| 【発明の名称】 |
冷暖房空調設備の改造方法、および、冷暖房空調設備 |
| 【発明者】 |
【氏名】立花 慶二
【氏名】福島 幸男
【氏名】関口 恭一
【氏名】町澤 健司
【氏名】肥後 譲
|
| 【要約】 |
【課題】ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体とし、室内機と室外機とから成る既設の冷暖房空調設備を改造して、室内機１の使用を継続しつつ、エネルギーコストの安い灯油エンジン３１を駆動源にする。
【解決手段】灯油エンジンを駆動源とする冷暖房空調設備用の圧縮機は比較的最近商品化された機器であるため、新代替物質であるＨＦＣ類フロン用に設計製作されているから、そのままではＨＣＦＣ類フロン用の室内機とマッチングしない。そこで、改造前の冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して１／Ｎの冷暖房空調設備用の（小容量の）ＨＦＣ類フロン用圧縮機３０と、これにマッチングされた小容量の灯油エンジン３１を組にした図示Ｃの部分を交換して対応する。その他の構成機器や制御器は、諸種の条件に応じてそれぞれの対応が可能である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ＨＣＦＣ類のフロンを熱搬送媒体とし、ＨＣＦＣ類フロンのガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機を回転駆動する電気モーターと、ＨＣＦＣ類フロンと大気との熱交換を行なう室外熱交換器とを有する室外機を具備し、かつ、ＨＣＦＣ類フロンと室内空気との熱交換を行なう室内機交換器を有する室内機を具備している冷暖房空調設備の駆動源を、「鉱物油を燃料とするエンジン」に改造する方法において、上記の改造対象であるＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を取外し、上記ＨＣＦＣ類フロンの蒸発潜熱の、ＨＦＣ類フロンの蒸発潜熱に対する比をＮとして、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して約１／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有するとともに、圧縮機を回転駆動する燃料油焚きエンジンを備えたＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を取付け、上記ＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機中にＨＦＣ類フロンが封入されていれば、上記の取付作業に先立って、予めＨＦＣ類フロンを排出してから内部を洗浄し、前述のようにして室外機を取外し・取付けて交換した冷暖房空調設備の熱搬送媒体循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油を注入し、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室内機の使用を継続することを特徴とする、冷暖房空調設備の改造方法。
【請求項２】 ＨＣＦＣ類のフロンを熱搬送媒体とし、ＨＣＦＣ類フロンのガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機を回転駆動するガスエンジンと、ＨＣＦＣ類フロンと大気との熱交換を行なう室外熱交換器とを有する室外機を具備し、かつ、ＨＣＦＣ類フロンと室内空気との熱交換を行なう室内熱交換器を有する室内機を具備している冷暖房空調設備の駆動源を、「鉱物油を燃料とするエンジン」に改造する方法において、上記の改造対象であるＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を取外し、上記ＨＣＦＣ類フロンの蒸発潜熱の、ＨＦＣ類フロンの蒸発潜熱に対する比をＮとして、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して約１／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有するとともに、圧縮機を回転駆動する燃料油焚きエンジンを備えたＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を取付け、上記ＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機中にＨＦＣ類フロンが封入されていれば、上記の取付作業に先立って、予めＨＦＣ類フロンを排出してから内部を洗浄し、前述のようにして室外機を取外し・取付けて交換した冷暖房空調設備の熱搬送媒体循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油を注入し、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室内機の使用を継続することを特徴とする、冷暖房空調設備の改造方法。
【請求項３】 ＨＣＦＣ類のフロンを熱搬送媒体とし、ＨＣＦＣ類フロンのガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機を回転駆動する電気モーターと、ＨＣＦＣ類フロンと大気との熱交換を行なう室外熱交換器とを有する室外機を具備し、かつ、ＨＣＦＣ類フロンと室内空気との熱交換を行なう室内熱交換器を有する室内機を具備している冷暖房空調設備の駆動源を、「鉱物油を燃料とするエンジン」に改造する方法において、上記の改造対象であるＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機から、ＨＣＦＣ類フロンのガスを圧縮する圧縮機および該圧縮機回転駆動用電気モーターを取り外し、上記ＨＣＦＣ類フロンの蒸発潜熱の、ＨＦＣ類フロンの蒸発潜熱に対する比をＮとして、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して約１／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有するとともに、圧縮機を回転駆動する燃料油焚きエンジンを備えたＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を構成しているガス圧縮機、および該ガス圧縮機を回転駆動する「鉱物油を燃料とするエンジン」を取付け、上記ＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備のガス圧縮機中にＨＦＣ類フロンが封入されていれば、上記の取付作業に先立って、予めＨＦＣ類フロンを排出してから内部を洗浄し、前述のようにして圧縮機を取外し・取付けて交換した冷暖房空調設備の熱搬送媒体循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油を注入し、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室内機、および室外熱交換器の使用を継続することを特徴とする、冷暖房空調設備の改造方法。
【請求項４】 ＨＣＦＣ類のフロンを熱搬送媒体とし、ＨＣＦＣ類フロンのガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機を回転駆動するガスエンジンと、ＨＣＦＣ類フロンと大気との熱交換を行なう室外熱交換器とを有する室外機とを具備し、かつ、ＨＣＦＣ類フロンと室内空気との熱交換を行なう室内熱交換器を有する室内機を具備している冷暖房空調設備の駆動源を、「鉱物油を燃料とするエンジン」に改造する方法において、上記の改造対象であるＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備から、ＨＣＦＣ類のフロンのガスを圧縮する圧縮機および該圧縮機回転駆動用ガスエンジンを取り外し、上記ＨＣＦＣ類フロンの蒸発潜熱の、ＨＦＣ類フロンの蒸発潜熱に対する比をＮとして、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して約１／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有するとともに、圧縮機を回転駆動する燃料油焚きエンジンを備えたＨＦＣ類フロン用冷暖房設備の室外機を構成しているガス圧縮機、および該ガス圧縮機を回転駆動する「鉱物油を燃料とするエンジン」を取り付け、上記ＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備のガス圧縮機中にＨＦＣ類フロンが封入されていれば、上記の取付作業に先立って、予めＨＦＣ類フロンを排出してから内部を洗浄し、前述のようにして圧縮機を取外し・取付けて交換した冷暖房空調設備の熱搬送媒体循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油を注入し、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室内機、および室外機交換器の使用を継続することを特徴とする、冷暖房空調設備の改造方法。
【請求項５】 ＨＣＦＣ類フロンの飽和蒸気比容積の、ＨＦＣ類フロンの飽和蒸気比容積に対する比をＭとし、前記ＨＦＣ類フロン用として構成された冷暖房空調設備の公称冷暖房能力を選定する指標である数値（１／Ｎ）に、比容積を勘案する補正係数としてＭを乗じてＭ／Ｎとし、ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して約Ｍ／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有するＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機、または、上記室外機を構成しているガス圧縮機および該ガス圧縮機を回転駆動する「鉱物油を燃料とするエンジン」を取付けることを特徴とする、請求項１ないし請求項４の内の何れか一つに記載した冷暖房空調設備の改造方法。
【請求項６】 室外機に設置されている膨脹弁、および／または、室内機に設置されている膨脹弁を交換し、もしくは再調整して、ＨＦＣ類フロン用として設計製作された圧縮機によって圧送されるＨＣＦＣ類フロンの循環流量を制御することを特徴とする、請求項１ないし請求項４の内の何れか一つに記載した冷暖房空調設備の改造方法。
【請求項７】 室外機に設けられているガス圧縮機およびその駆動機器、並びに膨脹弁を制御するとともに、室内機に設けられている室内制御盤と信号交換する室外制御盤を交換し、または、上記室外制御盤を構成している部材の一部を交換し、もしくは、上記室外制御盤を再調整して、ＨＦＣ類フロン用として設計製作された圧縮機によって圧送されるＨＣＦＣ類フロンの循環流量、および、該圧縮機を駆動するエンジンの負荷を制御することを特徴とする、請求項１ないし請求項４の何れか一つに記載した冷暖房空調設備の改造方法。
【請求項８】 生産され、稼働し、主要構成機器の一部分を交換して改造された経歴を有する冷暖房空調設備であって、室外機と室内機とから成り、室内機はＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作されて、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として稼働した経歴を有する機器であり、室外機はＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作された機器であって、ＨＦＣ類フロンのガスを圧縮するように設計製作された圧縮機と、該圧縮機を回転駆動するように性能特性をマッチングされた鉱物油焚きディゼルエンジンと、ＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作された室外熱交換器と、を具備していて、前記の室内機よりも稼働経歴が新しく、かつ、前記の室外機と室内機とを接続してなる熱搬送媒体の循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油が封入されていることを特徴とする、冷暖房空調設備。
【請求項９】 生産され、稼働し、主要構成機器の一部分を交換して改造された経歴を有する冷暖房空調設備であって、室外機を室内機とから成り、室内機はＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作されて、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として稼働した経歴を有する機器であり、室外機は（イ）ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作され、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として稼働した経歴を有する室外熱交換器と、（ロ）ＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作され、前記室内機および室外熱交換器に比して稼働経歴の新しいガス圧縮機と、（ハ）上記ガス圧縮機を回転駆動するようにマッチングされた鉱物油焚きディゼルエンジンと、を具備しており、かつ、前記の室外機と室内機とを接続してなる熱搬送媒体の循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油が封入されていることを特徴とする、冷暖房空調設備。
【請求項１０】 前記の室外機に設けられている膨脹弁、および室内機に設けられている膨脹弁の少なくとも何れか一方は、ＨＣＦＣ類フロンの流量を制御するように設計製作されたものであって、前記室内機とほぼ等しい稼働経歴期間を有し、かつ、製作完成時における調整基準を変更されたものであり、または、前記の室外機に設けられている膨脹弁はＨＦＣ類フロンの流量を制御するように設計製作された後、ＨＣＦＣ類フロンの流量を制御するように再調整されたものであることを特徴とする、請求項８もしくは請求項９に記載した冷暖房空調設備。
【請求項１１】 前記室外機に設けられている室外制御盤が、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いる冷暖房空調設備用として設計製作されたものであって、前記室内機とほぼ等しい稼働経歴期間を有し、かつ、鉱物油焚きエンジンの回転速度・出力を制御するように改造もしくは再調整されたものであり、または、前記室外機に設けられている室外制御盤は、ＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体として使用する冷暖房空調設備用として設計製作されたものであって、ＨＣＦＣ類フロンの冷，暖房サイクルを制御するように改造され、もしくは再調整されたものであることを特徴とする、請求項８もしくは請求項９に記載した冷暖房空調設備。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の、既設の冷暖房空調設備を改造して、鉱物油焚きエンジンで駆動するようにし、以てエネルギーコストを低減せしめる技術に係り、特に、改造に要する資源および時間，労力を出来るだけ節減し得るように創作した技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在の冷暖房空調設備は、多年の技術的改良の歴史の上に成り立っている。そして本発明は、技術的向上進歩の途上において生産された既設の冷暖房空調設備に最新の技術を適用して、安価に、短時間で改造しようとするものである。
【０００３】上記の技術的向上進歩は多面的に併行して進められてきたが、その主要なテーマとして「フロン公害の防止」と「エネルギーコストの低減」とが有る。上記のエネルギーコストの低減は、ランニングコストの節減という形でユーザーの経済的利益となるのみでなく、省エネルギーという国家的要請にも合致するものである。次に、（ａ）フロン公害防止のためにフロンが改良された経緯の概略と、（ｂ）公害防止改良途上形のフロンを用いた冷暖房空調設備の概要的な構造と、（ｃ）公害防止完成形のフロンを用いた冷暖房空調設備の概要的な構造とを、順次に説明する。フロンは、メタン基やエタン基を有している化合物の水素原子の一部または全部をフッ素や塩素などのハロゲン元素で置換したものの、我国における一般名称であるが、アメリカやヨーロッパには「フロン」に該当する総括的な名称は存在していない。しかし、フロンの種別をすることは本発明の構成を明確ならしめるために必要であるから、ここに類別の概要を述べて類別名称を定義しておくこととする。
【０００４】この種の化合物は、分子構造上、ＣＦＣ，ＨＣＦＣ，ＨＦＣの３種類に区分される。ＣＦＣは、水素原子が総べてフッ素が塩素で置き換えられたものであって、オゾン層を破壊してフロン公害を招く虞れが有り、特定フロンとして法的に規制され、今日では姿を消している。ＨＣＦＣはハイドロ・クロロ・フルオロカーボンの略で、オゾン破壊係数が小さく（例えば、代表的なＨＣＦＣであるフロンＲ２２のオゾン破壊係数は０．０５５）、代替フロンと呼ばれている。ただし、オゾン破壊係数がゼロではないので、１９９６年に総量規制され、２００４年に大幅生産削減されることになっており２０２２年に全廃となる見込である。ただし、このＨＣＦＣも、冷暖房空調設備内に密封されていて漏出しなければ公害の原因とならないことを理解しておかねばならない。ＨＦＣはハイドロ・フルオロカーボンの略で、オゾン破壊係数はゼロであって新代替物質と呼ばれている。前記のＨＣＦＣに属するものとしてフロンＲ２２，フロンＲ１２３，フロンＲ２２５等が有る。本発明では、これらをＨＣＦＣ類フロンと総称する。また、ＨＦＣに属するものとしてフロンＲ１３４ａ，フロンＲ３２，フロンＲ１２５等が有る。本発明では、これらをＨＦＣ類フロンと総称する。ただし、紛らわしくない場合に限って「類」の語を省略する場合が有る。
【０００５】図３は、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いた冷暖房空調設備の公知例を示す概要的な配管系統図に模式的な制御系統図を付記してあり、特にＨＣＦＣ専用として設計製作された構成部材の符号にはサフィックスとして「ｈｃ」の２文字を付してある。１は室内機、２は室外機、２０は建物隔璧である。本図では図示を簡略化してあるが、１基の室外機２に対して複数基の室内機１を配設されている場合が少なくない。室内機１には、ＨＣＦＣフロン用として設計製作された室内熱交換器３と、室内送風機４とが設けられている。５は室内戻り管、６は室内供給管であって、この室内供給管６はＨＣＦＣフロン用として設計製作された膨脹弁７ｈｃが介挿接続されている。この膨脹弁は熱搬送媒体流量を制御する重要な役目を受け持っており、この流量が適正でないと圧縮機に吸い込まれるガス流の中に液滴が混ったり、吐出ガスが過熱したりする。この膨脹弁７ｈｃの開度は、室内信号線２８を介してＨＣＦＣ用室内制御盤２６ｈｃによって制御される。室外機２には、ＨＣＦＣフロン用として設計製作されたガス圧縮機１６ｈｃと、これを回転駆動するように特性カーブをマッチングさせた電気モーター、またはガスエンジン１７ｅが設置されている。前記のＨＣＦＣフロン用圧縮機１６ｈｃは、理論的には必ずしも電気モーターまたはガスエンジンでなくても回転駆動することが出来るが、実際の既設冷暖房設備は一般に電気モーター駆動もしくはガスエンジン駆動となっている。その理由は、時代的背景を反映したものであると言うことができる。すなわち、ＨＣＦＣ類フロンが未だ法的に規制されていなかった時代には、タクシーにも石油液化ガスエンジンが賞用されたように、ガスエンジンの燃料代が比較的安価であって、地球温暖化防止の問題が未だ切実でなかったため、冷暖房空調設備の駆動源としてガスエンジンが多く用いられた。また、一般オフィスの事務が未だコンピュータ化されていなかったため、オフィス室内の電力消費量が少なく、冷暖房空調設備に電力を振り向ける余裕が有った。その結果，制御容易な電気モーターが駆動源として多く用いられたものである。前記ＨＣＦＣフロン用圧縮機１６ｈｃは、ＨＣＦＣ類フロンのガスを吸入，圧出する。圧縮されたガスは断熱圧縮によって昇温し、四方切替弁１４を経て、ＨＣＦＣフロン用として設計製作された室外熱交換器１２ｈｃを流通する。ここで、ガス状のＨＣＦＣ類フロンは、室外送風機１３によって吹きつけられる大気と熱交換する。すなわち、ＨＣＦＣ類フロンのガスは蒸発潜熱を放出して液化し、熱交戻り管１１，受液器１０，および、ＨＣＦＣフロン用として設計製作された膨脹弁１８ｈｃを通り、冷媒供給管８を経て室内機１に供給される。室内機１に供給された液状のＨＣＦＣ類フロンは室内熱交換器３ｈｃを流通しつつ、室内送風機４で吹きつけられる室内空気と熱交換する。すなわち、室内空気から蒸発潜熱を奪ってこれを冷却するとともに、気化して、前記四方切替弁１４，およびアキュムレータ１５を経て圧縮機１６ｈｃに吸入され、１サイクルを終える。その後、連続的にこれを繰り返して冷房機能を発揮する。前記の四方切替弁１４を操作して熱搬送媒体の流動経路をほぼ逆転させると暖房機能を果たすようになる。
【０００６】２７ｈｃはＨＣＦＣフロン用として設計製作された室外制御盤であって、室外信号線２９を介して膨脹弁１８ｈｃ，四方切替弁１４，および、室外送風機１３を駆動制御している。
【０００７】図４は、ＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いた冷暖房空調設備の公知例を示す概要的な配管系統図に模式的な制御系統図を付記してあり、特にＨＦＣ専用として設計製作された構成部材の符号にはサフィックスとして「ｈｆ」の２文字を付してある。次に、本図４（ＨＦＣ類フロン冷暖房空調）を、前掲の図３（ＨＣＦＣ類フロン冷暖房空調）と比較して、異なっている点を抽出して述べると、ＨＦＣフロン用室内熱交換器３ｈｆ、ＨＦＣフロン用膨脹弁７ｈｆ、ＨＦＣフロン用室外熱交換器１２ｈｆ、ＨＦＣフロン用圧縮機１６ｈｆ、ＨＦＣフロン用膨脹弁１８ｈｆ、ＨＦＣフロン用室内制御盤２６ｈｆ、およびＨＦＣフロン用室外制御盤２７ｈｆは、それぞれＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように設計製作された構成部材である。熱搬送媒体としてＨＣＦＣ類フロンを用いる場合とＨＦＣ類フロンを用いる場合とでは、その化学的性質も異なるが、物理的性質の違いの影響を受けることが大きい。次に、ＨＦＣ類フロンの代表例であるフロンＲ１３４ａと、ＨＣＦＣフロンの代表例であるフロンＲ２５との物理的性質の主要なものを対比表として示す。
通称 フロンＲ１３４ａ フロンＲ２２化学成分 ＨＦＣ−１３４ａ ＨＣＦＣ−２２分子量 １０２．０３ ８６．４７沸点（℃） −２６．１８ −４０．８凝固点（℃） −１０１ −１６０臨界温度（℃） １０１．５ ９６．１５臨界圧力（ＭＰａ） ４．０６５ ４．９９飽和蒸気比容積 ０．０３１ ０．０２２５（m3／kg）
蒸発潜熱（kcal／kg） ４２．５４ ５５．７８これらの物理的性質の相異の内、最も重要なものは蒸発潜熱の相異であり、次いで重要なものは飽和蒸気比容積（比重の逆数）である。詳細については後に述べる。
【０００８】前記のＨＦＣフロン用圧縮機１６ｈｆは、鉱物油を燃料とするエンジン（本例では灯油焚きのディゼルエンジン）１７ｐによって回転駆動されるようになっている。その理由は次のとおりである。すなわち、ＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いる冷暖房空調設備は、公知であるが比較的生産年代が新しい。このため、ＯＡ化が進んでオフィス室内の電力消費量が増加して、冷暖房空調設備に振り向ける電力余裕が少ないので電気モーターの使用を避け、地球温暖化防止と燃料代節減とを目的として熱効率の高い（燃料消費率の低い）ディゼルエンジンが好まれるようになってガスエンジンが使われなくなったからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した旧式の冷暖房空調設備が既に設置されている場合、これを図４に示した新式の冷暖房空調設備によって更新したいという希望が生じた際、設備の全部を交換しなくても、構成機器の一部のみを交換したいという要請が出てくる。部分交換の要請の内容は、事情によって異なり、必ずしも一定ではないが、主要なものとして次のようなものが挙げられる。
ａ． 屋外機は直接的に風雨に晒されているので損耗が甚だしい。これに比して屋内機は余り損耗していない。このため、屋内機は既設の機器を継続使用することとして、屋外機だけを交換してほしい。
ｂ． 電気モーターやガスエンジンはエネルギーコストが割高になった。このため、エネルギーコストの安い灯油焚きディゼルエンジンに交換改造してほしい。
ｃ． 高負荷を受けて運転されている圧縮機が損耗したので、圧縮機だけを交換修理してほしい。
もちろん、上記ａ，ｂ，ｃの内の２項目が複合した要請が出てくる場合も少なくない。ところが、各構成機器の性能特性カーブをマッチングさせて、バランスのとれた一組の冷暖房空調設備の中で、その一部分だけを新品と交換しようとすると種種の不具合が発生する。
【００１０】例えば、図３に示した旧式の冷暖房空調設備に用いられている電気モーターもしくはガスエンジン１７ｅを、図４に示した新式の灯油エンジン１７ｐと交換してエネルギーコスト（燃料代）を節約しようとしても、該灯油エンジン１７ｐはＨＦＣフロン用圧縮機１６ｈｆ（図４）に性能特性カーブをマッチングさせてあるので、ＨＣＦＣフロン用圧縮機１６ｈｃに取り付けることができない。性能特性カーブがマッチングされているという観点から見れば、上述のように駆動用の機器だけを新品と交換することができず、図３に仮想線で示したＡの部分と図４に仮想線で示したＢの部分とを交換しなければならない。すなわち、「圧縮機と、その駆動用機器」を一組として交換しなければならない。ところが、図３のＡ部を構成している圧縮機１６ｈｃはＨＣＦＣ類フロン用に設計製作されており、図４のＢ部を構成している圧縮機１６ｈｆはＨＦＣ類フロン用に設計製作されている。先に説明したようにＨＣＦＣ類フロンとＨＦＣ類フロンとは物理的性質が異なるので単純に類似銘柄の間で「フロンガスの圧縮機とその駆動機器」を一組にして交換しても、冷暖房空調設備全体としてバランスのとれた冷暖房機能は発揮されない。すなわち、例えば、ＨＣＦＣフロン用圧縮機１６ｈｃを備えた冷暖房空調設備（図３）の公称冷暖房能力に比してＨＦＣフロン用圧縮機１６ｈｆを備えた冷暖房空調設備（図４）の公称冷暖房能力が等しい場合について考察すると、諸物性（特に蒸発潜熱）の異なるＨＣＦＣ類フロン用として設計製作されたガス圧縮機とＨＦＣ類フロン用として設計製作されたガス圧縮機とＨＦＣ類フロン用として設計製作されたガス圧縮機とは吐出圧力，吐出流量が異なる。つまり、公称冷暖房能力が同じであるからと思ってガス圧縮機を交換すると、吐出圧力，吐出流量といった圧縮機としての基本的に諸元が異っているので、冷暖房空調設備全体のバランスを崩してしまう。以上に述べたのは、単純な機器交換によって生じる不具合の１例であって、その他にもいろいろと難しい問題が有る。
【００１１】以上に述べたように、ＨＣＦＣ類フロン用として設計製作された旧式の冷暖房空調設備を構成している機器のうちの一部分だけを、現行のＨＦＣ類フロン用の冷暖房空調設備用の機器と交換して改造もしくは修理を行なうことは非常に困難である。しかしながら、既設の旧式冷暖房空調設備の室内機が未だ健全であって室外機のみが損耗したとき、室内機と室外機との全部を廃却して新しい冷暖房空調設備の一式を新設することは、ユーザーにとっては経済的負担が大きく、健全な室内機を捨ててしまうことは如何にも惜しい。その上、このように健全な機器を廃却することは産業廃棄物の減量という国家，社会の要請にも反することになる。
【００１２】また、既設の旧式冷暖房空調設備が未だ健全である場合、その駆動用機器を燃料油焚きエンジン（例えば灯油焚きディゼル）に改造すれば、ユーザーにとってはランニングコスト低減という経済的メリットが有ると分かっていても、未だ健全な冷暖房空調設備全体を更新することには踏み切りかねる。このようにして、省エネルギーという国家，社会の要請に応えることが先送りされてしまっているのが現状である。そして、このようにして燃料消費率の高いガスエンジンを使い続けるならば、地球温暖化防止という世界的な要請に対して応えることなく放置しておく結果となる。本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、イ．ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体とする既設の冷暖房空調設備の室内機が未だ健全であるのに室外機が損耗した場合、または、ロ．ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体とする既設の冷暖房空調設備の駆動機器を、熱効率が高くて燃料費の低廉な「鉱物油を燃料とするエンジン」と取り替える場合に、既設の設備を構成している機器をなるべく多く残し、現行型式の冷暖房空調設備に用いられている機器を用いて改造することができ、しかも、改造後の冷暖房空調設備が全体としてバランスのとれた冷暖房機能を発揮することができ、さらに、改造後の冷暖房空調設備の駆動機器の熱効率が高くてランニングコストの低廉な改造技術を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理について、その１実施形態に対応する図１を参照して略述すると次のとおりである。すなわち、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体とし、室内機と室外機とから成る既設の冷暖房空調設備を改造して、室内機１の使用を継続しつつ、エネルギーコストの安い灯油エンジン３１を駆動源にする。灯油エンジンを駆動源とする冷暖房空調設備用の圧縮機は比較的最近商品化された機器であるため、新代替物質であるＨＦＣ類フロン用に設計製作されているから、そのままではＨＣＦＣ類フロン用の室内機とマッチングしない。そこで、改造前の冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して１／Ｎの冷暖房空調設備用の（小容量の）ＨＦＣ類フロン用圧縮機３０と、これにマッチングされた小容量の灯油エンジン３１とを組にした図示Ｃの部分を交換して改造する。その他の構成機器や制御器は、諸種の条件に応じてそれぞれの対応が可能である。
【００１４】以上に説明した原理に基づいて請求項１に係る発明方法の構成は、ＨＣＦＣ類のフロンを熱搬送媒体とし、ＨＣＦＣ類のフロンガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機を回転駆動する電気モーターと、ＨＣＦＣ類フロンと大気との熱交換を行なう室外熱交換器とを有する室外機を具備し、かつ、ＨＣＦＣ類フロンと室内空気との熱交換を行なう室内熱交換器を有する室内機を具備している冷暖房空調設備の駆動源を、「鉱物油を燃料とするエンジン」に改造する方法において、上記の改造対象であるＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を取外し、上記ＨＣＦＣ類フロンの蒸発潜熱の、ＨＦＣ類フロンの蒸発潜熱に対する比をＮとして、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して約１／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有するとともに、圧縮機を回転駆動する燃料油焚きエンジンを備えたＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を取付け、上記ＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機中にＨＦＣ類フロンが封入されていれば、上記の取付作業に先立って、予めＨＦＣ類フロンを排出してから内部を洗浄し、前述のようにして室外機を取外し・取付け交換した冷暖房空調設備の熱搬送媒体循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油を注入し、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室内機の使用を継続することを特徴とする。以上に説明した請求項１の発明方法によると、室外機を交換するとともに室内機は残置して使用を継続するので、室内機の取外し新設の手数が掛からない上に新設すべき室内機の機器代金が節約され、その上、既設の室内機を廃却しないので産業廃棄物減量という社会的要請に応える結果となる。しかも、室内機まわりの配管を交換する必要が発生せず、建屋に穿孔などの加工を施す必要が無い。このため施工の労力や時間が節減されるのみでなく、例えばオフィスビルに設置されている冷暖房空調設備を改造する場合、オフィス室内の執務を中断しなくても施工することができる。さらに、既設の冷暖房空調設備を構成していた機器類がＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように構成されていた処へＨＦＣ類フロン用の圧縮機を交換装着することになるが、既設冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して「使用される熱搬送媒体の蒸発潜熱」に反比例する公称冷暖房能力を有する圧縮機を用いることにより、改造前，後における熱搬送媒体の流量がほぼ同一に保たれ、バランスのとれた改造設備が得られる。以上のようにして、改造前に電気モーターであった駆動機器が改造後において鉱物油焚きエンジンになるので、電力料金に比してエネルギーコストが安価となる上に、電力消費量の節減により事務機ＯＡ化用電力の余裕を捻出することができる。さらに、鉱物油焚きエンジンは廃熱利用が可能であるから電気モーター駆動に比して暖房能力を増大せしめることができるとともに、デフロスト時間が短縮される。
【００１５】請求項２に係る発明方法の構成は、ＨＣＦＣ類のフロンを熱搬送媒体とし、ＨＣＦＣ類フロンのガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機を回転駆動するガスエンジンと、ＨＣＦＣ類フロンと大気との熱交換を行なう室外熱交換器とを有する室外機を具備し、かつ、ＨＣＦＣ類フロンと室内空気との熱交換を行なう室内熱交換器を有する室内機を具備している冷暖房空調設備の駆動源を、「鉱物油を燃料とするエンジン」に改造する方法において、上記の改造対象であるＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を取外し、上記ＨＣＦＣ類フロンの蒸発潜熱の、ＨＣＦＣ類フロンの蒸発潜熱に対する比をＮとして、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して約１／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有するとともに、圧縮機を回転駆動する燃料油焚きエンジンを備えたＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を取付け、上記ＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機中にＨＦＣ類フロンが封入されていれば、上記の取付作業に先立って、予めＨＦＣ類フロンを排出してから内部を洗浄し、前述のようにして室外機を取付し・取付けて交換した冷暖房空調設備の熱搬送媒体循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油を注入し、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室内機の使用を継続することを特徴とする。以上に説明した請求項２の発明方法によると、室外機を交換するとともに室内機は残置して使用を継続するので、室内機の取外し新設の手数が掛からない上に新設すべき室内機の機器代金が節約され、その上、既設の室内機を廃却しないので産業廃棄物減量という社会的要請に応える結果となる。しかも、室内機まわりの配管を交換する必要が発生せず、建屋に穿孔などの加工を施す必要が無い。このため施工の労力や時間が節減されるのみでなく、例えばオフィスビルに設置されている冷暖房空調設備を改造する場合、オフィス室内の執務を中断しなくても施工することができる。さらに、既設の冷暖房空調設備を構成していた機器類がＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように構成されていた処へＨＦＣ類フロン用の圧縮機を交換装着することになるが、既設冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して「使用される熱搬送媒体の蒸発潜熱」に反比例する公称冷暖房能力を有する圧縮機を用いることにより、改造前，後における熱搬送媒体の流量がほぼ同一に保たれ、バランスのとれた改造設備が得られる。以上のようにして、改造前にガスエンジンであった駆動機器が改造後において鉱物油焚きエンジンになるので熱効率が高くなり、燃料消費量が減少する。すなわち、ガス燃料を用いる内燃機関はオットーサイクルに基づいて作動するので原理的に熱効率が低いのに対して、油を燃料とする内燃機関は圧縮着火方式のディゼルサイクルを利用して熱効率を向上せしめることができ、ランニングコストが低減される。熱効率が向上して燃料消費量が減少すれば、発生二酸化炭素量が減少して、地球温暖化防止にも貢献することができる。
【００１６】請求項３に係る発明方法の構成は、ＨＣＦＣ類のフロンを熱搬送媒体とし、ＨＣＦＣ類フロンのガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機を回転駆動する電気モーターと、ＨＣＦＣ類フロンを大気との熱交換を行なう室外熱交換器とを有する室外機を具備し、かつ、ＨＣＦＣ類フロンと室内空気との熱交換を行なう室内熱交換器を有する室内機を具備している冷暖房空調設備の駆動源を、「鉱物油を燃料とするエンジン」に改造する方法において、上記の改造対象であるＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機から、ＨＣＦＣ類フロンのガスを圧縮する圧縮機および該圧縮機回転駆動用電気モーターを取外し、上記ＨＣＦＣ類フロンの蒸発潜熱の、ＨＦＣ類フロンの蒸発潜熱に対する比をＮとして、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して約１／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有するとともに、圧縮機を回転駆動する燃料油焚きエンジンを備えたＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を構成しているガス圧縮機、および該ガス圧縮機を回転駆動する「鉱物油を燃料とするエンジン」を取付け、上記ＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備のガス圧縮機中にＨＦＣ類フロンが封入されていれば、上記の取付作業に先立って、予めＨＦＣ類フロンを排出してから内部を洗浄し、前述のようにして圧縮機を取外し・取付けて交換した冷暖房空調設備の熱搬送媒体循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油を注入し、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室内機、および室外熱交換器の使用を継続することを特徴とする。以上に説明した請求項３の発明方法によると、ガス圧縮機を交換するとともに、室内機、および室外熱交換器は残置して使用を継続するので、室内機の取外し・新設の手数が掛からない上に、新設すべき室内機などの機器代金が節約され、その上、既設の室内機などを廃却しないので産業廃棄物減量という社会的要請に応え得る結果となる。しかも、室内機まわりの配管を交換する必要が発生せず、建屋に穿孔などの加工を施す必要が無い。このため施工の労力や時間が節減されるのみでなく、例えばオフィスビルに設置されている冷暖房空調設備を改造する場合、オフィス室内の執務を中断しなくても施工することができる。さらに、既設の冷暖房空調設備を構成している機器類がＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように構成されていた処へＨＦＣ類フロン用の圧縮機を交換装着することになるが、既設冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して「使用される熱搬送媒体の蒸発潜熱」に反比例する公称冷暖房能力を有する圧縮機を用いることにより、改造前，後における熱搬送媒体の流量がほぼ同一に保たれ、バランスのとれた改造設備が得られる。以上のようにして、改造前に電気モーターであった駆動機器が改造後において鉱物油焚きエンジンになるので、電力料金に比してエネルギーコストが安価となる上に、電力消費量の節減により事務機ＯＡ化用電力の余裕を捻出することができる。さらに、鉱物油焚きエンジンは廃熱利用が可能であるから電気モーター駆動に比して暖房能力を増大せしめることができるとともに、デフロスト時間が短縮される。
【００１７】請求項４に係る発明方法の構成は、ＨＣＦＣ類のフロンを熱搬送媒体とし、ＨＣＦＣ類フロンのガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機を回転駆動するガスエンジンと、ＨＣＦＣ類フロンと大気との熱交換を行なう室外熱交換器とを有する室外機とを具備し、かつ、ＨＣＦＣ類フロンと室内空気との熱交換を行なう室内熱交換器を有する室内機を具備している冷暖房空調設備の駆動源を、「鉱物油を燃料とするエンジン」に改造する方法において、上記の改造対象であるＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備から、ＨＣＦＣ類のフロンのガスを圧縮する圧縮機および該圧縮機回転駆動用ガスエンジンを取り外し、上記ＨＣＦＣ類フロンの蒸発潜熱の、ＨＦＣ類フロンの蒸発潜熱に対する比をＮとして、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して約１／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有するとともに、圧縮機を回転駆動する燃料油焚きエンジンを備えたＨＦＣ類フロン用冷暖房設備の室外機を構成しているガス圧縮機、および該ガス圧縮機を回転駆動する「鉱物油を燃料とするエンジン」を取り付け、上記ＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備のガス圧縮機中にＨＦＣ類フロンが封入されていれば、上記の取付作業に先立って、予めＨＦＣ類フロンを排出してから内部を洗浄し、前述のようにして圧縮機を取外し・取付けて交換した冷暖房空調設備の熱搬送媒体循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油を注入し、前記ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室内機、および室外熱交換器の使用を継続することを特徴とする。以上に説明した請求項４の発明方法によると、ガス圧縮機を交換するとともに、室内機、および室外熱交換器は残置して使用を継続するので、室内機の取外し・新設の手数が掛からない上に、新設すべき室内機などの機器代金が節約され、その上、既設の室内機などを廃却しないので産業廃棄物減量という社会的要請に応え得る結果となる。しかも、室内機まわりの配管を交換する必要が発生せず、建屋に穿孔などの加工を施す必要が無い。このため施工の労力や時間が節減されるのみでなく、例えばオフィスビルに設置されている冷暖房空調設備を改造する場合、オフィス室内の執務を中断しなくても施工することができる。さらに、既設の冷暖房空調設備を構成している機器類がＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように構成されていた処へＨＦＣ類フロン用の圧縮機を交換装着することになるが、既設冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して「使用される熱搬送媒体の蒸発潜熱」に反比例する公称冷暖房能力を有する圧縮機を用いることにより、改造前，後における熱搬送媒体の流量がほぼ同一に保たれ、バランスのとれた改造設備が得られる。以上のようにして、改造前にガスエンジンであった駆動機器が改造後において鉱物油焚きエンジンになるので熱効率が高くなり、燃料消費量が減少する。すなわち、ガス燃料を用いる内燃機関はオットーサイクルに基づいて作動するので原理的に熱効率が低いのに対して、油を燃料とする内燃機関は圧縮着火方式のディゼルサイクルを利用して熱効率を向上せしめることができ、ランニングコストが低減される。熱効率が向上して燃料消費率が低減すれば、発生二酸化炭素量が減少して、地球温暖化防止にも貢献することができる。
【００１８】請求項５に係る発明方法の構成は、前記請求項１〜４の発明方法の構成要件に加えて、ＨＣＦＣ類フロンの飽和蒸気比容積の、ＨＦＣ類フロンの飽和蒸気比容積に対する比をＭとし、前記ＨＦＣ類フロン用として構成された冷暖房空調設備の公称冷暖房能力を選定する指標である数値（１／Ｎ）に、比容積を勘案する補正係数としてＭを乗じてＭ／Ｎとし、ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して約Ｍ／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有するＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の屋外機、または、上記室外機を構成しているガス圧縮機および該ガス圧縮機を回転駆動する「鉱物油を燃料とするエンジン」を取付けることを特徴とする。以上に説明した請求項５の発明方法によると、請求項１〜４の構成によってほぼ同一に保たれる改造前，後の熱搬送媒体流量を、より一定ならしめることができる。
【００１９】請求項６に係る発明方法の構成は、前記請求項１〜４の発明方法の構成要件に加えて、室外機に設置されている膨脹弁、および／または、室内機に設置されている膨脹弁を交換し、もしくは再調整して、ＨＦＣ類フロン用として設計製作された圧縮機によって圧送されるＨＣＦＣ類フロンの循環流量を制御することを特徴とする。以上に説明した請求項６の発明方法によると、公称冷暖房能力を指標として概要的に規制された熱搬送媒体の流量を、冷暖房空調設備の負荷状態などの使用条件に対応して、より精密に制御することができる。
【００２０】請求項７に係る発明方法の構成は、前記請求項１〜４の発明方法の構成要件に加えて、室外機に設けられているガス圧縮機およびその駆動機器、並びに膨脹弁を制御するとともに、室内機に設けられている室内制御盤と信号交換する室外制御盤を交換し、または、上記室外制御盤を構成している部材の一部を交換し、もしくは、上記室外制御盤を再調整して、ＨＦＣ類フロン用として設計製作された圧縮機によって圧送されるＨＣＦＣ類フロンの循環流量、および、該圧縮機を駆動するエンジンの負荷を制御することを特徴とする。以上に説明した請求項７の発明方法によると、元来ＨＦＣ類フロンを圧送するように構成されたガス圧縮機を、鉱物油焚きエンジンで回転駆動しつつＨＣＦＣ類フロンのガスの圧送を行なわせ、駆動用エンジンにもガス圧縮機にも過負荷を与えることなく正常に作動せしめ、作業条件の変化に順応しつつ冷暖房空調機能を発揮させることができる。
【００２１】請求項８の発明に係る冷暖房空調設備の構成は、生産され、稼働し、主要構成機器の一部分を交換して改造された経歴を有する冷暖房空調設備であって、室外機と室内機とから成り、室内機はＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作されて、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として稼働した経歴を有する機器であり、室外機はＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作された機器であって、ＨＦＣ類フロンのガスを圧縮するように設計製作された圧縮機と、該圧縮機を回転駆動するように性能特性をマッチングされた鉱物油焚きエンジンと、ＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作された室外熱交換器とを具備していて、前記の室内機よりも稼働経歴が新しく、かつ、前記の室外機と室内機とを接続してなる熱搬送媒体の循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油が封入されていることを特徴とする。以上に説明した請求項８の発明によると、最近の生産機器の型式である「ＨＦＣ類フロン用圧縮機と、これに性能マッチングされた鉱物油焚きエンジン、並びに、最近型式の室外熱交換器」を用いてあるので、これら最近型式の機器類を市場で調達することが容易であり、かつ、鉱物油焚きエンジンを駆動源としているので燃料消費率が低くて経済的である上に、燃料消費量が少ない（ガスエンジンに比して）から二酸化炭素排出量が少なく、地球温暖化防止に寄与することができる。さらに、上記の圧縮機およびエンジン以外の主要機器は、ＨＣＦＣ類フロン用として生産され、稼働した経歴を有するもの（通称・中古品）であるから安価に入手することが出来て経済的であり、自家用機器の中古品を活用すればほとんど無料で入手できる。しかも、上記の中古品に有効な利用の途を与えるので廃却されることが無くなり、産業廃棄物の減量という社会的要請に対して応えることができる。
【００２２】請求項９に係る冷暖房空調設備の構成は、生産され、稼働し、主要構成機器の一部分を交換して改造された経歴を有する冷暖房空調設備であって、室外機と室内機とから成り、室内機はＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作されて、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として稼働した経歴を有する機器であり、室外機は（イ）ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作され、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として稼働した経歴を有する室外熱交換器と、（ロ）ＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作され、前記室内機および室外熱交換器に比して稼働経歴の新しいガス圧縮機と、（ハ）上記ガス圧縮機を回転駆動するようにマッチングされた鉱物油焚きディゼルエンジンと、を具備しており、かつ、前記の室外機と室内機とを接続してなる熱搬送媒体の循環系の中にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油が封入されていることを特徴とする。以上に説明した請求項９の発明によると、請求項８におけると同様にＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作されたガス圧縮機と、これを回転駆動するようにマッチングされた鉱物油焚きディゼルエンジンとが用いられているので、該請求項８におけると同様に燃料消費率が低くて経済的である上に地球温暖化防止に寄与することができる。そして、請求項８と異なる構成として本請求項９においては、比較的旧型式であるＨＣＦＣ類フロン用として作られた中古品の室外熱交換器が用いられているので、前記請求項８の発明よりも安価に構成することができる。本請求項９の発明は、冷暖房空調設備の稼働条件、とりわけ大気汚染や雨露の関係によって室外熱交換器の腐食進行が緩やかであった場合に適用することが望ましい。
【００２３】請求項１０に係る発明の構成は、前記請求項８もしくは請求項９の発明の構成要件に加えて、前記の室外機に設けられている膨脹弁、および室内機に設けられている膨脹弁の少なくとも何れか一方は、ＨＣＦＣ類フロンの流量を制御するように設計製作されたものであって、前記室内機とほぼ等しい稼働経歴期間を有し、かつ、製作完成時における調整備基準を変更されたものであり、または、前記の室外機に設けられている膨脹弁はＨＦＣ類フロン流量を制御するように設計製作された後、ＨＣＦＣ類フロンの流量を制御するように再調整されたものであることを特徴とする。以上に説明した請求項１０の発明によると、ＨＦＣ類フロンを圧送するように設計製作された圧縮機が吐出するＨＣＦＣ類フロンの流量を適正に制御することができ、該圧縮機にフロンの液滴を吸入したり、吐出フロンガスが過熱したりする虞れを無くすることができる。
【００２４】請求項１１の発明の構成は、前記請求項８もしくは請求項９に記載した発明の構成要件に加えて、前記室外機に設けられている室外制御盤が、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いる冷暖房空調設備用として設計製作されたものであって、前記室外機とほぼ等しい稼働経歴期間を有し、かつ、鉱物油焚きエンジンの回転速度・出力を制御するように改造もしくは再調整されたものであり、または、前記室外機に設けられている室外制御盤は、ＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体として使用する冷暖房空調設備用として設計製作されたものであって、ＨＣＦＣ類フロンの冷，暖房サイクルを制御するように改造され、もしくは再調整されたものであることを特徴とする。
【００２５】以上に説明された請求項１１の発明によると、請求項８もしくは同９を適用して構成された「ＨＣＦＣ用機器とＨＦＣ用機器とから成り、かつ、ＨＣＦＣ類フロンを封入して運転される冷暖房空調設備」の各構成機器相互をバランスさせて制御することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の１実施形態を示し、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように設計製作されて、稼働経歴を有する既設の冷暖房空調設備を改造して、その屋外機を「ＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように設計製作された室外機」と交換した例における、フロンの冷，暖房サイクル系統図に制御系統に付記した図である。すなわち、本実施形態（図１）における既設室内機１は、先に図３として示した「ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いる冷暖房空調設備」における室内機１と同様ないし類似の構成機器であって、ＨＣＦＣ類フロン（本例ではフロンＲ２２を用いて約１０年間稼働した経歴を有している。この既設室内機１は、図３に示されているような「ＨＣＦＣフロンを熱搬送媒体として使用するように設計製作された冷暖房空調設備」の構成機器である。従って、生産され、設置された時、および、その後の稼働期間中は、図３に示されている「ＨＣＦＣフロンを熱搬送媒体として使用するように設計製作された室外機２」と組み合わされて冷暖房空調設備を構成していた。こうした経歴の設備であるから、約１０年間の稼働中は電気モーターもしくはガスエンジン１７ｅを駆動源として運転されていた。このため、エネルギーコストとしての電力代，ガス代か比較的高価であった。そこで、エネルギーコストを節減してランニングコストを低減せしめることを主たる目的として、次に述べるようにして駆動源を灯油焚きのディゼルエンジンに変えた。これにより、安価な灯油を燃料とし、しかもディゼルエンジンは熱効率が高くて燃料消費量が少ないので、ランニングコストが低減された、なお、その他にも種々の実用的な付帯的効果が得られたが、これについては後に詳しく説明する。
【００２７】改造の内容を概要的に言うと、図３に示された構造の既設の冷暖房空調設備から室外機２を取り外し、図４に示されたＨＦＣフロン用冷暖房空調設備の室外機２を取り付けた。上述の室外機交換による改造に伴って、改造前の「電気モーターもしくはガスエンジン１７ｅ（図３）」が、灯油エンジン１７ｐ（詳しくは灯油焚きのディゼルエンジン（図４）に変わり、電気やガスよりもエネルギー単価の安い灯油を動力源として運転されるようになる。
【００２８】ここに、本例の改造目的は「エネルギーコストの低減によるランニングコストの低減」であって、この目的を達成するための直接的な手段は「電気モーター・ガスエンジン１７ｅを灯油エンジン１７ｐに交換することである。しかるに本例において駆動用機器の交換に留めることなく室外機をそっくり交換した理由、並びに、上記の交換に伴って欠くことのできない技術的事項を以下に、順次に説明する。最近の工業的製品である図４の灯油エンジン１７ｐは、「無公害フロンであるＨＦＣフロン（本例ではフロンＲ１３４ａ）を圧縮するように設計製作されたＨＦＣフロン用圧縮機１６ｈｆ」に対して性能特性カーブをマッチングされ、セットとして市場に流通している。このため、技術的にもエンジンだけを交換することができず、機器の購入単位としてエンジン単独の入手ができない。すなわち図４に点線の円で囲んだＢ部分を一つの単位として、図３（既設設備）のＡ部と交換せざるを得ない。さらに本例においては、既設設備（図３）の室外機に用いられていたＨＣＦＣフロン用室外熱交換器１２ｈｃが、工場排煙や雨露のために腐食されていて損耗が著しかったので、室外機単位で交換して改造したものである。
【００２９】上述の交換に際して解決しなければならない最大の技術的問題点は、「ＨＣＦＣ類フロンとＨＦＣフロンとは物性が異なる。とりわけ蒸発潜熱が異なるので、ＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように設計製作された圧縮機１６ｈｃを取り外して、ＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体として使用するように設計製作された圧縮機１６ｈｆを取り付けても「新しく装着した室外機の圧縮機１６ｈｆの吐出流量」と、「既設の室内機のＨＣＦＣフロン用室内熱交換器３ｈｃにとって必要にして充分なるＨＣＦＣ類フロン流量」とはマッチングしない。上記の「マッチングしない」という不具合を定性的に要約すると、ＨＣＦＣ類フロンであるＲ２２の蒸発潜熱は、ＨＦＣ類フロンであるＲ１３４ａの蒸発潜熱に比してＮ倍である。（Ｎ≒１．３３）
従って、二つの冷暖房空調設備の公称冷暖房能力が等しい場合、ＨＦＣ類フロン用の圧縮機１６ｈｃの吐出流量はＨＣＦＣ類フロン用の圧縮機１６ｈｆの吐出流量のＮ倍である。このため、既設のＨＣＦＣ用冷暖房空調設備と等しい冷暖房能力の等しいＨＦＣ用冷暖房空調設備の室外機を装着すると、適正流量のＮ倍のフロンガスを圧送し、室内機に過負荷を与えてしまう。
【００３０】このため、本実施形態においては、既設のＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備（図３）を改造するに際して、その公称冷暖房能力に比して１／Ｎ倍の公称冷暖房能力を有する新品のＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の、小容量室外機２Ｓ（図１）を用いた。ここに小容量とは１／Ｎの意である。（１／Ｎ≒０．７５）
この場合、注意すべきことは、冷暖房能力が何倍であるか（すなわち、Ｎの値はいくらであるか）を算定する場合、熱搬送媒体の冷，暖房サイクルによる冷暖房能力を算定の基準にしなければならない。すなわち、電気モーターを灯油エンジンに変更（改造）した場合、エンジン排熱の利用によって見かけの暖房能力が増大するが、この排熱の作用は勘定に入れないようにする。実際問題としては、公称冷房能力の値に基づいて算出すると良い。上記と異なる実施形態を図１について説明する。この実施形態が上記実施形態と異なるところは、公称冷暖房能力の算定（前記のＮおよび１／Ｎの算定）を、さらに詳細に適正したことである。前述のごとく、装着すべき室外機の冷暖房能力を選定するためのＮの値は、基本的に、ＨＣＦＣ類フロン（Ｒ２２）の蒸発潜熱の、ＨＦＣ類フロン（Ｒ１３４）ａの蒸発潜熱に対する比として求められるが、更に詳しくは比重も考慮に入れることが望ましい。ＨＣＦＣ類フロンＲ２２の飽和蒸気容積比は、ＨＦＣ類フロンＲ１３４ａの飽和蒸気容積比のＭ倍（Ｍ≒０．７３）である。これを考慮に入れて、既設のＨＣＦＣ用冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比してＭ／Ｎ倍（０．７３／１．３３≒０．５５）の公称冷暖房能力を有するＨＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機を装着する。
【００３１】上記の技術的思想を定性的に、極度に要約すると次のごとくになる。中古の冷暖房空調設備の室内機に、その半分の公称冷房能力を有する新品の室外機を取りつける。新品の室外機は、「軽くて潜熱の小さいＨＦＣ類フロンのガス」を圧送するために（ＨＣＦＣ類フロンに比べて言えば）２倍の吐出流量を有しているから。公称冷房能力が半分であっても、丁度良いぐらいの吐出流量を有している。（図１参照）上述のようにして室外機を小容量室外機２Ｓと交換することにより、室内機に設けられている流体用機器類は「ＨＦＣ類フロン用として設計製作された機器」となる。ただし、四方切替弁１４，受液器１０，室外送風機１３′，アキュムレータ１５，熱交戻り管１１および室外戻り管９は、「ＨＣＦＣ類フロン用として設計製作された、図３におけると同一の符号を付した機器」と同様ないし類似の構成部材である。ＨＦＣフロン用室外熱交換器３３は、小容量室外機２Ｓの構成部材であるから既設室内機１に比して公称冷暖房能力は約半分（０．５５）であるが、小容量ＨＦＣフロン用圧縮機３０と同様に、前述の理由（Ｍ／Ｎ倍に選定した）によって、熱搬送媒体であるＨＣＦＣ類フロンＲ２２に関して適正な流量にマッチングしている。
【００３２】図１に示した実施形態は、上述のようにしてフロン流量に関するバランスがとれているが、これと併せて制御系を交換もしくは再調整しておく。本実施形態では、既設室内機１のＨＣＦＣフロン用室内制御盤はそのままとし、ＨＦＣフロン用室外制御盤（小容量室外機２Ｓに設けられていた新品）２７ｈｆ′を再調整した。制御盤の調整状態修正は、室外制御盤および室内制御盤の少なくとも何れか一方について行なう。その方法は、新品と交換しても良く、制御盤構成部材の一部を交換しても良く、または部材交換せずに再調整しても良い。なお、小容量室外機（新品）２ＳにＨＦＣ類フロンが封入されていれば、これを排出してから洗浄し（ＨＣＦＣ類フロンで洗うと良い）、いずれの場合であっても、小容量室外機２Ｓを装着して接続配管した後、熱搬送媒体の循環系の中にＨＣＦＣ類フロン（本例ではＲ２２）および冷凍機油（鉱物性の潤滑油）を注入しておく。
【００３３】図２は、前掲の図１に描かれた実施形態と異なる実施形態を示し、該図１に対応する系統図であって、主として図示Ｃ部の構成機器のみを交換して改造した例を表している。
【００３４】前掲の図１の実施形態においては、図３に示した既設のＨＣＦＣ類フロン用冷房空調設備の室内機１を残置して、室外機２を取り外し、公称冷暖房能力Ｍ／Ｎ倍の小容量室外機２Ｓを取り付けた。これに比して本実施形態（図２）は、図３に示した既設ＨＣＦＣ類フロン用冷暖房空調設備の室外機２から、図示Ａ部の構成機器を取り外して、図２に示したＣ部の構成機器を取り付けた。この図２に示したＣ部の構成機器は、図１に示した前述の実施形態におけるＣ部の構成機器と同様ないし類似の機器である。上述の交換改造により、図２の実施形態が図１の実施形態に比して異なる主たる流体機器は室外熱交換器である。すなわち、図１の実施形態における改造後の状態で、ＨＦＣフロン用室外熱交換器（新品）３３であるのに比して、図２の実施形態における改造後の状態ではＨＣＦＣフロン用室外熱交換器（中古品）１２ｈｃになっている。この図２の実施形態は、工場排気や雨露の影響に因る腐食進行が軽微な場合に好適である。
【００３５】本図２の実施形態においては、既設の室外機（図示せず）に設けられていた室外制御盤の構成部品の一部を交換して、改造室外制御盤３２を構成した。本実施形態のように、小容量ＨＦＣフロン用圧縮機３０を小容量灯油エンジン３１を交換装着した場合も、該圧縮機３０にＨＦＣ類フロンが封入されていれば排出，洗浄した後、改造機の循環系内にＨＣＦＣ類フロンおよび冷凍機油を注入し、かつ、室外制御盤および室内制御盤の少なくとも何れか一方を、交換し、もしくは部品交換し、または部品交換せずに再調整する。
【００３６】
【発明の効果】以上に本発明の実施形態を挙げてその構成・機能を明らかならしめたように、請求項１の発明方法によると、室外機を交換するとともに室内機は残置して使用を継続するので、室内機の取外し新設の手数が掛からない上に新設すべき室内機の機器代金が節約され、その上、既設の室内機を廃却しないので産業廃棄物減量という社会的要請に応える結果となる。
【００３７】しかも、室内機まわりの配管を交換する必要が発生せず、建屋に穿孔などの加工を施す必要が無い。このため施工の労力や時間が節減されるのみでなく、例えばオフィスビルに設置されている冷暖房空調設備を改造する場合、オフィス室内の執務を中断しなくても施工することができる。さらに、既設の冷暖房空調設備を構成していた機器類がＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように構成されていた処へＨＦＣ類フロン用の圧縮機を交換装着することになるが、既設冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して「使用される熱搬送媒体の蒸発潜熱」に反比例する公称冷暖房能力を有する圧縮機を用いることにより、改造前，後における熱搬送媒体の流量がほぼ同一に保たれ、バランスのとれた改造設備が得られる。以上のようにして、改造前に電気モーターであった駆動機器が改造後において鉱物油焚きエンジンになるので、電力料金に比してエネルギーコストが安価となる上に、電力消費量の節減により事務機ＯＡ化用電力の余裕を捻出することができる。さらに、鉱物油焚きエンジンは廃熱利用が可能であるから電気モーター駆動に比して暖房能力を増大せしめることができるとともに、デフロスト時間が短縮される。
【００３８】請求項２の発明方法によると、室外機を交換するとともに室内機は残置して使用を継続するので、室内機の取外し新設の手数が掛からない上に新設すべき室内機の機器代金が節約され、その上、既設の室内機を廃却しないので産業廃棄物減量という社会的要請に応える結果となる。しかも、室内機まわりの配管を交換する必要が発生せず、建屋に穿孔などの加工を施す必要が無い。このため施工の労力や時間が節約されるのみでなく、例えばオフィスビルに設置されている冷暖房空調設備を改造する場合、オフィス室内の執務を中断しなくても施工することができる。さらに、既設の冷暖房空調設備を構成していた機器類がＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように構成されていた処へＨＦＣ類フロン用の圧縮機を交換装着することになるが、既設冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して「使用される熱搬送媒体の蒸発潜熱」に反比例する公称冷暖房能力を有する圧縮機を用いることにより、改造前，後における熱搬送媒体の流量がほぼ同一に保たれ、バランスのとれた改造設備が得られる。以上のようにして、改造前にガスエンジンであった駆動機器が改造後において鉱物油焚きエンジンになるので熱効率が高くなり、燃料消費量が減少する。すなわち、ガス燃料を用いる内燃機関はオットーサイクルに基づいて作動するので原理的に熱効率が低いのに対して、油を燃料とする内燃機関は圧縮着火方式のディゼルサイクルを利用して熱効率を向上せしめることができ、ランニングコストが低減される。熱効率が向上して燃料消費量が減少すれば、発生二酸化炭素量が減少して、地球温暖化防止にも貢献することができる。
【００３９】請求項３の発明方法によると、ガス圧縮機を交換するとともに、室内機，および室外熱交換器は残置して使用を継続するので、室内機の取外し・新設の手数が掛からない上に、新設すべき室内機などの機器代金が節約され、その上、既設の室内機などを廃却しないので産業廃棄物減量という社会的要請に応え得る結果となる。しかも、室内機まわりの配管を交換する必要が発生せず、建屋に穿孔などの加工を施す必要が無い。このため施工の労力や時間が節約されるのみでなく、例えばオフィスビルに設置されている冷暖房空調設備を改造する場合、オフィス室内の執務を中断しなくても施工することができる。さらに、既設の冷暖房空調設備を構成している機器類がＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように構成されていた処へＨＦＣ類フロン用の圧縮機を交換装着することになるが、既設冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して「使用される熱搬送媒体の蒸発潜熱」に反比例する公称冷暖房能力を有する圧縮機を用いることにより、改造前，後における熱搬送媒体の流量がほぼ同一に保たれ、バランスのとれた改造設備が得られる。以上のようにして、改造前に電気モーターであった駆動機器が改造後において鉱物油焚きエンジンになるので、電力料金に比してエネルギーコストが安価となる上に、電力消費量が節減により事務機ＯＡ化用電力の余裕を捻出することができる。さらに、鉱物油焚きエンジンは廃熱利用が可能であるから電気モーター駆動に比して暖房能力を増大せしめることができるとともに、デフロスト時間が短縮される。
【００４０】請求項４の発明方法によると、ガス圧縮機を交換するとともに、室内機，および室外機交換器は残置して使用を継続するので、室内機の取外し・新設の手数が掛からない上に、新設すべき室内機などの機器代金が節約され、その上、既設の室内機などを廃却しないので産業廃棄物減量という社会的要請に応え得る結果となる。しかも、室内機まわりの配管を交換する必要が発生せず、建屋に穿孔などの加工を施す必要が無い。このため施工の労力や時間が節減されるのみでなく、例えばオフィスビルに設置されている冷暖房空調設備を改造する場合、オフィス室内の執務を中断しなくても施工することができる。さらに、既設の冷暖房空調設備を構成している機器類がＨＣＦＣ類フロンを熱搬送媒体として用いるように構成されていた処へＨＦＣ類フロン用の圧縮機を交換装着することになるが、既設冷暖房空調設備の公称冷暖房能力に比して「使用される熱搬送媒体の蒸発潜熱」に反比例する公称冷暖房能力を有する圧縮機を用いることにより、改造前，後における熱搬送媒体の流量がほぼ同一に保たれ、バランスのとれた改造設備が得られる。以上のようにして、改造前にガスエンジンであった駆動機器が改造後において鉱物油焚きエンジンになるので熱効率が高くなり、燃料消費量が減少する。すなわち、ガス燃料を用いる内燃機関はオットーサイクルに基づいて作動するので原理的に熱効率が低いのに対して、油を燃料とする内燃機関は圧縮着火方式のディゼルサイクルを利用して熱効率を向上せしめることができ、ランニングコストが低減される。熱効率が向上して燃料消費率が低減すれば、発生二酸化炭素量が減少して、地球温暖化防止にも貢献することができる。
【００４１】請求項５の発明方法によると、請求１〜４の構成によってほぼ同一に保たれる改造前，後の熱搬送媒体流量を、より一定ならしめることができる。請求項６の発明方法によると、公称冷暖房能力を指標として概要的に規制された熱搬送媒体の流量を、冷暖房空調設備の負荷状態などの使用条件に対応して、より精密に制御することができる。請求項７の発明方法によると、元来ＨＦＣ類フロンを圧送するように構成さりたガス圧縮機を、鉱物油焚きエンジンで回転駆動しつつＨＣＦＣ類フロンのガスの圧送を行なわせ、駆動用エンジンにもガス圧縮機にも過負荷を与えることなく正常に作動せしめ、作業条件の変化に順応しつつ冷暖房空調機能を発揮させることができる。
【００４２】請求項８の発明によると、最近の生産機器の型式である「ＨＦＣ類フロン用圧縮機と、これに性能マッチングされた鉱物油焚きエンジン、並びに、最近型式の外熱交換器」を用いてあるので、これら最近型式の機器類を市場で調達することが容易であり、かつ、鉱物油焚きエンジンを駆動源としているので燃料消費率が低くて経済的である上に、燃料消費量が少ない（ガスエンジンに比して）から二酸化炭素排出量が少なく、地球温暖化防止に寄与することができる。さらに、上記の圧縮機およびエンジン以外の主要機器は、ＨＣＦＣ類フロン用として生産され、稼働した経歴を有するもの（通称・中古品）であるから安価に入手することが出来て経済的であり、自家用機器の中古品を活用すればほとんど無料で入手できる。しかも、上記の中古品に有効な活用の途を与えるので廃却されることが無くなり、産業廃棄物の減量という社会的要請に対して応えることができる。
【００４３】請求項９の発明によると、請求項８におけると同様にＨＦＣ類フロンを熱搬送媒体とするように設計製作されたガス圧縮機と、これを回転駆動するようにマッチングされた鉱物油焚きディゼルエンジンとが用いられているので、該請求項８におけると同様に燃料消費率が低くて経済的である上に地球温暖化防止に寄与することがてきる。そして、請求項８と異なる構成として本請求項９においては、比較的旧型式であるＨＣＦＣ類フロン用として作られた中古品の室外機交換器が用いられているので、前記請求項８の発明よりも安価に構成することができる。本請求項９の発明は、冷暖房空調設備の稼働条件、とりわけ大気汚染や雨露の関係によって室外熱交換器の腐食進行が緩やかであった場合に適用することが望ましい。
【００４４】請求項１０の発明によると、ＨＦＣ類フロンを圧送するように設計製作された圧縮機が吐出するＨＣＦＣ類フロンの流量を適正に制御することができ、該圧縮機にフロンの液滴を吸入したり、吐出フロンガスが過熱したりする虞れを無くすることができる。請求項１１の発明によると、請求項８もしくは同９を適用して構成された「ＨＣＦＣ用機器とＨＦＣ用機器とから成り、かつ、ＨＣＦＣ類フロンを封入して運転される冷暖房空調設備」の各構成機器相互をバランスさせて制御することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】３９１０４８０５０
【氏名又は名称】日立ビル施設エンジニアリング株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月２７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】秋本 正実
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−３０４３０７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１１月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１１７０８７ |
|