JP2007155193A - Refrigerating cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は冷凍サイクル装置に係り、特にジメチルエーテルと二酸化炭素からなる混合冷媒を使用するのに適する冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus, and more particularly to a refrigeration cycle apparatus suitable for using a mixed refrigerant composed of dimethyl ether and carbon dioxide.
従来、ヒートポンプ式給湯システム等の冷凍サイクル装置の冷媒として、HCFC冷媒であるR22冷媒が一般に用いられていたが、近年、自然冷媒である二酸化炭素(CO2)冷媒が使用されている。 Conventionally, an R22 refrigerant, which is an HCFC refrigerant, has been generally used as a refrigerant in a refrigeration cycle apparatus such as a heat pump hot water supply system, but in recent years, a carbon dioxide (CO 2 ) refrigerant, which is a natural refrigerant, has been used.
このCO2冷媒は高圧であるため、高圧に対する安全性確保のために冷凍サイクル装置及びその構成要素に耐圧強化などの対策が必要であり、ジメチルエーテル(DMEという。)とCO2の非共沸混合冷媒を使用し、使用圧力を低下させることができかつ、高効率な冷凍サイクルを実現させる開発がなされている。 Since this CO 2 refrigerant has a high pressure, measures such as proof pressure enhancement are required for the refrigeration cycle apparatus and its components in order to ensure safety against high pressure, and non-azeotropic mixing of dimethyl ether (referred to as DME) and CO 2 . Development has been made to realize a highly efficient refrigeration cycle that uses refrigerant and can reduce the working pressure.
一方、圧縮機内には、潤滑性の維持及び圧縮部のシール性の確保のために冷凍機油が封入されている。 On the other hand, refrigeration oil is enclosed in the compressor in order to maintain lubricity and ensure the sealing performance of the compression part.
この冷凍機油の特性によっては、上記冷媒が混合冷媒であるため、冷媒の冷凍機油への溶解度に違いが生じる場合がある。例えば、CO2側の冷凍機油への溶解度が一方的に高いと、混合冷媒中のDMEの混合比率が上昇し、可燃の危険性が高まるという問題が発生する。 Depending on the characteristics of the refrigerating machine oil, since the refrigerant is a mixed refrigerant, there may be a difference in the solubility of the refrigerant in the refrigerating machine oil. For example, if the solubility in the refrigeration oil on the CO 2 side is unilaterally high, the mixing ratio of DME in the mixed refrigerant increases, and there is a problem that the risk of combustibility increases.
なお、特許文献1には、CO2冷媒を使用した冷凍サイクル装置に関する記載があり、特許文献2には、特定な炭化水素類とCO2からなる混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関する記載がある。
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ジメチルエーテルと二酸化炭素の非共沸混合冷媒を使用し、安全性を向上させた冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a refrigeration cycle apparatus using a non-azeotropic refrigerant mixture of dimethyl ether and carbon dioxide and improving safety.
上述した目的を達成するため、本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器を備えた冷凍サイクル装置において、冷媒としてジメチルエーテルと二酸化炭素の混合冷媒を使用するとともに、前記圧縮機の冷凍機油として、運転中の二酸化炭素の初期封入量に対する溶け込み量の重量比率をK1、ジメチルエーテルの初期封入量に対する溶け込み量の重量比率をK2としたとき、K1≦K2になる特性を有する冷凍機油を使用したことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a refrigeration cycle apparatus according to the present invention uses a mixed refrigerant of dimethyl ether and carbon dioxide as a refrigerant in a refrigeration cycle apparatus including a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator. When the weight ratio of the amount of penetration with respect to the initial amount of carbon dioxide during operation is K1, and the weight ratio of the amount of penetration with respect to the initial amount of dimethyl ether is K2, The refrigeration oil which has is used.
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、ジメチルエーテルと二酸化炭素の非共沸混合冷媒を使用し、安全性を向上させた冷凍サイクル装置を提供することができる。 The refrigeration cycle apparatus according to the present invention can provide a refrigeration cycle apparatus that uses a non-azeotropic refrigerant mixture of dimethyl ether and carbon dioxide to improve safety.
以下、本発明の第1実施形態に係る冷凍サイクル装置について添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, a refrigeration cycle apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置1は、アキュムレータ2を設けた圧縮機3、放熱器としての凝縮器4、膨張装置5、蒸発器6を備えている。
As shown in FIG. 1, the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment includes a
冷凍サイクル装置1において、図1中矢印で示すように、圧縮機3から吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器4で凝縮された後、膨張装置5で減圧され、蒸発器6に流入し蒸発し、蒸発器6と熱交換する空気を冷却する。
In the refrigeration cycle apparatus 1, as indicated by arrows in FIG. 1, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
また、冷凍サイクル装置1は冷媒としてDMEとCO2の混合冷媒を使用し、圧縮機3はケーシング3aに収容されたロータリ式圧縮機部3bとこのロータリ式圧縮機部3bを駆動する電動機部3cを備え、さらに、ケーシング3a内にはロータリ式圧縮機部3bの可動部分の潤滑性を維持し、シール性を確保するための冷凍機油Oを封入し、底部に貯油する。
The refrigeration cycle apparatus 1 uses a mixed refrigerant of DME and CO 2 as a refrigerant. The
以下、DME/CO2混合冷媒について詳述する。 Hereinafter, the DME / CO 2 mixed refrigerant will be described in detail.
図2はDME/CO2混合冷媒中におけるDME濃度と燃焼性との関係を示し、DMEが12重量%未満では不燃域であり、12重量%以上、35重量%未満では弱燃域であり、35重量%以上では強燃域であることを示している。 FIG. 2 shows the relationship between the DME concentration and the combustibility in the DME / CO 2 mixed refrigerant. When DME is less than 12% by weight, it is an incombustible region, and when it is 12% by weight or more and less than 35% by weight, it is a weakly combustible region. If it is 35% by weight or more, it indicates a strong combustion region.
図3はDME/CO2混合冷媒中におけるCO2濃度と混合冷媒圧力との関係を示し、混合冷媒封入時のCO2の初期濃度が増加するに連れて冷凍サイクル装置1内の圧力が増加することを示している。 FIG. 3 shows the relationship between the CO 2 concentration in the DME / CO 2 mixed refrigerant and the mixed refrigerant pressure, and the pressure in the refrigeration cycle apparatus 1 increases as the initial concentration of CO 2 when the mixed refrigerant is sealed increases. It is shown that.
DME/CO2混合冷媒は、圧縮機2への封入後、冷凍機油へ溶け込む量に違いが生じる場合がある。 There may be a difference in the amount of the DME / CO 2 mixed refrigerant dissolved in the refrigeration oil after being sealed in the compressor 2.
CO2冷媒の初期封入量に対する冷凍機油への溶け込み量の重量比率が、DME冷媒のその比率より大きい場合には、溶け込まずに残存する混合冷媒中のDMEの濃度は増大する結果となる。図2からもわかるように、この残存混合冷媒中のDMEの濃度が35重量%を超えると強燃性ガスとなり、燃焼や爆発の危険性が大きくなる。 When the weight ratio of the amount dissolved in the refrigerating machine oil with respect to the initial charged amount of the CO 2 refrigerant is larger than that ratio of the DME refrigerant, the concentration of DME in the mixed refrigerant remaining without being dissolved is increased. As can be seen from FIG. 2, when the concentration of DME in the residual mixed refrigerant exceeds 35% by weight, it becomes a highly flammable gas, and the risk of combustion and explosion increases.
そこで、本発明の冷凍サイクル装置1は、このような危険を回避するため、冷凍機油の溶解度特性を規制する。 Therefore, the refrigeration cycle apparatus 1 of the present invention regulates the solubility characteristics of the refrigeration oil in order to avoid such danger.
すなわち、冷凍機油には、運転中のCO2の初期封入量に対する溶け込み量の重量比率をK1、DMEの初期封入量に対する溶け込み量の重量比率をK2としたとき、K1≦K2になる特性を持たせている。 That is, the refrigerating machine oil has a characteristic that K1 ≦ K2 when the weight ratio of the amount of penetration relative to the initial amount of CO 2 during operation is K1 and the weight ratio of the amount of penetration relative to the initial amount of DME is K2. It is
具体例を示せば、K1=5%、K2=10%となる溶解度特性を有する冷凍機油が挙げられる。 If a specific example is shown, the refrigerating machine oil which has the solubility characteristic used as K1 = 5% and K2 = 10% is mentioned.
サイクル装置1ヘの初期封入時のCO2とDMEの混合比を弱燃域となる8:2(DME重量比率20%で図2の弱燃域に入る)とし、全体で1kgの混合冷媒を冷凍サイクル装置1に用いた場合、CO2の冷凍機油への溶け込み量は1kg×0.8×0.05=0.04kg、DMEの冷凍機油への溶け込み量は1kg×0.2×0.1=0.02kgとなる。 The mixing ratio of CO 2 and DME at the time of initial sealing into the cycle device 1 is 8: 2 which is a weak combustion region (20% DME weight ratio enters the weak combustion region of FIG. 2), and 1 kg of mixed refrigerant as a whole When used in the refrigeration cycle apparatus 1, the amount of CO 2 dissolved in the refrigerator oil is 1 kg × 0.8 × 0.05 = 0.04 kg, and the amount of DME dissolved in the refrigerator oil is 1 kg × 0.2 × 0. 1 = 0.02 kg.
したがって、サイクル装置1中の混合冷媒のうち、CO2が1kg×0.8−0.04kg=0.76kg、DMEが1kg×0.2−0.02kg=0.18kgとなる。 Therefore, among the mixed refrigerant in the cycle apparatus 1, CO 2 is 1 kg × 0.8−0.04 kg = 0.76 kg, and DME is 1 kg × 0.2−0.02 kg = 0.18 kg.
この時のCO2とDMEの混合比率は、
[数1]
(0.76/(0.76+0.18)):(0.18/(0.76+0.18))
≒8.09:1.91
このCO2:DME≒8.09:1.91を図2に当てはめてみると、初期封入時のDME重量比率20%から19.1%に減少しており、燃性の危険性は初期の位置より不燃側にシフトしており、冷凍機油への溶け込み後により安全になっていることがわかる。
The mixing ratio of CO 2 and DME at this time is
[Equation 1]
(0.76 / (0.76 + 0.18)) :( 0.18 / (0.76 + 0.18))
≒ 8.09: 1.91
When this CO 2 : DME≈8.09: 1.91 is applied to FIG. 2, the DME weight ratio at the initial encapsulation is reduced from 20% to 19.1%, and the risk of flammability is It has been shifted to the non-combustible side from the position, and it can be seen that it is safer after melting into the refrigerating machine oil.
また、好ましくは、K1とK2との差が10%以下である。これにより、混合冷媒の特性の変化、圧力を所定の範囲に収めることができる。K1とK2との差が10%を超えると、混合冷媒の組成、特性が変化し、冷凍サイクル装置として所定の性能を得ることができなくなり、また、図3に示すように、DME/CO2混合冷媒は、混合冷媒中のCO2濃度が高くなるに連れて、圧力が高くなる特性を有するため、混合冷媒中のCO2濃度が高くなって圧力が高くなり、冷凍サイクル装置及びその構成要素に大きな耐圧強度が必要となる。 Preferably, the difference between K1 and K2 is 10% or less. Thereby, the change in the characteristics of the mixed refrigerant and the pressure can be kept within a predetermined range. When the difference between K1 and K2 exceeds 10%, the composition and characteristics of the mixed refrigerant change, and it becomes impossible to obtain a predetermined performance as a refrigeration cycle apparatus. Also, as shown in FIG. 3, DME / CO 2 mixed refrigerant, as the CO 2 concentration in the mixed refrigerant becomes high, because it has a higher becomes properties pressure, CO 2 concentration in the mixed refrigerant pressure becomes higher becomes higher, the refrigeration cycle device and its components In addition, a large pressure resistance is required.
さらに、図2からもわかるように、混合冷媒中のDMEの初期比率が35重量%未満の混合冷媒を使用することにより、常時強燃域になることを防止でき、安全性を高めることができる。初期比率が35重量%を超えると、常時強燃域になり、危険性が増す。 Further, as can be seen from FIG. 2, by using a mixed refrigerant having an initial ratio of DME in the mixed refrigerant of less than 35% by weight, it is possible to prevent a constantly inflammable region and improve safety. . When the initial ratio exceeds 35% by weight, the region is always in a highly flammable region, increasing the danger.
このように、本冷凍サイクル装置は、運転中に混合冷媒中のDMEの重量比率が35%を超えて強燃性ガスとなり、燃焼や爆発の危険性が大きくなるのを防止するために、冷凍機油の溶解度特性をK1≦K2になるように規制するものである。 In this way, the refrigeration cycle apparatus is a refrigeration unit in order to prevent the weight ratio of DME in the mixed refrigerant from exceeding 35% during operation and becoming a highly flammable gas, thereby increasing the risk of combustion and explosion. The solubility characteristic of machine oil is regulated so that K1 ≦ K2.
本実施形態の冷凍サイクル装置によれば、ジメチルエーテルと二酸化炭素の非共沸混合冷媒を使用し、安全性を向上させた冷凍サイクル装置が実現される。 According to the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment, a refrigeration cycle apparatus that uses a non-azeotropic refrigerant mixture of dimethyl ether and carbon dioxide and has improved safety is realized.
なお、上記実施形態においては、圧縮機から吐出された高圧側の冷媒が放熱器としての凝縮器により凝縮される例で説明したが、本発明は高圧側の冷媒が凝縮状態となるものに限らず、より高い圧力で超臨界状態、すなわち、圧縮機からの吐出冷媒の状態がモリエル線図(圧力−エンタルピ線図)上における飽和液線と飽和蒸気線との交点における圧力と温度以上となるものであっても良い。 In the above embodiment, the high-pressure side refrigerant discharged from the compressor has been described as being condensed by a condenser as a radiator, but the present invention is not limited to the case where the high-pressure side refrigerant is in a condensed state. However, the supercritical state at a higher pressure, that is, the state of the refrigerant discharged from the compressor becomes equal to or higher than the pressure and temperature at the intersection of the saturated liquid line and the saturated vapor line on the Mollier diagram (pressure-enthalpy diagram). It may be a thing.
1…冷凍サイクル装置、3…圧縮機、4…凝縮器、5…膨張装置、6…蒸発器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Refrigeration cycle apparatus, 3 ... Compressor, 4 ... Condenser, 5 ... Expansion apparatus, 6 ... Evaporator.
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JP2018138867A (en) * | 2018-04-03 | 2018-09-06 | 三菱電機株式会社 | Refrigeration cycle device |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2016059698A1 (en) * | 2014-10-16 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | Refrigeration cycle equipment |
JPWO2016059697A1 (en) * | 2014-10-16 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | Refrigeration cycle equipment |
KR20170070105A (en) * | 2014-10-16 | 2017-06-21 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Refrigeration cycle device |
KR101908875B1 (en) * | 2014-10-16 | 2018-10-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Refrigeration cycle device |
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JP2018138867A (en) * | 2018-04-03 | 2018-09-06 | 三菱電機株式会社 | Refrigeration cycle device |
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