JP2009222356A - 冷凍装置及び冷媒充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非共沸混合冷媒を冷媒回路へ充填する際、圧縮機に液冷媒が吸入されてしまうのを回避する。
【解決手段】冷凍サイクルが行われる冷媒回路（10）では、分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む非共沸混合冷媒が用いられる。冷媒回路（10）では、室外膨張弁（12）と室外熱交換器（11）との間に充填ポート（36）が設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置と、この冷凍装置の冷媒回路の冷媒充填方法に関するものである。

従来より、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置は、空気調和装置や給湯機等に広く適用されている。

特許文献１には、この種の冷凍装置が開示されている。この冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、凝縮器が接続されて冷凍サイクルが行われる冷媒回路を備えている。この冷媒回路では、圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮器で空気へ放熱して凝縮する。凝縮器で凝縮した冷媒は、膨張弁で減圧された後、蒸発器で蒸発する。蒸発後の冷媒は、圧縮機に吸入されて再び圧縮される。

また、特許文献１の冷媒回路では、分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒が用いられている。この冷媒は、冷凍サイクルの冷媒として優れた特性を有しており、冷凍装置の成績係数（ＣＯＰ）の向上が図られている。また、この冷媒は、塩素原子や臭素原子等を含まず、オゾン層の破壊に寄与しなことが知られている。更に、特許文献１では、上記分子式で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒と、他の冷媒（Ｒ−２２，Ｒ−３２等）との混合冷媒（非共沸混合冷媒）が開示されている。
特開平４−１１０３８８号公報

ところで、冷凍装置の冷媒回路では、装置の据え付け時やメンテナンス等において、冷媒回路へ冷媒を充填する充填動作が行われる。ここで、上記特許文献１に開示のような非共沸混合冷媒を冷媒回路に充填する場合、非共沸混合冷媒は各冷媒の沸点が異なるため、充填動作時に冷媒の組成比が変化し易くなる。そこで、非共沸混合冷媒の充填動作時には、液状態の冷媒を冷媒回路に充填するのが一般的である。

ところが、上記非共沸混合冷媒を液状態としながら冷媒回路に充填すると、液状態の冷媒が圧縮機の吸入側へ送られてしまう。その結果、液状態の冷媒が圧縮機に吸入されて、いわゆる液バックが生じ、圧縮機の損傷を招く虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、非共沸混合冷媒を冷媒回路へ充填する際、圧縮機に液冷媒が吸入されてしまうのを回避することである。

第１の発明は、圧縮機（30）と凝縮器（16a,16b,16c）と膨張機構（12）と蒸発器（11）とが接続されて冷凍サイクルが行われる冷媒回路（10）を備え、該冷媒回路（10）では、分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ＝１〜５，ｎ＝１〜５且つｍ＋ｎ＝６）で示され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む非共沸混合冷媒が用いられる冷凍装置を前提としている。そして、この冷凍装置は、上記冷媒回路（10）に、上記非共沸混合冷媒を充填するための充填ポート（36）が、上記膨張機構（12）と蒸発器（11）との間に設けられていることを特徴とするものである。

第１の発明では、冷媒回路（10）の冷媒として、分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む非共沸混合冷媒が用いられる。これにより、冷媒回路（10）では、ＣＯＰが比較的高い冷凍サイクルが行われる。

本発明では、冷媒回路（10）の膨張機構（12）と蒸発器（11）との間に、充填ポート（36）が設けられる。非共沸混合冷媒の充填動作時には、充填ポート（36）を通じて冷媒回路（10）内へ非共沸混合冷媒が充填される。充填された冷媒は、蒸発器（11）を流れて圧縮機（30）の吸入側へ送られる。ここで、液状態の冷媒が蒸発器（11）を流れると、蒸発器（11）の周囲の空気と液状態の冷媒とが熱交換し、冷媒が蒸発する。このため、圧縮機（30）の吸入側へ液冷媒が送られることが抑制される。

第２の発明は、第１の発明の冷凍装置において、上記充填ポート（36）から非共沸混合冷媒を充填する充填動作時に、上記圧縮機（30）を運転させる圧縮機運転手段（41）を備えていることを特徴とするものである。

第２の発明では、非共沸混合冷媒を冷媒回路（10）へ充填する充填動作時に、圧縮機（30）が運転状態となる。これにより、充填動作時には、非共沸混合冷媒を蒸発器（11）を介して圧縮機（30）の吸入側に向かって積極的に送り込むことができる。その結果、蒸発器（11）で液冷媒を確実に蒸発させることができ、且つ冷媒回路（10）へ速やかに冷媒を充填することができる。

第３の発明は、第２の発明の冷凍装置において、上記充填動作時に、上記蒸発器（11）のファン（14）を運転させるファン運転手段（42）を備えていることを特徴とするものである。

第３の発明では、非共沸混合冷媒を冷媒回路（10）へ充填する充填動作時に、蒸発器（11）のファン（14）が運転状態となる。これにより、充填された冷媒が蒸発器（11）を流れる際、冷媒と空気との熱交換が促進される。その結果、蒸発器（11）では、液冷媒が確実に蒸発するので、圧縮機（30）の吸入側へ液冷媒が送られることが防止される。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明の冷凍装置において、上記分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒は、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンであることを特徴とするものである。

第４の発明では、冷媒回路（10）の冷媒として、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンを含む非共沸混合冷媒が用いられる。このため、冷媒回路（10）での理論上のＣＯＰを向上させることができる。

第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つ発明の冷凍装置において、上記冷媒回路（10）の冷媒は、さらにジフルオロメタンを含む非共沸混合冷媒であることを特徴とするものである。

第５の発明では、冷媒回路（10）の冷媒として、上記分子式で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒とジフルオロメタンとを含む非共沸混合冷媒が用いられている。ここで、ジフルオロメタンは、いわゆる高圧冷媒である。このため、上記分子式の冷媒にジフルオロメタンを加えることで、冷媒の圧力損失が冷凍装置の運転効率に与える影響を小さくできる。その結果、冷凍サイクル時の実際の運転効率を高めることができる。

第６の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明の冷凍装置において、上記冷媒回路（10）の冷媒は、さらにペンタフルオロエタンを含む非共沸混合冷媒であることを特徴とするものである。

第６の発明では、冷媒回路（10）の冷媒として、上記分子式で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒とペンタフルオロエタンとを含む非共沸混合冷媒が用いられている。ここで、上記分子式で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒は、微燃性の冷媒ではあるが、発火するおそれがない訳ではない。従って、本発明では、上記分子式で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒に、難燃性の冷媒であるペンタフルオロエタンが加えられている。

第７の発明は、圧縮機（30）と凝縮器（16a,16b,16c）と膨張機構（12）と蒸発器（11）とが接続されて冷凍サイクルが行われる冷凍装置（20）の冷媒回路（10）に、分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む非共沸混合冷媒を充填するための冷媒充填方法を前提としている。そして、この冷媒充填方法は、上記非共沸混合冷媒を上記膨張機構（12）と蒸発器（11）との間から充填して該蒸発器（11）を流通させることを特徴とするものである。

第７の発明では、冷媒の充填動作時において、上記分子式で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む非共沸混合冷媒が、蒸発器（11）を流通して圧縮機（30）の吸入側へ送られる。その結果、蒸発器（11）で液状態の冷媒を確実に蒸発させることができ、圧縮機（30）の吸入側へ液冷媒が送られるのを抑制できる。

本発明では、冷媒回路（10）の冷媒として、分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ＝１〜５，ｎ＝１〜５且つｍ＋ｎ＝６）で示され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む非共沸冷媒を用いるようにしている。これにより、冷媒回路（10）の理論上のＣＯＰが高くなるので、冷凍装置の省エネルギー性の向上を図ることができる。

また、第１の発明では、膨張機構（12）と蒸発器（11）との間に、非共沸混合冷媒を充填させるための充填ポート（36）を設けるようにしている。これにより、非共沸混合冷媒を冷媒回路（10）へ充填する動作を行う際、液状態の非共沸混合冷媒を蒸発器（11）で蒸発させてから圧縮機（30）の吸入側へ送ることができる。その結果、圧縮機（30）に液冷媒が吸入されていわゆる液バックが生じてしまうのを回避でき、圧縮機（30）の損傷を防ぐことができる。

第２の発明では、充填動作時において、圧縮機（30）を運転させるようにしている。これにより、充填ポート（36）から充填された冷媒を速やかに圧縮機（30）側へ送ることができ、充填動作の作業時間の短縮化を図ることができる。更に、蒸発器（11）の圧力を低下させることにより、蒸発器（11）での冷媒の蒸発を促進させることができる。

第３の発明では、充填動作時において、蒸発器（11）のファン（14）を運転させるようにしている。これにより、蒸発器（11）での冷媒と空気との熱交換を促進させることで、液状態の冷媒が蒸発し易くなる。これにより、圧縮機（30）の吸入側に確実にガス冷媒を送ることができ、液バックの発生を一層確実に防止できる。

第４の発明では、冷媒回路（10）の冷媒として２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンから成る冷媒を含む非共沸混合冷媒を用いているので、高ＣＯＰの冷凍装置を提供することができる。

また、第５の発明では、上記分子式で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒に、いわゆる高圧冷媒であるジフルオロメタンが加えられている。このため、冷媒の圧力損失が冷凍装置の運転効率に与える影響を小さくすることができるので、冷凍装置の実際の運転効率を向上させることができる。

また、第６の発明では、上記分子式で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒に、難燃性の冷媒であるペンタフルオロエタンが加えられている。従って、冷媒回路（10）の冷媒が燃えにくくなるので、冷凍装置の信頼性を向上させることができる。

第７の発明によれば、液状態の非共沸混合冷媒を蒸発器（11）で蒸発させて圧縮機（30）に送る充填動作を行うことができ、第１の発明と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る冷凍装置が空気調和装置（20）を構成している。本実施形態１の空気調和装置（20）は、図１に示すように、室外ユニット（22）と３台の室内ユニット（51a,51b,51c）とを備えている。なお、室内ユニット（51）の台数は、単なる例示である。

上記空気調和装置（20）は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えている。冷媒回路（10）は、室外ユニット（22）に収容される室外回路（9）と、各室内ユニット（51）に収容される室内回路（17a,17b,17c）とを備えている。これらの室内回路（17a,17b,17c）は、液側連絡配管（18）及びガス側連絡配管（19）によって室外回路（9）に並列に接続されている。

冷媒回路（10）には、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）とＨＦＣ−３２（ジフルオロメタン）の２種類の冷媒からなる非共沸混合冷媒が充填されている。本実施形態では、７８質量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、２２質量％のＨＦＣ−３２とからなる混合冷媒が用いられている。なお、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの化学式は、ＣＦ_３−ＣＦ＝ＣＨ_２で表され、ＨＦＣ−３２の化学式は、ＣＨ_２Ｆ_２で表される。

室外回路（9）には、圧縮機（30）、室外熱交換器（11）、室外膨張弁（12）、及び四方切換弁（13）が設けられている。

圧縮機（30）は、例えば全密閉の高圧ドーム型のスクロール圧縮機として構成されている。圧縮機（30）には、インバータを介して電力が供給される。圧縮機（30）は、吐出側が四方切換弁（13）の第２ポート（P2）に接続され、吸入側が四方切換弁（13）の第１ポート（P1）に接続されている。

室外熱交換器（11）は、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器として構成されている。室外熱交換器（11）の近傍には、室外ファン（14）が設けられている。室外熱交換器（11）では、室外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器（11）は、一端が四方切換弁（13）の第３ポート（P3）に接続され、他端が室外膨張弁（12）に接続されている。また、四方切換弁（13）の第４ポート（P4）は、室外回路（9）のガス側端に接続されている。

室外膨張弁（12）は、室外熱交換器（11）と室外回路（9）の液側端との間に設けられている。室外膨張弁（12）は、開度可変の電子膨張弁であり、膨張機構を構成している。

四方切換弁（13）は、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）とが連通して第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とが連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）とが連通して第２ポート（P2）と第４ポート（P4）とが連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とが切り換え自在に構成されている。

各室内回路（17）には、そのガス側端から液側端へ向かって順に、室内熱交換器（15a,15b,15c）と、室内膨張弁（16a,16b,16c）とが設けられている。

室内熱交換器（15）は、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器として構成されている。室内熱交換器（15）の近傍には、室内ファンが設けられている（図示省略）。室内熱交換器（15）では、室内空気と冷媒との間で熱交換が行われる。また、室内膨張弁（16）は、開度可変の電子膨張弁を構成している。

また、本実施形態では、冷媒回路（10）には三方弁（35）が設けられている。三方弁（35）は、室外ユニット（22）において、室外熱交換器（11）と室外膨張弁（12）との間に設けられている。三方弁（35）は、２つのポートが冷媒配管に接続されている。三方弁（35）の残りのポートは、上記非共沸混合冷媒を冷媒回路（10）へ充填するための充填ポート（36）を構成している。

更に、空気調和装置（20）には、コントローラ（40）が設けられている。コントローラ（40）には、圧縮機制御部（41）と室外ファン制御部（42）とが設けられている。圧縮機制御部（41）は、後述する冷媒充填動作時において、圧縮機（30）を運転させる圧縮機制御手段を構成している。また、室外ファン制御部（42）は、上記冷媒充填動作時に室外ファン（14）を運転させるファン制御手段を構成している。

−運転動作−
上記空気調和装置（20）の運転動作について説明する。この空気調和装置（20）は、冷房運転と暖房運転とが実行可能になっており、四方切換弁（13）によって冷房運転と暖房運転との切り換えが行われる。

《冷房運転》
冷房運転時には、四方切換弁（13）が第１状態に設定される。この状態で、圧縮機（30）の運転が行われると、圧縮機（30）から吐出された高圧冷媒が、室外熱交換器（11）において室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（11）で凝縮した冷媒は、各室内回路（17）へ分配される。各室内回路（17）では、流入した冷媒が、室内膨張弁（16）で減圧された後に、室内熱交換器（15）において室内空気から吸熱して蒸発する。一方、室内空気は冷却されて室内へ供給される。

各室内回路（17）で蒸発した冷媒は、他の室内回路（17）で蒸発した冷媒と合流して、室外回路（9）へ戻ってくる。室外回路（9）では、各室内回路（17）から戻ってきた冷媒が、圧縮機（30）で再び圧縮されて吐出される。なお、冷房運転中は、各室内膨張弁（16）の開度が、室内熱交換器（15）の出口における冷媒の過熱度が一定値（例えば５℃）になるように過熱度制御される。

《暖房運転》
暖房運転時には、四方切換弁（13）が第２状態に設定される。この状態で、圧縮機（30）の運転が行われると、圧縮機（30）から吐出された高圧冷媒が、各室内回路（17）へ分配される。各室内回路（17）では、流入した冷媒が室内熱交換器（15）において室内空気へ放熱して凝縮する。一方、室内空気は加熱されて室内へ供給される。室内熱交換器（15）で凝縮した冷媒は、室外回路（9）で合流し、室外膨張弁（12）で減圧される。

室外膨張弁（12）で減圧された冷媒は、室外熱交換器（11）において室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（11）で蒸発した冷媒は、圧縮機（30）で再び圧縮されて吐出される。なお、暖房運転中は、各室内膨張弁（16）の開度が、室内熱交換器（15）の出口における冷媒の過冷却度が一定値（例えば５℃）になるようにサブクール制御される。

《充填動作》
次に、本実施形態の空気調和装置（20）について、冷媒回路（10）へ非共沸混合冷媒を充填する動作について図２を参照しながら説明する。充填動作は、例えば空気調和装置（20）の据え付け時や、空気調和装置（20）のメンテナンスが終了した後に行われる。なお、充填動作では、非共沸混合冷媒が充填された冷媒ボンベ（50）を準備される。冷媒ボンベ（50）では、非共沸混合冷媒が液状態となっている。

充填動作では、四方切換弁（13）が図１の破線で示す状態に設定される。また、充填動作では、コントローラ（40）の圧縮機制御部（41）が圧縮機（30）を運転させ、コントローラ（40）の室外ファン制御部（42）が室外ファン（14）を運転させる。その結果、充填動作では、室外熱交換器（11）が蒸発器として機能する。

充填動作では、冷媒ボンベ（50）と上記三方弁（35）の充填ポート（36）とを配管等によって接続する。次いで、冷媒ボンベ（50）を開栓し、冷媒ボンベ（50）内の非共沸混合冷媒を冷媒回路（10）へ充填する。充填された非共沸混合冷媒は、液状態のまま室外膨張弁（12）と室外熱交換器（11）との間に流入する。

冷媒回路（10）に送られた冷媒は、圧縮機（30）によって吸引されて室外熱交換器（11）を流れる。室外熱交換器（11）では、液状態の冷媒が室外空気と熱交換する。ここで、室外ファン（14）は運転状態となっているので、冷媒と室外空気との熱交換が促進される。以上のようにして、室外熱交換器（11）では、液状態の冷媒が蒸発する。

室外熱交換器（11）で蒸発してガス状態となった冷媒は、四方切換弁（13）を流通して圧縮機（30）に吸入される。ここで、圧縮機（30）には、室外熱交換器（11）で蒸発してガス状態となった冷媒が吸入されるので、圧縮機（30）に液冷媒が吸入されてしまう、いわゆる液バックが生じることがない。従って、液バックに起因する圧縮機（30）の損傷が回避される。

−実施形態の効果−
本実施形態では、冷媒回路（10）の非共沸混合冷媒として、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２との混合冷媒を用いるようにしている。ここで、ＨＦＣ−３２は、冷凍サイクルのＣＯＰを高くする特性を有するので、空気調和装置（20）の省エネルギー性の向上を図ることができる。一方、ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、いわゆる低圧冷媒であるため、この冷媒を用いると、冷媒配管での圧力損失の影響により、冷凍装置の実際の運転効率が下がってしまう虞がある。しかしながら、非共沸混合冷媒中にＨＦＣ−３２を混合させることで、このような圧力損失の影響が小さくなる。その結果、この冷凍装置の実際の運転効率の低下を防止することができる。

また、上記実施形態では、室外膨張弁（12）と室外熱交換器（11）との間に、非共沸混合冷媒を充填させるための充填ポート（36）を設けるようにしている。これにより、上記の充填動作時には、液状態の非共沸混合冷媒を蒸発器（11）で蒸発させてから圧縮機（30）の吸入側へ送ることができる。その結果、圧縮機（30）に液冷媒が吸入されていわゆる液バックが生じてしまうのを回避でき、圧縮機（30）の損傷を防ぐことができる。

また、充填動作時には、圧縮機（30）を運転させるようにしている。これにより、充填ポート（36）から充填された冷媒を速やかに圧縮機（30）側へ送ることができ、充填動作の作業時間の短縮化を図ることができる。更に、蒸発器として機能する室外熱交換器（11）の内圧を低下させることにより、室外熱交換器（11）での冷媒の蒸発を促進させることができる。更に、充填動作時には、室外ファン（14）を運転させるようにしている。これにより、室外熱交換器（11）での冷媒と室外空気との熱交換を促進させることで、液状態の冷媒が蒸発し易くなる。その結果、上記の液バックの発生を一層確実に防止できる。

《その他の実施形態》
上記実施形態は、以下のように構成してもよい。

〈非共沸混合冷媒について〉
上記実施形態の非共沸混合冷媒を以下のように構成しても良い。

まず、上記実施形態の非共沸混合冷媒では、分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ＝１〜５，ｎ＝１〜５且つｍ＋ｎ＝６）で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒として、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）以外の他の冷媒を用いても良い。具体的には、１，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２２５ｙｅ」といい、化学式はＣＦ_３−ＣＦ＝ＣＨＦで表される。）、１，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２３４ｚｅ」といい、化学式はＣＦ_３−ＣＨ＝ＣＨＦで表される。）、１，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２３４ｙｅ」といい、化学式はＣＨＦ_２−ＣＦ＝ＣＨＦで表される。）、３，３，３−トリフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２４３ｚｆ」といい、化学式はＣＦ_３−ＣＨ＝ＣＨ_２で表される。）、１，２，２−トリフルオロ−１−プロペン（化学式はＣＨ_３−ＣＦ＝ＣＦ_２で表される。）、２−フルオロ−１−プロペン（化学式はＣＨ_３−ＣＦ＝ＣＨ_２で表される。）等を用いることができる。

また、上記実施形態の非共沸混合冷媒では、分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ＝１〜５，ｎ＝１〜５且つｍ＋ｎ＝６）で示され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒と混合される冷媒として、ＨＦＣ−３２以外の他の冷媒を用いても良い。具体的には、ＨＦＣ−３２（ジフルオロメタン）、ＨＦＣ−１２５（ペンタフルオロエタン）、ＨＦＣ−１３４（１，１，２，２―テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ−１３４ａ（１，１，１，２―テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ−１４３ａ（１，１，１−トリフルオロエタン）、ＨＦＣ−１５２ａ（１，１−ジフルオロエタン）、ＨＦＣ−１６１（フルオロエタン）、ＨＦＣ−２２７ｅａ（１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン）、ＨＦＣ−２３６ｅａ（１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン）、ＨＦＣ−２３６ｆａ（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロエタン）、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ（１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン）、メタン、エタン、プロパン、プロペン、ブタン、イソブタン、ペンタン、２−メチルブタン、シクロペンタン、ジメチルエーテル、ビス−トリフルオロメチル−サルファイド、二酸化炭素、ヘリウムのうち少なくとも１つを用いて非共沸混合冷媒を構成することができる。

更に、上記実施形態の非共沸混合冷媒において、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２の２成分から成る冷媒は、以下のような混合比率とすると良い。つまり、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２の混合冷媒は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７０質量％以上９４質量％以下でＨＦＣ−３２の割合が６質量％以上３０質量％以下であればよく、好ましくは、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７７質量％以上８７質量％以下でＨＦＣ−３２の割合が１３質量％以上２３質量％以下であればよく、更に好ましくは、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７７質量％以上７９質量％以下でＨＦＣ−３２の割合が２１質量％以上２３質量％以下であればよく、更に好ましくはＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７８．２質量％であり、ＨＦＣ−３２の割合が２１．８質量％であると良い。

また、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−１２５の混合冷媒を用いてもよい。この場合は、ＨＦＣ−１２５の割合が１０質量％以上であるのが好ましく、さらに１０質量％以上２０質量％以下であるのが更に好ましい。

また、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５の３成分からなる混合冷媒を用いてもよい。この場合は、５２質量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、２３質量％のＨＦＣ−３２と、２５質量％のＨＦＣ−１２５とからなる混合冷媒を用いることができる。

〈充填ポート及び充填動作について〉
上記実施形態の冷媒回路（10）では、充填ポート（36）を室外熱交換器（11）と室外膨張弁（12）との間に設けている。しかしながら、充填ポート（36）を室内熱交換器（15a,15b,15c）と室内膨張弁（16a,16b,16c）の間に設けることも可能である。この場合、充填動作時には、四方切換弁（13）を図１の実線で状態に示す設定とし、蒸発器として機能する室内熱交換器（15a,15b,15c）を通じて非共沸混合冷媒を圧縮機（30）の吸入側へ送るようにする。これにより、室内熱交換器（15a,15b,15c）で液状態の冷媒を蒸発させることができ、上記実施形態と同様にして圧縮機（30）での液バックの発生を防止できる。また、この際には、圧縮機（30）を運転させ、且つ室内ファン（図示省略）を運転させるようにすると良い。

また、上記実施形態では、充填動作時に室外ファン（14）を運転させているが、これを停止させても良い。この場合にも、室外熱交換器（11）の周囲の室外空気と冷媒とを熱交換させて液冷媒を蒸発させることができる。

〈冷凍装置について〉
上記実施形態の空気調和装置（20）は、複数の室内ユニット（51a,51b,51c）を有するマルチ式の空気調和装置で構成されている。しかしながら、一台の室内ユニットを有するペア式の空気調和装置について、本発明を適用しても良い。また、冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を有する冷凍装置であれば、他の装置に本発明を適用することができる。具体的には、本発明に係る冷凍装置をヒートポンプ式の給湯装置、床暖房装置、融雪装置等に適用しても良いし、ウインドウ型の空調機やダクトで冷温風を搬送するルーフトラップ型やセントラル型の空調機に適用しても良い。また、本発明の冷凍装置を冷蔵庫や海上輸送等のコンテナ内を冷却する冷却装置や、冷却専用のチラーユニットやターボ冷凍機等に適用しても良い。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置と、この冷凍装置の冷媒回路の冷媒充填方法について有用である。

図１は、実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。 図２は、実施形態に係る空気調和装置の概略構成図であって、非共沸混合冷媒の充填動作を説明するためのものである。

符号の説明

10 冷媒回路
11 室外熱交換器（蒸発器）
12 室外膨張弁（膨張機構）
14 ファン（室外ファン）
16a 室内熱交換器（凝縮器）
16b 室内熱交換器（凝縮器）
16c 室内熱交換器（凝縮器）
20 空気調和装置（冷凍装置）
30 圧縮機
36 充填ポート
41 圧縮機制御部（圧縮機運転手段）
42 室外ファン制御部（ファン運転手段）

Claims (7)

1. 圧縮機（30）と凝縮器（16a,16b,16c）と膨張機構（12）と蒸発器（11）とが接続されて冷凍サイクルが行われる冷媒回路（10）を備え、該冷媒回路（10）では、分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む非共沸混合冷媒が用いられる冷凍装置であって、
   上記冷媒回路（10）には、上記非共沸混合冷媒を充填するための充填ポート（36）が、上記膨張機構（12）と蒸発器（11）との間に設けられていることを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記充填ポート（36）から非共沸混合冷媒を充填する充填動作時に、上記圧縮機（30）を運転させる圧縮機運転手段（41）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項２において、
   上記充填動作時に、上記蒸発器（11）のファン（14）を運転させるファン運転手段（42）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項１乃至３において、
   上記分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒は、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンであることを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
   上記冷媒回路（10）の冷媒は、さらにジフルオロメタンを含む非共沸混合冷媒であることを特徴とする冷凍装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
   上記冷媒回路（10）の冷媒は、さらにペンタフルオロエタンを含む非共沸混合冷媒であることを特徴とする冷凍装置。
7. 圧縮機（30）と凝縮器（16a,16b,16c）と膨張機構（12）と蒸発器（11）とが接続されて冷凍サイクルが行われる冷凍装置（20）の冷媒回路（10）に、分子式：Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む非共沸混合冷媒を充填するための冷媒充填方法であって、
   上記非共沸混合冷媒を上記膨張機構（12）と蒸発器（11）との間から充填して該蒸発器（11）を流通させることを特徴とする冷媒充填方法。

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