JP4826266B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置の冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する機能、特に、圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが接続されることによって構成される空気調和装置の冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する機能に関する。

従来より、空気調和装置の冷媒回路内の冷媒量の過不足を判定するために、凝縮器の出口における冷媒の過冷却度等の値と冷媒回路の冷媒量との関係から冷媒回路内の冷媒量の過不足を判定する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、空気調和装置の冷媒回路内の冷媒量の過不足を判定するために、冷凍サイクル特性のシミュレーションを行い、この演算結果を用いて、冷媒量の過不足を判定する手法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平３−１８６１７０号公報 特開２０００−３０４３８８号公報

前者の手法は、冷媒回路の冷媒量の変化を、実質的に凝縮器の冷媒量の変化として捉えて、冷媒回路内の冷媒量の過不足を判定する手法であり、この判定のために、凝縮器の出口における過冷却度等を使用している。しかし、凝縮器内の冷媒は、その内部において、過熱域、二相域及び過冷却域に分かれて分布しており、凝縮器の入口における冷媒の過熱度や凝縮器の出口における過冷却度が大きく変動する場合には、凝縮器内の各部（特に、過熱域と過冷却域）における伝熱特性が変化して、凝縮器内の各部が占める伝熱面積が変化することになる。そして、凝縮器内の各部における伝熱面積は、これらの温度変化に対して比例的には変化せず、非線形な特性をもって変化する。このため、凝縮器内の各部における冷媒量は、伝熱面積の非線形特性に応じて変化することになり、その結果、凝縮器内の冷媒量も非線形な特性をもって変化することになる。このような非線形の関係があるにもかかわらず、凝縮器の出口における過冷却度等によって冷媒回路内の冷媒量の適否を判定しようとすると、冷媒量の適否の判定誤差が大きくなってしまうという問題がある。

また、後者の手法は、冷凍サイクル特性のシミュレーションという莫大な量の演算が必要であり、従来の空気調和装置に搭載されるマイコン等の演算装置では演算時間が長くなったり、また、演算そのものが不可能になるおそれがある。

本発明の課題は、演算負荷を抑えつつ、冷媒回路内の冷媒量の適否を高精度に判定できるようにすることにある。

第１の発明にかかる空気調和装置は、冷媒回路と、冷媒量演算手段と、冷媒量判定手段とを備えている。冷媒回路は、圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが接続されることによって構成されている。冷媒量演算手段は、凝縮器内を過熱域、二相域及び過冷却域に分けた場合における各部分の容積と、凝縮器の入口における冷媒の過熱度、凝縮器の出口における冷媒の過冷却度、及び、各部分における冷媒の代表温度と凝縮器において冷媒と熱交換を行う冷却媒体の温度との温度差との第１関係式を用いて、冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から各部分の容積を演算し、凝縮器内の冷媒量と第１関係式を用いて演算される各部分の容積との第２関係式を用いて、凝縮器内の冷媒量を演算する。冷媒量判定手段は、冷媒量演算手段によって演算される凝縮器内の冷媒量を用いて、冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する。ここで、第２関係式は、凝縮器内の冷媒量と、第１関係式を用いて演算される各部分の容積に各部における冷媒の密度を乗算した値、及び、各部分における冷媒の代表温度と凝縮器において冷媒と熱交換を行う冷却媒体の温度との温度差の値との関係式である。

この空気調和装置では、凝縮器内を過熱域、二相域及び過冷却域に分けて冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から各部分の容積を演算し、各部分の容積から凝縮器内の冷媒量を演算しているため、凝縮器の入口における冷媒の過熱度や凝縮器の出口における過冷却度が大きく変動するような場合であっても、冷凍サイクル特性のシミュレーションを行う場合に比べて演算負荷を抑えつつ、非線形な特性を有する凝縮器内の冷媒量を精度よく演算することができるようになり、その結果、冷媒回路内の冷媒量の適否を高精度に判定することができる。ここで、「冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量」とは、冷媒回路を流れる冷媒の温度や圧力等の状態量及び空気調和装置を構成する機器の状態量を意味している。

また、この空気調和装置では、凝縮器内の各部分の容積に各部における冷媒の密度を乗算した値を第２関係式の変数としているため、基本的には、第２関係式を凝縮器内の各部分の冷媒量を加算することで凝縮器内の冷媒量を演算する形にすることができる。これにより、第２関係式を簡単化することができるとともに、演算精度を向上させるための補正係数等の考慮も容易になる。

しかも、凝縮器内の各部分における冷媒の代表温度と冷却媒体の温度との温度差の値を第２関係式の変数としているため、冷却媒体の温度条件を考慮して凝縮器内の冷媒量を演算することができる。これにより、凝縮器内の冷媒量の演算精度をさらに向上させることができる。

第２の発明にかかる空気調和装置は、第１の発明にかかる空気調和装置において、第１関係式を用いて演算される二相域の部分に乗じる冷媒の密度には、凝縮器における冷媒の凝縮温度に対応する冷媒の飽和液密度に平均ボイド率を乗算した値が用いられる。

この空気調和装置では、二相域の部分の容積に乗じる冷媒の密度として、凝縮器における冷媒の凝縮温度に対応する冷媒の飽和液密度に平均ボイド率を乗算した値を使用しているため、演算負荷をさらに抑えることができる。

第３の発明にかかる空気調和装置は、第１又は第２の発明にかかる空気調和装置において、第１関係式には、冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量として、凝縮器において冷媒と熱交換を行う冷却媒体の流量又は流量に等価な運転状態量が含まれている。

この空気調和装置では、凝縮器内の各部分の容積を演算する際に冷却媒体の流量を考慮することができるため、凝縮器内の冷媒量の演算精度をさらに向上させることができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、凝縮器の入口における冷媒の過熱度や凝縮器の出口における過冷却度が大きく変動するような場合であっても、冷凍サイクル特性のシミュレーションを行う場合に比べて演算負荷を抑えつつ、非線形な特性を有する凝縮器内の冷媒量を精度よく演算することができるようになり、その結果、冷媒回路内の冷媒量の適否を高精度に判定することができる。また、第２関係式を簡単化することができるとともに、凝縮器内の冷媒量の演算精度をさらに向上させることができる。

第２の発明では、演算負荷をさらに抑えることができる。

第３の発明では、凝縮器内の冷媒量の演算精度をさらに向上させることができる。

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、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置１の概略構成図である。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、ビル等の室内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置１は、主として、１台の熱源ユニットとしての室外ユニット２と、それに並列に接続された複数台（本実施形態では、２台）の利用ユニットとしての室内ユニット４、５と、室外ユニット２と室内ユニット４、５とを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と、室内ユニット４、５と、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７とが接続されることによって構成されている。

＜室内ユニット＞
室内ユニット４、５は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、又は、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット４、５は、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７を介して室外ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。

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

室内ユニット４は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室内側冷媒回路１０ａ（室内ユニット５では、室内側冷媒回路１０ｂ）を有している。この室内側冷媒回路１０ａは、主として、膨張機構としての室内膨張弁４１と、利用側熱交換器としての室内熱交換器４２とを有している。

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

本実施形態において、室内熱交換器４２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。

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４２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４３を有している。室内ファン４３は、室内熱交換器４２に供給する空気の風量Ｗｒを可変することが可能なファンであり、本実施形態において、ＤＣファンモータからなるモータ４３ａによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。

また、室内ユニット４には、各種のセンサが設けられている。室内熱交換器４２の液側には、冷媒の温度（すなわち、暖房運転時における凝縮温度Ｔｃ又は冷房運転時における蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度）を検出する液側温度センサ４４が設けられている。室内熱交換器４２のガス側には、冷媒の温度Ｔｅｏを検出するガス側温度センサ４５が設けられている。室内ユニット４の室内空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室内空気の温度（すなわち、室内温度Ｔｒ）を検出する室内温度センサ４６が設けられている。本実施形態において、液側温度センサ４４、ガス側温度センサ４５及び室内温度センサ４６は、サーミスタからなる。また、室内ユニット４は、室内ユニット４を構成する各部の動作を制御する室内側制御部４７を有している。そして、室内側制御部４７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う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及びガス冷媒連絡配管７を介して室内ユニット４、５に接続されており、室内ユニット４、５の間で冷媒回路１０を構成している。

次に、室外ユニット２の構成について説明する。室外ユニット２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室外側冷媒回路１０ｃを有している。この室外側冷媒回路１０ｃ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３８と、アキュムレータ２４と、温度調節機構としての過冷却器２５と、液側閉鎖弁２６と、ガス側閉鎖弁２７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Ｒｍが制御されるモータ２１ａによって駆動される容積式圧縮機である。本実施形態において、圧縮機２１は、１台のみであるが、これに限定されず、室内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４２、５２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（図１の四路切換弁２２の実線を参照）、暖房運転時には、室内熱交換器４２、５２を圧縮機２１に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４２、５２において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機２１の吐出側とガス冷媒連絡配管７側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２３のガス側とを接続することが可能である（図１の四路切換弁２２の破線を参照）。

本実施形態において、室外熱交換器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。

本実施形態において、室外膨張弁３８は、室外側冷媒回路１０ｃ内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行うために、室外熱交換器２３の液側に接続された電動膨張弁である。

本実施形態において、室外ユニット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２８を有している。この室外ファン２８は、室外熱交換器２３に供給する空気の風量Ｗｏを可変することが可能なファンであり、本実施形態において、ＤＣファンモータからなるモータ２８ａ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、５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。

過冷却器２５は、本実施形態において、２重管式の熱交換器であり、室外熱交換器２３において凝縮された後に、室内膨張弁４１、５１に送られる冷媒を冷却するために設けられている。過冷却器２５は、本実施形態において、室外膨張弁３８と液側閉鎖弁２６との間に接続されている。

本実施形態において、過冷却器２５の冷却源としてのバイパス冷媒回路６１が設けられている。尚、以下の説明では、冷媒回路１０からバイパス冷媒回路６１を除いた部分を、便宜上、主冷媒回路と呼ぶことにする。

バイパス冷媒回路６１は、室外熱交換器２３から室内膨張弁４１、５１へ送られる冷媒の一部を主冷媒回路から分岐させて圧縮機２１の吸入側に戻すように主冷媒回路に接続されている。具体的には、バイパス冷媒回路６１は、室外膨張弁３８から室内膨張弁４１、５１に送られる冷媒の一部を室外熱交換器２３と過冷却器２５との間の位置から分岐させるように接続された分岐回路６１ａと、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の出口から圧縮機２１の吸入側に戻すように圧縮機２１の吸入側に接続された合流回路６１ｂとを有している。そして、分岐回路６１ａには、バイパス冷媒回路６１を流れる冷媒の流量を調節するためのバイパス膨張弁６２が設けられている。ここで、バイパス膨張弁６２は、電動膨張弁からなる。これにより、室外熱交換器２３から室内膨張弁４１、５１に送られる冷媒は、過冷却器２５において、バイパス膨張弁６２によって減圧された後のバイパス冷媒回路６１を流れる冷媒によって冷却される。すなわち、過冷却器２５は、バイパス膨張弁６２の開度調節によって能力制御が行われることになる。

液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、外部の機器・配管（具体的には、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２６は、室外熱交換器２３に接続されている。ガス側閉鎖弁２７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、圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓを検出する吸入圧力センサ２９と、圧縮機２１の吐出圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ３０と、圧縮機２１の吸入温度Ｔｓを検出する吸入温度センサ３１と、圧縮機２１の吐出温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ３２とが設けられている。吸入温度センサ３１は、アキュムレータ２４と圧縮機２１との間の位置に設けられている。室外熱交換器２３には、室外熱交換器２３内を流れる冷媒の温度（すなわち、冷房運転時における凝縮温度Ｔｃ又は暖房運転時における蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度）を検出する熱交温度センサ３３が設けられている。室外熱交換器２３の液側には、冷媒の温度Ｔｃｏを検出する液側温度センサ３４が設けられている。過冷却器２５の主冷媒回路側の出口には、冷媒の温度（すなわち、液管温度Ｔｌｐ）を検出する液管温度センサ３５が設けられている。バイパス冷媒回路６１の合流回路６１ｂには、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の出口を流れる冷媒の温度を検出するためのバイパス温度センサ６３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Ｔａ）を検出する室外温度センサ３６が設けられている。本実施形態において、吸入温度センサ３１、吐出温度センサ３２、熱交温度センサ３３、液側温度センサ３４、液管温度センサ３５、室外温度センサ３６及びバイパス温度センサ６３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３７を有している。そして、室外側制御部３７は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリやモータ２１ａを制御するインバータ回路等を有しており、室内ユニット４、５の室内側制御部４７、５７との間で伝送線８ａを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部４７、５７と室外側制御部３７と制御部３７、４７、５７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。

制御部８は、図２に示されるように、各種センサ２９〜３６、４４〜４６、５４〜５６、６３の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁２１、２２、２４、２８ａ、３８、４１、４３ａ、５１、５３ａ、６２を制御することができるように接続されている。また、制御部８には、後述の冷媒漏洩検知運転において、冷媒漏洩を検知したことを知らせるためのＬＥＤ等からなる警告表示部９が接続されている。ここで、図２は、空気調和装置１の制御ブロック図である。

＜冷媒連絡配管＞
冷媒連絡配管６、７は、空気調和装置１をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。このため、例えば、新規に空気調和装置を設置する場合には、冷媒充填量を計算するために、冷媒連絡配管６、７の長さや管径等の情報を正確に把握する必要があるが、その情報管理や冷媒量の計算自体が煩雑である。また、既設配管を利用して室内ユニットや室外ユニットを更新するような場合には、冷媒連絡配管６、７の長さや管径等の情報が失われていることがある。

以上のように、室内側冷媒回路１０ａ、１０ｂと、室外側冷媒回路１０ｃと、冷媒連絡配管６、７とが接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。また、この冷媒回路１０は、バイパス冷媒回路６１と、バイパス冷媒回路６１を除く主冷媒回路とから構成されていると言い換えることもできる。そして、本実施形態の空気調和装置１は、室内側制御部４７、５７と室外側制御部３７とから構成される制御部８によって、四路切換弁２２により冷房運転及び暖房運転を切り換えて運転を行うとともに、各室内ユニット４、５の運転負荷に応じて、室外ユニット２及び室内ユニット４、５の各機器の制御を行うようになっている。

（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、各室内ユニット４、５の運転負荷に応じて室外ユニット２及び室内ユニット４、５の構成機器の制御を行う通常運転モードと、空気調和装置１の構成機器の設置後（具体的には、最初の機器設置後に限られず、例えば、室内ユニット等の構成機器を追加や撤去する等の改造後や機器の故障を修理した後等も含まれる）に行われる試運転を行うための試運転モードと、試運転を終了して通常運転を開始した後において、冷媒回路１０からの冷媒の漏洩の有無を判定する冷媒漏洩検知運転モードとがある。そして、通常運転モードには、主として、室内の冷房を行う冷房運転と、室内の暖房を行う暖房運転とが含まれている。また、試運転モードには、主として、冷媒回路１０内に冷媒を充填する冷媒自動充填運転と、冷媒連絡配管６、７の容積を検知する配管容積判定運転と、構成機器を設置した後又は冷媒回路内に冷媒を充填した後の初期冷媒量を検知する初期冷媒量検知運転とが含まれている。

以下、空気調和装置１の各運転モードにおける動作について説明する。

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

冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側がガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡配管７を介して室内熱交換器４２、５２のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁３８は、全開状態にされている。液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、開状態にされている。各室内膨張弁４１、５１は、室内熱交換器４２、５２の出口（すなわち、室内熱交換器４２、５２のガス側）における冷媒の過熱度ＳＨｒが過熱度目標値ＳＨｒｓで一定になるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、各室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度ＳＨｒは、ガス側温度センサ４５、５５により検出される冷媒温度値から液側温度センサ４４、５４により検出される冷媒温度値（蒸発温度Ｔｅに対応）を差し引くことによって検出されるか、又は、吸入圧力センサ２９により検出される圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓを蒸発温度Ｔｅに対応する飽和温度値に換算し、ガス側温度センサ４５、５５により検出される冷媒温度値からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、各室内熱交換器４２、５２内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度値を、ガス側温度センサ４５、５５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、各室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度ＳＨｒを検出するようにしてもよい。また、バイパス膨張弁６２は、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度ＳＨｂが過熱度目標値ＳＨｂｓになるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度ＳＨｂは、吸入圧力センサ２９により検出される圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓを蒸発温度Ｔｅに対応する飽和温度値に換算し、バイパス温度センサ６３により検出される冷媒温度値からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の入口に温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度値をバイパス温度センサ６３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、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度ＳＨｂを検出するようにしてもよい。

この冷媒回路１０の状態で、圧縮機２１、室外ファン２８及び室内ファン４３、５３を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して室外熱交換器２３に送られて、室外ファン２８によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となる。そして、この高圧の液冷媒は、室外膨張弁３８を通過して、過冷却器２５に流入し、バイパス冷媒回路６１を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却されて過冷却状態になる。このとき、室外熱交換器２３において凝縮した高圧の液冷媒の一部は、バイパス冷媒回路６１に分岐され、バイパス膨張弁６２によって減圧された後に、圧縮機２１の吸入側に戻される。ここで、バイパス膨張弁６２を通過する冷媒は、圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓ近くまで減圧されることで、その一部が蒸発する。そして、バイパス冷媒回路６１のバイパス膨張弁６２の出口から圧縮機２１の吸入側に向かって流れる冷媒は、過冷却器２５を通過して、主冷媒回路側の室外熱交換器２３から室内ユニット４、５へ送られる高圧の液冷媒と熱交換を行う。

そして、過冷却状態になった高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁２６及び液冷媒連絡配管６を経由して、室内ユニット４、５に送られる。この室内ユニット４、５に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁４１、５１によって圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓ近くまで減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器４２、５２に送られ、室内熱交換器４２、５２において室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。

この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管７を経由して室外ユニット２に送られ、ガス側閉鎖弁２７及び四路切換弁２２を経由して、アキュムレータ２４に流入する。そして、アキュムレータ２４に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。

（暖房運転）
次に、通常運転モードにおける暖房運転について説明する。

暖房運転時は、四路切換弁２２が図１の破線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側がガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡配管７を介して室内熱交換器４２、５２のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁３８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Ｐｅ）まで減圧するために開度調節されるようになっている。また、液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、開状態にされている。室内膨張弁４１、５１は、室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過冷却度ＳＣｒが過冷却度目標値ＳＣｒｓで一定になるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過冷却度ＳＣｒは、吐出圧力センサ３０により検出される圧縮機２１の吐出圧力Ｐｄを凝縮温度Ｔｃに対応する飽和温度値に換算し、この冷媒の飽和温度値から液側温度センサ４４、５４により検出される冷媒温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、各室内熱交換器４２、５２内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される凝縮温度Ｔｃに対応する冷媒温度値を、液側温度センサ４４、５４により検出される冷媒温度値から差し引くことによって室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過冷却度ＳＣｒを検出するようにしてもよい。また、バイパス膨張弁６２は、閉止されている。

この冷媒回路１０の状態で、圧縮機２１、室外ファン２８及び室内ファン４３、５３を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となり、四路切換弁２２、ガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡配管７を経由して、室内ユニット４、５に送られる。

そして、室内ユニット４、５に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器４２、５２において、室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となった後、室内膨張弁４１、５１を通過する際に、室内膨張弁４１、５１の弁開度に応じて減圧される。

この室内膨張弁４１、５１を通過した冷媒は、液冷媒連絡配管６を経由して室外ユニット２に送られ、液側閉鎖弁２６、過冷却器２５及び室外膨張弁３８を経由してさらに減圧された後に、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２８によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となり、四路切換弁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。

以上のような通常運転モードにおける運転制御は、冷房運転及び暖房運転を含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部８（より具体的には、室内側制御部４７、５７と室外側制御部３７と制御部３７、４７、５７間を接続する伝送線８ａ）によって行われる。

＜試運転モード＞
次に、試運転モードについて、図１〜図３を用いて説明する。ここで、図３は、試運転モードのフローチャートである。本実施形態において、試運転モードでは、まず、ステップＳ１の冷媒自動充填運転が行われ、続いて、ステップＳ２の配管容積判定運転が行われ、さらに、ステップＳ３の初期冷媒量検知運転が行われる。

本実施形態では、冷媒が予め充填された室外ユニット２と、室内ユニット４、５とをビル等の設置場所に設置し、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７を介して接続して冷媒回路１０を構成した後に、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７の容積に応じて不足する冷媒を冷媒回路１０内に追加充填する場合を例にして説明する。

（ステップＳ１：冷媒自動充填運転）
まず、室外ユニット２の液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７を開けて、室外ユニット２に予め充填されている冷媒を冷媒回路１０内に充満させる。

次に、試運転を行う作業者が、追加充填用の冷媒ボンベを冷媒回路１０のサービスポート（図示せず）に接続し、制御部８に対して直接に又はリモコン（図示せず）等を通じて遠隔から試運転を開始する指令を出すと、制御部８によって、図４に示されるステップＳ１１〜ステップＳ１３の処理が行われる。ここで、図４は、冷媒自動充填運転のフローチャートである。

（ステップＳ１１：冷媒量判定運転）
冷媒自動充填運転の開始指令がなされると、冷媒回路１０が、室外ユニット２の四路切換弁２２が図１の実線で示される状態で、かつ、室内ユニット４、５の室内膨張弁４１、５１及び室外膨張弁３８が開状態となり、圧縮機２１、室外ファン２８及び室内ファン４３、５３が起動されて、室内ユニット４、５の全てについて強制的に冷房運転（以下、室内ユニット全数運転とする）が行われる。

すると、図５に示されるように、冷媒回路１０において、圧縮機２１から凝縮器として機能する室外熱交換器２３までの流路には圧縮機２１において圧縮されて吐出された高圧のガス冷媒が流れ（図５の斜線のハッチング部分のうち圧縮機２１から室外熱交換器２３までの部分を参照）、凝縮器として機能する室外熱交換器２３には室外空気との熱交換によってガス状態から液状態に相変化する高圧の冷媒が流れ（図５の斜線のハッチング及び黒塗りのハッチングの部分のうち室外熱交換器２３に対応する部分を参照）、室外熱交換器２３から室内膨張弁４１、５１までの室外膨張弁３８、過冷却器２５の主冷媒回路側の部分及び液冷媒連絡配管６を含む流路と室外熱交換器２３からバイパス膨張弁６２までの流路には高圧の液冷媒が流れ（図５の黒塗りのハッチング部分のうち室外熱交換器２３から室内膨張弁４１、５１及びバイパス膨張弁６２までの部分を参照）、蒸発器として機能する室内熱交換器４２、５２の部分と過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の部分とには室内空気との熱交換によって気液二相状態からガス状態に相変化する低圧の冷媒が流れ（図５の格子状のハッチング及び斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器４２、５２の部分と過冷却器２５の部分を参照）、室内熱交換器４２、５２から圧縮機２１までのガス冷媒連絡配管７及びアキュムレータ２４を含む流路と過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の部分から圧縮機２１までの流路とには低圧のガス冷媒が流れるようになる（図５の斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器４２、５２から圧縮機２１までの部分と過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の部分から圧縮機２１までの部分とを参照）。図５は、冷媒量判定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（四路切換弁２２等の図示を省略）である。

次に、以下のような機器制御を行って、冷媒回路１０内を循環する冷媒の状態を安定させる運転に移行する。具体的には、蒸発器として機能する室内熱交換器４２、５２の過熱度ＳＨｒが一定になるように室内膨張弁４１、５１を制御（以下、過熱度制御とする）し、蒸発圧力Ｐｅが一定になるように圧縮機２１の運転容量を制御（以下、蒸発圧力制御とする）し、室外熱交換器２３における冷媒の凝縮圧力Ｐｃが一定になるように、室外ファン２８によって室外熱交換器２３に供給される室外空気の風量Ｗｏを制御（以下、凝縮圧力制御とする）し、過冷却器２５から室内膨張弁４１、５１に送られる冷媒の温度が一定になるように過冷却器２５の能力を制御（以下、液管温度制御とする）し、上述の蒸発圧力制御によって冷媒の蒸発圧力Ｐｅが安定的に制御されるように、室内ファン４３、５３によって室内熱交換器４２、５２に供給される室内空気の風量Ｗｒを一定にしている。

ここで、蒸発圧力制御を行うのは、蒸発器として機能する室内熱交換器４２、５２内には室内空気との熱交換によって気液二相状態からガス状態に相変化しながら低圧の冷媒が流れる室内熱交換器４２、５２内（図５の格子状のハッチング及び斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器４２、５２に対応する部分を参照、以下、蒸発器部Ｃとする）における冷媒量が、冷媒の蒸発圧力Ｐｅに大きく影響するからである。そして、ここでは、インバータにより回転数Ｒｍが制御されるモータ２１ａによって圧縮機２１の運転容量を制御することによって、室内熱交換器４２、５２における冷媒の蒸発圧力Ｐｅを一定にして、蒸発器部Ｃ内を流れる冷媒の状態を安定させて、主として、蒸発圧力Ｐｅによって蒸発器Ｃ内における冷媒量が変化する状態を作り出している。尚、本実施形態の圧縮機２１による蒸発圧力Ｐｅの制御においては、室内熱交換器４２、５２の液側温度センサ４４、５４により検出される冷媒温度値（蒸発温度Ｔｅに対応）を飽和圧力値に換算して、この圧力値が低圧目標値Ｐｅｓで一定になるように、圧縮機２１の運転容量を制御して（すなわち、モータ２１ａの回転数Ｒｍを変化させる制御を行って）、冷媒回路１０内を流れる冷媒循環量Ｗｃを増減することによって実現されている。尚、本実施形態では採用していないが、室内熱交換器４２、５２における冷媒の蒸発圧力Ｐｅにおける冷媒の圧力に等価な運転状態量である、吸入圧力センサ２９によって検出される圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓが、低圧目標値Ｐｅｓで一定になるように、又は、吸入圧力Ｐｓに対応する飽和温度値（蒸発温度Ｔｅに対応）が、低圧目標値Ｔｅｓで一定になるように、圧縮機２１の運転容量を制御してもよいし、室内熱交換器４２、５２の液側温度センサ４４、５４により検出される冷媒温度値（蒸発温度Ｔｅに対応）が、低圧目標値Ｔｅｓで一定になるように、圧縮機２１の運転容量を制御してもよい。

そして、このような蒸発圧力制御を行うことによって、室内熱交換器４２、５２から圧縮機２１までのガス冷媒連絡配管７及びアキュムレータ２４を含む冷媒配管内（図５の斜線のハッチングの部分のうち室内熱交換器４２、５２から圧縮機２１までの部分を参照、以下、ガス冷媒流通部Ｄとする）を流れる冷媒の状態も安定して、主として、ガス冷媒流通部Ｄにおける冷媒の圧力に等価な運転状態量である、蒸発圧力Ｐｅ（すなわち、吸入圧力Ｐｓ）によってガス冷媒流通部Ｄ内における冷媒量が変化する状態を作り出している。

また、凝縮圧力制御を行うのは、室外空気との熱交換によってガス状態から液状態に相変化しながら高圧の冷媒が流れる室外熱交換器２３内（図５の斜線のハッチング及び黒塗りのハッチングの部分のうち室外熱交換器２３に対応する部分を参照、以下、凝縮器部Ａとする）における冷媒量が、冷媒の凝縮圧力Ｐｃに大きく影響するからである。そして、この凝縮器部Ａにおける冷媒の凝縮圧力Ｐｃは、室外温度Ｔａの影響より大きく変化するため、モータ２８ａにより室外ファン２８から室外熱交換器２３に供給する室内空気の風量Ｗｏを制御することによって、室外熱交換器２３における冷媒の凝縮圧力Ｐｃを一定にして、凝縮器部Ａ内を流れる冷媒の状態を安定させて、主として、室外熱交換器２３の液側（以下、冷媒量判定運転に関する説明では、室外熱交換器２３の出口とする）における過冷却度ＳＣｏによって凝縮器Ａ内における冷媒量が変化する状態を作り出している。尚、本実施形態の室外ファン２８による凝縮圧力Ｐｃの制御においては、室外熱交換器２３における冷媒の凝縮圧力Ｐｃに等価な運転状態量である、吐出圧力センサ３０によって検出される圧縮機２１の吐出圧力Ｐｄ、又は、熱交温度センサ３３によって検出される室外熱交換器２３内を流れる冷媒の温度（すなわち、凝縮温度Ｔｃ）が用いられる。

そして、このような凝縮圧力制御を行うことによって、室外熱交換器２３から室内膨張弁４１、５１までの室外膨張弁３８、過冷却器２５の主冷媒回路側の部分及び液冷媒連絡配管６を含む流路と室外熱交換器２３からバイパス冷媒回路６１のバイパス膨張弁６２までの流路とには高圧の液冷媒が流れて、室外熱交換器２３から室内膨張弁４１、５１及びバイパス膨張弁６２までの部分（図５の黒塗りのハッチング部分を参照、以下、液冷媒流通部Ｂとする）における冷媒の圧力も安定し、液冷媒流通部Ｂが液冷媒でシールされて安定した状態となる。

また、液管温度制御を行うのは、過冷却器２５から室内膨張弁４１、５１に至る液冷媒連絡配管６を含む冷媒配管内（図５に示される液冷媒流通部Ｂのうち過冷却器２５から室内膨張弁４１、５１までの部分を参照）の冷媒の密度が変化しないようにするためである。そして、過冷却器２５の能力制御は、過冷却器２５の主冷媒回路側の出口に設けられた液管温度センサ３５によって検出される冷媒の温度Ｔｌｐが液管温度目標値Ｔｌｐｓで一定になるようにバイパス冷媒回路６１を流れる冷媒の流量を増減して、過冷却器２５の主冷媒回路側を流れる冷媒とバイパス冷媒回路側を流れる冷媒との間の交換熱量を調節することによって実現されている。尚、このバイパス冷媒回路６１を流れる冷媒の流量の増減は、バイパス膨張弁６２の開度調節によって行われる。このようにして、過冷却器２５から室内膨張弁４１、５１に至る液冷媒連絡配管６を含む冷媒配管内における冷媒の温度が一定となる液管温度制御が実現されている。

そして、このような液管温度一定制御を行うことによって、冷媒回路１０に冷媒を充填することによって冷媒回路１０内の冷媒量が徐々に増加するのに伴って、室外熱交換器２３の出口における冷媒の温度Ｔｃｏ（すなわち、室外熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度ＳＣｏ）が変化する場合であっても、室外熱交換器２３の出口における冷媒の温度Ｔｃｏの変化の影響が、室外熱交換器２３の出口から過冷却器２５に至る冷媒配管のみに収まり、液冷媒流通部Ｂのうち過冷却器２５から液冷媒連絡配管６を含む室内膨張弁４１、５１までの冷媒配管には影響しない状態となる。

さらに、過熱度制御を行うのは、蒸発器部Ｃにおける冷媒量が、室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の乾き度に大きく影響するからである。この室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度ＳＨｒは、室内膨張弁４１、５１の開度を制御することによって、室内熱交換器４２、５２のガス側（以下、冷媒量判定運転に関する説明では、室内熱交換器４２、５２の出口とする）における冷媒の過熱度ＳＨｒが過熱度目標値ＳＨｒｓで一定になるように（すなわち、室内熱交換器４２、５２の出口のガス冷媒を過熱状態）にして、蒸発器部Ｃ内を流れる冷媒の状態を安定させている。

そして、このような過熱度制御を行うことによって、ガス冷媒連絡部Ｄにガス冷媒が確実に流れる状態を作り出している。

上述の各種制御によって、冷媒回路１０内を循環する冷媒の状態が安定して、冷媒回路１０内における冷媒量の分布が一定となるため、続いて行われる冷媒の追加充填によって冷媒回路１０内に冷媒が充填され始めた際に、冷媒回路１０内の冷媒量の変化が、主として、室外熱交換器２３内の冷媒量の変化となって現れる状態を作り出すことができる（以下、この運転を冷媒量判定運転とする）。

以上のような制御は、冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能する制御部８（より具体的には、室内側制御部４７、５７と室外側制御部３７と制御部３７、４７、５７間を接続する伝送線８ａ）により、ステップＳ１１の処理として行われる。

尚、本実施形態と異なり、室外ユニット２に予め冷媒が充填されていない場合には、このステップＳ１１の処理に先だって、上述の冷媒量判定運転を行う際に、構成機器が異常停止してしまうことがない程度の冷媒量になるまで冷媒充填を行う必要がある。

（ステップＳ１２：冷媒量の演算）
次に、上記の冷媒量判定運転を行いつつ、冷媒回路１０内に冷媒の追加充填を実施するが、この際、冷媒量演算手段として機能する制御部８によって、ステップＳ１２における冷媒の追加充填時における冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路１０内の冷媒量を演算する。

まず、本実施形態における冷媒量演算手段について説明する。冷媒量演算手段は、冷媒回路１０を複数の部分に分割して、分割された各部分ごとに冷媒量を演算することで、冷媒回路１０内の冷媒量を演算するものである。より具体的には、分割された各部分ごとに、各部分の冷媒量と冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式が設定されており、これらの関係式を用いて、各部分の冷媒量を演算することができるようになっている。そして、本実施形態においては、冷媒回路１０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の吸入側がガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡配管７を介して室内熱交換器４２、５２の出口に接続された状態において、圧縮機２１の部分及び圧縮機２１から四路切換弁２２（図５では図示せず）を含む室外熱交換器２３までの部分（以下、高圧ガス管部Ｅとする）と、室外熱交換器２３の部分（すなわち、凝縮器部Ａ）と、液冷媒流通部Ｂのうち室外熱交換器２３から過冷却器２５までの部分及び過冷却器２５の主冷媒回路側の部分の入口側半分（以下、高温側液管部Ｂ１とする）と、液冷媒流通部Ｂのうち過冷却器２５の主冷媒回路側の部分の出口側半分及び過冷却器２５から液側閉鎖弁２６（図５では図示せず）までの部分（以下、低温側液管部Ｂ２とする）と、液冷媒流通部Ｂのうち液冷媒連絡配管６の部分（以下、液冷媒連絡配管部Ｂ３とする）と、液冷媒流通部Ｂのうち液冷媒連絡配管６から室内膨張弁４１、５１及び室内熱交換器４２、５２の部分（すなわち、蒸発器部Ｃ）を含むガス冷媒流通部Ｄのうちガス冷媒連絡配管７までの部分（以下、室内ユニット部Ｆとする）と、ガス冷媒流通部Ｄのうちガス冷媒連絡配管７の部分（以下、ガス冷媒連絡配管部Ｇとする）と、ガス冷媒流通部Ｄのうちガス側閉鎖弁２７（図５では図示せず）から四路切換弁２２及びアキュムレータ２４を含む圧縮機２１までの部分（以下、低圧ガス管部Ｈとする）と、液冷媒流通部Ｂのうち高温側液管部Ｂ１からバイパス膨張弁６２及び過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の部分を含む低圧ガス管部Ｈまでの部分（以下、バイパス回路部Ｉとする）とに分割されて、各部分ごとに関係式が設定されている。次に、上述の各部分ごとに設定された関係式について、説明する。

本実施形態において、高圧ガス管部Ｅにおける冷媒量Ｍｏｇ１と冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Ｍｏｇ１＝Ｖｏｇ１×ρｄ
という、室外ユニット２の高圧ガス管部Ｅの容積Ｖｏｇ１に高圧ガス管部Ｅにおける冷媒の密度ρｄを乗じた関数式として表される。尚、高圧ガス管部Ｅの容積Ｖｏｇ１は、室外ユニット２が設置場所に設置される前から既知の値であり、予め制御部８のメモリに記憶されている。また、高圧ガス管部Ｅにおける冷媒の密度ρｄは、吐出温度Ｔｄ及び吐出圧力Ｐｄを換算することによって得られる。

次に、凝縮器部Ａにおける冷媒量Ｍｃと冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式について説明する。

まず、凝縮器部Ａ（すなわち、凝縮器として機能する室外熱交換器２３）の入口から出口に至るまでの冷媒の温度及び状態変化について、図６を用いて説明する。凝縮器部Ａ（すなわち、凝縮器として機能する室外熱交換器２３）の入口から出口に至るまでの冷媒は、凝縮器部Ａにおける冷媒の凝縮温度Ｔｃよりも過熱度ＳＨｍだけ高い温度（圧縮機２１の吐出温度Ｔｄに相当）の過熱ガス状態で入口から流入して、室外熱交換器２３の冷却媒体である室外空気と熱交換を行って凝縮温度Ｔｃの飽和ガス状態まで冷却され（以下、この領域を過熱域とする）、次に、室外熱交換器２３の冷却媒体である室外空気とさらに熱交換を行って凝縮温度Ｔｃの飽和ガス状態から凝縮温度Ｔｃの飽和液状態まで凝縮され（以下、この領域を二相域とする）、次に、室外熱交換器２３の冷却媒体である室外空気とさらに熱交換を行って凝縮温度Ｔｃの飽和液状態から凝縮温度Ｔｃよりも過冷却度ＳＣｏだけ低い温度（室外熱交換器２３の出口の冷媒温度Ｔｃｏに相当）の過冷却液状態まで冷却されて出口から流出する（以下、この領域を過冷却域とする）。

そして、上述の過熱域、二相域及び過冷却域における容積（以下、それぞれＶｓｈ、Ｖｓａｔ及びＶｓｃとする）は、過熱度ＳＨｍや過冷却度ＳＣｏの変化に対して、非線形な特性をもって変化するため、従来のように、例えば、単に過冷却度ＳＣｏと凝縮部Ａにおける冷媒量との関係式Ｍｃを設定しても、凝縮部Ａにおける冷媒量Ｍｃを精度よく演算することができない。

そこで、本実施形態においては、過熱域の容積Ｖｓｈ、二相域の容積Ｖｓａｔ及び過冷却域の容積Ｖｓｃの値を、試験や詳細なシミュレーションの結果等に基づいて設定された関係式（以下、第１関係式とする）を用いて、冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から演算できるようにしておき、第１関係式を用いて演算された各部分の容積Ｖｓｈ、Ｖｓａｔ及びＶｓｃと凝縮器部Ａにおける冷媒量Ｍｃとの関係式（以下、第２関係式とする）を用いて、凝縮器部Ａにおける冷媒量Ｍｃを演算するようにしている。

具体的には、まず、容積Ｖｓｈ、Ｖｓａｔ及びＶｓｃと凝縮器部Ａにおける冷媒量Ｍｃとの第２関係式は、
Ｍｃ＝ｋｃ１×ΔＴｓｈ＋ｋｃ２×ΔＴｃ＋ｋｃ３×ΔＴｓｃ
＋ｋｃ４×Ｖｓｈ×ρｓｈ＋ｋｃ５×Ｖｓａｔ×ρｓａｔ
＋ｋｃ６×Ｖｓｃ×ρｓｃ＋ｋｃ７
という、過熱域温度差ΔＴｓｈ、二相域温度差ΔＴｃ、過冷却域温度差ΔＴｓｃ、過熱域の容積Ｖｓｈ、過熱域平均冷媒密度ρｓｈ、二相域の容積Ｖｓａｔ、二相域平均冷媒密度ρｓａｔ、過冷却域の容積Ｖｓｃ及び過冷却域平均冷媒密度ρｓｃの関数式として表される。ここで、各部分の容積Ｖｓｈ、Ｖｓａｔ及びＶｓｃは、それぞれ、各部分の平均密度ρｓｈ、ρｓａｔ及びρｓｃを乗じた形で使用されているため、第２関係式は、過熱域温度差ΔＴｓｈ、二相域温度差ΔＴｃ、過冷却域温度差ΔＴｓｃ、過熱域の容積Ｖｓｈに過熱域平均冷媒密度ρｓｈを乗じた値、二相域の容積Ｖｓａｔに二相域平均冷媒密度ρｓａｔを乗じた値、過冷却域の容積Ｖｓｃに過冷却域平均冷媒密度ρｓｃを乗じた値の関数式として表されているとも言える。また、本実施形態においては、過熱域温度差ΔＴｓｈ、二相域温度差ΔＴｃ、過冷却域温度差ΔＴｓｃが１次項として第２関係式に含まれているが、２次項や対数項等の形で含まれるようにしてもよい。

尚、上述の関係式におけるパラメータｋｃ１〜ｋｃ７は、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析することによって求められたものであり、予め制御部８のメモリに記憶されている。また、過熱域温度差ΔＴｓｈは、凝縮器として機能する室外熱交換器２３の入口温度（圧縮機２１の吐出温度Ｔｄに相当）と凝縮温度Ｔｃとの平均値（以下、過熱域における冷媒の代表温度としての過熱域平均温度Ｔｓｈａとする）から室外熱交換器２３において冷媒と熱交換を行う冷却媒体としての室外空気の温度に相当する室外温度Ｔａを差し引くことにより得られる。二相域温度差ΔＴｃは、二相域における冷媒の代表温度としての凝縮温度Ｔｃから室外熱交換器２３において冷媒と熱交換を行う冷却媒体としての室外空気の温度に相当する室外温度Ｔａを差し引くことにより得られる。過冷却域温度差ΔＴｓｃは、凝縮温度Ｔｃと室外熱交換器２３の出口における冷媒の温度Ｔｃｏとの平均値（以下、過冷却域における冷媒の代表温度としての過冷却域平均温度Ｔｓｃａとする）から室外熱交換器２３において冷媒と熱交換を行う冷却媒体としての室外空気の温度に相当する室外温度Ｔａを差し引くことにより得られる。ここで、過熱域平均温度Ｔｓｈａと過冷却域平均温度Ｔｓｃａの求め方については、上述に限定されず、対数平均温度としたり、室外熱交換器２３における伝熱管のパス取りや熱源としての室外空気の流れ等のいわゆる形状因子を考慮して、室外熱交換器２３の各部分を代表する位置に温度センサを設けて、冷媒の温度を検出して求めるようにしてもよい。また、各部分を代表する位置に温度センサを設ける代わりに、例えば、過熱域であれば、過熱域平均温度Ｔｓｈａを圧縮機２１の吐出温度Ｔｄや凝縮温度Ｔｃ（さらに、他の変数も含まれていてもよい）の関数として、過冷却域であれば、過冷却域平均温度Ｔｓｃａを凝縮温度Ｔｃや室外熱交換器２３の出口における冷媒の温度Ｔｃｏ（さらに、他の変数も含まれていてもよい）の関数（例えば、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析等することによって求める）として表すことで求めるようにしてもよい。

次に、第１関係式の１つとしての過熱域の容積Ｖｓｈと冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、
Ｖｓｈ＝ｋｃｓ１×ＳＨｍ＋ｋｃｓ２×ΔＴｓｈ＋ｋｃｓ３×Ｗｏ
という、圧縮機吐出過熱度ＳＨｍ、過熱域温度差ΔＴｓｈ及び室外ファン２８の風量Ｗｏの関数式として表される。尚、上述の関係式におけるパラメータｋｃｓ１〜ｋｃｓ３は、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析することによって求められたものであり、予め制御部８のメモリに記憶されている。また、圧縮機吐出過熱度ＳＨｍは、圧縮機の吐出側、すなわち、室外熱交換器２３の入口における冷媒の過熱度であり、吐出温度Ｔｄから凝縮温度Ｔｃを差し引くことにより得られる。

また、第１関係式の１つとしての過冷却域の容積Ｖｓｃと冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、
Ｖｓｃ＝ｋｃｃ１×ＳＣｏ＋ｋｃｃ２×ΔＴｓｃ＋ｋｃｃ３×Ｗｏ
という、室外熱交換器２３の出口における過冷却度ＳＣｏ、過冷却域温度差ΔＴｓｃ及び室外ファン２８の風量Ｗｏの関数式として表される。尚、上述の関係式におけるパラメータｋｃｃ１〜ｋｃｃ３は、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析することによって求められたものであり、予め制御部８のメモリに記憶されている。また、過冷却度ＳＣｏは、室外熱交換器２３の出口における冷媒の温度Ｔｃｏから凝縮温度Ｔｃを差し引くことにより得られる。

また、第１関係式の１つとしての二相域の容積Ｖｓａｔと冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、
Ｖｓａｔ＝Ｖｃ−Ｖｓｈ−Ｖｓｃ
という、室外熱交換器２３の全容積Ｖｃ、過熱域の容積Ｖｓｈ及び過冷却域の容積Ｖｓｃによって表される。すなわち、二相域の容積Ｖｓａｔは、上述の関係式を用いて過熱域の容積Ｖｓｈ及び過冷却域の容積Ｖｓｃを演算した後、室外熱交換器２３の全容積Ｖｃから過熱域の容積Ｖｓｈ及び過冷却域の容積Ｖｓｃを差し引くことによって演算される。尚、室外熱交換器２３の全容積Ｖｃは、室外ユニット２が設置場所に設置される前から既知の値であり、予め制御部８のメモリに記憶されている。

また、過熱域平均冷媒密度ρｓｈは、
ρｓｈ＝ρｃｉ＋（ρｃｇ−ρｃｉ）×ｌｎΔＴｓｈ
という、室外熱交換器２３の入口における冷媒の密度ρｃｉ、室外熱交換器２３における冷媒の飽和ガス密度ρｃｇ及び過熱域温度差ΔＴｓｈの関数式として表される。ここで、「ｌｎ」は自然対数を表している。また、室外熱交換器２３の入口における冷媒の密度ρｃｉは、上述の高圧ガス管部Ｅにおける冷媒の密度ρｄと同様、吐出温度Ｔｄ及び吐出圧力Ｐｄを換算することによって得られる。冷媒の飽和ガス密度ρｃｇは、凝縮温度Ｔｃを換算することによって得られる。尚、過熱域平均冷媒密度ρｓｈを求める際には、上述の過熱域平均温度Ｔｓｈａを求める際と同様に、室外熱交換器２３の形状因子を考慮するようにしてもよい。

また、過冷却域平均冷媒密度ρｓｃは、
ρｓｃ＝ρｃｌ＋（ρｃｏ−ρｃｌ）×ｌｎΔＴｓｃ
という、室外熱交換器２３における冷媒の飽和液密度ρｃｌ、室外熱交換器２３の出口における冷媒の密度ρｃｏ、及び過冷却域温度差ΔＴｓｃの関数式として表される。ここで、「ｌｎ」は自然対数を表している。また、冷媒の飽和液密度ρｃｌは、凝縮温度Ｔｃを換算することによって得られる。室外熱交換器２３の出口における冷媒の密度ρｃｌは、凝縮温度Ｔｃを換算することによって得られる凝縮圧力Ｐｃ及び冷媒の温度Ｔｃｏを換算することによって得られる。尚、過冷却域平均冷媒密度ρｓｃを求める際にも、上述の過冷却域平均温度Ｔｓｃａを求める際と同様に、室外熱交換器２３の形状因子を考慮するようにしてもよい。

また、二相域平均冷媒密度ρｓａｔは、
ρｓａｔ＝ρｃｌ×η
という、室外熱交換器２３における冷媒の飽和液密度ρｃｌ及び二相域における冷媒の平均ボイド率の関数として表される。ここで、平均ボイド率とは、二相域をさらに複数の部分に分割した際における各部の局所ボイド率の積分した値を示すものである。この平均ボイド率については、冷媒の乾き度等を変数とする既知の関数式を用いて演算することも考えられるし、さらに簡単に演算できるように、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析等することによって、凝縮温度Ｔｃ等の関数として表すことで求めるようにしてもよい。

高温液管部Ｂ１における冷媒量Ｍｏｌ１と冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Ｍｏｌ１＝Ｖｏｌ１×ρｃｏ
という、室外ユニット２の高温液管部Ｂ１の容積Ｖｏｌ１に高温液管部Ｂ１における冷媒の密度ρｃｏ（すなわち、上述の室外熱交換器２３の出口における冷媒の密度）を乗じた関数式として表される。尚、高圧液管部Ｂ１の容積Ｖｏｌ１は、室外ユニット２が設置場所に設置される前から既知の値であり、予め制御部８のメモリに記憶されている。

低温液管部Ｂ２における冷媒量Ｍｏｌ２と冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Ｍｏｌ２＝Ｖｏｌ２×ρｌｐ
という、室外ユニット２の低温液管部Ｂ２の容積Ｖｏｌ２に低温液管部Ｂ２における冷媒の密度ρｌｐを乗じた関数式として表される。尚、低温液管部Ｂ２の容積Ｖｏｌ２は、室外ユニット２が設置場所に設置される前から既知の値であり、予め制御部８のメモリに記憶されている。また、低温液管部Ｂ２における冷媒の密度ρｌｐは、過冷却器２５の出口における冷媒の密度であり、凝縮圧力Ｐｃ及び過冷却器２５の出口における冷媒の温度Ｔｌｐを換算することによって得られる。

液冷媒連絡配管部Ｂ３における冷媒量Ｍｌｐと冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Ｍｌｐ＝Ｖｌｐ×ρｌｐ
という、液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐに液冷媒連絡配管部Ｂ３における冷媒の密度ρｌｐ（すなわち、過冷却器２５の出口における冷媒の密度）を乗じた関数式として表される。尚、液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐは、液冷媒連絡配管６が空気調和装置１をビル等の設置場所に設置する際に現地にて施工される冷媒配管であるため、長さや管径等の情報から現地において演算した値を入力したり、長さや管径等の情報を現地において入力し、これらの入力された液冷媒連絡配管６の情報から制御部８で演算したり、又は、後述のように、配管容積判定運転の運転結果を用いて演算される。

室内ユニット部Ｆにおける冷媒量Ｍｒと冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Ｍｒ＝ｋｒ１×Ｔｌｐ＋ｋｒ２×ΔＴｒ＋ｋｒ３×ＳＨｒ＋ｋｒ４×Ｗｒ＋ｋｒ５
という、過冷却器２５の出口における冷媒の温度Ｔｌｐ、室内温度Ｔｒから蒸発温度Ｔｅを差し引いた温度差ΔＴｒ、室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度ＳＨｒ及び室内ファン４３、５３の風量Ｗｒの関数式として表される。尚、上述の関係式におけるパラメータｋｒ１〜ｋｒ５は、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析することによって求められたものであり、予め制御部８のメモリに記憶されている。尚、ここでは、２台の室内ユニット４、５のそれぞれに対応して冷媒量Ｍｒの関係式が設定されており、室内ユニット４の冷媒量Ｍｒと室内ユニット５の冷媒量Ｍｒとを加算することにより、室内ユニット部Ｆの全冷媒量が演算されるようになっている。尚、室内ユニット４と室内ユニット５の機種や容量が異なる場合には、パラメータｋｒ１〜ｋｒ５の値が異なる関係式が使用されることになる。

ガス冷媒連絡配管部Ｇにおける冷媒量Ｍｇｐと冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Ｍｇｐ＝Ｖｇｐ×ρｇｐ
という、ガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐにガス冷媒連絡配管部Ｈにおける冷媒の密度ρｇｐを乗じた関数式として表される。尚、ガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐは、液冷媒連絡配管６と同様に、ガス冷媒連絡配管７が空気調和装置１をビル等の設置場所に設置する際に現地にて施工される冷媒配管であるため、長さや管径等の情報から現地において演算した値を入力したり、長さや管径等の情報を現地において入力し、これらの入力されたガス冷媒連絡配管７の情報から制御部８で演算したり、又は、後述のように、配管容積判定運転の運転結果を用いて演算される。また、ガス冷媒配管連絡部Ｇにおける冷媒の密度ρｇｐは、圧縮機２１の吸入側における冷媒の密度ρｓと、室内熱交換器４２、５２の出口（すなわち、ガス冷媒連絡配管７の入口）における冷媒の密度ρｅｏとの平均値である。冷媒の密度ρｓは、吸入圧力Ｐｓ及び吸入温度Ｔｓを換算することによって得られ、冷媒の密度ρｅｏは、蒸発温度Ｔｅの換算値である蒸発圧力Ｐｅ及び室内熱交換器４２、５２の出口温度Ｔｅｏを換算することによって得られる。

低圧ガス管部Ｈにおける冷媒量Ｍｏｇ２と冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Ｍｏｇ２＝Ｖｏｇ２×ρｓ
という、室外ユニット２内の低圧ガス管部Ｈの容積Ｖｏｇ２に低圧ガス管部Ｈにおける冷媒の密度ρｓを乗じた関数式として表される。尚、低圧ガス管部Ｈの容積Ｖｏｇ２は、設置場所に出荷される前から既知の値であり、予め制御部８のメモリに記憶されている。

バイパス回路部Ｉにおける冷媒量Ｍｏｂと冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式は、例えば、
Ｍｏｂ＝ｋｏｂ１×ρｃｏ＋ｋｏｂ２×ρｓ＋ｋｏｂ３×Ｐｅ＋ｋｏｂ４
という、室外熱交換器２３の出口における冷媒の密度ρｃｏ、過冷却器２５のバイパス回路側の出口における冷媒の密度ρｓ及び蒸発圧力Ｐｅの関数式として表される。尚、上述の関係式におけるパラメータｋｏｂ１〜ｋｏｂ３は、試験や詳細なシミュレーションの結果を回帰分析することによって求められたものであり、予め制御部８のメモリに記憶されている。また、バイパス回路部Ｉの容積Ｍｏｂは、他の部分に比べて冷媒量が少ないこともあり、さらに簡易的な関係式によって演算されてもよい。例えば、
Ｍｏｂ＝Ｖｏｂ×ρｅ×ｋｏｂ５
という、バイパス回路部Ｉの容積Ｖｏｂに過冷却器２５のバイパス回路側の部分における飽和液密度ρｅ及び補正係数ｋｏｂを乗じた関数式として表される。尚、バイパス回路部Ｉの容積Ｖｏｂは、室外ユニット２が設置場所に設置される前から既知の値であり、予め制御部８のメモリに記憶されている。また、過冷却器２５のバイパス回路側の部分における飽和液密度ρｅは、吸入圧力Ｐｓ又は蒸発温度Ｔｅを換算することによって得られる。

尚、本実施形態において、室外ユニット２は１台であるが、室外ユニットが複数台接続される場合には、室外ユニットに関する冷媒量Ｍｏｇ１、Ｍｃ、Ｍｏｌ１、Ｍｏｌ２、Ｍｏｇ２及びＭｏｂは、複数の室外ユニットのそれぞれに対応して各部分の冷媒量の関係式が設定され、複数の室外ユニットの各部分の冷媒量を加算することにより、室外ユニットの全冷媒量が演算されるようになっている。尚、機種や容量が異なる複数の室外ユニットが接続される場合には、パラメータの値が異なる各部分の冷媒量の関係式が使用されることになる。

以上のように、本実施形態では、冷媒回路１０の各部分についての関係式を用いて、冷媒量判定運転における冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から各部分の冷媒量を演算することで、冷媒回路１０の冷媒量を演算することができるようになっている。

そして、このステップＳ１２は、後述のステップＳ１３における冷媒量の適否の判定の条件が満たされるまで繰り返されるため、冷媒の追加充填が開始してから完了するまでの間、冷媒回路１０の各部分についての関係式を用いて、冷媒充填時における運転状態量から各部分の冷媒量が演算される。より具体的には、後述のステップＳ１３における冷媒量の適否の判定に必要な室外ユニット２内の冷媒量Ｍｏ及び各室内ユニット４、５内の冷媒量Ｍｒ（すなわち、冷媒連絡配管６、７を除く冷媒回路１０の各部分の冷媒量）が演算される。ここで、室外ユニット２内の冷媒量Ｍｏは、上述の室外ユニット２内の各部分の冷媒量Ｍｏｇ１、Ｍｃ、Ｍｏｌ１、Ｍｏｌ２、Ｍｏｇ２及びＭｏｂを加算することによって演算される。

このように、冷媒自動充填運転における冷媒回路１０内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路１０の各部分の冷媒量を演算する冷媒量演算手段として機能する制御部８により、ステップＳ１２の処理が行われる。

（ステップＳ１３：冷媒量の適否の判定）
上述のように、冷媒回路１０内に冷媒の追加充填を開始すると、冷媒回路１０内の冷媒量が徐々に増加する。ここで、冷媒連絡配管６、７の容積が未知である場合には、冷媒の追加充填後に冷媒回路１０内に充填されるべき冷媒量を、冷媒回路１０全体の冷媒量として規定することができない。しかし、室外ユニット２及び室内ユニット４、５だけに着目すれば（すなわち、冷媒連絡配管６、７を除く冷媒回路１０）、試験や詳細なシミュレーションにより通常運転モードにおける最適な室外ユニット２の冷媒量を予め知ることができるため、この冷媒量を充填目標値Ｍｓとして予め制御部８のメモリに記憶しておき、上述の関係式を用いて冷媒自動充填運転における冷媒回路１０内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から演算される室外ユニット２の冷媒量Ｍｏと室内ユニット４、５の冷媒量Ｍｒとを加算した冷媒量の値が、この充填目標値Ｍｓに到達するまで、冷媒の追加充填を行えばよいことになる。すなわち、ステップＳ１３は、冷媒自動充填運転における室外ユニット２の冷媒量Ｍｏと室内ユニット４、５の冷媒量Ｍｒとを加算した冷媒量の値が充填目標値Ｍｓに到達したかどうかを判定することで、冷媒の追加充填により冷媒回路１０内に充填された冷媒量の適否を判定する処理である。

そして、ステップＳ１３において、室外ユニット２の冷媒量Ｍｏと室内ユニット４、５の冷媒量Ｍｒとを加算した冷媒量の値が充填目標値Ｍｓよりも小さく、冷媒の追加充填が完了していない場合には、充填目標値Ｍｓに到達するまで、ステップＳ１３の処理が繰り返される。また、室外ユニット２の冷媒量Ｍｏと室内ユニット４、５の冷媒量Ｍｒとを加算した冷媒量の値が充填目標値Ｍｓに到達した場合には、冷媒の追加充填が完了し、冷媒自動充填運転処理としてのステップＳ１が完了する。

尚、上述の冷媒量判定運転においては、冷媒回路１０内への冷媒の追加充填が進むにつれて、主として、室外熱交換器２３の出口における過冷却度ＳＣｏが大きくなる傾向が現れて室外熱交換器２３における冷媒量Ｍｃが増加し、他の部分における冷媒量がほぼ一定に保たれる傾向になるため、充填目標値Ｍｓを、室外ユニット２及び室内ユニット４、５ではなく、室外ユニット２の冷媒量Ｍｏのみに対応する値として設定したり、又は、室外熱交換器２３の冷媒量Ｍｃに対応する値として設定して、充填目標値Ｍｓに到達するまで冷媒の追加充填を行うようにしてもよい。

このように、冷媒自動充填運転の冷媒量判定運転における冷媒回路１０内の冷媒量の適否（すなわち、充填目標値Ｍｓに到達したかどうか）を判定する冷媒量判定手段として機能する制御部８により、ステップＳ１３の処理が行われる。

（ステップＳ２：配管容積判定運転）
上述のステップＳ１の冷媒自動充填運転が完了したら、ステップＳ２の配管容積判定運転に移行する。配管容積判定運転では、制御部８によって、図７に示されるステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理が行われる。ここで、図７は、配管容積判定運転のフローチャートである。

（ステップＳ２１、Ｓ２２：液冷媒連絡配管用の配管容積判定運転及び容積の演算）
ステップＳ２１では、上述の冷媒自動充填運転におけるステップＳ１１の冷媒量判定運転と同様に、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及び蒸発圧力制御を含む液冷媒連絡配管６用の配管容積判定運転を行う。ここで、液管温度制御における過冷却器２５の主冷媒回路側の出口の冷媒の温度Ｔｌｐの液管温度目標値Ｔｌｐｓを第１目標値Ｔｌｐｓ１とし、この第１目標値Ｔｌｐｓ１で冷媒量判定運転が安定した状態を第１状態とする（図８の破線を含む線で示された冷凍サイクルを参照）。尚、図８は、液冷媒連絡配管用の配管容積判定運転における空気調和装置１の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。

次に、液管温度制御における過冷却器２５の主冷媒回路側の出口の冷媒の温度Ｔｌｐが第１目標値Ｔｌｐｓ１で安定した第１状態から、他の機器制御、すなわち、凝縮圧力制御、過熱度制御及び蒸発圧力制御の条件については変更することなく（すなわち、過熱度目標値ＳＨｒｓや低圧目標値Ｔｅｓを変更することなく）、液管温度目標値Ｔｌｐｓを第１目標値Ｔｌｐｓ１と異なる第２目標値Ｔｌｐｓ２に変更して安定させた第２状態とする（図８の実線で示された冷凍サイクルを参照）。本実施形態において、第２目標値Ｔｌｐｓ２は、第１目標値Ｔｌｐｓ１よりも高い温度である。

このように、第１状態で安定した状態から第２状態に変更することによって、液冷媒連絡配管６内の冷媒の密度が小さくなるため、第２状態における液冷媒連絡配管部Ｂ３の冷媒量Ｍｌｐは、第１状態における冷媒量に比べて減少することになる。そして、この液冷媒連絡配管部Ｂ３から減少した冷媒は、冷媒回路１０の他の部分に移動することになる。より具体的には、上述のように、液管温度制御以外の他の機器制御の条件については変更していないことから、高圧ガス管部Ｅにおける冷媒量Ｍｏｇ１、低圧ガス管部Ｈにおける冷媒量Ｍｏｇ２及びガス冷媒連絡配管部Ｇにおける冷媒量Ｍｇｐがほぼ一定に保たれて、液冷媒連絡配管部Ｂ３から減少した冷媒は、凝縮器部Ａ、高温液管部Ｂ１、低温液管部Ｂ２、室内ユニット部Ｆ及びバイパス回路部Ｉに移動することになる。すなわち、液冷媒連絡配管部Ｂ３から冷媒が減少した分だけ、凝縮器部Ａにおける冷媒量Ｍｃ、高温液管部Ｂ１における冷媒量Ｍｏｌ１、低温液管部Ｂ２における冷媒量Ｍｏｌ２、室内ユニット部Ｆにおける冷媒量Ｍｒ及びバイパス回路部Ｉにおける冷媒量Ｍｏｂが増加することになる。

以上のような制御は、液冷媒連絡配管部６の容積Ｍｌｐを演算するための配管容積判定運転を行う配管容積判定運転制御手段として機能する制御部８（より具体的には、室内側制御部４７、５７と室外側制御部３７と制御部３７、４７、５７間を接続する伝送線８ａ）により、ステップＳ２１の処理として行われる。

次に、ステップＳ２２では、第１状態から第２状態への変更により、液冷媒連絡配管部Ｂ３から冷媒が減少して冷媒回路１０の他の部分に移動する現象を利用して、液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐを演算する。

まず、液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐを演算するために使用される演算式について、説明する。上述の配管容積判定運転によって、この液冷媒連絡配管部Ｂ３から減少して冷媒回路１０の他の部分に移動した冷媒量を冷媒増減量ΔＭｌｐとし、第１及び第２状態間における各部分の冷媒の増減量をΔＭｃ、ΔＭｏｌ１、ΔＭｏｌ２、ΔＭｒ及びΔＭｏｂ（ここでは、冷媒量Ｍｏｇ１、冷媒量Ｍｏｇ２及び冷媒量Ｍｇｐがほぼ一定に保たれるため省略する）とすると、冷媒増減量ΔＭｌｐは、例えば、
ΔＭｌｐ＝−（ΔＭｃ＋ΔＭｏｌ１＋ΔＭｏｌ２＋ΔＭｒ＋ΔＭｏｂ）
という関数式から演算することができる。そして、このΔＭｌｐの値を液冷媒連絡配管６内における第１及び第２状態間の冷媒の密度変化量Δρｌｐで除算することにより、液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐを演算することができる。尚、冷媒増減量ΔＭｌｐの演算結果にはほとんど影響しないが、上述の関数式において、冷媒量Ｍｏｇ１及び冷媒量Ｍｏｇ２が含まれていてもよい。

Ｖｌｐ＝ΔＭｌｐ／Δρｌｐ
尚、ΔＭｃ、ΔＭｏｌ１、ΔＭｏｌ２、ΔＭｒ及びΔＭｏｂは、上述の冷媒回路１０の各部分についての関係式を用いて、第１状態における冷媒量と第２状態における冷媒量とを演算し、さらに第２状態における冷媒量から第１状態の冷媒量を減算することによって得られ、また、密度変化量Δρｌｐは、第１状態における過冷却器２５の出口における冷媒の密度と第２状態における過冷却器２５の出口における冷媒の密度を演算し、さらに第２状態における冷媒の密度から第１状態における冷媒の密度を減算することによって得られる。

以上のような演算式を用いて、第１及び第２状態における冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐを演算することができる。

尚、本実施形態では、第２状態における第２目標値Ｔｌｐｓ２が第１状態における第１目標値Ｔｌｐｓ１よりも高い温度になるように状態変更を行い、液冷媒連絡配管部Ｂ２の冷媒を他の部分に移動させることで他の部分における冷媒量を増加させて、この増加量から液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐを演算しているが、第２状態における第２目標値Ｔｌｐｓ２が第１状態における第１目標値Ｔｌｐｓ１よりも低い温度になるように状態変更を行い、液冷媒連絡配管部Ｂ３に他の部分から冷媒を移動させることで他の部分における冷媒量を減少させて、この減少量から液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐを演算してもよい。

このように、液冷媒連絡配管６用の配管容積判定運転における冷媒回路１０内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐを演算する液冷媒連絡配管用の配管容積演算手段として機能する制御部８により、ステップＳ２２の処理が行われる。

（ステップＳ２３、Ｓ２４：ガス冷媒連絡配管用の配管容積判定運転及び容積の演算）
上述のステップＳ２１及びステップＳ２２が完了した後、ステップＳ２３において、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及び蒸発圧力制御を含むガス冷媒連絡配管７用の配管容積判定運転を行う。ここで、蒸発圧力制御における圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓの低圧目標値Ｐｅｓを第１目標値Ｐｅｓ１とし、この第１目標値Ｐｅｓ１で冷媒量判定運転が安定した状態を第１状態とする（図９の破線を含む線で示された冷凍サイクルを参照）。尚、図９は、ガス冷媒連絡配管用の配管容積判定運転における空気調和装置１の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。

次に、蒸発圧力制御における圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓの低圧目標値Ｐｅｓが第１目標値Ｐｅｓ１で安定した第１状態から、他の機器制御、すなわち、液管温度制御、凝縮圧力制御及び過熱度制御の条件については変更することなく（すなわち、液管温度目標値Ｔｌｐｓや過熱度目標値ＳＨｒｓを変更することなく）、低圧目標値Ｐｅｓを第１目標値Ｐｅｓ１と異なる第２目標値Ｐｅｓ２に変更して安定させた第２状態とする（図９の実線のみで示された冷凍サイクルを参照）。本実施形態において、第２目標値Ｐｅｓ２は、第１目標値Ｐｅｓ１よりも低い圧力である。

このように、第１状態で安定した状態から第２状態に変更することによって、ガス冷媒連絡配管７内の冷媒の密度が小さくなるため、第２状態におけるガス冷媒連絡配管部Ｇの冷媒量Ｍｇｐは、第１状態における冷媒量に比べて減少することになる。そして、このガス冷媒連絡配管部Ｇから減少した冷媒は、冷媒回路１０の他の部分に移動することになる。より具体的には、上述のように、蒸発圧力制御以外の他の機器制御の条件については変更していないことから、高圧ガス管部Ｅにおける冷媒量Ｍｏｇ１、高温液管部Ｂ１における冷媒量Ｍｏｌ１、低温液管部Ｂ２における冷媒量Ｍｏｌ２及び液冷媒連絡配管部Ｂ３における冷媒量Ｍｌｐがほぼ一定に保たれて、ガス冷媒連絡配管部Ｇから減少した冷媒は、低圧ガス管部Ｈ、凝縮器部Ａ、室内ユニット部Ｆ及びバイパス回路部Ｉに移動することになる。すなわち、ガス冷媒連絡配管部Ｇから冷媒が減少した分だけ、低圧ガス管部Ｈにおける冷媒量Ｍｏｇ２、凝縮器部Ａにおける冷媒量Ｍｃ、室内ユニット部Ｆにおける冷媒量Ｍｒ及びバイパス回路部Ｉにおける冷媒量Ｍｏｂが増加することになる。

以上のような制御は、ガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐを演算するための配管容積判定運転を行う配管容積判定運転制御手段として機能する制御部８（より具体的には、室内側制御部４７、５７と室外側制御部３７と制御部３７、４７、５７間を接続する伝送線８ａ）により、ステップＳ２３の処理として行われる。

次に、ステップＳ２４では、第１状態から第２状態への変更により、ガス冷媒連絡配管部Ｇから冷媒が減少して冷媒回路１０の他の部分に移動する現象を利用して、ガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐを演算する。

まず、ガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐを演算するために使用される演算式について、説明する。上述の配管容積判定運転によって、このガス冷媒連絡配管部Ｇから減少して冷媒回路１０の他の部分に移動した冷媒量を冷媒増減量ΔＭｇｐとし、第１及び第２状態間における各部分の冷媒の増減量をΔＭｃ、ΔＭｏｇ２、ΔＭｒ及びΔＭｏｂ（ここでは、冷媒量Ｍｏｇ１、冷媒量Ｍｏｌ１、冷媒量Ｍｏｌ２及び冷媒量Ｍｌｐがほぼ一定に保たれるため省略する）とすると、冷媒増減量ΔＭｇｐは、例えば、
ΔＭｇｐ＝−（ΔＭｃ＋ΔＭｏｇ２＋ΔＭｒ＋ΔＭｏｂ）
という関数式から演算することができる。そして、このΔＭｇｐの値をガス冷媒連絡配管７内における第１及び第２状態間の冷媒の密度変化量Δρｇｐで除算することにより、ガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐを演算することができる。尚、冷媒増減量ΔＭｇｐの演算結果にはほとんど影響しないが、上述の関数式において、冷媒量Ｍｏｇ１、冷媒量Ｍｏｌ１及び冷媒量Ｍｏｌ２が含まれていてもよい。

Ｖｇｐ＝ΔＭｇｐ／Δρｇｐ
尚、ΔＭｃ、ΔＭｏｇ２、ΔＭｒ及びΔＭｏｂは、上述の冷媒回路１０の各部分についての関係式を用いて、第１状態における冷媒量と第２状態における冷媒量とを演算し、さらに第２状態における冷媒量から第１状態の冷媒量を減算することによって得られ、また、密度変化量Δρｇｐは、第１状態における圧縮機２１の吸入側における冷媒の密度ρｓと室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の密度ρｅｏとの平均密度を演算し、第２状態における平均密度から第１状態における平均密度を減算することによって得られる。

以上のような演算式を用いて、第１及び第２状態における冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量からガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐを演算することができる。

尚、本実施形態では、第２状態における第２目標値Ｐｅｓ２が第１状態における第１目標値Ｐｅｓ１よりも低い圧力になるように状態変更を行い、ガス冷媒連絡配管部Ｇの冷媒を他の部分に移動させることで他の部分における冷媒量を増加させて、この増加量からガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｌｐを演算しているが、第２状態における第２目標値Ｐｅｓ２が第１状態における第１目標値Ｐｅｓ１よりも高い圧力になるように状態変更を行い、ガス冷媒連絡配管部Ｇに他の部分から冷媒を移動させることで他の部分における冷媒量を減少させて、この減少量からガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｌｐを演算してもよい。

このように、ガス冷媒連絡配管７用の配管容積判定運転における冷媒回路１０内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量からガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐを演算するガス冷媒連絡配管用の配管容積演算手段として機能する制御部８により、ステップＳ２４の処理が行われる。

（ステップＳ２５：配管容積判定運転の結果の妥当性の判定）
上述のステップＳ２１〜ステップＳ２４が完了した後、ステップＳ２５において、配管容積判定運転の結果が妥当なものであるかどうか、すなわち、配管容積演算手段によって演算された冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐが妥当なものであるかどうかを判定する。

具体的には、以下の不等式のように、演算により得られたガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐに対する液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐの比が所定の数値範囲内にあるかどうかにより判定する。

ε１ ＜ Ｖｌｐ／Ｖｇｐ ＜ ε２
ここで、ε１及びε２は、熱源ユニットと利用ユニットとの実現可能な組み合わせにおける配管容積比の最小値及び最大値に基づいて可変される値である。

そして、容積比Ｖｌｐ／Ｖｇｐが上述の数値範囲を満たす場合には、配管容積判定運転にかかるステップＳ２の処理が完了となり、容積比Ｖｌｐ／Ｖｇｐが上述の数値範囲を満たさない場合には、再度、ステップＳ２１〜ステップＳ２４の配管容積判定運転及び容積の演算の処理が行われる。

このように、上述の配管容積判定運転の結果が妥当なものであるかどうか、すなわち、配管容積演算手段によって演算された冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐが妥当なものであるかどうかを判定する妥当性判定手段として機能する制御部８により、ステップＳ２５の処理が行われる。

尚、本実施形態においては、液冷媒連絡配管６用の配管容積判定運転（ステップＳ２１、Ｓ２２）を先に行い、その後に、ガス冷媒連絡配管７用の配管容積判定運転（ステップＳ２３、Ｓ２４）を行っているが、ガス冷媒連絡配管７用の配管容積判定運転を先に行ってもよい。

また、上述のステップＳ２５において、ステップＳ２１〜Ｓ２４の配管容積判定運転の結果が妥当でないものと複数回判定されるような場合や、より簡易的に冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐの判定を行いたい場合には、図７には図示しないが、例えば、ステップＳ２５において、ステップＳ２１〜Ｓ２４の配管容積判定運転の結果が妥当でないものと判定された後に、冷媒連絡配管６、７における圧力損失から冷媒連絡配管６、７の配管長さを推定し、この推定された配管長さと平均容積比から冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐを演算する処理に移行して、冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐを得るようにしてもよい。

また、本実施形態においては、冷媒連絡配管６、７の長さや管径等の情報がなく、冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐが未知であることを前提として、配管容積判定運転を行って冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐを演算する場合について説明したが、配管容積演算手段が、冷媒連絡配管６、７の長さや管径等の情報を入力することで冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐを演算する機能を有している場合には、この機能を併用してもよい。

さらに、上述の配管容積判定運転及びその運転結果を用いて冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐを演算する機能を使用せず、冷媒連絡配管６、７の長さや管径等の情報を入力することで冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐを演算する機能のみを使用する場合には、上述の妥当性判定手段（ステップＳ２５）を用いて、入力された冷媒連絡配管６、７の長さや管径等の情報が妥当であるかどうかについての判定を行うようにしてもよい。

（ステップＳ３：初期冷媒量検知運転）
上述のステップＳ２の配管容積判定運転が完了したら、ステップＳ３の初期冷媒量判定運転に移行する。初期冷媒量検知運転では、制御部８によって、図１０に示されるステップＳ３１及びステップＳ３２の処理が行われる。ここで、図１０は、初期冷媒量検知運転のフローチャートである。

（ステップＳ３１：冷媒量判定運転）
ステップＳ３１では、上述の冷媒自動充填運転のステップＳ１１の冷媒量判定運転と同様に、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転が行われる。ここで、液管温度制御における液管温度目標値Ｔｌｐｓ、過熱度制御における過熱度目標値ＳＨｒｓ及び蒸発圧力制御における低圧目標値Ｐｅｓは、原則として、冷媒自動充填運転のステップＳ１１の冷媒量判定運転における目標値と同じ値が使用される。

このように、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能する制御部８により、ステップＳ３１の処理が行われる。

（ステップＳ３２：冷媒量の演算）
次に、上述の冷媒量判定運転を行いつつ冷媒量演算手段として機能する制御部８によって、ステップＳ３２における初期冷媒量判定運転における冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路１０内の冷媒量を演算する。冷媒回路１０内の冷媒量の演算は、上述の冷媒回路１０の各部分の冷媒量と冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式を用いて演算されるが、この際、上述の配管容積判定運転によって、空気調和装置１の構成機器の設置後において未知であった冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐが演算されて既知となっているため、これらの冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐに冷媒の密度を乗算することによって、冷媒連絡配管６、７内の冷媒量Ｍｌｐ、Ｍｇｐを演算し、さらに他の各部分の冷媒量を加算することにより、冷媒回路１０全体の初期冷媒量を検知することができる。この初期冷媒量は、後述の冷媒漏洩検知運転において、冷媒回路１０からの漏洩の有無を判定する基準となる冷媒回路１０全体の基準冷媒量Ｍｉとして使用されるため、運転状態量の１つとして、状態量蓄積手段としての制御部８のメモリに記憶される。

このように、初期冷媒量検知運転における冷媒回路１０内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路１０の各部分の冷媒量を演算する冷媒量演算手段として機能する制御部８により、ステップＳ３２の処理が行われる。

＜冷媒漏洩検知運転モード＞
次に、冷媒漏洩検知運転モードについて、図１、図２、図５及び図１１を用いて説明する。ここで、図１１は、冷媒漏洩検知運転モードのフローチャートである。

本実施形態において、定期的（例えば、休日や深夜等で空調を行う必要がない時間帯等）に、不測の原因により冷媒回路１０から冷媒が外部に漏洩していないかどうかを検知する場合を例にして説明する。

（ステップＳ４１：冷媒量判定運転）
まず、上記の冷房運転や暖房運転のような通常運転モードにおける運転が一定時間（例えば、半年〜１年ごと等）経過した場合に、自動又は手動で通常運転モードから冷媒漏洩検知運転モードに切り換えて、初期冷媒量検知運転の冷媒量判定運転と同様に、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転を行なう。ここで、液管温度制御における液管温度目標値Ｔｌｐｓ、過熱度制御における過熱度目標値ＳＨｒｓ及び蒸発圧力制御における低圧目標値Ｐｅｓは、原則として、初期冷媒量検知運転の冷媒量判定運転のステップＳ３１における目標値と同じ値が使用される。

尚、この冷媒量判定運転は、冷媒漏洩検知運転ごとに行われることになるが、例えば、凝縮圧力Ｐｃが異なる場合や冷媒漏洩が生じている場合のような運転条件の違いによって室外熱交換器２３出口における冷媒の温度Ｔｃｏが変動する場合においても、液管温度制御によって、液冷媒連絡配管６内の冷媒の温度Ｔｌｐが同じ液管温度目標値Ｔｌｐｓで一定に保たれることになる。

このように、室内ユニット全数運転、凝縮圧力制御、液管温度制御、過熱度制御及び蒸発圧力制御を含む冷媒量判定運転を行う冷媒量判定運転制御手段として機能する制御部８により、ステップＳ４１の処理が行われる。

（ステップＳ４２：冷媒量の演算）
次に、上述の冷媒量判定運転を行いつつ冷媒量演算手段として機能する制御部８によって、ステップＳ４２における冷媒漏洩検知運転における冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路１０内の冷媒量を演算する。冷媒回路１０内の冷媒量の演算は、上述の冷媒回路１０の各部分の冷媒量と冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量との関係式を用いて演算されるが、この際、初期冷媒量判定運転と同様に、上述の配管容積判定運転によって、空気調和装置１の構成機器の設置後において未知であった冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐが演算されて既知となっているため、これらの冷媒連絡配管６、７の容積Ｖｌｐ、Ｖｇｐに冷媒の密度を乗算することによって、冷媒連絡配管６、７内の冷媒量Ｍｌｐ、Ｍｇｐを演算し、さらに他の各部分の冷媒量を加算することにより、冷媒回路１０全体の冷媒量Ｍを演算することができる。

ここで、上述のように、液管温度制御によって液冷媒連絡配管６内の冷媒の温度Ｔｌｐが同じ液管温度目標値Ｔｌｐｓで一定に保たれているため、液冷媒連絡配管部Ｂ３における冷媒量Ｍｌｐは、冷媒漏洩検知運転の運転条件の違いによらず、室外熱交換器２３出口における冷媒の温度Ｔｃｏが変動する場合においても、一定に保たれることになる。

このように、冷媒漏洩検知運転における冷媒回路１０内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から冷媒回路１０の各部分の冷媒量を演算する冷媒量演算手段として機能する制御部８により、ステップＳ４２の処理が行われる。

（ステップＳ４３、Ｓ４４：冷媒量の適否の判定、警告表示）
冷媒回路１０から冷媒が外部に漏洩すると、冷媒回路１０内の冷媒量が減少する。そして、冷媒回路１０内の冷媒量が減少すると、主として、室外熱交換器２３の出口における過冷却度ＳＣ_ｏが小さくなる傾向が現れ、これに伴い、室外熱交換器２３における冷媒量Ｍｃが減少し、他の部分における冷媒量がほぼ一定に保たれる傾向になる。このため、上述のステップＳ４２において演算された冷媒回路１０全体の冷媒量Ｍは、冷媒回路１０からの冷媒漏洩が生じている場合には、初期冷媒量検知運転において検知された基準冷媒量Ｍｉよりも小さくなり、冷媒回路１０からの冷媒漏洩が生じていない場合には、基準冷媒量Ｍｉとほぼ同じ値になる。

このことを利用して、ステップＳ４３では、冷媒の漏洩の有無を判定している。そして、ステップＳ４３において、冷媒回路１０からの冷媒の漏洩が生じていないと判定される場合には、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。

一方、ステップＳ４３において、冷媒回路１０からの冷媒の漏洩が生じていると判定される場合には、ステップＳ４４の処理に移行して、冷媒漏洩を検知したことを知らせる警告を警告表示部９に表示した後、冷媒漏洩検知運転モードを終了する。

このように、冷媒漏洩検知運転モードにおいて冷媒量判定運転を行いつつ冷媒回路１０内の冷媒量の適否を判定して冷媒漏洩の有無を検知する、冷媒量判定手段の一つである冷媒漏洩検知手段として機能する制御部８により、ステップＳ４２〜Ｓ４４の処理が行われる。

以上のように、本実施形態の空気調和装置１では、制御部８が、冷媒量判定運転手段、冷媒量演算手段、冷媒量判定手段、配管容積判定運転手段、配管容積演算手段、妥当性判定手段及び状態量蓄積手段として機能することにより、冷媒回路１０内に充填された冷媒量の適否を判定するための冷媒量判定システムを構成している。

（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。

（Ａ）
本実施形態の空気調和装置１では、凝縮器として機能する室外熱交換器２３内を過熱域、二相域及び過冷却域に分けて上述のような第１関係式を設定し、これらの第１関係式を用いて冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から各部分の容積（具体的には、過熱域の容積Ｖｓｈ、二相域の容積Ｖｓａｔ及び過冷却域の容積Ｖｓｃ）を演算し、上述のような第２関係式を用いて演算により得られた各部分の容積Ｖｓｈ、Ｖｓａｔ及びＶｓｃから凝縮器として機能する室外熱交換器２３内の冷媒量Ｍｃを演算しているため、凝縮器として機能する室外熱交換器２３の入口における冷媒の過熱度ＳＨｍや室外熱交換器２３の出口における過冷却度ＳＣｏが大きく変動するような場合であっても、冷凍サイクル特性のシミュレーションを行う場合に比べて演算負荷を抑えつつ、非線形な特性を有する室外熱交換器２３内の冷媒量Ｍｃを精度よく演算することができるようになり、その結果、冷媒回路１０内の冷媒量の適否を高精度に判定することができる。

（Ｂ）
本実施形態の空気調和装置１では、第１関係式を用いて演算された過熱域の容積Ｖｓｈ、二相域の容積Ｖｓａｔ及び過冷却域の容積Ｖｓｃのそれぞれに各部分における冷媒の密度（具体的には、過熱域平均冷媒密度ρｓｈ、二相域平均冷媒密度ρｓａｔ及び過冷却域平均冷媒密度ρｓｃ）を乗じた値を第２関係式の変数としているため、基本的には、第２関係式を凝縮器として機能する室外熱交換器２３内の過熱域、二相域及び過冷却域の冷媒量を加算することで室外熱交換器２３内の冷媒量Ｍｃを演算する形にすることができる。これにより、第２関係式を簡単化することができる。

しかも、過熱域平均冷媒密度ρｓｈ、二相域平均冷媒密度ρｓａｔ及び過冷却域平均冷媒密度ρｓｃは、各部分における平均値を用いているため、演算負荷をさらに抑えることができる。特に、二相域の部分の容積Ｖｓａｔに乗じる冷媒の密度として、冷媒の凝縮温度Ｔｃに対応する冷媒の飽和液密度ρｃｌに平均ボイド率ηを乗算した値を使用しているため、演算負荷を抑える効果が高くなっている。

（Ｃ）
本実施形態の空気調和装置１では、凝縮器として機能する室外熱交換器２３の各部分における冷媒の代表温度としての過熱域平均温度Ｔｓｈａ、凝縮温度Ｔｃ、過冷却域平均温度Ｔｓｃａと冷却媒体としての室外空気の温度Ｔａとの温度差ΔＴｓｈ、ΔＴｃ、ΔＴｓｃの値を第２関係式の変数としているため、室外空気の温度条件を考慮して室外熱交換器２３内の冷媒量Ｍｃを演算することができる。これにより、室外熱交換器２３内の冷媒量Ｍｃの演算精度をさらに向上させることができる。

また、過熱域の容積Ｖｓｈ、二相域の容積Ｖｓａｔ及び過冷却域の容積Ｖｓｃを演算する第１関係式に使用される運転状態量として、凝縮器として機能する室外熱交換器２３において冷媒と熱交換を行う冷却媒体としての室外空気の流量Ｗｏ（又は、ファンタップ等の室外空気の流量に等価な運転状態量）が含まれており、室外熱交換器２３内の容積Ｖｓｈ、二相域の容積Ｖｓａｔ及び過冷却域の容積Ｖｓｃを演算する際に、室外空気の流量Ｗｏを考慮することができるため、室外熱交換器２３内の冷媒量Ｍｃの演算精度をさらに向上させることができる。

（Ｄ）
本実施形態の空気調和装置１では、冷媒回路１０を複数の部分に分割して、各部分の冷媒量と運転状態量との関係式を設定しているため、従来のような冷凍サイクル特性のシミュレーションを行う場合に比べて、演算負荷を抑えることができるとともに、各部分の冷媒量を演算する上で重要な運転状態量を関係式の変数として選択的に取り込むことができるため、各部分の冷媒量の演算精度も向上し、その結果、冷媒回路１０内の冷媒量の適否を高精度に判定することができる。

例えば、冷媒量演算手段としての制御部８は、関係式を用いて、冷媒回路１０内に冷媒を充填する冷媒自動充填運転における冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から各部分の冷媒量を素早く演算することができる。しかも、冷媒量判定手段としての制御部８は、演算された各部分の冷媒量を用いて、冷媒回路１０内の冷媒量（具体的には、室外ユニット２における冷媒量Ｍｏと室内ユニット４、５における冷媒量Ｍｒとを加算した値）が充填目標値Ｍｓに到達したかどうかを高精度に判定することができる。

また、制御部８は、関係式を用いて、構成機器を設置した後又は冷媒回路１０内に冷媒を充填した後の初期冷媒量を検知する初期冷媒量検知運転における冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から各部分の冷媒量を演算することで、基準冷媒量Ｍｉとしての初期冷媒量を素早く演算することができる。しかも、初期冷媒量を高精度に検知することができる。

さらに、制御部８は、関係式を用いて、冷媒回路１０からの冷媒の漏洩の有無を判定する冷媒漏洩検知運転における冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から各部分の冷媒量を素早く演算することができる。しかも、制御部８は、演算された各部分の冷媒量と、漏洩の有無を判定する基準となる基準冷媒量Ｍｉとを比較することで、冷媒回路１０からの冷媒の漏洩の有無を高精度に判定することができる。

（Ｅ）
本実施形態の空気調和装置１では、凝縮器としての室外熱交換器２３から膨張機構としての室内膨張弁４１、５１に送られる冷媒の温度を調節することが可能な温度調節機構としての過冷却器２５が設けられており、冷媒量判定運転の際に過冷却器２５から膨張機構としての室内膨張弁４１、５１に送られる冷媒の温度Ｔｌｐが一定になるように過冷却器２５の能力制御を行うことで過冷却器２５から室内膨張弁４１、５１に至る冷媒配管内の冷媒の密度ρｌｐが変化しないようにしているため、凝縮器としての室外熱交換器２３の出口における冷媒の温度Ｔｃｏが冷媒量判定運転を行うごとに異なる場合であっても、このような冷媒の温度の相違の影響が室外熱交換器２３の出口から過冷却器２５に至る冷媒配管のみに収まることとなり、冷媒量判定の際に、室外熱交換器２３の出口における冷媒の温度Ｔｃｏの相違（すなわち、冷媒の密度の相違）による判定誤差を小さくすることができる。

特に、本実施形態のように、熱源ユニットとしての室外ユニット２と利用ユニットとしての室内ユニット４、５とが液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７を介して接続されている場合には、室外ユニット２と室内ユニット４、５との間を接続する冷媒連絡配管６、７の長さや管径等が設置場所等の条件により異なるため、冷媒連絡配管６、７の容積が大きくなる場合には、室外熱交換器２３の出口における冷媒の温度Ｔｃｏの相違が、室外熱交換器２３の出口から室内膨張弁４１、５１に至る冷媒配管の大部分を構成する液冷媒連絡配管６内の冷媒の温度の相違となってしまい、判定誤差が大きくなる傾向にあるが、上述のように、過冷却器２５を設けるとともに、冷媒量判定運転の際に液冷媒連絡配管６内の冷媒の温度Ｔｌｐが一定になるように過冷却器２５の能力制御を行っており、過冷却器２５から室内膨張弁４１、５１に至る冷媒配管内の冷媒の密度ρｌｐが変化しないようにしているため、冷媒量判定の際に、室外熱交換器２３の出口Ｔｃｏにおける冷媒の温度の相違（すなわち、冷媒の密度の相違）による判定誤差を小さくすることができる。

例えば、冷媒回路１０内に冷媒を充填する冷媒自動充填運転の際には、冷媒回路１０内の冷媒量が充填目標値Ｍｉに到達したかどうかを高精度に判定することができる。また、構成機器を設置した後又は冷媒回路１０内に冷媒を充填した後の初期冷媒量を検知する初期冷媒量検知運転の際には、初期冷媒量を高精度に検知することができる。また、冷媒回路１０からの冷媒の漏洩の有無を判定する冷媒漏洩検知運転の際には、冷媒回路１０からの冷媒の漏洩の有無を高精度に判定することができる。

また、本実施形態の空気調和装置１では、冷媒量判定運転の際に蒸発器としての室内熱交換器４２、５２から圧縮機２１に送られる冷媒の圧力（例えば、吸入圧力Ｐｓや蒸発圧力Ｐｅ）又は圧力に等価な運転状態量（例えば、蒸発温度Ｔｅ等）が一定になるように構成機器の制御を行うことで室内熱交換器４２、５２から圧縮機２１に送られる冷媒の密度ρｇｐが変化しないようにしているため、冷媒量判定の際に、室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の圧力又は圧力に等価な運転状態量の相違（すなわち、冷媒の密度の相違）による判定誤差を小さくすることができる。

（Ｆ）
本実施形態の空気調和装置１では、冷媒連絡配管６、７内を流れる冷媒の密度が異なる２つの状態を作り出す配管容積判定運転を行い、これら２つの状態間の冷媒の増減量を冷媒連絡配管６、７以外の部分の冷媒量から演算し、冷媒の増減量を、第１及び第２状態間における冷媒連絡配管６、７内の冷媒の密度変化量で除算することにより、冷媒連絡配管６、７の容積を演算するようにしているため、例えば、構成機器を設置した後において冷媒連絡配管６、７の容積が未知の場合であっても、冷媒連絡配管６、７の容積を検知することができる。これにより、冷媒連絡配管６、７の情報を入力する手間を減らしつつ、冷媒連絡配管６、７の容積を得ることができるようになる。

そして、この空気調和装置１では、配管容積演算手段によって演算される冷媒連絡配管６、７の容積と、冷媒回路１０を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量とを用いて、冷媒回路１０内の冷媒量の適否を判定することができるため、構成機器を設置した後において冷媒連絡配管６、７の容積が未知の場合であっても、冷媒回路１０内の冷媒量の適否を高精度に判定することができる。

例えば、構成機器を設置した後において冷媒連絡配管６、７の容積が未知の場合であっても、配管容積演算手段によって演算された冷媒連絡配管６、７の容積を用いて初期冷媒量判定運転における冷媒回路１０内の冷媒量を演算することができる。また、構成機器を設置した後において冷媒連絡配管６、７の容積が未知の場合であっても、配管容積演算手段によって演算された冷媒連絡配管６、７の容積を用いて冷媒漏洩検知運転における冷媒回路１０内の冷媒量を演算することができる。これにより、冷媒連絡配管の情報を入力する手間を減らしつつ、冷媒回路１０からの冷媒の漏洩を検知するために必要な初期冷媒量を検知したり、冷媒回路１０からの冷媒の漏洩の有無を高精度に判定することができる。

（Ｇ）
本実施形態の空気調和装置１では、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７の情報（例えば、配管容積判定運転の運転結果や作業者等が入力する冷媒連絡配管６、７の長さや管径等の情報）から液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐ及びガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐを演算し、演算によって得られた液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐ及びガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐの演算結果から、演算に使用された液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７の情報が妥当であるかどうかを判定しているため、妥当であると判断される場合には、正確な液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐ及びガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐを得ることができ、妥当でないと判断される場合には、適切な液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７の情報を入力し直したり、配管容積判定運転を再度行う等の対応を行うことができる。しかも、その判定方法が、演算により得られた液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐ及びガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐを個々にチェックするのではなく、液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐとガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐとが所定の関係を満たすかどうかによって判定するものであるため、液冷媒連絡配管６の容積Ｖｌｐとガス冷媒連絡配管７の容積Ｖｇｐとの相対関係も考慮した適切な判定することができる。

（４）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、冷房専用の空気調和装置等の他の空気調和装置に本発明を適用してもよい。また、上述の実施形態では、１台の室外ユニットを備えた空気調和装置に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、複数台の室外ユニットを備えた空気調和装置に本発明を適用してもよい。

本発明を利用すれば、演算負荷を抑えつつ、冷媒回路内の冷媒量の適否を高精度に判定できるようになる。

本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。 空気調和装置の制御ブロック図である。 試運転モードのフローチャートである。 冷媒自動充填運転のフローチャートである。 冷媒量判定運転における冷媒回路内を流れる冷媒の状態を示す模式図（四路切換弁等の図示を省略）である。 凝縮器部の入口から出口に至るまでの冷媒の温度及び状態変化を示す図である。 配管容積判定運転のフローチャートである。 液冷媒連絡配管用の配管容積判定運転における空気調和装置の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。 ガス冷媒連絡配管用の配管容積判定運転における空気調和装置の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。 初期冷媒量判定運転のフローチャートである。 冷媒漏洩検知運転モードのフローチャートである。

１ 空気調和装置
１０ 冷媒回路
２１ 圧縮機
２３ 室外熱交換器（凝縮器）
４１、５１ 室内膨張弁（膨張機構）
４２、５２ 室内熱交換器（蒸発器）

Claims (3)

1. 圧縮機（２１）と凝縮器（２３）と膨張機構（４１、５１）と蒸発器（４２、５２）とが接続されることによって構成される冷媒回路（１０）と、
   前記凝縮器内を過熱域、二相域及び過冷却域に分けた場合における各部分の容積と、前記凝縮器の入口における冷媒の過熱度、前記凝縮器の出口における冷媒の過冷却度、及び、前記各部分における冷媒の代表温度と前記凝縮器において冷媒と熱交換を行う冷却媒体の温度との温度差との第１関係式を用いて、前記冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から前記各部分の容積を演算し、前記凝縮器内の冷媒量と前記第１関係式を用いて演算される前記各部分の容積との第２関係式を用いて、前記凝縮器内の冷媒量を演算する冷媒量演算手段と、
   前記冷媒量演算手段によって演算される前記凝縮器内の冷媒量を用いて、前記冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する冷媒量判定手段とを備え、
   前記第２関係式は、前記凝縮器内の冷媒量と、前記第１関係式を用いて演算される前記各部分の容積に前記各部における冷媒の密度を乗算した値、及び、前記各部分における冷媒の代表温度と前記凝縮器において冷媒と熱交換を行う冷却媒体の温度との温度差の値との関係式である、
   空気調和装置（１）。
2. 前記第１関係式を用いて演算される前記二相域の部分に乗じる冷媒の密度には、前記凝縮器（２３）における冷媒の凝縮温度に対応する冷媒の飽和液密度に平均ボイド率を乗算した値が用いられる、請求項１に記載の空気調和装置（１）。
3. 前記第１関係式には、前記冷媒回路（１０）を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量として、前記凝縮器（２３）において冷媒と熱交換を行う冷却媒体の流量又は前記流量に等価な運転状態量が含まれている、請求項１又は２に記載の空気調和装置（１）。

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