(57)【要約】  一実施形態に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機の吐出冷媒を凝縮器、複数の膨張弁、これら膨張弁にそれぞれ接続された複数の蒸発器に通して前記圧縮機に戻す冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合の前記複数の膨張弁の第１時点における第１合計開度を、前記第１時点における前記冷凍サイクルの第１状態量と前記第１時点よりも過去の第２時点における前記冷凍サイクルの第２状態量との変化量に基づいて推定し、前記複数の膨張弁の前記第１時点における実際の合計開度である第２合計開度と前記第１合計開度との比較により前記冷凍サイクルの冷媒漏洩を検出する検出部と、を備える。
2015125509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の吐出冷媒を凝縮器、複数の膨張弁、これら膨張弁にそれぞれ接続された複数の蒸発器に通して前記圧縮機に戻す冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合の前記複数の膨張弁の第１時点における第１合計開度を、前記第１時点における前記冷凍サイクルの第１状態量と前記第１時点よりも過去の第２時点における前記冷凍サイクルの第２状態量との変化量に基づいて推定し、前記複数の膨張弁の前記第１時点における実際の合計開度である第２合計開度と前記第１合計開度との比較により前記冷凍サイクルの冷媒漏洩を検出する検出部と、
を備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
暖房運転時に前記凝縮器として機能する室内熱交換器を有する室内ユニットを複数備え、
暖房運転時、前記検出部は、前記複数の室内ユニットの運転率が、前記運転率に関する設定値よりも高い状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
暖房運転時、前記複数の膨張弁の開度の各々が一定時間の間継続して安定し且つ最大開度未満の状態において、前記複数の室内ユニットの運転率に応じて前記設定値を更新する更新部をさらに備える、
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記圧縮機の周波数が、前記周波数に関する設定値以上である状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
冷房運転時、前記検出部は、外気温が前記外気温に関する設定値以上の状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
圧縮機の吐出冷媒を凝縮器、膨張弁、蒸発器に通して前記圧縮機に戻す冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合における前記凝縮器の第１時点での第１過冷却量を、前記第１時点における前記冷凍サイクルの第１状態量と前記第１時点よりも過去の第２時点における前記冷凍サイクルの第２状態量との変化量に基づいて推定し、前記凝縮器の前記第１時点における実際の過冷却量である第２過冷却量と前記第１過冷却量との比較により前記冷凍サイクルの冷媒漏洩を検出する検出部と、
を備える冷凍サイクル装置。
【請求項７】
暖房運転時に前記凝縮器として機能する室内熱交換器を有する室内ユニットを複数備え、
暖房運転時、前記検出部は、前記複数の室内ユニットの運転率が、前記運転率に関する設定値よりも高い状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
暖房運転時、前記膨張弁の開度が一定時間の間継続して安定し且つ最大開度未満の状態において、前記複数の室内ユニットの運転率に応じて前記設定値を更新する更新部をさらに備える、
請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記圧縮機の周波数が、前記周波数に関する設定値以上である状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
冷房運転時、前記検出部は、外気温が前記外気温に関する設定値以上の状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷媒の漏洩に対処した冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機から吐出される冷媒を凝縮器、減圧器、蒸発器に通して圧縮機に戻す冷凍サイクルでは、冷媒が通る配管の接続部などから冷媒が漏洩することがある。このような冷媒の漏洩を精度良く検出できることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６４２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態の目的は、冷媒の漏洩を精度よく検出することができる冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機の吐出冷媒を凝縮器、複数の膨張弁、これら膨張弁にそれぞれ接続された複数の蒸発器に通して前記圧縮機に戻す冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合の前記複数の膨張弁の第１時点における第１合計開度を、前記第１時点における前記冷凍サイクルの第１状態量と前記第１時点よりも過去の第２時点における前記冷凍サイクルの第２状態量との変化量に基づいて推定し、前記複数の膨張弁の前記第１時点における実際の合計開度である第２合計開度と前記第１合計開度との比較により前記冷凍サイクルの冷媒漏洩を検出する検出部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態における冷凍サイクルの挙動を示すｐ−ｈ線図である。
【図３】図３は、上記冷凍サイクルにおける冷媒漏洩の進行と膨張弁開度との関係を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態における漏洩検出方法の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、第１実施形態における冷房運転時の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第１実施形態における暖房運転時の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、上記暖房運転時の運転率と漏洩判定の実施可否との関係の一例を示す概念図である。
【図８】図８は、上記運転率と比較するための設定値を更新する動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第２実施形態における漏洩検出方法の一例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態において合計過冷却量を演算及び測定した結果を示す図である。
【図１１】図１１は、冷房運転時の動作の変形例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、暖房運転時の動作の変形例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】
【０００７】
いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各実施形態では、空気調和機に搭載される冷凍サイクル装置を例示する。
【０００８】
［１］第１実施形態  
第１実施形態について説明する。  
図１に示すように、空気調和機は、複数の室外ユニットＡ１，Ａ２，…Ａｎと、複数の室内ユニットＢ１，Ｂ２，…Ｂｍとを備える。これら室外ユニットＡ１〜Ａｎ及び室内ユニットＢ１〜Ｂｍにより、マルチタイプの空気調和機が構成される。
【０００９】
各室外ユニットＡ１〜Ａｎは、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、室外膨張弁４、受液器５、パックドバルブ７，８、アキュームレータ９、インバータ１０、室外ファン１１、圧力センサ１２，１３、及び温度センサ１４，１５，１６，１７を備える。各室内ユニットＢ１〜Ｂｍは、室内膨張弁３１、室内熱交換器３２、室内ファン３３、及び温度センサ３４を備える。
【００１０】
各室外ユニットＡ１〜Ａｎにおいて、圧縮機１の吐出口に四方弁２を介して室外熱交換器３が配管により接続され、その室外熱交換器３に室外膨張弁４、受液器（リキッドタンクともいう）５を介してパックドバルブ７が配管により接続される。
【００１１】
各室外ユニットＡ１〜Ａｎのパックドバルブ７に各室内ユニットＢ１〜Ｂｍの室内膨張弁３１が配管により接続される。各室内ユニットＢ１〜Ｂｍにおいて、室内膨張弁３１に室内熱交換器３２が配管により接続される。各室内ユニットＢ１〜Ｂｍの室内熱交換器３２には、各室外ユニットＡ１〜Ａｎのパックドバルブ８が配管により接続される。各室外ユニットＡ１〜Ａｎにおいて、パックドバルブ８には四方弁２及びアキュームレータ９を介して圧縮機１の吸込口が配管により接続される。これらの接続により、ヒートポンプ式の冷凍サイクルが構成される。各室外ユニットＡ１〜Ａｎ及び各室内ユニットＢ１〜Ｂｍは、互いに並列接続された状態にある。
【００１２】
圧縮機１は、インバータ１０の出力により動作するモータを密閉ケースに収めた密閉型で、アキュームレータ９を経た冷媒を吸込み、その吸込み冷媒を圧縮して吐出口から吐出する。インバータ１０は、商用交流電源の電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧を所定周波数Ｆ（Ｈｚ）及びその所定周波数Ｆに応じたレベルの交流電圧に変換し出力する。
【００１３】
冷房時は、矢印で示すように、各室外ユニットＡ１〜Ａｎの圧縮機１から吐出された冷媒が、各室外ユニットＡ１〜Ａｎの四方弁２、室外熱交換器３、室外膨張弁４、受液器５、パックドバルブ７、各室内膨張弁３１を経て各室内ユニットＢ１〜Ｂｍの室内熱交換器３２に流入する。各室内熱交換器３２から流出する冷媒は、各室外ユニットＡ１〜Ａｎのパックドバルブ８、四方弁２、アキュームレータ９を通って圧縮機１に吸込まれる。この冷媒の流れにより、各室外熱交換器３が凝縮器として機能し、各室内熱交換器３２が蒸発器として機能する。
【００１４】
暖房時は、四方弁２の流路が切換わることにより、各室外ユニットＡ１〜Ａｎの圧縮機１から吐出された冷媒が、各室外ユニットＡ１〜Ａｎの四方弁２及びパックドバルブ８を経て各室内ユニットＢ１〜Ｂｍの室内熱交換器３２に流入する。各室内熱交換器３２から流出する冷媒は、各室内ユニットＢ１〜Ｂｍの室内膨張弁３１、各室外ユニットＡ１〜Ａｎのパックドバルブ７、受液器５、室外膨張弁４、室外熱交換器３、四方弁２、アキュームレータ９を通って圧縮機１に吸込まれる。この冷媒の流れにより、各室内熱交換器３２が凝縮器として機能し、各室外熱交換器３が蒸発器として機能する。
【００１５】
各室外ユニットＡ１〜Ａｎにおいて、室外熱交換器３の近傍に室外ファン１１が配置される。各室内ユニットＢ１〜Ｂｍにおいて、各室内熱交換器３２の近傍にそれぞれ室内ファン３３が配置される。
【００１６】
各室外ユニットＡ１〜Ａｎにおいて、圧縮機１の吐出口と四方弁２との間の高圧側配管に圧力センサ１２が取付けられ、アキュームレータ９と圧縮機１の吸込口との間の低圧側配管に圧力センサ１３が取付けられる。圧力センサ１２は、上記高圧側配管の圧力Ｐdを検知する。圧力センサ１３は、上記低圧側配管の圧力Ｐsを検知する。
【００１７】
また、各室外ユニットＡ１〜Ａｎにおいて、上記高圧側配管に温度センサ１４が取り付けられ、上記低圧側配管に温度センサ１５が取り付けられ、室外熱交換器３と室外膨張弁４との間の配管における室外熱交換器３寄りの位置に温度センサ１６が取り付けられる。温度センサ１４は、圧縮機１から吐出される冷媒の温度Ｔdを検知する。温度センサ１５は、圧縮機１に吸い込まれる冷媒の温度Ｔsを検知する。温度センサ１６は、室外熱交換器３と室外膨張弁４との間の配管を流れる冷媒の温度Ｔ１を検知する。また、温度センサ１７が例えば室外熱交換器３と接せず且つ室外ファン１１の送風を受ける位置に取り付けられる。温度センサ１７は、外気温Ｔoを検知する。
【００１８】
各室内ユニットＢ１〜Ｂｍにおいて、室内膨張弁３１と室内熱交換器３２との間の配管に温度センサ３４が取り付けられる。温度センサ３４は、室内膨張弁３１と室内熱交換器３２との間の配管を流れる冷媒の温度Ｔ２を検知する。
【００１９】
室外膨張弁４及び室内膨張弁３１は、例えば、入力される駆動パルスの数に応じて開度が変化するパルスモータバルブ（ＰＭＶ）である。
【００２０】
室外ユニットＡ１〜Ａｎ及び室内ユニットＢ１〜Ｂｍに制御部４０が接続され、その制御部４０にリモートコントロール式の操作器（リモコンという）４１と、リセットスイッチ４２とが接続される。制御部４０は、例えば、プロセッサ、メモリ、制御回路基板、及び各種の回路によって構成される。リモコン４１は、例えば空気調和機の運転条件の設定などに用いられる。リセットスイッチ４２は、制御部４０が備える制御回路基板などに設けられる。
【００２１】
制御部４０は、主要な機能として、次の（１）〜（３）の各部として動作する。これらの動作は、例えば、制御部４０を構成するプロセッサがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。  
（１）冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合の現時点（第１時点）における膨張弁の予測合計開度Ｑpre（第１合計開度）を、現時点における冷凍サイクルの状態量（第１状態量）と現時点よりも過去の運転初期（第２時点）における冷凍サイクルの状態量（第２状態量）との変化量に基づいて算出（推定）し、現時点における膨張弁の実際の合計開度Ｑact（第２合計開度）と予測合計開度Ｑpreとの比較により冷凍サイクルの冷媒漏洩を検出する検出部。暖房運転時において、この検出部は、各室内ユニットＢ１〜Ｂｍの運転率Ｒが、運転率に関する設定値Ｒsよりも高いことを条件に冷媒漏洩の検出を実行する。
【００２２】
（２）検出部が予測合計開度Ｑpreの算出に用いる状態量を冷凍サイクルの運転初期において記録する記録部。
【００２３】
（３）暖房運転時において、各室内ユニットＢ１〜Ｂｍの運転率に応じて上記の設定値Ｒsを更新する更新部。
【００２４】
合計開度Ｑactは、冷房運転時においては各室内膨張弁３１の合計開度であり、暖房運転時においては各室外膨張弁４の合計開度である。すなわち、合計開度Ｑactは、冷房運転及び暖房運転のいずれにおいても、冷媒の流れ方向に関して蒸発器（冷房運転時は室内熱交換器３２、暖房運転時は室外熱交換器３）の直前に設けられた膨張弁の合計開度である。なお、膨張弁の開度は、例えばその駆動パルス数によって表される。この場合において、合計開度Ｑactは各蒸発器の直前に設けられた膨張弁の駆動パルス数の合計であり、予測合計開度Ｑpreも駆動パルス数によって表される。
【００２５】
予測合計開度Ｑpreの演算方法について説明する。  
一般に、蒸発器の直前に設けられた膨張弁の開度Ｑ（流量係数）は、以下の流量特性理論式によって求めることができる。ρは膨張弁の冷媒入口側における冷媒密度（kg/m3）、Ｌは膨張弁を通る冷媒の循環量（kg/s）、ΔＰは膨張弁の冷媒入口側における冷媒の圧力と冷媒出口側における冷媒の圧力との差（MPa）である。
【００２６】
Ｑ＝Ｌ×（１／ρ×ΔＰ）＾０.５
冷媒密度ρを除く循環量Ｌおよび圧力差ΔＰは、圧縮機１の運転周波数、蒸発器の直前に設けられた膨張弁の出口側における冷媒温度、凝縮温度、蒸発温度、過熱度を用いた演算により求めることができる。冷媒漏洩が無く冷媒密度ρが一定であるとの仮定の下では、ある時点の開度Ｑを、その時点での運転周波数、蒸発器の直前に設けられた膨張弁の出口側における冷媒温度、凝縮温度、蒸発温度、過熱度と、現時点でのこれらパラメータとの変化量に基づいて補正することで、現時点での開度Ｑを予測することができる。
【００２７】
具体的には、予測合計開度Ｑpre（各室内膨張弁３１の合計開度）は、以下の式（I）によって演算することができる。
【００２８】
Ｑpre＝ａ１・ΔＦsum＋ｂ１・ΔＴcj ave＋ｃ１・ΔＴg ave＋  
ｄ１・ΔＴu ave＋ｅ１・ΔＳＨave＋Ｑsum  …（I）  
ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１，ｅ１は定数であって、実験的、理論的、或いは経験的に定めることができる。
【００２９】
ΔＦsumは、各圧縮機１の運転周波数Ｆの合計値Ｆsumの変化量である。  
ΔＴcj aveは、蒸発器の直前に設けられた膨張弁の出口側における冷媒温度Ｔcjの平均値Ｔcj aveの変化量である。冷房運転時において、平均値Ｔcj aveの算出元となる冷媒温度Ｔcjは、稼働中の室内ユニットＢの温度センサ３４により検知される温度Ｔ２である。暖房運転時において、平均値Ｔcj aveの算出元となる冷媒温度Ｔcjは、稼働中の室外ユニットＡの温度センサ１６により検知される温度Ｔ１である。  
ΔＴg aveは、各圧縮機１の吐出圧力から換算される凝縮温度Ｔgの平均値Ｔg aveの変化量である。具体的には、平均値Ｔg aveの算出元となる凝縮温度Ｔgは、稼働中の室外ユニットＡの圧力センサ１２の検知圧力Ｐdから換算される温度である。  
ΔＴu aveは、各圧縮機１の吸込み圧力から換算される蒸発温度Ｔuの平均値Ｔu aveの変化量である。具体的には、平均値Ｔu aveの算出元となる蒸発温度Ｔuは、稼働中の室外ユニットＡの圧力センサ１３の検知圧力Ｐsから換算される温度である。  
ΔＳＨaveは、稼働中の圧縮機１の吸込み側における過熱度ＳＨの平均値ＳＨaveの変化量である。具体的には、平均値ＳＨaveの算出元となる過熱度ＳＨは、稼働中の室外ユニットＡの温度センサ１５の検知温度Ｔsから、その室外ユニットＡの圧力センサ１３の検知圧力Ｔsから換算される蒸発温度Ｔuを減算した値である（ＳＨ＝Ｔs−Ｔu）。  
Ｑsumは、蒸発器の直前に設けられた膨張弁の運転初期における合計開度である。冷房運転時において、Ｑsumの算出元となる開度は、室内膨張弁３１の開度である。暖房運転時において、Ｑsumの算出元となる開度は、室外膨張弁４の開度である。
【００３０】
なお、以上説明した各パラメータの算出方法は、温度センサや圧力センサが設けられる位置などに応じて、適宜に変形することができる。
【００３１】
図２は、冷房運転時における上記冷凍サイクルの挙動を示すｐ−ｈ線図である。この図においては、冷媒漏洩が無い場合のサイクルＣ１と、冷媒漏洩がある程度進行した場合のサイクルＣ２と、サイクルＣ２からさらに冷媒漏洩が進行した場合のサイクルＣ３とを示している。Ａ１における冷媒は圧縮機１で圧縮された高圧状態であり、この高圧状態の冷媒が室外熱交換器３により凝縮されてＡ２に至る。さらにこの冷媒は各膨張弁４，３１で断熱膨張してＡ３に至り、この断熱膨張後の冷媒が室内熱交換器３２で蒸発してＡ４に至る。冷媒漏洩の進行に伴い、サイクルが全体的に高エンタルピかつ低圧方向に移動する。このような漏洩進行の過程における合計開度Ｑactの変化の様子を図３に示す。この図に示す合計開度Ｑactは、例えば冷凍サイクルの過熱度を一定に保つ場合における各室内膨張弁３１の合計開度である。合計開度Ｑactは、漏洩進行の当初は緩やかな勾配で上昇し、漏洩進行がある程度進んだときから上昇の勾配が大きくなって、やがて最大合計開度Ｑmaxに至る。最大合計開度Ｑmaxは、各室内膨張弁３１を最大に開いた状態での合計開度である。
【００３２】
ここで、予測合計開度Ｑpreと実際の合計開度Ｑactとを用いた漏洩検出方法の一例について説明する。図４は、横軸を予測合計開度Ｑpreとし、縦軸を実際の合計開度Ｑactとしたグラフである。実線で示す直線はＱact＝Ｑpreの直線であり、破線で示す直線はＱact＝Ｑpre＋αの直線である。ここに、設定値αは冷凍サイクルにおいて冷媒漏洩が発生していると判定できる場合とそうでない場合とを隔てる閾値であって、例えば実験的、理論的、或いは経験的に定めることができる。一例として、設定値αは駆動パルスの数として２００〜３００パルス分の開度とすることができる。例えば本実施形態において、上記の検出部は、予測合計開度Ｑpreと実際の合計開度Ｑactとのずれ量ΔＱ（＝｜Ｑpre−Ｑact｜）が設定値αよりも大きい（ΔＱ＞α）場合に冷媒漏洩を検出する。
【００３３】
次に、冷媒漏洩の検出に関する制御部４０の動作の詳細について説明する。なお、冷媒漏洩の検出に関する制御は、冷房運転時と暖房運転時とで異なる。  
図５は、冷房運転時における制御部４０の動作の一例を示すフローチャートである。制御部４０は、フラグｆが“０”であるかを判定する（ステップ１０１）。フラグｆは、冷凍サイクル装置の設置時などにおいて、ユーザや作業員がリセットスイッチ４２を操作した際に“０”にリセットされる。
【００３４】
フラグｆが“０”の場合（ステップ１０１のＹＥＳ）、制御部４０は、運転時間ｔを積算し（ステップ１０２）、その積算運転時間ｔが設定時間ｔ１以上であるかを判定する（ステップ１０３）。積算運転時間ｔは、制御部４０の内部メモリに逐次に更新記憶され、リセットスイッチ４２の操作があった場合にクリアされる。設定時間ｔ１は、例えば運転初期であるところの５０〜１００時間の間で定められた時間であり、冷凍サイクル装置の設置環境などに応じて適切な値を選定することができる。積算運転時間ｔが設定時間ｔ１以上でない場合（ステップ１０３のＮＯ）、制御部４０の処理はステップ１０１の判定に戻る。
【００３５】
積算運転時間ｔが設定時間ｔ１以上となった場合（ステップ１０３のＹＥＳ）、制御部４０は、冷凍サイクルが安定状態にあるかを判定する（ステップ１０４，１０５，１０６）。ステップ１０４において、制御部４０は、稼働中の各圧縮機１の吸い込み側における冷媒の過熱度ＳＨと、この加熱度ＳＨの目標値ＳＨtとの差ΔＳＨの絶対値が、過熱度に関する設定値ΔＳＨs未満（｜ΔＳＨ｜＜ΔＳＨs）であるかを判定する。目標値ＳＨｔは、例えば、運転条件などに基づいて制御部４０により設定される。設定値ΔＳＨsは、例えば０〜３Ｋの範囲内において予め定めることができる。ステップ１０５において、制御部４０は、過熱度ＳＨが正（ＳＨ≧０）であるかを判定する。ステップ１０６において、制御部４０は、稼働中の各圧縮機１の運転周波数Ｆの各々が、運転周波数に関する設定値Ｆs以上（Ｆ≧Ｆs）であるかを判定する。設定値Ｆsは、例えば各圧縮機１における最大運転周波数の約３０％以上の範囲内、好ましくは約４０％以上の範囲内で予め定めることができる。ステップ１０４〜１０６の判定結果がいずれか１つでも否定の場合、制御部４０の動作はステップ１０１の判定に戻る。
【００３６】
ステップ１０４〜１０６の判定がいずれも肯定の場合、制御部４０は、冷凍サイクルが安定状態に入ったとの判断の下に、その時点における冷凍サイクルの状態量を記録する（ステップ１０７）。具体的には、制御部４０は、運転初期（第２時点）における状態量（第２状態量）として現時点でのＦsum、Ｔcj ave、Ｔg ave、Ｔu ave、ＳＨave、Ｑsumを検出し、検出した状態量を内部メモリに記憶する。以降の説明においては、ステップ１０７において検出及び記憶されたＦsum、Ｔcj ave、Ｔg ave、Ｔu ave、ＳＨaveを、それぞれＦsum´、Ｔcj ave´、Ｔg ave´、Ｔu ave´、ＳＨave´と表記する。運転初期における状態量を記録した後、制御部４０は、フラグｆを“１”にセットする（ステップ１０８）。その後、制御部４０の動作はステップ１０１の判定に戻る。
【００３７】
フラグｆが“１”の場合（ステップ１０１のＮＯ）、制御部４０は、ステップ１０４〜１０６と同様に、冷凍サイクルが安定状態にあるかを判定する（ステップ１０９，１１０，１１１）。さらに、制御部４０は、外気温Ｔoが、外気温に関する設定値Ｔos以上（Ｔo≧Ｔos）であるかを判定する（ステップ１１２）。設定値Ｔosは、例えば１０〜１５℃の範囲内で予め定めることができる。設定値Ｔosとの比較に用いる外気温Ｔoは、例えば稼働中の室外ユニットＡの温度センサ１７のいずれか１つが検知する温度であってもよいし、稼働中の室外ユニットＡの温度センサ１７が検知する各温度の平均値であってもよい。ステップ１０９〜１１２の判定結果がいずれか１つでも否定の場合、制御部４０の動作はステップ１０１の判定に戻る。
【００３８】
ステップ１０９〜１１２の判定がいずれも肯定の場合、制御部４０は、内部メモリが記憶している運転初期における状態量と、冷凍サイクルの現時点における状態量との差を状態変化量として検出する（ステップ１１３）。具体的には、制御部４０は、現時点（第１時点）における状態量（第１状態量）として、現時点でのＦsum、Ｔcj ave、Ｔg ave、Ｔu ave、ＳＨave、Ｑactを検出する。Ｑactは、各室内膨張弁３１の現時点における実際の合計開度である。状態変化量は、ΔＦsum（＝Ｆsum−Ｆsum´）、ΔＴcj ave（＝Ｔcj ave−Ｔcj ave´）、ΔＴg ave（＝Ｔg ave−Ｔg ave´）、ΔＴu ave（＝Ｔu ave−Ｔu ave´）、ΔＳＨave（＝ＳＨave−ＳＨave´）である。
【００３９】
制御部４０は、検出した状態変化量ΔＦsum、ΔＴcj ave、ΔＴg ave、ΔＴu ave、ΔＳＨave及び内部メモリが記憶している運転初期の合計開度Ｑsumと、上記の式（I）とにより、冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合における各室内膨張弁３１の予測合計開度Ｑpreを演算する（ステップ１１４）。
【００４０】
制御部４０は、演算した予測合計開度Ｑpreと、現時点における各室内膨張弁３１の実際の合計開度Ｑactとに基づいて冷媒漏洩の有無を判定する（ステップ１１５）。具体的には、制御部４０は、予測合計開度Ｑpreと実際の合計開度Ｑactとのずれ量ΔＱ（＝｜Ｑpre−Ｑact｜）を求め、このずれ量ΔＱが上記の設定値αよりも大きいか（ΔＱ＞α）を判定する。
【００４１】
ずれ量ΔＱが設定値αよりも大きい場合（ステップ１１５のＹＥＳ）、制御部４０は、冷凍サイクルに冷媒漏洩が生じているとの判断の下に、その旨を例えばリモコン４１の文字表示やアイコン画像表示により報知する（ステップ１１６）。この報知により、ユーザは、冷媒の漏洩が生じていることを認識し、保守・点検を依頼することができる。
【００４２】
さらに、制御部４０は、報知に伴い、圧縮機１を停止して以後の運転を禁止する（ステップ１１７）。この運転禁止により、冷媒が漏洩したまま運転が継続することがなくなり、冷凍サイクル機器への悪影響を回避することができる。
【００４３】
ずれ量ΔＱが設定値α以下の場合（ステップ１１５のＮＯ）、冷凍サイクルの冷媒量は正常である。この場合、ステップ１１６，１１７を経ずに、制御部４０の動作はステップ１０１の判定に戻る。
【００４４】
続いて、暖房運転時時の動作を説明する。  
図６は、暖房運転時における制御部４０の動作の一例を示すフローチャートである。制御部４０は、フラグｆが“０”であるかを判定する（ステップ１０１）。フラグｆが“０”の場合（ステップ１０１のＹＥＳ）、制御部４０は、冷房運転時と同じく、ステップ１０２〜１０８の処理を実行する。ステップ１０７において検出されて内部メモリに記憶される運転初期（第２時点）の状態量（第２状態量）は、冷房運転時と同じくＦsum´、Ｔcj ave´、Ｔg ave´、Ｔu ave´、ＳＨave´、Ｑsumである。但し、Ｔcj ave´は稼働中の室外ユニットＡの温度センサ１６により検知される温度Ｔ１の平均値であり、Ｑsumは各室外膨張弁４の合計開度である。
【００４５】
フラグｆが“１”の場合（ステップ１０１のＮＯ）、制御部４０は、各室内ユニットＢ１〜Ｂｍの運転率Ｒが設定値Ｒs以上であるかを判定する（ステップ２０１）。運転率Ｒは、室内ユニットＢ１〜Ｂｍの合計馬力Ｇtに対する、現時点で稼働中の室内ユニットＢの合計馬力Ｇactの割合（Ｒ＝Ｇact／Ｇt）である。運転率Ｒの説明のために、一例として、４ＨＰ（馬力）の室内ユニットＢ１と、２ＨＰの室内ユニットＢ２〜Ｂ５とを備える冷凍サイクル装置を想定する。この場合において、合計馬力Ｇtは１２（＝４＋２＋２＋２＋２）ＨＰである。例えば、全ての室内ユニットＢ１〜Ｂ５が稼働している場合の運転率Ｒは１００％（＝１２ＨＰ／１２ＨＰ）である。また、室外ユニットＢ５のみ稼働している場合の運転率Ｒは１６.７％（＝２ＨＰ／１２ＨＰ）である。
【００４６】
運転率Ｒが設定値Ｒs未満である場合（ステップ２０１のＮＯ）、制御部４０の動作はステップ１０１の判定に戻る。すなわち、この場合においては冷媒漏洩の検出が行われない。
【００４７】
運転率Ｒが設定値Ｒs以上の場合（ステップ２０１のＹＥＳ）、制御部４０は、冷房運転時と同じく、冷凍サイクルが安定状態にあるかを判定する（ステップ１０９，１１０，１１１）。暖房運転時には、外気温Ｔoに関する判定（ステップ１１２）は実行されない。
【００４８】
ステップ１０９〜１１１の判定がいずれも肯定の場合、制御部４０は、冷房運転時におけるステップ１１３〜１１７と同様の処理を実行する。ステップ１１３において検出される現時点（第１時点）での状態量（第１状態量）は、冷房運転時と同じくＦsum、Ｔcj ave、Ｔg ave、Ｔu ave、ＳＨave、Ｑactであり、状態変化量はΔＦsum（＝Ｆsum−Ｆsum´）、ΔＴcj ave（＝Ｔcj ave−Ｔcj ave´）、ΔＴg ave（＝Ｔg ave−Ｔg ave´）、ΔＴu ave（＝Ｔu ave−Ｔu ave´）、ΔＳＨave（＝ＳＨave−ＳＨave´）である。但し、Ｔcj aveは稼働中の室外ユニットＡの温度センサ１６により検知される温度Ｔ１の平均値であり、Ｑactは各室外膨張弁４の合計開度である。また、ステップ１１４において演算される予測合計開度Ｑpreは、各室外膨張弁４に関する合計開度である。ステップ１１５においては、ステップ１１４にて求められた予測合計開度Ｑpreと現時点における各室外膨張弁４の実際の合計開度Ｑactとのずれ量ΔＱと、設定値αとの比較により冷媒漏洩の有無が判定される。この設定値αは、冷房運転時と異なる値であってもよい。
【００４９】
暖房運転時の動作においてステップ２０１を導入した理由は、停止中の室内ユニットＢに溜まり込む液冷媒に起因した冷媒漏洩の誤検知を防ぐためである。すなわち、暖房運転時には室内熱交換器３２が凝縮器として機能し、停止中の室内ユニットＢの室内膨張弁３１は閉止されるために、停止中の室内ユニットＢの室内熱交換器３２などに液冷媒が溜まる現象が発生する。停止中の室内ユニットＢが少ない（運転率Ｒが高い）場合には、各室外ユニットＡ１〜Ａｎの受液器５から十分な量の冷媒が冷凍サイクルに供給される。しかしながら、停止中の室内ユニットＢが多い（運転率Ｒが低い）場合には、冷凍サイクル内を循環する冷媒量が不足し、液管の二相化や、各室外膨張弁４の開度増大などの挙動が生じる。したがって、冷媒漏洩の判定に用いる合計開度Ｑactが増大することなどにより、冷媒漏洩が生じていない場合であっても冷媒漏洩と判定される場合がある。
【００５０】
図７は、運転率Ｒと漏洩判定の実施可否との関係の一例を示す概念図である。この例において、運転率Ｒが１００％、７５％、５０％、３０％の状態における各室外膨張弁４の開度Ｑや各圧縮機１の吸い込み側における冷媒の過熱度ＳＨは暖房運転開始の後に安定し、これら開度Ｑや過熱度ＳＨの偏差が小となる。この場合においては、冷凍サイクルを循環する冷媒量が冷媒漏洩の誤検出を招かない程度であるため（運転率判定“ＯＫ”）、漏洩判定を実施する。一方、運転率Ｒが１５％の状態における開度Ｑや過熱度ＳＨはある程度の時間が経っても安定せず、これら開度Ｑや過熱度ＳＨの偏差が大となる。この場合においては、冷凍サイクルを循環する冷媒量が冷媒漏洩の誤検出を招き得る程度であるため（運転率判定“ＮＧ”）、漏洩判定を実施しない。
【００５１】
図７の例においては、例えば、冷媒不足による挙動が発生していない運転率の最低値である３０％程度に設定値Ｒsを設定することができる。設定値Ｒsは、予め固定的に定められてもよいし、冷凍サイクル装置が設置された後に適宜変更されてもよい。
【００５２】
設定値Ｒsを適宜変更する場合における制御部４０の動作の一例を、図８のフローチャートに示す。このフローチャートに示す動作は、暖房運転時において例えば上記のフラグｆが“０”である場合に実行される。制御部４０は、上記の積算運転時間ｔが設定値ｔ２以上であるかを判定する（ステップ３０１）。設定時間ｔ２は、例えば運転初期であるところの５０〜１００時間の間で定められた時間であり、冷凍サイクル装置の設置環境などに応じて適切な値を選定することができる。積算運転時間ｔが設定時間ｔ２未満である間（ステップ３０１のＮＯ）、制御部４０はステップ３０１の判定を繰り返す。
【００５３】
積算運転時間ｔが設定時間ｔ２以上となった場合（ステップ３０１のＹＥＳ）、制御部４０は、各室外膨張弁４の開度Ｑが安定したかを判定する（ステップ３０２）。具体的には、制御部４０は、各室外膨張弁４それぞれの開度Ｑの所定時間当たりの変化量ΔＱxの絶対値が、いずれも一定時間ｔ３の間継続して設定値Ｑs１未満（｜ΔＱx｜＜Ｑs１）であったかを判定する。上記所定時間は、変化量ΔＱxの演算のために各室外膨張弁４の駆動パルス数をサンプリングする周期であって、例えばステップ３０２の実行周期である。設定値Ｑs１は、各室外膨張弁４の開度Ｑが安定しているとみなせる値であって、例えば駆動パルスの数として５〜１０パルス分の開度である。一定時間ｔ３は、例えば３〜５分の範囲内で定めることができる。ステップ３０２において否定の場合（ステップ３０２のＮＯ）、制御部４０の動作はステップ３０１に戻る。
【００５４】
ステップ３０２において肯定の場合（ステップ３０２のＹＥＳ）、制御部４０は、現時点での各室外膨張弁４それぞれの開度Ｑが、いずれも各室外膨張弁４の最大開度Ｑmaxでないかを判定する（ステップ３０３）。少なくとも１つの室外膨張弁４の開度Ｑが最大開度Ｑmaxに達している場合（ステップ３０３のＮＯ）、冷凍サイクルの冷媒量が不足しているにもかかわらず、当該室外膨張弁４の開度Ｑが最大開度Ｑmaxで安定している可能性がある。この場合、制御部４０の動作はステップ３０１に戻る。
【００５５】
各室外膨張弁４の開度Ｑがいずれも最大開度Ｑmax未満である場合（ステップ３０３のＹＥＳ）、冷凍サイクル内を循環する冷媒量の不足による挙動が発生していないとみなすことができる。そこで、制御部４０は、現時点での運転率Ｒが設定値Ｒs未満（Ｒ＜Ｒs）であるかを判定する（ステップ３０４）。運転率Ｒが設定値Ｒs以上である場合（ステップ３０４のＮＯ）、制御部４０の動作はステップ３０１の判定に戻る。運転率Ｒが設定値Ｒs未満である場合（ステップ３０４のＹＥＳ）、制御部４０は、現時点の運転率Ｒにて設定値Ｒsを更新する（ステップ３０５）。
【００５６】
例えば、冷凍サイクル装置の設置当初などにおいては、設定値Ｒsを十分大きな値に設定しておく。その後の通常運転において図８のフローチャートに示す動作が繰り返されると、冷媒不足による挙動が発生しない範囲内で、設定値Ｒsが小さい値に更新されていく。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態に係る冷凍サイクル装置は、冷媒漏洩が無い場合の膨張弁の合計開度Ｑpreを冷凍サイクルの運転初期における状態量と現時点における状態量との変化量に基づいて予測し、この予測合計開度Ｑpreと膨張弁の現時点における実際の合計開度Ｑactとの比較によって冷媒漏洩を検出する。このように、運転初期の状態量と現時点の状態量との変化量に基づけば、冷凍サイクルを構成する室内ユニットＢの数や配管長さなどによらずに精度良く合計開度Ｑpreを予測できる。したがって、冷媒の漏洩量が少ない場合であっても、確実に冷媒漏洩を検出できる。
【００５８】
さらに、本実施形態においては、冷房運転及び暖房運転のいずれにおいても、蒸発器の直前に設けられた膨張弁の合計開度が漏洩判定のためのパラメータとして使用される。通常、冷凍サイクルにおいて、凝縮器の直後に設けられる膨張弁の開度は凝縮器の過冷却量が一定となるように制御されるため、この膨張弁の入口側における冷媒密度は相当量の冷媒が漏洩しないと変化しない。これに対し、蒸発器の直前に設けられる膨張弁の開度は蒸発器の過熱度が一定となるように制御されるため、液配管に現れる冷媒密度の変化に対する感度が高い。したがって、本実施形態においては、冷媒の漏洩量が少ない場合であっても冷媒漏洩の検出が可能である。
【００５９】
また、本実施形態においては、冷凍サイクルが安定状態にあることを条件に初期状態の記憶および冷媒漏洩の検出を行うので、冷媒の漏洩を精度よく検出できる。特に、冷凍サイクルが安定状態にあるかの判定条件として、“過熱度ＳＨと目標値ＳＨtとの差ΔＳＨの絶対値が設定値ΔＳＨs未満”、かつ“過熱度ＳＨが正”という２つの条件を用いるので、圧縮機１に液冷媒が吸込まれるいわゆる液バックや膨張弁の動作遅れがない状態で、冷媒漏洩を精度よく検出できる。また、運転周波数Ｆが低くなると室外熱交換器３或いは室内熱交換器３２に液冷媒が溜まり込むことがあるが、冷凍サイクルの安定状態の判定条件として“運転周波数Ｆが設定値Ｆs以上”という条件を用いるので、室外熱交換器３或いは室内熱交換器３２に液冷媒が溜まり込まない状態で、冷媒漏洩を精度よく検出できる。
【００６０】
また、冷房運転時に外気温Ｔoが低いと室外熱交換器３に液冷媒が溜まり込むことがあるが、漏洩検出を実施する条件として“外気温Ｔoが設定値Ｔos以上”であることを用いるので、室外熱交換器３に液冷媒が溜まり込まない状態で、冷媒漏洩を精度よく検出できる。
【００６１】
また、本実施形態においては、暖房運転時に運転率Ｒが設定値Ｒs未満の場合には漏洩検出が実施されない。したがって、低運転率で生じる冷凍サイクルの挙動に起因した漏洩の誤検出を防止できる。なお、停止中の室内ユニットＢが有る場合には、その室内ユニットＢ内に冷媒が溜まり込むので、受液器５などに貯留される余剰な冷媒が減少する。したがって、設定値Ｒs以上の範囲において低い運転率Ｒのときには、冷媒の漏洩量が少ない場合であっても漏洩検出が可能であるとのメリットもある。
【００６２】
［２］第２実施形態  
第２実施形態について説明する。冷凍サイクル装置の構成は、第１実施形態と同様である。同一又は類似の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
制御部４０は、主要な機能として、第１実施形態と同じく検出部、記録部、更新部として動作する。但し、本実施形態における検出部は、冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合における各凝縮器の現時点（第１時点）での予測合計過冷却量ＵＣpre（第１過冷却量）を、現時点における冷凍サイクルの状態量（第１状態量）と運転初期（第２時点）における冷凍サイクルの状態量（第２状態量）との変化量に基づいて算出（推定）し、現時点における各凝縮器の実際の合計過冷却量ＵＣact（第２過冷却量）と予測合計過冷却量ＵＣpreとの比較により冷凍サイクルの冷媒漏洩を検出する。
【００６４】
冷房運転時に凝縮器として機能する室外熱交換器３の過冷却量ＵＣは、例えば室外ユニットＡの圧力センサ１２の検知圧力Ｐｄから換算される飽和凝縮温度Ｔgと温度センサ１６の検知温度Ｔ１との差（Ｔg−Ｔ１）である。この場合、合計過冷却量ＵＣactは、各室外ユニットＡ１〜Ａｎのうち稼働中の室外ユニットＡの室外熱交換器３の過冷却量ＵＣを合計した値に相当する。
【００６５】
暖房運転時に凝縮器として機能する室内熱交換器３２の過冷却量ＵＣは、例えば稼働中の室外ユニットＡの圧力センサ１２の検知圧力Ｐｄから換算される飽和凝縮温度Ｔgの平均値Ｔg aveと室内ユニットＢの温度センサ３４の検知温度Ｔ２との差（Ｔg ave−Ｔ２）である。この場合、合計過冷却量ＵＣactは、各室内ユニットＢ１〜Ｂｍのうち稼働中の室内ユニットＢの室内熱交換器３２の過冷却量ＵＣを合計した値に相当する。
【００６６】
予測合計過冷却量ＵＣpreの演算方法について説明する。  
一般に、過冷却量ＵＣは、冷凍サイクルの冷媒量、冷凍サイクルの内容積、伝熱量によって定まる。また、伝熱量は、以下の理論式によって表すことができる。左辺は空気側の伝熱量を示し、右辺は冷媒側の伝熱量を示す。Ｋは熱通過率（kW/m2k）、Ａは伝熱面積（m2）、ΔＴは冷媒と空気の温度差（K）、Ｇrは冷媒の流量（Kg/h）、Δｈは比エンタルピ差（kJ/kg）である。
【００６７】
伝熱量＝Ｋ×Ａ×ΔＴ＝Ｇr×Δｈ
冷媒漏洩が無いために冷凍サイクルの冷媒量が一定であり、且つ冷凍サイクルの内容積が一定であるとの仮定の下では、ある時点の過冷却量ＵＣをその時点での伝熱量に関連するパラメータと現時点でのこれらパラメータとの変化量に基づいて補正することで、現時点での過冷却量ＵＣを予測することができる。例えば、伝熱量に関連するパラメータとしては、圧縮機１の運転周波数、凝縮温度、蒸発温度、過熱度、外気温を用いることができる。
【００６８】
具体的には、予測合計過冷却量ＵＣpreは、以下の式（II）によって演算することができる。
【００６９】
ＵＣpre＝ａ２・ΔＦsum＋ｂ２・ΔＴg ave＋ｃ２・ΔＴu ave＋  
ｄ２・ΔＳＨave＋ｅ２・ΔＴo ave＋ＵＣsum  …（II）  
ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２，ｅ２は定数であって、実験的、理論的、或いは経験的に定めることができる。ΔＦsum、ΔＴg ave、ΔＴu ave、ΔＳＨaveは、式（I）と同様のパラメータである。  
ΔＴo aveは、稼働中の室外ユニットＡの温度センサ１７の検知温度Ｔoの平均値Ｔo aveの変化量である。ＵＣsumは、各凝縮器の運転初期における合計過冷却量である。冷房運転時において、ＵＣsumの算出元となる過冷却量ＵＣは、稼働中の室外ユニットＡの圧力センサ１２の検知圧力Ｐｄから換算される飽和凝縮温度Ｔgと、その室外ユニットＡの温度センサ１６の検知温度Ｔ１との差である。暖房運転時において、ＵＣsumの算出元となる過冷却量ＵＣは、例えば上記の平均値Ｔg aveと室内ユニットＢの温度センサ３４の検知温度Ｔ２との差である。
【００７０】
ここで、予測合計過冷却量ＵＣpreと実際の合計過冷却量ＵＣactとを用いた漏洩検出方法の一例について説明する。図９は、横軸を予測合計過冷却量ＵＣpreとし、縦軸を実際の合計過冷却量ＵＣactとしたグラフである。実線で示す直線はＵＣact＝ＵＣpreの直線であり、破線で示す直線はＵＣact＝ＵＣpre＋β，ＵＣact＝ＵＣpre−βの直線である。ここに、設定値βは冷凍サイクルにおいて冷媒漏洩が発生していると判定できる場合とそうでない場合とを隔てる閾値であって、例えば実験的、理論的、或いは経験的に定めることができる。一例として、設定値βは３〜５Ｋの範囲内で定めることができる。本実施形態において、上記の検出手段は、予測合計過冷却量ＵＣpreと実際の合計過冷却量ＵＣactとのずれ量ΔＵＣ（＝｜ＵＣpre−ＵＣact｜）が設定値βよりも大きい（ΔＵＣ＞β）場合に冷媒漏洩を検出する。すなわち、図９の座標系において各合計過冷却量ＵＣpre，ＵＣactにて決定される点が破線で示す２本の直線の間に無い場合に冷媒漏洩が検出される。
【００７１】
一例として、冷凍サイクルに正規冷媒量を充填した場合と、２０％漏洩相当の冷媒量を充填した場合のそれぞれにおいて予測合計過冷却量ＵＣpreを演算するとともに、実際の合計過冷却量ＵＣactを測定した結果を図１０に示す。横軸は予測合計過冷却量ＵＣpreであり、縦軸は実際の合計過冷却量ＵＣactである。破線で示す直線はＵＣact＝ＵＣpre＋β，ＵＣact＝ＵＣpre−βの直線である。実線で示す直線は、正規冷媒量に関するプロットの近似直線であって、ＵＣact＝ＵＣpreの直線と略一致する。一点鎖線で示す直線は、２０％漏洩相当の冷媒量に関するプロットの近似直線である。
【００７２】
図１０の例では、設定値βを３Ｋとしている。正規冷媒量に関するプロット及びその近似直線は、概ねΔＵＣ≦βの範囲にある。２０％漏洩相当の冷媒量に関するプロット及びその近似直線は、その殆どがΔＵＣ＞βの範囲にある。以上の結果から、予測合計過冷却量ＵＣpreと実際の合計過冷却量ＵＣactとの比較により、冷媒の漏洩を検出できることが判る。
【００７３】
次に、冷媒漏洩の検出に関する制御部４０の動作の詳細について説明する。  
冷房運転時において、制御部４０は、第１実施形態と同じく図５のフローチャートに沿って動作する。但し、ステップ１０７において検出されて内部メモリに記憶される運転初期（第２時点）の状態量（第２状態量）は、その時点におけるＦsum、Ｔg ave、Ｔu ave、ＳＨave、Ｔo ave、ＵＣsumである。ＵＣsumは、ステップ１０７の時点において稼働中の室外ユニットＡの室外熱交換器３に関する過冷却量ＵＣの合計値である。以降の説明においては、ステップ１０７において検出及び記憶されたＦsum、Ｔg ave、Ｔu ave、ＳＨave、Ｔo ave、を、それぞれＦsum´、Ｔg ave´、Ｔu ave´、ＳＨave´、Ｔo ave´と表記する。
【００７４】
ステップ１１３において検出される状態量（第１状態量）はその時点（第１時点）におけるＦsum、Ｔg ave、Ｔu ave、ＳＨave、Ｔo ave、ＵＣactである。ＵＣactは、ステップ１１３の時点において稼働中の室外ユニットＡの室外熱交換器３に関する過冷却量ＵＣの合計値である。また、ステップ１１３において検出される状態変化量は、ΔＦsum（＝Ｆsum−Ｆsum´）、ΔＴg ave（＝Ｔg ave−Ｔg ave´）、ΔＴu ave（＝Ｔu ave−Ｔu ave´）、ΔＳＨave（＝ＳＨave−ＳＨave´）、ΔＴo ave（＝Ｔo ave−Ｔo ave´）である。
【００７５】
ステップ１１４においては、検出した状態変化量ΔＦsum、ΔＴg ave、ΔＴu ave、ΔＳＨave、ΔＴo ave及び内部メモリが記憶している運転初期の合計過冷却量ＵＣsumと、上記の式（II）とにより、予測合計過冷却量ＵＣpreが演算される。また、ステップ１１５においては、ステップ１１４にて求められた予測合計過冷却量ＵＣpreと現時点における各室外熱交換器３の合計過冷却量ＵＣactとのずれ量ΔＵＣと、設定値βとの比較により冷媒漏洩の有無が判定される。
【００７６】
暖房運転時において、制御部４０は、第１実施形態と同じく図６のフローチャートに沿って動作する。ステップ１０７において検出されて内部メモリに記憶される運転初期（第２時点）の状態量（第２状態量）は、冷房運転時と同じくＦsum´、Ｔg ave´、Ｔu ave´、ＳＨave´、Ｔo ave´、ＵＣsumである。但し、ＵＣsumは、各室内熱交換器３２に関する過冷却量ＵＣの合計値である。
【００７７】
また、ステップ１１３において検出される現時点（第１時点）での状態量（第１状態量）は、冷房運転時と同じくＦsum、Ｔg ave、Ｔu ave、ＳＨave、Ｔo ave、ＵＣactであり、状態変化量はΔＦsum（＝Ｆsum−Ｆsum´）、ΔＴg ave（＝Ｔg ave−Ｔg ave´）、ΔＴu ave（＝Ｔu ave−Ｔu ave´）、ΔＳＨave（＝ＳＨave−ＳＨave´）、ΔＴo ave（＝Ｔo ave−Ｔo ave´）である。但し、ＵＣactはステップ１１３の時点において稼働中の室内ユニットＢの室内熱交換器３２に関する過冷却量ＵＣの合計値である。また、ステップ１１４において演算される予測合計過冷却量ＵＣpreは、各室内熱交換器３２に関する合計過冷却量の予測値である。ステップ１１５においては、ステップ１１４にて求められた予測合計過冷却量ＵＣpreと現時点における各室内熱交換器３２の合計過冷却量ＵＣactとのずれ量ΔＵＣと、設定値βとの比較により冷媒漏洩の有無が判定される。この設定値βは、冷房運転時と異なる値であってもよい。  
なお、設定値Ｒsを更新する動作の流れは、図８のフローチャートと同様である。
【００７８】
以上説明した本実施形態のように、予測合計過冷却量ＵＣpreと実際の合計過冷却量ＵＣactとの比較により冷媒漏洩を検出する場合であっても、第１実施形態と同様に精度良く冷媒漏洩を検出できる。
【００７９】
［３］変形例  
いくつかの変形例について説明する。  
冷凍サイクルの安定状態の判定に関しては、ステップ１０４，１０９に代えて図１１，図１２に示すステップ４０１，４０２を用いてもよい。図１１のフローチャート（冷房運転時）のステップ４０１，４０２において、制御部４０は、各室内膨張弁３１それぞれの開度Ｑの所定時間当たりの変化量ΔＱxの絶対値が、いずれも一定時間ｔ４の間継続して設定値Ｑs２未満（｜ΔＱx｜＜Ｑs２）であったかを判定する。また、図１２のフローチャート（暖房運転時）のステップ４０１，４０２において、制御部４０は、各室外膨張弁４それぞれの開度Ｑの所定時間当たりの変化量ΔＱxの絶対値が、いずれも一定時間ｔ４の間継続して設定値Ｑs２未満（｜ΔＱx｜＜Ｑs２）であったかを判定する。上記所定時間は、変化量ΔＱxの演算のために各室内膨張弁３１或いは各室外膨張弁４の駆動パルス数をサンプリングする周期であって、例えばステップ４０１，４０２の実行周期とすることができる。設定値Ｑs２は、各室外膨張弁４或いは各室内膨張弁３１の開度Ｑが安定しているとみなせる値であって、例えば駆動パルスの数として３〜５パルス分の開度とすることができる。一定時間ｔ４は、例えば５〜１０分の範囲内で定めることができる。
【００８０】
一般的に、マルチタイプの空気調和機においては室内ユニットや配管長さなどの設計自由度が高いため、その設置後においてもシステム構成が変更され得る。予測合計開度Ｑpreや予測合計過冷却量ＵＣpreを演算するための式に、室内ユニットや配管長さに大きく依存するパラメータが含まれると、システム構成の変更に伴ってこの式を再定義する必要が生じる。そこで、室内ユニットや配管長さに大きく依存するパラメータを含まないように定義された式により、予測合計開度Ｑpreや予測合計過冷却量ＵＣpreを演算してもよい。例えば、圧縮機１の吸い込み側における蒸発温度Ｔuと過熱度ＳＨは室内ユニットや配管長さへの依存が大きいため、これらを含まないように式を定義してもよい。
【００８１】
図８のフローチャートのステップ３０５において、現時点の運転率Ｒよりも所定値だけ高い運転率にて設定値Ｒsが更新されてもよい。停止中の室内ユニット及びその周囲の配管に溜まり込む液冷媒の量は、各室内ユニットを各室外ユニットに繋ぐ配管の長さなどの室内形態に応じて変化する。したがって、運転率Ｒが同一であっても停止中の室内ユニットが異なる場合には、冷媒不足による挙動が一方では発生し、他方では発生しない場合が生じ得る。そのため、上記のように設定値Ｒsを更新することで、室内形態の違いによる冷媒漏洩の誤検出を防ぐことができる。
【００８２】
なお、図８のフローチャートに示す動作による設定値Ｒsの更新は、通常運転時ではなく、冷凍サイクル装置の設置時の試運転などにおいて強制的に運転率を変化させながら行われてもよい。
【００８３】
上記各実施形態及び変形例では空気調和機に搭載される冷凍サイクル装置について説明したが、上記各実施形態及び変形例にて開示した冷媒漏洩の検出に関わる構成は、給湯機等の他の機器に搭載される冷凍サイクル装置にも適用可能である。
【００８４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【図１】
2015125509.tif 000003
【図２】
2015125509.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】
2015125509.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2015125509.tif 000013
【図１２】
2015125509.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月31日(2016.10.31)
【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】
圧縮機の吐出冷媒を凝縮器、複数の膨張弁、これら膨張弁にそれぞれ接続された複数の蒸発器に通して前記圧縮機に戻す冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合の前記複数の膨張弁の現時点における第１合計開度を、前記現時点における前記冷凍サイクルの第１状態量と前記現時点よりも過去の運転初期における前記冷凍サイクルの第２状態量との変化量に基づいて推定し、前記複数の膨張弁の前記現時点における実際の合計開度である第２合計開度と前記第１合計開度との比較により前記冷凍サイクルの冷媒漏洩を検出する検出部と、
を備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
暖房運転時に前記凝縮器として機能する室内熱交換器を有する室内ユニットを複数備え、
暖房運転時、前記検出部は、前記複数の室内ユニットの運転率が、前記運転率に関する設定値よりも高い状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
暖房運転時、前記複数の膨張弁の開度の各々が一定時間の間継続して安定し且つ最大開度未満の状態において、前記複数の室内ユニットの運転率に応じて前記設定値を更新する更新部をさらに備える、
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記圧縮機の周波数が、前記周波数に関する設定値以上である状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
冷房運転時、前記検出部は、外気温が前記外気温に関する設定値以上の状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
一実施形態に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機の吐出冷媒を凝縮器、複数の膨張弁、これら膨張弁にそれぞれ接続された複数の蒸発器に通して前記圧縮機に戻す冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合の前記複数の膨張弁の現時点における第１合計開度を、前記現時点における前記冷凍サイクルの第１状態量と前記現時点よりも過去の運転初期における前記冷凍サイクルの第２状態量との変化量に基づいて推定し、前記複数の膨張弁の前記現時点における実際の合計開度である第２合計開度と前記第１合計開度との比較により前記冷凍サイクルの冷媒漏洩を検出する検出部と、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された冷凍サイクル装置を以下に付記する。
［１］
圧縮機の吐出冷媒を凝縮器、複数の膨張弁、これら膨張弁にそれぞれ接続された複数の蒸発器に通して前記圧縮機に戻す冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合の前記複数の膨張弁の第１時点における第１合計開度を、前記第１時点における前記冷凍サイクルの第１状態量と前記第１時点よりも過去の第２時点における前記冷凍サイクルの第２状態量との変化量に基づいて推定し、前記複数の膨張弁の前記第１時点における実際の合計開度である第２合計開度と前記第１合計開度との比較により前記冷凍サイクルの冷媒漏洩を検出する検出部と、
を備える冷凍サイクル装置。
［２］
暖房運転時に前記凝縮器として機能する室内熱交換器を有する室内ユニットを複数備え、
暖房運転時、前記検出部は、前記複数の室内ユニットの運転率が、前記運転率に関する設定値よりも高い状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
上記［１］に記載の冷凍サイクル装置。
［３］
暖房運転時、前記複数の膨張弁の開度の各々が一定時間の間継続して安定し且つ最大開度未満の状態において、前記複数の室内ユニットの運転率に応じて前記設定値を更新する更新部をさらに備える、
上記［２］に記載の冷凍サイクル装置。
［４］
前記検出部は、前記圧縮機の周波数が、前記周波数に関する設定値以上である状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
上記［１］に記載の冷凍サイクル装置。
［５］
冷房運転時、前記検出部は、外気温が前記外気温に関する設定値以上の状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
上記［１］に記載の冷凍サイクル装置。
［６］
圧縮機の吐出冷媒を凝縮器、膨張弁、蒸発器に通して前記圧縮機に戻す冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルに冷媒漏洩が無いと仮定した場合における前記凝縮器の第１時点での第１過冷却量を、前記第１時点における前記冷凍サイクルの第１状態量と前記第１時点よりも過去の第２時点における前記冷凍サイクルの第２状態量との変化量に基づいて推定し、前記凝縮器の前記第１時点における実際の過冷却量である第２過冷却量と前記第１過冷却量との比較により前記冷凍サイクルの冷媒漏洩を検出する検出部と、
を備える冷凍サイクル装置。
［７］
暖房運転時に前記凝縮器として機能する室内熱交換器を有する室内ユニットを複数備え、
暖房運転時、前記検出部は、前記複数の室内ユニットの運転率が、前記運転率に関する設定値よりも高い状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
上記［６］に記載の冷凍サイクル装置。
［８］
暖房運転時、前記膨張弁の開度が一定時間の間継続して安定し且つ最大開度未満の状態において、前記複数の室内ユニットの運転率に応じて前記設定値を更新する更新部をさらに備える、
上記［７］に記載の冷凍サイクル装置。
［９］
前記検出部は、前記圧縮機の周波数が、前記周波数に関する設定値以上である状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
上記［６］に記載の冷凍サイクル装置。
［１０］
冷房運転時、前記検出部は、外気温が前記外気温に関する設定値以上の状態において、前記冷媒漏洩の検出を実行する、
上記［６］に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
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