JP2004361014A - 冷凍サイクル装置及びその冷媒交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】環境保護上問題のないとされる冷媒に置換する冷凍サイクル装置の構成と、その冷凍サイクル装置の冷媒交換のための洗浄運転方法を得る。
【解決手段】圧縮機、熱源機側熱交換器、流量調整手段、利用側熱交換器を順次接続して冷媒回路を構成し、熱源機側熱交換器と流量調整手段の一端とを接続する第１の接続配管と、利用側熱交換器の他端と圧縮機とを接続する第２の接続配管と、第１の接続配管に一端が接続され、第２の接続配管に他端が接続された洗浄手段とを備え、旧冷媒から新冷媒に置換する際に洗浄手段を接続して洗浄運転を行うものにおいて、洗浄手段を、油分離器と異物捕捉手段とから構成される分離型洗浄機と、それ以外の構成部品とに分割するとともに、洗浄手段に対して分離型洗浄機を着脱自在な構成とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクル装置及びその冷媒交換方法に関するものである。さらに詳しくは、熱源機のみ又は熱源機と室内機を新規に交換し、熱源機と室内機とを接続する接続配管を交換しないで、冷媒を新規に交換する冷凍サイクル装置及びその冷媒交換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から一般に用いられているセパレート形の冷凍サイクル装置を図４に示す。図４において、熱源機Ａは、圧縮機１、四方弁２、熱源機側熱交換器３、第１の操作弁４、第２の操作弁７、アキュムレータ８を内蔵している。また、室内機Ｂは、流量調整器又は流量制御弁等からなる流量調整手段５、及び利用側熱交換器６を備えている。熱源機Ａと室内機Ｂは離れた場所に設置され、第１の接続配管Ｃ、第２の接続配管Ｄにより接続されて、冷凍サイクル装置を構成する。
【０００３】
第１の接続配管Ｃの一端は熱源機側熱交換器３と第１の操作弁４と介して接続され、第１の接続配管Ｃの他端は流量調整器５と接続されている。第２の接続配管Ｄの一端は四方弁２と操作弁７を介して接続され、第２の接続配管の他端は利用側熱交換器６と接続されている。また、アキュムレータ８のＵ字管状の流出配管下部には返油穴８ａが設けられている。
【０００４】
この冷凍サイクル装置の冷媒の流れを図４に添って説明する。図中、実線矢印が冷房運転の流れを、破線矢印が暖房運転の流れを示す。
まず、冷房運転の流れを説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は四方弁２を経て、熱源機側熱交換器３へと流入し、ここで空気・水など熱源媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は第１の操作弁４、第１の接続配管Ｃを経て流量調整器５へ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、利用側熱交換器６で空気などの利用媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化した冷媒は第２の接続配管Ｄ、第２の操作弁７、四方弁２、アキュムレータ８を経て圧縮機１へ戻る。
【０００５】
次に、暖房運転の流れを説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は四方弁２、第２の操作弁７、第２の接続配管Ｄを経て、利用側熱交換器６へと流入し、ここで空気など利用側媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は流量調整器５へ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、第１の接続配管Ｃ、第１の操作弁４を経て、熱源側熱交換器３で空気・水などの熱源媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化した冷媒は四方弁２、アキュムレータ８を経て圧縮機１へ戻る。
【０００６】
従来、このような冷凍サイクル装置の冷媒として、ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）やＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）が用いられてきたが、これらの分子に含まれる塩素が成層圏でオゾン層を破壊するためＣＦＣは既に全廃され、ＨＣＦＣでも生産規制が開始されている。
【０００７】
これらに替って、分子に塩素を含まないＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を使用する冷凍サイクル装置が実用化されている。ＣＦＣ・ＨＣＦＣを用いた冷凍サイクル装置が老朽化した場合、これらの冷媒は全廃・生産規制されているため、ＨＦＣ（Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ等の冷媒）を用いた冷凍サイクル装置に入れ替える必要がある。
また、熱源機Ａは、ＨＦＣで使用する冷凍機油・有機材料・熱交換器がＣＦＣ、ＨＣＦＣとは異なるため、ＨＦＣ専用のものと交換する必要があり、かつ元々ＣＦＣ・ＨＣＦＣ用の熱源機Ａは老朽化しているため交換する必要があるものであり、交換も比較的容易である。
【０００８】
一方、熱源機Ａと室内機Ｂを接続する第１の接続配管Ｃと第２の接続配管Ｄは、配管長が長い場合や、パイプシャフトや天井裏などの建物に埋設されている場合には、新規配管に交換することは困難で、しかも老朽化もしないため、ＣＦＣ・ＨＣＦＣを用いた冷凍サイクル装置で使用していた第１の接続配管Ｃと第２の接続配管Ｄをそのまま使用できれば、配管工事が簡略化できる。さらに、室内機Ｂについても建物の中に数多く設置されている場合には新規に交換することは困難なため、 ＣＦＣ・ＨＣＦＣを用いた冷凍サイクル装置で使用していた室内機Ｂを使用することで、室内機Ｂの交換工事が簡略化できる。
【０００９】
しかし、ＣＦＣ・ＨＣＦＣを用いた冷凍サイクル装置で使用していた室内機Ｂ、第１の接続配管Ｃと第２の接続配管Ｄには、ＣＦＣ・ＨＣＦＣを用いた冷凍サイクル装置の冷凍機油である鉱油やＣＦＣ・ＨＣＦＣや冷凍機油の劣化物がスラッジとなったものが残留している。
【００１０】
図３は鉱油とＣＦＣとの溶解度曲線、及び鉱油とＨＣＦＣとの溶解度曲線を示す図で、横軸は油量（ｗｔ％）、縦軸は温度（℃）を示す
ＨＦＣを用いた冷凍サイクル装置の冷凍機油（エステル油やエーテル油などの合成油）に鉱油が一定以上混入すると図３に示すように、ＨＦＣ冷媒との相溶性が失われ、アキュムレータ８に液冷媒が溜まっている場合にＨＦＣ用冷凍機油が液冷媒の上に分離・浮遊するため、アキュムレータ８の下部にある返油穴８ａから圧縮機１へ冷凍機油が戻らず圧縮機１の摺動部が焼き付く。
また、鉱油が混入するとＨＦＣ用冷凍機油が劣化する。また、ＣＦＣ・ＨＣＦＣが混入するとこれらに含まれる塩素成分によりＨＦＣ用冷凍機油が劣化する。また、ＣＦＣ・ＨＣＦＣ用冷凍機油の劣化物がスラッジとなったものに含まれる塩素成分によりＨＦＣ用冷凍機油が劣化する。
【００１１】
また、従来技術として、ＨＦＣ用熱源機、ＨＦＣ用室内機、第１の接続配管、第２の接続配管を接続し、さらにＨＦＣ用熱源機と第１の接続配管及び第２の接続配管の間に洗浄機を接続して洗浄運転を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−２６７２９４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では、以下に示すような問題があった。第１に、油分離手段、油捕捉手段、流量制御手段、切換弁、操作弁等の構成部品が多く、また構成が複雑となっていた。そのため、洗浄機が大型となり、重くなる為、運搬性及び作業性が悪化していた。特に、旧冷媒から新冷媒に置換する作業を行う際に比較的困難を伴う例えば商用施設や雑居ビル等のような厳しい環境下では、その傾向がより顕著であり、コストも割高となる。また、大形機を旧冷媒から新冷媒に置換する場合、さらに大形かつ複雑化する等の問題があった。
【００１４】
この発明は、上述のような従来の課題を解決するためになされたもので、環境保護上問題のないとされる冷媒に置換する冷凍サイクル装置の構成と、その冷凍サイクル装置の冷媒交換のための洗浄運転方法を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源機側熱交換器、流量調整手段、利用側熱交換器を順次接続して冷媒回路を構成し、熱源機側熱交換器と流量調整手段の一端とを接続する第１の接続配管と、利用側熱交換器の他端と圧縮機とを接続する第２の接続配管と、第１の接続配管に一端が接続され、第２の接続配管に他端が接続された洗浄手段とを備え、旧冷媒から新冷媒に置換する際に洗浄手段を接続して洗浄運転を行うものにおいて、洗浄手段を、油分離器と異物捕捉手段とから構成される分離型洗浄機と、それ以外の構成部品とに分割するとともに、洗浄手段に対して分離型洗浄機を着脱自在な構成としたものである。
【００１６】
また、油分離器と異物捕捉手段とから構成される分離型洗浄機を複数備え、これら複数の分離型洗浄機を個別に着脱可能な構成としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分については、同一符号を付してその説明を適宜省略または簡略化する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置の一例として、冷媒置換を行う冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。
図１において、熱源機Ａは、圧縮機１、四方弁２、熱源機側熱交換器３、第１の操作弁４、第２の操作弁７、アキュムレータ８を内蔵している。また、アキュムレータ８のＵ字管状の流出配管下部には返油穴８ａが設けられている。
室内機Ｂは、流量調整器又は流量制御弁等からなる流量調整手段５、及び利用側熱交換器６を備えている。
【００１８】
旧冷媒から新冷媒に置換する際に冷媒回路に接続されて洗浄運転を行う洗浄手段Ｅは、圧縮機１から冷媒とともに吐出される冷凍機油を分離する油分離器９、この油分離器９の底部より端を発するバイパス路９ａ、第１の切換弁１０、第２の切換弁１１、高温高圧のガス冷媒を冷却・液化する冷却手段１２ａ、低圧二相冷媒をガス化する加熱手段１２ｂ、この加熱手段１２ｂの出口部に直列に設けられた異物捕捉手段１３、第２の切換弁１１と加熱手段１２ｂとの間に設けられた第１の流量制御手段１５、冷却手段１２ａと第２の切換弁１１との間に設けられた第２の流量制御手段１６を備えている。
【００１９】
上記第１の切換弁１０は４個のポートを持ち、熱源機側熱交換器３の冷房運転時の出口端、四方弁２の暖房運転の出口端、冷却手段１２ａの入口端、異物捕捉手段１３の出口端の４個所のうち、洗浄運転モードに応じて、以下のような接続切換を行うものである。すなわち、冷房洗浄運転時には熱源側熱交換器３の冷房運転時の出口端と冷却手段１２ａの入口端とを接続し、かつ異物捕捉手段１３の出口端と四方弁２の冷房運転時の入口端（暖房運転時の出口端）とを接続する。また、暖房洗浄運転時には、四方弁２の暖房運転時の出口端と冷却手段１２ａの入口端とを接続し、かつ異物捕捉手段１３の出口端と熱源機側熱交換器３の暖房運転時の入口端（冷房運転時の出口端）とを接続する。
また、上記第１の切換弁１０は、熱源機側熱交換器３の冷房運転時の出口端から冷却手段１２ａの入口端への冷媒の流通は許容するが、その逆は許容しないように設けられた逆止弁１０ａ、四方弁２の暖房運転時の出口端から冷却手段１２ａの入口端への冷媒の流通は許容するがその逆は許容しないように設けられた逆止弁１０ｂ、異物捕捉手段１３の出口端から熱源機側熱交換器３の冷房運転時の出口端への冷媒の流通は許容するがその逆は許容しないように設けられた逆止弁１０ｃ、異物捕捉手段１３の出口端から四方弁２の暖房運転時の出口端への冷媒の流通は許容するがその逆は許容しないように設けられた逆止弁１０ｄより構成されているため、電気信号によらず各接続端の圧力により自己切替えが可能な切換弁である。
【００２０】
また、上記洗浄手段Ｅ全体に対してその一部を構成する分離型洗浄機ＥＥが着脱自在に接続されており、この分離型洗浄機ＥＥは、上記油分離器９、バイパス路９ａ及び異物捕捉手段１３とから構成されている。
また、第１の接続配管Ｃには第３の操作弁１７ａが設けられ、第２の接続配管Ｄには第４の操作弁１７ｂが設けられ、第１の操作弁４と第１の切換弁１０との間には第５の操作弁１７ｃが設けられ、第３の操作弁１７ａと第２の切換弁１１との間には第６の操作弁１７ｄが設けられ、第２の操作弁７と第１の切換弁１０との間には第７の操作弁１７ｅが設けられ、第４の操作弁１７ｂと第２の切換弁１１との間には第８の操作弁１７ｆが設けられている。
第５の操作弁１７ｃと第１の操作弁４の間には第３の接続配管ＣＣが設けられている。また、第７の操作弁１７ｅと第２の操作弁７の間には第４の接続配管ＤＤが設けられている。
【００２１】
上記冷却手段１２ａの冷却源は、空気・水のいずれでもよく、上記加熱手段１２ｂの加熱源も空気・水のいずれでも、あるいはヒーターでもよい。また、冷却手段１２ａと加熱手段１２ｂは、第１の切換弁１０と第２の切換弁１１に挟まれた、高温高圧側の配管と低温低圧側の配管を熱的に接触させて、たとえば、二重管の外側配管として高温高圧側の配管、内側配管として低温低圧側の配管で構成することでもよい。すなわち、加熱手段１２ｂと冷却手段１２ａとの間で熱移動させてもよい。
上記洗浄手段Ｅは、第５〜８の操作弁１７ｃ〜１７ｆの部分により冷凍サイクル装置の第１の接続配管Ｃ、第２の接続配管Ｄから着脱自在に接続されている。
【００２２】
第１の接続配管Ｃの一端は第３の操作弁１７ａと接続され、その他端は第１の接続配管Ｃを介して流量調整器又は流量制御弁５と接続されている。
第２の接続配管Ｄの一端は第４の操作弁１７ｂと接続され、その他端は第２の接続配管Ｄを介して利用側熱交換器６と接続されている。
熱源機Ａと室内機Ｂは離れた場所に設置され、第１、３の接続配管Ｃ、ＣＣ、第２、４の接続配管Ｄ、ＤＤにより接続されて、冷凍サイクルを形成する。なお、この冷凍サイクル装置は冷媒としてＨＦＣ（以下、新冷媒と称する）を使うものである。
【００２３】
次に、ＣＦＣやＨＣＦＣを使った空気調和装置が老朽化した場合、空気調和装置の交換の手順を説明する。まず、既存の冷凍サイクル装置からＣＦＣまたはＨＣＦＣを回収し、熱源機Ａと室内機ＢをＨＦＣを用いるものに交換する。第１の接続配管Ｃ、第２の接続配管ＤはＣＦＣまたはＨＣＦＣを使った冷凍サイクル装置のものを再利用し、第３の接続配管ＣＣと第４の接続配管ＤＤは新規に敷設する。分離型洗浄機ＥＥが着脱自在に接続された洗浄手段Ｅ全体を第５、６の操作弁１７ｃ、１７ｄを介して第３の接続配管ＣＣに接続し、かつ第７、８の操作弁１７ｅ、１７ｆを介して第５の接続配管ＤＤに接続する。第１の接続配管Ｃ、第２の接続配管Ｄを室内機Ｂに接続し、冷媒回路を形成する。
熱源機Ａ、洗浄手段Ｅ全体には予めＨＦＣが充填されているので、第１の操作弁４と第２の操作弁７は閉じたまま、室内機Ｂ、第１の接続配管Ｃ、第２の接続配管Ｄ、第３の接続配管ＣＣ、第４の接続配管ＤＤを接続状態で真空引きし、その後第１の操作弁４と第２の操作弁７の開弁とＨＦＣの追加充填を実施する。
その後、流量調整器５を所定開度に設定し、第５〜８の操作弁１７ｃ〜１７ｆを開弁し、第３、４の操作弁１７ａ、１７ｂを閉弁することで所定時間洗浄運転を実施する。
洗浄運転後、第１、第２の操作弁４、７と第５〜第８の操作弁１７ｃ〜１７ｆとを閉弁し、洗浄手段Ｅ全体の取り外し、第３、４の操作弁１７ａ、１７ｂを開弁することで試運転を実施する。
【００２４】
次に洗浄運転の内容を図１に添って説明する。図中、実線矢印が冷房洗浄運転の流れを、破線矢印が暖房洗浄運転の流れを示す。
まず、冷房洗浄運転について説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒はＨＦＣ冷凍機油と共に圧縮機１を吐出され、四方弁２を経て、熱源機側熱交換器３へと流入し、ここで空気・水等の熱源媒体と熱交換せずに通過し、第１の操作弁４、第３の接続配管ＣＣ、第５の操作弁１７ｃ、第１の切換弁１０を経て油分離器９へ流入する。
この油分離器９で、ＨＦＣ用の冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが冷却手段１２ａに流入し、ここで凝縮液化して、第２の流量制御手段１６で少し減圧されて気液二相状態となる。この気液二相状態の冷媒は、第２の切換弁１１、第６の操作弁１７ｄ、第３の操作弁１７ａを経て、第１の接続配管Ｃに流入する。
ＨＦＣの気液二相冷媒が第１の接続配管Ｃを流れるときに、第１の接続配管Ｃに残留しているＣＦＣ・ＨＣＦＣ・鉱油・鉱油劣化物（以下残留異物を称する）を気液二相状態のため比較的早く洗浄しＨＦＣの気液二相冷媒と共に流れ、室内機Ｂを通過して、第１の接続配管Ｃの残留異物と共に第２の接続配管Ｄに流入する。
【００２５】
第２の接続配管Ｄに残留している残留異物は、ここを流れる冷媒が気液二相状態の為、流速も早く、かつ液冷媒と共に残留異物は洗浄され、比較的早い速度で洗浄される。その後、気液二相状態の冷媒は、第１の接続配管Ｃの残留異物と第２の接続配管Ｄの残留異物と共に、第４の操作弁１７ｂ、第８の操作弁１７ｆ、第２の切換弁１１を経て第１の流量制御手段１５で低圧まで減圧されて、加熱手段１２ｂへ流入し、ここで蒸発・ガス化され、異物捕捉手段１３へ流入する。
その後、ガス冷媒は、第１の切換弁１０、第７の操作弁１７ｅ、第２の操作弁７、四方弁２、アキュムレータ８を経て圧縮機１に戻る。
なお、冷房運転時の冷媒回路、すなわち、圧縮機１から熱源機側熱交換器３と流量調整器５と利用側熱交換器６とアキュムレータ８とを順次に経て再び圧縮機１に戻る冷媒回路は、図４の場合とほぼ同様であるので詳細な説明は省略するが、この冷媒回路を第１の冷媒回路と呼ぶ。
【００２６】
次に暖房洗浄運転の流れを説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒はＨＦＣ用冷凍機油と共に圧縮機１を吐出され、四方弁２、第２の操作弁７、第４の接続配管ＤＤ、第７の操作弁１７ｅ、第１の切換弁１０を経て油分離器９へ流入する。
この油分離器９で、ＨＦＣ用の冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが冷却手段１２ａに流入し、ここで凝縮液化して、第２の流量制御手段１６で少し減圧されて気液二相状態となる。この気液二相状態の冷媒は、第２の切換弁１１、第８の操作弁１７ｆ、第４の接続配管ＤＤ、第４の操作弁１７ｂを経て、第２の接続配管Ｄに流入する。
ＨＦＣの気液二相冷媒が第２の接続配管Ｄを流れるときに、第２の接続配管Ｄに残留しているＣＦＣ・ＨＣＦＣ・鉱油・鉱油劣化物（以下残留異物を称する）を気液二相状態のため比較的早く洗浄しＨＦＣの気液二相冷媒と共に流れ、室内機Ｂを通過して、第２の接続配管Ｄの残留異物と共に第１の接続配管Ｃに流入する。
第１の接続配管Ｃに残留している残留異物は、ここを流れる冷媒が気液二相状態の為、流速も早く、かつ液冷媒と共に残留異物は洗浄され、比較的早い速度で洗浄される。その後、気液二相状態の冷媒は、第１の接続配管Ｃの残留異物と第２の接続配管Ｄの残留異物と共に、第３の操作弁１７ａ、第６の操作弁１７ｄ、第２の切換弁１１を経て第１の流量制御手段１５で低圧まで減圧されて、加熱手段１２ｂへ流入し、ここで蒸発・ガス化され、異物捕捉手段１３へ流入する。
その後、ガス冷媒は、第１の切換弁１０、第５の操作弁１７ｃ、第１の操作弁４、熱源機側熱交換器３へ流入し、ここでは熱交換させずに通過させ、四方弁２、アキュムレータ８を経て圧縮機１に戻る。
なお、暖房運転時の冷媒回路、すなわち、圧縮機１から利用側熱交換器６と流量調整器５と熱源機側熱交換器３とアキュムレータ８とを順次に経て再び圧縮機１に戻る冷媒回路は、図４の場合とほぼ同様であるので詳細な説明は省略するが、この冷媒回路を第２の冷媒回路と呼ぶ。
【００２７】
以上のように、熱源機Ａ、室内機Ｂ を新規に交換し 、第１の接続配管Ｃと第２の接続配管Ｄを交換しないで、老朽化したＣＦＣ、ＨＣＦＣを用いた冷凍サイクル装置をＨＦＣを用いた冷凍サイクル装置に冷凍空調運転に支障をきたすことなく入れ替えることができる。この冷凍サイクル装置によれば、既設配管を再利用する場合、洗浄手段Ｅの一部を構成する分離型洗浄機ＥＥを着脱自在に構成しているので、小型化が図れる為、大きな洗浄装置が不要となり、また設置環境が悪い条件下でも洗浄機Ｅ全体の搬入・搬出性が向上する等作業性が良好となり、コストが安価となる。また、洗浄機Ｅ全体のメンテナンス性も容易となる。
【００２８】
この実施の形態１では、室内機Ｂが並列に複数台接続された冷凍サイクル装置についても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機側熱交換器３と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽（湯を含む）が設置されても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機Ａが複数台並列に接続された冷凍サイクル装置においても同様の効果を奏することは明らかである。
また、冷凍サイクル装置に限らず、蒸気圧縮式の冷凍サイクル応用品で、熱源機側熱交換器３が内蔵されたユニットと利用側熱交換器６が内蔵されたユニットが離れて設置されるものであれば、同様の効果を奏することは明らかである。
以上の説明では、既存の旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置の熱源機と室内機を、新冷媒を用いる熱源機Ａと室内機Ｂとに置換する場合について説明したが、熱源機のみを置換し、室内機は既存のものを用いるようにしてもよいことはもちろんである。
【００２９】
以上説明した実施の形態１の構成の一側面を要約すると次の通りである。
この冷凍サイクル装置は、圧縮機から熱源機側熱交換器と流量調整器と利用側熱交換器とアキュムレータとを順次に経て上記圧縮機に冷媒を循環させる第１の冷媒回路と、上記圧縮機から上記利用側熱交換器と流量調整器と上記熱源機側熱交換器と上記アキュムレータとを順次に経て上記圧縮機に冷媒を循環させる第２の冷媒回路とを備える。
また、上記第１の冷媒回路の上記利用側熱交換器と上記アキュムレータの間の冷媒回路をバイパスし、かつ上記第２の冷媒回路の上記流量調整器と上記熱源機側熱交換器との間の冷媒回路をバイパスすると共に、油分離器と冷媒中の異物を捕捉する異物捕捉手段とを有する洗浄手段を備える。
【００３０】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置の一例として、冷媒置換を行う冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。
図２において、符号Ａ〜ＤＤ、１〜１７は、実施の形態１と同様のものであるから、詳細の説明を適宜省略または簡略化する。
【００３１】
油分離器９、バイパス路９ａ及び異物捕捉手段１３とから構成される分離型洗浄機ＥＥが、洗浄手段Ｅ全体内において２台が直列でかつ着脱自在に接続されている。
熱源機Ａと室内機Ｂは離れた場所に設置され、第１の接続配管Ｃ、第２の接続配管Ｄにより接続されて、冷凍サイクルを形成する。
なお、この冷凍サイクル装置は、冷媒としてＨＦＣ（新冷媒）を使うものである。
【００３２】
次に、ＣＦＣやＨＣＦＣを使った空気調和装置が老朽化した場合、空気調和装置の交換の手順を示す。まず、既存の冷凍サイクル装置からＣＦＣまたはＨＣＦＣを回収し、熱源機Ａと室内機ＢをＨＦＣを用いるものに交換する。第１の接続配管Ｃ、第２の接続配管ＤはＣＦＣまたはＨＣＦＣを使った冷凍サイクル装置のものを再利用し、第３の接続配管ＣＣと第４の接続配管ＤＤは新規に敷設する。分離型洗浄機ＥＥが２台直列に接続された洗浄手段Ｅを第５、６の操作弁１７ｃ、１７ｄを介して第３の接続配管ＣＣにかつ第７、８の操作弁１７ｅ、１７ｆを介して第５の接続配管ＤＤに接続する。第１の接続配管Ｃ、第２の接続配管Ｄを室内機Ｂに接続し、冷媒回路を形成する。
【００３３】
熱源機Ａ、洗浄機Ｅには予めＨＦＣが充填されているので、第１の操作弁４と第２の操作弁７は閉じたまま、室内機Ｂ、第１の接続配管Ｃ、第２の接続配管Ｄ、第３の接続配管ＣＣ、第４の接続配管ＤＤを接続状態で真空引きし、その後第１の操作弁４と第２の操作弁７の開弁とＨＦＣの追加充填を実施する。
その後、流量調整器５を所定開度に設定し、第５〜８の操作弁１７ｃ〜１７ｆを開弁し、第３、４の操作弁１７ａ、１７ｂを閉弁することで所定時間洗浄運転を実施する。
洗浄運転後、第１、第２の操作弁４、７と第５〜第８の操作弁１７ｃ〜１７ｆとを閉弁し、洗浄手段Ｅの取り外し、第３、４の操作弁１７ａ、１７ｂを開弁することで試運転を実施する。
【００３４】
次に洗浄運転の内容を図２に添って説明する。図中、実線矢印が冷房洗浄運転の流れを、破線矢印が暖房洗浄運転の流れを示す。
まず、冷房洗浄運転について説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒はＨＦＣ冷凍機油と共に圧縮機１を吐出され、四方弁２を経て、熱源機側熱交換器３へと流入し、ここで空気・水等の熱源媒体と熱交換せずに通過し、第１の操作弁４、第３の接続配管ＣＣ、第５の操作弁１７ｃ、第１の切換弁１０を経て油分離器９へ流入する。
ここで、油分離器９を２回通過することで、ＨＦＣ用の冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが冷却手段１２ａに流入し、ここで凝縮液化して、第２の流量制御手段１６で少し減圧されて気液二相状態となる。この気液二相状態の冷媒は、第２の切換弁１１、第６の操作弁１７ｄ、第３の操作弁１７ａを経て、第１の接続配管Ｃに流入する。
ＨＦＣの気液二相冷媒が第１の接続配管Ｃを流れるときに、第１の接続配管Ｃに残留しているＣＦＣ・ＨＣＦＣ・鉱油・鉱油劣化物（以下残留異物を称する）を気液二相状態のため比較的早く洗浄しＨＦＣの気液二相冷媒と共に流れ、室内機Ｂを通過して、第１の接続配管Ｃの残留異物と共に第２の接続配管Ｄに流入する。
【００３５】
第２の接続配管Ｄに残留している残留異物は、ここを流れる冷媒が気液二相状態の為、流速も早く、かつ液冷媒と共に残留異物は洗浄され、比較的早い速度で洗浄される。その後、気液二相状態の冷媒は、第１の接続配管Ｃの残留異物と第２の接続配管Ｄの残留異物と共に、第４の操作弁１７ｂ、第８の操作弁１７ｆ、第２の切換弁１１を経て第１の流量制御手段１５で低圧まで減圧されて、加熱手段１２ｂへ流入し、ここで蒸発・ガス化され、異物捕捉手段１３へ流入する。ここで、異物捕捉手段１３を２回通過することで、１段目で捕捉できなかった異物を２段目で確実に捕捉できる。
その後、ガス冷媒は、第１の切換弁１０、第７の操作弁１７ｅ、第２の操作弁７、四方弁２、アキュムレータ８を経て圧縮機１に戻る。
なお、冷房運転時の冷媒回路、すなわち、圧縮機１から熱源機側熱交換器３と流量調整器５と利用側熱交換器６とアキュムレータ８とを順次に経て再び圧縮機１に戻る冷媒回路は、図４の場合とほぼ同様であるので詳細な説明は省略するが、この冷媒回路を第１の冷媒回路と呼ぶ。
【００３６】
次に暖房運転の流れを説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒はＨＦＣ用冷凍機油と共に圧縮機１を吐出され、四方弁２、第２の操作弁７、第４の接続配管ＤＤ、第７の操作弁１７ｅ、第１の切換弁１０を経て油分離器９へ流入する。
ここで、油分離器９を２回通過することで、ＨＦＣ用の冷凍機油は完全に分離され、ガス冷媒のみが冷却手段１２ａに流入し、ここで凝縮液化して、第２の流量制御手段１６で少し減圧されて気液二相状態となる。この気液二相状態の冷媒は、第２の切換弁１１、第８の操作弁１７ｆ、第４の操作弁１７ｂを経て、第２の接続配管Ｄに流入する。
ＨＦＣの気液二相冷媒が第２の接続配管Ｄを流れるときに、第２の接続配管Ｄに残留しているＣＦＣ・ＨＣＦＣ・鉱油・鉱油劣化物（以下残留異物を称する）を気液二相状態のため比較的早く洗浄しＨＦＣの気液二相冷媒と共に流れ、室内機Ｂを通過して、第２の接続配管Ｄの残留異物と共に第１の接続配管Ｃに流入する。
第１の接続配管Ｃに残留している残留異物は、ここを流れる冷媒が気液二相状態の為、流速も早く、かつ液冷媒と共に残留異物は洗浄され、比較的早い速度で洗浄される。その後、気液二相状態の冷媒は、第１の接続配管Ｃの残留異物と第２の接続配管Ｄの残留異物と共に、第３の操作弁１７ａ、第６の操作弁１７ｄ、第２の切換弁１１を経て第１の流量制御手段１５で低圧まで減圧されて、加熱手段１２ｂへ流入し、ここで蒸発・ガス化され、異物捕捉手段１３へ流入する。ここで、異物捕捉手段１３を２回通過することで、１段目で捕捉できなかった異物を２段目で確実に捕捉する。
その後、ガス冷媒は、第１の切換弁１０、第５の操作弁１７ｃ、第１の操作弁４、熱源機側熱交換器３へ流入し、ここでは熱交換させずに通過させ、四方弁２、アキュムレータ８を経て圧縮機１に戻る。
なお、暖房運転時の冷媒回路、すなわち、圧縮機１から利用側熱交換器６と流量調整器５と熱源機側熱交換器３とアキュムレータ８とを順次に経て再び圧縮機１に戻る冷媒回路は、図４の場合とほぼ同様であるので詳細な説明は省略するが、この冷媒回路を第２の冷媒回路と呼ぶ。
【００３７】
以上のように、熱源機Ａ、室内機Ｂ を新規に交換し 、第１の接続配管Ｃと第２の接続配管Ｄを交換しないで、老朽化したＣＦＣ、ＨＣＦＣを用いた冷凍サイクル装置をＨＦＣを用いた冷凍サイクル装置に冷凍空調運転に支障をきたすことなく入れ替えることができる。この冷凍サイクル装置によれば、異物が比較的多い既設配管を再利用する場合、最小限の変更で済み、洗浄手段Ｅの一部を構成する複数の分離型洗浄機ＥＥを着脱自在に構成しているので、小型化が図れる為、大きな洗浄装置が不要となり、また設置環境が悪い条件下でも洗浄装置Ｅ全体の搬入・搬出性が向上する等作業性が良好となり、コストが安価となる。また、洗浄手段Ｅ全体のメンテナンス性も容易となる。さらに、組み合わせを変えることで、大形配管についても対応が容易となる。
【００３８】
この実施の形態２では、熱源機側熱交換器３と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽（湯を含む）が設置されても同様の効果を奏することは明らかである。また、熱源機Ａが複数台並列に接続された冷凍サイクル装置においても同様の効果を奏することは明らかである。
また、冷凍サイクル装置に限らず、蒸気圧縮式の冷凍サイクル応用品で、熱源機側熱交換器３が内蔵されたユニットと利用側熱交換器６が内蔵されたユニットが離れて設置されるものであれば、同様の効果を奏することは明らかである。
以上では、既存の旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置の熱源機と室内機を、新冷媒を用いる熱源機Ａと室内機Ｂとに置換する場合について説明した。しかし、これは熱源機のみを置換し、室内機は既存のものを用いるようにしてもよい。
【００３９】
以上説明した実施の形態２の構成の一側面を要約すると次のとおりである。
この冷凍サイクル装置は、圧縮機から熱源機側熱交換器と流量調整器と利用側熱交換器とアキュムレータとを順次に経て上記圧縮機に冷媒を循環させる第１の冷媒回路と、上記圧縮機から上記利用側熱交換器と流量調整器と上記熱源機側熱交換器と上記アキュムレータとを順次に経て上記圧縮機に冷媒を循環させる第２の冷媒回路とを備える。
また、上記第１の冷媒回路の上記利用側熱交換器と上記アキュムレータの間の冷媒回路をバイパスし、かつ上記第２の冷媒回路の上記流量調整器と上記熱源機側熱交換器との間の冷媒回路をバイパスすると共に、油分離器と冷媒中の異物を捕捉する異物捕捉手段とを複数有する洗浄手段を備える。
【００４０】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成されており、以下のような効果を奏する。
旧冷媒を用いる冷凍サイクル装置を新冷媒を用いる冷凍サイクル装置に置換する冷凍サイクル装置において、洗浄手段を、油分離器と異物捕捉手段とから構成される分離型洗浄機と、それ以外の構成部品とに分割するとともに、洗浄手段に対して分離型洗浄機を着脱自在な構成としたので、接続配管などの残留している旧冷媒並びに鉱油及び鉱油劣化物を室内機に流入することなく、分離・捕獲し、環境上問題の無いとされる新冷媒に容易に置換することができる洗浄装置の小型化が図れ、洗浄装置の搬入、搬出性が向上する。
【００４１】
また、油分離器と冷媒中の異物を捕捉する異物捕捉手段とを複数有する洗浄手段を備えることにより、油分離と異物捕捉を複数回行うので、洗浄装置の効率アップを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置の一例として、冷媒置換を行う冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置の一例として、冷媒置換を行う冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。
【図３】鉱油とＣＦＣとの溶解度曲線、及び鉱油とＨＣＦＣとの溶解度曲線を示す図である。
【図４】従来のセパレート形の冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。
【符号の説明】
Ａ：熱源機、 Ｂ：室内機、Ｃ：第１の接続配管、Ｄ：第２の接続配管、ＣＣ：第３の接続配管、ＤＤ：第４の接続配管、Ｅ：洗浄手段、ＥＥ：分離型洗浄機、１：圧縮機、 ２：四方弁、 ３：熱源機側熱交換器、４：第１の操作弁 ５：流量調整器、 ６：利用側熱交換器、７：第２の操作弁、８：アキュムレータ、９：油分離器、１０：第１の切換弁、１０ａ〜１０ｄ：逆止弁、１１：第２の切換弁、１２ａ：冷却手段、１２ｂ：加熱手段、１３：異物捕捉手段、１５：第１の流量制御手段、１６：第２の流量制御手段、１７ａ〜１７ｆ：第３〜８の操作弁。

Claims (4)

1. 圧縮機、熱源機側熱交換器、流量調整手段、利用側熱交換器を順次接続して冷媒回路を構成し、上記熱源機側熱交換器と上記流量調整手段の一端とを接続する第１の接続配管と、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第２の接続配管と、上記第１の接続配管に一端が接続され、上記第２の接続配管に他端が接続された洗浄手段とを備え、旧冷媒から新冷媒に置換する際に上記洗浄手段を接続して洗浄運転を行う冷凍サイクル装置において、上記洗浄手段を、油分離器と異物捕捉手段とから構成される分離型洗浄機と、それ以外の構成部品とに分割するとともに、上記洗浄手段に対して上記分離型洗浄機を着脱自在な構成としたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 油分離器と異物捕捉手段とから構成される分離型洗浄機を複数備え、これら複数の分離型洗浄機を個別に着脱可能な構成としたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 圧縮機、熱源機側熱交換器、流量調整手段、利用側熱交換器を順次接続して冷媒回路を構成し、上記熱源機側熱交換器と上記流量調整手段の一端とを接続する第１の接続配管と、上記利用側熱交換器の他端と上記圧縮機とを接続する第２の接続配管と、上記第１の接続配管に一端が接続され、上記第２の接続配管に他端が接続された洗浄手段とを備え、旧冷媒から新冷媒に置換する際に上記洗浄手段を接続して洗浄運転を行う冷凍サイクル装置の冷媒交換方法において、上記洗浄手段を、油分離器と異物捕捉手段とから構成される分離型洗浄機と、それ以外の構成部品とに分割するとともに、上記洗浄手段に対して上記分離型洗浄機を着脱自在な構成とし、旧冷媒を新冷媒に置換する際に、上記分離型洗浄機とそれ以外の構成部品とを分離して搬入し、現地にて両者を組み立てた後、洗浄運転を行うことを特徴とする冷凍サイクル装置の冷媒交換方法。
4. 油分離器と異物捕捉手段とから構成される分離型洗浄機を複数備え、これら複数の分離型洗浄機を個別に着脱可能な構成とし、旧冷媒を新冷媒に置換する際に、上記複数の分離型洗浄機と複数のそれ以外の構成部品とを分離して搬入し、現地にて複数の両者を組み立てた後、洗浄運転を行うことを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置の冷媒交換方法。

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