JP4562650B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置の冷媒回路およびそれを備えた空気調和装置に関する。

従来の冷凍装置の冷媒漏れ検出装置として、特許文献１に開示されているようなものが存在する。この冷媒漏れ検出装置では、凝縮冷媒温度調整手段と蒸発冷媒温度調整手段とにより凝縮冷媒温度と蒸発冷媒温度とを一定値に調整し、吐出冷媒温度検出器の出力信号と設定値とを比較して温度差を算出する温度差算出手段により冷凍サイクルの冷媒漏れを検出する冷媒漏洩検知運転を行っている。したがって、凝縮器を流れる凝縮冷媒温度と蒸発器を流れる蒸発冷媒温度とを一定値に調整することで、適正な冷媒量の下での吐出冷媒温度を設定値としておき、設定値と吐出冷媒温度検出器の出力信号とを比較し、設定値より低い場合には冷媒漏洩が生じていないと判断し、設定値より高い場合には冷媒漏洩と判断している。
特開平１１−２１１２９２号公報

しかし、特許文献１の技術では、冷媒漏洩検知運転（冷媒量判定運転）で運転しながら、冷凍サイクル内の冷媒量を予測する手法が提案されているが、冷媒量判定運転前の運転状況により配管や熱交換器内部に冷凍機油が大量に残留している場合には、冷媒量の予測誤差が大きくなる恐れがある。冷凍機油が圧縮機外部に存在する場合と圧縮機内部に存在する場合とでは、温度圧力条件が異なるため冷媒の油への溶解度に差異が生じ、冷媒漏洩の検知誤差が大きくなる。

本発明の課題は、毎回の冷媒量判定運転でサイクル内の冷凍機油分布条件を同一に保ち、冷媒の油への溶解度の差による冷媒量の予測誤差を極小化することにある。

第１発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と、運転制御装置とを備えている。冷媒回路は、熱源ユニットと、冷媒連絡配管と、膨張機構と、利用ユニットとを含む回路である。熱源ユニットは、圧縮機構と熱源側熱交換器とを有する。冷媒連絡配管には、熱源ユニットが接続される。利用ユニットは、利用側熱交換器を有し、冷媒連絡配管に接続される。熱源ユニットは、複数存在する。運転制御装置は、冷媒回路内の冷媒量を判定する冷媒量判定運転を行う際に、その運転の初期段階として、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保ち、かつ、冷媒回路内に溜まり込んでいる油を圧縮機構内に戻す油戻し運転を行う。油戻し運転は、冷媒回路を流れる冷媒の配管内冷媒流速を所定流速以上になるように制御する運転である。

この空気調和装置では、冷媒量判定運転を行う際に、その運転の初期段階として、冷媒回路内に溜まり込んでいる油を戻す油戻し運転を行う。したがって、この空気調和装置では、圧縮機外部の冷媒回路内に溜まり込んでいる油を戻し、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保つことができる。このため、冷媒量判定運転の初期段階において、冷媒の油への溶解度の差による検知誤差を極力少なくすることが可能となる。これにより、より高精度な冷媒量判定運転が可能となる。また、この空気調和装置では、熱源ユニットが複数存在する。したがって、システム内の熱源ユニットを一定時間ローテーションすることで、低負荷時でも１ユニットに負担が偏らず、システム全体の寿命を延ばすことができる。

第２発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と、運転制御装置とを備えている。冷媒回路は、熱源ユニットと、冷媒連絡配管と、膨張機構と、利用ユニットとを含む回路である。熱源ユニットは、圧縮機構と熱源側熱交換器とを有する。冷媒連絡配管には、熱源ユニットが接続される。利用ユニットは、利用側熱交換器を有し、冷媒連絡配管に接続される。運転制御装置は、通常運転から、冷媒回路内の冷媒が漏洩しているか否かを検知する冷媒漏洩検知運転に切り換え可能である。熱源ユニットは、複数存在する。運転制御装置は、冷媒漏洩検知運転の初期段階として、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保ち、かつ、冷媒回路内に溜まり込んでいる油を圧縮機構内に戻す油戻し運転を行う。油戻し運転は、冷媒回路を流れる冷媒の配管内冷媒流速を所定流速以上になるように制御する運転である。

この空気調和装置では、冷媒漏洩検知運転の初期段階として、冷媒回路内に溜まり込んでいる油を戻す油戻し運転を行う。したがって、この空気調和装置では、圧縮機外部の冷媒回路内に溜まり込んでいる油を戻し、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保つことができる。このため、冷媒漏洩検知運転の前に、冷媒の油への溶解度の差による検知誤差を極力少なくすることが可能となる。これにより、より高精度な冷媒漏洩検知運転が可能となる。また、この空気調和装置では、熱源ユニットが複数存在する。したがって、システム内の熱源ユニットを一定時間ローテーションすることで、低負荷時でも１ユニットに負担が偏らず、システム全体の寿命を延ばすことができる。

第３発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と、運転制御装置とを備えている。冷媒回路は、熱源ユニットと、冷媒連絡配管と、膨張機構と、利用ユニットとを含む回路である。熱源ユニットは、圧縮機構と熱源側熱交換器とを有する。冷媒連絡配管には、熱源ユニットが接続される。利用ユニットは、利用側熱交換器を有し、冷媒連絡配管に接続される。運転制御装置は、冷媒回路内に不足した冷媒を充填する際に、冷媒量の適否を判定する冷媒自動充填運転を行う。熱源ユニットは、複数存在する。運転制御装置は、冷媒自動充填運転の初期段階として、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保ち、かつ、冷媒回路内に溜まり込んでいる油を圧縮機構内に戻す油戻し運転を行う。油戻し運転は、冷媒回路を流れる冷媒の配管内冷媒流速を所定流速以上になるように制御する運転である。

この空気調和装置では、冷媒自動充填運転の初期段階として、冷媒回路内に溜まり込んでいる油を戻す油戻し運転を行う。したがって、この空気調和装置では、圧縮機外部の冷媒回路内に溜まり込んでいる油を戻し、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保つことができる。このため、冷媒自動充填運転の前に、冷媒の油への溶解度の差による検知誤差を極力少なくすることが可能となる。これにより、より高精度な冷媒自動充填運転が可能となる。また、この空気調和装置では、熱源ユニットが複数存在する。したがって、システム内の熱源ユニットを一定時間ローテーションすることで、低負荷時でも１ユニットに負担が偏らず、システム全体の寿命を延ばすことができる。

第４発明に係る空気調和装置は、第１発明から第３発明のいずれかに係る空気調和装置であって、圧縮機構は、複数の圧縮機を有する。

この空気調和装置では、圧縮機構は複数の圧縮機を有している。したがって、圧縮機の台数制御による圧縮機構の容量変更を行うことができるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなった場合でも、全ての熱源ユニットを運転継続させることが可能になり、冷媒回路での油の溜まり込みを極力防ぐことができる。また、複数の圧縮機の内１台が故障しても残りの圧縮機が対応可能である。このため、空調の完全停止を回避することができる。

第５発明に係る空気調和装置は、第４発明に係る空気調和装置であって、運転制御装置は、油戻し運転の際に圧縮機構における複数の圧縮機の内少なくとも１台を駆動する。

この空気調和装置では、圧縮機が複数存在する場合に、油戻し運転は、複数の圧縮機の内少なくとも１台を駆動する運転である。したがって、この油戻し運転は、一部の圧縮機のみの駆動で行う運転のため、使用するエネルギーを削減することが可能となる。

第１発明に係る空気調和装置では、圧縮機外部の冷媒回路内に溜まり込んでいる油を戻し、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保つことができる。このため、冷媒量判定運転の前に、冷媒の油への溶解度の差による検知誤差を極力少なくすることが可能となる。これにより、より高精度な冷媒量判定運転が可能となる。

第２発明に係る空気調和装置では、この空気調和装置では、圧縮機外部の冷媒回路内に溜まり込んでいる油を戻し、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保つことができる。このため、冷媒漏洩検知運転の初期段階において、冷媒の油への溶解度の差による検知誤差を極力少なくすることが可能となる。これにより、より高精度な冷媒漏洩検知運転が可能となる。

第３発明に係る空気調和装置では、この空気調和装置では、圧縮機外部の冷媒回路内に溜まり込んでいる油を戻し、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保つことができる。このため、冷媒自動充填運転の初期段階において、冷媒の油への溶解度の差による検知誤差を極力少なくすることが可能となる。これにより、より高精度な冷媒自動充填運転が可能となる。

第４発明に係る空気調和装置では、圧縮機の台数制御による圧縮機構の容量変更を行うことができるため、利用ユニットの運転負荷が小さくなった場合でも、全ての熱源ユニットを運転継続させることが可能になり、冷媒回路での油の溜まり込みを極力防ぐことができる。また、複数の圧縮機の内、１台が故障しても残りの圧縮機が対応可能である。このため、空調の完全停止を回避することができる。

第５発明に係る空気調和装置では、この油戻し運転は、一部の圧縮機のみの駆動で行う運転のため、使用するエネルギーを削減することが可能となる。

（１）空気調和装置の構成
図１に本発明の第１実施形態の空気調和装置１の概略冷媒回路図を示す。空気調和装置１は、ビル等の空気調和に使用されるものであって、複数（本実施形態では、３台）の空冷式の熱源ユニット２ａ〜２ｃと、多数の利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・とが冷媒液連絡配管４および冷媒ガス連絡配管５に対して、それぞれ、並列に接続されて構成されている。ここでは、利用ユニットは２台３ａ，３ｂのみ図示する。複数の熱源ユニット２ａ〜２ｃは、それぞれ１台の容量可変式の圧縮機２２ａ〜２２ｃと複数（本実施形態では、２台）の容量一定式の圧縮機２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃとを有する圧縮機構２１ａ〜２１ｃを備える。

利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・は、それぞれ、主に、利用側膨張弁３１ａ，３１ｂ，・・・と、利用側熱交換器３２ａ，３２ｂ，・・・と、これらを接続する配管とから構成されている。本実施形態において、利用側膨張弁３１ａ，３１ｂ，・・・は、冷媒圧力の調節や冷媒流量の調節等を行うために、利用側熱交換器３２ａ，３２ｂ，・・・の冷媒液連絡配管４側（以下液側とする）に接続された電動膨張弁である。本実施形態において、利用側熱交換器３２ａ，３２ｂ，・・・は、クロスフィンチューブ式の熱交換器であり、室内の空気と熱交換するための機器である。本実施形態において、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・は、ユニット内に室内の空気を取り込み、送り出すための室内ファン（図示せず）を備えており、室内の空気と利用側熱交換器３２ａ，３２ｂ，・・・を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。

熱源ユニット２ａ〜２ｃは、それぞれ、主に、圧縮機構２１ａ〜２１ｃと、四路切換弁２３ａ〜２３ｃと、熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃと、液側閉鎖弁２５ａ〜２５ｃと、ガス側閉鎖弁２６ａ〜２６ｃと、熱源側膨張弁２９ａ〜２９ｃと、これらを接続する配管とから構成されている。本実施形態において、熱源側膨張弁２９ａ〜２９ｃは、冷媒圧力の調節や冷媒流量の調節等を行うために、熱源側膨張弁２９ａ〜２９ｃの冷媒液連絡配管４側（以下液側とする）に接続された電動膨張弁である。圧縮機構２１ａ〜２１ｃは、容量可変式の圧縮機２２ａ〜２２ｃと２台の容量一定式の圧縮機２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃと油分離器（図示せず）とを有する。

圧縮機２２ａ〜２２ｃ，２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃは、吸入した冷媒ガスを圧縮するための機器であり、本実施形態において、インバータ制御により運転容量を変更することが可能な容量可変式の１台の圧縮機および容量一定式の２台の圧縮機である。

四路切換弁２３ａ〜２３ｃは、冷房運転と暖房運転との切り換え時に、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には圧縮機構２１ａ〜２１ｃと熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃの冷媒ガス連絡配管５側（以下ガス側とする）とを接続するとともに圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側と冷媒ガス連絡配管５とを接続し（図１の四路切換弁２３ａ〜２３ｃの実線を参照）、暖房運転時には圧縮機構２１ａ〜２１ｃの出口と冷媒ガス連絡配管５とを接続するとともに圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側と熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃ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２３ａ〜２３ｃの破線を参照）。

熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃは、本実施形態において、クロスフィンチューブ式の熱交換器であり、空気を熱源として冷媒と熱交換するための機器である。本実施形態において、熱源ユニット２ａ〜２ｃは、ユニット内に屋外の空気を取り込み、送り出すための室外ファン（図示せず）を備えており、屋外の空気と熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃを流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。

各熱源ユニット２ａ〜２ｃの液側閉鎖弁２５ａ〜２５ｃおよびガス側閉鎖弁２６ａ〜２６ｃは、冷媒液連絡配管４および冷媒ガス連絡配管５に並列に接続されている。冷媒液連絡配管４は、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の利用側熱交換器３２ａ，３２ｂ，・・・の液側と熱源ユニット２ａ〜２ｃの熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃの液側との間を接続している。冷媒ガス連絡配管５は、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の利用側熱交換器３２ａ，３２ｂ，・・・のガス側と熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃとの間を接続している。

空気調和装置１は、冷媒回路７内の冷媒量を判定する冷媒量判定運転を行う際に、その運転の初期段階として、冷媒回路７内に溜まり込んでいる油を戻す油戻し運転を行う運転制御装置６ａ〜６ｃをさらに備えている。本実施形態において、運転制御装置６ａ〜６ｃは、各熱源ユニット２ａ〜２ｃに内蔵されており、親機として設定された熱源ユニット（ここでは、２ａ）の運転制御装置（ここでは、６ａ）のみを使用して、上記のような運転制御を行うことが可能である。そして、他の子機として設定された熱源ユニット（ここでは、２ａ，２ｂ）の運転制御装置（ここでは、６ｂ，６ｃ）は、圧縮機構等の機器の運転状態や各種センサにおける検出データを親機の運転制御装置６ａに電送したり、親機の運転制御装置６ａからの指令により、圧縮機構等の機器への運転および停止指令を行うように機能したりすることが可能である。

（２）空気調和装置の動作
次に、空気調和装置１の動作について、図１を用いて説明する。

＜通常運転＞
（冷房運転）
まず、冷房運転について説明する。冷房運転時は、すべての熱源ユニット２ａ〜２ｃにおいて、四路切換弁２３ａ〜２３ｃが図１の実線で示される状態、すなわち、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吐出側が熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃのガス側に接続され、かつ、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側が冷媒ガス連絡配管５を介して利用側熱交換器３２ａ，３２ｂ，・・・のガス側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２５ａ〜２５ｃ、ガス側閉鎖弁２６ａ〜２６ｃは開にされ、利用側膨張弁３１ａ，３１ｂ，・・・は冷媒を減圧するように開度調節されている。

この空気調和装置１の冷媒回路７の状態で、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの室外ファン（図示せず）、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の室内ファン（図示せず）および各圧縮機構２１ａ〜２１ｃを起動すると、冷媒ガスは、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入されて圧縮された後、四路切換弁２３ａ〜２３ｃを経由して熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃに送られて、外気と熱交換して凝縮される。この凝縮した冷媒液は、冷媒液連絡配管４に合流されて、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・側に送られる。そして、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・に送られた冷媒液は、利用側膨張弁３１ａ，３１ｂ，・・・で減圧された後、利用側熱交換器３２ａ，３２ｂ，・・・で室内空気と熱交換して蒸発される。この蒸発した冷媒ガスは、冷媒ガス連絡配管５を通じて熱源ユニット２ａ〜２ｃ側に送られる。冷媒ガス連絡配管５を流れる冷媒ガスは、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃを通過した後、再び、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。

（暖房運転）
次に、暖房運転について説明する。暖房運転時は、すべての熱源ユニット２ａ〜２ｃにおいて、四路切換弁２３ａ〜２３ｃが図１の破線で示される状態、すなわち、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吐出側が冷媒ガス連絡配管５を介して利用側熱交換器３２ａ，３２ｂ，・・・のガス側に接続され、かつ、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃの吸入側が熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃのガス側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２５ａ〜２５ｃ、ガス側閉鎖弁２６ａ〜２６ｃは開にされ、熱源側膨張弁２９ａ〜２９ｃは冷媒を減圧するように開度調節されている。

この空気調和装置１の冷媒回路７の状態で、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの室外ファン（図示せず）、各利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の室内ファン（図示せず）および各圧縮機構２１ａ〜２１ｃを起動すると、冷媒ガスは、各圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入されて圧縮された後、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃを経由して冷媒ガス連絡配管５に合流されて、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・側に送られる。そして、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・に送られた冷媒ガスは、利用側熱交換器３２ａ，３２ｂ，・・・で室内空気と熱交換して凝縮される。この凝縮した冷媒液は、利用側膨張弁３１ａ，３１ｂ，・・・を経由して、冷媒液連絡配管４に合流し、熱源ユニット２ａ〜２ｃ側に送られる。冷媒液連絡配管４を流れる冷媒液は、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃで外気と熱交換して蒸発される。この蒸発した冷媒ガスは、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃを経由して、再び、圧縮機構２１ａ〜２１ｃに吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。

＜冷媒量判定運転＞
次に、冷媒量判定運転について説明する。冷媒量判定運転には、冷媒漏洩検知運転と冷媒自動充填運転とがある。

（冷媒漏洩検知運転）
冷媒量判定運転の１つである冷媒漏洩検知運転について、図１、図２を用いて説明する。ここで、図２は、冷媒漏洩検知運転時のフローチャートである。

通常運転における冷房運転や暖房運転時に、定期的（例えば、毎月１回、空調空間に負荷処理を必要としないとき等）に、冷媒量判定運転の１つである冷媒漏洩検知運転に切り換えて運転を行うことによって、不測の原因により冷媒回路７内の冷媒が外部に漏洩していないかどうかを検知する場合を例にして説明する。

まず、ステップＳ１では、冷媒漏洩検知運転を行う前に冷媒量判定準備運転を行う。この冷媒量判定準備運転については後述する。

次に、ステップＳ２では、上記の冷房運転や暖房運転のような通常運転における運転が一定時間（例えば、１ヶ月等）経過したかどうかを判定し、通常運転における運転が一定時間経過した場合には、次のステップＳ２に移行する。

ステップＳ３では、通常運転における運転が一定時間経過した場合に、冷媒回路７が、熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃが図１の実線で示される状態で、かつ、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の利用側膨張弁３１ａ，３１ｂ，・・・が開けられた状態となり、圧縮機構２１ａ〜２１ｃ、室外ファン（図示せず）が起動されて、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の全てについて強制的に冷房運転が行われる。

ステップＳ４では、室外ファンによる凝縮圧力制御、利用側膨張弁３１ａ，３１ｂ，・・・による過熱度制御、圧縮機構２１ａ〜２１ｃによる蒸発圧力制御が行われて、冷媒回路７内を循環する冷媒の状態が安定させられる。

ステップＳ５では、熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃの出口における過冷却度を検出する。

ステップＳ６では、ステップＳ５において検出された過冷却度の値から冷媒量の適否を判定する。ここで、ステップＳ５における過冷却度の検出の際には、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の形態や冷媒液連絡配管４および冷媒ガス連絡配管５の長さとは無関係に、熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃの出口における冷媒の過冷却度によって冷媒回路７内に充填されている冷媒量の適否が判定できるようになっている。

追加充填される冷媒量が少なく必要冷媒量に達していない場合においては、熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃにおける冷媒量が少ない状態となる（具体的には、ステップＳ５において検出された過冷却度値が、熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃの凝縮圧力における必要冷媒量に対応する過冷却度値よりも小さいことを意味する。）。このため、ステップＳ５において検出された過冷却度値が目標過冷却度値とほぼ同じ値（例えば、検出された過冷却度値と目標過冷却度値との差が所定値未満）である場合には、冷媒の漏洩がないものと判定して、冷媒漏洩検知運転を終了する。

一方、ステップＳ５において検出された過冷却度値が目標過冷却度値とよりも小さい値（例えば、検出された過冷却度値と目標過冷却度値との差が所定値以上）である場合には、冷媒の漏洩が発生しているものと判定して、ステップＳ７の処理に移行して、冷媒漏洩を検知したことを知らせる警告表示を行った後、冷媒漏洩検知運転を終了する。

（冷媒自動充填運転）
冷媒量判定運転の１つである冷媒自動充填運転について、図１、図３を用いて説明する。ここで、図３は、冷媒自動充填運転時のフローチャートである。

現地において、冷媒があらかじめ充填された熱源ユニット２ａ〜２ｃと、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・とを冷媒液連絡配管４および冷媒ガス連絡配管５を介して接続して冷媒回路７を構成した後に、冷媒液連絡配管４および冷媒ガス連絡配管５の長さに応じて不足する冷媒を冷媒回路７内に追加充填する場合を例にして説明する。

まず、熱源ユニット２ａ〜２ｃの液側閉鎖弁２５ａ〜２５ｃおよびガス側閉鎖弁２６ａ〜２６ｃを開けて、熱源ユニット２ａ〜２ｃにあらかじめ充填された冷媒を冷媒回路７内に充満させる。

次に、冷媒充填作業を行う者が、リモコン（図示せず）を通じて、または、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の利用側制御部（図示せず）や熱源ユニット２ａ〜２ｃの運転制御装置６ａ〜６ｃに対して直接に、冷媒量判定運転の一つである冷媒自動充填運転を行うように指令を出すと、ステップＳ１１からステップＳ１４の手順で冷媒自動充填運転が行われる。

ステップＳ１１では、冷媒自動充填運転を行う前に冷媒量判定準備運転を行う。この冷媒量判定準備運転については後述する。

ステップＳ１２では、冷媒自動充填運転の開始指令がなされると、冷媒回路７が、熱源ユニット２ａ〜２ｃの四路切換弁２３ａ〜２３ｃが図１の実線で示される状態で、かつ、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の利用側膨張弁３１ａ，３１ｂ，・・・が開けられた状態となり、圧縮機構２１ａ〜２１ｃ、室外ファン（図示せず）が起動されて、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の全てについて強制的に冷房運転が行われる。

ステップＳ１３では、室外ファンによる凝縮圧力制御、利用側膨張弁３１ａ，３１ｂ，・・・による過熱度制御、圧縮機構２１ａ〜２１ｃによる蒸発圧力制御が行われて、冷媒回路７内を循環する冷媒の状態が安定させられる。

ステップＳ１４では、熱源側熱交換器２４ａ〜２４ｃの出口における過冷却度を検出する。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４において検出された過冷却度の値から冷媒量の適否を判定する。具体的には、ステップＳ１４において検出された過冷却度値が目標過冷却度値よりも小さく冷媒充填が完了していない場合には、過冷却度値が目標過冷却度値に達するまで、上記のステップＳ１３およびステップＳ１４の処理が繰り返される。

なお、この冷媒自動充填運転は、現地施工後の試運転時の冷媒充填だけでなく、冷媒の漏洩等によって冷媒回路７内に充填されている冷媒量が減少した場合の冷媒の追加充填にも使用することが可能である。

＜冷媒量判定準備運転＞
この空気調和装置１では、冷媒量判定運転を行う際に、その運転の初期段階として、冷媒回路７内に溜まり込んでいる油を戻す油戻し運転を行う。油戻し運転は、冷媒漏洩検知運転におけるステップＳ１または冷媒自動充填運転におけるステップＳ１１で行われる冷媒量判定準備運転である。図４は、油戻し運転の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ２１では、運転制御装置６ａは、各熱源ユニット２ａ〜２ｃの圧縮機の内の１台（ここでは、圧縮機２２ａ〜２２ｃ）を駆動するように指令を出す。ただし、熱源ユニット２ｂ，２ｃについては、親機の運転制御装置６ａの指令を子機の運転制御装置６ｂ，６ｃが受け、子機の運転制御装置６ｂ，６ｃが圧縮機２２ｂ，２２ｃに対して駆動するように指令を出す。ステップＳ２１が終了すると、ステップＳ２２へ移行する。そして、ステップＳ２２では、運転制御装置６ａは、圧縮機２２ａ〜２２ｃを５分間駆動させた後に停止するように指令を出す。これにより、冷媒回路７内に溜まり込んでいる油を圧縮機構２１ａ〜２１ｃ内に戻すことができる。

油戻し運転が終了すると、冷媒量判定運転が冷媒漏洩検知運転の場合にはステップＳ２へ移行し、冷媒量判定運転が冷媒自動充填運転の場合にはステップＳ１２へ移行する。

＜特徴＞
（１）
この空気調和装置１では、冷媒量判定運転を行う際に、その運転の初期段階として、冷媒回路７内に溜まり込んでいる油を戻す油戻し運転を行う。したがって、この空気調和装置１では、圧縮機２２ａ〜２２ｃ，２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃ外部の冷媒回路７内に溜まり込んでいる油を戻し、冷媒回路７内の冷凍機油分布条件を同一に保つことができる。このため、冷媒量判定運転の前に、冷媒の油への溶解度の差による検知誤差を極力少なくすることが可能となる。これにより、より高精度な冷媒量判定運転が可能となる。

（２）
この空気調和装置１では、油戻し運転は、配管内冷媒流速が所定流速以上になるような制御をする運転である。したがって、確実に冷媒回路７内に溜まり込んでいる油を圧縮機２２ａ〜２２ｃ，２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃ内に戻すことが可能となる。このため、より高精度な冷媒量判定運転が可能となる。

（３）
この空気調和装置１では、熱源ユニット２ａ〜２ｃが複数存在する。したがって、システム内の熱源ユニット２ａ〜２ｃを一定時間ローテーションすることで、低負荷時でも１ユニットに負担が偏らず、システム全体の寿命を延ばすことができる。

（４）
この空気調和装置１では、圧縮機構２１ａ〜２１ｃは複数の圧縮機２２ａ〜２２ｃ，２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃを有している。したがって、圧縮機２２ａ〜２２ｃ，２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃの台数制御による圧縮機構２１ａ〜２１ｃの容量変更を行うことができるため、利用ユニット３ａ，３ｂ，・・・の運転負荷が小さくなった場合でも、全ての熱源ユニット２ａ〜２ｃを運転継続させることが可能になり、冷媒回路７での油の溜まり込みを極力防ぐことができる。また、複数の圧縮機２２ａ〜２２ｃ，２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃの内、１台が故障しても残りの圧縮機が対応可能である。このため、空調の完全停止を回避することができる。

（５）
この空気調和装置１では、圧縮機２２ａ〜２２ｃ，２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃが複数存在する場合に、油戻し運転は、複数の圧縮機２２ａ〜２２ｃ，２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃの内、少なくとも１台を駆動する運転である。したがって、この油戻し運転は、１部の圧縮機の駆動のみで行う運転のため、使用するエネルギーを削減することが可能となる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（Ａ）
前記実施形態においては、空気調和装置１の熱源ユニット２ａ〜２ｃとして外気を熱源とした空冷式の熱源ユニットを使用しているが、水冷式や氷蓄熱式の熱源ユニットを使用しても良い。

（Ｂ）
前記実施形態においては、冷暖切換運転が可能な空気調和装置１であったが、冷房専用の空気調和装置や冷暖同時運転が可能な空気調和装置であっても良い。

（Ｃ）
前記実施形態においては、同じ空調能力を有する３台の熱源ユニット２ａ〜２ｃを並列接続しているが、異なる空調能力を有する熱源ユニットを並列接続しても良いし、３台に限らず２台以上の熱源ユニットを並列接続しても良い。また、熱源ユニットは複数台であったが、複数台に限らず１台でも良い。

（Ｄ）
前記実施形態においては、運転制御装置６ａ〜６ｃが各熱源ユニット２ａ〜２ｃに内蔵されているが、空気調和装置全体として１つの運転制御装置を有するものであっても良い。

本発明に係る空気調和装置は、冷媒量判定運転の前に圧縮機外部の冷媒回路内に溜まり込んでいる油を戻し、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保つことで、冷媒の油への溶解度の差による検知誤差を極力少なくすることができ、高精度な冷媒量判定運転が可能となるため、空気調和装置の冷媒回路およびそれを備えた空気調和装置等として有用である。

本発明の実施の形態に係る空気調和装置の概略冷媒回路図。 本発明の実施の形態に係る冷媒漏洩検知運転の流れを示すフローチャート。 本発明の実施の形態に係る冷媒自動充填運転の流れを示すフローチャート。 本発明の実施の形態に係る油戻し運転の流れを示すフローチャート。

１ 空気調和装置
２ａ〜２ｃ 熱源ユニット
３ａ，３ｂ，・・・ 利用ユニット
４，５ 冷媒連絡配管
６ａ〜６ｃ 運転制御装置
２１ａ〜２１ｃ 圧縮機構
２２ａ〜２２ｃ，２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃ 圧縮機
２４ａ〜２４ｃ 熱源側熱交換器
２９ａ〜２９ｃ 熱源側膨張弁
３１ａ，３１ｂ，・・・ 利用側膨張弁
３２ａ，３２ｂ，・・・ 利用側熱交換器

Claims (5)

1. 圧縮機構（２１ａ〜２１ｃ）と熱源側熱交換器（２４ａ〜２４ｃ）とを有する熱源ユニット（２ａ〜２ｃ）と、前記熱源ユニットが接続される冷媒連絡配管（４，５）と、膨張機構（２９ａ〜２９ｃ，３１ａ，３１ｂ，・・・）と、利用側熱交換器（３２ａ，３２ｂ，・・・）を有し前記冷媒連絡配管（４，５）に接続される利用ユニット（３ａ，３ｂ，・・・）と、を含む冷媒回路（７）と、
   前記冷媒回路内の冷媒量を判定する冷媒量判定運転を行う際に、その運転の初期段階として、前記冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保ち、かつ、前記冷媒回路内に溜まり込んでいる冷凍機油を前記圧縮機構内に戻す油戻し運転を行う運転制御装置（６ａ〜６ｃ）と、
   を備え、
   前記熱源ユニット（２ａ〜２ｃ）は、複数存在し、
   前記油戻し運転は、前記冷媒回路を流れる前記冷媒の配管内冷媒流速を所定流速以上になるように制御する運転である、
   空気調和装置（１）。
2. 圧縮機構（２１ａ〜２１ｃ）と熱源側熱交換器（２４ａ〜２４ｃ）とを有する熱源ユニット（２ａ〜２ｃ）と、前記熱源ユニットが接続される冷媒連絡配管（４，５）と、膨張機構（２９ａ〜２９ｃ，３１ａ，３１ｂ，・・・）と、利用側熱交換器（３２ａ，３２ｂ，・・・）を有し前記冷媒連絡配管（４，５）に接続される利用ユニット（３ａ，３ｂ，・・・）と、を含む冷媒回路（７）と、
   通常運転から、前記冷媒回路内の冷媒が漏洩しているか否かを検知する冷媒漏洩検知運転に切り替え可能な運転制御装置と、
   を備え、
   前記熱源ユニット（２ａ〜２ｃ）は、複数存在し、
   前記運転制御装置は、前記冷媒漏洩検知運転の初期段階として、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保ち、かつ、前記冷媒回路内に溜まり込んでいる冷凍機油を前記圧縮機構内に戻す油戻し運転を行い、
   前記油戻し運転は、前記冷媒回路を流れる前記冷媒の配管内冷媒流速を所定流速以上になるように制御する運転である、
   空気調和装置（１）。
3. 圧縮機構（２１ａ〜２１ｃ）と熱源側熱交換器（２４ａ〜２４ｃ）とを有する熱源ユニット（２ａ〜２ｃ）と、前記熱源ユニットが接続される冷媒連絡配管（４，５）と、膨張機構（２９ａ〜２９ｃ，３１ａ，３１ｂ，・・・）と、利用側熱交換器（３２ａ，３２ｂ，・・・）を有し前記冷媒連絡配管（４，５）に接続される利用ユニット（３ａ，３ｂ，・・・）と、を含む冷媒回路（７）と、
   前記冷媒回路内に不足した冷媒を充填する際に、冷媒量の適否を判定する冷媒自動充填運転を行う運転制御装置（６ａ〜６ｃ）と、
   を備え、
   前記熱源ユニット（２ａ〜２ｃ）は、複数存在し、
   前記運転制御装置は、前記冷媒自動充填運転の初期段階として、冷媒回路内の冷凍機油分布条件を同一に保ち、かつ、前記冷媒回路内に溜まり込んでいる冷凍機油を前記圧縮機構内に戻す油戻し運転を行い、
   前記油戻し運転は、前記冷媒回路を流れる前記冷媒の配管内冷媒流速を所定流速以上になるように制御する運転である、
   空気調和装置（１）。
4. 前記圧縮機構は、複数の圧縮機を有している、
   請求項１から３のいずれかに記載の空気調和装置。
5. 前記運転制御装置は、前記油戻し運転の際に前記圧縮機構における複数の圧縮機の内少なくとも１台を運転する、
   請求項４に記載の空気調和装置。

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