JP5916546B2

JP5916546B2 - 冷凍・空調機の冷媒充填装置

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Publication number: JP5916546B2
Application number: JP2012155675A
Authority: JP
Inventors: 恵介三苫; 隆博加藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2032-07-11
Also published as: JP2014016138A

Description

本発明は、冷凍・空調機の冷媒回路中に冷媒を自動充填するための冷媒充填装置に関するものである。

ビル等の空調に供されるマルチタイプの空調機においては、屋外に設置される１台の室外機と、室内に設置される複数台の室内機との間を、現地においてガス冷媒配管および液冷媒配管を介して接続することによって据え付けしている。このような空調機では、予め室外機に所定量の冷媒を充填しておき、現地において空調機を据付けした後、試運転を行う際に、室外機と室内機との間を接続する冷媒配管の長さや室内機の接続台数等に応じて不足量の冷媒を追加充填するようにしている。

かかる空気調和機にあって、追加する冷媒の充填量を現地の工事レベルに依存することなく、常に適正量の冷媒を充填できるようにするため、冷媒充填時に、例えば冷媒回路中のレシーバ内に溜まってくる液冷媒が所定の液面レベルに達したことを検出する液面検出回路を設け、この液面検出回路がレシーバ内に所定液面の液冷媒が溜まったことを検出したことを以って、冷媒回路内に必要量の冷媒が充填されたと判定することにより、所要量の冷媒を自動充填するようにした技術が特許文献１−３等に開示されている。

また、特許文献４には、冷媒ボンベを連結するバルブに、チャンバー、電磁弁、流量計を順次接続するとともに、このチャンバーの頂部と流量計の下流とをキャピラリチューブを介して接続し、冷媒を液冷媒の状態で流量計により計量したのち、その下流側で気化器により蒸発させて充填することにより、表示した最適量の冷媒を冷房機に充填するようにした、冷媒充填専用の冷凍・空調機とは別個の独立した冷媒充填装置が開示されている。

特開２００２−３５００１４号公報特開２０１１−１２２７６６号公報特許第３３１２３３０号公報実公昭６１−３６１４１号公報

上記特許文献１−３に開示されたものは、空調機を据え付け後、不足量の冷媒を追加充填し、冷媒回路内に必要量の冷媒が充填されると、それを検知して電磁弁を閉じることにより、必要量の冷媒を自動充填できるようにしたものであり、また、必要量の冷媒が充填されたことを表示あるいは警報できるようにしたものである。しかしながら、追加充填した冷媒の計量は、冷媒ボンベの重さを秤で測って計量しているのが実態であり、計量の失念や記録忘れにより、後日のメンテナンス時に支障を来すことがあった。

一方、特許文献４に開示された冷媒充填装置は、冷媒を液冷媒の状態で計量する流量計等を備えたものであり、充填した冷媒の量を計量することができるが、冷媒充填専用の装置であるが故、冷媒ボンベと共に工事現場に運搬しなければならず、しかも冷媒量を計量したとしても、その計量結果を冷凍・空調機の室外機側に残しておくには、室外機側に改めて記録し直す必要があり、記録忘れを解消することができない等の課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、現地で冷媒を追加充填した場合、その追加冷媒量を計量し、それを冷凍・空調機側で直接表示することができる冷媒充填機能を具備した冷凍・空調機の冷媒充填装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の冷凍・空調機の冷媒充填装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる冷凍・空調機の冷媒充填装置は、冷媒回路に設けられている冷媒充填回路のポートに冷媒ボンベを接続し、前記冷媒回路中に適正量の冷媒を充填可能とした冷凍・空調機の冷媒充填装置において、前記冷媒充填回路に、自動充填用の電磁弁と、出口側の流速が臨界流速となる仕様に設定されたキャピラリチューブとを設けるとともに、冷媒充填時、前記キャピラリチューブの仕様と、該キャピラリチューブ上流側での冷媒の圧力および温度とに基づいて演算される臨界流量と、前記電磁弁のオン時間とから冷媒充填量を算出する冷媒充填量算出手段を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、冷媒ボンベが繋がれる冷媒充填回路に設けられているキャピラリチューブを、出口側の流速が臨界流速となる仕様のキャピラリチューブとするとともに、冷媒充填時、キャピラリチューブの仕様と、そのキャピラリチューブ上流側での冷媒の圧力および温度とに基づいて演算される臨界流量と、自動充填用の電磁弁のオン時間とから冷媒充填量を算出する冷媒充填量算出手段を備えているため、現地において冷媒回路に冷媒を追加充填する際、冷媒充填回路を介して臨界流仕様のキャピラリチューブを経て臨界流で充填される冷媒の流量を、キャピラリチューブ仕様とそのキャピラリチューブ上流側での冷媒の圧力および温度とに基づいて、予め設定されている計算式により演算し、その臨界流量と自動充填用の電磁弁のオン時間とから追加充填された冷媒の量を、冷媒ボンベ側の差圧による影響を受けることなく、ユニット側で計算によって算出することができる。従って、追加冷媒量を計算により簡便に算出し、それを適宜表示することによって、クレーム発生時やメンテナンス時等に追加充填された冷媒量を明確化することができ、計量忘れや記録忘れによる影響を解消することができる。

さらに、本発明の冷凍・空調機の冷媒充填装置は、上記の冷凍・空調機の冷媒充填装置において、前記冷媒圧力として、外気温センサの検出値を飽和温度とする飽和圧力、前記冷媒ボンベのゲージマニホールドの二次側圧力、前記キャピラリチューブの上流側に設けた圧力センサの検出値のいずれかを用い、前記冷媒温度として、前記外気温センサの検出値を用いていることを特徴とする。

冷媒を臨界流速とするキャピラリチューブを通してチャージした場合、流路断面積はキャピラリチューブにより決まる一定値とされることから、臨界流量はキャピラリチューブ上流側での冷媒の圧力および温度に依存することになる（後述の（２）式参照）。
本発明によれば、冷媒圧力として、外気温センサの検出値を飽和温度とする飽和圧力、冷媒ボンベのゲージマニホールドの二次側圧力、前記キャピラリチューブの上流側に設けた圧力センサの検出値のいずれかを用い、冷媒温度として、外気温センサの検出値を用いているため、冷媒の圧力や温度の検出を必ずしも新たにセンサを設けることなく、既設の外気温センサの検出値を用いて近似的に検出し、精度を求められるときのみ、圧力センサ等を設けて精度よく圧力を検出すること等により対応することができる。従って、追加部品をなくし、コストを優先して簡易的に、あるいは高精度に臨界流量を計算する等の自由度を持たせながら、追加の冷媒量をユニット側で計算により算出することができる。

さらに、本発明の冷凍・空調機の冷媒充填装置は、上述のいずれかの冷凍・空調機の冷媒充填装置において、前記冷媒充填装置は、前記冷媒充填量算出手段によって算出された冷媒充填量を表示する表示手段を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、冷媒充填装置が、冷媒充填量算出手段によって算出された冷媒充填量を表示する表示手段を備えているため、冷媒充填量算出手段により算出された冷媒充填量の算出結果を、例えばコントローラ側に設けられている７セグメント等の表示手段を用いて簡単に表示することができる。従って、工事施工者は表示手段の視認により簡便に追加の冷媒充填量を確認することができるとともに、クレーム発生時やメンテナンス時において追加充填された冷媒量を明確化することができる。

さらに、本発明の冷凍・空調機の冷媒充填装置は、上記の冷凍・空調機の冷媒充填装置において、前記表示手段は、冷媒の充填中には、その時までの冷媒充填量を算出して表示し、冷媒の充填が終了したときには、追加充填された冷媒の充填量の算出結果を表示可能な構成とされていることを特徴とする。

本発明によれば、表示手段が、冷媒の充填中には、その時までの冷媒充填量を算出して表示し、冷媒の充填が終了したときには、追加充填された冷媒の充填量の算出結果を表示可能な構成とされているため、冷媒を充填している際には、その時までの冷媒充填状態を表示手段により確認しながら、充填作業を行うことができる。従って、冷媒の充填中に万が一トラブルが発生した場合でも、それを冷媒の充填量の変化で間接的に確認して、迅速に対応することができる。

さらに、本発明の冷凍・空調機の冷媒充填装置は、上述のいずれかの冷凍・空調機の冷媒充填装置において、前記表示手段は、前記冷媒充填量の算出結果を不揮発性メモリに記録し、それを後日読み出し表示可能な構成とされていることを特徴とする。

本発明によれば、表示手段が、冷媒充填量の算出結果を不揮発性メモリに記録し、それを後日読み出し表示可能な構成とされているため、後日、クレームが発生したり、メンテナンスを行ったりする際に、不揮発性メモリに記録されている冷媒充填量の算出結果を読み出すことによって、冷媒回路中の冷媒量を正確に把握することができる。従って、クレーム対策やメンテナンス作業を的確にかつ迅速を行うことができる。

さらに、本発明の冷凍・空調機の冷媒充填装置は、上述のいずれかの冷凍・空調機の冷媒充填装置において、前記冷媒充填回路は、前記電磁弁および前記キャピラリチューブに対して、第２電磁弁および絞り量の異なる第２キャピラリチューブが並列に接続された回路とされ、重量計による計量充填と、前記冷媒充填量算出手段による自動計量充填とのいずれかが選択可能とされていることを特徴とする。

本発明によれば、冷媒充填回路が、電磁弁およびキャピラリチューブに対して、第２電磁弁および絞り量の異なる第２キャピラリチューブが並列に接続された回路とされ、重量計による計量充填と、冷媒充填量算出手段による自動計量充填とのいずれかが選択可能とされているため、追加の冷媒を自動充填する際、充填された追加冷媒の計量を、重量計による計量充填と、冷媒充填量算出手段による自動計量充填とのいずれかを選択して充填することができる。つまり、冷媒を臨界流仕様とされたキャピラリチューブを介して臨界流で充填すると、絞りが大きいため、多少冷媒充填時間が長くなる傾向があるので、充填時間を短くしたい場合は、電磁弁の切換えにより第２キャピラリチューブ側の回路を選択して充填することができる。従って、冷媒充填時の都合によって、いずれかの充填方式を選択すればよく、重量計による計量充填を選択した場合は、充填終了後に重量計（秤）で冷媒の充填量を計量し、それを記録する等の処置をすればよい。

本発明によると、現地で冷媒回路に冷媒を追加充填する際、冷媒充填回路を介して臨界流仕様のキャピラリチューブを経て臨界流で充填される冷媒の流量を、キャピラリチューブ仕様とそのキャピラリチューブ上流側での冷媒の圧力および温度とに基づいて、予め設定されている計算式により演算し、その臨界流量と自動充填用の電磁弁のオン時間とから追加充填された冷媒の量を、冷媒ボンベ側の差圧による影響を受けることなく、ユニット側で計算により算出することができるため、追加冷媒量を計算により簡便に算出し、それを適宜表示することによって、クレーム発生時やメンテナンス時等に追加充填された冷媒量を明確化することができ、計量忘れや記録忘れによる影響を解消することができる。

本発明の第１実施形態に係る空調機の冷媒回路図である。本発明の第２実施形態に係る空調機の主要部のみの冷媒回路図である。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態にかかる空調機の冷媒回路図が示されている。
空調機１は、ビル等の空調に適用されるマルチタイプの空調機であり、室外機２と、該室外機２に対して互いに並列に接続される複数台の室内機３（図１には、１台だけ図示されている。）とから構成されている。

室外機２には、冷媒を圧縮する圧縮機１０、冷媒の循環方向を切換えるための四方切換弁１１、外気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器１２、室外熱交換器１２に外気を通風する室外ファン１３、暖房用膨張弁（ＥＥＶＨ）１４、凝縮された液冷媒を溜めるためのレシーバ１５、アキュームレータ１６等が配設されており、これらの圧縮機１０、四方切換弁１１、室外熱交換器１２、暖房用膨張弁（ＥＥＶＨ）１４、レシーバ１５、アキュームレータ１６が、公知の如く冷媒配管１７を介して接続されることにより、室外側冷媒回路１８が構成されている。また、室外機２は、室外機２の運転制御を行う室外コントローラ１９を備えている。

室内機３側には、室内熱交換器２０、室内熱交換器２０を通して室内空気を循環させる室内ファン２１、冷房用膨張弁（ＥＥＶＣ）２２等が配設されており、この室内機３と室外機２とがガス冷媒配管２３および液冷媒配管２４を介して接続されることにより、閉サイクルの冷媒回路２５が構成されている。なお、複数台の室内機３は、ガス冷媒配管２３および液冷媒配管２４から分岐されるガス冷媒配管２３および液冷媒配管２４を介して互いに並列に接続されている。

空調機１は、圧縮機１０から吐出された冷媒を四方切換弁１１により室外熱交換器１２側に循環させ、レシーバ１５、冷房用膨張弁（ＥＥＶＣ）２２、室内熱交換器２０、四方切換弁１１、アキュームレータ１６および圧縮機１０の順に時計回り方向に循環させることにより、室外熱交換器１２を凝縮器、室内熱交換器２０を蒸発器として機能させ、冷房運転できる構成とされている。一方、圧縮機１０から吐出された冷媒を四方切換弁１１により室内熱交換器２０側に循環させ、レシーバ１５、暖房用膨張弁（ＥＥＶＨ）１４、室外熱交換器１２、四方切換弁１１、アキュームレータ１６および圧縮機１０の順に反時計回り方向に循環させることにより、室内熱交換器２０を凝縮器、室外熱交換器１２を蒸発器として機能させ、暖房運転できる構成とされている。

また、上記空調機１において、室外機２と室内機３との間を接続するガス冷媒配管２３および液冷媒配管２４の配管長さは、空調機１が据え付けられる環境によって大きく変化する。このため、予め室外機２に所定量の冷媒を充填しておき、現地において空調機１を据え付けした後、試運転する時に、室外機２と室内機３との間を接続する配管長さや室内機３の接続台数等に応じて不足量の冷媒を追加充填するようにしている。この冷媒の追加充填量を現地の工事レベルに依存することなく、常に適正量の冷媒を充填できるようにするため、以下の冷媒充填回路３０、液面検出回路３５および冷媒量検出手段４０が組み込まれている。

冷媒充填回路３０は、アキュームレータ１６の上流側において吸入配管１７Ａに接続されたものであり、その先端側から冷媒ボンベ５０が接続可能なチェックジョイント（ポート）３１、ストレーナ３２、冷媒自動充填用の電磁弁３３およびキャピラリチューブ３４が順次接続された構成とされている。

液面検出回路３５は、レシーバ１５内の所定高さ位置から圧縮機１０の吸入配管１７Ａ側に冷媒を取り出すことができるバイパス回路３６、このバイパス回路３６中に設けられているキャピラリチューブ、膨張弁等からなる減圧機構３７、電磁弁３８およびバイパス回路３６に取り出され、減圧機構３７により減圧された後の冷媒温度を検出するサーミスタ等の温度センサ（温度検出手段）３９を備えた構成とされている。

冷媒量検出手段４０は、室外コントローラ１９に設けられ、冷媒の充填開始時に電磁弁３３，３９を開とするとともに、温度センサ３９の検出値に基づいて適正量の冷媒が充填されたか否かを判定し、適正量の冷媒が充填されると、それを検知して電磁弁３３，３８を閉とすることにより、閉サイクルの冷媒回路２５中に適正量の冷媒を自動的に追加充填するものである。

つまり、冷媒量検出手段４０は、電磁弁３３，３８を開閉して冷媒を充填し、冷媒充填中に、レシーバ１５内に液冷媒が溜まり、その液面レベルがバイパス回路３６の開口高さ位置に達し、バイパス回路３６に飽和状態の液冷媒が取り出された時に温度センサ３９が検出する温度と、液冷媒が所定高さ位置に達するまで間に、レシーバ１５からバイパス回路３６に飽和状態のガス冷媒が取り出されていた時の温度センサ３９の検出温度との温度差に基づいて、適正量の冷媒が充填されたか否かを判定する構成とされたものである。

また、冷媒量検出手段４０は、冷媒充填時に、レシーバ１５内の中間圧を過熱度が低圧の飽和ガス温度の５ｄｅｇ以上であって、圧力−エンタルピ線図の飽和ガス線の傾きが右肩上がりの領域となる圧力に制御する機能をも担っている。これは、例えば中間圧センサ４１により検出される中間圧が、モリエル線図上で過熱度が低圧の飽和ガス温度の５ｄｅｇ以上であって、飽和ガス線の傾きが右肩上がりの領域となる圧力となるように、圧縮機１０の回転数、室外ファン１３の回転数、あるいは暖房用膨張弁（ＥＥＶＨ）１４の開度を調整して制御するものである。

なお、レシーバ１５内の中間圧力は、中間圧センサ４１に代えて、例えばバイパス回路３６の冷媒取り出し部に設けられた温度センサからの検出温度を冷媒の飽和ガス温度として圧力に換算して検出するようにしてもよいし、圧縮機１０の吐出配管に設けられている高圧センサと室外熱交換器１２の出口に設けられている冷媒の過冷却度を検出する温度センサからの検出値に基づいて、エンタルピ一定の飽和液圧力に換算して算出するようにしてもよい。

さらに、本実施形態においては、上記した冷媒充填回路３０、液面検出回路３５および冷媒量検出手段４０を介して追加充填される冷媒の量を計量するため、以下の構成を採用している。
まず、冷媒充填時、冷媒ボンベ５０側の差圧による影響を受けることなく、一定流量で冷媒を充填することができるように、冷媒充填回路３０中に設けられているキャピラリチューブ３４に、冷媒出口側の流速が臨界流速となる仕様に設定されたキャピラリチューブ３４を選定している。この臨界流仕様のキャピラリチューブ３４には、冷媒ボンベ５０が冷媒充填時に置かれる環境温度下、すなわちキャピラリチューブ３４の上流での冷媒温度Ｔ_０下においても、下記（１）式で示される臨界流速Ｗ_Ｃが得られる絞り量（断面積）を有するものが選定される。

（但し、ｋは比熱比、Ｒは気体定数、Ｔ_０は冷媒温度である。）

そして、上記の如く、臨界流仕様に設定されたキャピラリチューブ３４を介して充填される冷媒の流量と充填時間とに基づいて、追加冷媒の充填量を計算によって計量することができる冷媒充填量算出手段４５を室外コントローラ１９に設けた構成としている。
ここで、臨界流仕様のキャピラリチューブ３４による臨界流量Ｇ_Ｃは、比熱比をｋ、キャピラリチューブ３４の出口側断面積をＡ_２、キャピラリチューブ３４の上流側での冷媒圧力をＰ_０、冷媒温度をＴ_０、気体定数をＲとしたとき、下記（２）式で表される。

従って、上記（２）式で算出された臨界流量Ｇ_Ｃと、冷媒充填時に開（オン）とされていた冷媒自動充填用の電磁弁３３のオン時間ｔとに基づいて、追加の冷媒充填量（チャージ量）Ｑａを、下記（３）式により求めることができる。

この追加の冷媒充填量（チャージ量）Ｑａは、室外コントローラ１９に設けられている７セグメント等の表示手段４６を用いて表示することができる。なお、冷媒充填量Ｑａの表示は、充填日付と共に表示したり、元々室外機２にプレチャージされていた冷媒量Ｑｂと併せて表示したり、その合計値を表示したりするようにしてもよい。
また、この表示手段４６は、冷媒の充填途中において、その時までの冷媒充填量Ｑａを随時算出して表示するようにしてもよく、更には、表示手段４６を、冷媒充填量算出手段４５で算出された冷媒充填量Ｑａを不揮発性メモリに記録し、それを後日読み出し表示可能な構成としてもよい。

このように、臨界流による冷媒充填とした場合、冷媒充填量（チャージ量）Ｑａは、冷媒の圧力Ｐ_０および温度Ｔ_０に依存することになる。キャピラリチューブ３４の出口側断面積Ａ_２は、キャピラリチューブ３４の選定時に決まる一定値であり、冷媒の圧力Ｐ_０および温度Ｔ_０は、キャピラリチューブ３４の上流の状態、すなわち冷媒ボンベ５０の状態によって決まる。冷媒温度Ｔ_０は、冷媒ボンベ５０の周囲温度で代替でき、室外機２に設けられている外気温センサ４７の検出値を用いることができる。また、冷媒圧力Ｐ_０は、冷媒ボンベ５０の圧力とした場合、以下の（１）〜（３）のいずれかで代替することができる。

（１）外気温センサ４７による検出値を飽和温度としてボンベ内飽和圧力Ｐ_０に換算して用いる。
（２）冷媒ボンベ５０にケージマニホールドを取付け、その二次側のチャージ圧を指定圧またはチャージ圧としてインプットする。
（３）キャピラリチューブ３４の上流側位置に圧力センサ４８を設置し、その検出値を用いる。

斯くして、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
現地で冷媒を追加充填する際、冷媒ボンベ５０を冷媒充填回路３０のチェックジョイント（ポート）３１に接続するとともに、冷媒自動充填用の電磁弁３３および液面検出回路３５の電磁弁３８を開とし、空調機１を冷房運転しながら、キャピラリチューブ３４を介して臨界流速Ｗ_Ｃで冷媒を冷媒回路２５の吸入配管１７Ａに充填する。この追加冷媒により冷媒回路２５中の冷媒が適正量に達すると、液面検出回路３５に飽和状態の液冷媒が取り出されるため、温度センサ３９がそれを検知し、その検出温度と、レシーバ１５からバイパス回路３６に飽和状態のガス冷媒が取り出されていた時の温度センサ３９の検出温度との温度差に基づいて、冷媒量検出手段４０が適正量の冷媒が充填されたと判定する。

冷媒回路２５中に適正量の冷媒が充填されると、電磁弁３３，３８が閉とされ、冷媒の追加チャージは終了するが、この間、すなわち冷媒自動充填用の電磁弁３３が開とされてから閉とされるまでの時間が冷媒充填量算出手段４５によりカウントされており、同時に冷媒充填量算出手段４５では、上記（２）式により求められる臨界流量Ｇ_Ｃと、電磁弁３３のオン時間ｔとに基づいて、上記（３）式により追加の冷媒充填量（チャージ量）Ｑａを算出し、それを適宜表示手段４６に表示するようにしている。

そして、冷媒量検出手段４０により冷媒回路２５中に適正量の冷媒が充填されたと判定され、電磁弁３３が閉とされた時、追加チャージされた冷媒量を計算により算出し、それを表示手段４６に表示することができる。このように、現地で追加チャージされた冷媒の量Ｑａを、冷媒ボンベ側の差圧による影響を受けることなく、充填時の臨界流量と自動充填用の電磁弁３３のオン時間とから室外機２側で計算によって算出することができる。
従って、追加の冷媒充填量Ｑａを計算により簡便に算出し、それを適宜表示手段４６に表示することにより、クレーム発生時やメンテナンス時等に追加充填された冷媒量を明確化することができ、計量忘れや記録忘れによる影響を解消することができる。

また、追加の冷媒充填量Ｑａを算出するに当たり、冷媒圧力Ｐ_０として、（１）外気温センサ４７の検出値を飽和温度とする飽和圧力、（２）冷媒ボンベ５０のゲージマニホールドの二次側圧力、（３）キャピラリチューブ３４の上流側に設けられている圧力センサ４８の検出値、のいずれかを用い、冷媒温度Ｔ_０として、外気温センサ４７の検出値を用いているため、冷媒の圧力Ｐ_０や温度Ｔ_０の検出を必ずしも新たにセンサを設けることなく、既設の外気温センサ４７の検出値を用いて近似的に検出し、精度を求められるときのみ、圧力センサ４８等を設けて精度よく圧力を検出すること等により対応することができる。

従って、追加部品をなくし、コストを優先して簡易的に、あるいは高精度に臨界流量を計算する等の自由度を持たせながら、追加の冷媒充填量Ｑａをユニット（室外機２）側で計算により算出することができる。特に、上記（１）の場合、既設のセンサをそのまま利用できることから、部品を追加することなく、簡易的に冷媒のチャージ量Ｑａを算出することができる。また、上記（２）の場合、（１）の場合よりも圧力が安定するため、冷媒のチャージ量Ｑａの算出精度を高めることができ、更に、上記（３）の場合、センサを追加設置しなければならないが、直接圧力を検出して冷媒のチャージ量Ｑａを算出することができることから、その精度を向上することができる。

さらに、本実施形態では、冷媒充填量算出手段４５で算出された冷媒充填量Ｑａを適宜表示手段４６により表示するようにしているため、冷媒充填量算出手段４５により算出された冷媒充填量Ｑａの算出結果を、例えば室外コントローラ１９側に設けられている７セグメント等の表示手段を用いて簡単に表示することができる。従って、工事施工者は表示手段４６の視認により簡便に追加の冷媒充填量Ｑａを確認することができるとともに、クレーム発生時やメンテナンス時に追加充填された冷媒のチャージ量Ｑａを明確化することができる。

また、上記表示手段４６は、冷媒の充填途中において、その時までの冷媒のチャージ量Ｑａを随時算出して表示し、冷媒の充填が終了したときには、追加充填された冷媒のチャージ量Ｑａの算出結果を表示するようにしているため、冷媒を充填している場合、その時点までの冷媒充填状態を表示手段４６によって確認しながら、充填作業を実行することができる。従って、冷媒の充填中に万が一トラブルが発生した場合でも、それを冷媒充填量Ｑａの変化で間接的に確認して、迅速に対応することができる。

さらに、本実施形態においては、表示手段４６を、冷媒充填量Ｑａの算出結果を不揮発性メモリに記録し、それを後日読み出し表示可能な構成とすることができる。このため、後日クレームが発生したり、メンテナンスを行ったりする際に、随時、不揮発性メモリに記録されている冷媒充填量Ｑａの算出結果を読み出すことによって、冷媒回路２５中に充填されている冷媒量を正確に把握し、クレーム対策やメンテナンス作業を的確にかつ迅速を行うことができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図２を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、第２冷媒充填回路３０Ａを設けた構成としている点が異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態の冷媒充填回路は、図２に示されるように、冷媒充填回路３０側の自動充填用の電磁弁３３および臨界流仕様のキャピラリチューブ３４に対して並列に、自動充填用の第２電磁弁３３Ａおよび絞り量の異なる第２キャピラリチューブ３４Ａを接続した第２冷媒充填回路３０Ａを設けた構成とされている。なお、符号５５は、冷媒ボンベ５０の重さを測る重量計（秤）である。

上記の如く、冷媒充填回路３０側の電磁弁３３およびキャピラリチューブ３４に対して並列に、第２電磁弁３３Ａおよび第２キャピラリチューブ３４Ａを接続した第２冷媒充填回路３０Ａを設けることにより、冷媒充填回路３０または第２冷媒充填回路３０Ａのいずれかを選択して冷媒を追加充填することができる。特に、冷媒充填回路３０を選択し、臨界流仕様とされたキャピラリチューブ３４を介して、冷媒を臨界流で充填すると、絞りが大きいため、多少冷媒充填時間が長くなる傾向がある。

しかるに、冷媒充填回路３０および第２冷媒充填回路３０Ａを設け、いずれかを選択可能とすることにより、追加の冷媒を自動充填する際、充填された追加冷媒の計量を、重量計（秤）５５による計量充填とするか、冷媒充填量算出手段４５による自動計量充填とするかのいずれかを選択して充填することができる。従って、冷媒充填時の都合で、いずれかの充填方式を選択すればよく、重量計５５による計量充填を選択した場合は、充填終了後に重量計（秤）５５で冷媒のチャージ量Ｑａを計量し、それを記録する等の処置をすればよい。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、冷媒充填回路３０により適正量の冷媒が充填されたことを検知して電磁弁を閉じるようにして必要量の冷媒を自動充填できるようにした冷媒充填装置に適用した例について説明したが、冷媒の自動充填は、如何なる構成のものであってもよく、上記実施形態のものに限定されるものではない。

また、マルチタイプの空調機１に適用した例について説明したが、１台のコンディンシングユニットに複数台の冷却ユニットが、長尺の冷媒配管を介して接続される構成の冷凍機にも同様に適用できることはもちろんである。

１空調機
２室外機
３室内機
１９室外コントローラ
２５冷媒回路
３０，３０Ａ冷媒充填回路
３１チェックジョイント（ポート）
３３自動充填用の電磁弁
３４臨界流仕様のキャピラリチューブ
３５液面検出回路
４０冷媒量検出手段
４５冷媒充填量算出手段
４６表示手段
４７外気温センサ
４８圧力センサ
５０冷媒ボンベ
５３第２電磁弁
５４第２キャピラリチューブ
５５重量計（秤）

Claims

冷媒回路に設けられている冷媒充填回路のポートに冷媒ボンベを接続し、前記冷媒回路中に適正量の冷媒を充填可能とした冷凍・空調機の冷媒充填装置において、
前記冷媒充填回路に、自動充填用の電磁弁と、出口側の流速が臨界流速となる仕様に設定されたキャピラリチューブとを設けるとともに、
冷媒充填時、前記キャピラリチューブの仕様と、該キャピラリチューブ上流側での冷媒の圧力および温度とに基づいて演算される臨界流量と、前記電磁弁のオン時間とから冷媒充填量を算出する冷媒充填量算出手段を備えていることを特徴とする冷凍・空調機の冷媒充填装置。
前記冷媒圧力として、外気温センサの検出値を飽和温度とする飽和圧力、前記冷媒ボンベのゲージマニホールドの二次側圧力、前記キャピラリチューブの上流側に設けた圧力センサの検出値のいずれかを用い、
前記冷媒温度として、前記外気温センサの検出値を用いていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍・空調機の冷媒充填装置。
前記冷媒充填装置は、前記冷媒充填量算出手段によって算出された冷媒充填量を表示する表示手段を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍・空調機の冷媒充填装置。
前記表示手段は、冷媒の充填中には、その時までの冷媒充填量を算出して表示し、冷媒の充填が終了したときには、追加充填された冷媒の充填量の算出結果を表示可能な構成とされていることを特徴とする請求項３に記載の冷凍・空調機の冷媒充填装置。
前記表示手段は、前記冷媒充填量の算出結果を不揮発性メモリに記録し、それを後日読み出し表示可能な構成とされていることを特徴とする請求項３または４に記載の冷凍・空調機の冷媒充填装置。
前記冷媒充填回路は、前記電磁弁および前記キャピラリチューブに対して、第２電磁弁および絞り量の異なる第２キャピラリチューブが並列に接続された回路とされ、重量計による計量充填と、前記冷媒充填量算出手段による自動計量充填とのいずれかが選択可能とされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の冷凍・空調機の冷媒充填装置。