(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源ユニット（１０２）と、利用ユニット（１０３）とを備え、冷媒回路を有する空気調和機であって、
前記熱源ユニット（１０２）に設けられた熱源側熱交換器（２００）と、
前記利用ユニット（１０３）に設けられた利用側熱交換器（２０１）と、
前記熱源側熱交換器（２００）の下流側で、前記利用側熱交換器（２０１）の上流側の位置に設けられ、冷媒を絞り膨張させる膨張弁（２２１）と、
前記熱源側熱交換器（２００）の上流側で、前記利用側熱交換器（２０１）の下流側の位置に設けられた圧縮機（１００）と、
前記熱源ユニット（１０２）及び前記利用ユニット（１０３）の少なくとも一方の更新時に前記冷媒回路に充填する冷媒が貯留された冷媒調整器（６１）と、
前記圧縮機（１００）の吐出側配管（１１０）から分岐されて前記冷媒調整器（６１）に接続され、前記圧縮機（１００）から吐出された冷媒を前記冷媒調整器（６１）に導入する導入配管（６２）と、
前記膨張弁（２２１）と前記利用側熱交換器（２０１）とをつなぐ配管（２５）に接続され、この配管（２５）に、前記冷媒調整器（６１）に貯留された前記冷媒を導出する導出配管（６３）と、
前記導入配管（６２）に設けられ、前記導入配管（６２）の導通を開閉する導入配管電磁弁（６２１）と、
前記導出配管（６３）に設けられ、前記冷媒調整器（６１）に貯留された前記冷媒の前記配管（２５）への導出量を調節する流量調節機構（６３１）と、
前記導入配管電磁弁（６２１）及び前記流量調節機構（６３１）を制御する制御部（１１）と、を備え、
前記制御部（１１）は、
前記更新時において、前記導入配管電磁弁（６２１）及び前記流量調節機構（６３１）を開状態とすることにより前記冷媒回路に冷媒を充填し、
前記冷媒回路への冷媒充填が完了すると、前記導入配管電磁弁（６２１）及び前記流量調節機構（６３１）を閉状態とする空気調和機。
【請求項２】
前記流量調節機構は、前記導出配管（６３）に設けられた開度調節可能な電動弁（６３１）である請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記圧縮機（１００）の吸入部に流入する冷媒が含む液冷媒の割合である湿り度を算出する湿り度算出部（１３）をさらに備え、
前記制御部（１１）は、前記湿り度に基づいて前記電動弁（６３１）の開度を決定する請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記圧縮機（１００）の吐出ガスの温度を検出する温度検出部（１１１）をさらに備え、
前記湿り度算出部（１３）は、前記吐出ガスの温度に基づいて前記湿り度を算出する請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記熱源側熱交換器（２００）と前記膨張弁（２２１）との間の液冷媒配管（２０）から分岐されて前記冷媒調整器（６１）に接続された液冷媒分岐配管（７２）と、
前記導出配管（６３）から分岐されて前記冷媒調整器（６１）に接続された吸入側接続配管（７３）と、
前記液冷媒分岐配管（７２）に設けられた電磁弁（７２１）と、
前記吸入側接続配管（７３）に設けられた電磁弁（７３１）と、を備える、請求項１〜４の何れか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を冷媒回路に充填するための冷媒調整器を備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
現地に空気調和機を据付け後、試運転を開始するためには、空気調和機の冷媒回路に冷媒を充填する作業が必要となる。特許文献１には、ボンベを用いて冷媒の充填作業を行う技術が開示されている。また、空気調和機の冷媒回路に、冷媒が充填されたタンクである冷媒調整器を予め設けておくことにより、ボンベによる充填作業を必要としない空気調和機も知られている。
【０００３】
前記冷媒調整器を備える従来の空気調和機では、圧縮機の吐出側配管から分岐される導入配管と、凝縮後の液冷媒が通過する液管に接続される導出配管とを冷媒調整器に接続することにより、冷媒調整器内の冷媒を冷媒回路に充填している。すなわち、圧縮機から吐出された高圧ガス冷媒は、前記導入配管を通じて冷媒調整器に導入される。高圧ガス冷媒によって加圧された前記冷媒調整器内の冷媒は、前記導出配管へ導出され、この導出配管が接続された前記液管に流入する。これにより、前記冷媒調整器内の冷媒が冷媒回路に充填される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９８６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記液管を流れる液冷媒は高圧であるので、前記高圧ガス冷媒による加圧をもってしても、前記冷媒調整器内の圧力を前記液管内部の液冷媒の圧力よりもわずかに大きくすることしかできない。したがって、前記冷媒調整器内の冷媒を冷媒回路に充填完了するまでに長時間を要することとなり、この冷媒充填が律速となって試運転を開始するまでに長時間を要していた。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、冷媒調整器内の冷媒を冷媒回路に迅速に充填可能な空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の空気調和機は、熱源ユニット（１０２）と、利用ユニット（１０３）とを備え、冷媒回路を有する。前記空気調和機は、前記熱源ユニット（１０２）に設けられた熱源側熱交換器（２００）と、前記利用ユニット（１０３）に設けられた利用側熱交換器（２０１）と、前記熱源側熱交換器（２００）の下流側で、前記利用側熱交換器（２０１）の上流側の位置に設けられ、冷媒を絞り膨張させる膨張弁（２２１）と、前記熱源側熱交換器（２００）の上流側で、前記利用側熱交換器（２０１）の下流側の位置に設けられた圧縮機（１００）と、前記熱源ユニット（１０２）及び前記利用ユニット（１０３）の少なくとも一方の更新時に前記冷媒回路に充填する冷媒が貯留された冷媒調整器（６１）と、前記圧縮機（１００）の吐出側配管（１１０）から分岐されて前記冷媒調整器（６１）に接続され、前記圧縮機（１００）から吐出された冷媒を前記冷媒調整器（６１）に導入する導入配管（６２）と、前記膨張弁（２２１）と前記利用側熱交換器（２０１）とをつなぐ配管（２５）に接続され、この配管（２５）に、前記冷媒調整器（６１）に貯留された前記冷媒を導出する導出配管（６３）と、前記導入配管（６２）に設けられ、前記導入配管（６２）の導通を開閉する導入配管電磁弁（６２１）と、前記導出配管（６３）に設けられ、前記冷媒調整器（６１）に貯留された前記冷媒の前記配管（２５）への導出量を調節する流量調節機構（６３１）と、前記導入配管電磁弁（６２１）及び前記流量調節機構（６３１）を制御する制御部（１１）と、を備えている。前記制御部（１１）は、前記更新時において、前記導入配管電磁弁（６２１）及び前記流量調節機構（６３１）を開状態とすることにより前記冷媒回路に冷媒を充填し、前記冷媒回路への冷媒充填が完了すると、前記導入配管電磁弁（６２１）及び前記流量調節機構（６３１）を閉状態とする。
【０００８】
この構成では、従来のように凝縮後の高圧の液冷媒が通過する前記液管に冷媒調整器（６１）内の冷媒を導出する場合とは異なり、膨張弁（２２１）と利用側熱交換器（２０１）とをつなぐ配管（２５）、すなわち膨張弁（２２１）における絞り膨張後の低圧の冷媒が流れる配管（２５）に冷媒調整器（６１）内の冷媒が導出される。したがって、冷媒調整器（６１）内の圧力と、冷媒が導出される配管内の圧力（配管（２５）内の圧力）との差を、従来に比べて大きくすることができるので、冷媒調整器（６１）内の冷媒を冷媒回路に迅速に充填することが可能となる。
【０００９】
また、前記空気調和機は、前記導入配管（６２）及び前記導出配管（６３）の少なくとも一方に設けられ、前記冷媒調整器（６１）に貯留された前記冷媒の前記配管（２５）への導出量を調節する流量調節機構と、前記流量調節機構を制御する制御部（１１）と、をさらに備えているのが好ましい。
【００１０】
この構成では、前記制御部（１１）が前記流量調節機構を制御し、前記冷媒の前記配管（２５）への導出量を調節するので、前記圧縮機（１００）で液圧縮が発生し、圧縮機（１００）に不具合が生じることを抑制できる。
【００１１】
また、前記流量調節機構としては、例えば、前記導出配管（６３）に設けられた開度調節可能な電動弁（６３１）を用いることができる。
【００１２】
また、前記圧縮機（１００）の吸入部に流入する冷媒が含む液冷媒の割合である湿り度を算出する湿り度算出部（１３）をさらに備え、前記制御部（１１）は、前記湿り度に基づいて前記電動弁（６３１）の開度を決定することが好ましい。この構成によれば、前記圧縮機（１００）で液圧縮が発生して圧縮機（１００）に不具合が生じることを抑制する効果をより高めることができる。
【００１３】
また、例えば、前記圧縮機（１００）の吐出ガスの温度を検出する温度検出部（１１１）をさらに備え、前記湿り度算出部（１３）は、前記吐出ガスの温度に基づいて前記湿り度を算出するようにすることができる。この構成によれば、前記湿り度を容易に算出することができる。
前記空気調和機は、前記熱源側熱交換器（２００）と前記膨張弁（２２１）との間の液冷媒配管（２０）から分岐されて前記冷媒調整器（６１）に接続された液冷媒分岐配管（７２）と、前記導出配管（６３）から分岐されて前記冷媒調整器（６１）に接続された吸入側接続配管（７３）と、前記液冷媒分岐配管（７２）に設けられた電磁弁（７２１）と、前記吸入側接続配管（７３）に設けられた電磁弁（７３１）と、を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る空気調和機によれば、冷媒回路に冷媒を充填する充填作業において、手間のかかるボンベ作業が不要となるとともに、冷媒調整器内の冷媒を冷媒回路に迅速に充填できるので、試運転において律速となっていた当該充填作業の時間を短縮し、試運転の時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１に係る空気調和機を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る空気調和機の制御系及び主要機構の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る空気調和機の冷媒回路における冷凍サイクルを示すモリエル線図（圧力−比エンタルピ線図、ｐ−ｈ線図）である。
【図４】本発明の実施形態１に係る空気調和機における冷媒充填の詳細を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態２に係る空気調和機を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１に係る空気調和機１０１について図面を参照して説明する。図１に示すように、この空気調和機１０１は、熱源ユニット（室外ユニット）１０２と、利用ユニット（室内ユニット）１０３とを備えている。図１に示すように、熱源ユニット１０２と利用ユニット１０３とは、液冷媒連絡配管２及びガス冷媒連絡配管３を介して互いに接続されている。この空気調和機１０１では、後述する四路切換弁２３０における冷媒経路の切り換えによって冷房運転と暖房運転を切り換え可能である。
【００１７】
空気調和機１０１は、例えば、既設の熱源ユニット及び／又は利用ユニットを更新するための更新用の空気調和機として用いることができる。この空気調和機１０１は、更新時において、後述する冷媒調整器６１内の冷媒を冷媒回路に迅速に充填することができる。本実施形態の空気調和機１０１では、更新時に冷媒回路に冷媒を充填する際には、四路切換弁２３０が図１に実線で示す経路に設定された状態、すなわち冷房運転時の状態で冷媒の充填が実行される。
【００１８】
利用ユニット１０３は、冷房運転時に蒸発器として機能する利用側熱交換器２０１、膨張弁２２１、利用ユニット内液冷媒配管２５、利用ユニット内ガス冷媒配管２７、及び利用側熱交換器２０１に空気を送るファン２１４を備えている。液冷媒配管２５は、閉鎖弁２４を介して液冷媒連絡配管２と接続されている。ガス冷媒配管２７は、閉鎖弁３４を介してガス冷媒連絡配管３と接続されている。
【００１９】
膨張弁２２１は、利用ユニット内液冷媒配管２５に設けられた開度調節自在な電動弁である。利用側熱交換器２０１は、例えばクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。
【００２０】
熱源ユニット１０２は、圧縮機１００、冷房運転時に凝縮器として機能する熱源側熱交換器２００、液管電動弁２２０、熱源ユニット内液冷媒配管２０、熱源ユニット内ガス冷媒配管３０、過冷却冷媒配管４０、バイパス配管５０、圧力調整弁５１（第１液冷媒逃がし機構）、液冷媒充填機構６０、第２液冷媒逃がし機構７０、冷媒調整器６１、コントローラ１０などを備えている。
【００２１】
圧縮機１００は、例えば、駆動周波数の変更によりその容量を調整可能に駆動されるインバータ制御方式のスクロール圧縮機である。圧縮機１００は、低圧のガス冷媒を臨界圧力以上になるまで圧縮する（例えば図３の点Ａから点Ｂ）。
【００２２】
図２に示すように、コントローラ１０は、制御部１１、記憶部１２、及び湿り度算出部１３を備えている。このコントローラ１０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成されている。
【００２３】
制御部１１は、後述の各センサにより測定される測定値に基づいて、圧縮機１００の駆動周波数や、後述の各電磁弁の開閉、後述の各電動弁の開度等を制御することにより、熱源ユニット１０２が接続された冷媒回路における冷凍サイクルを制御する。
【００２４】
記憶部１２は、熱源ユニット１０２の制御プログラム等を予め記憶するとともに、前記各センサが測定した測定値等を適宜記憶する。
【００２５】
湿り度算出部１３は、後述の吐出温度センサ１１１が検出した圧縮機１００の吐出ガスの温度に基づいて、圧縮機１００に流入する冷媒が含む液冷媒の割合である湿り度を算出する。湿り度算出部１３による前記湿り度の算出の詳細については後述する。
【００２６】
図１に示すように、圧縮機１００には、圧縮後の高圧ガス冷媒が吐出される吐出側配管１１０の一端が接続されており、利用ユニット１０３の利用側熱交換器２０１において蒸発した低圧ガス冷媒を吸入する吸入側配管１２０の一端が接続されている。吐出側配管１１０の他端は、四路切換弁２３０の第１のポートに接続されている。吸入側配管１２０の他端は、四路切換弁２３０の第２のポートに接続されている。四路切換弁２３０の第３のポートは、ガス冷媒配管３０と接続され、その第４のポートは、冷媒配管を介して熱源側熱交換器２００と接続されている。
【００２７】
四路切換弁２３０は、第１のポートと第４のポートが連通し、かつ、第２のポートと第３のポートが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第３のポートが連通し、かつ、第２のポートと第４のポートが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。四路切換弁２３０の切換動作によって、前記冷媒回路における冷媒の循環方向が反転する。
【００２８】
圧縮機１００の吐出側配管１１０には、吐出温度センサ１１１及び吐出圧力センサ１１２が設けられている。吐出温度センサ１１１は、圧縮機１００による圧縮後の高圧ガス冷媒の温度を検出する。吐出圧力センサ１１２は、圧縮機１００による圧縮後の高圧ガス冷媒の圧力を検出する。
【００２９】
圧縮機１００の吸入側配管１２０には、吸入温度センサ１２１及び吸入圧力センサ１２２が設けられている。吸入温度センサ１２１は、圧縮機１００に吸入される低圧ガス冷媒の温度を検出する。吸入圧力センサ１２２は、圧縮機１００に吸入される低圧ガス冷媒の圧力を検出する。
【００３０】
熱源側熱交換器２００は、例えばクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。熱源側熱交換器２００の中間パスには、熱源側熱交換器温度センサ２２が設けられている。
【００３１】
熱源ユニット１０２は、熱源側熱交換器２００に向けて外気を吹き付けるファン２１０を備えている。熱源側熱交換器２００に吹き付けられた外気と熱源側熱交換器２００を流れる冷媒との間で熱交換が行われる（例えば、冷房運転時は図３の点Ｂから点Ｃ、暖房運転時は図３の点Ｅから点Ａ）。ファン２１０は、図略のファンモータによって回転駆動される。ファン２１０によって発生する気流の下流側の位置には、外気温を測定するための外気温センサ２１１が設けられている。
【００３２】
液管電動弁２２０は、液冷媒配管２０に設けられた開度調節自在な電動弁である。液管電動弁２２０は、熱源側熱交換器２００が凝縮器として機能する冷房運転の場合には、圧縮機１００から吐出されて熱源側熱交換器２００に流入する高圧ガス冷媒の流量を調節する。また、液管電動弁２２０は、熱源側熱交換器２００が蒸発器として機能する暖房運転の場合には、利用側熱交換器２０１で凝縮後の高圧の液冷媒を絞り膨張させ、熱源側熱交換器２００へと流入させる。
【００３３】
熱源側熱交換器温度センサ２２の検知温度に基づいて、熱源側熱交換器２００における冷媒の飽和圧力が換算され、この飽和圧力が所定の圧力となるように、制御部１１は、液管電動弁２２０の開度、圧縮機１００の駆動周波数、ファンモータの回転数などを決定する。
【００３４】
熱源ユニット内液冷媒配管２０は、熱源側熱交換器２００と液冷媒連絡配管２とを接続している。液冷媒配管２０と液冷媒連絡配管２とは、閉鎖弁２１を介して接続されている。液冷媒配管２０の液管電動弁２２０と閉鎖弁２１との間には、過冷却熱交換器４２が設けられている。過冷却熱交換器４２は、例えばプレート式熱交換器であり、後述の過冷却冷媒配管４０を流れる冷媒と液冷媒配管２０を流れる液冷媒とを熱交換させる。
【００３５】
熱源ユニット内ガス冷媒配管３０は、ガス冷媒連絡配管３を、四路切換弁２３０を介して吸入側配管１２０または吐出側配管１１０と接続している。ガス冷媒配管３０とガス冷媒連絡配管３とは、閉鎖弁３１を介して接続されている。
【００３６】
熱源ユニット１０２における閉鎖弁２１及び閉鎖弁３１は、熱源ユニット１０２を現地に搬入し、前記既設の冷媒回路に熱源ユニット１０２を接続するまでは、熱源ユニット１０２内部の冷媒が漏れ出さないよう閉鎖されている。同様に、利用ユニット１０３における閉鎖弁２４及び閉鎖弁３４は、利用ユニット１０３を現地に搬入し、前記既設の冷媒回路に利用ユニット１０３を接続するまでは、利用ユニット１０３内部の冷媒が漏れ出さないよう閉鎖されている。
【００３７】
過冷却冷媒配管４０は、液冷媒配管２０の液管電動弁２２０と閉鎖弁２１との間に位置する部位から分岐され、過冷却熱交換器４２を通過して吸入側配管１２０へと接続されている。過冷却冷媒配管４０は、この過冷却冷媒配管４０内を流れる冷媒の流れ方向において、過冷却熱交換器４２の上流の位置に過冷却液管電動弁４１を備えている。
【００３８】
過冷却液管電動弁４１は、液冷媒配管２０から分岐された液冷媒を絞り膨張させる。この絞り膨張により温度が低下した液冷媒は、過冷却熱交換器４２に流入する。液冷媒配管２０を流れる液冷媒は、過冷却冷媒配管４０を流れる液冷媒と過冷却熱交換器４２で熱交換することにより冷却され、過冷却度が大きくなる（例えば、図３の点Ｃから点Ｄ）。液冷媒配管２０を流れる液冷媒の過冷却度を大きくすることにより、冷凍サイクルの効率が向上する。
【００３９】
バイパス配管５０は、液冷媒配管２０から分岐され（本実施形態では過冷却熱交換器４２と液管電動弁２２０との間）、過冷却冷媒配管４０の過冷却熱交換器４２と過冷却液管電動弁４１との間の部位に接続されている。本実施形態では、バイパス配管５０の液冷媒配管２０からの分岐部は、過冷却冷媒配管４０と共通とされている。過冷却冷媒配管４０は吸入側配管１２０に接続されているので、バイパス配管５０は、液冷媒配管２０内部の液冷媒を吸入側配管１２０へバイパスさせる配管となる。
【００４０】
本実施形態では、バイパス配管５０の終端を、吸入側配管１２０ではなく、過冷却冷媒配管４０における過冷却熱交換器４２と過冷却液管電動弁４１との間の位置に接続することにより、過冷却熱交換器４２を、バイパス配管５０へと逃がされた前記液冷媒を貯留するバッファとして機能させている。
【００４１】
バイパス配管５０には、圧力調整弁５１が設けられている。圧力調整弁５１は、予め定められた基準圧力値を超える圧力で開状態となる弁である。制御部１１が圧縮機１００の運転を停止させると、冷媒回路内での冷媒循環が停止するので、液冷媒連絡配管２内に液冷媒が封入される。このとき、封入された液冷媒の温度は、液冷媒連絡配管２の熱伝導によって外気温と等しくなるまで徐々に上昇する。この温度上昇に伴って、液冷媒連絡配管２内において液冷媒は膨張し、液冷媒連絡配管２内の圧力が上昇する。このように液冷媒連絡配管２内の圧力が上昇して前記基準圧力値を超えた場合には、圧力調整弁５１は、液冷媒連絡配管２から液冷媒を逃がす液冷媒逃がし機構（第１液冷媒逃がし機構）として機能する。
【００４２】
また、空気調和機１０１は、第２液冷媒逃がし機構７０を備えている。この第２液冷媒逃がし機構７０は、液冷媒連絡配管２内の液冷媒を液冷媒連絡配管２から逃がすためのものである。第２液冷媒逃がし機構７０は、冷媒調整器６１と、液冷媒分岐配管７２と、吸入側接続配管７３とを有している。
【００４３】
冷媒調整器６１は、冷媒を貯留可能なタンクである。例えば、熱源ユニット１０２の更新後に冷媒回路に充填される作動冷媒（例えばＲ４１０Ａ）を冷媒調整器６１に予め貯留しておくことにより、熱源ユニット更新時に冷媒を充填する際のボンベ作業が不要となる。
【００４４】
液冷媒分岐配管７２は、液冷媒配管２０から分岐され、冷媒調整器６１に接続されている。冷媒調整器６１に接続される液冷媒分岐配管７２の一端は、冷媒調整器６１内に貯留されている液冷媒の液面よりも上方に位置している。
【００４５】
吸入側接続配管７３は、後述する導出配管６３に接続されている。吸入側接続配管７３の一端は、冷媒調整器６１の上部に接続されており、他端は、導出配管６３に接続されている。この導出配管６３は、利用ユニット１０３の液冷媒配管２５に接続されている。冷媒調整器６１に接続された吸入側接続配管７３の一端は、冷媒調整器６１内に貯留されている液冷媒の液面よりも上方に位置している。
【００４６】
圧縮機１００の停止後に、液冷媒連絡配管２内に封入された前記液冷媒が昇温して膨張した場合に、液冷媒の圧力が圧力調整弁５１の前記基準圧力値未満であっても、液冷媒は冷媒調整器６１に導かれる。その理由は次の通りである。
【００４７】
すなわち、吸入側接続配管７３は、利用ユニット１０３において膨張弁２２１より絞り膨張した低圧の液冷媒が流れる液冷媒配管２５に、導出配管６３を介して接続されているので、冷媒調整器６１内部の圧力は、液冷媒連絡配管２内部の圧力よりも低くなる。したがって、液冷媒連絡配管２内部の圧力と冷媒調整器６１内部の圧力との圧力差によって、液冷媒連絡配管２内部の液冷媒は、液冷媒配管２０及び液冷媒分岐配管７２を通じて冷媒調整器６１へと吸引される。このように空気調和機１０１では、第２液冷媒逃がし機構７０を備えているので、圧力調整弁５１の作動頻度を低下させることができ、液冷媒が吸入側配管１２０に導かれるのを抑制できる。その結果、空気調和の再開時に圧縮機１００が液圧縮状態となる可能性を低くすることができる。
【００４８】
液冷媒分岐配管７２は、液冷媒分岐配管電磁弁７２１を備えている。吸入側接続配管７３は、吸入側接続配管電磁弁７３１を備えている。制御部１１は、圧縮機１００を運転状態から停止状態に移行させる場合に、電磁弁７２１及び電磁弁７３１の開閉を以下のように制御する。
【００４９】
空気調和運転の停止時に、制御部１１は、圧縮機１００を運転状態から停止状態に移行させるために、圧縮機１００を駆動するモータへの給電を停止させるとともに、電磁弁７２１を閉状態、かつ電磁弁７３１を開状態とする第１制御を開始する。この第１制御において、冷媒調整器６１は、利用ユニット１０３の液冷媒配管２５とのみ通じている。制御部１１が圧縮機１００を駆動するためのモータへの給電を停止させても、圧縮機１００の回転はすぐには停止せず、冷媒回路において冷媒は循環しているので、吸入側配管１２０内部は低圧となり、吸入側配管１２０と通じている利用ユニット１０３の液冷媒配管２５、及びこの液冷媒配管２５に通じている冷媒調整器６１内部は減圧される。
【００５０】
予め定められた設定時間が経過すると、制御部１１は、第１制御を終了し、液冷媒分岐配管電磁弁７２１を開状態、かつ吸入側接続配管電磁弁７３１を閉状態とする第２制御を開始する。この第２制御において、冷媒調整器６１は、液冷媒連絡配管２と連通する熱源ユニット内液冷媒配管２０とのみ通じている。
【００５１】
第１制御において冷媒調整器６１内部は減圧されているので、液冷媒連絡配管２内に封入されている液冷媒は、液冷媒連絡配管２内部の圧力と冷媒調整器６１内部の圧力との圧力差によって、冷媒調整器６１へと吸引され、液冷媒連絡配管２から逃がされる。前記液冷媒が液冷媒連絡配管２から逃がされる量は、冷媒調整器６１内部の減圧度によって決まり、当該減圧度は、第１制御の継続時間によって決まる。そのため、前記設定時間は、逃がすべき液冷媒量が最大となるとき、すなわち、液冷媒連絡配管２の配管長が最大であり、かつ、予想される外気温が最高となるときを想定して設定される。
【００５２】
なお、空気調和の停止中に冷媒調整器６１へ過剰に冷媒が逃がされると、空気調和の再開時に冷凍サイクルの効率が低下するので、本実施形態においては、前記第２制御の時間も予め定められた時間とされ、制御部１１は、当該第２制御の終了後に液冷媒分岐配管電磁弁７２１及び吸入側接続配管電磁弁７３１をいずれも閉状態とする。
【００５３】
液冷媒充填機構６０は、前記更新時において、冷媒調整器６１に貯留された冷媒を冷媒回路に充填するためのものである。また、液冷媒充填機構６０は、圧縮機１００の運転が再開されて冷媒回路において冷媒循環が再開された場合に、冷媒循環の停止時に液冷媒連絡配管２から逃がされて冷媒調整器６１に貯留された冷媒を、利用ユニット１０３の液冷媒配管２５に還流させる機構としても機能する。
【００５４】
液冷媒充填機構６０は、冷媒調整器６１、導入配管６２、導出配管６３、導入配管電磁弁６２１、及び流量調節機構としての導出配管電動弁６３１を備えている。冷媒調整器６１は、第２液冷媒逃がし機構７０と共用されている。
【００５５】
導入配管６２は、吐出側配管１１０から分岐され冷媒調整器６１に接続されている。冷媒調整器６１に接続される導入配管６２の一端は、冷媒調整器６１内に貯留されている液冷媒の液面よりも上方に位置している。なお、本実施形態では、導入配管６２及び液冷媒分岐配管７２は、冷媒調整器６１に接続される前に互いに接続され、１本の配管にまとめられて冷媒調整器６１に接続されている。導入配管電磁弁６２１は、導入配管６２において、液冷媒分岐配管７２への接続部分よりも上流の位置に設けられている。
【００５６】
導出配管６３は、冷媒調整器６１と利用ユニット１０３の液冷媒配管２５とを接続している。冷媒調整器６１に接続される導出配管６３の一端は、冷媒調整器６１内に貯留されている液冷媒の液面よりも下方に位置している。導出配管６３には、導出配管電動弁６３１が設けられている。
【００５７】
冷媒回路への冷媒充填を開始するために、制御部１１が導入配管電磁弁６２１を開状態とすると、圧縮機１００から吐出された高圧ガス冷媒が冷媒調整器６１に導かれ、冷媒調整器６１に貯留されている液冷媒が加圧される。加圧された液冷媒は、冷媒調整器６１から導出配管６３へと押し出され、導出配管電動弁６３１の開度に応じた量が導出配管６３を通じて利用ユニット１０３の液冷媒配管２５に流入する。
【００５８】
圧縮機１００の液圧縮を防止するため、湿り度算出部１３は、吐出温度センサ１１１が測定した吐出ガス温度に基づいて圧縮機１００の吸入部の湿り度を算出し、制御部１１は、この湿り度が予め定められた値を超えないよう電動弁６３１の開度を制御する。
【００５９】
次に、湿り度算出部１３による前記湿り度の算出、及び制御部１１による電動弁６３１の開度制御を含む冷媒充填の詳細について説明する。
【００６０】
冷媒回路への冷媒充填が開始されると、導出配管６３を通じて液冷媒が利用ユニット１０３の液冷媒配管２５に流入し、膨張弁２２１において絞り膨張した冷媒と合流する。合流したこれらの液冷媒は、その下流に位置する利用側熱交換器２０１において蒸発し、ガス冷媒配管２７及びガス冷媒配管３０を通じて圧縮機１００に送られる。
【００６１】
本実施形態では、前記更新時には、利用ユニット１０３における膨張弁２２１と利用側熱交換器２０１との間の液冷媒配管２５に、冷媒調整器６１に貯留されている液冷媒を流入させるので、利用側熱交換器２０１に流入する液冷媒の量が通常の冷房運転時よりも多くなる。したがって、圧縮機１００に吸入される冷媒の状態は、通常の冷房運転時に比べて湿り蒸気側へ変化する場合がある（例えば図３の点Ａから点Ａ’）。
【００６２】
湿り度算出部１３は、吐出温度センサ１１１が測定した圧縮機１００から吐出されるガス冷媒（吐出ガス）の温度（過熱度）に基づいて前記湿り度を算出する。
【００６３】
吐出ガスが飽和蒸気となるとき（点Ｓ）の飽和温度は、吐出ガスの圧力に対して一意的であるから、吐出圧力センサ１１２が測定した圧力から算出できる。よって、吐出温度センサ１１１が測定した吐出ガスの温度と前記飽和温度との差を求めることで、吐出ガスの過熱度を算出できる。
【００６４】
圧縮機１００に吸入される冷媒が飽和蒸気であるとき（点Ａｓ）の吐出ガスの過熱度ＳＨｓは、吸入温度センサ１２１が測定した冷媒温度及び吸入圧力センサ１２２が測定した冷媒圧力が、飽和温度及び飽和圧力に等しいことから、両者の値を用いて算出することができる。
【００６５】
圧縮機１００に吸入される冷媒の状態は、吐出ガスの過熱度がＳＨｓよりも大きければ過熱蒸気であり、吐出ガスの過熱度がＳＨｓよりも小さければ湿り蒸気である。冷媒回路への冷媒充填が開始され、利用ユニット１０３の液冷媒配管２５に冷媒調整器６１内の液冷媒が導出されて、圧縮機１００に吸入される冷媒の状態が、過熱蒸気から湿り蒸気へと変化した場合を想定する。この場合、吐出ガスの状態は点Ｂから点Ｂ’に変化し、吐出ガスの過熱度はＳＨからＳＨ’へと減少する。湿り度算出部１３は、ＳＨｓとＳＨ’との差を算出することで、点Ａ’における湿り度を算出する。
【００６６】
冷媒充填時に、圧縮機１００の吸入部の湿り度が予め定められた上限値と下限値との間に収まるように、すなわち過熱度ＳＨが前記上限値と前記下限値とに対応する値の間となるように、制御部１１は、導出配管電動弁６３１の開度を制御する。湿り度が大きすぎる場合は、圧縮機１００が液圧縮によって不具合を生じる可能性があり、逆に湿り度が小さすぎると、冷媒充填速度が小さいということであるから、充填完了までに長時間を要することになる。
【００６７】
図４に示すように、冷媒充填が開始されると（ステップＳ１）、制御部１１は、導出配管電動弁６３１と導入配管電磁弁６２１とをいずれも開状態とする（ステップＳ２）。このときの導出配管電動弁６３１の開度は予め記憶部１２に記憶されている。
【００６８】
続いて、湿り度算出部１３は、圧縮機１００に吸入される冷媒の湿り度を算出する（ステップＳ３）。この湿り度が前記上限値よりも大きい場合は（ステップＳ４でＹＥＳ）、制御部１１は、利用ユニット１０３の液冷媒配管２５への冷媒充填量を減らすために、導出配管電動弁６３１の開度を小さくする（ステップＳ５）。
【００６９】
前記湿り度が前記上限値以下であるときは（ステップＳ４でＮＯ）、湿り度が前記下限値よりも小さいか否かを制御部１１は判定する（ステップＳ６）。湿り度が前記下限値よりも小さい場合は（ステップＳ６でＹＥＳ）、冷媒充填量を増加させるために、導出配管電動弁６３１の開度を大きくする（ステップＳ７）。前記湿り度が前記上限値と下限値との間にある場合は（ステップＳ６でＮＯ）、冷媒の充填速度は適切であるから、制御部１１は、導出配管電動弁６３１の開度を維持する（ステップＳ８）。
【００７０】
冷媒の充填が完了すると（ステップＳ９）、制御部１１は、導出配管電動弁６３１と導入配管電磁弁６２１とをいずれも閉状態とする（ステップＳ１０）。なお、冷媒充填の完了判定方法としては、例えば特許文献１に開示されている技術を用いることができる。
【００７１】
以上説明したように、実施形態１では、従来のように凝縮後の高圧の液冷媒が通過する液管（例えば図１の液冷媒配管２０）に冷媒調整器６１内の冷媒を導出する場合とは異なり、膨張弁２２１と利用側熱交換器２０１とをつなぐ配管、すなわち膨張弁２２１における絞り膨張後の低圧の冷媒が流れる液冷媒配管２５に冷媒調整器６１内の冷媒が導出される。したがって、冷媒調整器６１内の圧力と、冷媒が導出される配管内の圧力（配管２５内の圧力）との差を、従来に比べて大きくすることができる。これにより、冷媒調整器６１内の冷媒を冷媒回路に迅速に充填することが可能となる。よって、試運転において律速となっていた充填作業の時間を短縮し、試運転の時間を短縮することができる。
【００７２】
また、実施形態１では、液冷媒を絞り膨張させる膨張弁２２１と利用側熱交換器２０１とをつなぐ液冷媒配管２５に、冷媒調整器６１の液冷媒を流入させる構成であるので、利用側熱交換器２０１において液冷媒を蒸発させて圧縮機１００において液圧縮を生じにくくすることができる。したがって、実施形態１で説明したような湿り度の制御を省略することも可能になる。
【００７３】
また、実施形態１では、制御部１１は、湿り度算出部１３が算出した前記湿り度に基づいて導出配管電動弁６３１の開度を決定するので、圧縮機１００で液圧縮が発生し、圧縮機１００に不具合が生じることを抑制できる。
【００７４】
＜実施形態２＞
図５は、本発明の実施形態２に係る空気調和機１０１の概略構成図である。この実施形態２では、圧縮機１００、冷媒調整器６１などが利用ユニット（室内ユニット）１０３に設けられている点が、実施形態１とは異なっている。なお、図５において、実施形態１に係る空気調和機１０１と同一の構成には、図１と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７５】
この実施形態２では、圧縮機１００及び冷媒調整器６１が利用ユニット１０２に設けられているので、導出配管６３を液冷媒配管２５に接続する際の配管の取り回しが簡略化できるというメリットがある。
【００７６】
以上、本発明の実施形態１，２について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
【００７７】
例えばビルディングなどに設置される空気調和機では、各階に室内ユニットが設置され、液冷媒を高い階に送る必要があるので、室内ユニットの近くまでは液冷媒配管内の圧力をある程度高くしておく必要がある。したがって、このような空気調和機では、室内ユニットに、例えば図１の膨張弁２２１が設けられるとともに、室外ユニットにも液管電動弁２２０が設けられる。このような空気調和機の場合、冷房運転時には、室外ユニットの液管電動弁２２０は、ほぼ全開の状態で用いられる。実施形態１では、このような空気調和機を想定したものであるが、本発明はこれに限定されない。例えば、膨張弁が室内ユニット及び室外ユニットのいずれか一方に設けられる空気調和機にも本発明を適用可能である。
【００７８】
また、前記実施形態では、アキュームレータについて図示及び説明を省略しているが、空気調和機１０１は、アキュームレータを備えていてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１１  制御部
６１  冷媒調整器
６２  導入配管
６３  導出配管
６３１  導出配管電動弁
１００  圧縮機
１０１  空気調和機
１０２  熱源ユニット
１０３  利用ユニット
１１０  吐出側配管
２００  熱源側熱交換器
２０１  利用側熱交換器
２２１  膨張弁
【図１】
0005609315.tif 000002
【図２】
0005609315.tif 000003
【図３】
0005609315.tif 000004
【図４】
0005609315.tif 000005
【図５】
0005609315.tif 000006