專利名稱：以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置中的制冷劑填充方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置中的制冷劑填充方法。
背景技術(shù)：
在冷凍裝置中，從前主要使用氟碳(以下，稱為氟利昂)作為制冷劑，但 是近年來，使用二氧化碳作為制冷劑的技術(shù)正在開發(fā)的中。車載用空調(diào)裝置 領(lǐng)域中，眾所周知的有如專利文獻(xiàn)1所示的以二氧化碳為制冷劑的技術(shù)，且 在熱水器領(lǐng)域中，以二氧化碳為制冷劑的產(chǎn)品已有銷售。
另一方面，在家庭用空調(diào)裝置或商務(wù)用空調(diào)裝置的領(lǐng)域中，以二氧化碳 為制冷劑的產(chǎn)品目前正處于開發(fā)階段，尚未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。日本專利特開2001-74342號公報(bào)
在已產(chǎn)品化的熱水器中，將作為制冷劑的二氧化碳填充于制冷劑回路中 的作業(yè)是在廠家的製造工廠內(nèi)進(jìn)行。目前，以二氧化碳為制冷劑的熱水器不 能說已得到廣泛普及，在製造工廠內(nèi)希望縮短制冷劑填充作業(yè)時(shí)間以滿足大 量生產(chǎn)的要求并不大。
但是，以二氧化碳為制冷劑的熱水器若得到普及，則將出現(xiàn)在制冷劑回 路中填充作為制冷劑的二氧化碳時(shí)的作業(yè)效率化問題。
以氟利昂為制冷劑的現(xiàn)在的商務(wù)用空調(diào)裝置中，較多的是，在作為安裝 場所的建筑物內(nèi)，在現(xiàn)場對連接室內(nèi)外的制冷劑連接管進(jìn)行施工，且在現(xiàn)場 進(jìn)行制冷劑填充作業(yè)。即使于空調(diào)裝置的室外單元中預(yù)先封入有特定量的制 冷劑的情形時(shí)，亦根據(jù)在現(xiàn)場進(jìn)行施工的制冷劑連接管的長度等，于現(xiàn)場進(jìn) 行制冷劑的追加填充作業(yè)。在現(xiàn)場所進(jìn)行的制冷劑填充作業(yè)中採用以下方 法使用真空泵等使配管內(nèi)的空間成為真空狀態(tài)之后，將制冷劑自罐體中送 入到制冷劑回路內(nèi)。
4然而，這種在現(xiàn)場進(jìn)行的制冷劑填充作業(yè)中，如果使用二氧化碳作為制冷劑時(shí)，還采用與使用氟利昂時(shí)相同的作業(yè)順序，則會(huì)出現(xiàn)作業(yè)時(shí)間變長，或出現(xiàn)在填充結(jié)束后一段期間內(nèi)無法開始空調(diào)等不良情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)課題在于提供一種以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置中的制冷劑填充方法，其可縮短制冷劑填充時(shí)間及可縮短從制冷劑填充后到可運(yùn)行之間的時(shí)間。
本發(fā)明第1方面的制冷劑填充方法為，先安裝具有利用單元及熱源單元且以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置，并利用制冷劑連接管連接利用單元與熱源單元之后，對冷凍裝置進(jìn)行制冷劑填充時(shí)的制冷劑填充方法，其包括第1
制冷劑填充步驟及第2制冷劑填充步驟。第1制冷劑填充步驟為對包含制冷劑連接管的制冷劑填充對象部分，自開始填充到制冷劑填充對象部分的壓力上升至特定壓力為止，填充氣態(tài)制冷劑的步驟。第2制冷劑填充步驟為對制冷劑填充對象部分，自第1制冷劑填充步驟之后到填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑量達(dá)到特定量為止，填充液態(tài)制冷劑的步驟。
目前，在廠家的製造工廠等製造現(xiàn)場，對採用二氧化碳作為制冷劑且具有冷凍循環(huán)的熱水器單元等冷凍裝置進(jìn)行制冷劑填充作業(yè)，但在商務(wù)用空調(diào)裝置等冷凍裝置的安裝現(xiàn)場，并不進(jìn)行填充二氧化碳的作業(yè)。換言之，目前
的現(xiàn)狀是只對不需要在安裝現(xiàn)場進(jìn)行填充作業(yè)的冷凍裝置使用二氧化碳作為制冷劑，且僅銷售已于製造現(xiàn)場中填充完二氧化碳制冷劑的冷凍裝置。
然而，商務(wù)用空調(diào)裝置較多的是在作為安裝場所的建筑物對連接室內(nèi)外的制冷劑連接管進(jìn)行施工，然后進(jìn)行制冷劑填充作業(yè)，因此當(dāng)探討在商務(wù)用空調(diào)裝置等冷凍裝置中採用二氧化碳制冷劑時(shí)，需要解決制冷劑填充作業(yè)的合理化及效率化問題。
因此，本案發(fā)明者對向冷凍裝置填充作為制冷劑的二氧化碳的作業(yè)進(jìn)行了各種研究。首先，在以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置中，當(dāng)向制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)，若供給制冷劑的罐體等制冷劑封入容器內(nèi)的溫度及壓力成為超過臨界溫度及臨界壓力的狀態(tài)，則制冷劑封入容器內(nèi)的二氧化碳成為超臨界狀態(tài)。而且，開始從該制冷劑封入容器向大致真空狀態(tài)的制冷劑填充對象部分供給制冷劑時(shí)，如果制冷劑的比焓較小，則有時(shí)因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑相變?yōu)榍鶢顟B(tài)(固體狀態(tài))。若制冷劑于制冷劑填充對象部分中相變?yōu)楣腆w狀態(tài)，則因這種成為固體的制冷劑而妨礙制冷劑在構(gòu)成制冷劑填充對象部分的閥及管內(nèi)流動(dòng)，從而到填充完制冷劑為止的時(shí)間變長，或于制冷劑填充后到可運(yùn)行為止的時(shí)間(到固體狀態(tài)的制冷劑融解或昇華為止
的時(shí)間)變長。
為了解決上述問題，第1方面的制冷劑填充方法中，首先，在第1制冷劑填充步驟中，對包含制冷劑連接管的制冷劑填充對象部分，從開始填充到制冷劑填充對象部分的壓力上升至特定壓力為止，填充比焓較大的氣態(tài)制冷劑，然后，在第2制冷劑填充步驟中，對制冷劑填充對象部分，到填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑量達(dá)到特定量為止，填充較氣態(tài)制冷劑密度大的液態(tài)制冷劑。根據(jù)該方法，在填充初期階段，可避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，并且于之后的第2制冷劑填充步驟中，可避免對制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，且可通過填充液態(tài)制冷劑而提高制冷劑填充速度，故可抑制以下不良情況，即，因固體狀態(tài)的制冷劑(乾冰)的妨礙而使填充時(shí)間變長，或制冷劑填充時(shí)間及制冷劑填充后到可運(yùn)行為止的時(shí)間變長。
本發(fā)明第2方面的制冷劑填充方法為以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置中
的制冷劑填充方法，其包括第1制冷劑填充步驟及第2制冷劑填充步驟。第1
制冷劑填充步驟為對冷凍裝置的制冷劑填充對象部分，自開始填充到制冷劑
填充對象部分的壓力達(dá)到特定壓力為止，填充氣態(tài)制冷劑的步驟。第2制冷
劑填充步驟為對制冷劑填充對象部分，自第1制冷劑填充步驟之后到填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑量達(dá)到特定制冷劑量為止，填充液態(tài)制冷劑的步驟。
目前，在廠家的製造工廠等製造現(xiàn)場，對採用二氧化碳作為制冷劑且具有冷凍循環(huán)的熱水器單元等冷凍裝置進(jìn)行制冷劑填充作業(yè)，但在商務(wù)用空調(diào)裝置等冷凍裝置的安裝現(xiàn)場，并不進(jìn)行填充二氧化碳的作業(yè)。換言之，目前
的現(xiàn)狀是只對不需要在安裝現(xiàn)場進(jìn)行填充作業(yè)的冷凍裝置使用二氧化碳作為制冷劑，且僅銷售已于製造現(xiàn)場中填充完二氧化碳制冷劑的冷凍裝置。此外，目前可以說并未大量生產(chǎn)使用二氧化碳作為制冷劑的熱水器般的冷凍裝置，且對于制冷劑填充作業(yè)而言縮短時(shí)間的要求較小。然而，商務(wù)用空調(diào)裝置較多的是在作為安裝場所的建筑物對連接室內(nèi)外的制冷劑連接管進(jìn)行施工，然后進(jìn)行制冷劑填充作業(yè)，因此當(dāng)探討在商務(wù)用空調(diào)裝置等冷凍裝置中採用二氧化碳制冷劑時(shí)，需要解決制冷劑填充作業(yè)的合理化及效率化問題。
因此，本案發(fā)明者對向冷凍裝置填充作為制冷劑的二氧化碳的作業(yè)進(jìn)行了各種研究。首先，在以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置中，當(dāng)向制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)，若供給制冷劑的罐體等制冷劑封入容器內(nèi)的溫度及
壓力成為超過臨界溫度及臨界壓力的狀態(tài)，則制冷劑封入容器內(nèi)的二氧化碳成為超臨界狀態(tài)。而且，開始從該制冷劑封入容器向大致真空狀態(tài)的制冷劑填充對象部分供給制冷劑時(shí)，如果制冷劑的比焓較小，則有時(shí)因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑相變?yōu)榍鶢顟B(tài)(固體狀態(tài))。若制冷劑于制冷劑填充對象部分中相變?yōu)楣腆w狀態(tài)，則因這種成為固體的制冷劑而妨礙制冷劑在構(gòu)成制冷劑填充對象部分的閥及管內(nèi)流動(dòng)，從而到填充完制冷劑為止的時(shí)間變長，或于制冷劑填充后到可運(yùn)行為止的時(shí)間(到固體狀態(tài)的制冷劑融解或昇華為止的時(shí)間)變長。
為了解決上述問題，第2方面的制冷劑填充方法中，首先，在第1制冷劑填充步驟中，對冷凍裝置的制冷劑填充對象部分，自開始填充到制冷劑填充對象部分的壓力上升至特定壓力為止，填充比焓較大的氣態(tài)制冷劑，然后，于第2制冷劑填充步驟中，對制冷劑填充對象部分，到填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑量達(dá)到特定量為止，填充較氣態(tài)制冷劑密度大的液態(tài)制冷劑。根據(jù)該方法，在填充初期階段，可避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，并且于之后的第2制冷劑填充步驟中，可避免對制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，且可通過填充液態(tài)制冷劑，而提高制冷劑填充速度，故可抑制以下不良情況，即，因固體狀態(tài)的制冷劑(乾冰)的妨礙而使填充時(shí)間變長，或制冷劑填充時(shí)間及制冷劑填充后到可運(yùn)行為止的時(shí)間變長。
本發(fā)明第3方面的制冷劑填充方法為根據(jù)第1或第2方面的制冷劑填充方法，其中特定的壓力為O. 52 MPa。
該制冷劑填充方法中，在制冷劑填充對象部分的壓力達(dá)到相當(dāng)于二氧化碳的三相點(diǎn)溫度(一56.56。C)的0.52 MPa之后，自第1制冷劑填充步驟進(jìn)入第2制冷劑填充步驟，在于第2制冷劑填充步驟中，可確實(shí)地避免對制冷劑
7填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變。
本發(fā)明第4方面的制冷劑填充方法為根據(jù)第1或第2方面的制冷劑填充
方法，其中特定的壓力為1 MPa以上且1.4 MPa以下的范圍。
該制冷劑填充方法中，在制冷劑填充對象部分的壓力達(dá)到lMPa以上1.4MPa以下的范圍、也就是相當(dāng)于構(gòu)成冷凍裝置的制冷劑回路的使用零件中構(gòu)成制冷劑填充對象部分及其附近部分的閥等使用零件的最低使用溫度(一4(TC至一3(TC的范圍)之后，自第l制冷劑填充步驟進(jìn)入第2制冷劑填充步驟，所以在第2制冷劑填充步驟中，除了可確實(shí)地避免對制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變以外，亦可保護(hù)制冷劑回路的使用零件。
本發(fā)明第5方面的制冷劑填充方法為根據(jù)第1或第2方面的制冷劑填充方法，其中特定的壓力為3.49 MPa。
該制冷劑填充方法中，于制冷劑填充對象部分的壓力達(dá)到相當(dāng)于水的融點(diǎn)((TC)的3. 49 MPa之后，自第1制冷劑填充步驟進(jìn)入第2制冷劑填充步驟，故于第2制冷劑填充步驟中，除了可確實(shí)地避免對制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變以外，亦可抑制于閥或管外表面等上產(chǎn)生結(jié)冰或大量的結(jié)露。
本發(fā)明第6方面的制冷劑填充方法為根據(jù)第1 第5方面的制冷劑填充方法，其中第1制冷劑填充步驟為對從封入有制冷劑的制冷劑封入容器導(dǎo)出的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行加熱，以使流入至制冷劑填充對象部分時(shí)的比焓為430 kJ/kg以上后，將其輸送至制冷劑填充對象部分的步驟。
該制冷劑填充方法中，在填充的初期階段，為避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，對從封入有制冷劑的制冷劑封入容器導(dǎo)出的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行加熱，以使流入至制冷劑填充對象部分時(shí)的比焓為430 kj/kg以上后，將其輸送至制冷劑填充對象部分。由此即使制冷劑填充對象部分的壓力低于二氧化碳的三相點(diǎn)壓力(0.52 MPa)時(shí)，亦可將制冷劑輸送至制冷劑填充對象部分而又不會(huì)產(chǎn)生制冷劑向固體狀態(tài)相變。藉此，在填充初期階段，可確實(shí)地避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變。
本發(fā)明第7方面的制冷劑填充方法為根據(jù)第1 第6方面的制冷劑填充方法，其中第l制冷劑填充步驟為將封入有制冷劑的制冷劑封入容器冷卻至31"C以下之后，將氣態(tài)制冷劑自制冷劑封入容器輸送至制冷劑填充對象部分的步驟。
該制冷劑填充方法中，在填充初期，為避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，而對制冷劑填充對象部分送出制冷劑的制冷劑封入容器
冷卻至3rc以下，可使制冷劑封入容器中的制冷劑成為非超臨界狀態(tài)的狀態(tài)
(即，可存在液態(tài)或氣態(tài)的狀態(tài))，而且可將氣態(tài)制冷劑自制冷劑封入容器中輸送至制冷劑填充對象部分。藉此，在填充初期，可確實(shí)地避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變。


圖1為以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置的一例的空調(diào)裝置的概略構(gòu)成圖。
圖2為本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法中所使用的罐體及制冷劑
填充單元相連接的狀態(tài)的空調(diào)裝置的概略構(gòu)成圖。
圖3為二氧化碳的莫利爾線圖(出處Fundamentals: 2005 AshraeHandbook: Si Edition)。
圖4為本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法中所使用的罐體及制冷劑填充單元相連接的狀態(tài)的空調(diào)裝置的概略構(gòu)成圖。
標(biāo)號說明
1 空調(diào)裝置(冷凍裝置)
2 熱源單元4、 5 利用單元
6 第1制冷劑連接管(制冷劑連接管)
7 第2制冷劑連接管(制冷劑連接管)
8 罐體(制冷劑封入容器)
具體實(shí)施例方式
以下，就本發(fā)明的以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置中的制冷劑填充方法的實(shí)施形態(tài)根據(jù)圖加以說明。(l)空調(diào)裝置的構(gòu)成
9冷劑的冷凍裝置之一的空調(diào)裝置1的概略構(gòu)成圖?？照{(diào)裝置1為進(jìn)行蒸汽壓縮式的製冷循環(huán)，并使用于大樓等的室內(nèi)空調(diào)裝置?？照{(diào)裝置l包括l臺(tái)熱源單元2;複數(shù)臺(tái)(此處為2臺(tái))利用單元4、 5;作為
連接熱源單元2與利用單元4、 5的制冷劑連接管的第1制冷劑連接管6及第2制冷劑連接管7?？照{(diào)裝置1的蒸汽壓縮式的制冷劑回路10，為通過連接熱源單元2、利用單元4、 5及制冷劑連接管6、 7而構(gòu)成的分離式空調(diào)裝置。而且，在制冷劑回路10內(nèi)，封入有二氧化碳作為制冷劑，且如下所述，進(jìn)行壓
縮、冷卻、減壓、蒸發(fā)之后再壓縮般的冷凍循環(huán)運(yùn)行。〈利用單元>
利用單元4、 5通過埋入或懸吊等方式而設(shè)置于室內(nèi)的天花板，或者，通過懸掛等而設(shè)置于室內(nèi)的牆壁表面，或者設(shè)置于天花板里面空間或牆壁里面空間等并通過導(dǎo)管等與室內(nèi)空間連接。利用單元4、 5經(jīng)由制冷劑連接管6、 7與熱源單元2連接，且構(gòu)成制冷劑回路10的一部分。
下面就利用單元4、 5的構(gòu)成加以說明。因?yàn)槔脝卧?與利用單元5具有相同的結(jié)構(gòu)，在此只說明利用單元4的構(gòu)成，對于利用單元5的構(gòu)成，分別附上50幾的符號來代替表示利用單元4的各部分的40幾的符號，并省略各部分的說明。
利用單元4主要具有構(gòu)成制冷劑回路10的一部分的利用側(cè)制冷劑回路10a(利用單元5中，為利用側(cè)制冷劑回路10b)。該利用側(cè)制冷劑回路10a主要具有利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41及利用側(cè)熱交換器42。
利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41為用以對制冷劑進(jìn)行減壓的機(jī)構(gòu)，此處，連接于利用側(cè)熱交換器42的一端的電動(dòng)膨脹閥用以對利用側(cè)制冷劑回路10a內(nèi)流過的制冷劑流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41的一端連接于利用側(cè)熱交換器42，其另一端連接于第1制冷劑連接管6。
利用側(cè)熱交換器42為作為制冷劑的加熱器或冷卻器而發(fā)揮作用的熱交換器。利用側(cè)熱交換器42的一端連接于利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41，另一端連接于第2制冷劑連接管7。
此處，利用單元4具備用以將室內(nèi)空氣吸入單元內(nèi)并再次供給至室內(nèi)的利用側(cè)風(fēng)扇43，可使室內(nèi)空氣與流過利用側(cè)熱交換器42的制冷劑進(jìn)行熱交換。利用側(cè)風(fēng)扇43通過風(fēng)扇電機(jī)43a而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
〈熱源單元〉熱源單元2設(shè)置于室外，經(jīng)由制冷劑連接管6、 7與利用單元4、 5連接， 且與利用單元4、 5之間構(gòu)成制冷劑回路10。
下面就熱源單元2的構(gòu)成加以說明。熱源單元2主要具有構(gòu)成制冷劑回 路10的一部分的熱源側(cè)制冷劑回路10c。該熱源側(cè)制冷劑回路10c主要具有 壓縮機(jī)21、切換機(jī)構(gòu)22、熱源側(cè)熱交換器23、熱源側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)24、第1關(guān) 閉閥26、及第2關(guān)閉閥27。
此處，壓縮機(jī)21為通過壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)21a而驅(qū)動(dòng)的密閉式壓縮機(jī)。在 此只有1臺(tái)壓縮機(jī)21，但并非限定于此，亦可根據(jù)利用單元的連接臺(tái)數(shù)等， 并列連接2臺(tái)以上的壓縮機(jī)。此外，熱源側(cè)制冷劑回路10c中，在壓縮機(jī)21 的吸入側(cè)設(shè)置有積蓄器28。積蓄器28為連接于切換機(jī)構(gòu)22與壓縮機(jī)21之間 且可根據(jù)利用單元4、 5的運(yùn)行負(fù)荷的變動(dòng)等而積存制冷劑回路10內(nèi)所產(chǎn)生 的剩馀制冷劑的容器。
切換機(jī)構(gòu)22為用以切換制冷劑回路10內(nèi)的制冷劑的流動(dòng)方向的機(jī)構(gòu)， 在冷氣運(yùn)行時(shí)，為了使熱源側(cè)熱交換器23作為通過壓縮機(jī)21而壓縮的制冷 劑的冷卻器發(fā)揮作用，且使利用側(cè)熱交換器42、 52作為于熱源側(cè)熱交換器23 中冷卻的制冷劑的加熱器發(fā)揮作用，而可將壓縮機(jī)21的排出側(cè)與熱源側(cè)熱交 換器23的一端連接，并且將壓縮機(jī)21的吸入側(cè)與第2關(guān)閉閥27連接(參照 圖1的切換機(jī)構(gòu)22的實(shí)線)；在暖氣運(yùn)行時(shí)，為了使利用側(cè)熱交換器42、 52 作為通過壓縮機(jī)21而壓縮的制冷劑的冷卻器發(fā)揮作用，且使熱源側(cè)熱交換器 23作為于利用側(cè)熱交換器42、 52中冷卻的制冷劑的加熱器發(fā)揮作用，而可將 壓縮機(jī)21的排出側(cè)與第2關(guān)閉閥27連接，并且將壓縮機(jī)21的吸入側(cè)與熱源 側(cè)熱交換器23的一端連接(參照圖1的切換機(jī)構(gòu)22的虛線)。切換機(jī)構(gòu)22為 連接壓縮機(jī)21的吸入側(cè)、壓縮機(jī)21的排出側(cè)、熱源側(cè)熱交換器23及第2關(guān) 閉閥27的四向切換閥。再者，切換機(jī)構(gòu)22并非限定于四向切換閥，例如， 亦可為通過組合複數(shù)個(gè)電磁閥等，而構(gòu)成為具有切換與上述相同的制冷劑的 流動(dòng)方向的功能者。
熱源側(cè)熱交換器23為作為制冷劑的冷卻器或加熱器而發(fā)揮作用的熱交換 器。熱源側(cè)熱交換器23的一端連接于切換機(jī)構(gòu)22，另一端連接于熱源側(cè)膨脹 機(jī)構(gòu)24。
熱源單元2具有用以將室外空氣吸入單元內(nèi)、并再次排出至室外的熱源 側(cè)風(fēng)扇29。該熱源側(cè)風(fēng)扇29可使室外空氣與在熱源側(cè)熱交換器23中流過的
11制冷劑進(jìn)行熱交換。熱源側(cè)風(fēng)扇29通過風(fēng)扇電機(jī)29a而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。此外，作 為熱源側(cè)熱交換器23的熱源，并非限定于室外空氣，亦可為水等其他熱媒體。
熱源側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)24為用以對制冷劑進(jìn)行減壓的機(jī)構(gòu)，此處，連接于熱源 側(cè)熱交換器23的另一端的電動(dòng)膨脹閥為用以對熱源側(cè)制冷劑回路10c內(nèi)流過 的制冷劑的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)等。熱源側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)24的一端連接于熱源側(cè)熱交換 器23，另一端連接于第1關(guān)閉閥26。于熱源側(cè)制冷劑回路10c中，以繞過熱 源側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)24的方式設(shè)置有止回機(jī)構(gòu)25。止回機(jī)構(gòu)25為允許制冷劑向單 方向流動(dòng)，且阻斷制冷劑向相反方向流動(dòng)的機(jī)構(gòu)，在此以允許制冷劑自熱源 側(cè)熱交換器23向第1關(guān)閉閥26流動(dòng)，且阻斷制冷劑自第1關(guān)閉閥26向熱源 側(cè)熱交換器23流動(dòng)的方式設(shè)置止回閥。
第1關(guān)閉閥26為與用以在熱源單元2與利用單元4、 5之間交換制冷劑 的第l制冷劑連接管6所連接的閥，且連接于熱源側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)24。第2關(guān)閉 閥27為與用以在熱源單元2與利用單元4、 5之間交換制冷劑的第2制冷劑 連接管7所連接的閥，且連接于切換機(jī)構(gòu)22。此處，第1及第2關(guān)閉闊26、 27，為具備可與制冷劑回路10的外部連通的出口的三向閥。
〈制冷劑連接管〉
制冷劑連接管6、 7為在將空調(diào)裝置l設(shè)置于設(shè)置場所時(shí)，于現(xiàn)場進(jìn)行施 工的制冷劑管。這些制冷劑連接管6、 7可根據(jù)由利用單元與熱源單元的組合 等而規(guī)定的裝置容量的條件或設(shè)置場所的條件等，使用具有各種管徑或長度 的管。
如上所述，利用側(cè)制冷劑回路10a、 10b、熱源側(cè)制冷劑回路10c、及制 冷劑連接管6、 7相連接，構(gòu)成制冷劑回路IO。 (2)空調(diào)裝置的動(dòng)作 其次，就空調(diào)裝置1的動(dòng)作加以說明。 <冷氣運(yùn)行>
在冷氣運(yùn)行時(shí)，切換機(jī)構(gòu)22為圖1的實(shí)線所示的狀態(tài)，亦即，為壓縮機(jī) 21的排出側(cè)連接于熱源側(cè)熱交換器23，且，壓縮機(jī)21的吸入側(cè)連接于第2 關(guān)閉閥27的狀態(tài)。熱源側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)24為全封閉狀態(tài)。關(guān)閉閥26、 27為打開 狀態(tài)。各利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41、 51根據(jù)利用側(cè)熱交換器42、 52的負(fù)荷而調(diào)節(jié) 開度。
在該制冷劑回路10中，若啟動(dòng)壓縮機(jī)21、熱源側(cè)風(fēng)扇29及利用側(cè)風(fēng)扇
1243、 53，則低壓的制冷劑將被吸入壓縮機(jī)21內(nèi)并壓縮而成為高壓的制冷劑。 然后，高壓的制冷劑經(jīng)由切換機(jī)構(gòu)22而輸送至熱源側(cè)熱交換器23，與通過熱 源側(cè)風(fēng)扇29而供給的室外空氣進(jìn)行熱交換后被冷卻。而且，于熱源側(cè)熱交換 器23中冷卻的高壓制冷劑，經(jīng)由止回機(jī)構(gòu)30、第1關(guān)閉閥26及第1制冷劑 連絡(luò)6，輸送至利用單元4、 5。該輸送至利用單元4、 5的高壓制冷劑，通過 各利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41、 51而減壓成為低壓的氣液二相狀態(tài)的制冷劑后輸送至 各利用側(cè)熱交換器42、 52，于各利用側(cè)熱交換器42、 52中與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱 交換后被加熱，由此蒸發(fā)而成為低壓的制冷劑。
在該利用側(cè)熱交換器42、 52中加熱的低壓的制冷劑，經(jīng)由第2制冷劑連 接管7輸送至熱源單元2，并經(jīng)由第2關(guān)閉閥27及切換機(jī)構(gòu)22，流入至積蓄 器28。而且，流入至積蓄器28的低壓的制冷劑再次被吸入壓縮機(jī)21。
〈暖氣運(yùn)行〉
在暖氣運(yùn)行時(shí)，切換機(jī)構(gòu)22為圖1的虛線所示的狀態(tài)，亦即，為壓縮機(jī) 21的排出側(cè)連接于第2關(guān)閉閥27，且壓縮機(jī)21的吸入側(cè)連接于熱源側(cè)熱交 換器23的狀態(tài)。熱源側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)24調(diào)節(jié)開度以將制冷劑減壓至可于熱源側(cè) 熱交換器23中蒸發(fā)的壓力。又，第1關(guān)閉閥26及第2關(guān)閉閥27為打開狀態(tài)。 利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41、 51根據(jù)利用側(cè)熱交換器42、 52的負(fù)荷而調(diào)節(jié)開度。
在該制冷劑回路10中，若啟動(dòng)壓縮機(jī)21、熱源側(cè)風(fēng)扇29及利用側(cè)風(fēng)扇 43、 53，則低壓的制冷劑將被吸入壓縮機(jī)21并壓縮至超過臨界壓力的壓力而 成為高壓的制冷劑。該高壓的制冷劑經(jīng)由切換機(jī)構(gòu)22、第2關(guān)閉閥27及第2 制冷劑連接管7，輸送至利用單元4、 5。
而且，輸送至利用單元4、 5的高壓的制冷劑，于利用側(cè)熱交換器42、 52 中，與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換而冷卻后，于通過各利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41、 51時(shí)， 根據(jù)各利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41、 51的開度而減壓。
通過該利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41、 51的制冷劑，經(jīng)由第l制冷劑連接管6輸送 至熱源單元2，經(jīng)由第1關(guān)閉閥26、熱源側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)24進(jìn)一步減壓后，流入 至熱源側(cè)熱交換器23。而且，已流入至熱源側(cè)熱交換器23的低壓的氣液二相 狀態(tài)的制冷劑，與通過熱源側(cè)風(fēng)扇29而供給的室外空氣進(jìn)行熱交換后被加熱， 藉此蒸發(fā)而成為低壓的制冷劑，經(jīng)由切換機(jī)構(gòu)22流入至積蓄器24。而且，已 流入至積蓄器24的低壓的制冷劑再次被吸入壓縮機(jī)21。
(3)第1實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法空調(diào)裝置1的現(xiàn)場施工方法如下在現(xiàn)場安裝熱源單元2及利用單元4、
5，通過配管施工將熱源單元2及利用單元4、 5經(jīng)由制冷劑連接管6、 7連接， 形成制冷劑回路10之后(此處，關(guān)閉閥26、 27為關(guān)閉狀態(tài))，進(jìn)行以下制冷 劑填充作業(yè)。
本實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法中，首先，通過未圖示的真空泵等，而使 利用單元4、 5的利用側(cè)制冷劑回路10a、 10b及制冷劑連接管6、 7的內(nèi)部(以 下，稱[制冷劑填充對象部分])成為真空(非常低的壓力)。其次，如圖2所示， 將作為封入有制冷劑(二氧化碳)的制冷劑封入容器的罐體8，經(jīng)由制冷劑填充 單元9而連接于熱源單元2的第2關(guān)閉閥27的出口。此處，圖2為本發(fā)明第 l實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法中所使用的罐體8及制冷劑填充單元9相連接的 狀態(tài)的空調(diào)裝置1的概略構(gòu)成圖。在此，罐體8向制冷劑填充對象部分連接 的位置，并非限定于第2關(guān)閉閥27的出口，亦可為第1關(guān)閉閥26的出口， 于關(guān)閉閥26、 27附近另外設(shè)置有進(jìn)口時(shí)，亦可連接于該進(jìn)口。
此處，制冷劑填充單元9為如下單元，其于自罐體8對制冷劑填充對象 部分填充制冷劑時(shí)，用以進(jìn)行制冷劑的氣液分離，且可填充經(jīng)氣液分離的氣 體制冷劑，或填充經(jīng)氣液分離的液體制冷劑，該制冷劑填充單元9主要包括 入口管91、氣液分離器92、氣體出口管93、液體出口管94、及合流管95。
入口管91構(gòu)成將罐體8內(nèi)的制冷劑輸送至氣液分離器92中的流路，其 一端連接于罐體8，另一端連接于氣液分離器92。而且，于入口管91上設(shè)置 有對從罐體8流向氣液分離器92的制冷劑的流動(dòng)進(jìn)行開關(guān)的入口閥91a。
氣液分離器92為用以對通過入口管91流入的制冷劑進(jìn)行氣液分離的設(shè) 備，具有如下構(gòu)造于其上部積存經(jīng)氣液分離的氣體制冷劑，于下部積存經(jīng)
氣液分離的液體制冷劑。
氣體出口管93構(gòu)成氣液分離器92中分離的氣體制冷劑流出的流路，且 其一端連接于氣液分離器92的積存有經(jīng)氣液分離的氣體制冷劑的部分，另一 端連接于合流管95。而且，于氣體出口管93上，設(shè)置有對從氣液分離器92 流向合流管95的氣體制冷劑的流動(dòng)進(jìn)行開關(guān)的氣體出口閥93a，及對氣體出 口管93內(nèi)流過的氣體制冷劑進(jìn)行加熱的加熱器93b。
液體出口管94構(gòu)成氣液分離器92中分離的液體制冷劑流出的流路，且 其一端連接于氣液分離器92的積存有經(jīng)氣液分離的液體制冷劑的部分，另一 端連接于合流管95。而且，于液體出口管94上，設(shè)置有對從氣液分離器92流向合流管95的液體制冷劑的流動(dòng)進(jìn)行開關(guān)的液體出口閥94a。
合流管95的一端連接于氣體出口管93的另一端及液體出口管94的另一
端，合流管95的另一端連接于第2關(guān)閉閥27的出口，亦即，空調(diào)裝置1的
制冷劑填充對象部分。而且，于合流管95上設(shè)置有壓力計(jì)95a，從而可測量
相當(dāng)于制冷劑填充對象部分的壓力的制冷劑的壓力。
罐體8載置于稱量計(jì)96上，從而可測量填充于制冷劑填充對象部分中的
制冷劑量。
在這種制冷劑填充的過程中，首先，作為第1制冷劑填充步驟，將入口 閥91a及氣體出口閥93a設(shè)定為打開狀態(tài)，液體出口閥94a設(shè)定為關(guān)閉狀態(tài)， 且使加熱器93b處于運(yùn)行狀態(tài)。由此，自罐體8流出的制冷劑一邊通過入口 管91減壓一邊流入至氣液分離器92，氣液分離為氣體制冷劑與液體制冷劑之 后，液體制冷劑積存于氣液分離器92內(nèi)，氣體制冷劑通過加熱器93b，而加 熱成流入至制冷劑填充對象部分時(shí)的比焓為430 kj/kg以上之后，通過氣體 出口管93及合流管95減壓至制冷劑填充對象部分的壓力的同時(shí)流入至制冷 劑填充對象部分。具體而言，運(yùn)行加熱器93b，以使制冷劑流入至制冷劑填充 對象部分時(shí)的溫度及壓力，位于比3所示的連接5個(gè)點(diǎn)P1 P5的線高的領(lǐng)域。 此處，點(diǎn)P1為溫度為O'C且壓力為3.49MPa的點(diǎn)，點(diǎn)P2為溫度為l(TC且壓 力為4. 24 MPa的點(diǎn)，點(diǎn)P3為溫度為2(TC且壓力為5. 07 MPa的點(diǎn)，點(diǎn)P4為 溫度為3(TC且壓力為6. 00 MPa的點(diǎn)，點(diǎn)P5為溫度為4(TC且壓力為7. 06 MPa 的點(diǎn)。此處，圖3為二氧化碳的莫利爾線圖(出處Fundamentals: 2005 Ashrae Handbook: Si Edition)。
根據(jù)第1制冷劑填充步驟，在填充初期，可避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致 制冷劑向固體狀態(tài)相變。
也就是說，如圖3所示，作為制冷劑的二氧化碳處于比二氧化碳的臨界 點(diǎn)CP(臨界溫度約31'C，臨界壓力約7. 3MPa)的溫度及壓力高的狀態(tài)時(shí)， 若比焓未滿430 kj/kg，則當(dāng)壓力產(chǎn)生急遽下降時(shí)，相變至圖3中的壓力為 0.52 MPa以下且比焓未滿430 kj/kg的領(lǐng)域，從而變?yōu)楣腆w狀態(tài)。例如，在 罐體8內(nèi)的制冷劑的溫度為4(TC且壓力為12 MPa的超臨界狀態(tài)(參照圖3的 點(diǎn)Ql)的情形時(shí)，若不經(jīng)由制冷劑填充單元9而直接對制冷劑填充對象部分進(jìn) 行制冷劑填充，則在填充初期，制冷劑填充對象部分的壓力低于作為二氧化 碳的三相點(diǎn)壓力的0. 52 MPa，故自點(diǎn)Ql的狀態(tài)相變至較二氧化碳的三相點(diǎn)(三
15相點(diǎn)溫度-56.56°C，三相點(diǎn)壓力0.52 MPa)的溫度及壓力低的點(diǎn)Q2的狀 態(tài)，從而變化為固體狀態(tài)。為了防止此情形，在流出罐體8而減壓之后(例如， 設(shè)定制冷劑減壓至約6 Mpa為止的情形，參照圖3的點(diǎn)Q3)，通過加熱器93b 而對氣液分離器92中氣液分離的氣體制冷劑(參照圖3的點(diǎn)Q4)進(jìn)行加熱，以 使流入至制冷劑填充對象部分時(shí)的氣體制冷劑的比烚為430 kj/kg以上(參照 圖3的點(diǎn)Q5)。通過這種處理，在填充初期，制冷劑流入至制冷劑填充對象部 分時(shí)不管壓力如何急遽下降，制冷劑均不會(huì)變?yōu)楣腆w狀態(tài)。其原因在于，如 圖3所示，只要比焓為430 kj/kg以上，二氧化碳就不會(huì)為變?yōu)楣腆w。
而且，若繼續(xù)第l制冷劑填充步驟，則制冷劑填充對象部分的壓力上升， 通過壓力計(jì)95a而測量的壓力會(huì)達(dá)到作為特定壓力的0. 52 MPa。在此，所謂 作為特定壓力的0.52 Mpa，是指相當(dāng)于二氧化碳的三相點(diǎn)溫度(-56.56。C)的 三相點(diǎn)壓力，其原因在于，若到制冷劑填充對象部分的壓力達(dá)到該壓力以上 為止對制冷劑填充對象部分填充制冷劑，則如圖3所示，可確實(shí)地避免因填 充制冷劑時(shí)的壓力的下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變。
而且，如上所述，通過壓力計(jì)95a而測量的壓力達(dá)到0. 52 Mpa之后，結(jié) 束第l制冷劑填充步驟，進(jìn)入第2制冷劑填充步驟。第2制冷劑填充步驟中， 液體出口閥94a設(shè)為打開狀態(tài)，氣體出口閥93a設(shè)為關(guān)閉狀態(tài)。由此，自罐 體8流出的制冷劑，通過入口管91減壓后流入至氣液分離器92，氣液分離為 氣體制冷劑與液體制冷劑之后，氣體制冷劑積存于氣液分離器92內(nèi)，液體制 冷劑通過液體出口管94及合流管95減壓至制冷劑填充對象部分的壓力，然 后流入至制冷劑填充對象部分。
根據(jù)第2制冷劑填充步驟，可通過對制冷劑填充對象部分填充液態(tài)的制 冷劑(參照圖3的點(diǎn)Q6)，從而提高制冷劑填充的速度。
而且，若繼續(xù)第2制冷劑填充步驟，則通過第1及第2制冷劑填充步驟 填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑量達(dá)到特定的量。此處，填充于制冷 劑填充對象部分中的制冷劑量，可根據(jù)由稱量計(jì)96所測量的罐體8的重量變 化的值而獲得。
如上所述，在第1實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法中，首先，于第1制冷劑 填充步驟中，對包含制冷劑連接管6、 7的制冷劑填充對象部分(此處，為被 抽吸為真空的利用單元4、 5的利用側(cè)制冷劑回路10a、 10b及制冷劑連接管6、 7)，自開始填充到制冷劑填充對象部分的壓力上升至特定壓力為止，填充比焓較大的氣態(tài)制冷劑，然后，于第2制冷劑填充步驟中，對制冷劑填充對象 部分，填充較氣態(tài)制冷劑密度大的液態(tài)制冷劑，到填充于制冷劑填充對象部 分中的制冷劑量達(dá)到特定量為止。根據(jù)該方法，在填充初期，可避免因壓力 急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，并且，于然后的第2制冷劑填充步 驟中，可一邊避免對制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力的下降而導(dǎo)致 制冷劑向固體狀態(tài)相變， 一邊對該制冷劑填充對象部分填充液態(tài)制冷劑，藉 此可提高制冷劑填充的速度，故可抑制以下不良情況，即，因固體狀態(tài)的制 冷劑(乾冰)的妨礙而使填充時(shí)間變長，或制冷劑填充時(shí)間及制冷劑填充后到 可運(yùn)行為止的時(shí)間變長。
而且，該制冷劑填充方法中，在制冷劑填充對象部分的壓力達(dá)到相當(dāng)于
二氧化碳的三相點(diǎn)溫度(-56. 56°C)的0. 52 MPa之后，自第1制冷劑填充步驟 進(jìn)入第2制冷劑填充步驟，故于第2制冷劑填充步驟中，可確實(shí)地避免對制 冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力的下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相 變。
而且，該制冷劑填充方法中，在填充初期的第1制冷劑填充步驟中，為 了可避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，對氣態(tài)制冷劑進(jìn)行 加熱以使該氣態(tài)制冷劑從作為封入有制冷劑的制冷劑封入容器的罐體8流出 后進(jìn)入制冷劑填充對象部分時(shí)的比焓為430 kj/kg以上，由此即使于制冷劑 填充對象部分的壓力低于二氧化碳的三相點(diǎn)壓力(0.52 MPa)時(shí)，亦可將制冷 劑輸送至制冷劑填充對象部分而又不會(huì)產(chǎn)生制冷劑向固體狀態(tài)相變。藉此， 在填充初期，可確實(shí)避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變。
再者，該制冷劑填充方法中，為了使流入至制冷劑填充對象部分時(shí)的制 冷劑的比焓為430 kj/kg以上，而于氣體出口管93上設(shè)置有加熱器93b，但 是亦可採用以下構(gòu)成，即，代替設(shè)置加熱器93b，使氣體出口管93的長度變 長，在氣體出口管93上不纏繞絕熱材料等，利用該配管周圍的空氣的導(dǎo)熱， 由此對氣體出口管93內(nèi)流過的制冷劑進(jìn)行加熱。
(4)第1實(shí)施形態(tài)的變形例1
在上述制冷劑填充方法中，為了確實(shí)避免因填充制冷劑時(shí)的壓力的下降 而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，在制冷劑填充對象部分的壓力達(dá)到相當(dāng)于二 氧化碳的三相點(diǎn)溫度(-56. 56。C)的0. 52 MPa之后，自第1制冷劑填充步驟進(jìn) 入第2制冷劑填充步驟，但是除了該考慮以外，亦可為保護(hù)構(gòu)成空調(diào)裝置1
17的制冷劑回路io的使用零件中，構(gòu)成制冷劑填充對象部分及其附近部分的閥 等使用零件，而考慮構(gòu)成制冷劑回路10的使用零件的最低使用溫度。此處， 在構(gòu)成空調(diào)裝置1的制冷劑回路10的使用零件中，利用側(cè)膨脹機(jī)構(gòu)41、 51
及關(guān)閉閥26、 27等可視為構(gòu)成制冷劑填充對象部分及其附近部分的閥等使用 零件。這些部件的最低使用溫度為-4(TC至-3(TC的范圍，故作為特定的壓力， 較理想的是設(shè)定與該溫度范圍相對應(yīng)的壓力在1 MPa以上且1.4 MPa以下的 范圍。通過上述過程，于第2制冷劑填充步驟中，除了可確實(shí)避免對制冷劑 填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力的下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變以 外，亦可保護(hù)制冷劑回路10的使用零件。
此外，除了確實(shí)地避免因制冷劑填充時(shí)的壓力的下降而導(dǎo)致制冷劑向固 體狀態(tài)相變及保護(hù)制冷劑回路10的使用零件以外，為了抑制在閥門或管外表 面(此處，為第2關(guān)閉閥27或其附近的制冷劑管)等上產(chǎn)生結(jié)冰或大量的結(jié)露， 亦可考慮水的融點(diǎn)。此處，因水的融點(diǎn)為0'C，故亦可于特定的壓力達(dá)到相當(dāng) 于水的融點(diǎn)的3. 49 MPa之后，自第1制冷劑填充步驟進(jìn)入第2制冷劑填充步 驟。藉此，于第2制冷劑填充步驟中，除了可確實(shí)地避免對制冷劑填充對象 部分填充制冷劑時(shí)因壓力的下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變及保護(hù)制冷劑 同路10的使用零件以外，亦可抑制于閥或管外表面等上產(chǎn)生結(jié)冰或大量的結(jié) 路。
(5)第l實(shí)施形態(tài)的變形例2
在上述實(shí)施形態(tài)及變形例1的制冷劑填充方法中，作為氣體出口閥93a 及液體出口閥94a，可採用如電動(dòng)閥或電磁閥等般的可自動(dòng)控制地使用的閥， 并且作為壓力計(jì)95a可採用如壓力感測器或壓力開關(guān)等可自動(dòng)控制的壓力計(jì)， 由此在第l制冷劑填充步驟中，亦可自動(dòng)地進(jìn)行如下控制，從而自動(dòng)地進(jìn)入 第2制冷劑填充步驟，即當(dāng)壓力計(jì)95a所測量的壓力值達(dá)到特定壓力后，進(jìn) 行控制以使液體出口閥94a成為打開狀態(tài)、及使氣體出口閥93a成為關(guān)閉狀 態(tài)。
此外，採用可設(shè)定填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑的特定量的稱 量計(jì)作為稱量計(jì)96，採用如電動(dòng)閥或電磁閥等可自動(dòng)控制地使用的閥作為入 口閥91a，藉此在第2制冷劑填充步驟中，當(dāng)稱量計(jì)96所測量的制冷劑量達(dá) 到特定的量之后，進(jìn)行控制以使入口閥91a成為關(guān)閉狀態(tài)，從而可自動(dòng)地結(jié) 束制冷劑填充作業(yè)。再者，為了代替用稱量計(jì)96設(shè)定填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑 的特定量，亦可在控制制冷劑填充單元9的構(gòu)成零件的控制部設(shè)定特定量，
并且判定與通過稱量計(jì)96而測量的罐體8的重量變化的值相當(dāng)?shù)闹评鋭┝康?br> 值，是否達(dá)到該特定的量。
作為測量填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑量的儀器，亦可代替稱
量計(jì)96而將積分流量計(jì)等可測量制冷劑流量的流量計(jì)設(shè)置于入口管91或合 流管95上，測量填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑量。 (6)第2實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法
作為空調(diào)裝置1的現(xiàn)場施工方法，在現(xiàn)場安裝熱源單元2及利用單元4、 5，且通過配管施工而將熱源單元2及利用單元4、 5經(jīng)由制冷劑連接管6、 7 連接，由此形成制冷劑回路IO(此處，關(guān)閉閥26、 27為關(guān)閉狀態(tài))，然后進(jìn)行 以下制冷劑填充作業(yè)。
本實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法中，首先，通過未圖示的真空泵等，使利 用單元4、 5的利用側(cè)制冷劑回路10a、 10b及制冷劑連接管6、 7的內(nèi)部(以 下，稱[制冷劑填充對象部分])成為真空(非常低的壓力)。其次，如圖4所示， 將作為封入有制冷劑(二氧化碳)的制冷劑封入容器的罐體8，經(jīng)由制冷劑填充 單元109連接于熱源單元2的第2關(guān)閉閥27的出口。此處，圖4為本發(fā)明第 2實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法中所使用的罐體8及制冷劑填充單元109相連接
的狀態(tài)的空調(diào)裝置1的概略構(gòu)成圖。再者，罐體8向制冷劑填充對象部分連 接的位置，并非限定于第2關(guān)閉閥27的出口，亦可為第l關(guān)閉閥26的出口， 在關(guān)閉閥26、 27附近另外設(shè)置有進(jìn)口的情形時(shí)，亦可連接于該進(jìn)口。
此處，從罐體8對制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)，制冷劑填充單元 109為用以進(jìn)行制冷劑的氣液分離，且可在填充經(jīng)氣液分離的氣體制冷劑，或 填充經(jīng)氣液分離的液體制冷劑之間進(jìn)行切換的單元。該制冷劑填充單元109
主要包括入口管91;氣液分離器92;氣體出口管193;液體出口管94，使
在氣液分離器92中分離的液體制冷劑流出；及合流管95，其將流過氣體出口 管93的制冷劑與流過液體出口管94的制冷劑合流，且連接于第2關(guān)閉閥27 的出口。在制冷劑填充單元109中，除了在氣體出口管193上設(shè)置有加熱器 93b的結(jié)構(gòu)之外，與第l實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充單元9的結(jié)構(gòu)相同，故省略說 明入口管91、氣液分離器92、氣體出口管193、氣液分離器92、液體出口管 94、合流管95的結(jié)構(gòu)。此外，罐體8載置于稱量計(jì)96上，從而可測量填充于制冷劑填充對象部 分中的制冷劑量。而且，在罐體8的周圍，設(shè)置有冷卻水等冷卻媒體所流過 的冷卻器97。
在這種制冷劑填充過程中，首先，作為第1制冷劑填充步驟，使冷卻器 97運(yùn)行以將罐體8冷卻至31°C以下。而且，在確認(rèn)罐體8的溫度為31°C以下 之后，設(shè)入口閥91a及氣體出口閥93a成為打開狀態(tài)，且設(shè)液體出口閥94a 成為關(guān)閉狀態(tài)。由此，自罐體8流出的制冷劑通過入口管91流入到氣液分離 器92，氣液分離為氣體制冷劑與液體制冷劑之后，液體制冷劑積存在氣液分 離器92內(nèi)，氣體制冷劑通過氣體出口管93及合流管95減壓至制冷劑填充對 象部分的壓力的同時(shí)，流入到制冷劑填充對象部分。
根據(jù)所述第1制冷劑填充步驟，在填充初期，可避免因壓力急遽下降而 導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變。
如上所述，當(dāng)作為制冷劑的二氧化碳處于比二氧化碳的臨界點(diǎn)CP(臨界溫 度約3rC，臨界壓力約7.3MPa)的溫度及壓力高的狀態(tài)，在壓力產(chǎn)生急 遽下降時(shí)，若壓力為0.52MPa以下則將相變?yōu)楣腆w狀態(tài)。為了防止發(fā)生這種 現(xiàn)象，此處使冷卻器97運(yùn)行而將罐體8冷卻至3rC以下，故罐體8中的制冷 劑成為非超臨界狀態(tài)的狀態(tài)(亦即，可存在液態(tài)或氣態(tài)的狀態(tài))，在氣液分離 器92中，氣液分離為氣體制冷劑與液體制冷劑，且將氣液分離的氣體制冷劑 輸送至制冷劑填充對象部分。藉此，在填充初期，即使于流入至制冷劑填充 對象部分時(shí)壓力急遽下降，制冷劑亦幾乎不會(huì)變?yōu)楣腆w狀態(tài)。
而且，若繼續(xù)第l制冷劑填充步驟，則制冷劑填充對象部分的壓力上升， 通過壓力計(jì)95a而測量的壓力達(dá)到作為特定壓力的0. 52 MPa。此處，所謂作 為特定壓力的0.52 Mpa，為指相當(dāng)于二氧化碳的三相點(diǎn)溫度(-56.56。C)的三 相點(diǎn)壓力，其原因在于，若對制冷劑填充對象部分填充制冷劑到制冷劑填充 對象部分的壓力達(dá)到該壓力以上為止，則能夠確實(shí)避免因填充制冷劑時(shí)的壓 力的下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變。
而且，如上所述，當(dāng)通過壓力計(jì)95a而測量的壓力達(dá)到0. 52 MPa，則結(jié) 束第1制冷劑填充步驟，進(jìn)入第2制冷劑填充步驟。在第2制冷劑填充步驟 中，將液體出口閥94a設(shè)定為打開狀態(tài)，且設(shè)氣體出口閥93a成為關(guān)閉狀態(tài)。 由此，從罐體8流出的制冷劑， 一邊通過入口管91減壓一邊流入到氣液分離 器92，氣液分離為氣體制冷劑與液體制冷劑之后，氣體制冷劑積存于氣液分
20離器92內(nèi)，液體制冷劑一邊通過液體出口管94及合流管95減壓至制冷劑填 充對象部分的壓力， 一邊流入到制冷劑填充對象部分。
根據(jù)第2制冷劑填充步驟，可通過對制冷劑填充對象部分填充液態(tài)的制 冷劑，而提高制冷劑填充的速度。
而且，若繼續(xù)第2制冷劑填充步驟，則通過第1及第2制冷劑填充步驟 而填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑量達(dá)到特定的量。此處，填充于制 冷劑填充對象部分中的制冷劑量，可根據(jù)通過稱量計(jì)96而測量的罐體8的重 量變化的值而獲得。
如上所述，在第2實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法中，首先，在第1制冷劑 填充步驟中，對包含制冷劑連接管6、 7的制冷劑填充對象部分(此處，為被 抽吸成真空的利用單元4、 5的利用側(cè)制冷劑回路10a、 10b及制冷劑連接管6、 7)，自開始填充到制冷劑填充對象部分的壓力上升至特定的壓力為止，填充 比焓較大的氣態(tài)制冷劑，然后，在第2制冷劑填充步驟中，對制冷劑填充對 象部分填充較氣態(tài)制冷劑密度較大的液態(tài)制冷劑，直到填充于制冷劑填充對 象部分中的制冷劑量為特定的量為止。根據(jù)該方法，在填充初期，可避免因 壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，并且，在第2制冷劑填充步驟 中，可一邊避免對制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力的下降而導(dǎo)致制 冷劑向固體狀態(tài)相變， 一邊填充液態(tài)制冷劑，藉此可提高制冷劑填充的速度， 故可抑制以下不良情況，即，因固體狀態(tài)的制冷劑(乾冰)的妨礙而使填充時(shí) 間變長，或制冷劑填充時(shí)間或制冷劑填充后到可運(yùn)行為止的時(shí)間變長。
而且，該制冷劑填充方法中，在制冷劑填充對象部分的壓力達(dá)到相當(dāng)于 二氧化碳的三相點(diǎn)溫度(-56.56。C)的0.52 MPa之后，從第1制冷劑填充步驟 進(jìn)入第2制冷劑填充步驟，所以在第2制冷劑填充步驟中，可確實(shí)地避免對 制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力的下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相 變。
而且，該制冷劑填充方法中，在填充初期的第1制冷劑填充步驟中，為 了避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑向固體狀態(tài)相變，而將作為封入有制冷 劑的制冷劑封入容器的罐體8冷卻至31°C ，以使罐體8中的制冷劑成為非超 臨界狀態(tài)(即，可存在為液態(tài)或氣態(tài)的狀態(tài))，由此自制冷劑封入容器將氣態(tài) 制冷劑輸送至制冷劑填充對象部分，藉此即使于制冷劑填充對象部分的壓力 低于二氧化碳的三相點(diǎn)壓力(0.52 MPa)的情形時(shí)，亦不會(huì)產(chǎn)生制冷劑向固體
21狀態(tài)相變。藉此，在填充初期，可確實(shí)地避免因壓力急遽下降而導(dǎo)致制冷劑 向固體狀態(tài)相變。
再者，該制冷劑填充方法中，為了將罐體8冷卻至3rc以下，而設(shè)置有
冷卻器97，但當(dāng)罐體8周圍的氣溫較低時(shí)，亦可採用等待罐體8的溫度自然 降到31'C以下為止的方法。
(7) 第2實(shí)施形態(tài)的變形例
在上述第2實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法中，與第1實(shí)施形態(tài)的制冷劑填 充方法的變形例1 一樣，為了保護(hù)構(gòu)成空調(diào)裝置1的制冷劑回路10的使用零 件中的構(gòu)成制冷劑填充對象部分及其附近部分的閥等使用零件，可將特定的 壓力設(shè)定為對應(yīng)于構(gòu)成制冷劑回路10的使用零件的最低使用溫度(-4(TC至 -30°。的范圍)的1 MPa以上且1.4 MPa以下的范圍，或?yàn)榱艘种圃陂y門或管 外表面等上產(chǎn)生結(jié)冰或大量的結(jié)露，可將特定的壓力設(shè)定為相當(dāng)于水的融點(diǎn) (0°C)的3, 49 MPa。
藉此，在第2實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法中，在第2制冷劑填充步驟除 了可確實(shí)地避免對制冷劑填充對象部分填充制冷劑時(shí)因壓力的下降而導(dǎo)致制 冷劑向固體狀態(tài)相變以外，亦可保護(hù)制冷劑同路IO的使用零件，又，可抑制 于閥或管外表面等上產(chǎn)生結(jié)冰或大量的結(jié)露。
此外，與第1實(shí)施形態(tài)的制冷劑填充方法的變形例2 —樣，可構(gòu)成為能 從第1制冷劑填充步驟自動(dòng)地進(jìn)入第2制冷劑填充步驟，亦可構(gòu)成為能自動(dòng) 地判定填充于制冷劑填充對象部分中的制冷劑量是否達(dá)到特定的量，或根據(jù) 該判定自動(dòng)地結(jié)束制冷劑填充作業(yè)。
(8) 其他實(shí)施形態(tài)
以上，根據(jù)圖就本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)及其變形例進(jìn)行了說明，但是具體的 構(gòu)成并非限定于這些實(shí)施形態(tài)及其變形例，可在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi) 進(jìn)行變更。
(A)
在上述空調(diào)裝置1中，將在廠家的製造工廠內(nèi)預(yù)先封入有作為制冷劑的 二氧化碳的熱源單元2搬到現(xiàn)場，在現(xiàn)場對利用單元4、 5的利用側(cè)制冷劑回 路10a、 10b及制冷劑連接管6、 7填充制冷劑。但當(dāng)包含熱源單元2的熱源 側(cè)制冷劑回路10c在內(nèi)的所有的制冷劑填充作業(yè)都在現(xiàn)場進(jìn)行時(shí)，亦可適用 本發(fā)明的制冷劑填充方法。此外，當(dāng)在製造工廠等對熱源單元2的熱源側(cè)制冷劑回路IOC填充制冷劑時(shí)，亦可適用本發(fā)明的制冷劑填充方法。 (B)
本發(fā)明的制冷劑填充方法不僅適用于上述空調(diào)裝置l，亦可適用于其他冷 凍裝置。例如，在廠家的製造工廠內(nèi)完成製冷循環(huán)后進(jìn)行制冷劑填充的熱泵 熱水器中，若使用本發(fā)明的制冷劑填充方法，則亦可縮短制冷劑填充作業(yè)的 時(shí)間。
產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性
若利用本發(fā)明的制冷劑填充方法，則在以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置 中，可縮短制冷劑填充時(shí)間及從制冷劑填充完畢到可運(yùn)行為止的時(shí)間。
權(quán)利要求
1. 一種制冷劑填充方法，先安裝包含利用單元(4、5)及熱源單元(2)且使用二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置(1)，并將上述利用單元與上述熱源單元經(jīng)由制冷劑連接管(6、7)連接之后，對上述冷凍裝置進(jìn)行制冷劑填充時(shí)的制冷劑填充方法，其特征在于，包括第1制冷劑填充步驟，是對包含上述制冷劑連接管的制冷劑填充對象部分，自開始填充到上述制冷劑填充對象部分的壓力上升至特定的壓力為止，填充氣態(tài)制冷劑；以及第2制冷劑填充步驟，是對上述制冷劑填充對象部分，自上述第1制冷劑填充步驟之后到填充于上述制冷劑填充對象部分中的制冷劑量成為特定量為止，填充液態(tài)制冷劑。
2. —種制冷劑填充方法，是對使用二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置(l)填充制冷劑的方法，其特征在于，包括第1制冷劑填充步驟，是對上述冷凍裝置的制冷劑填充對象部分，自開始填充到上述制冷劑填充對象部分的壓力上升至特定的壓力為止，填充氣態(tài)制冷劑；以及第2制冷劑填充步驟，是對上述制冷劑填充對象部分，自上述第1制冷劑填充步驟之后到填充于上述制冷劑填充對象部分中的制冷劑量成為特定的制冷劑量為止，填充液態(tài)制冷劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制冷劑填充方法，其特征在于，上述特定的壓力為0. 52 MPa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制冷劑填充方法，其特征在于，上述特定的壓力為1 MPa以上且1.4 MPa以下的范圍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制冷劑填充方法，其特征在于，上述特定的壓力為3. 49MPa。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的制冷劑填充方法，其特征在于，上述第l制冷劑填充步驟為對從封入有制冷劑的制冷劑封入容器(8)導(dǎo)入的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行加熱以使進(jìn)入上述制冷劑填充對象部分時(shí)的制冷劑比焓達(dá)到430kJ/kg以上之后，送至上述制冷劑填充對象部分。2
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的制冷劑填充方法，其特征在于，上述第1制冷劑填充步驟為將封入有制冷劑的制冷劑封入容器(8)冷卻至3rc以下后，自上述制冷劑封入容器將氣態(tài)制冷劑送至上述制冷劑填充對象部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制冷劑填充方法，是以二氧化碳為制冷劑的冷凍裝置中的制冷劑填充方法，其可縮短制冷劑填充時(shí)間及制冷劑填充后到可運(yùn)行為止的時(shí)間。以二氧化碳為制冷劑的空調(diào)裝置(1)中的制冷劑填充方法包括第1制冷劑填充步驟與第2制冷劑填充步驟。第1制冷劑填充步驟為，對包含制冷劑連接管(6、7)的制冷劑填充對象部分，自開始填充到制冷劑填充對象部分的壓力上升至特定壓力為止，填充氣態(tài)制冷劑的步驟。第2制冷劑填充步驟為，對制冷劑填充對象部分，自上述第1制冷劑填充步驟之后到填充至上述制冷劑填充對象部分的制冷劑量達(dá)到特定量為止，填充液態(tài)制冷劑的步驟。
文檔編號F25B45/00GK101501423SQ20078002968
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日
發(fā)明者松岡弘宗, 栗原利行 申請人:大金工業(yè)株式會(huì)社