JP6979531B2

JP6979531B2 - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JP6979531B2
Application number: JP2020538411A
Authority: JP
Inventors: 修平多田; 宏治内藤; 貴至井上
Original assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Current assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2021-12-15
Anticipated expiration: 2039-08-20
Also published as: JPWO2020040158A1; WO2020040158A1

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関する。

空気調和機等の冷凍サイクル装置に用いられる冷媒として、例えば、Ｒ４１０Ａが知られている。Ｒ４１０Ａは、オゾン層の破壊を抑制可能な不燃性の混合冷媒（Ｒ３２、Ｒ１２５の混合冷媒）である。このＲ４１０Ａは、ＧＷＰ（Global Warming Potential：地球温暖化係数）が比較的高いため、環境保全の観点からＧＷＰをさらに低くすることが求められている。

冷媒のＧＷＰをさらに低くする対策として、例えば、特許文献１には、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ_３Ｉ）を含む冷媒を用いることが記載されている。

特開２０１４−０７７１４３号公報

トリフルオロヨードメタンは、前記したＧＷＰに関する特長を有する一方で、物質としての安定性はそれほど高くない。すなわち、トリフルオロヨードメタンは、高温下で分解したり、また、空気や水との反応、可視光の影響で分解したりしやすく、その結果としてヨウ化水素等の強酸が生ずる可能性がある。トリフルオロヨードメタンを含む冷媒を用いた冷凍サイクル装置の信頼性を高めることが求められているが、特許文献１には、そのようなことを考慮した技術については記載されていない。

そこで、本発明は、信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、及び四方弁を備え、前記圧縮機から吐出される冷媒には、トリフルオロヨードメタンが含まれ、冷媒が通流する複数の管状部材の構成材料は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄系合金又はステンレスであり、複数の前記管状部材のうち、前記圧縮機の吐出側に接続される配管、前記室外熱交換器のガス側に接続される配管、及び前記室内熱交換器のガス側に接続される配管の内面に耐酸性の皮膜が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を含む構成図である。本発明の実施形態に係る空気調和機において、内面に耐酸性の皮膜が設けられた配管の断面図である。本発明の実施形態に係る空気調和機において、内面に耐酸性の皮膜が設けられた伝熱管の断面図である。本発明の実施形態に係る空気調和機において、伝熱管として扁平多孔管を用いた場合の室外熱交換器の斜視図である。本発明の実施形態に係る空気調和機において、伝熱管として扁平多孔管を用いた場合の室外熱交換器の分解斜視図である。本発明の実施形態に係る空気調和機において、室外熱交換器が備える伝熱管の縦断面図である。

≪実施形態≫
以下では、「冷凍サイクル装置」の一例として、空気調和機Ｗ（図１参照）について説明する。

＜空気調和機の構成＞
図１は、実施形態に係る空気調和機Ｗの冷媒回路Ｑを含む構成図である。
なお、図１の実線矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示している。
また、図１の破線矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示している。
空気調和機Ｗは、冷房運転や暖房運転等の空調を行う機器である。図１に示すように、空気調和機Ｗは、圧縮機１と、アキュムレータ２と、室外熱交換器３と、室外ファン４と、室外膨張弁５と、を備えている。また、空気調和機Ｗは、前記した構成の他に、室内膨張弁６と、室内熱交換器７と、室内ファン８と、四方弁９と、を備えている。

図１に示す例では、圧縮機１、アキュムレータ２、室外熱交換器３、室外ファン４、室外膨張弁５、及び四方弁９が、室外機Ｕｏに設置されている。一方、室内膨張弁６、室内熱交換器７、及び室内ファン８は、室内機Ｕｉに設置されている。

圧縮機１は、低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する機器である。このような圧縮機１として、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、レシプロ圧縮機等が用いられる。図１に示すように、圧縮機１の吸入側は、配管ｋａを介してアキュムレータ２に接続されている。一方、圧縮機１の吐出側は、配管ｋｂを介して四方弁９に接続されている。

アキュムレータ２は、冷媒を気液分離するための殻状部材である。なお、蒸発器（室内熱交換器７又は室外熱交換器３）で蒸発した冷媒が、四方弁９及び配管ｋｃを順次に介して、アキュムレータ２に導かれるようになっている。

室外熱交換器３は、その伝熱管３１（図３参照）を通流する冷媒と、室外ファン４から送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。室外熱交換器３は、所定間隔ごとに配置される多数のフィン（図示せず）と、これらのフィンを貫通する複数の伝熱管３１（図３参照）と、を備えている。

また、室外熱交換器３の「ガス側」は、配管ｋｄを介して四方弁９に接続されている。ここで、室外熱交換器３の「ガス側」とは、室外熱交換器３が凝縮器として機能した場合での室外熱交換器３の上流側であるとともに、室外熱交換器３が蒸発器として機能した場合での室外熱交換器３の下流側である。

一方、室外熱交換器３の「液側」は、配管ｋｅ、阻止弁ｖ１、配管ｋｆを順次に介して、室内熱交換器７に接続されている。なお、室外熱交換器３の「液側」とは、室外熱交換器３が凝縮器として機能した場合での室外熱交換器３の下流側であるとともに、室外熱交換器３が蒸発器として機能した場合での室外熱交換器３の上流側である。

室外ファン４は、室外熱交換器３に外気を送り込むファンであり、室外熱交換器３の付近に設置されている。
室外膨張弁５は、「凝縮器」（室外熱交換器３及び室内熱交換器７の一方）で凝縮した冷媒を減圧する弁であり、前記した配管ｋｅに設けられている。そして、室外膨張弁５で減圧された冷媒が、「蒸発器」（室外熱交換器３及び室内熱交換器７の他方）に向かうようになっている。なお、配管ｋｆに設けられた室内膨張弁６も、室外膨張弁５と同様の機能を有している。

室内熱交換器７は、その伝熱管（図示せず）を通流する冷媒と、室内ファン８から送り込まれる室内空気（空調対象空間の空気）と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。室内熱交換器７は、図示はしないが、所定間隔ごとに配置される多数のフィンと、これらのフィンを貫通する複数の伝熱管と、を備えている。

また、室内熱交換器７の「液側」は、配管ｋｆ、阻止弁ｖ１、配管ｋｅを順次に介して、室外熱交換器３に接続されている。一方、室内熱交換器７の「ガス側」は、配管ｋｇ、阻止弁ｖ２、及び配管ｋｈを順次に介して、四方弁９に接続されている。
室内ファン８は、室内熱交換器７に室内空気を送り込むファンであり、室内熱交換器７の付近に設置されている。

四方弁９は、空気調和機Ｗの運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。すなわち、冷房運転時（図１の実線矢印を参照）には、圧縮機１、室外熱交換器３（凝縮器）、室外膨張弁５（膨張弁）、室内膨張弁６（膨張弁）、及び室内熱交換器７（蒸発器）が順次に接続された冷媒回路Ｑにおいて、冷凍サイクルで冷媒が循環する。

一方、暖房運転時（図１の破線矢印を参照）には、圧縮機１、室内熱交換器７（凝縮器）、室内膨張弁６（膨張弁）、室外膨張弁５（膨張弁）、及び室外熱交換器３（蒸発器）が順次に接続された冷媒回路Ｑにおいて、冷凍サイクルで冷媒が循環する。

すなわち、圧縮機１、「凝縮器」、「膨張弁」、及び「蒸発器」を順次に介して冷媒が循環する冷媒回路Ｑにおいて、前記した「凝縮器」及び「蒸発器」の一方は室外熱交換器３であり、他方は室内熱交換器７である。また、圧縮機１、室外ファン４、室外膨張弁５、室内膨張弁６、室内ファン８、四方弁９等の機器は、不図示の制御装置からの指令に基づいて駆動される。

なお、冷媒回路Ｑにおいて冷媒が通流する複数の「管状部材」は、配管ｋａ〜ｋｈと、室外熱交換器３の伝熱管３１（図３参照）と、室内熱交換器７の伝熱管（図示せず）と、を含んで構成される。これら複数の「管状部材」の構成材料は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄系合金又はステンレスである。なお、所定の「管状部材」の構成材料（例えば、銅）と、他の「管状部材」の構成材料（例えば、アルミニウム）と、が異なっていてもよい。
また、詳細については後記するが、前記した複数の「管状部材」のうち少なくとも一部は、その内面に耐酸性の皮膜Ｆ（図２、図３参照）が設けられている。

＜冷媒について＞
冷媒回路Ｑを循環する冷媒には、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ_３Ｉ）が含まれている。このような冷媒として、トリフルオロヨードメタンを単体で用いてもよいし、また、トリフルオロヨードメタンと他の冷媒とを含む混合冷媒を用いてもよい。他の冷媒としては、ＣＯ_２、炭化水素、エーテル、フルオロエーテル、フルオロアルケン、ＨＦＣ、ＨＦＯ、ＨＣｌＦＯ、及びＨＢｒＦＯ等が例示される。

なお、「ＨＦＣ」は、ハイドロフルオロカーボンを示す。「ＨＦＯ」は、炭素原子、フッ素原子、及び水素原子からなるハイドロフルオロオレフィンであり、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を有する。「ＨＣｌＦＯ」は、炭素、塩素、フッ素、及び水素原子からなり、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を有する。「ＨＢｒＦＯ」は、炭素、臭素、フッ素、及び水素原子からなり、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を有する。

ＨＦＣとしては、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ１３４ａ）、トリフルオロエタン（ＨＦＣ１４３ａ）、ジフルオロエタン（ＨＦＣ１５２ａ）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＨＦＣ２２７ｅａ）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ２３６ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ２４５ｆａ）、及び１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（ＨＦＣ３６５ｍｆｃ）が例示される。

前記したフルオロアルケンとしては、フルオロエテン、フルオロプロペン、フルオロブテン、クロロフルオロエテン、クロロフルオロプロペン、及びクロロフルオロブテンが例示される。フルオロプロペンとしては、３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ１２４３ｚｆ）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｚｅ）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）、及びＨＦＯ１２２５が例示される。

前記したフルオロブテンとしては、Ｃ_４Ｈ_４Ｆ_４、Ｃ_４Ｈ_３Ｆ_５（ＨＦＯ１３４５）、及びＣ_４Ｈ_２Ｆ_６（ＨＦＯ１３３６）が例示される。クロロフルオロエテンとしては、Ｃ_２Ｆ_３Ｃｌ（ＣＴＦＥ）が例示される。クロロフルオロプロペンとしては、２−クロロ−３，３，３−トリフルオロ−１−プロペン（ＨＣＦＯ１２３３ｘｆ）、及び１−クロロ−３，３，３−トリフルオロ−１−プロペン（ＨＣＦＯ１２３３ｚｄ）が例示される。

ＧＷＰ（Global Warming Potential：地球温暖化係数）、蒸気圧、及び難燃化パラメータを調整するため、冷媒として、トリフルオロヨードメタン、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）、及びヘキサフルオロプロペン（ＦＯ１２１６）の１種以上を用いることが好ましい。

また、機器の能力に合う蒸気圧を得るために、冷媒にＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ１３４ａ）、ＨＦＯ１１２３等を含め、能力に関係する蒸気圧や効率に影響する温度勾配度合いを混合濃度により調整することが好ましい。

混合冷媒中のトリフルオロヨードメタンの配合量は、質量ベースで１０％以上１００％以下、好ましくは２０％以上８０％以下、より好ましくは３０％以上５０％以下である。

ＧＷＰは、気候変動に関する政府間パネル（ＩＰＣＣ）第４次評価報告書（ＡＲ４）の値（１００年値）が用いられる。また、ＡＲ４に記載されていない冷媒のＧＷＰは、ＩＰＣＣ第５次評価報告書（ＡＲ５）の値を用いてもよいし、他の公知文献に記載された値を用いてもよいし、公知の方法を用いて算出又は測定した値を用いてもよい。ＡＲ４によると、トリフルオロヨードメタンのＧＷＰは０．４であり、ＨＦＣ３２のＧＷＰは６７５であり、ＨＦＣ１２５のＧＷＰは３，５００である。

冷媒のＧＷＰは、７５０以下であり、好ましくは５００以下であり、より好ましくは１５０以下であり、更に好ましくは１００以下であり、特に好ましくは７５以下である。
冷媒の２５℃の蒸気圧は、好ましくは１．４ＭＰａから１．８ＭＰａの範囲である。また、以下の数式（１）で示される冷媒の難燃化パラメータは、好ましくは０．４６以下である。なお、数式（１）において、Ｆ_ｍｉｘは混合冷媒の難燃化パラメータ、Ｆｉは各冷媒成分の難燃化パラメータ、ｘｉは各冷媒成分のモル分率を示す。

Ｆ_ｍｉｘ＝Σ_ｉＦｉ・ｘｉ・・・（１）

冷凍機油としては、４０℃における動粘度が３０〜１００ｍｍ^２／ｓのポリオールエステル油又はポリビニルエーテル油が好ましい。動粘度は、ＩＳＯ（International Organization for Standardization，国際標準化機構）３１０４、ＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials，米国材料試験協会）Ｄ４４５、Ｄ７０４２等の規格に基づいて測定される。冷媒と冷凍機油との低温側臨界溶解温度は、＋１０℃以下であることが好ましい。

上記特性を有する冷凍機油としては、化学式（１）、（２）で表されるポリオールエステル油、化学式（３）で表されるポリビニルエーテル油が例示される。式（１）、（２）中、Ｒ^１〜Ｒ^１０は、炭素数４〜９のアルキル基を表し、それぞれ同一であっても異なってもよい。また、式（３）中、ＯＲ^１１は、メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基又はブチルオキシ基であり、ｎは、５〜１５である。

＜管状部材の皮膜について＞
例えば、冷媒であるＲ４１０Ａは、ＧＷＰの値が２０９０であって比較的高いのに対して、トリフルオロヨードメタンは、ＧＷＰの値が０．４であって非常に低い。したがって、冷媒回路Ｑに封入される冷媒（例えば、Ｒ４１０Ａ）に所定量のトリフルオロヨードメタンを混合することで、これまでよりもＧＷＰを大幅に低下させることができる。

その一方で、前記したように、トリフルオロヨードメタンは、高温下で分解したり、また、空気や水との反応、可視光の影響で分解したりしやすく、その結果としてヨウ化水素等の強酸が生ずる可能性がある。そこで、本実施形態では、仮にトリフルオロヨードメタンが分解して酸性物質が生じたとしても、配管等が腐食しないように、配管等の内面に耐酸性の皮膜Ｆ（図２、図３参照）を設けるようにしている。
以下では、配管ｋｂ（図２参照）の内面に皮膜Ｆを設ける例や、室外熱交換器３の伝熱管３１（図３参照）の内面に皮膜Ｆを設ける例について説明する。

図２は、内面に耐酸性の皮膜Ｆが設けられた配管ｋｂの断面図である。
図２に示す配管ｋｂには、圧縮機１（図１参照）の吐出側から高温のガス冷媒が通流するため、液側の各配管に比べて、冷媒に含まれているトリフルオロヨードメタンが分解しやすい。したがって、円筒状（断面視で円形）を呈する配管ｋｂの内面には、耐酸性の皮膜Ｆが設けられている。
なお、「耐酸性」とは、酸におかされにくい性質を有することを意味している。すなわち、酸性物質が生じた場合であっても、配管ｋｂ等の内面の腐食が皮膜Ｆによって抑制されていれば、その皮膜Ｆは「耐酸性」である。

このような配管ｋｂの構成材料として、前記したように、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄系合金、ステンレス等が用いられる。例えば、配管ｋｂの構成材料が銅又は銅合金である場合において、皮膜Ｆが、酸化銅（ＣＵＯ）又は亜酸化銅（ＣＵ_２Ｏ）であることが好ましい。このような皮膜Ｆを形成するために、銅又は銅合金である配管ｋｂを加熱してもよいし、また、配管ｋｂを加熱することなく、放置しておくことで酸化させてもよい。その他、配管ｋｂの構成材料が、アルミニウム又はアルミニウム合金である場合において、皮膜Ｆが酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）であってもよい。

これによって、仮にトリフルオロヨードメタンが分解して酸性物質が生じたとしても、配管ｋｂの管母材に酸性物質が接触することを防止できる。したがって、配管ｋｂの腐食を防止し、配管ｋｂから冷媒が漏れることを防止できる。

また、配管ｋｂの皮膜Ｆは、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はフッ素系樹脂であることが好ましい。フッ素系樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）が挙げられる。これによって、仮に、酸性物質が生じたとしても、配管ｋｂの管母材を酸性物質から保護できる。なお、所定の改質剤が添加されてなる改質エポキシ樹脂も、前記したエポキシ樹脂に含まれる。このような樹脂の塗布に関して、例えば、次のような方法が用いられる。すなわち、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はフッ素系樹脂を含む液状のコーティング材を配管ｋｂに通流させることで、配管ｋｂの内面に皮膜Ｆが形成（塗布）される。

また、前記したコーティング材の噴霧流を配管ｋｂに通流させてもよい。また、配管ｋｂの内面の他、その外表面にもコーティング材を塗布するのであれば、槽（図示せず）に貯留された液状のコーティング材に配管ｋｂを浸漬させてもよい。

さらに別の具体例を挙げると、配管ｋｂが、押出成形によって形成される押出管である場合には、次のようにして配管ｋｂが製造される。すなわち、地金の溶解・鋳造によって、棒状の長尺ビレット（図示せず）が形成された後、この長尺ビレットが適宜に切断され、短尺ビレット（押出成形用の地金）が形成される。そして、塑性変形が可能な状態の短尺ビレットを金型に押し込むことで、押出管（図示せず）が成形される。この押出管に所定の熱処理が施されて配管ｋｂが製造された後、樹脂のコーティング材を配管ｋｂに通流させる。これによって、配管ｋｂの内面に皮膜Ｆが形成される。

また、例えば、配管ｋｂが電縫管である場合には、配管ｋｂの素材となる帯鋼（図示せず）を加熱又は放置することで、その表面を酸化させてもよい。これによって、帯鋼の表面に酸化皮膜（皮膜Ｆ）が形成されるため、この帯鋼を溶接して管状にすると、内面に皮膜Ｆが設けられた状態になる。なお、前記した帯鋼の巻戻し後、周知の切断・成形・溶接・冷却の工程が順次に行われた後、樹脂のコーティング材（皮膜Ｆ）を管母材の内面にコーティングするようにしてもよい。

その他、ＤＬＣ（Diamond‐Like Carbon）の方法を用いて、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、又はアクリル樹脂を配管ｋｂの内面にコーティングすることで、皮膜Ｆを形成してもよい。

また、配管ｋｂの皮膜Ｆが、所定の陽極酸化皮膜処理によって形成される硫酸皮膜、シュウ酸皮膜、又はクロム酸皮膜であることが好ましい。前記した陽極酸化皮膜処理とは、所定の電解液の中に配管ｋｂの管母材を浸漬させ、この配管ｋｂを陽極として電流を流すことで、表面に酸化皮膜（つまり、皮膜Ｆ）を形成する処理である。これによって、仮に、冷媒に含まれるトリフルオロヨードメタンが分解して酸性物質が生じたとしても、配管ｋｂの腐食を防止できる。

なお、図２では、圧縮機１（図１参照）の吐出側に接続される配管ｋｂを例に説明したが、これに限定されるものではない。この配管ｋｂの他、室外熱交換器３（図１参照）のガス側に接続される配管ｋｄや、室内熱交換器７（図１参照）のガス側に接続される配管ｋｇ，ｋｈにも、空調の運転モードによっては高温のガス冷媒が通流する。したがって、これらの配管ｋｄ，ｋｇ，ｋｈの内面にも耐酸性の皮膜Ｆを設けることが好ましい。

このように、皮膜Ｆが設けられる「管状部材」には、圧縮機１の吐出側に接続される配管ｋｂ、「凝縮器」のガス側に接続される配管（例えば、冷房運転時には配管ｋｄ）、及び「蒸発器」のガス側に接続される配管（例えば、冷房運転時には配管ｋｇ，ｋｈ）が含まれていることが好ましい。これによって、仮に、冷媒に含まれるトリフルオロヨードメタンが高温下で分解して酸性物質が生じたとしても、配管ｋｂ，ｋｄ，ｋｇ，ｋｈの腐食を防止できる。

また、高温のガス冷媒が通流する配管ｋｂ，ｋｄ，ｋｇ，ｋｈの他に、室外熱交換器３や室内熱交換器７の伝熱管の内面に耐酸性の皮膜Ｆを設けるようにしてもよい。このような皮膜Ｆの一例について、図３を用いて説明する。

図３は、内面に耐酸性の皮膜Ｆが設けられた伝熱管３１の断面図である。
図３に示す例では、室外熱交換器３が備える伝熱管３１の管母材の内面が、周方向において凹凸状を呈している。言い換えると、伝熱面積を確保するための多数の溝Ｇが、伝熱管３１の軸方向（図３の紙面と直交する方向）に設けられている。そして、このような伝熱管３１の内面に耐酸性の皮膜Ｆが設けられている。

同様に、室内熱交換器７（図１参照）の伝熱管（図示せず）の内面にも、耐酸性の皮膜が設けられている。このように、耐酸性の皮膜が設けられる「管状部材」には、「凝縮器」の伝熱管、及び／又は、「蒸発器」の伝熱管が含まれる。

以下の表１は、空気調和機における冷媒保有量の分布例を示している。具体的には、図１とは異なる構成であるが、１台の室外機と、２台の室内機と、余剰冷媒を貯留するタンク（図示せず）と、を備え、冷房能力が２８ｋＷである空気調和機を対象として、発明者らが所定のシミュレーションを行った。
このシミュレーションの結果として、表１には、「熱交換器」（１台の室外熱交換器及び２台の室内熱交換器）、「配管」、余剰冷媒を貯留する「タンク」のそれぞれに保有されている冷媒量の割合（質量パーセント）が示されている。なお、定格能力で冷房運転を行った場合と、定格能力で暖房運転を行った場合のそれぞれについて、発明者らがシミュレーションを行った。

表１に示すように、冷房運転時及び暖房運転時のいずれにおいても、「熱交換器」には多量の冷媒が保有されている。したがって、仮に、冷媒に含まれるトリフルオロヨードメタンが分解した場合、その結果として生成される酸性物質は、室外熱交換器３や室内熱交換器７に存在している可能性が高い。

そこで、本実施形態では、前記したように、室外熱交換器３の伝熱管３１（図３参照）の内面、及び、室内熱交換器７の伝熱管（図示せず）の内面に、耐酸性の皮膜Ｆを設けるようにしている。これによって、冷媒に含まれるトリフルオロヨードメタンが分解して酸性物質が生じたとしても、伝熱管３１等の腐食を防止し、ひいては、冷媒の漏洩を防止できる。

また、室外熱交換器３や室内熱交換器７の別形態として、溝付伝熱管に代えて扁平多孔管を備えるものを用いてもよい。このような構成について、図４Ａ、図４Ｂ、及び図５を用いて説明する。

図４Ａは、伝熱管３２として扁平多孔管を用いた場合の室外熱交換器３Ａの斜視図であり、図４Ｂは、室外熱交換器３Ａの分解斜視図である。
図４Ａ、図４Ｂに示すように、室外熱交換器３Ａは、伝熱管３２と、複数のフィン３３と、ヘッダ３４ａ，３４ｂと、を備えるパラレルフロー型熱交換器である。
伝熱管３２は、その内部を冷媒が通流する扁平多孔管であり、縦断面視で扁平状を呈している。伝熱管３２は、その一端がヘッダ３４ａに接続され、他端が別のヘッダ３４ｂに接続されている。

複数のフィン３３は、冷媒と空気との間の伝熱面積を確保するための金属製の薄板であり、所定間隔ごとに配置されている。複数のフィン３３には、それぞれ、伝熱管３２が挿通されている。
ヘッダ３４ａ，３４ｂは、冷媒を所定に分配して各伝熱管３２に通流させるための分配器である。仕切板３５は、ヘッダ３４ａ，３４ｂの内部を仕切る板であり、高さ方向において所定位置に設置されている。なお、仕切板３５に孔（図示せず）が設けられていてもよい。

図５は、室外熱交換器３Ａが備える伝熱管３２の縦断面図である。
図５に示すように、伝熱管３２は、横並びで設けられた複数の流路Ｈを有し、これらの流路Ｈを介して冷媒が通流するようになっている。そして、伝熱管３２が有する複数の流路Ｈの内面には、耐酸性の皮膜Ｆがコーティングされている。このような皮膜Ｆとして、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はフッ素系樹脂を用いることができる。なお、室内熱交換器７（図１参照）がパラレルフロー型熱交換器である場合においても、同様の構成を適用できる。

例えば、室外熱交換器３Ａの伝熱管３２として扁平多孔管を用いた場合、室外熱交換器３Ａのヘッダ３４ａ，３４ｂ（図４Ａ、図４Ｂ参照）には多くの冷媒が滞留する。
以下の表２は、室外機の伝熱管３２に扁平多孔管を用いた構成において、定格冷房能力１２．５ｋＷの空気調和機を定格冷房条件で運転した場合のシミュレーション結果である。このようなシミュレーション結果として、表２には、室外熱交換器３Ａの伝熱管３２、ヘッダ３４ａ，３４ｂ、及び熱交配管（図示せず）に保有されている冷媒量の割合（質量パーセント）が示されている。

表２に示すように、室外熱交換器３Ａには、伝熱管３２の他、ヘッダ３４ａ，３４ｂにも多くの冷媒が保有されている。したがって、ヘッダ３４ａ，３４ｂの内面に耐酸性の皮膜Ｆ（図５参照）を設けるとともに、ヘッダ３３ａ，３３ｂを高さ方向に仕切る仕切板３５（図４Ａ、図４Ｂ参照）にも耐酸性の皮膜Ｆを設けることが好ましい。

すなわち、皮膜Ｆが設けられる「管状部材」には、伝熱管３２の両端に接続されるヘッダ３４ａ，３４ｂが含まれ、これらのヘッダ３４ａ，３４ｂにおける冷媒との接触面に耐酸性の皮膜Ｆが設けられることが好ましい。また、ヘッダ３４ａ，３４ｂの空間を仕切る仕切板３５を備え、この仕切板３５における冷媒との接触面にも耐酸性の皮膜Ｆが設けられることが好ましい。これによって、冷媒に含まれるトリフルオロヨードメタンが分解して酸性物質が生じたとしても、ヘッダ３４ａ，３４ｂ等の腐食を抑制できる。

なお、室外熱交換器３の伝熱管３１や、室内熱交換器７の伝熱管（図示せず）の構成材料として、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄系合金、ステンレス等が用いられる。また、伝熱管３１等の皮膜Ｆを構成する物質は、銅の酸化物、アルミニウムの酸化物、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、硫酸皮膜、シュウ酸皮膜、クロム酸皮膜等である。

例えば、伝熱管３１等の構成材料が銅又は銅合金である場合において、皮膜Ｆが、酸化銅（ＣｕＯ）又は亜酸化銅（Ｃｕ_２Ｏ）であることが好ましい。また、伝熱管３１等の構成材料が、アルミニウム又はアルミニウム合金である場合において、皮膜Ｆが酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）であることが好ましい。このような構成によれば、伝熱管３１等の加熱又は放置によって、耐酸性の皮膜Ｆを容易に形成できる。なお、伝熱管３１等に皮膜Ｆを設ける他の方法については、前記した配管ｋｂ等に皮膜Ｆを設ける方法を適宜に適用できる。

＜効果＞
本実施形態によれば、トリフルオロヨードメタンを含む冷媒を用いることで、ＧＷＰが大幅に低くなるため、地球温暖化への影響を抑制できる。また、仮に、高温下や水との反応でトリフルオロヨードメタンが分解して酸性物質が生じたとしても、配管等の内面に皮膜Ｆが設けられているため、配管等の管母材に酸性物質が接触することはほとんどしない。したがって、配管等の腐食を防止し、ひいては、冷媒の漏洩を防止できる。これによって、信頼性の高い空気調和機Ｗを提供できる。

≪変形例≫
以上、本発明に係る空気調和機Ｗについて実施形態で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、実施形態では、高温のガス冷媒が通流する配管ｋｂ，ｋｄ，ｋｇ，ｋｈ（図１参照）の内面に耐酸性の皮膜Ｆを設ける場合について説明したが、これに限らない。すなわち、他の配管ｋａ，ｋｃ，ｋｅ，ｋｆにも、耐酸性の皮膜Ｆを設けるようにしてもよい。また、冷媒が流通するこれら配管以外の要素である四方弁９や室外膨張弁５、室内膨張弁６、アキュムレータ２の他、余剰冷媒貯留のためのレシーバタンク(図示せず)にも耐酸性の被膜Ｆを設けるようにしてもかまわない。

また、空気調和機Ｗの各配管のうち一部に皮膜Ｆが設けられ、他の配管には皮膜Ｆが設けられない構成であってもよい。つまり、複数の「管状部材」のうち少なくとも一部は、その内面に耐酸性の皮膜Ｆが設けられている構成であってもよい。その他、例えば、四方弁９の内面に耐酸性の皮膜Ｆを設けてもよい。

また、実施形態では、室外機Ｕｏ及び室内機Ｕｉが１台ずつ設けられる空気調和機Ｗについて説明したが、これに限らない。例えば、一系統の空気調和機において、複数台の室外機が設けられるマルチ型の空気調和機にも、実施形態を適用できる。また、空気調和機の他、冷凍機や冷蔵庫といった「冷凍サイクル装置」にも、実施形態を適用できる。

また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。

１圧縮機
２アキュムレータ
３，３Ａ室外熱交換器（凝縮器／蒸発器）
３１，３２伝熱管（管状部材）
３３フィン
３４ａ，３４ｂヘッダ（管状部材）
３５仕切板
４室外ファン
５室外膨張弁（膨張弁）
６室内膨張弁（膨張弁）
７室内熱交換器（蒸発器／凝縮器）
８室内ファン
９四方弁
Ｆ皮膜
Ｈ流路
ｋａ，ｋｂ，ｋｃ，ｋｄ，ｋｅ，ｋｆ，ｋｇ配管（管状部材）
Ｑ冷媒回路
Ｗ空気調和機（冷凍サイクル装置）

Claims

圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、及び四方弁を備え、
前記圧縮機から吐出される冷媒には、トリフルオロヨードメタンが含まれ、
冷媒が通流する複数の管状部材の構成材料は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄系合金又はステンレスであり、
複数の前記管状部材のうち、前記圧縮機の吐出側に接続される配管、前記室外熱交換器のガス側に接続される配管、及び前記室内熱交換器のガス側に接続される配管の内面に耐酸性の皮膜が設けられている冷凍サイクル装置。
前記皮膜が設けられる前記管状部材には、前記室外熱交換器の伝熱管及び／又は前記室内熱交換器の伝熱管が含まれること
を特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
前記伝熱管は、扁平多孔管であり、
前記扁平多孔管が有する複数の流路の内面に前記皮膜が設けられること
を特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
前記皮膜が設けられる前記管状部材には、前記伝熱管の両端に接続されるヘッダが含まれ、前記ヘッダにおける冷媒との接触面に前記皮膜が設けられること
を特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
前記ヘッダの空間を仕切る仕切板を備え、
前記仕切板における冷媒との接触面にも前記皮膜が設けられること
を特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
前記管状部材の構成材料が、銅又は銅合金である場合において、前記皮膜は、酸化銅又は亜酸化銅であること
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
前記管状部材の構成材料が、アルミニウム又はアルミニウム合金である場合において、前記皮膜は、酸化アルミニウムであること
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
前記皮膜は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はフッ素系樹脂であること
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
前記皮膜は、硫酸皮膜、シュウ酸皮膜、又はクロム酸皮膜であること
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。