JP7413896B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、室外機と、複数台の室内機と、冷媒漏れ検知手段を備えたる空気調和装置に関する。

特許文献１では、ビル用のいわゆるマルチタイプの空気調和装置などにおける冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知システムが開示されている。具体的には、室外機と、複数台の室内機とを備える空気調和装置において、建物の複数の部屋毎に、冷媒センサ等の出力に基づいて、冷媒漏れの有無を判定する冷媒漏洩検知装置と、冷媒漏洩検知装置が冷媒漏れが発生したと判定した場合に警報音を発する警報器と、冷媒漏洩検知装置が冷媒漏れが発生したと判定した場合に作動する安全装置と、を備え、冷媒漏れが発生したと判定された部屋の安全装置としての遮断弁を閉じる冷媒漏洩検知システムが開示されている。
特許文献１に示された冷媒漏洩検知システムは、室内機が配置された部屋毎に安全装置としての遮断弁が設けられていることから、遮断弁が配置された全ての部屋において冷媒が漏れた場合に遮断弁を閉じることができるので、安全性を確保するという点では有効であった。

ＷＯ２０１７／００２２１５号公報

特許文献１に示されたいわゆるマルチタイプエアコンの空気調和装置では、冷媒漏れが発生した後、修理業者により冷媒漏れが発生した室内機の修理が行われ、修理後に、空気調和装置における冷媒回路内のすべての冷媒を回収し、冷媒の再充填が行なわれていた。冷媒回路内には多量の冷媒が封入されているので、一部の冷媒が漏れただけで、全ての冷媒を回収し、再充填を行うことはコストの上昇に繋がるという問題があった。また、漏れた冷媒のみ再充填することも考えられるが、その場合は漏れた冷媒量を正確に把握することが困難であった。加えて、環境規制が厳しい現在、冷媒の管理（充填量、回収量の記録）は重要だが、漏れた冷媒量が管理できていないという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑み、マルチタイプエアコンの空気調和装置において、漏れた冷媒の量を推定することが可能な空気調和装置を提供するものである。

本発明の一態様は、圧縮機と室外熱交換器とが冷媒配管で接続された室外機冷媒回路を備えた室外機と、室内熱交換器と室内膨張弁とが前記冷媒配管で接続された室内機冷媒回路を備えた複数の室内機と、複数の前記室内機が設置される室内毎に備えられた冷媒漏れを検知する複数の冷媒センサと、複数の前記室内機冷媒回路が分岐部を介して並列に前記室外機冷媒回路に接続されて冷媒が循環する冷媒回路と、前記分岐部より前記室内機冷媒回路側の前記冷媒回路において、前記室内熱交換器と前記室内膨張弁とを間に配置するように接続される一対の遮断弁と、前記室外機と複数の前記室内機を制御する制御手段と、を備えて、暖房運転または冷房運転を行う空気調和装置において、前記制御手段は、前記冷媒センサからの出力に基づき、冷媒が漏れているかどうかを判定し、前記冷媒センサからの出力に基づき、冷媒が漏れていると判定した場合には、当該冷媒センサが備えられた当該室内に設置された当該室内機の当該室内機冷媒回路に接続される一対の当該遮断弁を閉じると共に、前記室外熱交換器、及び、当該室内機冷媒回路に接続された当該室内熱交換器のいずれか一方の熱交換器が凝縮器として機能する場合の、当該熱交換器の出口側冷媒の温度及び圧力から、当該熱交換器を流れる冷媒の冷媒密度を算出し、前記算出された前記冷媒密度と、当該冷媒センサが備えられた当該室内に設置された当該室内機の当該室内機冷媒回路に接続する一対の当該遮断弁のうちの一方の当該遮断弁から当該室内膨張弁までであって当該室内熱交換器を含まない側の冷媒配管の容積と、に基づき冷媒配管側冷媒量を算出し、冷房運転時には、算出した前記冷媒配管側冷媒量を漏れた冷媒量とする空気調和装置である。

本発明によれば、漏れた冷媒量を推定することができる空気調和装置を提供できる。

室内調和装置の冷凍回路図である。 室内調和装置の冷媒漏れ検知の制御フロー図である。 室内調和装置の冷房運転時の冷媒漏れ量を推定する制御フロー図である。 室内調和装置の暖房運転時の冷媒漏れ量を推定する制御フロー図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に７台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、建物４００の室外に配置される１台の室外機２と、建物４００の室内である各居室４１０ａ～４１０ｇに配置される７台の室内機５ａ～５ｇ（図１では、これらのうち室内機５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの４台のみを描画している）とを備えている。室外機２は室外機冷媒回路２０を備え、室内機５ａ～５ｇは室内機冷媒回路５０ａ～５０ｇを備えており、室外機冷媒回路２０に液分岐部８２とガス分岐部９２とを介して、液管８およびガス管９で並列に室内機冷媒回路５０ａ～５０ｇが接続されている。室外機冷媒回路２０と、液管８およびガス管９で並列に接続される室内機冷媒回路５０ａ～５０ｇとで、冷媒が循環する空気調和装置１の冷媒回路１０が形成されている。より詳細には、室外機２の閉鎖弁２５と各室内機５ａ～５ｇの液管接続部５３とが液管８で接続されている。また、室外機２の閉鎖弁２６と各室内機５ａ～５ｇのガス管接続部５４とがガス管９で接続されている。

＜室外機の構成＞
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９が接続された閉鎖弁２６と、室外ファン２８と、本発明における制御手段としての室外機制御装置２００とを備えている。そして、室外ファン２８と室外機制御装置２００とを除くこれら各装置が、以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて室外機冷媒回路２０を形成している。

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる高圧容器型の能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａと冷媒配管としての吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、四方弁２２のポートｃと冷媒配管としての吸入管４２で接続されている。

四方弁２２は、冷媒回路１０における冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管としての中継配管４３で接続されている。ポートｃは、圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管４５で接続されている。

室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２８の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。上述したように、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と四方弁２２のポートｂとが冷媒配管としての中継配管４３で接続されている。また、室外熱交換器２３の他方の冷媒出入口と閉鎖弁２５とが冷媒配管としての室外機液管４４で接続されている。室外熱交換器２３は、空気調和装置１が冷房運転を行う場合は凝縮器として機能し、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は蒸発器として機能する。

室外膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに与えられるパルス数によって開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量が調整される。室外膨張弁２４の開度は、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合は、図示しない吐出温度センサで検出した圧縮機２１から吐出された冷媒の温度に応じてその開度が調整され、冷房運転を行っている場合はその開度が全開とされる。

室外ファン２８は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２８は、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。

また、室外機２には、室外熱交換器２３と室外膨張弁２４との間に、室外熱交換器２３が凝縮器として機能する場合に、室外熱交換器２３を通過した冷媒の温度を検知する第１温度センサ２５と冷媒の圧力を検知する第１圧力センサ２６が設けられている。第１温度センサ２５と第１圧力センサ２６とからの出力情報は、後述する、冷房運転における室外熱交換器２３を通過した冷媒の密度を求めるのに用いられる。
また、室外機２には、室外機制御装置２００が備えられている。室外機制御装置２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。

記憶部２２０は、例えばフラッシュメモリで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２８の駆動状態、各室内機５から送信される運転情報（運転／停止情報、冷房／暖房等の運転モード等を含む）を記憶する。通信部２３０は、各室内機５ａ～５ｇとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。
ＣＰＵ２１０は、センサ入力部２４０を介して各種センサでの検出値を定期的（例えば、３０秒毎）に取り込むとともに、各室内機５ａ～５ｇから送信される運転情報を含む信号が通信部２３０を介して入力される。ＣＰＵ２１０は、これら入力された各種情報に基づいて、室外膨張弁２４の開度調整、圧縮機２１や室外ファン２８の駆動制御を行う。

＜各室内機の構成＞
次に、７台の室内機５ａ～５ｇについて説明する。７台の室内機５ａ～５ｇは全て同じ構成を有しており、ここでは室内機５ａについてのみ説明する。室内熱交換器５１ａと、室内膨張弁５２ａと、液管接続部５３ａと、ガス管接続部５４ａと、室内ファン５５ａとを備えている。そして、室内ファン５５を除くこれら各構成装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、室内機冷媒回路５０ａを構成している。

室内熱交換器５１ａは、冷媒と、後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器５１ａの一方の冷媒出入口と液管接続部５３ａとが冷媒配管としての室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口とガス管接続部５４ａとが冷媒配管としての室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、空気調和装置１が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。また、室内機液管７１ａには、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合に、室内熱交換器５１ａを通過した冷媒の温度を検知する第２温度センサ６２ａと冷媒の圧力を検知する第２圧力センサ６３ａが設けられている。第２温度センサ６２ａと第２圧力センサ６３ａとからの出力情報は、後述する、暖房運転における室内熱交換器５１ａを通過した冷媒の密度と過冷却度を求めるのに用いられる。

室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは電子膨張弁であり、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合すなわち室内機５ａが冷房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整される。また、室内膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合すなわち室内機５ａが暖房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（液管接続部５３側）での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度や目標冷媒過冷却度とは、室内機５ａで十分な冷房能力あるいは暖房能力を発揮するのに必要な冷媒過熱度および冷媒過冷却度である。

室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａの内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ放出する。
また、室内機５ａには、本発明の制御手段である室内機制御装置３００ａが備えられている。室内機制御装置３００ａは、室内機５ａの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ３１０ａと、記憶部３２０ａと、通信部３３０ａと、センサ入力部３４０ａとを備えている。

記憶部３２０ａは、例えばフラッシュメモリで構成されており、室内機５ａの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、室外機２から送信される運転情報を記憶する。通信部３３０ａは、室外機２や後述する一対の遮断弁１１０ａ、１２０ａ、及び、後述する冷媒センサ６１ａとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部３４０ａは、室内機５ａの各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。

ＣＰＵ３１０は、センサ入力部３４０ａを介して各種センサでの検出値を定期的（例えば、３０秒毎）に取り込むとともに、室外機２から送信される運転情報を含む信号が通信部３３０ａを介して入力される。ＣＰＵ３１０ａは、これら入力された各種情報に基づいて、室内膨張弁５２ａの開度調整や室内ファン５５ａの駆動制御を行う。以上説明した構成の他に、室内機５には各種のセンサが設けられている。
また、居室４１０ａ～４１０ｇには、冷媒回路１０から漏洩した冷媒の濃度を検出する、本発明の冷媒漏れを検知する検知手段である冷媒センサ６１ａが備えられている。尚、本実施形態では、冷媒センサ６１ａは、居室４１０ａに備えられているが、居室４１０ａに設置された室内機５ａの内部に設置されていても構わない。

＜液管およびガス管の構成＞
次に、液管８の構成について説明する。液管８は、冷媒配管としての液主管８１と本発明における分岐部としての液分岐部８２と冷媒配管としての液枝管８３ａ～８３ｇから構成される。液主管８１は、一方が閉鎖弁２５と接続され、他方が液分岐部８２と接続される。液分岐部８２は一方が液主管８１と接続され、他方が７本の液枝管８３ａ～８３ｇと接続されている。各液枝管８３ａ～８３ｇは、一方が液分岐部８２と接続され、他方が対応する室内機５ａ～５ｇの液管接続部５３ａ～５３ｇと接続される。尚、液枝管８３ａ～８３ｇは、本発明における分岐部より室内機冷媒回路側の冷媒回路に含まれる。

次に、ガス管９の構成について説明する。ガス管９は、冷媒配管としてのガス主管９１と本発明における分岐部としてのガス分岐部９２と冷媒配管としてのガス枝管９３ａ～９３ｇから構成される。ガス主管９１は、一方が閉鎖弁２６と接続され、他方がガス分岐部９２と接続される。ガス分岐部９２は一方がガス主管９１と接続され、他方が７本のガス枝管９３ａ～９３ｇと接続されている。各ガス枝管９３ａ～９３ｇは、一方がガス分岐部９２と接続され、他方が対応する室内機５ａ～５ｇのガス管接続部５４ａ～５４ｇと接続される。尚、ガス枝管９３ａ～９３ｇは、本発明における分岐部より室内機冷媒回路側の冷媒回路に含まれる。

次に、本発明の遮断弁について説明する。遮断弁は、液側遮断弁１１０ａ～１１０ｂと、ガス側遮断弁１２０ａ～１２０ｂと、を備える。なお、本実施形態における空気調和装置１では、７台の室内機のうち３台の室内機５ａ～５ｂに対応する液枝管８３ａ～８３ｂには液側遮断弁１１０ａ～１１０ｂが、ガス枝管９３ａ～９３ｂにはガス側遮断弁１２０ａ～１２０ｂがそれぞれ設置され、他の５台の室内機５ｃ～ｇに対応する液枝管８３ｃ～８３ｇ、及び、ガス枝管９３ｃ～９３ｇには遮断弁が設置されない。

液側遮断弁１１０ａは、液枝管８３ａに設けられている。液側遮断弁１１０ａは開閉弁であり、空気調和装置１が運転している時は開状態であるが、冷媒センサ６１ａの検出結果に応じて閉状態となるように室内機制御装置３００ａにより制御される。液側遮断弁１１０ｂは、液枝管８３ｂに設けられている。液側遮断弁１１０ｂは開閉弁であり、空気調和装置１が運転している時は開状態であるが、冷媒センサ６１ｂの検出結果に応じて閉状態となるように室内機制御装置３００ｂにより制御される。液側遮断弁１１０ｂは、液枝管８３ｂに設けられている。液側遮断弁１１０ｂは開閉弁であり、空気調和装置１が運転している時は開状態であるが、冷媒センサ６１ｂの検出結果に応じて閉状態となるように室内機制御装置３００ｂにより制御される。

ガス側遮断弁１２０ａは、ガス枝管９３ａに設けられている。ガス側遮断弁１２０ａは開閉弁であり、空気調和装置１が運転している時は開状態であるが、冷媒センサ６１ａの検出結果に応じて閉状態となるように室内機制御装置３００ａにより制御される。ガス側遮断弁１２０ｂは、ガス枝管９３ｂに設けられている。ガス側遮断弁１２０ｂは開閉弁であり、空気調和装置１が運転している時は開状態であるが、冷媒センサ６１ｂの検出結果に応じて閉状態となるように室内機制御装置３００ｂにより制御される。ガス側遮断弁１２０ｂは、ガス枝管９３ｂに設けられている。ガス側遮断弁１２０ｂは開閉弁であり、空気調和装置１が運転している時は開状態であるが、冷媒センサ６１ｂの検出結果に応じて閉状態となるように室内機制御装置３００ｂにより制御される。

すなわち、液側遮断弁１１０ａとガス側遮断弁１２０ａは、室内機５ａの室内熱交換器５１ａに対応して設けられており、冷媒回路１０において、液分岐部８２とガス分岐部９２より室内機冷媒回路側であって、室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとを間に挟むように、一対の遮断弁である液側遮断弁１１０ａとガス側遮断弁１２０ａが接続されている。室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合は、ガス側遮断弁１２０ａは室内熱交換器５１ａの上流側に配置され、液側遮断弁１１０ａは室内熱交換器５１ａの下流側に配置され、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合は、液側遮断弁１１０ａは室内熱交換器５１ａの上流側に配置され、ガス側遮断弁１２０ａは室内熱交換器５１ａの下流側に配置されていることになる。尚、液側遮断弁１１０ａとガス側遮断弁１２０ａは、冷媒回路１０において、液分岐部８２とガス分岐部９２より室内機冷媒回路側であって、室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとを間に挟むように配置されていれば、例えば、室内機５ａ内であっても構わない。

従って、液側遮断弁１１０ａとガス側遮断弁１２０ａとの間の室内機５ａを含む冷媒配管において、冷媒漏れが発生した場合、液側遮断弁１１０ａとガス側遮断弁１２０ａとを閉鎖することによって、液側遮断弁１１０ａとガス側遮断弁１２０ａとの間の室内機５ａを含む冷媒配管に冷媒が流れ込むことを防ぐことができるため、冷媒の居室４１０ａへの流出を最小限に留めることができる。

また、上記した室外機制御装置２００の記憶部２２０は、表１に示す運転機情報が記憶されたテーブル２５０を有している。テーブル２５０には、居室４１０ａ～４１０ｇと、居室４１０ａ～４１０ｇに設置される室内機５ａ～５ｇと、居室４１０ａ～４１０ｇに設置される冷媒センサ６１ａ～６１ｇと、及び、一対の遮断弁である、液側遮断弁とガス側遮断弁の有無とに関する対応関係の情報が記憶されている。従って、例えば、冷媒センサ６１ａから出力により冷媒漏れが発生したと判定した場合は、テーブル２５０から、室外機制御装置２００は、冷媒漏れは居室４１０ａで発生し、居室４１０ａには室内機５ａが設置されており、居室４１０ａに設置された室内機５ａは対応する一対の遮断弁である液側遮断弁１１０ａとガス側遮断弁１２０ａを備えているという情報を得ることができる。

さらに、室外機制御装置２００の記憶部２２０は、冷媒漏れが発生した場合に、漏れた冷媒量を推定するために必要な情報が記憶されたテーブル２６０を有している。テーブル２６０には、以下の計算式と情報が記憶されており、各種センサで取得した必要な情報を記憶させることができる。本発明の室内熱交換器側冷媒量算出テーブルはテーブル２６０の一部である。

（１）室内熱交換器５１ａの冷媒密度Ａ１＝（第２温度センサ６２ａの温度、第２圧力センサ６３ａの圧力、とから算出）
（２）室内熱交換器５１ａを通過した冷媒の過冷却度Ｂ１＝（第２温度センサ６２ａの温度、第２圧力センサ６３ａ、とから算出）
（３）液側遮断弁１１０ａから室内膨張弁５２ａまでであって室内熱交換器５１ａを含まない側の冷媒配管の容積Ｃ１
（４）室内熱交換器５１ａを含むガス側遮断弁１２０ａから室内膨張弁５２ａまでの冷媒配管の冷媒量Ｄ１（室内熱交換器側冷媒量）＝（冷媒の過冷却度Ｂ１に基づいて決定）
（５）室内熱交換器５１ｂの冷媒密度Ａ２＝（第２温度センサ６２ｂの温度、第２圧力センサ６３ｂの圧力、とから算出）
（６）室内熱交換器５１ｂを通過した冷媒の過冷却度Ｂ２＝（第２温度センサ６２ｂの温度、第２圧力センサ６３ｂ、とから算出）
（７）液側遮断弁１１０ｂから室内膨張弁５２ｂまでであって室内熱交換器５１ｂを含まない側の冷媒配管の容積Ｃ２
（８）室内熱交換器５１ｂを含むガス側遮断弁１２０ｂから室内膨張弁５２ｂまでの冷媒量冷媒量Ｄ２（室内熱交換器側冷媒量）＝（冷媒の過冷却度Ｂ２に基づいて決定）
（９）室外熱交換器２３の冷媒密度Ａ３＝（第１温度センサ２５の温度、第１圧力センサ２６の圧力、とから算出）
（１０）冷房運転時の場合の冷媒漏れ量Ｘ＝液側遮断弁１１０から室内膨張弁５２までであって室内熱交換器５１を含まない側の冷媒配管における冷媒量Ｘ１（冷媒配管側冷媒量）とする。
（１１）暖房運転時の場合の冷媒漏れ量Ｘ＝液側遮断弁１１０から室内膨張弁５２までであって室内熱交換器５１を含まない側の冷媒配管における冷媒量Ｘ１（冷媒配管側冷媒量）＋ガス側遮断弁１２０から室内膨張弁５２までであって室内熱交換器５１を含む冷媒量Ｄ（冷媒配管側冷媒量）とする。
尚、（３）の冷媒配管の容積Ｃ１と（７）の冷媒配管の容積Ｃ２は、設計値から予め求めた値であり、（４）の冷媒量Ｄ１と（８）の冷媒量Ｄ２は、実験を行って予め求めた値である。

＜冷媒回路の動作＞
次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、空気調和装置１が暖房運転を行う場合について説明し、冷房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１における矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。
図１に示すように、空気調和装置１が冷房運転を行う場合は、四方弁２２が実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するように、また、ポートｂとポートｃとが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路１０は、各室内熱交換器５１が凝縮器として機能するとともに、室外熱交換器２３が蒸発器として機能する暖房サイクルとなる。

上記のような冷媒回路１０の状態で圧縮機２１が駆動すると、圧縮機２１から吐出された冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管４５を介して室外熱交換器２３へと流入する。
室外機ガス管４５を流れる冷媒は、ガス主管９１を通過した後、各ガス分岐部９２を介して室内機５ａ～５ｅに分流する。室内機５ａ～５ｅに流入した冷媒は、各室内機ガス管７２を流れて各室内熱交換器５１に流入する。各室内熱交換器５１に流入した冷媒は、各室内機ファン５５の回転により各室内機５の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。

このように、各室内熱交換器５１が凝縮器として機能し、各室内熱交換器５１で冷媒と熱交換を行って加熱された室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ～５ｅが設置された居室４１０ａ～４１０ｇの暖房が行われる。
各室内熱交換器５１から各室内機液管７１に流入した冷媒は、各室内熱交換器５１の冷媒出口側での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように開度が調整された各室内機膨張弁５２を通過する際に減圧される。ここで、目標冷媒過冷却度は、室内機５ａ～５ｅの各々で要求される暖房能力に基づいて定められるものである。また、暖房能力は、各室内機５ａ～５ｅにおいて、設定された設定温度と検出した室内温度との温度差に基づいて決定されるものである。

各室内機膨張弁５２で減圧された冷媒は、各室内機液管７１から各液管接続部５３を介して液管８に流出する。液管８を通過した後、液分岐部８２で合流し閉鎖弁２５を介して室外機２に流入した冷媒は室外機液管４４を流れ、圧縮機２０の吐出温度が目標温度となるように開度が調整された室外機膨張弁２４を通過する際にさらに減圧される。
室外機膨張弁２４で減圧された冷媒は、室外機液管４４を流れて室外熱交換器２３に流入し、最大回転数とされている室外機ファン２８の回転によって室外機５の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から中継配４３へと流入した冷媒は、四方弁２２、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２０に吸入されて再び圧縮される。

尚、空気調和装置１が冷房運転を行う場合、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂが連通するよう、また、ポートｃとポートｄが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路１０は、各室内熱交換器５１が蒸発器として機能するとともに、室外熱交換器２３が凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
空気調和装置１は、冷房運転、及び、暖房運転の場合において、冷媒の漏れが発生した場合に、冷媒漏れが発生した居室に設置された室内機に遮断弁が備えられている場合は、漏れた冷媒量を推定することができる。まず、冷媒漏れ検知の流れについて、図２を用いて説明し、冷房運転時において冷媒漏れが発生した場合の漏れた冷媒量の推定方法については図３を用いて、暖房運転時において冷媒漏れが発生した場合の漏れた冷媒量の推定方法については図４を用いて説明する。

空調運転が開始されると、室外機制御装置２００は、冷媒漏れの監視をする（Ｓ１）。冷媒漏れの監視は、冷媒センサ６１ａ～６１ｇからの出力に基づき判断する。冷媒センサ６１ａ～６１ｇのいずれかからの出力に基づき冷媒漏れが発生したと判断すると（Ｓ２－ＹＥＳ）、テーブル２６０を参照して、冷媒センサ６１が設置された居室４１０の室内機５１を特定し（Ｓ３）、特定した室内機５１は対応する一対の遮断弁１１０、１２０を備えているかを確認する（Ｓ４）。以下、例として、冷媒センサ６１ａからの出力により冷媒漏れを検知した場合について説明する。室内機５ａには、一対の遮断弁である液側遮断弁１１０ａとガス側遮断弁１２０ａが接続されているため（Ｓ４－ＹＥＳ）、漏れた冷媒量を推定する（Ｓ５）。漏れた冷媒量が推定されると、推定された漏れた冷媒量の情報を空気調和装置１の運転を管理している外部に通知する（Ｓ６）。尚、Ｓ４において、特定した室内機５１に遮断弁が接続されていない場合（Ｓ４－ＮＯ）は、漏れた冷媒量の推定は行わない。

＜冷房運転＞
冷房運転時に、冷媒漏れが発生した場合の漏れた冷媒量の推定は、以下の手順で行う。
Ｓ１０：テーブル２６０の（９）を参照して、第１温度センサ２５で検知した温度と第１圧力センサ２６で検知した圧力から、凝縮器として機能する室外熱交換器２３の冷媒密度Ａ３を算出する。
Ｓ１１：テーブル２６０の（３）を参照して、室内機５ａの液側遮断弁１１０ａから室内膨張弁５２ａまでであって室内熱交換器５１ａを含まない側の冷媒配管の容積Ｃ１を特定する。
Ｓ１２：液側遮断弁１１０ａから室内膨張弁５２ａまでであって室内熱交換器５１ａを含まない側の冷媒配管に収容されていた冷媒量Ｘ１（冷媒配管側冷媒量）＝Ａ３（冷媒密度）×Ｃ１（室内機５ａの液側遮断弁１１０ａから室内膨張弁５２ａまでであって室内熱交換器５１ａを含まない側の冷媒配管の容積）を算出する。
ＳＴ１３：テーブル２６０の（１０）を参照して、漏れた冷媒量Ｘ＝Ｘ１を求める。

＜暖房運転＞
暖房運転時に、冷媒漏れが発生した場合の漏れた冷媒量の推定は、以下の手順で行う。
Ｓ２０：テーブル２６０の（１）を参照して、第２温度センサ６２ａで検知した温度と第２圧力センサ６３ａで検知した圧力から、凝縮器として機能する室内熱交換器５１ａの冷媒密度Ａ１を算出する。
Ｓ２１：テーブル２６０の（３）を参照して、室内機５ａの液側遮断弁１１０ａから室内膨張弁５２ａまでであって室内熱交換器５１ａを含まない側の冷媒配管の容積Ｃ１を特定する。
Ｓ２２：液側遮断弁１１０ａから室内膨張弁５２ａまでであって室内熱交換器５１ａを含まない側の冷媒配管に収容されていた冷媒量Ｘ１（冷媒配管側冷媒量）＝Ａ１（冷媒密度）×Ｃ１（室内機５ａの液側遮断弁１１０ａから室内膨張弁５２ａまでであって室内熱交換器５１ａを含まない側の冷媒配管の容積）を算出する。
Ｓ２３：テーブル２６０の（２）を参照して、第２温度センサ６２ａで検知した温度と第２圧力センサ６３ａで検知した圧力とから、室内熱交換器５１ａを通過した冷媒の過冷却度Ｂ１を算出する。
Ｓ２４：テーブル２６０の（４）を参照して、冷媒の過冷却度Ｂ１から、室内熱交換器５１を含むガス側遮断弁１２０ａから室内膨張弁５２ａまでの冷媒量Ｄ１（室内熱交換器側冷媒量）を特定する。
Ｓ２５：テーブル２６０の（１１）を参照して、漏れた冷媒量Ｘ＝Ｘ１＋Ｄ１を求める。

本実施形態における空気調和装置１は、冷房運転、及び、暖房運転の場合において、冷媒の漏れが発生した場合に、冷媒漏れが発生した居室に設置された室内機に遮断弁が備えられている場合は、漏れた冷媒量を推定することができるため、冷媒漏れが発生した場合でも、冷媒回路内のすべての冷媒を回収せずに漏れた冷媒の量だけを追加充填することができるので、冷媒を補充する際のコストを抑制することができる。また、推定した漏れた冷媒量を外部に通知することで冷媒の管理も適切に行うことができる。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１…空気調和装置、２…室外機、５ａ～５ｇ…室内機、１０…冷媒回路、２０…室外機冷媒回路、２１…圧縮機、２３…室外熱交換器、２５…第１温度センサ、２６…第１圧力センサ、５０ａ～５０ｇ…室内機冷媒回路、５１ａ～５２ｇ…室内熱交換器、５２ａ～５２ｇ…室内膨張弁、６１ａ～６１ｇ…冷媒センサ、６２ａ～６２ｇ…第２温度センサ、６３ａ～６３ｇ…第２圧力センサ、８２…液分岐部（分岐部）、９２…ガス分岐部（分岐部）、１１０ａ、１１０ｂ…液側遮断弁、１２０ａ、１２０ｂ…ガス側遮断弁、２００…室外機制御装置、２２０…記憶部、２５０、２６０…テーブル、３００ａ～３００ｇ…室内機制御装置、４１０ａ～４１０ｇ…居室

Claims (5)

1. 圧縮機と室外熱交換器とが冷媒配管で接続された室外機冷媒回路を備えた室外機と、
   室内熱交換器と室内膨張弁とが前記冷媒配管で接続された室内機冷媒回路を備えた複数の室内機と、
   複数の前記室内機が設置される室内毎に備えられた冷媒漏れを検知する複数の冷媒センサと、
   複数の前記室内機冷媒回路が分岐部を介して並列に前記室外機冷媒回路に接続されて冷媒が循環する冷媒回路と、
   前記分岐部より前記室内機冷媒回路側の前記冷媒回路において、前記室内熱交換器と前記室内膨張弁とを間に配置するように接続される一対の遮断弁と、
   前記室外機と複数の前記室内機を制御する制御手段と、を備えて、暖房運転または冷房運転を行う空気調和装置において、
   前記制御手段は、前記冷媒センサからの出力に基づき、冷媒が漏れているかどうかを判定し、
   前記冷媒センサからの出力に基づき、冷媒が漏れていると判定した場合には、当該冷媒センサが備えられた当該室内に設置された当該室内機の当該室内機冷媒回路に接続される一対の当該遮断弁を閉じると共に、
   前記室外熱交換器、及び、当該室内機冷媒回路に接続された当該室内熱交換器のいずれか一方の熱交換器が凝縮器として機能する場合の、当該熱交換器の出口側冷媒の温度及び圧力から、当該熱交換器を流れる冷媒の冷媒密度を算出し、
   前記算出された前記冷媒密度と、
   当該冷媒センサが備えられた当該室内に設置された当該室内機の当該室内機冷媒回路に接続する一対の当該遮断弁のうちの一方の当該遮断弁から当該室内膨張弁までであって当該室内熱交換器を含まない側の冷媒配管の容積と、に基づき冷媒配管側冷媒量を算出し、
   冷房運転時には、算出した前記冷媒配管側冷媒量を漏れた冷媒量とすることを特徴とする空気調和装置。
2. 前記制御手段は、暖房運転時には、
   当該室内機冷媒回路に接続された当該室内熱交換器の出口側冷媒の温度及び圧力から、当該熱交換器を流れる冷媒の過冷却度を算出し、
   前記算出された前記過冷却度に基づき、
   当該冷媒センサが備えられた当該室内に設置された当該室内機の当該室内機冷媒回路に接続する一対の当該遮断弁のうちの他方の当該遮断弁から当該室内膨張弁までであって当該室内熱交換器を含む冷媒配管の室内熱交換器側冷媒量を特定し、
   特定した前記室内熱交換器側冷媒量と前記冷媒配管側冷媒量との和を漏れた冷媒量とすることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記制御手段は、前記室内熱交換器の出口側冷媒の温度及び出口側冷媒の圧力と前記過冷却度との関係、及び、前記過冷却度と前記室内熱交換器側冷媒量との関係を示す室内熱交換器側冷媒量算出テーブルを有しており、
   前記制御手段は、前記室内熱交換器側冷媒量算出テーブルに基づき、前記室内熱交換器側冷媒量を特定して、漏れた冷媒量を推定することを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記制御手段は、漏れた冷媒量の推定を行った場合は、当該推定した漏れた冷媒量を外部に通知することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気調和装置。
5. 前記冷媒回路を循環する冷媒は単一冷媒であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の空気調和装置。

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