JP4409075B2 - 冷凍サイクル装置の洗浄運転方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクル装置の冷媒の交換に関するものである。さらに詳しくは、既設の冷凍サイクル装置から熱源機を新規に交換し、あるいは熱源機と室内機とを新規に交換し、熱源機と室内機とを接続する接続配管を交換しないで、冷媒を新規に交換する冷凍サイクル装置の洗浄運転方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から一般に用いられているセパレート形の冷凍サイクル装置を図12に示す。図12において、Aは熱源機であり、圧縮機1、四方弁2、熱源機側熱交換器3、第1の操作弁4、第2の操作弁7、アキュムレータ8を内蔵している。Bは室内機であり、流量調整器5(あるいは流量制御弁5)、及び利用側熱交換器6を備えている。熱源機Aと室内機Bは離れた場所に設置され、第1の接続配管C、第2の接続配管Dにより接続されて、冷凍サイクルを形成する。
【0003】
第1の接続配管Cの一端は第1の操作弁4を介して熱源機側熱交換器3と接続され、第1の接続配管Cの他の一端は流量調整器5と接続されている。第2の接続配管Dの一端は操作弁7を介して四方弁2と接続され、第2の接続配管Dの他の一端は利用側熱交換器6と接続されている。また、アキュムレータ8のU字管状の流出配管の下部には返油穴8aが設けられている。
【0004】
この冷凍サイクル装置の冷媒の流れを図12に添って説明する。図中、実線矢印が冷房運転の流れを、破線矢印が暖房運転の流れを示す。
まず、冷房運転の流れを説明する。圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は四方弁2を経て、熱源機側熱交換器3へと流入し、ここで空気・水など熱源媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は第1の操作弁4、第1の接続配管Cを経て流量調整器5へ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、利用側熱交換器6で空気などの利用媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化した冷媒は第2の接続配管D、第2の操作弁7、四方弁2、アキュムレータ8を経て圧縮機1へ戻る。
【0005】
次に、暖房運転の流れを説明する。圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は四方弁2、第2の操作弁7、第2の接続配管Dを経て、利用側熱交換器6へと流入し、ここで空気など利用側媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は流量調整器5へ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、第1の接続配管C、第1の操作弁4を経て、熱源側熱交換器3で空気・水などの熱源媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化した冷媒は四方弁2、アキュムレータ8を経て圧縮機1へ戻る。
【0006】
従来、このような冷凍サイクル装置の冷媒として、CFC(クロロフルオロカーボン)やHCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)が用いられてきたが、これらの分子に含まれる塩素が成層圏でオゾン層を破壊するため、CFCは既に全廃され、HCFCでも生産規制が開始されている。
【0007】
これらに替って、分子に塩素を含まないHFC(ハイドロフルオロカーボン)を使用する冷凍サイクル装置が実用化されている。CFC・HCFCを用いた冷凍サイクル装置が老朽化した場合、これらの冷媒は全廃・生産規制されているため、HFC(R407C、R410A等の冷媒)を用いた冷凍サイクル装置に入れ替える必要がある。
また、熱源機Aは、HFCで使用する冷凍機油・有機材料・熱交換器がCFC、HCFCとは異なるため、HFC専用のものと交換する必要があり、かつ元々CFC・HCFC用の熱源機Aは老朽化しているため交換する必要があるものであり、交換も比較的容易である。
【0008】
一方、熱源機Aと室内機Bを接続する第1の接続配管と第2の接続配管Dは、配管長が長い場合や、パイプシャフトや天井裏などの建物に埋設されている場合には、新規配管に交換することは困難で、しかも老朽化もしないため、CFC・HCFCを用いた冷凍サイクル装置で使用していた第1の接続配管Cと第2の接続配管Dをそのまま使用できれば、配管工事が簡略化できる。さらに、室内機Bについても建物の中に数多く設置されている場合には新規に交換することは困難なため、 CFC・HCFCを用いた冷凍サイクル装置で使用していた室内機Bを使用することで、室内機Bの交換工事を省略できる。
【0009】
しかし、CFC・HCFCを用いた冷凍サイクル装置で使用していた室内機B、第1の接続配管Cと第2の接続配管Dには、CFC・HCFCを用いた冷凍サイクル装置の冷凍機油である鉱油やCFC・HCFCや冷凍機油の劣化物がスラッジとなったものが残留している。
【0010】
図13は、鉱油混入時のHFC用冷凍機油とHFC冷媒(R407C)との溶解性を示す臨海溶解度曲線を示す図で、横軸は油量(wt%)、縦軸は温度(℃)を示す。
HFCを用いた冷凍サイクル装置の冷凍機油(エステル油やエーテル油などの合成油)に鉱油が一定以上混入すると図13に示すように、HFC冷媒との相溶性が失われ、アキュムレータ8に液冷媒が溜まっている場合にHFC用冷凍機油が液冷媒の上に分離・浮遊するため、アキュムレータ8の下部にある返油穴8aから圧縮機へ冷凍機油が戻らず圧縮機の摺動部が焼き付く。
また、鉱油が混入するとHFC用冷凍機油が劣化する。また、CFC・HCFCが混入するとこれらに含まれる塩素成分によりHFC用冷凍機油が劣化する。また、CFC・HCFC用冷凍機油の劣化物がスラッジとなったものに含まれる塩素成分によりHFC用冷凍機油が劣化する。
【0011】
このため、従来はCFCやHCFCを用いた冷凍サイクル装置で使用していた第1の接続配管Cと第2の接続配管Dを、洗浄装置を用いて専用の洗浄液(HCFC141bやHCFC225)で洗浄することが行われている(以下、これを洗浄方法1と称する)。
【0012】
また、特開平7-83545号公報に開示された方法がある。これは、図14に示すように、洗浄装置を用いずに、HFC用熱源機A、HFC用室内機B、第1の接続配管C、第2の接続配管Dを接続し(ステップ100)、HFC、HFC用冷凍機油を充填した後に(ステップ101)運転することで洗浄し(ステップ102)、その後で冷凍サイクル装置内の冷媒と冷凍機油を回収し新しい冷媒と冷凍機油を充填してから(ステップ103)、再度運転による洗浄を実施する、ということを所定回数繰り返す(ステップ104、105)ことが提案されている(以下、これを洗浄方法2と称する)。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の洗浄方法1では以下に示すような問題があった。第1に、使用する洗浄液がHCFCであり、オゾン破壊係数がゼロでないため、冷凍サイクル装置の冷媒をHCFCからHFCへと代替することと矛盾する。特に、HCFC141bはオゾン破壊係数が0.11と大きく問題である。
【0014】
第2に、使用する洗浄液は可燃性・毒性が完全に安全なものではないことがあげられる。HCFC141bは可燃性で、低毒性である。HCFC225は不燃性だが、低毒性である。
第3に沸点が高く(HCFC141bは32℃、HCFC225は51.1〜56.1℃)、外気温がこの沸点より低い場合、特に冬期には、洗浄後に洗浄液が液状態で、第1の接続配管Cと第2の接続配管Dに残留する。これら洗浄液はHCFCであることから、塩素成分を含んでおり、HFC用冷凍機油が劣化する。
【0015】
第4に、洗浄液は環境上全量回収する必要があり、かつ上記第3の問題点が発生しないように高温の窒素ガスなどで再洗浄するなど、洗浄工事の手間がかかる。
第5に、室内機が複数台並列接続された場合や各室内機の接続配管の長さが異なる場合、ある室内機には十分洗浄可能な液量が確保されるが、別の室内機には洗浄するに十分な液量が確保されないなど、各室内機に流入する洗浄液量にばらつきが生じ、鉱油が多量に残留しやすくなり、洗浄性能が著しく悪化する。また、洗浄液が多量に必要となり、洗浄時間が多大に要する。特に、CFCやHCFCを用いた冷凍サイクル装置で使用していた鉱油の粘度がHFC冷凍機油のものより高い場合、洗浄時間が多大に要する。
さらに、鉱油が多量に混入することで、HFC冷媒との非相溶が失われ、HFC冷凍機油も劣化する。
【0016】
また、上記の従来の洗浄方法2では、以下に示すような問題があった。第1に、HFC冷媒による洗浄が、特開平7-83545号公報の実施例では3回必要であり、また各洗浄運転で使用したHFC冷媒は不純物を含むため、回収後その場での再利用は不可能である。つまり、通常の充填冷媒量の3倍の冷媒が必要であり、コスト・環境上問題である。
【0017】
第2に、冷凍機油も各洗浄後に入れ替えるため、通常の充填冷凍機油量の3倍が必要であり、コスト・環境上問題である。また、HFC用冷凍機油はエステル油またはエーテル油であり、吸湿性が高いため、交換用冷凍機油の水分管理も必要となる。
また、冷凍機油を、洗浄する人間が封入するため、過不足が生じる危険性もあり、その後の運転において支障を来す可能性がある(過充填は油圧縮による圧縮機破壊、モータ過熱をきたし、不足充填時は潤滑不良を起こす)。
【0018】
第3に、室内機が複数台並列接続された場合や各室内機の接続配管の長さが異なる場合、ある室内機には十分洗浄可能な液量が確保されるが、別の室内機には洗浄するに十分な液量が確保されないなど、各室内機に流入する洗浄液量にばらつきが生じ、鉱油が多量に残留しやすくなり、洗浄性能が著しく悪化する。また、洗浄液が多量に必要となり、洗浄時間が多大に要する。特に、CFCやHCFCを用いた冷凍サイクル装置で使用していた鉱油の粘度がHFC冷凍機油のものより高い場合、洗浄時間が多大に要する。
第4に、鉱油が多量に混入することで、HFC冷媒との非相溶が失われ、HFC冷凍機油も劣化する。
【0019】
第5に、冬期に洗浄を行うなどの熱源機の周囲温度が低い場合、HFC冷媒が熱源機側熱交換器で凝縮してしまう為、洗浄に必要な流量が出せなくなり、その結果洗浄性能が悪化し、洗浄時間が多大に要する。
【0020】
この発明は、上述のような従来の課題を解決するためになされたもので、環境保護上問題のないとされる冷媒に置換する冷凍サイクル装置の構成方法と冷媒の置換方法とを示し、またその冷凍サイクル装置の洗浄のための運転方法を提供しようとするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係る冷凍サイクル装置の洗浄運転方法は、圧縮機、熱源機側熱交換器、利用側熱交換器、上記熱源機側熱交換器と上記利用側熱交換器の一端とを接続する第1の接続配管、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第2の接続配管を備え、かつ上記第1の接続配管の所定部分と上記利用側熱交換器と上記第2の接続配管の所定部分とを接続した利用側冷媒回路部分を並列に複数備えた冷媒回路を、旧冷媒から新冷媒に置換する方法において、
上記利用側冷媒回路部分の接続配管が実質的に同径のものを組とし、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として、上記複数の利用側冷媒回路部分を組毎に選択して、各々上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転するものである。
【0022】
請求項2の発明に係る冷凍サイクル装置の洗浄運転方法は、圧縮機、熱源機側熱交換器、利用側熱交換器、上記熱源機側熱交換器と上記利用側熱交換器の一端とを接続する第1の接続配管、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第2の接続配管を備え、かつ上記第1の接続配管の所定部分と上記利用側熱交換器と上記第2の接続配管の所定部分とを接続した利用側冷媒回路部分を並列に複数備えた冷媒回路を、旧冷媒から新冷媒に置換する方法において、
上記利用側冷媒回路部分の接続配管が実質的に同じ長さのものを組とし、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として、上記複数の利用側冷媒回路部分を組毎に選択して、各々上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄するものである。
【0023】
請求項3の発明に係る冷凍サイクル装置の洗浄運転方法は、圧縮機、熱源機側熱交換器、利用側熱交換器、上記熱源機側熱交換器と上記利用側熱交換器の一端とを接続する第1の接続配管、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第2の接続配管を備え、かつ上記第1の接続配管の所定部分と上記利用側熱交換器と上記第2の接続配管の所定部分とを接続した利用側冷媒回路部分を並列に複数備えた冷媒回路を、旧冷媒から新冷媒に置換する方法において、
上記利用側冷媒回路部分の接続配管が実質的に同径でかつ同じ長さのものを組とし、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として上記複数の利用側冷媒回路部分を組毎に選択して、各々上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転するものである。
【0024】
請求項4の発明に係る冷凍サイクル装置の洗浄運転方法は、圧縮機、熱源機側熱交換器、利用側熱交換器、上記熱源機側熱交換器と上記利用側熱交換器の一端とを接続する第1の接続配管、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第2の接続配管を備え、かつ上記第1の接続配管の所定部分と上記利用側熱交換器と上記第2の接続配管の所定部分とを接続した利用側冷媒回路部分を並列に複数備えた冷媒回路を、旧冷媒から新冷媒に置換する方法において、
上記利用側冷媒回路部分の接続配管が配管径、配管長さとも異なる場合、配管径が近接するもの、もしくは配管長さが近接するものを組とし、冷媒置換後に上記複数の利用側冷媒回路部分を上記圧縮機を駆動源として組毎に選択して、各々上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転するものである。
【0025】
請求項5の発明に係る冷凍サイクル装置の洗浄運転方法は、圧縮機、熱源機側熱交換器、利用側熱交換器、上記熱源機側熱交換器と上記利用側熱交換器の一端とを接続する第1の接続配管、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第2の接続配管を備えた冷媒回路を、旧冷媒から新冷媒に置換する方法において、
上記熱源機側熱交換器の空気流通路を開閉できる塞ぎ材を設け、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として、上記熱源機側熱交換器の空気流通路を閉じて、上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転するものである。
【0026】
請求項6の発明に係る冷凍サイクル装置の洗浄運転方法は、圧縮機、熱源機側熱交換器、利用側熱交換器、上記熱源機側熱交換器と上記利用側熱交換器の一端とを接続する第1の接続配管、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第2の接続配管を備えた冷媒回路を、旧冷媒から新冷媒に置換する方法において、
上記熱源機側熱交換器に開閉制御可能なバイパス冷媒回路を設け、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として、上記バイパス回路を開にして、上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転するものである。
【0027】
請求項7の発明に係る冷凍サイクル装置の洗浄運転方法は、請求項1〜6のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法において、上記圧縮機を駆動源として、上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管の順に新冷媒を流して洗浄運転するものである。
【0028】
請求項8の発明に係る冷凍サイクル装置の洗浄運転方法は、請求項1〜6のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法において、上記圧縮機を駆動源として、上記第2の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第1の接続配管の順に新冷媒を流して洗浄運転するものである。
【0029】
請求項9の発明に係る冷凍サイクル装置の洗浄運転方法は、請求項1〜6のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法において、上記圧縮機を駆動源として、上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管の順に新冷媒を流して洗浄した後、さらに上記第2の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第1の接続配管の順に新冷媒を流して洗浄運転するものである。
【0030】
請求項10の発明に係る冷凍サイクル装置は、上記熱源機を新規なものとし、上記室内機、上記第1および第2の接続配管は既設のものを利用し、請求項1〜9のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法によって洗浄運転をして構成されたものである。
【0031】
請求項11の発明に係る冷凍サイクル装置は、上記熱源機と上記室内機とを新規なものとし、上記第1および第2の接続配管は既設のものを利用し、請求項1〜9のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法によって洗浄運転をして構成されたものである。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分については、同一符号を付してその説明を適宜省略または簡略化する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による冷凍サイクル装置の一例として、冷媒置換を行なった冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。
図1において、Aは熱源機であり、圧縮機1、四方弁2、熱源機側熱交換器3、第1の操作弁4、第2の操作弁7、アキュムレータ8、油分離器9(油分離手段)、及び異物捕捉手段13を内蔵している。
【0033】
油分離器9は、圧縮機1の吐出配管に設けられ、圧縮機1から冷媒とともに吐出される冷凍機油を分離する。異物捕捉手段13は、四方弁2とアキュムレータ8の間に設けられている。9aは油分離器9の底部より端を発し、異物捕捉手段13の出口下流の冷媒配管に至るバイパス路である。また、アキュムレータ8のU字管状の流出配管の下部には返油穴8aが設けられている。
【0034】
Biはi番目の室内機であり、流量調整器5i(あるいは流量調整弁5i)、及び利用側熱交換器6iを備えている。
【0035】
Cは、第1の接続配管であり、その一端は第1の操作弁4を介して熱源機側熱交換器3と接続され、他の一端は、第1の接続配管の分岐配管Ciを介してi番目の流量調整器5iと接続されている。
Dは、第2の接続配管であり、その一端は第2の操作弁7を介して四方弁2と接続され、他の一端は第2の接続配管の分岐配管Diを介して利用側熱交換器6iと接続されている。18aiは、第1の接続配管の分岐配管Ciと室内機Biとの間に設けられた第5の電磁弁である。
【0036】
熱源機Aと室内機Bは離れた場所に設置され、第1の接続配管C、第2の接続配管Dにより接続されて、冷凍サイクルを形成する。
なお、この冷凍サイクル装置は冷媒としてHFC(以下適宜、新冷媒と称する)を使うものである。
【0037】
図1に示す冷媒回路は、室内機Biを複数台並列に備えている。第1の接続配管Cは、それぞれの室内機Biに冷媒を流通させるための分岐配管Ciを部分として有している。第2の接続配管Dも同様である。第1の接続配管Cの所定部分(分岐配管Ci)と利用側熱交換器6と第2の接続配管Dの所定部分(分岐配管Di)との接続を利用側冷媒回路部分と称することにすると、図1に示す冷媒回路は、この利用側冷媒回路部分を並列に複数備えている。表現を変えれば、利用側熱交換器6とこの利用側熱交換器6に接続された第1および第2の接続配管の所定部分(分岐配管Ci,Di)を含む利用側冷媒回路部分を複数並列に備えている。
なお、この明細書において、複数の利用側冷媒回路部分を構成する各要素(例えば室内機)を総称して符号で示すときは添字なしで(例えば室内機B)、任意のものあるいは特定のものを指すときはiを添字にして(例えば室内機Bi)表わすこととする。
【0038】
冷凍サイクル装置交換の手順:
次に、CFC、HCFC(旧冷媒)を使った冷凍サイクル装置が老朽化した場合の冷凍サイクル装置交換の手順を示す。既存の冷凍サイクル装置からCFC又はHCFCを回収し、熱源機Aと室内機Bを図1に示すHFCを用いるものに交換する。第1の接続配管Cと第2の接続配管Dは、HCFCを使った冷凍サイクル装置のものを再利用する。そして、図1に示す冷媒回路を形成する。
【0039】
熱源機Aには予めHFCが充填されているので、第1の操作弁4と第2の操作弁7は閉じたまま、室内機B、第1の接続配管C、第2の接続配管Dを接続状態で真空引きをし、その後第1の操作弁4と第2の操作弁7の開弁とHFCの追加充填を実施する。その後、まず洗浄運転を実施し、その後通常の空調運転を実施する。
【0040】
洗浄運転の方法:
次に、洗浄運転の内容を図1に添って説明する。図中、実線矢印が冷房洗浄運転の流れを、破線矢印が暖房洗浄運転の流れを示す。
冷房洗浄運転:
まず、冷房洗浄運転の流れを説明する。洗浄運転開始前に、各室内機Biに設けられた制御基板上のマイコンにより各室内機Biの容量が分かり、その容量で各利用側冷媒回路部分の接続配管径がおおよそ予想でき、それぞれi番目の利用側冷媒回路部分に接続された配管径が一意的に求められる。
ここで、求められた各室内機Biの利用側冷媒回路部分の配管径により実質的に同一の配管径のものを組として一纏めにして、その中の1組を選択する。選択された組の室内機Biの第5の電磁弁18aiのみを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁して洗浄運転を開始する。
【0041】
また、予め各室内機Biの接続配管の長さが分かっている場合も、上記同様に実質的に同一の配管長のものを組として一纏めにして、その中の1組を選択し、洗浄運転をする。
【0042】
上記のように、本発明では、各室内機Biに接続された複数の利用側冷媒回路部分の接続配管の径および長さが同じでない場合、これを実質的に同径であるか同長であるかなどによって、複数の利用側冷媒回路部分を複数の組に分ける。そして組ごとに冷媒を流通させて洗浄運転をする。このようにすれば、同時に冷媒を流通させている複数の利用側冷媒回路部分の配管抵抗が実質的に同じになり、冷媒の流通分布を均等にすることができる。
【0043】
さて、圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、HFC用冷凍機油と共に圧縮機1を吐出され、油分離器9へ流入する。ここで、HFC用冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが四方弁2を経て、熱源機側熱交換器3へと流入し、ここで空気・水など熱源媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、第1の操作弁4を経て、第1の接続配管Cに流入する。
【0044】
HFCの液冷媒が第1の接続配管Cを流れるときに、第1の接続配管Cに残留しているCFC・HCFC・鉱油・鉱油劣化物(以下残留異物と称する)を少しずつ洗浄してHFCの液冷媒と共に流れ、選択された各室内機Biの流量調整器5iへ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、利用側熱交換器6iで空気などの利用媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。
【0045】
蒸発・ガス化した冷媒は、第1の接続配管C及びその分岐配管Ciの残留異物とともに第2の接続配管Di,Dに流入する。第2の接続配管Di,Dに残留している残留異物は、ここを流れる冷媒がガス状のため、配管内面に付着した残留異物の一部は、ガス冷媒中にミスト状になって流れるが、大半の液状残留異物はガス・液境界面に発生するせん断力によりガス冷媒に引きづられる形で、配管内面を環状に流れる為、洗浄時間は第1の接続配管C,Ciよりは遅いが、確実に洗浄される。
【0046】
その後、蒸発・ガス化した気液二相状態の冷媒は、第1の接続配管C、その分岐配管Ciの残留異物と第2の接続配管Di,Dの残留異物と共に、第2の操作弁7、四方弁2を経て異物捕捉手段13へ流入する。残留異物は、沸点の違いにより相が異なり、固体異物・液体異物・気体異物の3種類に分類される。
【0047】
異物捕捉手段13では、固体異物と液体異物は完全にガス冷媒と分離され捕捉される。気体異物はその一部が捕捉され、一部は捕捉されない。その後、ガス冷媒は、異物捕捉手段13で捕捉されなかった気体異物と共にアキュムレータ8を経て圧縮機1に戻る。
このような洗浄運転を他の組についても行い、室内機Biすべてについて同様の操作を行う。
【0048】
なお、冷房運転時の冷媒回路、すなわち、圧縮機1から熱源機側熱交換器3と流量調整器5iと利用側熱交換器6iとアキュムレータ8とを順次に経て再び圧縮機に戻る冷媒回路を、本明細書では、第1の冷媒回路とする。
【0049】
油分離器9で、ガス冷媒と完全に分離されたHFC用冷凍機油は、バイパス路9aを経て、異物捕捉手段13の下流で本流と合流して、圧縮機1に戻るので、第1の接続配管Cや第2の接続配管Dに残留していた鉱油と混ざることはなく、HFC用冷凍機油はHFCに対して非相溶化することはなく、またHFC用冷凍機油は鉱油により劣化することはない。
【0050】
また、固形異物もHFC用冷凍機油と混合することはなく、HFC用冷凍機油を劣化しない。また、気体異物はHFC冷媒が冷媒回路を1サイクル循環して、異物捕捉手段13を1回通る間には一部が捕捉されるだけで、HFC用冷凍機油と気体異物は混合されるが、HFC用冷凍機油の劣化は化学反応で、急激には進まない。
【0051】
その劣化の一例を図2に示す。図2は、HFC用冷凍機油に塩素が混入している場合(175℃)の劣化の時間変化を示す図で、横軸は時間(hr)、縦軸は全酸化(mgKOH/g)を示す。
異物捕捉手段を1回通る間に捕捉されなかった気体異物は、HFC冷媒の循環と共に何回も異物捕捉手段13を通るので、HFC用冷凍機油の劣化するよりも遅く、異物捕捉手段13で捕捉すればよい。
【0052】
暖房洗浄運転:
次に暖房洗浄運転の流れを説明する。
各室内機Biの配管径により実質的に実質的に同一の配管径のものを組として一纏めにして、その中の1組を選択する。選択された組の室内機Biの第5の電磁弁18aiのみを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁を閉弁して洗浄運転を開始する。
また、予め各室内機Biの接続配管の長さが分かっている場合も、上記同様に実質的に同一の配管長のものを組として一纏めにして、その中の1組を選択し、洗浄運転をする。
【0053】
圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒はHFC用冷凍機油と共に圧縮機1を吐出され、油分離器9へ流入する。ここで、HFC用冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが四方弁2、第2の操作弁7を経て第2の接続配管Dへ流入する。
【0054】
第2の接続配管Dに残留している残留異物は、ここを流れる冷媒がガス状のため、配管内面に付着した残留異物の一部は、ガス冷媒中にミスト状になって流れるが、大半の液状残留異物はガス・液境界面に発生するせん断力によりガス冷媒に引きづられる形で、配管内面を環状に流れる為、洗浄時間は第1の接続配管Cよりは遅いが、確実に洗浄される。
【0055】
その後、ガス冷媒は、第2の接続配管Dの残留異物と共に、選択された各室内機Biの利用側熱交換器6iへと流入し、ここで空気など利用側媒体と熱交換して完全に凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は流量調整器5iへ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、第1の接続配管Cに流入する。流入した冷媒は気液二相状態のため、流速も速く、かつ液冷媒と共に、残留異物は洗浄され、冷房運転時の第1の接続配管Cより速い速度で洗浄される。
【0056】
第2の接続配管D,Diおよび第1の接続配管Ci,Cから洗浄された異物と共に、気液二相状態の冷媒は、第1の操作弁4を経て、熱源機側熱交換器3で空気・水などの熱源媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化した冷媒は、四方弁2を経て異物捕捉手段13へ流入する。
【0057】
残留異物は、沸点の違いにより相が異なり、固体異物・液体異物・気体異物の3種類に分類される。異物捕捉手段13では、固体異物と液体異物は完全にガス冷媒と分離され捕捉される。気体異物はその一部が捕捉され、一部は捕捉されない。その後、ガス冷媒は、異物捕捉手段13で捕捉されなかった気体異物と共にアキュムレータ8を経て圧縮機1へ戻る。
【0058】
このような洗浄運転を他の組についても行い、室内機Biすべてについて同様の操作を行う。
【0059】
なお、暖房洗浄運転時の冷媒回路、すなわち、圧縮機1から利用側熱交換器6iと流量調整器5iと熱源機側熱交換器3とアキュムレータ8とを順次に経て再び圧縮機に戻る冷媒回路を、本明細書では、第2の冷媒回路とする。
【0060】
油分離器9で、ガス冷媒と完全に分離されたHFC用冷凍機油は、バイパス路9aを経て、異物捕捉手段13の下流で本流と合流して、圧縮機1に戻るので、第1の接続配管Cや第2の接続配管Dに残留していた鉱油と混ざることはなく、HFC用冷凍機油はHFCに対して非相溶化することはなく、またHFC用冷凍機油は鉱油により劣化することはない。
【0061】
また、固形異物もHFC用冷凍機油と混合することはなく、HFC用冷凍機油を劣化しない。また、気体異物はHFC冷媒が冷媒回路を1サイクル循環して、異物捕捉手段13を1回通る間には一部が捕捉されるだけで、HFC用冷凍機油と気体異物は混合されるが、HFC用冷凍機油の劣化は化学反応で、急激には進まない。
その劣化の一例を図2に示す。異物捕捉手段を1回通る間に捕捉されなかった気体異物は、HFC冷媒の循環と共に何回も異物捕捉手段13を通るので、HFC用冷凍機油の劣化するよりも遅く、異物捕捉手段13で捕捉すればよい。
【0062】
異物捕捉手段について:
次に、異物捕捉手段13の一例について説明する。図3は、異物捕捉手段13の一例の断面構造を図示したものである。図3において、51は円筒状の容器、52は容器51の上部に設けられた流出配管、53は容器51の上部内面に、円錐の扇状の側面形状に形成・設置されたフィルタ、54は容器51に予め充填されている鉱油、55は容器51の下部側面に設けられた流入配管、55aは流入配管55の容器51の内部にある部分の配管側面に多数設けられた流出穴である。
【0063】
フィルタ53は、例えば細線を編み込んだメッシュ状のもの、もしくは焼結金属で形成され、各隙間は数ミクロンから数十ミクロンで、これ以上の固形異物が通過することはできない。また、容器51の上部空間に微量存在する可能性のあるミスト状の液体異物も、フィルタ53を通過しようとすると、ここで捕捉され、重力により容器側面方向に流れて容器51の下部に落下する。56は塩素イオンを捕捉するイオン交換樹脂である。
図1においては、流出配管52はイオン交換樹脂56を経てアキュムレータ8に、流入配管55は四方弁2に接続されている。
【0064】
流入配管55により流入した冷媒ガスは、流出穴55aを経て、鉱油54の中を泡状になって通過し、フィルタ53、イオン交換樹脂56を経て、流出配管52より流出する。
流出配管55より冷媒ガスと共に流入した固形異物は、流出穴55aより鉱油54の中へ流出後に、鉱油54が抵抗になって速度が低下し、重力により、容器51の底部に沈澱する。
また、鉱油54がなくても、容器51の断面積は流入配管55の断面積より大きく、容器51の内部に入ると、冷媒(気体)の流速が低下するので、固形異物は重力の作用により冷媒(気体)と分離され、容器51の下部に沈澱する。
また、鉱油54の中でガス流速が大きく、鉱油54の上部まで、固形異物が万一吹き上げられても、フィルタ53により捕捉される。
【0065】
流入配管55によりガス冷媒と共に流入した液体異物は、流出穴55aより鉱油54の中へ流出後に、鉱油54が抵抗になって速度が低下し、気液分離されて、鉱油54t共に滞留する。
また、鉱油54がなくても、容器51の断面積は流入配管55の断面積よりも大きく、鉱油51の内部に入ると、冷媒(気体)の流速が低下するので、液体異物は重力の作用により冷媒(気体)と分離され、容器51の下部に滞留する。
また、鉱油54の中でガス流速が大きく、鉱油54の液面が乱れて、鉱油54がミスト状になり、ガス冷媒の流れにのったとしても、フィルタ53により捕捉され、前述のようにここで捕捉され重力により容器1の側面方向に流れて容器51の下部に落下する。
【0066】
流入配管55によりガス冷媒と共に流入した気体異物は、流出穴55aを経て、鉱油54の中を泡状になって通過し、フィルタ53、イオン交換樹脂56を経て流出配管52より流出する。気体異物中の主成分はCFCまたはHCFCだが、これらは鉱油54に溶解する。溶解の一例を図4に示す。図4(a)は鉱油とHCFCとの溶解度曲線、図4(b)は鉱油とCFCとの溶解度曲線を示す図である。図において、横軸は温度(℃)、縦軸はCFCまたはHCFCの圧力(kg/cm2) であり、CFCまたはHCFCの濃度(wt%)をパラメータとして溶解度曲線を示している。
流入配管55によりガス冷媒と共に流入した気体異物は、流出穴55aを経て、鉱油54の中を泡状になることで、鉱油54との接触が増え、CFCやHCFCはより確実に鉱油54に溶解する。しかし、HFCは鉱油には溶解しないので、全てが流出配管52から流出される。このようにして、容器51の内部で固体異物と液体異物は完全に分離され捕捉される。また、気体異物の主成分であるCFC,HCFCも何回かこの部分を通過する間に、大部分が溶解し捕捉される。また、残留異物中のCFCやHCFC以外の塩素成分は、冷媒回路中では微量に存在する水に溶けて塩素イオンとして存在するので、何回かイオン交換樹脂56を通過することにより捕捉される。
【0067】
油分離器について:
次に、油分離器9について説明する。高性能油分離器の例としては、実公平5-19721号公報に示されたものがある。図5にその内部構造を断面図で示す。71は上シェル71a及び下シェル71bにより構成される円筒胴体部を有する密閉容器、72は先端に網状体73を有する入口配管であり、入口配管72は上シェル71aの中央部を貫通して容器71内に突出するように取付けられ、冷媒を流入させる。78は網状体73の上部に設けられた、多数の小孔を有するパンチングメタルなどにより構成される円形の均速板、79は均速板78の上部に形成される上部空間であり、冷媒流出空間となるものである。74は冷媒流出空間79に端部を持つ冷媒出口配管、77は排油管である。
【0068】
このような、高性能油分離器を直列に複数個接続することで、分離効率100%の油分離器を得ることができる。
図6に、図5の構造の油分離器におけるガス冷媒の流速と分離効率の実験結果を示す。図6において、横軸は容器内平均流速(m/s)、縦軸は分離効率(%)を示す。
【0069】
直列分離器の最初の油分離器の内径を最大の速度が0.13m/s以下となるようにすることで、一般に圧縮機1から吐出される冷凍機油は冷媒流量比で0.05wt%以下となっている。
この比率では、ガス冷媒と冷凍機油の気液二層流の流動様式は噴霧流となっているので、2番目の油分離器も同径以上とし、かつ流入配管のメッシュを焼結金属などの目を非常に細かくすることで、完全に冷凍機油を分離することができる。このように、既存の油分離器の寸法を調整したり、複数個組み合わせることで、分離効率100%の油分離機を実現することは可能であり、図1に示す油分離器9はこのようなものである。
【0070】
図1においては、直列に接続された複数個の油分離器の最初の入口配管72が圧縮機1の下流に接続され、最後の出口配管74が四方弁2の上流に接続される。
【0071】
作用:
以上のように、油分離器9と異物補足手段13を熱源機Aに内蔵し、さらに第1の接続配管Cと各室内機Biの間に第5の電磁弁18aiを設け、熱源機Aと室内機Bのみを新規に交換し、第1の接続配管Cと第2の接続配管Dを交換しないで、老朽化したCFC、HCFCを用いた冷凍サイクル装置を新しいHFCを用いた冷凍サイクル装置に入れ替えることが出来る。このような方法によれば、既設配管再利用方法として、前記の従来の洗浄方法1とは違って、洗浄装置を用いて専用の洗浄液(HFC141b、HCFC225)で洗浄するということをしないので、オゾン層破壊の可能性は全く無く、また可燃性、毒性も皆無で、洗浄液の残留の懸念も無く、洗浄液を回収する必要も無い。
【0072】
また、前記従来の洗浄方法とは違って、洗浄運転を3回、HFC冷媒やHFC冷凍機油を3回入れ替える必要が無いため、必要なHFC冷媒やHFC冷凍機油は1台分で済むため、コスト・環境上有利である。また、交換用冷凍機油の管理も不要で、かつ冷凍機油過不足の危険性も全く発生しない。また、HFC用冷凍機油の非相溶化や冷凍機油の劣化の恐れも無い。
【0073】
また、第5の電磁弁18aiを設けたことで、各室内機Biの接続配管径、配管長が異なる場合でも、接続配管径もしくは接続配管長によりもしくはその両方により、複数並列の利用側冷媒回路部分の接続配管を組に分けて、その中から選択された一組の室内機Biの第5の電磁弁18aiのみを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁すると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには洗浄するに十分な質量速度が確保され、洗浄効果が高く、洗浄時間を短くすることが出来る。
【0074】
この実施の形態では、熱源機側熱交換器3と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽(湯を含む)が設置されても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機Aが複数台並列に接続された冷凍サイクル装置においても同様の効果を奏することは明らかである。
また、冷凍サイクル装置に限らず、蒸気圧縮式の冷凍サイクル応用品で、熱源機側熱交換器3が内蔵されたユニットと利用側熱交換器6が内蔵されたユニットが離れて設置されるものであれば、同様の効果を奏することは明らかである。
【0075】
以上説明した実施の形態1の構成の一側面を要約すると次のとおりである。
この冷凍サイクル装置は、圧縮機から熱源機側熱交換器と流量調整器と利用側熱交換器とアキュムレータとを順次に経て上記圧縮機に冷媒を循環させる第1の冷媒回路と、上記圧縮機から上記利用側熱交換器と上記流量調整器と上記熱源機側熱交換器と上記アキュムレータとを順次に経て上記圧縮機に冷媒を循環させる第2の冷媒回路とを備えている。
さらに、上記第1の冷媒回路の上記利用側熱交換器と上記アキュムレータとの間でかつ、上記第2の冷媒回路の上記熱源機側熱交換器と上記アキュムレータとの間に、冷媒中の異物を捕獲する異物捕捉手段を備えている。さらに、上記第1の冷媒回路の上記圧縮機と上記熱源機側熱交換器との間でかつ、上記第2の冷媒回路の上記圧縮機と上記利用側熱交換器との間に、冷媒の油成分を分離する油分離手段を備えている。また、上記第1の冷媒回路の上記熱源側熱交換器と上記流量調整器との間でかつ、上記第2の冷媒回路の上記流量調整器と上記熱源機側熱交換器との間に、各室内機への冷媒の切換えを行う第5の電磁弁を有する冷媒切換え手段を備えている。
【0076】
洗浄運転の制御方法:
次に、この実施の形態1による冷凍サイクル装置について、冷媒置換後の洗浄運転の制御方法について説明する。
(1)第1の制御方法
実施の形態1の冷凍サイクル装置の洗浄運転の第1の制御方法としては、CFCやHCFC等(旧冷媒)を使った冷媒回路(冷凍サイクル装置)の熱源機A及び室内機BをHFC(新冷媒)を用いたものと置換し、さらにHFCを追加充填した後、冷房運転を実施する。
この第1の制御方法では、選択された室内機Biについて、図1の実線矢印のように、圧縮機1を駆動源して、冷媒を圧縮機1から熱源機側熱交換器3を経て、第1の接続配管C,Ciに通し、流量調整器5と利用側熱交換器6を経て、第2の接続配管Di,Dへ通し、さらに異物捕捉手段13とアキュムレータ8を経て圧縮機1へと流して洗浄する。さらに、同様の操作を他の組の室内機Biについて行う。
【0077】
上記のように、室内機が複数台並列接続された場合には、第1および第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diに供給する冷媒が気液二相状態の場合、各室内機Biに分岐する分岐部で、気液が偏って分配されるのが一般的である。したがって、ある室内機Biには洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されるが、別の室内機Biには洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されないということが発生し得る。
【0078】
そこで、各室内機Biのうち、実質的に同じ接続配管径の各組から選択された室内機Biの第5の電磁弁18aiだけを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁すると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには十分な質量速度の冷媒が確保される。
他の組の第5の電磁弁18aiについても同様に室内機Bi毎に順次開弁していくことで、すべての室内機Biに洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、第1、第2の接続配管C,Dの鉱油は十分に洗浄される。さらに、第1、第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diの残留異物のばらつきも無くなり、洗浄時間も短くなる。
【0079】
HFC冷媒の一種であるR407Cを液または気液二相状態で複数並列接続された配管内の鉱油を洗浄した場合の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内残留量の関係を図7に示す。図7において、横軸は洗浄時間、縦軸は配管内鉱油残留量を示す。この図7からも分かるように、同じ接続配管径の各組から選択する程、組み合わせをしない場合より洗浄効果は高いことが示されている。
【0080】
また、冷媒交換前のCFCやHCFCを使った冷凍サイクル装置では、第1の接続配管C、第1の接続配管のi番目の分岐配管Ciは冷房運転でも暖房運転でも液冷媒単相状態もしくは気液二相状態であり、ここには鉱油はあまりたくさん分布していない。
一方、第2の接続配管D,Diは、冷房運転でも暖房運転でもガス単相状態であり、鉱油は液膜状に管壁内部をガス冷媒に引きずられるように流れるため、ここには鉱油が多く分布する。したがって、前述のように洗浄運転の最初に第1の接続配管Cを上流に、第2の接続配管Dを下流になるようにすることで、第2の接続配管D,Diに多く分布している鉱油を第1の接続配管Ci,Cに混入させることなく、異物補捕捉手段13に回収することができる。
これにより、洗浄時間が短くできる上に、第1、第2の接続配管C、Dに残留する鉱油の量を低減することができる。
【0081】
(2)第2の制御方法
実施の形態1の冷凍サイクル装置の洗浄運転の第2の制御方法としては、CFCやHCFC等(旧冷媒)を使った冷媒回路(冷凍サイクル装置)の熱源機A及び室内機BをHFC(新冷媒)を用いたものと置換し、さらにHFCを追加充填した後、暖房運転を実施する。
この第2の制御方法では、選択された室内機Biについて、図1の破線矢印のように、圧縮機1を駆動源として、冷媒を圧縮機1から第2の接続配管D,Diへ通し、利用側熱交換器6と流量調整器5を経て、第1の接続配管Ci,Cに通し、熱源機側熱交換器3を経てさらに異物捕捉手段13とアキュムレータ8を経て圧縮機1へと流して洗浄する。さらに、同様の操作を他の組の室内機Biについて行う。
【0082】
以上のように、室内機が複数台並列接続された場合には、第1および第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diに供給する冷媒が気液二相状態の場合、各室内機Biに分岐する分岐部で、気液が偏って分配されるのが一般的である。したがって、ある室内機Biには洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されるが、別の室内機Biには洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されないということが発生し得る。
【0083】
そこで、接続配管径により選択された組の室内機Biの第5の電磁弁18aiだけを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁すると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには十分な質量速度の冷媒が確保される。
他の組の第5の電磁弁18aiについても同様に室内機Bi毎に順次開弁していくことで、すべての室内機Biに洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、第1、第2の接続配管C,Dの鉱油は十分に洗浄される。さらに、第1,第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diの残留異物のばらつきも無くなり、洗浄時間も短くなる。
【0084】
この第2の制御方法では、第2の接続配管D,Di、第1の接続配管Ci,Cの順に冷媒を流して洗浄することになる。
一般に、実施の形態1の図1に示す冷凍サイクル装置では、第1の接続配管のi番目の分岐配管Ciの方が第2の接続配管のi番目の分岐配管Diより、また第1の接続配管Cの方が第2の接続配管Dよりも配管内径が小さい。これは、冷房運転において第2の接続配管Di,Dでの摩擦損失の大小は蒸発温度に関係し冷房能力への影響が大きいため可能な限り太くするのに対して、第1の接続配管Ci,Cでの摩擦損失は蒸発温度や凝縮温度へ直接与える影響はなく、むしろここを流れる冷媒が液単相または気液二相であることから冷媒充填量を増加させない観点から可能な限り細くするためである。
【0085】
既に説明したように、図7に複数並列接続された配管の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内鉱油残留量との関係の一例を示した。同じ接続配管径の各組から選択する程、組み合わせをしない場合より洗浄効果は高いことが示されている。また、暖房運転をすると、配管内径の細い第1の接続配管C,Ciでは冷媒の質量速度が大きく、非常に高い洗浄効果が得られる。一方、第2の接続配管Di,Dは配管内径が大きいため、冷媒の質量速度が小さいので、この点では洗浄効果が小さい。しかしながら、この流れ方向では第2の接続配管Di,Dが第1の接続配管C,Ciよりも上流にあり、冷媒の温度が高いため、鉱油への冷媒の溶解度が高くなり、鉱油の粘度が小さくなることで、冷媒に引きずり易くなり、洗浄効果が高くなる。
【0086】
(3)第3の制御方法
実施の形態1の冷凍サイクル装置の洗浄運転の第3の制御方法としては、CFCやHCFC等(旧冷媒)を使った冷媒回路(冷凍サイクル装置)の熱源機A及び室内機BをHFC(新冷媒)を用いたものと置換し、さらにHFCを追加充填した後、各室内機Biのうち、実質的に同じ接続配管長さの各組から選択された室内機Biの第5の電磁弁18aiだけを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁すると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには十分な質量速度の冷媒が確保される。
【0087】
他の組の第5の電磁弁18aiについても同様に室内機Bi毎に順次開弁していくことで、すべての室内機Biに洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、鉱油は十分に洗浄される。さらに、第1,第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diの残留異物のばらつきも無くなり、洗浄時間も短くなる。
これは、洗浄運転の冷媒の流れ方向が、第1の制御方法と同じ場合でも、第2の制御方法と同じ場合でも同様である。
既に説明したように、図7に複数並列接続された配管の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内鉱油残留量との関係の一例を示した。同じ接続配管長さの各組から選択する程、組み合わせをしない場合より、洗浄効果は高いことが示されている。
【0088】
(4)第4の制御方法
実施の形態1の冷凍サイクル装置の洗浄運転の第4の制御方法としては、CFCやHCFC等(旧冷媒)を使った冷媒回路(冷凍サイクル装置)の熱源機A及び室内機BをHFC(新冷媒)を用いたものと置換し、さらにHFCを追加充填した後、各室内機Biのうち、実質的に同じ接続配管径でかつ同じ長さの各組から選択された室内機Biの第5の電磁弁18aiだけを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁すると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには十分な質量速度の冷媒が確保される。
【0089】
他の組の第5の電磁弁18aiについても同様に室内機Bi毎に順次開弁していくことで、すべての室内機Biに洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、鉱油は十分に洗浄される。さらに、第1,第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diの残留異物のばらつきも無くなり、洗浄時間も短くなる。
これは、洗浄運転の冷媒の流れ方向が、第1の制御方法と同じ場合でも、第2の制御方法と同じ場合でも同様である。
既に説明したように、図7に複数並列接続された配管の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内鉱油残留量との関係の一例を示した。同じ接続配管径でかつ同じ接続配管長さの各組から選択する程、組み合わせをしない場合より、洗浄効果は高いことが示されている。
【0090】
(5)第5の制御方法
実施の形態1の冷凍サイクル装置の洗浄運転の第5の制御方法としては、CFCやHCFC等(旧冷媒)を使った冷媒回路(冷凍サイクル装置)の熱源機A及び室内機BをHFC(新冷媒)を用いたものと置換し、さらにHFCを追加充填した後、各室内機Biの接続配管の配管径、長さとも異なる場合、近接する接続配管径もしくは接続配管長さ、又はその両方の各組から選択された室内機Biの第5の電磁弁18aiだけを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁すると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには十分な質量速度の冷媒が確保される。
【0091】
他の組の第5の電磁弁18aiについても同様に室内機Bi毎に順次開弁していくことで、すべての室内機Biに洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、鉱油は十分に洗浄される。さらに、第1,第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diの残留異物のばらつきも無くなり、洗浄時間も短くなる。
これは、洗浄運転の冷媒の流れ方向が、第1の制御方法と同じ場合でも、第2の制御方法と同じ場合でも同様である。
【0092】
上記の洗浄運転の制御方法において、洗浄冷媒の流れ方向は、第1の制御方法のように、第1の接続配管C、利用側熱交換器6及び第2の接続配管Dの順に新冷媒を流して洗浄するのが適切な場合がある。このようにすれば、第1の接続配管Cを上流に、第2の接続配管Dを下流にするので、第2の接続配管Dに多く分布している鉱油を第1の接続配管Cに混入させることなく異物補捉手段13に回収することができる。
また、逆に、第2の制御方法のように、第2の接続配管D、利用側熱交換器6及び第1の接続配管Cの順に新冷媒を流して洗浄するのが適切な場合がある。このようにすれば、
第2の接続配管Dの方が第1の接続配管Cよりも上流にあり、冷媒の温度が高いため、鉱油への冷媒の溶解度が高くなり、鉱油の粘度が小さくなることで、洗浄効果が高くなる。また、配管内径の細い第1の接続配管Cでは冷媒の質量速度が大きく、非常に高い洗浄効果が得られる。
さらに、第1の接続配管C、利用側熱交換器6及び第2の接続配管Dの順に新冷媒を流して洗浄した後、流れ方向を逆にして第2の接続配管D、利用側熱交換器及び第1の接続配管Cの順に新冷媒を流して洗浄するのが適切な場合がある。このようにすれば、第2の接続配管Dに多く分布している鉱油を第1の接続配管Cに混入させることなく異物捕捉手段13に回収し、その後に冷媒の質量速度、溶解度の面で洗浄効果の高い洗浄を行なうことになり、より高い洗浄効果が得られ洗浄時間も短くすることができる。
また、冷媒を所定値以上の質量速度で流通させると大きい洗浄効果が得られる。
【0093】
また、既に説明したように、図7に複数並列接続された配管の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内鉱油残留量との関係の一例を示した。近接する接続配管径もしくは接続配管長さ、又はその両方の場合も同様の効果を奏することは明らかである。
【0094】
以上では、既存の旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置の熱源機と室内機を、新冷媒を用いる熱源機Aと室内機Bとに置換する場合について説明した。しかし、これは熱源機のみを置換し、室内機は既存のものを用いるようにしてもよい。
【0095】
実施の形態2.
図8は、この発明の実施の形態2による冷凍サイクル装置の一例として、冷媒置換を行なう冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。図8において、符号B1〜D、1〜9及び8a、9aは、実施の形態1と同様のものであるから、詳細な説明は省略する。
【0096】
また、12aは高温高圧のガス冷媒を冷却・液化する冷却手段(冷却装置)、12bは低圧二相冷媒をガス化する加熱手段(加熱装置)、13は上記加熱手段12bの出口部に直列に設けられた異物捕捉手段(異物捕捉装置)である。14aは上記異物捕捉手段13の出口部に設けられた第1の電磁弁、14bは上記加熱手段12bの入口部に設けられた第2の電磁弁である。
【0097】
10は第1の切替弁であり、熱源機側熱交換器3の冷房運転時の出口端、四方弁2の暖房運転の出口端、上記冷却手段12aの入口端、上記電磁弁14aの出口端の4個所のうち、運転モードに応じて、以下のような接続切換を行なうものである。すなわち、冷房洗浄時には熱源側熱交換器3の冷房運転時の出口端と冷却手段12aの入口端とを接続し、かつ電磁弁14aの出口端と四方弁2の冷房運転時の入口端(暖房運転時の出口端)を接続する。また、暖房洗浄運転時には、四方弁2の暖房運転時の出口端と冷却手段12aの入口端とを接続し、かつ電磁弁14aの出口端と熱源機側熱交換器3の暖房運転時の入口端(冷房運転時の出口端)とを接続する。
【0098】
11は第2の切換弁であり、冷房洗浄運転時及び冷房通常運転時には、冷却手段12aの出口端を第1の操作弁4に接続し、暖房洗浄運転時及び暖房通常運転時には、冷却手段12aの出口端を第2の操作弁7に接続し、かつ、冷房洗浄運転時には電磁弁14bの入口端を第2の操作弁7に接続し、暖房洗浄運転時には電磁弁14bの入口端を第1の操作弁4に接続するものである。
【0099】
14cは第3の電磁弁であり、第1の切換弁10の熱源機側熱交換器3への接続端と、第2の切換弁11の第1の操作弁4への接続端との間を接続する配管途中に設けられた電磁弁である。
【0100】
14dは第4の電磁弁であり、第1の切換弁10の四方弁2への接続端と、第2の切換弁11の第2の操作弁7への接続端との間を接続する配管途中に設けられた電磁弁である。
【0101】
上記第1の切換弁10は、熱源機側熱交換器3の冷房運転時の出口端から冷却手段12aの入口端への冷媒の流通は許容するが、その逆は許容しないように設けられた逆止弁10a、四方弁2の暖房運転時の出口端から冷却手段12aの入口端への冷媒の流通は許容するがその逆は許容しないように設けられた逆止弁10b、第1の電磁弁14aの出口端から熱源機側熱交換器3の冷房運転時の出口端への冷媒の流通は許容するがその逆は許容しないように設けられた逆止弁10c、第1の電磁弁14aの出口端から四方弁2の暖房運転時の出口端への冷媒の流通は許容するがその逆は許容しないように設けられた逆止弁10dより構成されているため、電気信号によらず各接続端の圧力により自己切替え可能な切換弁である。
【0102】
上記冷却手段12aの冷却源は、空気・水のいずれでもよく、上記加熱手段12bの加熱源も空気・水のいずれでも、あるいはヒーターでもよい。また、冷却手段12aと加熱手段12bは、第1の切換弁10と第2の切換弁11に挟まれた、高温高圧側の配管と低温低圧側の配管を熱的に接触させて、たとえば、二重管の外側配管として高温高圧側の配管、内側配管として低温低圧側の配管で構成することでもよい。すなわち、加熱手段12bと冷却手段12aとの間で熱移動させてもよい。
【0103】
以上のような構成により、熱源機Aは、油分離器9、分離油のバイパス路9a、冷却手段12a、加熱手段12b、異物捕捉手段13、第1の切換弁10、第2の切換弁11、第1の電磁弁14a、第2の電磁弁14b、第3の電磁弁14c、第4の電磁弁14dを内蔵している。
なお、加熱手段12b及び異物捕捉手段13を含む冷媒回路部分を、本明細書では、第1のバイパス路とする。また、冷却手段12aを含む冷媒回路部分を、本明細書では、第2のバイパス路とする。
【0104】
また、Ci、Bi、Diはそれぞれi番目の利用側冷媒回路の第1の接続配管、室内機、第2の接続配管である。18aiは、第iの接続配管Ciと室内機Biとの間に設けられた第5の電磁弁である。
なお、この冷凍サイクル装置は冷媒としてHFC(新冷媒)を使うものである。
【0105】
冷凍サイクル装置交換の手順:
次に、CFC、HCFC(旧冷媒)を使った冷凍サイクル装置が老朽化した場合の冷凍サイクル装置交換の手順を示す。既存の冷凍サイクル装置からCFC又はHCFCを回収し、熱源機Aを図8に示すHFCを用いるものに交換する。第1の接続配管C、室内機Bと第2の接続配管Dは、HCFCを使った冷凍サイクル装置のものを再利用する。そして、図8に示す冷媒回路を形成する。
【0106】
熱源機Aには予めHFCが充填されているので、第1の操作弁4と第2の操作弁7は閉じたまま、室内機B、第1の接続配管C、第2の接続配管Dを接続状態で真空引きをし、その後第1の操作弁4と第2の操作弁7の開弁とHFCの追加充填を実施する。その後、まず洗浄運転を実施し、その後通常の空調運転を実施する。
【0107】
洗浄運転の方法:
次に、洗浄運転の内容を図8に添って説明する。図中、実線矢印が冷房洗浄運転の流れを、破線矢印が暖房洗浄運転の流れを示す。洗浄運転においては、第3電磁弁14cおよび第4の電磁弁14dは閉じておく。
冷房洗浄運転:
まず、冷房洗浄運転の流れを説明する。洗浄運転開始前に、各室内機Biに設けられた制御基板上のマイコンにより各室内機Biの容量が分かり、その容量で利用側冷媒回路に接続された配管径がおおよそ予想でき、それぞれi番目の利用側冷媒回路に接続された配管径が一意的に求められる。ここで、求められた各室内機Biの配管径により実質的に同一の配管径のものを組として一纏めにして、その中の1組を選択する。選択された室内機Biの第5の電磁弁18aiのみを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁を閉弁して洗浄運転を開始する。
【0108】
また、予め各室内機Biの接続配管の長さが分かっている場合も、上記同様に実質的に同一の配管長のものを組として一纏めにして、その中の1組を選択し、洗浄運転をする。
【0109】
まず、冷房洗浄運転の流れを説明する。圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、HFC用冷凍機油と共に圧縮機1を吐出され、油分離器9へ流入する。ここで、HFC用冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが四方弁2を経て、熱源機側熱交換器3へと流入し、ここで空気・水など熱源媒体と熱交換して凝縮液化する。
【0110】
ある程度凝縮液化した冷媒は第1の切換弁10を経て冷却手段12aに流入し、ここで完全に凝縮液化して、第2の切換弁11、第1の操作弁4を経て第1の接続配管Cに流入する。
HFCの液冷媒が第1の接続配管Cを流れるときに、第1の接続配管Cに残留しているCFC・HCFC・鉱油・鉱油劣化物(以下残留異物と称する)を少しずつ洗浄してHFCの液冷媒と共に流れ、選択された各室内機Biの流量調整器5iへ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、利用側熱交換器6で空気などの利用媒体と熱交換してある程度蒸発・ガス化する。
【0111】
ある程度蒸発・ガス化した気液二相状態の冷媒は第1の接続配管C、第1の接続配管のi番目の分岐配管Ci及びi番目の第2の接続配管Diの残留異物とともに第2の接続配管Dに流入する。第2の接続配管Dに残留している残留異物は、ここを流れる冷媒が気液二相状態のため、流速も速く、かつ液冷媒とともに、残留異物は洗浄され、第1の接続配管Cより速い速度で洗浄される。
【0112】
その後、ある程度蒸発・ガス化した気液二相状態の冷媒は、第1の接続配管C、第1の接続配管のi番目の分岐配管Ciの残留異物とi番目の第2の接続配管Di、第2の接続配管Dの残留異物と共に、第2の操作弁7、第2の切換弁11、第2の電磁弁14bを経て、加熱手段12bへ流入し、ここで、完全に蒸発・ガス化され、異物捕捉手段13へ流入する。
残留異物は、沸点の違いにより相が異なり、固体異物・液体異物・気体異物の3種類に分類される。異物捕捉手段13では、固体異物と液体異物は完全にガス冷媒と分離され捕捉される。気体異物はその一部が捕捉され、一部は捕捉されない。
その後、ガス冷媒は、異物捕捉手段13で捕捉されなかった気体異物と共に第1の電磁弁14a、第1の切換弁10、四方弁2、アキュムレータ8を経て圧縮機1に戻る。
【0113】
油分離器9で、ガス冷媒と完全に分離されたHFC用冷凍機油は、バイパス路9aを経て、四方弁2の下流したがって異物捕捉手段13の下流で本流と合流して、圧縮機1に戻るので、第1の接続配管Cや第2の接続配管Dに残留していた鉱油と混ざることはなく、HFC用冷凍機油はHFCに対して非相溶化することはなく、またHFC用冷凍機油は鉱油により劣化することはない。
【0114】
また、固形異物もHFC用冷凍機油と混合することはなく、HFC用冷凍機油を劣化しない。また、気体異物はHFC冷媒が冷媒回路を1サイクル循環して、異物捕捉手段13を1回通る間には一部が捕捉されるだけで、HFC用冷凍機油と気体異物は混合されるが、HFC用冷凍機油の劣化は化学反応で、急激には進まない。
【0115】
その劣化の一例を図2に示す。異物捕捉手段を1回通る間に捕捉されなかった気体異物は、HFC冷媒の循環と共に何回も異物捕捉手段13を通るので、HFC用冷凍機油の劣化するよりも遅く、異物捕捉手段13で捕捉すればよい。
【0116】
暖房洗浄運転:
次に暖房洗浄運転の流れを説明する。洗浄運転開始前に、各室内機Biに設けられた制御基板上のマイコンにより各室内機Biの容量が分かり、その容量で利用側冷媒回路に接続された配管径がおおよそ予想でき、それぞれi番目の利用側冷媒回路に接続された配管径が一意的に求められる。
ここで、求められた各室内機Biの配管径により実質的に同一の配管径のものを組として一纏めにして、その中の1組を選択する。選択された室内機Biの第5の電磁弁18aiのみを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁を閉弁して洗浄運転を開始する。
【0117】
また、予め各室内機Biの接続配管の長さが分かっている場合も、上記同様に実質的に同一の配管長のものを組として一纏めにして、その中の1組を選択し、洗浄運転をする。
【0118】
圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒はHFC用用冷凍機油と共に圧縮機1を吐出され、油分離器9へ流入する。ここで、HFC用冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが四方弁2、第1の切換弁10を経て冷却手段12aへ流入する。
【0119】
ここで、ガス冷媒は冷却され、ある程度凝縮・液化された気液二相状態の冷媒は第2の切換弁11、第2に操作弁7を経て第2の接続配管Dへ流入する。第2の接続配管Dに残留している残留異物は、ここを流れる冷媒が気液二相状態のため、流速も速く、かつ液冷媒とともに、残留異物は洗浄され、冷房運転時の第1の接続配管Cより速い速度で洗浄される。
【0120】
その後、ある程度凝縮・液化した冷媒は、第2の接続配管Dの残留異物と共に、選択されたBiの利用側熱交換器6iへと流入し、ここで空気など利用側媒体と熱交換して完全に凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は流量調整器5iへ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、第1の接続配管Cに流入する。気液二相状態のため、流速も速く、かつ液冷媒と共に、残留異物は洗浄され、冷房運転時の第1の接続配管C、利用側熱交換器6より速い速度で洗浄される。第2の接続配管D,Di及び第1の接続配管Ci,Cから洗浄された異物と共に、気液二相状態の冷媒は、第1の操作弁4、第2の切換弁11、第2の電磁弁14bを経て、加熱手段12bで加熱され、蒸発・ガス化され、異物捕捉手段13へ流入する。
【0121】
残留異物は、沸点の違いにより相が異なり、固体異物・液体異物・気体異物の3種類に分類される。異物捕捉手段13では、固体異物と液体異物は完全にガス冷媒と分離され捕捉される。気体異物はその一部が捕捉され、一部は捕捉されない。その後、ガス冷媒は、異物捕捉手段13で捕捉されなかった気体異物と共に第1の切換弁10、四方弁2を経て、熱源機側熱交換器3へ流入し、ここでは送風機などを停止して熱交換させずに通過させ、アキュムレータ8を経て圧縮機1へ戻る。
このような洗浄運転を他の組についても行い、室内機Biすべてについて同様の操作を行う。
【0122】
油分離器9で、ガス冷媒と完全に分離されたHFC用冷凍機油は、バイパス路9aを経て、異物捕捉手段13の下流で本流と合流して、圧縮機1に戻るので、第1の接続配管や第2の接続配管Dに残留していた鉱油と混ざることはなく、HFC用冷凍機油はHFCに対して非相溶化することはなく、またHFC用冷凍機油は鉱油により劣化することはない。
【0123】
また、固形異物もHFC用冷凍機油と混合することはなく、HFC用冷凍機油を劣化しない。また、気体異物はHFC冷媒が冷媒回路を1サイクル循環して、異物捕捉手段13を1回通る間には一部が捕捉されるだけで、HFC用冷凍機油と気体異物は混合されるが、HFC用冷凍機油の劣化は化学反応で、急激には進まない。
【0124】
その劣化の一例を図2に示す。異物捕捉手段を1回通る間に捕捉されなかった気体異物は、HFC冷媒の循環と共に何回も異物捕捉手段13を通るので、HFC用冷凍機油の劣化するよりも遅く、異物捕捉手段13で捕捉すればよい。
異物捕捉手段13、油分離器9は、実施の形態1に示すものと全く同一のため、ここではその詳細な説明を省略する。
【0125】
通常空調運転:
次に、通常空調運転について、図9に添って説明する。図中、実線矢印が冷房洗浄運転の流れを、破線矢印が暖房洗浄運転の流れを示す。通常空調運転においては、第1の電磁弁14a及び第2の電磁弁14bは閉じておき、第3電磁弁14cおよび第4の電磁弁14dは開けておく。
【0126】
通常冷房運転:
まず、通常冷房運転の流れを説明する。圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、HFC用冷凍機油と共に圧縮機1を吐出され、油分離器9へ流入する。ここで、HFC用冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが四方弁2を経て、熱源機側熱交換器3へと流入し、ここで空気・水など熱源媒体と熱交換して凝縮液化する。
【0127】
凝縮液化した冷媒は、その大部分が第3の電磁弁14cを経由し、一方、一部が第1の切換弁10、冷却手段12a、第2の切換弁11を経由して、これらが合流後、第1の操作弁4を経て第1の接続配管C、第1の接続配管のi番目の分岐配管Ciを経て、流量調整器5へ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、利用側熱交換器6で空気などの利用媒体と熱交換してある程度蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化した冷媒は第2の接続配管のi番目の分岐配管Di、第2の接続配管D、第2の操作弁7、第4の電磁弁14d、四方弁2、アキュムレータ8を経て圧縮機1へ戻る。
【0128】
油分離器9で、ガス冷媒と完全に分離されたHFC用冷凍機油は、バイパス路9aを経て、異物捕捉手段13の下流で本流と合流して、圧縮機1に戻る。
【0129】
第1の電磁弁14a、第2の電磁弁14bは閉じられているので、異物捕捉手段13は閉鎖空間として隔離されており、洗浄運転中に捕捉したい異物が、再び運転回路中に戻ることがない。また、実施の形態1と比べると、異物捕捉手段13を経由しないため、圧縮機1の吸入圧力損失が小さく、能力の低下が小さい。
【0130】
通常暖房運転:
次に、通常暖房運転の流れを説明する。圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、HFC用冷凍機油と共に圧縮機1を吐出され、油分離器9へ流入する。ここで、HFC用冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが四方弁2を経て、大部分が第4の電磁14dを経由する。一方、一部が第1の切換弁10、冷却手段12a、第2の切換弁11を経由して、これらが合流後第2の操作弁7に流入し、第2の接続配管D,Diを経て、利用側熱交換器6へと流入し、ここで空気など利用側媒体と熱交換して凝縮液化する。
【0131】
凝縮液化した冷媒は流量調整器5へ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、第1の接続配管Ci,C、第1の操作弁4、第3の電磁弁14cを経て、熱源側熱交換器3で空気・水などの熱源媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化した冷媒は四方弁2、アキュムレータ8を経て圧縮機1へ戻る。
【0132】
油分離器9で、ガス冷媒と完全に分離されたHFC用冷凍機油は、バイパス路9aを経て、圧縮機1へ戻る。
【0133】
第1の電磁弁14a、第2の電磁弁14bは閉じられているので、異物捕捉手段13は閉鎖空間として隔離されており、洗浄運転中に捕捉した異物が、再び運転回路中に戻ることがない。また、実施の形態1と比べると、異物捕捉手段13を経由しないため、圧縮機1の吸入圧力損失が小さく、能力の低下が小さい。
【0134】
以上のように、油分離器9と異物捕捉手段13を熱源機Aに内蔵することで、熱源機Aのみを新規に交換し、室内機B、第1の接続配管Cと第2の接続配管Dを交換しないで、老朽化したCFC、HCFCを用いた冷凍サイクル装置に入れ替えることができる。
このような方法によれば、既設配管再利用方法として、前記の従来の洗浄方法1とは違って、洗浄装置を用いて専用の洗浄液(HCFC141bやHCFC225)で洗浄するということをしないので、オゾン層破壊の可能性は全く無く、また可燃性・毒性も皆無で、洗浄液残留の懸念も無く、洗浄液を回収する必要も無い。
【0135】
また、前記の従来の洗浄方法2と違って、洗浄運転を3回繰り返してHFC冷媒やHFC用冷凍機油を3回入れ替える必要がないため、必要なHFCや冷凍機油は1台分で済むためコスト・環境上有利である。また、交換用冷凍機油の管理も不要で、かつ冷凍機油過不足の危険性も全く発生しない。また、HFC用冷凍機油の非相溶化や冷凍機油の劣化も無い。
【0136】
また、第5の電磁弁18aiを設けたことで、各室内機Biの接続配管径、配管長が異なる場合でも、接続配管径もしくは接続配管長もしくはその両方を組として1台以上の室内機Biを一纏めにして、その中から選択された一組の室内機Biの第5の電磁弁18aiのみを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁すると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには洗浄するに十分な質量速度が確保され、洗浄効果が高く、洗浄時間を短くすることが出来る。
【0137】
また、第1の電磁弁14a、第2の電磁弁14b、第3の電磁弁14c、第4の電磁弁14dを設けたことで、洗浄運転時には異物捕捉手段13を通過して上記に示す洗浄効果を得つつ、洗浄運転後の通常時には、第1の電磁弁14a、第2の電磁弁14bは閉じて、異物捕捉手段13は閉鎖空間として隔離されているので、洗浄運転中に捕捉した異物が、再び運転回路中に戻ることがない。また、実施の形態1と比べると、異物捕捉手段13を経由しないため、圧縮機1の吸入圧力損失が小さく、能力の低下が小さい。
【0138】
また、冷却手段12a、加熱手段12b、第1の切換弁10、第2の切換弁11を設けたので、冷房・暖房に関わらず、洗浄運転に第1の接続配管C、利用側熱交換器6と第2の接続配管Dに液冷媒又は気液二相冷媒が流れるので、残留異物を洗浄するのに、洗浄効果が高く、洗浄時間を短くすることができる。また、冷却手段12a、加熱手段12bにより熱交換量を制御できるので、外気温度や室内の負荷に関係なく、任意の条件にほぼ同一の洗浄運転が可能で、効果・手間が一定化する。
【0139】
この実施の形態では、熱源機側熱交換器3と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽(湯を含む)が設置されても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機Aが複数台並列に接続された冷凍サイクル装置においても同様の効果を奏することは明らかである。
また、冷凍サイクル装置に限らず、蒸気圧縮式の冷凍サイクル応用品で、熱源機側熱交換器3が内蔵されたユニットと利用側熱交換器6が内蔵されたユニットが離れて設置されるものであれば、同様の効果を奏することは明らかである。
【0140】
以上説明した実施の形態2の構成の一側面を要約すると次の通りである。
この冷凍サイクル装置は、圧縮機から熱源機側熱交換器と流量調整器と利用側熱交換器とアキュムレータとを順次に経て上記圧縮機に冷媒を循環させる第1の冷媒回路と、上記圧縮機から上記利用側熱交換器と流量調整器と上記熱源機側熱交換器と上記アキュムレータとを順次に経て上記圧縮機に冷媒を循環させる第2の冷媒回路とを備えている。
さらに、上記第1の冷媒回路の上記利用側熱交換器と上記アキュムレータの間の冷媒回路をバイパスし、かつ、上記第2の冷媒回路の上記流量調整器と上記熱源機側熱交換器との間の冷媒回路をバイパスすると共に、冷媒中の異物を捕獲する異物捕捉手段を有する第1バイパス路を備えている。さらに、上記第1の冷媒回路の上記圧縮機と上記熱源機側熱交換器との間に、冷媒の油成分を分離する油分離手段を備えている。さらに、上記第1の冷媒回路の上記熱源側熱交換器と上記流量調整器との間に、各室内機への冷媒の切換えを行う第5の電磁弁を有する冷媒切換え手段を備えている。
【0141】
洗浄運転の制御方法:
次に、この実施の形態2による冷凍サイクル装置について、冷媒置換後の洗浄運転の制御方法について説明する。
(1)第1の制御方法
実施の形態2の冷凍サイクル装置の洗浄運転の第1の制御方法としては、CFCやHCFC等(旧冷媒)を使った冷媒回路(冷凍サイクル装置)の熱源機A及び室内機BをHFC(新冷媒)を用いたものと置換し、さらにHFCを追加充填した後、冷房運転実施する。
この第1の制御方法では、選択された室内機Biについて、図8の実線矢印のように、圧縮機1を駆動源して、冷媒を圧縮機1から第1の接続配管Cに通した後、第2の接続配管Dへ通し、さらに異物捕捉手段13とアキュムレータ8を経て圧縮機1へと流して洗浄する。さらに、同様の操作を他の組の室内機Biについて行う。
【0142】
以上のように、室内機Biが複数台並列接続された場合には、第1および第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diに供給する冷媒が気液二相状態の場合、各室内機Biに分岐する分岐部で、気液が偏って分配されるのが一般的である。したがって、ある室内機Biには洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されるが、別の室内機Biには洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されないということが発生し得る。
【0143】
そこで、各室内機Biのうち、実質的に同じ接続配管径の各組から選択された1台以上の室内機Biの第5の電磁弁18aiだけを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁すると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには十分な質量速度の冷媒が確保される。他の組の第5の電磁弁18aiについても同様に室内機Bi毎に順次開弁していくことで、すべての室内機Biに洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、第1、第2の接続配管C,Dの鉱油は十分に洗浄される。さらに、第1,第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diの残留異物のばらつきも無くなり、洗浄時間も短くなる。
【0144】
HFC冷媒の一種であるR407Cを液または気液二相状態で複数並列接続された配管内の鉱油を洗浄した場合の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内残留量の関係を図7に示す。図7において、横軸は洗浄時間、縦軸は配管内鉱油残留量を示す。この図7からも分かるように、同じ接続配管径の各組から選択する程、組み合わせをしない場合より洗浄効果は高いことが示されている。
【0145】
また、冷媒交換前のCFCやHCFCを使った冷凍サイクル装置では、第1の接続配管C、第1の接続配管のi番目の分岐配管Ciは冷房運転でも暖房運転でも液冷媒単相状態もしくは気液二相状態であり、ここには鉱油はあまりたくさん分布していない。
一方、第2の接続配管D、第2の接続配管のi番目の分岐配管Diは、冷房運転でも暖房運転でもガス単相状態であり、鉱油は液膜状に管壁内部をガス冷媒に引きずられるように流れるため、ここには鉱油が多く分布する。したがって、前述のように洗浄運転の最初に第1の接続配管Cを上流に、第2の接続配管Dを下流になるようにすることで、第2の接続配管D,Diに多く分布している鉱油を第1の接続配管Cに混入させることなく、異物補捕捉手段13に回収することができる。
これにより、洗浄時間が短くできる上に、第1、第2の接続配管C、Dに残留する鉱油の量を低減することができる。
【0146】
(2)第2の制御方法
実施の形態2の冷凍サイクル装置の洗浄運転の第2の制御方法としては、CFCやHCFC等(旧冷媒)を使った冷媒回路(冷凍サイクル装置)の熱源機A及び室内機BをHFC(新冷媒)を用いたものと置換し、さらにHFCを追加充填した後、暖房運転実施する。
この第2の制御方法では、接続配管径により選択された室内機Biについて、図8の破線矢印のように、圧縮機1を駆動源して、冷媒を圧縮機1から第2の接続配管Dへ通した後、第1の接続配管Cに通し、熱源機側熱交換器3を経てさらに異物捕捉手段13とアキュムレータ8を経て圧縮機1へと流して洗浄する。さらに、同様の操作を他の組の室内機Biについて行う。
【0147】
以上のように、室内機Biが複数台並列接続された場合には、第1および第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diに供給する冷媒が気液二相状態の場合、各室内機Biに分岐する分岐部で、気液が偏って分配されるのが一般的である。したがって、ある室内機Biには洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されるが、別の室内機Biには洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されないということが発生し得る。
【0148】
そこで、選択された室内機Biの第5の電磁弁18aiだけを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁すると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには十分な質量速度の冷媒が確保される。
他の組の第5の電磁弁18aiについても同様に室内機Bi毎に順次開弁していくことで、すべての室内機Biに洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、第1、第2の接続配管C,Dの鉱油は十分に洗浄される。さらに、第1,第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diの残留異物のばらつきも無くなり、洗浄時間も短くなる。
【0149】
この第2の制御方法では、第2の接続配管D,Di、第1の接続配管Ci,Cの順に冷媒を流して洗浄することになる。
一般に、実施の形態2の図1に示す冷凍サイクル装置では、第1の接続配管のi番目の分岐配管Ciの方が第2の接続配管のi番目の分岐配管Diより、また第1の接続配管Cの方が第2の接続配管Dよりも配管内径が小さい。これは、冷房運転において第2の接続配管Di,Dでの摩擦損失の大小は蒸発温度に関係し冷房能力への影響が大きいため可能な限り太くするのに対して、第1の接続配管Ci,Cでの摩擦損失は蒸発温度や凝縮温度へ直接与える影響はなく、むしろここを流れる冷媒が液単相または気液二相であることから冷媒充填量を増加させない観点から可能な限り細くするためである。
【0150】
既に説明したように、図7に複数並列接続された配管の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内鉱油残留量との関係の一例を示した。同じ接続配管径の各組から選択する程、組み合わせをしない場合より洗浄効果は高いことが示されている。したがって、暖房運転をすると、配管内径の細い第1の接続配管C,Ciでは冷媒の質量速度が大きく、非常に高い洗浄効果が得られる。一方は、第2の接続配管Di,Dは配管内径が大きいため、冷媒の質量速度が小さいので、この点では洗浄効果が小さい。しかしながら、この流れ方向では第2の接続配管Di,Dが第1の接続配管C,Ciよりも上流にあり、冷媒の温度が高いため、鉱油への冷媒の溶解度が高くなり、鉱油の粘度が小さくなることで、冷媒に引きずり易くなり、洗浄効果が高くなる。
【0151】
(3)第3の制御方法
実施の形態2の冷凍サイクル装置の洗浄運転の第3の制御方法としては、CFCやHCFC等(旧冷媒)を使った冷媒回路(冷凍サイクル装置)の熱源機A及び室内機BをHFC(新冷媒)を用いたものと置換し、さらにHFCを追加充填した後、各室内機Biのうち、実質的に同じ接続配管長さの各組から選択された室内機Biの第5の電磁弁18aiだけを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁する。このようにすると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには十分な質量速度の冷媒が確保される。
他の組の第5の電磁弁18aiについても同様に室内機Bi毎に順次開弁していくことで、すべての室内機Biに洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、鉱油は十分に洗浄される。さらに、第1,第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diの残留異物のばらつきも無くなり、洗浄時間も短くなる。
これは、洗浄運転の冷媒の流れ方向が、第1の制御方法と同じ場合でも、第2の制御方法と同じ場合でも同様である。
既に説明したように、図7に複数並列接続された配管の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内鉱油残留量との関係の一例を示した。同じ接続配管長さの各組から選択する程、組み合わせをしない場合より、洗浄効果は高いことが示されている。
【0152】
(4)第4の制御方法
実施の形態2の冷凍サイクル装置の洗浄運転の第4の制御方法としては、CFCやHCFC等(旧冷媒)を使った冷媒回路(冷凍サイクル装置)の熱源機A及び室内機BをHFC(新冷媒)を用いたものと置換し、さらにHFCを追加充填した後、各室内機Biのうち、実質的に同じ接続配管径でかつ同じ長さの各組から選択された室内機Biの第5の電磁弁18aiだけを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁する。このようにすると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには十分な質量速度の冷媒が確保される。
【0153】
他の組の第5の電磁弁18aiについても同様に室内機Bi毎に順次開弁していくことで、すべての室内機Biに洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、鉱油は十分に洗浄される。さらに、第1,第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diの残留異物のばらつきも無くなり、洗浄時間も短くなる。
これは、洗浄運転の冷媒の流れ方向が、第1の制御方法と同じ場合でも、第2の制御方法と同じ場合でも同様である。
既に説明したように、図7に複数並列接続された配管の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内鉱油残留量との関係の一例を示した。同じ接続配管径でかつ同じ接続配管長さの各組から選択する程、組み合わせをしない場合より、洗浄効果は高いことが示されている。
【0154】
(5)第5の制御方法
実施の形態2の冷凍サイクル装置の洗浄運転の第5の制御方法としては、CFCやHCFC等(旧冷媒)を使った冷媒回路(冷凍サイクル装置)の熱源機A及び室内機BをHFC(新冷媒)を用いたものと置換し、さらにHFCを追加充填した後、各室内機Biの接続配管の配管径、長さとも異なる場合、近接する接続配管径もしくは接続配管長さ、又はその両方の各組から選択された室内機Biの第5の電磁弁18aiだけを開弁し、残りの室内機Biの第5の電磁弁18aiを閉弁する。このようにすると、開弁した配管にすべての冷媒が流れるので、その室内機Biには十分な質量速度の冷媒が確保される。
【0155】
他の組の第5の電磁弁18aiについても同様に室内機Bi毎に順次開弁していくことで、すべての室内機Biに洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、鉱油は十分に洗浄される。さらに、第1,第2の接続配管のi番目の分岐配管Ci,Diの残留異物のばらつきも無くなり、洗浄時間も短くなる。
これは、洗浄運転の冷媒の流れ方向が、第1の制御方法と同じ場合でも、第2の制御方法と同じ場合でも同様である。
【0156】
上記の洗浄運転の制御方法において、洗浄冷媒の流れ方向は、第1の制御方法のように、第1の接続配管C、利用側熱交換器6及び第2の接続配管Dの順に新冷媒を流して洗浄するのが適切な場合がある。また、逆に、第2の制御方法のように、第2の接続配管D、利用側熱交換器6及び第1の接続配管Cの順に新冷媒を流して洗浄するのが適切な場合がある。さらに、第1の接続配管C、利用側熱交換器6及び第2の接続配管Dの順に新冷媒を流して洗浄した後、流れ方向を逆にして第2の接続配管D、利用側熱交換器及び第1の接続配管Cの順に新冷媒を流して洗浄するのが適切な場合がある。
【0157】
また、既に説明したように、図7に複数並列接続された配管の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内鉱油残留量との関係の一例を示した。近接する接続配管径もしくは接続配管長さ、又はその両方の場合も同様の効果を奏することは明らかである。
【0158】
以上では、既存の旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置の熱源機を、新冷媒を用いる熱源機Aに置換し、室内機は既存のものを用いる場合について説明した。しかし、これは熱源機と室内機とを置換するようにしてもよい。
【0159】
実施の形態3.
図10は、この発明の実施の形態3による冷凍サイクル装置の一例として、冷媒置換を行なった冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。図10において、19は、熱源機Aの熱源機側熱交換器3の熱交換用空気の流通路すなわち吸い込み口または吹出し口もしくはその両方に設けられた塞ぎ材を示し、空気流通路を開閉できるように構成されている。符号B〜D、1〜9及び8a、9aは、実施の形態1及び2で説明したものと同様のものであるから、詳細の説明は省略する。図10の冷媒回路においては、実施の形態1,2で示したような第5の電磁弁18aが無く(図1、図8参照)、室内機Bが1台、したがって利用側冷媒回路部分が1系統設置された場合を示している。
【0160】
冷凍サイクル装置交換の手順:
CFC、HCFC(旧冷媒)を使った冷凍サイクル装置が老朽化した場合の冷凍サイクル装置交換の手順を説明する。既存の冷凍サイクル装置からCFC又はHCFCを回収し、熱源機Aと室内機Bを図10に示すHFCを用いるものに交換する。第1の接続配管Cと第2の接続配管Dは、HCFCを使った冷凍サイクル装置のものを再利用する。そして、図10に示す冷媒回路を形成する。
【0161】
熱源機Aには予めHFCが充填されているので、第1の操作弁4と第2の操作弁7は閉じたまま、室内機B、第1の接続配管C、第2の接続配管Dを接続状態で真空引きをし、その後第1の操作弁4と第2の操作弁7の開弁とHFCの追加充填を実施する。その後、まず洗浄運転を実施し、その後通常の空調運転を実施する。
【0162】
洗浄運転の方法:
次に、洗浄運転の内容を図10に添って説明する。図中、実線矢印が冷房洗浄運転の流れを、破線矢印が暖房洗浄運転の流れを示す。
【0163】
(1)第1の洗浄方法
実施の形態3の冷凍サイクル装置の洗浄運転時の第1の洗浄方法としては、CFCやHCFCを使った冷媒サイクル装置の熱源機A及び室内機BをHFCを用いたものに置換し、さらにHFCの追加充填をした後、<洗浄運転のステップAとして、>冷房洗浄運転を実施する。
この第1の洗浄方法では、図10の実線矢印に示すように、圧縮機1を駆動源にして、冷媒を圧縮機1から第1の接続配管Cへ通した後、第2の接続配管Dに通し、さらに異物捕捉手段13を経て圧縮機1へと還流させて洗浄する。
【0164】
すなわち、この第1の洗浄方法では、第1の接続配管Cへ通した後、第2の接続配管Dの順に冷媒を流して洗浄することになる。
【0165】
熱源機Aの外気温度が低い場合や風が強い場合(熱源機Aは、屋上等に設置される場合が多く、地面よりも風が強いのが一般的である)などに、熱源機側熱交換器3で熱交換すると、冷媒が凝縮してしまい、液冷媒が熱源機側熱交換器3内に寝込むようになる為、配管内で冷媒不足が生じ、十分な質量速度の冷媒が確保されないということが発生する。
【0166】
そこで、熱源機側熱交換器3の吸い込み口もしくは吹出し口もしくはその両方を塞ぎ材19で塞ぐことで、熱源機側熱交換器3で熱交換しなくなり、配管内で冷媒が不足することなく、洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、鉱油は十分に洗浄される。
ただし、熱源機Aのその他の配管や第1の接続配管C、第2の接続配管Dは冷房洗浄運転に支障をきたさない程度に熱交換しており、冷房洗浄運転後、塞ぎ材19は外しておく。
【0167】
(2)第2の洗浄方法
実施形態3の冷凍サイクル装置の洗浄運転時の第2の洗浄方法としては、CFCやHCFCを使った冷媒サイクル装置の熱源機A及び室内機BをHFCを用いたものに置換し、さらにHFCの追加充填をした後、暖房洗浄運転を実施する。この第2の洗浄方法では、図10の破線矢印に示すように、圧縮機1を駆動源にして、冷媒を圧縮機1から第2の接続配管Dへ通した後、第1の接続配管Cに通し、さらに異物捕捉手段13を経て圧縮機1へと還流させて洗浄する。
【0168】
すなわち、この第2の洗浄方法では、第2の接続配管Dへ通した後、第1の接続配管Cの順に冷媒を流して洗浄することになる。
【0169】
熱源機Aの外気温度が低い場合や風が強い場合(熱源機Aは、屋上等に設置される場合が多く、地面よりも風が強いのが一般的である)などに、熱源機側熱交換器3で熱交換すると、冷媒が凝縮してしまい、液冷媒が熱源機側熱交換器3内に寝込むようになる為、配管内で冷媒不足が生じ、十分な質量速度の冷媒が確保されないということが発生する。
【0170】
そこで、熱源機側熱交換器3の吸い込み口もしくは吹出し口もしくはその両方を塞ぎ材19で塞ぐことで、熱源機側熱交換器3で熱交換しなくなり、配管内で冷媒が不足することなく、洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、鉱油は十分に洗浄される。
ただし、熱源機Aのその他の配管や第1の接続配管C、第2の接続配管Dは暖房洗浄運転に支障をきたさない程度に熱交換しており、冷房洗浄運転後、塞ぎ材19は外しておく。
【0171】
上記の洗浄運転の制御方法において、洗浄冷媒の流れ方向は、第1の制御方法のように、第1の接続配管C、利用側熱交換器6及び第2の接続配管Dの順に新冷媒を流して洗浄するのがよい場合がある。また、逆に、第2の制御方法のように、第2の接続配管D、利用側熱交換器6及び第1の接続配管Cの順に新冷媒を流して洗浄するのがよい場合がある。さらに、第1の接続配管C、利用側熱交換器6及び第2の接続配管Dの順に新冷媒を流して洗浄した後、流れ方向を逆にして第2の接続配管D、利用側熱交換器及び第1の接続配管Cの順に新冷媒を流して洗浄するのがよい場合がある。
【0172】
この実施の形態では、室内機Bが1台接続された例について説明したが、室内機Bが並列または直列に複数台接続された冷凍サイクル装置でも同様の効果を奏することは言うまでもない。また、実施の形態1,2で示したような第5の電磁弁18aを備えていると好適である。
また、熱源機側熱交換器3と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽(油を含む)が設置されていても同様の効果を奏することは明らかである。
【0173】
以上では、既存の旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置の熱源機と室内機を、新冷媒を用いる熱源機Aと室内機Bとに置換する場合について説明した。しかし、これは熱源機のみを置換し、室内機は既存のものを用いるようにしてもよい。
なお、本実施の形態4のように、熱源機側熱交換器3の吸い込み口もしくは吹出し口もしくはその両方に塞ぎ材19を設けることは、実施の形態1および2の発明についても適用可能である。
【0174】
実施の形態4.
図11は、この発明の実施の形態4による冷凍サイクル装置の一例として、冷媒置換を行なう冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。図11において、20は、熱源機Aの熱源側熱交換器3をバイパスするバイパス冷媒回路の電磁弁であり、一端が油分離器9に通じる冷媒配管に接続されており、他の一端は第1の接続配管Cに通じる冷媒配管に接続されている。電磁弁20は開閉制御可能であり、バイパス路を開閉する。また、図11において、符号B〜D、1〜9及び8a、9aは、実施の形態1及び2で説明したものと同様のものであるから、詳細な説明は省略する。図11の冷媒回路においては、実施の形態1,2で示したような第5の電磁弁18aが無く(図1、図8参照)、室内機Bが1台、したがって利用側冷媒回路部分が1系統設置された場合を示している。
【0175】
(1)第1の洗浄方法
この第1の洗浄方法では、図11の実線矢印に示すように、圧縮機1を駆動源にして、冷媒を圧縮機1から第1の接続配管Cへ通した後、第2の接続配管Dに通し、さらに異物捕捉手段13を経て圧縮機1へと還流させて洗浄する。
したがって、この第1の洗浄方法では、第1の接続配管Cへ通した後、第2の接続配管Dの順に冷媒を流して洗浄することになる。
【0176】
熱源機Aの外気温度が低い場合や風が強い場合(熱源機Aは、屋上等に設置される場合が多く、地面よりも風が強いのが一般的である)などに、熱源機側熱交換器3で熱交換すると、冷媒が凝縮してしまい、液冷媒が熱源機側熱交換器3内に寝込むようになる為、配管内で冷媒不足が生じ、十分な質量速度の冷媒が確保されないということが発生する。
【0177】
そこで、熱源機側熱交換器3をバイパスする電磁弁20を開弁することで、熱源機側熱交換器3で熱交換しなくなり、配管内で冷媒が不足することなく、洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、鉱油は十分に洗浄される。
ただし、熱源機Aのその他の配管や第1の接続配管C、第2の接続配管Dは冷房洗浄運転に支障をきたさない程度に熱交換しており、冷房洗浄運転後、バイパス電磁弁20は閉弁しておく。
【0178】
(2)第2の洗浄方法
実施形態4の冷凍サイクル装置の洗浄運転時の第2の洗浄方法としては、CFCやHCFCを使った冷媒サイクル装置の熱源機A及び室内機BをHFCを用いたものに置換し、さらにHFCの追加充填をした後、暖房洗浄運転を実施する。
この第2の洗浄方法では、図11の破線矢印に示すように、圧縮機1を駆動源にして、冷媒を圧縮機1から第2の接続配管Dへ通した後、第1の接続配管Cに通し、さらに異物捕捉手段13を経て圧縮機1へと還流させて洗浄する。
したがって、この第2の洗浄方法では、第2の接続配管Dへ通した後、第1の接続配管Cの順に冷媒を流して洗浄することになる。
【0179】
熱源機Aの外気温度が低い場合や風が強い場合(熱源機Aは、屋上等に設置される場合が多く、地面よりも風が強いのが一般的である)などに、熱源機側熱交換器3で熱交換すると、冷媒が凝縮してしまい、液冷媒が熱源機側熱交換器3内に寝込むようになる為、配管内で冷媒不足が生じ、十分な質量速度の冷媒が確保されないということが発生する。
【0180】
そこで、熱源機側熱交換器3をバイパスする電磁弁20を開弁することで、熱源機側熱交換器3で熱交換しなくなり、配管内で冷媒が不足することなく、洗浄に十分な質量速度の冷媒が確保されることになり、鉱油は十分に洗浄される。
ただし、熱源機Aのその他の配管や第1の接続配管C、第2の接続配管Dは暖房洗浄運転に支障をきたさない程度に熱交換しており、冷房洗浄運転後、バイパス電磁弁20は閉弁しておく。
【0181】
上記の洗浄運転の制御方法において、洗浄冷媒の流れ方向は、第1の制御方法のように、第1の接続配管C、利用側熱交換器6及び第2の接続配管Dの順に新冷媒を流して洗浄するのがよい場合がある。また、逆に、第2の制御方法のように、第2の接続配管D、利用側熱交換器6及び第1の接続配管Cの順に新冷媒を流して洗浄するのがよい場合がある。さらに、第1の接続配管C、利用側熱交換器6及び第2の接続配管Dの順に新冷媒を流して洗浄した後、流れ方向を逆にして第2の接続配管D、利用側熱交換器及び第1の接続配管Cの順に新冷媒を流して洗浄するのがよい場合がある。
【0182】
また、この実施の形態では、室内機Bが1台接続された例について説明したが、室内機Bが並列または直列に複数台接続された冷凍サイクル装置でも同様の効果を奏することは言うまでもない。
また、熱源機側熱交換器3と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽(油を含む)が設置されていても同様の効果を奏することは明らかである。
【0183】
以上では、既存の旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置の熱源機と室内機を、新冷媒を用いる熱源機Aと室内機Bとに置換する場合について説明した。しかし、これは熱源機のみを置換し、室内機は既存のものを用いるようにしてもよい。
なお、本実施の形態4のように、熱源側熱交換器3をバイパスする電磁弁20を設けることは、実施の形態1および2の発明についても適用可能である。
【0184】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、以下のような効果を奏する。
本願の請求項1の発明によれば、旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置を新冷媒を用いる冷凍サイクル装置に置換する方法において、利用側冷媒回路部分の接続配管が実質的に同径のものを組とし、冷媒置換後に圧縮機を駆動源として複数の利用側冷媒回路部分を組毎に選択して、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを接続する第1の接続配管、室内機、利用側熱交換器と圧縮機とを接続する第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転する。これにより、接続配管などの残留している旧冷媒並びに鉱油及び鉱油劣化物を分離・捕獲し、環境上問題の無いとされる新冷媒に置換することができる。
【0185】
また、本願の請求項2の発明によれば、旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置を新冷媒を用いる冷凍サイクル装置に置換する方法において、利用側冷媒回路部分の接続配管が同じ長さのものを組とし、冷媒置換後に圧縮機を駆動源として複数の利用側冷媒回路部分を組毎に選択して、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを接続する第1の接続配管、室内機、利用側熱交換器と圧縮機とを接続する第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転する。これにより、接続配管などの残留している旧冷媒並びに鉱油及び鉱油劣化物を分離・捕獲し、環境上問題の無いとされる新冷媒に置換することができる。
【0186】
また、本願の請求項3の発明によれば、旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置を新冷媒を用いる冷凍サイクル装置に置換する方法において、利用側冷媒回路部分の接続配管が同径でかつ同じ長さのものを組とし、冷媒置換後に圧縮機を駆動源として複数の利用側冷媒回路部分を組毎に選択して、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを接続する第1の接続配管、室内機、利用側熱交換器と圧縮機とを接続する第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転する。これにより、接続配管などの残留している旧冷媒並びに鉱油及び鉱油劣化物を分離・捕獲し、環境上問題の無いとされる新冷媒に置換することができる。
【0187】
また、本願の請求項4の発明によれば、旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置を新冷媒を用いる冷凍サイクル装置に置換する方法において、利用側冷媒回路部分の接続配管の長さ、配管径とも異なる場合、近接する配管径のものを組とし、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として複数の利用側冷媒回路部分を組毎に選択して、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを接続する第1の接続配管、室内機、利用側熱交換器と圧縮機とを接続する第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転する。これにより、接続配管などの残留している旧冷媒並びに鉱油及び鉱油劣化物を分離・捕獲し、環境上問題の無いとされる新冷媒に置換することができる。
【0188】
また、本願の請求項5の発明によれば、旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置を新冷媒を用いる冷凍サイクル装置に置換する方法において、熱源機側熱交換器に塞ぎ材を取り付け、冷媒置換後に圧縮機を駆動源として、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを接続する第1の接続配管、室内機、利用側熱交換器と圧縮機とを接続する第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転をする。これにより、接続配管などの残留している旧冷媒並びに鉱油及び鉱油劣化物を分離・捕獲し、環境上問題の無いとされる新冷媒に置換することができる。
【0189】
また、本願の請求項6の発明によれば、旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置を新冷媒を用いる冷凍サイクル装置に置換する方法において、熱源機側熱交換器をバイパスするバイパス路を備え、冷媒置換後に圧縮機を駆動源として、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを接続する第1の接続配管、室内機、利用側熱交換器と圧縮機とを接続する第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転をする。これにより、接続配管などの残留している旧冷媒並びに鉱油及び鉱油劣化物を分離・捕獲し、環境上問題の無いとされる新冷媒に置換することができる。
【0190】
また、本願の請求項7〜9の発明によれば、上記の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法において、洗浄運転の冷媒の流れを適宜選択し、最適な洗浄をすることができる。
【0191】
また、本願の請求項10、11の発明によれば、熱源機を新規に交換して、あるいは、熱源機と室内機を新規に交換して、上記冷凍サイクル装置の洗浄運転方法にて洗浄した後、旧冷媒並びに鉱油及び鉱油劣化物を分離・捕獲し、空調能力を十分発揮できる冷凍サイクル装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による冷凍サイクル装置の一例として、冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図。
【図2】 HFC用冷凍機油に塩素が混入している場合(175℃)の劣化の時間変化を示す図。
【図3】 本発明におけ異物捕捉手段の一例を示す断面図。
【図4】 鉱油とCFCとの溶解度曲線、及び鉱油とHCFCとの溶解度曲線を示す図。
【図5】 本発明における油分離器の一例の構造を示す断面図。
【図6】 油分離器におけるガス冷媒の流速と分離効率の関係を示す図。
【図7】 複数の室内機の組み合わせ方法による洗浄時間と配管内残油量の関係を示す図。
【図8】 本発明の実施の形態2による冷凍サイクル装置の一例として、冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図。
【図9】 本発明の実施の形態2による冷凍サイクル装置の通常空調運転の状態を示す図。
【図10】 本発明の実施の形態3による冷凍サイクル装置の一例として、冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図。
【図11】 本発明の実施の形態4による冷凍サイクル装置の一例として、冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図。
【図12】 従来のセパレータ型の冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図。
【図13】 鉱油混入時のHFC用冷凍機油とHFC冷媒との溶解性を示す臨海溶解度曲線を示す図。
【図14】 従来の冷凍サイクルの洗浄方法を説明する図。
【符号の説明】
A:熱源機、 B:室内機、 C:第1の接続配管、 D:第2の接続配管、1:圧縮機、 2:四方弁、 3:熱源機側熱交換器、 4:第1の操作弁、5:流量調整器、 6:利用側熱交換器、 7:第2の操作弁、 8:アキュムレータ、 9:油分離器、 10:第1の切換弁、 11:第2の切換弁、 12a:冷却手段、 12b:加熱手段、 13:異物捕捉手段、 14a〜d:第1〜4の電磁弁、 18a:第5の電磁弁、 19:塞ぎ材、 20:バイパス電磁弁、 51:容器、 52:流出配管、 55a:流入配管の流出穴、53:フィルタ、 54:鉱油、 55:流入配管、 56 イオン交換樹脂。
Claims (11)
- 圧縮機、熱源機側熱交換器、利用側熱交換器、上記熱源機側熱交換器と上記利用側熱交換器の一端とを接続する第1の接続配管、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第2の接続配管を備え、かつ上記第1の接続配管の所定部分と上記利用側熱交換器と上記第2の接続配管の所定部分とを接続した利用側冷媒回路部分を並列に複数備えた冷媒回路を、旧冷媒から新冷媒に置換する方法において、
上記利用側冷媒回路部分の接続配管が実質的に同径のものを組とし、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として、上記複数の利用側冷媒回路部分を組毎に選択して、各々上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄することを特徴とする冷凍サイクル装置の洗浄運転方法。 - 圧縮機、熱源機側熱交換器、利用側熱交換器、上記熱源機側熱交換器と上記利用側熱交換器の一端とを接続する第1の接続配管、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第2の接続配管を備え、かつ上記第1の接続配管の所定部分と上記利用側熱交換器と上記第2の接続配管の所定部分とを接続した利用側冷媒回路部分を並列に複数備えた冷媒回路を、旧冷媒から新冷媒に置換する方法において、
上記利用側冷媒回路部分の接続配管が実質的に同じ長さのものを組とし、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として、上記複数の利用側冷媒回路部分を組毎に選択して、各々上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄することを特徴とする冷凍サイクル装置の洗浄運転方法。 - 圧縮機、熱源機側熱交換器、利用側熱交換器、上記熱源機側熱交換器と上記利用側熱交換器の一端とを接続する第1の接続配管、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第2の接続配管を備え、かつ上記第1の接続配管の所定部分と上記利用側熱交換器と上記第2の接続配管の所定部分とを接続した利用側冷媒回路部分を並列に複数備えた冷媒回路を、旧冷媒から新冷媒に置換する方法において、
上記利用側冷媒回路部分の接続配管が実質的に同径でかつ同じ長さのものを組とし、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として上記複数の利用側冷媒回路部分を組毎に選択して、各々上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄することを特徴とする冷凍サイクル装置の洗浄運転方法。 - 圧縮機、熱源機側熱交換器、利用側熱交換器、上記熱源機側熱交換器と上記利用側熱交換器の一端とを接続する第1の接続配管、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第2の接続配管を備え、かつ上記第1の接続配管の所定部分と上記利用側熱交換器と上記第2の接続配管の所定部分とを接続した利用側冷媒回路部分を並列に複数備えた冷媒回路を、旧冷媒から新冷媒に置換する方法において、
上記利用側冷媒回路部分の接続配管が配管径、配管長さとも異なる場合、配管径が近接するもの、もしくは配管長さが近接するものを組とし、冷媒置換後に上記複数の利用側冷媒回路部分を上記圧縮機を駆動源として組毎に選択して、各々上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄することを特徴とする冷凍サイクル装置の洗浄運転方法。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法において、
上記熱源機側熱交換器の空気流通路を開閉できる塞ぎ材を設け、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として、上記熱源機側熱交換器の空気流通路を閉じて、上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転することを特徴とする冷凍サイクル装置の洗浄運転方法。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法において、
上記熱源機側熱交換器に開閉制御可能なバイパス冷媒回路を設け、冷媒置換後に上記圧縮機を駆動源として、上記バイパス回路を開にして、上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管に新冷媒を流して洗浄運転することを特徴とする冷凍サイクル装置の洗浄運転方法。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法において、上記圧縮機を駆動源として、上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管の順に新冷媒を流して洗浄することを特徴とする冷凍サイクル装置の洗浄運転方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法において、上記圧縮機を駆動源として、上記第2の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第1の接続配管の順に新冷媒を流して洗浄することを特徴とする冷凍サイクル装置の洗浄運転方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法において、上記圧縮機を駆動源として、上記第1の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第2の接続配管の順に新冷媒を流して洗浄した後、さらに上記第2の接続配管、上記利用側熱交換器及び上記第1の接続配管の順に新冷媒を流して洗浄することを特徴とする冷凍サイクル装置の洗浄運転方法。
- 上記熱源機を新規なものとし、上記室内機、上記第1および第2の接続配管は既設のものを利用し、請求項1〜9のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法によって洗浄運転をして構成されたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 上記熱源機と上記室内機とを新規なものとし、上記第1および第2の接続配管は既設のものを利用し、請求項1〜9のいずれかに記載の冷凍サイクル装置の洗浄運転方法によって洗浄運転をして構成されたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
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