(57)【要約】【課題】空気調和装置において運転の種類を切り換えた場合に、冷媒貯留部に貯留された冷媒が主冷媒回路に急激に流れ込むことを抑制することを目的とする。【解決手段】空気調和装置１は、圧縮機、室外熱交換器、主減圧弁、および室内熱交換器が順に接続され、冷媒の循環方向が切り替え可能な主冷媒回路を備える。また、空気調和装置は、主冷媒回路における室外熱交換器５と主減圧弁との間から分岐し、室外熱交換器から吐出された冷媒が流入する分岐路を備える。さらに、空気調和装置は、熱伝導性を有する材料からなり、分岐路の端部が鉛直下方に接続され、分岐路に流入した冷媒を過冷却状態で貯留するレシーバを備える。さらにまた、空気調和装置１は、分岐路に設けられ、レシーバから分岐路を介して主冷媒回路に流入する冷媒の流量を調整するレシーバ減圧弁を備える。空気調和機の冷媒量を精度良く検知する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機及び室外側熱交換器を有する室外機と、室内側熱交換器を有する室内機と、前記室外機及び前記室内機を接続する冷媒配管とを備える空気調和機に用いられる補助ユニットであって、
前記空気調和機とは別体に設けられ、前記冷媒配管に着脱可能に設けられており、
前記空気調和機内の冷媒量を検知する冷媒量検知装置を備えており、
前記冷媒量検知装置が、冷媒状態を取得する冷媒状態取得部と、冷媒状態により演算式を異ならせて冷媒量を算出する冷媒量演算部と、を備える補助ユニット。
【請求項２】
前記冷媒状態取得部が、前記室外側熱交換器の出口における第１冷媒温度及び前記室外側熱交換器の出口側に設けられた流体抵抗の下流側における第２冷媒温度をパラメータとして、過冷却状態又は気液２相状態を判別する請求項１記載の補助ユニット。
【請求項３】
前記第１冷媒温度をＴｃｏｎｄとし、前記第２冷媒温度をＴｓｕｂとしたときに、前記冷媒状態取得部が、
Ｔｃｏｎｄ−Ｔｓｕｂ≦定数Ｘの場合に、過冷却状態であると判断し、
Ｔｃｏｎｄ−Ｔｓｕｂ＞定数Ｘの場合に、気液２相状態であると判断する請求項２記載の補助ユニット。
【請求項４】
前記冷媒量演算部が、前記空気調和機内の冷媒量比を算出するものであり、
前記演算式が、以下の式（１）又は（２）により表わされるものである請求項１乃至３の何れか一項に記載の補助ユニット。
冷媒量比ＲＡ＝ｆ（Ｐｄ，Ｐｓ，Ｔｓｕｂ，Ｔｄ）・・・（１）
冷媒量比ＲＡ＝ｆ（Ｔｃ，Ｔｅ，Ｔｓｕｂ，Ｔｄ）・・・（２）
但し、Ｐｄ：前記圧縮機の高圧側の圧力、
Ｐｓ：前記圧縮機の低圧側の圧力、
Ｔｃ：前記圧縮機の高圧側の圧力における飽和温度、
Ｔｅ：前記圧縮機の低圧側の圧力における飽和温度、
Ｔｓｕｂは、前記第２冷媒温度、
Ｔｄ：前記圧縮機の高圧側での冷媒温度である。
【請求項５】
前記冷媒配管に接続される前記補助ユニットの配管径が、前記冷媒配管の配管径よりも大きい請求項１乃至４の何れか一項に記載の補助ユニット。
【請求項６】
前記冷媒配管を流れる冷媒の一部を貯留する冷媒貯留部を具備する請求項１乃至５の何れか一項に記載の補助ユニット。
【請求項７】
前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知機構を備え、
前記冷媒量検知機構が、
前記冷媒貯留部の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路と、
前記複数の導出路それぞれに設けられた複数の流体抵抗と、
前記複数の導出路において前記流体抵抗の下流側に設けられた複数の温度センサと、
前記複数の温度センサにより得られた冷媒温度を用いて前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知部とを備える請求項６記載の補助ユニット。
【請求項８】
前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知機構を備え、
前記冷媒量検知機構が、
前記冷媒貯留部の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路と、
前記複数の導出路それぞれに設けられた複数の流体抵抗と、
前記複数の導出路において前記流体抵抗の下流側に設けられた複数の電磁弁と、
前記複数の導出路の集合管部に設けられた温度センサと、
前記温度センサにより得られた冷媒温度を用いて前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知部とを備える請求項６記載の補助ユニット。
【請求項９】
圧縮機及び室外側熱交換器を有する室外機と、室内側熱交換器を有する室内機と、前記室外機及び前記室内機を接続する冷媒配管とを備える空気調和機に用いられる補助ユニットであって、
前記空気調和機とは別体に設けられ、前記冷媒配管に着脱可能に設けられており、
前記配管を流れる冷媒の一部を貯留する冷媒貯留部と、前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知機構とを備える補助ユニット。
【請求項１０】
前記冷媒量検知機構が、
冷媒貯留部の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路と、
複数の導出路それぞれに設けられた複数の流体抵抗と、
複数の導出路において流体抵抗の下流側に設けられた複数の温度センサと、
複数の温度センサにより得られた冷媒温度を用いて冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知部とを備える請求項９記載の補助ユニット。
【請求項１１】
前記冷媒量検知機構が、
前記冷媒貯留部の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路と、
前記複数の導出路それぞれに設けられた複数の流体抵抗と、
前記複数の導出路において前記流体抵抗の下流側に設けられた複数の電磁弁と、
前記複数の導出路の集合管部に設けられた温度センサと、
前記温度センサにより得られた冷媒温度を用いて前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知部とを備える請求項９記載の補助ユニット。
【請求項１２】
前記冷媒配管に冷媒を供給する冷媒供給装置をさらに具備し、
前記冷媒供給装置が、前記冷媒配管に接続される冷媒供給用配管と、前記冷媒供給用配管に接続され、冷媒が収容された容器と、前記冷媒供給用配管を開閉する電磁弁を具備する請求項１乃至１１の何れか一項に記載の補助ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒量検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機、四路切替弁、室外熱交換器、主減圧弁および室内熱交換器が順に接続された主冷媒回路を冷媒が循環する冷凍サイクルを有する空気調和装置が存在する。このような空気調和装置では、例えば四路切替弁により冷媒の循環方向を切り替えることで、冷房運転、暖房運転等の異なる空気調和運転が行われる。
【０００３】
ところで、空気調和装置では、一般に、室外熱交換器と室内熱交換器との容積が異なるため、空気調和運転の種類によって主冷媒回路に必要な冷媒量が異なる。空気調和装置においてシステム効率を向上させるためには、それぞれの運転を最適な冷媒量で行うことが好ましい。
それぞれの運転を最適な冷媒量で行うために、余剰の冷媒を貯留する冷媒貯留部を設けた空気調和装置が存在する。冷媒貯留部を有する空気調和装置では、例えば、主冷媒回路に必要な冷媒量が少ない運転を行う場合には、余剰の冷媒を冷媒貯留部に貯留する。また、例えば、主冷媒回路に必要な冷媒量が多い運転を行う場合には、冷媒貯留部に貯留された冷媒を主冷媒回路に供給する。
特許文献１には、圧縮機、凝縮器、蒸発器を備えるとともに、凝縮器と蒸発器との間にレシーバタンクを設けた冷凍システム装置が開示されている。そして、特許文献１には、レシーバタンクに余剰冷媒を溜め、冷凍システム装置の運転状況によって、レシーバタンクから冷凍サイクル中に冷媒を放出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８９７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、冷媒貯留部を有する空気調和装置では、冷媒貯留部に貯留された冷媒を主冷媒回路に供給する際に、大量の冷媒が主冷媒回路に急激に流れ込むおそれがある。そして、大量の冷媒が主冷媒回路に急激に流れ込んだ場合、圧縮機へ大量の冷媒が吸入される場合がある。この場合、圧縮機において圧縮異常が生じたり、圧縮機が故障したりおそれがある。
【０００６】
本発明は、空気調和装置において運転の種類を切り換えた場合に、冷媒貯留部に貯留された冷媒が主冷媒回路に急激に流れ込むことを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が適用される空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器、主減圧弁、および室内熱交換器が順に接続され、冷媒の循環方向が切り替え可能な主冷媒回路を備える。また、空気調和装置は、前記主冷媒回路における前記室外熱交換器と前記主減圧弁との間から分岐し、当該室外熱交換器から吐出された冷媒が流入する分岐路を備える。さらに、空気調和装置は、熱伝導性を有する材料からなり、前記分岐路の端部が鉛直下方に接続され、当該分岐路に流入した冷媒を過冷却状態で貯留する冷媒貯留部を備える。さらにまた、空気調和装置は、前記分岐路に設けられ、前記冷媒貯留部から当該分岐路を介して前記主冷媒回路に流入する冷媒の流量を調整する流量調整部を備える。
【０００８】
ここで、空気調和装置は、前記分岐路における前記流量調整部と前記冷媒貯留部との間から分岐し、前記主冷媒回路における前記圧縮機への吸入配管に接続されるバイパス路をさらに備えることを特徴とすることができる。また、空気調和装置は、前記バイパス路に設けられ、前記冷媒貯留部から当該バイパス路を介して前記吸入配管へ供給する冷媒の流量を調整する供給量調整部をさらに備えることを特徴とすることができる。さらに、空気調和装置は、前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度に基づいて前記供給量調整部にて供給する冷媒量を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とすることができる。
【０００９】
また、前記供給量調整部は、冷媒が通過できる開状態と、冷媒が通過できない閉状態とに切り替えられる開閉部材により構成され、前記制御手段は、前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度が予め定めた基準温度以上となった場合に、前記開閉部材を開状態に切り替えることを特徴とすることができる。
【００１０】
さらに、前記制御手段は、前記開閉部材を開状態に切り替えた後、前記吐出温度が予め定めた他の基準温度以下となった場合に、当該開閉部材を閉状態に切り替えることを特徴とすることができる。
【００１１】
さらにまた、前記流量調整部は、開閉弁または流量制御弁により構成され、前記主冷媒回路への液冷媒の排出量および速度を調整することを特徴とすることができる。
【００１２】
また、空気調和装置は、冷媒として、Ｒ３２冷媒、またはＲ３２を７０重量％以上含有する混合冷媒を用いることを特徴とすることができる。
【００１３】
また、空気調和装置は、前記室外熱交換器または前記室内熱交換器にて凝縮された後の主冷媒と、当該主冷媒から分流し過冷却減圧弁により減圧された後の分流冷媒とを熱交換することで、当該主冷媒を過冷却する過冷却器をさらに備えることを特徴とすることができる。さらに、空気調和装置は、前記過冷却器における前記主冷媒と前記分流冷媒との流れを対向流にする対向流形成手段をさらに備えることを特徴とすることができる。さらに
また、空気調和装置は、前記過冷却器にて熱交換された後の前記分流冷媒を、前記圧縮機の中間圧部に吸入する中間圧吸入路とをさらに備えることを特徴とすることができる。さらに、前記過冷却器から排出された後の前記主冷媒の温度、当該過冷却器に吸入される前の前記分流冷媒の温度、および当該過冷却器から排出された後の当該分流冷媒の温度に基づいて、前記中間圧吸入路による当該分流冷媒の吸入量を制御する吸入量制御手段をさらに備えることを特徴とすることができる。
【００１４】
また、本発明を他の観点から捉えると、本発明が適用される空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器、主減圧弁および室内熱交換器が順に接続され、冷媒の循環方向が切り替え可能な主冷媒回路を備える。さらに、空気調和装置は、前記主冷媒回路の前記室外熱交換器または前記室内熱交換器にて凝縮された後の主冷媒と、当該主冷媒から分流し過冷却減圧弁により減圧された後の分流冷媒とを熱交換することで、当該主冷媒を過冷却する過冷却器を備える。また、空気調和装置は、前記過冷却器における前記主冷媒と前記分流冷媒との流れを対向流にする対向流形成手段を備える。さらに、空気調和装置は、前記過冷却器にて熱交換された後の前記分流冷媒を、前記圧縮機の中間圧部に吸入する中間圧吸入路を備える。さらにまた、空気調和装置は、前記過冷却器から排出された後の前記主冷媒の温度、当該過冷却器に吸入される前の前記分流冷媒の温度、および当該過冷却器から排出された後の当該分流冷媒の温度に基づいて、前記中間圧吸入路による当該分流冷媒の吸入量を制御する制御手段を備える。
【００１５】
ここで、前記制御手段は、前記過冷却減圧弁の開度を調整することにより、前記中間圧吸入路による前記圧縮機への前記分流冷媒の吸入量を制御することを特徴とすることがで
きる。
【００１６】
また、前記制御手段は、前記過冷却器から排出された後の前記分流冷媒の温度から当該過冷却器に吸入される前の当該分流冷媒の温度を引いた温度差が、予め定めた基準温度差未満である場合に、前記圧縮機への当該分流冷媒の吸入を停止することを特徴とすることができる。
【００１７】
さらに、前記制御手段は、前記過冷却器から排出された後の前記分流冷媒の温度から当該過冷却器に吸入される前の当該分流冷媒の温度を引いた温度差が、予め定めた基準温度差以上である場合に、前記過冷却器にて過冷却された後の前記主冷媒の温度から当該過冷却器に吸入される前の当該分流冷媒の温度を引いた温度差に基づいて、前記中間圧吸入路による前記圧縮機への当該分流冷媒の吸入量を制御することを特徴とすることができる。
【００１８】
さらにまた、空気調和装置は、冷媒として、ＨＦＣ３２と、ＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅとを含む、非共沸混合冷媒を用いることを特徴とすることができる。
【００１９】
また、前記非共沸混合冷媒は、ＨＦＣの含有量が７０重量％未満、ＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅの含有量が３０重量％未満であり、残りが自然冷媒であることを特徴とすることができる。
【００２０】
さらに、前記主冷媒回路における前記圧縮機への吸入配管と、前記中間圧吸入路とを接続する接続路をさらに有することを特徴とすることができる。
【００２１】
さらにまた、空気調和装置は、前記主冷媒回路における前記室外熱交換器と前記過冷却器との間から分岐し、当該室外熱交換器から吐出された冷媒が流入する分岐路を備えることを特徴とすることができる。また、空気調和装置は、熱伝導性を有する材料からなり、前記分岐路の端部が鉛直下方に接続され、当該分岐路に流入した冷媒を過冷却状態で貯留する冷媒貯留部を備えることを特徴とすることができる。さらに、前記分岐路に設けられ
、前記冷媒貯留部から当該分岐路を介して前記主冷媒回路に流入する冷媒の流量を調整する流量調整部を備えることを特徴とすることができる。
【００２２】
また、従来、空気調和機内の冷媒量を検知するものとしては、圧縮機の高圧側の圧力、圧縮機の低圧側の圧力、及び、過熱度ＳＨを固定して、過冷却度ＳＣから冷媒量の適否を判定したものがある。ところが、過冷却度ＳＣは、凝縮器の出口における冷媒状態が過冷却状態の場合には、その値が冷媒量に連動して変化するものの、凝縮器の出口における冷媒状態が気液２相状態の場合には、通常、過冷却度ＳＣは変化しないため冷媒量検知ができない。そこで、本発明は、凝縮器に出口における冷媒状態に関わらず、空気調和機内の冷媒量を精度よく検知することもその主たる課題である。
すなわち本発明に係る冷媒量検知装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器がこの順で接続された冷媒回路を有する空気調和機内の冷媒量を検知する冷媒量検知装置であって、前記凝縮器の出口における冷媒状態が過冷却状態であるか又は気液２相状態であるかを取得する冷媒状態取得部と、前記冷媒状態取得部により取得された冷媒状態によって、前記空気調和機内の冷媒量を算出する演算式を異ならせて前記冷媒量を算出する冷媒量演算部と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
このように構成した冷媒量検知装置によれば、冷媒状態取得部により得られた冷媒状態によって冷媒量を算出する演算式を異ならせて冷媒量を算出しているので、凝縮器の出口における冷媒状態に関わらず冷媒量を精度良く検知することができる。具体的には、冷媒状態が過冷却状態の場合には、過冷却状態用の演算式を用い、冷媒状態が気液二相状態の場合には、気液二相状態用の演算式を用いることで、凝縮器の出口における冷媒状態に関わらず冷媒量を精度良く検知することができる。
【００２４】
具体的な冷媒状態の判別態様としては、前記凝縮器の出口における第１冷媒温度を検知する第１温度センサと、前記凝縮器の出口側に設けられた流体抵抗の下流側における第２冷媒温度を検知する第２温度センサとを備え、前記冷媒状態取得部が、前記第１冷媒温度及び前記第２冷媒温度をパラメータとして、過冷却状態又は気液２相状態を判別することが望ましい。
【００２５】
より具体的な冷媒状態の判別態様としては、前記第１冷媒温度をＴｃｏｎｄとし、前記第２冷媒温度をＴｓｕｂとしたときに、前記冷媒状態取得部が、Ｔｃｏｎｄ−Ｔｓｕｂ≦定数Ｘの場合に、前記冷媒状態が過冷却状態であると判断し、Ｔｃｏｎｄ−Ｔｓｕｂ＞前記定数Ｘの場合に、前記冷媒状態が気液２相状態であると判断することが望ましい。
【００２６】
前記冷媒量演算部が、前記冷媒回路内の冷媒量比を算出するものであり、前記演算式が、以下の式（１）又は（２）により表わされるものであることが望ましい。
冷媒量比ＲＡ＝ｆ（Ｐｄ，Ｐｓ，Ｔｓｕｂ，Ｔｄ）・・・（１）
冷媒量比ＲＡ＝ｆ（Ｔｃ，Ｔｅ，Ｔｓｕｂ，Ｔｄ）・・・（２）
但し、Ｐｄ：前記圧縮機の高圧側の圧力、
Ｐｓ：前記圧縮機の低圧側の圧力、
Ｔｃ：前記圧縮機の高圧側の圧力における飽和温度、
Ｔｅ：前記圧縮機の低圧側の圧力における飽和温度、
Ｔｓｕｂは、前記第２冷媒温度、
Ｔｄ：前記圧縮機の高圧側での冷媒温度である。
【００２７】
前記圧縮機の低圧側での冷媒温度と前記圧縮機の低圧側の圧力における飽和温度との差を一定に制御する制御部を備えることが望ましい。
【００２８】
冷媒量をより精度良く検知するためには、前記空気調和機が、室外機ファンと、室内機ファンとを備え、前記制御部が、前記圧縮機の回転数、前記室外機ファンのファン回転数及び前記室内機ファンのファン回転数を所定値に制御するものであることが望ましい。
【００２９】
前記空気調和機が、前記凝縮器及び前記膨張弁の間に設けられたサブクーラと、前記冷媒回路において前記サブクーラの下流側から分岐して前記サブクーラを経由して前記圧縮機の低圧側に接続されたバイパス路と、前記バイパス路に設けられて前記サブクーラに流入する冷媒量を調整する第２膨張弁とを備え、前記制御部が、前記第２膨張弁の開度を所定値に制御するものであることが望ましい。
【００３０】
前記空気調和機が、前記冷媒回路における前記凝縮器及び前記膨張弁の間から分岐した分岐路と、前記分岐路に流入した冷媒を貯留する冷媒貯留部と、前記冷媒貯留部の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路と、前記複数の導出路それぞれに設けられた複数の流体抵抗と、前記複数の導出路において前記流体抵抗の下流側に設けられた複数の温度センサとを備え、前記冷媒量演算部が、前記複数の温度センサにより得られた冷媒温度を用いて前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知することが望ましい。この構成であれば、冷媒貯留部内の冷媒量を検知することにより、余剰冷媒量が把握可能となる。
【００３１】
前記空気調和機が、前記冷媒回路における前記凝縮器及び前記膨張弁の間から分岐した分岐路と、前記分岐路に流入した冷媒を貯留する冷媒貯留部と、前記冷媒貯留部の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路と、前記複数の導出路それぞれに設けられた複数の流体抵抗と、前記複数の導出路において前記流体抵抗の下流側に設けられた複数の電磁弁と、前記複数の導出路の集合管部に設けられた温度センサとを備え、前記冷媒量演算部が、前記温度センサにより得られた冷媒温度を用いて前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知することが望ましい。この構成であれば、冷媒貯留部内の冷媒量を検知することにより、余剰冷媒量が把握可能となる。
【００３２】
また、本願発明者は、冷媒量検知機能を有さない既存の空気調和機であっても、別付けのユニットを用いて既存の空気調和機内の冷媒量を検知すべく開発を進めている。
そこで本発明は、既存の空気調和機に別付けして当該空気調和機の冷媒量検知機能を発揮するとともに、凝縮器に出口における冷媒状態に関わらず、空気調和機内の冷媒量を精度よく検知することも課題とする。
【００３３】
すなわち本発明に係る補助ユニットは、圧縮機及び室外側熱交換器を有する室外機と、室内側熱交換器を有する室内機と、前記室外機及び前記室内機を接続する冷媒配管とを備える空気調和機に用いられる補助ユニットであって、前記空気調和機とは別体に設けられ、前記冷媒配管に着脱可能に設けられており、前記空気調和機内の冷媒量を検知する冷媒量検知装置を備えており、前記冷媒量検知装置が、冷媒状態を取得する冷媒状態取得部と、冷媒状態により演算式を異ならせて冷媒量を算出する冷媒量演算部と、を備えることを特徴とする。
【００３４】
このように構成した補助ユニットによれば、既存の空気調和機に別付けすることによって当該空気調和機の冷媒量検知を検知することができる。ここで、冷媒状態取得部により得られた冷媒状態によって冷媒量を算出する演算式を異ならせて冷媒量を算出しているので、凝縮器の出口における冷媒状態に関わらず冷媒量を精度良く検知することができる。具体的には、冷媒状態が過冷却状態の場合には、過冷却状態用の演算式を用い、冷媒状態が気液二相状態の場合には、気液二相状態用の演算式を用いることで、凝縮器の出口における冷媒状態に関わらず冷媒量を精度良く検知することができる。
【００３５】
具体的な冷媒状態の判別態様としては、前記冷媒状態取得部が、前記室外側熱交換器の出口における第１冷媒温度及び前記室外側熱交換器の出口側に設けられた流体抵抗の下流側における第２冷媒温度をパラメータとして、過冷却状態又は気液２相状態を判別することが望ましい。
【００３６】
より具体的な冷媒状態の判別態様としては、前記第１冷媒温度をＴｃｏｎｄとし、前記第２冷媒温度をＴｓｕｂとしたときに、前記冷媒状態取得部が、Ｔｃｏｎｄ−Ｔｓｕｂ≦定数Ｘの場合に、前記冷媒状態が過冷却状態であると判断し、Ｔｃｏｎｄ−Ｔｓｕｂ＞前記定数Ｘの場合に、前記冷媒状態が気液２相状態であると判断することが望ましい。
【００３７】
前記冷媒量演算部が、前記冷媒回路内の冷媒量比を算出するものであり、前記演算式が、以下の式（１）又は（２）により表わされるものであることが望ましい。
冷媒量比ＲＡ＝ｆ（Ｐｄ，Ｐｓ，Ｔｓｕｂ，Ｔｄ）・・・（１）
冷媒量比ＲＡ＝ｆ（Ｔｃ，Ｔｅ，Ｔｓｕｂ，Ｔｄ）・・・（２）
但し、Ｐｄ：前記圧縮機の高圧側の圧力、
Ｐｓ：前記圧縮機の低圧側の圧力、
Ｔｃ：前記圧縮機の高圧側の圧力における飽和温度、
Ｔｅ：前記圧縮機の低圧側の圧力における飽和温度、
Ｔｓｕｂは、前記第２冷媒温度、
Ｔｄ：前記圧縮機の高圧側での冷媒温度である。
【００３８】
補助ユニットが、前記圧縮機の低圧側での冷媒温度と前記圧縮機の低圧側の圧力における飽和温度との差を一定に制御する制御部を備えることが望ましい。
【００３９】
冷媒量をより精度良く検知するためには、前記空気調和機が、室外機ファンと、室内機ファンとを備え、前記制御部が、前記圧縮機の回転数、前記室外機ファンのファン回転数及び前記室内器ファンのファン回転数を所定値に制御するものであることが望ましい。
【００４０】
前記冷媒配管に接続される前記補助ユニットの配管径が、前記冷媒配管の配管径よりも大きいことをことが望ましい。これならば、冷媒配管に補助ユニットを接続することにより生じる圧損を抑えることができ、冷媒量検知をより正確に行うことができる。
【００４１】
前記補助ユニットが、前記冷媒配管を流れる冷媒の一部を貯留する冷媒貯留部を具備することが望ましい。
【００４２】
前記補助ユニットが、前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知機構を備え、前記冷媒量検知機構が、前記冷媒貯留部の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路と、前記複数の導出路それぞれに設けられた複数の流体抵抗と、前記複数の導出路において前記流体抵抗の下流側に設けられた複数の温度センサと、前記複数の温度センサにより得られた冷媒温度を用いて前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知部とを備えることが望ましい。この構成であれば、冷媒貯留部内の冷媒量を検知することにより、余剰冷媒量が把握可能となる。
【００４３】
また、前記補助ユニットが、前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知機構を備え、前記冷媒量検知機構が、前記冷媒貯留部の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路と、前記複数の導出路それぞれに設けられた複数の流体抵抗と、前記複数の導出路において前記流体抵抗の下流側に設けられた複数の電磁弁と、前記複数の導出路の集合管部に設けられた温度センサと、前記温度センサにより得られた冷媒温度を用いて前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知部とを備えることが望ましい。この構成であれば、冷媒貯留部内の冷媒量を検知することにより、余剰冷媒量が把握可能となる。
【００４４】
また、本発明に係る補助ユニットは、圧縮機及び室外側熱交換器を有する室外機と、室内側熱交換器を有する室内機と、前記室外機及び前記室内機を接続する冷媒配管とを備える空気調和機に用いられる補助ユニットであって、前記空気調和機とは別体に設けられ、前記冷媒配管に着脱可能に設けられており、前記配管を流れる冷媒の一部を貯留する冷媒貯留部と、前記冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知機構とを備えることを特徴とする。
【００４５】
このように構成した補助ユニットによれば、既存の空気調和機に別付けすることによって当該空気調和機の冷媒量検知を検知することができる。ここで、冷媒貯留部内の冷媒量を検知する冷媒量検知機構を備えているので、室外側熱交換器の出口における冷媒状態に関わらず、冷媒貯留部内の冷媒量、更には空気調和機（冷媒回路）内の冷媒量を精度良く検知することができる。具体的には、冷媒状態が過冷却状態の場合には、過冷却状態用の演算式を用い、冷媒状態が気液二相状態の場合には、気液二相状態用の演算式を用いることで、室外側熱交換器の出口における冷媒状態に関わらず冷媒量を精度良く検知することができる。
【００４６】
低外気温時の冷房運転では、室内側熱交換器の熱交換能力に対して室外側熱交換器の熱交換能力が上回ることになる。そうすると、室内側熱交換器の表面に結氷が生じてしまい、冷房運転に支障が生じたり、凝縮圧力と蒸発圧力との差が生じずに圧縮機に不具合が生じたりする。このため、補助ユニットの構成を生かして、低外気温時の冷房運転における室外側熱交換器の熱交換量と室内側熱交換器の熱交換量との調整機能を、既存の空気調和機に付加することが望ましい。
【００４７】
そこで、本発明に係る補助ユニットは、圧縮機及び室外側熱交換器を有する室外機と、室内側熱交換器を有する室内機と、前記室外機及び前記室内機を接続する液側冷媒配管及びガス側冷媒配管とを備える空気調和機に用いられる補助ユニットであって、前記ガス側冷媒配管に着脱可能に接続されるガス側内部配管と、前記液側冷媒配管に着脱可能に接続される液側内部配管と、前記ガス側内部配管及び前記液側内部配管に接続されたバイパス管と、前記バイパス管に設けられ、他熱源との間で熱交換を行う補助熱交換器とを備えることを特徴とする。
【００４８】
このように構成した補助ユニットによれば、ガス側内部配管及び液側内部配管に接続されたバイパス管に他熱源との間で熱交換を行う補助熱交換器を設けているので、液側内部配管を流れる液冷媒の一部を熱交換器により加熱してガス側内部配管に供給することができる。これにより、室内側熱交換器及び室外側熱交換器への冷媒の供給量を調整して、室外側熱交換器の熱交換量と室内側熱交換器の熱交換量とを調整することができる。したがって、低外気温時の冷房運転における室外側熱交換器の熱交換量と室内側熱交換器の熱交換量とを調整することができ、低外気温時の冷房運転を不具合なく行うことができる。また、補助ユニットを既存の空気調和機に外付けするだけで、上記機能を既存の空気調和機に付与することができる。
【００４９】
室内側熱交換器及び室外側熱交換器への冷媒の供給量を調整するための具体的な実施の態様としては、前記バイパス管上に流量調整弁が設けられていることが望ましい。
【００５０】
ここで他熱源の具体的な実施の態様としては、ヒータ、ヒートポンプ、地熱又は太陽熱などの外部で生成された熱を搬送する熱搬送システム等が考えられる。
【００５１】
また、本発明に係る補助ユニットは、圧縮機及び室外側熱交換器を有する室外機と、室内側熱交換器を有する室内機と、前記室外機及び前記室内機を接続する液側冷媒配管及びガス側冷媒配管とを備える空気調和機に用いられる補助ユニットであって、前記ガス側冷媒配管に着脱可能に接続されるガス側内部配管と、前記液側冷媒配管に着脱可能に接続される液側内部配管と、冷媒を貯留するレシーバと、前記レシーバ内の冷媒を加熱する加熱部と、前記レシーバ及び前記液側内部配管の間で冷媒を行き来させる第１接続管と、前記第１接続管から分岐して前記ガス側内部配管に接続される第２接続管とを備えることを特徴とする。
【００５２】
このように構成した補助ユニットによれば、レシーバに貯留された冷媒をヒータにより加熱して第２接続管を通じてガス側内部配管に供給するので、低外気温時の冷房運転において、室外側熱交換器に液冷媒を貯めることができ、室外側熱交換器の凝縮性能を下げることができる。これにより、低外気温時の冷房運転における室外側熱交換器の熱交換量と室内側熱交換器の熱交換量とを調整することができ、低外気温時の冷房運転を不具合なく行うことができる。また、補助ユニットを既存の空気調和機に外付けするだけで、上記機能を既存の空気調和機に付与することができる。
【００５３】
補助ユニットの具体的な実施の態様としては、冷媒の流れる管を前記第１接続管及び前記第２接続管との間で切り替える切替機構を備えることが望ましい。具体的には、通常の冷暖房運転時には、切替機構により第１接続管に冷媒が流れるようにし、低外気温度の冷媒運転時には、切替機構により第２接続管に冷媒が流れるようにする。
【００５４】
前記第２接続管上に流量調整弁が設けられていることが望ましい。具体的には、室外機（圧縮機）の吸入側配管が湿り状態とならないように流量調整弁によって冷媒供給量を制御する。これにより、レシーバに貯留された冷媒をサイクル内に供給し、室外側熱交換器内に溜めることで、凝縮能力を下げることができる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、空気調和装置において運転の種類を切り換えた場合に、冷媒貯留部に貯留された冷媒が主冷媒回路に急激に流れ込むことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態における空気調和機の構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における冷媒量検知装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】第２実施形態に係る空気調和機の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】第２実施形態に係る冷媒量検知装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】第２実施形態に係る冷媒量検知装置の動作の一例を示したフローチャートである。
【図６】第３実施形態に係る空気調和機の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】第３実施形態に係る冷媒量検知装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】第３実施形態に係る冷媒量検知装置の動作の一例を示したフローチャートである。
【図９】第４実施形態に係る空気調和機の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】従来の空気調和機の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】冷房運転時の空気調和機の圧力−比エンタルピー線図である。
【図１２】第４実施形態の接続開閉弁の開閉と、圧縮機から吐出される冷媒の温度との関係を示す図である。
【図１３】第４実施形態の制御部により実行される接続開閉弁の開閉制御の手順を示したフローチャートである。
【図１４】第５実施形態に係る空気調和機の構成を示す概略ブロック図である。
【図１５】第５実施形態の過冷却器近傍の構成を示した図である。
【図１６】第５実施形態の空気調和機の圧力−比エンタルピー線図である。
【図１７】（ａ）〜（ｂ）は、過冷却器における第１配管を流れる冷媒の温度と第２配管を流れる冷媒の温度との関係を示した図である。
【図１８】第５実施形態の制御部により制御される過冷却減圧弁の開度制御の手順を示した図である。
【図１９】過冷却減圧弁の開度、圧縮機への冷媒の吸入量及び空気調和機のシステム効率の関係を示した図である。
【図２０】第６実施形態に係る空気調和機の構成を示す概略ブロック図である。
【図２１】第６実施形態の冷媒量検知機構を示す図である。
【図２２】冷媒量検知機構の変形例を示す図である。
【図２３】第７実施形態における空気調和機及び補助ユニットの構成を示す模式図である。
【図２４】第７実施形態における冷媒量検知装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２５】第８実施形態における空気調和機及び補助ユニットの構成を示す概略ブロック図である。
【図２６】第８実施形態における冷媒量検知装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２７】第９実施形態に係る空気調和機及び補助ユニットの構成を示す概略ブロック図である。
【図２８】第９実施形態の冷媒量検知機構を示す図である。
【図２９】第１０実施形態における空気調和機及び補助ユニットの構成を示す模式図である。
【図３０】ヒータの種類と冷媒加熱のための補助熱交換器の構成を示す模式図である。
【図３１】補助ユニットの変形例を示す模式図である。
【図３２】補助ユニットの変形例を示す模式図である。
【図３３】第１１実施形態における空気調和機及び補助ユニットの構成を示す模式図である。
【図３４】第１１実施形態の通常の冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図３５】第１１実施形態の低外気温時の冷媒の流れを示す図である。
【図３６】第１１実施形態の暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
＜第１実施形態＞
以下に本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。
第１実施形態の空気調和機１００は、図１に示すように、建物の屋外に設置される室外機１０と、建物内に設置される室内機１１と、室外機１０及び室内機１１を冷媒配管により接続して構成される冷媒回路２０と、前記室外機１０及び前記室内機１１等を制御して空調運転を実施する空気調和機制御部３０と、前記冷媒回路内の冷媒量を検知する冷媒量検知装置４０とを備えている。なお、以下においては、冷房運転を行っている空気調和機１００について説明する。
【００５８】
冷媒回路２０は、圧縮機２０１と、四路切替弁２０２と、凝縮器（室外熱交換機）２０３と、第１膨張弁２０４と、蒸発器（室内熱交換器）２０５とを接続して構成されるものである。本実施形態では、圧縮機２０１と、四路切替弁２０２と、凝縮器２０３と、第１膨張弁２０４とが室外機１０の内部に設けられ、蒸発器２０５が室内機１１の内部に設けられた構成である。なお、室外機１０は、室内機１１内の蒸発器２０５で気化された冷媒を圧縮し、冷却する。また、室内機１１は、蒸発器２０５において、室内の空気と冷媒との間で熱交換を行い、室内の空気を冷却すると共に、冷媒を気化する。
【００５９】
圧縮機２０１は、その低圧側入口から流入した、気化した冷媒ガスを圧縮して高温、高圧の圧縮ガスを生成する。圧縮機２０１は、回転速度が制御できるモータによって駆動され、そのモータの回転速度に応じて、圧縮能力が変化する。つまり、モータの回転速度が速いときは、圧縮能力が高く、モータの回転速度が遅いときは、圧縮能力が低い。圧縮機２０１は、モータの回転速度を、後述する圧縮機制御部３０１によって制御される。そして、圧縮機２０１は、生成した高温、高圧の圧縮ガスを、四路切替弁２０２を介して凝縮器２０３に送出する。
【００６０】
凝縮器２０３は、圧縮機２０１によって生成された圧縮ガスを、熱交換器を通じて凝縮させる。凝縮器２０３は、高温の圧縮ガスと、低温の室外の空気との間で、熱交換を行い、液体冷媒を生成する。そして、凝縮器２０３は、熱交換によって生成された液体冷媒を、第１膨張弁２０４に送出する。
【００６１】
第１膨張弁２０４は、開閉によって、そこを流れる流量を調整する弁である。ここで、第１膨張弁２０４は、第１膨張弁制御部３０２によって開閉される。第１膨張弁２０４が開かれることにより、液体冷媒は膨張して気化し、冷媒ガスになる。この冷媒ガスは、第１膨張弁２０４に流入する前の液体冷媒より低温になっている。第１膨張弁２０４は、その開いている度合いを示す開度（開口度）を、後述する第１膨張弁制御部３０２が出力する信号に応じて制御される。そして、第１膨張弁２０４は、冷媒ガスを蒸発器２０５に送出する。
【００６２】
蒸発器２０５は、第１膨張弁２０４で生成された冷媒ガスと、高温の室内の空気との熱交換を行う。蒸発器２０５は、室内の空気を冷却すると共に冷媒の一部を気化する。蒸発器２０５において生成した気液２相冷媒は、四路切替弁２０２を介して圧縮機２０１に送出される。
【００６３】
その他、室外機１０には室外機ファン１０Ｆが設けられ、室内機１１には室内機ファン１１Ｆが設けられている。
室外機ファン１０Ｆは、凝縮器２０３に送風し、冷媒を冷却する。室外機ファン１０Ｆは、後述する室外機ファン制御部３０３から回転速度を制御される。
室内機ファン１１Ｆは、室内の空気を蒸発器２０５で冷却し、冷却された空気を室内に送風する。室内機ファン１１Ｆは、後述する室内機ファン制御部３０４から回転速度を制御される。
【００６４】
また、冷媒回路２０には、吐出温度センサ２０６、吸入温度センサ２０７、出口温度センサ２０８、液管温度センサ２０９、高圧センサ２１０、低圧センサ２１１が設けられている。
【００６５】
吐出温度センサ２０６は、圧縮機２０１の高圧側での冷媒の温度（吐出温度Ｔｄ）を検出し、検出された吐出温度を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。
吸入温度センサ２０７は、圧縮機２０１の低圧側での冷媒の温度（吸入温度Ｔｓｕｃ）を検出し、検出された吸入温度を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。
出口温度センサ２０８は、凝縮器２０３の出口での冷媒の温度（出口温度Ｔｃｏｎｄ（第１冷媒温度））を検知し、検出された出口温度を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。なお、出口温度センサ２０８は、凝縮器２０３の出口側の伝熱管に設けられている。
液管温度センサ２０９は、凝縮器２０３の出口側に設けられた第１膨張弁２０４の下流側での冷媒の温度（液管温度Ｔｓｕｂ（第２冷媒温度））を検出し、検出された液管温度を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。なお、液管温度センサ２０９は、液配管２１２に設けられている。この液配管２１２は、凝縮器２０３の出口と蒸発器２０５の入口を接続する配管である。
高圧センサ２１０は、圧縮機２０１の高圧側の圧力（高圧側圧力Ｐｄ）を検出し、検出された高圧側圧力を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。
低圧センサ２１１は、圧縮機２０１の低圧側の圧力（低圧側圧力Ｐｓ）を検出し、検出された低圧側圧力を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。
【００６６】
空気調和機制御部３０は、空気調和機１００の各部の制御を行う。なお、空気調和機制御部３０と、室内機１１及び室外機１０の各部との間は接続されているが、図１では、その接続についての記載は省略してある。空気調和機制御部３０の詳細については、図２を参照しながら後述する。
【００６７】
冷媒量検知装置４０は、空気調和機１００における冷媒回路内の冷媒の量を検知する。なお、冷媒量検知装置４０と、室内機１１及び室外機１０の各部との間は接続されているが、図１では、その接続についての記載は省略してある。冷媒量検知装置４０の詳細については、図２を参照しながら後述する。
【００６８】
図２は、本実施形態に係る冷媒量検知装置４０の構成を示す概略ブロック図である。なお、Ａ／Ｄ変換部５０は、各センサ２０６〜２１１から入力された信号をアナログ−デジタル変換して、変換後の各信号を冷媒量検知部４１に出力する。入力部６０は、利用者の操作に基づいて、冷媒量の検知を開始することを示す検知開始情報等を制御部４１１に出力する。表示部７０は、例えばＬＥＤによるデジタル表示板などの情報を表示する表示器であり、後述する冷媒量平均計算部４１４から入力された冷媒量比の情報等を表示する。
【００６９】
具体的に冷媒量検知装置４０は、冷媒状態を判別し、冷媒量比を計算する冷媒量検知部４１と、冷媒量比を計算する際に用いるパラメータや、以前に計算された冷媒量比を記憶する記憶部４２とを備えている。
【００７０】
冷媒量検知部４１は、Ａ／Ｄ変換部５０から入力された温度や圧力の情報に基づいて冷媒量比を計算し、計算した冷媒量比の情報を表示部７０に出力する。ここで、冷媒量比とは、実際に空気調和機１００内にある冷媒の量を、空気調和機１００に仕様として規定された冷媒の量で除した値（「実際の冷媒量」／「規定の冷媒量」）である。
【００７１】
この冷媒量検知部４１は、制御部４１１と、冷媒状態取得部４１２と、冷媒量演算部４１３と、冷媒量平均計算部４１４とを有している。
【００７２】
制御部４１１は、入力部６０から、空気調和機１００の冷媒量比の検知を開始することを示す検知開始情報を入力される。また、制御部４１１は、冷房運転である所定の運転モードで運転を行わせる命令を空気調和機制御部３０に出力する。制御部４１１は、運転を終了させる運転終了命令を空気調和機制御部３０に出力する。
【００７３】
なお、空気調和機制御部３０は、制御部４１１から入力された命令に基づいて、圧縮機２０１のモータの回転速度を制御する圧縮機制御部３０１と、第１膨張弁２０４の開度を制御する第１膨張弁制御部３０２と、室外機ファン１０Ｆの回転速度を制御する室外機ファン制御部３０３と、室内機ファン１１Ｆの回転速度を制御する室内機ファン制御部３０４とを備える。
【００７４】
具体的には、空気調和機制御部３０は、室内機１１に備えられた蒸発器２０５の過熱度ＳＨが一定（例えば３Ｋ）となるように制御する。過熱度とは、蒸発器２０５の出口における冷媒温度から、蒸発温度での飽和温度を差し引いたもの、つまり、圧縮機２０１の低圧側での冷媒温度から圧縮機２０１の低圧側の圧力における飽和温度を差し引いたものである。第１膨張弁制御部３０２は、第１膨張弁２０４の開度を調整することにより、蒸発器２０５の過熱度が一定となるように制御する。
また、制御部４１１は、圧縮機２０１のモータの回転速度を、予め定めた回転速度（例えば、６５Ｈｚ）で運転させる命令を圧縮機制御部３０１に出力する。圧縮機制御部３０１は、制御部４１１から、圧縮機２０１のモータの回転速度を、予め定めた回転速度（例えば、６５Ｈｚ）で運転させる命令を入力され、モータの回転速度を６５Ｈｚで運転させる。
制御部４１１は、室外機ファン１０Ｆを定速で運転させる命令を、室外機ファン制御部３０３に出力する。室外機ファン制御部３０３は、室外機ファン１０Ｆを定速で運転させる。
制御部４１１は、室内機ファン１１Ｆを定速で制御させる命令を、室内機ファン制御部３０４に出力する。室内機ファン制御部３０４は、室内機ファン１１Ｆを定速で運転させる。
【００７５】
また、制御部４１１は、冷媒状態取得部４１２及び冷媒量演算部４１３に、冷媒量比を計算させる命令を出力する。制御部４１１は、冷媒量平均計算部４１４から、冷媒量比の平均値の計算が終了したことを示す平均値計算終了信号を入力される。制御部４１１は、冷媒量平均計算部４１４から、平均値計算終了信号を入力されたときに、運転終了信号を空気調和機制御部３０に出力する。
【００７６】
冷媒状態取得部４１２は、空気調和機制御部３０により空気調和機１００が所定の運転モードで運転を開始した後に、凝縮器２０３の出口における冷媒状態が過冷却状態であるか又は気液２相状態であるかを取得する。この冷媒状態取得部４１２は、出口温度信号が示す出口温度Ｔｃｏｎｄと、液管温度信号が示す液管温度Ｔｓｕｂをパラメータとして、過冷却状態又は気液２相状態の何れかであると判別する。そして、この判別信号を冷媒量演算部４１３に出力する。
【００７７】
詳細には、以下の通りである。
Ｔｃｏｎｄ−Ｔｓｕｂ≦Ｘの場合、冷媒状態が「過冷却状態」であると判断する。
Ｔｃｏｎｄ−Ｔｓｕｂ＞Ｘの場合、冷媒状態が「気液２相状態」であると判断する。
ここで、Ｘは定数であり、実測データを用いて予め得られた値（例えば、Ｘ＝１．５）である。
【００７８】
冷媒量演算部４１３は、冷媒状態取得部４１２により取得された冷媒状態に応じて、互いに異なる演算式を用いて空気調和機１００内の冷媒量比を算出する。
具体的に冷媒量演算部４１３は、過冷却状態の場合には、過冷却状態用の演算式を用いて冷媒量比ＲＡを算出し、気液二相状態の場合には、気液二相状態用の演算式を用いて冷媒量比ＲＡを算出する。
【００７９】
過冷却状態用の演算式は、以下である。
ＲＡ＝ａ１＋ｂ１×Ｐｄ＋ｃ１×Ｐｓ＋ｄ１×Ｔｓｕｂ＋ｅ１×Ｔｄ
ここで、定数ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１は、過冷却状態におけるＰｄ、Ｐｓ、Ｔｓｕｂ、ＴｄとＲＡとの関係を表す実測データを用いて、多重回帰計算により予め得られた値である。なお、定数ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１は、記憶部４２に設定された計算パラメータ記憶部４２１に書き込んである。
【００８０】
また、気液２相状態用の演算式は、以下である。
ＲＡ＝ａ２＋ｂ２×Ｐｄ＋ｃ２×Ｐｓ＋ｄ２×Ｔｓｕｂ＋ｅ２×Ｔｄ
ここで、定数ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２は、気液２相状態におけるＰｓ、Ｐｓ、Ｔｓｕｂ、ＴｄとＲＡとの関係を表す実測データを用いて、多重回帰計算により予め得られた値である。なお、定数ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２は、前記計算パラメータ記憶部４２１に書き込んである。
【００８１】
冷媒量演算部４１３は、冷媒状態取得部４１２により取得された冷媒状態に合わせて、定数ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１又は定数ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２を読みだす。また、冷媒量演算部４１３は、吐出圧力信号が示す吐出圧力Ｐｄ及び吸入圧力信号が示す吸入圧力Ｐｓ、液管温度信号が示す液管温度Ｔｓｕｂ及び吐出温度信号が示す吐出温度Ｔｄを用いて、冷媒状態に合わせた演算式により、冷媒量比ＲＡを計算する。冷媒量演算部４１３は、計算した冷媒量比ＲＡを示す冷媒量比データを記憶部４２に設定された冷媒量記憶部４２２に書き込む。
【００８２】
冷媒量平均計算部４１４は、冷媒量演算部４１３から、予め定めた時間（例えば、過去５分）以内に計算された冷媒量比ＲＡを読み出す。冷媒量平均計算部４１４は、読み出した冷媒量比ＲＡの平均値を計算し、計算された冷媒量比ＲＡの平均値を表示部７０に出力する。冷媒量平均計算部４１４は、冷媒量比ＲＡの平均値の計算が終了したときに、冷媒量比ＲＡの平均値の計算が終了したことを示す計算終了信号を制御部４１１に出力する。
【００８３】
このように構成した本実施形態の空気調和機１００によれば、冷媒状態が過冷却状態の場合には、過冷却状態用の演算式を用い、冷媒状態が気液二相状態の場合には、気液二相状態用の演算式を用いることで、凝縮器２０３出口の冷媒状態に関わらず冷媒量を精度良く検知することができる。したがって、長い配管を使用する場合や、室外機１０と室内機１１との間に大きな高低差がある場合といった設置状況に影響を受けずに、冷媒量比を精度良く検知できる。
【００８４】
また、本実施形態によれば、制御部４１１は、第２膨張弁２１５の開口度を予め定められた値で固定するする。これにより、液配管２１２内の液体冷媒の冷却の度合いを一定にすることができ、冷媒量比を精度良く検知できる。
【００８５】
また、本実施形態によれば、制御部４１１は、圧縮機２０１の圧縮能力を予め定められた値で固定する。これにより、本実施形態では、圧縮機２０１の入口、及び出口での冷媒の状態を一定にすることができ、冷媒量比を精度良く検知できる。
【００８６】
また、本実施形態によれば、制御部４１１は、第１膨張弁２０４の開口度を予め定められた値で固定する。これにより、本実施形態では、第１膨張弁２０４での冷却の度合いを一定にすることができ、冷媒量比を精度良く検知できる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、制御部４１１は、室外機ファン１０Ｆの回転速度及び室内機ファン１１Ｆの回転速度を予め定められた値で固定する。これにより、本実施形態では、凝縮器２０３での熱交換の度合いを一定にし、蒸発器２０５での熱交換の度合いを一定にすることができ、冷媒量比を精度良く検知できる。
【００８８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。
第２実施形態の空気調和機１００の構成は、図３に示すように、サブクーラ２１３が新たに加わったことを除いて、第１実施形態の空気調和機１００の構成と同様である。なお、この実施形態では、第１膨張弁２０４は室内機１１に設けられている。
【００８９】
具体的にこの空気調和機１００は、凝縮器２０３及び第１膨張弁２０４の間に設けられたサブクーラ２１３と、冷媒回路２０においてサブクーラ２１３の下流側から分岐してサブクーラ２１３を経由して圧縮機２０１の低圧側に接続されたバイパス路２１４と、バイパス路２１４に設けられてサブクーラ２１３に流入する冷媒量を調整する第２膨張弁２１５とを備えている。
【００９０】
サブクーラ２１３は、凝縮器２０３で生成された液体冷媒を、第２膨張弁２１５から送られたサブクーラ冷却冷媒を用いて冷却する。サブクーラ２１３は、高温の液体冷媒と、低温のサブクーラ冷却冷媒との間で、熱交換を行う。サブクーラ２１３は、冷却された液体冷媒を第１膨張弁２０４に送出する。サブクーラ２１３は、熱交換後のサブクーラ冷却冷媒を、圧縮機２０１の低圧側入口に送出する。
【００９１】
第２膨張弁２１５は、開閉によって、そこを流れる流量を調整する弁である。ここで、第２膨張弁２１５は、その開いている度合いを示す開度を、第２膨張弁制御部３０５から制御される（図４参照）。第２膨張弁２１５が開かれることにより、蒸発器２０５で生成され、サブクーラ２１３を介して第２膨張弁２１５に流入した液体冷媒は膨張して気化し、液体冷媒より温度の低い冷媒であるサブクーラ冷却冷媒になる。第２膨張弁２１５は、第２膨張弁２１５は、サブクーラ冷却冷媒をサブクーラ２１３に送出する。
【００９２】
その他、本実施形態の液管温度センサ２０９は、サブクーラ２１３の出口付近での冷媒の温度（液管温度Ｔｓｕｂ）を検出し、検出された液管温度を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。なお、液配管２１２は、凝縮器２０３の出口からサブクーラ２１３を介して第１膨張弁２０４までの区間に設けられた、液体冷媒を流すための配管である。
【００９３】
次に、図５を参照しながら、本実施形態に係る冷媒量検知装置４０の動作を説明する。
図５は、本実施形態に係る冷媒量検知装置４０の動作の一例を示したフローチャートである。
（ステップＳ２０１）入力部６０は、利用者から冷媒量の検知を開始することを示す情報の入力を受け付ける。そして、入力部６０は、冷媒量の検知を開始する検知開始情報を制御部４１１に出力する。その後、ステップＳ１０２に進む。
（ステップＳ１０２）制御部４１１は、ステップＳ２０１で入力された検知開始情報に基づいて、空気調和機制御部３０に、空気調和機１００の運転を開始する命令を出力する（システム停止状態から移行）。
なお、後述するすべての運転モードにおいて、空気調和機１００は、冷房運転を行う。また、空気調和機１００が、複数の室内機１１を含む場合（図１には一台のみ示している）は、すべての室内機１１を同様に運転する。
また、制御部４１１は、空気調和機制御部３０に、初期モード運転を行う命令を出力する。空気調和機制御部３０は、初期モード運転を開始する。初期モード運転とは、具体的には、以下のような運転を行うことをいう。
【００９４】
空気調和機制御部３０は、室内機ファン１１Ｆの回転速度を、予め設定された、通常より風量の多い「急速」モードの回転速度で送風する。空気調和機制御部３０は、室内機１１に備えられた蒸発器２０５の過熱度が３Ｋとなるように制御する（全室内機ＳＨ制御：ＳＨ＝３Ｋ）。第１膨張弁制御部３０２は、第１膨張弁２０４の開度を調整することにより、蒸発器２０５の過熱度が３Ｋとなるように制御する。空気調和機制御部３０は、室内温度の設定温度を３℃に設定して空気調和機１００を運転する（全室内機設定温度：Ｒｅｍｏｔｅ＝３Ｋ）。空気調和機制御部３０は、初期モード運転を、例えば５〜１０分間継続した後、ステップＳ１０３に進む。
【００９５】
（ステップＳ１０３）制御部４１１は、空気調和機制御部３０に、通常モード運転を行う命令を出力する。空気調和機制御部３０は、通常モード運転を開始する。通常モード運転とは、具体的には、以下のような運転を行うことをいう。
制御部４１１は、圧縮機２０１のモータの回転速度を、予め定めた回転速度（例えば、６５Ｈｚ）で運転させる命令を圧縮機制御部３０１に出力する（圧縮機６５Ｈｚ  Ｆｉｘｅｄ）。圧縮機制御部３０１は、制御部４１１から、圧縮機２０１のモータの回転速度を、予め定めた回転速度（例えば、６５Ｈｚ）で運転させる命令を入力され、モータの回転速度を６５Ｈｚで運転させる。
【００９６】
制御部４１１は、開度を予め定めた値（例えば、１２０ｐｌｓ）に制御させる命令を第１膨張弁制御部３０２に出力する。ここで、膨張弁の開度の単位として用いるｐｌｓは、完全に閉じたときが「０」ｐｌｓであり、完全に開いたときが「２０００」ｐｌｓとなるように定義されている。第１膨張弁制御部３０２は、制御部４１１から、開度を１２０ｐｌｓに制御する命令を入力され、第１膨張弁２０４の開度を１２０ｐｌｓで動作させる（ＥＥＶ：１２０ｐｌｓ  Ｆｉｘｅｄ）。
制御部４１１は、開度を予め定めた値（例えば、１２０ｐｌｓ）に制御させる命令を第２膨張弁制御部３０５に出力する。第２膨張弁制御部３０５は、制御部４１１から、開度を１２０ｐｌｓに制御する命令を入力され、第２膨張弁２１５の開度を１２０ｐｌｓで動作させる（ＥＶＩ：１２０ｐｌｓ  Ｆｉｘｅｄ）。空気調和機制御部３０は、通常モード運転を、例えば５分間継続した後、ステップＳ１０４に進む。
【００９７】
（ステップＳ１０４）制御部４１１は、空気調和機制御部３０に、測定モード運転を行う命令を出力する。空気調和機制御部３０は、測定モード運転を開始する。測定モード運転とは、具体的には、以下のような運転を行うことをいう。
制御部４１１は、室外機ファン１０Ｆを定速で測定する命令を室外機ファン制御部３０３に、出力する。室内機ファン制御部３０４は、室外機ファン１０Ｆを定速で運転させる（室外Ｆａｎ：Ｓｔｅｐ  Ｆｉｘｅｄ）。測定モード運転を、例えば、２５分間継続した後、ステップＳ１０５に進む。
【００９８】
（ステップＳ１０５）制御部４１１は、冷媒量比を計算させる命令を、冷媒状態取得部４１２及び冷媒量演算部４１３に出力する。冷媒状態取得部４１２は、出口温度信号及び液管温度信号を入力される。また、冷媒量演算部４１３は、吐出温度信号、液管温度信号、高圧側圧力信号及び低圧側圧力信号を入力される。その後、ステップＳ１０６に進む。
【００９９】
（ステップＳ１０６）冷媒状態取得部４１２は、ステップＳ１０５で入力された出口温度信号の示す出口温度Ｔｃｏｎｄ及び液管温度信号の示す液管温度Ｔｓｕｂに基づいて、過冷却状態であるか気液２相状態であるかを判別する。
冷媒量演算部４１３は、冷媒状態取得部４１２により得られた冷媒状態に応じた演算式（演算式パラメータ）を、計算パラメータ記憶部４２１から読みだす。冷媒量演算部４１３は、ステップＳ１０５で入力された高圧側圧力信号の示す高圧側圧力Ｐｄ、低圧側圧力信号の示す低圧側圧力Ｐｓ、液管温度信号の示す液管温度Ｔｓｕｂ及び吐出温度信号の示す吐出温度Ｔｄに基づいて、冷媒状態に合わせた演算式により、冷媒量比ＲＡを計算する（冷媒量検知ステップ）。冷媒量演算部４１３は、計算されたＲＡを冷媒量記憶部４２２に書き込む。その後、ステップＳ１０７に進む。
【０１００】
（ステップＳ１０７）制御部４１１は、冷媒量比を計算させる命令を開始してから５分間経過したか否かを判定する。５分間経過したと判断された場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０８に進む。５分間経過したと判断されなかった場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１０５に戻る。
【０１０１】
（ステップＳ１０８）冷媒量平均計算部４１４は、ステップＳ１０６で冷媒量記憶部４２２に書き込まれた冷媒量比を読み出し、冷媒量比の平均値を算出する。冷媒量平均計算部４１４は、計算された冷媒量比の平均値に関する情報を表示部７０に出力する。冷媒量平均計算部４１４は、冷媒量比の平均値が終了したことを示す平均値計算終了情報を制御部４１１に出力する。その後、ステップＳ１０９に進む。
【０１０２】
（ステップＳ１０９）表示部７０は、ステップＳ１０８において冷媒量平均計算部４１４で計算された、冷媒量比の平均値を示す情報を入力され、表示する。制御部４１１は、ステップＳ１０８で冷媒量平均計算部４１４から入力された平均値計算終了情報に基づいて、空気調和機１００の運転停止命令を空気調和機制御部３０に出力する。空気調和機制御部３０は、制御部４１１から入力された運転停止信号に基づいて、空気調和機１００の運転を停止する。その後、終了処理に進む。
【０１０３】
このように本実施形態によれば、冷媒状態が過冷却状態の場合には、過冷却状態用の演算式を用い、冷媒状態が気液二相状態の場合には、気液二相状態用の演算式を用いることで、凝縮器２０３出口の冷媒状態に関わらず冷媒量を精度良く検知することができる。液管内の気化を防ぐためにサブクーラ２１３を利用する長い配管を使用する場合や、室外機１０と室内機１１との間に大きな高低差がある場合であっても、冷媒量比を精度良く検知できる。
【０１０４】
＜第３実施形態＞
以下、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。
第１、第２実施形態では、空気調和機１００内の冷媒の量を正確に測定できたが、本実施形態では、冷媒を補充するときに、冷媒量比を計算しながら、冷媒の充填開始時、及び冷媒量比が１００％に達したときに、操作を行う者に対して冷媒注入弁２１６の操作を促す表示を行う。
【０１０５】
図６は、第３実施形態に係る空気調和機１００の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態の空気調和機１００の構成は、冷媒注入弁（充填バルブ）２１６及び冷媒貯蔵容器２１７が新たに加わったことを除いて、第２実施形態における空気調和機１００の構成（図３）と同様である。したがって、冷媒注入弁２１６及び冷媒貯蔵容器２１７以外の説明は省略する。
冷媒注入弁２１６は、操作を行う者が、表示部７０に示される指示に従って、冷媒を補充するために開閉する弁である。
冷媒貯蔵容器２１７は、補充される冷媒を貯蔵する容器である。
【０１０６】
図７は本実施形態に係る冷媒量検知装置４０の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態の冷媒量検知装置４０の構成は、冷媒量判定部４１５が新たに加わったこと、及び冷媒量平均計算部４１４、制御部４１１に新たな機能が加わったことを除いて、第２実施形態における冷媒量検知装置４０の構成（図４）と同様である。したがって、冷媒量平均計算部４１４、冷媒量判定部４１５、及び制御部４１１以外の説明は省略する。
【０１０７】
冷媒量平均計算部４１４は、冷媒量記憶部４２２から、予め定めた時間（例えば、過去５分）以内に計算された冷媒量比を読み出す。冷媒量平均計算部４１４は、読み出した冷媒量比の移動平均値を計算し、計算した移動平均値を冷媒量判定部４１５に出力する。
【０１０８】
冷媒量判定部４１５は、冷媒量平均計算部４１４から入力された冷媒量比の移動平均値に基づいて、冷媒量比の移動平均値が１００％を超えたか否かを判定する。冷媒量判定部４１５は、冷媒量比の移動平均値が１００％を超えたと判定した場合は、充填終了信号を制御部４１１に出力する。
【０１０９】
制御部４１１は、入力部６０からの検知開始情報の入力、及び冷媒量判定部４１５からの充填終了信号の入力に基づいて、表示部７０に、冷媒注入弁２１６を「開く」、又は「閉じる」ことを、操作を行う者に指示する表示を行う命令を出力する。
【０１１０】
次に、図８を参照しながら、本実施形態に係る冷媒量検知装置４０の動作を説明する。
図８は、本実施形態に係る冷媒量検知装置４０の動作の一例を示したフローチャートである。
（ステップＳ２０１）入力部６０は、利用者から冷媒量の自動充填を開始する旨の入力を受け、冷媒量の検知を開始する検知開始情報を制御部４１１に出力する。その後、ステップＳ２０２に進む。
【０１１１】
（ステップＳ２０２）制御部４１１は、冷媒注入弁２１６を閉じるよう操作を行う者に指示する表示を行う命令を、表示部７０に出力する。その後、ステップＳ２０３に進む。
ステップ２０３〜２０５の各処理は、第２実施形態（図５）におけるステップＳ１０２〜ステップＳ１０４の各処理と同様である。
【０１１２】
（ステップＳ２０６）制御部４１１は、冷媒注入弁２１６を開くよう操作を行う者に指示する表示を行う命令を、表示部７０に出力する。その後、ステップＳ２０７に進む。
ステップＳ２０７、２０８の各処理は、第２実施形態（図５）におけるステップＳ１０５、１０６の各処理と同様である。
【０１１３】
（ステップＳ２０９）冷媒量平均計算部４１４は、冷媒量記憶部４２２に書き込まれた冷媒量比を読み出し、冷媒量比の、例えば５分間の移動平均値を算出する。冷媒量平均計算部４１４は、計算された冷媒量比の移動平均値に関する情報を冷媒量判定部４１５に出力する。その後、ステップＳ２１０に進む。
【０１１４】
（ステップＳ２１０）冷媒量判定部４１５は、冷媒量平均計算部４１４から入力された冷媒量比の移動平均値に関する情報に基づいて、冷媒量比の移動平均値が１００％以上であるか否かを判定する。移動平均値が１００％以上であると判定された場合（Ｙｅｓ）は、冷媒量判定部４１５は、冷媒の充填が終了したことを示す充填終了信号を制御部４１１に出力した後、ステップＳ２１１に進む。移動平均値が１００％未満であると判定された場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２０７に進む。
【０１１５】
（ステップＳ２１１）制御部４１１は、冷媒注入弁２１６を閉じるよう操作を行う者に指示する表示を行う命令を、表示部７０に出力する。制御部４１１は、ステップＳ２１０で冷媒量判定部４１５から入力された充填終了信号に基づいて、空気調和機１００の運転停止命令を空気調和機制御部３０に出力する。空気調和機制御部３０は、制御部４１１から入力された運転停止信号に基づいて、空気調和機１００の運転を停止する。空気調和機１００の運転停止命令を空気調和機制御部３０に出力する。空気調和機制御部３０は、制御部４１１から入力された運転停止信号に基づいて、空気調和機１００の運転を停止する。その後終了処理に進む。
【０１１６】
このように本実施形態によれば、空気調和機１００は、冷媒を空気調和機１００に充填するための冷媒注入弁２１６を備え、冷媒量判定部４１５の判定に従って、冷媒注入弁２１６を閉じさせる指示を表示部７０に表示する。これにより、本実施形態では、操作を行う者に、冷媒量比の検出を開始するときに、冷媒注入弁２１６を開き、冷媒量比が１００％以上となったときに、冷媒注入弁２１６を閉じるよう促すため、確実に冷媒を補充することができる。
【０１１７】
なお、本実施形態において、冷媒注入弁２１６は、操作を行う者によって開閉されたが、制御部４１１が、空気調和機制御部３０を介して、冷媒注入弁２１６を制御し、自動的に開閉するようにしてもよい。
【０１１８】
なお、上述の各実施形態において、圧縮機２０１の信頼性の保護は継続し、保護域へ突入した場合（吐出温度、過電流、高圧、低圧の各測定値が、予め定められた閾値を超えた場合）には、空気調和機１００の運転を停止し、「検知失敗」を表示部７０に表示するようにしてもよい。
【０１１９】
また、前記各実施形態における冷媒量比を算出する演算式として以下を用いても良い。
ＲＡ＝ｆ（Ｔｃ，Ｔｅ，Ｔｓｕｂ，Ｔｄ）
【０１２０】
つまり、過冷却状態用の演算式は、以下である。
ＲＡ＝ａ３＋ｂ３×Ｔｃ＋ｃ３×Ｔｅ＋ｄ３×Ｔｓｕｂ＋ｅ３×Ｔｄ
ここで、定数ａ３、ｂ３、ｃ３、ｄ３、ｅ３は、過冷却状態におけるＴｃ、Ｔｅ、Ｔｓｕｂ、ＴｄとＲＡとの関係を表す実測データを用いて、多重回帰計算により予め得られた値である。
【０１２１】
また、気液２相状態用の演算式は、以下である。
ＲＡ＝ａ４＋ｂ４×Ｔｃ＋ｃ４×Ｔｅ＋ｄ４×Ｔｓｕｂ＋ｅ４×Ｔｄ
ここで、定数ａ４、ｂ４、ｃ４、ｄ４、ｅ４は、過冷却状態におけるＴｃ、Ｔｅ、Ｔｓｕｂ、ＴｄとＲＡとの関係を表す実測データを用いて、多重回帰計算により予め得られた値である。
【０１２２】
このとき、冷媒量演算部４１３は、吐出圧力信号が示す吐出圧力Ｐｄ及び吸入圧力信号が示す吸入圧力Ｐｓと、計算パラメータ記憶部４２１に書き込まれた飽和蒸気曲線データとから、飽和温度Ｔｃ及び飽和温度Ｔｅを計算する。そして、冷媒量演算部４１３は、それらと、液管温度信号が示す液管温度Ｔｓｕｂ及び吐出温度信号が示す吐出温度Ｔｄとを用いて、冷媒量比ＲＡを計算する。
【０１２３】
また、過冷却状態用の演算式及び気液２相状態用の演算式は、冷媒の種類に応じて異なる。ここで、種々の空気調和機の冷媒量を検知するために、冷媒量検知装置は、冷媒の種類に応じた演算式の定数を記録していることが望ましい。そして、例えば入力部６０から入力された冷媒の種類に応じて、冷媒量演算部４１２が、計算パラメータ記憶部４２１から冷媒に対応したパラメータ（定数）を読み出して、冷媒量を計算するようにしても良い。
【０１２４】
＜第４実施形態＞
以下、本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の空気調和機１００は、前記第１実施形態の構成に加えて、冷媒回路２０の余剰冷媒を貯留する冷媒貯留部を備えている。
【０１２５】
具体的に空気調和機１００は、図９に示すように、余剰冷媒を貯留する冷媒貯留部の一例としてのレシーバ２１８と、レシーバ２１８から流出する冷媒を減圧するとともに冷媒の流量を調整する流量調整部の一例としてのレシーバ減圧弁２１９とを備えている。
本実施の形態のレシーバ減圧弁２１９は、空気調和機制御部３０による制御により開度が制御され、レシーバ減圧弁２１９を通過する冷媒の量や圧力が調整されるようになっている。
【０１２６】
また、空気調和機１００の室外機１０は、空気調和機制御部３０による制御により開状態または閉状態に切り替えられ、後述する接続路２０ｂを通過する冷媒の流量を調整する供給量調整部の一例としての接続開閉弁２２０を備えている。
【０１２７】
さらに、空気調和機１００は、冷媒回路２０から分岐する分岐路２０ａと、冷媒回路２０と分岐路２０ａとを接続する接続路２０ｂとを備えている。
【０１２８】
分岐路２０ａは、冷媒回路２０のうち凝縮器（室外熱交換器）１０２と第１膨張弁１０３との間の配管から分岐して設けられる。そして、分岐路２０ａの終端には、上述したレシーバ２１８が接続される。また、分岐路２０ａには、上述したレシーバ減圧弁２１９が設けられる。
【０１２９】
接続路２０ｂは、分岐路２０ａにおけるレシーバ減圧弁２１９とレシーバ２１８との間の配管から分岐し、冷媒回路２０の低圧配管２０ｓへ接続される。また、接続路２０ｂには、上述した接続開閉弁２２０が設けられる。
詳細については後述するが、本実施形態の空気調和機１００では、接続開閉弁２２０は通常、閉状態となっている。そして、接続開閉弁２２０は、圧縮機２０１から吐出される冷媒の吐出温度Ｔｄが予め定めた温度まで上昇した際に開状態に切り替えられる。これにより、レシーバ２１８に貯留された冷媒が接続路２０ｂを介して圧縮機２０１に供給され、圧縮機２０１から吐出される冷媒の吐出温度Ｔｄの上昇が抑制される。
【０１３０】
本実施の形態のレシーバ２１８は、鉄等の熱伝導性を有する材料から形成される。また、レシーバ２１８は、例えば円筒状の形状を有しており、室外機１０において縦型に設置される。そして、レシーバ２１８は、鉛直下方に位置する底面に、分岐路２０ａの終端が接続される接続部が形成されている。言い換えると、本実施の形態のレシーバ２１８は、鉛直下方に設けられる接続部から冷媒の出し入れが行われる。
【０１３１】
レシーバ２１８は、冷房運転時および除霜運転時に、余剰の冷媒を貯留する。また、レシーバ２１８は、冷房運転時または除霜運転時に貯留した冷媒を、暖房運転時に、冷媒回路２０に供給する。言い換えると、本実施形態の空気調和機１００では、レシーバ２１８により、冷媒回路２０を循環する冷媒の量を調整している。
なお、レシーバ２１８の容積は、暖房運転時における最適な冷媒量から冷房運転時における最適な冷媒量を減じた冷媒量を、過冷却液状態に換算した体積に等しくなるように設定することが好ましい。ここで、最適な冷媒量とは、空気調和機１００において、暖房運転および冷房運転のシステム効率が最も高くなる冷媒量を意味する。詳細については後述するが、本実施の形態の空気調和機１００には、暖房運転時における最適な冷媒量の冷媒が冷媒回路２０に封入されている。したがって、レシーバ２１８の容積が上記のように設定された場合、冷房運転時にレシーバ２１８に余剰の冷媒が収容されることで冷房運転が最適な冷媒量で行われる。また、レシーバ２１８の大型化が抑制される。
【０１３２】
本実施形態の空気調和機１００では、冷媒として、Ｒ３２冷媒、またはＲ３２を少なくとも７０重量％以上含有する混合冷媒を用いている。Ｒ３２は、例えば空気調和機の冷媒として従来使用されているＲ４１０Ａと比較して、温暖化係数が低い。したがって、本実施形態では、Ｒ３２冷媒、またはＲ３２を少なくとも７０重量％以上含有する混合冷媒を用いることで、例えばＲ３２とＲ１２５とを５０重量％ずつ含むＲ４１０Ａ冷媒を用いる場合と比較して、環境に対する影響が低減される。
なお、冷媒には、圧縮機２０１における冷媒の潤滑性を高める潤滑油等の各種添加剤が含まれていてもよい。
【０１３３】
続いて、本実施形態の空気調和機１００における冷媒の挙動について説明する。まず、暖房運転時の空気調和機１００における冷媒の挙動について説明する。
暖房運転時には、冷媒回路２０は、四路切替弁１０７により、図９において破線で示す流路に切り替えられ、冷媒は、図９において破線矢印で示すように流れる。すなわち、暖房運転時には、冷媒が、圧縮機２０１、四路切替弁１０７、室内熱交換器１０４、第１膨張弁１０３、室外熱交換器１０２、四路切替弁１０７を順に流れて圧縮機２０１に戻る冷凍サイクルが構成される。
【０１３４】
具体的に説明すると、圧縮機２０１にて圧縮され吐出部から吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、四路切替弁１０７を通って、室内熱交換器１０４へ流入する。上述したように、暖房運転時には、室内熱交換器１０４は、凝縮器としてはたらく。したがって、冷媒は、室内熱交換器１０４にて室内の空気と熱交換されて凝縮液化され、室内熱交換器１０４から吐出される。室内熱交換器１０４から吐出された高圧液状の冷媒は、第１膨張弁１０３にて減圧され気液２相状態となった後、室外熱交換器１０２へ流入する。暖房運転時には、室外熱交換器１０２は、蒸発器としてはたらく。したがって、冷媒は、室外熱交換器１０２にて外気と熱交換されて蒸発気化され、室外熱交換器１０２から吐出される。室外熱交換器１０２から吐出された低圧気体状の冷媒は、吸入部から圧縮機２０１に吸入され、再び圧縮される。
【０１３５】
また、暖房運転時には、レシーバ２１８に貯蔵された冷媒が、分岐路２０ａを通り、レシーバ減圧弁２１９により減圧された後、冷媒回路２０に供給される。
ここで、レシーバ減圧弁２１９は、空気調和機制御部３０による制御に基づいて開度が調整される。本実施形態の空気調和機１００では、レシーバ減圧弁２１９の開度を調整することで、レシーバ２１８から多量の冷媒が冷媒回路２０に急激に流れ込むことを抑制している。なお、レシーバ減圧弁２１９の開度の制御については、後段にて詳細に説明する。
【０１３６】
続いて、冷房運転時または除霜運転時の空気調和機１００における冷媒の挙動について説明する。
冷房運転時または除霜運転時には、冷媒回路２０は、四路切替弁１０７により、図９において実線で示す流路に切り替えられ、冷媒は、図９において実線矢印で示すように流れる。すなわち、冷房運転時および除霜運転時には、冷媒が、圧縮機２０１、四路切替弁１０７、室外熱交換器１０２、第１膨張弁１０３、室内熱交換器１０４、四路切替弁１０７を順に流れて圧縮機２０１に戻る冷凍サイクルが構成される。
【０１３７】
具体的に説明すると、圧縮機２０１にて圧縮され吐出部から吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、四路切替弁１０７を通って、室外熱交換器１０２へ吸入される。上述したように、冷房運転時または除霜運転時には、室外熱交換器１０２は、凝縮器としてはたらく。したがって、冷媒は、室外熱交換器１０２にて外気と熱交換されて凝縮液化され、過冷却液状となって室外熱交換器１０２から吐出される。室外熱交換器１０２から吐出された高圧液状の冷媒は、冷媒回路２０側と分岐路２０ａ側へと分岐する。冷媒回路２０側の冷媒は、第１膨張弁１０３にて減圧され気液２相状態となった後、室内熱交換器１０４へ吸入される。冷房運転時または除霜運転時には、室内熱交換器１０４は、蒸発器としてはたらく。したがって、冷媒は、室内熱交換器１０４にて室内の空気と熱交換されて蒸発気化され、室内熱交換器１０４から吐出される。室内熱交換器１０４から吐出された低圧気体状の冷媒は、吸入部から圧縮機２０１に吸入され、再び圧縮される。
【０１３８】
また、分岐路２０ａ側へ分岐した冷媒は、レシーバ減圧弁２１９を通った後、接続部からレシーバ２１８へ吸入され貯留される。なお、冷房運転時および暖房運転時には、レシーバ減圧弁２１９は、空気調和機制御部３０により全開状態に設定される。これにより、分岐路２０ａ側へ分岐した冷媒は、レシーバ減圧弁２１９によって減圧されることなく、レシーバ２１８に吸入される。
【０１３９】
ここで、空気調和機１００では、室外熱交換器１０２の種類等によっては、室外熱交換器１０２の容積が室内熱交換器１０４の容積と比較して小さい場合がある。この場合、室外熱交換器１０２が凝縮器としてはたらく空気調和機１００の冷房運転時および除霜運転時では、室外熱交換器１０２が蒸発器としてはたらく暖房運転時と比較して、冷媒回路２０に必要な冷媒量が少なくなる。
すなわち、冷媒回路２０に対して暖房運転時の最適な量の冷媒が封入される空気調和機１では、冷房運転または除霜運転を行った場合に、冷媒回路２０を循環する冷媒が、冷房運転時または除霜運転時の最適な冷媒量よりも過剰となる。言い換えると、冷房運転時および除霜運転時では、冷媒回路２０において余剰の冷媒が発生する。
そして、冷媒回路２０を循環する冷媒量が過剰な状態で冷房運転または除霜運転を行った場合、圧縮機２０１からの吐出圧力が上昇し、空気調和機１００のシステム効率が低下する場合がある。
【０１４０】
これに対し、本実施の形態の空気調和機１００では、冷房運転時および除霜運転時において冷媒の一部がレシーバ２１８に貯留されることで、冷媒回路２０に余剰の冷媒が生じることが抑制される。このため、空気調和機１００では、最適な冷媒量で冷房運転および除霜運転が行われる。これにより、冷房運転時および除霜運転時において圧縮機２０１からの吐出圧力が上昇することが抑制される。そして、空気調和機１００の冷房運転時および除霜運転時において、システム効率の低下が抑制される。
【０１４１】
ところで、従来の空気調和機１００では、以下に説明するように、第１膨張弁１０３に吸入される前の冷媒に過冷却度を充分に与えることができないという問題がある。図１０は、従来の空気調和機１００を示した図である。なお、図１０において、図９に示した本実施の形態の空気調和機１００と同様の構成については同様の符号を付し、ここでは詳細な説明は省略する。
また、図１１は、冷房運転時の空気調和機１００の圧力−比エンタルピー線図（ｐ−ｈ線図）である。図１１において、一点鎖線は、接続路２０ｂの接続開閉弁２２０を閉状態とした場合の本実施の形態の空気調和機１のｐ−ｈ線図を示しており、破線は、図１０に示す従来の空気調和機１のｐ−ｈ線図を示している。ここで、図１１において、ＡＢ間が、圧縮機２０１による圧縮行程に対応し、ＢＣ間が、室外熱交換器１０２による凝縮行程に対応する。また、ＣＤ間が、第１膨張弁１０３による減圧行程に対応し、ＤＡ間が、室内熱交換器１０４による蒸発行程に対応する。
【０１４２】
図１０に示すように、従来の空気調和機１００において、レシーバ２１８ｐは、冷媒回路２０のうち室外熱交換器１０２と第１膨張弁１０３との間に位置する配管に接続される。また、図１０に示す従来の空気調和機１００は、本実施の形態の空気調和機１００とは異なり、分岐路２０ａを有していない。
図１０に示す従来の空気調和機１００では、冷房運転時または除霜運転時に生じた余剰の冷媒を、レシーバ２１８ｐに気液２相状態で貯留する。そして、図１０に示す空気調和機１００では、レシーバ２１８ｐに貯留される気液２相の冷媒のうち液体状の冷媒が、レシーバ２１８ｐから冷媒回路２０に排出され、第１膨張弁１０３に吸入される。
【０１４３】
このため、図１０に示す空気調和機１００では、レシーバ２１８ｐから排出され第１膨張弁１０３に吸入される前の冷媒は、図１１において点Ｘで示すように飽和液状態もしくは飽和液に近い状態となっている。言い換えると、図１０に示す空気調和機１００では、第１膨張弁１０３に吸入される前の冷媒が過冷却されにくい。
また、図１０に示す空気調和機１００のように、余剰の冷媒がレシーバ２１８ｐにおいて気液２相状態で貯留される場合、貯留される冷媒の体積が大きくなりやすい。このため、レシーバ２１８ｐが大型化する傾向がある。
【０１４４】
これに対し、本実施の形態の空気調和機１００では、以下に説明するように、レシーバ２１８にて余剰の冷媒が過冷却状態で貯留される。これにより、図１０に示す従来の空気調和機１００とは異なり、第１膨張弁１０３に吸入される前の冷媒が過冷却されるようになる。
すなわち、冷房運転時または除霜運転時では、室外熱交換器１０２にて凝縮液化され室外熱交換器１０２から吐出された冷媒の温度は、通常５０℃〜６０℃程度である。一方、レシーバ２１８の周囲の温度は、通常２０℃〜４０℃程度である。したがって、室外熱交換器１０２から吐出されレシーバ２１８に吸入される冷媒の温度は、レシーバ２１８の周囲の温度と比較して低くなっている。また、上述したように、本実施の形態のレシーバ２１８は、熱伝導性の材料により構成されている。
これにより、室外熱交換器１０２から吐出されレシーバ２１８に吸入された冷媒は、レシーバ２１８の壁面を介して周囲の空気との間で熱交換する。この結果、レシーバ２１８内では、冷媒が過冷却され、レシーバ２１８内には、余剰の冷媒が過冷却液状態で貯留される。
【０１４５】
また、上述したように、レシーバ２１８が設けられる分岐路２０ａは、冷媒回路２０のうち室外熱交換器１０２と第１膨張弁１０３との間の配管に接続している。したがって、レシーバ２１８に貯留される冷媒が過冷却状態となることで、図１１に示すように、第１膨張弁１０３に吸入される前の冷媒に過冷却度（ＳＣ）が付与される。
この結果、本実施の形態の空気調和機１００では、冷房運転時および除霜運転時の冷凍効果（図１１におけるＷ１）が、図１０に示した従来の空気調和機１００の冷凍効果（図１１におけるＷ２）と比較して大きくなる。そして、本実施の形態の空気調和機１００では、図１０に示した空気調和機１００と比較して、システム効率が向上する。
【０１４６】
ここで、本実施の形態の空気調和機１００において冷媒として用いるＲ３２は、例えばＲ４１０Ａと比較して、過冷却域でのエンタルピー差（熱量差）が大きい。このため、Ｒ３２冷媒、またはＲ３２を７０重量％以上含有する混合冷媒を用いる空気調和機１００では、凝縮後、第１膨張弁１０３に吸入される前の冷媒が過冷却状態になりにくい傾向がある。
これに対し、本実施の形態の空気調和機１００では、上述したように、レシーバ２１８にて、冷媒を過冷却状態で貯留している。これにより、空気調和機１００において、Ｒ３２冷媒、またはＲ３２を７０重量％以上含有する混合冷媒を用いた場合であっても、凝縮後、第１膨張弁１０３に吸入される前の冷媒を過冷却状態にすることができる。
【０１４７】
また、本実施の形態の空気調和機１００では、レシーバ２１８を設けることにより第１膨張弁１０３に吸入される前の冷媒を過冷却状態とすることで、例えば冷媒を過冷却するために室外熱交換器１０２を大型化する必要がなくなる。
さらに、本実施の形態の空気調和機１００では、冷房運転時および除霜運転時において余剰の冷媒が過冷却液状態で貯留されることで、余剰の冷媒が気液２相状態で貯留される場合と比較して、レシーバ２１８を小型化することが可能になる。
これにより、室外熱交換器１０２およびレシーバ２１８が設けられる室外機１０の大型化が抑制される。
【０１４８】
さらにまた、本実施の形態の空気調和機１００では、冷房運転時および除霜運転時において余剰の冷媒が過冷却状態で貯留されることで、余剰の冷媒が気液２相状態で貯留される場合と比較して、レシーバ２１８に余剰冷媒を多く貯留することができる。このため、例えば余剰の冷媒が生じやすい除霜運転時に余剰の冷媒がレシーバ２１８に多く貯留され、圧縮機２０１の信頼性を高めることができる。
【０１４９】
また、本実施の形態の空気調和機１００では、冷媒回路２０から分岐する分岐路２０ａを設け、分岐路２０ａの終端にレシーバ２１８を設けている。言い換えると、レシーバ２１８は、冷媒回路２０による冷凍サイクルに干渉しない位置に設けられている。これにより、例えばレシーバ２１８が冷媒回路２０に設けられる従来の空気調和機１００（図１０参照）と比較して、レシーバ２１８に余剰冷媒を貯留することによる空気調和能力の変動が抑制される。
【０１５０】
ところで、空気調和機１００では、暖房運転時には、室外熱交換器１０２において冷媒に熱を吸収させ蒸発させる。このため、外気の湿度が高い場合や外気温が低い場合等に、暖房運転時に室外熱交換器１０２に霜が付着する場合がある。そして、室外熱交換器１０２に霜が付着した場合、室外熱交換器１０２での熱交換が阻害されて室外熱交換器１０２での冷媒の蒸発が妨げられる。この結果、冷媒回路２０を循環する冷媒の量が減少し、空気調和機１００による暖房能力が低下する。また、室外熱交換器１０２に霜が付着したまま放置した場合、室外熱交換器１０２での冷媒の蒸発温度が低下し、より霜が付着しやすい状態となる。
【０１５１】
このような事態を抑制するため、本実施形態の空気調和機１００では、室外熱交換器１０２に付着した霜の量が予め定めた量を超えた場合には、室外熱交換器１０２から霜を取り除く除霜運転を行う。上述したように、空気調和機１００において除霜運転時には、冷房運転時と同様に冷媒が冷媒回路２０を循環する。これにより、圧縮機２０１から吐出された高温高圧の冷媒が室外熱交換器１０２へ吸入され、室外熱交換器１０２に付着した霜が融解される。この結果、室外熱交換器１０２から霜が取り除かれる。
【０１５２】
また、本実施形態の空気調和機１００では、上述したように、除霜運転時には、余剰の冷媒がレシーバ２１８に貯留される。通常、除霜運転時は、冷房運転時と比較して外気温が低くレシーバ２１８の周囲の温度が低い。このため、冷房運転時と比較して、レシーバ２１８内に貯留される冷媒とレシーバ２１８の周囲の空気との間で熱交換が行われやすい。この結果、除霜運転時には、レシーバ２１８内に多くの冷媒が貯留されやすい。
【０１５３】
続いて、空気調和機１００では、除霜運転により室外熱交換器１０２から霜が取り除かれた後、暖房運転に切り替えられる。空気調和機１００では、除霜運転から暖房運転に切り替えられた場合、レシーバ２１８に貯留された冷媒が分岐路２０ａを通って冷媒回路２０に供給される。
具体的に説明すると、除霜運転から暖房運転に切り替えられると、冷媒回路２０のうち分岐路２０ａが接続する第１膨張弁１０３と室外熱交換器１０２との間の配管には、第１膨張弁１０３にて減圧された気液２相状態の冷媒が流入する。ここで、暖房運転時において第１膨張弁１０３を通過した後の冷媒の温度は、−１５℃〜−５℃程度となっている。このため、除霜運転から暖房運転に切り替えられた場合、分岐路２０ａを介して第１膨張弁１０３と室外熱交換器１０２との間の配管に接続されるレシーバ２１８内の冷媒の温度も、−１５℃〜−５℃程度となる。
【０１５４】
これに対し、レシーバ２１８の周囲の温度は、０℃〜１０℃程度である。すなわち、除霜運転から暖房運転に切り替えられた場合には、レシーバ２１８内の冷媒の温度は、レシーバ２１８の周囲の温度と比較して低くなる。これにより、レシーバ２１８内に貯留された冷媒の一部が、レシーバ２１８の壁面を介して周囲の空気との間で熱交換し蒸発気化する。
【０１５５】
そして、レシーバ２１８内において冷媒の一部が蒸発した場合、レシーバ２１８内の冷媒は、気体状の部分と液体状の部分とに分離する。そして、レシーバ２１８の鉛直上方部に気体状の冷媒が位置し、鉛直下方部に液体状の冷媒が位置するようになる。レシーバ２１８内において冷媒の蒸発がさらに進行し気体状の冷媒が増加すると、気体状の冷媒により液体状の冷媒が押圧される。この結果、レシーバ２１８の鉛直下方に設けられた接続部から、分岐路２０ａに液体状の冷媒が排出される。
【０１５６】
レシーバ２１８から分岐路２０ａに排出された冷媒は、レシーバ減圧弁２１９を通過した後、冷媒回路２０に供給される。これにより、冷媒回路２０を循環する冷媒の量が増加し、暖房運転が最適な冷媒量で行われる。
【０１５７】
また、除霜運転から暖房運転に切り替えられた場合、上述したようにレシーバ２１８内の圧力相当飽和温度と比較してレシーバ２１８の周囲の温度のほうが高い。このため、暖房運転時には、レシーバ２１８内の冷媒は過熱ガス状態が維持される。これにより、レシーバ２１８内への液冷媒の浸入が抑制される。すなわち、暖房運転時に、冷媒が、冷媒回路２０から分岐路２０ａを通ってレシーバ２１８内に浸入することが抑制される。
【０１５８】
さらに、本実施の形態のレシーバ２１８では、冷媒の出入りが行われる接続部がレシーバ２１８の鉛直下方に設けられる。これにより、例えば空気調和機１が除霜運転から暖房運転に切り替えられ、レシーバ２１８に貯留された冷媒がレシーバ２１８から排出される際に、冷媒に含まれる潤滑油等がレシーバ２１８内に残存することが抑制される。
具体的には、本実施の形態の空気調和機１００に用いられるＲ３２は、例えばＲ４１０Ａと比較して、低温時における潤滑油等の溶解度が低い。このため、Ｒ３２冷媒、またはＲ３２を７０重量％以上含有する混合冷媒では、Ｒ４１０Ａと比較して、冷媒と潤滑油とが分離しやすい。しかし、本実施の形態では、接続部がレシーバ２１８の鉛直下方に設けられることで、レシーバ２１８内に冷媒から分離した潤滑油が重力によりレシーバ２１８から排出される。これにより、潤滑油がレシーバ２１８内に残存することが抑制され、圧縮機２０１における冷媒の潤滑性の低下が抑制される。
【０１５９】
続いて、空気調和機１００において除霜運転から暖房運転に切り替えられる際の、レシーバ減圧弁２１９の開閉制御について説明する。本実施の形態の空気調和機１００では、除霜運転から暖房運転に切り替えられた際に、空気調和機制御部３０により、レシーバ減圧弁２１９の開度を除霜運転時と比較して小さく切り替えている。
まず、冷房運転時および除霜運転時には、余剰の冷媒をレシーバ２１８に貯留するため、空気調和機制御部３０によりレシーバ減圧弁２１９は全開状態に設定される。これにより、冷房運転時および除霜運転時には、分岐路２０ａに浸入した余剰冷媒が減圧されることなくレシーバ減圧弁２１９を通過する。そして、レシーバ減圧弁２１９を通過した冷媒は、上述したように過冷却状態でレシーバ２１８に貯留されるようになる。
【０１６０】
一方、除霜運転から暖房運転に切り替えられる際には、暖房運転に切り替えるタイミングに合わせて、空気調和機制御部３０によりレシーバ減圧弁２１９の開度が小さく切り替えられる。これにより、レシーバ減圧弁２１９が全開状態の場合と比較して、単位時間あたりにレシーバ減圧弁２１９を通過する冷媒の流量が少なくなる。
このようにレシーバ減圧弁２１９の開度を制御することで、除霜運転から暖房運転に切り替えられた場合に、レシーバ２１８から排出された冷媒が冷媒回路２０に急激に流れ込むことが抑制される。
【０１６１】
すなわち、除霜運転から暖房運転に切り替えられた場合、上述したようにレシーバ２１８内で冷媒の蒸発が起こり、レシーバ２１８から大量の冷媒が排出されることになる。したがって、レシーバ減圧弁２１９が全開状態の場合、レシーバ２１８から排出された大量の冷媒が、分岐路２０ａを介して冷媒回路２０に急激に流れ込む。そして、レシーバ２１８から排出された冷媒が冷媒回路２０に急激に流れ込んだ場合、圧縮機２０１に吸入される冷媒が過剰量となる。この場合、圧縮機２０１が故障するおそれがある。
これに対し、本実施形態では、レシーバ減圧弁２１９の開度を小さくし、レシーバ減圧弁２１９を通過する冷媒の量を調整することで、分岐路２０ａから冷媒回路２０に流れ込む冷媒量が減少する。これにより、圧縮機２０１に吸入される冷媒の量が過剰となることが抑制され、圧縮機２０１の故障が抑制される。
【０１６２】
続いて、接続路２０ｂおよび接続開閉弁２２０による動作について説明する。図１２は、本実施の形態における接続開閉弁２２０の開閉と、圧縮機２０１から吐出される冷媒の温度との関係を示した図である。また、図１３は、本実施の形態の空気調和機制御部３０により実行される接続開閉弁２２０の開閉制御の手順を示したフローチャートである。
本実施の形態の空気調和機１００では、吐出温度センサ２０６による温度検知結果に基づいて、接続開閉弁２２０の開閉を制御している。これにより、圧縮機２０１から吐出される冷媒の温度（吐出温度）の上昇を抑制している。以下、接続開閉弁２２０の開閉制御について、詳細に説明する。
【０１６３】
本実施の形態の空気調和機１００では、通常、接続開閉弁２２０は閉状態となっている。
まず、空気調和機制御部３０は、吐出温度センサ２０６により検知される圧縮機２０１から吐出される冷媒の温度（吐出温度Ｔｄ）を取得する（ステップ３０１）。
次いで、空気調和機制御部３０は、ステップ３０１にて取得した吐出温度Ｔｄを、予め定めた基準温度の一例である第１基準温度Ｔ１と比較する（ステップ３０２）。吐出温度Ｔが第１基準温度Ｔ１未満であると判定した場合（ステップ３０２にてＮＯ）、空気調和機制御部３０は、ステップ３０１に戻り、処理を継続する。
【０１６４】
一方、吐出温度Ｔが第１基準温度Ｔ１以上であると判定した場合（ステップ３０２にてＹＥＳ）、空気調和機制御部３０は、接続開閉弁２２０を閉状態から開状態に切り替える（ステップ３０３）。これにより、レシーバ２１８に貯留された過冷却状態の冷媒が、接続路２０ｂを通って、冷媒回路２０の低圧配管２０ｓへ供給される。
【０１６５】
ここで、接続路２０ｂは、分岐路２０ａのうちレシーバ２１８とレシーバ減圧弁２１９との間の配管に接続される。このため、接続開閉弁２２０を開状態とした場合、レシーバ２１８に貯留された冷媒が、レシーバ減圧弁２１９により減圧されることなく、過冷却状態のまま低圧配管２０ｓへ供給される。
この結果、低圧配管２０ｓから圧縮機２０１へ吸入される冷媒の温度が低下し、圧縮機２０１が冷却されるようになる。そして、圧縮機２０１から吐出される冷媒の吐出温度Ｔが低下する。
【０１６６】
続いて、空気調和機制御部３０は、吐出温度センサ２０６により検知される吐出温度Ｔｄを再び取得する（ステップ３０４）。
次いで、空気調和機制御部３０は、ステップ３０４にて取得した吐出温度Ｔｄを、予め定めた他の基準温度の一例である第２基準温度Ｔ２と比較する（ステップ３０５）。吐出温度Ｔｄが第２基準温度Ｔ２より高いと判定した場合（ステップ３０５にてＮＯ）、空気調和機制御部３０は、ステップ３０４に戻り、処理を継続する。
【０１６７】
一方、吐出温度Ｔｄが第２基準温度Ｔ２以下であると判定した場合（ステップ３０５にてＹＥＳ）、空気調和機制御部３０は、接続開閉弁２２０を開状態から閉状態に切り替える（ステップ３０６）。
これにより、接続路２０ｂを介した低圧配管２０ｓへの冷媒の供給が停止する。この結果、圧縮機２０１から吐出される冷媒の吐出温度Ｔの低下が終了する。
【０１６８】
以上説明したように、本実施形態の空気調和機１００では、接続開閉弁２２０の開閉制御を繰り返し行うことで、圧縮機２０１から吐出される冷媒の温度が予め定めた範囲内（第１基準温度Ｔ１と第２基準温度Ｔ２との間）に収まるようになる。
この結果、空気調和機１００において、安定した空気調和運転を行うことが可能になり、システム効率が低下することが抑制される。また、吐出温度が上昇することに伴う圧縮機２０１の不具合の発生が抑制される。
【０１６９】
本実施形態の空気調和機１００では、冷媒として、Ｒ３２冷媒、またはＲ３２を７０重量％以上含有する混合冷媒を用いている。Ｒ３２は、Ｒ４１０Ａと比較して圧縮機２０１から吐出される冷媒の吐出温度が高くなりやすい性質を有している。
また、例えば外気温が低い状態での暖房運転時等の圧縮機２０１における冷媒の圧縮比が大きい場合には、冷媒の吐出温度Ｔｄが上昇しやすい。
これに対し、本実施形態では、圧縮機２０１をレシーバ２１８に貯留された過冷却状態の冷媒により直接冷却することができる。このため、吐出温度Ｔｄが上昇しやすい冷媒を用いる場合や、吐出温度Ｔｄが上昇しやすい条件下で空気調和運転を行う場合であっても、吐出温度Ｔｄの上昇が抑制される。
【０１７０】
ここで、第１基準温度Ｔ１は、圧縮機２０１の吐出温度限界Ｔａより低い温度に設定される。なお、吐出温度限界Ｔａは、圧縮機２０１のシール材や潤滑油の劣化等の圧縮機２０１の不具合が起こり得る温度である。第１基準温度Ｔ１を吐出温度限界Ｔａより低い温度に設定することで、吐出温度Ｔが吐出温度限界Ｔａに到達することが抑制され、圧縮機２０１の劣化が抑制される。この例では、圧縮機２０１の吐出温度限界Ｔａは１２０℃であり、第１基準温度Ｔ１は、１１０℃に設定されている。
また、第２基準温度Ｔ２は、特に限定されるものではないが、第１基準温度Ｔ１よりも低い温度に設定される。この例では、第２基準温度Ｔ２は、９０℃に設定されている。
【０１７１】
なお、本実施形態では、吐出温度Ｔｄに応じて接続開閉弁２２０を開状態または閉状態のいずれかに切り替える構成としたが、吐出温度Ｔｄに応じて接続開閉弁２２０の開度を多段階で切り替える構成としてもよい。具体的には、空気調和機制御部３０により、吐出温度Ｔｄが高いほど接続開閉弁２２０の開度を大きくし、吐出温度Ｔｄが低いほど接続開閉弁２２０の開度を小さくする制御を行ってもよい。
【０１７２】
また、本実施形態の空気調和機１００では、接続開閉弁２２０を開状態にすることで、冷媒回路２０を循環する冷媒量を調整することもできる。すなわち、接続開閉弁２２０を開状態とすると、レシーバ２１８に貯留された冷媒が冷媒回路２０の低圧配管２０ｓに供給される。これにより、レシーバ２１８に貯留される冷媒量が減少し、冷媒回路２０を循環する冷媒量が増加する。
したがって、外気温や室温等の条件に応じて、例えば外気温が低い状態での冷房運転時等に接続開閉弁２２０を開状態とし、冷媒回路２０を循環する冷媒量を増加させることで、最適な冷媒量で空気調和運転を行うことができる。
【０１７３】
また、以下に説明するように、第１膨張弁１０３を開閉弁とし、空気調和機制御部３０により、第１膨張弁１０３、レシーバ減圧弁２１９および接続開閉弁２２０の開閉を連動して制御してもよい。これにより、例えば冷房運転を停止後、再び冷房運転を行う際に、圧縮機２０１に吸入される冷媒の温度を低下させることができる。
具体的には、冷房運転を停止する際に、空気調和機制御部３０により、レシーバ減圧弁２１９を開状態のまま維持し、接続開閉弁２２０を閉状態のまま維持するとともに、第１膨張弁１０３を閉状態に切り替える。これにより、冷房運転を停止する際に、冷媒回路２０から分岐路２０ａへ流れる冷媒量が増え、レシーバ２１８内に冷媒が貯留される。そしてその後、冷房運転を再開する際には、空気調和機制御部３０により、第１膨張弁１０３および接続開閉弁２２０を開状態に切り替える。これにより、レシーバ２１８内に貯留された過冷却状態の冷媒が低圧配管２０ｓに供給され、圧縮機２０１に吸入される冷媒の温度が低下する。この結果、圧縮機２０１の温度が高くなりやすい冷房運転の起動時においても、冷房運転のシステム効率の低下が抑制される。
【０１７４】
なお、上述した例では、流量調整手段の一例としてレシーバ減圧弁２１９を有する空気調和機１について説明した。しかし、流量調整手段は減圧弁に限定されない。例えば、流量調整手段として、開閉弁や流量制御弁等を用いてもよい。この場合、レシーバ２１８から分岐路２０ａを介して冷媒回路２０へ排出される冷媒の流量および冷媒の速度を調整することができる。
【０１７５】
なお、上記説明では、空気調和機１００に用いる冷媒として、Ｒ３２冷媒、またはＲ３２を７０重量％以上含有する混合冷媒を例に挙げたが、本実施の形態では、他の冷媒を用いる空気調和機１００に対しても適用することができる。ただし、上述したようにＲ３２の特性を考慮すると、本実施の形態は、Ｒ３２冷媒、またはＲ３２を７０重量％以上含有する混合冷媒を用いる空気調和機１００により好ましく適用される。
【０１７６】
＜第５実施形態＞
以下、本発明の第５実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の空気調和機１００は、前記第４実施形態の構成に加えて、図１４に示すように、室外熱交換器１０２または室内熱交換器１０４にて凝縮された後の冷媒を過冷却する過冷却器（サブクーラ）８０を有している。この例では、過冷却器８０は、空気調和機１の室外機１０に設けられている。
【０１７７】
図１５に示すように、過冷却器８０は、互いに平行に並んだ第１配管８１および第２配管８２を有している。第１配管８１は、冷媒が流入する第１入口部８１ａと、冷媒が排出される第１出口部８１ｂとを有する。同様に、第２配管８２は、冷媒が流入する第２入口部８２ａと、冷媒が排出される第２出口部８２ｂとを有する。
本実施の形態では、第１配管８１の第１入口部８１ａと、第２配管８２の第２入口部８２ａとは、過冷却器８０において冷媒の搬送方向に対向する位置に設けられる。同様に、第１配管８１の第１出口部８１ｂと、第２配管８２の第２出口部８２ｂとは、過冷却器８０において冷媒の搬送方向に対向する位置に設けられる。
これにより、過冷却器８０では、第１配管８１を流れる冷媒の流通方向と、第２配管８２を流れる冷媒の流通方向とが、反対方向になる。言い換えると、過冷却器８０では、第１配管８１を流れる冷媒と、第２配管８２を流れる冷媒とが、対向流となっている。
【０１７８】
また、図１４に示すように、空気調和機１は、過冷却器８０にて過冷却された冷媒を膨張気化させて低温・低圧にする第１膨張弁２０４ａ、２０４ｂを有している。この例では、一方の第１膨張弁２０４ａは室内機１０に設けられ、他方の第１膨張弁２０４ｂは室外機１０に設けられている。本実施の形態では、空気調和機１００において冷房運転または除霜運転を行う際には、一方の第１膨張弁２０４ａにて冷媒を膨張気化させる。また、暖房運転を行う際には、他方の第１膨張弁２０４ｂにて冷媒を膨張気化させる。
【０１７９】
さらに、空気調和機１００は、後述する接続路２５を通過する冷媒の量を調整する接続開閉弁２２１を備えている。
さらにまた、空気調和機１００は、後述する過冷却分岐路２２を流れる冷媒を減圧するとともに冷媒の流量を調整する過冷却減圧弁（第２膨張弁）２１５を備えている。
また、本実施の形態の圧縮機２０１は、後述するインジェクション路２４を介して中間圧の冷媒が吸入される中間圧吸入部２０１ｃを有している。
【０１８０】
本実施の形態の空気調和機１は、上述した過冷却器８０が設けられる過冷却路２１を備えている。過冷却路２１は、冷媒回路２０のうち一方の第１膨張弁２０４ａと他方の第１膨張弁２０４ｂとの間の配管に、後述するブリッジ回路２３を介して接続される。
過冷却路２１は、ブリッジ回路２３の後述する第２接続点２３ｂと、過冷却器８０における第１配管８１の第１入口部８１ａとを接続する上流側過冷却路２１ａを有する。さらに、過冷却路２１は、過冷却器８０における第１配管８１の第１出口部８１ｂと、ブリッジ回路２３の後述する第４接続点２３ｄとを接続する下流側過冷却路２１ｂを有する。
また、本実施の形態の空気調和機１００は、上流側過冷却路２１ａから分岐し、過冷却器８０における第２配管８２の第２入口部８２ａに接続される過冷却分岐路２２を備える。
【０１８１】
さらに、空気調和機１００は、冷房運転時（除霜運転時）と暖房運転時とで、過冷却路２１および過冷却分岐路２２での冷媒の流通方向を一方向にするためのブリッジ回路２３を備える。
ブリッジ回路２３は、４つの配管が接続されて構成される。具体的は、ブリッジ回路２３は、図１５に示すように、第１逆止弁２３１、第２逆止弁２３２、第３逆止弁２３３および第４逆止弁２３４がそれぞれ形成された４つの配管を有する。そして、これらが、第１接続点２３ａ、第２接続点２３ｂ、第３接続点２３ｃおよび第４接続点２３ｄを介して閉ループ状に接続される。
【０１８２】
ブリッジ回路２３において、第１接続点２３ａには、冷媒回路２０のうち他方の第１膨張弁２０４ｂから延びる配管が接続される。また、第３接続点２３ｃには、冷媒回路２０のうち一方の第１膨張弁２０４ａから延びる配管が接続される。さらにまた、第２接続点２３ｂには、上流側過冷却路２１ａが接続される。また、第４接続点２３ｄには、下流側過冷却路２１ｂが接続される。
【０１８３】
また、空気調和機１は、過冷却器８０の第２配管８２を通過した冷媒を、圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃに吸入するためのインジェクション路２４を備えている。図１５に示すように、インジェクション路２４は、過冷却器８０における第２配管８２の第２出口部８２ｂに接続される。
さらに、空気調和機１は、インジェクション路２４と冷媒回路２０における低圧配管２０ｓとを接続する接続路２５を備えている。
【０１８４】
また、本実施の形態の空気調和機１００は、過冷却分岐路２２に設けられ、過冷却器８０の第２配管８２に吸入される前の冷媒の温度を検知する入口温度センサ２２２を備えている。また、空気調和機１００は、インジェクション路２４に設けられ、第２配管８２の第２出口部８２ｂから排出された冷媒の温度を検知する出口温度センサ２２３を備えている。さらに、空気調和機１００は、下流側過冷却路２１ｂに設けられ、第１配管８１の第１出口部８１ｂから排出された冷媒の温度を検知する過冷却温度センサ２２４を備えている。
本実施形態では、入口温度センサ２２２、出口温度センサ２２３および過冷却温度センサ２２４による検知結果に基づいて、空気調和機制御部３０により過冷却減圧弁２１５の開度が制御される。なお、空気調和機制御部３０による過冷却減圧弁２１５の開度制御については後段にて説明する。
【０１８５】
本実施の形態の空気調和機１００では、冷媒として、Ｒ３２（ＨＦＣ３２）と、ＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅとを含む、２種または３種混合の非共沸混合冷媒を用いている。また、この非共沸混合冷媒は、自然冷媒を含んでいてもよい。
ここで、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅとを含む非共沸混合冷媒は、例えばＲ３２冷媒等と比較して、温暖化係数が低い。したがって、本実施の形態の空気調和機１００では、冷媒としてＲ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅとを含む非共沸混合冷媒を用いることで、環境に対する影響が低減される。
本実施の形態の空気調和機１００では、上記非共沸混合冷媒において、Ｒ３２の含有量を７０重量％未満、ＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅの含有量を３０重量％未満とし、残りを自然冷媒とすることが好ましい。非共沸混合冷媒の混合比をこのように設定することで、非共沸混合冷媒の飽和域での温度勾配が２度以上となる。この場合、後述するように、過冷却器３０における熱交換効率が向上し、空気調和機１００の冷凍効果が向上する。
【０１８６】
続いて、本実施の形態の空気調和機１００における冷媒の挙動について、図１４および図１５を参照して説明する。なお、本実施の形態の空気調和機１００では、冷媒回路２０での冷媒の挙動は、前記第４実施形態と同様である。したがって、ここでは、ブリッジ回路２３、過冷却路２１および過冷却分岐路２２における冷媒の挙動について説明する。
上述したように、ブリッジ回路２３は、第１逆止弁２３１〜第４逆止弁２３４を備えている。そして、図１５において矢印で示すように、第１逆止弁２３１〜第４逆止弁２３４では、冷媒が一方向に流れる。
【０１８７】
まず、空気調和機１００において冷房運転または除霜運転が行われる際には、室外熱交換器１０２にて凝縮され他方の第１膨張弁２０４ｂを通過した冷媒が、第１接続点２３ａからブリッジ回路２３に流入する。ブリッジ回路２３に流入した冷媒は、第１逆止弁２３１を通過した後、第２接続点２３ｂから上流側過冷却路２１ａへ排出される。
続いて、上流側過冷却路２１ａへ排出された冷媒は、過冷却器８０の第１配管３１に向かう過冷却路２１側と、第２配管８２に向かう過冷却分岐路２２側とへ分岐する。
【０１８８】
過冷却路２１側の冷媒は、第１入口部８１ａから第１配管８１に流入する。そして、第１配管８１に流入した冷媒は、第２配管８２を流れる冷媒との間で熱交換された後、第１出口部８１ｂから下流側過冷却路２１ｂに排出される。下流側過冷却路２１ｂに排出された冷媒は、第４接続点２３ｄを通ってブリッジ回路２３に流入する。ブリッジ回路２３に流入した冷媒は、第３逆止弁２３３を通過した後、第３接続点２３ｃから冷媒回路２０に排出される。冷媒回路２０へ排出された冷媒は、一方の第１膨張弁２０４ａにて減圧された後、前記第４実施形態と同様に冷媒回路２０を循環する。
【０１８９】
また、過冷却分岐路２２側の冷媒は、第２入口部８２ａから第２配管８２に流入する。そして、第２配管８２に流入した冷媒は、第１配管８１を流れる冷媒との間で熱交換された後、第２出口部８２ｂからインジェクション路２４に排出される。
そして、インジェクション路２４に排出された冷媒は、中間圧吸入部２０１ｃから圧縮機２０１に吸入される。
なお、過冷却器８０における冷媒の熱交換については、後段にて詳細に説明する。
【０１９０】
一方、空気調和機１００において暖房運転が行われる際には、室内熱交換器１０４にて凝縮され一方の第１膨張弁２０４ａを通過した冷媒が、第３接続点２３ｃからブリッジ回路２３に流入する。ブリッジ回路２３に流入した冷媒は、第２逆止弁２３２を通過した後、第２接続点２３ｂから上流側過冷却路２１ａへ排出される。
続いて、上流側過冷却路２１ａへ排出された冷媒は、過冷却器８０の第１配管８１に向かう過冷却路２１側と、第２配管８２に向かう過冷却分岐路２２側とへ分岐する。
【０１９１】
過冷却路２１側の冷媒は、冷房運転時と同様に、第１入口部８１ａから第１配管８１に流入する。そして、第１配管８１に流入した冷媒は、第２配管８２を流れる冷媒との間で熱交換された後、第１出口部８１ｂから下流側過冷却路２１ｂに排出される。下流側過冷却路２１ｂに排出された冷媒は、第４接続点２３ｄを通ってブリッジ回路２３に流入する。ブリッジ回路２３に流入した冷媒は、第４逆止弁２３４を通過した後、第１接続点２３ａから冷媒回路２０に排出される。冷媒回路２０へ排出された冷媒は、他方の第１膨張弁２０４ｂにて減圧された後、前記第４実施形態と同様に冷媒回路２０を循環する。
【０１９２】
また、過冷却分岐路２２側の冷媒は、冷房運転時と同様に、第２入口部８２ａから第２配管８２に流入する。そして、第２配管８２に流入した冷媒は、第１配管８１を流れる冷媒との間で熱交換された後、第２出口部８２ｂからインジェクション路２４に排出される。
そして、インジェクション路２４に排出された冷媒は、中間圧吸入部２０１ｃから圧縮機２０１に吸入される。
【０１９３】
以上説明したように、本実施の形態では、過冷却路２１および過冷却分岐路２２における冷媒の流通方向が、冷房運転時（除霜運転時）と暖房運転時とで等しくなっている。これにより、過冷却器８０の第１配管８１および第２配管８２を流れる冷媒が、冷房運転時と暖房運転時との双方で、対向流となっている。
【０１９４】
続いて、本実施の形態の過冷却器８０における冷媒の熱交換について説明する。
図１６は、本実施の形態が適用される空気調和機１００の圧力−比エンタルピー線図（ｐ−ｈ線図）である。ここでは、冷房運転時の空気調和機１００におけるｐ−ｈ線図を示しているが、暖房運転時も同様の傾向を示す。
図１６において、ＡＢ間が圧縮機２０１による圧縮行程に対応し、ＢＣ間が、室外熱交換器１０２による凝縮行程に対応する。また、ＣＥ間が、過冷却減圧弁２１５による減圧行程に対応する。また、点Ｇは、圧縮機２０１における中間圧吸入部２０１ｃに対応する。
【０１９５】
さらに、ＣＣ´間とＥＦ間とが、過冷却器８０による熱交換行程に対応する。具体的には、ＣＣ´間は、過冷却器８０の第１配管８１における第１入口部８１ａから第１出口部８１ｂまでの冷媒の状態に対応する。また、ＥＦ間は、過冷却器８０の第２配管８２における第２入口部８２ａから第２出口部８２ｂまでの冷媒の状態に対応する。
さらにまた、Ｃ´Ｄ間が第１膨張弁２０４ａによる減圧行程に対応し、ＤＡ間が、室内熱交換器１０４による蒸発行程に対応する。
なお、図１６において一点鎖線Ｙ１、Ｙ２は、等温線を表している。ここで、Ｙ１は、点Ｃ（第１入口部８１ａ）での冷媒の温度に対応する。また、Ｙ２は、点Ｃ´（第１出口部８１ｂ）での冷媒の温度に対応する。
【０１９６】
過冷却器８０では、上述したように、第１配管８１を流れる冷媒と第２配管８２を流れる冷媒との間で熱交換を行う。これにより、第１配管８１を流れる冷媒を過冷却する。
具体的に説明すると、第１配管８１には、室外熱交換器１０２または室内熱交換器１０４により凝縮された後の冷媒が流れる。すなわち、第１配管８１には、図１６においてＣＣ´間で示すように、凝縮後の高圧液状態の冷媒が流れる。
これに対し、第２配管８２には、過冷却分岐路２２に設けられた過冷却減圧弁２１５にて減圧された後の冷媒が流れる。すなわち、第２配管３２には、図１６においてＥＦ間で示すように、第１配管８１を流れる冷媒と比較して低温・低圧の気液２相状態（飽和域）の冷媒が流れる。
【０１９７】
そして、過冷却器８０では、第２配管８２を流れる冷温・低圧の冷媒によって、第１配管８１を流れる高圧液状態の冷媒から熱が奪われる。これにより、過冷却器８０では、第１配管８１を流れる冷媒が過冷却される。
【０１９８】
図１７（ａ）〜（ｂ）は、過冷却器８０における第１配管８１を流れる冷媒の温度と第２配管８２を流れる冷媒の温度との関係を示した図である。ここで、図１７（ａ）は、第１配管８１を流れる冷媒と第２配管８２を流れる冷媒とが対向流となっている本実施の形態の関係を示している。一方、図１７（ｂ）は、第１配管８１を流れる冷媒と第２配管８２を流れる冷媒とが並向流となっている場合の関係を示している。
【０１９９】
上述したように、本実施の形態では、冷媒として、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅとを含む非共沸混合冷媒を用いる。そして、非共沸混合冷媒を用いることにより、気液２相状態（飽和域）の冷媒が流れる第２配管８２では、冷媒に温度勾配が生じる。言い換えると、図１７（ａ）に示すように、第２入口部８２ａ（点Ｅ）と第２出口部８２ｂ（点Ｆ）とで冷媒に温度差（ΔＳ１）が生じる。
【０２００】
そして、上述したように、本実施の形態では、過冷却器８０において、第１配管８１と第２配管８２とを流れる冷媒が対向流となっている。これにより、図１７（ａ）や図１６に示すように、第１配管８１を流れる冷媒は、第１入口部８１ａ（点Ｃ）から第１出口部８１ｂ（点Ｃ´）までの全域に亘って、第２配管８２を流れる冷媒との温度差が確保される。言い換えると、第１配管８１と第２配管８２とを流れる冷媒が並向流である図１７（ｂ）の場合と比較して、第１配管８１と第２配管８２との冷媒の平均温度差が大きくなる。
【０２０１】
これにより、例えば第１配管８１と第２配管８２とを流れる冷媒が並向流である場合と比較して、一方の第１膨張弁２０４ａ（暖房運転時には、他方の第１膨張弁２０４ｂ）に吸入される前の冷媒により大きな過冷却度（ＳＣ）が付与される。
そして、本実施の形態の空気調和機１００では、本構成を採用しない場合と比較して、冷房運転時および暖房運転時の双方で冷凍効果が向上する。
【０２０２】
ところで、上述したように、本実施の形態では、冷媒として、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅとを含む非共沸混合冷媒を用いる。
Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅとを含む非共沸混合冷媒は、例えばＲ３２冷媒と比較して冷凍効果が低い。このため、Ｒ３２冷媒と同等の効率を得るためには、空気調和機１００にて循環する冷媒量を多くする必要がある。しかしながら、空気調和機１００にて循環する冷媒量を多くした場合、過冷却器８０において生じる圧力損失が大きくなりやすい。この場合、過冷却器８０での熱交換効率が低下し、過冷却器８０において冷媒を充分に過冷却することが困難になる。
【０２０３】
これに対し、本実施の形態の過冷却器８０では、冷房運転時および暖房運転時の双方において対向流にて熱交換している。これにより、過冷却器８０において並向流にて熱交換を行う場合と比較して、過冷却器８０での熱交換効率の低下が抑制される。この結果、過冷却器８０において冷媒を充分に過冷却することが可能になる。そして、Ｒ３２冷媒と比較して冷凍効果が低いＲ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅとを含む非共沸混合冷媒を用いる場合であっても、空気調和機１００における冷凍効果の低下が抑制される。
【０２０４】
また、本実施の形態では、過冷却器８０の上流側において過冷却路２１から分岐する過冷却分岐路２２を設けている。そして、過冷却器８０では、過冷却分岐路２２に分流し第２配管８２に流入した冷媒により、第１配管８１を流れる冷媒を過冷却する。
これにより、本実施の形態の過冷却器８０では、過冷却分岐路２２を設けない場合と比較して、過冷却路２１から過冷却器８０の第１配管８１に流入する冷媒量が減少する。この結果、過冷却器８０の第１配管８１にて生じる圧力損失が低減し、過冷却器８０での熱交換効率の低下がより抑制される。
【０２０５】
さらにまた、本実施の形態の空気調和機１００では、過冷却器８０における第２配管８２の第２出口部８２ｂから排出された冷媒を、圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃに吸入している。言い換えると、圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃには、過冷却器８０での熱交換により温度が低下した中間圧の冷媒が吸入される。
この結果、本実施の形態の空気調和機１では、図１６に示すように、圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃ（点Ｇ）において冷媒の温度が低下する。これにより、第２配管３２から排出された冷媒を中間圧吸入部２０１ｃに吸入しない場合と比較して、圧縮機２０１の吐出部（点Ｂ）から吐出される冷媒の温度（吐出温度）の上昇が抑制される。そして、例えば吐出温度が上昇することに伴う圧縮機２０１の寿命の低下等の不具合の発生が抑制される。
【０２０６】
さらに、本実施の形態の空気調和機１００は、インジェクション路２４と冷媒回路２０における低圧配管２０ｓとを接続する接続路２５を有する。そして、接続路２５には、空気調和機制御部３０により開度が制御される接続開閉弁２２１が設けられる。
本実施の形態では、接続開閉弁２２１の開度を制御することで、インジェクション路２４および過冷却器８０の第２配管８２を流れる冷媒の圧力が調整可能となっている。
【０２０７】
具体的に説明すると、接続開閉弁２２１を開状態とした場合、接続路２５を介して、冷媒回路２０の低圧配管２０ｓとインジェクション路２４とが接続された状態となる。これにより、接続開閉弁２２１を閉状態とする場合と比較して、インジェクション路２４および過冷却器８０の第２配管８２を流れる冷媒の圧力が低下する。
ここで、第２配管８２を流れる冷媒の圧力が低下する場合、第２配管８２を流れる冷媒の状態が、図１６においてＥＦからＥ´Ｆ´で示すように変化する。これにより、第２配管８２を流れる冷媒と第１配管８１を流れる冷媒との平均温度差がより大きくなる。この結果、過冷却器８０での熱交換効率が向上し、第１配管８１を流れる冷媒がより過冷却される。そして、空気調和機１００における冷凍効果がより向上する。
【０２０８】
続いて、空気調和機制御部３０により行われる過冷却減圧弁２１５の開度制御について説明する。
図１８は、本実施の形態の空気調和機制御部３０により実行される過冷却減圧弁２１５の開度制御の手順を示したフローチャートである。本実施の形態の空気調和機１００では、入口温度センサ２２２、出口温度センサ２２３および過冷却温度センサ２２４による検知結果等に基づいて、信頼性確保運転、効率優先運転および能力優先運転のいずれかが行われる。そして、それぞれの運転において、異なる制御により過冷却減圧弁２１５の開度が調整される。
ここで、信頼性確保運転とは、圧縮機２０１の信頼性を確保し圧縮機２０１の故障を予防するための運転である。また、効率優先運転とは、空気調和機１００のシステム効率を優先した運転である。さらに、能力優先運転とは、空気調和機１００による空気調和能力（暖房能力、冷房能力）を優先した運転である。
【０２０９】
空気調和機１００において空気調和運転が行われる場合に、空気調和機制御部３０は、入口温度センサ２２２、出口温度センサ２２３により検知される冷媒の温度を取得する（ステップ４０１）。以下の説明では、入口温度センサ２２２により検知される温度を入口温度Ｓａとよび、出口温度センサ２２３により検知される温度を出口温度Ｓｂとよぶ。また、過冷却温度センサ２２４により検知される温度を過冷却温度Ｓｃとよぶ。
【０２１０】
次いで、空気調和機制御部３０は、ステップ４０１にて取得した入口温度Ｓａおよび出口温度Ｓｂが予め定めた要件を満たすか否かの判定を行う。具体的には、空気調和機制御部３０は、出口温度Ｓｂから入口温度Ｓａを引いた温度差ΔＳ１（＝Ｓｂ−Ｓａ）を、予め定めた第３基準温度Ｔ３と比較する（ステップ４０２）。ここで、温度差ΔＳ１は、過冷却器８０の第２配管８２を流れる冷媒の第２出口部８２ｂと第２入口部８２ａとの温度差（過熱度）に対応する（図１７参照）。また、第３基準温度Ｔ３は、過冷却器８０の過熱度の最適値であり、例えば−１℃〜３℃の範囲で設定される。
そして、温度差ΔＳ１が第３基準温度Ｔ３未満である場合（ΔＳ１＜Ｔ３；ステップ４０２でＮＯ）、空気調和機制御部３０による制御に基づいて、信頼性確保運転が行われる（ステップ４０３）。
【０２１１】
信頼性確保運転は、上述したように、圧縮機２０１の信頼性を確保するための運転である。信頼性確保運転では、空気調和機制御部３０による制御に基づいて、過冷却減圧弁２１５を閉状態に切り替える。本実施の形態では、温度差ΔＳ１が第３基準温度Ｔ３未満である場合に信頼性確保運転を行うことで、圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃに液冷媒が吸入されることが抑制される。
【０２１２】
すなわち、温度差ΔＳ１が第３基準温度Ｔ３未満である場合、過冷却器８０の第２配管８２を流れる冷媒の蒸発が不十分となりやすい。この場合、第２配管８２の第２出口部８２ｂからインジェクション路２４に液状の冷媒が排出される。そして、インジェクション路２４を介して圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃに、液状の冷媒が吸入されるおそれがある。圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃに液状の冷媒が吸入された場合には、圧縮機２０１にて液圧縮が発生し、圧縮機２０１が故障するおそれがある。
これに対し、本実施の形態では、信頼性確保運転として過冷却減圧弁２１５を閉状態に切り替えることで、第２配管８２の第２出口部８２ｂからの液冷媒の排出が抑制される。これにより、圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃに液状の冷媒が吸入されることが抑制される。この結果、圧縮機２０１の故障が抑制され、信頼性が確保される。
【０２１３】
一方、温度差ΔＳ１が第３基準温度Ｔ３以上である場合（ΔＳ１≧Ｔ３；ステップ４０２でＹＥＳ）、空気調和機制御部３０は、効率優先運転および能力優先運転のいずれを実行するかの判定を行う。具体的には、空気調和機制御部３０は、空気調和機１００が、予め定めた運転状況に当たるか否かの判定を行う（ステップ４０４）。
予め定めた運転状況としては、例えば、低外気温時に暖房運転を行う場合、空気調和機１００の起動運転を行う場合等、圧縮機２０１での消費電力が高くなりやすい運転状況が挙げられる。
【０２１４】
空気調和機１００が予め定めた運転状況に当たる場合（ステップ４０４にてＹＥＳ）、空気調和機制御部３０による制御に基づいて、能力優先運転が行われる（ステップ４０５）。
能力優先運転では、空気調和機制御部３０は、過冷却温度Ｓｃから入口温度Ｓａを引いた温度差ΔＳ２（＝Ｓｃ−Ｓａ）が、予め定めた第４基準温度Ｔ４未満（ΔＳ２＜Ｔ４）となるように、過冷却減圧弁２１５の開度を制御する。ここで、第４基準温度Ｔ４は、過冷却器３０において第１配管８１を流れる冷媒と第２配管８２を流れる冷媒との最適温度差の定数である。第４基準温度Ｔ４は、例えば１０℃〜２０℃の範囲で設定される。
【０２１５】
具体的に説明すると、能力優先運転を行う場合、空気調和機制御部３０は、入口温度Ｓａおよび過冷却温度Ｓｃを取得する。そして、過冷却温度Ｓｃから入口温度Ｓａを引いた温度差ΔＳ２を、第４基準温度Ｔ４と比較する。
能力優先運転では、空気調和機制御部３０は、温度差ΔＳ２が第４基準温度Ｔ４以上（ΔＳ２≧Ｔ４）となった場合、過冷却減圧弁２１５の開度を大きくする制御を行う。これにより、過冷却減圧弁２１５を通過する冷媒の量が多くなるとともに、過冷却減圧弁２１５を通過後の圧力が相対的に上昇する。これにより、温度差ΔＳ２が小さくなり、温度差ΔＳ２が第４基準温度Ｔ４未満（ΔＳ２＜Ｔ４）の状態が維持される。
【０２１６】
図１９は、過冷却減圧弁２１５の開度、圧縮機２０１への冷媒の吸入量および空気調和機１００のシステム効率の関係を示した図である。
能力優先運転では、温度差ΔＳ２が第４基準温度Ｔ４未満（ΔＳ２＜Ｔ４）となるように過冷却減圧弁２１５の開度が制御される。このため、能力優先運転では、図１９に示すように、効率優先運転と比較して、過冷却減圧弁２１５および第２配管８２を通過してインジェクション路２４に排出される冷媒の量が増加する。そして、インジェクション路２４を介して圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃに吸入される冷媒の量が増加する。また、圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃに吸入される冷媒の量が増加することで、蒸発器としてはたらく室内熱交換器１０４（暖房運転時は室外熱交換器１０２）を流れる冷媒の量が低減する。
【０２１７】
また、圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃに吸入される冷媒の量が増加することで、蒸発器としてはたらく室内熱交換器１０４（暖房運転時は室外熱交換器１０２）を流れる冷媒の量が低減する。これにより、能力優先運転を行う場合、室内熱交換器１０４または室外熱交換器１０２における圧力損失が低減する。
さらに、圧縮機２０１の中間圧吸入部２０１ｃに吸入される冷媒の量が増加することで、圧縮機２０１の低圧側（吸入部から中間圧吸入部２０１ｃまでの間）で圧縮される冷媒の量が低減する。これにより、圧縮機２０１の低圧側での仕事量が低減される。
以上より、空気調和機１００において能力優先運転を行うことで、空気調和能力が向上する。この結果、例えば圧縮機２０１での消費電力が高くなりやすい運転状況においても、より速やかにユーザの所望する環境に空気調和することができる。
【０２１８】
一方、空気調和機１００の運転状況が予め定めた運転状況に当たらない場合（ステップ４０４にてＮＯ）、空気調和機制御部３０による制御に基づいて、効率優先運転が行われる（ステップ４０６）。
効率優先運転では、空気調和機制御部３０は、過冷却温度Ｓｃから入口温度Ｓａを引いた温度差ΔＳ２（＝Ｓｃ−Ｓａ）が第４基準温度Ｔ４以上（ΔＳ２≧Ｔ４）となるように、過冷却減圧弁２１５の開度を制御する。
【０２１９】
具体的に説明すると、効率優先運転を行う場合、能力優先運転と同様に、空気調和機制御部３０は、入口温度Ｓａおよび過冷却温度Ｓｃを取得する。そして、過冷却温度Ｓｃから入口温度Ｓａを引いた温度差ΔＳ２を、第４基準温度Ｔ４と比較する。
効率優先運転では、空気調和機制御部３０は、温度差ΔＳ２が第４基準温度未満（ΔＳ２＜Ｔ４）となった場合、過冷却減圧弁２１５の開度を小さくする制御を行う。これにより、過冷却減圧弁２１５を通過する冷媒がより減圧されるようになる。この結果、入口温度Ｓａが低下することで、温度差ΔＳ２が大きくなり、温度差ΔＳ２が第４基準温度以上（ΔＳ２≧Ｔ４）の状態が維持される。
【０２２０】
このように、効率優先運転では、温度差ΔＳ２が第４基準温度以上（ΔＳ２≧Ｔ４）の状態が維持されることで、能力優先運転と比較して、第１配管８１を流れる冷媒と第２配管８２を流れる冷媒との平均温度差が大きくなる。このため、効率優先運転では、能力優先運転と比較して過冷却器８０における熱交換効率が向上し、第１配管８１を流れる冷媒をより過冷却させることが可能になる。
この結果、効率優先運転では、図１９に示すように、能力優先運転と比較して空気調和機１におけるシステム効率が向上する。
【０２２１】
ここで、本実施の形態の空気調和機１００は、実施の形態１と同様に、余剰の冷媒を過冷却状態で貯留するレシーバ２１８を有している。
これにより、本実施の形態の空気調和機１００では、例えば冷房運転時には、レシーバ２１８にて余剰冷媒が貯留された後の残りの冷媒が過冷却器８０に吸入される。すなわち、本実施の形態の空気調和機１００では、レシーバ２１８を有していない場合と比較して、冷房運転時に過冷却器８０の第１配管８１に吸入される冷媒の流量が少なくなる。
このため、空気調和機１００がレシーバ２１８を有していない場合と比較して、過冷却器８０において生じる圧力損失が低減する。これにより、過冷却器８０での熱交換効率の低下がより抑制される。
【０２２２】
なお、本実施の形態は、レシーバ２１８を有していない空気調和機１００に対しても適用することができる。すなわち、上述したように、本実施の形態では、過冷却器８０において冷媒を過冷却することが可能である。これにより、本実施の形態では、レシーバ２１８を有していない場合であっても、一方の第１膨張弁２０４ａまたは他方の第１膨張弁２０４ｂに吸入される前の冷媒を過冷却状態とすることができる。
ただし、空気調和機１００において最適冷媒量で冷房運転および暖房運転を行う観点からすると、空気調和機１００は、レシーバ２１８を有することが好ましい。
【０２２３】
また、本実施の形態の空気調和機１００では、第１逆止弁２３１〜第４逆止弁２３４を有するブリッジ回路２３を設けることで、過冷却器８０において第１配管８１と第２配管８２とを流れる冷媒とを対向流にしている。しかしながら、過冷却器８０において第１配管８１と第２配管８２とを流れる冷媒を対向流にする手段としては、これに限られない。例えば、電磁切換弁等を用いて冷媒の流通方向を切り換えることにより、第１配管８１と第２配管８２とを流れる冷媒を対向流としてもよい。
【０２２４】
＜第６実施形態＞
以下、本発明の第６実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の空気調和機１００は、図２０に示すように、前記第４実施形態又は前記第５実施形態の構成に加えて、冷媒貯留部であるレシーバ２１８内の冷媒量を検知にする冷媒量検知機構Ｚを備えている。
【０２２５】
具体的に冷媒量検知機構Ｚは、図２１に示すように、レシーバ２１８の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路Ｚ１と、複数の導出路Ｚ１それぞれに設けられた複数のキャピラリー等の流体抵抗Ｚ２と、複数の導出路Ｚ１において前記流体抵抗Ｚ２の下流側に設けられた複数の温度センサＺ３と、複数の温度センサＺ３により得られた冷媒温度を用いてレシーバ２１８内の冷媒量を検知する冷媒量検知部Ｚ４とを備える。
【０２２６】
複数の導出路Ｚ１に形成された集合管部Ｚ１ｘ（前記接続路２０ｂに対応）は、冷媒回路２０の低圧配管２０ｓへ接続されている。
また、冷媒量検知部Ｚ４は、前記実施形態の冷媒量検知部４１により構成されている。
【０２２７】
具体的に冷媒量検知部４１は、複数の温度センサＺ３の検出温度を取得して、各温度センサの検出温度の大小関係を用いてレシーバ２１８内の冷媒量を検知する。ここで、複数の導出路Ｚ１のうち、液相部分に接続された導出路Ｚ１の温度センサＺ３の検出温度と、気相部分に接続された導出路Ｚ１の温度センサＺ３の検出温度とが異なるので、液体状の冷媒が通過する導出路Ｚ１と、そうでない導出路Ｚ１とを判別することができる。これにより、レシーバ２１８内の冷媒量を検知することができる。
【０２２８】
その他、冷媒量検知機構Ｚとしては、図２２に示すように、レシーバ２１８の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路Ｚ１と、複数の導出路Ｚ１それぞれに設けられた複数のキャピラリー等の流体抵抗Ｚ２と、複数の導出路Ｚ１において前記流体抵抗Ｚ２の下流側に設けられた複数の電磁弁Ｚ５と、複数の導出路Ｚ１の集合管部Ｚ１ｘに設けられた温度センサＺ６と、温度センサＺ６により得られた冷媒温度を用いてレシーバ２１８内の冷媒量を検知する冷媒量検知部Ｚ４とを備える。
【０２２９】
複数の導出路Ｚ１に形成された集合管部Ｚ１ｘ（前記接続路２０ｂに対応）は、冷媒回路２０の低圧配管２０ｓへ接続されている。
また、冷媒量検知部Ｚ４は、前記実施形態の冷媒量検知部４１により構成されている。
【０２３０】
具体的に冷媒量検知部４１は、前記複数の電磁弁Ｚ５の開閉を制御して、各導出路を連通させていき、そのときに得られた温度センサＺ６の検出温度を取得する。ここで、連通された導出路Ｚ１のうち、液相部分に接続された導出路Ｚ１の温度センサＺ３の検出温度と、気相部分に接続された導出路Ｚ１の温度センサＺ３の検出温度とが異なるので、液体状の冷媒が通過する導出路Ｚ１と、そうでない導出路Ｚ１とを判別することができる。これにより、レシーバ２１８内の冷媒量を検知することができる。
＜第７実施形態＞
以下、本発明の第７実施形態について図面を参照して説明する。
第７実施形態の空気調和機１００は、図２３に示すように、建物の屋外に設置される室外機１０と、建物内に設置される室内機１１と、室外機１０及び室内機１１を冷媒配管１２により接続して構成される冷媒回路２０と、前記室外機１０及び前記室内機１１等を制御して空調運転を実施する空気調和機制御部３０とを備えている。
【０２３１】
冷媒回路２０は、圧縮機２０１と、四路切替弁２０２と、凝縮器（室外側熱交換機）２０３と、第１膨張弁２０４と、蒸発器（室内側熱交換器）２０５とを接続して構成されるものである。本実施形態では、圧縮機２０１と、四路切替弁２０２と、凝縮器２０３と、第１膨張弁２０４とが室外機１０の内部に設けられ、蒸発器２０５が室内機１１の内部に設けられた構成である。なお、室外機１０は、室内機１１内の蒸発器２０５で気化された冷媒を圧縮し、冷却する。また、室内機１１は、蒸発器２０５において、室内の空気と冷媒との間で熱交換を行い、室内の空気を冷却すると共に、冷媒を気化する。
【０２３２】
圧縮機２０１は、その低圧側入口から流入した、気化した冷媒ガスを圧縮して高温、高圧の圧縮ガスを生成する。圧縮機２０１は、回転速度が制御できるモータによって駆動され、そのモータの回転速度に応じて、圧縮能力が変化する。つまり、モータの回転速度が速いときは、圧縮能力が高く、モータの回転速度が遅いときは、圧縮能力が低い。圧縮機２０１は、モータの回転速度を、後述する圧縮機制御部３０１によって制御される。そして、圧縮機２０１は、生成した高温、高圧の圧縮ガスを、四路切替弁２０２を介して凝縮器２０３に送出する。
【０２３３】
凝縮器２０３は、圧縮機２０１によって生成された圧縮ガスを、熱交換器を通じて凝縮させる。凝縮器２０３は、高温の圧縮ガスと、低温の室外の空気との間で、熱交換を行い、液体冷媒を生成する。そして、凝縮器２０３は、熱交換によって生成された液体冷媒を、第１膨張弁２０４に送出する。
【０２３４】
第１膨張弁２０４は、開閉によって、そこを流れる流量を調整する弁である。ここで、第１膨張弁２０４は、第１膨張弁制御部３０２によって開閉される。第１膨張弁２０４が開かれることにより、液体冷媒は膨張して気化し、冷媒ガスになる。この冷媒ガスは、第１膨張弁２０４に流入する前の液体冷媒より低温になっている。第１膨張弁２０４は、その開いている度合いを示す開度（開口度）を、後述する第１膨張弁制御部３０２が出力する信号に応じて制御される。そして、第１膨張弁２０４は、冷媒ガスを蒸発器２０５に送出する。
【０２３５】
蒸発器２０５は、第１膨張弁２０４で生成された冷媒ガスと、高温の室内の空気との熱交換を行う。蒸発器２０５は、室内の空気を冷却すると共に冷媒の一部を気化する。蒸発器２０５において生成した気液２相冷媒は、四路切替弁２０２を介して圧縮機２０１に送出される。
【０２３６】
冷媒配管１２は、ガス側冷媒配管である第１冷媒配管１２１と、液側冷媒配管である第２冷媒配管１２２とを有している。第１冷媒配管１２１は、室内機１１の蒸発器２０５と室外機１０の四方弁２０２とを接続するものである。第２冷媒配管１２２は、室外機１０の凝縮器２０３（第１膨張弁２０４）と室内機の蒸発器２０５とを接続するものである。
【０２３７】
その他、室外機１０には室外機ファン１０Ｆが設けられ、室内機１１には室内機ファン１１Ｆが設けられている。
室外機ファン１０Ｆは、凝縮器２０３に送風し、冷媒を冷却する。室外機ファン１０Ｆは、後述する室外機ファン制御部３０３から回転速度を制御される。
室内機ファン１１Ｆは、室内の空気を蒸発器２０５で冷却し、冷却された空気を室内に送風する。室内機ファン１１Ｆは、後述する室内機ファン制御部３０４から回転速度を制御される。
【０２３８】
また、冷媒回路２０には、吐出温度センサ２０６、吸入温度センサ２０７、出口温度センサ２０８、液管温度センサ２０９、高圧センサ２１０、低圧センサ２１１が設けられている。
【０２３９】
吐出温度センサ２０６は、圧縮機２０１の高圧側での冷媒の温度（吐出温度Ｔｄ）を検出し、検出された吐出温度を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。なお、Ａ／Ｄ変換部５０は、空気調和機制御部３０に設けられたものであっても良いし、後述する冷媒量検知装置４０に設けられたものであっても良い。
吸入温度センサ２０７は、圧縮機２０１の低圧側での冷媒の温度（吸入温度Ｔｓｕｃ）を検出し、検出された吸入温度を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。
出口温度センサ２０８は、凝縮器２０３の出口での冷媒の温度（出口温度Ｔｃｏｎｄ（第１冷媒温度））を検知し、検出された出口温度を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。なお、出口温度センサ２０８は、凝縮器２０３の出口側の伝熱管に設けられている。
液管温度センサ２０９は、凝縮器２０３の出口側に設けられた第１膨張弁２０４の下流側での冷媒の温度（液管温度Ｔｓｕｂ（第２冷媒温度））を検出し、検出された液管温度を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。なお、液管温度センサ２０９は、液配管２１２に設けられている。この液配管２１２は、凝縮器２０３の出口と蒸発器２０５の入口を接続する配管である。
高圧センサ２１０は、圧縮機２０１の高圧側の圧力（高圧側圧力Ｐｄ）を検出し、検出された高圧側圧力を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。
低圧センサ２１１は、圧縮機２０１の低圧側の圧力（低圧側圧力Ｐｓ）を検出し、検出された低圧側圧力を示す信号をＡ／Ｄ変換部５０に出力する。
【０２４０】
空気調和機制御部３０は、空気調和機１００の各部の制御を行う。なお、空気調和機制御部３０と、室内機１１及び室外機１０の各部との間は接続されているが、図１では、その接続についての記載は省略してある。空気調和機制御部３０の詳細については、図２を参照しながら後述する。
【０２４１】
しかして、本実施形態の空気調和機１００の冷媒配管１２（第１冷媒配管１２１及び第２冷媒配管１２２）には、当該空気調和機１００とは別体に、補助ユニット１３が設けられている。この補助ユニット１３は、前記冷媒配管１２に対して着脱可能に接続して設けられている。ここで、冷媒配管１２に接続される補助ユニット１３の内部配管（第１内部配管１３１及び第２内部配管１３２）の配管径は、冷媒配管１２の配管径よりも大きい構成としてある。
【０２４２】
この補助ユニット１３は、冷媒配管１２を流れる冷媒中の不純物を捕捉する第１捕捉装置１３ａ及び第２捕捉装置１３ｂと、冷媒回路２０内の冷媒量を検知する冷媒量検知装置４０とを備えている。
【０２４３】
第１捕捉装置１３ａは、第１冷媒配管１２１に着脱可能に取り付けられる第１内部配管１３１上に設けられており、第１内部配管１３１を２つに分岐する第１分岐配管１３ａ１及び第２分岐配管１３ａ２と、第１分岐配管１３ａ１と第２分岐配管１３ａ２とを接続する接続配管１３ａ３と、接続配管１３ａ３に設けられ、接続配管１３ａ３を流れる冷媒の所定物質を捕捉する捕捉部材１３ａ４とを具備する。なお、第１分岐配管１３ａ１及び第２分岐配管１３ａ２は下流側で合流している。
【０２４４】
第２捕捉装置１３ｂは、第２冷媒配管１２２に着脱可能に取り付けられる第２内部配管１３２上に設けられており、第２内部配管１３２から２つに分岐する第１分岐配管１３ｂ１及び第２分岐配管１３ｂ２と、第１分岐配管１３ｂ１と第２分岐配管１３ｂ２とを接続する接続配管１３ｂ３と、接続配管１３ｂ３に設けられ、接続配管１３ｂ３を流れる冷媒の所定物質を捕捉する捕捉部材１３ａ４とを具備する。なお、第１分岐配管１３ｂ１及び第２分岐配管１３ｂ２は下流側で合流している。
【０２４５】
捕捉部材１３ａ４、１３ａ４は、冷媒中を流れる配管溶接時の酸化スケールや圧縮機２０１からの磨耗粉、既設の室内機及び室外機から新設の第１室内機１１及び室外機１１に交換した場合には、既設の室外機の圧縮機に用いられる冷凍機油やスラッジ等を捕捉するものであって、本実施形態ではフィルタが用いられる。
【０２４６】
冷媒量検知装置４０は、空気調和機１００における冷媒回路内の冷媒の量を検知する。なお、冷媒量検知装置４０と、室内機１１及び室外機１０の各部との間は接続されているが、図１では、その接続についての記載は省略してある。冷媒量検知装置４０の詳細については、図２を参照しながら後述する。
【０２４７】
図２４は、本実施形態に係る冷媒量検知装置４０の構成を示す概略ブロック図である。なお、Ａ／Ｄ変換部５０は、各センサ２０６〜２１１から入力された信号をアナログ−デジタル変換して、変換後の各信号を冷媒量検知部４１に出力する。入力部６０は、利用者の操作に基づいて、冷媒量の検知を開始することを示す検知開始情報等を制御部４１１に出力する。表示部７０は、例えばＬＥＤによるデジタル表示板などの情報を表示する表示器であり、後述する冷媒量平均計算部４１４から入力された冷媒量比の情報等を表示する。
【０２４８】
具体的に冷媒量検知装置４０は、冷媒状態を判別し、冷媒量比を計算する冷媒量検知部４１と、冷媒量比を計算する際に用いるパラメータや、以前に計算された冷媒量比を記憶する記憶部４２とを備えている。
【０２４９】
冷媒量検知部４１は、Ａ／Ｄ変換部５０から入力された温度や圧力の情報に基づいて冷媒量比を計算し、計算した冷媒量比の情報を表示部７０に出力する。ここで、冷媒量比とは、実際に空気調和機１００内にある冷媒の量を、空気調和機１００に仕様として規定された冷媒の量で除した値（「実際の冷媒量」／「規定の冷媒量」）である。
【０２５０】
この冷媒量検知部４１は、制御部４１１と、冷媒状態取得部４１２と、冷媒量演算部４１３と、冷媒量平均計算部４１４とを有している。
【０２５１】
制御部４１１は、入力部６０から、空気調和機１００の冷媒量比の検知を開始することを示す検知開始情報を入力される。また、制御部４１１は、冷房運転である所定の運転モードで運転を行わせる命令を空気調和機制御部３０に出力する。制御部４１１は、運転を終了させる運転終了命令を空気調和機制御部３０に出力する。
【０２５２】
なお、空気調和機制御部３０は、制御部４１１から入力された命令に基づいて、圧縮機２０１のモータの回転速度を制御する圧縮機制御部３０１と、第１膨張弁２０４の開度を制御する第１膨張弁制御部３０２と、室外機ファン１０Ｆの回転速度を制御する室外機ファン制御部３０３と、室内機ファン１１Ｆの回転速度を制御する室内機ファン制御部３０４とを備える。
【０２５３】
具体的には、空気調和機制御部３０は、室内機１１に備えられた蒸発器２０５の過熱度ＳＨが一定（例えば３Ｋ）となるように制御する。過熱度とは、蒸発器２０５の出口における冷媒温度から、蒸発温度での飽和温度を差し引いたもの、つまり、圧縮機２０１の低圧側での冷媒温度から圧縮機２０１の低圧側の圧力における飽和温度を差し引いたものである。第１膨張弁制御部３０２は、第１膨張弁２０４の開度を調整することにより、蒸発器２０５の過熱度が一定となるように制御する。
また、制御部４１１は、圧縮機２０１のモータの回転速度を、予め定めた回転速度（例えば、６５Ｈｚ）で運転させる命令を圧縮機制御部３０１に出力する。圧縮機制御部３０１は、制御部４１１から、圧縮機２０１のモータの回転速度を、予め定めた回転速度（例えば、６５Ｈｚ）で運転させる命令を入力され、モータの回転速度を６５Ｈｚで運転させる。
制御部４１１は、室外機ファン１０Ｆを定速で運転させる命令を、室外機ファン制御部３０３に出力する。室外機ファン制御部３０３は、室外機ファン１０Ｆを定速で運転させる。
制御部４１１は、室内機ファン１１Ｆを定速で制御させる命令を、室内機ファン制御部３０４に出力する。室内機ファン制御部３０４は、室内機ファン１１Ｆを定速で運転させる。
【０２５４】
また、制御部４１１は、冷媒状態取得部４１２及び冷媒量演算部４１３に、冷媒量比を計算させる命令を出力する。制御部４１１は、冷媒量平均計算部４１４から、冷媒量比の平均値の計算が終了したことを示す平均値計算終了信号を入力される。制御部４１１は、冷媒量平均計算部４１４から、平均値計算終了信号を入力されたときに、運転終了信号を空気調和機制御部３０に出力する。
【０２５５】
冷媒状態取得部４１２は、空気調和機制御部３０により空気調和機１００が所定の運転モードで運転を開始した後に、凝縮器２０３の出口における冷媒状態が過冷却状態であるか又は気液２相状態であるかを取得する。この冷媒状態取得部４１２は、出口温度信号が示す出口温度Ｔｃｏｎｄと、液管温度信号が示す液管温度Ｔｓｕｂをパラメータとして、過冷却状態又は気液２相状態の何れかであると判別する。そして、この判別信号を冷媒量演算部４１３に出力する。
【０２５６】
詳細には、以下の通りである。
Ｔｃｏｎｄ−Ｔｓｕｂ≦Ｘの場合、冷媒状態が「過冷却状態」であると判断する。
Ｔｃｏｎｄ−Ｔｓｕｂ＞Ｘの場合、冷媒状態が「気液２相状態」であると判断する。
ここで、Ｘは定数であり、実測データを用いて予め得られた値（例えば、Ｘ＝１．５）である。
【０２５７】
冷媒量演算部４１３は、冷媒状態取得部４１２により取得された冷媒状態に応じて、互いに異なる演算式を用いて空気調和機１００内の冷媒量比を算出する。
具体的に冷媒量演算部４１３は、過冷却状態の場合には、過冷却状態用の演算式を用いて冷媒量比ＲＡを算出し、気液二相状態の場合には、気液二相状態用の演算式を用いて冷媒量比ＲＡを算出する。
【０２５８】
過冷却状態用の演算式は、以下である。
ＲＡ＝ａ１＋ｂ１×Ｐｄ＋ｃ１×Ｐｓ＋ｄ１×Ｔｓｕｂ＋ｅ１×Ｔｄ
ここで、定数ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１は、過冷却状態におけるＰｄ、Ｐｓ、Ｔｓｕｂ、ＴｄとＲＡとの関係を表す実測データを用いて、多重回帰計算により予め得られた値である。なお、定数ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１は、記憶部４２に設定された計算パラメータ記憶部４２１に書き込んである。
【０２５９】
また、気液２相状態用の演算式は、以下である。
ＲＡ＝ａ２＋ｂ２×Ｐｄ＋ｃ２×Ｐｓ＋ｄ２×Ｔｓｕｂ＋ｅ２×Ｔｄ
ここで、定数ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２は、気液２相状態におけるＰｓ、Ｐｓ、Ｔｓｕｂ、ＴｄとＲＡとの関係を表す実測データを用いて、多重回帰計算により予め得られた値である。なお、定数ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２は、前記計算パラメータ記憶部４２１に書き込んである。
【０２６０】
冷媒量演算部４１３は、冷媒状態取得部４１２により取得された冷媒状態に合わせて、定数ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１又は定数ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２を読みだす。また、冷媒量演算部４１３は、吐出圧力信号が示す吐出圧力Ｐｄ及び吸入圧力信号が示す吸入圧力Ｐｓ、液管温度信号が示す液管温度Ｔｓｕｂ及び吐出温度信号が示す吐出温度Ｔｄを用いて、冷媒状態に合わせた演算式により、冷媒量比ＲＡを計算する。冷媒量演算部４１３は、計算した冷媒量比ＲＡを示す冷媒量比データを記憶部４２に設定された冷媒量記憶部４２２に書き込む。
【０２６１】
冷媒量平均計算部４１４は、冷媒量演算部４１３から、予め定めた時間（例えば、過去５分）以内に計算された冷媒量比ＲＡを読み出す。冷媒量平均計算部４１４は、読み出した冷媒量比ＲＡの平均値を計算し、計算された冷媒量比ＲＡの平均値を表示部７０に出力する。冷媒量平均計算部４１４は、冷媒量比ＲＡの平均値の計算が終了したときに、冷媒量比ＲＡの平均値の計算が終了したことを示す計算終了信号を制御部４１１に出力する。
【０２６２】
このように構成した本実施形態の補助ユニット１３によれば、既存の空気調和機１００に別付けすることによって当該空気調和機１００の冷媒量検知を検知することができる。ここで、冷媒状態が過冷却状態の場合には、過冷却状態用の演算式を用い、冷媒状態が気液二相状態の場合には、気液二相状態用の演算式を用いることで、凝縮器２０３出口の冷媒状態に関わらず冷媒量を精度良く検知することができる。したがって、長い配管を使用する場合や、室外機１０と室内機１１との間に大きな高低差がある場合といった設置状況に影響を受けずに、冷媒量比を精度良く検知できる。
【０２６３】
また、本実施形態によれば、制御部４１１は、第２膨張弁２１５の開口度を予め定められた値で固定する。これにより、液配管２１２内の液体冷媒の冷却の度合いを一定にすることができ、冷媒量比を精度良く検知できる。
【０２６４】
また、本実施形態によれば、制御部４１１は、圧縮機２０１の圧縮能力を予め定められた値で固定する。これにより、本実施形態では、圧縮機２０１の入口、及び出口での冷媒の状態を一定にすることができ、冷媒量比を精度良く検知できる。
【０２６５】
また、本実施形態によれば、制御部４１１は、第１膨張弁２０４の開口度を予め定められた値で固定する。これにより、本実施形態では、第１膨張弁２０４での冷却の度合いを一定にすることができ、冷媒量比を精度良く検知できる。
【０２６６】
また、本実施形態によれば、制御部４１１は、室外機ファン１０Ｆの回転速度及び室内機ファン１１Ｆの回転速度を予め定められた値で固定する。これにより、本実施形態では、凝縮器２０３での熱交換の度合いを一定にし、蒸発器２０５での熱交換の度合いを一定にすることができ、冷媒量比を精度良く検知できる。
【０２６７】
また、本実施形態によれば、補助ユニット１３が、空気調和機１００とは別体に設けられ、第１冷媒配管１２１及び第２冷媒配管１２２に着脱可能に取り付けられるので、補助ユニット１３が汎用性を有し、また、補助ユニット１３が、冷媒中の冷凍機油やスラッジ、酸化スケール等を捕捉する第１捕捉装置１３ａ及び第２捕捉装置１３ｂを有するので、１つの補助ユニット１３で複数の室外機１０の冷媒交換時に生じる不具合を解消することができ、冷媒交換専用の室外機を製造する必要がなく、生産性の悪化を防止することができる。ここで、捕捉部材１３ａ４、１３ｂ４を交換する場合、補助ユニット１３を冷媒配管１２から取り外して容易にメンテナンスすることができる。
【０２６８】
さらに、冷房運転と暖房運転とに切り替えて、冷媒が、第１分岐配管１３ａ１、１３ｂ１から第２分岐配管１３ａ２、１３ｂ２へと向かう場合であっても、第２分岐配管１３ａ２、１３ｂ２から第１分岐配管１３ａ１、１３ｂ１へと向かう場合であっても、接続配管１３ａ３、１３ｂ３を流れる方向を同じにすることができる。この接続配管１３ａ３、１３ｂ３に捕捉部材１３ａ４、１３ｂ４を設けているので、捕捉部材１３ａ４、１３ｂ４を流れる冷媒の流れ方向を一定にして、捕捉部材１３ａ４、１３ｂ４に捕捉されたものが冷媒配管１２に再度流れ出ることを防ぐことができる。
【０２６９】
＜第８実施形態＞
次に、第８実施形態の補助ユニット１３について図面を参照して説明する。
第７実施形態では、空気調和機１００内の冷媒の量を正確に測定できたが、本実施形態では、冷媒を補充するときに、冷媒量比を計算しながら、冷媒の充填開始時、及び冷媒量比が１００％に達したときに、操作を行う者に対して冷媒注入弁２１６の操作を促す表示を行う。
【０２７０】
図２５は、第８実施形態に係る空気調和機１００及び補助ユニット１３の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態の補助ユニット１３は、冷媒注入弁（充填バルブ）２１６及び冷媒貯蔵容器２１７からなる冷媒供給装置をさらに備えている。この冷媒供給装置は、第２内部配管１３２に接続されて、当該第２内部配管１３２に冷媒を供給する。
冷媒注入弁２１６は、操作を行う者が、表示部７０に示される指示に従って、冷媒を補充するために開閉する弁である。
冷媒貯蔵容器２１７は、補充される冷媒を貯蔵する容器である。
【０２７１】
図２６は本実施形態に係る冷媒量検知装置４０の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態の冷媒量検知装置４０の構成は、冷媒量判定部４１５が新たに加わったこと、及び冷媒量平均計算部４１４、制御部４１１に新たな機能が加わったことを除いて、第７実施形態における冷媒量検知装置４０の構成（図２４）と同様である。したがって、冷媒量平均計算部４１４、冷媒量判定部４１５、及び制御部４１１以外の説明は省略する。
【０２７２】
冷媒量平均計算部４１４は、冷媒量記憶部４２２から、予め定めた時間（例えば、過去５分）以内に計算された冷媒量比を読み出す。冷媒量平均計算部４１４は、読み出した冷媒量比の移動平均値を計算し、計算した移動平均値を冷媒量判定部４１５に出力する。
【０２７３】
冷媒量判定部４１５は、冷媒量平均計算部４１４から入力された冷媒量比の移動平均値に基づいて、冷媒量比の移動平均値が１００％を超えたか否かを判定する。冷媒量判定部４１５は、冷媒量比の移動平均値が１００％を超えたと判定した場合は、充填終了信号を制御部４１１に出力する。
【０２７４】
制御部４１１は、入力部６０からの検知開始情報の入力、及び冷媒量判定部４１５からの充填終了信号の入力に基づいて、表示部７０に、冷媒注入弁２１６を「開く」、又は「閉じる」ことを、操作を行う者に指示する表示を行う命令を出力する。
【０２７５】
なお、本実施形態の冷媒量検知装置４０の動作は、前記第３実施形態の冷媒量検知装置の動作と同様である（図８参照）。
【０２７６】
このように本実施形態によれば、空気調和機１００は、冷媒を空気調和機１００に充填するための冷媒注入弁２１６を備え、冷媒量判定部４１５の判定に従って、冷媒注入弁２１６を閉じさせる指示を表示部７０に表示する。これにより、本実施形態では、操作を行う者に、冷媒量比の検出を開始するときに、冷媒注入弁２１６を開き、冷媒量比が１００％以上となったときに、冷媒注入弁２１６を閉じるよう促すため、確実に冷媒を補充することができる。
【０２７７】
なお、本実施形態において、冷媒注入弁２１６は、操作を行う者によって開閉されたが、制御部４１１が、空気調和機制御部３０を介して、冷媒注入弁２１６を制御し、自動的に開閉するようにしてもよい。
【０２７８】
なお、上述の各実施形態において、圧縮機２０１の信頼性の保護は継続し、保護域へ突入した場合（吐出温度、過電流、高圧、低圧の各測定値が、予め定められた閾値を超えた場合）には、空気調和機１００の運転を停止し、「検知失敗」を表示部７０に表示するようにしてもよい。
【０２７９】
＜第９実施形態＞
以下、本発明の第９実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の補助ユニット１３は、前記第８実施形態の構成に加えて、冷媒回路２０の余剰冷媒を貯留する冷媒貯留部を備えている。
【０２８０】
具体的に補助ユニット１３は、図２７に示すように、余剰冷媒を貯留する冷媒貯留部の一例としてのレシーバ２１８と、レシーバ２１８から流出する冷媒を減圧するとともに冷媒の流量を調整する流量調整部の一例としてのレシーバ減圧弁２１９とを備えている。
本実施の形態のレシーバ減圧弁２１９は、空気調和機制御部３０による制御により開度が制御され、レシーバ減圧弁２１９を通過する冷媒の量や圧力が調整されるようになっている。
【０２８１】
分岐路２０ａは、冷媒回路２０のうち凝縮器（室外側熱交換器）１０２と第１膨張弁１０３との間の配管（第２内部配管１３２）から分岐して設けられる。そして、分岐路２０ａの終端には、上述したレシーバ２１８が接続される。また、分岐路２０ａには、上述したレシーバ減圧弁２１９が設けられる。
【０２８２】
本実施の形態のレシーバ２１８は、鉄等の熱伝導性を有する材料から形成される。また、レシーバ２１８は、例えば円筒状の形状を有しており、室外機１０において縦型に設置される。そして、レシーバ２１８は、鉛直下方に位置する底面に、分岐路２０ａの終端が接続される接続部が形成されている。言い換えると、本実施の形態のレシーバ２１８は、鉛直下方に設けられる接続部から冷媒の出し入れが行われる。
【０２８３】
レシーバ２１８は、冷房運転時および除霜運転時に、余剰の冷媒を貯留する。また、レシーバ２１８は、冷房運転時または除霜運転時に貯留した冷媒を、暖房運転時に、冷媒回路２０に供給する。言い換えると、本実施形態の空気調和機１００では、レシーバ２１８により、冷媒回路２０を循環する冷媒の量を調整している。
なお、レシーバ２１８の容積は、暖房運転時における最適な冷媒量から冷房運転時における最適な冷媒量を減じた冷媒量を、過冷却液状態に換算した体積に等しくなるように設定することが好ましい。ここで、最適な冷媒量とは、空気調和機１００において、暖房運転および冷房運転のシステム効率が最も高くなる冷媒量を意味する。詳細については後述するが、本実施の形態の空気調和機１００には、暖房運転時における最適な冷媒量の冷媒が冷媒回路２０に封入されている。したがって、レシーバ２１８の容積が上記のように設定された場合、冷房運転時にレシーバ２１８に余剰の冷媒が収容されることで冷房運転が最適な冷媒量で行われる。また、レシーバ２１８の大型化が抑制される。
【０２８４】
しかして、本実施形態の補助ユニット１３は、冷媒貯留部であるレシーバ２１８内の冷媒量を検知にする冷媒量検知機構Ｚを備えている。
【０２８５】
具体的に冷媒量検知機構Ｚは、図２８に示すように、レシーバ２１８の複数の異なる高さ位置に接続された複数の導出路Ｚ１と、複数の導出路Ｚ１それぞれに設けられた複数のキャピラリー等の流体抵抗Ｚ２と、複数の導出路Ｚ１において前記流体抵抗Ｚ２の下流側に設けられた複数の温度センサＺ３と、複数の温度センサＺ３により得られた冷媒温度を用いてレシーバ２１８内の冷媒量を検知する冷媒量検知部Ｚ４とを備える。
【０２８６】
複数の導出路Ｚ１に形成された集合管部Ｚ１ｘは、第１内部配管１３１に接続されている。なお、集光管部Ｚ１ｘには、接続開閉弁２２０が設けられており、当該接続開閉弁２２０によって開閉状態が切り替えられる。
また、冷媒量検知部Ｚ４は、前記実施形態の冷媒量検知部４１により構成されている。
【０２８７】
具体的に冷媒量検知部４１は、複数の温度センサＺ３の検出温度を取得して、各温度センサの検出温度の大小関係を用いてレシーバ２１８内の冷媒量を検知する。ここで、複数の導出路Ｚ１のうち、液相部分に接続された導出路Ｚ１の温度センサＺ３の検出温度と、気相部分に接続された導出路Ｚ１の温度センサＺ３の検出温度とが異なるので、液体状の冷媒が通過する導出路Ｚ１と、そうでない導出路Ｚ１とを判別することができる。これにより、レシーバ２１８内の冷媒量を検知することができる。
【０２８８】
このように本実施形態によれば、既存の空気調和機１００に別付けすることによって当該空気調和機１００の冷媒量検知を検知することができる。ここで、冷媒貯留部２１８内の冷媒量を検知する冷媒量検知機構Ｚを備えているので、室外側熱交換器２０３の出口における冷媒状態に関わらず、冷媒貯留部２１８内の冷媒量、更には空気調和機１００（冷媒回路２０）内の冷媒量を精度良く検知することができる。
【０２８９】
なお、上述した例では、流量調整手段の一例としてレシーバ減圧弁２１９を有する空気調和機１について説明した。しかし、流量調整手段は減圧弁に限定されない。例えば、流量調整手段として、開閉弁や流量制御弁等を用いてもよい。この場合、レシーバ２１８から分岐路２０ａを介して冷媒回路２０へ排出される冷媒の流量および冷媒の速度を調整することができる。
【０２９０】
また、冷媒量検知機構Ｚとしては、前記第６実施形態の図２２に示した構成としても良い。
【０２９１】
前記第９実施形態では、補助ユニット１３が冷媒量検知装置４０を有し、演算式により冷媒回路２０内の冷媒量を検知するとともに、冷媒量検知機構Ｚにより冷媒貯留部内の冷媒量を検知する構成であったが、補助ユニットが、演算式を用いて冷媒回路２０内の冷媒量を検知することなく、冷媒量検知機構Ｚのみを有する構成であっても良い。
【０２９２】
＜第１０実施形態＞
以下、本発明の第１０実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の補助ユニット１３は、図２９に示すように、ガス側冷媒配管（第１冷媒配管１２１）に着脱可能に接続されるガス側内部配管１３１と、液側冷媒配管（第２冷媒配管１２２）に着脱可能に接続される液側内部配管１３２と、ガス側内部配管１３１及び液側内部配管１３２に接続されたバイパス管１３３と、バイパス管１３３に設けられ、他熱源との間で熱交換を行う補助熱交換器１３４とを備えている。
【０２９３】
ガス側内部配管１３１は、第１冷媒配管１２１の間に接続されて、室内機１１の蒸発器２０５と室外機１０の四方弁２０２とを接続するものである。液側内部配管１３２は、第２冷媒配管１２２の間に接続されて、室外機１０の凝縮器２０３（第１膨張弁２０４）と室内機の蒸発器２０５とを接続するものである。
【０２９４】
本実施形態の補助熱交換器１３４は、他熱源であるヒータ１３Ｈとバイパス管１３３を流れる冷媒との間で熱交換するものである。なお、ヒータ１３Ｈは、補助ユニット１３内に設けられている。
【０２９５】
ここで、図３０に、ヒータ１３Ｈの種類と冷媒加熱のための補助熱交換器１３４の構成を示す。図３０（Ａ）に示すように、ヒータ１３Ｈとして自律的に温度制御できるヒータ、例えばＰＴＣヒータを用いた場合には、冷媒が劣化しない温度、例えば１５０℃以下に自律的に温度を保つことができるので、バイパス管１３３（冷媒配管）に直接ヒータ１３Ｈを巻き付ける等のシンプルな熱交換器を構成することが可能である。一方、図３０（Ｂ）に示すように、ヒータ１３Ｈとして自律的に温度制御できないヒータ、例えば電熱ヒータを用いた場合には、当該電熱ヒータ１３Ｈとバイパス管１３３（冷媒配管）との間にヒートパイプ１３４ｐを設けて熱伝達させる構成として、一定温度以上の加熱ができない構成とする。
【０２９６】
バイパス管１３３には、バイパス管１３３を液管側からガス管側に流れる冷媒量を調整するための流量調整弁（追加膨張弁）１３５が設けられている。なお、この流量調整弁１３５は、補助ユニット制御部１３Ｃによってその開度（開口度）が制御される。
【０２９７】
また、バイパス管１３３において補助熱交換器１３４の入口側には、補助熱交換器１３４に流入する冷媒の温度を検出する入口温度センサ１３６が設けられている。なお、入口温度センサ１３６は、検出された入口温度を示す信号を補助ユニット制御部１３Ｃに出力する。
さらに、バイパス管１３３における補助熱交換器１３４の出口側には、補助熱交換器１３３から流出した冷媒の温度を検出する出口温度センサ１３７が設けられている。なお、出口温度センサ１３７は、検出された出口温度を示す信号を補助ユニット制御部１３Ｃに出力する。
【０２９８】
次に、補助ユニット１３を接続した空気調和機１００の冷房運転について補助ユニット制御部１３Ｃの機能とともに簡単に説明する。
【０２９９】
（１）通常の冷房運転時
通常冷房運転時では、補助ユニット制御部１３Ｃは、流量調整弁１３５に閉信号を出力し、流量調整弁１３５を閉状態とする。また、補助ユニット制御部１３Ｃは、ヒータ１３ＨをＯＦＦにする。
【０３００】
（２）低外気温度の冷房運転時
低外気温度の冷房運転時では、補助ユニット制御部１３Ｃは、ヒータ１３ＨをＯＮにして流量調整弁１３５に開信号を出力し、流量調整弁１３５を開状態とする。このとき、補助ユニット制御部１３Ｃは、入口温度センサ１３６から入口温度を取得し、出口温度センサ１３７から出口温度を取得して、入口温度及び出口温度の温度差ＳＨにより、流量調整弁１３５の開度を制御する。
【０３０１】
このように構成した本実施形態の補助ユニット１３によれば、ガス側内部配管１３１及び液側内部配管１３２に接続されたバイパス管１３３に他熱源であるヒータ１３Ｈとの間で熱交換を行う補助熱交換器１３４を設けているので、液側内部配管１３２を流れる液冷媒の一部を補助熱交換器１３４により加熱してガス側内部配管１３１に供給することができる。これにより、室内側熱交換器２０５及び室外側熱交換器２０３への冷媒の供給量を調整して、室外側熱交換器２０３の熱交換量と室内側熱交換器２０５の熱交換量とを調整することができる。したがって、低外気温時の冷房運転における室外側熱交換器２０３の熱交換量と室内側熱交換器２０５の熱交換量とを調整することができ、低外気温時の冷房運転を不具合なく行うことができる。また、補助ユニット１３を既存の空気調和機１００に外付けするだけで、上記機能を既存の空気調和機１００に付与することができる。
【０３０２】
なお、前記第１０実施形態の他熱源に関して言えば、前記実施形態のヒータ１３Ｈの他、図３１に示すように、ヒートポンプ１４を用いたものや、図３２に示すように、外部で生成された熱を搬送する熱搬送システム１５を用いたものであっても良い。
【０３０３】
図３１に示すヒートポンプ１４を用いた場合には、低外気温度の冷房運転時において、ヒートポンプ１４によって高温冷媒が補助熱交換器１３５に供給される。これにより、補助熱交換器１３５において、ヒートポンプ１４の高温冷媒とバイパス管１３３を流れる冷媒との間で熱交換を行う。なお、補助ユニット制御部１３Ｃは、入口温度センサ１３６から入口温度を取得し、出口温度センサ１３７から出口温度を取得して、入口温度及び出口温度の温度差ＳＨにより、流量調整弁１３５の開度を制御する。
【０３０４】
図３２に示す熱搬送システム１５を用いた場合には、低外気温度の冷房運転時において、熱搬送システム１５によって高温冷媒が補助熱交換器１３５に供給される。なお、熱搬送システム１５は、例えば地熱や太陽熱等の再生可能エネルギーを搬送するものであり、熱媒体を流通させるための流通ポンプ１５１を有している。そして、補助ユニット制御部１３Ｃは、流通ポンプ１５１をＯＮにすることで、熱搬送システム１５によって高温冷媒が補助熱交換器１３５に供給する。また、補助ユニット制御部１３Ｃは、入口温度センサ１３６から入口温度を取得し、出口温度センサ１３７から出口温度を取得して、入口温度及び出口温度の温度差ＳＨにより、流量調整弁１３５の開度を制御する。
＜第１１実施形態＞
以下、本発明の第１１実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の補助ユニット１３は、図３３に示すように、ガス側冷媒配管（第１冷媒配管１２１）に着脱可能に接続されるガス側内部配管１３１と、液側冷媒配管（第２冷媒配管１２２）に着脱可能に接続される液側内部配管１３２と、冷媒を貯留するレシーバ１３８と、このレシーバ１３８内の冷媒を加熱する加熱部１３Ｈと、レシーバ１３８及び液側内部配管１３２の間で冷媒を行き来させる第１接続管１３ｈ１と、この第１接続管１３ｈ１から分岐してガス側内部配管１３１に接続される第２接続管１３ｈ２とを備える。
【０３０５】
ガス側内部配管１３１は、第１冷媒配管１２１の間に接続されて、室内機１１の蒸発器２０５と室外機１０の四方弁２０２とを接続するものである。液側内部配管１３２は、第２冷媒配管１２２の間に接続されて、室外機１０の凝縮器２０３（第１膨張弁２０４）と室内機の蒸発器２０５とを接続するものである。
【０３０６】
レシーバ１３８は、鉄等の熱伝導性を有する材料から形成されている。そして、レシーバ１３８は加熱部１３Ｈにより加熱される。この加熱部１３Ｈは、例えばレシーバ１３８の外面に設けられたヒータである。さらに、レシーバ１３８には、内部の液冷媒の有無を検知する検知部が設けられている。この検知部は、レシーバ１３８の上部に設けられた上部温度センサ１３Ｔ１とレシーバ１３８の下部に設けられた下部センサ１３Ｔ２とを有する。この上部温度センサ１３Ｔ１及び下部温度センサ１３Ｔ２からの検知信号を取得した補助ユニット制御部１３Ｃは、それらの温度差が所定温度以下になった場合に、レシーバ１３８の内部に液冷媒がないと判断する。
【０３０７】
第１接続管１３ｈ１は、レシーバ１３８の鉛直下方に位置する底面に接続されている。つまり、本実施形態のレシーバ１３ｈ１は、鉛直下方に設けられる第１接続管１３ｈ１から冷媒の出し入れが行われる。これにより、レシーバ１３８内の冷媒は、ほぼガス化しない限り液で流出する。また、第１接続管１３ｈ１には、電磁弁である液側開閉弁１３９ａが設けられている。この液側開閉弁１３９ａは、補助ユニット制御部１３Ｃによってその開閉が制御される。
【０３０８】
第２接続管１３ｈ２には、第２接続管１３ｈ２を液管側からガス管側に流れる冷媒量を調整するための流量調整弁（追加膨張弁）１３Ｖが設けられている。この流量調整弁１３Ｖは、補助ユニット制御部１３Ｃによってその開度（開口度）が制御される。また、第２接続管１３ｈ２の流量調整弁１３Ｖの下流側には、電磁弁であるガス側開閉弁１３９ｂが設けられている。このガス側開閉弁１３９ｂは、補助ユニット制御部１３Ｃによってその開閉が制御される。なお、前記第１接続管１３ｈ１に設けられた液側開閉弁１３９ａ及び前記第２接続管１３ｈ２に設けられたガス側開閉弁１３９ｂにより切替機構１３９が構成される。なお、切替機構１３９は、第１接続管１３ｈ１及び第２接続管１３ｈ２の接続部に設けられた三方弁により構成しても良い。
【０３０９】
次に、補助ユニット１３を接続した空気調和機１００の冷房運転について補助ユニット制御部１３Ｃの機能とともに簡単に説明する。
【０３１０】
（１）通常の冷房運転時
図３４に示すように、通常冷房運転時では、補助ユニット制御部１３Ｃは、液側開閉弁１３９ａに開信号を出力して、液側開閉弁１３９ａを開状態とする。また、補助ユニット制御部１３Ｃは、流量調整弁１３Ｖ及びガス側開閉弁１３９ｂに閉信号を出力して、流量調整弁１３Ｖ及びガス側開閉弁１３９ｂを閉状態とする。さらに、補助ユニット制御部１３Ｃは、ヒータ１３ＨをＯＦＦにする。この状態で、空気調和機１００が冷房運転を行うことで、液側内部配管１３２を室外機１０側から室内機１１側に流れる液冷媒の一部が、第１接続管１３ｈ１を通ってレシーバ１３８に溜まり、適正な冷媒量を維持することができる。
【０３１１】
（２）低外気温度の冷房運転時
図３５に示すように、低外気温度の冷房運転時では、補助ユニット制御部１３Ｃは、液側開閉弁１３９ａに閉信号を出力して、液側開閉弁１３９ａを閉状態とする。また、補助ユニット制御部１３Ｃは、ヒータ１３ＨをＯＮにする。さらに、補助ユニット制御部１３Ｃは、流量調整弁１３Ｖ及びガス側開閉弁１３９ｂに開信号を出力して、流量調整弁１３Ｖ及びガス側開閉弁１３９ｂを開状態とする。これにより、レシーバ１３８内の液冷媒が第２接続管１３ｈ２からサイクル内に供給される。これにより、レシーバ１３８内に貯留された冷媒を、室外側熱交換器２０３に貯めて、室外側熱交換器２０３の凝縮能力を下げることができる。
【０３１２】
ここで、補助ユニット制御部１３Ｃは、室外機１０（圧縮機２０１）の吸入過熱度に基づいて、流量調整弁１３Ｖの開度を制御する。また、補助ユニット制御部１３Ｃは、レシーバ１３８の上部温度センサ１３Ｔ１及び下部温度センサ１３Ｔ２の検知温度を取得して、それらの温度差が所定温度以下となった場合に、レシーバ１３８の内部の冷媒がガス化して液冷媒がほぼサイクル内に供給されたと判断する。そして、補助ユニット制御部１３Ｃは、ヒータ１３ＨをＯＦＦにするとともに、流量調整弁１３Ｖ及びガス側開閉弁１３９ｂに閉信号を出力して、流量調整弁１３Ｖ及びガス側開閉弁１３９ｂを閉状態とする。
【０３１３】
（３）暖房運転時
図３６に示すように、暖房運転時では、液側開閉弁１３９ａに開信号を出力して、液側開閉弁１３９ａを開状態とする。また、補助ユニット制御部１３Ｃは、流量調整弁１３Ｖ及びガス側開閉弁１３９ｂに閉信号を出力して、流量調整弁１３Ｖ及びガス側開閉弁１３９ｂを閉状態とする。さらに、補助ユニット制御部１３Ｃは、ヒータ１３ＨをＯＦＦにする。この状態で、空気調和機１００が冷房運転を行うことで、液側内部配管１３２を室内機１１側から室外機１０側に流れる液冷媒の一部が、第１接続管１３ｈ１を通ってレシーバ１３８に溜まり、適正な冷媒量を維持することができる。
【０３１４】
このように構成した本実施形態の補助ユニット１３によれば、冷暖房運転時にレシーバ１３８に貯留された冷媒を、低外気温時の冷房運転時にヒータ１３Ｈで加熱して第２接続管１３ｈ２を通じてガス側内部配管１３１に供給するので、低外気温時の冷房運転時において、室外側熱交換器２０３に液冷媒を貯めることができ、室外側熱交換器２０３の凝縮性能を下げることができる。これにより、低外気温時の冷房運転時における室外側熱交換器２０３の熱交換量と室内側熱交換器２０５の熱交換量とを調整することができ、低外気温時の冷房運転を不具合なく行うことができる。また、補助ユニット１３を既存の空気調和機１００に外付けするだけで、上記機能を既存の空気調和機１００に付与することができる。
【０３１５】
なお、前記第１０実施形態及び第１１実施形態では、１台の室外機及び１台の室内機を有する空気調和機を例に挙げて説明したが、２台以上の室内器を例えば並列接続したものであっても良いし、２台以上の室外機を例えば並列接続したものであっても良い。
【０３１６】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。また、上述した各実施形態の構成要件を組み合わせても良い。
【符号の説明】
【０３１７】
１００・・・空気調和機
１０・・・室外機
１０Ｆ・・・室外機ファン
１１・・・室内機
１１Ｆ・・・室内機ファン
２０・・・冷媒回路
２０１・・・圧縮機
２０３・・・凝縮器（室外熱交換器）
２０４・・・第１膨張弁
２０５・・・蒸発器（室外熱交換器）
２０８・・・出口温度センサ（第１温度センサ）
２０９・・・液管温度センサ（第２温度センサ）
３０・・・空気調和機制御部
４０・・・冷媒量検知装置
４１１・・・制御部
４１２・・・冷媒状態取得部
４１３・・・冷媒量演算部
２１３・・・サブクーラ
２１４・・・バイパス路
２１５・・・第２膨張弁
【図１】
2020073838.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2020073838.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2020073838.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2020073838.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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