JP2004333121A - 空気調和装置の更新方法、及び、空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉱油系の冷凍機油を使用する空気調和装置の冷媒配管を流用しつつ、作動冷媒をＨＦＣ系冷媒に変更する際に、冷媒使用量の低減や洗浄運転の時間短縮を可能にする。
【解決手段】 鉱油系の冷凍機油を使用する空気調和装置１の冷媒配管６、７を流用しつつ、作動冷媒をＨＦＣ系冷媒からなる作動冷媒に変更する際に、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含み、かつ、Ｒ１３４ａを含まないＨＦＣ系冷媒を洗浄剤として用いて冷媒配管６、７内を洗浄し、残留する冷凍機油を除去する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、空気調和装置の更新方法、及び、空気調和装置に関する。

従来の空気調和装置の一つとして、ビル等の空気調和に用いられる空気調和装置がある。このような空気調和装置は、主に、圧縮機及び熱源側熱交換器を有する熱源ユニットと、利用側熱交換器を有する利用ユニットと、これらのユニット間を接続するためのガス冷媒配管及び液冷媒配管とを備えている。そして、このような空気調和装置の作動冷媒としては、オゾン層の破壊等の環境上の問題を考慮して、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系冷媒が用いられるようになっている。

このような空気調和装置において、既設ビル等における空気調和装置の更新工事を行う場合、工期の短縮及びコストダウンのために、熱源ユニットと利用ユニットとを接続するガス冷媒配管や液冷媒配管を流用することがある。このような場合には、空気調和装置の設置工事は、主に、以下のような工程によって行われる。
（１）冷媒回収
（２）機器据付工事
（３）配管・配線工事（既設のガス冷媒配管や液冷媒配管を流用）
（４）真空引き
（５）冷媒充填
このような工事工程によって、配管・配線工事の簡略化を中心とした工期の短縮化が図られている。

しかし、既設のガス冷媒配管及び液冷媒配管内には、ゴミや油分等の異物が残留しているため、通常の空調運転を行う前に、冷媒配管の洗浄を行って異物を除去する必要がある。特に、このような既設の空気調和装置において、作動冷媒として、ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）系冷媒又はＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）系冷媒が使用されている場合には、既設のガス冷媒配管及び液冷媒配管内にＣＦＣ系冷媒又はＨＣＦＣ系冷媒用の冷凍機油が残っている。このため、更新後のＨＦＣ系冷媒からなる作動冷媒用の冷凍機油に相溶せずに冷媒回路内の異物として挙動し、冷媒回路を構成する膨張弁やキャピラリ等を閉塞させたり、圧縮機を損傷させる可能性がある。

また、既設のＣＦＣ系冷媒又はＨＣＦＣ系冷媒用の冷凍機油は、従来からナフテン系等の鉱油系の極性をもたない冷凍機油が使用されている。一方、新設のＨＦＣ系冷媒の冷凍機油としては、エステル系やエーテル系の極性をもつ冷凍機油が使用されている。このため、ＣＦＣ系冷媒又はＨＣＦＣ系冷媒用の冷凍機油が残っていると、作動冷媒中の冷凍機油の溶解度が変化し、ＨＦＣ系冷媒の本来の冷凍性能が得られなくなるおそれがある。この点からも、既設の冷媒配管の洗浄が必要である。

このような既設のガス冷媒配管及び液冷媒液配管を流用しつつ、空気調和装置の更新を行う際の冷媒配管の洗浄方法として、いくつかの方法が提供されている。
その第１の方法としては、鉱油系の冷凍機油に対する相溶性の高いＨＣＦＣ系冷媒（具体的には、ＨＣＦＣ１４１ｂやＨＣＦＣ２２５等）を洗浄剤として用いる方法がある。
また、第２の方法としては、熱源ユニットや利用ユニットを更新した後、ＨＦＣ系冷媒を用いてバッチ洗浄を繰り返し行う方法がある（例えば、特許文献１参照。）。

さらに、第３の方法としては、熱源ユニットや利用ユニットを更新するとともに冷媒回路内に油捕集装置を設けて、新設用のＨＦＣ系冷媒を循環する運転を行うことで、既設の冷媒配管を洗浄する方法がある（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）。
特許３１４９６４０号公報 特許３３６１７６５号公報 特開２００１−４１６１３号公報

上記の第１の冷媒配管の洗浄方法は、冷媒配管内に残留する鉱油系の冷凍機油に対する相溶性の高いＨＣＦＣ系冷媒を使用するため、洗浄能力は高いが、オゾン層の破壊等の環境問題から使用すべきでない。
また、第２の冷媒配管の洗浄方法は、ＨＦＣ系冷媒を使用する点で環境問題に対しての配慮はなされているが、バッチ洗浄を繰り返して行う必要があり、冷媒の使用量が増加するため、経済的ではない。

一方、第３の冷媒配管の洗浄方法は、冷媒を循環させる運転を行うことによって連続的に洗浄することが可能になるため、バッチ洗浄を繰り返して行う必要がなくなり、冷媒の使用量が削減できる点では経済的である。
しかし、第３の冷媒配管の洗浄方法において、Ｒ４０７ＣやＲ１３４ａを作動冷媒として使用する熱源ユニット及び利用ユニットに更新する場合、鉱油系の冷凍機油に対する相溶性が小さいＲ４０７ＣやＲ１３４ａを用いて配管洗浄運転を行うため、配管洗浄運転における洗浄効果が小さく、循環される冷媒の使用量や洗浄運転の時間が増加する傾向にある。このことは、第２の冷媒配管の洗浄方法においても当てはまり、バッチ洗浄の繰り返し回数や１バッチに使用される冷媒の使用量の増加を生じさせるものである。

本発明の課題は、鉱油系の冷凍機油を使用する空気調和装置の冷媒配管を流用しつつ、作動冷媒をＨＦＣ系冷媒に変更する際に、冷媒使用量の低減や洗浄運転の時間短縮を可能にすることにある。

第１の発明にかかる空気調和装置の更新方法は、利用側膨張弁と利用側熱交換器とを有する複数の利用ユニットと、熱源ユニットとが冷媒配管を介して接続されることによって構成された既設の空気調和装置の前記冷媒配管を既設冷媒配管として流用しつつ、前記既設の空気調和装置を構成する機器を更新する空気調和装置の更新方法であって、冷媒回収ステップと、機器更新ステップと、冷媒充填ステップと、配管洗浄ステップとを備えている。冷媒回収ステップは、既設の空気調和装置から鉱油系の冷凍機油からなる既設冷凍機油を含む作動冷媒を回収する。機器更新ステップは、既設の空気調和装置を構成する機器のうち、少なくとも熱源ユニットを、圧縮機と熱源側熱交換器と熱源側膨張弁とを有する新設の熱源ユニットに更新する。冷媒充填ステップは、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含み、かつ、Ｒ１３４ａを含まないＨＦＣ系冷媒からなる作動冷媒を機器更新後の空気調和装置内に充填する。配管洗浄ステップは、冷媒充填ステップで充填された作動冷媒を循環させて、既設冷媒配管内に残留した既設冷凍機油を作動冷媒に同伴させ、作動冷媒中から既設冷凍機油を分離することにより、既設冷媒配管内に残留した既設冷凍機油を除去する。

この空気調和装置の更新方法では、鉱油系の冷凍機油からなる既設冷凍機油が残留した既設冷媒配管から既設冷凍機油を除去するために、機器更新後の空気調和装置の作動冷媒として機能するＲ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒を洗浄剤として使用している。ここで、Ｒ３２は、ＨＦＣ系冷媒の一種であり、ＨＣＦＣ系冷媒のＲ２２の代替冷媒として、よく用いられるＲ４０７Ｃ（組成は、Ｒ３２：２３ｗｔ％、Ｒ１２５：２５ｗｔ％、Ｒ１３４ａ：５２ｗｔ％）に含まれる冷媒である。

一般に、ＨＦＣ系冷媒は、鉱油系の冷凍機油に対する相溶性が低いため、冷媒配管の洗浄に用いても十分な洗浄能力を得ることができないと考えられており、当然、Ｒ３２についても冷媒配管の洗浄能力は高いものではないと考えられていた。しかし、本願発明者は、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒を用いて冷媒配管内に残留する鉱油系の冷凍機油を洗浄したところ、Ｒ４０７ＣのようなＲ３２の含有量の小さいＨＦＣ系冷媒に比べて、洗浄効果が高いことを実験的に見いだした。さらに、作動冷媒として、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含むことに加えて、Ｒ１３４ａを含まない組成のＨＦＣ系冷媒を使用することによって、さらに洗浄能力を高めることができることを実験的に見いだした。

これにより、冷媒回路内に油捕集装置を設けてＨＦＣ系冷媒を循環する運転を行う方法等において、冷媒使用量の低減や洗浄運転の時間短縮が可能となる。
第２の発明にかかる空気調和装置は、既設の空気調和装置を構成する機器を更新するとともに、作動冷媒をＨＦＣ系冷媒に変更して構成される空気調和装置であって、既設冷媒配管と、熱源ユニット及び利用ユニットと、油捕集装置とを備えている。既設冷媒配管は、既設の空気調和装置に使用され、鉱油系の冷凍機油からなる既設冷凍機油が残留している。熱源ユニット及び利用ユニットは、既設冷媒配管を介して接続されている。各利用ユニットは、利用側膨張弁と、利用側熱交換器とを有している。熱源ユニットは、圧縮機と、熱源側熱交換器と、熱源側膨張弁とを有している。油捕集装置は、通常の空調運転に先立って、変更後の作動冷媒を循環させた際に、循環される作動冷媒を導入して、作動冷媒に同伴した既設冷凍機油を分離することが可能である。そして、変更後の作動冷媒は、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含み、かつ、Ｒ１３４ａを含まないＨＦＣ系冷媒である。

この空気調和装置では、作動冷媒としてＲ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒を洗浄剤として使用している。ここで、Ｒ３２は、ＨＦＣ系冷媒の一種であり、ＨＣＦＣ系冷媒のＲ２２の代替冷媒として、よく用いられるＲ４０７Ｃ（組成は、Ｒ３２：２３ｗｔ％、Ｒ１２５：２５ｗｔ％、Ｒ１３４ａ：５２ｗｔ％）に含まれる冷媒である。
一般に、ＨＦＣ系冷媒は、鉱油系の冷凍機油に対する相溶性が低いため、冷媒配管の洗浄に用いても十分な洗浄能力を得ることができないと考えられており、当然、Ｒ３２についても冷媒配管の洗浄能力は高いものではないと考えられていた。しかし、本願発明者は、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒を用いて冷媒配管内に残留する鉱油系の冷凍機油を洗浄したところ、Ｒ４０７ＣのようなＲ３２の含有量の小さいＨＦＣ系冷媒に比べて、洗浄効果が高いことを実験的に見いだした。さらに、作動冷媒として、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含むことに加えて、Ｒ１３４ａを含まない組成のＨＦＣ系冷媒を使用することによって、さらに洗浄能力を高めることができることを実験的に見いだした。

このため、通常の空調運転に先立って、作動冷媒を洗浄剤として使用して循環運転を行うと、高い洗浄効果をもって、既設冷媒配管に残留した既設冷凍機油を油捕集装置に導入し、分離除去することができる。これにより、洗浄運転の時間短縮が可能となる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第１の発明では、作動冷媒としてＲ３２を４０ｗｔ％以上含み、かつ、Ｒ１３４ａを含まないＨＦＣ系冷媒を使用しているため、作動冷媒を洗浄剤として使用しても、高い洗浄効果を得ることができ、洗浄運転の時間短縮が可能となる。
第２の発明では、作動冷媒としてＲ３２を４０ｗｔ％以上含み、かつ、Ｒ１３４ａを含まないＨＦＣ系冷媒を使用しており、通常の空調運転に先立って、作動冷媒を洗浄剤として使用して循環運転を行うと、高い洗浄効果をもって、既設冷媒配管に残留した既設冷凍機油を油捕集装置に導入し、分離除去することができるため、洗浄運転の時間短縮が可能となる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
（１）既設の空気調和装置の構成
＜全体構成＞
図１は、既設の空気調和装置１の冷媒回路の概略図である。空気調和装置１は、ビル等の建物内の冷暖房等の空気調和に用いられる装置であり、１台の熱源ユニット２と、それに並列に接続される複数（本実施形態では、２台）の利用ユニット５と、熱源ユニット２と利用ユニット５とを接続するための液冷媒配管６及びガス冷媒配管７とを備えている。

＜熱源ユニット＞
熱源ユニット２は、建物の屋上等に設置されており、主に、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器２３と、熱源側膨張弁２４と、液側閉鎖弁２５と、ガス側閉鎖弁２６と、これらを接続する冷媒配管とから構成されている。
圧縮機２１は、ガス冷媒を吸入して圧縮するための機器である。四路切換弁２２は、冷房運転と暖房運転との切り換え時に、冷媒回路内における冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には圧縮機２１の吐出側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側とガス側閉鎖弁２６とを接続し、暖房運転時には圧縮機２１の吐出側とガス側閉鎖弁２６とを接続するとともに圧縮機２１の吐出側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続することが可能である。熱源側熱交換器２３は、空気や水を熱源として、冷媒を蒸発又は凝縮させるための熱交換器である。熱源側膨張弁２４は、熱源側熱交換器２３の液側に設けられた冷媒圧力や冷媒流量の調節を行うための弁である。液側閉鎖弁２５及びガス側閉鎖弁２６は、それぞれ、液冷媒配管６及びガス冷媒配管７に接続されている。

＜利用ユニット＞
利用ユニット５は、建物内の各所に設置されており、主に、利用側膨張弁５１と、利用側熱交換器５２と、これらを接続する冷媒配管とから構成されている。
利用側熱交換器５２は、冷媒を蒸発又は凝縮させて室内空気の冷却又は加熱を行うための熱交換器である。利用側膨張弁５１は、利用側熱交換器５２の液側に設けられた冷媒圧力や冷媒流量の調節を行うための弁である。

＜冷媒配管＞
液冷媒配管６及びガス冷媒配管７は、熱源ユニット２と利用ユニット５とを接続する冷媒配管であり、その大部分が建物内の壁内や天井裏に配置されている。そして、空気調和装置１の更新時には、少なくとも流用される既設冷媒配管と呼ばれる冷媒配管である。
（２）既設の空気調和装置の動作
次に、既設の空気調和装置１の動作について、図１を用いて説明する。

＜冷房運転＞
冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が熱源側熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側がガス側閉鎖弁２６側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２５、ガス側閉鎖弁２６及び熱源側膨張弁２４は開にされ、利用側膨張弁５１は冷媒を減圧するように開度調節されている。

この冷媒回路の状態で、熱源ユニット２の圧縮機２１を起動すると、作動冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁２２を経由して熱源側熱交換器２３に送られて凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、熱源側膨張弁２４、液側閉鎖弁２５及び液冷媒配管６を経由して、利用ユニット５に送られる。そして、この液冷媒は、利用側膨張弁５１で減圧された後、利用側熱交換器５２において室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、ガス冷媒配管７、ガス側閉鎖弁２６及び四路切換弁２２を経由して、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。

＜暖房運転＞
暖房運転時は、四路切換弁２２が図１の破線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側がガス側閉鎖弁２６に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が熱源側熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２５、ガス側閉鎖弁２６及び利用側膨張弁５１は開にされ、熱源側膨張弁２４は冷媒を減圧するように開度調節されている。

この冷媒回路の状態で、熱源ユニット２の圧縮機２１を起動すると、作動冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁２２、ガス側閉鎖弁２６及びガス冷媒配管７を経由して、利用ユニット５に送られる。そして、このガス冷媒は、利用側熱交換器５２において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液状態又は気液二相状態の冷媒となる。この液状態又は気液二相状態の冷媒は、利用側膨張弁５１及び液冷媒配管６を経由して熱源ユニット２に送られる。この液冷媒は、熱源側膨張弁２４で減圧された後、熱源側熱交換器２３において、蒸発される。このガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。

（３）既設の空気調和装置の更新
（Ａ）既設の空気調和装置に使用された冷媒及び冷凍機油について
上記のように、空気調和装置１においては、空調運転中、利用ユニット５、熱源ユニット２及び冷媒配管６、７内を作動冷媒が循環している。そして、作動冷媒とともに充填され圧縮機２１の潤滑に使用される冷凍機油も作動冷媒にいくらか混じって循環している。

ここで、既設の空気調和装置１には、作動冷媒として、ＣＦＣ系やＨＣＦＣ系冷媒が用いられており、冷凍機油として、鉱油系の冷凍機油（以下、既設冷凍機油）が用いられている。そして、上記のような冷暖房運転を行うことで、更新前の空気調和装置１の利用ユニット５、熱源ユニット２及び冷媒配管６、７内には、鉱油系の冷凍機油が残留することになる。

（Ｂ）作動冷媒の変更、利用ユニット及び熱源ユニットの更新
次に、既設の空気調和装置１の冷媒配管６、７を既設冷媒配管として流用しつつ、作動冷媒をＨＦＣ系冷媒であるＲ４１０Ａ（組成は、Ｒ３２：５０ｗｔ％、Ｒ１２５：５０ｗｔ％）に変更するとともに、利用ユニット５及び熱源ユニット２を利用ユニット１０５及び熱源ユニット１０２に更新する方法について、図３に基づいて説明する。

＜冷媒回収ステップＳ１＞
既設の空気調和装置１内の既設冷凍機油を含む作動冷媒を回収するために、ポンプダウン運転を行う。すなわち、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２５を閉止した状態で、上記の冷房運転と同様な運転を行って、熱源ユニット２内に既設冷凍機油を含む作動冷媒を追い込み、その後、ガス側閉鎖弁２６を閉止するとともに冷房運転を終了し、熱源ユニット２内に既設冷凍機油を含む作動冷媒を回収する。

＜機器更新ステップＳ２＞
次に、図２に示すように、利用ユニット５及び熱源ユニット２を新設の利用ユニット１０５及び熱源ユニット１０２に更新する。
新設の熱源ユニット１０２は、主に、既設の熱源ユニット２と同様、主に、圧縮機１２１と、四路切換弁１２２と、熱源側熱交換器１２３と、熱源側膨張弁１２４と、液側閉鎖弁１２５と、ガス側閉鎖弁１２６と、これらを接続する冷媒配管とから構成されている。

また、熱源ユニット１０２は、図２に示すように、油捕集装置１２７をさらに備えている。油捕集装置１２７は、主に、流用される液冷媒配管６及びガス冷媒配管７に残留した既設の空気調和装置１で使用していたＣＦＣ系冷媒又はＨＣＦＣ系冷媒用の既設冷凍機油を捕集するための装置である。本実施形態において、油捕集装置１２７は、熱源ユニット１０２に内蔵されており、四路切換弁１２２と圧縮機１２１の吸入側とを接続する圧縮機１２１の吸入配管１３５に設けられている。油捕集装置１２７は、本実施形態において、油捕集容器１３１と、入口弁１３２ａを含む入口配管１３２と、逆止弁１３３ａを含む出口配管１３３と、バイパス弁１３４とを有している。

油捕集容器１３１は、吸入配管１３５に入口配管１３２及び出口配管１３３を介して接続されており、吸入配管１３５を流れる洗浄剤としても作用する作動冷媒を導入して、作動冷媒中の既設冷凍機油を分離することが可能である。入口配管１３２は、油捕集容器１３１に冷媒を導入するための配管であり、吸入配管１３５から分岐されて、油捕集容器１３１の入口に接続されている。入口配管１３２は、油捕集容器１３１の容器内部まで延びている。出口配管１３３は、油捕集容器１３１内で既設冷凍機油を分離した作動冷媒を再び吸入配管１３５に戻すための配管であり、入口配管１３２の下流側の位置で吸入配管１３５から分岐され、油捕集容器１３１の出口に接続されている。バイパス弁１３４は、吸入配管１３５の入口配管１３２との接続部と吸入配管１３５の出口配管１３３との接続部との間の作動冷媒の流れを遮断可能に設けられている。

新設の利用ユニット１０５は、主に、既設の利用ユニット５と同様、利用側膨張弁１５１と、利用側熱交換器１５２と、これらを接続する冷媒配管とから構成されている。
＜冷媒充填ステップＳ３＞
次に、熱源ユニット１０２の液側閉鎖弁１２５及びガス側閉鎖弁１２６を閉止した状態で、利用ユニット１０５及び冷媒配管６、７の真空引き作業を行う。その後、熱源ユニット１０２の液側閉鎖弁１２５及びガス側閉鎖弁１２６を開けて、熱源ユニット１０２に予め充填された冷凍機油を含む作動冷媒（Ｒ４１０Ａ）を更新後の空気調和装置１０１全体に充填する。尚、既設の冷媒配管６、７の配管が長く熱源ユニット１０２に予め充填されていた冷媒量だけでは、必要充填量に満たない場合もあるが、この場合は、さらに外部から冷媒を充填を行う。ここで、充填される作動冷媒に含まれる冷凍機油は、作動冷媒であるＲ４１０Ａ等のＨＦＣ系冷媒に適したエステル系又はエーテル系の冷凍機油が使用される。

＜配管洗浄ステップＳ４＞
次に、配管洗浄運転の動作について説明する。空気調和装置１０１は、熱源ユニット２及び利用ユニット５を熱源ユニット１０２及び利用ユニット１０５に更新して、既設の液冷媒配管６及びガス冷媒配管７を既設冷媒配管として流用しているため、設置工事後に、ゴミや油分等とともに、既設冷凍機油が残留しており、通常の空調運転を行う前に、これらの異物を含む既設冷凍機油を冷媒回路内から分離・除去する必要がある。ここで説明する配管洗浄運転は、空気調和装置１０１の冷媒回路全体をＲ４１０Ａからなる作動冷媒を洗浄剤として用いて洗浄して、油捕集装置１２７によって冷媒回路内に残留する既設冷凍機油を捕集する運転である。

まず、油捕集装置１２７を使用可能な状態にする。すなわち、バイパス弁１３４を閉、入口弁１３２ａを開として、運転時に冷媒が油捕集容器１３１に導入されるような回路構成にしておく。
次に、上記の冷房運転と同様な運転を行う。但し、油捕集装置１２７を使用するように回路構成しているため、吸入配管１３５を流れる作動冷媒は、油捕集装置１２７を経由して圧縮機１２１に吸入される。この運転により、作動冷媒は、冷媒回路の各所に残留したゴミ等と、液冷媒配管６及びガス冷媒配管７に残留した既設冷凍機油とを同伴して油捕集装置１２７に流入する。この既設冷凍機油等を含む作動冷媒は、容器内部まで延びる入口配管１３２を経由して、油捕集容器１３１の下部に導入される。そして、作動冷媒中に同伴した異物及び冷凍機油は、油捕集容器１３１の下部で捕集されて、異物及び冷凍機油が除去された作動冷媒のみが、出口配管１３３を経由して吸入配管１３５に戻されて、圧縮機１２１に再び吸入される。

ここで、利用側膨張弁１５１の開度を通常の冷房運転時の開度よりも大きくして、減圧後の冷媒圧力を飽和圧力付近まで高めて湿り状態（気液二相流）にしてもよい。すると、ガス冷媒配管７を流れる冷媒が湿り状態となるため、ガス冷媒配管７に残留する既設冷凍機油と液状の作動冷媒とが混合されやすい状態となり、洗浄効果が高まる。そして、油捕集容器１３１には、既設冷凍機油とともに液状態の作動冷媒が流入する。これにより、油捕集容器１３１の下部には、既設冷凍機油等とともに液状態の作動冷媒が溜まり、既設冷凍機油及び液状態の作動冷媒が分離されたガス状態の作動冷媒が出口配管１３３から吸入配管１３５に送り出されて圧縮機１２１に吸入される。

また、既設の空気調和装置１の作動冷媒がＲ２２のようにＲ４１０Ａよりも低圧の飽和圧力特性を有する冷媒を使用しており、液冷媒配管６の運転許容圧力が、Ｒ４１０Ａを洗浄剤として用いる際に想定される圧縮機１２１の吐出圧力の最高圧力よりも小さい場合も考えられるが、このような場合でも、熱源ユニット１０２が熱源側膨張弁１２４を有しているため、熱源側熱交換器１２３において凝縮された冷媒を減圧した後に液冷媒配管６に送ることができ、液冷媒配管６の運転許容圧力を超えることなく、配管洗浄運転を行うことができる。

このような配管洗浄運転を所定時間が経過するまで行った後、油捕集装置１２７を使用しない状態にする。すなわち、バイパス弁１３４を開、入口弁１３２ａを閉として、作動冷媒が油捕集容器１３１をバイパスする回路構成（通常運転の状態）に切り換える。
（Ｃ）配管洗浄運転の実験例
次に、上記のような空気調和装置の更新を想定して、種々のＨＦＣ系冷媒を洗浄剤として用いて配管洗浄運転を行った際の洗浄効果を確認するための実験を行った。以下に、その実験結果について説明する。

実験は、実験用に準備した利用ユニットと熱源ユニットとを冷媒配管で接続し、その冷媒配管に鉱油と実験用のＨＦＣ系冷媒とを入れて、上記と同様の循環運転を行い、残留する鉱油量を測定することにより行った。
ここで、実験条件として、冷媒配管には、予め鉱油５００ｃｃを入れておき、循環される実験用のＨＦＣ系冷媒の流量が約３００Ｌ／ｍｉｎとなるように熱源ユニットの圧縮機を運転するとともに、利用ユニットの利用側膨張弁の開度調節等を行い、圧縮機の吸入配管における冷媒の乾き度が約０．９になるようにした。また、実験用のＨＦＣ系冷媒としては、Ｒ３２とＲ１２５との混合冷媒（４種類）と、Ｒ４０７Ｃを使用した。

図４は、Ｒ３２とＲ１２５との混合冷媒（４種類）を使用して実験を行った際の鉱油量が５０００ｐｐｍになるまでの運転時間を測定した結果を示すグラフである。ここで、残鉱油量は、変更後の作動冷媒とともに充填される冷凍機油の油量に対する濃度として示している。図４によると、Ｒ３２組成が小さくなると残鉱油量が５０００ｐｐｍ以下になるまでの運転時間が大きくなり、Ｒ３２組成が大きくなると鉱油量が５０００ｐｐｍ以下になるまでの運転時間が小さくなる傾向が見られた。しかも、Ｒ３２が４０ｗｔ％以上になると鉱油量が５０００ｐｐｍ以下になるまでの運転時間が３５〜４０分程度でほぼ一定になる傾向が見られた。

これにより、Ｒ３２が多く含まれる程、冷媒配管の洗浄効果が高くなり、特に、Ｒ３２が４０ｗｔ％以上含まれるＨＦＣ系冷媒では、高い洗浄効果とともに、安定した洗浄効果が得られることがわかる。
さらに、図４には示されていないが、Ｒ４０７Ｃを使用して実験した場合、鉱油量が５０００ｐｐｍ以下になるまでの運転時間が１３６分であった。この結果は、図４のＲ３２が２０ｗｔ％の場合の運転時間よりも大きく、洗浄効果としてはやや劣るものであった。実験前の予想では、Ｒ４０７Ｃに含まれるＲ３２組成が２３ｗｔ％であるため、図４においてＲ３２が２３ｗｔ％のときの運転時間（約９０分）になると思われた。しかし、上記のように、図４から予想される運転時間よりも明らかに大きく、洗浄効果が劣るという結果となっている。この原因は、明らかはないが、Ｒ４０７Ｃには、Ｒ１３４ａが５２ｗｔ％含まれていることが起因していることが考えられる。このため、高い洗浄効果を得るためには、Ｒ１３４ａを含まないＨＦＣ系冷媒を使用することが望ましいことがわかる。

（４）空気調和装置の更新方法の特徴
本実施形態の既設の空気調和装置１の冷媒配管６、７を流用しつつ、ＨＦＣ系冷媒を作動冷媒として使用する空気調和装置１０１に更新する方法には、以下のような特徴がある。
（Ａ）本実施形態の空気調和装置の更新方法では、配管洗浄ステップにおいて、洗浄剤として、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ４１０Ａ）を使用しているため、上記の実験結果にも述べたように、高い洗浄効果が得られ、配管洗浄運転の時間短縮が可能となっている。

また、洗浄剤としては、Ｒ４１０Ａのように、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含み、かつ、Ｒ１３４ａを含まない洗浄剤を使用することによって、さらに洗浄能力を高めることで、冷媒使用量の低減や洗浄運転の時間短縮に寄与することができる。
さらに、本実施形態の更新後の空気調和装置１０１では、作動冷媒として配管洗浄運転において使用される洗浄剤と同じＲ４１０Ａを使用しているため、洗浄後に、冷媒の入れ替え作業が不要であるため、空気調和装置の更新作業全体の時間短縮に寄与することができる。

（Ｂ）更新後の空気調和装置１０１では、作動冷媒としてＲ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒を使用している。このため、通常の空気調和運転に先立って、作動冷媒を洗浄剤として使用して循環運転を行うと、高い洗浄効果をもって、既設冷媒配管６、７に残留した既設冷凍機油を油捕集装置１２７に導入し、分離除去することができる。これにより、例えば、Ｒ４０７ＣのようなＲ３２組成の小さいＨＦＣ系冷媒を用いる場合に比べて、配管洗浄運転の時間短縮が可能となる。

また、配管洗浄ステップにおいて、洗浄剤としての作動冷媒を湿り状態にしてガス冷媒配管７内を流すことによって、ガス冷媒配管７内に残留する既設冷凍機油と混合されやすい状態になり、さらに洗浄能力を高まるため、洗浄運転の時間短縮に寄与することができる。
［第２実施形態］
第１実施形態の空気調和装置の更新方法では、更新後の熱源ユニット１０２に油捕集装置１２７を設けるとともに、更新後の空気調和装置１０１の作動冷媒としてＲ３２を５０ｗｔ％含むＲ４１０Ａを使用するケースであったため、洗浄剤として、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒を別途準備する必要がなかったが、更新後の空気調和装置１０１の作動冷媒として洗浄効果の低いＲ４０７ＣやＲ１３４ａを使用するケースでは、作動冷媒を充填する前に、洗浄剤としてＲ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒を充填して第１実施形態と同様の配管洗浄運転を行うことも可能である。

以下に、図５を用いて、本実施形態の空気調和装置の更新方法を説明する。
＜冷媒回収ステップＳ１１＞
第１実施形態と同様に、既設の空気調和装置１内の既設冷凍機油を含む作動冷媒を回収するために、ポンプダウン運転を行う。すなわち、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２５を閉止した状態で、上記の冷房運転と同様な運転を行って、熱源ユニット２内に既設冷凍機油を含む作動冷媒を追い込み、その後、ガス側閉鎖弁２６を閉止するとともに冷房運転を終了し、熱源ユニット２内に既設冷凍機油を含む冷媒を回収する。

＜機器更新ステップＳ１２＞
次に、第１実施形態と同様に、利用ユニット５及び熱源ユニット２を新設の利用ユニット１０５及び熱源ユニット１０２に更新する。
新設の熱源ユニット１０２は、既設の熱源ユニット２と同様、主に、圧縮機１２１と、四路切換弁１２２と、熱源側熱交換器１２３と、熱源側膨張弁１２４と、液側閉鎖弁１２５と、ガス側閉鎖弁１２６と、これらを接続する冷媒配管とから構成されている。また、熱源ユニット１０２は、第１実施形態と同様に、油捕集装置１２７をさらに備えている。

＜洗浄剤充填ステップＳ１３＞
次に、熱源ユニット１０２の液側閉鎖弁１２５及びガス側閉鎖弁１２６を閉止した状態で、利用ユニット１０５及び冷媒配管６、７の真空引き作業を行う。その後、熱源ユニット１０２の液側閉鎖弁１２５及びガス側閉鎖弁１２６を開けて、熱源ユニット１０２に予め充填されたＲ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒からなる洗浄剤（例えば、Ｒ４１０Ａ）を更新後の空気調和装置１０１全体に充填する。

＜配管洗浄ステップＳ１４＞
次に、第１実施形態と同様な手順により、洗浄剤を循環させる配管洗浄運転を行う。
＜冷媒充填ステップＳ１５＞
次に、配管洗浄運転に使用した洗浄剤を冷媒回路内から排出して、その代わりに、作動冷媒となるＲ４０７ＣやＲ１３４ａを充填する。

以上のように、更新後に作動冷媒として洗浄効果の低いＨＦＣ系冷媒を使用する場合であっても、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒で洗浄することにより、既設冷媒配管の洗浄を短時間で行うことができる。
また、変更後の作動冷媒をＲ４０７Ｃとし、洗浄剤をＲ４１０Ａにする場合のように、洗浄剤の成分を変更後の作動冷媒を構成する冷媒成分の一成分又は全成分のみ（すなわち、Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ）から構成される冷媒とすることによって、洗浄後の冷媒配管内に、作動冷媒に含まれない冷媒成分が残留してしまうことがないため、洗浄剤と変更後の作動冷媒とが異なる場合において、冷媒の交換作業が容易になる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
（１）前記実施形態では、更新後の熱源ユニットに油捕集装置を設けて、配管洗浄を行っているが、そのような油捕集装置を設けずに、既設の空気調和装置から冷媒を回収した後に、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含むＨＦＣ系冷媒で繰り返しバッチ洗浄し、その後に、作動冷媒を充填するようにしてもよい。この場合でも、繰り返し回数を減らすことができる等のメリットが得られる。

（２）熱源ユニットの台数及び利用ユニットの台数は、前記実施形態に限定されない。
（３）前記実施形態では、熱源ユニット及び利用ユニットの両方を更新しているが、それに限定されず、熱源ユニットのみの更新や利用ユニットのみの更新であっても本発明を適用可能である。

本発明を利用すれば、鉱油系の冷凍機油を使用する空気調和装置の冷媒配管を流用しつつ、作動冷媒をＨＦＣ系冷媒に変更する際に、冷媒使用量の低減や洗浄運転の時間短縮を可能にすることができる。

本発明の第１及び第２実施形態にかかる既設の空気調和装置の概略構成図である。 本発明の第１及び第２実施形態にかかる更新後の空気調和装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態にかかる空気調和装置の更新方法の手順を示すフローチャートである。 Ｒ３２の洗浄効果を示すグラフである。 本発明の第２実施形態にかかる空気調和装置の更新方法の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１、１０１ 空気調和装置
２、１０２ 熱源ユニット
５、１０５ 利用ユニット
６、７ 既設冷媒配管
１２７ 油捕集装置

Claims (2)

1. 利用側膨張弁（５１）と利用側熱交換器（５２）とを有する複数の利用ユニット（５）と、熱源ユニット（２）とが冷媒配管（６、７）を介して接続されることによって構成された既設の空気調和装置（１）の前記冷媒配管を既設冷媒配管として流用しつつ、前記既設の空気調和装置を構成する機器（２、５）を更新する空気調和装置の更新方法であって、
   前記既設の空気調和装置から鉱油系の冷凍機油からなる既設冷凍機油を含む作動冷媒を回収する冷媒回収ステップ（Ｓ１）と、
   前記既設の空気調和装置を構成する機器のうち、少なくとも前記熱源ユニットを、圧縮機（１２１）と熱源側熱交換器（１２３）と熱源側膨張弁（１２４）とを有する新設の熱源ユニット（１０２）に更新する機器更新ステップ（Ｓ２）と、
   Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含み、かつ、Ｒ１３４ａを含まないＨＦＣ系冷媒からなる作動冷媒を機器更新後の空気調和装置（１０１）内に充填する冷媒充填ステップ（Ｓ３）と、
   前記冷媒充填ステップで充填された作動冷媒を循環させて、前記既設冷媒配管内に残留した既設冷凍機油を作動冷媒に同伴させ、作動冷媒中から既設冷凍機油を分離することにより、前記既設冷媒配管内に残留した既設冷凍機油を除去する配管洗浄ステップ（Ｓ４）と、
   を備えた空気調和装置の更新方法。
2. 既設の空気調和装置（１）を構成する機器（２、５）を更新するとともに、作動冷媒をＨＦＣ系冷媒に変更して構成される空気調和装置であって、
   前記既設の空気調和装置に使用され、鉱油系の冷凍機油からなる既設冷凍機油が残留した既設冷媒配管（６、７）と、
   前記既設冷媒配管を介して接続された熱源ユニット（１０２）及び複数の利用ユニット（１０５）と、
   通常の空調運転に先立って、変更後の作動冷媒を循環させた際に、循環される作動冷媒を導入して、作動冷媒に同伴した既設冷凍機油を分離することが可能な油捕集装置（１２７）とを備え、
   前記変更後の作動冷媒は、Ｒ３２を４０ｗｔ％以上含み、かつ、Ｒ１３４ａを含まないＨＦＣ系冷媒であり、
   前記各利用ユニットは、利用側膨張弁（１５１）と、利用側熱交換器（１５２）とを有しており、
   前記熱源ユニットは、圧縮機（１２１）と、熱源側熱交換器（１２３）と、熱源側膨張弁（１２４）とを有している、
   空気調和装置（１０１）。

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