JP4063229B2

JP4063229B2 - 配管洗浄方法および配管洗浄装置

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Publication number: JP4063229B2
Application number: JP2004042997A
Authority: JP
Inventors: 信齊藤; 浩中田; 祐介大坪; 裕之森本; 雅夫川崎; 史武畝崎; 哲二七種
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: JP2005233505A

Description

この発明は、配管の洗浄方法または洗浄装置に関するものであり、さらに詳しくは、冷凍サイクル装置において、熱源側ユニットと利用側ユニットを新たな冷媒および冷凍機油を用いるものに交換する際、接続配管を交換することなく使用するために、配管内に残留する異物を洗浄除去する配管洗浄方法および配管洗浄装置に関するものである。

交換前の冷媒を洗浄媒体とし、交換前の熱源側ユニットを洗浄媒体搬送手段として使用する従来の配管洗浄方法としては、油分離器と冷却器を備えた洗浄ユニットを冷凍サイクルに接続し、吐出ガスを油分離器で冷媒と油に分離した後、冷却器でガス冷媒を冷却し、気液二相状態とした後に配管内を循環させる方法がある（例えば、特許文献１参照。）。

また、暖房ポンプダウン運転で配管および利用側ユニット内に液冷媒を押し込んで配管内に残留する油を冷媒に溶解させた後、冷房ポンプダウンで冷媒といっしょに残留油を回収するものがある（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００３−２１４３６号公報（第３−４頁、第１−３図）特開２００３−１９４４３６号公報（第４−７頁、第１−５図）

従来の方法では、ヒートポンプ空気調和機、すなわち冷房モードと暖房モードで冷媒の流れが逆方向となるよう流通方向を切り替える四方弁を有する装置が前提となっており、冷媒が一方向のみの流れとなる冷房専用の空気調和機や冷凍機のような冷凍サイクル装置には適用できない。

また、利用側ユニットが、例えばショーケースのように温度式膨張弁を備えたものである場合、気液二相状態で冷媒を流通させると膨張弁が絞り込み、洗浄に必要な冷媒流量が得られない。これを回避するため、複数の利用側ユニットにすべてバイパス手段を設けると、工事負荷が増大するとともに機器コストの増大を招く。

さらに、ポンプダウンのような運転では一時的には洗浄媒体が配管を流れるが、連続的に冷媒を流通させることは困難であり、十分な洗浄を行えない可能性がある。

この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、第１の目的は簡易な作業で、短時間に、確実に配管を洗浄することができる配管洗浄方法を得るものである。第２の目的は、交換後の冷凍装置において、冷凍能力の向上および性能向上を可能とする配管洗浄装置を得るものである。

この発明に係る配管洗浄方法は、圧縮機、凝縮器を備える熱源側ユニットと、膨張手段、蒸発器を備える１台もしくは複数台の利用側ユニットと、それらを接続する既設の配管により冷媒回路を形成する冷凍サイクル装置の作動冷媒を変更する際の配管洗浄方法において、前記冷媒回路の高圧側と第１減圧手段により減圧された低圧側との間で熱交換する冷媒−冷媒熱交換器を有した配管洗浄装置を前記熱源側ユニットと配管との間に接続するステップと、前記配管の利用側冷媒回路の末端を連通させるバイパス管を接続するステップと、変更前の熱源側ユニットを洗浄媒体搬送手段として、変更前の冷媒で前記配管を洗浄するステップと、前記配管の洗浄運転後に、前記バイパス管を取り外すステップと、前記配管洗浄装置を前記配管から取り外すことなく、前記熱源側ユニットおよび利用側ユニットを新冷媒対応に交換するステップとを備えるものである。

また、この発明に係る配管洗浄装置は、冷凍サイクルの高圧側流路と低圧側流路との間で熱交換する冷媒−冷媒冷媒熱交換器と、前記冷媒−冷媒熱交換器の低圧側流路の上流側に設けた第１減圧手段と、前記冷媒−冷媒熱交換器の高圧側出口と前記第１減圧手段の流入側との間に所定圧力差を保って連通する圧力差保持手段とを備え、前記冷凍サイクルを形成する圧縮機と凝縮器を有した変更前の熱源側ユニットと、膨張手段と蒸発器を有した変更前の利用側ユニットに接続された既設配管との間に接続されるとともに、前記既設配管に接続した前記利用側ユニットの末端冷媒回路に設けたバイパス管を用いて、前記既設配管を変更前の冷媒で洗浄するものである。

この発明に係る配管洗浄方法は、圧縮機、凝縮器を備える熱源側ユニットと、膨張手段、蒸発器を備える１台もしくは複数台の利用側ユニットと、それらを接続する既設の配管により冷媒回路を形成する冷凍サイクル装置の作動冷媒を変更する際の配管洗浄方法において、前記冷媒回路の高圧側と第１減圧手段により減圧された低圧側との間で熱交換する冷媒−冷媒熱交換器を有した配管洗浄装置を前記熱源側ユニットと配管との間に接続するステップと、前記配管の利用側冷媒回路の末端を連通させるバイパス管を接続するステップと、変更前の熱源側ユニットを洗浄媒体搬送手段として、変更前の冷媒で前記配管を洗浄するステップとを備えるので、前記配管に安定的に液冷媒を流通させることができ、確実に、そして短時間に配管を洗浄できるという効果がある。

この発明に係る配管洗浄方法は、圧縮機、凝縮器を備える熱源側ユニットと、膨張手段、蒸発器を備える１台もしくは複数台の利用側ユニットと、それらを接続する既設の配管により冷媒回路を形成する冷凍サイクル装置の作動冷媒を変更する際の配管洗浄方法において、前記冷媒回路の高圧側と第１減圧手段により減圧された低圧側との間で熱交換する冷媒−冷媒熱交換器を有した配管洗浄装置を前記熱源側ユニットと配管との間に接続するステップと、前記配管の利用側冷媒回路の末端を連通させるバイパス管を接続するステップと、変更前の熱源側ユニットを洗浄媒体搬送手段として、変更前の冷媒で前記配管を洗浄するステップと、前記配管の洗浄運転後に、前記バイパス管を取り外すステップと、前記配管洗浄装置を前記配管から取り外すことなく、前記熱源側ユニットおよび利用側ユニットを新冷媒対応に交換するステップとを備えるので、前記配管に安定的に液冷媒を流通させることができ、確実に、そして短時間に配管を洗浄できるという効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における作動冷媒交換前の冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。図において、１は熱源側ユニットであり、２は熱源側ユニット１に冷媒接続配管の液管３とガス管４を介して接続され複数台設置された利用側ユニットである。
熱源側ユニット１は圧縮機５、凝縮器６、レシーバ７、そしてアキュムレータ８で構成され、液操作弁１２を介して液管３に、ガス操作弁１３を介してガス管４に接続される。また、利用側ユニット２としてはこの実施の形態では複数のショーケースであり、液電磁弁９、温度式膨張弁１０、蒸発器１１で構成されている。この冷凍サイクル装置の交換前の作動冷媒はオゾン層を破壊する塩素成分を含むＨＣＦＣ系冷媒であるＲ２２であり、冷凍機油には鉱油が用いられている。

この熱源側ユニット１では、圧縮機５の吐出側配管を凝縮器６に接続し、凝縮器６の出口側からレシーバ７を介して液操作弁１２へ配管接続されるとともに、圧縮機５の吸入側配管にはガス操作弁１３からアキュムレータ８を介して配管接続されて、冷媒回路の熱源側を構成している。一方、利用側ユニット２は、冷媒接続配管の液管３から液電磁弁９と温度式膨張弁１０を経て蒸発器１１へ順に配管接続され、蒸発器１１の出口側はガス管４に接続されて、冷媒回路の利用側を構成している。なお、液管３とガス管４は熱源側ユニット１と１台もしくは複数台の利用側ユニット２を接続する冷媒配管である。

この冷凍サイクル装置は、通常冷却運転時、次のような動作を行う。圧縮機５で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器６で外気に放熱して凝縮する。そして凝縮した高圧液冷媒はレシーバ７に一部が貯留され、飽和液となった状態で液冷媒から液管３を通って利用側ユニット２へと流れる。そして利用側ユニット２においては、開放された液電磁弁９を通過し、温度式膨張弁１０により所定の圧力まで減圧され、低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は蒸発器１１を通過する間に利用側の冷却負荷から吸熱蒸発し、低圧ガス冷媒となって蒸発器１１から流出し、その後、ガス管４を経て熱源側ユニット１のアキュムレータ８を通ってガス冷媒から再び圧縮機５に吸入される。この冷媒循環の動作により、利用側負荷から吸熱し、熱源側にて外気へ放熱する冷凍サイクルを形成する。

ここで、作動冷媒Ｒ２２（旧冷媒）と潤滑油である鉱油は相溶であるため、液管３においては互いに溶解した状態で、すなわち冷媒と油は同じ速度で流動する。一方、蒸発器１１およびガス管４においては、Ｒ２２冷媒はガス状態であるため、蒸発温度が高い鉱油は冷媒から分離し、配管壁に付着して冷媒の流動速度よりゆっくりと、ガス状態冷媒の流れに引きずられて流動する。よって、蒸発器１１およびガス管４には相当量の鉱油が滞留している。この鉱油は、環境上問題が少ないＨＦＣ系冷媒の新冷媒に溶けずに、さらに新冷媒対応の冷媒回路に異物を生じさせる等の問題となるため、洗浄除去する必要がある。

次に、図２を基に配管洗浄装置の構成を説明する。図２は図１の冷凍サイクル装置に配管洗浄装置が取り付けられた配管洗浄運転時の冷媒回路図である。なお、図２において、図１と同一または相当部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。また、図２中の矢印は冷媒の流動方向を示す。
配管洗浄装置１４は、２重管熱交換器からなる冷媒−冷媒熱交換器１５および第１の減圧手段１６、第２の減圧手段１７、圧力調整弁１８、前後に電磁弁２０ａ、２０ｂを有した異物吸着手段１９、そして開閉弁２１よりなる。冷媒配管の接続口は液入口ポート２２、液出口ポート２３、ガス入口ポート２４、ガス出口ポート２５の４箇所であり、熱源側ユニット１に対しては液入口ポート２２とガス出口ポート２５がそれぞれ配管で繋がれ、さらに液出口ポート２３は液管３、ガス入口ポート２４にはガス管４が接続される。そして、利用側ユニット群２では、それぞれ分岐された冷媒回路の液側およびガス側配管の末端を連通するバイパス管２６ａ、２６ｂが接続されている。図２の利用側ユニット群２に示す分岐は２分岐の形態なので、前記バイパス管２６はそれぞれ１本づつ、合計２本が設けられているが、配管全てを確実に洗浄するには冷媒分岐数だけバイパス管の設置が必要である。

この配管洗浄装置１４の冷媒−冷媒熱交換器１５では、一方の冷媒流路に冷凍サイクル装置の凝縮器６から流出した高圧高温冷媒が流通し（液入口ポート２２と液出口ポート２３間の冷媒流路になる）、他方の冷媒流路に利用側ユニット２からガス管４を経て圧縮機５の吸入側へ戻る低圧低温冷媒が流通（ガス入口ポート２４とガス出口ポート２５間の冷媒流路になる）して、これらの冷媒間で熱交換を行う。ガス入口ポート２４と冷媒−冷媒熱交換器１５の間に第１の減圧手段１６が設けられ、これによりガス管４から流入する冷媒を減圧する。また、この低圧側の冷媒流路には、冷媒−冷媒熱交換器１５をバイパスするためのガス入口ポート２４とガス出口ポート２５を繋ぐバイパス流路に開閉弁２１が設けられている。一方、高圧冷媒流路側では、冷媒−冷媒熱交換器１５をバイパスするための液入口ポート２２と液出口ポート２３を繋ぐバイパス流路には電磁弁２０ａ，２０ｂを出入口両側に有した異物吸着手段１９が設けられている。また、上述の利用側ユニット群２から流れてくる低圧側冷媒流路のガス入口ポート２４の近傍と高圧液冷媒流路の液出口ポート２３近傍との間を配管接続して利用側ユニット２をバイパスするバイパス流路には圧力保持手段である圧力調整弁１８が設けられている。さらに、冷媒−冷媒熱交換器１５の高圧冷媒流路側出口近傍と低圧冷媒流路側入口近傍とを接続する短絡流路には第２の減圧手段１７が設けられている。

続いて、図２および図３を基に既設の冷媒接続配管の洗浄運転時の動作を説明する。図３は洗浄運転時の冷凍サイクル状態を示すＰ−ｈ線図であり、縦軸は圧力〔ＭＰａ〕、横軸は比エンタルピ〔ｋＪ／ｋｇ〕を表している。図中のＡ〜Ｆ点はそれぞれ、図２の冷媒回路上に表示しているＡ〜Ｆ点に対応している。

まず、冷媒回路としては、配管洗浄装置１４の電磁弁２０ａ、２０ｂが閉止され、また、第２の減圧手段１７、開閉弁２１も全閉状態に設定し、この部位には冷媒を流通させない。また、利用側ユニット２では蒸発器１１の上流側に温度式膨張弁１０を有するので、このユニットの冷媒入口側に設けた液電磁弁９も全閉状態に設定される。ここで温度式膨張弁１０は蒸発器出口温度を検知する感温部を備え、それ自身を流通する冷媒温度と蒸発器出口冷媒温度との差が所定温度差となるように絞り量が調整されることにより蒸発器出口過熱度を一定に制御するものである。変更前の旧冷媒を用いた熱源側ユニット１を洗浄媒体搬送手段とし、圧縮機５から吐出されるガス冷媒（状態Ａ）は凝縮器６に流入するが、この凝縮器６では冷媒圧力は周囲温度相当の飽和圧力に近く、ほとんど凝縮せず状態Ｂで凝縮器から流出する。またこの凝縮器では、外気が非常に低い場合、凝縮圧力を所定値以上に維持するため、凝縮器を外気と遮蔽するようシートで覆うなどの作業が必要となる。レシーバ７にも液冷媒が貯留されることなく通過し、冷媒−冷媒熱交換器１５の高圧側冷媒流路へ流入する。ここで、状態Ｂのガス冷媒は低圧側流路の冷媒と熱交換を行い、凝縮液化して状態Ｃとなり液出口ポート２３から液管３へと流れる。なお、冷媒−冷媒熱交換器１５から流出した状態Ｃの冷媒は、液管３、ガス管４をすべて満たすほどの冷媒が冷媒回路に封入されていない場合には乾き度の低い気液二相状態である。

この状態Ｃの液冷媒は、液管３の管壁に付着した鉱油を溶かしながら進行し、分岐された利用側ユニット群２の冷媒回路末端を連通するバイパス管２６ａ、２６ｂを通過後、さらにガス管４を通ってそこに残留する鉱油を溶かしながらガス入口ポート２４から再び配管洗浄装置１４へと戻る。この動作により、変更前の冷媒を洗浄媒体として、既設の冷媒接続配管である液管３およびガス管４の管内壁に付着した鉱油を冷媒中に溶かして冷媒とともにそこから持ち出して配管洗浄が行われる。このときの冷媒状態は、液管３、ガス管４を流通するときの圧力損失により、中圧の二相冷媒の状態Ｄとなっている。ここで、利用側ユニット群２では液電磁弁９がすべて閉止されており、利用側ユニット内へ冷媒が流れることはない。

配管洗浄装置１４へ戻った状態Ｄの液冷媒は、低圧側冷媒流路の冷媒−冷媒熱交換器１５の上流側に設けられた第１の減圧手段１６により減圧され、低圧低温の二相冷媒（状態Ｅ）となって冷媒−冷媒熱交換器１５の低圧側に流入する。前述のように、低圧二相冷媒はここで高圧ガス冷媒と熱交換して蒸発し、過熱ガス（状態Ｆ）となって再び圧縮機５に吸入される。

前述の動作により、既設の接続配管の液管３、ガス管４には高圧液冷媒が循環するため、相溶である鉱油を溶解させ、短時間に配管を清浄にすることが可能である。ただし、前述のように、実際には液管３、ガス管４を充満させるだけの冷媒量が封入されているケースは稀であるため、高圧の気液二相状態で循環する。

ここで、冷凍装置の配管系統によっては、利用側ユニット群２に冷媒分岐がなく冷媒回路末端に設けるバイパス管２６が１箇所しかない場合や、末端の利用側ユニットが小容量であるがゆえに冷媒回路末端の液管径が熱源側ユニット容量に対して非常に細い場合などが考えられる。このような場合にはバイパス管または液・ガス管側の圧力損失が大きくなり、第１の減圧手段１６を全開にしても圧縮機５に流入する冷媒の吸入過熱度が大きくなりすぎる危険性がある。

そのため、配管洗浄装置１４内の冷媒−冷媒熱交換器１５より利用側ユニット群２側に位置して高圧側と低圧側の冷媒流路を短絡するバイパス路に圧力保持手段である圧力調整弁１８が設置されている。この圧力調整弁１８はその前後の圧力差が所定値、例えば１ＭＰａ以上となるとその圧力を保持すべく開放されるという機能を有する。この動作により、圧縮機５により循環する冷媒の一部が圧力調整弁１８へと流れ、液配管３、ガス配管４へ流れる冷媒が減少し、配管側つまりバイパス管２６および液・ガス配管側の圧力損失が過大となることを防止する。よって、第１の減圧手段１６は配管側が如何なる形態であっても冷媒の吸入過熱度を所定範囲内に制御することが可能となる。

また、配管側の圧力損失が大きく差圧が過大となる場合、洗浄媒体である冷媒Ｒ２２を追加充填してもよい。Ｒ２２を追加充填することで、被洗浄対象である冷凍機油が付着した配管内を流通する冷媒の乾き度が小さくなり、体積流量が減少することで圧力損失を小さくすることができる。さらに、この配管を流通する液冷媒が増加することで洗浄性能が向上し、より短時間に洗浄することが可能となる。

また、配管洗浄装置１４に収納された冷凍サイクルの高圧側高温冷媒と低圧側低温冷媒との間で熱交換を行う高低圧熱交換器である冷媒−冷媒熱交換器１５は、伝熱面積を変更可能とし、そこでの熱交換量を調整することにより、圧縮機５に流入する冷媒の吸入過熱度が大きくなりすぎないように抑制したり、または圧縮機への液戻りを防止することにより、配管洗浄運転における信頼性が向上する効果がある。

次ぎに、図４を基に洗浄作業時の作業工程に沿って作業手順を詳細に説明する。図４は本発明の実施の形態における冷凍サイクル装置の配管洗浄手順（洗浄作業フロー）を示すフローチャートである。
第１ステップ（Ｓ１）においては、図１に示す冷媒回路において、変更前の旧冷媒を用いた熱源側ユニット１の凝縮器６後流の高圧液冷媒側流路に設けられた液操作弁１２を閉止し、圧縮機を駆動してポンプダウン運転を行う。この運転により液管３、利用側ユニット２、そしてガス管４内にある旧冷媒はすべて熱源側ユニット１内の凝縮器６およびレシーバ７に回収される。

第２ステップ（Ｓ２）では、旧冷媒を回収した熱源側ユニット１と液管３およびガス管４とを分離し、その分離した間に配管洗浄装置１４を高圧側流路と低圧側流路にそれぞれ接続して取り付ける。その状態での冷媒回路が図２である。一方、利用側ユニット群２においては、複数のグループに分岐されていれば分岐数だけの複数の冷媒回路端末部にバイパス管２６ａ、２６ｂが接続される（図２では２分岐の例を示す）。この工程では、末端の利用側ユニットを外して、そこに連通用配管を接続しバイパスしてもよい。また、利用側ユニットは新冷媒対応の利用側ユニットに交換されてもよいし、旧冷媒対応の利用側ユニットをつけたままでもよい。いずれにしても、前述のように利用側ユニットには洗浄冷媒を流通させない。この作業後、第３ステップ（Ｓ３）で液管、ガス管、利用側ユニット、バイパス管および配管洗浄装置の部分を真空引きする。

つぎの第４ステップ（Ｓ４）では、熱源側ユニット１の液操作弁１２およびガス操作弁１３を開状態として流通冷媒回路を形成した後、圧縮機５を駆動させて前述の配管洗浄運転を旧冷媒を用いて行う。洗浄運転時は、利用側ユニット２の液電磁弁９が閉止されているので、旧冷媒はバイパス管２６を流通する。洗浄運転時間は、液管３、ガス管４の長さや利用側ユニット２の数によって異なるが、１０分間から３０分間程度である。この洗浄運転により、既設の冷媒接続配管の液管３、ガス管４に滞留していた鉱油は循環する旧冷媒によって熱源側ユニット１内アキュムレータ８に回収される。

第５ステップ（Ｓ５）に移り、洗浄のための所定時間が経過して洗浄運転が終了後、圧縮機５を停止させることなく液操作弁１２を閉止する。この操作（ポンプダウン運転）により、液管３、ガス管４および配管洗浄装置１４の旧冷媒のほとんどすべてを再び熱源側ユニット１に回収する。なお、洗浄運転終了後、別途冷媒回収装置などをこの冷媒回路に接続しそこに冷媒を回収してもよい。

第６ステップ（Ｓ６）では、熱源側ユニット１を新しい新冷媒対応のユニットに交換する。また、利用側ユニット２も新冷媒対応のユニットに交換して、従来より使用している既設の冷媒接続配管（液管３とガス管４）に接続される。さらに洗浄運転で利用側ユニット２の端末部に設置したバイパス管２６ａ、２６ｂは取り外される。一方、配管洗浄装置１４は前述の位置で取り付けられたままである。この熱源側および利用側ユニット交換後、次ぎの第７ステップ（Ｓ７）で冷媒回路内を真空引きする。さらにその後、第８ステップ（Ｓ８）で、新冷媒、ここではＲ４０４Ａが冷媒回路へ充填される。

第９ステップ（Ｓ９）では、充填された新冷媒を用いて冷媒回路内にある塩素化合物回収運転が行われる。これは、既設の配管（液管とガス管）内にわずかに残留した異物、特に、圧縮機の潤滑に悪影響を及ぼす塩素化合物を、配管洗浄装置１４内に設けた活性炭を含む異物吸着手段１９内へ冷媒とともに通過させて取り去る目的で行われる。このときの動作を図５をもとに説明する。図５の新冷媒対応ユニットに置換後の冷媒回路図において、百番台の番号を付した部分は新冷媒対応であることを示すもので、下二桁は旧冷媒対応のものと同一または相当する。すなわち、例えば１０１は新冷媒対応の熱源側ユニットであり、１０２は新冷媒対応の利用側ユニットである。図５中の矢印は冷媒の流れ方向を示す。

この塩素化合物回収運転では、利用側ユニット１０２、熱源側ユニット１０１ともに通常の冷却運転を行う。そのときの動作は前述の通りである。一方、配管洗浄装置１４では、この塩素化合物回収運転時に異物吸着手段１９の上流および下流側に設けた電磁弁２０ａ、２０ｂを開放し、熱源側ユニット１０１の高圧側から流出してくる液冷媒の一部が異物吸着手段１９を流通するようにする。また、冷媒−冷媒熱交換器１５の低圧側流路をバイパスするように設けられた開閉弁２１は開放され、第１減圧手段１６および圧力調整弁１８は閉止される。熱源側ユニット１０１の高圧側の液操作弁１１２から配管洗浄装置１４へ流入して前記異物吸着手段１９へ流れる冷媒以外の残りの液冷媒が冷媒−冷媒熱交換器１５の高圧側出口から低圧側入口にバイパスするように接続された配管に設けられた第２の減圧手段１７により熱源側ユニット１０１から流入する高圧液冷媒の一部を減圧し、冷媒−冷媒熱交換器１５によって、その高圧液冷媒を冷却するように機能する。

この塩素化合物回収運転は既設配管の長さや冷凍機油の汚れ程度等に応じて数時間から数十時間行われた後、異物吸着手段１９の前後に設けた電磁弁２０ａ、２０ｂが閉止され、この異物吸着手段１９は冷媒回路から切り離される。

この第９ステップで、配管洗浄工程は終了である。続いて通常運転時の動作を説明する。熱源側ユニット１０１から利用側ユニット１０２へ冷媒が循環する通常運転時も、前述のように配管洗浄装置１４の電磁弁２０ａ、２０ｂは閉止され、また、圧力調整弁１８、第１の減圧手段１６も冷媒が流通しないよう閉止される。また、開閉弁２１は開放され、第２の減圧手段１７が動作するように操作される。

圧縮機１０５から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器１０６で外気に放熱して凝縮液化し、レシーバ１０７に貯留されるとともに液冷媒は冷媒−冷媒熱交換器１５の高圧側へ流入、流出する。ここで、冷媒−冷媒熱交換器１５から流出した液冷媒の一部は第２の減圧手段１７へ流れ、残りは液管３側へ流れる。前記第２の減圧手段１７を通過することにより減圧された冷媒は、低圧二相状態となって再び冷媒−冷媒熱交換器１５の低圧側へ流入する。そして、ここで高圧液冷媒と低圧二相冷媒が熱交換し、高圧液冷媒は過冷却度を増し、一方、低圧二相冷媒は蒸発してガス冷媒となり、利用側ユニット１０２で蒸発した低圧ガス冷媒と合流して再びアキュムレータ１０８を介して圧縮機１０５に吸入されるという動作を行う。

このように熱源側ユニット１０１から流出する高圧側冷媒の一部を冷媒−冷媒熱交換器１５および第２の減圧手段１７を通過させて利用側ユニット１０２と並列に循環させる動作を行うことで、利用側ユニット１０２で利用できる蒸発エンタルピ差が拡大し、少ない冷媒流量で所定の冷却能力が得られる。これは、ガス管４での圧力損失が小さくなることを意味し、冷却効率を向上させることとなる。

以上のように、本発明の配管洗浄装置を用いた配管洗浄方法においては、交換前の旧冷媒を高圧液の状態で安定的に既設の配管（液管とガス管）内を循環させるようにしているので、短時間で確実に配管を洗浄することができる。

また、利用側ユニットの冷媒回路の末端をバイパスするようにしているので、利用側ユニットが温度式膨張弁を備えたものであっても、確実に熱源側ユニットと利用側ユニットを接続する配管（液管とガス管）へ洗浄冷媒を流通させることが可能である。

また、利用側ユニット間の圧力差を所定範囲内に保つ圧力差保持手段を設けたので、配管仕様によらず、洗浄運転時の冷凍サイクル動作を制御することができる。

また、新たな冷媒に交換した後、冷媒−冷媒熱交換器を過冷却熱交換器として用いるための第２の減圧手段を備えたので、冷媒交換後の冷凍サイクル装置の性能を向上させることができる。

また、本発明の配管洗浄方法では、配管洗浄時に接続した配管洗浄装置を取り外す工程を有しないので、配管洗浄作業工程を簡略化することができる。

実施の形態２．
以下本発明の実施の形態２について説明する。前述の実施の形態１では、凝縮器が熱源側ユニット内に一体に収められている一体型冷凍装置における配管洗浄方法であったが、次に、凝縮器が圧縮機を内蔵する熱源側ユニットと別置となったリモートタイプのような冷凍サイクル装置の場合の配管洗浄方法について、図６〜図８を基に説明する。

図６は、凝縮器が圧縮機を内蔵する熱源側ユニットと別置きのような場合における、作動冷媒交換前の冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。図１と同一または相当部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。２７は室外に設置されるリモート凝縮ユニットであり、高圧ガス管２８および戻り液管２９により、離れて室内等に設置される熱源側ユニット１に接続されている。なお、この熱源側ユニット１には、圧縮機５、レシーバ７およびアキュムレータ８が内蔵され、リモート凝縮ユニット２７との接続ポート３１、３２も備えられている。また、リモート凝縮器２７には凝縮器６と送風機３０を有している。つまり、図１と比較すると、凝縮器６が熱源側ユニット１から分離されてリモート凝縮ユニット２７に収納され、熱源側ユニット１とは高圧ガス管２８および戻り液管２９により接続されていることが異なり、それ以外は同じ構成となっている。したがって、本実施の形態２における冷凍サイクル装置の通常運転は、凝縮器６が熱源側ユニット１に内蔵されたものと同じとなる。

この実施の形態の動作は前述の図１で説明した冷凍サイクル装置ものと全く同一であるため説明を省略する。このような実施の形態においては、熱源側ユニット１とリモート凝縮ユニット２７間の冷媒の流れを接続する高圧ガス管２８、戻り液管２９も洗浄対象となる。

図７に、この実施の形態における冷凍サイクル装置と配管洗浄装置１４とが接続された配管洗浄運転時の冷媒回路図を示す。熱源側ユニット１における圧縮機５の吐出配管に設けた吐出側接続ポート３１は配管洗浄装置１４の接続ポート２２に繋がれ、また、配管洗浄装置１４の液出口ポート２３がリモート凝縮ユニット２７へ繋がる高圧ガス管２８に接続される。また、凝縮器６の出口側と熱源側ユニット１のレシーバ７に連通する接続ポート３２の間を接続する戻り液管２９、および熱源側ユニット１の液操作弁１２と利用側ユニット２の間を接続する液管３は、通常運転時のまま接続を変更しない。配管洗浄装置１４の図示には省略しているが、この実施の形態においても実施の形態１で示した図２における配管洗浄装置１４と同様に、配管洗浄装置１４には異物吸着手段１９、圧力調整弁１８、開閉弁２１、第２の減圧手段１７も配設されている。

この冷媒回路において以下のような旧冷媒を用いて洗浄運転を行う。図７中の矢印は冷媒の流れ方向を示す。圧縮機５から出た吐出ガス冷媒は凝縮器６に流入する前に配管洗浄装置１４の冷媒−冷媒熱交換器１５によって凝縮液化し、高圧ガス管２８を通過して凝縮器６へ流れる。そして凝縮器６から流出する液冷媒は、戻り液管２９、レシーバ７、液管３、バイパス管２６ａ、２６ｂ、ガス管４の順に流通する。すなわち、洗浄対象である既設の冷媒接続配管の高圧ガス管２８、戻り液管２９、液管３、ガス管４には凝縮液化した冷媒が流通することとなり、それら配管内に残留する鉱油を溶解洗浄する。ガス管４から配管洗浄装置１４に流入した液冷媒は、第１の減圧手段１６を通過して所定の圧力へ減圧された後、冷媒−冷媒熱交換器１５において前述の吐出ガス冷媒を冷却し自身は吸熱蒸発して、ガス出口ポート２５およびガス操作弁１３からアキュムレータ８を経て圧縮機５へ再び戻り循環して冷凍サイクルを形成する。

本実施の形態であるリモート凝縮ユニットを備えた冷凍サイクル装置の場合の配管洗浄方法においては、この洗浄運転終了後、新冷媒対応の熱源ユニット１０１および利用側ユニット１０２に置換する作業とともに、配管洗浄装置１４を図８に示すような位置に繋ぎ替える工程を有する。図８は新冷媒対応ユニットに置換後の冷媒回路図であり、図２および図７と同一または相当部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。

この工程では、旧冷媒のＲ２２を冷媒回路内から回収し、熱源側ユニット１および利用側ユニット２を新冷媒対応の熱源ユニット１０１、利用側ユニット１０２に置換するとともに、液操作弁１１２と配管洗浄装置１４の液入口ポート２２を接続し、液出口ポート２３を液管３と接続する。また、高圧ガス管２８は圧縮機５の吐出側接続ポート１３１へ、戻り液管２９はレシーバ７側接続ポート１３２に接続される。このとき、リモート凝縮ユニット２７は新冷媒対応のものに交換されてもよいし、交換されなくてもよい。

この後の異物吸着手段１９に冷媒を流通させる塩化物吸着運転、あるいは冷媒−冷媒熱交換器１５を過冷却熱交換器として用いる通常冷凍運転については実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

以上説明したように、この実施の形態２によれば、リモート凝縮ユニットを有する冷凍サイクル装置においても、熱源側ユニット１とリモート凝縮ユニット２７を接続する配管、熱源側ユニット１と利用側ユニット２を接続する配管のそれぞれ両者に凝縮液化した冷媒を流通させることができるので、短時間で確実にこれらの既設配管を洗浄することができる。

また、利用側ユニットの冷媒回路の末端をバイパスするようにしているので、利用側ユニットが温度式膨張弁を備えたものであっても、確実に洗浄冷媒を既設配管に流通させることが可能である。

また、利用側ユニット間の圧力差を所定範囲内に保つ圧力差保持手段を配管洗浄装置１４内に設けたので、配管仕様によらず、洗浄運転時の冷凍サイクル動作を制御することができる。

また、新たな冷媒に交換した後、冷媒−冷媒熱交換器を過冷却熱交換器として用いるための第２の減圧手段を配管洗浄装置に備えたので、冷媒交換後の冷凍サイクル装置の性能を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る作動冷媒交換前の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。本発明の実施の形態１に係る配管洗浄運転時の冷媒回路図である。本発明の実施の形態１に係る配管洗浄運転時の冷媒状態を示すＰ−ｈ線図である。本発明の実施の形態１に係る配管洗浄手順を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る新冷媒対応ユニットに置換後の冷媒回路図である。本発明の実施の形態２に係る作動冷媒交換前の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。本発明の実施の形態２に係る配管洗浄運転時の冷媒回路図である。本発明の実施の形態２に係る新冷媒対応ユニットに置換後の冷媒回路図である。

符号の説明

１熱源側ユニット、２利用側ユニット、３液管、４ガス管、５圧縮機、６凝縮器、７レシーバ、８アキュムレータ、９液電磁弁、１０温度式膨張弁、１１蒸発器、１２液操作弁、１３ガス操作弁、１４配管洗浄装置、１５冷媒−冷媒熱交換器、１６第１の減圧手段、１７第２の減圧手段、１８圧力調整弁、１９異物吸着手段、２０ａ，２０ｂ電磁弁、２１開閉弁、２２液入口ポート、２３液出口ポート、２４ガス入口ポート、２５ガス出口ポート、２６ａ，２６ｂバイパス管、２７リモート凝縮ユニット、２８高圧ガス管、２９戻り液管、３０送風機、３１，３２接続ポート、１０１新冷媒対応熱源側ユニット、１０２新冷媒対応利用側ユニット、１０５新冷媒対応圧縮機、１０６新冷媒対応凝縮器、１０７新冷媒対応レシーバ、１０８新冷媒対応アキュムレータ、１０９新冷媒対応液電磁弁、１１０新冷媒対応温度式膨張弁、１１１新冷媒対応蒸発器、１１２新冷媒対応液操作弁、１１３新冷媒対応ガス操作弁、１３１，１３２新冷媒対応接続ポート。

Claims

圧縮機、凝縮器を備える熱源側ユニットと、膨張手段、蒸発器を備える１台もしくは複数台の利用側ユニットと、それらを接続する既設の配管により冷媒回路を形成する冷凍サイクル装置の作動冷媒を変更する際の配管洗浄方法において、前記冷媒回路の高圧側と第１減圧手段により減圧された低圧側との間で熱交換する冷媒−冷媒熱交換器を有した配管洗浄装置を前記熱源側ユニットと配管との間に接続するステップと、前記配管の利用側冷媒回路の末端を連通させるバイパス管を接続するステップと、変更前の熱源側ユニットを洗浄媒体搬送手段として、変更前の冷媒で前記配管を洗浄するステップと、前記配管の洗浄運転後に、前記バイパス管を取り外すステップと、前記配管洗浄装置を前記配管から取り外すことなく、前記熱源側ユニットおよび利用側ユニットを新冷媒対応に交換するステップとを備えたことを特徴とする配管洗浄方法。
前記配管の洗浄運転時に、洗浄媒体である変更前の冷媒を追加充填するステップを備えたことを特徴とする請求項１記載の配管洗浄方法。
交換前の熱源側ユニットと利用側ユニットを新冷媒対応の熱源側ユニットおよび利用側ユニットにそれぞれ置き換え後、前記配管洗浄装置に設けた異物吸着手段へ冷媒を通過させる異物吸着運転を行うステップを備えたことを特徴とする請求項１記載の配管洗浄方法。
冷凍サイクルの高圧側流路と低圧側流路との間で熱交換する冷媒−冷媒熱交換器と、前記冷媒―冷媒熱交換器の低圧側流路の上流側に設けた第１減圧手段と、前記冷媒―冷媒熱交換器の高圧側出口と前記第１減圧手段の流入側との間に所定圧力差を保って連通する圧力差保持手段と、を備え、前記冷凍サイクルを形成する圧縮機と凝縮器を有した変更前の熱源側ユニットと、膨張手段と蒸発器を有した変更前の利用側ユニットに接続された既設配管との間に接続されるとともに、前記既設配管に接続した前記利用側ユニットの末端冷媒回路に設けたバイパス管を用いて、前記既設配管を変更前の冷媒で洗浄することを特徴とする配管洗浄装置。
前記冷媒―冷媒熱交換器の流入出部をバイパスする配管に異物吸着手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の配管洗浄装置。
前記冷媒―冷媒熱交換器の低圧側流路をバイパスする配管に設けた開閉弁と、前記冷媒―冷媒熱交換器の高圧側出口の一端から分岐されて、低圧側入口に合流するバイパス流路に設けた第２減圧装置を備えたことを特徴とする請求項４または請求項５記載の配管洗浄装置。
前記凝縮器が前記圧縮機を有した熱源側ユニットから分離し、高圧ガス管および戻り液管を介して接続されたリモート凝縮ユニットに収納されたことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の配管洗浄装置。