本開示は、配管径の決定方法、配管径の決定装置、および冷凍装置に関する。

従来より、室外ユニットと室内ユニットとが冷媒連絡配管によって接続されており、冷房運転と暖房運転が可能な冷凍装置が用いられている。

このような冷凍装置においては、例えば、特許文献1(特開2000−55483号公報)に記載されているように、冷房運転と暖房運転とで冷媒連絡配管に存在する冷媒量が変化するものがある。

このような冷房運転と暖房運転とで冷媒連絡配管に存在する冷媒量が変化する冷凍装置は、様々な環境下に施工される。例えば、暖房負荷の大きな寒冷地や、冷房負荷の大きな温暖な地域や、断熱機能が乏しい建物に施工される場合がある。

このような各施工場所には、それぞれの環境に応じた処理されるべき冷房負荷および暖房負荷があり、冷凍装置の室外ユニットと室内ユニットとしては、このような冷房負荷と暖房負荷の両方を処理できる能力を有するものを選定することが求められる。このように冷凍装置を選定する場合には、冷凍装置としてさまざまな冷房能力とさまざまな暖房能力を有するものが生じることになる。

他方で、一般的なニーズとして、冷凍装置に充填される冷媒量を低減させたいというニーズが存在する。

ところが、冷房負荷や暖房負荷に応じて施工する冷凍装置の種類を定めた場合において、当該定められた種類の冷凍装置に充填される冷媒量を低減化させることについては、これまでなんら検討されていない。

第1観点に係る配管径の決定方法は、冷凍装置における液側冷媒連絡配管の配管径の決定方法である。この冷凍装置は、圧縮機と室外熱交換器を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットと、室外ユニットと室内ユニットとを連絡する液側冷媒連絡配管およびガス側冷媒連絡配管と、を備えており、冷房運転と暖房運転を実行可能である。この配管径の決定方法では、据え付けられる室外ユニットと室内ユニットが備える冷房能力および暖房能力と、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷および暖房負荷と、に基づいて、液側冷媒連絡配管の配管径を決定する。

ここで、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷や暖房負荷の定め方は、特に限定されるものではないが、例えば、冷凍装置が設置される地域の気象データ、冷凍装置が設置される建物の断熱性能(等級ランク等)、内部発熱による熱負荷等の少なくともいずれか1つを考慮して、空気調和ハンドブック等に記載の当業者に周知の方法を用いて定めることができる。

冷凍装置としては、例えば、冷凍装置が据え付けられる場所の環境に応じて定まる冷房負荷および暖房負荷を処理できるものが適宜選定され、据え付けられる。

ここで、この配管径の決定方法では、据え付けられる室外ユニットと室内ユニットが備える冷房能力および暖房能力と、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷および暖房負荷と、に基づいて、液側冷媒連絡配管の配管径を決定する。このため、冷房能力および暖房能力に無関係に一律に液側冷媒連絡配管の配管径を決定する場合よりも、液側冷媒連絡配管の配管径を小さくすることが可能になる。

第2観点に係る配管径の決定方法は、第1観点に係る配管径の決定方法であって、冷凍装置の冷房能力および暖房能力と、冷房負荷および暖房負荷と、の関係を用いて液側冷媒連絡配管の配管径を決定する。

なお、液側冷媒連絡配管の配管径の決定に際しては、特に限定されないが、例えば、冷凍装置の冷房能力および暖房能力に応じて予め定められた液側冷媒連絡配管の配管径を基準として、冷凍装置の冷房能力および暖房能力と冷房負荷および暖房負荷との関係を用いて当該基準となる配管径を小さく修正することで、液側冷媒連絡配管の配管径を決定するようにしてもよい。

また、冷凍装置が備える冷房能力に対する暖房能力の比は、特に限定されないが、例えば、冷房能力:暖房能力=1.0:1.0〜1.2であることが好ましい。

この配管径の決定方法では、液側冷媒連絡配管の配管径を決定する際に、冷凍装置の冷房能力および暖房能力と、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷および暖房負荷と、の関係が用いられる。ここで、選定される冷凍装置が備える冷房能力と暖房能力とに対する、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷と暖房負荷とは、必ずしも完全に対応するものではなく、相違し、冷凍装置の冷房能力および/または暖房能力が、処理が求められる冷房負荷および/または暖房負荷を上回ることがある。このため、処理が求められる冷房負荷および/または暖房負荷に対する冷凍装置の冷房能力および/または暖房能力の過剰分に応じて、液側冷媒連絡配管の配管径が小さくなるように決定することで、冷媒の圧力損失をある程度低く抑えつつ、冷凍装置に充填される冷媒量を削減化させることが可能になる。

第3観点に係る配管径の決定方法は、第2観点に係る配管径の決定方法であって、室外ユニットは、冷房運転時に室外熱交換器を通過して液側冷媒連絡配管に送られる冷媒を冷却させる冷却部を有している。そして、冷房負荷に対する暖房負荷の割合を示す値が小さいほど、または、暖房能力から暖房負荷を差し引いて得られる値が大きいほど、液側冷媒連絡配管の配管径が小さくなるように、液側冷媒連絡配管の配管径を決定する。

ここで、冷房負荷に対する暖房負荷の割合を示す値としては、特に限定されるものではなく、例えば、暖房負荷を冷房負荷で除して得られる値である冷暖比(暖房負荷/冷房負荷)であってもよい。

また、冷却部は、冷房運転時に室外熱交換器を通過して液側冷媒連絡配管に送られる冷媒を所定の過冷却状態にすることが好ましい。

この配管径の決定方法が用いられる冷凍装置では、冷房運転時に、室外熱交換器を通過して液側冷媒連絡配管に送られる冷媒が冷却部によって冷却され、密度の高い冷媒になっている。他方で、暖房運転時は、室内熱交換器において放熱した後に液側冷媒連絡配管に向かう冷媒は、冷却部によって冷却されることはない。このため、この冷凍装置では、冷房運転時には液側冷媒連絡配管に対して液冷媒を供給しやすいのに対して、暖房運転時には液側冷媒連絡配管に供給される冷媒の密度が低く、気液二相状態の冷媒が供給されがちになる。したがって、冷房運転時には液側冷媒連絡配管を通過する冷媒の圧力損失が小さく抑えられるのに対して、暖房運転時には、冷房運転時に比べて、液側冷媒連絡配管を流れる冷媒の圧力損失が大きくなりがちになる。

このため、この冷凍装置の液冷媒連絡配管の配管径は、冷房運転時の圧力損失を小さく抑えるようにするよりも、むしろ暖房運転時の圧力損失を許容できる圧力損失に抑えることができるように配管径が定めることができる。ここで、冷凍装置の設置場所の冷房負荷に対する暖房負荷の割合を示す値が小さい場合または暖房能力から暖房負荷を差し引いて得られる値が大きい場合には、暖房運転時に液冷媒連絡配管を流れる冷媒の圧力損失の大きさがさほど大きくならない。この場合は、液側冷媒連絡配管の配管径をより小さくしたとしても、暖房運転時に液側冷媒連絡配管を流れる冷媒の圧力損失は大きくなりすぎることなく、許容できる圧力損失の範囲内に納めることができる傾向がある。そして、このように液側冷媒連絡配管の配管径を小さくすることで、冷凍装置に充填される冷媒量をより削減させることが可能になる。

第4観点に係る配管径の決定方法は、第3観点に係る配管径の決定方法であって、冷房負荷に対する暖房負荷の割合を示す値が小さいほど、または、暖房能力から暖房負荷を差し引いて得られる値が大きいほど、液側冷媒連絡配管の配管径が段階的に小さくなるように、液側冷媒連絡配管の配管径を決定する。

この配管径の決定方法では、液側冷媒連絡配管の配管径を段階的に小さくしたとしても、暖房負荷を処理することが可能であり、冷凍装置に充填される冷媒量を段階的に削減させることが可能になる。

第5観点に係る配管径の決定方法は、第2観点から第4観点のいずれかに係る配管径の決定方法であって、液側冷媒連絡配管には、室外熱交換器を通過して室内熱交換器に向かう冷媒であって液単相状態である冷媒が供給される。

具体的には、冷房運転時の液側冷媒連絡配管の入口を流れる冷媒を液単相状態とすることが挙げられる。

ここで、室外熱交換器を通過して室内熱交換器に向かう冷媒としては、冷房運転を実行可能な冷媒回路の状態において、圧縮機から吐出され、室外熱交換器を通過して室内熱交換器に向かう冷媒を意味する。

この配管径の決定方法では、液側冷媒連絡配管に向けて気液二相状態の冷媒よりも密度の高い液単相状態の冷媒が供給される冷凍装置において、液側冷媒連絡配管の配管径が小さくなるように配管径を決定する。このため、密度の高い液単相状態の冷媒の充填量を削減することができるため、冷凍装置に充填される冷媒量の削減効果をさらに高めることが可能になる。

第6観点に係る配管径の決定方法は、第1観点から第5観点のいずれかに係る配管径の決定方法であって、冷凍装置には微燃性冷媒が充填されている。

ここで、微燃性冷媒については、特に限定されないが、例えば、R32等の冷媒を挙げることができる。

この配管径の決定方法では、冷凍装置において充填される微燃性冷媒の量を削減することができているため、万が一、微燃性冷媒が漏れた場合の危険性を小さく抑えることが可能になる。

第7観点に係る配管径の決定装置は、冷凍装置における液側冷媒連絡配管の配管径の決定装置であり、配管径決定部と、出力部と、を備えている。冷凍装置は、圧縮機と室外熱交換器を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットと、室外ユニットと室内ユニットとを連絡する液側冷媒連絡配管およびガス側冷媒連絡配管と、を備えている。配管径決定部は、液側冷媒連絡配管の配管径を決定する。出力部は、配管径決定部が決定した液側冷媒連絡配管の配管径を出力する。配管径決定部は、据え付けられる室外ユニットと室内ユニットが備える冷房能力および暖房能力の情報と、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷および暖房負荷の情報と、に基づいて、液側冷媒連絡配管の配管径を決定する。

なお、配管径の決定装置は、据え付けられる室外ユニットと室内ユニットが備える冷房能力および暖房能力の情報を把握する把握部をさらに備え、配管径決定部が、把握部が把握した情報に基づいて、液側冷媒連絡配管の配管径を決定してもよい。

ここで、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷や暖房負荷の定め方は、特に限定されるものではないが、例えば、冷凍装置が設置される地域の気象データ、冷凍装置が設置される建物の断熱性能(等級ランク等)、内部発熱による熱負荷等の少なくともいずれか1つを考慮して、空気調和ハンドブック等に記載の当業者に周知の方法を用いて定めることができる。

冷凍装置としては、例えば、冷凍装置が据え付けられる場所の環境に応じて定まる冷房負荷および暖房負荷を処理できるものが適宜選定され、据え付けられる。

ここで、この配管径の決定装置では、据え付けられる室外ユニットと室内ユニットが備える冷房能力および暖房能力の情報と、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷および暖房負荷と、に基づいて、処理部が、液側冷媒連絡配管の配管径を決定する。さらに、出力部は、処理部が決定した液側冷媒連絡配管の配管径を出力する。このため、冷房能力および暖房能力に無関係に一律に液側冷媒連絡配管の配管径を決定する場合よりも、小さい配管径を自動的に把握することが可能になる。

第8観点に係る配管径の決定装置は、第7観点に係る配管径の決定装置であって、配管径決定部は、冷凍装置の冷房能力および暖房能力と、冷房負荷および暖房負荷と、の関係を用いて液側冷媒連絡配管の配管径を決定する。

なお、配管径の決定装置が把握部を備えている場合において、把握部が、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷および暖房負荷の情報をさらに把握するものであってもよい。

なお、液側冷媒連絡配管の配管径の決定に際しては、特に限定されないが、例えば、冷凍装置の冷房能力および暖房能力に応じて予め定められた液側冷媒連絡配管の配管径を基準として、冷凍装置の冷房能力および暖房能力と冷房負荷および暖房負荷との関係を用いて当該基準となる配管径を小さく修正することで、液側冷媒連絡配管の配管径を決定するようにしてもよい。

また、冷凍装置が備える冷房能力に対する暖房能力の比は、特に限定されないが、例えば、冷房能力:暖房能力=1.0:1.0〜1.2であることが好ましい。

この配管径の決定装置では、液側冷媒連絡配管の配管径を決定する際に、冷凍装置の冷房能力および暖房能力と、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷および暖房負荷と、の関係が用いられる。ここで、選定される冷凍装置が備える冷房能力と暖房能力とに対する、冷凍装置が設置される場所における冷房負荷と暖房負荷とは、必ずしも完全に対応するものではなく、相違し、冷凍装置の冷房能力および/または暖房能力が、処理が求められる冷房負荷および/または暖房負荷を上回ることがある。このため、配管径の決定装置の配管径決定部が、処理が求められる冷房負荷および/または暖房負荷に対する冷凍装置の冷房能力および/または暖房能力の過剰分に応じて、液側冷媒連絡配管の配管径が小さくなるように決定することで、冷媒の圧力損失をある程度低く抑えつつ、冷凍装置に充填される冷媒量を削減化させることが可能になる。

第9観点に係る冷凍装置は、圧縮機と室外熱交換器を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットと、室外ユニットと室内ユニットとを連絡する液側冷媒連絡配管およびガス側冷媒連絡配管と、第7観点または第8観点に係る配管径の決定装置と、を備えている。

この冷凍装置では、配管径の決定装置を備えているため、冷凍装置を施工する際に、液側冷媒連絡配管の配管径を把握することが可能になる。

一実施形態に係る配管径の決定方法が用いられる冷凍装置の全体構成図。

冷凍装置の制御系統のブロック構成図。

配管径の決定装置のブロック構成図。

変形例(C)に係る冷凍装置の制御系統のブロック構成図。

(1)冷凍装置の構成 図1は、冷凍装置1の概略構成図である。

冷凍装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷房および暖房に使用される装置である。冷凍装置1は、主として、室外ユニット2と、室内ユニット4(第1室内ユニット4aと第2室内ユニット4b)と、室外ユニット2と室内ユニット4とを連絡する液側冷媒連絡配管5およびガス側冷媒連絡配管6とを備えている。すなわち、冷凍装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット4と、液側冷媒連絡配管5およびガス側冷媒連絡配管6とが接続されることによって構成されている。

なお、本実施形態の冷媒回路10には、冷媒としてR32が充填される。

(1−1)室内ユニット 室内ユニット4は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、又は、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。室内ユニット4は、液側冷媒連絡配管5およびガス側冷媒連絡配管6を介して室外ユニット2に接続されており、主回路としての冷媒回路10の一部を構成している。

なお、本実施形態において、室内ユニット4は、冷媒回路10において互いに並列に複数接続されている。具体的には、第1室内ユニット4aと第2室内ユニット4bとが冷媒回路10において互いに並列に接続されており、液側冷媒連絡配管5およびガス側冷媒連絡配管6が有する分岐配管がそれぞれ第1室内ユニット4a側と第2室内ユニット4b側とに接続されている。

次に、第1室内ユニット4aの構成について説明する。

第1室内ユニット4aは、主として、主回路としての冷媒回路10の一部を構成する第1室内側冷媒回路10aを有している。この第1室内側冷媒回路10aは、主として、第1室内膨張弁44aと、第1室内熱交換器41aとを有している。

第1室内膨張弁44aは、電子膨張弁によって構成されており、第1室内熱交換器41aの液側に配置されている。

第1室内熱交換器41aは、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時は冷媒の蒸発器として機能して室内空気の冷却を行い、暖房運転時は冷媒の放熱器又は凝縮器として機能して室内空気を暖める熱交換器である。

第1室内ユニット4aは、ユニット内に室内空気を吸入して、第1室内熱交換器41aにおいて冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための第1室内ファン42aを有している。第1室内ファン42aは、遠心ファンや多翼ファン等であり、駆動するための第1室内ファン用モータ43aを有している。

なお、第1室内ユニット4aには、第1室内熱交換器41aのガス側を流れる冷媒温度を検知する第1室内ガス側冷媒温度センサ45aが設けられている。また、第1室内ユニット4aには、第1室内熱交換器41aの液側と第1室内膨張弁44aとの間を流れる冷媒温度を検知する第1室内液側冷媒温度センサ49aが設けられている。

また、第1室内ユニット4aは、第1室内ユニット4aを構成する各部の動作を制御する第1室内制御部46aを有している。そして、第1室内制御部46aは、第1室内ユニット4aの制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、第1室内ユニット4aを個別に操作するためのリモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりや、室外ユニット2との間で伝送線7aを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

なお、第2室内ユニット4bの構成は、第2室内膨張弁44bと第2室内熱交換器41bを有する第2室内側冷媒回路10b、第2室内ファン用モータ43bを有する第2室内ファン42b、第2室内ガス側冷媒温度センサ45b、第2室内液側冷媒温度センサ49b、および第2室内制御部46bを有しており、第1室内ユニット4aと同様の構成であるため、ここでは記載を省略する。

(1−2)室外ユニット 室外ユニット2は、ビル等の室外に設置されており、液側冷媒連絡配管5およびガス側冷媒連絡配管6を介して室内ユニット4に接続されており、室内ユニット4との間で冷媒回路10を構成している。

次に、室外ユニット2の構成について説明する。

室外ユニット2は、冷媒回路10の一部を構成する室外側冷媒回路10cを有している。この室外側冷媒回路10cは、主として、圧縮機21と、室外熱交換器22と、過冷却回路11と、過冷却熱交換器12(冷却部に相当)と、室外膨張弁28と、アキュームレータ29と、四路切換弁27と、液側閉鎖弁24と、ガス側閉鎖弁25とを有している。

圧縮機21は、本実施形態において、圧縮機用モータ21aによって駆動される容積式圧縮機である。圧縮機用モータ21aは、インバータ装置(図示せず)を介して電力の供給を受けて駆動されるようになっており、周波数(すなわち、回転数)を可変することによって、運転容量を可変することが可能になっている。

室外熱交換器22は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時に冷媒の放熱器又は凝縮器として機能し、暖房運転時に冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器22は、そのガス側が圧縮機21に接続され、その液側が過冷却熱交換器12を介して室外膨張弁28に接続されている。

室外ユニット2は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器22において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための送風部としての室外ファン26を有している。この室外ファン26は、室外熱交換器22に供給する熱源としての室外空気の風量を可変することが可能なファンであり、本実施形態において、DCファンモータからなる室外ファン用モータ26aによって駆動されるプロペラファン等である。室外ファン用モータ26aは、インバータ装置(図示せず)を介して電力の供給を受けて駆動されるようになっている。

過冷却回路11は、室外熱交換器22と過冷却熱交換器12の間から分岐しており、四路切換弁27とアキュームレータ29との間に合流する回路である。過冷却回路11には、過冷却熱交換器12の上流側を流れる冷媒を減圧する過冷却膨張弁13が設けられている。過冷却回路11は、室外熱交換器22から室外膨張弁28に向かう冷媒の過冷却度を高めることができる。

室外膨張弁28は、室外側冷媒回路10c内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、室外熱交換器22と過冷却熱交換器12の間に設けられている。具体的には、本実施形態では、冷媒回路10における室外膨張弁28は、室外熱交換器22と過冷却回路11の分岐位置との間に設けられている。

アキュームレータ29は、四路切換弁27から圧縮機21までの間のうち、圧縮機21の吸入側に設けられており、液体状態の冷媒と気体状態の冷媒とを分離することができる。

四路切換弁27は、接続状態を切り換えることで、圧縮機21の吐出側と室外熱交換器22とを接続しつつアキュームレータ29の下流側とガス側閉鎖弁25とを接続する冷房運転接続状態と、圧縮機21の吐出側とガス側閉鎖弁25とを接続しつつアキュームレータ29の下流側と室外熱交換器22とを接続する暖房運転接続状態と、を切り換えることができる。

液側閉鎖弁24およびガス側閉鎖弁25は、外部の機器・配管(具体的には、液側冷媒連絡配管5およびガス側冷媒連絡配管6)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁24は、室外膨張弁28の室外熱交換器22側とは反対側において配管を介して接続されている。ガス側閉鎖弁25は、四路切換弁27の接続ポートの1つに配管を介して接続されている。

また、室外ユニット2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ユニット2には、圧縮機21の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ32と、圧縮機21の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ33と、圧縮機21の吸入温度を検出する吸入温度センサ34と、圧縮機21の吐出温度を検出する吐出温度センサ35と、室外熱交換器22の液側端における冷媒の温度(室外熱交出口温度)を検出する室外熱交液側温度センサ36と、室外膨張弁28と液側閉鎖弁24とを接続する室外液冷媒管23を流れる冷媒の温度を検出する液管温度センサ38と、外気温度を検知する温度検知部としての外気温度センサ39と、が設けられている。

また、室外ユニット2は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する室外制御部31を有している。そして、室外制御部31は、室外ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリや圧縮機用モータ21a、室外ファン用モータ26a、室外膨張弁28等を制御するインバータ回路等を有しており、第1室内ユニット4aの第1室内制御部46aや第2室内ユニット4bの第2室内制御部46bとの間で伝送線7aを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。すなわち、第1室内制御部46aと第2室内制御部46bと室外制御部31との間を接続する伝送線7aとによって、冷凍装置1全体の運転制御を行う制御部7が構成されている。

制御部7は、図2に示されるように、各種センサ32〜39、45a、45b、49a、49bの検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器、四路切換弁27、圧縮機21、室外ファン26、室外膨張弁28、過冷却膨張弁13、第1室内膨張弁44a、第1室内ファン42a、第2室内膨張弁44b、第2室内ファン42bを制御することができるように接続されている。ここで、図2は、冷凍装置1の制御ブロック図である。なお、制御部7は、ユーザからの各種設定入力を受け付け、冷凍装置1を監視、管理または制御するコントローラ30と接続されており、図示しないメモリを有している。

(1−3)冷媒連絡配管 液側冷媒連絡配管5およびガス側冷媒連絡配管6は、冷凍装置1をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや配管径を有するものが使用される。

以上のように、第1室内側冷媒回路10aおよび第2室内側冷媒回路10bと室外側冷媒回路10cと液側冷媒連絡配管5およびガス側冷媒連絡配管6とが接続されること、すなわち、圧縮機21と、室外熱交換器22と、室外膨張弁28と、液側冷媒連絡配管5と、室内膨張弁44と、室内熱交換器41と、ガス側冷媒連絡配管6が順次接続されることによって、冷凍装置1の冷媒回路10が構成されている。

液側冷媒連絡配管5は、主液側冷媒連絡配管50と、第1室内液側分岐管51と、第2室内液側分岐管52と、を有して構成されている。主液側冷媒連絡配管50は、室外ユニット2の液側閉鎖弁24と分岐点Xとを接続するように伸びている。第1室内液側分岐管51は、分岐点Xと第1室内ユニット4a(第1室内ユニット4aの第1室内膨張弁44aが設けられている側の出口)とを接続するように伸びている。第2室内液側分岐管52は、分岐点Xと第2室内ユニット4b(第2室内ユニット4bの第2室内膨張弁44bが設けられている側の出口)とを接続するように伸びている。

ガス側冷媒連絡配管6は、主ガス側冷媒連絡配管60と、第1室内ガス側分岐管61と、第2室内ガス側分岐管62と、を有して構成されている。主ガス側冷媒連絡配管60は、室外ユニット2のガス側閉鎖弁25と分岐点Yとを接続するように伸びている。第1室内ガス側分岐管61は、分岐点Yと第1室内ユニット4a(第1室内ユニット4aの第1室内熱交換器41aが設けられている側の出口)とを接続するように伸びている。第2室内ガス側分岐管62は、分岐点Yと第2室内ユニット4b(第2室内ユニット4bの第2室内熱交換器41bが設けられている側の出口)とを接続するように伸びている。

(2)冷媒回路10における冷凍サイクル 冷凍装置1の冷媒回路10では、四路切換弁27の接続状態を切り換えることで、冷房運転と暖房運転とが行われる。

(2−1)冷房運転 冷房運転は、圧縮機21の吐出側が室外熱交換器22側に、圧縮機21の吸入側が各室内熱交換器41a、41b側となるように、四路切換弁27の接続状態が切り換えられた状態で行われる。

圧縮機21は、所定の各室内ユニットにおける冷房負荷を処理できるように目標低圧圧力となるように周波数が制御部7によって制御されている。これにより、圧縮機21に吸入された低圧圧力の冷媒は、圧縮機21から吐出されて高圧圧力の冷媒となり、四路切換弁27を経て室外熱交換器22に流入する。

室外熱交換器22に流入した冷媒は、冷媒の熱を放熱し、凝縮する。

室外熱交換器22から室外膨張弁28に向けて流れた冷媒は、冷房運転時において制御部7によって全開状態に制御された室外膨張弁28を通過し、過冷却熱交換器12に流入する。

過冷却熱交換器12に流入した冷媒は、過冷却熱交換器12において過冷却回路11を流れる冷媒(過冷却膨張弁13において減圧された冷媒)と熱交換を行って過冷却度が増した液単相状態の冷媒となって、液側閉鎖弁24に向けて流れる。なお、過冷却熱交換器12において十分に冷却された冷媒を各室内ユニット4a、4bに送ることができるため、循環量を上げなくても冷房負荷を処理しやすくなり、冷却により密度が上昇した液冷媒を効率的に送ることができるため、液側冷媒連絡配管5を通過する冷媒量を少なく抑えて圧力損失を低減させることも可能になっている。

冷房運転では、過冷却膨張弁13の弁開度は、過冷却熱交換器12を通過して液側閉鎖弁24に向けて流れる冷媒の過冷却度が目標過冷却度となるように、制御部7によって開度制御される。具体的には、液管温度センサ38が把握する温度から吐出圧力センサ33から把握される圧力に相当する飽和温度を差し引くことによって得られる過冷却度が目標過冷却度となるように、制御部7が過冷却膨張弁13の弁開度を制御する。これにより、過冷却熱交換器12を通過した冷媒は、十分に過冷却度がついた液単相状態の冷媒となる。

過冷却熱交換器12を通過した冷媒は、室外液冷媒管23および液側閉鎖弁24を通過して、液側冷媒連絡配管5に送られる。

液側冷媒連絡配管5を流れる冷媒は、各室内ユニット4a、4bに送られる。ここで、室外液冷媒管23および液側冷媒連絡配管5を通過する冷媒は、通過時に圧力損失が生じるため、冷媒の圧力が低下していくことになる。なお、室外液冷媒管23および液側冷媒連絡配管5を通過する冷媒が受ける圧力損失は、施工される液側冷媒連絡配管5の長さや配管径や冷媒の流速によって異なり、液側冷媒連絡配管5が長ければ長いほど、液側冷媒連絡配管5の配管径(内径)が小さければ小さいほど、さらには流れる冷媒の流速が速ければ速いほど、より大きな圧力損失を受けることになる。

液側冷媒連絡配管5の主液側冷媒連絡配管50を通過して分岐点Xまで流れた冷媒は、分岐して、第1室内液側分岐管51を介して第1室内ユニット4aに流入し、第2室内液側分岐管52を介して第2室内ユニット4bに流入する。第1室内ユニット4aに流入した冷媒は、第1室内膨張弁44aにおいて冷凍サイクルの低圧圧力となるまで減圧され、第2室内ユニット4bに流入した冷媒も同様に第2室内膨張弁44bにおいて冷凍サイクルの低圧圧力となるまで減圧される。なお、特に限定されないが、第1室内膨張弁44aの弁開度は、制御部7によって、第1室内熱交換器41aの出口側の冷媒の過熱度が所定の目標過熱度となるように制御されてもよい。この場合、制御部7は、第1室内ガス側冷媒温度センサ45aの検知温度から、吸入圧力センサ32の検知圧力を換算して得られる冷媒の飽和温度を差し引くことによって、第1室内熱交換器41aのガス側出口の冷媒の過熱度を求めてもよい。なお、第2室内膨張弁44bの弁開度の制御についても同様である。

第1室内ユニット4aの第1室内膨張弁44aで減圧された冷媒は、第1室内熱交換器41aにおいて蒸発し、第1室内ガス側分岐管61に向けて流れ、第2室内ユニット4bの第2室内膨張弁44bで減圧された冷媒も同様に、第2室内熱交換器41bにおいて蒸発し、第2室内ガス側分岐管62に向けて流れる。そして、第1室内熱交換器41aや第2室内熱交換器41bにおいて蒸発した冷媒は、第1室内ガス側分岐管61と第2室内ガス側分岐管62とガス側冷媒連絡配管6における主ガス側冷媒連絡配管60とが接続された分岐点Yにおいて合流し、主ガス側冷媒連絡配管60を流れた後、室外ユニット2のガス側閉鎖弁25、四路切換弁27、アキュームレータ29を介して圧縮機21に再び吸入される。なお、四路切換弁27とアキュームレータ29との間には、上述した過冷却回路11を流れた冷媒が合流する。

(2−2)暖房運転 暖房運転は、圧縮機21の吐出側が各室内熱交換器41a、41b側に、圧縮機21の吸入側が室外熱交換器22側となるように、四路切換弁27の接続状態が切り換えられた状態で行われる。

圧縮機21は、所定の各室内ユニットにおける暖房負荷を処理できるように目標高圧圧力となるように周波数が制御部7によって制御されている。これにより、圧縮機21から吐出された高圧圧力の冷媒は、四路切換弁27、ガス側冷媒連絡配管6を介して各室内ユニット4a、4bに向けて流れる。

ここで、ガス側冷媒連絡配管6の主ガス側冷媒連絡配管60を通過して分岐点Yまで流れた冷媒は、分岐して、第1室内ガス側分岐管61を介して第1室内ユニット4aに流入し、第2室内ガス側分岐管62を介して第2室内ユニット4bに流入する。第1室内ユニット4aに流入した冷媒は、第1室内熱交換器41aにおいて放熱し、凝縮する。第2室内ユニット4bに流入した冷媒も同様に、第2室内熱交換器41bにおいて放熱し、凝縮する。なお、特に限定されないが、第1室内膨張弁44aおよび第2室内膨張弁44bの弁開度は、暖房運転時は、制御部7によって、第1室内熱交換器41aの出口や第2室内熱交換器41bの出口を流れる冷媒の過冷却度が所定の値となるように制御してもよい。この場合には、例えば、吐出圧力センサ33の検知する冷媒圧力相当の飽和温度から、第1室内液側冷媒温度センサ49a、第2室内液側冷媒温度センサ49bの検知温度を指し引いて得られる値が所定の値となるように、制御部7が第1室内膨張弁44aおよび第2室内膨張弁44bの弁開度を制御することができる。なお、制御部7による第1室内膨張弁44aおよび第2室内膨張弁44bの開度制御は、上記の他に、例えば、液側冷媒連絡配管5の入口に対して液冷媒が供給されるように制御してもよいし、液側冷媒連絡配管5の入口は液冷媒が通過しつつ出口では圧力損失を受けた後の気液二相状態の冷媒が通過することとなるように制御してもよい。

このようにして、第1室内熱交換器41aにおいて凝縮し、第1室内膨張弁44aを通過し、さらに、第1室内液側分岐管51を流れた冷媒と、第2室内熱交換器41bにおいて凝縮し、第2室内膨張弁44bを通過し、さらに、第2室内液側分岐管52を流れた冷媒と、は、分岐点Xにおいて合流し、液側冷媒連絡配管5の主液側冷媒連絡配管50に送られる。ここで、第1室内熱交換器41aを通過した冷媒および第2室内熱交換器41bを通過した冷媒は、特に冷却されることなく(冷媒密度が高められることなく)液側冷媒連絡配管5に供給される。

液側冷媒連絡配管5の主液側冷媒連絡配管50を流れた冷媒は、液側閉鎖弁24を通じて室外ユニット2に供給される。

液側閉鎖弁24を通過し、室外液冷媒管23を流れ、過冷却熱交換器12を通過した冷媒は、室外膨張弁28において冷凍サイクルの低圧圧力まで減圧される。具体的には、圧縮機21に吸入される冷媒の過熱度が目標過熱度となるように、制御部7によって室外膨張弁28の弁開度が制御される。この場合、制御部7は、吸入温度センサ34の検知温度から、吸入圧力センサ32の検知圧力を用いて換算して得られる冷媒の飽和温度を差し引くことによって、圧縮機21が吸入する冷媒の過熱度を求めてもよい。

室外熱交換器22に送られた冷媒は、蒸発し、四路切換弁27、アキュームレータ29を介して圧縮機21に再び吸入される。

(3)冷凍装置1を施工する場所の冷房負荷および暖房負荷の特定 冷凍装置1を施工する前に、まず、冷凍装置1を施工しようとする場所の冷房負荷および暖房負荷を求める。

冷房負荷や暖房負荷の特定方法は、特に限定されず、公知の特定方法を用いることができる。例えば、冷凍装置1を施工する地域の気候特性に基づいて予め定めた関係から特定される冷房負荷および暖房負荷と、施工される建物の断熱性能に基づいて予め定めた関係から特定される冷房負荷および暖房負荷と、をそれぞれ用いて特定することができる。

(4)冷房負荷を処理可能な冷房定格能力及び暖房負荷を処理可能な暖房定格能力を有する冷凍装置1の決定 次に、上記(3)において特定された冷凍装置1を施工する場所の冷房負荷を処理可能な冷房定格能力及び暖房負荷を処理可能な暖房定格能力を備えた冷凍装置1を決定する。

具体的には、冷凍装置1を施工する場所の冷房負荷を処理可能な冷房定格能力及び暖房負荷を処理可能な暖房定格能力を備える室外ユニット2と室内ユニット4a、4bの組み合わせを決定する。

ここで、冷凍装置1を施工する場所の冷房負荷を処理可能な冷房定格能力及び暖房負荷を処理可能な暖房定格能力を備える室外ユニット2と室内ユニット4a、4bの組み合わせが決定されることにより、当該室外ユニット2と室内ユニット4a、4bを備える冷凍装置1の冷房定格能力と暖房定格能力が定まる。

なお、冷房定格能力および暖房定格能力の値は、規格等に準じた公知の手法により定まる値であり、カタログに記載されている値を用いてもよい。

ここで、冷房定格能力に対する暖房定格能力の比である冷房定格能力:暖房定格能力=1.0:1.0〜1.2の範囲内であることが好ましい。

(5)施工される冷凍装置1の液側冷媒連絡配管5の配管径の決定等 以上の(4)によって冷凍装置1を構成する室外ユニット2の種類および室内ユニット4a、4bの種類が定まることになるが、次に、これらを接続する液側冷媒連絡配管5とガス側冷媒連絡配管6を定める。

なお、液側冷媒連絡配管5を構成する主液側冷媒連絡配管50の配管長と、ガス側冷媒連絡配管6を構成する主ガス側冷媒連絡配管60の配管長については、冷凍装置1が施工される物件に応じて定まっている。

また、第1室内液側分岐管51、第2室内液側分岐管52の配管径や、第1室内ガス側分岐管61や第2室内ガス側分岐管62の配管径(内径)は、接続されている室内ユニットの能力および各分岐管の長さに応じて定められる。

具体的には、主ガス側冷媒連絡配管60の配管径(内径)は、上述のようにして定めた冷凍装置1の冷凍能力(冷凍装置1が有している室外ユニット2の冷凍能力を用いることとしてもよいし、冷凍装置1が室内ユニット4を1台有している場合には当該室内ユニット4の冷凍能力を用いることとしてもよいし、冷凍装置1が室内ユニット4を複数台(第1室内ユニット4aと第2室内ユニット4b)有している場合には当該室内ユニット4の各冷凍能力の合計を用いることとしてもよい。)および、主ガス側冷媒連絡配管60の長さに応じて、予め定められている配管径に決定される。具体的には、冷凍能力が大きいほど主ガス側冷媒連絡配管60の配管径が大きくなるように、且つ、主ガス側冷媒連絡配管60の長さが長いほど主ガス側冷媒連絡配管60の配管径が大きくなるように、冷凍能力毎および長さ毎の配管径の対応関係が予め定められており、この対応関係に基づいて、主ガス側冷媒連絡配管60の配管径を決定する。なお、本実施形態では、このようにして決定された主ガス側冷媒連絡配管60の配管径は、冷凍装置1の設置位置の暖房負荷と冷房負荷の関係によらず、一律に定められている。

また、主液側冷媒連絡配管50の配管径(内径)については、ひとまず、上述のようにして定めた冷凍装置1の冷凍能力(冷凍装置1が有している室外ユニット2の冷凍能力を用いることとしてもよいし、冷凍装置1が室内ユニット4を1台有している場合には当該室内ユニット4の冷凍能力を用いることとしてもよいし、冷凍装置1が室内ユニット4を複数台(第1室内ユニット4aと第2室内ユニット4b)有している場合には当該室内ユニット4の各冷凍能力の合計を用いることとしてもよい。)および、主液側冷媒連絡配管50の長さに応じて、予め定められている基準となる配管径に仮に定められる。具体的には、冷凍能力が大きいほど主液側冷媒連絡配管50の配管径が大きくなるように、且つ、主液側冷媒連絡配管50の長さが長いほど主液側冷媒連絡配管50の配管径が大きくなるように、冷凍能力毎および長さ毎の配管径の対応関係が予め定められており、この対応関係に基づいて、主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径が仮に定められる。

ここで、仮に定めた主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径は、上記(3)において求めた冷凍装置1を施工する場所の冷房負荷及び暖房負荷から把握される値であって暖房負荷を冷房負荷で除して得られる値である冷暖比(暖房負荷/冷房負荷)が小さいほど、主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径よりも小さい配管径となるように配管径を修正し、このように修正された配管径を主液側冷媒連絡配管50の最終的な配管径として決定する。

ここで、この「冷暖比が小さいほど基準となる配管径を小さく修正する」程度は、設置する冷凍装置1が備える冷凍能力によって異なることが好ましい。すなわち、冷凍装置1が施工される環境における冷暖比が同程度である場合には、冷凍装置1の冷凍能力に応じて、基準となる配管径を小さく修正する程度が異なるように対応関係が定められていることが好ましい。より具体的には、冷凍装置1が施工される環境における冷暖比が同程度に小さい場合には、冷凍装置1の冷凍能力が大きい場合ほど、基準となる配管径を小さく修正する程度が大きくなるように対応関係が定められていることが好ましい。

また、このように冷暖比に応じて主液側冷媒連絡配管50の配管径が異なることを、例えば、冷凍装置1の据付説明書に掲載するようにしてもよい。

なお、冷暖比に応じて仮に定めた主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径を小さくする際の具体的な程度については、主液側冷媒連絡配管50を通過する冷媒の圧力損失が許容される限度で主液側冷媒連絡配管50の配管径をできるだけ小さくすることができるように、予め定められる。すなわち、上記暖房負荷を処理するように行われる暖房運転において、主液側冷媒連絡配管50に液冷媒を流す場合に許容される圧力損失より小さい圧力損失が実現されるように主液側冷媒連絡配管50の配管径の下限が定められる。

この主液側冷媒連絡配管50に液冷媒を流す場合に許容される圧力損失は、例えば、冷凍装置1を構成する室外ユニット2の冷凍能力、第1室内ユニット4aの冷凍能力、第2室内ユニット4bの冷凍能力、冷凍装置1が設置される箇所の冷暖比、液側冷媒連絡配管5の最も長い部分(液側閉鎖弁24から最も遠い室内ユニットの入口まで)の長さ、液側冷媒連絡配管5における分岐点の数等に応じた値として予め定めた関係式から求めるようにしてもよい。具体的には、室外ユニット2の冷凍能力、第1室内ユニット4aの冷凍能力、第2室内ユニット4bの冷凍能力が大きく、冷凍装置1が設置される箇所の冷暖比も大きい場合には、冷媒回路10を流れる冷媒の流速が上がる傾向にあるため、主液側冷媒連絡配管50に液冷媒を流した際の圧力損失は大きな値となる傾向にある。また、液側冷媒連絡配管5の最も長い部分(液側閉鎖弁24から最も遠い室内ユニットの入口まで)の長さが長いほど、液側冷媒連絡配管5を流れる液冷媒が受ける圧力損失は大きくなる傾向にある。さらに、液側冷媒連絡配管5における分岐点の数が多ければ多いほど、液側冷媒連絡配管5を流れる液冷媒が受ける圧力損失は大きくなる傾向にある。以上の冷凍能力と負荷と配管長と分岐数に対する圧力損失の関係に基づいて予め定めた関係式にしたがって、主液側冷媒連絡配管50に液冷媒を流す場合に許容される圧力損失(圧力損失の上限)を定めるようにしてもよい。

なお、暖房負荷と冷房負荷から定まる冷暖比と、基準となる配管径を小さく修正する程度と、は予め対応関係を定めて一覧表としておくことが好ましい。すなわち、「冷暖比」の複数の範囲毎に段階的に定められた「主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径の減少修正率」が予め定められた一覧表を、冷凍装置1の種類毎に用意しておいてもよい。また、このような方法で定められる一覧表は、例えば、冷凍装置1の据付説明書に掲載するようにしてもよい。

(6)冷媒量の決定 以上のようにして室外ユニット2、第1室内ユニット4a、第2室内ユニット4bの各能力、液側冷媒連絡配管5およびガス側冷媒連絡配管6の配管長および配管径が特定された冷凍装置1に対して、冷凍装置1の冷媒回路10において冷凍サイクルを適切に行うことが可能となる冷媒量が決定される。

ここで、冷媒回路10の冷媒量の具体的な決定方法は、特に限定されず、公知の方法が用いられる。例えば、室外ユニット2の能力、第1室内ユニット4aの能力、第2室内ユニット4bの冷凍能力が大きいほど多くなるように、主液側冷媒連絡配管50の配管径が小さいほど少なくなるように、主液側冷媒連絡配管50の長さが長いほど多くなるように、第1室内液側分岐管51の長さが長いほど多くなるように、第2室内液側分岐管52の長さが長いほど多くなるように、室内ユニットの数(分岐管の数)が多いほど多くなるように、冷媒回路10の冷媒量を決定してもよい。

なお、室外ユニット2において、液側冷媒連絡配管5、ガス側冷媒連絡配管6、第1室内ユニット4a、第2室内ユニット4b等が接続されていない状態で、予め所定量の冷媒が充填されている場合には、決定された冷媒量から当該室外ユニット2に予め充填されている冷媒量を差し引いて、冷媒回路10に冷媒を追加充填するようにしてもよい。

(7)配管径の決定方法の特徴 従来より、冷凍装置を施工する際には、施工する現地の冷房負荷および暖房負荷を調べ、これらをいずれも処理可能な冷凍能力を備えた室外ユニットおよび室内ユニットから構成される冷凍装置が選定される。ここで、従来の施工では、特定の室外ユニットおよび特定の室内ユニットから構成される冷凍装置が選定された場合に、室外ユニットと室内ユニットとを接続するための主液側冷媒連絡配管および主ガス側冷媒連絡配管の各内径は、いずれも一律に定められていた。

これに対して、上記実施形態の配管径の決定方法では、施工する現地の冷房負荷および暖房負荷をいずれも処理可能な冷凍能力を備えた室外ユニット2および室内ユニット4から構成される冷凍装置1が選定された後、当該冷凍装置1に用いられる主液側冷媒連絡配管50の配管径を一律に定めるのではなく、当該冷凍装置1の冷凍能力および主液側冷媒連絡配管50の長さに応じて、主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径を仮に定め、冷暖比(暖房負荷/冷房負荷)の値が小さいほど仮に定めた基準となる配管径が小さく修正されるようにして、主液側冷媒連絡配管50の配管径を決定している。これにより、主液側冷媒連絡配管50を通過する冷媒の圧力損失を許容範囲に抑えつつ、冷凍装置1に充填される冷媒量を少なく抑えることが可能になっている。

より具体的には、本実施形態の配管径の決定方法が用いられる冷凍装置1では、冷房運転時に、室外熱交換器22を通過して液側冷媒連絡配管5に送られる冷媒が過冷却熱交換器12によって冷却され、密度の高い冷媒になっている。他方で、暖房運転時は、第1室内熱交換器41a、第2室内熱交換器41bにおいて放熱した後に液側冷媒連絡配管5に向かう冷媒は、冷房運転時における過冷却熱交換器12による冷却処理に対応する冷却は行われない。このため、この冷凍装置1では、冷房運転時には液側冷媒連絡配管5に対して密度の高い液冷媒を供給しやすいのに対して、暖房運転時には液側冷媒連絡配管5に供給される冷媒の密度が低く、気液二相状態の冷媒が供給されがちになる。したがって、冷房運転時には液側冷媒連絡配管5を通過する冷媒の圧力損失が小さく抑えられるのに対して、暖房運転時には、冷房運転時に比べて、液側冷媒連絡配管5を流れる冷媒の圧力損失が大きくなりがちになる。

ここで、本実施形態では、冷凍装置1が施工される環境の冷房負荷および暖房負荷を処理可能な冷房定格能力および暖房定格能力を有する冷凍装置1を選んで施工している。そして、このように冷房負荷も暖房負荷も処理可能な冷房定格能力および暖房定格能力を備える冷凍装置1が選定された場合に、比較的暖房負荷が小さな環境で用いられる場合のように、暖房負荷に対する暖房能力が過剰になる場合がある。このように、暖房能力が過剰になる場合について、本実施形態では、同じ冷凍能力を備える冷凍装置1であっても、施工される環境における冷暖比(暖房負荷/冷房負荷)の値が小さいほど、用いられる主液側冷媒連絡配管50の配管径が小さいものとなるようにしている。このように、冷凍装置1の暖房能力が過剰になる場合には、暖房運転時における主液側冷媒連絡配管50を流れる冷媒の圧力損失を許容される範囲内としたままで、採用される主液側冷媒連絡配管50の配管径を小さくすることが可能になっている。

本実施形態の配管径の決定方法では、以上の関係に着目し、冷凍装置1が施工される環境における冷暖比(暖房負荷/冷房負荷)の値が小さいほど主液側冷媒連絡配管50の配管径を小さくすることにより、暖房運転時における主液側冷媒連絡配管50を流れる冷媒の圧力損失を許容される範囲内としたままで、冷凍装置1の充填冷媒量の削減効果を得ることが可能になっている。

なお、主液側冷媒連絡配管50の配管径を小さく修正した場合であっても、冷房運転時には主液側冷媒連絡配管50を流れる冷媒は冷却された密度の高い液冷媒であるため、気液二相状態の冷媒が流れがちな暖房運転時よりも圧力損失を小さく抑えることができており、冷房能力の不足は生じにくい。

さらに、上記実施形態の冷凍装置1では、冷房運転時には、液側冷媒連絡配管5には、過冷却熱交換器12において冷却された密度の高い液単相状態となった冷媒が供給される。このように密度の高い液単相状態の冷媒が供給される液側冷媒連絡配管5の配管径を小さくすることにより、冷媒回路10に充填される冷媒量の削減効果を顕著なものとすることができている。

このように、冷凍装置1の冷媒回路10に充填される冷媒量を削減することにより、冷媒コストを低く抑えることができるだけでなく、微燃性冷媒であるR32が万が一漏洩した場合であっても、漏洩量を少なく抑えることができ、発火に到りにくくすることができる。

(8)配管径の決定装置 以下、図面を参照しながら、配管径の決定装置100について説明する。

配管径の決定装置100は、上述した実施形態の配管径の決定方法を、コンピュータを用いて実行させ、自動的に冷媒量を把握するためのものであり、上記配管径の決定方法において説明した冷凍装置1を対象として用いられる。

配管径の決定装置100は、図3のブロック構成図に示すように、受付部110と、配管径決定部120と、出力部130と、を備えている。

受付部110は、現地で施工される冷凍装置1の冷凍能力、室内ユニットの数(分岐管の数)、液側冷媒連絡配管5の長さ(主液側冷媒連絡配管50の長さと、第1室内液側分岐管51の長さと、第2室内液側分岐管52の長さ)およびガス側冷媒連絡配管6の長さ(主ガス側冷媒連絡配管60の長さと、第1室内ガス側分岐管61の長さと、第2室内ガス側分岐管62の長さ)等の各種情報を、施工者からの入力により受け付ける。また、受付部110は、さらに、冷凍装置1の冷房定格能力と暖房定格能力の情報を施工者からの入力により受け付ける。受付部110は、冷凍装置1が施工される場所の冷房負荷と暖房負荷の情報をさらに受け付けるものであってもよい。受付部110は、本実施形態では、後述するタッチパネル等の画面を用いてユーザからの入力を受け付けるものである。

配管径決定部120は、受付部110が受け付けた各種情報に基づいて、冷凍装置1の冷媒回路10に用いられる液側冷媒連絡配管5の主液側冷媒連絡配管50の配管径を決定する。配管径決定部120は、各種情報処理を行うCPU等を有して構成された処理部121と、ROMやRAMを有して構成された記憶部122と、を有している。

配管径決定部120の処理部121は、受付部110において受け付けた情報と、記憶部122に格納されている情報と、を用いて上記配管径の決定方法で説明した内容と同様に配管径の決定処理を行う。

具体的には、記憶部122には、(A)冷凍装置1の冷凍能力と主ガス側冷媒連絡配管60の長さとに応じた、主ガス側冷媒連絡配管60の配管径を示すデータ(冷凍能力が大きいほど主ガス側冷媒連絡配管60の配管径が大きくなり、且つ、主ガス側冷媒連絡配管60の長さが長いほど主ガス側冷媒連絡配管60の配管径が大きくなる関係を示すデータ)と、(B)冷凍装置1の冷凍能力と主液側冷媒連絡配管50の長さとに応じた、主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径を示すデータ(冷凍能力が大きいほど主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径が大きくなり、且つ、主液側冷媒連絡配管50の長さが長いほど主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径が大きくなる関係を示すデータ)と、(C)冷暖比(暖房負荷/冷房負荷)に応じた、主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径の修正率を示すデータ(冷暖比の複数範囲毎に対応した縮小修正率を示すデータ)と、が格納されている。

そして、処理部121は、ひとまず、受付部110が受け付けた冷凍装置1の冷凍能力および主ガス側冷媒連絡配管60の長さに応じた主ガス側冷媒連絡配管60の配管径を定める。

また、処理部121は、受付部110が受け付けた冷凍装置1の冷凍能力および主液側冷媒連絡配管50の長さに応じた主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径を定める。

さらに、処理部121は、受付部110が受け付けた冷凍装置1が施工される環境における冷暖比(暖房負荷/冷房負荷)の値を算出する。そして、処理部121は、算出した冷暖比が小さいほど主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径を小さく修正して、最終的な主液側冷媒連絡配管50の配管径を決定する。

出力部130は、配管径決定部120が決定した配管径を表示出力する。具体的には、タッチパネル等の画面に主液側冷媒連絡配管50の配管径の値を表示出力する。

(9)変形例 上記実施形態は、以下の変形例に示すように適宜変形が可能である。なお、各変形例は、矛盾が生じない範囲で他の変形例と組み合わせて適用されてもよい。

(9−1)変形例A 上記実施形態では、冷凍装置1に微燃性冷媒であるR32が充填されている場合を例に挙げて説明した。

これに対して、冷凍装置1に充填される微燃性冷媒としては、R32に限定されず、R143a、R717、NH₃、R1234yf混合冷媒、R1234ze混合冷媒等の微燃性冷媒を用いるようにしてもよい。なお、微燃性冷媒には、通常不燃性とされるR410A、R134a、R22、R125は含まれない。

(9−2)変形例B 上記実施形態に係る配管径の決定装置100では、受付部110が受け付けた情報に基づいて主液側冷媒連絡配管50の配管径を決定する場合を例に挙げて説明した。

これに対して、配管径の決定装置では、配管径を決定するだけでなく、さらに、受付部110が受け付けた情報に基づいて処理部121が冷凍装置1に充填される冷媒量を決定できるようにしてもよい。

具体的には、室外ユニット2の冷凍能力、第1室内ユニット4aの冷凍能力、第2室内ユニット4bの冷凍能力が大きいほど多くなるように、主液側冷媒連絡配管50の配管径が小さいほど少なくなるように、主液側冷媒連絡配管50の長さが長いほど多くなるように、第1室内液側分岐管51の長さが長いほど多くなるように、第2室内液側分岐管52の長さが長いほど多くなるように、室内ユニットの数(分岐管の数)が多いほど多くなるように、所定の関係式または一覧データを予め記憶部122に記憶させておき、処理部121が記憶部122に予め記憶されている関係式や一覧データと受付部110において受け付けた情報とに基づいて冷媒回路10の冷媒量を決定するようにしてもよい。

(9−3)変形例C 上記実施形態に係る配管径の決定装置100では、冷凍装置1の主液側冷媒連絡配管50の配管径をコンピュータによって自動的に定める独立した装置として例に挙げて説明した。

これに対して、例えば、図4に示すように、上述した配管径の決定装置100に対応する構成の受付部110、処理部121と記憶部122aを有する配管径決定部120及び出力部130を、上記実施形態の冷凍装置1のコントローラ30において備えさせてもよい。

ここで、コントローラ30の配管径決定部120が有する記憶部122aには、上述した記憶部122が格納しているデータだけでなく、さらに冷凍装置1の冷凍能力を示すデータが予め格納されていてもよい。

この場合には、コントローラ30の受付部110に対する冷凍装置1の冷凍能力の入力処理が不要になる。

なお、配管径決定部120の処理部121は、室内ユニットの数(分岐管の数)、液側冷媒連絡配管5の長さおよびガス側冷媒連絡配管6の長さ等の受付部110を介して受け付ける各種情報と、記憶部122aに格納されているデータと、に基づいて、上記実施形態と同様にして主液側冷媒連絡配管5の配管径を決定することになる。

(9−4)変形例D 上記実施形態では、冷凍装置1の冷凍能力が大きいほど主液側冷媒連絡配管50の配管径が大きくなるように、且つ、主液側冷媒連絡配管50の長さが長いほど主液側冷媒連絡配管50の配管径が大きくなるように、主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径を仮に定め、冷暖比が小さいほど主液側冷媒連絡配管50の基準となる配管径を小さく修正することで、主液側冷媒連絡配管50の配管径を決定する場合を例に挙げて説明した。

これに対して、主液側冷媒連絡配管50の配管径の決定方法は、この手順で決定される方法に限られるものではなく、例えば、冷凍装置1の冷凍能力、主液側冷媒連絡配管50の長さ、及び、冷暖比からなる所定の関係式を予め用意しておき、当該関係式を用いて、主液側冷媒連絡配管50の配管径を求めるようにしてもよい。

(9−5)変形例E 上記実施形態では、冷凍装置1が施工される環境における冷房負荷に対する暖房負荷の割合を示す値として、暖房負荷を冷房負荷で除して得られる値である冷暖比(暖房負荷/冷房負荷)を例に挙げ、冷暖比が小さいほど主液側冷媒連絡配管50の配管径が細くなるように修正する場合を説明した。

これに対して、冷凍装置1が施工される環境における冷房負荷に対する暖房負荷の割合を示す値としては、冷暖比に限られず、例えば、冷凍装置1の有する暖房能力の値から冷凍装置1が施工される環境における暖房負荷の値を差し引いて得られる暖房過剰値を算出し、当該暖房過剰値が大きいほど、主液側冷媒連絡配管50の配管径が細くなるように修正してもよい。

(9−6)変形例F 上記実施形態では、冷凍装置1が施工される環境における冷房負荷に対する暖房負荷の割合を示す値として、暖房負荷を冷房負荷で除して得られる値である冷暖比(暖房負荷/冷房負荷)を例に挙げ、冷暖比が小さいほど主液側冷媒連絡配管50の配管径が細くなるように修正し、主ガス側冷媒連絡配管60の配管径については冷房負荷と暖房負荷との関係によらずに一律に定める場合を説明した。

これに対して、主ガス側冷媒連絡配管60の配管径についても、冷凍装置1の冷凍能力および、主ガス側冷媒連絡配管60の長さに応じて、予め定められている基準となる配管径に仮決めし、冷房負荷や暖房負荷の関係等によって当該仮決めした配管径を修正することで、最終的な主ガス側冷媒連絡配管60の配管径を決定するようにしてもよい。例えば、冷凍装置1が施工される環境における冷房負荷が暖房負荷よりも大きい場合には冷房負荷が暖房負荷を上回る程度が大きいほど、または、冷凍装置1が施工される環境における冷房負荷よりも冷凍装置1が備える冷房能力の方が大きい場合には冷房能力が冷房負荷を上回る程度が大きいほど、仮決めされた主ガス側冷媒連絡配管60の基準となる配管径を細く修正するようにして、最終的な主ガス側冷媒連絡配管60の配管径を決定するようにしてもよい。

このように冷凍装置1の主ガス側冷媒連絡配管60の配管径を修正できるのは、冷房運転時における主ガス側冷媒連絡配管60を流れるガス冷媒の密度が暖房運転時におけるガス冷媒の密度の1/2倍以下(または1/3倍以下)となり、冷房運転時において主ガス側冷媒連絡配管60を流れるガス冷媒が受ける圧力損失が暖房運転時の圧力損失の2倍以上(または3倍以上)となることから、冷房運転時に冷媒が受ける圧力損失に律速して主ガス側冷媒連絡配管60の配管径が定められることによる。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

1 冷凍装置 2 室外ユニット 4a、4b 室内ユニット 5 液側冷媒連絡配管 6 ガス側冷媒連絡配管 7 制御部 10 冷媒回路 12 過冷却熱交換器(冷却部) 21 圧縮機 22 室外熱交換器 23 室外液冷媒管 24 液側閉鎖弁 25 ガス側閉鎖弁 27 四路切換弁 28 室外膨張弁 29 アキュームレータ 30 コントローラ(配管径の決定装置) 31 室外制御部 32 吸入圧力センサ 33 吐出圧力センサ 34 吸入温度センサ 35 吐出温度センサ 36 室外熱交液側温度センサ 38 液管温度センサ 39 外気温度センサ 41a 第1室内熱交換器 41b 第2室内熱交換器 44a 第1室内膨張弁 44b 第2室内膨張弁 45a 第1室内ガス側冷媒温度センサ 45b 第2室内ガス側冷媒温度センサ 46a 第1室内制御部 46b 第2室内制御部 49a 第1室内液側冷媒温度センサ 49b 第2室内液側冷媒温度センサ 50 主液側冷媒連絡配管 51 第1室内液側分岐管 52 第2室内液側分岐管 60 主ガス側冷媒連絡配管 61 第1室内ガス側分岐管 62 第2室内ガス側分岐管 100 配管径の決定装置 110 受付部(把握部) 120 配管径決定部 121 処理部(把握部) 122 記憶部 122a 記憶部(把握部) 130 出力部

特開2000−55483号公報