(57)【要約】【課題】従来の空気調和機では、高圧冷媒を適用して既設配管を利用する際、配管耐圧面の問題を防止するために冷凍サイクルの能力を低下させて対応しているが、運転効率が低下するとともに、能力低下を実現する制御の変更が必要であり、開発負荷が発生するという課題があった。【解決手段】少なくとも圧縮機と室外熱交換器とを備える室外機と、少なくとも絞り装置と室内熱交換器とを備える室内機とを、ガス配管および液配管で接続して冷媒回路を形成し、冷媒として非共沸混合冷媒を用いる冷凍サイクルにおいて、非共沸混合冷媒を構成する低沸点成分濃度が目標値となるように非共沸混合冷媒の各構成成分の充填量を調整する。【選択図】        図４
2004232951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧縮機と室外熱交換器とを備える室外機と、少なくとも絞り装置と室内熱交換器とを備える室内機とを、液配管およびガス配管で接続して冷媒回路を形成し、冷媒として非共沸混合冷媒を用いる冷凍サイクルにおいて、前記非共沸混合冷媒を構成する低沸点成分濃度が目標値となるように前記非共沸混合冷媒の各構成成分の充填量を調整したことを特徴とする冷媒封入方法。
【請求項２】
前記目標値を前記液配管およびガス配管の耐圧強度に応じて決定することを特徴とする請求項１記載の冷媒充填方法。
【請求項３】
前記目標値を室外機と室内機とを接続する前記液配管およびガス配管の長さまたは室外機と室内機との高低差の少なくとも一方に応じて決定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の冷媒充填方法。
【請求項４】
前記非共沸混合冷媒は、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５およびＨＦＣ−１３４ａで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の冷媒充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機更新時の既設配管の再利用に関するものであり、特に耐圧面の問題を生じることなく適切に既設配管を流用することが可能な冷媒充填方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ユーザが従来冷媒であるＲ２２使用の空気調和機から代替冷媒であるＨＦＣ冷媒（例えば、Ｒ４０７ＣやＲ４１０Ａ）使用の空気調和機に買い替える場合、部品の再利用や工事費削減の観点から、それまで使用していた空気調和機の既設配管たとえば室外機と室内機との間の接続配管を、新しい空気調和機の接続配管として再利用することが考えられる。このとき、代替冷媒であるＲ４１０Ａは、同一温度での飽和圧力がＲ２２やＲ４０７Ｃに比べて約１．５倍と高く、流用される既設配管の耐圧以上に圧力が上昇し、耐圧基準値を超える可能性があった。
【０００３】
従来、空気調和機の更新時に既設配管を適切に流用する例は、熱交換器温度センサで検知される凝縮温度Ｔｃに対して新規配管か既設配管かで２段階の設定値Ｔｃｓ１、Ｔｃｓ２を設け、これら設定値のいずれかを操作スイッチの操作に応じて選択的に指定し、その指定した設定値に基づいて高圧側圧力Ｐｄの抑制を行うことにより、使用する冷媒の圧力が高くても、耐圧面の問題を生じることなく、更新前の空気調和機の既設配管を適切に流用することができる空気調和機を提供するというものである。
【０００４】
この従来の室外機および室内機にはそれぞれ渡り配管接続用のパックドバルブ（室外機用２個，室内機用２個の計４個）を有しており、室外機と室内機とのパックドバルブ間に渡り配管が２本接続されている。渡り配管としては，当該空気調和機が設置される以前に設置されていた古い空調機の既設配管がそのまま使用される場合もあるし、新しい配管が使用される場合もある。
【０００５】
室外機では、圧縮機の冷媒吐出口に四方弁を介して室外熱交換器が配管接続され、その室外熱交換器に減圧器たとえば電動膨張弁を介して上記パックドバルブの一方が配管接続されている。また、他のパックドバルブには、上記四方弁を介して上記圧縮機の冷媒吸込口が接続されている。圧縮機の冷媒吐出口から冷媒吸込口にかけてバイパス配管が接続され、そのバイパス配管に二方弁が設けられている。室外熱交換器の近傍には室外送風機が配設されている。
【０００６】
室外制御器は、後述の室内制御器と共に、当該空気調和機を制御する。この室外制御器に、設定値切替用の操作スイッチ（操作手段）が設けられている。さらに、室外制御器に上記四方弁、電動膨張弁、二方弁、室外送風機およびインバータが接続されている。インバータは商用交流電源の電圧を整流し、それを室外制御器の指令に応じた周波数の交流に変換して出力する。この出力が圧縮機の駆動電力となる。
【０００７】
室内機では、上記室内機用パックドバルブ間に室内熱交換器が配管接続されている。室内熱交換器の近傍に室内送風機が配設され、室内熱交換器に熱交換器温度センサが取付けられている。
【０００８】
室内制御器は信号線により上記室外制御器に接続され、この室内制御器に設定値切替用の操作スイッチ（操作手段）が設けられている。さらに、室内制御器に上記室内送風機および熱交換器温度センサが接続されている。また、運転モードや設定室内温度などの各種運転条件を設定するためのリモートコントロール式の操作器（以下、リモコンと称す）が室内制御器に付属して設けられている。
【０００９】
これら室外機および室内機における配管接続によりヒートポンプ式冷凍サイクルが構成されている。そして、このヒートポンプ式冷凍サイクルには高圧冷媒であるＨＦＣ（水素元素を含んだフルオロカーボン）冷媒、たとえばＲ４１０Ａ冷媒（ＨＦＣ−３２が５０ｗｔ％、ＨＦＣ−１２５が５０ｗｔ％の混合冷媒）が充填されている。
【００１０】
冷房運転時およびドライ運転時は、室外熱交換器が凝縮器、室内熱交換器が蒸発器として機能し、暖房運転時は、四方弁が切換わることにより、室内熱交換器が凝縮器、室外熱交換器が蒸発器として機能する。
【００１１】
つぎに，上記構成の作用を説明する。
暖房運転時、凝縮器として機能している室内熱交換器の温度（凝縮温度Ｔｃと称す）が熱交換器温度センサで検知される。そして、検知された凝縮温度Ｔｃに基づき、レリース制御が実行される。このレリース制御は、高圧側圧力Ｐｄの異常上昇を防止するためのもので、凝縮温度Ｔｃが上昇して上限領域に入るとインバータの出力周波数を低減し（圧縮機の回転数を減少）、この後凝縮温度Ｔｃが下降して第１下限領域に入ると出力周波数をそのまま保持し、凝縮温度Ｔｃが第２下限領域まで下がったら出力周波数を空調負荷に応じて制御する（通常の暖房能力制御）。
【００１２】
冷房運転時あるいはドライ運転時は、蒸発器として機能している室内熱交換器の温度（蒸発温度Ｔｅと称す）が熱交換器温度センサで検知される。そして、検知された蒸発温度Ｔｅに基づきレリース制御が実行される。このレリース制御は室内熱交換器の凍結を防止するためのもので、蒸発温度Ｔｅが下降して下限領域に入るとインバータの出力周波数を低減し（圧縮機の回転数を減少）、この後、蒸発温度Ｔｅが上昇して第１上限領域に入ると出力周波数をそのまま保持し、凝縮温度Ｔｃが第２上限領域まで上がったら出力周波数を空調負荷に応じて制御する（通常の冷房／ドライ能力制御）。
【００１３】
ところで、暖房運転時、高圧側圧力Ｐｄが上昇すると、渡り配管に流れる冷媒の圧力も上昇する。この渡り配管には耐圧値があり、その耐圧値よりいくらか低い冷媒圧力に対応する凝縮温度Ｔｃとして第１の設定値Ｔｃｓ１および第２の設定値Ｔｃｓ２が定められている。第１の設定値Ｔｃｓ１は当該冷凍サイクルの配管として既設配管が使用される場合に指定対象となる。第２の設定値Ｔｃｓ２は当該冷凍サイクルの配管として既設配管が未使用の場合に指定対象となる。これら設定値にはＴｃｓ１＜Ｔｃｓ２の関係がある。また、設定値Ｔｃｓ１、Ｔｃｓ２は、室外制御器または室内制御器のメモリに記憶されており、上記２つの操作スイッチのいずれかの操作によって選択的に指定することができる。なお、指定状態を報知するための表示器たとえば発光ダイオードが室外制御器および室内制御器にそれぞれ設けられている。
【００１４】
当該空気調和機の据付に際し、渡り配管が新たに設置されたものであれば、渡り配管は高圧のＨＦＣ冷媒に対し十分な耐圧を有しているとの判断の下に、設定値Ｔｃｓ２が指定される。一方、渡り配管が元の空調機から流用された既設配管であれば、渡り配管の耐圧がそれほど高くないとの判断の下に、設定値Ｔｃｓ１が指定される。
【００１５】
設定値Ｔｃｓ２が指定されている場合、上記レリース制御にもかかわらず凝縮温度Ｔｃが異常上昇を続けて、凝縮温度Ｔｃが設定値Ｔｃｓ２以上の保護制御ゾーンに入ると二方弁が開放される。この開放により圧縮機１から吐出される冷媒の一部がバイパス配管を通って圧縮機の吸込側（低圧側）に流れる。そして、この冷媒のバイパスにより冷凍サイクルの能力が低減され、高圧側圧力Ｐｄの上昇が抑制される。この抑制により冷媒圧力が渡り配管の耐圧基準値を超えてしまうことはなく、渡り配管の破損が未然に防止される。
【００１６】
その後、凝縮温度Ｔｃが下降してＴｃｓ２未満、（Ｔｃｓ２−ΔＴ）以上の保持ゾーンに入ると、二方弁の開放状態がそのまま保持される。凝縮温度Ｔｃが（Ｔｃｓ２−ΔＴ）未満の通常制御ゾーンまで下降すると二方弁が閉成される。
【００１７】
設定値Ｔｃｓ１が指定されている場合には、凝縮温度Ｔｃが設定値Ｔｃｓ１以上の保護制御ゾーンに入ったとき、二方弁が開放される。この開放により、圧縮機から吐出される冷媒の一部がバイパス配管を通って圧縮機の吸込側（低圧側）に流れる。そして、この冷媒のバイパスにより冷凍サイクルの能力が低減され、高圧側圧力Ｐｄの上昇が抑制される。この抑制により、たとえ高圧のＨＦＣ冷媒が充填されていても冷媒圧力が渡り配管の耐圧基準値を超えてしまうことはなく、渡り配管の破損が未然に防止される。
【００１８】
その後、凝縮温度Ｔｃが下降してＴｃｓ１未満、（Ｔｃｓ１−ΔＴ）以上の保持ゾーンに入ると、二方弁の開放状態がそのまま保持される。凝縮温度Ｔｃが（Ｔｃｓ１−ΔＴ）未満の通常制御ゾーンまで下降すると二方弁が閉成される。
【００１９】
以上のように、従来の室外機内部に電動膨張弁を有する空気調和機では、当該空気調和機が設置される以前に設置されていた古い空調機の既設配管がそのまま使用される場合や新しい配管が使用される場合があり、それらに応じて２段階の凝縮温度Ｔｃの設定値Ｔｃｓ１，Ｔｃｓ２を設け、これら設定値のいずれかを操作スイッチの操作に応じて選択的に指定し、その指定した設定値に基づいて高圧側圧力Ｐｄの抑制を行うことにより、たとえ高圧のＨＦＣ冷媒が使用されても耐圧面の問題を生じることなく、元の空気調和機の既設配管を渡り配管として適切に流用することができる。この流用により、部品の有効活用およびコストの低減が図れるというものであった（例えば，特許文献１参照）。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００２−１６２１２６号公報  （第５−７頁、第１−３図）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の空気調和機では、耐圧面の問題を防止するために圧縮機の周波数減少やバイパス弁の開放により冷凍サイクルの能力を低下させており、運転効率が低下するという課題があった。さらに冷媒の変更に伴って、冷凍サイクルの制御内容を変更する必要があり、制御変更に伴う開発負荷が発生するという課題があった。また、減圧器である絞り装置が室外機内に設けられており、渡り配管が暖房時のみ高圧配管となるが、絞り装置が室内機内に設けられる個別分散型のビル用マルチタイプ空気調和機などにおいては、渡り配管が冷房時にも高圧配管となり、この場合の制御方法については考慮されていないという問題があった。
【００２２】
本発明は上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、耐圧面の問題を生じることなく更新前の空気調和機の既設配管を適切に流用することができ、効率の高い運転が可能な空気調和機となる冷媒充填方法を提供することを目的とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷媒封入方法は、少なくとも圧縮機と室外熱交換器とを備える室外機と、少なくとも絞り装置と室内熱交換器とを備える室内機とを、ガス配管および液配管で接続して冷媒回路を形成し、冷媒として非共沸混合冷媒を用いる冷凍サイクルにおいて、非共沸混合冷媒を構成する低沸点成分濃度が目標値となるように非共沸混合冷媒の各構成成分の充填量を調整したものである。
【００２４】
また、低沸点成分濃度の目標値をガス配管および液配管の耐圧強度に応じて決定するものである。
【００２５】
また、低沸点成分濃度の目標値を室外機と室内機とを接続するガス配管や液配管の長さや室外機と室内機との高低差に応じて決定するものである。
【００２６】
また、非共沸混合冷媒は、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５およびＨＦＣ−１３４ａで構成されるものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１による空気調和機について説明する。
図１は本実施の形態に係る空気調和機を示す冷媒回路の構成図である。図において、本実施の形態に係る空気調和機は、室外機１００と室内機２００とに分離され、配管で接続されて冷凍サイクルを構成しており、室外機１００は配管接続用の開閉弁１１，１３を有し、室内機２００は配管接続用の開閉弁１２，１４を有している。開閉弁１３，１４間に接続配管である液配管８が接続され、開閉弁１１，１２間に接続配管であるガス配管７が接続されている。これら液配管８およびガス配管７としては、当該空気調和機が設置される前に設置され、たとえば塩素原子を含む冷媒を用いて運転していた古い空調機の既設配管がそのまま使用される場合を想定する。
【００２８】
この室外機１００内には、冷凍サイクルを成す主要部品として、冷媒ガスを圧縮するための圧縮機１、冷房運転と暖房運転との冷媒流路切換え装置である四方弁２、室外熱交換器３、圧縮機１への液戻りを防止するためのアキュムレータ６およびこれらを接続するための配管が内蔵されている。四方弁２の第１口２ａは圧縮機１の吐出側と、第２口２ｂは室外熱交換器３の一端と、第３口２ｃはアキュムレータ６を介して圧縮機１の吸入側と、第４口２ｄは開閉弁１１に接続される配管と、それぞれ接続されている。
【００２９】
また、室内機２００内には、高温高圧の冷媒液を減圧して二相状態の湿り蒸気とする絞り装置４、室内熱交換器５およびそれらを接続するための配管が内蔵されている。さらに、室内熱交換器５の蒸気側には第１の温度検出器２１が、液側には第２の温度検出器２２が設けられている。室内熱交換器５の一端は、第２の温度検出器２２と絞り装置４を介して開閉弁１４に接続され、他端は第１の温度検出器２１を介して開閉弁１２に接続されている。
【００３０】
ここで、冷媒は、四方弁２の第２口２ｂと室外熱交換器３間の配管に接続された冷媒充填口３３または四方弁２の第３口２ｃとアキュムレータ６間の配管に接続された冷媒充填口３４から冷凍サイクル内へ充填される。
なお、本実施の形態では、室内機２００を１台としているが、１台の室外機１００に対して複数台の室内機２００が設置されるマルチタイプの構成としても良い。
【００３１】
つぎに、以上のように構成された空気調和機の動作を説明する。
まず、冷房運転について説明する。この場合、室外機１００内部の四方弁２は第１口２ａと第２口２ｂが連通し、第３口２ｃと第４口２ｄが連通するように設定される（図１中実線）。このとき、圧縮機１から吐出された高温高圧の蒸気冷媒は室外熱交換器３で凝縮液化され、開閉弁１３および液配管８を経て室内機２００に流入する。
【００３２】
室内機２００に流入した液冷媒は、絞り装置４で減圧されて低圧低温の二相冷媒となる。この二相冷媒は、室内熱交換器５で図示しない室内空気から吸熱し、冷媒自らは蒸発気化する。この低温低圧の蒸気冷媒は、第１の温度検出器２１，開閉弁１２，ガス配管７，開閉弁１１，四方弁２の第４口２ｄから第３口２ｃおよびアキュムレータ６を経て圧縮機１の吸入側へ戻り、冷凍サイクルの動作を行う。この時、図示しない室内送風機によって室内熱交換器２０へ送り込まれた室内空気は、低温低圧の二相冷媒によって冷却されて室内へ吹き出され冷房する。
【００３３】
ここで、絞り装置４の開度は、室内熱交換器５のガス側に配設された第１の温度検出器２１により検出された検出値Ｔ１と、液側に配設された第２の温度検出器２２により検出された検出値Ｔ２との差（Ｔ１−Ｔ２）が、あらかじめ設定されている目標値ＳＨｍに近づくように制御される。目標値ＳＨｍは、室内熱交換器５での冷媒の圧力損失に伴う温度降下と室内熱交換器５のガス側出口での目標とする冷媒状態によって決められる。例えば、Ｒ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒のように、ある圧力下での気液二相状態において、ガスの質量流量比率（乾き度）が大きくなるにつれて温度が上昇し飽和液と飽和ガスとで温度差が数℃となる冷媒では、この飽和液から飽和ガスまでの温度上昇分を考慮に入れて、目標値を決定すべきである。一例として、室内熱交換器５の入口から出口までの圧力損失に伴う温度降下がΔＴｐ＝２［ｄｅｇ］、飽和液から飽和ガスまでの温度上昇分ΔＴｒ＝５［ｄｅｇ］、室内熱交換器５のガス側出口での冷媒の過熱度をＳＨ＝３［ｄｅｇ］とすると、ＳＨｍ＝ＳＨ−ΔＴｐ＋ΔＴｒ＝３−２＋５＝６［ｄｅｇ］が目標値となる。
【００３４】
つぎに、暖房運転について説明する。この場合、室外機１００内部の四方弁２は第１口２ａと第４口２ｄが連通し、第２口２ｂと第３口２ｃが連通するように設定される（図１中の点線）。このとき、圧縮機１で圧縮され高温高圧となった冷媒は四方弁２の第１口２ａから第４口２ｄ、開閉弁１１、ガス配管７を経て室内熱交換器５に流入する。ここで、高温高圧の冷媒は、図示しない室内空気に放熱して室内を暖房すると共に自らは凝縮液化する。この凝縮液化した中温高圧の液冷媒は絞り装置４で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって開閉弁１４，液配管８，開閉弁１３を経て室外熱交換器３に流入する。ここで、低温低圧の気液二相冷媒は、図示しない室外送風機によって送り込まれる外気から吸熱するとともに自らは蒸発する。この低温低圧の蒸気冷媒は、四方弁２の第２口２ｂから第３口２ｃおよびアキュムレータ６を経て圧縮機１の吸入側に戻り、冷凍サイクルの動作を行う。
【００３５】
ここで、室内機２００内の絞り装置４の開度は、圧縮機１の吐出側配管中に設置された図示しない圧力検出器の検出値から求められる飽和液温度ＴＣＬと室内熱交換器５の液側出口に設置される第２の温度検出器２２により検出される検出値ＴＬとの差、すなわち過冷却度（ＴＣＬ−ＴＬ）が、あらかじめ設定されている室内熱交換器５の出口過冷却度ＳＣに近づくように制御される。なお、室内熱交換器５の出口過冷却度ＳＣは、室内熱交換器５で十分な暖房能力が得られるように５〜１５℃程度に設定されることが望ましい。
【００３６】
この冷媒回路に高圧冷媒であるＨＦＣ系冷媒、たとえばＲ４１０Ａ冷媒（ＨＦＣ−３２が５０ｗｔ％、ＨＦＣ−１２５が５０ｗｔ％の混合冷媒）を使用すると、更新前の冷媒Ｒ２２を用いた空気調和機に接続されていた既設配管である冷房運転時の液配管８や暖房運転時のガス配管７では、その耐圧以上に圧力が上昇して基準値を超えてしまうため、上述の従来例では耐圧限界値以下の凝縮温度の設定値を設け、高圧圧力が設定値以下となるように圧縮機周波数やバイパス弁により能力を低下させ高圧圧力を制御していた。
【００３７】
これに対し、本発明では、流用される既設配管の耐圧以上に圧力が上昇するのを防止するように、Ｒ４１０Ａ（ＨＦＣ−３２が５０ｗｔ％，ＨＦＣ−１２５が５０ｗｔ％の混合冷媒）にＲ４０７Ｃ（ＨＦＣ−３２が２３ｗｔ％，ＨＦＣ−１２５が２５ｗｔ％，ＨＦＣ−１３４ａが５２ｗｔ％の混合冷媒）またはＲ１３４ａを混合充填し、低沸点成分であるＨＦＣ−３２（あるいはＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５を合わせたもの）の濃度がガス配管７や液配管８の配管長あるいは室内外機間の高低差に応じた目標値となるように冷媒充填時に濃度調整を行う。なお、Ｒ４０７Ｃの構成成分のうち、ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５が低沸点成分、ＨＦＣ−１３４ａが高沸点成分である。
【００３８】
つぎに、低沸点成分濃度の目標値について図２および図３を用いて説明する。図２は縦軸にＣＯＰ（運転効率）、横軸にＨＦＣ−３２濃度［ｗｔ％］をとり、能力一定とした場合のＨＦＣ−３２濃度とＣＯＰの関係を示す図、そして図３は縦軸に冷房能力比率［％］、横軸に接続配管長［ｍ］をとり、冷房過負荷条件における圧縮機回転周波数一定とした場合の接続配管長と冷房能力比率との関係を示す図である。
一般に、ＨＦＣ−３２，ＨＦＣ−１２５，ＨＦＣ−１３４ａからなる３種混合冷媒において、低沸点成分であるＨＦＣ−３２の濃度を増加させると物性値に基づく理論冷凍サイクルの効率（ＣＯＰ）は若干低下するが、実用上の性能は圧力損失の減少と熱伝達率の向上により増加する。従って、図２に示すように、実機において能力一定の条件で比較すると、ＨＦＣ−３２の濃度増加とともにＣＯＰは向上する。また、特に室外機１００と室内機２００との接続配管長が長くなる大規模ビルでは、その傾向が顕著となり、図３に示すように接続配管長が長くなるにつれてＨＦＣ−３２の濃度が低い冷媒ほど冷房能力低下割合が大きくなる。
【００３９】
一方、図４は例えばガス配管７および液配管８の配管長がＬ１、室内外機間の高低差がＨ１、凝縮温度Ｔｃ１の条件下で高圧圧力が最も高くなる冷房過負荷条件において作成されたもので、横軸に低沸点成分（ＨＦＣ−３２）の濃度［ｗｔ％］、縦軸に高圧圧力を示している。図４の実線で示すように、ＨＦＣ−３２濃度の増加に伴い高圧圧力が上昇するため、既設配管を流用する場合、図４中Ａで示すように性能と耐圧の両面から限界となるＨＦＣ−３２濃度が存在し（αｍ）、これを低沸点成分の目標値とする。この限界濃度は、既設配管の耐圧圧力より若干低い値に設定する。本発明は冷媒回路内を循環するＨＦＣ−３２の濃度が図４中の点線Ａで示す限界濃度となるように、Ｒ４１０ＡにＲ４０７Ｃ（またはＲ１３４ａ）を混合充填し、冷媒回路内のＨＦＣ−３２の濃度を図４中の矢印Ｂのように低下させるものである。
【００４０】
また、上記低沸点成分（ＨＦＣ−３２）の限界濃度は、室外機１００と室内機２００とを接続するガス配管７や液配管８の配管長Ｌや室内外機間の高低差Ｈなどの配管施行条件により変化する（すなわち、図４は各配管長Ｌおよび高低差Ｈ毎に描かれることになる）。従って、初期に充填するＲ４１０ＡとＲ４０７Ｃ（またはＲ１３４ａ）の封入冷媒量は、低沸点成分（ＨＦＣ−３２）の濃度が配管長Ｌや高低差Ｈに応じた限界値となるように調整する必要がある。
【００４１】
つぎに、具体的な冷媒充填方法について図５および図６を用いて説明する。図５において、３１はＲ４１０Ａが充填されたボンベ１、３２はＲ４０７Ｃが充填されたボンベ２であり、１５，１６はそれぞれのボンベの開閉に用いられる開閉弁である。なお、図中、図１と同一または相当部分は同一符号を付け、その説明は省略する。図６は冷媒充填方法を示すフローチャートである。
【００４２】
初期状態では、室内機と室外機間を接続する接続配管を接続するための開閉弁１１，１２，１３，１４は開状態であり、冷媒回路内は真空引き後の真空状態である。つぎに、室外機１００と室内機２００との間のガス配管７および液配管８の配管長Ｌや高低差Ｈなどの配管施工状態と、既設配管の耐圧限界値を入力し（図６中のＳＴ１）、入力値に基づいて図４から低沸点成分の循環組成目標値（αｍ）を算出した後（図６中のＳＴ２）、Ｒ４１０Ａ，Ｒ４０７Ｃそれぞれの封入冷媒量を算出する（図６中のＳＴ３）。例えば、ＨＦＣ−３２濃度の目標値をαｍ［ｗｔ％］、全封入冷媒量をＷ、Ｒ４１０Ａの封入冷媒量をＷ１、とすれば低沸点成分であるＨＦＣ−３２の物質収支から、
αｍ×Ｗ＝５０×Ｗ１＋２３×（Ｗ−Ｗ１）          （１）
が得られ、（１）式よりＲ４１０Ａの封入冷媒量は、Ｗ１＝（αｍ−２３）／（５０−２３）×Ｗとなり、αｍとＷが既知であることからＷ１を求めることができる。（同様に、Ｒ４０７Ｃの封入冷媒量はＷ２＝Ｗ−Ｗ１と求められる。）
【００４３】
ここで、室外機１００と室内機２００との配管長Ｌや高低差Ｈに対し、図４を得る方法としては、予め配管長Ｌ、高低差Ｈ、低沸点成分ＨＦＣ−３２濃度を変化させたシミュレーションや実験に基づいてデータベースのマトリックスを作成しておき、そのデータベースと既設配管の耐圧限界値から目標値を算出するようにすれば良い。
【００４４】
最後に、上記のようにして求められたＲ４１０Ａ，Ｒ４０７Ｃそれぞれの封入冷媒量を空気調和機に封入する（図６中のＳＴ４）。冷媒封入手順は、図５に示すように、Ｒ４１０Ａが充填されたボンベ１が接続した開閉弁１５を閉状態とするとともに、Ｒ４０７Ｃが充填されたボンベ２が接続した開閉弁１６を開状態として、初めにＲ４０７Ｃを所定量充填する。つぎに、開閉弁１５を開状態とするとともに、開閉弁１６を閉状態として、Ｒ４１０Ａを所定量充填する。ここで、Ｒ４０７Ｃを初めに充填するのは、Ｒ４１０Ａに比べて同一温度での飽和圧力が低いためである。
【００４５】
なお、上記では、図５における３１をＲ４１０Ａが充填されたボンベ１、３２をＲ４０７Ｃが充填されたボンベ２とし、Ｒ４１０Ａ，Ｒ４０７Ｃそれぞれの封入冷媒量を算出する例を示したが、Ｒ４０７Ｃの代わりにＲ１３４ａを封入するようにしても良い。この場合、前述の（１）式は、（２）式のようになる。
αｍ×Ｗ＝５０×Ｗ１            （２）
この（２）式よりＲ４１０Ａの封入冷媒量は、Ｗ１＝αｍ／５０×Ｗと求めることができる。（同様に、Ｒ１３４ａの封入冷媒量はＷ２＝Ｗ−Ｗ１と求められる。）
なお、（１）式、（２）式のいずれの冷媒充填方法においても、ＨＦＣ−３２濃度の目標値のみを対象としているが、混合冷媒の他の構成成分であるＨＦＣ−１２５，ＨＦＣ−１３４ａの濃度も２つの充填方法で問題となる程度の差異が生じないことが確認できる。
【００４６】
また、本実施の形態では、室外機１００と室内機２００との配管長Ｌや高低差Ｈに対し、低沸点成分濃度の目標値を算出するようにしたが、配管長Ｌや高低差Ｈを代表的な値に固定し、簡易的に低沸点成分濃度の目標値を決定するようにしても良い。また、既設配管の耐圧限界値が配管径、使用環境、使用年数等に関わらず代表値に固定できれば更に目標値の算出を簡素化することができる（すなわち、目標値は配管長Ｌや高低差Ｈや既設配管の種類に関わらず固定値）。
【００４７】
以上の説明において、低沸点成分の濃度に関し、冷房過負荷運転時の高圧圧力が既設配管の耐圧限界値以上となる場合を想定し、冷媒の初期充填組成と冷媒回路内を循環する循環組成が一致していることを前提としたが、実際には冷房運転と暖房運転との必要冷媒量の差により、暖房運転時にはアキュムレータ６内に余剰冷媒が蓄積され、低沸点成分の循環組成は充填組成よりも大きくなる。従って、暖房過負荷運転時の高圧圧力が冷房過負荷運転時のそれよりも高く、暖房過負荷運転時の高圧圧力が既設配管の耐圧限界値以上となる場合、予め充填組成と循環組成の関係をシミュレーションや実験により求めておき、循環組成が図４の低沸点成分の目標値となるように冷媒の充填組成を決定するようにする。
【００４８】
ところで、前述した圧縮機１の吐出側配管中に設置された図示しない圧力検出器により検出される圧力検出値から飽和液温度ＴＣＬを求めるためには、上記圧力検出値に加え冷媒回路内の循環組成を検知する必要がある。このような場合、特開平１１−６３７４７に開示のように、冷媒回路内の低沸点成分の循環組成を検知する循環組成検知回路を設置することで正確な飽和液温度ＴＣＬを求めることができる。また、循環組成検知回路が設置されている場合、前述の（１）式により予め各冷媒の充填量を算出せず、空気調和機の試運転を行い、循環組成検知回路で検知される低沸点成分の濃度が目標値となるまで冷媒回路内に冷媒を追加充填することも可能である。さらに、循環組成検知回路を設置しておけば、冷媒が漏洩した場合にも不足冷媒の成分を特定することができ、再充填作業の簡素化を図ることができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態ではＲ４１０ＡとＲ４０７Ｃ（またはＲ４１０ＡとＲ１３４ａ）を混合充填したため、圧縮機の周波数低減やバイパス弁の開放による能力低下運転を行わないため、高効率の運転が可能となる。また、初期の冷媒充填作業を変更するだけで、冷凍サイクルの制御を変更することなく流用できるため、既設配管を流用する場合の開発負荷が発生しないという効果がある。さらに、絞り装置が室内側に設けられている場合にも冷房運転や暖房運転に関係なく既設配管を耐圧限界値以下で適切に流用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明による冷媒充填方法は、少なくとも圧縮機と室外熱交換器とを備える室外機と、少なくとも絞り装置と室内熱交換器とを備える室内機とを、ガス配管および液配管で接続して冷媒回路を形成し、冷媒として非共沸混合冷媒を用いる冷凍サイクルにおいて、非共沸混合冷媒を構成する低沸点成分濃度が目標値となるように非共沸混合冷媒の各構成成分の充填量を調整するので、冷房運転や暖房運転に関係なく既設配管を耐圧限界値以下で適切に流用することができ、かつ高効率の運転が可能となるという効果がある。また、初期の冷媒充填作業を変更するだけで冷凍サイクルの制御を変更することなく流用できるため、既設配管を流用する場合の開発負荷が発生しないという効果がある。
【００５１】
また、低沸点成分濃度の目標値を室外機と室内機とを接続するガス配管や液配管の長さや室外機と室内機との高低差に応じて決定するので、配管設置状況に応じて既設配管を耐圧限界値以下で適切に流用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる空気調和機の冷媒回路構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係わるＨＦＣ−３２濃度とＣＯＰの関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わる接続配管長と冷房能力比率を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係わるＨＦＣ−３２濃度と高圧圧力の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係わる冷媒充填方法の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係わる冷媒充填方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  圧縮機、  ２  四方弁、  ３  室外熱交換器、  ４  絞り装置、  ５  室内熱交換器、  ６  アキュムレータ、  ７  ガス配管、  ８  液配管、  １０  圧縮機、  １１，１２，１３，１４，１５，１６    開閉弁、  ２１，２２  第１および第２の温度検出器、  ３１  Ｒ４１０Ａボンベ１、  ３２  Ｒ４０７Ｃボンベ２、  ３３，３４  冷媒充填口、  １００  室外機、  ２００  室内機。
【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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