JP2009300022A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テトラフルオロプロペンの分解を抑制することができる冷凍サイクル装置を得る。
【解決手段】圧縮機１、室外熱交換器５、絞り装置４、室内熱交換器３、アキュームレータ６を環状に接続した冷媒回路を有し、冷媒としてテトラフルオロプロペンと該テトラフルオロプロペンよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒とを含む非共沸混合冷媒を用い、冷凍機油としてアルキルベンゼン油を用いたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、冷凍サイクル装置に関するものである。

従来の冷凍サイクル装置においては、例えば「非共沸の混合冷媒を封入した冷凍装置において、前記膨張機構の入口側冷媒配管に弁装置を介して、冷媒を貯留する冷媒タンクを接続すると共に、該タンクのガス域を減圧機構を介して前記冷媒回路における低圧側配管に接続する一方、前記弁装置を介して前記タンク内の冷媒を気液分離状態に制御する制御手段を設けた」ものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１−８６５３７号公報（特許請求の範囲、図１）

従来の冷凍サイクル装置において、テトラフルオロプロペンと、このテトラフルオロプロペンよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒とを含む非共沸混合冷媒を用いた場合、低沸点のＨＦＣ系冷媒がリッチの状態で運転すると、圧縮機の冷媒吐出温度が上昇し、２重結合を有するテトラフルオロプロペンは分解しやすくなるという問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、テトラフルオロプロペンの分解を抑制することができる冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。

この発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器、アキュームレータを環状に接続した冷媒回路を有し、冷媒としてテトラフルオロプロペンと該テトラフルオロプロペンよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒とを含む非共沸混合冷媒を用い、冷凍機油としてアルキルベンゼン油を用いたものである。

この発明は、冷媒としてテトラフルオロプロペンと該テトラフルオロプロペンよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒とを含む非共沸混合冷媒を用い、冷凍機油としてアルキルベンゼン油を用いたので、テトラフルオロプロペンの分解を抑制することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
図１に示すように、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器５、絞り装置４、室内熱交換器３、アキュームレータ６を環状に接続した冷媒回路を有する。尚、図１は冷房運転時の状態を示す。

圧縮機１は、吐出側が四方弁２に管を介して接続されている。また、圧縮機１は、図示しない制御手段により運転が制御される。
四方弁２は、室内熱交換器３及び室外熱交換器５と管を介して接続されている。
アキュームレータ６は、一方が四方弁２に、他方が圧縮機１の吸入側にそれぞれ管を介して接続されている。
絞り装置４は、室外熱交換器５と室内熱交換器３との間の管に設けられている。

また、この冷媒サイクル装置は、冷媒としてテトラフルオロプロペン（例えば、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン−１−ｅｎｅ、以下「ＨＦＯ−１２３４ｙｆ」という。）と、このＨＦＯ−１２３４ｙｆよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒（例えばＨＦＣ−３２）とからなる非共沸混合冷媒（以下、単に「冷媒」ともいう。）を用いる。

ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、沸点−２９℃の高沸点冷媒である。
ＨＦＣ−３２は、沸点−５２℃の低沸点冷媒である。

ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、分子構造として２重結合を持つため、高温になると分解しやすい特性を有する。
ＨＦＣ−３２は、ＨＦＣ−１２３４ｙｆと比較して、吐出温度が上がりやすい特徴を有する。

同一温度におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの冷媒ガス密度は、ＨＦＣ−３２に比べて小さい。

また、ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、地球温暖化係数（以下、「ＧＷＰ」という。）が４と低く、大気中に漏洩しても地球環境に与える影響が小さい特徴を有する。
ＨＦＣ−３２は、ＧＷＰが５５０と高く、大気への漏洩が発生すると、地球環境に与える影響が大きい特徴を有する。

また、この冷媒サイクル装置は、冷凍機油としてアルキルベンゼン油２０を用いる。
アルキルベンゼン油２０は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆと相溶性であるが、ＨＦＣ−３２とは非相溶性であるという特性を有している。

次に、この冷凍サイクル装置の動作を、冷房運転を例に説明する。
圧縮機１の起動後、圧縮機１は高温高圧のガス冷媒を吐出する。このとき圧縮機１内部で攪拌された冷凍機油は冷媒と共に吐出する。
この冷媒は、四方弁２を通って室外熱交換器５に入る。
室外熱交換器５は、凝縮器として動作し、冷媒は空気と熱交換を行い凝縮して液冷媒となり、絞り装置４に入る。
絞り装置４では冷媒は減圧され、乾き度０．２〜０．３の低温低圧の二相冷媒となって室内熱交換器３に入る。
室内熱交換器３は蒸発器として動作し、冷媒は空気と熱交換を行い蒸発して乾き度０．９〜１．０の低温低圧の二相冷媒となり、四方弁２を経由してアキュームレータ６に入る。
アキュームレータ６に入った冷媒は気液分離され、ガス冷媒は圧縮機１に吸入される。
そして、アキュームレータ６の内部には、余剰の液冷媒３０とアルキルベンゼン油２０とが貯留される。

次に、冷凍サイクル装置の運転開始時における、非共沸混合冷媒のＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２との組成比について説明する。
アキュームレータ６の内部に存在するアルキルベンゼン油２０には、ＨＦＯ−１２３４ｙｆが選択的に多く溶解している。
特に、冷凍サイクル装置の運転が停止中の場合、アキュームレータ６内の圧力が上昇するため、アルキルベンゼン油２０の溶解度は増加している。

この状態から圧縮機１を起動すると、アキュームレータ６内の圧力は低下する。
アキュームレータ６内の圧力が低下すると、アキュームレータ６の内部に存在するアルキルベンゼン油２０の溶解度が低下する。
尚、圧力低下に伴い、アルキルベンゼン油２０の温度が低下するが、運転開始時におけるアキュームレータ６内の圧力変化は大きいため、圧力変化が溶解度に与える影響が大きく、アルキルベンゼン油２０の溶解度は低下することとなる。

アルキルベンゼン油２０の溶解度が低下すると、アルキルベンゼン油２０に選択的に溶解していたＨＦＯ−１２３４ｙｆが放出される。
このため、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの組成比が増加し、相対的にＨＦＣ−３２の組成比は低下する。

次に、冷凍サイクル装置が動作中における、非共沸混合冷媒のＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２との組成比について図２及び図３を用いて説明する。
アキュームレータ６の内部に存在するアルキルベンゼン油２０には、ＨＦＯ−１２３４ｙｆが選択的に多く溶解している。
定常運転中において、アルキルベンゼン油２０の溶解度は、アキュームレータ６内の圧力変化、及びアルキルベンゼン油２０の温度変化により増減する。

（Ｓ１１）
上述したように、圧縮機１を起動すると、圧縮機１はアキュームレータ６内の低圧のガス冷媒を吸入し、高圧のガス冷媒を吐出する。

（Ｓ１２）
例えば、制御回路１００は、吐出温度センサー１２により検出された圧縮機１の吐出温度（Ｔｄ）を取り込む。

（Ｓ１３）
制御回路１００は、吐出温度（Ｔｄ）と所定の基準値とを比較する。
この基準値は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制できる吐出温度とする。

（Ｓ１５）
制御回路１００は、検出した吐出温度（Ｔｄ）が基準値より小さいとき、圧縮機１の回転数を増速させる。
圧縮機１に吸入されるガス冷媒量が増加し、アキュームレータ６の内部の圧力が低下する。
アキュームレータ６内の圧力が低下すると、アキュームレータ６の内部に滞留するアルキルベンゼン油２０の温度が低下する。
アルキルベンゼン油２０の温度が低下すると、アキュームレータ６の内部に存在するアルキルベンゼン油２０の溶解度が増加する。
尚、定常運転中におけるアキュームレータ６内の圧力変化は小さいので、温度変化が溶解度に与える影響が大きく、アルキルベンゼン油２０の溶解度が増加することとなる。

アルキルベンゼン油２０の溶解度が増加すると、アルキルベンゼン油２０に溶解するＨＦＯ−１２３４ｙｆが増加する。
このため、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの組成比が低下し、相対的にＨＦＣ−３２の組成比は増加し、吐出温度は上昇する。

（Ｓ１４）
また、制御回路１００は、検出した吐出温度（Ｔｄ）が基準値より大きいとき、圧縮機１の回転数を減速させる。
圧縮機１に吸入されるガス冷媒量が減少し、アキュームレータ６の内部の圧力が上昇する。
アキュームレータ６内の圧力が上昇すると、アキュームレータ６の内部に滞留するアルキルベンゼン油２０の温度が上昇する。
アルキルベンゼン油２０の温度が上昇すると、アキュームレータ６の内部に存在するアルキルベンゼン油２０の溶解度が低下する。

アルキルベンゼン油２０の溶解度が低下すると、アルキルベンゼン油２０に溶解するＨＦＯ−１２３４ｙｆが放出する。
このため、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの組成比が上昇し、相対的にＨＦＣ−３２の組成比は減少し、吐出温度は低下する。
なお、ここで説明した基準値は、運転状態などにより異なっていてもよいし、制御の安定性を確保するため、ある幅を持っていてもよい。

以上のように本実施の形態においては、冷媒としてＨＦＣ−１２３４ｙｆと、このＨＦＣ−１２３４ｙｆよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒（例えば、ＨＦＣ−３２）とからなる非共沸混合冷媒を用い、冷凍機油としてアルキルベンゼン油２０を用いた。
このため、アルキルベンゼン油２０の選択溶解性を利用して、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒のＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２との組成比を変化させることができる。

また、圧縮機１の運転開始時（起動時）においては、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの組成比を増加させることができ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆが非相溶性の冷凍機油を用いた場合と比較して、ＨＦＣ−３２の組成比が低下して、冷媒の吐出温度の上昇を抑制することができる。よって、２重結合を持つＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制することができる。
これにより、信頼性の高い冷凍サイクル装置を実現できる。

また、アキュームレータ６内に滞留したアルキルベンゼン油２０の温度を変化させることにより、アルキルベンゼン油２０へのＨＦＯ−１２３４ｙｆの溶解度を変化させることができるので、非共沸混合冷媒の冷媒密度又は冷媒循環量を制御することができる。
これにより、冷凍サイクル装置の能力を制御することができる。

また、圧縮機１の回転数を制御し、アキュームレータ６内の圧力を変化させることにより、アルキルベンゼン油２０の温度を変化させ、アルキルベンゼン油２０の溶解度を変化させることができる。よって、圧縮機１の回転数を制御することにより、非共沸混合冷媒の冷媒密度又は冷媒循環量を制御することができる。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
図５はこの発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の起動前の状態を示す冷媒回路図である。
尚、図１と同一部分は同一符号で示す。

図４に示すように、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器５、絞り装置４、室内熱交換器３、アキュームレータ６を環状に接続した冷媒回路を備える。
また、第１のバイパス路１３ａ、第１の二方弁１４ａ、毛細管１５、高低圧熱交換器１６、レシーバ７、第２のバイパス路１３ｂ、第２の二方弁１４ｂを備える。
尚、図４は冷房運転時の状態を示す。また、図５は運転開始前の状態を示す。

第１のバイパス路１３ａは、圧縮機１と四方弁２とを接続する管とレシーバ７とを接続する。
第１の二方弁１４ａは、第１のバイパス路１３ａを開閉する。
毛細管１５は、第１のバイパス路１３ａの冷媒流量を調整する。
高低圧熱交換器１６は、アキュームレータ６から圧縮機１に吸入される低圧の非共沸混合冷媒と、第１のバイパス路１３ａ内を通る高圧の非共沸混合冷媒とを熱交換する。
レシーバ７は、上部が第１のバイパス路１３ａに、下部が第２のバイパス路１３ｂに接続される。
第２のバイパス路１３ｂは、アキュームレータ６と四方弁２とを接続する管と、レシーバ７とを接続する。
第２の二方弁１４ｂは、第２のバイパス路１３ｂを開閉する。

また、圧縮機１は、図示しない制御手段により運転が制御される。
尚、制御手段は、圧縮機１の運転状態に応じて、第１の二方弁１４ａ、及び第２の二方弁１４ｂの開閉を制御するようにしても良い。

また、この冷媒サイクル装置は、上記実施の形態１と同様に、冷媒としてＨＦＯ−１２３４ｙｆと、このＨＦＯ−１２３４ｙｆよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒（例えば、ＨＦＣ−３２）とからなる非共沸混合冷媒（以下、単に「冷媒」ともいう。）を用いる。

尚、本実施の形態における冷凍機油は、アルキルベンゼン油２０に限らず、任意の冷凍機油を用いても良い。

次に、この冷凍サイクル装置の動作を、冷房運転を例に説明する。
図５に示すように、冷凍サイクル装置の運転開始前（起動前）において、アキュームレータ６の内部には、余剰の液冷媒３０が貯留されている。
尚、上記実施の形態１と同様に、アキュームレータ６には冷凍機油が貯留されるが図示しない。

また、運転開始時には、第１の二方弁１４ａが開状態、第２の二方弁１４ｂが閉状態になっているものとする。
尚、図示しない制御手段により、圧縮機１を起動する際に、弁の開閉制御を行うようにしても良い。

この状態から圧縮機１を起動すると、アキュームレータ６内の圧力は低下する。
アキュームレータ６内の圧力が低下すると、アキュームレータ６に貯留された液冷媒３０は、まず、低沸点冷媒であるＨＦＣ−３２が蒸発する。
このため、ＨＦＯ−１２３４ｙｆよりＨＦＣ−３２の比率が高い冷媒ガスが、圧縮機１に吸入される。

そして、圧縮機１は高温高圧でＨＦＣ−３２リッチのガス冷媒を吐出する。
このＨＦＣ−３２リッチの冷媒は、四方弁２を通って室外熱交換器５に入る。

また、圧縮機１が吐出した高温高圧でＨＦＣ−３２リッチのガス冷媒の一部は、第１の二方弁１４ａの開により、第１のバイパス路１３ａへ流入する。
第１のバイパス路１３ａに入った高温高圧のガス冷媒は、毛細管１５を通り、さらに高低圧熱交換器１６を通る。
高低圧熱交換器１６では、高温高圧のガス冷媒は、圧縮機１に吸入される低圧の冷媒と熱交換され、高圧でＨＦＣ−３２リッチの凝縮液冷媒となってレシーバ７に貯蓄される。

一方、アキュームレータ６に貯留された液冷媒３０は、遅れて、高沸点冷媒であるＨＦＯ−１２３４ｙｆが蒸発する。
圧縮機１は高温高圧でＨＦＯ−１２３４ｙｆリッチのガス冷媒を吐出する。
このＨＦＯ−１２３４ｙｆの冷媒は、四方弁２を通って室外熱交換器５に入る。
室外熱交換器５は、凝縮器として動作し、冷媒は空気と熱交換を行い凝縮して液冷媒となり、絞り装置４に入る。
絞り装置４では冷媒は減圧され、乾き度０．２〜０．３の低温低圧の二相冷媒となって室内熱交換器３に入る。
室内熱交換器３は蒸発器として動作し、冷媒は空気と熱交換を行い蒸発して乾き度０．９〜１．０の低温低圧の二相冷媒となり、四方弁２を経由してアキュームレータ６に入る。
アキュームレータ６に入った冷媒は気液分離され、ガス冷媒は圧縮機１に吸入される。

これにより、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成は、ＨＦＣ−１２３４ｙｆがリッチの状態で循環する。

以上のように本実施の形態においては、圧縮機１から吐出された高温高圧でＨＦＣ−３２リッチのガス冷媒の一部を、第１のバイパス路１３ａを経由させ、ＨＦＣ−３２リッチの冷媒をレシーバ７に貯留する。
このため、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成を、ＨＦＯ−１２３４ｙｆリッチで運転することができ、圧縮機１の吐出温度を低下させることができる。よって、２重結合を持つＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制することができる。
これにより、信頼性の高い冷凍サイクル装置を実現できる。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、ＨＦＯ−１２３４ｙｆリッチで運転することにより、圧縮機１の吐出温度を低下させ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制した。
一方、ＨＦＣ−３２リッチで運転することにより、冷媒回路内で発生する冷媒の圧力損失を低減することができる利点もある。
本実施の形態３では、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制するとともに、冷媒回路内で発生する冷媒の圧力損失を低減する。

図６はこの発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
尚、図４と同一部分は同一符号で示す。

図６に示すように、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、実施の形態２の構成（図４）に加え、吐出温度センサー１２、及び制御手段である制御回路１００を備える。

吐出温度センサー１２は、圧縮機１の吐出側（例えば吐出管）に設置される。
制御回路１００は、吐出温度センサー１２の検知温度に基づき、第１の二方弁１４ａ、及び第２の二方弁１４ｂの開閉を制御する。

次に、本実施の形態３の動作を、図７に基づき説明する。

図７はこの発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の二方弁の制御を説明するフローチャートである。以下、図７の各ステップについて説明する。

（Ｓ２１）
上述した実施の形態２と同様に、圧縮機１を起動すると、アキュームレータ６内の圧力は低下し、まず、低沸点冷媒であるＨＦＣ−３２が蒸発し、遅れて、高沸点冷媒であるＨＦＯ−１２３４ｙｆが蒸発する。

（Ｓ２２）
制御回路１００は、吐出温度センサー１２により検出された圧縮機１の吐出温度（Ｔｄ）を取り込む。

（Ｓ２３）
制御回路１００は、吐出温度（Ｔｄ）と所定の基準値とを比較する。
この基準値は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制できる吐出温度とする。

（Ｓ２４）
制御回路１００は、検出した吐出温度（Ｔｄ）が基準値より大きいとき、第１の二方弁１４ａを開状態、第２の二方弁１４ｂを閉状態にする。そして、上述した実施の形態２と同様に、ＨＦＣ−３２リッチの冷媒をレシーバ７に貯留する。
これにより、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成は、ＨＦＣ−１２３４ｙｆがリッチの状態で循環する。

（Ｓ２５）
制御回路１００は、検出した吐出温度（Ｔｄ）が基準値より小さいとき、第１の二方弁１４ａを閉状態、第２の二方弁１４ｂを開状態にする。そして、レシーバ７に貯留されたＨＦＣ−３２リッチの液冷媒を、第２のバイパス路１３ｂを経て、冷媒回路内へ放出する。
これにより、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒の、ＨＦＣ−３２の冷媒組成を増加させる。

制御回路１００は、上記ステップＳ２２〜Ｓ２５を繰り返す。

以上のように本実施の形態においては、吐出温度が基準値より大きいとき、ＨＦＣ−３２リッチの冷媒をレシーバ７に貯留する。
このため、吐出温度が高いとき、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成を、ＨＦＯ−１２３４ｙｆリッチで運転することができる。よって、吐出温度を低減させることができ、２重結合を持つＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制することができる。これにより、信頼性優先の運転を実施することが可能となる。

また、吐出温度が基準値より小さいとき、レシーバ７に貯留されたＨＦＣ−３２リッチの液冷媒を冷媒回路内へ放出する。
このため、吐出温度が低いとき、冷媒回路を循環するＨＦＣ−３２の冷媒組成を増加させることができる。よって、冷媒回路内で発生する冷媒の圧力損失を低減することができる。これにより、効率優先の運転を実施することができる。

また、吐出温度に応じて、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成を変化させることができるので、信頼性を確保しながら効率の良い運転が実現できる。これにより、ＣＯＰ（成績係数）を向上することができる。なお、ここで説明した基準値は、運転状態などにより異なっていてもよいし、制御の安定性を確保するため、ある幅を持っていてもよい。

実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
尚、図８は冷房運転時の状態を示す。また、図１と同一部分は同一符号で示す。

図８に示すように、本実施の形態４に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器５、絞り装置４、室内熱交換器３、アキュームレータ６を環状に接続した冷媒回路を備える。
また、油貯留容器８、第３の二方弁１４ｃ、第４の二方弁１４ｄ、第５の二方弁１４ｅ、第６の二方弁１４ｆを備える。
さらに、吐出温度センサー１２、及び図示しない制御回路１００を備える。
尚、制御回路１００は、本発明における制御手段である。

油貯留容器８の内部には、アルキルベンゼン油２０が貯留されている。
また、油貯留容器８は、高圧側バイパス路、及び低圧側バイパス路により、冷媒回路に接続される。

高圧側バイパス路は、圧縮機１と四方弁２とを接続する管から、第３の二方弁１４ｃを介して油貯留容器８へ至り、油貯留容器８から、第４の二方弁１４ｄを介して圧縮機１と四方弁２とを接続する管に戻る。

低圧側バイパス路は、アキュームレータ６と圧縮機１とを接続する管から、第５の二方弁１４ｅを介して油貯留容器８へ至り、油貯留容器８から、第６の二方弁１４ｆを介してアキュームレータ６と圧縮機１とを接続する管に戻る。

吐出温度センサー１２は、圧縮機１の吐出側（例えば吐出管）に設置される。
制御回路１００は、吐出温度センサー１２の検知温度に基づき、第３の二方弁１４ｃ、第４の二方弁１４ｄ、第５の二方弁１４ｅ、及び第６の二方弁１４ｆの開閉を制御する。

この冷媒サイクル装置は、上記実施の形態１と同様に、冷媒としてＨＦＯ−１２３４ｙｆと、このＨＦＯ−１２３４ｙｆよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒（例えば、ＨＦＣ−３２）とからなる非共沸混合冷媒（以下、単に「冷媒」ともいう。）を用いる。

また、実施の形態１で説明したように、アルキルベンゼン油２０は選択溶解性を有する。よって、油貯留容器８内のアルキルベンゼン油２０には、ＨＦＯ−１２３４ｙｆが選択的に溶解している。

次に、本実施の形態４の動作を、図９に基づき説明する。

図９はこの発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の二方弁の制御を説明するフローチャートである。以下、図９の各ステップについて説明する。

（Ｓ３１）
上述した実施の形態１と同様に、圧縮機１を起動すると、圧縮機１はアキュームレータ６内の低圧のガス冷媒を吸入し、高圧のガス冷媒を吐出する。

（Ｓ３２）
制御回路１００は、吐出温度センサー１２により検出された圧縮機１の吐出温度（Ｔｄ）を取り込む。

（Ｓ３３）
制御回路１００は、吐出温度（Ｔｄ）と所定の基準値とを比較する。
この基準値は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制できる吐出温度とする。

（Ｓ３４）
制御回路１００は、検出した吐出温度（Ｔｄ）が基準値より大きいとき、第３の二方弁１４ｃ、及び第４の二方弁１４ｄを閉状態にし、第５の二方弁１４ｅ、及び第６の二方弁１４ｆを開状態にして、油貯留容器８を低圧側バイパス路に接続する。

これにより、油貯留容器８の内部の圧力が低くなる。
アキュームレータ６内の圧力が低下すると、アキュームレータ６の内部に存在するアルキルベンゼン油２０の溶解度が低下する。
尚、油貯留容器８は、冷媒回路とは独立して設けられているため、油貯留容器８内の温度変化は少ない。このため、圧力変化が溶解度に与える影響が大きく、アルキルベンゼン油２０の溶解度は低下することとなる。

アルキルベンゼン油２０の溶解度が低下すると、アルキルベンゼン油２０に選択的に溶解していたＨＦＯ−１２３４ｙｆが放出される。
このため、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの組成比が増加し、相対的にＨＦＣ−３２の組成比は低下する。

（Ｓ３５）
制御回路１００は、検出した吐出温度（Ｔｄ）が基準値より小さいとき、第３の二方弁１４ｃ、及び第４の二方弁１４ｄを開状態にし、第５の二方弁１４ｅ、及び第６の二方弁１４ｆを閉状態にして、油貯留容器８を高圧側バイパス路に接続する。

これにより、油貯留容器８の内部の圧力が高くなる。
アキュームレータ６内の圧力が高くなると、アキュームレータ６の内部に存在するアルキルベンゼン油２０の溶解度が増加する。
尚、油貯留容器８は、冷媒回路とは独立して設けられているため、油貯留容器８内の温度変化は少ない。このため、圧力変化が溶解度に与える影響が大きく、アルキルベンゼン油２０の溶解度は増加することとなる。

アルキルベンゼン油２０の溶解度が増加すると、アルキルベンゼン油２０に溶解するＨＦＯ−１２３４ｙｆが増加する。
このため、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの組成比が低下し、相対的にＨＦＣ−３２の組成比は増加する。

以上のように本実施の形態においては、アルキルベンゼン油２０が貯留された油貯留容器８を備え、高圧側バイパス路、又は低圧側バイパス路に接続することにより、油貯留容器８内の圧力を変化させる。
このため、アルキルベンゼン油２０の選択溶解性を利用して、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒のＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２との組成比を変化させることができる。

また、吐出温度が基準値より大きいとき、油貯留容器８を低圧側バイパス路に接続する。
このため、吐出温度が高いとき、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成を、ＨＦＯ−１２３４ｙｆリッチで運転することができる。よって、吐出温度を低減させることができ、２重結合を持つＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制することができる。これにより、信頼性優先の運転を実施することが可能となる。

また、吐出温度が基準値より小さいとき、油貯留容器８を高圧側バイパス路に接続する。
このため、吐出温度が低いとき、冷媒回路を循環するＨＦＣ−３２の冷媒組成を増加させることができる。よって、冷媒回路内で発生する冷媒の圧力損失を低減することができる。これにより、効率優先の運転を実施することができる。

また、吐出温度に応じて、冷媒回路を循環する非共沸混合冷媒の冷媒組成を変化させることができるので、信頼性を確保しながら効率の良い運転が実現できる。これにより、ＣＯＰ（成績係数）を向上することができる。

実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
尚、図１０は冷房運転時の状態を示す。また、図１と同一部分は同一符号で示す。

図１０に示すように、本実施の形態５に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器５、絞り装置４、室内熱交換器３を環状に接続した冷媒回路を備える。
また、圧縮機１は、図示しないモータを内蔵している。

圧縮機１に内蔵されたモータは、ＤＣモータを用いる。また、永久磁石が希土類磁石で構成されている。

以上のように本実施の形態においては、圧縮機１に内蔵されたモータは、ＤＣモータを用い、永久磁石が希土類磁石で構成されている。
このため、ＡＣモータやフェライト磁石で構成されたモータを内蔵した圧縮機と比べて効率が高く、モータ発熱量を小さくすることができる。よって、圧縮機１が吐出する冷媒の吐出温度の上昇を抑制することができ、２重結合を持つＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制することができる。

尚、上記実施の形態１〜４において、本実施の形態５で説明したＤＣモータを圧縮機１に内蔵するようにしても良い。
これにより、圧縮機１が吐出する冷媒の吐出温度の上昇を抑制することができ、２重結合を持つＨＦＯ−１２３４ｙｆの分解を抑制することができる。

本発明は、圧縮機吐出温度の基準値にあわせる制御を圧縮機の回転数を変化させ、アキュームレータ内等の圧力と温度を変化させて冷媒の溶解度を変えて信頼性が高い冷凍サイクルを得るものであるが、１つの基準温度より高いか低いかによるものでなく、基準温度範囲を設けこの範囲の高いほうの温度を超える場合には各アクチュエータにて吐出温度を下げる制御を行い、この範囲の低いほうの温度より低くなる場合には各アクチュエータにて吐出温度を上げる制御を行っても良いことは当然である。冷凍サイクルにおける圧縮機の吐出温度は、圧縮機の回転数以外の多くのアクチュエータ、例えば絞り装置の開度、室外熱交換器へ送風を行う送風機の回転数などによっても変化する。これらのどのアクチュエータを制御しても良いし複数のものを使用しても良い。これにより信頼性の高い運転が可能な圧縮機吐出温度の範囲内で利用側の熱交換器の能力制御など他の制御が有効に行えることになる。

この発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 この発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の圧縮機の制御を説明する冷媒回路図である。 この発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の圧縮機の制御を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 この発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の起動前の状態を示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 この発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の二方弁の制御を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 この発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の二方弁の制御を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。

符号の説明

１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 室内熱交換器、４ 絞り装置、５ 室外熱交換器、６ アキュームレータ、７ レシーバ、８ 油貯留容器、１２ 吐出温度センサー、１３ａ 第１のバイパス路、１３ｂ 第２のバイパス路、１４ａ 第１の二方弁、１４ｂ 第２の二方弁、１４ｃ 第３の二方弁、１４ｄ 第４の二方弁、１４ｅ 第５の二方弁、１４ｆ 第６の二方弁、１５ 毛細管、１６ 高低圧熱交換器、２０ アルキルベンゼン油、３０ 液冷媒、１００ 制御回路。

Claims (11)

1. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器、アキュームレータを環状に接続した冷媒回路を有し、
   冷媒としてテトラフルオロプロペンと該テトラフルオロプロペンよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒とを含む非共沸混合冷媒を用い、
   冷凍機油としてアルキルベンゼン油を用いたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記アキュームレータに滞留した前記アルキルベンゼン油の温度を変化させ、該アルキルベンゼン油への前記テトラフルオロプロペンの溶解度を変化させて前記非共沸混合冷媒の冷媒密度又は冷媒循環量を制御することを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記圧縮機の運転を制御する制御手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記圧縮機の回転数を制御し、前記アキュームレータ内の圧力を変化させることにより、前記アルキルベンゼン油の温度を変化させることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル装置。
4. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器、アキュームレータを環状に接続した冷媒回路と、
   レシーバと、
   前記圧縮機と前記凝縮器とを接続する管と前記レシーバとを接続する第１のバイパス路と、
   該第１のバイパス路を開閉する第１の二方弁と、
   前記第１のバイパス路の冷媒流量を調整する毛細管と、
   前記アキュームレータから前記圧縮機に吸入される低圧の前記非共沸混合冷媒と前記第１のバイパス路内を通る高圧の前記非共沸混合冷媒とを熱交換する高低圧熱交換器と、
   前記アキュームレータと前記蒸発器とを接続する管と前記レシーバとを接続する第２のバイパス路と、
   該第２のバイパス路を開閉する第２の二方弁と
   を備え、
   冷媒としてテトラフルオロプロペンと該テトラフルオロプロペンよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒とを含む非共沸混合冷媒を用いることを特徴とする冷凍サイクル装置。
5. 前記圧縮機の吐出側に設置された吐出温度センサーと、
   前記吐出温度センサーの検知温度に基づき、前記第１の二方弁及び前記第２の二方弁の開閉を制御する制御手段と
   を更に備えたことを特徴とする請求項４記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記制御手段は、
   前記検知温度が所定の基準値より大きいとき、前記第１の二方弁を開、前記第２の二方弁を閉状態にし、
   前記検知温度が所定の基準値より小さいとき、前記第１の二方弁を閉、前記第２の二方弁を開状態にすることを特徴とする請求項５記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記第１の二方弁及び前記第２の二方弁の開閉、並びに前記圧縮機の運転を制御する制御手段を更に備え、
   前記制御部は、前記第１の二方弁を開、前記第２の二方弁を閉状態にして、前記圧縮機の運転を開始させ、
   前記ＨＦＣ系冷媒の比率が高い前記非共沸混合冷媒を、前記レシーバに貯留させることを特徴とする請求項４記載の冷凍サイクル装置。
8. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器、アキュームレータを環状に接続した冷媒回路と、
   アルキルベンゼン油が貯留される油貯留容器と、
   前記圧縮機と前記凝縮器とを接続する管から第３の二方弁を介して前記油貯留容器へ至り、該油貯留容器から第４の二方弁を介して前記圧縮機と前記凝縮器とを接続する管に戻る高圧側バイパス路と、
   前記アキュームレータと前記圧縮機とを接続する管から第５の二方弁を介して前記油貯留容器へ至り、該油貯留容器から第６の二方弁を介して前記アキュームレータと前記圧縮機とを接続する管に戻る低圧側バイパス路と
   を備え、
   冷媒としてテトラフルオロプロペンと該テトラフルオロプロペンよりも沸点の低いＨＦＣ系冷媒とを含む非共沸混合冷媒を用いたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
9. 前記圧縮機の吐出側に設置された吐出温度センサーと、
   前記吐出温度センサーの検知温度に基づき、前記第３の二方弁、前記第４の二方弁、前記第５の二方弁、及び前記第６の二方弁の開閉を制御する制御手段と
   を更に備えたことを特徴とする請求項８記載の冷凍サイクル装置。
10. 前記制御手段は、
    前記検知温度が所定の基準値より大きいとき、前記第３及び第４の二方弁を閉状態、前記第５及び第６の二方弁を開状態にし、
    前記検知温度が所定の基準値より小さいとき、前記第３及び第４の二方弁を開状態、前記第５及び第６の二方弁を閉状態にすることを特徴とする請求項９記載の冷凍サイクル装置。
11. 前記圧縮機は、永久磁石を希土類磁石で構成したＤＣモータを有することを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の冷凍サイクル装置。

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