JP7154388B2 - 室外機及びそれを備える冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

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。

特開２０１２－１３２６３９号公報（特許文献１）は、冷凍サイクル装置を開示する。この冷凍サイクル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。この冷凍サイクル装置においては、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。この冷凍サイクル装置によれば、冷媒回路内を循環する冷媒の不足を判定することができる。

特開２０１２－１３２６３９号公報

冷媒回路内を循環する冷媒の不足と判定される場合には、冷媒が漏れている場合の他、様々な原因が存在するが、特許文献１の冷凍サイクル装置は、冷媒回路内を循環する冷媒の不足と判定された要因を通知することができない。その結果、現場の作業者が、冷媒回路内を循環する冷媒の不足と判定された要因に応じた対応をすることができない。

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、冷媒回路を循環する冷媒の不足を判定することができるとともに、冷媒の不足の要因を通知することができる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。

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を備える。圧縮機および凝縮器は、室内機に含まれる膨張機構および蒸発器とともに、冷媒を循環させる冷媒回路を形成する。室外機は、さらに、冷媒回路を循環する冷媒が不足しているか否かを判定し、冷媒が不足していると判定されたときには、冷媒が不足していると判定された要因として、液バック運転、冷媒の蒸発温度が高い運転、および冷媒回路からの冷媒の漏れのうちのいずれかを通知する制御装置を備える。

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、冷媒回路を循環する冷媒の不足を判定することができるとともに、冷媒の不足の要因を通知することができる。

実施の形態１に従う室外機が用いられる冷凍サイクル装置の全体構成図である。 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。 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。 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。 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。 実施の形態１において、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。 室外機の構造を概略的に示す図である。 実施の形態２に従う室外機が用いられる冷凍サイクル装置の全体構成図である。 実施の形態２において、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。 実施の形態３に従う室外機が用いられる冷凍サイクル装置の全体構成図である。 実施の形態３において、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。 実施の形態４に従う室外機が用いられる冷凍サイクル装置の全体構成図である。 実施の形態４において、制御装置１００Ｄ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。 実施の形態５に従う室外機が用いられる冷凍サイクル装置の全体構成図である。 実施の形態５における制御装置による冷媒不足の判定処理を説明するための図である。 実施の形態５において、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。

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。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に従う室外機が用いられる冷凍サイクル装置の全体構成図である。な図１は、冷凍サイクル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。

図１を参照して、冷凍サイクル装置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、過冷却熱交換器４０と、ファン４２と、サイトグラス４５と、配管８０～８３，８５とを含む。室外機２は、さらに、配管８６，８７と、冷媒量検出部７０と、吸入圧力センサ９０と、吐出圧力センサ９２と、制御装置１００と、表示装置１５０とを含む。室内機３は、膨張機構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。

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と過冷却熱交換器４０とを接続する。配管８３は、過冷却熱交換器４０と膨張機構５０とを接続する。配管８４は、膨張機構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。

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、冷凍サイクル装置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。

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の吐出側の冷媒圧力（高圧側圧力）を調整することができる。

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。過冷却熱交換器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、過冷却熱交換器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、過冷却熱交換器４０において冷媒が熱交換を行なう外気を過冷却熱交換器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。

膨張機構５０は、過冷却熱交換器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。膨張機構５０として、たとえば膨張弁を用いることができる。膨張弁の開度を閉方向に変化させると、膨張弁の吐出側の冷媒圧力は低下し、冷媒の乾き度は上昇する。膨張弁の開度を開方向に変化させると、膨張弁の吐出側の冷媒圧力は上昇し、冷媒の乾き度は低下する。膨張機構５０として、膨張弁に代えてキャピラリチューブを用いてもよい。

蒸発器６０は、膨張機構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、膨張機構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。

圧縮機１０、配管８０、凝縮器２０、配管８１、液溜器３０、配管８２、過冷却熱交換器４０、配管８３、膨張機構５０、配管８４、蒸発器６０、配管８５は、冷媒が循環する冷媒回路５を形成する。

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の吐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。

冷媒量検出部７０は、キャピラリチューブ（減圧装置）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。

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。冷凍サイクル装置１がＯＮのときには、ヒータ７２が常時ＯＮ状態としてもよい。あるいは、冷媒不足判定処理中にのみヒータ７２がＯＮ状態とされるものであってもよい。あるいは、圧縮機１０が起動しているときのみ、ヒータ７２がＯＮ状態とされるものであってもよい。実施の形態１では、冷媒不足判定処理中にのみ、ヒータ７２がＯＮ状態となるものとして説明する。

冷媒量検出部７０は、さらに、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１００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。

冷凍サイクル装置１がＯＮのときには、電磁弁７９が常時ＯＮ状態としてもよい。あるいは、冷媒不足判定処理中にのみ電磁弁７９がＯＮ状態とされるものであってもよい。実施の形態１では、冷媒不足判定処理中にのみ、電磁弁７９がＯＮ状態となるものとして説明する。

図１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。

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による冷媒不足判定の原理及び方法については、後ほど詳しく説明する。

吸入圧力センサ９０は、配管８５内の冷媒の吸入圧力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、吸入圧力センサ９０は、圧縮機１０の吸入側の冷媒圧力（低圧側圧力）ＬＰを検出する。吐出圧力センサ９２は、配管８０内の冷媒の吐出圧力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、吐出圧力センサ９２は、圧縮機１０の吐出側の冷媒圧力（高圧側圧力）ＨＰを検出する。

吸入温度センサ３０２は、圧縮機１０の吸入口の周辺に配置されている。吸入温度センサ３０２は、圧縮機１０への冷媒の吸入温度Ｔｓを検出する。

蒸発温度センサ３０３は、蒸発器６０を流れる冷媒の温度を冷媒の蒸発温度Ｔｅとして検出する。

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。

表示装置１５０は、ユーザまたはオペレータへ通知するために、制御装置１００から送られる冷凍サイクル装置１の状態等の情報を表示する。

＜冷媒不足判定の説明＞
以下、冷媒量検出部７０を用いた冷媒不足の判定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。

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の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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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、冷媒回路にお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。

制御装置１００は、吸入温度センサ３０２によって検出された圧縮機１０の吸入温度Ｔｓを取得する。制御装置１００は、吸入圧力センサ９０によって検出された圧縮機１０の吸入圧力ＬＰを取得する。制御装置１００は、吸入圧力ＬＰの飽和温度ＳＴ（ＬＰ）を算出する。制御装置１００は、圧縮機１０の吸入温度Ｔｓから圧縮機１０の吸入圧力ＬＰの飽和温度ＳＴ（ＬＰ）を減算することによって、圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨを算出する。

制御装置１００は、蒸発温度センサ３０３によって検出された冷媒の蒸発温度Ｔｅを取得する。なお、制御装置１００は、吸入圧力センサ９０によって検出された吸入圧力ＬＰを、冷媒飽和ガス温度に換算することによって、冷媒の蒸発温度Ｔｅを算出するものとしてもよい。

制御装置１００は、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足しているか否かを判定し、冷媒が不足していると判定されたときには、次のように冷媒不足の要因を通知する。

制御装置１００は、冷媒量検出部７０の温度センサ７３が検出した温度Ｔ１と、温度センサ７４が検出した温度Ｔ２との差（Ｔ２－Ｔ１）がしきい値Ｔｈ１以上のときに、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定する。

液バック運転では、蒸発器６０から圧縮機１０へ液冷媒を含んだ状態で冷媒が流通するため、圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨが小さくなる。液バック運転中には、圧縮機１０の吸入側に多くの冷媒が移動しているため、冷媒量検出部７０への冷媒の供給量が減少する。その結果、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定される。したがって、制御装置１００は、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された場合に、圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２よりも小さいときに、要因として液バック運転であることを通知する。

蒸発温度Ｔｅが高い運転が実行されているときには、冷媒回路５の低圧側の冷媒量が多い状態となっているため、冷媒量検出部７０への冷媒の供給量が減少する。その結果、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定される。したがって、制御装置１００は、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された場合に、冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上の場合には、要因として冷媒の蒸発温度が高い運転であることを通知する。

液バック運転でなく、かつ冷媒の蒸発温度が低い運転のときに、冷媒回路５を循環する冷媒が不足していると判定された場合には、冷媒回路５から冷媒が外部に漏れている可能性が高い。したがって、制御装置１００は、冷媒回路５を循環する冷媒が不足していると判定された場合に、圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２以上、かつ冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３未満の場合には、要因として冷媒回路５から外部への冷媒漏れを通知する。

図６は、実施の形態１において、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。このフローチャートに示される一連の処理は、冷凍サイクル装置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。

図６を参照して、ステップＳ１０１において、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。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る。冷媒不足判定制御の非実行時は（ステップＳ１０１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。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Ｓ１０１においてＹＥＳ）、処理がステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、制御装置１００は、電磁弁７９をＯＮ（開）にし、ヒータ７２をＯＮにする。

ステップＳ１０３において、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Ｓ１０４において、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Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。ヒータ７２による冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｈ１以上であると判定されると（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御装置１００は、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定し、処理がステップＳ１０５に進む。ヒータ７２による冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｈ１未満であると判定されると（Ｓ１０４：ＮＯ）、制御装置１００は、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していないと判定し、処理がステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０５において、制御装置１００は、圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２未満であるか否かを判定する。圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２未満であると判定されると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０７に進む。圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２以上であると判定されると（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理がステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、制御装置１００は、冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上であるか否かを判定する。冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上であると判定されると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０８に進む。冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３未満であると判定されると（Ｓ１０６：ＮＯ）、処理がステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０７において、制御装置１００は、液バック運転のため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ１０８において、制御装置１００は、冷媒の蒸発温度が高い運転のため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ１０９において、制御装置１００は、冷媒回路５に封入された冷媒が外部へ漏れたため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ１１０において、制御装置１００は、電磁弁７９をＯＦＦ（閉）にし、ヒータ７２をＯＦＦにする。

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Ｓ１０４におけるしきい値Ｔｈ１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。

以上のように、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、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。

図７は、冷凍サイクル装置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及び過冷却熱交換器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及び過冷却熱交換器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、吸入圧力センサ９０、吐出圧力センサ９２及び制御装置１００が収容されている。

実施の形態１に従う室外機２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いる。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。

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。

以上のように、実施の形態１によれば、冷媒の過冷却度の大小または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判定することができる。

実施の形態１によれば、冷媒不足と判定された要因をオペレータ、またはユーザに通知することができる。これによって、冷媒不足と判定された要因に応じた対応が可能となる。

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、実施の形態１によれば、冷媒回路５の冷媒の不足を精度良く判定することができる。

実施の形態２．
実施の形態２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１０の吐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。

図８は、実施の形態２に従う室外機が用いられる冷凍サイクル装置の全体構成図である。図８を参照して、この冷凍サイクル装置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における冷媒量検出部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。

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におけるヒータ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。

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。

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、冷媒回路５Ａ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。

ここで、熱交換部７８の加熱量は、冷凍サイクル装置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、冷凍サイクル装置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。

そこで、この実施の形態２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、冷凍サイクル装置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判定することができる。

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。

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の前後のエンタルピー差である。

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１０の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、吸入圧力センサ９０により検出される吸入圧力ＬＰとから算出することができる。

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ＨＰと熱交換部７８の通過前の冷媒温度とによって決まる量であり、吐出圧力センサ９２により検出される吐出圧力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ＨＰと熱交換部７８の通過後の冷媒温度とによって決まる量であり、吐出圧力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。

図９は、実施の形態２において、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は、冷凍サイクル装置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。

図９を参照して、ステップＳ２０１において、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。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る。冷媒不足判定制御の非実行時は（ステップＳ２０１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。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Ｓ２０１においてＹＥＳ）、処理がステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２において、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、さらに吸入圧力センサ９０，吐出圧力センサ９２からそれぞれ吸入圧力ＬＰ，吐出圧力ＨＰの検出値を取得する。

ステップＳ２０３において、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Ｓ２０４において、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Ｓ２０５において、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Ｔｈ４（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。

加熱量としきい値Ｔｈ４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Ｔｈ４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。

ステップＳ２０６において、制御装置１００Ａは、ステップＳ２０２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Ｔｈ４以上か否かを判定する。冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｈ４以上であると判定されると（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、制御装置１００Ａは、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定し、処理がステップＳ２０７に進む。冷媒の温度上昇量がしきい値Ｔｈ４未満であると判定されると（Ｓ２０６：ＮＯ）、制御装置１００Ａは、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していないと判定し、リターンへと処理を移行する。

ステップＳ２０７において、制御装置１００Ａは、圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２未満であるか否かを判定する。圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２未満であると判定されると（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２０９に進む。圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２以上であると判定されると（Ｓ２０７：ＮＯ）、処理がステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８において、制御装置１００Ａは、冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上であるか否かを判定する。冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上であると判定されると（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２１０に進む。冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３未満であると判定されると（Ｓ２０８：ＮＯ）、処理がステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２０９において、制御装置１００Ａは、液バック運転のため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ２１０において、制御装置１００Ａは、冷媒の蒸発温度が高い運転のため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ２１１において、制御装置１００Ａは、冷媒回路５に封入された冷媒が外部へ漏れたため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

以上のように、実施の形態２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の吐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。

また、熱交換部７８の加熱量は、冷凍サイクル装置１Ａの運転状態によって変化するところ、実施の形態２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Ｔｈ４は、熱交換部７８の加熱量に基づいて設定されるので、冷凍サイクル装置１Ａの運転状態が変化しても冷媒不足を精度良く判定することができる。

実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、冷媒不足と判定された要因をオペレータ、またはユーザに通知することができる。これによって、冷媒不足と判定された要因に応じた対応が可能となる。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に従う室外機が用いられる冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１０を参照して、この冷凍サイクル装置１Ｃは、室外機２Ｃと、室内機３とを備える。室外機２Ｃは、図１に示した実施の形態１の室外機２の制御装置１００に代えて、制御装置１００Ｃを含む。室外機２Ｃは、さらに、凝縮温度センサ３０５と、液冷媒温度センサ３０４とを備える。

凝縮温度センサ３０５は、過冷却熱交換器４０の入口に設けられる。凝縮温度センサ３０５は、凝縮温度Ｔｘとして冷媒の温度を検出する。

液冷媒温度センサ３０４は、過冷却熱交換器４０の出口に設けられる。液冷媒温度センサ３０４は、液冷媒温度Ｔｙとして冷媒の温度を検出する。

制御装置１００Ｃは、凝縮温度Ｔｘから液冷媒温度Ｔｙを減算することによって、過冷却熱交換器４０の出口における冷媒の過冷却度ＳＣを算出する。

ＳＣ＝Ｔｘ－Ｔｙ …（４）
制御装置１００Ｃは、過冷却度ＳＣがしきい値Ｔｈ５以下のときに、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定する。

図１１は、実施の形態３において、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は、冷凍サイクル装置１Ｃが定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。

図１１を参照して、ステップＳ３０１において、制御装置１００Ｃは、冷媒不足判定制御の実行中であるか否かを判定する。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る。冷媒不足判定制御の非実行時は（ステップＳ３０１においてＮＯ）、制御装置１００Ｃ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。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Ｓ３０１においてＹＥＳ）、処理がステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２において、制御装置１００Ｃは、凝縮温度センサ３０５から凝縮温度Ｔｘを取得し、液冷媒温度センサ３０４から液冷媒温度Ｔｙを取得する。

ステップＳ３０３において、制御装置１００Ｃは、凝縮温度Ｔｘ、および液冷媒温度Ｔｙに基づいて、過冷却熱交換器４０の出口における冷媒の過冷却度ＳＣを算出する。

ステップＳ３０４において、制御装置１００Ｃは、過冷却度ＳＣがしきい値Ｔｈ５以下であるか否かを判定する。過冷却度ＳＣがしきい値Ｔｈ５以下であると判定されると（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、制御装置１００Ｃは、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定し、処理がステップＳ３０５に進む。過冷却度ＳＣがしきい値Ｔｈ５を超えると判定されると（Ｓ３０４：ＮＯ）、制御装置１００Ｃは、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していないと判定し、リターンへと処理を移行する。

ステップＳ３０５において、制御装置１００Ｃは、圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２未満であるか否かを判定する。圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２未満であると判定されると（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０７に進む。圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２以上であると判定されると（Ｓ３０５：ＮＯ）、処理がステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６において、制御装置１００Ｃは、冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上であるか否かを判定する。冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上であると判定されると（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０８に進む。冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３未満であると判定されると（Ｓ３０６：ＮＯ）、処理がステップＳ３０９に進む。

ステップＳ３０７において、制御装置１００Ｃは、液バック運転のため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ３０８において、制御装置１００Ｃは、冷媒の蒸発温度が高い運転のため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ３０９において、制御装置１００Ｃは、冷媒回路５に封入された冷媒が外部へ漏れたため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

以上のように、実施の形態３によれば、過冷却熱交換器４０の出口における冷媒の過冷却度ＳＣに基づいて、冷媒が不足しているか否かを判定することができる。

実施の形態３によれば、実施の形態１および２と同様に、冷媒不足と判定された要因をオペレータ、またはユーザに通知することができる。これによって、冷媒不足と判定された要因に応じた対応が可能となる。

実施の形態４．
図１２は、実施の形態４に従う室外機が用いられる冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１２を参照して、この冷凍サイクル装置１Ｄは、室外機２Ｄと、室内機３とを備える。室外機２Ｄは、図１に示した実施の形態１の室外機２の制御装置１００に代えて、制御装置１００Ｄを含む。室外機２Ｄは、さらに、凝縮温度センサ３０５と、液冷媒温度センサ３０４と、外気温度センサ３０１とを備える。

外気温度センサ３０１は、凝縮器２０の周辺に設けられる。外気温度センサ３０１は、外気温度Ｔｏを検出する。

凝縮温度センサ３０５は、過冷却熱交換器４０の入口に設けられる。凝縮温度センサ３０５は、凝縮温度Ｔｘとして冷媒の温度を検出する。

液冷媒温度センサ３０４は、過冷却熱交換器４０の出口に設けられる。液冷媒温度センサ３０４は、液冷媒温度Ｔｙとして冷媒の温度を検出する。

制御装置１００Ｄは、凝縮温度Ｔｘから液冷媒温度Ｔｙを減算することによって、過冷却熱交換器４０の出口における冷媒の過冷却度ＳＣを算出する。

制御装置１００Ｄは過冷却熱交換器４０の出口における冷媒の過冷却度（凝縮温度Ｔｘ－液冷媒温度Ｔｙ）を、過冷却熱交換器４０の最大温度差（凝縮温度Ｔｘ－外気温度Ｔｏ）で除算することによって、過冷却熱交換器４０の温度効率εを算出する。

ε＝（Ｔｘ－Ｔｙ）／（Ｔｘ－Ｔｏ） …（５）
制御装置１００Ｄは、温度効率εがしきい値Ｔｈ６以下のときに、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定する。

図１３は、実施の形態４において、制御装置１００Ｄ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、冷凍サイクル装置１Ｄが定常的な運転を行なっている間、繰り返し実行される。

図１３を参照して、ステップＳ４０１において、制御装置１００Ｄは、冷媒不足判定制御の実行中であるか否かを判定する。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る。冷媒不足判定制御の非実行時は（ステップＳ４０１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。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Ｓ４０１においてＹＥＳ）、処理がステップＳ４０２に進む。

ステップＳ４０２において、制御装置１００Ｄは、凝縮温度センサ３０５から凝縮温度Ｔｘを取得し、液冷媒温度センサ３０４から液冷媒温度Ｔｙを取得し、外気温度センサ３０１から外気温度Ｔｏを取得する。

ステップＳ４０３において、制御装置１００Ｄは、外気温度Ｔｏ、凝縮温度Ｔｘ、および液冷媒温度Ｔｙに基づいて、過冷却熱交換器４０の温度効率εを算出する。

ステップＳ４０４において、制御装置１００Ｄは、過冷却熱交換器４０の温度効率εがしきい値Ｔｈ６以下であるか否かを判定する。過冷却熱交換器４０の温度効率εがしきい値Ｔｈ６以下であると判定されると（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、制御装置１００Ｄは、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定し、処理がステップＳ４０５に進む。過冷却熱交換器４０の温度効率εがしきい値Ｔｈ６を超えると判定されると（Ｓ４０４：ＮＯ）、制御装置１００Ｄは、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していないと判定し、リターンへと処理を移行する。

ステップＳ４０５において、制御装置１００Ｄは、圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２未満であるか否かを判定する。圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２未満であると判定されると（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、処理がステップＳ４０７に進む。圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２以上であると判定されると（Ｓ４０５：ＮＯ）、処理がステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０６において、制御装置１００Ｄは、冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上であるか否かを判定する。冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上であると判定されると（Ｓ４０６：ＹＥＳ）、処理がステップＳ４０８に進む。冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３未満であると判定されると（Ｓ４０６：ＮＯ）、処理がステップＳ４０９に進む。

ステップＳ４０７において、制御装置１００Ｄは、液バック運転のため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ４０８において、制御装置１００Ｄは、冷媒の蒸発温度が高い運転のため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ４０９において、制御装置１００Ｄは、冷媒回路５に封入された冷媒が外部へ漏れたため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

以上のように、実施の形態４によれば、過冷却熱交換器４０の温度効率εに基づいて、冷媒が不足しているか否かを判定することができる。

実施の形態４によれば、実施の形態１～３と同様に、冷媒不足と判定された要因をオペレータ、またはユーザに通知することができる。これによって、冷媒不足と判定された要因に応じた対応が可能となる。

実施の形態５．
図１４は、実施の形態５に従う室外機が用いられる冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１４を参照して、この冷凍サイクル装置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の制御装置１００に代えて、制御装置１００Ｂを含む。

図１５は、実施の形態５における制御装置による冷媒不足の判定処理を説明するための図である。図１５に示すように、制御装置１００Ｂは、Ａ秒間隔（ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・）で、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量（Ｔ２－Ｔ１）を算出する。制御装置１００Ｂは、最新の３回の冷媒の温度上昇量の平均値Ｍを算出する。制御装置１００Ｂは、平均値Ｍがしきい値Ｔｈ１以上となった時点で、冷媒不足と判定する。制御装置１００Ｂは、Ｂ分間継続して、平均値Ｍがしきい値Ｔｈ１未満となった場合には、冷媒不足でないと判定する。

図１６は、実施の形態５において、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は、冷凍サイクル装置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。

図１６を参照して、ステップＳ５０１において、制御装置１００Ｂは、冷媒不足判定制御の実行中であるか否かを判定する。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る。冷媒不足判定制御の非実行時は（ステップＳ５０１においてＮＯ）、制御装置１００Ｂ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。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Ｓ５０１においてＹＥＳ）、処理がステップＳ５０２に進む。

ステップＳ５０２において、制御装置１００Ｂは、電磁弁７９をＯＮ（開）にし、ヒータ７２をＯＮにする。

ステップＳ５０３において、電磁弁７９をＯＮ、かつヒータ７２をＯＮにした時刻、または前回に温度Ｔ１、Ｔ２の検出値を取得した時刻からＡ秒経過したときには、処理がステップＳ５０４に進む。

ステップＳ５０４において、制御装置１００Ｂ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Ｓ５０５において、温度Ｔ２と温度Ｔ１との差（Ｔ２－Ｔ１）の最新の３回の平均値、すなわち、ヒータ７２による冷媒の温度上昇量の最新の３回の平均値Ｍを算出する。

ステップＳ５０６において、制御装置１００Ｂは、平均値Ｍがしきい値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。平均値Ｍがしきい値Ｔｈ１以上であると判定されると（Ｓ５０６：ＹＥＳ）、制御装置１００Ｂは、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定し、処理がステップＳ５０８に進む。平均値Ｍがしきい値Ｔｈ１未満であると判定されると（Ｓ５０６：ＮＯ）、制御装置１００Ｂは、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していないと判定し、処理がステップＳ５０７に進む。

ステップＳ５０７において、電磁弁７９をＯＮ、かつヒータ７２をＯＮにした時刻からＢ分経過したとき（Ｓ５０７：ＹＥＳ）には、処理がステップＳ５１３に進む。電磁弁７９をＯＮ、かつヒータ７２をＯＮにした時刻からＢ分経過していないとき（Ｓ５０７：ＮＯ）には、処理がステップＳ５０３に戻る。

ステップＳ５０８において、制御装置１００Ｂは、圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２未満であるか否かを判定する。圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２未満であると判定されると（Ｓ５０８：ＹＥＳ）、処理がステップＳ５１０に進む。圧縮機１０の吸入過熱度ＳＨがしきい値Ｔｈ２以上であると判定されると（Ｓ５１０：ＮＯ）、処理がステップＳ５１１に進む。

ステップＳ５０９において、制御装置１００Ｂは、冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上であるか否かを判定する。冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３以上であると判定されると（Ｓ５０９：ＹＥＳ）、処理がステップＳ５１１に進む。冷媒の蒸発温度Ｔｅがしきい値Ｔｈ３未満であると判定されると（Ｓ５０９：ＮＯ）、処理がステップＳ５１２に進む。

ステップＳ５１０において、制御装置１００Ｂは、液バック運転のため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ５１１において、制御装置１００Ｂは、冷媒の蒸発温度が高い運転のため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ５１２において、制御装置１００Ｂは、冷媒回路５に封入された冷媒が外部へ漏れたため、冷媒回路５内を循環する冷媒が不足していると判定された旨を表示装置１５０に表示する。

ステップＳ５１３において、制御装置１００Ｂは、電磁弁７９をＯＦＦ（閉）にし、ヒータ７２をＯＦＦにする。

以上のように、実施の形態５によれば、検出される温度Ｔ１、Ｔ２にばらつきがある場合に、冷媒が不足しているか否かの判定を誤るのを防止することができる。

なお、上記の実施形態では、制御装置は、実施の形態１における温度上昇量の複数回の平均値を用いて、冷媒の不足を判定したが、これに限定されるものではない。

制御装置は、実施の形態２における温度上昇量の複数回の平均値を用いて、冷媒の不足を判定するものとしてもよい。制御装置は、実施の形態３における過冷却熱交換器の出口の過冷却度の複数回の平均値を用いて、冷媒の不足を判定するものとしてもよい。制御装置は、実施の形態４における過冷却熱交換器の温度効率の複数回の平均値を用いて、冷媒の不足を判定するものとしてもよい。

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。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 冷凍サイクル装置、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 室外機、３ 室内機、１０ 圧縮機、２０ 凝縮器、２２，４２，６２ ファン、３０ 液溜器、４０ 過冷却熱交換器、４５ サイトグラス、５０ 膨張弁、６０ 蒸発器、７０，７０Ａ 冷媒量検出部、７１ キャピラリチューブ、７２ ヒータ、７３～７７，３０１，３０２，３０４，３０５ 温度センサ、７８ 熱交換部、７９ 電磁弁、８０～８７ 配管、９０，９２ 圧力センサ、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 制御装置、１０２ ＣＰＵ、１０４ メモリ、１５０ 表示装置、２０１ 温度センサ、２０２ 熱交換室、２０４ 機械室、２０６ 仕切板、２０８ 箱。

Claims (14)

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前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
   前記凝縮器によって凝縮された高圧の液冷媒を貯留する液溜器と、を備え、
   前記圧縮機、前記凝縮器、および前記液溜器は、前記室内機に含まれる膨張機構および蒸発器とともに、前記冷媒を循環させる冷媒回路を形成し、
   前記室外機は、さらに、
   第１の判定基準によって、前記液溜器に溜まっている液冷媒の量が十分でないか否かを判定することによって、前記冷媒回路を循環する前記冷媒が不足しているか否かを判定し、前記冷媒が不足していると判定されたときには、前記第１の判定基準と異なる第２の判定基準によって、前記冷媒が不足していると判定された要因を判定して、前記判定した要因を通知する制御装置を備え、前記冷媒が不足していると判定された要因は、液バック運転、前記冷媒の蒸発温度が高い運転、および前記冷媒回路からの前記冷媒の漏れのうちのいずれかであり、
   前記室外機は、さらに、
   前記凝縮器の吐出側の前記冷媒の一部を、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前記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る前の前記冷媒の温度を検出する加熱前温度センサと、前記加熱器によって加熱された前記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、前記液溜器に溜まっている液冷媒の量が十分でないか否かを判定する、室外機。
2. 前記制御装置は、前記冷媒が不足していると判定されたときに、前記圧縮機の吸入過熱度が第１のしきい値よりも小さい場合に、前記要因として前記液バック運転であることを通知する、請求項１記載の室外機。
3. 前記制御装置は、前記冷媒が不足していると判定されたときに、前記冷媒の蒸発温度が第２のしきい値以上の場合には、前記要因として前記冷媒の蒸発温度が高い運転であることを通知する、請求項１記載の室外機。
4. 前記制御装置は、前記冷媒が不足していると判定されたときに、前記圧縮機の吸入過熱度が第１のしきい値以上、かつ前記冷媒の蒸発温度が第２のしきい値未満の場合には、前記要因として前記冷媒回路からの前記冷媒の漏れを通知する、請求項１記載の室外機。
5. 前記制御装置は、前記温度上昇量が第３のしきい値以上の場合に、前記冷媒回路を循環する前記冷媒が不足していると判定する、請求項１に記載の室外機。
6. 前記制御装置は、複数の時刻における前記温度上昇量の平均値が第３のしきい値以上の場合に、前記冷媒回路を循環する前記冷媒が不足していると判定する、請求項１に記載の室外機。
7. 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、請求項１に記載の室外機。
8. 前記加熱器は、ヒータである、請求項１に記載の室外機。
9. 前記加熱器は、前記圧縮機の吐出側の冷媒配管である、請求項１に記載の室外機。
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前記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、
    前記冷媒回路を循環する前記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に前記弁を閉状態に制御する、請求項１に記載の室外機。
11. 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前記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に記載の室外機。
12. 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前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
    前記凝縮器によって凝縮された高圧の液冷媒を貯留する液溜器と、を備え、
    前記圧縮機、前記凝縮器、および前記液溜器は、前記室内機に含まれる膨張機構および蒸発器とともに、前記冷媒を循環させる冷媒回路を形成し、
    前記室外機は、さらに、
    第１の判定基準によって、前記液溜器に溜まっている液冷媒の量が十分でないか否かを判定することによって、前記冷媒回路を循環する前記冷媒が不足しているか否かを判定し、前記冷媒が不足していると判定されたときには、前記第１の判定基準と異なる第２の判定基準によって、前記冷媒が不足していると判定された要因を判定して、前記判定した要因を通知する制御装置を備え、前記冷媒が不足していると判定された要因は、液バック運転、前記冷媒の蒸発温度が高い運転、および前記冷媒回路からの前記冷媒の漏れのうちのいずれかであり、
    前記室外機は、さらに、
    前記凝縮器から流出した前記冷媒を過冷却する過冷却熱交換器を備え、
    前記制御装置は、前記過冷却熱交換器における過冷却度が第４のしきい値以下の場合に、前記液溜器に溜まっている液冷媒の量が十分でないと判定する、室外機。
13. 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前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
    前記凝縮器によって凝縮された高圧の液冷媒を貯留する液溜器と、を備え、
    前記圧縮機、前記凝縮器、および前記液溜器は、前記室内機に含まれる膨張機構および蒸発器とともに、前記冷媒を循環させる冷媒回路を形成し、
    前記室外機は、さらに、
    第１の判定基準によって、前記液溜器に溜まっている液冷媒の量が十分でないか否かを判定することによって、前記冷媒回路を循環する前記冷媒が不足しているか否かを判定し、前記冷媒が不足していると判定されたときには、前記第１の判定基準と異なる第２の判定基準によって、前記冷媒が不足していると判定された要因を判定して、前記判定した要因を通知する制御装置を備え、前記冷媒が不足していると判定された要因は、液バック運転、前記冷媒の蒸発温度が高い運転、および前記冷媒回路からの前記冷媒の漏れのうちのいずれかであり、
    前記室外機は、さらに、
    前記凝縮器から流出した前記冷媒を過冷却する過冷却熱交換器を備え、
    前記制御装置は、前記過冷却熱交換器の温度効率が第５のしきい値以下の場合に、前記液溜器に溜まっている液冷媒の量が十分でないと判定する、室外機。
14. 請求項１～１３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前記室内機とを備える冷凍サイクル装置。

Images