JP5677461B2 - 冷凍サイクル装置の部品交換方法および冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
この発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1は、この発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図1に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、可燃性を有する熱源側冷媒(以下、冷媒という)、水等の冷媒となる熱媒体をそれぞれ循環させる回路(冷媒循環回路(冷凍サイクル回路)A、熱媒体循環回路B)を構成する機器等を有する装置を利用することで各室内機が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、添字で区別等している複数の同種の機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合もある。
室外機1には、圧縮機10と、四方弁等の第1冷媒流路切替装置11と、熱源側熱交換器12と、アキュムレーター19とが冷媒配管4で直列に接続されて搭載されている。また、室外機1には、第1接続配管4a、第2接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、および、逆止弁13dが設けられている。第1接続配管4a、第2接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、および、逆止弁13dを設けることで、室内機2の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機3に流入させる冷媒の流れを一定方向にすることができる。
室内機2には、それぞれ利用側熱交換器26が搭載されている。この利用側熱交換器26は、配管5によって熱媒体変換機3の熱媒体流量調整装置25と第2熱媒体流路切替装置23に接続するようになっている。この利用側熱交換器26は、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間7に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
熱媒体変換機3には、2つの熱媒体間熱交換器15と、2つの絞り装置16と、2つの開閉装置17と、2つの第2冷媒流路切替装置18と、2つのポンプ21と、4つの第1熱媒体流路切替装置22と、4つの第2熱媒体流路切替装置23と、4つの熱媒体流量調整装置25と、が搭載されている。
図3は、冷凍サイクル装置100の全冷房運転モード時における冷媒等の流れを示す循環回路図である。この図3では、利用側熱交換器26aおよび利用側熱交換器26bでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。以下の図では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷媒および熱媒体)の流れる配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した高圧液冷媒は、逆止弁13aおよび流路閉止装置29aを通って室外機1から流出し、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3に流入する。そして、高圧液冷媒は、開閉装置17aを経由した後に分岐されて絞り装置16aおよび絞り装置16bで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。
全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器15aおよび熱媒体間熱交換器15bで冷やされた熱媒体がポンプ21aおよびポンプ21bによって配管5内を流動させられることになる。ポンプ21aおよびポンプ21bを流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23aおよび第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26aおよび利用側熱交換器26bに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置25aおよび熱媒体流量調整装置25bにより空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器26aおよび利用側熱交換器26bに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器26aおよび利用側熱交換器26bで室内空気から吸熱することで、室内空間7の冷房を行なう。
図4は、冷凍サイクル装置100の全暖房運転モード時における冷媒等の流れを示す循環回路図である。この図4では、利用側熱交換器26aおよび利用側熱交換器26bでのみ温熱負荷が発生している場合を例に全暖房運転モードについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、第1接続配管4aを導通し、逆止弁13bおよび流路閉止装置29aを通過し、室外機1から流出する。ガス冷媒は、さらに冷媒配管4を通って熱媒体変換機3に流入する。熱媒体変換機3に流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて第2冷媒流路切替装置18aおよび第2冷媒流路切替装置18bを通って、熱媒体間熱交換器15aおよび熱媒体間熱交換器15bのそれぞれに流入する。
全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器15aおよび熱媒体間熱交換器15bで暖められた熱媒体がポンプ21aおよびポンプ21bによって配管5内を流動させられることになる。ポンプ21aおよびポンプ21bを流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23aおよび第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26aおよび利用側熱交換器26bに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置25aおよび熱媒体流量調整装置25bにより空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器26aおよび利用側熱交換器26bに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器26aおよび利用側熱交換器26bで室内空気に放熱することで、室内空間7の暖房を行なう。
図5は、冷凍サイクル装置100の冷房主体運転モード時における冷媒等の流れを示す循環回路図である。この図5では、利用側熱交換器26aで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで温熱負荷が発生している場合について説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮し、二相冷媒となる。二相冷媒は、逆止弁13aおよび流路閉止装置29aを通って室外機1から流出し、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3に流入する。そして、熱媒体変換機3に流入した二相冷媒は、第2冷媒流路切替装置18bを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器15bに流入する。
冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器15bで暖められた熱媒体がポンプ21bによって配管5内を流動させられることになる。また、冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器15aで冷やされた熱媒体がポンプ21aによって配管5内を流動させられることになる。ポンプ21aおよびポンプ21bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置23aおよび第2熱媒体流路切替装置23bを介して、利用側熱交換器26aおよび利用側熱交換器26bに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置25aおよび熱媒体流量調整装置25bよって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御される。
図6は、冷凍サイクル装置100の暖房主体運転モード時における冷媒等の流れを示す循環回路図である。この図6では、利用側熱交換器26aで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで冷熱負荷が発生している場合を例に説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、第1接続配管4aを導通し、逆止弁13bおよび流路閉止装置29aを通過し、室外機1から流出する。ガス冷媒は、さらに冷媒配管4を通って熱媒体変換機3に流入する。熱媒体変換機3に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置18bを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器15bに流入する。
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置100は、幾つかの運転モードを具備している。これらの運転モードにおいては、室外機1と熱媒体変換機3とを接続する配管4には冷媒が流れている。
本実施の形態に係る冷凍サイクル装置100が実行する幾つかの運転モードにおいては、熱媒体変換機3と室内機2を接続する配管5には水や不凍液等の熱媒体が流れている。
空気調和装置等の冷凍サイクル装置100は、通常は以上のような動作をしている。ここで、例えば現地での工事ミス等によって、冷媒循環回路A内に水分、ゴミ等が入り込む、また、経年劣化、設計想定外の動作等により、冷凍サイクル装置100の特に冷媒循環回路Aを構成する部品(構成部品)が破損し、交換しなければならない場合を考える。
P=(LFL×R×1000/M)×T …(6)
T=298.15(K)(25(℃))を代入すると、圧力Pは2136.1(Pa)となる。ロウ付け等により部品交換を行う際に、より具体的な圧力として、例えば冷媒循環回路A(冷媒配管4等)内の圧力を2136.1(Pa)未満に減圧すれば、先と同じ理由により、ロウ付け等を安全に行うことができ、安全に部品を交換することができる。また、冷凍サイクル装置100の運転が停止された直後に部品を交換することを考え、冷媒循環回路A(冷媒配管4等)内の減圧を行う際、(9)式にT=273.15(K)(0(℃))を代入した圧力である1957.0(Pa)未満まで減圧するようにすれば、さらに安全に部品を交換することができる。
+LFL2×第二の冷媒成分の比率)×R×1000/
(M1×第一の冷媒成分の比率
+M2×第二の冷媒成分の比率)}×T …(10)
+21.08×HFO1234yfの比率)×T …(11)
+6284.4×HFO1234yfの比率 …(12)
+5757.5×HFO1234yfの比率 …(13)
={V/(Vc×f×60×10-6)}×2.303×log10(P1/P2)
…(17)
Claims (11)
- 可燃性を有する冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換により前記冷媒を凝縮させる凝縮器として機能することができる第一の熱交換器と、冷媒の圧力調整をする絞り装置と、熱交換により前記冷媒を蒸発させる蒸発器として機能することができる第二の熱交換器とを配管接続して冷媒循環回路を構成し、少なくとも前記圧縮機、第一の熱交換器を収容する室外機における前記冷媒の流入出を、開閉により制御する第一および第二の冷媒流路閉止装置を備える冷凍サイクル装置の部品を交換する方法であって、
前記第一の熱交換器を凝縮器とし、前記第二の熱交換器を蒸発器として運転を行う運転ステップと、
前記第一の冷媒流路閉止装置を閉止して前記室外機からの冷媒の流出を停止し、冷媒循環回路における前記室外機以外の減圧区間にある冷媒を前記室外機に流入させて回収して、前記減圧区間における圧力が設定圧力以下になるまで減圧するポンプダウンステップと、
前記第二の冷媒流路閉止装置を閉止する流路閉止ステップと、
前記減圧区間における圧力が前記設定圧力以下になった後、加熱により前記冷媒循環回路から前記部品を取り外し、交換を行う部品交換ステップと
を有し、
冷媒の分子量をM(g/mol)、気体定数をR(Pa×L/K×mol)、前記冷媒循環回路内の冷媒の代表温度をT(K)、冷媒の可燃性下限をLFL(kg/m 3 )とした場合に、LFL×1000×R×T/M(Pa)で表される値未満の圧力を前記設定圧力とする冷凍サイクル装置の部品交換方法。 - 前記冷媒は、R32、またはR32とR32よりも可燃性の弱い冷媒とを混合した混合冷媒であり、前記冷媒循環回路内における冷媒の代表温度をT(K)とした場合に、48.93×T(Pa)で表される値未満の圧力を前記設定圧力とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置の部品交換方法。
- 前記設定圧力を、13364.6(Pa)未満とする請求項1または請求項2に記載の冷凍サイクル装置の部品交換方法。
- 前記冷媒は、HFO1234yf、またはHFO1234yfとHFO1234yfよりも可燃性の弱い冷媒とを混合した混合冷媒であり、前記冷媒循環回路内における冷媒の代表温度をT(K)とした場合に、21.08×T(Pa)で表される値未満の圧力を前記設定圧力とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置の部品交換方法。
- 前記設定圧力を、5757.5(Pa)未満とする請求項1または請求項4に記載の冷凍サイクル装置の部品交換方法。
- 前記冷媒は、R290、またはR290とR290よりも可燃性の弱い冷媒とを混合した混合冷媒であり、前記冷媒循環回路内における冷媒の代表温度をT(K)とした場合に、7.17×T(Pa)で表される値未満の圧力を前記設定圧力とすることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置の部品交換方法。
- 前記設定圧力は、1957.0(Pa)未満である請求項1または請求項6に記載の冷凍サイクル装置の部品交換方法。
- 前記冷媒は、少なくとも第一の冷媒成分と第二の冷媒成分との2種類の可燃性を有する冷媒を含む混合冷媒であり、第一の冷媒成分および第二の冷媒成分の分子量をそれぞれM1(g/mol)およびM2(g/mol)、気体定数をR(Pa×L/K×mol)、前記冷媒循環回路内の冷媒の代表温度をT(K)、第一の冷媒成分および第二の冷媒成分の可燃性下限をそれぞれLFL1(kg/m3)およびLFL2(kg/m3)とした場合に、(LFL1×第一の冷媒成分の比率+LFL2×第二の冷媒成分の比率)×1000×R×T/(M1×第一の冷媒成分の比率+M2×第二の冷媒成分の比率)(Pa)で表される値未満の圧力を前記設定圧力とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置の部品交換方法。
- 前記冷媒は、HFO1234yfとR32とを含む混合冷媒であり、前記冷媒循環回路内における冷媒の代表温度をT(K)とした場合に、(48.93×R32の比率+21.08×HFO1234yfの比率)×T(Pa)で表される値未満の圧力を前記設定圧力とする請求項1または請求項8に記載の冷凍サイクル装置の部品交換方法。
- 前記設定圧力は、13364.6×R32の比率+5757.5×HFO1234yfの比率(Pa)で表される値未満である請求項1、請求項8または請求項9のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置の部品交換方法。
- 可燃性を有する冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換により前記冷媒を凝縮させる凝縮器として機能することができる第一の熱交換器と、冷媒の圧力調整をする絞り装置と、熱交換により前記冷媒を蒸発させる蒸発器として機能することができる第二の熱交換器とを配管接続して冷媒循環回路を構成し、
少なくとも前記圧縮機、第一の熱交換器を収容する室外機における前記冷媒の流入出を、開閉により制御する第一および第二の冷媒流路閉止装置と、
前記第一の熱交換器を凝縮器とし、前記第二の熱交換器を蒸発器として運転させ、前記第一の冷媒流路閉止装置を閉止させ、前記冷媒循環回路における前記室外機以外の減圧区間における圧力が設定圧力になるまで減圧し、前記第二の冷媒流路閉止装置を閉止させる制御装置とを備え、
冷媒の分子量をM(g/mol)、気体定数をR(Pa×L/K×mol)、前記冷媒循環回路内の冷媒の代表温度をT(K)、冷媒の可燃性下限をLFL(kg/m 3 )とした場合に、LFL×1000×R×T/M(Pa)で表される値未満の圧力を前記設定圧力とする冷凍サイクル装置。
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