JP2009257601A - Air conditioning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和装置に関し、特に、密閉された電装品箱の冷却対策に係るものである。 The present invention relates to an air conditioner, and particularly relates to measures for cooling a sealed electrical component box.
従来より、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置は、空気調和装置や給湯機等に広く適用されている。 Conventionally, a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle is widely applied to an air conditioner, a water heater, and the like.
特許文献1には、この種の冷凍装置が開示されている。この冷凍装置は、冷媒が充填されて閉回路を構成する冷媒回路を備えている。冷媒回路には、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が接続されている。圧縮機が運転されると、圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮器で空気へ放熱して凝縮する。凝縮器で凝縮した冷媒は、膨張弁で減圧された後、蒸発器で蒸発する。蒸発器の冷媒は、圧縮機に吸入されて再び圧縮される。 Patent Document 1 discloses this type of refrigeration apparatus. This refrigeration apparatus includes a refrigerant circuit that is filled with a refrigerant to form a closed circuit. A compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are connected to the refrigerant circuit. When the compressor is operated, the refrigerant compressed by the compressor dissipates heat to the air and is condensed by the condenser. The refrigerant condensed in the condenser is depressurized by the expansion valve and then evaporated by the evaporator. The refrigerant in the evaporator is sucked into the compressor and compressed again.
また、特許文献1の冷媒回路には、分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒が用いられている。この冷媒は、塩素原子や臭素原子を含まず、オゾン層の破壊への影響がないことが知られている。 Further, the refrigerant circuit of Patent Document 1 is expressed by a molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 to 5 and a relationship of m + n = 6 is established) and molecules. A refrigerant having one double bond in the structure is used. It is known that this refrigerant does not contain chlorine atoms or bromine atoms and does not affect the destruction of the ozone layer.
ところが、冷媒回路を制御するために設置される電装品は、冷凍装置の運転中に火花等を生じることがある。一方、上記分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒は可燃性の冷媒であるため、該冷媒が漏洩した場合、上記電装品から生じる火花等によって冷媒に着火する危険性がある。このため、上記冷媒を空気調和装置に用いるためには、上記冷媒が漏洩した場合においても火災等に対する安全性を確保する必要がある。 However, electrical components installed to control the refrigerant circuit may cause sparks or the like during operation of the refrigeration apparatus. On the other hand, it is represented by the above molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 or more and 5 or less and the relationship of m + n = 6 is established) and a double bond is 1 in the molecular structure. Since the individual refrigerant is a flammable refrigerant, when the refrigerant leaks, there is a risk of ignition of the refrigerant by a spark or the like generated from the electrical component. For this reason, in order to use the said refrigerant | coolant for an air conditioning apparatus, it is necessary to ensure the safety | security with respect to a fire etc., even when the said refrigerant | coolant leaks.
このような問題に対して、特許文献2に示す空気調和装置では、上記電装品を密閉状態の電装品収容室内に収容して、電装品と冷媒とを隔離するようにしている。これにより、上記可燃性の冷媒が漏洩した場合の安全性を確保している。
ところで、上記電装品収容室は、内部に電装品を密閉状態で収容しているため、電装品収容室内で発熱した電装品の放熱を行うことができない。このような問題に対して、上述した特許文献2に示す空気調和装置では、ファンから送風される空気流を電装品収容室の外部に当てることで、電装品収容室を介して内部の電装品の放熱をしている。ところが、ファンから送風される空気流による放熱では電装品の発熱に対して放熱効果が十分でなく、結果として電装品の温度が上昇するという問題があった。 By the way, since the electrical component accommodation chamber contains the electrical component in a sealed state, the electrical component that has generated heat in the electrical component accommodation chamber cannot be radiated. With respect to such a problem, in the air conditioner shown in Patent Document 2 described above, an internal electrical component is provided via the electrical component storage chamber by applying an air flow blown from a fan to the outside of the electrical component storage chamber. Heat dissipation. However, the heat dissipation by the air flow blown from the fan has a problem that the heat dissipation effect is not sufficient for the heat generation of the electrical component, resulting in an increase in the temperature of the electrical component.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、密閉された電装品箱の内部に収容された電子機器を十分に冷却することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to sufficiently cool an electronic device housed in a sealed electrical component box.
第1の発明は、圧縮機(12)、室外熱交換器(13)、膨張機構(14)および室内熱交換器(21)が冷媒管(16,17)によって順に接続されて構成される冷媒回路(10)と、該冷媒回路(10)を制御する電子機器が密閉状態で収容される電装品箱(25)とを備え、上記冷媒管(16,17)内を循環させる冷媒として、分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒よりなる単一冷媒、又は上記冷媒を含む混合冷媒が用いられる空気調和装置であって、上記冷媒管(16,17)には、該冷媒管(16,17)内を循環する冷媒と上記電子機器とが熱交換して該電子機器を冷却するための冷却部(18)が形成されている。 The first invention is a refrigerant comprising a compressor (12), an outdoor heat exchanger (13), an expansion mechanism (14) and an indoor heat exchanger (21) connected in order by refrigerant pipes (16, 17). A circuit (10) and an electrical component box (25) in which an electronic device that controls the refrigerant circuit (10) is housed in a hermetically sealed state, and a molecular formula as a refrigerant that circulates in the refrigerant pipe (16, 17). 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 to 5 and the relationship of m + n = 6 is established) and a refrigerant having one double bond in the molecular structure An air conditioner using a single refrigerant or a mixed refrigerant containing the refrigerant, wherein the refrigerant pipe (16, 17) has a refrigerant circulating in the refrigerant pipe (16, 17) and the electronic device. And a cooling part (18) for cooling the electronic device by exchanging heat with each other.
上記第1の発明では、冷媒回路(10)には、冷媒として分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒よりなる単一冷媒、又は上記冷媒を含む混合冷媒を用いる。この冷媒が冷媒回路(10)に設けられる冷媒管(16,17)内を循環する。循環する冷媒は、冷却部(20)において電装品箱(25)内の電子機器と熱交換する。つまり、電子機器が放熱する。このとき、電装品箱(25)は、電子機器を内部に密閉状態で収容している。 In the first invention, the refrigerant circuit (10) has a molecular formula 1: C 3 H m F n as a refrigerant (where m and n are integers of 1 to 5 and m + n = 6 is established). ) And a single refrigerant composed of a refrigerant having one double bond in the molecular structure, or a mixed refrigerant containing the above refrigerant. This refrigerant circulates in the refrigerant pipes (16, 17) provided in the refrigerant circuit (10). The circulating refrigerant exchanges heat with the electronic equipment in the electrical component box (25) in the cooling section (20). That is, the electronic device dissipates heat. At this time, the electrical component box (25) accommodates the electronic device in a sealed state.
第2の発明は、上記第1の発明において、上記分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒は、2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペンである。 A second invention is represented by the molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 or more and 5 or less, and a relationship of m + n = 6 is established) in the first invention. And a refrigerant having one double bond in the molecular structure is 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene.
上記第2の発明では、冷媒として、2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペンからなる単一冷媒、又は2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペンを含む混合冷媒である。 In the second invention, the refrigerant is a single refrigerant made of 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene or a mixed refrigerant containing 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene. is there.
第3の発明は、上記第1または第2の発明において、上記冷媒は、上記分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒と、ジフルオロメタンとを含む混合冷媒である。 According to a third invention, in the first or second invention, the refrigerant is the molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 to 5, and m + n = 6) And a refrigerant having one double bond in the molecular structure and difluoromethane.
上記第3の発明では、冷媒として上記分子式1で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒とジフルオロメタンとを含む混合冷媒が用いられている。ここで、上記分子式1で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒は、いわゆる低圧冷媒である。このため、例えば上記分子式1で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒からなる単一冷媒を用いる場合には、冷媒の圧力損失が圧縮機の運転効率に与える影響が比較的大きく、理論上の運転効率に対して実際の運転効率が比較的大きく低下してしまう。従って、この第3の発明では、上記分子式1で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒に、いわゆる高圧冷媒であるジフルオロメタンを加える。 In the third aspect of the invention, a mixed refrigerant containing difluoromethane and a refrigerant represented by the molecular formula 1 and having one double bond in the molecular structure is used as the refrigerant. Here, the refrigerant represented by the molecular formula 1 and having one double bond in the molecular structure is a so-called low-pressure refrigerant. For this reason, for example, when a single refrigerant composed of a refrigerant represented by the molecular formula 1 and having one double bond in the molecular structure is used, the influence of the pressure loss of the refrigerant on the operation efficiency of the compressor is relatively small. The actual operating efficiency is relatively large compared to the theoretical operating efficiency. Therefore, in the third aspect of the invention, difluoromethane, which is a so-called high-pressure refrigerant, is added to the refrigerant represented by the molecular formula 1 and having one double bond in the molecular structure.
第4の発明は、上記第1及至3の発明の何れか一つにおいて、上記冷却部(18)は、上記圧縮機(12)の吸入側に形成されている。 In a fourth aspect based on any one of the first to third aspects, the cooling section (18) is formed on the suction side of the compressor (12).
上記第4の発明では、冷媒として分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒よりなる単一冷媒、又は上記冷媒を含む混合冷媒を用いる。そして、冷媒管(17)の圧縮機(12)の吸入側に冷却部(18)を形成する。上記冷媒は冷媒管(17)内の圧縮機(12)の吸入側を低温低圧状態で通過する。 In the fourth aspect of the invention, the refrigerant is represented by molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 or more and 5 or less, and the relationship of m + n = 6 is established) and in the molecular structure. A single refrigerant made of a refrigerant having one double bond or a mixed refrigerant containing the above refrigerant is used. And a cooling part (18) is formed in the suction side of the compressor (12) of a refrigerant pipe (17). The refrigerant passes through the suction side of the compressor (12) in the refrigerant pipe (17) in a low temperature and low pressure state.
第5の発明は、上記第1及至3の発明の何れか一つにおいて、上記電装品箱(25)の内部には、不燃性の乾燥したガスが封入されている。 According to a fifth aspect of the invention, in any one of the first to third aspects of the invention, a noncombustible dry gas is enclosed in the electrical component box (25).
上記第5の発明では、冷媒として分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒よりなる単一冷媒、又は上記冷媒を含む混合冷媒を用いる。そして、電装品箱(25)の内部に不燃性の乾燥したガスを封入する。電装品箱(25)の内部は不燃性の雰囲気になる。また、封入したガスは十分に乾燥しているため、電装品箱(25)内で結露が発生しない。 In the fifth invention, the refrigerant is represented by molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 or more and 5 or less, and the relationship of m + n = 6 is established) and in the molecular structure. A single refrigerant made of a refrigerant having one double bond or a mixed refrigerant containing the above refrigerant is used. Then, incombustible dry gas is sealed inside the electrical component box (25). The interior of the electrical component box (25) is incombustible atmosphere. Moreover, since the enclosed gas is sufficiently dry, no condensation occurs in the electrical component box (25).
上記第1の発明によれば、冷媒として分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒よりなる単一冷媒、又は上記冷媒を含む混合冷媒を用いる冷媒回路(10)を備える空気調和装置において、冷媒管(16,17)に冷却部(20)を形成して電装品箱(25)内の電子機器を冷却させるようにした。つまり、冷媒管(16,17)内を循環する低温状態の上記冷媒と、電子機器との間で熱交換が行われる。これにより、従来技術に係る空気流が電装品箱を介して電子機器を放熱させる方式よりも、上記冷媒を利用して冷却することで、より高い冷却効果を得ることができる。 According to the first invention, the refrigerant is expressed by the molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 to 5, and the relationship of m + n = 6 is established) and the molecule. In an air conditioner including a refrigerant circuit (10) using a single refrigerant composed of a refrigerant having one double bond in the structure or a mixed refrigerant containing the refrigerant, a cooling unit (20 ) To cool the electronic equipment in the electrical component box (25). That is, heat exchange is performed between the low-temperature refrigerant circulating in the refrigerant pipe (16, 17) and the electronic device. Thereby, the higher cooling effect can be acquired by cooling using the said refrigerant | coolant rather than the system in which the airflow which concerns on a prior art dissipates an electronic device through an electrical component box.
上記第2の発明によれば、冷媒として、2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペンから成る単一冷媒又はこの単一冷媒を含む混合冷媒が用いられる。このため、冷媒回路での理論上のCOPを向上させることができる。 According to the second aspect of the present invention, a single refrigerant composed of 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene or a mixed refrigerant containing this single refrigerant is used as the refrigerant. For this reason, the theoretical COP in the refrigerant circuit can be improved.
上記第3の発明によれば、上記分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒に、いわゆる高圧冷媒であるジフルオロメタンが加えられている。このため、冷媒の圧力損失を小さくすることができる。 According to the third invention, the molecular structure is expressed by the molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 or more and 5 or less, and the relationship of m + n = 6 is established) and the molecular structure. Difluoromethane, which is a so-called high-pressure refrigerant, is added to a refrigerant having one double bond therein. For this reason, the pressure loss of the refrigerant can be reduced.
上記第4の発明によれば、冷媒として分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒よりなる単一冷媒、又は上記冷媒を含む混合冷媒を用いる冷媒回路(10)を備える空気調和装置において、冷却部(18)を冷媒管(17)の圧縮機(12)の吸入側に形成するようにした。これにより、冷媒管(17)内において圧縮機(12)の吸入側を循環する上記冷媒は低温低圧状態であるため、冷却部(18)における冷却能力を向上させることができる。また、冷房運転時において、上記冷媒が圧縮機(12)に吸入される前に、該冷媒に電子機器の熱を吸熱させることで、上記冷媒を蒸発させることができる。つまり、室外熱交換器(13)の出口では上記冷媒が湿り状態であっても、上記冷却部(20)で蒸発させて圧縮機(12)に吸入させることができる。これにより、冷媒管(17)内において上記冷媒の乾き度を下げ、湿り状態で循環させることができるため、冷媒循環時の圧損を低減することができる。また、圧縮機(12)に吸入される冷媒に過熱度を付けることができる。これにより、圧縮機(12)での冷媒の湿り状態での圧縮を確実に防止することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the refrigerant is represented by the molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 to 5, and the relationship of m + n = 6 is established) and molecules. In an air conditioner including a refrigerant circuit (10) using a single refrigerant composed of a refrigerant having one double bond in the structure or a mixed refrigerant containing the refrigerant, the cooling unit (18) is connected to the refrigerant pipe (17). It was formed on the suction side of the compressor (12). Thereby, since the said refrigerant | coolant which circulates in the suction side of a compressor (12) in a refrigerant pipe (17) is a low temperature low pressure state, the cooling capability in a cooling part (18) can be improved. Further, during the cooling operation, before the refrigerant is sucked into the compressor (12), the refrigerant can be evaporated by absorbing the heat of the electronic device. That is, even if the refrigerant is wet at the outlet of the outdoor heat exchanger (13), it can be evaporated by the cooling unit (20) and sucked into the compressor (12). Thereby, since the dryness of the said refrigerant | coolant can be lowered | hung in a refrigerant | coolant pipe | tube (17) and it can circulate in a wet state, the pressure loss at the time of a refrigerant | coolant circulation can be reduced. Further, the degree of superheat can be added to the refrigerant sucked into the compressor (12). Thereby, compression in the wet state of the refrigerant | coolant in a compressor (12) can be prevented reliably.
上記第5の発明によれば、電装品箱(25)の内部に不燃性ガスを封入した。このため、電装品箱(25)内の電子機器から火花等が生じても電装品箱(25)内で確実に消火することができる。また、封入したガスは乾燥しているため、電装品箱(25)の内部で結露を発生することがない。これにより、電装品箱(25)内の電子機器がショートするのを防止することができる。 According to the fifth aspect of the invention, the incombustible gas is sealed inside the electrical component box (25). For this reason, even if a spark or the like is generated from the electronic device in the electrical component box (25), the fire can be reliably extinguished in the electrical component box (25). Moreover, since the enclosed gas is dry, no condensation occurs inside the electrical component box (25). Thereby, it is possible to prevent the electronic device in the electrical component box (25) from being short-circuited.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、図1に示すように、本発明に係る空気調和装置(1)である。本実施形態の空気調和装置(1)は、冷媒を充填されて、冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)を備えている。 An embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an air conditioner (1) according to the present invention as shown in FIG. The air conditioner (1) of the present embodiment includes a refrigerant circuit (10) that is filled with a refrigerant and performs a refrigeration cycle.
上記冷媒回路(10)は、室外機に収容される室外回路(11)と、室内機に収容される室内回路(20)とを備えている。この室内回路(20)は、冷媒管である液側冷媒管(16)およびガス側冷媒管(17)によって室外回路(11)に接続されている。 The refrigerant circuit (10) includes an outdoor circuit (11) accommodated in the outdoor unit and an indoor circuit (20) accommodated in the indoor unit. The indoor circuit (20) is connected to the outdoor circuit (11) by a liquid side refrigerant pipe (16) and a gas side refrigerant pipe (17) which are refrigerant pipes.
上記冷媒回路(10)には、1種のC3HmFn冷媒(分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒)と、1又は2種以上のHFC冷媒とからなり、C3HmFn冷媒の割合が70質量%以上94質量%以下で、HFC冷媒の割合が6質量%以上30質量%以下になっている混合冷媒が充填されている。なお、本願明細書において、「HFC冷媒」とは、C3HmFn冷媒を含まないハイドロフルオロカーボン系の冷媒を表している。 The refrigerant circuit (10) includes one kind of C 3 H m F n refrigerant (molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 to 5 and m + n = 6). And a refrigerant having one double bond in the molecular structure) and one or more HFC refrigerants, and the ratio of the C 3 H m F n refrigerant is 70% by mass or more 94 The refrigerant mixture is filled with a mass ratio of 6 mass% or less and 30 mass% or less of the HFC refrigerant. In the present specification, “HFC refrigerant” refers to a hydrofluorocarbon-based refrigerant that does not contain a C 3 H m F n refrigerant.
具体的に、実施形態1の混合冷媒は、C3HmFn冷媒である2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(HFO−1234yf)と、HFC冷媒であるHFC−32(ジフルオロメタン)の2成分から構成されている。混合冷媒では、HFC冷媒が1種類である。実施形態1では、HFO−1234yfの割合が78.2質量%でHFC−32の割合が21.8質量%の混合冷媒が用いられている。なお、HFO−1234yfの化学式は、CF3−CF=CH2で表され、HFC−32の化学式は、CH2F2で表される。 Specifically, the mixed refrigerant of the first embodiment includes 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (HFO-1234yf) which is a C 3 H m F n refrigerant and HFC-32 (HFC refrigerant 32). Difluoromethane). In the mixed refrigerant, there is one type of HFC refrigerant. In the first embodiment, a mixed refrigerant in which the ratio of HFO-1234yf is 78.2% by mass and the ratio of HFC-32 is 21.8% by mass is used. Note that the chemical formula of HFO-1234yf is represented by CF 3 —CF═CH 2 , and the chemical formula of HFC-32 is represented by CH 2 F 2 .
上記室内回路(20)には、そのガス側端と液側端との間に、室内熱交換器(21)が設けられている。 The indoor circuit (20) is provided with an indoor heat exchanger (21) between its gas side end and liquid side end.
上記室内熱交換器(21)は、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器として構成されている。室内熱交換器(21)の近傍には、室内ファンが設けられている(図示省略)。室内熱交換器(21)では、室内空気と冷媒との間で熱交換が行われる。 The indoor heat exchanger (21) is configured as a cross fin type fin-and-tube heat exchanger. An indoor fan is provided in the vicinity of the indoor heat exchanger (21) (not shown). In the indoor heat exchanger (21), heat is exchanged between the indoor air and the refrigerant.
上記室外回路(11)には、圧縮機(12)、室外熱交換器(13)、室外膨張弁(14)、四路切換弁(15)、および電装品箱(25)が設けられている。 The outdoor circuit (11) includes a compressor (12), an outdoor heat exchanger (13), an outdoor expansion valve (14), a four-way selector valve (15), and an electrical component box (25). .
上記圧縮機(12)は、例えば全密閉型の高圧ドーム型のスクロール圧縮機として構成されている。圧縮機(12)には、インバータを介して電力が供給される。圧縮機(12)は、吐出側が四路切換弁の第2ポート(P2)に接続され、吸入側が四路切換弁(15)の第1ポート(P1)に接続されている。 The compressor (12) is configured, for example, as a hermetic high-pressure dome type scroll compressor. Electric power is supplied to the compressor (12) via an inverter. The compressor (12) has a discharge side connected to the second port (P2) of the four-way switching valve and a suction side connected to the first port (P1) of the four-way switching valve (15).
上記室外熱交換器(13)は、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器として構成されている。室外熱交換器(13)の近傍には、室外ファン(図示省略)が設けられている。室外熱交換器(13)では、室外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器(13)は、一端が四路切換弁(15)の第3ポート(P3)に接続され、他端が室外膨張弁(14)に接続されている。また、四路切換弁(15)の第4ポート(P4)は、室外回路(11)のガス側端に接続されている。 The outdoor heat exchanger (13) is configured as a cross fin type fin-and-tube heat exchanger. An outdoor fan (not shown) is provided in the vicinity of the outdoor heat exchanger (13). In the outdoor heat exchanger (13), heat is exchanged between the outdoor air and the refrigerant. One end of the outdoor heat exchanger (13) is connected to the third port (P3) of the four-way switching valve (15), and the other end is connected to the outdoor expansion valve (14). The fourth port (P4) of the four-way switching valve (15) is connected to the gas side end of the outdoor circuit (11).
上記室外膨張弁(14)は、室外熱交換器(13)と室外回路(11)の液側端との間に設けられている。室外膨張弁(14)は、開度可変の電子膨張弁として構成されている。 The outdoor expansion valve (14) is provided between the outdoor heat exchanger (13) and the liquid side end of the outdoor circuit (11). The outdoor expansion valve (14) is configured as an electronic expansion valve with a variable opening.
上記四路切換弁(15)は、第1ポート(P1)と第4ポート(P4)とが連通して第2ポート(P2)と第3ポート(P3)とが連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)とが連通して第2ポート(P2)と第4ポート(P4)とが連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とが切り換え自在に構成されている。 The four-way selector valve (15) is in a first state in which the first port (P1) and the fourth port (P4) communicate with each other and the second port (P2) and the third port (P3) communicate with each other (see FIG. 1 is shown by a solid line) and a second state (FIG. 1) in which the first port (P1) and the third port (P3) communicate with each other and the second port (P2) and the fourth port (P4) communicate with each other. The state indicated by a broken line in FIG.
上記電装品箱(25)は、図2に示すように、長方形状の箱体に形成されたケーシング(26)を備えている。ケーシング(26)の左右方向の側面には、それぞれに外側に向かって突き出た通気部(27a,27b)が形成されている。そして、ケーシング(26)の外表面には、後述するガス側冷媒管(17)に形成される冷却部(18)が接触した状態で取り付けられている。ケーシング(26)の内部には、電子機器であるインバータ回路等が収容されている。このインバータ回路は、圧縮機(12)のモータを駆動させるためのものである。また、ケーシング(26)の内部には、不燃性のガスである窒素ガスが十分に乾燥した状態で封入されている。尚、このとき封入される不燃性ガスは、十分に乾燥した炭酸ガスであってもよい。 As shown in FIG. 2, the electrical component box (25) includes a casing (26) formed in a rectangular box. Ventilation portions (27a, 27b) projecting outward are formed on the lateral sides of the casing (26). And it attaches to the outer surface of a casing (26) in the state which the cooling part (18) formed in the gas side refrigerant pipe (17) mentioned later contacted. In the casing (26), an inverter circuit, which is an electronic device, is accommodated. This inverter circuit is for driving the motor of the compressor (12). In addition, nitrogen gas, which is an incombustible gas, is sealed in the casing (26) in a sufficiently dry state. In addition, the nonflammable gas enclosed at this time may be a sufficiently dry carbon dioxide gas.
ここで、ケーシング(26)内部に上記不燃性ガスを封入する手段について説明する。 Here, the means for enclosing the nonflammable gas in the casing (26) will be described.
まず、一方の通気部(27a)からケーシング(26)の内部の空気を抜きつつ、他方の通気部(27b)から窒素ガスをケーシング(26)の内部に流入させる。ケーシング(26)の内部で空気が窒素ガスに十分置換されたら両方の通気部(27a,27b)をロウ付けしてケーシング(26)内に窒素ガスを封入する。 First, nitrogen gas is caused to flow into the casing (26) from the other ventilation portion (27b) while air inside the casing (26) is extracted from the one ventilation portion (27a). When the air is sufficiently replaced with nitrogen gas inside the casing (26), both the ventilation portions (27a, 27b) are brazed and nitrogen gas is sealed in the casing (26).
上記冷却部(18)は、電装品箱(25)内の電子機器を冷却させるためのものである。冷却部(18)は、上記ガス側冷媒管(17)において、圧縮機(12)の吸入側に形成されている。冷却部(18)は、ケーシング(26)の外表面に接触して設置されている。つまり、冷却部(18)は、ガス側冷媒管(17)内を循環する冷媒と、ケーシング(26)を介して電子機器との間で熱交換を行っている。これにより、ケーシング(26)の内部に収容されたインバータ回路等を冷却している。 The said cooling part (18) is for cooling the electronic device in an electrical component box (25). The cooling section (18) is formed on the suction side of the compressor (12) in the gas side refrigerant pipe (17). The cooling part (18) is installed in contact with the outer surface of the casing (26). That is, the cooling unit (18) performs heat exchange between the refrigerant circulating in the gas side refrigerant pipe (17) and the electronic device via the casing (26). Thereby, the inverter circuit etc. which were accommodated in the casing (26) are cooled.
−運転動作−
上記空気調和装置(1)の運転動作について説明する。この空気調和装置(1)は、冷房運転と暖房運転とが実行可能になっており、四路切換弁(15)によって冷房運転と暖房運転との切り換えが行われる。
-Driving action-
The operation of the air conditioner (1) will be described. The air conditioner (1) can perform a cooling operation and a heating operation, and switching between the cooling operation and the heating operation is performed by the four-way switching valve (15).
≪冷房運転≫
冷房運転時には、四路切換弁(15)が第1状態に設定される。この状態で、圧縮機(12)の運転が行われると、圧縮機(12)から吐出された高圧冷媒が、室外熱交換器(13)において室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器(13)で凝縮し冷媒は、室外膨張弁(14)で減圧された後に、室内熱交換器(21)において、室内空気から吸熱して蒸発する。一方、室内空気は冷却されて室内へ供給される。そして、室内熱交換器(21)において蒸発した冷媒は、湿り状態(冷媒の気液二相状態)となってガス側冷媒管(17)内を通過する。そして、冷却部(18)において電装品箱(25)を介して内部の電子機器との間で熱交換する。このとき、冷媒は電子機器から吸熱して蒸発する。その後、蒸発した冷媒は、ガス状態で圧縮機(12)に吸入されて再び圧縮される。
≪Cooling operation≫
During the cooling operation, the four-way switching valve (15) is set to the first state. When the compressor (12) is operated in this state, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (12) releases heat to the outdoor air and condenses in the outdoor heat exchanger (13). The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (13) is depressurized by the outdoor expansion valve (14) and then evaporates by absorbing heat from the indoor air in the indoor heat exchanger (21). On the other hand, the room air is cooled and supplied to the room. The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (21) passes through the gas side refrigerant pipe (17) in a wet state (gas-liquid two-phase state of the refrigerant). Then, heat is exchanged between the cooling unit (18) and the internal electronic device via the electrical component box (25). At this time, the refrigerant absorbs heat from the electronic device and evaporates. Thereafter, the evaporated refrigerant is sucked into the compressor (12) in a gas state and compressed again.
≪暖房運転≫
暖房運転時には、四路切換弁(15)が第2状態に設定される。この状態で、圧縮機(12)の運転が行われると、圧縮機(12)から吐出された高圧冷媒が、室内熱交換器において室内空気へ放熱して凝縮する。一方、室内空気は加熱されて室内へ供給される。室内熱交換器(21)で凝縮した冷媒は、室外膨張弁(14)で減圧された後に、室外熱交換器(13)において室外空気から吸熱して蒸発する。次に、室外熱交換器(13)で蒸発した冷媒は、ガス側冷媒管(17)内を通過する。そして、冷却部(18)において電装品箱(25)を介して内部の電子機器との間で熱交換する。その後、冷媒は、圧縮機(12)に吸入されて再び圧縮される。
≪Heating operation≫
During the heating operation, the four-way selector valve (15) is set to the second state. When the compressor (12) is operated in this state, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (12) dissipates heat to the indoor air and condenses in the indoor heat exchanger. On the other hand, room air is heated and supplied indoors. The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (21) is depressurized by the outdoor expansion valve (14), and then absorbs heat from the outdoor air and evaporates in the outdoor heat exchanger (13). Next, the refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (13) passes through the gas side refrigerant pipe (17). Then, heat is exchanged between the cooling unit (18) and the internal electronic device via the electrical component box (25). Thereafter, the refrigerant is sucked into the compressor (12) and compressed again.
−実施形態の効果−
上記本実施形態によれば、HFO−1234yfとHFC−32との混合冷媒を用いた冷媒回路(10)を備える空気調和装置において、冷却部(20)をガス側冷媒管(17)の圧縮機(12)の吸入側に形成するようにした。つまり、ガス側冷媒管(17)内において圧縮機(12)の吸入側を循環する上記冷媒は低温低圧状態であるため、冷却部(18)における冷却能力を向上させることができる。また、冷房運転時では、上記冷媒が圧縮機(12)に吸入される前に、該冷媒に電子機器の熱を吸熱させることで、上記冷媒を蒸発させることができる。つまり、室外熱交換器(13)の出口では上記冷媒が湿り状態であっても、上記冷却部(20)で蒸発させて圧縮機(12)に吸入させることができる。これにより、ガス側冷媒管(17)内において上記冷媒の乾き度を下げ、該冷媒を湿り状態で循環させることができるため、冷媒循環時の圧損を低減することができる。また、圧縮機(12)に吸入される冷媒に過熱度を付けることができるため、圧縮機(12)で冷媒が湿り状態で圧縮されるのを確実に防止することができる。
-Effect of the embodiment-
According to the embodiment, in the air conditioner including the refrigerant circuit (10) using the mixed refrigerant of HFO-1234yf and HFC-32, the cooling unit (20) is the compressor of the gas side refrigerant pipe (17). Formed on the inhalation side of (12). That is, since the refrigerant circulating on the suction side of the compressor (12) in the gas side refrigerant pipe (17) is in a low temperature and low pressure state, the cooling capacity in the cooling section (18) can be improved. Further, during the cooling operation, before the refrigerant is sucked into the compressor (12), the refrigerant can be evaporated by absorbing the heat of the electronic device. That is, even if the refrigerant is wet at the outlet of the outdoor heat exchanger (13), it can be evaporated by the cooling unit (20) and sucked into the compressor (12). As a result, the dryness of the refrigerant can be lowered in the gas side refrigerant pipe (17) and the refrigerant can be circulated in a wet state, so that pressure loss during refrigerant circulation can be reduced. Moreover, since the superheat degree can be given to the refrigerant sucked into the compressor (12), it is possible to reliably prevent the refrigerant from being compressed in the wet state by the compressor (12).
また、電子機器をケーシング(26)の内部に密閉状態で収容するようにした。このため、可燃性である上記冷媒が漏洩した場合であっても、該冷媒がケーシング(26)内に流れ込むことがない。したがって、ケーシング(26)の内部で電子機器から火花等が生じても上記冷媒に着火することがない。また、ケーシング(26)の内部に不燃性ガスである窒素ガスを封入したため、ケーシング(26)の内部で電子機器から火花等が生じても速やかに消化することができる。これらにより、ケーシング(26)内の電子機器を確実に冷却させつつ、冷媒の漏洩に対する安全性を向上させることができる。また、ケーシング(26)の内部で結露を発生することがない。これにより、ケーシング(26)内の電子機器がショートするのを防止することができる。この結果、電子機器のの信頼性を損なうことなく、十分な冷却効果を得ることができる。 Further, the electronic device is accommodated in a sealed state in the casing (26). For this reason, even if the flammable refrigerant leaks, the refrigerant does not flow into the casing (26). Therefore, even if a spark or the like is generated from the electronic device inside the casing (26), the refrigerant is not ignited. Moreover, since nitrogen gas, which is an incombustible gas, is sealed inside the casing (26), it can be quickly digested even if a spark or the like occurs from the electronic device inside the casing (26). Accordingly, it is possible to improve the safety against refrigerant leakage while reliably cooling the electronic device in the casing (26). Further, no condensation occurs inside the casing (26). Thereby, it is possible to prevent the electronic device in the casing (26) from being short-circuited. As a result, a sufficient cooling effect can be obtained without impairing the reliability of the electronic device.
〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
<Other embodiments>
The present invention may be configured as follows with respect to the above embodiment.
上記実施形態では、HFO−1234yfとHFC−32の2成分からなる混合冷媒を用いたが、本発明は、上記分子式1で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒が、HFO−1234yfの単一冷媒であってもよいし、上記分子式1で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒が、HFO−1234yf以外の単一冷媒であってもよい。具体的には、1,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロペン(「HFO−1225ye」といい、化学式はCF3−CF=CHFで表される。)、1,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(「HFO−1234ze」といい、化学式はCF3−CH=CHFで表される。)、1,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(「HFO−1234ye」といい、化学式はCHF2−CF=CHFで表される。)、3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン(「HFO−1243zf」といい、化学式はCF3−CH=CH2で表される。)、1,2,2−トリフルオロ−1−プロペン(化学式はCH3−CF=CF2で表される。)、2−フルオロ−1−プロペン(化学式はCH3−CF=CH2で表される。)等を用いることができる。 In the above embodiment, a mixed refrigerant composed of two components, HFO-1234yf and HFC-32, is used. However, the present invention provides a refrigerant represented by the above molecular formula 1 and having one double bond in the molecular structure. A single refrigerant of −1234yf may be used, and the refrigerant represented by the molecular formula 1 and having one double bond in the molecular structure may be a single refrigerant other than HFO-1234yf. Specifically, 1,2,3,3,3-pentafluoro-1-propene (referred to as “HFO-1225ye”, the chemical formula is represented by CF 3 —CF═CHF), 1,3,3. , 3-tetrafluoro-1-propene (referred to as “HFO-1234ze”, the chemical formula is represented by CF 3 —CH═CHF), 1,2,3,3-tetrafluoro-1-propene (“HFO −1234ye ”, the chemical formula is represented by CHF 2 —CF═CHF), 3,3,3-trifluoro-1-propene (“ HFO-1243zf ”), and the chemical formula is CF 3 —CH═CH. .. represented by 2), 1,2,2-trifluoro-1-propene (chemical formula represented by CH 3 -CF = CF 2), 2- fluoro-1-propene (chemical formula CH 3 - represented by CF = CH 2.) or the like It can be used.
また、上記実施形態では、HFO−1234yfとHFC−32の2成分からなる混合冷媒を用いたが、本発明は、上記分子式1で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒が、HFO−1234yf以外の冷媒であってもよい。具体的には、1,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロペン、1,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン、1,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン、3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン、1,2,2−トリフルオロ−1−プロペン、2−フルオロ−1−プロペン等を用いることができる。 Moreover, in the said embodiment, although the mixed refrigerant | coolant which consists of 2 components of HFO-1234yf and HFC-32 was used, this invention is represented by the said molecular formula 1 and the refrigerant | coolant which has one double bond in molecular structure is the above. A refrigerant other than HFO-1234yf may be used. Specifically, 1,2,3,3,3-pentafluoro-1-propene, 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene, 1,2,3,3-tetrafluoro-1- Propene, 3,3,3-trifluoro-1-propene, 1,2,2-trifluoro-1-propene, 2-fluoro-1-propene and the like can be used.
また、上記実施形態について、HFC冷媒がHFC−32以外の冷媒であってもよい。具体的にHFC冷媒としては、HFC−134(1,1,2,2―テトラフルオロエタン)、HFC−134a(1,1,1,2―テトラフルオロエタン)、HFC−143a(1,1,1−トリフルオロエタン)、HFC−152a(1,1−ジフルオロエタン)、HFC−161(フルオロエタン)、HFC−227ea(1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン)、HFC−236ea(1,1,1,2,3,3,−ヘキサフルオロプロパン)、HFC−236fa(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン)、HFC−365mfc(1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン)、メタン、エタン、プロパン、プロペン、ブタン、イソブタン、ペンタン、2−メチルブタン、シクロペンタン、ジメチルエーテル、ビス−トリフルオロメチル−サルファイド、二酸化炭素、ヘリウムのうち少なくとも1つを加えた混合冷媒を用いてもよい。 In the above embodiment, the HFC refrigerant may be a refrigerant other than HFC-32. Specifically, as the HFC refrigerant, HFC-134 (1,1,2,2-tetrafluoroethane), HFC-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane), HFC-143a (1,1,2, 1-trifluoroethane), HFC-152a (1,1-difluoroethane), HFC-161 (fluoroethane), HFC-227ea (1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane), HFC -236ea (1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane), HFC-236fa (1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane), HFC-365mfc (1,1, 1,3,3-pentafluorobutane), methane, ethane, propane, propene, butane, isobutane, pentane, 2-methylbutane, cyclopentane, dimethyl ether Ether, bis - trifluoromethyl - sulfide, carbon dioxide, may be used at least one refrigerant mixture added of helium.
また、HFO−1234yfとHFC−32の2成分からなる混合冷媒のうち、HFO−1234yfの割合が77.6質量%でHFC−32の割合が22.4質量%の混合冷媒を用いることができる。なお、HFO−1234yfとHFC−32の混合冷媒は、HFO−1234yfの割合が70質量%以上94質量%以下でHFC−32の割合が6質量%以上30質量%以下であればよく、好ましくは、HFO−1234yfの割合が77質量%以上87質量%以下でHFC−32の割合が13質量%以上23質量%以下であればよく、更に好ましくは、HFO−1234yfの割合が77質量%以上79質量%以下でHFC−32の割合が21質量%以上23質量%以下であればよい。 Further, among the mixed refrigerant composed of two components of HFO-1234yf and HFC-32, a mixed refrigerant in which the ratio of HFO-1234yf is 77.6 mass% and the ratio of HFC-32 is 22.4 mass% can be used. . The mixed refrigerant of HFO-1234yf and HFC-32 may have a ratio of HFO-1234yf of 70% by mass to 94% by mass and a ratio of HFC-32 of 6% by mass to 30% by mass, preferably The ratio of HFO-1234yf may be 77% by mass or more and 87% by mass or less and the ratio of HFC-32 may be 13% by mass or more and 23% by mass or less, and more preferably the ratio of HFO-1234yf is 77% by mass or more and 79% by mass. What is necessary is just to be 21 mass% or more and 23 mass% or less of the ratio of HFC-32 in mass% or less.
また、電装品箱(25)の内部に上記不燃性ガスを封入する手段は、以下の手段で行うようにしてもよい。 Further, the means for enclosing the nonflammable gas in the electrical component box (25) may be performed by the following means.
まず、ケーシング(26)の内部の一方の通気部(27a)から内部の空気を真空引きする。ケーシング(26)の内部を真空状態にした後に、他方の通気部(27b)から窒素ガスを流入させる。ケーシング(26)の内圧を大気圧と同等にした後、両方の通気部(27a,27b)をロウ付けしてケーシング(26)内に窒素ガスを封入する。 First, the internal air is evacuated from one ventilation part (27a) inside the casing (26). After the inside of the casing (26) is evacuated, nitrogen gas is introduced from the other vent (27b). After the internal pressure of the casing (26) is made equal to the atmospheric pressure, both the ventilation portions (27a, 27b) are brazed and nitrogen gas is sealed in the casing (26).
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、密閉された電装品箱の冷却対策について有用である。 As described above, the present invention is useful for measures for cooling a sealed electrical component box.
10 冷媒回路
12 圧縮機
14 膨張弁
16 液側冷媒管
17 ガス側冷媒管
19 室内熱交換器
20 冷却部
25 電装品箱
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記冷媒管(16,17)内を循環させる冷媒として、分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒よりなる単一冷媒、又は上記冷媒を含む混合冷媒が用いられる空気調和装置であって、
上記冷媒管(16,17)には、該冷媒管(16,17)内を循環する冷媒と上記電子機器とが熱交換して該電子機器を冷却するための冷却部(18)が形成されている
ことを特徴とする空気調和装置。 A refrigerant circuit (10) configured by sequentially connecting a compressor (12), an outdoor heat exchanger (13), an expansion mechanism (14), and an indoor heat exchanger (21) by refrigerant pipes (16, 17); An electronic component box (25) in which an electronic device for controlling the refrigerant circuit (10) is housed in a sealed state;
As a refrigerant circulating in the refrigerant pipe (16, 17), molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 to 5 and the relationship of m + n = 6 is established). An air conditioner in which a single refrigerant composed of a refrigerant represented by a molecular structure and having one double bond or a mixed refrigerant containing the refrigerant is used,
The refrigerant pipe (16, 17) is formed with a cooling section (18) for cooling the electronic equipment by exchanging heat between the refrigerant circulating in the refrigerant pipe (16, 17) and the electronic equipment. An air conditioner characterized by that.
上記分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒は、2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペンである
ことを特徴とする空気調和装置。 In claim 1,
The molecular formula 1 is represented by C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 or more and 5 or less, and the relationship of m + n = 6 is established) and has one double bond in the molecular structure. The air conditioner characterized in that the refrigerant is 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene.
上記冷媒は、上記分子式1:C3HmFn(但し、m及びnは1以上5以下の整数で、m+n=6の関係が成立する。)で表され且つ分子構造中に二重結合を1個有する冷媒と、ジフルオロメタンとを含む混合冷媒である
ことを特徴とする空気調和装置。 In claim 1 or 2,
The refrigerant is represented by the molecular formula 1: C 3 H m F n (where m and n are integers of 1 or more and 5 or less, and the relationship of m + n = 6 is established) and a double bond in the molecular structure. An air-conditioning apparatus, wherein the air-conditioning apparatus is a mixed refrigerant including a refrigerant having a single gas and difluoromethane.
上記冷却部(18)は、上記圧縮機(12)の吸入側に形成されている
ことを特徴とする空気調和装置。 In any one of claims 1 to 3,
The air conditioner characterized in that the cooling section (18) is formed on the suction side of the compressor (12).
上記電装品箱(25)の内部には、不燃性の乾燥したガスが封入されている
ことを特徴とする空気調和装置。 In any one of claims 1 to 4,
An air conditioner characterized in that an incombustible dry gas is sealed inside the electrical component box (25).
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