(57)【要約】  室外機（２）は、室内機（３）と接続されて冷凍サイクル装置（１）を形成する室外機であって、圧縮機（１０）と、凝縮器（２０）と、バイパス回路と、冷媒量検出部（７０）とを備える。圧縮機（１０）は、冷媒を圧縮する。凝縮器（２０）は、圧縮機（１０）から出力される冷媒を凝縮する。バイパス回路は、凝縮器（２０）の出側の冷媒の一部を、室内機（３）を通過することなく圧縮機（１０）へ戻すように構成される。冷媒量検出部（７０）は、バイパス回路に流れる冷媒を加熱するように構成されたヒータ（７２）と、ヒータ（７２）によって加熱された冷媒の温度を検出する温度センサ（７４）とを含む。冷媒量検出部（７０）は、凝縮器（２０）と比較して気流の影響が小さい箇所に設けられる。
2020079771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機と接続されて冷凍サイクル装置を形成する室外機であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器の出側の冷媒の一部を、前記室内機を通過することなく前記圧縮機へ戻すように構成されたバイパス回路と、
前記バイパス回路に流れる冷媒を加熱するように構成された加熱器と、前記加熱器によって加熱された冷媒の温度を検出する加熱後温度センサとを含む冷媒量検出部とを備え、
前記冷媒量検出部は、前記凝縮器と比較して気流の影響が小さい箇所に設けられる、室外機。
【請求項２】
前記凝縮器は、熱交換室に設けられ、
前記冷媒量検出部は、仕切板によって前記熱交換室と隔てられた機械室に配設される、請求項１に記載の室外機。
【請求項３】
前記凝縮器及び前記冷媒量検出部は、熱交換室に設けられ、
前記冷媒量検出部は、前記熱交換室に設けられる箱の中に配設される、請求項１に記載の室外機。
【請求項４】
前記冷媒量検出部は、前記冷媒量検出部を収容する冷媒量検出モジュール内に設けられ、
前記冷媒量検出モジュールは、前記室外機の筐体に隣接して配設される、請求項１に記載の室外機。
【請求項５】
前記加熱器は、横向きに配設された冷媒配管の鉛直下方に配設される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の室外機。
【請求項６】
前記加熱後温度センサは、横向きに配設された冷媒配管の鉛直下方に配設される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の室外機。
【請求項７】
前記加熱器は、ヒータである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の室外機。
【請求項８】
前記加熱器は、前記圧縮機出側の冷媒配管である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の室外機。
【請求項９】
前記加熱後温度センサが検出した温度を用いて、前記冷凍サイクル装置に封入された冷媒の量を判定する制御装置をさらに備える、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の室外機。
【請求項１０】
前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路における冷媒の通流及び遮断を切換えるように構成された弁をさらに備え、
前記制御装置は、
前記冷凍サイクル装置に封入された冷媒が不足しているか否かを判定する判定制御の実行中に前記弁を開状態に制御し、
前記判定制御の非実行中は前記弁を閉状態に制御する、請求項９に記載の室外機。
【請求項１１】
前記冷媒量検出部は、前記加熱器によって加熱される前の冷媒の温度を検出する加熱前温度センサをさらに含み、
前記制御装置は、前記加熱後温度センサが検出した温度と前記加熱前温度センサが検出した温度とから算出される温度上昇量を用いて、前記冷凍サイクル装置に封入された冷媒の量を判定する、請求項１０に記載の室外機。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記温度上昇量が第１のしきい値を超える場合に、前記冷凍サイクル装置に封入された冷媒が不足しているものと判定する、請求項１１に記載の室外機。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記判定制御の実行中に、前記加熱器の入側及び出側の少なくとも一方の冷媒の温度が、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を超えるとき、前記弁が閉故障しているものと判定する、請求項１２に記載の室外機。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記弁の閉状態中に前記加熱器を作動させた場合に、前記加熱器入側及び出側の少なくとも一方の冷媒の温度が、前記第１のしきい値よりも大きい第３のしきい値よりも低いとき、前記加熱器が故障しているものと判定する、請求項１２又は請求項１３に記載の室外機。
【請求項１５】
前記制御装置は、前記判定制御の実行中に、前記加熱器の入側及び出側の少なくとも一方の冷媒の温度が、前記第１のしきい値よりも大きい第４のしきい値を超えるとき、前記バイパス回路が閉塞しているものと判定する、請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の室外機。
【請求項１６】
前記制御装置は、前記圧縮機を起動する場合に、前記弁を開状態にして前記圧縮機を起動する、請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の室外機。
【請求項１７】
前記バイパス回路は、前記圧縮機の吸入部に接続される、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の室外機。
【請求項１８】
前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路に流れる冷媒の圧力を減圧するように構成された減圧装置をさらに備える、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の室外機。
【請求項１９】
室内機と接続されて冷凍サイクル装置を形成する室外機であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器の出側の冷媒の一部を、前記室内機を通過することなく前記圧縮機へ戻すように構成されたバイパス回路と、
前記バイパス回路に流れる冷媒を加熱するように構成された加熱器と、前記加熱器によって加熱された冷媒の温度を検出する加熱後温度センサとを含む冷媒量検出部とを備え、
前記加熱器又は前記加熱後温度センサは、横向きに配設された冷媒配管の鉛直下方に配設される、室外機。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の室外機と、
前記室外機に接続される室内機とを備える冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、室外機及びそれを備える冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１２−１３２６３９号公報（特許文献１）は、冷凍装置を開示する。この冷凍装置の室外ユニットは、圧縮機、油分離器、凝縮器、受液器、過冷却熱交換器、及びアキュムレータを含む。室内ユニットは、膨張弁及び蒸発器を含む。この冷凍装置においては、過冷却熱交換器の温度効率に基づいて、冷媒回路に充填された冷媒量の適否が判定される。温度効率は、過冷却熱交換器の出口における冷媒の過冷却度を過冷却熱交換器の最大温度差で除算した値である。この冷凍装置によれば、冷媒回路における冷媒不足を検知することができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３２６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の冷凍装置では、冷媒の過冷却度が小さい運転状態の場合には、過冷却度の低下に基づく冷媒量の減少を精度良く検知できず、検知精度が低下する可能性がある。また、温度勾配を有する非共沸混合冷媒（たとえば、Ｒ４０７ａ、Ｒ４４８ａ、Ｒ４４９ａ、Ｒ４６３ａ等の冷媒）が用いられる場合にも、温度効率の精度が低下することにより検知精度が低下する可能性がある。【０００５】
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、冷媒回路に封入された冷媒の不足を精度良く検知可能な室外機及びそれを備え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】
【０００６】
本開示の室外機は、室内機と接続されて冷凍サイクル装置を形成する室外機であって、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器の出側の冷媒の一部を、室内機を通過することなく圧縮機へ戻すように構成されたバイパス回路と、冷媒量検出部とを備える。冷媒量検出部は、バイパス回路に流れる冷媒を加熱するように構成された加熱器と、加熱器によって加熱された冷媒の温度を検出する加熱後温度センサとを含む。冷媒量検出部は、凝縮器と比較して気流の影響が小さい箇所に設けられる。【０００７】
この室外機においては、冷媒不足が生じていなければ、加熱器を流れる冷媒は液成分が多い状態になるため、加熱器を通過した冷媒の温度上昇量は小さい。一方、冷媒不足が生じている場合には、加熱器を流れる冷媒はガス成分が多い状態になるため、加熱器を通過した冷媒の温度上昇量は大きい（過熱度大）。そこで、この室外機では、たとえば、加熱器を通過した冷媒の温度上昇量がしきい値を超える場合に、冷媒が不足しているものと判定することができる。これにより、冷媒の過冷却度の大小や非共沸混合冷媒が用いられているか否かに拘わらず、冷媒不足を検知することができる。そして、この室外機では、冷媒量検出部が、凝縮器と比較して気流の影響が小さい箇所に設けられるので、冷媒量検出部が気流の影響を受けることにより上記の温度上昇量に誤差が生じるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本開示の室外機及びそれを備える冷凍サイクル装置によれば、冷媒回路に封入された冷媒の不足を精度良く検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の実施の形態１に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。
【図２】冷媒不足が発生していない正常時におけるヒータ周辺の冷媒の状態を概念的に示す図である。
【図３】正常時における、ヒータによる冷媒温度の変化の一例を示す図である。
【図４】冷媒不足時におけるヒータ周辺の冷媒の状態を概念的に示す図である。
【図５】冷媒不足時における、ヒータによる冷媒温度の変化の一例を示す図である。
【図６】図１に示す制御装置により実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】室外機の構造を概略的に示す図である。
【図８】変形例１における室外機の構造を概略的に示す図である。
【図９】変形例２における室外機の構造を概略的に示す図である。
【図１０】変形例３における室外機の構造を概略的に示す図である。
【図１１】温度センサ及びヒータの配置例を示す図である。
【図１２】実施の形態３に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。
【図１３】実施の形態３における制御装置により実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態４に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。
【図１５】電磁弁とヒータとの動作パターンを示す図である。
【図１６】実施の形態４における制御装置により実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１７】変形例４における制御装置により実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１８】電磁弁とヒータとの動作パターンを示す図である。
【図１９】実施の形態５における制御装置により実行されるヒータ故障判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２０】実施の形態６における制御装置により実行される圧縮機の起動処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図２１】冷凍装置の全体構成図である。
【図２２】冷凍装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。なお、この図１は、冷凍装置における各機器の接続関係及び配置構成を機能的に示したものであり、物理的な空間における配置を必ずしも示すものではない。
【００１２】
図１を参照して、冷凍装置１は、室外機２と、室内機３とを備える。室外機２は、圧縮機１０と、凝縮器２０と、ファン２２と、液溜器３０と、熱交換器４０と、ファン４２と、サイトグラス４５と、配管８０〜８３，８５とを含む。また、室外機２は、配管８６，８７と、冷媒量検出部７０と、圧力センサ９０，９２と、制御装置１００とをさらに含む。室内機３は、膨張弁５０と、蒸発器６０と、ファン６２と、配管８４とを含む。室内機３は、配管８３，８５を通じて室外機２に接続されている。
【００１３】
配管８０は、圧縮機１０の吐出ポートと凝縮器２０とを接続する。配管８１は、凝縮器２０と液溜器３０とを接続する。配管８２は、液溜器３０と熱交換器４０とを接続する。配管８３は、熱交換器４０と膨張弁５０とを接続する。配管８４は、膨張弁５０と蒸発器６０とを接続する。配管８５は、蒸発器６０と圧縮機１０の吸入ポートとを接続する。配管８６は、配管８２と冷媒量検出部７０とを接続する。配管８７は、冷媒量検出部７０と配管８５とを接続する。
【００１４】
圧縮機１０は、配管８５から吸入される冷媒を圧縮して配管８０へ出力する。圧縮機１０は、制御装置１００からの制御信号に従って回転数を調整するように構成される。圧縮機１０の回転数を調整することで冷媒の循環量が調整され、冷凍装置１の能力を調整することができる。圧縮機１０には種々のタイプのものを採用可能であり、たとえば、スクロールタイプ、ロータリータイプ、スクリュータイプ等のものを採用し得る。
【００１５】
凝縮器２０は、圧縮機１０から配管８０に出力された冷媒を凝縮して配管８１へ出力する。凝縮器２０は、圧縮機１０から出力された高温高圧のガス冷媒が外気と熱交換（放熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は凝縮されて液相に変化する。ファン２２は、凝縮器２０において冷媒が熱交換を行なう外気を凝縮器２０に供給する。ファン２２の回転数を調整することにより、圧縮機１０出側の冷媒圧力（高圧側圧力）を調整することができる。
【００１６】
液溜器３０は、凝縮器２０によって凝縮された高圧の液冷媒を貯留する。熱交換器４０は、液溜器３０から配管８２に出力された液冷媒がさらに外気と熱交換（放熱）を行なうように構成される。冷媒は、熱交換器４０を通過することによって、過冷却された液冷媒となる。ファン４２は、熱交換器４０において冷媒が熱交換を行なう外気を熱交換器４０に供給する。サイトグラス４５は、配管８３を流れる冷媒中の気泡（フラッシュガス）を目視により確認するための窓である。
【００１７】
膨張弁５０は、熱交換器４０から配管８３へ出力された冷媒を減圧して配管８４へ出力する。膨張弁５０の開度を閉方向に変化させると、膨張弁５０出側の冷媒圧力は低下し、冷媒の乾き度は上昇する。膨張弁５０の開度を開方向に変化させると、膨張弁５０出側の冷媒圧力は上昇し、冷媒の乾き度は低下する。膨張弁５０に代えてキャピラリチューブを用いてもよい。
【００１８】
蒸発器６０は、膨張弁５０から配管８４へ出力された冷媒を蒸発させて配管８５へ出力する。蒸発器６０は、膨張弁５０により減圧された冷媒が室内機３内の空気と熱交換（吸熱）を行なうように構成される。冷媒は、蒸発器６０を通過することにより蒸発して過熱蒸気となる。ファン６２は、蒸発器６０において冷媒が熱交換を行なう外気を蒸発器６０に供給する。
【００１９】
冷媒量検出部７０は、配管８２から分岐する配管８６と、配管８５に接続される配管８７との間に設けられる。配管８６、冷媒量検出部７０、及び配管８７は、凝縮器２０の出側の冷媒の一部を、室内機３を通過することなく圧縮機１０へ戻す「バイパス回路」を構成する。
【００２０】
冷媒量検出部７０は、キャピラリチューブ７１と、ヒータ７２と、温度センサ７３，７４とを含む。キャピラリチューブ７１は、配管８６と配管８７との間に接続され、バイパス回路に流れる冷媒の圧力を減圧する。キャピラリチューブ７１は、配管８６から液冷媒が供給される場合にキャピラリチューブ７１を通過した冷媒がヒータ７２によって加熱されてもガス単相となることなく気液二相であるように、ヒータ７２の加熱量も考慮して適宜設計される。なお、キャピラリチューブ７１に代えて膨張弁を用いてもよい。
【００２１】
ヒータ７２及び温度センサ７３，７４は、配管８７に設けられる。ヒータ７２は、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒を加熱する。冷媒は、ヒータ７２によって加熱されることによりエンタルピーが上昇する。ヒータ７２は、上述のように、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒がヒータ７２によって加熱されてもガス単相となることなく気液二相であるように、キャピラリチューブ７１の仕様とともにその加熱量が設定される。ヒータ７２は、配管８７の外部から冷媒を加熱してもよいし、ヒータ７２から冷媒への伝熱をより確実にするために配管８７の内部に設置してもよい。
【００２２】
温度センサ７３は、ヒータ７２による冷媒加熱前の冷媒温度、すなわち、キャピラリチューブ７１とヒータ７２との間の冷媒の温度Ｔ１を検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。一方、温度センサ７４は、ヒータ７２による冷媒加熱後の冷媒温度、すなわち、ヒータ７２の下流であって配管８５に合流する前の冷媒の温度Ｔ２を検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。温度センサ７３，７４は、配管８７の外部に設置してもよいし、冷媒の温度をより確実に検出するために配管８７の内部に設置してもよい。冷媒量検出部７０による冷媒不足検知の原理及び方法については、後ほど詳しく説明する。
【００２３】
圧力センサ９０は、配管８５内の冷媒の圧力ＬＰを検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。すなわち、圧力センサ９０は、圧縮機１０の吸入側の冷媒圧力（低圧側圧力）を検出するものである。圧力センサ９２は、配管８０内の冷媒の圧力ＨＰを検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。すなわち、圧力センサ９２は、圧縮機１０の吐出側の冷媒圧力（高圧側圧力）を検出するものである。
【００２４】
制御装置１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０２と、メモリ１０４（ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及びＲＡＭ（Random  Access  Memory））と、各種信号を入出力するための入出力バッファ（図示せず）等を含んで構成される。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、制御装置１００の処理手順が記されたプログラムである。制御装置１００は、これらのプログラムに従って、室外機２における各機器の制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００２５】
＜冷媒不足検知の説明＞
以下、冷媒量検出部７０を用いた冷媒不足の検知方法について説明する。なお、冷媒不足は、冷媒回路への冷媒の初期充填量が不足していたり、使用開始後に冷媒漏れが生じた場合等に発生する。
【００２６】
図２は、冷媒不足が発生していない正常時におけるヒータ７２周辺の冷媒の状態を概念的に示す図である。なお、以下では、冷媒不足が発生しておらず、冷媒量が適正な範囲内であるときを、単に「正常時」と称する場合がある。
【００２７】
図２とともに図１も参照して、冷媒量が適正な正常時は、凝縮器２０の出口において冷媒はほぼ液相化しており、液溜器３０に液冷媒が溜まっている。これにより、配管８６には液冷媒が流れ、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒は、液成分が多い状態となる。そして、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒は、ヒータ７２により加熱されて乾き度が上昇する。
【００２８】
図３は、正常時における、ヒータ７２による冷媒温度の変化の一例を示す図である。図３において、横軸は、配管８７の延設方向の位置を示しており、Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ温度センサ７３，７４が設置されている位置を示す。縦軸は、配管８７の各位置における冷媒温度を示す。なお、この図３では、冷媒が共沸冷媒（温度勾配を有しない冷媒であり、たとえばＲ４１０ａ等の冷媒）である場合が示されている。
【００２９】
図３を参照して、正常時は、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒は液成分が多い状態であるため、ヒータ７２によって冷媒が加熱されても冷媒の温度は基本的に変化しない（加熱エネルギは冷媒の潜熱変化に利用される。）。したがって、ヒータ７２による冷媒加熱後の冷媒の温度Ｔ２は、ヒータ７２による冷媒加熱前の冷媒の温度Ｔ１と略同等となる。
【００３０】
なお、特に図示しないが、冷媒が非共沸冷媒（温度勾配を有する冷媒であり、たとえば、Ｒ４０７ａ、Ｒ４４８ａ、Ｒ４４９ａ、Ｒ４６３ａ等の冷媒）の場合は、ヒータ７２による加熱によって冷媒の温度は多少上昇する（高々１０度程度）。
【００３１】
図４は、冷媒不足時におけるヒータ７２周辺の冷媒の状態を概念的に示す図である。図４とともに図１も参照して、冷媒不足時は、凝縮器２０の出口において冷媒は気液二相化しており、液溜器３０には、液冷媒が溜まっていないか、溜まっていても少量である。これにより、配管８６には気液二相の冷媒が流れ、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒は、正常時と比較してガス成分が多い状態となる。したがって、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒は、ヒータ７２により加熱されて蒸発し、温度（過熱度）が上昇する。
【００３２】
図５は、冷媒不足時における、ヒータ７２による冷媒温度の変化の一例を示す図である。図５においても、横軸は、配管８７の延設方向の位置を示しており、Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ温度センサ７３，７４が設置されている位置を示す。縦軸は、配管８７の各位置における冷媒温度を示す。
【００３３】
図５を参照して、冷媒不足時は、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒はガス成分が多い状態であるため、ヒータ７２によって冷媒が加熱されると、冷媒が蒸発して冷媒の温度が上昇する（過熱度＞０）。したがって、ヒータ７２による冷媒加熱後の冷媒の温度Ｔ２は、ヒータ７２による冷媒加熱前の冷媒の温度Ｔ１よりも高くなる。
【００３４】
なお、冷媒が非共沸冷媒の場合は、冷媒不足時のヒータ７２による冷媒の温度上昇と、正常時のヒータ７２による冷媒の温度上昇（冷媒の温度勾配に基づく温度上昇）とが区別できるように、ヒータ７２の加熱量が適宜設定される。
【００３５】
このように、冷媒量検出部７０において、ヒータ７２によって冷媒を加熱したときの冷媒の温度上昇量に基づいて、冷凍装置１において冷媒不足が生じているか否かを検知することができる。
【００３６】
図６は、図１に示した制御装置１００により実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、冷凍装置１が定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。
【００３７】
図６を参照して、制御装置１００は、冷媒不足判定制御の実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。冷媒不足判定制御は、たとえば１時間に１回の頻度で数分間実行され、当該制御の実行中は、ヒータ７２がＯＮ（作動）される。冷媒不足判定制御の非実行時は（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置１００は、以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。
【００３８】
ステップＳ１０において冷媒不足判定制御の実行中であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、冷媒量検出部７０の温度センサ７３，７４からそれぞれ温度Ｔ１，Ｔ２の検出値を取得する（ステップＳ２０）。そして、制御装置１００は、取得された温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）、すなわち、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量が、しきい値Ｔｔｈ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【００３９】
ヒータ７２による冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｔｈ１以上であると判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、制御装置１００は、冷媒量が不足しているものと判定する（ステップＳ４０）。なお、ステップＳ４０において冷媒不足と判定された場合に、冷媒不足が生じている旨のアラームを出力するようにしてもよい。
【００４０】
ステップＳ３０において、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｔｈ１よりも小さいと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、冷媒量は正常であると判断して、リターンへと処理を移行する。
【００４１】
なお、上述のように、非共沸冷媒が用いられる場合は、ヒータ７２により冷媒が加熱されると、冷媒量が適正であっても冷媒の温度が上昇する。そのため、ステップＳ３０におけるしきい値Ｔｔｈ１は、ヒータ７２による正常時の冷媒の温度上昇量と冷媒不足時の温度上昇量とを区別可能なように、使用されている冷媒の種類、及びヒータ７２の加熱量に基づいて適宜設定される。
【００４２】
以上のように、本実施の形態１では、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量に基づいて、冷媒不足が生じているか否かを判定することができる。したがって、冷媒不足の判定精度は、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量の検出精度に依存する。そこで、本実施の形態１に従う室外機２では、冷媒量検出部７０は、温度上昇量の検出の外乱となる風の影響を受けにくい箇所に配設される。具体的には、冷媒量検出部７０は、凝縮器２０と比較して、気流の影響が小さい箇所に配設される。影響低減の対象となる風には、凝縮器２０を通過した風、凝縮器２０を通過する前の風、及び自然の風が含まれる。これにより、冷媒量検出部７０が風の影響を受けて上記の温度上昇量に誤差が生じるのを抑制することができる。
【００４３】
図７は、冷凍装置１の室外機２の構造を概略的に示す図である。図７を参照して、室外機２の内部は、仕切板（壁）２０６によって熱交換室２０２と機械室２０４とに仕切られている。熱交換室２０２には、凝縮器２０、液溜器３０及び熱交換器４０（いずれも図示せず）、並びにファン２２，４２が収容されている。凝縮器２０及び熱交換器４０（以下、纏めて「熱交換部」と称する場合がある。）並びにファン２２，４２は、室外機２の筐体の側面に設けられており、この例では、熱交換部が背面側に設けられるとともにファン２２，４２が前面側に設けられ、熱交換室２０２の背面側から前面側に向けて熱交換部の排熱風が流れる。機械室２０４には、圧縮機１０、各配管、圧力センサ９０，９２及び制御装置１００が収容されている。
【００４４】
そして、本実施の形態１に従う室外機２においては、冷媒量検出部７０は、機械室２０４に収容されている。熱交換室２０２内には、ファン２２，４２の動作に伴なう風、又はファン停止中には自然の風が流れており、このような風が流れる熱交換室２０２内に冷媒量検出部７０が配置されると、冷媒量検出部７０（特に温度センサ７３，７４）が風の影響を受けることによってヒータ７２による冷媒の温度上昇量の測定に誤差が生じ得る。この例では、冷媒量検出部７０は、熱交換室２０２とは仕切板２０６によって仕切られた機械室２０４に収容されているので、風の影響を受けない。したがって、この室外機２によれば、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量を精度良く測定することができる。
【００４５】
なお、上記では、液溜器３０は、熱交換室２０２に配設されるものとしたが、機械室２０４に配設してもよい。
【００４６】
以上のように、この実施の形態１によれば、冷媒の過冷却度の大小や非共沸冷媒が用いられているか否かに拘わらず、ヒータ７２を通過した冷媒の温度上昇量に基づいて冷媒不足を検知することができる。そして、この実施の形態１では、風の影響を受けない機械室２０４に冷媒量検出部７０が配設されるので、冷媒量検出部７０が風の影響を受けることにより上記の温度上昇量に誤差が生じるのを回避することができる。その結果、この実施の形態１によれば、冷凍装置１に封入された冷媒の不足を精度良く検知することができる。
【００４７】
変形例１．
冷媒量検出部７０の配置について、熱交換室２０２内に箱を設け、冷媒量検出部７０をその箱の中に配設してもよい。
【００４８】
図８は、変形例１における室外機２の構造を概略的に示す図である。図８を参照して、熱交換室２０２には、凝縮器２０、液溜器３０及び熱交換器４０（いずれも図示せず）、並びにファン２２，４２が収容されている他、箱２０８がさらに設けられている。そして、この変形例１に従う室外機２では、冷媒量検出部７０は、熱交換室２０２に設けられた箱２０８の中に配設される。
【００４９】
冷媒量検出部７０は、箱２０８の中に配設されているので、風の影響を受けない。さらに、冷媒量検出部７０は、箱２０８に収容されて熱交換室２０２に配置されているので、バイパス回路を形成するための配管８６を機械室２０４まで延設する必要がない。したがって、この変形例１によれば、室外機２内の配管設置の自由度が向上する。
【００５０】
変形例２．
冷媒量検出部７０の配置について、冷媒量検出部７０をモジュール化し、当該モジュールを室外機２の筐体に隣接して配置してもよい。
【００５１】
図９は、変形例２における室外機２の構造を概略的に示す図である。図９を参照して、この変形例２に従う室外機２は、冷媒量検出モジュール２１０を含む。冷媒量検出モジュール２１０は、冷媒量検出部７０を含んで構成され、この例では、室外機２の筐体の下部に配置されている。
【００５２】
冷媒量検出部７０は、冷媒量検出モジュール２１０として室外機２の筐体外部に配置されるので、熱交換部が設けられる熱交換室２０２を流れる風の影響を受けない。また、モジュール化された冷媒量検出部７０を室外機２に対して着脱可能に構成することにより、冷媒量検出部７０を追加機能として提供することが可能となる。さらに、冷媒量検出部７０をモジュール化することにより、冷媒量検出部７０のメンテナンス性も向上する。
【００５３】
なお、上記では、冷媒量検出モジュール２１０は、室外機２の筐体の下部に配置されるものとしたが、室外機２の筐体の側部や上部に配置してもよい。
【００５４】
変形例３．
実施の形態１では、熱交換部並びにファンが室外機２の筐体の側面に設けられ、熱交換室２０２の一側面（たとえば背面側）から他の側面（たとえば前面側）に向けて気流が形成されるサイドフロータイプの室外機２について説明した。
【００５５】
室外機２は、このようなサイドフロータイプのものには限定されず、たとえば、ファン２２，４２が室外機２の筐体の上部に設けられるとともに熱交換部が筐体の側面に設けられ、熱交換室２０２の側面から上部に向けて気流が形成されるトップフロータイプのものであってもよい。
【００５６】
図１０は、変形例３における室外機２の構造を概略的に示す図である。図１０を参照して、室外機２の内部は、仕切板２１６によって、機械室２１４が筐体の下方に配置されるように熱交換室２１２と機械室２１４とに仕切られている。
【００５７】
熱交換室２１２には、凝縮器２０及び熱交換器４０（いずれも図示せず）、並びにファン２２，４２が収容されている。凝縮器２０及び熱交換器４０の熱交換部は、室外機２の筐体の側面に設けられ、ファン２２，４２は、筐体の上部に設けられている。これにより、熱交換室２１２の側面から上部に向けて気流が形成される。機械室２１４には、圧縮機１０、液溜器３０、各配管、圧力センサ９０，９２及び制御装置１００が収容されている。
【００５８】
そして、この変形例３でも、冷媒量検出部７０は、機械室２１４に収容される。これにより、冷媒量検出部７０は、熱交換部が配置される熱交換室２１２内を流れる気流の影響を受けない。したがって、この変形例３によっても、冷媒量検出部７０において、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量を精度良く測定することができる。その結果、冷凍装置１に封入された冷媒の不足を精度良く検知することができる。
【００５９】
なお、上記では、液溜器３０は、機械室２１４に配設されるものとしたが、熱交換室２１２に配設してもよい。
【００６０】
なお、さらなる変形例として、特に図示しないが、冷媒量検出部７０を熱交換室２１２内に配置しつつ断熱材で覆うことによって、熱交換部の排熱風の冷媒量検出部７０への影響を遮断又は軽減するようにしてもよい。
【００６１】
実施の形態２．
この実施の形態２における冷凍装置の全体構成は、図１に示した実施の形態１における冷凍装置１と同じである。
【００６２】
冷媒不足が生じていない正常時は、冷媒量検出部７０において、キャピラリチューブ７１出側における冷媒は液成分が多い状態となる。ここで、キャピラリチューブ７１出側の配管８７が横置きされている場合、冷媒の流速によっては、図１１に示されるように、配管８７内において、上部が気相になり、下部が液相になる。この場合、気相部の冷媒が周囲温度の影響を受けて温度変化するおそれがあり、温度センサ７３，７４により冷媒の温度Ｔ１，Ｔ２が正しく計測されない可能性がある。
【００６３】
そこで、この実施の形態２に従う室外機２では、図１１に示されるように、横置きされた配管８７に対して温度センサ７３，７４が配管８７の鉛直下方に設置され、温度センサ７３，７４によって配管８７内の液相部の温度が計測される。これにより、温度センサ７３，７４による冷媒の温度検出の誤差が軽減され、その結果、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量を正確に測定することができる。
【００６４】
また、この実施の形態２に従う室外機２では、横置きされた配管８７に対してヒータ７２が配管８７の鉛直下方に設置され、ヒータ７２によって配管８７内の液冷媒が加熱される。ヒータ７２によって配管８７内のガス冷媒（気相部）が加熱されると、ガス冷媒が過熱することによって冷媒が不足していると誤検出する可能性があるところ、上記の構成により、そのような誤検出の可能性を抑制することができる。
【００６５】
このように、この実施の形態２によれば、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量に基づいて、冷凍装置１に封入された冷媒の不足を精度良く検知することができる。
【００６６】
なお、上記では、横置きされた配管８７に対して、温度センサ７３，７４及びヒータ７２の双方が配管８７の鉛直下方に設置されるものとしたが、温度センサ７３，７４及びヒータ７２のいずれかのみを上記のように配置するだけでも、そのような配置による上記効果を得ることができる。
【００６７】
なお、上記では、キャピラリチューブ７１出側の配管８７が横置きされる場合について説明したが、配管８７が縦置きされる場合は、キャピラリチューブ７１とヒータ７２との間において配管８７に立上部を設け、その立上部周辺に温度センサ７３を配置して立上部の液溜まり（液相部）の温度を測定するようにしてもよい。
【００６８】
実施の形態３．
この実施の形態３では、冷媒量検出部における熱源として、ヒータ７２に代えて、圧縮機出側の高温高圧の冷媒が用いられる。これにより、ヒータ７２を別途設けることなく冷媒量検出部を構成することができる。
【００６９】
図１２は、実施の形態３に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。図１２を参照して、この冷凍装置１Ａは、室外機２Ａと、室内機３とを備える。室外機２Ａは、図１に示した実施の形態１の室外機２において、冷媒量検出部７０及び制御装置１００に代えて、それぞれ冷媒量検出部７０Ａ及び制御装置１００Ａを含む。
【００７０】
冷媒量検出部７０Ａは、図１に示した実施の形態１の冷媒量検出部７０において、ヒータ７２に代えて熱交換部７８を含み、温度センサ７５〜７７をさらに含む。熱交換部７８は、圧縮機１０から出力される高温高圧の冷媒と、キャピラリチューブ７１を通過した冷媒との間で熱交換を行なうように構成される。そして、温度センサ７３は、熱交換部７８の上流側の冷媒温度、すなわち、キャピラリチューブ７１と熱交換部７８との間の冷媒の温度Ｔ１を検出する。一方、温度センサ７４は、熱交換部７８の下流側の冷媒温度、すなわち、熱交換部７８の下流であって配管８５に合流する前の冷媒の温度Ｔ２を検出する。
【００７１】
温度センサ７５は、圧縮機１０から出力される高温高圧の冷媒の温度Ｔ３を検出し、その検出値を制御装置１００Ａへ出力する。温度センサ７６は、圧縮機１０から出力されて熱交換部７８を通過した冷媒の温度Ｔ４を検出し、その検出値を制御装置１００Ａへ出力する。すなわち、温度センサ７５，７６は、圧縮機１０から凝縮器２０へ供給される冷媒について、それぞれ熱交換部７８の通過前及び通過後の冷媒の温度を検出する。温度センサ７７は、圧縮機１０に吸入される冷媒の温度Ｔ５を検出し、その検出値を制御装置１００Ａへ出力する。
【００７２】
制御装置１００Ａは、配管８７を流れる冷媒を熱交換部７８によって加熱したときの冷媒の温度上昇量に基づいて、冷凍装置１Ａにおいて冷媒不足が生じているか否かを判定する。より詳しくは、制御装置１００Ａは、熱交換部７８による冷媒の温度上昇量がしきい値以上になると、冷媒不足が生じているものと判定する。
【００７３】
ここで、熱交換部７８の加熱量は、冷凍装置１Ａの運転状態によって変化するため、熱交換部７８における配管８７内の冷媒の温度上昇量も、冷凍装置１Ａの運転状態によって変化する。特に、冷媒が非共沸冷媒の場合は、冷媒不足が生じていなくても、配管８７を流れる気液二相の冷媒が熱交換部７８において加熱されると温度が上昇し、その温度上昇量は加熱量に依存する。また、冷媒が共沸冷媒であっても、熱交換部７８の加熱量が大きい場合には、冷媒の温度が上昇し得る。
【００７４】
そこで、この実施の形態３では、熱交換部７８の加熱量が算出され、その加熱量に基づいて、冷媒不足が生じているか否かを判定するためのしきい値（熱交換部７８における冷媒の温度上昇量のしきい値）が設定される。これにより、冷凍装置１Ａの運転状態によって熱交換部７８の加熱量が変化しても、冷媒不足を精度良く検知することができる。
【００７５】
熱交換部７８の加熱量は、たとえば以下のようにして算出することができる。熱交換部７８の加熱量（Ｗ＝Ｊ／ｓ）は、次式によって算出される。
【００７６】
加熱量＝Ｇ×Ｈ  …（１）
ここで、Ｇは、圧縮機１０から熱交換部７８に流れる冷媒流量であり、Ｈは、圧縮機１０から熱交換部７８に流れる冷媒の、熱交換部７８前後のエンタルピー差である。
【００７７】
冷媒流量Ｇ（ｋｇ／ｈｒ）は、次式によって算出することができる。
冷媒流量Ｇ＝Ｖ×Ｒ×Ｄ  …（２）
ここで、Ｖは、圧縮機１０の押しのけ量（ｍ3）であり、すなわち、圧縮機１回転あたりの冷媒吸込み量である。Ｒは、圧縮機１０の回転数（１／ｈｒ又は１／ｓ）であり、Ｄは、冷媒の密度（ｋｇ／ｍ3）である。密度Ｄは、圧縮機１０の吸入側の冷媒温度と圧力とによって決まる量であり、温度センサ７７により検出される温度Ｔ５と、圧力センサ９０により検出される圧力ＬＰとから算出することができる。
【００７８】
また、エンタルピー差Ｈ（ｋＪ／ｋｇ）は、次式によって算出することができる。
エンタルピー差Ｈ＝Ｈ３−Ｈ４  …（３）
ここで、Ｈ３は、圧縮機１０から熱交換部７８に供給される冷媒のエンタルピーであり、Ｈ４は、熱交換部７８を通過した後の冷媒のエンタルピーである。なお、エンタルピーＨ３は、圧縮機１０の吐出圧力と熱交換部７８通過前の冷媒温度とによって決まる量であり、圧力センサ９２により検出される圧力ＨＰと、温度センサ７５により検出される温度Ｔ３とから求めることができる。また、エンタルピーＨ４は、圧縮機１０の吐出圧力と熱交換部７８通過後の冷媒温度とによって決まる量であり、圧力ＨＰと、温度センサ７６により検出される温度Ｔ４とから求めることができる。
【００７９】
図１３は、実施の形態３における制御装置１００Ａにより実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理も、冷凍装置１Ａが定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。
【００８０】
図１３を参照して、制御装置１００Ａは、冷媒不足判定制御の実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。冷媒不足判定制御の非実行時は（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御装置１００Ａは、以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。
【００８１】
ステップＳ１１０において冷媒不足判定制御の実行中であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ａは、温度センサ７３〜７７からそれぞれ温度Ｔ１〜Ｔ５の検出値を取得し、圧縮機１０の回転数Ｒを取得し、さらに圧力センサ９０，９２からそれぞれ圧力ＬＰ，ＨＰの検出値を取得する（ステップＳ１２０）。
【００８２】
そして、制御装置１００Ａは、上述の式（２）を用いて冷媒流量Ｇを算出するとともに、上述の式（３）を用いてエンタルピー差Ｈを算出する（ステップＳ１３０）。次いで、制御装置１００Ａは、算出された冷媒流量Ｇとエンタルピー差Ｈとを乗算することによって、熱交換部７８の加熱量（Ｇ×Ｈ）を算出する（ステップＳ１４０）。
【００８３】
続いて、制御装置１００Ａは、算出された熱交換部７８の加熱量に基づいて、冷媒不足が生じているか否かを判定するためのしきい値Ｔｔｈ２（熱交換部７８において配管８７を流れる冷媒の温度上昇量のしきい値）を設定する（ステップＳ１５０）。加熱量としきい値Ｔｔｈ２との関係は、使用される冷媒の種類に応じて事前評価やシミュレーション等により予め求められ、制御装置１００ＡのＲＯＭに記憶されている。定性的には、加熱量が大きい程、しきい値Ｔｔｈ２は大きく、また、加熱量が同じ場合、非共沸冷媒のしきい値は、共沸冷媒のしきい値よりも大きい。
【００８４】
そして、制御装置１００Ａは、ステップＳ１２０において取得された温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）、すなわち、熱交換部７８において配管８７を流れる冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｔｈ２よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１６０）。
【００８５】
冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｔｈ２以上であると判定されると（ステップＳ１６０においてＮＯ）、制御装置１００Ａは、冷媒が不足しているものと判定する（ステップＳ１７０）。なお、ステップＳ１７０において冷媒不足と判定された場合に、冷媒不足が生じている旨のアラームを出力するようにしてもよい。一方、冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｔｈ２よりも小さいと判定されると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ａは、冷媒量は正常であると判断して、リターンへと処理を移行する。
【００８６】
以上のように、この実施の形態３によれば、冷媒量検出部７０Ａにおける熱源として、ヒータ７２に代えて、圧縮機１０出側の高温高圧の冷媒を用いた熱交換部７８が設けられるので、ヒータ７２を設けることなく冷媒量検出部を構成することができる。
【００８７】
また、熱交換部７８の加熱量は、冷凍装置１Ａの運転状態によって変化するところ、この実施の形態３によれば、熱交換部７８において配管８７を流れる冷媒の温度上昇量のしきい値Ｔｔｈ２は、熱交換部７８の加熱量に基づいて設定されるので、冷凍装置１Ａの運転状態が変化しても冷媒不足を精度良く検知することができる。
【００８８】
実施の形態４．
冷媒量検出部が設けられるバイパス回路に冷媒が流れると、室内機３の蒸発器６０に流れる冷媒量が減少する。したがって、バイパス回路に冷媒を流し続けると、冷凍装置の性能に影響を与える可能性がある。
【００８９】
そこで、この実施の形態４では、バイパス回路に開閉弁が設けられ、冷媒不足判定の実行中（たとえば１時間に１回の頻度で数分間実行）に弁が開けられ、冷媒不足判定の非実行時は弁が閉じられる。
【００９０】
図１４は、実施の形態４に従う室外機が用いられる冷凍装置の全体構成図である。図１４を参照して、この冷凍装置１Ｂは、室外機２Ｂと、室内機３とを備える。室外機２Ｂは、図１に示した実施の形態１の室外機２において、冷媒量検出部７０及び制御装置１００に代えて、それぞれ冷媒量検出部７０Ｂ及び制御装置１００Ｂを含む。
【００９１】
冷媒量検出部７０Ｂは、図１に示した実施の形態１の冷媒量検出部７０において、電磁弁７９をさらに含む。電磁弁７９は、キャピラリチューブ７１の上流の配管８６に設けられ、制御装置１００Ｂからの指示に従って開閉する。電磁弁７９が開状態になると、キャピラリチューブ７１及び配管８７に冷媒が流れ、冷媒不足が検知可能になる。電磁弁７９が閉状態のときは、キャピラリチューブ７１及び配管８７への冷媒の流れが遮断されるので、冷媒不足検知は実行不可となる。
【００９２】
図１５は、電磁弁７９とヒータ７２との動作パターンを示す図である。図１５を参照して、冷媒不足判定制御の実行中は、電磁弁７９はＯＮ（開）され、ヒータ７２もＯＮされる。通常時、すなわち、冷媒不足判定制御の非実行時は、電磁弁７９はＯＦＦ（閉）され、ヒータ７２もＯＦＦされる。
【００９３】
なお、図１４では、電磁弁７９は、配管８６に設けられるものとしたが、電磁弁７９は、キャピラリチューブ７１の下流の配管８７に設けてもよい。但し、バイパス回路において電磁弁７９を上流側に配設した方が、通常時にバイパス回路に寝込む液冷媒の量を少なくすることができるので、配管８６に電磁弁７９を設ける方が好ましい。さらには、電磁弁７９は、配管８２から配管８６が分岐される分岐部にできるだけ近い箇所に設けるのがより好ましい。
【００９４】
電磁弁７９を設けることにより、冷媒不足判定の実行中に限定してバイパス回路に冷媒を流すことができるが、電磁弁７９が閉故障すると、バイパス回路において冷媒の流れが生じないので、温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）が小さくなり、実際には冷媒不足が生じているにも拘わらず、冷媒不足は生じていないと誤判定する可能性がある。そこで、この実施の形態４では、温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）が小さくても、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれかがしきい値以上の場合には、電磁弁７９が閉故障しているものと判定される。
【００９５】
図１６は、実施の形態４における制御装置１００Ｂにより実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理も、冷凍装置１Ｂが定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。
【００９６】
図１６を参照して、このフローチャートに示されるステップＳ２１０〜Ｓ２４０の処理は、それぞれ図６に示したステップＳ１０〜Ｓ４０の処理と同じである。そして、このフローチャートは、ステップＳ２５０，Ｓ２６０をさらに含む。
【００９７】
すなわち、ステップＳ２３０において、冷媒の温度上昇量（Ｔ２−Ｔ１）がしきい値Ｔｔｈ１よりも小さいと判定されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｂは、ステップＳ２２０において取得された温度Ｔ１，Ｔ２がしきい値Ｔｔｈ３よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２５０）。しきい値Ｔｔｈ３は、バイパス回路において冷媒が流動していないために、ヒータ７２によって冷媒が過熱したことを検知するための値であり、ヒータ７２の加熱量等に基づいて適宜設定される。たとえば、しきい値Ｔｔｈ１が４〜５度程度の小さい値に設定されるのに対して、しきい値Ｔｔｈ３は８０度程度の大きい値に設定される。
【００９８】
ステップＳ２５０において、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれかがしきい値Ｔｔｈ３以上であると判定されると（ステップＳ２５０においてＮＯ）、制御装置１００Ｂは、電磁弁７９が閉故障しているものと判定する（ステップＳ２６０）。なお、ステップＳ２６０において電磁弁７９が閉故障していると判定された場合に、電磁弁が故障している旨のアラームを出力するようにしてもよい。
【００９９】
一方、ステップＳ２５０において、温度Ｔ１，Ｔ２がしきい値Ｔｔｈ３よりも低いと判定されると（ステップＳ２５０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｂは、電磁弁７９は正常に作動（開状態）していると判断して、リターンへと処理を移行する。
【０１００】
以上のように、この実施の形態４では、バイパス回路に電磁弁７９が設けられる。そして、冷媒不足判定の実行中に電磁弁７９が開けられ、冷媒不足判定の非実行時は電磁弁７９が閉じられる。これにより、冷媒不足判定の非実行時にもバイパス回路に冷媒を流し続けることによる冷凍装置の性能低下を防止することができる。
【０１０１】
また、この実施の形態４では、電磁弁７９の閉故障が検知される。これにより、電磁弁７９の閉故障によりバイパス回路において冷媒が流動しないために、実際には冷媒不足が生じているにも拘わらず、冷媒不足は生じていないと誤判定してしまうのを防止することができる。
【０１０２】
変形例４．
実施の形態４では、バイパス回路に電磁弁７９が設けられ、電磁弁７９の閉故障を検知可能としたが、電磁弁７９が設けられているか否かに拘わらず、実施の形態４で説明した電磁弁７９の閉故障検知の手法は、バイパス回路の閉塞異常の検知にも適用することができる。
【０１０３】
すなわち、キャピラリチューブ７１に異物が詰まるなどしてバイパス回路が閉塞すると、電磁弁７９が閉故障した場合と同じ状況が生じる。そこで、電磁弁７９が設けられていない回路においては、温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）が小さくても、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれかがしきい値Ｔｔｈ３以上の場合には、バイパス回路（主にはキャピラリチューブ７１）が閉塞しているものと判定することができる。なお、電磁弁７９が設けられている回路においても、電磁弁７９の正常が別途確認できる場合には、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれかがしきい値Ｔｔｈ３以上のときはバイパス回路が閉塞しているものと判定することができる。
【０１０４】
図１７は、変形例４における制御装置１００Ｃにより実行される冷媒不足判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理も、冷凍装置が定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。
【０１０５】
図１７を参照して、このフローチャートは、図１６に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２６０に代えてステップＳ２７０を含む。
【０１０６】
すなわち、ステップＳ２５０において、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれかがしきい値Ｔｔｈ３以上であると判定されると（ステップＳ２５０においてＮＯ）、制御装置１００Ｃは、バイパス回路（主にはキャピラリチューブ７１）が閉塞しているものと判定する（ステップＳ２７０）。なお、ステップＳ２７０においてバイパス回路が閉塞していると判定された場合に、バイパス回路が閉塞している旨のアラームを出力するようにしてもよい。
【０１０７】
なお、上記では、バイパス回路が閉塞しているか否かを判定するためのしきい値Ｔｔｈ３は、実施の形態４において電磁弁７９が閉故障しているか否かを判定するためのしきい値と同じとしたが、両者のしきい値は、必ずしも同じでなくてもよい。
【０１０８】
以上のように、この変形例４では、バイパス回路（主にはキャピラリチューブ７１）の閉塞が検知される。したがって、この変形例４によれば、キャピラリチューブ７１等の閉塞によりバイパス回路において冷媒が流動しないために、実際には冷媒不足が生じているにも拘わらず、冷媒不足は生じていないと誤判定してしまうのを防止することができる。
【０１０９】
実施の形態５．
冷媒不足判定の実行中、ヒータ７２へＯＮ指令を出力しているにも拘わらずヒータ７２の故障によりヒータ７２よる加熱が行なわれない場合、温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）が小さくなり、実際には冷媒不足が生じているにも拘わらず、冷媒不足は生じていないと誤判定する可能性がある。そこで、この実施の形態５では、ヒータ７２の故障判定が行なわれる。ヒータ７２の故障判定は、たとえば、冷媒不足判定が実行される直前に実行される。
【０１１０】
この実施の形態５における冷凍装置の全体構成は、図１４に示した実施の形態４における冷凍装置１Ｂと同じである。
【０１１１】
図１８は、電磁弁７９とヒータ７２との動作パターンを示す図である。図１８を参照して、ヒータ故障判定制御の実行中は、電磁弁７９はＯＦＦ（閉）され、ヒータ７２がＯＮされる。なお、冷媒不足判定制御の実行中、及び通常時（冷媒不足判定制御の非実行時）については、図１５で説明したとおりである。
【０１１２】
図１９は、実施の形態５における制御装置１００Ｄにより実行されるヒータ故障判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、冷凍装置が定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。
【０１１３】
図１９を参照して、制御装置１００Ｄは、ヒータ故障判定制御の実行中であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ヒータ故障判定制御は、たとえば、冷媒不足判定制御が実行される直前に実行される。ヒータ故障判定制御の非実行時は（ステップＳ３１０においてＮＯ）、制御装置１００Ｄは、以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。
【０１１４】
ステップＳ３１０においてヒータ故障判定制御の実行中であると判定されると（ステップＳ３１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｄは、冷媒量検出部７０Ｂの温度センサ７３，７４からそれぞれ温度Ｔ１，Ｔ２の検出値を取得する（ステップＳ３２０）。そして、制御装置１００Ｄは、取得された温度Ｔ１又はＴ２がしきい値Ｔｔｈ４よりも高いか否かを判定する（ステップＳ３３０）。しきい値Ｔｔｈ４は、ヒータ７２がＯＮ（作動）しているか否かを判定するための値であり、たとえば、しきい値Ｔｔｈ１が４〜５度程度の小さい値に設定されるのに対して、しきい値Ｔｔｈ４は１０〜２０度程度の値に設定される。
【０１１５】
ステップＳ３３０において、温度Ｔ１又はＴ２がしきい値Ｔｔｈ４よりも高いと判定されると（ステップＳ３３０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｄは、ヒータ７２は正常に作動していると判断して、リターンへと処理を移行する。
【０１１６】
一方、ステップＳ３３０において、温度Ｔ１，Ｔ２のいずれもしきい値Ｔｔｈ４以下であると判定されると（ステップＳ３３０においてＮＯ）、制御装置１００Ｄは、ヒータ７２が故障しているものと判定する（ステップＳ３４０）。なお、ステップＳ３４０においてヒータ７２が故障していると判定された場合に、ヒータが故障している旨のアラームを出力するようにしてもよい。
【０１１７】
以上のように、この実施の形態５では、ヒータ７２の故障が検知される。したがって、この実施の形態５によれば、ヒータ７２の故障により、実際には冷媒不足が生じているにも拘わらず、冷媒不足は生じていないと誤判定してしまうのを防止することができる。
【０１１８】
実施の形態６．
この実施の形態６では、バイパス回路に電磁弁７９が設けられる場合に、電磁弁７９を用いて圧縮機１０の起動性の改善が図られる。具体的には、圧縮機１０を起動する際に、電磁弁７９をＯＮ（開）にしてから圧縮機１０を起動させる。これにより、圧縮機１０の吐出側（高圧側）と吸入側（低圧側）との圧力差が減少するので、圧縮機１０の起動性を改善することができる。
【０１１９】
この実施の形態６における冷凍装置の全体構成は、図１４に示した実施の形態４における冷凍装置１Ｂと同じである。
【０１２０】
図２０は、実施の形態６における制御装置１００Ｅにより実行される圧縮機１０の起動処理の手順の一例を示すフローチャートである。図２０を参照して、制御装置１００Ｅは、圧縮機１０が停止中であり、かつ、起動前であるか否かを判定する（ステップＳ４１０）。なお、圧縮機１０の起動前とは、圧縮機１０が停止していた原因が異常であった場合には、その異常状態が解消されている状態をいい、圧縮機１０が停止していた原因が吸入側の冷媒圧力（低圧側圧力）の低下であった場合には、低圧側圧力が再度上昇して圧縮機１０の動作条件が成立している状態をいう。
【０１２１】
ステップＳ４１０において、圧縮機１０は停止中でない、又は圧縮機１０の起動前ではないと判定されると（ステップＳ４１０においてＮＯ）、制御装置１００Ｅは、以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。
【０１２２】
ステップＳ４１０において、圧縮機１０が停止中であり、かつ、起動前であると判定されると（ステップＳ４１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｅは、圧縮機１０の起動不可条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ４２０）。圧縮機１０の起動不可条件とは、圧縮機１０の吐出側の冷媒圧力（高圧側圧力）が著しく高い場合、或いは高圧側圧力と低圧側圧力との圧力差が著しく大きい場合等、圧縮機１０を起動することができない条件をいう。起動不可条件が成立していない場合は（ステップＳ４２０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｅは、圧縮機１０を起動する（ステップＳ４３０）。
【０１２３】
ステップＳ４２０において、圧縮機１０の起動不可条件が成立していると判定されると（ステップＳ４２０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｅは、バイパス回路に設けられた電磁弁７９をＯＮ（開）にする（ステップＳ４４０）。これにより、バイパス回路が閉塞していなければ、高圧側から低圧側へバイパス回路を通じて冷媒が流れ、高圧側と低圧側との圧力差は減少方向へと向かう。
【０１２４】
電磁弁７９が開となった後、制御装置１００Ｅは、再び圧縮機１０の起動不可条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ４５０）。電磁弁７９が開となることにより、高圧側圧力が減少し、或いは高圧側圧力と低圧側圧力との圧力差が減少して、起動不可条件が解消すると（ステップＳ４５０においてＮＯ）、制御装置１００Ｅは、圧縮機１０を起動する（ステップＳ４６０）。その後、制御装置１００Ｅは、電磁弁７９をＯＦＦ（閉）にする（ステップＳ４７０）。
【０１２５】
一方、ステップＳ４５０において、電磁弁７９を開にしても起動不可条件が成立していると判定されると（ステップＳ４５０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｅは、圧縮機１０を起動できない旨のアラームを出力する（ステップＳ４８０）。なお、電磁弁７９を開にしても起動不可条件が成立している場合としては、電磁弁７９へのＯＮ（開）指令に対して電磁弁７９が閉故障していたり、キャピラリチューブ７１等においてバイパス回路が閉塞している場合等が考えられる。
【０１２６】
以上のように、この実施の形態６によれば、バイパス回路に電磁弁７９が設けられる場合に、圧縮機１０の起動時に電磁弁７９をＯＮ（開）にすることによって、圧縮機１０の起動性を改善することができる。
【０１２７】
その他の変形例．
圧縮機１０の吐出側の冷媒圧力（高圧側圧力）を検出する圧力センサ９２に代えて、図２１に示されるように、凝縮器２０の出側の冷媒温度を検知する温度センサ９４を設け、温度センサ９４により検出される温度（飽和液温度）を高圧側圧力（飽和圧力）に換算してもよい。
【０１２８】
また、上記の各実施の形態及び各変形例においては、バイパス回路を流れる冷媒は、圧縮機１０の吸入側の配管８５に戻されるものとしたが、図２２に示されるように、圧縮機１０に代えて、インジェクションポートを有する圧縮機１０Ａを採用し、バイパス回路を流れる冷媒を圧縮機１０Ａのインジェクションポートに戻してもよい。このような構成により、圧縮機１０Ａから吐出される冷媒の温度を下げることができる。なお、バイパス回路（配管８７）の圧縮機１０Ａへの接続先は、圧縮機１０Ａのシェル内部の吸入室であってもよいし、シェル内部の圧縮室であってもよい。
【０１２９】
なお、上記の構成を採用する場合には、インジェクションの効果を得るために、冷媒不足の検知の有無に拘わらずバイパス回路に冷媒が流される。また、バイパス回路から圧縮機１０Ａに吸入される冷媒の圧力を検出する圧力センサ９６を別途設ける必要がある。言い換えると、バイパス回路を流れる冷媒を圧縮機１０の吸入側の配管８５に戻す構成の場合には、圧力センサ９０が設けられているので、圧力センサ９６を設ける必要はない。
【０１３０】
また、上記においては、キャピラリチューブ７１とヒータ７２との間に温度センサ７３が設けられるものとしたが、温度センサ７３を設けることなく、圧力センサ９０（図２２に示した構成においては圧力センサ９６）により検出される圧力（蒸発圧力）から温度Ｔ１（蒸発温度）を推定してもよい。そして、その推定された温度Ｔ１と、温度センサ７４により検出される温度Ｔ２との差（Ｔ２−Ｔ１）によって示される温度上昇量に基づいて、冷媒が不足しているか否かを判定するようにしてもよい。なお、温度センサ７３を設けることによって、ヒータ７２或いは熱交換部７８による冷媒の温度上昇量の測定精度を向上させ、ひいては冷媒不足の検知精度を向上させることができる。
【０１３１】
また、上記においては、バイパス回路は、液溜器３０と熱交換器４０との間の配管８２から分岐するものとしたが、配管８１からバイパス回路を分岐させてもよい。本開示において、液溜器３０及び熱交換器４０（並びにサイトグラス４５）は必須の要素ではなく、液溜器３０及び熱交換器４０が設けられていない場合には、バイパス回路は、配管８１から分岐させる。なお、バイパス回路は、液溜器３０の底部に接続されてもよい。
【０１３２】
また、上記の各実施の形態及び各変形例の冷媒量検出部７０，７０Ａ，７０Ｂにおいて、キャピラリチューブ７１に代えて膨張弁を用いてもよい。その場合、バイパス回路に電磁弁７９が設けられる実施の形態４〜６及び変形例４において、電磁弁７９として上記膨張弁を代用してもよい。当該膨張弁を閉状態とすることによって、冷媒不足判定の非実行時にバイパス回路の冷媒の流れを遮断することができる。
【０１３３】
また、上記の各実施の形態及び各変形例は、倉庫やショーケース等に主に用いられる室外機及び冷凍装置について代表的に説明したが、本開示に従う室外機は、冷凍サイクルを用いた空気調和機にも適用可能である。
【０１３４】
今回開示された各実施の形態は、技術的に矛盾しない範囲で適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３５】
１，１Ａ〜１Ｆ  冷凍装置、２，２Ａ〜２Ｆ  室外機、３  室内機、１０，１０Ａ  圧縮機、２０  凝縮器、２２，４２，６２  ファン、３０  液溜器、４０  熱交換器、４５  サイトグラス、５０  膨張弁、６０  蒸発器、７０，７０Ａ，７０Ｂ  冷媒量検出部、７１  キャピラリチューブ、７２  ヒータ、７３〜７７，９４  温度センサ、７８  熱交換部、７９  電磁弁、８０〜８７  配管、９０，９２，９６  圧力センサ、１００，１００Ａ〜１００Ｆ  制御装置、１０２  ＣＰＵ、１０４  メモリ、２０２，２１２  熱交換室、２０４，２１４  機械室、２０６，２１６  仕切板、２０８  箱、２１０  冷媒量検出モジュール。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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