JP3271437B2 - 冷凍装置の不純物除去方法 - Google Patents

冷凍装置の不純物除去方法

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JP3271437B2 JP19170894A JP19170894A JP3271437B2 JP 3271437 B2 JP3271437 B2 JP 3271437B2 JP 19170894 A JP19170894 A JP 19170894A JP 19170894 A JP19170894 A JP 19170894A JP 3271437 B2 JP3271437 B2 JP 3271437B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は冷凍装置の不純物除去
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、オゾン層破壊防止用としてHCF
C22用空調・冷凍機の代替冷媒化を行う際に、冷凍機
油も同時に替える必要がある。候補冷媒であるHFC系
冷媒用の冷凍機油としては、合成油(例えば、エステ
ル、エーテル、アルキルベンゼン油等)が考えられてい
る。
【0003】このような合成油を冷凍機油として使用す
ると、従来のスニソ油などの鉱物油と違って、冷凍機油
と冷媒以外の残留不純物(いわゆるコンタミと呼ばれる
もので、冷媒回路内に残留した切削油、転造油、拡管
油、加工油等の残留油、及び金属摩耗粉、ポリマー等の
残留異物)に注意する必要がある。その理由はこれら残
留不純物によって減圧器(例えば、キャピラリーチュー
ブ等の細管類)に詰まりなどの不具合が生じるためであ
る。そのためHFC系冷媒/合成油搭載機での製品シス
テムにおいては、残留不純物の除去をするのに、フラッ
シング運転、すなわちシステムの冷媒系内についての洗
浄運転を行うようにしている(例えば、水分除去法につ
いては特願平6−21371号参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来、上記のような残
留不純物を管理基準以下にまで除去するのに、例えば冷
媒及び油を入れ換えて数回の洗浄運転を行っていたが、
この従来法には以下のような不具合や問題点があった。 洗浄に多くの時間と手数とを要する。 上記のように工数が大きいためにコストアップを招
く。 冷媒や冷凍機油の交換を伴う場合のサービス性が悪
い。 特に信頼性、評価試験等の開発試験の工数が大きくな
る。
【0005】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、洗浄運転の効率
化による製品洗浄運転工数の削減と、不純物除去の効率
化による製品信頼性の向上とを図ることが可能な冷凍装
置の不純物除去方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで請求項1の冷凍装
置の不純物除去方法は、圧縮機2と、熱源側熱交換器3
と、膨張機構4と、利用側熱交換器5とを順に接続して
閉回路の冷媒回路7を形成し、上記冷媒回路7に冷媒を
循環させる冷凍装置において、切削油、転造油等の冷媒
回路7内への残留不純物と相溶性のよい合成油12と冷
媒とを上記冷媒回路7に充填して冷媒回路7の洗浄運転
を行い、上記洗浄運転後に冷媒、合成油12等を冷媒回
路7から排出し、その後、上記合成油12よりも比重が
大きい油13と冷媒とを冷媒回路7に充填して再度洗浄
運転を行うことを特徴としている。
【0007】また請求項2の冷凍装置の不純物除去方法
は、上記比重の大きい油13の比重は、残留不純物その
ものの比重よりもさらに大きいことを特徴としている。
【0008】さらに請求項3の冷凍装置の不純物除去方
法は、上記比重の大きい油13は、上記残留不純物との
相溶性が、上記合成油12よりも悪いものであることを
特徴としている。
【0009】請求項4の冷凍装置の不純物除去方法は、
上記比重の大きい油13がフッ素油であり、また上記合
成油12がエステル油、エーテル油、アルキルベンゼン
油のいずれかであることを特徴としている。
【0010】請求項5の冷凍装置の不純物除去方法は、
上記冷媒が塩素を含まない弗化炭素系冷媒を主成分とす
る冷媒であることを特徴としている。
【0011】
【作用】上記請求項1の冷凍装置の不純物除去方法で
は、最初に残留不純物と相溶性のよい合成油12及び冷
媒を冷媒回路7内に充填し、所定時間洗浄運転を行う。
この洗浄運転により残留不純物が合成油12に溶解や混
合し、この合成油12を冷媒回路7から排出することで
大方の残留不純物を排出することができる。しかし上記
の残留不純物の排出後においても、冷媒回路7の各部の
底部には、依然として残留不純物が溶解した合成油12
や金属摩耗粉等の残留不純物そのものがまだ残留してい
るため、次に合成油12よりも比重の大きい油13を冷
媒回路7内に充填し、所定時間洗浄運転を行う。これに
より充填した油13の比重差により、残留不純物の溶解
した合成油12や残留不純物そのものを上方に押出し排
出する。
【0012】また請求項2〜請求項5の冷凍装置の不純
物除去方法によれば、上記作用が一段と確実に得られ
る。
【0013】
【実施例】次にこの発明の冷凍装置の不純物除去方法の
具体的な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明
する。図1は概略ブロック図を示し、1は本発明に係る
冷凍装置の実施例としての空気調和装置であり、室外ユ
ニット及び室内ユニットで構成されている。この空気調
和装置1は、図外のインバータにより容量調整が可能な
圧縮機2と、図外の四路切換弁を介して冷房サイクル時
に凝縮器、暖房サイクル時に蒸発器となる熱源熱交換器
としての室外熱交換器3と、膨張機構としての電動膨張
弁4と、冷房サイクル時に蒸発器、暖房サイクル時に凝
縮器となる利用側熱交換器としての室内熱交換器5と、
アキュームレータ6等で構成されている。また上記各構
成部材2〜6を順に接続して閉回路の冷媒回路7を形成
している。
【0014】次に上記冷媒回路7内、つまりシステム内
に残留する不純物の除去方法について説明する。ここで
残留不純物とは、通常コンタミと呼ばれるもので、冷凍
機油以外の冷媒系内に入っている切削油、転造油、拡管
油、及び加工油等の残留油を含み、さらに金属摩耗粉、
ポリマー等の残留異物を含むものである。概略的には図
1に示すように、まず上記各残留油と相溶性のよい合成
油(例えば、エステル、エーテルなど)で冷媒回路7を
洗浄運転する。その後、残留不純物が溶解している合成
油や残留不純物そのものよりも比重が大きくかつ合成油
と相溶性の悪い油(例えば、フッ素系の油)で洗浄運転
をして不純物を除去するものである。
【0015】以下、具体的に詳述する。図2は不純物を
除去する場合の制御フロー図を示し、また図3は図2に
伴う要部斜視図を、図4は説明図をそれぞれ示してい
る。図3において、アキュームレータ6の上部に形成さ
れている吸込ポート6aは、上記冷媒回路7と接続され
て冷媒が吸込まれるポートであり、アキュームレータ6
の下部からは配管9が延出されてその先端に後述する放
出用ポート8が設けてある。また圧縮機2の下面からは
配管11が延出されてその先端には後述するサンプリン
グポート10が設けてある。
【0016】ここでフラッシング運転(製品洗浄運転)
とは、室外機と室内機を接続運転し、冷媒系内にある不
純物を冷凍機油中に溶かして回収し、新たに冷媒/冷凍
機油を入れ替える方法である。この場合、冷媒として、
塩素を含まない弗化炭素系冷媒を主成分とする冷媒、例
えばHFC系冷媒(HFC32,HFC125,HFC
134a)等を用い、冷凍機油としては、残留不純物の
大部分を占める残留油と相溶性のよい合成油(エステル
油、エーテル油、アルキルベンゼン油等)を使用してい
る。
【0017】まず図2のステップS1に示すように、冷
媒回路7内に冷媒と上記合成油を充填し、暖房運転を1
時間以上行う(ステップS2参照)。これは冷凍機油を
暖めるためである。次に暖房運転を1時間以上したら、
ステップS3に示すように3分間停止する。さらにステ
ップS4に示すように10分間運転を行い、その後3分
間運転を停止する(ステップS5参照)。そしてこの1
0分間の運転と3分間の停止を5回繰り返す(ステップ
S6参照)。この洗浄運転により残留不純物を合成油に
溶解、混合させる。つまり発停により洗浄を促進させる
ものであり、この制御は図外の集中コントローラとタイ
マーとの組合わせで行うようにしている。次に図3に示
すサンプリングポート10から冷媒と合成油とを確認の
ためにサンプリングし(ステップS7、S8参照)、そ
してステップS9に示すように、冷媒回路7内の冷媒と
残留不純物が溶けている合成油や残留不純物そのもの
を、図3に示す放出用ポート8から除去する(貧溶媒化
現象の利用)。
【0018】この貧溶媒化現象の利用とは、冷凍機油中
では分散している残留不純物も、油と相溶性の高い液冷
媒が存在すると残留不純物(特に金属摩耗粉やポリマー
等の残留異物)だけが分離析出するという現象を利用
し、これらを排出除去するものである。
【0019】次に上記のように図2に示すステップS9
で冷媒、合成油を放出した後にも冷媒回路7の各部の底
部には、依然として残留不純物が溶解している合成油や
残留不純物そのものが残留しているので、これらの残留
物を排出する必要がある。そこで本発明では、図2のス
テップS9の次に残留不純物が溶解している合成油や残
留不純物そのものよりも比重が大きく、かつ残留不純
物、特に残留油とは相溶性の悪い油、例えば、フッ素油
を冷媒回路7内に再度充填する。なおこのとき冷媒も同
時に充填する。
【0020】この冷媒及びフッ素油を冷媒回路7内に充
填して再び洗浄運転を行う制御は、図2に示すフローと
同じであるので詳細は省略する。つまり本発明では、冷
媒と合成油とを冷媒回路7内に充填して洗浄運転を行う
動作と、この洗浄運転後に冷媒とフッ素油とを冷媒回路
7内に充填して再び洗浄運転を行う動作とを2回行うも
のである。そしてフッ素油による洗浄運転が終了した後
は、真空引きを行い、冷媒及び合成油を再度冷媒回路7
内に充填することで通常の運転が可能となる。なお上記
の合成油、フッ素油との2段階の動作を1回だけでなく
複数回行ってもよい。この場合の洗浄運転の回数は、従
来の回数より少ないことはいうまでもない。
【0021】図4はフッ素油を充填した場合の模式図を
示し、C層がフッ素油13を示し、A層が残留不純物が
溶解している合成油(エステル油)12を示し、中間の
B層が合成油に溶けなかった金属摩耗粉等の異物を主体
とする残留不純物から成る層である。フッ素油13を充
填する前では、C層がない状態で底部にB層が存在し、
そのB層の上にA層が存在している状態となっている。
【0022】しかし上述のように、残留不純物が溶解し
ている合成油12や残留不純物そのものの比重より大き
く、かつ残留不純物(残留油)とは相溶性の悪いフッ素
油13を冷媒回路7内に充填することで、その比重差に
よりフッ素油13がB層より下層(C層)となり、A層
の残留不純物が溶解している合成油12と、B層の溶解
しなかった金属摩耗粉等の異物を主体とする残留不純物
を上方に押出す。これにより冷媒回路7内の各部の底
部、特に圧縮機2やアキュームレータ6等の冷媒液や油
の溜まっている部分に溜まっていた残留不純物を含んだ
合成油12や異物等の不純物を容易に排出することがで
きる。このようにして洗浄運転の効率化による製品洗浄
運転工数の削減ができ、コストダウンが図れる。また不
純物除去の効率化による製品信頼性(例えば、減圧器、
キャピラリーチューブなどの細管の詰まりの防止)の向
上が図れる。
【0023】なお上記実施例においては、比重の大きな
油13としてフッ素油を用いているが、合成油12より
も比重の大きな油であれば、他の種類の油を用いること
も可能である。ただフッ素油の場合、その比重が合成油
12を超え、さらに残留不純物を含んだ合成油12や残
留不純物そのものよりも大きく、かつ残留不純物との相
溶性が悪いことから、上記のような洗浄効果を一段と確
実に発揮し得るとの利点が生じる。また合成油、フッ素
油を充填して洗浄運転を行う場合、図2に示すステップ
S7、S8を省略してもよい。また室外熱交換器3や室
内熱交換器5が1台の場合について説明したが、それぞ
れ複数台の場合やいずれかが複数台の場合にも本発明を
適用することができる。
【0024】
【発明の効果】以上のように請求項1の冷凍装置の不純
物除去方法では、最初に残留不純物と相溶性のよい合成
油及び冷媒を冷媒回路内に充填し、所定時間洗浄運転を
行う。この洗浄運転により残留不純物が合成油に溶解や
混合し、この合成油を冷媒回路から排出することで大方
の残留不純物を排出することができる。しかし上記の残
留不純物の排出後においても、冷媒回路の各部の底部に
は依然として残留不純物が溶解した合成油や金属摩耗粉
等の残留不純物そのものがまだ残留しているため、次に
合成油よりも比重の大きい油を冷媒回路内に充填し、所
定時間洗浄運転を行う。これにより充填した油の比重差
により、残留不純物の溶解した合成油や残留不純物その
ものを上方に押出し排出する。したがって従来の洗浄運
転より少ない工数で不純物を排出する洗浄運転が可能と
なり、洗浄運転の効率化による製品洗浄運転工数の削減
ができ、コストダウン化を図ることができる。また不純
物除去の効率化により製品の信頼性を向上させることが
できる。
【0025】また請求項2〜請求項5の冷凍装置の不純
物除去方法によれば、上記洗浄効果が一段と確実に得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例のクレーム対応図である。
【図2】この発明の実施例の洗浄運転の制御フロー図で
ある。
【図3】この発明の実施例の要部斜視図である。
【図4】この発明の実施例のフッ素油の比重差を利用し
て不純物を排出する場合の説明図である。
【符号の説明】
1 空気調和装置 2 圧縮機 3 室外熱交換器 4 電動膨張弁 5 室内熱交換器 7 冷媒回路 12 エステル油(合成油) 13 フッ素油
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 47/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機(2)と、熱源側熱交換器(3)
    と、膨張機構(4)と、利用側熱交換器(5)とを順に
    接続して閉回路の冷媒回路(7)を形成し、上記冷媒回
    路(7)に冷媒を循環させる冷凍装置において、切削
    油、転造油等の冷媒回路(7)内への残留不純物と相溶
    性のよい合成油(12)と冷媒とを上記冷媒回路(7)
    に充填して冷媒回路(7)の洗浄運転を行い、上記洗浄
    運転後に冷媒、合成油(12)等を冷媒回路(7)から
    排出し、その後、上記合成油(12)よりも比重が大き
    い油(13)と冷媒とを冷媒回路(7)に充填して再度
    洗浄運転を行うことを特徴とする冷凍装置の不純物除去
    方法。
  2. 【請求項2】 上記比重の大きい油(13)の比重は、
    残留不純物そのものの比重よりもさらに大きいことを特
    徴とする請求項1の冷凍装置の不純物除去方法。
  3. 【請求項3】 上記比重の大きい油(13)は、上記残
    留不純物との相溶性が、上記合成油(12)よりも悪い
    ものであることを特徴とする請求項1又は請求項2の冷
    凍装置の不純物除去方法。
  4. 【請求項4】 上記比重の大きい油(13)がフッ素油
    であり、また上記合成油(12)がエステル油、エーテ
    ル油、アルキルベンゼン油のいずれかであることを特徴
    とする請求項1〜請求項3のいずれかの冷凍装置の不純
    物除去方法。
  5. 【請求項5】 上記冷媒が塩素を含まない弗化炭素系冷
    媒を主成分とする冷媒であることを特徴とする請求項4
    の冷凍装置の不純物除去方法。
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