JP2014228154A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner.
空気調和機では、冷媒としてＲ４１０Ａが使用されている。しかし、地球環境に及ぼす影響を低減するために、地球温暖化係数がＲ４１０Ａの１／３程度であるジフルオロメタン（以下「Ｒ３２」という。）へ移行することが検討されている。 In the air conditioner, R410A is used as a refrigerant. However, in order to reduce the influence on the global environment, the transition to difluoromethane (hereinafter referred to as “R32”) having a global warming potential of about 1/3 of R410A has been studied.
ところで、冷媒の種類によって、相溶する冷凍機油は異なる。Ｒ３２との相溶性が高い冷凍機油として、エステル結合を有する油が挙げられるが、従来のエステル結合を有する油はＲ３２存在下において十分な潤滑性を得ることができない。 By the way, the refrigerating machine oil to be compatible varies depending on the type of refrigerant. Refrigerating machine oils having high compatibility with R32 include oils having ester bonds, but conventional oils having ester bonds cannot obtain sufficient lubricity in the presence of R32.
特許文献１は、ジペンタエリスリトールと脂肪酸とのエステル油を冷凍機油全量基準で１０質量％以上含有し、且つエステル油を構成する脂肪酸における炭素数５〜７の脂肪酸の割合が２０モル％以上であるＲ３２用冷凍機油を冷凍サイクルに使用することで、Ｒ３２とともに用いた場合であっても、十分に高い冷媒相溶性と十分に高い潤滑性とを有するＲ３２用冷凍機油を提供できることを開示している。 Patent Document 1 contains an ester oil of dipentaerythritol and a fatty acid in an amount of 10% by mass or more based on the total amount of refrigerating machine oil, and the proportion of the fatty acid having 5 to 7 carbon atoms in the fatty acid constituting the ester oil is 20 mol% or more. It is disclosed that by using a certain R32 refrigerating machine oil in a refrigerating cycle, it is possible to provide a R32 refrigerating machine oil having sufficiently high refrigerant compatibility and sufficiently high lubricity even when used together with R32. Yes.
しかしながら、ジペンタエリスリトールを原料とするエステル結合を有する油は、冷凍サイクル内部の水分により、加水分解しやすい。加水分解により、圧縮機の樹脂材料の劣化等が進むおそれがある。 However, an oil having an ester bond derived from dipentaerythritol is easily hydrolyzed by moisture inside the refrigeration cycle. Hydrolysis may cause deterioration of the resin material of the compressor.
そこで、本発明は、高い潤滑性を実現しつつ、冷凍機油の加水分解を抑制する空気調和機を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the air conditioner which suppresses hydrolysis of refrigerating machine oil, implement | achieving high lubricity.
本発明の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、膨張機構及び室内熱交換器と、Ｒ３２冷媒又はＲ３２が５０重量％より多く含まれている混合冷媒と、エステル結合を有する油及びエーテル結合を有する油を含む冷凍機油とを備えた。 The air conditioner of the present invention includes a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion mechanism and an indoor heat exchanger, an R32 refrigerant or a mixed refrigerant containing more than 50% by weight of R32, and an oil and an ether having an ester bond. And a refrigerating machine oil including an oil having a bond.
本発明によれば、高い潤滑性を実現しつつ、冷凍機油の加水分解を抑制する空気調和機を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the air conditioner which suppresses hydrolysis of refrigerating machine oil can be provided, implement | achieving high lubricity.
以下、本発明の実施例に係る空気調和機について説明する。 Hereinafter, an air conditioner according to an embodiment of the present invention will be described.
図１は冷暖房兼用の空気調和機の概略図である。本実施例の空気調和機は、圧縮機１、室外熱交換器３、膨張機構４、室内熱交換器５を配管で接続し、冷媒が循環する。 FIG. 1 is a schematic view of an air conditioner that is also used for air conditioning. In the air conditioner of the present embodiment, the compressor 1, the outdoor heat exchanger 3, the expansion mechanism 4, and the indoor heat exchanger 5 are connected by piping, and the refrigerant circulates.
冷房運転の場合、圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を介して室外熱交換器３に流れる。高温高圧のガス冷媒は、凝縮器として機能する室外熱交換器３で冷却され、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、膨張機構４で膨張され、僅かにガスを含む低温低圧の液冷媒となって、室内熱交換器６に流れる。低温低圧の液冷媒は、蒸発器として機能する室内熱交換器６で加熱され、低温のガス冷媒となり、再び四方弁２を介して圧縮機１に戻る。暖房運転の場合、四方弁２によって冷媒の流れが変えられ、冷媒は冷房運転と逆方向に流れる。 In the case of the cooling operation, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 1 flows to the outdoor heat exchanger 3 via the four-way valve 2. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant is cooled by the outdoor heat exchanger 3 functioning as a condenser, and becomes a high-pressure liquid refrigerant. The high-pressure liquid refrigerant is expanded by the expansion mechanism 4 and becomes a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant containing a slight amount of gas and flows to the indoor heat exchanger 6. The low-temperature and low-pressure liquid refrigerant is heated by the indoor heat exchanger 6 functioning as an evaporator, becomes a low-temperature gas refrigerant, and returns to the compressor 1 through the four-way valve 2 again. In the heating operation, the refrigerant flow is changed by the four-way valve 2, and the refrigerant flows in the opposite direction to the cooling operation.
なお、四方弁２を用いずに、冷房あるいは暖房のいずれか一方のみの機能を有するように構成してもよい。また、膨張機構４として、電子膨張弁、キャピラリーチューブや温度式膨張機構などを用いることができる。 In addition, you may comprise so that it may have only the function of either cooling or heating, without using the four-way valve 2. As the expansion mechanism 4, an electronic expansion valve, a capillary tube, a temperature type expansion mechanism, or the like can be used.
図２は圧縮機の概略図である。圧縮機１は、端板７と渦巻状ラップ８を有する固定スクロール部材６と、ラップ１０を有する旋回スクロール部材９をお互いにラップ８とラップ１０とを向い合わせにして噛み合わせて圧縮機構部を形成し、旋回スクロール部材９をクランクシャフト１１によって旋回運動させる。固定スクロール部材６及び旋回スクロール部材９によって形成される圧縮室１２（１２ａ、１２ｂ・・・）のうち、最も外側に位置している圧縮室は、旋回運動にともなって容積が次第に縮小しながら、固定スクロール部材６及び旋回スクロール部材９の中心に向かって移動していく。圧縮室１２が固定スクロール部材６及び旋回スクロール部材９の中心近傍に達したとき、圧縮室１２が吐出口１３と連通して、圧縮室１２で圧縮されたガス冷媒が吐出パイプ１６を通じて圧縮機１の外に吐出される。 FIG. 2 is a schematic view of the compressor. The compressor 1 engages a fixed scroll member 6 having an end plate 7 and a spiral wrap 8 and a orbiting scroll member 9 having a wrap 10 with the wrap 8 and the wrap 10 facing each other to engage the compression mechanism portion. Then, the orbiting scroll member 9 is orbited by the crankshaft 11. Of the compression chambers 12 (12a, 12b...) Formed by the fixed scroll member 6 and the orbiting scroll member 9, the outermost compression chamber is gradually reduced in volume with the orbiting motion. The fixed scroll member 6 and the orbiting scroll member 9 move toward the center. When the compression chamber 12 reaches the vicinity of the center of the fixed scroll member 6 and the orbiting scroll member 9, the compression chamber 12 communicates with the discharge port 13, and the gas refrigerant compressed in the compression chamber 12 passes through the discharge pipe 16. It is discharged outside.
圧縮機１は、圧力容器１５内に電動モータ１７を内蔵しており、圧縮機１は一定速あるいは図示しないインバータによって制御された電圧に応じた回転速度でクランクシャフト１１が回転し、圧縮動作を行う。電動モータ１７は冷媒および冷凍機油の雰囲気中で作動する。モータ１７の図示しないコイルの相間や積層鋼鈑の間には、その絶縁を保持するために絶縁フィルムが配置されている。しかし、絶縁フィルムは、安価なポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のフィルムを用いている。 The compressor 1 has a built-in electric motor 17 in the pressure vessel 15, and the compressor 1 performs a compression operation by rotating the crankshaft 11 at a constant speed or at a rotational speed corresponding to a voltage controlled by an inverter (not shown). Do. The electric motor 17 operates in an atmosphere of refrigerant and refrigeration oil. An insulating film is arranged between the phases of coils (not shown) of the motor 17 and between the laminated steel plates in order to maintain the insulation. However, an inexpensive film such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate is used as the insulating film.
また、電動モータ１７の下部に油溜め部が設けられており、油溜め部に溜まっている冷凍機油は圧力差によってクランクシャフト１１に設けられた油孔１９を通って、旋回スクロール部材９とクランクシャフト１１との摺動部や滑り軸受け１８等の潤滑に供される。 Further, an oil sump is provided at the lower part of the electric motor 17, and the refrigerating machine oil accumulated in the oil sump passes through the oil hole 19 provided in the crankshaft 11 due to a pressure difference, and the orbiting scroll member 9 and the crank. It is used for lubrication of the sliding portion with the shaft 11, the sliding bearing 18, and the like.
冷凍機油としてはＲ３２との相溶性や潤滑性の良好なジペンタエリスリトールと脂肪酸からなるエステル結合を有する油を用いている。本実施例における結合を有する油は、Ｒ３２との相溶性を保つために炭素数が少ない脂肪酸を原料とし、粘性を向上させるためにジペンタエリスリトールを原料としている。 As the refrigerating machine oil, an oil having an ester bond composed of dipentaerythritol and a fatty acid having good compatibility with R32 and lubricity is used. The oil having a bond in this example uses a fatty acid having a small number of carbons as a raw material in order to maintain compatibility with R32, and uses dipentaerythritol as a raw material in order to improve viscosity.
しかしながら、ジペンタエリスリトールを原料とするエステル結合を有する油は冷凍サイクル内に存在する水分により加水分解を起こし劣化する恐れがある。 However, an oil having an ester bond made of dipentaerythritol as a raw material may be hydrolyzed and deteriorated by moisture present in the refrigeration cycle.
そこで、本実施例ではエステル結合を有する油（以下「エステル油」という。）中に添加油としてエーテル結合を有する油（以下「エーテル油」という。）を添加している。すなわち、本実施例の冷凍機油は、エステル油及びエーテル油を含む。エーテル油は吸湿性が高く、且つ、加水分解性を持たない。そのため、エステル油にエーテル油を添加することで、冷凍サイクル内の水分によるエステル油の加水分解を抑制することができる。 Therefore, in this embodiment, an oil having an ether bond (hereinafter referred to as “ether oil”) is added as an additive oil to an oil having an ester bond (hereinafter referred to as “ester oil”). That is, the refrigerating machine oil of the present embodiment includes ester oil and ether oil. Ether oil is highly hygroscopic and not hydrolyzable. Therefore, by adding ether oil to ester oil, hydrolysis of ester oil due to moisture in the refrigeration cycle can be suppressed.
本実施例によれば、Ｒ３２との相溶性、潤滑性を維持しつつ、エステル油の加水分解を抑制して長期に渡り冷凍機油を安定的に保つことが出来る。 According to this example, while maintaining compatibility with R32 and lubricity, hydrolysis of ester oil can be suppressed and refrigeration oil can be stably maintained over a long period of time.
なお、エーテル油を単独で冷凍機油として用いる場合、潤滑性を向上させるために、極圧添加剤を添加する必要がある。しかし、本実施例における冷凍機油には、エーテル油よりもエステル油のほうが多く含まれている。エステル油は潤滑性が高いため、極圧添加剤の添加を避けることができる。 In addition, when using ether oil independently as refrigerating machine oil, in order to improve lubricity, it is necessary to add an extreme pressure additive. However, the refrigerating machine oil in this example contains more ester oil than ether oil. Since ester oil has high lubricity, the addition of extreme pressure additives can be avoided.
エステル油に添加するエーテル油は式（１）（式（１）中、ｍ、ｎはそれぞれ分子構造の繰り返し単位の個数であってｍ＝８０〜９９、ｎ＝１〜２０の数値を表し、Ｒ2及びＲ3はエチルオキシ基及びイソブチルオキシ基を表す）又は式（２）（式（２）中、ｍは分子構造の繰り返し単位の個数であって６〜８０の数値を表し、Ｒ4は炭素数３〜５のアルキル基を表す）である。 The ether oil added to the ester oil is represented by the formula (1) (in the formula (1), m and n are the number of repeating units of the molecular structure, and m = 80 to 99 and n = 1 to 20, respectively. R 2 and R 3 represent an ethyloxy group and an isobutyloxy group) or formula (2) (in formula (2), m represents the number of repeating units of the molecular structure and represents a numerical value of 6 to 80, and R 4 represents Represents an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms).
冷凍機油として使用するエステル油はＲ３２と相溶性を示し熱化学安定性の高い式（３）〜（６）（式中、Ｒ1は炭素数５〜９のアルキル基を表す）のいずれかであることが好ましい。さらに、高粘度の維持及び潤滑性の向上のため式（５）と式（６）のいずれか、若しくは、混合したものが好ましい。 The ester oil used as the refrigerating machine oil is one of the formulas (3) to (6) (in which R 1 represents an alkyl group having 5 to 9 carbon atoms) that is compatible with R32 and has high thermochemical stability. Preferably there is. Furthermore, in order to maintain a high viscosity and improve lubricity, one of formula (5) and formula (6) or a mixture thereof is preferable.
図３は、エステル油とエーテル油の吸湿量に関する実験結果である。エステル油には、式（５）と式（６）に記載されたものを混合した冷凍機油を用いた。エーテル油には、式（１）に記載されたものであって、後述する冷凍機油成分Ａを用いた。温度を３０℃、相対湿度を８０±５ＲＨ％に設定した恒温槽内に、直径５２ｍｍのビーカ（接触表面積２１．２ｃｍ2）にエステル油を７０ｇ入れ、別の直径５２ｍｍのビーカにエーテル油を７０ｇ入れ、時間ごとの水分量を測定した。 FIG. 3 shows the experimental results regarding the moisture absorption amounts of ester oil and ether oil. As the ester oil, a refrigerating machine oil in which those described in the formulas (5) and (6) were mixed was used. As the ether oil, a refrigerating machine oil component A described later, which is described in the formula (1), was used. In a thermostatic chamber set at a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 80 ± 5 RH%, 70 g of ester oil is put in a beaker having a diameter of 52 mm (contact surface area 21.2 cm 2 ), and 70 g of ether oil is put in another beaker having a diameter of 52 mm. The moisture content was measured every hour.
図３に示すように、恒温槽内を密閉空間にした状態で、ある水分量、例えば１，０００ｐｐｍに到達するまでの時間は、エーテル油がエステル油より早い結果となった。 As shown in FIG. 3, the time required to reach a certain amount of water, for example, 1,000 ppm, in the state where the thermostatic chamber is in a sealed space, resulted in ether oil being earlier than ester oil.
つまり、密閉されており、水分量の総量が変わらない冷凍サイクル内で考えると、エステル油にエーテル油を添加することで、優先的にエーテル油に水分を吸湿させ、エステル油の加水分解を抑制できることがわかった。 In other words, when considering in a refrigeration cycle that is sealed and the total amount of water does not change, adding ether oil to ester oil preferentially absorbs moisture into ether oil and suppresses hydrolysis of ester oil I knew it was possible.
図４は、エステル油の吸湿量に関する実験結果である。温度を３０℃、相対湿度を８０±５ＲＨ％に設定した恒温槽内に、直径５２ｍｍのビーカ（接触表面積２１．２ｃｍ2）にエステル油を７０ｇ入れ、１００時間経過するまで時間ごとの水分量を測定した。 FIG. 4 is an experimental result regarding the moisture absorption amount of the ester oil. 70g of ester oil was put in a beaker (contact surface area 21.2cm 2 ) with a diameter of 52mm in a thermostat set at 30 ° C and relative humidity 80 ± 5RH%, and the water content per hour until 100 hours passed. It was measured.
図４に示す通り、Ｒ３２と相溶性を示すエステル油の飽和水分量は２，５００ｐｐｍとなった。飽和水分量が吸水速度に影響を与えるため、エステル油に添加するエーテル油の飽和水分量は２，５００ｐｐｍ以上が好ましい。図示していないが、測定の結果、式（１）及び式（２）に記載されたエーテル油の飽和水分量は４，０００ｐｐｍ以上となった。飽和水分量とは、吸湿することができる水の質量の最大値をいう。 As shown in FIG. 4, the saturated moisture content of the ester oil that is compatible with R32 was 2,500 ppm. Since the saturated water amount affects the water absorption rate, the saturated water amount of the ether oil added to the ester oil is preferably 2,500 ppm or more. Although not shown, as a result of the measurement, the saturated water content of the ether oil described in the formulas (1) and (2) was 4,000 ppm or more. Saturated water content refers to the maximum mass of water that can absorb moisture.
次に、本実施例に用いるエーテル油とＲ３２との相溶性について説明する。冷凍機油は圧縮機１の油溜めに存在し、圧縮機１の起動時に各摺動部へと供給され、少量は圧縮機１の外へ吐出される。エーテル油がＲ３２に相溶する場合、圧縮機１の外へ吐出されてもＲ３２に溶け込んだままであるため、冷凍サイクル中を循環し、再び圧縮機１に戻る。エーテル油は高温下で吸湿した水分を放出する特徴がある。そのため、エーテル油がＲ３２に相溶する場合、冷凍サイクル中で水分を吸湿し、水分を保持したエーテル油が圧縮機１に戻る。そして、圧縮機１でエーテル油が加熱されると、逆に水分を放出するおそれがある。 Next, the compatibility between the ether oil used in this example and R32 will be described. The refrigerating machine oil is present in the oil reservoir of the compressor 1, supplied to each sliding portion when the compressor 1 is started, and a small amount is discharged out of the compressor 1. When the ether oil is compatible with R32, it is still dissolved in R32 even if it is discharged out of the compressor 1, so it circulates in the refrigeration cycle and returns to the compressor 1 again. Ether oil is characterized by releasing moisture absorbed at high temperatures. Therefore, when ether oil is compatible with R32, moisture is absorbed in the refrigeration cycle, and the ether oil that retains moisture returns to the compressor 1. And when ether oil is heated with the compressor 1, there exists a possibility that a water | moisture content may be discharge | released conversely.
そこで、本実施例では、Ｒ３２に相溶しないエーテル油を用いている。本実施例によれば、冷凍サイクルを循環する間にエーテル油とＲ３２は分離するため、エーテル油が圧縮機１以外の冷凍サイクル中に残留しやすい。エーテル油が冷凍サイクル中に分布することで、冷凍サイクル中に存在する水分を広く吸湿することができる。本実施例によれば、水分を保持したエーテル油が圧縮機１に戻りづらいため、エーテル油が水分を保持しやすく、エステル油の加水分解を抑制することができる。 Therefore, in this embodiment, ether oil that is incompatible with R32 is used. According to the present embodiment, ether oil and R32 are separated while circulating through the refrigeration cycle, and therefore ether oil tends to remain in the refrigeration cycle other than the compressor 1. By distributing the ether oil in the refrigeration cycle, moisture present in the refrigeration cycle can be widely absorbed. According to the present embodiment, the ether oil that retains moisture is difficult to return to the compressor 1, and thus the ether oil can easily retain moisture, and hydrolysis of the ester oil can be suppressed.
特に、冷媒としてＲ３２を採用した場合、従来、冷媒として用いられてきたＲ４１０Ａに比べて、圧縮機１の吐出温度が上昇しやすく、圧縮機１の吐出温度が１００℃を超える可能性がある。このような圧縮機１に水分を吸湿したエーテル油が戻ると、より水分を放出しやすい。 In particular, when R32 is employed as the refrigerant, the discharge temperature of the compressor 1 is likely to rise as compared with R410A that has been conventionally used as a refrigerant, and the discharge temperature of the compressor 1 may exceed 100 ° C. When the ether oil that has absorbed moisture returns to the compressor 1, moisture is more easily released.
Ｒ３２に相溶しないエーテル油を用いる本実施例によれば、冷媒としてＲ３２を採用した場合においても、エーテル油が水分を保持しやすく、エステル油の加水分解を抑制することができる。 According to this example using an ether oil that is incompatible with R32, even when R32 is employed as the refrigerant, the ether oil can easily retain moisture, and hydrolysis of the ester oil can be suppressed.
本実施例では、圧縮機１のモータの絶縁フィルムに、安価なポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートを用いている。しかしながら、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートは加水分解性を有する。そのため、圧縮機１内に水分が存在すると、絶縁フィルムの劣化が促進するおそれがある。圧縮機１以外の冷凍サイクル中で、Ｒ３２とエーテル油が分離し、エーテル油が残留する本実施例によれば、絶縁フィルムの加水分解を抑制することができる。 In this embodiment, inexpensive polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate is used for the insulating film of the motor of the compressor 1. However, polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate have hydrolyzability. Therefore, when moisture exists in the compressor 1, the insulation film may be deteriorated. According to the present embodiment in which R32 and ether oil are separated and ether oil remains in the refrigeration cycle other than the compressor 1, hydrolysis of the insulating film can be suppressed.
表１は、Ｒ３２とエーテル油の相溶性を示した表である。相溶性評価は、ＪＩＳ Ｋ ２２１１に準じて測定した。冷媒と冷凍機油を耐圧ガラス容器に封入し、温度を変化させた状態での内容物の観察を行った。内容物が白濁していれば冷凍機油が冷媒から分離した状態（以下「二層分離」という。）、透明であれば冷凍器油が冷媒に溶解した状態と判定した。 Table 1 is a table showing the compatibility between R32 and ether oil. The compatibility evaluation was measured according to JIS K2211. Refrigerant and refrigerating machine oil were sealed in a pressure-resistant glass container, and the contents were observed with the temperature changed. If the contents were cloudy, it was determined that the refrigerating machine oil was separated from the refrigerant (hereinafter referred to as “two-layer separation”), and if it was transparent, it was determined that the refrigerating machine oil was dissolved in the refrigerant.
表１において、冷凍機油成分Ａは、式（１）（式中、ｍ＝９１、ｎ＝９を表し、Ｒ2及びＲ3はエチルオキシ基及びイソブチルオキシ基を示す。）である。冷凍機油成分Ａは、式（１）に示す通り、アルコキシビニルの重合体であって、アルコキシ基がエチルオキシ基及びイソブチルオキシ基の共重合体エーテルである。４０℃における動粘度は、６４．９ｍｍ2／ｓである。 In Table 1, refrigerating machine oil component A of the formula (1) (wherein represents the m = 91, n = 9, R 2 and R 3 represents an ethyloxy group and isobutyl group.) Is. The refrigerating machine oil component A is an alkoxy vinyl polymer as shown in the formula (1), and an alkoxy group is a copolymer ether of an ethyloxy group and an isobutyloxy group. The kinematic viscosity at 40 ° C. is 64.9 mm 2 / s.
冷凍機油成分Ｂは、式（１）（式中、ｍ＝８８、ｎ＝１２を表し、Ｒ2及びＲ3はエチルオキシ基及びイソブチルオキシ基を表す）である。冷凍機油成分Ｂも、式（１）に示す通り、アルコキシビニルの重合体であって、アルコキシ基がエチルオキシ基及びイソブチルオキシ基の共重合体エーテル油である。４０℃における動粘度は、５０．１ｍｍ2／ｓである。 The refrigerating machine oil component B is represented by the formula (1) (wherein m = 88 and n = 12, and R 2 and R 3 represent an ethyloxy group and an isobutyloxy group). The refrigerating machine oil component B is also an alkoxy vinyl polymer as shown in the formula (1), and is a copolymer ether oil in which the alkoxy group is an ethyloxy group and an isobutyloxy group. The kinematic viscosity at 40 ° C. is 50.1 mm 2 / s.
冷凍機油成分Ｃは、式（２）（式中、ｍは分子構造の繰り返し単位の個数であって、６〜８０の数値を表し、Ｒ4は炭素数３のアルキル基を表す）である。冷凍機油成分Ｃは、式（２）に示す通り、ポリプロピレングリコール系であって、末端はメチルキャップである。４０℃における動粘度は、７１．９ｍｍ2／ｓである。 The refrigerating machine oil component C is represented by the formula (2) (wherein m represents the number of repeating units of the molecular structure and represents a numerical value of 6 to 80, and R 4 represents an alkyl group having 3 carbon atoms). The refrigerating machine oil component C is a polypropylene glycol type as shown in Formula (2), and the terminal is a methyl cap. The kinematic viscosity at 40 ° C. is 71.9 mm 2 / s.
冷凍機油成分Ｄは、式（１）（式中、ｍ＝９０、ｎ＝１０を表し、Ｒ2及びＲ3はメチルオキシ基及びエチルオキシ基を表す）である。冷凍機油成分Ｄは、アルコキシビニルの重合体であって、アルコキシ基（Ｒ2及びＲ3）をメチルオキシ基及びエチルオキシ基とした共重合体エーテル油である。４０℃における動粘度は、６５．２ｍｍ2／ｓである。 Refrigerating machine oil component D, formula (1) (wherein represents the m = 90, n = 10, R 2 and R 3 represents a methyl group and ethyloxy group). The refrigerating machine oil component D is a polymer of alkoxy vinyl, which is a copolymer ether oil in which alkoxy groups (R 2 and R 3 ) are methyloxy and ethyloxy groups. The kinematic viscosity at 40 ° C. is 65.2 mm 2 / s.
冷凍機油成分Ｅは、式（１）（式中、ｍ＝８０、ｎ＝２０を表し、Ｒ2及びＲ3はメチルオキシ基及びエチルオキシ基を表す）である。冷凍機油成分Ｅは、アルコキシビニルの重合体であって、アルコキシ基（Ｒ2及びＲ3）をメチルオキシ基及びエチルオキシ基とした共重合体エーテル油である。４０℃における動粘度は、５１．７ｍｍ2／ｓである。 The refrigerating machine oil component E is represented by the formula (1) (wherein m = 80 and n = 20, and R 2 and R 3 represent a methyloxy group and an ethyloxy group). The refrigerating machine oil component E is a polymer of alkoxy vinyl, which is a copolymer ether oil having alkoxy groups (R 2 and R 3 ) as methyloxy groups and ethyloxy groups. The kinematic viscosity at 40 ° C. is 51.7 mm 2 / s.
ここで、二層分離は、温度と冷凍機油の濃度に依存する。表１に、Ｒ３２に最も溶解しやすいエーテル油の濃度における低温側溶解温度（以下「低温側臨界溶解温度」という。）を示す。 Here, the two-layer separation depends on the temperature and the concentration of the refrigerating machine oil. Table 1 shows the low-temperature side dissolution temperature (hereinafter referred to as “low-temperature side critical dissolution temperature”) at the concentration of the ether oil most easily dissolved in R32.
表１に示す通り、アルコキシ基がメチルオキシ基及びエチルオキシ基のポリビニルエーテルである冷凍機油成分Ｄ及びＥは、低温側臨界溶解温度が低い。本実施例における空気調和機の温度域は、マイナス３０℃よりも高いため、冷凍機油成分Ｄ及びＥのエーテル油はＲ３２に相溶し、水分を保持したエーテル油が圧縮機１に戻る。 As shown in Table 1, the refrigerator oil components D and E in which the alkoxy group is a polyvinyl ether having a methyloxy group and an ethyloxy group have a low low temperature side critical dissolution temperature. Since the temperature range of the air conditioner in the present embodiment is higher than −30 ° C., the ether oils of the refrigerating machine oil components D and E are compatible with R32, and the ether oil retaining moisture returns to the compressor 1.
一方、アルコキシ基がエチルオキシ基及びイソブチルオキシ基のポリビニルエーテルである冷凍機油成分Ａ及びＢ、並びに、ポリプロピレン系のポリエチレングリコール油である冷凍機油成分Ｃは、Ｒ３２との低温側臨界溶解温度が２０℃以上である。 On the other hand, the refrigerating machine oil components A and B in which the alkoxy group is an ethyloxy group and an isobutyloxy group polyvinyl ether, and the refrigerating machine oil component C in which a polypropylene-based polyethylene glycol oil has a low temperature side critical solution temperature with R32 of 20 ° C. That's it.
冷媒としてＲ３２を採用した空気調和機は、膨張機構４の出口から圧縮機１の入口までの領域（以下「低圧領域」という。）における冷媒の温度が、およそマイナス２０℃から２０℃の間で変化する。つまり、エーテル油の低温側臨界溶解温度が２０℃以上であれば、低圧領域において、エーテル油を冷媒から分離させることができる。すなわち、冷凍機油成分Ａ乃至Ｃのいずれかに記載のエーテル油を用いることで、低圧領域でエーテル油をＲ３２から分離させ、水分を保持したエーテル油が圧縮機１に戻るのを抑制することができる。 In the air conditioner employing R32 as the refrigerant, the refrigerant temperature in the region from the outlet of the expansion mechanism 4 to the inlet of the compressor 1 (hereinafter referred to as “low pressure region”) is approximately between −20 ° C. and 20 ° C. Change. That is, when the low temperature side critical dissolution temperature of ether oil is 20 ° C. or higher, ether oil can be separated from the refrigerant in a low pressure region. That is, by using the ether oil described in any of the refrigerating machine oil components A to C, it is possible to separate the ether oil from R32 in the low pressure region and to prevent the ether oil retaining moisture from returning to the compressor 1. it can.
なお、空気調和機を設置する際に混入する水の量は、機器ごとに異なるが、４００ｍｌの冷凍機油に対して最大でも７００ｐｐｍである。上述した通り、エーテル油の飽和水分量は４０００ｐｐｍ以上である。つまり、空気調和機に冷凍機油を４００ｍｌ封入する場合、空気調和機内の水を全てエーテル油に吸湿させるためには、エーテル油を７０ｍｌ、エステル油を３３０ｍｌにすることが望ましい。但し、図３に示す通り、エステル油とエーテル油は同時に水を吸湿するため、空気調和機内の水を全てエーテル油に吸湿させることはできない。従って、エーテル油の封入量を７０ｍｌ以下にしてもよい。 In addition, although the quantity of the water mixed when installing an air conditioner changes for every apparatus, it is 700 ppm at maximum with respect to 400 ml refrigerating machine oil. As described above, the saturated water content of ether oil is 4000 ppm or more. That is, when 400 ml of refrigerating machine oil is sealed in the air conditioner, it is desirable that the ether oil be 70 ml and the ester oil be 330 ml in order to absorb all the water in the air conditioner into the ether oil. However, as shown in FIG. 3, since ester oil and ether oil simultaneously absorb water, it is not possible to absorb all the water in the air conditioner into ether oil. Therefore, the amount of ether oil sealed may be 70 ml or less.
また、本実施例では、冷凍サイクル中の低圧領域に油溜めを設置している。本実施例によれば、圧縮機１の外に吐出されたエーテル油を油溜めが障害となり、冷凍サイクル中に残留し易くすることができる。 In this embodiment, an oil sump is installed in the low pressure region in the refrigeration cycle. According to the present embodiment, the oil sump that has been discharged out of the compressor 1 becomes an obstacle and can easily remain in the refrigeration cycle.
例えば、室内熱交換器５又は室外熱交換器６の冷媒流路のパイプの一部又は全部の内面に凹凸を設ける。室内熱交換器５又は室外熱交換器６が蒸発器として機能する際に、エーテル油が冷媒から分離する。分離したエーテル油は、室内熱交換器５又は室外熱交換器６のくぼみが障害となり、エーテル油をくぼみに残留させることができる。 For example, unevenness is provided on a part or the entire inner surface of the pipe of the refrigerant flow path of the indoor heat exchanger 5 or the outdoor heat exchanger 6. When the indoor heat exchanger 5 or the outdoor heat exchanger 6 functions as an evaporator, ether oil is separated from the refrigerant. The separated ether oil becomes a hindrance in the recess of the indoor heat exchanger 5 or the outdoor heat exchanger 6, and the ether oil can remain in the recess.
なお、冷房運転及び暖房運転の両方で低圧領域に油溜めを設けるために、室内熱交換器５及び室外熱交換器６の両方に冷媒流路の一部又は全部に凹凸を設けるのが望ましい。 In order to provide an oil sump in the low pressure region in both the cooling operation and the heating operation, it is desirable to provide unevenness in part or all of the refrigerant flow path in both the indoor heat exchanger 5 and the outdoor heat exchanger 6.
また、圧縮機１の吸込みパイプから四方弁２までの間は常に低圧領域となっているため、この区間のパイプの一部または全部の内面に凹凸をつけることで、くぼみが障害となり、エーテル油をくぼみに残留させることができる。 In addition, since the area between the suction pipe of the compressor 1 and the four-way valve 2 is always a low pressure region, the concave portion becomes an obstacle by making irregularities on the inner surface of part or all of the pipe in this section, and ether oil Can remain in the recess.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
本実施例の冷媒は、Ｒ３２が５０重量％より多く含まれている混合冷媒で構成してもよい。例えば、Ｒ３２及びＲ１２５からなる冷媒や、Ｒ３２及びＲ１２３４ｙｆからなる冷媒や、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ及びＲ１２３４ｚｅからなる冷媒を用いることができる。また、エステル油単独では相溶性と潤滑性を両立することが困難な他の冷媒にも用いることができる。 The refrigerant of this embodiment may be composed of a mixed refrigerant containing more than 50% by weight of R32. For example, a refrigerant composed of R32 and R125, a refrigerant composed of R32 and R1234yf, or a refrigerant composed of R32, R1234yf and R1234ze can be used. In addition, ester oil alone can be used for other refrigerants in which compatibility and lubricity are difficult to achieve at the same time.
１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、４…膨張機構、５…室内熱交換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor, 2 ... Four-way valve, 3 ... Outdoor heat exchanger, 4 ... Expansion mechanism, 5 ... Indoor heat exchanger
Claims (6)
Ｒ３２冷媒又はＲ３２が５０重量％より多く含まれている混合冷媒と、
エステル結合を有する油及びエーテル結合を有する油を含む冷凍機油とを備えた空気調和機。 A compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion mechanism, and an indoor heat exchanger;
R32 refrigerant or a mixed refrigerant containing more than 50% by weight of R32;
An air conditioner comprising an oil having an ester bond and a refrigerating machine oil containing an oil having an ether bond.
Ｒ３２冷媒又はＲ３２が５０重量％より多く含まれている混合冷媒と、
ジペンタエリスリトールと脂肪酸からなるエステル結合を有する油及びエーテル結合を有する油を含む冷凍機油とを備えた空気調和機。 A compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion mechanism, and an indoor heat exchanger;
R32 refrigerant or a mixed refrigerant containing more than 50% by weight of R32;
An air conditioner provided with an oil having an ester bond composed of dipentaerythritol and a fatty acid and a refrigerating machine oil containing an oil having an ether bond.
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