WO2004113803A1 - 冷凍装置の施工方法及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

　現地施工時に冷媒連絡配管内に残留した非凝縮性ガスを冷媒回路内において冷媒と混合した状態から分離膜を用いて分離除去することが可能な構成を備えた冷凍装置において、分離膜における非凝縮性ガスの分離効率を向上させる。空気調和装置（１）は、熱源ユニット（２）と利用ユニット（５）とが冷媒連絡配管（６、７）を介して接続されて冷媒回路（１０）を構成しており、ガス分離装置（３１）を備えている。ガス分離装置（３１）は、熱源側熱交換器（２２）と利用側熱交換器（５１）とを接続する液側冷媒回路（１１）に接続された分離膜装置（３４）を有している。分離膜装置（３４）は、圧縮機（２１）を運転して冷媒回路（１０）内の冷媒を循環させることによって、冷媒連絡配管（６、７）に残留した非凝縮性ガスを冷媒中から分離して冷媒回路（１０）の外部に排出することが可能な分離膜（３４ｂ）を有している。

Description

明 細 書

冷凍装置の施工方法及び冷凍装置

技術分野

[0001] 本発明は、冷凍装置の施工方法及び冷凍装置、特に、圧縮機と熱源側熱交換器と を有する熱源ユニットと、利用側熱交換器を有する利用ユニットと、熱源ユニットと利 用ユニットとを接続する冷媒連絡配管とを備えた冷凍装置の施工方法及び冷凍装置 に関する。

^景技術

[0002] 従来の冷凍装置の一つとして、セパレート型の空気調和装置がある。このような空 気調和装置は、主に、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源ユニットと、利用側熱 交換器を有する利用ユニットと、これらのユニット間を接続する液冷媒連絡配管及び ガス冷媒連絡配管とを備えている。

このような空気調和装置において、機器据付、配管、配線工事から運転開始に至る までの一連の施工は、主に、以下の 4つの工程から構成されている。

(1)機器据付、配管、配線工事

(2)冷媒連絡配管の真空引き

(3)追加冷媒充填 (必要に応じて行う）

(4)運転開始

上記のような空気調和装置の施工において、冷媒連絡配管の真空引き作業につ いては、冷媒の大気放出、酸素ガスの残留による冷媒及び冷凍機油の劣化や、酸素 ガス及び窒素ガス等の空気成分を主成分とする非凝縮性ガスによる運転圧力の上 昇等を防ぐために、重要な作業であるが、真空ポンプを液冷媒連絡配管及びガス冷 媒連絡配管に接続する等の作業が必要となり、手間力 Sかかるという問題がある。 これを解決するために、冷媒回路に吸着剤が充填されたガス分離装置を接続して 、冷媒を循環させることで、機器据付、配管、配線工事後に冷媒連絡配管内に溜ま つた非凝縮性ガスを冷媒中から吸着除去するようにした空気調和装置が提案されて いる。これにより、真空ポンプを用いた真空引き作業が省略できて、空気調和装置の 施工が簡単化できるとされている（例えば、特許文献 1参照。）。しかし、この空気調和 装置では、冷媒中に含まれる非凝縮性ガスを全て吸着できるだけの多量の吸着剤が 必要となるため、装置全体が大きくなり、実際に、冷凍装置に搭載することが困難で める。

また、冷媒回路に分離膜を有する治具を接続して、予め熱源ユニットに封入されて いる冷媒を冷媒回路全体に充満させて、機器据付、配管、配線工事後に冷媒連絡 配管内に溜まった非凝縮性ガスと冷媒とを混合した後、冷媒と非凝縮性ガスとの混 合ガスの圧力を高めることなく分離膜に供給して、非凝縮性ガスを分離除去するよう にした空気調和装置が提案されている。これにより、真空ポンプを用いた真空引き作 業が省略できて、空気調和装置の施工が簡単化できるとされている（例えば、特許文 献 2参照。）。しかし、この空気調和装置では、分離膜の 1次側 (すなわち、冷媒回路 内）と 2次側（すなわち、冷媒回路外）との圧力差が大きくすることができないため、分 離膜における非凝縮性ガスの分離効率が低いとレ、う問題がある。

特許文献 1：実開平 5-69571号公報

特許文献 2：特開平 10 - 213363号公報

発明の開示

本発明の課題は、真空引き作業を省略することを目的として現地施工時に冷媒連 絡配管内に残留した非凝縮性ガスを冷媒回路内において冷媒と混合した状態から 分離膜を用いて分離除去することが可能な構成を備えた冷凍装置において、分離膜 における非凝縮性ガスの分離効率を向上させることにある。

第 1の発明にかかる冷凍装置の施工方法は、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する 熱源ユニットと、利用側熱交換器を有する利用ユニットと、熱源ユニットと利用ユニット とを接続する冷媒連絡配管とを備えた冷凍装置の施工方法であって、機器設置ステ ップと、非凝縮性ガス排出ステップとを備えている。機器設置ステップは、熱源ュニッ ト及び利用ユニットを設置し、冷媒連絡配管と接続して、冷媒回路を構成する。非凝 縮性ガス排出ステップは、圧縮機を運転して冷媒回路内の冷媒を循環させて、熱源 側熱交換器と利用側熱交換器との間を流れる冷媒中から冷媒連絡配管内に残留し た非凝縮性ガスを膜分離して冷媒回路の外部に排出する。 この冷凍装置の施工方法では、機器配置ステップにおいて、熱源ユニット及び利用 ユニットを設置し冷媒連絡配管と接続して冷媒回路を構成した後に、非凝縮性ガス 排出ステップにおいて、冷媒連絡配管内に残留した非凝縮性ガスを冷媒回路内の 冷媒とともに圧縮機を運転して循環させることによって、熱源側熱交換器と利用側熱 交換器との間を流れる冷媒及び非凝縮性ガスの圧力を高めて、この高圧にされた非 凝縮性ガスを含む冷媒中から非凝縮性ガスを膜分離して冷媒回路の外部に排出し ている。このように、圧縮機を運転して冷媒を循環させることによって、膜分離に使用 される分離膜の 1次側 (すなわち、冷媒回路内）と 2次側 (すなわち、冷媒回路外）との 圧力差を大きくすることができるため、分離膜における非凝縮性ガスの分離効率を向 上させることができる。

第 2の発明にかかる冷凍装置の施工方法は、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する 熱源ユニットと、利用側熱交換器を有する利用ユニットと、熱源ユニットと利用ユニット とを接続する冷媒連絡配管とを備えた冷凍装置の施工方法であって、冷媒回路構成 ステップと、非凝縮性ガス排出ステップとを備えている。冷媒回路構成ステップは、熱 源ユニットと利用ユニットとを冷媒連絡配管を介して接続することによって冷媒回路を 構成する。非凝縮性ガス排出ステップは、圧縮機を運転して冷媒回路内の冷媒を循 環させて、熱源側熱交換器と利用側熱交換器との間を流れる冷媒中から分離膜を用 レ、て冷媒連絡配管内に残留した非凝縮性ガスを分離して冷媒回路の外部に排出す る。

この冷凍装置の施工方法では、冷媒回路構成ステップにおいて、熱源ユニットと利 用ユニットとを冷媒連絡配管を介して接続した後に、非凝縮性ガス排出ステップにお いて、冷媒連絡配管内に残留した非凝縮性ガスを冷媒回路内の冷媒とともに圧縮機 を運転して循環させることによって、熱源側熱交換器と利用側熱交換器との間を流れ る冷媒及び非凝縮性ガスの圧力を高めて、この高圧にされた非凝縮性ガスを含む冷 媒中から分離膜を用いて非凝縮性ガスを分離して冷媒回路の外部に排出している。 このように、圧縮機を運転して冷媒を循環させることによって、膜分離に使用される分 離膜の 1次側 (すなわち、冷媒回路内）と 2次側 (すなわち、冷媒回路外)との圧力差 を大きくすることができるため、分離膜における非凝縮性ガスの分離効率を向上させ ること力 Sできる。

第 3の発明にかかる冷凍装置の施工方法は、第 1又は第 2の発明にかかる冷凍装 置の施工方法において、非凝縮性ガス排出ステップでは、熱源側熱交換器と利用側 熱交換器との間を流れる冷媒を非凝縮性ガスを含むガス冷媒と液冷媒とに気液分離 した後、気液分離されたガス冷媒中から非凝縮性ガスを分離している。

この冷凍装置の施工方法では、熱源側熱交換器と利用側熱交換器との間を流れる 冷媒を非凝縮性ガスを含むガス冷媒と液冷媒とに気液分離して、膜分離により処理 されるガス量を減少させているため、膜分離を行うガス分離装置のサイズを小さくする こと力 Sできる。

第 4の発明に力、かる冷凍装置の施工方法は、第 3の発明に力、かる冷凍装置の施工 方法において、非凝縮性ガス排出ステップでは、分離された非凝縮性ガスを大気放 出している。

この冷凍装置の施工方法では、分離された非凝縮性ガスを溜める容器等が不要に なるため、膜分離を行うガス分離装置のサイズをさらに小さくすることができる。

第 5の発明にかかる冷凍装置の施工方法は、第 1一第 4の発明のいずれかにかか る冷凍装置の施工方法にぉレ、て、非凝縮性ガス排出ステップ前に冷媒連絡配管の 気密試験を行う気密試験ステップと、気密試験ステップ後に冷媒連絡配管内の気密 ガスを大気放出して減圧する気密ガス放出ステップとをさらに備えている。

この冷凍装置の施工方法では、窒素ガス等の気密ガスを用いて、冷媒連絡配管の 気密試験を行い、気密ガスを大気放出しているため、これらのステップ後に、冷媒連 絡配管内に残留する酸素ガスの量が減少している。これにより、冷媒とともに冷媒回 路内を循環する酸素ガスの量を減少させて、冷媒ゃ冷凍機油の劣化等の不具合の おそれをなくすことができる。

第 6の発明にかかる冷凍装置は、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源ユニット と、利用側熱交換器を有する利用ユニットとが冷媒連絡配管を介して接続されて、冷 媒回路を構成する冷凍装置であって、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを接続 する液側冷媒回路に接続され、圧縮機を運転して冷媒回路内の冷媒を循環させるこ とによって、冷媒連絡配管内に残留した非凝縮性ガスを冷媒中から分離して冷媒回 路の外部に排出することが可能な分離膜を有するガス分離装置を備えている。

この冷凍装置では、熱源ユニットと利用ユニットとを冷媒連絡配管を介して接続した 後に、冷媒連絡配管内に残留した酸素ガスや窒素ガス等の空気成分を主成分とす る非凝縮性ガスを冷媒回路内の冷媒とともに圧縮機を運転して循環させることによつ て、熱源側熱交換器と利用側熱交換器との間を流れる冷媒及び非凝縮性ガスの圧 力を高めて、この高圧にされた非凝縮性ガスを含む冷媒中から分離膜を有するガス 分離装置を用いて非凝縮性ガスを分離して冷媒回路の外部に排出している。これに より、圧縮機を運転して冷媒を循環させることによって、分離膜の 1次側 (すなわち、 冷媒回路内）と 2次側（すなわち、冷媒回路外）との圧力差が大きくなつているため、 分離膜における非凝縮性ガスの分離効率を向上させることができる。

第 ₇の発明にかかる冷凍装置は、第 6の発明にかかる冷凍装置において、液側冷 媒回路は、熱源側熱交換器と利用側熱交換器との間を流れる冷媒を溜めることが可 能なレシーバをさらに有している。ガス分離装置は、レシーバに接続され、レシーバ の上部に溜まったガス冷媒中に含まれる非凝縮性ガスを分離している。

この冷凍装置では、液側冷媒回路に設けられたレシーバにガス分離装置が接続さ れており、液側冷媒回路を流れる冷媒を非凝縮性ガスを含むガス冷媒と液冷媒とに 気液分離して処理ガス量を減少させた後に、ガス分離装置によって非凝縮性ガスを 分離することができるようになつているため、ガス分離装置のサイズを小さくすることが できる。

第 8の発明にかかる冷凍装置は、第 7の発明にかかる冷凍装置において、ガス分離 装置は、分離された非凝縮性ガスを大気放出するための排出弁をさらに有している。 この冷凍装置では、分離された非凝縮性ガスを溜める容器等が不要になるため、 ガス分離装置のサイズをさらに小さくすることができる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の第 1実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置の冷媒回路の 概略図である。

[図 2]第 1実施形態にかかる空気調和装置のレシーバ及びガス分離装置の概略構造 を示す図である。 [図 3]各種ガスの分子量データを示す表である。

[図 4]第 1実施形態の変形例 1にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略図である。

[図 5]第 1実施形態の変形例 2にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略図である。

[図 6]第 1実施形態の変形例 2にかかる空気調和装置のレシーバ及び及びガス分離 装置の概略構造を示す図である。

[図 7]本発明の第 2実施形態に力、かる冷凍装置としての空気調和装置の冷媒回路の 概略図である。

[図 8]第 2実施形態の変形例 1にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略図である。

[図 9]本発明の第 3実施形態に力、かる冷凍装置としての空気調和装置の冷媒回路の 概略図である。

[図 10]第 3実施形態にかかる空気調和装置の分離膜装置の概略構造を示す図であ る。

[図 11]第 3実施形態の変形例 1にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略図である。

[図 12]第 3実施形態の変形例 2にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略図である。

[図 13]本発明の第 4実施形態に力かる冷凍装置としての空気調和装置の冷媒回路 の概略図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明にかかる冷凍装置の施工方法及び冷凍装置の実施形態について、 図面に基づいて説明する。

[第 1実施形態]

(1)空気調和装置の構成

図 1は、本発明の第 1実施形態に力かる冷凍装置の一例としての空気調和装置 1 の冷媒回路の概略図である。空気調和装置 1は、本実施形態において、冷房専用の 空気調和装置であり、熱源ユニット 2と、利用ユニット 5と、熱源ユニット 2と利用ュニッ ト 5とを接続するための液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7とを備えている。 利用ユニット 5は、主に、利用側熱交換器 51を有している。

利用側熱交換器 51は、内部を流れる冷媒によって室内の空気を冷却することが可 能な機器である。 熱源ユニット 2は、主に、圧縮機 21と、熱源側熱交換器 23と、熱源側膨張弁 26と、 液側仕切弁 27と、ガス側仕切弁 28とを有してレ、る。

圧縮機 21は、吸入したガス冷媒を圧縮するための機器である。

熱源側熱交換器 23は、空気又は水を熱源として冷媒を凝縮させることが可能な機 器である。熱源側膨張弁 26は、冷媒圧力の調節ゃ冷媒流量の調節を行うために、 熱源側熱交換器 23の出口側に接続された弁である。液側仕切弁 27及びガス側仕 切弁 28は、それぞれ、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7に接続されている 液冷媒連絡配管 6は、利用ユニット 5の利用側熱交換器 51の入口側と熱源ユニット 2の熱源側熱交換器 23の出口側との間を接続している。ガス冷媒連絡配管 7は、禾 IJ 用ユニット 5の利用側熱交換器 51の出口側と熱源ユニット 2の圧縮機 21の吸入側と の間を接続している。液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7は、空気調和装置 1を新規に施工する際に現地にて施工される冷媒連絡配管や、熱源ユニット 2及び 利用ユニット 5のみを更新する際に既設の空気調和装置力 流用される冷媒連絡配 管である。

ここで、利用側熱交換器 51から液冷媒連絡配管 6、液側仕切弁 27、及び熱源側膨 張弁 26を含む熱源側熱交換器 23までの範囲の冷媒回路を液側冷媒回路 11とする 。また、利用側熱交換器 51からガス冷媒連絡配管 7、ガス側仕切弁 28、圧縮機 21を 含む熱源側熱交換器 23までの範囲の冷媒回路をガス側冷媒回路 12とする。すなわ ち、空気調和装置 1の冷媒回路 10は、液側冷媒回路 11とガス側冷媒回路 12とから 構成されている。

空気調和装置 1は、本実施形態において、液側冷媒回路 11に設けられたレシーバ 25をさらに備えている。より具体的には、熱源側熱交換器 23と熱源側膨張弁 26との 間に設けられている。レシーバ 25は、熱源側熱交換器 23で凝縮された冷媒を溜める ことが可能である。そして、熱源側熱交換器 23で凝縮された液冷媒は、レシーバ 25 の下部から流出されて熱源側膨張弁 26に送られるようになつている。このため、熱源 側熱交換器 23で凝縮されなかったガス冷媒は、レシーバ 25内で気液分離されて、レ シーバ 25の上部に溜まるようになつている（図 2参照）。 空気調和装置 1は、液側冷媒回路 11に接続されたガス分離装置 31をさらに備えて いる。本実施形態において、ガス分離装置 31は、主として、分離膜装置 34を有して いる。

分離膜装置 34は、圧縮機 21を運転して冷媒回路 10内の冷媒を循環させることに よって、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7に残留した非凝縮性ガスを冷媒 中から冷媒回路 10の外部に排出することが可能である。ここで、非凝縮性ガスとは、 酸素ガスや窒素ガス等の空気成分を主成分とするガスである。このため、冷媒回路 1 0内の冷媒を循環させると、熱源側熱交換器 23において凝縮されずに、レシーバ 25 に流入することになり、ガス冷媒とともに、レシーバ 25の上部に溜まることになる。 分離膜装置 34は、本実施形態において、レシーバ 25の上部と一体に設けられた 機器であり、図 2に示すように、一部がレシーバ 25の上部と連通された容器本体 34a と、容器本体 34a内の空間を空間 Sと空間 Sとに分割するように配置された分離膜 3

1 2

4bと、空間 Sに接続された排出弁 34cとを有している。

2

分離膜 34bは、ポリイミド膜、酢酸セルロース膜、ポリスルホン膜や炭素膜等の材料 からなり、比較的分子量が小さな成分である水蒸気、酸素ガスや窒素ガスは透過す るが、分子量の大きなガス冷媒は透過しないという機能を有する膜であり、多孔質膜 と呼ばれるものである。ここで、多孔質膜とは、多数の非常に微細な細孔を有する膜 であり、これらの細孔中をガスが透過する際の速度差によって分離する膜、すなわち 、分子径の小さな成分は透過するが分子径の大きな成分は透過しない膜である。例 えば、図 3に示すように、空気調和装置の冷媒として用いられる R22、 R134a、及び 混合冷媒の R407Cや R410Aに含まれる R32や R125の分子量（より具体的には、 分子径）は、いずれも、水蒸気、酸素ガスや窒素ガスの分子量 (より具体的には、分 子径）よりも大きいため、分離膜 34bによって、分離可能である。空間 Sは、レシーバ 25の上部に連通された空間である。空間 Sは、分離膜 34bを透過した空気成分が

2

流入する空間である。排出弁 34cは、空間 Sを大気開放するために設けられた弁で

2

あり、分離膜 34bを透過して流入した酸素ガスや窒素ガス等の空気成分を空間 Sか

2 ら大気放出させることが可能である。

(2)空気調和装置の施工方法 次に、空気調和装置 1の施工方法について説明する。

<機器設置ステップ (冷媒回路構成ステップ） >

まず、新設の利用ユニット 5及び熱源ユニット 2を据え付け、液冷媒連絡配管 6及び ガス冷媒連絡配管 7を設置し、利用ユニット 5及び熱源ユニット 2に接続して、空気調 和装置 1の冷媒回路 10を構成する。ここで、新設の熱源ユニット 2の液側仕切弁 27 及びガス側仕切弁 28は閉止されており、熱源ユニット 2の冷媒回路内には所定量の 冷媒が予め充填されている。そして、分離膜装置 34の排出弁 34cは、閉止されてい る。

尚、既設の空気調和装置を構成する液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7を 流用して、利用ユニット 5及び熱源ユニット 2のいずれか一方又は両方を更新する場 合には、上記において、利用ユニット 5及び熱源ユニット 2のみを新規に据え付けるこ とになる。

<気密試験ステップ >

空気調和装置 1の冷媒回路 10を構成した後、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連 絡配管 7の気密試験を行う。尚、利用ユニット 5に液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連 絡配管 7と仕切弁等が設けられていない場合には、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒 連絡配管 7の気密試験は、利用ユニット 5に接続された状態で行われる。

まず、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7を含む気密試験部分に対して、 液冷媒連絡配管 6やガス冷媒連絡配管 7等に設けられた供給口（図示せず)から気 密試験用ガスとしての窒素ガスを供給して、気密試験部分の圧力を気密試験圧力ま で昇圧させる。そして、窒素ガスの供給を停止した後、気密試験部分について、所定 の試験時間にわたって気密試験圧力が維持されることを確認する。

<気密ガス放出ステップ >

気密試験が終了した後、気密試験部分の圧力を減圧するために、気密試験部分 の雰囲気ガス（気密ガス）を大気放出する。ここで、気密試験部分の雰囲気ガスには 気密試験に使用された大量の窒素ガスが含まれているため、大気放出後の気密試 験部分の雰囲気ガスの大部分は、窒素ガスに置換されて、酸素ガスの量が減少して いる。ここで、大気放出作業においては、冷媒回路 10の外部からの空気の侵入を防 ぐために、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7を含む気密試験部分の圧力 が大気圧よりもわずかに高レ、圧力になるまで減圧してレ、る。

<非凝縮性ガス排出ステップ >

気密ガスを放出した後、熱源ユニット 2の液側仕切弁 27及びガス側仕切弁 28を開 けて、利用ユニット 5の冷媒回路と熱源ユニット 2の冷媒回路とが接続された状態にす る。これにより、熱源ユニット 2に予め充填されていた冷媒が冷媒回路 10全体に供給 される。そして、冷媒連絡配管 6、 7の配管長が長い場合等のように、熱源ユニット 2に 予め充填されていた冷媒量だけで冷媒充填量が十分でない場合には、必要に応じ て、外部から冷媒が追加充填される。尚、熱源ユニット 2に予め冷媒が充填されてい ない場合には、必要冷媒量の全てが外部から充填される。これにより、冷媒回路 10 内において、気密ガス放出ステップ後に冷媒連絡配管 6、 7に残留した非凝縮性ガス としての気密ガス (利用ユニット 5の気密試験も同時に行った場合には利用ユニット 5 に残留した非凝縮性ガスも含まれる）と冷媒とが混合されることになる。

この回路構成において、通常運転と同様に、圧縮機 21を起動して、冷媒回路 10内 の冷媒を循環させる運転を行う。このとき、圧縮機 21の吐出側から液側冷媒回路 11 の熱源側膨張弁 26までの範囲は、熱源側膨張弁 26の開度調節によって、冷媒の凝 縮圧力まで昇圧されている。すなわち、レシーバ 25は、冷媒の凝縮圧力まで昇圧さ れている。これにより、レシーバ 25には、気密ガス放出後に液冷媒連絡配管 6及びガ ス冷媒連絡配管 7に残留した非凝縮性ガス（窒素ガスを多く含む空気成分)を含む飽 和状態の気液混相の冷媒が流入する。レシーバ 25に流入した冷媒は、非凝縮性ガ スを含むガス冷媒と液冷媒とに気液分離される。そして、非凝縮性ガスを含むガス冷 媒は、レシーバ 25の上部空間に溜まり、液冷媒は、レシーバ 25の下部から流出され て熱源側膨張弁 26に送られる。

この状態において、分離膜装置 34の排出弁 34cを開けて、分離膜装置 34の空間 Sを大気開放状態にする。すると、空間 Sは、レシーバ 25の上部に連通されている

2 1

ため、空間 Sと空間 Sとの間に、冷媒の凝縮圧力と大気圧との圧力差に相当する差

1 2

圧が生じる。空間 sに溜まったガス冷媒中に含まれる非凝縮性ガスは、この差圧が

1

推進力となって、分離膜 34bを透過して、空間 S側に流れて大気放出される。一方、

2 ガス冷媒は、分離膜 34bを透過せずにレシーバ 25内に溜まった状態となる。この運 転を所定時間にわたって実施すると、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7に 残留した非凝縮性ガスは、冷媒回路 10内力 排出される。

上記のようにして、冷媒回路 10内から非凝縮性ガスが排出された後、分離膜装置 3 4の排出弁 34cを閉止する。

(3)空気調和装置及びその施工方法の特徴

本実施形態の空気調和装置 1及びその施工方法には、以下のような特徴がある。 (A)

本実施形態の空気調和装置 1では、液側冷媒回路 11に分離膜 34bを有するガス 分離装置 31が接続されており、機器設置ステップ (冷媒回路構成ステップ)後に、液 冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7に残留した酸素ガス及び窒素ガス等の非 凝縮性ガスを膜分離して冷媒回路 10の外部に排出することが可能になっているため 、従来のような多量の吸着剤を使用するガス分離装置を使用する場合に比べて、ガ ス分離装置 31のサイズを小さくすることができる。これにより、冷凍装置全体 (本実施 形態では、熱源ユニット 2)のサイズを大きくすることなぐ施工時の真空引き作業を省 略すること力 Sできる。

(B)

空気調和装置 1では、機器設置ステップ (冷媒回路構成ステップ）において、熱源 ユニット 2と利用ユニット 5とを冷媒連絡配管 6、 7を介して接続した後に、非凝縮性ガ ス排出ステップにおいて、冷媒連絡配管 6、 7内に残留した非凝縮性ガスを冷媒回路 10内の冷媒とともに圧縮機 21を運転 (具体的には、冷房運転又は暖房運転)して循 環させることによって、熱源側熱交換器 23と利用側熱交換器 51との間を流れる冷媒 及び非凝縮性ガスの圧力を高めて、この高圧にされた非凝縮性ガスを含む冷媒中か らガス分離装置 31を用いて非凝縮性ガスを分離して冷媒回路 10の外部に排出して いる。このように、ガス分離装置 31を構成する分離膜装置 34の分離膜 34bの 1次側（ すなわち、空間 S側）と 2次側 (すなわち、空間 S側）との圧力差を大きくすることがで

1 2

きるため、分離膜 34bにおける非凝縮性ガスの分離効率を向上させることができる。

(C) また、空気調和装置 1では、ガス分離装置 31が液側冷媒回路 1 1に設けられたレシ ーバ 25に接続されており（本実施形態において、レシーバ 25に一体に設けられてい る）、液側冷媒回路 11を流れる冷媒を非凝縮性ガスを含むガス冷媒と液冷媒とに気 液分離して処理ガス量を減少させた後に、ガス分離装置 31によって非凝縮性ガスを 分離'排出することができるようになつているため、ガス分離装置 31のサイズを小さく すること力 Sできる。

さらに、空気調和装置 1では、ガス分離装置 31によって分離された非凝縮性ガスを 排出する排出弁 34cをさらに有しているため、分離された非凝縮性ガスを溜める容器 等が不要となり、膜分離を行うガス分離装置のサイズをさらに小さくすることができる。

(D)

空気調和装置 1の施工方法では、窒素ガス等の気密ガスを用いて、液冷媒連絡配 管 6及びガス冷媒連絡配管 7の気密試験を行レ、、気密ガスを大気放出しているため、 これらのステップ後に、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7内に残留する酸 素ガスの量を減少させることができる。これにより、冷媒とともに冷媒回路 10内を循環 する酸素ガスの量を減少させることができて、冷媒ゃ冷凍機油の劣化等の不具合の おそれをなくすことができる。

(4)変形例 1

前記実施形態のガス分離装置 31は、レシーバ 25の上部のガス冷媒中カ 非凝縮 性ガスを分離するように設けられているため、レシーバ 25内においてガス冷媒中に 水蒸気として存在する水分については分離'除去することが可能であるが、液冷媒中 に存在する水分にっレ、ては分離 ·除去することができなレ、。

このため、例えば、配管施工の状況により液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配 管 7内に多量の水分が残留してしまう場合等において、窒素ガスや酸素ガス等の非 凝縮性ガスとともに水分を冷媒回路 10内から運転可能なレベルになるまで除去でき ない場合も生じうる。

これに対応するために、図 4に示される本変形例の空気調和装置 101の熱源ュニ ット 102に組み込まれたガス分離装置 131のように、レシーバ 25に分離膜装置 34を 接続するとともに、液側冷媒回路 11にドライヤ 44を接続してもよい。尚、図 4において 、ドライヤ 44は、レシーバ 26の上流側、すなわち、熱源側熱交換器 23とレシーバ 25 との間に接続されているが、レシーバ 25の下流側、すなわち、レシーバ 25と熱源側 膨張弁 26との間に接続してもよい。

これにより、非凝縮性ガスの分離'排出とともに、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連 絡配管 7内に残留する水分を冷媒回路 10内から運転可能なレベルになるまで確実 に除去することができる。

(5)変形例 2

上記のガス分離装置 31、 131では、分離膜装置 34がレシーバ 25と一体に構成さ れているが、図 5及び図 6に示される本変形例の空気調和装置 201の熱源ユニット 2 02に組み込まれたガス分離装置 231のように、分離膜装置 34がガス冷媒導入回路 238を介してレシーバ 25の上部に接続されていてもよレ、。ここで、ガス冷媒導入回路 238は、レシーバ 25の上部に溜まった非凝縮性ガスを含むガス冷媒を分離膜装置 3 4に導入するための管路であり、レシーバ 25の上部から分離膜装置 34に導入される 非凝縮性ガスを含むガス冷媒を流通/遮断させるためのガス冷媒導入弁 238aを有 している。

尚、このガス分離装置 231では、次のような手順によって、冷媒回路 10内から非凝 縮性ガスとしての気密ガスを排出する運転を行う。まず、ガス冷媒導入弁 238aを開 けて、レシーバ 25の上部に溜まった非凝縮性ガスを含むガス冷媒 (供給ガス）を分離 膜装置 34に導入する。そして、分離膜装置 34の排出弁 34cを開けて、分離膜装置 3 4の空間 Sを大気開放状態にする。すると、分離膜装置 34の空間 Sは、レシーバ 25

2 1

の上部に連通されているため、空間 Sと空間 Sとの間に、冷媒の凝縮圧力と大気圧

1 2

との圧力差に相当する差圧が生じる。このため、空間 s内の供給ガス中に含まれる 非凝縮性ガスは、この差圧が推進力となって分離膜 34bを透過して、空間 S側に流

2 れて排出弁 34cを通じて大気放出される。一方、供給ガス中に含まれるガス冷媒は、 分離膜 34bを透過せずに空間 S内に溜まった状態となる。この運転を所定時間にわ たって実施すると、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7に残留した非凝縮性 ガスが冷媒回路 10内から排出される。そして、冷媒回路 10内から非凝縮性ガスが排 出された後、ガス分離装置 231を構成するガス冷媒導入弁 238a及び排出弁 34cを 全て閉止する。

[第 2実施形態]

(1)空気調和装置の構成

図 7は、本発明の第 2実施形態に力かる冷凍装置の一例としての空気調和装置 50 1の冷媒回路の概略図である。空気調和装置 501は、本実施形態において、冷房運 転及び暖房運転が可能な空気調和装置であり、熱源ユニット 502と、利用ユニット 5と 、熱源ユニット 502と利用ユニット 5とを接続するための液冷媒連絡配管 6及びガス冷 媒連絡配管 7とを備えている。尚、本実施形態の空気調和装置 501の利用ユニット 5 及び冷媒連絡配管 6、 7の構成は、第 1実施形態及びその変形例の利用ユニット 5及 び冷媒連絡配管 6、 7と同様であるため、説明を省略する。

熱源ユニット 502は、主に、圧縮機 21と、四路切換弁 522と、熱源側熱交換器 23と 、ブリッジ回路 524と、レシーバ 25と、熱源側膨張弁 26と、液側仕切弁 27と、ガス側 仕切弁 28とを有している。すなわち、本実施形態の熱源ユニット 502は、第 1実施形 態及びその変形例の熱源ユニット 2、 102、 202の構成に加えて、四路切換弁 522及 びプリッジ回路 524を有しており、利用側熱交換器 51及び熱源側熱交換器 23の両 方が冷媒の凝縮器及び蒸発器として機能するようになっている。以下、四路切換弁 5 22及びブリッジ回路 524について説明する。

四路切換弁 522は、冷房運転と暖房運転との切換時に、冷媒の流れの方向を切り 換えるための弁であり、冷房運転時には圧縮機 21の吐出側と熱源側熱交換器 23の ガス側とを接続するとともに圧縮機 21の吸入側とガス側仕切弁 28とを接続し、暖房 運転時には圧縮機 21の吐出側とガス側仕切弁 28とを接続するとともに圧縮機 21の 吸入側と熱源側熱交換器 23のガス側とを接続することが可能である。

ブリッジ回路 524は、 4つの逆止弁 524a 524dから構成されており、熱源側熱交 換器 23と液側仕切弁 27との間に接続されている。ここで、逆止弁 524aは、熱源側 熱交換器 23からレシーバ 25への冷媒の流通のみを許容する弁である。逆止弁 524 bは、液側仕切弁 27からレシーバ 25への冷媒の流通のみを許容する弁である。逆止 弁 524cは、レシーバ 25から液側仕切弁 27への冷媒の流通のみを許容する弁であ る。逆止弁 524dは、レシーバ 25から熱源側熱交換器 23への冷媒の流通のみを許 容する弁である。これにより、ブリッジ回路 524は、冷房運転時のように冷媒が熱源側 熱交換器 23側から利用側熱交換器 51側に向かって流れる際には、レシーバ 25の 入口を通じてレシーバ 25内に冷媒を流入させるとともにレシーバ 25の出口力 流出 した冷媒を熱源側膨張弁 26において膨張された後に利用側熱交換器 51側に向か つて流すように機能し、暖房運転時のように冷媒が利用側熱交換器 51側力 熱源側 熱交換器 23側に向かって流れる際には、レシーバ 25の入口を通じてレシーバ 25内 に冷媒を流入させるとともにレシーバ 25の出口から流出した冷媒を熱源側膨張弁 26 において膨張された後に熱源側熱交換器 23側に向かって流すように機能している。 ここで、利用側熱交換器 51から液冷媒連絡配管 6、液側仕切弁 27、ブリッジ回路 5 24、レシーバ 25及び熱源側膨張弁 26を含む熱源側熱交換器 23までの範囲の冷媒 回路を液側冷媒回路 511とする。また、利用側熱交換器 51からガス冷媒連絡配管 7 、ガス側仕切弁 28、四路切換弁 522及び圧縮機 21を含む熱源側熱交換器 23まで の範囲の冷媒回路をガス側冷媒回路 512とする。すなわち、空気調和装置 501の冷 媒回路 510は、液側冷媒回路 511とガス側冷媒回路 512とから構成されている。 空気調和装置 501は、液側冷媒回路 511に接続されたガス分離装置 231をさらに 備えている。ガス分離装置 231は、第 1実施形態の変形例のガス分離装置 231と同 様であるため、説明を省略する。

(2)空気調和装置の施工方法

次に、空気調和装置 501の施工方法について説明する。尚、非凝縮性ガス排出ス テツプを除く手順については、第 1実施形態の空気調和装置 1の施工方法と同様で あるため、説明を省略する。

<非凝縮性ガス排出ステップ >

気密ガスを放出した後、熱源ユニット 502の液側仕切弁 27及びガス側仕切弁 28を 開けて、利用ユニット 5の冷媒回路と熱源ユニット 502の冷媒回路とが接続された状 態にする。これにより、熱源ユニット 502に予め充填されていた冷媒が冷媒回路 510 全体に供給される。そして、冷媒連絡配管 6、 7の配管長が長い場合等のように、予 め熱源ユニット 502に充填されていた冷媒量だけで必要な冷媒充填量に満たない場 合には、必要に応じて、外部から冷媒が追加充填される。尚、熱源ユニット 502に予 め冷媒が充填されていない場合には、必要冷媒量の全てが外部から充填される。こ れにより、冷媒回路 510内において、気密ガス放出ステップ後に冷媒連絡配管 6、 7 に残留した非凝縮性ガスとしての気密ガス (利用ユニット 5の気密試験も同時に行つ た場合には利用ユニット 5に残留した非凝縮性ガスも含まれる）と冷媒とが混合される ことになる。

この回路構成において、圧縮機 21を起動して、冷媒回路 510内の冷媒を循環させ る運転を行う。

(冷房運転を行いながら非凝縮性ガスを排出する場合）

まず、冷媒回路 510内の冷媒を循環させる運転を冷房運転によって行う場合につ いて説明する。このとき、四路切換弁 522は、図 7の実線で示される状態、すなわち、 圧縮機 21の吐出側が熱源側熱交換器 23のガス側に接続され、かつ、圧縮機 21の 吸入側がガス側仕切弁 28に接続された状態となってレ、る。また、熱源側膨張弁 26は 、開度調節された状態となっている。さらに、ガス分離装置 231を構成するガス冷媒 導入弁 238a及び排出弁 34cは、いずれも閉止されており、ガス分離装置 231を使用 しない状態となっている。

この冷媒回路 510及びガス分離装置 231の状態で、圧縮機 21を起動すると、ガス 冷媒は、圧縮機 21に吸入されて圧縮された後、四路切換弁 522を経由して熱源側 熱交換器 23に送られて、熱源としての空気又は水と熱交換して凝縮される。この凝 縮された液冷媒は、ブリッジ回路 524の逆止弁 524aを通じてレシーバ 25内に流入 する。ここで、レシーバ 25の下流側に接続された熱源側膨張弁 26は、開度調節され た状態にあり、圧縮機 21の吐出側から液側冷媒回路 511の熱源側膨張弁 26までの 範囲の冷媒圧力が冷媒の凝縮圧力まで昇圧されている。すなわち、レシーバ 25内 の冷媒圧力は、冷媒の凝縮圧力まで昇圧されている。このため、レシーバ 25内には 、気密ガス放出後に液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7に残留した非凝縮 性ガス（具体的には、気密ガス）を含む飽和状態の気液混相の冷媒が流入すること になる。そして、レシーバ 25内に流入した冷媒は、非凝縮性ガスを含むガス冷媒と液 冷媒とに気液分離される。そして、非凝縮性ガスを含むガス冷媒は、レシーバ 25の 上部に溜まり、液冷媒は、レシーバ 25内に一時的に溜められた後、レシーバ 25の下 部から流出されて熱源側膨張弁 26に送られる。この熱源側膨張弁 26に送られた液 冷媒は、膨張されて気液二相状態となって、ブリッジ回路 524の逆止弁 524c、液側 仕切弁 27及び液冷媒連絡配管 6を経由して利用ユニット 5に送られる。そして、利用 ユニット 5に送られた冷媒は、利用側熱交換器 51において室内の空気と熱交換して 蒸発される。この蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管 7、ガス側仕切弁 28、及び 四路切換弁 522を経由して、再び、圧縮機 21に吸入される。

この冷房運転状態において、第 1実施形態及びその変形例のガス分離装置 231と 同様の非凝縮性ガスを排出する運転を行うことができる。この手順については、第 1 実施形態の変形例のガス分離装置 231における非凝縮性ガスを排出する運転と同 様であるため、説明を省略する。

(暖房運転を行いながら非凝縮性ガスを排出する場合）

次に、冷媒回路 510内の冷媒を循環させる運転を暖房運転によって行う場合につ いて説明する。このとき、四路切換弁 522は、図 7の破線で示される状態、すなわち、 圧縮機 21の吐出側がガス側仕切弁 28に接続され、かつ、圧縮機 21の吸入側が熱 源側熱交換器 23のガス側に接続された状態となっている。また、熱源側膨張弁 26は 、開度調節された状態となっている。さらに、ガス分離装置 231を構成するガス冷媒 導入弁 238a及び排出弁 34cは、いずれも閉止されており、ガス分離装置 231を使用 しない状態となっている。

この冷媒回路 510及びガス分離装置 231の状態で、圧縮機 21を起動すると、ガス 冷媒は、圧縮機 21に吸入されて圧縮された後、四路切換弁 522を経由して、ガス側 仕切弁 28及びガス冷媒連絡配管 7を経由して、利用ユニット 5に送られる。利用ュニ ット 5に送られた冷媒は、利用側熱交換器 51で室内の空気と熱交換して凝縮される。 この凝縮した液冷媒は、液冷媒連絡配管 6、液側仕切弁 27及びブリッジ回路 524の 逆止弁 524bを通じてレシーバ 25内に流入する。ここで、レシーバ 25の下流側に接 続された熱源側膨張弁 26は、冷房運転時と同様に、開度調節された状態にあり、圧 縮機 21の吐出側から液側冷媒回路 511の熱源側膨張弁 26までの範囲の冷媒圧力 が冷媒の凝縮圧力まで昇圧されている。すなわち、レシーバ 25内の冷媒圧力は、冷 媒の凝縮圧力まで昇圧されている。このため、レシーバ 25内には、冷房運転時と同 様に、気密ガス放出後に液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7に残留した非凝 縮性ガス (具体的には、気密ガス）を含む飽和状態の気液混相の冷媒が流入するこ とになる。そして、レシーバ 25内に流入した冷媒は、非凝縮性ガスを含むガス冷媒と 液冷媒とに気液分離される。そして、非凝縮性ガスを含むガス冷媒は、レシーバ 25 の上部に溜まり、液冷媒は、レシーバ 25内に一時的に溜められた後、レシーバ 25の 下部から流出されて熱源側膨張弁 26に送られる。この熱源側膨張弁 26に送られた 液冷媒は、膨張されて気液二相状態となって、ブリッジ回路 524の逆止弁 524dを経 由して熱源側熱交換器 23に送られる。そして、熱源側熱交換器 23に送られた冷媒 は、熱源としての空気又は水と熱交換して蒸発される。この蒸発したガス冷媒は、四 路切換弁 522を経由して、再び、圧縮機 21に吸入される。

この暖房運転状態においても、冷房運転状態と同様の非凝縮性ガスを排出する運 転を行うことができる。この手順については、上記の冷房運転状態における非凝縮性 ガスを排出する運転、すなわち、第 1実施形態の変形例のガス分離装置 231におけ る非凝縮性ガスを排出する運転と同様であるため、説明を省略する。

このように、本実施形態の空気調和装置 501においても、第 1実施形態及びその変 形例と同様に、冷媒回路 510内の冷媒を循環させることによって、ガス分離装置 231 を用いて、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7に残留した非凝縮性ガスを冷 媒回路 510内から排出させる運転を行うことができる。

(3)変形例 1

上記のガス分離装置 231では、レシーバ 25と分離膜装置 34とがガス冷媒導入回 路 238を介して接続されている力 図 8に示される本変形例の空気調和装置 601の 熱源ユニット 602に組み込まれたガス分離装置 31のように、第 1実施形態のガス分 離装置 31と同様、レシーバ 25と分離膜装置 34とが一体に構成されていてもよい。

(4)他の変形例

上記のガス分離装置 31、 231を備えた空気調和装置 501、 601において、第 1実 施形態の変形例の空気調和装置 101と同様、冷媒回路 10に残留する水分を除去 するためのドライャを液側冷媒回路 510に接続してもよい。

[第 3実施形態] (1)空気調和装置の構成

図 9は、本発明の第 3実施形態に力かる冷凍装置の一例としての空気調和装置 10 01の冷媒回路の概略図である。空気調和装置 1001は、本実施形態において、第 2 実施形態の空気調和装置 501と同様、冷房運転及び暖房運転が可能な空気調和 装置であり、熱源、ユニット 1002と、禾 IJ用ユニット 5と、熱源、ユニット 1002と禾 IJ用ユニット 5とを接続するための液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7とを備えている。尚 、本実施形態の空気調和装置 1001のガス分離装置 1031を除く構成は、第 2実施 形態の空気調和装置 501と同様であるため、説明を省略する。

ガス分離装置 1031は、本実施形態において、主に、分離膜装置 1034を有してい る。

分離膜装置 1034は、第 1及び第 2実施形態の分離膜装置 34と同様に、レシーバ 2 5の上部に溜まった非凝縮性ガスを含むガス冷媒中から非凝縮性ガスを分離して、 分離された非凝縮性ガスを冷媒回路 510の外部に排出するための装置である。分離 膜装置 1034は、ガス冷媒導入回路 238を介してレシーバ 25に接続されている。分 離膜装置 1034は、図 10に示されるように、本実施形態において、装置本体 1034a と、装置本体 1034a内の空間をガス冷媒導入回路 238に連通された空間 S (1次側

3

)と空間 S (2次側）とに分割するように配置された分離膜 1034bと、空間 Sに接続さ

4 3 れた排出弁 1034cと、空間 Sに接続されたガス冷媒流出回路 1041とを有している。

4

分離膜 1034bは、本実施形態において、非凝縮性ガスを含むガス冷媒中カ ガス冷 媒を選択的に透過させることが可能な膜を使用している。このような分離膜としては、 ポリスルホン膜やシリコンゴム膜等からなる非多孔質膜が使用される。ここで、非多孔 質膜とは、多孔質膜が有するような多数の非常に微細な細孔を有しない均質な膜で あり、ガスが溶解一拡散一脱溶解の過程を経て膜内を透過する際の速度差によって 分離する膜、すなわち、沸点が高く膜への溶解度が大きい成分は透過するが沸点が 低く膜への溶解度が小さい成分は透過しない膜である。ここで、空気調和装置の冷 媒として用いられる R22、 R134a、及び混合冷媒の R407Cや R410Aに含まれる R3 2や R125は、いずれも、水蒸気、酸素ガスや窒素ガスよりも沸点が高いため、この非 多孔質膜によって分離することが可能である。これにより、分離膜 1034bは、非凝縮 性ガスを含むガス冷媒 (具体的には、レシーバ 25の上部に溜まった非凝縮性ガスと ガス冷媒との混合ガスである供給ガス）中からガス冷媒を選択的に透過させて、ガス 冷媒を空間 Sから空間 Sに流入させることができる。ガス冷媒流出回路 1041は、分

3 4

離膜装置 1034の空間 Sと圧縮機 21の吸入側とを接続するように設けられており、分

4

離膜 1034bを透過して冷媒回路 10内に戻されるガス冷媒を流通 Z遮断するための ガス冷媒戻し弁 1041aを有している。ここで、ガス冷媒流出回路 1041は、冷媒回路 10内で最も冷媒圧力の低い圧縮機 21の吸入側にガス冷媒が戻されるように設けら れているため、空間 Sと空間 Sとの間の差圧を大きくすることが可能である。排出弁 1

3 4

034cは、分離膜 1034bにおいてガス冷媒を透過させることによって空間 S内に残つ

3 た非凝縮性ガスを大気放出して、冷媒回路 510の外部に排出することが可能である (2)空気調和装置の施工方法

次に、空気調和装置 1001の施工方法について説明する。尚、非凝縮性ガス排出 ステップを除く手順については、第 1実施形態の空気調和装置 1の施工方法と同様 であるため、説明を省略する。

<非凝縮性ガス排出ステップ >

気密ガスを放出した後、熱源ユニット 1002の液側仕切弁 27及びガス側仕切弁 28 を開けて、利用ユニット 5の冷媒回路と熱源ユニット 1002の冷媒回路とが接続された 状態にする。これにより、熱源ユニット 1002に予め充填されていた冷媒が冷媒回路 1 0全体に供給される。そして、冷媒連絡配管 6、 7の配管長が長い場合等のように、予 め熱源ユニット 1002に充填されていた冷媒量だけで必要な冷媒充填量に満たない 場合には、必要に応じて、外部から冷媒が追加充填される。尚、熱源ユニット 1002 に予め冷媒が充填されてレ、なレ、場合には、必要冷媒量の全てが外部から充填される 。これにより、冷媒回路 510内において、気密ガス放出ステップ後に冷媒連絡配管 6 、 7に残留した非凝縮性ガスとしての気密ガス (利用ユニット 5の気密試験も同時に行 つた場合には利用ユニット 5に残留した非凝縮性ガスも含まれる）と冷媒とが混合され ることになる。

この回路構成において、圧縮機 21を起動して、冷媒回路 510内の冷媒を循環させ る運転を行う。

(冷房運転を行いながら非凝縮性ガスを排出する場合）

まず、冷媒回路 510内の冷媒を循環させる運転を冷房運転によって行う場合につ いて説明する。このとき、四路切換弁 522は、図 9の実線で示される状態、すなわち、 圧縮機 21の吐出側が熱源側熱交換器 23のガス側に接続され、かつ、圧縮機 21の 吸入側がガス側仕切弁 28に接続された状態となってレ、る。また、熱源側膨張弁 26は 、開度調節された状態となっている。さらに、ガス分離装置 1031を構成するガス冷媒 導入弁 238a、ガス冷媒戻し弁 1041a及び排出弁 1034cは、いずれも閉止されてお り、ガス分離装置 1031を使用しない状態となっている。

この冷媒回路 510及びガス分離装置 1031の状態で、圧縮機 21を起動すると、第 2 実施形態と同様の冷房運転が行われる。尚、冷媒回路 510の運転動作については、 第 2実施形態と同様であるため、説明を省略する。

次に、ガス分離装置 1031を使用して冷媒回路 510内から非凝縮性ガスを排出す る運転動作について説明する。まず、ガス冷媒導入弁 238aを開けて、レシーバ 25の 上部に溜まつた非凝縮性ガスを含むガス冷媒 (供給ガス)を分離膜装置 1034内に導 入する。続いて、分離膜装置 1034のガス冷媒戻し弁 1041aを開けて、分離膜装置 1 034の空間 S内の冷媒圧力を圧縮機 21の吸入側を流れる冷媒圧力と同じ圧力にな

4

るようにする。すると、分離膜装置 1034の空間 Sは、レシーバ 25の上部に連通され

3

ているため、空間 Sと空間 Sとの間に、冷媒の凝縮圧力と圧縮機 21の吸入側の圧

3 4

力との圧力差に相当する差圧が生じる。このため、空間 S内に溜まった供給ガス中

3

に含まれるガス冷媒は、この差圧が推進力となって、分離膜 1034bを透過して、空間 S側に流れてガス冷媒戻し弁 104 laを通じて圧縮機 21の吸入側に戻される。一方、

4

ガス冷媒が分離膜 1034bを透過して空間 S側に流れることによって空間 S内に残つ

4 3 た非凝縮性ガス（非透過ガス）は、排出弁 1034cを開けることによって大気放出され る。この運転を所定時間にわたって実施すると、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連 絡配管 7に残留した非凝縮性ガスが冷媒回路 510内から排出される。

そして、冷媒回路 510内から非凝縮性ガスが排出された後、ガス分離装置 1031を 構成するガス冷媒導入弁 238a、ガス冷媒戻し弁 1041a及び排出弁 1034cを全て閉 止する。

(暖房運転を行いながら非凝縮性ガスを排出する場合）

次に、冷媒回路 510内の冷媒を循環させる運転を暖房運転によって行う場合につ いて説明する。このとき、四路切換弁 522は、図 9の破線で示される状態、すなわち、 圧縮機 21の吐出側がガス側仕切弁 28に接続され、かつ、圧縮機 21の吸入側が熱 源側熱交換器 23のガス側に接続された状態となってレ、る。また、熱源側膨張弁 26は 、開度調節された状態となっている。さらに、ガス分離装置 1031を構成するガス冷媒 導入弁 238a、ガス冷媒戻し弁 1041a及び排出弁 1034cは、いずれも閉止されてお り、ガス分離装置 1031を使用しない状態となっている。

この冷媒回路 510及びガス分離装置 1031の状態で、圧縮機 21を起動すると、第 2 実施形態と同様の暖房運転が行われる。尚、この冷媒回路 510及びガス分離装置 1 031の運転動作については、冷房運転状態における非凝縮性ガスを排出する運転 と同様であるため、説明を省略する。

(3)空気調和装置及びその施工方法の特徴

本実施形態の空気調和装置 1001では、分離膜装置 1034を構成する分離膜 103 4bとして冷媒を選択的に透過させる膜としての非多孔質膜を採用している点で、第 1 及び第 2実施形態の空気調和装置 1一 201、 501、 601の構成と異なるが、第 1及び 第 2実施形態の空気調和装置 1一 201、 501、 601及びその施工方法における特徴 と同様な特徴を有している。

(4)変形例 1

上記のガス分離装置 1031では、分離膜装置 1034におレ、て分離されたガス冷媒 が、ガス冷媒流出回路 1041を介して、圧縮機 21の吸入側に戻されるようになつてい る力 S、図 11に示される本変形例の空気調和装置 1101の熱源ユニット 1102に組み 込まれたガス分離装置 1131のように、ガス冷媒流出回路 1141が分離膜装置 1034 と熱源側膨張弁 26の下流側（具体的には、熱源側膨張弁 26の下流側とプリッジ回 路 524の逆止弁 524c、 524dとの間）との間を接続するように設けられていてもよい。

(5)変形例 2

上記のガス分離装置 1031、 1131では、レシーバ 25と分離膜装置 1034とがガス 冷媒導入回路 238を介して接続されているが、図 12に示される本変形例の空気調 和装置 1201の熱源ユニット 1202に組み込まれたガス分離装置 1231のように、第 1 実施形態のガス分離装置 31と同様、レシーバ 25と分離膜装置 1034とが一体に構 成されていてもよい。この際、レシーバ 25の上部空間（すなわち、分離膜 34bの一次 側の空間）を排出弁 1034cに接続し、分離膜 1034bの二次側の空間をガス冷媒流 出回路 1041に接続することになる。

(6)他の変形例

上記のガス分離装置 1131において、ガス分離装置 1231のように、レシーバ 25と 分離膜装置 1034とが一体に構成されていてもよい。

また、第 1実施形態及びその変形例の空気調和装置 1、 101、 201、 501、 601に おいて、ガス分離装置を構成する分離膜装置として、本実施形態及びその変形例の 分離膜装置 1034を採用してもよい。

さらに、上記のガス分離装置 1031、 1131、 1231を備えた空気調和装置 1001、 1 101、 1201において、第 1実施形態の変形例の空気調和装置 101と同様、液側冷 媒回路 511に冷媒回路 510に残留する水分を除去するためのドライャを接続しても よい。

[第 4実施形態]

(1)空気調和装置の構成及び特徴

図 13は、本発明の第 4実施形態にかかる冷凍装置の一例としての空気調和装置 1 501の冷媒回路の概略図である。空気調和装置 1501は、冷房運転及び暖房運転 が可能な空気調和装置であり、熱源ユニット 1502と、複数 (本実施形態では、 2台） の禾 IJ用ユニット 1505と、熱源、ユニット 1502と複数の禾 IJ用ユニット 1505とを接続する ための液冷媒連絡配管 1506及びガス冷媒連絡配管 1507とを備えており、いわゆる マルチ式の空気調和装置を構成してレ、る。

利用ユニット 1505は、主に、利用側熱交換器 51と、利用側膨張弁 1552とを有して いる。ここで、利用側熱交換器 51は、第 2実施形態の空気調和装置 501の利用側熱 交換器 51と同様であるため、説明を省略する。

利用側膨張弁 1552は、冷媒圧力ゃ冷媒流量の調節を行うために、利用側熱交換 器 51の液側に接続された弁である。利用側膨張弁 1552は、本実施形態において、 特に、冷房運転時において、冷媒を膨張させる機能を有している。

熱源ユニット 1502は、主に、圧縮機 21と、四路切換弁 522と、熱源側熱交換器 23 と、ブリッジ回路 1524と、レシーバ 25と、熱源側膨張弁 1526と、液側仕切弁 27と、 ガス側仕切弁 28とを有している。ここで、圧縮機 21、四路切換弁 522、熱源側熱交 換器 23、レシーバ 25、液側仕切弁 27及びガス側仕切弁 28は、第 2実施形態の空気 調和装置 501の圧縮機 21、四路切換弁 522、熱源側熱交換器 23、レシーバ 25、液 側仕切弁 27及びガス側仕切弁 28と同様であるため、説明を省略する。

ブリッジ回路 1524は、本実施形態において、 3つの逆止弁 524a— 524cと、熱源 側膨張弁 1526とから構成されており、熱源側熱交換器 23と液側仕切弁 27との間に 接続されている。ここで、逆止弁 524aは、熱源側熱交換器 23からレシーバ 25への 冷媒の流通のみを許容する弁である。逆止弁 524bは、液側仕切弁 27からレシーバ 25への冷媒の流通のみを許容する弁である。逆止弁 524cは、レシーバ 25から液側 仕切弁 27への冷媒の流通のみを許容する弁である。熱源側膨張弁 1526は、冷媒 圧力ゃ冷媒流量の調節を行うために、レシーバ 25の出口と熱源側熱交換器 23との 間に接続された弁である。熱源側膨張弁 1526は、本実施形態において、冷房運転 時には全閉にされて熱源側熱交換器 23から利用側熱交換器 51に向かって流れる 冷媒をレシーバ 25の入口を介してレシーバ 25内に流入させるように機能し、暖房運 転時には開度調節されて利用側熱交換器 51 (具体的には、レシーバ 25の出口）か ら熱源側熱交換器 23に向かって流れる冷媒を膨張させるように機能している。これに より、ブリッジ回路 1524は、冷房運転時のように冷媒が熱源側熱交換器 23側力 利 用側熱交換器 51側に向かって流れる際には、レシーバ 25の入口を通じてレシーバ 25内に冷媒を流入させるとともにレシーバ 25の出口から流出した冷媒が熱源側膨張 弁 1526において膨張されることなく利用側熱交換器 51側に向かって流通させるよう に機能し、暖房運転時のように冷媒が利用側熱交換器 51側力 熱源側熱交換器 23 側に向かって流れる際には、レシーバ 25の入口を通じてレシーバ 25内に冷媒を流 入させるとともにレシーバ 25の出口から流出した冷媒が熱源側膨張弁 1526におい て膨張された後に熱源側熱交換器 23側に向かって流通させるように機能している。 液冷媒連絡配管 1506は、複数の利用ユニット 1505の利用側熱交換器 51の液側 と熱源ユニット 1502の液側仕切弁 27との間を接続している。ガス冷媒連絡配管 150 7は、複数の利用ユニット 1505の利用側熱交換器 51のガス側と熱源ユニット 1502 のガス側仕切弁 28との間を接続している。液冷媒連絡配管 1506及びガス冷媒連絡 配管 1507は、空気調和装置 1501を新規に施工する際に現地施工される冷媒連絡 配管や、熱源ユニット 1502及び利用ユニット 1505のいずれか一方又は両方を更新 する際に既設の空気調和装置から流用される冷媒連絡配管である。

ここで、利用側熱交換器 51から液冷媒連絡配管 1506、液側仕切弁 27、ブリッジ 回路 1524、レシーバ 25及び熱源側膨張弁 1526を含む熱源側熱交換器 23までの 範囲の冷媒回路を液側冷媒回路 1511とする。また、利用側熱交換器 51からガス冷 媒連絡配管 1507、ガス側仕切弁 28、四路切換弁 522及び圧縮機 21を含む熱源側 熱交換器 23までの範囲の冷媒回路をガス側冷媒回路 1512とする。すなわち、空気 調和装置 1501の冷媒回路 1510は、液側冷媒回路 1511とガス側冷媒回路 1512と 力 構成されている。

空気調和装置 1501は、液側冷媒回路 1511に接続されたガス分離装置 231をさら に備えている。ガス分離装置 231は、圧縮機 21を運転して冷媒回路 1510内の冷媒 を循環させることによって、液冷媒連絡配管 1506及びガス冷媒連絡配管 1507に残 留した非凝縮性ガスを冷媒中カ 分離して冷媒回路 1510の外部に排出することが 可能な装置であり、本実施形態において、熱源ユニット 1502に内蔵されている。ここ で、ガス分離装置 231は、第 1実施形態の変形例の空気調和装置 201のガス分離装 置 231と同様であるため、説明を省略する。

このような空気調和装置 1501においても、第 2実施形態の空気調和装置 501と同 様の施工方法を用いて、冷媒回路 1510内の冷媒を循環させることによって、ガス分 離装置 231を用いて、液冷媒連絡配管 1506及びガス冷媒連絡配管 1507に残留し た非凝縮性ガスを冷媒回路 1510内から排出させる運転を行うことができる。

特に、本実施形態の空気調和装置 1501のようなマルチ式の空気調和装置の場合 、冷媒連絡配管 1506、 1507の配管長及び配管径がルームエアコン等のような比較 的小型の空気調和装置の冷媒連絡配管に比べて大きぐ冷媒回路 1510内から排 出させなければならない非凝縮性ガスの量が多いため、この施工方法が有用である (2)変形例

第 1及び第 2実施形態にかかるガス分離装置 31のように、レシーバ 25と分離膜装 置 34とが一体に構成されていてもよい。

また、ガス分離装置として、第 3実施形態及びその変形例にかかる非多孔質膜から なる分離膜 1034bを有するガス分離装置 1031、 1131、 1231を採用してもよい。

[他の実施形態]

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、 これらの実施形態に限られるものではなぐ発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可 能である。

例えば、前記実施形態においては、本発明を冷暖房運転を切り換えて運転可能な 空気調和装置、冷房運転専用の空気調和装置や利用ユニットが複数台接続された マルチ式の空気調和装置に適用したが、これに限定されず、氷蓄熱式の空気調和 装置や他のセパレート式の冷凍装置に適用してもよい。

産業上の利用可能性

本発明を利用すれば、真空引き作業を省略することを目的として現地施工時に冷 媒連絡配管内に残留した非凝縮性ガスを冷媒回路内において冷媒と混合した状態 から分離膜を用いて分離除去することが可能な構成を備えた冷凍装置において、分 離膜における非凝縮性ガスの分離効率を向上させることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 圧縮機（21)と熱源側熱交換器（23)とを有する熱源ユニット（2 202、 502、 602 、 1002 1202、 1502)と、利用側熱交換器（51)を有する利用ユニット（5、 1505) と、前記熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続する冷媒連絡配管（6、 1506、 7、 1 507)とを備えた冷凍装置の施工方法であって、

前記熱源ユニット及び前記利用ユニットを設置し、前記冷媒連絡配管と接続して、 冷媒回路（10、 510、 1510)を構成する機器設置ステップと、

前記圧縮機を運転して前記冷媒回路内の冷媒を循環させて、前記熱源側熱交換 器と前記利用側熱交換器との間を流れる冷媒中から前記冷媒連絡配管内に残留し た非凝縮性ガスを膜分離して前記冷媒回路の外部に排出する非凝縮性ガス排出ス テツプと、

を備えた冷凍装置の施工方法。

[2] 圧縮機（21)と熱源側熱交換器（23)とを有する熱源ユニット（2— 202、 502、 602

、 1002— 1202、 1502)と、利用側熱交換器（51)を有する利用ユニット（5、 1505) と、前記熱源ユニットと前記利用ユニットとを接続する冷媒連絡配管（6、 1506、 7、 1

507)とを備えた冷凍装置の施工方法であって、

前記熱源ユニットと前記利用ユニットとを前記冷媒連絡配管を介して接続すること によって冷媒回路（10、 510、 1510)を構成する冷媒回路構成ステップと、 前記圧縮機を運転して前記冷媒回路内の冷媒を循環させて、前記熱源側熱交換 器と前記利用側熱交換器との間を流れる冷媒中カも分離膜 (34b、 1034b)を用いて 前記冷媒連絡配管内に残留した非凝縮性ガスを分離して前記冷媒回路の外部に排 出する非凝縮性ガス排出ステップと、

を備えた冷凍装置の施工方法。

[3] 前記非凝縮性ガス排出ステップでは、前記熱源側熱交換器 (23)と前記利用側熱 交換器 ( 51 )との間を流れる冷媒を前記非凝縮性ガスを含むガス冷媒と液冷媒とに 気液分離した後、前記気液分離されたガス冷媒中から前記非凝縮性ガスを分離して いる、請求項 1又は 2に記載の冷凍装置の施工方法。

[4] 前記非凝縮性ガス排出ステップでは、分離された前記非凝縮性ガスを大気放出し ている、請求項 3に記載の冷凍装置の施工方法。

[5] 前記非凝縮性ガス排出ステップ前に、前記冷媒連絡配管（6、 1506、 7、 1507)の 気密試験を行う気密試験ステップと、

前記気密試験ステップ後に、前記冷媒連絡配管内の気密ガスを大気放出して減圧 する気密ガス放出ステップと、

をさらに備えた請求項 1一 4のいずれかに記載の冷凍装置の施工方法。

[6] 圧縮機（21)と熱源側熱交換器（23)とを有する熱源ユニット（2 202、 502、 602 、 1002 1202、 1502)と、利用側熱交換器（51 )を有する利用ユニット（5、 1505) とが冷媒連絡配管（6、 1506、 7、 1507)を介して接続されて、冷媒回路（10、 510、 1510)を構成する冷凍装置であって、

前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器とを接続する液側冷媒回路（11、 51 1、 151 1)に接続され、前記圧縮機を運転して前記冷媒回路内の冷媒を循環させる ことによって、前記冷媒連絡配管内に残留した非凝縮性ガスを冷媒中から分離して 前記冷媒回路の外部に排出することが可能な分離膜 (34b、 1034b)を有するガス分 離装置（31— 231、 1031— 1231)を備えた冷凍装置（1一 201、 501、 601、 1001 一 1201、 1501)。

[7] 前記液側冷媒回路（11、 511、 1511)は、前記熱源側熱交換器 (23)と前記利用 側熱交換器（51)との間を流れる冷媒を溜めることが可能なレシーバ（25)をさらに有 しており、

前記ガス分離装置（31— 231、 1031— 1231)は、前記レシーバに接続され、前記 レシーバの上部に溜まったガス冷媒中に含まれる非凝縮性ガスを分離している、 請求項 6に記載の冷凍装置（1一 201、 501、 601、 1001— 1201、 1501)。

[8] 前記ガス分離装置（31 231、 1031 - 1231)は、分離された非凝縮性ガスを大 気放出するための排出弁（34c、 1034c)をさらに有している、請求項 7に記載の冷 凍装置（1一 201、 501、 601、 1001— 1201、 1501)。