KR20090013187A

KR20090013187A - 공기 조화 장치

Info

Publication number: KR20090013187A
Application number: KR1020087027152A
Authority: KR
Inventors: 마나부 요시미; 신이치 카사하라
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2009-02-04
Also published as: CN101865509A; WO2007125951A1; JP4705878B2; AU2007244357B2; JP2007292428A; US20090095000A1; CN101427087A; EP2012079A1; EP2012079A4; CN101865509B; AU2007244357A1

Abstract

연산 부하를 억제하면서, 냉매 회로 내의 냉매량의 적부를 고정도로 판정할 수 있도록 한다. 공기 조화 장치(1)는 압축기(21)와 실외 열교환기(23)와 실내 팽창 밸브(41, 51)와 실내 열교환기(42, 52)가 접속되는 것에 의하여 구성되는 냉매 회로(10)와, 냉매 회로(10) 내를 순환하는 냉매량인 냉매 순환량 Wc가 일정해지도록 구성 기기의 제어를 행하는 냉매량 판정 운전을 행하는 것이 가능한 운전 제어 수단과, 냉매량 판정 운전에 있어서의 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량을 이용하여 냉매 회로(10) 내의 냉매량의 적부를 판정하는 냉매량 판정 수단을 구비하고 있다.

공기 조화 장치, 냉매 회로, 운전 제어 수단, 냉매량 판정 수단

Description

공기 조화 장치{AIR CONDITIONER}

본 발명은, 공기 조화 장치의 냉매 회로 내의 냉매량의 적부(適否)를 판정하는 기능, 특히, 압축기와 응축기와 팽창 기구와 증발기가 접속되는 것에 의하여 구성되는 공기 조화 장치의 냉매 회로 내의 냉매량의 적부를 판정하는 기능에 관한 것이다.

종래부터, 공기 조화 장치의 냉매 회로 내의 냉매량의 과부족을 판정하기 위해서, 응축기의 출구에 있어서의 냉매의 과냉각도 등의 값과 냉매 회로의 냉매량의 관계로부터 냉매 회로 내의 냉매량의 과부족을 판정하는 수법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

또, 공기 조화 장치의 냉매 회로 내의 냉매량의 과부족을 판정하기 위해서, 냉동 사이클 특성의 시뮬레이션을 행하고, 이 연산 결과를 이용하여 냉매량의 과부족을 판정하는 수법도 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

[특허 문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개평3－186170호

[특허 문헌 2] 일본국 공개특허공보 특개2000－304388호

전자의 수법은, 냉매 회로의 냉매량의 변화를 실질적으로 응축기의 냉매량의 변화로서 파악하여 냉매 회로 내의 냉매량의 과부족을 판정하는 수법이고, 이 판정을 위해서, 응축기의 출구에 있어서의 과냉각도 등을 사용하고 있다. 특히, 과냉각도는, 응축기 내부 배관에 고이는 액 냉매량과 깊은 상관이 있고, 냉매량 판정의 중요한 지표이다. 응축기 내부에 고이는 액 냉매량은, 응축기에서의 열교환량에 의존하고 있고, 이 열교환량은, 열통과율 K에 전열면적 A를 곱한 계수 KA와 냉매와 공기의 평균 온도차를 곱하여 구하여진다. 여기서, 열통과율 K와 평균 온도차는, 냉매 회로 내를 순환하는 냉매량(이하, 냉매 순환량이라 한다)의 변동에 의하여 비선형으로 값이 변화하기 때문에, 냉매 순환량이 일정하지 않은 상태에서, 응축기의 출구에 있어서의 과냉각도 등에 의하여 냉매 회로 내의 냉매량의 적부를 판정하려고 해도, 판정 오차가 커져 버린다고 하는 문제가 있다. 덧붙여, 전자의 방법에 있어서도, 압축기의 회전수를 회전수 목표값에 있어서 일정하게 한다고 하는 제어를 행하고 있지만, 압축기의 회전수를 목표값에서 일정하게 했다고 하여도, 반드시 냉매 순환량이 일정해지는 것은 아니기 때문에, 상술의 판정 오차의 문제를 피할 수 없다.

또, 후자의 수법은, 냉동 사이클 특성의 시뮬레이션이라고 하는 막대한 양의 연산이 필요하고, 종래의 공기 조화 장치에 탑재되는 마이크로컴퓨터 등의 연산 장치에서는 연산 시간이 길어지거나, 또 연산 그 자체가 불가능하게 될 우려가 있다.

본 발명의 과제는, 연산 부하를 억제하면서, 냉매 회로 내의 냉매량의 적부를 고정도(高精度)로 판정할 수 있도록 하는 것에 있다.

제1 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 압축기와 응축기와 팽창 기구와 증발기가 접속되는 것에 의하여 구성되는 냉매 회로와, 냉매 회로 내를 순환하는 냉매량인 냉매 순환량이 일정해지도록 구성 기기의 제어를 행하는 냉매량 판정 운전을 행하는 것이 가능한 운전 제어 수단과, 냉매량 판정 운전에 있어서의 냉매 회로를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량을 이용하여 냉매 회로 내의 냉매량의 적부를 판정하는 냉매량 판정 수단을 구비하고 있다.

이 공기 조화 장치에서는, 냉매량 판정 운전에 있어서, 냉매 회로 내를 순환하는 냉매량인 냉매 순환량이 일정해지도록 구성 기기의 제어를 행하고 있기 때문에, 응축기 출구의 과냉각도와 응축기 내부에 모이는 액 냉매량의 상관에 있어서의 선형성(線形性)이 양호하게 된다. 이것에 의하여, 이 공기 조화 장치에서는, 냉동 사이클 특성의 시뮬레이션과 같은 연산 부하가 큰 수법을 사용하는 것 없이, 냉매 회로 내의 냉매량의 적부를 고정도로 판정할 수 있다. 여기서, 「냉매 회로를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량」이란, 냉매 회로를 흐르는 냉매의 온도나 압력 등의 상태량 및 공기 조화 장치를 구성하는 기기의 상태량을 의미하고 있다.

제2 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 제1 발명에 관련되는 공기 조화 장치에 있어서, 압축기는, 회전수를 변화시키는 것에 의하여 운전 용량을 가변할 수 있는 것이다. 운전 제어 수단은, 냉매량 판정 운전에 있어서, 냉매 순환량이 일정해지도록 압축기의 회전수를 변화시킨다.

이 공기 조화 장치에서는, 압축기의 회전수를 변화시키는 것에 의하여 냉매 순환량을 일정하게 할 수 있기 때문에, 확실하게 냉매 순환량을 일정하게 할 수 있어, 냉매 회로 내의 냉매량의 적부의 판정 정도를 향상시킬 수 있다.

제3 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 제1 또는 제2 발명에 관련되는 공기 조화 장치에 있어서, 냉매 순환량은, 냉매 회로를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량에 기초하여 연산된다.

제4 발명에 관련되는 공기 조화 장치는, 제3 발명에 관련되는 공기 조화 장치에 있어서, 냉매 순환량의 연산에 사용되는 운전 상태량은, 압축기의 흡입 측에 있어서의 냉매 온도, 압축기의 흡입 측에 있어서의 냉매 압력, 압축기의 토출 측에 있어서의 냉매 온도, 압축기의 토출 측에 있어서의 냉매 압력, 응축기의 입구 측에 있어서의 냉매의 과열도, 응축기의 출구 측에 있어서의 냉매의 과냉각도, 냉매의 응축 온도, 및 냉매의 증발 온도 중 적어도 하나를 포함하고 있다.

이 공기 조화 장치에서는, 냉매 순환량을 냉매 회로를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량으로부터 연산하도록 하고 있기 때문에, 냉매 순환량을 검출하기 위한 유량계가 불필요하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련되는 공기 조화 장치의 개략 구성도이다.

도 2는 공기 조화 장치의 제어 블럭도이다.

도 3은 냉매 자동 충전 운전의 플로차트이다.

도 4는 냉매량 판정 운전에 있어서의 냉매 회로 내를 흐르는 냉매의 상태를 도시하는 모식도(사방 전환 밸브 등의 도시를 생략)이다.

도 5는 냉매 누설 검지 운전 모드의 플로차트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 공기 조화 장치

10: 냉매 회로

21: 압축기

23: 실외 열교환기(응축기)

41, 51: 실내 팽창 밸브(팽창 기구)

42, 52: 실내 열교환기(증발기)

이하, 도면에 기초하여, 본 발명에 관련되는 공기 조화 장치의 실시예에 대하여 설명한다.

(1) 공기 조화 장치의 구성

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 관련되는 공기 조화 장치(1)의 개략 구성도이다. 공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클 운전을 행하는 것에 의하여, 빌딩 등의 실내의 냉난방에 사용되는 장치이다. 공기 조화 장치(1)는, 주로, 1대의 열원 유닛으로서의 실외 유닛(2)과, 그것에 병렬로 접속된 복수대(본 실시예에서는, 2대)의 이용 유닛으로서의 실내 유닛(4, 5)과, 실외 유닛(2)과 실내 유닛(4, 5)을 접속하는 냉매 연락 배관으로서의 액 냉매 연락 배관(6) 및 가스 냉매 연락 배관(7)을 구비하고 있다. 즉, 본 실시예의 공기 조화 장치(1)의 증기 압축식의 냉매 회로(10)는, 실외 유닛(2)과, 실내 유닛(4, 5)과, 액 냉매 연락 배관(6) 및 가스 냉매 연락 배관(7)이 접속되는 것에 의하여 구성되어 있다.

＜실내 유닛＞

실내 유닛(4, 5)은, 빌딩 등의 실내의 천정에 매입이나 걸이 등에 의하여, 또는 실내의 벽면에 벽걸이 등에 의하여 설치되어 있다. 실내 유닛(4, 5)은, 액 냉매 연락 배관(6) 및 가스 냉매 연락 배관(7)을 통하여 실외 유닛(2)에 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

다음으로, 실내 유닛(4, 5)의 구성에 대하여 설명한다. 덧붙여, 실내 유닛(4)과 실내 유닛(5)은 같은 구성이기 때문에, 여기에서는, 실내 유닛(4)의 구성만 설명하고, 실내 유닛(5)의 구성에 대해서는, 각각, 실내 유닛(4)의 각 부를 나타내는 40번대의 부호를 대신하여 50번대의 부호를 붙이고, 각 부의 설명을 생략한다.

실내 유닛(4)은, 주로, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하는 실내 측 냉매 회로(10a)(실내 유닛(5)에서는, 실내 측 냉매 회로(10b))를 가지고 있다. 이 실내 측 냉매 회로(10a)는, 주로, 팽창 기구로서의 실내 팽창 밸브(41)와, 이용 측 열교환기로서의 실내 열교환기(42)를 가지고 있다.

본 실시예에 있어서, 실내 팽창 밸브(41)는, 실내 측 냉매 회로(10a) 내를 흐르는 냉매의 유량의 조절 등을 행하기 위하여, 실내 열교환기(42)의 액측에 접속된 전동 팽창 밸브이다.

본 실시예에 있어서, 실내 열교환기(42)는, 전열관과 다수의 핀에 의하여 구성된 크로스 핀 식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이며, 냉방 운전 시에는 냉매의 증발기로서 기능하여 실내 공기를 냉각하고, 난방 운전 시에는 냉매의 응축기로서 기능하여 실내 공기를 가열하는 열교환기이다.

본 실시예에 있어서, 실내 유닛(4)은, 유닛 내에 실내 공기를 흡입하여, 실내 열교환기(42)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 공급 공기로서 실내로 공급하기 위한 송풍 팬으로서의 실내 팬(43)을 가지고 있다. 실내 팬(43)은, 실내 열교환기(42)로 공급하는 공기의 풍량 Wr을 가변하는 것이 가능한 팬이며, 본 실시예에 있어서, DC팬 모터로 이루어지는 모터(43a)에 의하여 구동되는 원심 팬이나 다익 팬 등이다.

또, 실내 유닛(4)에는 각종 센서가 설치되어 있다. 실내 열교환기(42)의 액측에는, 냉매의 온도(즉, 난방 운전 시에 있어서의 응축 온도 Tc 또는 냉방 운전 시에 있어서의 증발 온도 Te에 대응하는 냉매 온도)를 검출하는 액측 온도 센서(44)가 설치되어 있다. 실내 열교환기(42)의 가스 측에는, 냉매의 온도 Teo를 검출하는 가스 측 온도 센서(45)가 설치되어 있다. 실내 유닛(4)의 실내 공기의 흡입구 측에는, 유닛 내에 유입하는 실내 공기의 온도(즉, 실내 온도 Tr)를 검출하는 실내 온도 센서(46)가 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서, 액측 온도 센서(44), 가스 측 온도 센서(45) 및 실내 온도 센서(46)는 서미스터(thermistor)로 이루어진다. 또, 실내 유닛(4)은, 실내 유닛(4)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실내 측 제어부(47)를 가지고 있다. 그리고, 실내 측 제어부(47)는, 실내 유닛(4)의 제어를 행하기 위해서 설치된 마이크로컴퓨터나 메모리 등을 가지고 있고, 실내 유닛(4)을 개별적으로 조작하기 위한 리모콘(도시하지 않음)과의 사이에서 제어 신호 등의 교환을 행하거나, 실외 유닛(2)과의 사이에서 전송선(8a)을 통하여 제어 신호 등의 교환을 행할 수 있도록 되어 있다.

＜실외 유닛＞

실외 유닛(2)은, 빌딩 등의 실외에 설치되어 있고, 액 냉매 연락 배관(6) 및 가스 냉매 연락 배관(7)을 통하여 실내 유닛(4, 5)에 접속되어 있으며, 실내 유닛(4, 5)의 사이에서 냉매 회로(10)를 구성하고 있다.

다음으로, 실외 유닛(2)의 구성에 대하여 설명한다. 실외 유닛(2)은, 주로, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하는 실외 측 냉매 회로(10c)를 가지고 있다. 이 실외 측 냉매 회로(10c)는, 주로, 압축기(21)와, 사방 전환 밸브(22)와, 열원 측 열교환기로서의 실외 열교환기(23)와, 팽창 기구로서의 실외 팽창 밸브(38)와, 어큐뮬레이터(24)와, 온도 조절 기구로서의 과냉각기(25)와, 액측 폐쇄 밸브(26)와, 가스 측 폐쇄 밸브(27)를 가지고 있다.

압축기(21)는, 운전 용량을 가변하는 것이 가능한 압축기이며, 본 실시예에 있어서, 인버터에 의하여 회전수 Rm이 제어되는 모터(21a)에 의하여 구동되는 용적식 압축기이다. 본 실시예에 있어서, 압축기(21)는 1대뿐이지만, 이것에 한정되지 않고, 실내 유닛의 접속 대수 등에 따라, 2대 이상의 압축기가 병렬로 접속되어 있어도 무방하다.

사방 전환 밸브(22)는, 냉매의 흐름의 방향을 전환하기 위한 밸브이고, 냉방 운전 시에는, 실외 열교환기(23)를 압축기(21)에 의하여 압축되는 냉매의 응축기로서, 또한 실내 열교환기(42, 52)를 실외 열교환기(23)에 있어서 응축되는 냉매의 증발기로서 기능시키기 위해서, 압축기(21)의 토출 측과 실외 열교환기(23)의 가스 측을 접속하는 것과 함께 압축기(21)의 흡입 측(구체적으로는, 어큐뮬레이터(24)) 과 가스 냉매 연락 배관(7) 측을 접속하고(도 1의 사방 전환 밸브(22)의 실선을 참조), 난방 운전 시에는, 실내 열교환기(42, 52)를 압축기(21)에 의하여 압축되는 냉매의 응축기로서, 또한 실외 열교환기(23)를 실내 열교환기(42, 52)에 있어서 응축되는 냉매의 증발기로서 기능시키기 위해서, 압축기(21)의 토출 측과 가스 냉매 연락 배관(7) 측을 접속하는 것과 함께 압축기(21)의 흡입 측과 실외 열교환기(23)의 가스 측을 접속하는 것이 가능하다(도 1의 사방 전환 밸브(22)의 파선을 참조).

본 실시예에 있어서, 실외 열교환기(23)는, 전열관과 다수의 핀에 의하여 구성된 크로스 핀 식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이며, 냉방 운전 시에는 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다. 실외 열교환기(23)는, 그 가스 측이 사방 전환 밸브(22)에 접속되고, 그 액측이 액 냉매 연락 배관(6)에 접속되어 있다.

본 실시예에 있어서, 실외 팽창 밸브(38)는, 실외 측 냉매 회로(10c) 내를 흐르는 냉매의 압력이나 유량 등의 조절을 행하기 위해서, 실외 열교환기(23)의 액측에 접속된 전동 팽창 밸브이다.

본 실시예에 있어서, 실외 유닛(2)은, 유닛 내에 실외 공기를 흡입하여, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 실외로 배출하기 위한 송풍 팬으로서의 실외 팬(28)을 가지고 있다. 이 실외 팬(28)은, 실외 열교환기(23)로 공급하는 공기의 풍량 Wo를 가변하는 것이 가능한 팬이며, 본 실시예에 있어서, DC팬 모터로 이루어지는 모터(28a)에 의하여 구동되는 프로펠러 팬 등이다.

어큐뮬레이터(24)는, 사방 전환 밸브(22)와 압축기(21)의 사이에 접속되어 있고, 실내 유닛(4, 5)의 운전 부하의 변동 등에 따라 냉매 회로(10) 내에 발생하는 잉여 냉매를 모으는 것이 가능한 용기이다.

과냉각기(25)는, 본 실시예에 있어서, 2중관식의 열교환기이며, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축된 후에, 실내 팽창 밸브(41, 51)로 보내지는 냉매를 냉각하기 위해서 설치되어 있다. 과냉각기(25)는, 본 실시예에 있어서, 실외 팽창 밸브(38)와 액측 폐쇄 밸브(26)의 사이에 접속되어 있다.

본 실시예에 있어서, 과냉각기(25)의 냉각원으로서의 바이패스(bypass) 냉매 회로(61)가 설치되어 있다. 덧붙여, 이하의 설명에서는, 냉매 회로(10)로부터 바이패스 냉매 회로(61)를 제외한 부분을, 편의상, 주 냉매 회로라고 부르기로 한다.

바이패스 냉매 회로(61)는, 실외 열교환기(23)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)로 보내지는 냉매의 일부를 주 냉매 회로로부터 분기(分岐)시켜 압축기(21)의 흡입 측으로 되돌리도록 주 냉매 회로에 접속되어 있다. 구체적으로는, 바이패스 냉매 회로(61)는, 실외 팽창 밸브(38)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)로 보내지는 냉매의 일부를 실외 열교환기(23)와 과냉각기(25)의 사이의 위치로부터 분기시키도록 접속된 분기 회로(61a)와, 과냉각기(25)의 바이패스 냉매 회로 측의 출구로부터 압축기(21)의 흡입 측으로 되돌리도록 압축기(21)의 흡입 측에 접속된 합류 회로(61b)를 가지고 있다. 그리고, 분기 회로(61a)에는, 바이패스 냉매 회로(61)를 흐르는 냉매의 유량을 조절하기 위한 바이패스 팽창 밸브(62)가 설치되어 있다. 여기서, 바이패스 팽창 밸브(62)는 전동 팽창 밸브로 이루어진다. 이것에 의하여, 실외 열교환기(23)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)로 보내지는 냉매는, 과냉각기(25) 에 있어서, 바이패스 팽창 밸브(62)에 의하여 감압된 후의 바이패스 냉매 회로(61)를 흐르는 냉매에 의하여 냉각된다. 즉, 과냉각기(25)는, 바이패스 팽창 밸브(62)의 개도 조절에 의하여 능력 제어가 행하여지게 된다.

액측 폐쇄 밸브(26) 및 가스 측 폐쇄 밸브(27)는, 외부의 기기·배관(구체적으로는, 액 냉매 연락 배관(6) 및 가스 냉매 연락 배관(7))과의 접속구(接續口)에 설치된 밸브이다. 액측 폐쇄 밸브(26)는 실외 열교환기(23)에 접속되어 있다. 가스 측 폐쇄 밸브(27)는 사방 전환 밸브(22)에 접속되어 있다.

또, 실외 유닛(2)에는 각종 센서가 설치되어 있다. 구체적으로는, 실외 유닛(2)에는, 압축기(21)의 흡입 압력 Ps를 검출하는 흡입 압력 센서(29)와, 압축기(21)의 토출 압력 Pd를 검출하는 토출 압력 센서(30)와, 압축기(21)의 흡입 온도 Ts를 검출하는 흡입 온도 센서(31)와, 압축기(21)의 토출 온도 Td를 검출하는 토출 온도 센서(32)가 설치되어 있다. 흡입 온도 센서(31)는, 어큐뮬레이터(24)와 압축기(21)의 사이의 위치에 설치되어 있다. 실외 열교환기(23)에는, 실외 열교환기(23) 내를 흐르는 냉매의 온도(즉, 냉방 운전 시에 있어서의 응축 온도 Tc 또는 난방 운전 시에 있어서의 증발 온도 Te에 대응하는 냉매 온도)를 검출하는 열교 온도 센서(33)가 설치되어 있다. 실외 열교환기(23)의 액측에는, 냉매의 온도 Tco를 검출하는 액측 온도 센서(34)가 설치되어 있다. 과냉각기(25)의 주 냉매 회로 측의 출구에는, 냉매의 온도(즉, 액관 온도 Tlp)를 검출하는 액관 온도 센서(35)가 설치되어 있다. 바이패스 냉매 회로(61)의 합류 회로(61b)에는, 과냉각기(25)의 바이패스 냉매 회로 측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출하기 위한 바이패스 온도 센 서(63)가 설치되어 있다. 실외 유닛(2)의 실외 공기의 흡입구 측에는, 유닛 내에 유입하는 실외 공기의 온도(즉, 실외 온도 Ta)를 검출하는 실외 온도 센서(36)가 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서, 흡입 온도 센서(31), 토출 온도 센서(32), 열교 온도 센서(33), 액측 온도 센서(34), 액관 온도 센서(35), 실외 온도 센서(36) 및 바이패스 온도 센서(63)는, 서미스터로 이루어진다. 또, 실외 유닛(2)은, 실외 유닛(2)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실외 측 제어부(37)를 가지고 있다. 그리고, 실외 측 제어부(37)는, 실외 유닛(2)의 제어를 행하기 위해서 설치된 마이크로컴퓨터, 메모리나 모터(21a)를 제어하는 인버터 회로 등을 가지고 있고, 실내 유닛(4, 5)의 실내 측 제어부(47, 57)와의 사이에서 전송선(8a)을 통하여 제어 신호 등의 교환을 행할 수 있도록 되어 있다. 즉, 실내 측 제어부(47, 57)와 실외 측 제어부(37)와 제어부(37, 47, 57) 간을 접속하는 전송선(8a)에 의하여, 공기 조화 장치(1) 전체의 운전 제어를 행하는 제어부(8)가 구성되어 있다.

제어부(8)는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 각종 센서(29 ~ 36, 44 ~ 46, 54 ~ 56, 63)의 검출 신호를 받을 수 있도록 접속되는 것과 함께, 이들의 검출 신호 등에 기초하여 각종 기기 및 밸브(21, 22, 24, 28a, 38, 41, 43a, 51, 53a, 62)를 제어할 수 있도록 접속되어 있다. 또, 제어부(8)에는, 후술의 냉매 누설 검지 운전에 있어서, 냉매 누설을 검지한 것을 알리기 위한 LED 등으로 이루어지는 경고 표시부(9)가 접속되어 있다. 여기서, 도 2는, 공기 조화 장치(1)의 제어 블럭도이다.

＜냉매 연락 배관＞

냉매 연락 배관(6, 7)은, 공기 조화 장치(1)를 빌딩 등의 설치 장소에 설치할 때에, 현지에서 시공되는 냉매 배관이며, 설치 장소나 실외 유닛과 실내 유닛의 조합 등의 설치 조건에 따라 여러 가지의 길이나 관경(管徑)을 가지는 것이 사용된다.

이상과 같이, 실내 측 냉매 회로(10a, 10b)와 실외 측 냉매 회로(10c)와 냉매 연락 배관(6, 7)이 접속되어, 공기 조화 장치(1)의 냉매 회로(10)가 구성되어 있다. 또, 이 냉매 회로(10)는, 바이패스 냉매 회로(61)와, 바이패스 냉매 회로(61)를 제외하는 주 냉매 회로로 구성되어 있다고 바꾸어 말할 수도 있다. 그리고, 본 실시예의 공기 조화 장치(1)는, 실내 측 제어부(47, 57)와 실외 측 제어부(37)로 구성되는 제어부(8)에 의하여, 사방 전환 밸브(22)에 의해 냉방 운전 및 난방 운전을 전환하여 운전을 행하는 것과 함께, 각 실내 유닛(4, 5)의 운전 부하에 따라 실외 유닛(2) 및 실내 유닛(4, 5)의 각 기기의 제어를 행하도록 되어 있다.

(2) 공기 조화 장치의 동작

다음으로, 본 실시예의 공기 조화 장치(1)의 동작에 대하여 설명한다.

본 실시예의 공기 조화 장치(1)의 운전 모드로서는, 각 실내 유닛(4, 5)의 운전 부하에 따라 실외 유닛(2) 및 실내 유닛(4, 5)의 구성 기기의 제어를 행하는 통상 운전 모드와, 공기 조화 장치(1)의 구성 기기의 설치 후(구체적으로는, 최초의 기기 설치 후에 한정되지 않고, 예를 들면, 실내 유닛 등의 구성 기기를 추가나 철거하는 등의 개조 후나 기기의 고장을 수리한 후 등도 포함된다)에 행해지는 시 운전을 행하기 위한 시운전 모드와, 시운전을 종료하여 통상 운전을 개시한 후에 있어서, 냉매 회로(10)로부터의 냉매의 누설의 유무를 판정하는 냉매 누설 검지 운전 모드가 있다. 그리고, 통상 운전 모드에는, 주로, 실내의 냉방을 행하는 냉방 운전과, 실내의 난방을 행하는 난방 운전이 포함되어 있다. 또, 시운전 모드에는, 주로, 냉매 회로(10) 내에 냉매를 충전하는 냉매 자동 충전 운전이 포함되어 있다.

이하, 공기 조화 장치(1)의 각 운전 모드에 있어서의 동작에 대하여 설명한다.

＜통상 운전 모드＞

(냉방 운전)

우선, 통상 운전 모드에 있어서의 냉방 운전에 대하여, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다.

냉방 운전 시는, 사방 전환 밸브(22)가 도 1의 실선으로 도시되는 상태, 즉, 압축기(21)의 토출 측이 실외 열교환기(23)의 가스 측에 접속되고, 또한 압축기(21)의 흡입 측이 가스 측 폐쇄 밸브(27) 및 가스 냉매 연락 배관(7)을 통하여 실내 열교환기(42, 52)의 가스 측에 접속된 상태로 되어 있다. 실외 팽창 밸브(38)는 완전 열림 상태가 되어 있다. 액측 폐쇄 밸브(26) 및 가스 측 폐쇄 밸브(27)는 열림 상태로 되어 있다. 각 실내 팽창 밸브(41, 51)는, 실내 열교환기(42, 52)의 출구(즉, 실내 열교환기(42, 52)의 가스 측)에 있어서의 냉매의 과열도 SHr이 과열도 목표값 SHrs에서 일정해지도록 개도 조절되게 되어 있다. 본 실시예에 있어서, 각 실내 열교환기(42, 52)의 출구에 있어서의 냉매의 과열도 SHr은, 가스 측 온도 센서(45, 55)에 의하여 검출되는 냉매 온도값으로부터 액측 온도 센서(44, 54)에 의하여 검출되는 냉매 온도값(증발 온도 Te에 대응)을 빼는 것에 의하여 검출되거나, 또는, 흡입 압력 센서(29)에 의하여 검출되는 압축기(21)의 흡입 압력 Ps를 증발 온도 Te에 대응하는 포화 온도값으로 환산하고, 가스 측 온도 센서(45, 55)에 의하여 검출되는 냉매 온도값으로부터 이 냉매의 포화 온도값을 빼는 것에 의하여 검출된다. 덧붙여, 본 실시예에서는 채용하고 있지 않지만, 각 실내 열교환기(42, 52) 내를 흐르는 냉매의 온도를 검출하는 온도 센서를 설치하고, 이 온도 센서에 의하여 검출되는 증발 온도 Te에 대응하는 냉매 온도값을, 가스 측 온도 센서(45, 55)에 의하여 검출되는 냉매 온도값으로부터 빼는 것에 의하여, 각 실내 열교환기(42, 52)의 출구에 있어서의 냉매의 과열도 SHr을 검출하도록 하여도 무방하다. 또, 바이패스 팽창 밸브(62)는, 과냉각기(25)의 바이패스 냉매 회로 측의 출구에 있어서의 냉매의 과열도 SHb가 과열도 목표값 SHbs가 되도록 개도 조절되도록 되어 있다. 본 실시예에 있어서, 과냉각기(25)의 바이패스 냉매 회로 측의 출구에 있어서의 냉매의 과열도 SHb는, 흡입 압력 센서(29)에 의하여 검출되는 압축기(21)의 흡입 압력 Ps를 증발 온도 Te에 대응하는 포화 온도값으로 환산하고, 바이패스 온도 센서(63)에 의하여 검출되는 냉매 온도값으로부터 이 냉매의 포화 온도값을 빼는 것에 의하여 검출된다. 덧붙여, 본 실시예에서는 채용하고 있지 않지만, 과냉각기(25)의 바이패스 냉매 회로 측의 입구에 온도 센서를 설치하여, 이 온도 센서에 의하여 검출되는 냉매 온도값을 바이패스 온도 센서(63)에 의하여 검출되는 냉매 온도값으로부터 빼는 것에 의하여, 과냉각기(25)의 바이패스 냉매 회로 측의 출구 에 있어서의 냉매의 과열도 SHb를 검출하도록 하여도 무방하다.

이 냉매 회로(10) 상태로, 압축기(21), 실외 팬(28) 및 실내 팬(43, 53)을 기동하면, 저압의 가스 냉매는, 압축기(21)에 흡입되고 압축되어 고압의 가스 냉매로 된다. 그 후, 고압의 가스 냉매는, 사방 전환 밸브(22)를 경유하여 실외 열교환기(23)로 보내지고, 실외 팬(28)에 의하여 공급되는 실외 공기와 열교환을 행하여 응축해 고압의 액 냉매로 된다. 그리고, 이 고압의 액 냉매는, 실외 팽창 밸브(38)를 통과하여, 과냉각기(25)에 유입하고, 바이패스 냉매 회로(61)를 흐르는 냉매와 열교환을 행해 한층 더 냉각되어 과냉각 상태가 된다. 이 때, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한 고압의 액 냉매의 일부는, 바이패스 냉매 회로(61)로 분기되고, 바이패스 팽창 밸브(62)에 의하여 감압된 후에, 압축기(21)의 흡입 측으로 되돌려진다. 여기서, 바이패스 팽창 밸브(62)를 통과하는 냉매는, 압축기(21)의 흡입 압력 Ps 근처까지 감압되는 것으로, 그 일부가 증발한다. 그리고, 바이패스 냉매 회로(61)의 바이패스 팽창 밸브(62)의 출구로부터 압축기(21)의 흡입 측을 향하여 흐르는 냉매는, 과냉각기(25)를 통과하여, 주 냉매 회로 측의 실외 열교환기(23)로부터 실내 유닛(4, 5)으로 보내지는 고압의 액 냉매와 열교환을 행한다.

그리고, 과냉각 상태가 된 고압의 액 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(26) 및 액 냉매 연락 배관(6)을 경유하여, 실내 유닛(4, 5)으로 보내진다. 이 실내 유닛(4, 5)으로 보내진 고압의 액 냉매는, 실내 팽창 밸브(41, 51)에 의하여 압축기(21)의 흡입 압력 Ps 근처까지 감압되어 저압의 기액이상 상태(gas liquid two-phase state)의 냉매로 되어 실내 열교환기(42, 52)로 보내지고, 실내 열교환기(42, 52)에 있어 서 실내 공기와 열교환을 행하여 증발해 저압의 가스 냉매로 된다.

이 저압의 가스 냉매는, 가스 냉매 연락 배관(7)을 경유하여 실외 유닛(2)으로 보내지고, 가스 측 폐쇄 밸브(27) 및 사방 전환 밸브(22)를 경유하여, 어큐뮬레이터(24)에 유입한다. 그리고, 어큐뮬레이터(24)에 유입한 저압의 가스 냉매는, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(난방 운전)

다음으로, 통상 운전 모드에 있어서의 난방 운전에 대하여 설명한다.

난방 운전 시는, 사방 전환 밸브(22)가 도 1의 파선으로 도시되는 상태, 즉, 압축기(21)의 토출 측이 가스 측 폐쇄 밸브(27) 및 가스 냉매 연락 배관(7)을 통하여 실내 열교환기(42, 52)의 가스 측에 접속되고, 또한 압축기(21)의 흡입 측이 실외 열교환기(23)의 가스 측에 접속된 상태로 되어 있다. 실외 팽창 밸브(38)는, 실외 열교환기(23)에 유입하는 냉매를 실외 열교환기(23)에 있어서 증발시키는 것이 가능한 압력(즉, 증발 압력 Pe)까지 감압하기 위해서 개도 조절되도록 되어 있다. 또, 액측 폐쇄 밸브(26) 및 가스 측 폐쇄 밸브(27)는, 열림 상태로 되어 있다. 실내 팽창 밸브(41, 51)는, 실내 열교환기(42, 52)의 출구에 있어서의 냉매의 과냉각도 SCr이 과냉각도 목표값 SCrs에서 일정해지도록 개도 조절되게 되어 있다. 본 실시예에 있어서, 실내 열교환기(42, 52)의 출구에 있어서의 냉매의 과냉각도 SCr은, 토출 압력 센서(30)에 의하여 검출되는 압축기(21)의 토출 압력 Pd를 응축 온도 Tc에 대응하는 포화 온도값으로 환산하고, 이 냉매의 포화 온도값으로부터 액측 온도 센서(44, 54)에 의하여 검출되는 냉매 온도값을 빼는 것에 의하여 검출된다. 덧붙 여, 본 실시예에서는 채용하고 있지 않지만, 각 실내 열교환기(42, 52) 내를 흐르는 냉매의 온도를 검출하는 온도 센서를 설치하여, 이 온도 센서에 의하여 검출되는 응축 온도 Tc에 대응하는 냉매 온도값을, 액측 온도 센서(44, 54)에 의하여 검출되는 냉매 온도값으로부터 빼는 것에 의하여 실내 열교환기(42, 52)의 출구에 있어서의 냉매의 과냉각도 SCr을 검출하도록 하여도 무방하다. 또, 바이패스 팽창 밸브(62)는 닫혀 있다.

이 냉매 회로(10) 상태로, 압축기(21), 실외 팬(28) 및 실내 팬(43, 53)을 기동하면, 저압의 가스 냉매는, 압축기(21)에 흡입되고 압축되어 고압의 가스 냉매로 되고, 사방 전환 밸브(22), 가스 측 폐쇄 밸브(27) 및 가스 냉매 연락 배관(7)을 경유하여, 실내 유닛(4, 5)으로 보내진다.

그리고, 실내 유닛(4, 5)으로 보내진 고압의 가스 냉매는, 실외 열교환기(42, 52)에 있어서, 실내 공기와 열교환을 행하여 응축해 고압의 액 냉매로 된 후, 실내 팽창 밸브(41, 51)를 통과할 때에, 실내 팽창 밸브(41, 51)의 밸브 개도에 따라 감압된다.

이 실내 팽창 밸브(41, 51)를 통과한 냉매는, 액 냉매 연락 배관(6)을 경유하여 실외 유닛(2)으로 보내지고, 액측 폐쇄 밸브(26), 과냉각기(25) 및 실외 팽창 밸브(38)를 경유하여 한층 더 감압된 후에, 실외 열교환기(23)에 유입한다. 그리고, 실외 열교환기(23)에 유입한 저압의 기액이상 상태의 냉매는, 실외 팬(28)에 의하여 공급되는 실외 공기와 열교환을 행하여 증발해 저압의 가스 냉매로 되고, 사방 전환 밸브(22)를 경유하여 어큐뮬레이터(24)에 유입한다. 그리고, 어큐뮬레이 터(24)에 유입한 저압의 가스 냉매는, 다시 압축기(21)에 흡입된다.

이상과 같은 통상 운전 모드에 있어서의 운전 제어는, 냉방 운전 및 난방 운전을 포함하는 통상 운전을 행하는 통상 운전 제어 수단으로서 기능하는 제어부(8)(보다 구체적으로는, 실내 측 제어부(47, 57)와 실외 측 제어부(37)와 제어부(37, 47, 57) 간을 접속하는 전송선(8a))에 의하여 행하여진다.

＜시운전 모드(냉매 자동 충전 운전)＞

다음으로, 시운전 모드에 대하여, 도 1 ~ 도 3을 이용하여 설명한다. 여기서, 도 3은, 냉매 자동 충전 운전의 플로차트(flow chart)이다.

본 실시예에서는, 냉매가 미리 충전된 실외 유닛(2)과, 실내 유닛(4, 5)을 빌딩 등의 설치 장소에 설치하고, 액 냉매 연락 배관(6) 및 가스 냉매 연락 배관(7)을 통하여 접속하여 냉매 회로(10)를 구성한 후에, 액 냉매 연락 배관(6) 및 가스 냉매 연락 배관(7)의 용적에 따라 부족한 냉매를 냉매 회로(10) 내에 추가 충전하는 경우를 예로 하여 설명한다.

우선, 실외 유닛(2)의 액측 폐쇄 밸브(26) 및 가스 측 폐쇄 밸브(27)를 열어, 실외 유닛(2)에 미리 충전되어 있는 냉매를 냉매 회로(10) 내에 충만시킨다.

다음으로, 시운전을 행하는 작업자가, 추가 충전용의 냉매 봄베(bombe)를 냉매 회로(10)의 서비스 포트(도시하지 않음)에 접속하고, 제어부(8)에 대하여 직접 또는 리모콘(도시하지 않음) 등을 통하여 원격으로부터 시운전을 개시하는 지령을 내리면, 제어부(8)에 의하여, 도 4에 도시되는 스텝 S11 ~ 스텝 S13의 처리가 행하여진다.

(스텝 S11：냉매량 판정 운전)

냉매 자동 충전 운전의 개시 지령이 이루어지면, 냉매 회로(10)가, 실외 유닛(2)의 사방 전환 밸브(22)가 도 1의 실선으로 도시되는 상태로, 또한 실내 유닛(4, 5)의 실내 팽창 밸브(41, 51) 및 실외 팽창 밸브(38)가 열림 상태로 되고, 압축기(21), 실외 팬(28) 및 실내 팬(43, 53)이 기동되어, 실내 유닛(4, 5)의 모두에 대하여 강제적으로 냉방 운전(이하, 실내 유닛 전수(全數) 운전이라 한다)이 행하여진다.

그러면, 도 4에 도시되는 바와 같이, 냉매 회로(10)에 있어서, 압축기(21)로부터 응축기로서 기능하는 실외 열교환기(23)까지의 유로에는 압축기(21)에 있어서 압축되어 토출된 고압의 가스 냉매가 흐르고(도 4의 사선의 해칭 부분 중 압축기(21)로부터 실외 열교환기(23)까지의 부분을 참조), 응축기로서 기능하는 실외 열교환기(23)에는 실외 공기와의 열교환에 의하여 가스 상태로부터 액 상태로 상 변화하는 고압의 냉매가 흐르며(도 4의 사선의 해칭 및 검은 칠의 해칭의 부분 중 실외 열교환기(23)에 대응하는 부분을 참조), 실외 열교환기(23)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)까지의 실외 팽창 밸브(38), 과냉각기(25)의 주 냉매 회로 측의 부분 및 액 냉매 연락 배관(6)을 포함하는 유로와 실외 열교환기(23)로부터 바이패스 팽창 밸브(62)까지의 유로에는 고압의 액 냉매가 흐르고(도 4의 검은 칠의 해칭 부분 중 실외 열교환기(23)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51) 및 바이패스 팽창 밸브(62)까지의 부분을 참조), 증발기로서 기능하는 실내 열교환기(42, 52)의 부분과 과냉각기(25)의 바이패스 냉매 회로 측의 부분에는 실내 공기와의 열교환에 의하여 기액 이상 상태로부터 가스 상태로 상 변화하는 저압의 냉매가 흐르며(도 4의 격자상의 해칭 및 사선의 해칭의 부분 중 실내 열교환기(42, 52)의 부분과 과냉각기(25)의 부분을 참조), 실내 열교환기(42, 52)로부터 압축기(21)까지의 가스 냉매 연락 배관(7) 및 어큐뮬레이터(24)를 포함하는 유로와 과냉각기(25)의 바이패스 냉매 회로 측의 부분으로부터 압축기(21)까지의 유로에는 저압의 가스 냉매가 흐르게 된다(도 4의 사선의 해칭의 부분 중 실내 열교환기(42, 52)로부터 압축기(21)까지의 부분과 과냉각기(25)의 바이패스 냉매 회로 측의 부분으로부터 압축기(21)까지의 부분을 참조). 도 4는, 냉매량 판정 운전에 있어서의 냉매 회로(10) 내를 흐르는 냉매의 상태를 도시하는 모식도(사방 전환 밸브(22) 등의 도시를 생략)이다.

다음으로, 이하와 같은 기기 제어를 행하여, 냉매 회로(10) 내를 순환하는 냉매의 상태를 안정시키는 운전으로 이행한다. 구체적으로는, 증발기로서 기능하는 실내 열교환기(42, 52)의 과열도 SHr이 일정해지도록 실내 팽창 밸브(41, 51)를 제어(이하, 과열도 제어라 한다)하고, 냉매 회로(10) 내를 흐르는 냉매 순환량 Wc가 일정해지도록 압축기(21)의 운전 용량을 제어(이하, 냉매 순환량 제어라 한다)하며, 응축기로서 기능하는 실외 열교환기(23)에 있어서의 냉매의 응축 압력 Pc가 일정해지도록, 실외 팬(28)에 의하여 실외 열교환기(23)로 공급되는 실외 공기의 풍량 Wo를 제어(이하, 응축 압력 제어라 한다)하고, 과냉각기(25)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)로 보내지는 냉매의 온도가 일정해지도록 과냉각기(25)의 능력을 제어(이하, 액관 온도 제어라 한다)하며, 냉매의 증발 압력 Pe를 안정시키기 위해서, 실내 팬(43, 53)에 의하여 실내 열교환기(42, 52)로 공급되는 실내 공기의 풍량 Wr 을 일정하게 하고 있다.

여기서, 냉매 순환량 제어를 행하는 것은, 실외 열교환기(23)에서, 고압의 냉매가 실외 공기와의 열교환량에 따라 가스 상태로부터 액 상태로 상 변화(도 4의 사선의 해칭 및 검은 칠의 해칭 부분 중 실외 열교환기(23)에 대응하는 부분을 참조, 이하, 응축기부(A)라 한다)하여 응축기 내부의 냉매량이 변동하는 과정에 있어서, 냉매 순환량 Wc의 변화에 의하여, 냉매량이나 과냉각도가 비선형으로 변동하는 것을 방지하기 위함이다. 그리고, 여기에서는, 인버터에 의하여 회전수 Rm이 제어되는 모터(21a)에 의하여 압축기(21)의 운전 용량을 제어하는 것에 의하여, 냉매 순환량 Wc를 일정하게 하여, 응축기부(A) 내부의 가스 냉매와 액 냉매의 분포 상태를 안정시켜, 응축기부(A) 출구의 과냉각도의 변화가, 주로, 응축기부(A) 내에 있어서의 냉매량의 변화에 의하여 생기는 상태를 만들어 내고 있다. 보다 구체적으로는, 냉매 순환량 Wc를 냉매 회로(10)에 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량에 기초하여 연산하고, 이 연산된 냉매 순환량 Wc가 순환량 목표값 Wcs가 되도록, 압축기(21)의 모터(21a)의 회전수를 변화시키도록 하고 있다. 여기서, 순환량 목표값 Wcs를 크게 설정하면, 실제로 Wc=Wcs에서 운전 가능한 외기(外氣) 조건이나 실온 조건이 좁은 범위에 한정되어 버릴 가능성이 있기 때문에, 순환량 목표값 Wcs는, 가능한 한 저유량이 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 실시예에 있어서는, 순환량 목표값 Wcs를, 압축기(21)를 정격 회전수로 운전한 경우에 있어서의 냉매 순환량의 50% 이하의 값으로 설정하고 있다. 또, 본 실시예에 있어서, 냉매 순환량 Wc는, 증발 온도 Te와 응축 온도 Tc의 함수(즉, Wc=f(Te, Tc))로서 나 타내진다. 덧붙여, 냉매 순환량 Wc의 연산에 사용되는 운전 상태량은, 이것에 한정되지 않고, 증발 온도 Te, 응축 온도 Tc, 압축기(21)의 흡입 측에 있어서의 냉매 온도인 흡입 온도 Ts, 압축기(21)의 흡입 측에 있어서의 냉매 압력인 흡입 압력 Ps, 압축기(21)의 토출 측에 있어서의 냉매 온도인 토출 온도 Td, 압축기(21)의 토출 측에 있어서의 냉매 압력인 토출 압력 Pd, 응축기로서의 실외 열교환기(23)의 입구 측에 있어서의 냉매의 과열도인 압축기 토출 과열도 SHm, 및 응축기로서의 실외 열교환기(23)의 출구 측에 있어서의 냉매의 과냉각도인 과냉각도 SCo 중 적어도 1개를 이용하여 연산해도 무방하다.

그리고, 이와 같은 냉매 순환량 제어를 행하는 것에 의하여, 실외 열교환기(23)에 있어서의 열교환 성능을 안정시킬 수 있기 때문에, 응축기부(A) 내에 있어서의 냉매의 상태가 안정된 상태로 된다.

또, 응축 압력 제어를 행하는 것은, 실외 공기와의 열교환에 의하여 가스 상태로부터 액 상태로 상 변화하면서 고압의 냉매가 흐르는 실외 열교환기(23) 내(도 4의 사선의 해칭 및 검은 칠의 해칭의 부분 중 실외 열교환기(23)에 대응하는 부분을 참조, 이하, 응축기부(A)라 한다)에 있어서의 냉매량이, 냉매의 응축 압력 Pc에도 영향을 주기 때문이다. 그리고, 이 응축기부(A)에 있어서의 냉매의 응축 압력 Pc는, 실외 온도 Ta의 영향보다 크게 변화하기 때문에, 모터(28a)에 의하여 실외 팬(28)으로부터 실외 열교환기(23)로 공급하는 실내 공기의 풍량 Wo를 제어하는 것에 의하여, 실외 열교환기(23)에 있어서의 냉매의 응축 압력 Pc를 일정하게 하여, 응축기부(A) 내를 흐르는 냉매의 상태를 안정시키도록 하고 있다. 덧붙여, 본 실시 예의 실외 팬(28)에 의한 응축 압력 Pc의 제어에 있어서는, 실외 열교환기(23)에 있어서의 냉매의 응축 압력 Pc에 등가(等價)의 운전 상태량인, 토출 압력 센서(30)에 의하여 검출되는 압축기(21)의 토출 압력 Pd, 또는 열교 온도 센서(33)에 의하여 검출되는 실외 열교환기(23) 내를 흐르는 냉매의 온도(즉, 응축 온도 Tc)가 이용된다.

그리고, 이와 같은 응축 압력 제어를 행하는 것에 의하여, 실외 열교환기(23)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)까지의 실외 팽창 밸브(38), 과냉각기(25)의 주 냉매 회로 측의 부분 및 액 냉매 연락 배관(6)을 포함하는 유로와, 실외 열교환기(23)로부터 바이패스 냉매 회로(61)의 바이패스 팽창 밸브(62)까지의 유로에는 고압의 액 냉매가 흘러, 실외 열교환기(23)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51) 및 바이패스 팽창 밸브(62)까지의 부분(도 4의 검은 칠의 해칭 부분을 참조, 이하, 액 냉매 유통부(B)라 한다)에 있어서의 냉매의 압력도 안정되고, 액 냉매 유통부(B)가 액 냉매로 실(seal)되어 안정된 상태로 된다.

또, 액관 온도 제어를 행하는 것은, 과냉각기(25)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)에 이르는 액 냉매 연락 배관(6)을 포함하는 냉매 배관 내(도 4에 도시되는 액 냉매 유통부(B) 중 과냉각기(25)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)까지의 부분을 참조)의 냉매의 밀도가 변화하지 않도록 하기 위함이다. 그리고, 과냉각기(25)의 능력 제어는, 과냉각기(25)의 주 냉매 회로 측의 출구에 설치된 액관 온도 센서(35)에 의하여 검출되는 냉매의 온도 Tlp가 액관 온도 목표값 Tlps에서 일정해지도록 바이패스 냉매 회로(61)를 흐르는 냉매의 유량을 증감하여, 과냉각기(25)의 주 냉 매 회로 측을 흐르는 냉매와 바이패스 냉매 회로 측을 흐르는 냉매의 사이의 교환 열량을 조절하는 것에 의하여 실현되고 있다. 덧붙여, 이 바이패스 냉매 회로(61)를 흐르는 냉매의 유량의 증감은, 바이패스 팽창 밸브(62)의 개도 조절에 의하여 행하여진다. 이와 같이 하여, 과냉각기(25)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)에 이르는 액 냉매 연락 배관(6)을 포함하는 냉매 배관 내에 있어서의 냉매의 온도가 일정해지는 액관 온도 제어가 실현되고 있다.

그리고, 이와 같은 액관 온도 일정 제어를 행하는 것에 의하여, 냉매 회로(10)에 냉매를 충전하는 것에 의하여 냉매 회로(10) 내의 냉매량이 서서히 증가하는 것에 수반하여, 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 냉매의 온도 Tco(즉, 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 냉매의 과냉각도 SCo)가 변화하는 경우여도, 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 냉매의 온도 Tco의 변화의 영향이, 실외 열교환기(23)의 출구로부터 과냉각기(25)에 이르는 냉매 배관에만 미치고, 액 냉매 유통부(B) 중 과냉각기(25)로부터 액 냉매 연락 배관(6)을 포함하는 실내 팽창 밸브(41, 51)까지의 냉매 배관에는 영향을 주지 않는 상태로 된다.

나아가, 과열도 제어를 행하는 것은, 증발기부(C)에 있어서의 냉매량이, 실내 열교환기(42, 52)의 출구에 있어서의 냉매의 건조도에 크게 영향을 주기 때문이다. 이 실내 열교환기(42, 52)의 출구에 있어서의 냉매의 과열도 SHr은, 실내 팽창 밸브(41, 51)의 개도를 제어하는 것에 의하여, 실내 열교환기(42, 52)의 가스 측(이하, 냉매량 판정 운전에 관한 설명에서는, 실내 열교환기(42, 52)의 출구라 한다)에 있어서의 냉매의 과열도 SHr이 과열도 목표값 SHrs에서 일정해지도록(즉, 실 내 열교환기(42, 52)의 출구의 가스 냉매를 과열 상태) 하여, 증발기부(C) 내를 흐르는 냉매의 상태를 안정시키고 있다.

그리고, 이와 같은 과열도 제어를 행하는 것에 의하여, 가스 냉매 연락부(D)에 가스 냉매가 확실하게 흐르는 상태를 만들어 내고 있다.

상술의 각종 제어에 의하여, 냉매 회로(10) 내를 순환하는 냉매의 상태가 안정하여, 냉매 회로(10) 내에 있어서의 냉매량의 분포가 일정해지기 때문에, 계속해서 행해지는 냉매의 추가 충전에 의하여 냉매 회로(10) 내에 냉매가 충전되기 시작했을 때에, 냉매 회로(10) 내의 냉매량의 변화가, 주로, 실외 열교환기(23) 내의 냉매량의 변화로 되어 나타나는 상태를 만들어 낼 수 있다(이하, 이 운전을 냉매량 판정 운전이라 한다).

이상과 같은 제어는, 냉매량 판정 운전을 행하는 냉매량 판정 운전 제어 수단으로서 기능하는 제어부(8)(보다 구체적으로는, 실내 측 제어부(47, 57)와 실외 측 제어부(37)와 제어부(37, 47, 57) 간을 접속하는 전송선(8a))에 의하여, 스텝 S11의 처리로서 행하여진다.

덧붙여, 본 실시예와 달리, 실외 유닛(2)에 미리 냉매가 충전되어 있지 않은 경우에는, 이 스텝 S11의 처리에 앞서, 상술의 냉매량 판정 운전을 행할 때에, 구성 기기가 이상 정지해 버리는 것이 없을 정도의 냉매량이 될 때까지 냉매 충전을 행할 필요가 있다.

(스텝 S12：냉매량의 연산)

다음으로, 상기의 냉매량 판정 운전을 행하면서, 냉매 회로(10) 내에 냉매의 추가 충전을 실시하지만, 이때, 냉매량 연산 수단으로서 기능하는 제어부(8)에 의하여, 스텝 S12에 있어서의 냉매의 추가 충전 시에 있어서의 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량으로부터 냉매 회로(10) 내의 냉매량을 연산한다.

우선, 본 실시예에 있어서의 냉매량 연산 수단에 대하여 설명한다. 냉매량 연산 수단은, 냉매 회로(10)를 복수의 부분으로 분할하여, 분할된 각 부분마다 냉매량을 연산하는 것으로, 냉매 회로(10) 내의 냉매량을 연산하는 것이다. 보다 구체적으로는, 분할된 각 부분마다, 각 부분의 냉매량과 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식이 설정되어 있고, 이러한 관계식을 이용하여, 각 부분의 냉매량을 연산할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 본 실시예에 있어서는, 냉매 회로(10)는, 사방 전환 밸브(22)가 도 1의 실선으로 도시되는 상태, 즉, 압축기(21)의 토출 측이 실외 열교환기(23)의 가스 측에 접속되고, 또한 압축기(21)의 흡입 측이 가스 측 폐쇄 밸브(27) 및 가스 냉매 연락 배관(7)을 통하여 실내 열교환기(42, 52)의 출구에 접속된 상태에 있어서, 압축기(21)의 부분 및 압축기(21)로부터 사방 전환 밸브(22)(도 4에서는 도시하지 않음)를 포함하는 실외 열교환기(23)까지의 부분(이하, 고압 가스관부(E)라 한다)과, 실외 열교환기(23)의 부분(즉, 응축기부(A))과, 액 냉매 유통부(B) 중 실외 열교환기(23)로부터 과냉각기(25)까지의 부분 및 과냉각기(25)의 주 냉매 회로 측의 부분의 입구 측 반분(半分)(이하, 고온 측 액관부(B1)라 한다)과, 액 냉매 유통부(B) 중 과냉각기(25)의 주 냉매 회로 측의 부분의 출구 측 반분 및 과냉각기(25)로부터 액측 폐쇄 밸 브(26)(도 4에서는 도시하지 않음)까지의 부분(이하, 저온 측 액관부(B2)라 한다)과, 액 냉매 유통부(B) 중 액 냉매 연락 배관(6)의 부분(이하, 액 냉매 연락 배관부(B3)라 한다)과, 액 냉매 유통부(B) 중 액 냉매 연락 배관(6)으로부터 실내 팽창 밸브(41, 51) 및 실내 열교환기(42, 52)의 부분(즉, 증발기부(C))을 포함하는 가스 냉매 유통부(D) 중 가스 냉매 연락 배관(7)까지의 부분(이하, 실내 유닛부(F)라 한다)과, 가스 냉매 유통부(D) 중 가스 냉매 연락 배관(7)의 부분(이하, 가스 냉매 연락 배관부(G)라 한다)과, 가스 냉매 유통부(D) 중 가스 측 폐쇄 밸브(27)(도 4에서는 도시하지 않음)로부터 사방 전환 밸브(22) 및 어큐뮬레이터(24)를 포함하는 압축기(21)까지의 부분(이하, 저압 가스관부(H)라 한다)과, 액 냉매 유통부(B) 중 고온 측 액관부(B1)로부터 바이패스 팽창 밸브(62) 및 과냉각기(25)의 바이패스 냉매 회로 측의 부분을 포함하는 저압 가스관부(H)까지의 부분(이하, 바이패스 회로부(I)라 한다)으로 분할되어, 각 부분마다 관계식이 설정되어 있다. 다음으로, 상술의 각 부분마다 설정된 관계식에 대하여 설명한다.

본 실시예에 있어서, 고압 가스관부(E)에 있어서의 냉매량 Mog1과 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식은, 예를 들면,

Mog1=Vog1×ρd

라 하는, 실외 유닛(2)의 고압 가스관부(E)의 용적 Vog1에 고압 가스관부(E)에 있어서의 냉매의 밀도 ρd를 곱한 함수식으로서 나타내진다. 덧붙여, 고압 가스관부(E)의 용적 Vog1은, 실외 유닛(2)이 설치 장소에 설치되기 전부터 기지(旣知)의 값이고, 미리 제어부(8)의 메모리에 기억되어 있다. 또, 고압 가스관부(E)에 있어 서의 냉매의 밀도 ρd는, 토출 온도 Td 및 토출 압력 Pd를 환산하는 것에 의하여 얻어진다.

응축기부(A)에 있어서의 냉매량 Mc와 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식은, 예를 들면,

Mc=kc1×Ta＋kc2×Tc＋kc3×SHm＋kc5×ρc＋kc6×ρco＋kc7

라 하는, 실외 온도 Ta, 응축 온도 Tc, 압축기 토출 과열도 SHm, 실외 열교환기(23)에 있어서의 냉매의 포화액 밀도 ρc 및 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 냉매의 밀도 ρco의 함수식으로서 나타내진다. 덧붙여, 상술의 관계식에 있어서의 파라미터 kc1 ~ kc7은, 시험이나 상세한 시뮬레이션의 결과를 회귀 분석하는 것에 의하여 구하여진 것이고, 미리 제어부(8)의 메모리에 기억되어 있다. 또, 압축기 토출 과열도 SHm은, 압축기의 토출 측에 있어서의 냉매의 과열도이며, 토출 압력 Pd를 냉매의 포화 온도값으로 환산하고, 토출 온도 Td로부터 이 냉매의 포화 온도값을 빼는 것에 의하여 얻어진다. 냉매의 포화액 밀도 ρc는, 응축 온도 Tc를 환산하는 것에 의하여 얻어진다. 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 냉매의 밀도 ρco는, 응축 온도 Tc를 환산하는 것에 의하여 얻어지는 응축 압력 Pc 및 냉매의 온도 Tco를 환산하는 것에 의하여 얻어진다.

고온 측 액관부(B1)에 있어서의 냉매량 Mol1과 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식은, 예를 들면,

Mol1=Vol1×ρco

라 하는, 실외 유닛(2)의 고온 측 액관부(B1)의 용적 Vol1에 고온 측 액관부(B1)에 있어서의 냉매의 밀도 ρco(즉, 상술의 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 냉매의 밀도)를 곱한 함수식으로서 나타내진다. 덧붙여, 고압 액관부(B1)의 용적 Vol1은, 실외 유닛(2)이 설치 장소에 설치되기 전부터 기지의 값이며, 미리 제어부(8)의 메모리에 기억되어 있다.

저온 측 액관부(B2)에 있어서의 냉매량 Mol2와 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식은, 예를 들면,

Mol2=Vol2×ρlp

라 하는, 실외 유닛(2)의 저온 측 액관부(B2)의 용적 Vol2에 저온 측 액관부(B2)에 있어서의 냉매의 밀도 ρlp를 곱한 함수식으로서 나타내진다. 덧붙여, 저온 측 액관부(B2)의 용적 Vol2는, 실외 유닛(2)이 설치 장소에 설치되기 전부터 기지의 값이며, 미리 제어부(8)의 메모리에 기억되어 있다. 또, 저온 측 액관부(B2)에 있어서의 냉매의 밀도 ρlp는, 과냉각기(25)의 출구에 있어서의 냉매의 밀도이며, 응축 압력 Pc 및 과냉각기(25)의 출구에 있어서의 냉매의 온도 Tlp를 환산하는 것에 의하여 얻어진다.

액 냉매 연락 배관부(B3)에 있어서의 냉매량 Mlp와 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식은, 예를 들면,

Mlp=Vlp×ρlp

라 하는, 액 냉매 연락 배관(6)의 용적 Vlp에 액 냉매 연락 배관부(B3)에 있어서의 냉매의 밀도 ρlp(즉, 과냉각기(25)의 출구에 있어서의 냉매의 밀도)를 곱한 함수식으로서 나타내진다. 덧붙여, 액 냉매 연락 배관(6)의 용적 Vlp는, 액 냉매 연락 배관(6)이 공기 조화 장치(1)를 빌딩 등의 설치 장소에 설치할 때에 현지에서 시공되는 냉매 배관이기 때문에, 길이나 관경 등의 정보로부터 현지에 있어서 연산한 값을 입력하거나, 길이나 관경 등의 정보를 현지에 있어서 입력하고, 이들이 입력된 액 냉매 연락 배관(6)의 정보로부터 제어부(8)에서 연산된다.

실내 유닛부(F)에 있어서의 냉매량 Mr과 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식은, 예를 들면,

Mr=kr1×Tlp＋kr2×ΔTr＋kr3×SHr＋kr4×Wr＋kr5

라 하는, 과냉각기(25)의 출구에 있어서의 냉매의 온도 Tlp, 실내 온도 Tr로부터 증발 온도 Te를 뺀 온도차 ΔTr, 실내 열교환기(42, 52)의 출구에 있어서의 냉매의 과열도 SHr 및 실내 팬(43, 53)의 풍량 Wr의 함수식으로서 나타내진다. 덧붙여, 상술의 관계식에 있어서의 파라미터 kr1 ~ kr5는, 시험이나 상세한 시뮬레이션의 결과를 회귀 분석하는 것에 의하여 구하여진 것이고, 미리 제어부(8)의 메모리에 기억되어 있다. 덧붙여, 여기에서는, 2대의 실내 유닛(4, 5)의 각각에 대응하여 냉매량 Mr의 관계식이 설정되어 있고, 실내 유닛(4)의 냉매량 Mr과 실내 유닛(5)의 냉매량 Mr을 가산하는 것에 의하여, 실내 유닛부(F)의 전 냉매량이 연산되도록 되어 있다. 덧붙여, 실내 유닛(4)과 실내 유닛(5)의 기종이나 용량이 다른 경우에는, 파라미터 kr1 ~ kr5의 값이 다른 관계식이 사용되게 된다.

가스 냉매 연락 배관부(G)에 있어서의 냉매량 Mgp와 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식은, 예를 들면,

Mgp=Vgp×ρgp

라 하는, 가스 냉매 연락 배관(7)의 용적 Vgp에 가스 냉매 연락 배관부(H)에 있어서의 냉매의 밀도 ρgp를 곱한 함수식으로서 나타내진다. 덧붙여, 가스 냉매 연락 배관(7)의 용적 Vgp는, 액 냉매 연락 배관(6)과 마찬가지로, 가스 냉매 연락 배관(7)이 공기 조화 장치(1)를 빌딩 등의 설치 장소에 설치할 때에 현지에서 시공되는 냉매 배관이기 때문에, 길이나 관경 등의 정보로부터 현지에 있어서 연산한 값을 입력하거나, 길이나 관경 등의 정보를 현지에 있어서 입력하고, 이들이 입력된 가스 냉매 연락 배관(7)의 정보로부터 제어부(8)에서 연산된다. 또, 가스 냉매 배관 연락부(G)에 있어서의 냉매의 밀도 ρgp는, 압축기(21)의 흡입 측에 있어서의 냉매의 밀도 ρs와, 실내 열교환기(42, 52)의 출구(즉, 가스 냉매 연락 배관(7)의 입구)에 있어서의 냉매의 밀도 ρeo의 평균값이다. 냉매의 밀도 ρs는, 흡입 압력 Ps 및 흡입 온도 Ts를 환산하는 것에 의하여 얻어지고, 냉매의 밀도 ρeo는, 증발 온도 Te의 환산값인 증발 압력 Pe 및 실내 열교환기(42, 52)의 출구 온도 Teo를 환산하는 것에 의하여 얻어진다.

저압 가스관부(H)에 있어서의 냉매량 Mog2와 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식은, 예를 들면,

　Mog2=Vog2×ρs

라 하는, 실외 유닛(2) 내의 저압 가스관부(H)의 용적 Vog2에 저압 가스관부(H)에 있어서의 냉매의 밀도 ρs를 곱한 함수식으로서 나타내진다. 덧붙여, 저압 가스관부(H)의 용적 Vog2는, 설치 장소에 출하되기 전부터 기지의 값이며, 미리 제어부(8)의 메모리에 기억되어 있다.

바이패스 회로부(I)에 있어서의 냉매량 Mob와 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식은, 예를 들면,

Mob=kob1×ρco＋kob2×ρs＋kob3×Pe＋kob4

라 하는, 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 냉매의 밀도 ρco, 과냉각기(25)의 바이패스 회로 측의 출구에 있어서의 냉매의 밀도 ρs 및 증발 압력 Pe의 함수식으로서 나타내진다. 덧붙여, 상술의 관계식에 있어서의 파라미터 kob1 ~ kob3는, 시험이나 상세한 시뮬레이션의 결과를 회귀 분석하는 것에 의하여 구하여진 것이고, 미리 제어부(8)의 메모리에 기억되어 있다. 또, 바이패스 회로부(I)의 용적 Mob는, 다른 부분에 비하여 냉매량이 적은 것도 있어, 한층 더 간이적인 관계식에 의하여 연산되어도 무방하다. 예를 들면,

Mob=Vob×ρe×kob5

라 하는, 바이패스 회로부(I)의 용적 Vob에 과냉각기(25)의 바이패스 회로 측의 부분에 있어서의 포화액 밀도 ρe 및 보정 계수 kob를 곱한 함수식으로서 나타내진다. 덧붙여, 바이패스 회로부(I)의 용적 Vob는, 실외 유닛(2)이 설치 장소에 설치되기 전부터 기지의 값이며, 미리 제어부(8)의 메모리에 기억되어 있다. 또, 과냉각기(25)의 바이패스 회로 측의 부분에 있어서의 포화액 밀도 ρe는, 흡입 압력 Ps 또는 증발 온도 Te를 환산하는 것에 의하여 얻어진다.

덧붙여, 본 실시예에 있어서, 실외 유닛(2)은 1대이지만, 실외 유닛이 복수대 접속되는 경우에는, 실외 유닛에 관한 냉매량 Mog1, Mc, Mol1, Mol2, Mog2 및 Mob는, 복수의 실외 유닛의 각각에 대응하여 각 부분의 냉매량의 관계식이 설정되 고, 복수의 실외 유닛의 각 부분의 냉매량을 가산하는 것에 의하여, 실외 유닛의 전 냉매량이 연산되도록 되어 있다. 덧붙여, 기종이나 용량이 다른 복수의 실외 유닛이 접속되는 경우에는, 파라미터의 값이 다른 각 부분의 냉매량의 관계식이 사용되게 된다.

이상과 같이, 본 실시예에서는, 냉매 회로(10)의 각 부분에 대한 관계식을 이용하여, 냉매량 판정 운전에 있어서의 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량으로부터 각 부분의 냉매량을 연산하는 것으로, 냉매 회로(10)의 냉매량을 연산할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 이 스텝 S12는, 후술의 스텝 S13에 있어서의 냉매량의 적부의 판정의 조건이 만족될 때까지 반복되기 때문에, 냉매의 추가 충전이 개시하고 나서 완료할 때까지의 동안, 냉매 회로(10)의 각 부분에 대한 관계식을 이용하여, 냉매 충전 시에 있어서의 운전 상태량으로부터 각 부분의 냉매량이 연산된다. 보다 구체적으로는, 후술의 스텝 S13에 있어서의 냉매량의 적부의 판정에 필요한 실외 유닛(2) 내의 냉매량 Mo 및 각 실내 유닛(4, 5) 내의 냉매량 Mr(즉, 냉매 연락 배관(6, 7)을 제외하는 냉매 회로(10)의 각 부분의 냉매량)이 연산된다. 여기서, 실외 유닛(2) 내의 냉매량 Mo는, 상술의 실외 유닛(2) 내의 각 부분의 냉매량 Mog1, Mc, Mol1, Mol2, Mog2 및 Mob를 가산하는 것에 의하여 연산된다.

이와 같이, 냉매 자동 충전 운전에 있어서의 냉매 회로(10) 내를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량으로부터 냉매 회로(10)의 각 부분의 냉매량을 연산하는 냉매량 연산 수단으로서 기능하는 제어부(8)에 의하여, 스텝 S12의 처리가 행하여진다.

(스텝 S13：냉매량의 적부의 판정)

상술과 같이, 냉매 회로(10) 내에 냉매의 추가 충전을 개시하면, 냉매 회로(10) 내의 냉매량이 서서히 증가한다. 그리고, 상술의 관계식을 이용하여, 냉매 자동 충전 운전에 있어서의 냉매 회로(10) 내를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량으로부터 연산되는 냉매 회로(10) 전체의 냉매량 M을 연산하고, 연산된 냉매량 M이 충전 목표값 Ms에 도달할 때까지, 냉매의 추가 충전을 행한다. 즉, 스텝 S13은, 냉매 자동 충전 운전에 있어서의 냉매 회로(10) 전체의 냉매량 M의 값이 충전 목표값 Ms에 도달했는지 여부를 판정하는 것으로, 냉매의 추가 충전에 의하여 냉매 회로(10) 내에 충전된 냉매량의 적부를 판정하는 처리이다.

그리고, 스텝 S13에 있어서, 연산된 냉매량 M의 값이 충전 목표값 Ms보다도 작고, 냉매의 추가 충전이 완료하고 있지 않은 경우에는, 충전 목표값 Ms에 도달할 때까지, 스텝 S13의 처리가 반복된다. 또, 연산된 냉매량 M의 값이 충전 목표값 Ms에 도달한 경우에는, 냉매의 추가 충전이 완료하고, 냉매 자동 충전 운전 처리가 완료한다.

덧붙여, 상술의 냉매량 판정 운전에 있어서는, 냉매 회로(10) 내로의 냉매의 추가 충전이 진행되는 것에 따라, 주로, 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 과냉각도 SCo가 커지는 경향이 나타나 실외 열교환기(23)에 있어서의 냉매량 Mc가 증가하고, 다른 부분에 있어서의 냉매량이 거의 일정하게 유지되는 경향이 되기 때문에, 충전 목표값 Ms를, 실외 유닛(2) 및 실내 유닛(4, 5)이 아니라, 실외 유닛(2) 의 냉매량 Mo에만 대응하는 값으로 하여 설정하거나, 또는 실외 열교환기(23)의 냉매량 Mc에 대응하는 값으로 하여 설정하여, 충전 목표값 Ms에 도달할 때까지 냉매의 추가 충전을 행하도록 하여도 무방하다.

이와 같이, 냉매 자동 충전 운전의 냉매량 판정 운전에 있어서의 냉매 회로(10) 내의 냉매량 M의 적부(즉, 충전 목표값 Ms에 도달했는지 여부)를 판정하는 냉매량 판정 수단으로서 기능하는 제어부(8)에 의하여, 스텝 S13의 처리가 행하여진다.

그리고, 충전 목표값 Ms에 도달하여 냉매의 추가 충전이 완료한 상태에 있어서의 냉매 회로(10) 전체의 냉매량 M은, 후술의 냉매 누설 검지 운전에 있어서, 냉매 회로(10)로부터의 누설의 유무를 판정하는 기준으로 되는 냉매 회로(10) 전체의 기준 냉매량 Mi로서 사용되기 때문에, 운전 상태량의 하나로서 상태량 축적 수단으로서의 제어부(8)의 메모리에 기억된다.

＜냉매 누설 검지 운전 모드＞

다음으로, 냉매 누설 검지 운전 모드에 대하여, 도 1 ~ 도 5를 이용하여 설명한다. 여기서, 도 5는, 냉매 누설 검지 운전 모드의 플로차트이다.

본 실시예에 있어서, 정기적(예를 들면, 휴일이나 심야 등에 공조를 행할 필요가 없는 시간대 등)으로, 불측(不測)의 원인에 의하여 냉매 회로(10)로부터 냉매가 외부에 누설하고 있지 않은지 여부를 검지하는 경우를 예로 하여 설명한다.

(스텝 S41：냉매량 판정 운전)

우선, 상기의 냉방 운전이나 난방 운전과 같은 통상 운전 모드에 있어서의 운전이 일정 시간(예를 들면, 반년 ~ 1년마다 등) 경과한 경우에, 자동 또는 수동으로 통상 운전 모드로부터 냉매 누설 검지 운전 모드로 전환하여, 냉매 자동 충전 운전의 냉매량 판정 운전과 마찬가지로, 실내 유닛 전수 운전, 냉매 순환량 제어, 응축 압력 제어, 액관 온도 제어 및 과열도 제어를 포함하는 냉매량 판정 운전을 행한다. 여기서, 냉매 순환량 제어에 있어서의 순환량 목표값 Wcs, 액관 온도 제어에 있어서의 액관 온도 목표값 Tlps 및 과열도 제어에 있어서의 과열도 목표값 SHrs는, 원칙적으로 냉매 자동 충전 운전의 냉매량 판정 운전의 스텝 S11에 있어서의 목표값과 같은 값이 사용된다.

덧붙여, 이 냉매량 판정 운전은, 냉매 누설 검지 운전마다 행하여지게 되지만, 예를 들면, 냉매 누설이 생기고 있는 경우와 같은 운전 조건의 차이에 의하여 실외 열교환기(23) 출구에 있어서의 냉매의 온도 Tco가 변동하는 경우에 있어서도, 냉매 순환량 제어에 의하여, 냉매 순환량 Wc가 같은 순환량 목표값 Wcs에서 일정하게 유지되어 있고, 또 액관 온도 제어에 의하여, 액 냉매 연락 배관(6) 내의 냉매의 온도 Tlp가 같은 액관 온도 목표값 Tlps에서 일정하게 유지되게 된다.

이와 같이, 실내 유닛 전수 운전, 냉매 순환량 제어, 응축 압력 제어, 액관 온도 제어 및 과열도 제어를 포함하는 냉매량 판정 운전을 행하는 냉매량 판정 운전 제어 수단으로서 기능하는 제어부(8)에 의하여 스텝 S41의 처리가 행하여진다.

(스텝 S42：냉매량의 연산)

다음으로, 상술의 냉매량 판정 운전을 행하면서 냉매량 연산 수단으로서 기능하는 제어부(8)에 의하여, 스텝 S42에 있어서의 냉매 누설 검지 운전에 있어서의 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량으로부터 냉매 회로(10) 전체의 냉매량 M을 연산한다. 냉매 회로(10) 내의 냉매량 M의 연산은, 상술의 냉매 회로(10)의 각 부분의 냉매량과 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량과의 관계식을 이용하여 연산되지만, 이때, 냉매 자동 충전 운전에 있어서의 스텝 S12, S13와 마찬가지로, 냉매 회로(10) 전체의 냉매량 M을 연산할 수 있다.

여기서, 상술과 같이, 액관 온도 제어에 의하여 액 냉매 연락 배관(6) 내의 냉매의 온도 Tlp가 같은 액관 온도 목표값 Tlps에서 일정하게 유지되어 있기 때문에, 액 냉매 연락 배관부(B3)에 있어서의 냉매량 Mlp는, 냉매 누설 검지 운전의 운전 조건의 차이에 의하지 않고, 실외 열교환기(23) 출구에 있어서의 냉매의 온도 Tco가 변동하는 경우에 있어서도, 일정하게 유지되게 된다.

이와 같이, 냉매 누설 검지 운전에 있어서의 냉매 회로(10) 내를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량으로부터 냉매 회로(10)의 각 부분의 냉매량을 연산하는 냉매량 연산 수단으로서 기능하는 제어부(8)에 의하여, 스텝 S42의 처리가 행하여진다.

(스텝 S43, S44：냉매량의 적부의 판정, 경고 표시)

냉매 회로(10)로부터 냉매가 외부에 누설하면, 냉매 회로(10) 내의 냉매량이 감소한다. 그리고, 냉매 회로(10) 내의 냉매량이 감소하면, 주로, 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 과냉각도 SCo가 작아지는 경향이 나타나고, 이것에 수반하여, 실외 열교환기(23)에 있어서의 냉매량 Mc가 감소하며, 다른 부분에 있어서의 냉매량이 거의 일정하게 유지되는 경향이 된다. 이 때문에, 상술의 스텝 S42에 있어서 연산된 냉매 회로(10) 전체의 냉매량 M은, 냉매 회로(10)로부터의 냉매 누설이 생기고 있는 경우에는, 냉매 자동 충전 운전에 있어서 검지된 기준 냉매량 Mi보다도 작아지게 되고, 냉매 회로(10)로부터의 냉매 누설이 생기고 있지 않은 경우에는, 기준 냉매량 Mi와 거의 같은 값이 된다.

이것을 이용하여, 스텝 S43에서는, 냉매의 누설의 유무를 판정하고 있다. 그리고, 스텝 S43에 있어서, 냉매 회로(10)로부터의 냉매의 누설이 생기고 있지 않다고 판정되는 경우에는, 냉매 누설 검지 운전 모드를 종료한다.

한편, 스텝 S43에 있어서, 냉매 회로(10)로부터의 냉매의 누설이 생기고 있다고 판정되는 경우에는, 스텝 S44의 처리로 이행하여, 냉매 누설을 검지한 것을 알리는 경고를 경고 표시부(9)에 표시한 후, 냉매 누설 검지 운전 모드를 종료한다.

이와 같이, 냉매 누설 검지 운전 모드에 있어서 냉매량 판정 운전을 행하면서 냉매 회로(10) 내의 냉매량의 적부를 판정하여 냉매 누설의 유무를 검지하는, 냉매량 판정 수단의 하나인 냉매 누설 검지 수단으로서 기능하는 제어부(8)에 의하여, 스텝 S42 ~ S44의 처리가 행하여진다.

이상과 같이, 본 실시예의 공기 조화 장치(1)에서는, 제어부(8)가, 냉매량 판정 운전 수단, 냉매량 연산 수단, 냉매량 판정 수단 및 상태량 축적 수단으로서 기능하는 것에 의하여, 냉매 회로(10) 내에 충전된 냉매량의 적부를 판정하기 위한 냉매량 판정 시스템을 구성하고 있다.

(3) 공기 조화 장치의 특징

본 실시예의 공기 조화 장치(1)에는, 이하와 같은 특징이 있다.

(A)

본 실시예의 공기 조화 장치(1)에서는, 냉매량 판정 운전에 있어서, 냉매 회로(10) 내를 순환하는 냉매량인 냉매 순환량 Wc가 일정해지도록(보다 구체적으로는, 순환량 목표값 Wcs가 되도록) 구성 기기의 제어를 행하고 있기 때문에, 응축기로서 기능하는 실외 열교환기(23) 내부의 가스 냉매와 액 냉매의 분포 상태가 안정하고, 실외 열교환기(23) 출구에 있어서의 과냉각도의 변동으로부터, 냉매 순환량 Wc의 변화에 의하여 발생하는 비선형인 성분이 제외된다. 그 때문에 실외 열교환기(23) 출구의 과냉각도의 변동은, 주로 실외 열교환기(23) 내부에 있어서의 냉매량의 변화에 의하여 생기는 상태가 만들어 내진다. 이것에 의하여, 이 공기 조화 장치(1)에서는, 냉동 사이클 특성의 시뮬레이션과 같은 연산 부하가 큰 수법을 사용하는 것 없이(여기에서는, 응축기부(A)의 냉매량 Mc를 연산하기 위한 관계식에 대표되는 바와 같은 냉매 회로(10)의 각 부의 냉매량을 연산하기 위한 일차항으로 이루어지는 관계식을 이용하여), 냉매 회로(10) 내의 냉매량(여기에서는, 냉매 회로(10) 전체의 냉매량 M)의 적부를 고정도로 판정할 수 있다.

게다가, 이 공기 조화 장치(1)에서는, 압축기(21)의 회전수를 변화시키는 것에 의하여 냉매 순환량 Wc를 일정하게 할 수 있기 때문에, 확실하게 냉매 순환량 Wc를 일정하게 할 수 있어, 냉매 회로(10) 내의 냉매량의 적부의 판정 정도를 향상시킬 수 있다.

(B)

본 실시예의 공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 순환량 Wc를, 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량으로부터 연산하도록 하고 있다. 구체적으로는, 증발 온도 Te, 응축 온도 Tc, 압축기(21)의 흡입 측에 있어서의 냉매 온도인 흡입 온도 Ts, 압축기(21)의 흡입 측에 있어서의 냉매 압력인 흡입 압력 Ps, 압축기(21)의 토출 측에 있어서의 냉매 온도인 토출 온도 Td, 압축기(21)의 토출 측에 있어서의 냉매 압력인 토출 압력 Pd, 응축기로서의 실외 열교환기(23)의 입구 측에 있어서의 냉매의 과열도인 압축기 토출 과열도 SHm 및 응축기로서의 실외 열교환기(23)의 출구 측에 있어서의 냉매의 과냉각도인 과냉각도 SCo 중 적어도 하나를 이용하여, 냉매 순환량 Wc의 연산을 하도록 하고 있다. 이것에 의하여, 이 공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 순환량 Wc를 검출하기 위한 유량계가 불필요하다.

(C)

본 실시예의 공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 회로(10)를 복수의 부분으로 분할하여, 각 부분의 냉매량과 운전 상태량과의 관계식을 설정하고 있기 때문에, 종래와 같은 냉동 사이클 특성의 시뮬레이션을 행하는 경우에 비해, 연산 부하를 억제할 수 있는 것과 함께, 각 부분의 냉매량을 연산하는데 있어서 중요한 운전 상태량을 관계식의 변수로서 선택적으로 넣을 수 있기 때문에, 각 부분의 냉매량의 연산 정도도 향상하고, 그 결과, 냉매 회로(10) 내의 냉매량의 적부를 고정도로 판정할 수 있다.

예를 들면, 냉매량 연산 수단으로서의 제어부(8)는, 관계식을 이용하여, 냉 매 회로(10) 내에 냉매를 충전하는 냉매 자동 충전 운전에 있어서의 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량으로부터 각 부분의 냉매량을 빠르게 연산할 수 있다. 게다가, 냉매량 판정 수단으로서의 제어부(8)는, 연산된 각 부분의 냉매량을 이용하여, 냉매 회로(10) 내의 냉매량이 충전 목표값 Ms에 도달했는지여부를 고정도로 판정할 수 있다.

나아가, 제어부(8)는, 관계식을 이용하여, 냉매 회로(10)로부터의 냉매의 누설의 유무를 판정하는 냉매 누설 검지 운전에 있어서의 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량으로부터 각 부분의 냉매량을 빠르게 연산할 수 있다. 게다가, 제어부(8)는, 연산된 각 부분의 냉매량과 누설의 유무를 판정하는 기준이 되는 기준 냉매량 Mi를 비교하는 것으로, 냉매 회로(10)로부터의 냉매의 누설의 유무를 고정도로 판정할 수 있다.

(D)

본 실시예의 공기 조화 장치(1)에서는, 응축기로서의 실외 열교환기(23)로부터 팽창 기구로서의 실내 팽창 밸브(41, 51)로 보내지는 냉매의 온도를 조절하는 것이 가능한 온도 조절 기구로서의 과냉각기(25)가 설치되어 있고, 냉매량 판정 운전 시에 과냉각기(25)로부터 팽창 기구로서의 실내 팽창 밸브(41, 51)로 보내지는 냉매의 온도 Tlp가 일정해지도록 과냉각기(25)의 능력 제어를 행하는 것으로 과냉각기(25)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)에 이르는 냉매 배관 내의 냉매의 밀도 ρlp가 변화하지 않도록 하고 있기 때문에, 응축기로서의 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 냉매의 온도 Tco가 냉매량 판정 운전을 행할 때마다 다른 경우여도, 이와 같은 냉매의 온도의 상위(相違)의 영향이 실외 열교환기(23)의 출구로부터 과냉각기(25)에 이르는 냉매 배관에만 미치게 되고, 냉매량 판정 시에, 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 냉매의 온도 Tco의 상위(즉, 냉매의 밀도의 상위)에 의한 판정 오차를 작게 할 수 있다.

특히, 본 실시예와 같이, 열원 유닛으로서의 실외 유닛(2)과 이용 유닛으로서의 실내 유닛(4, 5)이 액 냉매 연락 배관(6) 및 가스 냉매 연락 배관(7)을 통하여 접속되어 있는 경우에는, 실외 유닛(2)과 실내 유닛(4, 5)의 사이를 접속하는 냉매 연락 배관(6, 7)의 길이나 관경 등이 설치 장소 등의 조건에 따라 다르기 때문에, 냉매 연락 배관(6, 7)의 용적이 커지는 경우에는, 실외 열교환기(23)의 출구에 있어서의 냉매의 온도 Tco의 상위가, 실외 열교환기(23)의 출구로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)에 이르는 냉매 배관의 대부분을 구성하는 액 냉매 연락 배관(6) 내의 냉매의 온도의 상위로 되어 버려, 판정 오차가 커지는 경향에 있지만, 상술과 같이, 과냉각기(25)를 설치하는 것과 함께, 냉매량 판정 운전 시에 액 냉매 연락 배관(6) 내의 냉매의 온도 Tlp가 일정해지도록 과냉각기(25)의 능력 제어를 행하고 있고, 과냉각기(25)로부터 실내 팽창 밸브(41, 51)에 이르는 냉매 배관 내의 냉매의 밀도 ρlp가 변화하지 않도록 하고 있기 때문에, 냉매량 판정 시에, 실외 열교환기(23)의 출구 Tco에 있어서의 냉매의 온도의 상위(즉, 냉매의 밀도의 상위)에 의한 판정 오차를 작게 할 수 있다.

예를 들면, 냉매 회로(10) 내에 냉매를 충전하는 냉매 자동 충전 운전 시에는, 냉매 회로(10) 전체의 냉매량 M이 충전 목표값 Mi에 도달했는지 여부를 고정도 로 판정할 수 있다. 또, 냉매 회로(10)로부터의 냉매의 누설의 유무를 판정하는 냉매 누설 검지 운전 시에는, 냉매 회로(10)로부터의 냉매의 누설의 유무를 고정도로 판정할 수 있다.

(4) 다른 실시예

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 도면에 기초하여 설명했지만, 구체적인 구성은, 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 변경 가능하다.

예를 들면, 상술의 실시예에서는, 냉난방 전환 가능한 공기 조화 장치에 본 발명을 적용한 예를 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 냉방 전용의 공기 조화 장치 등의 다른 공기 조화 장치에 본 발명을 적용하여도 무방하다. 또, 상술의 실시예에서는, 1대의 실외 유닛을 구비한 공기 조화 장치에 본 발명을 적용한 예를 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 복수대의 실외 유닛을 구비한 공기 조화 장치에 본 발명을 적용하여도 무방하다.

본 발명을 이용하면, 연산 부하를 억제하면서, 냉매 회로 내의 냉매량의 적부를 고정도로 판정할 수 있게 된다.

Claims

압축기(21)와 응축기(23)와 팽창 기구(41, 51)와 증발기(42, 52)가 접속되는 것에 의하여 구성되는 냉매 회로(10)와,

상기 냉매 회로 내를 순환하는 냉매량인 냉매 순환량이 일정해지도록 구성 기기의 제어를 행하는 냉매량 판정 운전을 행하는 것이 가능한 운전 제어 수단과,

상기 냉매량 판정 운전에 있어서의 상기 냉매 회로를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량을 이용하여, 상기 냉매 회로 내의 냉매량의 적부(適否)를 판정하는 냉매량 판정 수단

을 구비한 공기 조화 장치(1).
제1항에 있어서,

상기 압축기(21)는, 회전수를 변화시키는 것에 의하여 운전 용량을 가변할 수 있는 것이고,

상기 운전 제어 수단은, 상기 냉매량 판정 운전에 있어서, 상기 냉매 순환량이 일정해지도록 상기 압축기의 회전수를 변화시키는,

공기 조화 장치(1).
제1항 또는 2항에 있어서,

상기 냉매 순환량은, 상기 냉매 회로(10)를 흐르는 냉매 또는 구성 기기의 운전 상태량에 기초하여 연산되는, 공기 조화 장치(1).
제3항에 있어서,

상기 냉매 순환량의 연산에 사용되는 운전 상태량은, 상기 압축기(21)의 흡입 측에 있어서의 냉매 온도, 상기 압축기의 흡입 측에 있어서의 냉매 압력, 상기 압축기의 토출 측에 있어서의 냉매 온도, 상기 압축기의 토출 측에 있어서의 냉매 압력, 상기 응축기(23)의 입구 측에 있어서의 냉매의 과열도, 상기 응축기의 출구 측에 있어서의 냉매의 과냉각도, 냉매의 응축 온도, 및 냉매의 증발 온도 중 적어도 하나를 포함하고 있는, 공기 조화 장치(1).