JP2010007996A - 空気調和装置の試運転方法および空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、上述のような場合に利用者をできるだけ不快にさせない空気調和装置の試運転方法およびそれを実現した空気調和装置を提供することにある。
【解決手段】本発明の空気調和装置１の試運転方法は、圧縮機２１と熱源側熱交換器２３と冷却熱源調節手段２７とを有する熱源ユニット２と、利用側熱交換器４１を有する利用ユニット４と、膨張機構３３と、液冷媒連絡配管６およびガス冷媒連絡配管７を含み、冷房運転を少なくとも行うことが可能な冷媒回路１０を有する空気調和装置において、冷媒回路内の冷媒量の適否を判定する冷媒量判定方法であって、送風ファンが利用ユニットを設けた空間に送風する状態で冷房運転を少なくとも行う試運転モードへ切り換える際に、試運転モードにおける冷房運転による利用ユニットが空間に及ぼす能力を低能力にする。
【選択図】図１

Description

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

従来、凝縮器の過冷却度にもとづいて冷媒量を判定する冷媒量判定運転のような試運転を行う空気調和装置がある（特許文献１参照）。
特開２００６−２３０７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているような空気調和装置において、例えば２４時間営業の店舗など、常に冷房運転や暖房運転が要求されるような環境下では、試運転が行われる際に必ず冷房運転が行われるため利用者を不快にさせる可能性がある。

本発明の課題は、上述のような場合に利用者をできるだけ不快にさせない空気調和装置の試運転方法およびそれを実現した空気調和装置を提供することにある。

第１発明に係る空気調和装置の試運転方法は、運転容量を調節可能な圧縮機と熱源側熱交換器と膨張機構とを有する熱源ユニットと、利用側熱交換器とを有する利用ユニットと、熱源ユニットと利用ユニットとを接続する液冷媒連絡配管およびガス冷媒連絡配管を含み、熱源側熱交換器を圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、利用側熱交換器を熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を少なくとも行うことが可能な冷媒回路と、利用ユニットに設けられ利用側熱交換器と空気との熱交換を促進しつつ熱交換後の空気を送風する送風ファンとを有する空気調和装置において行われる試運転の試運転方法であって、利用ユニットの運転負荷に応じて熱源ユニットおよび利用ユニットの各機器の制御を行う通常運転モードから、送風ファンが利用ユニットを設けた空間に送風する状態で冷房運転を少なくとも行う試運転モードへ切り換える際に、試運転モードにおける冷房運転による利用ユニットが空間に及ぼす能力を低能力にする。

本発明では、送風ファンが利用ユニットを設けた空間に送風する状態で冷房運転を少なくとも行う試運転モードによる試運転を行う場合に、試運転モードによる試運転（冷房運転）を行うことにより利用ユニットが空間に及ぼす能力を低能力にしている。

したがって、例えば２４時間営業の店舗など、常に冷房運転や暖房運転が要求されるような環境下において、上述のような少なくとも冷房運転を行う試運転が行われても、利用者が極力不快にならないように制御することができる。

第２発明に係る空気調和装置の試運転方法は、第１発明に係る空気調和装置の試運転方法であって、試運転は、利用側熱交換器の出口における冷媒の過熱度が正値になるように膨張機構を制御する冷媒量判定運転である。

本発明では、試運転が冷媒量判定運転であり、冷媒回路が冷房運転状態となる。したがって、このように冷媒回路が冷房運転状態になる冷媒量判定運転において、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第３発明に係る空気調和装置の試運転方法は、第１発明または第２発明に係る空気調和装置の試運転方法であって、圧縮機の回転数を低回転数にすることにより、試運転モードにおける冷房運転による利用ユニットが空間に及ぼす能力を低能力にする。

したがって、試運転モードにおける冷房運転の能力を低減させることができ、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第４発明に係る空気調和装置の試運転方法は、第１発明から第３発明のいずれかに係る空気調和装置の試運転方法であって、送風ファンの回転数を低回転数にすることにより、試運転モードにおける冷房運転による利用ユニットが空間に及ぼす能力を低能力にする。

したがって、試運転モードにおける冷房運転による空間への送風量を減らすことができ、利用者のドラフト感を軽減させることができる。このため、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第５発明に係る空気調和装置の試運転方法は、第１発明から第４発明のいずれかに係る空気調和装置の試運転方法であって、冷房運転による冷媒の流れ方向において、膨張機構の手前近傍における冷媒のエンタルピを低減させることにより、試運転モードにおける冷房運転による利用ユニットが空間に及ぼす能力を低能力にする。

したがって、利用側熱交換器における冷凍効果を減らすことができ、試運転モードにおける冷房運転の能力を低減させることができる。このため、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第６発明に係る空気調和装置の試運転方法は、第５発明に係る空気調和装置の試運転方法であって、空気調和装置は、熱源側熱交換器の熱交換を促進する熱源側送風ファンをさらに有している。そして、熱源側送風ファンの回転数を低回転数にすることにより、膨張機構の手前近傍における冷媒のエンタルピを低減させる。

したがって、利用側熱交換器における冷凍効果を減らすことができ、試運転モードにおける冷房運転の能力を低減させることができる。このため、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第７発明に係る空気調和装置の試運転方法は、第１発明から第６発明のいずれかに係る空気調和装置の試運転方法であって、過熱度を増加させることにより、試運転モードにおける冷房運転による利用ユニットが空間に及ぼす能力を低能力にする。

したがって、冷媒回路内の冷媒循環量を減らすことができ、試運転モードにおける冷房運転の能力を低減させることができる。このため、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第８発明に係る空気調和装置の試運転方法は、第１発明から第７発明のいずれかに係る空気調和装置の試運転方法であって、送風ファンによる風向を、利用ユニットに設けられた空間の空気を取り入れる吸い込み口に向ける。

したがって、試運転モードにおける冷房運転において、利用ユニットにより熱交換された冷たい空気を直接利用ユニットに吸い込ませるようにすることができ、空間内の温度低下を極力抑えることができる。

第９発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と、送風ファンと、試運転制御手段とを備える。冷媒回路は、熱源ユニットと、利用ユニットと、液冷媒連絡配管およびガス冷媒連絡配管とを含む。熱源ユニットは、運転容量を調節可能な圧縮機と熱源側熱交換器と膨張機構とを有する。利用ユニットは、利用側熱交換器を有する。液冷媒連絡配管およびガス冷媒連絡配管は、熱源ユニットと利用ユニットとを接続する。また、冷媒回路は、熱源側熱交換器を圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、利用側熱交換器を熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を少なくとも行うことが可能である。送風ファンは、利用ユニットに設けられ利用側熱交換器と空気との熱交換を促進しつつ熱交換後の空気を送風する。試運転制御手段は、利用ユニットの運転負荷に応じて熱源ユニットおよび利用ユニットの各機器の制御を行う通常運転モードから、送風ファンが利用ユニットを設けた空間に送風する状態で冷房運転を少なくとも行う試運転モードへ切り換える際に、試運転モードにおける冷房運転による利用ユニットが空間に及ぼす能力を低能力にする。

本発明では、送風ファンが利用ユニットを設けた空間に送風する状態で冷房運転を少なくとも行う試運転モードによる試運転を行う場合に、試運転モードによる試運転（冷房運転）を行うことにより利用ユニットが空間に及ぼす能力を低能力にしている。

したがって、例えば、２４時間営業の店舗など、常に冷房運転や暖房運転が要求されるような環境下において、上述のような少なくとも冷房運転を行う試運転が行われても、利用者が極力不快にならないように制御することができる。

第１発明に係る空気調和装置の試運転方法では、例えば２４時間営業の店舗など、常に冷房運転や暖房運転が要求されるような環境下において、上述のような少なくとも冷房運転を行う試運転が行われても、利用者が極力不快にならないように制御することができる。

第２発明に係る空気調和装置の試運転方法では、冷媒回路が冷房運転状態になる冷媒量判定運転において、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第３発明に係る空気調和装置の試運転方法では、試運転モードにおける冷房運転の能力を低減させることができ、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第４発明に係る空気調和装置の試運転方法では、試運転モードにおける冷房運転による空間への送風量を減らすことができ、利用者のドラフト感を軽減させることができる。このため、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第５発明に係る空気調和装置の試運転方法では、利用側熱交換器における冷凍効果を減らすことができ、試運転モードにおける冷房運転の能力を低減させることができる。このため、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第６発明に係る空気調和装置の試運転方法では、利用側熱交換器における冷凍効果を減らすことができ、試運転モードにおける冷房運転の能力を低減させることができる。このため、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第７発明に係る空気調和装置の試運転方法では、冷媒回路内の冷媒循環量を減らすことができ、試運転モードにおける冷房運転の能力を低減させることができる。このため、冷媒量判定運転中であっても利用者が極力不快にならないように空間の空調制御を行うことができる。

第８発明に係る空気調和装置の試運転方法では、試運転モードにおける冷房運転において、利用ユニットにより熱交換された冷たい空気を直接利用ユニットに吸い込ませるようにすることができ、空間内の温度低下を極力抑えることができる。

第９発明に係る空気調和装置では、例えば、２４時間営業の店舗など、常に冷房運転や暖房運転が要求されるような環境下において、上述のような少なくとも冷房運転を行う試運転が行われても、利用者が極力不快にならないように制御することができる。

以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。

（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明にかかる一実施形態の空気調和装置１の概略の冷媒回路図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の屋内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置１は、主として、１台の室外ユニット２と、室内ユニット４と、室外ユニット２と室内ユニット４とを接続する液冷媒連絡配管６およびガス冷媒連絡配管７とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と、室内ユニット４と、液冷媒連絡配管６およびガス冷媒連絡配管７とが接続されることによって構成されている。

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

次に、室内ユニット４の構成について説明する。

室内ユニット４は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室内側冷媒回路１１を有している。この室内側冷媒回路１１は、主として、利用側熱交換器としての室内熱交換器４１を有している。

本実施形態において、室内熱交換器４１は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。なお、本実施形態において、室内熱交換器４１は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であるが、これに限定されず、他の型式の熱交換器であってもよい。

本実施形態において、室内ユニット４は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器４１において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための送風ファンとしての室内ファン４２を有している。室内ファン４２は、室内熱交換器４１に供給する空気の風量を可変することが可能なファンであり、本実施形態において、ＤＣファンモータ等からなるモータ４２ｍによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。

また、室内ユニット４には、室内ユニット４の室内空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室内空気の温度（すなわち、室内温度）を検出する室内温度センサ４３が設けられている。本実施形態において、室内温度センサ４３は、サーミスタからなる。また、室内ユニット４は、室内ユニット４を構成する各部の動作を制御する室内側制御部４４を有している。そして、室内側制御部４４は、室内ユニット４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット４を個別に操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット２との間で伝送線８ａを介して制御信号等のやりとりを行ったりすることができるようになっている。

＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、ビル等の室外に設置されており、液冷媒連絡配管６およびガス冷媒連絡配管７を介して室内ユニット４に接続されており、室内ユニット４とともに冷媒回路１０を構成している。

次に、室外ユニット２の構成について説明する。室外ユニット２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室外側冷媒回路１２を有している。この室外側冷媒回路１２は、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器２３と、膨張機構としての室外膨張弁３３と、アキュムレータ２４と、液側閉鎖弁２５と、ガス側閉鎖弁２６とを有している。

圧縮機２１は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、本実施形態において、インバータにより回転数が制御されるモータ２１ｍによって駆動される容積式圧縮機である。なお、本実施形態において、圧縮機２１は、１台のみであるが、これに限定されず、室内ユニットの接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機が並列に接続されていてもよい。

四路切換弁２２は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には、室外熱交換器２３を圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器４１を室外熱交換器２３において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側（具体的には、アキュムレータ２４）とガス冷媒連絡配管７側とを接続し（冷房運転状態：図１の四路切換弁２２の実線を参照）、暖房運転時には、室内熱交換器４１を圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器２３を室内熱交換器４１において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機２１の吐出側とガス冷媒連絡配管７側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２３のガス側とを接続することが可能である（暖房運転状態：図１の四路切換弁２２の破線を参照）。

本実施形態において、室外熱交換器２３は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２３は、そのガス側が四路切換弁２２に接続され、その液側が液冷媒連絡配管６に接続されている。なお、本実施形態において、室外熱交換器２３は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であるが、これに限定されず、他の型式の熱交換器であってもよい。

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

本実施形態において、室外ユニット２は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための送風ファンとしての室外ファン２７を有している。この室外ファン２７は、室外熱交換器２３に供給する空気の風量を可変することが可能なファンであり、本実施形態において、ＤＣファンモータ等からなるモータ２７ｍによって駆動されるプロペラファン等である。

アキュムレータ２４は、四路切換弁２２と圧縮機２１との間に接続されており、室内ユニット４の運転負荷の変動等に応じて冷媒回路１０内に発生する余剰冷媒を溜めることが可能な容器である。

液側閉鎖弁２５およびガス側閉鎖弁２６は、外部の機器・配管（具体的には、液冷媒連絡配管６およびガス冷媒連絡配管７）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２５は、室外熱交換器２３に接続されている。ガス側閉鎖弁２６は、四路切換弁２２に接続されている。

また、室外ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ユニット２には、室内熱交換器４１から流入してきたガス冷媒の圧力を検出する蒸発圧力センサ２８と、室外熱交換器２３により凝縮される凝縮圧力を検出する凝縮圧力センサ２９と、圧縮機２１の吸入温度を検出する吸入温度センサ３０と、室外熱交換器２３の液側には液状態または気液二相状態の冷媒の温度を検出する液側温度センサ３１とが設けられている。室外ユニット２の室外空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室外空気の温度（すなわち、室外温度）を検出する室外温度センサ３２が設けられている。本実施形態において、吸入温度センサ３０、液側温度センサ３１、および室外温度センサ３２は、サーミスタからなる。また、室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各部の動作を制御する室外側制御部３４を備えている。そして、室外側制御部３４は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリやモータ２１ｍを制御するインバータ回路等を有しており、室内ユニット４の室内側制御部４４との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部４４と室外側制御部３４と制御部３４、４４間を接続する伝送線８ａとによって、空気調和装置１全体の運転制御を行う制御部８が構成されている。

以上のように、室内側冷媒回路１１と、室外側冷媒回路１２と、冷媒連絡配管６、７とが接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。そして、本実施形態の空気調和装置１は、四路切換弁２２により冷房運転および暖房運転を切り換えて運転を行うとともに、室内ユニット４の運転負荷に応じて、室外ユニット２および室内ユニット４の各機器の制御を行うようになっている。

（２）空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置１の動作について説明する。

本実施形態の空気調和装置１の運転モードとしては、室内ユニット４の運転負荷に応じて、室外ユニット２および室内ユニット４の各機器の制御を行う通常運転モードと、室内ユニット４の全てを冷房運転しつつ凝縮器として機能する室外熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度を検出して冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否を判断する冷媒量判定運転モードとがある。そして、通常運転モードには冷房運転と暖房運転とがあり、冷媒量判定運転モードには冷媒漏洩検知運転がある。

以下、空気調和装置１の各運転モードにおける動作について説明する。

＜通常運転モード＞
まず、通常運転モードにおける冷房運転について説明する。

冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が室内熱交換器４１のガス側に接続された状態となっている。ここで、液側閉鎖弁２５およびガス側閉鎖弁２６は、開状態にされている。また、室外膨張弁３３は、室外熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度が所定値になるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、室外熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度は、凝縮圧力センサ２９により検出される室外熱交換器２３の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力）値を冷媒の飽和温度値に換算し、液側温度センサ３１により検出される冷媒温度値をこの冷媒の飽和温度値から差し引くことによって検出される。

この冷媒回路１０の状態で、圧縮機２１および室外ファン２７を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して室外熱交換器２３に送られて、室外ファン２７によって供給される屋外空気と熱交換を行って凝縮されて高圧の液冷媒となる。そして、高圧の液冷媒は、室外膨張弁３３によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、液側閉鎖弁２５および液冷媒連絡配管６を経由して、室内ユニット４に送られる。ここで、室外膨張弁３３は、室外熱交換器２３の出口における過冷却度が所定値になるように室外熱交換器２３内を流れる冷媒の流量を制御しているため、室外熱交換器２３において凝縮された高圧の液冷媒は、所定の過冷却度を有する状態となる。

室内ユニット４に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器４１に送られ、室内熱交換器４１で屋内空気と熱交換を行って蒸発されて低圧のガス冷媒となる。そして、室内熱交換器４１には、室内ユニット４が設置された空調空間において要求される運転負荷に応じた流量の冷媒が流れている。

この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管７を経由して室外ユニット２に送られ、ガス側閉鎖弁２６および四路切換弁２２を経由して、アキュムレータ２４に流入する。そして、アキュムレータ２４に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。ここで、室内ユニット４の運転負荷に応じて、例えば、室内ユニット４の運転負荷が小さい場合や停止している場合には、アキュムレータ２４に余剰冷媒が溜まるようになっている。

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

次に、通常運転モードにおける暖房運転について説明する。

暖房運転時は、四路切換弁２２が図１の破線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が室内熱交換器４１のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁３３は、室外熱交換器２３に流入する冷媒を室外熱交換器２３において蒸発させることが可能な圧力（すなわち、蒸発圧力）まで減圧するために開度調節されるようになっている。また、液側閉鎖弁２５およびガス側閉鎖弁２６は、開状態にされている。

この冷媒回路１０の状態で、圧縮機２１および室外ファン２７を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となり、四路切換弁２２、ガス側閉鎖弁２６およびガス冷媒連絡配管７を経由して、室内ユニット４に送られる。

そして、室内ユニット４に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４１において、屋内空気と熱交換を行って凝縮されて高圧の液冷媒となった後、液冷媒連絡配管６を経由して室外ユニット２に送られる。

この高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁２５を経由して、室外膨張弁３３によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、室外熱交換器２３に流入する。そして、室外熱交換器２３に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン２７によって供給される屋外空気と熱交換を行って蒸発されて低圧のガス冷媒となり、四路切換弁２２を経由してアキュムレータ２４に流入する。そして、アキュムレータ２４に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。ここで、室内ユニット４の運転負荷に応じて、例えば、室内ユニット４の運転負荷が小さい場合等のように、冷媒回路１０内に余剰冷媒量が発生する場合には、冷房運転時と同様、アキュムレータ２４に余剰冷媒が溜まるようになっている。

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

（初回設定運転）
現地において、冷媒が予め充填された室外ユニット２と、室内ユニット４とを液冷媒連絡配管６およびガス冷媒連絡配管７を介して接続して冷媒回路１０を構成した後に、リモコン（図示せず）を通じて、または、室内ユニット４の室内側制御部４４や室外ユニット２の室外側制御部３４に対して直接に、冷媒量判定運転モードの１つである冷媒自動充填運転を行うように指令を出すと、下記のステップＳ１からステップＳ７の手順で初回設定運転が行われる（図３参照）。なお、図３上では簡略化のために相対過冷却度を相対ＳＣと表記する。

−ステップＳ１、室内ユニットを冷房運転（室外ファン風量が最大）−
まず、ステップＳ１では、初回設定運転の開始指令がなされると、冷媒回路１０は、室外ユニット２の四路切換弁２２が図１の実線で示される状態（冷房運転状態）となる。そして、圧縮機２１、室外ファン２７が起動されて、室内ユニット４の全てについて強制的に冷房運転（通常運転モードにおける冷房運転とは室外ファン２７の制御方法などが異なる）が行われる。なお、このとき室外ファン２７は、その風量が最大になるように、モータ２７ｍの回転数が最大となっている。ステップＳ１では、冷房運転状態において室外ファン２７の風量を最大にしているため、室外熱交換器２３により行われる熱交換効率の空気側における熱伝達率を最大にすることができ、外乱による影響を低減させることができる。なお、この効果についての検証は後述する。また、ここにいう「外乱」とは、室外熱交換器２３の汚れ、室外ユニット２の設置状況、風雨の有無などである。そして、この室外ファン２７の風量が最大になった時に、次のステップＳ２へ移行する。

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

−ステップＳ３、検知可能範囲か否かの判定−
ステップＳ３では、検出された室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが、予め設定されている冷媒量判定運転モードに適した所定の温度範囲内にあるか否かを判定する。ステップＳ３で、室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが、所定の温度範囲内にあった場合には次のステップＳ４へ移行し、所定の温度範囲内になかった場合にはステップＳ１の冷房運転を継続することになる。

−ステップＳ４、相対ＳＣが所定値以上であるか否かの判定−
ステップＳ４では、相対過冷却度値を導出し、相対過冷却度値が所定値以上（例えば、０．３以上）であるか否かを判定する。なお、ここにいう「相対過冷却度値」とは、室外熱交換器２３の出口における過冷却度値を、凝縮温度値から室外温度を差し引いた値により除した値のことを言う。また、図面上では、相対過冷却度を相対ＳＣと表記することにする。「相対過冷却度値」については、後に詳述する。本実施形態では、凝縮温度値は、凝縮圧力センサ２９により検出される室外熱交換器２３の出口側の圧力（凝縮圧力）値を冷媒の飽和温度に換算した値を用いている。ステップＳ４において、相対過冷却度値が所定値未満であると判定されると次のステップＳ５へ移行し、所定値未満であると判定されるとステップＳ６へ移行する。

−ステップＳ５、相対ＳＣの制御−
ステップＳ５では、相対過冷却度値が所定値未満であるため、相対過冷却度値が所定値以上になるように、圧縮機２１の回転周波数と室内熱交換器４１の出口における過熱度とを制御する。例えば、圧縮機２１の回転周波数が４０Ｈｚ、室内熱交換器４１の出口における過熱度を５℃の状態でステップＳ１における冷房運転を行い、相対過冷却度値が所定値以上であるか否かを判定する。この運転状態において、相対過冷却度値が所定値未満である場合には、圧縮機２１の回転周波数をそのままにして、室内熱交換器４１の出口における冷媒の過熱度を５℃上げて１０℃にして相対過冷却度値を導出し、相対過冷却度値が所定値以上になるか否かを判定する。そして、相対過冷却度値が所定値未満である場合には、これを繰り返し、室内熱交換器４１の出口における冷媒の過熱度が上がりきっても相対過冷却度値が所定値未満である場合には、圧縮機２１の回転周波数を４０Ｈｚから例えば５０Ｈｚに上げて、室内熱交換器４１の出口における冷媒の過熱度を５℃に下げて、同様に相対過冷却度値が所定値以上であるか否かを判定する。そして、上述したように室内熱交換器４１の出口における冷媒の過熱度を再び５℃ずつ上げることを繰り返すことにより、相対過冷却度値が所定値以上になるように制御する。そして、相対過冷却度値が所定値以上になったら、ステップＳ６へ移行する。なお、室内熱交換器４１の出口における冷媒の過熱度の制御（例えば過熱度を５℃から５℃ずつ上げていく制御）は、室外膨張弁３３を開の状態から絞っていくことによって制御している。また、室内熱交換器４１の出口における冷媒の過熱度の制御は、これに限らずに、室内ファン４２の風量を制御することにより行っても構わないし、室外膨張弁３３の弁開度の制御と室内ファン４２の風量の制御とを併用して行っても構わない。なお、ここで室内熱交換器４１の出口における冷媒の過熱度は、吸入温度センサ３０により検出される冷媒温度値から、蒸発圧力センサ２８により検出される蒸発圧力値を冷媒の飽和温度値に換算した値を、差し引くことによって検出される。

なお、ステップＳ５により過熱度が正値になるように制御されるため、図４で示されるように、アキュムレータ２４に余剰冷媒が溜まっていない状態となり、アキュムレータ２４に溜まっていた冷媒は室外熱交換器２３に移動することになる。

−ステップＳ６、相対ＳＣを記憶−
ステップＳ６では、ステップＳ４またはステップＳ６において所定値以上である相対過冷却度値を初回相対過冷却度値として記憶し、次のステップＳ７へ移行する。

−ステップＳ７、パラメータを記憶−
ステップＳ７では、ステップＳ６において記憶した過冷却度値の際の運転状態における、圧縮機２１の回転周波数と、室内ファン４２の回転周波数と、室外温度Ｔａと、室内温度Ｔｂとを記憶して、初回設定運転を終了する。

（判定運転）
次に、冷媒量判定運転モードにおいて初回設定運転が行われた後に定期的に行われる運転である判定運転について、図５を用いて説明する。ここで、図５は、判定運転時のフローチャートである。なお、図５上では簡略化のために相対過冷却度を相対ＳＣと表記する。

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

−ステップＳ１１、通常運転モードが一定時間経過したか否かの判定−
まず、上記の冷房運転や暖房運転のような通常運転モードにおける運転が一定時間経過したかどうかを判定し、通常運転モードにおける運転が一定時間経過した場合には、次のステップＳ１２に移行する。

−ステップＳ１２、室内ユニットを冷房運転−
通常運転モードにおける運転が一定時間経過した場合には、上記の初回設定運転のステップＳ１と同様に、冷媒回路１０が、室外ユニット２の四路切換弁２２が図１の実線で示される状態となり、圧縮機２１、室外ファン２７が起動されて、室内ユニット４の全てについて強制的に冷房運転が行われる。

なお、この場合の冷房運転は、冷房運転負荷が少ない場合（暖房運転負荷がある場合も含む）に、室内温度が所定値（例えば、５℃）以下に低下しないように能力を抑えて行われる。具体的には、圧縮機２１の回転数を最低にすることにより冷房能力を抑え室内温度の低下を防ぐ、室内ファン４２の回転数を最低にすることによりドラフト感を軽減する、室内ユニット４から吹き出される風の風向を室内ユニット４が室内空気を取り入れる吸い込み口に向けることでショートサーキットを生じさせ室内温度の低下を極力防ぐ、室外膨張弁３３の開度を３０ｐｕｌｓｅ以下にする、または、過熱度を１５℃以上にすることにより冷媒循環量を減らして冷房能力を低減させ、室内温度の低下を防ぐ、室外ファン２７の回転数を最低にすることで、室外膨張弁３３の手前のエンタルピを大きくして冷房能力を低下させ、室内温度の低下を防ぐ、などが挙げられ、これらのうちの少なくとも１つを実施することになる。

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

−ステップＳ１４、検知可能範囲か否かの判定−
ステップＳ１４では、上記の初回設定運転のステップＳ３と同様に、検出された室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが予め設定されている冷媒量判定運転モードに適した所定の温度範囲内であるか否かを判定する。ステップＳ１４で、室内温度Ｔｂと室外温度Ｔａとが、所定の温度範囲内にあった場合には次のステップＳ１５へ移行し、所定の温度範囲内になかった場合にはステップＳ１２の冷房運転を継続することになる。

−ステップＳ１５、初回設定運転における条件に制御−
ステップＳ１５では、上記の初回設定運転のステップＳ７において記憶した圧縮機２１の回転周波数と、室内ファン４２の回転周波数とに、圧縮機２１および室内ファン４２を制御する。これにより、冷媒回路１０内部の冷媒の状態を、初回設定運転と同様の状態であると見なすことができる。すなわち、冷媒回路１０内の冷媒量が変化していなければ、初回設定運転において行った冷房運転の諸条件を同一のものとして再現していることになり、過冷却度値などをほぼ同じ値にできる。ステップＳ１５が終了すると、次のステップＳ１６へ移行する。

−ステップＳ１６、冷媒量の適否の判定−
ステップＳ１６では、上記の初回設定運転のステップＳ４と同様に、相対過冷却度を導出する。そして、初回相対過冷却度から相対過冷却度を差し引いた値（以下、相対過冷却度差とする）が第２所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１６において、相対過冷却度差が第２所定値未満であると判定されると判定運転を終了し、相対過冷却度差が第２所定値以上であると判定されるとステップＳ１７へ移行する。

−ステップＳ１７、警告表示−
ステップＳ１７では、冷媒の漏洩が発生しているものと判定して、冷媒漏洩を検知したことを知らせる警告表示を行った後に、判定運転を終了する。

＜相対ＳＣ値について＞
相対過冷却度値について図６〜８にもとづいて説明する。

まず、図６は、室外ファン風量に対する室外温度Ｔａが一定の際の凝縮温度Ｔｃおよび室外熱交換器出口温度Ｔｌを表すグラフである。図６を見ると、室外温度Ｔａが一定の条件においては、室外ファン風量が増大するにしたがって、凝縮温度Ｔｃおよび室外熱交換器出口温度Ｔｌが減少していく。そして、その減少の落差は、凝縮温度Ｔｃの方が室外熱交換器出口温度Ｔｌよりも大きい。すなわち、室外ファン風量が大きくなると、凝縮温度Ｔｃと室外熱交換器出口温度Ｔｌとの差である過冷却度値が小さくなることが分かる。

ここで、室外ファン風量に対する過冷却度値の分布を表すグラフである図７をみると、室外ファン風量が増大すると、過冷却度値が小さくなっていることが分かる。また、図７では、室外ファン風量が小さい場合の方が、室外ファン風量が大きい場合よりも過冷却度値のバラツキが大きくなっている。これは、室外ファン風量が小さい場合の方が、室外熱交換器の汚れ、室外機の設置状況、風雨などの外乱の影響を受けやすく、室外ファン風量が大きい場合の方が外乱の影響を受けにくいためであると考えられる。このため、室外ファン風量を最大にすることにより、検出される過冷却度値のバラツキを抑えることができ、検知誤差を低減させることができる。

そして、図８は、室外ファン風量に対する相対過冷却度値の分布を表すグラフである。相対過冷却度値とは、上述したように、凝縮温度値から室外温度を差し引いた値により、過冷却度値を除した値である。図８を見ると、室外ファン風量の大小にかかわらず、その値はほぼ０．３から０．４の間に収まっており、バラツキが少ないことが分かる。このため、この相対過冷却度値を冷媒量の適否を判定する際に指標として利用することにより、外乱による影響を極力受けることなく冷媒量の適否を判定することができ、検知誤差を抑えることができる。したがって、相対過冷却度値を冷媒量の適否の判定に利用することは有用である。

（３）空気調和装置の特徴
本実施形態では、室内送風ファン４２が室内ユニット４を設けた空間に送風する状態で冷房運転を少なくとも行う試運転モードによる試運転を行う場合に、試運転モードによる試運転（冷房運転）を行うことにより室内ユニット４が空間に及ぼす能力を低能力にしている。この場合の冷房運転は、冷房運転負荷が少ない場合（暖房運転負荷がある場合も含む）に、室内温度が所定値（例えば、５℃）以下に低下しないように能力を抑えて行っており、具体的な手段としては、圧縮機２１の回転数を最低にすることにより冷房能力を抑え室内温度の低下を防ぐ、室内ファン４２の回転数を最低にすることによりドラフト感を軽減する、室内ユニット４から吹き出される風の風向を室内ユニット４が室内空気を取り入れる吸い込み口に向けることでショートサーキットを生じさせ室内温度の低下を極力防ぐ、室外膨張弁３３の開度を３０ｐｕｌｓｅ以下にする、または、過熱度を１５℃以上にすることにより冷媒循環量を減らして冷房能力を低減させ、室内温度の低下を防ぐ、室外ファン２７の回転数を最低にすることで、室外膨張弁３３の手前のエンタルピを大きくして冷房能力を低下させ、室内温度の低下を防ぐ、などが挙げられ、これらのうちの少なくとも１つを実施している。

したがって、例えば２４時間営業の店舗など、常に冷房運転や暖房運転が要求されるような環境下において、上述のような少なくとも冷房運転を行う試運転が行われても、利用者が極力不快にならないように制御することができる。

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

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

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

（６）変形例３
本実施形態において、判定運転のステップＳ１２において、室内温度が所定値よりも低下しないような各種対策を行っているが、それ以外に、ステップＳ１２を行う前に暖房運転を行っておくことにより、室内温度が低下しないようにしても構わない。また、冷媒回路が別の他の系統の空気調和装置が同一空間内にある場合には、その空気調和装置により暖房運転を行うことによって室内温度の低下を防いでも構わない。また、これらの対策を行うだけでなく、室内温度が低下して利用者が不快になる可能性がある旨を報告するようにしても構わない。また、所定値は、例に出した５℃ではなく、ＰＭＶ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ Ｍｅａｎ Ｖｏｔｅ，予測温冷感申告）、および／または、ＰＰＤ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ Ｄｉｓｓａｔｉｓｆｉｅｄ，予測不快者率）を用いて決定しても構わない。

（７）変形例４
本実施形態においては、図５およびその説明に示されたように、通常運転モードと冷媒量判定運転モードとが一定の時間間隔で切り換える制御を行う場合を例として挙げているが、これに限定されるものではない。

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

（８）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、上述の実施形態では、冷暖切り換え可能な空気調和装置に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、セパレートタイプの空気調和装置であれば適用可能であり、ペア型の空気調和装置や冷房専用の空気調和装置に本発明を適用してもよい。

本発明を利用すれば、熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡配管を介して接続されたセパレートタイプの空気調和装置において、冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を精度良く判定できるようにすることができる。

本発明にかかる一実施形態の空気調和装置の概略の冷媒回路図である。 冷房運転における冷媒回路内を流れる冷媒の状態を示す模式図である。 初期設定運転のフローチャートである。 冷媒量判定運転モード（初期設定運転および判定運転）における冷媒回路内を流れる冷媒の状態を示す模式図である。 判定運転のフローチャートである。 室外ファン風量に対する室外温度Ｔａが一定の際の凝縮温度Ｔｃおよび室外熱交換器出口温度Ｔｌを表すグラフである。 室外ファン風量に対する過冷却度値の分布を表すグラフである。 室外ファン風量に対する相対過冷却度値の分布を表すグラフである。

符号の説明

１ 空気調和装置
２ 室外ユニット（熱源ユニット）
４ 室内ユニット（利用ユニット）
６ 液冷媒連絡配管
７ ガス冷媒連絡配管
１０ 冷媒回路
２１ 圧縮機
２３ 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
２７ 室外ファン（熱源側送風ファン）
３３ 室外膨張弁（膨張機構）
４１ 室内熱交換器（利用側熱交換器）
４２ 室内ファン（利用側送風ファン）

Claims (9)

1. 運転用量を調節可能な圧縮機（２１）と熱源側熱交換器（２３）とを有する熱源ユニット（２）と、膨張機構（３３）と、利用側熱交換器（４１）を有する利用ユニット（４）と、前記熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続する液冷媒連絡配管（６）およびガス冷媒連絡配管（７）とを含み、前記熱源側熱交換器を前記圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、前記利用側熱交換器を前記熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を少なくとも行うことが可能な冷媒回路（１０）と、前記利用ユニットに設けられ前記利用側熱交換器と空気との熱交換を促進しつつ熱交換後の前記空気を送風する利用側送風ファン（４２）とを有する空気調和装置（１）において行われる試運転の試運転方法であって、
   前記利用ユニットの運転負荷に応じて前記熱源ユニットおよび前記利用ユニットの各機器の制御を行う通常運転モードから、前記利用側送風ファンが前記利用ユニットを設けた空間に送風する状態で前記冷房運転を少なくとも行う試運転モードへ切り換える際に、前記試運転モードにおける前記冷房運転による前記利用ユニットが前記空間に及ぼす能力を低能力にする、
   空気調和装置の試運転方法。
2. 前記試運転は、前記利用側熱交換器の出口における冷媒の過熱度が正値になるように前記膨張機構を制御する冷媒量判定運転である、
   請求項１に記載の空気調和装置の試運転方法。
3. 前記圧縮機の回転数を低回転数にすることにより、前記試運転モードにおける前記冷房運転による前記利用ユニットが前記空間に及ぼす能力を低能力にする、
   請求項１または２に記載の空気調和装置の試運転方法。
4. 前記利用側送風ファンの回転数を低回転数にすることにより、前記試運転モードにおける前記冷房運転による前記利用ユニットが前記空間に及ぼす能力を低能力にする、
   請求項１から３のいずれかに記載の空気調和装置の試運転方法。
5. 前記冷房運転による冷媒の流れ方向において、前記膨張機構の手前近傍における冷媒のエンタルピを低減させることにより、前記試運転モードにおける前記冷房運転による前記利用ユニットが前記空間に及ぼす能力を低能力にする、
   請求項１から４のいずれかに記載の空気調和装置の試運転方法。
6. 前記空気調和装置は、前記熱源側熱交換器の熱交換を促進する熱源側送風ファン（２７）をさらに有しており、
   前記熱源側送風ファンの回転数を低回転数にすることにより、前記膨張機構の手前近傍における冷媒のエンタルピを低減させる、
   請求項５に記載の空気調和装置の試運転方法。
7. 前記過熱度を増加させることにより、前記試運転モードにおける前記冷房運転による前記利用ユニットが前記空間に及ぼす能力を低能力にする、
   請求項１から６のいずれかに記載の空気調和装置の試運転方法。
8. 前記利用側送風ファンによる風向を、前記利用ユニットに設けられた前記空間の空気を取り入れる吸い込み口に向ける、
   請求項１から７のいずれかに記載の空気調和装置の試運転方法。
9. 運転用量を調節可能な圧縮機（２１）と熱源側熱交換器（２３）とを有する熱源ユニット（２）と、膨張機構（３３）と、利用側熱交換器（４１）とを有する利用ユニット（４）と、前記熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続する液冷媒連絡配管（６）およびガス冷媒連絡配管（７）とを含み、前記熱源側熱交換器を前記圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、前記利用側熱交換器を前記熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を少なくとも行うことが可能な冷媒回路（１０）と、
   前記利用ユニットに設けられ前記利用側熱交換器と空気との熱交換を促進しつつ熱交換後の前記空気を送風する利用側送風ファン（４２）と、
   前記利用ユニットの運転負荷に応じて前記熱源ユニットおよび前記利用ユニットの各機器の制御を行う通常運転モードから、前記利用側送風ファンが前記利用ユニットを設けた空間に送風する状態で前記冷房運転を少なくとも行う試運転モードへ切り換える際に、前記試運転モードにおける前記冷房運転による前記利用ユニットが前記空間に及ぼす能力を低能力にする試運転制御手段と、
   を備える空気調和装置（１）。
   

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