(57)【要約】圧縮機（１４）と、凝縮器（１１）と、蒸発器（２１）と、減圧器（２３）と、凝縮器（１１）を通過する冷媒を過冷却する過冷却器（１６）と、圧縮機（１４）から凝縮器（１１）と過冷却器（１６）を経由する部分の冷媒循環量を基に、過冷却器（１６）の出口における冷媒の適正過冷却度を推定し、推定された適正過冷却度を基に、冷媒量を判定するための判定閾値を算出する過冷却度算出部（１１４）と、実測された遷冷却度と判定閾値とを比較することで、冷媒量を判定する冷媒量判定部（１１５）とを有し、冷媒量を判定する冷凍サイクル装置。
2017042649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状の冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮された冷媒を減圧する減圧器と、
前記減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器で凝縮された前記冷媒を過冷却する過冷却器と、
前記圧縮機の吐出側から、前記凝縮器、前記過冷却器を循環する冷媒循環量に関する値を基に、前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度に関する値を推定する適正過冷却度推定部と、
前記推定された適正過冷却度に関する値を基に、冷媒量を判定するための判定閾値を算出する判定閾値算出部と、
実測された過冷却度に関する値と、前記判定閾値とを比較することで、前記冷媒量を判定する判定処理部と、
を有することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒循環量に関する値は、
前記冷媒循環量である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記過冷却器から流出した冷媒の経路が、第１の経路及び第２の経路に分流され、
前記第１の経路は、液インジェクション減圧器によって減圧された後、前記圧縮機の中間圧力にインジェクションされ、
前記第２の経路は、前記減圧器へ送られ、
前記適正過冷却度推定部は、
以下の式（１）を基に推定された推定冷媒循環量を、前記冷媒循環量の値とする
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
Ｇｒ＝（ａ１・Ｆｒ＋ａ２）（ｂ１・Ｐｓ＋ｂ２）（ｃ１・ＭＶ＋ｃ２）・・・（１）
ここで、Ｇｒは前記冷媒循環量の推定値であり、Ｆｒは圧縮機回転速度であり、Ｐｓは圧縮機の吸入圧力であり、ＭＶは前記液インジェクション減圧器の開度である。また、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２は、実験もしくはシミュレーションによってそれぞれ求められる係数である。
【請求項４】
請求項３に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記過冷却器と、前記減圧器との間に、エコノマイザ及びエコノマイザ減圧器が備えられ、
前記第２の経路は、前記エコノマイザに流入する第３の経路及び前記エコノマイザ減圧器に流入する第４の経路に分流され、
前記第４の経路に流入した冷媒は、前記エコノマイザ減圧器によって減圧された後、前記エコノマイザに流入し、前記エコノマイザから流出した後、前記第１の経路における冷媒と合流し、該合流した冷媒は前記圧縮機の中間圧にインジェクションされ、
前記第３の経路に流入した冷媒は、前記エコノマイザにおいて、前記第４の経路における冷媒と熱交換することによって過冷却された後、前記減圧器に送られ、
前記適正過冷却度推定部は、
前記式（１）における、前記液インジェクション減圧器の開度を、前記液インジェクション減圧器の開度と、前記エコノマイザ減圧器の開度とを加算した値とする
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項５】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、
前記適正過冷却度であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記実測された過冷却度である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項６】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した適正過冷却度効率であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における、実測された前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した実測過冷却度効率である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項７】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、前記適正過冷却度及び前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した適正過冷却度効率であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における、実測された前記冷媒の適正過冷却度及び当該実測された適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した実測過冷却度効率であり、
前記判定処理部は、
前記冷媒循環量が、所定値以上では前記適正過冷却度に基づいた判定閾値にて判定し、所定値未満では前記適正過冷却度効率に基づいた判定閾値を用いて前記冷媒量を判定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項８】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記過冷却器と、前記減圧器との間に、エコノマイザ及びエコノマイザ減圧器が備えられ、
前記適正過冷却度に関する値は、
前記エコノマイザの出口における適正な過冷却度である適正エコノマイザ出口過冷却度であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記エコノマイザの出口における、実測された過冷却度である実測エコノマイザ出口過冷却度である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項９】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度推定部は、
以下の式（２）を基に、前記冷媒の適正過冷却度を算出する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
Ｓｃ１ｓ＝Ａ１・Ｌｎ（Ｇｒ）−Ａ２  ・・・  （２）
ただし、Ｓｃ１ｓは適正過冷却度、Ｇｒは冷媒循環量、Ａ１及びＡ２は、冷媒循環量と適正過冷却度との関係から求められる所定の係数である。
【請求項１０】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
室外ファンを有し、
前記冷媒循環量に関する値は、
前記冷媒循環量の定格比を前記室外ファンの回転速度の定格比で除した値である
ことと特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、
前記適正過冷却度であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記実測された過冷却度である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した適正過冷却度効率であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における、実測された前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した実測過冷却度効率である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度推定部は、
以下の式（３）を基に、前記冷媒の適正過冷却度を算出する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
Ｓｃ２ｃ＝Ａ３・（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）＋Ａ４  ・・・  （３）
ただし、Ｓｃ２ｃは適正過冷却度、Ｇｒｒは冷媒循環量定格比、Ｆｏｒは室外ファンの回転速度の定格比、Ａ３及びＡ４は、冷媒循環量定格比を室外ファンの回転速度の定格比で除した値と、適正過冷却度との関係から求められる所定の係数である。
【請求項１４】
請求項１０に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、前記適正過冷却度及び前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した適正過冷却度効率であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における、実測された前記冷媒の適正過冷却度及び当該実測された適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した実測過冷却度効率であり、
前記判定処理部は、
前記冷媒循環量の定格比を室外ファンの回転速度の定格比で除した値が、所定値以上では前記適正過冷却度に基づいた判定閾値にて判定し、所定値未満では前記適正過冷却度効率に基づいた判定閾値を用いて前記冷媒量を判定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記凝縮器と、前記過冷却器と、の間に、前記凝縮器で凝縮された前記冷媒を貯留する余剰冷媒貯留器を備える
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記判定処理部は、
前記実測された過冷却度が、前記判定閾値より小さい値の場合、前記冷媒量の不足が生じていると判定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記判定処理部は、
前記実測された過冷却度に関する値が、前記判定閾値より小さい状態が、所定時間継続した場合、前記冷媒量の不足が生じていると判定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記判定処理部は、
前記実測された過冷却度が、前記判定閾値より大きい値の場合、前記冷媒量が適正であると判定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記判定処理部は、
前記実測された過冷却度に関する値が、前記判定閾値より小さい値の場合、前記冷媒の追加充填量を算出し、該追加充填量の冷媒を追加する前記冷媒量が適正に対して一定割合有すると判定し、その後残りの追加封入量を算出し、指示することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒は、地球温暖化係数が１０００以上である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２１】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒は、地球温暖化係数が７５０以下である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、冷凍サイクル装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば特許文献１には、「運転容量を調節可能な圧縮機（２１）と熱源側熱交換器（２３）と前記熱源側熱交換器に対する冷却熱源の冷却作用を調節可能な冷却熱源調節手段（２７）とを有する熱源ユニット（２）と、利用側熱交換器（４１）を有する利用ユニット（４）と、膨張機構（３３）と、前記熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続する液冷媒連絡配管（６）及びガス冷媒連絡配管（７）を含み、前記熱源側熱交換器を前記圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、前記利用側熱交換器を前記熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を少なくとも行うことが可能な冷媒回路（１０）と、前記利用ユニットの運転負荷に応じて前記熱源ユニット及び前記利用ユニットの各機器の制御を行う通常運転モードから、前記冷房運転を行い前記利用側熱交換器の出口における冷媒の過熱度が正値になるように前記利用側膨張機構を制御する冷媒量判定運転モードへ切り換えるモード切替手段と、前記冷媒量判定運転モードにおいて、前記熱源側熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を、検出値として検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記過冷却度を凝縮温度から室外温度を差し引いた値によって除して得られる値を過冷却度補正値として導出する過冷却度補正手段と前記冷媒量判定運転モードにおいて、前記過冷却度補正値に基づいて、前記冷媒回路内に充填されている冷媒量の適否の判定を冷媒量適否判定として行う冷媒量適否判定手段と、を備える空気調和装置（１）。」が記載されている（特許請求の範囲参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５０５４７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  特許文献１に記載の空気調和装置は、まず、冷房運転時の蒸発器出口の冷媒過熱度が正値になるように制御を行う冷媒判定運転モードに移行する。そして、空気調和機は凝縮器出口の冷媒過冷却度を検出するとともに、凝縮温度から室外空気温度を差し引いた値で過冷却度を除した相対過冷却度値を過冷却度補正値として導出する。その後、空気調和機は、過冷却度補正値（相対過冷却度値）に基づいて、冷媒回路内の冷媒量適否判定を行う。
特許文献１による空気調和機によれば、外気温度や室外熱交換器の汚れ等の外乱の影響を受けることなく高精度に冷媒量適否を判定できる。【０００５】  特許文献１に記載の空気調和機における冷媒量適否判定方法では、過冷却度の検知手段である温度センサや圧力センサの誤差を考慮すると、凝縮器過冷却度を一定値（たとえば、６〜１０℃）以上に大きくしなければ、検知精度が確保できない。しかし、検知精度を確保するために、過冷却度を増加させると、過冷却度の増加は圧縮機における吐出圧力の上昇につながるため、高効率運転ができない課題がある。つまり、凝縮器の出口における過冷却度を基に冷媒の漏えいを判定することは難しい。【０００６】  また、特許文献１に記載の技術における冷媒量判定モードでは、蒸発器の過熱度を一定値に安定させなければ、凝縮器過冷却度での冷媒量適否判定ができない。そのため、蒸発器の過熱度を熱源機側からコントロールできないコンデンシングユニット等の冷媒量判定には用いることができない。【０００７】  さらに、特許文献１では、外気温度や凝縮温度で補正した過冷却度を用いることで、判定精度を向上できるとしているが、冷凍サイクルの運転条件がより広範囲になる（極端に変化する）冷凍機等の運転状態に対応するには判定精度が十分でないという課題があった。【０００８】  このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、冷媒量を高い精度で判定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  前記した課題を解決するため、本発明は、ガス状の冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮された冷媒を減圧する減圧器と、前記減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記凝縮器で凝縮された前記冷媒を過冷却する過冷却器と、前記圧縮機の吐出側から、前記凝縮器、前記過冷却器を循環する冷媒循環量に関する値を基に、前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度に関する値を推定する適正過冷却度推定部と、前記推定された適正過冷却度に関する値を基に、冷媒量を判定するための判定閾値を算出する判定閾値算出部と、実測された過冷却度に関する値と、前記判定閾値とを比較することで、前記冷媒量を判定する判定処理部と、を有することを特徴とする。
その他の解決手段については、実施形態中に記載する。
【発明の効果】
【００１０】  本発明によれば、冷媒量を高い精度で判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る空気調和機の構成例を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る制御装置の構成例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る空気調和機のモリエル線図（Ｐ−Ｈ線図）である。
【図４】冷媒循環量Ｇｒと、各部位における過冷却度を示した特性図である。
【図５】冷媒循環量の推定値と、冷媒循環量の実測値との関係を示すグラフである。
【図６】第１実施形態に係る冷媒漏えい判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】室外ファン回転速度を様々に変化させた場合における冷媒循環量と、過冷却器の出口における過冷却度との関係を示す特性図である。
【図８】室外ファン回転速度を様々に変化させた場合における、冷媒循環量比Ｇｒｒを室外ファン回転速度比Ｆｏｒで除した値（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）と、過冷却器の出口における過冷却度との関係を示す特性図である。
【図９】室外ファン回転速度を様々に変化させた場合における、冷媒循環量比Ｇｒｒを室外ファン回転速度比Ｆｏｒで除した値（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）と、過冷却器の出口における過冷却度効率との関係を示す特性図である。
【図１０】室外ファン回転速度を様々に変化させた場合における冷媒循環量と、過冷却器の出口における過冷却度効率との関係を示す特性図である。
【図１１】第２実施形態に係る空気調和機の構成例を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係る空気調和機のモリエル線図（Ｐ−Ｈ線図）である。
【図１３】冷媒循環量と、エコノマイザ出口過冷却度との関係を示す特性図である。
【図１４】第３実施形態に係る冷媒漏えい判定処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】  次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態では、室内を冷房する場合について説明する。
【００１３】［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
（空気調和機１の構成）
図１は、第１実施形態に係る空気調和機の構成例を示す図である。
本実施形態の空気調和機（冷凍サイクル装置）１は、室外機１０、室内機２０、制御装置１００及び表示装置２００を含んで構成される。なお、表示装置２００は省略可能である。室外機１０は、凝縮器として動作する室外熱交換器１１、レシーバ（余剰冷媒貯留器）１３、過冷却器１６、室外ファン１２、液インジェクション弁１７、圧縮機１４、アキュムレータ１５，ガス阻止弁１８ａ及び液阻止弁１８ｂを含んで構成される。一方、室内機２０は、蒸発器として動作する室内熱交換器２１、室内ファン２２、室内膨張弁（減圧器）２３を含んで構成される。
【００１４】  そして、室外機１０と室内機２０は、冷媒が流れる配管３０，３１で接続されている。なお、室外機１０はガス阻止弁１８ａを介して配管３１と接続し、液阻止弁１８ｂを介して配管３０と接続している。
また、本実施形態の空気調和機１は、圧縮機１４、室外熱交換器１１、レシーバ１３、過冷却器１６、液インジェクション弁１７、室内熱交換器２１、室内膨張弁２３で冷凍サイクルを構成している。
【００１５】  制御装置１００は、室外機１０における室外ファン１２の起動や停止、液インジェクション弁１７における開度の調節、圧縮機１４の回転速度Ｆｒの調節等によって室外機１０を制御する。また、制御装置１００は、室内機２０における室内ファン２２の起動や停止、室内膨張弁２３における開度の調節等によって室内機２０を制御する。なお、これらの制御に関する制御線については、図１での図示を適宜省略している。
【００１６】  圧縮機１４で圧縮された冷媒（気体、ガス状）は、凝縮器としての室外熱交換器１１に流入し、室外ファン１２で送風される外気との熱交換で冷却されて凝縮する。室外熱交換器１１で凝縮した冷媒（液体）は、レシーバ１３にて余剰冷媒分が貯留されつつ通過し、過冷却器１６で過冷却された後、配管３０を流通して室内機２０に導入される。また、過冷却器１６を通過後の冷媒の一部（第１の経路）は、液インジェクション弁１７で所定流量に調整され、圧縮機１４の圧縮室中間部にインジェクションされる。これにより圧縮機１４の吐出温度Ｔｄが適正値に制御される。
【００１７】  液インジェクション弁１７に流入せずに室内機２０に導入された冷媒（液体：第２の経路）は室内膨張弁２３で減圧されて、蒸発器としての室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換器２１に流入した冷媒（気液二相状態又は液体）は、室内ファン２２で送風される室内空気との熱交換で気化（蒸発）する。このとき、室内熱交換器２１で気化する冷媒（液体）が室内空気から気化熱を奪って室内空気を冷却する。
【００１８】  室内熱交換器２１で気化した冷媒（気体、ガス状）は、配管３１を流通して室外機１０に導入され、アキュムレータ１５に流入する。アキュムレータ１５は、過渡的に液冷媒が過剰に流入した際に冷媒（液体）を貯留するバッファタンクとして機能し、これによって圧縮機１４での液圧縮が防止される。したがって、アキュムレータ１５において冷媒の乾き度が調整され、圧縮機１４には適正な乾き度の冷媒が流入することで圧縮機１４の液圧縮等が防止されて信頼性が確保される。
【００１９】  なお、室外機１０には、圧縮機１４で吐出される冷媒の温度（吐出温度Ｔｄ）を測定する吐出温度センサ１０ｔａと、圧縮機１４の出口側での冷媒の圧力（吐出圧力Ｐｄ）を測定する吐出圧力センサ１０ｐａと、圧縮機１４の入口側での冷媒の圧力（吸入圧力Ｐｓ）を測定する吸入圧力センサ１０ｐｂと、が備わっている。
【００２０】  また、室外機１０には、室外熱交換器１１での冷媒の凝縮温度Ｔｃを測定するための温度センサ１０ｔｂ、過冷却器１６の出口温度Ｔｓｃを測定する温度センサ１０ｔｃが備わっている。さらに、室外機１０にはガス阻止弁１８ａの出口温度Ｔｓ（アキュムレータ１５の入口温度）を測定する温度センサ１０ｔｄが備わっている。さらに、室外機１０には、凝縮器（室外熱交換器１１）の出口における冷媒の温度を測定する温度センサ１０ｔｅ、及び外気の温度を測定する外気温度センサ１０ｔｆが備わっている。また、室外機１０には、室外熱交換器１１の気液二相部分の配管に備えられ、気液二相部分の温度を測定する温度センサ１０ｔｇが備わっている。
【００２１】  室内機２０には、室内熱交換器２１での冷媒の蒸発温度Ｔｅを測定するための温度センサ２０ｔａが備わっている。さらに、室内機２０には室内熱交換器２１の入口温度を測定するための温度センサ２０ｔｂ及び室内熱交換器２１の出口温度を測定するための温度センサ２０ｔｃが備わっている。
なお、吐出温度Ｔｄに替えて、圧縮機１４のチャンバ上部温度を測定して使用する構成としても良い。
制御装置１００は、各種センサ１０ｔａ，１０ｔｂ，１０ｔｃ，１０ｔｄ，１０ｔｅ，１０ｔｆ，１０ｔｇ，１０ｐａ，１０ｐｂ，２０ｔａ，２０ｔｂ，２０ｔｃや、液インジェクション弁１７、室内膨張弁２３等から取得した情報を基に、過冷却器１６の出口における過冷却度を算出し、該過冷却度と後記する手法で算出される判定閾値とを比較することで、冷凍サイクルにおける冷媒量を判定する。冷媒量の判定については、後記して説明する。制御装置１００は、冷媒量の判定結果を表示装置２００等に表示する。
【００２２】（制御装置１００の構成）
図２は、第１実施形態に係る制御装置の構成例を示す図である。
制御装置１００は、メモリ１１０、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２０、ＨＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ）等の記憶装置１３０、通信装置１４０を有している。
そして、メモリ１１０にはプログラムが展開され、このプログラムがＣＰＵ１２０によって実行されることで、処理部１１１、処理部１１１を構成する運転情報取得部１１２、運転状態判定部１１３、過冷却度算出部（適正過冷却度推定部、判定閾値算出部）１１４、冷媒量判定部（判定処理部）１１５及び出力処理部１１６が具現化している。
【００２３】  運転情報取得部１１２は、記憶装置１３０を介して、図１における各種センサ１０ｔａ，１０ｔｂ，１０ｔｃ，１０ｔｄ，１０ｔｅ，１０ｔｆ，１０ｔｇ，１０ｐａ，１０ｐｂ，２０ｔａ，２０ｔｂ，２０ｔｃ等から情報を取得したり、液インジェクション弁１７や、室内膨張弁２３から弁の開度情報を取得したりする。
運転状態判定部１１３は、空気調和機１の状態が冷媒漏えい状態に適した状態であるか否かを判定する。
過冷却度算出部１１４は、後記する判定閾値や、過冷却器１６の出口における実測過冷却度を算出する。
【００２４】  冷媒量判定部１１５は、過冷却度算出部１１４が算出した判定閾値及び実測過冷却度を基に、冷媒量が適切であるか否かを判定する。
出力処理部１１６は、冷媒量判定部１１５によって冷媒量が適切でない（異常である）場合、冷媒量が適切でない旨の情報を出力する。
なお、各部１１１〜１１６が行う処理の詳細については後記する。
【００２５】（モリエル線図）
図３は、第１実施形態に係る空気調和機のモリエル線図（Ｐ−Ｈ線図）である。適宜、図１を参照する。
空気調和機１が室内を冷房するとき、状態３０１にある冷媒（気体、ガス状）は、圧縮機１４で圧縮されることにより冷媒の温度（比エンタルピ）と圧力とが上昇して、圧縮機１４の中間圧力点の状態３０２になる。ここで、液インジェクション弁１７から比エンタルピが低い状態３０７の状態の冷媒がインジェクションされて、冷媒は状態３０３となる。さらに、冷媒は、圧縮機１４によって状態３０３から高圧圧力Ｐｄまで圧縮されて状態３０４となることで、吐出温度Ｔｄとなり、圧縮機１４から高温高圧ガスとして吐出される。
【００２６】  その後、冷媒は、冷房運転時に凝縮器として動作する室外熱交換器１１に導入され、室外ファン１２によって送風された室外空気により冷却されて凝縮し、状態３０５（液体）になり、レシーバ１３に導入される。レシーバ１３には液面が存在するため、飽和状態に維持されており、その下部から冷媒が排出されて過冷却器１６に導入され、室外ファン１２にて送風される室外空気により、冷媒は状態３０６の過冷却液状態となる。
【００２７】  状態３０６となっている冷媒の一部（破線）は、液インジェクション弁１７にて点３０７まで減圧される。そして、状態３０７の冷媒は所定量だけ圧縮機１４の中間圧力にインジェクションされて状態３０３となることで、吐出温度Ｔｄの制御を行う。
【００２８】  残りのメイン回路（実線）では、液接続配管３０によって室内機２０へと液冷媒が送られ、室内膨張弁２３で液冷媒が減圧される。ここで、冷媒は点３０８の状態になり、低温の気液二相状態となって、室内熱交換器２１に導入される。ここで、室内ファン２２で送られる室内空気と熱交換して、冷媒が蒸発することでガス冷媒となり、室内空気に対して冷却作用をなす。
室内熱交換器２１で蒸発したガス冷媒は状態３０１となり、ガス側接続配管３１を通して、室外機１０へと戻され、アキュムレータ１５を通って、圧縮機１４へと戻される一連の冷凍サイクルをなしている。
【００２９】  このとき、冷凍サイクル中には、適正な量の冷媒が封入されており、図３の状態３０６で表される室外機１０の出口における過冷却度Ｓｃが適正値となっている。これにより、蒸発器（室内熱交換器２１）での比エンタルピ差（状態３０８→状態３０１）が十分大きくなって、冷却能力が確保されている。
冷媒量が適正である場合の運転状態は、レシーバ１３に液面が存在する状態で説明することができる。液面がレシーバ１３の下端にまで低下した場合は冷媒不足状態であり、逆にレシーバ１３がすべて液で満たされている場合は冷媒過多状態であるということができる。
【００３０】  例えば、冷媒過多の場合、レシーバ１３内が過冷却液でいっぱいとなり、その上流に位置する凝縮器である室外熱交換器１１の出口状態が過冷却となる。この状態では、室外熱交換器１１の内部が液冷媒で満たされて、凝縮圧力が過冷却度の分だけ上昇することとなる。
この圧力上昇が過剰であれば、圧縮機１４の吐出圧力Ｐｄの上昇により圧縮機１４での圧縮動力が増加して、成績係数が低下する問題が生じる。
【００３１】  また、冷媒の漏えい等による冷媒不足状態の場合、レシーバ１３内では液面が下端まで低下する。その結果、凝縮器出口で気液二相状態となって、図３の状態３０５で示される点が、飽和線の内側になることになり、比エンタルピが高くなる。結果として蒸発器（室内熱交換器２１）での比エンタルピ差（状態３０８→状態３０１）が小さくなって、冷凍能力及び成績係数の低下に至る。
【００３２】  つまり、レシーバ１３内に液面が存在する状態にあり、冷媒量が適正であることは、高効率な冷房運転に寄与することができる。また、見方を変えれば、運転経過によって、レシーバ１３内の冷媒が過少側に変化することが判定できれば、冷媒漏えいが判断でき、冷媒漏えいによる地球温暖化の防止や、微燃性冷媒による火災事故の防止に寄与することができるため、これを判定できれば、非常に有用な機能といえる。
【００３３】  そこで、本実施形態では、冷媒過不足の判定方法として、図４に示す冷媒循環量と過冷却器１６の出口における過冷却度の特性を利用した判定を行う。なお、本実施形態では、冷凍サイクル全体における冷媒の量を冷媒量と称し、単位時間あたりに流れる冷媒の量（質量流量）を冷媒循環量と称する。
図４は冷媒循環量Ｇｒと、各部位における過冷却度を示した特性図である。なお、ここでの冷媒循環量Ｇｒは圧縮機１４の吐出側から室外熱交換器１１、レシーバ１３、過冷却器１６を循環する冷媒循環量を示している。「□」で表される点は凝縮器（室外熱交換器１１）出口の過冷却度（図３の状態３０４）、「◇」で表される点が過冷却器１６の出口における過冷却度（図３の状態３０６）である。なお、図４における「△」については後記する。
【００３４】  また、図４で示している点は、レシーバ１３内に液面が存在する状態、つまり適正冷媒量での運転状態を示しており、蒸発温度Ｔｅや外気温度、室外ファン回転速度、圧縮機回転速度等の運転状態がさまざまに変化した場合の状態を示している。具体的には、レシーバ１３における余剰冷媒がある状態で、蒸発温度Ｔｅが−４０〜０℃、圧縮機回転速度４０〜８５ｒｐｓ、外気温度１６〜３６℃、室外ファン回転速度６０〜１００％の間で運転状態を変化させた場合の状態を示している。
【００３５】  図４のグラフから、運転状態の変化にもかかわらず、凝縮器（室外熱交換器１１）の出口における過冷却度（「□」）と、過冷却器１６の出口における過冷却度「◇」は、ともに、ほぼ、冷媒循環量の増加に応じて増加する傾向がみられる。
しかし、凝縮器の出口における過冷却度（「□」）は、その値が２［Ｋ］以下と小さいことから、その検知手段の精度が不十分であると考えられる。つまり、凝縮器（室外熱交換器１１）の出口温度と、凝縮温度Ｔｃとの差分で過冷却度が算出される。そのため、凝縮器の出口温度を測定する温度センサ１０ｔｅと、凝縮温度Ｔｃを測定する温度センサ１０ｔｂの２つのセンサの検知誤差が合計されてしまい、このような２［Ｋ］以下での冷媒過不足を判定することが困難である。
【００３６】  それに比べて、過冷却器１６の出口における過冷却度（「◇」）は、ほぼ飽和状態で通過するレシーバ１３の後流における過冷却度である。このため、５〜１０［Ｋ］程度の値を示しており、温度センサ１０ｔｃの検知誤差を考慮しても、冷媒量の過不足の判定に使用できる適正値となっていることを発明者は見出した。
点「◇」を近似した線４０１が適正な過冷却度（適正過冷却度）であるとすると、冷媒循環量に対する適正過冷却度は線４０１を式として表わした式（１）となる。
【００３７】  Ｓｃ１ｓ＝Ａ１・Ｌｎ（Ｇｒ）−Ａ２  ・・・  （１）
【００３８】  ここで、Ａ１、Ａ２は、図４に示す線４０１から求められる値である。より具体的に説明すると、Ａ１、Ａ２は冷媒循環量に対する過冷却器１６の出口における過冷却度をフィッティングした結果得られる値である。特に、Ａ２は冷媒循環量が定格循環量であるときの適正過冷却度である。また、Ｇｒは冷媒循環量である。
図４の例ではＡ１＝５．８３、Ａ２＝２４．５４となる。Ａ１、Ａ２の値は、実験や、シミュレーション条件によって変化してくる値であるが、Ａ１を５〜７の範囲の値とすることが望ましい。
【００３９】  さらに、冷媒漏えい率が１５％での過冷却度を線４０２で表わすと、この線４０２は過冷却度が６割程度に低下した状態となっている。これを利用して、冷媒漏えいのための判定閾値Ｓｃ１ｔｈを以下の式（２）で表すことができる。
【００４０】  Ｓｃ１ｔｈ＝Ｓｃ１ｓ×Ａ３  ・・・  （２）
【００４１】  Ａ３は、冷媒漏えいが生じている際における過冷却度の低下率であり、冷媒漏えい率が１５％であれば、過冷却度が６割程度低下するので、Ａ３＝０．６となる。従って、Ａ３は１未満の正の整数となる。なお、Ａ３＝０．６は一例であり、Ａ３の値は、冷媒の漏えい判定にふさわしい値であれば０．６に限らない。
【００４２】  ここで、冷媒循環量Ｇｒを直接測定することは、コスト面で現実的ではないことから、式（３）で示す近似式により推定冷媒循環量が求められることが望ましい。
【００４３】Ｇｒｐ＝（ａ１・Ｆｒ＋ａ２）（ｂ１・Ｐｓ＋ｂ２）（ｃ１・ＭＶ＋ｃ２）・・・（３）
【００４４】  ここで、Ｇｒｐは冷媒循環量の推定値［ｋｇ／ｈ］であり、Ｆｒは圧縮機回転速度［ｒｐｓ］であり、Ｐｓは圧縮機１４の吸入圧力Ｐｓ［ＭＰａ］であり、ＭＶは液インジェクション弁１７の開度である。また、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２は、実験や、シミュレーション等によってそれぞれ求められる係数である。
【００４５】  図５は、式（３）で求められた冷媒循環量の推定値と、冷媒循環量の実測値との関係を示すグラフである。
図５において、横軸は冷媒循環量の実測値Ｇｒを示し、縦軸は冷媒循環量の推定値Ｇｒｐを示している。そして、図５において実線５０１は冷媒循環量の実測値Ｇｒと、冷媒循環量の推定値Ｇｒｐが一致していることを示す線である。また破線５０２は、冷媒循環量の推定値Ｇｒｐが冷媒循環量の実測値Ｇｒに対し＋５％のずれが生じていることを示す線である。そして、破線５０３は、冷媒循環量の推定値Ｇｒｐが冷媒循環量の実測値Ｇｒに対し−５％のずれが生じていることを示す線である。また、図５において「□」で示されるプロット点は、実測冷媒循環量Ｇｒが得られたときの条件で式（２）を用いて算出された冷媒循環量の推定値Ｇｒｐをプロットしたものである。
【００４６】  図５で示すように、冷媒循環量の実測値Ｇｒ（横軸）に対し、冷媒循環量の推定値Ｇｒｐ（縦軸）は±５％以下の精度を有している。従って、式（３）を用いて推定した冷媒循環量Ｇｒｐを式（１）の冷媒循環量Ｇｒに代入して算出した過冷却器１６の出口における過冷却度は、ほぼ正確であると考えられる。よって、冷媒循環量の推定値Ｇｒｐを用いて式（２）によって算出された判定閾値も有用であると考えられる。
【００４７】（フローチャート）
図６は、第１実施形態に係る冷媒漏えい判定処理の手順を示すフローチャートである。適宜、図１及び図２を参照する。
なお、図６に示す処理は、判定のために過冷却を大きくする冷媒判定モード等、特別なモードに移行せず、通常運転中に行うことができる。
まず、制御装置１００における処理部１１１が冷媒漏えい検知を開始すると、運転情報取得部１１２が、空気調和機１における各部位の運転状態に関する情報（運転状態情報）を取得する（Ｓ１０１）。運転状態情報は、各種センサ１０ｔａ，１０ｔｂ，１０ｔｃ，１０ｔｄ，１０ｔｅ，１０ｔｆ，１０ｔｇ，１０ｐａ，１０ｐｂ，２０ｔａ，２０ｔｂ，２０ｔｃ等からの情報や、液インジェクション弁１７や、室内膨張弁２３から得られる弁の開度情報、圧縮機１４から得られる圧縮機回転速度Ｆｒ等である。
【００４８】  次に、運転状態判定部１１３が、運転状態情報を基に冷媒漏えいの判定が可能な状態であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。冷媒漏えい状態を判定可能な状態としては、例えば、吸入圧力センサ１０ｐｂから取得される吸入圧力Ｐｓと、温度センサ１０ｔｄが測定したガス阻止弁１８ａの出口温度Ｔｓから求められる圧縮機１４における吸入過熱度ＳＨが適正（たとえば吸入過熱度ＳＨが５Ｋ以上かつ、温度センサ１０ｔｄが測定したガス阻止弁１８ａの出口温度Ｔｓが２０℃以下）であり、外気温度センサ１０ｔｆで測定された外気温度が適正（たとえば、外気０〜３５℃）であるか、圧縮機回転速度Ｆｒが適正（たとえば、定格回転速度の５０％以上）であるか等、各状態の変化が一定値以内に安定しているか否かである。つまり、運手状態判定部１１３は、ステップＳ１０２において、運転状態に関する値が冷媒状態の判定を可能な状態にあるか否かを判定している。なお、ガス阻止弁１８ａの出口温度Ｔｓの代わりに、圧縮機１４の吸入温度が用いられても良い。
【００４９】  運転状態判定部１１３は、冷媒循環量Ｇｒ（又は冷媒循環量の推定値Ｇｒｐ）が、所定の範囲（例えば、１５０ｋｇ／ｈ〜５５０ｋｇ／ｈの間）にある場合に、冷媒漏えいの判定が可能と判定しても良い。このようにすることで、運転状態が通常運転状態と著しく異なっているときに冷媒漏えいの判定を行うことを防止することができる。
【００５０】  ステップＳ１０２の結果、冷媒漏えいの判定が可能な状態ではない場合（Ｓ１０２→ＮＯ）、処理部１１１はステップＳ１０１へ処理を戻す。
ステップＳ１０２の結果、冷媒漏えいの判定が可能な状態である場合（Ｓ１０２→ＹＥＳ）、運転状態判定部１１３は、所定時間（例えば、１５分間程度）経過したか否かを判定する（Ｓ１０３）。
【００５１】  なお、ここでは、時刻毎に運転状態情報を基に冷媒漏えいの判定が可能であるか否かを判定しているが、運転状態判定部１１３は、所定時間、空気調和機１の運転状態に関する情報を蓄積し、蓄積された運転状態に関する情報を基に、冷媒漏えいの判定が可能な状態であるか否かを判定しても良い。
ステップＳ１０３の結果、所定時間経過していない場合（Ｓ１０３→ＮＯ）、処理部１１１はステップＳ１０１へ処理を戻す。
ステップＳ１０３の結果、所定時間経過している場合（Ｓ１０３→ＹＥＳ）、過冷却度算出部１１４が、式（１）〜（３）を用いて、判定閾値Ｓｃ１ｔｈを算出する（Ｓ１１１）。
【００５２】  そして、過冷却度算出部１１４は、過冷却器１６の出口における実測過冷却度Ｓｃ１を算出する（Ｓ１１２）。過冷却度算出部１１４は、吐出圧力センサ１０ｐａで検出した吐出圧力Ｐｄから、予め、記憶装置１３０に保持されている冷媒物性の特性情報に基づいて凝縮温度Ｔｃを算出する。そして、過冷却度算出部１１４は、過冷却器１６の出口に設置されている温度センサ１０ｔｃから取得された過冷却器１６の出口温度Ｔｓｃと、凝縮温度Ｔｃとの差である式（４）により、過冷却器１６の出口における実測過冷却度Ｓｃ１を算出する。
【００５３】Ｓｃ１＝Ｔｃ−Ｔｓｃ  ・・・  （４）
【００５４】  なお、吐出圧力Ｐｄを基に求められる凝縮温度Ｔｃの代わりに、室外熱交換器１１の気液二相部分の配管温度を温度センサ１０ｔｇ又は、凝縮器（室外熱交換器１１）出口の温度センサ１０ｔｅで測定し、この温度を凝縮温度Ｔｃとしても、同様に過冷却器１６の出口における実測過冷却度Ｓｃ１の算出を行うことができる。
凝縮器（室外熱交換器１１）出口の温度センサ１０ｔｅを用いた場合、圧縮機１４から凝縮器１１までの冷媒流路の圧力損失分の影響を除いた、実際の凝縮温度の算出が可能となる。これにより、過冷却器１６出口での過冷却度Ｓｃ１の算出精度を高くすることができる。
また、凝縮器（室外熱交換器１１）出口の温度センサ１０ｔｅによって測定された温度が用いられ、かつ、冷媒の種類として非共沸混合冷媒が用いられる場合、冷媒の組成変化が生じても、正しく沸点側の温度を測定することができる。そのため、過冷却器１６での過冷却度を正確に算出することができる。
【００５５】  そして、冷媒量判定部１１５は、ステップＳ１１２で算出した過冷却器１６の出口における実測過冷却度Ｓｃ１が、判定閾値Ｓｃ１ｔｈ未満であるか否かを判定する（Ｓ１１３）ことにより、冷媒の漏えい（冷媒量の不足）が生じているか否かを判定する。
【００５６】  ステップＳ１１３の結果、過冷却器１６の出口における実測過冷却度Ｓｃ１が、判定閾値Ｓｃ１ｔｈ以上である場合（Ｓ１１３→ＮＯ）、冷媒量判定部１１５は冷媒の漏えいが生じていない（冷媒量の不足が生じていない）と判定し、処理部１１１がステップＳ１０１へ処理を戻す。
ステップＳ１１３の結果、過冷却器１６の出口における実測過冷却度Ｓｃ１が、判定閾値Ｓｃ１ｔｈ未満である場合（Ｓ１１３→ＹＥＳ）、冷媒量判定部１１５は所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１１４）。つまり、冷媒量判定部１１５は、実測過冷却度Ｓｃ１が、判定閾値Ｓｃ１ｔｈ未満である状態が長時間続いているか否かを判定する。
【００５７】  ステップＳ１１４の結果、所定時間が経過していない場合（Ｓ１１４→ＮＯ）、処理部１１１はステップＳ１１２へ処理を戻す。なお、所定時間が経過していない場合、処理部１１１はステップＳ１１１へ処理を戻しても良い。
ステップＳ１１４の結果、所定時間が経過している場合（Ｓ１１４→ＹＥＳ）、冷媒量判定部１１５は冷媒の漏えいが生じている（冷媒量が不足している）と判定する（Ｓ１２１）。このように、過冷却器１６の出口における実測過冷却度Ｓｃ１が、判定閾値Ｓｃ１ｔｈ未満である状態が所定時間経過した後、漏えいが生じている（冷媒量が不足している）と判定することで、一時的なノイズ等をひろって判定することを防止することができる。
そして、出力処理部１１６が、冷媒漏えい判定フラグを、表示装置２００や、図示しない警報機、集中監視装置等へと出力する（Ｓ１２２）。例えば、表示装置２００が、「冷媒の漏えいが生じている可能性があります」等の警告表示を行う。
【００５８】  ここまでが、冷媒漏えい判定の制御方法であるが、この処理により冷媒漏えいが判明した場合における対応は、空気調和機１の種類や用途に応じて異なってくる。
例えば、空気調和機１の冷却対象が、食品や飲料等の場合、運転停止により冷却物の品質低下が問題となる。このような用途では、空気調和機１の運転を直ちに停止するのではなく、図示しない遠隔監視装置を通して、図示しないサービスセンタ等への緊急連絡の通信を行い、サービスマンを現地へ派遣するよう促す。このようにすることで、迅速な対応につなげることできる。
【００５９】  また、冷却対象が食品であっても、使用している冷媒が微燃性冷媒である場合、制御装置１００は、空気調和機１の運転停止を行い、周囲への警報や遮断弁の閉止、換気装置の駆動等安全性確保を最優先に行う。
さらに、使用用途が対人空調である場合、制御装置１００は、空気調和機１の運転停止とともに室内膨張弁２３や、ガス阻止弁１８ａ、液阻止弁１８ｂ等を閉止して、室内への冷媒の漏えいを防止する。
【００６０】  なお、本実施形態では、適正過冷却度Ｓｃ１ｓが式（１）を用いて算出されているが、これに限らず、例えば、図５に示す冷媒循環量と、過冷却器１６の出口における冷媒の過冷却度との関係をマップとして保持しておき、該マップを基に適正過冷却度Ｓｃ１ｓが算出されても良い。
なお、このマップはシミュレーションによって作成されても良いし、実測値を基に作成されても良い。
【００６１】  本実施形態に係る空気調和機１の制御装置１００は、冷媒循環量を基に過冷却器１６の出口における適正過冷却度を算出する。そして、制御装置１００は、適正過冷却度を基に判定閾値を算出すると、該判定閾値と、実測過冷却度とを比較することで、冷媒量、具体的には冷媒の漏えいによる冷媒量の不足を判定する。このようにすることで、過冷却度を大きくすることなく、高精度に冷媒量を判定することができる。
【００６２】  つまり、図４で説明したように、冷媒循環量と、過冷却器１６の出口における過冷却度との関係は、蒸発温度Ｔｅや外気温度、室外ファン回転速度、圧縮機回転速度等の運転状態がさまざまに変化した場合でも安定している。従って、本実施形態に係る空気調和機１によれば、さまざまな運転状態（外乱、誤差要因）が生じても、冷媒量を安定して判定することができる。つまり、本実施形態に係る空気調和機１は、冷媒量の判定の確実性及び精度を向上させることができる。
【００６３】  そして、これまでは、冷媒判定モードとして過冷却度を大きくするために運転状態を固定する等、特別なモードでしか行えなかった冷媒量の判定が、本実施形態の方法によれば、通常運転中にも行うことが可能となる。これにより、本実施形態に係る空気調和機１は、負荷側の冷却温度が影響されることがなくなり、汎用的に冷媒量の判定、具体的には冷媒量の不足（冷媒の漏えい）の判定を行うことができるようになる。
【００６４】  さらに、本実施形態に係る空気調和機１によれば、様々な運転状態においても、高精度の冷媒量の不足（冷媒の漏えい）判定が実施できることから、冷媒量不足（漏えい）時の速やかな対応が可能となり、点検の省力化や、省コスト化、地球温暖化の防止に効果的な対策として運用することが可能となる。
【００６５】  また、本実施形態に係る空気調和機１は、過冷却器１６の上流にレシーバ１３を備えている。このようにレシーバ１３が備えられることで、過冷却器１６の出口における過冷却度が安定するため、冷媒量の判定精度を高めることができる。
さらに、本実施形態に係る空気調和機１は、実測過冷却度が判定閾値より小さい状態が所定時間継続した場合、冷媒量の不足（冷媒の漏えい）が生じていると判定する。このようにすることで、ノイズ等が原因で実測過冷却度が一時的に低下したときに、冷媒量が不足（漏えい）していると誤判定することを防止することができる。
【００６６】  そして、本実施形態に係る空気調和機１は、式（１）を基に適正過冷却度を算出する。このようにすることで、本実施形態に係る空気調和機１は、適正過冷却度を算出するために必要な記憶領域を小さくすることができる。
また、本実施形態に係る空気調和機１は、式（２）を基に判定閾値を算出する。このようにすることで、本実施形態に係る空気調和機１は、判定閾値を算出するために必要な記憶領域を小さくすることができる。
【００６７】  さらに、本実施形態に係る空気調和機１は、式（３）によって冷媒循環量を推定する。このようにすることで、本実施形態に係る空気調和機１は、冷媒循環量の算出をコスト面等から実現可能とすることができる。
また、本実施形態に係る空気調和機１は、図６のステップＳ１０２に示すように、運転状態情報が冷媒状態の判定を可能な状態にある場合、適正過冷却度の算出等を行っている。このようにすることで、冷媒状態の判定精度を向上させることができる。
【００６８】  また、冷媒循環量Ｇｒに代わって、冷媒循環量比Ｇｒｒを室外ファン回転速度比Ｆｏｒで除した値（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）を用いると、さらに精度の良い判定が可能である。ここで、冷媒循環量比Ｇｒｒ及び室外ファン回転速度比Ｆｏｒは下記の式（５）、（６）で算出される。
【００６９】Ｇｒｒ＝Ｇｒ／Ｇｒｃ  ・・・  （５）
ここで、Ｇｒｃは、冷媒の定格循環量［ｋｇ／ｈ］である。定格循環量とは、例えば、蒸発温度−１０℃における圧縮機最大回転速度時の冷媒循環量である。
【００７０】Ｆｏｒ＝Ｆｏ／Ｆｏｃ  ・・・  （６）
ここで、Ｆｏは室外ファン１２の現在の回転速度［ｒｐｍ］である。また、Ｆｏｃは、室外ファン１２の定格ファン回転速度［ｒｐｍ］である。定格ファン回転速度は、例えば、室外ファン１２の最大回転速度である。
【００７１】  ここで、室外ファン回転速度をさまざまに変化させた場合における冷媒漏えいの判定方式を図７〜図９を参照して説明する。
図７は、室外ファン回転速度を様々に変化させた場合における冷媒循環量と、過冷却器の出口における過冷却度との関係を示す特性図である。
ここで、図７は、様々な室外ファン回転速度の条件下での過冷却度Ｓｃ１を縦軸に示し、横軸に冷媒循環量Ｇｒで示した場合を示している。また、図７において、「▲」で表わされる点は冷媒漏えい率０％を示している。また、「●」で表わされる点は漏えい率１０％を示している。そして、「◆」で表わされる点は漏えい率１５％を示している。
なお、図４は、室外ファン回転速度が標準的な回転速度である場合を示しているが、図７は、室外ファン１２が省エネ（省エネルギ）モードや、標準モード、低騒音モード等、様々な回転速度である場合における、冷媒循環量と、過冷却度との関係を示している。
【００７２】  また、図７の線６０１は点「▲」の回帰直線であり、線６０２は点「●」の回帰直線であり、線６０３は点「◆」の回帰直線である。また、線６０１は、適正過冷却度を示す線でもある。
【００７３】  なお、ここでの漏えい率は、負荷側機器の動作状態や、外気温度による必要冷媒量の変化を除くために、レシーバ１３の液面が下端になる際を基準（０％）としている。つまり、過冷却器１６の入口が気液二相になる前のギリギリの状態からの冷媒漏えい率を算出したものである。
図７では判定閾値の線を示していないが、判定閾値は前記した式（２）に従って算出すれば良い。
【００７４】  このような手法では、漏えい率０％であっても、漏えい率１０％程度と同様に過冷却度が小さい条件が発生し、漏えい有無の判別ができないことが分かる。すなわち、「▲」の点と、「●」の点とが重複している冷媒循環量の領域が存在する。
この原因としては、室外ファン回転速度が極端に大きい条件や、極端に小さい条件があることである。つまり、室外ファン回転速度は、凝縮圧力が適正になるように制御されているが、冷媒循環量や、外気温度に加えて、設置状況に応じた凝縮圧力目標値の変更によって制御される。具体的には、省エネ（省エネルギ）モード、標準モード、静音モード等の各モードが変更できるようになっている場合、特に室外ファン回転速度の変化幅が大きくなる。
このため、冷媒循環量だけでは、過冷却度Ｓｃ１での冷媒漏えい判定が困難となる。
【００７５】  そこで、冷媒循環量の代わりに前記した指標Ｇｒｒ／Ｆｏｒを用いた場合の過冷却度Ｓｃ１を図８のグラフに示す。
図８は、室外ファン回転速度を様々に変化させた場合における、冷媒循環量比Ｇｒｒを室外ファン回転速度比Ｆｏｒで除した値（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）と、過冷却器の出口における過冷却度との関係を示す特性図である。冷媒循環量比Ｇｒｒを室外ファン回転速度比Ｆｏｒで除した値（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）は、例えば、図６のステップＳ１１２で算出されるものである。
図８では、様々な条件下での過冷却度Ｓｃ１を縦軸に示し、冷媒循環量比Ｇｒｒを室外ファン回転速度比Ｆｏｒで除した値（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）を横軸に示している。
図８においても、「▲」で表わされる点は冷媒漏えい率が０％を示している。また、「●」で表わされる点は冷媒漏えい率が１０％を示している。そして、「◆」で表わされる点は冷媒漏えい率が冷媒漏えい率１５％を示している。
【００７６】  また、図８の線６１１は点「▲」の回帰直線であり、線６１２は点「●」の回帰直線であり、線６１３は点「◆」の回帰直線である。また、線６１１は、適正過冷却度を示す線でもある。
ちなみに、線６１１が示す適正過冷却度Ｓｃ３は以下の式（１１）で示される。
【００７７】  Ｓｃ３＝Ａ４・（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）＋Ａ５・・・（１１）
【００７８】  ここで、Ａ４、Ａ５は、冷媒漏えい率０％における点「▲」のフィッティングを行った結果、得られる値であり、室外熱交換器１１、室外ファン１２、室内熱交換器２１、室内ファン２２等の仕様により変化するものである。
判定閾値を示す線７０１は判定閾値Ｓｃ３ｔｈを示す線であり、以下の式（１２）で示される。
【００７９】  Ｓｃ３ｔｈ＝Ｓｃ３×Ａ６・・・（１２）
【００８０】  ここで、Ａ６は冷媒漏えいが生じている際における過冷却度の低下率である。
この冷媒循環量比Ｇｒｒを室外ファン回転速度比Ｆｏｒで除した値（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）を用いた場合、漏えい率０％と、漏えい率１０％及び漏えい率１５％とが判別容易となっている。
【００８１】  そして、この方式を導入することにより、室外ファン１２のモード設定や、外気温度、蒸発温度、圧縮機回転速度等が広く変化した場合においても、正確に冷媒量の判定をすることが可能となる。
【００８２】  ここで、図８の縦軸を過冷却度効率にしたグラフを図９に示す。
図９は、室外ファン回転速度を様々に変化させた場合における、冷媒循環量比Ｇｒｒを室外ファン回転速度比Ｆｏｒで除した値（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）と、過冷却器の出口における過冷却度効率との関係を示す特性図である。
ここで、過冷却度効率とは、冷却器１６の出口における過冷却度Ｓｃ１を凝縮温度と外気温度の差で除したものである。
さらに、図９は、縦軸に過冷却度効率ＳＣｅｆを示し、横軸にＧｒｒ／Ｆｏｒを示している。
図９において、「▲」で表わされる点は冷媒漏えい率が０％を示している。また、「●」で表わされる点は冷媒漏えい率が１０％を示している。そして、「◆」で表わされる点は冷媒漏えい率が冷媒漏えい率１５％を示している。
【００８３】  また、図９の線６２１は点「▲」の回帰直線であり、線６２２は点「●」の回帰直線であり、線６２３は点「◆」の回帰直線である。また、線６２１は、適正過冷却度を示す線でもある。
ちなみに、線６２１が示す適正過冷却度効率Ｓｃｅｆは以下の式（２１）で示される。
【００８４】  Ｓｃｅｆ＝Ａ７・（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）＋Ａ８・・・（２１）
【００８５】  ここで、Ａ７、Ａ８は、冷媒漏えい率０％における点「▲」のフィッティングを行った結果、得られる値であり、室外熱交換器１１、室外ファン１２、室内熱交換器２１、室内ファン２２等の仕様により変化するものである。
判定閾値を示す線７１１は判定閾値Ｓｃｅｆｔｈを示す線であり、以下の式（２２）で示される。
【００８６】  Ｓｃｅｆｔｈ＝Ｓｃｅｆ×Ａ９・・・（２２）
【００８７】  ここで、Ａ９は冷媒漏えいが生じている際における過冷却度の低下率である。
図９に示すグラフにおいても、漏えい率０％と漏えい率１０％及び１５％の判別が可能となっている。
また、式（１１）、（１２）、（２１）、（２２）を用いることにより、冷媒循環量比Ｇｒｒを室外ファン回転速度比Ｆｏｒで除した値（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）を基にした適正過冷却度、適正過冷却度効率や、これらの値を基づいた判定閾値を定量的に算出することができる。
【００８８】  また、図８と図９とを比較すると、Ｇｒｒ／Ｆｏｒが大きいときは、図８による判別が容易になり、小さいときは、図９による判別が容易になることが分かる。つまり、漏えい率が０％と１０％との差が大きくなるほど、判定精度が高くなる。よって、Ｇｒｒ／Ｆｏｒの値が例えば１以上では図８による方式を用い、１未満では図９による方式を用いることにより、さらに高精度の判定が可能となる。
また、冷媒循環量比Ｇｒｒは下記の式（７）で求めると演算負荷の低減を実現することができ、製品への実装が容易になると共に、実用上の精度も確保できる。
【００８９】Ｇｒｒ＝（Ｆｔ／Ｆｔｍａｘ）（Ｐｓ／Ｐｓｃ）  ・・・  （７）
ここで、Ｆｔは、現在の圧縮機回転速度［ｒｐｓ］である。また、Ｆｔｍａｘは、圧縮機回転速度上限値［ｒｐｓ］である。そして、Ｐｓは、現在の圧縮機１４の吸入圧力又は室内機１０全体の吸込圧力［ＭＰａＡ］である。さらに、Ｐｓｃは、基準となる蒸発温度（例えば−１０℃）でのＰｓである。
【００９０】  ここで、図７における縦軸を過冷却度効率とした図を図１０に示す。
図１０は、室外ファン回転速度を様々に変化させた場合における冷媒循環量と、過冷却器の出口における過冷却度効率との関係を示す特性図である。
ここで、過冷却器１６の出口における過冷却度効率は、前記したように過冷却器１６の出口における過冷却度Ｓｃ１を凝縮温度と外気温度の差で除したものである。
ここで、図１０は、様々な室外ファン回転速度の条件下での過冷却度効率Ｓｃｅｆを縦軸とし、横軸に冷媒循環量Ｇｒで示した場合を示している。また、図１０において、「▲」で表わされる点は冷媒漏えい率が０％を示している。また、「●」で表わされる点は冷媒漏えい率１０％を示している。そして、「◆」で表わされる点は冷媒漏えい率１５％を示している。
【００９１】  また、図１０の線６３１は点「▲」の回帰直線であり、線６３２は点「●」の回帰直線であり、線６３３は点「◆」の回帰直線である。また、線６３１は、適正過冷却度を示す線でもある。
図１０では判定閾値の線を示していないが、判定閾値は前記した式（２）の過冷却度Ｓｃ１ｓを適正過冷却度効率（線６３１）として算出すれば良い。
図１０のように、冷媒循環量を基に、適正過冷却度効率を算出し、この適正過冷却度効率を基に、冷媒漏えいの判定を行うことにより、空気調和機１は、冷媒循環量を基に、適正過冷却度を算出し、この適正過冷却度を基に、冷媒漏えいの判定を行う場合と同様の効果を得ることができる。
【００９２】  図７と、図１０とを比較すると、図８及び図９と同様に、冷媒循環量が大きいときは、図７による判別が容易になり、小さいときは、図１０による判別が容易になることが分かる。つまり、漏えい率が０％と１０％との差が大きくなるほど、判定精度が高くなる。よって、冷媒循環量の値が例えば１００（ｋｇ／ｈ）以上では図７による方式を用い、００（ｋｇ／ｈ）未満では図１０による方式を用いることにより、さらに高精度の判定が可能となる。
なお、過冷却度の代わりに過冷却度効率が用いられた場合、図６のステップＳ１１２では、実測された過冷却度を凝縮温度と外気温度の差で除した実測過冷却度効率が算出される。
【００９３】［第２実施形態］
次に、本実施形態の第２実施形態について説明する。第１実施形態に係る空気調和機１ではエコノマイザが備えられていないのに対し、第２実施形態ではエコノマイザが備えられた空気調和機が対象となる。
（空気調和機１ａの構成）
図１１は、第２実施形態に係る空気調和機の構成例を示す図である。
なお、図１１において、図１と同様の構成要素に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
図１１における空気調和機１ａの室外機１０ａは、エコノマイザ４１と、このエコノマイザ４１に低温冷圧冷媒を流すエコノマイザ弁（エコノマイザ減圧器）４２、更に、エコノマイザ４１の出口における冷媒（液冷媒）温度を測定する温度センサ１０ｔｈを追加した構成である点が図１における空気調和機１と異なる点である。
【００９４】  エコノマイザ４１の上流側で過冷却器１６から流出した過冷却液（過冷却された冷媒）は、液インジェクション弁１７に流入する第１の経路、エコノマイザ４１に流入する第３の経路（主流経路）及びエコノマイザ弁４２に流入する第４の経路（バイパス経路）に分流される。つまり、第１実施形態における第２の経路が、第３の経路及び第４の経路に分流される。
第４の経路（バイパス経路）における過冷却液はエコノマイザ弁４２に流入し、エコノマイザ弁４２で減圧され、さらに低温となった後、エコノマイザ４１に流入する。
【００９５】  第３の経路（主流経路）の過冷却液は、エコノマイザ弁４２によって減圧された低温の第４の経路の過冷却液と熱交換することによって、さらに過冷却される。エコノマイザ４１によって過冷却された第３の経路における冷媒は配管３０を介して室内機２０における蒸発器としての室内熱交換器２１へ送られる。
【００９６】  一方、第４の経路（バイパス経路）における過冷却液は、エコノマイザ４１で蒸発し、エコノマイザ４１から流出した後、液インジェクション弁１７から流出した第１の経路における冷媒と合流する。合流した冷媒は、圧縮機１４の中間圧部に流入し、圧縮機１４で吐出圧力Ｐｄまで圧縮される。
【００９７】  図１２は、第２実施形態に係る空気調和機のモリエル線図（Ｐ−Ｈ線図）である。適宜、図１１を参照する。また、図１２において図３と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図１２に示すエコノマイザ４１を有する冷凍サイクルの運転状態では、エコノマイザ４１による過冷却の結果、図３に示すモリエル線図に対して状態３０６から状態３１１までの過冷却度が増加している。空気調和機１ａは、状態３０６から状態３１１までの過冷却度の増加による冷凍能力の増加（状態３１２→状態３０１）を、吸入圧力Ｐｓと中間圧までの動力増加なしに実現できることから、成績係数を向上させることができる。
【００９８】  このような空気調和機１ａでは、過冷却器１６の出口における過冷却度の代わりに、エコノマイザ４１の出口における過冷却度を用いることが考えられる。
次に、図４を参照して、エコノマイザ４１の出口における過冷却度について説明する。
また、図４において、「△」の記号が、エコノマイザ４１の出口における過冷却度を示している。図４で示されているのは、前記した条件で外気温度や蒸発温度Ｔｅ等がさまざまに変化した場合の値である。ちなみに、エコノマイザ弁４２の開度は、圧縮機１４の吐出温度Ｔｄで制御されている。すなわち、吐出温度Ｔｄが高くなる高圧力比条件ではエコノマイザ弁４２の開度を大きくする等といった制御が行われるため、吐出温度Ｔｄによってエコノマイザ４１へのバイパス流での流量が変化する。
【００９９】  その結果、エコノマイザ４１の主流側出口（配管３０に接続している出口）の冷媒循環量に対する過冷却度は、図４に示されるようにばらついてしまい、冷媒循環量だけでは、冷媒漏えいの判定ができない。すなわち、「△」と、「◇」とが重複している箇所が存在している。従って、エコノマイザ４１の主流側出口における過冷却度は、第１実施形態のように冷媒循環量を用いたシンプルな判定指標としては使用することが困難である。
従って、第１実施形態のように過冷却器１６の出口における過冷却度を用いるのが有用である。
【０１００】  しかしながら、第２実施形態に係る空気調和機１ａでは、過冷却器１６と液インジェクション弁１７との間で冷媒が分流してしまっているので、前記した式（３）における液インジェクション弁１７の開度ＭＶをそのまま使用することはできない。
そこで、第２実施形態では、前記した式（３）で冷媒循環量を求める際に、エコノマイザ弁４２の開度比と液インジェクション弁１７の開度比とを合計した開度比としてＭＶを算出し、冷媒循環量を推定する。すなわち、式（３）のＭＶを、ＭＶ＝エコノマイザ弁４２の開度比ＭＶ１＋液インジェクション弁１７の開度比ＭＶ２とし、このＭＶを式（３）に代入して冷媒循環量の推定値を算出する。
【０１０１】  このようにすることにより、制御装置１００は、第１実施形態と同様、式（１）〜式（３）から算出される過冷却器１６の出口における過冷却度の判定閾値を用いて冷媒量の適否を判定することが可能となる。これにより制御装置１００は、様々な運転条件下でも安定して冷媒漏えいを判定することが可能となる。
【０１０２】  さらに、エコノマイザ４１を備えたサイクルにおいては、エコノマイザ４１にて過冷却された液阻止弁１８ｂでの過冷却度（以下、適宜エコノマイザ出口過冷却度と称する）を用いた判定も利用することができる。
図１３は、冷媒循環量と、エコノマイザ出口過冷却度との関係を示す特性図である。
図１３は、縦軸にエコノマイザ出口過冷却度ＳＣｅｃｏを示し、横軸に冷媒循環量Ｇｒを示している。
図１３において、「▲」で表わされる点は冷媒漏えい率が０％を示している。また、「●」で表わされる点は冷媒漏えい率が１０％を示している。そして、「◆」で表わされる点は冷媒漏えい率が冷媒漏えい率１５％を示している。
また、図１３の線６４１は点「▲」の回帰直線であり、線６４２は点「●」の回帰直線であり、線６４３は点「◆」の回帰直線である。また、線６４１は、適正過冷却度を示す線でもある。
【０１０３】  なお、線６４１は、適正エコノマイザ出口過冷却度を示す線でもある。なお、判定閾値を示す線は、線６４１に限らない。
また、図１３において、判定閾値の線を示していないが、判定閾値は前記した式（２）の過冷却度Ｓｃ１ｓを適正エコノマイザ出口過冷却度（線６４１）として算出すれば良い。
なお、適正エコノマイザ出口過冷却度Ｓは、以下の式（３１）によって算出できる
【０１０４】ＳＣｅｃｏ＝Ａ１０・Ｇｒ＋Ａ１１  ・・・  （３１）
【０１０５】  ここで、Ａ１０、Ａ１１は、例えば、冷媒漏えい率０％の線６４１から決まる計数である。なお、Ａ１０、Ａ１１は、室外熱交換器１１、室外ファン１２、室内熱交換器２１、室内ファン２２等の仕様により変化する。
【０１０６】  図１３に示すように、冷媒漏えい率が０％から１０％、１５％と増えていくに従って、エコノマイザ出口過冷却度ＳＣｅｃｏは低下する傾向にある。ただし、冷媒循環量の小さい領域等で、明確に冷媒漏えいの有無の判別ができない状態も存在している。この原因は、冷媒循環量が少ない状態では相対的にエコノマイザ４１を流れるバイパス経路の流量が多くなり、液阻止弁１８ｂを通る冷媒流量が少なくなることが原因である。つまり、冷媒不足の場合においても、液阻止弁１８ｂを通る主流経路を流れる液冷媒を十分過冷却できる場合が存在するためである。
【０１０７】  したがって、第１実施形態における過冷却器１６の過冷却度を用いた判定を主とした判定とするとともに、第２実施形態におけるエコノマイザ４１の過冷却度を補助的な判定に利用することが望ましい。エコノマイザ４１の過冷却度を補助的な判定に使用する際の手順については下記の方法がある。この判定手順は、図６のステップＳ１１３で行われるものである。
＜手順１＞
冷媒量判定部１１５が、（空冷）過冷却器１６の過冷却度（図４）又は過冷却度効率（図９）を用いて冷媒不足（漏えい）か否かを判定（第１実施形態）する。
＜手順２＞
冷媒量判定部１１５が、エコノマイザ出口過冷却度ＳＣｅｃｏにて冷媒不足（漏えい）か否かを判定（第２実施形態）する。
＜手順３＞
手順１で「冷媒不足（漏えい）と判定」、かつ、手順２で「冷媒不足（漏えい）と判定」されると、冷媒量判定部１１５は、ステップＳ１１３で「Ｙｅｓ」と判定する。手順１及び手順２のどちらか一方で、「冷媒不足（漏えい）ではないと判定」されれば、冷媒量判定部１１５は、ステップＳ１１３で「Ｎｏ」と判定する。
このような手順１〜３を実施することで、センサ誤差や運転状態の変動による影響による誤判定を防止することができる。
つまり、エコノマイザ出口過冷却度を用いることにより、空気調和機１ａは冷媒漏えい判定の精度を向上させるための判定閾値を得ることができる。
【０１０８】［第３実施形態］
次に、図１４を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。第１実施形態及び第２実施形態に係る制御装置１００は冷媒が漏えいしているか否かの判定を行っているが、冷媒封入時の冷媒量が適正であるか否かの判定にも用いることができる。第３実施形態では、このように冷媒量が適正であるか否かの判定手法について説明する。なお、第３実施形態では、第１実施形態の空気調和機１、第２実施形態の空気調和機１ａのどちらにも適用することができる。
【０１０９】  図１４は、第３実施形態に係る冷媒漏えい判定処理の手順を示すフローチャートである。図１４において、図６と同様の処理については、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
冷媒量が適正であるか否かを判定する場合、式（２）のＡ３を、第１実施形態の０．６より大き目に設定することが望ましい。たとえば、冷媒充足に近いＡ３＝０．８程度とすることで、必要な冷媒量をほぼ適正に判定することが可能となる。
なお、Ａ３＝０．８は一例であり、Ａ３の値は、冷媒の適正量を判定するのにふさわしい値であれば、０．８に限らない。
ちなみに、式（２）の係数Ａ３を１．２等と、１以上に設定し、判定閾値Ｓｃ１ｔｈが理想的な過冷却度（適正過冷却度）Ｓｃ１ｓを超えた値とすることも可能である。このような場合、実測過冷却度が、判定閾値Ｓｃ１ｔｈを超えたことを判定すると、冷媒量判定部１１５はレシーバ１３が満液状態（冷媒過多）であると判定する。このようにすることで、レシーバ１３の満液状態（冷媒過多）の検知を行うことが可能となる。
【０１１０】  そして、図６のステップＳ１１３に相当するステップＳ１１３ａで、冷媒量判定部１１５はステップＳ１１２で算出した過冷却器１６の出口における実測過冷却度Ｓｃ１が、判定閾値Ｓｃ１ｔｈ以上であるか否かを判定することにより、冷媒量が適正であるか否かを判定する。
【０１１１】  ステップＳ１１３ａの結果、過冷却器１６の出口における実測過冷却度Ｓｃ１が、判定閾値Ｓｃ１ｔｈ以上である場合（Ｓ１１３ａ→ＹＥＳ）、冷媒量判定部１１５は冷媒量が適正であると判定し、処理部１１１はステップＳ１０１へ処理を戻す。
ステップＳ１１３ａの結果、過冷却器１６の出口における実測過冷却度Ｓｃ１が、判定閾値Ｓｃ１ｔｈ未満である場合（Ｓ１１３ａ→ＮＯ）、冷媒量判定部１１５は所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１１４）。
【０１１２】  ステップＳ１１４の結果、所定時間が経過していない場合（Ｓ１１４→ＮＯ）、処理部１１１はステップＳ１１２へ処理を戻す。なお、所定時間が経過していない場合、処理部１１１はステップＳ１１１へ処理を戻しても良い。
ステップＳ１１４の結果、所定時間が経過している場合（Ｓ１１４→ＹＥＳ）、冷媒量判定部１１５は冷媒量が異常であると判定する（Ｓ１２１ａ）。そして、出力処理部１１６が、冷媒異常フラグを、表示装置２００や、図示しない警報機、集中監視装置へと出力する。例えば、表示装置２００が、「冷媒量が異常である可能性があります」等の警告表示を行う。その後、追加充填量として、レシーバ１３の容量に応じた所定量の冷媒量の算出及び算出した量の冷媒を追加する（追加充填量の算出・追加：Ｓ１２２ａ）。なお、追加充填量の算出、冷媒の追加は、図６で漏えいが生じている判定された際に行われても良い。なお、ステップＳ１２２ａの処理は省略されても良い。
【０１１３】  このようにすることで、第３実施形態に係る空気調和機１は、冷媒量の不足（漏えい）だけでなく、冷媒量が適切であるか否かの判定を行うことができる。
【０１１４】［冷媒について］
第１〜第３実施形態における空気調和機１，１ａに循環する冷媒として、例えば、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０７Ｆ、Ｒ４０７Ｅ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ１３４ａ、Ｒ５０７Ａ、Ｒ４４８Ａ、Ｒ４４９Ａ、Ｒ４５０Ａ、Ｒ４５２Ａ、Ｒ５１３Ａ等の地球温暖化係数ＧＷＰ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｗａｒｍｉｎｇ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が１０００以上の不燃性冷媒等が使用される。
【０１１５】  なお、このように地球温暖化係数ＧＷＰが１０００以上の冷媒を使用すると、成績係数ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を高くでき、ランニングコストを小さくすることができるとともに、稼働時の電力消費に伴う温暖化影響を小さくできる。また、不燃性冷媒のため、冷媒の漏えい時に備えた安全対策に対する費用が低減できることから、イニシャルコストも低く抑えられるメリットがある。しかし、地球温暖化係数ＧＷＰが１０００以上と比較的大きいため、温暖化防止の観点から冷媒漏えい時にはいち早くそれを検知して、速やかな対処を要することから、本実施形態の技術による冷媒漏えい判定の有用性が高い。
【０１１６】  また、他の冷媒として、地球温暖化係数ＧＷＰが低い（例えば、地球温暖化係数ＧＷＰが７５０以下）が微燃性を有する冷媒を使用した場合、冷媒漏えい時の温暖化影響を比較的小さくできるが、微燃性を有することから冷媒漏えいの早期判定の実施が望ましい。このため、後者の微燃性冷媒使用時にも、本実施形態の技術によって冷媒漏えいを判定することができれば、その有用性が高い。
【０１１７】  したがって、本実施形態の空気調和機１に使用される冷媒は、ＧＷＰが７５０以下の冷媒、例えば、Ｒ３２、Ｒ１１２３、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）、Ｒ４５４Ａ、Ｒ４５４Ｂ、Ｒ４４４Ｂ等の微燃性冷媒であっても良い。
【０１１８】  なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。例えば、前記した実施形態は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることも可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
【０１１９】  例えば、以上の説明は、空気調和機１，１ａが室内冷房を行う場合であるが、空気調和機１が室内暖房を行う場合も、暖房運転される凝縮器（室内熱交換器２１）側にレシーバ１３と過冷却器１６を構成し、室外熱交換器１１の入口に膨張弁を設置すれば、本実施形態に係る空気調和機１，１ａを利用することができる。なお、この場合、レシーバ１３が室内機２０側に備えられていても良い。
【０１２０】  また、レシーバ１３が室外機１０側にも室外機２０側にも備えられていなくても良い。
さらに、本実施形態に係る空気調和機１，１ａは、冷凍機や、パッケージエアコン、ルームエアコン等に適用することができる。
本実施形態に係る空気調和機１，１ａを冷凍機に適用する場合、室内機２０に相当する部分が、ユニットクーラであれば、冷凍倉庫の冷却に利用され、ショーケースの場合には、陳列される食品や飲料品の冷却に用いられるが、冷却対象はこれらに限定されない。
ここで、制御装置１００は室外機１０に設けられても良いし、室内機２０に設けられても良いし、室外機１０及び室外機２０とは別の装置として設けられても良い。
【０１２１】  本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１２２】  また、前記した各構成、機能、各部１１１〜１１６、記憶装置１３０等は、それらの一部又はすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現しても良い。また、図５に示すように、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ１２０等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、ＨＤに格納すること以外に、メモリや、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、又は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）カードや、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）カード、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に格納することができる。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えて良い。
【符号の説明】
【０１２３】  １，１ａ  空気調和機（冷凍サイクル装置）
１０，１０ａ  室外機
１０ｔａ  吐出温度センサ
１０ｔｂ〜１０ｔｈ  温度センサ
１０ｐａ  吐出圧力センサ
１０ｐｂ  吸入圧力センサ
１１  室外熱交換器（凝縮器）
１２  室外ファン
１３  レシーバ（余剰冷媒貯留器）
１４  圧縮機
１５  アキュムレータ
１６  過冷却器
１７  液インジェクション弁
１８ａ  ガス阻止弁
１８ｂ  液阻止弁
２０  室内機
２１  室内熱交換器（蒸発器）
２２  室内ファン
２３  室内膨張弁（減圧器）
４１  エコノマイザ
４２  エコノマイザ弁（エコノマイザ減圧器）
１１１  処理部
１１２  運転情報取得部
１１３  運転状態判定部
１１４  過冷却度算出部（適正過冷却度推定部、判定閾値算出部）
１１５  冷媒量判定部（判定処理部）
１１６  出力処理部
【図１】
2017042649.tif 000003
【図２】
2017042649.tif 000004
【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】
2017042649.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017042649.tif 000011
【図１０】
2017042649.tif 000012
【図１１】
2017042649.tif 000013
【図１２】
2017042649.tif 000014
【図１３】
2017042649.tif 000015
【図１４】
2017042649.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月4日(2017.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状の冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮された冷媒を減圧する減圧器と、
前記減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器で凝縮された前記冷媒を過冷却する過冷却器と、
前記圧縮機の吐出側から、前記凝縮器、前記過冷却器を循環する冷媒循環量に関する値を基に、前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度に関する値を推定する適正過冷却度推定部と、
前記推定された適正過冷却度に関する値を基に、冷媒量を判定するための判定閾値を算出する判定閾値算出部と、
実測された過冷却度に関する値と、前記判定閾値とを比較することで、前記冷媒量を判定する判定処理部と、
を有することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒循環量に関する値は、
前記冷媒循環量である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記過冷却器から流出した冷媒の経路が、第１の経路及び第２の経路に分流され、
前記第１の経路は、液インジェクション減圧器によって減圧された後、前記圧縮機の中間圧力にインジェクションされ、
前記第２の経路は、前記減圧器へ送られ、
前記適正過冷却度推定部は、
以下の式（１）を基に推定された推定冷媒循環量を、前記冷媒循環量の値とする
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
Ｇｒ＝（ａ１・Ｆｒ＋ａ２）（ｂ１・Ｐｓ＋ｂ２）（ｃ１・ＭＶ＋ｃ２）・・・（１）
ここで、Ｇｒは前記冷媒循環量の推定値であり、Ｆｒは圧縮機回転速度であり、Ｐｓは圧縮機の吸入圧力であり、ＭＶは前記液インジェクション減圧器の開度である。また、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２は、実験もしくはシミュレーションによってそれぞれ求められる係数である。
【請求項４】
請求項３に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記過冷却器と、前記減圧器との間に、エコノマイザ及びエコノマイザ減圧器が備えられ、
前記第２の経路は、前記エコノマイザに流入する第３の経路及び前記エコノマイザ減圧器に流入する第４の経路に分流され、
前記第４の経路に流入した冷媒は、前記エコノマイザ減圧器によって減圧された後、前記エコノマイザに流入し、前記エコノマイザから流出した後、前記第１の経路における冷媒と合流し、該合流した冷媒は前記圧縮機の中間圧にインジェクションされ、
前記第３の経路に流入した冷媒は、前記エコノマイザにおいて、前記第４の経路における冷媒と熱交換することによって過冷却された後、前記減圧器に送られ、
前記適正過冷却度推定部は、
前記式（１）における、前記液インジェクション減圧器の開度を、前記液インジェクション減圧器の開度と、前記エコノマイザ減圧器の開度とを加算した値とする
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項５】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、
前記適正過冷却度であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記実測された過冷却度である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項６】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した適正過冷却度効率であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における、実測された前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した実測過冷却度効率である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項７】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、前記適正過冷却度及び前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した適正過冷却度効率であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における、実測された前記冷媒の適正過冷却度及び当該実測された適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した実測過冷却度効率であり、
前記判定処理部は、
前記冷媒循環量が、所定値以上では前記適正過冷却度に基づいた判定閾値にて判定し、所定値未満では前記適正過冷却度効率に基づいた判定閾値を用いて前記冷媒量を判定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項８】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記過冷却器と、前記減圧器との間に、エコノマイザ及びエコノマイザ減圧器が備えられ、
前記適正過冷却度に関する値は、
前記エコノマイザの出口における適正な過冷却度である適正エコノマイザ出口過冷却度であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記エコノマイザの出口における、実測された過冷却度である実測エコノマイザ出口過冷却度である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項９】
請求項２に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度推定部は、
以下の式（２）を基に、前記冷媒の適正過冷却度を算出する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
Ｓｃ１ｓ＝Ａ１・Ｌｎ（Ｇｒ）−Ａ２  ・・・  （２）
ただし、Ｓｃ１ｓは適正過冷却度、Ｇｒは冷媒循環量、Ａ１及びＡ２は、冷媒循環量と適正過冷却度との関係から求められる所定の係数である。
【請求項１０】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
室外ファンを有し、
前記冷媒循環量に関する値は、
前記冷媒循環量の定格比を前記室外ファンの回転速度の定格比で除した値である
ことと特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、
前記適正過冷却度であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記実測された過冷却度である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した適正過冷却度効率であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における、実測された前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した実測過冷却度効率である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度推定部は、
以下の式（３）を基に、前記冷媒の適正過冷却度を算出する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
Ｓｃ２ｃ＝Ａ３・（Ｇｒｒ／Ｆｏｒ）＋Ａ４  ・・・  （３）
ただし、Ｓｃ２ｃは適正過冷却度、Ｇｒｒは冷媒循環量定格比、Ｆｏｒは室外ファンの回転速度の定格比、Ａ３及びＡ４は、冷媒循環量定格比を室外ファンの回転速度の定格比で除した値と、適正過冷却度との関係から求められる所定の係数である。
【請求項１４】
請求項１０に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記適正過冷却度に関する値は、前記適正過冷却度及び前記過冷却器の出口における前記冷媒の適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した適正過冷却度効率であり、
前記実測された過冷却度に関する値は、
前記過冷却器の出口における、実測された前記冷媒の適正過冷却度及び当該実測された適正過冷却度を外気温度と凝縮温度との差で除した実測過冷却度効率であり、
前記判定処理部は、
前記冷媒循環量の定格比を室外ファンの回転速度の定格比で除した値が、所定値以上では前記適正過冷却度に基づいた判定閾値にて判定し、所定値未満では前記適正過冷却度効率に基づいた判定閾値を用いて前記冷媒量を判定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記凝縮器と、前記過冷却器と、の間に、前記凝縮器で凝縮された前記冷媒を貯留する余剰冷媒貯留器を備える
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記判定処理部は、
前記実測された過冷却度が、前記判定閾値より小さい値の場合、前記冷媒量の不足が生じていると判定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記判定処理部は、
前記実測された過冷却度に関する値が、前記判定閾値より小さい状態が、所定時間継続した場合、前記冷媒量の不足が生じていると判定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記判定処理部は、
前記実測された過冷却度が、前記判定閾値より大きい値の場合、前記冷媒量が適正であると判定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記判定処理部は、
前記実測された過冷却度に関する値が、前記判定閾値より小さい値の場合、前記冷媒の追加充填量を算出し、該追加充填量の冷媒を追加する前記冷媒量が適正に対して一定割合有すると判定し、その後残りの追加封入量を算出し、指示することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒は、地球温暖化係数が１０００以上である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２１】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒は、地球温暖化係数が７５０以下である
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2017042649.tif 000017
2017042649.tif 000018
2017042649.tif 000019
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