JP2001194016A - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JP2001194016A
JP2001194016A JP2000230932A JP2000230932A JP2001194016A JP 2001194016 A JP2001194016 A JP 2001194016A JP 2000230932 A JP2000230932 A JP 2000230932A JP 2000230932 A JP2000230932 A JP 2000230932A JP 2001194016 A JP2001194016 A JP 2001194016A
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Shigeji Taira
繁治 平良
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒として地球温暖化係数ＧＷＰの小さいＲ
３２を用いて、高い成績係数ＣＯＰを達成できる地球温
暖化対応省エネルギー型の冷凍装置を提供する。 【解決手段】 圧縮機、凝縮器、膨張手段および蒸発器
を備えた冷媒回路に、冷媒としてＲ３２を循環させて冷
凍サイクルを実行する冷凍装置である。上記冷媒回路に
対するＲ３２の充填量を冷凍能力１ｋＷ当たり１２０ｇ
〜４５０ｇの範囲内に設定する。または、上記冷媒回路
に対するＲ３２の充填量を上記凝縮器の内容積１リット
ル当たり４００ｇ〜７５０ｇの範囲内に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は冷凍装置に関し、
より詳しくは、Ｒ２２（化学式ＣＨＣｌＦ2）に代わる
代替冷媒としてＲ３２（化学式ＣＨ2Ｆ2）またはＲ３２
を少なくとも７０重量パーセント含む混合冷媒を用いた
冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】冷媒
を使用して冷凍サイクルを実行する冷凍装置や空気調和
機に関する地球環境課題としては、オゾン層保護、
省エネルギー化、地球温暖化対応(ＣＯ2等排出抑
制)、資源の再利用（リサイクル）などがある。
【０００３】この地球環境課題の内、特にオゾン層保護
の観点から、Ｒ２２（ＨＦＣ２２）は、オゾン破壊係数
ＯＤＰ（Ozone Depletion Potential）が高く、好適な
冷媒とは言えない。そこで、このＲ２２の代替冷媒とし
て、Ｒ４１０Ａ（ＨＦＣ３２：ＨＦＣ１２５＝５０：５
０（重量比））或いはＲ４０７Ｃ（ＨＦＣ３２：ＨＦＣ
１２５：ＨＦＣ１３４ａ＝２３：２５：５２（重量
比））などが候補として挙げられている。そして、Ｒ４
１０ＡやＲ４０７Ｃを用いて冷凍サイクルを実行する冷
凍装置の中には、Ｒ２２と同等の成績係数ＣＯＰ（Coef
ficient of Performance）が得られるものが既に製品化
されている。
【０００４】一方、省エネルギーについては、所定の空
気調和機は西暦２００４年９月末迄にＣＯＰを約４％向
上させねばならない旨の告示がなされている（「エネル
ギーの使用の合理化に関する法律」に基づく通商産業省
告示第１９０号）。従って、省エネルギーの観点から
も、ＣＯＰ値の大きな冷媒を使用する必要がある。
【０００５】また、地球温暖化防止に対する要求も益々
厳しくなってきている。冷凍装置や空気調和機において
は、総等価温暖化影響ＴＥＷＩ(Total Equivalent Warm
ingImpact）と呼ばれる地球温暖化の指標を用いて、冷
凍装置や空気調和機が評価される。このＴＥＷＩは、冷
媒の大気放出による影響（直接影響）と装置のエネルギ
ー消費（間接影響）との和で表される。上記直接影響は
地球温暖化係数ＧＷＰ（Global Warming Potential）を
含み、上記間接影響はＣＯＰの逆数を含む。したがっ
て、地球温暖化を防止するには、ＴＥＷＩの値を小さく
するべく、小さなＧＷＰ値と大きなＣＯＰ値とを持つ冷
媒を選定する必要がある。
【０００６】上記ＧＷＰについては、Ｒ４０７ＣとＲ４
１０ＡのＧＷＰがそれぞれ１９８０，２３４０となって
おり、Ｒ２２のＧＷＰ値１９００より若干大きな値にな
っている。そこで、地球温暖化防止のために、ＧＷＰ値
が小さい冷媒としてＲ３２（ＨＦＣ３２）が挙げられ
る。このＲ３２のＧＷＰ値は６５０であり、Ｒ２２，Ｒ
４０７Ｃ，Ｒ４１０ＡのＧＷＰ値１９００，１９８０，
２３４０と比較すると約１／３となって、極めて低い値
を示す。
【０００７】一方、ＣＯＰに関しては、Ｒ４０７ＣやＲ
４１０ＡのＣＯＰ値がＲ２２のＣＯＰ値と略同等である
のに対して、Ｒ３２のＣＯＰ値はＲ２２よりも大きな値
が得られなかった。すなわち、Ｒ３２を用いて冷凍サイ
クルを実行する冷凍装置では、Ｒ３２の特性からは理論
上は高いＣＯＰが期待されるにもかかわらず、これまで
Ｒ２２のＣＯＰを実際に大きく超えるものは得られてい
なかった。また、Ｒ２２を用いた場合に比して圧力が高
くなる、吐出温度が高くなるなどの現象がある。それに
加えて、Ｒ３２は微燃性を有するため安全性のコンセン
サスが得られにくいという問題がある。このため産業界
では、代替冷媒としてのＲ３２を実際の製品に採用する
ことはなかった。
【０００８】そこで、この発明の目的は、冷媒として地
球温暖化係数ＧＷＰの小さいＲ３２を用いて、高い成績
係数ＣＯＰを達成できる地球温暖化対応省エネルギー型
の冷凍装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、冷凍装置の
ＣＯＰが冷媒量（冷媒回路に対する全充填量）に応じて
変化する傾向は、Ｒ３２とＲ４１０Ａ等の他の冷媒との
間で、冷媒の種類によって大きく相違しているという、
本発明者による発見に基づいて創出された。すなわち、
図１（ａ）に示すように、例えばＲ４１０Ａを用いた場
合は、図示の範囲では冷媒量が多くなるにつれてＣＯＰ
が徐々に高くなり、飽和するかのような傾向がある。こ
れに対して、Ｒ３２を用いた場合は、冷媒量の変化に対
してＣＯＰがピークを示し、冷媒量がそのピークを与え
る範囲から離れるとＣＯＰが急激に低下する傾向があ
る。従来、Ｒ３２を用いた場合にＲ４１０Ａを用いた場
合に比して高いＣＯＰが得られなかった理由は、冷媒量
が比較的多い範囲（図１（ａ）の例では１２００ｇ〜１
３００ｇ）で使用していたからである。ここで注目すべ
きは、Ｒ３２を用いて冷媒量を変化させた場合のＣＯＰ
のピーク値が、Ｒ４１０Ａを最適な冷媒量（図１（ａ）
の例では１３００ｇ）で使用した場合のＣＯＰよりも遥
かに高いという事実である。これにより、Ｒ３２を用い
て冷媒量を適切な範囲内に設定すれば、高いＣＯＰが得
られることが分かる。
【００１０】このように、Ｒ３２は、従来のＲ２２やＲ
４１０Ａよりも遥かに低いＧＷＰ（約１／３）を持ち、
更に冷媒量を適切に選定すると、Ｒ４１０ＡやＲ２２よ
りも高いＣＯＰが得られる。このために、Ｒ３２のＴＥ
ＷＩ（総等価温暖化影響）は、Ｒ２２やＲ４１０ＡのＴ
ＥＷＩよりも低くなり、Ｒ３２はＲ２２やＲ４１０Ａに
比較して優れた地球温暖化特性を示す。
【００１１】そこで、請求項１に記載の冷凍装置は、圧
縮機、凝縮器、膨張手段および蒸発器を備えた冷媒回路
に、冷媒としてＲ３２を循環させて冷凍サイクルを実行
する冷凍装置において、上記冷媒回路に対する上記Ｒ３
２の充填量が冷凍能力１ｋＷ当たり１２０ｇ〜４５０ｇ
の範囲内にあることを特徴とする。
【００１２】このように冷媒回路に対するＲ３２の充填
量が冷凍能力１ｋＷ当たり１２０ｇ〜４５０ｇの範囲内
にある場合、高いＣＯＰが得られる。
【００１３】ここで、冷凍能力（ｋＷ）の測定法は日本
工業規格（ＪＩＳ）Ｃ９６１２の規定に従うものとす
る。
【００１４】なお、「冷凍能力１ｋＷ当たり１２０ｇ〜
４５０ｇの範囲内」であるから、例えば冷凍能力が５ｋ
Ｗであれば、冷媒回路に対するＲ３２の全充填量は６０
０ｇ〜２２５０ｇということになる。
【００１５】また、請求項２に記載の冷凍装置は、圧縮
機、凝縮器、膨張手段および蒸発器を備えた冷媒回路
に、冷媒としてＲ３２を循環させて冷凍サイクルを実行
する冷凍装置において、上記冷媒回路に対する上記Ｒ３
２の充填量が上記凝縮器の内容積１リットル当たり４０
０ｇ〜７５０ｇの範囲内に相当することを特徴とする。
【００１６】このように冷媒回路に対するＲ３２の充填
量が凝縮器の内容積１リットル当たり４００ｇ〜７５０
ｇの範囲内に相当する場合、高いＣＯＰが得られる。
【００１７】なお、冷媒回路に対するＲ３２の充填量を
「凝縮器の内容積１リットル当たり」で規定する理由
は、冷凍装置では、凝縮器の内容積が冷媒の充填量に関
して支配的だからである。
【００１８】また、「凝縮器の内容積１リットル当たり
４００ｇ〜７５０ｇの範囲内」であるから、例えば凝縮
器の内容積が１．５リットルであれば、冷媒回路に対す
るＲ３２の全充填量は６００ｇ〜１１２５ｇの範囲内と
いうことになる。
【００１９】この発明の原理は、Ｒ３２単一冷媒のみな
らず、Ｒ３２を少なくとも７０重量パーセント含む混合
冷媒にも拡張して適用され得る。
【００２０】そこで、請求項３に記載の冷凍装置は、圧
縮機、凝縮器、膨張手段および蒸発器を備えた冷媒回路
に、Ｒ３２を少なくとも７０重量パーセント含む混合冷
媒を循環させて冷凍サイクルを実行する冷凍装置におい
て、上記冷媒回路に対する上記Ｒ３２の充填量が冷凍能
力１ｋＷ当たり８４ｇ〜４５０ｇの範囲内にあることを
特徴とする。
【００２１】このようにＲ３２を少なくとも７０重量パ
ーセント含む混合冷媒を用いる場合においては、冷媒回
路に対するＲ３２の充填量が冷凍能力１ｋＷ当たり８４
ｇ〜４５０ｇの範囲内にある場合、高いＣＯＰが得られ
る。
【００２２】また、請求項４に記載の冷凍装置は、圧縮
機、凝縮器、膨張手段および蒸発器を備えた冷媒回路
に、Ｒ３２を少なくとも７０重量パーセント含む混合冷
媒を循環させて冷凍サイクルを実行する冷凍装置におい
て、上記冷媒回路に対する上記Ｒ３２の充填量が上記凝
縮器の内容積１リットル当たり２８０ｇ〜７５０ｇの範
囲内に相当することを特徴とする。
【００２３】このようにＲ３２を少なくとも７０重量パ
ーセント含む混合冷媒を用いる場合においては、冷媒回
路に対するＲ３２の充填量が凝縮器の内容積１リットル
当たり２８０ｇ〜７５０ｇの範囲内に相当する場合、高
いＣＯＰが得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の冷凍装置を図示
の実施の形態により詳細に説明する。
【００２５】図２はこの発明を適用した一実施形態のヒ
ートポンプ式空気調和機の概略構成を示している。この
空気調和機は、室外機２０と室内機１とを冷媒配管４
１，４２で接続して冷媒回路を構成し、その冷媒回路に
冷媒としてＲ３２を循環させるようにしたものである。
室内機１には室内熱交換器２が収容されている。一方、
室外機２０には、冷媒（Ｒ３２）を圧縮して吐出する圧
縮機２３と、冷媒流路を切り換えるための四路切換弁２
５と、室外熱交換器２２と、電動膨張弁２６と、還流し
た冷媒の気液分離を行うアキュムレータ２４が収容され
ている。
【００２６】冷凍サイクルを実行する冷房運転時には、
四路切換弁２５の切り換え設定によって、図２中に実線
で示すように、圧縮機２３によって吐出された冷媒を配
管３１、四路切換弁２５、配管３３を通して、凝縮器と
して働く室外熱交換器２２へ送る。この室外熱交換器２
２で凝縮された冷媒を、配管３６、流路を絞って冷媒を
膨張させる膨張弁２６、配管４２を通して、蒸発器とし
て働く室内熱交換器２へ送る。さらに、この室内熱交換
器２で気化された冷媒を配管４１、配管３４、四路切換
弁２５、配管３２、アキュムレータ２４、配管３５を通
して圧縮機２３に戻す。一方、暖房運転時には、四路切
換弁２５を切り換えて、図２中に破線で示すように、圧
縮機２３によって吐出された冷媒を配管３１、四路切換
弁２５、配管３４、配管４１を通して、凝縮器として働
く室内熱交換器２へ送る。この室内熱交換器２で凝縮さ
れた冷媒を配管４２、全開状態の膨張弁２６、配管３
６、蒸発器として働く室外熱交換器２２へ送る。さら
に、この室外熱交換器２２で気化された冷媒を配管３
３、四路切換弁２５、配管３２、アキュムレータ２４、
配管３５を通して圧縮機２３に戻す。
【００２７】本発明者は、この空気調和機の成績係数Ｃ
ＯＰを評価するために、図４（ａ），（ｂ）に示すよう
に、２．２ｋＷから５．０ｋＷまで能力クラスが異なる
ものについて、室内熱交換器２の内容積、室外熱交換器
２２の内容積を変えて様々に設定した。図４（ｃ）は、
そのときの室外熱交換器２２の内容積と室内熱交換器２
の内容積との比を示している。なお、この室内熱交換器
２の内容積、室外熱交換器２２の内容積の設定に応じ
て、この冷媒回路全体の内容積も変化している。
【００２８】例えば５．０ｋＷクラスのものは、室外熱
交換器２２の内容積は１．４５リットル、室内熱交換器
２の内容積は０．４７リットルにそれぞれ設定されてい
る。この５．０ｋＷクラスのものについて、冷媒量（冷
媒回路に対する全充填量）を変化させてＣＯＰを測定し
たところ、図１（ａ），（ｂ）に示すような結果が得ら
れた。図１（ａ）は冷房運転時のＣＯＰ、図１（ｂ）は
暖房運転時のＣＯＰをそれぞれ示している。図１（ａ）
から分かるように、冷房運転時には冷媒量が９６０ｇの
とき、ＣＯＰが２．７〜２．８という相対的に高いピー
ク値を示した。これに対して、Ｒ４１０Ａを用いた同一
能力５．０ｋＷのものは、ＣＯＰが高々２．２（冷媒量
が１３００ｇのとき）であった。
【００２９】このようにして、Ｒ３２を用いた場合に各
条件でＣＯＰのピークを与える冷媒量の範囲を求めたと
ころ、冷媒回路に対するＲ３２の充填量が冷凍能力１ｋ
Ｗ当たり１２０ｇ〜４５０ｇの範囲内にあるとき、また
は冷媒回路に対するＲ３２の充填量が室外熱交換器２２
の内容積１リットル当たり４００ｇ〜７５０ｇの範囲内
にあるとき、ＣＯＰのピークが与えられることが分かっ
た。
【００３０】また、２．２ｋＷから５．０ｋＷまでの範
囲で同一能力（圧縮機効率同等）の場合に、Ｒ３２を用
いたときのＣＯＰと、Ｒ４１０Ａを用いたときのＣＯＰ
とを比較すると、図３（ａ），（ｂ）のような結果が得
られた。なお、Ｒ３２を用いたときの冷媒量は、Ｒ４１
０Ａを用いたときの冷媒量に対して６０ｗｔ．％〜８０
ｗｔ．％の範囲内で最適化された。図３（ａ）は、Ｒ４
１０Ａを用いたときのＣＯＰを基準（１００％）とし
て、Ｒ３２を用いたときのＣＯＰが１０８．１（％）に
なったことを示している。図３（ｂ）は、Ｒ４１０Ａを
用いたときのＣＯＰが４．００であるのに対して、Ｒ３
２を用いたときのＣＯＰが４．３３であることを示して
いる。これらから分かるように、Ｒ３２を用いて冷媒量
を適切な範囲に設定すれば、Ｒ４１０Ａを用いた場合に
比して遥かに高いＣＯＰが得られる。このようにＣＯＰ
が改善された要因としては、冷媒の物性による改善分に
加えて、圧損が少ないことによる改善分と、冷媒の熱伝
達が向上したことによる改善分とが挙げられる。
【００３１】また、図１（ａ），（ｂ）から、Ｒ３２を
用いた場合のＣＯＰのピークを与える最適な冷媒量は、
冷房運転のとき９６０ｇ、暖房運転のとき８４０ｇと求
められる。一方、Ｒ４１０Ａを用いた場合の最適な冷媒
量は、冷房運転のとき１３００ｇ、暖房運転のとき１１
００ｇと求められる。この結果から分かるように、Ｒ３
２を用いた場合は、Ｒ４１０Ａを用いた場合に比して、
冷／暖の最適な冷媒量の比率が１に近くなる。したがっ
て、冷／暖の冷媒調整用容器を不要にでき、またはアキ
ュムレータの小容量化を実現できる。
【００３２】なお、この実施形態ではヒートポンプ式空
気調和機について述べたが、当然ながらこれに限られる
ものではない。この発明は、冷媒としてＲ３２を用いて
冷凍サイクルを実行する装置に広く適用することができ
る。
【００３３】また当然ながら、この発明の原理は、Ｒ３
２単一冷媒のみならず、Ｒ３２を少なくとも７０重量パ
ーセント含む混合冷媒にも拡張して適用され得る。例え
ば、混合冷媒としてＲ３２とＲ１２５の混合物が考えら
れる。Ｒ３２とＲ１２５の混合冷媒では、Ｒ３２が７０
重量パーセントまでの領域は液体の組成と発生蒸気の組
成とが同じの共沸域となり、それ以上では非共沸域とな
る。そして、Ｒ３２の含有量が増大するにしたがってＲ
３２の特性が明確に現れ、非共沸域ではＲ３２の特性が
より顕著に現れる。
【００３４】本発明者の実験により、Ｒ３２を少なくと
も７０重量パーセント含む混合冷媒を用いる場合におい
て、冷媒回路に対するＲ３２の充填量が冷凍能力１ｋＷ
当たり８４ｇ〜４５０ｇの範囲内にあるとき、または冷
媒回路に対するＲ３２の充填量が凝縮器の内容積１リッ
トル当たり２８０ｇ〜７５０ｇの範囲内に相当すると
き、高いＣＯＰが得られることが確認された。
【００３５】図５は、Ｒ１２５との混合冷媒におけるＲ
３２の含有量とエネルギー効率の関係を示す。Ｒ３２の
含有量が７０重量パーセント以上ではエネルギー効率の
上昇が著しく、Ｒ３２が約８０重量パーセントを越える
と、Ｒ２２のエネルギー効率を凌駕する。すなわち、Ｒ
３２の含有量が７０重量パーセント以上で、高いＣＯＰ
を得ることができる。
【００３６】このように、Ｒ３２単一例媒およびＲ３２
を少なくとも７０重量パーセント含む混合冷媒は、図１
および図５に示すように、従来のＲ２２等の冷媒に比べ
てＣＯＰが同等以上である。また、Ｒ３２の地球温暖化
係数ＧＷＰは、上述したように従来のＲ２２等のそれと
比較すると約１／３と極めて低い。このために、Ｒ３２
の総等価温暖化影響ＴＥＷＩは、Ｒ２２やＲ４１０Ａの
ＴＥＷＩよりも低くなり（低下率１０〜２０％）、Ｒ３
２はＲ２２やＲ４１０Ａに比較して優れた地球温暖化特
性を示す。
【００３７】このように、Ｒ３２例媒およびＲ３２を少
なくとも７０重量パーセント含む混合冷媒は、オゾン層
の破壊を起こさないばかりか、地球温暖化係数ＧＷＰや
総等価温暖化影響ＴＥＷＩが小さく成績係数ＣＯＰが大
きいので、地球温暖化対応の省エネルギー型冷媒と言え
る。
【００３８】また、Ｒ３２冷媒を用いた冷凍装置では、
図６に示されるように、Ｒ３２冷媒がＲ４１０Ａ冷媒よ
りも少ない冷媒充填量で高いＣＯＰが得られ、さらに、
冷房時の最適冷媒量と暖房時の最適冷媒量との差も小さ
い。すなわち、Ｒ３２冷媒は、Ｒ４１０Ａ冷媒に比べて
熱搬送能力が高く、少ない冷媒充填量で十分な能力が得
られると共に、Ｒ４１０Ａ冷媒に比べて冷房時の最適冷
媒量と暖房時の最適冷媒量との差が小さいので、冷凍装
置に使用する冷媒量を削減することができる。
【００３９】図７は、Ｒ３２,Ｒ４１０Ａ,Ｒ２２の各冷
媒の冷凍能力に対するアキュームレータおよびレシーバ
の容積を示す。図７に示すように、冷凍能力が４ｋｗ以
下の冷凍装置では、アキュームレータやレシーバが必要
でなくなる。したがって、Ｒ３２を用いた冷凍装置で
は、アキュームレータやレシーバが不要となるために、
冷凍装置の製造コストを低減することができると共に、
冷凍装置の小型化が可能となる。
【００４０】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の冷
凍装置は、冷媒回路に対するＲ３２の充填量が冷凍能力
１ｋＷ当たり１２０ｇ〜４５０ｇの範囲内にあるので、
高いＣＯＰを得ることができる。
【００４１】また、請求項２の冷凍装置は、冷媒回路に
対するＲ３２の充填量が凝縮器の内容積１リットル当た
り４００ｇ〜７５０ｇの範囲内に相当するので、高いＣ
ＯＰを得ることができる。
【００４２】また、請求項３の冷凍装置は、Ｒ３２を少
なくとも７０重量パーセント含む混合冷媒を用いる場合
において、冷媒回路に対するＲ３２の充填量が冷凍能力
１ｋＷ当たり８４ｇ〜４５０ｇの範囲内にあるので、高
いＣＯＰが得られる。
【００４３】また、請求項４の冷凍装置は、Ｒ３２を少
なくとも７０重量パーセント含む混合冷媒を用いる場合
において、冷媒回路に対するＲ３２の充填量が凝縮器の
内容積１リットル当たり２８０ｇ〜７５０ｇの範囲内に
相当するので、高いＣＯＰが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 冷媒としてＲ３２を用いた場合のＣＯＰと、
Ｒ４１０Ａを用いた場合のＣＯＰとを、冷媒量（冷媒回
路に対する全充填量）を変化させて測定した結果を示す
図である。なお、（ａ）は冷房運転時、（ｂ）は暖房運
転時の結果である。
【図２】 この発明を適用した一実施形態のヒートポン
プ式空気調和機の概略構成を示す図である。
【図３】 同一能力（圧縮機効率同等）の場合に、Ｒ３
２を用いたときのＣＯＰと、Ｒ４１０Ａを用いたときの
ＣＯＰとを比較して示す図である。
【図４】 上記空気調和機の室内熱交換器の内容積、室
外熱交換器の内容積の設定値を示す図である。
【図５】 Ｒ３２とＲ１２５の混合冷媒におけるＲ３２
の含有量とエネルギー効率を示す図である。
【図６】 Ｒ３２とＲ４１０Ａについての冷房時と暖房
時の冷媒充填量に対するＣＯＰを示す図である。
【図７】 Ｒ３２,Ｒ４１０Ａ,Ｒ２２の各冷媒の冷凍能
力に対するアキュームレータおよびレシーバの容積を示
す図である。
【符号の説明】
２ 室内熱交換器 ２２ 室外熱交換器 ２３ 圧縮機 ２６ 電動膨張弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機（２３）、凝縮器（２２）、膨張
    手段（２６）および蒸発器（２）を備えた冷媒回路に、
    冷媒としてＲ３２を循環させて冷凍サイクルを実行する
    冷凍装置において、 上記冷媒回路に対する上記Ｒ３２の充填量が冷凍能力１
    ｋＷ当たり１２０ｇ〜４５０ｇの範囲内にあることを特
    徴とする冷凍装置。
  2. 【請求項２】 圧縮機（２３）、凝縮器（２２）、膨張
    手段（２６）および蒸発器（２）を備えた冷媒回路に、
    冷媒としてＲ３２を循環させて冷凍サイクルを実行する
    冷凍装置において、 上記冷媒回路に対する上記Ｒ３２の充填量が上記凝縮器
    の内容積１リットル当たり４００ｇ〜７５０ｇの範囲内
    に相当することを特徴とする冷凍装置。
  3. 【請求項３】 圧縮機（２３）、凝縮器（２２）、膨張
    手段（２６）および蒸発器（２）を備えた冷媒回路に、
    Ｒ３２を少なくとも７０重量パーセント含む混合冷媒を
    循環させて冷凍サイクルを実行する冷凍装置において、 上記冷媒回路に対する上記Ｒ３２の充填量が冷凍能力１
    ｋＷ当たり８４ｇ〜４５０ｇの範囲内にあることを特徴
    とする冷凍装置。
  4. 【請求項４】 圧縮機（２３）、凝縮器（２２）、膨張
    手段（２６）および蒸発器（２）を備えた冷媒回路に、
    Ｒ３２を少なくとも７０重量パーセント含む混合冷媒を
    循環させて冷凍サイクルを実行する冷凍装置において、 上記冷媒回路に対する上記Ｒ３２の充填量が上記凝縮器
    の内容積１リットル当たり２８０ｇ〜７５０ｇの範囲内
    に相当することを特徴とする冷凍装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007078242A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Mitsubishi Electric Corp 空気調和機
JP2013200090A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Hitachi Appliances Inc 冷凍サイクル装置
JP2016044856A (ja) * 2014-08-21 2016-04-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 空気調和機
JP6312943B1 (ja) * 2016-10-28 2018-04-18 三菱電機株式会社 空気調和機

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002089978A (ja) 2000-09-11 2002-03-27 Daikin Ind Ltd ペア型の冷凍装置およびマルチ型の冷凍装置
DE102008024562B4 (de) * 2008-05-21 2021-06-10 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Wärmepumpenvorrichtung mit einem Lamellenrohrwärmeübertrager als Verdampfer
KR102364389B1 (ko) * 2017-09-27 2022-02-17 엘지전자 주식회사 공기 조화기
US11493244B2 (en) 2017-12-18 2022-11-08 Daikin Industries, Ltd. Air-conditioning unit
US11441819B2 (en) 2017-12-18 2022-09-13 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration cycle apparatus
US11549695B2 (en) 2017-12-18 2023-01-10 Daikin Industries, Ltd. Heat exchange unit
US11549041B2 (en) 2017-12-18 2023-01-10 Daikin Industries, Ltd. Composition containing refrigerant, use of said composition, refrigerator having said composition, and method for operating said refrigerator
US11441802B2 (en) 2017-12-18 2022-09-13 Daikin Industries, Ltd. Air conditioning apparatus
JP7269499B2 (ja) 2017-12-18 2023-05-09 ダイキン工業株式会社 冷凍サイクル装置
US11820933B2 (en) 2017-12-18 2023-11-21 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration cycle apparatus
US11506425B2 (en) 2017-12-18 2022-11-22 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration cycle apparatus
EP3730574B1 (en) 2017-12-18 2023-08-30 Daikin Industries, Ltd. Composition comprising refrigerant, use thereof, refrigerating machine having same, and method for operating said refrigerating machine
US11906207B2 (en) 2017-12-18 2024-02-20 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration apparatus
US11435118B2 (en) 2017-12-18 2022-09-06 Daikin Industries, Ltd. Heat source unit and refrigeration cycle apparatus
FR3091336B1 (fr) * 2018-12-31 2021-01-29 Faiveley Transp Tours Méthode de détermination du niveau de charge en fluide réfrigérant dans un circuit de refroidissement pour un système de climatisation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06101940A (ja) * 1992-09-22 1994-04-12 Nippondenso Co Ltd 冷媒封入方法
JPH06256757A (ja) * 1993-03-04 1994-09-13 Daikin Ind Ltd 空気調和機用冷媒
JPH08285437A (ja) * 1995-04-13 1996-11-01 Matsushita Refrig Co Ltd 小型冷却装置
JPH0931450A (ja) * 1995-07-18 1997-02-04 Daikin Ind Ltd 冷凍機

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3336763A (en) * 1965-06-30 1967-08-22 Carrier Corp Refrigeration systems
JPS5571781A (en) * 1978-11-22 1980-05-30 Daikin Ind Ltd Mixed refrigerant
JPH06117736A (ja) 1992-09-30 1994-04-28 Nippondenso Co Ltd 冷媒封入量検知装置
JPH10170081A (ja) * 1996-12-11 1998-06-26 Toshiba Corp 空気調和装置
JPH11270918A (ja) 1998-03-24 1999-10-05 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2000257974A (ja) 1999-03-02 2000-09-22 Daikin Ind Ltd 冷凍装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06101940A (ja) * 1992-09-22 1994-04-12 Nippondenso Co Ltd 冷媒封入方法
JPH06256757A (ja) * 1993-03-04 1994-09-13 Daikin Ind Ltd 空気調和機用冷媒
JPH08285437A (ja) * 1995-04-13 1996-11-01 Matsushita Refrig Co Ltd 小型冷却装置
JPH0931450A (ja) * 1995-07-18 1997-02-04 Daikin Ind Ltd 冷凍機

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007078242A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Mitsubishi Electric Corp 空気調和機
JP4668021B2 (ja) * 2005-09-14 2011-04-13 三菱電機株式会社 空気調和機
JP2013200090A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Hitachi Appliances Inc 冷凍サイクル装置
WO2013146103A1 (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 日立アプライアンス株式会社 冷凍サイクル装置
US10066859B2 (en) 2012-03-26 2018-09-04 Hitachi-Johnson Controls Air Conditioning, Inc. Refrigerating cycle device
JP2016044856A (ja) * 2014-08-21 2016-04-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 空気調和機
JP6312943B1 (ja) * 2016-10-28 2018-04-18 三菱電機株式会社 空気調和機

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CN1379853A (zh) 2002-11-13
WO2001029490A1 (en) 2001-04-26

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