JP7171511B2 - refrigeration cycle equipment - Google Patents

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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.

従来、冷凍サイクル装置に用いられる冷媒(作動媒体)としては、クロロフルオロカーボン(CFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)などが用いられていた。しかし、CFC、HCFCなどの塩素を含む冷媒は、成層圏のオゾン層への影響(地球温暖化への影響)が大きいため、現在、使用が規制されている。 Conventionally, chlorofluorocarbons (CFCs), hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), and the like have been used as refrigerants (working media) used in refrigeration cycle devices. However, the use of chlorine-containing refrigerants such as CFCs and HCFCs is currently regulated because they have a large impact on the ozone layer in the stratosphere (influence on global warming).

このため、近年は、冷媒として、塩素を含まずオゾン層への影響が少ないハイドロフルオロカーボン(HFC)を用いるようになっている。HFCとしては、例えば、R32(ジフルオロメタン)、R125(1,1,1,2,2-ペンタフルオロエタン)、R134a(1,1,1,2-テトラフルオロエタン)が知られている。 Therefore, in recent years, hydrofluorocarbons (HFCs), which do not contain chlorine and have little effect on the ozone layer, have been used as refrigerants. Known HFCs include, for example, R32 (difluoromethane), R125 (1,1,1,2,2-pentafluoroethane), and R134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane).

例えば、ヒートポンプ式給湯機などの冷凍サイクル装置(特に高温水を供給するもの)については、圧縮機の吐出ガス温度が高温となり、冷凍サイクルにおける作動圧力の高圧側が増大する(凝縮温度が65℃より大きくなる)。これを抑制するために、冷媒(作動媒体)として、R134a、R407C(R32、R125およびR134aからなる3種混合冷媒)などが使用されており、近年は、主にR407Cが使用されている。 For example, in a refrigeration cycle device such as a heat pump water heater (especially one that supplies high-temperature water), the temperature of the discharge gas from the compressor rises to a high temperature, and the high pressure side of the refrigeration cycle increases (the condensation temperature rises from 65 ° C. growing). In order to suppress this, R134a, R407C (three-kind mixed refrigerant consisting of R32, R125 and R134a), etc. are used as a refrigerant (working medium), and in recent years, R407C is mainly used.

しかし、地球温暖化係数(GWP)は、R407Cが1774、R134aが1430である(GWP値は、IPCC4次報告に基づく値)。地球温暖化の抑制のためには、さらにGWPの小さい冷媒を使用することが望ましい。 However, the global warming potential (GWP) is 1774 for R407C and 1430 for R134a (the GWP values are based on the IPCC 4th report). In order to suppress global warming, it is desirable to use a refrigerant with a smaller GWP.

GWPが10未満である冷媒としては、トリフルオロエチレン(1,1,2-トリフルオロエテン、HFO-1123、R1123などとも呼ばれる。以下、「HFO1123」と呼ぶ。)、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(2,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペン、HFO-1234yf、R1234yfなどとも呼ばれる。以下、「R1234yf」と呼ぶ。)、ヘキサフルオロプロペン(1,1,2,3,3,3-ヘキサフルオロ-1-プロペン、HFO1216、R1216とも呼ばれる。以下、「HFO1216」と呼ぶ。)などが知られている。なお、これらの冷媒は、大気中のOHラジカルによって分解されやすい炭素-炭素二重結合を有しているため、オゾン層への影響が少ないと考えられている。 Refrigerants having a GWP of less than 10 include trifluoroethylene (1,1,2-trifluoroethene, HFO-1123, R1123, etc., hereinafter referred to as “HFO1123”), 2,3,3,3 -tetrafluoropropene (also called 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene, HFO-1234yf, R1234yf, etc., hereinafter referred to as "R1234yf"), hexafluoropropene (1,1,2,3 , 3,3-hexafluoro-1-propene, HFO1216 and R1216, hereinafter referred to as “HFO1216”) and the like are known. These refrigerants have carbon-carbon double bonds that are easily decomposed by OH radicals in the atmosphere, and are therefore considered to have little effect on the ozone layer.

なお、HFO1123は、例えば、特許文献1(国際公開第2012/157764号)に開示されている。また、例えば、特許文献2(国際公開第2015/005290号)、および、特許文献3(国際公開第2015/141676号)には、HFO1123およびR1234yfを含む混合冷媒が開示されている。 HFO1123 is disclosed, for example, in Patent Document 1 (International Publication No. 2012/157764). Further, for example, Patent Document 2 (International Publication No. 2015/005290) and Patent Document 3 (International Publication No. 2015/141676) disclose mixed refrigerants containing HFO1123 and R1234yf.

国際公開第2012/157764号WO2012/157764 国際公開第2015/005290号WO2015/005290 国際公開第2015/141676号WO2015/141676

HFO1123は、地球温暖化への影響が少なく(GWPが約0.3)、かつ充分な性能を得ることのできる冷媒である。しかし、HFO1123の含有量が多い冷媒は、不均化反応(自己分解反応)が発生しやすいという問題がある。このため、HFO1123の使用量を多くすることは好ましくない。 HFO1123 is a refrigerant that has little impact on global warming (GWP of about 0.3) and can provide sufficient performance. However, a refrigerant with a high HFO1123 content has a problem that a disproportionation reaction (self-decomposition reaction) is likely to occur. Therefore, it is not preferable to use a large amount of HFO1123.

一方、R1234yfおよびHFO1216は、例えば、ヒートポンプ式給湯機に用いることで、GWPを大幅に低減できると共に、吐出ガス温度が従来より低くなり、その分高温まで水を加熱可能となるといったメリットを有している。 On the other hand, when R1234yf and HFO1216 are used in, for example, a heat pump water heater, the GWP can be greatly reduced, and the discharge gas temperature is lower than before, so it is possible to heat water to a higher temperature. ing.

しかし、R1234yfおよびHFO1216は、冷媒の密度や潜熱が小さいため、冷凍サイクル装置の能力が大幅に低下するというデメリットがある。なお、このような冷媒を用いる場合でも、圧縮機の行程容積、周波数、配管径等を大幅に増加すれば(押しのけ量を増加させれば)、装置としては同等の能力を発揮することも可能であるが、給湯機の大型化、コスト増加などの実用上の課題がある。 However, since R1234yf and HFO1216 have low refrigerant densities and low latent heat, they have the demerit that the performance of the refrigeration cycle device is greatly reduced. Even if such a refrigerant is used, if the stroke volume, frequency, pipe diameter, etc. of the compressor are significantly increased (if the displacement is increased), it is possible to achieve the same performance as a device. However, there are practical problems such as an increase in the size of the water heater and an increase in cost.

また、R1234yfおよびHFO1216は、従来の冷媒と比べて、冷凍サイクルにおける作動圧力の低圧側がさらに低下するため、冷凍サイクル装置の冷凍回路内に負圧(大気圧以下)の部分が発生し、冷凍回路の密封性が低下したような場合に回路内に空気を吸い込んでしまう可能性がある。内部に吸い込まれた空気は、冷媒、油等と反応することで、冷凍回路を劣化させるため、冷凍サイクル装置の信頼性が損われる可能性がある。なお、特に、ヒートポンプ式の給湯装置などの作動圧力が比較的低い冷凍サイクル装置においては、元々の回路内の圧力が低いため、負圧が発生しやすい。 In addition, compared to conventional refrigerants, R1234yf and HFO1216 further lower the operating pressure on the low pressure side in the refrigerating cycle, so negative pressure (below atmospheric pressure) is generated in the refrigerating circuit of the refrigerating cycle device, air may be sucked into the circuit if the sealing performance of the The air sucked inside reacts with refrigerant, oil, etc. to deteriorate the refrigeration circuit, which may impair the reliability of the refrigeration cycle device. In particular, in a refrigeration cycle apparatus with a relatively low operating pressure, such as a heat pump hot water supply apparatus, negative pressure is likely to occur because the pressure inside the circuit is originally low.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、地球温暖化の影響が少なく、十分な性能を有し、かつ、冷凍回路内に負圧が発生せず、信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has a refrigeration cycle apparatus that is less affected by global warming, has sufficient performance, does not generate negative pressure in the refrigeration circuit, and has high reliability. intended to provide

本発明に係るヒートポンプ式給湯機用の冷凍サイクル装置は、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器および膨張弁を含む冷凍回路を備える。冷凍回路内に冷媒が封入されており、冷媒は、HFO1123およびR1234yfを含有し、HFO1123およびR1234yfの合計量に対するHFO1123の比率が15質量%以上50質量%以下である。 A refrigeration cycle apparatus for a heat pump water heater according to the present invention includes a refrigeration circuit including a compressor, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger and an expansion valve. A refrigerant is enclosed in the refrigeration circuit, and the refrigerant contains HFO1123 and R1234yf, and the ratio of HFO1123 to the total amount of HFO1123 and R1234yf is 15% by mass or more and 50% by mass or less.

また、本発明に係るヒートポンプ式給湯機用の冷凍サイクル装置は、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器および膨張弁を含む冷凍回路を備える。冷凍回路内に冷媒が封入されており、冷媒は、HFO1123およびHFO1216を含有し、HFO1123およびHFO1216の合計量に対するHFO1123の比率が10質量%以上50質量%以下である。 A refrigerating cycle device for a heat pump water heater according to the present invention includes a refrigerating circuit including a compressor, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger, and an expansion valve. A refrigerant is enclosed in the refrigeration circuit, and the refrigerant contains HFO1123 and HFO1216, and the ratio of HFO1123 to the total amount of HFO1123 and HFO1216 is 10% by mass or more and 50% by mass or less.

本発明によれば、地球温暖化の影響が少なく、十分な性能を有し、かつ、冷凍回路内に負圧が発生せず、信頼性の高い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 highly reliable refrigeration cycle apparatus that is less affected by global warming, has sufficient performance, does not generate negative pressure in the refrigeration circuit, and is highly reliable.

実施形態1に係る冷媒の飽和温度を示すグラフである。4 is a graph showing saturation temperatures of refrigerants according to Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る冷媒の飽和温度を示すグラフである。9 is a graph showing saturation temperatures of refrigerants according to Embodiment 2. FIG. 実施形態1に係る冷媒の吐出温度を示すグラフである。4 is a graph showing the discharge temperature of the refrigerant according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1の変形例の効果を説明するための概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining effects of a modification of Embodiment 1; 実施形態1に係る冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1; FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[実施形態1]
まず、本実施形態の冷凍サイクル装置の概要について簡単に説明する。図5は、実施形態1に係る冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。冷凍サイクル装置は、圧縮機1と、室外熱交換器3と、膨張弁4と、室内熱交換器5とを含む冷凍回路を備える。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
First, an overview of the refrigeration cycle apparatus of this embodiment will be briefly described. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1. FIG. The refrigeration cycle device includes a refrigeration circuit including a compressor 1 , an outdoor heat exchanger 3 , an expansion valve 4 and an indoor heat exchanger 5 .

給湯時においては、圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス状冷媒は、室内熱交換器5へと流入し、そこで凝縮する。室内熱交換器5で凝縮した液状冷媒は、膨張弁4を経由して室外熱交換器3へと流入し、そこで蒸発(気化)する。室外熱交換器3で蒸発した冷媒は、圧縮機1へ戻る。このように、暖房時において、冷媒は、冷凍サイクル装置の冷凍回路内を図5に示す矢印の方向に循環する。 During hot water supply, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant compressed by the compressor 1 flows into the indoor heat exchanger 5 and is condensed there. The liquid refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 5 flows through the expansion valve 4 into the outdoor heat exchanger 3, where it evaporates (vaporizes). The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 3 returns to the compressor 1 . Thus, during heating, the refrigerant circulates in the direction of the arrow shown in FIG. 5 in the refrigeration circuit of the refrigeration cycle device.

本実施形態の冷凍サイクル装置は、さらに、気液分岐器、レシーバー、アキュームレータ、高低圧熱交換器等の他の機器を備えていてもよい。 The refrigeration cycle apparatus of the present embodiment may further include other devices such as a gas-liquid splitter, receiver, accumulator, and high/low pressure heat exchanger.

次に、本実施形態において、冷凍回路内に封入される冷媒について説明する。該冷媒は、HFO1123およびR1234yfを含んでいる。 Next, the refrigerant sealed in the refrigerating circuit in this embodiment will be described. The refrigerant contains HFO1123 and R1234yf.

HFO1123およびR1234yfの合計量に対するHFO1123の比率は、15質量%以上50質量%以下である。該比率の下限は、好ましくは33質量%以上である。該比率の上限は、好ましくは40質量%未満であり、より好ましくは29質量%未満であり、さらに好ましくは21質量%未満である。 The ratio of HFO1123 to the total amount of HFO1123 and R1234yf is 15% by mass or more and 50% by mass or less. The lower limit of the ratio is preferably 33% by mass or more. The upper limit of the ratio is preferably less than 40% by mass, more preferably less than 29% by mass, and even more preferably less than 21% by mass.

図1は、実施形態1に係る冷媒の飽和温度を示すグラフ(HFO1123/R1234yfと記載した実線で示すグラフ)である。このグラフは、HFO1123およびR1234yfからなる混合冷媒についての飽和温度を示しており、横軸の「HFO1123比率」は、HFO1123およびR1234yfの合計量に対するHFO1123の質量比率である。なお、図1では、R407Cの飽和温度を示す線(一点鎖線)を併せて示している。 FIG. 1 is a graph showing the saturation temperature of a refrigerant according to Embodiment 1 (a graph indicated by a solid line indicated as HFO1123/R1234yf). This graph shows the saturation temperature for a mixed refrigerant composed of HFO1123 and R1234yf, and the "HFO1123 ratio" on the horizontal axis is the mass ratio of HFO1123 to the total amount of HFO1123 and R1234yf. Note that FIG. 1 also shows a line (chain line) indicating the saturation temperature of R407C.

図1から、HFO1123比率が15質量%以上である場合、飽和温度が-33℃以下となることが分かる。冷凍サイクル装置(ヒートポンプ式給湯機)が使用可能な外気温度の下限は-20℃程度である。このため、冷媒の飽和温度が-33℃程度以下であれば、冷凍回路内での負圧の発生が抑制される。したがって、本実施形態の冷凍サイクル装置に用いる冷媒において、HFO1123比率を15質量%以上とすることで、冷凍回路内での負圧の発生を抑制することができる。 From FIG. 1, it can be seen that when the HFO1123 ratio is 15% by mass or more, the saturation temperature is −33° C. or less. The lower limit of the ambient temperature at which the refrigeration cycle device (heat pump water heater) can be used is about -20°C. Therefore, if the saturation temperature of the refrigerant is about −33° C. or lower, the generation of negative pressure in the refrigeration circuit is suppressed. Therefore, by setting the HFO1123 ratio to 15% by mass or more in the refrigerant used in the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of negative pressure in the refrigeration circuit.

なお、ヒートポンプ式の給湯装置などの作動圧力が比較的低い冷凍サイクル装置においては、元々の回路内の圧力が低いため、負圧が発生しやすい。このため、本実施形態によれば、ヒートポンプ式給湯機用の冷凍サイクル装置において、特に有効に負圧の発生を抑制することができる。 In addition, in a refrigeration cycle apparatus having a relatively low operating pressure, such as a heat pump hot water supply apparatus, negative pressure is likely to occur because the pressure inside the circuit is originally low. Therefore, according to the present embodiment, the generation of negative pressure can be particularly effectively suppressed in the refrigeration cycle device for the heat pump water heater.

一方で、本実施形態に用いる冷媒は、HFO1123比率が50質量%以下に設定されている。これは、HFO1123比率が50質量%を超えると、不均化反応(自己分解反応)が発生する可能性が高まるためである。 On the other hand, the refrigerant used in this embodiment has a HFO1123 ratio set to 50% by mass or less. This is because when the HFO1123 ratio exceeds 50% by mass, the possibility of occurrence of a disproportionation reaction (self-decomposition reaction) increases.

図3は、実施形態1に係る冷媒の吐出温度を示すグラフである。図3に示されるように、冷凍サイクル装置がヒートポンプ式の給湯機であり、HFO1123比率が50質量%以下である場合、吐出ガス温度が従来(冷媒としてR407Cを用いた場合)より10℃以上低下する(図3参照)。このため、その分、作動圧力の高圧側を増加させることができ、給湯温度を上昇させることが出来る。 3 is a graph showing the discharge temperature of the refrigerant according to Embodiment 1. FIG. As shown in FIG. 3, when the refrigeration cycle device is a heat pump water heater and the HFO1123 ratio is 50% by mass or less, the discharge gas temperature is lowered by 10° C. or more from the conventional (when R407C is used as the refrigerant). (see Figure 3). Therefore, the operating pressure on the high pressure side can be increased by that amount, and the hot water supply temperature can be increased.

また、本実施形態の冷媒のGWPは、R407AのGWP(1774)、および、R134aのGWP(1430)に対して大幅に低減されたものとなる。したがって、本実施形態の冷凍サイクル装置は、地球温暖化への影響が少ない。 In addition, the GWP of the refrigerant of this embodiment is significantly lower than the GWP of R407A (1774) and the GWP of R134a (1430). Therefore, the refrigeration cycle apparatus of this embodiment has little influence on global warming.

以上のことから、本実施形態の冷凍サイクル装置は、地球温暖化の影響が少なく、十分な性能を有し、かつ、冷凍回路内に負圧が発生せず、信頼性の高いものであることが分かる。 From the above, the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment is less affected by global warming, has sufficient performance, does not generate negative pressure in the refrigeration circuit, and is highly reliable. I understand.

なお、本実施形態において用いられる冷媒は、上記成分のみからなる成分混合冷媒であってもよく、さらに他の冷媒成分を含んでいてもよい。他の冷媒成分としては、例えば、R290、R1270、R134a、R125等または他のHFCが挙げられる。 The refrigerant used in the present embodiment may be a two- component mixed refrigerant consisting of only the above two components, or may further contain other refrigerant components. Other refrigerant components include, for example, R290, R1270, R134a, R125, etc. or other HFCs.

他の成分の配合比率等は、本実施形態の主要な効果を妨げない範囲内において設定される。具体的には、冷媒全体の質量に対するHFO1123およびHFO1216の合計の比率が、90質量%以上となるように、他の成分の配合比率を設定することが好ましい。 The compounding ratio of other components and the like are set within a range that does not interfere with the main effects of the present embodiment. Specifically, it is preferable to set the mixing ratio of the other components such that the total ratio of HFO1123 and HFO1216 to the total mass of the refrigerant is 90% by mass or more.

また、冷媒は、さらに冷凍機油を含有してもよい。冷凍機油としては、例えば、一般に用いられる冷凍機油(エステル系潤滑油、エーテル系潤滑油、フッ素系潤滑油、鉱物系潤滑油、炭化水素系潤滑油等)が挙げられる。その場合、冷媒との相溶性および安定性等の面で優れている冷凍機油を選択することが好ましい。 Moreover, the refrigerant may further contain refrigerating machine oil. The refrigerating machine oil includes, for example, commonly used refrigerating machine oils (ester-based lubricating oil, ether-based lubricating oil, fluorine-based lubricating oil, mineral-based lubricating oil, hydrocarbon-based lubricating oil, etc.). In that case, it is preferable to select a refrigerating machine oil that is excellent in terms of compatibility with the refrigerant, stability, and the like.

また、冷媒は、例えば過酷な使用条件において高度の安定性を要求される場合などには、必要に応じて安定剤をさらに含有してもよい。安定剤は熱および酸化に対する冷媒の安定性を向上させる成分である。安定剤としては、従来から冷凍サイクル装置に用いられる公知の安定剤、例えば、耐酸化性向上剤、耐熱性向上剤、金属不活性剤等が挙げられる。 Moreover, the refrigerant may further contain a stabilizer as necessary, for example, when a high degree of stability is required under severe use conditions. Stabilizers are ingredients that improve the stability of a refrigerant against heat and oxidation. Examples of stabilizers include known stabilizers conventionally used in refrigeration cycle devices, such as oxidation resistance improvers, heat resistance improvers, and metal deactivators.

また、冷媒は、さらに重合禁止剤を含んでいてもよい。重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンメチルエーテル、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。 Moreover, the refrigerant may further contain a polymerization inhibitor. Examples of polymerization inhibitors include hydroquinone, hydroquinone methyl ether, and benzotriazole.

(実施形態1の変形例)
本変形例は、HFO1123比率(HFO1123およびR1234yfの合計量に対するHFO1123の比率)の下限が33質量%である点で、実施形態1とは異なる。それ以外の点は実施形態1と同様であるため、重複する説明は省略する。
(Modification of Embodiment 1)
This modification differs from Embodiment 1 in that the lower limit of the HFO1123 ratio (the ratio of HFO1123 to the total amount of HFO1123 and R1234yf) is 33% by mass. Since other points are the same as those of the first embodiment, redundant description is omitted.

図1から、HFO1123比率が33質量%以上である場合、HFO1123およびR1234yfの混合冷媒の飽和温度が、R407Cの飽和温度り低くなることが分かる。この場合、冷媒としてR407Cが用いられていた既存の冷凍サイクル装置において、冷媒を本実施形態に係る冷媒に切り替えた場合でも、起動時の給油不良を抑制し、装置の信頼性を確保することができる。この点について、図4を参照して以下に説明する。 From FIG. 1, it can be seen that when the HFO1123 ratio is 33% by mass or more, the saturation temperature of the mixed refrigerant of HFO1123 and R1234yf is lower than the saturation temperature of R407C. In this case, in an existing refrigeration cycle device using R407C as a refrigerant, even if the refrigerant is switched to the refrigerant according to the present embodiment, it is possible to suppress poor lubrication at startup and ensure the reliability of the device. can. This point will be described below with reference to FIG.

図4は、本変形例の効果を説明するための概略断面図である。なお、図4は、スクロール圧縮機を示しており、基本的に特開2013-181516号公報の図1と同じ図である。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the effect of this modified example. Note that FIG. 4 shows a scroll compressor, and is basically the same diagram as FIG. 1 of Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2013-181516.

冷凍サイクル装置が停止(特に長時間)していると、給油経路内の潤滑油(冷凍機油)は下方に移動する。圧縮機内の油溜め23の油面から給油ポンプ(オイルポンプ)22までの経路は、低圧の作動媒体で満たされる。その後、冷凍サイクル装置の起動時は、圧縮機内の油溜め23の油を給油ポンプ22で吸い上げて圧縮機内に循環させる必要がある。 When the refrigeration cycle device is stopped (especially for a long time), the lubricating oil (refrigerating machine oil) in the oil supply route moves downward. A path from the oil surface of the oil reservoir 23 in the compressor to the oil supply pump (oil pump) 22 is filled with a low-pressure working medium. After that, when the refrigeration cycle apparatus is started, the oil in the oil reservoir 23 inside the compressor must be sucked up by the oil supply pump 22 and circulated inside the compressor.

冷凍機油の密度をρ、油溜め23の油面から給油ポンプ22までの垂直距離をhとし、とすれば、油溜め23の油面と給油ポンプ22との間の空間の圧力をPsとすると、
ρgh<Ps
であれば、油溜め23から給油ポンプ22まで冷凍機油を吸い上げることができる。
Let ρ be the density of the refrigerating machine oil, h be the vertical distance from the oil surface of the oil sump 23 to the oil pump 22, and Ps be the pressure in the space between the oil surface of the oil sump 23 and the oil pump 22. ,
ρgh < Ps
If so, the refrigerating machine oil can be sucked up from the oil sump 23 to the oil supply pump 22 .

既存の冷凍サイクル装置(ヒートポンプ式給湯機)では、従来の冷媒(R407Cなど)について、上記式が成立するように設計されている。すなわち、Psが従来の冷媒の最低動作圧力であるときに、上記式が成立するように設計されている。 Existing refrigeration cycle devices (heat pump water heaters) are designed so that the above formula holds for conventional refrigerants (such as R407C). That is, it is designed so that the above equation holds when Ps is the lowest operating pressure of conventional refrigerants.

そして、本変形例のように、使用する冷媒の飽和温度が、R407Cの飽和温度より低い場合、該冷媒の最低作動圧力はR407Cより高くなる。このため、既存の冷凍サイクル装置において、冷媒を本実施形態に係る冷媒に切り替えた場合でも、上記式が成立すると考えられる。 When the saturation temperature of the refrigerant to be used is lower than the saturation temperature of R407C as in this modification, the minimum operating pressure of the refrigerant is higher than that of R407C. Therefore, even when the refrigerant is switched to the refrigerant according to the present embodiment in the existing refrigeration cycle device, it is considered that the above formula holds.

したがって、本変形例によれば、既存の冷凍サイクル装置において、冷媒を本実施形態に係る冷媒に切り替えた場合でも、冷凍サイクル装置の起動時の給油不良を回避して、装置の信頼性を確保できる。 Therefore, according to this modified example, even when the refrigerant is switched to the refrigerant according to the present embodiment in the existing refrigeration cycle device, the reliability of the device is ensured by avoiding poor lubrication at the start of the refrigeration cycle device. can.

[実施形態2]
本実施形態は、冷媒中に含まれるR1234yfの代わりにHFO1216を用いる点で、実施形態1とは異なる。それ以外の点は、基本的に実施形態1と同様であるため、重複する説明については省略する。
[Embodiment 2]
This embodiment differs from Embodiment 1 in that HFO1216 is used instead of R1234yf contained in the refrigerant. Other points are basically the same as those of the first embodiment, and duplicate descriptions will be omitted.

本実施形態において、冷凍回路内に封入される冷媒は、HFO1123およびHFO1216を含んでいる。なお、本実施形態において用いられる冷媒は、上記成分のみからなる成分混合冷媒であってもよく、さらに他の冷媒成分を含んでいてもよい。冷媒が他の成分を含んでいる場合、冷媒全体の質量に対するHFO1123およびHFO1216の合計の比率が、90質量%以上であることが好ましい。 In this embodiment, the refrigerant sealed in the refrigeration circuit contains HFO1123 and HFO1216. The refrigerant used in the present embodiment may be a two- component mixed refrigerant consisting of only the above two components, or may further contain other refrigerant components. When the refrigerant contains other components, the total ratio of HFO1123 and HFO1216 to the total weight of the refrigerant is preferably 90% by mass or more.

HFO1123およびHFO1216の合計量に対するHFO1123の比率は、10質量%以上50質量%以下である。該比率の下限は、好ましくは24質量%以上である。該比率の上限は、好ましくは40質量%未満であり、より好ましくは30質量%未満である。 The ratio of HFO1123 to the total amount of HFO1123 and HFO1216 is 10% by mass or more and 50% by mass or less. The lower limit of the ratio is preferably 24% by mass or more. The upper limit of the ratio is preferably less than 40% by mass, more preferably less than 30% by mass.

図2は、実施形態2に係る冷媒の飽和温度を示すグラフ(HFO1123/HFO1216と記載した実線で示すグラフ)である。このグラフは、HFO1123およびHFO1216からなる混合冷媒についての飽和温度を示しており、横軸の「HFO1123比率」は、HFO1123およびHFO1216の合計量に対するHFO1123の質量比率である。なお、図2では、R407Cの飽和温度を示す線(一点鎖線)を併せて示している。 FIG. 2 is a graph showing the saturation temperature of the refrigerant according to Embodiment 2 (a graph indicated by a solid line indicated by HFO1123/HFO1216). This graph shows the saturation temperature for a mixed refrigerant composed of HFO1123 and HFO1216, and the "HFO1123 ratio" on the horizontal axis is the mass ratio of HFO1123 to the total amount of HFO1123 and HFO1216. Note that FIG. 2 also shows a line (chain line) indicating the saturation temperature of R407C.

図2から、HFO1123比率が10質量%以上である場合、飽和温度が-33℃以下となることが分かる。したがって、実施形態1と同様の理由から、本実施形態の冷凍サイクル装置に用いる冷媒において、HFO1123比率を10質量%以上とすることで、冷凍回路内での負圧の発生を抑制することができる。 From FIG. 2, it can be seen that when the HFO1123 ratio is 10% by mass or more, the saturation temperature is −33° C. or less. Therefore, for the same reason as in Embodiment 1, by setting the HFO1123 ratio to 10% by mass or more in the refrigerant used in the refrigeration cycle apparatus of this embodiment, it is possible to suppress the occurrence of negative pressure in the refrigeration circuit. .

なお、本実施形態に用いる冷媒において、HFO1123比率が50質量%以下に設定されている点については、実施形態1と同様であり、実施形態1と同様の効果が奏される。 The refrigerant used in this embodiment has a HFO1123 ratio of 50% by mass or less, which is the same as in the first embodiment, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.

また、本実施形態の冷媒のGWPは、R407AのGWP(1774)、および、R134aのGWP(1430)に対して大幅に低減されたものとなる。したがって、本実施形態の冷凍サイクル装置は、地球温暖化への影響が少ない。 In addition, the GWP of the refrigerant of this embodiment is significantly lower than the GWP of R407A (1774) and the GWP of R134a (1430). Therefore, the refrigeration cycle apparatus of this embodiment has little influence on global warming.

以上のことから、本実施形態の冷凍サイクル装置は、地球温暖化の影響が少なく、十分な性能を有し、かつ、冷凍回路内に負圧が発生せず、信頼性の高いものであることが分かる。 From the above, the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment is less affected by global warming, has sufficient performance, does not generate negative pressure in the refrigeration circuit, and is highly reliable. I understand.

(実施形態2の変形例)
本変形例は、HFO1123比率(HFO1123およびHFO1216の合計量に対するHFO1123の比率)の下限が24質量%である点で、実施形態2とは異なる。それ以外の点は実施形態2と同様であるため、重複する説明は省略する。
(Modification of Embodiment 2)
This modification differs from Embodiment 2 in that the lower limit of the HFO1123 ratio (the ratio of HFO1123 to the total amount of HFO1123 and HFO1216) is 24% by mass. Since other points are the same as those of the second embodiment, redundant description is omitted.

図2から、HFO1123比率が24質量%以上である場合、HFO1123およびHFO1216の混合冷媒の飽和温度が、R407Cの飽和温度り低くなることが分かる。この場合、冷媒としてR407Cが用いられていた既存の冷凍サイクル装置において、冷媒を本実施形態に係る冷媒に切り替えた場合でも、起動時の給油不良を抑制し、装置の信頼性を確保することができる。この理由については、実施形態1の変形例において説明したとおりである。 From FIG. 2, it can be seen that when the HFO1123 ratio is 24% by mass or more, the saturation temperature of the mixed refrigerant of HFO1123 and HFO1216 is lower than the saturation temperature of R407C. In this case, in an existing refrigeration cycle device using R407C as a refrigerant, even if the refrigerant is switched to the refrigerant according to the present embodiment, it is possible to suppress poor lubrication at startup and ensure the reliability of the device. can. The reason for this is as explained in the modified example of the first embodiment.

1 圧縮機、2 流路切替弁、3 室外熱交換器、4 膨張弁、5 室内熱交換器。 1 compressor, 2 flow switching valve, 3 outdoor heat exchanger, 4 expansion valve, 5 indoor heat exchanger.

Claims (1)

冷凍サイクル装置であって、
圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器および膨張弁を含む冷凍回路を備え、
前記冷凍回路内に冷媒が封入されており、
前記冷媒は、HFO1123およびR1234yfを含有し、
前記冷媒全体の質量に対するHFO1123およびR1234yfの合計の比率が90質量%より多く、
HFO1123およびR1234yfの合計量に対するHFO1123の比率が33質量%以上50質量%以下である、
冷凍機油の密度をρとし、前記圧縮機内の油溜めの油面から給油ポンプまでの垂直距離をhとしたときに、ρghが、R407Cの最低作動圧より小さくなるように設計されたヒートポンプ式給湯機用の冷凍サイクル装置。
A refrigeration cycle device,
Equipped with a refrigeration circuit including a compressor, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger and an expansion valve,
A refrigerant is sealed in the refrigeration circuit,
The refrigerant contains HFO1123 and R1234yf,
The total ratio of HFO1123 and R1234yf to the total mass of the refrigerant is more than 90% by mass,
The ratio of HFO1123 to the total amount of HFO1123 and R1234yf is 33% by mass or more and 50% by mass or less,
A heat pump hot water supply designed so that ρgh is smaller than the minimum operating pressure of R407C, where ρ is the density of the refrigerating machine oil and h is the vertical distance from the oil surface of the oil reservoir in the compressor to the oil supply pump. Refrigeration cycle equipment for air conditioners.
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