CN1756931A - 冷冻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷冻装置。在清洗工作中，根据弗劳德数Fr来设定压缩机(21)的容量。弗劳德数Fr显示流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力相对作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力之比。设定压缩机(21)容量使得清洗工作中的弗劳德数Fr大于1，流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力大于作用在气态侧连接管(70)内的含有矿物油和异物的液体上的重力。因此，在气态侧连接管(70)中的垂直部分，含有矿物油和异物的液体也被气体制冷剂推向上方。这样来回收残留在既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的矿物油和异物。
Description
技术领域
本发明涉及一种连接在既设的连接管道上，对连接管道进行清洗工作的冷冻装置。
背景技术
迄今为止，具有通过制冷剂循环而进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路的冷冻装置，已经众所周知。所述冷冻装置由室内外机组构成，这些室内外机组由连接管道互相连接。该连接管道，大多数埋设在建筑物内部。因此，更新冷冻装置时难以更换连接管道，继续利用既设的连接管道，引入新冷冻装置。
因为对环境产生破坏臭氧层等不好的影响，所以作为填充于所述制冷剂回路中的制冷剂，迄今为止使用过的CFC制冷剂和HCFC制冷剂已经全面停止使用了。因此，更新冷冻装置时，需要将使用了新制冷剂即HFC制冷剂等的冷冻装置，连接在使用了CFC制冷剂、HCFC制冷剂的既设的连接管道上。但是，在既设的连接管道中，还存在着CFC制冷剂、HCFC制冷剂用冷冻机油即矿物油。由于CFC制冷剂或HCFC制冷剂和矿物油恶化而产生的酸和离子，有可能导致膨胀阀等的腐蚀。因此，在引入新冷冻装置、进行试运转之前，需要清洗既设的连接管道，除去矿物油。
于是，提案过能进行对既设的连接管道的清洗工作的冷冻装置(例如，参照专利文献1)。在该冷冻装置中，备有压缩机、热源侧热交换器的热源机和备有利用侧热交换器的室内机通过既设的连接管道即第一和第二连接管道连接起来，构成了制冷剂回路。在压缩机的吸气口一侧，设有为了从制冷剂中分离出并回收矿物油和异物的异物捉住机构。在所述冷冻装置中，填充HFC制冷剂后，用制冷模式进行清洗工作，由在制冷剂回路中循环的制冷剂清洗第一和第二连接管道，将矿物油和异物回收在异物捉住机构中。
《专利文献1》日本公开专利公报特开2000-329432号公报。
在此，例如关于冷冻机之一种的空调机，室外机组和室内机组的安装位置有高低差的情况也很多。在这种情况下，用以使室外机组和室内机组连接起来的连接管道中就有一部分沿着垂直方向延伸。
为了除去残留在气态一侧的连接管道中的矿物油和异物，需要由气体制冷剂的流动冲走矿物油和异物。特别是，在气态一侧的连接管道中沿垂直方向延伸的部分，也有必须利用气体制冷剂将矿物油和异物推向上方的情况。
然而，在现有冷冻装置中，并没有考虑到清洗工作中的运转状态。因此，也有这样的忧虑，在有的运转状态中，气态一侧的连接管道内的气体制冷剂流速太低，呈不能冲走矿物油和异物的状态，矿物油和异物残留在连接管道内，成为麻烦的原因。
发明内容
本发明正是为解决该问题而研究开发出来的。其目的在于：在对既设的连接管道进行清洗工作的冷冻装置中，确实地减少连接管道中的矿物油和异物的残余量，防患于未然。
说明本发明采取的技术方案。
第一和第二技术方案，以下述冷冻装置为对象：设有压缩机(21)、热源侧热交换器(24)，具有通过既设的液态侧连接管(60)、气态侧连接管(70)与利用侧热交换器(33)连接的热源侧回路(11)，开所述压缩机(21)进行从所述既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中除去旧制冷剂用冷冻机油的清洗工作。
第一技术方案，根据弗劳德数Fr来设定所述清洗工作中的运转状态，该弗劳德数Fr，在设流过所述气态侧连接管(70)的气体制冷剂的速度为U，设该气态侧连接管(70)的内径为D，设流过该气态侧连接管(70)的气体制冷剂的密度为dg，设存在于该气态侧连接管(70)中的液体密度为d1，设重力加速度为g时，用算式Fr＝(dg/d1)×(U2/gD)来表示。
第二技术方案，连接有所述冷冻装置的热源侧回路(11)的气态侧连接管(70)由分别连接在多个利用侧热交换器中的所对应的那一个利用侧热交换器上的多个支管(71)和该多个支管(71)连接在其上的主管(72)构成，根据弗劳德数Fr来设定所述清洗工作中的运转状态，该弗劳德数Fr，在设流过所述气态侧连接管(70)的主管(72)的气体制冷剂的速度为U，设该主管(72)的内径为D，设流过该主管(72)的气体制冷剂的密度为dg，设存在于该主管(72)中的液体密度为d1，设重力加速度为g时，用算式Fr＝(dg/d1)×(U2/gD)来表示。
第三和第四技术方案，以下述冷冻装置为对象：设有压缩机(21)、热源侧热交换器(24)，具有通过既设的液态侧连接管(60)、气态侧连接管(70)连接在利用侧热交换器(33)上的热源侧回路(11)和设在所述热源侧回路(11)中的压缩机(21)的吸气口一侧、储存从气体制冷剂中分离出的冷冻机油的回收容器(40)，开所述压缩机(21)进行将残留在所述既设的液态连接管(60)和气态连接管(70)中的旧制冷剂用冷冻机油回收到所述回收容器(40)中的清洗工作。
第三技术方案，根据弗劳德数Fr来设定所述清洗工作中的运转状态，该弗劳德数Fr，在设流过所述气态侧连接管(70)的气体制冷剂的速度为U，设该气态侧连接管(70)的内径为D，设流过该气态侧连接管(70)的气体制冷剂的密度为dg，设存在于该气态侧连接管(70)中的液体密度为d1，设重力加速度为g时，用算式Fr＝(dg/d1)×(U2/gD)来表示。
第四技术方案，连接有所述冷冻装置的热源侧回路(11)的气态侧连接管(70)由分别连接在多个利用侧热交换器中的所对应的那一个利用侧热交换器上的多个支管(71)和该多个支管(71)连接在其上的主管(72)构成，根据弗劳德数Fr来设定所述清洗工作中的运转状态，该弗劳德数Fr，在设流过所述气态侧连接管(70)的主管(72)的气体制冷剂的速度为U，设该主管(72)的内径为D，设流过该主管(72)的气体制冷剂的密度为dg，设存在于该主管(70)中的液体密度为d1，设重力加速度为g时，用算式Fr＝(dg/d1)×(U2/gD)来表示。
第五技术方案，在第一、第二、第三或第四技术方案中，设定清洗工作中的运转状态使得弗劳德数Fr大于1。
第六技术方案，在第一、第二、第三或第四技术方案中，设定清洗工作中的运转状态使得弗劳德数Fr大于等于1.5。
第七技术方案，在第一、第二、第三或第四技术方案中，填充于热源侧回路(11)中的制冷剂是含有R32的混合制冷剂，或者是天然制冷剂。
—作用—
在所述第一和第二技术方案中，热源侧回路(11)，通过既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)连接在利用侧热交换器(33)上。在清洗既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)的清洗工作中，热源侧回路(11)的压缩机(21)在开动，制冷剂流过液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)。在清洗工作中，残留在既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的旧制冷剂用冷冻机油，被制冷剂冲走，从液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中除去。
在所述第三和第四技术方案中，热源侧回路(11)，通过既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)连接在利用侧热交换器(33)上。在清洗既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)的清洗工作中，热源侧回路(11)的压缩机(21)在开动，制冷剂流过液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)。在清洗工作中，残留在既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的旧制冷剂用冷冻机油，流到热源侧回路(11)中，从气体制冷剂中分离出来而被回收到回收容器(40)中。
在所述第一和第三技术方案中，弗劳德数Fr显示流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力相对作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力的之比。就是说，弗劳德数Fr显示作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力和流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力的大小关系。于是，在这些技术方案中，根据该弗劳德数Fr来设定清洗工作中的运转状态。
在所述第二和第四技术方案中，气态侧连接管(70)由多个支管(71)和1个主管(72)构成。多个支管(71)，各自的一端分别连接在多个利用侧热交换器(33)中的所对应的那一个利用侧热交换器(33)上，各自的另一端连接在主管(72)上。该技术方案中的弗劳德数Fr显示流过气态侧连接管(70)的主管(72)的气体制冷剂的惯性力相对作用在该主管(72)内的液体上的重力之比。就是说，弗劳德数Fr显示作用在气态侧连接管(70)的主管(72)内的液体上的重力和流过该主管(72)的气体制冷剂的惯性力的大小关系。于是，在这些技术方案中，根据该弗劳德数Fr来设定清洗工作中的运转状态。
在此，有可能存在于气态侧连接管(70)内的液体，可以列举如下：旧制冷剂用冷冻机油、新制冷剂以及新制冷剂用冷冻机油。最好是使用旧制冷剂用冷冻机油、新制冷剂以及新制冷剂用冷冻机油中密度最大的值作为得出弗劳德数Fr时使用的液体密度d1的值。这样设定的d1的值，一定比旧制冷剂用冷冻机油、新制冷剂以及新制冷剂用冷冻机油的混合物的密度大，气态侧连接管(70)内的液体被气体制冷剂确实地冲走。
在所述第五技术方案中，设定清洗工作中的运转状态使得弗劳德数Fr大于1。如上所述，弗劳德数Fr显示流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力相对作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力之比。因此，在设定运转状态使得弗劳德数Fr大于1的状态下，流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力与作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力相比更大。
在所述第六技术方案中，设定清洗工作中的运转状态使得弗劳德数Fr大于等于1.5。如上所述，弗劳德数Fr显示流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力相对作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力之比。因此，在设定运转状态使得弗劳德数Fr大于等于1.5的状态下，流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力是作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力的1.5倍或1.5倍以上。
在第七技术方案中，把以R32为其成分之一的混合制冷剂或天然制冷剂填充于热源侧回路(11)中。举例说，含有R32的混合制冷剂是R410A、R407C等HFC混合制冷剂；举例说，天然制冷剂是二氧化碳(CO2)、氨(NH3)以及丙烷(C3H8)等碳氢化合物。
—发明的效果—
在本发明中，根据弗劳德数Fr来设定清洗工作中的运转状态。具体说，在所述第一和第三技术方案中，考虑到显示作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力和流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力的关系的弗劳德数Fr，来设定清洗工作中的运转状态。在所述第二和第四技术方案中，考虑到显示作用在气态侧连接管(70)的主管(72)内的液体上的重力和流过该主管(72)的气体制冷剂的关系的弗劳德数Fr，来设定清洗工作中的运转状态。
在此，因为旧制冷剂和旧制冷剂用冷冻机油互溶着流过液态侧连接管(60)，异物被液相的旧制冷剂冲走，所以残留在该液态侧连接管(60)中的旧制冷剂用冷冻机油、异物量非常少。流过液态侧连接管(60)的液体制冷剂，与流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂相比比重更大，液体制冷剂的惯性力与气体制冷剂的惯性力相比更大。于是，在清洗工作中，若能冲走残留在气态侧连接管(70)中的旧制冷剂用冷冻机油和异物，则能冲走残留在液态侧连接管(60)中的旧制冷剂用冷冻机油和异物。
因此，如所述第一和第三技术方案那样，若根据对气态侧连接管(70)内的液体和气体制冷剂的弗劳德数Fr设定运转状态，便能用制冷剂确实地冲走残留在液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的旧制冷剂用冷冻机油和异物；如所述第二和第四技术方案那样，若根据对气态侧连接管(70)的主管(72)内的液体和气体制冷剂的弗劳德数Fr设定运转状态，便能用制冷剂确实地冲走残留在液态侧连接管(60)和由主管(72)、支管(71)构成的气态侧连接管(70)中的旧制冷剂用冷冻机油和异物。
因而，根据本发明，能够通过清洗工作，确实地减少既设的连接管道中的旧制冷剂用冷冻机油和异物的残余量，能够防止发生起因于旧制冷剂用冷冻机油和异物的麻烦。
在所述第五技术方案中，设定清洗工作中的运转状态使得弗劳德数Fr大于1。在这种情况下，流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力大于作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力，在气态侧连接管(70)中沿垂直方向延伸的部分，也能用气体制冷剂将旧制冷剂用冷冻机油和异物推向上方。于是，根据该技术方案，能进一步减少既设的连接管道中的旧制冷剂用冷冻机油和异物的残余量。
在所述第六技术方案中，设定清洗工作中的运转状态使得弗劳德数Fr大于等于1.5。在这个状态下，流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力是作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力的1.5倍或1.5倍以上，在气态侧连接管(70)中沿垂直方向延伸的部分，用气体制冷剂将旧制冷剂用冷冻机油和异物推向上方的作用也增大。于是，根据该技术方案，能更为确实地减少既设的连接管道中的旧制冷剂用冷冻机油和异物的残余量。
附图说明
图1是实施形态1所涉及的空调机的制冷剂回路图。
图2是显示弗劳德数Fr和残余量比的关系的图。
图3是实施形态2所涉及的空调机的制冷剂回路图。
符号说明
11—热源侧回路(室外回路)；21—压缩机；24—热源侧热交换器(室外热交换器)；33—利用侧热交换器(室内热交换器)；40—回收容器；60—液态侧连接管；70—气态侧连接管；71—支管；72—主管。
具体实施方式
下面，根据附图详细说明本发明的实施形态。
(发明的实施形态1)
如图1所示，本实施形态的空调机备有1个室外机组(20)和1个室内机组(30)。室外机组(20)和室内机组(30)是用于HFC制冷剂。室外机组(20)构成本发明所涉及的冷冻装置。
室外机组(20)和室内机组(30)，由迄今为止连接了CFC制冷剂用或HCFC制冷剂用室外机组、室内机组的既设的液态侧连接管(60)、气态侧连接管(70)，互相连接起来。在本实施形态的空调机中，用既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)将室外机组(20)的室外回路(11)和室内机组(30)的室内回路(12)连接起来，形成了制冷剂回路(10)。
所述室外机组(20)的室外回路(11)构成热源侧回路。压缩机(21)、分油器(22)、四通换向阀(23)和热源侧热交换器即室外热交换器(24)由制冷剂管道连接在该室外回路(11)上，在该室外回路(11)中填充有HFC制冷剂。在室外机组(20)中设有室外风扇(24a)。
补充说明一下，举例说，填充于所述室外回路(11)中的HFC制冷剂是R32、R134a、R404A、R407C、R410A、R507A、R32和R125的混合制冷剂、R32和R125和R134a的混合制冷剂以及含有R32的混合制冷剂中以R32为主要成分的等等。在所述室外回路(11)中，不限于HFC制冷剂，也可以填充有非氟系天然制冷剂。举例说，该天然制冷剂是CO2、CmHn、NH3以及H2O等。
在所述室外回路(11)中，压缩机(21)的排出口一侧，通过分油器(22)与四通换向阀(23)的第一阀口连接。四通换向阀(23)的第二阀口连接在室外热交换器(24)的一端。四通换向阀(23)的第三阀口，通过后述的回收容器(40)连接在压缩机(21)的吸气口一侧。四通换向阀(23)的第四阀口与气态侧封闭阀(27)连接。所述室外热交换器(24)的另一端，通过室外膨胀阀(25)与液态侧封闭阀(26)连接。
所述压缩机(21)是封闭式涡旋压缩机。压缩机(21)，构成为所谓的高压圆顶型。就是说，在该压缩机(21)中，构成为这样的，在压缩机构(21b)中压缩了的气体制冷剂先流到壳体(21a)内，再排出到壳体(21a)外。HFC制冷剂用冷冻机油储存在壳体(21a)底部。使用例如醚油和酯油等合成油作为该冷冻机油。
所述压缩机(21)，设其容量为可变。通过来示的变换器供给压缩机(21)的马达(21c)功率。若变更变换器的输出频率，马达(21c)的旋转速度便变化，压缩机(21)的容量便变化。
使所述制冷剂回路(10)为这样的结构，通过四通换向阀(23)的切换来切换制冷模式的运转和供暖模式的运转。具体说，若切换成所述四通换向阀(23)的第一阀口和第二阀口互相连通、第三阀口和第四阀口互相连通的状态(图1中用实线所示的状态)，则制冷剂在制冷剂回路(10)中，按室外热交换器(24)成为冷凝器、室内热交换器(33)成为蒸发器的制冷模式的运转，循环；若切换成所述四通换向阀(23)的第一阀口和第四阀口互相连通、第二阀口和第三阀口互相连通的状态(图1中用虚线所示的状态)，则制冷剂在制冷剂回路(10)中，按室外热交换器(24)成为蒸发器、室内热交换器(33)成为冷凝器的供暖模式的运转，循环。
在所述室外回路(11)中，设有回收残留在既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的旧制冷剂用冷冻机油即矿物油等异物的回收容器(40)。该回收容器(40)形成为密闭状态，连接在流入管(41)和流出管(42)上。流入管(41)与四通换向阀(23)的第三阀口连接；流出管与压缩机(21)的吸气口一侧连接。
形成有所述流入管(41)，使其出口端位于回收容器(40)内的底部，口朝着回收容器(40)的底部开。在流入管(41)中设有流入阀(51)。形成有所述流出管(42)，使其入口端位于回收容器(40)内的上部，口朝着回收容器(40)的底部开。在流出管(42)中设有流出阀(52)。补充说明一下，所述流入阀(51)和流出阀(52)构成开关阀。
在所述室外回路(11)中，设有用于将回收容器(40)旁路的旁路管(54)。旁路管(54)，其一端连接在流入阀(51)和四通换向阀(23)的第三阀口之间；其另一端连接在流出阀(52)和压缩机(21)的吸气口一侧之间。在旁路管(54)中设有开关阀即旁路阀(53)。
回油管(22a)的一端连接在所述分油器(22)上。回油管(22a)的另一端，连接在流出阀(52)和压缩机(21)的吸气口一侧之间，并相对旁路管(54)的连接部分位于下游一侧的地方。从压缩机(21)里混在气体制冷剂中排出的合成油，由分油器(22)从气体制冷剂中分离出来后，再通过该回油管(22a)，回到压缩机(21)的吸气口一侧。
在所述室内机组(30)的室内回路(12)中，室内膨胀阀(32)和利用侧热交换器即室内热交换器(33)串联。在室内机组(30)中设有室内风扇(33a)。
所述液态侧连接管(60)，其一端通过液态侧封闭阀(26)与室外回路(11)连接。液态侧连接管(60)的另一端，通过液态侧连接工具(31)与室内机组(30)中的室内回路(12)连接。所述气态侧连接管(70)，其一端通过气态侧封闭阀(27)与室外回路(11)连接。气态侧连接管(70)的另一端，通过气态侧连接工具(34)与室内机组(30)中的室内回路连接。
在本实施形态的空调机中，根据用下述算式表示的弗劳德数Fr来设定清洗工作中的压缩机(21)的容量。
Fr＝(dg/d1)×(U2/gD) (算式1)
在上述算式中，弗劳德数Fr是显示流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力相对作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力之比的无量纲数。在该算式中，U是流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的速度，其单位是〔m/s〕；D是气态侧连接管(70)的内径，其单位是〔m〕；dg是流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的密度，其单位是〔kg/m3〕；d1是在存在于气态侧连接管(70)中的液体的密度，其单位是〔kg/m3〕；g是重力加速度，其单位是〔m/s2〕。
在此，在进行清洗工作的气态侧连接管(70)中，矿物油(旧制冷剂用冷冻机油)、新制冷剂、合成油(新制冷剂用冷冻机油)以及固体状或液状的异物混合在一起。补充说明一下，固体状或液状的异物是因压缩机(21)的滑动而产生的磨损粉、因矿物油和旧制冷剂的恶化而产生的各种酸和离子以及侵入管道内的水分等。在清洗工作中，矿物油、新制冷剂、合成油以及各种异物的混合物被气体制冷剂冲走去。
不过，预测或实际测量存在于气态侧连接管(70)内的混合物中的各成分的比例几乎是不可能的。再说，该混合物中的各成分的比例，在清洗工作中时时刻刻地变化。于是，最好是使用可以预料的值中最大的值作为存在于气态侧连接管(70)中的液体密度d1。
可以具体列举说，有可能存在于气态侧连接管(70)内的液体是矿物油、新制冷剂以及合成油。考虑到磨耗粉等异物的量并不多，最好是使用矿物油、新制冷剂及合成油中密度最大的液体的值作为得出弗劳德数Fr时使用的液体密度d1的值。比如说，在使用R410A作为新制冷剂的情况下，该3种液体中液状的R410A的密度最大。因此，最好是使用液状的R410A的密度作为在这种情况下的液体密度d1的值。
也可以是这样的，在清洗工作中，根据设在制冷剂回路(10)中的室外膨胀阀(32)、室内膨胀阀(25)的开度和室外风扇(24a)、室内风扇(33a)的风量，设定弗劳德数Fr。膨胀阀(25，32)的开度和风扇(24a，33a)的风量的设定值一决定，制冷剂回路(10)中的制冷剂循环量就决定了，流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的速度也就决定了。
—室内、室外机组的交换方法—
使用了旧制冷剂即CFC制冷剂或HCFC制冷剂的空调机的更新，继续使用既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)，把既设的室外机组和室内机组换成新设置的新制冷剂即HFC制冷剂用室外机组(20)、室内机组(30)。
具体说，首先从空调机中回收CFC制冷剂或HCFC制冷剂。之后，从既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)上将CFC制冷剂用或HCFC制冷剂用室外机组、室内机组拆下来。之后，通过连接工具(31，34)和封闭阀(26，27)，使HFC制冷剂用室外机组(20)、室内机组(30)连接在既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)上，构成所述制冷剂回路(10)。
接着，在关着液态侧封闭阀(26)和气态侧封闭阀(27)的状态下，对室内机组(30)、液态侧连接管(60)以及气态侧连接管(70)进行抽真空，除去室外机组(20)以外的制冷剂回路(10)中的空气和水分等。之后，打开液态侧封闭阀(26)和气态侧封闭阀(27)，在制冷剂回路(10)内追加填充HFC制冷剂。
—清洗工作—
下面，说明所述空调机的清洗工作。该清洗工作是为除去残留在既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)内的矿物油等异物而进行的，刚安装HFC制冷剂用室内机组(30)、室外机组(20)之后进行。
安装好HFC制冷剂用室内机组(30)、室外机组(20)后，启动压缩机(21)，将四通换向阀(23)切换到图1中用实线表示的状态。打开流入阀(51)和流出阀(52)，关闭旁路阀(53)。补充说明一下，在清洗工作中，适当地调整室外膨胀阀(25)、室内膨胀阀(32)的开度。
一驱动压缩机(21)，压缩了的气体制冷剂就从压缩机(21)中排出来。排出来的气体制冷剂，通过分油机(22)流到四通换向阀(23)中。通过了四通换向阀(23)的气体制冷剂，流入到室外热交换器(24)中，再与室外空气热交换而凝结。之后，液体制冷剂通过室外膨胀阀(25)，再经过液态侧封闭阀(26)流入液态侧连接管(60)中。
旧制冷剂用冷冻机油即矿物油和异物残留在液态侧连接管(60)中。该矿物油和异物，被流入液态侧连接管(60)中来的液体制冷剂冲走。然后，液体制冷剂和含有矿物油、异物的液体的混合物，通过室内膨胀阀(32)流入室内热交换器(33)中。在室内热交换器(33)中，液体制冷剂与室内空气热交换而蒸发。蒸发了的制冷剂，跟含有矿物油、异物的液体一起流入气态侧连接管(70)中。
旧制冷剂用冷冻机油即矿物油和异物残留在气态侧连接管(70)中。该矿物油和异物，跟从液态侧连接管(60)中流出来的含有矿物油、异物的液体一起被气体制冷剂冲走。然后，气体制冷剂和含有矿物油、异物的液体的混合物，经过气态侧封闭阀(27)和四通换向阀(23)，再从流入管(41)中流入回收容器(40)中。
流入了回收容器(40)中的气体制冷剂和含有矿物油、异物的液体的混合物，朝着该回收容器(40)的底部排出。其中含有矿物油、异物的液体储存在回收容器(40)的底部。气体制冷剂，通过流出管(42)从回收容器(40)里排出到制冷剂回路(10)中，再从压缩机(21)的吸气口一侧流入压缩机(21)中。
所述清洗工作进行了规定时间以后，残留在既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的含有矿物油和异物的液体，跟流过制冷剂回路(10)的气体制冷剂一起被回收到回收容器(40)中。由此，旧制冷剂用冷冻机油即矿物油和异物被从液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中除去。
清洗工作结束后，关闭流入阀(51)和流出阀(52)，打开旁路阀(53)。之后，流入阀(51)和流出阀(52)一直关闭，旁路阀(53)一直打开。在该状态下，切换进行通常运转即制冷模式的运转、供暖模式的运转。
—制冷模式、供暖模式—
在制冷模式的运转中，四通换向阀(23)成为图1中用实线表示的状态。从压缩机(21)中排出的制冷剂，流入分油器(22)里，再通过四通换向阀(23)后，在室外热交换器(24)中与室外空气热交换而凝结。凝结了的制冷剂，通过室外膨胀阀(25)，再流过液态侧连接管(60)后，在室内热交换器(33)中与室内空气热交换而蒸发。蒸发了的制冷剂，流过气态侧连接管(70)，再流过四通换向阀(23)和旁路管(54)后，回到压缩机(21)的吸气口一侧。
在供暖模式的运转中，四通换向阀(23)成为图1中用虚线表示的状态。从压缩机(21)中排出的制冷剂流入分油器(22)里，再通过四通换向阀(23)和气态侧连接管(70)后，在室内热交换器(33)中与室内空气热交换而凝结。凝结了的制冷剂，流过液态侧连接管(60)，再通过室外膨胀阀(25)后，在室外热交换器(24)中与室外空气热交换而蒸发。蒸发了的制冷剂，通过四通换向阀(23)和旁路管(54)后，回到压缩机(21)的吸气口一侧。
—清洗工作中的运转状态—
如上所述，在所述空调机的清洗工作中，由流过制冷剂回路(10)的制冷剂冲走残留在既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的含有矿物油和异物的液体，回收在回收容器(40)中。补充说明一下，在清洗工作中，也可以进行流过气态侧连接管(70)的制冷剂只呈气相的干运转；也可以进行流过气态侧连接管(70)的制冷剂呈气相和液相的湿运转。
在此，在所述空调机中，也有室外机组(20)安装在室内机组(30)的上方的情况。在这种情况下，沿着垂直方向设置液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)。若用这样设置了的所述空调机进行清洗工作，液体制冷剂在液态侧连接管(60)内朝下流动，气体制冷剂在气态侧连接管(70)内朝上流动。
本实施形态的空调机，设定清洗工作中的压缩机(21)的容量使得弗劳德数Fr大于1。在该状态下，与作用在残留在气态侧连接管(70)中、含有矿物油和异物的液体上的重力相比，流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力更大。就是说，在气态侧连接管(70)中沿着垂直方向延伸的部分，作用在含有矿物油和异物的液体上的合力朝上。因此，在气态侧连接管(70)中沿着垂直方向延伸的部分，含有矿物油和异物的液体也被气体制冷剂推向上方。这样，残留在既设的气态侧连接管(70)中、含有矿物油和异物的液体就通过清洗工作从既设的气态侧连接管(70)中除去。从既设的气态侧连接管(70)中除去了的、含有矿物油和异物的液体，确实地回收到回收容器(40)中。
在此，因为旧制冷剂和旧制冷剂用冷冻机油即矿物油互溶着流过液态侧连接管(60)，异物被液相的旧制冷剂冲走，所以残留在该液态侧连接管(60)中的矿物油、异物量非常少。在进行清洗工作的液态侧连接管(60)中，液体制冷剂朝下流动。因此，残留在液态侧连接管(60)中的矿物油和异物被液体制冷剂推向下方。于是，考虑到气态侧连接管(70)中的弗劳德数Fr，则能从液态侧连接管(60)中也确实地除去矿物油和异物。
在本实施形态的空调机中，设定清洗工作中的压缩机(21)的容量使得气态侧连接管(70)的弗劳德数Fr大于1。参照图2说明其理由。
在图2中，横轴显示用(算式1)表示的弗劳德数Fr，纵轴显示残余量比。残余量之比，是在以残留在液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的矿物油和异物的容许量为基准值的情况下，进行了1到3个小时清洗工作后残留在液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的矿物油、异物量相对该基准值之比。
如图2所示，在弗劳德数Fr大于1的区域，弗劳德数Fr越大，残余量比就越小。这是因为随着弗劳德数Fr的增加，气体制冷剂的惯性力和作用在含有矿物油、异物的液体上的重力之差扩大，含有矿物油、异物的液体受到的气体制冷剂的力增加之故。若弗劳德数Fr增加到1.4或1.4以上，则残余量比相对弗劳德数Fr的斜率更大；若弗劳德数Fr成为1.5或1.5以上，残余量比便小于等于1；若弗劳德数Fr成为1.6，残余量比便成为0.3左右；若弗劳德数Fr成为1.6或1.6以上，残余量比便极为缓慢地减少下去。
这样，在弗劳德数Fr大于1且小于1.5的区域，进行了约1到3个小时清洗工作后的残余量比大于1。就是说，清洗工作后液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中比容许量更多的矿物油和异物残留下。然而，若进行时间更长的清洗工作，便能使残余量比小于1，使残留在液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的矿物油、异物量与容许量相比更少。
于是，在清洗工作中，设定压缩机(21)的容量使得弗劳德数Fr大于1。再说，最好是设定压缩机(21)的容量使得弗劳德数Fr大于等于1.5；最佳是使得弗劳德数Fr为1.6左右。
补充说明一下，在所述清洗工作中，设定压缩机(21)的容量，使得弗劳德数Fr的上限为120。在设定压缩机(21)的容量使得弗劳德数Fr大于等于1.5的状态下，即使在外面的空气条件等运转条件不同的情况下，也能通过进行约1到3个小时清洗工作，使残余量比小于1，能做完既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)的清洗工作。
在此，在空调机的设计阶段事先设好清洗工作中的压缩机(21)的容量，以便在可以估计到的条件中最严格的条件下，弗劳德数Fr也大于1。最严格的条件是，可以估计到的条件中，气态侧连接管(70)内的气体制冷剂密度dg最小且气态侧连接管(70)内的液体密度d1最大的运转条件。使用有可能存在于气态侧连接管(70)内的液体成分中密度最大的液体成分的值作为液体密度d1的值。这样设定的d1的值，一定比实际存在于气态侧连接管(70)内的液体的密度大。因此，若在清洗工作中，用如上所述的那样设定的容量开动压缩机(21)，气态侧连接管(70)内的弗劳德数Fr便确实地超过1，气态侧连接管(70)内的液体被气体制冷剂确实地冲走。
不过，气体制冷剂密度dg、液体的密度d1的值随温度和压力变化。于是，在本实施形态的空调机中，考虑到实际进行清洗工作时的温度和压力的实测值、推测值，补正事先设定的清洗工作中的压缩机(21)的容量的设定值。
补充说明一下，也可以是这样的，对多个运转条件中的每一个条件存储好适于清洗工作中的压缩机(21)容量，然后从已存储的多个设定值中选择适于实际进行清洗工作时的运转条件的设定值。在这种情况下，在空调机的设计阶段进行不同运转条件下的试验，按各运转条件下的清洗工作决定能确实地洗净气态侧连接管(70)的压缩机(21)容量，将该值存储在空调机中。
—实施形态1的效果—
在本实施形态中，根据弗劳德数Fr设定清洗工作中的压缩机(21)容量。就是说，考虑到显示作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力和流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力的关系的弗劳德数Fr，来设定清洗工作中的压缩机(21)容量。
在此，因为旧制冷剂和旧制冷剂用冷冻机油即矿物油互溶着流过液态侧连接管(60)，异物被液相的旧制冷剂冲走，所以残留在该液态侧连接管(60)中的矿物油、异物量非常少。流过液态侧连接管(60)的液体制冷剂，与流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂相比比重更大，液体制冷剂的惯性力与气体制冷剂的惯性力相比更大。于是，若能冲走残留在气态侧连接管(70)中的矿物油和异物，则能冲走残留在液态侧连接管(60)中的矿物油和异物。
因此，根据对气态侧连接管(70)内的液体、气体制冷剂的弗劳德数Fr设定压缩机(21)容量后，便能用制冷剂确实地冲走残留在液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的含有矿物油、异物的液体，回收到回收容器(40)中。因而，根据本发明，能够通过清洗工作，确实地减少既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的矿物油和异物的残余量，能够防止发生起因于矿物油的麻烦。
在本实施形态中，设定清洗工作中的压缩机(21)容量使得弗劳德数Fr大于1。在这种情况下，流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力与作用在残留在气态侧连接管(70)中、含有矿物油和异物的液体上的重力相比更大，在气态侧连接管(70)中沿垂直方向延伸的部分，也能用气体制冷剂将含有矿物油和异物的液体推向上方。于是，根据本实施形态，能进一步减少既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的矿物油和异物的残余量。
若还设定清洗工作中的压缩机(21)容量使得弗劳德数Fr大于等于1.5，流过气态侧连接管(70)的气体制冷剂的惯性力便成为作用在残留在气态侧连接管(70)中、含有矿物油和异物的液体上的重力的1.5倍或1.5倍以上，在气态侧连接管(70)中沿垂直方向延伸的部分，用气体制冷剂将含有矿物油和异物的液体推向上方的作用也增大。于是，能花1到3个小时左右的清洗时间确实地减少既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的矿物油和异物的残余量。
—实施形态1的变形例—
在所述实施形态1中，设置了1台压缩机(21)，通过调整变换器的输出频率设定了压缩机(21)容量。不限于此，也可以设置多台压缩机(21)，通过改变开动的压缩机(21)的台数设定压缩机(21)容量。
(发明的实施形态2)
说明本发明的实施形态2。本实施形态是改变所述实施形态1的空调机的结构而构成的。在此，说明本实施形态中与所述实施形态1不同的地方。
本发明的实施形态2是改变所述实施形态1的空调机的结构而构成的。在此，说明本实施形态中与所述实施形态1不同的地方。
本实施形态的空调机，具有1台室外机组(20)和3台室内机组(30，30，30)。补充说明一下，室内机组(30)的台数只不过举了一个例子。在各室内机组(30)中设有室内回路(12)。用既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)把室外机组(20)的室外回路(11)和各室内机组(30)的室内回路(12)连接起来，构成了制冷剂回路(10)。
在所述各室内机组(30)的室内回路(12)中，室内膨胀阀(32)和室内热交换器(33)串联。在各室内机组(30)中设有室内风扇(33a)。
所述液态侧连接管(60)由1个主管(62)和3个支管(61，61，61)构成。液态侧连接管(60)的主管(62)，其一端通过液态侧封闭阀(26)与室外回路(11)连接。液态侧连接管(60)的主管(62)连接了3个支管(61，61，61)。液态侧连接管(60)的支管(61，61，61)，分别通过液态侧连接工具(31)与室内机组(30)中的各室内机组(30)的室内回路(12)连接。
所述气态侧连接管(70)由1个主管(72)和3个支管(71，71，71)构成。气态侧连接管(70)的主管(72)，其一端通过气态侧封闭阀(26)与室外回路(11)连接。气态侧连接管(70)的主管(72)连接了3个支管(71，71，71)。气态侧连接管(70)的支管(71，71，71)，分别通过气态侧连接工具(34)与室内机组(30)中的各室内机组(30)的室内回路(12)连接。
与实施形态1一样，在本实施形态的空调机中，根据用(算式1)表示的弗劳德数Fr设定清洗工作中的压缩机(21)容量。不过，在本实施形态中，U、D、dg、d1的定义与所述实施形态1不同。具体说，U是流过气态侧连接管(70)的主管(72)的气体制冷剂的速度，D是气态侧连接管(70)的主管(72)的内径；dg是流过气态侧连接管(70)的主管(72)的气体制冷剂的密度，d1是存在于气态侧连接管(70)的主管(72)中的液体密度。
在此，例如在室外机组(20)配置在建筑物的屋顶上，室内机组(30)配置在建筑物内部的各楼层中的情况下，在很多情况下，沿着楼板水平地设置气态侧连接管(70)的支管(71，71，71)，沿垂直方向设置该主管(72)。在这种设置状态下，若考虑到气态侧连接管(70)的主管(72)的弗劳德数Fr，也便能从该支管(71，71，71)中确实地除去矿物油和异物。
在本实施形态的空调机中，设定清洗工作中的压缩机(21)容量使得弗劳德数Fr大于1。在该状态下，与作用在残留在气态侧连接管(70)的主管(72)中、含有矿物油和异物的液体上的重力相比，流过该主管(72)的气体制冷剂的惯性力更大。就是说，在气态侧连接管(70)的主管(72)中，作用在含有矿物油和异物的液体上的合力朝上。因此，在沿着垂直方向延伸的气态侧连接管(70)的主管(72)中，含有矿物油和异物的液体也被气体制冷剂推向上方。这样，残留在既设的气态侧连接管(70)中、含有矿物油和异物的液体就通过清洗工作从既设的气态侧连接管(70)中除去。从既设的气态侧连接管(70)中除去了的、含有矿物油和异物的液体，确实地回收到回收容器(40)中。
补充说明一下，在所述清洗工作中，也可以设定压缩机(21)的容量使得气态侧连接管(70)的主管(72)和支管(71，71，71)的弗劳德数Fr都大于1。
在本实施形态中，考虑显示作用在气态侧连接管(70)内的液体上的重力和流过该主管(72)的气体制冷剂的关系的弗劳德数Fr，来设定清洗工作中的压缩机(21)容量。
如上所述，若能冲走残留在气态侧连接管(70)中的矿物油和异物，也便能冲走残留在液态侧连接管(60)中的矿物油和异物。因此，根据对气态侧连接管(70)的主管(72)内的液体和气体制冷剂的弗劳德数Fr设定压缩机(21)容量，便能用制冷剂确实地冲走残留在液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)的主管(72)和支管(71，71，71)中的含有矿物油和异物的液体，回收到回收容器(40)中。于是，根据本实施形态，在冷冻装置连接有多个室内热交换器(33)的情况下，也能够通过清洗工作，确实地减少既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的矿物油和异物的残余量，能够防止发生起因于矿物油的麻烦。
—实用性—
综上所述，本发明对与既设的连接管道连接、对连接管道进行清洗工作的冷冻装置，很有用。
Claims (7)
1.一种冷冻装置，设有压缩机(21)和热源侧热交换器(24)，具有通过既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)连接在利用侧热交换器(33)上的热源侧回路(11)，开动所述压缩机(21)，进行从所述既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中除去旧制冷剂用冷冻机油的清洗工作，其特征在于：
所述清洗工作中的运转状态，根据在设流过所述气态侧连接管(70)的气体制冷剂的速度为U，设该气态侧连接管(70)的内径为D，设流过该气态侧连接管(70)的气体制冷剂的密度为dg，设存在于该气态侧连接管(70)中的液体密度为d1，设重力加速度为g时，用算式Fr＝(dg/d1)×(U2/gD)表示的弗劳德数Fr来设定。
2.一种冷冻装置，设有压缩机(21)和热源侧热交换器(24)，具有通过既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)连接在利用侧热交换器(33)上的热源侧回路(11)，开动所述压缩机(21)，进行从所述既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中除去旧制冷剂用冷冻机油的清洗工作，连接有所述冷冻装置的热源侧回路(11)的气态侧连接管(70)，由分别连接在多个利用侧热交换器中的所对应的那一个利用侧热交换器上的多个支管(71)和该多个支管(71)连接在其上的主管(72)构成，其特征在于：
所述清洗工作中的运转状态，根据在设流过所述气态侧连接管(70)的主管(72)的气体制冷剂的速度为U，设该主管(72)的内径为D，设流过该主管(72)的气体制冷剂的密度为dg，设存在于该主管(72)中的液体密度为d1，设重力加速度为g时，用算式Fr＝(dg/d1)×(U2/gD)表示的弗劳德数Fr来设定。
3.一种冷冻装置，设有压缩机(21)和热源侧热交换器(24)，具有通过既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)连接在利用侧热交换器(33)上的热源侧回路(11)，和设在所述热源侧回路(11)中的压缩机(21)的吸气口一侧、储存从气体制冷剂中分离出的冷冻机油的回收容器(40)，开动所述压缩机(21)，进行将残留在所述既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的旧制冷剂用冷冻机油回收到所述回收容器(40)中的清洗工作，其特征在于：
所述清洗工作中的运转状态，根据在设流过所述气态侧连接管(70)的气体制冷剂的速度为U，设该气态侧连接管(70)的内径为D，设流过该气态侧连接管(70)的气体制冷剂的密度为dg，设存在于该气态侧连接管(70)中的液体密度为d1，设重力加速度为g时，用算式Fr＝(dg/d1)×(U2/gD)表示的弗劳德数Fr来设定。
4.一种冷冻装置，设有压缩机(21)和热源侧热交换器(24)，具有通过既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)连接在利用侧热交换器(33)上的热源侧回路(11)，和设在所述热源侧回路(11)中的压缩机(21)的吸气口一侧、储存从气体制冷剂中分离出的冷冻机油的回收容器(40)，开动所述压缩机(21)，进行将残留在所述既设的液态侧连接管(60)和气态侧连接管(70)中的旧制冷剂用冷冻机油回收到所述回收容器(40)中的清洗工作，连接有所述冷冻装置的热源侧回路(11)的气态侧连接管(70)，由分别连接在多个利用侧热交换器中的所对应的那一个利用侧热交换器上的多个支管(71)和该多个支管(71)连接在其上的主管(72)构成，其特征在于：
所述清洗工作中的运转状态，根据在设流过所述气态侧连接管(70)的主管(72)的气体制冷剂的速度为U，设该主管(72)的内径为D，设流过该主管(72)的气体制冷剂的密度为dg，设存在于该主管(72)中的液体密度为d1，设重力加速度为g时，用算式Fr＝(dg/d1)×(U2/gD)表示的弗劳德数Fr来设定。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的冷冻装置，其特征在于：
设定清洗工作中的运转状态使得弗劳德数Fr大于1。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的冷冻装置，其特征在于：
设定清洗工作中的运转状态使得弗劳德数Fr大于等于1.5。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的冷冻装置，其特征在于：
填充在热源侧回路(11)中的制冷剂是含有R32的混合制冷剂或天然制冷剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080416 Termination date: 20171124 |