(57)【要約】【課題】作動冷媒変更のために、室外機および室内機は新冷媒に対応した機器に交換し、冷媒配管は旧冷媒で使用していたものを流用する冷凍空調装置において、既設の冷媒配管内に残留し、冷媒回路の目詰まりや圧縮機故障の要因となる塩化化合物などの有害物を、従来は専用の冷凍機油回収機などで回収して除去していたが、作業負荷が大きく、時間がかかり、また洗浄コストも高価になるという問題があった。【解決手段】新冷媒対応の室外機および室内機に交換する際、少なくとも新冷媒対応室外機と旧冷媒に使用した既設の冷媒延長配管と活性炭を有した塩化物回収手段とからなる塩化物回収回路を形成し、新冷媒と新冷凍機油を前記塩化物回収回路に流通させて、既設の冷媒延長配管内に残留する塩化化合物などを流動除去するとともに前記塩化物回収手段で回収する。【選択図】　　　　図１
2004077034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動冷媒を塩素を含む旧冷媒から塩素を含まない新冷媒に変更する際に、室外機および室内機は新冷媒に対応した機器に交換し、冷媒配管は旧冷媒で使用していたものを流用する際、圧縮機および室外熱交換器と室内熱交換器との間を前記冷媒配管のガス側延長配管および液側延長配管により接続して形成した新冷媒対応回路において、塩化物を除去するための活性炭を有した塩化物回収手段を室外熱交換器と室内熱交換器の間の液相冷媒が流通する配管に設けることを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項２】
前記塩化物回収手段は、室外熱交換器と室内熱交換器の間の一部に並列になるように設け、前記冷媒回路から脱着自在、または前記冷媒回路から弁切換で遮断する構造を備えることを特徴とする請求項１記載の冷凍空調装置。
【請求項３】
前記塩化物回収手段を前記冷媒回路から遮断する際に切替える弁は、自動で切替えることができることを特徴とする請求項２記載の冷凍空調装置。
【請求項４】
前記塩化物回収手段は新冷媒対応の室外機に搭載されることを特徴とする請求項１記載の冷凍空調装置。
【請求項５】
前記塩化物回収手段は新冷媒対応の室外機と前記液側延長配管の間に搭載されることを特徴とする請求項１記載の冷凍空調装置。
【請求項６】
作動冷媒を塩素を含む旧冷媒から塩素を含まない新冷媒に変更する際に、室外機および室内機は新冷媒に対応した機器に交換し、冷媒配管は旧冷媒で使用していたものを流用する場合、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、ガス延長配管と、液延長配管と、を接続し、塩化物を除去するための活性炭を備えた塩化物回収手段を室外熱交換器と室内熱交換器の間の一部に並列になるように設け、前記冷媒回路から取り外したり、或いは前記冷媒回路から弁切換で遮断したりできる構造を備える冷凍空調装置において、冷媒配管中に残留する塩化物を回収する塩化物回収運転は、前記塩化物回収手段を冷媒回路に組込むステップと、前記延長配管と室内機内を真空引きした後に冷媒を充填するステップと、圧縮機を運転して前記塩化物回収手段に冷媒を流通させて塩化物を捕捉するステップと、圧縮機を停止して前記塩化物回収手段を冷媒回路から切離し、または弁切換で冷媒回路から遮断するステップと、を備えたことを特徴とする冷凍空調装置の運転方法。
【請求項７】
前記塩化物回収運転は、室外機と室内機を交換する工事中に行うことを特徴とする請求項６記載の冷凍空調装置の運転方法。
【請求項８】
前記塩化物回収運転は、新冷媒機へ交換後、新冷媒回路で空気調和運転や冷凍運転を開始してからの総運転時間が所定時間経過する毎に、一定時間だけ行うことを特徴とする請求項６記載の冷凍空調装置の運転方法。
【請求項９】
前記塩化物回収運転は、所定時間経過するまで、あるいは冷媒回路中に残留する塩化物量が所定管理値以下になるまで行うことを特徴とする請求項６に記載の冷凍空調装置の運転方法。
【請求項１０】
変更前の作動冷媒が塩素を含む弗化炭素水素系冷媒であり、変更後の作動冷媒が塩素を含まない弗化炭素水素系冷媒、炭素水素系冷媒、自然冷媒であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の冷凍空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩素を含む弗化炭素水素系冷媒を塩素を含まない弗化炭素水素系冷媒などに変更する際、室外機及び室内機を新冷媒対応機に交換する一方で、旧冷媒で使用した既設冷媒配管を流用するための好適な方法に関するものである。
特に既設冷媒配管に残留し、新冷媒回路中でスラッジ生成や新冷凍機油の劣化の要因になる塩化化合物の除去、回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、特開平６−１５９８６６号公報に記載の冷凍サイクル装置の異物除去器がある。図１５に従来の冷凍サイクル装置の冷媒回路図を、また、図１６に異物除去器の縦断面図を示す。
図１５の冷凍サイクルにおいて、コンプレッサ５１、コンデンサ５２、ドライヤ５３、キャピラリチューブ５４、異物除去器５７、エバポレータ５５、アキュムレータ５６から構成される。またドライヤ５３と異物除去器５７は一体型としてコンデンサ５２とエバポレータ５５の間に設置しても良いとし、図１６のように一体型の断面図が示されている。
【０００３】
図１６には、例えば、下部に異物吸着剤６０としての活性炭、上部にドライヤの働きをする水分吸着剤５９としてモレキュラーシーブス、そしてそれらをメッシュ６１で挟み、最後に管５８を絞り加工すしてこれらを内蔵する構造を示している。
【０００４】
冷凍機油中の不純物が冷凍サイクル内の高温部で化学反応を起して異物が生成され、その例としてカルボン酸の金属塩を示している。そして異物除去器５７は異物が生成しやすい冷媒を使用する冷凍サイクルに適用することでキャピラリチューブ等の冷媒回路中での異物詰りを回避する。また、さらに異物除去器５７とドライヤ５３を一体にしたため、部品数や設置スペースの低減を可能にしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例に示した異物吸着器は、キャピラリチューブの詰り対策として、活性炭で固形スラッジであるカルボン酸金属塩を捕集することを想定しているが、塩素を含む旧冷媒から塩素を含まない新冷媒に変更して対応した新冷凍機油に溶解している塩化化合物を吸着することは想定していない。
【０００６】
また、スラッジはカルボン酸金属塩が重合する形で析出し、キャピラリチューブなどの管内径２〜３ｍｍの細管を詰まらせる。一方、活性炭の表面孔径は例えば１ｎｍ（ナノメートル）と小さく、管内径２〜３ｍｍの細管を詰まらすカルボン酸金属塩の重合物をこの表面孔にて吸着回収することは難しい。従来例には活性炭の吸着メカニズムについて説明がなく、活性炭を目の細かいメッシュフィルタとしてカルボン酸金属塩を捕捉することを想定していたと推測する。
【０００７】
上記のように従来例に示した活性炭を備える異物吸着器は、冷媒回路内に常時設置することを前提にしている。活性炭の吸着は活性炭孔内表面と吸着物の分子との間に働く分子間力や孔内表面に存在する分子との化学結合などで引き付けて捕捉するので、その引き付ける度合いは活性炭が置かれている周囲環境の温度、圧力、濃度によって平衡状態が変化し、それに合わせて吸脱着が異なる。そして、常時設置していると、長時間かけて吸着回収したものが、冷暖切換などで冷媒状態が大きく変化する度に、活性炭に吸着した異物を一度に大量に脱着する可能性があり、それが例えばカルボン酸金属塩だとすると、これによりスラッジ生成を促進する問題が発生する。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、室内機、室外機、冷媒配管を備えた冷凍空調装置の作動冷媒種類を変更するとき、簡易、短時間、少ない追加設備、かつ低コストで、既設の冷媒配管を再利用できるようにすることを目的としている。具体的には既設の冷媒配管中に塩化物や固形異物が残溜したまま新冷媒対応の冷媒回路に接続されると新冷媒対応の冷媒回路中でスラッジを生成したり新冷凍機油を劣化させたりする際の主要因となる塩化化合物などの有害物質を冷媒回路内に設けた塩化物回収手段で回収することで、既設の冷媒配管を新冷媒対応の冷媒回路で再利用することを可能にする。
【０００９】
さらに、塩化物回収手段は冷媒配管内の残塩化物の除去を目的とし、運転時間を限定し、通常の冷凍空調回路には組み込まないことで、塩化物回収手段で捕捉した塩化化合物などの有害物を、冷凍空調運転時に何らかの要因で冷媒回路に再放出しないようにした。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る冷凍空調装置は、作動冷媒を塩素を含む旧冷媒から塩素を含まない新冷媒に変更する際に、室外機および室内機は新冷媒に対応した機器に交換し、冷媒配管は旧冷媒で使用していたものを流用する際、圧縮機および室外熱交換器と室内熱交換器との間を前記冷媒配管のガス側延長配管および液側延長配管により接続して形成した新冷媒対応回路において、塩化物を除去するための活性炭を有し塩化物回収手段を室外熱交換器と室内熱交換器の間の液相冷媒が流通する配管に設けたものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る冷凍空調装置は、前記塩化物回収手段を室外熱交換器と室内熱交換器の間の一部に並列になるように設け、前記冷媒回路から着脱自在、または前記冷媒回路から弁切換で遮断する構造を備えたものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る冷凍空調装置は、前記塩化物回収手段を前記冷媒回路から遮断する際に切替える弁は、自動で切替え可能なものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る冷凍空調装置は、前記塩化物回収手段が新冷媒対応の室外機に搭載されるものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に係る冷凍空調装置は、前記塩化物回収手段が新冷媒対応の室外機と前記液延長配管の間に搭載されるものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に係る冷凍空調装置は、作動冷媒を塩素を含む旧冷媒から塩素を含まない新冷媒に変更する際に、室外機および室内機は新冷媒に対応した機器に交換し、冷媒配管は旧冷媒で使用していたものを流用する場合、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、ガス延長配管と、液延長配管と、を接続し、塩化物を除去するための活性炭を備えた塩化物回収手段を室外熱交換器と室内熱交換器の間の一部に並列になるように設け、前記冷媒回路から取り外したり、或いは前記冷媒回路から弁切換で遮断したりできる構造を備える冷凍空調装置において、冷媒配管中に残留する塩化物を回収する塩化物回収運転は、前記塩化物回収手段を冷媒回路に組込むステップと、前記延長配管と室内機内を真空引きした後に冷媒を充填するステップと、圧縮機を運転して前記塩化物回収手段に冷媒を流通させて塩化物を捕捉するステップと、圧縮機を停止して前記塩化物回収手段を冷媒回路から切離し、または弁切換で冷媒回路から遮断するステップと、を備えたものである。
【００１６】
また、本発明の請求項７に係る冷凍空調装置の運転方法は、前記の塩化物回収運転を、室外機と室内機を交換する工事中に行うものである。
【００１７】
また、本発明の請求項８に係る冷凍空調装置の運転方法は、前記塩化物回収運転が、新冷媒機へ交換後、新冷媒回路で空気調和運転や冷凍運転を開始してからの総運転時間が所定時間経過する毎に、一定時間だけ行うものである。
【００１８】
また、本発明の請求項９に係る冷凍空調装置の運転方法は、前記塩化物回収運転が、所定時間経過するまで、あるいは冷媒回路中に残留する塩化物量が所定管理値以下になるまで行うものである。
【００１９】
また、本発明の請求項１０に係る冷凍空調装置は、変更前の作動冷媒が塩素を含む弗化炭素水素系冷媒であり、変更後の作動冷媒が塩素を含まない弗化炭素水素系冷媒、炭素水素系冷媒、自然冷媒である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態を図１を用いて説明する。
説明の前提として、旧冷媒はＲ２２、新冷媒はＲ４１０Ａ、旧冷凍機油は鉱油、新冷凍機油はエステル油とする。
【００２１】
まず新冷媒対応の空気調和装置および冷凍装置の構成について説明する。図１において、１は圧縮機、２は室外熱交換器、３は減圧手段、４は室内熱交換器、５は液側冷媒配管、６はガス側冷媒配管、７は四方弁、１０は塩化物回収手段、１１ａ、１１ｂは開閉弁、１３はバイパス管、Ｘは室外機、Ｙは室内機、Ｚはバイパス回路ユニットである。
【００２２】
Ｘは新冷媒対応の室外機、Ｙは新冷媒対応の室内機である。一方、冷媒配管５，６は旧冷媒対応の冷凍空調装置でも使用していた既設の延長冷媒配管である。
【００２３】
バイパス回路ユニットＺは塩化物回収手段１０、開閉弁１１ａ、１１ｂ、バイパス管１３から構成される。この塩化物回収手段１０は冷媒回路の減圧手段３を設けたメイン配管に並列に接続され流れの前後に開閉弁１１ａ，１１ｂを介してバイパスする流路となっている。そして本実施例では全閉機能を有する減圧手段３をバイパスするように設置する。
【００２４】
塩化物回収手段１０の構成例を図２に示す。塩化物回収手段１０は活性炭２０を備える。活性炭２０は収納容器の円柱形状に合わせて固めた粒状活性炭２０ａを繊維シート２０ｂで包んだモールド形状とする。ここで使用する活性炭２０は塩化物、その中でも特に塩化化合物を吸着するために搭載する。また、その他にも活性炭２０は粒状活性炭２０ａ、繊維シート２０ｂによって旧冷凍機油である鉱油、硫化化合物、スルフォネート、リン酸金属塩、金属酸化物、固形異物を吸着或いはメッシュ効果で捕捉することができる。なお、この活性炭モールド品を容器管に詰めて、事前に真空引きを施し水分を脱着しておけば、そのまま活性炭を大気中に放置しておくよりも水分を吸着しにくいので、製造上はこのように処理をして水分管理を行う。
【００２５】
次に、塩化物回収回路の構成について説明する。
圧縮機１と、四方弁７と、室外熱交換器２と、開閉弁１１ａと、塩化物回収手段１０と、開閉弁１１ｂと、液延長冷媒配管５と、室内熱交換器４と、ガス延長冷媒配管６と、四方弁７と、圧縮機１と、をこの順番で環状に接続した冷媒回路を形成する。
【００２６】
塩化物回収運転時の動作例について図３を用いて説明する。まず、四方弁７は圧縮機１の吐出側と室外熱交換器２を連通し、圧縮機１の吸入側とガス延長冷媒配管６を連通する。そして、減圧手段３は全閉状態にし、開閉弁１１ａ、１１ｂを開いて、塩化物回収回路を形成する。これにより圧縮機を吐出する冷媒が塩化物回収手段１０を流通することができる。
【００２７】
圧縮機１を吐出した冷媒は、四方弁７、室外熱交換器２、開閉弁１１ａ、塩化物回収手段１０、開閉弁１１ｂ、液側延長冷媒配管５、室内熱交換器４、ガス側延長冷媒配管６を順次流通し、そして四方弁７を介して圧縮機１の吸入口に戻る。図３において、冷媒回路上の矢印は冷媒の流れを示し、実線は高圧側、点線は低圧側を表している。ここで塩化物回収手段１０を流通する冷媒状態は液状態、或いは液相支配の気液二相状態が望ましい。その理由として、活性炭への吸着は液相内での方が気相内より多いためである。
【００２８】
塩化物回収運転時の別動作例について図４を用いて説明する。これは暖房運転回路にて塩化物回収を行う場合であり、四方弁７は圧縮機１の吐出側とガス側延長冷媒配管６を連通し、圧縮機１の吸入側と室外熱交換器２を連通する。そして減圧手段３は全閉状態にし、開閉弁１１ａ、１１ｂを開き、塩化物回収回路を形成する。これにより圧縮機を吐出する冷媒が塩化物回収手段１０を流通することができる。
【００２９】
図４の冷媒回路の矢印で示すように、圧縮機１を吐出した冷媒は、四方弁７、ガス側延長冷媒配管６、室内熱交換器４、液側延長冷媒配管５、開閉弁１１ｂ、塩化物回収手段１０、開閉弁１１ａ、室外熱交換器２を順次流通し、そして四方弁７を介して圧縮機１の吸入口に戻る。図３と同様に塩化物回収手段１０を流通する冷媒状態は液状態、或いは液相支配の気液二相状態が望ましい。また圧縮機１吸入側に戻る冷媒ができるだけガス状態になるように調整しながら運転するのが望ましい。
【００３０】
塩化物回収手段１０の設置場所は基本的には冷媒が流通するところならばどこでも良いが、液冷媒、或いは液が支配的な気液二相冷媒が流通するところに設置すると塩化化合物の回収効果が良好であることを実験的に確認した。
【００３１】
次に、バイパス回路ユニットＺの別の構成例について説明する。
バイパス回路ユニットＺは図５のように液側延長配管５の一部をバイパスする形で設置しても良い。この場合、メイン配管にもバイパスさせるための開閉弁１１ｃが必要となる。そして、バイパス回路ユニットＺの動作は、塩化物回収運転時は開閉弁１１ｃを閉、開閉弁１１ａ，１１ｂは開として冷媒を塩化物回収手段１０側へバイパス流通させ、その他の通常運転時は開閉弁１１ｃを開、開閉弁１１ａ，１１ｂを閉として冷媒をメイン配管側に流すものである。これにより、室外機に塩化物回収手段が搭載されていない場合でも、塩化物回収運転を行うことができる。
尚、図６のようにバイパス回路ユニットＺを組まずに、塩化物回収手段１０を室外機Ｘと液側延長配管５の間に直接組込んで冷媒を流通させるようにして、塩化物回収運転を行っても良いことは言うまでもない。ただし、この場合、塩化物回収運転実施後は、冷媒回路から塩化物回収手段１０を取り外し、代わりの配管を組込み接続するか、室外機Ｘと液側延長配管５を直接接続して冷媒回路を形成する必要がある。
【００３２】
さらに、バイパス回路ユニットＺは図７のように室外熱交換器２と減圧手段３の間、或いは図８のように減圧手段３と室外機Ｘの液側延長配管５との接続口の間に設置しても良い。この場合、メイン配管にも開閉弁１１ｃが必要である。これらの動作は、図５と同様に、開閉弁１１ｃの開閉は、塩化物回収運転時は開閉弁１１ｃを閉、開閉弁１１ａ，１１ｂは開として冷媒を塩化物回収手段１０へ流れるようにバイパスさせ、その他の通常運転時は開閉弁１１ｃは開、開閉弁１１ａ，１１ｂを閉とするものである。
【００３３】
室外機Ｘに備えられた圧縮機１や四方弁７を運転指令に基づいて駆動制御する制御装置によりバイパス回路ユニットＺに設けた開閉弁１１ａ〜１１ｃを自動開閉できると、塩化物回収運転を回収運転指令または積算運転時間などに応じて自動制御して回収することができる。これにより、塩化物回収運転と通常の冷凍空調運転の切換作業負荷を従来よりも大幅に低減することができる。また、塩化物回収運転時に塩化物回収手段１０を流通する冷媒の流通方向を一方向に設定できる場合は、例えば図３のバイパス回路ユニットＺにおいて、塩化物回収手段１０側へ冷媒をバイパスさせる流路の下流側の開閉弁を図９のように逆止弁１２にすることができる。
【００３４】
次に塩化物回収運転で留意することを説明する。
まず、塩化物回収運転では、この運転による空気調和や冷凍を行うことを想定していない。目的は、新冷媒対応の冷凍空調回路を形成する前に、旧冷媒でも使用していた接続用延長冷媒配管中に残存する塩化物を配管中から除去して塩化物回収手段で回収することなので、圧縮機から吐出した冷媒と冷凍機油が、上記冷媒配管と塩化物回収手段を流通さえすればよい。
【００３５】
例えば、室外熱交換器や室内熱交換器をバイパスする回路を形成しても良いし、これらの熱交換器で熱交換しなくても良い。ただし圧縮機が液圧縮して故障することを回避する必要はある。また、塩化物回収運転時は冷媒回路中の冷媒流量や圧力、温度などの冷媒状態は塩化物除去に最も適した状態で運転する。
【００３６】
室外熱交換器をバイパスした塩化物回収運転用の冷媒回路の例を図１０に示す。圧縮機１の吸入側と液側冷媒配管５を接続する配管上に塩化物回収手段１０をその上下流にそれぞれ開閉弁を設けて設置する。冷媒は圧縮機１吐出側から四方弁７、ガス側冷媒配管６、室内熱交換器４、液側冷媒配管５、開閉弁１１ｄ、塩化物回収手段１０、開閉弁１１ｅ、圧縮機１の吸入側の順に循環する。このとき減圧手段３は全閉状態にする。塩化物回収手段１０を流通する冷媒状態は液状態、或いは液相支配の気液二相状態が望ましい。また、圧縮機１吸入側に戻る冷媒ができるだけガスが混入した気液二相状態になるように調整運転して圧縮機の故障を防止する。
【００３７】
上述と同様に開閉弁１１ｄ、１１ｅは自動開閉できると、塩化物回収運転を自動制御で実現することができる。また、この図１０の場合、塩化物回収運転時に塩化物回収手段１０を流通する冷媒の流通方向を一方向に設定できるので、塩化物回収手段１０の下流側の開閉弁１１ｅを逆止弁にすることができる。
【００３８】
以上の塩化物回収運転の冷媒動作によって、冷媒配管５，６内の残留物を回路を循環する冷媒や冷凍機油に溶解したり混ぜた状態にして冷媒配管５，６の外へ除去し、さらに塩化物回収手段１０まで移動して吸着回収することができる。
【００３９】
塩化物回収運転の実施タイミング、実施時間について説明する。
実施タイミングは室外機、室内機を新冷媒対応機に交換する設置工事のなかで実施するのが良い。実施時間は冷凍機油への塩化物の含有量がスラッジ発生や冷凍機油劣化を引き起こさない量いわゆる管理値まで低減するのに必要な時間とする。塩化物を溶解した冷凍機油と冷媒の混合液を活性炭に１回流通すると塩化物はほぼ全量回収できるので、回収運転時間つまり冷媒を循環させて活性炭を有した塩化物回収手段へ流通させる時間は、冷媒回路に封入されている全冷凍機油が少なくとも１回以上活性炭を流通するのに必要な時間から設定するとよい。概ね３０分〜１時間を想定している。
【００４０】
上記回収運転時間の一例を下記する。
封入冷凍機油量をＭ＝１０００ｇ（冷房能力８〜１６ＫＷ）、
冷媒回路を循環する冷凍機油重量をＧｏｉｌ＝１５００ｇ／時間
とすると、
冷凍機油が活性炭を最低１回流通するのに要する最大時間は、
Ｔ＝Ｍ／Ｇｏｉｌ＝０．６７時間となる。
実験検証結果に余裕度を設けて洗浄時間を設定するのは言うまでもない。
【００４１】
塩化物回収運転を時間で制御するかわりに、回路中の塩化物濃度を測定検知し、スラッジ発生や冷凍機油劣化を引き起こさない量いわゆる管理値まで低減したらその回収運転を終了する、としても良い。
【００４２】
さらに、新冷媒対応のユニット交換設置時の塩化物回収運転作業が終了した後、通常の冷凍空調運転を開始し所定時間経過したときに、塩化物回収運転を一定時間するのも効果的である。例えば１年に１回洗浄回収すると良く、運転積算時間では約２０００時間程度後となる。このとき、室外機、室内機の交換工事中に行った洗浄運転と同一回路、同一冷媒循環経路を設定すると、既に活性炭に吸着している有害物の脱着そして冷媒回路への放出を回避することができる。
【００４３】
塩化物回収の目的について説明する。
まず既設の接続用延長冷媒配管内に付着した残留物のうち、塩化物回収対象物について説明する。既設の延長冷媒配管５，６はいずれも旧冷媒でも使用していたため、冷媒配管内に旧冷媒、旧冷凍機油、塩化化合物、硫黄化合物などが残存する。その中でも残留が問題となる物質は塩化化合物であり、とりわけ特に問題なのは塩化鉄である。塩化鉄は以下の反応により、脂肪酸の金属塩（スラッジつまり油からの沈殿分で非常に細かい固体の液状スラリーの素となる）を生成したり、塩素分を含まない新冷媒用の新冷凍機油であるエステル油を分解して油の劣化、特にその潤滑性を低減して、圧縮機摺動部分の摩耗を引き起こしたりする。エステル油の加水分解反応は、まず、エステル油＋水→脂肪酸（塩化鉄は触媒として働く）から、次に脂肪酸＋鉄（金属）→脂肪酸金属塩となる。
それゆえに、新冷媒対応の冷媒回路における塩化鉄量を、信頼性を鑑みた所定量（管理値）以下に抑える必要がある。
【００４４】
ここで、塩化鉄の除去・回収の基本方法について説明する。
基本は塩素を含まない新冷媒Ｒ４１０Ａと一緒に冷媒回路中を循環する新冷凍機油であるエステル油に、既設の冷媒配管中の残塩化鉄を溶解、流動することでこの冷媒配管から除去して循環する冷媒中に含ませ、冷媒回路内に設けた塩化物回収手段１０の活性炭２０に吸着回収する。
【００４５】
次に、塩化鉄のエステル油への溶解の度合いについて説明する。
図１１に３０℃時の冷媒、油への塩化鉄溶解濃度概要値を示す。塩化鉄はエステル油に圧倒的に溶解しやすい。例えば残塩化鉄０．３ｇを溶解させるために必要なエステル油は約５０ｇである。これを圧縮機の油循環量を１５００ｇ／時間とすると、圧縮機から油が５０ｇ流出するのに要する時間は０．０３３時間、約２分と計算できる。これは塩化物回収運転開始後、約２分で冷媒配管中の全塩化鉄を溶解可能な分のエステル油が圧縮機を吐出していることを意味する。
【００４６】
次に、活性炭の塩化鉄吸着特性について説明する。
吸着対象の塩化鉄は、エステル油中に溶解しているとする。活性炭を液相中に置いて、液相吸着させる場合、使用活性炭は粒状活性炭が適している。この液相は冷媒、冷凍機油、塩化鉄など多種の混合液のため競争吸着となり、その場合、吸着対象物の分子量は吸着特性に大きく寄与すると考えられている。武田薬品工業製の粒状活性炭ＬＨ２Ｃは、分子量１５０〜３００の物質を吸着するのに好適と言われている。活性炭ＬＨ２Ｃは孔径約１ナノメートル（１０−９ｍ）の微細孔を表面に形成し、吸着物質をこの微細孔内に主に分子間力で維持する。塩化鉄の分子量は１６２．２なので活性炭の微細孔に入ることができるため吸着可能である。同様に冷凍機油も分子量２００〜４００くらいなので活性炭で吸着可能である。
【００４７】
一方、冷媒Ｒ４１０ＡはＲ３２（ＣＨ２Ｆ２）５０％とＲ１２５（Ｃ２ＨＦ５）５０％の混合物である。Ｒ３２の分子量は約５２、Ｒ１２５の分子量は約１２０で平均値は８６となるため、分子間力と化学結合の度合いが弱く前記粒状活性炭ではあまり吸着できない。
【００４８】
そして、塩化物回収手段に搭載する活性炭の設計例について説明する。
活性炭は冷凍機油を吸着するので、結果的に、圧縮機摺動部の摺動性を良くするために冷凍機油に入れている微量な極圧添加剤も吸着する。そこで活性炭搭載量は、添加剤の吸着量が吸着上限値以下になるように設定する必要がある。
ここで活性炭搭載量の設計例を以下に示す。
まず、計算条件として、
▲１▼１ｇの活性炭が吸着する冷凍機油量：１ｇ（実験結果より）
▲２▼初期の冷凍機油量：１０００ｇ
▲３▼初期の添加剤量：対油１ｗｔ％
▲４▼添加剤吸着上限値：対初期量１０ｗｔ％
とすると、
計算結果は、
（ａ）１ｇの活性炭が吸着する添加剤量＝▲１▼×▲３▼＝０．０１ｇ
（ｂ）添加剤吸着上限量＝▲２▼×▲３▼×▲４▼＝１ｇ
（ｃ）最大活性炭量＝（ｂ）／（ｃ）＝１００ｇ
となる。したがって、１００ｇ以下ならば添加剤吸着の問題はない。
【００４９】
冷凍空調回路と塩化物回収回路の相違について説明する。
冷凍空調用回路について、冷房、冷凍運転を実施する場合は図１２に示すように、四方弁７は圧縮機１の吐出側と室外熱交換器２を連通し、圧縮機１の吸入側とガス側延長冷媒配管６を連通する。バイパス回路ユニットＺ内の開閉弁１１ａ、１１ｂを閉め、減圧手段３は冷凍サイクル状態に応じて開度を調整する。次に、圧縮機１と、四方弁７と、室外熱交換器２と、減圧手段３と、液側延長冷媒配管５と、室内熱交換器４と、ガス側延長冷媒配管６と、四方弁７と、圧縮機１と、をこの順番で環状に接続した冷媒回路を形成する。
一方、暖房運転を実施する場合、四方弁７は圧縮機１の吸入側と室外熱交換器２を連通し、圧縮機１の吐出側とガス側延長冷媒配管６を連通する。開閉弁１１ａ、１１ｂを閉め、減圧手段３は冷凍サイクル状態に応じて開度を調整する。次に、圧縮機１と、四方弁７と、ガス延長冷媒配管６と、室内熱交換器４と、液延長冷媒配管５と、減圧手段３と、室外熱交換器２と、四方弁７と、圧縮機１と、をこの順番で環状に接続した冷媒回路を形成する。この場合の運転回路図は省略する。尚、運転の動作については通常の冷房、暖房運転となるので共に説明を省略する。
【００５０】
上記の通常の冷房、暖房運転ともにバイパス回路ユニットＺ内の開閉弁１１ａ、１１ｂを閉じているので塩化物回収手段１０には冷媒が流通しない。
【００５１】
塩化物回収回路と冷凍空調回路の切換は、開閉弁１１ａ、１１ｂと減圧手段３の開閉状態を以下のように変更することで実施する。
塩化物回収回路形成時は、開閉弁１１ａ，１１ｂを開、減圧手段３を全閉とし、一方通常の冷凍空調回路形成時は、開閉弁１１ａ，１１ｂを閉、減圧手段を適宜開度制御する。
【００５２】
回収運転を行い塩化物回収手段１０の両端の開閉弁を閉じた後、塩化物回収手段を永久的に使用しない場合は、この塩化物回収手段１０を回路から外すことは、回収塩化物を冷媒回路中に逆流させる可能性がゼロになる、という点で信頼性向上につながる。
【００５３】
冷媒は旧冷媒が塩素を含む弗化炭素水素系冷媒を想定し、新冷媒は塩素を含まない弗化炭素水素系冷媒、炭素水素系冷媒、自然冷媒、二酸化炭素、空気を想定している。また、活性炭は冷媒回路では水分を吸着しにくいので、塩化物回収手段に水分吸着剤も搭載して回路中の水分を除去しても良い。
【００５４】
以上のように、本実施の形態によれば、作動冷媒を塩素を含む旧冷媒から塩素を含まない新冷媒に変更する際に、室外機および室内機は新冷媒に対応した機器に交換し、冷媒配管は旧冷媒で使用していた既設のものを流用する場合、圧縮機、室外熱交換器と室内熱交換器との間をガス側延長配管および液延長配管にて接続して形成した新冷媒対応回路において、塩化物を除去するための活性炭を備えた塩化物回収手段を、室外熱交換器と、室内熱交換器の間の液相冷媒が流れる部分に設け、塩化物回収手段に圧縮機を吐出した冷媒が流通できるようにした塩化物回収回路を形成して運転すると、　旧冷媒で使用していた既設の冷媒配管中に残留した有害な塩化化合物を、冷媒配管から除去し、かつ活性炭を備えた塩化物回収手段で吸着回収できる。これにより塩化物を新冷媒対応の冷媒回路から除去し、スラッジ発生による回路内詰りや冷凍機油劣化による圧縮機故障を回避することができる。また所定時間塩化物回収手段を実施した後は、塩化物回収手段に冷媒が流通しないようにすることで、吸着回収した有害物の塩化化合物などを冷媒回路へ再放出しないようにする。
【００５５】
実施の形態２．
次に、塩化物回収運転の運転手順について図３および図１３を用いて説明する。
ここでの運転は、室外機および室内機を旧冷媒対応機から新冷媒対応機に交換する工事の際に行うことを想定している。
【００５６】
ステップ１：旧冷媒の冷媒回収
旧冷媒のＲ２２冷媒対応機で構成されている冷媒回路から、冷媒を回収する。旧冷媒対応室外機の圧縮機が動く場合は（Ｓ１）、その圧縮機を使用したポンプダウン運転でＲ２２冷媒を室外熱交換器に回収し（Ｓ２）、一方圧縮機が動かない場合は専用の冷媒回収機を用いて冷媒を回収する（Ｓ３）。
【００５７】
ステップ２：旧冷媒対応の室外機・室内機を延長配管から取り外す（Ｓ４）。
【００５８】
ステップ３：新冷媒対応の室外機および室内機を延長配管に接続する。
新冷媒対応の室外機および室内機を旧冷媒で使用していた延長配管に接続する（Ｓ５）際、塩化物回収手段が予めこの新冷媒対応室外機に搭載されていない場合は、この段階で室外機と液側延長冷媒配管の間に塩化物回収手段を設置する。
【００５９】
ステップ４：真空引き＋冷媒充填
延長冷媒配管および室内機と、ステップ３で塩化物回収手段を備えた場合は塩化物回収手段内を真空引きする（Ｓ６）。この段階で、冷媒回路内の滞留水分を管理値まで確実に低減させる（Ｓ７）。その後、室外機に封入している新冷媒を延長冷媒配管、室内機、塩化物回収手段に放出させる。尚、延長冷媒配管が長く追加充填が必要な場合は、この段階で追加充填する。（Ｓ８）
【００６０】
ステップ５：塩化物回収回路の形成
図３のように塩化物回収ユニットＺのバイパス側開閉弁１１ａ，１１ｂを開き、メイン流路の減圧手段３を全閉にする。これにより圧縮機を吐出した冷媒が延長冷媒配管と塩化物回収手段を流通する。（Ｓ９）
【００６１】
ステップ６：塩化物回収運転
圧縮機を運転し（Ｓ１０）、冷媒回路中の残塩化物量がスラッジ発生や圧縮機故障を引き起こさない保証が確立されている量まで低減できたら回収運転を終了する。実際に冷媒回路中の残塩化物量を測定しても良いが、回収運転時間を予め設定しておいて、所定の運転時間が経過したら終了する。（Ｓ１１）
【００６２】
ステップ７：冷凍空調回路への切換
塩化物回収ユニットＺのバイパス側開閉弁１１ａ，１１ｂを閉じて、メイン管の減圧手段３を調整できるようにする。これにより圧縮機を吐出した冷媒が塩化物回収手段を流通できなくする。（Ｓ１２）これ以降、塩化物回収手段を冷媒回路から物理的に切離しても良い。
【００６３】
この塩化物回収運転での特徴は、新ユニットへの交換工事中に塩化物回収回路を形成して冷媒を循環し、工事終了までには冷媒回路を冷凍空調回路に切替え、以降、塩化物回収手段には冷媒が流通しないようにすることである。
また上記ステップ５から７までを自動で実施されるように制御装置を組み込んで設定しておくと作業手間が省ける。例えば、装置への入力電源を入れると、自動的にステップ５からステップ７まで運転されるように予め制御設定しておけば良い。
【００６４】
以上のように、本実施の形態によれば、塩化物回収運転を新冷媒対応の室外機と室内機に交換する工事中に行い、それ以降は回路から物理的に切離したり遮断したりするので、塩化物回収手段に回収した有害な塩化物を通常の冷凍空調運転中に冷媒回路に放出することを回避することができる。また、弁の切換だけで塩化物回収運転と通常の冷凍空調運転を切替えることができるので、回収運転の手間を最小限に抑えることができる。
【００６５】
実施の形態３．
また、塩化物回収運転の別の運転手順例を図３および図１４を用いて説明する。本運転は新冷媒対応の冷媒回路で冷凍空調運転を開始した後、所定時間Ｔｓｕｍ経過時に一定時間実施することを想定している。
【００６６】
ステップ１：経過時間のチェック
塩化物回収を行うタイミングかどうかを予め定めたタイマーでチェックする。例えば、総運転時間がＴｓｕｍを超えたか判断する。（Ｓ２１）
【００６７】
ステップ２：塩化物回収回路の形成
図３のように塩化物回収ユニットＺのバイパス側開閉弁１１ａ，１１ｂを開き、メイン管の減圧手段３を全閉にする。これにより圧縮機を吐出した冷媒が冷媒配管と塩化物回収手段を流通する。（Ｓ２２）
【００６８】
ステップ３：塩化物回収運転
圧縮機を運転する（Ｓ２３）。回路中の残塩化物量がスラッジ発生や圧縮機故障を引き起こさない保証が確立されている量まで低減できたら回収運転を終了する。実際に回路中の塩化物量を測定しても良いが、回収運転時間を予め設定しておいて、時間がきたら終了する。（Ｓ２４）
【００６９】
ステップ４：冷凍空調回路への切換
塩化物回収ユニットＺのバイパス側開閉弁１１ａ，１１ｂを閉じて、メイン管の減圧手段３を調整できるようにする。これにより圧縮機を吐出した冷媒が塩化物回収手段を流通できなくする。（Ｓ２５）
【００７０】
ステップ５：回収運転タイマーの再設定（Ｓ２６）
【００７１】
以上のように、本実施の形態によれば、新冷媒対応の冷媒回路で冷凍空調運転を開始した後、所定時間経過経過していることが判明した場合、一定時間だけ塩化物回収運転を行い、その後、元の冷凍空調回路に戻して塩化物回収手段を回路から遮断するので、塩化物回収手段に回収した有害な塩化物を通常の冷凍空調運転中に冷媒回路に放出することを回避することができる。また、弁の切換だけで塩化物回収運転と通常の冷凍空調運転を切替えることができるので、回収運転の手間を最小限に抑えることができる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る冷凍空調装置は、作動冷媒を塩素を含む旧冷媒から塩素を含まない新冷媒に変更する際に、室外機および室内機は新冷媒に対応した機器に交換し、冷媒配管は旧冷媒で使用していたものを流用する場合、圧縮機および室外熱交換器と室内熱交換器との間を前記冷媒配管のガス側延長配管および液側延長配管により接続して形成した新冷媒対応回路において、塩化物を除去するための活性炭を有した塩化物回収手段を室外熱交換器と室内熱交換器の間の液相冷媒が流通する配管に設けたので、冷媒を延長配管と塩化物回収手段に流通して、延長配管中に残留する塩化物を流動して配管外へ除去し、塩化物回収手段まで運んで吸着回収することができる。その結果、新冷媒対応回路中の残塩化物量をスラッジ発生による回路詰りや圧縮機故障を生じないことを確認した管理値以下に低減することができ、信頼性を確保することができる。
【００７３】
また、本発明の請求項２に係る冷凍空調装置は、前記塩化物回収手段を室外熱交換器と室内熱交換器の間の一部に並列になるように設け、前記冷媒回路から着脱自在、または前記冷媒回路から弁切換で遮断する構造を備えたので、塩化物回収を終了した後は、塩化物回収手段を冷媒回路から遮断することで、吸着した有害な塩化化合物などを、運転中の冷凍空調回路に放出することを回避することができる。
【００７４】
また、本発明の請求項３に係る冷凍空調装置は、前記塩化物回収手段を前記冷媒回路から遮断する際に切替える弁は、自動で切替え可能なので、塩化物回収運転と通常の冷凍空調運転の切換作業負荷を大幅に低減することができる。
【００７５】
また、本発明の請求項４に係る冷凍空調装置は、前記塩化物回収手段が新冷媒対応の室外機に搭載されるので、現地で塩化物回収手段を設置する手間を省き、かつ自動運転で塩化物回収運転を実施することが可能である。
【００７６】
また、本発明の請求項５に係る冷凍空調装置は、前記塩化物回収手段が新冷媒対応の室外機と液延長配管の間に搭載されるので、延長配管内に残留する有害な塩化化合物などを除去する必要があり、かつ室外機に塩化物回収手段が搭載されていないときでも、回収運転を実施することができる。
【００７７】
また、本発明の請求項６に係る冷凍空調装置の運転方法は、冷媒配管中に残留する塩化物を回収する場合、前記塩化物回収手段を冷媒回路に組込むステップと、前記延長配管と室内機内を真空引きした後に冷媒を充填するステップと、圧縮機を運転して前記塩化物回収手段に冷媒を流通させて塩化物を捕捉するステップと、圧縮機を停止して前記塩化物回収手段を冷媒回路から切離し、または弁切換で冷媒回路から遮断するステップと、を備えたので、塩化物回収運転中は、冷媒を延長配管と塩化物回収手段に流通して、延長配管中に残留する塩化物を流動して配管外へ除去し、塩化物回収手段まで運んで吸着回収することができる。その結果、新冷媒対応回路中の残塩化物量をスラッジ発生による回路詰りや圧縮機故障を生じないことを確認した管理値以下に低減することができ、信頼性を確保することができる。また、塩化物回収運転後に通常の冷凍空調運転へ切替えたとき、塩化物回収手段を冷媒回路から遮断して冷媒が流通できないようにするので、塩化物回収手段で吸着した有害な塩化化合物などを、運転中の冷凍空調回路に放出することを回避することができる。
【００７８】
また、本発明の請求項７に係る冷凍空調装置は、前記の塩化物回収運転は、室外機と室内機を交換する工事中に行うので、顧客に渡した後は塩化物回収手段を冷媒回路から遮断して冷媒が流通できないようにするので、塩化物回収手段で吸着した有害な塩化化合物などを、運転中の冷凍空調回路に放出することを回避することができる。
【００７９】
また、本発明の請求項８に係る冷凍空調装置の運転方法は、前記塩化物回収運転が、新冷媒機へ交換後、新冷媒回路で空気調和運転や冷凍運転を開始してからの総運転時間が所定時間経過する毎に、一定時間だけ行うので、塩化物回収手段を冷媒回路から遮断して冷媒が流通できないようにするので、塩化物回収手段で吸着した有害な塩化化合物などを、運転中の冷凍空調回路に放出することを回避することができる。
【００８０】
また、本発明の請求項９に係る冷凍空調装置の運転方法は、前記塩化物回収運転が、所定時間経過するまで、あるいは冷媒回路中に残留する塩化物量が所定管理値以下になるまで行うので、新冷媒対応回路中の残塩化物量をスラッジ発生による回路詰りや圧縮機故障を生じないことを確認した管理値以下に低減することができ、信頼性を確保することができる。
【００８１】
また、本発明の請求項１０に係る冷凍空調装置は、変更前の作動冷媒が塩素を含む弗化炭素水素系冷媒であり、変更後の作動冷媒が塩素を含まない弗化炭素水素系冷媒、炭素水素系冷媒、自然冷媒であえうので、延長配管中の塩化物吸着効果は同等であり、その結果、新冷媒対応回路中の残塩化物量をスラッジ発生による回路詰りや圧縮機故障を生じないことを確認した管理値以下に低減することができ、信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係わる塩化物回収手段の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わる冷媒流れ図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係わり別の冷媒流れ図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係わる別のバイパス回路ユニット図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係わり塩化物回収手段の設置図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係わるまた別のバイパス回路ユニット図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係わるさらに別のバイパス回路ユニット図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係わるさらに別のバイパス回路ユニット図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係わる別の冷媒回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係わり、冷凍機油の溶解濃度を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係わる冷房・冷凍運転回路図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係わる塩化物回収運転のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態３に係わる塩化物回収運転のフローチャートである。
【図１５】従来例の冷媒回路図である。
【図１６】従来例の異物吸着器図である。
【符号の説明】
１　圧縮機、２　室外熱交換器、３　減圧手段、４　室内熱交換器、５　液冷媒配管、６　ガス冷媒配管、７　四方弁、１０　塩化物回収手段、１１　開閉弁、１２　逆止弁、２０　活性炭、２０ａ　粒状活性炭、２０ｂ　繊維シート、２１　水分吸着剤、２２　メッシュ止め板、２３　メッシュ、２４　繊維製メッシュ、５１　コンプレッサ、５２　コンデンサ、５３　ドライヤ、５４　キャピラリーチューブ、５５　エバポレータ、５６　アキュムレータ、５７　異物除去器、５８　管、５９　水分吸着剤、６０　異物吸着剤。
【図１】
2004077034.tif 000003
【図２】
2004077034.tif 000004
【図３】
2004077034.tif 000005
【図４】
2004077034.tif 000006
【図５】
2004077034.tif 000007
【図６】
2004077034.tif 000008
【図７】
2004077034.tif 000009
【図８】
2004077034.tif 000010
【図９】
2004077034.tif 000011
【図１０】
2004077034.tif 000012
【図１１】
2004077034.tif 000013
【図１２】
2004077034.tif 000014
【図１３】
2004077034.tif 000015
【図１４】
2004077034.tif 000016
【図１５】
2004077034.tif 000017
【図１６】
2004077034.tif 000018