KR101118511B1 - 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서의 냉매 충전 방법 - Google Patents

이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서의 냉매 충전 방법 Download PDF

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Abstract

이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서의 냉매 충전 방법에 있어서, 냉매 충전 시간의 단축이나 냉매 충전 후에 운전 가능하게 될 때까지의 시간의 단축을 도모할 수 있는 냉매 충전 방법을 제공한다. 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 공기 조화 장치(1)에 있어서의 냉매 충전 방법은, 제1 냉매 충전 스텝과 제2 냉매 충전 스텝을 구비하고 있다. 제1 냉매 충전 스텝은, 냉매가 봉입된 냉매 봉입 용기(8)를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각한 후에, 냉매 연락관(6, 7)을 포함하는 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 충전 개시부터 냉매 충전 대상 부분의 압력이 소정의 압력으로 상승할 때까지, 가스 상태의 냉매를 충전하는 스텝이다. 제2 냉매 충전 스텝은, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 제1 냉매 충전 스텝의 후로부터 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 양이 될 때까지, 액 상태의 냉매를 충전하는 스텝이다.

Description

이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서의 냉매 충전 방법{COOLANT FILLNG METHOD IN A REFRIGERATION DEVICE USING CARBON DIOXIDE AS COOLANT}
본 발명은, 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서의 냉매 충전 방법에 관한 것이다.
종래, 냉동 장치에 있어서는, 냉매로서 주로 탄화불소(이하, 프레온이라 한다)가 사용되고 있지만, 근래에는, 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 기술의 개발이 진행되고 있다. 차재(車載)용 공기 조화 장치의 분야에서는, 특허 문헌 1에 나타내진 바와 같은 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 것이 공지가 되어 있고, 급탕기(給湯機)의 분야에서는, 이산화탄소를 냉매로 하는 제품이 판매되고 있다.
한편, 가정용의 공기 조화 장치나 업무용의 공기 조화 장치의 분야에 있어서는, 현재 개발이 진행되고 있는 단계이며, 제품화에는 이르고 있지 않다.
일본국 공개특허공보 특개2001－74342호
이미 제품화되어 있는 급탕기에 있어서는, 그 냉매 회로에 냉매로서의 이산화탄소를 충전하는 작업이, 메이커의 제조 공장에서 행해지고 있다. 현재로서는, 이산화탄소를 냉매로 하는 급탕기가 광범위하게 보급되어 있다라고 까지는 말할 수 없어, 제조 공장에 있어서도, 대량 생산을 위한 냉매 충전 작업의 시간 단축이라고 하는 요망은 작다.
그러나, 보급이 진행되면, 냉매 회로에 냉매로서의 이산화탄소를 충전하는 작업의 효율화라고 하는 과제가 생겨난다고 생각된다.
또한, 프레온을 냉매로 하는 현재의 업무용 공기 조화 장치 등에서는, 설치 장소인 건물에 있어서, 그 현지에서 실내외를 연결하는 냉매 연락관(連絡管)이 시공되어, 현지에 있어서 냉매 충전 작업이 행해지는 일이 많다. 공기 조화 장치의 실외 유닛에 미리 소정량의 냉매가 봉입(封入)되어 있는 경우에도, 현지에 있어서 시공된 냉매 연락관의 길이 등에 따라, 추가 냉매의 충전 작업이 현지에서 행해지게 된다. 현지에 있어서의 냉매 충전 작업에서는, 진공 펌프 등을 이용하여 배관 내의 공간을 진공 상태로 한 후, 봄베(Bombe)로부터 냉매 회로 내로 냉매를 보내는 수법이 채택된다.
그러나, 이 현지에 있어서의 냉매 충전 작업에 관하여, 냉매로서 이산화탄소를 이용하는 경우에 있어서도, 종래의 프레온의 경우와 마찬가지의 작업 순서를 이용하면, 작업 시간이 길어져 버리거나, 충전 완료 후 얼마 동안은 공조 운전을 개시할 수 없게 되거나 한다고 하는 문제가 생긴다.
본 발명의 과제는, 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서의 냉매 충전 방법에 있어서, 냉매 충전 시간의 단축이나 냉매 충전 후에 운전 가능하게 될 때까지의 시간의 단축을 도모할 수 있는 냉매 충전 방법을 제공하는 것에 있다.
제1 발명에 관련되는 냉매 충전 방법은, 이용 유닛 및 열원 유닛을 가지고 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치를 설치하고, 이용 유닛과 열원 유닛을 냉매 연락관을 통하여 접속한 후에, 냉동 장치에 대하여 냉매의 충전을 행할 때의 냉매 충전 방법이고, 제1 냉매 충전 스텝과 제2 냉매 충전 스텝을 구비하고 있다. 제1 냉매 충전 스텝은, 냉매가 봉입된 냉매 봉입 용기를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각한 후에, 냉매를 가스 상태의 냉매와 액 상태의 냉매로 기액 분리하고, 기액 분리된 가스 상태의 냉매를, 냉매 연락관을 포함하는 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 충전 개시부터 냉매 충전 대상 부분의 압력이 소정의 압력으로 상승할 때까지, 충전하는 스텝이다. 제2 냉매 충전 스텝은, 기액 분리된 액 상태의 냉매를, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 제1 냉매 충전 스텝의 후로부터 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 양이 될 때까지, 충전하는 스텝이다.
현재, 메이커의 제조 공장 등의 제조 현장에서는, 냉매로서 이산화탄소를 채용하는 냉동 사이클을 가지는 급탕기 유닛 등의 냉동 장치에의 냉매 충전 작업이 행해지고 있지만, 업무용 공기 조화 장치 등의 냉동 장치의 설치 현장에 있어서, 이산화탄소를 충전하는 것과 같은 일은 행해지고 있지 않다. 바꾸어 말하면, 현상(現狀)에 있어서는, 설치 현장에서의 충전 작업이 없는 냉동 장치에만, 냉매로서 이산화탄소가 이용되고 있는 일이 많아, 제조 현장에 있어서 이미 냉매 충전이 완료되어 있는 냉동 장치만이 판매되고 있는 상태에 있다.
그러나, 설치 장소인 건물에 있어서 실내외를 연결하는 냉매 연락관이 시공되고, 그 후에 냉매 충전 작업이 행해지는 일이 많은 업무용 공기 조화 장치 등의 냉동 장치에서 이산화탄소 냉매를 채용하는 것을 검토하는 경우에는, 냉매 충전 작업의 적정화나 효율화가 요구되게 된다.
그래서, 본원 발명자는, 냉매로서의 이산화탄소의 냉동 장치에의 충전 작업에 관하여, 여러 가지의 검토를 행하였다. 우선, 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서는, 그 냉매 충전 대상 부분에 냉매를 충전할 때에, 냉매를 공급하는 봄베 등의 냉매 봉입 용기 내의 온도 및 압력이 임계 온도 및 임계 압력을 넘는 상태이면, 냉매 봉입 용기 내의 이산화탄소가 초임계 상태로 된다. 그리고, 그 냉매 봉입 용기로부터 대략 진공 상태로 되어 있는 냉매 충전 대상 부분으로 냉매를 공급하기 시작하면, 냉매의 비엔탈피가 비교적 작은 경우에 있어서는, 압력이 급격하게 내려가는 것에 의하여 냉매가 드라이아이스 상태(고체 상태)로 상변화해 버리는 일이 있다. 냉매가 냉매 충전 대상 부분에 있어서 고체 상태로 상변화하면, 그 고체로 된 냉매에 의하여 냉매 충전 대상 부분을 구성하는 밸브나 관 내에 있어서의 냉매의 흐름이 저해되어 냉매 충전 완료까지의 시간이 길어지거나, 냉매 충전 후에 운전 가능하게 될 때까지의 시간(고체 상태의 냉매가 융해 혹은 승화할 때까지의 시간)이 길어지거나 한다.
이와 같은 문제를 해소하기 위해서, 제1 발명에 관련되는 냉매 충전 방법에서는, 우선, 제1 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매가 봉입된 냉매 봉입 용기를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각한 후에, 냉매 연락관을 포함하는 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 충전 개시부터 냉매 충전 대상 부분의 압력이 소정의 압력으로 상승할 때까지, 비엔탈피가 비교적 큰 가스 상태의 냉매를 충전하고, 그 후, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 양이 될 때까지, 가스 상태의 냉매에 비하여 밀도가 큰 액 상태의 냉매를 충전하도록 하고 있다. 이 방법에 의하면, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피할 수 있는 것과 함께, 그 후의 제2 냉매 충전 스텝에 있어서는, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피하면서, 액 상태의 냉매를 충전하는 것에 의하여, 냉매 충전의 속도를 높일 수 있기 때문에, 고체 상태의 냉매(드라이아이스)가 장해로 되어 충전 시간이 길어지거나, 냉매 충전 시간의 단축이나 냉매 충전 후에 운전 가능하게 될 때까지의 시간이 길어지거나 하는 문제를 억제할 수 있다.
또한, 이 냉매 충전 방법에서는, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피할 수 있도록 하기 위해서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 내보내는 냉매 봉입 용기를, 31℃ 이하가 되도록 냉각하는 것으로, 냉매 봉입 용기 중의 냉매는, 초임계 상태가 아닌 상태(즉, 액 상태나 가스 상태가 존재할 수 있는 상태)로 하고, 게다가 냉매 봉입 용기로부터 가스 상태의 냉매를 냉매 충전 대상 부분으로 보내도록 하고 있다. 이것에 의하여, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피할 수 있다.
제2 발명에 관련되는 냉매 충전 방법은, 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서의 냉매 충전 방법이고, 제1 냉매 충전 스텝과 제2 냉매 충전 스텝을 구비하고 있다. 제1 냉매 충전 스텝은, 냉매가 봉입된 냉매 봉입 용기를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각한 후에, 냉매를 가스 상태의 냉매와 액 상태의 냉매로 기액 분리하고, 기액 분리된 가스 상태의 냉매를, 냉동 장치의 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 충전 개시부터 냉매 충전 대상 부분의 압력이 소정의 압력에 도달할 때까지, 충전하는 스텝이다. 제2 냉매 충전 스텝은, 기액 분리된 액 상태의 냉매를, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 제1 냉매 충전 스텝의 후로부터 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 냉매량이 될 때까지, 충전하는 스텝이다.
현재, 메이커의 제조 공장 등의 제조 현장에서는, 냉매로서 이산화탄소를 채용하는 냉동 사이클을 가지는 급탕기 유닛 등의 냉동 장치에의 냉매 충전 작업이 행해지고 있지만, 업무용 공기 조화 장치 등의 냉동 장치의 설치 현장에 있어서, 이산화탄소를 충전하는 것과 같은 일은 행해지고 있지 않다. 바꾸어 말하면, 현상에 있어서는, 설치 현장에서의 충전 작업이 없는 냉동 장치에만, 냉매로서 이산화탄소가 이용되고 있는 일이 많아, 제조 현장에 있어서 이미 냉매 충전이 완료되어 있는 냉동 장치만이 판매되고 있는 상태에 있다. 또한, 현재로서는, 냉매로서 이산화탄소를 이용하는 급탕기와 같은 냉동 장치를 대량 생산은 하고 있지 않아, 냉매 충전 작업에 관하여 시간 단축이라고 하는 요망은 작다고 말할 수 있다.
그러나, 설치 장소인 건물에 있어서 실내외를 연결하는 냉매 연락관이 시공되고, 그 후에 냉매 충전 작업이 행해지는 일이 많은 업무용 공기 조화 장치 등의 냉동 장치에서 이산화탄소 냉매를 채용하는 것을 검토하는 경우나, 제조 현장에서 냉동 장치를 대량 생산하는 것과 같은 경우에는, 냉매 충전 작업의 적정화나 효율화가 요구되게 된다.
그래서, 본원 발명자는, 냉매로서의 이산화탄소의 냉동 장치에의 충전 작업에 관하여, 여러 가지의 검토를 행했다. 우선, 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서는, 그 냉매 충전 대상 부분에 냉매를 충전할 때에, 냉매를 공급하는 봄베 등의 냉매 봉입 용기 내의 온도 및 압력이 임계 온도 및 임계 압력을 넘는 상태이면, 냉매 봉입 용기 내의 이산화탄소가 초임계 상태로 된다. 그리고, 그 냉매 봉입 용기로부터 대략 진공 상태로 되어 있는 냉매 충전 대상 부분으로 냉매를 공급하기 시작하면, 냉매의 비엔탈피가 비교적 작은 경우에 있어서는, 압력이 급격하게 내려가는 것에 의하여 냉매가 드라이아이스 상태(고체 상태)로 상변화해 버리는 일이 있다. 냉매가 냉매 충전 대상 부분에 있어서 고체 상태로 상변화하면, 그 고체로 된 냉매에 의하여 냉매 충전 대상 부분을 구성하는 밸브나 관 내에 있어서의 냉매의 흐름이 저해되어 냉매 충전 완료까지의 시간이 길어지거나, 냉매 충전 후에 운전 가능하게 될 때까지의 시간(고체 상태의 냉매가 융해 혹은 승화할 때까지의 시간)이 길어지거나 한다.
이와 같은 문제를 해소하기 위해서, 제2 발명에 관련되는 냉매 충전 방법에서는, 우선, 제1 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매가 봉입된 냉매 봉입 용기를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각한 후에, 냉동 장치의 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 충전 개시부터 냉매 충전 대상 부분의 압력이 소정의 압력으로 상승할 때까지, 비엔탈피가 비교적 큰 가스 상태의 냉매를 충전하고, 그 후, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 양이 될 때까지, 가스 상태의 냉매에 비하여 밀도가 큰 액 상태의 냉매를 충전하도록 하고 있다. 이 방법에 의하면, 충전 초기에 있어서는, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피할 수 있는 것과 함께, 그 후의 제2 냉매 충전 스텝에 있어서는, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피하면서, 액 상태의 냉매를 충전하는 것에 의하여, 냉매 충전의 속도를 높일 수 있기 때문에, 고체 상태의 냉매(드라이아이스)가 장해로 되어 충전 시간이 길어지거나, 냉매 충전 시간의 단축이나 냉매 충전 후에 운전 가능하게 될 때까지의 시간이 길어지거나 하는 문제를 억제할 수 있다.
또한, 이 냉매 충전 방법에서는, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피할 수 있도록 하기 위해서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 내보내는 냉매 봉입 용기를, 31℃ 이하가 되도록 냉각하는 것으로, 냉매 봉입 용기 중의 냉매는, 초임계 상태가 아닌 상태(즉, 액 상태나 가스 상태가 존재할 수 있는 상태)로 하고, 게다가 냉매 봉입 용기로부터 가스 상태의 냉매를 냉매 충전 대상 부분으로 보내도록 하고 있다. 이것에 의하여, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피할 수 있다.
제3 발명에 관련되는 냉매 충전 방법은, 제1 또는 제2 발명에 관련되는 냉매 충전 방법에 있어서, 소정의 압력은 0.52MPa이다.
이 냉매 충전 방법에서는, 냉매 충전 대상 부분의 압력이, 이산화탄소의 삼중점 온도(－56.56℃)에 상당하는 0.52MPa까지 도달한 후에, 제1 냉매 충전 스텝으로부터 제2 냉매 충전 스텝으로 이행하도록 하고 있기 때문에, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피할 수 있다.
제4 발명에 관련되는 냉매 충전 방법은, 제1 또는 제2 발명에 관련되는 냉매 충전 방법에 있어서, 소정의 압력은 1MPa 이상 1.4MPa 이하의 범위이다.
이 냉매 충전 방법에서는, 냉매 충전 대상 부분의 압력이, 냉동 장치의 냉매 회로를 구성하는 사용 부품 중 냉매 충전 대상 부분 및 그 근방 부분을 구성하는 밸브 등의 사용 부품의 최저 사용 온도(－40℃로부터 -30℃의 범위)에 상당하는 1MPa 이상 1.4MPa 이하의 범위까지 도달한 후에, 제1 냉매 충전 스텝으로부터 제2 냉매 충전 스텝으로 이행하도록 하고 있기 때문에, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피하는 것에 더하여, 냉매 회로의 사용 부품의 보호를 도모할 수 있다.
제5 발명에 관련되는 냉매 충전 방법은, 제1 또는 제2 발명에 관련되는 냉매 충전 방법에 있어서, 소정의 압력은 3.49MPa이다.
이 냉매 충전 방법에서는, 냉매 충전 대상 부분의 압력이 물의 융점(0℃)에 상당하는 3.49MPa까지 도달한 후에, 제1 냉매 충전 스텝으로부터 제2 냉매 충전 스텝으로 이행하도록 하고 있기 때문에, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피하는 것에 더하여, 밸브나 관 외표면 등에 있어서의 착빙(着氷)이나 다량의 결로의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 냉매로서 이산화탄소를 사용한 냉동 장치의 일례로서의 공기 조화 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법에 사용되는 봄베 및 냉매 충전 유닛이 접속된 상태의 공기 조화 장치의 개략 구성도이다.
도 3은 이산화탄소의 모리엘 선도(線圖)(출전：Fundamentals: 2005 Ashrae Handbook: Si Edition)이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법에 사용되는 봄베 및 냉매 충전 유닛이 접속된 상태의 공기 조화 장치의 개략 구성도이다.
이하, 도면에 기초하여, 본 발명에 관련되는 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서의 냉매 충전 방법의 실시예에 관하여 설명한다.
(1) 공기 조화 장치의 구성
도 1은, 냉매로서 이산화탄소를 사용한 냉동 장치의 일례로서의 공기 조화 장치(1)의 개략 구성도이다. 공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클 운전을 행하는 것에 의하여, 빌딩 등의 실내의 냉난방에 사용되는 장치이다. 공기 조화 장치(1)는, 1대의 열원 유닛(2)과, 복수 대(여기에서는, 2대)의 이용 유닛(4, 5)과, 열원 유닛(2)과 이용 유닛(4, 5)을 접속하는 냉매 연락관으로서의 제1 냉매 연락관(6) 및 제2 냉매 연락관(7)을 구비하고 있다. 즉, 공기 조화 장치(1)의 증기 압축식의 냉매 회로(10)는, 열원 유닛(2)과 이용 유닛(4, 5)과 냉매 연락관(6, 7)이 접속되는 것에 의하여 구성된 세퍼레이트(separate)형의 공기 조화 장치이다. 그리고, 냉매 회로(10) 내에는, 이산화탄소가 냉매로서 봉입되어 있어, 후술한 바와 같이, 압축되고, 냉각되고, 감압되고, 증발된 후에, 다시 압축된다고 하는 냉동 사이클 운전이 행해지도록 되어 있다.
＜이용 유닛＞
이용 유닛(4, 5)은, 실내의 천정에 매입이나 걸이 등에 의하여, 또는, 실내의 벽면에 벽걸이 등에 의하여 설치되거나, 천정 이측(離側) 공간이나 벽 이측 공간 등에 설치되는 것과 함께 덕트 등을 통하여 실내 공간에 접속되어 있다. 이용 유닛(4, 5)은, 냉매 연락관(6, 7)을 통하여 열원 유닛(2)에 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.
다음으로, 이용 유닛(4, 5)의 구성에 관하여 설명한다. 덧붙여, 이용 유닛(4)과 이용 유닛(5)은 마찬가지의 구성이기 때문에, 여기에서는, 이용 유닛(4)의 구성만 설명하고, 이용 유닛(5)의 구성에 관해서는, 각각, 이용 유닛(4)의 각 부를 나타내는 40번대의 부호 대신에 50번대의 부호를 붙이고, 각부의 설명을 생략한다.
이용 유닛(4)은, 주로, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하는 이용측 냉매 회로(10a)(이용 유닛(5)에서는, 이용측 냉매 회로(10b))를 가지고 있다. 이 이용측 냉매 회로(10a)는, 주로, 이용측 팽창 기구(41)와 이용측 열교환기(42)를 가지고 있다.
이용측 팽창 기구(41)는 냉매를 감압하기 위한 기구이고, 여기에서는, 이용측 냉매 회로(10a) 내를 흐르는 냉매의 유량의 조절 등을 행하기 위해서, 이용측 열교환기(42)의 일단(一端)에 접속된 전동 팽창 밸브이다. 이용측 팽창 기구(41)는, 그 일단이 이용측 열교환기(42)에 접속되고, 그 타단(他端)이 제1 냉매 연락관(6)에 접속되어 있다.
이용측 열교환기(42)는, 냉매의 가열기 또는 냉각기로서 기능하는 열교환기이다. 이용측 열교환기(42)는, 그 일단이 이용측 팽창 기구(41)에 접속되고, 그 타단이 제2 냉매 연락관(7)에 접속되어 있다.
이용 유닛(4)은, 여기에서는, 유닛 내에 실내 공기를 흡입하고, 다시 실내에 공급하기 위한 이용측 팬(43)을 구비하고 있어, 실내 공기와 이용측 열교환기(42)를 흐르는 냉매를 열교환시키는 것이 가능하다. 이용측 팬(43)은, 팬 모터(43a)에 의하여 회전 구동되도록 되어 있다.
＜열원 유닛＞
열원 유닛(2)은, 실외에 설치되어 있고, 냉매 연락관(6, 7)을 통하여 이용 유닛(4, 5)에 접속되어 있고, 이용 유닛(4, 5)의 사이에서 냉매 회로(10)를 구성하고 있다.
다음으로, 열원 유닛(2)의 구성에 관하여 설명한다. 열원 유닛(2)은, 주로, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하는 열원측 냉매 회로(10c)를 가지고 있다. 이 열원측 냉매 회로(10c)는, 주로, 압축기(21)와 전환 기구(22)와 열원측 열교환기(23)와 열원측 팽창 기구(24)와 제1 폐쇄 밸브(26)와 제2 폐쇄 밸브(27)를 가지고 있다.
압축기(21)는, 여기에서는, 압축기 구동 모터(21a)에 의하여 구동되는 밀폐식 압축기이다. 덧붙여, 압축기(21)는, 여기에서는, 1대뿐이지만, 이것에 한정되지 않고, 이용 유닛의 접속 대수 등에 따라, 2대 이상의 압축기가 병렬로 접속되어 있어도 무방하다. 또한, 열원측 냉매 회로(10c)에는, 압축기(21)의 흡입 측에 어큐뮬레이터(accumulator, 28)가 설치되어 있다. 어큐뮬레이터(28)는, 전환 기구(22)와 압축기(21)와의 사이에 접속되어 있고, 이용 유닛(4, 5)의 운전 부하의 변동 등에 따라 냉매 회로(10) 내에 발생하는 잉여 냉매를 모으는 것이 가능한 용기이다.
전환 기구(22)는, 냉매 회로(10) 내에 있어서의 냉매의 흐름의 방향을 전환하기 위한 기구이고, 냉방 운전 시에는, 열원측 열교환기(23)를 압축기(21)에 의하여 압축되는 냉매의 냉각기로서, 또한, 이용측 열교환기(42, 52)를 열원측 열교환기(23)에 있어서 냉각된 냉매의 가열기로서 기능시키기 위해서, 압축기(21)의 토출(吐出)측과 열원측 열교환기(23)의 일단을 접속하는 것과 함께 압축기(21)의 흡입측과 제2 폐쇄 밸브(27)를 접속하고(도 1의 전환 기구(22)의 실선을 참조), 난방 운전 시에는, 이용측 열교환기(42, 52)를 압축기(21)에 의하여 압축되는 냉매의 냉각기로서, 또한, 열원측 열교환기(23)를 이용측 열교환기(42, 52)에 있어서 냉각된 냉매의 가열기로서 기능시키기 위해서, 압축기(21)의 토출측과 제2 폐쇄 밸브(27)를 접속하는 것과 함께 압축기(21)의 흡입측과 열원측 열교환기(23)의 일단을 접속하는 것이 가능하다(도 1의 전환 기구(22)의 파선을 참조). 전환 기구(22)는, 압축기(21)의 흡입측, 압축기(21)의 토출측, 열원측 열교환기(23) 및 제2 폐쇄 밸브(27)에 접속된 사방 전환 밸브(a four-way switch valve)이다. 덧붙여, 전환 기구(22)는, 사방 전환 밸브에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 복수의 전자 밸브를 조합하는 등에 의하여, 상술과 마찬가지의 냉매의 흐름의 방향을 전환하는 기능을 가지도록 구성한 것이어도 무방하다.
열원측 열교환기(23)는, 냉매의 냉각기 또는 가열기로서 기능하는 열교환기이다. 열원측 열교환기(23)는, 그 일단이 전환 기구(22)에 접속되어 있고, 그 타단이 열원측 팽창 기구(24)에 접속되어 있다.
열원 유닛(2)은, 유닛 내에 실외 공기를 흡입하고, 다시 실외에 배출하기 위한 열원측 팬(29)을 가지고 있다. 이 열원측 팬(29)은, 실외 공기와 열원측 열교환기(23)를 흐르는 냉매를 열교환시키는 것이 가능하다. 열원측 팬(29)은, 팬 모터(29a)에 의하여 회전 구동되도록 되어 있다. 덧붙여, 열원측 열교환기(23)의 열원으로서는, 실외 공기에 한정되는 것은 아니고, 물 등의 다른 열매체여도 무방하다.
열원측 팽창 기구(24)는, 냉매를 감압하기 위한 기구이고, 여기에서는, 열원측 냉매 회로(10c) 내를 흐르는 냉매의 유량의 조절 등을 행하기 위해서, 열원측 열교환기(23)의 타단에 접속된 전동 팽창 밸브이다. 열원측 팽창 기구(24)는, 그 일단이 열원측 열교환기(23)에 접속되고, 그 타단이 제1 폐쇄 밸브(26)에 접속되어 있다. 또한, 열원측 냉매 회로(10c)에는, 열원측 팽창 기구(24)를 바이패스(bypass)하도록 역지(逆止) 기구 (25)가 설치되어 있다. 역지 기구(25)는, 일 방향으로 향하는 냉매의 흐름을 허용하고, 또한, 역방향으로 향하는 냉매의 흐름을 차단하는 기구이고, 여기에서는, 열원측 열교환기(23)로부터 제1 폐쇄 밸브(26)로 향하는 냉매의 흐름을 허용하지만, 제1 폐쇄 밸브(26)로부터 열원측 열교환기(23)로 향하는 냉매의 흐름을 차단하도록 설치된 역지 밸브이다.
제1 폐쇄 밸브(26)는, 열원 유닛(2)과 이용 유닛(4, 5)과의 사이에서 냉매를 교환하기 위한 제1 냉매 연락관(6)이 접속되는 밸브이고, 열원측 팽창 기구(24)에 접속되어 있다. 제2 폐쇄 밸브(27)는, 열원 유닛(2)과 이용 유닛(4, 5)과의 사이에서 냉매를 교환하기 위한 제2 냉매 연락관(7)이 접속되는 밸브이고, 전환 기구(22)에 접속되어 있다. 여기서, 제1 및 제2 폐쇄 밸브(26, 27)는, 냉매 회로(10)의 외부와 연통(連通) 가능한 서비스 포트(service port)를 구비한 삼방 밸브이다.
＜냉매 연락관＞
냉매 연락관(6, 7)은, 공기 조화 장치(1)를 설치 장소에 설치할 때에, 현지에서 시공되는 냉매관이다. 이들의 냉매 연락관(6, 7)은, 이용 유닛과 열원 유닛과의 조합 등에 의하여 정해지는 장치 용량의 조건이나 설치 장소의 조건 등에 따라 여러 가지의 관경(管徑)이나 길이를 가지는 것이 사용된다.
이상과 같이, 이용측 냉매 회로(10a, 10b)와 열원측 냉매 회로(10c)와 냉매 연락관(6, 7)이 접속되어, 냉매 회로(10)가 구성되어 있다.
(2) 공기 조화 장치의 동작
다음으로, 공기 조화 장치(1)의 동작에 관하여 설명한다.
＜냉방 운전＞
냉방 운전 시는, 전환 기구(22)가 도 1의 실선으로 도시되는 상태, 즉, 압축기(21)의 토출측이 열원측 열교환기(23)에 접속되고, 또한, 압축기(21)의 흡입측이 제2 폐쇄 밸브(27)에 접속된 상태로 되어 있다. 열원측 팽창 기구(24)는 완전 닫힘 상태로 되어 있다. 폐쇄 밸브(26, 27)는 열림 상태로 되어 있다. 각 이용측 팽창 기구(41, 51)는, 이용측 열교환기(42, 52)의 부하에 따라 개도(開度) 조절되도록 되어 있다.
이 냉매 회로(10)의 상태에 있어서, 압축기(21), 열원측 팬(29) 및 이용측 팬(43, 53)을 기동하면, 저압의 냉매는, 압축기(21)에 흡입되고 압축되어 고압의 냉매로 된다. 그 후, 고압의 냉매는, 전환 기구(22)를 경유하여 열원측 열교환기(23)에 보내지고, 열원측 팬(29)에 의하여 공급되는 실외 공기와 열교환을 행하여 냉각된다. 그리고, 열원측 열교환기(23)에 있어서 냉각된 고압의 냉매는, 역지 기구(25), 제1 폐쇄 밸브(26) 및 제1 냉매 연락관(6)을 경유하여, 이용 유닛(4, 5)에 보내진다. 이 이용 유닛(4, 5)에 보내진 고압의 냉매는, 각 이용측 팽창 기구(41, 51)에 의하여 감압되어 저압의 기액 2상(氣液二相) 상태의 냉매로 되어 각 이용측 열교환기(42, 52)에 보내지고, 각 이용측 열교환기(42, 52)에 있어서 실내 공기와 열교환을 행하여 가열되는 것에 의하여 증발하여 저압의 냉매로 된다.
이 이용측 열교환기(42, 52)에 있어서 가열된 저압의 냉매는, 제2 냉매 연락관(7)을 경유하여 열원 유닛(2)에 보내지고, 제2 폐쇄 밸브(27) 및 전환 기구(22)를 경유하여, 어큐뮬레이터(28)에 유입한다. 그리고, 어큐뮬레이터(28)에 유입한 저압의 냉매는, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.
＜난방 운전＞
난방 운전 시는, 전환 기구(22)가 도 1의 파선으로 도시되는 상태, 즉, 압축기(21)의 토출측이 제2 폐쇄 밸브(27)에 접속되고, 또한, 압축기(21)의 흡입측이 열원측 열교환기(23)에 접속된 상태로 되어 있다. 열원측 팽창 기구(24)는, 냉매를 열원측 열교환기(23)에 있어서 증발시키는 것이 가능한 압력까지 감압하기 위해서 개도 조절되도록 되어 있다. 또한, 제1 폐쇄 밸브(26) 및 제2 폐쇄 밸브(27)는, 열림 상태로 되어 있다. 이용측 팽창 기구(41, 51)는, 이용측 열교환기(42, 52)의 부하에 따라 개도 조절되도록 되어 있다.
이 냉매 회로(10)의 상태에 있어서, 압축기(21), 열원측 팬(29) 및 이용측 팬(43, 53)을 기동하면, 저압의 냉매는, 압축기(21)에 흡입되어 임계 압력을 넘는 압력까지 압축되어 고압의 냉매로 된다. 이 고압의 냉매는, 전환 기구(22), 제2 폐쇄 밸브(27) 및 제2 냉매 연락관(7)을 경유하여, 이용 유닛(4, 5)에 보내진다.
그리고, 이용 유닛(4, 5)에 보내진 고압의 냉매는, 이용측 열교환기(42, 52)에 있어서, 실내 공기와 열교환을 행하여 냉각된 후, 각 이용측 팽창 기구(41, 51)를 통과할 때에, 각 이용측 팽창 기구(41, 51)의 개도에 따라 감압된다.
이 이용측 팽창 기구(41, 51)를 통과한 냉매는, 제1 냉매 연락관(6)을 경유하여 열원 유닛(2)에 보내지고, 제1 폐쇄 밸브(26), 열원측 팽창 기구(24)를 경유하여 한층 더 감압된 후에, 열원측 열교환기(23)에 유입한다. 그리고, 열원측 열교환기(23)에 유입한 저압의 기액 2상 상태의 냉매는, 열원측 팬(29)에 의하여 공급되는 실외 공기와 열교환을 행하여 가열되는 것에 의하여 증발하여 저압의 냉매로 되어, 전환 기구(22)를 경유하여 어큐뮬레이터(28)에 유입한다. 그리고, 어큐뮬레이터(28)에 유입한 저압의 냉매는, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.
(3) 제1 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법
공기 조화 장치(1)의 현지 시공은, 열원 유닛(2) 및 이용 유닛(4, 5)이 현지에 설치되고, 배관 시공에 의하여, 열원 유닛(2) 및 이용 유닛(4, 5)이 냉매 연락관(6, 7)을 통하여 접속되는 것으로 냉매 회로(10)가 형성된 후에(여기에서는, 폐쇄 밸브(26, 27)는 닫힘 상태이다), 이하의 냉매 충전 작업이 행해진다.
본 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법에서는, 우선, 이용 유닛(4, 5)의 이용측 냉매 회로(10a, 10b) 및 냉매 연락관(6, 7)의 내부(이하, 냉매 충전 대상 부분이라 한다)를, 도시하지 않는 진공 펌프 등에 의하여 진공(매우 낮은 압력)으로 한다. 다음으로, 도 2에 도시되는 바와 같이, 열원 유닛(2)의 제2 폐쇄 밸브(27)의 서비스 포트에, 냉매(이산화탄소)가 봉입된 냉매 봉입 용기로서의 봄베(8)를, 냉매 충전 유닛(9)을 통하여 접속한다. 여기서, 도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법에 사용되는 봄베(8) 및 냉매 충전 유닛(9)이 접속된 상태의 공기 조화 장치(1)의 개략 구성도이다. 덧붙여, 봄베(8)의 냉매 충전 대상 부분에의 접속 위치는, 제2 폐쇄 밸브(27)의 서비스 포트에 한정되지 않고, 제1 폐쇄 밸브(26)의 서비스 포트라도 무방하고, 폐쇄 밸브(26, 27) 부근에 별도 차지 포트(charge port)가 설치되어 있는 경우에는, 이와 같은 차지 포트에 접속해도 무방하다.
여기서, 냉매 충전 유닛(9)은, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 봄베(8)로부터 냉매를 충전할 때에, 냉매의 기액 분리를 행하고, 기액 분리된 가스 냉매를 충전하거나, 기액 분리된 액(液) 냉매를 충전할 수 있도록 하기 위한 유닛이고, 주로, 입구관(91)과 기액 분리기(92)와 가스 출구관(93)과 액 출구관(94)과 합류관(95)을 가지고 있다.
입구관(91)은, 봄베(8) 내의 냉매를 기액 분리기(92)에 보내는 유로(流路)를 구성하고 있고, 그 일단이 봄베(8)에 접속되어 있고, 타단이 기액 분리기(92)에 접속되어 있다. 그리고, 입구관(91)에는, 봄베(8)로부터 기액 분리기(92)로의 냉매의 흐름을 개폐하는 입구 밸브(91a)가 설치되어 있다.
기액 분리기(92)는, 입구관(91)을 통해서 유입하는 냉매의 기액 분리를 행하기 위한 기기이며, 여기에서는, 그 상부에 기액 분리된 가스 냉매가 모이고, 하부에 기액 분리된 액 냉매가 모이는 구조를 가지고 있다.
가스 출구관(93)은, 기액 분리기(92)에 있어서 분리된 가스 냉매를 유출시키는 유로를 구성하고 있고, 그 일단이 기액 분리기(92)의 기액 분리된 가스 냉매가 모이는 부분에 접속되어 있고, 타단이 합류관(95)에 접속되어 있다. 그리고, 가스 출구관(93)에는, 기액 분리기(92)로부터 합류관(95)으로의 가스 냉매의 흐름을 개폐하는 가스 출구 밸브(93a)와 가스 출구관(93) 내를 흐르는 가스 냉매를 가열하는 가열기(93b)가 설치되어 있다.
액 출구관(94)은, 기액 분리기(92)에 있어서 분리된 액 냉매를 유출시키는 유로를 구성하고 있고, 그 일단이 기액 분리기(92)의 기액 분리된 액 냉매가 모이는 부분에 접속되어 있고, 타단이 합류관(95)에 접속되어 있다. 그리고, 액 출구관(94)에는, 기액 분리기(92)로부터 합류관(95)으로의 액 냉매의 흐름을 개폐하는 액 출구 밸브(94a)가 설치되어 있다.
합류관(95)은, 그 일단이 가스 출구관(93)의 타단 및 액 출구관(94)의 타단에 접속되어 있고, 타단이 제2 폐쇄 밸브(27)의 서비스 포트, 즉, 공기 조화 장치(1)의 냉매 충전 대상 부분에 접속되어 있다. 그리고, 합류관(95)에는, 압력계(95a)가 설치되어 있고, 냉매 충전 대상 부분의 압력에 상당하는 냉매의 압력을 계측할 수 있도록 되어 있다.
또한, 봄베(8)는, 중량계(96)에 재치(載置, 물건의 위에 다른 물건을 두는 것)되어 있고, 냉매 충전 대상 부분에 충전되는 냉매량을 계측할 수 있도록 되어 있다.
이와 같은 냉매 충전의 구성에 있어서, 우선, 제1 냉매 충전 스텝으로서, 입구 밸브(91a) 및 가스 출구 밸브(93a)를 열림 상태로 하고, 액 출구 밸브(94a)를 닫힘 상태로 하고, 가열기(93b)를 가동시킨 상태로 한다. 그러면, 봄베(8)로부터 나온 냉매는, 입구관(91)을 통해서 감압되면서 기액 분리기(92)로 유입하고, 가스 냉매와 액 냉매로 기액 분리된 후, 액 냉매는 기액 분리기(92) 내에 모이고, 가스 냉매는, 가열기(93b)에 의하여, 냉매 충전 대상 부분에 들어갈 때의 비엔탈피가 430kJ/kg 이상이 되도록 가열된 후에, 가스 출구관(93) 및 합류관(95)을 통해서 냉매 충전 대상 부분의 압력까지 감압되면서 냉매 충전 대상 부분에 유입하도록 된다. 구체적으로는, 냉매 충전 대상 부분에 들어갈 때의 냉매의 온도 및 압력이, 도 3에 도시되는 5개의 점 P1 ~ P5를 연결하는 선보다도 우측의 영역에 존재하도록, 가열기(93b)를 가동시킨다. 여기서, 점 P1은, 온도가 0℃에서 압력이 3.49MPa의 점이고, 점 P2는, 온도가 10℃에서 압력이 4.24MPa의 점이고, 점 P3는, 온도가 20℃에서 압력이 5.07MPa의 점이고, 점 P4는, 온도가 30℃에서 압력이 6.00MPa의 점이고, 점 P5는, 온도가 40℃에서 압력이 7.06MPa의 점이다. 여기서, 도 3은, 이산화탄소의 모리엘 선도[출전(出典)：Fundamentals: 2005 Ashrae Handbook: Si Edition]이다. 비엔탈피의 기준은 도 3에 있어서의 "기준 상태: h=200.0kJ/kg, s=1.00kJ/(kgㆍK) for 0℃에서 포화된 액체"가 기준이다.
이와 같은 제1 냉매 충전 스텝에 의하면, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피할 수 있게 된다.
즉, 도 3에 도시하는 바와 같이, 이산화탄소의 임계점 CP(임계 온도: 약 31℃, 임계 압력：약 7.3MPa)에 있어서의 온도 및 압력보다도 높은 냉매로서의 이산화탄소는, 비엔탈피가 430kJ/kg 미만이면, 급격한 압력 저하가 일어났을 때에, 도 3에 있어서의 압력이 0.52MPa 이하에서 비엔탈피가 430kJ/kg 미만의 영역으로 상변화하여, 고체 상태로 변화하여 버린다. 예를 들면, 봄베(8) 내의 냉매의 온도가 40℃에서 또한 압력이 12MPa의 초임계 상태(도 3의 점 Q1 참조)인 경우에 있어서, 냉매 충전 유닛(9)을 통하는 일 없이, 직접적으로 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매 충전을 행하면, 충전 초기에는, 냉매 충전 대상 부분의 압력이 이산화탄소의 삼중점 압력인 0.52MPa보다도 낮은 것으로부터, 점 Q1의 상태로부터 이산화탄소의 삼중점(삼중점 온도：－56.56℃, 삼중점 압력：0.52MPa)보다도 온도 및 압력이 낮은 점 Q2의 상태로 상변화하여, 고체 상태로 변화하게 된다. 이것을 막기 위해서, 여기에서는, 봄베(8)를 나와 감압된 후(예를 들면, 냉매가 약 6MPa까지 감압되는 경우를 상정하는, 도 3의 점 Q3 참조)에, 기액 분리기(92)에 있어서 기액 분리된 가스 냉매(도 3의 점 Q4 참조)를 가열기(93b)에 의하여 가열하여, 냉매 충전 대상 부분에 들어갈 때의 가스 냉매의 비엔탈피가 430kJ/kg 이상이 되도록 하고 있다(도 3의 점 Q5 참조). 이것에 의하여, 충전 초기에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 들어갈 때에 아무리 급격하게 압력이 저하하여도, 냉매가 고체 상태로 바뀌는 일은 없게 된다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 비엔탈피가 430kJ/kg 이상이면, 이산화탄소가 고체로 바뀔 일은 없기 때문이다.
그리고, 제1 냉매 충전 스텝을 계속하면, 냉매 충전 대상 부분이 승압되어, 압력계(95a)에 의하여 계측되는 압력이 소정의 압력으로서의 0.52MPa에 도달한다. 여기서, 소정의 압력으로서의 0.52MPa이란, 이산화탄소의 삼중점 온도(－56.56℃)에 상당하는 삼중점 압력이고, 냉매 충전 대상 부분의 압력이 이 압력 이상이 될 때까지, 냉매 충전 대상 부분에 냉매를 충전하면, 도 3에 도시되는 바와 같이, 그 후는, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피할 수 있기 때문이다.
그리고, 상술한 바와 같이, 압력계(95a)에 의하여 계측되는 압력이 0.52MPa에 도달하면, 제1 냉매 충전 스텝을 종료하고, 제2 냉매 충전 스텝으로 이행한다. 제2 냉매 충전 스텝에서는, 액 출구 밸브(94a)를 열림 상태로 하고, 가스 출구 밸브(93a)를 닫힘 상태로 한다. 그러면, 봄베(8)로부터 나온 냉매는, 입구관(91)을 통해서 감압되면서 기액 분리기(92)에 유입하고, 가스 냉매와 액 냉매로 기액 분리된 후, 가스 냉매는 기액 분리기(92) 내에 모이고, 액 냉매는, 액 출구관(94) 및 합류관(95)을 통해서 냉매 충전 대상 부분의 압력까지 감압되면서 냉매 충전 대상 부분에 유입하게 된다.
이와 같은 제2 냉매 충전 스텝에 의하면, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 액 상태의 냉매(도 3의 점 Q6 참조)를 충전하는 것에 의하여, 냉매 충전의 속도를 높일 수 있게 된다.
그리고, 제2 냉매 충전 스텝을 계속하면, 제1 및 제2 냉매 충전 스텝을 통해서 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 양에 도달한다. 여기에서는, 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량은, 중량계(96)에 의하여 계측된 봄베(8)의 중량 변화의 값으로부터 얻어진다.
이상과 같이, 제1 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법에서는, 우선, 제1 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 연락관(6, 7)을 포함하는 냉매 충전 대상 부분(여기에서는, 공기 뽑기된 이용 유닛(4, 5)의 이용측 냉매 회로(10a, 10b) 및 냉매 연락관(6, 7))에 대하여, 충전 개시부터 냉매 충전 대상 부분의 압력이 소정의 압력으로 상승할 때까지, 비엔탈피가 비교적 큰 가스 상태의 냉매를 충전하고, 그 후, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 양이 될 때까지, 가스 상태의 냉매에 비해 밀도가 큰 액 상태의 냉매를 충전하도록 하고 있다. 이 방법에 의하면, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피할 수 있는 것과 함께, 그 후의 제2 냉매 충전 스텝에 있어서는, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피하면서, 액 상태의 냉매를 충전하는 것에 의하여, 냉매 충전의 속도를 높일 수 있기 때문에, 고체 상태의 냉매(드라이아이스)가 장해로 되어 충전 시간이 길어지거나, 냉매 충전 시간의 단축이나 냉매 충전 후에 운전 가능하게 될 때까지의 시간이 길어지거나 하는 문제를 억제할 수 있다.
그리고, 이 냉매 충전 방법에서는, 냉매 충전 대상 부분의 압력이, 이산화탄소의 삼중점 온도(－56.56℃)에 상당하는 0.52MPa까지 도달한 후에, 제1 냉매 충전 스텝으로부터 제2 냉매 충전 스텝으로 이행하도록 하고 있기 때문에, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피할 수 있다.
게다가, 이 냉매 충전 방법에서는, 충전 초기의 제1 냉매 충전 스텝에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피할 수 있도록 하기 위해서, 냉매가 봉입된 냉매 봉입 용기로서의 봄베(8)로부터 가스 상태의 냉매를, 냉매 충전 대상 부분으로 들어갈 때의 비엔탈피가 430kJ/kg 이상이 되도록 가열하는 것으로, 냉매 충전 대상 부분의 압력이 이산화탄소의 삼중점 압력(0.52MPa)보다도 낮은 경우여도, 냉매의 고체 상태로의 상변화가 생기지 않도록 하여, 냉매 충전 대상 부분에 보내도록 하고 있다. 이것에 의하여, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피할 수 있다.
덧붙여, 이 냉매 충전 방법에서는, 냉매 충전 대상 부분에 들어갈 때의 냉매의 비엔탈피가 430kJ/kg 이상이 되도록 하기 위해서, 가스 출구관(93)에 가열기(93b)를 설치하고 있지만, 가열기(93b)를 설치하는 대신에 가스 출구관(93)의 길이를 길게 하여, 가스 출구관(93)에 단열재 등을 감지 않고, 그 배관의 주위의 공기에 의한 전열(傳熱)을 이용하는 것으로, 가스 출구관(93) 내를 흐르는 냉매를 가열한다고 하는 구성을 채용하는 것도 가능하다.
(4) 제1 실시예의 변형예 1
상술한 냉매 충전 방법에서는, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피하는 것을 고려하여, 냉매 충전 대상 부분의 압력이, 이산화탄소의 삼중점 온도(－56.56℃)에 상당하는 0.52MPa까지 도달한 후에, 제1 냉매 충전 스텝으로부터 제2 냉매 충전 스텝으로 이행하도록 하고 있지만, 이 고려에 더하여, 공기 조화 장치(1)의 냉매 회로(10)를 구성하는 사용 부품 중 냉매 충전 대상 부분 및 그 근방 부분을 구성하는 밸브 등의 사용 부품의 보호를 도모하기 위해서, 냉매 회로(10)를 구성하는 사용 부품의 최저 사용 온도를 고려하도록 하여도 무방하다. 여기서, 공기 조화 장치(1)의 냉매 회로(10)를 구성하는 사용 부품 중 냉매 충전 대상 부분 및 그 근방 부분을 구성하는 밸브 등의 사용 부품으로서는, 이용측 팽창 기구(41, 51)나 폐쇄 밸브(26, 27) 등이 있고, 이들의 최저 사용 온도는 -40℃로부터 -30℃의 범위의 것이 사용되기 때문에, 소정의 압력으로서는, 이 온도 범위에 상당하는 1MPa 이상 1.4MPa 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피하는 것에 더하여, 냉매 회로(10)의 사용 부품의 보호를 도모할 수 있다.
또한, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피하는 것이나 냉매 회로(10)의 사용 부품의 보호에 더하여, 밸브나 관 외표면(여기에서는, 제2 폐쇄 밸브(27)나 그 근방의 냉매관) 등에 있어서의 착빙이나 다량의 결로의 발생을 억제하기 위해서, 물의 융점을 고려하도록 하여도 무방하다. 여기서, 물의 융점은 0℃이기 때문에, 소정의 압력으로서는, 물의 융점에 상당하는 3.49MPa까지 도달한 후에, 제1 냉매 충전 스텝으로부터 제2 냉매 충전 스텝으로 이행하도록 하여도 무방하다. 이것에 의하여, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피하는 것이나 냉매 회로(10)의 사용 부품의 보호에 더하여, 밸브나 관 외표면 등에 있어서의 착빙이나 다량의 결로의 발생을 억제할 수 있다.
(5) 제1 실시예의 변형예 2
상술한 실시예 및 변형예 1의 냉매 충전 방법에 있어서, 가스 출구 밸브(93a) 및 액 출구 밸브(94a)로서 전동 밸브나 전자 밸브 등과 같은 자동 제어에 사용 가능한 밸브를 채용하는 것과 함께, 압력계(95a)로서 압력 센서나 압력 스위치 등과 같은 자동 제어에 사용 가능한 것을 채용하는 것으로, 제1 냉매 충전 스텝에 있어서, 압력계(95a)가 계측한 압력값이 소정의 압력에 도달하면, 자동적으로, 액 출구 밸브(94a)를 열림 상태로 하는 제어와, 가스 출구 밸브(93a)를 닫힘 상태로 하는 제어를 행하고, 제2 냉매 충전 스텝으로 자동적으로 이행하도록 하여도 무방하다.
또한, 중량계(96)로서 냉매 충전 대상 부분에 충전되는 냉매의 소정의 양을 설정하는 것이 가능한 것을 채용하고, 입구 밸브(91a)로서 전동 밸브나 전자 밸브 등과 같은 자동 제어에 사용 가능한 밸브를 채용하는 것으로, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 중량계(96)가 계측한 냉매량이 소정의 양에 도달하면, 입구 밸브(91a)를 닫힘 상태로 하는 제어를 행하여, 냉매 충전 작업을 자동적으로 종료하도록 하여도 무방하다.
덧붙여, 중량계(96)로서 냉매 충전 대상 부분에 충전되는 냉매의 소정의 양을 설정하는 대신에, 냉매 충전 유닛(9)의 구성 부품을 제어하는 제어부에 소정의 양을 설정하는 것과 함께, 중량계(96)에 의하여 계측된 봄베(8)의 중량 변화의 값에 상당하는 냉매량의 값이, 이 소정의 양에 도달했는지 여부를 판정하도록 하여도 무방하다.
또한, 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량을 계측하는 것으로서, 중량계(96) 대신에, 적산(積算) 유량계 등의 냉매 유량을 계측할 수 있는 것을 입구관(91)이나 합류관(95)에 설치하여, 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량을 계측하도록 하여도 무방하다.
(6) 제2 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법
공기 조화 장치(1)의 현지 시공은, 열원 유닛(2) 및 이용 유닛(4, 5)이 현지에 설치되고, 배관 시공에 의하여, 열원 유닛(2) 및 이용 유닛(4, 5)이 냉매 연락관(6, 7)을 통하여 접속되는 것으로 냉매 회로(10)가 형성된 후에(여기에서는, 폐쇄 밸브(26, 27)는 닫힘 상태이다), 이하의 냉매 충전 작업이 행해진다.
본 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법에서는, 우선, 이용 유닛(4, 5)의 이용측 냉매 회로(10a, 10b) 및 냉매 연락관(6, 7)의 내부(이하, 냉매 충전 대상 부분으로 한다)를, 도시하지 않는 진공 펌프 등에 의하여 진공(매우 낮은 압력)으로 한다. 다음으로, 도 4에 도시되는 바와 같이, 열원 유닛(2)의 제2 폐쇄 밸브(27)의 서비스 포트에, 냉매(이산화탄소)가 봉입된 냉매 봉입 용기로서의 봄베(8)를, 냉매 충전 유닛(109)을 통하여 접속한다. 여기서, 도 4는, 본 발명의 제2 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법으로 사용되는 봄베(8) 및 냉매 충전 유닛(109)이 접속된 상태의 공기 조화 장치(1)의 개략 구성도이다. 덧붙여, 봄베(8)의 냉매 충전 대상 부분에의 접속 위치는, 제2 폐쇄 밸브(27)의 서비스 포트에 한정되지 않고, 제1 폐쇄 밸브(26)의 서비스 포트라도 무방하고, 폐쇄 밸브(26, 27) 부근에 별도 차지 포트가 설치되어 있는 경우에는, 이와 같은 차지 포트에 접속하여도 무방하다.
여기서, 냉매 충전 유닛(109)은, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 봄베(8)로부터 냉매를 충전할 때에, 냉매의 기액 분리를 행하고, 기액 분리된 가스 냉매를 충전하거나, 기액 분리된 액 냉매를 충전할 수 있도록 하기 위한 유닛이고, 주로, 입구관(91)과, 기액 분리기(92)와, 가스 출구관(193)과, 기액 분리기(92)에 있어서 분리된 액 냉매를 유출시키는 액 출구관(94)과, 가스 출구관(193)을 흐르는 냉매와 액 출구관(94)을 흐르는 냉매가 합류하여 제2 폐쇄 밸브(27)의 서비스 포트에 접속되는 합류관(95)을 가지고 있다. 덧붙여, 냉매 충전 유닛(109)은, 가스 출구관(193)에 가열기(93b)가 설치되어 있지 않는 점을 제외하고는, 제1 실시예의 냉매 충전 유닛(9)과 마찬가지의 구성이기 때문에, 입구관(91), 기액 분리기(92), 가스 출구관(193), 액 출구관(94), 합류관(95)의 구성에 관해서는, 설명을 생략한다.
또한, 봄베(8)는, 중량계(96)에 재치되어 있고, 냉매 충전 대상 부분에 충전되는 냉매량을 계측할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 봄베(8)의 주위에는, 냉각수 등의 냉각 매체가 흐르는 냉각기(97)가 설치되어 있다.
이와 같은 냉매 충전의 구성에 있어서, 우선, 제1 냉매 충전 스텝으로서 냉각기(97)를 가동시켜 봄베(8)를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각한다. 그리고, 봄베(8)의 온도가 31℃ 이하가 된 것을 확인한 후에, 입구 밸브(91a) 및 가스 출구 밸브(93a)를 열림 상태로 하고, 액 출구 밸브(94a)를 닫힘 상태로 한다. 그러면, 봄베(8)로부터 나온 냉매는, 입구관(91)을 통해서 기액 분리기(92)로 유입하여, 가스 냉매와 액 냉매로 기액 분리된 후, 액 냉매는 기액 분리기(92) 내에 모이고, 가스 냉매는, 가스 출구관(193) 및 합류관(95)을 통해서 냉매 충전 대상 부분의 압력까지 감압되면서 냉매 충전 대상 부분에 유입하게 된다.
이와 같은 제1 냉매 충전 스텝에 의하면, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피할 수 있게 된다.
즉, 상술과 같이, 이산화탄소의 임계점 CP(임계 온도：약 31℃, 임계 압력：약 7.3MPa)에 있어서의 온도 및 압력보다도 높은 냉매로서의 이산화탄소는, 급격한 압력 저하가 일어났을 때에, 압력이 0.52MPa 이하가 되면 고체 상태로 상변화하여 버린다. 이것을 막기 위해서, 여기에서는, 냉각기(97)를 가동시켜 봄베(8)를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각하고 있기 때문에, 봄베(8) 안의 냉매는, 초임계 상태가 아닌 상태(즉, 액 상태나 가스 상태가 존재할 수 있는 상태)로 하여, 기액 분리기(92)에 있어서, 가스 냉매와 액 냉매로 기액 분리하고, 기액 분리된 가스 냉매를 냉매 충전 대상 부분으로 보내도록 하고 있다. 이것에 의하여, 충전 초기에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 들어갈 때에 급격하게 압력이 저하하여도, 냉매가 고체 상태로 바뀌는 것은 대부분 없게 된다.
그리고, 제1 냉매 충전 스텝을 계속하면, 냉매 충전 대상 부분이 승압되어, 압력계(95a)에 의하여 계측되는 압력이 소정의 압력으로서의 0.52MPa에 도달한다. 여기서, 소정의 압력으로서의 0.52MPa이란, 이산화탄소의 삼중점 온도(－56.56℃)에 상당하는 삼중점 압력이고, 냉매 충전 대상 부분의 압력이 이 압력 이상이 될 때까지, 냉매 충전 대상 부분에 냉매를 충전하면, 그 후는, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피할 수 있기 때문이다.
그리고, 상술한 바와 같이, 압력계(95a)에 의하여 계측되는 압력이 0.52MPa에 도달하면, 제1 냉매 충전 스텝을 종료하고, 제2 냉매 충전 스텝으로 이행한다. 제2 냉매 충전 스텝에서는, 액 출구 밸브(94a)를 열림 상태로 하고, 가스 출구 밸브(93a)를 닫힘 상태로 한다. 그러면, 봄베(8)로부터 나온 냉매는, 입구관(91)을 통해서 감압되면서 기액 분리기(92)로 유입하고, 가스 냉매와 액 냉매로 기액 분리된 후, 가스 냉매는 기액 분리기(92) 내에 모이고, 액 냉매는, 액 출구관(94) 및 합류관(95)을 통해서 냉매 충전 대상 부분의 압력까지 감압되면서 냉매 충전 대상 부분에 유입하게 된다.
이와 같은 제2 냉매 충전 스텝에 의하면, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 액 상태의 냉매를 충전하는 것에 의하여, 냉매 충전의 속도를 높일 수 있게 된다.
그리고, 제2 냉매 충전 스텝을 계속하면, 제1 및 제2 냉매 충전 스텝을 통해서 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 양에 도달한다. 여기에서는, 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량은, 중량계(96)에 의하여 계측된 봄베(8)의 중량 변화의 값으로부터 얻어진다.
이상과 같이, 제1 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법에서는, 우선, 제1 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 연락관(6, 7)을 포함하는 냉매 충전 대상 부분(여기에서는, 공기 뽑기된 이용 유닛(4, 5)의 이용측 냉매 회로(10a, 10b) 및 냉매 연락관(6, 7))에 대하여, 충전 개시부터 냉매 충전 대상 부분의 압력이 소정의 압력으로 상승할 때까지, 비엔탈피가 비교적 큰 가스 상태의 냉매를 충전하고, 그 후, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 양이 될 때까지, 가스 상태의 냉매에 비하여 밀도가 큰 액 상태의 냉매를 충전하도록 하고 있다. 이 방법에 의하면, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피할 수 있는 것과 함께, 그 후의 제2 냉매 충전 스텝에 있어서는, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피하면서, 액 상태의 냉매를 충전하는 것에 의하여, 냉매 충전의 속도를 높일 수 있기 때문에, 고체 상태의 냉매(드라이아이스)가 장해로 되어 충전 시간이 길어지거나, 냉매 충전 시간의 단축이나 냉매 충전 후에 운전 가능하게 될 때까지의 시간이 길어지거나 하는 문제를 억제할 수 있다.
그리고, 이 냉매 충전 방법에서는, 냉매 충전 대상 부분의 압력이, 이산화탄소의 삼중점 온도(－56.56℃)에 상당하는 0.52MPa까지 도달한 후에, 제1 냉매 충전 스텝으로부터 제2 냉매 충전 스텝으로 이행하도록 하고 있기 때문에, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피할 수 있다.
게다가, 이 냉매 충전 방법에서는, 충전 초기의 제1 냉매 충전 스텝에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 회피할 수 있도록 하기 위해서, 냉매가 봉입된 냉매 봉입 용기로서의 봄베(8)를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각하고, 봄베(8) 안의 냉매를 초임계 상태가 아닌 상태(즉, 액 상태나 가스 상태가 존재할 수 있는 상태)로 하고, 게다가 냉매 봉입 용기로부터 가스 상태의 냉매를 냉매 충전 대상 부분으로 보내도록 하는 것으로, 냉매 충전 대상 부분의 압력이 이산화탄소의 삼중점 압력(0.52MPa)보다도 낮은 경우여도, 냉매의 고체 상태로의 상변화가 생기지 않도록 하고 있다. 이것에 의해, 충전 초기에 있어서, 급격하게 압력이 내려가는 것에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피할 수 있다.
덧붙여, 이 냉매 충전 방법에서는, 봄베(8)를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각하기 위해서, 냉각기(97)를 설치하고 있지만, 봄베(8)의 주위의 기온이 낮을 때에는, 자연스럽게 봄베(8)의 온도가 31℃ 이하가 될 때까지 기다린다고 하는 방법을 채용하는 것도 가능하다.
(7) 제2 실시예의 변형예
상술한 제2 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법에 있어서도, 제1 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법의 변형예 1과 마찬가지로, 공기 조화 장치(1)의 냉매 회로(10)를 구성하는 사용 부품 중 냉매 충전 대상 부분 및 그 근방 부분을 구성하는 밸브 등의 사용 부품의 보호를 도모하기 위해서, 소정의 압력으로서, 냉매 회로(10)를 구성하는 사용 부품의 최저 사용 온도(－40℃로부터 -30℃의 범위)에 상당하는 1MPa 이상 1.4MPa 이하의 범위로 설정하거나, 밸브나 관 외표면 등에 있어서의 착빙이나 다량의 결로의 발생을 억제하기 위해서, 소정의 압력으로서, 물의 융점(0℃)에 상당하는 3.49MPa로 설정해도 무방하다.
이것에 의하여, 제2 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법에 있어서도, 제2 냉매 충전 스텝에 있어서, 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 냉매를 충전할 때의 압력의 저하에 의한 냉매의 고체 상태로의 상변화를 확실히 회피하는 것에 더하여, 냉매 회로(10)의 사용 부품의 보호를 도모하는 것이 가능하고, 또한, 밸브나 관 외표면 등에 있어서의 착빙이나 다량의 결로의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시예에 관련되는 냉매 충전 방법의 변형예 2와 마찬가지로, 제1 냉매 충전 스텝으로부터 제2 냉매 충전 스텝으로의 이행을 자동적으로 행하는 것이 가능한 구성으로 하여도 무방하고, 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 양에 도달했는지 여부의 판정을 자동적으로 행하는 것이나 그 판정에 기초하여 냉매 충전 작업을 자동적으로 종료시키는 것이 가능한 구성으로 하여도 무방하다.
(8) 다른 실시예
이상, 본 발명의 실시예 및 그 변형예에 관하여 도면에 기초하여 설명했지만, 구체적인 구성은, 이들의 실시예 및 그 변형예에 한정되는 것이 아니고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 변경 가능하다.
(A)
상술한 공기 조화 장치(1)에서는, 메이커의 제조 공장 등에서 미리 냉매로서의 이산화탄소가 봉입된 열원 유닛(2)을 현지에 반입하고, 현지에서는 이용 유닛(4, 5)의 이용측 냉매 회로(10a, 10b) 및 냉매 연락관(6, 7)에 냉매 충전을 하고 있지만, 열원 유닛(2)의 열원측 냉매 회로(10c)를 포함한 모든 냉매 충전을 현지에서 행하도록 하는 경우에도, 본 발명에 관련되는 냉매 충전 방법을 적용하는 것이 가능하다. 또한, 제조 공장 등에 있어서의 열원 유닛(2)의 열원측 냉매 회로(10c)에 대한 냉매 충전에 있어서도, 본 발명에 관련되는 냉매 충전 방법을 적용하는 것이 가능하다.
(B)
또한, 상술한 공기 조화 장치(1)가 아니고, 다른 냉동 장치에 대하여 본 발명에 관련되는 냉매 충전 방법을 적용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 메이커의 제조 공장 등에 있어서 냉동 사이클이 완성되고 냉매 충전도 행해지는 히트 펌프 급탕기에 있어서도, 본 발명에 관련되는 냉매 충전 방법을 이용하면, 냉매 충전 작업에 관하여 시간 단축을 도모할 수 있다.
본 발명을 이용하면, 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서의 냉매 충전 방법에 있어서, 냉매 충전 시간의 단축이나 냉매 충전 후에 운전 가능하게 될 때까지의 시간의 단축을 도모할 수 있다.
1 : 공기 조화 장치(냉동 장치)
2 : 열원 유닛
4, 5 : 이용 유닛
6 : 제1 냉매 연락관(냉매 연락관)
7 : 제2 냉매 연락관(냉매 연락관)
8 : 봄베(냉매 봉입 용기)

Claims (5)

  1. 이용 유닛(4, 5) 및 열원 유닛(2)을 가지고 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치(1)를 설치하고, 상기 이용 유닛과 상기 열원 유닛을 냉매 연락관(6, 7)을 통하여 접속한 후에, 상기 냉동 장치에 대하여 냉매의 충전을 행할 때의 냉매 충전 방법이고,
    냉매가 봉입된 냉매 봉입 용기(8)를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각한 후에, 냉매를 가스 상태의 냉매와 액(液) 상태의 냉매로 기액 분리하고,
    상기 기액 분리된 가스 상태의 냉매를, 상기 냉매 연락관을 포함하는 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 충전 개시부터 상기 냉매 충전 대상 부분의 압력이 소정의 압력으로 상승할 때까지, 충전하는 제1 냉매 충전 스텝과,
    상기 기액 분리된 액 상태의 냉매를, 상기 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 상기 제1 냉매 충전 스텝의 후로부터 상기 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 양이 될 때까지, 충전하는 제2 냉매 충전 스텝
    을 구비한 냉매 충전 방법.
  2. 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치(1)에 있어서의 냉매 충전 방법이고,
    냉매가 봉입된 냉매 봉입 용기(8)를 31℃ 이하가 될 때까지 냉각한 후에, 냉매를 가스 상태의 냉매와 액 상태의 냉매로 기액 분리하고,
    상기 기액 분리된 가스 상태의 냉매를, 상기 냉동 장치의 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 충전 개시부터 상기 냉매 충전 대상 부분의 압력이 소정의 압력에 도달할 때까지, 충전하는 제1 냉매 충전 스텝과,
    상기 기액 분리된 액 상태의 냉매를, 상기 냉매 충전 대상 부분에 대하여, 상기 제1 냉매 충전 스텝의 후로부터 상기 냉매 충전 대상 부분에 충전된 냉매량이 소정의 냉매량이 될 때까지, 충전하는 제2 냉매 충전 스텝
    을 구비한 냉매 충전 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소정의 압력은 0.52MPa인,
    냉매 충전 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,　
    상기 소정의 압력은 1MPa 이상 1.4MPa 이하의 범위인,
    냉매 충전 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소정의 압력은 3.49MPa인,
    냉매 충전 방법.
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