JP7174289B2 - 冷媒の冷凍サイクル装置における使用、および、冷凍サイクル装置 - Google Patents

冷媒の冷凍サイクル装置における使用、および、冷凍サイクル装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7174289B2
JP7174289B2 JP2021142916A JP2021142916A JP7174289B2 JP 7174289 B2 JP7174289 B2 JP 7174289B2 JP 2021142916 A JP2021142916 A JP 2021142916A JP 2021142916 A JP2021142916 A JP 2021142916A JP 7174289 B2 JP7174289 B2 JP 7174289B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
pipe
compressor
refrigerant pipe
hfo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021142916A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022044018A (ja
Inventor
結香 渡邊
智行 後藤
裕子 伊藤
隆 臼井
崇 吉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Publication of JP2022044018A publication Critical patent/JP2022044018A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7174289B2 publication Critical patent/JP7174289B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/041Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
    • C09K5/044Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
    • C09K5/045Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds containing only fluorine as halogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40Fluid line arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2205/00Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
    • C09K2205/10Components
    • C09K2205/12Hydrocarbons
    • C09K2205/126Unsaturated fluorinated hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2205/00Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
    • C09K2205/22All components of a mixture being fluoro compounds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/11Fan speed control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2513Expansion valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19Pressures
    • F25B2700/193Pressures of the compressor
    • F25B2700/1931Discharge pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19Pressures
    • F25B2700/193Pressures of the compressor
    • F25B2700/1933Suction pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2104Temperatures of an indoor room or compartment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2106Temperatures of fresh outdoor air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2115Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21151Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the suction side of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2115Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21152Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the discharge side of the compressor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

冷媒の冷凍サイクル装置における使用、および、冷凍サイクル装置に関する。
従来より、冷凍装置には、HFC冷媒より地球温暖化係数(Global Warming Potential:以下、単に、GWPという場合がある。)の低いハイドロフルオロオレフィン(HFO冷媒)が注目されており、例えば、1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132)もGWPの低い冷媒として特許文献1(特開2019-196312号公報)で検討されている。
このようなHFO冷媒は、GWPが低いものの、安定性が低いことから、一定条件下において不均化反応と呼ばれる自己分解反応が発生しやすいものがある。不均化反応とは、同一種類の分子2個以上が相互に反応するなどの原因により、2種類以上の異なる種類の物質に転じる化学反応である。このようなHFO冷媒の不均化反応は、冷凍サイクル装置においては、特に圧縮機において発生しがちである。圧縮機で発生した不均化反応は、圧縮機外に伝播していく場合がある。
本開示の目的は、冷媒の不均化反応の伝播を抑制することにある。
本願の発明者らは冷媒の不均化反応の伝播を抑制すべく鋭意研究を重ねた結果、不均化反応が発生した圧縮機に接続されている冷媒配管が所定の条件を満たした場合には冷媒の不均化反応の伝播が抑制されうることを新規に見出した。本願の発明者らは、かかる知見に基づきさらに研究を重ね、本開示の内容を完成するに至った。本開示は、以下の各観点に係る冷媒の冷凍サイクル装置における使用、および、冷凍サイクル装置を提供する。
第1観点に係る冷媒としての使用は、冷媒回路における、組成物の冷媒としての使用である。冷媒回路は、圧縮機と、第1部品と、冷媒配管と、を有している。冷媒配管は、圧縮機と第1部品とを接続する。冷媒配管は、配管径が3/8inch以下又は長さが5cm以上である。組成物は、エチレン系のフルオロオレフィン、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234yf)、および、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234ze)からなる群より選択される1種または2種以上を含む。
なお、第1部品は、特に限定されるものではなく、冷媒回路を構成する配管以外の部品であってよく、例えば、冷媒回路が四路切換弁を有している場合には当該四路切換弁であってよい。また、冷媒回路が室外熱交換器を有しており、四路切換弁を有していない場合には、当該室外熱交換器であってよい。
なお、冷媒配管は、配管径が3/8inch以下及び長さが5cm以上であってもよい。
この冷媒としての使用によれば、圧縮機内で不均化反応が発生したとしても、不均化反応が第1部品にまで伝播することが抑制される。
第2観点に係る使用は、第1観点の使用であって、組成物は、1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132)、1,1-ジフルオロエチレン(HFO-1132a)、1,1,2-トリフルオロエチレン(HFO-1123)、モノフルオロエチレン(HFO-1141)、クロロトリフルオロエチレン(CFO-1113)、および、パーフルオロオレフィンからなる群より選択される1種または2種以上を含む。
なお、1,2-ジフルオロエチレンは、トランス-1,2-ジフルオロエチレン[(E)-HFO-1132]であってもよく、シス-1,2-ジフルオロエチレン[(Z)-HFO-1132]であってもよく、これらの混合物であってもよい。
第3観点に係る使用は、第2観点の冷媒としての使用であって、組成物は、1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132)、および/または、1,1,2-トリフルオロエチレン(HFO-1123)を含む。
第4観点に係る冷凍サイクル装置は、冷媒回路を備え、エチレン系のフルオロオレフィン、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234yf)、および、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234ze)からなる群より選択される1種または2種以上を含む組成物を冷媒として用いる。冷媒回路は、圧縮機と、第1部品と、冷媒配管と、を有する。冷媒配管は、圧縮機と第1部品とを接続する。冷媒配管は、配管径が3/8inch以下又は長さが5cm以上である。
なお、冷媒配管は、配管径が3/8inch以下及び長さが5cm以上であってもよい。
なお、第1部品は、特に限定されるものではなく、冷媒回路を構成する配管以外の部品であってよく、例えば、冷媒回路が四路切換弁を有している場合には当該四路切換弁であってよい。また、冷媒回路が室外熱交換器を有しており、四路切換弁を有していない場合には、当該室外熱交換器であってよい。
この冷凍サイクル装置によれば、圧縮機内で不均化反応が発生したとしても、不均化反応が第1部品にまで伝播することが抑制される。
冷凍サイクル装置の概略構成図である。 冷凍サイクル装置のブロック構成図である。 不均化反応の伝播に関する試験で用いた試験装置を説明する概略図である。 他の実施形態に係る冷凍サイクル装置の概略構成図である。
以下、本開示に係る冷媒の冷凍サイクル装置における使用、および、冷凍サイクル装置について、例を挙げつつ具体的に説明するが、これらの記載は本開示内容を限定するものではない。
(1)冷凍サイクル装置1
冷凍サイクル装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことで、対象空間の熱負荷を処理する装置であって、例えば、対象空間の空気を調和させる空気調和装置等である。
図1に、冷凍サイクル装置の概略構成図を示す。図2に、冷凍サイクル装置のブロック構成図を示す。
冷凍サイクル装置1は、主として、室外ユニット20と、室内ユニット30と、室外ユニット20と室内ユニット30を接続する液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管5と、図示しないリモコンと、冷凍サイクル装置1の動作を制御するコントローラ7と、を有している。
冷凍サイクル装置1では、冷媒回路10内に封入された冷媒が、圧縮され、冷却又は凝縮され、減圧され、加熱又は蒸発された後に、再び圧縮される、という冷凍サイクルが行われる。本実施形態では、冷媒回路10には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うための冷媒が充填されている。
(2)冷媒
冷媒回路10に充填されている冷媒としては、エチレン系のフルオロオレフィン、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234yf)、および、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234ze)からなる群より選択される1種または2種以上を含む冷媒である。なお、ISO817で定義される燃焼速度については、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234ze)の1.2cm/sは、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234yf)の1.5cm/sよりも低い点で好ましい。また、ISO817で定義されるLFL(LowerFlammability Limit:燃焼下限界)については、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234ze)の65000vol.ppm6.5%は、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234yf)の62000vol.ppm6.2%よりも高い点で好ましい。なかでも、当該冷媒としては、1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132)、1,1-ジフルオロエチレン(HFO-1132a)、1,1,2-トリフルオロエチレン(HFO-1123)、モノフルオロエチレン(HFO-1141)、クロロトリフルオロエチレン(CFO-1113)、および、パーフルオロオレフィンからなる群より選択される1種または2種以上を含むものであってよい。当該冷媒としては、特に、1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132)、および/または、1,1,2-トリフルオロエチレン(HFO-1123)を含むものであることが好ましい。
ここで、エチレン系のフルオロオレフィンとしては、例えば、1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132)、1,1-ジフルオロエチレン(HFO-1132a)、1,1,2-トリフルオロエチレン(HFO-1123)、モノフルオロエチレン(HFO-1141)、クロロトリフルオロエチレン(CFO-1113)、パーフルオロオレフィン等が挙げられる。また、パーフルオロオレフィンとしては、例えば、テトラフルオロエチレン(FO-1114)等が挙げられる。
なお、冷媒回路10には、上述の冷媒と共に冷凍機油が充填される。
(3)室外ユニット20
室外ユニット20は、液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管5を介して室内ユニット30と接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。室外ユニット20は、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、膨張弁24と、室外ファン25と、レシーバ41と、ガス側閉鎖弁28と、液側閉鎖弁29と、第1冷媒配管11~第7冷媒配管17と、を有している。
圧縮機21は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。ここでは、圧縮機21としては、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素が圧縮機モータによって回転駆動される密閉式構造の圧縮機を用いることができ、本実施形態ではロータリ圧縮機を用いている。圧縮機モータは、容量を変化させるためのものであり、インバータにより運転周波数の制御が可能である。圧縮機21の吸入側には、吸入管である第7冷媒配管17が接続されている。圧縮機21の吐出側には、吐出管である第1冷媒配管11が接続されている。
四路切換弁22は、図示しない弁体が移動制御されることにより流路が切り換えられる弁であり、冷媒回路10を冷房接続状態と暖房接続状態とに切り換える弁である。具体的には、四路切換弁22は、冷房接続状態では、圧縮機21の吐出側に接続された第1冷媒配管11と、室外熱交換器23に接続された第2冷媒配管12とを接続しつつ、圧縮機21の吸入側に接続された第7冷媒配管17とレシーバ41と第6冷媒配管16と、ガス側閉鎖弁28に接続された第5冷媒配管15とを接続する状態に切り換えられる。また、四路切換弁22は、暖房接続状態では、圧縮機21の吐出側に接続された第1冷媒配管11と、ガス側閉鎖弁28に接続された第5冷媒配管15とを接続しつつ、圧縮機21の吸入側に接続された第7冷媒配管17とレシーバ41と第6冷媒配管16と、室外熱交換器23に接続された第2冷媒配管12とを接続する状態に切り換えられる。
室外熱交換器23は、冷房運転時には冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の放熱器または凝縮器として機能し、暖房運転時には冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器23のガス側端部は、第2冷媒配管12を介して四路切換弁22と接続されている。室外熱交換器23の液側端部は、第3冷媒配管13を介して膨張弁24と接続されている。
膨張弁24は、冷媒回路10における室外熱交換器23の液側出口から液側閉鎖弁29までの間に設けられている。膨張弁24は、図示しない弁座に対して図示しない弁体が移動制御されることで弁開度を調節可能な電動膨張弁である。膨張弁24と液側閉鎖弁29とは、第4冷媒配管14を介して接続されている。
室外ファン25は、室外ユニット20内に室外の空気を吸入して、室外熱交換器23において冷媒と熱交換させた後に、外部に排出するための空気流れを生じさせる。室外ファン25は、室外ファンモータによって回転駆動される。
レシーバ41は、圧縮機21の吸入側と四路切換弁22の接続ポートの1つとの間に設けられており、冷媒回路10における余剰冷媒を液冷媒として貯留することが可能な冷媒容器である。レシーバ41の入口側は、第6冷媒配管16を介して四路切換弁22と接続されている。レシーバ41の出口側は、第7冷媒配管17を介して圧縮機21の吸入側に接続されている。
液側閉鎖弁29は、室外ユニット20における液側冷媒連絡配管6との接続部分に配置された手動弁である。
ガス側閉鎖弁28は、室外ユニット20におけるとガス側冷媒連絡配管5との接続部分に配置された手動弁である。
室外ユニット20は、室外ユニット20を構成する各部の動作を制御する室外ユニット制御部27を有している。室外ユニット制御部27は、CPUやメモリ等を含むマイクロコンピュータを有している。室外ユニット制御部27は、各室内ユニット30の室内ユニット制御部34と通信線を介して接続されており、制御信号等の送受信を行う。
室外ユニット20には、吐出圧力センサ61、吐出温度センサ62、吸入圧力センサ63、吸入温度センサ64、室外熱交温度センサ65、外気温度センサ66等が設けられている。これらの各センサは、室外ユニット制御部27と電気的に接続されており、室外ユニット制御部27に対して検出信号を送信する。吐出圧力センサ61は、圧縮機21の吐出側と四路切換弁22の接続ポートの1つとを接続する吐出管である第1冷媒配管11を流れる冷媒の圧力を検出する。吐出温度センサ62は、吐出管である第1冷媒配管11を流れる冷媒の温度を検出する。吸入圧力センサ63は、圧縮機21の吸入側とレシーバ41とを接続する吸入配管である第7冷媒配管17を流れる冷媒の圧力を検出する。吸入温度センサ64は、吸入配管である第7冷媒配管17を流れる冷媒の温度を検出する。室外熱交温度センサ65は、室外熱交換器23のうち四路切換弁22が接続されている側とは反対側である液側の出口を流れる冷媒の温度を検出する。外気温度センサ66は、室外熱交換器23を通過する前の屋外の空気温度を検出する。
(4)室内ユニット30
室内ユニット30は、例えば、対象空間である室内の壁面や天井等に設置される。室内ユニット30は、液側冷媒連絡配管6およびガス側冷媒連絡配管5を介して室外ユニット20と接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
室内ユニット30は、室内熱交換器31と、第8冷媒配管18と、第9冷媒配管19と、室内ファン32を有している。
室内熱交換器31は、液側が、第8冷媒配管18を介して液側冷媒連絡配管6と接続され、ガス側端が、第9冷媒配管19を介してガス側冷媒連絡配管5と接続されている。室内熱交換器31は、冷房運転時には冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時には冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の凝縮器として機能する熱交換器である。
室内ファン32は、室内ユニット30内に室内の空気を吸入して、室内熱交換器31において冷媒と熱交換させた後に、外部に排出するための空気流れを生じさせる。室内ファン32は、室内ファンモータによって回転駆動される。
また、室内ユニット30は、室内ユニット30を構成する各部の動作を制御する室内ユニット制御部34を有している。室内ユニット制御部34は、CPUやメモリ等を含むマイクロコンピュータを有している。室内ユニット制御部34は、室外ユニット制御部27と通信線を介して接続されており、制御信号等の送受信を行う。
室内ユニット30には、室内液側熱交温度センサ71、室内空気温度センサ72等が設けられている。これらの各センサは、室内ユニット制御部34と電気的に接続されており、室内ユニット制御部34に対して検出信号を送信する。室内液側熱交温度センサ71は、室内熱交換器31の液冷媒側の出口を流れる冷媒の温度を検出する。室内空気温度センサ72は、室内熱交換器31を通過する前の室内の空気温度を検出する。
(5)コントローラ7
冷凍サイクル装置1では、室外ユニット制御部27と室内ユニット制御部34とが通信線を介して接続されることで、冷凍サイクル装置1の動作を制御するコントローラ7が構成されている。
コントローラ7は、主として、CPU(中央演算処理装置)と、ROMやRAM等のメモリを有している。なお、コントローラ7による各種処理や制御は、室外ユニット制御部27および/又は室内ユニット制御部34に含まれる各部が一体的に機能することによって実現されている。
(6)運転モード
冷凍サイクル装置1は、少なくとも冷房運転モードと暖房運転モードとを実行可能である。
コントローラ7は、リモコン等から受け付けた指示に基づいて、冷房運転モードか暖房運転モードかを判断し、実行する。
冷房運転モードでは、圧縮機21は、例えば、冷媒回路10における冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度になるように、運転周波数が容量制御される。
圧縮機21から吐出されたガス冷媒は、第1冷媒配管11、四路切換弁22、第2冷媒配管12を通過した後、室外熱交換器23において凝縮する。室外熱交換器23を流れた冷媒は、第3冷媒配管13を流れた後、膨張弁24を通過する際に減圧される。
膨張弁24で減圧された冷媒は、第4冷媒配管14と液側閉鎖弁29を介して、液側冷媒連絡配管6を流れ、室内ユニット30に送られる。その後、冷媒は、第8冷媒配管18を流れた後、室内熱交換器31において蒸発し、第9冷媒配管19を介してガス側冷媒連絡配管5に流れていく。ガス側冷媒連絡配管5を流れた冷媒は、ガス側閉鎖弁28、第5冷媒配管15、四路切換弁22、第6冷媒配管16、レシーバ41、第7冷媒配管17を経て、再び、圧縮機21に吸入される。
暖房運転モードでは、圧縮機21は、例えば、冷媒回路10における冷媒の凝縮温度が、目標凝縮温度になるように、運転周波数が容量制御される。
圧縮機21から吐出されたガス冷媒は、第1冷媒配管11、四路切換弁22、第5冷媒配管15、ガス側冷媒連絡配管5を流れた後、室内ユニット30に送られる。その後、冷媒は、第9冷媒配管19を介して室内熱交換器31のガス側端に流入し、室内熱交換器31において凝縮または放熱する。室内熱交換器31において凝縮または放熱した冷媒は、第8冷媒配管18を通過した後、液側冷媒連絡配管6を流れて、室外ユニット20に流入する。
室外ユニット20の液側閉鎖弁29を通過した冷媒は、第4冷媒配管14を通過し、膨張弁24において減圧される。膨張弁24で減圧された冷媒は、第3冷媒配管13を通過した後、室外熱交換器23において蒸発する。室外熱交換器23を通過した冷媒は、第2冷媒配管12、四路切換弁22、第6冷媒配管16、レシーバ41、第7冷媒配管17を経て、再び、圧縮機21に吸入される。
(7)第1冷媒配管
本実施形態では、圧縮機21と四路切換弁22とを接続する冷媒配管である第1冷媒配管11として、配管径が3/8inch以下であり、且つ、長さが5cm以上である冷媒配管が用いられている。このような冷媒配管としては、例えば、配管径が1/8inchで長さが5cm以上のもの、配管径が1/4inchで長さが15cm以上のもの、配管径が3/8inchで長さが55cm以上のもの等を用いることができる。
(8)実施形態の特徴
本実施形態の冷凍サイクル装置1では、所定の条件を満たした場合に不均化反応が生じるおそれのある冷媒が用いられている。冷媒回路10のなかでも、冷媒の状態が高温で高圧の状態になりがちであり、電気的接点における電気的エネルギの発生や摺動部分における摩擦熱の発生がありえる圧縮機21内において不均化反応が生じるおそれが高い。そして、圧縮機21内において発生した不均化反応が、冷媒回路10における圧縮機21外の他の要素にまで伝播してしまうおそれがある。
これに対して、本願の発明者等は、以下に述べる試験の結果により、所定の条件を満たした場合には、圧縮機21に接続された第1冷媒配管11において不均化反応の伝播を抑制しうることを確認した。
具体的には、試験は、図3に示すように、第1耐圧容器50と第2耐圧容器60とが冷媒配管70によって接続された試験装置を用いて行った。第1耐圧容器50と第2耐圧容器60は、いずれも円筒形状の内部空間を有する容器であり、SUSにより構成した。試験では、第1耐圧容器50と第2耐圧容器60のそれぞれについて、内部の冷媒の温度を検出する熱電対と、内部の冷媒の圧力を検出する圧力センサを設けた。また、冷媒配管70は、第1耐圧容器50の周面から第2耐圧容器60の周面まで延びており、長さLで配管径(外径)Dの円筒形状の配管であり、SUSにより構成した。第1耐圧容器50の内部空間の中心には、2つの電極間を繋ぐように設けた白金線である着火源Sを設けた。試験は、第1耐圧容器50と第2耐圧容器60と冷媒配管70の内部に冷媒としての1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))を充填し、冷媒の温度を150℃とし、冷媒の圧力を1.2MPaとして行った。試験では、冷媒配管70の長さLおよび配管径Dを変化させ、第1耐圧容器50の着火源Sで不均化反応を発生させた場合に、冷媒配管70における不均化反応の伝播の様子の違いを観察した。以下に、試験結果を示す。
なお、以下の表において、「不均化伝播」の欄では、冷媒配管70における不均化反応の伝播の有無を示している。具体的には、ガスクロマトグラフィーを用いて測定した1、2-ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))の分解率(第1耐圧容器50と第2耐圧容器60と冷媒配管70の内部全体における分解率)が90%以上であった場合に「伝播あり」と判断した。一方、1、2-ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))の分解率(第1耐圧容器50と第2耐圧容器60と冷媒配管70の内部全体における分解率)が40~60%であった場合に「伝播なし」と判断した。
Figure 0007174289000001
以上の試験結果によれば、冷媒配管70の配管径が小さい方が、不均化反応の伝播を抑制できる傾向にあることが分かる。また、冷媒配管70の長さが長い方が、不均化反応の伝播を抑制できる傾向にあることが分かる。
そして、本実施形態の冷凍サイクル装置1では、圧縮機21の吐出側に接続された第1冷媒配管11として、配管径が3/8inch以下で長さが5cm以上の冷媒配管を用いている。このため、圧縮機21の内部において冷媒の不均化反応が発生したとしても、第1冷媒配管11において、不均化反応の伝播を抑制することが可能となっている。これにより、第1冷媒配管11に接続された四路切換弁22や、冷媒回路10において四路切換弁22よりもさらに先に接続された各要素および冷媒配管内にまで、冷媒の不均化反応が伝播してしまうことが抑制される。
(9)他の実施形態
(9-1)他の実施形態A
上記実施形態では、冷凍サイクル装置1が、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことができる冷媒回路10を備えている場合を例に挙げて説明した。
これに対して、冷凍サイクル装置1としては、例えば、図4に示すように、冷房運転専用の冷媒回路10aを備えるものであってもよい。冷媒回路10aは、上記実施形態の第1冷媒配管11、四路切換弁22、第2冷媒配管12、第6冷媒配管16、第5冷媒配管15の代わりに、第10冷媒配管81、第11冷媒配管82を備えている。第10冷媒配管81は、圧縮機21の吐出側と、室外熱交換器23のガス冷媒側と、を接続している。第11冷媒配管82は、ガス側閉鎖弁28とレシーバ41とを接続している。
以上の構成において、圧縮機21の吐出側に接続された第10冷媒配管81として、配管径が3/8inch以下で長さが5cm以上の冷媒配管を用いていることにより、冷房運転専用の冷媒回路10aを備える冷凍サイクル装置1においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。具体的には、圧縮機21において冷媒の不均化反応が発生したとしても、その不均化反応が室外熱交換器23にまで伝播することを抑制することが可能になる。
(9-2)他の実施形態B
上記実施形態では、圧縮機21から延びる第1冷媒配管11が1本の配管により構成されている場合を例に挙げて説明した。
これに対して、圧縮機21から延びる冷媒配管としては、複数の分岐管に分岐して構成されたものであってもよい。これにより、各分岐管の冷媒通過断面積の合計が、1本の冷媒配管の冷媒通過断面積と同じであっても、分岐管の配管径を小さくすることができるため、不均化反応の伝播を抑制しやすくすることができる。また、複数の分岐管の長さの合計長さを、1本の冷媒配管の長さよりも長くできる場合においても、不均化反応の伝播を抑制しやすくすることができる。
(付記)
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
1 冷凍サイクル装置
10 冷媒回路
10a 冷媒回路
11 第1冷媒配管(冷媒配管)
21 圧縮機
22 四路切換弁(第1部品)
23 室外熱交換器(第1部品)
81 第10冷媒配管(冷媒配管)
特許文献1:特開2019-196312号公報

Claims (2)

  1. 1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132)、および/または、1,1,2-トリフルオロエチレン(HFO-1123)を含む組成物の冷媒回路(10、10a)における、冷媒としての使用であって、
    前記冷媒回路は、圧縮機(21)と、四路切換弁(22)と、前記圧縮機と前記四路切換弁とを接続する冷媒配管(11を有し、
    前記冷媒配管は、配管径が1/8inch以下で長さが5cm以上のもの、配管径が1/4inch以下で長さが15cm以上のもの、配管径が3/8inch以下で長さが55cm以上のもののいずれかである、
    冷媒としての使用。
  2. 1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132)、および/または、1,1,2-トリフルオロエチレン(HFO-1123)を含む組成物を冷媒として用い、
    圧縮機(21)と、四路切換弁(22)と、前記圧縮機と前記四路切換弁とを接続する冷媒配管(11と、を有する冷媒回路(10、10a)を備え、
    前記冷媒配管は、配管径が1/8inch以下で長さが5cm以上のもの、配管径が1/4inch以下で長さが15cm以上のもの、配管径が3/8inch以下で長さが55cm以上のもののいずれかである、
    冷凍サイクル装置(1)。
JP2021142916A 2020-09-04 2021-09-02 冷媒の冷凍サイクル装置における使用、および、冷凍サイクル装置 Active JP7174289B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020148669 2020-09-04
JP2020148669 2020-09-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022044018A JP2022044018A (ja) 2022-03-16
JP7174289B2 true JP7174289B2 (ja) 2022-11-17

Family

ID=80491106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021142916A Active JP7174289B2 (ja) 2020-09-04 2021-09-02 冷媒の冷凍サイクル装置における使用、および、冷凍サイクル装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230203356A1 (ja)
EP (1) EP4209726A4 (ja)
JP (1) JP7174289B2 (ja)
CN (1) CN116097048A (ja)
WO (1) WO2022050351A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023228628A1 (ja) * 2022-05-24 2023-11-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 冷凍サイクル装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202675718U (zh) 2012-07-10 2013-01-16 珠海格力电器股份有限公司 房间空调器
JP2013139990A (ja) 2011-12-08 2013-07-18 Panasonic Corp 空気調和機
CN103542565A (zh) 2012-07-10 2014-01-29 珠海格力电器股份有限公司 房间空调器
WO2015140827A1 (ja) 2014-03-17 2015-09-24 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置
JP2018059638A (ja) 2016-09-30 2018-04-12 株式会社富士通ゼネラル 熱交換器および冷凍サイクル装置
WO2020017522A1 (ja) 2018-07-17 2020-01-23 ダイキン工業株式会社 冷凍サイクル装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014203353A1 (ja) * 2013-06-19 2014-12-24 三菱電機株式会社 空気調和機
JP6673395B2 (ja) 2018-05-07 2020-03-25 ダイキン工業株式会社 1,2−ジフルオロエチレン及び/又は1,1,2−トリフルオロエタンの製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013139990A (ja) 2011-12-08 2013-07-18 Panasonic Corp 空気調和機
CN202675718U (zh) 2012-07-10 2013-01-16 珠海格力电器股份有限公司 房间空调器
CN103542565A (zh) 2012-07-10 2014-01-29 珠海格力电器股份有限公司 房间空调器
WO2015140827A1 (ja) 2014-03-17 2015-09-24 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置
JP2018059638A (ja) 2016-09-30 2018-04-12 株式会社富士通ゼネラル 熱交換器および冷凍サイクル装置
WO2020017522A1 (ja) 2018-07-17 2020-01-23 ダイキン工業株式会社 冷凍サイクル装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022050351A1 (ja) 2022-03-10
EP4209726A4 (en) 2024-10-09
US20230203356A1 (en) 2023-06-29
EP4209726A1 (en) 2023-07-12
JP2022044018A (ja) 2022-03-16
CN116097048A (zh) 2023-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2530915B (en) Air-conditioning apparatus
US10101069B2 (en) Refrigeration cycle apparatus
JP6223546B2 (ja) 冷凍サイクル装置
US10126026B2 (en) Refrigeration cycle apparatus
JP7168892B2 (ja) 冷媒としての使用、および、冷凍サイクル装置
WO2009157320A1 (ja) 冷凍サイクル装置及び空気調和装置
CN106796045B (zh) 空气调节装置
JP6120797B2 (ja) 空気調和機
WO2015140882A1 (ja) 冷凍装置
JP7174289B2 (ja) 冷媒の冷凍サイクル装置における使用、および、冷凍サイクル装置
JP6188916B2 (ja) 冷凍サイクル装置
JP2020094698A (ja) 冷凍装置
US11112154B2 (en) Air conditioner
US11143446B2 (en) Refrigeration device controlling a temperature of compressor-discharged refrigerant
WO2017170538A1 (ja) 冷凍装置
JP7177368B2 (ja) 組成物の装置における冷媒としての使用、装置、および、冷凍サイクル装置
US20240019177A1 (en) Heat pump apparatus
WO2023210575A1 (ja) 圧縮機における冷媒としての使用、圧縮機、および、冷凍サイクル装置
JP7535371B2 (ja) 空気調和装置
JP2020056516A (ja) 冷凍サイクル装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210902

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211102

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211228

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220824

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20220824

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20220901

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20220906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221004

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221017

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7174289

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151