JP3149640B2 - 空気調和機の冷媒変更方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塩素を含む弗化炭化水
素系冷媒を動作流体とする空気調和機の冷媒変更方法に
係り、特に既存機器を流用して非塩素系新冷媒に動作流
体を変更するのに好適な空気調和機の冷媒変更方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷凍サイクルの動作流体として、
いわゆるＣＦＣ、ＨＣＦＣ等の塩素を含む弗化炭化水素
系冷媒が、その優れた熱力学的性質と安定性のために多
用されてきた。◆そして、このような冷媒を使用する空
気調和機を構成する機器を、機器の整備や修理のために
一時的に取り外したり、故障や老朽化により交換した
り、あるいは移設したりするときに、その分解作業の前
に冷媒を回収運転する、いわゆるポンプダウン運転が実
施されていた。その例が、特開昭62-280548号公報に開
示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、冷媒の種類の変更による機器の変更についてまでは
考慮されていなかった。すなわち、塩素を含む弗化炭化
水素系物質は、その安定性のために分解すること無く、
対流によって成層圏へ到達する。そして、上空の強い紫
外線により光分解し、オゾンと反応する塩素原子を遊離
する。これにより、オゾン層が破壊される作用が生じる
ことが明らかになってきた。そのため、人体に有害な紫
外線を上空で遮る働きをするオゾン層を保護するため
に、塩素を含む弗化炭化水素系物質の全廃が決定されて
いる。空気調和機や冷凍機の冷媒として広く用いられて
いるＨＣＦＣ２２もその対象であり、いわゆる特定フロ
ンであるＣＦＣ類よりはオゾン層破壊に対する影響が小
さいものの、数年以内に代替することが要求されてい
る。◆現在、ＨＣＦＣ２２等の従来冷媒の代替候補とし
て検討されている新冷媒として、例えばオゾン層破壊の
原因である塩素を含まない弗化炭化水素のＨＦＣ３２、
ＨＦＣ１２５、ＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ１４３ａ、ＨＦ
Ｃ１５２ａいずれか、あるいはそれらの中のいくつかを
混合した複数混合冷媒が有望と考えられている。

【０００４】ところで、今後新冷媒対応製品が市場に投
入されたとしても、すでに設置され稼働しているものに
加えて、切り替えまでの当面の間製造・販売されている
ものを合わせ、相当数の機器が従来機として稼働するこ
とになるが、従来冷媒は製造の中止や縮小により入手困
難となることと、規制の強化により使用が困難になるこ
とが予想され、その代替が必要となることは上述の通り
である。したがって、既存機器を有効に使用して、最小
限の変更で新冷媒に対応することが必要となってくる。

【０００５】そこで、冷媒と冷凍機油が変わることによ
り必要になると思われる機器の変更点を具体的にあげる
と、おしのけ容積や圧縮比等の圧縮機諸元、圧縮機運転
周波数制御方法や膨張装置絞り量、冷凍サイクル制御用
バイパス流量、受液器やアキュムレータ等の容器類容
積、熱交換器容量、熱交換器パス配列、部品の耐圧構
造、圧縮機給油量、アキュムレータ返油量、配管径、新
冷媒／新冷凍機油対応材料の使用、水分を含み易い冷凍
機油には水分を吸着する乾燥剤の使用等がある。

【０００６】ところで、新冷媒は従来冷媒に近い特性の
ものを指向しており、このため前記変更点全てについて
変更しなくても、既存機器の一部あるいは大部分を流用
して新冷媒に対応できる可能性がある。前記変更点の中
では、膨張装置絞り量、熱交換器容量、熱交換器パス配
列、部品の耐圧構造、配管径、新冷媒／新冷凍機油対応
材料をそのまま使用できれば、少なくとも室内機と冷媒
配管は変更する必要がない。これについては、例えばＨ
ＦＣ３２／ＨＦＣ１２５／ＨＦＣ１３４ａの混合冷媒を
使用することで、性能の多少の低下を伴うものの、室内
機および冷媒配管は従来冷媒使用機器をそのまま使用で
きる可能性が高い。そして、残りの変更点は室外機に属
するものであり、室外機を丸ごと交換してしまえば、機
器については新冷媒に対応した空気調和機に変えること
ができる。

【０００７】一方、冷媒が変わると、冷凍機油もそれに
対応したものに変える必要が生じる。しかしながら、上
述の新冷媒は鉱物油やアルキルベンゼン等を主体とする
従来冷凍機油に対して相溶性が著しく低いので、従来の
冷凍機油とともには使用することができない。そこで、
エーテル系やエステル系等分子極性により新冷媒との相
溶性を確保した新冷凍機油が用いられることとなる。

【０００８】ところで、新冷媒を適用した冷凍サイクル
中に、塩素系物質を含む従来冷凍機油や従来冷媒が残留
や混入すると、新冷媒や新冷凍機油の化学的変化の原因
となる。例えば、酸の発生による冷凍サイクル内材料の
腐食があげられ、製品の信頼性を著しく低下させる恐れ
がある。また、従来の機器に使用されている、従来冷媒
や従来冷凍機油との相性が確認されている全ての材料
が、新冷媒と新冷凍機油についても問題なく使用できる
とは限らず、腐食や膨潤による機器の損傷やシール性の
低下が生じる可能性がある。さらに、新冷媒と相溶性の
ない従来冷凍機油が多量に残留していると、蒸発器内が
低温であることによりワックス分の分離が生じて、管内
付着による伝熱性能の低下や詰まりの原因になる。つま
り、機器と冷媒の交換を単に行っただけでは、信頼性と
性能を確保できない恐れがある。したがって、従来冷媒
を使用した既存機器を流用して、新冷媒に対応させる場
合には、上記の点に配慮した方法が必要となる。

【０００９】また、前述のようにＨＣＦＣ２２等の従来
冷媒は、影響の程度の違いはあってもオゾン層を破壊す
るので、大気中への放出を極力避ける必要がある。◆さ
らに、新冷媒に対応させるために室外機あるいは室内機
を新冷媒対応機器に変更すると、制御用の信号伝送線の
必要配線数や、接続部コネクタ形状を変えなければなら
ない恐れがある。その上、伝送される情報の内容や制御
信号のフォーマットが異なっていることも考えられ、室
外機と室内機、および制御信号伝送線の不適合で、機器
の接続ができない恐れもある。

【００１０】本発明の目的は、従来冷媒を使用していた
既存機器を流用して、最小限の変更で、容易にかつ経済
的に冷凍サイクルを新冷媒に対応したものに変更する方
法を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、従来冷媒を使用して
いた既存機器を流用して新冷媒に対応するように変更し
ても、機器の信頼性を確保しかつ性能を損なわない、空
気調和機の冷媒変更方法を提供することにある。

【００１２】本発明の更に他の目的は、特殊な装置を使
用することなく、極力冷媒を大気中に放出しないでオゾ
ン層を破壊せず、リサイクルをも可能として、環境に害
を与えずかつ経済的な、空気調和機の冷媒変更方法を提
供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、従来冷媒を使用して
いた既存機器を流用して新冷媒に対応するように変更す
るとき、変更した新冷媒対応機器と、流用する制御信号
伝送線あるいは室内機との間に、制御信号伝送上の不適
合部分があっても、これらの機器を変更することなく接
続できるようにした空気調和機の冷媒変更方法を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、室内機及び室外機を備えた空気調和機の作動冷媒を
塩素を含む弗化炭化水素系冷媒から塩素を含まない弗化
炭化水素系冷媒に変更する空気調和機の冷媒変更方法に
おいて、前記室外機中に前記塩素を含む弗化炭化水素系
冷媒を内蔵したまま回収運転を行った後に、前記室外機
を前記塩素を含まない弗化炭化水素系冷媒に適合した新
冷凍機油を内蔵した新室外機に置換し、前記室外機と前
記室内機とを真空引きし、前記塩素を含まない弗化炭化
水素系冷媒を前記空気調和機に封入した後、所定時間だ
け前記空気調和機を運転し、その後に前記塩素を含まな
い弗化炭化水素系冷媒と前記新冷凍機油とを入替える入
替え作業を行い、前記所定時間の運転と前記入替え作業
からなる洗浄運転を所定回数以上繰り返すようにしたも
のである。

【００１５】また、室内機及び室外機を備えた空気調和
機の作動冷媒を塩素を含む弗化炭化水素系冷媒から塩素
を含まない弗化炭化水素系冷媒冷媒に変更する空気調和
機の冷媒変更方法において、前記室外機と前記室内機を
接続する液冷媒配管及びガス冷媒配管と、制御信号伝送
線との中の少なくとも１つをそのまま流用し、前記室外
機と前記室内機とを、前記塩素を含まない弗化炭化水素
系冷媒に対応した新室外機及び新室内機に置換した後に
真空引きし、前記塩素を含まない弗化炭化水素系冷媒を
封入したものである。

【００１６】さらに、室内機及び室外機を備えた空気調
和機の作動冷媒を塩素を含む弗化炭化水素系冷媒から塩
素を含まない弗化炭化水素系混合冷媒に変更する空気調
和機の冷媒変更方法において、前記室外機中に前記塩素
を含む弗化炭化水素系冷媒を内蔵したまま回収運転を行
った後に、前記室外機を前記塩素を含まない弗化炭化水
素系混合冷媒に適合した新冷凍機油を内蔵した新室外機
に置換し、前記室外機と前記室内機とを真空引きし、前
記塩素を含まない弗化炭化水素系混合冷媒の少なくとも
１成分を有する洗浄冷媒を前記空気調和機に封入した
後、所定時間だけ前記空気調和機を運転し、その後に前
記洗浄冷媒と前記新冷凍機油とを入替える入替え作業を
行い、前記所定時間の運転と前記入替え作業からなる洗
浄運転を所定回数以上繰り返すものである。

【００１７】また、室内機及び室外機を備えた空気調和
機の作動冷媒を塩素を含む弗化炭化水素系冷媒から塩素
を含まない弗化炭化水素系冷媒に変更する空気調和機の
冷媒変更方法において、前記室外機中に前記塩素を含む
弗化炭化水素系冷媒を内蔵したまま回収運転を行った後
に、前記室外機を前記塩素を含まない弗化炭化水素系冷
媒に適合した新冷凍機油を内蔵した新室外機に置換し、
前記室外機と前記室内機とを真空引きし、前記塩素を含
まない弗化炭化水素系冷媒を前記空気調和機に封入した
後、所定時間だけ前記空気調和機を運転し、その後に前
記塩素を含まない弗化炭化水素系冷媒と前記新冷凍機油
とを入替える入替え作業を行い、前記所定時間の運転と
前記入替え作業からなる洗浄運転を所定回数以上繰り返
した後に冷媒が変更されたことを示す表示物を前記空気
調和機に設置するものである。

【００１８】

【作用】空気調和機の冷媒を規制に適合するものに変更
するにあたり、室外機と、冷媒配管と、制御信号伝送線
とをそのまま流用し、室外機を、塩素を含まない新冷媒
に対応した、圧縮機と、制御装置と、絞り装置と、熱交
換器と、冷凍サイクル配管と、前記新冷媒に適応する新
冷凍機油を内蔵した新室外機に置換することにより、室
外機以外の機器の入換え作業が不要となる。そのため、
取替え部品代の低減、工事代の低減および工事期間の短
縮が図られる。◆また、交換するのが新冷凍機油を封入
した新冷媒に対応する圧縮機だけの場合には、より低コ
スト化が可能となる。◆さらに、液冷媒配管、あるいは
ガス冷媒配管、あるいは制御信号伝送線のいずれかまた
は全てをそのまま流用する場合には、室外機と室内機の
みを置換すればよく、交換の比較的容易な部分の作業が
主体となり、配管や配線を引き回す面倒な作業が不要と
なる。

【００１９】また、塩素を含まない新冷媒の熱物性に不
適合であるか、あるいは塩素を含まない新冷媒、あるい
は塩素を含まない新冷媒に対応可能な新冷凍機油に不適
合な材料を用いた空気調和機の冷凍サイクル部品を、塩
素を含まない新冷媒の熱物性に適合し、かつ塩素を含ま
ない新冷媒および新冷凍機油との混在使用が可能な進冷
凍サイクル部品に交換することで、他の大部分の構成機
器をそのまま流用でき、低コスト化が可能となる。◆ま
た、室外機中の塩素を含む弗化炭化水素系冷媒の回収運
転を行うことにより、ほとんどの冷媒を大気中に放出す
ることがなく、オゾン層の破壊を抑制すると共に、専用
の冷媒回収装置等の機械を用いることなく、容易に冷媒
を回収できる。 さらに、一定時間空気調和機を運転
し、その後に塩素を含まない新冷媒と新冷媒に適合する
新冷凍機油と入れ換えることを一連の作業とする洗浄運
転を冷媒交換時に実施する。そして、この一連の作業を
冷凍サイクル中に残留する塩素を含む弗化炭化水素系冷
媒および塩素を含む弗化炭化水素系冷媒に適合した従来
冷凍機油の濃度が許容濃度以下になるまで繰り返すの
で、残留している従来冷凍機油が圧縮機に戻り、冷凍サ
イクル中の残留従来冷凍機油濃度が薄まる。これによ
り、従来冷媒および従来冷凍機油の残留量は微量とな
り、従来冷媒および従来冷凍機油の残留による酸発生や
ワックス分の析出を防止でき、酸分による機器内材料の
腐食起因するモータ焼損事故や、軸受寿命低下、摺動部
の腐食摩耗増加による機器の破損を防止できる。また、
蒸発器管壁内に付着したワックス分により、伝熱性能の
低下、管内圧損の増加による空調能力および効率の低下
等を防止できる。

【００２０】さらに、２成分以上の混合成分からなる塩
素を含まない新冷媒に変更するための洗浄運転におい
て、新冷媒を構成する成分のうちの一つの成分の冷媒の
みを洗浄運転に用いると、単位知性文の冷媒に比べ高価
な新冷媒の使用量を減らすことができ、安価となる。

【００２１】また、流用する制御信号伝送線と交換した
室外機あるいは室内機との間に、制御信号伝送線接続コ
ネクタの変換コネクタあるいは伝送信号フォーマットを
変換する変換装置を取り付けると、流用する制御信号伝
送線と、交換した新冷媒対応室外機あるいは室内機のコ
ネクタ形状不一致による接続不可、あるいは配線端末加
工作業が不要となる。なお、室内機は流用し、室外機の
みを交換すると、伝送情報の内容やフォーマットが異な
っていても、室外機からの伝送情報は従来冷媒使用機器
の伝送信号フォーマットに変換される。逆に、室内機か
らの伝送情報は新冷媒対応機器の伝送信号フォーマット
に変換される。伝送情報の内容に不足がある場合は適宜
ダミーデータを挿入することにより、伝送エラーによる
機器停止を防止でき、流用する従来機器および交換する
新冷媒対応機器の改造が不要となる。

【００２２】また、従来冷媒から新冷媒への冷媒交換作
業が終了した後、冷媒が変更されたことを示す表示物を
空気調和機に設けると、新冷媒への冷媒交換作業が終了
した後に、再び冷凍サイクルのメンテナンス作業が必要
になったときにも、外見からは従来冷媒使用機器に見え
る当該空気調和機に対し、表示物が既に新冷媒に対応し
ていることを明示しているので誤差業を防止できる。そ
して、従来冷媒の再封入による機器の破損や劣化を防止
できる。

【００２３】

【実施例】初めに、図８、図９にしたがい、従来の空気
調和機について説明する。◆図８は、従来の空気調和機
の機器構成を示した図であり、動作流体にＨＣＦＣ２２
を用いている。そして、一台の室外機に対して室内機が
複数ある、ビル用マルチパッケージ空気調和機の一例で
ある。室外機１０ｑには、圧縮機１ｑ、室外熱交換器２
ｑ、室外送風機３ｑ、室外膨張装置４ｑ、四方弁５ｑ、
アキュムレータ６ｑ、受液器７ｑ、ガス側阻止弁１１
ｑ、液側阻止弁１２ｑ、液側チェックバルブ１３ｑ、お
よびこれらを連結する冷媒配管と、冷凍サイクルの圧力
および温度、室内制御装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃから
の各種情報により、圧縮機１ｑ、室外送風機３ｑ及び室
外膨張装置４ｑ等を制御する室外制御装置８ｑが含ま
れ、その主要部品が一つの筐体中に収容されている。

【００２４】一方、複数の室内機２０ａ、２０ｂ、２０
ｃには各々冷媒配管で連結された、室内熱交換器２１
ａ、２１ｂ、２１ｃと室内膨張装置２３ａ、２３ｂ、２
３ｃと、吸い込み温度、吹き出し温度、リモコンスイッ
チ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、または室外制御装置８ｑか
らの情報により室内送風機２２ａ、２２ｂ、２２ｃと室
内膨張装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃとを制御する室内制
御装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃとを備えており、それぞ
れ筐体中に収容されている。これら室外機１０ｑと室内
機２０ａ、２０ｂ、２０ｃとは、ガス冷媒配管３１およ
び液冷媒配管３２により接続されている。さらに、室外
制御装置８ｑと室内制御装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃと
の間を、制御信号伝送線３３が渡り接続されている。ま
た室内機２０ａ、２０ｂ、２０ｃには、冷房運転時に室
内熱交換器２１ａ、２１ｂ、２１ｃに結露する水分を排
水するドレン配管３４が設けられている。なお、室外制
御装置８ｑ、室内制御装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃに
は、それぞれ電源からの室外電源配線３５ｑと室内電源
配線３６ａ、３６ｂ、３６ｃとが接続されていて、電力
が供給されている。

【００２５】図９は、従来の空気調和機の、室内機据え
付け状態を示す図（作業員は図示せず）であり、設置ス
ペースを取らない利点により近年室内機の主流を占めて
いる天井埋め込みカセットタイプの室内機を取り付ける
様子を示している。室内機４０に接続されたガス冷媒配
管４１、液冷媒配管４２および制御信号伝送線４３が一
括され、その周囲を断熱材でくるまれて屋上にある室外
機と接続される。また、各ドレン配管４４は他の室内機
のドレン配管と連結されて一本の配管となり、排水設備
に接続される。これらの配管配線類は、図９の如く天井
裏あるいは壁中に埋設されている。◆ビル用マルチパッ
ケージ空気調和機では、このような室内機が同一階に数
台から数十台設けられ、さらにそれが多数階にまたがる
ため、これら配管類の施工だけでかなりの作業を伴う。
しかも、新築物件に設置する場合は、これら配管類の施
工作業を内装工事の開始前に済ますことができ、天井や
壁面がなく比較的容易に設置できるが、一旦、設置され
た後では天井や壁に隠蔽されるうえ、室内が本来の用途
に使用されているので作業がしにくい。

【００２６】このようなすでに設置されている従来冷媒
使用空調機を、新冷媒に対応させる方法を、図１ないし
図４、および図８を用いて説明する。◆図１は、本発明
の一実施例の作業フロー図である。図２は、本発明の一
実施例の機器構成を示した図であり、図８との違いは、
室外機１０ｑを新冷媒に対応した新室外機１０に交換し
たことにある。すなわち、圧縮機１、室外熱交換器２、
室外送風機３、室外膨張装置４、四方弁５、アキュムレ
ータ６、受液器７、ドライヤ９、ガス側阻止弁１１、液
側阻止弁１２、液側チェックバルブ１３およびこれらを
連結する冷媒配管と、冷凍サイクルの圧力、温度や室内
制御装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃからの情報により、圧
縮機１、室外送風機３、室外膨張装置４等を制御する室
外制御装置８等が一つの筐体中に収容されている。そし
て、圧縮機１には、あらかじめ新冷媒に対応した新冷凍
機油、例えばポリオールエステル系オイルが封入されて
いる。図３は、本発明の一実施例の室外機交換作業状況
を示した図である。また、図４は、本発明の一実施例の
洗浄回数とＨＣＦＣ２２残留濃度の関係を示す図であ
る。

【００２７】以下、このように構成した本発明の一実施
例について、その作業手順を図１の作業フロー図にした
がい、順次説明する。◆初めに（第１のステップ）、従
来冷媒であるＨＣＦＣ２２の冷媒回収運転を行う。これ
は、冷凍サイクル中の従来冷媒および従来冷凍機油を、
なるべく大気中に放出しないで室外機１０ｑを取り外す
ために行うものである。その手順は、まず、室外機１０
ｑの液側阻止弁１２を閉じて冷房の試運転モードにし、
しばらく運転する。試運転モードは、従来の空気調和機
に通常備えられている機能であり、室内機のＯＮ／ＯＦ
Ｆ、設定温度に拘わらず、連続して運転するモードであ
る。液側阻止弁１２ｑを閉じた状態で冷房運転を行う
と、室外熱交換器に凝縮した液冷媒が室内機に流れるこ
とができないので、徐々に室外機１０ｑ中に冷媒が回収
されていく。保護装置が動作しない範囲で運転を続け、
頃合を見計らいガス側阻止弁１１ｑを閉じた後、試運転
モードを解除し停止する。この作業により、冷凍サイク
ル中の冷媒の大部分は室外機に回収された状態となる。
室内機と配管中に残ったわずかの冷媒を放出した後、室
外機１０ｑをガス冷媒配管３１及び液冷媒配管３２から
取り外せば、大気中に放出される冷媒を最小限にとどめ
て、冷媒回収専用装置等を用いることなく冷媒を回収で
きる。

【００２８】次に（第２のステップ）、室外機を交換す
る。従来冷媒を取り除いた旧室外機１０ｑを、新冷媒、
例えばＨＦＣ３２／ＨＦＣ１２５／ＨＦＣ１３４ａ混合
冷媒に対応した新室外機１０と交換し、ガス冷媒配管３
１、液冷媒配管３２、制御信号伝送線３３を連結する。
新室外機１０では、新冷媒の熱力学特性や輸送特性等の
物性に適合する新冷凍機油、例えばポリオールエステル
系オイルの特性に合致する必要がある。そのため、おし
のけ容積や圧縮比等の圧縮機諸元、圧縮機運転周波数制
御方法や膨張装置絞り量制御方法、冷凍サイクル制御用
バイパス流量、受液器やアキュムレータなどの容器類容
積、熱交換器容量、パス配列、部品の耐圧構造、圧縮機
給油量、アキュムレータ返油量、配管径、新冷媒／新冷
凍機油対応材料の使用、水分を吸着するドライヤの設置
等の点を旧室外機から変更している。圧縮機、熱交換
器、制御装置等をパッケージ化した室外機を交換するこ
とにより、交換作業を容易に実施できる。

【００２９】交換作業の一例として、屋上に設置されて
いる図２に示した室外機において、クレーンを用いて従
来室外機と新室外機を搬出、搬入する。ここで、取り外
した室外機１０ｑは、そのまま機器メーカに送る。そこ
で、機器メーカあるいはリサイクル業者は冷媒の取り出
し作業、および新冷媒対応部品への部品交換作業を行
う。これにより、冷媒および機器のリサイクルによる省
資源化、環境汚染の防止が図られる。なお、本実施例で
は室外機のみの交換で新冷媒使用に対応できる例を示し
たが、室内機も新冷媒対応機器に交換する必要がある場
合には、このときに室内機２０ａ、２０ｂ、２０ｃを新
冷媒対応室内機に交換する。

【００３０】次のステップ（第３のステップ）では、真
空引きを行い新冷媒を封入する。すなわち、室内機２０
ａ、２０ｂ、２０ｃとガス冷媒配管３１と液冷媒配管３
２中の空気および冷凍サイクル内に残留する従来冷媒を
排出する真空引きが終了したら、ガス側阻止弁１１、液
側阻止弁１２を開き、新冷媒を封入する。◆さらに次の
ステップ（第４のステップ）は、洗浄運転である。これ
は、先に実施した試運転モードで空気調和機を所定時間
運転して、冷凍サイクル中に新冷媒と新冷凍機油を循環
させるもので、冷媒と冷凍機油の循環により室内機２０
ａ、２０ｂ、２０ｃとガス冷媒配管３１と液冷媒配管３
２中に残留している従来冷凍機油を圧縮機に戻し、残留
濃度を薄めるものである。洗浄運転を実施する所定時間
としては、冷凍機油が冷凍サイクル内をおおむね一巡す
る程度を考慮し、例えば２時間とする。所定時間経過
後、空気調和機を停止する。◆次のステップ（第５のス
テップ）では、冷媒と冷凍機油を入れ替える。冷媒を液
側阻止弁１２等から回収するとともに、圧縮機１を新室
外機１０より取り外して圧縮機１内にある冷凍機油を排
出する。そして未使用の新冷凍機油を圧縮機１に封入し
て、新室外機１０に戻す。さらに真空引きを実施して、
新冷媒を封入する。◆この第５のステップと更にもう１
つ前の第４のステップとを繰り返すことにより、冷凍サ
イクル中に残留する従来冷媒および従来冷凍機油は、初
期残留量より徐々に減少していく。この作業を所定回数
繰り返して、従来冷媒および従来冷凍機油の残留濃度
が、機器の信頼性を維持できる範囲まで微量となるよう
にする。

【００３１】ここで、旧冷媒の回収作業に必要な所定回
数について説明する。新冷媒および新冷凍機油を使用す
る冷凍サイクル内に、従来冷媒を含む塩素系物質が存在
することは、新冷媒を分解劣化させて酸分を発生させる
原因となる。この酸分の許容発生量は、冷凍サイクルに
用いられる材料の腐食に影響を与ない程度であるとし
て、この条件の下に従来冷媒を含む塩素系物質の残留濃
度の許容レベルを、圧縮機寿命試験等から実験的あるい
は理論的に決定する。一方、冷媒および冷凍機油を入れ
換えて洗浄運転を繰り返すことで、冷凍サイクル中に残
留する従来冷媒および従来冷凍機油の残留量の減少して
いく様子を実機にて予め試験的に確認する。冷媒および
冷凍機油を交換して洗浄運転した後に、冷媒および冷凍
機油を抜き取り、ＨＣＦＣ２２を含む塩素系物質をガス
クロマトグラフにより検出するか、中和価試験方法によ
る酸分含有量を測定することで、それらの変化を定量的
に把握する。これらのデータから、従来冷媒を含む塩素
系物質の残留濃度が、許容レベル以下となる冷媒および
冷凍機油の交換回数と洗浄運転の回数を決めることがで
きる。

【００３２】冷媒および冷凍機油の交換回数と、洗浄運
転後の冷凍サイクル内のＨＣＦＣ２２を含む塩素系物質
の濃度の関係の例を、図４に示す。許容レベルは、機器
の信頼性の低下に影響ない塩素系物質の最大濃度であ
り、本図の場合、冷媒および冷凍機油の交換を３回実施
すれば、塩素系物質濃度は許容レベル以下となることが
わかる。ただし、本実施例では、室外機を交換し、新冷
媒を封入した１回目の冷媒および冷凍機油の交換を含ん
でいるので、前記所定回数は２回となる。

【００３３】なお、本来なら個々のケースに対して、洗
浄運転を行う都度、塩素系物質濃度を測定して冷媒およ
び冷凍機油の交換をすれば確実であるが、塩素系物質濃
度測定のための測定機の持ち込みが難しく、またサンプ
ルを持ち帰り測定する時間的余裕もない実際の現場で
は、上記のように予め決めた交換回数で洗浄運転を実施
するのが、最も合理的である。

【００３４】ところで、本実施例では最終的に新冷媒と
してＨＦＣ３２／ＨＦＣ１２５／ＨＦＣ１３４ａ混合冷
媒を動作流体に用いる空気調和機に変更することを目指
している。しかし、洗浄運転では冷凍サイクル中の塩素
系物質回収が目的であり、この作業中には空気調和の必
要がないので、洗浄運転に用いる冷媒には冷凍能力が要
求されない。したがって、最終的に使用する冷媒以外の
冷媒を用いて洗浄運転を実施することもできる。特に本
実施例のように混合冷媒を用いる場合は、その成分中の
１成分である冷媒を単独で用いて洗浄すれば、安価な冷
媒で洗浄できるとともに、材料や冷凍機油との適合性も
確認されている物質なので適用に関しての不都合もな
い。ただし、混合冷媒中の成分の中には、燃焼性の高い
ものや入手が困難な物もあるので、この点への配慮が必
要である。

【００３５】本実施例では、ＣＦＣ１２の代替冷媒とし
ていち早く実用化し、入手性や価格面で優れるＨＦＣ１
３４ａが最も適している。そこで、第３のステップの冷
媒の封入の時からＨＦＣ１３４ａを封入して洗浄運転を
行い、第５のステップで入れ換える冷媒にもＨＦＣ１３
４ａを用いて繰り返し洗浄運転する。洗浄運転が所定回
数に達した後の最後の冷媒交換の時に、最終冷媒である
ＨＦＣ３２／ＨＦＣ１２５／ＨＦＣ１３４ａ混合冷媒を
封入する。これにより、洗浄作業には安価な冷媒を用い
ることができ、経済的に冷媒を変更できる。◆同様に、
洗浄運転に用いる冷凍機油に関しても、同様に機器の使
用に問題を生じさせない程度に潤滑性能や耐久性能を落
とした、安価な冷凍機油を用いることもできる。さらに
洗浄用途に限定して、低粘度で流動性が良く管内に付着
する従来冷凍機油の回収性を向上したり、塩素分補足剤
や酸補足剤等の添加物を含有して、洗浄回数を減らす機
能のある洗浄専用冷凍機油を使用することもできる。◆
以上のように、洗浄運転およびその後の冷媒と冷凍機油
の交換の回数が、所定回数に達すれば新冷媒への冷媒変
更作業を終了し、以後は通常の運転を行う。このように
して従来冷媒と従来冷凍機油の組合せから新冷媒と新冷
凍機油への組合せへ転換が図られる。

【００３６】次に、本発明の他の実施例について、その
実施手順を図５の作業フロー図に従い説明する。図５が
前述の実施例と相違しているのは、従来機器から交換す
るものが圧縮機１ｑだけであり、また第１のステップの
冷媒回収運転では冷媒回収専用装置を用いる点である。
その他については前述の実施例と同様である。すなわ
ち、冷凍機油が含有している水分から酸分が発生しない
新冷凍機油を使用し、ドライヤの設置が不要な場合、あ
るいは、電子膨張弁が圧縮機吐出ガス冷媒過熱度に基づ
いて制御され、インバータや複数圧縮機の選択運転によ
る圧縮機容量制御は室内機吹き出し温度に基づく場合な
ど、新冷媒の熱物性が従来冷媒に近い場合で制御装置も
従来冷媒のものがそのまま使用できる場合である。本実
施例では、交換する機器が圧縮機だけなので、運搬物量
が少なく容易な作業で新冷媒に対応できる。◆なお、熱
物性の違いに対応させるために、電子膨張弁や圧縮機イ
ンバータ運転周波数等の制御ソフトを新冷媒に適応した
ものに替え、室外制御装置８を交換してもよい。また、
残留水分が問題であれば、冷媒配管途中に接続できるド
ライヤを取り付けても良い。いずれも部品としては軽量
で、かつ容易に交換や取付ができるものを用いることが
可能である。

【００３７】次に、本発明の他の実施例を図６に示す。
制御信号変換装置１８を制御信号伝送線３３と新室外機
１０の間に取り付けたこと以外は、図２の実施例の機器
構成図と同じである。◆本実施例は、前述の図２の実施
例のように、室外機を交換して新冷媒に対応させる場合
に、室外制御装置８と制御信号伝送線３３の接続部のコ
ネクタ形状が異なったり、室外制御装置８と室内制御装
置２４ａ、２４ｂ、２４ｃが送受信する伝送情報の内容
やフォーマットが異なるために、機器の接続がそのまま
ではできない時に適用される。

【００３８】ここで、制御信号変換装置１８の動作を説
明する。制御信号変換装置１８は、制御信号伝送線３３
を接続できるコネクタ形状を有し、また室外制御装置８
に接続できるコネクタ形状の伝送線を有している。そし
て、室外制御装置８と制御信号伝送線３３の間に接続さ
れ、伝送情報を連絡可能にする。さらに、制御信号変換
装置１８は、室外制御装置８からの伝送情報を従来冷媒
使用機器の伝送信号フォーマットに変換して室内制御装
置２４ａ、２４ｂ、２４ｃに送信し、逆に室内制御装置
２４ａ、２４ｂ、２４ｃからの伝送情報を新冷媒対応機
器の伝送信号フォーマットに変換して室外制御装置８に
送信する。この際、伝送情報の内容に不足がある場合
は、適宜ダミーデータを挿入して、伝送情報を送信す
る。これにより伝送エラーを生じることがなく、また流
用する従来機器および交換する新室外機１０の改造をす
ることなく、新冷媒に対応可能である。

【００３９】次に、本発明のさらに他の実施例を図７に
示す。図７は、表示物の例を示す図である。◆従来冷媒
を使用した既存機器を流用して、動作流体を塩素を含ま
ない新冷媒に変更した空気調和機のサービス作業時に目
につく場所、例えば室外機外面に図６のような表示物を
張り付ける。この表示物は、少なくともこの空気調和機
の動作流体が新冷媒に変更されていること、および適用
した新冷媒、新冷凍機油の名前表示をしている。この表
示物により、新冷媒への冷媒交換作業が終了した後しば
らくして、再び冷凍サイクルを分解してメンテナンスを
行うときに、外見からは従来冷媒使用機器に見える当該
空気調和機であっても、この表示物がすでに新冷媒に対
応している注意を促す効果があり、新冷媒に対応した機
器に再び変更してしまうこととか、誤って従来冷媒を再
封入してしまうことを防止できる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、空気調和機において塩
素を含む旧冷媒から塩素を含まない新冷媒に冷媒を変更
する際に、リプレースする部品を極力少なくすることが
できるので安価に冷媒変更ができると共に、短時間の作
業しか必要とせず、経済的に空気調和機を新冷媒対応に
変更することができる。

【００４１】また、本発明によれば、ほとんどの冷媒を
大気中に放出しないで回収できるので、オゾン層の破壊
を抑制できると共に、専用の冷媒回収装置等を必ずしも
必要とせず、容易に冷媒を回収できる。そして、回収し
た希少価値がある冷媒を、リサイクルに役立てることが
できるので、環境破壊を極力避けて、経済的に空気調和
機を新冷媒に対応させることができる。

【００４２】さらに、本発明によれば、酸分による機器
内材料の腐食が原因の絶縁破壊等の事故を防止できると
共に、伝熱性能の低下、管内圧損の増加による空調能力
および効率の低下等を防止でき、機器の信頼性および性
能の向上が可能となる。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の一実施例の作業フロー図である。

【図２】本発明の一実施例の機器構成図である。

【図３】本発明の一実施例の室外機交換作業状況図であ
る。

【図４】本発明の一実施例の洗浄回数とＨＣＦＣ２２残
留濃度の関係を示す図である。

【図５】本発明の他の実施例の作業フロー図である。

【図６】本発明の他の実施例の機器構成図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例の表示物の例を示す
図である。

【図８】従来の空気調和機の機器構成図である。

【図９】従来の空気調和機の室内機据え付け状態を示す
図である。

【符号の説明】

１、１ｑ…圧縮機、２、２ｑ…室外熱交換器、３、３ｑ
…室外送風機、４、４ｑ…室外膨張装置、５、５ｑ…四
方弁、６、６ｑ…アキュムレータ、７、７ｑ…受液器、
８、８ｑ…室外制御装置、９…ドライヤ、１０…新室外
機、 １０ｑ…室外機、１１、１１ｑ…ガス側阻止弁、
１２、１２ｑ…液側阻止弁、 １３、１３ｑ…液側チェ
ックバルブ、１８…制御信号変換装置、２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ…室内機、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ…室内熱
交換器、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…室内送風機、２３
ａ、２３ｂ、２３ｃ…室内膨張装置、２４ａ、２４ｂ、
２４ｃ…室内制御装置、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…リモ
コンスイッチ、４０…室内機、４１…ガス冷媒配管、４
２…液冷媒配管、４３…制御信号伝送線、４４…ドレン
配管。

フロントページの続き (72)発明者 小国 研作 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 松嶋 弘章 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 小暮 博志 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社 日立製作所 リビング機器 事業部内 (56)参考文献 特開 平５−5578（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−187580（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−174341（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−194011（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−273007（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−45754（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭47−13451（ＪＰ，Ｙ１) 特表 平８−505935（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 45/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内機及び室外機を備えた空気調和機の作
   動冷媒を塩素を含む弗化炭化水素系冷媒から塩素を含ま
   ない弗化炭化水素系冷媒に変更する空気調和機の冷媒変
   更方法において、 前記室外機中に前記塩素を含む弗化炭化水素系冷媒を内
   蔵したまま回収運転を行った後に、前記室外機を前記塩
   素を含まない弗化炭化水素系冷媒に適合した新冷凍機油
   を内蔵した新室外機に置換し、前記室外機と前記室内機
   とを真空引きし、前記塩素を含まない弗化炭化水素系冷
   媒を前記空気調和機に封入した後、所定時間だけ前記空
   気調和機を運転し、その後に前記塩素を含まない弗化炭
   化水素系冷媒と前記新冷凍機油とを入替える入替え作業
   を行い、前記所定時間の運転と前記入替え作業からなる
   洗浄運転を所定回数以上繰り返すことを特徴とする空気
   調和機の冷媒変更方法。
2. 【請求項２】前記所定回数は前記空気調和機に残留する
   前記塩素を含む弗化炭化水素系冷媒の濃度に基づいて定
   めたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の冷
   媒変更方法。
3. 【請求項３】前記塩素を含まない冷媒はＨＦＣ３２，Ｈ
   ＦＣ１２５，ＨＦＣ１３４ａ，ＨＦＣ１４３ａおよびＨ
   ＦＣ１５２ａのいずれか、またはそれらの組合せからな
   ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気
   調和機の冷媒変更方法。
4. 【請求項４】前記新室外機は前記室外機とは圧縮機のみ
   が異なることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機
   の冷媒変更方法。
5. 【請求項５】室内機及び室外機を備えた空気調和機の作
   動冷媒を塩素を含む弗化炭化水素系冷媒から塩素を含ま
   ない弗化炭化水素系冷媒冷媒に変更する空気調和機の冷
   媒変更方法において、 前記室外機と前記室内機を接続する液冷媒配管及びガス
   冷媒配管と、制御信号伝送線との中の少なくとも１つを
   そのまま流用し、前記室外機と前記室内機とを、前記塩
   素を含まない弗化炭化水素系冷媒に対応した新室外機及
   び新室内機に置換した後に真空引きし、前記塩素を含ま
   ない弗化炭化水素系冷媒を封入することを特徴とする空
   気調和機の冷媒変更方法。
6. 【請求項６】真空引きを行い塩素を含まない弗化炭化水
   素系冷媒冷媒を封入した後、所定時間だけ前記空気調和
   機を運転し、その後に前記塩素を含まない弗化炭化水素
   系冷媒と前記新冷凍機油とを入替える入替え作業を行
   い、前記所定時間の運転と前記入替え作業からなる洗浄
   運転を所定回数以上繰り返すことを特徴とする請求項５
   に記載の空気調和機の冷媒変更方法。
7. 【請求項７】室内機及び室外機を備えた空気調和機の作
   動冷媒を塩素を含む弗化炭化水素系冷媒から塩素を含ま
   ない弗化炭化水素系混合冷媒に変更する空気調和機の冷
   媒変更方法において、 前記室外機中に前記塩素を含む弗化炭化水素系冷媒を内
   蔵したまま回収運転を行った後に、前記室外機を前記塩
   素を含まない弗化炭化水素系混合冷媒に適合した新冷凍
   機油を内蔵した新室外機に置換し、前記室外機と前記室
   内機とを真空引きし、前記塩素を含まない弗化炭化水素
   系混合冷媒の少なくとも１成分を有する洗浄冷媒を前記
   空気調和機に封入した後、所定時間だけ前記空気調和機
   を運転し、その後に前記洗浄冷媒と前記新冷凍機油とを
   入替える入替え作業を行い、前記所定時間の運転と前記
   入替え作業からなる洗浄運転を所定回数以上繰り返すこ
   とを特徴とする空気調和機の冷媒変更方法。
8. 【請求項８】前記室外機と前記室内機を制御する制御信
   号を伝送する制御信号伝送線と、置換した新室外機ある
   いは新室内機間に伝送信号フォーマットを変換する伝送
   信号変換装置を取り付け、前記洗浄運転指令を伝送する
   ことを特徴とする請求項５又は請求項７に記載の空気調
   和機の冷媒変更方法。
9. 【請求項９】室内機及び室外機を備えた空気調和機の作
   動冷媒を塩素を含む弗化炭化水素系冷媒から塩素を含ま
   ない弗化炭化水素系冷媒に変更する空気調和機の冷媒変
   更方法において、 前記室外機中に前記塩素を含む弗化炭化水素系冷媒を内
   蔵したまま回収運転を行った後に、前記室外機を前記塩
   素を含まない弗化炭化水素系冷媒に適合した新冷凍機油
   を内蔵した新室外機に置換し、前記室外機と前記室内機
   とを真空引きし、前記塩素を含まない弗化炭化水素系冷
   媒を前記空気調和機に封入した後、所定時間だけ前記空
   気調和機を運転し、その後に前記塩素を含まない弗化炭
   化水素系冷媒と前記新冷凍機油とを入替える入替え作業
   を行い、前記所定時間の運転と前記入替え作業からなる
   洗浄運転を所定回数以上繰り返した後に冷媒が変更され
   たことを示す表示物を前記空気調和機に設置することを
   特徴とする空気調和機の冷媒変更方法。
10. 【請求項１０】前記塩素を含まない冷媒はＨＦＣ３２，
    ＨＦＣ１２５，ＨＦＣ１３４ａ，ＨＦＣ１４３ａおよび
    ＨＦＣ１５２ａのいずれか、またはそれらの組合せから
    なることを特徴とする請求項５又は請求項７または請求
    項９に記載の空気調和機の冷媒変更方法。