(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２１）と熱源側熱交換器（２３）と膨張機構（４１、５１）と利用側熱交換器（４２、５２）とが接続されることによって構成される冷媒回路（１０）と、
前記熱源側熱交換器の複数のパスの合流前に設けられた温度センサ（３４）と、
前記温度センサによって検知される温度に基づいて冷房運転、暖房運転、着霜の判定のいずれかの制御を行う空調関連制御部（８）と、
前記温度センサによって検知される温度に対して前記熱源側熱交換器に対するファンの駆動状態に関する値と、外気温度と、冷媒循環量との少なくともいずれか１つの値に基づいた回帰式を用いることで前記熱源側熱交換器の複数のパスの合流後の部分を流れる冷媒温度に相当する値を算出し、前記算出した値に基づいて前記熱源側熱交換器を通過した冷媒の過冷却度を求めて前記冷媒回路の冷媒量を判定する冷媒量判定手段（８）と、
を備えた空気調和装置（１）。
【請求項２】
前記温度センサは、前記熱源側熱交換器に設けられた複数のパスのうち、通過する冷媒の温度が最も低い位置に設けられている、
請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項３】
圧縮機（２１）と熱源側熱交換器（２３）と膨張機構（４１、５１）と利用側熱交換器（４２、５２）とが接続されることによって構成される冷媒回路（１０）と、
前記熱源側熱交換器の有する複数のパスの合流後に設けられた温度センサと、
前記温度センサによって検知される温度に基づいて前記熱源側熱交換器を通過した冷媒の過冷却度を検出して前記冷媒回路の冷媒量を判定する冷媒量判定手段（８）と、
前記温度センサによって検知される温度に対して前記熱源側熱交換器に対するファンの駆動状態に関する値と、外気温度と、冷媒循環量との少なくともいずれか１つの値に基づいた回帰式を用いることで前記熱源側熱交換器の有する複数のパスの合流前を流れる冷媒温度に相当する値を算出し、前記算出した値に基づいて冷房運転、暖房運転、着霜の判定のいずれかの制御を行う空調関連制御部（８）と、
を備えた空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置の冷媒回路内の冷媒量を判定する機能、特に、圧縮機と熱源側熱交換器と膨張機構と利用側熱交換器とが接続されることによって構成される空気調和装置の冷媒回路内の冷媒量を判定する機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和装置の冷媒回路内の冷媒量について、空調運転を適切に行うために必要となる冷媒量の過不足条件を満たしているか否かを判定するために、様々な手法が考案されている。
【０００３】
例えば、以下の特許文献１に示すように、冷凍サイクル特性のシミュレーションを行うことで得られる演算結果を用いて、冷媒量の過不足を判定する手法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３０４３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に示された空気調和装置では、冷媒量判定のために必要な温度データを取得するための温度センサと、他の空調関連制御を行うために必要となる温度データを取得するための温度センサと、はそれぞれ別個に設けられている。このため、温度センサの数が多く、システムコストが高くなっている。
【０００５】
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、温度データが必要となる冷媒量判定運転と、温度データが必要となる他の制御との両方を一つの温度センサによって実現することが可能な空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と、温度センサと、空調関連制御部と、冷媒量判定手段とを備えている。冷媒回路は、圧縮機と熱源側熱交換器と膨張機構と利用側熱交換器とが接続されることによって構成されている。温度センサは、熱源側熱交換器の複数のパスの合流前に設けられている。空調関連制御部は、温度センサによって検知される温度に基づいて冷房運転、暖房運転、着霜の判定のいずれかの制御を行う。冷媒量判定手段は、温度センサによって検知される温度に対して熱源側熱交換器に対するファンの駆動状態に関する値と、外気温度と、冷媒循環量との少なくともいずれか１つの値に基づいた回帰式を用いることで熱源側熱交換器の複数のパスの合流後の部分を流れる冷媒温度に相当する値を算出し、算出した値に基づいて熱源側熱交換器を通過した冷媒の過冷却度を求めて冷媒回路の冷媒量を判定する。なお、ここでの回帰式の項としては、上述したファンの駆動状態に関する値や、室外気温の値以外の項を含むものであってもよい。また、上述した冷媒循環量は、例えば、冷媒の蒸発温度および／または凝縮温度を用いた関数によって得られる値としてもよい。
【０００７】
従来の空気調和装置では、冷媒量判定を行うための温度データを取得する温度センサと、空調制御を行うために必要となる温度データを取得する温度センサと、が別個に必要になっている。
【０００８】
これに対して第１発明の空気調和装置では、熱源側熱交換器の複数のパスの合流前に設けられた温度センサによって得られる温度データが必要となる空調関連制御を精度よく行うことができる。また、冷媒量の判定に必要となる温度データについても、温度センサから得られる値をファンの駆動状態や室外気温や冷媒循環量が反映された回帰式によって補正することで得られるため、冷媒量の判定も精度よく行うことができる。
【０００９】
これにより、温度データの必要な冷媒量判定運転と、温度データの必要な他の制御との両方を一つの温度センサによって実現することが可能になる。
【００１０】
また、温度センサの設置位置に応じた回帰式を導入するようにして、空調関連制御に必要となる温度データを取得するための温度センサの設置位置として、自由度を向上させることが可能になる。
【００１１】
また、熱源側熱交換器においては、運転条件や外気温等によって着霜が生じやすい。それに対して、ここでは、温度センサが、熱源側熱交換器の複数のパスの合流前に設けられ、この位置での温度を検知している。
【００１２】
このため、着霜が生じやすい部分の温度を検知することができ、着霜を防止する制御を行う場合の検知精度を向上させることができる。
【００１３】
第２発明に係る空気調和装置は、第１発明の空気調和装置であって、温度センサは、熱源側熱交換器に設けられた複数のパスのうち、通過する冷媒の温度が最も低い位置に設けられている。
【００１４】
熱源側熱交換器において着霜が生じやすい部分は、一般に通過する冷媒の温度が最も低い位置である。それに対して、ここでは、温度センサが、熱源側熱交換器の複数のパスのうち合流前であって通過する冷媒の温度が最も低い位置に設けられ、この位置での温度を検知している。
【００１５】
これにより、着霜が生じやすい部分の温度を検知することができ、着霜を防止する制御を行う場合の検知精度をよりいっそう向上させることができる。
【００１６】
第３発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と、温度センサと、冷媒量判定手段と、空調関連制御部とを備えている。冷媒回路は、圧縮機と熱源側熱交換器と膨張機構と利用側熱交換器とが接続されることによって構成される。温度センサは、熱源側熱交換器の有する複数のパスの合流後に設けられている。冷媒量判定手段は、温度センサによって検知される温度に基づいて熱源側熱交換器を通過した冷媒の過冷却度を検出して冷媒回路の冷媒量を判定する。空調関連制御部は、温度センサによって検知される温度に対して熱源側熱交換器に対するファンの駆動状態に関する値と、外気温度と、冷媒循環量との少なくともいずれか１つの値に基づいた回帰式を用いることで熱源側熱交換器の有する複数のパスの合流前を流れる冷媒温度に相当する値を算出し、算出した値に基づいて冷房運転、暖房運転、着霜の判定のいずれかの制御を行う。なお、ここでの回帰式の項としては、上述したファンの駆動状態に関する値や、室外気温の値以外の項を含むものであってもよい。また、上述した冷媒循環量は、例えば、冷媒の蒸発温度および／または凝縮温度を用いた関数によって得られる値としてもよい。
【００１７】
従来の空気調和装置では、冷媒量判定を行うための温度データを取得する温度センサと、空調制御を行うために必要となる温度データを取得する温度センサと、が別個に必要になっている。
【００１８】
これに対して第３発明の空気調和装置では、熱源側熱交換器の複数のパスの合流後に設けられた温度センサによって得られる温度データが必要となる冷媒量の判定を精度よく行うことができる。また、空調関連制御に必要となる温度データについても、温度センサから得られる値をファンの駆動状態や室外気温や冷媒循環量が反映された回帰式によって補正することで得られるため、空調関連制御も精度よく行うことができる。
【００１９】
これにより、温度データの必要な冷媒量判定運転と、温度データの必要な他の制御との両方を一つの温度センサによって実現することが可能になる。
【００２０】
また、温度センサの設置位置に応じた回帰式を導入するようにして、冷媒量の判定に必要となる温度データを取得するための温度センサの設置位置として、自由度を向上させることが可能になる。
【００２１】
また、第３発明の空気調和装置の温度センサは、熱源側熱交換器の複数のパスの合流後に設けられているため、複数のパスの下方を流れる冷媒に偏流が生じることで適切な温度検知が困難になるという問題を回避することが可能になる。
【００２２】
また、ここでは、熱源側熱交換器の複数のパスの合流後に温度センサが設けられている場合であっても、熱源側熱交換器に着霜が生じているか否かの判定を精度よく行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００２３】
第１発明に係る空気調和装置では、温度データの必要な冷媒量判定運転と、温度データの必要な他の制御との両方を一つの温度センサによって実現することが可能になる。
【００２４】
第２発明に係る空気調和装置では、着霜が生じやすい部分の温度を検知することができ、着霜を防止する制御を行う場合の検知精度をよりいっそう向上させることができる。
【００２５】
第３発明に係る空気調和装置では、温度データの必要な冷媒量判定運転と、温度データの必要な他の制御との両方を一つの温度センサによって実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
＜発明の概略＞
本発明は、冷媒量判定運転と他の空調制御とを行う空気調和装置を提供する。本発明の空気調和装置では、１つの温度センサによって得られる検知温度を、そのままの値として用いたり、室外温度や室外機のファンの駆動に関する値によって得られる回帰式によって補正して得られる値として用いている。本発明は、これにより、１つの温度センサによって、冷媒量判定運転と、他の空調制御のための運転と、を両立させることができる点に特徴がある。また、１つの温度センサを、設置位置の規制されるデフロスト判定制御用に配置しつつ、冷媒量判定運転にも用いることができるようにした点にも特徴がある。
【００２７】
以下、本発明の空気調和装置１について、具体的に説明する。
【００２８】
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置１の概略構成図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置１は、主として、１台の熱源ユニットとしての室外ユニット２と、それに並列に接続された複数台（本実施形態では、２台）の利用ユニットとしての室内ユニット４、５と、室外ユニット２と室内ユニット４、５とを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と、室内ユニット４、５と、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７とが接続されることによって構成されている。
【００２９】
＜室内ユニット＞
室内ユニット４、５は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、又は、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット４、５は、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７を介して室外ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
【００３０】
次に、室内ユニット４、５の構成について説明する。尚、室内ユニット４と室内ユニット５とは同様の構成であるため、ここでは、室内ユニット４の構成のみ説明し、室内ユニット５の構成については、それぞれ、室内ユニット４の各部を示す４０番台の符号の代わりに５０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
【００３１】
室内ユニット４は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室内側冷媒回路１０ａ（室内ユニット５では、室内側冷媒回路１０ｂ）を有している。この室内側冷媒回路１０ａは、主として、膨張機構としての室内膨張弁４１と、利用側熱交換器としての室内熱交換器４２とを有している。
【００３２】
本実施形態において、室内膨張弁４１は、室内側冷媒回路１０ａ内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、室内熱交換器４２の液側に接続された電動膨張弁である。
【００３３】
本実施形態において、室内熱交換器４２は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。
【００３４】
本実施形態において、室内ユニット４は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器４２において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための送風ファンとしての室内ファン４３を有している。室内ファン４３は、室内熱交換器４２に供給する空気の風量Ｗｒを可変することが可能なファンであり、本実施形態において、ＤＣファンモータからなるモータ４３ａによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。
【００３５】
また、室内ユニット４には、各種のセンサが設けられている。室内熱交換器４２の液側には、冷媒の温度（すなわち、暖房運転時における凝縮温度Ｔｃ又は冷房運転時における蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度）を検出する液側温度センサ４４が設けられている。室内熱交換器４２のガス側には、冷媒の温度Ｔｅｏを検出するガス側温度センサ４５が設けられている。室内ユニット４の室内空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室内空気の温度（すなわち、室内温度Ｔｒ）を検出する室内温度センサ４６が設けられている。本実施形態において、液側温度センサ４４、ガス側温度センサ４５及び室内温度センサ４６は、サーミスタからなる。また、室内ユニット４は、室内ユニット４を構成する各部の動作を制御する室内側制御部４７を有している。そして、室内側制御部４７は、室内ユニット４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット４を個別に操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット２との間で伝送線８ａを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００３６】
＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、ビル等の室外に設置されており、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７を介して室内ユニット４、５に接続されており、室内ユニット４、５の間で冷媒回路１０を構成している。
【００３７】
次に、室外ユニット２の構成について説明する。室外ユニット２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室外側冷媒回路１０ｃを有している。この室外側冷媒回路１０ｃは、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器２３と、膨張機構としての室外膨張弁３８と、アキュムレータ２４と、温度調節機構としての過冷却器２５と、液側閉鎖弁２６と、ガス側閉鎖弁２７とを有している。
【００３８】
圧縮機２１は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、本実施形態において、インバータにより回転数Ｒｍが制御されるモータ２１ａによって駆動される容積式圧縮機である。本実施形態において、圧縮機２１は、１台のみであるが、これに限定されず、室内ユニットの接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機が並列に接続されていてもよい。
【００３９】
四路切換弁２２は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には、室外熱交換器２３を圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器４２、５２を室外熱交換器２３において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側（具体的には、アキュムレータ２４）とガス冷媒連絡配管７側とを接続し（図１の四路切換弁２２の実線を参照）、暖房運転時には、室内熱交換器４２、５２を圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器２３を室内熱交換器４２、５２において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機２１の吐出側とガス冷媒連絡配管７側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２３のガス側とを接続することが可能である（図１の四路切換弁２２の破線を参照）。
【００４０】
本実施形態において、室外熱交換器２３は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２３は、そのガス側が四路切換弁２２に接続され、その液側が液冷媒連絡配管６に接続されている。この室外熱交換器２３の液側は、図２（ａ）に示すように、複数のパス２３Ｐを介して液冷媒連絡配管６に接続されている。これらの複数のパス２３Ｐのうち、合流前の下部のパス２３Ｐに、後述する併用温度センサ３４が設けられている。なお、図２（ｂ）は、複数のパス２３Ｐの合流後に併用温度センサ３４が設けられている場合を示しているが、本実施形態では採用していない。
【００４１】
本実施形態において、室外膨張弁３８は、室外側冷媒回路１０ｃ内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行うために、室外熱交換器２３の液側に接続された電動膨張弁である。
【００４２】
本実施形態において、室外ユニット２は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための送風ファンとしての室外ファン２８を有している。この室外ファン２８は、室外熱交換器２３に供給する空気の風量Ｗｏを可変することが可能なファンであり、本実施形態において、ＤＣファンモータからなるモータ２８ａによって駆動されるプロペラファン等である。
【００４３】
アキュムレータ２４は、四路切換弁２２と圧縮機２１との間に接続されており、室内ユニット４、５の運転負荷の変動等に応じて冷媒回路１０内に発生する余剰冷媒を溜めることが可能な容器である。
【００４４】
過冷却器２５は、本実施形態において、２重管式の熱交換器であり、室外熱交換器２３において凝縮された後に、室内膨張弁４１、５１に送られる冷媒を冷却するために設けられている。過冷却器２５は、本実施形態において、室外膨張弁３８と液側閉鎖弁２６との間に接続されている。
【００４５】
本実施形態において、過冷却器２５の冷却源としてのバイパス冷媒回路６１が設けられている。尚、以下の説明では、冷媒回路１０からバイパス冷媒回路６１を除いた部分を、便宜上、主冷媒回路と呼ぶことにする。
【００４６】
バイパス冷媒回路６１は、室外熱交換器２３から室内膨張弁４１、５１へ送られる冷媒の一部を主冷媒回路から分岐させて圧縮機２１の吸入側に戻すように主冷媒回路に接続されている。具体的には、バイパス冷媒回路６１は、室外膨張弁３８から室内膨張弁４１、５１に送られる冷媒の一部を室外熱交換器２３と過冷却器２５との間の位置から分岐させるように接続された分岐回路６１ａと、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の出口から圧縮機２１の吸入側に戻すように圧縮機２１の吸入側に接続された合流回路６１ｂとを有している。そして、分岐回路６１ａには、バイパス冷媒回路６１を流れる冷媒の流量を調節するためのバイパス膨張弁６２が設けられている。ここで、バイパス膨張弁６２は、電動膨張弁からなる。これにより、室外熱交換器２３から室内膨張弁４１、５１に送られる冷媒は、過冷却器２５において、バイパス膨張弁６２によって減圧された後のバイパス冷媒回路６１を流れる冷媒によって冷却される。すなわち、過冷却器２５は、バイパス膨張弁６２の開度調節によって能力制御が行われることになる。
【００４７】
液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、外部の機器・配管（具体的には、液冷媒連絡配管６及びガス冷媒連絡配管７）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２６は、室外熱交換器２３に接続されている。ガス側閉鎖弁２７は、四路切換弁２２に接続されている。
【００４８】
また、室外ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ユニット２には、圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓを検出する吸入圧力センサ２９と、圧縮機２１の吐出圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ３０と、圧縮機２１の吸入温度Ｔｓを検出する吸入温度センサ３１と、圧縮機２１の吐出温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ３２とが設けられている。吸入温度センサ３１は、アキュムレータ２４と圧縮機２１との間の位置に設けられている。室外熱交換器２３には、室外熱交換器２３内を流れる冷媒の温度（すなわち、冷房運転時における凝縮温度Ｔｃ又は暖房運転時における蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度）を検出する熱交温度センサ３３が設けられている。室外熱交換器２３の液側のパス２３Ｐの下部の通過する冷媒の温度が最も低い位置には、冷媒の温度Ｔｃｏを検出する併用温度センサ３４が設けられている。この併用温度センサ３４によって検知された温度は、後述するデフロスト判定制御および冷媒量判定制御において利用される。なお、この併用温度センサ３４によって検出された冷媒の温度は、室外側制御部３７が室外熱交換器２３において着霜が生じているか否かの判断を行う際の温度データとして用いられる。過冷却器２５の主冷媒回路側の出口には、冷媒の温度（すなわち、液管温度Ｔｌｐ）を検出する液管温度センサ３５が設けられている。バイパス冷媒回路６１の合流回路６１ｂには、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の出口を流れる冷媒の温度を検出するためのバイパス温度センサ６３が設けられている。室外ユニット２の室外空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室外空気の温度（すなわち、室外温度Ｔａ）を検出する室外温度センサ３６が設けられている。本実施形態において、吸入温度センサ３１、吐出温度センサ３２、熱交温度センサ３３、併用温度センサ３４、液管温度センサ３５、室外温度センサ３６及びバイパス温度センサ６３は、サーミスタからなる。また、室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各部の動作を制御する室外側制御部３７を有している。そして、室外側制御部３７は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリやモータ２１ａを制御するインバータ回路等を有しており、室内ユニット４、５の室内側制御部４７、５７との間で伝送線８ａを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部４７、５７と室外側制御部３７と制御部３７、４７、５７間を接続する伝送線８ａとによって、空気調和装置１全体の運転制御を行う制御部８が構成されている。
【００４９】
制御部８は、図３に示されるように、各種センサ２９〜３６、４４〜４６、５４〜５６、６３の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁２１、２２、２４、２８ａ、３８、４１、４３ａ、５１、５３ａ、６２を制御することができるように接続されている。また、制御部８には、後述の冷媒漏洩検知運転において、冷媒漏洩を検知したことを知らせるためのＬＥＤ等からなる警告表示部９が接続されている。ここで、図３は、空気調和装置１の制御ブロック図である。
【００５０】
＜冷媒連絡配管＞
冷媒連絡配管６、７は、空気調和装置１をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。このため、例えば、新規に空気調和装置を設置する場合には、冷媒充填量を計算するために、冷媒連絡配管６、７の長さや管径等の情報を正確に把握する必要があるが、その情報管理や冷媒量の計算自体が煩雑である。また、既設配管を利用して室内ユニットや室外ユニットを更新するような場合には、冷媒連絡配管６、７の長さや管径等の情報が失われていることがある。
【００５１】
（２）空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置１の動作について説明する。
【００５２】
本実施形態の空気調和装置１の運転モードとしては、各室内ユニット４、５の運転負荷に応じて室外ユニット２及び室内ユニット４、５の構成機器の制御を行う通常運転モードとしては、主として、室内の冷房を行う冷房運転と、室内の暖房を行う暖房運転とがある。
【００５３】
＜通常運転モード＞
（冷房運転）
まず、通常運転モードにおける冷房運転について、図１及び図３を用いて説明する。
【００５４】
冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側がガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡配管７を介して室内熱交換器４２、５２のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁３８は、全開状態にされている。液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、開状態にされている。各室内膨張弁４１、５１は、室内熱交換器４２、５２の出口（すなわち、室内熱交換器４２、５２のガス側）における冷媒の過熱度ＳＨｒが過熱度目標値ＳＨｒｓで一定になるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、各室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度ＳＨｒは、ガス側温度センサ４５、５５により検出される冷媒温度値から液側温度センサ４４、５４により検出される冷媒温度値（蒸発温度Ｔｅに対応）を差し引くことによって検出されるか、又は、吸入圧力センサ２９により検出される圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓを蒸発温度Ｔｅに対応する飽和温度値に換算し、ガス側温度センサ４５、５５により検出される冷媒温度値からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、各室内熱交換器４２、５２内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度値を、ガス側温度センサ４５、５５により検出される冷媒温度値から差し引くことによって、各室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過熱度ＳＨｒを検出するようにしてもよい。また、バイパス膨張弁６２は、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度ＳＨｂが過熱度目標値ＳＨｂｓになるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度ＳＨｂは、吸入圧力センサ２９により検出される圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓを蒸発温度Ｔｅに対応する飽和温度値に換算し、バイパス温度センサ６３により検出される冷媒温度値からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の入口に温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度値をバイパス温度センサ６３により検出される冷媒温度値から差し引くことによって、過冷却器２５のバイパス冷媒回路側の出口における冷媒の過熱度ＳＨｂを検出するようにしてもよい。
【００５５】
この冷媒回路１０の状態で、圧縮機２１、室外ファン２８及び室内ファン４３、５３を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して室外熱交換器２３に送られて、室外ファン２８によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となる。そして、この高圧の液冷媒は、室外膨張弁３８を通過して、過冷却器２５に流入し、バイパス冷媒回路６１を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却されて過冷却状態になる。このとき、室外熱交換器２３において凝縮された高圧の液冷媒の一部は、バイパス冷媒回路６１に分岐され、バイパス膨張弁６２によって減圧された後に、圧縮機２１の吸入側に戻される。ここで、バイパス膨張弁６２を通過する冷媒は、圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓ近くまで減圧されることで、その一部が蒸発する。そして、バイパス冷媒回路６１のバイパス膨張弁６２の出口から圧縮機２１の吸入側に向かって流れる冷媒は、過冷却器２５を通過して、主冷媒回路側の室外熱交換器２３から室内ユニット４、５へ送られる高圧の液冷媒と熱交換を行う。
【００５６】
そして、過冷却状態になった高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁２６及び液冷媒連絡配管６を経由して、室内ユニット４、５に送られる。この室内ユニット４、５に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁４１、５１によって圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓ近くまで減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器４２、５２に送られ、室内熱交換器４２、５２において室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。
【００５７】
この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管７を経由して室外ユニット２に送られ、ガス側閉鎖弁２７及び四路切換弁２２を経由して、アキュムレータ２４に流入する。そして、アキュムレータ２４に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。
【００５８】
（暖房運転）
次に、通常運転モードにおける暖房運転について説明する。
【００５９】
暖房運転時は、四路切換弁２２が図１の破線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側がガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡配管７を介して室内熱交換器４２、５２のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁３８は、室外熱交換器２３に流入する冷媒を室外熱交換器２３において蒸発させることが可能な圧力（すなわち、蒸発圧力Ｐｅ）まで減圧するために開度調節されるようになっている。また、液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、開状態にされている。室内膨張弁４１、５１は、室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過冷却度ＳＣｒが過冷却度目標値ＳＣｒｓで一定になるように開度調節されるようになっている。本実施形態において、室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過冷却度ＳＣｒは、吐出圧力センサ３０により検出される圧縮機２１の吐出圧力Ｐｄを凝縮温度Ｔｃに対応する飽和温度値に換算し、この冷媒の飽和温度値から液側温度センサ４４、５４により検出される冷媒温度値を差し引くことによって検出される。尚、本実施形態では採用していないが、各室内熱交換器４２、５２内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される凝縮温度Ｔｃに対応する冷媒温度値を、液側温度センサ４４、５４により検出される冷媒温度値から差し引くことによって室内熱交換器４２、５２の出口における冷媒の過冷却度ＳＣｒを検出するようにしてもよい。また、バイパス膨張弁６２は、閉止されている。
【００６０】
この冷媒回路１０の状態で、圧縮機２１、室外ファン２８及び室内ファン４３、５３を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となり、四路切換弁２２、ガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡配管７を経由して、室内ユニット４、５に送られる。
【００６１】
そして、室内ユニット４、５に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器４２、５２において、室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となった後、室内膨張弁４１、５１を通過する際に、室内膨張弁４１、５１の弁開度に応じて減圧される。
【００６２】
この室内膨張弁４１、５１を通過した冷媒は、液冷媒連絡配管６を経由して室外ユニット２に送られ、液側閉鎖弁２６、過冷却器２５及び室外膨張弁３８を経由してさらに減圧された後に、室外熱交換器２３に流入する。そして、室外熱交換器２３に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン２８によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となり、四路切換弁２２を経由してアキュムレータ２４に流入する。そして、アキュムレータ２４に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。
【００６３】
以上のような通常運転モードにおける運転制御は、冷房運転及び暖房運転を含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部８（より具体的には、室内側制御部４７、５７と室外側制御部３７と制御部３７、４７、５７間を接続する伝送線８ａ）によって行われる。
【００６４】
（デフロスト判定制御）
制御部８は、併用温度センサ３４による検知温度に基づいて蒸発器に着霜が生じているか否かの判定である、デフロスト判定制御を行う。
【００６５】
具体的には、冷媒回路１０において、圧縮機２１で圧縮された高温高圧冷媒が室外熱交換器２３で凝縮して熱を放出する。そして低温となった冷媒が室内膨張弁４１、５１によって減圧されるために蒸発していく。このとき、冷媒が室外空気と熱交換することにより、室外熱交換器２１に霜が付着する場合がある。このように、室外熱交換器２３の表面が霜で覆われてしまうと、室外熱交換器２１の熱交換能力が低下するおそれがある。このため、制御部８は、併用温度センサ３４による検知温度に基づいて室外熱交換器２３に着霜が生じているか否か判定し、着霜が生じていると判断した場合には、デフロスト運転を開始し、着霜が解消したと判断した場合には、デフロスト運転を終了する。
【００６６】
（冷媒量判定制御）
制御部８は、併用温度センサ３４による検知温度を回帰式によって補正して得られる値に基づいて、上述した通常運転モードを行いながら、冷媒回路１０における冷媒量の判定を行う。ここでは、併用温度センサ３４による検知温度を回帰式によって補正して得られる値により、過冷却度を算出し、これらの値に基づいて冷媒量を判定する。
【００６７】
回帰式は、室外熱交換器２３の複数のパス２３Ｐの合流前の下部に設けられた併用温度センサ３４による検知温度を、パス２３Ｐの合流後の冷媒温度に補正するための関数であり、以下に示す関係式を用いている。
【００６８】
Ｔｂ’＝Ａ×Ｔｂ＋Ｂ×Ｆａｎ＋Ｃ×Ｔａ＋Ｄ×Ｇｒ＋Ｆ
ここで、Ｔｂ’は、補正によって得られるパス２３Ｐの合流後の冷媒予想温度である。また、Ｔｂは、併用温度センサ３４による実測値であり、Ｆａｎは、室外ファン２８のモータ２８ａの回転数であり、Ｔａは、外気温度であり、Ｇｒは、冷媒回路１０を循環する冷媒量であり、Ｆは、所定の係数である。
【００６９】
また、ここでの冷媒回路１０の冷媒循環量Ｇｒは、具体的には、以下の関数によって得られた値を代入している。
【００７０】
Ｇｒ＝ｆ（Ｔｅ，Ｔｃ）
ここで、Ｔｅは、冷媒の蒸発温度であり、Ｔｃは、冷媒の凝縮温度である。
【００７１】
併用温度センサ３４において検知された実測値をこの回帰式に代入して得られる値（Ｔｂ’）をパス２３Ｐの合流後の冷媒温度と想定して冷媒量判定制御を行うことで、冷媒回路１０の冷媒量を判定することができる。
【００７２】
＜本実施形態の空気調和装置１の特徴＞
（１）
従来の空気調和装置では、冷媒量判定運転を行うために必要な室外熱交換器の出口近傍に設けられて温度データを取得する温度センサと、同様な位置である室外熱交換器の出口近傍において空調制御のために必要な温度データを取得する温度センサとが別々に設けられている。このため、温度センサが別個に複数必要な構成となっており、システムコストが高くなっている。
【００７３】
これに対して、本実施形態における空気調和装置１では、１つの併用温度センサ３４が室外熱交換器２３の出口に配置されている。この制御部８は、この併用温度センサ３４によって得られる温度データを利用して空調関連制御であるデフロスト判定制御を行うことができる。また、制御部８は、この併用温度センサ３４によって得られる値を、室外ファン２８のモータ２８ａの回転数Ｆａｎや室外温度Ｔａや冷媒循環量Ｇｒによって定まる回帰式を用いて補正し、補正後の値を利用して冷媒量判定運転を行うことができる。
【００７４】
これにより、冷媒量判定運転と、空調制御であるデフロスト判定制御と、を１つの併用温度センサ３４から構成される空気調和装置１によって実現することができ、システムコストを低減させることができる。
【００７５】
（２）
本実施形態に係る空気調和装置１では、併用温度センサ３４は、室外熱交換器２３の出口に設けられた複数のパス２３Ｐのうち、下部のパス２３Ｐに設けられている。また、一般に、着霜は、室外熱交換器２３の下方の通過する冷媒の温度が最も低い位置において生じやすい。このため、本実施形態の空気調和装置１における併用温度センサ３４の配置によると、デフロスト判定制御を行う際に必要となる温度として最も適切な位置の温度を検知することができるようになる。これにより、デフロスト判定制御の精度を向上させることができる。
【００７６】
（３）
本実施形態における空気調和装置１では、デフロスト判定制御の精度が向上するように、併用温度センサ３４を室外熱交換器２３のパスの下方に設けている。
【００７７】
しかし、冷媒量判定運転の判定精度の観点からすると、図４に示すように、室外熱交換器２３の複数のパスの下方において検知される温度を利用する場合と比較して、複数のパスの合流後の部分において検知される温度を利用する場合のほうが、冷媒量判定誤差（相対値）が生じにくい。具体的には、図２（ａ）、（ｂ）で示す各位置に併用温度センサ３４、１３４が設けられている場合について比較すると、併用温度センサ３４の方が、センサ１３４よりも冷媒量判定誤差が大きくなる傾向にあった。これは、室外熱交換器２３の複数のパスの下方に併用温度センサ３４を配置した場合には、併用温度センサ３４から得られる検知温度は、冷媒の循環量によって生じうる偏流の影響を受けてしまうことが原因として考えられる。
【００７８】
このため、冷媒量判定運転は、本来、室外熱交換器２３の複数のパスの合流後の位置の温度を利用して行うことが好ましい。
【００７９】
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、デフロスト判定制御を精度良く行うために、温度センサの位置に制約がかかっている。しかも、温度センサは、できるだけ少なくして、システムコストの増大を抑えたい。
【００８０】
これに対して、本実施形態の空気調和装置１では、室外熱交換器２３の複数のパスの下方に設けられた併用温度センサ３４から検知される温度Ｔｂを、合流後の想定温度Ｔｂ’に補正し、補正後の温度データＴｂ’を利用して冷媒量判定運転を行っている。よって、冷媒量判定運転における誤差が生じにくくなっている。
【００８１】
これにより、温度センサの数を少なくしてシステムコストを低く抑えつつ、デフロスト判定制御等の空調制御の精度を向上させ、なおかつ、冷媒量判定運転の判定精度の低下を抑えることができている。
【００８２】
（４）
上記実施形態の空気調和装置１では、空調関連制御であるデフロスト判定制御を行うために必要となる温度データは併用温度センサ３４の検知温度Ｔｂとして得られ、冷媒量の判定運転のための温度データは、併用温度センサ３４から得られる値を回帰式による補正値Ｔｂ’として得られる。
【００８３】
このように、冷媒量判定運転については回帰式で補正した対応が可能なため、併用温度センサ３４の設置位置は、特に制約がかかることなく、空調関連制御としてのデフロスト判定制御を行うに当たっての自由度が向上し、最も好ましい位置に設置することができるようになる。
【００８４】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００８５】
（Ａ）
上記実施形態における空気調和装置１では、併用温度センサ３４を室外熱交換器２３の複数のパスのうち下方の位置に配置して、デフロスト判定制御の精度を向上させ、冷媒量判定運転に必要となる温度データを回帰式を用いて補正する場合を例に挙げて説明した。
【００８６】
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、冷媒量判定制御の方に重点を置いた構成としてもよい。すなわち、図２（ｂ）に示すように、併用温度センサ１３４が、室外熱交換器２３の複数のパスの合流後の位置に設けられていてもよい。この場合には、冷媒量判定運転については、併用温度センサ１３４から得られる温度データを利用して行う。そして、デフロスト判定制御については、併用温度センサ１３４から得られる値を上記実施形態の回帰式とは反対の演算を行う回帰式によって補正して、補正後の値を利用してデフロスト判定運転を行うようにしてもよい。この場合であっても、上記実施形態を同様の効果を奏することができる。
【００８７】
また、室外熱交換器２３の複数のパスの合流後に設けられているため、複数のパスの下方を流れる冷媒に偏流が生じることで適切な温度検知が困難になるという問題を回避することができる。
【００８８】
（Ｂ）
上記実施形態における空気調和装置１では、冷媒量判定運転以外の空調関連制御としてデフロスト判定制御を例に挙げて説明した。
【００８９】
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、室外熱交換器２３の出口近傍における温度を利用して行われる空調制御であれば、上記実施形態と同様にして、その空調制御と、冷媒量判定運転とを、１つの併用温度センサ３４によって高精度に実現することができる。
【００９０】
（Ｃ）
上記実施形態における空気調和装置１では、回帰式として、併用温度センサ３４の実測値Ｔｂと他のパラメータとを線形結合させた、
Ｔｂ’＝Ａ×Ｔｂ＋Ｂ×Ｆａｎ＋Ｃ×Ｔａ＋Ｄ×Ｇｒ＋Ｆ
という式を例に挙げて説明した。
【００９１】
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、
Ｔｂ’＝Ｔｂ＋ｆ（Ｆａｎ，Ｔａ，Ｇｒ）
という実測値Ｔｂに修正を加えるという形式の回帰式であってもよいし、
Ｔｂ’＝ｇ（Ｆａｎ，Ｔａ，Ｇｒ）×Ｔｂ＋ｆ（Ｆａｎ，Ｔａ，Ｇｒ）
という実測値Ｔｂに修正係数を乗じて、さらに修正項を加えるという形式の回帰式であってもよい。
【００９２】
また、このような項以外にもさらに検知位置において影響を与えうる因子の項が追加された形式の回帰式であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明を利用すれば、温度データが必要となる冷媒量判定運転と、温度データが必要となる他の制御との両方を一つの温度センサによって実現することができるため、冷媒量判定運転と他の空調関連制御を行う空気調和装置への適用が特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図。
【図２】（ａ）併用温度センサがパスの合流前に配置されている場合の構成図。
【００９５】
（ｂ）併用温度センサがパスの合流後に配置されている場合の構成図。
【図３】空気調和装置の制御ブロック図。
【図４】パスの合流前後による冷媒量判定の誤差の違いを示すグラフ。
【符号の説明】
【００９６】
１  空気調和装置
２  室外ユニット
４、５  室内ユニット
６、７  冷媒連絡配管
８  制御部（空調関連制御部、冷媒量判定手段）
１０  冷媒回路
２１  圧縮機
２３  室外熱交換器
２３Ｐ  パス
２８  室外ファン
３４  併用温度センサ
４２、５２  室内熱交換器
【図１】
0004839861.tif 000002
【図２】
0004839861.tif 000003
【図３】
0004839861.tif 000004
【図４】
0004839861.tif 000005