(57)【要約】【課題】ドライヤを使用せずに、冷媒に混入した水分を回収することができる空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置１では、旋回式分離器２５０が、冷媒を旋回させ遠心力によって氷粒子を分離するので、フィルタにも捕獲されないような超微粒の氷までも捕獲することができ、水分回収能力が向上する。また、容器２５１の外周面に、サイトグラス２５１ａが設けられているので、作業者は、水分回収運転時に、氷粒子の捕獲量を目視で確認することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気圧縮式の冷媒回路（１０）と、
前記冷媒回路（１０）の低圧側に取り付けられ、冷媒を旋回させて遠心力によって前記冷媒に含まれる氷粒子を分離し捕獲する旋回式分離器（２５０）と、
前記旋回式分離器（２５０）を通過する冷媒の温度を水の氷結温度以下にして運転する水分回収運転モードを実行する制御部（６）と、
を備え、
前記旋回式分離器（２５０）は、
前記冷媒を旋回させるための旋回面（２５１ｂ）が形成された容器（２５１）と、
前記冷媒を前記容器（２５１）の内部へ導き前記旋回面（２５１ｂ）の接線方向へ流す冷媒導入管（２５２）と、
前記容器（２５１）の天面のほぼ中央を貫通して前記冷媒を前記容器（２５１）の外部へ導く冷媒出口管（２５３）と、
を有する、
空気調和装置（１）。
【請求項２】
前記旋回式分離器（２５０）は、前記容器（２５１）に溜まった前記氷粒子を回収する回収容器（２５４）をさらに有している、
請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項３】
前記旋回式分離器（２５０）は、前記容器（２５１）と前記回収容器（２５４）との間に接続される閉鎖弁（２５５）をさらに有している、
請求項２に記載の空気調和装置（１）。
【請求項４】
前記容器（２５１）の外周面に、サイトグラス（２５１ａ）が設けられている、
請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転によって、ビル等の室内の冷暖房を行なう空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現地配管工事が必要な空気調和装置において、据付時に、配管内へ水分が過剰に混入することがあり、飽和水分濃度が低い冷媒を使用している場合、その水分が凍結して配管を閉塞させることがある。このため、冷媒回路にドライヤを接続して水分を吸着させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、ドライヤを使用した場合、ドライヤ内部の成分が冷媒回路中で分解し、分解粉によって配管を閉塞する可能性がある。
【特許文献１】特開平１０−２５３１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ドライヤを使用せずに、冷媒に混入した水分を回収することができる空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る空気調和装置は、蒸気圧縮式の冷媒回路と、旋回式分離器と、制御部とを備えている。旋回式分離器は、冷媒回路の低圧側に取り付けられ、冷媒を旋回させて遠心力によって冷媒に含まれる氷粒子を分離し捕獲する。制御部は、旋回式分離器を通過する冷媒の温度を水の氷結温度以下にして運転する水分回収運転モードを実行する。旋回式分離器は、容器と、冷媒導入管と、冷媒出口管とを有する。容器には、冷媒を旋回させるための旋回面が形成されている。冷媒導入管は、冷媒を容器の内部へ導き旋回面の接線方向へ流す。冷媒出口管は、容器の天面のほぼ中央を貫通して冷媒を容器の外部へ導く。
【０００６】
この空気調和装置では、氷粒子を含んだ冷媒が旋回するうちに、氷粒子は自重によって容器下部へ落下し、ガス冷媒のみが冷媒出口管を通って容器の上方へ出ていくので、氷粒子が確実に捕獲される。その結果、冷媒中の水分に起因する配管腐食及び配管閉塞などの故障が未然に防止される。
【０００７】
第２発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、旋回式分離器が、容器に溜まった氷粒子を回収する回収容器をさらに有している。
【０００８】
この空気調和装置では、捕獲した氷を回収容器に移すことによって、氷が冷媒回路内に放置されないので、再び冷媒回路内へ氷が混入することは防止される。
【０００９】
第３発明に係る空気調和装置は、第２発明に係る空気調和装置であって、旋回式分離器が、容器と回収容器との間に接続される閉鎖弁をさらに有している。
【００１０】
この空気調和装置では、閉鎖弁を閉じてから回収容器を取り外すことができるので、回収容器取り外し時に、再び冷媒回路内へ氷又は水分が混入することは防止される。
【００１１】
第４発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、容器の外周面に、サイトグラスが設けられている。
【００１２】
この空気調和装置では、作業者は、水分回収運転時に、氷粒子の捕獲量を目視で確認することができる。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明に係る空気調和装置では、冷媒に含まれる水分が氷粒子となって確実に捕獲されるので、冷媒中の水分に起因する配管腐食及び配管閉塞などの故障が未然に防止される。
【００１４】
第２発明に係る空気調和装置では、捕獲した氷を回収容器に移すことによって、氷が冷媒回路内に放置されないので、再び冷媒回路内へ氷が混入することは防止される。
【００１５】
第３発明に係る空気調和装置では、閉鎖弁を閉じてから回収容器を取り外すことができるので、回収容器取り外し時に、再び冷媒回路内へ氷又は水分が混入することは防止される。
【００１６】
第４発明に係る空気調和装置では、作業者は、水分回収運転時に、氷粒子の捕獲量を目視で確認することができるので、水分回収運転を続行するか否かを作業者自身が判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１８】
＜空気調和装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転によって、ビル等の室内の冷暖房を行なう。空気調和装置１は、主として、熱源ユニットとしての室外ユニット２と、それに並列に接続される利用ユニットとしての室内ユニット４と、室外ユニット２及び室内ユニット４を制御する制御部６とを備えている。冷媒回路１０は、室外ユニット２と、室内ユニット４と、冷媒連絡配管とが接続されることによって構成される。
【００１９】
＜室内ユニット＞
室内ユニット４は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げによって、又は、室内の壁面に壁掛けによって設置されており、室内膨張弁４１と室内熱交換器４２とを有している。室内膨張弁４１は、電動膨張弁であり、室内熱交換器４２の液側に接続される。室内熱交換器４２は、伝熱管と多数のフィンとにより構成された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り、冷房運転時には冷媒の蒸発器となって室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器となって室内空気を加熱する。
【００２０】
＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、ビル等の室外に設置されており、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、及び室外膨張弁３５を有している。圧縮機２１は、回転数制御によって容量を変更できるインバータ圧縮機である。
【００２１】
四路切換弁２２は、冷媒の流れの方向を切り換える弁である。冷房運転時には、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを連絡し、室内熱交換器４２のガス側と圧縮機２１の吸入側とを連絡する（図１の四路切換弁２２の実線を参照）。また、暖房運転時には、圧縮機２１の吐出側と室内熱交換器４２のガス側とを連絡し、圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２３のガス側とを連絡する（図１の四路切換弁２２の破線を参照）。
【００２２】
室外熱交換器２３は、伝熱管と多数のフィンとにより構成された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り、冷房運転時には冷媒の凝縮器となり、暖房運転時には冷媒の蒸発器となる。
【００２３】
室外膨張弁３５は、電動膨張弁であり、室外側の冷媒回路１０内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行うために、室外熱交換器２３と室内膨張弁４１との間に接続される。
【００２４】
（旋回式分離器）
図１において、旋回式分離器２５０は、冷媒に混入した水分を、圧縮機２１に吸込まれる前に凍結させて回収する目的で配置される。旋回式分離器２５０は、圧縮機２１の吸込口上流の低圧側配管７０と並列に配置され、旋回式分離器２５０の上流側及び下流側となる位置には、予め第１閉鎖弁３９１及び第２閉鎖弁３９２が取り付けられている。低圧側配管７０の途中には、第３閉鎖弁３９３が接続されている。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る空気調和装置の旋回式分離器の側面図である。図２において、旋回式分離器２５０は、容器２５１、容器２５１の内部へ冷媒を導く冷媒導入管２５２、容器２５１の外部へ冷媒を導く冷媒出口管２５３、容器２５１の下部に溜まった氷粒子を回収するための回収容器２５４、及び容器２５１と回収容器２５４との間に接続される閉鎖弁２５５を有している。
【００２６】
容器２５１は、流体を旋回させて、その遠心力を利用して粉塵を分離する、漏斗状の容器である。冷媒導入管２５２は、容器２５１の円周壁を貫通して内部へ至り、冷媒出口管２５３は、容器２５１の円周中心から上壁を貫通して外部へ至る。したがってガス冷媒は、円周方向から渦を巻くように流れ込み、上位から出て行く。このとき、ガス冷媒中の氷粒子は、遠心分離され、旋回面２５１ｂに沿って旋回しながら、重力によって降下し下部に溜まる。
【００２７】
容器２５１の下部には、氷粒子の溜まり具合を目視できるように、サイトグラス２５１ａが設けられている。容器２５１の下部に溜まった氷粒子は、閉鎖弁２５５を開けることによって、回収容器２５４に移動させることができる。
【００２８】
＜空気調和装置の動作＞
（冷房運転）
冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態となり、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３のガス側に連絡され、かつ、圧縮機２１の吸入側が室内熱交換器４２のガス側に連絡された状態となる。室外膨張弁３５は開状態にされている。
【００２９】
その状態で、圧縮機２１が起動されると、圧縮機２１から吐出された高温・高圧のガス冷媒が室外熱交換器２３に導入される。ガス冷媒は、室外熱交換器２３で室外空気と熱交換して凝縮し高温高圧の液冷媒となり室内膨張弁４１に向う。高温高圧の液冷媒は、室内膨張弁４１で減圧されて低温・低圧の気液二相冷媒となり、室内熱交換器４２に入る。この気液二相冷媒は、室内熱交換器４２で室内空気と熱交換しガス冷媒となり、再び圧縮機２１に吸入される。
【００３０】
（暖房運転）
暖房運転時は、四路切換弁２２が図１の破線で示される状態となり、圧縮機２１の吐出側が室内熱交換器４２のガス側に連絡され、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３のガス側に連絡される。室外膨張弁３５は、室外熱交換器２３へ向う冷媒を室外熱交換器２３において蒸発させることが可能な蒸発圧力まで減圧するため、開度調節される。また、室内膨張弁４１は開状態にされる。
【００３１】
その状態で、圧縮機２１が起動されると、圧縮機２１より吐出された高温・高圧のガス冷媒が室内熱交換器４２に導入される。ガス冷媒は、室内熱交換器４２で室内空気と熱交換して凝縮し高温高圧の液冷媒となる。室内熱交換器４２を出た液冷媒は、室外膨張弁３５で減圧されて低温・低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器２３に入る。この気液二相冷媒は、室外熱交換器２３で室外空気と熱交換しガス冷媒となり、再び圧縮機２１に吸入される。
【００３２】
（水分回収運転）
水分回収運転とは、通常の運転時よりも低圧側の圧力を下げる運転であり、それによって、冷媒に混入している水分が凍結して氷粒子となり、旋回式分離器２５０を通過するときに捕獲される。以下、図３の水分回収運転モードの動作フローを参照しながら、具体的に説明する。
【００３３】
空気調和装置の据付又は修繕等を行う作業者（以後、作業者）は、室外ユニット２及び室内ユニット４を各据付場所に設置し、冷媒連絡配管による室外ユニット２と室内ユニット４との接続が完了した後、旋回式分離器２５０の冷媒導入管２５２を第１閉鎖弁３９１に、冷媒出口管２５３を第２閉鎖弁３９２に接続する。このとき、第１閉鎖弁３９１及び第２閉鎖弁３９２は閉状態である。次に、作業者は、旋回式分離器２５０内部の真空引きを行い、真空引き終了後に、第３閉鎖弁３９３を閉じ、第１閉鎖弁３９１及び第２閉鎖弁３９２を開ける。そして、制御部６を介して水分回収運転モードを実行させる。
【００３４】
制御部６は、ステップＳ１で、外気温Ｔａが所定温度Ｔよりも低いか否か確認し、ステップＳ２で、水分回収運転を暖房運転モード及び冷房運転モードのいずれで行うのかを選択する。つまり、外気温Ｔａが所定温度Ｔよりも低いときは、暖房運転モードを選択し、外気温Ｔａが所定温度Ｔよりも高いときは、冷房運転モードを選択する。そして、ステップＳ３では、ステップＳ２で選択した運転モードを開始し、同時に運転時間ｔを計時する。なお、水分回収運転では、冷媒に混入している水分が氷結する氷結温度ＴＬ（例えば、−５℃）まで蒸発温度Ｔｅを下げる。
【００３５】
制御部６は、ステップＳ４で、回収運転中に何らかの原因で、圧縮機２１の吸入圧力Ｐｅが吸入圧力下限Ｐｍｉｎより低下したか否かを判定する。ステップＳ４の判定がＹｅｓならば、水分回収運転を終了し、判定がＮｏならば、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、運転時間ｔが所定時間ｔｓｅｔに到達したか否かを判定する。ステップＳ５の判定がＹｅｓならば、水分回収運転を終了し、判定がＮｏならば、ステップＳ３に戻り、水分回収運転を継続する。
【００３６】
以上のように、水分回収運転によって、旋回式分離器２５０を通過する冷媒の温度が水の氷結温度以下となるので、冷媒に含まれる水分は氷粒子となって、冷媒と共に容器２５１の旋回面２５１ｂにそって旋回し、氷粒子のみが自重で降下し容器２５１の下部に溜まる。作業者は、容器２５１の下部に溜まった氷粒子の量を、サイトグラス２５１ａを介して目視できるので、作業者自身が、水分回収運転が適切に行なわれたか否かを判断して、不十分と判断した場合は、再度、制御部６を介して、水分回収運転を実行させることもできる。
【００３７】
一方、作業者が、水分回収運転が適切に行なわれたと判断したときは、第１閉鎖弁３９１及び第２閉鎖弁３９２を閉じ、閉鎖弁２５５を開けて、容器２５１の下部に溜まった氷粒子を回収容器２５４に移動させることができる。作業者は、回収容器２５４を取り外し、適切に処理する。また、作業者は、先に、旋回式分離器２５０を冷媒回路１０から取り外してから、容器２５１の下部に溜まった氷粒子を回収容器２５４に移動させることもできる。
【００３８】
なお、本実施形態では、旋回式分離器２５０は、脱着可能であり、水分回収運転の直前に冷媒回路１０に取り付けられているが、これに限定されるものではなく、旋回式分離器２５０を冷媒回路１０に常時取り付けておき、必要に応じて制御部６に水分回収運転を実行させてもよい。
【００３９】
＜特徴＞
旋回式分離器２５０は、冷媒を旋回させ遠心力によって氷粒子を分離するので、フィルタにも捕獲されないような超微粒の氷までも捕獲することができ、水分回収能力が向上する。
【００４０】
また、容器２５１の外周面に、サイトグラス２５１ａが設けられているので、作業者は、水分回収運転時に、氷粒子の捕獲量を目視で確認することができる。その結果、水分回収運転を続行するか否かを作業者自身が判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明によれば、据付時に配管内へ水分が過剰に混入する可能性のある空気調和装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置の概略構成図。
【図２】本実施形態に係る空気調和装置に取り付けられる旋回式分離器の側面図。
【図３】水分回収運転モードの動作フロー。
【符号の説明】
【００４３】
１  空気調和装置
６  制御部
１０  冷媒回路
２５０  旋回式分離器
２５１  容器
２５１ａ  サイトグラス
２５１ｂ  旋回面
２５２  冷媒導入管
２５３  冷媒出口管
２５４  回収容器
２５５  閉鎖弁
【図１】
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【図２】
2010060174.tif 000004
【図３】
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