説明

空気調和装置の残留成分除去方法、及び、空気調和装置

【課題】現地施工時に熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡管を介して接続されることによって冷媒回路を構成する空気調和装置において、現地施工を省力化する。
【解決手段】空気調和装置の残留成分除去方法では、チャージアンドベント動作、及び/又は、パージ動作を行う。チャージアンドベント動作は、冷媒回路10における冷凍サイクルを行う作動冷媒として使用される低GWPで不活性な冷媒を、冷媒連絡管6、7に導入し、所定の保持時間が経過した後に、残留ガスとともに放出する動作である。パージ動作は、冷媒回路10における冷凍サイクルを行う作動冷媒として使用される低GWPで不活性な冷媒を、冷媒連絡管6、7の一端から導入しながら、冷媒連絡管6、7の他端から残留ガスとともに放出する動作である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気調和装置の残留成分除去方法及び空気調和装置、特に、現地施工時に熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡管を介して接続されることによって冷媒回路を構成する空気調和装置における残留成分の除去に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、特許文献1(特開2003−130503号公報)に示すように、現地施工時に熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡管を介して接続されることによって冷媒回路を構成する、いわゆる、分離型の空気調和装置がある。
【0003】
このような空気調和装置の現地施工では、熱源ユニットや利用ユニット等の据付工事及び冷媒連絡管の設置及び熱源ユニット及び利用ユニットとの接続を含む配管工事を行った後に、真空引き作業や冷媒充填作業が行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の空気調和装置の現地施工において、真空引き作業では、真空ポンプ等を冷媒連絡管に接続して、冷媒連絡管に残留した残留成分を除去する作業が行われるため、真空ポンプ等を準備する必要があるとともに真空引き作業のための作業時間が必要となる。
【0005】
このため、従来の空気調和装置の現地施工では、真空引き作業のための準備と作業時間が発生するため、その省力化が望まれている。
【0006】
本発明の課題は、現地施工時に熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡管を介して接続されることによって冷媒回路を構成する空気調和装置において、現地施工を省力化することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法は、現地施工時に熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡管を介して接続されることによって冷媒回路を構成する空気調和装置において、冷媒連絡管に残留した残留ガスを放出するため方法である。この残留成分除去方法では、チャージアンドベント動作、及び/又は、パージ動作を行う。チャージアンドベント動作は、冷媒回路における冷凍サイクルを行う作動冷媒として使用される低GWPで不活性な冷媒を、冷媒連絡管に導入し、所定の保持時間が経過した後に、残留ガスとともに放出する動作である。パージ動作は、冷媒回路における冷凍サイクルを行う作動冷媒として使用される低GWPで不活性な冷媒を、冷媒連絡管の一端から導入しながら、冷媒連絡管の他端から残留ガスとともに放出する動作である。ここで、「GWP」とは、地球温暖化係数を意味し、「低GWP」とは、この地球温暖化係数が低いことを意味する。また、「不活性」とは、燃焼性や毒性が低いことを意味する。
【0008】
この残留成分除去方法では、空気調和装置の作動冷媒として、低GWPで不活性な冷媒という、空気調和装置内から放出されたとしても環境に悪影響を及ぼすおそれが非常に少ないものを使用している。このため、チャージアンドベント動作、及び/又は、パージ動作によって、冷媒連絡管から真空引きを行うことなく、冷媒連絡管から残留ガスを放出することができ、これにより、現地施工の省力化を図ることができる。
【0009】
第2の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法は、第1の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法において、パージ動作を行った後に、チャージアンドベント動作を行う。
【0010】
この残留成分除去方法では、パージ動作によって概ね残留ガスを放出することで、その後のチャージアンドベント動作の繰り返し回数を少なくすることができるため、残留ガスを放出するために使用される冷媒量を削減することができる。しかも、パージ動作だけでは困難な冷媒連絡管のよどみ部分の残留ガスの放出を、チャージアンドベント動作との組み合わせによって促進することができる。
【0011】
第3の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法は、第1又は第2の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法において、パージ動作において、冷媒連絡管の他端から遠い側の利用ユニットから順に利用側膨張弁を開ける利用ユニットを変更する。ここで、利用ユニットは、冷媒連絡管に並列に複数接続されている。各利用ユニットは、利用側膨張弁を有している。
【0012】
この残留成分除去方法では、パージ動作において、冷媒連絡管の他端から遠い側の部分の残留ガスの放出を促進することができるため、冷媒連絡管によどみ部分が生じにくくすることができる。
【0013】
第4の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法は、第1〜第3の観点のいずれかにかかる空気調和装置の残留成分除去方法において、冷媒連絡管の他端において、残留ガスとともに放出される冷媒を減圧し、減圧前後の残留ガスとともに放出される冷媒の温度差に基づいて、パージ動作の完了を検知する。
【0014】
ガスを減圧した場合には、各ガスの物性に応じた温度低下が生じる。このため、冷媒連絡管の他端から減圧して残留ガスを放出すると、減圧の前後において、残留ガスの物性に応じた温度低下が生じることになる。そして、放出を続けると、放出される残留ガスが少なくなり冷媒連絡管から冷媒が放出され始めて、冷媒の物性に応じた温度低下が生じることになる。このとき、残留ガスが放出される場合と冷媒が放出される場合とでは、ガスの物性の違いによって、減圧前後の温度低下に違いが生じる。
【0015】
そこで、この残留成分除去方法では、パージ動作の完了の検知を、冷媒連絡管の他端から残留ガスとともに放出される冷媒の減圧前後の温度差に基づいて行うようにしている。これにより、この残留成分除去方法では、パージ動作における残留ガスの放出完了を確実に検知することができる。
【0016】
特に、作動流体として二酸化炭素を使用する場合には、減圧前後の温度差が、残留ガスの主成分である空気の温度差に比べて非常に大きくなるため、残留ガスの放出完了をより明確に検知することができる。
【0017】
第5の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法は、第1〜第4の観点のいずれかにかかる空気調和装置の残留成分除去方法において、チャージアンドベント動作、及び/又は、パージ動作において、作動冷媒を熱源ユニットから冷媒連絡管に導入する。ここで、熱源ユニットには、作動冷媒が予め封入されている。
【0018】
この残留成分除去方法では、冷媒ボンベの接続作業を行うことなく、チャージアンドベント動作、及び/又は、パージ動作を行うことができるため、現地施工の省力化に寄与することができる。
【0019】
第6の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法は、第5の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法において、チャージアンドベント動作、及び/又は、パージ動作の後に、冷媒回路を暖房サイクルで動作させることによって冷媒連絡管内に作動冷媒を流し、冷媒連絡管に残留した水分を、液冷媒連絡管の熱源ユニット側の端部の近傍において捕捉する水分捕捉動作を行う。ここで、冷媒連絡管は、冷媒回路における冷凍サイクル中に液状態の作動冷媒が流れる液冷媒連絡管と、冷媒回路における冷凍サイクル中にガス状態の作動冷媒が流れるガス冷媒連絡管とを有している。冷媒連絡管の一端は、液冷媒連絡管の熱源ユニット側の端部である。
【0020】
この残留成分除去方法では、冷媒連絡管に残留した水分を熱源ユニットに導入させることなく捕捉することができるため、冷凍機油の劣化等を抑えることができる。
【0021】
第7の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法は、第6の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法において、利用側ファンを停止又は低風量にした状態で、水分捕捉動作を行う。ここで、利用ユニットは、利用側熱交換器と利用側ファンとを有している。また、「低風量」とは、利用側ファンの風量可変範囲の最大値の半分よりも小さい風量設定をいう。
【0022】
この残留成分除去方法では、水分捕捉動作において、利用側熱交換器の出口における冷媒の温度を高めて、液冷媒連絡管に付着した水分が蒸発されやすくしているため、液冷媒連絡管に付着した水分の脱離を促進することができる。
【0023】
第8の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法は、第6の観点にかかる空気調和装置の残留成分除去方法において、利用側ファンを高風量にした状態で、水分捕捉動作を行う。ここで、利用ユニットは、利用側熱交換器と利用側ファンとを有している。ここで、「高風量」とは、利用側ファンの風量可変範囲の最大値の半分よりも大きい風量設定をいう。
【0024】
この残留成分除去方法では、水分捕捉動作において、利用側熱交換器の出口における冷媒の液密度を高めて、冷媒の輸送物性を向上させているため、液冷媒連絡管に付着した水分の脱離を促進することができる。
【0025】
第9の観点にかかる空気調和装置は、現地施工時に熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡管を介して接続されることによって冷媒回路を構成する空気調和装置であって、液側閉鎖弁及びガス側閉鎖弁と、冷媒導入弁と、冷媒放出弁と、制御部とを有している。液側閉鎖弁及びガス側閉鎖弁は、熱源ユニットに設けられており、冷媒連絡管に接続される。冷媒導入弁は、液側閉鎖弁及びガス側閉鎖弁の一方の近傍に設けられており、冷媒連絡管にガスを導入するための弁である。冷媒放出弁は、液側閉鎖弁及びガス側閉鎖弁の他方の近傍に設けられており、冷媒連絡管からガスを放出するための弁である。制御部は、冷媒導入弁及び冷媒放出弁を制御する。そして、制御部は、冷媒回路における冷凍サイクルを行う作動冷媒として使用される低GWPで不活性な冷媒を、冷媒導入弁を開けて冷媒連絡管に導入し、所定の保持時間が経過した後に、冷媒放出弁を開けて残留ガスとともに放出するチャージアンドベント動作、及び/又は、冷媒回路における冷凍サイクルを行う作動冷媒として使用される低GWPで不活性な冷媒を、冷媒導入弁を開けて冷媒連絡管の一端から導入しながら、冷媒放出弁を開けて冷媒連絡管の他端から残留ガスとともに放出するパージ動作を行う。
【0026】
この空気調和装置では、作動冷媒として、低GWPで不活性な冷媒という、空気調和装置内から放出されたとしても環境に悪影響を及ぼすおそれが非常に少ないものを使用している。このため、チャージアンドベント動作、及び/又は、パージ動作によって、冷媒連絡管から真空引きを行うことなく、冷媒連絡管から残留ガスを放出することができ、これにより、現地施工の省力化を図ることができる。
【0027】
第10の観点にかかる空気調和装置は、第9の観点にかかる空気調和装置において、制御部が、パージ動作を行った後に、チャージアンドベント動作を行う。
【0028】
この空気調和装置では、パージ動作によって概ね残留ガスを放出することで、その後のチャージアンドベント動作の繰り返し回数を少なくすることができるため、残留ガスを放出するために使用される冷媒量を削減することができる。しかも、パージ動作だけでは困難な冷媒連絡管のよどみ部分の残留ガスの放出を、チャージアンドベント動作との組み合わせによって促進することができる。
【0029】
第11の観点にかかる空気調和装置は、第9又は第10の観点にかかる空気調和装置において、利用ユニットは、冷媒連絡管に並列に複数接続されている。各利用ユニットは、利用側膨張弁を有している。そして、制御部は、パージ動作において、冷媒連絡管の他端から遠い側の利用ユニットから順に利用側膨張弁を開ける利用ユニットを変更する。
【0030】
この空気調和装置では、パージ動作において、冷媒連絡管の他端から遠い側の部分の残留ガスの放出を促進することができるため、冷媒連絡管によどみ部分が生じにくくすることができる。
【0031】
第12の観点にかかる空気調和装置は、第9〜第11の観点のいずれかにかかる空気調和装置において、液側閉鎖弁及びガス側閉鎖弁の他方の近傍には、冷媒連絡管の他端から残留ガスとともに放出される冷媒を減圧する放出側減圧機構が設けられている。そして、制御部は、放出側減圧機構の前後の残留ガスとともに放出される冷媒の温度差に基づいて、パージ動作の完了を検知する。
【0032】
ガスを減圧した場合には、各ガスの物性に応じた温度低下が生じる。このため、冷媒連絡管の他端から放出側減圧機構によって減圧して残留ガスを放出すると、放出側減圧機構による減圧の前後において、残留ガスの物性に応じた温度差が生じることになる。そして、放出を続けると、放出される残留ガスが少なくなり冷媒連絡管から冷媒が放出され始めて、冷媒の物性に応じた温度低下が生じることになる。このとき、残留ガスが放出される場合と冷媒が放出される場合とでは、ガスの物性の違いによって、減圧前後の温度低下に違いが生じる。
【0033】
そこで、この空気調和装置では、パージ動作の完了の検知を、冷媒連絡管の他端から残留ガスとともに放出される冷媒の放出側減圧機構による減圧前後の温度差に基づいて行うようにしている。これにより、この空気調和装置では、パージ動作における残留ガスの放出完了を確実に検知することができる。
【0034】
特に、作動流体として二酸化炭素を使用する場合には、減圧前後の温度差が、残留ガスの主成分である空気の温度差に比べて非常に大きくなるため、残留ガスの放出完了をより明確に検知することができる。
【0035】
第13の観点にかかる空気調和装置は、第9〜第12の観点のいずれかにかかる空気調和装置において、熱源ユニットには、作動冷媒が予め封入されている。冷媒導入弁は、液側閉鎖弁及びガス側閉鎖弁の一方をバイパスする冷媒導入管に設けられている。そして、制御部は、チャージアンドベント動作、及び/又は、パージ動作において、冷媒導入弁を開けて、作動冷媒を熱源ユニットから冷媒連絡管に導入する。
【0036】
この空気調和装置では、冷媒ボンベの接続作業を行うことなく、チャージアンドベント動作、及び/又は、パージ動作を行うことができるため、現地施工の省力化に寄与することができる。
【0037】
第14の観点にかかる空気調和装置は、第13の観点にかかる空気調和装置において、冷媒連絡管が、液側閉鎖弁に接続されており冷媒回路における冷凍サイクル中に液状態の作動冷媒が流れる液冷媒連絡管と、ガス側閉鎖弁に接続されており冷媒回路における冷凍サイクル中にガス状態の作動冷媒が流れるガス冷媒連絡管とを有している。冷媒導入管には、冷媒導入弁に直列にドライヤが設けられている。そして、制御部は、チャージアンドベント動作、及び/又は、パージ動作の後に、冷媒導入弁を開けた状態で冷媒回路を暖房サイクルで動作させることによって冷媒連絡管内に作動冷媒を流し、冷媒連絡管に残留した水分を、ドライヤよって捕捉する水分捕捉動作を行う。
【0038】
この空気調和装置では、冷媒連絡管に残留した水分を熱源ユニットに導入させることなく捕捉することができるため、冷凍機油の劣化等を抑えることができる。
【0039】
第15の観点にかかる空気調和装置は、第14の観点にかかる空気調和装置において、利用ユニットが、利用側熱交換器と利用側ファンとを有している。そして、制御部は、利用側ファンを停止又は低風量にした状態で、水分捕捉動作を行う。
【0040】
この空気調和装置では、水分捕捉動作において、利用側熱交換器の出口における冷媒の温度を高めて、液冷媒連絡管に付着した水分が蒸発されやすくしているため、液冷媒連絡管に付着した水分の脱離を促進することができる。
【0041】
第16の観点にかかる空気調和装置は、第14の観点にかかる空気調和装置において、利用ユニットが、利用側熱交換器と利用側ファンとを有している。そして、制御部は、利用側ファンを高風量にした状態で、水分捕捉動作を行う。
【0042】
この空気調和装置では、水分捕捉動作において、利用側熱交換器の出口における冷媒の液密度を高めて、冷媒の輸送物性を向上させているため、液冷媒連絡管に付着した水分の脱離を促進することができる。
【発明の効果】
【0043】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0044】
第1の観点にかかる残留成分除去方法、及び、第9の観点にかかる空気調和装置では、冷媒連絡管から真空引きを行うことなく、冷媒連絡管から残留ガスを放出することができ、これにより、現地施工の省力化を図ることができる。
【0045】
第2の観点にかかる残留成分除去方法、及び、第10の観点にかかる空気調和装置では、残留ガスを放出するために使用される冷媒量を削減することができ、しかも、よどみ部分の残留ガスの放出を促進することができる。
【0046】
第3の観点にかかる残留成分除去方法、及び、第11の観点にかかる空気調和装置では、冷媒連絡管によどみ部分が生じにくくすることができる。
【0047】
第4の観点にかかる残留成分除去方法、及び、第12の観点にかかる空気調和装置では、パージ動作における残留ガスの放出完了を確実に検知することができる。
【0048】
第5の観点にかかる残留成分除去方法、及び、第13の観点にかかる空気調和装置では、現地施工の省力化に寄与することができる。
【0049】
第6の観点にかかる残留成分除去方法、及び、第14の観点にかかる空気調和装置では、冷凍機油の劣化等を抑えることができる。
【0050】
第7の観点にかかる残留成分除去方法、及び、第15の観点にかかる空気調和装置では、液冷媒連絡管に付着した水分の脱離を促進することができる。
【0051】
第8の観点にかかる残留成分除去方法、及び、第16の観点にかかる空気調和装置では、液冷媒連絡管に付着した水分の脱離を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図2】本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の制御ブロック図である。
【図3】第1実施形態にかかる空気調和装置の施工の手順を示すフローチャートである。
【図4】パージ動作の手順を示すフローチャートである。
【図5】水分捕捉動作の手順を示すフローチャートである。
【図6】水分捕捉動作の変形例の手順を示すフローチャートである。
【図7】第2実施形態にかかる空気調和装置の施工の手順を示すフローチャートである。
【図8】チャージアンドベント動作の手順を示すフローチャートである。
【図9】第3実施形態にかかる空気調和装置の施工の手順を示すフローチャートである。
【図10】パージ/チャージアンドベント動作の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0053】
本発明にかかる空気調和装置の残留成分除去方法及び空気調和装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【0054】
<空気調和装置の構成>
−全体構成−
図1は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、スプリットタイプの空気調和装置である。空気調和装置1は、主として、熱源ユニット2と複数(ここでは、3つ)の利用ユニット5a、5b、5cと、熱源ユニット2と利用ユニット5a、5b、5cとを接続する冷媒連絡管6、7とを有している。そして、空気調和装置1は、冷房運転と暖房運転を切り換え可能な冷媒回路10を構成している。冷媒回路10には、冷凍サイクルを行う作動冷媒として、低GWPで不活性な冷媒である二酸化炭素が封入されている。ここで、「GWP」とは、地球温暖化係数を意味し、「低GWP」とは、この地球温暖化係数が低いことを意味する。また、「不活性」とは、燃焼性や毒性が低いことを意味する。そして、空気調和装置1は、臨界圧力を超える圧力まで作動冷媒を圧縮する超臨界冷凍サイクルを行うようになっている。
【0055】
−利用ユニットの構成−
利用ユニット5a、5b、5cは、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ、又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット5a、5b、5cは、冷媒連絡管6、7を介して熱源ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
【0056】
次に、利用ユニット5a、5b、5cの構成について説明する。尚、利用ユニット5aと利用ユニット5b、5cとは同様の構成であるため、ここでは、利用ユニット5aの構成のみ説明し、利用ユニット5b、5cの構成については、利用ユニット5aの各部を示す符号5の添字「a」の代わりに添字「b」、「c」を付して、各部の説明を省略する。
【0057】
利用ユニット5aは、主として、利用側膨張機構としての利用側膨張弁51aと、利用側熱交換器52bとを有している。
【0058】
利用側熱交換器52aは、冷房運転時には作動冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時には作動冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。利用側熱交換器52aは、その液側が利用側膨張機構51aを介して液冷媒連絡管6に接続され、そのガス側がガス冷媒連絡管7に接続されている。
【0059】
利用側膨張弁51aは、利用側熱交換器52aを流れる作動冷媒の流量調節や減圧等を行うために、利用側熱交換器52aの液側に接続された開度制御が可能な電動膨張弁である。
【0060】
利用ユニット5aは、ユニット内に屋内空気を吸入して、熱交換した後に、供給空気として屋内に供給するための利用側ファン53aを有しており、屋内空気と利用側熱交換器52aを流れる作動冷媒とを熱交換させることが可能になっている。利用側ファン53aは、インバータ(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変することが可能なファンモータ54aによって駆動されるようになっている。利用側ファン53aの風量は、複数段階(ここでは、風量設定の小さい方から順に、低風量L、風量可変範囲の最大値の約半分である中風量M、高風量H)に設定できるようになっている。
【0061】
また、利用ユニット5aは、利用ユニット5aを構成する各部の動作を制御する利用側制御部55aを有している。そして、利用側制御部55aは、利用ユニット5aの制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、利用ユニット5aを個別に操作するためのリモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット2との間で伝送線等を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【0062】
−熱源ユニット−
熱源ユニット2は、ビル等の屋上等に設置されている。熱源ユニット2は、冷媒連絡管6、7を介して利用ユニット5a、5b、5cに接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
【0063】
熱源ユニット2は、主として、圧縮機21と、油分離機構22と、冷媒循環方向切換機構としての四路切換弁23と、熱源側熱交換器24と、熱源側膨張機構としての熱源側膨張弁25と、液側閉鎖弁26と、ガス側閉鎖弁29とを有している。
【0064】
圧縮機21は、作動冷媒を圧縮する圧縮機であり、インバータ(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変することが可能な圧縮機モータ21aによって駆動されるようになっている。このため、圧縮機21は、運転容量を可変することができるようになっている。
【0065】
油分離機構22は、圧縮機21において圧縮された作動冷媒中から冷凍機油を分離して分離された冷凍機油を圧縮機21の吸入に戻すための機構であり、主として、圧縮機21の吐出と四路切換弁23との間に設けられた油分離器22aと、油分離器22aの油出口と圧縮機21の吸入との間に接続されたキャピラリチューブ22bとを有している。
【0066】
四路切換弁23は、冷媒回路10における作動冷媒の流れの方向を切り換えるために設けられた切換弁であり、冷房運転時には、熱源側熱交換器24を圧縮機21において圧縮された作動冷媒の放熱器として機能させ、かつ、利用側熱交換器52a、52b、52cを熱源側熱交換器24において放熱した作動冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転切換状態にするために、圧縮機21の吐出と熱源側熱交換器24のガス側とを連通させるとともに圧縮機21の吸入と利用側熱交換器52a、52b、52cのガス側とを連通させ(図1の四路切換弁23の実線を参照)、暖房運転時には、利用側熱交換器52a、52b、52cを圧縮機21において圧縮された作動冷媒の放熱器として機能させ、かつ、熱源側熱交換器24を利用側熱交換器52a、52b、52cにおいて放熱した作動冷媒の蒸発器として機能させる暖房運転切換状態にするために、圧縮機21の吐出と利用側熱交換器52a、52b、52cとを連通させるとともに圧縮機21の吸入と熱源側熱交換器24のガス側とを連通させることが可能である(図1の四路切換弁23の破線を参照)。
【0067】
熱源側熱交換器24は、冷房運転時には作動冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時には作動冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器24は、その液側が熱源側膨張弁25に接続され、そのガス側が四路切換弁23に接続されている。
【0068】
熱源側膨張弁25は、熱源側熱交換器24と利用側熱交換器52a、52b、52cとの間を流れる作動冷媒の減圧等を行うために、熱源側熱交換器24の液側に接続された開度制御が可能な電動膨張弁である。これにより、熱源側熱交換器24と利用側熱交換器52a、52b、52cとの間には、作動冷媒が段階的に減圧されるように熱源側膨張弁25及び利用側膨張弁51a、51b、51cが設けられていることになる。このため、熱源側膨張弁25及び利用側膨張弁51a、51b、51cのうち作動冷媒の流れ方向上流側に位置する膨張弁は、冷凍サイクルにおける中間圧まで作動冷媒を減圧し、熱源側膨張弁25及び利用側膨張弁51a、51b、51cのうち作動冷媒の流れ方向下流側に位置する膨張弁は、冷凍サイクルにおける低圧まで作動冷媒を減圧するようになっている。
【0069】
液側閉鎖弁26は、熱源ユニット2と利用ユニット5a、5b、5cとの間で作動冷媒をやりとりするための液冷媒連絡管6に接続される弁である。ガス側閉鎖弁31は、熱源ユニット2と利用ユニット5a、5b、5cとの間で作動冷媒をやりとりするためのガス冷媒連絡管7に接続される弁である。より具体的には、液側閉鎖弁26は、熱源側膨張弁25が設けられた第1熱源側液冷媒管27と、液冷媒連絡管6に接続される第2熱源側液冷媒管28とに接続されている。ガス側閉鎖弁29は、四路切換弁23に接続された第1熱源側ガス冷媒管30と、ガス冷媒連絡管6に接続される第2熱源側ガス冷媒管31とに接続されている。すなわち、第2熱源側液冷媒管28は、液側閉鎖弁26の近傍に設けられており、第2熱源側液冷媒管31は、ガス側閉鎖弁29の近傍に設けられている。
【0070】
そして、第2熱源側液冷媒管28には、液冷媒連絡管6にガスを導入するための冷媒導入弁32が接続されている。ここでは、冷媒導入弁32は、液側閉鎖弁26をバイパスするように第1熱源側液冷媒管27と第2熱源側液冷媒管28との間を接続する冷媒導入管33に設けられている。冷媒導入弁32は、開閉制御が可能な電磁弁である。また、冷媒導入管33には、冷媒導入弁32の第1熱源側液冷媒管27側の位置に、冷媒導入弁32に直列にドライヤ34が設けられている。ドライヤ34は、水分を吸着する吸着材を有している。また、第2熱源側ガス冷媒管31には、ガス冷媒連絡管7から外部にガスを放出するための冷媒放出弁35が接続されている。ここでは、冷媒放出弁35は、第2熱源側ガス冷媒管31に接続された冷媒放出管36に設けられている。冷媒導入弁32は、開閉制御が可能な電磁弁である。また、冷媒放出管36には、外部から第2熱源側ガス冷媒管31へのガスの逆流を防ぐための逆止弁37が設けられている。ここでは、逆止弁37は、冷媒導入管32の上流側の位置に設けられている。さらに、冷媒放出管36には、ガス冷媒連絡管7から外部に放出されるガスを減圧するための放出側減圧機構38が設けられている。放出側減圧機構38は、キャピラリチューブである。また、冷媒放出管36には、上流側温度センサ39と下流側温度センサ40とが設けられている。上流側温度センサ39は、放出減圧機構38の上流側におけるガスの温度を検出する温度センサである。下流側温度センサ40は、放出減圧機構38の下流側におけるガスの温度を検出する温度センサである。このように、液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁29の近傍には、後述のパージ動作や水分捕捉動作を行うために必要な構成が設けられている。
【0071】
また、熱源ユニット2は、熱源ユニット2を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部41を有している。そして、熱源側制御部41は、熱源ユニット2の制御を行うためのマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、利用ユニット5a、5b、5cの利用側制御部55a、55b、55cとの間で伝送線等を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【0072】
−液冷媒連絡管−
液冷媒連絡管6は、空気調和装置1を新規に施工する際に現地にて施工される冷媒管や、熱源ユニットや利用ユニットを更新する際に既設の空気調和装置から流用される冷媒連絡管である。液冷媒連絡管6は、液側閉鎖弁26に接続された第2熱源側液冷媒管28に接続されている。液冷媒連絡管6は、四路切換弁23が冷房運転切換状態である場合において、作動冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器24の出口から熱源ユニット2外に液状態の作動冷媒を導出することが可能な冷媒管である。また、液冷媒連絡管6は、四路切換弁23が暖房運転切換状態である場合において、熱源ユニット2外から作動冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器24の入口に液状態の作動冷媒を導入することが可能な冷媒管でもある。そして、液冷媒連絡管6は、液冷媒連絡合流管61と、複数(ここでは、3つ)の液冷媒連絡分岐管62a、62b、62cとを有している。液冷媒連絡合流管61は、第2熱源側液冷媒管28に接続される冷媒管である。液冷媒連絡分岐管62a、62b、62cは、液冷媒連絡合流管61から分岐される冷媒管であり、各利用ユニット5a、5b、5cの利用側膨張弁51a、51b、51cに接続されている。ここでは、液冷媒連絡分岐管62a、62b、62cは、熱源ユニット2から遠い側から順に利用ユニット5a、5b、5cが液冷媒連絡管6に接続されるように、液冷媒連絡合流管61から分岐している。そして、液冷媒連絡管6の熱源ユニット2側の端部の近傍には、上記の冷媒導入弁32や冷媒導入管33等の構成が設けられていることになる。
【0073】
−ガス冷媒連絡管−
ガス冷媒連絡管7は、空気調和装置1を新規に施工する際に現地にて施工される冷媒管や、熱源ユニットや利用ユニットを更新する際に既設の空気調和装置から流用される冷媒連絡管である。ガス冷媒連絡管7は、ガス側閉鎖弁29に接続された第2熱源側ガス冷媒管31に接続されている。ガス冷媒連絡管7は、四路切換弁23が冷房運転切換状態である場合において、熱源ユニット2外から圧縮機21の吸入にガス状態の作動冷媒を導入することが可能な冷媒管である。また、ガス冷媒連絡管7は、四路切換弁23が暖房運転切換状態である場合において、圧縮機21の吐出から熱源ユニット2外にガス状態の作動冷媒を導出することが可能な冷媒管でもある。そして、ガス冷媒連絡管7は、ガス冷媒連絡合流管71と、複数(ここでは、3つ)のガス冷媒連絡分岐管72a、72b、72cとを有している。ガス冷媒連絡合流管71は、第2熱源側ガス冷媒管31に接続される冷媒管である。ガス冷媒連絡分岐管72a、72b、72cは、ガス冷媒連絡合流管71から分岐される冷媒管であり、各利用ユニット5a、5b、5cの利用側熱交換器52a、52b、52cに接続されている。ここでは、ガス冷媒連絡分岐管72a、72b、72cは、熱源ユニット2から遠い側から順に利用ユニット5a、5b、5cがガス冷媒連絡管7に接続されるように、ガス冷媒連絡合流管71から分岐している。そして、ガス冷媒連絡管7の熱源ユニット2側の端部の近傍には、上記の冷媒放出弁35や冷媒放出管36等の構成が設けられていることになる。
【0074】
−制御部−
上記の利用側制御部55a、55b、55cと熱源側制御部41とが伝送線等を介して接続されることによって、空気調和装置1の運転制御を行う制御部8が構成されている。制御部8は、図2に示すように、各種センサ39、40の検出信号等を受けることができるように構成されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁21a、23、25、51a〜51c、54a〜54c、32、35を制御することができるように構成されている。ここで、図2は、空気調和装置1の制御ブロック図である。
【0075】
<空気調和装置の通常運転モードにおける動作>
次に、空気調和装置1の通常運転モードにおける動作(冷房運転及び暖房運転)について説明する。
【0076】
−冷房運転−
冷房運転時は、四路切換弁23を図1の実線で示される冷房運転切換状態にする。また、冷媒導入弁32及び冷媒放出弁35を閉止状態にし、液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁29を開状態にする。
【0077】
この冷媒回路10の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の作動冷媒は、圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮されて吐出される。ここで、圧縮機21から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の作動冷媒は、作動冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮される。
【0078】
この圧縮機21から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の作動冷媒は、油分離器22aにおいて、冷凍機油が分離される。この油分離器22aにおいて分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ22bを通じて圧縮機21の吸入に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の作動冷媒は、四路切換弁23を通じて熱源側熱交換器24に送られて放熱する。この熱源側熱交換器24において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の作動冷媒は、熱源側膨張弁25において冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、液側閉鎖弁26及び液冷媒連絡管6を通じて利用ユニット5a、5b、5cに送られる。
【0079】
利用ユニット5a、5b、5cに送られた作動冷媒は、利用側膨張弁51a、51b、51cにおいて冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の作動冷媒となり、利用側熱交換器52a、52b、52cに送られて、利用側ファン53a、53b、53cによって送風される屋内空気と熱交換を行って蒸発する。この利用側熱交換器52a、52b、52cにおいて蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の作動冷媒は、ガス冷媒連絡管7を通じて熱源ユニット2に送られる。
【0080】
この熱源ユニット2に送られた作動冷媒は、ガス側閉鎖弁29及び四路切換弁23を通じて再び圧縮機21に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【0081】
−暖房運転−
暖房運転時は、四路切換弁23を図1の破線で示される暖房運転切換状態にする。また、冷媒導入弁32及び冷媒放出弁35を閉止状態にし、液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁29を開状態にする。
【0082】
この冷媒回路10の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の作動冷媒は、圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮されて吐出される。ここで、圧縮機21から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の作動冷媒は、作動冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮される。
【0083】
この圧縮機21から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の作動冷媒は、油分離器22aにおいて、冷凍機油が分離される。この油分離器22aにおいて分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ22bを通じて圧縮機21の吸入に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の作動冷媒は、四路切換弁23、ガス側閉鎖弁29及びガス冷媒連絡管7を通じて利用ユニット5a、5b、5cに送られる。
【0084】
利用ユニット5a、5b、5cに送られた作動冷媒は、利用側熱交換器52a、52bにおいて、利用側ファン53a、53b、53cによって送風される屋内空気と熱交換を行って放熱し、利用側膨張弁51a、51bによって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、液冷媒連絡管6を通じて熱源ユニット2に送られる。
【0085】
この熱源ユニット2に送られた作動冷媒は、液側閉鎖弁29を通じて熱源側膨張弁25に送られて、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後に、熱源側熱交換器24に送られて蒸発し、四路切換弁23を通じて再び圧縮機21に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【0086】
<第1実施形態にかかる空気調和装置の施工>
次に、図1〜図5に基づいて、第1実施形態にかかる空気調和装置1の施工について説明する。ここで、図3は、本実施形態にかかる空気調和装置1の施工の手順を示すフローチャートである。図4は、パージ動作の手順を示すフローチャートである。図5は、水分捕捉動作の手順を示すフローチャートである。尚、パージ動作や水分捕捉動作は、熱源ユニット2やリモコン等に設けられた残留ガス除去動作開始スイッチ(図示せず)や水分捕捉動作開始スイッチ(図示せず)からの指令を受けた制御部8が行う。
【0087】
−据付工事・配管工事(ステップS1)−
まず、新設の利用ユニット5a、5b、5c及び熱源ユニット2を据え付け、液冷媒連絡管6及びガス冷媒連絡管7を設置し、利用ユニット5a、5b、5cと熱源ユニット2とを冷媒連絡管6、7を介して接続することによって、冷媒回路10を構成する。ここで、熱源ユニット2の閉鎖弁26、29は、熱源ユニット2と冷媒連絡管6、7とが連通しないように閉止されており、冷媒連絡管6、7には、据付工事・配管工事後に残留した空気を主成分とする残留ガスが充満した状態になっている。また、熱源ユニット2には、所定量の作動冷媒が予め充填されている。
【0088】
尚、既設の空気調和装置を構成する冷媒連絡管を流用して熱源ユニット及び/又は利用ユニットを更新する場合には、上記において、更新するユニットのみを新規に据え付けることになる。
【0089】
−パージ動作(ステップS2)−
上記のように、空気調和装置1の冷媒回路10を構成した後、冷媒連絡管6、7に残留した残留ガスを除去するために、パージ動作を行う。ここで、パージ動作とは、作動冷媒を冷媒連絡管6、7の一端から導入しながら、冷媒連絡管6、7の他端から残留ガスとともに放出する動作である。尚、ここでは、冷媒連絡管6、7と利用ユニット5a、5b、5cとが連通した状態でパージ動作を行うものとする。
【0090】
まず、ステップS21において、液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁29が閉止された状態で、冷媒導入弁32及び冷媒放出弁35を開ける制御を行う。これにより、熱源ユニット2に充填されている作動冷媒が冷媒導入管33を通じて冷媒連絡管6、7の一端(ここでは、液冷媒連絡管6の熱源ユニット2側の端部)から冷媒連絡管6、7に導入される。また、作動冷媒が冷媒連絡管6、7に導入されるとともに、冷媒放出管36を通じて冷媒連絡管6、7の他端(ここでは、ガス冷媒連絡管7の熱源ユニット2側の端部)から冷媒連絡管6、7に残留した残留ガスが放出される。また、ここでは、冷媒連絡管6、7に複数(ここでは、3つ)の利用ユニット5a、5b、5cが並列に接続されているため、各利用ユニット5a、5b、5cが接続されている冷媒連絡分岐管62a、62b、62c、72a、72b、72cを含めた冷媒連絡管6、7の全てについて、パージ動作を行う必要がある。このため、単純には、各利用ユニット5a、5b、5cの利用側膨張弁51a、51b、51cを全て開けた状態でパージ動作を行うことが考えられる。しかし、全ての利用側膨張弁51a、51b、51cを開けた状態でパージ動作を行うと、冷媒連絡管6、7の他端(ここでは、ガス冷媒連絡管7の熱源ユニット2側の端部)に近い側の利用ユニット5cに作動冷媒が流れやすく、ガス冷媒連絡管7の熱源ユニット2側の端部から遠い側の利用ユニット5aに作動冷媒が流れにくくなる。このため、ガス冷媒連絡管7の熱源ユニット2側の端部から遠い側の部分(例えば、利用ユニット5aや冷媒連絡分岐管62a、72a等)が残留ガスのよどみ部分となって、パージ動作によって外部に放出されにくくなる。そこで、ここでは、ガス冷媒連絡管7の熱源ユニット2側の端部から順に利用側膨張弁を開ける利用ユニットを変更する制御を行う。例えば、利用側膨張弁5aだけを所定時間開けた後に、利用側膨張弁5bを所定時間開け、さらに利用側膨張弁5cを開ける制御を順次行うようにしている。
【0091】
そして、ステップS22において、パージ動作が完了したかどうかを判定する。パージ動作においては、初期は冷媒放出管36を通じて外部に放出されるガスが残留ガスを多く含むものであるが、末期になると、冷媒放出管36を通じて外部に放出されるガスが作動冷媒を多く含むものに急激に変化する。このため、パージ動作が完了したかどうかは、冷媒放出管36を通じて外部に放出されるガスが残留ガスを多く含むガスから作動冷媒を多く含むガスに変化した時点を検知することによって判定することができる。そして、この判定は、作動冷媒である二酸化炭素の濃度の急激な増加を検知したり、逆に、残留ガスの主成分である窒素や酸素の濃度の急激な減少を検知することによって行うことができる。また、ガスを減圧した場合には、各ガスの物性に応じた温度低下が生じる。このため、冷媒放出管36から減圧して残留ガスを放出すると、減圧の前後において、残留ガスの物性に応じた温度低下が生じることになる。そして、放出を続けると、放出される残留ガスが少なくなり冷媒放出管36から作動冷媒が放出され始めて、作動冷媒の物性に応じた温度低下が生じることになる。このとき、残留ガスが放出される場合と作動冷媒が放出される場合とでは、ガスの物性の違いによって、減圧前後の温度低下に違いが生じる。そこで、ここでは、上流側温度センサ39及び下流側温度センサ40から得られる放出減圧機構38の前後の温度差に基づいて、パージ動作の完了の検知を行うようにしている。すなわち、放出減圧機構38による減圧前の温度から減圧後の温度を差し引いた温度差(温度低下幅)が所定値よりも小さい場合には、残留ガスが放出されているものと判定し、この温度差が所定値よりも大きい場合には、作動冷媒が放出されておりパージ動作が完了したものと判定する。
【0092】
そして、ステップS22においてパージ動作が完了したものと判定された場合には、ステップS23において、冷媒導入弁32及び冷媒放出弁35を閉止する。
【0093】
−水分捕捉動作(ステップS3)−
上記のように、パージ動作が完了した後、冷媒連絡管6、7に残留した水分を除去するために、水分捕捉動作を行う。ここで、水分捕捉動作は、冷媒回路10を暖房サイクルで動作させることによって冷媒連絡管6、7内に作動冷媒を流し、冷媒連絡管6、7に残留した水分を、液冷媒連絡管6の熱源ユニット2側の端部の近傍において捕捉する動作である。
【0094】
まず、ステップS31において、液側閉鎖弁26及び冷媒放出弁35が閉止され、ガス側閉鎖弁29が開けられた状態で、冷媒導入弁32を開ける制御を行う。これにより、冷媒回路10が、液側閉鎖弁26をバイパスし、かつ、作動冷媒がドライヤ34を通過する状態になる。
【0095】
そして、ステップS32において、各利用ユニット5a、5b、5cの利用側ファン53a、53b、53cを停止又は低風量Lの状態で運転しつつ、冷媒回路10を暖房サイクルで動作させる。すなわち、上記の通常運転モードにおける暖房運転と同様に、四路切換弁23を暖房運転切換状態にして、圧縮機21、ガス冷媒連絡管7、利用ユニット5a、5b、5c、液冷媒連絡管6、ドライヤ34の順に作動冷媒を循環させる動作を行わせる。このため、ガス冷媒連絡管7を流れる作動冷媒の温度が高いままで、かつ、利用側熱交換器52a、52b、52cの出口における作動冷媒の温度も高いままで、作動冷媒が循環し、冷媒連絡管6、7に付着した水分が蒸発する。そして、蒸発した水分は、熱源ユニット2に導入されることなく(より具体的には、冷凍機油を保有する圧縮機21等に至る前に)、ドライヤ34に捕捉される。
【0096】
そして、ステップS33において所定時間が経過したものと判定された場合には、ステップS34において、冷媒導入弁32及び冷媒放出弁35を閉止する。
【0097】
その後、パージ動作によって外部に放出された作動冷媒の量を差し引いても冷媒回路10に必要な量の作動冷媒が確保できている場合(すなわち、熱源ユニット2に予め充填されていた作動冷媒の量が十分である場合)には、そのまま、試運転や通常運転を行う。
【0098】
<第1実施形態にかかる残留成分除去方法及び空気調和装置の特徴>
本実施形態にかかる残留成分除去方法(パージ動作及び水分捕捉動作)及び空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
【0099】
−A−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、作動冷媒として、低GWPで不活性な冷媒という、空気調和装置1内から放出されたとしても環境に悪影響を及ぼすおそれが非常に少ないものを使用している。このため、上記のパージ動作によって、冷媒連絡管6、7から真空引きを行うことなく、冷媒連絡管6、7から残留ガスを放出することができ、これにより、現地施工の省力化を図ることができる。また、パージ動作では、後述のチャージアンドベント動作(第2実施形態)に比べて、作動冷媒の使用量や作業時間が少なく済むという利点がある。
【0100】
−B−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、パージ動作において、冷媒連絡管6、7の他端(ここでは、ガス冷媒連絡管7)から遠い側の利用ユニット(ここでは、利用ユニット5a)から順に利用側膨張弁を開ける利用ユニットを変更するようにしている。このため、冷媒連絡管6、7の他端から遠い側の部分の残留ガスの放出を促進することができ、これにより、冷媒連絡管6、7によどみ部分が生じにくくすることができる。
【0101】
−C−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、パージ動作の完了の検知を、冷媒連絡管6、7の他端から残留ガスとともに放出される作動冷媒の減圧前後の温度差に基づいて行うようにしているため、パージ動作における残留ガスの放出完了を確実に検知することができる。特に、ここでは、作動流体として二酸化炭素を使用していることから、減圧前後の温度差が、残留ガスの主成分である空気の温度差に比べて非常に大きくなるため、残留ガスの放出完了をより明確に検知することができる。
【0102】
また、この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、冷媒放出管36に逆止弁37が設けられているため、冷媒放出弁35を開けている際に、外部から冷媒連絡管6、7内に空気が逆流しないようにすることができる。
【0103】
−D−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、作動冷媒を熱源ユニット2から導入するようにしているため、冷媒ボンベの接続作業を行うことなく、パージ動作を行うことができ、これにより、現地施工の省力化に寄与することができる。
【0104】
−E−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、パージ動作の後に、上記の水分捕捉動作を行っているため、冷媒連絡管6、7に残留した水分を熱源ユニット2に導入させることなく捕捉することができ、これにより、冷凍機油の劣化等を抑えることができる。また、ガス冷媒連絡管7に高温の作動冷媒を流すことができるため、ガス冷媒連絡管7に付着した水分が蒸発されやすくなり、ガス冷媒連絡管に付着した水分の脱離を促進することができる。
【0105】
−F−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、水分捕捉動作において、利用側ファン53a、53b、53cを停止又は低風量Lにしているため、利用側熱交換器52a、52b、52cの出口における作動冷媒の温度を高めて、液冷媒連絡管6に付着した水分が蒸発されやすくしているため、液冷媒連絡管6に付着した水分の脱離を促進することができる。
【0106】
また、ここでは、作動冷媒として二酸化炭素を使用しているため、液冷媒連絡管6を流れる作動冷媒が臨界圧力付近になっている。臨界圧力付近にある液状態の二酸化炭素は、輸送物性(拡散係数や溶解度等)が高く、液冷媒連絡管6に付着した水分の脱離を促進に寄与するものと考えられる。このため、利用側ファン53a、53b、53cを停止又は低風量Lにするのではなく、図6に示すように、利用側ファン53a、53b、53cを高風量Hにしてもよい。これにより、利用側熱交換器52a、52b、52cの出口における作動冷媒の液密度が高くなり、作動冷媒の輸送物性が向上するため、液冷媒連絡管6に付着した水分の脱離を促進することができる。
【0107】
<第2実施形態にかかる空気調和装置の施工>
次に、図1、図2、図7、図8、図5、図6に基づいて、第2実施形態にかかる空気調和装置1の施工について説明する。ここで、図7は、本実施形態にかかる空気調和装置1の施工の手順を示すフローチャートである。図8は、チャージアンドベント動作の手順を示すフローチャートである。尚、チャージアンドベント動作や水分捕捉動作は、熱源ユニット2やリモコン等に設けられた残留ガス除去動作開始スイッチ(図示せず)や水分捕捉動作開始スイッチ(図示せず)からの指令を受けた制御部8が行う。
【0108】
−据付工事・配管工事(ステップS1)−
まず、新設の利用ユニット5a、5b、5c及び熱源ユニット2を据え付け、液冷媒連絡管6及びガス冷媒連絡管7を設置し、利用ユニット5a、5b、5cと熱源ユニット2とを冷媒連絡管6、7を介して接続することによって、冷媒回路10を構成する。尚、このステップS1は、第1実施形態のステップS1と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0109】
−チャージアンドベント動作(ステップS4)−
上記のように、空気調和装置1の冷媒回路10を構成した後、冷媒連絡管6、7に残留した残留ガスを除去するために、チャージアンドベント動作を行う。ここで、チャージアンドベント動作とは、冷媒導入弁32を開けて冷媒連絡管6、7に導入し、所定の保持時間が経過した後に、冷媒放出弁35を開けて残留ガスとともに放出する動作である。尚、ここでは、冷媒連絡管6、7と利用ユニット5a、5b、5cとが連通した状態でチャージアンドベント動作を行うものとする。
【0110】
まず、ステップS41において、液側閉鎖弁26、ガス側閉鎖弁29及び冷媒放出弁35が閉止された状態で、冷媒導入弁32を開ける制御を行う。これにより、熱源ユニット2に充填されている作動冷媒が冷媒導入管33を通じて冷媒連絡管6、7の一端(ここでは、液冷媒連絡管6の熱源ユニット2側の端部)から冷媒連絡管6、7に導入される。また、ここでは、冷媒連絡管6、7に複数(ここでは、3つ)の利用ユニット5a、5b、5cが並列に接続されているため、各利用ユニット5a、5b、5cが接続されている冷媒連絡分岐管62a、62b、62c、72a、72b、72cを含めた冷媒連絡管6、7の全てについて、チャージアンドベント動作を行う必要がある。このため、各利用ユニット5a、5b、5cの利用側膨張弁51a、51b、51cを全て開けた状態でチャージアンドベント動作が行われる。
【0111】
そして、ステップS42において、所定時間だけ作動冷媒を導入した後に、ステップS43において、冷媒導入弁32を閉める制御を行う。これにより、冷媒連絡管6、7に導入された作動冷媒が冷媒連絡管6、7内に拡散して、冷媒連絡管6、7に残留した残留ガスと混合した状態になる。
【0112】
そして、ステップS44において、所定の保持時間が経過した後に、ステップS45において、冷媒放出弁35を開ける制御を行う、これにより、冷媒連絡管6、7から作動冷媒を残留ガスとともに放出されて、冷媒連絡管6、7に残留した残留ガスを少なくする。
【0113】
そして、ステップS46において、所定時間だけ作動冷媒を放出した後に、上記の一連のステップS41〜S46が所定回数実行されたかどうかを判定し、所定回数実行された後は、チャージアンドベント動作が完了したものとして、ステップS48において、冷媒放出弁35を閉止する。
【0114】
−水分捕捉動作(ステップS3)−
上記のように、チャージアンドベント動作が完了した後、冷媒連絡管6、7に残留した水分を除去するために、水分捕捉動作を行う。尚、この水分捕捉動作は、第1実施形態の水分捕捉動作と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0115】
<第2実施形態にかかる残留成分除去方法及び空気調和装置の特徴>
本実施形態にかかる残留成分除去方法(チャージアンドベント動作及び水分捕捉動作)及び空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
【0116】
−A−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、作動冷媒として、低GWPで不活性な冷媒という、空気調和装置1内から放出されたとしても環境に悪影響を及ぼすおそれが非常に少ないものを使用している。このため、上記のチャージアンドベント動作によって、冷媒連絡管6、7から真空引きを行うことなく、冷媒連絡管6、7から残留ガスを放出することができ、これにより、現地施工の省力化を図ることができる。また、チャージアンドベント動作では、上記のパージ動作(第1実施形態)に比べて、よどみ部分を生じにくく、利用側膨張弁51a、51b、51cの制御を行う必要がないという利点がある。
【0117】
−B−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、冷媒放出管36に逆止弁37が設けられているため、冷媒放出弁35を開けている際に、外部から冷媒連絡管6、7内に空気が逆流しないようにすることができる。特に、チャージアンドベント動作では、作動冷媒を放出する際に、冷媒連絡管6、7の圧力が大気圧近くまで低下するため、外部から冷媒連絡管6、7内に空気が逆流しやすいが、逆止弁37によって逆流しないようにすることができる。
【0118】
−C−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、作動冷媒を熱源ユニット2から導入するようにしているため、冷媒ボンベの接続作業を行うことなく、チャージアンドベント動作を行うことができ、これにより、現地施工の省力化に寄与することができる。
【0119】
−D−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、チャージアンドベント動作の後に、上記の水分捕捉動作を行っているため、第1実施形態と同様に、冷媒連絡管6、7に残留した水分を熱源ユニット2に導入させることなく捕捉することができ、これにより、冷凍機油の劣化等を抑えることができる。
【0120】
<第3実施形態にかかる空気調和装置の施工>
次に、図1、図2、図9、図10、図5、図6に基づいて、第3実施形態にかかる空気調和装置1の施工について説明する。ここで、図9は、本実施形態にかかる空気調和装置1の施工の手順を示すフローチャートである。図10は、パージ/チャージアンドベント動作の手順を示すフローチャートである。尚、パージ/チャージアンドベント動作や水分捕捉動作は、熱源ユニット2やリモコン等に設けられた残留ガス除去動作開始スイッチ(図示せず)や水分捕捉動作開始スイッチ(図示せず)からの指令を受けた制御部8が行う。
【0121】
−据付工事・配管工事(ステップS1)−
まず、新設の利用ユニット5a、5b、5c及び熱源ユニット2を据え付け、液冷媒連絡管6及びガス冷媒連絡管7を設置し、利用ユニット5a、5b、5cと熱源ユニット2とを冷媒連絡管6、7を介して接続することによって、冷媒回路10を構成する。尚、このステップS1は、第1実施形態のステップS1と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0122】
−パージ/チャージアンドベント動作(ステップS5)−
上記のように、空気調和装置1の冷媒回路10を構成した後、冷媒連絡管6、7に残留した残留ガスを除去するために、パージ/チャージアンドベント動作を行う。ここで、パージ/チャージアンドベント動作とは、第1実施形態と同様のパージ動作を行った後に、第2実施形態と同様のチャージアンドベント動作を行うものである。尚、パージ/チャージアンドベント動作は、パージ動作の後にチャージアンドベント動作を行う点を除いては、第1実施形態のパージ動作及び第2実施形態のチャージアンドベント動作と基本的に同じであるため、ここでは説明を省略する。
【0123】
−水分捕捉動作(ステップS3)−
上記のように、パージ/チャージアンドベント動作が完了した後、冷媒連絡管6、7に残留した水分を除去するために、水分捕捉動作を行う。この水分捕捉動作は、第1実施形態の水分捕捉動作と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0124】
<第3実施形態にかかる残留成分除去方法及び空気調和装置の特徴>
本実施形態にかかる残留成分除去方法(パージ/チャージアンドベント動作及び水分捕捉動作)及び空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
【0125】
−A−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、作動冷媒として、低GWPで不活性な冷媒という、空気調和装置1内から放出されたとしても環境に悪影響を及ぼすおそれが非常に少ないものを使用している。このため、上記のパージ/チャージアンドベント動作によって、冷媒連絡管6、7から真空引きを行うことなく、冷媒連絡管6、7から残留ガスを放出することができ、これにより、現地施工の省力化を図ることができる。
【0126】
また、パージ/チャージアンドベント動作では、パージ動作によって概ね残留ガスを放出することで、その後のチャージアンドベント動作の繰り返し回数を少なくすることができるため、残留ガスを放出するために使用される冷媒量を削減することができる。
【0127】
しかも、パージ動作だけでは困難な冷媒連絡管6、7のよどみ部分の残留ガスの放出を、チャージアンドベント動作との組み合わせによって促進することができるため、パージ動作のみを行う場合のような、利用側膨張弁51a、51b、51cの制御を行わなくても済むようになる。
【0128】
−B−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、パージ動作の完了の検知を、冷媒連絡管6、7の他端から残留ガスとともに放出される作動冷媒の減圧前後の温度差に基づいて行うようにしているため、パージ動作における残留ガスの放出完了を確実に検知することができる。特に、ここでは、作動流体として二酸化炭素を使用していることから、減圧前後の温度差が、残留ガスの主成分である空気の温度差に比べて非常に大きくなるため、残留ガスの放出完了をより明確に検知することができる。
【0129】
また、この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、冷媒放出管36に逆止弁37が設けられているため、冷媒放出弁35を開けている際に、外部から冷媒連絡管6、7内に空気が逆流しないようにすることができる。特に、チャージアンドベント動作では、作動冷媒を放出する際に、冷媒連絡管6、7の圧力が大気圧近くまで低下するため、外部から冷媒連絡管6、7内に空気が逆流しやすいが、逆止弁37によって逆流しないようにすることができる。
【0130】
−C−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、作動冷媒を熱源ユニット2から導入するようにしているため、冷媒ボンベの接続作業を行うことなく、パージ/チャージアンドベント動作を行うことができ、これにより、現地施工の省力化に寄与することができる。
【0131】
−D−
この残留成分除去方法及び空気調和装置1では、パージ/チャージアンドベント動作の後に、上記の水分捕捉動作を行っているため、第1実施形態と同様に、冷媒連絡管6、7に残留した水分を熱源ユニット2に導入させることなく捕捉することができ、これにより、冷凍機油の劣化等を抑えることができる。
【0132】
<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、上記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。
【0133】
−A−
冷媒回路の構成は、上記の実施形態のものに限定されない。また、利用ユニットの接続台数は、上記の実施形態のものに限定されない。
【0134】
−B−
水分捕捉動作が不要の場合には、ドライヤを削除してもよい。また、ドライヤを削除する場合、冷媒導入弁及び冷媒導入管をガス側閉鎖弁側(すなわち、ガス冷媒連絡管側)に設けて、冷媒放出弁及び冷媒放出管を液側閉鎖弁側(すなわち、液冷媒連絡管側)に設けてもよい。
【0135】
−C−
熱源ユニットから作動冷媒を冷媒連絡管に導入するのではなく、冷媒ボンベから作動冷媒を冷媒連絡管に導入してもよい。但し、この場合には、冷媒導入弁にサービスポートを設けたり、冷媒導入管に、冷媒ボンベを接続するための充填用ポートを設ける必要がある。
【0136】
−D−
上記のチャージアンドベント動作では、冷媒導入の完了や冷媒放出の完了を時間によって判定しているが、圧力によって行うようにしてもよい。この場合には、冷媒導入管や冷媒放出管に圧力センサを設ける必要がある。
【0137】
−E−
上記のパージ動作では、パージ動作の完了の検知を減圧前後の温度差に基づいて行うにあたり、放出減圧機構を設けているが、冷媒放出弁が放出減圧機構を兼ねるようにしてもよい。また、上記のパージ動作では、放出減圧機構の上流側及び下流側の両方に温度センサを設けて温度差を得るようにしているが、放出減圧機構の上流側の温度が概ね安定しているものとみなして、下流側の温度のみ(実質的には、下流側の温度を温度差に相当するものとみなす)で判定してもよい。この場合には、上流側温度センサが不要になる。
【産業上の利用可能性】
【0138】
本発明は、現地施工時に熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒連絡管を介して接続されることによって冷媒回路を構成する空気調和装置における残留成分の除去に広く適用可能である。
【符号の説明】
【0139】
1 空気調和装置
2 熱源ユニット
5a、5b、5c 利用ユニット
6、7 冷媒連絡管
8 制御部
10 冷媒回路
26 液側閉鎖弁
29 ガス側閉鎖弁
32 冷媒導入弁
33 冷媒導入管
34 ドライヤ
35 冷媒放出弁
38 放出側減圧機構
51a、51b、51c 利用側膨張弁
52a、52b、52c 利用側熱交換器
53a、53b、53c 利用側ファン
【先行技術文献】
【特許文献】
【0140】
【特許文献1】特開2003−130503号公報

【特許請求の範囲】
【請求項1】
現地施工時に熱源ユニット(2)と利用ユニット(5a、5b、5c)とが冷媒連絡管(6、7)を介して接続されることによって冷媒回路(10)を構成する空気調和装置(1)において、前記冷媒連絡管に残留した残留ガスを放出するための空気調和装置の残留成分除去方法であって、
前記冷媒回路における冷凍サイクルを行う作動冷媒として使用される低GWPで不活性な冷媒を、前記冷媒連絡管に導入し、所定の保持時間が経過した後に、前記残留ガスとともに放出するチャージアンドベント動作、
及び/又は、
前記冷媒回路における冷凍サイクルを行う作動冷媒として使用される低GWPで不活性な冷媒を、前記冷媒連絡管の一端から導入しながら、前記冷媒連絡管の他端から前記残留ガスとともに放出するパージ動作、
を行う、
空気調和装置の残留成分除去方法。
【請求項2】
前記パージ動作を行った後に、前記チャージアンドベント動作を行う、請求項1に記載の空気調和装置の残留ガス放出方法。
【請求項3】
前記利用ユニット(5a、5b、5c)は、前記冷媒連絡管(6、7)に並列に複数接続されており、
前記各利用ユニットは、利用側膨張弁(51a、51b、51c)を有しており、
前記パージ動作において、前記冷媒連絡管の他端から遠い側の利用ユニットから順に前記利用側膨張弁を開ける利用ユニットを変更する、
請求項1又は2に記載の空気調和装置の残留成分除去方法。
【請求項4】
前記冷媒連絡管(6、7)の他端において、前記残留ガスとともに放出される冷媒を減圧し、
前記減圧前後の前記残留ガスとともに放出される冷媒の温度差に基づいて、前記パージ動作の完了を検知する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気調和装置の残留成分除去方法。
【請求項5】
前記熱源ユニット(2)には、前記作動冷媒が予め封入されており、
前記チャージアンドベント動作、及び/又は、前記パージ動作において、前記作動冷媒を前記熱源ユニット(2)から前記冷媒連絡管(6、7)に導入する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気調和装置の残留成分除去方法。
【請求項6】
前記冷媒連絡管(6、7)は、前記冷媒回路(10)における冷凍サイクル中に液状態の前記作動冷媒が流れる液冷媒連絡管と、前記冷媒回路における冷凍サイクル中にガス状態の前記作動冷媒が流れるガス冷媒連絡管とを有しており、
前記冷媒連絡管の一端は、前記液冷媒連絡管の前記熱源ユニット(2)側の端部であり、
前記チャージアンドベント動作、及び/又は、前記パージ動作の後に、前記冷媒回路を暖房サイクルで動作させることによって前記冷媒連絡管内に前記作動冷媒を流し、前記冷媒連絡管に残留した水分を、前記液冷媒連絡管の前記熱源ユニット側の端部の近傍において捕捉する水分捕捉動作を行う、
請求項5に記載の空気調和装置の残留成分除去方法。
【請求項7】
前記利用ユニット(5a、5b、5c)は、利用側熱交換器(52a、52b、52c)と利用側ファン(53a、53b、53c)とを有しており、
前記利用側ファンを停止又は低風量にした状態で、前記水分捕捉動作を行う、
請求項6に記載の空気調和装置の残留成分除去方法。
【請求項8】
前記利用ユニット(5a、5b、5c)は、利用側熱交換器(52a、52b、52c)と利用側ファン(53a、53b、53c)とを有しており、
前記利用側ファンを高風量にした状態で、前記水分捕捉動作を行う、
請求項6に記載の空気調和装置の残留成分除去方法。
【請求項9】
現地施工時に熱源ユニット(2)と利用ユニット(5a、5b、5c)とが冷媒連絡管(6、7)を介して接続されることによって冷媒回路(10)を構成する空気調和装置であって、
前記熱源ユニットに設けられており、前記冷媒連絡管に接続される液側閉鎖弁(26)及びガス側閉鎖弁(29)と、
前記液側閉鎖弁及び前記ガス側閉鎖弁の一方の近傍に設けられており、前記冷媒連絡管にガスを導入するための冷媒導入弁(32)と、
前記液側閉鎖弁及び前記ガス側閉鎖弁の他方の近傍に設けられており、前記冷媒連絡管からガスを放出するための冷媒放出弁(35)と、
前記冷媒導入弁及び前記冷媒放出弁を制御する制御部(8)とを備え、
前記制御部は、前記冷媒回路における冷凍サイクルを行う作動冷媒として使用される低GWPで不活性な冷媒を、前記冷媒導入弁を開けて前記冷媒連絡管に導入し、所定の保持時間が経過した後に、前記冷媒放出弁を開けて前記残留ガスとともに放出するチャージアンドベント動作、及び/又は、前記冷媒回路における冷凍サイクルを行う作動冷媒として使用される低GWPで不活性な冷媒を、前記冷媒導入弁を開けて前記冷媒連絡管の一端から導入しながら、前記冷媒放出弁を開けて前記冷媒連絡管の他端から前記残留ガスとともに放出するパージ動作を行う、
空気調和装置(1)。
【請求項10】
前記制御部(8)は、前記パージ動作を行った後に、前記チャージアンドベント動作を行う、請求項9に記載の空気調和装置(1)。
【請求項11】
前記利用ユニット(5a、5b、5c)は、前記冷媒連絡管(6、7)に並列に複数接続されており、
前記各利用ユニットは、利用側膨張弁(51a、51b、51c)を有しており、
前記制御部(8)は、前記パージ動作において、前記冷媒連絡管の他端から遠い側の利用ユニットから順に前記利用側膨張弁を開ける利用ユニットを変更する、
請求項9又は10に記載の空気調和装置(1)。
【請求項12】
前記液側閉鎖弁(26)及び前記ガス側閉鎖弁(29)の他方の近傍には、前記冷媒連絡管(6、7)の他端から前記残留ガスとともに放出される冷媒を減圧する放出側減圧機構(38)が設けられており、
前記制御部(8)は、前記放出側減圧機構の前後の前記残留ガスとともに放出される冷媒の温度差に基づいて、前記パージ動作の完了を検知する、
請求項9〜11のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。
【請求項13】
前記熱源ユニット(2)には、前記作動冷媒が予め封入されており、
前記冷媒導入弁(32)は、前記液側閉鎖弁(26)及び前記ガス側閉鎖弁(29)の一方をバイパスする冷媒導入管(33)に設けられており、
前記制御部(8)は、前記チャージアンドベント動作、及び/又は、前記パージ動作において、前記冷媒導入弁を開けて、前記作動冷媒を前記熱源ユニットから前記冷媒連絡管(6、7)に導入する、
請求項9〜12のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。
【請求項14】
前記冷媒連絡管(6、7)は、前記液側閉鎖弁(26)に接続されており前記冷媒回路(10)における冷凍サイクル中に液状態の前記作動冷媒が流れる液冷媒連絡管と、前記ガス側閉鎖弁(29)に接続されており前記冷媒回路における冷凍サイクル中にガス状態の前記作動冷媒が流れるガス冷媒連絡管とを有しており、
前記冷媒導入管(33)には、前記冷媒導入弁(32)に直列にドライヤ(34)が設けられており、
前記制御部(8)は、前記チャージアンドベント動作、及び/又は、前記パージ動作の後に、前記冷媒導入弁を開けた状態で前記冷媒回路を暖房サイクルで動作させることによって前記冷媒連絡管内に前記作動冷媒を流し、前記冷媒連絡管に残留した水分を、前記ドライヤよって捕捉する水分捕捉動作を行う、
請求項13に記載の空気調和装置(1)。
【請求項15】
前記利用ユニット(5a、5b、5c)は、利用側熱交換器(52a、52b、52c)と利用側ファン(53a、53b、53c)とを有しており、
前記制御部(8)は、前記利用側ファンを停止又は低風量にした状態で、前記水分捕捉動作を行う、
請求項14に記載の空気調和装置(1)。
【請求項16】
前記利用ユニット(5a、5b、5c)は、利用側熱交換器(52a、52b、52c)と利用側ファン(53a、53b、53c)とを有しており、
前記制御部(8)は、前記利用側ファンを高風量にした状態で、前記水分捕捉動作を行う、
請求項14に記載の空気調和装置(1)。

【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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【公開番号】特開2011−214730(P2011−214730A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−80274(P2010−80274)
【出願日】平成22年3月31日(2010.3.31)
【出願人】(000002853)ダイキン工業株式会社 (7,604)