JP6223546B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
CF2=CHF→1/2CF4+3/2C+HF+44.7kcal/mol
そこで、HFO−1123を用いる場合、不均化反応を起こさないようにすることに留意する必要がある。
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置(以下、冷凍サイクル装置100Aと称する)の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図2は、冷凍サイクル装置100Aの冷媒回路構成の他の一例を示す概略構成図である。図3は、冷凍サイクル装置100Aの冷媒回路構成の更に他の一例を示す概略構成図である。図4は、冷凍サイクル装置100Aの冷媒回路構成の更に他の一例を示す概略構成図である。図1〜図4に基づいて、冷凍サイクル装置100Aについて説明する。
室内機(利用側機)2は、冷媒と室内送風機8aによって搬送される室内機2の周囲の空気とで熱交換し、例えば室内空間の冷却又は加熱を行うことで冷房又は暖房を実現する室内熱交換器(第2熱交換器)8を備えている。室内熱交換器8は、空気を供給する室内送風機8aを有する。
なお、冷媒回路切替手段の一例として四方弁4を挙げて説明するが、冷媒回路を選択的に切り替えられるもの、例えば2つの二方弁又は三方弁を組み合わせて冷媒回路切替手段を構成してもよい。また、四方弁4を設けた場合を例に示すが、冷凍サイクル装置100Aとして冷媒流路を切り替えない冷媒回路構成を採用する場合には冷媒回路切替手段を設ける必要はない。
なお、室外熱交換器5において、冷媒と空気とで熱交換する場合を例に示すが、冷媒と空気以外の熱媒体(例えば水やブライン等)とで熱交換するようにしてもよい。また、熱交換する熱媒体に応じて、室外熱交換器5を、例えば、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器等としてもよい。
また、第1熱交換器が室外熱交換器5である場合を例に説明するが、第1熱交換器を室外熱交換器5に限定するものではなく、第1熱交換器が熱源側の熱交換器(つまり熱源側熱交換器)であればよい。
なお、室外熱交換器5において冷媒と空気以外の熱媒体とで熱交換する場合、室外送風機5aではなく、ポンプ等の搬送装置を設ければよい。
なお、減圧機構の一例として、絞り開度が可変な構造である電子膨張弁6を例に挙げて説明しているが、これに限定するものではなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、または、キャピラリーチューブで減圧機構を構成してもよい。
なお、室内熱交換器8において、冷媒と空気とで熱交換する場合を例に示すが、冷媒と空気以外の熱媒体(例えば水やブライン等)とで熱交換するようにしてもよい。また、熱交換する熱媒体に応じて、室内熱交換器8を、例えば、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器等としてもよい。
また、第2熱交換器が室内熱交換器8である場合を例に説明するが、第2熱交換器を室内熱交換器8に限定するものではなく、第2熱交換器が利用側の熱交換器(つまり利用側熱交換器)であればよい。
なお、室内熱交換器8において冷媒と空気以外の熱媒体とで熱交換する場合、室内送風機8aではなく、ポンプ等の搬送装置を設ければよい。
なお、室外機1及び室内機2の接続代数を1台に限定するものではなく、いずれかまたはそれぞれを複数台としてもよい。
冷凍サイクル装置100Aに使用する冷媒として、低GWPかつ動作圧力が高い1、1、2トリフルオロエチレン(HFO−1123)を主成分として用いる。HFO−1123は、高温、高圧のもとでは、以下の反応式に示すように、熱と毒性をもつ物質(HF)が発生する不均化反応が起こる。
CF2=CHF→1/2CF4+3/2C+HF+44.7kcal/mol
なお、HFO−1123を主成分とするとは、HFO−1123が単体で使用されることも含め、混合させる他の冷媒(複数種類の冷媒であってもよい)の含有量が、HFO−1123の含有量を質量%で超えないことを意味する。
図1に示す冷凍サイクル装置100Aでは、配管15の一端側(圧縮機3側端部ではない方の端部側)を室外機1の外側に位置させ、そこに開閉可能なバルブ10を設置している。バルブ10は、圧力検知器21又は温度検知器22の検知情報を受けた制御装置30により開閉が制御されるようになっている。つまり、制御装置30は、圧力検知器21又は温度検知器22の検知情報から、HFO−1123が不均化反応を起こす圧力又は温度となる前の圧力又は温度になった判断したときに、バルブ10を開放し、配管15を介して冷媒を冷凍サイクルの外部に放出させる。
図2に示す冷凍サイクル装置100Aでは、配管15の一端側(圧縮機3側端部ではない方の端部側)を液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11で構成し、その一端側を閉塞した状態で室外機1の外側に位置させている。つまり、枝管11を、HFO−1123が不均化反応を起こす圧力又は温度となる前の圧力又は温度になったときに破壊し、破壊した枝管11を介して冷媒を冷凍サイクルの外部に放出させる。なお、例えばピンチオフプライヤー等を用いて枝管11の先端を閉塞することができる。
図3に示す冷凍サイクル装置100Aでは、配管15の一端側(圧縮機3側端部ではない方の端部側)を液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11で構成し、その一端側をキャップ12で閉塞した状態で室外機1の外側に位置させている。つまり、キャップ12が、HFO−1123が不均化反応を起こす圧力又は温度となる前の圧力又は温度になったときに外れ又は壊れ、枝管11を介して冷媒を冷凍サイクルの外部に放出させる。キャップ12としては、例えば、低耐力の銅キャップを使用すればよい。
図4に示す冷凍サイクル装置100Aでは、配管15の一端側(圧縮機3側端部ではない方の端部側)を室外機1の外側に位置させ、そこにバルブ10を設置し、バルブ10の一端側(圧縮機3側端部ではない方の端部側)にフレアナット13を介して液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11を接続している。枝管11は、一端側が閉塞されている。つまり、制御装置30が、圧力検知器21又は温度検知器22の検知情報から、HFO−1123が不均化反応を起こす圧力又は温度となる前の圧力又は温度になった判断したときに、バルブ10を開放し、枝管11が破壊されたとき、枝管11を介して冷媒を冷凍サイクルの外部に放出させる。
図5は、本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置(以下、冷凍サイクル装置100Bと称する)の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図6は、冷凍サイクル装置100Bの冷媒回路構成の他の一例を示す概略構成図である。図7は、冷凍サイクル装置100Bの冷媒回路構成の更に他の一例を示す概略構成図である。図8は、冷凍サイクル装置100Bの冷媒回路構成の更に他の一例を示す概略構成図である。図5〜図8に基づいて、冷凍サイクル装置100Bについて説明する。なお、実施の形態2では実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
図5に示す冷凍サイクル装置100Bでは、配管15の一端側(吐出配管3a側端部ではない方の端部側)を室外機1の外側に位置させ、そこにバルブ10を設置している。バルブ10は、実施の形態1で説明したように制御装置30により開閉が制御される。
図6に示す冷凍サイクル装置100Bでは、配管15の一端側(吐出配管3a側端部ではない方の端部側)を液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11で構成し、その一端側を閉塞した状態で室外機1の外側に位置させている。枝管11は、実施の形態1で説明したように所定の圧力又は所定の温度で破壊されるようになっている。
図7に示す冷凍サイクル装置100Bでは、配管15の一端側(吐出配管3a側端部ではない方の端部側)を液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11で構成し、その一端側をキャップ12で閉塞した状態で室外機1の外側に位置させている。キャップ12は、実施の形態1で説明したように、所定の圧力又は所定の温度で外れる又は壊れるようになっている。
図8に示す冷凍サイクル装置100Bでは、配管15の一端側(吐出配管3a側端部ではない方の端部側)を室外機1の外側に位置させ、そこにバルブ10を設置し、バルブ10の一端側(吐出配管3a側端部ではない方の端部側)にフレアナット13を介して液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11を接続している。バルブ10は、実施の形態1で説明したように制御装置30により開閉が制御される。枝管11は、実施の形態1で説明したように所定の圧力又は所定の温度で破壊されるようになっている。なお、枝管11の先端に図7に示すキャップ12を設けるようにしてもよい。
図9は、本発明の実施の形態3に係る冷凍サイクル装置(以下、冷凍サイクル装置100Cと称する)の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図10は、冷凍サイクル装置100Cの冷媒回路構成の他の一例を示す概略構成図である。図11は、冷凍サイクル装置100Cの冷媒回路構成の更に他の一例を示す概略構成図である。図12は、冷凍サイクル装置100Cの冷媒回路構成の更に他の一例を示す概略構成図である。図9〜図12に基づいて、冷凍サイクル装置100Cについて説明する。なお、実施の形態3では実施の形態1、2との相違点を中心に説明し、実施の形態1、2と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
図9に示す冷凍サイクル装置100Cでは、配管15の一端側(ガス管9側端部ではない方の端部側)を室外機1の外側に位置させ、そこにバルブ10を設置している。バルブ10は、実施の形態1で説明したように制御装置30により開閉が制御される。
図10に示す冷凍サイクル装置100Cでは、配管15の一端側(ガス管9側端部ではない方の端部側)を液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11で構成し、その一端側を閉塞した状態で室外機1の外側に位置させている。枝管11は、実施の形態1で説明したように所定の圧力又は所定の温度で破壊されるようになっている。
図11に示す冷凍サイクル装置100Cでは、配管15の一端側(ガス管9側端部ではない方の端部側)を液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11で構成し、その一端側をキャップ12で閉塞した状態で室外機1の外側に位置させている。キャップ12は、実施の形態1で説明したように、所定の圧力又は所定の温度で外れる又は壊れるようになっている。
図12に示す冷凍サイクル装置100Cでは、配管15の一端側(ガス管9側端部ではない方の端部側)を室外機1の外側に位置させ、そこにバルブ10を設置し、バルブ10の一端側(ガス管9側端部ではない方の端部側)にフレアナット13を介して液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11を接続している。バルブ10は、実施の形態1で説明したように制御装置30により開閉が制御される。枝管11は、実施の形態1で説明したように所定の圧力又は所定の温度で破壊されるようになっている。なお、枝管11の先端に図11に示すキャップ12を設けるようにしてもよい。
図13は、本発明の実施の形態4に係る冷凍サイクル装置(以下、冷凍サイクル装置100Dと称する)の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図14は、冷凍サイクル装置100Dの冷媒回路構成の他の一例を示す概略構成図である。図15は、冷凍サイクル装置100Dの冷媒回路構成の更に他の一例を示す概略構成図である。図16は、冷凍サイクル装置100Dの冷媒回路構成の更に他の一例を示す概略構成図である。図13〜図16に基づいて、冷凍サイクル装置100Dについて説明する。なお、実施の形態4では実施の形態1〜3との相違点を中心に説明し、実施の形態1〜3と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
図13に示す冷凍サイクル装置100Dでは、配管15の一端側(圧縮機3側端部ではない方の端部側)を室外送風機5aの吸込側に位置させ、そこにバルブ10を設置している。そして、制御装置30は、バルブ10を開放した時、室外送風機5aを運転させる。バルブ10は、実施の形態1で説明したように制御装置30により開閉が制御される。
図14に示す冷凍サイクル装置100Dでは、配管15の一端側(圧縮機3側端部ではない方の端部側)を液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11で構成し、その一端側を閉塞した状態で室外送風機5aの吸込側に位置させている。そして、制御装置30は、枝管11が破壊された時、室外送風機5aを運転させる。枝管11は、実施の形態1で説明したように所定の圧力又は所定の温度で破壊されるようになっている。なお、枝管11が破壊されたかどうかは、例えば圧力検知器21、温度検知器22の測定値で推測すればよい。
図15に示す冷凍サイクル装置100Dでは、配管15の一端側(圧縮機3側端部ではない方の端部側)を液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11で構成し、その一端側をキャップ12で閉塞した状態で室外送風機5aの吸込側に位置させている。そして、制御装置30は、キャップ12が外れた又は壊れた時、室外送風機5aを運転させる。キャップ12は、実施の形態1で説明したように、所定の圧力又は所定の温度で外れる又は壊れるようになっている。なお、キャップ12が外れた又は壊れたかどうかは、例えば圧力検知器21、温度検知器22の測定値で推測することができる。
図16に示す冷凍サイクル装置100Dでは、配管15の一端側(圧縮機3側端部ではない方の端部側)を室外送風機5aの吸込側に位置させ、そこにバルブ10を設置し、バルブ10の一端側(圧縮機3側端部ではない方の端部側)にフレアナット13を介して液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11を接続している。そして、制御装置30は、枝管11が破壊された時、室外送風機5aを運転させる。バルブ10は、実施の形態1で説明したように制御装置30により開閉が制御される。枝管11は、実施の形態1で説明したように所定の圧力又は所定の温度で破壊されるようになっている。なお、枝管11の先端に図7に示すキャップ12を設けるようにしてもよい。
図17は、本発明の実施の形態5に係る冷凍サイクル装置(以下、冷凍サイクル装置100Eと称する)の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図18は、冷凍サイクル装置100Eの冷媒回路構成の他の一例を示す概略構成図である。図19は、冷凍サイクル装置100Eの冷媒回路構成の更に他の一例を示す概略構成図である。図20は、冷凍サイクル装置100Eの冷媒回路構成の更に他の一例を示す概略構成図である。図17〜図20に基づいて、冷凍サイクル装置100Eについて説明する。なお、実施の形態5では実施の形態1〜4との相違点を中心に説明し、実施の形態1〜4と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
図17に示す冷凍サイクル装置100Eでは、配管15の一端側(吐出配管3a側端部ではない方の端部側)を室外送風機5aの吸込側に位置させ、そこにバルブ10を設置している。バルブ10は、実施の形態1で説明したように制御装置30により開閉が制御される。
図18に示す冷凍サイクル装置100Eでは、配管15の一端側(吐出配管3a側端部ではない方の端部側)を液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11で構成し、その一端側を閉塞した状態で室外送風機5aの吸込側に位置させている。枝管11は、実施の形態1で説明したように所定の圧力又は所定の温度で破壊されるようになっている。
図19に示す冷凍サイクル装置100Eでは、配管15の一端側(吐出配管3a側端部ではない方の端部側)を液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11で構成し、その一端側をキャップ12で閉塞した状態で室外送風機5aの吸込側に位置させている。キャップ12は、実施の形態1で説明したように、所定の圧力又は所定の温度で外れる又は壊れるようになっている。
図20に示す冷凍サイクル装置100Eでは、配管15の一端側(吐出配管3a側端部ではない方の端部側)を室外送風機5aの吸込側に位置させ、そこにバルブ10を設置し、バルブ10の一端側(吐出配管3a側端部ではない方の端部側)にフレアナット13を介して液管7及びガス管9よりも径の小さい枝管11を接続している。バルブ10は、実施の形態1で説明したように制御装置30により開閉が制御される。枝管11は、実施の形態1で説明したように所定の圧力又は所定の温度で破壊されるようになっている。なお、枝管11の先端に図19に示すキャップ12を設けるようにしてもよい。
Claims (7)
- 少なくとも圧縮機、第1熱交換器、減圧機構及び第2熱交換器を接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路に不均化反応を起こす性質を有する冷媒を主成分として使用した冷凍サイクル装置であって、
前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記減圧機構を熱源機に備え、
前記第2熱交換器を利用側機に備え、
前記熱源機と前記利用側機とをガス管及び液管で接続し、
前記冷媒回路の一部である前記圧縮機の吐出配管に配管を接続し、その一端側を前記熱源機の外側に配置させ、
前記配管の一端側に開閉可能なバルブを設け、
前記バルブに先端が閉塞された枝管を設け、
前記冷媒回路内の冷媒の圧力及び温度の少なくとも一方が、冷媒が不均化反応を起こす限界圧力及び限界温度の少なくともいずれかに近づいたとき、前記バルブを開放し、前記枝管を破壊することで、前記配管を介して前記冷媒回路から冷媒を放出させ、
前記枝管が破壊された後、前記冷媒回路内の冷媒の圧力及び温度の双方が、冷媒が不均化反応を起こさない圧力及び温度になったとき、前記バルブを閉塞する
冷凍サイクル装置。 - 少なくとも圧縮機、第1熱交換器、減圧機構及び第2熱交換器を接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路に不均化反応を起こす性質を有する冷媒を主成分として使用した冷凍サイクル装置であって、
前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記第1熱交換器に空気を供給する送風機、前記減圧機構を熱源機に備え、
前記第2熱交換器を利用側機に備え、
前記熱源機と前記利用側機とをガス管及び液管で接続し、
前記冷媒回路の一部である前記圧縮機の吐出配管に配管を接続し、その一端側を前記送風機の吸込側に配置させ、
前記配管の一端側に開閉可能なバルブを設け、
前記バルブに先端が閉塞された枝管を設け、
前記冷媒回路内の冷媒の圧力及び温度の少なくとも一方が、冷媒が不均化反応を起こす限界圧力及び限界温度の少なくともいずれかに近づいたとき、前記バルブを開放し、前記枝管を破壊することで、前記配管を介して前記冷媒回路から冷媒を放出させ、
前記枝管が破壊された後、前記冷媒回路内の冷媒の圧力及び温度の双方が、冷媒が不均化反応を起こさない圧力及び温度になったとき、前記バルブを閉塞する
冷凍サイクル装置。 - 少なくとも圧縮機、第1熱交換器、減圧機構及び第2熱交換器を接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路に不均化反応を起こす性質を有する冷媒を主成分として使用した冷凍サイクル装置であって、
前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記減圧機構を熱源機に備え、
前記第2熱交換器を利用側機に備え、
前記熱源機と前記利用側機とをガス管及び液管で接続し、
前記冷媒回路の一部である前記ガス管に配管を接続し、その一端側を前記熱源機の外側に配置させ、
前記配管の一端側に開閉可能なバルブを設け、
前記バルブに先端が閉塞された枝管を設け、
前記冷媒回路内の冷媒の圧力及び温度の少なくとも一方が、冷媒が不均化反応を起こす限界圧力及び限界温度の少なくともいずれかに近づいたとき、前記バルブを開放し、前記枝管を破壊することで、前記配管を介して前記冷媒回路から冷媒を放出させ、
前記枝管が破壊された後、前記冷媒回路内の冷媒の圧力及び温度の双方が、冷媒が不均化反応を起こさない圧力及び温度になったとき、前記バルブを閉塞する
冷凍サイクル装置。 - 少なくとも圧縮機、第1熱交換器、減圧機構及び第2熱交換器を接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路に不均化反応を起こす性質を有する冷媒を主成分として使用した冷凍サイクル装置であって、
前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記第1熱交換器に空気を供給する送風機、前記減圧機構を熱源機に備え、
前記第2熱交換器を利用側機に備え、
前記熱源機と前記利用側機とをガス管及び液管で接続し、
前記冷媒回路の一部である前記ガス管に配管を接続し、その一端側を前記送風機の吸込側に配置させ、
前記配管の一端側に開閉可能なバルブを設け、
前記バルブに先端が閉塞された枝管を設け、
前記冷媒回路内の冷媒の圧力及び温度の少なくとも一方が、冷媒が不均化反応を起こす限界圧力及び限界温度の少なくともいずれかに近づいたとき、前記バルブを開放し、前記枝管を破壊することで、前記配管を介して前記冷媒回路から冷媒を放出させ、
前記枝管が破壊された後、前記冷媒回路内の冷媒の圧力及び温度の双方が、冷媒が不均化反応を起こさない圧力及び温度になったとき、前記バルブを閉塞する
冷凍サイクル装置。 - 前記バルブの開閉を制御する制御装置を設け、
前記制御装置は、
前記圧縮機から吐出された冷媒の圧力及び温度のいずれか1つが、不均化反応を起こす限界圧力の0.9倍の圧力あるいは不均化反応を起こす限界温度より10℃低い温度であるときに前記バルブを開放する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記枝管は、
前記圧縮機から吐出された冷媒の圧力及び温度のいずれか1つが、不均化反応を起こす限界圧力の0.9倍の圧力あるいは不均化反応を起こす限界温度より10℃低い温度であるときに破壊される
請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記不均化反応を起こす性質を有する冷媒としてHFO−1123を使用している
請求項1〜6のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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