(57)【要約】  冷凍サイクル装置は、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無いか否かを判定する余剰冷媒有無判定手段と、余剰冷媒有無判定手段において余剰冷媒が無いと判定される場合に、非共沸混合冷媒が冷媒循環回路１を循環する状態での複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成である、循環組成を、余剰冷媒有無判定手段において余剰冷媒が無いと判定されない場合と異なる演算方法を用いて演算する循環組成演算手段と、を有する制御装置５０と、を備えたものである。
2015114774.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、絞り装置と、負荷側熱交換器と、余剰冷媒を貯留するアキュムレータと、が配管で接続され、
沸点が異なる複数の冷媒成分を有する非共沸混合冷媒が充填された冷媒循環回路と、
前記アキュムレータ内に前記余剰冷媒が無いか否かを判定する余剰冷媒有無判定手段と、
前記余剰冷媒有無判定手段において前記余剰冷媒が無いと判定される場合に、前記非共沸混合冷媒が前記冷媒循環回路を循環する状態での前記複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成である、循環組成を、前記余剰冷媒有無判定手段において前記余剰冷媒が無いと判定されない場合と異なる演算方法を用いて演算する循環組成演算手段と、を有する制御装置と、
を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記余剰冷媒有無判定手段は、
前記アキュムレータの上流側に設けられた、圧力検出装置及び温度検出装置の検出値に基づいて、前記アキュムレータ内に前記余剰冷媒が無いか否かを判定する、
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】
前記余剰冷媒有無判定手段は、
前記複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成である、冷媒組成と、前記圧力検出装置の検出値と、に基づいて、前記アキュムレータに流入する冷媒の飽和ガス温度を、判定の指標値として演算し、
前記温度検出装置の検出値と前記飽和ガス温度とを比較し、
前記温度検出装置の検出値が前記飽和ガス温度を超える場合に、前記アキュムレータ内に前記余剰冷媒が無いと判定する、
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】
前記余剰冷媒有無判定手段は、
前記複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成である、冷媒組成と、前記温度検出装置の検出値と、に基づいて、前記アキュムレータに流入する冷媒の飽和ガス圧力を、判定の指標値として演算し、
前記圧力検出装置の検出値と前記飽和ガス圧力とを比較し、
前記圧力検出装置の検出値が前記飽和ガス圧力未満である場合に、前記アキュムレータ内に前記余剰冷媒が無いと判定する、
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５】
前記余剰冷媒有無判定手段は、
前記複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成である、冷媒組成と、前記温度検出装置の検出値と、に基づいて、前記アキュムレータに流入する冷媒の飽和ガスエンタルピである、温度算出飽和ガスエンタルピを、判定の指標値として演算し、
前記冷媒組成と、前記圧力検出装置の検出値と、に基づいて、前記アキュムレータに流入する冷媒の飽和ガスエンタルピである、圧力算出飽和ガスエンタルピを、判定の指標値として演算し、
前記温度算出飽和ガスエンタルピと前記圧力算出飽和ガスエンタルピとを比較し、
前記温度算出飽和ガスエンタルピが前記圧力算出飽和ガスエンタルピを超える場合に、前記アキュムレータ内に前記余剰冷媒が無いと判定する、
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６】
前記余剰冷媒有無判定手段は、
前記判定の指標値を、圧力、温度、エンタルピ、及び、乾き度のうちの少なくとも一つの冷媒物性に基づいて演算する、
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記余剰冷媒有無判定手段は、
前記冷媒組成として、前記非共沸混合冷媒が前記冷媒循環回路に充填される状態での前記複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成である、充填組成を用いる、
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記余剰冷媒有無判定手段は、
前記充填組成として、前記複数の冷媒成分のうちの最も沸点が低い冷媒成分の充填組成を用いる、
ことを特徴とする請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記循環組成演算手段は、
前記余剰冷媒有無判定手段において前記余剰冷媒が無いと判定される場合に、
前記非共沸混合冷媒が前記冷媒循環回路に充填される状態での前記複数の冷媒成分のうちの最も沸点が低い冷媒成分の組成である、充填組成に、正の値である組成補正値を加算した値を、前記循環組成として演算する、
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記非共沸混合冷媒は、前記最も沸点が低い冷媒成分であるＲ３２冷媒と、Ｒ１２３４ｙｆ冷媒と、を主成分とし、
前記Ｒ３２冷媒の質量割合は、３５ｗｔ％〜７５ｗｔ％の範囲に含まれるいずれかの値であり、
前記組成補正値は、＋１〜＋４ｗｔ％の範囲に含まれるいずれかの値である、
ことを特徴とする請求項９に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記非共沸混合冷媒は、前記最も沸点が低い冷媒成分であるＲ３２冷媒と、Ｒ１２３４ｚｅ冷媒と、を主成分とし、
前記Ｒ３２冷媒の質量割合は、３５ｗｔ％〜７５ｗｔ％の範囲に含まれるいずれかの値であり、
前記組成補正値は、＋１〜＋４ｗｔ％の範囲に含まれるいずれかの値である、
ことを特徴とする請求項９に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記循環組成演算手段は、
前記余剰冷媒有無判定手段において前記余剰冷媒が無いと判定されない場合に、
前記アキュムレータの上流側に設けられた、圧力検出装置及び温度検出装置の検出値に基づいて、前記循環組成を演算する、
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
前記冷媒循環回路には、複数の前記アキュムレータが並列に接続され、
前記余剰冷媒有無判定手段は、
前記アキュムレータ毎に、前記余剰冷媒が無いか有るかを判定し、
前記複数のアキュムレータの全てにおいて前記余剰冷媒が無いと判定される場合に、前記余剰冷媒が無いと判定する、
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１４】
前記循環組成演算手段は、
前記余剰冷媒有無判定手段において前記余剰冷媒が無いと判定されない場合に、
前記複数のアキュムレータのうちの前記余剰冷媒が無いと判定されないアキュムレータの上流側に設けられた、圧力検出装置及び温度検出装置の検出値に基づいて、前記循環組成を演算する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置である、
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１６】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、絞り装置と、負荷側熱交換器と、余剰冷媒を貯留するアキュムレータと、が配管で接続され、沸点が異なる複数の冷媒成分を有する非共沸混合冷媒が充填された冷媒循環回路を備えた冷凍サイクル装置における、前記非共沸混合冷媒が前記冷媒循環回路を循環する状態での前記複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成である、循環組成の算出方法であって、
前記アキュムレータ内に前記余剰冷媒が無いか否かを判定する余剰冷媒有無判定段階と、
前記余剰冷媒有無判定段階において前記余剰冷媒が無いと判定される場合に、前記循環組成を、前記余剰冷媒有無判定段階において前記余剰冷媒が無いと判定されない場合と異なる演算方法を用いて演算する循環組成演算段階と、
を備えたことを特徴とする循環組成の算出方法。
【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、例えばビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置、及び、冷凍サイクル装置における循環組成の算出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、例えば非共沸混合冷媒等の混合冷媒が充填された冷媒循環回路と、制御装置と、を備えたものがある。制御装置は、混合冷媒が冷媒循環回路を循環する状態での複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成である、循環組成を算出する。制御装置は、算出された循環組成の値を用いて、例えば、冷媒循環回路の圧縮機の動作、熱源側送風機の動作等を制御する。循環組成の値は、例えば、アキュムレータ内に設けられた液面検出装置で検出される余剰冷媒の液面高さの検出値を、予め作成された液面高さと循環組成の値との関係を用いて、換算することによって算出される（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３５７２５号公報（段落［００４４］〜段落［００４７］、図９、図１０等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の冷凍サイクル装置では、制御装置が、アキュムレータ内に余剰冷媒が無いか否かに応じて演算方法を変更することなく、循環組成の値を演算する。アキュムレータ内に余剰冷媒が生じる場合には、循環組成と、混合冷媒が冷媒循環回路に充填される状態での複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成であり、且つ、既知の値である、充填組成と、の差が大きくなるため、循環組成の値が、例えば上述の手法等によって算出されることが有効である。しかし、アキュムレータ内に余剰冷媒が生じない場合には、循環組成と、既知の値である充填組成と、の差が小さくなるため、循環組成の値が、例えば上述の手法等によって算出されると、例えば、検出装置で生じる誤差、換算で生じる誤差等の誤差要因に起因して、却って算出の精度が低下してしまう場合がある。また、演算の処理量が無駄に多くなってしまう場合がある。【０００５】
つまり、従来の冷凍サイクル装置では、アキュムレータ内に余剰冷媒が無いか否かに関わらず、単一の演算方法によって循環組成の値が演算されるため、例えば、循環組成の値の算出の精度を向上したり、循環組成の値の演算の処理量を削減したりして、冷凍サイクル装置の性能等を向上することを、アキュムレータ内に余剰冷媒が生じない場合と、アキュムレータ内に余剰冷媒が生じる場合と、の両方において実現することが困難であるという問題点があった。【０００６】
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、冷凍サイクル装置の性能等を向上することを、アキュムレータ内に余剰冷媒が生じない場合と、アキュムレータ内に余剰冷媒が生じる場合と、の両方において実現できる冷凍サイクル装置を得るものである。また、そのような空気調和装置を得るものである。また、そのような冷凍サイクル装置に用いられる循環組成の算出方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、絞り装置と、負荷側熱交換器と、余剰冷媒を貯留するアキュムレータと、が配管で接続され、沸点が異なる複数の冷媒成分を有する非共沸混合冷媒が充填された冷媒循環回路と、前記アキュムレータ内に前記余剰冷媒が無いか否かを判定する余剰冷媒有無判定手段と、前記余剰冷媒有無判定手段において前記余剰冷媒が無いと判定される場合に、前記非共沸混合冷媒が前記冷媒循環回路を循環する状態での前記複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成である、循環組成を、前記余剰冷媒有無判定手段において前記余剰冷媒が無いと判定されない場合と異なる演算方法を用いて演算する循環組成演算手段と、を有する制御装置と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、アキュムレータ内に余剰冷媒が無いか否かを判定する余剰冷媒有無判定手段と、余剰冷媒有無判定手段において余剰冷媒が無いと判定される場合に、循環組成を、余剰冷媒有無判定手段において余剰冷媒が無いと判定されない場合と異なる演算方法を用いて演算する循環組成演算手段と、を有する制御装置を備えたものである。そのため、冷凍サイクル装置の性能等を向上することを、アキュムレータ内に余剰冷媒が生じない場合と、アキュムレータ内に余剰冷媒が生じる場合と、の両方において実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置の、回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
【図２】実施の形態１に係る空気調和装置の、冷房運転時の冷媒の流れを示す概略回路構成図である。
【図３】実施の形態１に係る空気調和装置の、暖房運転時の冷媒の流れを示す概略回路構成図である。
【図４】実施の形態１に係る空気調和装置の、冷凍サイクルのｐ−ｈ線図である。
【図５】実施の形態１に係る空気調和装置の、余剰冷媒有無判定部の動作フローを示す図である。
【図６】実施の形態１に係る空気調和装置の、余剰冷媒有無判定部の変形例−１の動作フローを示す図である。
【図７】実施の形態１に係る空気調和装置の、余剰冷媒有無判定部の変形例−２の動作フローを示す図である。
【図８】実施の形態１に係る空気調和装置の、循環組成演算部の動作フローを示す図である。
【図９】実施の形態１に係る空気調和装置の、動作制御部の動作フローを示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る空気調和装置の、回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
【図１１】実施の形態２に係る空気調和装置の、余剰冷媒有無判定部の動作フローを示す図である。
【図１２】実施の形態２に係る空気調和装置の、循環組成演算部の動作フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
なお、本発明では、非共沸混合冷媒が冷媒循環回路を循環する状態での、複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成が、「循環組成」と定義される。また、非共沸混合冷媒が冷媒循環回路に充填される状態での、複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成が、「充填組成」と定義される。また、複数の冷媒成分のうちの少なくとも一つの冷媒成分の組成が、「冷媒組成」と定義される。「冷媒組成」には、「循環組成」と「充填組成」との両方が含まれる。
【００１１】
また、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について説明しているが、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が、空気調和装置以外の他の冷凍サイクル装置であってもよい。また、以下で説明する構成、動作等は、一例にすぎず、本発明に係る冷凍サイクル装置は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。また、構成、動作等の細かい説明については、適宜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。
【００１２】
実施の形態１．
以下に、実施の形態１に係る空気調和装置について説明する。
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置の、回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
図１に示されるように、空気調和装置１００は、沸点の異なる複数の冷媒成分を有する非共沸混合冷媒が充填された冷媒循環回路１と、制御装置５０と、を備える。空気調和装置１００は、非共沸混合冷媒を循環させることによって空気調和を行う。非共沸混合冷媒は、例えば、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｙｆ冷媒の混合冷媒、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｚｅ冷媒の混合冷媒等である。これ以降の説明では、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｙｆ冷媒が、４４ｗｔ％と５６ｗｔ％の質量割合で混合された冷媒である場合を例に説明する。また、非共沸混合冷媒が、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｙｆ冷媒の混合冷媒である場合、及び、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｚｅ冷媒の混合冷媒である場合を例に挙げたが、必ずしもそれらの非共沸混合冷媒である必要はなく、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｙｆ冷媒を主成分としてその他の冷媒が少量混ざっている混合冷媒であってもよく、また、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｚｅ冷媒を主成分としてその他の冷媒が少量混ざっている混合冷媒であってもよい。また、非共沸混合冷媒は、上述の混合冷媒である場合に限定されず、どのような冷媒が混合された混合冷媒であってもよい。また、混合される冷媒成分の数は、２成分であってもよく、また、３成分であってもよく、また、それ以上であってもよい。
【００１３】
空気調和装置１００は、室外機２と、室内機３と、を有する。室外機２において、冷媒循環回路１を構成する各機器は、冷媒配管４によって接続される。室内機３において、冷媒循環回路１を構成する各機器は、冷媒配管５によって接続される。冷媒配管４と冷媒配管５とは、冷媒主管６を介して接続される。室外機２に、冷媒主管６を介して複数の室内機３が接続されてもよく、そのような場合には、例えば、全ての室内機３が冷房運転を行う全冷房運転モード、全ての室内機３が暖房運転を行う全暖房運転モード等が実行可能であるとよい。
【００１４】
［室外機］
室外機２には、圧縮機１１と、四方弁等の冷媒流路切替装置１２と、熱源側熱交換器（室外熱交換器）１３と、アキュムレータ１４と、が搭載される。
【００１５】
圧縮機１１は、低温低圧の冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。圧縮機１１は、例えば、容量制御可能なインバータ圧縮機等であるとよい。冷媒流路切替装置１２は、冷房運転における冷媒の流れと暖房運転における冷媒の流れとを切り替えるものである。熱源側熱交換器１３は、冷房運転において凝縮器として機能し、暖房運転において蒸発器として機能する。熱源側熱交換器１３において、ファン等で構成される熱源側送風機（図示省略）によって供給される空気と冷媒とが熱交換を行う。アキュムレータ１４は、圧縮機１１の吸入側に設けられる。アキュムレータ１４は、冷房運転と暖房運転の運転状態の違いによって生じる余剰冷媒、過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒等を貯留する。
【００１６】
室外機２には、第一の圧力検出装置２１と、第二の圧力検出装置２２と、が設けられる。第一の圧力検出装置２１は、圧縮機１１と冷媒流路切替装置１２との間を連通させる冷媒配管４に設けられ、圧縮機１１によって圧縮されて吐出された高温高圧の冷媒の圧力Ｐ１を検出する。第二の圧力検出装置２２は、冷媒流路切替装置１２とアキュムレータ１４との間を連通させる冷媒配管４に設けられ、圧縮機１１に吸入される低温低圧の冷媒の圧力Ｐ２を検出する。第二の圧力検出装置２２は、本発明における「圧力検出装置」に相当する。なお、以上では、第二の圧力検出装置２２が、冷媒流路切替装置１２とアキュムレータ１４との間を連通させる冷媒配管４に設けられる場合を例に説明したが、必ずしもそのような場合に限定されず、例えば、空気調和装置１００が冷房運転のみを行う空気調和装置である場合において、第二の圧力検出装置２２は、負荷側熱交換器３１の出口側とアキュムレータ１４の入口側とを連通させる冷媒配管であれば、どこに設けられてもよく、また、空気調和装置１００が暖房運転のみを行う空気調和装置である場合において、第二の圧力検出装置２２は、熱源側熱交換器１３の出口側とアキュムレータ１４の入口側とを連通させる冷媒配管であれば、どこに設けられてもよい。それらのような場合であっても、同様の効果が奏される。
【００１７】
室外機２には、第一の温度検出装置２３と、第二の温度検出装置２４と、が設けられる。第一の温度検出装置２３は、圧縮機１１と冷媒流路切替装置１２との間を連通させる冷媒配管４に設けられ、圧縮機１１によって圧縮されて吐出された高温高圧の冷媒の温度Ｔ１を検出する。第二の温度検出装置２４は、冷媒流路切替装置１２とアキュムレータ１４との間を連通させる冷媒配管４に設けられ、圧縮機１１に吸入される低温低圧の冷媒の温度Ｔ２を検出する。第一の温度検出装置２３及び第二の温度検出装置２４のそれぞれが、サーミスタ等で構成されるとよい。第二の温度検出装置２４は、本発明における「温度検出装置」に相当する。なお、以上では、第二の温度検出装置２４が、冷媒流路切替装置１２とアキュムレータ１４との間を連通させる冷媒配管４に設けられる場合を例に説明したが、必ずしもそのような場合に限定されず、例えば、空気調和装置１００が冷房運転のみを行う空気調和装置である場合において、第二の温度検出装置２４は、負荷側熱交換器３１の出口側とアキュムレータ１４の入口側とを連通させる冷媒配管であれば、どこに設けられてもよく、また、空気調和装置１００が暖房運転のみを行う空気調和装置である場合において、第二の温度検出装置２４は、熱源側熱交換器１３の出口側とアキュムレータ１４の入口側とを連通させる冷媒配管であれば、どこに設けられてもよい。それらのような場合であっても、同様の効果が奏される。
【００１８】
［室内機］
室内機３には、負荷側熱交換器（室内熱交換器）３１と、絞り装置３２と、が搭載される。
【００１９】
負荷側熱交換器３１において、ファン等で構成される負荷側送風機（図示省略）によって供給される空気と冷媒とが熱交換を行い、室内空間に供給される暖房用空気又は冷房用空気が生成される。絞り装置３２は、例えば弁であり、冷媒を減圧して膨張させる。絞り装置３２が、開度制御可能な弁、例えば、電子式膨張弁等で構成されるとよい。
【００２０】
室内機３には、第三の温度検出装置４１と、第四の温度検出装置４２と、第五の温度検出装置４３と、が設けられる。第三の温度検出装置４１は、絞り装置３２と負荷側熱交換器３１との間を連通させる冷媒配管５に設けられ、冷房運転において負荷側熱交換器３１に流入する冷媒の温度を検出する。第四の温度検出装置４２は、負荷側熱交換器３１と冷媒流路切替装置１２との間を連通させる冷媒配管５に設けられ、冷房運転において負荷側熱交換器３１から流出する冷媒の温度を検出する。第五の温度検出装置４３は、負荷側熱交換器３１の空気吸込み部に設けられ、室内の空気温度を検出する。第三の温度検出装置４１、第四の温度検出装置４２、及び、第五の温度検出装置４３のそれぞれが、サーミスタ等で構成されるとよい。
【００２１】
［制御装置］
制御装置５０は、余剰冷媒有無判定部５１と、循環組成演算部５２と、動作制御部５３と、を有する。制御装置５０を構成する各部は、例えば、マイコン、マイクロプロセッサユニット等で構成されてもよく、また、ファームウェア等の更新可能なもので構成されてもよく、また、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。また、制御装置５０は、室外機２に設けられてもよく、また、室内機３に設けられてもよく、また、室外機２と室内機３とに分けて設けられてもよく、また、それら以外に設けられてもよい。余剰冷媒有無判定部５１は、本発明における「余剰冷媒有無判定手段」に相当する。循環組成演算部５２は、本発明における「循環組成演算手段」に相当する。
【００２２】
余剰冷媒有無判定部５１は、例えば、少なくとも第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２とを用いて、アキュムレータ１４内の余剰冷媒の有無を判定する。
【００２３】
循環組成演算部５２は、余剰冷媒有無判定部５１の判定結果に応じて、循環組成の演算方法を選択し、例えば、少なくとも第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２とを用いて、冷媒循環回路１内を循環する非共沸混合冷媒の循環組成を演算する。
【００２４】
動作制御部５３は、空気調和装置１００の動作全般を司る。動作制御部５３は、例えば、各種検出装置の検出値、リモコンを介して入力された指示等に基づいて、圧縮機１１の周波数ｆｃ、熱源側送風機（図示省略）を構成するファン等の回転数ｆｆ（ＯＮ／ＯＦＦの切り替えを含む）、冷媒流路切替装置１２の切り替え、絞り装置３２の開度等を制御して、空気調和装置１００に各運転モードを実行させる。動作制御部５３は、例えば、循環組成演算部５２で算出された循環組成と、第一の圧力検出装置２１の検出値Ｐ１と、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、に基づいて、圧縮機１１の周波数ｆｃ、熱源側送風機（図示省略）を構成するファン等の回転数ｆｆ（ＯＮ／ＯＦＦの切り替えを含む）等を制御する。
【００２５】
［冷房運転モード］
図２は、実施の形態１に係る空気調和装置の、冷房運転時の冷媒の流れを示す概略回路構成図である。なお、図２では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。また、以下では、負荷側熱交換器３１に冷熱負荷が発生している場合を例として、冷房運転モードを説明している。
【００２６】
図２に示されるように、冷房運転モードでは、低温低圧の冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１２を介して熱源側熱交換器１３に流入する。熱源側熱交換器１３に流入した高温高圧のガス冷媒は、室外空気に放熱しながら凝縮して、高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器１３から流出した高圧の液冷媒は、室外機２から流出し、冷媒主管６を通って、室内機３に流入する。室内機３に流入した高圧の液冷媒は、絞り装置３２によって低温低圧の気液二相冷媒に減圧された後、蒸発器として作用する負荷側熱交換器３１に流入して、室内空気から吸熱することで室内空気を冷却し、低温低圧のガス冷媒となる。負荷側熱交換器３１から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷媒主管６を通って、室外機２へ流入する。室外機２に流入した冷媒は、冷媒流路切替装置１２とアキュムレータ１４とを通って、圧縮機１１へ吸入される。
【００２７】
制御装置５０の動作制御部５３は、例えば、絞り装置３２の開度を、循環組成演算部５２で算出された循環組成と第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２とから算出される冷媒の飽和ガス温度と、第四の温度検出装置４２の検出値と、の差であるスーパーヒート（過熱度）が、一定になるように制御する。
【００２８】
［暖房運転モード］
図３は、実施の形態１に係る空気調和装置の、暖房運転時の冷媒の流れを示す概略回路構成図である。なお、図３では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。また、以下では、負荷側熱交換器３１に温熱負荷が発生している場合を例として、暖房運転モードを説明している。
【００２９】
図３に示されるように、暖房運転モードでは、低温低圧の冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１２を介して冷媒主管６を通って、室内機３に流入する。室内機３に流入した高温高圧のガス冷媒は、負荷側熱交換器３１で室内空気に放熱し、高圧の液冷媒となり、絞り装置３２へ流入する。そして、絞り装置３２によって低温低圧の気液二相冷媒に減圧された後、室内機３から流出し、冷媒主管６を通って、室外機２へ流入する。室外機２へ流入した低温低圧の気液二相冷媒は、熱源側熱交換器１３において、室外空気から吸熱した低圧の気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器１３から流出した低圧の気液二相冷媒は、冷媒流路切替装置１２を通って、アキュムレータ１４に流入し、アキュムレータ１４で気相と液相とが分離され、その気相の冷媒のみが圧縮機１１へ吸入される。
【００３０】
制御装置５０の動作制御部５３は、例えば、絞り装置３２の開度を、循環組成演算部５２で算出された循環組成と第一の圧力検出装置２１の検出値Ｐ１とから算出される冷媒の飽和液温度と、第三の温度検出装置４１の検出値と、の差であるサブクール（過冷却度）が、一定になるように制御する。
【００３１】
［冷凍サイクルのｐ−ｈ線図］
図４は、実施の形態１に係る空気調和装置の、冷凍サイクルのｐ−ｈ線図である。
図４に示されるように、非共沸混合冷媒が、沸点の異なる複数の冷媒成分を有することに起因して、同一圧力での飽和液冷媒の温度と飽和ガス冷媒の温度とが、異なる値になるという特徴がある。また、圧力、温度、及び、冷媒組成という三つのパラメータが与えられないと、ｐ−ｈ線図上での冷媒の状態が一点に決定されないという特徴がある。また、冷媒循環回路１が、アキュムレータ１４のような気液界面が発生する部分を含んでいると、気液界面が発生する部分において、低沸点成分が気相となりやすく、高沸点成分が液相となりやすいことから、冷媒循環回路１内を低沸点成分が多く流れるようになるという特徴がある。
【００３２】
［余剰冷媒有無判定部］
以下に、余剰冷媒有無判定部５１の動作について説明する。
なお、以下では、本発明における「充填組成」が、複数の冷媒成分のうちの最も沸点が低い冷媒成分の充填組成αＯである場合を例に、説明している。
【００３３】
図５は、実施の形態１に係る空気調和装置の、余剰冷媒有無判定部の動作フローを示す図である。
図５に示されるように、まず、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ１０１において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、を取得する。次に、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ１０２において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、既知の量である非共沸混合冷媒の充填組成αＯと、から、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔを演算する。次に、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ１０３において、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２が、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔを超えるか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、アキュムレータ１４にガス冷媒が流入していると判断できるため、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ１０４において、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無い旨を出力する。また、判定結果がＮＯである場合には、アキュムレータ１４に気液二相冷媒が流入していると判断できるため、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ１０５において、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が有る旨を出力する。
【００３４】
ステップＡ１０２において、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔが、以下の式（１）のような演算式によって算出されてもよく、また、予めテーブル等として記憶された、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、充填組成αＯと、飽和ガス温度Ｔｓａｔと、の関係から読み出されることによって算出されてもよい。必要に応じて、テーブル化された値同士の間が内挿（補間）されることによって、飽和ガス温度Ｔｓａｔを算出する際の分解能が向上されてもよい。また、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、飽和ガス温度Ｔｓａｔと、の関係を示す近似式が予め記憶又は演算され、その近似式を用いて飽和ガス温度Ｔｓａｔが算出されてもよい。
【００３５】
［数１］
Ｔｓａｔ＝ｆ（Ｐ２，αＯ）          ・・・（１）
【００３６】
余剰冷媒有無判定部５１は、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔを演算する際に、充填組成を用いる。低沸点成分の比率が小さくなる程、同一圧力における飽和ガス温度Ｔｓａｔが高くなるため、そのように構成されることで、循環組成を用いて飽和ガス温度Ｔｓａｔを演算する場合と比較して、アキュムレータ１４に流入する冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔを高く見積もることとなり、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無いという判定が、安全側で行われることとなる。
【００３７】
なお、余剰冷媒有無判定部５１が、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔを、充填組成ではない他の冷媒組成を用いて演算してもよい。例えば、余剰冷媒有無判定部５１が、後に説明される、循環組成演算部５２で第一の演算方法（余剰冷媒有無判定部５１でアキュムレータ１４内に余剰冷媒が無いと判定される場合に選択される演算方法）によって算出される循環組成の値を用いて、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔを演算してもよい。
【００３８】
また、余剰冷媒有無判定部５１が、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、充填組成と、に基づいて、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔを演算する場合を説明しているが、そのような場合に限定されない。例えば、余剰冷媒有無判定部５１が、充填組成と、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、圧力、温度、エンタルピ、乾き度のうちの少なくとも一つの冷媒物性と、の関係が、テーブル化等された情報を予め記憶し、充填組成と、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、その記憶された情報と、から、その充填組成及びその第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２に対応する冷媒物性を導出し、その導出された冷媒物性に基づいて、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔを演算してもよい。また、余剰冷媒有無判定部５１が、充填組成と、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、から、圧力、温度、エンタルピ、乾き度のうちの少なくとも一つの冷媒物性を演算し、その演算された冷媒物性に基づいて、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔを演算してもよい。
【００３９】
また、飽和ガス温度Ｔｓａｔの演算において、複数の冷媒成分のうちの最も沸点が低い冷媒成分の充填組成αＯが用いられる場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、複数の冷媒成分のうちの二つ以上の冷媒成分の充填組成が用いられてもよい。
【００４０】
（余剰冷媒有無判定部の変形例−１）
図６は、実施の形態１に係る空気調和装置の、余剰冷媒有無判定部の変形例−１の動作フローを示す図である。
図６に示されるように、まず、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ２０１において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、を取得する。次に、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ２０２において、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、既知の量である非共沸混合冷媒の充填組成αＯと、から、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス圧力Ｐｓａｔを演算する。次に、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ２０３において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２が、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス圧力Ｐｓａｔ未満であるか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、アキュムレータ１４にガス冷媒が流入していると判断できるため、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ２０４において、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無い旨を出力する。また、判定結果がＮＯである場合には、アキュムレータ１４に気液二相冷媒が流入していると判断できるため、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ２０５において、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が有る旨を出力する。
【００４１】
ステップＡ２０２において、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス圧力Ｐｓａｔが、以下の式（２）のような演算式によって算出されてもよく、また、予めテーブル等として記憶された、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、充填組成αＯと、飽和ガス圧力Ｐｓａｔと、の関係から読み出されることによって算出されてもよい。必要に応じて、テーブル化された値同士の間が内挿（補間）されることによって、飽和ガス圧力Ｐｓａｔを算出する際の分解能が向上されてもよい。また、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、飽和ガス圧力Ｐｓａｔと、の関係を示す近似式が予め記憶又は演算され、その近似式を用いて飽和ガス圧力Ｐｓａｔが算出されてもよい。
【００４２】
［数２］
Ｐｓａｔ＝ｆ（Ｔ２，αＯ）          ・・・（２）
【００４３】
なお、余剰冷媒有無判定部５１が、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、充填組成と、に基づいて、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス圧力Ｐｓａｔを演算する場合を説明しているが、そのような場合に限定されない。例えば、余剰冷媒有無判定部５１が、充填組成と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、圧力、温度、エンタルピ、乾き度のうちの少なくとも一つの冷媒物性と、の関係が、テーブル化等された情報を予め記憶し、充填組成と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、その記憶された情報と、から、その充填組成及びその第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２に対応する冷媒物性を導出し、その導出された冷媒物性に基づいて、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス圧力Ｐｓａｔを演算してもよい。また、余剰冷媒有無判定部５１が、充填組成と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、から、圧力、温度、エンタルピ、乾き度のうちの少なくとも一つの冷媒物性を演算し、その演算された冷媒物性に基づいて、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス圧力Ｐｓａｔを演算してもよい。
【００４４】
また、飽和ガス圧力Ｐｓａｔの演算において、複数の冷媒成分のうちの最も沸点が低い冷媒成分の充填組成αＯが用いられる場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、複数の冷媒成分のうちの二つ以上の冷媒成分の充填組成が用いられてもよい。
【００４５】
（余剰冷媒有無判定部の変形例−２）
図７は、実施の形態１に係る空気調和装置の、余剰冷媒有無判定部の変形例−２の動作フローを示す図である。
図７に示されるように、まず、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ３０１において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、を取得する。次に、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ３０２において、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、既知の量である非共沸混合冷媒の充填組成αＯと、から、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガスエンタルピである、温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴを演算する。また、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、既知の量である非共沸混合冷媒の充填組成αＯと、から、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガスエンタルピである、圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰを演算する。次に、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ３０３において、温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴが、圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰを超えるか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、アキュムレータ１４にガス冷媒が流入していると判断できるため、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ３０４において、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無い旨を出力する。また、判定結果がＮＯである場合には、アキュムレータ１４に気液二相冷媒が流入していると判断できるため、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ３０５において、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が有る旨を出力する。
【００４６】
ステップＡ３０２において、温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴが、以下の式（３）のような演算式によって算出されてもよく、また、予めテーブル等として記憶された、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、充填組成αＯと、温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴと、の関係から読み出されることによって算出されてもよい。必要に応じて、テーブル化された値同士の間が内挿（補間）されることによって、温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴを算出する際の分解能が向上されてもよい。また、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴと、の関係を示す近似式が予め記憶又は演算され、その近似式を用いて温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴが算出されてもよい。
【００４７】
［数３］
ＨＧＴ＝ｆ（Ｔ２，αＯ）          ・・・（３）
【００４８】
また、ステップＡ３０２において、圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰが、以下の式（４）のような演算式によって算出されてもよく、また、予めテーブル等として記憶された、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、充填組成αＯと、圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰと、の関係から読み出されることによって算出されてもよい。必要に応じて、テーブル化された値同士の間が内挿（補間）されることによって、圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰを算出する際の分解能が向上されてもよい。また、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰと、の関係を示す近似式が予め記憶又は演算され、その近似式を用いて圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰが算出されてもよい。
【００４９】
［数４］
ＨＧＰ＝ｆ（Ｐ２，αＯ）          ・・・（４）
【００５０】
なお、余剰冷媒有無判定部５１が、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、充填組成と、に基づいて、温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴを演算する場合を説明しているが、そのような場合に限定されない。例えば、余剰冷媒有無判定部５１が、充填組成と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、圧力、温度、エンタルピ、乾き度のうちの少なくとも一つの冷媒物性と、の関係が、テーブル化等された情報を予め記憶し、充填組成と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、その記憶された情報と、から、その充填組成及びその第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２に対応する冷媒物性を導出し、その導出された冷媒物性に基づいて、温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴを演算してもよい。また、余剰冷媒有無判定部５１が、充填組成と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、から、圧力、温度、エンタルピ、乾き度のうちの少なくとも一つの冷媒物性を演算し、その演算された冷媒物性に基づいて、温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴを演算してもよい。
【００５１】
また、余剰冷媒有無判定部５１が、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、充填組成と、に基づいて、圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰを演算する場合を説明しているが、そのような場合に限定されない。例えば、余剰冷媒有無判定部５１が、充填組成と、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、圧力、温度、エンタルピ、乾き度のうちの少なくとも一つの冷媒物性と、の関係が、テーブル化等された情報を予め記憶し、充填組成と、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、その記憶された情報と、から、その充填組成及びその第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２に対応する冷媒物性を導出し、その導出された冷媒物性に基づいて、圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰを演算してもよい。また、余剰冷媒有無判定部５１が、充填組成と、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、から、圧力、温度、エンタルピ、乾き度のうちの少なくとも一つの冷媒物性を演算し、その演算された冷媒物性に基づいて、圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰを演算してもよい。
【００５２】
また、温度算出飽和ガスエンタルピＨＧＴ及び圧力算出飽和ガスエンタルピＨＧＰの演算において、複数の冷媒成分のうちの最も沸点が低い冷媒成分の充填組成αＯが用いられる場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、複数の冷媒成分のうちの二つ以上の冷媒成分の充填組成が用いられてもよい。
【００５３】
［循環組成演算部］
以下に、循環組成演算部５２の動作について説明する。
なお、以下では、本発明における「循環組成」が、複数の冷媒成分のうちの最も沸点が低い冷媒成分の循環組成αである場合を例に、説明している。また、以下では、本発明における「充填組成」が、複数の冷媒成分のうちの最も沸点が低い冷媒成分の充填組成αＯである場合を例に、説明している。
【００５４】
図８は、実施の形態１に係る空気調和装置の、循環組成演算部の動作フローを示す図である。
図８に示されるように、まず、循環組成演算部５２は、ステップＢ１０１において、余剰冷媒有無判定部５１の出力を取得し、その出力が、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無い旨の出力である場合には、ステップＢ１０２に進み、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が有る旨の出力である場合には、ステップＢ１０４に進む。
【００５５】
循環組成演算部５２は、ステップＢ１０２において、循環組成αの演算方法として、第一の演算方法を選択して、ステップＢ１０３に進む。循環組成演算部５２は、ステップＢ１０３において、充填組成αＯに組成補正値βを加えた値を循環組成αとして算出し、ステップＢ１０７において、循環組成αを出力する。組成補正値βは、正の値である。
【００５６】
循環組成演算部５２は、ステップＢ１０３において、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無い場合の循環組成αを、充填組成αＯではなく、充填組成αＯに正の値である組成補正値βを加えた値で算出する。アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無い場合でも、冷媒が冷凍機油に溶け込むことによって、循環組成αは、充填組成αＯと等しくならない。そのため、充填組成αＯに、冷媒の冷凍機油への溶け込みに起因する組成変動に相当するパラメータである、組成補正値βを加算することで、循環組成αの算出の精度を向上することができる。
【００５７】
例えば、非共沸混合冷媒が、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｙｆ冷媒との混合冷媒である場合には、Ｒ３２冷媒の沸点が−５２℃であり、Ｒ１２３４ｙｆ冷媒の沸点が−２９．４℃であり、最も沸点が低い冷媒成分がＲ３２冷媒であるため、充填組成αＯは、冷媒循環回路１に充填される状態でのＲ３２冷媒の質量割合と定義される。そして、Ｒ３２冷媒の質量割合が、冷媒循環回路１に充填される状態で３５ｗｔ％〜７５ｗｔ％の範囲に含まれるいずれかの値である場合には、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無い状態での循環組成αは、充填組成αＯと比較して、１ｗｔ％〜４ｗｔ％の範囲に含まれるいずれかの値だけ大きくなることが、試験から明らかとなった。そのため、組成補正値βを、１ｗｔ％〜４ｗｔ％の範囲に含まれるいずれかの値とするとよい。また、非共沸混合冷媒が、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｚｅ冷媒との混合冷媒である場合においても、Ｒ１２３４ｙｆ冷媒とＲ１２３４ｚｅ冷媒とが似た物性を有しているため、Ｒ３２冷媒の質量割合が、冷媒循環回路１に充填される状態で３５ｗｔ％〜７５ｗｔ％の範囲に含まれるいずれかの値である場合には、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無い状態での循環組成αは、充填組成αＯと比較して、１ｗｔ％〜４ｗｔ％の範囲に含まれるいずれかの値だけ大きくなることが、明らかとなっている。
【００５８】
なお、冷媒が冷凍機油に溶け込む量は、冷凍サイクルの動作状態（高圧側の圧力値、低圧側の圧力値等）に依存して変動する。そのため、循環組成演算部５２が、冷凍サイクルの動作状態に応じて、組成補正値βを変化させるとよい。また、循環組成演算部５２が、冷凍サイクルの動作状態に応じて組成補正値βを変化させない場合には、組成補正値βが、２ｗｔ％〜３ｗｔ％の範囲に含まれるいずれかの値に設定されるとよい。
【００５９】
また、冷媒の冷凍機油に対する溶解度は、冷媒及び冷凍機油の種類、温度条件、圧力条件等によっても変動するため、組成補正値βが、冷媒と冷凍機油の種類、温度条件、圧力条件等から算出される溶解度を加味した値に設定されてもよい。循環組成演算部５２が、冷凍サイクルの動作中に溶解度を算出し、その溶解度に応じて組成補正値βを変化させてもよい。
【００６０】
循環組成演算部５２は、ステップＢ１０４において、循環組成αの演算方法として、第二の演算方法を選択して、ステップＢ１０５に進む。循環組成演算部５２は、ステップＢ１０５において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、を取得する。次に、循環組成演算部５２は、ステップＢ１０６において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２とから算出される飽和ガス組成αＧを、循環組成αとして算出し、ステップＢ１０７において、循環組成αを出力する。
【００６１】
なお、飽和ガス組成αＧは、アキュムレータ１４に流入する冷媒が飽和ガス（つまり乾き度１）であると仮定した場合の、循環組成である。実際には、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が生じる状態では、アキュムレータ１４に、乾き度０．９程度の気液二相冷媒が流入する。しかし、その乾き度が高く、アキュムレータ１４に流入する冷媒が飽和ガス（つまり乾き度１）であると近似しても、循環組成αの算出の精度に与える影響が小さいため、飽和ガス組成αＧを循環組成αとして算出しても支障がない。
【００６２】
飽和ガス組成αＧは、以下の式（５）のような演算式によって算出されてもよく、また、予めテーブル等として記憶された、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、飽和ガス組成αＧと、の関係から読み出されることによって算出されてもよい。ｐ−ｈ線図では、温度及び圧力の二つから、飽和ガス状態を特定することができる。そのため、飽和ガス組成αＧは、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、から飽和ガス状態を特定し、その飽和ガス状態になる循環組成を特定することによって、算出することができる。必要に応じて、テーブル化された値同士の間が内挿（補間）されることによって、飽和ガス組成αＧを算出する際の分解能が向上されてもよい。また、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、飽和ガス組成αＧと、の関係を示す近似式が予め記憶又は演算され、その近似式を用いて飽和ガス組成αＧが算出されてもよい。
【００６３】
［数５］
αＧ＝ｆ（Ｐ２，Ｔ２）              ・・・（５）
【００６４】
なお、循環組成として、複数の冷媒成分のうちの最も沸点が低い冷媒成分の循環組成αが用いられる場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、複数の冷媒成分のうちの二つ以上の冷媒成分の循環組成が用いられてもよい。また、充填組成として、複数の冷媒成分のうちの最も沸点が低い冷媒成分の充填組成αＯが用いられる場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、複数の冷媒成分のうちの二つ以上の冷媒成分の充填組成が用いられてもよい。
【００６５】
［余剰冷媒有無判定部及び循環組成演算部の動作の具体例］
以下に、余剰冷媒有無判定部５１及び循環組成演算部５２の動作の具体例について説明する。
非共沸混合冷媒が、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｙｆ冷媒との混合冷媒であり、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｙｆ冷媒の質量割合が、４４ｗｔ％と５６ｗｔ％であり、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２＝０．７０ＭＰａａｂｓであり、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２＝１．０℃である場合について説明する。なお、以下に示される物性値は、ＮＩＳＴ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）が発売しているＲＥＦＰＲＯＰ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ９．０によって計算された値である。
【００６６】
まず、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ１０１において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２＝０．７０ＭＰａａｂｓと、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２＝１．０℃と、を取得する。次に、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ１０２において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２＝０．７０ＭＰａａｂｓと、Ｒ３２冷媒の充填組成αＯと、から、アキュムレータ１４の流入部における冷媒の飽和ガス温度Ｔｓａｔを、飽和ガス温度Ｔｓａｔ＝４．３℃と算出する。次に、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ１０３において、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２が、飽和ガス温度Ｔｓａｔ以上であるか否かを判定する。この例では、Ｔ２（＝１．０℃）＜Ｔｓａｔ（＝４．３℃）であるため、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＡ１０５に進んで、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が有る旨を出力する。
【００６７】
循環組成演算部５２は、ステップＢ１０１において、余剰冷媒有無判定部５１の出力を取得し、その出力が、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が有る旨の出力であるため、ステップＢ１０４に進む。循環組成演算部５２は、ステップＢ１０４において、循環組成αの演算方法として、第二の演算方法を選択して、ステップＢ１０５に進む。循環組成演算部５２は、ステップＢ１０５において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２＝０．７０ＭＰａａｂｓと、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２＝１．０℃と、を取得する。次に、循環組成演算部５２は、ステップＢ１０６において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２＝０．７０ＭＰａａｂｓと第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２＝１．０℃とから、Ｒ３２冷媒の飽和ガス組成αＧを、飽和ガス組成αＧ＝５６．４ｗｔ％と算出し、この飽和ガス組成αＧを、循環組成αの値とする。次に、循環組成演算部５２は、ステップＢ１０７において、循環組成αを出力する。
【００６８】
循環組成演算部５２は、アキュムレータ１４に流入する冷媒が飽和ガス（つまり乾き度１）であると近似して、循環組成αを算出する。例えば、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２＝０．７０ＭＰａａｂｓであり、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２＝１．０℃である場合には、アキュムレータ１４に流入する冷媒が飽和ガス（つまり乾き度１）である場合のＲ３２冷媒の循環組成α（つまり飽和ガス組成αＧ）は、５６．４ｗｔ％であり、アキュムレータ１４に流入する冷媒が乾き度０．９の気液二相冷媒である場合のＲ３２冷媒の循環組成αは、５４．８ｗｔ％であることから、アキュムレータ１４に流入する冷媒が飽和ガス（つまり乾き度１）であると近似しても、循環組成αには、１．６ｗｔ％の誤差しか生じない。
【００６９】
一方、一般的に、温度検出装置の検出値には±１℃程度の誤差が含まれており、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２＝０．７０ＭＰａａｂｓに固定して、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２＝２℃である場合と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２＝０℃である場合とで、アキュムレータ１４に流入する冷媒が乾き度０．９の気液二相冷媒である場合のＲ３２冷媒の循環組成αを演算すると、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２＝２℃である場合には、循環組成α＝５０．５ｗｔ％となり、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２＝０℃である場合には循環組成α＝５９．６ｗｔ％となる。つまり、循環組成αには、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２に含まれる誤差によって、真値から−４．３ｗｔ％〜４．８ｗｔ％の範囲で誤差が生じる。そして、その値は、上述の１．６ｗｔ％の誤差と比較して大きいため、アキュムレータ１４に流入する冷媒が飽和ガス（つまり乾き度１）であると近似しても、循環組成αの算出に支障がないことが分かる。
【００７０】
［動作制御部］
以下に、動作制御部５３の動作について説明する。
図９は、実施の形態１に係る空気調和装置の、動作制御部の動作フローを示す図である。
図９に示されるように、まず、動作制御部５３は、ステップＣ１０１において、第一の圧力検出装置２１の検出値Ｐ１と、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、循環組成演算部５２で算出された循環組成αと、を取得する。
【００７１】
次に、動作制御部５３は、ステップＣ１０２において、第一の圧力検出装置２１の検出値Ｐ１と、循環組成αと、から、凝縮温度Ｔｃを演算する。また、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、循環組成αと、から、蒸発温度Ｔｅを演算する。なお、凝縮温度Ｔｃは、予めテーブル等として記憶された、第一の圧力検出装置２１の検出値Ｐ１と、循環組成αと、凝縮温度Ｔｃと、の関係から読み出されることによって算出されてもよい。また、蒸発温度Ｔｅは、予めテーブル等として記憶された、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、循環組成αと、蒸発温度Ｔｅと、の関係から読み出されることによって算出されてもよい。
【００７２】
次に、動作制御部５３は、ステップＣ１０３において、凝縮温度Ｔｃから凝縮温度の目標値Ｔｃｍを減じた値であるΔＴｃと、蒸発温度Ｔｅから蒸発温度の目標値Ｔｅｍを減じた値であるΔＴｅと、を計算する。なお、凝縮温度の目標値Ｔｃｍ及び蒸発温度の目標値Ｔｅｍは、室外温度と、室内温度と、に応じて設定される目標値である。凝縮温度の目標値Ｔｃｍ及び蒸発温度の目標値Ｔｅｍは、予めテーブル等として記憶された、室外温度と、室内温度と、凝縮温度の目標値Ｔｃｍ及び蒸発温度の目標値Ｔｅｍと、の関係から読み出されることによって算出されるとよい。
【００７３】
次に、動作制御部５３は、ステップＣ１０４において、ΔＴｃ及びΔＴｅがゼロに近づくように、圧縮機１１の周波数ｆｃ、熱源側送風機（図示省略）を構成するファン等の回転数ｆｆ等を制御する。動作制御部５３が、圧縮機１１の周波数ｆｃと熱源側送風機（図示省略）を構成するファン等の回転数ｆｆとの両方を制御してもよく、また、いずれか一方のみを制御してもよい。
【００７４】
ステップＣ１０４において、動作制御部５３は、例えば、熱源側熱交換器１３が凝縮器として作用する場合には、ΔＴｃが正の値のとき、圧縮機１１の周波数ｆｃを小さくするように制御する。また、熱源側送風機（図示省略）を構成するファン等の回転数ｆｆを大きくするように制御する。ステップＣ１０４において、動作制御部５３は、例えば、熱源側熱交換器１３が凝縮器として作用する場合には、ΔＴｃが負の値のとき、圧縮機１１の周波数ｆｃを大きくするように制御する。また、熱源側送風機（図示省略）を構成するファン等の回転数ｆｆを小さくするように制御する。
【００７５】
ステップＣ１０４において、動作制御部５３は、例えば、熱源側熱交換器１３が蒸発器として作用する場合には、ΔＴｅが正の値のとき、圧縮機１１の周波数ｆｃを大きくするように制御する。また、熱源側送風機（図示省略）を構成するファン等の回転数ｆｆを小さくするように制御する。ステップＣ１０４において、動作制御部５３は、例えば、熱源側熱交換器１３が蒸発器として作用する場合には、ΔＴｅが負の値のとき、圧縮機１１の周波数ｆｃを小さくするように制御する。また、熱源側送風機（図示省略）を構成するファン等の回転数ｆｆを大きくするように制御する。
【００７６】
実施の形態２．
以下に、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、以下では、実施の形態１と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。
【００７７】
図１０は、実施の形態２に係る空気調和装置の、回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
図１０に示されるように、空気調和装置１００は、複数の室外機２と、複数の室内機３と、を有する。複数の室外機２と、複数の室内機３と、は、冷媒主管６を介して接続される。室外機２は、２つである場合に限定されない。室内機３は、３つである場合に限定されず、また、１つであってもよい。
【００７８】
空気調和装置１００のように、室外機２が複数である場合には、例えば、暖房運転等において、低圧の気液二相冷媒が、室内機３から冷媒主管６を通って複数の室外機２に流入することとなるため、冷媒の分配が均等にならず、一方の室外機２には、液冷媒が多く流入し、他方の室外機２には、ガス冷媒が流入するような状態が生じる。このような状態で運転が継続されると、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が無い室外機２と、アキュムレータ１４内に余剰冷媒が有る室外機２と、が混在する状態となる。そのため、空気調和装置１００のように、室外機２が複数である場合には、実施の形態１に係る空気調和装置と、制御装置５０の構成、動作等を異ならせる必要がある。
【００７９】
［制御装置］
制御装置５０は、余剰冷媒有無判定部５１と、循環組成演算部５２と、動作制御部５３と、を有する。制御装置５０を構成する各部は、複数の室外機２に分けて又は複数の室外機２のうちの代表する一つの室外機２に纏めて設けられてもよく、また、複数の室内機３に分けて又は複数の室内機３のうちの代表する一つの室内機３に纏めて設けられてもよく、また、それら以外に分けて又は纏めて設けられてもよい。余剰冷媒有無判定部５１は、本発明における「余剰冷媒有無判定手段」に相当する。循環組成演算部５２は、本発明における「循環組成演算手段」に相当する。
【００８０】
［余剰冷媒有無判定部］
以下に、余剰冷媒有無判定部５１の動作について説明する。
図１１は、実施の形態２に係る空気調和装置の、余剰冷媒有無判定部の動作フローを示す図である。
図１１に示されるように、まず、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＤ１０１において、複数の室外機２のそれぞれから第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２と、を取得する。次に、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＤ１０２において、図５〜図７に示されるような動作フローによって、アキュムレータ１４のそれぞれにおける、余剰冷媒の有無を判定する。余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＤ１０３において、全てのアキュムレータ１４において余剰冷媒が無いか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＤ１０４に進んで、余剰冷媒が無い旨を出力する。判定結果がＮＯである場合には、余剰冷媒有無判定部５１は、ステップＤ１０５に進んで、余剰冷媒が有る旨を出力する。
【００８１】
［循環組成演算部］
以下に、循環組成演算部５２の動作について説明する。
図１２は、実施の形態２に係る空気調和装置の、循環組成演算部の動作フローを示す図である。
図１２に示されるように、循環組成演算部５２は、ステップＥ１０５において、第二の圧力検出装置２２の検出値Ｐ２のうちの、余剰冷媒が有ると判定された室外機２で検出された検出値Ｐ２と、第二の温度検出装置２４の検出値Ｔ２のうちの、余剰冷媒が有ると判定された室外機２で検出された検出値Ｔ２と、を取得する。余剰冷媒が有ると判定された室外機２が、複数である場合には、例えば、余剰冷媒が有ると判定された室外機２で検出された検出値Ｐ２及び検出値Ｔ２の平均値が取得されてもよく、また、余剰冷媒が有ると判定された室外機２で検出された検出値Ｐ２及び検出値Ｔ２のうちの、代表する室外機２、最も余剰冷媒が多い室外機２等で検出された検出値Ｐ２及び検出値Ｔ２が取得されてもよい。
【００８２】
以上、実施の形態１及び実施の形態２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、各実施の形態の全て又は一部を組み合わせることも可能である。
【００８３】
なお、以上では、空気調和装置１００が、室外機２と室内機３とが冷媒主管６によって直列に接続されている直膨回路である場合を例に説明したが、そのような場合に限定されず、例えば、空気調和装置１００が、負荷側熱交換器３１及び絞り装置３２が室内機３以外に設けられ、負荷側熱交換器３１において、冷媒循環回路１を循環する冷媒と他の熱媒体とが熱交換し、その熱媒体が室内機３に設けられた他の熱交換器に供給されるものであってもよい。また、空気調和装置１００が、多段の冷媒循環回路１を備えるものであってもよい。それらのような場合であっても、同様の効果が奏される。
【００８４】
また、以上では、冷媒循環回路１に充填される冷媒が、Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｙｆ冷媒が４４ｗｔ％と５６ｗｔ％の質量割合で混合された非共沸混合冷媒である場合を例に説明したが、そのような場合に限定されず、冷媒循環回路１に充填される冷媒が、複数の冷媒が混合された冷媒で、且つ、同一圧力における飽和ガスの温度と飽和液の温度とが異なる非共沸混合冷媒であれば、どのような種類の混合冷媒であってもよく、また、どのような混合割合であってもよい。
【００８５】
また、以上では、室外機２に一つの圧縮機１１が設けられる場合を例に説明したが、そのような場合に限定されず、室外機２に複数の圧縮機１１が設けられてもよい。また、以上では、室外機２に一つのアキュムレータ１４が設けられる場合を例に説明したが、そのような場合に限定されず、室外機２に複数のアキュムレータ１４が設けられてもよい。
【００８６】
また、以上では、冷媒循環回路１が冷媒流路切替装置１２を有する場合を例に説明したが、そのような場合に限定されず、冷媒循環回路１が冷媒流路切替装置１２を有さず、空気調和装置１００が、冷房運転又は暖房運転のどちらか一方のみを行うものであってもよい。空気調和装置１００が、動作状態に応じてアキュムレータ１４内の余剰冷媒の有無が変化するものである場合に、同様の効果が奏される。
【符号の説明】
【００８７】
１  冷媒循環回路、２  室外機、３  室内機、４  冷媒配管、５  冷媒配管、６  冷媒主管、１１  圧縮機、１２  冷媒流路切替装置、１３  熱源側熱交換器、１４  アキュムレータ、２１  第一の圧力検出装置、２２  第二の圧力検出装置、２３  第一の温度検出装置、２４  第二の温度検出装置、３１  負荷側熱交換器、３２  絞り装置、４１  第三の温度検出装置、４２  第四の温度検出装置、４３  第五の温度検出装置、５０  制御装置、５１  余剰冷媒有無判定部、５２  循環組成演算部、５３  動作制御部、１００  空気調和装置。
【図１】
2015114774.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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2015114774.tif 000016
2015114774.tif 000017
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