JP2011085360A - 空気調和機及び空気調和機の設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空引き作業を確実に行え、運転時の性能を確保できる空気調和機及びその設置方法を提供すること。
【解決手段】液側接続配管３３又はガス側接続配管３４との接続バルブに設けられる冷媒チャージポートと、液側接続配管３３と膨張弁１３との間の配管３１に設けられる液側バルブ１６と、ガス側接続配管３４と圧縮機１１との間の配管３１に設けられるガス側バルブ１７と、液側バルブ１６から室内側熱交換器２１までの配管３１、３２、３３又は室内側熱交換器２１からガス側バルブ１７までの配管３１、３２、３４に設けられる圧力検出器１８と、を備え、室外機１０と室内機２０とを接続していない状態では、液側バルブ１６及びガス側バルブ１７が閉塞され、液側バルブ１６とガス側バルブ１７とで閉塞されている配管３１にあらかじめ冷媒を封入していることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、室内機と室外機とに分離した空気調和機及び空気調和機の設置方法に関する。

従来、室内機と室外機とに分離した分離型の空気調和機は、設置前の状態では室外機に冷媒があらかじめ封入されており、室内機と室外機とを接続配管で接続し、室内機内と接続配管内の空気を真空ポンプにより排気した後に、室外機内の冷媒を室内機に開放するのが一般的な設置方法であった。
なお、真空引きの作業そのものを無くすために、冷凍サイクル中に吸着材を封入するという技術も提案されている（例えば特許文献１）。
ところで、フロンの使用によるオゾン層破壊が問題化した後は、代替冷媒としてＨＣＦＣが用いられ、現在ではＨＦＣ（Ｒ４１０Ａ）が多く用いられているが、Ｒ４１０Ａ冷媒の地球温暖化係数（ＧＷＰ）は２０８８と大きく、地球温暖化防止の観点から問題がある。
そこで、地球温暖化防止の観点からは、ＧＷＰの小さな冷媒として、例えばＧＷＰ４のテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）が提案されている。

特開平７−１５９００４号公報

従来の一般的な設置方法では、排気が十分でないか、排気作業を行うことを忘れて室外機内の冷媒を室内機に開放してしまうことがある。
また、特許文献１の技術では、真空引きを行うことなく全ての設置形態に対応させることを想定すると、設置形態によっては接続配管が長い場合もあり、大容量の吸着材が必要となり、装置が大型化してしまう。
一方で、環境保護の観点から温暖化係数の小さな冷媒の活用を行っていく上で、ＨＦＯ１２３４ｙｆのような２重結合を有し化学的安定性が充分でないハイドロフルオロオレフィン系の冷媒を使用する場合、水や酸素の影響で分解してフッ酸を主成分とする物質を生じ、使用材料や冷凍機油を劣化させるため、最悪の場合には故障に至るという課題がある。

そこで本発明は、真空引き作業を確実に行え、運転時の性能を確保できる空気調和機及びその設置方法を提供することを目的とする。
特に本発明は、ハイドロフルオロオレフィンのように化学的安定性が充分でない冷媒に適した空気調和機及びその設置方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の空気調和機は、圧縮機、室外側熱交換器、膨張弁、室内側熱交換器を配管によって順次接続して環状の冷媒回路を構成し、室外機には、前記圧縮機、前記室外側熱交換器、及び前記膨張弁を有し、室内機には前記室内側熱交換器を有し、前記室外機と前記室内機とを液側接続配管とガス側接続配管とで接続して前記冷媒回路を構成する空気調和機であって、前記液側接続配管又は前記ガス側接続配管との接続バルブに設けられる冷媒チャージポートと、前記液側接続配管と前記膨張弁との間の前記配管に設けられる液側バルブと、前記ガス側接続配管と前記圧縮機との間の前記配管に設けられるガス側バルブと、前記液側バルブから前記室内側熱交換器までの前記配管又は前記室内側熱交換器から前記ガス側バルブまでの前記配管に設けられる圧力検出器と、を備え、前記室外機と前記室内機とを接続していない状態では、前記液側バルブ及び前記ガス側バルブが閉塞され、前記液側バルブと前記ガス側バルブとで閉塞されている前記配管にあらかじめ冷媒を封入していることを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の空気調和機において、前記圧力検出器が所定の真空度を検出した場合には前記冷媒チャージポートを閉塞する制御部を備えたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の空気調和機において、前記圧力検出器が所定の真空度を検出した場合には前記制御部によって前記液側バルブと前記ガス側バルブを開放することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２又は請求項３に記載の空気調和機において、前記制御部によって前記チャージポートに接続している真空ポンプの動作を停止することを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の空気調和機において、前記圧力検出器が所定の真空度を検出したことを知らせる出力手段を備えたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の空気調和機において、前記冷媒として、ハイドロフルオロオレフィンの単一冷媒又はハイドロフルオロオレフィンをベース成分とする混合冷媒を用いたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の空気調和機において、前記ハイドロフルオロオレフィンとしてテトラフルオロプロペンを用い、ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンを、地球温暖化係数が５以上７５０以下となるように、望ましくは３５０以下となるようにそれぞれ２成分混合もしくは３成分混合した冷媒を用いたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明の空気調和機の設置方法は、請求項１に記載の空気調和機の設置方法であって、前記圧力検出器が所定の真空度を検出したことを確認する第１の工程と、前記第１の工程の後に前記冷媒チャージポートを閉塞する第２の工程とを有することを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項８に記載の空気調和機の設置方法において、前記第１の工程の後に、前記液側バルブと前記ガス側バルブとを開放することを特徴とする。

本発明によれば、設置時に室外機と室内機とを接続して冷媒チャージポートから真空引きを行う場合に、圧力検出器によって真空度を確認できるので真空引き作業を確実に行え、運転時の性能を確保できる。

本発明の一実施例による空気調和機の構成図

本発明の第１の実施の形態による空気調和機は、液側接続配管又はガス側接続配管との接続バルブに設けられる冷媒チャージポートと、液側接続配管と膨張弁との間の配管に設けられる液側バルブと、ガス側接続配管と圧縮機との間の配管に設けられるガス側バルブと、液側バルブから室内側熱交換器までの配管又は室内側熱交換器からガス側バルブまでの配管に設けられる圧力検出器とを備え、室外機と室内機とを接続していない状態では、液側バルブ及びガス側バルブが閉塞され、液側バルブとガス側バルブとで閉塞されている配管にあらかじめ冷媒を封入しているものである。本実施の形態によれば、設置時に室外機と室内機とを接続して冷媒チャージポートから真空引きを行う場合に、圧力検出器によって真空度を確認できるので真空引き作業を確実に行え、運転時の性能を確保できる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による空気調和機において、圧力検出器が所定の真空度を検出した場合には冷媒チャージポートを閉塞する制御部を備えたものである。本実施の形態によれば、真空引き作業性の効率を図ることができるとともに確実な真空引きを行える。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による空気調和機において、圧力検出器が所定の真空度を検出した場合には制御部によって液側バルブとガス側バルブを開放するものである。本実施の形態によれば、液側バルブとガス側バルブとの開放を、圧力検出器からの検出によって行うため、作業ミスを無くすことができ最適な真空状態での設置作業を行える。
本発明の第４の実施の形態は、第２又は第３の実施の形態による空気調和機において、制御部によってチャージポートに接続している真空ポンプの動作を停止するものである。本実施の形態によれば、作業性を更に高めることができるとともに作業ミスを無くすことができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による空気調和機において、圧力検出器が所定の真空度を検出したことを知らせる出力手段を備えたものである。本実施の形態によれば、所定の真空度を作業者に確実に知らせることができる。従って、例えば封入する冷媒によって最適真空度が異なる場合であれば、封入冷媒に応じた真空度を設定しておけば、作業性が高まるだけでなく、空気調和機の性能を十分に発揮させることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態による空気調和機において、冷媒として、ハイドロフルオロオレフィンの単一冷媒又はハイドロフルオロオレフィンをベース成分とする混合冷媒を用いたものである。本実施の形態によれば、最適な真空引きが確実に行われるため、水や酸素の影響で開裂、分解してフッ酸を主成分とする物質を発生しやすい冷媒を用いることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による空気調和機において、ハイドロフルオロオレフィンとしてテトラフルオロプロペンを用い、ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンを、地球温暖化係数が５以上７５０以下となるように、望ましくは３５０以下となるようにそれぞれ２成分混合もしくは３成分混合した冷媒を用いたものである。本実施の形態によれば、地球温暖化係数の小さな冷媒を用いることで、回収されない冷媒が大気に放出されても、地球温暖化に対しその影響を極少に保つことができる。
本発明の第８の実施の形態による空気調和機の設置方法は、第１の実施の形態による空気調和機の設置方法において、圧力検出器が所定の真空度を検出したことを確認する第１の工程と、第１の工程の後に冷媒チャージポートを閉塞する第２の工程とを有するものである。本実施の形態によれば、圧力検出器で真空度を確認した後に冷媒チャージポートからの真空引き作業を終了するため、確実な真空引きを行うことができる。
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態による空気調和機の設置方法において、第１の工程の後に、液側バルブとガス側バルブとを開放するものである。本実施の形態によれば、圧力検出器で真空度を確認した後に液側バルブとガス側バルブとを開放するため、確実な設置作業を行うことができる。

以下に、本発明の空気調和機の一実施例について説明する。図１は本実施例による空気調和機の構成図である。
本実施例による空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機１１、冷媒と外気の熱を交換する室外側熱交換器１２、冷媒を減圧する膨張弁１３、冷媒と室内空気の熱を交換する室内側熱交換器２１を配管３０によって順次接続して環状の冷媒回路を構成している。
室外機１０には、圧縮機１１、室外側熱交換器１２、及び膨張弁１３を有し、圧縮機１１、室外側熱交換器１２、及び膨張弁１３は配管３１で接続されている。室内機２０には室内側熱交換器２１を有し、室内側熱交換器２１は配管３２で接続されている。室外機１０の配管３１と室内機２０の配管３２とは、液側接続配管３３とガス側接続配管３４とで接続されることで冷媒回路を構成している。室外機１０には、室外液側接続バルブ１４と室外ガス側接続バルブ１５が設けられ、室内機２０には、室内液側接続バルブ２２と室内ガス側接続バルブ２３が設けられている。液側接続配管３３の一端は室外液側接続バルブ１４と接続され、液側接続配管３３の他端は室内液側接続バルブ２２と接続される。また、ガス側接続配管３４の一端は室外ガス側接続バルブ１５と接続され、ガス側接続配管３４の他端は室内ガス側接続バルブ２３と接続される。また、室外ガス側接続バルブ１５には、冷媒チャージポートが設けられており、この冷媒チャージポートには、真空ポンプ５０を接続することができる。なお、冷媒チャージポートは一般的には室外ガス側接続バルブ１５に設けることが多いが、真空ポンプ５０を接続するためのポートとしては、室外液側接続バルブ１４に設けてもよく、室内液側接続バルブ２２や室内ガス側接続バルブ２３であってもよい。
膨張弁１３と室外液側接続バルブ１４との間の配管３１には液側バルブ１６が、室外ガス側接続バルブ１５と圧縮機１１との間の配管３１にはガス側バルブ１７が設けられている。また、液側バルブ１６と室外液側接続バルブ１４との間の配管３１には圧力検出器１８が設けられている。なお、圧力検出器１８は、室外液側接続バルブ１４から室内側熱交換器２１までの液側接続配管３３若しくは配管３２、又は室内側熱交換器２１からガス側バルブ１７までの配管３２、ガス側接続配管３４、若しくは配管３１に設けてもよい。

本実施例による空気調和機は、圧力検出器１８の検出信号を入力する制御部４０を備えている。制御部４０は、所定の真空度をあらかじめ設定できる真空度設定手段４１と、圧力検出器１８の検出値と真空度設定手段４１で設定した値とを比較する比較手段４２と、この比較手段４２によって所定の真空度となったことを知らせる出力手段４３と、圧力検出器１８が所定の真空度を検出した場合に液側バルブ１６とガス側バルブ１７を開放するバルブ開放手段４４と、圧力検出器１８が所定の真空度を検出した場合に室外ガス側接続バルブ１５の冷媒チャージポートを閉塞するポート閉塞手段４５と、圧力検出器１８が所定の真空度を検出した場合に真空ポンプ５０の動作を停止するポンプ停止手段４６を備えている。

本実施例による空気調和機を構成する冷媒回路には、Ｒ４１０Ａ冷媒に比べて温暖化係数の小さな冷媒を封入している。この冷媒としては、ハイドロフルオロオレフィンの単一冷媒又はハイドロフルオロオレフィンをベース成分とする混合冷媒がある。混合冷媒としては、ハイドロフルオロオレフィンとしてテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）を用い、ジフルオロメタン（Ｒ３２）とペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）を、地球温暖化係数が５以上７５０以下となるように、望ましくは３５０以下となるようにそれぞれ２成分混合もしくは３成分混合したものが適している。
なお、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆを混合した場合、Ｒ３２のＧＷＰは６７５でありＨＦＯ１２３４ｙｆのＧＷＰは４であるので、混合割合に関わらずその混合物のＧＷＰは６７５以下となる。
また、圧力損失などの点に工夫は要るが、ＨＦＯ１２３４ｙｆ単一冷媒を用いれば、温暖化係数が大幅に小さくなることは言うまでもない。
また、圧縮機１に用いる冷凍機油は、ポリオキシアルキレングリコール類、ポリビニルエーテル類、ポリ（オキシ）アルキレングリコールまたはそのモノエーテルとポリビニルエーテルの共重合体、ポリオールエステル類、及びポリカーボネート類のいずれかの含酸素化合物を主成分とする合成油か、アルキルベンゼン類やαオレフィン類を主成分とする合成油である。

以下に本実施例による空気調和機の設置方法について説明する。
工場出荷の状態、すなわち室外機１０と室内機２０とを接続していない状態では、液側バルブ１６とガス側バルブ１７とは閉塞され、液側バルブ１６とガス側バルブ１７とで閉塞されている配管３１と、配管３１で接続されている圧縮機１１、室外側熱交換器１２、及び膨張弁１３にはあらかじめ冷媒が封入されている。
設置現場では、室外機１０と室内機２０とが所定の場所に設置され、その後に液側接続配管３３とガス側接続配管３４とで室外機１０と室内機２０とを接続する。
室外機１０と室内機２０とを接続した後に、室外ガス側接続バルブ１５の冷媒チャージポートに真空ポンプ５０を接続し、真空ポンプ５０の運転を開始する。なお、ポンプ停止手段４６を機能させる場合には、真空ポンプ５０の運転に先だってポンプ停止手段４６を真空ポンプ５０の運転停止手段に接続する。
真空ポンプ５０の運転によって、液側バルブ１６と室外液側接続バルブ１４との間の配管３１、ガス側バルブ１７と室外液側接続バルブ１５との間の配管３１、液側接続配管３３、ガス側接続配管３４、及び配管３２内の真空引きが行われる。
真空引きの動作に伴って、圧力検出器１８からの検出信号が制御部４０に送られ、真空度設定手段４１で設定されている値に到達したか否かが比較手段４２で比較される。
圧力検出器１８が所定の真空度を検出した場合には、出力手段４３は、所定の真空度となったことを、視覚的な表示、光、音、又は振動によって知らせる。
この出力手段４３によって圧力検出器１８が所定の真空度を検出したことを確認すると、作業者は冷媒チャージポートを閉塞して真空ポンプ５０を取り外し、液側バルブ１６とガス側バルブ１７とを開放する。
なお、例えば封入する冷媒によって最適真空度が異なる場合であれば、封入冷媒に応じた真空度を真空度設定手段４１で設定しておけば、作業性が高まるだけでなく、空気調和機の性能を十分に発揮させることができる。

本実施例による空気調和機の設置方法では、圧力検出器１８が所定の真空度を検出したことを確認する第１の工程と、第１の工程の後に冷媒チャージポートを閉塞する第２の工程とを有することで、圧力検出器１８で真空度を確認した後に冷媒チャージポートからの真空引き作業を終了するため、確実な真空引きを行うことができる。
また、第１の工程の後に、液側バルブ１６とガス側バルブ１７とを開放することで、確実な設置作業を行うことができる。
また、制御部４０によって、バルブ開放手段４４やポート閉塞手段４５が機能する場合には、比較手段４２が所定の真空度であることを判断すると、ポート閉塞手段４５からの信号によって室外ガス側接続バルブ１５の冷媒チャージポートを閉塞した後に、バルブ開放手段４４からの信号によって液側バルブ１６とガス側バルブ１７を開放する。
また、制御部４０によって、ポンプ停止手段４６が機能する場合には、比較手段４２が所定の真空度であることを判断すると、ポンプ停止手段４６からの信号によって真空ポンプ５０の動作を停止する。
本実施例による空気調和機では、圧力検出器１８が所定の真空度を検出した場合には冷媒チャージポートを閉塞する制御部４０を備えているので、真空引き作業性の効率を図ることができるとともに確実な真空引きを行える。
また本実施例による空気調和機では、液側バルブ１６とガス側バルブ１７との開放を、圧力検出器１８からの検出によって行うため、作業ミスを無くすことができ最適な真空状態での設置作業を行える。
また本実施例による空気調和機では、制御部４０によってチャージポートに接続している真空ポンプ５０の動作を停止することで、作業性を更に高めることができるとともに作業ミスを無くすことができる。
なお、本実施例では室外側熱交換器１２を凝縮器とし、室内側熱交換器２１を蒸発器として利用する冷媒回路を用いて説明したが、圧縮機１１の出口側の配管３１と吸入側の配管３１に四方弁を設けて室外側熱交換器１２を蒸発器とし、室内側熱交換器２１を凝縮器としても利用できる冷媒回路であってもよい。

本発明は、特にＧＷＰ４のＨＦＯ１２３４ｙｆをはじめとする、空気や水の存在により分解、変質し易い冷媒を利用する場合に適している。

１０ 室外機
１１ 圧縮機
１２ 室外側熱交換器
１３ 膨張弁
１４ 室外液側接続バルブ
１５ 室外ガス側接続バルブ
１６ 液側バルブ
１７ ガス側バルブ
１８ 圧力検出器
２０ 室内機
２１ 室内側熱交換器
３１ 配管
３２ 配管
３３ 液側接続配管
３４ ガス側接続配管
４０ 制御部

Claims (9)

1. 圧縮機、室外側熱交換器、膨張弁、室内側熱交換器を配管によって順次接続して環状の冷媒回路を構成し、室外機には、前記圧縮機、前記室外側熱交換器、及び前記膨張弁を有し、室内機には前記室内側熱交換器を有し、前記室外機と前記室内機とを液側接続配管とガス側接続配管とで接続して前記冷媒回路を構成する空気調和機であって、
   前記液側接続配管又は前記ガス側接続配管との接続バルブに設けられる冷媒チャージポートと、
   前記液側接続配管と前記膨張弁との間の前記配管に設けられる液側バルブと、
   前記ガス側接続配管と前記圧縮機との間の前記配管に設けられるガス側バルブと、
   前記液側バルブから前記室内側熱交換器までの前記配管又は前記室内側熱交換器から前記ガス側バルブまでの前記配管に設けられる圧力検出器と、
   を備え、
   前記室外機と前記室内機とを接続していない状態では、前記液側バルブ及び前記ガス側バルブが閉塞され、前記液側バルブと前記ガス側バルブとで閉塞されている前記配管にあらかじめ冷媒を封入していることを特徴とする空気調和機。
2. 前記圧力検出器が所定の真空度を検出した場合には前記冷媒チャージポートを閉塞する制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記圧力検出器が所定の真空度を検出した場合には前記制御部によって前記液側バルブと前記ガス側バルブを開放することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記制御部によって前記チャージポートに接続している真空ポンプの動作を停止することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記圧力検出器が所定の真空度を検出したことを知らせる出力手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の空気調和機。
6. 前記冷媒として、ハイドロフルオロオレフィンの単一冷媒又はハイドロフルオロオレフィンをベース成分とする混合冷媒を用いたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の空気調和機。
7. 前記ハイドロフルオロオレフィンとしてテトラフルオロプロペンを用い、ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンを、地球温暖化係数が５以上７５０以下となるように、望ましくは３００以下となるようにそれぞれ２成分混合もしくは３成分混合した冷媒を用いたことを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
8. 請求項１に記載の空気調和機の設置方法であって、前記圧力検出器が所定の真空度を検出したことを確認する第１の工程と、前記第１の工程の後に前記冷媒チャージポートを閉塞する第２の工程とを有することを特徴とする空気調和機の設置方法。
9. 前記第１の工程の後に、前記液側バルブと前記ガス側バルブとを開放することを特徴とする請求項８に記載の空気調和機の設置方法。