JP3852472B2 - 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セパレートタイプの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。

従来より、熱源ユニットと、利用ユニットと、熱源ユニットと利用ユニットとを接続する液冷媒連絡配管及びガス冷媒連絡配管とを備えたセパレートタイプの空気調和装置がある。このような空気調和装置では、予め熱源ユニットに所定量の冷媒を充填しておき、現地施工時に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及びガス冷媒連絡配管の長さに応じて不足する冷媒を追加充填する方法が採用されている。しかし、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及びガス冷媒連絡配管の長さは、空気調和装置が設置される現地の状況によって異なるため、適正な量の冷媒を充填することが困難な場合があった。

これに対して、現地施工後の試運転時に、利用側熱交換器において蒸発される冷媒の過熱度が所定値になるように冷房運転を行いつつ熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の過冷却度を検出して、この過冷却度の値から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を備えた空気調和装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６２−１５８９６６号公報

しかし、上記従来の冷媒量の適否を判定する機能を備えた空気調和装置においては、利用ユニットの運転負荷に応じて利用側熱交換器において蒸発される冷媒の過熱度を所定値になるように冷房運転を行っているだけであるため、利用側熱交換器において冷媒と熱交換を行う屋内空気の温度や熱源側熱交換器において冷媒と熱交換を行う熱源としての屋外空気の温度等に依存して冷媒回路内の各部の圧力が変化し、冷媒量の適否を判断する際の過冷却度の目標値が変化することになる。このため、冷媒量の適否を判定する際の判定精度を向上させることが困難である。

特に、個別に発停が可能な複数の利用ユニットを備えたマルチタイプの空気調和装置においては、各利用ユニットの運転状態が同じではないため、冷媒量の適否を判定する際の判定精度がさらに悪くなるおそれが高く、上記従来の冷媒量の適否を判定する機能を採用することが困難である。

また、空気調和装置においては、試運転を完了して通常運転を開始した後に、不測の原因により冷媒回路内の冷媒が外部に漏洩し、冷媒回路内に充填されている冷媒量が徐々に減少することがあり得る。この際、上記従来の冷媒量の適否を判定する機能を用いて、冷媒の漏洩検知を行うことも考えられるが、判定精度が低いために漏洩の有無を誤認するおそれがある。

本発明の課題は、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にある。

第１の発明にかかる空気調和装置は、冷媒回路と、アキュムレータとを備えている。冷媒回路は、運転容量を可変できる圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源ユニットと、利用側膨張機構と利用側熱交換器とを有する複数の利用ユニットと、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及びガス冷媒連絡配管とを含み、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である。アキュムレータは、圧縮機の吸入側に接続されており、利用ユニットの運転負荷に応じて冷媒回路内に発生する余剰冷媒を溜めることが可能である。空気調和装置は、利用ユニットの運転負荷に応じて熱源ユニット及び利用ユニットの各機器の制御を行う通常運転モードと、利用ユニットを全て冷房運転し各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各利用側膨張機構を制御しつつ利用側熱交換器における冷媒の蒸発圧力が一定になるように圧縮機の運転容量を制御する冷媒量判定運転モードとを切り換えて運転することが可能である。冷媒量判定運転モードにおいては、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して、冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定することが可能である。

この空気調和装置は、熱源ユニットと複数の利用ユニットとが冷媒連絡配管を介して接続されて冷媒回路を構成しており、少なくとも冷房運転が可能なセパレートタイプの空気調和装置である。つまり、各利用ユニットは、個別に発停可能であり、空気調和装置の通常運転の際（以下、通常運転モードとする）には、各利用ユニットが配置された空調空間に必要な運転負荷に応じて運転状態が変化することになる。ここで、「少なくとも」としたのは、本発明が適用可能な空気調和装置として、冷房運転以外に暖房運転等の別の運転も行うことが可能なものが含まれるからである。そして、この空気調和装置では、冷房運転等の通常運転（以下、通常運転モードとする）と、利用ユニット全てを強制的に冷房運転させる冷媒量判定運転モードとを切り換えて運転することが可能になっており、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定することができる。しかも、この空気調和装置では、冷媒量判定運転モードが全ての利用ユニットを冷房運転させる運転であるため、冷媒回路内を循環する冷媒量が大きくなる状態を強制的に設定した上で、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定することができる。

しかも、この空気調和装置の熱源ユニットは、運転容量を可変できる圧縮機を有している。このため、利用ユニットを冷房運転する冷媒量判定運転モードにおいては、蒸発器として機能する各利用側熱交換器の過熱度が正値（すなわち、利用側熱交換器出口のガス冷媒が過熱状態）になるように各利用側膨張機構を制御（以下、過熱度制御とする）することによって、利用側熱交換器内を流れる冷媒の状態を安定させるとともに、ガス冷媒連絡配管を含めた利用側熱交換器と圧縮機とを接続する流路内にガス冷媒が確実に流れるようにし、さらに、蒸発圧力が一定になるように圧縮機の運転容量を制御（以下、蒸発圧力制御とする）することで、この流路内を流れる冷媒量を安定させることができるようになっている。また、この空気調和装置では、冷媒を減圧するために使用される膨張機構が利用側膨張機構として利用ユニットに設けられているため、冷媒量判定運転モードを含めた冷房運転時において、凝縮器として機能する熱源側熱交換器において凝縮された液冷媒を利用側熱交換器の入口直前で減圧することになり、液冷媒連絡配管を含む熱源側熱交換器と利用側膨張機構とを接続する流路内が液冷媒でシールされることになる。これにより、液冷媒連絡配管を含めた熱源側熱交換器と利用側膨張機構とを接続する流路内を流れる液冷媒の量を安定させることが可能になり、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定する際の判定精度を向上させることができる。

さらに、空気調和装置においては、利用ユニットの運転負荷に応じて発生する余剰冷媒を溜めるための容器を備えていなければならないが、この空気調和装置では、上記のように、凝縮器として機能する熱源側熱交換器における過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出することで冷媒量の適否を判定する機能を採用することとの両立を図るために、熱源ユニットにアキュムレータを設けるようにしている。このため、ガス冷媒連絡配管及びアキュムレータを含めた利用側熱交換器と圧縮機とを接続する流路の容積が大きくなり、冷媒量の適否の判定精度に悪影響を与える懸念があるが、上記の過熱度制御及び蒸発圧力制御を行っているため、ガス冷媒連絡配管及びアキュムレータを含めた利用側熱交換器と圧縮機とを接続する流路の容積が大きい場合であっても、この流路内を流れる冷媒量を安定させることができる。これにより、アキュムレータを備えた冷媒回路であるにもかかわらず、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定する際の判定精度を向上させることができる。

以上のように、本発明によれば、熱源ユニットと複数の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、全ての利用ユニットを冷房運転するとともに利用側膨張機構による過熱度制御及び圧縮機による蒸発圧力制御を行う冷媒量判定運転モードを設けて、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出することにより、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することができる。

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、冷媒量判定運転モードによる運転は、定期的に行われる。

この空気調和装置では、利用ユニットを冷房運転するとともに利用側膨張機構による過熱度制御及び圧縮機による蒸発圧力制御を行う冷媒量判定運転モードによる運転を定期的（例えば、毎月１回、空調空間に負荷を必要としないとき等）に行うことによって、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することで、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どうかを検知することができる。

第３の発明にかかる空気調和装置は、第１又は第２の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、冷媒量判定運転モードによる運転は、冷媒回路内に冷媒を充填する際に行われる。

この空気調和装置では、利用ユニットを冷房運転するとともに利用側膨張機構による過熱度制御及び圧縮機による蒸発圧力制御を行う冷媒量判定運転モードによる運転を冷媒回路内に冷媒を充填する際（例えば、現地において、熱源ユニットと利用ユニットとを液冷媒連絡配管及びガス冷媒連絡配管を介して接続した後に、液冷媒連絡配管及びガス冷媒連絡配管の長さに応じて不足する冷媒を追加充填する際等）に行うことによって、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することで、冷媒充填作業を正確に、かつ、迅速に行うことができる。

第４の発明にかかる空気調和装置は、第１〜第３の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、冷媒回路は、切換機構をさらに備えている。切換機構は、通常運転モードにおいて、冷房運転状態と、利用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、熱源側熱交換器を利用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暖房運転状態との切り換えを可能にする。利用側膨張機構は、冷房運転状態において、蒸発器として機能する利用側熱交換器の出口における冷媒の過熱度が所定値になるように利用側熱交換器を流れる冷媒の流量の制御を行い、暖房運転状態において、凝縮器として機能する利用側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が所定値になるように利用側熱交換器を流れる冷媒の流量の制御を行う。

この空気調和装置は、切換機構によって、冷房運転及び暖房運転が可能な空気調和装置である。そして、この空気調和装置では、利用側膨張機構が、冷房運転状態において、蒸発器として機能する利用側熱交換器の出口における冷媒の過熱度が所定値になるように利用側熱交換器を流れる冷媒の流量の制御を行うようにしているため、凝縮器として機能する熱源側熱交換器において凝縮された液冷媒が液冷媒連絡配管を含む熱源側熱交換器と利用側膨張機構とを接続する流路を満たすことになる。一方、暖房運転状態においては、利用側膨張機構が、凝縮器として機能する利用側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が所定値になるように利用側熱交換器を流れる冷媒の流量の制御を行うようにしているため、凝縮器として機能する利用側熱交換器において凝縮された液冷媒が利用側膨張機構で減圧されて気液二相状態になり、液冷媒連絡配管を含む熱源側熱交換器と利用側膨張機構とを接続する流路を満たすことになる。つまり、この空気調和装置では、液冷媒連絡配管を含む熱源側熱交換器と利用側膨張機構を接続する流路を満たす液冷媒の量が暖房運転時よりも冷房運転時の方が大きいため、冷媒回路内に必要な冷媒量が冷房運転時における必要冷媒量によって決定されることになる。

以上のように、この冷房運転及び暖房運転が可能な空気調和装置では、冷房運転時における必要冷媒量が暖房運転時における必要冷媒量よりも大きいため、利用ユニットを冷房運転するとともに利用側膨張機構による過熱度制御及び圧縮機による蒸発圧力制御を行う冷媒量判定運転モードによる運転を行い、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出することにより、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することができる。

第５の発明にかかる空気調和装置は、第１〜第４の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、圧縮機は、インバータにより制御されるモータによって駆動される。

第６の発明にかかる空気調和装置は、第１〜第５の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、熱源ユニットは、熱源としての空気を熱源側熱交換器に送風する送風ファンをさらに備えている。送風ファンは、冷媒量判定運転モードにおいて、熱源側熱交換器における冷媒の凝縮圧力が所定値になるように、熱源側熱交換器に供給する空気の流量を制御することが可能である。

この空気調和装置は、空気を熱源として使用する熱源側熱交換器と、熱源側熱交換器に熱源としての空気を送風する送風ファンとを有する熱源ユニットを備えている。そして、送風ファンは、熱源側熱交換器に供給する空気の流量を制御することが可能である。このため、冷媒量判定運転モードにおいては、上記の利用側膨張機構による過熱度制御及び圧縮機による蒸発圧力制御に加えて、凝縮圧力が所定値になるように、熱源側熱交換器に供給する空気の流量を制御すること（以下、凝縮圧力制御とする）ことによって、空気の温度の影響を抑えて、熱源側熱交換器内を流れる冷媒の状態を安定させることができるようになっている。

これにより、この空気調和装置では、冷媒量判定運転モードにおいて、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量をさらに精度良く検出できるようになるため、冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定する際の判定精度を向上させることができる。

第７の発明にかかる空気調和装置は、第６の発明にかかる空気調和装置において、送風ファンは、ＤＣモータにより駆動される。

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、熱源ユニットと複数の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、全ての利用ユニットを冷房運転するとともに利用側膨張機構による過熱度制御及び圧縮機による蒸発圧力制御を行う冷媒量判定運転モードを設けているため、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出することにより、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することができる。

第２の発明では、冷媒量判定運転モードによる運転を定期的に行うことによって、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することで、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どうかを検知することができる。

第３の発明では、冷媒量判定運転モードによる運転を冷媒回路内に冷媒を充填する際に行うことによって、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することで、冷媒充填作業を正確に、かつ、迅速に行うことができる。

第４及び第５の発明では、冷房運転及び暖房運転が可能な空気調和装置において、冷媒量判定運転モードによって、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出することにより、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することができる。

第６及び第７の発明では、冷媒量判定運転モードにおいて、熱源側熱交換器における冷媒の凝縮圧力が所定値になるように、熱源側熱交換器に供給する空気の流量を制御することが可能な送風ファンを備えているため、冷媒量判定運転モードにおいて、熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量をさらに精度良く検出できるようになり、冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定する際の判定精度を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台の熱源ユニット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４、５と、熱源ユニット２と利用ユニット４、５とを接続する液冷媒連絡配管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、熱源ユニット２と、利用ユニット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。

＜利用ユニット＞
利用ユニット４、５は、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等、又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット４、５は、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７を介して熱源ユニット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、利用ユニット４、５の構成について説明する。尚、利用ユニット４と利用ユニット５とは同様の構成であるため、ここでは、利用ユニット４の構成のみ説明し、利用ユニット５の構成については、それぞれ、利用ユニット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。

利用ユニット４は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する利用側冷媒回路１０ａ（利用ユニット５では、利用側冷媒回路１０ｂ）を備えている。この利用側冷媒回路１０ａは、主として、利用側膨張弁４１（利用側膨張機構）と、利用側熱交換器４２とを備えている。

本実施形態において、利用側膨張弁４１は、利用側冷媒回路１０ａ内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、利用側熱交換器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、利用側熱交換器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屋内の空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して屋内の空気を加熱する熱交換器である。

本実施形態において、利用ユニット４は、ユニット内に屋内空気を吸入して、熱交換した後に、供給空気として屋内に供給するための室内ファン（図示せず）を備えており、屋内空気と利用側熱交換器４２を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。

また、利用ユニット４には、各種のセンサが設けられている。利用側熱交換器４２の液側には液状態又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４３が設けられており、利用側熱交換器４２のガス側にはガス状態又は気液二相状態の冷媒の温度を検出するガス側温度センサ４４が設けられている。本実施形態において、液側温度センサ４３及びガス側温度センサ４４は、サーミスタからなる。また、利用ユニット４は、利用ユニット４を構成する各部の動作を制御する利用側制御部４５を備えている。そして、利用側制御部４５は、利用ユニット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、利用ユニット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、熱源ユニット２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。

＜熱源ユニット＞
熱源ユニット２は、ビル等の屋上等に設置されており、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７を介して利用ユニット４、５に接続されており、利用ユニット４、５の間で冷媒回路１０を構成している。

次に、熱源ユニット２の構成について説明する。熱源ユニット２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する熱源側冷媒回路１０ｃを備えている。この熱源側冷媒回路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２３と、アキュムレータ２４と、液側閉鎖弁２５と、ガス側閉鎖弁２６とを備えている。

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、利用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たものであってもよい。

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、熱源側熱交換器２３を圧縮機２１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４２、５２を熱源側熱交換器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の吐出側と熱源側熱交換器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、利用側熱交換器４２、５２を圧縮機２１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、熱源側熱交換器２３を利用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の吸入側と熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器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。熱源側熱交換器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、熱源ユニット２は、ユニット内に屋外空気を吸入して、熱源側熱交換器２３に供給した後に、屋外に排出するための室外ファン２７（送風ファン）を備えており、屋外空気と熱源側熱交換器２３を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この室外ファン２７は、熱源側熱交換器２３に供給する空気の流量を可変することが可能なファンであり、本実施形態において、ＤＣファンモータ２７ａによって駆動されるプロペラファンである。

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、利用ユニット４、５の運転負荷に応じて冷媒回路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及びガス側閉鎖弁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２５は、熱源側熱交換器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、熱源ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、熱源ユニット２には、圧縮機２１の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ２８と、圧縮機２１の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ２９と、熱源側熱交換器２３内を流れる冷媒の温度を検出する熱交温度センサ３０と、熱源側熱交換器２３の液側には液状態又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。また、熱源ユニット２は、熱源ユニット２を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部３２を備えている。そして、熱源側制御部３２は、熱源ユニット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、利用ユニット４、５の利用側制御部４５、５５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。

以上のように、利用側冷媒回路１０ａ、１０ｂと、熱源側冷媒回路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。そして、本実施形態の空気調和装置１は、四路切換弁２２により冷房運転及び暖房運転を切り換えて運転を行うとともに、各利用ユニット４、５の運転負荷に応じて、熱源ユニット２及び利用ユニット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、各利用ユニット４、５の運転負荷に応じて、熱源ユニット２及び利用ユニット４、５の各機器の制御を行う通常運転モードと、利用ユニット４、５の全てを冷房運転しつつ凝縮器として機能する熱源側熱交換器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自動充填運転と冷媒漏洩検知運転とがある。

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の吐出側が熱源側熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が利用側熱交換器５２のガス側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２５、ガス側閉鎖弁２６は開にされ、利用側膨張弁４１、５１は利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱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、利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度は、ガス側温度センサ４４、５４により検出される冷媒温度値から液側温度センサ４３、５３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か、又は、吸入圧力センサ２８により検出される圧縮機２１の吸入圧力値を冷媒の飽和温度値に換算し、ガス側温度センサ４４、５４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、利用側熱交換器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、ガス側温度センサ４４、５４により検出される冷媒温度値からこの温度センサにより検出される冷媒温度値を差し引くことによって利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度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及び室外ファン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を経由して熱源側熱交換器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、この高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁２５及び液冷媒連絡配管６を経由して、利用ユニット４、５に送られる。

利用ユニット４、５に送られた高圧の液冷媒は、利用側膨張弁４１、５１によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって利用側熱交換器４２、５２に送られ、利用側熱交換器４２、５２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。ここで、利用側膨張弁４１、５１は、利用側熱交換器４２、５２の出口における過熱度が所定値になるように利用側熱交換器４２、５２内を流れる冷媒の流量を制御しているため、利用側熱交換器４２、５２において蒸発された低圧のガス冷媒は、所定の過熱度を有する状態となる。そして、各利用側熱交換器４２、５２には、各利用ユニット４、５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を経由して熱源ユニット２に送られ、ガス側閉鎖弁２６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。ここで、利用ユニット４、５の運転負荷に応じて、例えば、利用ユニット４、５の一方の運転負荷が小さい場合や停止している場合、あるいは、利用ユニット４、５の両方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、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。

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の吐出側が利用側熱交換器５２のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が熱源側熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２５、ガス側閉鎖弁２６は開にされ、利用側膨張弁４１、５１は利用側熱交換器４２、５２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、利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過冷却度は、吐出圧力センサ２９により検出される圧縮機２１の吐出圧力値を冷媒の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４３、５３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、利用側熱交換器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冷媒温度値から液側温度センサ４３、５３により検出される冷媒温度値を差し引くことによって利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過冷却度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及び室外ファン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及びガス冷媒連絡配管７を経由して、利用ユニット４、５に送られる。

そして、利用ユニット４、５に送られた高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器４２、５２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、利用側膨張弁４１、５１によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。ここで、利用側膨張弁４１、５１は、利用側熱交換器４２、５２の出口における過冷却度が所定値になるように利用側熱交換器４２、５２内を流れる冷媒の流量を制御しているため、利用側熱交換器４２、５２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。そして、各利用側熱交換器４２、５２には、各利用ユニット４、５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。

この低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒連絡配管６を経由して熱源ユニット２に送られ、及び液側閉鎖弁２５を経由して、熱源側熱交換器２３に流入する。そして、熱源側熱交換器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凝縮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、利用ユニット４、５の運転負荷に応じて、例えば、利用ユニット４、５の一方の運転負荷が小さい場合や停止している場合、あるいは、利用ユニット４、５の両方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＞
まず、冷媒量判定運転モードの１つである冷媒自動充填運転について、図１〜図３を用いて説明する。ここで、図２は、冷媒量判定運転モード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。図３は、冷媒自動充填運転時のフローチャートである。

現地において、冷媒が予め充填された熱源ユニット２と、利用ユニット４、５とを液冷媒連絡配管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の長さ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。

まず、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２５及びガス側閉鎖弁２６を開けて、熱源ユニット２に予め充填された冷媒を冷媒回路１０内に充満させる。

次に、冷媒充填作業を行う者が、リモコン（図示せず）を通じて、又は、利用ユニット４、５の利用側制御部４５、５５や熱源ユニット２の熱源側制御部３２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Ｓ４の手順で冷媒自動充填運転が行われる。

＜ステップＳ１、利用ユニットを全て冷房運転＞
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、熱源ユニット２の四路切換弁２２が図１の実線で示される状態で、かつ、利用ユニット４、５の利用側膨張弁４１、５１が開けられた状態となり、圧縮機２１、室外ファン２７が起動されて、利用ユニット４、５の全てについて強制的に冷房運転が行われる。

すると、図２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熱源側熱交換器２３までの流路には圧縮機２１において圧縮され・吐出された高圧のガス冷媒が流れ（図２の砂状ハッチングを参照）、凝縮器として機能する熱源側熱交換器２３内には屋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２の砂状ハッチング及び黒塗りハッチングを参照、以下、凝縮器部Ａとする）、熱源側熱交換器２３から利用側膨張弁４１、５１までの液冷媒連絡配管６を含む流路には高圧の液冷媒が流れ（図２の黒塗りハッチングを参照、以下、液冷媒連絡部Ｂとする）、蒸発器として機能する利用側熱交換器４２、５２内には屋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２の格子ハッチング及び斜線ハッチングを参照、以下、蒸発器部Ｃとする）、利用側熱交換器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を含む流路には低圧のガス冷媒が流れるようになる（図２の斜線ハッチングを参照、以下、ガス冷媒連絡部Ｄとする）。

＜ステップＳ２、冷媒回路の各部における冷媒の状態を安定させる制御＞
次に、下記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、熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮圧力が所定値になるように、室外ファン２７によって熱源側熱交換器２３に供給される屋外空気の流量を制御（以下、凝縮圧力制御とする）し、蒸発器として機能する利用側熱交換器４２、５２の過熱度が正値（すなわち、利用側熱交換器４２、５２の出口のガス冷媒が過熱状態）になるように利用側膨張弁４１、５１を制御（以下、過熱度制御とする）し、蒸発圧力が一定になるように圧縮機の運転容量を制御（以下、蒸発圧力制御とする）する。

ここで、凝縮圧力制御を行うのは、図４に示されるように、凝縮器部Ａにおける冷媒量が、凝縮器部Ａにおける冷媒の凝縮圧力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は、屋外空気の温度の影響より大きく変化するため、ＤＣファンモータ２７ａにより室外ファン２７から熱源側熱交換器２３に供給する屋外空気の流量を制御することによって、熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮圧力を所定値（例えば、充填された冷媒量の適否を判定する際の凝縮圧力Ｐａ）にして、凝縮器部Ａ内を流れる冷媒の状態を安定させて、過冷却度（ＳＣ）によって冷媒量が変化する状態にしている。尚、本実施形態においては、熱源側熱交換器２３内の冷媒の圧力を直接検出する圧力センサを設けていないため、室外ファン２７による凝縮圧力の制御においては、吐出圧力センサ２９によって検出される圧縮機２１の吐出圧力を、熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮圧力の代わりに用いている。

そして、このような凝縮圧力制御を行うことによって、液冷媒連絡部Ｂにおける冷媒の圧力も安定するため、液冷媒連絡部Ｂが液冷媒でシールされて安定した状態となる。尚、図５に示されるように、液冷媒連絡部Ｂにおける冷媒量は、液冷媒連絡部Ｂにおける冷媒の圧力や冷媒の過冷却度（ＳＣ）の変化に対して鈍感である。

また、蒸発圧力制御を行うのは、図６に示されるように、蒸発器部Ｃにおける冷媒量が、蒸発器部Ｃにおける冷媒の蒸発圧力に大きく影響するからである。そして、この蒸発器部Ｃにおける冷媒の蒸発圧力は、インバータにより制御されるモータ２１ａにより圧縮機２１の運転容量を制御することによって、利用側熱交換器４２、５２における冷媒の蒸発圧力を所定値（例えば、充填された冷媒量の適否を判定する際の蒸発圧力Ｐｃ）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。尚、本実施形態においては、利用側熱交換器４２、５２内の冷媒の圧力を直接検出する圧力センサを設けていないため、圧縮機２１による蒸発圧力の制御においては、吸入圧力センサ２８によって検出される圧縮機２１の吸入圧力を、利用側熱交換器４２、５２における冷媒の蒸発圧力の代わりに用いている。

さらに、このような蒸発圧力制御とともに過熱度制御を行うのは、図６に示されるように、蒸発器部Ｃにおける冷媒量が、利用側熱交換器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。この利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度は、利用側膨張弁４１、５１の開度を制御することによって、利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度（ＳＨ）が正値になるように（すなわち、利用側熱交換器４２、５２の出口のガス冷媒が過熱状態）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。この冷媒量判定運転モードにおける過熱度制御は、通常運転モードにおける過熱度制御とは異なり、利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度が正値であればよい。なぜなら、通常運転モードにおける過熱度制御では、利用ユニット４、５の運転負荷に応じて利用側熱交換器４２、５２を流れる冷媒の流量を調節するために、利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度を所定値に制御する必要があるが、この冷媒量判定運転モードにおける過熱度制御では、図６に示されるように、蒸発器部Ｃにおける冷媒量に影響しないように、利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒が湿り状態（すなわち、乾き度が１より小さい状態）にならなければよいからである。

そして、このような蒸発圧力制御及び過熱度制御を行うことによって、ガス冷媒連絡部Ｄにおける冷媒の圧力が安定し、かつ、ガス冷媒が確実に流れるようになるため、ガス冷媒連絡部Ｄを流れる冷媒の状態も安定することになる。尚、図７に示されるように、ガス冷媒連絡部Ｄにおける冷媒量は、ガス冷媒連絡部Ｄにおける冷媒の圧力及び過熱度（ＳＨ）に大きく依存するが、上記の蒸発圧力制御及び過熱度制御によって安定している。

このような冷媒回路１０内を循環する冷媒の状態を安定させる制御を行いつつ、冷媒回路１０内に冷媒の追加充填を実施する。

＜ステップＳ３、過冷却度の検出＞
次に、熱源側熱交換器２３の出口における過冷却度を検出する。本実施形態において、熱源側熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度は、熱交温度センサ３０により検出される冷媒温度値から液側温度センサ３１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か、又は、吐出圧力センサ２９により検出される圧縮機２１の吐出圧力値を冷媒の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３１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。

＜ステップＳ４、冷媒量の適否の判定＞
次に、ステップＳ３において検出された過冷却度の値から冷媒量の適否を判定する。ここで、ステップＳ３における過冷却度の検出の際には、ステップＳ２における冷媒回路１０内を循環する冷媒の状態を安定させる制御により、液冷媒連絡部Ｂ、蒸発器部Ｃ及びガス冷媒連絡部Ｄにおける冷媒量は一定となっており、凝縮器部Ａにおける冷媒量のみが冷媒の追加充填により変化する状態になっている。すなわち、利用ユニット４、５の形態や液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７の長さ等とは無関係に、凝縮器部Ａにおける冷媒量（具体的には、熱源側熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度）によって冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否が判定できるようになっている。

まず、追加充填される冷媒量が少なく必要冷媒量に達していない場合においては、ステップＳ２において、凝縮器部Ａにおける冷媒量が少ない状態となる。ここで、凝縮器部Ａにおける冷媒量が少ない状態とは、ステップＳ３において検出された過冷却度値が、凝縮器部Ａにおける凝縮圧力Ｐａにおける必要冷媒量に対応する過冷却度値（以下、目標過冷却度値とする）よりも小さいことを意味する。このため、ステップＳ３において検出された過冷却度値が目標過冷却度値よりも小さく冷媒充填が完了していない場合には、過冷却度値が目標過冷却度値に達するまで、上記のステップＳ２及びこのステップＳ３の処理が繰り返される。

尚、この冷媒自動充填運転は、現地施工後の試運転時の冷媒充填だけでなく、冷媒の漏洩等によって冷媒回路１０内に充填されている冷媒量が減少した場合の冷媒の追加充填にも使用することが可能である。

次に、冷媒量判定運転モードの１つである冷媒漏洩検知運転について、図１、図２、図４〜図７及び図８を用いて説明する。ここで、図８は、冷媒漏洩検知運転時のフローチャートである。

ここでは、通常運転モードにおける冷房運転や暖房運転時に、定期的（例えば、毎月１回、空調空間に負荷を必要としないとき等）に、冷媒量判定運転モードの１つである冷媒漏洩検知運転に切り換えて運転を行うことによって、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どうかを検知する場合を例にして説明する。

＜ステップＳ１１、通常運転モードが一定時間経過したかどうかの判定＞
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（毎１ヶ月等）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、利用ユニットを全て冷房運転＞
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、上記の冷媒自動充填運転のステップＳ１と同様に、冷媒回路１０が、熱源ユニット２の四路切換弁２２が図１の実線で示される状態で、かつ、利用ユニット４、５の利用側膨張弁４１、５１が開けられた状態となり、圧縮機２１、室外ファン２７が起動されて、利用ユニット４、５の全てについて強制的に冷房運転が行われる（図２参照）。

＜ステップＳ１３、冷媒回路の各部における冷媒の状態を安定させる制御＞
次に、上記の冷媒自動充填運転のステップＳ２と同様に、室外ファン２７による凝縮圧力制御、利用側膨張弁４１、５１による過熱度制御、圧縮機による蒸発圧力制御が行われて、冷媒回路１０内を循環する冷媒の状態が安定させられる。

＜ステップＳ１４、過冷却度の検出＞
次に、冷媒自動充填運転のステップＳ３と同様に、熱源側熱交換器２３の出口における過冷却度を検出する。

＜ステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、冷媒量の適否の判定、通常運転モードへの復帰、警告表示＞
次に、冷媒自動充填運転のステップＳ４と同様に、ステップＳ１４において検出された過冷却度の値から冷媒量の適否を判定する。

具体的には、ステップＳ１４において検出された過冷却度値が目標過冷却度値とほぼ同じ値（例えば、検出された過冷却度値と目標過冷却度値との差が所定値未満）である場合には、冷媒の漏洩がないものと判定して、次のステップＳ１６の処理に移行して、通常運転モードへ復帰させる。

一方、ステップＳ１４において検出された過冷却度値が目標過冷却度値とよりも小さい値（例えば、検出された過冷却度値と目標過冷却度値との差が所定値以上）である場合には、冷媒の漏洩が発生しているものと判定して、ステップＳ１７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表示を行った後、ステップＳ１６の処理に移行して、通常運転モードへ復帰させる。

尚、この冷媒漏洩検知運転は、冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否を判定するのに適した冷媒の状態を強制的に作り出して安定させた後に、冷媒量の適否を判定するようにしているため、冷媒量の適否を判定する際に、前回の判定結果等を参照する必要がない。このため、冷媒量の経時変化を記憶させておくためのメモリ等が不要である。

また、この冷媒漏洩検知運転が可能な空気調和装置１を、図９に示されるように、空調コントローラ６１に通信接続し、ネットワーク６２を介して情報管理センターの遠隔サーバ６３に空気調和装置１の冷媒漏洩検知運転の結果等の機器異常情報を含む各種運転データを送信し、遠隔サーバ６３が機器異常情報を含む各種運転データを空気調和装置１を管轄するサービスステーションの情報端末６４に送信するように、遠隔監理システムを構築してもよい。これにより、空気調和装置１の冷媒漏洩検知運転結果を空気調和装置１の管理者等に報告したり、冷媒漏洩を検知した場合に、サービスマンを派遣する等のサービスを提供することが可能になる。

（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は、熱源ユニット２と利用ユニット５とが冷媒連絡配管６、７を介して接続されて冷媒回路１０を構成しており、冷暖切り換え運転（すなわち、少なくとも冷房運転）が可能なセパレートタイプの空気調和装置である。しかも、この空気調和装置１は、利用側膨張弁４１、５１を有する利用ユニット４、５を複数台備えたマルチタイプの空気調和装置である。つまり、各利用ユニット４、５は、個別に発停可能であり、空気調和装置１の通常運転の際（以下、通常運転モードとする）には、各利用ユニット４、５が配置された空調空間に必要な運転負荷に応じて運転状態が変化することになる。これに対して、この空気調和装置１では、上記の通常運転モードと、全ての利用ユニット４、５を冷房運転させる冷媒量判定運転モードとを切り換えて運転することが可能になっているため、冷媒回路１０内を循環する冷媒量が最も大きくなる状態を強制的に設定した上で、熱源側熱交換器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定することができる。

（Ｂ）
しかも、この空気調和装置１の熱源ユニット２は、運転容量を可変できる圧縮機２１を有している。このため、全ての利用ユニット４、５を冷房運転する冷媒量判定運転モードにおいては、蒸発器として機能する利用側熱交換器４２、５２の過熱度が正値（すなわち、利用側熱交換器４２、５２出口のガス冷媒が過熱状態）になるように利用側膨張弁４１、５１を制御（以下、過熱度制御とする）することによって、蒸発器部Ｃ内を流れる冷媒の状態を安定させるとともに、ガス冷媒連絡部Ｄ内にガス冷媒が確実に流れるようにし、さらに、蒸発圧力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）することで、ガス冷媒連絡部Ｄ内を流れる冷媒量を安定させることができるようになっている。また、この空気調和装置１では、冷媒を減圧するために使用される膨張機構が利用側膨張弁４１、５１として利用ユニット４、５に設けられているため、冷媒量判定運転モードを含めた冷房運転時において、凝縮器として機能する熱源側熱交換器２３において凝縮された液冷媒を利用側熱交換器４２、５２の入口直前で減圧することになり、液冷媒連絡部Ｂ内が液冷媒でシールされることになる。これにより、液冷媒連絡部Ｂ内を流れる液冷媒の量を安定させることが可能になり、結果的に、凝縮器部Ａにおける冷媒量の適否を判定するだけで、利用ユニット４、５の形態や液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７の長さ等とは無関係に、冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否が判定できるようになるため、熱源側熱交換器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定する際の判定精度を向上させることができる。尚、本実施形態の圧縮機２１としては、インバータにより制御されるモータ２１ａによって駆動される圧縮機を採用している。

（Ｃ）
また、本実施形態の空気調和装置１は、切換機構としての四路切換弁２２によって、冷房運転及び暖房運転が可能になっている。そして、この空気調和装置１では、利用側膨張弁４１、５１が、冷房運転状態において、蒸発器として機能する利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度が所定値になるように利用側熱交換器４２、５２を流れる冷媒の流量の制御を行うようにしているため、凝縮器として機能する熱源側熱交換器２３において凝縮された液冷媒が液冷媒連絡部Ｂ内を満たすことになる。一方、暖房運転状態においては、利用側膨張弁４１、５１が、凝縮器として機能する利用側熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過冷却度が所定値になるように利用側熱交換器４２、５２を流れる冷媒の流量の制御を行うようにしているため、凝縮器として機能する利用側熱交換器４２、５２において凝縮された液冷媒が利用側膨張弁４１、５１で減圧されて気液二相状態になり、液冷媒連絡部Ｂ内を満たすことになる。つまり、この空気調和装置１では、液冷媒連絡部Ｂ内を満たす液冷媒の量が暖房運転時よりも冷房運転時の方が大きいため、冷媒回路１０内に必要な冷媒量が冷房運転時における必要冷媒量によって決定されることになる。

以上のように、本実施形態の空気調和装置１では、冷房運転時における必要冷媒量が暖房運転時における必要冷媒量よりも大きいため、全ての利用ユニット４、５を冷房運転するとともに利用側膨張弁４１、５１による過熱度制御及び圧縮機２１による蒸発圧力制御を行う冷媒量判定運転モードによって、熱源側熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度を検出することにより、冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否を精度良く判定することができる。

（Ｄ）
また、本実施形態の空気調和装置１は、空気を熱源として使用する熱源側熱交換器２３と、熱源側熱交換器２３に熱源としての空気を送風する室外ファン２７とを有する熱源ユニット２を備えている。そして、室外ファン２７は、熱源側熱交換器２３に供給する空気の流量を制御することが可能である。このため、冷媒量判定運転モードにおいては、上記の利用側膨張弁４１、５１による過熱度制御及び圧縮機２１による蒸発圧力制御に加えて、凝縮圧力が所定値になるように、熱源側熱交換器２３に供給する空気の流量を制御すること（以下、凝縮圧力制御とする）ことによって、屋外空気の温度の影響を抑えて、熱源側熱交換器２３内を流れる冷媒の状態を安定させることができるようになっている。

これにより、この空気調和装置１では、冷媒量判定運転モードにおいて、熱源側熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度をさらに精度良く検出できるようになるため、冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否を判定する際の判定精度を向上させることができる。尚、本実施形態の室外ファン２７としては、ＤＣモータにより駆動されるファンを採用している。

（Ｅ）
さらに、マルチタイプの空気調和装置においては、利用ユニット４、５の運転負荷に応じて発生する余剰冷媒を溜めるための容器を備えていなければならないが、この空気調和装置１では、上記のように、凝縮器として機能する熱源側熱交換器２３における過冷却度を検出することで冷媒量の適否を判定する機能を採用することとの両立を図るために、熱源ユニット２にアキュムレータ２４を設けるようにしている。このため、ガス冷媒連絡配管７及びアキュムレータ２４を含めた利用側熱交換器４２、５２と圧縮機２１とを接続する流路（すなわち、ガス冷媒連絡部Ｄ）の容積が大きくなり、冷媒量の適否の判定精度に悪影響を与える懸念があるが、上記の過熱度制御及び蒸発圧力制御を行っているため、ガス冷媒連絡部Ｄの容積が大きい場合であっても、ガス冷媒連絡部Ｄ内を流れる冷媒量を安定させることができる。これにより、アキュムレータ２４を備えた冷媒回路１０であるにもかかわらず、熱源側熱交換器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定する際の判定精度を向上させることができる。

（Ｆ）
本実施形態の空気調和装置１では、全ての利用ユニット４、５を冷房運転するとともに利用側膨張弁４１、５１による過熱度制御、圧縮機２１による蒸発圧力制御等を行う冷媒量判定運転モードの１つである冷媒漏洩検知運転を定期的（例えば、毎月１回、空調空間に負荷を必要としないとき等）に行うことによって、冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否を精度良く判定することで、不測の原因により冷媒回路１０内の冷媒が外部に漏洩していないかどうかを検知することができる。

また、この冷媒漏洩検知運転は、冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否を判定するのに適した冷媒の状態を強制的に作り出して安定させた後に、冷媒量の適否を判定するようにしているため、冷媒量の適否を判定する際に、前回の判定結果等を参照する必要がない。このため、冷媒量の経時変化を記憶させておくためのメモリ等が不要である。

（Ｇ）
本実施形態の空気調和装置１では、全ての利用ユニット４、５を冷房運転するとともに利用側膨張弁４１、５１による過熱度制御及び圧縮機２１による蒸発圧力制御等を行う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冷媒回路１０内に冷媒を充填する際（例えば、現地において、熱源ユニット２と利用ユニット４、５とを液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７を介して接続した後に、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７の長さに応じて不足する冷媒を追加充填する際等）に行うことによって、冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否を精度良く判定することで、冷媒充填作業を正確に、かつ、迅速に行うことができる。

（４）変形例１
上述の空気調和装置１においては、熱源側熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度を検出することにより、冷媒自動充填時及び冷媒漏洩検知時における冷媒量の適否を判定しているが、過冷却度そのものではなく、過冷却度の変動に伴い変動する他の運転状態量を検出することにより、冷媒量の適否を判定してもよい。

例えば、上述の過熱度制御及び蒸発圧力制御（好ましくは、さらに、凝縮圧力制御）を行っている際には、熱源側熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度が大きくなると、利用側膨張弁４１、５１によって膨張された後に利用側熱交換器４２、５２に流入する冷媒の乾き度が低下するため、過熱度制御を行っている利用側膨張弁４１、５１の開度が小さくなる傾向が現れる。このような特性を利用して、すなわち、熱源側熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度に代えて過冷却度の変動に伴い変動する他の運転状態量の一つとしての利用側膨張弁４１、５１の開度を用いて、冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否を判定することもできる。

また、冷媒量の適否の判定基準として、熱源側熱交換器２３の出口における過冷却度による判定結果、及び、利用側膨張弁４１、５１の開度による判定結果の両方を利用して冷媒量の適否の判定を行う等のように、過冷却度及び過冷却度の変動に伴い変動する他の運転状態量の組み合わせにより冷媒量の適否の判定を行ってもよい。

（５）変形例２
上述の冷媒漏洩検知運転においては、図８及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。

尚、上述の冷媒漏洩検知運転についての説明では、「冷媒回路１０内に充填されている冷媒量の適否を判定するのに適した冷媒の状態を強制的に作り出して安定させた後に、冷媒量の適否を判定するようにしているため、冷媒量の適否を判定する際に、前回の判定結果等を参照する必要がない」旨の説明をしているが、これは、本発明の利点を最大限生かした場合を意図しており、例えば、法律や基準の制限等により、冷媒漏洩の有無の判定を、複数回の冷媒漏洩検知運転において得られた結果に基づいて判定したり、前回判定時の結果との偏差に基づいて判定したり、冷媒充填直後の結果を用いて判定すること等を排除するものではなく、このような場合には、冷媒量の経時変化等のデータを記憶させるためのメモリが設けられる。

（６）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、冷房専用の空気調和装置や冷暖同時運転可能な空気調和装置に本発明を適用してもよい。

その一例として、冷暖同時運転可能な空気調和装置に本発明を適用した実施形態について、以下に説明する。

図１０は、冷暖同時運転可能な空気調和装置１０１の概略の冷媒回路図である。空気調和装置１０１は、主として、複数台（ここでは、２台）の利用ユニット４、５と、熱源ユニット１０２と、冷媒連絡配管６、７、８とを備えている。

利用ユニット４、５は、液冷媒連絡配管６、ガス冷媒連絡配管としての吸入ガス連絡配管７、吐出ガス連絡配管８及び接続ユニット１４、１５を介して、熱源ユニット１０２に接続されており、熱源ユニット１０２との間で冷媒回路１１０を構成している。尚、利用ユニット４、５は、上述の空気調和装置１の利用ユニット４、５と同じ構成であるため、説明を省略する。

熱源ユニット１０２は、冷媒連絡配管６、７、８を介して利用ユニット４、５に接続されており、利用ユニット４、５の間で冷媒回路１１０を構成している。次に、熱源ユニット１０２の構成について説明する。熱源ユニット１０２は、主として、冷媒回路１１０の一部を構成しており、熱源側冷媒回路１１０ｃを備えている。この熱源側冷媒回路１１０ｃは、主として、圧縮機２１と、３方切換弁１２２と、熱源側熱交換器２３と、アキュムレータ２４と、室外ファン２７と、閉鎖弁２５、２６、３３とを備えている。ここで、３方切換弁１２２と閉鎖弁３３を除く他の機器・弁類は、上述の空気調和装置１の熱源ユニット２の機器・弁類と同様の構成であるため、説明を省略する。

３方切換弁１２２は、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際（以下、凝縮運転状態とする）には圧縮機２１の吐出側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続し、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際（以下、蒸発運転状態とする）には圧縮機２１の吸入側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続するように、熱源側冷媒回路１１０ｃ内における冷媒の流路を切り換えるための弁である。また、圧縮機２１の吐出側と３方切換弁１２２との間には、吐出ガス連絡配管８が接続されている。吐出ガス連絡配管８には、吐出ガス閉鎖弁３３が接続されている。これにより、圧縮機２１において圧縮・吐出された高圧のガス冷媒を３方切換弁１２２の切り換え動作に関係なく、利用ユニット４、５に供給できるようになっている。また、圧縮機２１の吸入側には、利用ユニット４、５から戻る低圧のガス冷媒が流れる吸入ガス連絡配管７が接続されている。

また、熱源ユニット１０２には、各種のセンサと熱源側制御部３２が設けられているが、これらについても、上述の空気調和装置１の各種のセンサと熱源側制御部３２の構成と同様であるため、説明を省略する。

また、利用ユニット４、５は、利用側熱交換器４２、５２のガス側が接続ユニット１４、１５を介して吐出ガス連絡配管８及び吸入ガス連絡配管７に切り換え可能に接続されている。接続ユニット１４、１５は、主として、冷暖切換弁７１、８１を備えている。冷暖切換弁７１、８１は、利用ユニット４、５が冷房運転を行う場合には利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２のガス側と吸入ガス連絡配管７とを接続する状態（以下、冷房運転状態とする）と、利用ユニット４、５が暖房運転を行う場合には利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２のガス側と吐出ガス連絡配管８とを接続する状態（以下、暖房運転状態とする）との切り換えを行う切換機構として機能する弁である。

このような空気調和装置１０１の構成により、利用ユニット４、５は、例えば、利用ユニット４を冷房運転しつつ、顕熱系統利用ユニット５を暖房運転する等の、いわゆる、冷暖同時運転を行うことが可能になっている。

そして、この冷暖同時運転可能な空気調和装置１０１においても、冷媒量判定運転モードにおいては、３方切換弁１２２を凝縮運転状態にして熱源側熱交換器２３を冷媒の凝縮器として機能させ、冷暖切換弁７１、８１を冷房運転状態にして利用側熱交換器４２、５２を冷媒の蒸発器として機能させることにより、全ての利用ユニット４、５を冷房運転するとともに、利用側膨張弁４１、５１による過熱度制御、圧縮機２１による蒸発圧力制御等を行うことができるようになっている。これにより、上述の空気調和装置１と同様に、熱源側熱交換器２３の出口における冷媒の過冷却度又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出することにより、冷媒回路１１０内に充填されている冷媒量の適否を精度良く判定することができる。

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。 冷媒量判定運転モード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。 冷媒自動充填運転時のフローチャートである。 凝縮器部における冷媒量と、凝縮器部における冷媒の凝縮圧力及び熱源側熱交換器の出口における過冷却度との関係を示すグラフである。 液冷媒連絡部における冷媒量と、液冷媒連絡部における冷媒の圧力及び液冷媒連絡部における冷媒の過冷却度との関係を示すグラフである。 蒸発器部における冷媒量と、蒸発器部における冷媒の蒸発圧力及び利用側熱交換器の出口における過熱度（及び乾き度）との関係を示すグラフである。 ガス冷媒連絡部における冷媒量と、ガス冷媒連絡部における冷媒の圧力及びガス冷媒連絡部における冷媒の過熱度（及び乾き度）との関係を示すグラフである。 冷媒漏洩検知運転時のフローチャートである。 空気調和装置の遠隔監理システムのブロック図である。 本発明にかかる他の実施形態の空気調和装置の概略の冷媒回路図である。

符号の説明

１、１０１ 空気調和装置
２、１０２ 熱源ユニット
４、５ 利用ユニット
６ 液冷媒連絡配管
７ ガス冷媒連絡配管
１０、１１０ 冷媒回路
２１ 圧縮機
２１ａ モータ
２２、１２２、７１、８１ 四路切換弁、３方切換弁、冷暖切換弁（切換機構）
２３ 熱源側熱交換器
２４ アキュムレータ
２７ 室外ファン（送風ファン）
２７ａ ＤＣファンモータ（ＤＣモータ）
４１、５１ 利用側膨張弁（利用側膨張機構）
４２、５２ 利用側熱交換器

Claims (7)

1. 運転容量を可変できる圧縮機（２１）と熱源側熱交換器（２３）とを有する熱源ユニット（２、１０２）と、利用側膨張機構（４１、５１）と利用側熱交換器（４２、５２）とを有する複数の利用ユニット（４、５）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）及びガス冷媒連絡配管（７）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、１１０）と、
   前記圧縮機の吸入側に接続されており、前記利用ユニットの運転負荷に応じて前記冷媒回路内に発生する余剰冷媒を溜めることが可能なアキュムレータ（２４）とを備え、
   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及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と、前記利用ユニットを全て冷房運転し前記各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各利用側膨張機構を制御しつつ前記利用側熱交換器における冷媒の蒸発圧力が一定になるように前記圧縮機の運転容量を制御する冷媒量判定運転モードとを切り換えて運転することが可能であり、
   前記冷媒量判定運転モードにおいて、前記熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度又は前記過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を検出して、前記冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否を判定することが可能である、
   空気調和装置（１、１０１）。
2. 前記冷媒量判定運転モードによる運転は、定期的に行われる、請求項１に記載の空気調和装置（１、１０１）。
3. 前記冷媒量判定運転モードによる運転は、前記冷媒回路（１０、１１０）内に冷媒を充填する際に行われる、請求項１又は２に記載の空気調和装置（１、１０１）。
4. 前記冷媒回路（１０、１１０）は、前記通常運転モードにおいて、冷房運転状態と、前記利用側熱交換器（４２、５２）を前記圧縮機（２１）において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、前記熱源側熱交換器（２３）を前記利用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暖房運転状態との切り換えを可能にする切換機構（２２、１２２、７１、８１）をさらに備えており、
   前記利用側膨張機構（４１、５１）は、前記冷房運転状態において、蒸発器として機能する前記利用側熱交換器の出口における冷媒の過熱度が所定値になるように前記利用側熱交換器を流れる冷媒の流量の制御を行い、前記暖房運転状態において、凝縮器として機能する前記利用側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が所定値になるように前記利用側熱交換器を流れる冷媒の流量の制御を行う、
   請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和装置（１、１０１）。
5. 前記圧縮機（２１）は、インバータにより制御されるモータ（２１ａ）によって駆動される、請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和装置（１、１０１）。
6. 前記熱源ユニット（２、１０２）は、熱源としての空気を前記熱源側熱交換器（２３）に送風する送風ファン（２７）をさらに備えており、
   前記送風ファンは、前記冷媒量判定運転モードにおいて、前記熱源側熱交換器における冷媒の凝縮圧力が所定値になるように、前記熱源側熱交換器に供給する空気の流量を制御することが可能である、
   請求項１〜５のいずれかに記載の空気調和装置（１、１０１）。
7. 前記送風ファン（２７）は、ＤＣモータ（２７ａ）により駆動される、請求項６に記載の空気調和装置（１、１０１）。

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