(57)【要約】【課題】  既設配管を流用しつつ、広い設置スペースを要求することなく、容易に熱源側ユニットと負荷側ユニットを更新することのできる冷凍空調装置及びその更新方法を提供する。【解決手段】  少なくともアキュムレータ、圧縮機、熱源側熱交換器を順次接続してなる回路と、アキュムレータから圧縮機に冷凍機油を返す返油回路とを含む熱源側ユニットと、第１の絞り装置と負荷側熱交換器を含む負荷側ユニットと、熱源側熱交換器と第１の絞り装置とを接続する第１の延長配管と、負荷側熱交換器と圧縮機とを接続する第２の延長配管とを備えた冷凍空調装置において、アキュムレータに設けられ、洗浄運転後にアキュムレータ内の異物を排出する排出ポートと、返油回路中に設けられ、通常運転時には返油回路を開放して冷凍機油を所定量ずつ圧縮機に返し、洗浄運転時には返油回路を閉止する返油回路開閉手段とを備える。【選択図】      図１
2005043025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアキュムレータ、圧縮機、熱源側熱交換器を順次接続してなる回路と、前記アキュムレータから前記圧縮機に冷凍機油を返す返油回路とを含む熱源側ユニットと、
第１の絞り装置と負荷側熱交換器を含む負荷側ユニットと、
前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置とを接続する第１の延長配管と、
前記負荷側熱交換器と前記圧縮機とを接続する第２の延長配管とを備えた冷凍空調装置において、
前記アキュムレータに設けられ、洗浄運転後に前記アキュムレータ内の異物を排出する排出ポートと、
前記返油回路中に設けられ、通常運転時には前記返油回路を開放して前記冷凍機油を所定量ずつ前記圧縮機に返し、前記洗浄運転時には前記返油回路を閉止する返油回路開閉手段とを備えたことを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項２】
前記熱源側ユニットに、前記洗浄運転時には前記熱源側熱交換器を通過した冷媒を気液二相状態となるように冷却し、通常の冷房運転時には前記熱源側熱交換器を通過した冷媒の過冷却度を増大させる冷媒熱交換器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
【請求項３】
前記圧縮機と四方弁との間に前記圧縮機から冷媒とともに流出した前記冷凍機油を前記冷媒と分離する油分離器と、この油分離器により分離された前記冷凍機油を返油用毛細管を介して前記圧縮機に戻す返油回路とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍空調装置。
【請求項４】
前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置との間の配管中に設けられた第２の絞り装置と、前記第１の延長配管内の圧力を測定する第１の圧力センサと、前記第１の延長配管の許容圧力を記憶している記憶手段とを備え、
前記第１の延長配管内の圧力が許容圧力以下となるように前記第２の絞り装置の開度を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷凍空調装置。
【請求項５】
前記圧縮機の吐出圧力を測定する第２の圧力センサと、前記第２の延長配管の許容圧力を記憶している記憶手段とを備え、
前記圧縮機の吐出圧力と前記第２の延長配管の許容圧力との関係に基づき、前記第２の延長配管内の圧力が許容圧力以下となるように前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷凍空調装置。
【請求項６】
既設の延長配管を流用し、少なくともアキュムレータ、圧縮機、熱源側熱交換器を順次接続してなる回路と前記アキュムレータから前記圧縮機に冷凍機油を返す返油回路とこの返油回路中に設けられた返油回路開閉手段と前記アキュムレータに設けられた排出ポートとを含む熱源側ユニットと、絞り装置と負荷側熱交換器を含む負荷側ユニットを備える冷凍空調装置とするために、前記熱源側ユニットと前記負荷側ユニットの少なくとも一方を更新するユニット更新手順と、
更新後の冷凍空調装置中の少なくとも前記既設の延長配管内を真空引きする真空引き手順と、
前記更新後の冷凍空調装置中の少なくとも前記既設の延長配管内に、回収された冷媒より動作圧力が高い冷媒を充填する冷媒充填手順と、
この充填された冷媒を用いて、前記既設の延長配管内を洗浄する洗浄運転を実施する洗浄運転手順と、
前記洗浄運転後に前記アキュムレータ内の異物を前記排出ポートから排出する異物排出手順と、
前記異物が除去された後に、通常運転を実施する通常運転手順からなることを特徴とする冷凍空調装置の更新方法。
【請求項７】
前記洗浄運転手順において、前記返油回路開閉手段を閉止して前記洗浄運転を実施することを特徴とする請求項６に記載の冷凍空調装置の更新方法。
【請求項８】
前記ユニット更新手順において、補助熱交換器を備える熱源側ユニットに更新することを特徴とする請求項６または７に記載の冷凍空調装置の更新方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍空調装置及びその更新方法に関し、特に、既設の冷媒配管を用いて熱源側ユニット及び負荷側ユニットの少なくとも一方を更新する冷凍空調装置及びその更新方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から冷凍空調装置の更新時には、熱源側ユニットと負荷側ユニットを接続する延長配管はその配管内部を洗浄することにより既設の配管をそのまま流用し、上記のユニットのみを交換する手法が行われてきた。洗浄運転が実施された場合、油分離器で分離されなかった冷凍機油は、冷媒回路を流れて既設配管中に残留する異物と混合し、アキュムレータ内に溜まる。従来の冷凍空調装置では、洗浄運転中にもアキュムレータ内の冷凍機油を圧縮機へ返油してしまうため、圧縮機内の冷凍機油に既設配管中の異物が混合し、圧縮機の潤滑性に問題が生じる可能性があった。そこで、冷媒回路中に異物捕捉手段を備えて、既設配管中の異物除去を行う冷凍空調装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来の冷凍空調装置のように、アキュムレータとは別に異物を分離するための分離器として異物捕捉手段を備えた構造では、熱源側ユニットが大きくなるか、あるいは熱源側ユニットを別のユニットに交換する必要があり、広い設置スペースが必要となる。このため、施工上、熱源側ユニットの設置が困難となる場合があった。また、熱源側ユニットが大きくなることにより、コストが増加するという問題もあった。
【０００５】
また、既設配管に気液二相冷媒を流して洗浄運転を行う場合には、配管部分や絞り装置での圧力損失があるため、洗浄流量を大きくとることが出来ず、既設配管内を洗浄するための時間が長くなるという問題もあった。
【０００６】
さらに、洗浄時に動作圧力が高い冷媒を用いた場合には、冷凍空調装置の動作圧力が既設の延長配管の許容圧力よりも高くなる可能性があり、圧力スイッチなどにより装置の運転範囲に制約を設けた場合には、過負荷のときに能力不足に陥る可能性があった。
【０００７】
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、既設配管を流用しつつ、広い設置スペースを要求することなく、容易に熱源側ユニットと負荷側ユニットを更新することのできる冷凍空調装置及びその更新方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る冷凍空調装置は、少なくともアキュムレータ、圧縮機、熱源側熱交換器を順次接続してなる回路と、アキュムレータから圧縮機に冷凍機油を返す返油回路とを含む熱源側ユニットと、第１の絞り装置と負荷側熱交換器を含む負荷側ユニットと、熱源側熱交換器と第１の絞り装置とを接続する第１の延長配管と、負荷側熱交換器と圧縮機とを接続する第２の延長配管とを備えた冷凍空調装置において、アキュムレータに設けられ、洗浄運転後にアキュムレータ内の異物を排出する排出ポートと、返油回路中に設けられ、通常運転時には返油回路を開放して冷凍機油を所定量ずつ圧縮機に返し、洗浄運転時には返油回路を閉止する返油回路開閉手段とを備えたものである。
【０００９】
この発明に係る冷凍空調装置の更新方法は、既設の延長配管を流用し、少なくともアキュムレータ、圧縮機、熱源側熱交換器を順次接続してなる回路とアキュムレータから圧縮機に冷凍機油を返す返油回路とこの返油回路中に設けられた返油回路開閉手段とアキュムレータに設けられた排出ポートとを含む熱源側ユニットと、絞り装置と負荷側熱交換器を含む負荷側ユニットを備える冷凍空調装置とするために、熱源側ユニットと負荷側ユニットの少なくとも一方を更新するユニット更新手順と、更新後の冷凍空調装置中の少なくとも既設の延長配管内を真空引きする真空引き手順と、更新後の冷凍空調装置中の少なくとも既設の延長配管内に、回収された冷媒より動作圧力が高い冷媒を充填する冷媒充填手順と、この充填された冷媒を用いて、既設の延長配管内を洗浄する洗浄運転を実施する洗浄運転手順と、洗浄運転後にアキュムレータ内の異物を排出ポートから排出する異物排出手順と、異物が除去された後に、通常運転を実施する通常運転手順からなるものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の冷凍空調装置では、少なくともアキュムレータ、圧縮機、熱源側熱交換器を順次接続してなる回路と、アキュムレータから圧縮機に冷凍機油を返す返油回路とを含む熱源側ユニットと、第１の絞り装置と負荷側熱交換器を含む負荷側ユニットと、熱源側熱交換器と第１の絞り装置とを接続する第１の延長配管と、負荷側熱交換器と圧縮機とを接続する第２の延長配管とを備えた冷凍空調装置において、アキュムレータに設けられ、洗浄運転後にアキュムレータ内の異物を排出する排出ポートと、返油回路中に設けられ、通常運転時には返油回路を開放して冷凍機油を所定量ずつ圧縮機に返し、洗浄運転時には返油回路を閉止する返油回路開閉手段とを備えたので、洗浄運転が実施された場合に、アキュムレータを冷媒から異物を分離するための分離器として使用して、既設配管内の異物をアキュムレータ内に回収し、排出ポートから排出することができる。このため、熱源側ユニットを大きくしたり、別のユニットに交換したりする必要なく、冷凍空調装置の更新が可能となる。
【００１１】
また、この発明の冷凍空調装置の更新方法では、既設の延長配管を流用し、少なくともアキュムレータ、圧縮機、熱源側熱交換器を順次接続してなる回路とアキュムレータから圧縮機に冷凍機油を返す返油回路とこの返油回路中に設けられた返油回路開閉手段とアキュムレータに設けられた排出ポートとを含む熱源側ユニットと、絞り装置と負荷側熱交換器を含む負荷側ユニットを備える冷凍空調装置とするために、熱源側ユニットと負荷側ユニットの少なくとも一方を更新するユニット更新手順と、更新後の冷凍空調装置中の少なくとも既設の延長配管内を真空引きする真空引き手順と、更新後の冷凍空調装置中の少なくとも既設の延長配管内に、回収された冷媒より動作圧力が高い冷媒を充填する冷媒充填手順と、この充填された冷媒を用いて、既設の延長配管内を洗浄する洗浄運転を実施する洗浄運転手順と、洗浄運転後にアキュムレータ内の異物を排出ポートから排出する異物排出手順と、異物が除去された後に、通常運転を実施する通常運転手順からなる一連の手順を実施することとしたので、洗浄運転を効率よく短時間で終了することができ、短工期でのユニットの更新が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。尚、各図中、同一また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。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍空調装置の冷媒回路図である。図１に示す冷媒回路は、熱源側ユニット１と負荷側ユニット２とを備えている。熱源側ユニット１と負荷側ユニット２との間は、第１の延長配管３（液側冷媒配管）と第２の延長配管４（ガス側冷媒配管）により接続され、冷媒回路を構成している。
【００１４】
熱源側ユニット１は、アキュムレータ５、圧縮機６、油分離器７、四方弁８、熱源側熱交換器９、及び冷媒熱交換器１０を内蔵しており、これらを順次接続して、熱源側ユニット１のメイン回路を構成している。また、油分離器７の下部には、返油用毛細管１１を介してアキュムレータ５と圧縮機６の間に接続される返油回路１２が設けられている。熱源側ユニット１には、油分離器７と四方弁８の間を分岐し、開閉装置１３を介してアキュムレータ５の下部に接続されるホットガスバイパス回路１４が設けられている。また、アキュムレータ５の下部には、アキュムレータ５と圧縮機６の間に接続される返油回路１５が設けられている。アキュムレータ５の側面部には、アキュムレータ５内に溜まった冷凍機油を排出する排出ポート１６が設けられている。さらに、熱源側ユニット１には、返油回路１５中に返油回路１５を開閉する返油回路開閉手段１７が設けられている。
【００１５】
本実施形態の冷凍空調装置は、返油回路開閉手段１７を設け、洗浄運転時に返油回路開閉手段１７を閉止するようにしたため、アキュムレータ５から圧縮機６への冷凍機油の流入を防ぐことができる。このため、圧縮機６内の冷凍機油に既設配管中の異物が混合して圧縮機６の潤滑性に問題が生じてしまう事態を回避することができる。また、通常の冷房運転時もしくは暖房運転時には、上記返油回路開閉手段１７はアキュムレータ５内の冷凍機油を圧縮機６に返油すべく所定の開度に開放される。
また、熱源側ユニット１には、第２の延長配管４と四方弁８との間を分岐して、逆止弁１８を介して冷媒熱交換器１０に接続されるバイパス回路１９が設けられており、洗浄運転時に、そのバイパス回路１９に冷媒を流入させるための開閉装置２０が設けられている。また、熱源側ユニット１には、冷房運転時に、熱源側熱交換器９、冷媒熱交換器１０を流出した液冷媒の一部を減圧させる補助絞り装置２１が設けられている。
【００１６】
また、図１に示す本実施形態の冷凍空調装置の一例では、負荷側ユニット２は２組設けられており、それぞれの負荷側ユニット２は第１の絞り装置２２と負荷側熱交換器２３とを直列に接続して構成されている。
【００１７】
次に、図２を用いて、既設の冷媒配管である第１の延長配管３と第２の延長配管４とを流用し、既設の熱源側ユニットおよび負荷側ユニットを上記の冷媒回路構成を有する熱源側ユニット１と負荷側ユニット２に更新する場合の更新手順の概要を説明する。
図２において、まず、ＳＴＥＰ１として、既設の熱源側ユニット及び負荷側ユニットから冷媒を回収する。ＳＴＥＰ２（ユニット更新手順）では、熱源側ユニットと負荷側ユニットを新しいユニットに更新する。ＳＴＥＰ３（真空引き手順）では、既設配管側を真空引きする。ＳＴＥＰ４（冷媒充填手順）では、真空引きした既設配管側に冷媒をチャージする。ここで、チャージする冷媒は、既設のユニットに充填されていた冷媒よりも冷凍サイクルの動作圧力が高くなる冷媒とする。ＳＴＥＰ５（洗浄運転手順）では、返油回路開閉手段１７を全閉として、圧縮機６を運転し、所定時間の間、既設配管内を洗浄すべく、冷房運転もしくは暖房運転を実施する。このＳＴＥＰ５における洗浄運転が行われることで、既設配管内の異物が冷媒中に取り込まれて除去される。異物を含む冷媒は、その後アキュムレータ５内で異物と分離され、アキュムレータ５内に回収される。ＳＴＥＰ６（異物排出手順）では、アキュムレータ５内に回収された異物を排出ポート１６から排出する。以上の手順が実行されることにより、更新時の洗浄運転を兼ねた試運転が終了し、既設配管内の異物を除去することができる。その後、ＳＴＥＰ７（通常運転手順）では、返油回路開閉手段１７を所定の開度に開放し、通常の冷房もしくは暖房運転を開始する。
【００１８】
次に、上記ＳＴＥＰ５における洗浄運転について詳述する。尚、ここでは、図１を用いて冷房運転を利用した洗浄運転の動作について説明する。洗浄運転時には、返油回路開閉手段１７を全閉とした状態で圧縮機６を運転する。圧縮機６を吐出した高温・高圧のガス冷媒は、四方弁８を介して熱源側熱交換器９に流れる。熱源側熱交換器９において、ガス冷媒は顕熱に近い熱量を放熱して飽和ガスとなり、冷媒熱交換器１０に至る。冷媒熱交換器１０では、低圧側を流れる冷媒と熱交換し、凝縮・液化し、液もしくは気液二相冷媒となる。この気液二相状態の冷媒が、第２の延長配管４、第１の絞り装置２２、負荷側熱交換器２３および第１の延長配管３を順に流れるにしたがって、既設の配管である第１の延長配管３および第２の延長配管４中に残留する異物を冷媒中に取り込んで除去する。既設配管中の異物を含む冷媒は、熱源側ユニット１に戻り、開閉装置２０が閉止されているため、逆止弁１８を介して冷媒熱交換器１０に流れる。その後、冷媒熱交換器１０で液冷媒を蒸発し、四方弁８を介してアキュムレータ５に取り込まれて、ガス冷媒中の異物をアキュムレータ５で分離する。異物が分離されたガス冷媒は、圧縮機６に戻り、再び圧縮され、圧縮機６から吐出されるが、本実施形態の冷凍空調装置では、返油回路１５中の返油回路開閉手段１７が閉止されているため、アキュムレータ５内の異物は、圧縮機６に吸入されずにアキュムレータ５内に回収される。
【００１９】
以上の洗浄運転が実施されることで、既設配管中の異物をアキュムレータ５内に回収することができる。その後、アキュムレータ５内に回収された既設配管中の異物は、排出ポート１６から排出される。これらの動作により、既設配管中の異物を除去することが可能であるので、既設配管中の異物が混合することによる潤滑不良や異物が噛みこむことによる弁類の動作不良をなくすことができる。また、洗浄運転時にアキュムレータ５から返油回路１５を介して異物が圧縮機６に戻ってしまうことがなく、既設配管内から異物を確実に除去することができ、既設配管を流用するシステムの信頼性を向上させることができる。
【００２０】
次に、上記ＳＴＥＰ７における通常の冷房運転を実施する場合の動作について詳述する。
図１において、圧縮機６が駆動されると、高温・高圧のガス冷媒が圧縮機６から吐出し、油分離器７、四方弁８を介して熱源側熱交換器９で凝縮・液化する。液化した冷媒は、冷媒熱交換器１０でさらに冷却されることで過冷却度を増大させる。冷媒熱交換器１０を流出した液冷媒の一部は、補助絞り装置２１により低圧まで絞られた後に、冷媒熱交換器１０を通過する際に熱源側熱交換器９で凝縮した液冷媒と熱交換され、自身は蒸発・気化する。冷媒熱交換器１０で過冷却度を増した液冷媒の残りは、第２の延長配管４を流れ、第１の絞り装置２２で低圧まで絞られ、負荷側熱交換器２３に流れる。負荷側熱交換器２３に流れた低圧の気液二相冷媒は、蒸発・気化し、第１の延長配管３を流れて熱源側ユニット１に戻る。熱源側ユニット１に戻ったガス冷媒は、開閉装置２０を介して冷媒熱交換器１０で蒸発・気化したガス冷媒と合流した後、四方弁８、アキュムレータ５を介して圧縮機６に戻る。尚、圧縮機６から冷媒が流出する際に冷媒と一緒に持ち出される冷凍機油の多くは、油分離器７で分離され返油用毛細管１１を介して圧縮機６の吸入側に戻されるが、油分離器７で分離されずに熱源側ユニット１から流出した冷凍機油は、冷媒とともに冷媒回路を循環して、再び熱源側ユニット１に戻り、アキュムレータ５に一旦溜まる。ここで、アキュムレータ５内の冷凍機油は、返油回路開閉手段１７が所定の開度に調整されているため、所定の量ずつ圧縮機６に戻される。
【００２１】
次に、上記ＳＴＥＰ７における通常の暖房運転を実施する場合の動作について詳述する。
図１において、圧縮機６が駆動されると、高温・高圧のガス冷媒が圧縮機６から吐出し、油分離器７、四方弁８、開閉装置２０を介して第２の延長配管４に流れる。ここで、第２の延長配管４を流れた高温・高圧のガス冷媒は、負荷側熱交換器２３で凝縮・液化する。負荷側熱交換器２３で液化した冷媒は、第１の絞り装置２２で低圧まで絞られた後、第１の延長配管３に流れて熱源側ユニット１に戻る。熱源側ユニット１に戻った気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器９で蒸発・気化した後、四方弁８、アキュムレータ５を介して圧縮機６に戻る。尚、圧縮機６から冷媒が流出する際に冷媒と一緒に持ち出される冷凍機油の多くは、油分離器７で分離され返油用毛細管１１を介して圧縮機６の吸入側に戻されるが、油分離器７で分離されずに熱源側ユニット１から流出した冷凍機油は、冷媒とともに冷媒回路を循環して、再び熱源側ユニット１に戻り、アキュムレータ５に一旦溜まり、アキュムレータ５内の冷凍機油は、返油回路開閉手段１７が所定の開度に調整されているため、所定の量ずつ圧縮機６に戻される。
【００２２】
以上説明した通り、本実施形態の冷凍空調装置によれば、返油回路開閉手段１７を返油回路１５中に設けたことで、洗浄運転時にはアキュムレータ５を冷媒から異物を分離する分離器として使用することができる。このため、熱源側ユニット１に新たに分離器を追加する必要がなく、既設配管を流用して熱源側ユニットと負荷側ユニットの更新を行うことができる。また、更新後の熱源側ユニットが大型化してしまう事態を防ぐことができ、更新後のユニットを設置する際に新たに広い設置スペースを必要とすることもない。また、既設ユニットに充填されていた冷媒よりも動作圧力が高い冷媒を充填して既設配管を洗浄することにより、配管での圧力損失が低下し、より多くの冷媒流量を流せるので、既設配管中の異物を効率よく回収することが可能となり、短い工期で更新工事が可能となる。
【００２３】
また、従来の冷凍空調装置においては、既設配管を用いてユニットの容量を増大させたり、ユニットの位置を既設のユニットの位置よりも遠い位置に設置したりした場合に、冷媒循環量の増大や配管長が長くなることにより、配管の圧力損失が増大してしまうため、冷凍サイクルの効率が低下するという問題があった。さらに、一般に同じ冷媒を使用する場合には、容量の増加とともに冷媒流量が増加するため、延長配管での圧力損失を一定にするために、容量の増加とともに延長配管の配管径を大きくする必要があった。これに対し、本実施形態の冷凍空調装置では、更新後の冷媒の動作圧力を更新前の冷媒の動作圧力よりも大きくとることで、配管の圧力損失は低減されるので、同じ配管サイズで接続するユニットの容量を増加させても、配管の圧力損失は既設のユニットで運転した場合と同等とすることが可能である。したがって、熱負荷が増大した場合でも、既設配管を流用して、容易にユニットの容量を増大させることが可能であり、しかも、効率も悪化することがなく、従来と同様の省エネ性を確保できる。また、設置の都合から、熱源側ユニットもしくは負荷側ユニットの位置を変更し、配管長が既設のユニットよりも長くなった場合でも、既設ユニットに充填されていた冷媒よりも動作圧力が高い冷媒を充填して既設配管を洗浄することにより、配管の圧力損失を従来と同等以下にできるので、更新時のユニット設置の自由度も広げることができる。
【００２４】
また、本実施形態の冷凍空調装置は、冷媒熱交換器１０を備えているため、ＳＴＥＰ５では洗浄運転時に既設配管中の異物除去を効率よく行えるように気液二相冷媒を作り出せるとともに、ＳＴＥＰ７の冷房運転では冷媒の過冷却度を増大させることにより、負荷側ユニット２を流れる冷媒流量を減少させることで、ガス配管（第２の延長配管４）での圧力損失を低減し、冷凍サイクルの効率を改善することが可能となる。つまり、冷媒熱交換器１０は、既設配管の異物回収時には効率よく異物を回収できるように気液二相冷媒を作り出す機能を有し、通常の冷房運転時には、冷媒の過冷却度を増大させることで、冷凍サイクルの効率を改善する機能を持たせたことにより、冷凍サイクルの実装性やコストの低減に寄与することができる。
【００２５】
さらに、既設の熱源側ユニットから本実施形態の熱源側ユニット１に更新する際には、配管の許容圧力に応じて熱源側ユニット１に補助熱交換器を接続し、高圧の上昇を抑えることで、既設配管を利用して動作圧力が高い冷媒を利用する場合の安全性を確保することも可能である。
【００２６】
尚、図１における冷媒熱交換器１０を備えない回路構成とした場合には、通常の冷房運転もしくは暖房運転により、上記ＳＴＥＰ５の洗浄運転を行ってもよい。また、本実施形態の冷凍空調装置では、上記ＳＴＥＰ５における洗浄運転時に、アキュムレータ５を冷媒から異物を分離する分離器として使用したが、アキュムレータ５以外に別の異物を分離する容器を設けて、上記ＳＴＥＰ５における洗浄運転中に、その容器の出入口に設けた開閉手段を閉止することにより異物が圧縮機６に再流出することを防止しつつ、冷媒から異物を分離してその容器内に回収することも可能である。
【００２７】
また、既設のユニットに用いられていた冷媒がＲ２２等の塩素を含む冷媒であり、更新後の冷媒がＲ４１０Ａ等の塩素を含まない冷媒とした場合には、オゾン破壊係数を０とすることができるため、オゾン層保護にも役立つ。さらに、既設のユニットに用いられていた冷媒がＲ４０７Ｃであり、更新後の冷媒がＲ３２とした場合には、その更新により地球温暖化係数が小さくなるため、地球温暖化防止にも役立つ。
【００２８】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る冷凍空調装置の冷媒回路図である。図３中の実施の形態１の冷媒回路を示す図１と同一の機能・構成を有する箇所については、同一の記号を付し、その詳細な説明を省略または簡略化する。
【００２９】
図３に示すように、本実施の形態２の冷凍空調装置では、熱源側ユニット２４に、第２の絞り装置２５、第１の圧力センサ２６、及び第２の圧力センサ２７を備えている。第２の絞り装置２５は、冷房運転時に冷媒が冷媒熱交換器１０から負荷側ユニット２に向かう配管中であって、かつ、補助絞り装置２１への分岐点より下流側に配置されている。また、第１の延長配管３内の冷媒圧力を測定する第１の圧力スイッチ２６は、冷房運転時において第２の絞り装置２５の下流側となる位置に設けられている。圧縮機６の吐出圧力を測定する第２の圧力スイッチ２７は、圧縮機６と油分離器７との間に設けられている。
【００３０】
尚、本実施の形態２では、圧縮機６は、インバータ（図示せず）で運転周波数を可変にできるものとする。さらに、熱源側ユニット２４は、既設のユニットに対して、概ね１．２倍の容量を有するユニットとし、既設のユニットで使用されていた冷媒をＲ２２とし、新規のユニットで使用される冷媒をＲ４１０Ａとする。
【００３１】
本実施の形態２の冷凍空調装置では、既設配管の許容圧力を考慮して、上記の第１の圧力スイッチ２６及び第２の圧力スイッチ２７により配管圧力を測定することで、冷房運転時や暖房運転時に、配管圧力が許容圧力以上とならないように制御を行っている。以上のような構成を有する本実施形態の冷凍空調装置によれば、実施の形態１での洗浄運転と同様の運転を実施することにより、既設配管中の異物を除去することができる。以下、本実施形態における冷房運転と暖房運転を実施する場合の動作について説明する。
【００３２】
まず、冷房運転を実施する場合は、圧縮機６を駆動し、高温・高圧のガス冷媒が圧縮機６から吐出し、四方弁８を介して熱源側熱交換器９で凝縮・液化する。液化した冷媒は、冷媒熱交換器１０で過冷却度を増大させ、冷媒熱交換器１０を流出する。冷媒熱交換器１０を流出した液冷媒の一部は補助絞り装置２１を介して低圧まで絞られ、冷媒熱交換器１０で熱源側熱交換器９で凝縮した液冷媒と熱交換し、自身は蒸発・気化する。冷媒熱交換器１０で過冷却度を増した液冷媒の残りは、第２の絞り装置２５で第１の延長配管３の許容圧力まで減圧される。ここで、第１の延長配管３の許容圧力は予め調査し、熱源側ユニット２４の記憶手段（図示せず）で記憶しておき、適宜、冷房運転中の第１の圧力センサ２６の測定結果と比較しながら、第２の絞り装置２５の開度を決定する。また、冷媒熱交換器１０で液冷媒につける過冷却度は、第１の延長配管３の圧力損失により冷媒が減圧沸騰し、第１の絞り装置２２の入口で冷媒の状態が気液二相状態とならないように１０Ｋ以上とする。第２の絞り装置２５で減圧された液冷媒は、第１の延長配管３を流れ、第１の絞り装置２２で低圧まで絞られ、負荷側熱交換器２３に流れる。負荷側熱交換器２３に流れた低圧の気液二相冷媒は、蒸発・気化し、第２の延長配管４を流れて熱源側ユニット２４に戻る。熱源側ユニット２４に戻ったガス冷媒は、開閉装置２０を介して冷媒熱交換器１０で蒸発・気化したガス冷媒と合流した後、四方弁８、アキュムレータ５を介して圧縮機６に戻る。尚、圧縮機６から冷媒が流出する際に冷媒と一緒に持ち出される冷凍機油の多くは、油分離器７で分離され返油用毛細管１１を介して圧縮機６の吸入側に戻される。また、油分離器７で分離されずに熱源側ユニット２４から流出した冷凍機油は、冷媒とともに冷媒回路を循環して、再び熱源側ユニット２４に戻り、アキュムレータ５に一旦溜まる。ここで、アキュムレータ５内の冷凍機油は、返油回路開閉手段１７により、所定の量ずつ圧縮機６に戻される。
【００３３】
また、暖房運転を実施する場合は、圧縮機６を駆動し、高温・高圧のガス冷媒が圧縮機６から吐出し、四方弁８、開閉装置２０を介して第２の延長配管４に流れる。ここで、第２の延長配管４の許容圧力は予め調査し、熱源側ユニット２４の記憶手段（図示せず）で記憶しておき、適宜、暖房運転中の第２の圧力センサ２７の測定結果と比較しながら、インバータで運転周波数を増減させることで、圧縮機６の回転数を制御する。第２の延長配管４を流れた高温・高圧のガス冷媒は、負荷側熱交換器器２３で凝縮・液化する。負荷側熱交換器２３で液化した冷媒は、第１の絞り装置２２で低圧まで絞られ、第１の延長配管３に流れ、熱源側ユニット２４に戻る。熱源側ユニット２４に戻った気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器９で蒸発・気化した後、四方弁８、アキュムレータ５を介して圧縮機６に戻る。尚、圧縮機６から冷媒が流出する際に冷媒と一緒に持ち出される冷凍機油の多くは、油分離器７で分離され返油用毛細管１１を介して圧縮機６の吸入側に戻される。また、油分離器７で分離されずに熱源側ユニット２４から流出した冷凍機油は、冷媒とともに冷媒回路を循環して、再び熱源側ユニット２４に戻り、アキュムレータ５に一旦溜まる。ここで、アキュムレータ５内の冷凍機油は、返油回路開閉手段１７により、所定の量ずつ圧縮機６に戻される。
【００３４】
以上説明した通り、本実施形態の冷凍空調装置によれば、既設配管の許容圧力を考慮して配管圧力を制御することにより、既設配管の許容圧力よりも動作圧力の高い冷媒を使用する場合でも、配管許容圧力を順守した冷凍サイクルの動作が確保でき、冷凍サイクルを安全に動作させることができる。
【００３５】
また、Ｒ２２とＲ４１０Ａのガス密度を比較すると、０℃で、Ｒ２２が２１．２３ｋｇ／ｍ３程度であるのに対し、Ｒ４１０Ａでは、０℃で３０．４８程度と約１．４４倍の密度がある。ここで、単位時間で流れる質量が同じであれば、ガス配管（第２の延長配管４）を流れる冷媒の速度は減少する。このため、配管中に流出した冷凍機油が冷媒の流れ（せん断力）によって移動しにくくなり、Ｒ２２で使用していた配管をＲ４１０Ａで使用する際に、同じ容量の熱源側ユニットに入れ換える場合には、配管中に冷凍機油が残留し易くなる。一方、Ｒ４１０Ａを使ったシステムの熱源側ユニットの容量を約１．２倍以上とすることで、ガス配管中に残留する冷凍機油とガス冷媒の間に働くせん断力が冷媒の密度の１乗と冷媒の速度の２乗に比例する関係にあることから、ガス配管で冷媒と冷凍機油に働くせん断力をＲ２２とＲ４１０Ａとで概ね同等とすることができ、冷凍機油のガス配管での返油の信頼性はＲ２２でもＲ４１０Ａでも同等とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍空調装置の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍空調装置のユニット更新手順を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る冷凍空調装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、２４  熱源側ユニット、  ２  負荷側ユニット、  ３  第１の延長配管、  ４  第２の延長配管、  ５  アキュムレータ、  ６  圧縮機、  ７  油分離器、  ８  四方弁、  ９  熱源側熱交換器、  １０  冷媒熱交換器、  １１  返油用毛細管、  １２  返油回路、  １３  開閉装置、  １４  ホットガスバイパス回路、  １５  返油回路、  １６  排出ポート、  １７  返油回路開閉手段、  １８  逆止弁、  １９  バイパス回路、  ２０  開閉装置、  ２１  補助絞り装置、  ２２  第１の絞り装置、  ２３  負荷側熱交換器、  ２５  第２の絞り装置、  ２６  第１の圧力スイッチ、  ２７  第２の圧力スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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