JP2002267293A - 冷凍サイクル装置の冷媒置換方法 - Google Patents

冷凍サイクル装置の冷媒置換方法

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JP2002267293A
JP2002267293A JP2001060544A JP2001060544A JP2002267293A JP 2002267293 A JP2002267293 A JP 2002267293A JP 2001060544 A JP2001060544 A JP 2001060544A JP 2001060544 A JP2001060544 A JP 2001060544A JP 2002267293 A JP2002267293 A JP 2002267293A
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refrigeration cycle
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Hirobumi Takashita
博文 高下
Tomohiko Kasai
智彦 河西
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CFC、HCFCなどの旧冷媒を使用した既
設の冷凍サイクル装置の冷媒を環境保護上問題がないと
されるHFCなどの新冷媒に、コスト・環境上有利に置
換することができる方法を提供する。 【解決手段】 既設の冷凍サイクル装置から旧冷媒を回
収する工程と、熱源機A及び室内機Bをそれぞれ新冷媒
用の機器に置換する工程と、熱源機及び室内機の置換後
に、冷媒回路に洗浄装置Eを接続し、室内機への冷媒を
バイパスするバイパス路Fを形成する工程と、熱源機内
に新冷媒を収容した状態で真空引きする工程と、真空引
きした各装置に新冷媒を充填して所定時間洗浄運転する
工程と、洗浄装置及びバイパス路を閉路して新冷媒によ
り試運転する工程と、洗浄装置内の新冷媒を回収し、洗
浄装置を冷媒回路から切り離す工程と、所定時間の運転
経過後に熱源機の新冷媒用冷凍機油の汚染状況を測定す
る工程とを順次進める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍サイクル装
置の冷媒置換方法、特にCFCやHCFC等の旧冷媒を
HFC等の新冷媒に置換する際、熱源機と室内機のみを
新冷媒用の機器に交換し、熱源機と室内機とを接続する
接続配管は旧冷媒時のものを再利用する冷媒置換方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に用いられているセパレート
形の空気調和装置の冷媒回路を図6に示す。この図にお
いて、Aは熱源機であり、圧縮機1,四方弁2,熱源機
側熱交換器3,第1の操作弁4,第2の操作弁5,アキ
ュムレータ6を内蔵している。Bは室内機であり、流量
調整器7(あるいは流量制御弁7)、及び利用側熱交換
器8を備えている。熱源機Aと室内機Bは離れた場所に
設置され、第1の接続配管C、第2の接続配管Dにより
接続されて、冷凍サイクルを形成する。第1の接続配管
Cの一端は熱源機側熱交換器3と第1の操作弁4を介し
て接続され、第1の接続配管Cの他の一端は流量調整器
7と接続されている。第2の接続配管Dの一端は四方弁
2と第2の操作弁5を介して接続され、第2の接続配管
Dの他の一端は利用側熱交換器8と接続されている。ま
た、アキュムレータ6のU字管状の流出配管の下部には
返油穴6aが設けられている。
【0003】この空気調和装置の冷媒回路と冷媒の流れ
を図6によって説明する。図中、実線矢印が冷房運転の
流れを、破線矢印が暖房運転の流れを示す。まず、冷房
運転の流れを説明する。圧縮機1で圧縮された高温高圧
のガス冷媒は四方弁2を経て、熱源機側熱交換器3へと
流入し、ここで空気・水など熱源媒体と熱交換して凝縮
液化する。凝縮液化した冷媒は第1の操作弁4,第1の
接続配管Cを経て流量調整器7へ流入し、ここで低圧ま
で減圧されて低圧二相状態となり、利用側熱交換器8で
空気などの利用側媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。
蒸発・ガス化した冷媒は第2の接続配管D、第2の操作
弁5,四方弁2,アキュムレータ6を経て圧縮機1へ戻
る。
【0004】次に、暖房運転の流れを説明する。圧縮機
1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は四方弁2、第2の
操作弁5,第2の接続配管Dを経て、利用側熱交換器8
へと流入し、ここで空気など利用側媒体と熱交換して凝
縮液化する。凝縮液化した冷媒は流量調整器7へ流入
し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、第
1の接続配管C、第1の操作弁4を経て、熱源機側熱交
換器3で空気・水などの熱源媒体と熱交換して蒸発・ガ
ス化する。蒸発・ガス化した冷媒は四方弁2,アキュム
レータ6を経て圧縮機1へ戻る。
【0005】従来、このような空気調和装置の冷媒とし
て、CFC(クロロフルオロカーボン)やHCFC(ハ
イドロクロロフルオロカーボン)が用いられてきたが、
これらの分子に含まれる塩素が成層圏でオゾン層を破壊
するため、CFCは既に全廃され、HCFCも生産規制
が開始されている。これらに代わって、分子に塩素を含
まないHFC(ハイドロフルオロカーボン)を使用する
空気調和装置が実用化されている。CFCやHCFCを
用いた空気調和装置が老朽化した場合、これらの冷媒は
全廃あるいは生産規制されているため、HFCを用いた
空気調和装置に入れ替える必要がある。熱源機Aと室内
機Bは、HFCで使用する冷凍機油・有機材料・熱交換
器がHCFCとは異なるため、HFC専用のものと交換
する必要があるが、元々CFC・HCFC用の熱源機A
と室内機Bは老朽化しているため交換する必要があるも
のであり、交換も比較的容易である。
【0006】一方、熱源機Aと室内機Bを接続する第1
の接続配管Cと第2の接続配管Dは配管長が長い場合
や、パイプシャフトや天井裏など建物に埋設されている
場合には、新規配管に交換することは困難で、しかも老
朽化もしないため、CFCやHCFCを用いた空気調和
装置で使用していた第1の接続配管Cと第2の接続配管
Dをそのまま使用できれば、配管工事が簡略化できる。
しかし、CFCやHCFCを用いた空気調和装置で使用
していた第1の接続配管Cと第2の接続配管Dには、C
FCやHCFCを用いた空気調和装置の冷凍機油である
鉱油やCFC・HCFCや冷凍機油の劣化物がスラッジ
となったものが残留している。このため、従来はCFC
やHCFCを用いた空気調和装置で使用していた第1の
接続配管Cと第2の接続配管Dを、洗浄装置(図示せ
ず)を用いて専用の洗浄液(HCFC141bやHCF
C225)で洗浄することが行われている(以下、これ
を洗浄方法1という)。
【0007】また、特開平7−83545号公報に開示
された方法は、図7にフロー図を示すように、ステップ
S10で、洗浄装置を用いずに、HFC用熱源機A、H
FC用室内機Bを交換して、第1の接続配管C、第2の
接続配管Dと接続し、ステップS11で、真空引きして
HFC、HFC用冷凍機油を充填した後、ステップS1
2で装置を運転することにより洗浄し、その後ステップ
S13で空気調和装置内の冷媒と冷凍機油を回収すると
共に、新しい冷媒と冷凍機油を充填し、その後ステップ
S14で、再度運転による洗浄を実施し、ステップS1
2とS13を3回繰り返すことが行なわれている(以
下、これを洗浄方法2という) 。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の洗浄方
法1では以下に述べるような問題点があった。第1に、
使用する洗浄液がHCFCであり、オゾン層破壊係数が
ゼロでないため、空気調和装置の冷媒をHCFCからH
FCへと代替することと矛盾する。特に、HCFC14
1bはオゾン破壊係数が0.11と大きいため問題であ
る。第2に、使用する洗浄液は可燃性・毒性が完全に安
全なレベルではないことがあげられる。HCFC141
bは可燃性で、低毒性である。HCFC225は不燃性
であるが、低毒性である。第3に、沸点が高く(HCF
C141bは32℃、HCFC225は51.1〜5
6.1℃) 、外気温度がこの沸点より低い場合、特に冬
期には、洗浄後に洗浄液が液状態で、第1の接続配管C
と第2の接続配管Dに残留する。これら洗浄液はHCF
Cであることから、塩素成分を含んでおり、HFC用冷
凍機油が劣化する。第4に、洗浄液は環境上全量回収す
る必要があり、かつ上記第3の問題点が発生しないよう
に高温の窒素ガスなどで再洗浄するなど、洗浄工事に手
間がかかる。
【0009】また、従来の洗浄方法2では、以下に述べ
るような問題点があった。第1に、HFC冷媒による洗
浄が、特開平7−83545号公報の場合には3回必要
であり、また各洗浄運転で使用したHFC冷媒は不純物
を含むため、回収後その場での再利用は不可能である。
つまり、通常の充填冷媒量の3倍の冷媒が必要であり、
コスト・環境上の問題がある。第2に、冷凍機油も各洗
浄運転後に入れ替えるため、通常の充填冷凍機油量の3
倍の冷凍機油が必要であり、コスト・環境上の問題があ
る。また、HFC用冷凍機油はエステル油またはエーテ
ル油であり、吸湿性が高いため、交換用冷凍機油の水分
管理も必要となる。また、冷凍機油を、洗浄する人間が
封入するため、過不足が生じる危険性もあり、その後の
運転において支障を来す可能性がある(過充填時は油圧
縮による圧縮部破壊、モータ過熱を来たし、不足充填時
は潤滑不良を来す) 。
【0010】この発明は、上述した問題点を解消するた
めになされたもので、環境保護上問題があるとされる冷
媒を用いた既設の冷凍サイクル装置を、環境保護上問題
がないとされる冷媒にコスト・環境上有利に置換するこ
とができる冷凍サイクル装置の冷媒置換方法を提供しよ
うとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る冷凍サイ
クル装置の冷媒置換方法は、圧縮機と熱源機側熱交換器
とを含む熱源機及び流量調整器と利用側熱交換器とを含
み第1の接続配管並びに第2の接続配管を介して熱源機
に接続された室内機を備え、第1、第2の接続配管を経
て熱源機と室内機との間にCFC、HCFC等の旧冷媒
を循環させる冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置にお
いて、旧冷媒を回収する工程と、熱源機及び室内機をそ
れぞれHFC等の新冷媒用の機器に置換する工程と、熱
源機及び室内機の置換後に、冷媒回路に洗浄装置を接続
すると共に、室内機への冷媒をバイパスするバイパス路
を形成する工程と、熱源機内に新冷媒を収容した状態で
室内機、バイパス路、洗浄装置及び第1、第2の接続配
管を真空引きする工程と、真空引きした各装置に新冷媒
を充填すると共に熱源機を駆動して冷媒回路を所定時間
洗浄運転する工程と、洗浄装置及びバイパス路を閉路し
て冷凍サイクル装置を新冷媒により試運転する工程と、
洗浄装置内の新冷媒を回収し、洗浄装置を冷媒回路から
切り離す工程と、冷凍サイクル装置の所定時間の運転経
過後に熱源機の新冷媒用冷凍機油の汚染状況を測定する
工程とを含むものである。
【0012】この発明に係る冷凍サイクル装置の冷媒置
換方法は、また、洗浄装置が、電磁弁を介して冷媒回路
に着脱可能に接続されるものである。この発明に係る冷
凍サイクル装置の冷媒置換方法は、また、洗浄装置に、
冷却手段と流量調整手段とを有する流路及び他の流量調
整手段と加熱手段と異物捕捉手段とを有する流路を設
け、洗浄運転時に熱源機から洗浄装置に流入した冷媒を
冷却手段によって凝縮液化し、流量調整手段によって減
圧して気液二相状態とし、この気液二相状態の冷媒を第
1、第2の接続配管に流入させて各接続配管内の残留異
物を洗浄すると共に、残留異物を含む冷媒を他の流量調
整手段によって減圧し、加熱手段によって蒸発・ガス化
した後、異物捕捉手段に流入させ、残留異物を捕捉する
ようにしたものである。
【0013】この発明に係る冷凍サイクル装置の冷媒置
換方法は、また、異物捕捉手段が、残留異物を沸点の違
いにもとづいて固体異物、液体異物及び気体異物に分類
し、固体異物と液体異物及び一部の気体異物を捕捉する
ようにしたものである。この発明に係る冷凍サイクル装
置の冷媒置換方法は、また、洗浄運転が、冷房用の冷媒
回路と、暖房用の冷媒回路でそれぞれ行なわれるもので
ある。
【0014】この発明に係る冷凍サイクル装置の冷媒置
換方法は、また、試運転が、冷房用の冷媒回路と、暖房
用の冷媒回路でそれぞれ行なわれるものである。この発
明に係る冷凍サイクル装置の冷媒置換方法は、また、バ
イパス路が、洗浄装置を冷媒回路から切り離した後も室
内機の両端に接続したままとされるものである。
【0015】この発明に係る冷凍サイクル装置の冷媒置
換方法は、また、洗浄装置が、熱源機からの冷媒を冷却
手段に導く第1の流入部に設けられた電磁弁と、流量調
整手段を経て気液二相状態の冷媒を第1または第2の接
続配管に流出させる第1の流出部に設けられた電磁弁
と、第1、第2の接続配管を洗浄して残留異物を含む冷
媒を他の流量調整手段に導く第2の流入部に設けられた
電磁弁と、異物捕捉手段を経た冷媒を熱源機に送り込む
第2の流出部に設けられた電磁弁と、第1の流入部及び
第1の流出部の各電磁弁の反洗浄装置側を接続する操作
弁と、第2の流入部及び第2の流出部の各電磁弁の反洗
浄装置側を接続する他の操作弁とを備え、洗浄運転時に
は両操作弁を閉弁すると共に、第1、第2の流入部及び
流出部の各電磁弁を開弁し、試運転を含む冷凍サイクル
の運転時には、両操作弁を開弁すると共に、第1、第2
の流入部及び流出部の各電磁弁を閉弁するようにしたも
のである。
【0016】この発明に係る冷凍サイクル装置の冷媒置
換方法は、また、洗浄装置を冷媒回路から切り離した
後、第1及び第2の接続配管と熱源装置とをそれぞれ別
の配管で接続して冷媒回路を形成するようにしたもので
ある。
【0017】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図にもとづいて説明する。図1は、実施
の形態1の構成を示す冷媒回路図で、洗浄装置を接続し
た状態を示すものである。なお、この冷凍サイクル装置
は、冷媒としてCFCやHCFC(以下、旧冷媒とい
う)を使用しているものである。この図において、Aは
熱源機であり、圧縮機1,四方弁2,熱源機側熱交換器
3,第1の操作弁4,第2の操作弁5,アキュムレータ
6を内蔵している。Bは室内機であり、流量調整器7
(あるいは流量制御弁7)、及び利用側熱交換器8を備
えている。熱源機Aと室内機Bは離れた場所に設置さ
れ、第1の接続配管C、第2の接続配管Dにより接続さ
れて、冷凍サイクルを形成する。第1の接続配管Cの一
端は熱源機側熱交換器3と第1の操作弁4を介して接続
され、第1の接続配管Cの他の一端は流量調整器7と接
続されている。第2の接続配管Dの一端は四方弁2と第
2の操作弁5を介して接続され、第2の接続配管Dの他
の一端は利用側熱交換器8と接続されている。また、ア
キュムレータ6のU字管状の流出配管の下部には返油穴
6aが設けられている。
【0018】また、CCは第1の接続配管Cと第1の操
作弁4との間に設けられた第3の接続配管、9aは第3
の接続配管CCに設けられた第3の操作弁、DDは第2
の接続配管Dと第2の操作弁5との間に設けられた第4
の接続配管、9bは第4の接続配管DDに設けられた第
4の操作弁である。Eは冷媒回路を洗浄するための洗浄
装置で、以下に述べる各装置によって構成されている。
即ち、10a、10b、10c、10dはそれぞれ洗浄
装置の冷媒流入部あるいは流出部を構成する電磁弁で、
10aと10bは第3の操作弁9aの両側で第3の接続
配管CCに接続され、10cと10dは第4の操作弁9
bの両側で第4の接続配管DDに接続されている。
【0019】11は電磁弁10aと10cとの間に接続
された第1の切換弁で、熱源機側熱交換器3の冷房運転
時の出口端、即ち、第1の操作弁4及び電磁弁10aか
ら洗浄装置内への冷媒の流通は許容するが、その逆は許
容しないように設けられた逆止弁11aと、四方弁2の
暖房運転時の出口端、即ち、第2の操作弁5及び電磁弁
10cから洗浄装置内への冷媒の流通は許容するが、そ
の逆は許容しないように設けられた逆止弁11bと、後
述する異物捕捉装置の出口端から電磁弁10aへの冷媒
の流通は許容するが、その逆は許容しないように設けら
れた逆止弁11cと、異物捕捉装置の出口端から電磁弁
10cへの冷媒の流通は許容するが、その逆は許容しな
いように設けられた逆止弁11dとから構成され、電気
信号によらず、各接続端の圧力により自己切換を行なう
切換弁である。
【0020】12は油分離器で、圧縮機1から冷媒とと
もに吐出される冷凍機油を分離する。12aは油分離器
12の底部より端を発するバイパスである。13は高温
高圧のガス冷媒を冷却・液化する冷却装置、14は冷却
装置13に接続された第1の流量調整装置、15は四方
弁からなる第2の切換弁、16は第2の切換弁15に接
続され冷媒を低圧まで減圧する第2の流量調整装置、1
7は低圧二相冷媒をガス化する加熱装置、18は上記加
熱装置17の出口部に直列に設けられた異物捕捉装置で
ある。なお、上記冷却装置13の冷却源は、空気、水の
いずれでもよく、上記加熱装置17の過熱源は空気、水
のいずれでも、あるいはヒーターでもよい。また、冷却
装置13と加熱装置17は、第1の切換弁11と第2の
切換弁15に挟まれた高温高圧側の配管と低温低圧側の
配管を熱的に接触させて、例えば、二重管の外側を高温
高圧側の配管、内側を低温低圧側の配管で構成し、加熱
装置17と冷却装置13との間で熱移動させるようにし
てもよい。
【0021】洗浄装置Eは以上のように構成され、電磁
弁10a〜10dにより、第3及び第4の接続配管CC
及びDDを経て冷凍サイクル装置に着脱可能に接続され
ている。また、Fは室内機Bに並列的に接続されるバイ
パス路で、以下に述べる各装置によって構成されてい
る。即ち、19aは第1の接続配管Cと流量調整器7と
の間に設けられた流量調整器側電磁弁、19bは第2の
接続配管Dと利用側熱交換器8との間に設けられた熱交
換器側電磁弁、19cは流量調整器側電磁弁19aの第
1の接続配管C側の接続端と熱交換器側電磁弁19bの
第2の接続配管D側の接続端とを接続するバイパス用電
磁弁である。
【0022】次に、図1に示す冷凍サイクル装置の旧冷
媒をHFC(以下、新冷媒という)に置換する手順を図
2に示すフロー図を用いて説明する。まず、ステップS
20で、図1に示す冷凍サイクル装置から旧冷媒を回収
し、ステップS21で熱源機Aと室内機Bを取り外す。
この場合、旧冷媒と新冷媒の制御信号の伝送手段や伝送
用配線が異なる場合には、旧冷媒で冷凍サイクル装置の
運転切換スイッチとして使用していたリモコン及び伝送
用配線も取り外す。
【0023】次いで、ステップS22で熱源機A、室内
機B及びリモコン並びに伝送用配線を新冷媒用のものに
取り換える。しかし、第1の接続配管C及び第2の接続
配管Dは旧冷媒の冷凍サイクル装置のものを再利用し、
第3の接続配管CCと第4の接続配管DDは新規に敷設
する。次いで、ステップS23で洗浄装置Eを冷媒回路
に接続すると共に、バイパス路Fを室内機Bに接続す
る。洗浄装置Eの接続は電磁弁10a、10bを第3の
接続配管CCに、かつ、電磁弁10c、10dを第4の
接続配管DDに接続し、バイパス路Fは第1の接続配管
C、第2の接続配管Dをそれぞれ流量調整器側電磁弁1
9a、熱交換器側電磁弁19bを介して室内機Bに接続
すると共に、バイパス用電磁弁19cを流量調整器側電
磁弁19aの第1の接続配管C側の接続端及び熱交換器
側電磁弁19bの第2の接続配管D側の接続端に接続し
てバイパス冷媒回路を形成する。
【0024】次に、ステップS24で熱源機Aと室内機
Bとの間、室内機Bとリモコンとの間及び洗浄装置の各
電磁弁10a〜10d並びにバイパス路Fの各電磁弁1
9a〜19cを駆動するための供給電源かつ制御信号手
段として熱源機Aと洗浄装置Eとの間及び室内機Bとバ
イパス路Fとの間に伝送配線を接続する。更に、洗浄運
転の切換スイッチとして、また、洗浄運転及び冷凍サイ
クル装置の試運転状況を即時に把握するため、パーソナ
ルコンピュータ(以下、PCという)に接続する。その
配線接続例を図3に示す。熱源機Aには予め新冷媒が充
填されているので、ステップS25で第1の操作弁4と
第2の操作弁5は閉じたまま、室内機B、第1の接続配
管C、第2の接続配管D、第3の接続配管CC、第4の
接続配管DD、洗浄装置E及びバイパス路Fを接続状態
で真空引きし、その後、第1の操作弁4と第2の操作弁
5の開弁と新冷媒の追加充填を実施する。その後、ステ
ップS26でPCを操作して第3、第4の操作弁9a、
9bを閉弁し、洗浄装置の各電磁弁10a〜10dを開
弁し、流量調整器側電磁弁19a及び熱交換器側電磁弁
19bを閉弁し、バイパス用電磁弁19cを開弁して所
定時間、洗浄運転を実施する。
【0025】以下、図1にもとづいて洗浄運転について
説明する。図中、実線矢印は冷房洗浄運転の流れを、ま
た、破線矢印は暖房洗浄運転の流れを示す。まず、冷房
洗浄運転について説明する。圧縮機1で圧縮された高温
高圧のガス冷媒は新冷媒用の冷凍機油と共に圧縮機1か
ら吐出され、四方弁2を経て熱源機側熱交換器3へと流
入し、ここで空気・水等の熱源媒体と熱交換せずに通過
し、第1の操作弁4、洗浄装置の電磁弁10a及び第1
の切換弁11の逆止弁11aを経て油分離器12へ流入
する。ここで、新冷媒用の冷凍機油は完全に分離され、
ガス冷媒のみが冷却装置13に流入し、ここで凝縮液化
して第1の流量調整装置14で少し減圧されて気液二相
状態となる。この気液二相状態の冷媒は、第2の切換弁
15、電磁弁10bを経て第1の接続配管Cに流入す
る。
【0026】気液二相状態の新冷媒が第1の接続配管C
を流れる時に、 第1の接続配管Cに残留している旧冷媒
・鉱油・鉱油劣化物(以下、残留異物という)を気液二
相状態のため比較的早く洗浄し、気液二相の新冷媒と共
に流れ、 バイパス用電磁弁19cを経て、 第1の接続配
管Cの残留異物と共に第2の接続配管Dに流入する。第
2の接続配管Dに残留している残留異物は、ここを流れ
る冷媒が気液二相状態のため、流速も早く、かつ液冷媒
と共に残留異物は洗浄され、比較的早い速度で洗浄され
る。その後、気液二相状態の冷媒は、第1の接続配管C
の残留異物と第2の接続配管Dの残留異物と共に、電磁
弁10d、第2の切換弁15を経て第2の流量調整装置
16で低圧まで減圧されて、加熱装置17へ流入し、こ
こで蒸発・ガス化され、異物捕捉装置18へ流入する。
【0027】残留異物は、沸点の違いにより相が異な
り、固体異物・液体異物・気体異物の3種類に分類され
る。異物捕捉装置18では、固体異物と液体異物は完全
にガス冷媒分離され捕捉される。気体異物はその一部が
捕捉され、一部は捕捉されない。その後、ガス冷媒は、
異物捕捉装置18で捕捉されなかった気体異物と共に第
1の切換弁11の逆止弁11d、電磁弁10c、第2の
操作弁5、四方弁2,アキュムレータ6を経て圧縮機1
へ戻る。油分離器12で、ガス冷媒と完全に分離された
新冷媒用冷凍機油は、バイパス12aを経て、異物捕捉
装置18の下流側で本流と合流して圧縮機1へ戻るの
で、第1の接続配管Cや第2の接続配管Dに残留してい
た固体・液体異物と混ざることはなく、新冷媒用冷凍機
油は新冷媒に対して非相溶化することはなく、また新冷
媒用冷凍機油は固体・液体異物により劣化することはな
い。
【0028】また、気体異物は新冷媒が冷媒回路を1サ
イクル循環して、異物捕捉装置18を1回通る間には一
部が捕捉されるだけで、新冷媒用冷凍機油と気体異物は
混合されるが新冷媒用冷凍機油の劣化は化学反応で急激
には進まない。その劣化の一例を図4に示す。図4は、
新冷媒用冷凍機油に塩素が混入している場合(175
℃)の劣化の時間変化を示す図で、横軸は時間(hr)
、縦軸は全酸価(mgKOH/g)を示す。異物捕捉
装置18を1回通る間に捕捉できなかった気体異物は新
冷媒の循環と共に何回も異物捕捉装置18を通るので、
新冷媒用冷凍機油の劣化するよりも早く異物捕捉装置1
8で捕捉すればよい。
【0029】次に暖房洗浄運転の流れを説明する。圧縮
機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は新冷媒用冷凍機
油と共に圧縮機1から吐出され、四方弁2,第2の操作
弁5,電磁弁10c、第1の切換弁11の逆止弁11b
を経て、油分離機12へ流入する。ここで、新冷媒用の
冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが冷却装置1
3に流入し、ここで凝縮液化して、第1の流量調整装置
14で少し減圧されて気液二相状態となる。この気液二
相状態の冷媒は、第2の切換弁15、電磁弁10dを経
て第2の接続配管Dに流入する。第2の接続配管Dに残
留している残留異物は、ここを流れる冷媒が気液二相状
態のため、流速も早く、かつ液冷媒と共に残留異物は洗
浄され、比較的早い速度で洗浄される。その後、気液二
相状態の冷媒は、第2の接続配管Dの残留異物と共にバ
イパス用電磁弁19cを経て、第1の接続配管Cに流入
する。ここでは、気液二相状態のため、流速も早く、か
つ液冷媒と共に残留異物は洗浄され、比較的早い速度で
洗浄される。 第2の接続配管Dと第1の接続配管Cの残
留異物と共に、気液二相状態の冷媒は、電磁弁10b、
第2の切換弁15を経て、第2の流量調整装置16で低
圧まで減圧されて、加熱装置17へ流入し、ここで蒸発
・ガス化され、異物捕捉装置18へ流入する。
【0030】残留異物は、沸点の違いにより相が異な
り、固体異物・ 液体異物・ 気体異物の3種類に分類され
る。異物捕捉装置18では、固体異物と液体異物は完全
にガス冷媒分離され捕捉される。気体異物はその一部が
捕捉され、一部は捕捉されない。その後、ガス冷媒は、
異物捕捉装置18で捕捉されなかった気体異物と共に第
1の切換弁11の逆止弁11c、電磁弁10aを経て、
熱源機側熱交換器3へ流入し、熱交換させずに通過さ
せ、アキュムレータ6を経て圧縮機1へ戻る。油分離器
12で、ガス冷媒と完全に分離された新冷媒用冷凍機油
は、バイパス12aを経て、異物捕捉装置18の下流側
で本流と合流して圧縮機1へ戻るので、第1の接続配管
Cや第2の接続配管Dに残留していた固体・液体異物と
混ざることはなく、新冷媒用冷凍機油は新冷媒に対して
非相溶化することはなく、また新冷媒用冷凍機油は固体
・液体異物により劣化することはない。また、気体異物
は新冷媒が冷媒回路を1サイクル循環して、異物捕捉装
置18を1回通る間には一部が捕捉されるだけで、新冷
媒用冷凍機油と気体異物は混合されるが新冷媒用冷凍機
油の劣化は化学反応で急激には進まない。その劣化の一
例を冷房洗浄運転の場合と同様に図4に示す。異物捕捉
装置18を1回通る間に捕捉できなかった気体異物は新
冷媒の循環と共に何回も異物捕捉装置18を通るので、
新冷媒用冷凍機油の劣化するよりも早く異物捕捉装置1
8で捕捉すればよい。
【0031】その後、ステップS27で、第3、第4の
操作弁9a、9bを開弁し、洗浄装置Eの各電磁弁10
a〜10dを閉弁し、バイパス路Fの電磁弁19a、1
9bを開弁し、バイパス用電磁弁19cを閉弁して新冷
媒による冷凍サイクル装置の試運転を行なう。以下、試
運転及び通常空調運転について図1にもとづいて説明す
る。まず、冷房試運転及び空調運転について説明する。
圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は新冷媒用冷
凍機油と共に圧縮機1から吐出され、四方弁2を経て、
熱源機側熱交換器3へと流入し、ここで空気・水等の熱
源媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒
は、第1の操作弁4,第3の操作弁9a、第3及び第1
の接続配管CC、C、流量調整器側電磁弁19aを経
て、流量調整器7へ流入し、ここで低圧まで減圧されて
低圧二相状態となり、利用側熱交換器8で空気等の利用
側媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化し
た冷媒は、熱交換器側電磁弁19b、第2及び第4の接
続配管D、DD、第4の操作弁9b、第2の操作弁5,
四方弁2,アキュムレータ6を経て圧縮機1へ戻る。ま
た、電磁弁10a〜10dは閉じられており、異物捕捉
装置18は閉鎖空間として隔離されているので、 洗浄運
転中に捕捉した残留異物が再び冷媒回路中に戻ることが
なく、また、冷媒が異物捕捉装置18を経由していない
ため、圧縮機1の吸入圧力損失が小さく、能力の低下が
小さい。
【0032】次に、暖房試運転及び空調運転について説
明する。圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は新
冷媒用冷凍機油と共に圧縮機1から吐出され、四方弁2
を経て第2の操作弁5に流入し、第4の操作弁9b、第
4及び第2の接続配管DD、D、熱交換器側電磁弁19
bを経て利用側熱交換器8へと流入し、ここで空気等の
利用側媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷
媒は、流量調整器7へ流入し、ここで低圧まで減圧され
て低圧二相状態となり、流量調整器側電磁弁19a、第
1及び第3の接続配管C、CC、第3の操作弁9a、第
1の操作弁4,熱源機側熱交換器3へ流入し、ここで空
気・水等の熱源側媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。
蒸発・ガス化した冷媒は、四方弁2,アキュムレータ6
を経て圧縮機1へ戻る。
【0033】また、電磁弁10a〜10dは閉じられて
おり、異物捕捉装置18は閉鎖空間として隔離されてい
るので、 洗浄運転中に捕捉した残留異物が再び冷媒回路
中に戻ることがなく、また、冷媒が異物捕捉装置18を
経由していないため、圧縮機1の吸入圧力損失が小さ
く、能力の低下が小さい。また、冷却装置13へは冷媒
が流れないので、暖房能力のロスもない。なお、第3、
第4の操作弁9a、9b及び流量調整器側電磁弁19a
並びに熱交換器側電磁弁19bは電気信号により閉路す
る電磁弁であるため、洗浄運転時のみ通電し、試運転及
び空調運転時には通電しない。また、バイパス用電磁弁
19cは電気信号により開路する電磁弁であるため、こ
れも洗浄運転時にのみ通電すればよいことから弁の切換
が最低限ですむことになる。また、PCに接続している
ことで冷房・暖房の運転状態に異常がないか容易に把握
することが出来る。
【0034】次に、図2のステップS28で洗浄装置E
内の冷媒を回収し、洗浄装置Eを電磁弁の部分で冷媒回
路から取り外し、異物捕捉装置18内の残留異物を排出
することで洗浄装置Eを再利用する。そして、電磁弁1
0a〜10dの接続端に異物流入防止のため、キャップ
をする。また、熱源機Aと洗浄装置Eの供給電源(伝送
配線)も取り外し、再利用する。バイパス路Fは、冷凍
サイクル装置に接続したままとする。その後、通常空調
運転を1週間程度経過した後、ステップS29で熱源機
Aから少量の新冷媒用冷凍機油を採取し、新冷媒用冷凍
機油の汚染状況を測定し、所定の基準値を越えていれば
新冷媒用冷凍機油を追加、交換をする。新冷媒用冷凍機
油の劣化は、化学反応であり希釈することで、反応を抑
制することが出来る。
【0035】実施の形態1は、以上のように、油分離器
12と異物捕捉装置18とを洗浄装置Eに内蔵すること
で、熱源機Aと室内機Bのみを新規に交換し、 第1の接
続配管Cと第2の接続配管Dを交換しないで、 老朽化し
た旧冷媒を用いた冷凍サイクル装置を新冷媒を用いた冷
凍サイクル装置に入れ替えることができる。この実施の
形態では、既設配管の再利用方法として、従来の洗浄方
法1とは違って、洗浄装置を用いて専用の洗浄液(HC
FC141bやHCFC225)で洗浄するということ
をしないので、オゾン層破壊の恐れは全くなく、また、
可燃性・毒性も皆無で、洗浄液残留の懸念もなく、洗浄
液を回収する必要もない。また、従来の洗浄方法2と違
って、洗浄運転を3回繰り返して新冷媒や新冷媒用冷凍
機油を入れ替える必要がないため、 必要な新冷媒や冷凍
機油は1台分で済み、コスト・環境上も有利である。ま
た、交換用冷凍機油の管理も不要で、かつ冷凍機油過不
足の危険性も全く発生しない。また、新冷媒用冷凍機油
の非相溶化や冷凍機油の劣化の恐れもない。
【0036】また、洗浄装置Eの冷媒流入部及び流出部
に電磁弁10a〜10dを設けたため、洗浄運転時には
異物捕捉装置18を通過して上述した洗浄効果を得つ
つ、洗浄運転後の試運転時には、電磁弁10a〜10d
を閉じ、異物捕捉装置18を閉鎖空間として隔離してい
るので、 洗浄運転中に捕捉した異物が再び冷媒回路中に
戻ることがない。また、洗浄装置の流入部、流出部に設
けた電磁弁10a〜10dがそれぞれ電気的に開閉され
るため、洗浄運転から試運転まで自動的に冷媒回路の切
換をすることができる。また、冷媒が異物捕捉装置18
を経由しないため、圧縮機1の吸入圧力損失が小さく、
能力低下も小さい。更に、洗浄装置Eに冷却装置13、
加熱装置17、第1及び第2の切換弁11、15を設け
たことにより、冷房・暖房に係わらず、洗浄運転時に第
1の接続配管C、第2の接続配管Dに気液二相冷媒もし
くは液冷媒を流すことができるため、残留異物の洗浄効
果が高く、洗浄時間を短くすることができる。
【0037】また、冷却装置13、加熱装置17により
熱交換量を制御できるので、外気温度や室内の負荷に関
係なく、任意の条件でほぼ同一の洗浄運転が可能であ
り、効果・手間が一定化する。また、第1の流量調整装
置14と第2の流量調整装置16を設けたので、第1の
接続配管C、第2の接続配管Dを流れる冷媒を必ず気液
二相状態とすることができ、更に、残留異物を洗浄する
のに洗浄効果が高く、洗浄時間を短くすることができ
る。また、第1の接続配管C、第2の接続配管Dを流れ
る気液二相冷媒の圧力と乾き度も制御できるので、さら
に任意の条件でほぼ同一の洗浄運転が可能であり、効果
・手間が一定化する。また、バイパス路Fを設けたの
で、第1の接続配管C、第2の接続配管Dを流れる冷媒
の状態をほぼ同じにすることができ、均一な洗浄運転が
可能で、効果・手間が一定化する。また、残留異物が新
しい室内機Bに流入することがないので、室内機Bの汚
染を防ぐことができる。
【0038】また、油分離器12、バイパス12a、冷
却装置13、加熱装置17、異物捕捉装置18、第1の
切換弁11、第2の切換弁15、第1の流量調整装置1
4、第2の流量調整装置16を洗浄装置Eに内蔵したた
め、熱源機Aを小型化・低コスト化することができる。
また、熱源機Aは、第1の接続配管C、第2の接続配管
Dを新規に敷設する場合にも共通の熱源機とすることが
できる。また、 洗浄装置Eは、電磁弁10a〜10dの
部分で冷凍サイクル装置から着脱可能になっているの
で、 洗浄運転後にこれら電磁弁を閉じてから洗浄装置E
の内部の冷媒を回収して冷凍サイクル装置から取り外
し、他の同様の冷凍サイクル装置に取り付けて繰り返し
洗浄運転を実施することができる。これらの電磁弁は自
動的に開閉させることが可能なため、洗浄運転と試運転
時の切換ミスをすることが少なくなり、手間を省くこと
ができる。
【0039】なお、上述の実施の形態1では、室内機B
が1台接続された例について説明したが、室内機Bが並
列または直列に複数台接続された冷凍サイクル装置でも
同様の効果を奏することは言うまでもない。また、熱源
機側熱交換器3と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽
(湯を含む)が設置されても同様の効果を奏することは
明らかである。また、 熱源機Aが複数台並列に接続され
た冷凍サイクル装置においても同様の効果を期待するこ
とができる。更に、この実施の形態は、蒸気圧縮式の冷
凍サイクル応用品で、熱源機側熱交換器が内蔵されたユ
ニットと利用側熱交換器が内蔵されたユニットが離れて
設置されているような場合にも適用することができ、同
様な効果を期待することができる。また、この実施の形
態では、洗浄装置Eは一つの冷凍サイクル装置に1個だ
け設置されるケースを示したが、複数個設置されていて
も同様の効果を奏することは明らかである。
【0040】実施の形態2.次に、 この発明の実施の形
態2を図にもとづいて説明する。図5は、実施の形態2
の構成を示す冷媒回路図で、洗浄装置を接続した状態を
示すものである。この図において、図1と同一または相
当部分には同一符号を付して説明を省略する。図1と異
なる点は、第3及び第4の接続配管CC及びDDにそれ
ぞれ設けられた第3及び第4の操作弁9a、9bを洗浄
装置E内に収容した点である。即ち図5において、20
aは第1の接続配管Cの途中に設けられた第5の操作
弁、20bは第2の接続配管Dの途中に設けられた第6
の操作弁、21aは図1における第3の操作弁9aに相
当する電磁弁で、第3の接続配管CCに設けられ、第3
の接続配管CCと共に洗浄装置E内に収容されている。
また、21bは図1における第4の操作弁9bに相当す
る電磁弁で、第4の接続配管DDに設けられ、第4の接
続配管DDと共に洗浄装置E内に収容されている。この
ような構成とされた洗浄装置Eは、第5及び第6の操作
弁20a、20bの部分で冷凍サイクル装置に対して着
脱可能に接続されている。
【0041】この実施の形態は、実施の形態1と同様の
洗浄運転を実施した後、洗浄装置E内の冷媒を回収し、
洗浄装置Eを冷凍サイクル装置から取り外し、異物捕捉
装置18内の残留異物を排出することで再利用すること
ができる。次に、洗浄装置Eを取り外した後、第1の操
作弁4と第5の操作弁20aとの間を図示しない新設の
接続配管で接続すると共に、第2の操作弁5と第6の操
作弁20bとの間も同様に図示しない新設の接続配管で
接続し、冷媒回路を形成する。実施の形態2は以上のよ
うに、電磁弁21a、21bを洗浄装置E内に内蔵して
いるため、洗浄から試運転まで自動的に行なうことがで
き、手間が省ける。また、第5の操作弁20a、第6の
操作弁20bを設けたので、第1の接続配管C、第2の
接続配管Dに洗浄運転用の電磁弁を残す必要がなくな
り、電磁弁から冷媒漏洩の危険性がなくなるため、信頼
性が向上すると共に、見栄えも良くなるものである。
【0042】
【発明の効果】この発明に係る冷凍サイクル装置の冷媒
置換方法は、旧冷媒を回収する工程と、熱源機及び室内
機をそれぞれHFC等の新冷媒用の機器に置換する工程
と、熱源機及び室内機の置換後に、冷媒回路に洗浄装置
を接続すると共に、室内機への冷媒をバイパスするバイ
パス路を形成する工程と、熱源機内に新冷媒を収容した
状態で室内機、バイパス路、洗浄装置及び第1、第2の
接続配管を真空引きする工程と、真空引きした各装置に
新冷媒を充填すると共に熱源機を駆動して冷媒回路を所
定時間洗浄運転する工程と、洗浄装置及びバイパス路を
閉路して冷凍サイクル装置を新冷媒により試運転する工
程と、洗浄装置内の新冷媒を回収し、洗浄装置を冷媒回
路から切り離す工程と、冷凍サイクル装置の所定時間の
運転経過後に熱源機の新冷媒用冷凍機油の汚染状況を測
定する工程とを含むものであるため、旧冷媒を用いた既
設の冷凍サイクル装置の接続配管を取り換えることなく
再利用して新冷媒の冷凍サイクル装置に置換することが
できる。
【0043】この場合、専用の洗浄液を使用しないた
め、オゾン層破壊の恐れが全くなく、また、可燃性、毒
性も皆無で、洗浄液残留の懸念もなく、洗浄液を回収す
る必要もないものである。また、洗浄運転は複数回繰り
返す必要がないため、必要な新冷媒や冷凍機油は1台分
ですみ、コスト・環境上有利である。更に、交換用冷凍
機油の管理も不要で、かつ、冷凍機油過不足の危険性も
全く発生しない。また、新冷媒用冷凍機油の非相溶化や
冷凍機油の劣化の恐れもない。また、洗浄装置の冷媒の
流入部、流出部に電気的に開閉可能な電磁弁を設けて洗
浄装置を冷媒回路に着脱可能に接続するようにしたた
め、洗浄運転から試運転まで自動的に冷媒回路の切換え
をすることができる他、洗浄運転後に洗浄装置を冷凍サ
イクル装置から取り外し、他の同様な冷凍サイクル装置
に取り付けて繰り返し洗浄運転を実施することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の構成を示す冷媒回
路図である。
【図2】 実施の形態1における冷媒置換の手順を示す
フロー図である。
【図3】 実施の形態1の洗浄運転の切換え及び運転状
況把握のため冷凍サイクル装置にPCを接続した状況を
示す概略図である。
【図4】 新冷媒用冷凍機油に塩素が混入している場合
(175℃)の劣化の時間変化を示す特性図である。
【図5】 この発明の実施の形態2の構成を示す冷媒回
路図である。
【図6】 旧冷媒を使用した従来の冷凍サイクル装置の
構成を示す冷媒回路図である。
【図7】 従来の冷凍サイクル装置における冷媒置換手
順を示すフロー図である。
【符号の説明】
A 熱源機、 B 室内機、 C 第1の接続配管、
D 第2の接続配管、CC 第3の接続配管、 DD
第3の接続配管、 E 洗浄装置、 F バイパス路、
1 圧縮機、 2 四方弁、 3 熱源機側熱交換
器、 7 流量調整器、 8 利用側熱交換器、 10
a〜10d 電磁弁、 11 第1の切換弁、 12
油分離機、 13 冷却装置、 15 第2の切換弁、
17加熱装置、 18 異物捕捉装置、 19a 流
量調整器側電磁弁、 19b熱交換器側電磁弁、 19
c バイパス用電磁弁。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機と熱源機側熱交換器とを含む熱源
    機及び流量調整器と利用側熱交換器とを含み第1の接続
    配管並びに第2の接続配管を介して上記熱源機に接続さ
    れた室内機を備え、上記第1、第2の接続配管を経て上
    記熱源機と室内機との間にCFC、HCFC等の旧冷媒
    を循環させる冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置にお
    いて、上記旧冷媒を回収する工程と、上記熱源機及び室
    内機をそれぞれHFC等の新冷媒用の機器に置換する工
    程と、上記熱源機及び室内機の置換後に、上記冷媒回路
    に洗浄装置を接続すると共に、上記室内機への冷媒をバ
    イパスするバイパス路を形成する工程と、上記熱源機内
    に新冷媒を収容した状態で上記室内機、バイパス路、洗
    浄装置及び第1、第2の接続配管を真空引きする工程
    と、真空引きした各装置に新冷媒を充填すると共に上記
    熱源機を駆動して上記冷媒回路を所定時間洗浄運転する
    工程と、上記洗浄装置及びバイパス路を閉路して冷凍サ
    イクル装置を新冷媒により試運転する工程と、上記洗浄
    装置内の新冷媒を回収し、洗浄装置を上記冷媒回路から
    切り離す工程と、冷凍サイクル装置の所定時間の運転経
    過後に上記熱源機の新冷媒用冷凍機油の汚染状況を測定
    する工程とを含む冷凍サイクル装置の冷媒置換方法。
  2. 【請求項2】 洗浄装置は、電磁弁を介して冷媒回路に
    着脱可能に接続されたことを特徴とする請求項1記載の
    冷凍サイクル装置の冷媒置換方法。
  3. 【請求項3】 洗浄装置に、冷却手段と流量調整手段と
    を有する流路及び他の流量調整手段と加熱手段と異物捕
    捉手段とを有する流路を設け、洗浄運転時に熱源機から
    洗浄装置に流入した冷媒を上記冷却手段によって凝縮液
    化し、上記流量調整手段によって減圧して気液二相状態
    とし、この気液二相状態の冷媒を第1、第2の接続配管
    に流入させて上記各接続配管内の残留異物を洗浄すると
    共に、残留異物を含む冷媒を上記他の流量調整手段によ
    って減圧し、上記加熱手段によって蒸発・ガス化した
    後、上記異物捕捉手段に流入させ、残留異物を捕捉する
    ようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2記
    載の冷凍サイクル装置の冷媒置換方法。
  4. 【請求項4】 異物捕捉手段は、残留異物を沸点の違い
    にもとづいて固体異物、液体異物及び気体異物に分類
    し、固体異物と液体異物及び一部の気体異物を捕捉する
    ようにされたことを特徴とする請求項3記載の冷凍サイ
    クル装置の冷媒置換方法。
  5. 【請求項5】 洗浄運転は、冷房用の冷媒回路と、暖房
    用の冷媒回路でそれぞれ行なうようにしたことを特徴と
    する請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の冷凍サイ
    クル装置の冷媒置換方法。
  6. 【請求項6】 試運転は、冷房用の冷媒回路と、暖房用
    の冷媒回路でそれぞれ行なうようにしたことを特徴とす
    る請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の冷凍サイク
    ル装置の冷媒置換方法。
  7. 【請求項7】 バイパス路は、洗浄装置を冷媒回路から
    切り離した後も室内機の両端に接続したままとすること
    を特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項記載の
    冷凍サイクル装置の冷媒置換方法。
  8. 【請求項8】 洗浄装置は、熱源機からの冷媒を冷却手
    段に導く第1の流入部に設けられた電磁弁と、流量調整
    手段を経て気液二相状態の冷媒を第1または第2の接続
    配管に流出させる第1の流出部に設けられた電磁弁と、
    第1、第2の接続配管を洗浄して残留異物を含む冷媒を
    他の流量調整手段に導く第2の流入部に設けられた電磁
    弁と、異物捕捉手段を経た冷媒を熱源機に送り込む第2
    の流出部に設けられた電磁弁と、第1の流入部及び第1
    の流出部の各電磁弁の反洗浄装置側を接続する操作弁
    と、第2の流入部及び第2の流出部の各電磁弁の反洗浄
    装置側を接続する他の操作弁とを備え、洗浄運転時には
    上記両操作弁を閉弁すると共に、上記第1、第2の流入
    部及び流出部の各電磁弁を開弁し、試運転を含む冷凍サ
    イクルの運転時には、上記両操作弁を開弁すると共に、
    上記第1、第2の流入部及び流出部の各電磁弁を閉弁す
    るようにしたことを特徴とする請求項3〜請求項6のい
    ずれか1項記載の冷凍サイクル装置の冷媒置換方法。
  9. 【請求項9】 洗浄装置を冷媒回路から切り離した後、
    第1及び第2の接続配管と熱源装置とをそれぞれ別の配
    管で接続して冷媒回路を形成するようにしたことを特徴
    とする請求項1記載の冷凍サイクル装置の冷媒置換方
    法。
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