JP7164823B2 - 冷媒充填方法 - Google Patents
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Description
図1には、冷媒充填方法の対象となる冷凍サイクル装置の構成の一例が示されている。図1に示されている冷凍サイクル装置1は、冷媒回路100を循環する冷媒によって冷凍サイクルを行う装置である。冷凍サイクル装置1は、冷媒の圧縮と、冷媒からの放熱と、冷媒の減圧膨張と、冷媒への吸熱のサイクルを繰り返す。冷凍サイクル装置1は、冷凍サイクルにおける放熱の機能を有するかまたは吸熱の機能を有するかを切り換えることができる第1熱源ユニット10A若しくは第2熱源ユニット10Bと、第1熱源ユニット10A若しくは第2熱源ユニット10Bに接続されている利用ユニット50とを備えている。ここで、第1熱源ユニット10Aが更新前の熱源ユニットであり、第2熱源ユニット10Bが更新後の熱源ユニットである。
(2-1)冷凍サイクル装置1の構成
図1に示されている冷凍サイクル装置1は、1台の第1熱源ユニット10Aまたは第2熱源ユニット10Bと複数台の利用ユニット50が冷媒連絡配管81,82によって接続されている。冷凍サイクル装置1においては、第1熱源ユニット10Aまたは第2熱源ユニット10Bの中の熱源側回路110と、利用ユニット50の中の利用側回路120とが接続されて冷媒回路100が構成されている。この冷凍サイクル装置1においては、この冷媒回路100の中を冷媒が循環することにより、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが繰り返される。ここでは、冷凍サイクル装置1が空気調和装置に適用されている例を説明する。
ここでは、説明を簡素化するために、更新前の第1熱源ユニット10Aと更新後の第2熱源ユニット10Bとが同じ構成である場合について説明するが、これらの構成が同じでなくても本開示に係る技術を適用することは可能である。第1熱源ユニット10Aも第2熱源ユニット10Bも、例えば、図1に示されているように、圧縮機11と、油分離器12と、四方弁13と、熱源側熱交換器14と、過冷却熱交換器15と、アキュムレータ16と、冷媒調整器18と、油調整器19と、熱源側ファン20と、高圧側閉鎖弁21と、低圧側閉鎖弁22と、チャージポート23と、第1膨張弁25a~第3膨張弁25cと、第1電磁弁26a~第6電磁弁26fと、第1逆止弁27a~第4逆止弁27dと、第1圧力調整弁28a~第3圧力調整弁28cと、キャピラリーチューブ29と、複数のフィルタ30と、ストレーナ31とを備えている。
各利用ユニット50は、例えば、図1に示されているように、利用側熱交換器51と、利用側膨張弁52と、利用側ファン53とを備えている。利用側熱交換器51は、例えばフィンアンドチューブ式の熱交換器であって空気と冷媒との間で熱交換を行わせる。液側の冷媒連絡配管81とガス側の冷媒連絡配管82の間に、利用側膨張弁52と利用側熱交換器51が直列接続されている。利用側膨張弁52と利用側熱交換器51は、液側の冷媒連絡配管81からガス側の冷媒連絡配管82に向って、利用側膨張弁52、利用側熱交換器51の順に配置されている。各利用側熱交換器51には、利用側ファン53が配置されている。利用側ファン53は、熱交換を促進するための気流を利用側熱交換器51に発生させる。液側の冷媒連絡配管81とガス側の冷媒連絡配管82の間に並列に接続されている複数の利用ユニット50により、利用側回路120が構成されている。
図9に示されているように、冷凍サイクル装置1の制御系統40は、熱源側コントローラ41と利用側コントローラ42とを備えて構成されている。熱源側コントローラ41は、第1熱源ユニット10A及び第2熱源ユニット10Bに備えられている。ここでは、利用ユニット50が複数あるために利用側コントローラ42が複数設けられている場合を説明しているが、利用ユニット50が1台であれば利用側コントローラ42も1つあればよい。また、熱源側コントローラ41と利用側コントローラ42のように分離せずに、1つのコントローラにまとめてもよい。
冷凍サイクル装置1は、冷房運転では、四方弁13を実線の状態、言い換えると第1ポートと第2ポートが連通するとともに第3ポートと第4ポートが連通する状態にする。冷房運転で行われる冷凍サイクルでは、熱源側熱交換器14が放熱器として機能し、利用側熱交換器51が蒸発器として機能する。圧縮機11から吐出された冷媒は、熱源側熱交換器14、利用側膨張弁52、利用側熱交換器51を順に循環して、圧縮、凝縮、膨張、蒸発の蒸気圧縮式の冷凍サイクルを繰り返す。
冷凍サイクル装置1は、暖房運転では、四方弁13の破線の状態、言い換えると第1ポートと第4ポートが連通するとともに第2ポートと第3ポートが連通する状態にする。暖房運転で行われる冷凍サイクルでは、熱源側熱交換器14が蒸発器として機能し、利用側熱交換器51が放熱器として機能する。圧縮機11から吐出された冷媒は、利用側熱交換器51、第1膨張弁25a、熱源側熱交換器14を順に循環して、圧縮、凝縮、膨張、蒸発の蒸気圧縮式の冷凍サイクルを繰り返す。
測定システム60は、図3に示されている計量器61を含んでいる。計量器61としては、例えば、台秤、吊り秤がある。計量器61は、第1熱源ユニット10Aまたは第2熱源ユニット10Bの重量を量れる機能を有するとともに、冷媒の重量を検出するための十分な分解能を有している。
第1熱源ユニット10Aから第2熱源ユニット10Bへの冷媒の移送では、例えば、第1熱源ユニット10Aが冷凍サイクル装置1に組み込まれていて可動可能な状態で、ポンプダウン運転によって、利用側回路120の冷媒を第1熱源ユニット10Aの熱源側回路110に移送する。その後、第1熱源ユニット10Aの高圧側閉鎖弁21と低圧側閉鎖弁22を閉じる。そして、ポンプダウン運転後に、第1熱源ユニット10Aの高圧側閉鎖弁21と低圧側閉鎖弁22を閉じて第1熱源ユニット10Aを取り外して仮置きの状態にする。ポンプダウン運転では、例えば、高圧側閉鎖弁21を閉じて、第1熱源ユニット10Aを冷房運転する。高圧側閉鎖弁21を閉じて、第1熱源ユニット10Aの熱源側熱交換器14を凝縮器して機能させる運転を行う。低圧側閉鎖弁22の圧力が十分に低くなったら、低圧側閉鎖弁22を閉じる。
(3-1)変形例1A
上記実施形態では、冷凍サイクル装置1の第1熱源ユニット10Aも第2熱源ユニット10Bも、冷凍サイクルの放熱と吸熱とを切り換えられるように構成されている場合について説明したが、冷凍サイクル装置1は、このような構成には限られない。冷凍サイクル装置1は、例えば、第1熱源ユニット10Aまたは第2熱源ユニット10Bが冷媒から放熱させる熱源として機能する専用機であるとともに利用ユニット50が冷媒へ吸熱させる装置として機能する専用機であってもよい。この場合、冷凍サイクル装置1が空気調和装置であれば冷房専用機になる。また、冷凍サイクル装置1は、例えば、第1熱源ユニット10Aまたは第2熱源ユニット10Bが冷媒へ吸熱させる熱源として機能する専用機であるとともに利用ユニット50が冷媒から放熱させる装置として機能する専用機であってもよい。この場合、冷凍サイクル装置1が空気調和装置であれば暖房専用機になる。
なお、ステップS3の冷媒を移す操作の次にステップS4の測定の操作を行ってもよいが、ステップS4の次にステップS3の操作を行ってもよく、あるいはステップS3とステップS4の操作を並行して行ってもよく、ステップS3とステップS4の操作を行う順序は図3に示された順には限られない。
上記実施形態では、第1冷媒がR410A冷媒、第2冷媒がR32冷媒である場合について説明したが、冷凍サイクル装置1で使用できる第1冷媒と第2冷媒の組合せはこれだけには限られない。例えば、第1冷媒がR410A冷媒、第2冷媒がR452B冷媒であってもよい。また、第1冷媒がR410A冷媒、第2冷媒がR454B冷媒であってもよい。また、第1冷媒がR32冷媒、第2冷媒がR410A冷媒であってもよい。第1冷媒がR32冷媒で且つ第2冷媒がR410A冷媒である場合には、R32冷媒単体の場合に比べて燃え難くなる。R32冷媒の割合に比べてR410A冷媒の割合が多くなるほど微燃性から不燃性に変化する。さらにはHFC冷媒以外の冷媒の組合せであってもよい。
上記実施形態では、冷凍サイクル装置1が利用ユニット50を複数備えるマルチ型の冷凍サイクル装置1について説明した。しかし、本開示の技術が適用できる冷凍サイクル装置はマルチ型の冷凍サイクル装置には限られない。例えば、1台の熱源ユニットに1台の利用ユニットが接続されるペア型の冷凍サイクル装置に対しても、本開示の技術を適用することができる。
上記実施形態では、第1熱源ユニット10Aの圧縮機11を冷媒の移送の動力源に用いる場合について説明した。しかし、冷媒の移送の動力源は、第1熱源ユニット10Aの圧縮機11には限られない。冷媒の移送には、例えば、内部に圧縮機を有する冷媒回収装置を用いてもよい。
上記実施形態では、第1熱源ユニット10Aから第2熱源ユニット10Bに冷媒を直接移送する場合について説明したが、図5に示されているように、一旦、第1熱源ユニット10Aから回収ボンベ80に冷媒を移送し、その後回収ボンベ80から第2熱源ユニット10Bに冷媒を移送してもよい。この場合、計量器61により回収冷媒が回収ボンベ80の中に回収される前の回収ボンベ80の重量と、回収ボンベ80の中に回収冷媒が回収された後の回収ボンベ80の重量を測定し、回収前後の回収ボンベ80の重量の差から回収冷媒の重量を測定するように構成してもよい。
上記実施形態では、第2熱源ユニット10Bに冷媒が移送される前後の第1熱源ユニット10Aの重量を計量する場合について説明したが、図7に示されているように、第2熱源ユニット10Bに冷媒が移送される前後の第2熱源ユニット10Bの重量を計量してもよい。第2熱源ユニット10Bは、計量器61で重量を計量される。計量器61による第2熱源ユニット10Bに移送された回収冷媒の計量は、第2熱源ユニット10Bに回収冷媒が移される前と、第2熱源ユニット10Bに回収冷媒が移された後の両方で、第2熱源ユニット10Bの重量を測定することにより行われる。第2熱源ユニット10Bに回収冷媒が移された後の第2熱源ユニット10Bについての計量器61の計量値から、第2熱源ユニット10Bに回収冷媒が移される前の第2熱源ユニット10Bについての計量器61の計量値を差し引くことで、回収冷媒の重量を算出することができる。
上記実施形態及び変形例では、計量器61を用いて回収冷媒の重量を測定する場合について説明したが、図8に示されているように、第1熱源ユニット10Aから第2熱源ユニット10Bに移送される回収冷媒の重量を、質量流量計62を用いて測定してもよい。この場合には、測定システム60に質量流量計62が含まれる。質量流量計62としては、コリオリ式流量計がある。コリオリ式流量計を用いれば、冷媒が気液二相状態で第1熱源ユニット10Aから第2熱源ユニット10Bに移送されても、回収冷媒の質量を測定することができる。なお、本開示では、地球上における重力加速度の差が僅かであることから、質量流量計62の計測値(kg)≒回収冷媒の重量(kgf)として取り扱う。質量流量計62を用いた測定は、第1熱源ユニット10Aを電源210に接続して第1熱源ユニット10Aから第2熱源ユニット10Bに冷媒を移送する場合、第2熱源ユニット10Bを電源210に接続して第1熱源ユニット10Aから第2熱源ユニット10Bに冷媒を移送する場合、あるいは第1熱源ユニット10Aから第2熱源ユニット10Bに回収ボンベ80を介して冷媒を移送する場合の場合でも行うことができる。
上記実施形態で説明した冷凍サイクル装置1の冷媒充填方法においては、第1熱源ユニット10から冷媒を回収する前に、既設の冷凍サイクル装置1を運転して冷媒回路100の中の冷媒を暖めるステップをさらに備えることが好ましい。
冷凍サイクル装置1に対する冷媒充填方法においては、上記実施形態のステップS1の前に、第2熱源ユニット10Bを準備するため、第2熱源ユニット10Bに窒素ガスを詰めた後に、窒素ガスを第2熱源ユニット10Bの中に詰めた状態で第2熱源ユニット10Bを既設の冷凍サイクル装置1の設置場所まで、上記実施形態では建物200の屋上まで運送するステップをさらに備えてもよい。
冷凍サイクル装置1に対する冷媒充填方法においては、上記実施形態のステップS1の前に、第2熱源ユニット10Bを準備するため、第2熱源ユニット10Bに所定圧力範囲のR32を詰めた後に、R32冷媒を第2熱源ユニット10Bの中に詰めた状態で第2熱源ユニット10Bを既設の冷凍サイクル装置1の設置場所まで、上記実施形態では建物200の屋上まで運送するステップをさらに備えるように構成することができる。
冷凍サイクル装置1に対する冷媒充填方法においては、更新後の冷凍サイクル装置1への充填で回収冷媒と第2冷媒とが混合されて混合冷媒となった場合に、混合冷媒が不燃性か否かの判断及び/または混合冷媒が可燃性か否かの判断を行うステップをさらに備えるように構成されてもよい。
上記実施形態では、第1熱源ユニット10A及び第2熱源ユニット10Bに過冷却熱交換器15が設けられる場合について説明したが、第1熱源ユニット10A及び/または第2熱源ユニット10Bに過冷却熱交換器15が設けられなくてもよい。
上記実施形態では、メモリ45及び/または表示装置47を用いて、第2熱源ユニット10Bに充填された回収冷媒と第2冷媒の混合割合を第2熱源ユニット10Bに記憶させる及び/または混合割合を第2熱源ユニット10Bに表示するステップについて説明した。これ以外の方法として、混合割合の記録を第2熱源ユニット10Bに残すようにしてもよい。例えば、混合割合を記録用紙に記録して、第2熱源ユニット10Bに記録用紙を保存するようにしてもよい。
(4-1)
上記実施形態の冷凍サイクル装置1に対する冷媒充填においては、更新後の冷凍サイクル装置1に対して、既設の冷凍サイクル装置1から第1冷媒を回収して得た回収冷媒を充填し、さらに第2冷媒を充填することで、第2熱源ユニット10Bの充填作業の効率化が図られている。
上記実施形態では、第1冷媒がR410A冷媒であり、第2冷媒がR32冷媒であることから、R410A冷媒で動作していた既設の冷凍サイクル装置1の熱源ユニット以外の部分がR410A冷媒に対応していることから、第2冷媒であるR32冷媒を補ってもジフルオロメタンとペンタフルオロエタンの混合割合が変わるもののR410A冷媒と同様にジフルオロメタンとペンタフルオロエタンの混合冷媒であることに変わりがなく、R410A冷媒に対してR125冷媒とR32冷媒以外の第2冷媒を補充する場合に比べて既設の冷凍サイクル装置1の熱源ユニット以外の部分が冷媒に適合するので、冷凍サイクル装置1の動作を正常に保ち易くなる。
上記変形例1Cで説明したように第1冷媒がR410A冷媒であり、第2冷媒がR452B冷媒であってもよい。この場合、R410A冷媒で動作していた既設の冷凍サイクル装置1の熱源ユニット以外の部分がR410A冷媒の代替冷媒であるR452B冷媒に通常対応可能である。第2冷媒であるR452B冷媒を補ってもジフルオロメタンとペンタフルオロエタンと2,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペンの混合割合が変わるもののR410A冷媒と同様にフルオロメタンとペンタフルオロエタンとを含む混合冷媒であることに変わりがなく、R410A冷媒に対してジフルオロメタンとペンタフルオロエタンを含まない第2冷媒を補充する場合に比べて既設の冷凍サイクル装置1の熱源ユニット以外の部分が冷媒に適合する。その結果、回収冷媒であるR410A冷媒とは異なるR452B冷媒を充填しても、冷凍サイクル装置1の動作を正常に保ち易い。
上記変形例1Cで説明したように第1冷媒がR410A冷媒であり、第2冷媒がR454B冷媒であってもよい。この場合、R410A冷媒で動作していた既設の冷凍サイクル装置1の熱源ユニット以外の部分がR410A冷媒の代替冷媒であるR454B冷媒に通常対応可能である。第2冷媒であるR454B冷媒を補ってもジフルオロメタンとペンタフルオロエタンと2,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペンの混合割合が変わるもののR410A冷媒と同様にフルオロメタンとペンタフルオロエタンとを含む混合冷媒であることに変わりがなく、R410A冷媒に対してジフルオロメタンとペンタフルオロエタンを含まない第2冷媒を補充する場合に比べて既設の冷凍サイクル装置1の熱源ユニット以外の部分が冷媒に適合する。その結果、回収冷媒であるR410A冷媒とは異なるR452B冷媒を充填しても、冷凍サイクル装置1の動作を正常に保ち易い。
上記変形例1Jで説明したように、第2熱源ユニット10Bに窒素ガスを詰めた後に、窒素ガスを第2熱源ユニット10Bの中に詰めた状態で第2熱源ユニット10Bを既設の冷凍サイクル装置1の設置場所である建物200の屋上まで運送する場合には、運送中に第2熱源ユニット10Bに外気が入り込むのを窒素ガスが邪魔する。その結果、運送中に外気に混じって異物、水分などが第2熱源ユニット10Bに入り込むのを抑制することができる。
上記変形例1Kで説明したように、第2熱源ユニット10Bに所定圧力範囲のR32冷媒を詰めた後に、R32冷媒を第2熱源ユニット10Bの中に詰めた状態で第2熱源ユニット10Bを既設の冷凍サイクル装置1の設置場所である建物200の屋上まで運送する場合には、設置場所まで運送する第2熱源ユニット10BにR32冷媒が詰められていることから、運送中に第2熱源ユニット10Bに外気が入り込むのをR32冷媒が邪魔するので、運送中に外気に混じって異物、水分などが第2熱源ユニット10Bに入り込むのを抑制することができる。また、第2熱源ユニット10Bを既設の冷凍サイクル装置1に接続するときにR32冷媒を抜き取らなくて済むので充填作業時の手間が省ける。
上記変形例1Lで説明したように、回収冷媒と第2冷媒とが混合された混合冷媒が不燃性であること及び/または可燃性であることを判断する場合には、更新後の冷凍サイクル装置1が不燃性の冷媒にしか対応していない場合、あるいは可燃性の冷媒に対応していない場合には、混合冷媒を更新後の冷凍サイクル装置1に利用しない選択をしたり、更新後の冷凍サイクル装置1を例えば可燃性の冷媒に対応するように改修したりする対策を講じることができ、冷凍サイクル装置1の動作を正常に保つことができる。
冷媒充填方法は、図4に示されているようにステップS6を備えるように構成することができる。ステップS6では、第2熱源ユニット10Bに充填された回収冷媒と第2冷媒の混合割合を第2熱源ユニット10Bのメモリ45に記憶させる及び/または混合割合を第2熱源ユニット10Bの表示装置47に表示する。例えば、作業者は、メモリ45に記憶されている混合割合の情報及び/または表示装置47に表示される混合割合から第2熱源ユニット10Bの冷媒の組成を正確に把握することができる。その結果、作業者は、把握した冷媒の組成に基づいて冷凍サイクル装置1を調整することができ、冷凍サイクル装置1を正常に動作させることができる。
以上説明した冷媒充填方法は、次のような観点で捉え直すことができる。
10 熱源ユニット
10A 第1熱源ユニット
10B 第2熱源ユニット
Claims (6)
- 循環する冷媒によって冷凍サイクルが行なわれる既設の冷凍サイクル装置(1)の第1熱源ユニット(10A)の冷媒を、第2熱源ユニット(10B)に充填するために回収して前記第2熱源ユニットに充填する冷媒充填方法であって、
前記第1熱源ユニットを前記既設の冷凍サイクル装置から取り外すステップと、
前記第2熱源ユニットを、前記第1熱源ユニットを取り外した前記既設の冷凍サイクル装置に組み込むステップと、
前記既設の冷凍サイクル装置から第1冷媒を回収して回収冷媒を得るステップと、
前記第2熱源ユニットを備える冷凍サイクル装置に対して前記回収冷媒を充填し、さらに前記回収冷媒とは組成が異なる第2冷媒を充填するステップと、
を備える、冷媒充填方法。 - 前記第1冷媒がR410A冷媒であり、前記第2冷媒がR32冷媒である、
請求項1に記載の冷媒充填方法。 - 前記第1冷媒がR410A冷媒であり、前記第2冷媒がR452B冷媒である、
請求項1に記載の冷媒充填方法。 - 前記第1冷媒がR410A冷媒であり、前記第2冷媒がR454B冷媒である、
請求項1に記載の冷媒充填方法。 - 前記第2熱源ユニットに窒素ガスを詰めた後に、前記窒素ガスを前記第2熱源ユニットの中に詰めた状態で前記第2熱源ユニットを前記既設の冷凍サイクル装置の設置場所まで運送するステップをさらに備える、
請求項1から4のいずれか一項に記載の冷媒充填方法。 - 前記第2熱源ユニットに所定圧力範囲のR32を詰めた後に、前記R32を前記第2熱源ユニットの中に詰めた状態で前記第2熱源ユニットを前記既設の冷凍サイクル装置の設置場所まで運送するステップをさらに備える、
請求項1から4のいずれか一項に記載の冷媒充填方法。
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