JP2009264709A - Refrigerating device - Google Patents

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Masaru Tanaka
勝 田中
Kazuhiro Kosho
和宏 古庄
Yorihide Higuchi
順英 樋口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a copper plating phenomenon and to improve reliability in a refrigerating device having a refrigerant circuit filled with a carbon dioxide refrigerant. <P>SOLUTION: An air conditioner 1 includes the refrigerant circuit 2, the carbon dioxide refrigerant, lubricating oil and an acid neutralizer. In the refrigerant circuit 2, a compressor 11, an indoor heat exchanger 31, an outdoor heat exchanger 13, a first expansion valve 15 and a second expansion valve 17 are interconnected. The carbon dioxide refrigerant is filled in the refrigerant circuit 2. The lubricating oil is filled in the compressor 11, and the acid neutralizer is mixed in the lubricating oil. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、銅メッキ現象を抑制することができる冷凍装置に関する。   The present invention relates to a refrigeration apparatus that can suppress a copper plating phenomenon.

通常、冷凍装置では、冷媒回路中の冷媒に混入している水分等によって下記化学反応式(1)〜(4)に示される反応が起こり、冷媒中に銅イオンが発生する。冷媒中に銅イオンが発生すると、下記化学反応式(5)に示される反応が起こるため、冷凍装置の構成部品が銅メッキされるという現象(以下、銅メッキ現象という)が生じる。この銅メッキ現象が圧縮機の摺動部品の表面に対して生じると、圧縮機の稼働時に騒音が発生するため、圧縮機の信頼性に悪影響を及ぼすという問題が生じる。   Usually, in the refrigeration apparatus, the reactions shown in the following chemical reaction formulas (1) to (4) occur due to moisture mixed in the refrigerant in the refrigerant circuit, and copper ions are generated in the refrigerant. When copper ions are generated in the refrigerant, a reaction shown in the following chemical reaction formula (5) occurs, and thus a phenomenon that the components of the refrigeration apparatus are plated with copper (hereinafter referred to as a copper plating phenomenon) occurs. When this copper plating phenomenon occurs on the surface of the sliding part of the compressor, noise is generated during operation of the compressor, which causes a problem of adversely affecting the reliability of the compressor.

また、下記化学反応式(1)〜(3)に示される反応が起こることで発生する水素イオン等の酸性物質によって、冷凍装置内の構成部品の金属材料が腐食する。さらに、冷凍装置内に工程副資材として塩素含有成分が残留していると、下記化学反応式(6)に示される反応が起こる。このため、強酸である塩化水素が発生し、金属材料の腐食や銅メッキ現象が更に加速することになる。

Figure 2009264709
Moreover, the metallic materials of the components in the refrigeration apparatus are corroded by acidic substances such as hydrogen ions generated by the reactions shown in the following chemical reaction formulas (1) to (3). Furthermore, if a chlorine-containing component remains as a process auxiliary material in the refrigeration apparatus, a reaction represented by the following chemical reaction formula (6) occurs. For this reason, hydrogen chloride which is a strong acid is generated, and the corrosion of the metal material and the copper plating phenomenon are further accelerated.
Figure 2009264709

そこで、ハイドロフルオロカーボン系冷媒(以下、HFC系冷媒という)を使用した冷凍装置において、銅メッキ現象や酸性物質の生成を抑制するために、冷凍機油に特定のカルボジイミド化合物を添加する方法(特許文献1参照)や、冷凍機油として炭化水素油を適用し環状ポリエーテル油を添加する方法(特許文献2参照)が提案されている。
特開平8−120288号公報 特開2001−152172号公報
Therefore, in a refrigeration apparatus using a hydrofluorocarbon refrigerant (hereinafter referred to as an HFC refrigerant), a method of adding a specific carbodiimide compound to the refrigerator oil in order to suppress the copper plating phenomenon and the generation of acidic substances (Patent Document 1). And a method of adding a cyclic polyether oil by applying a hydrocarbon oil as a refrigerating machine oil (see Patent Document 2).
JP-A-8-120288 JP 2001-152172 A

ところで、近年では、工業技術の発展に伴って、冷媒回路内の冷媒として二酸化炭素冷媒が適用されることがある。二酸化炭素冷媒はHFC系冷媒に比べて飽和水分量が少ないため、冷凍装置の冷媒として二酸化炭素冷媒が適用される場合、HFC系冷媒が適用される場合と比較して、冷凍装置内に混入している水分が液体状態で現れやすくなる。このため、酸性物質が更に発生しやすくなり、銅メッキ現象が更に生じやすくなる。したがって、圧縮機の信頼性に更に悪影響を及ぼすという問題が生じることになる。   By the way, in recent years, with the development of industrial technology, a carbon dioxide refrigerant may be applied as a refrigerant in the refrigerant circuit. Since carbon dioxide refrigerant has less saturated water content than HFC refrigerants, carbon dioxide refrigerant is mixed in the refrigeration equipment when carbon dioxide refrigerant is used as the refrigerant in the refrigeration equipment, compared to when HFC refrigerant is applied. Moisture that appears is likely to appear in a liquid state. For this reason, acidic substances are more likely to be generated, and the copper plating phenomenon is more likely to occur. Therefore, there arises a problem that the reliability of the compressor is further adversely affected.

このような問題に対して、特許文献1および特許文献2に開示されている添加剤を利用することが考えられるが、冷媒として二酸化炭素が用いられる場合、銅メッキ現象を抑制できないおそれがある。   For such problems, it is conceivable to use the additives disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, but when carbon dioxide is used as the refrigerant, there is a possibility that the copper plating phenomenon cannot be suppressed.

本発明の課題は、二酸化炭素冷媒が充填される冷媒回路を備える冷凍装置において、銅メッキ現象を抑制し、その信頼性を向上させることにある。   An object of the present invention is to suppress a copper plating phenomenon and improve its reliability in a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit filled with a carbon dioxide refrigerant.

第1発明に係る冷凍装置は、冷媒回路と、二酸化炭素冷媒と、潤滑油と、酸中和剤とを備えている。冷媒回路には、圧縮機と、利用側熱交換器と、熱源側熱交換器と、膨張機構とが接続されている。二酸化炭素冷媒は、冷媒回路に充填される。潤滑油は、圧縮機に充填されている。酸中和剤は、潤滑油に混入されている。   The refrigeration apparatus according to the first invention includes a refrigerant circuit, a carbon dioxide refrigerant, lubricating oil, and an acid neutralizer. A compressor, a use side heat exchanger, a heat source side heat exchanger, and an expansion mechanism are connected to the refrigerant circuit. The carbon dioxide refrigerant is filled in the refrigerant circuit. Lubricating oil is filled in the compressor. The acid neutralizer is mixed in the lubricating oil.

第1発明に係る冷凍装置では、圧縮機に充填されている潤滑油には、酸中和剤が混入されている。このため、冷凍装置が稼働することによって生成される酸性物質が中和される。したがって、酸性物質による金属材料の腐食を抑えるとともに、銅メッキ現象の発生を抑制することができる。   In the refrigeration apparatus according to the first aspect of the invention, an acid neutralizer is mixed in the lubricating oil filled in the compressor. For this reason, the acidic substance produced | generated by operating a freezing apparatus is neutralized. Therefore, the corrosion of the metal material due to the acidic substance can be suppressed, and the occurrence of the copper plating phenomenon can be suppressed.

これによって、二酸化炭素冷媒が充填される冷媒回路を備える冷凍装置において、銅メッキ現象を抑制し、その信頼性を向上することができる。   Thereby, in a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit filled with carbon dioxide refrigerant, the copper plating phenomenon can be suppressed and the reliability thereof can be improved.

第2発明に係る冷凍装置は、第1発明の冷凍装置であって、酸中和剤は、塩基性の清浄剤である。清浄剤は、圧縮機の稼働時に生成された劣化物が不溶性のスラッジとなることを防ぐことができる。このため、この冷凍装置では、スラッジの発生を抑制することができる。   The refrigeration apparatus according to the second invention is the refrigeration apparatus according to the first invention, wherein the acid neutralizing agent is a basic detergent. The cleaning agent can prevent deterioration products generated during operation of the compressor from becoming insoluble sludge. For this reason, in this refrigeration apparatus, generation | occurrence | production of sludge can be suppressed.

第3発明に係る冷凍装置は、第2発明の冷凍装置であって、酸中和剤は、スルホネート、フェネート、サリシレートおよびナフテネートよりなる群から選択される少なくとも1つの塩基性清浄剤である。発明者が鋭意検討した結果、スルホネート、フェネート、サリシレートおよびナフテネートよりなる群から選択される少なくとも1つの清浄剤が酸中和剤に適していることが判明した。したがって、この冷凍装置では、スルホネート、フェネート、サリシレートおよびナフテネートよりなる群から選択される少なくとも1つの塩基性清浄剤を酸中和剤として使用することで、高い効果を得ることができる。   The refrigeration apparatus according to the third invention is the refrigeration apparatus according to the second invention, wherein the acid neutralizing agent is at least one basic detergent selected from the group consisting of sulfonate, phenate, salicylate, and naphthenate. As a result of intensive studies by the inventors, it has been found that at least one detergent selected from the group consisting of sulfonates, phenates, salicylates and naphthenates is suitable as an acid neutralizer. Therefore, in this refrigeration apparatus, a high effect can be obtained by using at least one basic detergent selected from the group consisting of sulfonate, phenate, salicylate and naphthenate as an acid neutralizer.

第1発明に係る冷凍装置では、二酸化炭素冷媒が充填される冷媒回路を備える冷凍装置において、銅メッキ現象を抑制し、その信頼性を向上することができる。   In the refrigeration apparatus according to the first invention, in the refrigeration apparatus including the refrigerant circuit filled with the carbon dioxide refrigerant, the copper plating phenomenon can be suppressed and the reliability thereof can be improved.

第2発明に係る冷凍装置では、スラッジの発生を抑制することができる。   In the refrigeration apparatus according to the second invention, generation of sludge can be suppressed.

第3発明に係る冷凍装置では、スルホネート、フェネート、サリシレートおよびナフテネートよりなる群から選択される少なくとも1つの塩基性清浄剤を酸中和剤として使用することで、高い効果を得ることができる。   In the refrigeration apparatus according to the third invention, a high effect can be obtained by using at least one basic detergent selected from the group consisting of sulfonate, phenate, salicylate and naphthenate as the acid neutralizer.

<空気調和装置の構成>
本発明の実施形態に係る空気調和装置1の概略冷媒回路2を図1に示す。
<Configuration of air conditioner>
FIG. 1 shows a schematic refrigerant circuit 2 of an air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention.

この空気調和装置1は、冷房運転及び暖房運転が可能な空気調和装置であって、主に、冷媒回路2、後述する室外ファン26および室内ファン32等から構成されている。なお、この冷媒回路2には、二酸化炭素冷媒が充填されている。   This air conditioner 1 is an air conditioner capable of cooling operation and heating operation, and mainly includes a refrigerant circuit 2, an outdoor fan 26 and an indoor fan 32, which will be described later. The refrigerant circuit 2 is filled with carbon dioxide refrigerant.

冷媒回路2には、主に、圧縮機11、四路切換弁12、室外熱交換器13、内部熱交換器14、第1膨張弁15、受液器16、第2膨張弁17及び室内熱交換器31が配備されており、各装置は、図1に示されるように、冷媒配管を介して接続されている。   The refrigerant circuit 2 mainly includes a compressor 11, a four-way switching valve 12, an outdoor heat exchanger 13, an internal heat exchanger 14, a first expansion valve 15, a liquid receiver 16, a second expansion valve 17, and indoor heat. An exchanger 31 is provided, and each device is connected via a refrigerant pipe as shown in FIG.

また、本実施形態において、空気調和装置1は、分離型の空気調和装置であって、室内熱交換器31及び室内ファン32を主に有する室内ユニット30と、圧縮機11、四路切換弁12、室外熱交換器13、内部熱交換器14、第1膨張弁15、受液器16及び第2膨張弁17を主に有する室外ユニット10と、室内ユニット30の冷媒液配管33と室外ユニット10の冷媒液配管20とを接続する第1連絡配管41と、室内ユニット30の冷媒ガス配管34と室外ユニット10の冷媒ガス配管21とを接続する第2連絡配管42とから構成されている。なお、室外ユニット10の冷媒液配管20と第1連絡配管41とは室外ユニット10の第1閉鎖弁18を介して、室外ユニット10の冷媒ガス配管21と第2連絡配管42とは室外ユニット10の第2閉鎖弁19を介してそれぞれ接続されている。また、第1閉鎖弁18および第2閉鎖弁19は、これら配管20,21,41,42を接続した後から開状態とされる。   In the present embodiment, the air conditioner 1 is a separation-type air conditioner, and includes an indoor unit 30 mainly including an indoor heat exchanger 31 and an indoor fan 32, a compressor 11, and a four-way switching valve 12. The outdoor unit 10 mainly including the outdoor heat exchanger 13, the internal heat exchanger 14, the first expansion valve 15, the liquid receiver 16 and the second expansion valve 17, the refrigerant liquid pipe 33 of the indoor unit 30, and the outdoor unit 10. The first communication pipe 41 that connects the refrigerant liquid pipe 20 and the refrigerant gas pipe 34 of the indoor unit 30 and the second communication pipe 42 that connects the refrigerant gas pipe 21 of the outdoor unit 10. The refrigerant liquid pipe 20 and the first connection pipe 41 of the outdoor unit 10 are connected to the outdoor unit 10 via the first closing valve 18 of the outdoor unit 10, and the refrigerant gas pipe 21 and the second connection pipe 42 of the outdoor unit 10 are connected to the outdoor unit 10. The second closing valves 19 are connected to each other. The first closing valve 18 and the second closing valve 19 are opened after the pipes 20, 21, 41, 42 are connected.

(1)室内ユニット
室内ユニット30は、主に、室内熱交換器31及び室内ファン32等を有している。
(1) Indoor unit The indoor unit 30 mainly includes an indoor heat exchanger 31 and an indoor fan 32.

室内熱交換器31は、空調室内の空気である室内空気と冷媒との間で熱交換をさせるため熱交換器である。   The indoor heat exchanger 31 is a heat exchanger for exchanging heat between indoor air, which is air in the air-conditioned room, and the refrigerant.

室内ファン32は、室内ユニット30内に空調室内の空気を取り込み、室内熱交換器31を介して冷媒と熱交換した後の空気である調和空気を再び空調室内へ送り出すためのファンである。   The indoor fan 32 is a fan for taking in air in the air-conditioned room into the indoor unit 30 and sending out conditioned air, which is air after heat exchange with the refrigerant via the indoor heat exchanger 31, into the air-conditioned room again.

そして、この室内ユニット30は、このような構成を採用することによって、冷房運転時には室内ファン32により内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器31を流れる液冷媒とを熱交換させて調和空気(冷気)を生成し、暖房運転時には室内ファン32により内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器31を流れる超臨界状態の冷媒とを熱交換させて調和空気(暖気)を生成することが可能となっている。   By adopting such a configuration, the indoor unit 30 exchanges heat between the indoor air taken in by the indoor fan 32 and the liquid refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 31 during the cooling operation, thereby conditioned air ( It is possible to generate conditioned air (warm air) by exchanging heat between the indoor air taken in by the indoor fan 32 and the supercritical refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 31 during heating operation. It has become.

(2)室外ユニット
室外ユニット10は、主に、圧縮機11、四路切換弁12、室外熱交換器13、内部熱交換器14、第1膨張弁15、受液器16、第2膨張弁17及び室外ファン26等を有している。
(2) Outdoor unit The outdoor unit 10 mainly includes a compressor 11, a four-way switching valve 12, an outdoor heat exchanger 13, an internal heat exchanger 14, a first expansion valve 15, a liquid receiver 16, and a second expansion valve. 17 and an outdoor fan 26 and the like.

圧縮機11は、吸入管を流れる低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮して超臨界状態とした後、吐出管に吐出するための装置である。なお、この圧縮機11には、ポリアルキレングリコール油、ポリビニルエーテル油、鉱物油(ナフテンおよびパラフィン等)、アルキルベンゼン油、ポリオールエステル油および環状エーテル油よりなる群から選択される少なくとも1つの潤滑油が注入されている。また、この潤滑油には、酸中和剤として塩基性清浄分散剤が所定量添加されている。なお、酸中和剤として利用される塩基性清浄分散剤としては、例えば、スルホネート(下記化式1参照)、フェネート(下記化式2参照)、サリシレート(下記化式3参照)およびナフテネート等が挙げられる。   The compressor 11 is a device for sucking low-pressure gas refrigerant flowing through the suction pipe, compressing it into a supercritical state, and then discharging it to the discharge pipe. The compressor 11 includes at least one lubricating oil selected from the group consisting of polyalkylene glycol oil, polyvinyl ether oil, mineral oil (such as naphthene and paraffin), alkylbenzene oil, polyol ester oil, and cyclic ether oil. Being injected. In addition, a predetermined amount of a basic detergent dispersant is added to the lubricating oil as an acid neutralizer. Examples of the basic detergent dispersant used as the acid neutralizer include sulfonate (see Formula 1 below), phenate (see Formula 2 below), salicylate (see Formula 3 below), and naphthenate. Can be mentioned.

Figure 2009264709
Figure 2009264709

Figure 2009264709
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Figure 2009264709
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四路切換弁12は、各運転に対応して冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には圧縮機11の吐出側と室外熱交換器13のガス側とを接続するとともに圧縮機11の吸入側と室内熱交換器31のガス側とを内部熱交換器14を介して接続することが可能である。また、暖房運転時には、四路切換弁12は、圧縮機11の吐出側と第2閉鎖弁19とを内部熱交換器14を介して接続するとともに圧縮機11の吸入側と室外熱交換器13のガス側とを接続することが可能である。   The four-way switching valve 12 is a valve for switching the flow direction of the refrigerant corresponding to each operation, and connects the discharge side of the compressor 11 and the gas side of the outdoor heat exchanger 13 during the cooling operation and is connected to the compressor. 11 and the gas side of the indoor heat exchanger 31 can be connected via the internal heat exchanger 14. Further, during the heating operation, the four-way switching valve 12 connects the discharge side of the compressor 11 and the second closing valve 19 via the internal heat exchanger 14, and at the same time the suction side of the compressor 11 and the outdoor heat exchanger 13. It is possible to connect to the gas side.

室外熱交換器13は、冷房運転時において圧縮機11から吐出された高圧の超臨界状態の冷媒を空調室外の空気を熱源として冷却させることが可能であり、暖房運転時には、室内熱交換器31から戻る液冷媒を蒸発させることが可能である。   The outdoor heat exchanger 13 can cool the high-pressure supercritical refrigerant discharged from the compressor 11 during the cooling operation using air outside the air conditioning room as a heat source, and during the heating operation, the indoor heat exchanger 31 can be cooled. It is possible to evaporate the liquid refrigerant returning from.

内部熱交換器14は、室外熱交換器13の液側と第1膨張弁15とを接続する冷媒配管(以下、第1冷媒配管という)と、四路切換弁12と圧縮機11とを接続する冷媒配管(以下、第2冷媒配管という)とを近傍に配置することによって構成された熱交換器である。この内部熱交換器14では、冷房運転時において第1冷媒配管に流れる高温高圧の超臨界状態の冷媒と第2冷媒配管を流れる低温低圧のガス冷媒との間で熱交換が行われる。   The internal heat exchanger 14 connects a refrigerant pipe (hereinafter referred to as a first refrigerant pipe) that connects the liquid side of the outdoor heat exchanger 13 and the first expansion valve 15, a four-way switching valve 12, and the compressor 11. It is the heat exchanger comprised by arrange | positioning refrigerant | coolant piping (henceforth a 2nd refrigerant | coolant piping) to perform in the vicinity. In the internal heat exchanger 14, heat exchange is performed between the high-temperature and high-pressure supercritical refrigerant flowing through the first refrigerant pipe and the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flowing through the second refrigerant pipe during the cooling operation.

第1膨張弁15は、室外熱交換器13の液側から流出する超臨界状態の冷媒(冷房運転時)あるいは受液器16を通って流入する液冷媒(暖房運転時)を減圧するためのものである。   The first expansion valve 15 is used to depressurize the supercritical refrigerant (at the time of cooling operation) that flows out from the liquid side of the outdoor heat exchanger 13 or the liquid refrigerant that flows through the receiver 16 (at the time of heating operation). Is.

受液器16は、運転モードや空調負荷に応じて余剰となる冷媒を貯蔵しておくためのものである。   The liquid receiver 16 is for storing a surplus refrigerant according to the operation mode and the air conditioning load.

第2膨張弁17は、受液器16を通って流入してくる液冷媒(冷房運転時)あるいは室内熱交換器31の液側から流出する超臨界状態の冷媒(暖房運転時)を減圧するためのものである。   The second expansion valve 17 depressurizes the liquid refrigerant (during cooling operation) flowing in through the liquid receiver 16 or the supercritical refrigerant (during heating operation) flowing out from the liquid side of the indoor heat exchanger 31. Is for.

室外ファン26は、室外ユニット10内に室外の空気を取り込み、室外熱交換器13を介して冷媒と熱交換した後の空気を排出するためのファンである。   The outdoor fan 26 is a fan for taking outdoor air into the outdoor unit 10 and discharging the air after exchanging heat with the refrigerant via the outdoor heat exchanger 13.

<空気調和装置の動作>
空気調和装置1の運転動作について、図1を用いて説明する。この空気調和装置1は、上述したように冷房運転及び暖房運転を行うことが可能である。
<Operation of air conditioner>
The operation of the air conditioner 1 will be described with reference to FIG. As described above, the air conditioner 1 can perform a cooling operation and a heating operation.

(1)冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁12が図1の実線で示される状態、即ち、圧縮機11の吐出側が室外熱交換器13のガス側に接続され、かつ、圧縮機11の吸入側が内部熱交換器14を介して第2閉鎖弁19に接続された状態となる。また、このとき、上述のように、第1閉鎖弁18及び第2閉鎖弁19は開状態となる。
(1) Cooling operation During the cooling operation, the four-way switching valve 12 is in the state indicated by the solid line in FIG. 1, that is, the discharge side of the compressor 11 is connected to the gas side of the outdoor heat exchanger 13, and the compressor 11 Is connected to the second closing valve 19 via the internal heat exchanger 14. At this time, as described above, the first closing valve 18 and the second closing valve 19 are opened.

この冷媒回路2の状態で、圧縮機11が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機11に吸入されて圧縮されて超臨界状態となった後、四路切換弁12を経由して室外熱交換器13に送られ、室外熱交換器13において冷却される。   When the compressor 11 is started in the state of the refrigerant circuit 2, after the gas refrigerant is sucked into the compressor 11 and compressed to become a supercritical state, the outdoor heat is passed through the four-way switching valve 12. It is sent to the exchanger 13 and cooled in the outdoor heat exchanger 13.

そして、この冷却された超臨界状態の冷媒は、内部熱交換器14を経由して第1膨張弁15に送られる。なお、このとき、この超臨界状態の冷媒は、内部熱交換器14の第2冷媒配管に流れる低温のガス冷媒により冷却される。そして、第1膨張弁15に送られた超臨界状態の冷媒は、減圧されて飽和状態とされたあとに受液器16を経由して第2膨張弁17に送られる。第2膨張弁17に送られた飽和状態の冷媒は、減圧されて液冷媒となった後に第1閉鎖弁18を経由して室内熱交換器31に供給され、室内空気を冷却するとともに、蒸発されてガス冷媒となる。   Then, the cooled supercritical refrigerant is sent to the first expansion valve 15 via the internal heat exchanger 14. At this time, the supercritical refrigerant is cooled by a low-temperature gas refrigerant flowing through the second refrigerant pipe of the internal heat exchanger 14. The supercritical refrigerant sent to the first expansion valve 15 is depressurized and saturated, and then sent to the second expansion valve 17 via the liquid receiver 16. The saturated refrigerant sent to the second expansion valve 17 is reduced in pressure to become liquid refrigerant, and then supplied to the indoor heat exchanger 31 via the first closing valve 18 to cool indoor air and evaporate. It becomes a gas refrigerant.

そして、そのガス冷媒は、第2閉鎖弁19、内部熱交換器14及び四路切換弁12を経由して、再び、圧縮機11に吸入される。なお、このとき、このガス冷媒は、内部熱交換器14の第1冷媒配管に流れる高温の超臨界状態の冷媒により加熱される。このようにして、冷房運転が行われる。   Then, the gas refrigerant is sucked into the compressor 11 again via the second closing valve 19, the internal heat exchanger 14 and the four-way switching valve 12. At this time, the gas refrigerant is heated by the high-temperature supercritical refrigerant flowing through the first refrigerant pipe of the internal heat exchanger 14. In this way, the cooling operation is performed.

(2)暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁12が図1の破線で示される状態、即ち、圧縮機11の吐出側が第2閉鎖弁19に接続され、かつ、圧縮機11の吸入側が内部熱交換器14を介して室外熱交換器13のガス側に接続された状態となっている。また、このとき、上述のように、第1閉鎖弁18及び第2閉鎖弁19は開状態とされる。
(2) Heating operation During the heating operation, the four-way switching valve 12 is in the state indicated by the broken line in FIG. 1, that is, the discharge side of the compressor 11 is connected to the second closing valve 19 and the suction side of the compressor 11 is It is in a state of being connected to the gas side of the outdoor heat exchanger 13 via the internal heat exchanger 14. At this time, as described above, the first closing valve 18 and the second closing valve 19 are opened.

この冷媒回路2の状態で、圧縮機11が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機11に吸入され圧縮されて超臨界状態となった後、四路切換弁12及び第2閉鎖弁19を経由して室内熱交換器31に供給される。   When the compressor 11 is started in the state of the refrigerant circuit 2, the gas refrigerant is sucked into the compressor 11 and compressed into a supercritical state, and then the four-way switching valve 12 and the second closing valve 19 are opened. It is supplied to the indoor heat exchanger 31 via.

そして、その超臨界状態の冷媒は、室内熱交換器31において室内空気を加熱するとともに冷却される。冷却された超臨界状態の冷媒は、第1閉鎖弁18を通って第2膨張弁17に送られる。第2膨張弁17に送られた超臨界状態の冷媒は、減圧されて飽和状態とされた後に受液器16を経由して第1膨張弁15に送られる。第1膨張弁15に送られた飽和状態の冷媒は、減圧されて液冷媒となった後に内部熱交換器14を経由して室外熱交換器13に送られて、室外熱交換器13において蒸発されてガス冷媒となる。なお、このとき、このガス冷媒は、内部熱交換器14の第2冷媒配管に流れる高温の超臨界状態の冷媒により加熱される。そして、このガス冷媒は、四路切換弁12を経由して、再び、圧縮機11に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。   And the refrigerant | coolant of the supercritical state heats indoor air in the indoor heat exchanger 31, and is cooled. The cooled supercritical refrigerant is sent to the second expansion valve 17 through the first closing valve 18. The supercritical refrigerant sent to the second expansion valve 17 is depressurized and saturated, and then sent to the first expansion valve 15 via the liquid receiver 16. The saturated refrigerant sent to the first expansion valve 15 is reduced in pressure to become a liquid refrigerant, and then sent to the outdoor heat exchanger 13 via the internal heat exchanger 14, and is evaporated in the outdoor heat exchanger 13. It becomes a gas refrigerant. At this time, the gas refrigerant is heated by the high-temperature supercritical refrigerant flowing through the second refrigerant pipe of the internal heat exchanger 14. Then, this gas refrigerant is sucked into the compressor 11 again via the four-way switching valve 12. In this way, the heating operation is performed.

<銅メッキ現象の抑制>
以下、銅メッキ試験及びその結果を実施例及び比較例として示す。
<Suppression of copper plating phenomenon>
Hereinafter, a copper plating test and the result are shown as an Example and a comparative example.

オートクレーブに、0.5%の酸捕捉剤(エポキシ化合物)、5%の酸中和剤(高塩基性カルシウムスルホネート)を配合したポリアルキレングリコール油を30g、31gの二酸化炭素冷媒、100mgの酸化銅および鉄片を添加した後、そのオートクレーブを密閉し、摂氏120度で10日間放置した。   30 g of polyalkylene glycol oil containing 0.5% acid scavenger (epoxy compound) and 5% acid neutralizer (high basic calcium sulfonate) in autoclave, 31 g carbon dioxide refrigerant, 100 mg copper oxide After adding the iron pieces, the autoclave was sealed and left at 120 degrees Celsius for 10 days.

そして、その後、鉄片に銅メッキが形成されているか否かを確認したところ、銅メッキは形成されていなかった。   And after that, when it was confirmed whether the copper plating was formed in the iron piece, the copper plating was not formed.

また、銅と置換される鉄溶出量の測定を行った結果、鉄の溶出を確認することができなかった。   Moreover, as a result of measuring the elution amount of iron replaced with copper, elution of iron could not be confirmed.

(比較例)
酸中和剤(高塩基性カルシウムスルホネート)を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様の条件で銅メッキ試験を行った。この結果、鉄片に銅メッキが形成されていた。また、鉄溶出量の測定を行った結果、鉄の溶出が確認された。
(Comparative example)
A copper plating test was conducted under the same conditions as in Example 1 except that no acid neutralizer (highly basic calcium sulfonate) was added. As a result, copper plating was formed on the iron piece. As a result of measuring the amount of iron elution, iron elution was confirmed.

なお、本実施例において、塩化水素の濃度を100ppm以下に抑えることによって、銅メッキ現象を抑制できることがわかった。   In addition, in the present Example, it turned out that a copper plating phenomenon can be suppressed by restraining the density | concentration of hydrogen chloride to 100 ppm or less.

<特徴>
(1)
二酸化炭素冷媒はHFC系冷媒に比べて飽和水分量が少ないため、空気調和装置等の冷凍装置の冷媒として二酸化炭素冷媒が適用される場合、HFC系冷媒が適用される場合と比較して、冷凍装置内に混入している水分が液体状態で現れやすくなる。このため、酸性物質が更に発生しやすくなり、銅メッキ現象が更に生じやすくなる。この銅メッキ現象が圧縮機の摺動部品の表面に対して生じると、圧縮機の稼働時に騒音が発生する。したがって、圧縮機の信頼性に悪影響を及ぼすという問題が生じる。また、発生した酸性物質によって、冷凍装置内の構成部品の金属材料が腐食するという問題も生じることになる。
<Features>
(1)
Since the carbon dioxide refrigerant has a lower saturated water content than the HFC refrigerant, the refrigeration is more effective when the carbon dioxide refrigerant is applied as the refrigerant of the refrigeration apparatus such as an air conditioner than when the HFC refrigerant is applied. Moisture mixed in the apparatus tends to appear in a liquid state. For this reason, acidic substances are more likely to be generated, and the copper plating phenomenon is more likely to occur. When this copper plating phenomenon occurs on the surface of the sliding part of the compressor, noise is generated during operation of the compressor. Therefore, there arises a problem that the reliability of the compressor is adversely affected. Moreover, the problem that the metal material of the component in a freezing apparatus corrodes by the generated acidic substance will also arise.

このような問題に対して、HFC系冷媒を使用した冷凍装置において銅メッキ現象や酸の発生を抑制する方法として特開平8−120288号公報や特開2001−152172号公報で開示されている添加剤である特定のカルボジイミド化合物や環状ポリエーテル油を利用することが考えられるが、冷媒として二酸化炭素が用いられる場合、銅メッキ現象を抑制できないおそれがある。   To solve such problems, the addition disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-120288 and 2001-152172 is a method for suppressing the copper plating phenomenon and the generation of acid in a refrigeration apparatus using an HFC-based refrigerant. It is conceivable to use a specific carbodiimide compound or a cyclic polyether oil which is an agent, but when carbon dioxide is used as a refrigerant, there is a possibility that the copper plating phenomenon cannot be suppressed.

そこで、上記実施形態では、冷媒回路2に接続されている圧縮機11には、酸中和剤が混入されている潤滑油が充填されている。このため、空気調和装置1が稼働することによって生成される酸性物質が中和される。したがって、酸性物質による金属材料の腐食を抑えるとともに、銅メッキ現象の発生を抑制することができる。   So, in the said embodiment, the compressor 11 connected to the refrigerant circuit 2 is filled with the lubricating oil in which the acid neutralizer is mixed. For this reason, the acidic substance produced | generated when the air conditioning apparatus 1 works is neutralized. Therefore, the corrosion of the metal material due to the acidic substance can be suppressed, and the occurrence of the copper plating phenomenon can be suppressed.

これによって、二酸化炭素冷媒が充填される冷媒回路2を備える空気調和装置1において、銅メッキ現象を抑制し、その信頼性を向上することができている。   Thereby, in the air conditioning apparatus 1 including the refrigerant circuit 2 filled with carbon dioxide refrigerant, the copper plating phenomenon can be suppressed and the reliability thereof can be improved.

(2)
上記実施形態では、潤滑油には、酸中和剤として塩基性清浄分散剤が添加されている。清浄剤は、圧縮機の稼働時に生成された劣化物が不溶性のスラッジになることを防ぐことができる。このため、スラッジの発生を抑制することができている。
(2)
In the above embodiment, a basic detergent dispersant is added to the lubricating oil as an acid neutralizer. The cleaning agent can prevent degradation products generated during operation of the compressor from becoming insoluble sludge. For this reason, generation | occurrence | production of sludge can be suppressed.

本発明に係る冷凍装置は、銅メッキ現象を抑制し、その信頼性を向上させるため、冷媒として二酸化炭素が用いられる冷凍装置への適用が有用である。   The refrigerating apparatus according to the present invention is useful for application to a refrigerating apparatus in which carbon dioxide is used as a refrigerant in order to suppress the copper plating phenomenon and improve its reliability.

本発明の実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路図。The refrigerant circuit figure of the air conditioning apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 空気調和装置(冷凍装置)
2 冷媒回路
11 圧縮機
13 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
15 第1膨張弁(膨張機構)
17 第2膨張弁(膨張機構)
31 室内熱交換器(利用側熱交換器)
1 Air conditioning equipment (refrigeration equipment)
2 Refrigerant circuit 11 Compressor 13 Outdoor heat exchanger (heat source side heat exchanger)
15 First expansion valve (expansion mechanism)
17 Second expansion valve (expansion mechanism)
31 Indoor heat exchanger (use side heat exchanger)

Claims (3)

圧縮機(11)と、利用側熱交換器(31)と、熱源側熱交換器(13)と、膨張機構(15,17)とが接続されている冷媒回路(2)と、
前記冷媒回路(2)に充填される二酸化炭素冷媒と、
主に前記圧縮機(11)に充填される潤滑油と、
前記潤滑油に混入される酸中和剤と、
を備える冷凍装置(1)。
A refrigerant circuit (2) to which a compressor (11), a use side heat exchanger (31), a heat source side heat exchanger (13), and an expansion mechanism (15, 17) are connected;
Carbon dioxide refrigerant filled in the refrigerant circuit (2);
A lubricating oil mainly filled in the compressor (11);
An acid neutralizer mixed in the lubricating oil;
A refrigeration apparatus (1).
前記酸中和剤は、塩基性清浄剤である、
請求項1に記載の冷凍装置(1)。
The acid neutralizing agent is a basic detergent.
The refrigeration apparatus (1) according to claim 1.
前記酸中和剤は、スルホネート、フェネート、サリシレートおよびナフテネートよりなる群から選択される少なくとも1つの塩基性清浄剤である、
請求項2に記載の冷凍装置(1)。
The acid neutralizing agent is at least one basic detergent selected from the group consisting of sulfonates, phenates, salicylates and naphthenates;
The refrigeration apparatus (1) according to claim 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017195397A1 (en) * 2016-05-11 2018-05-24 三菱電機株式会社 Air conditioner

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