JP4186472B2 - Refrigerator system refrigerant replacement method, iron chloride removal apparatus and refrigerator system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍機システムの冷媒置換方法、塩化鉄除去装置及び冷凍機システムに関するものであり、特に冷凍機システム内の冷媒を塩素を含む塩素系冷媒から塩素を含まない非塩素系冷媒に置換する際に、冷凍機システム内に残留する塩化鉄を除去する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
地球環境保護の観点から、塩素を含む塩素系冷媒であるクロロフルオロカーボン類の冷媒(以下CFC系冷媒と称する)やヒドロクロロフルオロカーボン類の冷媒(以下HCFC系冷媒と称する)から塩素を含まない非塩素系冷媒であるヒドロフルオロカーボン類の冷媒(以下HFC系冷媒と称する)への代替が進められている。ビル用空調機などでは冷媒が循環する配管がビルの壁や天井などに埋設されている場合が多く、空調機などの代替需要に対して、既設の配管をHFC系冷媒への代替後も使用する場合が多いと予想される。
【0003】
CFC系冷媒やHCFC系冷媒を用いた冷凍機システムではこれらの塩素系冷媒と相溶性のある塩素系冷媒用潤滑油として鉱油が用いられてきた。しかし、鉱油はHFC系冷媒との相溶性が無く、CFC系冷媒やHCFC系冷媒をHFC系冷媒に置換後、HFC系冷媒中に冷凍機システム内に残留する鉱油が混入されると冷凍機システムの蒸発器内部に潤滑油が付着し冷却効率を下げるなどの問題が発生する。
【0004】
HFC系冷媒中に鉱油が混入するのを防ぐ方法として、例えば、特開平6−249551号公報に開示されている。図3は特開平6−249551号公報に示されている従来の冷凍機システムの冷媒置換方法を説明する図である。図3において、1は圧縮機、2は凝縮器、3はレシーバードライヤー、4は膨張弁、5は蒸発器、6はこれらの各部品を接続する循環配管である。7はレシーバードライヤー3と膨張弁4の間に設けられた高圧側サービスポート、8は蒸発器5と圧縮器1の間に設けられた低圧側サービスポートであり、9は高圧側サービスポート7と低圧側サービスポート8の間に設けられた分離器である。分離器9は、バルブ9aを介して配管で接続された分離管9bと、バルブ9cを介して接続されたドレイン9dと、分離管9bとバルブ9eを介して接続され、低圧サービスポート8に接続された蒸発器9fとから構成されている。
通常、冷媒及び潤滑油は循環配管6内を、圧縮機1、凝縮器2、レシーバードライヤー3、膨張弁4、蒸発器5、圧縮機1の順に循環されている。
【0005】
この従来の冷凍機システムの冷媒置換方法は、HFC系冷媒に対する鉱油とエステル油の溶解度の違いを利用することで、鉱油とエステル油の分離をするものである。高圧側サービスポート7よりCFC系冷媒やHCFC系冷媒を回収し、ついで循環配管6内を真空ポンプで減圧真空とし、低圧側サービスポート8からHFC系冷媒用の潤滑油であるエステル油を注入し、さらにHFC系冷媒を注入した後運転を行い、バルブ9a操作により分離管9b内に白濁液を回収し二相に分離した下相をバルブ9eを開けて蒸発器9fを通して低圧サービスポート8より循環配管6に戻し、上相に含まれる鉱油をバルブ9cを開けてドレイン9dに回収・廃棄する方法である。
【0006】
また、既設配管に残留する鉱油を主とする残留物を洗浄により除去する方法として、例えば特開平10−339526号公報では圧縮機、室外熱交換器、膨張機構、室内熱交換器及び四路切替弁で構成されるHCFC系冷媒と鉱油或いはアルキルベンゼンとを使用する冷凍機システムを、無極性の鉱油或いはアルキルベンゼン油に対する相溶性がエステル油よりも良いポリビニルエーテル油とHFC系冷媒を使用する冷凍機システムにレトロフィットする場合に、フラッシング油として低粘度ポリビニルエーテル油を用いることにより鉱油或いはアルキルベンゼン油を除去する方法が述べられている。
その他一般的にはトリクロロエチレン、アルコール洗浄剤、液冷媒など洗浄剤により既設配管に残留する残留物を洗浄・回収する方法が考えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷凍機システムの代替需要に対し、既設配管に残留する残留物を回収する際に、鉱油の除去については注目されているが、塩化鉄の除去については注目されていなかった。
CFC系冷媒やHCFC系冷媒を用いた冷凍機システムでは、冷媒に含まれる塩素化合物が摺動部の材料として用いられている鉄と反応し、塩化鉄を形成する。CFC系冷媒やHCFC系冷媒をHFC系冷媒に置換する際に、塩化鉄が既設の配管内に残留していると、塩化鉄はルイス酸として働き、HFC系冷媒に混合させる非塩素系冷媒用潤滑油の劣化を著しく進行し、潤滑性能が低下するという問題が生じる。
【0008】
上述した特開平6−249551号公報に開示されたエステル油と鉱油の混合物から鉱油を分離・除去する方法においては、鉱油を除去することができるが、塩化鉄を充分に除去することはできなかった。
【0009】
また、上述した既設配管に残留する残留物を洗浄により除去する方法においては、洗浄剤の環境への影響、洗浄にかかる時間及びコスト、洗浄剤の廃棄方法、洗浄剤が残留した場合の冷凍機システムの信頼性への影響が問題となる。例えば、特開平10−339526号公報に述べられた方法では、低粘度フラッシング油が別途必要であるためコスト高であり、また、フラッシング及び低粘度ポリビニルエーテル油の回収に手間がかかる。さらに、低粘度フラッシング油の除去が完全でない場合、潤滑油の粘度が低下し圧縮機の潤滑性が損なわれる可能性がある。
【0010】
その他の洗浄剤を用いる場合、塩素系洗浄剤は一般的に安価で洗浄効果が高いが環境に与える悪影響が大きく、また、毒性があるため取り扱いに注意が必要である。アルコールなどの洗浄剤は、可燃性があり洗浄後の配管の乾燥や洗浄剤の取り扱いには格別の注意が必要である。
【0011】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、冷凍機システムの冷媒を、塩素系冷媒から、非塩素系冷媒からに置換する際に、非塩素系冷媒中に混入する塩化鉄の除去を簡便に行うことを目的とするものであり、これによって冷凍機システムの信頼性を向上することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る冷媒置換方法は、塩素系冷媒用潤滑油を含有する塩素系冷媒が充填された冷凍機システムから、当該塩素系冷媒を排出する工程と、上記冷凍機システム内に、非塩素系冷媒用潤滑油を含有する非塩素系冷媒を導入する工程と、上記冷凍機システムから、導入された上記非塩素系冷媒を主とする内部冷媒を冷媒回収容器に回収して分相処理に付すことにより、当該冷凍機システム内に残留する上記塩素系冷媒用潤滑油の相と上記非塩素系冷媒の相とを分離する工程と、分離された上記非塩素系冷媒の相を、塩化鉄を吸着除去しうる吸着材と接触させた後、上記冷凍機システム内へ再導入する工程と、を備えるものである。
【0013】
また、吸着材が、銀イオンを担持したゼオライトであるものである。
【0014】
また、吸着材が、銀イオンを担持した活性炭であるものである。
【0015】
この発明に係る塩化鉄除去装置は、冷媒が充填された冷凍機システムに接続可能な冷媒導入口と、上記冷媒導入口から導入された冷媒を、上記冷凍機システム内に残留する塩素系冷媒用潤滑油の相と非塩素系冷媒の相とを分離する冷媒回収容器と、上記冷媒回収容器と接続され、上記非塩素系冷媒の相と接触して塩化鉄を吸着除去しうる吸着材とを有する吸着容器と、上記接触後の冷媒を上記冷凍機システムへ供給しうる冷媒供給管路と、を備えてなるものである。
【0016】
この発明に係る冷凍機システムは、圧縮機、凝縮器、レシーバードライヤー、膨張弁、蒸発器、及びこれらを接続する循環配管と、上記循環配管に接続された冷媒導入口と、上記冷媒導入口から導入された冷媒を、上記冷凍機システム内に残留する塩素系冷媒用潤滑油の相と非塩素系冷媒の相とを分離する冷媒回収容器と、上記冷媒回収容器と接続され、上記非塩素系冷媒の相と接触して塩化鉄を吸着除去しうる吸着材とを有する吸着容器と、上記接触後の冷媒を上記循環配管へ供給する供給管路とを備えるものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1の塩化鉄除去装置の構成を説明する図である。図1において、21は冷媒が充填された冷凍機システムに接続可能な冷媒導入口、22は冷媒導入口から導入された冷媒を所定時間保持しうる冷媒回収容器、23は冷媒回収容器22内から気体状冷媒を排出する配管、24は冷媒回収容器22内に回収された潤滑油を含む冷媒であり、上相24aと下相24bの2相に分離された状態を示す。25は吸着容器、26は吸着容器25内に設けられた吸着材、27は冷媒回収容器22と吸着容器25とを接続する接続配管、28は接続配管27の途中に設けられた3方バルブ、29は3方バルブ28に接続され、3方バルブ28を通して冷媒回収容器22内に導入された冷媒を系外に排出しうる配管、30は吸着容器25に導入され吸着材26と接触後の冷媒を取り出し、冷凍機システムに再導入可能な排出口である。
【0018】
この発明に係る塩化鉄除去装置は冷媒が充填された冷凍機システムに接続可能な冷媒導入口を備え、導入された冷媒を所定時間保持しうる冷媒回収容器と、冷媒回収容器から冷凍機システムへ冷媒を供給しうる冷媒供給管路を備え、この冷媒供給管路に、塩化鉄を吸着除去しうる吸着材を介在せしめてなるものである。
【0019】
この発明に係る塩化鉄除去装置は、図3に示したものと同様に、圧縮機1、凝縮器2、レシーバードライヤー3、膨張弁4、蒸発器5、循環配管6などから構成される冷凍機システムの冷媒の置換に用いることができる。この塩化鉄除去装置を用いた冷凍機システムの冷媒置換方法について説明する。
まず、塩素系冷媒用潤滑油を含有する塩素系冷媒が循環されている冷凍機システムの循環配管の一部から、塩素系冷媒用潤滑油を含有する塩素系冷媒を排出し回収する。通常は循環配管内を減圧真空とする。塩素系冷媒としては、CFC系冷媒やHCFC系冷媒が用いられ、塩素系冷媒と相溶性の塩素系冷媒用潤滑油としては、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油、ポリアルファオレイン油、アルキルベンゼン油、ナフテン油とアルキルベンゼンの混合油などが用いられる。
【0020】
次に冷凍機システムの循環配管内に非塩素系冷媒用潤滑油を含有する非塩素系冷媒を導入する。非塩素系冷媒としては、HFC系冷媒が用いられ、非塩素系冷媒と相溶性の非塩素系冷媒用潤滑油としては、エステル油、ポリアルキレングリコール油、ポリビニルエーテル油などが用いられる。
【0021】
冷媒導入口21を、冷媒及び潤滑油が循環されている冷凍機システムの循環配管の一部に接続した後に、冷凍機システムの循環配管内の非塩素系冷媒を主とする内部冷媒が冷媒導入口21を通して冷媒回収容器22内に導入される。冷媒回収容器22内に導入された冷媒のうち、気体状の冷媒は、配管23を通して冷凍機システムの循環配管に再導入される。冷媒回収容器22内に導入された液体状の冷媒は冷媒回収容器22内で上相24aと下相24bに分離される。上相24aは塩素系冷媒用潤滑油の相であり、塩素系冷媒用潤滑油が主成分である。下相24bは非塩素系冷媒の相であり、非塩素系冷媒が主成分である。
【0022】
2相分離した後、3方バルブ28を開き、非塩素系冷媒の相を接続配管27を通して吸着容器25に導入し、非塩素系冷媒の相を吸着容器25内に設けられている吸着材26と接触させる。
尚、非塩素系冷媒の相のみを吸着容器25に導入する方法として、冷媒回収容器22に透明窓を設けて、この透明窓を見ながら人間がマニュアルで3方バルブ28を操作する方法であっても良く、また冷媒回収容器22に液面計を設けて、この液面計を用いて自動的に3方バルブ28を操作する方法であっても良い。
【0023】
吸着材26としては、塩化鉄を吸着除去できるものであればよく、例えば銀イオンを担持した吸着材が用いられる。このような吸着材として、例えば銀イオンを担持したゼオライトが用いられる。また吸着材26として、塩化鉄に加えて塩素系冷媒用潤滑油を吸着除去できるもの用いることにより、塩化鉄と同時に非塩素系冷媒の相に混入される塩素系冷媒用潤滑油も吸着除去することができる。このような吸着材として、例えば、銀イオンを担持した活性炭が用いられる。
【0024】
非塩素系冷媒の相に含まれる塩化鉄は、ゼオライト、活性炭などに担持された銀イオンと反応し、潤滑油に不溶な塩化銀と硝酸鉄に化学的に変化して吸着材26に吸着除去され、塩化鉄の濃度が低下した非塩素系冷媒の相が、排出口30から取り出され冷凍機システム内に再導入される。
【0025】
一方、冷媒回収容器22内に残る塩素系冷媒用潤滑油の相は3方バルブ28により排出配管29を通して系外に排出し、回収する。
【0026】
なお、吸着材26としては、銀イオンを担持したゼオライトを用いる場合には、銀イオンを担持したゼオライトで処理して塩化鉄の濃度が低下した非塩素系冷媒をさらに活性炭で処理することにより、非塩素系冷媒中に混入された塩素系冷媒用潤滑油も吸着除去することができる。
【0027】
なお、冷凍機システムの循環配管から冷媒導入口21により冷媒を回収する位置と、排出口30より冷媒を冷凍機システムの循環配管に再導入する位置は、循環配管内のどこでも良いが、特に圧縮機の入り口側から冷媒を回収することによって、効率よく塩素系冷媒用潤滑油を分離回収できるので望ましい。
【0028】
このような方法で、冷凍機システム内の冷媒を置換することによって、塩素系冷媒用潤滑油を分離回収するとともに、非塩素系冷媒中に混入される塩化鉄を、簡便に且つ短時間で除去することができる。
このため、塩化鉄がルイス酸として働くことによる非塩素系冷媒に混合させる非塩素系冷媒用潤滑油の劣化と、これによる潤滑性能の低下を防ぐことができる。これにより、冷凍機システムの信頼性を飛躍的に向上することができる。
また、上述した、冷凍機システム内に残留する残留物を洗浄により除去するという従来の方法に比べて、低コストで且つ安全に置換することができる。
また、吸着材として活性炭を用いる場合には、非塩素系冷媒中に塩素系冷媒用潤滑油が混入されていても、この塩素系冷媒用潤滑油を、簡便に且つ短時間で除去することができる。このため、冷凍機システム内で非塩素系冷媒用潤滑油が非塩素系冷媒から分離することによる潤滑油の枯渇を防ぎ、潤滑性能の低下も防ぐことができる。
【0029】
実施の形態2.
実施の形態1は、冷媒回収容器と吸着容器とをそれぞれ設けて、冷媒回収容器内で分相処理した後に吸着容器で、冷媒と吸着材とを接触させるものであるが、実施の形態2は、1つの容器で処理するものである。
冷凍機システム中から取り出した冷媒中の塩素系冷媒用潤滑油濃度が低い場合や、用いる吸着材が塩素系冷媒用潤滑油を吸着除去可能なものである場合などには、実施の形態2の塩化鉄除去装置を用いることができる。例えば、エステル油中に混入される鉱油が5%以下の場合には、2相分離しないので、この装置が用いられる。
【0030】
図2は、この発明の実施の形態2の塩化鉄除去装置の構成を説明する図である。図2において、31は冷媒が充填された冷凍機システムに接続可能な冷媒導入口、32は冷媒導入口31から導入された冷媒を入れる吸着容器、33は吸着容器32内に設けられた吸着材、34は吸着容器32内から気体状冷媒を排出する配管、35は吸着容器32に導入され吸着材33と接触後の冷媒を取り出し、冷凍機システムに再導入可能な排出口である。
【0031】
次に、実施の形態2の塩化鉄除去装置を用いた冷凍機システムの冷媒置換方法について説明する。
冷媒導入口31は、冷媒及び潤滑油が循環されている冷凍機システムの循環配管の一部に接続した後に、冷凍機システムの循環配管内の非塩素系冷媒を主とする内部冷媒が冷媒導入口31を通して吸着容器32内に導入される。吸着容器32内に導入された冷媒のうち、気体状の冷媒は、配管34を通して冷凍機システムの循環配管に再導入される。
吸着容器32内に導入された冷媒を吸着容器32内に設けられている吸着材33と接触させる。冷媒に含まれる塩化鉄は吸着材33に吸着除去され、塩化鉄の濃度が低下した冷媒が、排出口35から取り出され冷凍機システム内に再導入される。吸着材33としては、実施の形態1と同様のものが用いられる。
【0032】
このような、実施の形態2においても、実施の形態1と同様の効果を得ることができるとともに、実施の形態1に比べて、装置を簡略化することができる。
【0033】
実施例1.
実施例1では、実施の形態1で説明した塩化鉄除去装置を用いて、塩化鉄の除去を行った結果を説明する。
表1は、鉱油濃度が40%、20%、10%のエステル油を上記実施の形態1の処理を施したときのエステル油中の鉱油濃度及び塩化鉄濃度を調べた結果をまとめたものである。鉱油は日本サン石油社製SUNISO3GSD(商品名)、エステル油はヒンダードエステルである。吸着材としては、硝酸銀を担持した活性炭を用いた。
鉱油の初期濃度が40%のエステル油の場合(条件1)、2相分離した後、下相であるHFC系冷媒の相に含まれるエステル油には25〜27%の鉱油が含まれていた。このHFC系冷媒の相を活性炭処理することにより、エステル油中の鉱油濃度は1%以下、塩化鉄濃度は10ppm以下となった。同様に鉱油の初期濃度が20%のエステル油の場合(条件2)、鉱油の初期濃度が10%のエステル油の場合(条件3)もHFC系冷媒の相に含まれるエステル油には、それぞれ11〜12%、4〜7%の鉱油が含まれていた。このHFC系冷媒の相を活性炭処理することにより、エステル油中の鉱油濃度は1%以下、塩化鉄濃度は10ppm以下となった。
このように、実施の形態1の塩化鉄除去装置を用い、吸着材として、硝酸銀を担持した活性炭を用いることにより、エステル油中の鉱油及び塩化鉄を除去できることを確認できた。
【0034】
【表1】
【0035】
実施例2.
実施例2では、実施の形態1で説明した塩化鉄除去装置を用いて、塩化鉄の除去を行った結果を説明する。
表2は、鉱油濃度が40%、20%、10%のエステル油を上記実施の形態1の処理を施したときのエステル油中の鉱油濃度及び塩化鉄濃度を調べた結果をまとめたものである。鉱油は日本サン石油社製SUNISO3GSD(商品名)、エステル油はヒンダードエステルである。吸着材としては、硝酸銀を担持したゼオライトを用いた。
鉱油の初期濃度が40%のエステル油の場合(条件1)、2相分離した後、下相であるHFC系冷媒の相に含まれるエステル油には25〜27%の鉱油が含まれていた。このHFC系冷媒の相をゼオライト処理することにより、エステル油中の鉱油濃度は25〜27%、塩化鉄濃度は10ppm以下となった。同様に鉱油の初期濃度が20%のエステル油の場合(条件2)、鉱油の初期濃度が10%のエステル油の場合(条件3)もHFC系冷媒の相に含まれるエステル油には、それぞれ11〜12%、4〜7%の鉱油が含まれていた。このHFC系冷媒の相を活性炭処理することにより、エステル油中の鉱油濃度は、それぞれ11〜12%、4〜7%となり、塩化鉄濃度は、いずれも10ppm以下となった。
このように、実施の形態1の塩化鉄除去装置を用い、吸着材として、硝酸銀を担持したゼオライトを用いることにより、エステル油中の塩化鉄を除去できることを確認できた。
【0036】
【表2】
【0037】
実施例3.
実施例3では、実施の形態2で説明した塩化鉄除去装置を用いて、塩化鉄の除去を行った結果を説明する。
表3は、塩化鉄濃度が1000ppmのエステル油を含み、鉱油を含まないHCF系冷媒を上記実施の形態2の処理を施したときのエステル油中の塩化鉄濃度を調べた結果をまとめたものである。エステル油はヒンダードエステルである。
銀イオンを担持した吸着材として、硝酸銀を担持した活性炭を用いた場合(条件1)、処理後のエステル油中の塩化鉄濃度は10ppm以下であった。吸着材としては、硝酸銀を担持したゼオライトを用いた場合(条件2)、処理後のエステル油中の塩化鉄濃度は220ppmであった。
このように、実施の形態2の塩化鉄除去装置を用いても、エステル油中の塩化鉄を除去できることを確認できた。
【0038】
【表3】
【0039】
【発明の効果】
この発明に係る冷凍機システムの冷媒置換方法は、冷凍機システム内に充填された塩素系冷媒用潤滑油を含む塩素系冷媒を、非塩素系冷媒潤滑油を含む非塩素系冷媒に置換する際に、冷凍機システム内に残留する塩化鉄を除去することができる。
【0040】
また吸着材が、銀イオンを担持するゼオライトであるので、冷凍機システム内に残留する塩化鉄を効率よく除去することができる。
【0041】
また吸着材が、銀イオンを担持する活性炭であるので、冷凍機システム内に残留する塩化鉄を効率よく除去することができるとともに塩素系冷媒用潤滑油も効率よく除去することができる。
【0042】
この発明に係る塩化鉄除去装置は、冷媒中の塩化鉄を除去することができる。
【0043】
この発明に係る冷凍機システムは、冷凍機システムに充填された冷媒中の塩化鉄を除去することができる。このため冷凍機システム内で潤滑油が塩化鉄によって劣化するという問題を防ぐことができ、飛躍的に冷凍機システムの信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の塩化鉄除去装置の構成を説明する図である。
【図2】 この発明の実施の形態2の塩化鉄除去装置の構成を説明する図である。
【図3】 従来の冷凍機システムの冷媒置換方法を説明する図である。
【符号の説明】
21 冷媒導入口、22 冷媒回収容器、26,33 吸着材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerant replacement method, an iron chloride removal device, and a refrigerator system for a refrigerator system, and in particular, replaces the refrigerant in the refrigerator system from a chlorine-based refrigerant containing chlorine to a non-chlorine-based refrigerant not containing chlorine. The present invention relates to a method for removing iron chloride remaining in the refrigerator system.
[0002]
[Prior art]
From the viewpoint of protecting the global environment, non-chlorine containing no chlorine from chlorofluorocarbon refrigerants (hereinafter referred to as CFC refrigerants) and hydrochlorofluorocarbon refrigerants (hereinafter referred to as HCFC refrigerants), which are chlorine-containing refrigerants. Substitution of hydrofluorocarbons, which are system refrigerants, to refrigerants (hereinafter referred to as HFC refrigerants) is underway. In air conditioners for buildings, etc., pipes that circulate refrigerant are often embedded in the walls and ceilings of buildings, and existing pipes are used after replacement with HFC refrigerants for alternative demand for air conditioners. It is expected that there will be many cases.
[0003]
In a refrigerator system using a CFC refrigerant or an HCFC refrigerant, mineral oil has been used as a lubricating oil for a chlorine refrigerant that is compatible with these chlorine refrigerants. However, mineral oil is not compatible with HFC refrigerants, and after replacing CFC refrigerant or HCFC refrigerant with HFC refrigerant, the mineral oil remaining in the refrigerator system is mixed in the HFC refrigerant. This causes problems such as lowering the cooling efficiency due to lubricating oil adhering to the evaporator.
[0004]
As a method for preventing the mineral oil from being mixed into the HFC-based refrigerant, for example, it is disclosed in JP-A-6-249551. FIG. 3 is a diagram for explaining a refrigerant replacement method of a conventional refrigerator system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-249551. In FIG. 3, 1 is a compressor, 2 is a condenser, 3 is a receiver dryer, 4 is an expansion valve, 5 is an evaporator, and 6 is a circulation pipe for connecting these components. 7 is a high-pressure side service port provided between the
Usually, the refrigerant and the lubricating oil are circulated through the
[0005]
The refrigerant replacement method of this conventional refrigerator system separates mineral oil and ester oil by utilizing the difference in solubility between mineral oil and ester oil in the HFC refrigerant. CFC-based refrigerant and HCFC-based refrigerant are recovered from the high-pressure side service port 7, then the inside of the
[0006]
In addition, as a method for removing residues mainly of mineral oil remaining in existing pipes by cleaning, for example, in JP-A-10-339526, a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion mechanism, an indoor heat exchanger, and four-way switching Refrigerator system using HCFC refrigerant composed of valves and mineral oil or alkylbenzene, refrigeration system using polyvinyl ether oil and HFC refrigerant better in compatibility with nonpolar mineral oil or alkylbenzene oil than ester oil In the case of retrofitting, a method of removing mineral oil or alkylbenzene oil by using low-viscosity polyvinyl ether oil as flushing oil is described.
In addition, generally, there can be considered a method of cleaning / recovering the residue remaining in the existing piping with a cleaning agent such as trichlorethylene, alcohol cleaning agent, or liquid refrigerant.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, attention has been paid to the removal of mineral oil in the recovery of the residue remaining in the existing piping in response to an alternative demand for the refrigerator system, but attention has not been paid to the removal of iron chloride.
In a refrigerator system using a CFC-based refrigerant or an HCFC-based refrigerant, a chlorine compound contained in the refrigerant reacts with iron used as a material for the sliding portion to form iron chloride. When replacing CFC refrigerant or HCFC refrigerant with HFC refrigerant, if iron chloride remains in the existing piping, iron chloride acts as a Lewis acid and is mixed with HFC refrigerant. There is a problem in that the deterioration of the lubricating oil proceeds remarkably and the lubricating performance is lowered.
[0008]
In the method for separating and removing mineral oil from the mixture of ester oil and mineral oil disclosed in JP-A-6-249551 described above, mineral oil can be removed, but iron chloride cannot be removed sufficiently. It was.
[0009]
In addition, in the above-described method for removing the residue remaining in the existing piping by cleaning, the influence of the cleaning agent on the environment, the time and cost for cleaning, the cleaning agent disposal method, and the refrigerator when the cleaning agent remains The impact on system reliability is a problem. For example, in the method described in JP-A-10-339526, a low-viscosity flushing oil is separately required, which is expensive, and it takes time to recover the flushing and low-viscosity polyvinyl ether oil. Furthermore, if the removal of the low-viscosity flushing oil is not complete, the viscosity of the lubricating oil may decrease and the lubricity of the compressor may be impaired.
[0010]
When other cleaning agents are used, chlorine-based cleaning agents are generally inexpensive and have a high cleaning effect, but they have a large negative impact on the environment, and are toxic, so care must be taken when handling them. Cleaning agents such as alcohol are flammable, and special care is required when drying the piping after cleaning and handling the cleaning agent.
[0011]
The present invention has been made to solve such a problem, and is mixed into a non-chlorine refrigerant when the refrigerant of the refrigerator system is replaced with a non-chlorine refrigerant from a chlorine refrigerant. The purpose is to easily remove iron chloride, and the purpose is to improve the reliability of the refrigerator system.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The refrigerant replacement method according to the present invention includes a step of discharging the chlorine-based refrigerant from a refrigerator system filled with a chlorine-based refrigerant containing a lubricant for chlorine-based refrigerant, and a non-chlorine system in the refrigerator system. The step of introducing the non-chlorine refrigerant containing the lubricant for the refrigerant and the internal refrigerant mainly including the introduced non-chlorine refrigerant from the refrigerator system are collected in the refrigerant recovery container and subjected to the phase separation process. By separating the phase of the lubricating oil for the chlorine-based refrigerant and the phase of the non-chlorine-based refrigerant remaining in the refrigerator system, the phase of the separated non-chlorine-based refrigerant is changed to iron chloride. And a step of re-introducing it into the refrigerator system after contacting with an adsorbent that can be adsorbed and removed .
[0013]
Further, the adsorbent is a zeolite carrying silver ions.
[0014]
Further, the adsorbent is activated carbon carrying silver ions.
[0015]
The iron chloride removing device according to the present invention is a refrigerant inlet that can be connected to a refrigerator system filled with a refrigerant, and a refrigerant introduced from the refrigerant inlet for a chlorine-based refrigerant remaining in the refrigerator system. A refrigerant recovery container that separates the phase of the lubricating oil and the phase of the non-chlorine refrigerant; and an adsorbent that is connected to the refrigerant recovery container and that can adsorb and remove iron chloride by contact with the phase of the non-chlorine refrigerant. And a refrigerant supply line capable of supplying the refrigerant after the contact to the refrigerator system .
[0016]
The refrigerator system according to the present invention includes a compressor, a condenser, a receiver dryer, an expansion valve, an evaporator, a circulation pipe connecting them, a refrigerant inlet connected to the circulation pipe, and a refrigerant inlet. The introduced refrigerant is connected to the refrigerant recovery container for separating the phase of the chlorine-based refrigerant lubricating oil remaining in the refrigerator system and the phase of the non-chlorine refrigerant, and the refrigerant recovery container, and the non-chlorine system An adsorption container having an adsorbent capable of adsorbing and removing iron chloride in contact with the refrigerant phase and a supply pipe for supplying the refrigerant after the contact to the circulation pipe are provided .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an iron chloride removing apparatus according to
[0018]
The iron chloride removing apparatus according to the present invention includes a refrigerant inlet that can be connected to a refrigerator system filled with a refrigerant, a refrigerant recovery container capable of holding the introduced refrigerant for a predetermined time, and the refrigerant recovery container to the refrigerator system A refrigerant supply line capable of supplying a refrigerant is provided, and an adsorbent capable of adsorbing and removing iron chloride is interposed in the refrigerant supply line.
[0019]
The iron chloride removing device according to the present invention is a refrigerator composed of a
First, the chlorine-based refrigerant containing the chlorine-based refrigerant lubricating oil is discharged and collected from a part of the circulation pipe of the refrigerator system in which the chlorine-based refrigerant containing the chlorine-based refrigerant lubricating oil is circulated. Normally, the inside of the circulation pipe is evacuated. As the chlorine-based refrigerant, CFC-based refrigerant or HCFC-based refrigerant is used, and as the chlorine-based refrigerant lubricating oil compatible with the chlorine-based refrigerant, paraffin-based mineral oil, naphthenic mineral oil, polyalphaolein oil, alkylbenzene oil, naphthene oil, and the like are used. A mixed oil of oil and alkylbenzene is used.
[0020]
Next, a non-chlorine refrigerant containing lubricating oil for non-chlorine refrigerant is introduced into the circulation pipe of the refrigerator system. As the non-chlorine refrigerant, an HFC refrigerant is used, and as the non-chlorine refrigerant lubricating oil compatible with the non-chlorine refrigerant, ester oil, polyalkylene glycol oil, polyvinyl ether oil, or the like is used.
[0021]
After the
[0022]
After the two-phase separation, the three-
As a method for introducing only the phase of the non-chlorine refrigerant into the
[0023]
The adsorbent 26 may be any adsorbent that can adsorb and remove iron chloride. For example, an adsorbent carrying silver ions is used. As such an adsorbent, for example, zeolite carrying silver ions is used. Further, by using an adsorbent 26 capable of adsorbing and removing chlorine refrigerant lubricating oil in addition to iron chloride, the chlorine refrigerant lubricating oil mixed in the non-chlorine refrigerant phase simultaneously with iron chloride is also adsorbed and removed. be able to. As such an adsorbent, for example, activated carbon carrying silver ions is used.
[0024]
The iron chloride contained in the phase of the non-chlorine refrigerant reacts with silver ions supported on zeolite, activated carbon, etc., chemically changes to silver chloride and iron nitrate insoluble in the lubricating oil, and is adsorbed and removed by the adsorbent 26. Then, the phase of the non-chlorine refrigerant having a reduced iron chloride concentration is taken out from the
[0025]
On the other hand, the phase of the chlorine-based refrigerant lubricating oil remaining in the
[0026]
In addition, as the adsorbent 26, when using a zeolite carrying silver ions, the non-chlorine refrigerant in which the concentration of iron chloride is reduced by treatment with the zeolite carrying silver ions is further treated with activated carbon. Chlorine refrigerant lubricating oil mixed in the non-chlorine refrigerant can also be adsorbed and removed.
[0027]
Note that the position where the refrigerant is recovered from the circulation pipe of the refrigerator system through the
[0028]
By replacing the refrigerant in the refrigerator system in this way, the lubricating oil for chlorinated refrigerant is separated and recovered, and iron chloride mixed in the non-chlorinated refrigerant is easily and quickly removed. can do.
For this reason, it is possible to prevent deterioration of lubricating oil for non-chlorine refrigerant mixed with non-chlorine refrigerant due to iron chloride acting as a Lewis acid, and deterioration of lubricating performance due to this. Thereby, the reliability of the refrigerator system can be dramatically improved.
Moreover, compared with the above-mentioned conventional method of removing the residue remaining in the refrigerator system by washing, it can be replaced at low cost and safely.
When activated carbon is used as the adsorbent, even if chlorine-based refrigerant lubricating oil is mixed in the non-chlorine-based refrigerant, the chlorine-based refrigerant lubricating oil can be easily and quickly removed. it can. For this reason, depletion of lubricating oil due to separation of non-chlorine refrigerant lubricating oil from non-chlorine refrigerant in the refrigerator system can be prevented, and deterioration in lubricating performance can also be prevented.
[0029]
In the first embodiment, a refrigerant recovery container and an adsorption container are provided, and after the phase separation process is performed in the refrigerant recovery container, the refrigerant and the adsorbent are brought into contact with each other in the adsorption container. One container is used for processing.
In the case where the chlorine-based refrigerant lubricating oil concentration in the refrigerant taken out from the refrigerator system is low, or when the adsorbent used is capable of adsorbing and removing the chlorine-based refrigerant lubricating oil, the second embodiment An iron chloride removal device can be used. For example, when the mineral oil mixed in the ester oil is 5% or less, the two-phase separation is not performed, so this apparatus is used.
[0030]
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of an iron chloride removing apparatus according to
[0031]
Next, a refrigerant replacement method for a refrigerator system using the iron chloride removing apparatus according to
The
The refrigerant introduced into the
[0032]
In the second embodiment as well, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the apparatus can be simplified as compared with the first embodiment.
[0033]
Example 1.
In Example 1, the result of removing iron chloride using the iron chloride removing apparatus described in the first embodiment will be described.
Table 1 summarizes the results of examining the mineral oil concentration and iron chloride concentration in the ester oil when the mineral oil concentrations of 40%, 20%, and 10% were subjected to the treatment of
When the initial concentration of mineral oil is 40% (Condition 1), after two-phase separation, the ester oil contained in the lower phase HFC refrigerant phase contained 25 to 27% mineral oil. . By treating the HFC refrigerant phase with activated carbon, the mineral oil concentration in the ester oil was 1% or less and the iron chloride concentration was 10 ppm or less. Similarly, in the case of an ester oil having an initial mineral oil concentration of 20% (condition 2) and in the case of an ester oil having an initial mineral oil concentration of 10% (condition 3), 11-12%, 4-7% mineral oil was included. By treating the HFC refrigerant phase with activated carbon, the mineral oil concentration in the ester oil was 1% or less and the iron chloride concentration was 10 ppm or less.
Thus, it was confirmed that the mineral oil and iron chloride in the ester oil could be removed by using the iron chloride removing apparatus of
[0034]
[Table 1]
[0035]
Example 2
In Example 2, the results of removing iron chloride using the iron chloride removing apparatus described in
Table 2 summarizes the results of examining the mineral oil concentration and iron chloride concentration in the ester oil when the mineral oil concentrations of 40%, 20%, and 10% were subjected to the treatment of
When the initial concentration of mineral oil is 40% (Condition 1), after two-phase separation, the ester oil contained in the lower phase HFC refrigerant phase contained 25 to 27% mineral oil. . By subjecting this HFC refrigerant phase to zeolite treatment, the mineral oil concentration in the ester oil was 25 to 27%, and the iron chloride concentration was 10 ppm or less. Similarly, in the case of an ester oil having an initial mineral oil concentration of 20% (condition 2) and in the case of an ester oil having an initial mineral oil concentration of 10% (condition 3), 11-12%, 4-7% mineral oil was included. By treating the HFC refrigerant phase with activated carbon, the mineral oil concentrations in the ester oil were 11-12% and 4-7%, respectively, and the iron chloride concentration was 10 ppm or less.
Thus, it was confirmed that the iron chloride in the ester oil could be removed by using the iron chloride removing apparatus of
[0036]
[Table 2]
[0037]
Example 3
In Example 3, the results of removing iron chloride using the iron chloride removing apparatus described in the second embodiment will be described.
Table 3 summarizes the results of examining the iron chloride concentration in the ester oil when the HCF refrigerant containing the ester oil with an iron chloride concentration of 1000 ppm and not containing the mineral oil was subjected to the treatment of the second embodiment. It is. Ester oil is a hindered ester.
When activated carbon carrying silver nitrate was used as the adsorbent carrying silver ions (condition 1), the iron chloride concentration in the ester oil after treatment was 10 ppm or less. When zeolite adsorbing silver nitrate was used as the adsorbent (condition 2), the iron chloride concentration in the ester oil after the treatment was 220 ppm.
As described above, it was confirmed that the iron chloride in the ester oil could be removed even using the iron chloride removing device of the second embodiment.
[0038]
[Table 3]
[0039]
【The invention's effect】
In the refrigerant replacement method for a refrigerator system according to the present invention, a chlorine-based refrigerant including a chlorine-based refrigerant lubricating oil filled in the refrigerator system is replaced with a non-chlorine-based refrigerant including a non-chlorine refrigerant lubricating oil. In addition, iron chloride remaining in the refrigerator system can be removed.
[0040]
Further, since the adsorbent is zeolite carrying silver ions, iron chloride remaining in the refrigerator system can be efficiently removed.
[0041]
Moreover, since the adsorbent is activated carbon carrying silver ions, iron chloride remaining in the refrigerator system can be efficiently removed, and the chlorine-based refrigerant lubricating oil can also be efficiently removed.
[0042]
The iron chloride removing device according to the present invention can remove iron chloride in the refrigerant.
[0043]
The refrigerator system according to the present invention can remove iron chloride in the refrigerant filled in the refrigerator system. For this reason, the problem that lubricating oil deteriorates with iron chloride in a refrigerator system can be prevented, and the reliability of a refrigerator system can be improved dramatically.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an iron chloride removing device according to
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of an iron chloride removal apparatus according to
FIG. 3 is a diagram for explaining a refrigerant replacement method of a conventional refrigerator system.
[Explanation of symbols]
21 Refrigerant inlet, 22 Refrigerant recovery container, 26, 33 Adsorbent.
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