CN109642763A - 热循环系统 - Google Patents

Abstract

一种热循环系统，是使用含有在分子结构中具有双键的氢氟烯烃(HFO)的工作介质的热循环系统(1)，具有压缩机(10)、高压侧热交换器(12)、低压侧热交换器(14)和膨胀机构(13)，具备酸检测装置(40)，其设置于连接压缩机(10)与高压侧热交换器(12)的排出配管(21)，对热循环内由上述工作介质的分解而产生的酸进行检测。

Description

热循环系统

技术领域

本发明涉及使用了含有氢氟烯烃(HFO)的工作介质的热循环系统。

背景技术

以往，在冷冻机、空调设备、发电系统(废热回收发电等)、二次冷却装置、朗肯循环等热循环系统中，广泛使用氢氟烃(HFC)系制冷剂作为工作介质。但是，HFC被指出全球变暖潜能值(GWP)高，可能导致全球变暖。因此，对臭氧层的影响小、且全球变暖潜能值小的热循环用工作介质的开发成为当务之急。作为对臭氧层的影响小、且对全球变暖的影响小的热循环用工作介质，研究了包含容易因大气中的OH自由基而分解的具有碳－碳双键的氢氟烯烃(HFO)的物质。例如，专利文献1中记载了使用含有1，1，2－三氟乙烯(HFO－1123)的工作介质的热循环系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－145452号公报

发明内容

然而，HFO是分子中含有不饱和键的化合物，是大气寿命非常短的化合物，因此在反复进行热循环中的压缩、加热的条件下，与以往的HFC、HCFC之类的饱和的氢氟烃、氢氯氟烃相比稳定性差。这些工作介质分解时，有时产生氟化氢等酸、碳之类的分解生成物。热循环内存在这样的分解生成物时，可能对热循环系统的可靠性造成负面影响。因此，热循环系统中使用含有HFO的工作介质时，需要适当地检测在热循环内工作介质的分解的发生。

本发明是鉴于以上的背景而进行的，目的在于提供在使用含有HFO的工作介质时，能够适当地检测在热循环内工作介质的分解的发生的热循环系统。

本发明是由上述观点出发而完成的，提供具有以下构成的热循环系统。

[1]一种热循环系统，使用含有氢氟烯烃(HFO)的工作介质，具有压缩机、高压侧热交换器、低压侧热交换器和膨胀机构，在连接上述压缩机与上述高压侧热交换器的排出配管，具备对由上述工作介质的分解而产生的酸进行检测的酸检测装置。

[2]根据[1]所述的热循环系统，其中，上述酸检测装置是具有检视窗的窥镜，该检视窗用于观察在上述排出配管内通过的工作介质，上述检视窗的至少与上述工作介质接触的一侧的部分由玻璃形成。

[3]根据[2]所述的热循环系统，其中，上述检视窗以厚度比用于保持耐压性能所必要的厚度更厚的方式形成。

[4]根据[2]所述的热循环系统，其中，上述检视窗的与上述工作介质接触的一侧的相反侧的部分由耐酸性的透明部件形成。

[5]根据[2]～[4]中任一项所述的热循环系统，其中，上述窥镜设置于上述排出配管的捕集(trap)部。

[6]根据[1]～[5]中任一项所述的热循环系统，其中，上述HFO包含1，1，2－三氟乙烯。

根据本发明，使用含有HFO的工作介质时，能够适当地检测在热循环内工作介质的分解的发生。

附图说明

图1是表示本实施方式的热循环系统的一个例子的概略构成图。

图2是表示本实施方式的热循环系统的工作介质的状态变化的压焓图。

图3是表示本实施方式的热循环系统中的酸检测装置的概略构成的俯视图。

图4是沿图3的IV－IV线的剖视图。

图5是表示发生工作介质的分解时的酸检测装置的状态的剖视图。

图6是表示本实施方式的热循环系统中的酸检测装置的变形例的剖视图。

图7是表示与本发明相关的参考形态的热循环系统的概略构成的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，对本实施方式的热循环系统中使用的工作介质进行说明。

＜工作介质＞

(氢氟烯烃(HFO))

本实施方式中使用的工作介质含有氢氟烯烃(HFO)。HFO也可以称为在分子结构中具有碳－碳双键的HFC，作为该HFO，可举出1,1,2－三氟乙烯(HFO－1123)、2,3,3,3－四氟丙烯(HFO－1234yf)、1,2－二氟乙烯(HFO－1132)、2－氟丙烯(HFO－1261yf)、1,1,2－三氟丙烯(HFO－1243yc)、反式－1,2,3,3,3－五氟丙烯(HFO－1225ye(E))、顺式－1,2,3,3,3－五氟丙烯(HFO－1225ye(Z))、反式－1,3,3,3－四氟丙烯(HFO－1234ze(E))、顺式－1,3,3,3－四氟丙烯(HFO－1234ze(Z))、3,3,3－三氟丙烯(HFO－1243zf)等。作为HFO，优选包含HFO－1123、HFO－1234yf、HFO－1234ze(E)或者HFO－1234ze(Z)，更优选包含HFO－1123或者HFO－1234yf，特别优选包含HFO－1123。

本实施方式中使用的工作介质含有HFO，并且，根据需要可以含有后述的任意成分。相对于工作介质的100质量％的HFO的含量优选10质量％以上，更优选20～80质量％，进一步优选40～80质量％，更进一步优选40～60质量％。

并且，本实施方式中使用的工作介质，优选含有HFO－1123。相对于工作介质的100质量％的HFO－1123的含量优选10质量％以上，更优选20～80质量％，进一步优选40～80质量％，更进一步优选40～60质量％。

(HFO－1123)

将HFO－1123的作为工作介质的特性，特别是与R410A(HFC－32与HFC－125的质量比1：1的准共沸混合工作介质)的相对比较示于表1。循环性能由按后述的方法求出的性能系数和制冷能力表示。HFO－1123的性能系数和制冷能力由以R410A为基准(1.000)的相对值(以下，分别称为“相对性能系数”，“相对制冷能力”)表示。全球变暖潜能值(GWP)是政府间气候变化专门委员会(IPCC)第4次评估报告书(2007年)所给出的值或者根据该方法测定的100年的值。本说明书中，GWP只要没有特别说明就是指该值。工作介质由混合物构成时，如后所述，温度梯度在评价工作介质方面成为重要因素，值越小越好。

[表1]

	R410A	HFO-1123
			相对性能系数	1.000	0.921
相对制冷能力	1.000	1.146
			温度梯度[℃]	0.2	0
GWP	2088	0.3

本实施方式中使用的工作介质如上述那样优选含有HFO-1123，并且，在不损害本发明的效果的范围内除HFO-1123以外，还可以含有通常作为工作介质使用的化合物。作为这样的与HFO-1123组合的化合物，例如，可举出HFC、HFO-1123以外的HFO、这些以外的与HFO-1123一起气化、液化的其他成分等，优选HFC、HFO-1123以外的HFO。

作为并用的成分，优选例如与HFO-1123组合而用于热循环时，具有进一步提高上述相对性能系数、相对制冷能力的作用并且将GWP、温度梯度保持在允许的范围的化合物。如果工作介质在与HFO-1123的组合中含有这样的化合物，则在将GWP维持较低的同时，得到更良好的循环性能，并且，温度梯度的影响也少。

(温度梯度)

使用混合物作为工作介质时，通常优选使用共沸或者R410A这样的准共沸的混合物。非共沸组合物存在从压力容器向制冷空调设备填充时发生组成变化的问题。并且，来自制冷空调设备的工作介质发生泄漏时，制冷空调设备内的工作介质组成发生变化的可能性极大，工作介质组成很难恢复到初始状态。另一方面，如果是共沸或者准共沸的混合物就能够避免上述问题。

作为实现混合物的工作介质的可用性的指标，一般使用“温度梯度”。温度梯度被定义为热交换器例如低压侧热交换器中的蒸发的、或者高压侧热交换器中的冷凝的、开始温度与结束温度不同的性质。共沸混合物中，温度梯度为0，准共沸混合物中，温度梯度极其接近0，例如R410A的温度梯度为0.2。

如果温度梯度大，则存在例如低压侧热交换器的入口温度降低而结霜的可能性变大的问题。并且，热循环系统中，为了实现热交换效率的提高，一般使流过热交换器的工作介质与水、空气等热源流体为逆流，稳定运转状态下该热源流体的温度差小。因此，温度梯度大的非共沸混合介质的情况下，很难得到能量效率高的热循环系统。因此，使用混合物作为工作介质时，期待具有适当的温度梯度的工作介质。

工作介质例如含有HFO－1123和其他工作介质时，除了HFO－1123和其他工作介质是共沸组成的情况，其它都存在具有比较大的温度梯度的趋势。工作介质的温度梯度因并用的其他工作介质的种类和HFO－1123与其他工作介质的混合比例而有所不同，因此始终注意保持在适当的范围。

(HFC)

作为任意成分的HFC，优选从上述观点考虑进行选择。这里，已知HFC与HFO－1123相比，GWP更高。因此，作为与HFO－1123组合的HFC，优选从提高作为上述工作介质的循环性能，并且将温度梯度保持在适当的范围，而且特别是将GWP保持在允许的范围的观点考虑进行适当选择。

作为对臭氧层的影响小且对全球变暖的影响小的HFC，具体而言优选碳原子数1～5的HFC。HFC可以是直链状，也可以是支链状，还可以是环状。

作为HFC，可举出HFC－32、二氟乙烷、三氟乙烷、四氟乙烷、HFC－125、五氟丙烷、六氟丙烷、七氟丙烷、五氟丁烷、七氟环戊烷等。

其中，作为HFC，从对臭氧层的影响小并且热循环特性优异的方面考虑，优选HFC－32、1,1－二氟乙烷(HFC－152a)、1,1,1－三氟乙烷(HFC－143a)、1,1,2,2－四氟乙烷(HFC－134)、1,1,1,2－四氟乙烷(HFC－134a)以及HFC－125，更优选HFC－32、HFC－152a、HFC－134a以及HFC－125。

HFC可以单独使用1种，可以组合2种以上使用。

工作介质(100质量％)中的HFC的含量可以根据工作介质的要求特性进行任意选择。例如，由HFO－1123和HFC－32构成的工作介质的情况下，HFC－32的含量在1～99质量％的范围时，性能系数和制冷能力提高。由HFO－1123和HFC－134a构成的工作介质的情况下，HFC－134a的含量在1～99质量％的范围时，性能系数提高。

另外，对于上述优选的HFC的GWP，HFC－32为675，HFC－134a为1430，HFC－125为3500。从将得到的工作介质的GWP抑制为较低的观点考虑，作为任意成分的HFC，最优选HFC－32。

另外，HFO－1123和HFC－32可以以质量比为99：1～1：99的组成范围形成接近共沸的准共沸混合物，两者的混合物几乎在任何组成范围，温度梯度都接近0。在这方面，作为与HFO－1123组合的HFC也是HFC－32是有利的。

本实施方式中使用的工作介质中，与HFO－1123一起使用HFC－32时，相对于工作介质的100质量％的HFC－32的含量，具体而言，优选20质量％以上，更优选20～80质量％，进一步优选40～60质量％。

本实施方式中使用的工作介质中，例如，含有HFO－1123时，作为HFO－1123以外的HFO，从具有高的临界温度，耐久性、性能系数优异方面考虑，优选HFO－1234yf(GWP＝4)、HFO－1234ze(E)、HFO－1234ze(Z)((E)体、(Z)体均为GWP＝6)，更优选HFO－1234yf、HFO－1234ze(E)。HFO－1123以外的HFO，可以单独使用1种，也可以组合2种以上使用。工作介质(100质量％)中的HFO－1123以外的HFO的含量可以根据工作介质的要求特性进行任意选择。例如，由HFO－1123和HFO－1234yf或者HFO－1234ze构成的工作介质时，HFO－1234yf或者HFO－1234ze的含量在1～99质量％的范围时，性能系数提高。

以下将本实施方式中使用的工作介质含有HFO－1123和HFO－1234yf时的优选的组成范围作为组成范围(S)示出。

应予说明，表示组成范围(S)的各式中，各化合物的缩写表示相对于HFO－1123、HFO－1234yf和其他成分(HFC－32等)的合计量的该化合物的比例(质量％)。

＜组成范围(S)＞

HFO－1123+HFO－1234yf≥70质量％

95质量％≥HFO－1123/(HFO－1123+HFO－1234yf)≥35质量％

组成范围(S)的工作介质，GWP极低，温度梯度小。另外，从性能系数、制冷能力以及临界温度的观点考虑，也能够呈现能够代替以往的R410A的热循环性能。

组成范围(S)的工作介质中，相对于HFO－1123和HFO－1234yf的合计量的HFO－1123的比例更优选40～95质量％，进一步优选50～90质量％，特别优选50～85质量％，最优选60～85质量％。

另外，工作介质100质量％中的HFO－1123和HFO－1234yf的合计的含量更优选80～100质量％，进一步优选90～100质量％，特别优选95～100质量％。

另外，本实施方式中使用的工作介质优选含有HFO－1123、HFC－32和HFO－1234yf，以下示出含有HFO－1123、HFO－1234yf以及HFC－32时的优选的组成范围(P)。

应予说明，表示组成范围(P)的各式中，各化合物的缩写表示相对于HFO－1123、HFO－1234yf和HFC－32的合计量的该化合物的比例(质量％)。组成范围(R)、组成范围(L)、组成范围(M)中也相同。另外，以下记载的组成范围中，优选具体记载的HFO－1123、HFO－1234yf和HFC－32的合计量相对于热循环用工作介质总量超过90质量％且为100质量％以下。

＜组成范围(P)＞

70质量％≤HFO－1123+HFO－1234yf

30质量％≤HFO－1123≤80质量％

0质量％＜HFO－1234yf≤40质量％

0质量％＜HFC－32≤30质量％

HFO－1123/HFO－1234yf≤95/5质量％

具有上述组成的工作介质是平衡良好地发挥HFO－1123、HFO－1234yf以及HFC－32各自具有的特性，并且抑制了各自具有的缺点的工作介质。即，该工作介质是GWP被抑制得极低，用于热循环时，温度梯度小，具有一定的能力和效率，从而得到良好的循环性能的工作介质。这里，优选相对于HFO－1123、HFO－1234yf和HFC－32的合计量的HFO－1123和HFO－1234yf的合计量为70质量％以上。

另外，作为本实施方式中使用的工作介质的更优选的组成，可举出相对于HFO－1123、HFO－1234yf和HFC－32的合计量，以30～70质量％的比例含有HFO－1123、以4～40质量％的比例含有HFO－1234yf以及以0～30质量％的比例含有HFC－32且相对于工作介质总量的HFO－1123的含量为70摩尔％以下的组成。上述范围的工作介质是上述的效果高，而且抑制HFO－1123的自分解反应，耐久性高的工作介质。从相对性能系数的观点考虑，HFC－32的含量优选5质量％以上，更优选8质量％以上。

另外，示出本实施方式中使用的工作介质含有HFO－1123、HFO－1234yf和HFC－32时的另一优选的组成，但只要相对于工作介质总量的HFO－1123的含量为70摩尔％以下，就可得到抑制HFO－1123的自分解反应、耐久性高的工作介质。

以下示出更优选的组成范围(R)。

＜组成范围(R)＞

10质量％≤HFO－1123＜70质量％

0质量％＜HFO－1234yf≤50质量％

30质量％＜HFC－32≤75质量％

具有上述组成的工作介质是平衡良好地发挥HFO－1123、HFO－1234yf和HFC－32各自具有的特性、并且抑制各自具有的缺点的工作介质。即，是GWP被抑制得较低，确保耐久性，并且用于热循环时温度梯度小，具有高的能力和效率，从而得到良好的循环性能的工作介质。

对于具有上述组成范围(R)的本实施方式的工作介质，以下示出优选的范围。

20质量％≤HFO－1123＜70质量％

0质量％＜HFO－1234yf≤40质量％

30质量％＜HFC－32≤75质量％

具有上述组成的工作介质是平衡特别良好地发挥HFO－1123、HFO－1234yf和HFC－32各自具有的特性，并且抑制各自具有的缺点的工作介质。即，是GWP被抑制得较低，确保耐久性，而且用于热循环时，温度梯度更小，具有更高的能力和效率，从而得到良好的循环性能的工作介质。

对于具有上述组成范围(R)的本实施方式的工作介质，以下示出更优选的组成范围(L)。进一步优选组成范围(M)。

＜组成范围(L)＞

10质量％≤HFO－1123＜70质量％

0质量％＜HFO－1234yf≤50质量％

30质量％＜HFC－32≤44质量％

＜组成范围(M)＞

20质量％≤HFO－1123＜70质量％

5质量％≤HFO－1234yf≤40质量％

30质量％＜HFC－32≤44质量％

具有上述组成范围(M)的工作介质是平衡特别良好地发挥HFO－1123、HFO－1234yf和HFC－32各自具有的特性，并且抑制了各自具有的缺点的工作介质。即，该工作介质是GWP的上限被抑制得低至300以下，确保耐久性，而且用于热循环时，温度梯度低至小于5.8，相对性能系数和相对制冷能力接近1，得到良好的循环性能的工作介质。

如果在该范围，则温度梯度的上限降低，相对性能系数×相对制冷能力的下限提高。从相对性能系数大的方面考虑，更优选8质量％≤HFO－1234yf。另外，从相对制冷能力大的方面考虑，更优选HFO－1234yf≤35质量％。

另外，本实施方式中使用的其他工作介质优选HFO－1123、HFC－134a、HFC－125和HFO－1234yf，利用该组成抑制工作介质的燃烧性。

进一步优选含有HFO－1123、HFC－134a、HFC－125和HFO－1234yf，相对于工作介质总量的HFO－1123、HFC－134a、HFC－125和HFO－1234yf的合计量的比例超过90质量％且为100质量％以下，优选相对于HFO－1123、HFC－134a、HFC－125和HFO－1234yf的合计量，HFO－1123的比例为3质量％～35质量％、HFC－134a的比例为10质量％～53质量％、HFC－125的比例为4质量％～50质量％、HFO－1234yf的比例为5质量％～50质量％。通过成为这样的工作介质，能够成为工作介质为不燃性，并且安全性优异，进一步减少对臭氧层和全球变暖的影响，用于热循环系统时具有更优异的循环性能的工作介质。

最优选含有HFO－1123、HFC－134a、HFC－125和HFO－1234yf，相对于工作介质总量的HFO－1123、HFC－134a、HFC－125和HFO－1234yf的合计量的比例超过90质量％且为100质量％以下，更加优选相对于HFO－1123、HFC－134a、HFC－125和HFO－1234yf的合计量，HFO－1123的比例为6质量％～25质量％、HFC－134a的比例为20质量％～35质量％、HFC－125的比例为8质量％～30质量％、HFO－1234yf的比例为20质量％～50质量％。通过成为这样的工作介质，能够成为工作介质为不燃性，并且安全性更加优异，进一步减少对臭氧层和全球变暖的影响，用于热循环系统时具有更加优异的循环性能的工作介质。

(其他任意成分)

本实施方式的热循环系统用组合物中使用的工作介质除了上述任意成分以外，还可以含有二氧化碳、烃、氯氟烯烃(CFO)、氢氯氟烯烃(HCFO)等。作为其他任意成分，优选对臭氧层的影响小并且对全球变暖的影响小的成分。

作为烃，可举出丙烷、丙烯、环丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷等。

烃可以单独使用1种，也可以组合2种以上使用。

上述工作介质含有烃时，其含量相对于工作介质的100质量％小于10质量％，优选1～5质量％，进一步优选3～5质量％。如果烃为下限值以上，则矿物系冷冻机油在工作介质中的溶解性变得更良好。

作为CFO，可举出氯氟丙烯、氯氟乙烯等。

从在不大幅降低工作介质的循环性能的情况下容易抑制工作介质的燃烧性的方面考虑，作为CFO，优选1,1－二氯－2,3,3,3－四氟丙烯(CFO－1214ya)、1,3－二氯－1,2,3,3－四氟丙烯(CFO－1214yb)、1,2－二氯－1,2－二氟乙烯(CFO－1112)。

CFO可以单独使用1种，也可以组合2种以上使用。

工作介质含有CFO时，其含量相对于工作介质的100质量％小于10质量％，优选1～8质量％，进一步优选2～5质量％。如果CFO的含量为下限值以上，则容易抑制工作介质的燃烧性。如果CFO的含量为上限值以下，则容易得到良好的循环性能。

作为HCFO，可举出氢氯氟丙烯、氢氯氟乙烯等。从在不大幅降低工作介质的循环性能的情况下容易抑制工作介质的燃烧性的方面考虑，作为HCFO，优选1－氯－2,3,3,3－四氟丙烯(HCFO－1224yd)、1－氯－1,2－二氟乙烯(HCFO－1122)。

HCFO可以单独使用1种，也可以组合2种以上使用。

上述工作介质含有HCFO时，工作介质100质量％中的HCFO的含量小于10质量％，优选1～8质量％，进一步优选2～5质量％。如果HCFO的含量为下限值以上，则容易抑制工作介质的燃烧性。如果HCFO的含量为上限值以下，则容易得到良好的循环性能。

本实施方式中使用的工作介质含有如上所述的其他任意成分时，工作介质中的其他任意成分的合计含量相对于工作介质100质量％小于10质量％，优选8质量％以下，进一步优选5质量％以下。

＜热循环系统的构成＞

接下来，对本实施方式的热循环系统的概略构成进行说明。

图1是表示本实施方式的热循环系统1的概略构成的图。热循环系统1具备压缩机10、高压侧热交换器12、膨胀机构13和低压侧热交换器14。压缩机10对工作介质(蒸气)进行压缩。高压侧热交换器12将从压缩机10排出的工作介质的蒸气冷却而成为液体。膨胀机构13使从高压侧热交换器12排出的工作介质(液体)膨胀。低压侧热交换器14将从膨胀机构13排出的工作介质(液体)加热而成为蒸气。低压侧热交换器14和高压侧热交换器12以在工作介质与对向或者并行流动的热源流体之间进行热交换的方式构成。热循环系统1具备向低压侧热交换器14供给水、空气等热源流体E的流体供给装置15、和向高压侧热交换器12供给水、空气等热源流体F的流体供给装置16。并且，热循环系统1中，在连接压缩机10与高压侧热交换器12的配管即排出配管21设置有对在热循环内由工作介质的分解而产生的酸进行检测的酸检测装置40。酸检测装置40的详细情况在后面进行叙述。

热循环系统1中，重复以下的热循环。首先，将从低压侧热交换器14排出的工作介质蒸气A以压缩机10进行压缩而成为高温高压的工作介质蒸气B。然后，将从压缩机10排出的工作介质蒸气B在高压侧热交换器12利用流体F进行冷却，液化而成为工作介质液C。这时，流体F被加热而成为流体F’，从高压侧热交换器12排出。接着，使从高压侧热交换器12排出的工作介质液C以膨胀机构13使其膨胀而成为低温低压的工作介质液D。接着，将从膨胀机构13排出的工作介质液D在低压侧热交换器14利用流体E进行加热而成为工作介质蒸气A。这时，流体E被冷却而成为流体E’，从低压侧热交换器14排出。

图2是表示热循环系统1的工作介质的状态变化的压焓图。如图2所示，从A到B的状态变化的过程中，以压缩机10进行隔热压缩，使低温低压的工作介质蒸气A成为高温高压的工作介质蒸气B。从B到C的状态变化的过程中，以高压侧热交换器12进行等压冷却，使工作介质蒸气B成为工作介质C。从C到D的状态变化的过程中，以膨胀机构13进行等焓膨胀，使高温高压的工作介质C成为低温低压的工作介质D。从D到A的状态变化的过程中，以低压侧热交换器14进行等压加热，使工作介质D变回工作介质蒸气A。

接下来，对使用含有HFO的工作介质作为工作介质的情况下成为问题的HFO的分解进行说明。应予说明，以下的说明中，适当地参照图1。

HFO由于暴露于高温高压环境下或者混入空气和水而发生分解，产生氟化氢(HF)、甲酸、乙酸等酸、碳之类的分解生成物的可能性变高。由HFO的分解而产生的酸腐蚀热循环内的金属部件，成为金属盐的无机性污泥，其本身成为促进HFO的分解的催化剂。另外，在热循环内产生污泥时，污泥堵塞减压机构部(膨胀机构13)，使被压缩机10压缩后的工作介质的压力上升(高压缩比运转)，因此，压缩机10的可靠性受损。

并且，热循环系统1中，例如，使用含有作为HFO之一的HFO－1123的工作介质的情况下，如果由HFO－1123的分解而产生的污泥堵塞膨胀机构13而排出压力上升，成为高压缩比运转，则发生HFO－1123的歧化反应的可能性增高。歧化反应是高温或者高压下施加局部的能量的情况下发生的伴随发热的链式化学反应。

根据这些事实，热循环系统1中使用HFO作为工作介质时，需要适当地检测在热循环内工作介质的分解的发生。

这里，对酸检测装置40的详细情况进行说明。

如上所述，如果作为工作介质的HFO分解，则产生HF等酸。在图1所示的热循环系统1中，认为容易发生工作介质的分解的位置是运转中工作介质成为最高温·高压的压缩机10。因此，在热循环系统1中，将对由工作介质的分解而产生的HF等酸进行检测的酸检测装置40设置在紧邻压缩机10的排出配管21。应予说明，排出配管21具有捕集部时，可以将酸检测装置40设置在排出配管21的捕集部。因为在捕集部捕捉因工作介质的分解而产生的分解生成物，所以通过将酸检测装置40设置在排出配管21的捕集部，能够更适当地检测在热循环内工作介质的分解的发生。

本实施方式中，酸检测装置40是能够对在配管路内传导的工作介质的流通和停止、流速、流量等工作介质的状态进行目视观察的窥镜。图3是表示酸检测装置40的概略构成的俯视图。图4是沿图3的IV－IV线的剖视图。应予说明，图中箭头S表示工作介质的流动方向。如图3和图4所示，酸检测装置40具有主体40a、检视窗40b和配管部40c。主体40a为中空状，内部具有供工作介质通过的流路。检视窗40b用于观察在排出配管21内通过的工作介质。即，检视窗40b设置于主体40a的一部分，能够对主体40a的内部进行目视观察。配管部40c用于连接排出配管21与主体40a。

主体40a例如由金属材料构成。检视窗40b是因酸的存在而产生着色的透明材料，例如由玻璃等形成。图3和图4中，检视窗40b的形状为圆板状，但只要是平板状就不限于此，例如，也可以是长方形等多边形的板。配管部40c例如由金属材料形成。配管部40c可以与主体40a一体构成，也可以独立地构成。配管部40c与排出配管21(参照图1)以内部成为密闭结构的方式连接即可，可以通过扩口连接，也可以通过钎焊连接。

图5是表示发生工作介质的分解时的酸检测装置40的状态的剖视图。

如图5所示，当发生工作介质的分解而工作介质中含有HF等酸时，检视窗40b的与工作介质接触的部分40bA被腐蚀而变色。因此，通过目视观察检视窗40b，能够容易地确认在热循环内发生了工作介质的分解。由此，使用含有HFO的工作介质的情况下，能够适当地检测热循环内工作介质的分解的发生。

如上所述，图1所示的热循环系统1中，认为容易发生工作介质的分解的位置是工作介质成为高温·高压的排出配管21。发生工作介质的分解时，工作介质中含有的酸的浓度在发生了工作介质的分解的位置最高。因此，例如，即便在热循环系统1中在低温·低压的位置设置酸检测装置40，也无法适当地检测工作介质的分解的发生。另外，认为在压缩机10的内部，工作介质成为高温·高压，容易发生工作介质的分解，但因设置空间的问题等很难设置酸检测装置40。因此，为了适当地检测工作介质的分解的发生，优选在排出配管21设置酸检测装置40。

图4所示的检视窗40b的厚度(板厚)d优选比用于保持耐压性能所必要的厚度d1更厚(d＞d1)。检视窗40b的厚度d为用于保持耐压性能所必要的厚度d1的情况下(d＝d1)，如果检视窗40b的与工作介质接触的部分被由于分解而产生的HF等酸腐蚀，则耐压性能可能变得不充分。通过使检视窗40b的厚度d比用于保持耐压性能所必要的厚度d1更厚，即便检视窗40b的与工作介质接触的部分被腐蚀，也能够充分地保持耐压性能。

应予说明，通过设置观察该检视窗40b的照相机和根据由该照相机拍摄的检视窗40b的图像来判定着色程度的判定装置，也能够自动地检测工作介质的分解状态。这时，通过将由检视窗40的图像得到的着色程度与预定的阈值(着色阈值)进行比较，能够进行在热循环系统内是否发生了工作介质的分解的判断。即，检测到的着色程度超过着色阈值时，判断为发生了因工作介质的分解而产生酸，为着色阈值以下时，判断为没有发生因工作介质的分解而产生酸。

[变形例]

图6是表示酸检测装置40的变形例的剖视图。如图6所示，检视窗240b的与工作介质接触的一侧的表面240d可以由玻璃形成，与工作介质接触的一侧的相反侧的表面240e可以由耐酸性的透明部件形成。耐酸性的透明部件240e例如为丙烯酸树脂。这样，通过使检视窗240b为玻璃和耐酸性的透明部件的双重结构，即便检视窗240b的与工作介质接触的部分被腐蚀，也能够利用耐酸性的透明部件240e以使得腐蚀的进行不会超过规定的部分。该耐酸性的透明部件240e以其自身就充分地确保耐压性能的方式进行设置，从而也能够充分地确保安全性。

参考形态

以下，参照附图对与本实施方式相关的参考形态进行说明。应予说明，与上述实施方式实质上相同的要素标以相同的符号而省略其说明。

本参考形态的热循环系统中使用的工作介质是上述实施方式中说明的含有HFO的工作介质。本参考形态的热循环系统的概略构成与在上述实施方式中使用图1说明的构成基本相同。图7是表示本参考形态的热循环系统101的概略构成的图。如图7所示，本参考形态的热循环系统101包括排出温度传感器31、判定部32和显示部33代替酸检测装置40(参照图1)。

排出温度传感器31是用于检测从压缩机10排出的工作介质的温度(排出温度)的部件，被设置于排出配管21。可知热循环系统1中发生工作介质的分解时，排出温度急剧上升。因此，可以根据由排出温度传感器31检测到的排出温度检测在热循环内发生工作介质的分解，间接地产生酸。

判定部32根据由排出温度传感器31检测到的排出温度进行在热循环内是否发生工作介质的分解的判断。具体而言，判定部32通过将由排出温度传感器31检测到的排出温度和预定的阈值(排出温度阈值)进行比较，进行在热循环内是否发生工作介质的分解的判断。

即，由排出温度传感器31检测到的排出温度超过排出温度阈值的情况下，判定部32判断为在热循环内发生了工作介质的分解，为排出温度阈值以下的情况下，判定部32判断为在热循环内没有发生工作介质的分解。排出温度阈值例如可以设定为对稳定运转时的排出温度加上规定温度(例如50℃)而得的温度，也可以设定为E种绝缘的绕组允许值210℃。

显示部33是用于在由判定部32判断为在热循环内发生了工作介质的分解的情况下显示其内容的部件。应予说明，显示部33可以设置于进行热循环系统1的运转操作的操作装置等，或者可以设置为确认运转状况的监视器其本身或者其一部分。

可知若在热循环系统1中发生工作介质的分解，则从压缩机10排出的工作介质的压力(排出压力)也与排出温度一起急剧上升。

因此，也可以通过以根据检测到的排出压力对在热循环内发生工作介质的分解进行检测的方式构成判定部32，基于压力进行判断。具体而言，判定部32通过将检测到的排出压力和预定的阈值(排出压力阈值)进行比较，进行是否发生了因工作介质的分解而产生酸的判断。即，检测到的排出压力超过排出压力阈值时，判定部32判断为发生了因工作介质的分解而产生酸，为排出压力阈值以下时，判定部32判断为没有发生因工作介质的分解而产生酸。排出压力可以通过由排出温度传感器31检测出的温度或者各部温度推算来进行检测，也可以在排出配管21设置排出压力传感器而直接进行检测。

如以上说明，根据本参考形态，使用含有HFO的工作介质的情况下，也能够适当地检测在热循环内工作介质的分解的发生。

应予说明，本发明不限于上述实施方式，可以不脱离主旨的范围进行适当变更。

符号说明

1 热循环系统

10 压缩机

12 高压侧热交换器

13 膨胀机构

14 低压侧热交换器

21 排出配管

40 酸检测装置。

Claims (6)

1.一种热循环系统，使用含有氢氟烯烃(HFO)的工作介质，

所述热循环系统具有压缩机、高压侧热交换器、低压侧热交换器和膨胀机构，

在连接所述压缩机与所述高压侧热交换器的排出配管，具备对因所述工作介质的分解而产生的酸进行检测的酸检测装置。

2.根据权利要求1所述的热循环系统，其中，所述酸检测装置是具有检视窗的窥镜，该检视窗用于观察在所述排出配管内通过的所述工作介质，所述检视窗的至少与所述工作介质接触的一侧的表面由玻璃形成。

3.根据权利要求2所述的热循环系统，其中，所述检视窗以厚度比用于保持耐压性能所必要的厚度更厚的方式形成。

4.根据权利要求2所述的热循环系统，其中，所述检视窗的与所述工作介质接触的一侧的相反侧的表面由耐酸性的透明部件形成。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的热循环系统，其中，所述窥镜设置于所述排出配管的捕集部。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的热循环系统，其中，所述HFO包含1，1，2－三氟乙烯。