WO2008018373A1 - Climatiseur et procédé pour le nettoyer - Google Patents

Description

明 細 書

空気調和装置およびその洗浄方法

技術分野

[0001] 本発明は、空気調和装置およびその洗浄方法、特に、作動冷媒として二酸化炭素 が利用される空気調和装置およびその洗浄方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、冷凍サイクルにお!/、て用いられる冷媒として、熱エネルギを保持したまま効 率よく運ぶ流体であるフロンが用いられていた。ところが、 1987年にモントリオール議 定書が採択されたことを受けて、このフロンの使用が削減されはじめ、冷媒としては、 人工的に開発されたオゾン層破壊係数の低い代替フロンが用いられるようになって いる。

例えば、以下に示す特許文献 1では、代替フロンを採用して従来の空調設備を更 新する方法として、冷媒中に不純物として混入している塩化鉄の除去方法が提案さ れている。ここでは、従来の CFC系冷媒ゃ HCFC系冷媒を真空引きによって回収し 、比較的環境にやさしい HFC系冷媒を一旦冷凍サイクルに導入し、塩化鉄を吸着除 去するために回収して活性炭を通じた後、再度導入する方法が提案されている。 ところ力 さらに、 1997年に京都議定書が採択されたことを受けて、地球温暖化係 数が比較的高いこの代替フロンについても使用が制限されつつあり、 2001年には機 器の廃棄時にフロンを適正に回収すること等を義務づけたフロン回収破壊法が公布 され、新たな代替冷媒の開発、および、その利用技術に注目が集まっている。

[0003] そして、この代替冷媒としては、二酸化炭素、アンモニア、炭化水素 (イソブタン、プ 口パン等）、水、空気等の自然冷媒がある。これらの自然冷媒は、上述したフロンや代 替フロンと比較すると、 GWP (Global Warming Potential'地球温暖化係数）値が非常 に低!/、と!/、う性質を有する物質である。

なかでも、二酸化炭素は、オゾン層破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も従来 の冷媒と比較して格段に低ぐ毒性もなぐ不燃性であり、 自然冷媒のなかでも高温 を作り出すのに効率がよい物質として知られており、その環境 ·エネルギ面および安 全面から、空気調和装置における冷媒として注目されている。

特許文献 1 :特開 2004— 218972号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] しかし、上述した特許文献 1に記載の方法では、充填されて!/、た冷媒を回収する際 には、冷凍サイクルを減圧して真空引きを行う処理が必須となっている。

また、スプリット式の空気調和装置を現地において施工する際には、作動冷媒が漏 れることなく冷凍サイクルを循環するか否かチェックするために窒素等を用いた気密 試験が行われるが、この場合、気密試験が終了した後に冷凍サイクル内の窒素を除 去する必要がある。また、作動冷媒以外の成分は不純物となってしまうために空気に ついても除去する必要がある。このような場合でも、冷凍サイクルを減圧して真空引き を行う処理が必須となる。

このため、真空引きを行うために、真空引きのための操作、真空引きのための装置 等が別途必要になってしまう。

[0005] 本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、作動冷媒と して二酸化炭素を用いる場合に、真空引きを行うことなぐ既設の設備を用いたまま、 冷凍サイクルに残留している不純物の量を低減させることが可能な空気調和装置お よびその洗浄方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 第 1発明に係る空気調和装置の洗浄方法は、作動冷媒として二酸化炭素を利用さ れる空気調和装置の洗浄方法であって、以下の各ステップを備えている。充填ステツ プでは、冷凍サイクルに作動流体を充填させる。放出ステップでは、充填ステップの 後に冷凍サイクルに充填されている充填対象を放出する。繰り返しステップでは、充 填ステップおよび放出ステップを単位操作とした場合、単位操作を少なくとも 1回以 上行う。なお、ここでの洗浄用の作動流体としては、特に、空調時の冷媒としての機 能を有している必要はなぐ二酸化炭素や窒素等が含まれる。

ここでは、充填ステップにお!/、て冷凍サイクルに対して作動流体が充填されることで 、冷凍サイクル内における不純物の相対的な濃度を低減させることができる。そして、 放出ステップでは、従来のような冷凍サイクルの真空引きを行うことなぐ冷凍サイク ルに充填されて!/、る不純物を含んだ充填対象を冷凍サイクルの外に放出する。この 際に、冷凍サイクル内に存在していた不純物の一部も冷凍サイクルの外に放出され 、冷凍サイクル内における不純物の絶対量が低減される。そして、繰り返しステップで は、このような充填ステップと放出ステップによる単位操作を少なくとも 1回以上繰り返 す。

これにより、真空引きを行うことなぐ二酸化炭素を作動冷媒として充填する既設の 冷凍サイクル内の不純物の量を低減させることができる。

[0007] 第 2発明に係る空気監視装置は、第 1発明に係る空気調和装置の洗浄方法であつ て、充填ステップでは、冷凍サイクル内の圧力が少なくとも大気圧を超える圧力にな るまで作動流体の充填を行う。放出ステップでは、冷凍サイクル内の圧力が略大気 圧になるまで充填対象の放出を行う。ここでの充填ステップにおける大気圧以上の圧 力としては、好ましくは 5気圧以上、より好ましくは 7気圧以上である。

ここでは、大気圧を超える圧力になるまで、作動流体を充填し続けるため、冷凍サイ クル内に残存する不純物の濃度をより一層低減させることができる。そして、このよう にして不純物の相対濃度を低減させる充填ステップが終了した後に、放出ステップ において、冷凍サイクル内の圧力が略大気圧となるまで充填対象の放出が行われ、 多くの作動流体の放出に伴って、多くの不純物を冷凍サイクルの外へ放出すること が可能になる。

[0008] これにより、冷凍サイクル内の不純物をより効率的に低減させることが可能になる。

なお、例えば、 1つの室外機に対して複数の室内機が連絡配管で接続された冷凍 サイクルにおいて、上述のような空気調和装置の洗浄方法を実行すると、複数の室 内機に接続するために、冷媒配管が分岐している部分において、従来の真空引きよ りも、高い洗浄効果が得られる。すなわち、従来行われている真空引きでは、洗浄効 果は、配管のうち流体が流れやすい部分のみが向上するおそれがあり、配管の分岐 部分等における洗浄効果を向上させたい場合がある。これに対して、ここでは、冷凍 サイクル内の圧力が大気圧以上となるまで作動流体が充填されるため、配管の分岐 部分等の流体が流れにくい部分に存在する不純物についても、作動流体と混ざり合 つたり、作動流体に溶け込む等して、効率的に放出することが可能になる。

[0009] 第 3発明に係る空気調和装置の洗浄方法は、第 1発明または第 2発明に係る空気 調和装置の洗浄方法であって、作動流体は、作動冷媒と同一成分の二酸化炭素で ある。

ここでは、冷凍サイクル内を洗浄するために用いる作動流体として、作動冷媒と同 一成分である二酸化炭素を用いている。このため、充填ステップにおいて冷凍サイク ル内に充填された作動流体力 放出ステップの後に残留したとしても、最終的に作動 冷媒として利用されることになるため、問題ないことになる。

これにより、冷凍サイクル内の洗浄のための作動流体が放出ステップ後に冷凍サイ クル内に残存してしまうことを回避することが可能になり、洗浄効果を高めることがで きる。

なお、例えば、 1つの室外機に対して複数の室内機が連絡配管で接続された冷凍 サイクルにおいて、上述のような空気調和装置の洗浄方法を実行すると、複数の室 内機に接続するために、冷媒配管が分岐している部分において、従来の真空引きよ りも、高い洗浄効果が得られる。すなわち、従来行われている真空引きでは、洗浄効 果は、配管のうち流体が流れやすい部分のみが向上するおそれがあり、配管の分岐 部分等における洗浄効果を向上させたい場合がある。これに対して、ここでは、冷凍 サイクル内の圧力が大気圧以上となるまで作動流体が充填されるため、配管の分岐 部分等の流体が流れにくい部分に存在する不純物についても、作動流体と混ざり合 つたり、作動流体に溶け込む等して、効率的に放出することが可能になる。

[0010] 第 4発明に係る空気調和装置の洗浄方法は、第 1発明または第 2発明に係る空気 調和装置の洗浄方法であって、作動流体は、窒素である。

ここでは、洗浄用の動作流体として、空調運転時に利用される作動流体とは異なる 窒素を用いている。この窒素は、配管中の不純物等に対する化学的な反応性が乏し いため、窒素の充填量に応じた洗浄効果を得ることができる。そして、作動冷媒として 利用される二酸化炭素は、この窒素が充填されている冷凍サイクル内から充填対象 を回収しつつ、充填すればよい。

これにより、冷凍サイクルの洗浄に際して放出される二酸化炭素の量を低減させる ことが可能になる。

また、窒素は、不活性であるため、不純物と化学反応することにより配管壁を腐食さ せてしまうこと等を回避できる。

[0011] 第 5発明に係る空気調和装置の洗浄方法は、第 1発明から第 4発明のいずれかに 係る空気調和装置の洗浄方法であって、充填ステップにお!/、て充填される作動流体 の温度および/または充填ステップにおいて充填を止める際の冷凍サイクル内の圧 力と、繰り返しステップにおける単位操作の繰り返し回数と、は略反比例の関係にあ ここでは、充填ステップにおレ、て充填される作動流体の温度および/または充填ス テツプにおいて充填を止める際の冷凍サイクル内の圧力を上げる場合には、繰り返 しステップにおける単位操作の繰り返し回数が少なくて済むことになる。また、逆に、 繰り返しステップにおける単位操作の繰り返し回数が多い場合には、充填ステップに ぉレ、て充填される作動流体の温度および/または充填ステップにお!/、て充填を止め る際の冷凍サイクル内の圧力を上げる程度が少なくて済むようになる。

これにより、温度/圧力と繰り返し回数との相関に応じた冷凍サイクル内の洗浄を 行うことで、より確実な洗浄効果を得ることが可能になる。

[0012] 第 6発明に係る空気調和装置の洗浄方法は、第 5発明に係る空気調和装置の洗浄 方法であって、繰り返しステップでは、予め定められた所定回数だけ単位操作を繰り 返す。そして、充填ステップでは、所定回数に応じた温度でおよび/または所定回数 に応じた冷凍サイクル内の圧力の条件に沿うように、作動流体を充填する。

ここでは、繰り返しステップの繰り返し回数を予め所定回数に固定しておく場合であ つても、充填ステップでは、この所定回数に応じた温度でおよび/または所定回数に 応じた冷凍サイクル内の圧力の条件に沿うように、作動流体が充填される。

これにより、繰り返し回数を一定に保つ場合であっても、一定の洗浄効果を得ること が可能になる。

[0013] 第 7発明に係る空気調和装置の洗浄方法は、第 5発明に係る空気調和装置の洗浄 方法であって、充填ステップでは、作動流体の充填時における所定温度および/ま たは作動流体の充填時における冷凍サイクル内の所定圧力を予め定めた条件で行 う。そして、繰り返しステップでは、所定温度および/または所定圧力に応じた回数 分だけ単位操作を繰り返す。

ここでは、作動流体の充填時における温度を所定温度に予め固定したり、および/ または、作動流体の充填時における冷凍サイクル内の圧力を所定圧力に予め固定し たりする場合であっても、繰り返しステップにおいて、所定温度および/または所定 圧力に応じた回数分だけ単位操作が繰り返される。

これにより、温度/圧力を所定値に予め固定して充填する場合であっても、一定の 洗浄効果を得ることが可能になる。

[0014] 第 8発明に係る空気調和装置の洗浄方法は、第 1発明から第 7発明のいずれかに 係る空気調和装置の洗浄方法であって、充填ステップは、放出された充填媒体に含 まれる成分のうち、作動冷媒以外であってかつ作動流体以外の成分である所定成分 の濃度を検知し、検知される値に応じて、次に行われる充填ステップで充填される作 動流体の温度および/または圧力を調節する。

ここでは、充填ステップにおいて、放出された充填媒体に含まれる所定成分の濃度 の検知を行っており、この値を、次の充填ステップにおける作動流体の温度および/ または圧力の調節に利用して!/、る。

これにより、作動流体の充填状況と不純物の除去効果とを考慮して、より効率的に 不純物を回収するための充填条件や繰り返し回数を特定することが可能になる。

[0015] 第 9発明に係る空気調和装置の洗浄方法は、第 8発明に係る空気調和装置の洗浄 方法であって、所定成分には、水分が含まれている。そして、充填ステップでは、冷 凍サイクル内の温度力 冷凍サイクル内の圧力に応じた水分の沸点を超える温度と なるように加熱する。なお、ここでの冷凍サイクル内の圧力は、冷凍サイクル内の水分 の分圧であってもよい。また、加熱する対象は、充填する作動流体であっても、冷凍 サイクルの一部であってもよ!/、。

ここでは、冷凍サイクル内に存在する不純物として水分が含まれている場合に、充 填ステップにおける冷凍サイクル内の圧力の上昇にしたがって、水の沸点も上昇する 。これに対して、ここでは、冷凍サイクル内の圧力に応じて冷凍サイクル内を加熱する ことで温度を上昇させ水が気体状態で存在しやすくなるようにしている。 これにより、作動流体を充填することにより冷凍サイクル内の不純物を低減させる場 合において、放出対象に水分を多く含ませることができ、冷凍サイクル内の水分を確 実に低減させることが可能になる。このように冷凍サイクル内の水分が低減されること で、冷凍サイクルでの凍結の発生を防止したり、冷媒配管と水分とが接触することで 生じる酸化物等を低減させて、装置の腐食を防止させることが可能になる。

[0016] 第 10発明に係る空気調和装置の洗浄方法は、第 1発明から第 9発明のいずれかに 係る空気調和装置の洗浄方法であって、冷凍サイクルは、 1台の熱源ユニットと、複 数台の利用ユニットと、 1台の熱源ユニットに対して複数台の利用ユニットを並列に接 続するために分岐部分が設けられている連絡配管と、を有している。そして、充填ス テツプ、放出ステップおよび繰り返しステップを、少なくとも分岐部分を対象として行う

1台の熱源ユニットに対して複数の利用ユニットが接続されて構成される分岐部分 を有する冷凍サイクルを対象として、従来のような真空引きによる洗浄を行うとすると、 流通抵抗の小さい部分における洗浄については十分な効果が得られても、流通抵 抗の大きい分岐部分においては、十分な洗浄効果を得ることが困難である。そして、 このような分岐部分では、不純物が残存してしまうおそれがある。

これに対して、ここでは、このような分岐部分を対象として、作動流体を充填し、充 填対象を放出するとレ、うステップを繰り返して!/、るため、流通抵抗の大きレ、分岐部分 であっても、洗浄効果を向上させることが可能になる。

[0017] 第 11発明に係る空気調和装置は、作動冷媒として二酸化炭素が利用される空気 調和装置であって、冷凍サイクルと、カウンタとを備えている。冷凍サイクルは、動作 流体を充填した後に充填対象を放出するという単位操作を少なくとも 1回以上繰り返 して行うことが可能なものである。カウンタは、単位操作が行われた回数をカウントし て出力する。なお、ここでのカウンタによる出力には、ディスプレイ等の表示装置に対 するカウントデータの出力だけでなぐ他の装置に対してカウントデータを送信する場 合等も含まれる。また、ここでの洗浄用の作動流体としては、特に、空調時の冷媒とし ての機能を有してレ、る必要はなく、二酸化炭素や窒素等が含まれる。

[0018] ここでは、冷凍サイクルに対して作動流体が充填されることで、冷凍サイクル内にお ける不純物の相対的な濃度を低減させることができる。そして、従来のような冷凍サイ クルの真空引きを行うことなぐ冷凍サイクルに充填されている不純物を含んだ充填 対象を冷凍サイクルの外に放出することで、冷凍サイクル内に存在していた不純物の 一部も冷凍サイクルの外に放出され、冷凍サイクル内における不純物の絶対量が低 減させること力 Sできる。このような動作流体を充填した後に充填対象を放出するという 単位操作を少なくとも 1回以上繰り返していくことで、冷凍サイクル内における不純物 の量をさらに低減させることが可能になる。ここで、カウンタによって、単位操作が行 われた回数を把握することができるため、冷凍サイクル内に残存する不純物の量を予 想することが可能になる。

これにより、真空引きを行うことなぐ二酸化炭素を作動冷媒として充填する既設の 冷凍サイクル内の不純物の量を低減させることが可能になる。そして、冷凍サイクル 内における不純物の量を予想可能にすることで、冷凍サイクル内の不純物の量の許 容範囲を満たすために必要となる単位操作の繰り返し回数を予想することが可能に なる。

[0019] 第 12発明に係る空気調和装置は、第 11発明に係る空気調和装置であって、カウ ンタの出力によって得られる回数に基づいて、単位操作の繰り返しを終えるか否か判 断する判断部をさらに備えている。

ここでは、単位操作が繰り返された回数をカウンタによって把握できるだけでなぐ 繰り返し処理を終えるか否かについての判断を自動化させることが可能になる。

[0020] 第 13発明に係る空気調和装置は、第 12発明に係る空気調和装置であって、判断 部は、充填される作動流体の温度および/または作動流体の充填後における冷凍 サイクル内の圧力に応じた回数分だけ単位操作が繰り返えされるように判断する。 ここでは、温度/圧力状況に応じた繰り返し回数が判断部によって定められるため 、洗浄効果の信頼性を向上させることができる。

[0021] 第 14発明に係る空気調和装置は、第 12発明または第 13発明に係る空気調和装 置であって、放出された充填媒体に含まれる成分のうち、作動冷媒以外であってか つ作動流体以外の成分である所定成分の濃度を検知する検知部をさらに備えてい る。そして、判断部は、検知部が検知する所定成分の濃度に応じた回数分だけ単位 操作が繰り返されるように判断する。なお、所定成分が水分である場合は、例えば、 水分の濃度が lOppm以下、より好ましくは lOOppm以下になるまで繰り返す等が含 よれ 。

ここでは、判断部が、検知部によって検知される所定成分の濃度に応じて単位操作 を繰り返すように判断するため、洗浄効果の信頼性をさらに向上させることが可能に なる。

[0022] 第 15発明に係る空気調和装置は、第 12発明から第 14発明に係る空気調和装置 であって、冷凍サイクルに対する作動流体の充填、および、その後の冷凍サイクルか らの充填対象の放出を行う充填放出制御を行い、判断部にお!/、て単位操作の繰り 返しを終えると判断された場合に充填放出制御を止める制御部をさらに備えている。 ここでは、判断部が繰り返しを終えると判断した場合に、制御部が、充填放出制御 を止めることで、充填放出処理の終了を自動化させることが可能になる。

[0023] 第 16発明の空気調和装置は、第 10発明から第 15発明のいずれかに係る空気調 和装置であって、冷凍サイクルは、 1台の熱源ユニットと、複数台の利用ユニットと、 1 台の熱源ユニットに対して複数台の利用ユニットを並列に接続するために分岐部分 が設けられている連絡配管と、を有している。そして、作動流体を充填した後に充填 対象を放出するという単位操作を、少なくとも分岐部分を対象として、少なくとも 1回 以上行う。

1台の熱源ユニットに対して複数の利用ユニットが接続されて構成される分岐部分 を有する冷凍サイクルを対象として、従来のような真空引きによる洗浄を行うとすると、 流通抵抗の小さい部分における洗浄については十分な効果が得られても、流通抵 抗の大きい分岐部分においては、十分な洗浄効果を得ることが困難である。そして、 このような分岐部分では、不純物が残存してしまうおそれがある。

これに対して、ここでは、このような分岐部分を対象として、作動流体を充填し、充 填対象を放出するとレ、うステップを繰り返して!/、るため、流通抵抗の大きレ、分岐部分 であっても、洗浄効果を向上させることが可能になる。

発明の効果

[0024] 第 1発明の空気調和装置の洗浄方法では、真空引きを行うことなぐ二酸化炭素を 作動冷媒として充填する既設の冷凍サイクル内の不純物の量を低減させることがで きる。

第 2発明の空気調和装置の洗浄方法では、冷凍サイクル内の不純物をより効率的 に低減させることが可能になる。

第 3発明の空気調和装置の洗浄方法では、冷凍サイクル内の洗浄のための作動流 体が放出ステップ後に冷凍サイクル内に残存してしまうことを回避することが可能にな り、洗浄効果を高めることができる。

第 4発明の空気調和装置の洗浄方法では、冷凍サイクルの洗浄に際して放出され る二酸化炭素の量を低減させることが可能になる。

第 5発明の空気調和装置の洗浄方法では、温度/圧力と繰り返し回数との相関に 応じた冷凍サイクル内の洗浄を行うことで、より確実な洗浄効果を得ることが可能にな

[0025] 第 6発明の空気調和装置の洗浄方法では、繰り返し回数を一定に保つ場合であつ ても、一定の洗浄効果を得ることが可能になる。

第 7発明の空気調和装置の洗浄方法では、作動流体の充填時における温度を所 定温度に予め固定したり、および/または、作動流体の充填時における冷凍サイク ル内の圧力を所定圧力に予め固定したりする場合であっても、繰り返しステップにお V、て、所定温度および/または所定圧力に応じた回数分だけ単位操作が繰り返され 第 8発明の空気調和装置の洗浄方法では、作動流体の充填状況と不純物の除去 効果とを考慮して、より効率的に不純物を回収するための充填条件や繰り返し回数 を特定することが可能になる。

第 9発明の空気調和装置の洗浄方法では、作動流体を充填することにより冷凍サ イタル内の不純物を低減させる場合において、冷凍サイクル内の水分を確実に低減 させることが可能になる。

[0026] 第 10発明の空気調和装置では、流通抵抗の大きい分岐部分であっても、洗浄効 果を向上させることが可能になる。

第 11発明の空気調和装置では、真空引きを行うことなぐ二酸化炭素を作動冷媒と して充填する既設の冷凍サイクル内の不純物の量を低減させることが可能になる。そ して、冷凍サイクル内における不純物の量を予想可能にすることで、冷凍サイクル内 の不純物の量の許容範囲を満たすために必要となる単位操作の繰り返し回数を予 想することが可能になる。

第 12発明の空気調和装置では、単位操作が繰り返された回数をカウンタによって 把握できるだけでなぐ繰り返し処理を終えるか否かについての判断を自動化させる ことが可能になる。

[0027] 第 13発明の空気調和装置では、温度/圧力状況に応じた繰り返し回数が判断部 によって定められるため、洗浄効果の信頼性を向上させることができる。

第 14発明の空気調和装置では、洗浄効果の信頼性をさらに向上させることが可能 になる。

第 15発明の空気調和装置では、判断部が繰り返しを終えると判断した場合に、制 御部が、充填放出制御を止めることで、充填放出処理の終了を自動化させることが 可能になる。

第 16発明の空気調和装置では、流通抵抗の大きい分岐部分であっても、洗浄効 果を向上させることが可能になる。

図面の簡単な説明

[0028] [図 1]本発明の一実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す図である。

[図 2]空気調和装置の制御装置のブロック図である。

[図 3]冷凍サイクル洗浄処理のフローチャートである。

[図 4]変形例 (A)に係る冷凍サイクルの洗浄処理のフローチャートである。

[図 5]変形例（G)に係る冷凍サイクルの洗浄方法における条件別の充填 ·放出を繰り 返す回数を示す図である。

符号の説明

[0029] 1 空気調和装置

70 制御装置 (配管洗浄制御装置）

71 制御部 (配管洗浄制御装置）

74 カウンタ 77 濃度取得部 (検知部）

B 分岐部分

C 濃度センサ

P 圧力センサ

S サービスポート

S6 放出側サービスポート

S7 充填側サービスポート

T 温度センサ

発明を実施するための最良の形態

[0030] 以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明 する。

<空気調和装置 1の概略構成〉

図 1は、空気調和装置 1の冷媒回路の概略図である。

空気調和装置 1は、ビル等の建物内の冷暖房等の空気調和に用いられるマルチタ イブの装置であり、 1台の熱源ユニット 2と、作動冷媒として二酸化炭素が用いられて おり、それに並列に接続される複数 (本実施形態では、 2台）の利用ユニット 5と、熱源 ユニット 2と利用ュュット 5とを接続するための液冷媒配管 6およびガス冷媒配管 7、サ 一ビスポート Sおよび制御装置 70を備えている。

(熱源ユニット）

熱源ユニット 2は、建物の屋上等に設置され、主に、圧縮機 21と、四路切換弁 22と 、熱源側熱交換器 23と、熱源側膨張弁 24と、液側閉鎖弁 25と、ガス側閉鎖弁 26と、 これらを接続する冷媒配管とから構成されてレヽる。

[0031] 圧縮機 21は、ガス冷媒を吸入して圧縮するための機器である。四路切換弁 22は、 冷房運転と暖房運転との切り換え時に、冷媒回路内における冷媒の流れの方向を切 り換えるための弁である。この四路切換弁は、冷房運転時には圧縮機 21の吐出側と 熱源側熱交換器 23のガス側とを接続するとともに圧縮機 21の吸入側とガス側閉鎖 弁 26とを接続し、暖房運転時には圧縮機 21の吐出側とガス側閉鎖弁 26とを接続す るとともに圧縮機 21の吐出側と熱源側熱交換器 23のガス側とを接続することが可能 である。熱源側熱交換器 23は、空気や水を熱源として、冷媒を蒸発または凝縮させ るための熱交換器である。熱源側膨張弁 24は、熱源側熱交換器 23の液側に設けら れた冷媒圧力ゃ冷媒流量の調節を行うための弁である。液側閉鎖弁 25およびガス 側閉鎖弁 26は、それぞれ、液冷媒配管 6およびガス冷媒配管 7に接続されている。

[0032] (利用ユニット）

利用ユニット 5は、建物内の各所に設置され、主に、利用側膨張弁 51と、利用側熱 交換器 52と、これらを接続する冷媒配管とから構成されて!/、る。

利用側熱交換器 52は、冷媒を蒸発または凝縮させて室内空気の冷却または加熱 を行うための熱交換器である。利用側膨張弁 51は、利用側熱交換器 52の液側に設 けられた冷媒圧力ゃ冷媒流量の調節を行うための弁である。

(冷媒配管）

液冷媒配管 6およびガス冷媒配管 7は、熱源ュュット 2と利用ュュット 5とを接続する 冷媒配管であり、その大部分が建物内の壁内や天井裏に配置される。ここでは、図 1 に示すように、 1つの熱源ユニット 2に対して、複数の利用ユニット 5が接続されている ため、冷媒配管には、分岐部分 Bが設けられている。

[0033] (サービスポート）

サービスポート Sは、冷凍サイクルに対して作動冷媒を充填したり、放出したりする ための接続ポートであり、液側閉鎖弁 25の利用側熱交換器 52側に隣接して設けら れた液管側サービスポート S6と、ガス側閉鎖弁 26の利用側熱交換器 52側に隣接し ており冷房運転時における圧縮機 21の吸引側に設けられたガス管側サービスポート S7と、を有している。

液管側サービスポート S6には、図 1に示すように、冷媒充填時等において着脱自 在に取り付けられ、取り付け状態で液冷媒配管 6と通じた状態となる放出側配管 34 が設けられて!/、る。この放出側配管 34は、液管側サービスポート S6側の端部とは反 対側の端部において放出端 36が形成され、液管側サービスポート S6側の端部と放 出端 36との間には放出側電磁弁 35が設けられ、後述する制御装置 70によって放出 をコントロールすることができるようになつている。この放出側配管 34には、図 1に示 すように、冷媒の温度を検知する温度センサ T、および、冷媒の圧力を検知する圧力 センサ Pが、それぞれ設けられている。さらに、この放出側配管 34には、後述する放 出ステップ S30において冷凍サイクル内の充填対象を放出する際に、この放出対象 に含まれる窒素の濃度を検知する濃度センサ Cが設けられている。

[0034] ガス管側サービスポート S7には、図 1に示すように、冷媒充填時等において着脱自 在に取り付けられ、取り付け状態でガス冷媒配管 7と通じた状態となる充填側配管 32 が設けられて!/、る。この充填側配管 32は、ガス管側サービスポート S 7側の端部とは 反対側の他端は、後述する二酸化炭素ボンべ 30の二酸化炭素が封入されたボンべ 本体 31と接続されている。このガス管側サービスポート S7側の端部とボンべ本体 31 との間には充填側電磁弁 33が設けられ、後述する制御装置 70によって充填をコント ロールすることができるようになつている。

(制御装置）

制御装置 70は、後述する空調動作や洗浄制御を行う装置であって、図 2に示すよ うに、主として、制御部 71、メモリ 72、ディスプレイ 73、カウンタ 74、温度検知部 75、 圧力検知部 76、濃度取得部 77、設定入力部 78等を、それぞれ有している。制御部 71は、冷凍サイクルについて、空調動作の制御を行ったり、洗浄処理の制御を行つ たりする。メモリ 72は、設定入力部 78等から入力されたデータや、カウンタ 74による カウントデータ等を格納する。ここで、カウンタ 74は、後述する、充填ステップ S10、 待機ステップ S20および放出ステップ S30の 3つの処理を単位操作としてカウントを 行う。ディスプレイ 73は、制御部 71からの指示を受けて、カウンタ 74によるカウントデ ータ等についてメモリ 72の格納内容に従った表示を行う。温度検知部 75は、温度セ ンサ Tから得られるデータを取得する。圧力検知部 76は、圧力センサ Pから得られる データを取得する。濃度取得部 78は、濃度センサ Cから得られるデータを取得する。

[0035] <空気調和装置 1の空調動作〉

次に、建物に対する据付が完了した状態における空気調和装置 1の冷房運転動作 について、図 1を用いて説明する。冷房運転における各種構成機器の制御は、通常 制御手段として機能する空気調和装置 1の制御部 71によって行われる。

液側閉鎖弁 25、ガス側閉鎖弁 26を全開状態として、制御部 71から、冷房運転の 運転指令がされると、圧縮機 21が起動する。すると、低圧の冷媒は、圧縮機 21に吸 入されて臨界圧力を超える圧力まで圧縮された高圧の冷媒となる。その後、高圧の 冷媒は、室外熱交換器 23に送られて、冷却器として機能する室外熱交換器 23にお V、て室外空気と熱交換を行って冷却される。

そして、室外熱交換器 23において冷却された高圧の冷媒は、液冷媒配管 6および 液側閉鎖弁 25を通過して、利用ユニット 5に送られる。この利用ユニット 5に送られた 高圧の冷媒は、利用側膨張弁 51に送られて、利用側膨張弁 51によって臨界圧力よ りも低い圧力（すなわち、圧縮機 21の吸入圧力近くの圧力）になるまで減圧されて、 低圧の気液二相状態の冷媒となった後に、室内熱交換器 52に送られ、蒸発器として 機能する室内熱交換器 52において室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧の冷媒 となる。

[0036] そして、室内熱交換器 52において蒸発した低圧の冷媒は、熱源ユニット 2に送られ 、ガス冷媒配管 7およびガス側閉鎖弁 26を通過して、再び、圧縮機 21に吸入される このようにして、空気調和装置 1の空調動作が行われる。

<窒素ガスによる気密試験〉

ここで、上述のような空調動作を行う空気調和装置 1は、熱源ユニット 2、利用ュニッ ト 5、液冷媒配管 6およびガス冷媒配管 7、の主に 4つの要素が互いに接続されて構 成されており、建物に据え付けられている。そして、まず、利用ユニット 5、液冷媒配 管 6およびガス冷媒配管 7の 3つの各要素について、気密性の有無をチェックする。 ここでは、図 1にょうに、利用ユニット 5、液冷媒配管 6およびガス冷媒配管 7が互いに 接続された状態で、液側閉鎖弁 25からガス側閉鎖弁 26に至るまでの全配管部分を 対象として、気密性をチェックする。

[0037] ここでの気密性の試験は、互いに接続されている利用ユニット 5、液冷媒配管 6およ びガス冷媒配管 7を対象として、配管内に窒素ガスを充填させることで行う。この際の 漏れの有無は、適当な濃度の石鹼水（およびこれに数滴のグリセリンを混合したもの )等の発泡液を、各ネジ込み部、継手部、溶接部、その他漏れが予想されるすべて の箇所に十分に流布しておき、発泡液による発泡の有無を調べることにより、判断す 以上の気密試験によって気密性が確認されると、作動冷媒を充填して運転を行つ たとしても作動冷媒が漏れるおそれのない空気調和装置 1であることを認定できる。

<空気調和装置 1の洗浄処理〉

上述のようにして、利用ユニット 5、液冷媒配管 6およびガス冷媒配管 7について、 気密試験を行い、冷凍サイクルを構成するこれらの 3つの要素について、気密性が 確保されていることを確認した状態では、この 3つの要素の内部に、気密試験で使用 した空気等の不凝縮ガス（主に、窒素ガス）が残存したままの状態になってしまってい

[0038] そして、本実施形態の空気調和装置 1は、作動冷媒として二酸化炭素を用いる冷 凍サイクルを構成しているため、このような残存空気（主として、窒素）等は、作動冷媒 の二酸化炭素に対する不純物として位置付けられるものである。このような不純物が 冷凍サイクルに存在した状態のままで作動冷媒としての二酸化炭素を充填して空調 運転を行うと、高圧圧力が異常に高くなつてしまったり、消費電力の増大、空調能力 の低下等の各要素における不具合が生じてしまう。

このため、ここでは、空気調和装置 1を構成する利用ユニット 5、液冷媒配管 6およ びガス冷媒配管 7の各配管内に残存している空気（主として、窒素等）を除去する必 要があり、作動冷媒と同一成分の二酸化炭素を洗浄剤として利用して、空気を排出 する洗浄処理が行われる。

[0039] (洗浄処理に用いられる構成）

ここで、図 1に示すように、洗浄処理は、充填側について、ガス管側サービスポート S 7が充填側配管 32を介して二酸化炭素ボンべ 30に接続され、放出側については、 液管側サービスポート S6が放出側配管 34に接続されることで実行される。

放出側配管 34は液管側サービスポート S6に接続されており、充填時においては、 放出端 36からの冷媒の放出を止めるために、放出側電磁弁 33は、制御部 71によつ て閉じた状態となるように開閉制御される。

ここで、二酸化炭素ボンべ 30は、図 1に示すように、ボンべ本体 31と、充填側配管 32と、充填側電磁弁 33と、を有している。ボンべ本体 31には、二酸化炭素が高圧状 態で封入されている。充填側配管 32は、空気調和装置 1の作動冷媒と同一成分の 二酸化炭素が封入されているボンべ本体 31と、上述したガス管側サービスポート S7 と、を接続することで、ガス管側サービスポート S7を介して、ガス状態の二酸化炭素 を充填していく。充填側電磁弁 33は、制御部 71によって開閉制御されることで、二 酸化炭素の充填量が調節されて、冷凍サイクル内の圧力も調節される。

[0040] ここで、図 1に示すように、制御装置 70の温度取得部 75は温度センサ Tと、圧力取 得部 76は圧力センサ Sと、濃度取得部 77は濃度センサ Cと、それぞれ接続されてい る。そして、制御部 71は、温度センサ T、圧力センサ Sおよび濃度センサ Cが取得す る各データに基づいて、冷凍サイクルの洗浄処理の制御を行う。具体的には、制御 部 71は、圧力取得部 76が取得する圧力データに基づいて充填側電磁弁 33の開度 を制御し、濃度取得部 77が取得する窒素濃度に基づ!/、て放出側電磁弁の開度を制 御することで、洗浄処理における充填放出制御を行う。これにより、洗浄処理におい て冷凍サイクル内の圧力を自動的に調整でき、洗浄処理の繰り返し回数を調節でき

(洗浄処理のフローチャート）

図 3に、制御装置 70による洗浄処理のフローチャートを示す。

[0041] ここでは、二酸化炭素ボンべ 30が充填側サービスポート S7に接続された状態から スタートし、制御装置 70が行う制御の流れを説明する。また、ここでの洗浄処理は、 冷凍サイクルにおける残留窒素濃度が lOOppm以下になることを目標として行う場合 にお!/、て、洗浄処理を行う前にサービスエンジニアが制御装置 70の設定入力部 78 を操作して入力することで、充填における所定圧力を 10気圧として設定した場合に ついて説明する。

(S10 :二酸化炭素の自動充填ステップ）

まず、ステップ S10では、制御装置 70は、冷凍サイクルに設けられている全ての弁 (具体的には、熱源側膨張弁 24、液側閉鎖弁 25、ガス側閉鎖弁 26および利用側膨 張弁 51等)を全開状態とし、このような全開状態の冷凍サイクルに対して二酸化炭素 ガスの充填を開始するために充填側電磁弁 33が「開」状態となるようにして、放出側 電磁弁 35が「閉」状態となるようにして、 自動充填制御する。各弁が「開」状態である ため、二酸化炭素ガスは、冷凍サイクルの冷凍サイクルの利用ユニット 5、液冷媒配 管 6およびガス冷媒配管 7のすみずみまで行き渡る。このため、空気調和装置 1の作 動冷媒と同一成分である二酸化炭素ガスが冷凍サイクル内に加圧充填された状態と なる。これにより、冷媒配管が分岐して複雑な構成になっている分岐部分 Bにおいて も、二酸化炭素ガスと不純物としての窒素とが十分に混ざり合う。そして、制御部 71 は、圧力取得部 76の取得する圧力値が所定圧力として設定された 10気圧になるま で充填側電磁弁 33を「開」状態として充填を続ける制御を行い、所定圧力である 10 気圧に達した際に充填側電磁弁 33を「閉」状態として、充填を終了する制御を行う ( ここでも、放出側電磁弁 35は「閉」状態に維持される）。この段階では、カウンタ 74は 、カウントデータを「1回」として、メモリ 72に格納させており、制御部 71は、メモリ 72に 格納されているカウントデータに従って、単位操作が 1回目であることを示すために、 ディスプレイ 73に「 1回」と表示させる。

[0042] (S20 :待機ステップ）

次に、ステップ S20では、制御装置 70は、冷凍サイクル中に二酸化炭素ガスが所 定圧力（10気圧）充填された状態を、所定時間（例えば、 10分)維持する。これにより 、冷凍サイクルに充填された二酸化炭素ガスと、冷凍サイクル内に残留している窒素 とが十分に混ざり合う。ここでの待機時間は、充填される二酸化炭素ガスの圧力や温 度状態に応じて、例えば、高圧力'高温度の場合には、適当な時間に短縮する等の 調節を行うようにしてもよい。

(S30：充填対象の自動放出ステップ）

そして、ステップ S30では、制御装置 70の制御部 71は、待機時間が所定時間を超 えたと判断すると、放出側電磁弁 35を「開」状態として、冷凍サイクルの冷凍サイクル の利用ユニット 5、液冷媒配管 6およびガス冷媒配管 7に充填されている二酸化炭素 ガスおよび不純物としての窒素を、放出端 36から放出する。ここでの放出は、圧力取 得部 76が取得する圧力センサ Pの値に基づいて、制御部 71によって大気圧まで下 力 Sつたと判断されるまで行う。

[0043] 以上の処理において、充填ステップ S10では、例えば、冷凍サイクルの全圧が 10 気圧とされた場合に不純物である窒素分圧は 0. 5気圧となって、不純物の全圧に対 する分圧の比が小さくなつている。そして、放出ステップ S30による充填対象の放出 において冷凍サイクル内を大気圧に戻すと、例えば、全圧が 1気圧の冷凍サイクル 中の窒素分圧は 0. 05気圧程度に低減される。このようにして冷凍サイクルは、洗浄 されている。

(S40：充填対象中における窒素の濃度判定および繰り返し処理）

ステップ S40では、濃度取得部 77は、上記放出ステップ S30で放出された成分中 の窒素濃度を濃度センサ Cから取得する。そして、制御装置 70の制御部 71は、濃度 取得部 77が取得した窒素濃度力 目標許容範囲の残留窒素濃度である lOOppm以 下となっているか否か判断する。ここで、 lOOppm以下となっていない場合には、ステ ップ S 10に戻って、再び二酸化炭素ガスの充填および充填対象の放出による洗浄処 理を繰り返す。この場合、カウンタ 74は、カウントデータを繰り上げて「2回」として、メ モリ 72に格納させ、制御部 71は、メモリ 72に格納されているカウントデータに従って 、単位操作が 2回目になることを示すために、ディスプレイ 73に「2回」と表示させる。 他方、 lOOppm以下となっている場合には、冷凍サイクルから十分に窒素を取り除け たと判断して、洗浄処理を終了する。

<作動冷媒としての二酸化炭素の追加充填〉

このようにして建物に据え付けられて残留窒素濃度が lOOppm以下になるように洗 浄された冷凍サイクルにおいては、配管長等が様々な形態をとること等に起因する最 適な冷媒充填量に調節する必要がある。このため、熱源ユニット 2が予め備えている 作動冷媒としての二酸化炭素冷媒の量のみでは不足する分の冷媒を、液側閉鎖弁 25およびガス側閉鎖弁 26を開けてさらに冷凍サイクルに追加充填する。ここでの二 酸化炭素の追加充填量は、冷凍サイクルにおける冷凍能力が最大限に発揮され、 圧力異常等の問題が生じない量とされる。これにより、不純物が除去された冷凍サイ クルを用いて、上述した空調動作を行うことが可能になる。

<本実施形態の空気調和装置 1の洗浄処理の特徴〉

(1)

従来の空気調和装置では、気密試験によって気密性を確認した冷凍サイクル中に 残存している窒素を除去するために、冷凍サイクル中の気圧を下げて不純物を取り 去る真空引きを行っている。このため、真空引きのための操作、真空引きのための装 置等が別途必要になってしまっている。このような真空引きを行う真空ポンプは、ー1 OOkPa程度まで真空状態にする必要があり、大型の装置が必要となってしまう。

[0045] これに対して、本実施形態の空気調和装置 1の洗浄方法によると、作動冷媒と同一 成分の二酸化炭素ガスを充填しており、加圧充填により冷凍サイクル内の隅々まで 行き渡らせている。このため、二酸化炭素ガスと窒素とを十分に混ざり合わせることが できる。これにより、充填対象を放出する際に、冷凍サイクル内に残存している窒素 の一部は、加圧充填されていた二酸化炭素ガスとともに、冷凍サイクルの外に排出さ れ、冷凍サイクル内における窒素の絶対量を低減させることができる。これにより、冷 凍サイクルの利用ユニット 5、液冷媒配管 6およびガス冷媒配管 7に残存して!/、る窒 素を、従来のような冷凍サイクルの真空引きを行うことなぐ冷凍サイクルの外に排出 している。

さらに、以上の操作を繰り返しステップ S40によって繰り返すことで、冷凍サイクル 中に残存して!/、る窒素濃度を目的とする濃度まで低減できる。

[0046] これにより、真空引きを行うことなぐ冷凍サイクル中の残留窒素濃度を効果的に低 減させること力 Sでさる。

なお、上述のように、冷凍サイクル中の窒素の除去において従来のような真空引き を行う必要がないことから、真空引きを行う際に要していた電力が不要となり、施工時 の消費電力を削減できる。さらに、真空ポンプが不要となるため、従来の真空引きを 行う洗浄方法と比較してイニシャルコストが低減され、メンテナンス性が向上されてい

(2)

本実施形態の空気調和装置 1の洗浄方法では、冷凍サイクルの洗浄に二酸化炭 素ガスを用いているが、冷凍サイクル内に二酸化炭素が残留したとしても、本実施形 態の空気調和装置 1の作動冷媒が同一成分の二酸化炭素であるため、冷凍サイク ル内における不純物となることはなぐ冷凍サイクル中の不純物の相対濃度を問題が 生じな!/、ようにしつつ低減させて!/、くこと力 Sできる。

[0047] また、上述と同様にして、作動冷媒と同一成分の二酸化炭素を充填し、放出する処 理を繰り返すことで、不純物としての窒素だけでなぐ水分、ゴミ、スケール等につい ても、冷凍サイクル中における相対濃度を低減させていき、洗浄すること力 Sできる。

(3)

本実施形態の空気調和装置 1の洗浄方法では、冷凍サイクルに充填する成分とし て水溶性が窒素よりも高い二酸化炭素を採用している（例えば、 1気圧 1リットルの水 に対する溶解度は、常温で、窒素が 0. 0007molであるのに対して、二酸化炭素は 0 . 053molである）。冷凍サイクルにおいては、水分も不純物として取り除くことが好ま しいが、このような冷凍サイクル中に残留している水分についても、充填される二酸化 炭素ガスと一緒になつて、効果的に排出することができる。これにより、二酸化炭素を 充填して放出する本実施形態の洗浄方法では、冷凍サイクル中に残留している水分 についても効果的に排出できるため、冷凍サイクルの洗浄効果を向上できる。

[0048] なお、空気調和装置 1の作動冷媒としてェタン等の炭化水素系を用いる場合と比 較して、二酸化炭素を作動冷媒として用いる場合には、通常の空調運転の際に、冷 凍サイクルの残留している水分を吸収しやすぐ炭酸となって内部から冷媒配管を腐 食させてしまうおそれがある。これに対して、上記実施形態の洗浄方法によると、作動 冷媒としての二酸化炭素を充填して通常の空調運転を行う前に、冷凍サイクル中の 水分が十分に除去されており、配管の腐食等の問題が生じにくくなつている。

(4)

本実施形態の空気調和装置 1の洗浄方法では、冷凍サイクルを真空引きする従来 の方法と異なり、冷凍サイクルに対して二酸化炭素ガスを加圧して充填しており、冷 凍サイクル内の隅々まで二酸化炭素ガスを行き渡らせている。このため、冷凍サイク ルの冷媒配管において分岐部分 B等のように流体が直進的に流れることができない 複雑な部分があつたとしても、二酸化炭素ガスと不純物としての窒素とを十分に混ざ り合わせて排出させることができる。これにより、冷媒配管の分岐部分 Bについても十 分に洗浄できる。

[0049] (5)

本実施形態の空気調和装置 1の洗浄方法では、カウンタ 74によって洗浄処理の単 位操作の処理回数がカウントされて、ディスプレイに表示されているため、洗浄処理 を行う者は、容易に洗浄回数を確認でき、どの程度洗浄されているのかについて把 提すること力 Sでさる。

<変形例〉

(A)

上記実施形態の空気調和装置 1では、作動冷媒と同一成分である二酸化炭素を 冷凍サイクルに加圧充填し、充填対象を放出することで冷凍サイクル内の不純物で ある窒素を低減させる場合について例に挙げて説明した。

[0050] し力、し、本発明はこれに限られるものではなぐ例えば、図 4のフローチャートにおい て示すように、上述した冷凍サイクルにおける窒素濃度を低減化させる処理の前に、 冷凍サイクルにおける窒素以外の不純物（例えば水分）を除去するために、冷凍サイ クルに対して不活性ガス（冷媒配管内における不純物に対する化学的な反応性に乏 しいガス）である窒素を加圧充填して、放出する処理を繰り返すようにしてもよい。充 填ガスとして不活性ガスを採用することによって、不純物と化学反応することにより配 管壁を腐食させてしまうこと等を回避でき、用いた不活性ガスの量に応じた適切な洗 浄効果が得られる。

具体的には、図 4に示すように、上述した二酸化炭素の充填ステップ S10、待機ス テツプ S20、放出ステップ S30および繰り返しステップ S40を行う前に、窒素ガスによ るステップ S1からステップ S4の同様の水分除去処理を行う。

[0051] (S1 :窒素の自動充填ステップ）

まず、ステップ S1では、制御装置 70は、冷凍サイクルに設けられている全ての弁（ 具体的には、熱源側膨張弁 24、液側閉鎖弁 25、ガス側閉鎖弁 26および利用側膨 張弁 51等）を全開状態とし、このような全開状態の冷凍サイクルに対して窒素ガスの 充填を開始するために充填側電磁弁 33が「開」状態となるようにして、放出側電磁弁 35が「閉」状態となるようにして、 自動充填制御する。冷凍サイクルの各弁が「開」状 態であるため、窒素ガスは、冷凍サイクルの各部分のすみずみまで行き渡る。これに より、冷媒配管が分岐して複雑な構成になっている分岐部分 Bにおいても、窒素ガス と不純物としての水分とが十分に混ざり合う。そして、制御部 71は、圧力取得部 76の 取得する圧力値が所定圧力として設定された 10気圧になるまで充填側電磁弁 33を 「開」状態として充填を続ける制御を行い、所定圧力である 10気圧に達した際に充填 側電磁弁 33を「閉」状態として、充填を終了する制御を行う（ここでも、放出側電磁弁 35は「閉」状態に維持される）。この段階では、カウンタ 74は、カウントデータを「1回」 として、メモリ 72に格納させており、制御部 71は、メモリ 72に格納されているカウント データに従って、単位操作が 1回目であることを示すために、ディスプレイ 73に「1回 」と表示させる。

[0052] (S2 :待機ステップ）

次に、ステップ S2では、制御装置 70は、冷凍サイクル中に窒素ガスが所定圧力（1 0気圧）充填された状態を、所定時間（例えば、 10分)維持する。これにより、冷凍サ イタルに充填された窒素ガスと、冷凍サイクル内に残留している水分とが十分に混ざ り合う。ここでの待機時間は、充填される窒素ガスの圧力や温度状態に応じて、例え ば、高圧力'高温度の場合には、適当な時間に短縮する等の調節を行うようにしても よい。

(S3：充填対象の自動放出ステップ）

そして、ステップ S3では、制御装置 70の制御部 71は、待機時間が所定時間を超 えたと判断すると、放出側電磁弁 35を「開」状態として、冷凍サイクルの冷凍サイクル の利用ユニット 5、液冷媒配管 6およびガス冷媒配管 7に充填されて!/、る窒素ガスお よび不純物としての水分を、放出端 36から放出する。ここでの放出は、圧力取得部 7 6が取得する圧力センサ Pの値に基づいて、制御部 71によって大気圧まで下がった と判断されるまで行う。

[0053] 以上の処理において、充填ステップ S1では、例えば、冷凍サイクルの全圧が 10気 圧とされた場合に不純物である水の分圧は 0. 5気圧となって、不純物の全圧に対す る分圧の比が小さくなつている。そして、放出ステップ S3による充填対象の放出にお いて冷凍サイクル内を大気圧に戻すと、例えば、全圧力 気圧の冷凍サイクル中の 水の分圧は 0. 05気圧程度に低減される。このようにして冷凍サイクルは、洗浄され ている。

(S4：充填対象中における水分の濃度判定および繰り返し処理）

ステップ S4では、濃度取得部 77は、上記放出ステップ S3で放出された成分中の 窒素濃度を濃度センサ Cから取得する。そして、制御装置 70の制御部 71は、濃度取 得部 77が取得した窒素濃度が、 目標許容範囲の残留窒素濃度である lOOppm以下 となっているか否か判断する。ここで、 lOOppm以下となっていない場合には、ステツ プ S1に戻って、再び窒素ガスの充填および充填対象の放出による洗浄処理を繰り 返す。この場合、カウンタ 74は、カウントデータを繰り上げて「2回」として、メモリ 72に 格納させ、制御部 71は、メモリ 72に格納されているカウントデータに従って、単位操 作が 2回目になることを示すために、ディスプレイ 73に「2回」と表示させる。他方、 10 Oppm以下となっている場合には、冷凍サイクルから十分に水分を取り除けたと判断 して、水分についての洗浄処理を終了し、図 4に示すように、窒素の洗浄処理を行う ためにステップ S10に以降する。ここで、制御部 71は、カウンタ 74によるカウントデー タをリセットし、メモリ 72のカウントデータをゼロに戻す。

[0054] 以降、充填ステップ S10、待機ステップ S20、放出ステップ S30および繰り返しステ ップ S40の各処理は上記実施形態と同様である。

これにより、冷凍サイクル内の水分濃度を低減させると共に窒素濃度も低減させる 洗浄を行う場合にぉレ、て、放出されるトータルの排出二酸化炭素量を削減させること ができる。

また、他の例として、水分除去のために窒素以外の水分吸着性を有する成分を充 填物として採用してもよい。これにより、充填対象を放出する際に、より多くの水分を 吸着性成分の放出に伴って排出でき、冷凍サイクルにおける水分除去を効果的に fiうこと力 Sでさる。

さらに、他の例として、水分に限らず、他の成分の不純物に対して選択的吸着性も しくは選択的吸収性を有する作動流体を採用して、冷凍サイクルに対して充填するこ とにより、冷凍サイクルを洗浄するようにしてもよい。

[0055] (B)

上記実施形態の空気調和装置 1では、充填する冷媒の温度状態については特に 考慮することなく洗浄を行う場合について例に挙げて説明した。

ここで、上記実施形態において、充填ステップ S20における充填圧力をあまりに上 げすぎてしまうと、冷凍サイクル内に残存している水分が気化できず、水分が液状態 のままで存在してしまうことがある。この場合には、放出ステップ S30において大気圧 化させて充填対象を冷凍サイクルから放出する際に、水分を充填対象に含ませて排 出することができなくなるおそれがある。このため、冷凍サイクル内の水分を低減させ ること力 S困難になること力 Sfcる。

これに対して、本発明の変形例（B)の空気調和装置 1の洗浄方法としては、例えば 、冷凍サイクルに不純物として存在している水分を、加熱によって液状態から気体状 態として放出対象に多く含ませるようにし、冷凍サイクルにおける水分除去が効果的 になるようにしてもよい。

[0056] 具体的には、例えば、上述した充填ステップ S10において充填される二酸化炭素 の温度を、充填される二酸化炭素の圧力状態に対応した水の沸点よりも高温度状態 となるように二酸化炭素を冷凍サイクルに充填する。すなわち、充填ステップ S 10に おいては、冷凍サイクル内が大気圧を超える圧力に加圧されることになる力、これに 伴い、水の沸点も上昇することになる。このため、上述した充填ステップ S10が終了し て待機ステップ S20における冷凍サイクル中の冷媒圧力に応じた水の沸点を特定し 、この圧力状態に対応する水の沸点以上に冷媒を加熱して充填する。したがって、 冷凍サイクル中に存在する水分は、液体状態よりも気体状態として存在しやすくなり 、充填されて!/、る二酸化炭素冷媒と十分に混合させることができる。

例えば、圧力センサ Pによって検知される冷凍サイクル内の圧力が 0· 169MPa (約 1. 7気圧）になるまで二酸化炭素の充填を行った場合には、水の沸点は 115°Cとな つている。このため、充填ステップ S10においては、二酸化炭素を加熱し、 115°C以 上の状態にして冷凍サイクルに充填する。これにより、水蒸気となって存在している 水分と二酸化炭素とを十分に混ぜ合わせることができる。

[0057] 以上のように処理することで、放出ステップ S30における放出対象には、不純物とし て窒素だけでなぐ水分も多く含ませることができる。これにより、窒素だけでなぐ水 分についても、冷凍サイクルの利用ユニット 5、液冷媒配管 6およびガス冷媒配管 7か ら外部に効果的に排出することができる。

また、ここでは、冷凍サイクルにおける温度が、圧力条件に対応した水の沸点以上 の温度となればよいため、充填される冷媒を加熱する他に、冷凍サイクル自体を加熱 するヒータ等を設置するようにしてもよ!/、。 このように冷凍サイクル内の水分が低減されることで、冷凍サイクルでの凍結の発生 を防止したり、冷媒配管と水分とが接触することで生じる酸化物等を低減させて、装 置の腐食を防止させることができる。

[0058] (C)

上記実施形態の空気調和装置 1では、制御装置 70が空気調和装置 1に設けられ てレ、る場合につ!/、て例に挙げて説明した。

しかし、本発明はこれに限られるものではなぐ制御装置 70は、例えば、二酸化炭 素ボンべ 30に対して設けられている構成であってもよい。この場合には、空気調和 装置 1においてこのような制御装置を設けることなぐ配管洗浄を行うための二酸化炭 素ボンべ 30を用意するだけで、上記実施形態と同様の効果が得られる。

(D)

上記実施形態の空気調和装置 1では、繰り返しステップ S40において、放出される 充填対象中の窒素濃度を測定し、測定値が許容範囲を満たすまで、充填ステップ S 10、待機ステップ S20および放出ステップ S30を繰り返す場合について例に挙げて 説明した。

[0059] しかし、本発明はこれに限られるものではなぐ例えば、充填対象の濃度測定等の 処理を行うことなぐ充填ステップ S 10の加圧充填として設定されている冷凍サイクル 内の圧力の値に応じて、制御部 71が、充填ステップ S10、待機ステップ S20および 放出ステップ S30の単位操作を繰り返す回数について、決定するようにしてもよい。 なお、この場合、充填処理における冷凍サイクル内の圧力が毎回異なるようにして もよい。例えば、繰り返しの回数を重ねる毎に次第に冷凍サイクル内の圧力が高くな るように、充填処理を行ってもよい。また、各回の放出ステップ S30において濃度セン サ Cにより検知される充填対象の不純物濃度に応じて、制御部 71が、次回の充填ス テツプ S 10の圧力条件や温度条件を決定するようにしてもよい。この場合には、冷凍 サイクル内における窒素濃度が高い場合には、洗浄に要する二酸化炭素の量を低 減できる。また、洗浄処理を繰り返すことで冷凍サイクル内の窒素濃度が低くなつてき た場合には、冷凍サイクル内の二酸化炭素ガスの圧力をより一層上げることにより、 不純物としての窒素の排出をより効果的に促すことができる。 [0060] また、繰り返し回数を予め設定入力により固定しておき、この設定入力された繰り返 し回数だけで、 目標とする不純物の濃度以下にできるように、充填ステップ S 10にお ける充填圧力の値や温度を制御部 71が定めるようにしてもよい。

(E)

上記実施形態の空気調和装置 1では、 1台の熱源ユニット 2に対して複数台の利用 ユニット 5が接続されたマルチタイプの空気調和装置 1について例に挙げて説明した しかし、本発明はこれに限られるものではなぐ 1台の熱源ユニットに対して 1台の利 用ユニット 5が接続されたペアタイプの空気調和装置を対象として、上記実施形態の 洗浄方法を適用するようにしてもよい。

なお、このようなペアタイプの空気調和装置の場合には、連絡配管の長さも膨大で はないため、気密試験は、据付後に行うようにしてもよい。

[0061] (F)

上記実施形態では、窒素を不純物とした場合の洗浄処理につ!/、て例に挙げて説 明した。

しかし、本発明はこれに限られるものではなぐ不純物は、窒素を含む空気としても よい。

(G)

上記実施形態の洗浄方法では、放出ステップ S30にお!/、て放出された放出対象に 存在する不純物の濃度を濃度センサ Cによって検知して、繰り返しステップ S40によ つて、 目標となる残留濃度の条件を満たすまで、充填ステップ S 10、待機ステップ S2 0および放出ステップ S30を繰り返す場合について例に挙げて説明した。

しかし、本発明はこれに限られるものではなぐメモリ 72に、予め、図 5に示すような 、充填（チャージ）と放出（ベント）を繰り返す回数と、冷凍サイクルの充填時の圧力と 、不純物である窒素の冷凍サイクル中の残量と、の関係を示すデータベースを格納 しておいてもよい。

[0062] そして、ユーザが設定入力部 78から目標残留濃度と充填ステップ S10における充 填圧力とを入力することにより、制御部 71が、図 5の表を参照して、繰り返しステップ S40において必要となる繰り返し回数を自動的に特定するようにしてもよい。ここで、 図 5に示すように、不純物の濃度を所定の目標以下にするために必要な繰り返し回 数は、充填ステップ S10における充填圧力の値に対して反比例する関係にある。そ して、制御部 71は、特定された回数だけ充填ステップ S10、待機ステップ S20および 放出ステップ S 30を自動的に繰り返すようにしてもよレ、。

(H)

上記実施形態の洗浄方法では、ガス管側サービスポート S7を介して冷凍サイクノレ に二酸化炭素を充填し、液管側サービスポート S6を介して冷凍サイクルから充填対 象を放出する場合について例に挙げて説明した。

[0063] しかし、本発明はこれに限られるものではなぐ液側サービスポート S6を介して冷凍 サイクルに二酸化炭素を充填し、ガス管側サービスポート S 7を介して充填対象を放 出するようにしてもよい。

さらに、液管側サービスポート S6のみで充填と放出との両方を行う構成としたり、ガ ス管側サービスポート S7のみで充填と放出の両方を行う構成としてもよい。これによ つても、上記実施形態と同様に、洗浄効果が得られる。

産業上の利用可能性

[0064] 本発明を利用すれば、真空引きを行うことなぐ既設の設備を用いたまま、冷凍サイ クルに残留している不純物の量を低減させることができるため、特に、作動冷媒として 二酸化炭素を用いる空気調和装置の洗浄方法として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 作動冷媒として二酸化炭素を利用される空気調和装置（1)の洗浄方法であって、 冷凍サイクルに作動流体を充填させる充填ステップ（S 10)と、

前記充填ステップの後に前記冷凍サイクルに充填されている充填対象を放出する 放出ステップ（S30)と、

前記充填ステップおよび前記放出ステップを単位操作とした場合、前記単位操作 を少なくとも 1回以上行う繰り返しステップ（S40)と、

を備えた空気調和装置（1)の洗浄方法。

[2] 前記充填ステップでは、前記冷凍サイクル内の圧力が少なくとも大気圧を超える圧 力になるまで前記作動流体の充填を行い、

前記放出ステップでは、前記冷凍サイクル内の圧力が略大気圧になるまで前記充 填対象の放出を行う、

請求項 1に記載の空調調和装置の洗浄方法。

[3] 前記作動流体は、前記作動冷媒と同一成分の二酸化炭素である、

請求項 1または 2に記載の空調調和装置の洗浄方法。

[4] 前記作動流体は、窒素である、

請求項 1または 2に記載の空調調和装置の洗浄方法。

[5] 前記充填ステップ（S10)にお!/、て充填される前記作動流体の温度および/または 前記充填ステップ（S 10)において充填を止める際の前記冷凍サイクル内の圧力と、 前記繰り返しステップ（S40)における前記単位操作の繰り返し回数と、は略反比例 の関係にある、

請求項 1から 4にいずれか 1項に記載の空調調和装置の洗浄方法。

[6] 前記繰り返しステップ（S40)では、予め定められた所定回数だけ前記単位操作を 繰り返し、

前記充填ステップ（S10)では、前記所定回数に応じた温度で、および/または、前 記所定回数に応じた前記冷凍サイクル内の圧力の条件に沿うように、前記作動流体 を充填する、

請求項 5に記載の空調調和装置の洗浄方法。

[7] 前記充填ステップ（S10)では、前記作動流体の充填時における所定温度、および /または、前記作動流体の充填時における前記冷凍サイクル内の所定圧力を予め 定めた条件で行い、

前記繰り返しステップ（S40)では、前記所定温度および/または所定圧力に応じ た回数分だけ前記単位操作を繰り返す、

請求項 5に記載の空調調和装置の洗浄方法。

[8] 前記充填ステップ（S10)は、前記放出された充填媒体に含まれる成分のうち、前記 作動冷媒以外であってかつ前記作動流体以外の成分である所定成分の濃度を検知 し、前記検知される値に応じて、次に行われる充填ステップ（S 10)で充填される作動 流体の温度および/または圧力を調節する、

請求項 1から 7のいずれか 1項に記載の空調調和装置の洗浄方法。

[9] 前記所定成分には、水分が含まれ、

前記充填ステップ（S10)では、前記冷凍サイクル内の温度が、前記冷凍サイクル 内の圧力に応じた前記水分の沸点を超える温度となるように加熱する、

請求項 8に記載の空調調和装置の洗浄方法。

[10] 前記冷凍サイクルは、 1台の熱源ユニット（2)と、複数台の利用ユニット（5)と、 1台 の前記熱源ユニットに対して前記複数台の利用ユニットを並列に接続するために分 岐部分 (B)が設けられている連絡配管（6、 7)と、を有しており、

前記充填ステップ（S10)、前記放出ステップ（S30)および前記繰り返しステップ（S 40)を、少なくとも前記分岐部分 (B)を対象として行う、

請求項 1から 9のいずれか 1項に記載の空気調和装置の洗浄方法。

[11] 作動冷媒として二酸化炭素が利用される空気調和装置（1)であって、

作動流体を充填した後に充填対象を放出するという単位操作を少なくとも 1回以上 繰り返して行うことが可能な冷凍サイクルと、

前記単位操作が行われた回数をカウントして出力するカウンタ（74)と、 を備えた空気調和装置（1)。

[12] 前記カウンタ（74)の出力によって得られる回数に基づいて、前記単位操作の繰り 返しを終えるか否か判断する判断部（70)をさらに備えた、 請求項 11に記載の空気調和装置（1)。

[13] 前記判断部（70)は、前記充填される作動流体の温度および/または前記作動流 体の充填後における前記冷凍サイクル内の圧力に応じた回数分だけ前記単位操作 が繰り返えされるように判断する、

請求項 12に記載の空気調和装置（1)。

[14] 前記放出された充填媒体に含まれる成分のうち、前記作動冷媒以外であってかつ 前記作動流体以外の成分である所定成分の濃度を検知の濃度を検知する検知部（

77)をさらに備え、

前記判断部（70)は、前記検知部（77)が検知する所定成分の濃度に応じた回数 分だけ前記単位操作が繰り返されるように判断する、

請求項 12または 13に記載の空気調和装置（ 1)。

[15] 前記冷凍サイクルに対する前記作動流体の充填、および、その後の前記冷凍サイ クルからの充填対象の放出を行う充填放出制御を行い、前記判断部にぉレ、て前記 単位操作の繰り返しを終えると判断された場合に前記充填放出制御を止める制御部 (71)をさらに備えた、

請求項 12から 14のいずれ力、 1項に記載の空気調和装置（1)。

[16] 前記冷凍サイクルは、 1台の熱源ユニット（2)と、複数台の利用ユニット（5)と、 1台 の前記熱源ユニットに対して前記複数台の利用ユニットを並列に接続するために分 岐部分が設けられている連絡配管（6、 7)と、を有しており、

前記作動流体を充填した後に充填対象を放出するとレ、う単位操作を、少なくとも前 記分岐部分を対象として、少なくとも 1回以上行う、

請求項 11から 15のいずれ力、 1項に記載の空気調和装置（1)。