JP2020003104A

JP2020003104A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2020003104A
Application number: JP2018120745A
Authority: JP
Inventors: 板倉　俊二; Shunji Itakura; 俊二板倉; 健治小峰; Kenji Komine; 田中　順也; Junya Tanaka; 順也田中; 将弘近藤; Masahiro Kondo; 和也船田; Kazuya Funada
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2020-01-09

Abstract

【課題】冷媒回路の金属部材の腐食を低コストで防止する冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】空気調和装置１は、炭素原子間の結合として単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒、炭素の１０倍を超えた原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒、エーテル結合を持つ冷媒、のうち、少なくとも一つを含む低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒と、冷凍機油が内部を循環する冷媒回路１ａを備える。冷媒回路１ａを形成する金属部材は、冷凍機油の質量を、当該冷凍機油の質量と前記冷媒の質量の和で除した値である油量比率に応じた素材である。これにより、酸が空気調和装置１の信頼性を低下させる影響が大きくなる機種に対して対応できる。【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関する。

冷媒を圧縮する圧縮機を含む空気調和装置では、冷媒としてハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）冷媒であるＲ４１０Ａ冷媒が広く用いられているが、Ｒ４１０Ａ冷媒は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が大きい。そこで、ＧＷＰが比較的小さい冷媒として、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）冷媒を含む混合冷媒を用いる関連技術が知られている。また、ハイドロクロロフルオロオレフィン（ＨＣＦＯ）冷媒を含む混合冷媒を用いる関連技術も知られている。

ＨＦＯ冷媒やＨＣＦＯ冷媒等の、「炭素原子間の結合として、単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒」は、化学的に不安定である。また、炭素原子間の結合のみならず、炭素原子と、炭素原子の原子量より一定値を超える原子量の元素との結合を有する冷媒や、エーテル結合を持つ冷媒も、化学的に不安定となる事が知られている。具体的には、当該冷媒は水や酸素と反応する。一般的に、空気調和装置の冷媒回路内の水や酸素の残存量を減らすため、施工時に真空引きを実施する。真空引きでは、空気調和装置の室外機と室内機を配管で接続した後、配管内の圧力を真空に近い所定値以下にする。真空引きによって、冷媒回路内の水や酸素を外部へ排出して、冷媒回路における水や酸素の残存量を減らしている。真空引きを実施した後の冷媒回路内における水や酸素の残存量は、冷媒回路の容積の大きさに比例する。すなわち、冷媒回路の容積が大きい程、水や酸素の残存量は多くなる。水や酸素と反応した冷媒は、分解される。冷媒は、分解されることで酸を生成する。生成された酸は、冷媒回路を形成する金属部材を腐食させる。金属部材の腐食によって、圧縮機の摺動部の摩耗が促進され、空気調和装置の信頼性を著しく低下させる。

これに対して、冷媒回路を形成する金属部材の表面を被覆層で覆うことによって当該酸が金属部材に接触しないようにした冷凍サイクル装置が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、特定の成分が金属表面に付着して被覆層を形成する。特定の成分は、冷凍機油中に添加されている。しかし、全ての機種に対して冷凍機油に添加物を加えると、高コストとなってしまう。

特開２０１０−２３０２４３号公報

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、冷媒回路の金属部材の腐食を低コストで防止する冷凍サイクル装置を提供することが目的である。

本発明の冷凍サイクル装置は上記目的を達成するものであって、「炭素原子間の結合として単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒」、「炭素の１０倍を超えた原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒」、「エーテル結合を持つ冷媒」のうち、少なくとも一つを含む低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒と、冷凍機油が内部を循環する冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、前記冷媒回路を形成する金属部材は、前記冷凍機油の質量を、当該冷凍機油の質量と前記混合冷媒の質量の和で除した値である油量比率に応じた素材であることを特徴とする。

本発明の冷凍サイクル装置は上記目的を達成するものであって、「炭素原子間の結合として単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒」、「炭素の１０倍を超えた原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒」、「エーテル結合を持つ冷媒」のうち、少なくとも一つを含む低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒が内部を循環する冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、前記冷媒回路を形成する金属部材は、前記冷媒回路の管内表面積の大きさに応じた素材であることを特徴とする。

本発明によれば、冷媒回路の金属部材の腐食を低コストで防止する冷凍サイクル装置を提供することができる。

図１は、実施形態の空気調和装置を示す冷媒回路図である。図２は、実施形態のロータリ圧縮機を示す断面図である。図３は、実施形態の冷媒回路内の水分残存量と、油量比率の関係性を示す表である。図４は、実施形態の冷媒回路内の水分残存量と、管内表面積の関係性を示す表である。

以下に、本願の開示する冷凍サイクル装置の実施例として空気調和装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本願の開示する空気調和装置が限定されるものではない。

［空気調和装置の構成］
図１は、実施例の空気調和装置を示す冷媒回路図である。空気調和装置１は、図１に示すように、一つの室外機２と、一つの室内機５とを備えた、シングル機種と呼ばれる商品形態である。詳細な説明は省略するが、シングル機種の他に、一つの室外機に対して複数の室内機が接続された、マルチ機種やビルマルチ機種がある。室外機２と室内機５が液管６ａ及びガス管６ｂにより接続されて内部に冷媒が循環する冷媒回路１ａを形成している。室外機２は、圧縮機２１、四方弁２２、室外熱交換器２３、絞り装置２４、液側閉鎖弁６１、ガス側閉鎖弁６２及び室外機制御部２００を備えている。

圧縮機２１は、室外機制御部２００によって制御される。これにより、吸入管４２及び四方弁２２を介して供給される冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、吐出管４１を介して四方弁２２へ供給する。

四方弁２２は、吐出管４１及び吸入管４２と接続されると共に、冷媒配管４３を介して室外熱交換器２３に、冷媒配管４４、ガス側閉鎖弁６２を介して室内機５にそれぞれ接続されている。室内機５と室外熱交換器２３は、液側閉鎖弁６１、冷媒配管４５を介して接続されている。四方弁２２は室外機制御部２００に制御されることにより、空気調和装置１を暖房モードまたは冷房モードのどちらかに切り替える。冷房モードに切り替えられたとき四方弁２２は、吐出管４１を介して圧縮機２１から吐出された冷媒を室外熱交換器２３に供給し、室内機５から流出した冷媒を圧縮機２１に吸入管４２を介して供給する。暖房モードに切り替えられたとき四方弁２２は、吐出管４１を介して圧縮機２１から吐出された冷媒を室内機５に供給し、室外熱交換器２３から流出した冷媒を圧縮機２１に吸入管４２を介して供給する。

室外熱交換器２３は、冷媒配管４５を介して絞り装置２４に接続されている。室外熱交換器２３の近傍には、室外ファン２７が配置されている。室外ファン２７は、ファンモータ（図示せず）によって回転されることで、室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３によって冷媒と熱交換した外気を室外機２の外部へ放出する。室外熱交換器２３は、冷房モードの場合、四方弁２２から供給された冷媒と、室外機２の内部に取り込まれた外気とを熱交換させ、その熱交換された冷媒を絞り装置２４に供給する。室外熱交換器２３は、暖房モードの場合、絞り装置２４から供給された冷媒と、室外機２の内部に取り込まれた外気とを熱交換させ、その熱交換された冷媒を四方弁２２に供給する。

絞り装置２４は、冷媒配管４５、液側閉鎖弁６ａを介して室内機５に接続されている。絞り装置２４は、冷房モードの場合に、室外熱交換器２３から供給された冷媒を断熱膨張させることにより減圧し、低温低圧となった二相冷媒を室内機５に供給する。

室内機５は、室内熱交換器５１、室内ファン５５及び室内機制御部５００を有する。室内ファン５５は、室内熱交換器５１の近傍に配置されており、ファンモータ（図示せず）によって回転されることで、室内機５の内部へ室内空気を取り込み、室内熱交換器５１によって冷媒と熱交換した室内空気を室内へ放出する。室内熱交換器５１は、ガス側閉鎖弁６ｂ、冷媒配管４４を介して四方弁２２に、冷媒配管４５を介して室外機２の絞り装置２４にそれぞれ接続されている。室内熱交換器５１は、空気調和装置１が冷房モードに切り替えられたときに蒸発器として機能し、空気調和装置１が暖房モードに切り替えられたときに凝縮器として機能する。すなわち、室内熱交換器５１は、冷房モードの場合に、絞り装置２４から供給された低温低圧となった二相冷媒と、室内機５の内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させ、その熱交換された室内空気を室内へ放出し、その熱交換された冷媒を四方弁２２に供給する。室内熱交換器５１は、暖房モードの場合に、四方弁２２から供給された冷媒と、室内機５の内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させ、その熱交換された室内空気を室内へ放出し、その熱交換された冷媒を絞り装置２４に供給する。

［圧縮機］
図２は、実施形態の圧縮機２１を示す断面図である。圧縮機２１は、図２に示されているように、圧縮機筐体１０とシャフト１５とモータ部１１と圧縮機部１２とを備えた高圧ドーム式のロータリ圧縮機である。圧縮機筐体１０は、概ね円筒形に形成され、圧縮機２１が設置された環境から密閉された内部空間１６を形成している。内部空間１６は、概ね円柱状に形成されている。圧縮機筐体１０は、圧縮機筐体１０を水平面上に垂直に置いたとき内部空間１６の円柱の軸が鉛直方向に平行になるように、配置されている。圧縮機筐体１０は、内部空間１６の下部に油溜め１７が形成されている。油溜め１７には、圧縮機部１２を潤滑させる冷凍機油が貯留される。圧縮機筐体１０は、内部空間１６が吸入管４２と吐出管４１とに接続されている。吸入管４２は、第１吸入管４２１と第２吸入管４２２とを含んでいる。シャフト１５は、棒状に形成され、圧縮機筐体１０の内部空間１６に配置されている。シャフト１５は、内部空間１６が形成する円柱の軸に平行である回転軸を中心に回転可能に圧縮機筐体１０に支持されている。

［モータ部］
モータ部１１は、内部空間１６のうちの上部に配置されている。モータ部１１は、ロータ１１２とステータ１１１とを備えている。ロータ１１２は、概ね円柱状に形成され、シャフト１５に固定されている。ステータ１１１は、概ね円筒形に形成され、圧縮機筐体１０に固定されている。ステータ１１１は、ロータ１１２を囲むように配置され、圧縮機筐体１０に固定されている。ステータ１１１は、ステータコア１１３と複数の巻き線１１４を備えている。複数の巻き線１１４は、ステータコア１１３に形成される複数のティース部にそれぞれ巻かれている。また、シャフト１５は、上端と下端がそれぞれ軸受１４０によって摺動自在に固定されている。ロータ１１２には、任意で金属製のバランスウエイト１１５が設けられている。

なお、モータ部１１はブラシレスＤＣモータで構成されると共に、リラクタンストルクによって駆動するように構成されている。さらに、ロータ１１２の永久磁石が希土類磁石、若しくは、フェライト磁石で構成されている。

［圧縮機部］
圧縮機部１２は、第１の圧縮部１２Ｓと第２の圧縮部１２Ｔとを備えている。第１の圧縮部１２Ｓは、第１シリンダ１２１Ｓと第１環状ピストン１２５Ｓとを備え、図示されていない第１ベーンを備えている。第１シリンダ１２１Ｓは、第１シリンダ室１３０Ｓを形成している。第１環状ピストン１２５Ｓは、第１シリンダ室１３０Ｓに配置され、シャフト１５に固定されている。第１ベーンは、移動可能に第１シリンダ室１３０Ｓに支持され、第１シリンダ１２１Ｓと第１環状ピストン１２５Ｓとの間に形成される作動室を吸入室と圧縮室とに区画している。吸入室は、第１シリンダ１２１Ｓと第１環状ピストン１２５Ｓと第１ベーンで区画され、且つ、吸入管４２のうちの第１吸入管４２１に接続された空間である。圧縮室は、第１シリンダ１２１Ｓと第１環状ピストン１２５Ｓと第１ベーンで区画され、且つ、圧縮機筐体１０の内部空間１６に接続された空間である。吸入室は、シャフト１５が回転することにより、容積が拡張し、所定の容積（排除容積）まで拡張する吸入工程の後に、圧縮室に遷移する。圧縮室は、シャフト１５が回転することにより、容積が縮小し、所定の容積まで縮小した後に、吸入室に遷移する。

第２の圧縮部１２Ｔは、第１の圧縮部１２Ｓと概ね同様に形成され、第１の圧縮部１２Ｓの上部に配置されている。第２の圧縮部１２Ｔは、第２シリンダ１２１Ｔと第２環状ピストン１２５Ｔとを備え、図示されていない第２ベーンを備えている。第２シリンダ１２１Ｔは、第２シリンダ室１３０Ｔを形成している。第２環状ピストン１２５Ｔは、第２シリンダ室１３０Ｔに配置され、シャフト１５に対して第２環状ピストン１２５Ｔと１８０°の位相差が形成されるように、シャフト１５に固定されている。第２ベーンは、移動可能に第２シリンダ室１３０Ｔに支持され、第２シリンダ１２１Ｔと第２環状ピストン１２５Ｔとの間に形成される作動室を吸入室と圧縮室とに区画している。吸入室は、第２シリンダ１２１Ｔと第２環状ピストン１２５Ｔと第２ベーンで区画され、且つ、吸入管４２のうちの第２吸入管４２２に接続された空間である。圧縮室は、第２シリンダ１２１Ｔと第２環状ピストン１２５Ｔと第２ベーンで区画され、且つ、圧縮機筐体１０の内部空間１６に接続された空間である。吸入室は、シャフト１５が回転することにより、容積を拡張し、所定の容積まで拡張した後に、圧縮室に遷移する。圧縮室は、シャフト１５が回転することにより、容積が縮小し、所定の容積まで縮小した後に、吸入室に遷移する。

［冷媒］
空気調和装置１は、「炭素原子間の結合として、単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒」、「炭素の１０倍を超えた原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒」、「エーテル結合を持つ冷媒」のうち、少なくとも一つを含む低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒を作動流体として用いる。炭素原子間に単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒は、例えば、炭素原子間の二重結合を有するＨＦＯ冷媒や、炭素原子間の三重結合を有するトリフルオロプロピンがある。また、炭素の１０倍を超えた原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒としては、ヨウ化トリフルオロメタンがあり、エーテル結合（ＨＦＥ冷媒とも言う）を持つ冷媒としてはＨＦＥ−１４３ｍ等が挙げられる。これらの冷媒は、冷凍サイクル装置の中での安定性が低い。また、これらの冷媒は、大気中での安定性も低く、ＧＷＰが比較的低い傾向がある。その代わり、当該冷媒は、圧力が比較的低い。圧力の低い冷媒は、空気調和装置の作動流体として用いると、冷媒性能の指標の一つである体積能力（単位はｋＪ／ｍ^３）が低くなる。そのため、空気調和装置の作動流体として用いる場合は、他の冷媒性能の高い冷媒（例えば、Ｒ３２）と混合して用いることが考えられている。本実施例では、炭素原子間に単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒の「ＧＷＰが低い」という、環境負荷が小さいという特性を十分に発揮するため、炭素原子間の結合として単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒を少なくとも２０重量％以上含む混合冷媒を作動流体として用いる。

炭素原子間の結合として、単結合を持つ冷媒のうち、空気調和装置で使用された実績があり、不燃性、無毒、かつ、オゾン層破壊係数（ＯＤＰ）＝０の冷媒でＧＷＰが一番低い単一冷媒はＲ１３４ａ（ＧＷＰ：１４３０）である。本実施例の「低ＧＷＰ冷媒」はＲ１３４ａよりもＧＷＰが低いものとする。
ハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒は、塩素（原子量：３５．５）と炭素との結合を有するＲ１２を代表としたクロロフルオロカーボン、臭素（原子量：７９．９）と炭素との結合を持つハロン１３０１、ヨウ素（原子量：１２６．９）と炭素との結合を持つヨウ化トリフルオロメタンがある。
塩素を含むＲ１２は、ＧＷＰが１０９００である。臭素を含むハロン１３０１は、ＧＷＰが７１４０である。ヨウ素を含むヨウ化トリフルオロメタンは、ＧＷＰが１以下である。このことからわかるように、ハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒は、ハロゲン族元素の原子量が少ない程、ＧＷＰが低い。なお、上記した各冷媒のＧＷＰは、「フロン類の使用の合理化及び管理の適正化に関する法律施行規則第一条第三項及びフロン類算定漏えい量等の報告等に関する命令第二条第三号の規定に基づき、国際標準化機構の規格八一七等に基づき、環境大臣及び経済産業大臣が定める種類並びにフロン類の種類ごとに地球の温暖化をもたらす程度の二酸化炭素に係る当該程度に対する比を示す数値として国際的に認められた知見に基づき環境大臣及び経済産業大臣が定める係数（フロン類ＧＷＰ告示）（平成28年経済産業省・環境省告示第２号）」において定められたものである。

ハロゲン族元素の原子量と、当該ハロゲン族元素を含む代表的な冷媒のＧＷＰの関係は、以下の式で示すことができる。
（原子量）＝−４．０×１０^−８×（ＧＷＰ）^２−３．０×１０^−４×（ＧＷＰ）＋１０．５８
上記式から、ＧＷＰをＲ１３４ａ（ＧＷＰ：１４３０）よりも低くするためには、炭素（原子量：１２）の１０倍を超えた原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒であることが必要だとわかる。

炭素原子間に単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒、「炭素の１０倍を超えた原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒」、「エーテル結合を持つ冷媒」は、化学的に不安定である。具体的には、水や酸素と反応し易い。そのため、空気調和装置１は、設置後において混合冷媒が充填される前に真空引きを実施する。具体的には、空気調和装置１は、屋外に設置した室外機２と、屋内に設置した室内機５とを液管６ａ及びガス管６ｂで接続して取り付けられる。取り付けられた空気調和装置１は、液管６ａ及びガス管６ｂの内部に残存した水や酸素を取り除くため、真空引きを実施する。

真空引きは、空気調和装置１の、例えば、図示しない真空ポンプをガス側閉鎖弁６２に接続して実施する。真空引きは、冷媒回路１ａ内の圧力が所定圧力（例えば、−０.１ＭＰａＧ）以下になるまで行う。

真空引きによって、冷媒回路１ａ内の水や酸素を外部へ排出することができる。しかし、水や酸素は、完全には排出されず、冷媒回路１ａ内に残存する。真空引きを実施した後の冷媒回路１ａ内における水や酸素の残存量は、冷媒回路１ａの容積の大きさに比例する。そのため、冷媒回路１ａの容積が大きい空気調和装置では、冷媒回路１ａ内の水や酸素の残存量が多くなる。冷媒回路１ａ内に残存した水や酸素と反応した冷媒は、分解して酸を生成する。生成された酸は、冷媒回路１ａを形成する金属部材を腐食させる。特に、圧縮機２１の摺動部（例えば、環状ピストン、ベーン等）が腐食すると、空気調和装置１の信頼性を著しく低下させる。

本実施例では、「冷凍機油の質量を、冷凍機油の質量と混合冷媒の質量の和で除した値」である油量比率に基づいて、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材に、酸の腐食に対して耐性のある材料を用いるか否かを決定している。油量比率の大きさによって、真空引き後に冷媒回路１ａに残存する水分の量を推定できる。当該水分量が所定量（酸による腐食の程度が空気調和装置１の信頼性を損ねない程度の量）以上となる空気調和装置１において、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材に、酸の腐食に対して耐性のある材料を用いる。これによって、冷媒回路１ａを形成する金属部材の腐食を低コストで防止できる。なお、本実施例における金属部材とは、冷媒回路１ａを形成する部材のうち、内部を循環する冷媒に直接晒される金属部材を指している。例えば、圧縮機２１の、第１の圧縮部１２Ｓと第２の圧縮部１２Ｔ等に用いられる部材である。

図３は、冷媒回路１ａ内の水分残存量と、油量比率の関係性を説明する概略図であり、表を左に９０度回転させている。

図３では、能力（左端から４番目の列に記載）の異なる６つの機種を例に記載している。図３は、冷媒回路１ａ内の水分残存量と油量比率を６つの機種毎に記載している。

図３の右端から４番目の列は、真空引き後の冷媒回路１ａに残存する水分量を示す水分残存量の推定値（単位はｇ）を表している。水分残存量は、管内容積（単位はｃｃ）から推定される。具体的には、水分残存量は、所定の条件（温度、湿度）の環境下の空気に含まれる水分の比率から推定される。

管内容積は、図３の左端から５番目の列に記載しており、ここに表している値は室外熱交換器２３及び室内熱交換器５１の管内容積を除いた接続配管の容積である。また、管内容積は、接続配管（液管６ａとガス管６ｂ）の長さが最大配管長（単位はｍ）の場合を想定した値である。なお、管内容積は、図３の左端から３番目の列に記載されている接続配管（液管６ａとガス管６ｂ）の内径（単位はｍｍ）を想定して算出している。

最大配管長は、図３の左端から２番目の列に記載しており、機種毎に定められた値である。なお、ビルマルチの２機種は、主管（各室内機に接続される枝管に分岐する前の合流管）の最大配管長を示しており、枝管を含めると更に長くなる。

図３の右端から２番目の列には、空気調和装置１に充填される混合冷媒の質量の上限値を示す冷媒量上限Ｂ（単位はｋｇ）を表している。冷媒量上限Ｂは、本発明の「空気調和装置１に充填される冷媒の質量」の最大値である。冷媒量上限Ｂは、接続配管の長さに比例した量となる。したがって、冷媒量上限Ｂは、接続配管の長さが最大配管長の場合を想定した値となる。

図３の右端から３番目の列には、空気調和装置１に充填される冷凍機油の質量を示す油量Ａ（単位はｋｇ）を表している。油量Ａは、圧縮機２１の大きさによって定められており、接続配管の長さには依存しない。

図３の右端の列には、油量比率（単位は％）を表している。油量比率は、油量Ａを、油量Ａと冷媒量上限Ｂの和で除した値である。油量比率が大きいと、冷媒量上限Ｂが多い。冷媒量上限Ｂが多いと、管内容積が大きい。管内容積が大きいと、残存水分量が多い。すなわち、油量比率が大きい程、水分残存量が多くなる。

出願人が検証した結果、何れの機種でも水分残存量が６．０ｇを超えると、生成された酸が空気調和装置１の信頼性の低下に与える影響が大きくなる。図３において、商品形態が「ビルマルチ」で、定格能力が「２８．０ｋＷ」と「５０．０ｋＷ」の機種が、上記「水分量」が６．０ｇ以上の機種に該当する。したがって、この２機種については、酸が生成された場合に備えて、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材を、酸の腐食に対して耐性のある材料（後述）とする必要がある。一方、図３において接続配管の長さが最大配管長のときの油量比率が２０％以上となる機種は水分残存量が６．０ｇ未満であり、酸による腐食の程度が空気調和装置１の信頼性を損ねない程度の量である。そのため、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材を、酸の腐食に対して耐性のある材料（後述）としなくても酸が空気調和装置１の信頼性に与える影響は小さい。

酸の腐食に対して耐性のある材料を選択する際には、イオン化傾向が水素よりも大きく、表面に不動態膜が形成されにくい金属を含む素材を使用しないことが好ましい。例えば、亜鉛や錫は、イオン化傾向が水素よりも大きく、表面に不動態膜が形成されにくい。そのため、接続配管の長さが最大配管長のときの油量比率が２０％を下回る機種の冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材には、亜鉛や錫を使用しないことが好ましい。なお、不動態膜とは、金属表面に形成された、腐食作用に抵抗する酸化被膜を指す。不動態膜は、化学的安定性を有しており、腐食に対して耐性がある。また、イオン化傾向が水素よりも大きく、表面に不動態膜が形成されにくい金属を含む素材を用いる場合において、イオン化傾向が水素よりも大きく、表面に不動態膜が形成されにくい金属の含有率を３０％以下にすることが好ましい。例えば、銅と亜鉛の合金である真鍮は亜鉛を約３５〜４０％含んでいる。そのため、油量比率が２０％を下回る機種の冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材には不適である。

一方、接続配管の長さが最大配管長のときの油量比率が２０％以上の機種は、上記のような制約を考慮することなく、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材を選定できる。したがって、冷媒回路１ａを形成する金属部材の腐食を低コストで防止できる。

次に、図４を用いて第２実施例を説明する。第１実施例では、「冷凍機油の質量を、冷凍機油の質量と混合冷媒の質量の和で除した値」である油量比率に基づいて、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材に、酸の腐食に対して耐性のある材料を用いるか否かを選択している。一方、本実施例では、空気調和装置１の冷媒回路１ａの管内表面積に基づいて、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材に、酸の腐食に対して耐性のある材料を用いるか否かを選択している。当該水分量が所定量（酸による腐食の規模が空気調和装置１の信頼性を損ねない程度の量）以上となる機種に対してのみ、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材に、酸の腐食に対して耐性のある材料を用いる。これによって、冷媒回路１ａを形成する金属部材の腐食を低コストで防止できる。

図４は、冷媒回路１ａ内の水分残存量と、冷媒回路１ａの管内表面積の関係性を説明する概略図であり、表を左に９０度回転させている。

図４では、能力（右端から３番目の列に記載）の異なる６つの機種を例に記載している。図４は、冷媒回路１ａ内の水分残存量と冷媒回路１ａの管内表面積を６つの機種毎に記載している。

図４の右端の列は、真空引き後の冷媒回路１ａに残存する水分量を示す水分残存量の推定値（単位はｇ）を表している。水分残存量は、管内表面積（単位はｍ^２）から推定される。具体的には、水分残存量は、所定の条件（温度、湿度）の環境下の空気に含まれる水分の比率から推定される。

管内表面積は、図４の右端から２番目の列に記載しており、ここに表している値は室外熱交換器２３及び室内熱交換器５１の管内表面積を除いた接続配管の管内表面積である。また、管内表面積は、接続配管（液管６ａとガス管６ｂ）の長さが最大配管長（単位はｍ）の場合を想定した値である。なお、管内表面積は、図４の左端から３番目の列に記載されている接続配管（液管６ａとガス管６ｂ）の内径（単位はｍｍ）を想定して算出している。

最大配管長は、図４の左端から２番目の列に記載しており、機種毎に定められた値である。なお、ビルマルチの２機種は、主管（各室内機に接続される枝管に分岐する前の合流管）の最大配管長を示しており、枝管を含めると更に長くなる。

前述したように、何れの機種でも水分残存量が６．０ｇを超えると生成された酸が空気調和装置１の信頼性の低下に与える影響が大きくなる。図４において、商品形態が「ビルマルチ」で、定格能力が「２８．０ｋＷ」と「５０．０ｋＷ」の機種が、上記「水分量」が６．０ｇ以上の機種に該当する。したがって、この２機種については、酸が生成された場合に備えて、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材を、酸の腐食に対して耐性のある材料（後述）とする必要がある。一方、図４において、接続配管の長さが最大配管長のときの管内表面積が１０ｍ^２以下なる機種は水分残存量が６．０ｇ未満であり、酸による腐食の程度が空気調和装置１の信頼性を損ねない程度の量である。そのため、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材を、酸の腐食に対して耐性のある材料（後述）としなくても酸が空気調和装置１の信頼性に与える影響は小さい。

一方、接続配管の長さが最大配管長のときの管内表面積が１０ｍ^２超の機種は、上記のような制約を考慮することなく、冷媒回路１ａを形成する金属部材の素材を選定できる。したがって、冷媒回路１ａを形成する金属部材の腐食を低コストで防止できる。

１空気調和装置
１ａ冷媒回路
２室外機
５室内機
２１圧縮機
２２四方弁
２３室外熱交換器
２４絞り装置
２７室外ファン
４１吐出管
４２吸入管
４３冷媒配管
４４冷媒配管
４５冷媒配管
５１室内熱交換器
５５室内ファン
６ａ液管
６ｂガス管
６１液側閉鎖弁
６２ガス側閉鎖弁
２００室外機制御部
５００室内機制御部

Claims

炭素原子間の結合として単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒、炭素の１０倍を超えた原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒、エーテル結合を持つ冷媒、のうち、少なくとも一つを含む低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒と、
冷凍機油が内部を循環する冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒回路を形成する金属部材は、前記冷凍機油の質量を、当該冷凍機油の質量と前記混合冷媒の質量の和で除した値である油量比率に応じた素材であることを特徴とする冷凍サイクル装置。
前記冷媒回路を形成する接続配管を有し、
前記接続配管の長さが最大配管長のときの前記油量比率が２０％を下回っている場合において、前記冷媒回路を形成する金属部材として、イオン化傾向が水素よりも大きく、表面に不動態膜が形成されにくい金属を使用していないことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
炭素原子間の結合として単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒、炭素の１０倍を超えた原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒、エーテル結合を持つ冷媒、のうち、少なくとも一つを含む低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒が内部を循環する冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒回路を形成する金属部材は、前記冷媒回路の管内表面積に応じた素材であることを特徴とする冷凍サイクル装置。
前記冷媒回路を形成する接続配管を有し、
前記接続配管の長さが最大配管長のときの前記管内表面積が、１０ｍ^２を超えている場合において、前記冷媒回路を形成する金属部材として、イオン化傾向が水素よりも大きく、表面に不動態膜が形成されにくい金属を使用していないことを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。