所定値以上になるように、予め設定しているため、冷媒追加充填を基本的に想定していないような空気調和装置においても冷媒量適否判定に際して過冷却度または運転状態量をある程度大きな値を確保することができ、冷媒量が減少した場合にそれらの値が小さくなることを検出しやすくなり、冷媒量の判定誤差を低減することができる。

第３発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法では、利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を正値の状態における０に近い値から段階的に大きい値に推移させて、過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量が第２所定値以上に達したか否かを判定するような冷媒量判定方法であっても、初期目標値決定ステップにより初期目標値を決定しているため、初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第４発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法では、第１過熱度制御ステップを経て、圧縮機の周波数を第１週端数よりも大きい第２週端数に固定して、利用側熱交換器の出口から圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を正値の状態における０に近い値から段階的に大きい値に推移させて、過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量が第２所定値以上に達したか否かを判定するような冷媒量判定方法であっても、初期目標値決定ステップにより初期目標値を決定しているため、初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第５発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法では、マップを、その時の室外温度に対応する初期周波数、初期過熱度、初期ファン回転数の少なくとも１つに制御することにより、過冷却度が第１所定値に、または、運転状態量が第２所定値になるように予め設定された値とすることで、初期目標値決定ステップを経た初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第６発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法では、初期目標値決定ステップにおいて、初期目標値が決定される基になるマップが、室内温度および室外温度と、初期周波数、初期過熱度、および初期ファン回転数とが関連づけられているような空気調和装置の冷媒量判定方法であっても、初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

第７発明に係る空気調和装置の冷媒量判定方法では、冷媒追加充填を基本的に想定していないような空気調和装置においても冷媒量適否判定に際して過冷却度または運転状態量をある程度大きな値を確保することができ、冷媒量が減少した場合にそれらの値が小さくなることを検出しやすくなり、冷媒量の判定誤差を低減することができる。

第８発明に係る空気調和装置では、予めマップに、初期運転ステップにおける過冷却度が第１所定値以上に、または、運転状態量（例えば相対過冷却度）が第２所定値以上になるような、または、近くなるような圧縮機の周波数、過熱度、ファン回転数の少なくとも１つが室外温度と対応して設定されているため、それ以外の初期運転ステップに関わる運転条件が変わったとしても、圧縮機の周波数、過熱度、ファン回転数などをマップに記憶されている値で運転することにより、安定状態に近い状態から運転することができる。このため、このようなマップを持たないものと比べて、初期運転ステップにおいて安定状態にする時間を低減することができる。

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。

（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明にかかる一実施形態の空気調和装置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台の室外ユニット２と、室内ユニット４と、室外ユニット２と室内ユニット４とを接続する液冷媒連絡配管６およ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と、液冷媒連絡配管６およ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は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、または、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４は、液冷媒連絡配管６およ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の構成について説明する。

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１１を有している。この室内側冷媒回路１１は、主として、利用側熱交換器としての室内熱交換器４１を有している。

本実施形態において、室内熱交換器４１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。なお、本実施形態において、室内熱交換器４１は、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るが、これに限定されず、他の型式の熱交換器であってもよい。

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、室内熱交換器４１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４２を有している。室内ファン４２は、室内熱交換器４１に供給する空気の風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ファンモータ等からなるモータ４２ｍ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、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）を検出する室内温度センサ４３が設けられている。本実施形態において、室内温度センサ４３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４４を有している。そして、室内側制御部４４は、室内ユニット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との間で伝送線８ａを介して制御信号等のやりとりを行ったりすることができるようになっている。

＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、ビル等の室外に設置されており、液冷媒連絡配管６およびガス冷媒連絡配管７を介して室内ユニット４に接続されており、室内ユニット４とともに冷媒回路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１２を有している。この室外側冷媒回路１２は、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器２３と、膨張機構としての室外膨張弁３３と、アキュムレータ２４と、液側閉鎖弁２５と、ガス側閉鎖弁２６とを有している。

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、インバータにより回転数が制御されるモータ２１ｍによって駆動される容積式圧縮機である。なお、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、室外熱交換器２３を圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器４１を室外熱交換器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換器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（冷房運転状態：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４１を圧縮機２１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２３を室内熱交換器４１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換器２３のガス側とを接続することが可能である（暖房運転状態：図１の四路切換弁２２の破線を参照）。

本実施形態において、室外熱交換器２３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。なお、本実施形態において、室外熱交換器２３は、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るが、これに限定されず、他の型式の熱交換器であってもよい。

本実施形態において、室外膨張弁３３は、室外側冷媒回路１２内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行うために、冷房運転を行う際の冷媒回路１０における冷媒の流れ方向において室外熱交換器２３の下流側に配置された（本実施形態においては、室外熱交換器２３の液側に接続されている）電動膨張弁である。

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２７を有している。この室外ファン２７は、室外熱交換器２３に供給する空気の風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ファンモータ等からなるモータ２７ｍによって駆動されるプロペラファン等である。

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、室内ユニット４の運転負荷の変動等に応じて冷媒回路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およびガス側閉鎖弁２６は、外部の機器・配管（具体的には、液冷媒連絡配管６およ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、室外熱交換器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、室外ユニット２には、室内熱交換器４１から流入してきたガス冷媒の圧力を検出する蒸発圧力センサ２８と、室外熱交換器２３により凝縮される凝縮圧力を検出する凝縮圧力センサ２９と、アキュムレータ２４の入口温度を検出する入口温度センサ３５と、圧縮機２１の吸入温度を検出する吸入温度センサ３０と、室外熱交換器２３の液側には液状態また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とが設けられている。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、室外温度）を検出する室外温度センサ３２が設けられている。本実施形態において、吸入温度センサ３０、液側温度センサ３１、室外温度センサ３２、および入口温度センサ３５は、サーミスタからなる。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３４を備えている。そして、室外側制御部３４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２１ｍ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の室内側制御部４４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っている。すなわち、室内側制御部４４と室外側制御部３４と制御部３４、４４間を接続する伝送線８ａ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。

以上のように、室内側冷媒回路１１と、室外側冷媒回路１２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、四路切換弁２２により冷房運転および暖房運転を切り換えて運転を行うとともに、室内ユニット４の運転負荷に応じて、室外ユニット２および室内ユニット４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、室内ユニット４の運転負荷に応じて、室外ユニット２および室内ユニット４の各機器の制御を行う通常運転モードと、室内ユニット４の全てを冷房運転しつつ凝縮器として機能する室外熱交換器２３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量判定運転モードとがある。そして、通常運転モードには冷房運転と暖房運転とがあり、冷媒量判定運転モードには冷媒漏洩検知運転がある。

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換器４１のガス側に接続された状態となっている。ここで、液側閉鎖弁２５およびガス側閉鎖弁２６は、開状態にされている。また、室外膨張弁３３は、室外熱交換器２３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、室外熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度は、凝縮圧力センサ２９により検出される室外熱交換器２３の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力）値を冷媒の飽和温度値に換算し、液側温度センサ３１により検出される冷媒温度値をこの冷媒の飽和温度値から差し引くことによって検出される。

この冷媒回路１０の状態で、圧縮機２１および室外ファン２７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屋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、高圧の液冷媒は、室外膨張弁３３によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、液側閉鎖弁２５および液冷媒連絡配管６を経由して、室内ユニット４に送られる。ここで、室外膨張弁３３は、室外熱交換器２３の出口における過冷却度が所定値になるように室外熱交換器２３内を流れる冷媒の流量を制御しているため、室外熱交換器２３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。

室内ユニット４に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器４１に送られ、室内熱交換器４１で屋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。そして、室内熱交換器４１には、室内ユニット４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２に送られ、ガス側閉鎖弁２６および四路切換弁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の運転負荷に応じて、例えば、室内ユニット４の運転負荷が小さい場合や停止している場合には、アキュムレータ２４に余剰冷媒が溜まるようになっている。

ここで、通常運転モードの冷房運転を行っている際における冷媒回路１０の冷媒の分布状態は、図２に示されるように、冷媒が、液状態（図２における塗りつぶしのハッチング部分）、気液二相状態（図２における格子状のハッチング部分）、ガス状態（図２における斜線のハッチング部分）の各状態をとって分布している。具体的には、室外熱交換器２３の出口付近から室外膨張弁３３までの部分は、液状態の冷媒で満たされている。そして、室外熱交換器２３の中間の部分、および、室外膨張弁３３から室内熱交換器４１の入口付近までの間の部分は、気液二相状態の冷媒で満たされている。また、室内熱交換器４１の中間部分から、ガス冷媒連絡配管７、アキュムレータ２４の一部を除く部分、圧縮機２１を介して室外熱交換器２３の入口付近までの間の部分は、ガス状態の冷媒で満たされている。なお、ここで除外されているアキュムレータの一部には、余剰冷媒として溜まり込んだ液冷媒が溜まっている場合がある。ここで、図２は、冷房運転における冷媒回路１０内を流れる冷媒の状態を示す模式図である。

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４１のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁３３は、室外熱交換器２３に流入する冷媒を室外熱交換器２３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）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２５およびガス側閉鎖弁２６は、開状態にされている。

この冷媒回路１０の状態で、圧縮機２１および室外ファン２７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およびガス冷媒連絡配管７を経由して、室内ユニット４に送られる。

そして、室内ユニット４に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４１において、屋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、液冷媒連絡配管６を経由して室外ユニット２に送られる。

この高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁２５を経由して、室外膨張弁３３によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、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屋外空気と熱交換を行って蒸発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の運転負荷に応じて、例えば、室内ユニット４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いる。

＜冷媒量判定運転モード＞
冷媒量判定運転モードでは、冷媒漏洩検知運転が行われることになりその中に、空気調和装置１が設置されて初めて行われる運転（以下、初回設定運転とする）と、２回目以降の運転（以下、判定運転とする）とでは運転方法が異なる。このため、以下に初回設定運転と、判定運転とに分けて説明する。

（初回設定運転）
現地において、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とを液冷媒連絡配管６およ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、リモコン（図示せず）を通じて、または、室内ユニット４の室内側制御部４４や室外ユニット２の室外側制御部３４に対して直接に、冷媒量判定運転モードの１つである冷媒漏洩検知運転を行うように指令を出すと、下記のステップＳ１からステップＳ７の手順で初回設定運転が行われる（図３参照）。

−ステップＳ１、室内ユニットを冷房運転−
まず、ステップＳ１では、初回設定運転の開始指令がなされると、冷媒回路１０は、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（冷房運転状態）となる。そして、圧縮機２１、室外ファン２７が起動されて、室内ユニット４の全てについて強制的に冷房運転（通常運転モードにおける冷房運転とは室外ファン２７の制御方法などが異なる）が行われる（図２参照）。そして、冷房運転が所定時間実施された後に、次のステップＳ２へ移行する。

−ステップＳ２、温度の読込−
ステップＳ２では、室内温度センサ４３により検出される室内温度Ｔｂと、室外温度センサにより検出される室外温度Ｔａとの読込が行われる。室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが検出されると次のステップＳ３へ移行する。

−ステップＳ３、検知可能範囲か否かの判定−
ステップＳ３では、検出された室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが、予め設定されている
冷媒量判定運転モードに適した所定の温度範囲（例えば、室内温度であればＴｂｌ≦Ｔｂ＜Ｔｂｕの範囲、室外温度であればＴａｌ≦Ｔａ＜Ｔａｕの範囲）内にあるか否かを判定する。ステップＳ３で、室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが、所定の温度範囲内にあった場合には次のステップＳ４へ移行し、所定の温度範囲内になかった場合にはステップＳ５へ移行する。

−ステップＳ４、初期目標値の決定−
ステップＳ４では、検出された室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとに基づいて、予め設定されているマップからそれらの値に対応するアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度、圧縮機２１の回転周波数、および室外ファン２７のファン回転数が導出される。なお、ここにいう「マップ」は、図４に示すように、室内温度Ｔｂおよび室外温度Ｔａと、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度（図４では過熱度と表記）、圧縮機２１の回転周波数（図４では圧縮機周波数と表記）、および室外ファン２７のファン回転数（図４では、ファン回転数と表記）とを関連づけたものである。そして、このマップのアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度、圧縮機２１の回転周波数、および室外ファン２７のファン回転数は、検出される室内温度および室外温度の検出値（環境条件）に対して、冷房運転を行った際にそれぞれ相対過冷却度が０．５になるような値が設定されている。図４では、室外温度Ｔａが、Ｔａｌ℃以上Ｔａ１℃未満の場合、Ｔａ１℃以上Ｔａ２℃未満の場合、Ｔａ２℃以上Ｔａｕ℃未満の場合の３つの場合に分けられ、室内温度Ｔｂが、Ｔｂｌ℃以上Ｔｂ１℃未満の場合、Ｔｂ１℃以上Ｔｂ２℃未満の場合、Ｔｂ２℃以上Ｔｂｕ℃未満の場合の３つの場合に分けられており、マップとしては９つの場合に分けられる。なお、ここにいう「相対過冷却度値」とは、室外熱交換器２３の出口における過冷却度値を、凝縮温度値から室外温度を差し引いた値により除した値のことを言う。また、図面上では、相対過冷却度を相対ＳＣと表記することにする。「相対過冷却度値」については、後に詳述する。本実施形態では、凝縮温度値は、凝縮圧力センサ２９により検出される室外熱交換器２３の出口側の圧力（凝縮圧力）値を冷媒の飽和温度に換算した値を用いている。例えば、検出された室内温度ＴｂがＴｂｌ℃以上Ｔｂ１℃未満の範囲であって、検出された室外温度ＴａがＴａ１℃以上Ｔａ２℃未満の範囲である場合には、図４のマップに基づいて、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度がＸ２℃、圧縮機２１の回転周波数がＹ２Ｈｚ、室外ファン２７のファン回転数がＺ２ｒｐｍと決定される。なお、ステップＳ４において、このように検出された室内温度Ｔｂおよび室外温度Ｔａとマップとに基づいて導出されるアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度、圧縮機２１の回転周波数、および室外ファン２７のファン回転数は、それぞれ、初期過熱度、初期周波数、初期ファン回転数として決定されており、ステップＳ６における制御の設定値として利用される。

したがって、冷房運転において、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を初期過熱度に、圧縮機２１の回転周波数を初期周波数に、室外ファン２７のファン回転数を初期ファン回転数に設定することにより、少なくとも相対過冷却度値を０．５に近い状態で運転し始めることができる。

−ステップＳ５、初回設定運転の中止−
ステップＳ５は、ステップＳ４の一方でステップＳ３において室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが所定の温度範囲内になかった場合に行われ、温度条件が冷媒漏洩検知運転の範囲外である旨を室外ユニット２やリモコン等に備えられる表示部（図示せず）に表示し、初回設定運転を中止する。

−ステップＳ６、相対過冷却度が所定値以上であるか否かの判定−
ステップＳ６では、相対過冷却度値を導出し、相対過冷却度値が所定値以上（例えば、０．５以上）であるか否かを判定する。ステップＳ６において、相対過冷却度値が所定値未満であると判定されると次のステップＳ７へ移行し、所定値未満であると判定されるとステップＳ８へ移行する。なお、冷媒回路内の充填冷媒が１０％漏れたときに相対過冷却度は０．３低下するため、本実施形態においては、相対過冷却度の値を例として０．３以上としている。すなわち、この所定値は少なくとも０．３以上であることが望ましい。

−ステップＳ７、相対過冷却度の制御−
ステップＳ７では、相対過冷却度値が所定値未満であるため、相対過冷却度値が所定値以上になるように、圧縮機２１の回転周波数とアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度とを制御する。例えば、圧縮機２１の回転周波数が第１周波数としての４０Ｈｚ、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を５℃の状態でステップＳ１における冷房運転を行い、相対過冷却度値が所定値以上であるか否かを判定する。この運転状態において、相対過冷却度値が所定値未満である場合には、圧縮機２１の回転周波数を４０Ｈｚのままにして、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を５℃上げて１０℃にして相対過冷却度値を導出し、相対過冷却度値が所定値以上になるか否かを判定する。そして、相対過冷却度値が所定値未満である場合には、これを繰り返し、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度が上がりきっても相対過冷却度値が所定値未満である場合には、圧縮機２１の回転周波数を４０Ｈｚから例えば第２周波数としての５０Ｈｚに上げて、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を５℃に下げて、同様に相対過冷却度値が所定値以上であるか否かを判定する。そして、上述したようにアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を再び５℃ずつ上げることを繰り返すことにより、相対過冷却度値が所定値以上になるように制御する。そして、相対過冷却度値が所定値以上になったら、ステップＳ８へ移行する。なお、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度の制御（例えば過熱度を５℃から５℃ずつ上げていく制御）は、室外膨張弁３３を開の状態から絞っていくことによって制御している。また、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度の制御は、これに限らずに、室内ファン４２の風量を制御することにより行っても構わないし、室外膨張弁３３の弁開度の制御と室内ファン４２の風量の制御とを併用して行っても構わない。なお、ここでアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度は、入口温度センサ３５により検出される冷媒温度値から、蒸発圧力センサ２８により検出される蒸発圧力値を冷媒の飽和温度値に換算した値を、差し引くことによって検出される。また、ここで、冷媒の過熱度として、アキュムレータ２４の入口に配置される入口温度センサ３５により検出される冷媒温度値を利用しているが、これに限らずに、室内熱交換器４１と圧縮機２１との間の冷媒配管に温度センサを設けてその温度センサが検出する冷媒温度値を利用しても構わない。

なお、ステップＳ７により過熱度が正値になるように制御されるため、図７で示されるように、アキュムレータ２４に余剰冷媒が溜まっていない状態となり、アキュムレータ２４に溜まっていた冷媒は室外熱交換器２３に移動することになる。

ここで、ステップＳ４が無く初期目標値を決定しない場合（図５参照）と、ステップＳ４において初期目標値を決定する場合（図６参照）とに分けてステップＳ４において初期目標値を決定する効果について説明する。図５は、ステップＳ４が無くステップＳ７の相対過冷却度の制御を行った場合のモデル図であり、図６は、ステップＳ４を経てステップＳ７の相対過冷却度の制御を行った場合のモデル図である。

まず、ステップＳ４がなく初期目標値を決定していない場合には、図５の点Ｐ１ように、圧縮機２１の回転周波数とアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度が設定され、点Ｐ１においては相対ＳＣが０．３に満たないため、点Ｐ１の位置からアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を５℃上げた点Ｐ２に移行して、相対過冷却度値の検出が行われる。このように、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を５℃ずつ上げて点５の位置まで推移しても相対過冷却度値は０．４を少し超えた値に過ぎず０．５未満であり、かつ、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度が上がりきっている状態であるため、次に圧縮機２１の回転周波数を上げた状態で過熱度を点Ｐ１と同じ状態に戻した点Ｐ６に移行して相対過冷却度値の検出を行う。点Ｐ６でも、相対過冷却度値は０．３を少し超えた値で０．５未満であるため、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を５℃上げた点Ｐ７に移行する。このようにして、相対過冷却度値の検出を行い、相対過冷却度値が０．５を超える状態（最終的には点Ｐ１３）まで繰り返すことになる。

一方で、ステップＳ４により、マップから初期目標値を決定する場合には、図６の点Ｐ２１のように、予め相対過冷却度値が０．５に近い状態からステップＳ７の相対過冷却度の制御を行うことができることになり、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を２段階上げることのみで相対過冷却度値が０．５となる点Ｐ２３に到達させることができる。したがって、マップを保持してステップＳ４の処理を経る方が、相対過冷却度値が０．５に近い状態で冷房運転を行うことができ、ステップＳ７にかかる時間を短縮することができる。また、ステップＳ６の段階で相対過冷却度値が０．５を超える場合も多くすることができる。このように、ステップＳ４の処理を経ることにより、初期設定運転にかかる時間を短縮できるという効果を奏する。

−ステップＳ８、相対過冷却度を記憶−
ステップＳ８では、ステップＳ６またはステップＳ７において所定値以上である相対過冷却度値を初回相対過冷却度値として記憶し、次のステップＳ９へ移行する。

−ステップＳ９、パラメータを記憶−
ステップＳ９では、ステップＳ８において記憶した過冷却度値の際の運転状態における、アキュムレータ２４の入口の入口における過熱度と、圧縮機２１の回転周波数と、室内ファン４２のファン回転数と、室外ファン２７のファン回転数と、室外温度Ｔａと、室内温度Ｔｂとを記憶して、初回設定運転を終了する。

（判定運転）
次に、冷媒量判定運転モードに1つである判定運転について図８を用いて説明する。図８は、判定運転時のフローチャートである。

この判定運転は、初回設定運転が行われた後に定期的（例えば、毎年１回、空調空間に負荷を必要としないとき等）に、通常運転モードにおける冷房運転や暖房運転から切り換えられて、不測の原因により冷媒回路内の冷媒が外部に漏洩していないか否かを検知する運転である。

−ステップＳ１１、通常運転モードが一定時間経過したか否かの判定−
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経過したかどうかを判定し、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Ｓ１２に移行する。

−ステップＳ１２、室内ユニットを冷房運転−
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、上記の初回設定運転のステップＳ１と同様に、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となり、圧縮機２１、室外ファン２７が起動されて、室内ユニット４の全てについて強制的に冷房運転が行われる。

−ステップＳ１３、温度の読込−
ステップＳ１３では、上記の初回設定運転のステップＳ２と同様に、室内温度と室外温度との読込が行われる。室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが検出されると次のステップＳ１４へ移行する。

−ステップＳ１４、検知可能範囲か否かの判定−
ステップＳ１４では、上記の初回設定運転のステップＳ３と同様に、検出された室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが予め設定されている冷媒量判定運転モードに適した所定の温度範囲内であるか否かを判定する。ステップＳ１４で、室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが、所定の温度範囲内にあった場合には次のステップＳ１５へ移行し、所定の温度範囲内になかった場合にはステップＳ１６へ移行する。

−ステップＳ１５、初回設定運転における条件に制御−
ステップＳ１５では、上記の初回設定運転のステップＳ８において記憶したアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度と、圧縮機２１の回転周波数と、室内ファン４２のファン回転数と、室外ファン２７のファン回転数とに、室外膨張弁３３、圧縮機２１、室内ファン４２、および室外ファン２７を制御する。これにより、冷媒回路１０内部の冷媒の状態を、初回設定運転と同様の状態であると見なすことができる。すなわち、冷媒回路１０内の冷媒量が変化しておらず、かつ、室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが所定の温度範囲内にあった場合には、初回設定運転において行った冷房運転の諸条件をほぼ同一のものとして再現していることになり、過冷却度値などをほぼ同じ値にできる。ステップＳ１５が終了すると、次のステップＳ１６へ移行する。

−ステップＳ１６、判定運転の中止−
ステップＳ１６は、ステップＳ１５の一方でステップＳ１４において室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが所定の温度範囲内になかった場合に行われ、温度条件が冷媒漏洩検知運転の範囲外である旨を室外ユニット２やリモコン等に備えられる表示部（図示せず）に表示し、判定運転を中止する。

−ステップＳ１７、冷媒量の適否の判定−
ステップＳ１７では、上記の初回設定運転のステップＳ４と同様に、相対過冷却度を導出する。そして、初回相対過冷却度から相対過冷却度を差し引いた値（以下、相対過冷却度差とする）が第２所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１７において、相対過冷却度差が第２所定値未満であると判定されると判定運転を終了し、相対過冷却度差が第２所定値以上であると判定されるとステップＳ１８へ移行する。

−ステップＳ１８、警告表示−
ステップＳ１８では、冷媒の漏洩が発生しているものと判定して、冷媒漏洩を検知したことを知らせる警告表示を行った後に、判定運転を終了する。

＜相対過冷却度値について＞
相対過冷却度値について図９〜１１にもとづいて説明する。

まず、図９は、室外ファン風量に対する室外温度Ｔａが一定の際の凝縮温度Ｔｃおよび室外熱交換器出口温度Ｔｌを表すグラフである。図９を見ると、室外温度Ｔａが一定の条件においては、室外ファン風量が増大するにしたがって、凝縮温度Ｔｃおよび室外熱交換器出口温度Ｔｌが減少していく。そして、その減少の落差は、凝縮温度Ｔｃの方が室外熱交換器出口温度Ｔｌよりも大きい。すなわち、室外ファン風量が大きくなると、凝縮温度Ｔｃと室外熱交換器出口温度Ｔｌとの差である過冷却度値が小さくなることが分かる。

ここで、室外ファン風量に対する過冷却度値の分布を表すグラフである図１０をみると、室外ファン風量が増大すると、過冷却度値が小さくなっていることが分かる。また、図１０では、室外ファン風量が小さい場合の方が、室外ファン風量が大きい場合よりも過冷却度値のバラツキが大きくなっている。これは、室外ファン風量の大きさに比例して室外熱交換器における空気側熱伝達率が大きくなるためであり、室外ファン風量が小さい場合の方が、室外熱交換器の汚れ、室外機の設置状況、風雨などの外乱の影響を受けやすく、室外ファン風量が大きい場合の方が外乱の影響を受けにくいためである。このため、過冷却度を用いて過冷却度のバラツキを抑え冷媒量判定の検知誤差を低減させるためには、室外ファン風量を最大にして冷媒量判定運転を行うことが有効である。

そして、図１１は、室外ファン風量に対する相対過冷却度値の分布を表すグラフである。相対過冷却度値とは、上述したように、凝縮温度値から室外温度を差し引いた値により、過冷却度値を除した値である。図１１を見ると、室外ファン風量の大小にかかわらず、その値はほぼ０．３から０．４の間に収まっており、バラツキが少ないことが分かる。このため、過冷却度の代わりにこの相対過冷却度値を冷媒量の適否を判定する際に指標として利用することにより、室外ファン風量を最大にすることを必要とせずに外乱による影響を極力受けることなく冷媒量の適否を判定することができ、検知誤差を抑えることができる。したがって、相対過冷却度値を冷媒量の適否の判定に利用することは有用である。

（３）空気調和装置の特徴１
本発明の空気調和装置１では、予め室内温度Ｔｂおよび室外温度Ｔａと、圧縮機２１の回転周波数、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度、室外ファン２７のファン回転数とを関連づけているマップを有しており、その時の室外温度に応じた初期周波数、初期過熱度、および初期ファン回転数を初期目標値として決定している。

したがって、予めマップに、ステップＳ６の相対過冷却度が所定値以上であるかの判定において、相対過冷却度が所定値以上になるような、または、相対過冷却度が所定値に近くなるように、圧縮機２１の回転周波数、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度、および室外ファン２７のファン回転数をそれぞれ初期周波数、初期過熱度、初期ファン回転数として設定できるため、夏や冬といった判定運転が実施される可能性のある様々な温度条件（室内温度Ｔｂおよび室外温度Ｔａ）に対し、圧縮機２１の回転周波数、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度、室外ファン２７のファン回転数をマップに記憶されている初期目標値で運転することにより、安定状態に近い状態から運転することができる。このため、このようなマップを持たないものと比べて、初期設定運転において安定状態にする時間を低減することができる。

（４）空気調和装置の特徴２
本発明の空気調和装置１では、冷媒量の適否を判定するための指標値を初期設定運転において、検出される相対過冷却度が予め設定された所定値（例えば０．５）以上になるように圧縮機２１およびアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度が制御され、その時の圧縮機の周波数を第１周波数として、その時（安定状態）のアキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を記憶し、さらにその時の相対過冷却度を指標値として記憶している。そして、初回設定運転から所定期間（本実施形態では１年）経過後に行われる判定運転において、圧縮機２１の周波数を初期設定運転により記憶した周波数に、アキュムレータ２４の入口における冷媒の過熱度を初期設定運転により記憶した過熱度に制御して、その時の相対過冷却度を検出値として検出し、検出値と初期設定運転において記憶した指標値とを比較して、冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定している。

したがって、初期設定運転において、冷媒量の適否の判定に採用する指標を、相対過冷却度を採用してこの値が例えば０．５以上となるように、予め設定しているため、冷媒追加充填を基本的に想定していないような空気調和装置においても冷媒量適否判定に際して過冷却度または運転状態量をある程度大きな値を確保することができ、冷媒量が減少した場合にそれらの値が小さくなることを検出しやすくなり、冷媒量の判定誤差を低減することができる。

（５）変形例１
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は、凝縮圧力センサ２９により検出される室外熱交換器２３の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力に相当）値を冷媒の飽和温度値に換算し、液側温度センサ３１により検出される冷媒温度値をこの冷媒の飽和温度値から差し引くことによって検出しているが、これに限らない。

例えば、室外熱交換器２３の冷媒の温度を検出可能な室外熱交センサを設けて凝縮温度値を冷媒の飽和温度値として検出し、液側温度センサ３１により検出される冷媒温度値をこの冷媒の飽和温度値から差し引くことによって検出しても構わない。

（６）変形例２
本実施形態において、相対過冷却度値を冷媒量の適否の判定の指標としているが、これに限らず、過冷却度値を冷媒量の適否の判定の指標としても構わない。

（７）変形例３
本実施形態においては、図８およびその説明に示されたように、通常運転モードと冷媒量判定運転モードとが一定の時間間隔で切り換える制御を行う場合を例として挙げているが、これに限定されるものではない。

例えば、制御的に切り換えられるのではなく、空気調和装置１に冷媒量判定運転モードに切り換えるためのスイッチ等を設けておき、サービスマンや設備管理者が、現地において、スイッチ等を操作することにより、冷媒漏洩検知運転を定期的に行うようなものであってもよい。

（８）変形例４
本実施形態においては、マップは、室内温度Ｔｂおよび室外温度Ｔａと、初期過熱度、初期周波数、および初期ファン回転数とを関連づけたものであるが、これに限らず、少なくとも室外温度Ｔａと、初期過熱度、初期周波数、および初期ファン回転数が関連づけられていれば良い。また、少なくとも室外温度Ｔａと関連づけられる初期目標値（初期過熱度、初期周波数、初期ファン回転数）は、初期過熱度、初期周波数、初期ファン回転数の３つの初期目標値のうちいずれか、または、それらの組み合わせであれば良い。

（９）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く、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、セパレートタイプの空気調和装置であれば適用可能であり、ペア型の空気調和装置や冷房専用の空気調和装置に本発明を適用してもよい。

本発明を利用すれば、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たセパレートタイプの空気調和装置において、冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を精度良く判定できるようにすることができる。

本発明にかかる一実施形態の空気調和装置の概略の冷媒回路図である。 冷房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である。 初期設定運転のフローチャートである。 マップの概略図である。 ステップＳ４が無く初期目標値を決定せずにステップＳ７の相対過冷却度の制御を行った場合のモデル図。 ステップＳ４において初期目標値を決定してステップＳ７の相対過冷却度の制御を行った場合のモデル図。 冷媒量判定運転モード（初期設定運転および判定運転）における冷媒回路内を流れる冷媒の状態を示す模式図である。 判定運転のフローチャートである。 室外ファン風量に対する室外温度Ｔａが一定の際の凝縮温度Ｔｃおよび室外熱交換器出口温度Ｔｌを表すグラフである。 室外ファン風量に対する過冷却度値の分布を表すグラフである。 室外ファン風量に対する相対過冷却度値の分布を表すグラフである。

符号の説明

１ 空気調和装置
２ 室外ユニット（熱源ユニット）
４ 室内ユニット（利用ユニット）
６ 液冷媒連絡配管
７ ガス冷媒連絡配管
１０ 冷媒回路
２１ 圧縮機
２３ 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
２４ アキュムレータ
３３ 室外膨張弁（膨張機構）
４１ 室内熱交換器（利用側熱交換器）

Claims (8)

1. 運転容量を調節可能な圧縮機（２１）と熱源側熱交換器（２３）と膨張機構（３３）とアキュムレータ（２４）と前記熱源側熱交換器の熱交換効率を促進する熱源側送風機とを有する熱源ユニット（２）と、利用側熱交換器（４１）を有する利用ユニット（４）と、前記熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続する液冷媒連絡配管（６）およびガス冷媒連絡配管（７）を含み、前記熱源側熱交換器を前記圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、前記利用側熱交換器を前記熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を少なくとも行うことが可能な冷媒回路（１０）を有する空気調和装置（１）において、前記冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する冷媒量判定方法であって、
   室外温度と、前記圧縮機の初期周波数、前記利用側熱交換器の出口から前記圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の初期過熱度、前記熱源側送風機の初期ファン回転数の少なくとも１つとを関連づけたマップから、その時の室外温度に応じた前記初期周波数、前記初期過熱度、および前記初期ファン回転数の少なくとも１つを初期目標値として決定する、初期目標値決定ステップと、
   前記利用ユニットの運転負荷に応じて前記熱源ユニットおよび前記利用ユニットの各機器の制御を行う通常運転モードから、冷房運転し前記初期目標値となるように前記圧縮機、前記膨張機構、および前記熱源側送風機の少なくとも１つを制御しつつ前記熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度または前記過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して、前記過冷却度が第１所定値以上に、または、前記運転状態量が第２所定値以上にした安定状態にする初期運転ステップと、
   前記安定状態における前記圧縮機の周波数を安定周波数として、前記安定状態における前記利用側熱交換器の出口から前記圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を安定過熱度として、前記安定状態における前記過冷却度または前記運転状態量を安定指標値として記憶する記憶ステップと、
   を備える空気調和装置の冷媒量判定方法。
2. 前記記憶ステップ終了後に前記通常運転モードへ再び切り換える通常運転移行ステップと、
   前記通常運転移行ステップから所定期間経過後に、前記記憶ステップにより記憶された前記安定周波数になるように前記圧縮機の制御を行い、かつ、前記安定過熱度になるように前記膨張機構の制御を行いつつ前記熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度または前記過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出値として検出する安定状態再現ステップと、
   前記安定指標値と前記検出値とを比較して、前記冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定する冷媒量適否判定ステップと、
   をさらに備える、
   請求項１に記載の空気調和装置の冷媒量判定方法。
3. 前記初期運転ステップは、前記過冷却度が前記第１所定値未満、または、前記運転状態量が第２所定値未満の場合に、前記圧縮機の周波数を第１周波数に固定して、前記利用側熱交換器の出口から前記圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を正値の状態における０に近い値から段階的に大きい値に推移させて、前記過冷却度が前記第１所定値以上に、または、前記運転状態量が第２所定値以上に達したか否かを、判定する第１過熱度制御ステップを有する、
   請求項１または２に記載の空気調和装置の冷媒量判定方法。
4. 前記初期運転ステップは、前記第１過熱度制御ステップを経ても、前記過冷却度が前記第１所定値未満、または、前記運転状態量が第２所定値未満の場合に、前記圧縮機の周波数を前記第１周波数よりも大きい第２周波数に固定して、前記利用側熱交換器の出口から前記圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における過熱度を正値の状態における０に近い値から段階的に大きい値に推移させて、前記過冷却度が前記第１所定値以上に、または、前記運転状態量が第２所定値以上に達したか否かを、判定する第２過熱度制御ステップをさらに有する、
   請求項３に記載の空気調和装置の冷媒量判定方法。
5. 前記マップにおいて、少なくとも前記室外温度と関連づけられる前記初期周波数、前記初期過熱度、前記初期ファン回転数の少なくとも１つは、前記初期運転ステップの際に、その時の少なくとも前記室外温度に対応する前記初期周波数、前記初期過熱度、前記初期ファン回転数の少なくとも１つに制御することにより、前記過冷却度が前記第１所定値に、または、前記運転状態量が前記第２所定値になるように予め設定された値である、
   請求項１から４のいずれかに記載の空気調和装置の冷媒量判定方法。
6. 前記マップは、室内温度および前記室外温度と、前記初期周波数、前記初期過熱度、および前記初期ファン回転数とを関連づけている、
   請求項１から５のいずれかに記載の空気調和装置の冷媒量判定方法。
7. 前記第１所定値は、冷媒が漏洩したことを判断可能な前記過冷却度の大きさ以上の適当な値であり、
   前記第２所定値は、冷媒が漏洩したことを判断可能な前記運転状態量の大きさ以上の適当な値である、
   請求項１から６のいずれかに記載の空気調和装置の冷媒量判定方法。
8. 運転容量を調節可能な圧縮機（２１）と熱源側熱交換器（２３）と膨張機構（３３）とアキュムレータ（２４）と前記熱源側熱交換器の熱交換効率を促進する熱源側送風機とを有する熱源ユニット（２）と、利用側熱交換器（４１）を有する利用ユニット（４）と、前記熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続する液冷媒連絡配管（６）およびガス冷媒連絡配管（７）を含み、前記熱源側熱交換器を前記圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、前記利用側熱交換器を前記熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を少なくとも行うことが可能な冷媒回路（１０）と、
   室外温度と、前記圧縮機の初期周波数、前記利用側熱交換器の出口から前記圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の初期過熱度、前記熱源側送風機の初期ファン回転数の少なくとも１つとを関連づけたマップから、その時の室外温度に応じた前記初期周波数、前記初期過熱度、および前記初期ファン回転数の少なくとも１つを初期目標値として決定する、初期目標値決定手段と、
   前記利用ユニットの運転負荷に応じて前記熱源ユニットおよび前記利用ユニットの各機器の制御を行う通常運転モードから、冷房運転し前記初期目標値となるように前記圧縮機、前記膨張機構、および前記熱源側送風機の少なくとも１つを制御しつつ前記熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度または前記過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して、前記過冷却度が第１所定値以上に、または、前記運転状態量が第２所定値以上にした安定状態にする初期運転手段と、
   前記安定状態における前記圧縮機の周波数を安定周波数として、前記安定状態における前記利用側熱交換器の出口から前記圧縮機の入口までの間の少なくとも１カ所における冷媒の過熱度を安定過熱度として、前記安定状態における前記過冷却度または前記運転状態量を安定指標値として記憶する記憶手段と、
   を備える空気調和装置（１）。

Images