JP4855305B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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すなわち、本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器を接続し、冷媒が循環するように構成した空気調和装置において、強燃性で、炭化水素からなる冷媒と、不燃性で、ペンタフルオロエタンよりも地球温暖化係数が小さい冷媒とを、弱燃性になる質量割合で混合した混合冷媒を封入したものであり、不燃性で、ペンタフルオロエタンよりも地球温暖化係数が小さい冷媒として、テトラフルオロプロピレンを用いることを特徴とする。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の構成図である。図1において、実施の形態1に係る空気調和装置1は、主要構成機器である圧縮機2、凝縮器3、減圧器4および蒸発器5を備えている。これらの主要構成機器は、冷媒配管で順に接続されており、空気調和装置1に封入された混合冷媒が図1の黒矢印の方向に循環するように構成されている。
凝縮器3および蒸発器5は、例えば、図2に示されるように、複数の伝熱フィン6と、その伝熱フィン6と直交する方向に貫通し、混合冷媒が分岐することなく流れる(図2の黒矢印)一繋がりの伝熱管7とにより構成されるフィン−チューブ型の熱交換器であることができる。この熱交換器では、図2に示されるように、空気などの被伝熱流体の流れ方向(図2の白抜き矢印)に対し伝熱管7が1列に配置されている(1列1パスの熱交換器)。この熱交換器では、伝熱管7を流れる混合冷媒が、伝熱管7の外部を流れる空気などの被伝熱流体と熱交換され、蒸発または凝縮する。
一方、本発明の混合冷媒1は、弱燃性であり、地球温暖化係数は、他の不燃または弱燃性の混合冷媒と比較して約53〜60%まで低減できる。また、本発明の混合冷媒1の高圧側の動作圧力は、従来の混合冷媒2の1.6MPaや、過去に空調用冷媒として広く利用されていたHCFC冷媒であるジフルオロメタンの1.5MPaとほぼ同程度であり、その他の混合冷媒よりも低い圧力で動作する。
なお、混合冷媒に、着臭剤、着色剤などの漏洩検知剤を添加してもよい。漏洩検知剤を添加することで、混合冷媒が冷媒配管の外に漏洩した場合には、混合冷媒とともに着臭剤などの漏洩検知剤が漏洩し、混合冷媒の漏洩を確認することができる。そのため、漏洩箇所の修繕、設置工事の作業停止、もしくは室内の換気などの対策を漏洩の初期段階でとることができる。このような漏洩検知剤の具体例としては、メチルメルカプタン、テトラヒドロチオフェン、アンモニアなどを主成分とする着臭剤、蛍光剤、アゾ顔料などを主成分とする着色剤が挙げられる。
プロパンおよびテトラフルオロエタンの混合割合を変えた混合冷媒の可燃性、温室効果、性能、高圧側圧力に関する値を表2に示す。表2から分かるように、特に、プロパンの混合割合を15質量%〜40質量%とした混合冷媒が、可燃性、温室効果および性能において優れている。
実施の形態1では、プロパンとテトラフルオロエタンとを混合した混合冷媒について説明したが、プロパンの代わりに、プロパンと同等もしくは低い可燃性および地球温暖化係数の冷媒、例えば、シクロプロパンやプロパンとシクロプロパンとの混合物を用いた混合冷媒でも同様の効果が得られる。
実施の形態1では、プロパンとテトラフルオロエタンとを混合した混合冷媒について説明したが、テトラフルオロエタンの代わりに、テトラフルオロエタンと同等もしくは低い可燃性、地球温暖化係数および非共沸性による温度差であり、且つテトラフルオロエタンとほぼ同等の高圧側動作圧力である冷媒、例えば、ペンタフルオロプロパン、テトラフルオロプロパン、テトラフルオロプロピレン、テトラフルオロシクロプロパンおよびこれらの混合物でも同様の効果が得られる。特に、地球温暖化係数が小さい冷媒では、さらに温室効果を小さくできる効果がある。
実施の形態5に係る空気調和装置は、凝縮器3または蒸発器5として、図5に示されるような、混合冷媒に対し、被伝熱流体が対向流となるように構成される多列(図5では3列)のフィン−チューブ型熱交換器を備える以外は実施の形態1に係る空気調和装置と同じ構成である。この熱交換器では、図5に示されるように、空気などの被伝熱流体の流れ方向(図5の白抜き矢印)に対し伝熱管7が3列に配置されている(3列のフィン−チューブ型熱交換器)。この熱交換器では、伝熱管7を流れる混合冷媒が、伝熱管7の外部を流れる空気などの被伝熱流体と熱交換され、蒸発または凝縮する。
Claims (8)
- 圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器を接続し、冷媒が循環するように構成した空気調和装置において、強燃性で、炭化水素からなる冷媒と、不燃性で、ペンタフルオロエタンよりも地球温暖化係数が小さい冷媒とを、弱燃性になる質量割合で混合した混合冷媒を封入した空気調和装置であって、
前記不燃性で、ペンタフルオロエタンよりも地球温暖化係数が小さい冷媒が、テトラフルオロプロピレンであることを特徴とする空気調和装置。 - 前記強燃性で、炭化水素からなる冷媒が、プロパン、シクロプロパンおよびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記強燃性で、炭化水素からなる冷媒の質量割合が、前記混合冷媒全体に対して15質量%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
- 前記強燃性で、炭化水素からなる冷媒の質量割合が、前記混合冷媒全体に対して15質量%以上40質量%以下であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の空気調和装置。
- 前記圧縮機の動作条件において、前記凝縮器の出口の前記混合冷媒液に1質量%以上溶解し、2mm2/s以上の粘度を有する圧縮機用潤滑油を封入したことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の空気調和装置。
- 前記凝縮器または前記蒸発器を流れる前記混合冷媒に対し、被伝熱流体が対向流となるように構成して熱交換させることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の空気調和装置。
- 前記圧縮機が低圧型圧縮機であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の空気調和装置。
- 前記混合冷媒に、着臭剤または着色剤を添加したことを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の空気調和装置。
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