(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と熱源側熱交換器と減圧手段と負荷側熱交換器とが、順次接続されて冷媒循環回路が形成される冷凍サイクル装置であって、
前記圧縮機と前記熱源側熱交換器とは、熱源側ユニットに設けられ、
前記負荷側熱交換器は、負荷側ユニットに設けられ、
前記減圧手段は、前記熱源側ユニットに設けられた第１減圧装置と、前記負荷側ユニットに設けられた第２減圧装置と、を有し、
前記第１減圧装置と前記第２減圧装置とは、前記熱源側ユニットと前記負荷側ユニットとの間に介在する第１接続配管を介して直列に接続され、
前記第１接続配管における前記第１減圧装置と前記第２減圧装置との間の冷媒の温度を検出する温度センサを有し、
少なくとも前記第１接続配管を含む前記冷媒循環回路の一部の流路における冷媒量が、目標とする冷媒量になるように、
少なくとも前記温度センサの検出温度に基づいて、前記第１減圧装置及び前記第２減圧装置のうちの下流側の減圧装置の減圧量を制御し、
前記冷媒循環回路の過冷却度を算出し、該過冷却度に基づいて、前記第１減圧装置及び前記第２減圧装置のうちの上流側の減圧装置の減圧量を制御する、
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記圧縮機と前記負荷側熱交換器とは、前記熱源側ユニットと前記負荷側ユニットとの間に介在する第２接続配管を介して接続され、
前記一部の流路は、少なくとも前記第２接続配管を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
流路切替装置を備え、
前記熱源側熱交換器が凝縮器として作用し、前記負荷側熱交換器が蒸発器として作用する冷却運転と、前記熱源側熱交換器が蒸発器として作用し、前記負荷側熱交換器が凝縮器として作用する加熱運転とが、前記流路切替装置によって切り替えられ、
前記目標とする冷媒量は、前記冷却運転及び前記加熱運転において共通である、
ことを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記熱源側熱交換器の内容積は、前記負荷側熱交換器の内容積と比較して０．７〜１．３倍である、
ことを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記一部の流路は、少なくとも前記熱源側熱交換器の流路と前記負荷側熱交換器の流路とを含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷媒は、Ｒ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、及びプロパンのいずれか、又は、それらのいずれかを含む混合冷媒である、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
圧縮機と熱源側熱交換器と減圧手段と負荷側熱交換器とが、順次接続されて冷媒循環回路が形成され、前記圧縮機と前記熱源側熱交換器とが、熱源側ユニットに設けられ、前記負荷側熱交換器が、負荷側ユニットに設けられ、前記減圧手段が、前記熱源側ユニットに設けられた第１減圧装置と、前記負荷側ユニットに設けられた第２減圧装置と、を有し、前記第１減圧装置と前記第２減圧装置とが、前記熱源側ユニットと前記負荷側ユニットとの間に介在する第１接続配管を介して直列に接続される冷凍サイクル装置の制御方法であって、
前記第１減圧装置と前記第２減圧装置との間の流路を流れる冷媒が、気液二相状態になり、且つ、少なくとも前記第１接続配管を含む前記冷媒循環回路の一部の流路における冷媒量が、目標とする冷媒量になるように、
少なくとも前記第１接続配管における前記第１減圧装置と前記第２減圧装置との間の冷媒の温度に基づいて、前記第１減圧装置及び前記第２減圧装置のうちの下流側の減圧装置の減圧量を制御し、
前記冷媒循環回路の過冷却度を算出し、該過冷却度に基づいて、前記第１減圧装置及び前記第２減圧装置のうちの上流側の減圧装置の減圧量を制御する、
ことを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置と、冷凍サイクル装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍サイクル装置として、減圧装置（例えば、膨張弁等）が、熱源側ユニット及び負荷側ユニットのいずれか一方に設けられ、熱源側ユニットに設けられた減圧装置と負荷側ユニットに設けられた負荷側熱交換器とが、又は、熱源側ユニットに設けられた熱源側熱交換器と負荷側ユニットに設けられた減圧装置とが、接続配管（以下、第１接続配管という）を介して接続され、熱源側ユニットに設けられた圧縮機と負荷側ユニットに設けられた負荷側熱交換器とが、接続配管（以下、第２接続配管という）を介して接続されることで、冷媒循環回路が形成されるものがある。【０００３】
そのような冷凍サイクル装置では、環境条件（例えば、熱源側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度、負荷側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度等）、運転条件（例えば、圧縮機の運転容量等）等の変化に伴って、高圧側圧力及び低圧側圧力が変化するため、第１接続配管及び第２接続配管の冷媒密度が変化することとなって、冷媒循環回路の必要冷媒量が変化する。【０００４】
また、従来の冷凍サイクル装置として、更に、流路切替装置（例えば、四方弁等）によって冷媒循環回路の冷媒の循環方向が切り替えられることで、熱源側熱交換器が凝縮器として作用し、負荷側熱交換器が蒸発器として作用する冷却運転と、熱源側熱交換器が蒸発器として作用し、負荷側熱交換器が凝縮器として作用する加熱運転とが切り替えられるものもある。【０００５】
そのような冷凍サイクル装置では、冷媒の循環方向の変化に伴って、第１接続配管の必要冷媒量と第２接続配管の必要冷媒量とが変化することに起因し、冷却運転における必要冷媒量と加熱運転における必要冷媒量とに差が生じる。【０００６】
減圧装置が熱源側ユニットに設けられる場合では、冷却運転において、第１接続配管の冷媒が気液二相状態で、且つ、第２接続配管の冷媒が気相状態となり、加熱運転において、第１接続配管の冷媒が液相状態で、且つ、第２接続配管の冷媒が気相状態となる。気液二相状態の冷媒と比較して液相状態の冷媒の方が、必要冷媒量が多いため、冷却運転と比較して加熱運転の方が、必要冷媒量が多くなる。【０００７】
減圧装置が負荷側ユニットに設けられる場合では、冷却運転において、第１接続配管の冷媒が液相状態で、且つ、第２接続配管の冷媒が気相状態となり、加熱運転において、第１接続配管の冷媒が気液二相状態で、且つ、第２接続配管の冷媒が気相状態となる。気液二相状態の冷媒と比較して液相状態の冷媒の方が、必要冷媒量が多いため、加熱運転と比較して冷却運転の方が、必要冷媒量が多くなる。【０００８】
また、凝縮器での冷媒密度が蒸発器での冷媒密度と比較して大きくなることに起因し、熱源側熱交換器の内容積と負荷側熱交換器の内容積との違いによっても、冷却運転における必要冷媒量と加熱運転における必要冷媒量とに差が生じる。【０００９】
熱源側熱交換器の内容積が負荷側熱交換器の内容積と比較して大きい場合には、内容積が大きい熱源側熱交換器が、冷媒密度が大きくなる凝縮器として作用し、内容積が小さい負荷側熱交換器が、冷媒密度が小さくなる蒸発器として作用する冷却運転の方が、内容積が大きい熱源側熱交換器が、冷媒密度が小さくなる蒸発器として作用し、内容積が小さい負荷側熱交換器が、冷媒密度が大きくなる凝縮器として作用する加熱運転と比較して、必要冷媒量が多くなる。【００１０】
熱源側熱交換器の内容積が負荷側熱交換器の内容積と比較して小さい場合には、内容積が小さい熱源側熱交換器が、冷媒密度が小さくなる蒸発器として作用し、内容積が大きい負荷側熱交換器が、冷媒密度が大きくなる凝縮器として作用する加熱運転の方が、内容積が小さい熱源側熱交換器が、冷媒密度が大きくなる凝縮器として作用し、内容積が大きい負荷側熱交換器が、冷媒密度が小さくなる蒸発器として作用する冷却運転と比較して、必要冷媒量が多くなる。【００１１】
そのため、従来の冷凍サイクル装置では、上述の環境条件、運転条件等の変化に伴う必要冷媒量の変化によって生じる余剰冷媒、上述の冷却運転における必要冷媒量と加熱運転における必要冷媒量との差によって生じる余剰冷媒等を貯留するために、冷媒循環回路に、アキュムレータ（いわゆるＡＣＣ）、レシーバ（いわゆるＲＥＣ）等の冷媒貯留容器が設けられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１２−２２９８９３号公報（段落［００９５］〜段落［０１００］、図１、図６、図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このような冷凍サイクル装置では、余剰冷媒が多く、冷媒貯留容器が大型化され、冷凍サイクル装置が高コスト化及び大型化されてしまうという問題点があった。特に、第１接続配管及び第２接続配管の配管長さが長い場合には、更に余剰冷媒が増加し、冷凍サイクル装置が更に高コスト化及び大型化されてしまうという問題点があった。【００１４】
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、高コスト化及び大型化されることが抑制された冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。また、本発明は、高コスト化及び大型化されることが抑制された冷凍サイクル装置の制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と熱源側熱交換器と減圧手段と負荷側熱交換器とが、順次接続されて冷媒循環回路が形成される冷凍サイクル装置であって、前記圧縮機と前記熱源側熱交換器とは、熱源側ユニットに設けられ、前記負荷側熱交換器は、負荷側ユニットに設けられ、前記減圧手段は、前記熱源側ユニットに設けられた第１減圧装置と、前記負荷側ユニットに設けられた第２減圧装置と、を有し、前記第１減圧装置と前記第２減圧装置とは、前記熱源側ユニットと前記負荷側ユニットとの間に介在する第１接続配管を介して直列に接続され、前記第１接続配管における前記第１減圧装置と前記第２減圧装置との間の冷媒の温度を検出する温度センサを有し、少なくとも前記第１接続配管を含む前記冷媒循環回路の一部の流路における冷媒量が、目標とする冷媒量になるように、少なくとも前記温度センサの検出温度に基づいて、前記第１減圧装置及び前記第２減圧装置のうちの下流側の減圧装置の減圧量を制御し、前記冷媒循環回路の過冷却度を算出し、該過冷却度に基づいて、前記第１減圧装置及び前記第２減圧装置のうちの上流側の減圧装置の減圧量を制御する、ものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、減圧手段が、熱源側ユニットに設けられた第１減圧装置と、負荷側ユニットに設けられた第２減圧装置と、を有し、第１減圧装置と第２減圧装置とが、熱源側ユニットと負荷側ユニットとの間に介在する第１接続配管を介して直列に接続され、第１減圧装置と第２減圧装置との間の流路を流れる冷媒が、気液二相状態になり、且つ、少なくとも第１接続配管を含む冷媒循環回路の一部の流路における冷媒量が、目標とする冷媒量になるように、第１減圧装置及び第２減圧装置の減圧量を制御するものであることで、余剰冷媒が削減され、高コスト化及び大型化されることが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、Ｐ−Ｈ線図を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、制御方法１における制御フローを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、制御方法２における制御フローを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、乾き度の算出方法を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、変形例の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の、構成を示す図である。
【図８】室外側熱交換器の内容積と、室内側熱交換器の内容積と、室外側熱交換器の必要冷媒量と室内側熱交換器の必要冷媒量との合計と、の関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の、制御方法１における制御フローを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の、制御方法２における制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る冷凍サイクル装置について、図面を用いて説明する。本発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒循環回路の冷媒を循環させて冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を形成して、被温調対象を冷却する冷却運転、被温調対象を加熱する加熱運転等を行なうものである。なお、以下では、本発明に係る冷凍サイクル装置が、空気調和装置である場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、本発明に係る冷凍サイクル装置には、冷凍サイクルを形成する他の冷凍サイクル装置が含まれる。また、以下で説明する構成、動作等は、一例にすぎず、そのような構成、動作等に限定されない。また、各図において、同一又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
【００１９】
実施の形態１．
実施の形態１に係る空気調和装置について説明する。
＜空気調和装置の構成＞
以下に、実施の形態１に係る空気調和装置の構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、構成を示す図である。図１に示されるように、空気調和装置１は、室外機１１と、室内機２１と、を有する。室外機１１は、本発明における「熱源側ユニット」に相当する。室内機２１は、本発明における「負荷側ユニット」に相当する。
【００２０】
室外機１１には、圧縮機１２と、四方弁１３と、室外側熱交換器１４と、室外側送風機１５と、第１膨張弁１６と、アキュムレータ１７と、が設けられる。室内機２１には、室内側熱交換器２２と、室内側送風機２３と、第２膨張弁２４と、が設けられる。第１膨張弁１６は、本発明における「第１減圧装置」に相当する。第２膨張弁２４は、本発明における「第２減圧装置」に相当する。
【００２１】
室外機１１の第１膨張弁１６と、室内機２１の第２膨張弁２４とが、第１接続配管３１を介して接続される。室外機１１の四方弁１３と、室内機２１の室内側熱交換器２２とが、第２接続配管３２を介して接続される。圧縮機１２と四方弁１３と室外側熱交換器１４と第１膨張弁１６と第１接続配管３１と第２膨張弁２４と室内側熱交換器２２と第２接続配管３２とアキュムレータ１７とで、冷媒循環回路が形成される。
【００２２】
制御装置４１によって、圧縮機１２の駆動周波数が制御される。また、制御装置４１によって、室外側送風機１５の送風量と室内側送風機２３の送風量とが制御される。また、制御装置４１によって、第１膨張弁１６の開度と第２膨張弁２４の開度とが制御される。また、制御装置４１によって、四方弁１３の流路が制御される。なお、制御装置４１は、室外機１１に設けられてもよく、室内機２１に設けられてもよく、それら以外に設けられてもよい。
【００２３】
また、制御装置４１には、第１圧力センサ５１と、第２圧力センサ５２と、が接続される。第１圧力センサ５１は、圧縮機１２から吐出された冷媒の圧力を検出する。第２圧力センサ５２は、圧縮機１２に吸入される冷媒の圧力を検出する。
【００２４】
また、制御装置４１には、第１温度センサ６１と、第２温度センサ６２と、第３温度センサ６３と、第４温度センサ６４と、第５温度センサ６５と、第６温度センサ６６と、が接続される。第１温度センサ６１は、圧縮機１２から吐出された冷媒の温度を検出する。第２温度センサ６２は、室外側熱交換器１４と第１膨張弁１６との間を流れる冷媒の温度を検出する。第３温度センサ６３は、第１膨張弁１６と第２膨張弁２４との間を流れる冷媒の温度を検出する。第４温度センサ６４は、第２膨張弁２４と室内側熱交換器２２との間を流れる冷媒の温度を検出する。第５温度センサ６５は、室内側熱交換器２２と四方弁１３との間を流れる冷媒の温度を検出する。第６温度センサ６６は、圧縮機１２に吸入される冷媒の温度を検出する。なお、図１では、第３温度センサ６３が室外機１１に設けられる場合を示しているが、第３温度センサ６３が、室内機２１に設けられてもよく、また、第１接続配管３１に設けられてもよい。
【００２５】
＜空気調和装置の動作＞
以下に、実施の形態１に係る空気調和装置の動作について説明する。
（冷房運転時の動作）
空気調和装置１の冷房運転時の動作について説明する。
制御装置４１は、圧縮機１２から吐出された冷媒が室外側熱交換器１４に導かれ、室内側熱交換器２２からの冷媒が圧縮機１２の吸入側に導かれるように、四方弁１３の流路を切り替える。なお、冷房運転時の四方弁１３の流路は、図１において実線で示される。
【００２６】
圧縮機１２から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、四方弁１３を通過して室外側熱交換器１４に流入する。高温高圧のガス状態の冷媒は、室外側送風機１５によって室外側熱交換器１４に供給された外気等の媒体と熱交換することで凝縮し、高圧の液状態の冷媒となる。高圧の液状態の冷媒は、第１膨張弁１６と第１接続配管３１と第２膨張弁２４とを通過して、低圧の気液二相状態の冷媒となり、室内側熱交換器２２に流入する。低圧の気液二相状態の冷媒は、室内側送風機２３によって室内側熱交換器２２に供給された室内空気等の媒体と熱交換することで蒸発し、低圧のガス状態の冷媒となる。低圧のガス状態の冷媒は、第２接続配管３２と四方弁１３とを通過して、アキュムレータ１７へ流入し、圧縮機１２へ再度吸入される。つまり、冷房運転時には、室外側熱交換器１４が凝縮器として作用し、室内側熱交換器２２が蒸発器として作用する。なお、冷房運転時の冷媒の循環方向は、図１において実線矢印で示される。
【００２７】
（暖房運転時の動作）
空気調和装置１の暖房運転時の動作について説明する。
制御装置４１は、圧縮機１２から吐出された冷媒が室内側熱交換器２２に導かれ、室外側熱交換器１４からの冷媒が圧縮機１２の吸入側に導かれるように、四方弁１３の流路を切り替える。なお、暖房運転時の四方弁１３の流路は、図１において点線で示される。
【００２８】
圧縮機１２から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、四方弁１３と第２接続配管３２とを通過して室内側熱交換器２２に流入する。高温高圧のガス状態の冷媒は、室内側送風機２３によって室内側熱交換器２２に供給された室内空気等の媒体と熱交換することで凝縮し、高圧の液状態の冷媒となる。高圧の液状態の冷媒は、第２膨張弁２４と第１接続配管３１と第１膨張弁１６とを通過して、低圧の気液二相状態の冷媒となり、室外側熱交換器１４に流入する。低圧の気液二相状態の冷媒は、室外側送風機１５によって室外側熱交換器１４に供給された外気等の媒体と熱交換することで蒸発し、低圧のガス状態の冷媒となる。低圧のガス状態の冷媒は、四方弁１３を通過して、アキュムレータ１７へ流入し、圧縮機１２へ再度吸入される。つまり、暖房運転時には、室外側熱交換器１４が蒸発器として作用し、室内側熱交換器２２が凝縮器として作用する。なお、暖房運転時の冷媒の循環方向は、図１において点線矢印で示される。
【００２９】
＜制御装置の動作＞
図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、Ｐ−Ｈ線図を示す図である。図２において、Ａ点は圧縮機吸入側、Ｂ点は圧縮機吐出側、Ｃ点は第１膨張弁１６及び第２膨張弁２４のうちの上流側に位置する膨張弁（以下、上流側膨張弁ａという）の入口側、Ｄ点は第１膨張弁１６及び第２膨張弁２４のうちの下流側に位置する膨張弁（以下、下流側膨張弁ｂという）の出口側に相当する。第１接続配管３１は、冷房運転時及び暖房運転時において、Ｅ点に相当する。また、第２接続配管３２は、冷房運転時において、Ａ点に相当し、暖房運転時において、Ｂ点に相当する。
【００３０】
図２に示されるように、空気調和装置１では、冷房運転時及び暖房運転時に、第１膨張弁１６と第２膨張弁２４との間の冷媒が気液二相状態となるように制御される。また、空気調和装置１では、冷房運転時及び暖房運転時に、第１接続配管３１の冷媒量と第２接続配管３２の冷媒量との合計が目標とする冷媒量になるように制御される。第１膨張弁１６と第２膨張弁２４との間の冷媒が気液二相状態となるように制御されることと、第１接続配管３１の冷媒量と第２接続配管３２の冷媒量との合計が目標とする冷媒量になるように制御されることとは、制御装置４１が第１膨張弁１６及び第２膨張弁２４の開度を制御することで、両立される。
【００３１】
具体例として、以下２通りの制御方法を説明する。なお、以下では、第１接続配管３１と第２接続配管３２とが共通の配管長さである場合、つまり、第１接続配管３１の冷媒量と第２接続配管３２の冷媒量との合計を目標の冷媒量にすることが、第１接続配管３１の配管単位長さあたりの冷媒量と第２接続配管３２の配管単位長さあたりの冷媒量との合計を目標とする配管単位長さあたりの冷媒量にすることと、同義である場合を説明する。
【００３２】
なお、第１接続配管３１と第２接続配管３２とが異なる配管長さである場合には、配管単位長さあたりの冷媒量に配管長さを乗算した冷媒量の合計を目標とする冷媒量にすればよい。また、第１接続配管３１と第２接続配管３２とが共通の配管長さで、共通の断面積である場合には、第１接続配管３１の冷媒密度と第２接続配管３２の冷媒密度との合計を目標とする冷媒密度にすればよい。また、第１接続配管３１と第２接続配管３２とが異なる配管長さで、共通の断面積である場合には、配管単位断面積あたりの冷媒量の合計を目標とする配管単位断面積あたりの冷媒量にすればよい。
【００３３】
（制御方法１）
制御装置４１は、圧縮機１２の駆動周波数を、空調負荷に応じて、つまり室内機２１が目標とする能力を発揮することができるように、設定及び変更する。また、制御装置４１は、室外側送風機１５の送風量を、冷房運転時は、凝縮温度が目標とする凝縮温度になるように、また、暖房運転時は、蒸発温度が目標とする蒸発温度になるように、設定及び変更する。なお、凝縮温度は、例えば、第１圧力センサ５１の検出圧力Ｐｄを飽和温度換算することで得られ、また、蒸発温度は、例えば、第２圧力センサ５２の検出圧力Ｐｓを飽和温度換算することで得られる。また、制御装置４１は、室内側送風機２３の送風量を、使用者の設定に応じて、設定及び変更する。
【００３４】
制御装置４１は、上流側膨張弁ａの開度を、過冷却度ＳＣが目標とする過冷却度ＳＣｍになるように、設定及び変更する。なお、過冷却度ＳＣは、冷房運転時には、例えば、第１圧力センサ５１の検出圧力Ｐｄを飽和温度換算した温度と、第２温度センサ６２の検出温度ＴＨ２と、の差を算出することで得られ、また、暖房運転時には、例えば、第１圧力センサ５１の検出圧力Ｐｄを飽和温度換算した温度と、第４温度センサ６４の検出温度ＴＨ４と、の差を算出することで得られる。目標とする過冷却度ＳＣｍは、予め設定された１つの固定値である。目標とする過冷却度ＳＣｍとして、２つの固定値が設定され、過冷却度ＳＣが、その２つの固定値の間になるように制御してもよい。
【００３５】
制御装置４１は、下流側膨張弁ｂの開度を、第１接続配管３１における配管単位長さあたりの冷媒量と第２接続配管３２における配管単位長さあたりの冷媒量との合計（以下、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐという）が目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍになるように制御する。目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍは、予め設定された１つの固定値である。目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍとして、２つの固定値が設定され、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが、その２つの固定値の間になるように制御してもよい。
【００３６】
単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐは、第１接続配管３１の断面積Ｓ１［ｍ２］と、第２接続配管３２の断面積Ｓ２［ｍ２］と、第１接続配管３１での冷媒密度ρｐ１［ｋｇ／ｍ３］と、第２接続配管３２での冷媒密度ρｐ２［ｋｇ／ｍ３］と、を用いて、以下の式（１）で算出される。
【００３７】
【数１】
0006021955.tif 000002
【００３８】
第１接続配管３１での冷媒密度ρｐ１は、冷房運転時には、例えば、第３温度センサ６３の検出温度ＴＨ３と、第２温度センサ６２の検出温度ＴＨ２から換算されるエンタルピと、に基づいて算出され、また、暖房運転時には、第３温度センサ６３の検出温度ＴＨ３と、第４温度センサ６４の検出温度ＴＨ４から換算されるエンタルピと、に基づいて算出される。なお、第１接続配管３１での冷媒密度ρｐ１の算出方法については、後に詳述する。
【００３９】
第２接続配管３２での冷媒密度ρｐ２は、冷房運転時には、例えば、第２圧力センサ５２の検出圧力Ｐｓから換算されてもよく、第２圧力センサ５２の検出圧力Ｐｓと、第６温度センサ６６の検出温度ＴＨ６と、から換算されてもよい。第２圧力センサ５２の検出圧力Ｐｓと、第６温度センサ６６の検出温度ＴＨ６と、から換算される場合には、過熱度ＳＨが加味されることとなり、第２接続配管３２での冷媒密度ρｐ２の算出精度が向上される。第２接続配管３２での冷媒密度ρｐ２は、暖房運転時には、第１圧力センサ５１の検出圧力Ｐｄと、第１温度センサ６１の検出温度ＴＨ１と、から換算される
【００４０】
図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、制御方法１における制御フローを示す図である。図３に示されるように、制御装置４１は、Ｓ１０１において、冷房運転か暖房運転かを判定し、冷房運転である場合は、Ｓ１０２に進み、暖房運転である場合は、Ｓ１０６に進む。
【００４１】
制御装置４１は、Ｓ１０２において、過冷却度ＳＣを算出し、Ｓ１０３に進む。制御装置４１は、Ｓ１０３において、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐを算出し、Ｓ１０４に進む。制御装置４１は、Ｓ１０４において、過冷却度ＳＣが目標とする過冷却度ＳＣｍと比較して大きい場合は、第１膨張弁１６の開度を大きくし、過冷却度ＳＣが目標とする過冷却度ＳＣｍと比較して小さい場合は、第１膨張弁１６の開度を小さくして、Ｓ１０５に進む。過冷却度ＳＣが目標とする過冷却度ＳＣｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。制御装置４１は、Ｓ１０５において、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍと比較して大きい場合は、第２膨張弁２４の開度を大きくし、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍと比較して小さい場合は、第２膨張弁２４の開度を小さくする。単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。
【００４２】
制御装置４１は、Ｓ１０６において、過冷却度ＳＣを算出し、Ｓ１０７に進む。制御装置４１は、Ｓ１０７において、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐを算出し、Ｓ１０８に進む。制御装置４１は、Ｓ１０８において、過冷却度ＳＣが目標とする過冷却度ＳＣｍと比較して大きい場合は、第２膨張弁２４の開度を大きくし、過冷却度ＳＣが目標とする過冷却度ＳＣｍと比較して小さい場合は、第２膨張弁２４の開度を小さくして、Ｓ１０９に進む。過冷却度ＳＣが目標とする過冷却度ＳＣｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。制御装置４１は、Ｓ１０９において、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍと比較して大きい場合は、第１膨張弁１６の開度を大きくし、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍと比較して小さい場合は、第１膨張弁１６の開度を小さくする。単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。
【００４３】
（制御方法２）
制御装置４１は、圧縮機１２の駆動周波数を、空調負荷に応じて、つまり室内機２１が目標とする能力を発揮することができるように、設定及び変更する。また、制御装置４１は、室外側送風機１５の送風量を、冷房運転時は、凝縮温度が目標とする凝縮温度になるように、また、暖房運転時は、蒸発温度が目標とする蒸発温度になるように、設定及び変更する。また、制御装置４１は、室内側送風機２３の送風量を、使用者の設定に応じて、設定及び変更する。
【００４４】
制御装置４１は、下流側膨張弁ｂの開度を、過熱度ＳＨが目標とする過熱度ＳＨｍになるように、設定及び変更する。なお、過熱度ＳＨは、冷房運転時には、例えば、第５温度センサ６５の検出温度ＴＨ５と、第２圧力センサ５２の検出圧力Ｐｓを飽和温度換算した温度と、の差を算出することで得られ、また、暖房運転時には、例えば、第６温度センサ６６の検出温度ＴＨ６と、第２圧力センサ５２の検出圧力Ｐｓを飽和温度換算した温度と、の差を算出することで得られる。目標とする過熱度ＳＨｍは、予め設定された１つの固定値である。目標とする過熱度ＳＨｍとして、２つの固定値が設定され、過熱度ＳＨが、その２つの固定値の間になるように制御してもよい。
【００４５】
制御装置４１は、上流側膨張弁ａの開度を、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍになるように制御する。単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐは、制御方法１と同様に算出される。
【００４６】
図４は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、制御方法２における制御フローを示す図である。図４に示されるように、制御装置４１は、Ｓ２０１において、冷房運転か暖房運転かを判定し、冷房運転である場合は、Ｓ２０２に進み、暖房運転である場合は、Ｓ２０６に進む。
【００４７】
制御装置４１は、Ｓ２０２において、過熱度ＳＨを算出し、Ｓ２０３に進む。制御装置４１は、Ｓ２０３において、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐを算出し、Ｓ２０４に進む。制御装置４１は、Ｓ２０４において、過熱度ＳＨが目標とする過熱度ＳＨｍと比較して大きい場合は、第２膨張弁２４の開度を大きくし、過熱度ＳＨが目標とする過熱度ＳＨｍと比較して小さい場合は、第２膨張弁２４の開度を小さくして、Ｓ２０５に進む。過熱度ＳＨが目標とする過熱度ＳＨｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。制御装置４１は、Ｓ２０５において、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍと比較して大きい場合は、第１膨張弁１６の開度を小さくし、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍと比較して小さい場合は、第１膨張弁１６の開度を大きくする。単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。
【００４８】
制御装置４１は、Ｓ２０６において、過熱度ＳＨを算出し、Ｓ２０７に進む。制御装置４１は、Ｓ２０７において、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐを算出し、Ｓ２０８に進む。制御装置４１は、Ｓ２０８において、過熱度ＳＨが目標とする過熱度ＳＨｍと比較して大きい場合は、第１膨張弁１６の開度を大きくし、過熱度ＳＨが目標とする過熱度ＳＨｍと比較して小さい場合は、第１膨張弁１６の開度を小さくして、Ｓ２０９に進む。過熱度ＳＨが目標とする過熱度ＳＨｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。制御装置４１は、Ｓ２０９において、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍと比較して大きい場合は、第２膨張弁２４の開度を小さくし、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍと比較して小さい場合は、第２膨張弁２４の開度を大きくする。単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐが目標とする単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。
【００４９】
（第１接続配管での冷媒密度の算出方法）
第１接続配管３１での冷媒密度ρｐ１は、第１接続配管３１の冷媒の、飽和ガス密度ρｇ１［ｋｇ／ｍ３］と飽和液密度ρｌ１［ｋｇ／ｍ３］とボイド率ｆ１（流体の単位断面積あたりに含まれる気泡の面積割合）とから、以下の式（２）で算出される。
【００５０】
【数２】
0006021955.tif 000003
【００５１】
飽和ガス密度ρｇ１及び飽和液密度ρｌ１は、例えば、第３温度センサ６３の検出温度ＴＨ３から換算される。また、ボイド率ｆ１は、第１接続配管３１の冷媒の、乾き度ｘ１と飽和ガス密度ρｇ１と飽和液密度ρｌ１とから、以下の式（３）で算出される。なお、式（３）において、ｅ＝０．４とすると、ボイド率ｆ１の算出精度が向上する。
【００５２】
【数３】
0006021955.tif 000004
【００５３】
図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、乾き度の算出方法を示す図である。乾き度ｘ１は、例えば、図５に示されるエンタルピＨ１［ｋＪ／ｋｇ］と飽和液エンタルピＨｓｌ１［ｋＪ／ｋｇ］と飽和ガスエンタルピＨｓｇ１［ｋＪ／ｋｇ］とから、以下の式（４）で算出される。なお、エンタルピＨ１は、例えば、冷房運転時には、第２温度センサ６２の検出温度ＴＨ２から換算され、暖房運転時には、第４温度センサ６４の検出温度ＴＨ４から換算される。飽和液エンタルピＨｓｌ１及び飽和ガスエンタルピＨｓｇ１は、例えば、第３温度センサ６３の検出温度ＴＨ３から換算される。なお、第３温度センサ６３の検出温度ＴＨ３に換えて、圧力センサが設けられ、その圧力センサの検出圧力から飽和液エンタルピＨｓｌ１及び飽和ガスエンタルピＨｓｇ１が換算されてもよい。
【００５４】
【数４】
0006021955.tif 000005
【００５５】
なお、空気調和装置１では、第１接続配管３１での冷媒密度ρｐ１及び第２接続配管３２での冷媒密度ρｐ２が、室外機１１又は室内機２１に設けられた各センサの検出温度、検出圧力等から算出されるが、第１接続配管３１及び第２接続配管３２の圧力損失が大きいことに起因して、第１接続配管３１及び第２接続配管３２の実際の冷媒密度と、室外機１１又は室内機２１に設けられた各センサの検出温度、検出圧力等から算出される冷媒密度と、の間に差が生じてしまう場合には、室外機１１又は室内機２１に設けられた各センサの検出温度、検出圧力等から算出される冷媒密度が、その圧力損失を加味するように、例えば、第１接続配管３１及び第２接続配管３２の配管長さの情報等を用いて補正されるとよい。また、例えば、第１接続配管３１と第２膨張弁２４との間に温度センサが追加される等、冷媒密度が複数箇所で算出され、その平均値が制御に用いられてもよい。
【００５６】
＜空気調和装置の作用＞
以下に、実施の形態１に係る空気調和装置の作用について説明する。
空気調和装置１では、第１膨張弁１６と第２膨張弁２４との間の冷媒が気液二相状態になり、且つ、第１接続配管３１の冷媒量と第２接続配管３２の冷媒量との合計が目標とする冷媒量（例えば、一定）になるように制御される。そのため、環境条件、運転条件等の変化に伴って、高圧側圧力及び低圧側圧力が変化することに起因して、冷媒循環回路の必要冷媒量が変化することが抑制され、冷媒貯留容器が小型化される。
【００５７】
また、空気調和装置１では、第１膨張弁１６と第２膨張弁２４との間の冷媒が気液二相状態になり、且つ、第１接続配管３１の冷媒量と第２接続配管３２の冷媒量との合計が目標とする冷媒量になるように制御されることが、冷房運転時及び暖房運転時に、共通（例えば、同一）の目標とする冷媒量を用いて行われる。そのため、冷媒の循環方向の変化に伴って、必要冷媒量に差が生じることが抑制され、更に冷媒貯留容器が小型化される。
【００５８】
なお、空気調和装置１では、冷房運転及び暖房運転を切り替えることが可能であるが、空気調和装置１が、冷房運転及び暖房運転のいずれか一方のみを行うものであってもよい。また、冷房運転及び暖房運転を切り替えることが可能である場合に、冷房運転及び暖房運転のいずれか一方のみにおいて、又は、冷房運転及び暖房運転で異なる目標とする冷媒量を用いて、第１膨張弁１６と第２膨張弁２４との間の冷媒が気液二相状態になり、且つ、第１接続配管３１の冷媒量と第２接続配管３２の冷媒量との合計が目標とする冷媒量になるように制御されてもよい。それらのような場合でも、環境条件、運転条件等の変化に伴って、高圧側圧力及び低圧側圧力が変化することに起因して、冷媒循環回路の必要冷媒量が変化することが抑制され、冷媒貯留容器が小型化される。
【００５９】
また、空気調和装置１では、第１接続配管３１の冷媒量と第２接続配管３２の冷媒量との合計が目標とする冷媒量になるように制御されるが、第１接続配管３１の冷媒量のみが目標とする冷媒量になるように制御されてもよい。そのような場合でも、環境条件、運転条件等の変化に伴って、高圧側圧力又は低圧側圧力が変化することに起因して、冷媒循環回路の必要冷媒量が変化することが抑制され、冷媒貯留容器が小型化される。また、空気調和装置１が冷房運転及び暖房運転を切り替えるものである場合には、冷媒の循環方向の変化に伴って、第１接続配管３１の冷媒が気液二相状態と液相状態とに変化することがなくなり、必要冷媒量に差が生じることが効率よく抑制され、冷媒貯留容器が小型化される。
【００６０】
上述のどのような場合でも、コストが削減され、環境性能が向上されるという作用を、更に有する。つまり、第１接続配管３１の冷媒が液相状態にならないため、冷媒循環回路の必要冷媒量自体が削減されることとなり、例えば、冷媒自体のコストが削減される。また、冷媒循環回路の必要冷媒量自体が削減されることで、冷媒漏洩時の環境及び生物への影響が低減されるため、例えば、Ｒ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、プロパン等を冷媒として用いることが可能となり、実質ＧＷＰ（＝ＧＷＰ×冷媒量）、通年エネルギー消費効率（ＡＰＦ）等の環境性能評価指標が改善される。
【００６１】
また、必要冷媒量の差、つまり余剰冷媒が生じることが抑制される場合には、冷媒循環回路の成績係数（ＣＯＰ）が向上されるという作用も、更に有する。つまり、余剰冷媒が多い場合には、例えば、凝縮器に余剰冷媒が滞留することで高圧側圧力が過昇することを抑制するために、蒸発器出口の冷媒を気液二相状態にする等の制御によって冷媒循環回路の冷凍能力に制限が加えられることがあるが、余剰冷媒が生じることが抑制される場合には、冷凍能力の制限が少なくて済む、又は、不要となるため、冷媒循環回路の成績係数（ＣＯＰ）が向上される。
【００６２】
＜変形例＞
図６は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の、変形例の構成を示す図である。図６に示されるように、空気調和装置１が、室外機１１と、複数の室内機２１−１、２１−２と、を有し、室外機１１の第１膨張弁１６と、室内機２１−１の第２膨張弁２４−１及び室内機２１−２の第２膨張弁２４−２とが、第１接続配管３１を介して接続され、室外機１１の四方弁１３と、室内機２１−１の室内側熱交換器２２−１及び室内機２１−２の室内側熱交換器２２−２とが、第２接続配管３２を介して接続されてもよい。なお、図６では、２つの室内機２１−１、２１−２を有する場合を説明しているが、３つ以上であってもよい。
【００６３】
実施の形態２．
実施の形態２に係る空気調和装置について説明する。
なお、実施の形態１と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。なお、実施の形態２は、実施の形態１と、空気調和装置１の動作及び制御装置４１の動作が同様であるため、その説明を省略している。
＜空気調和装置の構成＞
以下に、実施の形態２に係る空気調和装置の構成について説明する。図７は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の、構成を示す図である。図７に示されるように、空気調和装置１は、アキュムレータ１７を有しない。室外側熱交換器１４の内容積は、室内側熱交換器２２の内容積と比較して０．７〜１．３倍である。空気調和装置１の他の構成は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００６４】
＜空気調和装置の作用＞
図８は、室外側熱交換器の内容積と、室内側熱交換器の内容積と、室外側熱交換器の必要冷媒量と室内側熱交換器の必要冷媒量との合計と、の関係を示す図である。図８に示されるように、室外側熱交換器１４の内容積ＶＯＣ及び室内側熱交換器２２の内容積ＶＩＣが増加するに従って、室外側熱交換器１４の必要冷媒量と室内側熱交換器２２の必要冷媒量との合計（以下、熱交換器合計必要冷媒量という）は、例えば、１ｋｇから３ｋｇへと増加する。図８において、斜線で示される領域Ｆは、室外側熱交換器１４の内容積ＶＯＣが室内側熱交換器２２の内容積ＶＩＣと比較して０．７〜１．３倍の領域である。
【００６５】
熱交換器合計必要冷媒量は、凝縮器として作用する熱交換器の必要冷媒量が支配的であるため、室外側熱交換器１４の内容積ＶＯＣが室内側熱交換器２２の内容積ＶＩＣと比較して大きい場合には、室外側熱交換器１４が凝縮器として作用する冷房運転時に熱交換器合計必要冷媒量が多くなり、暖房運転時には余剰冷媒が発生する。つまり、領域Ｆの下側の領域における熱交換器合計必要冷媒量は、冷房運転時の熱交換器合計必要冷媒量Ｍｃである。
【００６６】
また、室外側熱交換器１４の内容積ＶＯＣが室内側熱交換器２２の内容積ＶＩＣと比較して小さい場合には、室内側熱交換器２２が凝縮器として作用する暖房運転時に熱交換器合計必要冷媒量が多くなり、冷房運転時には余剰冷媒が発生する。つまり、領域Ｆの上側の領域における熱交換器合計必要冷媒量は、暖房運転時の熱交換器合計必要冷媒量Ｍｈである。
【００６７】
また、室外側熱交換器１４の内容積ＶＯＣが室内側熱交換器２２の内容積ＶＩＣと比較して０．７〜１．３倍である場合には、冷房運転時の熱交換器合計必要冷媒量Ｍｃと暖房運転時の熱交換器合計必要冷媒量Ｍｈとの間の差が殆ど無くなり、余剰冷媒が殆ど発生しない。つまり、領域Ｆにおける熱交換器合計必要冷媒量は、冷房運転時の熱交換器合計必要冷媒量Ｍｃ又は暖房運転時の熱交換器合計必要冷媒量Ｍｈである。
【００６８】
なお、冷房運転時の熱交換器合計必要冷媒量Ｍｃ、及び、暖房運転時の熱交換器合計必要冷媒量Ｍｈは、室外側熱交換器１４の内容積ＶＯＣ［ｍ３］と、室内側熱交換器２２の内容積ＶＩＣ［ｍ３］と、凝縮器の冷媒密度ρｃ［ｋｇ／ｍ３］と、蒸発器の冷媒密度ρｅ［ｋｇ／ｍ３］と、から、以下の式（５）、式（６）で算出される。
【００６９】
【数５】
0006021955.tif 000006
【００７０】
【数６】
0006021955.tif 000007
【００７１】
そして、空気調和装置１では、室外側熱交換器１４の内容積ＶＯＣが室内側熱交換器２２の内容積ＶＩＣと比較して０．７〜１．３倍であり、冷房運転時及び暖房運転時に、第１接続配管３１における冷媒量と第２接続配管３２における冷媒量との合計が、共通（例えば、同一）の目標とする冷媒量になるように、第１膨張弁１６及び第２膨張弁２４の開度が制御されているため、第１接続配管３１における必要冷媒量と、第２接続配管３２における必要冷媒量と、熱交換器合計必要冷媒量との合計で近似される、冷媒循環回路の必要冷媒量が、冷房運転時及び暖房運転時において殆ど等しくなる。
【００７２】
なお、冷房運転時の冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃは、冷房運転時の熱交換器合計必要冷媒量Ｍｃと、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐと、第１接続配管３１及び第２接続配管３２の配管長さＬ［ｍ］と、から、以下の式（７）で算出される。第１接続配管３１の配管長さと第２接続配管３２の配管長さとが異なる場合には、式（７）のＭｐ×Ｌが、各接続配管の冷媒密度に各接続配管の配管長さ及び配管断面積を乗算したものの合計に置き換わる。
【００７３】
【数７】
0006021955.tif 000008
【００７４】
また、暖房運転時の冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈは、暖房運転時の熱交換器合計必要冷媒量Ｍｈと、単位長さあたりの合計冷媒量Ｍｐと、第１接続配管３１及び第２接続配管３２の配管長さＬ［ｍ］と、から、以下の式（８）で算出される。第１接続配管３１の配管長さと第２接続配管３２の配管長さとが異なる場合には、式（８）のＭｐ×Ｌが、各接続配管の冷媒密度に各接続配管の配管長さ及び配管断面積を乗算したものの合計に置き換わる。
【００７５】
【数８】
0006021955.tif 000009
【００７６】
つまり、空気調和装置１では、冷房運転時の冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃと、暖房運転時の冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈと、の間に差が殆ど生じないため、余剰冷媒が殆ど発生せず、冷媒貯留容器が不要、又は、更に小型化される。
【００７７】
実施の形態３．
実施の形態３に係る空気調和装置について説明する。
なお、実施の形態１及び実施の形態２と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。なお、実施の形態３は、実施の形態１と、空気調和装置１の動作が同様であるため、その説明を省略している。
＜空気調和装置の構成＞
以下に、実施の形態３に係る空気調和装置の構成について説明する。空気調和装置１は、アキュムレータ１７を有しない。室外側熱交換器１４の内容積は、室内側熱交換器２２の内容積と比較して０．７〜１．３倍でなくてもよい。空気調和装置１の他の構成は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００７８】
＜制御装置の動作＞
空気調和装置１では、冷房運転時及び暖房運転時に、第１膨張弁１６と第２膨張弁２４との間の冷媒が気液二相状態になるように制御される。また、空気調和装置１では、冷媒循環回路の必要冷媒量が目標とする必要冷媒量になるように制御される。第１膨張弁１６と第２膨張弁２４との間の冷媒が気液二相状態になるように制御されることと、冷媒循環回路の必要冷媒量が目標とする必要冷媒量になるように制御されることとは、制御装置４１が第１膨張弁１６及び第２膨張弁２４の開度を制御することで、両立される。
【００７９】
具体例として、以下２通りの制御方法を説明する。なお、以下では、第１接続配管３１と第２接続配管３２とが共通の配管長さである場合を説明する。第１接続配管３１と第２接続配管３２とが異なる配管長さである場合でも、各接続配管の冷媒密度に各接続配管の配管長さ及び配管断面積を乗算したものの合計を算出すればよい。また、以下では、実施の形態１の制御方法１及び制御方法２と異なる部分のみ説明している。
【００８０】
（制御方法１）
制御装置４１は、下流側膨張弁ｂの開度を、冷媒循環回路の必要冷媒量が目標とする必要冷媒量Ｍｒｍになるように制御する。目標とする必要冷媒量Ｍｒｍは、予め設定された１つの固定値である。目標とする必要冷媒量Ｍｒｍとして、２つの固定値が設定され、冷媒循環回路の必要冷媒量が、その２つの固定値の間になるように制御してもよい。
【００８１】
冷房運転時の冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃは、式（５）が代入された式（７）から算出される。また、暖房運転時の冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈは、式（６）が代入された式（８）から算出される。その際、室外側熱交換器１４の内容積ＶＯＣと、室内側熱交換器２２の内容積ＶＩＣと、第１接続配管３１及び第２接続配管３２の配管長さＬと、の情報は制御装置４１に予め入力されている。制御装置４１が、その情報を自動で取得してもよい。
【００８２】
凝縮器での冷媒密度ρｃは、例えば、第１圧力センサ５１の検出圧力Ｐｄから換算される。また、蒸発器での冷媒密度ρｅは、例えば、第２圧力センサ５２の検出圧力Ｐｓから換算される。
【００８３】
図９は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の、制御方法１における制御フローを示す図である。図９に示されるように、制御装置４１は、Ｓ３０３において、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃを算出し、Ｓ３０４に進む。制御装置４１は、Ｓ３０５において、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍと比較して大きい場合は、第２膨張弁２４の開度を大きくし、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍと比較して小さい場合は、第２膨張弁２４の開度を小さくする。冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。
【００８４】
制御装置４１は、Ｓ３０７において、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈを算出し、Ｓ３０８に進む。制御装置４１は、Ｓ３０９において、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍと比較して大きい場合は、第１膨張弁１６の開度を大きくし、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍと比較して小さい場合は、第１膨張弁１６の開度を小さくする。冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。
【００８５】
（制御方法２）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の、制御方法２における制御フローを示す図である。図１０に示されるように、制御装置４１は、Ｓ４０３において、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃを算出し、Ｓ４０４に進む。制御装置４１は、Ｓ４０５において、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍと比較して大きい場合は、第１膨張弁１６の開度を小さくし、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍと比較して小さい場合は、第１膨張弁１６の開度を大きくする。冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。
【００８６】
制御装置４１は、Ｓ４０７において、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈを算出し、Ｓ４０８に進む。制御装置４１は、Ｓ４０９において、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍと比較して大きい場合は、第２膨張弁２４の開度を小さくし、冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍと比較して小さい場合は、第２膨張弁２４の開度を大きくする。冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈが目標とする必要冷媒量Ｍｒｍとどの程度異なるかに応じて、開度の変更量が決定されてもよい。
【００８７】
＜空気調和装置の作用＞
空気調和装置１では、冷房運転時の冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｃと、暖房運転時の冷媒循環回路の必要冷媒量Ｍｒｈと、が目標とする必要冷媒量Ｍｒｍになるように制御されるため、室外側熱交換器１４の内容積が室内側熱交換器２２の内容積と比較して０．７〜１．３倍でない場合でも、余剰冷媒が殆ど発生せず、冷媒貯留容器が不要、又は、更に小型化される。なお、室外側熱交換器１４の内容積が、室内側熱交換器２２の内容積と比較して０．７〜１．３倍であってもよい。
【００８８】
以上、実施の形態１、実施の形態２、及び実施の形態３について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、各実施の形態又は各変形例を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１  空気調和装置、１１  室外機、１２  圧縮機、１３  四方弁、１４  室外側熱交換器、１５  室外側送風機、１６  第１膨張弁、１７  アキュムレータ、２１  室内機、２２  室内側熱交換器、２３  室内側送風機、２４  第２膨張弁、３１  第１接続配管、３２  第２接続配管、４１  制御装置、５１  第１圧力センサ、５２  第２圧力センサ、６１  第１温度センサ、６２  第２温度センサ、６３  第３温度センサ、６４  第４温度センサ、６５  第５温度センサ、６６  第６温度センサ、ａ  上流側膨張弁、ｂ  下流側膨張弁。
【図１】
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【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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