JP6598393B2 - 空気調和機の室内外機の洗浄方法 - Google Patents

空気調和機の室内外機の洗浄方法 Download PDF

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Description

本発明は、空気調和機の技術分野に関し、特に、空気調和機の室内外機の洗浄方法に関する。
空気調和機(エア・コンディショナー)の十分な熱交換を確保するために、通常、空気調和機の熱交換器のフィンは多層のシ−ト状に気密に設計され、各層のフィンの間隔はわずか1〜2mmである。また、空気調和機のフィンに様々な圧延加工したり、フィンに種々の亀裂を入れたりすることで、熱交換面積を広くしている。空気調和機の運転中に、大量の空気が熱交換器を通過して熱交換を行うことに伴って空気中の種々の塵埃や不純物などが熱交換器に付着し、次第に熱交換器の効果に影響を与えるほか、細菌の繁殖を招きやすく、空気調和機から異臭が発生して利用者の健康被害を引き起こす。この場合、空気調和機の熱交換器の洗浄が必要となる。
現在、室外機の洗浄作業を行う時間の間隔が長かったり、室外機を永久に洗浄しなかったりするほか、手動洗浄時に熱交換器が壁に近いために洗浄の利便性が悪くて洗浄不十分を招く。また、外部の部材を用いて熱交換器に入れて洗浄を行うと、フィンの転倒を引き起こす可能性があるほか、熱交換器の熱交換効果に影響を与え、熱交換器の使用寿命を短縮する。
従来技術では、熱交換器への着霜や除霜によって熱交換器を洗浄するようになっている。しなしながら、室内熱交換器と室外熱交換器の自動洗浄を切り替える場合、自動洗浄中に蒸発温度が低くて、蒸発圧力が低いため、空気調和機の高低圧力差が大きすぎ、四方弁を切り替える間に圧縮機に大きな衝撃を与え、空気調和機運転の不安定化を招く。
本発明の目的は、空気調和機の室内外熱交換器の自動洗浄の切り替え中に空気調和機の高低圧力差が過大であることを回避して、空気調和機の運転の安定性や確実性を確保可能な空気調和機の室内外機の洗浄方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る空気調和機の室内外機の洗浄方法は、被洗浄熱交換器を制御して自動洗浄モードに移行させるステップと、空気調和機の運転周波数、絞り装置の開度及び被洗浄熱交換器に対応するファンの回転数を調節し、被洗浄熱交換器の蒸発温度を制御して予め設定された範囲内に保持させることで、被洗浄熱交換の表面に着霜させるステップと、被洗浄熱交換器をt1時間継続的に着霜させるステップと、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したか否かを検出するステップと、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達した場合、四方弁の切り替えを制御して室内外熱交換器の除霜を切り替えるステップと、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達していない場合、空気調和機の運転パラメータを調節して空気調和機の高低圧力差を予め設定された条件に到達させて、四方弁の切り替えを制御して室内外熱交換器の除霜を切り替えるステップと、を含む。
好ましくは、蒸発温度をTi、凝縮温度をTo、Tiに対応する蒸発飽和圧力をPi、Toに対応する凝縮飽和圧力をPoとすると、|Ti−To|≦B、又はPi>Poの場合にPi/Po≦A、又はPo>Piの場合にPo/Pi≦Aである条件を満たすと、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したと判断する。Bの値は20〜40、Aの値は1.1〜3である。
好ましくは、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達していない場合、前記空気調和機の運転パラメータを調節して空気調和機の高低圧力差を予め設定された条件に到達させるステップは、室内外ファンの回転数を増加させて室内外の風量を増やすステップ、圧縮機の周波数をH1まで下げてt2時間保持するステップ、及び絞り装置の開度を最大に調整するステップのうちの少なくとも1つのステップを含む。
好ましくは、空気調和機の自動洗浄時に、自動洗浄の開始前に空気調和機が冷房運転中又は除湿運転中であれば室内熱交換器の自動洗浄を先に行い、自動洗浄の開始前に空気調和機が暖房運転中であれば室外熱交換器の自動洗浄を先に行う。
好ましくは、被洗浄熱交換器の表面に着霜させるステップは、被洗浄熱交換器が着霜モードに移行した後、被洗浄熱交換器に対応するファンを制御してt3時間起動させることにより、被洗浄熱交換器の表面を水膜で覆い、その後、前記ファンを停止させるステップを含む。
好ましくは、被洗浄熱交換器に対応するファンの起動段階での潜熱冷房能力をQ、吹出温度での蒸発潜熱をk2、被洗浄熱交換器を被覆する水膜が必要な水量をmとすると、ファンの起動時間は下記式で算出される。

好ましくは、被洗浄熱交換器に対応するファンの測定点における風量をq、吸気口の絶対湿度をW1、吹出口の絶対湿度をW2、吹出口の相対湿度をW3、吹出口の湿り空気比容積をVとすると、潜熱冷房能力Qは下記式で算出される。
Q=k2*q*(W1−W2)/V(1+W3)
好ましくは、ラジエータ放熱フィンの長さをL、ラジエータ放熱フィンの幅をW、ラジエータ放熱フィンの高さをH、ラジエータ放熱フィンの数をn、水膜の厚さをh1、余裕パラメータをk1、水の密度をρとすると、水量mは下記式で算出される。
m=ρ*V1=ρ*L*W*H*n*2*h1*k1
好ましくは、異なる型番及び吹出口設計の定数パラメータをそれぞれK3及びC、被洗浄熱交換器に対応するファンの回転数をNとすると、ファンの測定点における風量qは下記式で算出される。
q=k3*N+C
好ましくは、被洗浄熱交換器をt1時間継続的に着霜させた後、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したか否か検出する前に、圧縮機を停止させるステップと、被洗浄熱交換器に対応するファンの運転を保持して除霜処理を行うステップと、をさらに含む。
好ましくは、被洗浄熱交換器をt1時間継続的に着霜させた後、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したか否か検出する前に、圧縮機を停止させるステップと、被洗浄熱交換器に対応するファンを制御して停止させてからそのままt4時間保持した後、被洗浄熱交換器に対応するファンを起動して除霜処理に移行するステップと、をさらに含む。
本発明に係る空気調和機の室内外機の洗浄方法では、空気調和機の運転周波数、絞り装置の開度及び被洗浄熱交換器に対応するファンの回転数を調節することにより、洗浄状態である熱交換器に均一かつ速やかに着霜させることを確保し、熱交換器の除霜効率を向上させるとともに、熱交換器の表面への着霜によって塵埃などを熱交換器の表面から剥離させた後、除霜によって洗浄を行うことで、熱交換器の洗浄効果を向上させることができる。また、除霜中に空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したか否かを検出することによって四方弁の切り替えを制御するため、空気調和機の室内外熱交換器の自動洗浄中に空気調和機の高低圧力差が過大であることによる圧縮機への大きな衝撃を防止し、空気調和機運転の安定性や確実性を確保することができる。
なお、上述した一般的な説明及び後述する詳細な説明は、単に例示的なものであり、本発明を限定しようとするものではない。
以下の図面は、明細書に組み入れて本明細書の一部分を構成し、本発明に適合する実施例を例示するとともに、明細書とともに本発明の原理を解釈する。
本発明の一実施形態に係る空気調和機の室内外機の洗浄方法を示すフローチャートである。
当業者が本発明の具体的な実施形態を実施できるように、以下の説明及び図面は具体的な実施形態を十分に示している。他の実施形態は、構成、論理、電気、過程及びその他の変更を含んでもよい。実施例は可能な変更のみを代表している。明確な要求がない限り、個別の部品や機能は選択可能であり、操作の順番も変更可能である。一部の実施案の部分及び特徴は他の実施案の部分及び特徴に含まれてもよいし代替されてもよい。本発明の実施案の範囲は、特許請求の範囲の全て、及び特許請求の範囲の全てによって得られる等価物を含む。本明細書において、本発明の各実施案は、単独で又は総括的に「発明」という用語により表されてもよい。これは、便利にするためにすぎない。また、事実上、1つ以上の発明が公開されても、この応用の範囲を任意の単独な発明又は発明構想として自動的に規制するものではない。本明細書において、第1及び第2などの関係技術用語は1つの構成又は操作と他の構成又は操作を区別するためにのみ用いられ、これらの構成又は操作の間にこのような関係又は順序が存在することを要件としたり、示唆したりするものではない。また、「含む」、「含有」という技術用語或いはその他の類似用語は非排他的な包含をカバ−し、一連の要素を含む過程、方法又は装置はそれらの要素を含むだけでなく、明確に例示していないその他の要素を含み、或いはこのような過程、方法又は装置の特有の要素を含む。特に制限がない場合、語句「1つを含む」によって限定される要素は、上記要素を含む過程、方法又は装置に存在する他の同じ要素を排除しない。本明細書の各実施形態は、段階様式で説明される。また、各実施形態についての重要な説明部分は、他の実施形態と異なる点であり、各実施形態の同一又は類似部分は相互に参照されてもよい。実施形態で開示されている方法や製品などは、実施形態で開示されている方法部分に対応するため、簡単に説明するが、関連部分については方法部分の説明を参照すればよい。
図1に示すように、本発明の一実施形態では、空気調和機の室内外機の洗浄方法は、被洗浄熱交換器を制御して自動洗浄モードに移行させるステップと、空気調和機の運転周波数、絞り装置の開度及び被洗浄熱交換器に対応するファンの回転数を調節し、被洗浄熱交換器の蒸発温度を制御して予め設定された範囲内に保持させることで、被洗浄熱交換の表面に着霜させるステップと、被洗浄熱交換器をt1時間継続的に着霜させるステップと、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したか否かを検出するステップと、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達した場合、四方弁の切り替えを制御して室内外熱交換器の除霜を切り替えるステップと、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達していない場合、空気調和機の運転パラメータを調節して空気調和機の高低圧力差を予め設定された条件に到達させて、四方弁の切り替えを制御して室内外熱交換器の除霜を切り替えるステップと、を含む。なお、例えば、t1は8minであり、その値の範囲は5〜15minであってもよい。
本発明に係る空気調和機の室内外機の洗浄方法では、空気調和機の運転周波数、絞り装置の開度及び被洗浄熱交換器に対応するファンの回転数を調節することにより、洗浄状態である熱交換器に均一かつ速やかに着霜させることを確保し、熱交換器の除霜効率を向上させるとともに、熱交換器の表面への着霜によって塵埃などを熱交換器の表面から剥離させた後、除霜によって洗浄を行うことで、熱交換器の洗浄効果を向上させることができる。また、除霜中に空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したか否かを検出することによって四方弁の切り替えを制御するため、空気調和機の室内外熱交換器の自動洗浄中に空気調和機の高低圧力差が過大であることによる圧縮機への大きな衝撃を防止し、空気調和機運転の安定性や確実性を確保することができる。
空気調和機は、自動洗浄を行う信号を受信する。信号は、間隔時間を累積して強制的に自動洗浄を行う信号などであってもよい。空気調和機は自動洗浄モードに移行した後、空気調和機の周波数、絞り弁の開度及び被洗浄熱交換器に対応するファンの回転数を制御することで、被洗浄熱交換の蒸発温度を所定の値又は所定の範囲内に保持する。被洗浄熱交換の蒸発温度が上記範囲内であれば、被洗浄熱交換の表面に速やかに着霜させることができる。また、被洗浄熱交換の自動洗浄期間になると、空気調和機の高低圧力差が四方弁の切り替えに許容される圧力差に到達したか否かを検出する。空気調和機の高低圧力差が四方弁の切り替えに許容される圧力差に到達した場合、四方弁の切り替えを制御して室内外熱交換器の除霜を切り替える。空気調和機の高低圧力差が四方弁の切り替えに許容される圧力差に到達していない場合、空気調和機の運転パラメータを調節して空気調和機の高低圧力差を四方弁の切り替えに許容される圧力差に到達させ、その後、四方弁の切り替えを制御して室内外熱交換器の除霜を切り替える。空気調和機の四方弁の切り替えにより、着霜済みの熱交換器での着霜が急速に水に融けて熱交換器の洗浄の目的を達することができる。空気調和機は、四方弁を切り替えた後、もう一つの熱交換器の洗浄作業に移行する。
本発明に係る空気調和機の室内外機の洗浄方法では、好ましくは、蒸発温度をTi、凝縮温度をTo、Tiに対応する蒸発飽和圧力をPi、Toに対応する凝縮飽和圧力をPoとすると、|Ti−To|≦B、又はPi>Poの場合にPi/Po≦A、又はPo>Piの場合にPo/Pi≦Aである条件を満たすと、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したと判断する。Bの値は30、Aの値は2である。
空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達していない場合、空気調和機の運転パラメータを調節して空気調和機の高低圧力差を予め設定された条件に到達させるステップは、室内外ファンの回転数を増加させて室内外の風量を増やすステップ、圧縮機の周波数をH1まで下げてt2時間保持するステップ、及び絞り装置の開度を最大に調整するステップのうちの少なくとも1つのステップを含む。
なお、H1は、空気調和機の高低圧力差を上記予め設定された条件に到達させるための圧縮機の最小運転周波数である。また、t2は、圧縮機のこの運転周波数を保持しつつ被洗浄熱交換の着霜が融ける時間であり、例えば、5minである。
空気調和機の高低圧力差を調節する過程で、上記いずれか1つのステップのみを実行して空気調和機の高低圧力差が上記予め設定された条件に到達したか否かを検出し、次に、空気調和機の高低圧力差が上記予め設定された条件に到達していない場合、残り2つのステップのうち一方を実行して空気調和機の高低圧力差を上記予め設定された条件を到達させたか否かを検出し、次に、空気調和機の高低圧力差が上記予め設定された条件を到達していない場合、残り1つのステップを実行して空気調和機の高低圧力差を上記予め設定された条件を到達させたか否かを検出してもよい。また、空気調和機の高低圧力差が上記予め設定された条件に到達するまで、上記3つのステップのうちいずれか2つのステップを同時に実行してもよいし、上記3つのステップを同時に実行してもよい。
なお、上記空気調和機の運転パラメータを調節するための3つのステップのうちいずれか1つのステップを実行することで、空気調和機の高低圧力差を上記予め設定された条件に到達させることができる。また、複数のステップを実行することで、空気調和機の高低圧力差が上記予め設定された条件に到達する時間を短縮することができる。
空気調和機の室内外機の洗浄方法では、空気調和機の自動洗浄時に、自動洗浄の開始前に空気調和機が冷房運転中又は除湿運転中であれば室内熱交換器の自動洗浄を先に行い、一方、自動洗浄の開始前に空気調和機が暖房運転中であれば室外熱交換器の自動洗浄を先に行う。こうすることで、洗浄時間を容易に短縮することができる。空気調和機が冷房運転中又は除湿運転中の場合、室内熱交換器はそれ自体が蒸発器として機能し、吸熱状態になり、表面温度が低いため、室内熱交換器に自動洗浄を直接行い、少ない冷熱の生成量のみで室内熱交換器の自動洗浄を完了することができる。同様に、空気調和機が暖房運転中の場合、室外熱交換器はそれ自体が蒸発器として機能し、外部からの熱を吸収し、表面温度が低いため、室外熱交換器の自動洗浄時に少ない冷熱の生成量のみで室外熱交換器の自動洗浄を実現することができる。こうすることで、空気調和機自体の動作特徴により、熱交換器の自動洗浄の順番を合理的に決定し、より省エネルギーかつ高効率で熱交換器の自動洗浄を行うことができる。
本発明に係る空気調和機の室内外機の洗浄方法では、被洗浄熱交換器の表面に着霜させるステップは、被洗浄熱交換器が着霜モードに移行した後、被洗浄熱交換器に対応するファンを制御してt3時間起動させることにより、被洗浄熱交換器の表面を水膜で覆い、その後、前記ファンを停止させるステップを含む。
被洗浄熱交換器の対応するファンの起動段階での潜熱冷房能力をQ、吹出温度での蒸発潜熱をk2、被洗浄熱交換器を被覆する水膜が必要な水量をmとすると、ファンの起動時間は下記式で算出される。
t=Q/(k2*m)
被洗浄熱交換器に対応するファンの測定点における風量をq、吸気口の絶対湿度をW1、吹出口の絶対湿度をW2、吹出口の相対湿度をW3、吹出口の湿り空気比容積をVとすると、潜熱冷房能力Qは下記式で算出される。
Q=k2*q*(W1−W2)/V(1+W3)
W1は被洗浄熱交換器に対応するファン側の吸気口の絶対湿度であり、W2は被洗浄熱交換器に対応するファン側の吹出口の絶対湿度であり、W3は被洗浄熱交換器に対応するファン側の吹出口の相対湿度であり、Vは被洗浄熱交換器に対応するファン側の吹出口の湿り空気比容積である。
ラジエータ放熱フィンの長さをL、ラジエータ放熱フィンの幅をW、ラジエータ放熱フィンの高さをH、ラジエータ放熱フィンの数をn、水膜の厚さをh1、余裕パラメータをk1、水の密度をρとすると、水量mは下記式で算出される。
m=ρ*V1=ρ*L*W*H*n*2*h1*k1
なお、k1の値は、1.2であってもよく、h1は、例えば、200nmである。
異なる型番及び吹出口設計の定数パラメータをそれぞれK3及びC、被洗浄熱交換器に対応するファンの回転数をNとすると、ファンの測定点における風量qは下記式で算出される。
q=k3*N+C
K3及びCは、それぞれ異なる型番及び被洗浄熱交換器に対応するファン側の吹出口設計の定数パラメータである。
好ましくは、室内熱交換器の表面に親水性のコーティングを付与すると、室内熱交換器の表面に水膜がより容易に形成されるとともに、熱交換の表面を水膜で均一に被覆するのを確保することができる。
本発明に係る空気調和機の室内外機の洗浄方法は、被洗浄熱交換器をt1時間継続的に着霜させた後、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したか否かを検出する前に、圧縮機を停止させるステップと、被洗浄熱交換器に対応するファンの運転を保持して除霜処理を行うステップと、をさらに含む。
なお、四方弁の切り替えを制御する前に圧縮機を停止させることにより、熱交換器の表面での着霜が水に速やかに融けることができて、空気調和機の高低圧力差を予め設定された圧力差に速やかに到達させる。
また、本発明に係る空気調和機の室内外機の洗浄方法は、被洗浄熱交換器をt1時間連続的に着霜させた後、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に達したか否かを検出する前に、圧縮機を停止させるステップと、被洗浄熱交換器に対応するファンを制御して停止させてからそのままt4時間保持した後、被洗浄熱交換器に対応するファンを起動して除霜処理に移行するステップと、をさらに含む。ここでは、t4は、例えば、5minである。
圧縮機を停止させた後、被洗浄熱交換器に対応するファンを制御して停止させてからそのまま一定時間保持することにより、熱交換器での着霜は残ることなく融けることができる。
なお、本発明は、上述した説明及び図面に示される流れや構成に限らず、その範囲から逸脱しない範囲で各種の補正及び変更を行うことができると理解すべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲のみに限定される。

Claims (10)

  1. 空気調和機の室内外機の洗浄方法であって、
    被洗浄熱交換器を制御して自動洗浄モードに移行させるステップと、
    空気調和機の運転周波数、絞り装置の開度及び被洗浄熱交換器に対応するファンの回転数を調節し、被洗浄熱交換器の蒸発温度を制御して予め設定された範囲内に保持させることで、被洗浄熱交換の表面に着霜させるステップと、
    被洗浄熱交換器をt1時間継続的に着霜させるステップと、
    空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したか否かを検出するステップと、
    空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達した場合、四方弁の切り替えを制御して室内外熱交換器の除霜を切り替えるステップと、
    空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達していない場合、空気調和機の運転パラメータを調節して空気調和機の高低圧力差を予め設定された条件に到達させて、四方弁の切り替えを制御して室内外熱交換器の除霜を切り替えるステップと、を含み、
    被洗浄熱交換器の表面に着霜させるステップは、
    被洗浄熱交換器が着霜モードに移行した後、被洗浄熱交換器に対応するファンを制御してt3時間起動させることにより、被洗浄熱交換器の表面を水膜で覆い、その後、前記ファンを停止させるステップを含むことを特徴とする空気調和機の室内外機の洗浄方法。
  2. 蒸発温度をTi、凝縮温度をTo、Tiに対応する蒸発飽和圧力をPi、Toに対応する凝縮飽和圧力をPoとすると、|Ti−To|≦B、又はPi>Poの場合にPi/Po≦A、又はPo>Piの場合にPo/Pi≦Aである条件を満たすと、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したと判断し、
    Bの値は20〜40、Aの値は1.1〜3であることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内外機の洗浄方法。
  3. 空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達していない場合、前記空気調和機の運転パラメータを調節して空気調和機の高低圧力差を予め設定された条件に到達させるステップは、
    室内外ファンの回転数を増加させて室内外の風量を増やすステップ、
    圧縮機の周波数をH1まで下げてt2時間保持するステップ、及び
    絞り装置の開度を最大に調整するステップのうちの少なくとも1つのステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内外機の洗浄方法。
  4. 空気調和機の自動洗浄時に、
    自動洗浄の開始前に空気調和機が冷房運転中又は除湿運転中であれば室内熱交換器の自動洗浄を先に行い、
    自動洗浄の開始前に空気調和機が暖房運転中であれば室外熱交換器の自動洗浄を先に行うことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内外機の洗浄方法。
  5. 被洗浄熱交換器に対応するファンの起動段階での潜熱冷房能力をQ、吹出温度での蒸発潜熱をk2、被洗浄熱交換器を被覆する水膜が必要な水量をmとすると、ファンの起動時間は下記式で算出されることを特徴とする請求項に記載の空気調和機の室内外機の洗浄方法。

  6. 被洗浄熱交換器に対応するファンの測定点における風量をq、吸気口の絶対湿度をW1、吹出口の絶対湿度をW2、吹出口の相対湿度をW3、吹出口の湿り空気比容積をVとすると、潜熱冷房能力Qは下記式で算出されることを特徴とする請求項に記載の空気調和機の室内外機の洗浄方法。
    Q=k2*q*(W1−W2)/V(1+W3)
  7. ラジエータ放熱フィンの長さをL、ラジエータ放熱フィンの幅をW、ラジエータ放熱フィンの高さをH、ラジエータ放熱フィンの数をn、水膜の厚さをh1、余裕パラメータをk1、水の密度をρとすると、水量mは下記式で算出されることを特徴とする請求項に記載の空気調和機の室内外機の洗浄方法。

  8. 異なる型番及び吹出口設計の定数パラメータをそれぞれK3及びC、被洗浄熱交換器に対応するファンの回転数をNとすると、ファンの測定点における風量qは下記式で算出されることを特徴とする請求項4に記載の空気調和機の室内外機の洗浄方法。
    q=k3*N+C
  9. 被洗浄熱交換器をt1時間継続的に着霜させた後、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したか否か検出する前に、
    圧縮機を停止させるステップと、
    被洗浄熱交換器に対応するファンの運転を保持して除霜処理を行うステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内外機の洗浄方法。
  10. 被洗浄熱交換器をt1時間継続的に着霜させた後、空気調和機の高低圧力差が予め設定された条件に到達したか否か検出する前に、
    圧縮機を停止させるステップと、
    被洗浄熱交換器に対応するファンを制御して停止させてからそのままt4時間保持した後、被洗浄熱交換器に対応するファンを起動して除霜処理に移行するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内外機の洗浄方法。
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