JP2011047556A - 空気調和装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可燃性冷媒を用いる空気調和装置の製造時に、動作テスト用に封入した冷媒を、短時間で大半を回収するとともに、適度な量だけ空調和装置内に残存させる空気調和装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、膨張弁５が順次接続されてなる室外ユニット１と、室内熱交換器を有する室内ユニットとが接続配管で接続されてなる空気調和装置の製造方法であって、室外ユニット１に動作テスト用の検査用室内ユニット１０を接続し、可燃性を有する検査用冷媒を封入して室外ユニット１の運転動作を検査する動作テスト工程と、検査用に封入された可燃性冷媒をその常温飽和圧力よりも低い圧力になるまで回収する冷媒回収工程とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は空気調和装置の製造方法に係り、より詳しくは、空気調和装置の製造段階で、動作テスト用に封入された可燃性冷媒を、安全かつ速やかに回収することができる空気調和装置の製造方法に関する。

従来、空気調和装置の製造にあたっては、室外ユニットに所定量の冷媒を封入して冷媒の漏れがないかどうかを確認し、さらに、室外ユニットに検査用室内ユニットを接続して運転動作を確認するための所定の動作テストを行っていた（例えば、特許文献１参照）。

また、可燃性冷媒を用いた空気調和装置の出荷、保管、運送などの場合は、室外ユニット内を真空状態にして安全性を高めていた（例えば、特許文献２参照）。

特許第３３８７３６９号公報（第５頁、図１） 特開２０００−４６４４６号公報（第９頁、図１）

特許文献１の発明において、可燃性冷媒を適用する場合は、動作テスト用に冷媒を封入してしまうと、そのまま出荷、あるいは保管することとなるため、安全性の面で問題があった。

また、特許文献２の発明では、可燃性冷媒に対応した空気調和装置を真空あるいは大気圧程度の冷媒封入量に調整するためには、検査用に封入した可燃性冷媒を一旦すべて回収しなければならず、冷媒を封入したまま出荷する場合に比べて製造作業に要する時間が大幅に増えてしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、可燃性冷媒を用いる空気調和装置の製造時に、動作テスト用に封入した冷媒を、短時間で大半を回収するとともに、適度な量だけ空調和装置内に残存させる空気調和装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和装置の製造方法は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁が順次接続されてなる室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットとが接続配管で接続されてなる空気調和装置の製造方法であって、
室外ユニットに動作テスト用の検査用室内ユニットを接続し、可燃性を有する検査用冷媒を封入して室外ユニットの運転動作を検査する動作テスト工程と、
検査用に封入された可燃性冷媒を、その常温飽和圧力よりも低い圧力になるまで回収する冷媒回収工程とを有するものである。

本発明によれば、動作テスト用に封入された可燃性冷媒を速やかに回収することができ、また、残留する冷媒量を常温で大気圧程度となるような適正量に調整することができる。さらに、冷媒回収に際して冷媒回収用の圧縮機や真空ポンプを必要としないため、機械的摺動部や電気的接点と可燃性冷媒が接触することがなく、空気調和装置をより安全に製造することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の製造時における冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の製造時における作業の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の製造時における冷媒回収処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置に封入される冷媒の圧力と飽和温度との関係を示す線図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の製造時における冷媒回路図である。
実施の形態１に係る空気調和装置は、室内ユニットと室外ユニットとを接続配管を用いて接続したセパレート型であって、可燃性ガスを冷媒に用いており、その製造工程では、室外ユニットを検査用室内ユニットと接続し、可燃性ガスを冷媒として室外ユニットに封入して動作テストを行い、可燃性冷媒を再び回収し、残存する可燃性冷媒の冷媒量を適正に管理するようにしたものである。

空気調和装置の製造時の冷媒回路は、組立を完了して可燃性のプロパン冷媒を封止した室外ユニット１と、室外ユニット１に接続して動作テストを行うための検査用室内ユニット１０とを含む。室外ユニット１には、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、膨張弁５が順次接続されており、検査用室内ユニット１０は室内熱交換器１１を備えている。

室外ユニット１には室内ユニットとの接続用にガス側接続バルブ６および液側接続バルブ７が設けられており、検査用室内ユニット１０と接続配管であるガス側接続配管２０および液側接続配管２１で接続されて閉回路を形成している。
なお、室外熱交換器４には送風機８が設けられており、また室内熱交換器１１には送風機（図示せず）が設けられていて、これらの送風機を稼働させることによってその周囲の空気と作動冷媒との熱交換を促進させるようにしてある。

冷媒回路はさらに冷媒回収装置３０を備えている。この冷媒回収装置３０は冷媒回収タンク３１内に冷却器３３を有し、冷媒回収弁４０を有する冷媒連通手段４１によって検査用室内ユニット１０と接続されている。また、冷媒回収タンク３１は、冷却装置３２と冷却器３３とによって構成される冷媒冷却手段３４によって内部が冷却されており、高圧となっている検査用室内ユニット１０から可燃性のプロパン冷媒を凝縮させた液冷媒を回収する。なお、この冷却器３３は冷媒回収タンク３１に内蔵されてプロパン冷媒と直接接触する熱交換器であってもよく、あるいは冷媒回収タンク３１の外周と冷熱媒体が接触するようにしてタンク内壁でプロパン冷媒を凝縮液化させるようにしたものであってもよい。

次に、空気調和装置の製造方法について、図２、図３を用いて説明する。
図２は、室外ユニット１の製造工程における最終段階の作業の流れを示す。
室外ユニット１の組み立て段階において、室外ユニット１に可燃性冷媒であるプロパンを充填し、冷媒漏れのチェックを行う（ステップＳ１）。

次に、室外ユニット１に送風機８やモータなどの機能部品や電装品を装着し、室外ユニット１の組み立てを完了する（ステップＳ２）。

次に、組み立てを完了した室外ユニット１と、検査用室内ユニット１０とを、図１に示すように、ガス側接続配管２０及び液側接続配管２１により接続する。ガス側接続配管２０及び液側接続配管２１と、室外ユニット１側のガス側接続バルブ６及び液側接続バルブ７との接続は、ワンタッチ継手が用いられており、室外ユニット１と検査用室内ユニット１０はそれぞれ気密性を保持したまま接続される（ステップＳ３）。

次に、室外ユニット１の動作テストを行う（ステップＳ４）。
実際に圧縮機２や送風機８を作動させて、室外ユニット１と検査用室内ユニット１０との間の情報通信、四方弁３の動作や運転制御動作などを確認する。

従来は、上記の各種動作テスト（ステップＳ４）を終えると、検査用室内ユニット１０を取り外し、その時点で室外ユニット１は完成し、梱包工程に進むが、本実施の形態１では、さらに室外ユニット１内の所定量の冷媒回収を行う。
すなわち、図１の室外ユニット１には可燃性のプロパンが冷媒として封入されており、この冷媒を所定量回収する（ステップＳ５）。

ステップＳ５における冷媒回収処理の流れを、図３のステップＳ５１〜Ｓ５４によりさらに詳細に説明する。
図１の四方弁３を暖房側、すなわち図の破線に示すように切り替え、膨張弁５を閉止した状態で圧縮機２を運転するポンプダウン運転を行い、冷媒を室外熱交換器４から凝縮器となる室内熱交換器１１に回収する。このとき、送風機８が運転され、常温である周囲空気と熱交換して、室外熱交換器４に液冷媒が残留することがないようにし、冷媒を室外ユニット１から検査用室内ユニット１０側に移動させる（ステップＳ５、Ｓ５１）。

次に、圧縮機２を停止し、冷媒回収弁４０を開放して検査用室内ユニット１０と冷媒回収装置３０とを連通させ、高圧となっている検査用室内ユニット１０から液冷媒を冷媒回収タンク３１に回収する。冷媒回収タンク３１は、冷却装置３２および冷却器３３によって内部が冷却されており、冷媒が凝縮して液化回収される。このとき、室外熱交換器４、および室内熱交換器１１に設けられた送風機８等を稼動させて製造環境の常温空気との熱交換を促進すると、より短時間に冷媒を回収することができ、また液冷媒が冷媒回路中に残留することがなく、確実に冷媒回収タンク３１に回収することができる（ステップＳ５、Ｓ５２)。

次に、冷媒回収の終了判定を行う（ステップＳ５、Ｓ５３）。図４はプロパン冷媒圧力と飽和温度との関係を示しており、プロパン冷媒の大気圧での飽和温度は−４２．１℃である。そこで、冷媒回収においては、冷却装置３２で−４２．１℃以下の冷熱を発生させ、冷却器３３によって冷媒回収タンク３１の内部を冷却する。これにより、冷媒回路内の冷媒が冷媒回収タンク３１で凝縮液化していくとともに、冷媒圧力は徐々に低下していく。このとき、圧力センサ３５は、冷媒回収タンク３１内の圧力を検出し、大気圧と一致するかあるいは若干高い程度の圧力となったところで冷媒回収終了と判定する。

圧力センサ３５によって冷媒回収終了と判定されると（ステップＳ５、Ｓ５３）、冷媒回収弁４０を閉止して、冷媒回収作業を終了する。そして、ガス側接続バルブ６及び液側接続バルブ７を閉止する（ステップＳ５、Ｓ５４）。このとき、室外ユニット１には、常温で大気圧程度のプロパン冷媒が封入された状態となっている。

冷媒回収が終了すると、室外ユニット１から検査用室内ユニット１０を取り外して動作テストを完了する（ステップＳ６）。
そして、次の工程に進む。
検査用室内ユニット１０は、次々と送られてくる別の室外ユニット１の動作テストに用いられ、また、冷媒回収タンク３１に回収された冷媒も再利用される。

上記の圧縮機２には潤滑用に冷凍機油が封入されているが、冷凍機油にはその中に冷媒が多量に溶け込む特性をもつものもあり、このような冷凍機油を用いたときは、製造工程において封入冷媒量を適正に調整しても、その後の温度環境によって冷媒が冷凍機油に溶け込み、所定の圧力を維持できない場合があるので、冷凍機油は冷媒の溶解度が低いものを用いることが好ましい。

なお、上記の説明では、可燃性冷媒をプロパン冷媒としたが、ブタン、イソブタンやエタンなどの単体可燃冷媒、あるいはそれらが含まれる混合冷媒であってもよい。

実施の形態１に係る空気調和装置の製造方法によれば、動作テスト用に封入された可燃性冷媒を速やかに回収することができ、また、残留する冷媒量を常温で大気圧となるように適正に調整することができる。
さらに、冷媒回収に際して冷媒回収用の圧縮機や真空ポンプを必要としないため、機械的摺動部や電気的接点と可燃性冷媒が接触することがなく、空気調和装置をより安全に製造することができる。
また、常温下で大気圧より僅かに高い圧力となる量の可燃性冷媒が封入された室外ユニット１は、冷媒回路が大気に開放された場合でも冷媒が噴出することがなく、かつ、空気（酸素）が冷媒回路内に多量に混入して燃焼濃度になることがないので、安全に保管、運送等を行うことができる。

実施の形態１では、室外ユニットと室内ユニットとが分割されたセパレート型の空気調和装置について説明したが、可燃性冷媒を用いる冷凍サイクル装置の製造過程で一時的に冷媒を封入する必要がある場合、製造工程時に冷媒を回収する方法として有用である。

実施の形態２．
実施の形態１では、室内ユニットと室外ユニットとを接続配管を用いて接続したセパレート型の空気調和装置の場合について説明したが、本実施の形態２は、セパレート型でない空気調和装置に本発明を実施したものである（図示せず）。
本実施の形態に係る空気調和装置は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器が順次接続された冷媒回路を備えている。そして、製造工程においては、可燃性を有する検査用冷媒を封入して運転動作を検査する動作テスト工程と、検査用に封入された可燃性冷媒を回収する冷媒回収工程とを有する。
そして、検査用に封入された可燃性冷媒を、冷媒回路と連通する冷媒連通手段を介して冷媒回収装置へ移動させ、冷媒回収装置に設けた冷媒冷却手段により大気圧における飽和温度より低い温度まで冷却して液化回収されるようにしてある。

こうして、セパレート型ではない空気調和装置の製造方法においても、動作テスト用に封入された可燃性冷媒を速やかに回収することができ、また、残留する冷媒量を常温で大気圧となるように適正に調整することができる。さらに、冷媒回収に際して冷媒回収用の圧縮機や真空ポンプを必要としないため、機械的摺動部や電気的接点と可燃性冷媒が接触することがなく、より安全に製造することができる。

１ 室外ユニット、２ 圧縮機、３ 四方弁、４ 室外熱交換器、５ 膨張弁、８ 送風機、１０ 検査用室内ユニット、１１ 室内熱交換器、３０ 冷媒回収装置、３１ 冷媒回収タンク、３４ 冷媒冷却手段、３５ 圧力センサ（圧力検知手段）、４１ 冷媒連通手段。

Claims (9)

1. 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁が順次接続されてなる室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットとが接続配管で接続されてなる空気調和装置の製造方法であって、
   前記室外ユニットに動作テスト用の検査用室内ユニットを接続し、可燃性を有する検査用冷媒を封入して前記室外ユニットの運転動作を検査する動作テスト工程と、
   前記検査用に封入された可燃性冷媒をその常温飽和圧力よりも低い圧力になるまで回収する冷媒回収工程と、
   を有することを特徴とする空気調和装置の製造方法。
2. 前記動作テスト工程の終了後、
   前記四方弁を切り替えて前記検査用室内ユニットが凝縮器となるようにし、前記膨張弁を閉止して前記圧縮機を運転するポンプダウン運転を行い、
   前記冷媒回収工程の回収前処理を行うことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の製造方法。
3. 冷媒冷却手段を備えた冷媒回収装置と、
   前記冷媒回収装置と前記検査用室内ユニットとを連通させる冷媒連通手段とを有し、
   前記冷媒回収工程において、前記検査用に封入された可燃性冷媒を、前記冷媒連通手段を介して前記検査用室内ユニットから前記冷媒回収装置に移動させ、前記冷媒冷却手段により大気圧における飽和温度よりも低い温度まで冷却し液化して回収することを特徴とする請求項１または２記載の空気調和装置の製造方法。
4. 前記冷媒回収装置はその内部圧力を検出する圧力検知手段を有し、前記圧力検知手段により検知された圧力情報に基づいて前記冷媒回収工程を終了することを特徴とする請求項３記載の空気調和装置の製造方法。
5. 前記冷媒回収装置の圧力検知手段が、大気圧、若しくは大気圧よりも若干高い圧力を検知したときに、前記冷媒回収工程を終了することを特徴とする請求項４記載の空気調和装置の製造方法。
6. 前記室外ユニットの室外熱交換器は送風機を備え、
   前記冷媒回収工程において前記送風機を稼働させて、前記室外熱交換器周囲の空気と作動冷媒との熱交換を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気調和装置の製造方法。
7. 前記検査用室内ユニットの室内熱交換器は送風機を備え、
   前記冷媒回収工程において前記送風機を稼働させ、前記室内熱交換器周囲の空気と作動冷媒との熱交換を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和装置の製造方法。
8. 前記室外ユニットの圧縮機に封入された冷凍機油は、前記可燃性冷媒に対して非相溶あるいは弱相溶性であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の空気調和装置の製造方法。
9. 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器が順次接続されてなる空気調和装置の製造方法であって、
   可燃性を有する検査用冷媒を封入して運転動作を検査する動作テスト工程と、
   前記検査用に封入された可燃性冷媒を、冷媒連通手段を介して冷媒回収装置に移動させ、前記冷媒回収装置に設けた冷媒冷却手段により大気圧における飽和温度よりも低い温度まで冷却し液化して回収する冷媒回収工程と、
   を有することを特徴とする空気調和装置の製造方法。

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