(57)【要約】【課題】冷媒量適否の判定精度を向上させることができ、冷媒量適否の判定に係る設定の煩雑さを低減することができる冷凍空調装置を得る。【解決手段】流量調整弁を有し、主冷媒回路から分岐して流量調整弁と過冷却熱交換器２６の中間圧側とを介して圧縮機２１の吸入側に戻るサブ冷媒回路と、サブ冷媒回路出口における冷媒の乾き度を求め、該乾き度が所定の乾き度となるよう流量調整弁の開度を制御する制御手段と、過冷却熱交換器２６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のうち少なくとも１つに基づいて、冷媒量の適否を判定する冷媒量判定手段とを備えた。【選択図】図１
2010223542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と熱源側熱交換器と過冷却熱交換器とを有する熱源側ユニットと、利用側膨張弁と利用側熱交換器とを有する利用側ユニットとが、接続配管を介して接続されることにより構成される主冷媒回路と、
流量調整弁を有し、前記主冷媒回路から分岐して前記流量調整弁と前記過冷却熱交換器の中間圧側とを介して前記圧縮機の吸入側に戻るサブ冷媒回路と、
前記サブ冷媒回路出口における冷媒の乾き度を求め、該乾き度が所定の乾き度となるよう前記流量調整弁の開度を制御する制御手段と、
前記過冷却熱交換器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のうち少なくとも１つに基づいて、冷媒量の適否を判定する冷媒量判定手段と
を備えたことを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項２】
圧縮機と熱源側熱交換器とレシーバーと過冷却熱交換器とを有する熱源側ユニットと、利用側膨張弁と利用側熱交換器とを有する利用側ユニットとが、接続配管を介して接続されることにより構成される主冷媒回路と、
流量調整弁を有し、前記主冷媒回路から分岐して前記流量調整弁と前記過冷却熱交換器の中間圧側とを介して前記圧縮機の吸入側に戻るサブ冷媒回路と、
前記サブ冷媒回路出口における冷媒の乾き度を求め、該乾き度が所定の乾き度となるよう前記流量調整弁の開度を制御する制御手段と、
前記過冷却熱交換器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のうち少なくとも１つに基づいて、冷媒量の適否を判定する冷媒量判定手段と
を備えたことを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項３】
前記サブ冷媒回路は、
前記主冷媒回路の高圧側の冷媒の一部を分岐し、該冷媒を前記流量調整弁で減圧して中間圧の冷媒にした後、前記過冷却熱交換器の中間圧側に流入し、前記中間圧の冷媒と前記主冷媒回路の高圧側の冷媒とを熱交換させる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の冷凍空調装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記主冷媒回路の高圧側の圧力（Ｐd）に基づき、前記熱源側熱交換器出口が飽和液であると仮定して、前記熱源側熱交換器出口のエンタルピー（Ｈco）を求め、
少なくとも前記熱源側熱交換器出口のエンタルピー（Ｈco）に基づき、前記サブ冷媒回路出口のエンタルピー（Ｈmo）を求め、
少なくとも前記サブ冷媒回路出口のエンタルピー（Ｈmo）に基づいて、前記サブ冷媒回路出口における冷媒の乾き度を求める
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の冷凍空調装置。
【請求項５】
前記主冷媒回路の高圧側の圧力（Ｐd）を測定する第１の圧力センサーと、
前記主冷媒回路の低圧側の圧力（Ｐs）を測定する第２の圧力センサーと、
前記圧縮機の吸入ガス温度（Ｔs）を測定する第１の温度センサーと、
前記過冷却熱交換器の高圧側出口温度（Ｔscc）を測定する第２の温度センサーと
を備え、
前記制御手段は、
前記各圧力センサー、及び各温度センサーの出力値に基づいて、
前記熱源側熱交換器出口のエンタルピー（Ｈco）と、
前記過冷却熱交換器の高圧側出口エンタルピー（Ｈscco）と、
前記サブ冷媒回路の冷媒流量（Ｇrinj）と、
及び前記圧縮機の冷媒流量（Ｇrlow）と
を求め、
前記熱源側熱交換器出口が飽和液であると仮定した場合における冷媒の質量保存則及びエネルギー保存則に基づき、
前記熱源側熱交換器出口のエンタルピー（Ｈco）と、
前記過冷却熱交換器の高圧側出口エンタルピー（Ｈscco）と、
前記サブ冷媒回路の冷媒流量（Ｇrinj）と、
及び前記圧縮機の冷媒流量（Ｇrlow）と
を用いて、
前記サブ冷媒回路出口のエンタルピー（Ｈmo）を求める
ことを特徴とする請求項４記載の冷凍空調装置。
【請求項６】
前記冷媒量判定手段は、
前記過冷却熱交換器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のうち少なくとも１つと、所定の基準値とを比較することにより、冷媒量の適否を判定する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の冷凍空調装置。
【請求項７】
前記熱源側ユニットを複数備え、
前記制御手段は、
前記複数の熱源側ユニットの各過冷却熱交換器出口における過冷却度、又は前記過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量の値が、所定の値以上となるように運転制御を行う
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の冷凍空調装置。
【請求項８】
前記過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量とは、
前記過冷却熱交換器の温度効率、前記圧縮機の吐出温度、吐出過熱度、及び前記流量調整弁の開度のうち少なくとも１つである
ことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の冷凍空調装置。
【請求項９】
前記サブ冷媒回路出口を、前記圧縮機の中間圧部に設け、中間圧の冷媒を前記圧縮機内にインジェクションする
ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の冷凍空調装置。
【請求項１０】
前記サブ冷媒回路出口を、前記主冷媒回路の低圧側に設けた
ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の冷凍空調装置。
【請求項１１】
前記サブ冷媒回路入口を、前記過冷却熱交換器の出口側に設けた
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の冷凍空調装置。
【請求項１２】
前記サブ冷媒回路入口を、前記熱源側熱交換器と前記過冷却熱交換器との間に設けた
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の冷凍空調装置。
【請求項１３】
前記サブ冷媒回路入口を、前記レシーバーに設けた
ことを特徴とする請求項２〜１０の何れかに記載の冷凍空調装置。
【請求項１４】
前記サブ冷媒回路入口を、前記レシーバーの適正冷媒充填時における余剰冷媒の液最下面よりも下部に設けた
ことを特徴とする請求項２〜１０の何れかに記載の冷凍空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍空調装置に関するものであり、特に、充填されている冷媒量の適否を判定する冷凍空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術では、例えば、空気調和装置の冷媒量判定システムにおいて「…前記冷媒充填を行う運転時における運転状態量を基準値として、前記冷媒回路を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量の現在値と比較して、冷媒量の適否を判定する冷媒量判定手段と、を備えた」ものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、例えば、空気調和装置において「…前記過冷却器の出口における冷媒の過冷却度及び前記過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量の少なくとも１つに基づいて、冷媒量の適否を判定する冷媒量判定手段とを備え」たものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９６３１９０号公報（請求項１）
【特許文献２】特許第４２１５０２２号公報（請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷媒の絶対量を算出する従来の冷媒量判定手法では、室内外接続配管の一方を管内に液状態の冷媒が流れる液管と想定して、冷媒量を予測している。このため、液管内に二相冷媒が流れる条件では、正確な冷媒量を見積もることができない、という問題点があった。
【０００６】
またレシーバーを有する冷凍空調装置では、レシーバーに余剰冷媒がある場合、冷媒が減少してもサイクル内の運転状態量の変化として現れない。このため、余剰冷媒の液面が下がるのみでありこの余剰冷媒が無くなるまで判定できず、余剰冷媒の影響でさらに判定精度が悪化する、という問題点があった。
【０００７】
また、過冷却熱交換器出口の過冷却度で冷媒量の適否を判断する従来の冷媒量判定手段では、冷媒量適否判定方法が煩雑となってしまう、という問題点があった。
これは、過冷却熱交換器出口の過冷却度が運転条件ごとに変化する点と、冷媒が不足し凝縮器出口が二相状態になっても、この二相域部分の熱量だけしか過冷却熱交換器出口の過冷却度は変化しないため、冷媒量の減少に対する過冷却熱交換器出口の過冷却度の低下が緩やかである点とによるものである。
例えば、過冷却度が低い運転状態と、過冷却度が高い運転状態とを１つの閾値で判定しようとする場合、過冷却度が低い運転状態に合わせて判定閾値を低く設定すると、過冷却度が高い運転状態では判定精度が悪くなる。このため、判定精度を向上させるには運転条件ごとに判定閾値を決めなければならず、冷媒量適否判定方法が煩雑となる。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、冷媒量適否の判定精度を向上させることができ、冷媒量適否の判定に係る設定の煩雑さを低減することができる冷凍空調装置を得ることを目的とする。
また、レシーバーを有する冷凍空調装置において、冷媒量適否の判定精度を向上させることができ、冷媒量適否の判定に係る設定の煩雑さを低減することができる冷凍空調装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷凍空調装置は、
圧縮機と熱源側熱交換器と過冷却熱交換器とを有する熱源側ユニットと、利用側膨張弁と利用側熱交換器とを有する利用側ユニットとが、接続配管を介して接続されることにより構成される主冷媒回路と、
流量調整弁を有し、前記主冷媒回路から分岐して前記流量調整弁と前記過冷却熱交換器の中間圧側とを介して前記圧縮機の吸入側に戻るサブ冷媒回路と、
前記サブ冷媒回路出口における冷媒の乾き度を求め、該乾き度が所定の乾き度となるよう前記流量調整弁の開度を制御する制御手段と、
前記過冷却熱交換器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のうち少なくとも１つに基づいて、冷媒量の適否を判定する冷媒量判定手段と
を備えたものである。
【００１０】
また、本発明に係る冷凍空調装置は、
圧縮機と熱源側熱交換器とレシーバーと過冷却熱交換器とを有する熱源側ユニットと、利用側膨張弁と利用側熱交換器とを有する利用側ユニットとが、接続配管を介して接続されることにより構成される主冷媒回路と、
流量調整弁を有し、前記主冷媒回路から分岐して前記流量調整弁と前記過冷却熱交換器の中間圧側とを介して前記圧縮機の吸入側に戻るサブ冷媒回路と、
前記サブ冷媒回路出口における冷媒の乾き度を求め、該乾き度が所定の乾き度となるよう前記流量調整弁の開度を制御する制御手段と、
前記過冷却熱交換器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のうち少なくとも１つに基づいて、冷媒量の適否を判定する冷媒量判定手段と
を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、サブ冷媒回路出口における冷媒の乾き度を求め、該乾き度が所定の乾き度となるよう流量調整弁の開度を制御し、過冷却熱交換器出口における冷媒の過冷却度、又は冷却度の変動に応じて変動する運転状態量のうち少なくとも１つに基づいて、冷媒量の適否を判定する。
このため、冷媒量適否の判定精度を向上させることができ、冷媒量適否の判定に係る設定の煩雑さを低減することができる。
【００１２】
また、レシーバーを有する冷凍空調装置において、冷媒量適否の判定精度を向上させることができ、冷媒量適否の判定に係る設定の煩雑さを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍空調装置１の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る制御部３のブロック構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る適正冷媒充填時のＸｍｏ予測制御を説明するｐｈ線図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る適正冷媒充填時の過冷却熱交換器２６の温度変化を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷媒不足時のＸｍｏ予測制御を説明するｐｈ線図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る冷媒不足時の過冷却熱交換器２６の温度変化を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る冷媒量と過冷却度との関係を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る冷媒量と過冷却熱交換器２６の温度効率との関係を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る冷媒量判定工程のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態１に係るインジェクション量調整弁７２制御のフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る冷凍空調装置１の冷媒回路図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る適正冷媒充填時のＸｍｏ予測制御を説明するｐｈ線図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置１の冷媒回路図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る冷媒不足時のＸｍｏ予測制御を説明するｐｈ線図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る冷凍空調装置１の冷媒回路図である。
【図１６】本発明の実施の形態４に係る適正冷媒充填時のＸｍｏ予測制御を説明するｐｈ線図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に係る冷凍空調装置１の冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
＜冷凍空調装置１の構成＞
図１は本発明の実施の形態１に係る冷凍空調装置１の冷媒回路図である。
冷凍空調装置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、例えば倉庫を冷却したり、店舗で販売されている品物を冷却したりすることに利用される装置である。
図１に示すように、冷凍空調装置１は、主として１台の室外ユニットである熱源側ユニット２と、それに並列に接続された複数台（本実施の形態では、２台）の室内ユニットである利用側ユニット４Ａ、４Ｂと、熱源側ユニット２と利用側ユニット４Ａ、４Ｂとを接続する冷媒延長配管としての液冷媒延長配管６及びガス冷媒延長配管７とを備えている。
この冷凍空調装置１の冷媒としては例えば、ＨＦＣ系の混合冷媒であるＲ４１０Ａや、Ｒ４０４Ａ等が用いられる。
【００１６】
＜利用側ユニット＞
利用側ユニット４Ａ、４Ｂは、液冷媒延長配管６とガス冷媒延長配管７を介して熱源側ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
【００１７】
利用側ユニット４Ａ、及び４Ｂは、それぞれ同様の構成であるため、ここでは利用側ユニット４Ａの構成のみ説明し、利用側ユニット４Ｂの構成については、それぞれ利用側ユニット４Ａを構成する各部品番号のアルファベットＡの代わりにＢを用い、各部の説明を省略する。
【００１８】
利用側ユニット４Ａ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（利用側ユニット４Ｂでは、利用側冷媒回路１０ｂ）と、利用側制御部３２ａ（利用側ユニット４Ｂでは、利用側制御部３２ｂ）と、各種センサー（後述）とを備えている。
この利用側冷媒回路１０ａは、利用側膨張弁４１Ａと、利用側熱交換器４２Ａとを備えている。
利用側膨張弁４１Ａは、利用側冷媒回路１０ａを流れる冷媒流量を調整する電子膨張弁であり、利用側熱交換器４２Ａの液側に接続される。
利用側熱交換器４２Ａは、伝熱管と多数のフィンにより構成されたフィン＆チューブ型熱交換器であり、冷媒の蒸発器として使用する。
【００１９】
また、利用側熱交換器４２Ａには、空気を送風する利用側ファン４３Ａが設けられており、利用側ファン４３Ａに付加されているファンモータによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等から構成されており、送風量を調整することが可能になっている。
【００２０】
＜熱源側ユニット２＞
熱源側ユニット２は、液冷媒延長配管６及びガス冷媒延長配管７を介して利用側ユニット４Ａ、４Ｂに接続され、冷媒回路１０を構成している。
【００２１】
熱源側ユニット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と、インジェクション回路７１と、各種センサー（後述）と、熱源側制御部３１とから構成されている。
熱源側冷媒回路１０ｃは、主に、圧縮機２１と、熱源側熱交換器２３と、レシーバー２５と、過冷却熱交換器２６と、液側閉鎖弁２８と、ガス側閉鎖弁２９と、アキュムレーター２４とから構成されている。
【００２２】
インジェクション回路７１は、インジェクション量調整弁７２を有している。
本実施の形態においてはインジェクション回路７１入口を、過冷却熱交換器２６の出口側に設ける。また、インジェクション回路７１出口を、圧縮機２１の中間圧部に設け、中間圧の冷媒を圧縮機２１内にインジェクションする。
このインジェクション回路７１は、熱源側熱交換器２３から利用側熱交換器４２Ａ、４２Ｂへ送られる冷媒の一部を、熱源側冷媒回路１０ｃから分岐させて、インジェクション量調整弁７２と過冷却熱交換器２６の中間圧側とを介して、圧縮機２１の中間圧部に戻すものである。
【００２３】
なお、冷媒回路１０は、本発明における「主冷媒回路」に相当する。
なお、インジェクション回路７１は、本発明における「サブ冷媒回路」に相当する。
なお、インジェクション量調整弁７２は、本発明における「流量調整弁」に相当する。
【００２４】
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、例えば、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容積式圧縮機から構成されている。
なお、本実施の形態において圧縮機２１は１台のみであるが、利用側ユニットの負荷に応じて、２台以上の圧縮機２１が並列に接続されたものであっても良い。
【００２５】
熱源側熱交換器２３は、伝熱管と多数のフィンにより構成されたフィン＆チューブ型熱交換器であり、冷媒の凝縮器として使用される。
【００２６】
また、熱源側ユニット２は、熱源側ユニット２内に外気を吸入して熱源側熱交換器２３で熱交換させる熱源側ファン２７を有している。
熱源側ファン２７は、ＤＣファンモータからなるファンモータを備えており、モータ回転数を変化させることにより風量を調整し、熱交換量を増減できるようになっている。
【００２７】
レシーバー２５は、熱源側熱交換器２３と過冷却熱交換器２６との間に接続されており、利用側ユニット４Ａ、４Ｂの負荷や凝縮温度、外気温度、圧縮機容量に応じて冷媒回路１０内に発生する余剰冷媒を溜めることができる容器である。
【００２８】
なお、液側閉鎖弁２８、及びガス側閉鎖弁２９は、ボールバルブや、開閉弁、操作弁などの開閉動作が可能な弁であれば良い。
【００２９】
本実施の形態において、過冷却熱交換器２６は、２重管式の熱交換器であり、熱源側熱交換器２３で凝縮し、レシーバー２５に溜まり、過冷却熱交換器２６に流入する高圧の冷媒と、過冷却熱交換器２６を出て分岐した一部の冷媒をインジェクション量調整弁７２で減圧させた中間圧の冷媒とを、熱交換させるものである。
高圧の冷媒は過冷却熱交換器２６を通過することで過冷却度が大きくなり、中間圧の冷媒は過冷却熱交換器２６を通過することで乾き度が高い冷媒となり、圧縮機２１の吐出温度上昇による圧縮機の焼きつきを防止するため圧縮機２１に吸引される。
【００３０】
このような構成により、冷凍空調装置１は、少なくとも、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機能させ、かつ、利用側熱交換器４２Ａ、４２Ｂを熱源側熱交換器２３からレシーバー２５及び利用側膨張弁４１Ａ、４１Ｂを介して送られる冷媒の蒸発器として機能させる運転を行うことが可能である。
【００３１】
なお、本実施の形態において、過冷却熱交換器２６は、熱源側ユニット２内に設ける構成としたが、これに限ることはなく、利用側ユニット４Ａ、４Ｂとの間の延長配管の途中に設けても良い。
【００３２】
なお、上記の冷凍空調装置１において冷媒との熱交換対象となる流体は空気であるが、これは水、冷媒、ブライン等でも良く、流体の供給装置はポンプ等でも良い。
また、図１では、利用側ユニット４Ａ、４Ｂが２台の場合の構成例を示しているが、３台以上の複数でも良く、それぞれの利用側ユニット４Ａ、４Ｂの容量が大から小まで異なっても、全てが同一容量でも良い。
また、利用側膨張弁４１Ａ、４１Ｂは、利用側ユニット４Ａ、４Ｂに内蔵する構成としたが、熱源側ユニット２内の過冷却熱交換器２６と液側閉鎖弁２８との間に設けて、熱源側ユニット２に内蔵する構成としても良い。
【００３３】
＜制御系＞
続いて、センサー類と制御部について説明する。
圧縮機２１の吐出側には、吐出温度を検出する温度センサー３３ｂが設置されている。
熱源側熱交換器２３には、熱源側熱交換器２３の凝縮温度を検知する温度センサー３３ｋが設けられている。
熱源側熱交換器２３出口には、熱源側熱交換器２３出口冷媒温度を検出する温度センサー３３ｌが設けられている。
過冷却熱交換器２６の高圧側出口には、過冷却熱交換器２６出口温度を計測する温度センサー３３ｄが設けられている。
これらの温度センサーは、冷媒配管に接するかあるいは挿入するように設けられ、冷媒温度を検出するようになっている。
また、熱源側熱交換器２３が設置される室外の周囲温度を検出する温度センサー３３ｃが設けられている。
【００３４】
利用側熱交換器４２Ａ、４２Ｂには、それぞれ冷媒二相部の蒸発温度を検知するための温度センサー３３ｅ、３３ｈが設けられている。
利用側熱交換器４２Ａ、４２Ｂの出口側には、それぞれ温度センサー３３ｆ、３３ｉが設けられている。
利用側熱交換器４２Ａ、４２Ｂが設置されている室内周囲空気温度を検出する温度センサー３３ｇ、３３ｊが設けられている。
圧縮機２１の入口側には、吸入温度を計測する温度センサー３３ａが設けられている。
【００３５】
利用側ユニット４Ａ、４Ｂには、マイクロコンピュータやメモリ等を有し、利用側ユニット４Ａ、４Ｂを構成するアクチュエータの制御を行う利用側制御部３２ａ、３２ｂを備えており、熱源側制御部３１と制御信号のやりとりを行うことができるようになっている。
【００３６】
圧縮機２１の吸入側には、吸入圧力を計測する圧力センサー３４ａが設けられている。
圧縮機２１の吐出側には、吐出圧力を計測する圧力センサー３４ｂが設けられている。
【００３７】
図１に示すように、アキュムレーター２４入口側に、圧力センサー３４ａと温度センサー３３ａとを設けることにより、アキュムレーター２４入口の冷媒過熱度の検出が可能となる。
ここで、温度センサー３３ａの位置をアキュムレーター２４入口側としたのは、アキュムレーター２４入口の冷媒過熱度を制御し、液冷媒がアキュムレーター２４に戻らない運転を実現するためである。
なお、圧力センサー３４ａの位置については、図示位置に限られたものではなく、ガス側閉鎖弁２９から圧縮機２１の吸入側に至るまでの区間であれば、何処の場所に設けられていても良い。
また、圧力センサー３４ｂの圧力を飽和温度に換算することにより、冷凍サイクルの凝縮温度を求めることも可能である。
【００３８】
なお、圧力センサー３４ｂは、本発明における「第１の圧力センサー」に相当する。
なお、圧力センサー３４ａは、本発明における「第２の圧力センサー」に相当する。
なお、温度センサー３３ａは、本発明における「第１の温度センサー」に相当する。
なお、温度センサー３３ｄは、本発明における「第２の温度センサー」に相当する。
【００３９】
図２は本発明の実施の形態１に係る制御部３のブロック構成図である。
図２においては、実施の形態１の冷凍空調装置１の計測制御を行う制御部３及びこれに接続されるセンサー類、アクチュエータ類の接続構成を表している。
制御部３は、本実施の形態では熱源側ユニット２に、メインである熱源側制御部３１を設け、利用側ユニット４Ａ、４Ｂに、制御部３の機能の一部を持つサブ制御部である利用側制御部３２ａ、３２ｂを設けている。
そして、このメイン制御部とサブ制御部との間でデータ通信を行うことにより連携処理を行う制御部３として制御する構成となっている。
【００４０】
制御部３は、測定部３ａと、演算部３ｂと、駆動部３ｃと、記憶部３ｄとを備えている。
測定部３ａは、温度、圧力などのセンサー類の測定を行う。
演算部３ｂは、測定結果に基づき演算、比較、判定などの処理を行う。
駆動部３ｃは、演算結果に基づき、圧縮機、弁類、ファンなどを駆動する。
記憶部３ｄは、演算部３ｂによって得られた結果や予め定められた定数、冷媒の物性値（飽和圧力、飽和温度、エンタルピーなど）を計算する近似式やテーブルなどを記憶する。この記憶部３ｄは、必要に応じてこれらの記憶内容を参照、書き換えることが可能である。
上記の測定部３ａ、演算部３ｂ及び駆動部３ｃは、例えばマイコンにより構成される。また、記憶部３ｄは、例えば半導体メモリなどによって構成される。
【００４１】
さらに、制御部３には、入力部３ｅと、出力部３ｆとが接続されている。
入力部３ｅは、リモコンや基板上のスイッチ類からの操作入力、電話回線、ＬＡＮ回線、無線などの通信手段（図示せず）からの通信データ情報を制御部３へ入力する。
出力部３ｆは、マイコンによる処理結果をＬＥＤやモニタなどにより表示したり、警告音などを出力したり、電話回線、ＬＡＮ回線、無線などの通信手段（図示せず）により遠隔地へ情報を出力する。
【００４２】
なお、制御部３は、本発明における「制御手段」及び「冷媒量判定手段」に相当する。
【００４３】
なお、上記の構成例では熱源側ユニット２にメインである熱源側制御部３１を設け、利用側ユニット４Ａ、４Ｂに制御部３の機能の一部を持つサブ制御部である利用側制御部３２ａ、３２ｂを設けた。そして、メイン制御部とサブ制御部との間でデータ通信を行うことにより連携処理を行う制御部３として制御する構成とした。本発明はこれに限らず、制御部３を熱源側ユニット２に内蔵する構成や、利用側ユニット４Ａ、４Ｂに全ての機能を持つ制御部３を設置する構成、あるいはこれらの外部に制御部３を別置する形態などとしても良い。
【００４４】
次に、冷凍空調装置１の動作について説明する。
【００４５】
図３は本発明の実施の形態１に係る適正冷媒充填時のＸｍｏ予測制御を説明するｐｈ線図である。
図３は、冷媒が適正量充填されている際の冷凍空調装置１の挙動を示したものである。
【００４６】
本実施の形態において、冷媒が適正量充填されている際の動作について図１及び図３に基づき説明する。
【００４７】
まず、冷媒回路１０の冷媒の流れについて説明を行う。
圧縮機２１により圧縮された冷媒は、高温高圧ガス冷媒（図３点１）となり熱源側熱交換器２３へ至り、熱源側ファン２７の送風作用により凝縮液化し、レシーバー２５に至り、一時的にレシーバー２５内に溜められる（図３点２）。
ここでレシーバー２５には利用側ユニット４Ａ、４Ｂの運転負荷や、外気温度、凝縮温度に応じて生じる、冷媒回路１０内の余剰液冷媒が溜まるようになっている。
このときの凝縮温度は温度センサー３３ｌにより、もしくは圧力センサー３４ｂの圧力を飽和温度換算することにより、もしくは過冷却熱交換器２６付近に圧力センサーを追加し飽和温度換算して求められる。
レシーバー２５に貯留した冷媒は、過冷却熱交換器２６にてさらに過冷却度が大きくなる（図３点３）。
この時、過冷却熱交換器２６出口の過冷却度は、上記凝縮温度から、過冷却熱交換器２６出口の温度を計測している温度センサー３３ｄの温度を差し引くことで求められる。
液側閉鎖弁２８及び液冷媒延長配管６を経由して利用側ユニット４Ａ、４Ｂに送られ、利用側膨張弁４１Ａ、４１Ｂにより減圧されて低圧の気液二相冷媒となる（図３点４）。
気液二相冷媒は蒸発器である利用側熱交換器４２Ａ、４２Ｂにて利用側ファン４３Ａ、４３Ｂの送風作用によりガス化する（図３点５）。
この時の蒸発温度は温度センサー３３ｅ、３３ｈにて計測され、温度センサー３３ｆ、３３ｉの値からそれぞれの蒸発温度を引くことによりそれぞれの利用側熱交換器４２Ａ、４２Ｂ出口における過熱度が求められる。
利用側熱交換器４２Ａ、４２Ｂを通過したガス冷媒は、ガス冷媒延長配管７、ガス側閉鎖弁２９、アキュムレーター２４を経て、圧縮機２１へ戻る。
【００４８】
次に、インジェクション回路７１内の冷媒の流れについて説明を行う。
インジェクション回路７１の入口は、過冷却熱交換器２６出口と液側閉鎖弁２８との間にある。
インジェクション回路７１は、過冷却熱交換器２６により過冷却された高圧液冷媒の一部を分岐させ、この冷媒をインジェクション量調整弁７２で減圧させ中間圧の二相冷媒にする（図３点６）。
そして、中間圧の二相冷媒を過冷却熱交換器２６の中間圧側に流入し、中間圧の二相冷媒と熱源側冷媒回路１０ｃの高圧液冷媒とを熱交換し、熱源側冷媒回路１０ｃに流れる高圧液冷媒を過冷却させる。
これにより、インジェクション回路７１を流れる冷媒は蒸発ガス化する（図３点７）。
【００４９】
ここで、制御部３は、インジェクション回路７１出口の乾き度を、各種センサー情報から演算し、所定の乾き度となるようにインジェクション量調整弁７２を制御する。
このインジェクション量調整弁７２の制御方法として、熱源側熱交換器２３出口が飽和液であると仮定してインジェクション量調整弁７２の開度を制御するインジェクション回路７１出口乾き度Ｘｍｏ予測制御（以下「Ｘｍｏ予測制御」という。）を行う。
Ｘｍｏ予測制御とは、まず、この冷媒回路１０に有している圧力センサー、温度センサーのセンサー情報を用いて、インジェクション回路７１出口乾き度Ｘｍｏを予測する。
そして、Ｘｍｏが１よりも大きければインジェクション量調整弁７２の開度を開く方向へ動かし、Ｘｍｏが１よりも小さければ閉じる方向へ動かし、インジェクション回路７１出口乾き度が飽和ガスとなるようインジェクション量調整弁７２の開度を調整する制御である。
【００５０】
上記のような制御部３の制御により、インジェクション回路７１出口において所定の乾き度となった中間圧ガス冷媒は、圧縮機２１のインジェクション部に流入し、高温である吐出冷媒の温度（図３点１’）を（図３点１）に下げる働きを行う。
【００５１】
なお、本実施の形態では、冷媒としてＲ４１０Ａを用いており、所定の乾き度とは飽和ガス状態のことを示すが、冷媒によっては多少湿った状態である場合もある。
【００５２】
なお、本実施の形態では、インジェクション回路７１入口は、過冷却熱交換器２６出口と液側閉鎖弁２８の間にあるが、レシーバー２５と過冷却熱交換器２６の間に設置しても、レシーバー２５に設置しても、熱源側熱交換器２３とレシーバー２５の間に設置しても良い。
【００５３】
＜インジェクション回路７１出口乾き度演算方法＞
次に、インジェクション回路７１出口乾き度の演算方法について、図３を用いて説明する。
冷凍空調装置１の冷媒回路１０では、次の質量保存則、エネルギー保存則が成り立つ。
ここで数式２は、凝縮器である熱源側熱交換器２３出口エンタルピーＨｃｏが飽和液状態であることで成立している。
【００５４】
【数１】
2010223542.tif 000003
【００５５】
【数２】
2010223542.tif 000004
【００５６】
数式１、数式２を整理すると、インジェクション回路７１出口エンタルピーＨｍｏは、数式３で表される。
【００５７】
【数３】
2010223542.tif 000005
【００５８】
この数式３のインジェクション回路７１出口エンタルピーＨｍｏを用いて、インジェクション回路７１出口乾き度Ｘｍｏは数式４で表される。
【００５９】
【数４】
2010223542.tif 000006
【００６０】
ここで、
Ｇｒｈｉｇｈ：凝縮器である熱源側熱交換器２３を流れる冷媒流量
Ｇｒｌｏｗ＝ｆ（Ｐｄ、ρ（Ｔｓ）、Ｈｚ）：圧縮機冷媒流量［ｋｇ／ｈ］
Ｇｒｉｎｊ＝ｆ（Ｐｄ、Ｐｓ、ρ（Ｔｓｃｃ））：インジェクション冷媒流量［ｋｇ／ｈ］
Ｈｃｏ＝ｆ（Ｐｄ）：凝縮器である熱源側熱交換器２３出口エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
Ｈｓｃｃｏ＝ｆ（Ｐｄ、Ｔｓｃｃ）：過冷却熱交換器２６高圧側出口エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
Ｈｍｉ：インジェクション回路７１入口エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
ＨＬ＝ｆ（ＰＭ）：過冷却熱交換器２６中間圧側飽和液エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
ＨＧ＝ｆ（ＰＭ）：過冷却熱交換器２６中間圧側飽和ガスエンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
Ｐｄ：吐出圧力［ＭｐａＧ］
Ｐｓ：吸入圧力［ＭｐａＧ］
ＰＭ：中間圧力［ＭｐａＧ］
ρ（Ｔｓ）：吸入ガス密度［ｋｇ／ｍ３］
ρ（Ｔｓｃｃ）：過冷却熱交換器２６高圧側出口密度［ｋｇ／ｍ３］
Ｔｓ：吸入ガス温度［℃］
Ｔｓｃｃ：過冷却熱交換器２６高圧側出口温度［℃］
Ｈｚ：圧縮機周波数［Ｈｚ］
【００６１】
なお、圧縮機冷媒流量Ｇｒｌｏｗは、使用する圧縮機２１の性能特性から性能特性を近似式化する。
【００６２】
インジェクション冷媒流量Ｇｒｉｎｊは、使用するインジェクション量調整弁７２のＣｖ値特性を近似式化する必要がある。
インジェクション冷媒流量Ｇｒｉｎｊは、Ｃｖ値の式を用いて次式により求められる。
【００６３】
【数５】
2010223542.tif 000007
【００６４】
ここでＣｖは、例えばインジェクション量調整弁７２としての電子膨張弁のＣｖ値を、近似式化したもので、膨張弁開度ｐｕｌｓｅの関数（Ｃｖ＝ｆ（ｐｕｌｓｅ））で算出される。
【００６５】
中間圧力ＰＭは、一般的に次式により求められる。
【００６６】
【数６】
2010223542.tif 000008
【００６７】
吐出圧力Ｐｄは、圧力センサー３４ｂの測定値により求められる。
吸入圧力Ｐｓは、圧力センサー３４ａの測定値により求められる。
吸入ガス温度Ｔｓは、温度センサー３３ａの測定値により求められる。
過冷却熱交換器２６高圧側出口温度Ｔｓｃｃは、温度センサー３３ｄの測定値により求められる。
圧縮機周波数Ｈｚは、例えば制御部３の駆動部３ｃの駆動制御量により求められる。
【００６８】
熱源側熱交換器２３出口エンタルピーＨｃｏは、吐出圧力Ｐｄに基づき、熱源側熱交換器２３出口が飽和液であると仮定して、近似式もしくはテーブルを用いて求められる。
【００６９】
過冷却熱交換器２６高圧側出口エンタルピーＨｓｃｃｏ、過冷却熱交換器２６中間圧側飽和液エンタルピーＨＬ、過冷却熱交換器２６中間圧側飽和ガスエンタルピーＨＧ、吸入ガス密度ρ（Ｔｓ）、及び過冷却熱交換器２６高圧側出口密度ρ（Ｔｓｃｃ）は、各センサーの測定値を用いて、近似式もしくはテーブルから求められる。
【００７０】
＜冷媒量判定方法＞
次に、冷媒量適否判定のメカニズムを図３〜図８を用いて説明する。
【００７１】
まず、図３を用いて、適正冷媒量充填されている際のｐｈ線図を説明する。
制御部３は、熱源側熱交換器２３出口が飽和液であると仮定して、過冷却熱交換器２６の熱バランスから導出した数式３、数式４により、インジェクション回路７１出口乾き度Ｘｍｏを予測する。
そして、Ｘｍｏが１よりも大きければ（図３点７の右側）インジェクション量調整弁７２の開度を開く方向へ動かし、Ｘｍｏが１よりも小さければ（図３点７の左側）閉じる方向へ動かし、インジェクション回路７１出口乾き度が飽和ガス（Ｘｍｏ＝１：図３点７）となるようインジェクション量調整弁７２の開度を調整する。
以下、このような制御を、「インジェクション回路７１出口乾き度Ｘｍｏ予測制御」又は単に「Ｘｍｏ予測制御」と称する。
【００７２】
過冷却熱交換器２６温度変化の概要を図４に示す。
【００７３】
図４は本発明の実施の形態１に係る適正冷媒充填時の過冷却熱交換器２６の温度変化を説明する図である。
図４において、縦軸は温度を示し、上部ほど高い温度となる。
上部の矢印（ａｈ）が冷媒回路１０側（高圧側）の冷媒温度変化を示し、下部の矢印（ａｍ）がインジェクション回路７１側（中間圧側）の冷媒温度変化を示す。
適正冷媒充填されている場合、インジェクション回路７１出口は、乾き度が飽和ガスとなるように制御しているため、インジェクション回路７１側の冷媒温度（ａｍ）は一定となる。
主冷媒回路側冷媒温度（ａｈ）は、レシーバー２５に液冷媒が貯留されている飽和液状態であるため過冷却熱交換器２６に流入するとすぐ過冷却が大きくなる。
【００７４】
図５は本発明の実施の形態１に係る冷媒不足時のＸｍｏ予測制御を説明するｐｈ線図である。
次に、レシーバー２５に余剰冷媒が無くなった時のサイクル状態を、図５により説明する。
冷媒が不足し、レシーバー２５内に余剰冷媒が無くなると熱源側熱交換器２３出口が乾き、熱源側熱交換器２３出口エンタルピーは二相状態Ｈｃｏ（図５点２）となる。
しかし、熱源側熱交換器２３出口の温度センサー３３ｌの検知箇所は、図５の高圧圧力の飽和液換算であるＨｃｏ＿ｓｅｎｓｏｒ（図５点２’）であるため、過冷却度のエンタルピーは、実際の図５内のＢ（Ｈｃｏ−Ｈｓｃｃｏ）からＡ（Ｈｃｏ＿ｓｅｎｓｏｒ−Ｈｓｃｃｏ）と過少に算出される。
過冷却度エンタルピーの過少算出により数式４から演算されるＸｍｏは、飽和ガス状態よりも湿った状態（Ｘｍｏ＜１）で演算される。
制御部３はＸｍｏ予測制御により、インジェクション回路７１出口乾き度を飽和ガスとなるよう制御しているため、インジェクション量調整弁７２の開度Ｓｊは、適正冷媒が充填されているときよりもより絞る方向に動作し、インジェクション量が減少する。
インジェクション量が減少することによりインジェクション回路７１出口の乾き度が図２のＸｍｏ(2)と大きくなり、冷媒が適正に充填されている時と比較して吐出温度Ｔｄは高く、吐出過熱度（ＳＨｄ）も大きくなる。
【００７５】
図６は本発明の実施の形態１に係る冷媒不足時の過冷却熱交換器２６の温度変化を説明する図である。
レシーバー２５に余剰冷媒が無くなった時の過冷却熱交換器２６温度変化を、図６により説明する。
上述したように、レシーバー２５に余剰冷媒が無くなるとインジェクション量調整弁７２は閉じる方向へ動き、インジェクション量が減少する。
このため、インジェクション回路７１側冷媒温度（ｂ）の過冷却熱交換器２６中間圧側出口は過熱状態となる。
よって、過冷却熱交換器２６内を流れる高圧側冷媒温度と中間圧側冷媒温度の温度差が小さくなり、熱交換性能が低下する。
過冷却熱交換器２６の熱交換性能が低下することにより、主冷媒回路側の過冷却熱交換器２６高圧側入口の二相域が長くなり、結果、過冷却熱交換器２６出口の過冷却度が従来に比べて顕著に減少する。
よって、過冷却熱交換器２６出口の過冷却度の変化により、冷媒量の適否を精度良く判定することができる。
【００７６】
図７は本発明の実施の形態１に係る冷媒量と過冷却度との関係を説明する図である。
図７において、横軸に冷媒量をとり、縦軸に過冷却度をとったグラフを示す。
冷媒量は、右端が適正量で左に移動するに従い冷媒量が不足し左端は０となる。
図７に示すように、適正量から冷媒量が減少すると、図７のＥ部においてレシーバー２５の余剰液冷媒が無くなり前記メカニズムにより過冷却度が顕著に減少する。
冷媒量の適否が過冷却度に顕著に現れるため、従来の判定精度よりも向上し、運転条件ごとに設定しなければならなかった閾値設定も１つの閾値にすることができるため閾値設定の煩雑さも無くすことができる。
【００７７】
また、過冷却度は運転状態により大きく変動するため、数式７で表される過冷却熱交換器２６温度効率を用いて判定しても良い。
【００７８】
【数７】
2010223542.tif 000009
【００７９】
過冷却熱交換器２６温度効率は過冷却熱交換器２６の性能を示すものであり、過冷却熱交換器２６の温度を計測している温度センサー３３ｄで検出される過冷却度を、過冷却熱交換器２６の最大温度差（凝縮温度−中間圧温度）で割ったものである。
【００８０】
図８は本発明の実施の形態１に係る冷媒量と過冷却熱交換器２６の温度効率との関係を説明する図である。
図８において、横軸に冷媒量をとり、縦軸に過冷却熱交換器２６の温度効率をとったグラフを示す。
冷媒量は、右端が適正量で左に移動するに従い冷媒量が不足し左端は０となる。
図８に示すように、過冷却熱交換器２６温度効率は、運転条件による変動が小さいため、閾値の設定が容易である。
【００８１】
なお、冷媒量の適否は過冷却度の他、過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量を用いても良い。
この過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量とは、過冷却熱交換器２６の温度効率、圧縮機２１の吐出温度、吐出過熱度、及びインジェクション量調整弁７２の開度のうち少なくとも１つである。
例えば、適正冷媒量充填時に予め記憶しておいた吐出温度、吐出過熱度、インジェクション量調整弁７２の開度と、現在の各状態量の比較によって、冷媒量の適否を検知することができる。
【００８２】
＜冷媒量判定の流れ＞
図９は本発明の実施の形態１に係る冷媒量判定工程のフローチャートである。
次に、過冷却度を用いた冷媒量判定の方法について、図９のフローチャートに基づき説明する。
なお、以下に説明する冷媒量判定方法は、機器設置初期の冷媒充填運転や、メンテナンスのために冷媒を一度排出して再度充填する際などに適用しても良い。
また、冷媒量判定運転は有線又は無線での外部からの操作信号を制御部３に伝えることにより実施しても良い。
【００８３】
ＳＴ１では、通常運転制御を行う。
通常運転制御は、制御部３にて、運転時の冷凍サイクル各部の圧力、温度などの運転データを測定し、過冷却度、過熱度などの目標値からの偏差などの制御値を演算し、各アクチュエータを制御することにより行う。
この時、インジェクション量調整弁７２は、Ｘｍｏ予測制御を行う。
以下、各アクチュエータの動作について説明する。
【００８４】
圧縮機２１の運転周波数は、冷凍サイクルの蒸発圧力（圧力センサー３４ａの圧力を飽和温度換算した温度、もしくは利用側ユニット４Ａ、４Ｂの温度センサー３３ｅ、３３ｈなど）の出力が目標値（例えば０℃）と一致するように制御する。
現在の蒸発温度が目標値より高い場合には周波数を上昇させる、目標値より低い場合には周波数を下降させるなどである。
【００８５】
熱源側熱交換器２３に空気を送風する熱源側ファン２７の回転数は、冷凍サイクルの凝縮温度（圧力センサー３４ｂの圧力を飽和温度換算した温度、もしくは熱源側熱交換器２３の温度センサー３３ｋなど）が目標値（例えば４５℃）と一致するように制御する。
現在の凝縮温度が目標値より高い場合にはファン回転数を大きくする、低い場合は小さくするなどである。
【００８６】
利用側熱交換器４２Ａ、４２Ｂに空気を送風する利用側ファン４３Ａ、４３Ｂは、制御部３で設定される回転数で運転する。
【００８７】
ここで、インジェクション量調整弁７２のＸｍｏ予測制御の詳細について説明する。
【００８８】
図１０は本発明の実施の形態１に係るインジェクション量調整弁７２制御のフローチャートである。
インジェクション流量を調整するインジェクション量調整弁７２の制御方法について、図１０のフローチャートに基づき説明する。
本実施の形態では冷媒としてＲ４１０Ａを用いているため、インジェクション出口乾き度の目標である所定の乾き度とは、システムの運転効率が最も高くなる乾き度１、つまり飽和ガス状態である。
ＳＴ１１では、制御部３は、数式３、数式４からインジェクション回路７１出口乾き度Ｘｍｏを算出する。
ＳＴ１２では、制御部３は、ＳＴ１１で算出したＸｍｏが１でないか否かの判定を行う。
判定の結果がＹＥＳであればＳＴ１３へ、ＮｏであればＲＥＴＵＲＮへ移動し、もう一度ＳＴＡＲＴからの動作を繰り返す。
【００８９】
ＳＴ１３では、制御部３は、ＳＴ１２でＸｍｏ≠１と判定されたＸｍｏが１よりも大きいか否かの判定を行う。
判定の結果がＹＥＳであればＳＴ１４へ、ＮｏであればＳＴ１５へ移動する。
ＳＴ１４では、制御部３は、ＳＴ１３でＸｍｏ＞１と判定し、インジェクション回路７１出口が乾いている（インジェクション量が少ない）と予測しているため、飽和ガス状態（Ｘｍｏ＝１）とするためにインジェクション量調整弁７２の開度Ｓｊを開く方向へ動作させる。
ＳＴ１５では、制御部３は、ＳＴ１３でＸｍｏ＜１と判定し、インジェクション回路７１出口が湿っている（インジェクション量が多い）と予測しているため、飽和ガス状態（Ｘｍｏ＝１）とするためにインジェクション量調整弁７２の開度Ｓｊを閉じる方向へ動作させる。
【００９０】
再び、図９において、ＳＴ２では、制御部３は、冷媒回路１０側の過冷却熱交換器２６出口の過冷却度の検知、もしくは過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量の演算を行う。
【００９１】
ＳＴ３では、制御部３は、ＳＴ１の運転制御が安定しているかを判別する。
判定の結果がＹＥＳであればＳＴ３へ、ＮｏであればＲＥＴＵＲＮへ移動し、もう一度ＳＴＡＲＴからの動作を繰り返す。
なお、上記の制御目標値の安定判定に加えて、アキュムレーター２４内の液冷媒を完全に蒸発させてガス状態とするために、圧縮機２１起動からの運転時間が所定時間以上か否かの判定条件と、温度センサー３３ａから圧力センサー３４ａの飽和温度換算した値を引いた圧縮機２１吸入過熱度が所定の温度（例えば３℃）以上か否かの判定条件を加えても良い。
これにより液冷媒がアキュムレーター２４内に溜まることで正確な冷媒量が判定できなくなるという不都合を回避することができる。
【００９２】
ＳＴ４では、制御部３は、冷媒量判定パラメータとその基準値を比較することにより冷媒量適否の判定を行う。
具体的には、制御部３は、過冷却度ＳＣＣと基準値ＳＣＣｍとの偏差量ＥＳＣＣ（＝ＳＣＣ−ＳＣＣｍ）を求め、このＥＳＣＣが正の値であるか否かを判定する。
冷媒判定パラメータが、過冷却熱交換器２６の温度効率εｓｃｃや、インジェクション量調整弁７２であっても、過冷却度の場合と同様に、基準値と比較を行い、偏差量が正か負かで冷媒量適否の判定を行う。
偏差量が正の場合には、制御部３は、適正冷媒が充填されていると判断しＳＴ５へ移る。
偏差量が負の場合には、制御部３は、冷媒量不足と判断しＳＴ６へと移る。
この際、過冷却度ＳＣＣは瞬時値を用いるよりも、複数の過冷却度ＳＣＣの移動平均をとることが望ましく、移動平均をとることでサイクルの安定も考慮することができる。
【００９３】
ここで、基準値ＳＣＣの値は、予め熱源側ユニット２の容量に応じて、検出目標冷媒漏れ量と基準値ＳＣＣの関係を試験室試験や詳細シミュレーションで求めて設定しておく方法や、初期設置における冷媒充填時に、冷媒量を所定量（Δｋｇ）変化させた場合の過冷却度の変化量（ΔＳＣＣｉ）との関係ｄＳＣＣｋｇ（＝ΔＳＣＣｉ／Δｋｇ）を記憶し、この関係から所望の検出目標冷媒漏れ量ｋｇｍに対応するΔＳＣＣを決定する（ΔＳＣＣ＝ｄＸｋｇ・ｋｇｍ）などの方法でも良い。
なお、所望の検出目標冷媒漏れ量ｋｇｍやΔＳＣＣは、予め制御部３内の記憶部３ｄに記憶していても、リモコンや基板上のスイッチ類などの入力部３ｅからの入力や、遠隔地からの通信データに基づいて設定しても良い。
【００９４】
なお、基準値ＳＣＣｍは、本発明における「所定の基準値」に相当する。
【００９５】
ＳＴ３での冷媒量判定結果が適性範囲内の場合には、制御部３は、ＳＴ５で冷媒量適性の出力を行う。
出力の方法は、制御部３の基板上に配置されたＬＥＤや液晶などの出力端末での表示出力、遠隔地への通信データ出力などが可能である。
【００９６】
ＳＴ３での冷媒量判定結果が冷媒量が適性でない（不足）場合には、制御部３は、ＳＴ６で冷媒量異常の出力を行う。
出力の方法は、ＳＴ５同様、制御部３の基板上に配置されたＬＥＤや液晶などの出力端末での表示出力、遠隔地への通信データ出力などが可能である。
また、異常の場合は緊急を要すため、電話回線などを通じて、サービスマンへ異常発生を直接出力し、報知する方法としても良い。
【００９７】
以上のように本実施の形態においては、Ｘｍｏ予測制御を行い、インジェクション量調整弁７２を制御し、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のうち少なくとも１つにより冷媒量判定を行う。
このため、余剰液冷媒が無くなった際の過冷却度が顕著に減少し、冷媒量適否の判定精度を向上させることができる。
また、余剰液冷媒が無くなった際の過冷却度が顕著に減少するため、冷媒量適否の判定に係る所定の基準値（閾値）を１つの基準値とすることができ、冷媒量適否の判定に係る設定の煩雑さを低減することができる。
また、冷媒量適否の判定精度を向上させることにより、製品信頼性が向上し、大気中に放出される冷媒をより減少させることができる。
また、冷媒充填時にはシステムに応じて適正な冷媒を充填することができる。
【００９８】
なお、本実施の形態１の運転制御では、凝縮温度や蒸発温度を特定する制御とはしていないが、例えば、凝縮温度、蒸発温度一定制御としても、圧縮機２１の運転周波数と熱源側ユニット２の熱源側ファン２７の回転数を一定値として凝縮温度と蒸発温度制御を行わない運転や、凝縮温度もしくは蒸発温度のいずれか１つのみを目標値として制御する方法などでも良い。
【００９９】
なお、本実施の形態１では、レシーバー２５がある冷媒サイクルを例に説明を行ったが、レシーバー２５がない機種においても、同様に、上記メカニズムにより従来よりも高い精度で冷媒量適否の判定を行うことができる。
【０１００】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、インジェクション回路７１の入口を、過冷却熱交換器２６の出口側に設けた構成について説明した。本実施の形態２では、インジェクション回路７１入口を、レシーバー２５と過冷却熱交換器２６との間に設けた形態について説明する。
【０１０１】
＜機器構成＞
実施の形態２の構成について図１１を参照して説明する。
【０１０２】
図１１は本発明の実施の形態２に係る冷凍空調装置１の冷媒回路図である。
図１１に示すように、本実施の形態２における熱源側ユニット２のインジェクション回路７１は、インジェクション回路７１入口を、レシーバー２５と過冷却熱交換器２６との間に設け、レシーバー２５と過冷却熱交換器２６との間の熱源側冷媒回路１０ｃから冷媒を分岐させる。
なお、上記実施の形態１と同一部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１０３】
＜冷媒量判定方法＞
冷媒量判定方法は、基本的には実施の形態１と同様である。
ただし、上記実施の形態１ではインジェクション回路７１入口を過冷却熱交換器２６と液側閉鎖弁２８の間に設置するのに対し、本実施の形態ではレシーバー２５と過冷却熱交換器２６の間に設置するよう変更することにより、ｐｈ線図とインジェクション回路７１出口乾き度の演算方法とにおいて異なる部分がある。また、この異なる部分により、本実施の形態２では、上記実施の形態１と比較して冷媒量適否判定の精度が向上する。
以下、実施の形態１と異なる部分、及び実施の形態１と比較した優位点につき説明を行う。
【０１０４】
図１２は本発明の実施の形態２に係る適正冷媒充填時のＸｍｏ予測制御を説明するｐｈ線図である。
本実施の形態の動作について図１１、図１２に基づき、上記実施の形態１と異なる点を重点的に説明する。
【０１０５】
まず、冷媒の流れについて説明を行う。
圧縮機２１で圧縮された高温高圧冷媒（図１２点１）は、凝縮器である熱源側熱交換器２３を通り凝縮液化し、レシーバー２５内に一時的に貯留される（図１２点２）。
貯留された冷媒は、熱源側冷媒回路１０ｃとインジェクション回路７１とに分岐され、熱源側冷媒回路１０ｃを流れる冷媒は、過冷却熱交換器２６の高圧側を流れ過冷却が大きくなる（図１２点３）。
一方、インジェクション回路７１を流れる冷媒は、飽和液状態（図１２点２）でインジェクション回路７１に流入し、インジェクション量調整弁７２で減圧され（図１２点６）中間圧力の二相冷媒となった後、過冷却熱交換器２６の中間圧側に流入しガス化（図１２点７）する。
【０１０６】
＜インジェクション回路７１出口乾き度演算方法（実施の形態２）＞
次に、本実施の形態２におけるインジェクション回路７１出口乾き度の演算方法について、図１２を用いて説明を行う。
以下、実施の形態１と異なる点を重点的に説明する。
【０１０７】
本実施の形態２では、インジェクション回路７１入口を、レシーバー２５と過冷却熱交換器２６との間に設ける。
そのためインジェクション回路７１入口エンタルピーＨｍｉが、実施の形態１では過冷却熱交換器２６出口エンタルピーＨｓｃｃｏと等しくなるのに対し、本実施の形態２では飽和ガスエンタルピーＨｃｏと等しくなる。
よって、過冷却熱交換器２６の熱収支は、実施の形態１と異なり、下記の数式８により表される。
【数８】
2010223542.tif 000010
【０１０８】
上述した質量保存則（数式１）と、過冷却熱交換器２６熱収支（数式８）とを整理すると、インジェクション回路７１出口エンタルピーＨｍｏは、数式９で表される。
【０１０９】
【数９】
2010223542.tif 000011
【０１１０】
この数式９のインジェクション回路７１出口エンタルピーＨｍｏを用いて、インジェクション回路７１出口乾き度Ｘｍｏは数式１０で表される。
【０１１１】
【数１０】
2010223542.tif 000012
【０１１２】
ここで、
Ｇｒｈｉｇｈ：凝縮器である熱源側熱交換器２３を流れる冷媒流量
Ｇｒｌｏｗ＝ｆ（Ｐｄ、ρ（Ｔｓ）、Ｈｚ）：圧縮機冷媒流量［ｋｇ／ｈ］
Ｇｒｉｎｊ＝ｆ（Ｐｄ、Ｐｓ、ρ（Ｔｓｃｃ））：インジェクション冷媒流量［ｋｇ／ｈ］
Ｈｃｏ＝ｆ（Ｐｄ）：凝縮器である熱源側熱交換器２３の出口エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
Ｈｓｃｃｏ＝ｆ（Ｐｄ、Ｔｓｃｃ）：過冷却熱交換器２６高圧側出口エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
Ｈｍｉ：インジェクション回路７１入口エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
ＨＬ＝ｆ（ＰＭ）：過冷却熱交換器２６中間圧側飽和液エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
ＨＧ＝ｆ（ＰＭ）：過冷却熱交換器２６中間圧側飽和ガスエンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
Ｐｄ：吐出圧力［ＭｐａＧ］
Ｐｓ：吸入圧力［ＭｐａＧ］
ＰＭ：中間圧力［ＭｐａＧ］
ρ（Ｔｓ）：吸入ガス密度［ｋｇ／ｍ３］
ρ（Ｔｓｃｃ）：過冷却熱交換器２６高圧側出口密度［ｋｇ／ｍ３］
Ｔｓ：吸入ガス温度［℃］
Ｔｓｃｃ：過冷却熱交換器２６高圧側出口温度［℃］
Ｈｚ：圧縮機周波数［Ｈｚ］
【０１１３】
なお、圧縮機冷媒流量Ｇｒｌｏｗは、使用する圧縮機２１の性能特性から性能特性を近似式化する。
【０１１４】
インジェクション冷媒流量Ｇｒｉｎｊは、使用するインジェクション量調整弁７２のＣｖ値特性を近似式化する必要がある。
インジェクション冷媒流量Ｇｒｉｎｊは、Ｃｖ値の式を用いて次式により求められる。
【０１１５】
【数１１】
2010223542.tif 000013
【０１１６】
ここでＣｖは、例えばインジェクション量調整弁７２としての電子膨張弁のＣｖ値を、近似式化したもので、膨張弁開度ｐｕｌｓｅの関数（Ｃｖ＝ｆ（ｐｕｌｓｅ））で算出される。
【０１１７】
中間圧力ＰＭは、一般的に次式により求められる。
【０１１８】
【数１２】
2010223542.tif 000014
【０１１９】
吐出圧力Ｐｄは、圧力センサー３４ｂの測定値により求められる。
吸入圧力Ｐｓは、圧力センサー３４ａの測定値により求められる。
吸入ガス温度Ｔｓは、温度センサー３３ａの測定値により求められる。
過冷却熱交換器２６高圧側出口温度Ｔｓｃｃは、温度センサー３３ｄの測定値により求められる。
圧縮機周波数Ｈｚは、例えば制御部３の駆動部３ｃの駆動制御量により求められる。
【０１２０】
熱源側熱交換器２３出口エンタルピーＨｃｏは、吐出圧力Ｐｄに基づき、熱源側熱交換器２３出口が飽和液であると仮定して、近似式もしくはテーブルを用いて求められる。
【０１２１】
過冷却熱交換器２６高圧側出口エンタルピーＨｓｃｃｏ、過冷却熱交換器２６中間圧側飽和液エンタルピーＨＬ、過冷却熱交換器２６中間圧側飽和ガスエンタルピーＨＧ、吸入ガス密度ρ（Ｔｓ）、及び過冷却熱交換器２６高圧側出口密度ρ（Ｔｓｃｃ）は、各センサーの測定値を用いて、近似式もしくはテーブルから求められる。
【０１２２】
以降の動作は、上記実施の形態１と同様に、Ｘｍｏ予測制御を行い、冷媒量の適否判定を行う。
【０１２３】
＜本実施の形態の優位点＞
ここで、本実施の形態２が実施の形態１よりも冷媒量不足時の過冷却度の減少が顕著である。つまり、検知精度が高いということについて説明する。
本実施の形態２と実施の形態１とで、冷媒が不足し過冷却度が同一量減少した際の、インジェクション量の減少割合を比較する。
ここで、本実施の形態２と実施の形態１とを区別するために、実施の形態１には添え字(1)を、本実施の形態２には添え字(2)を付ける。
また、冷媒が適正量充填されている場合の状態量には添え字Ｆを、冷媒が不足している状態量には添え字Ｅを付ける。
なお、適正冷媒量充填時と冷媒不足時とで状態量が大きく変化しない、熱源側冷媒回路１０ｃを流れる冷媒量Ｇｒｈｉｇｈ、熱源側熱交換器出口エンタルピーＨｃｏ、インジェクション回路７１出口エンタルピーＨｍｏについては、添え字(1)、(2)、Ｆ、Ｅを付加しない。
また、過冷却度の減少は、本実施の形態２でも実施の形態１でも同一であるため、Ｈｓｃｃについては、添え字(1)、(2)を付加しない。
【０１２４】
まず、上述した実施の形態１において、冷媒が少なくなり凝縮器である熱源側熱交換器２３の出口が二相状態となった時のインジェクション量Ｇｒｉｎｊの減少割合を、数式２を用いて導出する。
【数１３】
2010223542.tif 000015
【０１２５】
【数１４】
2010223542.tif 000016
【０１２６】
よって、数式１３、数式１４から適正冷媒充填されているときと、冷媒が不足しているときのインジェクション量の減少割合ΔＧｒｉｎｊ(1)は、数式１５により算出できる。
【数１５】
2010223542.tif 000017
【０１２７】
次に、本実施の形態２においても同様にして、数式８を用いて適正冷媒充填されているときと、冷媒が不足しているときのインジェクション量の比ΔＧｒｉｎｊ(2)を、数式１６により算出する。
【数１６】
2010223542.tif 000018
【０１２８】
ここで、数式１５、数式１６から実施の形態１と本実施の形態２での、適正冷媒充填されているときと、冷媒が不足しているときのインジェクション量減少割合を比較する。
【数１７】
2010223542.tif 000019
【０１２９】
ここで、数式１７の実施の形態１のインジェクション量減少割合である（Ｈｍｏ−ＨｓｃｃｏＦ）／（（Ｈｍｏ−ＨｓｃｃｏＥ）は、１よりも大きいことより、本実施の形態２の方が、実施の形態１に比べて、インジェクション量がより少なくなるということが分かる。
また、本実施の形態２では冷媒が減少して熱源側熱交換器出口が二相状態になると、インジェクション入口部の冷媒も二相となる。
液単相に比べて二相状態では圧力損失が大きくなるため、インジェクション流量がさらに減少する。
【０１３０】
以上のように本実施の形態においては、上記実施の形態１に比べて、冷媒が不足した際のインジェクション量Ｇｒｉｎｊの減少が大きいため、上記実施の形態１よりもインジェクション回路７１出口が乾き、過冷却熱交換器２６の熱交換量が減少する。
このため、上記実施の形態１よりも、過冷却度、又は過冷却度に応じて変動する運転状態量が大きく低下し、冷媒量適否の判定精度をさらに向上させることができる。
【０１３１】
よって、インジェクション回路７１入口を、レシーバー２５と過冷却熱交換器２６との間に設けることにより、冷媒量適否判定の判定精度がより向上し、製品信頼性がより向上し、大気中に放出される冷媒をより減少させることができる。
また、冷媒充填時にはシステムに応じて適正な冷媒を充填することができる。
【０１３２】
なお、本実施の形態２では、インジェクション回路７１入口を、レシーバー２５と過冷却熱交換器２６との間に設けた場合を説明したが、本発明はこれに限らず、熱源側熱交換器２３とレシーバー２５との間に設けても良い。このような構成によっても、同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
実施の形態３．
本実施の形態３では、インジェクション回路７１入口を、レシーバー２５に設けた形態について説明する。
【０１３４】
＜機器構成＞
実施の形態３の構成について図１３を参照して説明する。
【０１３５】
図１３は本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置１の冷媒回路図である。
図１３に示すように、本実施の形態３における熱源側ユニット２のインジェクション回路７１は、インジェクション回路７１入口を、レシーバー２５に設け、レシーバー２５から冷媒を分岐させる。
例えば、インジェクション回路７１入口を、レシーバー２５の適正冷媒充填時における余剰冷媒の液最下面よりも下部に設ける。
なお、上記実施の形態１と同一部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１３６】
＜冷媒量判定方法＞
本実施の形態３の冷媒量判定方法は、基本的には実施の形態１と同様である。
ただし、異なる点としてインジェクション回路７１入口を、レシーバー２５に取り付けることが挙げられる。
【０１３７】
冷凍空調装置１は、冷媒量が適正である場合、いかなる運転時においても凝縮器である熱源側熱交換器２３出口が二相とならないように、レシーバー２５には常に液冷媒が余分に溜まっている。
このため、従来の技術では、冷媒が漏洩しても、レシーバー２５に余剰冷媒が溜まっているとレシーバー２５の液面が下がるのみで運転状態量に変化は生じることはなく、レシーバー２５から余剰冷媒が無くなると初めて運転状態量に変化が生じ、その運転状態量を検知して冷媒不足を判定していた。
よって、従来の技術において、レシーバー２５を有する冷凍空調装置１では、この余剰冷媒が無くなるまで冷媒不足を検知することができず、余剰冷媒が冷媒量適否判定の精度を低下させていた。
【０１３８】
本実施の形態３における冷凍空調装置１では、インジェクション回路７１入口を、適正冷媒充填時のレシーバー２５に最も少なく溜まる余剰冷媒の液面よりも下部に取り付ける。
これにより、レシーバー２５に余剰冷媒が貯留している場合にも、冷媒量適否の判定を行うことができ、冷媒量適否判定の検知精度を向上させることができる。
そのメカニズムについて、ｐｈ線図と過冷却熱交換器２６の温度変化を用いて説明する。
【０１３９】
図１４は本発明の実施の形態３に係る冷媒不足時のＸｍｏ予測制御を説明するｐｈ線図である。
図１４においては、冷媒が漏洩してレシーバー２５の液面が下がり、インジェクション回路７１入口から二相流が流入した際のｐｈ線図を示している。
なお、適正冷媒充填時のｐｈ線図は、図１２と同一である。
【０１４０】
以下、本実施の形態３の動作について図１３、図１４に基づき、冷媒が漏洩しインジェクション回路７１入口から二相流が流入した際の動作について、上記実施の形態と異なる点を重点的に説明する。
【０１４１】
まず、冷媒の流れについて説明を行う。
圧縮機２１で圧縮された高温高圧冷媒（図１４点１）は、凝縮器である熱源側熱交換器２３を通り凝縮液化し、レシーバー２５内に一時的に貯留される（図１４点２）。
貯留された冷媒は、熱源側冷媒回路１０ｃとインジェクション回路７１に分岐され、熱源側冷媒回路１０ｃを流れる冷媒は過冷却熱交換器２６の高圧側を流れ過冷却が付く（図１４点３）。
ここで冷媒が漏洩してレシーバー２５の液面が下がりインジェクション入口から二相流が流入すると、インジェクション入口エンタルピーは図１４点２’となる。
その後、インジェクション量調整弁７２で減圧され（図１４点６）適正冷媒量充填されたときよりも乾いた二相冷媒となった後、過冷却熱交換器２６の中間圧側に流入しガス化（図１４点７）する。
【０１４２】
＜冷媒量判定方法＞
次に、本実施の形態３における冷媒量適否判定のメカニズムを、数式１８と図１４を用いて説明する。
本実施の形態３における過冷却熱交換器２６の熱収支は、下記の数式１８により表される。
【数１８】
2010223542.tif 000020
【０１４３】
適正冷媒が充填されている時の状態量には添え字Ｆを付け、冷媒が漏洩しレシーバー２５液面が下がりインジェクション回路７１入口が二相冷媒となった時の状態量には添え字Ｅを付け、それぞれインジェクション量Ｇｒｉｎｊを算出すると数式１９、数式２０となる。
なお、Ｇｒｈｉｇｈ、Ｈｃｏ、Ｈｓｃｃｏは、数式１９、数式２０で変化しないため、添え字は付加しない。
【数１９】
2010223542.tif 000021
【数２０】
2010223542.tif 000022
【０１４４】
インジェクション回路７１入口が二相冷媒となった時、インジェクション回路７１入口エンタルピーＨｍｉＥはエンタルピーが増加し、（ＨｍｏＥ−ＨｍｉＥ）が減少するため、適正冷媒が充填されている時よりもインジェクション流量は増加しなければならない。
しかし、Ｘｍｏ予測制御ではインジェクション回路７１入口が飽和ガスとしてインジェクション量調整弁７２が制御されているため、適正冷媒充填時と同一流量しか流れない。
よって、熱交換量は流量とエンタルピー差の積で算出されることから、エンタルピー差分だけ過冷却熱交換器２６の熱交換量が減少する。
よって、過冷却熱交換器２６による過冷却度が減少し、この過冷却度、又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量により、レシーバー２５内の余剰冷媒の液面が低下したことを検知することができる。
【０１４５】
また、レシーバー２５内の余剰冷媒の液面が下がり、インジェクション回路７１入口が二相流となると、インジェクション量が必要量（ＧｒｉｎｊＥ）よりも不足するため、インジェクション回路７１出口の乾き度が大きくなる（図１４点７）。
これにより、冷媒が適正に充填されている時と比較して吐出温度Ｔｄは高く、吐出過熱度（ＳＨｄ）も大きくなるため、これらの運転状態量を適正冷媒量が充填されたときの値と比較することにより冷媒量の適否を判定することができる。
【０１４６】
以上のように本実施の形態においては、インジェクション回路７１入口を、適正冷媒充填時における余剰冷媒の液最下面よりも下部に取り付ける。
これにより、レシーバー２５に余剰冷媒が貯留されている場合においても、冷媒量適否の判定を行うことができ、冷媒量適否判定の検知精度を向上させることができる。
【０１４７】
また、冷媒量適否判定の検知精度が高まることにより製品信頼性が向上し、大気中に放出される冷媒を減少させることができる。
また、冷媒充填時にはシステムに応じて適正な冷媒を充填することができる。
【０１４８】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、インジェクション回路７１の出口を、圧縮機２１の中間圧部に設けた構成について説明した。本実施の形態４では、インジェクション回路７１に代えて、バイパス回路７１’を設け、その出口を、冷媒回路１０の低圧側に設けた形態について説明する。
【０１４９】
＜機器構成＞
実施の形態４の構成について図１５を参照して説明する。
【０１５０】
図１５は本発明の実施の形態４に係る冷凍空調装置１の冷媒回路図である。
図１５に示すように、本実施の形態における熱源側ユニット２は、上述したインジェクション回路７１に代えて、バイパス回路７１’を設けている。
バイパス回路７１’は、熱源側熱交換器２３から利用側熱交換器４２Ａ、４２Ｂへ送られる冷媒の一部を、熱源側冷媒回路１０ｃから分岐させて、バイパス量調整弁７２’と過冷却熱交換器２６の中間圧側とを介して、冷媒回路１０の低圧側に戻すものである。
なお、上記実施の形態１と同一部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１５１】
なお、バイパス回路７１’は、本発明における「サブ冷媒回路」に相当する。
なお、バイパス量調整弁７２’は、本発明における「流量調整弁」に相当する。
【０１５２】
＜冷媒量判定方法＞
冷媒量判定方法は、基本的には実施の形態１と同様である。
ただし、上記実施の形態１ではインジェクション回路７１出口を圧縮機２１の中間圧部に接続するのに対し、本実施の形態４ではバイパス回路７１’の出口を冷媒回路１０の低圧側に接続することにより、ｐｈ線図において異なる部分がある。
以下、実施の形態１と異なる部分につき説明を行う。
【０１５３】
図１６は本発明の実施の形態４に係る適正冷媒充填時のＸｍｏ予測制御を説明するｐｈ線図である。
本実施の形態の動作について図１５、図１６に基づき、実施の形態１と異なる点を重点的に説明する。
【０１５４】
まず、冷媒の流れについて説明を行う。
圧縮機２１で圧縮された高温高圧冷媒（図１６点１）は、凝縮器である熱源側熱交換器２３を通り凝縮液化し、レシーバー２５内に一時的に貯留される（図１６点２）。
貯留された冷媒は、過冷却熱交換器２６の高圧側を流れ過冷却が付く（図１６点３）。
バイパス回路７１’を流れる冷媒は、過冷却状態（図１６点３）でバイパス回路７１’に流入し、バイパス量調整弁７２’で減圧され（図１６点６）中間圧力の二相冷媒となった後、過冷却熱交換器２６の低圧側に流入しガス化（図１６点７）する。
【０１５５】
以上のように本実施の形態においては、バイパス回路７１’を有する冷凍空調装置においても、上記実施の形態１〜３のインジェクション回路７１を有する冷凍空調装置と同様に、冷媒量検知の精度を向上させることができ、それにより製品信頼性が向上し、大気中に放出される冷媒を減少させることができる。
また、冷媒充填時にはシステムに応じて適正な冷媒を充填することができる。
【０１５６】
なお、本実施の形態では、バイパス回路７１’の出口をガス側閉鎖弁２９とレシーバー２５の間に接続したが、バイパス回路７１’の出口接続部は図１５に限られたものではなく、ガス側閉鎖弁２９から圧縮機２１の吸入側に至るまでの区間であれば何処の場所に設けられても良い。
【０１５７】
なお、本実施の形態では、バイパス回路７１’の入口を過冷却熱交換器２６の出口から分岐したものとしたが、バイパス回路７１’の入口はレシーバー２５と過冷却熱交換器２６の間の熱源側冷媒回路１０ｃから分岐しても、レシーバー２５からとっても良い。
【０１５８】
実施の形態５．
本実施の形態５では、熱源側ユニット２を複数備える形態について説明する。
【０１５９】
＜機器構成＞
実施の形態５の構成について図１７を参照して説明する。
【０１６０】
図１７は本発明の実施の形態５に係る冷凍空調装置１の冷媒回路図である。
図１７に示すように、本実施の形態５においては、熱源側ユニット２を２台（熱源側ユニット２Ａ、２Ｂ）備え、この熱源側ユニット２Ａ、２Ｂを並列接続する。
なお、上記実施の形態１と同一部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１６１】
熱源側ユニット２Ａと２Ｂは同一の構成であり、液冷媒延長配管６、ガス冷媒延長配管７それぞれに対して並列接続されている。
熱源側ユニット２Ａと２Ｂは、空調容量が同一容量でも良いし、異容量でも良い。また、本実施の形態では２台接続について説明するが、これ以上の複数台数接続に対しても同様の手法を適用できる。
【０１６２】
＜冷媒量判定方法＞
冷媒量判定方法は、基本的には実施の形態１と同様である。
熱源側ユニット２が２台あるため、制御上の相違点としては、圧縮機２１の周波数の増減はそれぞれの圧縮機２１容量比に応じて変化させる点である。
熱源側熱交換器２３に送風する熱源側ファン２７、利用側膨張弁４１Ａ、４１Ｂの制御は熱源側ユニット２が１台の場合と同一であり、それぞれの熱源ユニットに対応するセンサーの出力値に基づき、個別制御を行う。
【０１６３】
また、熱源側ユニット２が複数台（例えば熱源側ユニット２Ａ、２Ｂ）ある場合には、設置条件、運転条件によっては冷凍サイクルの冷媒分布に偏りが生じるため、適正量冷媒が充填されていても、ある熱源側ユニット２だけ熱源側熱交換器２３出口が二相状態となり、冷媒量不足と誤検知する場合も考えられる。
【０１６４】
このような事態を回避するために、それぞれの熱源側ユニット２Ａ、２Ｂ内の過冷却熱交換器２６の温度効率εｓｃｃが所定の値以上となるように熱源側ユニット２Ａ、２Ｂそれぞれの熱源側ファン２７の回転数を制御する。
例えば、熱源側ユニット２Ａ側の過冷却熱交換器２６温度効率εｓｃｃが低く（熱源側ユニット２Ａ熱源側熱交換器２３出口が二相状態）、熱源側ユニット２Ｂ側の過冷却熱交換器２６温度効率が高い（熱源側ユニット２Ｂ熱源側熱交換器２３出口が液単相）場合には、熱源側ユニット２Ａの熱源側ファン２７の回転数を増速して熱源側熱交換器２３が液単相となる方向に制御し、熱源側ユニット２Ｂの熱源側ファン２７の回転数を減速してレシーバー２５内の余剰冷媒が減る方向に制御する。
【０１６５】
このような制御を行うことにより、熱源側ユニット２Ａ、２Ｂ間の冷媒分布ばらつきを抑制し、冷媒量検出精度を向上させることが可能となる。
上記の所定の値以上とは、例えば運転範囲内における過冷却熱交換器２６温度効率εｓｃｃの変動が０．４〜０．６の場合、下限値である０．４以上にするなどである。
【０１６６】
なお、上記説明では、過冷却熱交換器２６の温度効率εｓｃｃが所定の値以上となるように運転制御を行う場合を説明したが、これに限らず、複数の熱源側ユニット２の各過冷却熱交換器２６出口における過冷却度、又は過冷却度の変動に応じて変動する運転状態量の値が、所定の値以上となるように運転制御を行うようにしても良い。
【０１６７】
以上のように本実施の形態においては、熱源側ユニット２を複数備える冷凍空調装置１においても、上記実施の形態１〜４と同様に、冷媒量検知の精度を向上させることができ、それにより製品信頼性が向上し、大気中に放出される冷媒を減少させることができる。
また、冷媒充填時にはシステムに応じて適正な冷媒を充填することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明を利用すれば、熱源側ユニット２と利用側ユニット４Ａ、４Ｂとが接続配管を介して接続された冷凍空調装置１において、冷媒量の適否を従来よりも精度良く判定できるようになるため、製品信頼性が向上し、大気中に放出される冷媒を減少させることができる。
また、冷媒充填時にはシステムに応じて適正な冷媒を充填することができる。
【符号の説明】
【０１６９】
１  冷凍空調装置、２  熱源側ユニット、２Ａ  熱源側ユニット、２Ｂ  熱源側ユニット、３  制御部、３ａ  測定部、３ｂ  演算部、３ｃ  駆動部、３ｄ  記憶部、３ｅ  入力部、３ｆ  出力部、４Ａ  利用側ユニット、４Ｂ  利用側ユニット、６  液冷媒延長配管、７  ガス冷媒延長配管、１０  冷媒回路、１０ａ  利用側冷媒回路、１０ｂ  利用側冷媒回路、１０ｃ  熱源側冷媒回路、２１  圧縮機、２３  熱源側熱交換器、２４  アキュムレーター、２５  レシーバー、２６  過冷却熱交換器、２７  熱源側ファン、２８  液側閉鎖弁、２９  ガス側閉鎖弁、３１  熱源側制御部、３２ａ  利用側制御部、３２ｂ  利用側制御部、３３ａ  温度センサー、３３ｂ  温度センサー、３３ｃ  温度センサー、３３ｄ  温度センサー、３３ｅ  温度センサー、３３ｆ  温度センサー、３３ｇ  温度センサー、３３ｈ  温度センサー、３３ｉ  温度センサー、３３ｊ  温度センサー、３３ｋ  温度センサー、３３ｌ  温度センサー、３４ａ  圧力センサー、３４ｂ  圧力センサー、４１Ａ  利用側膨張弁、４１Ｂ  利用側膨張弁、４２Ａ  利用側熱交換器、４２Ｂ  利用側熱交換器、４３Ａ  利用側ファン、４３Ｂ  利用側ファン、７１  インジェクション回路、７１’  バイパス回路、７２  インジェクション量調整弁、７２’  バイパス量調整弁。
【図１】
2010223542.tif 000023
【図２】
2010223542.tif 000024
【図３】
2010223542.tif 000025
【図４】
2010223542.tif 000026
【図５】
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【図６】
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【図７】
2010223542.tif 000029
【図８】
2010223542.tif 000030
【図９】
2010223542.tif 000031
【図１０】
2010223542.tif 000032
【図１１】
2010223542.tif 000033
【図１２】
2010223542.tif 000034
【図１３】
2010223542.tif 000035
【図１４】
2010223542.tif 000036
【図１５】
2010223542.tif 000037
【図１６】
2010223542.tif 000038
【図１７】
2010223542.tif 000039