冷凍裝置及製冷劑充填方法

2023-05-14 19:02:51

專利名稱：冷凍裝置及製冷劑充填方法
技術領域：
本發明涉及一種冷凍裝置及製冷劑充填方法，特別是涉及一種充填非共沸混合物製冷劑等製冷劑的改良。
背景技術：
目前，在使用R22等單一製冷劑的冷凍裝置中，對製冷迴路進行的製冷劑的充填例如與日本冷凍協會編的《新版·第4版冷凍空調便覽(基礎篇)》的第704頁～第705頁所登載的一樣，是如下進行的。
即，首先，經由管子將製冷劑儲氣瓶連接到預先形成真空狀態的製冷劑迴路的製冷劑充填閥上。然後，通過打開該製冷劑充填閥，利用製冷劑儲氣瓶內和製冷劑迴路內的壓力差使製冷劑儲氣瓶內的製冷劑流入製冷劑迴路。
隨著製冷劑向製冷劑迴路內充填，製冷劑迴路內的壓力上升。因此，製冷劑儲氣瓶內和製冷劑迴路內的壓力差漸漸減小，使製冷劑的充填速度逐漸減小。特別是在放置製冷劑儲氣瓶的室外的空氣溫度、即外氣溫度低的情況下，由於製冷劑儲氣瓶內的壓力減小，上述壓力差更容易減小。
因此，使單位時間內充填到製冷劑迴路的製冷劑量減小。其結果，製冷劑的充填速度不久就會降到極端的緩慢。也就是說，形成雖然製冷劑儲氣瓶內的壓力比製冷劑迴路內的壓力大，但實質上幾乎不能充填製冷劑的狀態。
在形成這樣的狀態時，為了加大製冷劑的充填速度，通常採用如下的措施。
即，將製冷劑儲氣瓶連接到壓縮機的吸入側配管的閥上，以使壓縮機運轉的狀態供給製冷劑。這樣可以確保和製冷劑儲氣瓶內的壓力差較大，從而可以提高製冷劑的充填速度。
解決的課題但是，從壓縮機吸入側配管充填製冷劑存在下述問題。
首先，在以液態狀態從製冷劑儲氣瓶充填製冷劑時，製冷劑有可能會被吸入壓縮機，因液體壓縮而導致壓縮機的破損。
另一方面，如果以氣體狀態從製冷劑儲氣瓶充填製冷劑，在非共沸混合製冷劑的時候，就會產生在該瓶內的組成與充填到製冷劑迴路以後的組成不相同的問題。
也就是說，近年來鑑於地球環境問題，作為替換製冷劑正在更多地使用R407C等非共沸混合製冷劑，而非共沸混合製冷劑因各製冷劑沸點的不同具有氣態和液體下製冷劑的組成比不同的特徵。通常，非共沸混合製冷劑是在液體下調整組成而充填到製冷劑儲氣瓶的。因此，在如上所述以氣態向製冷劑迴路充填時，就會產生各製冷劑的組成比改變的問題。也就是說，在氣態下充填時，製冷劑儲氣瓶內的混合製冷劑和充填到製冷劑迴路後的混合製冷劑組成比不同，形成性質不同的製冷劑。因此，在以氣態充填時製冷劑迴路內的混合製冷劑不能發揮設計的性能，使冷凍裝置的性能顯著降低。
因此，非共沸混合製冷劑不能採用在壓縮機運轉中以氣態從吸入側配管充填的方法。所以，就必須在使壓縮機停止的狀態下進行充填，因而充填需要大量的時間。
由此，尤其是對非共沸混合製冷劑就盼望一種可以無損於壓縮機的可靠性在液態下充填的方法。
本發明就是為此而開發的，其目的在於，無損於壓縮機的可靠性而迅速進行製冷劑充填。
發明概要為了實現上述目的，本發明在製冷劑迴路上，在遠離壓縮機(15，22)的位置設置製冷劑充填部(40A)，通過驅動壓縮機(15，22)，同時封閉製冷劑充填部(40A)的上流側，使該製冷劑充填部(40A)形成低壓，另一方面，為了防止高壓的過度上升及低壓的過度下降使高壓製冷劑不斷向低壓側排放，在液體下使製冷劑自該製冷劑充填部(40A)進行充填。
解決方法具體地說，本發明的冷凍裝置包括壓縮機(15，22)、熱源側換熱器(17)、減壓機構(18)及使用側換熱器(20)依序連接而構成的製冷劑迴路(11)，其中，所述製冷劑迴路(11)設有開閉機構(23)，設在所述熱源側換熱器(17)及使用側換熱器(20)之間；製冷劑充填部(40A)，設在該開閉機構(23)的下遊側，在向該製冷劑迴路(11)內充填製冷劑時和製冷劑供給源(31)連接；壓力緩和迴路(SVP)，在驅動所述壓縮機(15，22)向該製冷劑迴路(11)內充填製冷劑時，將該製冷劑迴路(11)的高壓側的製冷劑導向該製冷劑迴路(11)的低壓側。
所述壓力緩和迴路由連接製冷劑迴路(11)的高壓側和低壓側的製冷劑流通線路(SVP)構成，也可以具有在充填製冷劑時開口的補助開閉機構(25)。
所述壓力緩和迴路(SVP)也可以具有將壓縮機(15，22)排出側的製冷劑導入吸入側的第一迴路(SVP1)。
所述壓力緩和迴路(SVP)也可以具有將熱源側換熱器(17)下遊側的製冷劑導入該壓縮機(15，22)吸入側的第二迴路(SVP2)。
所述開閉機構(23)設在熱源側換熱器(17)及使用側換熱器(20)之間，另一方面，壓力緩和迴路(SVP)也可以具有將壓縮機(15，22)排出側的製冷劑導入吸入側的第一迴路(SVP1)和將熱源側換熱器(17)下遊側的製冷劑導入該壓縮機(15，22)吸入側的第二迴路(SVP2)。
在所述熱源側換熱器(17)和開閉機構(23)之間設有受液器(19)，而壓力緩和迴路(SVP)的第二迴路(SVP2)的上遊端(13c)可以連接在該受液器(19)上。
所述開閉機構(23)設在熱源側換熱器(17)及使用側換熱器(20)之間，另一方面，在向製冷劑迴路(11)內充填製冷劑時，也可以在製冷劑迴路(11)上設置將由熱源側換熱器(17)冷凝的製冷劑向壓縮機(15，22)供給的注入迴路(SVT)。
所述注入迴路(SVT)設有補助開閉機構(27，28)，另一方面，也可以設置開閉控制機構(53)，該開閉控制機構(53)在由壓縮機(15，22)排出的製冷劑的過熱大於第一規定值時將該補助開閉機構(27，28)設定為開狀態，在該過熱小於該第一規定值以下的第二規定值時將該補助開閉機構(27，28)設定為閉狀態。
充填到所述製冷劑迴路(11)的製冷劑可以是非共沸混合製冷劑。
本發明的製冷劑充填方法是一種向由壓縮機(15，22)、熱源側換熱器(17)、減壓機構(18)及使用側換熱器(20)依序連接而構成的製冷劑迴路(11)充填製冷劑的製冷劑充填方法，在使所述壓縮機(15，22)操作的狀態下，使所述熱源側換熱器(17)和使用側換熱器(20)之間的製冷劑流路閉鎖，在閉鎖部(23)的下遊側形成低壓區域(40A)，同時，從該壓縮機(15，22)的排出側或該閉鎖部(23)的上流側向該壓縮機(15，22)的吸入側排放高壓製冷劑，另一方面，將製冷劑供給源(31)連接在所述低壓區域(40A)，以液態使該製冷劑供給源(31)內的液體製冷劑流入該低壓區域(40A)。
作用如上所述，在充填製冷劑時，通過在開閉機構(23)閉鎖的狀態下驅動壓縮機(15，22)，而使製冷劑充填部(40A)的壓力降低。其結果，使製冷劑供給源(31)內和製冷劑充填部(40A)的壓力差增大，使製冷劑迅速由製冷劑供給源(31)流入製冷劑充填部(40A)。由於製冷劑充填部(40A)設在使用側換熱器(20)的上遊側，故位於製冷劑迴路上遠離壓縮機(15，22)的位置。因此，即使使製冷劑以液態流入製冷劑充填部(40A)，液態製冷劑也不會直接被吸入壓縮機(15，22)，可提高壓縮機(15，22)的可靠性。另外，通過使其以液態流入，而使製冷劑的充填迅速進行。通過閉鎖開閉機構(23)使製冷劑迴路(11)的高壓上升，同時低壓下降，而由於通過壓力緩和迴路(SVP)製冷劑迴路(11)高壓側的製冷劑被導向低壓側，所以防止了高壓的過度上升和低壓的過度降低。因此，避免了壓力開閉器等保護裝置的不必要的操作，同時，提高了製冷劑迴路(11)的構成部件的可靠性。
充填製冷劑時，補助開閉機構(25)開口，通過製冷劑流通線路(SVP)高壓側的製冷劑被導向低壓側。因此，利用簡單的結構防止了高壓的過度上升及低壓的過度降低。
充填製冷劑時，壓縮機(15，22)排出側的高壓製冷劑通過第一迴路(SVP1)被供給到壓縮機(15，22)的吸入側，防止了高壓的過度上升及低壓的過度降低。
充填製冷劑時，熱源側換熱器(17)下流側的稍高壓的製冷劑通過第二迴路(SVP2)被供給到壓縮機(15，22)的吸入側，防止了高壓的過度上升及低壓的過度降低。
充填製冷劑時，壓縮機(15，22)排出側的高壓製冷劑通過第一迴路(SVP1)被供給到壓縮機(15，22)的吸入側，另一方面，熱源側換熱器(17)下遊側的稍高壓的製冷劑通過第二迴路(SVP2)被供給到壓縮機(15，22)的吸入側。
充填製冷劑時，熱源側換熱器(17)下遊側的製冷劑在流入受液器(19)後，通過壓力緩和迴路(SVP)的第二迴路(SVP2)供給到低壓側。
充填製冷劑時，由熱源側換熱器(17)冷凝收縮形成低溫的製冷劑通過注入迴路(SVT)供給到壓縮機(15，22)。因此由壓縮機(15，22)排出的製冷劑的溫度降低，防止了排出製冷劑溫度的過度上升。因此防止了壓縮機(15，22)或其它構成部件的過熱，提高了裝置的可靠性。
排出的製冷劑的溫度變得過高時，製冷劑的過熱就會大於第一規定值，補助開閉機構(27，28)被設定為開狀態，低溫的製冷劑被供給到壓縮機(15，22)。其結果，使排出的製冷劑的溫度降低。另一方面，在利用液態注入而使排出的製冷劑的溫度過低時，製冷劑的過熱就會低於第二規定值，補助開閉機構(27，28)被設定為閉狀態。其結果，防止了排出的製冷劑的溫度的降低。
雖然非共沸混合製冷劑具有液態和氣態下組成不同的性質，但通過以原液態將其充填到製冷劑迴路，防止了充填時的組成變化。因此冷凍裝置可發揮原設計的性能。
通過關閉所述熱源側換熱器(17)和使用側換熱器(20)之間的製冷劑流路，而在閉鎖部(23)的下遊側形成低壓區域(40A)。將製冷劑供給源(31)連接在該低壓區域(40A)，利用製冷劑供給源(31)和低壓區域(40A)的壓力差使製冷劑供給源(31)內的製冷劑通過該低壓區域(40A)流入製冷劑迴路(11)。通過使製冷劑流路閉鎖，會使製冷劑迴路(11)的高壓上升、低壓下降，但，從壓縮機(15，22)的排出側或閉鎖部(23)的上遊側向壓縮機(15，22)的吸入側釋放高壓，防止了高壓的過度上升及低壓的過度降低。因此避免了壓力開閉器等的保護裝置的不必要的操作，同時提高了製冷劑迴路(11)的構成部件的可靠性。
效果因此，根據本發明，通過閉鎖開閉機構，可以增大製冷劑供給源內和製冷劑充填部的壓力差，可迅速充填製冷劑。由於製冷劑充填部設在使用側換熱器的上遊側，所以即使以液態使製冷劑流入，液態製冷劑也不會直接被吸入壓縮機。因此，不會損壞壓縮機的可靠性，使液態充填成為可能。由於通過壓力緩和迴路將製冷劑迴路的高壓側的製冷劑導向低壓側，故可以防止高壓的過度上升及低壓的過度下降。因此可以避免保護裝置的不必要的操作，同時可防止製冷劑迴路的構成部件的可靠性的降低。
利用簡單且具體的結構可防止高壓的過度上升及低壓的過度降低。
由於通過注入迴路將低溫製冷劑向壓縮機供給，故可以防止排出的製冷劑的溫度的過度上升。因此可以提高壓縮機等的構成部件的可靠性。
由於可以將排出製冷劑的過熱控制在適當的範圍內，可以將排出的製冷劑的溫度維持在相應於運轉狀態的適當的值，可以提高裝置的可靠性。
可以不產生組成變化而充填非共沸混合製冷劑，更顯著地發揮液態充填製冷劑的效果。
附圖的簡要說明如下圖1為空調裝置的製冷劑迴路圖；圖2為虹吸管式儲氣瓶的立體圖；圖3為充填製冷劑時空調裝置的製冷劑迴路圖。
實施本發明的最佳狀態下面參照


本發明的實施例。
-空調裝置(10)的結構-如圖1所示，本實施例的冷凍裝置為具有使非共沸混合製冷劑循環的製冷劑迴路(11)的空調裝置(10)，連接室外機(U1)和室內機(U2)而構成。
製冷劑迴路(11)具有主迴路(12)、壓力緩和迴路(SVP)及注入迴路(SVT)。
主迴路(12)是進行製冷劑的升壓、冷凝、減壓及蒸發的迴路，依次連接並列設置的容量固定型第一壓縮機(15)及容量可變型第二壓縮機(22)、四通切換閥(16)、作為熱源側換熱器的室外換熱器(17)、作為減壓機構的室外側電子膨脹閥(18)、受液器(19)、作為減壓機構的室內側電子膨脹閥(39)、作為使用側換熱器的室內換熱器(20)、所述四通切換閥(16)和儲氣筒(21)而構成。在受液器(19)和室內側電子膨脹閥(39)之間設有作為開閉機構的液體側閉鎖閥(23)。在室內換熱器(20)和四通切換閥(16)之間設有氣體側閉鎖閥(23)。在液體側閉鎖閥(23)和室內側電子膨脹閥(39)之間設有具有製冷劑充填閥(40)的製冷劑充填部(40A)。該製冷劑充填部(40A)通過在閉鎖液體側閉鎖閥(23)的狀態下驅動壓縮機(15)、(22)而形成低壓區域。
壓力緩和迴路(SVP)為閉鎖液體側閉鎖閥(23)時防止高壓的過上升及低壓的過降低的迴路，由第一迴路(SVP1)及第二迴路(SVP2)構成。第一迴路(SVP1)的上遊端(13a)連接在製冷劑迴路(11)的壓縮機(15)、(22)的排出側和四通切換閥(16)之間。下遊端(13b)連接在四通切換閥(16)和儲氣筒(21)之間。該第一迴路(SVP1)上設有作為補助開閉機構的電磁閥(25)。第二迴路(SVP2)的上遊端(13c)連接在受液器(19)上，下遊端(13d)連接在第一迴路(SVP1)的上遊端(13a)和電磁閥(25)之間。第二迴路(SVP2)上設有只允許自上遊端(13c)向下遊端(13d)流通的止回閥(26)。
注入迴路(SVT)為在排出製冷劑的溫度過高時向壓縮機(15)、(22)注入低溫的製冷劑，以降低排出的製冷劑的溫度的迴路。注入迴路(SVT)具有並列設置的第一注入迴路(SVT1)和第二注入迴路(SVT2)。第一注入迴路(SVT1)的下遊端(14c)、第二注入迴路(SVT2)的下遊端(14d)分別連接在第一壓縮機(15)、第二壓縮機(22)上。兩注入迴路(SVT1)，(SVT2)的上遊側在合流端(14b)合流，合流端(14b)的上遊側連接在主迴路(12)的室外側電子膨脹閥(18)和受液器(19)之間，形成上遊端(14a)。也就是說，注入迴路(SVT)的上遊端(14a)設在低溫的製冷劑流通的部分。在第一注入迴路(SVT1)上自合流端(14b)向下遊端(14c)依次設有第一電磁閥(27)及第一毛細管(29)。同樣，在第二注入迴路(SVT2)上自合流端(14b)向下遊端(14d)依次設有第二電磁閥(28)及第二毛細管(30)。
室內換熱器(20)及室內風扇(41)裝在室內機(U2)內。而主迴路(12)的其他構成部件、壓力緩和迴路(SVP)、注入迴路(SVT)及室外風扇(42)裝在室外機(U1)內。
另外，室外側電子膨脹閥(18)在製冷運轉時設定為全開狀態，在供暖運轉時調節開度將製冷劑過熱度設定為規定值，在製冷劑充填運轉時，原則上設定為全開狀態。室內側電子膨脹閥(39)在製冷運轉時調節開度將製冷劑過熱度設定為規定值，在供暖運轉時調節開度將製冷劑過冷卻度設定為規定值，在製冷劑充填運轉時，設定為全開狀態。
在壓縮機(15)、(22)的排出側配管上設有檢測製冷劑迴路(11)的高壓側壓力的壓力傳感器即高壓傳感器(35)和檢測排出製冷劑溫度的溫度傳感器即排出溫度傳感器(37)。在壓縮機(15)，(22)的吸入側配管上設有檢測製冷劑迴路(11)的低壓側壓力的壓力傳感器即低壓傳感器(36)。
高壓傳感器(35)、低壓傳感器(36)及排出溫度傳感器(37)等傳感器和壓力緩和迴路(SVP)的電磁閥(25)、注入迴路(SVT)的第一電磁閥(27)及第二電磁閥(28)經未圖示的信號線連接在控制器(53)上。控制器(53)存儲有後述的製冷劑追加運轉的程序，並使該運轉實行。
在第一壓縮機(15)及第二壓縮機(22)的排出側配管上分別設有作為保護開關的高壓壓力開閉器(51)、(52)。
-空調裝置(10)的製冷劑充填方法-下面說明向空調裝置(10)的製冷劑迴路(11)充填製冷劑的方法。向本製冷劑迴路(11)充填的製冷劑為非共沸混合製冷劑(例如R407C等)。非共沸混合製冷劑的組成被預先調節，並且，被充填在如圖2所示的虹吸管式的儲氣瓶(31)。該虹吸管式的儲氣瓶(31)是用於在儲氣瓶(31)直立的狀態下供給製冷劑的儲氣瓶，連接在總閥(32)上的麥杆狀的中空棒(33)朝向位於儲氣瓶內底部的製冷劑(R)延伸，通過該中空棒(33)排出製冷劑。另外，該儲氣瓶(31)形成本發明所說的製冷劑供給源。
首先，在向製冷劑迴路(11)充填製冷劑之前，預先進行抽真空使製冷劑迴路(11)形成真空狀態。
接著，如圖3所示，在注意不要使空氣混入製冷劑迴路(11)的同時，經由製冷劑軟管(34)將儲氣瓶(31)連接到製冷劑迴路(11)的製冷劑充填閥(40)。然後，打開儲氣瓶(31)的總閥(32)和製冷劑充填閥(40)。其結果，利用儲氣瓶(31)內和儲氣瓶(31)內的壓力差，通過製冷劑充填閥(40)使儲氣瓶(31)內的製冷劑流入製冷劑迴路(11)。這樣，直到上述壓力差變小為止將一定量的製冷劑充填到製冷劑迴路(11)，進行初期的充填作業。
然後，在上述壓力差變小，製冷劑充填速度變緩後，實行下述的製冷劑追加充填運轉。
〖製冷劑追加充填運轉〗當空調裝置(10)的運轉方式設定為製冷劑追加充填運轉後，控制器(53)就會閉鎖液體側閉鎖閥(23)，同時，使壓力緩和迴路(SVP)的電磁閥(25)開口，並閉鎖注入迴路(SVT)的第一電磁閥(27)及第二電磁閥(28)。室外側電磁閥(18)被設定為全開狀態或規定開度。在該狀態下，起動第二壓縮機(22)，同時，起動室內風扇(41)及室外風扇(42)。
這樣，由於在閉鎖液體側閉鎖閥(23)的狀態下驅動第二壓縮機(22)，所以，液體側閉鎖閥(23)的室內換熱器(20)側即下遊側就作用朝向第二壓縮機(22)的吸入側的吸引力，形成低壓區域。也就是說，液體側閉鎖閥(23)成為閉鎖部，製冷劑充填部(40A)成為低壓區域。因此，儲氣瓶(31)和製冷劑充填部(40A)的壓力差變大，儲氣瓶(31)內的製冷劑迅速通過製冷劑充填部(40A)流入製冷劑迴路(11)。即，由於在儲氣瓶(31)和製冷劑充填部(40A)之間總是保持大的壓力差，故製冷劑被迅速充填。
自第二壓縮機(22)排出的高壓製冷劑的一部分由上遊端(13a)流入壓力緩和迴路(SVP)，由下遊端(13b)經旁路流到製冷劑迴路(11)的低壓側。而自第二壓縮機(22)排出的其它高壓製冷劑經四通切換閥(16)及室外換熱器(17)流入受液器(19)。然後，自上遊端(13c)流入壓力緩和迴路(SVP)，與自上遊端(13a)流入的製冷劑合流，由下遊端(13b)經旁路流到製冷劑迴路(11)的低壓側。
因此，儘管閉鎖了液體側閉鎖閥(23)，仍可防止高壓的過上升及低壓的過度降低。
另一方面，從儲氣瓶(31)流入製冷劑迴路(11)的液體製冷劑由於製冷劑充填部(40A)為低壓，故其一部分在流入製冷劑迴路(11)時蒸發。而流入的其它製冷劑在室內換熱器(20)中蒸發。而且，蒸發而形成氣態的製冷劑經四通切換閥(16)及儲氣筒(21)被吸入第二壓縮機(22)。因此，液態製冷劑不會被吸入第二壓縮機(22)。也就是說，不易發生由液體壓縮等引起的壓縮機的故障。
不過，雖然在上述運轉中，防止了高壓的過度上升，但由於液體側閉鎖閥(23)閉鎖，有可能出現來自壓縮機的排出製冷劑的溫度過高的情況。因此，在本空調裝置(10)中，為了保護壓縮機(15)、(22)及其它構成部件，在排出的製冷劑溫度過度上升時通過注入迴路(SVT)將低溫製冷劑向壓縮機(15)、(22)供給，使排出的製冷劑溫度降低。
具體地說，控制器(53)在利用高壓傳感器(35)及排出溫度傳感器(37)的測定值求出的排出過熱高於第一規定溫度時，使第二電磁閥(28)開口。其結果，主迴路(12)的室外側電子膨脹閥(18)下遊側的製冷劑由上遊端(14a)流入注入迴路(SVT)，通過第二電磁閥(28)及第二毛細管(30)流入第二壓縮機(22)。因此，使自第二壓縮機(22)排出的製冷劑的溫度降低。而在上述排出過熱小於第二規定溫度時，閉鎖第二電磁閥(28)。其結果，阻止了低溫製冷劑向第二壓縮機(22)的流入，抑制了排出的製冷劑溫度的降低。另外，第二規定溫度為第一規定溫度以下的溫度，在本實施例中特別在兩規定溫度之間設置差動以避免第二電磁閥(28)的頻繁開閉，所以第二規定溫度被設定為比第一規定溫度低的值。
如上所述的製冷劑追加充填運轉進行到規定量的製冷劑充填到製冷劑迴路(11)為止。也就是說，在充填了規定量的製冷劑的時刻結束上述製冷劑追加充填運轉。
另外，對是否充填了規定量的製冷劑的判斷例如如下進行。即，預先將儲氣瓶(31)放在重量計(無圖示)上，測定好充填前儲氣瓶(31)的重量(初始重量)。然後，開始製冷劑充填，則儲氣瓶(31)內的製冷劑漸漸流入製冷劑迴路(11)，儲氣瓶(31)的重量(現重量)逐漸減少。在初始重量減去現重量的值達到規定的製冷劑充填量時，就判斷向製冷劑迴路(11)充填了規定量的製冷劑。
然後，閉鎖製冷劑充填閥(40)，取下製冷劑軟管(34)。這樣，製冷劑的充填作業就結束了。
另外，在上述製冷劑追加充填運轉中，雖然僅使第二壓縮機(22)動作，但當然也可以使第一壓縮機(15)及第二壓縮機(22)兩者動作。此時，將使第一注入迴路(SVT1)和第二注入迴路(SVT2)同時動作。
-上述製冷劑充填方法及空調裝置(10)的效果-在空調裝置(10)中，通過在使壓縮機(15)、(22)動作的狀態下閉鎖液體側閉鎖閥(23)可將製冷劑充填部(40A)維持在低壓，可增大儲氣瓶(31)內和製冷劑充填部(40A)的壓力差。因此，可使儲氣瓶(31)內的製冷劑迅速向製冷劑迴路(11)充填。
此時，由於使高壓側的製冷劑通過壓力緩和迴路(SVP)向低壓側釋放，故可防止製冷劑迴路(11)的高壓的過度上升及低壓的過度降低。因此，可將保護裝置的不必要動作防止於未然。且不會損壞製冷劑迴路(11)的構成部件的可靠性。反過來說，由於本空調裝置(10)具有壓力緩和迴路(SVP)，故可以在閉鎖液體側閉鎖閥(23)的狀態下操作壓縮機(15)、(22)。
由於在自壓縮機(15)、(22)排出的製冷劑的過熱大時，通過注入迴路(SVT)向壓縮機(15)、(22)供給低溫的製冷劑，故可防止排出的製冷劑溫度的過度上升。因此，可確實地防止壓縮機(15)、(22)的過熱，可提高壓縮機(15)、(22)的可靠性。同樣，也可提高其它構成部件的可靠性。
在本空調裝置(10)中，在室內換熱器(20)的上遊側設置製冷劑充填部(40A)。也就是說，不是從壓縮機(15)、(22)的吸入側配管充填製冷劑，而是從室內換熱器(20)的上遊側充填製冷劑。因此，在製冷劑迴路上，由於自離開壓縮機(15)、(22)的吸入側的位置充填製冷劑，故即使使製冷劑以液態流入，液態製冷劑也不會直接流入壓縮機(15)、(22)。因此可在不損壞壓縮機(15)、(22)可靠性的情況下充填液態製冷劑。
這樣，由於可以液態充填製冷劑，故即使向製冷劑迴路(11)充填的製冷劑為非共沸混合製冷劑，充填後的製冷劑的組成也不會變化。因此，向製冷劑迴路(11)充填的製冷劑具有設計的性質，空調裝置(10)可發揮設計的性能。
由於充填在液態下進行，故單位時間的製冷劑充填量大。因此可迅速進行製冷劑充填。
由於預先在控制器(53)設定了製冷劑追加充填運轉程序，故可簡單且確實地施行上述製冷劑充填作業。
-其它實施例-也可以將製冷劑追加充填運轉分為多個階段，漸漸加大壓縮機(15)、(22)的運轉容量。例如，將製冷劑追加充填運轉分為壓縮機(15)、(22)剛起動後的第一階段和其後的第二階段，在第一階段使壓縮機(15)、(22)小容量運轉，在第二階段使其大容量運轉。進而，為了與此對應將製冷劑充填部(40A)定為理想的低壓區域，可將室外側電子膨脹閥(18)在第一階段控制為最大開度的一半，在第二階段控制為最大開度。從而使製冷劑從儲氣瓶(31)向製冷劑迴路(11)的流入順暢地進行，可更穩定地進行製冷劑充填。
雖然本發明對非共沸混合製冷劑具有特別顯著的效果，但充填的製冷劑並不限於非共沸混合製冷劑，也可以是假共沸混合製冷劑或單一製冷劑等。
另外，本發明所述的冷凍裝置不限於狹義的冷凍裝置(使被冷卻物冷凍的裝置)，而是指包括熱泵式空調裝置、單冷機、單暖機、冷藏裝置等的廣義的冷凍裝置。
產業上應用的可能性如上所述，本發明可用於空調裝置、狹義的冷凍裝置、冷藏裝置等。
權利要求
1.一種冷凍裝置，具有由壓縮機(15，22)、熱源側換熱器(17)、減壓機構(18)及使用側換熱器(20)依次連接而構成的製冷劑迴路(11)，其特徵在於，所述製冷劑迴路(11)設有開閉機構(23)，設在所述熱源側換熱器(17)及使用側換熱器(20)之間；製冷劑充填部(40A)，設在該開閉機構(23)的下遊側，在向該製冷劑迴路(11)內充填製冷劑時和製冷劑供給源(31)連接；壓力緩和迴路(SVP)，在驅動所述壓縮機(15，22)向該製冷劑迴路(11)內充填製冷劑時，將該製冷劑迴路(11)的高壓側的製冷劑導向該製冷劑迴路(11)的低壓側。
2.如權利要求1所述的冷凍裝置，其特徵在於，所述壓力緩和迴路由連接製冷劑迴路(11)的高壓側和低壓側的製冷劑流通迴路(SVP)構成，具有在充填製冷劑時開口的補助開閉機構(25)。
3.如權利要求1所述的冷凍裝置，其特徵在於，所述壓力緩和迴路(SVP)具有將壓縮機(15，22)排出側的製冷劑導入吸入側的第一迴路(SVP1)。
4.如權利要求1所述的冷凍裝置，其特徵在於，所述壓力緩和迴路(SVP)具有將熱源側換熱器(17)下遊側的製冷劑導入該壓縮機(15，22)吸入側的第二迴路(SVP2)。
5.如權利要求1所述的冷凍裝置，其特徵在於，所述開閉機構(23)設在熱源側換熱器(17)及使用側換熱器(20)之間，另一方面，壓力緩和迴路(SVP)具有將壓縮機(15，22)排出側的製冷劑導入吸入側的第一迴路(SVP1)和將熱源側換熱器(17)下遊側的製冷劑導入該壓縮機(15，22)吸入側的第二迴路(SVP2)。
6.如權利要求4或5任一項所述的冷凍裝置，其特徵在於，在所述熱源側換熱器(17)和開閉機構(23)之間設有受液器(19)，而壓力緩和迴路(SVP)的第二迴路(SVP2)的上遊端(13c)連接在該受液器(19)上。
7.如權利要求1所述的冷凍裝置，其特徵在於，所述開閉機構(23)設在熱源側換熱器(17)及使用側換熱器(20)之間，另一方面，在向製冷劑迴路(11)內充填製冷劑時，在製冷劑迴路(11)上設置將由熱源側換熱器(17)冷凝的製冷劑向壓縮機(15，22)供給的注入迴路(SVT)。
8.如權利要求7所述的冷凍裝置，其特徵在於，在所述注入迴路(SVT)上設有補助開閉機構(27，28)，另一方面，設置有開閉控制機構(53)，該開閉控制機構(53)在由壓縮機(15，22)排出的製冷劑的過熱大於第一規定值時將該補助開閉機構(27，28)設定為開狀態，在該過熱小於該第一規定值以下的第二規定值時將該補助開閉機構(27，28)設定為閉狀態。
9.如權利要求1所述的冷凍裝置，其特徵在於，充填到所述冷劑迴路(11)的製冷劑為非共沸混合製冷劑。
10.一種製冷劑充填方法，是一種向由壓縮機(15，22)、熱源側換熱器(17)、減壓機構(18)及使用側換熱器(20)依次連接而構成的製冷劑迴路(11)充填製冷劑的製冷劑充填方法，其特徵在於，在使所述壓縮機(15，22)操作的狀態下，使所述熱源側換熱器(17)和使用側換熱器(20)之間的製冷劑流路閉鎖，在閉鎖部(23)的下遊側形成低壓區域(40A)，同時，從該壓縮機(15，22)的排出側或該閉鎖部(23)的上遊側向該壓縮機(15，22)的吸入側排放高壓製冷劑，另一方面，將製冷劑供給源(31)連接在所述低壓區域(40A)，以液態使該製冷劑供給源(31)內的液體製冷劑流入該低壓區域(40A)。
全文摘要
主迴路(12)的受液器(19)和室內換熱器(20)之間設有液體側閉鎖閥(23)。在液體側閉鎖閥(23)的下遊側設有具有與儲氣瓶(31)連接的製冷劑充填閥(40)的製冷劑充填部(40A)。具有在閉鎖液體側閉鎖閥(23)的狀態下使壓縮機(15)、(22)動作而進行的製冷劑追加充填運轉時、將製冷劑迴路(11)高壓側的製冷劑導向低壓側的壓力緩和迴路(SVP)。設有注入迴路(SVT),該注入迴路(SVT)在排出製冷劑的過熱大於第一規定溫度時將室外側電子膨脹閥(18)下遊側的低溫製冷劑供給到壓縮機(15)、(22),使排出的製冷劑的溫度降低。
文檔編號F25B45/00GK1244247SQ9880195
公開日2000年2月9日 申請日期1998年11月19日 優先權日1997年11月21日
發明者足田紀雄, 中石伸一, 石井鬱司, 佐佐木信貴, 古田真 申請人:大金工業株式會社