(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機及び熱源側熱交換器を有する一台以上の熱源ユニットと、利用側減圧機構及び利用側熱交換器を有する一台以上の利用ユニットとが、冷媒延長配管で接続された冷媒回路を有する空気調和装置の前記冷媒回路に冷媒を充填する際に用いられる冷媒充填支援装置であって、
初期充填冷媒量が入力される入力部と、
前記冷媒回路の運転データを取得する運転データ取得部と、
前記入力部に入力された前記初期充填冷媒量と前記運転データ取得部で取得した前記運転データとから求めた前記冷媒延長配管の内容積と、予め取得された標準運転データとから目標充填冷媒量を演算し、前記目標充填冷媒量と前記初期充填冷媒量とに基づいて追加充填冷媒量を演算する充填量演算部と、
前記追加充填冷媒量を表示する表示部とを備え、
前記標準運転データは、予め設定された条件を満たす標準運転状態における前記冷媒回路の運転データであって、前記標準運転状態の前記予め設定された条件は、
前記熱源側熱交換器に送風する熱源側送風機が使用上の最大回転数となる温度条件である
冷媒充填支援装置。
【請求項２】
圧縮機及び熱源側熱交換器を有する一台以上の熱源ユニットと、利用側減圧機構及び利用側熱交換器を有する一台以上の利用ユニットとが、冷媒延長配管で接続された冷媒回路を有する空気調和装置の前記冷媒回路に冷媒を充填する際に用いられる冷媒充填支援装置であって、
初期充填冷媒量が入力される入力部と、
前記冷媒回路の運転データを取得する運転データ取得部と、
前記入力部に入力された前記初期充填冷媒量と前記運転データ取得部で取得した前記運転データとから求めた前記冷媒延長配管の内容積と、予め取得された標準運転データとから目標充填冷媒量を演算し、前記目標充填冷媒量と前記初期充填冷媒量とに基づいて追加充填冷媒量を演算する充填量演算部と、
前記追加充填冷媒量を表示する表示部とを備え、
前記追加充填冷媒量の表示は、
前記充填量演算部で演算された前記追加充填冷媒量が正値であって、前記追加充填冷媒量の前記目標充填冷媒量に対する割合が、前記熱源側熱交換器と前記利用側減圧機構の間に過冷却度がつくか否かを判別する所定％以下の場合は、演算された前記追加充填冷媒量をそのまま表示し、前記追加充填冷媒量の前記目標充填冷媒量に対する割合が前記所定％を超える場合、前記目標充填冷媒量の前記所定％以下で０％より多い値を表示し、
前記充填量演算部で演算された前記追加充填冷媒量が負値の場合、過充填量として表示する
冷媒充填支援装置。
【請求項３】
前記所定％は２０％である
請求項２記載の冷媒充填支援装置。
【請求項４】
圧縮機及び熱源側熱交換器を有する一台以上の熱源ユニットと、利用側減圧機構及び利用側熱交換器を有する一台以上の利用ユニットとが、液側冷媒延長配管及びガス側冷媒延長配管で接続された冷媒回路を有する空気調和装置の前記冷媒回路に冷媒を充填する際に用いられる冷媒充填支援装置であって、
初期充填冷媒量が入力される入力部と、
前記冷媒回路の運転データを取得する運転データ取得部と、
前記入力部に入力された前記初期充填冷媒量と前記運転データ取得部で取得した前記運転データとから求めた前記液側冷媒延長配管の内容積と、予め取得された標準運転データとから目標充填冷媒量を演算し、前記目標充填冷媒量と前記初期充填冷媒量とに基づいて追加充填冷媒量を演算する充填量演算部と、
前記追加充填冷媒量を表示する表示部とを備え、
前記運転データ取得部は、
前記液側冷媒延長配管の上流側の温度と、前記液側冷媒延長配管の下流側とを取得し、
前記充填量演算部は、
前記液側冷媒延長配管の前記内容積の演算に、前記上流側の温度と前記下流側の温度とを用いる
冷媒充填支援装置。
【請求項５】
圧縮機及び熱源側熱交換器を有する一台以上の熱源ユニットと、利用側減圧機構及び利用側熱交換器を有する一台以上の利用ユニットとが、冷媒延長配管で接続された冷媒回路を有する空気調和装置の前記冷媒回路に冷媒を充填する際に用いられる冷媒充填支援装置であって、
初期充填冷媒量が入力される入力部と、
前記冷媒回路の運転データを取得する運転データ取得部と、
前記入力部に入力された前記初期充填冷媒量と前記運転データ取得部で取得した前記運転データとから求めた前記冷媒延長配管の内容積と、予め取得された標準運転データとから目標充填冷媒量を演算し、前記目標充填冷媒量と前記初期充填冷媒量とに基づいて追加充填冷媒量を演算する充填量演算部と、
前記追加充填冷媒量を表示する表示部とを備え、
前記熱源ユニットは、
前記熱源側熱交換器から流出した高圧冷媒と、前記高圧冷媒の一部を減圧した低圧冷媒とを熱交換する過冷却熱交換器を備え、
前記充填量演算部は、
前記熱源側熱交換器と前記利用側減圧機構の間に過冷却度がついている場合、前記過冷却熱交換器の運転状態から前記熱源側熱交換器の出口が液相状態か二相状態かを判断し、その判断結果に応じた前記熱源側熱交換器の冷媒密度を算出し、前記熱源側熱交換器の冷媒密度を前記冷媒延長配管の前記内容積の演算に用いる
冷媒充填支援装置。
【請求項６】
圧縮機及び熱源側熱交換器を有する一台以上の熱源ユニットと、利用側減圧機構及び利用側熱交換器を有する一台以上の利用ユニットと、過冷却熱交換器を有する中継ユニットとを有し、前記熱源ユニットと前記中継ユニットとが冷媒延長配管で接続され、前記中継ユニットと前記利用ユニットとが冷媒延長枝配管で接続され、冷暖同時運転を行うことが可能な冷媒回路を有する空気調和装置の前記冷媒回路に冷媒を充填する際に用いられる冷媒充填支援装置であって、
第１初期充填冷媒量及び第２初期充填冷媒量が入力される入力部と、
前記冷媒回路の第１運転データを取得すると共に、前記第２初期充填冷媒量の冷媒が前記冷媒回路に充填された後の前記冷媒回路の第２運転データを取得する運転データ取得部と、
前記第１運転データと、前記第２運転データと、前記第１初期充填冷媒量と、前記第２初期充填冷媒量とに基づいて求めた、前記冷媒延長配管及び前記冷媒延長枝配管のそれぞれの内容積と、予め取得された標準運転データとから、目標充填冷媒量を演算し、前記目標充填冷媒量と前記第１初期充填冷媒量と前記第２初期充填冷媒量とに基づいて追加充填冷媒量を演算する充填量演算部と、
前記追加充填冷媒量を表示する表示部と
を備えた冷媒充填支援装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の冷媒充填支援装置と前記冷媒回路とを備えた空気調和装置。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１、請求項４〜請求項６の何れか一項に記載の冷媒充填支援装置の前記運転データ取得部及び前記充填量演算部として機能させるための冷媒充填支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒充填支援装置、空気調和装置及び冷媒充填支援プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも１台以上の熱源ユニットに複数台の利用ユニットを冷媒延長配管を介して接続することによって形成した空気調和装置では、ユニット据付け工事時に、現地の冷媒延長配管長に応じて冷媒が充填される。この時に、冷媒充填量が適正でないと空気調和装置の運転状態に不具合が生じる。例えば、過充填してしまった場合は、機器稼動時に冷凍サイクル装置内の圧力が高くなり、機器の安全上の問題から停止せざるを得なくなり、運転ができない状態に陥る。また、逆に充填冷媒量が不足している場合は、所望の冷房能力、暖房能力が得られなくなる。そのため、従来より、空気調和装置に適正な冷媒量を充填するための技術開発が行われてきた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の空気調和装置では、試験又はシミュレーションにより予め熱源ユニットと利用ユニットとの最適な冷媒量を充填目標値として求めておく。そして、冷媒自動充填運転を実行し、冷媒回路内を流れる冷媒又は構成機器の運転状態量から演算される、熱源ユニットの冷媒量と利用ユニットの冷媒量との合計値が充填目標値に到達するまで、冷媒充填を実施する。この方法では、熱源ユニット及び利用ユニットだけに着目して冷媒量演算を行えば良いため、冷媒連絡配管の配管長が未知であっても、冷媒充填を自動で実施することができる。
【０００４】
また、空気調和装置内の冷媒量を算出する技術として、特許文献２に記載の技術がある。特許文献２では、現地の設置条件によって冷媒延長配管の配管長が異なる場合であっても、運転データと初期充填量とから冷媒延長配管の内容積を演算し、冷媒量を演算する方法が開示されている。また、特許文献２には、初期充填量が未知の場合は２つ以上の異なる運転データ、例えば、液冷媒延長配管温度が異なる運転データを用いて冷媒延長配管の内容積を演算する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７―１６３１０２号公報（図４）
【特許文献２】特開２０１０―１３３６３６号公報（図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、冷媒連絡配管の配管長が未知であるため、作業者が冷媒ボンベから手動にて冷媒を充填する場合に、あとどのくらいの量で冷媒充填量が目標量となるかが分からない。このため、作業者は、過充填を防止するために冷媒を少量ずつ充填していくことになり、充填作業に非常に時間を要することになってしまう。
【０００７】
また、特許文献２では、冷媒延長配管の内容積を演算できるため、現在の冷媒充填量の演算が可能である。しかし、特許文献２は、冷媒漏れの検知を目的とした技術であり、空気調和装置に適正な冷媒量を充填する際の充填作業の容易化を図る点について検討されていない。
【０００８】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、冷媒回路に冷媒を充填するにあたり、適正な運転状態を実現するために必要な追加充填量を表示して、冷媒充填作業を容易に実施することを可能とする冷媒充填支援装置、空気調和装置及び冷媒充填支援プログラムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷媒充填支援装置は、圧縮機及び熱源側熱交換器を有する一台以上の熱源ユニットと、利用側減圧機構及び利用側熱交換器を有する一台以上の利用ユニットとが、冷媒延長配管で接続された冷媒回路を有する空気調和装置の冷媒回路に冷媒を充填する際に用いられる冷媒充填支援装置であって、初期充填冷媒量が入力される入力部と、冷媒回路の運転データを取得する運転データ取得部と、入力部に入力された初期充填冷媒量と運転データ取得部で取得した運転データとから求めた冷媒延長配管の内容積と、予め取得された標準運転データとから目標充填冷媒量を演算し、目標充填冷媒量と初期充填冷媒量とに基づいて追加充填冷媒量を演算する充填量演算部と、追加充填冷媒量を表示する表示部とを備え、標準運転データは、予め設定された条件を満たす標準運転状態における冷媒回路の運転データであって、標準運転状態の予め設定された条件は、熱源側熱交換器に送風する熱源側送風機が使用上の最大回転数となる温度条件であるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、適正な運転状態を実現するために必要な追加充填量を表示するため、冷媒充填作業を容易に実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷媒充填支援装置１２１を用いて冷媒が充填される空気調和装置１００の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るユニット制御装置１０１及び冷媒充填支援装置１２１の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷媒充填支援装置１２１における、目標充填冷媒量の演算（演算方法１）を適用した冷媒充填量の判定処理を示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の圧縮機１の各運転（高容量運転と低容量運転）それぞれについて、冷媒充填量と熱源側熱交換器３出口状態との関係を示した概略図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の標準運転状態設定後の運転状態を示した圧力−比エンタルピー線図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る冷媒充填支援装置１２１の凝縮器出口乾き度の求め方を説明するためのＰ−ｈ線図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００における充填冷媒量に対する過冷却熱交換器１１高圧側出口の過冷却度の変化を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る冷媒充填支援装置１２１における、目標充填冷媒量の演算（演算方法２）を適用した冷媒充填量の判定処理を示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置２００の冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
＜機器構成＞
本発明の実施の形態１の冷媒充填支援装置及び空気調和装置の構成を図面に基づいて説明する。なお、この明細書では数式に文中の記号に対して、［  ］の中にその記号の単位を書くことにする。そして、無次元（単位なし）の場合は、［−］と表記する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷媒充填支援装置１２１を用いて冷媒が充填される空気調和装置１００の冷媒回路図である。この空気調和装置１００はビル又はマンション、商業施設に設置され、蒸気圧縮式にて空調用冷媒を循環させる冷凍サイクル運転を行う装置である。この空気調和装置１００は、冷凍サイクル運転を行うことによって、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂにて選択された冷房指令（冷房ＯＮ／ＯＦＦ）又は暖房指令（暖房ＯＮ／ＯＦＦ）を個別に処理し、冷房と暖房の同時運転を実施することができるものである。
【００１４】
空気調和装置１００は、熱源ユニット３０１と、中継ユニット３０２と、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂとを備えている。空気調和装置１００では、熱源ユニット３０１と中継ユニット３０２とは液側冷媒延長配管である高圧配管６とガス側冷媒延長配管である低圧配管１８とで接続されている。中継ユニット３０２と利用ユニット３０３ａ、３０３ｂとはそれぞれ液側冷媒延長枝配管である室内液枝配管１３ａ、１３ｂとガス側冷媒延長枝配管である室内ガス枝配管１６ａ、１６ｂとで接続されている。空気調和装置１００に用いられる冷媒は、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、炭化水素のような自然冷媒、などを用いることができる。
【００１５】
＜熱源ユニット３０１＞
熱源ユニット３０１は、圧縮機１と、四方弁２と、熱源側熱交換器３と、熱源側送風機４と、逆止弁ブロック５と、アキュムレータ１９と、配管２２、２６とを備えている。圧縮機１は、冷媒を吸入、圧縮して高温高圧の状態にするものであり、インバータにより回転数が制御されるタイプのものである。ここで、圧力の高低については、基準となる圧力（数値）との関係により定められているものではなく、圧縮機１の加圧、後述の減圧機構の開閉状態（開度）の制御等により、冷媒回路内において、相対的な高低に基づいて表すものであるとする。なお、温度の高低についても同様である。基本的には、圧縮機１から吐出した冷媒の圧力が最も高く、減圧機構等により圧力が低下していくため、圧縮機１に吸入される冷媒の圧力が最も低くなる。
【００１６】
四方弁２は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、第１から第４までのポートを有している。第１ポートが圧縮機１の吐出側、第２ポートが熱源側熱交換器３、第３ポートが圧縮機１の吸入側、第４ポートが低圧配管１８に繋がっている。そして、四方弁２は、第１ポートと第２ポートとが連通すると同時に第３ポートと第４ポートが閉鎖される状態（図１の実線で示す状態）と、第３ポートと第４ポートとが連通すると同時に第１ポートと第２ポートが閉鎖される状態（図１の破線で示す状態）とに設定が切り換え可能に構成されている。
【００１７】
熱源側熱交換器３は、例えば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、外気と冷媒とで熱交換を行い、排熱をする。また、熱源側送風機４は、熱源側熱交換器３に供給する空気の流量を可変することが可能なファンを備えており、例えば、ＤＣファンモータからなるモータ（図示せず）によって駆動されるプロペラファンなどである。アキュムレータ１９は、運転に過剰な冷媒を貯留する機能、及び運転状態が変化する際に一時的に発生する液冷媒を滞留させることで圧縮機１に大量の液冷媒が流入するのを防ぐ機能を有している。
【００１８】
逆止弁ブロック５は、４つの逆止弁５ａ〜５ｄから構成されており、冷媒の流れを方向を制御するために設けられている。逆止弁ブロック５には配管２２と配管２６とがある。配管２２は、四方弁２と逆止弁５ｂの間である接続点ｄと、逆止弁５ａと高圧配管６の間である接続点ｂとを繋ぐ配管である。配管２６は逆止弁５ｂと低圧配管１８との間である接続点ｃと逆止弁５ａと熱源側熱交換器３との間である接続点ａを繋ぐ配管である。
【００１９】
逆止弁５ａは接続点ａから接続点ｂの流れ方向のみを許容し、逆止弁５ｂは接続点ｃから接続点ｄの流れ方向のみを許容する。逆止弁５ｃは配管２２に設置され、接続点ｄから接続点ｂの流れ方向のみ許容し、また、逆止弁５ｄは配管２６に設置され、接続点ｃから接続点ａの流れ方向のみ許容する。この逆止弁ブロック５を設けることにより、運転モードに関係なく冷媒の流れ方向が、低圧配管１８では、中継ユニット３０２から熱源ユニット３０１に向かう流れとなり、高圧配管６では、熱源ユニット３０１から中継ユニット３０２に向かう流れとなる。
【００２０】
また、熱源ユニット３０１には圧力センサ２０１が圧縮機１吐出側、圧力センサ２１１が圧縮機１吸入側に設けられており、設置場所の冷媒圧力を計測する。また、温度センサ２０２が圧縮機１吐出側、温度センサ２０３が熱源側熱交換器３の液側に設けられ、設置場所の冷媒温度を計測する。また、温度センサ２０４が空気吸込口に設けられており、外気温度を計測する。
【００２１】
＜中継ユニット３０２＞
中継ユニット３０２は、例えば屋内に設置され利用ユニット３０３ａ、３０３ｂにて要求される運転に応じて冷媒の流れを制御する。中継ユニット３０２には気液分離器７と、電磁弁１７ａ、１７ｂと電磁弁２４ａ、２４ｂと、逆止弁１２ａ、１２ｂと、逆止弁２５ａ、２５ｂと、過冷却熱交換器９と過冷却熱交換器１１と、液減圧機構１０とバイパス減圧機構２０と、配管８と、配管２１と、配管２３とを備えている。
【００２２】
配管８は、気液分離器７と過冷却熱交換器９との間を接続し、配管２３は気液分離器７と電磁弁２４ａ、２４ｂとの間を接続する。気液分離器７は、高圧配管６を流れた冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するものであり、液冷媒は配管８へ、ガス冷媒は配管２３へと流れる。
【００２３】
電磁弁１７ａ、１７ｂ及び電磁弁２４ａ、２４ｂは、接続されている利用ユニット３０３ａ、３０３ｂの冷媒の流れ方向を制御する。逆止弁１２ａ、１２ｂは過冷却熱交換器１１から室内液枝配管１３ａ、１３ｂへの流れ方向のみを許容し、逆止弁２５ａ、２５ｂは室内液枝配管１３ａ、１３ｂから過冷却熱交換器１１への流れ方向のみを許容する。
【００２４】
配管２１は、過冷却熱交換器１１の高圧側出口と逆止弁１２ａ、１２ｂとの間から分岐して、電磁弁１７ａ、１７ｂと低圧配管１８の入口との間に接続されている。
【００２５】
過冷却熱交換器９は、二重管熱交換器であり、内側をバイパス減圧機構２０を通過した低圧冷媒が流れ、外側を配管８を通過した高圧冷媒が流れる。過冷却熱交換器９は、高圧冷媒と低圧冷媒との間で熱交換を行い、高圧冷媒を冷却し、低圧冷媒を加熱する。過冷却熱交換器１１は、二重管熱交換器であり、内側をバイパス減圧機構２０を通過した低圧冷媒が流れ、外側を液減圧機構１０又は逆止弁２５ａ、２５ｂを通過する高圧冷媒が流れる。過冷却熱交換器１１において、高圧冷媒と低圧冷媒との間で熱交換を行い、高圧冷媒を冷却し、低圧冷媒を加熱する。
【００２６】
液減圧機構１０とバイパス減圧機構２０は冷媒の流量を制御でき、開度を可変に設定できるものである。
【００２７】
また、中継ユニット３０２は、圧力センサ２０５、圧力センサ２０６、温度センサ２０７、温度センサ２１２、温度センサ２１３及び温度センサ２１４を備えている。圧力センサ２０５は、過冷却熱交換器９の高圧側と液減圧機構１０の間に設けられ、設置場所の冷媒圧力を計測する。また、圧力センサ２０６は、液減圧機構１０と過冷却熱交換器１１高圧側の間に設けられ、設置場所の冷媒圧力を計測する。また、温度センサ２０７は、過冷却熱交換器１１高圧側と逆止弁１２ａ、１２ｂの間に設けられ、温度センサ２１２は、バイパス減圧機構２０出口に設けられ、温度センサ２１３は、過冷却熱交換器９低圧側出口に設けられ、温度センサ２１４は、配管８に設けられ、それぞれは設置場所の冷媒温度を計測する。
【００２８】
＜利用ユニット３０３ａ、３０３ｂ＞
利用ユニット３０３ａ、３０３ｂは利用側減圧機構１４ａ、１４ｂと、利用側熱交換器１５ａ、１５ｂとを備えている。利用側減圧機構１４ａ、１４ｂは冷媒の流量を制御でき、開度を可変に設定できるものである。利用側熱交換器１５ａ、１５ｂは、例えば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、室内空気と冷媒との熱交換を行う。
【００２９】
利用ユニット３０３ａ、３０３ｂには温度センサ２０８ａ、２０８ｂが利用側熱交換器１５ａ、１５ｂの液側、温度センサ２０９ａ、２０９ｂが利用側熱交換器１５ａ、１５ｂのガス側に設けられており、設置場所の冷媒温度を検出する。また、温度センサ２１０ａ〜２１０ｂが空気吸込口に設けられており、それぞれ設置場所の空気温度を計測する。
【００３０】
＜ユニット制御装置１０１、冷媒充填支援装置１２１＞
熱源ユニット３０１内には、例えば、マイクロコンピュータにより構成されたユニット制御装置１０１が設けられている。また、外部コントローラ３２０内には、マイクロコンピュータにより構成された冷媒充填支援装置１２１が設けられている。冷媒充填支援装置１２１には、後述の目標充填冷媒量及び追加充填量の演算などの各種処理を行う冷媒充填支援プログラムがインストールされており、本発明の冷媒充填支援装置として機能する。外部コントローラ３２０は、例えば冷媒の充填などを行う作業者により操作され、ノートＰＣ又はタブレット端末式ＰＣなどで構成され、熱源ユニット３０１のユニット制御装置１０１と通信可能に構成されている。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１に係るユニット制御装置１０１及び冷媒充填支援装置１２１の構成を示すブロック図である。
ユニット制御装置１０１には測定部１０２、制御演算部１０３、制御部１０４及びユニット通信部１０５が設けられている。ユニット制御装置１０１には、各温度センサ及び各圧力センサによって検知された各諸量が測定部１０２に入力される。制御演算部１０３は、入力された情報に基づき、例えば検出圧力の飽和温度を演算するなどの各種制御動作を決定するための演算が行われる。また、制御部１０４は、制御演算部１０３における演算結果に応じて圧縮機１又は熱源側送風機４などの各機器の制御を行う。
【００３２】
ユニット通信部１０５は、電話回線、ＬＡＮ回線又は無線などの通信手段からの通信データ情報の入力、及び外部に情報を出力することができる通信機能を有している。ユニット通信部１０５は、利用側リモコン（図示せず）により出力された冷房指令（冷房ＯＮ／ＯＦＦ）又は暖房指令（暖房ＯＮ／ＯＦＦ）を受信したり、冷媒充填支援装置１２１との間で、指令、測定値及び機器制御方法を送受信したりする。
【００３３】
冷媒充填支援装置１２１には、入力部１２２、外部通信部１２３、記憶部１２４、充填量演算部１２５、判定部１２６、表示部１２７が設けられている。入力部１２２では作業者から、冷媒充填量検知運転モードの開始の指令及び初期充填冷媒量の入力が行われる。外部通信部１２３は、電話回線、ＬＡＮ回線又は無線などの通信手段からの通信データ情報の入力、及び外部への情報の出力をできるものである。外部通信部１２３は、入力部１２２の入力情報をユニット通信部１０５に送信したり、後述の冷媒充填量検知運転を冷媒回路に開始させるための信号を送信したり、ユニット通信部１０５から冷媒回路の運転データを受信したりする。外部通信部１２３は、本発明の運転データ取得部に相当する。ここで、運転データとは、環境状態データ（空気温度）及びユニット運転状態データ（冷媒温度、冷媒圧力）であり、要は、各圧力センサ及び各温度センサにより得られる各計測値である。
【００３４】
記憶部１２４は、半導体メモリなどによって構成され、冷媒充填支援プログラム、熱源側熱交換器３の仕様、後述する標準運転状態における冷媒回路の運転データである標準運転データ、冷媒量演算に必要な近似式及び冷媒充填量検知運転方法を記憶する。
【００３５】
充填量演算部１２５は、冷媒量演算により、配管内容積、目標充填冷媒量及び追加充填冷媒量を演算する。判定部１２６では冷媒充填量が不足あるいは過充填となっていないかの判定、冷媒回路の運転状態が安定したかの判定を行う。外部通信部１２３、充填量演算部１２５及び判定部１２６は、インストールされた冷媒充填支援プログラムにより機能的に構成される処理部である。
【００３６】
表示部１２７は、外部コントローラ３２０に搭載されている液晶画面などのディスプレイであり、冷媒充填量が適正であるか否か、追加充填冷媒量及びユニットの運転データを表示する。
【００３７】
＜通常運転モード＞
空気調和装置１００は、利用ユニット３０３ａ〜３０３ｂに要求される空調指令に応じて熱源ユニット３０１及び利用ユニット３０３ａ〜３０３ｂのそれぞれに搭載されている各機器の制御を行う。空気調和装置１００で行われる通常運転モードには、全冷運転モード、全暖運転モードと、冷主運転モードと、暖主運転モードとの４つの運転モードがある。以下、各通常運転モードについて説明する。
【００３８】
（全冷運転モード）
全冷運転モードは、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂともに冷房運転となる運転モードである。全冷運転モードでは、四方弁２は図１の実線側に切り換えられ、圧縮機１の吐出側を熱源側熱交換器３のガス側と接続し、圧縮機１の吸入側を接続点ｄと接続する。また、電磁弁１７ａ、１７ｂは開路、電磁弁２４ａ、２４ｂは閉路、液減圧機構１０は全開開度となっている。
【００３９】
圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を経由して熱源側熱交換器３に流入し、熱源側送風機４により送風される室外空気に放熱する。熱源側熱交換器３から流出した冷媒は、逆止弁５ａを経由して、高圧配管６、気液分離器７を流れた後、配管８を経由して、過冷却熱交換器９にて低圧冷媒により冷却される。過冷却熱交換器９にて冷却された冷媒は、全開開度となっている液減圧機構１０を経由して過冷却熱交換器１１にて低圧冷媒により冷却される。そして、過冷却熱交換器１１にて冷却された冷媒は、逆止弁１２ａ、１２ｂに流れる冷媒とバイパス減圧機構２０に流れる冷媒とに分割される。
【００４０】
逆止弁１２ａ、１２ｂ側に流れた冷媒は、室内液枝配管１３ａ、１３ｂを経由して、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂに流入する。利用ユニット３０３ａ、３０３ｂに流入した冷媒は、利用側減圧機構１４ａ、１４ｂにて減圧され低圧二相冷媒となり、利用側熱交換器１５ａ、１５ｂにて室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。その後、この低圧ガス冷媒は、室内ガス枝配管１６ａ、１６ｂを経由して、電磁弁１７ａ、１７ｂを通過し、熱源ユニット３０１に向かう。
【００４１】
一方、バイパス減圧機構２０側に流れた冷媒は、バイパス減圧機構２０にて減圧され、低圧二相冷媒となった後、過冷却熱交換器１１低圧側に流入し、高圧冷媒によって加熱される。この加熱された冷媒は、過冷却熱交換器９低圧側にて、更に、高圧冷媒に加熱され、その後、逆止弁１２ａ、１２ｂ側に流れて利用ユニット３０３ａ、３０３ｂを通過した冷媒と合流する。合流した冷媒は、低圧配管１８、逆止弁５ｂ及び四方弁２を経由して、アキュムレータ１９に流れた後、再び圧縮機１に吸入される。
【００４２】
（全暖運転モード）
次に、全暖運転モードについて説明する。全暖運転モードは、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂともに暖房運転となる運転モードである。全暖運転モードでは、四方弁２は図１の点線側に切り換えられ、圧縮機１の吐出側を接続点ｄと接続し、圧縮機１の吸入側を熱源側熱交換器３のガス側と接続する。また、電磁弁１７ａ、１７ｂは閉路、電磁弁２４ａ、２４ｂは開路、液減圧機構１０は全閉開度となっている。
【００４３】
圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁２、逆止弁５ｃ、高圧配管６を経由して気液分離器７に流れる。気液分離器７から流出したガス冷媒は、配管２３及び電磁弁２４ａ、２４ｂを経由して、室内ガス枝配管１６ａ、１６ｂに流れ、利用側熱交換器１５ａ、１５ｂにて室内空気を加熱して高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、利用側減圧機構１４ａ、１４ｂにて減圧されて中間圧の二相冷媒となった後、室内液枝配管１３ａ、１３ｂに流れる。
【００４４】
室内液枝配管１３ａ、１３ｂに流れた冷媒は、逆止弁２５ａ、２５ｂを経由して、過冷却熱交換器１１高圧側を流れ、バイパス減圧機構２０にて減圧され、低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、過冷却熱交換器１１低圧側及び過冷却熱交換器９低圧側を流れる。過冷却熱交換器９低圧側を通過した冷媒は、配管２１、低圧配管１８、逆止弁５ｄを経由して熱源側熱交換器３に流入する。熱源側熱交換器３に流入した冷媒は、熱源側送風機４により送風される室外空気より吸熱し、低圧ガス冷媒となる。この低圧ガス冷媒は、四方弁２を経由してアキュムレータ１９を通過後、再び圧縮機１に吸入される。
【００４５】
（冷主運転モード）
次に、冷主運転モードについて説明する。冷主運転モードは、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂのうち一方が冷房運転となり他方が暖房運転となり且つ冷房負荷が暖房負荷よりも高い運転モードである。冷主運転モードでは、四方弁２は図１の実線側に切り換えられ、圧縮機１の吐出側を熱源側熱交換器３のガス側と接続し、圧縮機１の吸入側を接続点ｄと接続する。ここでは、利用ユニット３０３ａが冷房運転、利用ユニット３０３ｂが暖房運転となるものとして以下の説明を行う。また、電磁弁１７ａは開路、電磁弁１７ｂは閉路、電磁弁２４ａは閉路、電磁弁２４ｂは開路となる。
【００４６】
圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は四方弁２を経由して、熱源側熱交換器３に流入し、熱源側送風機４により送風される室外空気に放熱する。熱源側熱交換器３から流出した冷媒は、逆止弁５ａを経由して高圧配管６を流れ、気液分離器７に流入する。気液分離器７に流入した冷媒は、配管８を流れる冷媒と配管２３を流れる冷媒とに分配される。配管８側に流れた冷媒は、過冷却熱交換器９にて低圧冷媒により冷却され、その後、液減圧機構１０にて減圧されて中間圧冷媒となる。一方、配管２３を流れた冷媒は電磁弁２４ｂ、室内ガス枝配管１６ｂを通過後、利用側熱交換器１５ｂにて室内空気を加熱して高圧液冷媒となる。
【００４７】
この高圧液冷媒は、利用側減圧機構１４ｂにて減圧されて中間圧冷媒となった後、室内液枝配管１３ｂ、逆止弁２５ｂを流れ、気液分離器７から配管８側に流れて液減圧機構１０にて減圧された冷媒と合流する。合流した冷媒は、過冷却熱交換器１１にて低圧冷媒により冷却され、逆止弁１２ａに流れる冷媒とバイパス減圧機構２０を流れる冷媒とに分割される。
【００４８】
逆止弁１２ａ側に流れた冷媒は、室内液枝配管１３ａを経由して、利用側減圧機構１４ａにて減圧され低圧二相冷媒となり、利用側熱交換器１５ａにて室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。この低圧ガス冷媒は、室内ガス枝配管１６ａを経由して、電磁弁１７ａを通過し、熱源ユニット３０１に向かう。
【００４９】
一方、バイパス減圧機構２０側に流入した冷媒は、バイパス減圧機構２０にて減圧され、低圧二相冷媒となった後、過冷却熱交換器１１低圧側に流入し、高圧冷媒によって加熱される。この加熱された冷媒は、過冷却熱交換器９低圧側にて、更に、高圧冷媒によって加熱され、その後、逆止弁１２ａ側に流れて利用ユニット３０３ａを通過した冷媒と合流する。合流した冷媒は、低圧配管１８、逆止弁５ｂ及び四方弁２を経由して、アキュムレータ１９に流れた後、再び圧縮機１に吸入される。
【００５０】
（暖主運転モード）
次に、暖主運転モードについて説明する。暖主運転モードは、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂのうち一方が冷房運転となり他方が暖房運転となり且つ暖房負荷が冷房負荷よりも高い運転モードである。暖主運転モードでは、四方弁２は図１の点線側に切り換えられ、圧縮機１の吐出側を接続点ｄと接続し、圧縮機１の吸入側を熱源側熱交換器３のガス側と接続する。ここでは、利用ユニット３０３ａが冷房運転、利用ユニット３０３ｂが暖房運転となるものとして以下の説明を行う。また、電磁弁１７ａは開路、電磁弁１７ｂは閉路、電磁弁２４ａは閉路、電磁弁２４ｂは開路、液減圧機構１０は全閉開度となっている。
【００５１】
圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁２、逆止弁５ｃ、高圧配管６を経由して気液分離器７に流れる。気液分離器７から流出したガス冷媒は、配管２３、電磁弁２４ｂを経由して、室内ガス枝配管１６ｂに流れ、利用側熱交換器１５ｂにて室内空気を加熱して高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、利用側減圧機構１４ｂにて減圧されて中間圧の二相冷媒となった後、室内液枝配管１３ｂに流れる。室内液枝配管１３ｂに流れた冷媒は、逆止弁２５ｂを経由して、過冷却熱交換器１１高圧側を流れ、逆止弁１２ａに流れる冷媒とバイパス減圧機構２０に流れる冷媒とに分割される。
【００５２】
逆止弁１２ａ側に流れた冷媒は、室内液枝配管１３ａを経由して、利用側減圧機構１４ａにて減圧され低圧二相冷媒となり、利用側熱交換器１５ａにて室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。ガス冷媒は、室内ガス枝配管１６ａを経由して、電磁弁１７ａを通過し、熱源ユニット３０１に向かう。
【００５３】
一方、バイパス減圧機構２０を流れた冷媒は、バイパス減圧機構２０にて減圧され、低圧二相冷媒となる。その後、過冷却熱交換器１１にて高圧冷媒より加熱される。この加熱された冷媒は、過冷却熱交換器９低圧側及び配管２１を通過し、逆止弁１２ａ側に流れて利用ユニット３０３ａを通過した冷媒と合流する。合流した冷媒は、低圧配管１８、逆止弁５ｄを経由して熱源側熱交換器３に流入する。熱源側熱交換器３に流入した冷媒は、熱源側送風機４により送風される室外空気より吸熱し、低圧ガス冷媒となる。この低圧ガス冷媒は、四方弁２を経由してアキュムレータ１９を通過後、再び圧縮機１に吸入される。
【００５４】
以上に説明した各運転モードにおいて、ユニット制御装置１０１は、次の制御を行っている。
ユニット制御装置１０１は、利用側熱交換器１５ａ、１５ｂの過熱度が目標値（例えば３℃）となるように利用側減圧機構１４ａ、１４ｂの開度を制御する。利用側熱交換器１５ａ、１５ｂの過熱度は、温度センサ２０９ａ、２０９ｂの検出温度から温度センサ２０８ａ、２０８ｂの検出温度を差し引いた値である。
【００５５】
また、ユニット制御装置１０１は、過冷却熱交換器９低圧側の過熱度が目標値（例えば３℃）となるようにバイパス減圧機構２０を制御する。過冷却熱交換器９低圧側の過熱度は、温度センサ２１３の検出温度から温度センサ２１２の検出温度を差し引くことにより求められる。
【００５６】
また、ユニット制御装置１０１は、凝縮温度が目標値となるように熱源側送風機４を制御する。なお、凝縮温度は、圧力センサ２０１より検出された圧力の飽和ガス温度である。
【００５７】
＜冷媒充填量検知運転モード＞
空気調和装置１００の設置工事後、作業者は試運転により冷媒量調整を実施する。従来の冷媒量調整では空気調和装置１００の運転状態を見ながら、少しずつ冷媒を充填していき、適正な運転状態となるまで繰り返し充填作業を実施する。ところが、運転状態を都度判断しなければならないため、作業ミスが発生しやすい。また、配管長が短いほど冷媒充填量に対する運転状態の変化が大きくなるため、過充填を防ぐために、結果として、少量ずつ冷媒を入れていくしかなくなり、充填作業に時間がかかってしまう。そこで、本発明を用いて短時間で且つ容易に充填作業を実施できるようにする。
【００５８】
＜冷媒充填量の判定処理＞
図３は、本発明の実施の形態１に係る冷媒充填支援装置１２１における目標充填冷媒量の演算（演算方法１）を適用した冷媒充填量の判定処理を示したフローチャートである。以下、冷媒充填支援装置１２１における大まかな処理の流れについて説明する。各ステップでの詳細な動作説明は、以降で改めて説明する。
空気調和装置１００の設置工事が終了した後、まず、準備段階として、作業者は、試運転ができるぐらいまで、冷媒を初期充填する。続いて作業者は、入力部１２２を操作して冷媒充填支援プログラムを起動する。これにより、図３に示すフローチャートの処理が開始される。なお、以下の説明では、一々それぞれの制御を外部通信部１２３、充填量演算部１２５、判定部１２６が行うという記載は省略する。
【００５９】
冷媒充填支援装置１２１は、表示部１２７に初期充填冷媒量の入力を促す表示を行い、その表示に従って初期充填冷媒量が入力部１２２から入力されると（Ｓ１）、冷媒回路に冷媒充填量検知運転モードを開始させる信号を送信して冷媒回路に冷媒充填量検知運転モードを開始させる（Ｓ２）。なお、初期充填冷媒量とは、準備段階で充填した冷媒量と予め熱源ユニット３０１に封入されている冷媒量との合計値のことである。
【００６０】
冷媒充填支援装置１２１は、冷媒回路で冷媒充填量検知運転モードが開始されて所定時間経過し、冷媒回路の運転状態が安定してきたら（Ｓ３）、冷媒回路の運転データをそれぞれ対応のセンサより取得する（Ｓ４）。そして、冷媒充填支援装置１２１は、運転データと初期充填冷媒量と後述の標準運転状態における冷媒回路の標準運転データとから目標充填冷媒量を演算する（Ｓ５）。その後、冷媒充填支援装置１２１は、初期充填冷媒量と目標充填冷媒量とを比較し（Ｓ６）、初期充填冷媒量が目標充填冷媒量より少なければ、目標充填冷媒量から初期充填冷媒量を減算して追加充填冷媒量を算出し（Ｓ７）、表示部１２７に追加充填冷媒量を表示する（Ｓ８）。
【００６１】
冷媒充填支援装置１２１は、この表示を確認した作業者により、表示された量が追加充填されたことを検知すると（Ｓ９）、ステップＳ３に戻る。すなわち、冷媒充填支援装置１２１は、運転状態が安定したら、再度、運転データを取得して目標充填冷媒量の演算及び追加充填冷媒量の表示を繰り返すことになる。この理由について説明する。
【００６２】
冷媒充填作業は、最初の初期充填で目標充填冷媒量に近い量まで充填されていれば、１回の充填作業で終わることもあるが、通常は、複数回繰り返される。そして、冷媒を充填する度に、目標充填冷媒量及び追加充填冷媒量を演算し、演算した追加充填冷媒量を表示し、その表示を確認した作業者により、充填作業が行われる。ここで、ステップＳ７で表示される追加充填冷媒量は、目標充填冷媒量の２０％を上限として表示される（なお、下限は０％より多い値とする）。よって、ステップＳ７で演算された追加充填冷媒量が目標充填冷媒量の２０％以下の場合は、演算された追加充填冷媒量がそのまま表示されるが、目標充填冷媒量の２０％を超える場合は、制限して表示されることになる。これは、過充填を防止するためであるが、その理由の詳細については後述の（追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの制限について）で説明する。
【００６３】
具体例で説明すると、目標充填冷媒量が４０ｋｇ、追加の上限が２０％とすると、追加充填冷媒量の上限値は８ｋｇとなる。そして、ステップＳ７で仮に追加充填冷媒量が１０ｋｇと演算された場合、追加充填冷媒量の上限である８ｋｇを超えているため、１０ｋｇとは表示されず、８ｋｇと表示される。この場合、実際に必要な追加充填冷媒量１０ｋｇに満たないため、再度、充填作業が行われることになる。なお、本実施の形態１では過充填量も算出可能であり、過充填量については特に制限して表示しなくてもよく、算出された過充填量をそのまま表示する。
【００６４】
この流れを図３のフローチャートに従って説明すると、追加充填冷媒量が８ｋｇといった表示を確認した作業者は、８ｋｇを充填し、冷媒充填支援装置１２１は、８ｋｇの冷媒が充填されたことを検知すると（Ｓ９）、ステップＳ３に戻り、運転状態が安定したら、運転データを取得する（Ｓ４）。そして、冷媒充填支援装置１２１は、２回目の目標充填冷媒量の演算を行い（Ｓ５）、ステップＳ６の比較を行う。
【００６５】
２回目のステップＳ６の初期充填冷媒量には、ステップＳ１で入力された初期充填冷媒量（ここでは、３０ｋｇ）に、ステップＳ７で算出した追加充填冷媒量を足した値が用いられる。よって、ここでの初期充填冷媒量は、３０ｋｇ＋８ｋｇで３８ｋｇとなり、目標充填冷媒量の４０ｋｇ以上とならない。このため、冷媒充填支援装置１２１は、２回目の追加充填冷媒量の演算を行う（Ｓ７）。ここでは、冷媒充填支援装置１２１により２回目の追加充填冷媒量が２ｋｇと演算され、そのまま２ｋｇで表示される（Ｓ８）。この表示を確認した作業者により２ｋｇの冷媒が充填され、冷媒充填支援装置１２１はこれを検知すると（Ｓ９）、再びＳ３に戻って同様に目標充填冷媒量を演算する（Ｓ４、Ｓ５）。
【００６６】
そして、冷媒充填支援装置１２１は、前回（２回目）の初期充填量である３８ｋｇに、ステップＳ７で算出した追加充填冷媒量２ｋｇを加算した４０ｋｇを今回（３回目）の初期充填冷媒量とし、目標充填冷媒量４０ｋｇと比較する（Ｓ６）。ここでは初期充填冷媒量と目標充填冷媒量とが等しいため、冷媒充填支援装置１２１は、冷媒充填作業終了を表示部１２７に表示し（Ｓ１０）、冷媒充填量検知運転モードと共に冷媒充填支援プログラムを終了する。なお、ここでは、冷媒充填作業が２回で完了する例を説明したが、３回以上、必要な場合も同様の流れで充填作業を行えばよい。
【００６７】
ステップＳ２で運転を開始する冷媒充填量検知運転モードは、液溜めであるアキュムレータ１９に余剰の液冷媒が溜まらないようにする運転モードであり、冷媒回路内を循環する必要冷媒量が最も多い通常運転モードで運転を行う。具体的には、内容積の大きい熱源側熱交換器３が凝縮器となり、且つ、高圧配管６の冷媒の湿り度が大きくなる全冷運転モードの冷媒流れ状態にて冷媒充填量検知運転モードを実施する。つまり、冷媒充填量検知運転モードは、後述の目標充填冷媒量算出に備えて、全冷運転モードで高圧となる高圧側（熱源側熱交換器３及び高圧配管６）にできるだけ冷媒を溜める運転モードである。
【００６８】
次に、冷媒充填量検知運転モードにおける各機器の制御方法を説明する。冷媒充填量検知運転モードでの冷媒回路の運転方法は、冷媒充填支援プログラムの一部として記憶部１２４に記憶されており、運転開始時に、外部通信部１２３にてユニット通信部１０５に送信され、その情報を元に各機器の制御を制御部１０４にて制御する。冷媒充填量検知運転モードでは、以下の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の制御を行う。
【００６９】
（Ａ）ユニット制御装置１０１は、過熱度がつくように冷媒回路を制御する。
運転データから目標充填冷媒量を算出するため、上述したように液溜め（ここではアキュムレータ１９）に液冷媒がない運転状態とする必要がある。そのため、ユニット制御装置１０１は、過熱度がつくように冷媒回路を制御する。過熱度は例えば３℃に設定される。
【００７０】
（Ｂ）ユニット制御装置１０１は、蒸発温度が目標蒸発温度に一定となるように制御する。ここで、目標蒸発温度は、できるだけ低い温度（許容できる最低の蒸発温度（例えば２℃））に設定される。このように、目標蒸発温度をできるだけ低い温度とすることで、冷媒量計算を高精度とすることが可能となる。その理由については後述する。計測値としての蒸発温度は温度センサ２０８ａ、２０８ｂの検出温度の最低値とする。蒸発温度は、温度センサ２０８ａ、２０８ｂの検出温度の最低値に限らず、圧力センサ２１１の検出圧力の飽和ガス温度としても良い。蒸発温度が目標蒸発温度となるようにするための方法として、以下の（Ｂ−１）、（Ｂ−２）の方法がある。
【００７１】
（Ｂ−１）圧縮機１の運転容量（運転周波数）を制御する。
圧縮機１の運転容量を、装置上許容できる最大運転容量にし、蒸発温度が目標蒸発温度に一定になるように制御する。このように高容量運転とすることで、低容量運転よりも、低圧側に分布していた冷媒を高圧側に移動させることができ、高圧側に冷媒を溜めることができる。目標充填冷媒量の算出方法については後述するが、高圧側に冷媒が溜まっているとして目標充填冷媒量を算出する関係上、高圧側に冷媒が溜まる程、目標充填冷媒量を高精度に算出できる。
【００７２】
なお、圧縮機１の運転容量を最大運転容量としたことで蒸発温度が目標蒸発温度よりも下がってしまう場合には、蒸発温度が目標蒸発温度となるように運転容量を下げる（運転周波数を低くする）。また、圧縮機１の運転容量を最初から最大運転容量にする方法に限らず、最大運転容量よりも多少低い運転容量で運転し、蒸発温度を見ながら目標蒸発温度まで下がるように運転容量を上げていってもよい。
【００７３】
（Ｂ−２）利用側熱交換器１５ａ、１５ｂの過熱度の目標過熱度を高くする。
上記（Ｂ−１）の方法で圧縮機１を高容量で運転してみても蒸発温度が目標蒸発温度まで低下しなかった場合には、利用側熱交換器１５ａ、１５ｂの過熱度の目標過熱度を高く（例えば、５℃）する。
【００７４】
具体的な制御としては、利用側減圧機構１４ａ、１４ｂの開度を絞り、利用側熱交換器１５ａ、１５ｂの過熱度が新たな目標過熱度（ここでは、５℃）となるようにする。これにより、蒸発温度を下げることができる。よって、蒸発温度が目標蒸発温度まで下がるように、過熱度の目標過熱度を順次高くしていけばよい。このような制御とすることで、（Ｂ−１）のように圧縮機１の運転周波数だけを制御する場合に比べて更に、低圧側に分布していた冷媒を高圧側に移動させることができる。このため、冷媒充填量に対する熱源側熱交換器３出口状態の変化が大きくなり、高精度に目標充填冷媒量を求めることができる。つまり、熱源側熱交換器３出口状態の変化が大きくなるため、冷媒量に対する運転状態の変化が大きくなる。
【００７５】
（Ｃ）ユニット制御装置１０１は、熱源側送風機４の回転数を、圧縮機１から利用側減圧機構１４ａ、１４ｂの間の凝縮温度と外気温度の差を一定にさせるように制御する又は外気温度に応じた回転数に固定制御する。
冷媒充填量検知運転モードでは、上記（Ｂ−１）で説明したように、圧縮機１の運転容量が高容量固定になると予め分かっているため、熱源側熱交換器３での放熱量を予め把握することが可能である。よって、熱源側送風機４の回転数は、熱源側熱交換器３での放熱量に応じて外気温度と凝縮温度との温度差が所定値（例えば１０℃）となるように制御しても良いし、また、外気温度に応じた固定回転数としても良い。なお、凝縮温度は、圧力センサ２０１より検出された圧力の飽和ガス温度である。
【００７６】
冷媒充填量検知運転モードでは予め運転状態を予測することができるため、熱源側送風機４の回転数の変更回数を少なくし、安定的に運転することが可能である。そのため、運転状態も短時間で安定し、次の目標充填冷媒量の算出処理に移行するまでの時間を短くでき、結果として冷媒充填量検知時間（冷媒充填量検知運転を開始してから追加充填冷媒量を表示するまでの時間）を短くすることができる。
【００７７】
これらの各機器の冷媒充填量検知運転モードでの運転方法は、上述したように冷媒充填支援プログラムとして記憶部１２４に記憶されている。そして、運転開始時に、冷媒充填支援装置１２１の外部通信部１２３からユニット通信部１０５に冷媒充填量検知運転モードでの運転に必要な情報が送信され、その情報を元にユニット制御装置１０１の制御部１０４が各機器を制御する。
【００７８】
図４は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の圧縮機１の各運転（高容量運転と低容量運転）それぞれについて、冷媒充填量と熱源側熱交換器３出口状態との関係を示した概略図である。熱源側熱交換器３出口状態とは、例えば、熱源側熱交換器３出口の冷媒状態が二相の場合は乾き度となり、液相の場合は液温度である。低容量運転よりも高容量運転の方が、高圧側に流れる冷媒量が多くなるため、冷媒充填量に対する熱源側熱交換器３出口状態の変化が大きくなり、高精度に目標充填冷媒量を判定することが可能となる。
【００７９】
また、高容量運転とすると、過冷却熱交換器１１高圧側出口の過冷却度も低容量運転に比べて大きくなるため、冷媒不足量が多くても本実施の形態１における追加充填冷媒量の演算を高精度とすることができる。また、高容量運転とすると低容量運転に比べて冷媒循環量が多くなるため、熱源側熱交換器３の冷媒のパスバラツキが改善され、熱源側熱交換器３の冷媒量演算を高精度とすることができる。
【００８０】
目標充填冷媒量の演算を行うためには、先にも述べたように液溜めであるアキュムレータ１９から液冷媒が無くなり、運転状態が安定している必要がある。アキュムレータ１９の液冷媒が無くなるまでの運転時間は、外気温度が低くなるほど長くなる。このため、アキュムレータ１９から液冷媒が無くなり、目標充填冷媒量の算出処理へ移行するタイミングは、単純に運転時間では判断できない。つまり、単純に運転時間で判断すると、例えば外気温度が高い場合、アキュムレータ１９から既に液冷媒が無くなっているのに、目標充填冷媒量の算出処理に移行せずに無駄に待機している時間が長くなる可能性がある。
【００８１】
そのため、冷媒充填量検知運転モードでは、アキュムレータ１９の液冷媒が無くなったことと、運転状態が安定であることとを冷媒回路の運転データから検知し、無駄な待機時間を減らしてなるべく冷媒充填量検知時間を短くする。
【００８２】
また、先にも述べたように、冷媒充填量検知運転モードでは、圧縮機１の運転容量が高容量運転に固定されるため、外気温度に応じてどのような運転状態となるかを予測することができる。このため、ユニット制御装置１０１は、その予測する運転状態によって、熱源側送風機４の回転数の制御方法を決定できる。つまり、高容量運転と熱源側熱交換器３の放熱量予測を用いた熱源側送風機４の回転数制御とを行わない通常運転時に、後述する冷媒量演算、配管内容積演算を実施する場合よりも、冷媒充填量検知運転を行った方が、短時間で、且つ、高精度に冷媒充填量検知を実施することができる。
【００８３】
（アキュムレータ１９の液冷媒が無くなったことの検知）
アキュムレータ１９の液冷媒が無くなったことの検知は、以下のようにして行う。冷媒充填量検知運転を行うことで、アキュムレータ１９内の液冷媒は次第に減少するが、そのアキュムレータ１９の液冷媒は、最終的には凝縮器である熱源側熱交換器３と液側冷媒延長配管である高圧配管６とに分布する。そのため、アキュムレータ１９から液冷媒が流出していると、運転データ及び運転データから求められる過冷却度といった運転状態量に以下の（ａ）〜（ｃ）の変化が現れる。
【００８４】
（ａ）熱源側熱交換器３から利用側減圧機構１４ａ、１４ｂまでの間の過冷却度が増加
具体的には、
（ａ−１）過冷却熱交換器１１高圧側出口の過冷却度が増加
（ａ−２）熱源側熱交換器３出口の過冷却度が増加
（ｂ）圧縮機１の吐出側から利用側減圧機構１４ａ、１４ｂの液側までの間の圧力が上昇
具体的には例えば、
（ｂ−１）圧力センサ２０１により検知される高圧圧力が上昇
（ｃ）温度センサ２０２により検知される圧縮機１の吐出温度が上昇
【００８５】
なお、過冷却熱交換器１１高圧側出口の過冷却度は、圧力センサ２０１の検出圧力の飽和温度から温度センサ２０７の温度を差し引いた値である。
【００８６】
したがって、これらの運転データ及び過冷却度の少なくとも１つ以上を用いれば、アキュムレータ１９から液冷媒が流出していることを検知できる。つまり、運転状態量の上昇が止まったことを以て、アキュムレータ１９の液冷媒が無くなったと検知できる。アキュムレータ１９の液冷媒が無くなれば、高圧側に再分布する冷媒が無くなるため、運転状態は安定する。なお、熱源側熱交換器３出口の過冷却度は圧力センサ２０１の検出圧力の飽和温度から温度センサ２０３の検出温度を差し引いた値である。
【００８７】
（運転状態が安定したことの検知）
運転状態が安定したことの検知は、以下のようにして行う。アキュムレータ１９からの液冷媒の流出検知の指標となる、上記の（ａ）〜（ｃ）のうちの少なくとも一つの温度変化幅（高圧圧力の場合は検出圧力の飽和温度）が所定時間（例えば３分間）で所定値（±１℃）以下となった場合に、運転状態が安定した、と判定する。ここで、過冷却熱交換器１１高圧側出口の過冷却度を用いれば、熱源側熱交換器３出口の過冷却度がつかない場合、あるいはつかないほど不足していても、運転状態の安定を高精度に判定できる。これら一連の安定判定は、判定部１２６にて実施される。つまり、判定部１２６は外部通信部１２３でユニット制御装置１０１から逐次取得された運転データに基づいて運転状態が安定したかを判定する。
【００８８】
なお、図３のフローチャートのステップＳ９にて冷媒を追加充填した場合、追加充填した液冷媒がアキュムレータ１９に流入することになる。そのため、追加充填を実施した場合は再度、運転状態が安定しているかの判定を行う必要がある。
【００８９】
＜目標充填冷媒量の演算（演算方法１）＞
次にステップＳ５における目標充填冷媒量の演算方法について説明する。ステップＳ４にて運転データを取得し、運転データを用いて演算を行う。
【００９０】
目標充填冷媒量は、標準運転状態を想定し、その標準運転状態を実現した時の冷媒量を演算し、その冷媒量を目標充填冷媒量とする。標準運転状態とは、ユニット開発時にユニット性能を計測した運転条件又はユニットの冷媒量を決定した試験条件、例えばＪＩＳの冷房標準条件を満たす運転状態である。また、ＪＩＳの冷房標準条件時よりも外気温度、室内温度が高いなど、必要冷媒量が多くなるような低圧又は高圧が高くなる条件でもよい。このような条件を満たす運転状態を実現したときの冷媒量を目標充填冷媒量とすることで、充填量が不足側に演算されず、且つ、通常運転を問題なく実施できる状態を実現する目標充填冷媒量を演算できる。
【００９１】
これら運転条件は、熱源側送風機４の回転数（風量）が使用上の最大回転数（風量）である条件であり、つまり、標準運転状態は、熱源側送風機４の回転数が最大回転数で運転される外気温度、室内温度の条件のときの運転状態であるといえる。この時の熱源側熱交換器３の冷媒温度と外気温度との温度差は概ね１０℃以上となっている。なお、熱源側熱交換器３の冷媒温度は、圧力センサ２０１の検出圧力の飽和温度である。
【００９２】
以下、目標充填冷媒量を演算するための演算方法について説明する。なお、ステップＳ４で取得した運転データは、全冷運転モードの冷媒流れ状態で得られているため、熱源側熱交換器３が凝縮器、利用側熱交換器１５ａ、１５ｂが蒸発器として機能している。
【００９３】
図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の標準運転状態設定後の運転状態を示した圧力−比エンタルピー線図である。
標準運転状態時での凝縮器の冷媒密度及び液側冷媒延長配管である高圧配管６の冷媒密度を求め、次式（１）に示すように目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを求める。
【００９４】
Ｖｃ×ρｃＳＴＤ＋ＶＰＬｍ×ρＰＬｍＳＴＤ＝ＭｒＳＴＤ        ・・・（１）
【００９５】
ここで、
Ｖｃ          ：凝縮器となる熱源側熱交換器３の内容積［ｍ３］
ρｃＳＴＤ    ：標準運転状態時の熱源側熱交換器３の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ＶＰＬｍ      ：高圧配管６の内容積［ｍ３］
ρＰＬｍＳＴＤ：標準運転状態時の高圧配管６の冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
【００９６】
Ｖｃは、熱交換器仕様から求まる。
【００９７】
ρｃＳＴＤは、標準運転状態時の、高圧圧力ＰｃＳＴＤ［ＭＰａＧ］、熱源側熱交換器３の入口温度ＴｃｉＳＴＤ［℃］、熱源側熱交換器３の出口状態（例えば乾き度ｘｃｏＳＴＤ［−］）、及び外気温度ＴａｏＳＴＤより求まる。なお、標準運転状態時の熱源側熱交換器３の平均冷媒密度を求めるための、標準運転状態時の高圧圧力ＰｃＳＴＤと、熱源側熱交換器３の入口温度ＴｃｉＳＴＤと、外気温度ＴａｏＳＴＤと、熱源側熱交換器３の出口乾き度ｘｃｏＳＴＤとは、予め冷媒充填支援装置１２１の記憶部１２４に記憶されている。
【００９８】
ρｃＳＴＤの演算方法は、後述の熱源側熱交換器３の平均冷媒密度ρｃの演算方法と同様であるため、そちらを参照されたい。
【００９９】
ρＰＬｍＳＴＤの演算方法は、液側冷媒延長配管である高圧配管６の後述の冷媒密度ρＰＬｍの演算方法と同様であり、そちらを参照されたい。
【０１００】
高圧配管６の内容積ＶＰＬｍの演算は以下のようにして行う。そして、以下の演算により求めた高圧配管６の内容積ＶＰＬｍを（１）式に代入して目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを求めることになる。以下、高圧配管６の内容積ＶＰＬｍの演算方法について説明するが、その説明は、後述の（追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの算出）の手前まで続く。
【０１０１】
高圧配管長は現地の設置条件によって異なり、出荷時に予め把握しておくことができない。そのため、現場ごとに高圧配管６の内容積を求める必要がある。上述の冷媒充填量検知運転を行ったことにより、充填した冷媒の大部分が、湿りぎみの二相冷媒又は液冷媒が大量に存在している凝縮器（ここでは、熱源側熱交換器３）と、液側冷媒延長配管（高圧配管６）とに存在しているとする。つまり、熱源側熱交換器３及び高圧配管６の合計冷媒量と充填冷媒量とが等しいとすると次式（２）が成り立つ。
【０１０２】
Ｖｃ×ρｃ＋ＶＰＬｍ×ρＰＬｍ＝Ｍｒ１        ・・・（２）
【０１０３】
ここで、
Ｖｃ    ：凝縮器となる熱源側熱交換器３の内容積［ｍ３］
ρｃ    ：熱源側熱交換器３の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ρＰＬｍ：液側冷媒延長配管である高圧配管６の冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
Ｍｒ１  ：初期充填冷媒量［ｋｇ］
ＶＰＬｍ：液側冷媒延長配管である高圧配管６の内容積［ｍ３］
【０１０４】
Ｖｃは、熱交換器仕様から求まる。ρｃ及びρＰＬｍは運転データから演算できる。Ｍｒ１は入力値である。ＶＰＬｍは未知数である。つまり、式（２）での未知数はＶＰＬｍのみであるため、ＶＰＬｍが求まる。
【０１０５】
以下、式（２）におけるρｃ、ρＰＬｍの算出方法について順次説明する。
【０１０６】
まず、熱源側熱交換器３の平均冷媒密度ρｃの演算方法について説明する。
【０１０７】
熱源側熱交換器３は凝縮器であり、凝縮器平均冷媒密度ρｃの演算方法について示す。冷媒充填時の判定では冷媒充填量が不足している場合からの診断が多く、その場合、凝縮器出口の冷媒は二相状態となる。一方、冷媒充填量が適正量に近い場合には、凝縮器出口が液相状態となる時がある。よって、ρｃを式（２）に代入して高圧配管６の内容積ＶＰＬｍを演算するにあたり、凝縮器出口が二相状態か液相状態かに応じてρｃを使い分けて演算する必要がある。このため、凝縮器出口が二相状態の場合と凝縮器出口が液相状態の場合とのそれぞれにおける、熱源側熱交換器３の平均冷媒密度ρｃが必要となる。よって、以下では、凝縮器出口が二相状態の場合と、凝縮器出口が液相状態の場合とのそれぞれにおける、熱源側熱交換器３の平均冷媒密度ρｃの演算方法を説明する。
【０１０８】
ここではまず、熱源側熱交換器３の平均冷媒密度ρｃの演算方法に先立って、凝縮器出口が二相状態か液相状態かの判定方法について説明する。
【０１０９】
凝縮器出口が二相状態であるかどうかは凝縮器出口の乾き度ｘｃｏ［―］により判定できる。
【０１１０】
凝縮器出口乾き度ｘｃｏは圧力センサ２０１の検出圧力と凝縮器出口比エンタルピーＨｃｏとにより求めることができる。凝縮器出口比エンタルピーＨｃｏは過冷却熱交換器の熱量演算より求めることができる。
【０１１１】
図６は、本発明の実施の形態１に係る冷媒充填支援装置１２１の凝縮器出口乾き度の求め方を説明するためのＰ−ｈ線図である。
高圧冷媒の放熱量と低圧冷媒の吸熱量は等しいので、過冷却熱交換器９の交換熱量と過冷却熱交換器１１の交換熱量との合計値について次式（３）が成り立つ。
【０１１２】
ＧｒＨＩＣ（Ｈｈｏ―Ｈｓｃｃ）＝Ｇｒ（Ｈｃｏ―Ｈｓｃｃ）    ・・・ （３）
【０１１３】
ここで、
ＧｒＨＩＣ：バイパス減圧機構２０の冷媒循環量「ｋｇ／ｓ」
Ｈｃｏ    ：凝縮器出口比エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
Ｈｈｏ    ：過冷却熱交換器９の低圧側出口比エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
Ｈｓｃｃ  ：過冷却熱交換器１１の高圧側出口比エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］
Ｇｒ      ：圧縮機の吐出流量［ｋｇ／ｓ］
【０１１４】
ＧｒＨＩＣは、バイパス減圧機構２０の開度、上流側圧力及び下流側圧力より求まる。なお、バイパス減圧機構２０の上流側圧力は圧力センサ２０６の検出圧力、バイパス減圧機構２０の下流側圧力は温度センサ２１２の検出温度が飽和温度である時の圧力である。
【０１１５】
Ｈｈｏは、温度センサ２１２の検出温度が飽和温度となる圧力と温度センサ２１３の検出温度とより求まる。Ｈｓｃｃは、過冷却熱交換器１１の高圧側出口の冷媒は過冷却熱交換器１１の下流側に位置し、冷媒状態は液相であるため、温度センサ２０７の検出温度により求まる。Ｇｒは、圧縮機周波数、圧力センサ２０１の検出圧力及び圧力センサ２１１の検出圧力より求まる。
【０１１６】
以上より、式（３）にて凝縮器出口比エンタルピーＨｃｏが求まるため、凝縮器出口乾き度ｘｃｏが求まる。
【０１１７】
凝縮器出口の冷媒状態は、凝縮器出口乾き度ｘｃｏが０以上となる場合は二相状態となり、０より小さくなる場合は液相状態であると判定する。
【０１１８】
以上により、凝縮器出口の冷媒状態が二相状態か液相状態かの判定方法が明かになったところで、次に、凝縮器出口が二相状態の場合と、凝縮器出口が液相状態の場合とのそれぞれにおける、熱源側熱交換器３の平均冷媒密度ρｃの演算方法を説明する。
【０１１９】
（熱源側熱交換器３の平均冷媒密度ρｃの算出（凝縮器出口が二相状態の場合））
凝縮器出口が二相状態である場合、平均冷媒密度ρｃは気相域の冷媒密度、二相域の冷媒密度及び容積割合を用いて次式（４）のように算出する。
【０１２０】
ρｃ＝Ｒｃｇ×ρｃｇ＋Ｒｃｓ×ρｃｓ      ・・・（４）
【０１２１】
ここで、
Ｒｃｇ：気相域の容積割合［―］
Ｒｃｓ：二相域の容積割合［―］
ρｃｇ：気相域の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ρｃｓ：二相域の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
【０１２２】
凝縮器の気相域平均冷媒密度ρｃｇは、凝縮器入口密度と高圧飽和ガス密度の平均値である。凝縮器入口密度は圧力センサ２０１の検出圧力と温度センサ２０２の検出温度から求まり、高圧飽和ガス密度は圧力センサ２０１の検出圧力より求まる。凝縮器の二相域平均冷媒密度ρｃｓは、二相域全体（乾き度範囲ｘｃｏ〜１）にて積分を実行することで次式（５）で演算することができる。
【０１２３】
【数１】
0006312697.tif 000002
【０１２４】
ここで、
ｘ      ：冷媒乾き度［―］
ｘｃｏ  ：凝縮器出口の乾き度［―］
ρｃｓｇ：高圧飽和ガス密度［ｋｇ／ｍ３］
ρｃｓｌ：高圧飽和液温度［℃］
ｆｇ    ：ボイド率［―］
【０１２５】
ｘ及びｘｃｏは運転データにより求めることができる。ρｃｓｇ及びρｃｓｌは圧力センサ２０１の検出圧力により求める。ｆｇは、算出方法には多くの式が提案されており、例えば、圧力センサ２０１の検出圧力である高圧圧力と冷媒乾き度ｘより求めることができる。
【０１２６】
次に、各相域における容積割合の演算方法について説明する。容積割合は伝熱面積の比によって表されるため、次式（６）が成り立つ。
【０１２７】
Ｒｃｇ：Ｒｃｓ＝Ａｃｇ／Ａｃ：Ａｃｓ／Ａｃ      ・・・（６）
【０１２８】
ここで、
Ａｃｇ：凝縮器における気相域の伝熱面積[ｍ２]
Ａｃｓ：凝縮器における二相域の伝熱面積[ｍ２]
Ａｃ  ：凝縮器の伝熱面積[ｍ２]
【０１２９】
また、気相、二相それぞれの領域での熱収支バランスより、各相域において以下の式（７）が成り立つ。
【０１３０】
Ｇｒ×ΔＨ＝Ａ×Ｋ×ΔＴｍ      ・・・（７）
【０１３１】
ここで、
Ｇｒ：圧縮機の吐出流量[ｋｇ／ｓ]
ΔＨ：比エンタルピー差［ｋＪ／ｋｇ］
Ａ  ：伝熱面積[ｍ２]
Ｋ  ：熱通過率[ｋＷ／（ｍ２℃）]
ΔＴｍ：冷媒と空気の平均温度差[℃]
【０１３２】
各相において流出する熱流束を一定と仮定すると、熱通過率Ｋが一定となり、容積割合は比エンタルピー差ΔＨ[ｋＪ／ｋｇ]、冷媒と室外空気の温度差ΔＴ[℃]で割った値に比例する。したがって、以下の式（８）が導出される。
【０１３３】
Ｒｃｇ：Ｒｃｓ＝ΔＨｃｇ／ΔＴｃｇ：ΔＨｃｓ／ΔＴｃｓ        ・・・（８）
【０１３４】
ここで、
ΔＨｃｇ：気相域での冷媒の比エンタルピー差［ｋＪ／ｋｇ］
ΔＨｃｓ：二相域での冷媒の比エンタルピー差［ｋＪ／ｋｇ］
ΔＴｃｇ：気相域での冷媒と空気との平均温度差［℃］
ΔＴｃｓ：二相域での冷媒と空気との平均温度差［℃］
【０１３５】
ΔＨｃｇは凝縮器入口の比エンタルピーから高圧飽和ガス比エンタルピーを差し引くことによって求める。凝縮器入口比エンタルピーは圧力センサ２０１の検出圧力と温度センサ２０２の検出温度により求まり、高圧飽和ガス比エンタルピーは圧力センサ２０１の検出圧力より求まる。二相比エンタルピー差ΔＨｃｓは高圧飽和ガス比エンタルピーから凝縮器出口比エンタルピーを差し引くことによって求まる。
【０１３６】
気相域平均温度差ΔＴｃｇは空気の温度変化が殆どないと仮定すると、凝縮器入口温度と高圧飽和ガス温度と外気温度を用いて、対数平均温度差として求まる。凝縮器入口温度は温度センサ２０２の検出温度、高圧飽和ガス温度は圧力センサ２０１の飽和ガス温度、外気温度は温度センサ２０４の検出温度である。また、二相域平均温度差ΔＴｃｓは高圧飽和ガス温度と凝縮器出口温度と外気温度を用いて、対数平均温度差として求まる。高圧飽和液温度は圧力センサ２０１の検出圧力の飽和液温度であり、凝縮器出口温度は圧力センサ２０１の検出圧力と凝縮器出口比エンタルピーより求める。
【０１３７】
以上により、気相域の平均冷媒密度ρｃｇ、二相域の平均冷媒密度ρｃｓ及び容積割合（Ｒｃｇ：Ｒｃｓ）を算出することが可能となり、凝縮器出口が二相状態の場合の、凝縮器平均冷媒密度ρｃを算出することができる。
【０１３８】
（凝縮器平均冷媒密度ρｃの算出（凝縮器出口が液相状態の場合）
続いて、凝縮器出口が液相状態となる場合の凝縮器の平均冷媒密度ρｃの演算方法を説明する。凝縮器出口が液相状態の場合、平均冷媒密度ρｃは気相域、二相域、液相域の冷媒密度、容積割合を用いて次式（９）のように算出する。
【０１３９】
ρｃ＝Ｒｃｇ×ρｃｇ＋Ｒｃｓ×ρｃｓ＋Ｒｃｌ×ρｃｌ      ・・・（９）
【０１４０】
ここで、
Ｒｃｌ：液相域の容積割合［―］
ρｃｌ：液相域の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
【０１４１】
凝縮器の気相域平均冷媒密度ρｃｇは、凝縮器出口状態が二相の場合の演算方法と同様である。凝縮器の液相域平均冷媒密度ρｃｌは、高圧飽和液密度と凝縮器出口密度との平均値である。高圧飽和ガス密度は圧力センサ２０１の検出圧力より求まる。凝縮器出口密度は凝縮器出口乾き度ｘｃｏを演算する際に式（３）にて演算した凝縮器出口比エンタルピーＨｃｏにより求まる。温度センサ２０３の検出温度から凝縮器出口密度を求めるようにしても良いが、このようにすることで、温度センサ２０３が無くとも凝縮器出口密度を含む、凝縮器出口状態を求めることができる。凝縮器の二相域平均冷媒密度ρｃｓは二相域全体（乾き度範囲０〜１）にて積分を実行することで演算することができる。
【０１４２】
【数２】
0006312697.tif 000003
【０１４３】
次に、各相における容積割合の演算方法について説明する。容積割合は伝熱面積の比によって表されるため、次式（１１）が成り立つ。
【０１４４】
Ｒｃｇ：Ｒｃｓ：Ｒｃｌ＝Ａｃｇ／Ａｃ：Ａｃｓ／Ａｃ：Ａｃｌ／Ａｃ  ・・・（１１）
【０１４５】
ここで、
Ａｃｌ：凝縮器における液相域の伝熱面積[ｍ２]
【０１４６】
また、気相、二相、液相の領域での熱収支バランスより、各相域において式（７）が成り立ち、以下の式（１２）が導出される。
【０１４７】
Ｒｃｇ：Ｒｃｓ：Ｒｃｌ＝ΔＨｃｇ／ΔＴｃｇ：ΔＨｃｓ／ΔＴｃｓ：ΔＨｃｌ／ΔＴｃｌ                                                                ・・・（１２）
【０１４８】
ここで、
ΔＨｃｌ：液相域の冷媒の比エンタルピー差［ｋＪ／ｋｇ］
ΔＴｃｌ：液相域での冷媒と空気との平均温度差［℃］
【０１４９】
気相域比エンタルピー差ΔＨｃｇ、気相平均温度差ΔＴｃｇ、の演算方法は凝縮器出口が二相状態の場合と同様である。二相比エンタルピー差ΔＨｃｓは高圧飽和ガス比エンタルピーから高圧飽和液比エンタルピーを差し引くことにより求める。液相比エンタルピー差ΔＨｃｌは高圧飽和液比エンタルピーから凝縮器出口の比エンタルピーを差し引くことによって求める。高圧飽和液比エンタルピーは圧力センサ２０１の検出圧力より求まる。凝縮器出口比エンタルピーは式（３）にて演算したＨｃｏである。
【０１５０】
二相域平均温度差ΔＴｃｓは、高圧飽和ガス温度と高圧飽和液温度と外気温度を用いて、対数平均温度差として求める。液相域平均温度差ΔＴｃｌは、凝縮器出口温度と高圧飽和液温度と外気温度を用いて、対数平均温度差として求まる。凝縮器出口温度は凝縮器出口比エンタルピーより求まる。
【０１５１】
以上により、気相域、二相域、液相域の平均冷媒密度ρｃｇ、ρｃｓ、ρｃｌと、容積割合（Ｒｃｇ：Ｒｃｓ：Ｒｃｌ）を算出することが可能となり、凝縮器出口が液相状態の場合の、凝縮器平均冷媒密度ρｃを算出することができる。
【０１５２】
（高圧配管６の冷媒密度ρＰＬｍの算出）
次に、式（２）における高圧配管６の冷媒密度ρＰＬｍの演算方法について説明する。凝縮器出口冷媒が二相状態である場合は、高圧配管６の冷媒状態も二相状態となり、冷媒密度ρＰＬｍは、次式（１３）のようにして演算する。
【０１５３】
ρＰＬｍ＝ｆｇ×ρｃｓｇ＋（１−ｆｇ）×ρｃｓｌ    ・・・（１３）
【０１５４】
ボイド率ｆｇの算出方法には多くの式が提案されており、例えば、圧力センサ２０１の検出圧力である高圧圧力と凝縮器出口乾き度ｘｃｏより求めることができる。
【０１５５】
一方、凝縮器出口冷媒が液相状態である場合、高圧配管６の冷媒状態も液相状態となり、冷媒密度ρＰＬｍは、次式（１４）のようにＨｃｏを演算して求められる。
【０１５６】
ρＰＬｍ＝ｆ（Ｈｃｏ）    ・・・（１４）
【０１５７】
ここで、Ｈｃｏは式（３）にて演算した凝縮器出口比エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］である。以上のようにして、高圧配管６の平均冷媒密度ρＰＬｍが求まる。
【０１５８】
以上により式（２）におけるρｃ、ρＰＬｍの算出方法が明らかになった。よって、冷媒延長配管の内容積ＶＰＬｍを式（２）により求めることができる。その結果、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを式（１）により求めることができる。
【０１５９】
（追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの算出）
以上により、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤが演算できるため、初期充填冷媒量Ｍｒ１を用いて、追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤを次式（１５）のように演算できる。
【０１６０】
ＭｒＡＤＤ＝ＭｒＳＴＤ−Ｍｒ１    ・・・（１５）
なお、ＭｒＡＤＤが正値であれば、式（１５）で算出されるＭｒＡＤＤは追加充填量であり、負値であれば過充填量ということになる。
【０１６１】
（追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの制限について）
ところで、式（２）で液側冷媒延長配管である高圧配管６の内容積ＶＰＬｍを演算する際に、充填冷媒量は、熱源側熱交換器３の冷媒量と高圧配管６の冷媒量との合計値と等しいとし、熱源側熱交換器３以外の冷媒量を全て高圧配管６の冷媒量としている。しかし、初期充填冷媒量が少ない場合、凝縮器出口の冷媒乾き度、つまり、高圧配管６の冷媒乾き度は大きくなり、ガス割合の多い二相状態となるため、冷媒密度ρＰＬｍは小さくなる。その結果、高圧配管６の内容積ＶＰＬｍが大きめに算出され、式（１）の目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤ、式（１５）の追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤが多めに算出される。
【０１６２】
このように、多めに算出された追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤを、そのまま図３のステップＳ８で表示し、その追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤが充填が行われると、過充填となる可能性がある。そのため、冷媒充填により、高圧配管６の冷媒密度ρＰＬｍが変化する場合には図３のステップＳ８における追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの表示に制限を設ける必要がある。
【０１６３】
図７は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒不足量に対する過冷却熱交換器１１高圧側出口の過冷却度の変化を示した図である。図７において横軸は不足量、縦軸は過冷却熱交換器１１高圧側出口の過冷却度を示している。なお、過冷却熱交換器１１高圧側出口の過冷却度は、圧力センサ２０６の検出圧力の飽和温度から温度センサ２０７の検出温度を差し引いた値である。図７に示すように、試験又はシミュレーションの結果より、不足量０％（目標充填量が充填された状態）では過冷却度がつき、不足量が２０％を超えると、過冷却度がつかない。つまり、過冷却熱交換器１１高圧側出口の過冷却度がゼロより大きくなるのは、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤに対して充填冷媒量の不足量が２０％以内であることが確認されている。言い換えれば、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤに対して充填冷媒量が８０％未満であると、過冷却熱交換器１１高圧側出口に過冷却度がつかなくなり、過冷却熱交換器１１の高圧側出口が二相冷媒となる。
【０１６４】
本実施の形態１では、過冷却熱交換器１１の高圧側出口は液冷媒であるとして追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの演算を行うため、充填冷媒量が２０％より多く不足すると、過冷却熱交換器１１の高圧側出口が二相冷媒となってしまい、追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの演算精度が悪化する。つまり、過冷却熱交換器１１の高圧側出口が二相冷媒となる場合は、過冷却熱交換器１１の高圧側出口で過冷却度がゼロとなる。このように過冷却度がゼロとなる場合も、追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの演算にあたり、過冷却熱交換器１１高圧側出口が飽和液状態であるとみなして演算することになるため、追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの演算精度が悪化する。
【０１６５】
したがって、本実施の形態１にて１度の目標充填冷媒量演算で演算できる、充填冷媒量の不足量、の上限値は２０％であるといえる。そのため、１度に充填する追加充填冷媒量は、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの２０％以下とする。例えば、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤが４０ｋｇである場合は、追加充填冷媒量の上限値は８ｋｇとなる。なお、追加充填冷媒量の上限値を目標充填冷媒量の２０％としたが、要は、熱源側熱交換器３と利用側減圧機構１４ａ、１４ｂの間に過冷却度がつくか否かを判別する所定％であればよい。
【０１６６】
よって、図３のフローチャートの説明で挙げた例と同様に、１回目の目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの演算で４０ｋｇと演算され、１回目の追加充填冷媒量の演算で１０ｋｇと演算された場合を例に説明すると、演算により得られた追加充填冷媒量は、上限値８ｋｇを超えている。つまり、１回目の追加充填冷媒量の演算時には、その時点の充填冷媒量が目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの２０％より多く不足している状態にある。
【０１６７】
このため、このように初期充填冷媒量が少ない場合には、１回目の追加充填冷媒量の演算で得られた１０ｋｇは、実際に必要とされる量よりも多い可能性がある。このため、追加充填冷媒量を１０ｋｇとは表示せず、８ｋｇと表示する。これにより、冷媒過充填を防止できる。
【０１６８】
このように１回目の演算精度が悪かったとしても、２回目の目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの演算の際には、既に８ｋｇの冷媒が追加充填されているため、２回目現在の充填冷媒量の不足量は２０％より少なくなっている。このため、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを高精度に演算でき、追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの演算も高精度に行えることになる。よって、充填回数を重ねる毎に演算精度が上がっていき、最後の充填の際には、十分な精度で求められた追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤに基づく追加充填が行われることになる。
【０１６９】
なお、ここでは充填量が不足している場合について説明したが、過充填の状態にあるときは、上述したように、式（１５）で算出された値が負値となる。過充填の状態では過冷却度はゼロ以上となるため、充填量が不足している場合の上記の表示制限は不要であり、式（１５）で算出された過充填量をそのまま表示すればよい。すなわち、ＭｒＡＤＤ＝−１０と算出された場合、「過充填量１０ｋｇ」と表示すればよい。
【０１７０】
（液側冷媒延長配管の上流側と下流側にそれぞれ設けた各温度センサ２０３、２１４の検出値の活用）
ここで、外気温度が低い場合、液側冷媒延長配管である高圧配管６の冷媒が外気により冷やされる。この場合、高圧配管６の上流側で二相状態だったのが下流では液相状態となる、もしくは上流側と下流側は共に液相であったが、下流側の冷媒密度が高くなる、などの事が発生する。この場合は、液側冷媒延長配管の上流側と下流側にそれぞれ温度センサが設けられていれば、液側冷媒延長配管での冷媒状態の変化を検知できる。よって、液側冷媒延長配管の上流側と下流側にそれぞれ設けた各温度センサの検出値を用いることで、液側冷媒延長配管の冷媒密度ρＰＬｍの演算精度が向上する。このため、式（２）での液側冷媒延長配管の内容積ＶＰＬｍの演算精度が向上する。ここでは、温度センサ２０３が液側冷媒延長配管上流側温度検出手段として機能し、温度センサ２１４が液側冷媒延長配管下流側温度検出手段として機能する。
【０１７１】
温度センサ２０３の検出温度と圧力センサ２０１の検出圧力の飽和温度とがほぼ等しく、且つ、温度センサ２１４の検出温度が温度センサ２０３の検出温度よりも所定値（例えば２℃）以上低い場合、高圧配管６内の上流側で二相冷媒であったのが、下流で液相冷媒になったと判断する。また、温度センサ２０３の検出温度が圧力センサ２０１の検出圧力の飽和温度よりも所定値（例えば２℃）以上低く、且つ、温度センサ２０３の検出温度が温度センサ２１３の検出温度よりも所定値（例えば２℃）以上低い場合、高圧配管６内の上流側の液相冷媒が下流側到達までに冷却されたと判断する。このように、高圧配管６内の冷媒状態の変化を考慮することで、液側冷媒延長配管（高圧配管６）の冷媒密度ρＰＬｍを更に高精度に演算できる。
【０１７２】
（効果）
以上説明したように本実施の形態１では、初期充填冷媒量と空気調和装置１００の運転データとから液側冷媒延長配管の内容積ＶＰＬｍを求め、液側冷媒延長配管の内容積ＶＰＬｍと標準運転データとから目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤ及び追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤを演算して追加充填冷媒量を表示するようにした。これにより、空気調和装置１００の設置工事終了後、作業者は冷媒充填支援プログラムを起動して冷媒充填量検知運転モードを実施させることにより、追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤを知ることができ、充填作業を容易に行うことができる。
【０１７３】
また、標準運転データを用いて追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤを演算するため、適正な運転状態を実現するために必要な追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤを演算できる。そして、想定した標準運転状態は、ユニット開発時にユニット性能を計測した運転条件又はユニットの冷媒量を決定した試験条件、例えばＪＩＳの冷房標準条件を満たす運転状態、ＪＩＳの冷房標準条件時よりも外気温度、室内温度が高いなど、必要冷媒量が多くなるような低圧又は高圧が高くなる条件を満たす運転状態である。このため、充填量が不足側に演算されず、且つ、通常運転を問題なく実施できる状態を実現する目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを演算できる。このため、本実施の形態１の方法で冷媒充填を行うことで、例えば真夏の冷房シーズンで冷媒量不足により不冷となる等の不都合が生じるのを防止できる。
【０１７４】
また、冷媒充填量検知運転モードでは、圧縮機１の運転周波数及び熱源側送風機４の回転数をアクティブに制御し、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの算出に適した運転状態を積極的に作り出す。このため、通常運転しながら適宜のタイミングで取得した運転データに基づいて冷媒充填量及び配管内容積を算出する方法よりも、高精度に、且つ、短時間での算出が可能となる。
【０１７５】
また、目標充填冷媒量の演算では、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂ側の冷媒量演算は不要で、液側冷媒延長配管（高圧配管６）及び凝縮器（熱源側熱交換器３）のみの冷媒量演算となっている。このため、熱源ユニット３０１の仕様のみにて目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを決定することができる。したがって、熱源ユニット３０１があらゆる仕様の利用ユニット３０３ａ、３０３ｂに接続されても、汎用的に本技術を適用することができる。
【０１７６】
更に、ビル又はマンションにて既設配管を用いて空気調和装置１００を設置する場合など、配管長が未知である場合でも、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤ、追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤの演算を適確に行うことができる。
【０１７７】
また、本実施の形態１では、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤに到達するための追加充填冷媒量の絶対量を表示するようにしたため、作業者が手動にて冷媒ボンベから充填する場合でも、少ない追加充填回数にて適切な充填冷媒量を得ることが可能となり、作業効率が飛躍的に向上する。つまり、本実施の形態１によれば、表示された追加充填冷媒量を冷媒ボンベで一気に充填することができる。よって、従来のように運転状態を見ながら少しずつ冷媒を充填する必要はなく、追加充填回数を少なくできる。
【０１７８】
（変形例１）
本実施の形態１では、冷媒充填量検知運転モードを、必要冷媒量の最も多い通常運転モードである全冷運転モードの冷媒流れにて実施した。しかしながら、液溜めであるアキュムレータ１９に、その液面を検知する液面検知センサーを搭載し、通常運転時にアキュムレータ１９の液冷媒量を検知するようにすれば、冷媒充填量検知運転モード時にアキュムレータ１９の液冷媒量を把握することができる。このため、液面検知センサーを搭載すれば、全暖運転モード、冷主運転モード、暖主運転モードといった、液冷媒が液溜めに溜まる運転モードであっても、本実施の形態１を適用し、冷媒充填量検知を実施することができる。この場合は、凝縮器、液側冷媒延長配管（高圧配管６）、液溜め（アキュムレータ１９）に大部分の冷媒量が存在しているとして、式（１）と式（２）を構築し、液溜めの冷媒量演算を追加で実施する。そして、液側冷媒延長配管の内容積ＶＰＬｍと目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを求めればよい。
【０１７９】
（変形例２）
上記では、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを求めるにあたり、液側冷媒延長配管の冷媒量（ＶＰＬｍ×ρＰＬｍＳＴＤ）として、高圧配管６の冷媒量を求めるようしたが、高圧配管６の冷媒量に代えて、室内液枝配管１３ａ、１３ｂ内の冷媒量を求めるようにしてもよい。室内液枝配管１３ａ、１３ｂの配管内容積は、式（２）において、ρＰＬｍを室内液枝配管１３ａ、１３ｂの冷媒密度、ＶＰＬｍを室内液枝配管１３ａ、１３ｂの内容積に置き換えて求めることができる。
【０１８０】
室内液枝配管１３ａ、１３ｂは過冷却熱交換器１１の下流側に位置しているため、冷媒充填量が不足して熱源側熱交換器３出口の冷媒が二相状態であったとしても、液冷媒が存在する状態となる。そのため、室内液枝配管１３ａ、１３ｂでは、充填冷媒量又は運転データの変化に対して冷媒密度はほぼ一定となる。結果、熱源側熱交換器３の不足冷媒量分が追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤとして演算、表示される。この変形例２の算出方法によれば、高圧配管６での冷媒不足分を考慮しないため、追加充填作業の回数は増加するが、冷媒の追加充填冷媒量の上限値を設定しなくとも過充填することがなくなる。
【０１８１】
＜目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの演算（演算方法２）＞
先の演算では熱源側熱交換器３と高圧配管６とに大部分の冷媒が存在しているとしたが、実際にはその他の配管部分にも冷媒が存在している。具体的には、液側冷媒延長枝配管である室内液枝配管１３ａ、１３ｂは、冷媒密度の大きい液冷媒が流れる部分であるため、冷媒が多く存在している部分であるといえる。また、中継ユニット３０２と利用ユニット３０３ａ、３０３ｂとを繋いでいる配管も、内容積が大きいため、冷媒が多く存在している部分であるといえる。したがって、液側冷媒延長配管である高圧配管６の冷媒量と液側冷媒延長枝配管である室内液枝配管１３ａ、１３ｂの冷媒量との両方を考慮することで、更に高精度に目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを求めることができる。
【０１８２】
図８は、本発明の実施の形態１に係る冷媒充填支援装置１２１における目標充填冷媒量の演算（演算方法２）を適用した冷媒充填量の判定動作を示したフローチャートである。
まず、準備段階として、作業者は、試運転ができるぐらいまで、冷媒を初期充填する。続いて作業者は、入力部１２２を操作して冷媒充填支援プログラムを起動する。これにより、図３に示すフローチャートの処理が開始される。
【０１８３】
冷媒充填支援装置１２１は、表示部１２７に第１初期充填冷媒量の入力を促す表示を行い、その表示に従って初期充填冷媒量が入力されると（Ｓ２１）、冷媒充填量検知運転モードを開始する（Ｓ２２）。なお、第１初期充填冷媒量とはステップＳ２１で充填した冷媒量と予め熱源ユニット３０１に封入されている冷媒量との合計値のことである。
【０１８４】
冷媒充填支援装置１２１は、ユニット制御装置１０１に指示して冷媒回路に冷媒充填量検知運転モードを開始させ、所定時間経過して運転状態が安定してきたら（Ｓ２３）、運転データ（第１運転状態を示す第１運転データ）を取得する（Ｓ２４）。なお、冷媒充填量検知運転モードの運転方法は、実施の形態１で説明した図３の場合と同様である。
【０１８５】
次に、冷媒充填支援装置１２１は２回目の冷媒初期充填を促す表示などを行い、２回目の冷媒初期充填が実施されると、表示部１２７に第２初期充填冷媒量の入力を促す表示を行う。そして、冷媒充填支援装置１２１は、作業者により第２初期充填冷媒量が入力されると（Ｓ２５）、運転状態が安定するのを待つ。なお、第２初期充填冷媒量とは、上記の２回目の冷媒初期充填で充填した冷媒量の値である。冷媒充填支援装置１２１は、運転状態が安定したと判断すると（Ｓ２６）、再度運転データ（第２運転状態を示す第２運転データ）を取得する（Ｓ２７）。このように冷媒初期充填を２回に分けて行うのは、以下に詳述するが、運転データを２つ取得する意図である。
【０１８６】
次に、冷媒充填支援装置１２１は、第１運転データ、第２運転データ、第１初期充填冷媒量及び第２初期充填冷媒量から、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを演算する（Ｓ２８）。この目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの演算方法については後述する。その後、初期充填冷媒量が目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤより少なければ（Ｓ２９）、冷媒充填支援装置１２１は、追加充填冷媒量を演算し（Ｓ３０）、演算した追加充填冷媒量を表示部１２７に表示する（Ｓ３１）。この表示は、図３に示したステップＳ８と同様に目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの２０％を上限として表示してもよいし、上記変形例２を適用する場合には、演算された追加充填冷媒量をそのまま表示してもよい。
【０１８７】
そして、冷媒充填支援装置１２１は、この表示を確認した作業者により、表示された量が追加充填されたことを検知すると（Ｓ３２）、ステップＳ２６に戻り、同様の処理を繰り返す。なお、再度ステップＳ２６に戻る場合には、最新の運転データを第２運転データ、追加充填前に取得した運転データを第１運転データとし、第２初期充填冷媒量を追加充填冷媒量、第１初期充填冷媒量を追加充填する前のユニットの合計充填冷媒量として演算を行う。
【０１８８】
一方、冷媒充填支援装置１２１は、初期充填冷媒量が目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤ以上の場合（Ｓ２９）は、充填量は不足してないと判断し、冷媒充填作業終了を表示部１２７に表示し（Ｓ３３）、冷媒充填量検知運転モードと共に冷媒充填支援プログラムを終了する。
【０１８９】
（目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの演算方法）
以下、ステップＳ２８の目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの演算方法について説明する。まずは、冷媒延長配管と冷媒延長枝配管の内容積を演算する。充填した冷媒の大部分は凝縮器及び液側冷媒延長配管、液側冷媒延長枝配管にあるとすると第１運転データと第１初期充填冷媒量から次式（１６）が成り立つ。
【０１９０】
Ｖｃ×ρｃ１＋ＶＰＬｍ×ρＰＬｍ１＋ＶＰＬｓ×ρＰＬｓ１＝Ｍｒ１  ・・・（１６）
【０１９１】
ここで、
ρｃ１    ：第１運転状態での熱源側熱交換器３平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ρＰＬｍ１：第１運転状態での高圧配管６の冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ＶＰＬｓ  ：液側冷媒延長枝配管である室内液枝配管１３ａ、１３ｂの内容積［ｍ３］
ρＰＬｓ１：室内液枝配管１３ａ、１３ｂの冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
Ｍｒ１    ：第１初期充填冷媒量［ｋｇ］
【０１９２】
ρｃ１の演算方法は先の凝縮器の平均冷媒密度ρｃと同じである。ρＰＬｍ１の演算方法は先のρＰＬｍと同様である。ρＰＬｓ１は、室内液枝配管１３ａ、１３ｂが過冷却熱交換器１１の下流側に位置しているため、液冷媒が流れていると想定し、温度センサ２０７の検出温度により求められる。Ｍｒ１は入力値である。
【０１９３】
また、第２運転データと第２初期充填冷媒量から次式（１７）が成り立つ。
【０１９４】
Ｖｃ×ρｃ２＋ＶＰＬｍ×ρＰＬｍ２＋ＶＰＬｓ×ρＰＬｓ２＝Ｍｒ１＋Ｍｒ２
・・・（１７）
【０１９５】
ここで、
ρｃ２    ：第２運転状態での熱源側熱交換器３平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ρＰＬｍ２：第２運転状態での高圧配管６の冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
ρＰＬｓ２：室内液枝配管１３ａ、１３ｂの冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］
Ｍｒ２    ：第２初期充填冷媒量［ｋｇ］
【０１９６】
ρｃ２の演算方法は先の凝縮器の平均冷媒密度ρｃと同じである。ρＰＬｍ２の演算方法は先のρＰＬｍと同様である。ρＰＬｓ２は温度センサ２０７の検出温度により求められる。
【０１９７】
式（１６）と式（１７）では未知数が高圧配管６の内容積ＶＰＬｍと室内液枝配管１３ａ、１３ｂの内容積ＶＰＬｓの２つのみであるため、式（１６）と式（１７）を連立方程式として解くことで、ＶＰＬｍとＶＰＬｓを求めることができる。
【０１９８】
次に、標準運転状態の冷媒量を演算し、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを求める。
【０１９９】
Ｖｃ×ρｃＳＴＤ＋ＶＰＬｍ×ρＰＬｍＳＴＤ＋ＶＰＬｓ×ρＰＬｓＳＴＤ＝ＭｒＳＴＤ
・・・（１８）
【０２００】
ここで、ρＰＬｓＳＴＤ：標準運転状態での室内液枝配管密度［ｋｇ／ｍ３］であり、温度センサ２０７の検出温度により求められる。以上により、次式（１９）にて追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤ［ｋｇ］を求めることが可能である。
【０２０１】
ＭｒＡＤＤ＝ＭｒＳＴＤ−Ｍｒ１―Ｍｒ２    ・・・（１９）
【０２０２】
このように、室内液枝配管１３ａ、１３ｂ内の冷媒量も考慮して目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを算出するようにしたため、高圧配管６の１箇所の配管部だけを用いた演算に比べて高精度に目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを求めることができる。なお、液側冷媒配管が更に３つ以上存在する空気調和装置の場合は、初期充填冷媒量とその時の運転データの組み合わせを液側冷媒配管の数と同じだけ取得することで、ここでの本実施の形態１と同様の手法を用いることが可能となり、高精度に目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤを求めることができる。
【０２０３】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、中継ユニット３０２を備え、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂ毎に、冷房又は暖房を行うことができる冷暖房同時運転（冷暖房混在運転）が可能な冷媒回路に本発明を適用した形態を説明した。実施の形態２は、別の冷媒回路に本発明を適用した形態を示すものである。
【０２０４】
＜機器構成＞
図９は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置２００の冷媒回路図である。
空気調和装置２００は、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂにて選択された冷房指令（冷房ＯＮ／ＯＦＦ）又は暖房指令（暖房ＯＮ／ＯＦＦ）を処理することでき、冷房又は暖房を実施することができる。実施の形態１と同一部分については同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【０２０５】
実施の形態２おける空気調和装置２００では、熱源ユニット３０４と利用ユニット３０３ａ、３０３ｂとが冷媒配管である液配管２７及びガス配管２８で接続されている。
【０２０６】
＜熱源ユニット３０４＞
熱源ユニット３０４は圧縮機１と、四方弁２と、熱源側熱交換器３と、熱源側送風機４と、過冷却熱交換器１１と、アキュムレータ１９と、バイパス減圧機構２０と、配管２１とを備えている。各機器の特徴は実施の形態１と同様である。また、熱源ユニット３０４には圧力センサ２０１が圧縮機１吐出側、圧力センサ２１１が圧縮機１吸入側に設けられており、設置場所の冷媒圧力を計測する。また、温度センサ２０２が圧縮機１吐出側、温度センサ２０３が熱源側熱交換器３の液側、温度センサ２０７が過冷却熱交換器１１の高圧側と室内液配管の間に設けられており、設置場所の冷媒温度を検出する。また、温度センサ２１２がバイパス減圧機構２０と過冷却熱交換器１１の低圧側の間、温度センサ２１３が過冷却熱交換器１１の低圧側出口に設けられ、設置場所の冷媒温度を計測する。また、温度センサ２０４が空気吸込口に設けられており、外気温度を計測する。
【０２０７】
＜通常運転モード＞
空気調和装置２００は、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂに要求される空調指令に応じて熱源ユニット３０１、利用ユニット３０３ａ、３０３ｂに搭載されている各機器の制御を行い、全冷運転モード、全暖運転モードを実施することができる。以下、各通常運転モードについて説明する。
【０２０８】
（全冷運転モード）
全冷運転モードでは、四方弁２は図９の実線側に切り換えられ、圧縮機１の吐出側を熱源側熱交換器３のガス側と接続し、圧縮機１の吸入側をガス配管２８と接続する。
【０２０９】
圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は四方弁２を経由して、熱源側熱交換器３に流入し、熱源側送風機４により送風される室外空気に放熱する。室外空気に放熱した冷媒は、熱源側熱交換器３を流出し、過冷却熱交換器１１に流入する。過冷却熱交換器１１では、熱源側熱交換器３を流出した高圧冷媒と、過冷却熱交換器１１を通過後の冷媒の一部をバイパス減圧機構２０で減圧して過冷却熱交換器１１に流入させた低圧冷媒とを熱交換する。
【０２１０】
過冷却熱交換器１１から流出した高圧冷媒は、液配管２７又はバイパス減圧機構２０に流れる冷媒に分割される。液配管２７に流れた冷媒は、利用側減圧機構１４ａ、１４ｂにて減圧され低圧二相冷媒となり、利用側熱交換器１５ａ、１５ｂにて室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。この低圧ガス冷媒は、ガス配管２８及び四方弁２を通過後、バイパス減圧機構２０で減圧されて過冷却熱交換器１１で高圧冷媒と熱交換した冷媒と合流し、アキュムレータ１９を介して再び圧縮機１に吸入される。
【０２１１】
（全暖運転モード）
全暖運転モードでは、四方弁２は図９の点線側に切り換えられ、圧縮機１の吐出側をガス配管２８と接続し、圧縮機１の吸入側を熱源側熱交換器３のガス側と接続する。また、バイパス減圧機構２０は全閉開度となっている。
【０２１２】
圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は四方弁２を経由して、ガス配管２８を流れ、利用側熱交換器１５ａ、１５ｂにて室内空気を加熱して高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、利用側減圧機構１４ａ、１４ｂにて減圧され、低圧二相冷媒となり、液配管２７及び過冷却熱交換器１１を通過する。過冷却熱交換器１１からその後、熱源側熱交換器３にて室外空気より吸熱し、低圧ガス冷媒となり、四方弁２を経由してアキュムレータ１９を通過後、再び圧縮機１に吸入される。
【０２１３】
＜冷媒充填量検知運転モード＞
空気調和装置２００もまた実施の形態１の空気調和装置１００と同様に、図３に示すフローチャートに基づいて冷媒充填量検知運転モードを実施することが可能である。また、空気調和装置２００でも実施の形態１の空気調和装置１００と同様に、冷媒充填量検知運転モードでは、最も必要冷媒量の多い通常運転モードにて運転を行う。つまり、冷媒充填量検知運転モードでは、熱源側熱交換器３が凝縮器となり、且つ、液配管２７に高圧液冷媒が流れる全冷運転モードの冷媒流れ状態となる。ステップＳ３における冷媒充填量検知運転モードでの圧縮機１、熱源側送風機４、バイパス減圧機構２０、利用側減圧機構１４ａ、１４ｂの制御方法は、実施の形態１の場合と同様である。
【０２１４】
実施の形態１の空気調和装置１００では、熱源ユニット３０１と利用ユニット３０３ａ、３０３ｂとの間を繋ぐ液側の配管は、高圧配管６と室内液枝配管１３ａ、１３ｂの２つであり、冷媒充填量検知運転モードの時、高圧配管６は過冷却熱交換器１１の上流側に位置していた。対して、空気調和装置２００では、熱源ユニット３０４と利用ユニット３０３ａ、３０３ｂの間を繋ぐ延長配管は液配管２７のみであり、冷媒充填量検知運転モードの時、液配管２７は過冷却熱交換器１１の下流側に位置している。このような機器構成であっても、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤの演算は実施の形態１と同様に実施することができる。
【０２１５】
すなわち、過冷却熱交換器１１において、高圧冷媒の放熱量と低圧冷媒の吸熱量とは等しいという関係から、式（３）より、凝縮器である、熱源側熱交換器３の出口比エンタルピーＨｃｏ及び出口乾き度ｘｃｏを求めることができる。なお、本実施の形態２では過冷却熱交換器９を備えていないため、式（３）のＨｈｏは、過冷却熱交換器１１の低圧側出口比エンタルピーとする。
【０２１６】
したがって、凝縮器の平均冷媒密度ρｃを求めることができる。また、液側冷媒延長配管である液配管２７では、過冷却熱交換器１１の下流側に位置しているため、高圧液冷媒となっている。そのため、温度センサ２０７の検出温度より液配管２７の冷媒密度ρＰＬｍを求めることができる。よって、初期充填冷媒量Ｍｒ１を用いることで、式（２）により、液配管２７の内容積ＶＰＬｍが求まる。更に、標準運転状態時における凝縮器と液側冷媒延長配管の冷媒量演算を実施することで、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤが求まり、追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤを求めることができる。
【０２１７】
以上にて示した通り、空気調和装置２００においても、実施の形態１を適用することで、液側冷媒延長配管である液配管２７の内容積ＶＰＬｍを初期充填冷媒量から求め、目標充填冷媒量ＭｒＳＴＤ及び追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤを適確に求めることができる。また、空気調和装置２００では空気調和装置１００の場合と同様に、熱源側熱交換器３の下流側に過冷却熱交換器１１が設置されている。このため、冷媒充填量の不足により熱源側熱交換器３下流側が二相状態であったとしても、過冷却熱交換器１１高圧側出口の過冷却度から熱源側熱交換器３の出口状態を求めことができる。したがって、空気調和装置２００においても、実施の形態１で説明した追加充填冷媒量の算出方法を適用して高精度に追加充填冷媒量ＭｒＡＤＤを算出できる。
【０２１８】
なお、上記実施の形態１、２では、過冷却熱交換器を備えた冷媒回路に本発明を適用した例を示したが、これに限られたものではなく、過冷却熱交換器を備えていない冷媒回路にも適用できる。
【０２１９】
また、上記実施の形態１、２では、冷媒充填支援プログラムを空気調和装置１００、２００とは別体の外部コントローラ３２０にインストールした形式を示したが、この形式に限られない。すなわち、空気調和装置１００、２００のユニット制御装置１０１内にインストールし、冷媒充填支援機能付きの空気調和装置１００、２００として提供するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０２２０】
１  圧縮機、２  四方弁、３  熱源側熱交換器、４  熱源側送風機、５  逆止弁ブロック、５ａ  逆止弁、５ｂ  逆止弁、５ｃ  逆止弁、５ｄ  逆止弁、６  高圧配管、７  気液分離器、８  配管、９  過冷却熱交換器、１０  液減圧機構、１１  過冷却熱交換器、１２ａ  逆止弁、１３ａ  室内液枝配管、１３ｂ  室内液枝配管、１４ａ  利用側減圧機構、１４ｂ  利用側減圧機構、１５ａ  利用側熱交換器、１５ｂ  利用側熱交換器、１６ａ  室内ガス枝配管、１６ｂ  室内ガス枝配管、１７ａ  電磁弁、１７ｂ  電磁弁、１８  低圧配管、１９  アキュムレータ、２０  バイパス減圧機構、２１  配管、２２  配管、２３  配管、２４ａ  電磁弁、２４ｂ  電磁弁、２５ａ  逆止弁、２５ｂ  逆止弁、２６  配管、２７  液配管、２８  ガス配管、１００  空気調和装置、１０１  ユニット制御装置、１０２  測定部、１０３  制御演算部、１０４  制御部、１０５  ユニット通信部、１２１  冷媒充填支援装置、１２２  入力部、１２３  外部通信部、１２４  記憶部、１２５  充填量演算部、１２６  判定部、１２７  表示部、２００  空気調和装置、２０１  圧力センサ、２０２  温度センサ、２０３  温度センサ、２０４  温度センサ、２０５  圧力センサ、２０６  圧力センサ、２０７  温度センサ、２０８ａ  温度センサ、２０９ａ  温度センサ、２１０ａ  温度センサ、２１１  圧力センサ、２１２  温度センサ、２１３  温度センサ、２１４  温度センサ、２１６  圧力センサ、３０１  熱源ユニット、３０２  中継ユニット、３０３ａ  利用ユニット、３０３ｂ  利用ユニット、３０４  熱源ユニット、３２０  外部コントローラ。
【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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