以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明では、1台の室外機と1台の室内機が冷媒配管で接続された空気調和機を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
図1に示すのは、本実施例における空気調和機1である。空気調和機1は、圧縮機21、流路切換手段である四方弁22、室外熱交換器23、室外ファン24、室外側開閉弁である室外膨張弁25、アキュムレータ26、過冷却熱交換器27、冷媒回収用開閉弁である過冷却膨張弁28、液冷媒遮断機構である液冷媒遮断弁51、ガス冷媒遮断機構であるガス冷媒遮断弁52を有する室外機2と、室内膨張弁81、室内熱交換器82、室内ファン83を有する室内機3と、室外機2と室内機3を繋ぐ液冷媒配管101とガス冷媒配管102とを備え、室外ファン24と室内ファン83を除く各構成が相互に冷媒配管で接続されて冷媒回路が形成されている。
まずは、室外機2の各構成を説明する。圧縮機21は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで運転容量を可変できる容量可変型圧縮機である。圧縮機21の吐出側は四方弁22に冷媒配管で接続され、圧縮機21の吸入側はアキュムレータ26に冷媒配管で接続される。
四方弁22は、冷媒の流れる方向を切換えるための弁であり、a、b、c、dの4つのポートを備えている。ポートaは圧縮機21の吐出側と、ポートbは室外熱交換器23と、ポートcはアキュムレータ26と、ポートdはガス冷媒遮断弁52を介して室内機3と、それぞれ冷媒配管で接続される。
室外熱交換器23は、冷媒と室外空気との熱交換を行うものであり、一方の冷媒出入り口が四方弁22のポートbと、他方の冷媒出入り口が室外膨張弁25を介して室内機3とそれぞれ冷媒配管で接続される。室外膨張弁25は、室外熱交換器23における冷媒流量を調整するものであり、図示しないパルスモータにより駆動され、パルスモータに与えるパルス数によって弁の開度が調整される。室外膨張弁25は、一方のポートが室外熱交換器23と、他方のポートは過冷却熱交換器27の被冷却側配管27cとそれぞれ冷媒配管で接続される。尚、本実施例では、室外側開閉弁を室外膨張弁としているが、これに限定されるものではなく、例えば、電磁開閉弁と減圧手段(キャピラリーチューブや電子膨張弁)とを並列に組み合わせて冷媒流量を調整する機能を有するようにした構成であってもよい。
室外ファン24は、室外熱交換器23近傍に配置され、図示しないファンモータによって回転することで、室外機2内に室外空気を取り込み、室外熱交換器23で冷媒と熱交換させて室外機2外に放出する。
アキュムレータ26は、室内機3の運転負荷の変化に応じて発生する余剰冷媒を溜めることが可能な容器であり、冷媒流入側が四方弁22のポートcに冷媒配管で接続され、冷媒流出側が圧縮機21の吸入側に冷媒配管で接続される。尚、アキュムレータ26には、アキュムレータ26を加熱する図示しない電気ヒータ(例えば、ベルトヒータ)を取り付けている。
過冷却熱交換器27は、外側の被冷却側配管(外管)27cと内側の冷却側配管(内管)27dとを同軸配管とした2重管熱交換器となっており、被冷却側配管27cの冷媒と冷却側配管27dの冷媒との熱交換を行うものである。被冷却側配管27cは、一端が室外膨張弁25と、他端が液冷媒遮断弁51とそれぞれ冷媒配管で接続され、冷却側配管27dは、一端が室外膨張弁25と過冷却熱交換器27との間の分岐部61に第1バイパス管27aで接続され、他端が四方弁22のポートcとアキュムレータ26との間の合流部62に第2バイパス管27bで接続される。尚、第1バイパス管27aは、過冷却熱交換器27と液冷媒遮断弁51の間の冷媒配管から分岐する構成であってもよい。分岐部61と冷却側配管27dとを接続する第1バイパス管27aには、過冷却膨張弁28が設けられている。過冷却膨張弁28は、過冷却熱交換器27の冷却側配管27dへの冷媒流量を調整するものであり、図示しないパルスモータにより駆動され、パルスモータに与えるパルス数によって弁の開度が調整される。尚、本実施例では、冷媒回収用開閉弁を過冷却膨張弁としているが、これに限定されるものではなく、例えば、電磁開閉弁と減圧手段(キャピラリーチューブや電子膨張弁)とを並列に組み合わせて冷媒流量を調整する機能を有するようにした構成であってもよい。
液冷媒遮断弁51は、室外機2と室内機3とを接続する液冷媒配管101における冷媒の流れを遮断するものであり、一方が過冷却熱交換器27の被冷却側配管27cと、他方が液冷媒配管101の一端とそれぞれ冷媒配管で接続される。
ガス冷媒遮断弁52は、室外機2と室内機3とを接続するガス冷媒配管102における冷媒の流れを遮断するものであり、一方がガス冷媒配管102の一端と、他方が四方弁22のポートdとそれぞれ冷媒配管で接続される。
また、室外機2には、圧縮機21の吐出側に吐出圧力検知手段である吐出圧力センサ31、吐出温度検知手段である吐出温度センサ41を備え、圧縮機21の吸入側に吸入圧力検知手段である吸入圧力センサ32、吸入温度検知手段である吸入温度センサ42が備えられている。図示しないが、その他にも、室外熱交換器23に流入あるいは流出する冷媒の温度や、過冷却熱交換器27の被冷却側配管27cに流入あるいは流出する冷媒の温度や、過冷却熱交換器27の冷却側配管27dから流出する冷媒の温度や、外気温度を検出するための各種温度センサが設けられている。
また、室外機2には、室外制御装置29が備えられている。室外制御装置29には、図示しない通信部や制御部を備えている。通信部は、図示しない通信線を介して、後述する室内制御装置84と随時運転情報のやり取りを行っている。制御部は、各センサで検知した結果や室内機3から送られてくる要求能力等の運転情報を用いて、圧縮機21の駆動制御、四方弁22の切換制御、室外ファン24の駆動制御、室外膨張弁25や過冷却膨張弁28の開度制御、液冷媒遮断弁51やガス冷媒遮断弁52の開閉制御、運転時間の計測、吐出過熱度や吸入過熱度の算出、アキュムレータ26に取り付けた図示しない電気ヒータの通電/非通電、等を行う。
次に、室内機3の各構成を説明する。室内熱交換器82は、冷媒と室内空気との熱交換を行うものであり、一方の冷媒出入口がガス冷媒配管102の他端と、他方の冷媒出入り口が室内膨張弁81にそれぞれ冷媒配管で接続される。室内膨張弁81は、室内熱交換器82における冷媒流量を調整するものであり、図示しないパルスモータにより駆動され、パルスモータに与えるパルス数によって弁の開度が調整される。室内膨張弁81は、一方のポートが室内熱交換器82に、他方のポートが液冷媒配管101の他端に冷媒配管で接続される。尚、本実施例では、室内側開閉弁を室内膨張弁としているが、これに限定されるものではなく、例えば、電磁開閉弁と減圧手段(キャピラリーチューブや電子膨張弁)とを並列に組み合わせて冷媒流量を調整する機能を有するようにした構成であってもよい。
室内ファン83は、室内熱交換器82の近傍に配置され、図示しないファンモータによって回転することで、室内機3に室内空気を取り込み、室内熱交換器82で冷媒と熱交換させた室内空気を室内機3外に放出する。また、室内機3には、室内熱交換器82に流入あるいは流出する冷媒の温度や、室内の温度を検出するための各種温度センサが設けられている。
また、室内機3には、室内制御装置84が備えられている。室内制御装置84は、図示しない通信部や制御部を備えている。通信部は、図示しない通信線を介して、室外制御装置29と随時運転情報のやり取りを行っている。制御部は、各センサで検知した結果や、室外制御装置29から送られてくる運転情報に応じて、室内膨張弁81の開度制御、室内ファン83の駆動制御、等を行う。
以上のように、室外機2と、室内機3とが、液冷媒配管101とガス冷媒配管102とで接続されて空気調和機1が構成されている。そして、本実施例の空気調和機1は、四方弁22を切り換えて冷房運転、または、暖房運転を行うとともに、室内機3の運転負荷に合わせて、各機器の制御を行っている。
次に本実施例の空気調和機1の運転動作について説明する。本実施例の空気調和機1は、冷房運転と、暖房運転と、本発明に関わる冷媒回収運転とが実施できる。
まず、冷房運転ついて図1を用いて説明する。
冷房運転時は、四方弁22のポートaとbが連通するように、また、ポートcとdが連通するように切り替えて四方弁22が実線で示されている状態となり、実線矢印で示している方向に冷媒が循環する。室外熱交換器23は凝縮器として機能し、室内熱交換器82は蒸発器として機能し、液冷媒遮断弁51とガス冷媒遮断弁52は、常時開かれた状態である。室外膨張弁25は全開とされる。過冷却膨張弁28は、過冷却膨張弁28から流出した冷媒が、第1バイパス管27aを通過して過冷却熱交換器27の冷却側配管27dへ流入し、過冷却熱交換器27の被冷却側配管27cを流れる冷媒と熱交換した後に過冷却熱交換器27の冷却側配管27dの冷媒出口側の過熱度に応じて開度が調整される。室内膨張弁81は、室内熱交換器82の冷媒出口側の過熱度に応じて開度が調整される。室外ファン24は、吐出圧力センサ31で検出する吐出圧力、もしくは、吐出圧力センサ31で検出する値から換算した室外熱交換器23での凝縮温度が一定になるように回転数が制御される。室内ファン83は、使用者が設定する風量に対応する回転数で駆動する。
次に、暖房運転ついて図1を用いて説明する。
暖房運転時は、四方弁22のポートaとdが連通するように、また、ポートbとcが連通するように切り替えて四方弁22が点線で示されている状態となり、点線矢印で示している方向に冷媒が循環する。室内熱交換器82は凝縮器として機能し、室外熱交換器23は蒸発器として機能する。液冷媒遮断弁51とガス冷媒遮断弁52は、常時開かれた状態である。室内膨張弁81は、室内熱交換器82の冷媒出口側における過冷却度に応じて開度が調整される。過冷却膨張弁28は、過冷却膨張弁28から流出した冷媒が、第1バイパス管27aを通過して過冷却熱交換器27の冷却側配管27dへ流入し、過冷却熱交換器27の被冷却側配管27cを流れる冷媒と熱交換した後に過冷却熱交換器27の冷却側配管27dの冷媒出口側の過熱度に応じて開度が調整される。室外膨張弁25は、室外熱交換器23の冷媒出口側の過熱度に応じて開度が調整される。室外ファン24は、吸入圧力センサ32で検出する吸入圧力、もしくは、吸入圧力センサ32で検出する値から換算した室外熱交換器23での蒸発温度が一定になるように回転数を制御する。室内ファン83は、使用者が設定する風量に対応する回転数で駆動する。
次に、本発明に関わる冷媒回収運転について図2および図3を用いて説明する。本発明の冷媒回収運転は、室内機3とガス冷媒配管102とに滞留する冷媒を回収するガス冷媒回収運転と、液冷媒配管101に滞留する冷媒を回収する液冷媒回収運転とからなり、室内で冷媒漏れを検知した場合、ガス冷媒回収運転を先に行い、続けて液冷媒回収運転を行う。図2は、ガス冷媒回収運転時の各弁の開閉状態を示す。図3は、液冷媒回収運転時の各弁の開閉状態を示す。各弁の開閉状態は、閉じている場合を黒塗りにし、開いている場合を白抜きに図示する。また、各冷媒回収運転時の冷媒の流れを一点鎖線矢印で図示する。
本発明における冷媒回収運転の目的は、室内機3を介さずに液冷媒配管101に滞留する冷媒を回収することである。そのために、液冷媒配管101側から圧縮機21吸入側に冷媒を流すためのバイパス回路を備える必要がある。本実施例においては、このバイパス回路は第1バイパス管27aと第2バイパス管27bと過冷却熱交換器27の冷却側配管27dとで構成される。また、室内機3と液冷媒配管101とガス冷媒配管102とに滞留する冷媒が多量である場合、室外熱交換器23だけでは、冷媒を回収しきれない場合があり、回収しきれないと、室内機3と液冷媒配管101とガス冷媒配管102とに滞留する冷媒量が多くなり、冷媒回路における室内側(室内熱交換器82、液冷媒配管101やガス冷媒配管102の一部)から室内に漏れる冷媒量が多くなる虞があった。そこで、本実施例においては、室外機2内での室外熱交換器23以外の冷媒の回収場所として、アキュムレータ26を用いる。
冷媒回収運転は、室外制御装置29が、室内に設置される冷媒検知センサからの出力信号を受信するか、サービスマンによる室内制御装置84や図示しないリモコンの操作によって送信された冷媒回収運転開始信号を受信するか、あるいは、室外制御装置29が直接操作されることで開始される。冷媒回収運転を実行するときは、室外制御装置29は、四方弁22が、図2に示す実線で示されている状態、つまり、冷房運転を行う時の状態となっているか否かを確認する。このとき、四方弁22が点線で示される状態であれば、室外制御装置29は、四方弁22を実線で示されている状態に切り換える。
まず、ガス冷媒回収運転について、各弁の開閉動作と冷媒の流れを説明する。
室外制御装置29は、ガス冷媒回収運転を行うとき、室内膨張弁81を閉じるよう室内制御装置84に指示するとともに、室外膨張弁25と、過冷却膨張弁28と、液冷媒遮断弁51とを閉じる。これにより、冷媒回路は、図2に示す状態となる。そして、室外制御装置29は、室外機2に回収した冷媒を凝縮させて室外熱交換器23に回収するために圧縮機21および室外ファン24を駆動し、また、室内熱交換器82に滞留する冷媒を蒸発させて室外機2に回収するために室内ファン83を駆動してガス冷媒回収運転を開始する。
圧縮機21を起動すると、室内機3における室内膨張弁81より室内熱交換器82側に滞留する冷媒と、ガス冷媒配管102に滞留する冷媒とが、図2に示す一点鎖線矢印のように流れて室外機2に流入する。室外機2に流入した冷媒は、四方弁22、合流部62を介してアキュムレータ26に流入する。アキュムレータ26に流入した冷媒のうち、液冷媒はアキュムレータ26に滞留し、ガス冷媒は圧縮機21に吸入され、圧縮機21から四方弁22を介して室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外膨張弁25に向かって流出するが、室外膨張弁25は閉じられているので、室外熱交換器23に冷媒が溜まっていく。
ガス冷媒回収運転を行っているときは、室内膨張弁81を閉じているので、液冷媒配管101に滞留する冷媒が室内機3に流入することがない。また、室外膨張弁25と、過冷却膨張弁28と、液冷媒遮断弁51とを閉じているので、室外機2における室外膨張弁25と液冷媒遮断弁51との間の冷媒配管に滞留する冷媒および合流部61と過冷却膨張弁28との間の第1バイパス管27aに滞留する冷媒は、室外膨張弁25と過冷却膨張弁28と液冷媒遮断弁51との間に閉じ込められた状態となるので、この場所に滞留する冷媒が、過冷却熱交換器27から合流部62を介してアキュムレータ26に流れない。
ガス冷媒回収運転を行っているとき、室外制御装置29は、吸入圧力センサ32が検出した吸入圧力を定期的に取り込んでおり、取り込んだ吸入圧力が所定値であるガス冷媒回収運転終了閾値(例えば、0.01MPa)以下となれば、室内機3およびガス冷媒配管102に滞留する冷媒の回収が完了したと判断する。また、ガス冷媒回収運転において、室内機3およびガス冷媒配管102内の圧力が大気圧以下になると、冷媒漏れ部から室内機3およびガス冷媒配管102に空気が流入し、冷媒漏れ部の大きさによっては、圧縮機21が空気を吸入し続け、吸入圧力がガス冷媒回収運転終了閾値以下にならない場合があるため、室外制御装置29は、ガス冷媒回収運転を開始してからの運転時間を計測し、ガス冷媒回収運転の運転時間が所定時間であるガス冷媒回収運転終了閾時間(例えば、180秒)を経過すれば、室内機3およびガス冷媒配管102に滞留する冷媒の回収が完了したと判断する。運転時間については、予め試験で確認したものであり、設置状況に合わせて、室内機3およびガス冷媒配管102に滞留する冷媒を回収できる時間に設定している。そして、室外制御装置29は、ガス冷媒遮断弁52を閉じて、ガス冷媒回収運転を終了する。ガス冷媒回収運転が終了と同時に液冷媒回収運転に切り替えるので、圧縮機21と室外ファン24と室内ファン83は駆動させたままにする。
次に、液冷媒回収運転について各弁の開閉状態と冷媒の流れを説明する。
室外制御装置29は、液冷媒回収運転を行うとき、室外膨張弁25および室内膨張弁81は閉じたままとし、過冷却膨張弁28と、液冷媒遮断弁51とを開く。これにより、冷媒回路は図3に示す状態となり、液冷媒回収運転が開始される。圧縮機21と室外ファン24と室内ファン83は、ガス冷媒回収運転から継続して駆動している。
液冷媒回収運転を開始すると、液冷媒配管101に滞留する冷媒とが図3に示す一点鎖線矢印のように流れて室外機2に流入する。室外機2に流入した冷媒は、過冷却熱交換器27の被冷却側配管27c、第1バイパス管27a、過冷却熱交換器27の冷却側配管27d、第2バイパス管27bおよび合流部62を介してアキュムレータ26に流入する。アキュムレータ26に流入した冷媒のうち、液冷媒はアキュムレータ26に滞留し、ガス冷媒は圧縮機21に吸入され、圧縮機21から四方弁22を介して室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外膨張弁25に向かって流出するが、室外膨張弁25は閉じられているので、室外熱交換器23に冷媒が溜まっていく。
液冷媒回収運転を行っているときは、室内膨張弁81を閉じ、室外機2の液冷媒配管101側から室外機2に冷媒を回収しているので、液冷媒配管101に滞留する冷媒が室内機3に流入することがない。また、ガス冷媒遮断弁52を閉じているので、液冷媒配管101に滞留する冷媒が、第1バイパス管27a、過冷却熱交換器27の冷却側配管27d、第2バイパス管27bから合流部62および四方弁22を介して、室内機3およびガス冷媒配管102に流入することはない。
液冷媒回収運転を行っているときに、室外制御装置29は、吸入圧力センサ32が検出した吸入圧力を定期的に取り込んでおり、取り込んだ吸入圧力が所定値である液冷媒回収運転終了閾値(例えば、0.05MPa)以下となれば、液冷媒配管101に滞留する冷媒の回収が完了したと判断する。また、室内膨張弁81よりも液冷媒配管101側で冷媒漏れが発生する場合もあるため、室外制御装置29は、ガス冷媒回収運転と同様に、液冷媒回収運転が開始してからの運転時間を計測し、取り込んだ吸入圧力が液冷媒回収運転終了閾値以下とならなくても、液冷媒回収運転の運転時間が所定時間である液冷媒回収運転終了閾時間(例えば、360秒)を経過すれば、室内機3および液冷媒配管101に滞留する冷媒の回収が完了したと判断する。運転時間については、ガス冷媒回収運転と同様に、予め試験で確認したものであり、設置状況に合わせて、室内機3および液冷媒配管101に滞留する冷媒を回収できる時間に設定している。そして、室外制御装置29は、液冷媒遮断弁51を閉じて、圧縮機21と室外ファン24と室内ファン83を停止し、液冷媒回収運転を終了する。
尚、ガス冷媒回収運転にはガス冷媒回収運転終了閾値とガス冷媒回収運転終了閾時間、液冷媒回収運転には液冷媒回収運転終了閾値と液冷媒回収運転終了閾時間、と冷媒回収運転毎に設けているが、これに限らず、ガス冷媒回収運転終了閾値と液冷媒回収運転終了閾値、ガス冷媒回収運転終了閾時間と液冷媒回収運転終了閾時間を同じ値として冷媒回収運転の完了を判断してもよい。
以上説明したように、冷媒回収運転においては、室内膨張弁81を閉じた後、ガス冷媒回収運転、液冷媒回収運転の順で冷媒回収運転を行う。先にガス冷媒回収運転を行って、室内機3およびガス冷媒配管102に滞留する冷媒を回収した後に、液冷媒回収運転を行って、室内機3を介さずに液冷媒配管101に滞留する冷媒を回収するので、室内への冷媒漏れを最小限に抑えることができる。
上述した冷媒回収運転を行うとき、室内への冷媒漏れを最小限に抑えるために、冷媒回路における室内側の冷媒をできる限り室外機2に回収することが望ましい。しかし、室外熱交換器23とアキュムレータ26との内容積の違いや回収した冷媒の状態(ガス冷媒と液冷媒の割合)によって、同じ割合で室外熱交換器23とアキュムレータ26に冷媒が溜まるとは限らず、いずれか一方が先に満液となる場合がある。この場合、例えば、室外熱交換器23が先に満液になると、室外熱交換器23に冷媒を回収できる場所が無くなり、この状況で圧縮機21を駆動し続けると圧縮機21が故障し、冷媒回収運転の継続ができなくなる。このような状況を回避するために、室外熱交換器23がアキュムレータ26よりも先に満液になった(例えば、室外熱交換器23の内容積の80%(室外熱交換器23の許容冷媒回収量)以上が液冷媒で満たされる)、もしくは、アキュムレータ26が室外熱交換器23よりも先に満液になった(例えば、アキュムレータ26の内容積の90%(アキュムレータ26の許容冷媒回収量)以上が液冷媒で満たされる)場合、室外制御装置29は、室外熱交換器23もしくはアキュムレータ26の満液を解消するために熱交冷媒排出運転または余剰冷媒排出運転を実行する。これら熱交冷媒排出運転および余剰冷媒排出運転について図4および図5を用いて説明する。図4は、熱交冷媒排出運転時の各弁の開閉状態を示す。図5は、余剰冷媒排出運転時の各弁の開閉状態を示す。各弁の開閉状態は、閉じている場合を黒塗りにし、開いている場合を白抜きに図示する。また、各冷媒排出運転時の冷媒の流れを一点鎖線矢印で図示する。
まず、熱交冷媒排出運転について各弁の開閉状態と冷媒の流れを説明する。尚、本実施例では、室外熱交換器23が満液であるか否かを示す、室外熱交換器23に滞留する冷媒量の変動に応じて変動する運転状態量として吐出圧力を用いて説明する。
室外制御装置29は、冷媒回収運転時に、室外熱交換器23が液冷媒で満たされてくると、室外熱交換器23で冷媒が凝縮できなくなり、圧縮機21の吐出側の圧力が上昇する。そこで、吐出圧力センサ31で検出した吐出圧力が第1の所定閾値(例えば、3.5MPa)以上になると、室外熱交換器23が満液であると判断し、吐出圧力上昇による圧縮機21の故障や配管折れを防ぐため、冷媒回収運転を中断して熱交冷媒排出運転を行う。
熱交冷媒排出運転を行うとき、液冷媒遮断弁51およびガス冷媒遮断弁52を閉じた後に、室外膨張弁25を開く。これにより、冷媒回路は図4の状態となり、熱交冷媒排出運転が開始される。
熱交冷媒排出運転が開始されると、室外熱交換器23に滞留する冷媒が図4に示す一点鎖線矢印のように流れてアキュムレータ26に流入する。液冷媒遮断弁51とガス冷媒遮断弁52とを閉じているので、室外熱交換器23から流出した冷媒が室内機3と液冷媒配管101とガス冷媒配管102に流入することがなく、室外熱交換器23の満液を解消できる。室外制御装置29は、室外熱交換器23に滞留した冷媒が流出すれば、吐出圧力が低下するので、第2の所定閾値(例えば、3.0MPa)以下になると、室外熱交換器23の満液が解消されたと判断し、熱交冷媒回収運転を終了して冷媒回収運転を再開する。尚、第1の所定閾値や第2の所定閾値は予め試験で求めたものであり、吐出圧力が3.5MPaは室外熱交換器23の80%が液冷媒で満たされたときの値であり、吐出圧力が3.0MPaは室外熱交換器23の20%が液冷媒で満たされたときの値である。
次に、余剰冷媒排出運転について各弁の開閉状態と冷媒の流れを説明する。尚、本実施例では、アキュムレータ26が満液であるか否かを示す、アキュムレータ26に滞留する冷媒量の変動に応じて変動する運転状態量として吐出過熱度を用いて説明する。
室外制御装置29は、冷媒回収運転時に、アキュムレータ26が液冷媒で満たされてくると、アキュムレータ26から少しずつ液冷媒が流出し始めることで、圧縮機21から吐出される吐出温度が下がり、圧縮機21の吐出側の過熱度(以下、吐出過熱度とする)が小さくなる。そこで、吐出温度センサ41で検出した吐出温度と吐出圧力センサ31で検出した吐出圧力から換算した吐出圧力飽和温度との差から算出する吐出過熱度が第3の所定閾値(例えば、4℃)以下になると、アキュムレータ26が満液であると判断し、液圧縮による圧縮機21の故障を防ぐため、冷媒回収運転を中断して余剰冷媒排出運転を行う。
余剰冷媒排出運転を行うとき、液冷媒遮断弁51およびガス冷媒遮断弁52を閉じる。これにより、冷媒回路は図5の状態となり、余剰冷媒排出運転が開始される。尚、余剰冷媒排出運転を行うとき、アキュムレータ26に取り付けた図示しない電気ヒータに通電する。
余剰冷媒排出運転が開始されると、アキュムレータ26に滞留する冷媒が図5に示す一点鎖線矢印のように流れて室外熱交換器23に流入する。このとき、液冷媒遮断弁51とガス冷媒遮断弁52とを閉じているので、アキュムレータ26に流入する冷媒は無い。また、アキュムレータ26を電気ヒータで加熱して温めることでアキュムレータ26に滞留する液冷媒の一部が蒸発してガス冷媒となるので、アキュムレータ26から冷媒を排出させることができる。このように、アキュムレータ26に流入する冷媒がなく、かつ、アキュムレータ26から冷媒を排出させることによって、アキュムレータ26の満液を解消できる。室外制御装置29は、アキュムレータ26に滞留する液冷媒が減少してアキュムレータ26から液冷媒の流出が収まると、圧縮機21の吐出側の過熱度が大きくなるので、第4の所定閾値(例えば、8℃)以上になると、アキュムレータ26の満液が解消されたと判断し、余剰冷媒回収運転を終了して冷媒回収運転を再開する。尚、第3の所定閾値と第4の所定閾値は予め試験で求めたものであり、吐出過熱度が4℃はアキュムレータ26の90%が液冷媒で満たされたときの値であり、吐出過熱度が8℃はアキュムレータ26の50%が液冷媒で満たされたときの値である。
以上説明したように、冷媒回収運転時に、室外熱交換器23が満液となれば熱交冷媒排出運転を行い、アキュムレータ26が満液となれば余剰冷媒排出運転を行うことで、それぞれの満液を解消することができ、冷媒回収運転を継続できる。ただし、例えば、室外熱交換器23が満液となれば、熱交冷媒排出運転を行い室外熱交換器23に滞留する冷媒がアキュムレータ26に流入するが、室外熱交換器23の満液が解消する前にアキュムレータ26が満液になるという場合のように、熱交冷媒排出運転時もしくは余剰冷媒排出運転時に、室外熱交換器23およびアキュムレータ26の満液が解消できない場合、室外機2に冷媒回収部が無くなるので冷媒回収運転を終了する。尚、冷媒回収運転時に室外熱交換器23とアキュムレータ26とが同時に満液となった場合も冷媒回収運転を終了する。
次に、図6、図7、図8に示すフローチャートを用いて冷媒回収運転に関する処理の流れを説明する。図6に示すフローチャートは、室外制御装置29が実行する冷媒回収運転に関する処理の流れを示すものであり、図7は、図6に示すフローチャートのサブルーチンであり、熱交冷媒排出運転に関する処理の流れを示すものであり、図8は、図6に示すフローチャートのサブルーチンであり、余剰冷媒排出運転に関する処理の流れを示すものである。いずれのフローチャートにおいても、STはステップを表しこれに続く数字はステップ番号を表している。
まずは、図6を用いて冷媒回収運転時の処理について説明する。
室外制御装置29は、冷媒検知センサからの入力やサービスマンからの指示により冷媒回収運転を開始する。まず、室外制御装置29は、ガス冷媒回収運転準備を行う(ST1)。ガス冷媒回収運転準備では、室外制御装置29は、室外膨張弁25と、過冷却膨張弁28と、液冷媒遮断弁51とを閉じて、圧縮機21と、室外ファン24とを駆動する。また、室外制御装置29は、室内制御装置84に、室内膨張弁81を閉じて、室内ファン83を駆動するように指示する。
次に、室外制御装置29は、ガス冷媒回収運転時間を計測するため、タイマー計測を開始する(ST2)。
次に、室外制御装置29は、吐出圧力センサ31、吸入圧力センサ32、吐出温度センサ41で検出している圧力・温度データを取り込む(ST3)。尚、室外制御装置29は、吐出圧力センサ31、吸入圧力センサ32、吐出温度センサ41で検出している圧力・温度データを定期的(例えば1秒毎)に取り込んで記憶している。
次に、室外制御装置29は、ST3で取り込んだ圧力・温度データを用いて、アキュムレータ26が満液であるか否かを判断する(ST4)。アキュムレータ26が満液の状態で冷媒回収運転を実行すると、圧縮機21への液戻りによる故障が発生する虞がある。これを回避するため、室外熱交換器23が満液であるか否かの判断よりもアキュムレータ26が満液であるか否かの判断を先に行う。具体的には、取り込んだ吐出温度センサ41の検出値と、吐出圧力センサ31の検出値から換算した吐出圧力飽和温度との差である吐出過熱度が第3の所定閾値の4℃以下であるか否かで、アキュムレータ26が満液であるか否かを判断する。アキュムレータ26が満液である場合(ST4−Yes)、室外制御装置29は、ST19に処理を進める。アキュムレータ26が満液ではない場合(ST4−No)、室外制御装置29は、ST5に処理を進める。
ST19に処理が進むと、ST3で取り込んだ圧力・温度データを用いて、室外熱交換器23が満液であるか否かを判断する。具体的には、取り込んだ吐出圧力センサ31で検出した吐出圧力が第1の所定閾値の3.5MPa以上であるか否かで室外熱交換器23が満液であるか否かを判断する。室外熱交換器23が満液である場合(ST19−Yes)、室外熱交換器23およびアキュムレータ26が同時に満液となり、これ以上の冷媒回収運転が行えないので、室外制御装置29は、過冷却膨張弁28と、液冷媒遮断弁51と、ガス冷媒遮断弁52とを閉じて、圧縮機21と、室外ファン24とを停止させ冷媒回収運転を終了し、本発明に関わる処理を終了する。室外熱交換器23が満液ではない場合(ST19−No)、室外制御装置29は、冷媒回収運転を一時中断し、余剰冷媒排出運転を行い(ST20)、ST16に処理を進める。
ST5に処理が進むと、ST3で取り込んだ圧力・温度データを用いて、室外熱交換器23が液冷媒で満たされた状態であるか否かを判断する。具体的には、取り込んだ吐出圧力センサ31で検出した吐出圧力が第1の所定閾値の3.5MPa以上であるか否かで室外熱交換器23が満液であるか否かを判断する。室外熱交換器23が満液である場合(ST5−Yes)、室外制御装置29は、冷媒回収運転を一時中断し、熱交冷媒排出運転を行い(ST15)、ST16に処理を進める。室外熱交換器23が満液ではない場合(ST5−No)、室外制御装置29は、冷媒回収運転を継続して、ST6に処理を進める。
ST16では、室外制御装置29は、後述する満液フラグが「0」であるか否かを判断する。満液フラグが「0」である場合は、熱交冷媒排出運転(ST15)もしくは余剰冷媒排出運転(ST20)を行ったことで、室外熱交換器23もしくはアキュムレータ26の満液が解消できたことを表し、満液フラグ「1」の場合は、熱交冷媒排出運転(ST15)もしくは余剰冷媒排出運転(ST20)を行っても、室外熱交換器23およびアキュムレータ26の満液が解消できなかったことを表す。満液フラグが「0」であれば(ST16−Yes)、室外制御装置29は、ST6に処理を進める。満液フラグが「1」であれば(ST16−No)、室外制御装置29は、冷媒回収運転を終了し、本発明に関わる処理を終了する。
次に、室外制御装置29は、ガス冷媒の回収が完了したか否かを判断する。これは、室内機3およびガス冷媒配管102に滞留する冷媒を室外機2に回収できたか否かを判断するものであり、具体的には、取り込んだ吸入圧力センサ32で検出した吸入圧力がガス冷媒回収運転終了閾値の0.05MPa以下であるか否か、もしくは、ST2でタイマー計測してからガス冷媒回収運転終了閾時間の180秒経過したか否かでガス冷媒の回収が完了したか否かを判断する。ガス冷媒の回収が完了していれば(ST6−Yes)、室外制御装置29は、ガス冷媒遮断弁52を閉じて、ガス冷媒回収運転を終了する(ST7)。ガス冷媒の回収が完了していなければ(ST6−No)、室外制御装置29は、ST3に処理を戻し、ガス冷媒回収運転を継続する。
ガス冷媒回収運転が終了すると、次に、室外制御装置29は、液冷媒回収運転準備を行う(ST8)。液冷媒回収運転準備では、室外制御装置29は、過冷却膨張弁28と、液冷媒遮断弁51とを開く。
次に、室外制御装置29は、液冷媒回収運転時間を計測するため、タイマー計測を開始する(ST9)。
次に、室外制御装置29は、吐出圧力センサ31、吸入圧力センサ32、吐出温度センサ41で検出している圧力・温度データ取り込み処理を行う(ST10)。
次に、室外制御装置29は、ST10で取り込んだ圧力・温度データを用いて、室外熱交換器23およびアキュムレータ26が満液であるか否かを判定する。尚、本判定に関わる処理である、ST11、ST12、ST17、ST18、ST21、ST22については、前述したST4、ST5、ST15、ST16、ST19、ST20と同様の処理であるので、詳細な説明は省略する。
ST12において室外熱交換器23が満液ではない(ST12−No)、もしくは、ST18において冷媒回収運転を再開できる(ST18−Yes)と判断し、ST13に処理が進むと、次に、室外制御装置29は、液冷媒の回収が完了したか否かを判断する。これは、液冷媒配管101に滞留する冷媒を室外機2に回収できたか否かを判断するものであり、具体的には、取り込んだ吸入圧力センサ32で検出した吸入圧力が液冷媒回収運転終了閾値の0.05MPa以下であるか否か、もしくは、ST9でタイマー計測を開始してから液冷媒回収運転終了閾時間の360秒経過したか否かで液冷媒の回収が完了したか否かを判断する。液冷媒の回収が完了していれば(ST13−Yes)、室外制御装置29は、過冷却膨張弁28と、液冷媒遮断弁51とを閉じて、圧縮機21と室外ファン24とを停止し、液冷媒回収運転を終了する(ST14)。液冷媒の回収が完了していなければ(ST13−No)、室外制御装置29は、ST10に処理を戻し、液冷媒回収運転を継続する。
次に、図7を用いて、図6のST15、または、ST17で行う、熱交冷媒排出運転について説明する。
まず、室外制御装置29は、熱交冷媒排出運転準備を行う(ST101)。具体的には、冷媒回収運転を中断するため、液冷媒遮断弁51およびガス冷媒遮断弁52を閉じ、室外熱交換器23内に滞留する冷媒を排出するため、室外膨張弁25を開く。
次に、室外制御装置29は、吐出圧力センサ31、吸入圧力センサ32、吐出温度センサ41で検出している圧力・温度データを取り込む(ST102)。
次に、室外制御装置29は、室外熱交換器23の液冷媒が排出されたか否かを判断する(ST103)。具体的には、取り込んだ吐出圧力センサ31で検出した吐出圧力が第2の所定閾値の3.0MPa以下であるか否かで室外熱交換器23の液冷媒が排出されたか否かを判断する。室外熱交換器23の液冷媒が排出された場合(ST103−Yes)、室外制御装置29は、室外熱交換器23の満液を解消できたので、満液フラグを「0」(ST104)にし、室外膨張弁25を閉じて、ガス冷媒回収運転時(図6のST15)に熱交冷媒排出運転を行う場合はガス冷媒遮断弁52を開き、液冷媒回収運転時(図6のST17)で熱交冷媒排出運転を行う場合は液冷媒遮断弁51を開いて熱交冷媒排出運転を終了する。室外熱交換器23の液冷媒が排出されていない場合(ST103−No)、室外制御装置29は、ST105に処理を進める。
ST105では、室外制御装置29は、アキュムレータ26が満液であるか否かを判断する。具体的には、吐出過熱度が第3の所定閾値の4℃以下であるか否かで、アキュムレータ26が満液であるか否かを判断する。アキュムレータ26が満液である場合(ST105−Yes)、室外制御装置29は、室外熱交換器23およびアキュムレータ26の満液を解消できなかったので、満液フラグを「1」(ST106)にして、熱交冷媒排出運転を終了する。アキュムレータ26が満液ではない場合(ST105−No)、室外制御装置29は、ST102に処理を戻し、熱交冷媒排出運転を継続する。
次に、図8を用いて、図6のST20、または、ST22で行う、余剰冷媒排出運転について説明する。
まず、室外制御装置29は、余剰冷媒排出運転準備を行う(ST201)。具体的には、冷媒回収運転を中断するため、液冷媒遮断弁51およびガス冷媒遮断弁52を閉じる。このとき、室外制御装置29は、アキュムレータ26に取り付けた図示しない電気ヒータに通電を開始する。
次に、室外制御装置29は、吐出圧力センサ31、吸入圧力センサ32、吐出温度センサ41で検出している圧力・温度データを取り込む(ST202)。
次に、室外制御装置29は、アキュムレータ26の液冷媒が排出されたか否かを判断する。(ST203)。具体的には、取り込んだ吐出温度センサ41の検出値と吐出圧力センサ31の検出値から換算した吐出圧力飽和温度との差である吐出過熱度が第4の所定閾値の8℃以上であるか否かでアキュムレータ26の液冷媒が排出されたか否かを判断する。アキュムレータ26の液冷媒が排出された場合(ST203−Yes)、室外制御装置29は、アキュムレータ26の満液が解消できたので、満液フラグを「0」(ST204)にし、アキュムレータ26に取り付けた図示しない電気ヒータへの通電を止め、ガス冷媒回収運転時(図6のST20)に余剰冷媒回収運転を行う場合は、ガス冷媒遮断弁52を開き、液冷媒回収運転時(図6のST22)に余剰冷媒回収運転を行う場合は、液冷媒遮断弁51を開いて余剰冷媒排出運転を終了させる。アキュムレータ26の液冷媒が排出されていない場合(ST203−No)、室外制御装置29は、ST205に処理を進める。
ST205において、室外制御装置29は、室外熱交換器23が満液であるか否かを判断する。具体的には、吐出圧力が第1の所定閾値の3.5MPa以上であるか否かで室外熱交換器23が満液であるか否かを判断する。室外熱交換器23が満液である場合(ST205−Yes)、室外制御装置29は、室外熱交換器23およびアキュムレータ26の満液を解消できなかったので、満液フラグを「1」(ST206)にして、アキュムレータ26に取り付けた図示しない電気ヒータへの通電を止め、余剰冷媒排出運転を終了する。室外熱交換器23満液ではない場合(ST205−No)、室外制御装置29は、ST202に処理を戻す。余剰冷媒排出運転を継続する。
以上説明した通り、本実施例によれば、室内機3を介さずに液冷媒配管101に滞留する冷媒を室外機2に回収することができる。さらに冷媒排出運転を行うことで室外熱交換器23もしくはアキュムレータ26の満液を解消し、冷媒回収運転を継続できるので、冷媒回路における室内側に滞留する冷媒を出来る限り多く回収することができ、室内への冷媒漏れ量を削減できる。
尚、本実施例では、室外熱交換器23が満液であるか否かを示す、室外熱交換器23に滞留する冷媒量の変動に応じて変動する運転状態量として吐出圧力を用いる場合を説明したが、これに限らず、例えば、室外熱交換器23に複数の温度センサを取り付け、複数の温度センサの検出値を用いて、室外熱交換器23内の液面高さを検知して、室外熱交換器23が満液であるか否かを判断してもよい。また、アキュムレータ26が満液であるか否かを示す、アキュムレータ26に滞留する冷媒量の変動に応じて変動する運転状態量として吐出過熱度を用いる場合を説明したが、これに限らず、例えば、吐出温度センサ41の検出値や吸入温度センサ42の検出値を用いて、アキュムレータ26が満液であるか否かを判断してもよい。