WO2002103265A1 - Refrigerateur - Google Patents

Description

技術分野

本発明は、 セパレー卜型の冷凍装置に関し、 さらに詳しくはセパレート型の冷 凍装置における現地冷媒充填時の冷媒充填量設定決定方式に関する。

明

^景技術 田

圧縮機、 凝縮器およびレシーバを具備した室外ュニッ 卜と、 膨張弁および蒸発 器を具備した室内ュニッ 卜とからなるセパレ一卜型の冷凍装置は、 従来から良く 知られていた。 上記構成のセパレ—卜型冷凍装置の場合、 予め室外ュニッ 卜に所 定量の冷媒を充填しておき、 現地設置時に室外ュニッ 卜と室内ュニッ 卜とを連絡 する連絡配管の長さに応じて不足する冷媒を追加するといぅ冷媒充填方式が採用 されていた。

上記したように、 冷媒充填量を現地工事レベルにより決定するようにした場合 、 機器の性能、 信頼性を左右する部分が現地工事レベルに依存することとなり、 冷凍装置の能力等を最大限に活かすことができない場合が生じていた。 発明の開示

この発明の目的は、 現地設置時の冷凍装置が必要とする冷媒量を充填し得るよ うにすることにより、 常に最適な冷媒充填量を確保できるようにすることにある _c 請求項 1に記載の冷凍装置は、 圧縮機と熱源側熱交換器とレシーバと膨張弁と 液配管と利用側熱交換器とガス配管とが接続されてなる冷媒回路と、 液面検出手 段とを備えている。 圧縮機は、 ガス冷媒を圧縮する。 レシーバは、 液冷媒を溜め る。 液配管は、 レシーバと膨張弁とを接続する。 ガス配管は、 利用側熱交換器と 圧縮機とを接続する。 液面検出手段は、 レシ一パ内の液面が所定位置になったこ とを検出する。

この冷凍装置では、 液面検出手段を備えているため、 冷媒回路内へ冷媒充填が 実施される場合において、 冷媒充填運転中にレシーバ内の液面が所定位置になつ たことを検出することが可能である。

これにより、 例えば、 液面が最高液位 （L m a x ) になったことを検出できる ようにしておけば、 冷媒回路内への冷媒の過充填を検知することができる。 また、 液配管やガス配管等の現地連絡配管の長さが測定できない場合においても、 レシ —バ内の所定液位 （L 0) を検出することで容易に必要な冷媒充填量が得られる。 請求項 2に記載の冷凍装置は、請求項 1において、 液面検出手段は、 バイパス 回路と温度検出手段とから構成されている。 バイパス手段は、 レシーバと圧縮機 の吸入側とを接続し、 かつ、 開閉弁と減圧機構と含む。温度検出手段は、 バイパ ス回路を流れる冷媒の温度を検出する。

この冷凍装置では、 液面検出手段が開閉弁と減圧機構とを含むバイパス回路と、 温度検出手段とから構成されているので、 低コス卜で確実な液面検出を行うこと ができる。

請求項 3に記載の冷凍装置は、請求項 1又は 2において、 冷媒回路の液配管内 が所定の密度の液冷媒で満たされる冷媒充填運転状態を現出しつつ冷媒回路への 冷媒充填を実施する冷媒充填運耘制御手段と、 液面検出手段からの検出信号に基 づいて冷媒充填運転制御手段による冷媒充填を終了する冷媒充填終了手段とをさ らに備えている。

この冷凍装置では、 冷媒回路内が所定の密度の液冷媒で満たされる冷媒充填運 転状態を現出しつつ冷媒回路への冷媒充填が実施され、 この冷媒充填運転中にお いてレシ一バ内の所定液面を検出した時点で冷媒充填が終了せしめられることと なるため、 冷媒充填の作業の信頼性が向上する。

請求項 4に記載の冷凍装置は、 請求項 3において、熱源側熱交換器は、 室外フ アンによって供給される空気を熱源とする空冷式の熱交換器である。 冷媒充填運 転制御手段は、 凝縮器として作動する熱源側熱交換器の凝縮圧力が所定値となる ように室外ファンを制御するとともに蒸発器として作動する利用側熱交換器の出 口における冷媒に所定の過熱度を付与せしめることができるように膨張弁を開度 制御する。

この冷凍装置では、 凝縮器として作動する熱源側熱交換器に必要以上の液冷媒 が溜め込まれることがなく、 しかも利用側熱交換器から圧縮機の吸入側に至るガ ス配管等はガス冷媒で満たされることとなるため、 液配管等が所定の密度の液冷 媒で満たされる冷媒充填運転状態を容易に現出することができる。 図面の簡単な説明

第 1図 （a ) は、 本願発明の実施の形態にかかる冷凍装置の冷凍サイクルを示 すプロック回路図である。

第 2図は、 本願発明の実施の形態にかかる冷凍装置における要部を示す拡大図 である。

第 3図は、 本願発明の他の実施の形態にかかる冷凍装置における要部を示す拡 大図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 添付の図面を参照して、 本願発明の好適な実施の形態について詳述する c このセパレ—卜型冷凍装置は、 図 1に示すように、 圧縮機 1、 室外ファン 6を 併設した空冷の凝縮器 2 (熱源側熱交換器） およびレシーバ 3を具備した室外ュ ニット と、 膨張弁 4および蒸発器 5 (利用側熱交換器） を具備した室内ュニッ 卜 Yとを連絡用の液配管 8およびガス配管 9で連絡してなる冷凍サイクル A (冷 媒回路） を備えている。前記液配管 8およびガス配管 9には、 現地配管部分 Zが 存在する。符号 7は室内ファンである。

前記レシーバ 3には、 図 2に示すように、 該レシーバ 3内の液面 Lが所定位置 L 0 になったことを検出する液面検出手段 1 0が付設されている。本実施の形態 においては、 該液面検出手段 1 0は、 前記レシーバ 3における所定位置 L 0 と前 記圧縮機 1の吸入管 1 1 とを接続し且つ液面検出時に開作動される電磁開閉弁 1 2および減圧機構として作用するキヤビラリチューブ 1 3を有するバイパス回路 1 4と、 該バイパス回路 1 4を流れる冷媒の温度を検出する温度検出手段として 作用するサーミス夕 1 5とによって構成されている。前記所定位置 L 0 は、 冷房 運転時に最も;令媒が不要な場合 （換言すれば、 冷媒循環量が最小の場合） にレシ ーバ 3内に溜まる液冷媒の液面とされる。 なお、 レシーバ 3内の液面 Lが、 冷房 運転時に最も冷房が必要な場合 （換言すれば、 冷媒循環量が最大の場合） に最低 位置 L m i nより低くならないように設定される。 符号 1 6は吸入圧力を検出す る圧力センサ一である。

前記冷凍サイクル Aには、 前記サ一ミス夕 1 5および圧力センサ一 1 6からの 検出信号が入力され、 前記圧縮機 1、 前記膨張弁 4、 前記室外フアン 6、 前記室 内ファン 7および前記電磁開閉弁 1 2に制御信号を出力するコントローラ 1 8が 付設されている。

前記コントローラ 1 8は、 前記液配管 8内が所定の密度の液冷媒で満たされる 冷媒充填運転状態を現出しつつ前記冷凍サイクル Aへの冷媒充填を実施する冷媒 充填運転制御手段としての機能と、 前記液面検出手段 1 0からの検出信号に基づ いて前記冷媒充填運転制御手段による冷媒充填を終了する冷媒充填終了手段とし ての機能とを有している。 なお、 本実施の形態においては、 前記冷媒充填運転制 御手段は、 前記凝縮器 2における凝縮圧力が所定値 （即ち、 凝縮器 2に必要以上 の液冷媒が溜め込まれることがない状態） となるように前記室外フアン 6を制御 するとともに前記蒸発器 5の出口における冷媒に所定の過熱度を付与せしめるこ とができるように （即ち、 蒸発器 5から圧縮機 1に至るガス配管 9内がガス冷媒 で満たされるように） 前記膨張弁 4を開度制御するものとされている。 上記冷媒 充填は、 室外ュニッ卜 Xと現地連絡配管部分 Zとを接続する閉鎖弁 （図示省略） を介して行われる。

上記のように構成された冷凍装置における冷媒充填時の作用を説明する。 コントローラ 1 8からの制御信号により、 前記凝縮器 2における凝縮圧力が所 定値 （即ち、 凝縮器 2に必要以上の液冷媒が溜め込まれることがない状態） とな るように前記室外フアン 6を制御するとともに前記蒸発器 5の出口における冷媒 に所定の過熱度を付与せしめることができるように （即ち、 蒸発器 5から圧縮機 1に至るガス配管 9内がガス冷媒で満たされるように） 前記膨張弁 4を開度制御 することにより、 前記液配管 8内が所定の密度の液冷媒で満たされる冷媒充填運 転状態を現出しつつ前記冷凍サイクル Aへの冷媒充填を実施する。 この時、 電磁 開閉弁 1 2は開状態とされる。

すると、 冷凍サイクル A内の冷媒循環量が徐々に増大し、 レシーバ 3内の冷媒 の液面 Lが上昇してくる。 そして、 該液面 Lがバイパス回路 1 4の入口である所 定位置 L 0 に到達すると、 バイパス回路 1 4に飽和状態の液冷媒が流れ込むこと となる。 それまでは、 バイパス回路 1 4には、 レシーバ 3の気相部に充満する飽 和ガス冷媒が流れており、 サーミスタ 1 5はこのガス冷媒の温度を検知している c 上記したようにして、 ノ ィパス回路 1 4に流れ込んだ飽和液冷媒は、 キヤビラ リチューブ 1 3で減圧されて蒸発するため、 サーミスタ 1 5の検知温度が急激に 低下する。 従って、 この急激な温度低下を検知することにより、 液面検知が行う ことができることとなっている。 しかして、 当該液面検知が行われた時点で冷媒 充填が終了せしめられる。

上記した冷媒充填により、 冷凍サイクル Aにおいて必要とする冷媒充填量が得 られることとなり、 現地連絡配管の長さが測定できない場合であつても必要な冷 媒充填量が容易に得られるとともに、 機器の信頼性も向上する。

しかも、 凝縮器 2における凝縮圧力が所定値 （即ち、 凝縮器 2に必要以上の液 冷媒が溜め込まれることがない状態） となるように前記室外フアン 6を制御する とともに前記蒸発器 5の出口における冷媒に所定の過熱度を付与せしめることが できるように （即ち、 蒸発器 5から圧縮機 1に至るガス配管 9内がガス冷媒で満 たされるように） 前記膨張弁 4を開度制御するようにしているので、 液配管 8内 が所定の密度の液冷媒で満たされる冷媒充填運転状態を容易に現出することがで きる。

上記レシーバ 3の容量は、 冷房サイクルで最も液面 Lが低下する時 （即ち、 凝 縮圧力が高く、 液配管 8における液冷媒密度が大きい場合） に判定した冷媒充填 量で、 最も冷媒が余剰となる運転状態でレシーバ 3から溢れ出ることがないよう に選定することが C O Pの悪化を防止する上で肝要である。

ところで、 従来公知の冷凍装置において、 図 3に示すように、 レシーバ 3の上 端部 L m a xと圧縮機 1の吸入管 1 1 とを接続し且つ電磁開閉弁 2 0およびキヤ ビラリチューブ 2 1を有するバイパス回路 1 9を設けて、 デフロス卜運転時の保 護装置として作用させるようにしたものがあるが、 このバイパス回路 1 9にサー ミスタ 2 2を付設すれば、 冷媒過充填検知を行うことができる。 つまり、 冷媒充 填後の試運転時に、 サーミスタ 2 2によりレシーバ 3内の液冷蝶の液面 Lが最高 液位 L m a xに到達したことを検知することができるのである。 この時には、 前 述の液面検出手段 1 0としては、 液面センサーが採用される。

上記実施の形態においては、 冷房専用機について説明したが、 室外ュニッ卜 X における圧縮機 1の吐出側に四路切換弁を設けて、 冷凍サイクル Aを冷媒が可逆 流通できるように構成した冷暖房可能な冷凍装置にも本願発明は適用可能である _c 産業上の利用可能性

本発明を利用すれば、 現地設置時の冷凍装置が必要とする冷媒量を充填し得る ようにすることにより、 常に最適な冷媒充填量を確保できる。

Claims

請 求 の 範 囲

1. ガス冷媒を圧縮する圧縮機 （.1 ) と、 熱源側熱交換器 （2) と、 液冷媒を溜 めるためのレシーバ （3) と、 膨張弁 （4) と、 前記レシーバ （3) と前記膨張 弁 （4) とを接続する液配管 （8) と、 利用側熱交換器 （5) と、 前記利用側熱 交換器 （5) と前記圧縮機 (1 ) とを接続するガス配管 （9) とが接続されてな る冷媒回路 （A) と、

前記レシーバ （3) 内の液面 （L) が所定位置 （L0、 Lmax) になったこ とを検出する液面検出手段 （1 0) と、

を備えた冷凍装置。

2. 前記液面検出手段 （ 1 0) は、 前記レシーバ （3) と前記圧縮機 （1 ) の吸 入側とを接続し、 かつ、 開閉弁 （1 2) と減圧機構 （ 1 3) と含むバイパス回路

( 1 4) と、 前記バイパス回路 （1 4) を流れる冷媒の温度を検出する温度検出 手段 （1 5) とから構成されている、 請求項 1に記載の冷凍装置。

3. 前記冷媒回路 （A) の前記液配管 （8) 内が所定の密度の液冷媒で満たされ ' る冷媒充填運転状態を現出しつつ前記冷媒回路 （A) への冷媒充填を実施する冷 媒充填運転制御手段と、

前記液面検出手段 （ 1 0) からの検出信号に基づいて前記冷媒充填運転制御手 段による冷媒充填を終了する冷媒充填終了手段と、

をさらに備えた、 請求項 1又は 2に記載の冷凍装置。

4. 前記熱源側熱交換器 （2) は、 室外ファン （6) によって供給される空気を 熱源とする空冷式の熱交換器であり、

前記冷媒充填運転制御手段は、 凝縮器として作動する前記熱源側熱交換器 （2 ) の凝縮圧力が所定値となるように前記室外ファン （6) を制御するとともに蒸 発器として作動する前記利用側熱交換器 （ 5 ) の出口における冷媒に所定の過熱 度を付与せしめることができるように前記膨張弁 （4) を開度制御する、 請求項 3に記載の冷凍装置。