JP3222922U - 冷暖房システムの洗浄装置 - Google Patents

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哲夫 岡田
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Abstract

【課題】冷暖房運転時に冷媒の流れが同じになるようにして捕捉したスラッジや金属粉の剥離・分離を防止すると共に、コスト低減及び作業能率の向上を図れる冷暖房システムの洗浄装置を提供する。【解決手段】洗浄装置Aは、液側配管3に介設され、室外機1側から室内機2側への冷媒Rの流れを許容する室内機側逆止弁19と、室内機側から室外機側への冷媒の流れを許容する室外機側逆止弁20と、冷媒に含まれるスラッジ及び金属粉を除去するフィルタ装置21と、室外機側逆止弁の位置よりも室外機側の液側配管とフィルタ装置の入口とを接続する入口側配管22と、入口側逆止弁23と、室内機側逆止弁と室外機側逆止弁との間の液側配管とフィルタ装置の出口とを接続する出口側配管24と、入口側逆止弁の位置よりもフィルタ装置側の入口側配管と室内機側逆止弁の位置よりも室内機側の液側配管とを接続する分岐配管25と、分岐側逆止弁26と、を備える。【選択図】図1

Description

本考案は、オフィスビルや工場等に設置されている業務用の冷暖房システム、或いは、個人住宅やマンション等の建物に設置されている家庭用の冷暖房システムに用いられ、冷暖房システムを運転しながら冷媒に含まれているスラッジや金属粉を除去して冷媒を清浄化するようした冷暖房システムの洗浄装置に係り、特に、冷房運転時と暖房運転時において洗浄装置内を流れる冷媒の流れが同じになるようにした冷暖房システムの洗浄装置に関する。
一般に、業務用の冷暖房システムや家庭用の冷暖房システムにおいては、長期間運転していると、冷媒回路内を流れる冷媒や圧縮機内の潤滑油がスラッジや金属粉等により汚染されることになる。
また、冷暖房システムにおいては、室外機や室内機を新しいものに交換する際、古い室外機と室内機を接続していた既設の液側配管及びガス側配管を再利用することが行われているが、既設の液側配管やガス側配管には、古い室外機に搭載されていた圧縮機の摩耗によって生じた金属粉が残留している。
このように、冷暖房システムの冷媒回路内にスラッジや金属粉等があると、圧縮機が故障したり、或いは、膨張弁やキャピラリーチューブに詰まり等の不具合を生じたりして、冷暖房システムの信頼性を著しく損なうことになる。
そこで、冷暖房システムにおいては、液側配管やガス側配管にフィルタやストレーナ等を設け、冷媒回路中の冷媒に含まれているスラッジや金属粉を除去することが行われている。
しかし、冷暖房システムにおいては、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒回路内を循環する冷媒の向きが逆転するため、冷暖房システムの運転切り換えを行うと、逆流する冷媒によりフィルタ等に捕捉されていたスラッジや金属粉がフィルタから剥離・分離して圧縮機内や膨張弁等に侵入することがある。
この問題を解決する冷暖房システムとしては、例えば、特開2008-032247号公報に記載された空気調和機(冷暖房システム)が知られている(特許文献1参照)。
即ち、前記空気調和機は、図4に示す如く、圧縮機30、四方弁31、室外熱交換器32及び室外膨張弁33等を備えた室外機34と、室内熱交換器35及び室内膨張弁36等を備えた室内機37とを、液冷媒配管38及びガス冷媒配管39で接続して冷媒回路を形成し、室外機34と液冷媒配管38との接続口及び室外機34とガス冷媒配管39との接続口に、冷媒回路内を冷媒と共に循環する固形異物を捕捉するストレーナ40,41をそれぞれ設けている。
尚、図4において、42はレシーバ、43は液阻止弁、44はガス阻止弁である。
而して、前記空気調和機によれば、液冷媒配管38側及びガス冷媒配管39側の両方に固形異物を捕捉するストレーナ40,41をそれぞれ設けているため、冷房運転時のときには、固形異物がガス冷媒配管39側のストレーナ41に捕捉され、また、暖房運転時には、固形異物が液冷媒配管38側のストレーナ40に捕捉される。
その結果、前記空気調和機は、冷房運転時又は暖房運転時に冷媒の循環する向きが切り替わったとしても、室外機34に固形異物が侵入するのを防止することができる。また、各ストレーナ40,41が室外機34と液冷媒配管38との接続口及び室外機34とガス冷媒配管39との接続口にそれぞれ設けられているので、液冷媒配管38及びガス冷媒配管39に残留している固形異物は各ストレーナ40,41に確実に捕捉され、圧縮機30に侵入する虞がない。
特開2008−032247号公報
しかし、前記空気調和機は、冷房・暖房の運転切り替え時に冷媒の流入方向が入れ替わった場合、一方のストレーナ40(又は41)で一度捕捉された固形異物がストレーナ40(又は41)から剥離・分離して流出し、室内機37内を経由して他方のストレーナ41(又は40)で捕捉されることになり、運転を切り替えるたびに室内機37に固形異物が大量に戻ってしまい、室内膨張弁36等に固形異物が噛み込むという問題がある。
また、前記空気調和機は、液冷媒配管38側及びガス冷媒配管39側の両方にストレーナ40,41をそれぞれ設けなければならないため、複数のストレーナ40,41を用意しなければならず、コストがかかると共に、空気調和機への設置に手数がかかって作業能率が悪いという問題がある。
本考案は、上記課題を解決するために為されたものであり、冷房運転時及び暖房運転時に冷媒の流れが同じになるようにして捕捉したスラッジや金属粉が剥離・分離しないようにすると共に、コスト低減及び作業能率の向上を図れるようにした冷暖房システムの洗浄装置を提供することをその主たる目的とする。
上記目的を達成するため、本考案に係る冷暖房システムの洗浄装置は、室外機と室内機とを液側配管及びガス側配管で接続した冷暖房システムに用いる洗浄装置であって、液側配管に介設され、室外機側から室内機側への冷媒の流れを許容する室内機側逆止弁と、室内機側逆止弁の位置よりも室外機側の液側配管に介設され、室内機側から室外機側への冷媒の流れを許容する室外機側逆止弁と、冷媒の入口及び出口を有し、冷媒に含まれるスラッジ及び金属粉を除去するフィルタ装置と、室外機側逆止弁の位置よりも室外機側の液側配管とフィルタ装置の入口とを接続する入口側配管と、入口側配管に介設され、フィルタ装置側への冷媒の流れを許容する入口側逆止弁と、室内機側逆止弁と室外機側逆止弁との間の液側配管とフィルタ装置の出口とを接続する出口側配管と、入口側逆止弁の位置よりもフィルタ装置側の入口側配管と室内機側逆止弁の位置よりも室内機側の液側配管とを接続する分岐配管と、分岐配管に介設され、入口側配管側への冷媒の流れを許容する分岐側逆止弁と、を備えていることを特徴とする。
前記フィルタ装置は、冷媒の入口及び出口を有するケーシングと、ケーシング内に収容され、冷媒に含まれる磁性を有する金属粉を除去する永久磁石と、ケーシング内に収容され、冷媒に含まれるスラッジを除去するフィルタ材と、ケーシング内に収容され、フィルタ材で除去できなかったスラッジを除去する金属製メッシュフィルタと、を備えていることが好ましい。
前記フィルタ材は、圧縮したフェルト製フィルタ材とし、前記金属製メッシュフィルタは、4000メッシュのステンレス製メッシュフィルタとすることが好ましい。
本考案に係る冷暖房システムの洗浄装置は、液側配管に設けられて冷房運転時及び暖房運転時に冷媒の流れが同じになるように構成しているため、洗浄装置で捕捉されたスラッジや金属粉が冷媒の流れによって剥離・分離するということがなく、スラッジや金属粉が室外機や室内機へ入るのを防止することができる。その結果、冷暖房システムの信頼性を損なうことなく、冷暖房システムを運転することができる。
また、本考案に係る冷暖房システムの洗浄装置は、液側配管のみに設けられているため、液冷媒配管及びガス冷媒配管の両方にストレーナを設けた図4に示す従来の空気調和機に比較して、コスト低減を図れると共に、冷暖房システムへの設置に手数がかからず、作業能率の向上を図れる。
本考案の一実施形態に係る洗浄装置を組み込んだ冷暖房システムの冷房運転時の概略系統図である。 洗浄装置に用いるフィルタ装置の概略断面図である。 本考案の一実施形態に係る洗浄装置を組み込んだ冷暖房システムの暖房運転時の概略系統図である。 従来の空気調和機の概略系統図である。
以下、本考案の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る洗浄装置Aを組み込んだ冷暖房システムの一例を示し、前記冷暖房システムは、室外機1の室外回路と室内機2の室内回路とを液側配管3及びガス側配管4により接続して閉鎖された冷媒回路を形成し、当該冷媒回路内に冷媒R(例えば、HFC系の冷媒)を封入し、冷媒Rを冷媒回路内で循環させて蒸発又は凝縮させることにより室内の冷房又は暖房を行い、また、液側配管3に組み込んだ洗浄装置Aにより冷暖房システムの運転中に冷媒Rに含まれるスラッジ及び金属粉を除去するようにしたものである。
尚、図1に示す冷暖房システムは、冷房運転時の状態を示し、冷媒Rが室外機1の室外回路、液側配管3、室内機2の室内回路、ガス側配管4の順に流れるようになっている。
具体的には、前記室外機1は、圧縮機5、四方切換弁6、室外側熱交換器7、室外ファン8、室外側膨張機構9(膨張弁やキャピラリーチューブ)、液側閉鎖弁10及びガス側閉鎖弁11等を備えており、ガス側閉鎖弁11、圧縮機5、四方切換弁6、室外側熱交換器7、室外側膨張機構9及び液側閉鎖弁10を室外側配管12で順次接続することにより室外回路が形成されている。
また、前記室内機2は、室内側熱交換器13、室内ファン14、室内側膨張機構15(膨張弁やキャピラリーチューブ)、液側継手16及びガス側継手17等を備えており、液側継手16、室内側膨張機構15、室内側熱交換器13及びガス側継手17を室内側配管18で順次接続することにより室内回路が形成されている。
更に、前記室外機1の液側閉鎖弁10と室内機2の液側継手16とを液側配管3で接続し、また、室外機1のガス側閉鎖弁11と室内機2のガス側継手17とをガス側配管4で接続することにより冷暖房システムの冷媒回路が形成されている。
そして、前記洗浄装置Aは、図1に示す如く、液側配管3に介設され、室外機1側から室内機2側への冷媒Rの流れを許容する室内機側逆止弁19と、室内機側逆止弁19の位置よりも室外機1側の液側配管3に介設され、室内機2側から室外機1側への冷媒Rの流れを許容する室外機側逆止弁20と、冷媒Rの入口21a′及び出口21a″を有し、冷媒Rに含まれるスラッジ及び金属粉を除去するフィルタ装置21と、室外機側逆止弁20の位置よりも室外機1側の液側配管3とフィルタ装置21の入口21a′とを接続する入口側配管22と、入口側配管22に介設され、フィルタ装置21側への冷媒Rの流れを許容する入口側逆止弁23と、室内機側逆止弁19と室外機側逆止弁20との間の液側配管3とフィルタ装置21の出口21a″とを接続する出口側配管24と、入口側逆止弁23の位置よりもフィルタ装置21側の入口側配管22と室内機側逆止弁19の位置よりも室内機2側の液側配管3とを接続する分岐配管25と、分岐配管25に介設され、入口側配管22側への冷媒Rの流れを許容する分岐側逆止弁26と、を備えている。
また、前記洗浄装置Aに用いるフィルタ装置21は、液状の冷媒Rに含まれるスラッジ及び金属粉を除去するものであり、図2に示す如く、冷媒Rの入口21a′及び出口21a″を有する金属製の円筒状のケーシング21aと、ケーシング21a内に収納され、一端部がケーシング21aの入口21a′に接続されると共に、他端部が閉塞されて周壁に多数の透孔21b′を有する金属製の筒体21bと、筒体21bの両端部外周面にそれぞれ嵌めた一対の円盤状の永久磁石21cと、一対の永久磁石21c間に配設され、筒体21bの外周面に嵌めた複数枚の円盤状のフィルタ材21dと、筒体21bの他端部端面にボルト21eにより固定され、永久磁石21c及びフィルタ材21dを抜け止めする抜け止め用円板21fと、ケーシング21aの出口21a″と抜け止め用円板fとの間に配設した金属製メッシュフィルタ21gとを備えている。
本実施形態においては、前記フィルタ材21dには、圧縮された円盤状のフェルト製フィルタ材21が使用され、また、前記金属製メッシュフィルタ21gには、4000メッシュのステンレス製メッシュフィルタが使用されている。
前記フィルタ装置21によれば、液状の冷媒Rが入口21a′からケーシング21a内に流入し、筒体21bの透孔21b′及びフィルタ材21dを通ってケーシング21aと永久磁石21cとの間の空間及びケーシング21aとフィルタ材21dとの間の空間に流入した後、金属メッシュフィルタ21gを通って出口21a″から流出するようになっている。
このフィルタ装置21においては、液状の冷媒Rがフィルタ材21dを通過する際に冷媒Rに含まれるスラッジがフィルタ材21dにより除去され、また、冷媒Rに含まれる磁性を有する金属粉が永久磁石21cにより除去され、更に、フィルタ材21dで除去されなかった細かいスラッジが金属メッシュフィルタ21gで除去される。
次に、上述した洗浄装置Aを用いて、長期間運転している冷暖房システムの冷媒回路内の冷媒R、或いは、室外機1や室内機2を新しいものに交換した冷暖房システムの冷媒回路内の冷媒Rを洗浄する場合について説明する。
先ず、長期間運転している冷暖房システムの液側配管3、或いは、室外機1等を交換した冷暖房システムの液側配管3に洗浄装置Aを組み込み、この状態で冷暖房システムを一週間程度通常運転する。
例えば、図1に示す如く、冷房運転状態になっている冷暖房システムの液側配管3に洗浄装置Aを組み込み、冷暖房システムを冷房運転した場合、圧縮機5により高温・高圧のガスとなった冷媒Rは、四方切換弁6を経て室外側熱交換器7に流入し、ここで室外ファン8からの室外空気と熱交換して凝縮液化され、その後室内側膨張機構9により低圧の液体となり、液側閉鎖弁10を経て液側配管3に流入する。
室外機1から液側配管3に流入した液状の冷媒Rは、液側配管3に室外機1側から室内機2側への冷媒Rの流れを阻止する室外機側逆止弁20を介設しているため、液側配管3から当該液側配管3に分岐状に接続された入口側配管22に流入し、フィルタ装置21側への冷媒Rの流れを許容する入口側逆止弁23を経てフィルタ装置21に流入する。
尚、入口側逆止弁23の位置よりもフィルタ装置21側の入口側配管22には、分岐配管25が分岐状に接続されているが、分岐配管25には、入口側配管22側から液側配管3側への冷媒Rの流れを阻止する分岐側逆止弁26が介設されているため、入口側配管22に流入した冷媒Rは、フィルタ装置21側へ流れる。
フィルタ装置21に流入した液状の冷媒Rは、フィルタ装置21内で冷媒Rに含まれるスラッジ及び金属粉が除去される。
即ち、フィルタ装置21においては、冷媒Rがフィルタ材21dを通過する際に冷媒Rに含まれるスラッジがフィルタ材21dにより除去され、また、冷媒に含まれる磁性を有する金属粉が永久磁石21cにより除去され、更に、フィルタ材21dで除去できなかった細かいスラッジが金属メッシュフィルタ21gにより除去される。
フィルタ装置21によりスラッジ及び金属粉が除去された液状の冷媒Rは、出口側配管24を通って室内機側逆止弁19と室外機側逆止弁20との間の液側配管3に流入する。
液側配管3に流入した液状の冷媒Rは、液側配管3に介設した室内機側逆止弁19が室外機1側から室内機2側への冷媒Rの流れを許容しているため、液側配管3から室内機2に流入し、室内側膨張機構15により減圧されてから室内側熱交換器13に流入し、ここで室内ファン14からの室内空気と熱交換して蒸発し、室内を蒸発熱により冷房する。
尚、室内機側逆止弁19と室外機側逆止弁20との間の液側配管3に流入した冷媒Rは、室内機2側から室外機1側への冷媒Rの流れを許容する室外機側逆止弁20を通って室外機1側へ流れようとするが、室外機側逆止弁20と室外機1との間の液側配管3内の圧力が、室外機側逆止弁20と室内機2との間の液側配管3内の圧力よりも高くなっているため、冷媒Rが室外機側逆止弁20を通って室外機1側へ流れるということがなく、室内機側逆止弁19を通って室内機2側へ流れる。
また、室内機側逆止弁19を通過した冷媒Rは、分岐配管25側へ流れようとするが、分岐側逆止弁26と入口側配管22との間の分岐配管25内の圧力が、分岐側逆止弁26と液側配管3との間の分岐配管25内の圧力よりも高くなっているため、冷媒Rが分岐配管25側へ流れるということがなく、室内機2側へ流れる。
室内機2の室内側熱交換器13により蒸発した冷媒Rは、ガス側配管4、ガス側閉鎖弁11及び四方切換弁6を経て圧縮機5に戻される。
以下、上述した工程が繰り返される。このようにして、冷暖房システムを冷房運転することによって、液側配管3に組み込んだ洗浄装置Aにより冷暖房システムの冷媒回路内の冷媒Rの洗浄が行われる。
一方、図3に示す如く、暖房運転状態になっている冷暖房システムの液側配管3に洗浄装置Aを組み込み、冷暖房システムを暖房運転した場合、圧縮機5により高温・高圧のガスとなった冷媒Rは、四方切換弁6を経てガス側閉鎖弁11からガス側配管4に流入する。
ガス側配管4に流入したガス状の冷媒Rは、ガス側配管4から室内機2の室内側熱交換器13に流入し、ここで室内ファン14からの室内空気と熱交換して凝縮し、室内を凝縮熱により暖房する。
室内側熱交換器13により凝縮して液状となった冷媒Rは、室内側膨張機構15により減圧されてから液側配管3に流入する。
液側配管3に流入した液状の冷媒Rは、液側配管3に室内機2側から室外機1側への冷媒Rの流れを阻止する室内機側逆止弁19を介設しているため、液側配管3に分岐状に接続された分岐配管25に流入する。
分岐配管25に流入した液状の冷媒Rは、入口側配管22への流れを許容する分岐側逆止弁26を通って入口側配管22に流入し、入口側配管22からフィルタ装置21に流入する。
尚、分岐配管25と入口側配管22の接続個所と、液側配管3と入口側配管22の接続箇所との間の入口側配管22には、液側配管3側への冷媒Rの流れを阻止する入口側逆止弁23が介設されているため、分岐配管25から入口側配管22に流入した冷媒Rは、フィルタ装置21側へ流れる。
フィルタ装置21に流入した液状の冷媒Rは、ここで冷媒Rに含まれるスラッジ及び金属粉がフィルタ材21d、永久磁石21c、金属メッシュフィルタ21gにより除去される。
フィルタ装置21によりスラッジ及び金属粉が除去された液状の冷媒Rは、出口側配管24を通って室内機側逆止弁19と室外機側逆止弁20との間の液側配管3に流入する。
液側配管3に流入した液状の冷媒Rは、液側配管3に介設した室外機側逆止弁20が室内機2側から室外機1側への冷媒Rの流れを許容しているため、液側配管3から室外機1に流入し、室外側膨張機構9により減圧されてから室外側熱交換器7に流入し、ここで室外ファン8からの室外空気と熱交換して蒸発する。
尚、室内機側逆止弁19と室外機側逆止弁20との間の液側配管3に流入した冷媒Rは、室外機1側から室内機2側への冷媒Rの流れを許容する室内機側逆止弁19を通って室内機2側へ流れようとするが、室内機側逆止弁19と室外機1との間の液側配管3内の圧力が、室内機側逆止弁19と室外機1との間の液側配管3内の圧力よりも高くなっているため、冷媒Rが室内機側逆止弁19を通って室内機2側へ流れるということがなく、室外機側逆止弁20を通って室内機2側へ流れる。
また、室内機側逆止弁20を通過した冷媒Rは、入口側配管22へ流れようとするが、入口側逆止弁23とフィルタ装置21との間の入口側配管22内の圧力が、入口側逆止弁23と液側配管3との間の入口側配管22内の圧力よりも高くなっているため、冷媒Rが入口側配管22へ流れるということがなく、室外機1側へ流れる。
室外機1の室外側熱交換器7により蒸発した冷媒Rは、四方切換弁6を経て圧縮機5に戻される。
以下、上述した工程が繰り返される。このようにして、冷暖房システムを暖房運転することによって、液側配管3に組み込んだ洗浄装置Aにより冷暖房システムの冷媒回路内の冷媒Rの洗浄が行われる。
このように、洗浄装置Aを組み込んだ冷暖房システムは、洗浄装置Aのフィルタ装置21内を流れる冷媒Rの流れが冷房運転時及び暖房運転時において同じになるため、洗浄装置Aで捕捉されたスラッジや金属粉が冷媒Rの流れによって剥離・分離するということがなく、スラッジや金属粉が室外機1や室内機2へ入るのを防止することができる。その結果、冷暖房システムの信頼性を損なうことなく、冷暖房システムを運転することができる。
また、洗浄装置Aを組み込んだ冷暖房システムは、洗浄装置Aを液側配管3のみに設けているため、液冷媒配管38及びガス冷媒配管39の両方にストレーナ40,41を設けた図4に示す従来の空気調和機に比較してコスト低減を図れると共に、冷暖房システムへの設置に手数がかからず、作業能率の向上を図ることができる。
尚、上記の実施形態においては、フィルタ装置21は、ケーシング21a内に永久磁石21c、フィルタ材21d及び金属製メッシュフィルタ21gを収容したものとしたが、フィルタ装置21の構成は、上記の実施形態に係るものに限定されるものではなく、冷媒R中のスラッジや金属粉等を確実且つ良好に除去することができれば、如何なる構成のものであっても良いことは勿論である。
Aは洗浄装置
Rは冷媒
1は室外機
2は室内機
3は液側配管
4はガス側配管
19は室内機側逆止弁
20は室外機側逆止弁
21はフィルタ装置
21aはケーシング
21a′はケーシングの入口
21a″はケーシングの出口
21cは永久磁石
21dはフィルタ材
21gは金属製メッシュフィルタ
22は入口側配管
23は入口側逆止弁
24は出口側配管
25は分岐配管
26は分岐側逆止弁

Claims (3)

  1. 室外機と室内機とを液側配管及びガス側配管で接続した冷暖房システムに用いる洗浄装置であって、液側配管に介設され、室外機側から室内機側への冷媒の流れを許容する室内機側逆止弁と、室内機側逆止弁の位置よりも室外機側の液側配管に介設され、室内機側から室外機側への冷媒の流れを許容する室外機側逆止弁と、冷媒の入口及び出口を有し、冷媒に含まれるスラッジ及び金属粉を除去するフィルタ装置と、室外機側逆止弁の位置よりも室外機側の液側配管とフィルタ装置の入口とを接続する入口側配管と、入口側配管に介設され、フィルタ装置側への冷媒の流れを許容する入口側逆止弁と、室内機側逆止弁と室外機側逆止弁との間の液側配管とフィルタ装置の出口とを接続する出口側配管と、入口側逆止弁の位置よりもフィルタ装置側の入口側配管と室内機側逆止弁の位置よりも室内機側の液側配管とを接続する分岐配管と、分岐配管に介設され、入口側配管側への冷媒の流れを許容する分岐側逆止弁と、を備えていることを特徴とする冷暖房システムの洗浄装置。
  2. 前記フィルタ装置は、冷媒の入口及び出口を有するケーシングと、ケーシング内に収容され、冷媒に含まれる磁性を有する金属粉を除去する永久磁石と、ケーシング内に収容され、冷媒に含まれるスラッジを除去するフィルタ材と、ケーシング内に収容され、フィルタ材で除去できなかったスラッジを除去する金属製メッシュフィルタと、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の冷暖房システムの洗浄装置。
  3. 前記フィルタ材は、圧縮したフェルト製フィルタ材とし、前記金属製メッシュフィルタは、4000メッシュのステンレス製メッシュフィルタとしたことを特徴とする請求項2に記載の冷暖房システムの洗浄装置。
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