JPWO2020070826A1

JPWO2020070826A1 - 空気調和機の劣化抑制方法

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Publication number: JPWO2020070826A1
Application number: JP2020551006A
Authority: JP
Inventors: 赳弘古谷野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-10-03
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2021-06-03
Anticipated expiration: 2038-10-03
Also published as: JP7086207B2; WO2020070826A1

Abstract

空気調和機の劣化抑制方法は、冷凍サイクル回路を有する空気調和機の少なくとも一部を構成し冷凍サイクル回路の熱交換器を備える熱交換ユニットを据え付ける第１工程と、第１工程の後に、耐食性を有する耐食性物質を熱交換器に塗布する第２工程と、を有する。

Description

本発明は、空気調和機の劣化を抑制する劣化抑制方法に関するものである。

空気調和機は、全世界で広く利用されているため様々な環境に設置される。空気調和機の多くの部分は金属で形成されている。このため、特に、沿岸部のように空気中の塩分濃度が高い地域及び空気中の水分量が多い高温多湿な地域では、サビ等の金属の腐食が空気調和機の故障及び製品寿命短縮の原因となっている。

空気調和機の熱交換器には、送風機により空気が強制的に送り込まれる。このため、熱交換器には腐食が生じやすい。熱交換器は、伝熱性能の向上のため、薄い金属板からなる複数のフィンを有している。フィンは強度が低いため、特に腐食による損壊が生じやすい。フィンに生じた腐食が進行して冷媒配管にまで至ると、冷媒配管内の冷媒が大気中に放出されてしまう場合がある。

また、フィンの損壊にまで至らなくても、フィンの表面に腐食が生じていると、熱交換器の伝熱性能が低下する。熱交換器の伝熱性能が低下すると、空気調和機の冷房能力及び暖房能力が低下するため、ユーザの快適性が低下してしまう。また、熱交換器の伝熱性能が低下すると、能力当たりのエネルギー消費量が増大するため、空気調和機の省エネルギー性が低下してしまう。

特許文献１には、耐食性に優れる熱交換器が記載されている。この熱交換器に用いられる熱交換器用フィン材は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基板と、基板上に設けられたリン酸クロメート皮膜と、リン酸クロメート皮膜上に設けられた耐食性皮膜と、を有している。

特開２０１３−１１３５４４号公報

特許文献１の熱交換器では、フィンの腐食による熱交換器の劣化を抑制できるため、熱交換器の寿命をある程度延長できる。しかしながら、一般に耐食性皮膜の寿命は、空気調和機の他の構成要素の寿命よりも短い。このため、特許文献１の熱交換器を備えた空気調和機であっても、熱交換器の寿命を他の構成要素の寿命よりも長く保つことは困難である。したがって、空気調和機の製品寿命を長くすることが困難であるという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、空気調和機の製品寿命をより長くすることができる空気調和機の劣化抑制方法を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和機の劣化抑制方法は、冷凍サイクル回路を有する空気調和機の少なくとも一部を構成し前記冷凍サイクル回路の熱交換器を備える熱交換ユニットを据え付ける第１工程と、前記第１工程の後に、耐食性を有する耐食性物質を前記熱交換器に塗布する第２工程と、を有するものである。

本発明によれば、熱交換ユニットが据え付けられる環境に応じて、より適切な態様で耐食性物質を熱交換器に塗布することができる。したがって、熱交換器の劣化を抑制できるため、空気調和機の製品寿命をより長くすることができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機５００の構成を示す冷媒回路図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和機５００のユニット制御装置５１０及びコントローラ制御装置３１０の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和機５００の設置方法の流れを示すフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る空気調和機５００の熱源側熱交換器１０３の部分的な構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和機５００における熱源側熱交換器１０３のＡＫ値の経時変化の一例を示すグラフである。本発明の実施の形態２に係る空気調和機５００の利用側熱交換器２０２ａの部分的な構成を示す斜視図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る空気調和機及びその劣化抑制方法について説明する。

＜空気調和機５００の構成＞
図１は、本実施の形態に係る空気調和機５００の構成を示す冷媒回路図である。空気調和機５００は、ビル、マンション又は商業施設などの物件に設置される。空気調和機５００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが実行される冷凍サイクル回路５２０を有している。空気調和機５００では、利用ユニット側からの冷房運転指令又は暖房運転指令に基づき、冷房運転又は暖房運転が実行される。

空気調和機５００は、熱源ユニット１００と、利用ユニット２００ａ、２００ｂと、を有している。熱源ユニット１００、利用ユニット２００ａ及び利用ユニット２００ｂはいずれも、空気調和機５００の一部を構成する熱交換ユニットである。熱源ユニット１００と利用ユニット２００ａ、２００ｂのそれぞれとは、液延長配管５０１及びガス延長配管５０２によって接続されている。液延長配管５０１及びガス延長配管５０２は、冷凍サイクル回路５２０の一部を構成する冷媒配管である。空気調和機５００に用いられる冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ等の冷媒、又は炭化水素等の自然冷媒を用いることができる。また、空気調和機５００には、外部コントローラ３００が設けられている。外部コントローラ３００は、熱源ユニット１００に設けられたユニット制御装置５１０への運転動作の指令、及び空気調和機５００の運転状態の監視が可能となっている。外部コントローラ３００は、例えば、ノートＰＣ又はタブレット端末により構成されている。

＜熱源ユニット１００＞
熱源ユニット１００は、圧縮機１０１、四方弁１０２、熱源側熱交換器１０３、熱源側送風機１０４、過冷却熱交換器１０５、アキュムレータ１０６、液バイパス減圧機構１０７及び液バイパス配管１０８と、これらを収容する筐体と、を有している。圧縮機１０１、四方弁１０２、熱源側熱交換器１０３、熱源側送風機１０４、過冷却熱交換器１０５、アキュムレータ１０６、液バイパス減圧機構１０７及び液バイパス配管１０８は、冷凍サイクル回路５２０の一部を構成している。

圧縮機１０１は、冷媒を吸入及び圧縮して高温高圧の状態にするものである。圧縮機１０１の運転容量は可変である。四方弁１０２は、冷媒の流れの方向を切り替えるための弁であり、第１ポート、第２ポート、第３ポート及び第４ポートを有している。第１ポートは、圧縮機１０１の吐出側に接続されている。第２ポートは、熱源側熱交換器１０３に接続されている。第３ポートは、圧縮機１０１の吸入側に接続されている。第４ポートは、ガス延長配管５０２に接続されている。四方弁１０２は、第１ポートが第２ポートと連通し第３ポートが第４ポートと連通する図１中の実線で示す状態と、第１ポートが第４ポートと連通し第３ポートが第２ポートと連通する図１中の破線で示す状態と、に切り替えられるように構成されている。

熱源側熱交換器１０３は、例えば、伝熱管と複数のフィンとを有するクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。熱源側熱交換器１０３は、室外空気と冷媒との熱交換が行われる空気熱交換器である。熱源側熱交換器１０３では、冷房運転時には冷媒の凝縮熱が室外空気に放熱され、暖房運転時には冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。熱源側送風機１０４は、熱源側熱交換器１０３に空気を供給するものである。熱源側送風機１０４の回転数は可変である。熱源側送風機１０４としてはプロペラファン等が用いられる。

過冷却熱交換器１０５は、二重管熱交換器である。過冷却熱交換器１０５の外周側の高圧流路には、熱源側熱交換器１０３を通過した高圧冷媒が流れる。過冷却熱交換器１０５の内周側の低圧流路には、液バイパス減圧機構１０７で減圧された低圧冷媒が流れる。過冷却熱交換器１０５では、高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換により、高圧冷媒は冷却され、低圧冷媒は加熱される。アキュムレータ１０６は、余剰の冷媒を貯留する機能を有している。また、アキュムレータ１０６は、冷凍サイクル回路５２０の運転状態が変化する際に一時的に発生する液冷媒を滞留させることにより、圧縮機１０１に大量の液冷媒が流入するのを防ぐ機能を有している。液バイパス配管１０８は、過冷却熱交換器１０５の高圧液側とアキュムレータ１０６の入口側との間を接続している。液バイパス配管１０８には、液バイパス減圧機構１０７と過冷却熱交換器１０５の低圧流路とが設けられている。液バイパス減圧機構１０７の開度は可変に設定される。液バイパス減圧機構１０７により、利用ユニット２００ａ及び利用ユニット２００ｂに流れる液冷媒の流量が調整される。

圧縮機１０１の吐出側には、圧力センサ１０９が設けられている。アキュムレータ１０６の上流側には、圧力センサ１１０が設けられている。圧力センサ１０９、１１０は、設置場所の冷媒圧力を計測する。

圧縮機１０１の吐出側には、温度センサ１１１が設けられている。熱源側熱交換器１０３の液側には、温度センサ１１２が設けられている。液バイパス配管１０８のうち液バイパス減圧機構１０７と過冷却熱交換器１０５の低圧流路との間には、温度センサ１１３が設けられている。過冷却熱交換器１０５の低圧流路の出口側には、温度センサ１１４が設けられている。温度センサ１１１、１１２、１１３、１１４は、設置場所の冷媒温度を計測する。熱源ユニット１００の空気吸込口には、温度センサ１１５が設けられている。温度センサ１１５は、外気温度を計測する。

＜利用ユニット２００ａ、２００ｂ＞
利用ユニット２００ａは、利用側減圧機構２０１ａ、利用側熱交換器２０２ａ及び利用側送風機２０３ａと、これらを収容する筐体と、を有している。利用側減圧機構２０１ａでは、開度が可変に設定されることにより冷媒の流量が制御される。利用側熱交換器２０２ａは、例えば、伝熱管と複数のフィンとを有するクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。利用側熱交換器２０２ａは、室内空気と冷媒との熱交換が行われる空気熱交換器である。利用側減圧機構２０１ａ及び利用側熱交換器２０２ａは、空気調和機５００の冷凍サイクル回路５２０の一部を構成している。利用側送風機２０３ａは、利用側熱交換器２０２ａに空気を供給するものである。利用側送風機２０３ａの回転数は可変である。利用側送風機２０３ａとしてはプロペラファン等が用いられる。利用ユニット２００ｂは、利用ユニット２００ａと同様に、利用側減圧機構２０１ｂ、利用側熱交換器２０２ｂ及び利用側送風機２０３ｂと、これらを収容する筐体と、を有している。利用側減圧機構２０１ｂ及び利用側熱交換器２０２ｂは、空気調和機５００の冷凍サイクル回路５２０の一部を構成している。

利用ユニット２００ａのうち利用側熱交換器２０２ａの液側には、温度センサ２０４ａが設けられている。利用側熱交換器２０２ａのガス側には、温度センサ２０５ａが設けられている。温度センサ２０４ａ、２０５ａは、設置場所の冷媒温度を計測する。利用ユニット２００ａの空気吸込口には、温度センサ２０６ａが設けられている。温度センサ２０６ａは、設置場所の空気温度を計測する。利用ユニット２００ｂには、利用ユニット２００ａと同様に、温度センサ２０４ｂ、２０５ｂ、２０６ｂが設けられている。

＜ユニット制御装置５１０及びコントローラ制御装置３１０＞
熱源ユニット１００には、例えば、マイクロコンピュータにより構成されたユニット制御装置５１０が設けられている。外部コントローラ３００には、例えば、ソフトウェアにより各機能が実現されるコントローラ制御装置３１０が設けられている。

図２は、本実施の形態に係る空気調和機５００のユニット制御装置５１０及びコントローラ制御装置３１０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、ユニット制御装置５１０は、測定部５１１、演算部５１２、制御部５１３、ユニット通信部５１４及びユニット記憶部５１５を有している。測定部５１１では、温度センサ１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、２０４ａ、２０５ａ、２０６ａ、２０４ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ及び圧力センサ１０９、１１０から入力された検出信号に基づき、各センサの測定値が取得される。演算部５１２では、測定部５１１で取得された測定値に基づき、例えば検出圧力の飽和温度などの演算値、及び制御動作に必要な制御パラメータが演算される。制御部５１３では、演算部５１２で演算された制御パラメータに基づき、圧縮機１０１、四方弁１０２、液バイパス減圧機構１０７、利用側減圧機構２０１ａ、２０１ｂ、熱源側送風機１０４及び利用側送風機２０３ａ、２０３ｂの制御が実行される。

ユニット通信部５１４では、電話回線、ＬＡＮ回線又は無線などの通信手段により、通信データ情報の入出力が行われる。ユニット通信部５１４では、利用側リモコン（図示せず）から出力された冷房運転の開始又は終了の指令、及び暖房運転の開始又は終了の指令などの信号がユニット制御装置５１０に入力される。また、ユニット通信部５１４では、コントローラ制御装置３１０との間で、測定値及び演算値などの運転データが通信される。ユニット記憶部５１５は、半導体メモリなどによって構成されている。ユニット記憶部５１５では、空気調和機５００の運転に用いられる設定値が記憶される。

コントローラ制御装置３１０は、入力部３１１、外部通信部３１２、外部記憶部３１３、伝熱性能演算部３１４、判定部３１５及び表示部３１６を有している。入力部３１１では、空気調和機５００の運転指令、及び空気調和機５００の設置場所の環境情報などが作業者によって入力される。外部通信部３１２では、電話回線、ＬＡＮ回線又は無線などの通信手段により、通信データ情報の入出力が行われる。外部通信部３１２は、入力部３１１で入力された入力情報をユニット通信部５１４に送信する。また、外部通信部３１２は、圧力及び温度などの運転データをユニット通信部５１４から受信する。外部記憶部３１３は、半導体メモリなどによって構成されている。外部記憶部３１３は、熱交換器の伝熱性能を評価する際に用いられる閾値などが記憶されている。伝熱性能演算部３１４では、熱源側熱交換器１０３のＡＫ値が演算される。ＡＫ値は、熱交換器の伝熱性能を表す値である。判定部３１５では、伝熱性能演算部３１４で演算されたＡＫ値と外部記憶部３１３に記憶されている閾値とが比較され、大小関係が判定される。また、判定部３１５では、空気調和機５００の運転状態が安定しているか否かが判定される。表示部３１６は、外部コントローラ３００に搭載されている液晶ディスプレイなどの表示装置である。表示部３１６では、熱源側熱交換器１０３の伝熱性能の評価結果、及び空気調和機５００の運転状態などの情報が表示される。ここで、熱源側熱交換器１０３の伝熱性能に代えて、又は熱源側熱交換器１０３の伝熱性能に加えて、利用側熱交換器２０２ａ及び２０２ｂの伝熱性能の評価結果が表示されるようにしてもよい。

＜空気調和機５００の設置方法＞
本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法の例として、空気調和機５００の設置方法について説明する。図３は、本実施の形態に係る空気調和機５００の設置方法の流れを示すフローチャートである。空気調和機５００は、製造工場で製造された後、製造工場から出荷され、空気調和機５００が設置される物件に搬送される。空気調和機５００が搬送されるときには、熱源ユニット１００と利用ユニット２００ａ、２００ｂのそれぞれとが液延長配管５０１及びガス延長配管５０２によって接続されていない。すなわち、空気調和機５００は、熱源ユニット１００、利用ユニット２００ａ及び利用ユニット２００ｂに分離された状態で搬送される。空気調和機５００が物件に搬送されると、熱源ユニット１００は屋外に据え付けられ、利用ユニット２００ａ、２００ｂのそれぞれは屋内に据え付けられる（ステップＳ１の据付け工程）。

その後、熱源ユニット１００と利用ユニット２００ａ、２００ｂのそれぞれとが、液延長配管５０１及びガス延長配管５０２によって接続される（ステップＳ２の接続工程）。これにより、図１に示した冷凍サイクル回路５２０が構成される。接続工程では、熱源ユニット１００と利用ユニット２００ａ、２００ｂのそれぞれとが、必要に応じて電源線及び通信線によっても接続される。

その後、耐食性を有する耐食性物質が熱源側熱交換器１０３に塗布される（ステップＳ３の耐食性物質塗布工程）。これにより、熱源側熱交換器１０３の表面には、耐食性物質層が形成される。耐食性物質としては、例えばエポキシ樹脂が用いられる。耐食性物質の塗布量は、空気調和機５００の熱源ユニット１００が据え付けられる場所の環境に基づいて決められる。例えば、沿岸部のように空気中の塩分濃度が高い地域、又は空気中の水分量が多い高温多湿な地域に空気調和機５００が設置される場合には、耐食性物質の塗布量を増大させ、熱源側熱交換器１０３の表面に厚さの厚い耐食性物質層を形成する。耐食性物質の塗布量は、熱源ユニット１００が据え付けられる場所における空気中の塩分濃度又は空気中の水分量の実際の測定値に基づいて決定されるようにしてもよい。また、耐食性物質の塗布量は、空気調和機５００が設置される地域の海岸線からの距離、又は空気調和機５００が設置される地域の年間平均湿度などの、空気中の塩分濃度又は空気中の水分量と相関のある指標に基づいて決定されるようにしてもよい。ステップＳ１〜ステップＳ３の工程を経て、空気調和機５００が設置される。なお、ステップＳ４については後述する。

図４は、本実施の形態に係る空気調和機５００の熱源側熱交換器１０３の部分的な構成を示す斜視図である。図４に示す熱源側熱交換器１０３は、伝熱を促進させる複数のフィン４０１と、複数のフィン４０１を貫通する複数の伝熱管４０２と、を有している。複数の伝熱管４０２は、図４中の太矢印で示す空気の流れに沿って３列に配置されている。このため、熱源側熱交換器１０３は、空気の流れに沿った３列の熱交換部、すなわち、最も風上側に位置する１列目の熱交換部４１１、２列目の熱交換部４１２、及び最も風下側に位置する３列目の熱交換部４１３に分けることができる。図４中の二点鎖線で囲まれた部分は、最も風上側に位置する熱交換部４１１である。複数のフィン４０１のそれぞれは、物理的には熱交換部４１１、４１２、４１３毎に分離されていない場合がある。

熱源側熱交換器１０３がこのような構成を有する場合、耐食性物質塗布工程では、最も風上側に位置する熱交換部４１１のみに耐食性物質が塗布されるようにしてもよい。例えば、複数のフィン４０１のそれぞれのうち熱交換部４１１に相当する部分のみに耐食性物質が塗布されるようにしてもよいし、それに加えて、熱交換部４１１の伝熱管４０２にも耐食性物質が塗布されるようにしてもよい。

一般に、空気熱交換器において最も腐食が生じやすいのは風上側の列である。したがって、風上側に位置する熱交換部４１１のみに耐食性物質を塗布することにより、耐食性物質の塗布量を抑えつつ、熱源側熱交換器１０３の腐食防止効果を十分に得ることができる。

＜空気調和機５００の通常運転＞
空気調和機５００のユニット制御装置５１０は、利用ユニット２００ａ又は利用ユニット２００ｂのリモコンからの指令に応じて、熱源ユニット１００、利用ユニット２００ａ及び利用ユニット２００ｂに搭載されている各機器の制御を行う。ユニット制御装置５１０は、冷房運転指令を受信した場合には冷房運転モードの運転を実行し、暖房運転指令を受信した場合には暖房運転モードの運転を実行する。

まず、冷房運転モードについて説明する。冷房運転モードでは、四方弁１０２は、第１ポートが第２ポートと連通し第３ポートが第４ポートと連通する図１中の実線で示す状態に設定される。冷房運転モードでは、熱源側熱交換器１０３は凝縮器として機能し、利用側熱交換器２０２ａ及び利用側熱交換器２０２ｂは蒸発器として機能する。

利用側減圧機構２０１ａは、ユニット制御装置５１０により、利用側熱交換器２０２ａから流出する冷媒の過熱度が目標値に近づくように制御される。利用側熱交換器２０２ａから流出する冷媒の過熱度は、温度センサ２０５ａの検出温度から温度センサ２０４ａの検出温度を差し引くことにより求められる。同様に、利用側減圧機構２０１ｂは、ユニット制御装置５１０により、利用側熱交換器２０２ｂから流出する冷媒の過熱度が目標値に近づくように制御される。なお、ユニット制御装置５１０は、例えば利用ユニット２００ｂのリモコンから冷房運転停止指令を受信した場合には、利用側減圧機構２０１ｂを全閉開度に設定する。これにより、利用ユニット２００ｂの冷房運転が停止される。以下、複数の利用ユニット２００ａ、２００ｂの動作については、原則として、利用ユニット２００ａの動作のみを例に挙げて説明する。

液バイパス減圧機構１０７は、ユニット制御装置５１０により、過冷却熱交換器１０５の低圧流路から流出する冷媒の過熱度が目標値に近づくように制御される。過冷却熱交換器１０５の低圧流路から流出する冷媒の過熱度は、温度センサ１１４の検出温度から温度センサ１１３の検出温度を差し引くことにより求められる。

圧縮機１０１の運転周波数は、ユニット制御装置５１０により、蒸発温度が目標値に近づくように制御される。蒸発温度は、圧力センサ１１０の検出圧力の飽和温度である。蒸発温度の目標値は、例えば０℃である。熱源側送風機１０４の回転数は、ユニット制御装置５１０により、凝縮温度が目標値に近づくように制御される。凝縮温度は、圧力センサ１０９の検出圧力の飽和温度である。凝縮温度の目標値は、例えば４０℃である。

圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１０２を経由して熱源側熱交換器１０３に流入する。熱源側熱交換器１０３に流入したガス冷媒は、熱源側送風機１０４により供給される室外空気に凝縮熱を放熱し、液冷媒となる。熱源側熱交換器１０３から流出した液冷媒は、過冷却熱交換器１０５の高圧流路に流入し、低圧冷媒との熱交換により冷却される。過冷却熱交換器１０５の高圧流路から流出した液冷媒の一部は液バイパス配管１０８に分流し、残りの液冷媒は液延長配管５０１を通って利用ユニット２００ａに流入する。

利用ユニット２００ａに流入した液冷媒は、利用側減圧機構２０１ａで減圧されて低圧の二相冷媒となり、利用側熱交換器２０２ａに流入する。利用側熱交換器２０２ａに流入した二相冷媒は、利用側送風機２０３ａにより供給される室内空気から蒸発熱を吸熱し、ガス冷媒となる。利用側熱交換器２０２ａから流出したガス冷媒は、ガス延長配管５０２及び四方弁１０２を経由してアキュムレータ１０６に流入する。

一方、液バイパス配管１０８に分流した液冷媒は、液バイパス減圧機構１０７で減圧され、低圧の二相冷媒となる。液バイパス減圧機構１０７で減圧された二相冷媒は、過冷却熱交換器１０５の低圧流路に流入し、高圧冷媒との熱交換により加熱されてガス冷媒となる。過冷却熱交換器１０５の低圧流路から流出したガス冷媒は、液延長配管５０１、利用側減圧機構２０１ａ、利用側熱交換器２０２ａ、ガス延長配管５０２及び四方弁１０２を流通したガス冷媒と合流し、アキュムレータ１０６に流入する。アキュムレータ１０６内のガス冷媒は、圧縮機１０１に吸入されて圧縮される。

次に、暖房運転モードについて説明する。暖房運転モードでは、四方弁１０２は、第１ポートが第４ポートと連通し第３ポートが第２ポートと連通する図１中の破線で示す状態に設定される。暖房運転モードでは、熱源側熱交換器１０３は蒸発器として機能し、利用側熱交換器２０２ａ及び利用側熱交換器２０２ｂは凝縮器として機能する。

利用側減圧機構２０１ａは、ユニット制御装置５１０により、利用側熱交換器２０２ａから流出する冷媒の過冷却度が目標値に近づくように制御される。利用側熱交換器２０２ａから流出する冷媒の過冷却度は、圧力センサ１０９の検出圧力の飽和温度から温度センサ２０４ａの検出温度を差し引くことにより求められる。同様に、利用側減圧機構２０１ｂは、ユニット制御装置５１０により、利用側熱交換器２０２ｂから流出する冷媒の過冷却度が目標値に近づくように制御される。

液バイパス減圧機構１０７は、ユニット制御装置５１０により、全閉開度に制御される。圧縮機１０１の運転周波数は、ユニット制御装置５１０により、凝縮温度が目標値に近づくように制御される。熱源側送風機１０４の回転数は、ユニット制御装置５１０により、蒸発温度が目標値に近づくように制御される。

圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１０２及びガス延長配管５０２を経由して、利用側熱交換器２０２ａに流入する。利用側熱交換器２０２ａに流入したガス冷媒は、利用側送風機２０３ａにより供給される室内空気に凝縮熱を放熱し、液冷媒となる。利用側熱交換器２０２ａから流出したガス冷媒は、利用側減圧機構２０１ａで減圧されて低圧の二相冷媒となり、液延長配管５０１及び過冷却熱交換器１０５の高圧流路を経由して熱源側熱交換器１０３に流入する。熱源側熱交換器１０３に流入した二相冷媒は、熱源側送風機１０４により供給される室外空気から蒸発熱を吸熱し、ガス冷媒となる。熱源側熱交換器１０３から流出したガス冷媒は、四方弁１０２を経由してアキュムレータ１０６に流入する。アキュムレータ１０６内のガス冷媒は、圧縮機１０１に吸入されて圧縮される。

＜熱交換器の伝熱性能評価＞
コントローラ制御装置３１０の伝熱性能演算部３１４では、熱源側熱交換器１０３のＡＫ値が演算される。熱源側熱交換器１０３のＡＫ値は、熱源側熱交換器１０３の熱交換量を、凝縮温度から温度センサ１１５の検出温度を差し引いた値で除することにより求められる。熱源側熱交換器１０３の熱交換量は、圧力センサ１０９の検出圧力、圧力センサ１１０の検出圧力、及び圧縮機１０１の周波数に基づき演算される。凝縮温度は、圧力センサ１０９の検出圧力の飽和温度である。ＡＫ値の演算は、空気調和機５００の通常運転中に定期的に行われる。

判定部３１５では、伝熱性能演算部３１４で演算された熱源側熱交換器１０３のＡＫ値と、外部記憶部３１３に記憶されている閾値ＡＫｔｈとが比較される。熱源側熱交換器１０３の伝熱性能は、熱源側熱交換器１０３の劣化の進行に従って低下するだけでなく、熱源側送風機１０４の回転数の影響も受ける。このため、熱源側熱交換器１０３のＡＫ値と比較される閾値ＡＫｔｈは、熱源側送風機１０４の回転数に基づいて決定される。熱源側熱交換器１０３のＡＫ値が閾値ＡＫｔｈを下回ったと判定部３１５で判定された場合には、熱源側熱交換器１０３の伝熱性能が低下したこと、又は熱源側熱交換器１０３に耐食性物質を塗布すべきであることが表示部３１６で報知される。

＜耐食性物質の再塗布＞
図５は、本実施の形態に係る空気調和機５００における熱源側熱交換器１０３のＡＫ値の経時変化の一例を示すグラフである。横軸は、熱源側熱交換器１０３の使用開始時からの期間の経過を表しており、縦軸はＡＫ値を表している。使用開始時の熱源側熱交換器１０３の表面には、耐食性物質が塗布されているものとする。図５に示すように、熱源側熱交換器１０３のＡＫ値は、使用開始時のＡＫ０から、期間の経過に従って低下する。また、熱交換器のＡＫ値は、ある所定の値ＡＫ１を下回ると急速に低下する。これは、熱源側熱交換器１０３の表面に形成されている耐食性物質の層が劣化すると、熱源側熱交換器１０３の表面から耐食性が失われ、腐食による熱源側熱交換器１０３の劣化が急速に進行するためである。

本実施の形態では、熱源側熱交換器１０３の伝熱性能が低下したことが表示部３１６で報知された場合、熱源側熱交換器１０３に耐食性物質を再び塗布する耐食性物質再塗布工程が行われる（図３のステップＳ４）。耐食性物質再塗布工程の実行時期は、表示部３１６での報知に基づいて決定される。閾値ＡＫｔｈは、ＡＫ０よりも低くＡＫ１よりも高い値に設定されるのが望ましい（ＡＫ０＞ＡＫｔｈ＞ＡＫ１）。これにより、腐食による熱源側熱交換器１０３の劣化が急速に進行する前の劣化初期に、熱源側熱交換器１０３に耐食性物質を塗布することができる。このため、熱源側熱交換器１０３の急激な劣化を抑制することができる。

耐食性物質再塗布工程が行われた後、熱源側熱交換器１０３の伝熱性能が低下したことが表示部３１６で報知された場合、再び耐食性物質再塗布工程が行われる。すなわち、耐食性物質再塗布工程は、複数回繰り返して実行される。耐食性物質再塗布工程は、空気調和機５００の設置方法の一部と見なすこともできるし、空気調和機５００の保守方法の一部と見なすこともできる。

以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法は、据付け工程（図３のステップＳ１）と、耐食性物質塗布工程（図３のステップＳ３）と、を有する。据付け工程は、冷凍サイクル回路５２０を有する空気調和機５００の少なくとも一部を構成し冷凍サイクル回路５２０の熱源側熱交換器１０３を備える熱源ユニット１００を据え付ける工程である。耐食性物質塗布工程は、据付け工程の後に、耐食性を有する耐食性物質を熱源側熱交換器１０３に塗布する工程である。ここで、熱源側熱交換器１０３は熱交換器の一例である。熱源ユニット１００は熱交換ユニットの一例である。据付け工程は第１工程の一例である。耐食性物質塗布工程は第２工程の一例である。

本実施の形態では、熱源ユニット１００が据え付けられた後に、熱源側熱交換器１０３に耐食性物質が塗布される。これにより、熱源ユニット１００が据え付けられる場所の環境に応じて、より適切な態様で耐食性物質を熱源側熱交換器１０３に塗布することができる。したがって、本実施の形態によれば、腐食による熱源側熱交換器１０３の劣化を抑制できるため、空気調和機５００の製品寿命をより長くすることができる。また、熱源側熱交換器１０３の劣化を抑制できるため、熱源側熱交換器１０３での冷媒漏洩を防ぐことができる。さらに、熱源側熱交換器１０３の劣化の抑制により熱源側熱交換器１０３の伝熱性能を長期間維持できるため、空気調和機５００の冷房能力及び暖房能力の維持、ユーザの快適性の向上、及び空気調和機５００の省エネルギー性の向上を実現することができる。

また、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法では、耐食性物質の塗布量は、熱源ユニット１００が据え付けられる場所の環境に基づいて決定される。本実施の形態によれば、熱源ユニット１００が据え付けられる場所の環境に応じて、より適切な塗布量で耐食性物質を熱源側熱交換器１０３に塗布することができるため、熱源側熱交換器１０３の劣化を抑制することができる。例えば、耐食性物質の塗布量は、熱源ユニット１００が据え付けられる場所における空気中の塩分濃度又は空気中の水分量に基づいて決定される。

また、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法は、耐食性物質塗布工程の後に、耐食性物質を熱源側熱交換器１０３に再び塗布する耐食性物質再塗布工程（図３のステップＳ４）をさらに有する。ここで、耐食性物質再塗布工程は第３工程の一例である。本実施の形態によれば、熱源側熱交換器１０３の劣化をさらに長期間にわたって抑制することができる。

また、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法において、空気調和機５００は、熱源側熱交換器１０３の伝熱性能の低下を報知する表示部３１６をさらに有している。表示部３１６での報知に基づいて、耐食性物質再塗布工程の実行時期が決定される。ここで、表示部３１６は報知部の一例である。本実施の形態によれば、腐食による熱源側熱交換器１０３の劣化が急速に進行する前に、熱源側熱交換器１０３に耐食性物質を塗布することができる。このため、熱源側熱交換器１０３の劣化をより確実に抑制することができる。

また、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法において、熱源ユニット１００は、熱源側熱交換器１０３に空気を供給する熱源側送風機１０４をさらに備えている。伝熱性能の低下は、冷凍サイクル回路５２０に設けられた圧力センサ１０９及び１１０の検出圧力、冷凍サイクル回路５２０に設けられた温度センサ１１５の検出温度、冷凍サイクル回路５２０の圧縮機１０１の周波数、及び熱源側送風機１０４の回転数の少なくとも１つに基づいて判定される。本実施の形態によれば、熱源側熱交換器１０３の劣化の進行をより的確に判断できる。

また、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法において、熱源側熱交換器１０３は、空気の流れに沿って２列以上の熱交換部４１１、４１２、４１３を有している。耐食性物質は、熱源側熱交換器１０３のうち最も風上側の熱交換部４１１のみに塗布される。本実施の形態によれば、耐食性物質の塗布量を抑えつつ、熱源側熱交換器１０３の腐食防止効果を十分に得ることができる。

本実施の形態では、耐食性物質を塗布する熱交換器として熱源側熱交換器１０３を例示しているが、利用側熱交換器２０２ａ、２０２ｂにも同様に耐食性物質を塗布することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る空気調和機の劣化抑制方法について説明する。本実施の形態に係る空気調和機５００の構成及び運転動作については、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

＜空気調和機５００の設置方法＞
本実施の形態に係る空気調和機５００の設置方法について、図３を参照しつつ説明する。図３のステップＳ１及びステップＳ２については、実施の形態１と同様である。ステップＳ３の耐食性物質塗布工程では、耐食性物質が利用側熱交換器２０２ａに塗布される。これにより、利用側熱交換器２０２ａの表面には、耐食性物質層が形成される。耐食性物質の種類は、利用ユニット２００ａが据え付けられる場所の環境、例えば場所の利用形態に基づいて決められる。例えば、工場のように空気中に金属粉が多く含まれる環境に利用ユニット２００ａが据え付けられる場合には、耐食性物質としてエポキシ樹脂が用いられる。また、厨房のように油による汚損が利用側熱交換器２０２ａに生じる環境に利用ユニット２００ａが据え付けられる場合には、耐食性物質としてフッ素樹脂が用いられる。この場合、利用側熱交換器２０２ａの表面には、フッ素樹脂が塗布されることによりフッ素コーティングが施される。利用側熱交換器２０２ｂにも同様に、利用ユニット２００ｂが据え付けられる場所の環境に基づいて決められた種類の耐食性物質が塗布される。

図６は、本実施の形態に係る空気調和機５００の利用側熱交換器２０２ａの部分的な構成を示す斜視図である。図６に示す利用側熱交換器２０２ａは、複数のフィン４０１と、複数のフィン４０１を貫通する複数の伝熱管４０２と、を有している。複数のフィン４０１のそれぞれには、複数の伝熱管４０２との接合部として、複数のフィンカラー４０３が形成されている。フィン４０１と伝熱管４０２とは、互いに異なる金属材料で形成されている。フィン４０１と伝熱管４０２とが互いに異なる金属材料で形成されている場合、異種金属接触腐食が生じやすい。このため、フィンカラー４０３には、優先的に耐食性物質が塗布される。例えば、耐食性物質は、フィンカラー４０３を含むフィン４０１の全体に塗布される。また例えば、耐食性物質は、フィン４０１のうちフィンカラー４０３のみに塗布される。フィンカラー４０３に優先的に耐食性物質が塗布されることにより、高い防食効果が得られる。

以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法では、耐食性物質の種類は、利用ユニット２００ａ、２００ｂが据え付けられる場所の環境に基づいて決定される。ここで、利用ユニット２００ａ、２００ｂは熱交換ユニットの一例である。本実施の形態によれば、利用ユニット２００ａ、２００ｂが据え付けられる場所の環境に応じて、より適切な種類の耐食性物質を利用側熱交換器２０２ａ、２０２ｂに塗布することができるため、利用側熱交換器２０２ａ、２０２ｂの劣化を抑制することができる。

また、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法では、利用側熱交換器２０２ａ、２０２ｂは、伝熱管４０２と、伝熱管４０２に接合されたフィン４０１と、を有している。伝熱管４０２及びフィン４０１は、互いに異なる金属材料で形成されている。耐食性物質は、利用側熱交換器２０２ａ、２０２ｂのうち、少なくとも、伝熱管４０２とフィン４０１との接合部であるフィンカラー４０３に塗布される。本実施の形態によれば、腐食が生じやすい部分に耐食性物質が塗布されるため、高い防食効果が得られる。

本実施の形態では、耐食性物質を塗布する熱交換器として利用側熱交換器２０２ａ、２０２ｂを例示しているが、熱源側熱交換器１０３にも同様に耐食性物質を塗布することができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る空気調和機５００の劣化抑制方法について説明する。本実施の形態に係る空気調和機５００の構成及び運転動作については、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

＜空気調和機５００の設置方法＞
本実施の形態に係る空気調和機５００の設置方法について、図３及び図４を参照しつつ説明する。図３のステップＳ１及びステップＳ２については、実施の形態１と同様である。ただし、本実施の形態では、空気調和機５００が製造工場から出荷される前の製造工程で、熱源側熱交換器１０３の表面には耐食性物質層が形成されているものとする。

熱源ユニット１００が据え付けられてから所定期間が経過した後、ステップＳ３の耐食性物質塗布工程が行われる。さらに、耐食性物質塗布工程が行われてから所定期間が経過した後、ステップＳ４の耐食性物質再塗布工程が行われる。その後、ステップＳ４の耐食性物質再塗布工程が繰り返し行われる。前回の耐食性物質再塗布工程が行われてから所定期間が経過した後に、次の耐食性物質再塗布工程が行われる。これにより、熱源側熱交換器１０３には耐食性物質が定期的に繰り返し塗布されるため、熱源側熱交換器１０３の劣化を長期にわたって抑制することができる。

本実施の形態では、熱源側熱交換器１０３の表面には、製造工程で既に耐食性物質層が形成されている。このような場合、フィン４０１の母材となる金属板に耐食性物質のコーティングが施され、その後、必要なサイズに切断されることによってフィン４０１が形成される。切断面であるフィン４０１の端面には、コーティングが施されていない。これにより、フィン４０１の端面では母材が露出するため、当該端面には腐食が生じやすい。このため、耐食性物質塗布工程及び耐食性物質再塗布工程では、図４に示した熱源側熱交換器１０３のフィン４０１の端面４０４に、優先的に耐食性物質が塗布される。例えば、耐食性物質は、端面４０４を含むフィン４０１の全体に塗布される。また例えば、耐食性物質は、フィン４０１のうち端面４０４のみに塗布される。端面４０４に優先的に耐食性物質が塗布されることにより、高い防食効果が得られる。

以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法では、耐食性物質塗布工程（図３のステップＳ３）は、据付け工程（図３のステップＳ１）が実行されてから所定期間が経過した後に実行される。また、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法では、耐食性物質再塗布工程（図３のステップＳ４）は、耐食性物質塗布工程（図３のステップＳ３）が実行されてから所定期間が経過した後に実行される。本実施の形態によれば、熱源側熱交換器１０３には耐食性物質が定期的に繰り返し塗布されるため、熱源側熱交換器１０３の劣化を長期にわたって抑制することができる。

また、本実施の形態に係る空気調和機５００の劣化抑制方法では、熱源側熱交換器１０３は、伝熱管４０２と、伝熱管４０２に接合されたフィン４０１と、を有している。耐食性物質は、熱源側熱交換器１０３のうち、フィン４０１の端面４０４に塗布される。本実施の形態によれば、腐食が生じやすい部分に耐食性物質が塗布されるため、高い防食効果が得られる。

上記実施の形態１〜３は、空気調和機の設置方法における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、ユニット制御装置５１０及びコントローラ制御装置３１０は、上記の構成に限定されない。また、空気調和機５００の状態を検出するセンサも圧力センサ及び温度センサだけに限定されない。

空気調和機５００は、図１に示した冷凍サイクル回路５２０に限らず、様々な構成の冷凍サイクル回路を備えることができる。伝熱性能演算部３１４は、様々な構成の冷凍サイクル回路の状態を、上記実施の形態と同様に演算することができる。例えば、図１に示した空気調和機５００は、１台の熱源ユニット１００と２台の利用ユニット２００ａ、２００ｂとを有しているが、２台以上の熱源ユニットを有していてもよいし、１台又は３台以上の利用ユニットを有していてもよい。

上記実施の形態１〜３は、互いに組み合わせて実施することが可能である。

１００熱源ユニット、１０１圧縮機、１０２四方弁、１０３熱源側熱交換器、１０４熱源側送風機、１０５過冷却熱交換器、１０６アキュムレータ、１０７液バイパス減圧機構、１０８液バイパス配管、１０９、１１０圧力センサ、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５温度センサ、２００ａ、２００ｂ利用ユニット、２０１ａ、２０１ｂ利用側減圧機構、２０２ａ、２０２ｂ利用側熱交換器、２０３ａ、２０３ｂ利用側送風機、２０４ａ、２０４ｂ、２０５ａ、２０５ｂ、２０６ａ、２０６ｂ温度センサ、３００外部コントローラ、３１０コントローラ制御装置、３１１入力部、３１２外部通信部、３１３外部記憶部、３１４伝熱性能演算部、３１５判定部、３１６表示部、４０１フィン、４０２伝熱管、４０３フィンカラー、４０４端面、４１１、４１２、４１３熱交換部、５００空気調和機、５０１液延長配管、５０２ガス延長配管、５１０ユニット制御装置、５１１測定部、５１２演算部、５１３制御部、５１４ユニット通信部、５１５ユニット記憶部、５２０冷凍サイクル回路。

本発明に係る空気調和機の劣化抑制方法は、冷凍サイクル回路を有する空気調和機の少なくとも一部を構成し前記冷凍サイクル回路の熱交換器を備える熱交換ユニットを据え付ける第１工程と、前記第１工程の後に、耐食性を有する耐食性物質を前記熱交換器に塗布する第２工程と、を有し、前記耐食性物質の塗布量は、前記熱交換ユニットが据え付けられる場所の環境における空気中の塩分濃度又は空気中の水分量、又は、空気中の塩分濃度又は空気中の水分量と相関のある指標に基づいて決定されるものである。

Claims

冷凍サイクル回路を有する空気調和機の少なくとも一部を構成し前記冷凍サイクル回路の熱交換器を備える熱交換ユニットを据え付ける第１工程と、
前記第１工程の後に、耐食性を有する耐食性物質を前記熱交換器に塗布する第２工程と、
を有する空気調和機の劣化抑制方法。
前記耐食性物質の塗布量は、前記熱交換ユニットが据え付けられる場所の環境に基づいて決定される請求項１に記載の空気調和機の劣化抑制方法。
前記耐食性物質の種類は、前記熱交換ユニットが据え付けられる場所の環境に基づいて決定される請求項１又は請求項２に記載の空気調和機の劣化抑制方法。
前記第２工程は、前記第１工程が実行されてから所定期間が経過した後に実行される請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機の劣化抑制方法。
前記第２工程の後に、前記耐食性物質を前記熱交換器に再び塗布する第３工程をさらに有する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の空気調和機の劣化抑制方法。
前記第３工程は、前記第２工程が実行されてから所定期間が経過した後に実行される請求項５に記載の空気調和機の劣化抑制方法。
前記空気調和機は、前記熱交換器の伝熱性能の低下を報知する報知部をさらに有しており、
前記報知部での報知に基づいて、前記第３工程の実行時期が決定される請求項５に記載の空気調和機の劣化抑制方法。
前記熱交換ユニットは、前記熱交換器に空気を供給する送風機をさらに備えており、
前記伝熱性能の低下は、前記冷凍サイクル回路に設けられた圧力センサの検出圧力、前記冷凍サイクル回路に設けられた温度センサの検出温度、前記冷凍サイクル回路の圧縮機の周波数、及び前記送風機の回転数の少なくとも１つに基づいて判定される請求項７に記載の空気調和機の劣化抑制方法。
前記熱交換器は、空気の流れに沿って２列以上の熱交換部を有しており、
前記耐食性物質は、前記熱交換器のうち最も風上側の熱交換部のみに塗布される請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の空気調和機の劣化抑制方法。
前記熱交換器は、伝熱管と、前記伝熱管に接合されたフィンと、を有しており、
前記伝熱管及び前記フィンは、互いに異なる金属材料で形成されており、
前記耐食性物質は、前記熱交換器のうち、前記伝熱管と前記フィンとの接合部に塗布される請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の空気調和機の劣化抑制方法。
前記熱交換器は、伝熱管と、前記伝熱管に接合されたフィンと、を有しており、
前記耐食性物質は、前記熱交換器のうち、前記フィンの端面に塗布される請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の空気調和機の劣化抑制方法。