JP2007085643A - 空気調和システムの洗浄方法およびこれに用いる室外機 - Google Patents

空気調和システムの洗浄方法およびこれに用いる室外機 Download PDF

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Abstract

【課題】 構造が簡単で、安価に、確実に冷凍機油を更新できる空気調和システムの洗浄方法およびこれに用いる室外機を提供する提供することを目的とする。
【解決手段】 圧縮機11を有する室外機3と、室内膨張弁51および室内熱交換器53を備えた室内機5と、室外機3と室内機5の室内膨張弁51とを接続する液管7と、室外機3と室内機5の室内熱交換器53とを接続するガス管9と、を備える空気調和システム1の冷媒交換時に少なくとも液管7およびガス管9を洗浄する洗浄方法において、分離回収タンク61を有する分離回収ユニット6を、分離回収タンク61がガス管9と接続される室外ガス管29の経路に位置するように接続し、空気調和システム1を冷房サイクルで運転し、その後、室内膨張弁51を閉じて運転するとともに圧縮機11から吐出されたホットガスの一部で、分離回収タンク61に貯留されたコンタミを加熱することを特徴とする。
【選択図】 図3

Description

本発明は、空気調和システムの洗浄方法およびこれに用いる室外機に関するものである。
パッケージエアコン等の空気調和システムにおいて、機器更新を行う場合、室外機および室内機を交換して、室外機と室内機とを接続する冷媒配管は再利用されることが広く行われている。
この場合、最近ではオゾン層破壊等の環境問題から、冷媒がHCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)系の例えばR22からHFC(ハイドロフルオロカーボン)系の例えばR407CやR410Aに変更されることが多い。このように、冷媒が変わると、使用される冷凍機油が異なることから、異種冷凍機油が混合することによって発生する種々の悪影響を防止するため、旧冷凍機油を洗浄して除去する必要がある。
この洗浄には、フロン系洗浄液を洗浄機で循環させて行う方法が広く採用されていたが、洗浄時間が長い、洗浄後における洗浄液の抜き取りに時間がかかる、および洗浄液の処理が必要であるなどの種々の問題があった。このため、最近では、更新する空気調和システムの冷媒により洗浄する方法が採用されるようになって来た。
この更新する空気調和システムの冷媒により洗浄するものとして、特許文献1に示すように室外機に洗浄された旧冷凍機油を回収する機構を内蔵するもの、あるいは特許文献2に示すような回収タンクを室外機と別個に構成したものがある。
特開2004−44900号公報(段落[0017]〜[0026],及び図1および図2) 特開2003−130503号公報(段落[0044]〜[0051],及び図5および図6)
ところで、特許文献1に示すものは、室外機の構造が複雑になり、回収した旧冷凍機油を取り出すのが難しく、そのままにしておくと旧冷凍機油が洩れ出る事態が生じる等の問題点があった。
また、特許文献2に示すものは、室外機と室内機とを接続する冷媒配管の途中に回収タンクを設けるものであるが、回収される旧冷凍機油に新冷媒が混入しないようにするために、室内機側に分流コントローラを設けて複雑な運転制御を行う必要がある。このため、装置が複雑で、コストが高くなるという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、構造が簡単で、安価に、確実に冷凍機油を更新できる空気調和システムの洗浄方法およびこれに用いる室外機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気調和システムの洗浄方法は、冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と、前記室外機と前記室内機の各膨張弁とを接続する液冷媒配管と、前記室外機と前記室内機の各室内熱交換器とを接続するガス冷媒配管と、を備える空気調和システムの冷媒を交換するときに少なくとも前記液冷媒配管および前記ガス冷媒配管を洗浄する空気調和システムの洗浄方法において、分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、前記分離回収タンクが前記ガス冷媒配管と接続される室外機ガス冷媒配管の経路に位置するように接続し、前記空気調和システムを冷房サイクルで運転し、その後、前記膨張弁を閉じて運転するとともに前記圧縮機から吐出されたホットガスの一部で、前記分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱することを特徴とする。
例えば、室外機を更新して新冷媒に変更する際に、既設の液冷媒配管やガス冷媒配管等に残る旧冷凍機油等の汚濁物(コンタミ)を除去する作業が必要になる。
本発明によれば、旧冷媒を回収した状態で、新冷媒を充填した室外機を交換設置する。そして、分離回収ユニットを分離回収タンクが室外機ガス冷媒配管の経路に位置するように接続する。
この状態で、冷房運転を行う。そうすると圧縮機で高温高圧にされた新冷媒が、四方弁から室外熱交換器に流入し凝縮液化され、液冷媒配管に供給される。この液化された新冷媒により液冷媒配管内のコンタミは運ばれる。
次いで、液化された新冷媒は、室内機に流入し、膨張弁で減圧されガス化される。ガス化された新冷媒は、流量および流速が増加して室内熱交換器に流入され、さらにガス冷媒配管に流入される。
このガス化された新冷媒によって液冷媒配管内のコンタミとともに室内熱交換器およびガス冷媒配管内のコンタミは押し流されて運ばれる。
このガス冷媒配管内を運ばれる新冷媒とコンタミとの混合物は、室外機ガス冷媒配管を通って分離回収タンク内に流入する。
新冷媒とコンタミとの混合物が、室外機ガス冷媒配管から分離回収タンクの広い空間に流入すると、その流速が急激に遅くなるので、重いコンタミは下方に落下して新冷媒と分離されることになる。分離された新冷媒は、分離回収タンクから室外機ガス冷媒配管を通って圧縮機へ還流される。これを繰り返すことで洗浄が行われる。
このように、室外機に封入された新冷媒を活用して、再利用部分の洗浄が行われるので、従来の洗浄機で洗浄液を循環させて洗浄するものに比べて、洗浄時間を短縮できるし、洗浄コストを低減できる。
次いで、圧縮機から吐出された高温高圧のホットガスの一部で分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱するので、コンタミに含まれる液状の新冷媒はこのホットガスの熱量によって確実に気化され、室外機ガス冷媒配管を通って圧縮機へ還流され、回収される。
この時、同時に膨張弁を閉じて冷房運転するので、室内熱交換器に冷媒が流れない。このため、室内熱交換器で低温のガス冷媒が発生しないので、分離回収タンクに低温のガス冷媒が流れ込まない。低温のガス冷媒が流れ込まないと、分離回収タンク内が冷却されることがないので、コンタミに含まれる液状の新冷媒の気化が阻害されることはなくなり、気化する時間が短縮される。
このようにしてコンタミに含まれる新冷媒は回収されるので、洗浄後室外機に不足する新冷媒を補充する必要がなく、その分コストを安くでき、作業時間を短縮できる。
さらに、低温のガス冷媒が分離回収タンクに流入しないので、同ガス冷媒に同伴される新冷凍機油が分離回収タンクに流れ込まない。新冷凍機油が分離回収タンクに流れ込まないと、分離回収タンクで回収されることがなくなるので、新冷凍機油が不足することを防止することができる。
さらに、ホットガスの場合には、配管を接続するだけで処理ができるので、例えば熱源として電気ヒータを用いる場合に必要な電源の確保および電源を利用するための作業が不要となる。また、ホットガスは電気ヒータと比較し、コンパクトで高熱量を得ることができる。さらに、分離回収ユニットは室外機近傍の屋外設置となるが、電気的な接続が不要のため、雨等による漏電の心配をする必要がなくなり、作業が安全に行なえる。
また、本発明による空気調和システムの洗浄方法では、冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と、前記室外機と前記室内機の各膨張弁とを接続する液冷媒配管と、前記室外機と前記室内機の各室内熱交換器とを接続するガス冷媒配管と、を備える空気調和システムの冷媒を交換するときに少なくとも前記液冷媒配管および前記ガス冷媒配管を洗浄する空気調和システムの洗浄方法において、分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、前記分離回収タンクが前記ガス冷媒配管と接続される室外機ガス冷媒配管の経路に位置するように接続し、前記空気調和システムを冷房サイクルで運転し、その後、前記圧縮機の出力を低減させて運転するとともに前記圧縮機から吐出されたホットガスの一部で、前記分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱することを特徴とする。
本発明によれば、上記発明と同様にして、液冷媒配管、室内機およびガス冷媒配管内のコンタミを分離回収タンクに回収して、これら再利用部分の洗浄を行なう。
その後、圧縮機から吐出された高温高圧のホットガスの一部で分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱するので、コンタミに含まれる液状の新冷媒はこのホットガスの熱量によって確実に気化され、室外機ガス冷媒配管を通って圧縮機へ還流され、回収される。
この時、同時に圧縮機の出力を低減させて冷房運転するので、圧縮機から吐出される新冷媒の量が低減される。これに伴い流出する新冷凍機油の量も低減される。また、これとともに室内熱交換器に導入される冷媒量が少なくなるので、室内熱交換器で発生しガス冷媒配管に流入する低温のガス冷媒が少なくなる。ガス冷媒配管へ流入するガス冷媒が少なくなると、ガス冷媒配管内のガス冷媒の流速が遅くなるので、伴流する新冷凍機油がガス冷媒配管内に留まりやすくなる。このため、分離回収タンクに回収される新冷凍機油の量を低減させることができる。
また、分離回収タンクへの低温のガス冷媒の流れ込み量も減少するので、分離回収タンク内の冷却量が少なくなる。これによって、コンタミに含まれる液状の新冷媒の気化が阻害されることは少なくなり、気化する時間が短縮される。
このようにしてコンタミに含まれる新冷媒は回収されるので、洗浄後室外機に不足する新冷媒を補充する必要がなく、その分コストを安くでき、作業時間を短縮できる。
さらに、新冷凍機油がガス冷媒配管に留まって分離回収タンクにほとんど流れ込まないので、分離回収タンクで回収されることがほとんどなくなり、新冷凍機油が不足することを防止することができる。
なお、圧縮機の出力を低減させた運転には、例えば、回転数を低減させる運転、複数台の圧縮機を有するものでは台数を低減させた運転およびこれらを組合せた運転等が好適である。
さらに、ホットガスの場合には、配管を接続するだけで処理ができるので、例えば熱源として電気ヒータを用いる場合に必要な電源の確保および電源を利用するための作業が不要となる。また、ホットガスは電気ヒータと比較し、コンパクトで高熱量を得ることができる。さらに、分離回収ユニットは室外機近傍の屋外設置となるが、電気的な接続が不要のため、雨等による漏電の心配をする必要がなくなり、作業が安全に行なえる。
また、ホットガスが分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱するので、ホットガスの熱量により圧縮機に戻る新冷媒の温度が高くなる。このため、圧縮機から吐出される新冷媒の温度が高くなり、室内熱交換器を流れる新冷媒の温度を高め得るので、例えば冬季の洗浄作業の場合に、供給するホットガスの量を調整することにより、室内熱交換器が凍結しない温度範囲に調整して洗浄作業が実施できる。
また、本発明による空気調和システムの洗浄方法は、ホットガスの一部で、前記分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱する際に、前記分離回収タンクを別の加熱源によって併せて加熱することを特徴とする。
このように、ホットガスの一部で、分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱する際に、分離回収タンクを別の加熱源によって併せて加熱するので、コンタミに含まれる液化された新冷媒を一層効率的に気化させることができる。
したがって、新冷媒の回収作業が効率的にかつ効果的に行うことができる。
また、本発明による空気調和システムの洗浄方法は、冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と、前記室外機と前記室内機の各膨張弁とを接続する液冷媒配管と、前記室外機と前記室内機の各室内熱交換器とを接続するガス冷媒配管と、を備える空気調和システムの冷媒を交換するときに少なくとも前記液冷媒配管およびガス冷媒配管を洗浄する空気調和システムの洗浄方法において、分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、前記分離回収タンクが前記ガス冷媒配管と接続される室外機ガス冷媒配管の経路に位置するように接続し、前記空気調和システムを冷房サイクルで運転するとともに前記圧縮機から吐出されたホットガスの一部で、前記分離回収タンクに流入する流体を加熱し、その後、前記膨張弁を閉じて運転するとともに前記分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱することを特徴とする。
例えば、室外機を更新して新冷媒に変更する際に、既設の液冷媒配管やガス冷媒配管等に残るコンタミを除去する作業が必要になる。本発明によれば、旧冷媒を回収した状態で、新冷媒を充填した室外機を交換設置する。そして、分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、分離回収タンクが前記ガス冷媒配管と接続される室外機ガス冷媒配管の経路に位置するように接続する。
この状態で、冷房運転を行うと、圧縮機で高温高圧にされた新冷媒が、凝縮液化され、液冷媒配管に供給される。この液化された新冷媒により液冷媒配管内のコンタミは運ばれる。次いで、液化された新冷媒は、室内機に流入し、膨張弁で減圧されガス化される。ガス化された新冷媒は、流量および流速が増加して室内熱交換器に流入され、さらにガス冷媒配管に流入される。このガス化された新冷媒により液冷媒配管内のコンタミとともに室内熱交換器およびガス冷媒配管内のコンタミは押し流されて運ばれる。このガス冷媒配管内を運ばれる新冷媒とコンタミとの混合物は、室外機ガス冷媒配管を通って広い空間を持つ分離回収タンク内に流入する。このように、分離回収タンクの広い空間に流入すると、新冷媒とコンタミとの混合物の流速が急激に遅くなるので、重いコンタミは下方に落下して新冷媒と分離されることになる。分離された新冷媒は、室外機ガス冷媒配管を通って圧縮機へ還流される。これを例えば所定時間繰り返すことで洗浄が行われる。
この時、圧縮機から吐出されるホットガスの一部で、分離回収タンクに流入する流体を加熱しているので、液状の新冷媒が混在していてもこのホットガスの熱量によってそのほとんどを気化できる。
このように、新冷媒はほとんど気化された状態で分離回収タンクに流入するので、分離回収タンクでコンタミ等に混合する量を大きく低減させることができる。
また、室外機に封入された新冷媒を活用して、再利用部分の洗浄が行われるので、従来の洗浄機で洗浄液を循環させて洗浄するものに比べて、洗浄時間を短縮できるし、洗浄コストを低減できる。
さらに、ホットガスが分離回収ユニットに流入する流体に供給されているので、この熱量により圧縮機に戻る新冷媒の温度が高くなる。このため、圧縮機から吐出される新冷媒の温度が高くなり、室内熱交換器を流れる新冷媒の温度を高め得るので、例えば冬季の洗浄作業の場合に、供給するホットガスの量を調整することにより、室内熱交換器が凍結しない温度範囲に調整して洗浄作業が実施できる。
次いで、分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱するので、コンタミに含まれる液状の新冷媒は確実に気化され、室外機ガス冷媒配管を通って圧縮機へ還流され、回収される。
この時、同時に膨張弁を閉じて冷房運転するので、室内熱交換器に冷媒が流れない。このため、室内熱交換器で低温のガス冷媒が発生しないので、分離回収タンクに低温のガス冷媒が流れ込まない。低温のガス冷媒が流れ込まないと、分離回収タンク内が冷却されることがないので、コンタミに含まれる液状の新冷媒の気化が阻害されることはなくなり、気化する時間が短縮される。
このようにしてコンタミに含まれる新冷媒は回収されるので、洗浄後室外機に不足する新冷媒を補充する必要がなく、その分コストを安くでき、作業時間を短縮できる。
さらに、低温のガス冷媒が分離回収タンクに流入しないので、同ガス冷媒に同伴される新冷凍機油が分離回収タンクに流れ込まない。新冷凍機油が分離回収タンクに流れ込まないと、分離回収タンクで回収されることがなくなるので、新冷凍機油が不足することを防止することができる。
また、本発明による空気調和システムの洗浄方法は、冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と、前記室外機と前記室内機の各膨張弁とを接続する液冷媒配管と、前記室外機と前記室内機の各室内熱交換器とを接続するガス冷媒配管と、を備える空気調和システムの冷媒を交換するときに少なくとも前記液冷媒配管およびガス冷媒配管を洗浄する空気調和システムの洗浄方法において、分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、前記分離回収タンクが前記ガス冷媒配管と接続される室外機ガス冷媒配管の経路に位置するように接続し、前記空気調和システムを冷房サイクルで運転するとともに前記圧縮機から吐出されたホットガスの一部で、前記分離回収タンクに流入する流体を加熱し、その後、前記圧縮機の出力を低減させて運転するとともに前記分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱することを特徴とする。
例えば、室外機を更新して新冷媒に変更する際に、既設の液冷媒配管やガス冷媒配管等に残るコンタミを除去する作業が必要になる。本発明によれば、旧冷媒を回収した状態で、新冷媒を充填した室外機を交換設置する。そして、分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、分離回収タンクが前記ガス冷媒配管と接続される室外機ガス冷媒配管の経路に位置するように接続する。
この状態で、冷房運転を行うと、圧縮機で高温高圧にされた新冷媒が、凝縮液化され、液冷媒配管に供給される。この液化された新冷媒により液冷媒配管内のコンタミは運ばれる。次いで、液化された新冷媒は、室内機に流入し、膨張弁で減圧されガス化される。ガス化された新冷媒は、流量および流速が増加して室内熱交換器に流入され、さらにガス冷媒配管に流入される。このガス化された新冷媒により液冷媒配管内のコンタミとともに室内熱交換器およびガス冷媒配管内のコンタミは押し流されて運ばれる。このガス冷媒配管内を運ばれる新冷媒とコンタミとの混合物は、室外機ガス冷媒配管を通って広い空間を持つ分離回収タンク内に流入する。このように、分離回収タンクの広い空間に流入すると、新冷媒とコンタミとの混合物の流速が急激に遅くなるので、重いコンタミは下方に落下して新冷媒と分離されることになる。分離された新冷媒は、室外機ガス冷媒配管を通って圧縮機へ還流される。これを例えば所定時間繰り返すことで洗浄が行われる。
この時、圧縮機から吐出されるホットガスの一部で、分離回収タンクに流入する流体を加熱しているので、液状の新冷媒が混在していてもこのホットガスの熱量によってそのほとんどを気化できる。
このように、新冷媒はほとんど気化された状態で分離回収タンクに流入するので、分離回収タンクでコンタミ等に混合する量を大きく低減させることができる。
また、室外機に封入された新冷媒を活用して、再利用部分の洗浄が行われるので、従来の洗浄機で洗浄液を循環させて洗浄するものに比べて、洗浄時間を短縮できるし、洗浄コストを低減できる。
さらに、ホットガスが分離回収ユニットに流入する流体に供給されているので、この熱量により圧縮機に戻る新冷媒の温度が高くなる。このため、圧縮機から吐出される新冷媒の温度が高くなり、室内熱交換器を流れる新冷媒の温度を高め得るので、例えば冬季の洗浄作業の場合に、供給するホットガスの量を調整することにより、室内熱交換器が凍結しない温度範囲に調整して洗浄作業が実施できる。
次いで、分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱するので、コンタミに含まれる液状の新冷媒は確実に気化され、室外機ガス冷媒配管を通って圧縮機へ還流され、回収される。
この時、同時に圧縮機の出力を低減させて冷房運転するので、圧縮機から吐出される新冷媒の量が低減される。これに伴い流出する新冷凍機油の量も低減される。また、これとともに室内熱交換器に導入される冷媒量が少なくなるので、室内熱交換器で発生しガス冷媒配管に流入する低温のガス冷媒が少なくなる。ガス冷媒配管へ流入するガス冷媒が少なくなると、ガス冷媒配管内のガス冷媒の流速が遅くなるので、伴流する新冷凍機油がガス冷媒配管内に留まりやすくなる。このため、分離回収タンクに回収される新冷凍機油の量を低減させることができる。
また、分離回収タンクへの低温のガス冷媒の流れ込み量も減少するので、分離回収タンク内の冷却量が少なくなる。これによって、コンタミに含まれる液状の新冷媒の気化が阻害されることは少なくなり、気化する時間が短縮される。
このようにしてコンタミに含まれる新冷媒は回収されるので、洗浄後室外機に不足する新冷媒を補充する必要がなく、その分コストを安くでき、作業時間を短縮できる。
さらに、新冷凍機油がガス冷媒配管に留まって分離回収タンクにほとんど流れ込まないので、分離回収タンクで回収されることがほとんどなくなり、新冷凍機油が不足することを防止することができる。
なお、圧縮機の出力を低減させた運転には、例えば、回転数を低減させる運転、複数台の圧縮機を有するものでは台数を低減させた運転およびこれらを組合せた運転等が好適である。
また、本発明による空気調和システムの洗浄方法では、請求項1から請求項5のいずれかに記載された空気調和システムの洗浄方法を行った後に、ポンプダウン運転を行うことを特徴とする。
このように、コンタミに含まれる液化された新冷媒を気化させ回収した後に、ポンプダウン運転を行うので、分離回収タンクを含む分離回収ユニットに残存する気化された新冷媒を室外機側に回収することができる。
したがって、分離回収ユニットに回収された新冷媒を徹底的に室外機側に回収できるので、回収洗浄後室外機に不足する新冷媒を補充する必要がなく、その分コストを安くでき、作業時間を短縮できる。
また、本発明による空気調和システムの洗浄方法では、前記空気調和システムを冷房運転する際に、最初の所定時間内には、前記室外機と前記液冷媒配管および前記ガス冷媒配管との連通を断ち、前記ホットガスを供給するラインを開放して冷房運転を行うことを特徴とする。
このように、室外機と液冷媒配管およびガス冷媒配管との連通を断ち、ホットガスを供給するラインを開放すると、室外機と分離回収ユニットとで閉鎖したサイクルを形成できる。
このサイクルを用いて最初に所定時間冷房運転を行うので、充填された新冷凍機油に、多量の新冷媒が溶解している状態となっている出荷時の圧縮機から新冷媒に混合されて新冷凍機油が多く吐出されるが、これが液冷媒配管およびガス冷媒配管に流れ込まない。
その後、所定時間が経過すると定常状態となり、圧縮機から吐出される新冷媒に含まれる新冷凍機油はほとんど無い状態とできる。
このため、洗浄作業に伴い分離回収タンクに回収される新冷凍機油を少なくできるので、通常運転になったとき、新冷凍機油が不足するという不具合を防止できる。
また、本発明による室外機は、冷媒を圧縮する圧縮機、運転モードに応じて圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁、および室外熱交換器を有し、膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と液冷媒配管およびガス冷媒配管を介して接続される室外機において、前記四方弁および前記ガス冷媒配管を接続し、中途に遮断弁を有する室外機ガス冷媒配管と、該室外機ガス冷媒配管の前記遮断弁よりも前記ガス冷媒配管側に位置する第一分岐点において分岐され、端部に第一操作弁を有する第一室外機分岐管と、前記室外機ガス冷媒配管の前記遮断弁よりも前記四方弁側に位置する第二分岐点において分岐され、端部に第二操作弁を有する第二室外機分岐管と、前記圧縮機から吐出されたホットガスの一部を分岐し、端部に第三操作弁を、その上流側に開閉弁を有する室外機側ホットガスラインと、が備えられていることを特徴とする。
冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と、室外機と室内機の各膨張弁とを接続する液冷媒配管と、室外機と室内機の各室内熱交換器とを接続するガス冷媒配管と、を備える空気調和システムにおいて、例えば、室外機を更新して新冷媒に変更する際に、既設の液冷媒配管やガス冷媒配管等に残るコンタミを除去する作業が必要になる。
この場合、旧冷媒を回収した状態で、新冷媒を充填した本発明にかかる室外機を交換設置する。
そして、コンタミを分離回収する分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、分離回収タンクが第一室外機分岐管と第二室外機分岐管とを結ぶ経路に位置するように接続する。また、室外機側ホットガスラインを分離回収タンクに貯留されるコンタミを加熱するように設けられた分離回収ユニット側の配管に接続する。
これらの接続は、第一操作弁、第二操作弁および第三操作弁と分離回収側の配管とを接続することにより行われる。
この状態で、冷房運転を行うと、圧縮機で高温高圧にされた新冷媒が、四方弁から室外熱交換器に流入し凝縮液化され、液冷媒配管に供給される。この液化された新冷媒により液冷媒配管内のコンタミは運ばれる。
次いで、液化された新冷媒は、室内機に流入し、膨張弁で減圧されガス化される。ガス化された新冷媒は、流量および流速が増加して室内熱交換器に流入され、さらにガス冷媒配管に流入される。このガス化された新冷媒により液冷媒配管内のコンタミとともに室内熱交換器およびガス冷媒配管内のコンタミは押し流されて運ばれる。
このガス冷媒配管内を運ばれる新冷媒とコンタミとの混合物は、室外機ガス冷媒配管、第一室外機分岐管および分離回収ユニット側配管を通って分離回収タンクに流入する。
このように、分離回収タンクの広い空間に流入すると、新冷媒とコンタミとの混合物の流速が急激に遅くなるので、重いコンタミは下方に落下して新冷媒と分離されることになる。分離された新冷媒は、分離回収ユニット側配管、第二室外機分岐管および室外機ガス冷媒配管を通って圧縮機へ還流される。これを繰り返すことで洗浄が行われる。
このように、室外機に封入された新冷媒を活用して、再利用部分の洗浄が行われるので、従来の洗浄機で洗浄液を循環させて洗浄するものに比べて、洗浄時間を短縮できるし、洗浄コストを低減できる。
また、コンタミ等には、液化された新冷媒が含まれる。本発明では、さらに、室外機側ホットガスラインから分離回収ユニット側の配管に圧縮機から吐出された高温高圧のホットガスを供給する。これによって分離回収タンクに貯留されるコンタミを加熱して気化させて室外機側に回収する。
このように、室外機側ホットガスラインによってホットガスを分離回収ユニットに供給できるので、コンタミに含まれる液状の新冷媒をこのホットガスの熱量によって確実に気化し、回収することができる。
このため、洗浄後室外機に不足する新冷媒を補充する必要がなくなるので、コストを安くでき、作業時間を短縮できる。
なお、ホットガスの供給は、洗浄作業が終了した後に行なってもよいし、洗浄作業と並行して行なってもよい。また、ホットガスの供給は、コンタミを間接的に加熱するようにしてもよいし、直接的に加熱するようにしてもよい。
また、室外機側ホットガスラインによってホットガスを分離回収ユニットに供給できるので、この熱量により圧縮機に戻る新冷媒の温度が高くなる。このため、圧縮機から吐出される新冷媒の温度が高くなり、室内熱交換器を流れる新冷媒の温度を高め得るので、例えば冬季の洗浄作業の場合に、供給するホットガスの量を調整することにより、室内熱交換器が凍結しない温度範囲に調整して洗浄作業が実施できる。
本発明によれば、室外機に封入された新冷媒を活用して、再利用部分の洗浄が行われるので、従来の洗浄機で洗浄液を循環させて洗浄するものに比べて、洗浄時間を短縮できるし、洗浄コストを低減できる。
また、新冷媒をコンタミ等から分離するのに、ホットガスラインで供給される圧縮機から吐出された高温高圧のホットガスを利用しているので、洗浄後室外機に不足する新冷媒を補充する必要がなくなり、コストを安くでき、作業時間を短縮できる。
また、ホットガスが分離回収ユニットに供給されているので、例えば冬季の洗浄作業の場合に、供給するホットガスの量を調整することにより、室内熱交換器が凍結しない温度範囲に調整して洗浄作業が実施できる。
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第一実施形態]
以下、本実施形態にかかる洗浄方法を実施する空気調和システム1について、図1〜図3を用いて説明する。
空気調和システム1には、室外機3と、室内機5と、液管(液冷媒配管)7と、ガス管(ガス冷媒配管)9と、分離回収ユニット6とが備えられている。
室外機3には、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機11と、吐出された冷媒から冷凍機油を分離するオイルセパレータ13と、冷媒の循環方向を切り換える四方弁15と、冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器17と、冷媒を一時貯留するレシーバタンク19と、が備えられている。
圧縮機11は、低温・低圧のガス冷媒(冷媒としては、たとえば、低温・低圧のガス状冷媒(冷媒としては、例えば、R407C、R410A等のHFC系冷媒)を吸入して圧縮し、高温高圧のガス冷媒(ホットガス)として吐出するものである。圧縮機11は、同仕様のものが2台並列に備えられている。
オイルセパレータ13は、圧縮機11から吐出された冷媒中に含まれる圧縮機11の冷凍機油を遠心分離して、圧縮機11に戻すために設けられている。具体的には、各圧縮機11から吐出された冷媒が導入される2本の略円筒形状の冷凍機油分離部と、その下方に配置された略円筒形状の冷凍機油貯留部とから構成されている。
冷凍機油貯留部の横断面積は、冷凍機油分離部の横断面積に比べて数倍の大きさとされている。これは、冷凍機油の貯留空間を確保するためであり、こうすることによって、冷凍機油分離部の高さを確保して冷凍機油分離能力を維持させつつオイルセパレータ13全体の高さを減少させている。
冷凍機油貯留部には、分離された冷凍機油の温度を制御するヒータが配置されている。また、オイルセパレータ13の冷凍機油貯留部と圧縮機11との間には、分離された冷凍機油を圧縮機11に供給するキャピラリーチューブ31が配置されている。
四方弁15は、オイルセパレータ13の下流側に配置された冷媒の流れを切り替える切り替え弁であり、冷媒が流入・流出する4つのポートD,C,S,Eが設けられている。
ポートDはオイルセパレータ13を経由して圧縮機11の吐出側と室外高圧配管23によって接続されている。ポートCは室外液管27によって室外熱交換器17およびレシーバタンク19を経由して液管7と接続されている。ポートSは圧縮機11の吸入側と室外低圧配管25で接続されている。ポートEは室外ガス管(室外機ガス冷媒配管)29によってガス管9と接続されている。
室外熱交換器17は、冷房運転時に高温高圧のガス状冷媒を凝縮液化させて外気に放熱するコンデンサとして機能し、逆に暖房運転時には低温低圧の液状冷媒を蒸発気化させて外気から熱を奪うエバポレータとして機能するものである。
レシーバタンク19は、室外熱交換器17(冷房運転時)または室内機5(暖房運転時)から流出した液冷媒に含まれるガス冷媒をトラップし、液冷媒のみを室内機5(冷房運転時)または室外熱交換器17(暖房運転時)に供給するものである。
室外液管27には、室外熱交換器17とレシーバタンク19との間に暖房膨張弁35と逆止弁38とが並列に配置されている。逆止弁38は、室外熱交換器17からレシーバタンク19に向けて冷媒を流すように配置されている。
室外液管27の自由端には、液管7と接続される室外液管操作弁37が設けられている。
室外高圧配管23のオイルセパレータ13と四方弁15との間には、ここから分岐された室外機側ホットガスライン33が設けられている。室外機側ホットガスライン33の自由端には、室外ホットガスライン操作弁(第三操作弁)36が設けられている。室外機側ホットガスライン33には、操作弁36よりも四方弁15側に冷媒加熱弁(開閉弁)34が設けられている。
室外ガス管29のガス管9側には、室外ガス管遮断弁39が設けられている。
室外ガス管29には、室外ガス管遮断弁39の外側に位置する第一分岐点Aから分岐した第一室外機分岐管41が設けられている。
室外ガス管29には、室外ガス管遮断弁39の内側に位置する第二分岐点Bから第二室外機分岐管45が設けられている。
第一室外機分岐管41の端部には、第一室外分岐操作弁(第一操作弁)43が設けられている。第二室外機分岐管45の端部には、第二室外分岐遮断弁(第二操作弁)47が設けられている。
室内機5には、室内膨張弁51と、室内熱交換器53とが備えられている。室内膨張弁51と、室内熱交換器53とは直列に接続されている。室内膨張弁51は液管7に接続され、室内熱交換器53はガス管9に接続されている。
室内熱交換器53は、内部を通過する冷媒と、室内へ送風される空気との熱交換を行うものであり、冷房運転時にはいわゆるエバポレータとして、また暖房運転時にはいわゆるコンデンサとして機能するものである。
分離回収ユニット6には、分離回収タンク61と、第一回収管62と、第二回収管64と、回収ホットガスライン66とが備えられている(図2参照)。
分離回収タンク61は、俵形をした中空のタンクである。
第一回収管62は、一端が分離回収タンク61の側部上方に接続され、他端が第一室外機分岐管41の第一室外操作弁43に接続されるように構成されている。第一回収管62の中間位置には、第一回収遮断弁63が設けられている。
第二回収管64は、一端が分離回収タンク61の頂部に接続され、他端が第二室外機分岐管45の第二室外操作弁47に接続されるように構成されている。第二回収管64の中間位置には、第二回収遮断弁65が設けられている。
回収ホットガスライン66の一端は、第二回収管64における第二回収遮断弁65よりも分離回収タンク61側の位置に接続されている。回収ホットガスライン66の他端は、室外機側ホットガスライン33の室外ホットガスライン操作弁36と接続されるように構成されている。
回収ホットガスライン66の中間部分は、分離回収タンク61の内側下部に配置され、熱交換部68を形成している。
また、分離回収タンク61への導入側にホットガス遮断弁67が設けられている。
以上説明した本実施形態にかかる空気調和システム1の洗浄作業について図3をも参照して説明する。
ここでは、室外機3と室内機5とを更新し、液管7と、ガス管9とはそのまま既設のものを流用する場合について説明する。そして、旧空気調和システムでは、冷媒として例えばR22(以下、旧冷媒という。)と、冷凍機油として例えば鉱油(以下、旧冷凍機油という。)とを使用しており、新空気調和システムでは、冷媒として例えばR410A(以下新冷媒という。)と、冷凍機油として例えばエステル油(以下、新冷凍機油という。)とを使用するものである。
旧冷凍機油は、新冷媒に対して相溶性が少ないものである。
まず、洗浄作業の前作業について説明する。
旧空気調和システム1において、旧冷媒を室外機3側にポンプダウンをし、室外機側へ回収し、室外液管操作弁37と室外ガス管遮断弁39とを閉鎖する。これにより、旧冷媒は室外機3に保持されることになる。このとき、旧冷凍機油も相当量が室外機3に保持される。なお、室外機3が壊れていて、この作業を実施し得ないような場合には、別途回収機を用いて旧冷媒を回収する。
この状態で、室外機3および室内機5を液管7およびガス管9から取り外す。
そして、新冷媒および新冷凍機油を充填した新しい室外機3と室内機5とを設置し、液管7およびガス管9に接続する。
次いで、分離回収ユニット6を室外機3に接続する。
すなわち、第一回収管62の先端を第一室外操作弁43に接続し、第二回収管64の先端を第二室外操作弁47に接続する。
これによって、室外ガス管29、第一室外機分岐管41、第一回収管62、分離回収タンク61、第二室外機分岐管45、第二回収管64および室外ガス管29と、が直列に接続されることになる。これは、分離回収タンク61が室外ガス管29の経路に位置するように接続されることである。
そして、回収ホットガスライン66の先端を室外機側ホットガスライン33の室外ホットガス操作弁36に接続する。
ここで、室外機3以外、すなわち液管7、室内機5、ガス管9、第一分岐ライン、第二分岐ラインおよび分離回収ユニット6の真空引きを行い、この真空引きが終了した液管7およびガス管9に現地追加充填分の新冷媒を充填する。
室外液管操作弁37、第一室外分岐操作弁43、第二室外操作弁47および室外ホットガスライン操作弁36を開く。
本実施形態では、この状態で慣らし運転を行うことができる。
すなわち、室外液管操作弁37、室外ガス管遮断弁39、および第一回収遮断弁63を閉鎖する。一方、第二室外分岐遮断弁47、第二回収遮断弁65、冷媒加熱弁34およびホットガス遮断弁67を開放する。
こうすると、圧縮機11から、高圧配管23、室外機側ホットガスライン33、回収ホットガスライン66、第二室外機分岐管64、第二室外機分岐管45、室外機ガス管29および四方弁15を経由して圧縮機11に戻る冷凍サイクルが形成される。
このショートカットされた冷凍サイクルで20〜30分圧縮機を稼動する。
この室外機3は、出荷された状態であるので、出荷時に圧縮機11に充填された新冷凍機油に、多量の新冷媒が溶解している状態となっている。このため、起動時に圧縮機11から、新冷媒に混合されて新冷凍機油が多く吐出される。この新冷凍機油が液管7やガス管9に流れ、貯留すると、次の洗浄工程で、新冷凍機油が回収されることになるので、通常運転になったときに新冷凍機油が不足することがある。
したがって、前記のように圧縮機11の慣らし運転を行えば、当初に吐出される余分な新冷凍機油は、室外機3内に留まることになる。運転を続けるに伴い定常状態となり、圧縮機11には必要量供給されることになるので、圧縮機11から吐出される新冷媒に含まれる新冷凍機油はほとんど無い状態とできる。
このため、後述の洗浄作業に伴い分離回収タンク61に回収される新冷凍機油を少なくできるので、通常運転になったとき、新冷凍機油が不足するという不具合を防止できる。
次いで、室外液管操作弁37、室外ガス管遮断弁39を開き、第一室外分岐遮断弁43、第二室外分岐遮断弁47、冷媒加熱弁34および各室内膨張弁51を閉じる。この状態で冷房運転をし、レシーバタンク19に液化された新冷媒が貯留するようにする。
これにより、洗浄工程での冷房運転がスムーズに行われる。
以上の準備をした上で、洗浄工程に入ることになる。
このとき、室外ガス管遮断弁39およびホットガス遮断弁67を閉じ、第一室外分岐遮断弁43、第二室外分岐遮断弁47、第一回収遮断弁63および第二回収遮断弁65を開放する。
これにより、ガス管9から室外ガス管29、第一室外機分岐管41、第一回収管62、分離回収タンク61、第二回収管64、第二室外機分岐管45および室外ガス管29を経由して四方弁15へ流れる流路が形成される。
上記の洗浄工程に入る前作業は、上記方法に限られるものではない。すなわち、慣らし運転を行う際、室外液管操作弁37、第一室外分岐遮断弁43、第二室外分岐遮断弁47、第一回収遮断弁63、第二回収遮断弁65およびホットガス遮断弁67を開放し、室外ガス管遮断弁39および室内機の室内膨張弁51を閉鎖する。
このような弁の開閉状態にしても、室内機側へは冷媒が流れず、ショートカットされた冷凍サイクルで運転することができる。
また、上記のような開閉状態で洗浄工程の前作業を行えば、慣らし運転後、自動的に洗浄運転に移行できる。
室外液管操作弁37、第一室外分岐遮断弁43、第二室外分岐遮断弁47、第一回収遮断弁63、第二回収遮断弁65および室内膨張弁51を開放し、室外ガス管遮断弁39を閉鎖した状態で、洗浄運転を開始(S1)する。
すなわち、冷房運転を実施して、洗浄工程を開始する。
冷房運転を行うと、圧縮機11で高温高圧にされた新冷媒が、四方弁15から室外熱交換器17に流入し凝縮液化され、レシーバタンク19を経由して液管7に供給される。この液化された新冷媒により液管7内の旧冷凍機油等の汚濁物(コンタミ)は運ばれる。
次いで、液化された新冷媒は、室内機5に流入し、室内膨張弁51で減圧されガス化される。このガス化された新冷媒は、減圧に伴い体積が膨張する。このため、ガス化され体積が膨張した新冷媒は流速が増加して室内熱交換器53に流入し、さらにガス管9に流入する。このガス化された新冷媒により液管7内のコンタミとともに室内熱交換器53およびガス管9内のコンタミは押し流されて運ばれる。
このガス管9内を運ばれる新冷媒とコンタミとの混合物は、室外ガス管29、第一室外機分岐管41および第一回収管62を通って分離回収タンク61の側面上部に流入する。
このように、第一回収管62から分離回収タンク61の広い空間に流入すると、新冷媒とコンタミとの混合物の流速が急激に遅くなるので、気体成分より重いコンタミ等は下方に落下して分離回収タンク61の下部に貯留される。
そして、ガス化された軽量の新冷媒は、上昇して、第二回収管64、第二室外機分岐管45および室外ガス管29を通って圧縮機11へ還流される。
この洗浄運転が、予め定めた所定時間継続されたかを判定する(S2)。
洗浄運転が所定時間行われていない場合(NO)には、洗浄運転を継続し、所定時間継続された場合(YES)には、洗浄工程が終了したと判断する。
このように、室外機に封入された新冷媒を活用して、再利用部分の洗浄が行われるので、従来の洗浄機で洗浄液を循環させて洗浄するものに比べて、洗浄時間を短縮できるし、洗浄コストを低減できる。
洗浄工程が終了すると、冷媒回収運転に入る(S3)。
冷媒回収運転では、冷媒回収加熱弁34を開放し、室内膨張弁51を閉じて、冷房運転を行う。
冷媒加熱弁34を開放すると、圧縮機11から吐出されたホットガスが室外機側ホットガスライン33を通って回収ホットガスライン66に供給される。
このようにすると、回収ホットガスライン66に設けられた熱交換部68にホットガスが供給されるので、このホットガスの熱量によって分離回収タンク61に貯留されたコンタミ等が加熱される。
コンタミが加熱されると、運転状況により第一回収管62から分離回収タンク61に入る段階で液化され、コンタミとともに貯留されている新冷媒がこの熱量により気化する。気化した新冷媒は、上昇して分離回収タンク61の頂部から第二回収管64を通って室外機3側に回収される。
この時、同時に、室内膨張弁51を閉じているので、室内熱交換器53に冷媒が流れない。
このため、室内熱交換器53で低温のガス冷媒が発生しないので、ガス管9、第一室外機分岐管41および第一回収管62を通って分離回収タンク61に低温のガス冷媒が流れ込まない。
分離回収タンク61に低温のガス冷媒が流れ込まないと、分離回収タンク61内が冷却されることがない。このため、コンタミ等に含まれる液状の新冷媒の気化が阻害されることはなくなるので、液状の新冷媒がホットガスの熱量によって気化される時間を一層短縮することができる。
なお、分離回収タンク61を別の加熱源によって併せて加熱するようにしてもよい。こうすると、コンタミに含まれる液化された新冷媒を一層効率的に気化させることができる。
また、低温のガス冷媒が分離回収タンク61に流入しないので、同ガス冷媒に同伴される新冷凍機油が分離回収タンク61に流れ込まないことになる。
新冷凍機油が分離回収タンク61に流れ込まないと、分離回収タンク61で回収されることがなくなるので、新冷凍機油が不足することを防止することができる。
さらに、ホットガスがコンタミに直接接触しないので、ホットガスに含まれる新冷凍機油が分離回収されてしまうことを防止できる。
液化された新冷媒を気化する熱源として高温高圧のホットガスを利用しているので、最終的に貯留された状態でも気化させることができる。このように、洗浄作業が完了した後に新冷媒の気化・回収作業ができるので、洗浄作業中には、回収ホットガスライン66へのホットガスの供給を停止して、新冷媒を全て洗浄作業に振り向けることができる。
したがって、洗浄作業が効率的にかつ効果的に行うことができる。
また、ホットガスがコンタミ等に直接接触しないので、ホットガスに含まれる新冷凍機油が分離回収されてしまうことを防止できる。
さらに、ホットガスの場合には、配管を接続するだけで処理ができるので、例えば熱源として電気ヒータを用いる場合に必要な電源の確保および電源を利用するための作業が不要となる。また、ホットガスは電気ヒータと比較し、コンパクトで高熱量を得ることができる。さらに、分離回収ユニット6は室外機3近傍の屋外設置となるが、電気的な接続が不要のため、雨等による漏電の心配をする必要がなくなり、作業が安全に行なえる。
気化終了は、次のように判定する(S4)。
すなわち、圧縮機11の吸入過熱度の上昇あるいは吐出温度の上昇を検知して判断する。これは、ホットガスが、液化された冷媒に熱量を与えていれば、温度が低下した状態で圧縮機11に戻るが、液化された冷媒がなくなり熱交換をしなくなると、熱いホットガスがそのまま圧縮機11に戻ることになるので、吸入過熱度および吐出温度が上昇することを利用している。
また、予め定めた所定時間を経過することにより、気化終了と判断してもよい。これは液化される冷媒の量がわかるように洗浄運転ができるので、種々な条件で試験し、冷媒の気化に要する所定時間を求めておき、それに基づき判断する。
気化終了でない場合(NO)には、冷媒回収運転を継続する。
気化終了と判断された場合(YES)には、冷媒加熱弁34を閉じ、冷房運転を行うポンプダウン運転に入る(S5)。
先に、各室内膨張弁51が閉じられているので、室外高圧配管23、室外液管27、液管7、室内機5、ガス管9、室外ガス管29および室外低圧配管25で形成される冷凍サイクルは室内膨張弁51のところで遮断されていることになる。
さらに、冷媒加熱弁34を閉じると、前述のショートカットされた冷凍サイクルも遮断されることになる。
この状態で、冷房運転をすると、室内膨張弁51から分離回収ユニット6を経由して圧縮機11に至る冷媒回路にある新冷媒は、圧縮機11によって吸引されるので、圧縮機11から室外熱交換器17、レシーバタンク19を経由して室内膨張弁51に至る高圧冷媒回路側に回収される。
ポンプダウンの終了は、次のように判断する(S6)。
すなわち、圧縮機11に吸入される室外低圧配管25内の圧力(低圧圧力)が所定値以下に低下した場合(YES)、終了と判断する。そうでない場合(NO)は、ポンプダウン運転を継続する。
なお、ポンプダウン開始時には、室内膨張弁51から分離回収ユニット6を経由して圧縮機11に至る低圧側冷媒回路内の冷媒は気化したガスの状態で存在することから、低圧冷媒回路内の冷媒量が推定でき、この容積を回収するためのポンプダウン運転時間を算出し、この算出された時間が経過したことで終了の判断を行うこともできる。
このように、分離回収ユニット6に気化された状態で残る新冷媒を回収するので、分離回収ユニット6に新冷媒が残存することはほとんどなくなる。
このため、分離回収ユニット6を外しても、新冷媒が損なわれることはないので、空気調和システム1の運転に必要な新冷媒が不足することを防止できる。
このポンプダウンが終了すると、洗浄運転は終了となる(S7)。
洗浄作業が終了すると、第一室外分岐操作弁43、第二室外分岐操作弁47、第一回収遮断弁63、第二回収遮断弁65、およびホットガス遮断弁67を閉じて、分離回収ユニット6を室外機3から取り外す。
このように、分離回収ユニット6は、室外機3から独立して設けられているので、室外機3内部の構造を簡素化できる。さらに、分離回収ユニット6は、洗浄作業終了後室外機3から取り外して、別の空気調和システム1の洗浄作業に再活用できるので、システムとして安価にできる。
なお、本実施形態を用いる空気調和システム1では、回収ホットガスライン66は、分離回収タンク61内で熱交換部68を形成した後、第二回収管64に連通されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
図4に示すように、回収ホットガスライン66の分離回収側端部に、分離回収タンク61内の下部へ連通される開口部69を形成してもよい。
このようにすると、回収ホットガスライン66の分離回収側端部に形成された開口部69から分離回収タンク61の下部に貯留されるコンタミに、ホットガスを供給してその熱量によりコンタミに混合している液化された新冷媒を気化して、分離回収タンク61から第二回収管64、第二室外機分岐管45を通り室外ガス管29へ供給する。
また、液化された新冷媒を気化する熱源として高温高圧のホットガスを利用し、かつこれを直接供給しているので、最終的に貯留された状態でも気化させることができる。
このように、洗浄作業が完了した後に新冷媒の気化・回収作業ができるので、洗浄作業中には、回収ホットガスライン66へのホットガスの供給を停止して、新冷媒を全て洗浄作業に振り向けることができる。したがって、洗浄作業が効率的にかつ効果的に行うことができる。
さらに、回収ホットガスライン66の分離回収側端部には、分離回収タンク61内の下部へ連通される開口部69が形成されるだけなので、構造が簡単で安価に製造できる。
なお、状況により洗浄作業中においても、ホットガスを供給して液化された新冷媒を気化・回収するようにしてもよい。
また、開口部69の面積は、回収ホットガスライン66の断面積よりも大きく構成されていれば、さらに好適である。
この場合、例えば、図5に示すように開口部69を多数の穴70で構成してもよく、図6に示すように径の大きな開口部69としてもよい。
このようにすると、開口部69の面積は、回収ホットガスライン66の断面積よりも大きく構成されることになるので、ホットガス供給時ホットガスの噴出速度が低下する。ホットガスの噴出速度が低下すると、コンタミへの衝撃が緩和され、液面乱れが大きくならないので、コンタミが第二回収管64から流出する恐れを防止できる。
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態にかかる洗浄方法について、図7を用いて説明する。
本実施形態にかかる洗浄方法は、新冷媒の回収作業が前述した第一実施形態のものと異なる。その他については前述した第一実施形態のものと同じであるので、ここではそれらについての重複した説明は省略する。
なお、前述した第一実施形態と同一のステップには同一の符号を付している。
また、本洗浄方法を実施する空気調和システム1については、前述した第一実施形態のものと同じであるので、ここではそれらの構成についての重複した説明は省略する。
洗浄工程(S1、S2)が終了すると、冷媒回収運転に入る(S3A)。
冷媒回収運転では、冷媒回収加熱弁34を開放し、圧縮機11の回転数を規定回転数に低下させて、冷房運転を行う。
冷媒加熱弁34を開放すると、圧縮機11から吐出されたホットガスが室外機側ホットガスライン33を通って回収ホットガスライン66に供給される。
このようにすると、回収ホットガスライン66に設けられた熱交換部68にホットガスが供給されるので、このホットガスの熱量によって分離回収タンク61に貯留されたコンタミ等が加熱される。
コンタミが加熱されると、運転状況により第一回収管62から分離回収タンク61に入る段階で液化され、コンタミとともに貯留されている新冷媒がこの熱量により気化する。気化した新冷媒は、上昇して分離回収タンク61の頂部から第二回収管64を通って室外機3側に回収される。
この時、同時に、圧縮機11の回転数を低下させて規定回転数としているので、圧縮機11から吐出される新冷媒の量は低減される。新冷媒の量が低減すると、それに包含されて流出する新冷凍機油の量も低減される。
また、これに伴い室内熱交換器53に導入される冷媒量が少なくなるので、室内熱交換器53で発生しガス管9に流入する低温のガス冷媒が少なくなる。
ガス管9へ流入するガス冷媒が少なくなると、ガス管9内のガス冷媒の流速が遅くなるので、伴流する新冷凍機油がガス管9内に留まりやすくなる。
このため、分離回収タンク61に回収される新冷凍機油の量を低減させることができる。
また、分離回収タンク61への低温のガス冷媒の流れ込み量も減少するので、分離回収タンク61内を冷却する割合が少なくなる。これによって、コンタミ等に含まれる液状の新冷媒の気化が阻害されることは少なくなり、気化する時間を一層短縮させることができる。
このようにしてコンタミ等に含まれる新冷媒は回収されるので、洗浄後室外機3に不足する新冷媒を補充する必要がなく、その分コストを安くでき、作業時間を短縮できる。
さらに、新冷凍機油がガス管9に留まって分離回収タンク61にほとんど流れ込まないので、分離回収タンク61で回収されることがほとんどなくなり、新冷凍機油が不足することを防止することができる。
冷媒回収運転によって、コンタミ等に含まれる新冷媒を気化させ、回収することが終了する(S4)と、冷媒加熱弁34を閉じ、冷房運転を行うポンプダウン運転に入る(S5)。
なお、本実施形態では、冷媒回収運転時に圧縮機11の出力を低下させるのに、圧縮機11の回転数を低下させているが、本発明はこれに限定されるものではない。
図8のステップS3Bに示すように、圧縮機11の運転台数を2台(複数台)から1台に減少させるようにしてもよい。
また、圧縮機11の運転台数を減少し、さらにその回転数を低下させるようにしてもよい。
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態にかかる洗浄方法について、図9および図10を用いて説明する。
本洗浄方法を実施する空気調和システム1については、前述した第一実施形態のものと分離回収ユニット6の一部の構成が前述した第一実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第一実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての重複した説明は省略する。
本実施形態で用いる空気調和システム1における分離回収ユニット6では、回収ホットガスライン66の分離回収側端部には、第一回収管62内へ連通される開口部72が形成されている。
このように、回収ホットガスライン66の分離回収側端部には、第一回収管62内へ連通される開口部72が形成されるだけなので、回収ユニット6は、構造が簡単で安価に製造できる。
そして、分離回収タンク61の外周下部には、電気ヒータ71が設けられている。(図9参照)
以上説明した本実施形態にかかる空気調和システム1の洗浄作業について図10を参照して説明する。
ここでは、室外機3と室内機5とを更新し、液管7と、ガス管9とはそのまま既設のものを流用する場合について説明する。そして、旧空気調和システムでは、冷媒としてR22(以下、旧冷媒という。)と、冷凍機油として鉱油(以下、旧冷凍機油という。)とを使用しており、新空気調和システムでは、冷媒としてR410A(以下新冷媒という。)と、冷凍機油エステル油(以下、新冷凍機油という。)とを使用するものである。
旧冷凍機油は、新冷媒に対して相溶性が少ないものである。
洗浄作業の前作業については、前記第一実施形態と同じなので、説明の重複を避けるため省略する。
洗浄作業に入る場合、室外ガス管遮断弁39を閉じ、第一室外分岐遮断弁43、第二室外分岐遮断弁47、第一回収遮断弁63、第二回収遮断弁65およびホットガス遮断弁67を開放する。
これにより、ガス管9から室外ガス管29、第一室外機分岐管41、第一回収管62、分離回収タンク61、第二回収管64、第二室外機分岐管45および室外ガス管29を経由して四方弁15へ流れる流路が形成される。
この状態で、洗浄運転を開始(S10)する。
まず、冷媒加熱弁34を適当量開放する(S11)。
これにより、室外機側ホットガスライン33と回収ホットガスライン66とが連通し、圧縮機11からのホットガスの一部が第一回収管62に供給される。
この状態で、冷房運転を実施して、洗浄工程を開始する。
冷房運転を行うと、圧縮機11で高温高圧にされた新冷媒が、四方弁15から室外熱交換器17に流入し凝縮液化され、レシーバタンク19を経由して液管7に供給される。この液化された新冷媒により液管7内の旧冷凍機油等の汚濁物(コンタミ)は運ばれる。
次いで、液化された新冷媒は、室内機5に流入し、室内膨張弁51で減圧されガス化される。このガス化された新冷媒は、減圧に伴い体積が膨張する。このため、ガス化され堆積が膨張した新冷媒は流量および流速が増加して室内熱交換器53に流入し、さらにガス管9に流入する。このガス化された新冷媒により液管7内のコンタミとともに室内熱交換器53およびガス管9内のコンタミは押し流されて運ばれる。
このガス管9内を運ばれる新冷媒とコンタミとの混合物は、室外ガス管29、第一室外機分岐管41および第一回収管62を通って分離回収タンク61の側面上部に流入する。
このとき、回収ホットガスライン66からホットガスが第一回収管62に供給されているので、高温であるホットガスの熱量により、混合物に含まれる液化された新冷媒はほとんど気化される。
この状態で、第一回収管62から分離回収タンク61の広い空間に流入すると、新冷媒とコンタミとの混合物の流速が急激に遅くなるので、気体成分より重いコンタミは下方に落下して分離回収タンク61の下部に貯留される。そして、ガス化された軽量の新冷媒は、上昇して、第二回収管64、第二室外機分岐管45および室外ガス管29を通って圧縮機11へ還流される。
これを予め定めた所定時間繰り返すことで洗浄工程が終了する(S12)。
このように、室外機3に封入された新冷媒を活用して、再利用部分の洗浄が行われるので、従来の洗浄機で洗浄液を循環させて洗浄するものに比べて、洗浄時間を短縮できるし、洗浄コストを低減できる。
また、ホットガスが分離回収ユニット6に流入する流体に供給されているので、この熱量により圧縮機11に戻る新冷媒の温度が高くなる。このため、圧縮機11から吐出される新冷媒の温度が高くなり、室内熱交換器53を流れる新冷媒の温度を高め得るので、例えば冬季の洗浄作業の場合に、供給するホットガスの量を調整することにより、室内熱交換器53が凍結しない温度範囲に調整して洗浄作業が実施できる。
洗浄工程が終了すると、冷媒回収運転に入る(S13)。
冷媒回収運転では、電気ヒータ71を投入し、室内膨張弁51を閉じて、冷房運転を継続する。
このようにすると、電気ヒータ71により分離回収タンク61に貯留されたコンタミ等が加熱される。コンタミ等が加熱されると、条件によって第一回収管62中を運ばれる新冷媒に含まれる液化された新冷媒の量が、ホットガスが供給する顕熱量以上であり、気化しきれない液化された新冷媒が分離回収タンク61に溜まった場合でも、電気ヒータ71で加熱して気化させ回収することができる。気化した新冷媒は、上昇して分離回収タンク61の頂部から第二回収管64を通って室外機3側に回収される。
この時、同時に、室内膨張弁51を閉じているので、室内熱交換器53に冷媒が流れ込まない。
このため、室内熱交換器53で低温のガス冷媒が発生しないので、ガス管9、第一室外機分岐管41および第一回収管62を通って分離回収タンク61に低温のガス冷媒が流れ込まない。
分離回収タンク61に低温のガス冷媒が流れ込まないと、分離回収タンク61内が冷却されることがない。このため、コンタミ等に含まれる液状の新冷媒の気化が阻害されることはなくなるので、液状の新冷媒がホットガスの熱量によって気化される時間を一層短縮することができる。
また、低温のガス冷媒が分離回収タンク61に流入しないので、同ガス冷媒に同伴される新冷凍機油が分離回収タンク61に流れ込まないことになる。
新冷凍機油が分離回収タンク61に流れ込まないと、分離回収タンク61で回収されることがなくなるので、新冷凍機油が不足することを防止することができる。
気化終了は、規定時間を定めておき、それを経過することで終了と判断する(S14)。
気化終了でない場合(NO)には、冷媒回収運転を継続する。
気化終了と判断された場合(YES)には、電気ヒータ71を切り、ポンプダウン運転に入る(S15)。
すなわち、冷媒加熱弁34を閉じる。
この状態で冷房運転をすると、室内膨張弁51で循環回路が閉塞されているため、室内膨張弁51から分離回収ユニット6を経由して圧縮機11に至る冷媒回路にある新冷媒を、圧縮機11から室外熱交換器17、レシーバタンク19を経由して室内膨張弁51に至る高圧冷媒回路側に回収することができる。
ポンプダウンは低圧圧力が十分に低下した場合に終了と判断する(S16)。
なお、ポンプダウン開始時には、室内膨張弁51から分離回収ユニット6を経由して圧縮機11に至る低圧側冷媒回路内の冷媒は気化したガスの状態で存在することから、低圧冷媒回路内の冷媒量が推定でき、この容積を回収するためのポンプダウン運転時間を算出し、この算出された時間が経過したことで終了の判断を行うこともできる。
このように、分離回収ユニット6に残る新冷媒を回収するので、分離回収ユニット6を外しても、新冷媒が損なわれることはない。このため、空気調和システム1の運転に必要な新冷媒が不足することを防止できる。
このポンプダウンが終了すると、洗浄運転は終了となる(S17)。
洗浄作業が終了すると、第一室外分岐操作弁43、第二室外分岐操作弁47、第一回収遮断弁63、第二回収遮断弁65、およびホットガス遮断弁67を閉じて、分離回収ユニット6を室外機3から取り外す。
このように、分離回収ユニット6は、室外機3から独立して設けられているので、室外機3内部の構造を簡素化できる。さらに、分離回収ユニット6は、洗浄作業終了後室外機3から取り外して、別の空気調和システム1の洗浄作業に再活用できるので、システムとして安価にできる。
なお、本実施形態では、回収ホットガスライン66の分離回収側端部は、第二回収管62に連通される開口部72を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
図11に示すように、第一回収管62との間に熱交換部73を形成した後、第二回収管64に連通されるように構成してもよい。
このようにすると、熱交換部73にて回収ホットガスライン66中を通るホットガスの熱量が第一回収管62中を通るコンタミを含む新冷媒に供給され、新冷媒中の液化された新冷媒を気化させて分離回収タンク61に供給することができる。分離回収タンク61に供給される新冷媒は、ほとんど気化されることになるので、新冷媒が分離回収タンク61にて確実に分離され回収される。
また、回収ホットガスライン66の下流側端部は、第二回収管64に接続されているので、ホットガスは分離回収タンク61に流入しない。したがって、ホットガスに含まれる新冷凍機油が分離回収タンク61で分離回収されることを防止できる。
[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態にかかる洗浄方法について、図12を用いて説明する。
本実施形態にかかる洗浄方法は、新冷媒の回収作業が前述した第三実施形態のものと異なる。その他については前述した第三実施形態のものと同じであるので、ここではそれらについての重複した説明は省略する。
なお、前述した第三実施形態と同一の工程には同一の符号を付している。
また、本洗浄方法を実施する空気調和システム1については、前述した第三実施形態のものと同じであるので、ここではそれらの構成についての重複した説明は省略する。
洗浄工程(S11、S12)が終了すると、冷媒回収運転に入る(S13A)。
冷媒回収運転では、電気ヒータ71を投入し、圧縮機11の回転数を規定回転数に低下させて、冷房運転を継続する。
このようにすると、電気ヒータ71により分離回収タンク61に貯留されたコンタミ等が加熱される。コンタミ等が加熱されると、条件によって第一回収管62中を運ばれる新冷媒に含まれる液化された新冷媒の量が、ホットガスが供給する顕熱量以上であり、気化しきれない液化された新冷媒が分離回収タンク61に溜まった場合でも、電気ヒータ71で加熱して気化させ回収することができる。気化した新冷媒は、上昇して分離回収タンク61の頂部から第二回収管64を通って室外機3側に回収される。
この時、同時に、圧縮機11の回転数を低下させて規定回転数としているので、圧縮機11から吐出される新冷媒の量は低減される。新冷媒の量が低減すると、それに包含されて流出する新冷凍機油の量も低減される。
また、これに伴い室内熱交換器53に導入される冷媒量が少なくなるので、室内熱交換器53で発生しガス管9に流入する低温のガス冷媒が少なくなる。
ガス管9へ流入するガス冷媒が少なくなると、ガス管9内のガス冷媒の流速が遅くなるので、伴流する新冷凍機油がガス管9内に留まりやすくなる。
このため、分離回収タンク61に回収される新冷凍機油の量を低減させることができる。
また、分離回収タンク61への低温のガス冷媒の流れ込み量も減少するので、分離回収タンク61内を冷却する割合が少なくなる。これによって、コンタミ等に含まれる液状の新冷媒の気化が阻害されることは少なくなり、気化する時間を一層短縮させることができる。
このようにしてコンタミ等に含まれる新冷媒は回収されるので、洗浄後室外機3に不足する新冷媒を補充する必要がなく、その分コストを安くでき、作業時間を短縮できる。
さらに、新冷凍機油がガス管9に留まって分離回収タンク61にほとんど流れ込まないので、分離回収タンク61で回収されることがほとんどなくなり、新冷凍機油が不足することを防止することができる。
冷媒回収運転によって、コンタミ等に含まれる新冷媒を気化させ、回収することが終了する(S14)と、冷媒加熱弁34を閉じ、電気ヒータ71を切り、圧縮機11の回転数を元に戻して冷房運転を行うポンプダウン運転に入る(S15)。
なお、本実施形態では、冷媒回収運転時に圧縮機11の出力を低下させるのに、圧縮機11の回転数を低下させているが、本発明はこれに限定されるものではない。
図13のステップS13Bに示すように、圧縮機11の運転台数を2台(複数台)から1台に減少させるようにしてもよい。
また、圧縮機11の運転台数を減少し、さらにその回転数を低下させるようにしてもよい。
本発明の第一実施形態にかかる空気調和システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態の分離回収ユニットを示す断面図である。 本発明の第一実施形態の洗浄方法のフロー図である。 本発明の分離回収ユニットの別の実施形態を示す断面図である。 本発明の分離回収ユニットの別の実施形態を示す部分断面図である。 本発明の分離回収ユニットの別の実施形態を示す部分断面図である。 本発明の第二実施形態の洗浄方法のフロー図である。 本発明の第二実施形態の洗浄方法の別の実施形態を示すフロー図である。 本発明の第三実施形態の分離回収ユニットを示す断面図である。 本発明の第三実施形態の洗浄方法のフロー図である。 本発明の第三実施形態の分離回収ユニットの別の実施形態を示す断面図である。 本発明の第四実施形態の洗浄方法のフロー図である。 本発明の第四実施形態の洗浄方法の別の実施形態を示すフロー図である。
符号の説明
1 空気調和システム
3 室外機
5 室内機
6 分離回収ユニット
7 液管
9 ガス管
11 圧縮機
15 四方弁
17 室外熱交換器
29 室外ガス管
33 室外機側ホットガスライン
34 冷媒加熱弁
36 室外ホットガスライン操作弁
41 第一室外機分岐管
43 第一室外分岐操作弁
45 第二室外機分岐管
47 第二室外分岐操作弁
51 室内膨張弁
53 室内熱交換器
61 分離回収タンク
62 第一回収管
64 第二回収管
66 回収ホットガスライン
71 電気ヒータ
A 第一分岐点
B 第二分岐点

Claims (8)

  1. 冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、
    膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と、
    前記室外機と前記室内機の各膨張弁とを接続する液冷媒配管と、
    前記室外機と前記室内機の各室内熱交換器とを接続するガス冷媒配管と、を備える空気調和システムの冷媒を交換するときに少なくとも前記液冷媒配管および前記ガス冷媒配管を洗浄する空気調和システムの洗浄方法において、
    分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、前記分離回収タンクが前記ガス冷媒配管と接続される室外機ガス冷媒配管の経路に位置するように接続し、
    前記空気調和システムを冷房サイクルで運転し、
    その後、前記膨張弁を閉じて運転するとともに前記圧縮機から吐出されたホットガスの一部で、前記分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱することを特徴とする空気調和システムの洗浄方法。
  2. 冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、
    膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と、
    前記室外機と前記室内機の各膨張弁とを接続する液冷媒配管と、
    前記室外機と前記室内機の各室内熱交換器とを接続するガス冷媒配管と、を備える空気調和システムの冷媒を交換するときに少なくとも前記液冷媒配管および前記ガス冷媒配管を洗浄する空気調和システムの洗浄方法において、
    分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、前記分離回収タンクが前記ガス冷媒配管と接続される室外機ガス冷媒配管の経路に位置するように接続し、
    前記空気調和システムを冷房運転し、
    その後、前記圧縮機の出力を低減させて運転するとともに前記圧縮機から吐出されたホットガスの一部で、前記分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱することを特徴とする空気調和システムの洗浄方法。
  3. ホットガスの一部で、前記分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱する際に、前記分離回収タンクを別の加熱源によって併せて加熱することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気調和システムの洗浄方法。
  4. 冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、
    膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と、
    前記室外機と前記室内機の各膨張弁とを接続する第一冷媒配管と、
    前記室外機と前記室内機の各室内熱交換器とを接続する第二冷媒配管と、を備える空気調和システムの冷媒を交換するときに少なくとも前記第一冷媒配管および第二冷媒配管を洗浄する空気調和システムの洗浄方法において、
    分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、前記分離回収タンクが前記第二冷媒配管と接続される室外機冷媒配管の経路に位置するように接続し、
    前記空気調和システムを冷房サイクルで運転するとともに前記圧縮機から吐出されたホットガスの一部で、前記分離回収タンクに流入する流体を加熱し、
    その後、前記膨張弁を閉じて運転するとともに前記分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱することを特徴とする空気調和システムの洗浄方法。
  5. 冷媒を圧縮する圧縮機を有する室外機と、
    膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と、
    前記室外機と前記室内機の各膨張弁とを接続する第一冷媒配管と、
    前記室外機と前記室内機の各室内熱交換器とを接続する第二冷媒配管と、を備える空気調和システムの冷媒を交換するときに少なくとも前記第一冷媒配管および第二冷媒配管を洗浄する空気調和システムの洗浄方法において、
    分離回収タンクを有する分離回収ユニットを、前記分離回収タンクが前記第二冷媒配管と接続される室外機冷媒配管の経路に位置するように接続し、
    前記空気調和システムを冷房サイクルで運転するとともに前記圧縮機から吐出されたホットガスの一部で、前記分離回収タンクに流入する流体を加熱し、
    その後、前記圧縮機の出力を低減させて運転するとともに前記分離回収タンクに貯留されたコンタミを加熱することを特徴とする空気調和システムの洗浄方法。
  6. 請求項1から請求項5のいずれかに記載された空気調和システムの洗浄方法を行った後に、ポンプダウン運転を行うことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の空気調和システムの洗浄方法。
  7. 前記空気調和システムを冷房運転する際に、最初の所定時間内には、前記室外機と前記液冷媒配管および前記ガス冷媒配管との連通を断ち、前記ホットガスを供給するラインを開放して冷房運転を行うことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載された空気調和システムの洗浄方法。
  8. 冷媒を圧縮する圧縮機、運転モードに応じて圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁、および室外熱交換器を有し、
    膨張弁および室内熱交換器を備えた少なくとも一台の室内機と液冷媒配管およびガス冷媒配管を介して接続される室外機において、
    前記四方弁および前記ガス冷媒配管を接続し、中途に遮断弁を有する室外機ガス冷媒配管と、
    該室外機ガス冷媒配管の前記遮断弁よりも前記ガス冷媒配管側に位置する第一分岐点において分岐され、端部に第一操作弁を有する第一室外機分岐管と、
    前記室外機ガス冷媒配管の前記遮断弁よりも前記四方弁側に位置する第二分岐点において分岐され、端部に第二操作弁を有する第二室外機分岐管と、
    前記圧縮機から吐出されたホットガスの一部を分岐し、端部に第三操作弁を、その上流側に開閉弁を有する室外機側ホットガスラインと、が備えられていることを特徴とする室外機。
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