JP2022125358A - 冷凍装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】新たな多元冷凍装置を提供することを課題とする。【解決手段】利用側圧縮機、利用側熱交換器、利用側減圧装置、及び利用側カスケード熱交換器を有し、利用側冷媒を循環させる利用側熱搬送サイクルと、熱源側圧縮機、熱源側熱交換器、熱源側減圧装置、及び熱源側カスケード熱交換器を有し、熱源側冷媒を循環させる熱源側熱搬送サイクルと、前記利用側凝縮器の前記利用側冷媒と、前記熱源側蒸発器の前記熱源側冷媒とを熱交換させるカスケード熱交換器、制御装置とを備え、前記利用側冷媒は、沸点が－３０℃以上かつ２５℃以下の冷媒であり、かつ前記熱源側冷媒は、沸点が－５５℃以上かつ－３０℃未満の冷媒である、冷凍装置を解決手段とする。【選択図】なし

Description

本開示は冷凍装置に関する。
利用側熱搬送サイクルと熱源側熱搬送サイクルとの、二元冷媒サイクルを備える、いわゆる二元冷凍装置が提案されている（特許文献１、２）。
国際公開第ＷＯ２０１５／１４０８７２号 国際公開第ＷＯ２０１５／１４０８７３号
新たな多元冷凍装置を提供することを課題とする。
項１．
利用側冷媒を循環させる利用側熱搬送サイクルと、
熱源側冷媒を循環させる熱源側熱搬送サイクルと、
前記利用側冷媒と、前記熱源側冷媒とを熱交換させるカスケード熱交換器と、
を備え、
前記利用側冷媒は、沸点が－３０℃以上かつ２５℃以下の冷媒であり、かつ前記熱源側冷媒は、沸点が－５５℃以上かつ－３０℃未満の冷媒である、冷凍装置。
項２．
前記熱源側熱搬送サイクルが、
熱源側圧縮機、熱源側熱交換器、熱源側減圧装置、及び熱源側カスケード熱交換器を有する、蒸気圧縮式冷凍サイクルである、項１に記載の冷凍装置。
項３．
前記利用側熱搬送サイクルが、
利用側圧縮機、利用側熱交換器、利用側減圧装置、及び利用側カスケード熱交換器を有する、蒸気圧縮式冷凍サイクルである、項１又は２に記載の冷凍装置。
項４．
前記利用側熱搬送サイクルが、
ポンプ、利用側熱交換器、及び利用側カスケード熱交換器を有する、熱搬送サイクルである、項１又は２に記載の冷凍装置。
項５．
前記熱源側冷媒と前記利用側冷媒とは、前記カスケード熱交換器における流通方向が対向流である、項１～４のいずれか一項に記載の冷凍装置。
項６．
前記熱源側冷媒が、燃焼速度が１０ｃｍ／ｓ以下の冷媒であり、かつ前記利用側冷媒が、燃焼速度が３ｃｍ／ｓ以下の冷媒である、項１～５のいずれか一項に記載の冷凍装置。項７．
前記熱源側冷媒が、ＡＳＨＲＡＥにて２Ｌクラスに区分される冷媒であり、かつ前記利用側冷媒が、ＡＳＨＲＡＥにてＡ１クラスに区分される冷媒である、項１～６のいずれか一項に記載の冷凍装置。
項８．
前記熱源側冷媒が、ＨＦＯ－１１２３及び／又はＨＦＯ－１１３２を含む、項１～５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
項９．
前記熱源側冷媒が、Ｒ３２、Ｒ４５２Ｂ又はＲ４５４Ｂであり、かつ前記利用側冷媒が、Ｒ５１３Ａ、Ｒ５１５Ａ、Ｒ５１５Ｂ、Ｒ１２２４、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１２３３及びＲ１３３６からなる群より選択される少なくとも一種である、項１～７のいずれかに記載の冷凍装置。
項１０．
前記熱源側冷媒が、ＨＦＯ－１１３２を含む冷媒であり、かつ前記利用側冷媒が、Ｒ５１３Ａ、Ｒ５１５Ａ、Ｒ５１５Ｂ、Ｒ４７１Ａ、Ｒ１２２４、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１２３３及びＲ１３３６からなる群より選択される少なくとも一種である、項１～８のいずれかに記載の冷凍装置。
項１１．
空調機器、冷蔵庫、冷凍庫、冷水機、製氷機、冷蔵ショーケース、冷凍ショーケース、冷凍冷蔵ユニット、冷凍冷蔵倉庫用冷凍機、車載用空調機器、ターボ冷凍機又はスクリュー冷凍機である、項１～１０のいずれか一項に記載の冷凍装置。
項１２．
家庭用空調機器、業務用空調機器、産業用空調機器、又はビル用マルチ空調機器である、項１～１０のいずれか一項に記載の冷凍装置。
本開示によれば、沸点が低く、高圧力かつ高密度で冷凍能力が高い冷媒を安全に使用できるような新たな多元冷凍装置を提供できる。
本開示の冷凍装置の構成を説明するための図である。 本開示の冷凍装置の構成を説明するための図である。
本開示の冷凍装置は、
利用側冷媒を循環させる利用側熱搬送サイクルと、
熱源側冷媒を循環させる熱源側熱搬送サイクルと、
前記利用側冷媒と、前記熱源側冷媒とを熱交換させるカスケード熱交換器と、
を備え、
前記利用側冷媒は、沸点が－３０℃以上かつ２５℃以下の冷媒であり、かつ前記熱源側冷媒は、沸点が－５５℃以上かつ－３０℃未満の冷媒である、冷凍装置である。
熱源側とは、室外機側を指し、高元側、高温側、１次側とも表記される。性能向上の観点から、熱源側においては優れた冷媒特性を持つ冷媒を用いることが好ましい。利用側とは、室内機側を指し、低元側、負荷側、低温側、２次側とも表記される。人や対象物を直接冷やす観点から、利用側においては安全性の高い冷媒を用いることが好ましい。
本開示の冷凍装置は、利用側熱搬送サイクル（負荷用熱媒体回路）と熱源側熱媒体回路との、二元熱搬送サイクルを少なくとも備える、いわゆる多元冷凍装置である。本開示の冷凍装置は、３つ以上の熱搬送サイクルを備えていてもよい。
カスケード熱交換器は、後述の通り、冷房運転の場合、熱源側カスケード熱交換器と、利用側カスケード熱交換器とを有し、熱交換する。具体的には、冷房運転の場合、利用側カスケード熱交換器で冷媒が凝縮し、熱源側カスケード熱交換器で冷媒が蒸発する為、利用側から熱源側へと熱が移動する。
利用側熱搬送サイクルは、利用側冷媒を循環させる。利用側熱搬送サイクルは、蒸気圧縮式冷凍サイクルであってもよい。蒸気圧縮式冷凍サイクルである利用側冷凍サイクルは、利用側圧縮機と、利用側熱交換器と、利用側減圧装置と、利用側カスケード熱交換器とを有する。
また、利用側熱搬送サイクルは、ポンプ式熱搬送サイクルであってもよい。ポンプ式熱搬送サイクルである利用側熱搬送サイクルは、ポンプ、利用側熱交換器、及び利用側カスケード熱交換器を有する。
例えば、図１に示されるように、利用側減圧装置としては、膨張弁１３等を使用することができる。あるいは、利用側減圧装置としては、キャピラリチューブ等の他の減圧装置を使用することもできる。また、利用側熱交換器は、冷熱源として使用することもできる。
例えば、運転状況の変化に応じて、利用側熱搬送サイクルの必要冷媒量が大きく変動する場合等においては、例えば図２に示されるように、利用側カスケード熱交換器１２と利用側膨張弁１３との間を連通する配管に、受液器１５が配設されてもよい。
利用側熱搬送サイクルは、利用側熱搬送サイクルの高圧圧力を検出する利用側高圧圧力検出手段と、利用側熱搬送サイクルの低圧圧力を検出する利用側低圧圧力検出手段とを有していることが好ましい。また、利用側熱搬送サイクルは、利用側圧縮機から吐出される利用側冷媒の温度を検出する利用側吐出温度検出手段を有していることが好ましい。
利用側高圧圧力検出手段及び利用側低圧圧力検出手段は、実質的に圧力を検出する手段であればよい。すなわち、利用側高圧圧力検出手段及び利用側低圧圧力検出手段は、利用側冷媒の圧力自体を検出してもよく、また、利用側冷媒の圧力に換算できる他の物理量を検出してもよい。
利用側吐出温度検出手段は、実質的に温度を検出する手段であればよい。すなわち、利用側吐出温度検出手段は、利用側冷媒の吐出温度自体を検出してもよく、また、利用側冷媒の吐出温度に換算できる他の物理量を検出してもよい。
例えば、図１に示されるように、利用側熱搬送サイクル１０は、利用側高圧圧力検出手段である利用側高圧圧力センサー２１と、利用側低圧圧力検出手段である利用側低圧圧力センサー２２と、利用側吐出温度検出手段である利用側吐出温度センサー２３とを有する。利用側高圧圧力センサー２１は、利用側カスケード熱交換器１２と利用側膨張弁１３との間を連通させる配管に配設されることが好ましい。利用側低圧圧力センサー２２は、利用側熱交換器１４と利用側圧縮機１１との間を連通させる配管に配設されることが好ましい。利用側吐出温度センサー２３は、利用側圧縮機１１と利用側凝縮器１２との間を連通させる配管に配設されることが好ましい。なお、利用側熱搬送サイクルは、必要のない場合はこれらのセンサーの一部又は全部を有していなくてもよい。
本開示の冷凍装置は、さらに制御装置を有していてもよい。利用側高圧圧力検出手段の検出信号と、利用側低圧圧力検出手段の検出信号と、利用側吐出温度検出手段の検出信号とは、制御装置に入力される。制御装置は、本開示の冷凍装置の動作全般を制御する。制御装置を構成する全部又は一部は、例えば、マイコン若しくはマイクロプロセッサユニット等；ファームウェア等の更新可能なソフトウェア；又はＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等で構成されていてもよい。
利用側冷媒は、沸点が－３０℃以上かつ２５℃以下の冷媒である。
熱源側熱搬送サイクルは、熱源側冷媒を循環させる。熱源側熱搬送サイクルは、好ましくは蒸気圧縮式冷凍サイクルである。蒸気圧縮式冷凍サイクルである熱源側冷凍サイクルは、熱源側圧縮機と、熱源側熱交換器と、熱源側減圧装置と、熱源側カスケード熱交換器とを有する。
熱源側圧縮機は、能力可変式である。熱源側減圧装置としては、膨張弁等を使用することができる。あるいは、熱源側減圧装置としては、キャピラリチューブ等の他の減圧装置を使用することもできる。
熱源側冷媒は、沸点が－５５℃以上かつ－３０℃未満の冷媒である。
冷房運転の場合、利用側凝縮器及び熱源側蒸発器は、カスケード熱交換器に内蔵される。非共沸混合冷媒を使用する際、カスケード熱交換器において、利用側凝縮器の利用側冷媒と熱源側蒸発器の熱源側冷媒とが、熱交換を行う。熱源側冷媒と利用側冷媒とは、カスケード熱交換器における流通方向が対向流であることが、温度グライドによる熱交換効率低下防止という観点から好ましい。
暖房運転の場合、利用側蒸発器及び熱源側凝縮器は、カスケード熱交換器に内蔵される。非共沸混合冷媒を使用する際、カスケード熱交換器において、利用側蒸発器の利用側冷媒と熱源側凝縮器の熱源側冷媒とが、熱交換を行う。熱源側冷媒と利用側冷媒とは、カスケード熱交換器における流通方向が対向流であることが、温度グライドによる熱交換効率低下防止という観点から好ましい。
本開示によれば、熱源側冷媒として、沸点が－５５℃以上かつ－３０℃未満の冷媒という、比較的密度が高く性能の良い冷媒を用いることにより、冷凍サイクルの効率を好ましい範囲内に維持しつつ、利用側冷媒として、沸点が－３０℃以上かつ２５℃以下の冷媒を用いることができる。このように、本開示によれば、熱源側に性能の高い冷媒を用いることにより、利用側にそれと同程度の性能の冷媒を使用しなくても、サイクル全体の性能を良好な範囲内に確保できる。なお、冷媒の中には、沸点が－３０℃以上かつ２５℃以下ではあるものの、低ＧＷＰや、低燃焼性の点で優れるものがあるので、本開示においては、それらの冷媒を適宜使用することもできる。
本開示によれば、利用側冷媒としてそのような低ＧＷＰの点で優れる冷媒を使用することができるため、装置全体において性能を維持しながら使用される冷媒のＧＷＰの合計を下げることが可能となる場合がある。この点で、熱源側冷媒のＧＷＰは７５０以下であることが好ましく、５００以下であることがより好ましく、３００以下であることが更に好ましく、１５０以下であることが最も好ましい。また、利用側冷媒のＧＷＰは７５０以下であることが好ましく、５００以下であることがより好ましく、３００以下であることが更に好ましく、１５０以下であることが最も好ましい。
あるいは、利用側冷媒として上記のような低燃焼性の点で優れるものを使用することができるため、利用側熱搬送サイクルを人的被害が及びやすい区画に配置させることにより、装置全体において性能を維持しながら、冷媒が漏洩した場合における火災による人的被害のリスクをより低減できる場合がある。人的被害がもたらす可能性のある利用側に、より安全性の高い冷媒を用いることができるという点で、熱源側冷媒の燃焼速度は１０ｃｍ／ｓ以下であることが好ましく、９ｃｍ／ｓ以下であることがより好ましく、８ｃｍ／ｓ以下であることが更に好ましく、７ｃｍ／ｓ以下であることが最も好ましい。また、利用側冷媒の燃焼速度は５ｃｍ／ｓ以下であることが好ましく、３ｃｍ／ｓ以下であることがより好ましく、２ｃｍ／ｓ以下であることが更に好ましく、１．５ｃｍ／ｓ以下であるこ
とが最も好ましい。
本開示の冷凍装置を実使用に適したものとするためには、利用側冷媒として、沸点が２５℃以下のものを用いることにより、その飽和蒸気圧を大気圧以上とすることができるため好ましい。この点で、利用側冷媒の２５℃での飽和圧力は０．０ＭＰａＧ以上であることが好ましく、０．０１ＭＰａＧ以上であることがより好ましく、０．０３ＭＰａＧ以上であることが更に好ましく、０．０５ＭＰａＧ以上であることが最も好ましい。また、利用側冷媒の２５℃での飽和圧力は５ＭＰａＧ以下であることが好ましく、４ＭＰａＧ以下であることがより好ましく、３ＭＰａＧ以下であることが更に好ましく、２ＭＰａＧ以下であることが最も好ましい。
本開示の冷凍装置を実使用に適したものとするためには、利用側冷媒として、沸点が－３０℃以上のものを用いることにより、その圧力を配管の耐圧限度を超えない程度の圧力に維持することができる。この点で、利用側冷媒として、沸点が-３０℃以上のものを用
いることが好ましく、沸点が-２５℃以上のものを用いることがより好ましく、沸点が-２０℃以上のものを用いることがさらに好ましい。
また、冷凍サイクル使用時の消費電力による地球環境への影響を低減する観点で、熱源側冷媒のＣＯＰはＲ４１０Ａと比較して９５％以上であることが好ましく、１００％以上であることがより好ましく、１０１％以上であることがさらに好ましく、１０２％以上であることがよりさらに好ましい。
機器サイズを小さくして機器製造による地球環境への影響を低減する観点では、熱源側冷媒の冷凍能力はＲ４１０Ａと比較して６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましく、９０％以上であることがよりさらに好ましく、１００％以上であることが最も好ましい。
冷媒が漏洩した場合における火災による人的被害のリスクをより低減しようとする場合、熱源側冷媒及び利用側冷媒の組合せの例として、例えば、熱源側冷媒が、燃焼速度が１０ｃｍ／ｓ以下の冷媒であり、かつ利用側冷媒が、燃焼速度が３ｃｍ／ｓ以下の冷媒である組合せが挙げられる。または、上記の場合の熱源側冷媒及び利用側冷媒の組合せの例として、熱源側冷媒が、アメリカ暖房冷凍空調学会（ＡＳＨＲＡＥ）にて２Ｌクラスに区分される冷媒であり、かつ利用側冷媒が、ＡＳＨＲＡＥにてＡ１クラスに区分される冷媒である組合せも挙げられる。
熱源側冷媒の例としては、単独の化合物のみから実質的になる冷媒の場合、ＨＦＯ－１１２３、ＨＦＯ－１１３２及びＲ３２等が挙げられる。熱源側冷媒の例としては、複数の化合物の混合物である場合、ＨＦＯ－１１２３、ＨＦＯ－１１３２、Ｒ１２３４ｙｆ及びＲ３２からなる群より選択される少なくとも二種の混合物、並びにＲ４５２Ｂ及びＲ４５４Ｂ等が挙げられる。なお、Ｒ４５２ＢはＲ３２、Ｒ１２５及びＲ１２３４ｙｆの混合物であり（Ｒ３２：Ｒ１２５：Ｒ１２３４ｙｆ（質量比）＝６７：７：２６）、Ｒ４５４ＢはＲ３２及びＲ１２３４ｙｆの混合物である（Ｒ３２：Ｒ１２３４ｙｆ（質量比）＝６８．９：３１．１）。
熱源側冷媒及び利用側冷媒の具体例としては、例えば、以下の表に示す組合せが挙げられる。
Figure 2022125358000001
ＨＦＯ－１１３２との混合物は、ＨＦＣ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）、及びＣＯ２からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよい。
上記において、ＨＦＯ－１１３２としては、ＨＦＯ－１１３２（Ｅ）、ＨＦＯ－１１３２（ｚ）、ＨＦＯ－１１３２ａが好ましく、ＨＦＯ－１１３２（Ｅ）が最も好ましい。ＨＦＯ－１１２３との混合物は、ＨＦＣ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）、及びＣＯ２からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよい。
熱源側冷媒及び利用側冷媒の組合せの例として、熱源側冷媒が、Ｒ３２、Ｒ４５２Ｂ又はＲ４５４Ｂであり、かつ利用側冷媒が、Ｒ５１３Ａ、Ｒ５１５Ａ、Ｒ５１５Ｂ、Ｒ１２２４、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１２３３及びＲ１３３６からなる群より選択される少なくとも一種である、組合せが挙げられる。この組合せは、熱源側に使用する冷媒のＣａｐａｃｉｔｙが高いという点において好ましい。
熱源側冷媒及び利用側冷媒の組合せの例として、熱源側冷媒が、ＨＦＯ－１１３２を含む冷媒であり、かつ利用側冷媒が、Ｒ５１３Ａ、Ｒ５１５Ａ、Ｒ５１５Ｂ、Ｒ４７１Ａ、Ｒ１２２４、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１２３３及びＲ１３３６からなる群より選択される少なくとも一種である、組合せが挙げられる。この組合せは、システム全体のＧＷＰ（ＣＯ２トン）を低減できる点において好ましい。
なお、本明細書において、ＨＦＯ－１１３２は、ＨＦＯ－１１３２ａ、ＨＦＯ－１１３２（Ｅ）及びＨＦＯ－１１３２（Ｚ）のいずれかを示す。Ｒ１２２４は、ＨＣＦＯ－１２２４ｙｄ(Ｅ)、ＨＣＦＯ－１２２４ｙｄ(Ｚ)、ＨＣＦＯ－１２２４ｚｂ(Ｅ)、ＨＣＦＯ－１２２４ｚｂ(Ｚ)、ＨＣＦＯ－１２２４ｘｅ(Ｅ)、及びＨＣＦＯ－１２２４ｘｅ(Ｚ)のいずれかを示す。Ｒ１２３４は、ＨＦＯ－１２３４ｙｆ、ＨＦＯ－１２３４ｚｅ(Ｅ)、及びＨＦＯ－１２３４ｚｅ(Ｚ)のいずれかを示す。Ｒ１２３３は、ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ(
Ｅ)、ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ(Ｚ)、及びＨＣＦＯ－１２３３ｘｆのいずれかを示す。ま
た、Ｒ１３３６は、ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ(Ｅ)、ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ(Ｚ)、ＨＦＯ－１３３６ｍｃｙ、ＨＦＯ－１３３６ｍｃｚ(Ｅ)、及びＨＦＯ－１３３６ｍｅｚ(Ｚ)のいずれかを示す。これらのＨＦＯやＨＣＦＯを冷媒に用いる際、ＨＦＯ－やＨＣＦＯ－の表記を省略してＲ１２３４ｙｆのようにＲ○○と表記することがある。
本開示の冷凍装置は、好ましくは、空調機器、冷蔵庫、冷凍庫、冷水機、製氷機、冷蔵ショーケース、冷凍ショーケース、冷凍冷蔵ユニット、冷凍冷蔵倉庫用冷凍機、車載用空調機器、ターボ冷凍機又はスクリュー冷凍機である。
本開示の冷凍装置は、より好ましくは、家庭用空調機器、業務用空調機器、産業用空調機器、又はビル用マルチ空調機器である。
以下、実施例を挙げて本開示を説明するが、本開示はこれらの実施例等に限定されるものではない。
システム全体のGWPについては、以下の式にて計算した。
システム全体のGWP(CO2トン)＝（熱源側冷媒のGWP）×（熱源側冷媒の充填量）＋（利
用側冷媒のGWP）×（利用側冷媒の充填量）
これらの数値が低い方が地球温暖化への影響が少ない。
表２に示す利用側冷媒及び熱源側冷媒を、図１に示される通り、それぞれ利用側熱搬送サイクル及び熱源側熱搬送サイクルにおいて循環させることにより、冷凍装置の運転を行なった。熱源側におけるＣＯＰ比及びＣａｐａｃｉｔｙ比（いずれもＲ４１０Ａの値に対する比率（％））、熱源側冷媒及び利用側冷媒の燃焼速度（ｃｍ／ｓ）、並びに利用側冷媒の２５℃における飽和蒸気圧（ゲージ圧）（ＭＰａＧ）を求め、表２及び３に記載した。
Figure 2022125358000002
Figure 2022125358000003
比較例及び実施例で使用した各冷媒の沸点は以下の通りである。
Ｒ４１０Ａ：－５１℃
Ｒ３２：－５２℃
Ｒ４５２Ｂ：－５１℃
Ｒ４５２Ｂ：－５１℃
Ｒ４５４Ｃ：－４６℃
Ｒ５１３Ａ：－２９℃
Ｒ５１５Ｂ：－１９℃
Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）：－１９℃
Ｒ１３３６ｍｃｙ：＋１℃
Ｒ１２２４ｙｄ（Ｚ）：＋１４℃
Ｒ１３３６ｍｚｚ（Ｅ）：＋７℃
図１に示される冷凍装置において、熱源側冷媒として、沸点が－５５℃以上かつ－３０℃未満の冷媒という、比較的密度が高く性能の良い冷媒を用いることにより、利用側冷媒として、沸点が－３０℃以上かつ２５℃以下の冷媒を用いた場合であっても、冷凍サイクルの効率がＣＯＰ１００％以上かつ冷凍能力が６０％以上となり、冷凍サイクル効率を好ましい範囲内に維持できることが判った。
また、利用側冷媒として、沸点が２５℃以下のものを用いることにより、その飽和蒸気圧を大気圧以上とすることができることが判った。また、利用側冷媒として、沸点が－３０℃以上のものを用いることにより、その圧力を配管の耐圧限度を超えない程度の圧力に維持することができることも判った。
１：冷凍装置
１０：利用側熱搬送サイクル
１１：利用側圧縮機
１２：利用側カスケード熱交換器
１３：利用側膨張弁
１４：利用側熱交換器
１５：利用側受液器
１５ａ：可溶栓
２１：利用側高圧圧力センサー
２２：利用側低圧圧力センサー
２３：利用側吐出温度センサー
３０：熱源側熱搬送サイクル
３１：熱源側圧縮機
３２：熱源側熱交換器
３３：熱源側膨張弁
３４：熱源側カスケード熱交換器
３５：冷却部
４０：カスケード熱交換器
５０：制御装置

Claims (12)

  1. 利用側冷媒を循環させる利用側熱搬送サイクルと、
    熱源側冷媒を循環させる熱源側熱搬送サイクルと、
    前記利用側冷媒と、前記熱源側冷媒とを熱交換させるカスケード熱交換器と、
    を備え、
    前記利用側冷媒は、沸点が－３０℃以上かつ２５℃以下の冷媒であり、かつ前記熱源側冷媒は、沸点が－５５℃以上かつ－３０℃未満の冷媒である、冷凍装置。
  2. 前記熱源側熱搬送サイクルが、
    熱源側圧縮機、熱源側熱交換器、熱源側減圧装置、及び熱源側カスケード熱交換器を有する、蒸気圧縮式冷凍サイクルである、請求項１に記載の冷凍装置。
  3. 前記利用側熱搬送サイクルが、
    利用側圧縮機、利用側熱交換器、利用側減圧装置、及び利用側カスケード熱交換器を有する、蒸気圧縮式冷凍サイクルである、請求項１又は２に記載の冷凍装置。
  4. 前記利用側熱搬送サイクルが、
    ポンプ、利用側熱交換器、及び利用側カスケード熱交換器を有する、熱搬送サイクルである、項１又は２に記載の冷凍装置。
  5. 前記熱源側冷媒と前記利用側冷媒とは、前記カスケード熱交換器における流通方向が対向流である、請求項１～４のいずれか一項に記載の冷凍装置。
  6. 前記熱源側冷媒が、燃焼速度が１０ｃｍ／ｓ以下の冷媒であり、かつ前記利用側冷媒が、燃焼速度が３ｃｍ／ｓ以下の冷媒である、請求項１～５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
  7. 前記熱源側冷媒が、ＡＳＨＲＡＥにて２Ｌクラスに区分される冷媒であり、かつ前記利用側冷媒が、ＡＳＨＲＡＥにてＡ１クラスに区分される冷媒である、請求項１～６のいずれか一項に記載の冷凍装置。
  8. 前記熱源側冷媒が、ＨＦＯ－１１２３及び／又はＨＦＯ－１１３２を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
  9. 前記熱源側冷媒が、Ｒ３２、Ｒ４５２Ｂ又はＲ４５４Ｂであり、かつ前記利用側冷媒が、Ｒ５１３Ａ、Ｒ５１５Ａ、Ｒ５１５Ｂ、Ｒ１２２４、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１２３３及びＲ１３３６からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１～７のいずれかに記載の冷凍装置。
  10. 前記熱源側冷媒が、ＨＦＯ－１１３２を含む冷媒であり、かつ前記利用側冷媒が、Ｒ５１３Ａ、Ｒ５１５Ａ、Ｒ５１５Ｂ、Ｒ４７１Ａ、Ｒ１２２４、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１２３３及びＲ１３３６からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１～８のいずれかに記載の冷凍装置。
  11. 空調機器、冷蔵庫、冷凍庫、冷水機、製氷機、冷蔵ショーケース、冷凍ショーケース、冷凍冷蔵ユニット、冷凍冷蔵倉庫用冷凍機、車載用空調機器、ターボ冷凍機又はスクリュー冷凍機である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の冷凍装置。
  12. 家庭用空調機器、業務用空調機器、産業用空調機器、又はビル用マルチ空調機器である
    、請求項１～１０のいずれか一項に記載の冷凍装置。
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