JP4245064B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は、冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定することができる空気調和装置に関する。
従来より、熱源ユニットと、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連絡配管とを備える空気調和装置がある。この空気調和装置が施工される際、現地において空気調和装置の有する冷媒回路に冷媒を充填する作業が行われる。
しかしながら、冷媒回路に充填される冷媒量が適当でない場合、空気調和装置の機能が低下するおそれがある。このため、冷媒回路に充填されている冷媒量の適否を判定する必要がある。
そこで、冷媒回路内の冷媒をその内部に溜めることができるレシーバを備える空気調和装置には、レシーバの内部に溜まった冷媒の液面を検出する液面検出手段を備えているものがある。この空気調和装置では、レシーバ内の液面を一定に保つ制御を行うことで冷媒回路に充填されている冷媒量の判定を行う冷媒量判定運転が提案されている。(特許文献1参照)。
特開2006−292212号公報
しかしながら、レシーバを備えていない空気調和装置においては、冷媒回路に充填されている冷媒量の適否を判定することが難しくなる。また、レシーバを備える空気調和装置であっても、冷媒量判定運転の機能を備えていない場合、冷媒回路に充填されている冷媒量の適否を判定することが難しくなる。
本発明の課題は、レシーバを備えていなくても、冷媒回路に充填されている冷媒量の適否を判定することができる空気調和装置を提供することにある。
第1発明に係る空気調和装置は、主冷媒回路と、バイパス経路と、容器と、第1開閉機構と、第2開閉機構と、第3開閉機構と、制御部とを備えている。主冷媒回路は、圧縮機と、第1熱交換器と、高圧配管と、第2熱交換器と、低圧配管と、減圧機構とによって形成される。圧縮機は冷媒を圧縮する。第1熱交換器は、圧縮機の吐出口に接続され、凝縮器として機能する。高圧配管は第1熱交換器から延びている。第2熱交換器は、高圧配管によって第1熱交換器と接続されており、蒸発器として機能する。低圧配管は第2熱交換器と圧縮機の吸入口とを接続する。減圧機構は高圧配管に設けられている。バイパス経路は高圧配管から第2熱交換器を通らずに低圧配管へと冷媒を迂回させる。容器は、バイパス経路に設けられている。第1開閉機構は、バイパス経路のうち高圧配管と容器とを結ぶ第1部分に設けられている。また、第1部分には、高圧配管の径よりも小さい径の配管が用いられている。第2開閉機構は、バイパス経路のうち、容器の上部と低圧配管とを結ぶ第2部分に設けられている。また、第2部分には、高圧配管の径よりも小さい径の配管が用いられている。第3開閉機構は、バイパス経路が第2部分とは別に有する第3部分に設けられている。また、第3部分は、容器の下部と低圧配管とを結んでおり、高圧配管の径よりも小さい径の配管が用いられている。さらに、第3部分には、減圧機能をもつバイパス減圧機構が設けられている。制御部は、第1開閉機構、第2開閉機構、および、第3開閉機構を制御する。また、制御部は、容器に高圧配管を流れる冷媒を貯溜することができるように、第1開閉機構を開状態にし、かつ、第3開閉機構を閉状態にする。また、制御部は、容器から低圧配管へと冷媒を戻すことができるように、第1開閉機構を閉状態にし、かつ、第3開閉機構を開状態にする。
第1発明に係る空気調和装置では、バイパス経路には、容器、第1開閉機構および第2開閉機構が設けられている。容器は冷媒を貯溜可能である。また、第1開閉機構は、高圧配管から容器へと流れ込む冷媒を遮断可能である。さらに、第2開閉機構は、容器から低圧配管へと流れる冷媒を遮断可能である。このため、第1開閉機構および第2開閉機構を調節することで、容器に所定量の冷媒を溜めることができる。
これによって、冷媒回路に充填されている冷媒量の適否を判定することができる。
また、バイパス経路の第1部分、第2部分および第3部分の配管の径は、高圧配管の径よりも小さい。このため、例えば、開閉機構が高圧配管に設けられる場合と比較して、バイパス経路に設けられる第1開閉機構、第2開閉機構および第3開閉機構のほうがサイズの小さい開閉機構を適用することができる。
これによって、この空気調和装置では、開閉機構のコストを抑えることができる。
さらに、第1開閉機構および第3開閉機構が制御されることによって、容器に高圧配管を流れる冷媒を貯溜したり、容器に溜まっている液冷媒を減圧して低圧配管に導いたりすることができる。
これによって、主冷媒回路を流れる冷媒量を調節することができる。
発明に係る空気調和装置は、第発明の空気調和装置であって、制御部は、過充填判定制御を行う。過充填運転制御は、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップおよび第4ステップからなり、冷媒が過剰に充填された状態であるか否かを判定する制御である。
発明に係る空気調和装置では、制御部は、過充填判定制御において、第1ステップと、第2ステップと、第3ステップと、第4ステップとを行う。第1ステップでは、制御部は、第1開閉機構および第2開閉機構を開状態にする制御を行う。したがって、冷媒が高圧配管から容器に回収される。第2ステップでは、制御部は、容器から低圧配管へ液冷媒が流れ始めたことを検知する制御を行う。第3ステップでは、制御部は、第2ステップで低圧配管へ液冷媒が流れ始めたという検知が為されたことに応じて、少なくとも第2開閉機構を閉状態にするように制御する。第4ステップでは、制御部は、第2ステップで低圧配管へ液冷媒が流れ始めたという検知が為された後に、主冷媒回路における冷媒の量が不足域にあるか充足域にあるかを判定するように制御する。さらに、第4ステップでは、制御部は、主冷媒回路における冷媒の量が過充填状態であるか否かを判定するように制御する。
これによって、冷媒回路における冷媒の過充填を判定することができる。
発明に係る空気調和装置は、第発明の空気調和装置であって、第4ステップの、主冷媒回路における冷媒の量が不足域にあるか充足域にあるかの判定は、第1熱交換器の出口における冷媒が気液二相であるか液相であるかの判定である。
発明に係る空気調和装置では、主冷媒回路に充填されている冷媒量は、第1熱交換器の出口における冷媒の状態で判定される。このため、この空気調和装置では、主冷媒回路における冷媒量の適否を容易に判定することができる。
発明に係る空気調和装置は、第発明の空気調和装置であって、第1温度センサと第2温度センサとを更に備えている。第1温度センサは、減圧機構の上流側において冷媒の温度を検知する。第2温度センサは、減圧機構の下流側において冷媒の温度を検知する。また、制御部は、第4ステップにおいて、第1熱交換器の出口における冷媒の状態が液相であるか気液二相であるかを判定し、その判定に基づいて過充填状態であるか否かを判定する。
発明に係る空気調和装置では、第1温度センサと第2温度センサとを更に備えている。このため、減圧機構の上流側および下流側における冷媒の温度を検知することができる。制御部は、第1温度センサと第2温度センサとの差を算出し、その差が第1しきい値以下の場合には、第1熱交換器の出口における冷媒が液相であると判定する。また、制御部は、その差が第1しきい値を越えている場合には、第1熱交換器の出口における冷媒が気液二相であると判定する。制御部は、第1熱交換器の出口における冷媒が液相である場合には冷媒が過充填状態にあると判定し、第1熱交換器の出口における冷媒が気液二相である場合には冷媒は過充填状態ではないと判定する。
これによって、冷媒回路における冷媒の過充填を判定することができる。
発明に係る空気調和装置は、第発明の空気調和装置であって、第4ステップの、主冷媒回路における冷媒の量が不足域にあるか充足域にあるかの判定は、第1熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が第2しきい値以下であるか第2しきい値を越えているかの判定である。このため、第1熱交換器の出口側の過冷却度によって、主冷媒回路に充填されている冷媒量を判定することができる。
これによって、冷媒回路における冷媒の過充填を判定することができる。
発明に係る空気調和装置は、第発明から第発明の空気調和装置であって、制御部は、第2ステップにおいて、圧縮機の吐出側冷媒温度と第1熱交換器の凝縮温度との差を監視する。また、制御部は、圧縮機の吐出側冷媒温度と第1熱交換器の凝縮温度との差の単位時間当たりの下降度が第3しきい値を越えたときに、容器からバイパス経路の第2部分を通って低圧配管へ液冷媒が流れ始めたと判定する。このため、容器からの冷媒のオーバーフローを判定することができる。
発明に係る空気調和装置は、第発明から第6発明のいずれかの空気調和装置であって、制御部は、通常運転で冷媒調整制御を行う。また、制御部は、冷媒調整制御において、主冷媒回路を流れる冷媒が余剰であると判断したときに、第1開閉機構および第2開閉機構を開状態、第3開閉機構を閉状態にする制御を行う。また、制御部は、主冷媒回路を流れる冷媒が不足していると判断したときに、第1開閉機構および第2開閉機構を閉状態に、第3開閉機構を開状態する制御を行う。
発明に係る空気調和装置では、制御部は、冷媒調整制御において、主冷媒回路を流れる冷媒が余剰であると判断したときに、第1開閉機構および第2開閉機構を開状態、第3開閉機構を閉状態にして容器に所定量の冷媒を回収させるように制御する。また、制御部は、主冷媒回路を流れる冷媒が不足していると判断したときに、第1開閉機構および第2開閉機構を閉状態に、第3開閉機構を開状態にして容器から低圧配管へと冷媒を放出させる。このため、主冷媒回路を流れる冷媒の過不足に対応して、主冷媒回路を流れる冷媒量を調節することができる。
これによって、空気調和装置の機能を安定して維持することができる。
第1発明に係る空気調和装置では、冷媒回路に充填されている冷媒量の適否を判定することができる。
発明に係る空気調和装置では、冷媒回路における冷媒の過充填を判定することができる。
発明に係る空気調和装置では、主冷媒回路における冷媒量の適否を容易に判定することができる。
発明に係る空気調和装置では、冷媒回路における冷媒の過充填を判定することができる。
発明に係る空気調和装置では、冷媒回路における冷媒の過充填を判定することができる。
発明に係る空気調和装置では、容器からの冷媒のオーバーフローを判定することができる。
発明に係る空気調和装置では、空気調和装置の機能を安定して維持することができる。
<空気調和装置の構成>
本発明の一実施形態に係る空気調和装置100の概略の冷媒回路10を図1に示す。
この空気調和装置100は、主として、室外ユニット1と、室外ユニット1に並列に接続された2台の室内ユニット2a,2bと、室外ユニット1と室内ユニット2a,2bとを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配管11およびガス冷媒連絡配管12とを備えている。具体的には、液冷媒連絡配管11およびガス冷媒連絡配管12は、室外ユニット1の有する室外側冷媒配管13と室内ユニット2a,2bの有する室内側冷媒配管14a,14bとに接続されている。すなわち、この空気調和装置100の冷媒回路10は、室外側冷媒配管13と室内側冷媒配管14a,14bと液冷媒連絡配管11とガス冷媒連絡配管12とが接続されることによって構成されている。また、室外側冷媒配管13は、室外側主冷媒配管18aとバイパス配管18bとから構成されている。なお、本実施形態では、冷媒回路10の一部である室内側冷媒配管14a,14b、室外側主冷媒配管18a、液冷媒連絡配管11およびガス冷媒連絡配管12が接続されることによって構成される回路を主冷媒回路30という。また、主冷媒回路30において、凝縮器として機能する熱交換器から蒸発器として機能する熱交換器に向かって流れる冷媒が通る配管を液冷媒配管15といい、蒸発器として機能する熱交換器から凝縮器として機能する熱交換器に向かって流れる冷媒が通る配管をガス冷媒配管16という。以下、後述する主冷媒回路30に配備されている各種機器において、液冷媒配管15に接続されている側を各種機器の液側と、ガス冷媒配管16に接続されている側を各種機器のガス側という。また、液冷媒配管15には、液冷媒連絡配管11が含まれ、ガス冷媒配管16にはガス冷媒連絡配管12が含まれる。
〔室内ユニット〕
室内ユニット2a,2bは、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット2a,2bは、上述したように、主冷媒回路30の一部を構成する室内側冷媒配管14a,14bを備えている。この室内側冷媒配管14a,14bには、主として、室内膨張弁9a,9bと室内熱交換器4a,4bとが配備されており、各機器は、図1に示されるように、冷媒配管を介して接続されている。
室内膨張弁9a,9bは、室内側冷媒配管14a,14b内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、室内熱交換器4a,4bの液側に接続された電動膨張弁である。
室内熱交換器4a,4b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る。また、室内熱交換器4a,4bは、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内の空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内の空気を加熱する。
また、室内ユニット2a,2bには、室内熱交液側温度センサ35a,35b、室内熱交ガス側温度センサ37a,37bおよび室内熱交温度センサ36a,36bが設けられている。室内熱交液側温度センサ35a,35bは、室内熱交換器4a,4bの液側に設けられており、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度を検出する。室内熱交ガス側温度センサ37a,37bは、室内熱交換器4a,4bのガス側に設けられており、ガス状態又は気液二相状態の冷媒の温度を検出する。また、室内熱交温度センサ36a,36bは、室内熱交換器4a,4bに設けられており、室内熱交換器4a,4b内を流れる冷媒の温度を検出する。本実施形態において、室内熱交液側温度センサ35a,35b、室内熱交ガス側温度センサ37a,37bおよび室内熱交温度センサ36a,36bは、サーミスタからなる。
〔室外ユニット〕
室外ユニット1は、ビル等の屋上等に設置されており、上述したように、冷媒回路10の一部を構成する室外側主冷媒配管18aとバイパス配管18bとを備えている。
室外側主冷媒配管18aには、主として、圧縮機5と、四路切換弁6と、室外熱交換器3と、室外膨張弁8と、液側閉鎖弁50と、ガス側閉鎖弁51とが配備されており、各機器は、図1に示されるように、冷媒配管を介して接続されている。室外側主冷媒配管18aは、液冷媒配管15の一部である室外側液冷媒配管15aとガス冷媒配管16の一部である室外側ガス冷媒配管16aとを含む。室外側液冷媒配管15aは、室外熱交換器3の液側と液側閉鎖弁50とを接続する配管であり、第1室外側液冷媒配管15bと第2室外側液冷媒配管15cとから構成されている。第1室外側液冷媒配管15bは、室外熱交換器3の液側と室外膨張弁8とを接続する配管である。第2室外側液冷媒配管15cは、室外膨張弁8と液側閉鎖弁50とを接続する配管である。また、室外側ガス冷媒配管16aは、第1室外側ガス冷媒配管16b、第2室外側ガス冷媒配管16c、第3室外側ガス冷媒配管16dおよび第4室外側ガス冷媒配管16eから構成されており、ガス側閉鎖弁51と室外熱交換器3のガス側とを接続する。第1室外側ガス冷媒配管16bは、ガス側閉鎖弁51と四路切換弁6とを接続する配管である。第2室外側ガス冷媒配管16cは、四路切換弁6と圧縮機5の吸入側とを接続する配管である。第3室外側ガス冷媒配管16dは、圧縮機5の吐出側と四路切換弁6とを接続する配管である。第4室外側ガス冷媒配管16eは、四路切換弁6と室外熱交換器3のガス側とを接続する配管である。
バイパス配管18bは、冷媒流入配管17と冷媒流出配管19とから構成されており、図1に示されるように、冷媒調整ユニット20を有している。冷媒流入配管17は、一端が第2室外側液冷媒配管15cに、他端が冷媒調整ユニット20の有する冷媒調整容器21に接続されている。また、冷媒流出配管19は、一端が冷媒調整容器21に、他端が第2室外側ガス冷媒配管16cに接続されている。
圧縮機5は、吸入側から吸入された低圧のガス冷媒を圧縮し、この圧縮された高圧のガス冷媒を吐出側に吐出する装置である。また、圧縮機5は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、インバータにより制御されるモータによって駆動される。
四路切換弁6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、冷媒充填運転および冷媒量判定運転時には、圧縮機5の吐出側と室外熱交換器3のガス側とを接続するとともに圧縮機5の吸入側とガス冷媒連絡配管12とを接続する(図1の四路切換弁6の実線を参照)。したがって、冷房運転時、冷媒充填運転および冷媒量判定運転時には、室外熱交換器3は圧縮機5において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器4a,4bは室外熱交換器3において凝縮される冷媒の蒸発器として機能する。また、四路切換弁6は、暖房運転時には、圧縮機5の吐出側とガス冷媒連絡配管12側とを接続するとともに圧縮機5の吸入側と室外熱交換器3のガス側とを接続する(図1の四路切換弁6の破線を参照)。したがって、暖房運転時には、室内熱交換器4a,4bは圧縮機5において圧縮される冷媒の凝縮器として機能し、かつ、室外熱交換器3は室内熱交換器4a,4bにおいて凝縮される冷媒の蒸発器として機能する。
室外熱交換器3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3は、そのガス側が四路切換弁6に接続され、その液側が室外膨張弁8に接続されている。
また、室外ユニット1は、室外ユニット1内に室外空気を吸入して、室外熱交換器3に供給した後に、室外に排出するための室外ファン7を備えている。この室外ファン7は、室外熱交換器3に供給する空気の流量を可変することが可能なファンであり、本実施形態において、DCファンモータからなるモータによって駆動されるプロペラファンである。
室外膨張弁8は、室外側冷媒配管13内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、室外熱交換器3の液側に接続された電動膨張弁である。
冷媒調整ユニット20は、縦型円筒形状を有しており、上述したように、バイパス配管18bを介して主冷媒回路30に接続されている。冷媒調整ユニット20は、冷媒調整ユニット20が有している冷媒調整容器21に主冷媒回路30を流れる冷媒を溜めることが可能である。なお、冷媒調整ユニット20の構造については後述する。
液側閉鎖弁50は、液冷媒連絡配管11と室外ユニット1との接続口に設けられている弁である。また、ガス側閉鎖弁51は、ガス冷媒連絡配管12と室外ユニット1との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁50は、室外膨張弁8に接続されている。ガス側閉鎖弁51は、四路切換弁6に接続されている。
また、室外ユニット1には、吐出側温度センサ31、室外熱交温度センサ32、膨張弁入口側温度センサ33および膨張弁出口側温度センサ34が設けられている。吐出側温度センサ31は、圧縮機5の吐出側に設けられており、圧縮機5の吐出温度Tdを検出する。室外熱交温度センサ32は、室外熱交換器3に設けられており、室外熱交換器3内を流れる冷媒の温度を検出する。膨張弁入口側温度センサ33は、第1室外側液冷媒配管15bに設けられており、第1室外側液冷媒配管15bを流れる冷媒の温度を検出する。膨張弁出口側温度センサ34は、第2室外側液冷媒配管15cに設けられており、第2室外側液冷媒配管15cを流れる冷媒の温度を検出する。なお、本実施形態において、吐出側温度センサ31、室外熱交温度センサ32、膨張弁入口側温度センサ33および膨張弁出口側温度センサ34は、サーミスタからなる。
〔冷媒調整ユニットの構造〕
冷媒調整ユニット20は、上述のように、バイパス配管18bを構成する冷媒流入配管17と冷媒流出配管19とを介して冷媒回路30に接続されている。また、冷媒調整ユニット20は、図1、図2に示すように、主として、冷媒を溜めることが可能な冷媒調整容器21と、冷媒流入配管17の一部である液冷媒入口管27と、冷媒流出配管19の一部である液冷媒出口管29およびオーバーフロー管28とから構成されている。
冷媒調整容器21は、縦型円筒形状を有しており、所定量の冷媒を溜めることができる容器である。
液冷媒入口管27は、その液冷媒入口管端部27aに開口を有しており、第2室外側液冷媒配管15cを流れる液冷媒を冷媒調整容器21に流入させることができる。また、液冷媒入口管27は、図2に示すように、冷媒調整容器21に溜まっている液冷媒の液面の位置L1よりも高い位置から液冷媒を冷媒調整容器21に流入させるように、冷媒調整容器21の上部に設けられている。さらに、液冷媒入口管27には、図1に示すように、第1電磁弁22と逆止弁23とが配備されている。液冷媒入口管27において、第1電磁弁22および逆止弁23は冷媒の流れに対して直列に配置されている。また、逆止弁23は、第2室外側液冷媒配管15cから冷媒調整容器21に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。なお、第1電磁弁22は逆止弁23よりも上流側に設けられている。
液冷媒出口管29は、その液冷媒出口管端部29aに開口を有しており、冷媒調整容器21の下部から第2室外側ガス冷媒配管16cに冷媒を流出させることができる。また、液冷媒出口管29は、図2に示すように、その液冷媒出口管端部29aが冷媒調整容器21の底部近傍に配置されている。さらに、液冷媒出口管29には、図1に示すように、第3電磁弁25とキャピラリチューブ26とが配備されている。キャピラリチューブ26は、液冷媒出口管29を流れる冷媒を減圧する。なお、液冷媒出口管29において、第3電磁弁25はキャピラリチューブ26よりも上流側に設けられている。
オーバーフロー管28は、その一端が冷媒調整容器21の上部に、他端が液冷媒出口管29に接続されている。このため、図2に示すように、オーバーフロー管28は、冷媒調整容器21内に溜まっている液冷媒の液面の位置L1が冷媒調整容器21の上部の位置L2に達したときのみ冷媒調整容器21から液冷媒を流出させる。また、オーバーフロー管28と液冷媒出口管29との接続部は、冷媒調整ユニット20内であって、液冷媒出口管29に配備されているキャピラリチューブ26よりも下流に位置している。このため、オーバーフロー管28は、冷媒調整容器21内に溜まっている液冷媒の液面の位置L1が冷媒調整容器21の上部の位置L2に達したときにのみ冷媒調整容器21から液冷媒出口管29に液冷媒を導くことができる。また、オーバーフロー管28には、図1に示すように、第2電磁弁24が配備されている。
なお、液冷媒入口管27、液冷媒出口管29およびオーバーフロー管28に適用されている冷媒配管の管径はそれぞれ等しく、主冷媒回路30に適用されている冷媒配管の管径よりも小さい。
〔制御部〕
この空気調和装置100は、図3に示すように、空気調和装置100に備えられている各種機器の動作制御を行う制御部60を備えている。制御部60は、室内側制御部61と室外側制御部62とを有しており、冷房運転および暖房運転を含む通常運転のみならず冷媒充填運転および冷媒量判定運転を行う。
室内側制御部61は、室内ユニット2a,2bを構成する各部の動作を制御する。室内側制御部61は、室内ユニット2a,2b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2a,2bを個別に操作するためのリモコンとの間で制御信号等のやりとりを行うことができる。また、室内側制御部61は、室内熱交液側温度センサ35a,35b、室内熱交ガス側温度センサ37a,37bおよび室内熱交温度センサ36a,36bに接続されている。このため、室内側制御部61は、室内熱交液側温度センサ35a,35b、室内熱交ガス側温度センサ37a,37bおよび室内熱交温度センサ36a,36bによって検知された冷媒の温度に基づいて、室内熱交換器4a,4bが、蒸発器として機能する場合は過熱度を、凝縮器として機能する場合は過冷却度を、それぞれ算出する。さらに、室内側制御部61は、算出された過熱度または過冷却度に基づいて、室内膨張弁9a,9bの開度を調節する。
室外側制御部62は、室外ユニット1を構成する各部の動作を制御する。室外側制御部62は、室外ユニット1の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリやモータを制御するインバータ回路等を有しており、室内側制御部61との間で制御信号等のやりとりを行うことができる。また、室外側制御部62は、吐出側温度センサ31および室外熱交温度センサ32に接続されており、吐出側温度センサ31および室外熱交温度センサ32によって検出された冷媒の温度に基づいて、第1電磁弁22および第2電磁弁24の開閉を制御することで、後述するオーバーフロー判定を行う。さらに、室外側制御部62は、膨張弁入口側温度センサ33および膨張弁出口側温度センサ34に接続されており、膨張弁入口側温度センサ33および膨張弁出口側温度センサ34によって検出された冷媒の温度に基づいて、後述する過充填判定を行う。
さらに、室外側制御部62は、冷房運転および暖房運転において主冷媒回路30に余剰冷媒が発生したことを検知した場合、主冷媒回路30から冷媒調整ユニット20に冷媒が導かれるように第1電磁弁22を開状態に制御する。また、冷房運転および運転において主冷媒回路30内の冷媒が不足していることを検知した場合、室外側制御部62は、冷媒調整ユニット20から主冷媒回路30に冷媒が導かれるように第3電磁弁25を開状態に制御する。なお、主冷媒回路30における冷媒量の過不足は、室内側制御部61によって算出される室内熱交換器4a,4bにおける過熱度および過冷却度によって判定される。
また、制御部60は、四路切換弁6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、各室内ユニット2a,2bの運転負荷に応じて、室外ユニット1の圧縮機5等の各機器の制御を行うようになっている。さらに、制御部60には、後述の冷媒量判定運転モードにおいて、冷媒が過充填状態であることを知らせるためのLED等からなる警告表示部63が接続されている。
<空気調和装置の動作>
次に、本実施形態の空気調和装置100の動作について説明する。
本実施形態の空気調和装置100の運転モードとしては、各室内ユニット2a,2bの運転負荷に応じて室外ユニット1および室内ユニット2a,2bの各機器の制御を行う通常運転モードと、空気調和装置100の設置後に行われる冷媒充填運転モードと、主冷媒回路30に充填されている冷媒量の適否を判定する冷媒量判定運転モードとを有する。そして、通常運転モードには、主として、冷房運転と暖房運転とが含まれている。
以下、空気調和装置の各運転モードにおける動作について説明する。
〔通常運転モード〕
まず、通常運転モードにおける冷房運転について、図1を用いて説明する。
冷房運転は、四路切換弁6が図の実線で示される状態、すなわち、圧縮機5の吐出側が室外熱交換器3のガス側に接続され、かつ、圧縮機5の吸入側が室内熱交換器4a,4bのガス側に接続された状態となっている。また、室外膨張弁8は開状態とされ、室内膨張弁9a,9bは室内熱交換器4a,4bのガス側における冷媒の過熱度が所定値になるようにそれぞれの開度が調節されるようになっている。なお、本実施形態において、室内熱交換器4a,4bのガス側における冷媒の過熱度は、室内熱交ガス側温度センサ37a,37bにより検出される冷媒温度値から室内熱交液側温度センサ35a,35bにより検出される冷媒温度値を差し引くことによって検出される。また、第1電磁弁22、第2電磁弁24および第3電磁弁25は閉状態とされる。
この冷媒回路10の状態で、圧縮機5を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機5に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁6を経由して、室外熱交換器3に送られる。室外熱交換器3に送られた高圧のガス冷媒は、室外ファン7によって供給される室外空気と熱交換を行い、凝縮されて高圧の液冷媒となる。
そして、この高圧の液冷媒は、液冷媒連絡配管11を経由して、室内ユニット2a,2bに送られる。室内ユニット2a,2bに送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁9a,9bによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器4a,4bに送られ、室内熱交換器4a,4bで室内空気と熱交換を行って蒸発されて低圧のガス冷媒となる。ここで、室内膨張弁9a,9bは、室内熱交換器4a,4bのガス側における過熱度が所定値になるように室内熱交換器4a,4b内を流れる冷媒の流量を制御している。この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管12を経由して室外ユニット1に送られ、ガス側閉鎖弁51および四路切換弁6を経由して、再び、圧縮機5に吸入される。
なお、室内ユニット2a,2bの運転負荷に応じて、例えば、室内ユニット2a,2bの一方の運転負荷が小さい場合や停止している場合、あるいは、室内ユニット2a,2bの両方の運転負荷が小さい場合等のように、主冷媒回路30内に余剰冷媒が発生する場合がある。室外側制御部62がこのような余剰冷媒が発生していると判定した場合には、室外側制御部62によって第1電磁弁22が開状態にされる。このため、主冷媒回路30を流れる冷媒の一部が、冷媒調整容器21に余剰冷媒が送られ、一時的に冷媒調整容器21内に溜められる。また、室内ユニット2a,2bの運転負荷が大きい場合のように、主冷媒回路30内に冷媒不足が発生する場合がある。このように、冷媒の不足が室外側制御部62によって検知された場合には、室外側制御部62によって第3電磁弁25が開状態にされる。このため、冷媒調整容器21に溜められていた液冷媒が、キャピラリチューブ26を通過する際に減圧されてガス冷媒となり、第2室外側ガス冷媒配管16cを流れるガス冷媒と合流して、圧縮機5に吸入される。
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6が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機5の吐出側が室内熱交換器4a,4bのガス側に接続され、かつ、圧縮機5の吸入側が室外熱交換器3のガス側に接続された状態となっている。また、室外膨張弁8は開状態とされ、室内膨張弁9a,9bは室内熱交換器4a,4bの液側における冷媒の過冷却度が所定値になるようにそれぞれの開度が調節されるようになっている。なお、本実施形態において、室内熱交換器4a,4bの液側における冷媒の過冷却度は、室内熱交換器4a,4b内を流れる冷媒の温度を検出する室内熱交温度センサ36a,36bにより検出される冷媒温度を、室内熱交換液側温度センサにより検出される冷媒温度値から差し引くことによって検出される。また、第1電磁弁22、第2電磁弁24および第3電磁弁25は閉状態とされる。
この冷媒回路10の状態で、圧縮機5起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機5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6およびガス冷媒連絡配管12を経由して、室内ユニット2a,2bに送られる。
そして、室内ユニット2a,2bに送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器4a,4bにおいて室内空気と熱交換を行って凝縮されて高圧の液冷媒となった後、室内膨張弁9a,9bによって減圧されて低圧の気液二相の冷媒となる。ここで、室内膨張弁9a,9bは、室内熱交換器4a,4bの液側における過冷却度が所定値になるように室内熱交換器4a,4b内を流れる冷媒の流量を制御している。この低圧の気液二相の冷媒は、液冷媒連絡配管11を経由して室外ユニット1に送られ、室外膨張弁8を経由して、室外熱交換器3に流入する。そして、室外熱交換器3に流入した低圧の気液二相の冷媒は、室外ファン7によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮されて低圧のガス冷媒となり、四路切換弁6を経由して、再び、圧縮機5に吸入される。
なお、冷房運転時と同様に、室内ユニット2a,2bの運転負荷に応じて、冷媒が、一時的に主冷媒回路30から冷媒調整容器21内に溜められたり、冷媒調整容器21から主冷媒回路30に補充されたりする。
このように、空気調和装置100において冷房運転および暖房運転を含む通常運転が行われる場合、各室内熱交換器4a,4bには、各室内ユニット2a,2bが設置されている空調空間において要求される運転負荷に応じた冷媒量がそれぞれ流れている。
〔冷媒量判定運転モード〕
次に、冷媒量判定運転モードについて、図1を用いて説明する。なお、冷媒量判定運転は、主冷媒回路30内に充填された冷媒が適正か、または、過充填状態であるかを判定する運転であり、主冷媒回路30内に冷媒が充填された状態で行われる。本実施形態では、現地において、室内ユニット2a,2bと室外ユニット1とが設置され、主冷媒回路10に冷媒が手動充填された場合において、主冷媒回路10に充填されている冷媒量の適否が判定される場合を例にして説明する。
冷媒充填運転が完了したあと、主冷媒回路30に充填されている冷媒量が適正か否かを判断するために、冷媒量判定運転が行われる(図4参照)。冷媒量判定運転の開始指令が出されると、室外ユニットおいて四路切換弁6が図1の実線で示される状態にされ、室外膨張弁8および室内膨張弁9a,9bがそれぞれ開状態にされ、第1電磁弁22および第2電磁弁24は開状態にされる(ステップS1)。この冷媒回路10の状態で、圧縮機5が起動されて、強制的に冷房運転が行われる。このため、主冷媒回路30内に充填されている液冷媒の一部が、室外側液冷媒配管15aを介して冷媒調整容器21に送られることで冷媒調整容器21内に溜められる。第1電磁弁22および第2電磁弁24は開状態にされると、冷媒調整容器21内に溜められた液冷媒がオーバーフローしているか否かが判定される(ステップS2)。冷媒調整容器21からの液冷媒のオーバーフローは、冷媒調整容器21における液冷媒の液面の高さL1が冷媒調整容器21の高さL2にまで達し、液冷媒がオーバーフロー管28および冷媒流出配管19を介して圧縮機5の吸入側に向かって流れることによって発生する。室内側制御部61によって冷媒調整容器21からオーバーフローしていると判定されると、室外側制御部62は、第1電磁弁22および第2電磁弁24を閉状態にする(ステップS3)。これによって、さらに液冷媒が冷媒調整容器21から第2室外側ガス冷媒配管16cに流れないようにすることができる。なお、第1電磁弁22および第2電磁弁24は、室外側制御部62によってオーバーフローが検知されるまで開状態とされる。
そして、オーバーフローの発生が検知された状態で、主冷媒回路30における冷媒量の過充填判定が行われる(ステップS4)。室外側制御部62は、第1室外側液冷媒配管15bにおける冷媒の状態から主冷媒回路30における冷媒量の過充填判定を行う(ステップS5)。第1室外側液冷媒配管15bにおいて、冷媒の状態が気液二相状態であると判断された場合、主冷媒回路30において冷媒が過充填状態ではないと判断され冷媒量判定運転が完了する。また、第1室外側液冷媒配管15bにおいて、冷媒の状態が液相の状態であると判断された場合、主冷媒回路30において冷媒が過充填状態であることを知らせる警告を警告表示部に表示する(ステップS6)。
このようにして、この空気調和装置では、主冷媒回路30に充填されている冷媒が過充填状態であるかどうか検出することができる。
次に、冷媒量判定運転におけるオーバーフロー判定および過充填判定について詳細に説明する。
(A)オーバーフロー判定
オーバーフロー判定は、冷媒量判定運転において行われる判定である。また、オーバーフロー判定では、冷媒調整容器21から圧縮機5の吸入側に液冷媒が流出している否かが判定される。なお、冷媒量判定運転では、室外熱交換器3は凝縮器として機能する。このため、室外熱交温度センサ32によって検出される冷媒の温度を冷媒の凝縮温度とする。
液状態の冷媒が圧縮された場合、圧縮機5から吐出される冷媒の温度である吐出温度は、ガス状態の冷媒が圧縮される場合の吐出温度よりも小さくなる。このため、液状の冷媒が混入した気液二相の冷媒が、圧縮機5に吸入されて圧縮されることで、所定時間における吐出温度と凝縮温度との差が小さくなる。したがって、冷媒調整容器21において冷媒の液面の高さL1が冷媒調整容器21の上部の高さL2に達した場合、液冷媒が冷媒調整容器21からオーバーフロー管28、液冷媒出口管29および冷媒流出配管19を介して第2室外側ガス冷媒配管16cに流出する。そして、流出した液冷媒は、第2室外側ガス冷媒配管16cを流れるガス冷媒と合流し、気液二相の冷媒となる。この気液二相の冷媒が圧縮機5に吸入されて圧縮されることで、所定時間における圧縮機5の吐出温度と凝縮温度との差が小さくなる。これによって、冷媒調整容器21内から液冷媒がオーバーフローしていると判定されることになる。
(B)過充填判定
過充填判定は、オーバーフロー判定と同様に、冷媒量判定運転において行われる判定であって、冷媒調整容器21内から第2室外側ガス冷媒配管16cに液冷媒がオーバーフローしていると判定されたあとに行われる。
過充填判定では、第1室外側液冷媒配管15bにおける冷媒の状態が、気液二相状態であるか、または、液相状態であるかが判定されることによって、主冷媒回路30に充填されている冷媒が過充填状態であるか否かが判定される。
膨張弁入口側温度センサ33によって検出される冷媒温度と膨張弁出口側温度センサ34によって検出される冷媒温度との差が所定値よりも大きい場合、第1室外側液冷媒配管15bを流れる冷媒が気液二相状態であると判定される。また、膨張弁入口側温度センサ33によって検出される冷媒温度と膨張弁出口側温度センサ34によって検出される冷媒温度との差が所定値よりも小さい場合、第1室外側液冷媒配管15bを流れる冷媒が液相であると判定される。
次に、主冷媒回路30に充填されている冷媒が過充填状態であるか否かを判定する。上述のように、この判定は、主冷媒回路30に充填されている冷媒のうちの所定量が冷媒調整容器21内に溜められている状態で行われる。このため、主冷媒回路30に充填されている冷媒量が適正量であれば、主冷媒回路30内の冷媒は不足状態となっている。したがって、第1室外側液冷媒配管15bを流れる冷媒が気液二相状態であると判定された場合には、主冷媒回路30に充填されている冷媒量は過充填状態でないと判定される。また、第1室外側液冷媒配管15bを流れる冷媒が液相状態であると判定された場合には、主冷媒回路30内に充填されている冷媒量が適正量よりも多い過充填状態であると判定される。
<特徴>
(1)
従来、冷媒回路内の冷媒をその内部に溜めることができるレシーバを備える空気調和装置には、レシーバの内部に溜まった冷媒の液面を検出する液面検出手段を備えているものがある。この空気調和装置では、レシーバ内の液面を一定に保つ制御を行うことで冷媒回路に充填されている冷媒量の判定を行う冷媒量判定運転が提案されている。
レシーバを備えていない空気調和装置においては、冷媒回路に充填されている冷媒量の適否を判定することが難しくなる。また、レシーバを備える空気調和装置であっても、冷媒量判定運転の機能を備えていない場合、冷媒回路に充填されている冷媒量の適否を判定することが難しくなる。
これに対して、上記実施形態では、冷媒調整容器21と、第1電磁弁22と、第2電磁弁24、室外側制御部62とを備えている。室外側制御部62は、第1電磁弁22および第2電磁弁24の開閉を制御する。このため、主冷媒回路30を流れる冷媒を冷媒調整容器21に溜めることができる。また、室外側制御部62は、主冷媒回路30に充填されている冷媒を冷媒調整容器21に溜めることで過充填判定を行う。過充填判定では、第1室外側液冷媒配管15bにおける冷媒の状態が、気液二相状態であるか、または、液相状態であるかを判定されることによって、主冷媒回路30に充填されている冷媒が過充填状態であるか否かが判定される。主冷媒回路30に充填されている冷媒量が適正量である場合、主冷媒回路30に充填されている冷媒が冷媒調整容器21に溜められているため、主冷媒回路30内の冷媒は不足した状態となっている。このため、第1室外側液冷媒配管15bを流れる冷媒が気液二相状態の場合、主冷媒回路30充填されている冷媒量は適正量であると判定される。また、第1室外側液冷媒配管15bを流れる冷媒が液相状態の場合、主冷媒回路30充填されている冷媒量が適正量よりも多い過充填状態であると判定される。
これによって、主冷媒回路30に充填されている冷媒の過充填を判定している。
(2)
上記実施形態では、液冷媒入口管27とオーバーフロー管28との管径はそれぞれ等しく、主冷媒回路30を構成する配管の管径よりも小さい。このため、例えば、電磁弁が主冷媒回路30に設けられる場合と比較して、液冷媒入口管27およびオーバーフロー管28に設けられる第1電磁弁22および第2電磁弁24のほうがサイズの小さい電磁弁を適用することができる。
これによって、この空気調和装置100では、主冷媒回路30に電磁弁が設けられる場合と比較して、第1電磁弁22および第2電磁弁24のコストを削減している。
(3)
上記実施形態では、室外側制御部62は、オーバーフロー判定を行う。オーバーフロー判定では、冷媒調整容器21から圧縮機5の吸入側に液冷媒が流出している否かが判定される。したがって、主冷媒回路30に充填されている冷媒のうちの所定量を冷媒調整容器21に確実に溜めることができる。また、室外側制御部62によって行われる過充填判定は、主冷媒回路30に充填されている冷媒のうちの所定量を冷媒調整容器21に溜めて行われる判定である。
このため、オーバーフロー判定を行わないで過充填判定をした場合と比較して、過充填判定の確実性を向上している。
(4)
上記実施形態では、室外側制御部62は、冷房運転および暖房運転において主冷媒回路30に余剰冷媒が発生したことを検知した場合、第1電磁弁22を開状態にする。このため、冷媒が主冷媒回路30から冷媒調整ユニット20に導かれる。また、室外側制御部62は、冷房運転および暖房運転において主冷媒回路30内の冷媒か不足していることを検知した場合、第3電磁弁25を開状態にする。このため、冷媒が冷媒調整ユニット20から主冷媒回路30に導かれる。
これによって、主冷媒回路30を流れる冷媒の過不足に対応して、主冷媒回路30を流れる冷媒の量を調節している。
<変形例>
上記実施形態では、冷媒の過充填判定を行うために、室外膨張弁8の上流側の冷媒の温度と室外膨張弁8の下流側の冷媒の温度とを検出し、その差を算出することで、過充填判定を行っている。しかしながら、この過充填判定は、室外熱交換器3の液側における過冷却度によって判定されてもよい。なお、室外熱交換器3の液側における過冷却度は、室外熱交温度センサ32によって検出される冷媒温度から膨張弁入口側温度センサ33によって検出される冷媒の温度を差し引くことによって算出される。また、上記実施形態と同様に、過冷却度による過充填判定は、冷媒調整容器21内から第2室外側ガス冷媒配管16cに液冷媒がオーバーフローしていると判定されたあとに行われる。したがって、この判定もまた、主冷媒回路30に充填されている冷媒量が適正量である場合、主冷媒回路30内の冷媒が不足している状態で行われる。
主冷媒回路30に充填されている冷媒量が適当量である場合、凝縮器として機能する室外熱交換器3の液側において、冷媒は所定の過冷却度(例えば、3deg)を有している。また、主冷媒回路30内に充填されている冷媒量が適正量よりも少ない場合、過冷却度は所定の過冷却度よりも小さくなる。この判定は、上述のように、主冷媒回路30に充填されている冷媒量が適正量である場合、主冷媒回路30内の冷媒が不足している状態で行われる。したがって、算出される過冷却度が所定の過冷却度よりも小さい場合、主冷媒回路30に充填されている冷媒は過充填状態ではないと判定される。また、算出される過冷却度が所定の過冷却度以上である場合、主冷媒回路30に充填されている冷媒は過充填状態であると判定される。
これによって、主冷媒回路30における過充填判定を行うことができる。
また、過冷却度によって主冷媒回路30に充填されている冷媒の充填量を判定することで、膨張弁出口側温度センサ34が不要となり、コストを削減することができている。
本発明によれば、熱源ユニットと、利用ユニットと、熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡配管を介して接続されることによって構成される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判定できるようになる。
本発明の実施形態に係る空気調和装置の概略冷媒回路図。 冷媒調整容器の概略縦断面図。 本発明の実施形態に係る空気調和装置の制御ブロック図。 本発明の実施形態に係る空気調和装置における冷媒量判定運転のフローチャート。
符号の説明
3 室外熱交換器(第1熱交換器)
4a,4b 室内熱交換器(第2熱交換器)
5 圧縮機
8 室外膨張弁(減圧機構)
15 液冷媒配管(高圧配管)
16 ガス冷媒配管(低圧配管)
18b バイパス配管(バイパス経路)
21 冷媒調整容器(容器)
22 第1電磁弁(第1開閉機構)
24 第2電磁弁(第2開閉機構)
25 第3電磁弁(第3開閉機構)
26 キャピラリチューブ(バイパス減圧機構)
27 液冷媒入口管(第1部分)
28 オーバーフロー管(第2部分)
29 液冷媒出口管(第3部分)
30 主冷媒回路
33 膨張弁入口側温度センサ(第1温度センサ)
34 膨張弁出口側温度センサ(第2温度センサ)
60 制御部
100 空気調和装置

Claims (7)

  1. 冷媒を圧縮する圧縮機(5)と、前記圧縮機(5)の吐出口に接続され凝縮器として機能する第1熱交換器(3)と、前記第1熱交換器(3)から延びる高圧配管(15)と、前記高圧配管(15)によって前記第1熱交換器(3)と接続され蒸発器として機能する第2熱交換器(4a,4b)と、前記第2熱交換器(4a,4b)と前記圧縮機5の吸入口とを接続する低圧配管(16)と、前記高圧配管(15)に設けられる減圧機構(8)とによって形成される主冷媒回路(30)と、
    前記高圧配管(15)から前記第2熱交換器(4a,4b)を通らずに前記低圧配管(16)へと冷媒を迂回させるバイパス経路(18b)と、
    前記バイパス経路(18b)に設けられる容器(21)と、
    前記バイパス経路(18b)のうち、前記高圧配管(15)と前記容器(21)とを結び前記高圧配管(15)の径よりも小さい径の配管が用いられている第1部分(27)に設けられる第1開閉機構(22)と、
    前記バイパス経路(18b)のうち、前記容器(21)の上部と前記低圧配管(16)とを結び、前記高圧配管(15)の径よりも小さい径の配管が用いられている第2部分(28)に設けられる第2開閉機構(24)と、
    前記バイパス経路(18b)のうち前記第2部分(28)とは別に前記容器(21)の下部と前記低圧配管(16)とを結び、前記高圧配管(15)の径よりも小さい径の配管が用いられており、減圧機能をもつバイパス減圧機構(26)を含む第3部分(29)に設けられる第3開閉機構(25)と、
    前記第1開閉機構、前記第2開閉機構、および、前記第3開閉機構を制御する制御部(60)と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記容器(21)に前記高圧配管(15)を流れる冷媒を貯留することができるように、前記第1開閉機構(22)を開状態にし、かつ、前記第3開閉機構(25)を閉状態にし、
    前記容器(21)から前記低圧配管(16)へと冷媒を戻すことができるように、前記第1開閉機構(22)を閉状態にし、かつ、前記第3開閉機構(25)を開状態にする、
    空気調和装置(100)。
  2. 前記制御部(60)は、冷媒が過剰に充填された状態であるか否かを判定する過充填判定制御を行い、
    前記制御部(60)は、前記過充填判定制御において、
    前記第1開閉機構(22)および前記第2開閉機構(24)を開状態にする第1ステップと、
    前記容器(21)から前記低圧配管(16)へ液冷媒が流れ始めたことを検知する第2ステップと、
    前記第2ステップで前記低圧配管(16)へ液冷媒が流れ始めたという検知が為されたことに応じて、少なくとも前記第2開閉機構(24)を閉状態にする第3ステップと、
    前記第2ステップで前記低圧配管(16)へ液冷媒が流れ始めたという検知が為された後に、前記主冷媒回路(30)における冷媒の量が不足域にあるか充足域にあるかを判定し、過充填状態であるか否かを判定する第4ステップと、
    を行う、
    請求項に記載の空気調和装置(100)。
  3. 前記第4ステップの、前記主冷媒回路(30)における冷媒の量が不足域にあるか充足域にあるかの判定は、前記第1熱交換器(3)の出口における冷媒が気液二相であるか液相であるかの判定である、
    請求項に記載の空気調和装置(100)。
  4. 前記減圧機構(8)の上流側において冷媒の温度を検知する第1温度センサ(33)と、
    前記減圧機構(8)の下流側において冷媒の温度を検知する第2温度センサ(34)と、
    をさらに備え、
    前記制御部(60)は、前記第4ステップにおいて、前記第1温度センサ(33)と前記第2温度センサ(34)との差を算出し、その差が第1しきい値以下の場合に前記第1熱交換器(3)の出口における冷媒が液相であると判定して前記過充填状態だという判定をし、その差が第1しきい値を超えている場合に前記第1熱交換器(3)の出口における冷媒が気液二相であると判定して前記過充填状態ではないという判定をする、
    請求項に記載の空気調和装置(100)。
  5. 前記第4ステップの、前記主冷媒回路(30)における冷媒の量が不足域にあるか充足域にあるかの判定は、前記第1熱交換器(3)の出口における冷媒の過冷却度が第2しきい値以下であるか第2しきい値を超えているかの判定である、
    請求項に記載の空気調和装置(100)。
  6. 前記制御部(60)は、前記第2ステップにおいて、前記圧縮機(5)の吐出冷媒温度と前記第1熱交換器(3)の凝縮温度との差を監視し、その差の単位時間当たりの降下度が第3しきい値を超えたときに、前記容器(21)から前記バイパス経路(18b)の前記第2部分(28)を通って前記低圧配管(16)へ液冷媒が流れ始めたと判定する、
    請求項からのいずれかに記載の空気調和装置(100)。
  7. 前記制御部(60)は、通常運転で冷媒調整制御を行い、
    前記制御部(60)は、前記冷媒調整制御において、前記主冷媒回路(30)を流れる冷媒が余剰であると判断したときに、前記第1開閉機構(22)および前記第2開閉機構(24)を開状態、前記第3開閉機構(25)を閉状態にし、前記冷媒回路(30)を流れる冷媒が不足していると判断したときに、前記第1開閉機構(22)および前記第2開閉機構(24)を閉状態、前記第3開閉機構(25)を開状態にする、
    請求項1から6のいずれかに記載の空気調和装置(100)。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102395842B (zh) * 2009-04-17 2015-03-11 大金工业株式会社 热源单元
US9316420B2 (en) * 2009-10-28 2016-04-19 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning apparatus
JP5088520B2 (ja) * 2010-11-05 2012-12-05 ダイキン工業株式会社 空気調和機
JP5573741B2 (ja) * 2011-03-18 2014-08-20 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
KR101288681B1 (ko) * 2011-09-06 2013-07-22 엘지전자 주식회사 공기조화기
KR101237216B1 (ko) * 2011-10-24 2013-02-26 엘지전자 주식회사 공기조화기 및 그 제어방법
JP6080031B2 (ja) * 2012-02-15 2017-02-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 冷凍装置
DE102012102163A1 (de) * 2012-03-14 2013-09-19 Kist Europe-Korea Institute of Science and Technologie Europe Forschungsgesellschaft mbh System und Verfahren für Superheating und / oder Supercooling von Flüssigkeiten sowie Verwendung des Systems und / oder Verfahrens
JP5955401B2 (ja) * 2012-10-18 2016-07-20 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
JP6073651B2 (ja) * 2012-11-09 2017-02-01 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
WO2014118953A1 (ja) * 2013-01-31 2014-08-07 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置、及び、冷凍サイクル装置の制御方法
JP5751355B1 (ja) * 2014-01-31 2015-07-22 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
AT515455B1 (de) * 2014-01-31 2016-05-15 Vaillant Group Austria Gmbh Automatische Erkennung von Kältemittelfüllmengen in Kältekreisläufen
JP6519098B2 (ja) * 2014-02-19 2019-05-29 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
US10539343B2 (en) * 2014-03-20 2020-01-21 Mitsubishi Electric Corporation Heat source side unit and air-conditioning apparatus
EP3279590B1 (en) * 2015-03-31 2018-12-12 Daikin Industries, Ltd. Air conditioner
US10830515B2 (en) 2015-10-21 2020-11-10 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. System and method for controlling refrigerant in vapor compression system
US11732916B2 (en) 2020-06-08 2023-08-22 Emerson Climate Technologies, Inc. Refrigeration leak detection
US11754324B2 (en) 2020-09-14 2023-09-12 Copeland Lp Refrigerant isolation using a reversing valve
US11940188B2 (en) 2021-03-23 2024-03-26 Copeland Lp Hybrid heat-pump system

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59175961U (ja) 1983-05-13 1984-11-24 株式会社東芝 空気調和機
JPH0743193B2 (ja) * 1990-11-30 1995-05-15 サンデン株式会社 冷媒過充填防止装置
JPH05106922A (ja) * 1991-10-18 1993-04-27 Hitachi Ltd 冷凍装置の制御方式
JPH07218008A (ja) * 1994-02-01 1995-08-18 Hitachi Ltd 冷凍サイクル
CN1135341C (zh) * 1994-05-30 2004-01-21 三菱电机株式会社 制冷循环系统
JP3233799B2 (ja) * 1994-08-03 2001-11-26 ホシザキ電機株式会社 冷却装置
US5784892A (en) * 1996-09-09 1998-07-28 Electric Power Research Institute, Inc. Refrigerant charge variation mechanism
JP3185722B2 (ja) * 1997-08-20 2001-07-11 三菱電機株式会社 冷凍空調装置および冷凍空調装置の冷媒組成を求める方法
JP3531440B2 (ja) * 1997-10-08 2004-05-31 株式会社日立製作所 冷媒封入量判定装置付き空気調和機及び冷媒封入量判定方法
US6209338B1 (en) * 1998-07-15 2001-04-03 William Bradford Thatcher, Jr. Systems and methods for controlling refrigerant charge
JP2000146322A (ja) * 1998-11-16 2000-05-26 Zexel Corp 冷凍サイクル
JP2000292037A (ja) * 1999-04-06 2000-10-20 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和機
JP2000304388A (ja) * 1999-04-23 2000-11-02 Matsushita Refrig Co Ltd 空気調和装置
JP4089139B2 (ja) * 2000-07-26 2008-05-28 ダイキン工業株式会社 空気調和機
JP2002350014A (ja) 2001-05-22 2002-12-04 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2002372346A (ja) * 2001-06-13 2002-12-26 Daikin Ind Ltd 冷媒回路及びその運転検査方法並びに冷媒充填方法及び冷媒充填用閉鎖弁
JP3719246B2 (ja) * 2003-01-10 2005-11-24 ダイキン工業株式会社 冷凍装置及び冷凍装置の冷媒量検出方法
JP2004294022A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Hitachi Ltd 空気調和機
US7010927B2 (en) * 2003-11-07 2006-03-14 Carrier Corporation Refrigerant system with controlled refrigerant charge amount
US20050229612A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Hrejsa Peter B Compression cooling system and method for evaluating operation thereof
US7159408B2 (en) * 2004-07-28 2007-01-09 Carrier Corporation Charge loss detection and prognostics for multi-modular split systems
JP4670329B2 (ja) * 2004-11-29 2011-04-13 三菱電機株式会社 冷凍空調装置、冷凍空調装置の運転制御方法、冷凍空調装置の冷媒量制御方法
JP4306636B2 (ja) * 2005-04-07 2009-08-05 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
JP4215022B2 (ja) * 2005-04-07 2009-01-28 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
JP4258553B2 (ja) * 2007-01-31 2009-04-30 ダイキン工業株式会社 熱源ユニット及び冷凍装置
US8448459B2 (en) * 2007-10-08 2013-05-28 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for evaluating parameters for a refrigeration system with a variable speed compressor

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