JP6706837B2 - 配管洗浄方法 - Google Patents

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Description

本発明は、配管洗浄方法に係り、特に、GHP室外ユニットとEHP室外ユニットとを併用する空気調和装置のユニット間配管を洗浄する配管洗浄方法に関する。
一般に、空気調和装置の施工においては、室外ユニットあるいは室内ユニットのみを交換し、建物の既設配管はそのまま再利用することで、配管工事に要する膨大な費用の削減、工期の短縮を図ることが行われている。
既設配管をそのまま利用する場合には、既設配管内の洗浄が必要な場合がある。このような既設配管の洗浄は、例えば、室外ユニットあるいは室内ユニットを設置する前に、専用の洗浄装置を既設配管の管路に接続することにより、既設配管に付着した冷凍機油の残油などの除去を行なうものである。
しかしながら、専用の洗浄装置における既設配管の洗浄では、室外ユニットや室内ユニットを設置する前に、洗浄装置を設置した作業行程が必要となり、設備施工のための工数が増え、また、洗浄装置の設備費・管理コストや、洗浄作業に要する人件費もかさむことになるという問題がある。
そのため、従来から、エンジンで冷媒用圧縮機を駆動するエンジン駆動式ヒートポンプにおいて、建物の既設配管内の残油などを除去する配管洗浄モードの運転モードを備え、配管洗浄モードの運転において、運転開始時は、少量の冷媒循環量での運転を行なうとともに、建物の既設配管内洗浄完了の後は、自動的に通常運転モードに切換えるようにした技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−003696号公報
ここで、近年、エンジンで圧縮機を駆動するGHP室外ユニットとEHP室外ユニットとを用いて、複数の室内ユニットを駆動する空気調和装置が多く用いられている。
このような空気調和装置においては、GHP室外ユニットまたはEHP室外ユニットのいずれか一方、あるいは両方を交換するような場合に、既設のユニット間配管を再利用する場合に、前記従来の技術では、GHP室外ユニットまたはEHP室外ユニットに配管洗浄モードを設ける必要があるという問題がある。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、GHP室外ユニットおよびEHP室外ユニットのユニット間配管の洗浄を効率よく行うことのできる配管洗浄方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、能力の高い圧縮機を備えた第2の室外ユニットと、能力の低い圧縮機を備えた第1の室外ユニットと、室内ユニットと、を接続するユニット間配管を洗浄するための配管洗浄方法において、前記能力の高い圧縮機のオイルポートに接続されるオイル排出用配管と、前記オイル排出用配管に設けられる排出用開閉弁と、前記能力の高い圧縮機の冷媒配管の中途部に接続されるオイル注入用配管と、前記オイル注入用配管に設けられる注入用開閉弁とを設け、前記能力の低い圧縮機の吸込側および吐出側と前記ユニット間配管を介して前記能力の高い圧縮機とを接続する外部接続バルブと、前記能力の低い圧縮機とオイルバランス管を介して前記能力の高い圧縮機とを接続するオイル接続バルブとを設け、前記第1の室外ユニットの前記外部接続バルブおよび前記オイル接続バルブが閉状態で、前記能力の高い圧縮機を駆動して暖房運転によるポンプダウン動作処理と、前記オイル排出用配管の前記排出用開閉弁を開くオイル抜き処理と、前記オイル注入用配管の前記注入用開閉弁を開く新オイル注入処理と、暖房運転によるポンプダウン動作解除後に暖房運転を行う処理と、を順次行うことを特徴とする。
また、前記構成において、前記能力の高い圧縮機を備えた第2の室外ユニットは、エンジンで駆動されるGHP圧縮機を備えたGHP室外ユニットであり、前記能力の低い圧縮機を備えた第1の室外ユニットは、商用電源で駆動されるEHP圧縮機を備えたEHP室外ユニットであることを特徴とする。
本発明の配管洗浄方法によれば、GHP室外ユニットおよびEHP室外ユニットを備えた空気調和装置において、ユニット間配管の洗浄を効率よく行うことができる。別途、洗浄装置を準備して別工程による作業を行う必要もなく、設備施工のための工数およびコストの低減を図ることができる。
本発明の実施の形態に係る空気調和装置の構成図である。 空気調和装置の機能的構成を示すブロック図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明に係る配管洗浄方法を適用する空気調和装置の実施形態を示す構成図である。
空気調和装置1は、能力の高い圧縮機としてのガスエンジンで駆動される圧縮機を備えたGHP室外ユニット2(第2の室外ユニット)と、能力の低い圧縮機としての商用電源で駆動される圧縮機を備えたEHP室外ユニット3(第1の室外ユニット)と、複数の室内ユニット4とを備えている。GHP室外ユニット2、EHP室外ユニット3および各室内ユニット4とは、ユニット間配管5およびオイルバランス管6を介して接続され、これにより、空調運転を行うための冷凍サイクル回路が構成されている。
GHP室外ユニット2は、外部のユニット間配管5と接続するための2つの外部接続バルブ10a,10bおよびオイルバランス管6を接続するためのオイル接続バルブ11を備えている。
GHP室外ユニット2には、エンジンとしてのガスエンジン12と、ガスエンジン12の駆動力により冷媒を圧縮するGHP圧縮機13(能力の高い圧縮機)とが設けられている。GHP圧縮機13は、並列に設けられる第1のGHP圧縮機13aおよび第2のGHP圧縮機13bから構成されている。第1のGHP圧縮機13aには、オイルポート13cが形成されている。
ガスエンジン12は、燃料調整弁(図示せず)を経て供給されるガスなどの燃料と、スロットル弁(図示せず)を経て供給される空気との混合気を燃焼させて駆動力を発生するようになっている。
ガスエンジン12の出力軸と、GHP圧縮機13の従動軸との間には、駆動ベルト14が掛け渡されており、ガスエンジン12の駆動力を駆動ベルト14を介して伝達することで、GHP圧縮機13を駆動するように構成されている。
GHP圧縮機13の吐出側には、オイルセパレータ15、四方弁16および2つの室外熱交換器17,17が順に接続され、各室外熱交換器17は、冷媒配管20を介して一方の外部接続バルブ10aに接続されている。室外熱交換器17の近傍には、室外熱交換器17と外気との熱交換を行うための室外送風機18が設けられている。
また、他方の外部接続バルブ10bには、冷媒配管20が接続されており、この冷媒配管20は、途中四方弁16およびアキュムレータ19を介してGHP圧縮機13の吸込側に接続されている。
冷媒配管20の中途部には、電動弁24と逆止弁25とが並列に接続されており、冷媒配管20には、アキュムレータ19の流入側に接続されるリキッド管22が接続されている。室外熱交換器17と外部接続バルブ10aとの間には、ドライコア39が設けられている。
また、GHP圧縮機13の吸込側と冷媒配管20との間には、GHP圧縮機13の吸込側と冷媒配管20とを接続する熱交換冷媒配管23が接続されており、この熱交換冷媒配管23には、電動弁26が設けられている。熱交換冷媒配管23の電動弁26とGHP圧縮機13の吸込側との間には、プレート型熱交換器27が設けられている。
GHP室外ユニット2は、GHP圧縮機13の吐出側と吸込側とを接続するバイパス管28を備えている。バイパス管28の一端は、オイルセパレータ15と四方弁16との間に接続され、バイパス管28の他端は、アキュムレータ19と四方弁16との間に接続される。GHP圧縮機13の吐出側の冷媒の一部は、圧力差により、バイパス管28を通ってGHP圧縮機13の吸込側に流れる。
バイパス管28には、バイパス管28の流量を調整するバイパス弁29が設けられている。バイパス弁29は、段階的に開閉可能な電動弁である。
GHP室外ユニット2は、オイルセパレータ15とGHP圧縮機13の吸込側とを接続するオイル戻し管30を備えている。オイルセパレータ15の内部に貯留される潤滑用のオイルは、GHP圧縮機13の吐出側と吸込側との圧力差により、オイル戻し管30を通って吸込側に流される。
オイル戻し管30は、オイルセパレータ15のオイル流出口とGHP圧縮機13の吸込側とを接続する第1の戻し管31と、第1の戻し管31に対して並列に設けられる第2の戻し管36とを備えている。
第1の戻し管31は、キャピラリチューブ32を備えている。
第2の戻し管36は、キャピラリチューブ32をバイパスするように第1の戻し管31に接続されており、第2の戻し管36の一端は、第1の戻し管31におけるキャピラリチューブ32の上流側に接続され、第2の戻し管36の他端は、第1の戻し管31におけるキャピラリチューブ32の下流側に接続される。
第2の戻し管36は、キャピラリチューブ33と、キャピラリチューブ33の下流に設けられるオイル戻し弁34とを備えている。
オイル接続バルブ11には、オイル管35が接続されている。オイル管35は、途中で分岐し、その一方は、冷媒配管20のオイルセパレータ15より下流側に接続されるとともに、他方は、第2の戻し管32のキャピラリチューブ33とオイル戻し弁34との間に接続されている。
冷媒配管20に接続される外部接続バルブ10aには、ユニット間配管5を介して各室内ユニット4の室内熱交換器40の一端が接続されている。ユニット間配管5の中途部には、膨張弁41が設けられている。
各室内ユニット4の内部には、室内熱交換器40と室内空気との熱交換を行うための室内送風機42が設けられている。
また、各室内熱交換器40の他端には、ユニット間配管5を介して冷媒配管20に接続される外部接続バルブ10bが接続されている。
また、GHP室外ユニット2は、ガスエンジン12の冷却水回路50を備えている。
冷却水回路50は、ガスエンジン12から冷却水配管51を介して順に接続される冷却水三方弁52と、プレート型熱交換器27と、一方の室外熱交換器17に近接配置されたラジエータ53と、冷却水ポンプ54と、ガスエンジン12の排気ガス熱交換器55とを備え、冷却水ポンプ54を駆動することにより、この回路内に冷却水を循環させるように構成されている。
冷却水回路50の冷却水配管51は、図1に二重線で示されるとともに、冷却水の流れは、実線の矢印で示される。
ラジエータ53では、外気と冷却水との熱交換が行われる。
また、プレート型熱交換器27では、電動弁26の動作で、GHP圧縮機13に戻る冷媒が冷却水配管51内を流れる冷却水によって加熱される。これにより、冷媒の低圧圧力が上昇し、暖房効率が向上する。
冷却水回路50は、ガスエンジン12、冷却水三方弁52、ラジエータ53、冷却水ポンプ54、排気ガス熱交換器55およびガスエンジン12の順に冷却水が流れる第1経路を形成可能である。
また、冷却水回路50は、冷却水を、ガスエンジン12、冷却水三方弁52、プレート型熱交換器27、冷却水ポンプ54、排気ガス熱交換器55およびガスエンジン12の順に冷却水が流れる第2経路を形成可能である。
次に、EHP室外ユニット3について説明する。
EHP室外ユニット3は、外部のユニット間配管5と接続するための2つの外部接続バルブ60およびオイルバランス管6を接続するためのオイル接続バルブ61を備えている。
EHP室外ユニット32は、商用電源で駆動されるEHP圧縮機62(能力の低い圧縮機)を備えている。このEHP圧縮機62は、例えば、出力を可変することのできるインバータ式の圧縮機とされている。
EHP圧縮機62の吐出側には、オイルセパレータ63、四方弁64および2つの室外熱交換器65,65が順に接続され、室外熱交換器65は、冷媒配管21を介して一方の外部接続バルブ60aに接続されている。室外熱交換器65の近傍には、室外熱交換器65と外気との熱交換を行うための室外送風機66(図2を参照)が設けられている。
室外熱交換器65と外部接続バルブ60aとの間には、レシーバタンク67が設けられている。
室外熱交換器65には、2系統の管路が形成されており、四方弁64側の冷媒配管21およびレシーバタンク67側の冷媒配管21は、それぞれ分岐して室外熱交換器65に接続されるように構成されている。また、室外熱交換器65のレシーバタンク67側の冷媒配管21には、それぞれ室外用電子制御弁68,68が設けられている。
他方の外部接続バルブ60bには、冷媒配管21を介して、EHP圧縮機62の吸込側に接続されており、冷媒配管の中途部には、四方弁64およびアキュムレータ69が設けられている。
また、EHP圧縮機62とオイルセパレータ63との間の冷媒配管21の中途部には、分岐してEHP圧縮機62とアキュムレータ69との間の冷媒配管21に接続される冷媒戻し配管70が設けられている。冷媒戻し配管70の中途部には、冷媒戻し用電磁弁71が設けられている。そして、冷媒戻し用電磁弁71を開くと、冷媒の一部は、冷凍サイクルを循環せずにEHP圧縮機62の吸込側に導かれる。
また、オイルセパレータ63の下部には、オイル管72が接続されており、オイル管72の中途部には、EHP圧縮機62の吸込側に接続されるオイル戻し配管73が接続されている。オイル戻し配管73は、オイル管72から分岐する2つの分岐管74,75を備えており、一方の分岐管74には、オイル戻し用電磁弁7631が設けられるとともに、他方の分岐管75には、キャピラリチューブ78が設けられている。また、オイル配管27の各分岐管74,75の接続部分の間には、キャピラリチューブ79が設けられている。
オイルセパレータ63と四方弁64との間の冷媒配管21の中途部には、途中分岐してオイル管72の中途部に接続される高圧冷媒配管80が接続されている。高圧冷媒配管80の中途部には、高圧冷媒用電磁弁81が設けられている。
また、アキュムレータ69は、冷媒配管21の冷媒が流入される流入管82と、アキュムレータ69の内部のガス冷媒をEHP圧縮機62に送る流出管83とを備えている。流出管83は、アキュムレータ69の内部上方に開口するように構成されており、アキュムレータ69の内部上方に溜まったガス冷媒をEHP圧縮機62に送るように構成されている。
また、EHP圧縮機62には、EHP圧縮機62の吸込側に接続されるオーバーフロー管84が接続されている。このオーバーフロー管84には、ストレーナ85と、油を減圧するための絞り86が組み込まれている。
さらに、EHP室外ユニット3には、外部温度を検出するための外気温センサ90が設けられている。
EHP室外ユニット3の外部接続バルブ60aには、ユニット間配管5の一端が接続され、このユニット間配管5の他端は、GHP室外ユニット2の外部接続バルブ10aと室内ユニット4とを接続するユニット間配管5の中途部に接続されている。EHP室外ユニット3の冷媒配管に接続される外部接続バルブ60bには、ユニット間配管5の一端が接続され、このユニット間配管5の他端は、GHP室外ユニット2の外部接続バルブ10bと室内ユニット4とを接続するユニット間配管5の中途部に接続されている。
また、EHP室外ユニット3のオイル接続バルブ61と、GHP室外ユニット2のオイル接続バルブ11とは、オイルバランス配管を介して接続されている。これにより、オイルバランス配管を介して、GHP室外ユニット2のEHP圧縮機62と、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62との間で、オイルを互いに供給することでき、GHP室外ユニット2のEHP圧縮機62と、EHP室外ユニット3のEHP圧縮機62とのオイル量のバランスを保持することができる。
そして、冷房運転を行う場合には、図1中実線矢印で示すように、冷媒が流れ、暖房運転を行う場合は、図1中破線で示すように、冷媒が流れる。
次に、本実施形態の空気調和装置の制御構成について説明する。図2は本実施形態における制御構成を示すブロック図である。
図2に示すように、本実施形態においては、GHP室外ユニット2は、GHP制御部100を備えており、EHP室外ユニット3は、EHP制御部101を備えている。また、室内ユニット4は、それぞれ室内制御部102を備えている。空気調和装置は、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102を統括して制御する制御部としてのシステム制御部103を備えている。
これらGHP制御部100、EHP制御部101、室内制御部102およびシステム制御部103は、例えば、CPUなどの演算処理回路、記憶手段としてのROM、RAMなどを備え、所定のプログラムを実行することにより、所定の制御を行うものである。
図2に示すように、GHP制御部100は、ガスエンジン12および室外送風機18を駆動制御するように構成されている。
EHP制御部101は、外気温センサ90による検出値に基づいて、EHP圧縮機62および室外送風機66を駆動制御するように構成されている。
なお、本実施形態においては、EHP室外ユニット3のみに外気温センサ90を設けるようにしているが、GHP室外ユニット2にも外気温センサ90を設けるようにしてもよい。
室内制御部102は、室温センサによる検出値に基づいて、室内送風機42および弁動作を駆動制御するように構成されている。
システム制御部103は、室内ユニット4の運転台数、設定温度、外気温度などに基づいて、GHP室外ユニット2、EHP室外ユニット3および室内ユニット4を制御することで、GHP室外ユニット2による運転と、EHP室外ユニット3による運転とが、最も省エネルギになるように、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102に制御信号を出力する。これにより、GHP制御部100によりGHP室外ユニット2の運転制御、EHP制御部101によりEHP室外ユニット3の運転制御、室内制御部102により室内ユニット4の運転制御をそれぞれ効率よく行うように構成されている。
ここで、例えば、GHP室外ユニット2を交換する場合などに、室内ユニット4と接続する既設のユニット間配管5を交換するか、既設のユニット間配管5を洗浄して再利用するか、そのまま利用するかを判断する。
一般に、ユニット間配管5の配管径が異なったり、配管長が配管長制限より長くなるような場合には、既設のユニット間配管5を利用することができないため、ユニット間配管5を交換する必要がある。
しかしながら、配管径が一致し、配管長制限も満足する場合であって、空気調和装置で使用されるオイルが異なる場合や、既設のGHP室外ユニット2のGHP圧縮機13の故障がある場合や、既設のユニット間配管5の汚れがある場合には、既設のユニット間配管5を洗浄することで、再利用が可能である。
それ以外の場合であれば、既設のユニット間配管5を洗浄することなく、そのまま利用する。
既設のユニット間配管5を洗浄して再利用する場合に、本実施形態においては、GHP圧縮機13に形成されたオイルポート13cをオイル抜き用のポートとして利用する。
図1に示すように、オイルポート13cには、オイル排出用配管110が接続されており、オイル排出用配管110には、排出用開閉弁111が設けられている。また、GHP圧縮機13の吐出側の冷媒配管には、オイル注入用配管112が接続されており、オイル注入用配管112には、注入用開閉弁113が設けられている。
また、オイル排出用配管110の末端部分には、オイル排出用配管110から排出されるオイルを受けるオイル容器114が設けられており、オイル注入用配管112の端部には、新規オイルが貯留されたオイルタンク115が設けられている。
次に、本発明の配管洗浄方法について説明する。
まず、GHP室外ユニット2を交換する場合などに、室内ユニット4と接続する既設のユニット間配管5を交換するか、既設のユニット間配管5を洗浄して再利用するか、そのまま利用するかを判断する。
そして、ユニット間配管5の洗浄を行う場合は、GHP圧縮機13を駆動して暖房運転によるポンプダウン動作処理と、オイル排出用配管110の排出用開閉弁111を開くオイル抜き処理と、排出用開閉弁111を閉じた後、オイル注入用配管112の注入用開閉弁113を開く新オイル注入処理と、ポンプダウン解除後に、暖房運転を20〜30分行う暖房運転処理と、を順次行う。これら各処理を複数回繰り返して行う。
暖房運転によるポンプダウン運転を行うことで、冷媒配管20内の冷媒を室内ユニット4の室内熱交換器40に溜め込み、この状態で、排出用開閉弁111を開動作させることで、GHP圧縮機13のオイルポート13cから古いオイルを排出することが可能となる。そして、排出用開閉弁111を閉動作させた後、注入用開閉弁113を開動作させ、冷媒配管に新しいオイルを注入する。この動作を数回繰り返すことで、ユニット間配管5を洗浄することができる。
このような処理を行うことで、オイル排出用配管110から古いオイルをオイル容器114に排出するとともに、オイルタンク115からオイル注入用配管112を介して新たなオイルを注入することができ、ユニット間配管5を洗浄することができるものである。
なお、ユニット間配管5の洗浄を行う場合は、外部接続バルブ60a,60bおよびオイル接続バルブ61は、閉状態で行われる。
また、GHP室外ユニット2並びにEHPユニット3に封入されている冷媒およびオイルはいずれも同じである。例えば、冷媒はR410A、オイルはPVE(ポリビニールエーテル油)であり、この冷媒とオイルは相溶性がよく、この冷媒とオイルを用いることにより、比較的速やかに既設配管の洗浄作業を行うことができる。
以上説明したように、本発明を適用した実施形態においては、エンジンで駆動されるGHP圧縮機13(能力の高い圧縮機)を備えたGHP室外ユニット2(第2の室外ユニット)と、商用電源で駆動されるEHP圧縮機(能力の低い圧縮機)を備えたEHP室外ユニット3(第1の室外ユニット)と、室内ユニット4と、を接続するユニット間配管5を洗浄するための配管洗浄方法において、GHP圧縮機13のオイルポート13cに接続されるオイル排出用配管110と、オイル排出用配管110に設けられる排出用開閉弁111と、冷媒配管の中途部に接続されるオイル注入用配管112と、オイル注入用配管112に設けられる注入用開閉弁113とを設け、前記GHP圧縮機を駆動して暖房運転によるポンプダウン動作処理と、前記オイル排出用配管の前記排出用開閉弁を開くオイル抜き処理と、前記オイル注入用配管の前記注入用開閉弁を開く新オイル注入処理と、暖房運転によるポンプダウン動作解除後に暖房運転を行う処理と、を順次行う。
これによれば、GHP室外ユニット2およびEHP室外ユニット3を備えた空気調和装置において、ユニット間配管5の洗浄を効率よく行うことができる。別途、洗浄装置を準備して別工程による作業を行う必要もなく、設備施工のための工数およびコストの低減を図ることができる。
なお、前記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
前記実施形態においては、システム制御部103により、GHP制御部100、EHP制御部101および室内制御部102を統括して制御するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、空気調和装置のシステムを管理する管理会社が、サーバなどを経由して、システム制御部103などを直接制御するようにしてもよい。
1 空気調和装置
2 GHP室外ユニット
3 EHP室外ユニット
4 室内ユニット
5 ユニット間配管
12 ガスエンジン
13 GHP圧縮機
13c オイルポート
17,65 室外熱交換器
40 室内熱交換器
62 EHP圧縮機
100 GHP制御部
101 EHP制御部
102 室内制御部
103 システム制御部
110 オイル排出用配管
111 排出用開閉弁
112 オイル注入用配管
113 注入用開閉弁
114 オイル容器
115 オイルタンク

Claims (2)

  1. 能力の高い圧縮機を備えた第2の室外ユニットと、能力の低い圧縮機を備えた第1の室外ユニットと、室内ユニットと、を接続するユニット間配管を洗浄するための配管洗浄方法において、
    前記能力の高い圧縮機のオイルポートに接続されるオイル排出用配管と、前記オイル排出用配管に設けられる排出用開閉弁と、前記能力の高い圧縮機の冷媒配管の中途部に接続されるオイル注入用配管と、前記オイル注入用配管に設けられる注入用開閉弁とを設け、
    前記能力の低い圧縮機の吸込側および吐出側と前記ユニット間配管を介して前記能力の高い圧縮機とを接続する外部接続バルブと、前記能力の低い圧縮機とオイルバランス管を介して前記能力の高い圧縮機とを接続するオイル接続バルブとを設け、
    前記第1の室外ユニットの前記外部接続バルブおよび前記オイル接続バルブが閉状態で、前記能力の高い圧縮機を駆動して暖房運転によるポンプダウン動作処理と、前記オイル排出用配管の前記排出用開閉弁を開くオイル抜き処理と、前記オイル注入用配管の前記注入用開閉弁を開く新オイル注入処理と、暖房運転によるポンプダウン動作解除後に暖房運転を行う処理と、を順次行うことを特徴とする配管洗浄方法。
  2. 前記能力の高い圧縮機を備えた第2の室外ユニットは、エンジンで駆動されるGHP圧縮機を備えたGHP室外ユニットであり、
    前記能力の低い圧縮機を備えた第1の室外ユニットは、商用電源で駆動されるEHP圧縮機を備えたEHP室外ユニットであることを特徴とする請求項1に記載の配管洗浄方法。
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