JP3882841B2 - 空気調和装置、熱源ユニット、及び空気調和装置の更新方法 - Google Patents
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Description
<全体構成>
図1は、既設の空気調和装置1の概略構成図である。既設の空気調和装置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台の熱源ユニットとしての室外ユニット2と、それに並列に接続される複数(本実施形態では、2台)の利用ユニットとしての室内ユニット4、5と、室外ユニット2と室内ユニット4、5とを接続するための液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7とを備えている。そして、熱源ユニット2と利用ユニット5とが液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7を介して接続されることにより、既設の空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10が構成されている。
室内ユニット4、5は、ビル等の建物内の各所に設置されている。室内ユニット4、5は、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7を介して室外ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部である利用側冷媒回路としての室内側冷媒回路10a、10bをそれぞれ構成している。
室外ユニット2は、ビル等の建物の屋上等に設置されている。室外ユニット2は、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7を介して室内ユニット4、5に接続されており、冷媒回路10の一部である熱源側冷媒回路としての室外側冷媒回路10cを構成している。
液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7は、室外ユニット2と室内ユニット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裏や天井裏に配置されている。そして、後述の空気調和装置1の更新時において、既設冷媒配管として流用される。
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の吐出側が室外熱交換器23のガス側に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側が室内熱交換器42、52のガス側に接続された状態となっている。また、室外膨張弁24、液側閉鎖弁36、ガス側閉鎖弁37は開にされている。
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の吐出側が室内熱交換器42、52のガス側に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側が室外熱交換器23のガス側に接続された状態となっている。また、室外膨張弁24、液側閉鎖弁36、ガス側閉鎖弁37は開にされている。
(A)既設の空気調和装置に使用された作動冷媒及び冷凍機油について
既設の空気調和装置1においては、上述の冷房運転や暖房運転等の通常の冷凍サイクル運転中、冷媒回路10内を作動冷媒が循環している。そして、作動冷媒とともに冷媒回路10内に封入された冷凍機油も作動冷媒にいくらか混じった状態で、冷媒回路10内を循環している。このため、上述のような冷凍サイクル運転が行われた既設の空気調和装置1を、後述の更新工事において、冷媒回路10内に封入された冷凍機油を含む作動冷媒を回収した後には、冷媒回路10内には、冷凍機油(以下、既設冷凍機油とする)がいくらか残留することになる。この既設冷凍機油には、既設の空気調和装置1の冷凍サイクル運転中に作動冷媒や冷凍機油の劣化等により発生した酸成分や後述の更新工事の作業中に外部からの侵入した水分に由来する酸成分が混入している。
次に、既設の空気調和装置1の冷媒連絡配管6、7を既設冷媒配管として流用しつつ、室内ユニット4、5及び室外ユニット2を、利用ユニットとしての室内ユニット104、105及び熱源ユニットとしての室外ユニット102にそれぞれ更新して、空気調和装置101を構成する方法について、図2及び図3に基づいて説明する。尚、本実施形態において、更新後の空気調和装置101において使用される作動冷媒は、既設の空気調和装置1において使用されたCFC系冷媒やR22等のHCFC系冷媒に代えて、R407CやR410A等のHFC系冷媒に変更するものとする。また、作動冷媒の変更に伴い、冷凍機油についても、既設冷凍機油としてのアルキルベンゼンや鉱油等に代えて、HFC系冷媒との相溶性が高いエーテル油やエステル油が使用するものとする。ここで、図2は、本発明の一実施形態にかかる更新後の空気調和装置101の概略構成図である。図3は、本発明の一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。
本実施形態においては、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、室外ユニット2の液側閉鎖弁36を閉止した状態で、上述の冷房運転と同様な冷凍サイクル運転を行うことで、室外ユニット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37を閉止するとともに冷凍サイクル運転を終了し、室外ユニット2内に既設冷凍機油を含む作動冷媒を回収する。
次に、既設の空気調和装置1を構成していた室内ユニット4、5及び室外ユニット2を撤去し、その後、新設の室内ユニット104、105及び新設の室外ユニット102を設置して、既設冷媒配管として流用される冷媒連絡配管6、7に接続することにより、更新後の空気調和装置101の蒸気圧縮式の冷媒回路110を構成する。
室内ユニット104、105は、既設の室内ユニット4、5と同様に、ビル等の建物内の各所に設置されている。室内ユニット104、105は、更新後の冷媒回路110の一部である利用側冷媒回路としての室内側冷媒回路110a、110bをそれぞれ構成している。
室外ユニット102は、既設の室外ユニット2と同様に、ビル等の建物の屋上等に設置されている。室外ユニット102は、更新後の冷媒回路110の一部である熱源側冷媒回路としての室外側冷媒回路110cを構成している。
次に、室外ユニット102の液側閉鎖弁136及びガス側閉鎖弁137を閉止した状態で、室内ユニット104、105及び冷媒連絡配管6、7の真空引き作業を行う。
通常運転ステップS4では、既設の空気調和装置1と同様の冷房運転や暖房運転を行う。尚、その動作については、上述の既設の空気調和装置1における冷房運転及び暖房運転と同様の動作であるため、既設の空気調和装置1における通常運転時の動作の説明において、図1を図2に読み替えるとともに、冷媒連絡配管6、7を除く各部を示す符号に100を付した符号に読み替えることで代用し、ここでは説明を省略する。
本実施形態の既設の空気調和装置1の冷媒連絡配管6、7を流用しつつ、空気調和装置101に更新する方法及び更新後の空気調和装置101には、以下のような特徴がある。
本実施形態の空気調和装置の更新方法及び更新後の空気調和装置101では、試運転ステップS3における冷凍サイクル運転としての酸成分無害化運転において、更新後の空気調和装置101の冷媒回路110に設けられた混合器191によって、冷媒回収ステップS1後に既設冷媒配管としての冷媒連絡配管6、7に残留した既設冷凍機油に含まれる酸成分と、機器更新ステップS2において作動冷媒及び冷凍機油とともに封入された酸捕捉剤との反応を促進することができるようになり、冷媒連絡配管6、7に残留する酸成分を早期に無害化することができる。
本実施形態の更新後の空気調和装置101では、混合器191が圧縮機121の吸入管130を流れる作動冷媒が内部を通過するように設けられているため、酸成分無害化運転において、作動冷媒が圧縮機121に吸入される前に、酸成分を酸捕捉剤と混合することができるようになり、圧縮機121への酸成分の流入を抑えることができる。
本実施形態の空気調和装置の更新方法及び更新後の空気調和装置101では、混合器191内に冷凍機油(具体的には、既設冷凍機油及び更新後の冷凍機油)を溜めることができるため、混合器191内に作動冷媒とともに導入される既設冷凍機油に含まれる酸成分と、酸捕捉剤を含む冷凍機油との接触時間が長くなり、酸成分と酸捕捉剤との混合を促進することができる。
本実施形態の更新後の空気調和装置101では、混合器191が導入管192と導出管193とによって圧縮機121の吸入管130に接続されているため、圧縮機121の吸入管130を流れる作動冷媒を、圧縮機121の吸入管130の一部をバイパスするように混合器191内に導入し、再び、圧縮機121の吸入管130に戻すことができる。
本実施形態の更新後の空気調和装置101では、混合器191内に溜まった冷凍機油(具体的には、既設冷凍機油及び更新後の冷凍機油)を圧縮機121の吸入管130に戻すための油導出管194が設けられており、混合器191内において、酸成分と酸捕捉剤とを混合し反応させて無害化した後の冷凍機油を、圧縮機121の吸入管130に戻すことができるため、圧縮機121への酸成分の流入をさらに抑えることができる。
本実施形態の空気調和装置の更新方法及び更新後の空気調和装置101では、試運転ステップS3の終了時(具体的には、酸成分無害化運転の酸成分無害化運転終了ステップS34)に、油導出管194に設けられた油導出管側開閉機構としての油導出管側開閉弁194bが設けられているため、混合器191内における酸成分と酸捕捉剤を含む冷凍機油との接触時間を長くして、酸成分と酸捕捉剤との混合をさらに促進したり、混合が終了した後に、速やかに冷凍機油を圧縮機121の吸入管130に戻すことができる。
上述の実施形態において、室外ユニット102の室外側冷媒回路110cには、室外ユニット102を設置場所に運搬する前から、作動冷媒及び酸捕捉剤を含む冷凍機油が所定量だけ封入されているが、このとき、混合器191内には、酸捕捉剤を含む冷凍機油が溜まらないように封入されている。このため、試運転ステップS3の酸成分無害化運転において、混合器191内には、酸成分を含む既設冷凍機油及び酸捕捉剤を含む更新後の冷凍機油が徐々に溜まり、酸成分と酸捕捉剤との混合が行われるようになっている。
上述の実施形態において、既設冷媒配管としての冷媒連絡配管6、7に残留した冷凍機油に含まれる酸成分の無害化とは別に、更新後の空気調和装置101を通常の冷凍サイクル運転(すなわち、通常運転ステップS4)を開始した後における作動冷媒及び冷凍機油の劣化を防ぐことを目的として、作動冷媒及び冷凍機油を封入する際に、酸捕捉剤を添加しておくことが考えられる。この場合には、上述の試運転ステップS3の酸成分無害化運転を行うことによって、更新後の空気調和装置101を通常の冷凍サイクル運転において、酸成分と反応させることが可能な酸捕捉剤の量が減少することになる。
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。
6 液冷媒連絡配管(既設冷媒配管)
7 ガス冷媒連絡配管(既設冷媒配管)
10 冷媒回路(既設の冷媒回路)
101 空気調和装置(更新後の空気調和装置)
102 室外ユニット(熱源ユニット)
110 冷媒回路(更新後の冷媒回路)
110c 室外側冷媒回路(熱源側冷媒回路)
121 圧縮機
123 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
124 室外膨張弁(膨張機構)
130a 吸入管側開閉弁(吸入管側開閉機構)
141、151 室内膨張弁(膨張機構)
142、152 室内熱交換器(利用側熱交換器)
191 混合器
192 導入管
193 導出管
194 油導出管
194b 油導出管側開閉弁(油導出管側開閉機構)
S1 冷媒回収ステップ
S2 機器更新ステップ
S3 試運転ステップ
Claims (9)
- 既設の空気調和装置(1)を構成する冷媒配管(6、7)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の冷媒回路(10)を構成する機器の少なくとも一部を更新することによって構成される空気調和装置であって、
圧縮機(121)と熱源側熱交換器(123)と膨張機構(124、141、151)と利用側熱交換器(142、152)と前記既設冷媒配管とを含んでおり、前記既設冷媒配管に残留する酸成分を無害化する酸捕捉剤を含む冷凍機油と作動冷媒とが封入された更新後の冷媒回路(110)と、
前記更新後の冷媒回路に設けられ、前記更新後の冷媒回路の冷凍サイクル運転において、前記酸成分を前記酸捕捉剤と混合する混合器(191)とを備え、
前記混合器は、前記圧縮機の吸入管を流れる作動冷媒が内部を通過するように設けられるとともに、冷凍機油を溜めることが可能であり、
前記混合器には、内部に溜まった冷凍機油を前記圧縮機の吸入管に戻すための油導出管(194)が接続されている、
空気調和装置(101)。 - 前記油導出管(194)には、前記混合器(191)内に溜まった冷凍機油を前記圧縮機(121)の吸入管に戻す流れを遮断することが可能な油導出管側開閉機構(194b)が設けられている、請求項1に記載の空気調和装置(101)。
- 既設の空気調和装置(1)を構成する冷媒配管(6、7)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の冷媒回路(10)を構成する機器の少なくとも一部を更新することによって構成される空気調和装置であって、
圧縮機(121)と熱源側熱交換器(123)と膨張機構(124、141、151)と利用側熱交換器(142、152)と前記既設冷媒配管とを含んでおり、前記既設冷媒配管に残留する酸成分を無害化する酸捕捉剤を含む冷凍機油と作動冷媒とが封入された更新後の冷媒回路(110)と、
前記更新後の冷媒回路に設けられ、前記更新後の冷媒回路の冷凍サイクル運転において、前記酸成分を前記酸捕捉剤と混合する混合器(191)とを備え、
前記混合器は、前記圧縮機の吸入管を流れる作動冷媒が内部を通過するように設けられるとともに、冷凍機油を溜めることが可能であり、
前記混合器には、前記酸捕捉剤を含む冷凍機油が、前記冷凍サイクル運転の開始前から封入されている、
空気調和装置(101)。 - 前記混合器(191)は、前記圧縮機(121)の吸入管から分岐された導入管(192)と、前記導入管が分岐された位置よりも下流側の位置において前記圧縮機の吸入管から分岐された導出管(193)とによって、前記圧縮機の吸入管に接続されている、請求項1〜3のいずれかに記載の空気調和装置(101)。
- 前記圧縮機(121)の吸入管には、前記導入管(192)が分岐された位置と前記導出管(193)が分岐された位置との間に、作動冷媒の流れを遮断することが可能な吸入管側開閉機構(130a)が設けられている、請求項4に記載の空気調和装置(101)。
- 既設の空気調和装置(1)を構成する冷媒配管(6、7)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の冷媒回路(10)を構成する機器の少なくとも一部を更新することによって構成される空気調和装置に使用される熱源ユニットであって、
圧縮機(121)と熱源側熱交換器(123)とを含んでおり、前記既設冷媒配管に残留する酸成分を無害化する酸捕捉剤を含む冷凍機油と作動冷媒とが封入された熱源側冷媒回路(110c)と、
前記熱源側冷媒回路に設けられ、前記既設冷媒配管及び前記熱源側冷媒回路を含む更新後の冷媒回路を構成した後の冷凍サイクル運転において、前記酸成分を前記酸捕捉剤と混合する混合器(191)とを備え、
前記混合器は、前記圧縮機の吸入管を流れる作動冷媒が内部を通過するように設けられるとともに、冷凍機油を溜めることが可能であり、
前記混合器には、内部に溜まった冷凍機油を前記圧縮機の吸入管に戻すための油導出管(194)が接続されている、
熱源ユニット(102)。 - 既設の空気調和装置(1)を構成する冷媒配管(6、7)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の冷媒回路(10)を構成する機器の少なくとも一部を更新することによって構成される空気調和装置に使用される熱源ユニットであって、
圧縮機(121)と熱源側熱交換器(123)とを含んでおり、前記既設冷媒配管に残留する酸成分を無害化する酸捕捉剤を含む冷凍機油と作動冷媒とが封入された熱源側冷媒回路(110c)と、
前記熱源側冷媒回路に設けられ、前記既設冷媒配管及び前記熱源側冷媒回路を含む更新後の冷媒回路を構成した後の冷凍サイクル運転において、前記酸成分を前記酸捕捉剤と混合する混合器(191)とを備え、
前記混合器は、前記圧縮機の吸入管を流れる作動冷媒が内部を通過するように設けられるとともに、冷凍機油を溜めることが可能であり、
前記混合器には、前記酸捕捉剤を含む冷凍機油が、前記冷凍サイクル運転の開始前から封入されている、
熱源ユニット(102)。 - 蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた既設の空気調和装置(1)を構成する冷媒配管(6、7)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の冷媒回路(10)を構成する機器の少なくとも一部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少なくとも一部を更新し、前記既設冷媒配管に残留する酸成分を無害化する酸捕捉剤を含む冷凍機油と作動冷媒とが封入された更新後の蒸気圧縮式の冷媒回路(110)を構成するとともに、前記更新後の冷媒回路に前記酸成分を前記酸捕捉剤と混合する混合器(191)を設ける機器更新ステップ(S2)と、
作動冷媒が前記混合器内を通過するように、前記更新後の冷媒回路の冷凍サイクル運転を行う試運転ステップ(S3)とを備え、
前記試運転ステップでは、前記混合器内に、冷凍機油を溜めることによって、前記酸成分を前記酸捕捉剤と混合させており、
前記試運転ステップの終了時に、前記混合器内に溜まっている冷凍機油を前記更新後の冷媒回路内に戻すようにしている、
空気調和装置の更新方法。 - 蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた既設の空気調和装置(1)を構成する冷媒配管(6、7)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の冷媒回路(10)を構成する機器の少なくとも一部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少なくとも一部を更新し、前記既設冷媒配管に残留する酸成分を無害化する酸捕捉剤を含む冷凍機油と作動冷媒とが封入された更新後の蒸気圧縮式の冷媒回路(110)を構成するとともに、前記更新後の冷媒回路に前記酸成分を前記酸捕捉剤と混合する混合器(191)を設ける機器更新ステップ(S2)と、
作動冷媒が前記混合器内を通過するように、前記更新後の冷媒回路の冷凍サイクル運転を行う試運転ステップ(S3)とを備え、
前記試運転ステップでは、前記混合器内に、冷凍機油を溜めることによって、前記酸成分を前記酸捕捉剤と混合させており、
前記混合器には、前記酸捕捉剤を含む冷凍機油が、前記試運転ステップ前から封入されている、
空気調和装置の更新方法。
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