JP2020070941A - Refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle device.
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。 R410A refrigerant, which is a hydrofluorocarbon (HFC) refrigerant, is widely used as a refrigerant in an air conditioner including a compressor that compresses a refrigerant, but the R410A refrigerant has a large global warming potential (GWP). Therefore, as a refrigerant having a relatively small GWP, a related technique using a mixed refrigerant containing a hydrofluoroolefin (HFO) refrigerant is known. In addition, related arts using a mixed refrigerant containing a hydrochlorofluoroolefin (HCFO) refrigerant are also known.
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。 A "refrigerant having a carbon-carbon bond other than a single bond as a bond between carbon atoms" such as an HFO refrigerant or a HCFO refrigerant is chemically unstable. Further, not only bonds between carbon atoms, but also refrigerants having bonds between carbon atoms and elements having an atomic weight exceeding a certain value than the atomic weight of carbon atoms, and refrigerants having an ether bond are chemically unstable. It has been known. Specifically, the refrigerant reacts with water and oxygen. Generally, in order to reduce the residual amount of water and oxygen in the refrigerant circuit of the air conditioner, evacuation is performed at the time of construction. In the evacuation, after connecting the outdoor unit and the indoor unit of the air conditioner with piping, the pressure inside the piping is set to a predetermined value close to vacuum or less. By vacuuming, water and oxygen in the refrigerant circuit are discharged to the outside, and the residual amount of water and oxygen in the refrigerant circuit is reduced. The remaining amount of water and oxygen in the refrigerant circuit after vacuuming is proportional to the volume of the refrigerant circuit. That is, the larger the volume of the refrigerant circuit, the larger the remaining amount of water and oxygen. The refrigerant that has reacted with water or oxygen is decomposed. The refrigerant is decomposed to generate an acid. The generated acid corrodes the metal member forming the refrigerant circuit. Corrosion of the metal members promotes wear of the sliding parts of the compressor, which significantly reduces the reliability of the air conditioner.
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。
On the other hand, there has been proposed a refrigeration cycle device in which the surface of a metal member forming a refrigerant circuit is covered with a coating layer to prevent the acid from coming into contact with the metal member (for example, Patent Document 1). In
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。 The present invention solves the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a refrigeration cycle apparatus that prevents corrosion of metal members of a refrigerant circuit at low cost.
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接続配管を有し、前記接続配管の管内表面積が0.6m2以上となる場合において、前記冷媒回路を形成する金属部材の材料として、ニッケルを含まない材料を使用することを特徴とする。 The refrigeration cycle apparatus of the present invention achieves the above object, and includes a "refrigerant having a carbon-carbon bond other than a single bond as a carbon-carbon bond", and "a halogen group element having an atomic weight exceeding 10 times that of carbon. A mixed refrigerant containing 20% by weight or more of a low GWP refrigerant containing at least one of a "refrigerant having a single bond with carbon" and a "refrigerant having an ether bond", and a refrigerant circuit in which refrigerating machine oil circulates In a refrigeration cycle apparatus, which has a connection pipe forming the refrigerant circuit and has an internal surface area of the connection pipe of 0.6 m 2 or more, nickel is used as a material of the metal member forming the refrigerant circuit. It is characterized by using a material not containing.
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。 According to the present invention, it is possible to provide a refrigeration cycle device that prevents corrosion of a metal member of a refrigerant circuit at low cost.
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。 Hereinafter, an air conditioner as an embodiment of the refrigeration cycle device disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings. The air conditioner disclosed in the present application is not limited to the embodiments described below.
[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。
[Configuration of air conditioner]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing an air conditioner of an embodiment. As shown in FIG. 1, the
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。
The
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。
The four-
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。
The
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。
The
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。
The
[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。
[Compressor]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the
[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。
[Motor part]
The
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。
The
[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。
[Compressor section]
The
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。
The
[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/m3)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。
[Refrigerant]
The air-
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。
Among refrigerants having a single bond as a bond between carbon atoms, it has a track record of being used in air conditioners, is a non-combustible, non-toxic refrigerant with an ozone depletion potential (ODP) of 0, and has the lowest GWP. The single refrigerant is R134a (GWP: 1430). The "low GWP refrigerant" of this embodiment has a lower GWP than that of R134a.
The refrigerant having a single bond between a halogen group element and carbon is a chlorofluorocarbon typified by R12 having a bond between chlorine (atomic weight: 35.5) and carbon, and a bond between bromine (atomic weight: 79.9) and carbon. There is a halon 1301 having, and iodine (trifluoromethane) having a bond between iodine (atomic weight: 126.9) and carbon.
R12 containing chlorine has a GWP of 10900. Halon 1301 containing bromine has a GWP of 7140. Trifluoromethane iodide containing iodine has a GWP of 1 or less. As can be seen from this, the refrigerant having a single bond between a halogen group element and carbon has a lower GWP as the atomic weight of the halogen group element is smaller. In addition, the GWP of each of the above-mentioned refrigerants is "Order for the rational use of fluorocarbons and proper management of the law,
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。
The relationship between the atomic weight of the halogen group element and the GWP of a typical refrigerant containing the halogen group element can be expressed by the following formula.
(Atomic weight) = − 4.0 × 10 −8 × (GWP) 2 −3.0 × 10 −4 × (GWP) +10.58
From the above formula, in order to make GWP lower than R134a (GWP: 1430), a refrigerant having a single bond between a halogen group element and carbon having an atomic weight exceeding 10 times that of carbon (atomic weight: 12) is required. I know it is necessary.
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。
Refrigerants having carbon-carbon bonds other than single bonds between carbon atoms, "refrigerants having a single bond between a halogen group element having an atomic weight exceeding 10 times that of carbon and carbon" and "refrigerants having an ether bond" are chemical. Unstable. Specifically, it easily reacts with water and oxygen. Therefore, the
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。
The evacuation is performed by connecting, for example, a vacuum pump (not shown) of the
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。
By vacuuming, water and oxygen in the
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材料に、酸に対する反応性が強いニッケル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)を超える機種に対してのみ、冷媒回路1aを形成する金属部材の材料に、ニッケルを用いない。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(例えば、第1環状ピストン125S)と第2の圧縮部12T(例えば、第2環状ピストン125T)等に用いられる部材である。
In the present embodiment, based on the inner surface area of the pipe of the
図3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。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the relationship between the residual water amount in the
図3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3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。
In FIG. 3, six models having different capabilities (described in the third column from the right end) are described as an example. FIG. 3 shows the residual water content in the
図3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m2)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。
The rightmost column in FIG. 3 shows an estimated value (unit: g) of the residual water amount indicating the amount of residual water in the
管内表面積は、図3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。管内表面積が大きい冷媒回路1aは、管内容積が大きい。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。よって、管内表面積が大きい冷媒回路1aは、水分残存量が多くなる。
The pipe internal surface area is shown in the second column from the right end in FIG. 3, and the value shown here is the pipe internal surface area of the connection pipe excluding the pipe internal surface areas of the
管内容積は、図3の右端から3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管内容積である。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。
The pipe internal volume is described in the third column from the right end in FIG. 3, and the value shown here is the pipe internal volume of the connection pipe excluding the pipe internal volumes of the
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。最大配管長は、その機種で許容できる接続配管の最大の長さを示す。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。 The maximum pipe length is described in the second column from the left end in FIG. 3 and is a value determined for each model. The maximum pipe length indicates the maximum length of the connection pipe that can be tolerated by the model. The two types of building multi show the maximum pipe length of the main pipe (merging pipe before branching to the branch pipe connected to each indoor unit), and it becomes even longer if the branch pipe is included.
出願人が検証した結果、何れの機種でも水分残存量が0.5g以上だと、生成された酸が金属部材を腐食させる規模が大きくなる。図3において、全ての商品形態が上記「水分量」が0.5g以上の機種に該当する。したがって、これらの機種については、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材料として、酸の生成を促進させる材料(ニッケルを含む材料)を使用しない必要がある。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0.6m2未満なる機種(例えば、「ウインド型」等の一体型空気調和装置を含む小型空気調和装置)は水分残存量が0.5g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材料として、酸の生成を促進させる材料を使用し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。
As a result of verification by the applicant, when the residual water content is 0.5 g or more in any of the models, the generated acid corrodes the metal member to a large scale. In FIG. 3, all the product forms correspond to models having the above “water content” of 0.5 g or more. Therefore, for these models, it is necessary not to use a material (a material containing nickel) that promotes the generation of acid as a material of the metal member forming the
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0.6m2未満の機種は、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材料にニッケルを含む材料を選定できる。ニッケルを含まない材料には、Mo−Cr鋼やCr鋼がある。ニッケルを使用するMo−Ni−Cr鋼と比較して、ニッケルを含まない材料を使用すると、強度が低下するため、サブゼロ処理等の強度を向上させる加工を施す必要がある。全ての機種に対して強度を向上させる加工を施すと高コストとなってしまうが、接続配管の長さが最大配管長のときの管内表面積が0.6m2未満の機種は、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材料にニッケルを含む材料を選定できる。したがって、冷媒回路1aを形成する金属部材の腐食に伴う信頼性低下への対策を低コストで実施できる。
On the other hand, in the model in which the pipe surface area is less than 0.6 m 2 when the length of the connecting pipe is the maximum pipe length, nickel is used as the material of the metal member forming the
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0.6m2未満の機種は、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材料を選定できる。したがって、冷媒回路1aを形成する金属部材の腐食に伴う信頼性低下への対策を低コストで実施できる。
On the other hand, in a model in which the pipe surface area is less than 0.6 m 2 when the length of the connecting pipe is the maximum pipe length, the material of the metal member forming the
なお、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材料に、ニッケルを含む材料を用いるか否かを選択しているが、空気調和装置1の冷媒回路1aの管内容積に基づいて、ニッケルを含む材料を用いるか否かを選択しても良い。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の管内容積の大きさに比例する。具体的には、管内容積が大きい程、水分残存量は多くなる。この場合、管内容積が1000cc以上の機種は、冷媒回路1aを形成する金属部材の材料を、ニッケルを含まない材料とする。
In the present embodiment, whether or not to use a material containing nickel as the material of the metal member forming the
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
1
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接続配管を有し、前記接続配管の管内表面積が0.6m2以上であり、であり、かつ、前記接続配管のうちの前記混合冷媒に直接晒される金属部材の材料として、ニッケルを含まない金属材料にサブゼロ処理が施された材料を使用することを特徴とする。 The refrigeration cycle apparatus of the present invention achieves the above object, and includes a "refrigerant having a carbon-carbon bond other than a single bond as a carbon-carbon bond", and "a halogen group element having an atomic weight exceeding 10 times that of carbon. A mixed refrigerant containing 20% by weight or more of a low GWP refrigerant containing at least one of a "refrigerant having a single bond with carbon" and a "refrigerant having an ether bond", and a refrigerant circuit in which refrigerating machine oil circulates A refrigeration cycle apparatus, which has a connection pipe forming the refrigerant circuit, has an inner surface area of 0.6 m 2 or more of the connection pipe, and is directly connected to the mixed refrigerant in the connection pipe. As a material of the metal member to be exposed, a material obtained by subjecting a metal material containing no nickel to a subzero treatment is used.
Claims (2)
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接続配管を有し、前記接続配管の管内表面積が0.6m2以上となる場合において、前記冷媒回路を形成する金属部材の材料として、ニッケルを含まない材料を使用することを特徴とする冷凍サイクル装置。 At least one of a refrigerant having a carbon-carbon bond other than a single bond as a bond between carbon atoms, a refrigerant having a single bond between a halogen group element having an atomic weight exceeding 10 times that of carbon and carbon and an ether bond. A mixed refrigerant containing 20% by weight or more of a low GWP refrigerant containing
A refrigeration cycle device including a refrigerant circuit in which refrigeration oil circulates,
In the case where the connection pipe forming the refrigerant circuit is provided and the internal surface area of the connection pipe is 0.6 m 2 or more, a material containing no nickel is used as the material of the metal member forming the refrigerant circuit. Refrigeration cycle device characterized by.
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2018
- 2018-10-29 JP JP2018203056A patent/JP2020070941A/en active Pending
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