(57)【要約】【課題】室外熱交換器における冷媒量が室外機ごとに異なる場合に、その冷媒量を安定して判定する。【解決手段】室外熱交換器１４ａ，１４ｂと室外膨張弁１５ａ，１５ｂと過冷却回路２１ａ，２１ｂと冷媒の温度を検知するサーミスタ６１ａ，６１ｂとが順次接続された複数台の室外機１０ａ，１０ｂと、室内熱交換器を有する室内機４０ａ，４０ｂ，４０ｃと、検知された冷媒の温度を室外機ごとに比較する制御回路７１ａ，７１ｂとを備え、前記複数台の室外機に設けられた前記サーミスタによって前記過冷却回路を通った冷媒の温度を検知した後に、冷媒量判定を実施する。【選択図】  図１
2011208928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外熱交換器と室外膨張弁と過冷却回路と前記過冷却回路を通った冷媒の温度を検知するサーミスタとが順次接続された複数台の室外機と、
室内熱交換器を有する室内機と、
前記検知された冷媒の温度を前記室外機ごとに比較する制御回路とを備え、
前記複数台の室外機に設けられた前記サーミスタによって前記過冷却回路を通った冷媒の温度を検知した後に、冷媒量判定を実施することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
室外熱交換器と室外膨張弁と過冷却回路と前記過冷却回路を通った冷媒の温度を検知するサーミスタとが順次接続された複数台の室外機と、
室内熱交換器を有する室内機と、
前記検知された冷媒の温度を前記室外機ごとに比較する制御回路とを備え、
前記複数台の室外機に設けられた前記サーミスタにより検知された冷媒の温度に基づいて冷媒量判定を実施することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記検知された冷媒の温度のうち最も高い温度となる前記室外機に設けられた前記室外膨張弁の開度を絞ることを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記検知された冷媒の温度のうち最も低い温度となる前記室外機に設けられた前記室外膨張弁の開度を大きくすることを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
請求項１又は２において、前記複数台の室外機は圧縮機を備え、前記検知された冷媒の温度のうち最も高い温度となる前記室外機に設けられた前記圧縮機の周波数を小さくすることを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
請求項１又は２において、前記複数台の室外機は圧縮機を備え、前記検知された冷媒の温度のうち最も低い温度となる前記室外機に設けられた前記圧縮機の周波数を大きくすることを特徴とする空気調和機。
【請求項７】
請求項１又は２において、前記複数台の室外機は室外ファンを備え、前記検知された冷媒の温度のうち最も高い温度となる前記室外機に設けられた前記室外ファンの回転数を大きくすることを特徴とする空気調和機。
【請求項８】
請求項１又は２において、前記複数台の室外機は室外ファンを備え、前記検知された冷媒の温度のうち最も低い温度となる前記室外機に設けられた前記室外ファンの回転数を小さくすることを特徴とする空気調和機。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れかにおいて、前記室外膨張弁と前記過冷却回路との間の配管から前記過冷却回路の冷熱源側入口を過冷却膨張弁を備えた配管で接続し、前記過冷却回路の冷熱源側流路出口と圧縮機吸入側とを接続することを特徴とする空気調和機。
【請求項１０】
請求項１乃至７の何れかにおいて、前記過冷却回路の冷熱源として外部熱源を利用することを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台の室外機を接続し、各室外機の冷媒量を判定する空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
室外機が複数台ある空調機での冷媒量判定時、室外機の凝縮器内冷媒量にアンバランスが生じサイクルとして適正な冷媒量か判定できない場合がある。このため、従来技術の室外凝縮器内冷媒量バランス制御では、室外凝縮器出口の過冷却度を判定し、過冷却度が小さい側の室外膨張弁開度を過冷却度が大きい側の室外膨張弁開度より小さくすることにより室外機間の冷媒量バランスをとる例が、特許文献１に記載されている。また、室外凝縮器出口の過冷却度を判定し、過冷却度が小さい側の圧縮機回転数を、過冷却度が大きい側の圧縮機回転数より小さくすることにより室外機間の冷媒量バランスを取る例、及び過冷却度が小さい側の室外ファン回転数を、過冷却度が大きい側の室外ファン回転数より大きくすることにより室外機間の冷媒量バランスをとる例が特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２８５５８３号公報
【特許文献２】特開２００９−１９８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献では、それぞれの室外熱交換器が十分に過冷却されることを前提とし、その凝縮器出口の過冷却度を測定している。しかし、凝縮器出口が二相状態では温度変化が無いため、凝縮器出口が二相状態で冷媒比エンタルピ変化があってもその冷媒比エンタルピ変化を判断できないという課題がある。
【０００５】
本発明は、室外熱交換器における冷媒量が室外機ごとに異なる場合に、その冷媒量を安定して判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、室外熱交換器と室外膨張弁と過冷却回路と前記過冷却回路を通った冷媒の温度を検知するサーミスタとが順次接続された複数台の室外機と、室内熱交換器を有する室内機と、前記検知された冷媒の温度を前記室外機ごとに比較する制御回路とを備え、前記複数台の室外機に設けられた前記サーミスタによって前記過冷却回路を通った冷媒の温度を検知した後に、冷媒量判定を実施することを特徴とする。
【０００７】
また、室外熱交換器と室外膨張弁と過冷却回路と前記過冷却回路を通った冷媒の温度を検知するサーミスタとが順次接続された複数台の室外機と、室内熱交換器を有する室内機と、前記検知された冷媒の温度を前記室外機ごとに比較する制御回路とを備え、前記複数台の室外機に設けられた前記サーミスタにより検知された冷媒の温度に基づいて冷媒量判定を実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、室外熱交換器における冷媒量が室外機ごとに異なる場合に、その冷媒量を安定して判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１における冷凍サイクル系統図。
【図２】本発明の実施例２における冷凍サイクル系統図（三本配管冷暖同時システムの場合）。
【図３】本発明の実施例３における冷凍サイクル系統図（過冷却回路を外部熱源を利用した場合）。
【図４（ａ）】従来方式の圧力―比エンタルピ線図。
【図４（ｂ）】本発明に係る圧力―比エンタルピ線図。
【図５】本発明に係る室外機の冷媒量バランスのフローチャート（室外膨張弁開度によるバランス）。
【図６】本発明に係る室外機の冷媒量バランスのフローチャート（圧縮機周波数によるバランス）。
【図７】本発明に係る室外機の冷媒量バランスのフローチャート（室外ファン回転数によるバランス）。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は冷凍サイクルの一例であり、２台の室外機１０ａ，１０ｂと３台の室内機４０ａ，４０ｂ，４０ｃから構成される。ここで、室外機接続台数は２台より多くても良く、室内機接続台数も３台より多くても少なくても１台でも良い。
【００１２】
まず、室外機１０ａ，１０ｂ，室内機４０ａ，４０ｂ，４０ｃが冷房運転にて冷媒量判定する場合の説明を行う。室外機１０ａ，室外機１０ｂ共に運転中であり、圧縮機１１ａ，１１ｂは運転、四方弁１３ａ，１３ｂはガス管３４と圧縮機吸入配管を接続する向きとなり、室外熱交換器１４ａ，１４ｂと圧縮機吐出配管を接続する向きとなる。
【００１３】
冷媒の流れは、室外機１０ａ，１０ｂは同じ方向となるため、室外機１０ａを代表に説明する。圧縮機１１ａで圧縮された高圧ガス冷媒は、四方弁１３ａ，室外熱交換器１４ａへ送られ、室外空気と熱交換し凝縮し高圧液冷媒となり、室外膨張弁１５ａを通過する。この際、膨張弁の抵抗により液圧力が若干低下する。そして、過冷却バイパス管２３ａと過冷却回路２１ａに分かれて送られ、バイパスされた液冷媒は過冷却膨張弁２４ａにて絞られバイパスされなかった残りの液冷媒と熱交換器してガス化し圧縮機吸入側へ送られる。一方、バイパスされなかった液冷媒は過冷却回路２１ａで冷却され、過冷却回路出口液管２２ａ、そして液管３０へ送られる。同様に室外機１０ｂからも高圧液冷媒が液管３０へ送られ合流し、室内機４０ａ，４０ｂ，４０ｃそれぞれで冷房運転に使われ低圧ガス冷媒となる。各室内機から出た低圧ガス冷媒は、ガス管３４を通り室外機１０ａ，１０ｂの圧縮機吸入側に分けて送られ、再び圧縮され再循環する。
【００１４】
室外機毎の冷媒量バランスを取る原理について説明する。まず、室外凝縮器内の冷媒量は一般に、熱交換器出口比エンタルピが小さいと多く、過冷却度が大きいと多いため、熱交換器出口比エンタルピ，過冷却度を室外機毎にほぼ同等となるように操作すれば、室外機毎の冷媒量もバランスを保つことができる。ここで、熱交換器出口の冷媒状態に影響を与えるアクチュエータとしては（１）室外膨張弁開度、（２）圧縮機周波数、（３）室外ファン回転数がある。３個のアクチュエータ動作により室外凝縮器内の冷媒量バランスが可能であり、３個を動作させてバランスさせてもよいが、それぞれバランスの原理が異なるため、制御の動作が複雑になる。制御を容易にするには２個のアクチュエータは固定し１個を動作させるほうがよい。以下にバランスの原理を説明する。１個のアクチュエータのみを操作し他２個のアクチュエータについては冷媒量バランスに影響を与えない程度で動作させることを前提とする。
【００１５】
＜（１）室外膨張弁開度による室外凝縮器内の冷媒量バランス＞
まず、制御回路７１ａ，７１ｂによって、室外機１０ａ，１０ｂの圧縮機１１ａ，１１ｂの周波数（冷媒循環量），室外ファン１９ａ，１９ｂの回転数（風量）をサイクル状態に見合った適正値でほぼ一定に制御し安定させる。その状態で、室外機１０ａの過冷却回路出口サーミスタ６１ａの検知温度が室外機１０ｂの過冷却回路出口サーミスタ６１ｂの検知温度に比べ大きく過冷却度が小さい場合を説明する。この場合、室外膨張弁１５ａを絞ると、冷媒は流れにくくなるため、同等冷媒循環量を流せるように室外膨張弁１５ａの前後差圧を大きくしようとする。しかし、過冷却回路出口液管２２ａの圧力は、室外機１０ｂの過冷却回路出口液管２２ｂとも液管３０を介して繋がっており急変しないため、室外熱交換器１４ａの圧力が上昇する。次に、室外膨張弁１５ａを絞り室外熱交換器１４ａの圧力が上昇すると、外気温度Ｔａに対し凝縮温度Ｔｃが上昇するため、温度差Ｔｃ−Ｔａが大きくなり凝縮能力Ｑｃも大きくなる。冷媒循環量Ｇｒ、凝縮器入口冷媒比エンタルピＨｉはほとんど変わらないため、凝縮器出口冷媒比エンタルピＨｏが小さくなる。（式１参照）つまり、過冷却回路入口冷媒比エンタルピが小さくなるため（Ｈsi＝Ｈｏ）、過冷却回路の能力Ｑscが一定の場合、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoも小さくなる。（式２参照）サーミスタ６１ａの検知温度で比較すると、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoが小さくなることで、サーミスタ６１ａの検知温度は下がり過冷却度は大きくなるため、サーミスタ６１ｂの検知温度に対しバランスを取る方向に向かう。ここでは室外膨張弁１５ａを絞るだけの説明としたが、同時に室外膨張弁１５ｂが最大開度でなければ、開度を開くことで、更に温度のバランスがとれ、冷媒量をバランスできる。
【００１６】
Ｑｃ＝ＫＡ（Ｔｃ−Ｔａ）＝Ｇｒ（Ｈｉ−Ｈｏ）                      …（式１）
Ｑｃ：凝縮能力
Ｋ：熱通過率・・・室外ファン風量，室外熱交換器諸元にて変化
Ａ：室外熱交換器伝熱面積
Ｔｃ：凝縮温度・・・吐出圧力の飽和温度とほぼ同等
Ｔａ：外気温度
Ｇｒ：冷媒循環量・・・圧縮機周波数と吸入冷媒状態にて変化
Ｈｉ：凝縮器入口冷媒比エンタルピ
Ｈｏ：凝縮器出口冷媒比エンタルピ
Ｑsc＝Ｇｒ（Ｈsi−Ｈso）                                          …（式２）
Ｑsc：過冷却能力
Ｈsi：過冷却回路入口冷媒比エンタルピ
Ｈso：過冷却回路出口冷媒比エンタルピ
【００１７】
次に、制御回路７１ａ，７１ｂによって、室外機１０ａ，１０ｂの圧縮機１１ａ，１１ｂの周波数（冷媒循環量），室外ファン１９ａ，１９ｂの回転数（風量）をサイクル状態に見合った適正値でほぼ一定に制御し安定させる。その状態で、室外機１０ａの過冷却回路出口サーミスタ６１ａの検知温度が室外機１０ｂの過冷却回路出口サーミスタ６１ｂの検知温度に比べ小さく過冷却度が大きい場合を説明する。検知温度の比較は制御回路７１ａ，７１ｂによって行われる。本実施例では、室外機１０ａ，１０ｂに制御回路７１ａ，７１ｂを設けて、制御回路同士間で情報を伝送しているが、各室外機に制御回路を設けず、集中制御回路を設けてもよい。また、親室外機だけに制御回路を設けて、子室外機には配線接続して情報をやりとりして制御するものでもよい。ここで、室外膨張弁１５ａが最大開度では無く、更に膨張弁開度を大きくできる場合、冷媒は流れやすくなるため、同等冷媒循環量に抑えるように室外膨張弁１５ａの前後差圧を小さくしようとする。しかし、過冷却回路出口液管２２ａの圧力は、室外機１０ｂの過冷却回路出口液管２２ｂとも液管３０を介して繋がっており急変しないため、室外熱交換器１４ａの圧力が下降する。次に、室外膨張弁１５ａを開き室外熱交換器１４ａの圧力が下降すると、外気温度Ｔａに対し凝縮温度Ｔｃが低下するため、温度差Ｔｃ−Ｔａが小さくなり凝縮能力Ｑｃも小さくなるが、冷媒循環量Ｇｒ，凝縮器入口冷媒比エンタルピＨｉはほとんど変わらないため、凝縮器出口冷媒比エンタルピＨｏが大きくなる（式１参照）。つまり、過冷却回路入口冷媒比エンタルピが大きくなるため（Ｈsi＝Ｈｏ）、過冷却回路の能力Ｑscが一定の場合、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoも大きくなる（式２参照）。サーミスタ６１ａの検知温度で比較すると、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoが大きくなることで、サーミスタ６１ａの検知温度は上がり過冷却度は小さくなるため、サーミスタ６１ｂの検知温度に対しバランスを取る方向に向かう。ここでは室外膨張弁１５ａを開くだけの説明としたが、同時に室外膨張弁１５ｂを絞ることで、更に温度のバランスがとれ、冷媒量をバランスできる。
【００１８】
室外熱交換器は、図中の細線で示すように複数冷媒流路を並列に複数冷媒流路を並列に構成され、室外熱交換器における冷媒の圧力損失が大きくならないようにしている。一般に、室外凝縮器出口の温度センサは、この複数冷媒流路のうちの１本に取り付けられたもので代用される。センサを取り付ける冷媒流路は、除霜中の冷媒流量のばらつきを考慮し、除霜時の出口温度上昇が遅い流路に取り付ける。しかし、冷媒量判定時にこの温度センサで測定された温度を使用すると、検知している冷媒流路のみが過冷却されることも想定され、冷媒量を適性に判定できなくなるため、室外凝縮器出口の冷媒流路に加えて流路の集合部にも温度センサを設ける必要がある。
【００１９】
しかし、本実施例によれば、冷房時に過冷却器の下流側であって、十分に過冷却された後の冷媒の温度を測定するため、各室外機に対してサーミスタを１つ設けるだけでよい。
【００２０】
更に、上述した特許文献１又は２では、同容量の室外機が複数台接続される場合には有効であるが、異容量の室外機が接続された場合を想定していない。例えば膨張弁の場合、他の室外機における膨張弁の開度と比較して膨張弁開度の大小を制御している。しかし、異容量の室外機の場合、各室外機に設けられた膨張弁容量が異なると、膨張弁同士の開度の大小を制御しても意味をなさない。なぜなら、例えば膨張弁容量が大きい室外機の過冷却度が小さくても、膨張弁容量が小さく開度が大きめで使用している室外機の膨張弁開度を基準にすると絞れない場合があるからである。また、圧縮機の回転数制御する場合も、圧縮機行程容積が大きい室外機の過冷却度が小さくても、圧縮機行程容積が小さく回転数を多くして使用している室外機の圧縮機回転数を基準にすると小さくできない場合がある。室外ファンの回転数を制御する場合も、伝熱面積が相対的に大きい室外機の過冷却度が小さくても、伝熱面積が相対的に小さく室外ファン回転数を多めに使用している室外機の室外ファン回転数を基準にすると、それ以上回転数を落とせない場合がある。
【００２１】
しかし、本実施例によれば、他の室外機に設けられた膨張弁等と比較して開度等を制御するのではなく、現時点での自身の開度等に対して開度の大小を決定するものであるため、異容量の室外機が接続されても冷媒量バランスを取ることが可能である。
【００２２】
また、凝縮器出口が二相状態では温度変化が無いため、凝縮器出口が二相状態で冷媒比エンタルピ変化があってもその冷媒比エンタルピ変化を判断できない。特に、長配管を用いる場合は、液管入口のサブクールが小さくなり液管末端が二相となる。更に、凝縮器出口温度は最低でも外気温度までしか下がらないため、各温度センサで検知された温度差が小さく判定の誤差を生じやすい。
【００２３】
＜（２）圧縮機周波数による室外凝縮器内の冷媒量バランス＞
まず、制御回路７１ａ，７１ｂによって、室外機１０ａ，１０ｂの室外膨張弁１５ａ，１５ｂは固定開度（最大開度でもよい）、室外ファン１９ａ，１９ｂの回転数（風量）はサイクル状態に見合った適正な値でほぼ一定に制御し安定させる。その状態で、室外機１０ａの過冷却回路出口サーミスタ６１ａの検知温度が室外機１０ｂの過冷却回路出口サーミスタ６１ｂの検知温度に比べ大きく過冷却度が小さい場合を説明する。この場合、圧縮機１１ａの周波数を下げると、空気側から求まる熱交換量Ｑｃ＝ＫＡ（Ｔｃ−Ｔａ）はほとんど変化しないで、冷媒循環量Ｇｒのみが低下するためＨｉ−Ｈｏが大きくなる。凝縮器入口冷媒比エンタルピＨｉはほとんど変わらないため凝縮器出口冷媒比エンタルピＨｏが小さくなる（式１参照）。つまり、過冷却回路入口冷媒比エンタルピが小さくなるため（Ｈsi＝Ｈｏ）、過冷却回路の能力Ｑscが一定の場合、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoも小さくなる（式２参照）。サーミスタ６１ａの検知温度で比較すると、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoが小さくなることで、サーミスタ６１ａの検知温度は下がり過冷却度は大きくなるため、サーミスタ６１ｂの検知温度に対しバランスを取る方向に向かう。ここでは圧縮機１１ａの周波数を落とすだけの説明としたが、同時に圧縮機１１ｂの周波数を上げることで、更に温度のバランスがとれ、冷媒量をバランスできる。
【００２４】
次に、制御回路７１ａ，７１ｂによって、室外機１０ａ，１０ｂの室外膨張弁１５ａ，１５ｂは固定開度（最大開度でもよい）、室外ファン１９ａ，１９ｂの回転数（風量）はサイクル状態に見合った適正な値でほぼ一定に制御し安定させる。その状態で、室外機１０ａの過冷却回路出口サーミスタ６１ａの検知温度が室外機１０ｂの過冷却回路出口サーミスタ６１ｂの検知温度に比べ小さく過冷却度が大きい場合を説明する。この場合、圧縮機１１ａの周波数を上げると、空気側から求まる熱交換量Ｑｃ＝ＫＡ（Ｔｃ−Ｔａ）はほとんど変化しないで、冷媒循環量Ｇｒのみが上昇するためＨｉ−Ｈｏが小さくなる。凝縮器入口冷媒比エンタルピＨｉはほとんど変わらないため凝縮器出口冷媒比エンタルピＨｏが大きくなる（式１参照）。つまり、過冷却回路入口冷媒比エンタルピが大きくなるため（Ｈsi＝Ｈｏ）、過冷却回路の能力Ｑscが一定の場合、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoも大きくなる（式２参照。）サーミスタ６１ａの検知温度で比較すると、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoが大きくなることで、サーミスタ６１ａの検知温度は上がり過冷却度は小さくなるため、サーミスタ６１ｂの検知温度に対しバランスを取る方向に向かう。ここでは圧縮機１１ａの周波数を上げるだけの説明としたが、同時に圧縮機１１ｂの周波数を下げることで、更に温度のバランスがとれ、冷媒量をバランスできる。
【００２５】
＜（３）室外ファン回転数による室外凝縮器内の冷媒量バランス＞
まず、制御回路７１ａ，７１ｂによって、室外機１０ａ，１０ｂの室外膨張弁１５ａ，１５ｂは固定開度（最大開度でもよい）、圧縮機１１ａ，１１ｂの周波数（循環量）はサイクル状態に見合った適正な値でほぼ一定に制御し安定させる。その状態で、室外機１０ａの過冷却回路出口サーミスタ６１ａの検知温度が室外機１０ｂの過冷却回路出口サーミスタ６１ｂの検知温度に比べ大きく過冷却度が小さい場合を想定する。この場合、室外ファン１９ａの回転数を上げると、熱通過率Ｋが大きくなるため凝縮能力Ｑｃが上昇する。冷媒循環量Ｇｒ，凝縮器入口冷媒比エンタルピＨｉはほとんど変わらないため、凝縮器出口冷媒比エンタルピＨｏが小さくなる（式１参照）。つまり、過冷却回路入口冷媒比エンタルピが小さくなるため（Ｈsi＝Ｈｏ）、過冷却回路の能力Ｑscが一定の場合、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoも小さくなる（式２参照）。サーミスタ６１ａの検知温度で比較すると、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoが小さくなることで、サーミスタ６１ａの検知温度は下がり過冷却度は大きくなるため、サーミスタ６１ｂの検知温度に対しバランスを取る方向に向かう。ここでは室外ファン１９ａの回転数を上げるだけの説明としたが、同時に室外ファン１９ｂの回転数を落とすことで、更に温度のバランスがとれ、冷媒量をバランスできる。
【００２６】
次に、制御回路７１ａ，７１ｂによって、室外機１０ａ，１０ｂの室外膨張弁１５ａ，１５ｂは固定開度（最大開度でもよい）、圧縮機１１ａ，１１ｂの周波数（循環量）はサイクル状態に見合った適正な値でほぼ一定に制御し安定させる。その状態で、室外機１０ａの過冷却回路出口サーミスタ６１ａの検知温度が室外機１０ｂの過冷却回路出口サーミスタ６１ｂの検知温度に比べ小さく過冷却度が大きい場合を説明する。この場合、室外ファン１９ａの回転数を下げると、熱通過率Ｋが小さくなるため凝縮能力Ｑｃが低下する。冷媒循環量Ｇｒ、凝縮器入口冷媒比エンタルピＨｉはほとんど変わらないため、凝縮器出口冷媒比エンタルピＨｏが大きくなる（式１参照）。つまり、過冷却回路入口冷媒比エンタルピが大きくなるため（Ｈsi＝Ｈｏ）、過冷却回路の能力Ｑscが一定の場合、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoも大きくなる（式２参照）。サーミスタ６１ａの検知温度で比較すると、過冷却回路出口冷媒比エンタルピＨsoが大きくなることで、サーミスタ６１ａの検知温度は上がり過冷却度は小さくなるため、サーミスタ６１ｂの検知温度に対しバランスを取る方向に向かう。ここでは室外ファン１９ａの回転数を上げるだけの説明としたが、同時に室外ファン１９ｂの回転数を落とすことで、更に冷媒量バランスがとれる。
【実施例２】
【００２７】
図２は冷凍サイクルの一例であり、図１に対し低圧ガス管３７，冷暖切替ユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃを追加し、四方弁１３ａ，１３ｂを室外熱交換器用切替弁１６ａ，１６ｂと高低圧ガス管用切替弁１７ａ，１７ｂに変更している。この構成は、室内機は冷房と暖房を同時に実施するものである。冷媒量判定時は全冷房運転で実施するため、図１にて説明した室外機毎の冷媒量バランスの原理は変わらない。このため、全冷房時の冷媒の流れのみを説明する。
【００２８】
室外機１０ａ，室外機１０ｂ共に運転中であり、圧縮機１１ａ，１１ｂは運転、室外熱交換器用切替弁１６ａ，１６ｂは室外熱交換器１４ａ，１４ｂと圧縮機吐出配管を接続する向きとなり、高低圧ガス管用切替弁１７ａ，１７ｂは高低圧ガス管３４と圧縮機吸入配管を接続する向きとなる。これにより、高低圧ガス管３４は、低圧ガス管３７と同様に低圧となる。なお、切替弁は図では三方弁であるが、四方弁の一端をふさぎ三方弁としてもよい。冷暖切替ユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃの高圧側開閉機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃを開き、室内ガス管と高低圧ガス管３４を連通させる。低圧側開閉機構５２ａ，５２ｂ，５２ｃも開き、室内ガス管と低圧ガス管３７を連通させる。
【００２９】
冷媒の流れは、室外機１０ａ，１０ｂは同じ方向となるため、室外機１０ａを使い説明する。圧縮機１１ａで圧縮された高圧ガス冷媒は、室外熱交換器用切替弁１６ａから室外熱交換器１４ａへ送られ、室外空気と熱交換し凝縮し高圧液冷媒となり、室外膨張弁１５ａを通過する。この際、膨張弁の抵抗により液圧力が若干低下する。そして、駅冷媒は過冷却バイパス管２３ａと過冷却回路２１ａに分かれて送られる。バイパスされた液冷媒は、過冷却膨張弁２４ａによって絞られ、バイパスされなかった残りの液冷媒と熱交換器してガス化し圧縮機吸入側へ送られる。一方、バイパスされなかった液冷媒は過冷却回路２１ａで冷却され、過冷却回路出口液管２２ａ、そして液管３０へ送られる。同様に室外機１０ｂからも高圧液冷媒が液管３０へ送られ合流し、室内機４０ａ，４０ｂ，４０ｃそれぞれで冷房運転に使われ低圧ガス冷媒となる。各室内機から出た低圧ガス冷媒の一部は、冷暖切替ユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃの高圧側開閉機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃにて高低圧ガス管３４に送られる。低圧ガス冷媒の残りは、冷暖切替ユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃの低圧側開閉機構５２ａ，５２ｂ，５２ｃにて低圧ガス管３７に送られる。高低圧ガス管３４に送られた低圧ガス冷媒は室外機１０ａ，１０ｂ及び高低圧ガス管用切替弁１７ａ，１７ｂに分けられ、それぞれの圧縮機吸入側に送られる。同様に、低圧ガス管３７に送られた低圧ガス冷媒も、室外機１０ａ，１０ｂの圧縮機吸入側に送られる。圧縮機吸入側で合流した冷媒は再び圧縮され再循環する。
【実施例３】
【００３０】
図３は冷凍サイクルの一例であり、図１に対し過冷却回路２１ａ，２１ｂの冷熱源が、循環冷媒の一部を利用するのではなく、外部冷熱源を利用する。この熱源には、冷水を用いてもよいし、別冷凍サイクルの蒸発器にて冷却させてもよい。
【００３１】
循環冷媒の一部を利用する場合、過冷却能力Ｑscを一定にさせるために過冷却膨張弁２４ａ、２４ｂの開度を調整しているが、圧縮機冷媒循環量と膨張弁前後差圧（サイクルの液圧と吸入圧力差）を考慮して調整する必要がある。一方、外部冷熱源を使用すると圧縮機冷媒循環量に応じて能力を調整する必要はあるが、膨張弁特性に影響を与える差圧に関しては考慮する必要がないため、調整が容易である。また、もともとシステムに過冷却回路が接続されていない場合にも、後で過冷却器を取り付けることができる。
【００３２】
図４（ａ）及び（ｂ）は圧力―比エンタルピ線図の例であり、図４（ａ）は従来方式の室外凝縮器出口状態を表したものであり、図４（ｂ）は本実施例の過冷却回路出口状態を表したものである。
【００３３】
従来方式の図４（ａ）について、室外機２台を想定し冷媒が多い側，少ない側のそれぞれの熱交換器出口状態を矢印で示してある。破線で外気温度線を記載しているが、室外熱交換器出口の過冷却が多くなると、熱交換器出口状態は外気温度に近づくことはできるが外気温度以下に下がることはできない。このため、サブクール１（ＳＣ１）とサブクール２（ＳＣ２）はあまり大きな値をとることができない。つまり判定誤差の要因となりやすい。また、２本のサイクルが圧力低下し合流する点があり、これは液管入口に相当する。その上流の圧力低下の主因は各室外機における各室外膨張弁の抵抗である。液管合流点は飽和線の内側にあるため二相であり、配管長が長ければ長いほど液管末端での二相の程度も大きくなり、液管冷媒量が少なくなるため、配管施工により冷媒量判定にばらつきが生じる。
【００３４】
本実施例では室外機２台で説明する。冷媒が多い側は容易に冷媒量を判定できるが、冷媒が少ない側の室外機では冷媒量を判定しにくい。図４（ｂ）では、冷媒が少ない場合と極端に少ない場合において、各室外機の過冷却回路出口での比エンタルピと冷媒圧力を矢印で示す。２本のサイクルでは、共に熱交換器出口において別々の比エンタルピで圧力低下する。この圧力低下の主因は室外膨張弁の抵抗である。冷媒量が極端に少ない場合の熱交換器出口における比エンタルピと冷媒圧力を示す点は、図の飽和線の内側にあるため二相である。このため、冷媒温度で出口比エンタルピを推定することはできない。しかし、室外膨張弁で圧力を低下させた後、一定量の冷却をさせて液相にすることによって、図の飽和線の外側の過冷却域に入ることができ、冷媒がどの程度少ないかが判断できる。ここで、過冷却度とは、冷媒温度と冷媒圧力から求まる飽和温度の差で求めるが、今回の冷媒量判定では必ずしも過冷却度が必要ではない。液管圧力或いは飽和温度は必要なく、液管温度から吐出圧力の飽和温度を引いた見かけのサブクール（ＳＣ１，ＳＣ２）で冷媒がどの程度少ないか評価することも可能である。つまり液管温度差のみで、冷媒量のバランス制御が可能である。また、２本のサイクルが合流する点も飽和線の外側の過冷却域に入るため、配管長が長い場合の末端での二相の程度も小さく、液管冷媒量も施工によりばらつきが極めて小さい。そのため安定した冷媒量の判定が可能である。
【００３５】
図５は室外機の冷媒量をバランスさせるために、室外膨張弁開度を制御する場合のフローチャートを示す。まず、冷房運転を開始した後、冷凍サイクルが安定するのを待つ。これはアキュムレータや圧縮機などのタンク類に溜まった冷媒が掃けるのを待ったり、室内熱交換器やガス管、低圧ガス管に存在する冷媒量が安定するのを待つことにより、冷媒量判定を適正に実施するためである。冷凍サイクルの安定を判定した後に、室外機台数が１台の場合はそのまま冷媒量判定を実施する。室外機が２台以上の複数台の場合は、それぞれの室外機の過冷却回路出口温度ＴＬ（ｎ）を制御回路７１ａ，７１ｂによって比較しＴＬmax、ＴＬminを演算する。このＴＬmax−ＴＬminが所定のしきい値ΔＴset内に収まれば、室外機間の冷媒量アンバランスはわずかとみなし冷媒量判定を実施する。ＴＬmax−ＴＬminがしきい値ΔＴset以上の場合には室外機間の冷媒アンバランスが大きいため、再び室外機毎にＴＬ（ｎ）を評価する。ｎ台目の室外機に関し、ＴＬmax−ＴＬ（ｎ）がしきい値ΔＴset以上の場合、ＴＬ（ｎ）が小さいため過冷却が過剰についており、冷媒が過剰に溜まっていると推定される。このためｎ台目の室外機室外膨張弁開度を大きくする。またＴＬ（ｎ）−ＴＬminがしきい値ΔＴset以上の場合、ＴＬ（ｎ）が大きいため過冷却せず冷媒量が少ないと推定される。このためｎ台目の室外機の室外膨張弁開度を小さくする。接続されている室外機全てについて膨張弁操作の要否を判断した後は、冷媒量がバランスするのに時間がかかるため、再びサイクル安定判定の前の状態に戻る。これを繰り返し、ＴＬmax−ＴＬminが所定のしきい値ΔＴset内に収まれば、冷媒量判定を実施する。
【００３６】
図６は室外機の冷媒量をバランスさせるために、圧縮機周波数を制御する場合のフローチャートを示す。まず、冷房運転を開始し冷凍サイクルの安定を判定した後に、室外機台数が１台の場合はそのまま冷媒量判定を実施する。室外機が２台以上の複数台の場合は、それぞれの室外機の過冷却回路出口温度ＴＬ（ｎ）を比較しＴＬmax，ＴＬminを演算する。このＴＬmax−ＴＬminが所定のしきい値ΔＴset内に収まれば、室外機間の冷媒アンバランスはわずかとみなし冷媒量判定を実施する。ＴＬmax−ＴＬminがしきい値ΔＴset以上の場合には室外機間の冷媒アンバランスが大きいため、再び室外機毎にＴＬ（ｎ）を評価する。ｎ台目の室外機に関し、ＴＬmax−ＴＬ（ｎ）がしきい値ΔＴset以上の場合、ＴＬ（ｎ）が小さいため過冷却が過剰についており、冷媒が過剰に溜まっていると推定される。このためｎ台目の室外機の圧縮機周波数を大きくする。またＴＬ（ｎ）−ＴＬminがしきい値ΔＴset以上の場合、ＴＬ（ｎ）が大きいため過冷却せず、冷媒量が少ないと推定される。このためｎ台目の室外機の圧縮機周波数を小さくする。接続されている室外機全てについて膨張弁操作の要否を判断した後は、冷媒量がバランスするのに時間がかかるため、再びサイクル安定判定の前の状態に戻る。これを繰り返し、ＴＬmax−ＴＬminが所定のしきい値ΔＴset内に収まれば、冷媒量判定を実施する。
【００３７】
図７は室外機の冷媒量をバランスさせるために、室外ファン回転数を制御する場合のフローチャートを示す。まず、冷房運転を開始し冷凍サイクルの安定を判定した後に、室外機台数が１台の場合はそのまま冷媒量判定を実施する。室外機が２台以上の複数台の場合は、それぞれの室外機の過冷却回路出口温度ＴＬ（ｎ）を比較しＴＬmax，ＴＬminを演算する。このＴＬmax−ＴＬminが所定のしきい値ΔＴset内に収まれば、室外機間の冷媒アンバランスはわずかとみなし冷媒量判定を実施する。ＴＬmax−ＴＬminがしきい値ΔＴset以上の場合には室外機間の冷媒アンバランスが大きいため、再び室外機毎にＴＬ（ｎ）を評価する。ｎ台目の室外機に関し、ＴＬmax−ＴＬ（ｎ）がしきい値ΔＴset以上の場合、ＴＬ（ｎ）が小さいため過冷却が過剰についており、冷媒が過剰に溜まっていると推定される。このためｎ台目の室外機の室外ファン回転数を小さくする。またＴＬ（ｎ）−ＴＬminがしきい値ΔＴset以上の場合、ＴＬ（ｎ）が大きいため過冷却せず冷媒量が少ないと推定される。このためｎ台目の室外機の室外ファン回転数を大きくする。接続されている室外機全てについて膨張弁操作の要否を判断した後は、冷媒量がバランスするのに時間がかかるため、再びサイクル安定判定の前の状態に戻る。これを繰り返し、ＴＬmax−ＴＬminが所定のしきい値ΔＴset内に収まれば、冷媒量判定を実施する。
【符号の説明】
【００３８】
１０ａ，１０ｂ  室外機
１１ａ，１１ｂ  圧縮機
１３ａ，１３ｂ  四方弁
１４ａ，１４ｂ  室外熱交換器
１５ａ，１５ｂ  室外膨張弁
１６ａ，１６ｂ  室外熱交換器用切替弁
１７ａ，１７ｂ  高低圧ガス管用切替弁
１９ａ，１９ｂ  室外ファン
２１ａ，２１ｂ  過冷却回路
２２ａ，２２ｂ  過冷却回路出口液管
２３ａ，２３ｂ  過冷却バイパス管
２４ａ，２４ｂ  過冷却膨張弁
２５ａ，２５ｂ  水熱源
３０  液管
３４  （高低圧）ガス管
３７  低圧ガス管
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ  室内機
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ  室内熱交換器
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ  室内膨張弁
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ  冷暖切替ユニット
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ  高圧側開閉機構
５２ａ，５２，５２ｃ  低圧側開閉機構
６１ａ，６１ｂ  （過冷却回路出口）サーミスタ
７１ａ，７１ｂ  制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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